(57)【要約】【課題】  バックライトを利用したカラー液晶表示装置においては、バックライトとして白色光源を使用して、この白色光源からカラーフィルタによって三原色の各色を取出して光の加色法によってカラー画像を表示しているが、バックライトの光を効率良く利用することができずにいたが、このバックライトの光を効率良く利用することを可能にした液晶表示用バックライト装置及びそれを使用したカラー液晶表示装置を提供する。【解決手段】  夫々青、緑、赤色を発光する発光素子２９Ｂ，２９Ｇ，２９Ｒをストライプ状に配列した発光素子層２９を形成したバックライト装置２６を使用し、この各発光素子２９Ｂ，２９Ｇ，２９Ｒに対向してアレイ基板１５の画素電極１３を同一ピッチで対向配置させる。【選択図】  図１
2006098523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な基板の一平面上に透明電極及び背面電極によって挟持された所定の単色を発光する複数色の発光素子を順次所定のピッチでストライプ状に配列したことを特徴とする液晶表示用バックライト装置。
【請求項２】
基板の主面上に配置されたストライプ状の画素電極を有するアレイ基板と、このアレイ基板の前記主面に対向して配置された共通電極を有する対向基板と、この対向基板と前記アレイ基板との間隙部分に充填された液晶層とを有する液晶表示パネルを備え、この液晶パネルの外側に前記バックライト装置を配置したカラー液晶表示装置であって、
前記各発光素子と前記画素電極とが夫々対となるように同一ピッチで配列されていることを特徴とするカラー液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶パネルはストライプ状のカラーフィルタを備え、このカラーフィルタを構成する各着色層と前記各発光素子とが前記画素電極を挟んで同色同士が対称的に配列されていることを特徴とする請求項２記載のカラー液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３原色を夫々発光する発光素子をストライプ状に配列させた液晶表示用バックライト装置及びそれを使用したカラー液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在のカラー液晶表示装置としては、隣接画素間でのクロストークがなく、良好な表示画像の実現が可能なことから、アクティブマトリクス型カラー液晶表示装置が主流となっている。このアクティブマトリクス型カラー液晶表示装置は、図４に示すように、透明なガラス材からなる基板４１上にマトリクス状にスイッチング素子、例えばアモルファスシリコンを半導体層とした薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４２を設け、このＴＦＴ４２と接続される複数のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等から構成される透明な画素電極４３を基板４１上に配置し、更に、この画素電極４３面上にポリイミド等から構成される配向膜４４を形成したアレイ基板４５を有している。
【０００３】
このアレイ基板４５と対向して配置される対向基板４６は、同様に透明なガラス材にて形成された基板４７を有し、この基板４７のアレイ基板４５と対向する対向面上には、アクリル材等から構成される青、緑、赤の３色カラーフィルタ４８を形成する複数の着色層４８Ｂ，４８Ｇ，４８Ｒが設けられている。更に、このカラーフィルタ４８上には、ＩＴＯ等から構成される透明な共通電極４９が設けられ、この共通電極４９上には、ポリイミド等から構成される配向膜５０が設けられている。
【０００４】
このアレイ基板４５と対向基板４６間は、両基板４５，４６間に介在されるスペーサ（図示せず）によって、そのギャップが規定されており、両基板４５，４６は所定の間隙を持って対向配置されるとともに、その周辺部を熱または紫外線硬化型のアクリル系あるいはエポキシ系の接着剤から構成されるシール材５１を介して貼合わされており、この間隙部分には液晶層５２が封止されるとともに、このアレイ基板４５上から対向基板４６へ電圧を印加する電極転移材として、銀ペースト（図示せず）等が画面周辺部に配置され、この電極転移材によってアレイ基板４５と対向基板４６間を電気的に接続するようになされて液晶パネル(セル)５３が構成されている。
