JP5483390B2 - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は液晶装置及び電子機器に係り、特に、液晶パネルと照明体を備えた液晶装置の構造に関する。

一般に、多くの液晶装置は、透過型の液晶パネルの背後にバックライトを配置し、バックライトの照明光を液晶パネルに照射し、液晶パネルから出射される透過光によって所望の画像を表示するように構成される。ここで、バックライトとしては、例えば、１又は複数の光源と、該光源と対向する端面を備えた導光板とを有するサイドライト型のバックライトと、液晶パネルの背後に複数の光源を平面的に配置し、視認側に光拡散板を配置してなる直下型のバックライトとが知られている。前者のサイドライト型のバックライトは、薄型化が容易であるために携帯電話機等の小型、薄型の電子機器に多く用いられ、直下型のバックライトは大画面化が容易であるために液晶テレビ、車載モニタ等の中型若しくは大型の電子機器に多く用いられる。

直下型のバックライトとしては、以下の特許文献１に記載されているように、筐体内に複数の蛍光管を配列し、視認側に光拡散板を配置してなる構造が一般的である。また、直下型のバックライトとしては、以下の特許文献２に記載されているように、Ｒ、Ｇ、Ｂの三色のＬＥＤを液晶セルの１ピクセル単位で配列し、各ＬＥＤから放出される光を液晶セルで制御するようにしたものも知られている。
再表２００４−０３８２８３号公報 特開２００７−１５６４７５号公報

しかしながら、前述の一般的な直下型のバックライトでは、輝度を高めることが容易な反面、光源と光拡散板との間にある程度の距離を確保して光拡散板から出射する照明光の面内均一性を確保しているので、厚みが増大することとなり、液晶装置の薄型化に反する結果となる。また、薄型化を図ることで輝度の均一化が困難になり、良好な表示品位を得ることが難しくなる。

一方、ＬＥＤを液晶セルの１ピクセル単位で配列してなる液晶装置では、市販のＬＥＤのサイズが数ｍｍ程度となることから、実際の液晶セルのピクセル単位で平面的に配列させることは不可能であり、これを回避するためには特殊な導光経路を設ける必要があり、構造が複雑化するとともに、この構造の複雑化により結局は薄型化が困難になるという問題点がある。

さらに、上記のいずれのバックライト構造においても、光を液晶セルの全体に照射するのに対して液晶セルの各ピクセル内の開口範囲が限定されているため、光を効率的に表示に利用することができないという問題点がある。特に、近年は液晶パネルの高精細化が進み、開口率が低下しつつあることから、表示輝度が低下する傾向にある。このため、表示輝度を高めるにはバックライトの輝度をさらに高める必要があるが、バックライトの輝度を高めるほど光の利用効率は低下し、表示輝度の向上と省電力化とを両立させることが難しくなる。したがって、光の利用効率のさらなる向上が要求されるようになってきている。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、照明体の薄型化を図ることができるとともに、光を効率的に利用することができる液晶装置の構造を提供することにある。

斯かる実情に鑑み、本発明に係る液晶装置は、表示領域内に複数のサブ画素が配列された構造を有する液晶パネルと、該液晶パネルの表示領域と平面的に重なる照明範囲に、サブ画素の光通過領域と平面的に重なる発光領域を有し、該発光領域の周囲に光出射側に延在される遮光壁が設けられる複数の発光部が配列された照明体と、を具備し、遮光壁は、発光部の高さよりも高くなるように光出射側に延長されて形成され、照明体は、サブ画素の配列に応じて、発光部に対応するサブ画素の光通過領域と、当該発光部の発光領域とが平面的に重なる位置に、当該発光部が配置される。

この発明によれば、発光領域から照射された照明光が液晶パネルの各サブ画素の光通過領域にそれぞれ照射されるので、従来の直下型のバックライトのように光源の視認側に或る程度の距離を確保する（さらには必要に応じて光拡散板を配置する）必要がなくなることから、液晶装置の厚みを大幅に低減できるとともに、サブ画素の光通過領域以外の領域に照射される照明光を低減できるため、光の利用効率も大幅に高めることができる。

