Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7735772B2 - Liquid crystal display device and color filter substrate - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7735772B2 - Liquid crystal display device and color filter substrate - Google Patents

Liquid crystal display device and color filter substrate

Info

Publication number
JP7735772B2
JP7735772B2 JP2021163503A JP2021163503A JP7735772B2 JP 7735772 B2 JP7735772 B2 JP 7735772B2 JP 2021163503 A JP2021163503 A JP 2021163503A JP 2021163503 A JP2021163503 A JP 2021163503A JP 7735772 B2 JP7735772 B2 JP 7735772B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
liquid crystal
display device
crystal display
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021163503A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023054572A (en
Inventor
竜也 岡
健蔵 福吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Holdings Inc
Original Assignee
Toppan Holdings Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Holdings Inc filed Critical Toppan Holdings Inc
Priority to JP2021163503A priority Critical patent/JP7735772B2/en
Publication of JP2023054572A publication Critical patent/JP2023054572A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7735772B2 publication Critical patent/JP7735772B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Description

本発明は、表示画面を複数のエリアに区分して、そのエリアごとにバックライトの光強度をコントロールして画面表示することができる液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device that divides the display screen into multiple areas and controls the backlight intensity for each area to display the screen.

液晶表示装置の表示画面を複数のエリアに区分して、そのエリアごとにバックライトの光強度をコントロールして画面表示する方法はローカルディミング技術の名称で知られており、例えば、特許文献1~3に記載されている。 The method of dividing the display screen of an LCD device into multiple areas and controlling the backlight intensity for each area to display the screen is known as local dimming technology, and is described, for example, in Patent Documents 1 to 3.

そして、このようにエリアごとに光強度をコントロールすることにより、発光素子からの出射光を有効に活用して、その光利用効率を改善することができる。また、同じ理由から発光素子の発熱を防ぎ、この発光素子に近接する周辺部材の劣化を防ぐことができる。 By controlling the light intensity for each area in this way, the light emitted from the light-emitting element can be effectively utilized, improving its light utilization efficiency. For the same reason, heat generation by the light-emitting element can be prevented, preventing deterioration of peripheral components close to the light-emitting element.

しかしながら、このローカルディミング技術を使用しても、その光利用効率は十分とはいえず、まだ改善の余地を残していた。 However, even with this local dimming technology, the light utilization efficiency was still insufficient, and there was still room for improvement.

国際公開2017/191714号International Publication No. 2017/191714 特開2015-64391号公報JP 2015-64391 A 国際公開2019/244351号International Publication No. 2019/244351

そこで、本発明は、バックライトの発光素子からの光源光の光利用効率を一層改善した液晶表示装置を提供することを目的とする。 The present invention therefore aims to provide a liquid crystal display device that further improves the light utilization efficiency of the light source light from the backlight's light-emitting elements.

本発明の第1態様に関わる表示装置は、カラーフィルタ基板、液晶駆動基板、バックライトモジュール及び液晶層で構成され、表示画面を複数の表示エリアに区分してその表示エリアごとに前記バックライトモジュールを駆動してこれから発生する光の強度を制御するとともに、前記カラーフィルタ基板と液晶駆動基板との間に液晶層を配置し、画素ごとにこの液晶層を駆動することにより、前記バックライトモジュールからの光の透過を制御して画面表示する液晶表示装置において、
前記カラーフィルタ基板がブラックマトリクス及び光反射性マトリクスを備えており、
前記ブラックマトリクスが前記画素に対応する開口部を有し、かつ、この開口部に着色フィルタが配置されており、
前記光反射性マトリクスが、前記表示エリア同士の境界に位置していることを特徴とする液晶表示装置である。
A display device according to a first aspect of the present invention is a liquid crystal display device comprising a color filter substrate, a liquid crystal drive substrate, a backlight module, and a liquid crystal layer, wherein a display screen is divided into a plurality of display areas, and the backlight module is driven for each display area to control the intensity of light emitted from the backlight module, and a liquid crystal layer is disposed between the color filter substrate and the liquid crystal drive substrate, and the liquid crystal layer is driven for each pixel to control the transmission of light from the backlight module to display on the screen,
the color filter substrate includes a black matrix and a light-reflective matrix;
the black matrix has openings corresponding to the pixels, and colored filters are disposed in the openings;
The liquid crystal display device is characterized in that the light-reflecting matrix is located at the boundary between the display areas.