【０００５】
更に、この液晶パネル５３の両外表面には、偏光板５４，５５が接着剤によって貼付され、アレイ基板４５側の偏光板５４の外方にはバックライト装置５６が配置されて、カラー液晶表示装置を構成している。
【０００６】
このバックライト装置５６は、偏光板５４と対向するように配置されたガラス材からなる基板５７を有し、この基板５７の偏光板５４とは反対側平面上に透明電極５８を配置し、この透明電極５８上に青、緑、赤夫々の波長成分を含んだ白色の発光素子５９及び背面電極６０が順次積層配置されて構成されている。
【０００７】
このように構成されたカラー液晶表示装置は、光源となるバックライト装置５６の透明電極５８及び背面電極６０間に電圧を印加することによって発光素子５９を発光させることにより点灯させることができる。この点灯に合せてＴＦＴ４２を駆動することによって画素電極４３をスイッチング制御し、画素電極４３電圧と対向する共通電極４９に供給される電圧との電位差により、各々の画素電極４３上の液晶層５２を制御して光シャッターの役目を行わせることにより、バックライト装置５６からの光を選択的に取出し、更にカラーフィルタ４８の各着色層４８Ｂ，４８Ｇ，４８Ｒを通して夫々の単色光として発光させ、光の加色法によって所定のカラー画像を表示している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように構成されたカラー液晶表示装置においては、比較的簡単にカラー表示をすることが可能で、しかもカラーフィルタ４８の採用によって色純度の高いＲＧＢ三原色を得ることができる。
【０００９】
しかしながら、このようなカラー液晶表示装置においては、バックライト装置５６で発光する白色光からカラーフィルタ４８によって青、緑、赤の各単色の色彩光を選択的に取出すようにしているために、バックライト装置５６の光を効率良く利用することができないという問題点を有している。
【００１０】
本発明は、このような課題に対処するためになされたもので、発光素子として夫々青、緑、赤を発光する発光素子をストライプ状に配列させたバックライト装置を用いることにより、バックライト装置にて発光する光を効率良く取出すことを可能とした液晶表示用バックライト装置及びそれを使用したカラー液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、透明な基板の一平面上に透明電極及び背面電極によって挟持された所定の単色を発光する複数色の発光素子を順次所定のピッチでストライプ状に配列して液晶表示用バックライト装置を構成している。
【００１２】
また、基板の主面上に配置されたストライプ状の画素電極を有するアレイ基板と、このアレイ基板の前記主面に対向して配置された共通電極を有する対向基板と、この対向基板とアレイ基板との間隙部分に充填された液晶層とを有する液晶表示パネルを備え、この液晶パネルの外側に各発光素子と画素電極とが夫々対となるように同一ピッチで配列されたバックライト装置を配置してカラー液晶表示装置を構成している。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、カラーフィルタを使用しないでも簡単な構成でバックライト光を効率良く利用してカラー表示することが可能であり、またカラーフィルタを使用した場合にあっては、色純度の更なる向上を図ることができるとともに、カラーフィルタにおける減衰光量を低減させることが可能で、バックライト光をより効率的に利用し得る液晶表示用バックライト装置及びそれを使用したカラー液晶表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る液晶表示用バックライト装置及びそれを使用したカラー液晶表示装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
本発明に係るカラー液晶表示装置は、図１に示すように、透明なガラス材から構成される基板１１の主面上に、成膜、パターニング等の微細技術を駆使して電極配線とスイッチング素子、例えばＴＦＴ１２がマトリクス状に設けられる。
【００１６】
更に、この基板１１上には、ＴＦＴ１２と接続されるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透過性導電部材をスパッタリング法によって成膜し、フォトリソグラフィ法によってパターニングすることによって、ストライプ状の透明な画素電極１３を形成している。この画素電極１３上には、ポリイミド等からなる薄膜の配向膜１４を設けてアレイ基板１５が構成されている。