ここで、光通過領域とは、画素若しくはサブ画素内において照明体から照射される光が入射されるとともに出射される平面領域を言い、一般的には、遮光層、配線、能動素子等によって照明光の入射若しくは出射が制限される領域を除いた領域である。具体的には、照明体がバックライトとして透過型若しくは半透過型の液晶パネルの背後に配置される場合には上記光通過領域は照明光が透過して表示に寄与する平面領域（透過表示領域）であり、照明体がフロントライトとして反射型や半透過型の液晶パネルの視認側に配置される場合には上記光通過領域は照明光が反射されて出射し表示に寄与する平面領域（反射表示領域）である。

本発明の別の態様においては、サブ画素内には複数の光通過領域部分が設けられ、発光領域が複数の光通過領域部分にそれぞれ対応する位置に配置されている。

ここで、基板上に形成された発光素子としては、基板上に形成された発光ダイオード構造、基板上に形成された有機若しくは無機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）構造などが挙げられる。

本発明のさらに別の態様においては、液晶パネルが少なくとも液晶の背後に偏光板を有し、発光部から偏光が出射され、該偏光の主方位角が偏光板の偏光透過軸と一致していることが好ましい。これにより、発光部から出射された偏光における偏光板による吸収量を低減できるので、光の利用効率をさらに向上できる。

本発明のさらに異なる態様においては、液晶パネルがサブ画素ごとに所定の色調のカラーフィルタ層を有し、カラーフィルタ層に入射する照明光を放射する発光部の放出光がカラーフィルタ層の透過特性分布と対応する波長分布を有することが好ましい。これにより、発光部の放射光とカラーフィルタ層の透過特性分布を同色系列にすることで、発光部から放射された光におけるカラーフィルタ層による吸収量を低減できるので、光の利用効率をさらに向上できる。

次に、本発明の電子機器は、上記のいずれかに記載の液晶装置と、該液晶装置の制御手段とを搭載する。このような電子機器としては、特に薄型化の要求される携帯電話、電子時計、携帯型情報端末等の携帯型表示機器であることが好ましい。

次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

［第１実施形態］
最初に、図１乃至図５を参照して本発明に係る液晶装置の第１実施形態について説明する。この実施形態では、液晶装置の基本構成については図示を省略しているが、当該基本構成としては、例えば、ガラス等よりなる２枚の透明基板をシール材で貼り合わせ、その間に液晶を封入したセル構造を有する液晶パネルを有するとともに、当該液晶パネルを駆動するドライバ回路を備える。また、液晶パネルを照明する照明光を照射する照明体を用いる。なお、液晶パネル、ドライバ回路、及び、照明体の関係については後に電子機器の説明部分等において簡単に説明する。

図１は本実施形態の液晶装置の照明体１３０の平面構造を模式的に示す概略平面図、図２は本実施形態の液晶パネル１１０の平面構造を模式的に示す概略平面図、図３は本実施形態の液晶パネル１１０の表示領域Ｄ内に形成された画素Ｇの構造を示す拡大平面図、図４は図３に示す画素Ｇの一部の断面構造を示す拡大縦断面図、図５は図３に示す画素Ｇの図４とは直交する方向の拡大縦断面図である。

最初に、図１及び図２を参照して液晶パネル、照明体を備えた画素構成について説明する。図１に示すように、照明体１３０は、基板１３１上に複数の発光部１３２が平面的に（すなわち縦横に）配列されてなる。発光部１３２は個々に独立した島状の発光領域（図示ハッチング部分）Ｌｓを有している。図示例では、発光領域Ｌｓの形状はそれぞれ矩形状とされ、縦横にそれぞれ等間隔で配列される。

図２に示すように、液晶パネル１１０は、ガラス等よりなる透明基板１１，１２間に挟持された液晶を有し、その表示領域Ｄ内には、透明基板１１，１２の内面構造によって液晶の配向状態を独立して制御可能な複数のサブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂが平面的に配列されている。複数のサブ画素はそれぞれ異なる色調の色フィルタ部を有する三種のサブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂを所定のパターン（図示例ではストライプ配列）で繰り返し配列してなり、隣接する三種のサブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂが一つの表示単位構造である画素Ｇ（ピクセル）を構成する。

上記サブ画素Ｇｒ，Ｇｇ、Ｇｂにはそれぞれ光通過領域Ｇａが設けられ、当該光通過領域Ｇａは、上記照明体１３０の発光部１３２より出射される照明光を受けて出射させる平面領域となっている。また、各サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂのうち、上記光通過領域Ｇａ以外の領域は、遮光層、配線層、能動素子等によって光が通過できない領域である。

