JPH03184021A

JPH03184021A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH03184021A
Application number: JP1324740A
Authority: JP
Inventors: Michiharu Nishihara; 西原　通陽
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-12-13
Filing date: 1989-12-13
Publication date: 1991-08-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、液晶表示装置に関する。さらに詳しくは、た
とえばアクティブマトリクス型液晶表示装置に関する。

従来の技術ガラスなどの透明絶縁基板上に、３ＷＡトランジスタ（
Ｔｈ１ｎ　Ｆｉｌ＋ａ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下Ｔ
ＰＴと略称する）をマトリクス状に配列して形成した表
示電極基板を用いるアクティブマトリクス型の液晶表示
装置は、液晶の応答速度が速く、また表示電極基板とし
て使用される絶縁基板の面積に制約がなく、反射型、透
過型のいずれにも適用できるなどの利点を有するため、
大容量の表示装置として有望視されている。

第３（２１は、そのようなアクティブマトリクス型のカ
ラー液晶表示装置の従来の構成を概略的に示す断面図で
ある。

第３図において、透明絶縁基板１上には、複数の透明絵
素型ｆｉ２と、各透明絵素型ｔｒｉ２に１対１に対応付
けて接続された複数のＴＦＴ３とがマトリクス状に配列
して形成されている。

一方、上記透明絶縁基板１に対して対向配置されるもう
１つの透明絶縁基板４の相手方透明絶縁基板１と対向す
る表面側には、各透明絵素電極２と対向する位・置にそ
れぞれカラーフィルタ５が形成され、各ＴＦＴ３および
図示しないバスラインと対向する位置にはそれぞれ遮光
層６が形成されている。さらに、その上全面に共通電極
７が形成される。

これらの２つの基板間には、液晶層８が介在させてあり
、その液晶Ｒ８は図示しないシール部材によって封止さ
れている。

また透明絶縁基板４の共通電極７形戒表面とは反対側の
表面には上側偏光板９が配置され、他方の透明絶縁基板
ｌの透明絵素電極２形成表面とは反対側の表面にも下側
１扁光板１０が配置されている。

さらに、透明絶縁基板４の上側偏光板９配置側にはバフ
クライト光源１１が配置されている。

上記カラー液晶表示装置において、遮光層６は、バック
ライト光がカラーフィルタ５間の間隙部がら透過し、絵
素部分に相当するカラーフィルタだけでなく、その周辺
部をも発光させ、コントラストを低下させることを防止
するために設けられている。

発明が解決しようとする課題このような従来の液晶表示装置では、バックライト光の
一部が遮光層６によって透過せず反射するので、バック
ライトとして寄与せず、光源の有効利用が図られていな
いという問題がある。

特に、現在、液晶表示装置では、表示の高密度化が図ら
れており、このため絵素単位面積に占める表示絵素部の
面積を示す開口率が低下する傾向にある。これは、表示
が高密度化すると、透明絵素電ｆｆ１２に対応する表示
絵素部が小さくなるのに対して、ソースパスラインやゲ
ートパスラインはほとんどそのままの大きさで、したが
ってこれらのソースパスラインやゲートパスラインの専
有部の上部に設けられる遮光層６の大きさがほとんどそ
のままの大きさであることに起因する。

このように開口率が低下すると、バックライトの輝度が
開口率低下前と同一の場合には、表示映像が暗くなりそ
の鮮鋭さが損なわれてしまうという問題がある。

したがって本発明の目的は、遮光層６で遮断されるバッ
クライト光を有効利用し、表示映像を明るく鮮鋭にしよ
うとするものである。

課題を解決するための手段本発明は、各絵素の相互間に遮光層が介在されており、
一対の透光性基板間に液晶が充填され、これらの透光性
基板の外方に偏光板が設けられている液晶表示装置にお
いて、光源側にある透光性基板には各絵素ごとに光源にむけて
凸状の集光レンズが形成されており、この集光レンズは
各絵素の領域とその絵素に隣接する遮光層とにわたって
形成されていることを特徴とする液晶表示装置である。

作　　用本発明に従えば、従来は、遮光層上に照射され、遮断さ
れて表示映像の明るさに寄与していなかったバックライ
ト光が透光性基板に設けられた集光レンズによって表示
絵素部に屈折照射される。このようにバックライトから
の照射光を有効利用することによって、液晶表示装置の
表示の高密度化に伴う開口率の低下による画像の明るさ
の低下が改善され、明るく鮮鋭な映像を得ることができ
る。

実施例第１図は本発明の一実施例である液晶表示装置の概略断
面図である。

すなわち第１図において、透明絶縁基板１上には、複数
の透明絵素電極２と、各透明絵素電極２に１対１に対応
付けて接続された複数のＴＦＴ３とが７トリクス状に配
列して形成されている。

一方、上記透明絶縁基板１に対して対向配置されるもう
１つの透明絶縁基板４の相手方透明絶縁基板１と対向す
る表面側は概平坦であり、各透明絵素電極２と対向する
位置にそれぞれバックライト光のうち、赤（Ｒ）、緑（
Ｇ〉、青（Ｂ）の何れかの波長光のみ透過するカラーフ
ィルタ５が形成される。また、各ＴＦＴ３および図示し
ないパスラインと対向する位置にはそれぞれ遮光層６が
形成されている。さらに、カラーフィルタ５および遮光
層６の上全面に共通電極７が形成される。