【００１７】
一方、このアレイ基板１５に対向して対向基板１６が配置される。この対向基板１６は、同じく透明なガラス材から構成される基板１７の対向面上に、ＩＴＯ膜をスパッタリング法を用いて成膜して共通電極１８を形成するとともに、この共通電極１８上には、ポリイミド等を塗布して形成した配向膜１９が配置されており、この配向膜１９及びアレイ基板１５の配向膜１４は、いずれもラビング処理が施されている。
【００１８】
この対向基板１６とアレイ基板１５とは、スペーサ２０によって所定の間隙を保ちながら、例えば注入口を除いて熱硬化性エポキシ系接着剤からなるシール材２１によって周辺部を加熱接着して固定している。またアレイ基板１５から対向基板１６に電圧を印加するための電極転移材を、シール材２１の周辺の電極転移電極（図示せず）上に形成している。この間隙部分には、液晶化合物からなる液晶部材を注入口から注入して液晶層２２を形成し、その後に、この注入口を紫外線硬化樹脂によって封止して液晶パネル（セル）２３を形成している。
【００１９】
更に、この液晶パネル２３のアレイ基板１５及び対向基板１６の外表面には、夫々偏光板２４，２５が接着固定されるとともに、アレイ基板１５側の偏光板２４の外側には、面光源としてのバックライト装置２６が配置されて、カラー液晶表示装置が構成されている。
【００２０】
このバックライト装置２６は、図２に示すように構成される。
【００２１】
即ち、その一平面を偏光板２４に対向させた透明なガラス材からなる基板２７の他平面上に、透明な導電材料をコーティングして透明電極２８を形成し、この透明電極２８上に夫々液晶パネル２３に形成した画素電極１３の配列と一致するように夫々同じピッチで対向するストライプ状の有機または無機電界発光素子からなる発光素子層２９が配置される。この発光素子層２９は、夫々の画素電極１３と対をなすように対向配置された青色発光素子２９Ｂ，緑色発光素子２９Ｇ，及び赤色発光素子２９Ｒから構成され、夫々の発光素子２９Ｂ，２９Ｇ，２９Ｒが規則的に順序だって配列されており、この発光素子層２９の反対面には背面電極３０が形成されてバックライト装置２６が構成されている。
【００２２】
このように構成されたカラー液晶表示装置によれば、液晶パネル２２内のＴＦＴ１２は、画素電極１３の行に沿って形成される走査線Ｙ（図示せず）とゲート電極が、また画素電極１３の列に沿って形成される信号線Ｘ（図示せず）にソース電極が夫々接続されており、走査線駆動回路（図示せず）から走査線Ｙを介して供給される駆動電圧によってＴＦＴ１２が導通し、信号線駆動回路（図示せず）からの信号電圧をＴＦＴ１２のソース・ドレイン通路を通して画素電極１３に印加するように動作しており、また、共通電極１８には、共通電極駆動回路（図示せず）からの駆動電圧が供給されて、この画素電極１３と共通電極１８により液晶層２１を制御している。
【００２３】
このとき、バックライト装置２６の透明電極２８と背面電極３０間に所定の電圧を印加することにより発光素子層２９を構成している各青、緑、赤用の発光素子２９Ｂ，２９Ｇ，２９Ｒに電子または正孔を注入することにより、夫々の発光素子２９Ｂ，２９Ｇ，２９Ｒを発光させることによって三原色を構成している青、緑、赤の単色光を得ている。そして、これらの発光色の光を選択的に液晶層２２を通過させることで、カラー画像を光の加色法によって表示することができる。
【００２４】
このようにカラー液晶表示装置を構成することで、カラーフィルタを使用することなくカラー表示を行わせることが可能となり、バックライト装置２６の光を効率良く利用することができる。
【００２５】
以上説明した実施の形態の場合には、液晶パネル２３にカラーフィルタを設けずにカラー表示させる場合について説明しているが、図３に示すように、液晶パネル２３内にカラーフィルタを形成した場合においても、同様に構成することが可能である。
【００２６】
なお、上記した実施の形態の構成と同じ構成部分には同一符号を付すことにより、その詳細な説明は省略する。
【００２７】
即ち、対向基板１６のアレイ基板１５と対向する平面上にカラーフィルタ３１を形成し、バックライト装置２６の夫々の各発光素子２９Ｂ，２９Ｇ，２９Ｒと対向する位置に、夫々青色用、緑色用及び赤色用の着色層３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒを各発光素子２９Ｂ，２９Ｇ，２９Ｒの配列ピッチと同じピッチにてストライプ状に配列形成する。