本発明に関わる液晶表示装置は前記表示エリアの内部に複数の前記画素が含まれている液晶表示装置とすることができる。 The liquid crystal display device according to the present invention can be a liquid crystal display device that includes a plurality of the pixels within the display area.

また、本発明に関わる液晶表示装置は、前記光反射性マトリクスが、表面に光反射性薄膜を備える液晶表示装置とすることができる。 Furthermore, the liquid crystal display device according to the present invention may be a liquid crystal display device in which the light-reflective matrix has a light-reflective thin film on its surface.

また、本発明に関わる液晶表示装置は、前記光反射性薄膜の上を透明樹脂製保護層が覆
っている液晶表示装置とすることができる。
The liquid crystal display device according to the present invention may be a liquid crystal display device in which the light-reflective thin film is covered with a transparent resin protective layer.

また、本発明に関わる液晶表示装置は、前記光反射性薄膜がアルミニウムあるいはアルミニウム合金の金属薄膜から成る液晶表示装置とすることができる。 Furthermore, the liquid crystal display device according to the present invention can be a liquid crystal display device in which the light-reflective thin film is made of a metal thin film of aluminum or an aluminum alloy.

また、本発明に関わる液晶表示装置は、前記光反射性薄膜が3層構造を有しており、その中間層が銀あるいは銀合金の金属薄膜から成る液晶表示装置とすることができる。 Furthermore, the liquid crystal display device according to the present invention can be a liquid crystal display device in which the light-reflective thin film has a three-layer structure, the middle layer of which is made of a metal thin film of silver or a silver alloy.

また、本発明に関わる液晶表示装置は、前記バックライトモジュールが複数の発光ユニットを配列して構成されており、これら発光ユニットのそれぞれが前記表示エリアのそれぞれに対応している液晶表示装置とすることができる。 Furthermore, the liquid crystal display device according to the present invention can be a liquid crystal display device in which the backlight module is configured by arranging multiple light-emitting units, each of which corresponds to a respective one of the display areas.

また、本発明に関わる液晶表示装置は、前記発光ユニットの内部に複数の発光素子が配列されている液晶表示装置とすることができる。 Furthermore, the liquid crystal display device according to the present invention can be a liquid crystal display device in which multiple light-emitting elements are arranged inside the light-emitting unit.

また、本発明に関わる液晶表示装置は、前記発光素子が、青色あるいは近紫外の単色発光の発光素子から成る液晶表示装置とすることができる。 Furthermore, the liquid crystal display device according to the present invention can be a liquid crystal display device in which the light-emitting element is a light-emitting element that emits monochromatic light in blue or near-ultraviolet.

また、本発明に関わる液晶表示装置は、前記発光素子がLEDから成る液晶表示装置とすることができる。 Furthermore, the liquid crystal display device according to the present invention may be a liquid crystal display device in which the light-emitting elements are LEDs.

また、本発明に関わる液晶表示装置は、前記発光素子と着色フィルタとの間に、発光素子の光を緑色光又は赤色光に変換する波長変換層を有する液晶表示装置とすることができる。 The liquid crystal display device according to the present invention may also have a wavelength conversion layer between the light-emitting element and the colored filter that converts the light emitted by the light-emitting element into green light or red light.

また、本発明に関わる液晶表示装置は、前記カラーフィルタ基板が光散乱層を備えており、この光散乱層が透明樹脂に透明粒子を分散させた分散体から成る液晶表示装置とすることができる。 Furthermore, the liquid crystal display device according to the present invention can be a liquid crystal display device in which the color filter substrate is provided with a light scattering layer, and this light scattering layer is made of a dispersion in which transparent particles are dispersed in a transparent resin.