図３及び図４に示すように、画素Ｇは三つのサブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂを含み、サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂは、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のフィルタを含むことで構成される。なお、これらのサブ画素の画素Ｇ中の数は図示例の３に限らず任意である。

サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂは、図４に示す基板１１の内面上に形成された走査線１３と、該走査線１３と交差する絶縁膜１２上に形成された信号線１４とでマトリクス状に画成される平面領域にそれぞれ形成される。走査線１３と信号線１４はサブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂにおいてそれぞれ形成された半導体層１９によって形成される能動素子であるトランジスタ（図示例ではＴＦＴ；Thin Film Transistor）に接続される。このトランジスタは走査線１３の電位をゲート電位とし、当該ゲート電位に応じて表示データとしての信号線１４の電位を絶縁膜１５上に形成された画素電極１６に供給する。画素電極１６は好ましくはアルミニウム等等の金属よりなり、各サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂ内を線状に延在する。図示例では、視野角特性の偏りを緩和するために異なる二方向に延在する屈折状の画素電極１６となっている。

基板１１の内面上にはさらに共通線１７が設けられ、この共通線１７は、各サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂにそれぞれ形成され、上記画素電極１６と並行して絶縁膜１５上に設けられる金属等よりなる共通電極１８に導電接続される。共通電極１８は画素電極１６に隣接して対向し、画素電極１６と同様に二方向に延在する屈折形状を有している。画素電極１６と共通電極１８は各サブ画素内において相互に隣接して対向する各屈折部同士が平行となるように配置される。

一方、上記基板１１に対向するもう一つの基板２１の内面上には上記サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂ間に遮光層２２が形成され、その上には絶縁膜２３を介してサブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂに対応する色フィルタ層２４ｆを有するカラーフィルタ２４が形成される。カラーフィルタ２４上にはさらに透明保護膜２５が形成される。

なお、上記基板１１と２１の間には所定の誘電異方性を備えた液晶３０が封入配置される。この液晶３０は基板１１及び２１の各内面上に形成された上記の構造の最上層にそれぞれ適宜の配向膜１１Ｉ、２１Ｉを設けることで、各基板１１、２１の内面と平行（すなわち水平）で、かつ、画素電極１６及び共通電極１８の延在方向と直交しない方向に配向される（初期配向状態）。ここで、画素電極１６と共通電極１８の間に所定の電位差が付与され、両電極間に所定の電界が生成されると、液晶３０は水平姿勢のまま回動し画素電極１６及び共通電極１８の延在方向と直交する方向に配向される（駆動時配向状態）。

基板１１と２１の外面上には偏光透過軸が相互に直交する偏光板２８、２９がそれぞれ配置され、上記液晶３０の配向方向と偏光板２８、２９の光透過特性とに応じて各サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂの光透過率が制御され、これらのサブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂの光透過率の組み合わせによって画素Ｇごとに所定の明度及び色相を表現することができる。したがって、複数の画素Ｇの配列された表示領域によって所望の表示画像を形成することができる。

本実施形態では、サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、ＧｂによってＩＰＳ（In-Plane Switching）モードの画素構造が構成される。ここで、一例として、正の誘電異方性を有する液晶３０の初期配向方向を、偏光板２８、２９の一方の光透過軸と直交させ、他方の光透過軸と平行にさせるとともに画素電極１６及び共通電極１８の延在方向に対して傾斜した方向（例えば４５度の方向）とすることで、サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂでは、電圧無印加時にブラック状態（光遮断状態）となり、電圧印加時にはホワイト状態（光透過状態）となる。

本実施形態では、液晶パネル１１０の各サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂにそれぞれ光通過領域Ｇａが設けられ、この光通過領域Ｇａに平面的に対応する位置及び形状の発光領域Ｌｓを有する発光部１３２が基板１３１上に形成される。発光部１３２は、基板１３１上に、アルミニウム等の金属よりなる下部電極１３２１、ｎ型半導体層１３２２、ｐ型半導体層１３２３、ＩＴＯ等の透明導電体よりなる上部電極１３２４を順次に積層してなる。この積層体の周囲には白色樹脂等の遮光壁１３２５が設けられ、最上部の発光領域Ｌｓを規定している。発光部１３２は図示しない配線を通して上記下部電極１３２１と上部電極１３２４間に供給された電圧に基づいてｎ型半導体層１３２２とｐ型半導体層１３２３の接合面で電子とホールの再結合により発光する。このような発光部１３２を基板１３１上に複数配列させて形成するには、各層をフォトリソグラフィ法等によってパターニングしつつ、上記各層を積層し、最後に遮光壁１３２５を印刷等によって塗布すればよい。