上記した透明絶縁基板４のもう一方の表面は、透明絵素
電極２に対応する部分では凸、遮光層６に対応する部分
では凹となっている。

このようにバックライト照射面側の透明絶縁基板４の形
状を、各絵素単位で凸レンズ機能をもつ形状とすること
によって、従来の液晶表示装置では、第１Ｉ２１中符号
Ｗ１で示す遮光層６上に照射され、透過せず、表示映像
の明るさに寄与していなかったバックライト光も、本発
明の液晶表示装置では、矢符１３で示すように第１図中
符号Ｗ２で示す領域に照射する光と同様に、カラーフィ
ルタ５に屈折して照射させることができる。この結果、
遮光層６で失われていたバックライト光を有効に利用で
き、開口率低下によって表示映像が暗くなることが改善
され、明るい表示を得ることができる。

これらの２つの基板１，４間には、液晶層８が介在させ
てあり、その液晶層８は図示しないシール部材によって
封止されている。

また透明絶縁基板４の共通型ｆｉ７形成表面とは反対側
の表面には上側（弱光板９が配置され、他方の透明絶縁
基板１の透明絵素室８ｉ！２形成表面とは反対側の表面
にも下側偏光板１０が配置されている。

さらに、上側偏光板９の透明絶縁基板４側とは反対側表
面の上方にバックライト光源１１を配置する。

また、上記した各絵素単位で凸レンズ機能をもつ形状を
有する透明絶縁基板４は、概平坦な透明絶縁基板に直接
集光レンズを設けているので、生産性に優れている。

第２図は、上記した液晶表示装置の平面図である。第２
図において、ソースバス電極１４は互０に平行にかつ等
間隔に形成され、また同じくゲートバス電極■５も互い
に平行にかつ等間隔に形成される。これらのソースバス
電極１４とゲートノくスＴ；、ｉ１．５とは絶縁膜を介
して直角に立本交差するように配列される。

上記ソースバス電極１４とゲートバス電極１５の各交差
点にはＴＰＴ３が形成され、また液晶表示装置の各絵素
に対応付けられる透明絵素電極２はソースバス電極１４
とゲートバス電極１５で囲まれる升目状の各領域毎にこ
れらの領域をほぼ埋めるように、それぞれ形成される。

ＴＰＴのソース電極はソースバス電極１４に、ゲート電
極はゲートバス電１１５に、トレイン電極は対応する透
明絵素電極２にそれぞれ接続されている。

なお、図中ソースバス電１ｉ１４を右上から左下に延び
る斜線で、ゲートバス電極１５を左上から右下に延びる
斜線で示す。

本発明の液晶表示装置の動作概要について簡単に説明し
ておくと、以下のとおりである。

本発明の液晶表示装置では各パスライン１４゜１５から
の印加電圧によってＴＰＴ３をスイッチングコントロー
ルし、共通電極７とＴＰＴ３間の印加電圧をコントロー
ルすることによって、各絵素単位での液晶８への印加電
圧をコントロールする。このとき、液晶の特性として、
電圧が印加されると、液晶分子の配列が縦（上下〉方向
に一定に並び、上（ｔｔｌｌｌｉ光板９を通過板９バッ
クライト光は液晶８を通過し、このとき漏光面が９０度
回転される。したがって、下側偏光板１０を上０１偏光
板９に対し９０度隔隔光をずらして配置しておくと、上
述の電圧印加時には、バックライト光は液晶表示装置を
透過する。逆に、液晶８に電圧が印加されない場合には
、液晶分子配列がランダムなままで、入射光を乱反射す
るため非透過となる。

発明の効果以上のように、本発明の液晶表示装置によれば、液晶表
示装置の高密度絵素化に伴う開口率の低下に対して、バ
ックライト光入射側の透明絶縁基板の形状を遮光層への
入射光が絵素部に屈折して入射するような形状とし、バ
ックライト光を有効利用することによって表示映像の輝
度不足を改善することができる。

また、透光性基板に直接凸状の集光レンズを設けている
ので生産性に優れている。

さらに、透光性基板の光源側を凸状とし液晶側を概平坦
としているので、カラーフィルタ、遮光層、共通電極を
形成しやすく、また液晶の厚みを均一に保つことができ
る。

本発明の液晶表示装置は、テレビカメラの撮像された画
像を操作者が目で見て確認できるようにするためにテレ
ビカメラに備えられている液晶表示装置であるビューフ
ァインダ等として利用する場合に特に有用である。ビュ
ーファインダは当然小形であることが要求され、したが
って高密度絵素の液晶表示装置が要求されているからで
ある。

たとえば対角１インチで７万画素の液晶表示装置の場合
、絵素ピッチは約６０μｍであり、今遮光層部を２０μ
ｍとすると表示絵素部分は４０μｍとなり、したかって
開口率は約４０％となる。これをさらに高密度化する場
合には、各パスライン幅を極端に小さくすることは困難
であるために、表示絵素部分がさらに狭く開口率もさら
に小さくなり表示映像が暗くなるからである。このよう
な場合、本発明の液晶表示装置を使用すれば、バックラ
イト光の有効な利用が図れ、明るい表示が得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である液晶表示装置の断面図
、第２図はその液晶表示装置の平面図、第３図は従来の
液晶表示装置の断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】各絵素の相互間に遮光層が介在されており、一対の透光
性基板間に液晶が充填され、これらの透光性基板の外方
に偏光板が設けられている液晶表示装置において、光源側にある透光性基板には各絵素ごとに光源にむけて
凸状の集光レンズが形成されており、この集光レンズは
各絵素の領域とその絵素に隣接する遮光層とにわたって
形成されていることを特徴とする液晶表示装置。