また、本発明に関わる液晶表示装置は、前記光散乱層が紫外線吸収剤を含む液晶表示装置とすることができる。 Furthermore, the liquid crystal display device according to the present invention may be a liquid crystal display device in which the light scattering layer contains an ultraviolet absorber.

また、本発明に関わる液晶表示装置は、前記光反射性マトリクスの上にスペーサーが積層されており、このスペーサーにより前記カラーフィルタ基板と液晶駆動基板との間の間隙が制御されている液晶表示装置とすることができる。 The liquid crystal display device according to the present invention can also be a liquid crystal display device in which spacers are laminated on the light-reflective matrix, and the gap between the color filter substrate and the liquid crystal drive substrate is controlled by these spacers.

また、本発明に関わるカラーフィルタ基板は、液晶表示装置のカラーフィルタ基板であって、
ブラックマトリクス及び光反射性マトリクスを備えて構成されており、
前記ブラックマトリクスが表示画面の画素に対応する開口部を有し、かつ、この開口部に着色フィルタが配置されており、
前記光反射性マトリクスが、複数の前記画素を含む表示エリア同士の境界に位置していることを特徴とするカラーフィルタ基板である。
Further, the color filter substrate according to the present invention is a color filter substrate for a liquid crystal display device,
The display device is configured with a black matrix and a light-reflective matrix,
the black matrix has openings corresponding to pixels of a display screen, and colored filters are disposed in the openings;
The color filter substrate is characterized in that the light-reflecting matrix is located at the boundary between display areas each including a plurality of the pixels.

本発明によれば、ローカルディミング技術を利用した液晶表示装置において、バックライトの発光素子からの光源光の光利用効率を一層改善できるという効果を奏する。 The present invention has the effect of further improving the light utilization efficiency of light from the light source emitted by the backlight's light-emitting elements in a liquid crystal display device that uses local dimming technology.

図1は本発明の第1実施形態に係る液晶表示装置の説明用断面図である。FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. 図2は本発明の第1実施形態に係り、そのカラーフィルタ基板の説明用断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a color filter substrate according to the first embodiment of the present invention. 図3は本発明の第1実施形態に係り、画素及び表示エリアの配列状態を説明するためのカラーフィルタ基板の説明用部分平面図である。FIG. 3 is a partial plan view of a color filter substrate according to the first embodiment of the present invention, illustrating the arrangement of pixels and display areas. 図4は、光反射性マトリクスがない場合の出射光の挙動を説明するための説明用断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the behavior of emitted light in the absence of a light-reflecting matrix. 図5は、光反射性マトリクスの代わりに光吸収性マトリクスを設けた場合の出射光の挙動を説明するための説明用断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the behavior of emitted light when a light-absorbing matrix is provided instead of a light-reflective matrix. 図6は本発明の第1実施形態に係り、光反射性マトリクスを設けた場合の出射光の挙動を説明するための説明用断面図である。FIG. 6 relates to the first embodiment of the present invention and is an explanatory cross-sectional view for explaining the behavior of emitted light when a light-reflecting matrix is provided. 図7は本発明の第1実施形態に係り、その液晶駆動基板の説明用断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal driving substrate according to the first embodiment of the present invention. 図8は本発明の第1実施形態に係り、液晶駆動基板の薄膜トランジスタの駆動回路の回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of a driving circuit for driving thin film transistors of a liquid crystal driving substrate according to the first embodiment of the present invention. 図9は本発明の第1実施形態に係り、そのバックライトモジュールの説明用部分断面図である。FIG. 9 is a partial cross-sectional view illustrating a backlight module according to the first embodiment of the present invention. 図10は本発明の第1実施形態に係り、バックライトモジュールの発光素子の駆動回路の回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of a driving circuit for a light emitting element of a backlight module according to the first embodiment of the present invention. 図11は本発明の第2実施形態に係る液晶表示装置の説明用断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention. 図12は本発明の第2実施形態に係り、そのバックライトモジュールの説明用部分断面図である。FIG. 12 is a partial cross-sectional view illustrating a backlight module according to a second embodiment of the present invention. 図13は本発明の第3実施形態に係り、そのカラーフィルタ基板の説明用断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a color filter substrate according to a third embodiment of the present invention.