本実施形態では、サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂ毎に設けられた光通過領域Ｇａの位置及び形状に平面的に重なり、対応する位置及び形状を有する発光領域Ｌｓを備えた発光部１３２が複数のサブ画素の配列態様に整合させて配列されることにより、各光通過領域Ｇａにそれぞれ照明光を直接照射することが可能になるので、従来の直下型のバックライトのように光源と光拡散板を設け、両者の距離をある程度確保するといったことが不要になるため、液晶装置の薄型化に大きく貢献できる。

また、各光通過領域Ｇａにそれぞれ各発光部１３２の照明光を直接照射することから、照明体の照明光を無駄にせず効率的に用いることができるため、光の利用効率を高めることができ、したがって、相対的に消費電力を低減できる。特に、本実施形態の場合、液晶パネルの制御単位構造であるサブ画素ごとに発光部を対応させて設けているため、光の利用効率を最も高くすることが可能である。

図４及び図５に示すように、光通過領域Ｇａと発光領域Ｌｓとの関係は、発光領域Ｌｓが光通過領域Ｇａ内に対して平面的に全て包含される態様、実際には発光領域Ｌｓが光通過領域Ｇａよりやや狭い範囲に設定される（すなわち、光通過領域Ｇａの一部に配置される）ことが好ましい。このようにすると、発光領域Ｌｓから出射された照明光のうち光通過領域Ｇａ以外に照射される光をさらに低減でき、光の利用効率をさらに高めることができる。ただし、発光領域Ｌｓが光通過領域Ｇａに対応した位置に形成されていさえすれば、発光領域Ｌｓが光通過領域Ｇａ以外の範囲にはみ出していても、光の利用効率を向上させる効果を得ることは可能である。

また、本実施形態では発光部１３２と液晶パネルとを直接隣接させているが、図４及び図５に点線で示すように、光拡散層若しくは光拡散板１３５を両者間に配置してもよく、或いは、発光部１３２の上に光拡散層１３６を積層してもよい。このような光拡散層若しくは光拡散板のような拡散部を配置することで、発光領域Ｌｓから出射される光を拡散できるので、上記のように光通過領域Ｇａの一部にのみ発光領域Ｌｓが配置されているような場合でも光通過領域Ｇａ全体に光を照射することが可能になる。

さらに、図４及び図５に破線で示すように、発光部１３２の周囲に光出射側に延長された遮光壁１３７（好ましくは光反射性の内面を有するもの）を形成し、発光領域Ｌｓから出射される照明光の出射角（或いは、液晶パネルに照射される照明光の照明範囲）を制限することで、さらに光の利用効率を高めることができる。

本実施形態では、光通過領域Ｇａが遮光層２２によって規定される。本実施形態では遮光層２２と遮光壁１３２５が平面的に重なる位置に配置され、これによって光通過領域Ｇａと発光領域Ｌｓとの位置関係が設定されている。もっとも、発光領域Ｌｓから出射される照明光の照明範囲の広がりが少ない場合には上記のように光通過領域Ｇａと発光領域Ｌｓとがほぼ対応した範囲とされるが、特に発光部１３２と液晶パネルとの間隔が大きいときや遮光層２２が照明体とは反対側の基板２１上に形成されているときのように、照明光の照明範囲の広がりが大きい場合には、上記遮光壁１３７のように照明範囲の広がりに制約を課すことが好ましい。この意味で、図示例とは異なり、遮光層を照明体側の基板１１上に形成することで、発光部１３２と遮光層との間隔を低減したり、迷光を削減したりすることも有効である。なお、光通過領域Ｇａは、遮光層によって規定される図示例のような態様に限らず、他の構成、例えば、配線や電極などによって規定されるようになっていてもかまわない。

液晶パネルと照明体とは接着、嵌合等の各種手段によって相互に位置決め固定される。例えば、照明体に基板１３１を保持する保持枠を設け、当該保持枠を液晶パネルに位置決め固定するか、或いは、当該保持枠を液晶パネルの位置決め用の枠として用いる。これらの位置決め固定は、専用或いは兼用のアライメントマーク等を用いて実施することができる。