【００２８】
この着色層２９Ｒ，２９Ｇ，２９Ｂは、例えば第１色を赤で構成する場合には、まず赤色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストをスピンナーにて基板１７の全面に均一になるように塗布し、次いで赤を着色したい部分に光が照射されるような１色目に対応するストライプ形状のパターン部分を有するフォトマスクパターンを介して紫外線を照射することにより露光する。その後、これを現像して当該パターン部分に所定膜厚の赤の着色層３１Ｒを形成する。引続き緑の着色層３１Ｇ及び青の着色層３１Ｂを同様にして夫々形成することにより、カラーフィルタ３１を形成することができる。
【００２９】
この各着色層３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒ間には、光を遮光するブラックストライプ層３２を形成することも可能である。
【００３０】
そして、これら着色層３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒ及びブラックストライプ層３２の上に共通電極１８を構成するようにする。
【００３１】
このように構成することによって、青、緑、赤の色純度をより一層改善することが可能であり、しかも各発光素子２９Ｂ，２９Ｇ，２９Ｒと各着色層３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒとが夫々同色で対になるように配列されているので、各発光素子３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒから発光されるバックライト光のうち、カラーフィルタ３１によって減衰する光量も低減させることが可能となるので、バックライト光を効率良く利用することができる。
【００３２】
なお、本発明は、上述した実施の形態にとらわれることなく種々の変更が可能であり、例えば、カラーフィルタ３１を対向基板１６側ではなくアレイ基板１５側の基板１１面上に形成し、このカラーフィルタ３１面上に画素電極１３を形成することも可能である。
【００３３】
また、スペーサ２０は柱状のものに限らず、ビーズ状のスペーサ２０の使用も可能であり、柱状のスペーサ２０を採用する場合には、カラーフィルタ３１を構成する着色層３１Ｇ，３１Ｂ，３１Ｒと同じ材料を使用して積層形成することが可能なので、着色層３１Ｇ，３１Ｂ，３１Ｒの形成時にスペーサ２０を同時に同じ材料を使用して、フォトリソグラフィ法によって作り込むことで、スペーサ２０形成工程の削減を図ることも可能となる。
【００３４】
また、液晶表示装置としてもアクティブマトリクス型に限らず単純マトリクス型にも適用が可能であって、カラー液晶表示装置を構成するその他の構成、形状、大きさ及び材質等は、これら実施の形態のものに限定されないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るカラー液晶表示装置の構成を示す分解断面図。
【図２】本発明に係るカラー液晶表示装置を構成するバックライト装置の構成を示す斜視図。
【図３】同じく本発明に係るカラー液晶表示装置の他の構成を示す分解断面図。
【図４】従来のカラー液晶表示装置を示す分解断面図。
【符号の説明】
【００３６】
１１：基板
１３：画素電極
１５：アレイ基板
１６：対向基板
１７：基板
１８：共通電極
２２：液晶層
２６：バックライト装置
２７：基板
２８：透明電極
２９：発光素子層
２９Ｂ，２９Ｇ，２９Ｒ：発光素子
３０：背面電極
３１：カラーフィルタ
３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒ：着色層
【図１】
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【図２】
2006098523.tif 000004
【図３】
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【図４】
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