[第1の実施形態]
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る液晶表示装置の説明用断面図である。
[First embodiment]
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;

図1に示すように、この第1実施形態の液晶表示装置100は、カラーフィルタ基板10、液晶駆動基板30、バックライトモジュール40及び液晶層20をその構成要素としている。液晶層20はカラーフィルタ基板10と液晶駆動基板30との間に配置されている。 As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device 100 of this first embodiment comprises a color filter substrate 10, a liquid crystal drive substrate 30, a backlight module 40, and a liquid crystal layer 20. The liquid crystal layer 20 is disposed between the color filter substrate 10 and the liquid crystal drive substrate 30.

まず、バックライトモジュール40は、液晶表示装置100の画面表示に必要な表示光を発生するデバイスである。このため、このバックライトモジュール40は、複数の発光ユニット40Aを配列して構成されており、各発光ユニット40Aには青色発光LEDから成る発光素子が複数内蔵されている。 First, the backlight module 40 is a device that generates the display light necessary for the screen display of the liquid crystal display device 100. For this reason, this backlight module 40 is composed of an array of multiple light-emitting units 40A, each of which contains multiple light-emitting elements made up of blue-emitting LEDs.

次に、液晶駆動基板30は、これとカラーフィルタ基板10との間に液晶層20を挟んでおり、液晶駆動基板30に設けられた画素電極35と共通電極33との間に電圧を印加し、あるいは印加しないことにより、液晶層20を駆動する。液晶駆動基板30とカラーフィルタ基板10には偏光膜が設けられており、液晶駆動基板30の偏光膜を透過した直線偏光に偏光面を液晶層20によってコントロールする。例えば、前記画素電極35と共通電極33との間に電圧を印加することによって偏光面を回転させ、印加しないことによって偏光面を回転させることなく維持する。こうして回転しあるいは回転しない偏光面に応じて、カラーフィルタ基板10の偏光膜を透過し、あるいは偏光膜に吸収させて透過を防止する。そして、電圧の前記印加の有無を画素ごとにコントロールすることによりその偏光面の回転の有無を画素ごとにコントロールし、カラーフィルタ基板10の偏光膜を透過した透過光を表示光としてこの表示光によって画面表示することができる。 Next, the liquid crystal layer 20 is sandwiched between the liquid crystal drive substrate 30 and the color filter substrate 10. The liquid crystal layer 20 is driven by applying or not applying a voltage between the pixel electrodes 35 and common electrode 33 on the liquid crystal drive substrate 30. Polarizing films are provided on the liquid crystal drive substrate 30 and the color filter substrate 10, and the liquid crystal layer 20 controls the polarization plane of linearly polarized light transmitted through the polarizing film of the liquid crystal drive substrate 30. For example, applying a voltage between the pixel electrodes 35 and the common electrode 33 rotates the polarization plane, while not applying a voltage maintains the polarization plane unchanged. Depending on whether the polarization plane is rotated or not, the light is transmitted through the polarizing film of the color filter substrate 10 or is absorbed by the polarizing film, preventing transmission. The rotation of the polarization plane can be controlled for each pixel by controlling whether or not to apply a voltage. The transmitted light transmitted through the polarizing film of the color filter substrate 10 can be used as display light, and this display light can be used to display images on a screen.

次に、この液晶表示装置は、前述のローカルディミング技術を利用して、表示エリアごとに光強度をコントロールして画面表示できるように構成されている。そして、このため、前記カラーフィルタ基板10は、画素と画素との境界に位置するブラックマトリクスに加えて、前記表示エリアと表示エリアとの境界に位置する光反射性マトリクスを備えている。 Next, this liquid crystal display device is configured to utilize the aforementioned local dimming technology to control the light intensity for each display area to display the screen. For this reason, the color filter substrate 10 has a black matrix located at the boundaries between pixels, as well as a light-reflective matrix located at the boundaries between the display areas.