なお、上記発光部１３２を同様の構造でＬＤ（レーザーダイオード）として構成することが可能である。この場合には、発光部１３２の発光領域Ｌｓから放射される光はコヒーレント光であり、所定の方位に設定された偏光（例えば直線偏光）を出射するように構成できる。そして、この場合には、発光部１３２から放射される偏光の主方位角（最も光強度の高い偏光面の方位角）を下側の偏光板２８の偏光透過軸と一致させることで、液晶パネル１１０へ入射するときの光の損失を低減でき、光の利用効率をさらに高めることが可能である。本実施形態で述べた以上の各点は他の実施形態にも適用できる。

［第２実施形態］
次に、図６及び図７を参照して本発明に係る第２実施形態について説明する。本実施形態では基本的に第１実施形態と同一部分には同一符合を付し、それらの説明は省略する。

本実施形態では、照明体１３０′が基板１３１上に複数の発光部１３２′を配列させている点で第１実施形態と同様であるが、発光部１３２′の発光領域Ｌｓ′がサブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂの各光通過領域Ｇａには対応せず、画素Ｇに含まれる複数の光通過領域と平面的に重なる範囲となっていて、さらに、発光部１３２′が画素Ｇの配列態様と整合するように平面的に配列されている点で異なる。

本実施形態では、画素Ｇ内の複数の発光領域Ｇａを包含する範囲と発光部１３２′の一体に構成された発光領域Ｌｓ′とが対応しているので、多少光の利用効率が低下するものの、基本的には第１実施形態と同様の作用効果を実現することができる。

［第３実施形態］
次に、図８乃至図１１を参照して本発明に係る第３実施形態について説明する。図８はは本実施形態の液晶装置の照明体１３０″の平面構造を模式的に示す概略平面図、図９は本実施形態の液晶パネル１１０″の平面構造を模式的に示す概略平面図、図１０は本実施形態の液晶パネル１１０″の表示領域Ｄ内に形成された画素Ｇの構造を示す拡大平面図、図１１は図１０に示す画素Ｇの一部のＸ−Ｘ線に沿った断面構造を示す拡大縦断面図である。なお、以下に説明する実施形態は、ＭＶＡ（Multi-domain Vertically Aligned）方式の半透過型液晶表示パネルを示すものであるが、本発明をここに記載したものに限定することを意図するものではなく、ＭＶＡ方式の透過型液晶表示パネルやＶＡ（Vertically Aligned）方式の半透過型若しくは透過型液晶表示パネルであってもよい。また、本実施形態について第１実施形態と共通の部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。

図８及び図９に示すように、本実施形態の照明体１３０″には、後述する液晶パネル１１０″のサブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂのそれぞれに平面的に対応する領域に二つの発光部１３３ａ、１３３ｂが配置され、これらの二つの発光部１３３ａ，１３３ｂはそれぞれ発光領域Ｌｓａ、Ｌｓｂを有している。そして、二つの発光部１３３ａ，１３３ｂがサブ画素の配列態様に整合した平面パターンで複数組平面的に配列されている。

液晶パネル１１０″はサブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂを含む画素Ｇを有し、複数の画素Ｇが表示領域Ｄ内において平面的に配列されている。各サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂ内には反射表示領域Ｒｒ及び透過表示領域Ｒｔが区分して設けられ、透過表示領域Ｒｔには二つの透過表示部分Ｒｔａ、Ｒｔｂが含まれる。この構成において、二つの透過表示部分Ｒｔａ、Ｒｔｂは本発明の光通過領域に相当している。

本実施形態の液晶パネル１１０′は、図１０及び図１１に示すように、透明な絶縁性を有するガラス等よりなる基板４１上に複数の走査線４２及び信号線４３がそれぞれ直接ないしゲート絶縁膜４４を介してマトリクス状に形成されている。ここで、走査線４２と信号線４３とで囲まれた領域がサブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂである。サブ画素Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂには、それぞれ反射表示領域Ｒｒと透過表示領域Ｒｔとが設けられている。また、スイッチング素子となるＴＦＴは、走査線４２に対してゲート絶縁膜４４を介して形成された半導体層４５を含み、この半導体層４５には信号線４３に接続されたソース電極Ｓｃとドレイン電極Ｄｒが接続される。また、基板４１上に形成された補助容量線５１上にゲート絶縁膜４４を介してドレイン電極Ｄｒが対向配置され、蓄積容量を構成している。このＴＦＴはそれぞれのサブ画素毎に形成され、その表面はパッシベーション膜５３で被覆されている。