まず、ブラックマトリクスは、表示画面の画素と画素との境界に位置する。また、前記画素電極35はこの画素開口部に対応して設けられており、例えば、画素開口部ごとに設けられた薄膜トランジスタによって、画素ごとに液晶層20をコントロールする。したがって、ブラックマトリクスに設けられた開口部(画素開口部)と薄膜トランジスタで液晶層20をコントロールする領域とは互いに対応しており、この領域が表示画面の画素を構成している。 First, the black matrix is located at the boundary between pixels on the display screen. The pixel electrodes 35 are provided corresponding to these pixel openings, and the liquid crystal layer 20 is controlled for each pixel, for example, by a thin-film transistor provided for each pixel opening. Therefore, the openings (pixel openings) in the black matrix and the areas where the thin-film transistors control the liquid crystal layer 20 correspond to each other, and these areas form the pixels of the display screen.

一方、光反射性マトリクスは表示エリア同士の境界に配置されており、このため、光反射性マトリクスはそれぞれの表示エリアを囲んでいる。 On the other hand, the light-reflective matrix is positioned at the boundaries between the display areas, and therefore surrounds each display area.

一方、バックライトモジュールは複数の発光ユニットを配列して構成されており、これら複数の発光ユニットのそれぞれが前記表示エリアのそれぞれに対応している。そして、発光ユニットごとに発光する光源光の強度をコントロールすることにより、前記表示エリアごとに画面の明るさをコントロールすることができる。 On the other hand, the backlight module is composed of an array of multiple light-emitting units, each of which corresponds to a respective display area. By controlling the intensity of the light source light emitted by each light-emitting unit, the screen brightness can be controlled for each display area.

そこで、前記発光ユニットから出射した光源光は対応する表示エリアに入射するが、この表示エリアは光反射性マトリクスに囲まれているため、斜め方向に向かう前記光源光は光反射性マトリクスによって反射される。このため、発光ユニットから出射した光源光の光利用効率を高めて、しかも、表示画面のコントラストを高めることができる。また、この光反射性マトリクスは、表示画面を観察する観察者から認識しにくいから、表示画面の品位を高く維持することが可能となる。 The light source light emitted from the light-emitting units is incident on the corresponding display area, but because this display area is surrounded by a light-reflective matrix, the light source light traveling in an oblique direction is reflected by the light-reflective matrix. This increases the light utilization efficiency of the light source light emitted from the light-emitting units and also increases the contrast of the display screen. Furthermore, because this light-reflective matrix is difficult for an observer to notice, it is possible to maintain a high quality of the display screen.

次に、カラーフィルタ基板10、液晶駆動基板30及びバックライトモジュール40の詳細について、各別に説明する。 Next, the color filter substrate 10, LCD drive substrate 30, and backlight module 40 will be described in detail separately.

(カラーフィルタ基板10)
図2は本発明の第1実施形態におけるカラーフィルタ基板10の説明用断面図である。
(Color filter substrate 10)
FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view of the color filter substrate 10 according to the first embodiment of the present invention.

この図2から分かるように、カラーフィルタ基板10は、透明基板(カラーフィルタ基板の透明基板)11、ブラックマトリクス12、カラーフィルタ層13、光散乱層15、光反射性マトリクス17、スペーサー18及び偏光膜19を備えて構成されている。なお、このほか、カラーフィルタ基板10には配向膜が設けられているが、その図示は省略している。 As can be seen from Figure 2, the color filter substrate 10 is composed of a transparent substrate (transparent substrate of the color filter substrate) 11, a black matrix 12, a color filter layer 13, a light-scattering layer 15, a light-reflective matrix 17, spacers 18, and a polarizing film 19. In addition, an alignment film is provided on the color filter substrate 10, but this is not shown in the figure.

そして、この実施形態では、透明基板11の液晶20側の面に直接ブラックマトリクス12が配置され、このブラックマトリクス12上にカラーフィルタ層13が積層されている。このため、表示画面側から観察したときには、ブラックマトリクス12に重なった部位ではカラーフィルタ層13は観察されず、ブラックマトリクス12の開口部、すなわち、画素開口部からカラーフィルタ層13が観察できるに過ぎない。なお、良く知られているように、ブラックマトリクス12はこのように画素と画素との境界に位置して、混色を防止し、また、表示画面側から入射した周辺光を吸収して、表示画面のコントラストを向上するものである。 In this embodiment, a black matrix 12 is disposed directly on the surface of the transparent substrate 11 facing the liquid crystal 20, and a color filter layer 13 is laminated on top of this black matrix 12. Therefore, when viewed from the display screen side, the color filter layer 13 is not visible in the areas overlapping the black matrix 12; it can only be observed through the openings in the black matrix 12, i.e., the pixel openings. As is well known, the black matrix 12 is positioned at the boundaries between pixels in this way to prevent color mixing and to absorb ambient light incident from the display screen side, improving the contrast of the display screen.

このように透明基板11上にまずブラックマトリクス12を形成し、このブラックマトリクス12の上にカラーフィルタ層13を形成することが通常であるが、逆順に形成することも可能である。すなわち、透明基板11上にまずカラーフィルタ層13を形成し、このカラーフィルタ層13の上にカラーフィルタ層13を形成したものである。また、ブラックマトリクス12を2層として、この2層のブラックマトリクス12でカラーフィルタ層13をはさんでもよい。 As described above, it is common to first form the black matrix 12 on the transparent substrate 11, and then form the color filter layer 13 on top of this black matrix 12, but it is also possible to form them in the reverse order. That is, the color filter layer 13 is first formed on the transparent substrate 11, and then the color filter layer 13 is formed on top of this color filter layer 13. It is also possible to form two layers of black matrix 12, with the color filter layer 13 sandwiched between these two layers of black matrix 12.

次に、このカラーフィルタ層13の上には、透明な平坦化層14を介して、光反射性マトリクス17が積層されている。そして、この光反射性マトリクス17の開口部には、光散乱層15が設けられている。この実施形態では、光散乱層15の上に透明樹脂層16が積層されているが、この透明樹脂層16は必須の構成要素ではない。なお、光反射性マトリクス17の上にはスペーサー18が立設されている。このスペーサー18は、カラーフィルタ基板10と液晶駆動基板30との間の間隙を一定かつ均一に保つものである。この間隙には液晶20が配置されるから、スペーサー18は液晶20の厚みを一定かつ均一に保つ役割を有している。 Next, a light-reflective matrix 17 is laminated on top of the color filter layer 13, with a transparent planarization layer 14 interposed between them. A light-scattering layer 15 is provided in the openings of the light-reflective matrix 17. In this embodiment, a transparent resin layer 16 is laminated on top of the light-scattering layer 15, but this transparent resin layer 16 is not an essential component. Spacers 18 are erected on top of the light-reflective matrix 17. These spacers 18 maintain a constant and uniform gap between the color filter substrate 10 and the liquid crystal drive substrate 30. Liquid crystal 20 is disposed in this gap, and the spacers 18 serve to maintain a constant and uniform thickness of the liquid crystal 20.

また、透明基板11の液晶20側とは反対側、すなわち、画面観察者側には、偏光膜19が積層されている。 In addition, a polarizing film 19 is laminated on the side of the transparent substrate 11 opposite the liquid crystal 20 side, i.e., on the side facing the screen observer.