上記の走査線４２、信号線４３、ゲート絶縁膜４４、パッシベーション膜５３上には有機絶縁膜等よりなる層間膜４７が形成され、この層間膜４７にはＴＦＴのドレイン電極Ｄｒに対応する位置にコンタクトホール５０が設けられる。この上には、反射表示部Ｒｒにおいてアルミニウム等の金属からなる反射層４８が形成される。この反射層４８の表面には微細な凹凸形状（図示せず）が形成される。この反射層４８は上記コンタクトホール５０を通して上記ドレイン電極Ｄｒに導電接続されている。また、それぞれのサブ画素において反射層４８の表面、コンタクトホール５０及び透過表示領域Ｒｔの層間膜４７の表面には例えばＩＴＯないしＩＺＯからなる透明な画素電極４９が形成されている。

また、この半透過型液晶表示パネル１１０においては、画素電極４９の反射表示領域Ｒｒと透過表示領域Ｒｔの境界領域で液晶分子の配向を規制するために信号線４３側から延びるスリット６１が設けられ、画素電極４９は実質的に反射表示領域Ｒｒ内の画素電極部４９ａと透過表示領域Ｒｔ内の画素電極部４９ｂに区画されており、反射表示領域Ｒｒの画素電極部４９ａと透過表示領域Ｒｔの画素電極部４９ｂとは幅の狭い部分４９ｃを介して電気的に接続されている。

反射表示領域Ｒｒ側においては、層間膜４７における反射層４８の形成領域の下方位置に補助容量線５１が配置され、また、平面視で、反射層４８及び反射表示領域Ｒｒの画素電極部４９ａは隣接するサブ画素の反射層及び画素電極とは接しないで、走査線４２及び信号線４３とは重複するように、かつ、反射層４８と反射表示領域Ｒｒの画素電極部４９ａとは重なるように実質的に同じ形状に設けられている。

更に、透過表示領域Ｒｔ側における画素電極部４９ｂは、隣接するサブ画素の画素電極とは接しないで、信号線４３とは実質的に重複しないように信号線４３に沿うように設けられ、かつ、走査線４２とは近接するように設けられている。また、透過表示領域Ｒｔの画素電極部４９ｂは、反射表示領域Ｒｒの画素電極部４９ａよりも面積が大きくされているとともに、中間部に設けられた信号線４３側から延びる別のスリット６２によって２つのサブドット領域４９ｂ１及び４９ｂ２に区画され、上記透過表示部分Ｒｔａ、Ｒｔｂを構成しており、これらの２つのサブドット領域４９ｂ１及び４９ｂ２は幅の狭い部分４９ｄを介して電気的に接続されている。そして、透過表示領域Ｒｔの画素電極部４９ｂにおいては、サブドット領域４９ｂ２の隣接する走査線４２側の２つの角部に面取り部４９ｅが形成されている。また、画素電極４９の表面をも含む基板４１の表面には全ての表示領域Ｄを覆うようにして垂直配向膜４１Ｉが積層されている。

このように、透過表示領域Ｒｔの画素電極部４９ｂの面積を大きくするとともに、２つのサブドット領域４９ｂ１及び４９ｂ２に区画した理由は、近年の携帯電話機等に使用されている半透過型液晶表示パネルは、高精細であってしかも画像表示用として多用され、バックライトを常時点灯して実質的に透過型液晶表示パネルとして使用される機会が多くなっていること、及び、面積が大きい透過表示領域Ｒｔの画素電極部４９ｂの全体にわたって液晶分子の配向規制を行うことができるようにするためである。加えて、透過表示領域Ｒｔの画素電極部４９ｂのうち、サブドット領域４９ｂ２の隣接する走査線４２側の２つの角部に面取り部４９ｅを形成したのは、走査線側のサブドットの液晶分子の配向状態を安定化させるためである。

また、上記基板４１に対向する透明な絶縁性を有するガラス等よりなる基板７１の表示領域上には、それぞれのサブ画素に対応して形成される赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のうち何れか一色からなるストライプ状のカラーフィルタ層７２が設けられている。更に、反射表示領域Ｒｒと透過表示領域Ｒｔとで同じ厚さのカラーフィルタ層２２を使用するため、反射表示領域Ｒｔのカラーフィルタ層７２の一部分に所定の厚さのトップコート層７３が設けられている。このトップコート層７３は、反射表示領域Ｒｒ全体に亘って設けられており、その厚さは反射表示領域Ｒｒにおける液晶６０の層の厚さ、いわゆるセルギャップが透過表示領域Ｒｔのセルギャップの約半分となるように構成されている。

透過表示領域Ｒｔに位置するカラーフィルタ層７２の表面の一部には、それぞれ透過表示領域Ｒｔの画素電極部４９ｂの２つのサブドット領域４９ｂ１及び４９ｂ２の中央部に位置するように、液晶分子の配向を規制するための平面視で底面が円形状の突起７４がそれぞれ設けられており、カラーフィルタ層７２、トップコート層７３及び突起７４の表面には透明保護膜７５及び共通電極７６が順次に積層され、さらにその上を垂直配向膜７１Ｉが覆っている。

そして、前記基板４１及び７１を互いに対向させ、両基板の周囲にシール材を設けることにより両基板を貼り合せ、両基板間に負の誘電異方性を有する液晶６０を充填することによりＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルが構成される。なお、基板４１，７１の外面上にはそれぞれ偏光板７８，７９が配置される。

さらに、基板４１の下方には照明体１３０″が配置され、この照明体１３０″では、基板１３１上に上記の発光部１３３ａ，１３３ｂを構成する発光素子が形成される。これらの発光素子はいずれもＥＬ発光体であり、基板１３１上に金属等よりなる下側電極１３３１、電子注入層１３３２、電子輸送層１３３３、発光層１３３４、正孔輸送層１３３５、ＩＴＯ等の透明導電体よりなる上側電極１３３６を順次積層し、周囲に遮光壁１３３７を形成してなる。

発光部１３３ａ，１３３ｂはサブ画素ごとに異なる波長分布を有する放射光を放射するように構成できる。例えば、放射光の波長分布をＲ（赤）に偏らせ、Ｒ（赤）のカラーフィルタ層を備えたサブ画素Ｇｒを照明するように構成する。同様に、Ｇ（緑）のサブ画素Ｇｇを照明する発光部の放射光をＧ（緑）に偏った波長分布とし、Ｂ（青）のサブ画素Ｇｂを照明する発光部の放射光をＢ（青）に偏った波長分布とする。このようにすると、それぞれのカラーフィルタ層で吸収される光量を低減でき、さらに光の利用効率を高めることができる。この点は他の実施形態にも適用できる。

本実施形態では、本発明の光通過領域に相当する二つの透過表示部分Ｒｔａ、Ｒｔｂが画素電極部４９ｂの二つのサブドット領域４９ｂ１、４９ｂ２によって構成されているので、二つの発光部１３３ａ，１３３ｂを透過表示部分Ｒｔａ，Ｒｔｂにそれぞれ整合させて設け、それぞれの発光領域Ｌｓａ，Ｌｓｂが透過表示部分Ｒｔａ、Ｒｔｂに平面的に対応する位置及び形状となるようにしている。このような構成によれば、照明体１３０″の発光領域Ｌｓａ、Ｌｓｂをサブ画素内の二つの透過表示部分Ｒｔａ，Ｒｔｂに対応させて別々に設けているので、光の利用効率をさらに高めることができる。

なお、発光部の発光領域を対応させるべきサブ画素内に設けられた光通過領域（上記の透過表示部分）の数は上記の二つ以外の数であってもよい。また、複数の光通過領域の各々にそれぞれ対応する発光領域を設けるのではなく、サブ画素内の構造に応じて適宜に複数の光通過領域を平面的に含む発光領域を設定してもよいことはもちろんである。

［電子機器］
最後に、上記実施形態の液晶装置１００を搭載した電子機器について説明する。図１２は、本発明に係る電子機器の一実施形態である携帯電話機を示している。ここに示す携帯電話機２００は、複数の操作ボタン、送話口などを備えた操作部２０１と、受話口などを備えた表示部２０２とを有し、表示部２０２の内部に上記実施形態に示した液晶装置１００が組み込まれてなる。そして表示部２０２の表面（内面）上において液晶装置１００の表示領域（上記の駆動範囲Ｄ）を視認することができるようになっている。この場合、携帯電話機２００の内部には、上記液晶装置１００を制御する後述する表示制御回路が設けられる。この表示制御回路は公知のドライバ回路１２０に対して所定の制御信号を送り、液晶装置１００の表示態様を決定する。

図１３は電子機器における液晶装置１００に対する制御系（表示制御系）の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器（上記携帯電話機２００）は、表示情報出力源２９１と、表示情報処理回路２９２と、電源回路２９３と、タイミングジェネレータ２９４と、照明ユニット１３０への電力供給を行う光源制御回路２９５とを含む表示制御回路２９０を有する。また、液晶装置１００には、上述の構成を有する液晶表示体である液晶パネル１１０と、この液晶パネル１１０を駆動するドライバ回路１２０と、液晶パネル１１０を照明する照明体１３０とが設けられている。

表示情報出力源２９１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ２９４によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示情報処理回路２９２に供給するように構成されている。

表示情報処理回路２９２は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号ＣＬＫと共にドライバ回路１２０へ供給する。ドライバ回路１２０は走査線駆動回路及び信号線駆動回路を含む。また、電源回路２９３は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。

光源制御回路２９５は、電源回路２９３から供給される電圧に基づいて照明体１３０の光源に電力を供給し、所定の制御信号に基づいて光源の点灯の有無及びその輝度等を制御するようになっている。

また、本発明に係る電子機器としては、図１２に示す携帯電話機の他に、液晶テレビ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末機などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として本発明に係る液晶装置を用いることができる。ただし、本発明は液晶装置１００の薄型化を図ることができるとともに光の利用効率を向上して省電力化を図ることができるという特徴を有するため、特に、携帯電話、携帯型情報端末などといった携帯型表示装置に用いる場合に有効である。

第１実施形態の照明体の概略平面図。 第１実施形態の液晶パネルの概略平面図。 第１実施形態の画素構造を示す拡大平面図。 第１実施形態の画素構造を示す拡大縦断面図（図３のＩＶ−ＩＶ線断面図）。 第１実施形態の画素構造を示す拡大縦断面図（図３のＶ−Ｖ線断面図）。 第２実施形態の照明体の概略平面図。 第２実施形態の液晶パネルの概略平面図。 第３実施形態の照明体の概略平面図。 第３実施形態の液晶パネルの概略平面図。 第３実施形態の画素構造を示す拡大平面図。 第３実施形態の画素構造を示す拡大縦断面図。 電子機器の概略斜視図。 電子機器の表示制御系の概略構成図。

符号の説明

１００…液晶装置、１１０…液晶パネル、１３０…照明体、１３１…基板、１３２、１３２′、１３３ａ，１３３ｂ…発光部、Ｌｓ、Ｌｓ′、Ｌｓａ，Ｌｓｂ…発光領域、Ｇ…画素、Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂ…サブ画素、Ｇａ…光通過領域、Ｒｒ…反射表示領域、Ｒｔ…透過表示領域、Ｒｔａ、Ｒｔｂ…透過表示部分（光通過領域）

Claims (5)

1. 表示領域内に複数のサブ画素が配列された構造を有する液晶パネルと、
   該液晶パネルの前記表示領域と平面的に重なる照明範囲に、前記サブ画素の光通過領域に対応する発光領域を有し、該発光領域の周囲に光出射側に延在される第１の遮光壁が設けられる発光部を複数有し、前記サブ画素の配列に応じて、対応する前記サブ画素の光通過領域と当該発光部の発光領域とが平面的に重なる位置となるように配列された照明体と、
   を具備し、
   前記発光部の周囲に、前記発光部の高さよりも高くなるように前記光出射側に延在され、前記発光部の発光領域から出射される照明光の出射角を制限する第２の遮光壁が形成された、
   液晶装置。
   
2. 前記サブ画素内には複数の光通過領域部分が設けられ、前記発光領域が前記複数の光通過領域部分にそれぞれ対応する位置に配置されている、請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記液晶パネルが少なくとも液晶の背後に偏光板を有し、前記発光部から偏光が出射され、該偏光の主方位角が前記偏光板の偏光透過軸と一致している、請求項１または２に記載の液晶装置。
4. 前記液晶パネルが前記サブ画素ごとに所定の色調のカラーフィルタ層を有し、前記カラーフィルタ層に入射する照明光を放射する前記発光部の放出光が前記カラーフィルタ層の透過特性分布と対応する波長分布を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置と、該液晶装置の制御手段とを搭載する、電子機器。

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