<カラーフィルタ基板の透明基板11>
カラーフィルタ基板の透明基板11は、液晶表示装置100から出射される表示光が観察者に向かって透過する透明基板であり、その表面が表示画面を構成する。カラーフィルタ基板の透明基板11としては、例えば、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、ポリエステルフィルムやポリイミドフィルム等のプラスチック基板を用いることができる。その可視光の透過率は、高いほどより好ましい。例えば、カラーフィルタ基板の透明基板11の透過率は、50%以上100%以下であってもよく、90%以上100%以下であることがより好ましい。
<Transparent substrate 11 of color filter substrate>
The transparent substrate 11 of the color filter substrate is a transparent substrate through which display light emitted from the liquid crystal display device 100 passes toward the viewer, and its surface constitutes the display screen. The transparent substrate 11 of the color filter substrate may be, for example, a glass substrate, a quartz substrate, a sapphire substrate, or a plastic substrate such as a polyester film or a polyimide film. The higher the transmittance of the substrate for visible light, the more preferable it is. For example, the transmittance of the transparent substrate 11 of the color filter substrate may be 50% or more and 100% or less, and more preferably 90% or more and 100% or less.

<ブラックマトリクス12>
ブラックマトリクス12は格子状の形状を有するもので、この格子状ブラックマトリクス12は表示画面の画素と画素との境界に位置して、その開口部が表示画面の画素に対応している。このため、前述のように、本明細書では、この格子状ブラックマトリクス12の開口部を「画素開口部」と呼んでいる。
<Black Matrix 12>
The black matrix 12 has a lattice shape, and this lattice-shaped black matrix 12 is located at the boundaries between pixels of the display screen, and its openings correspond to the pixels of the display screen. For this reason, as mentioned above, in this specification, the openings of this lattice-shaped black matrix 12 are called "pixel openings."

ブラックマトリクス12は、樹脂にカーボンブラックやチタンブラック等の可視光吸収機能を持つ黒色顔料を分散させて形成することができる。また、これら黒色顔料に加えて、青色顔料など有機顔料を添加してもよい。 The black matrix 12 can be formed by dispersing black pigments with visible light absorption properties, such as carbon black or titanium black, in a resin. In addition to these black pigments, organic pigments such as blue pigments may also be added.

<カラーフィルタ層13>
カラーフィルタ層13は、互いに色彩の異なる前記着色フィルタ1311,1312,‥の配列で構成されている。着色フィルタ1311,1312,‥は透過する表示光を着色して、表示画面の色彩を決めるものである。このため、通常、光の3原色(赤色、緑色、青色)の着色フィルタを使用しており、また、これら着色フィルタ1311,1312,‥は前記画素開口部に配列されている。
<Color filter layer 13>
The color filter layer 13 is composed of an arrangement of colored filters 1311 , 1312 , ... each having a different color. The colored filters 1311 , 1312 , ... color the display light that passes through them and determine the color of the display screen. For this reason, colored filters of the three primary colors of light (red, green, and blue) are usually used, and these colored filters 1311 , 1312 , ... are arranged in the pixel openings.

なお、この実施形態では、各着色フィルタは、図面に垂直な方向(Y方向)に延びる直線の形状を有しており、このため、それぞれの各着色フィルタ1311,1312,‥はブラックマトリクス12と交差して、この交差位置でブラックマトリクス12に重なっているが、前記画素開口部ではブラックマトリクス12に重なっていないため、説明の便宜上、各画素開口部に対応する着色フィルタに、それぞれ、「1311」「1312」‥の
符号を付している。このため、これらの符号は、画素開口部や画素を示すと同時に、画素開口部に配置された着色フィルタも示している。
In this embodiment, each colored filter has a linear shape extending in the direction perpendicular to the drawing (Y direction), and therefore, each of the colored filters 13 11 , 13 12 , ... intersects with the black matrix 12 and overlaps with the black matrix 12 at the intersection positions, but since they do not overlap with the black matrix 12 at the pixel openings, for convenience of explanation, the colored filters corresponding to each pixel opening are given the symbols "13 11 ", "13 12 ", .... Therefore, these symbols not only indicate the pixel openings and pixels, but also the colored filters arranged in the pixel openings.

これら着色フィルタ1311,1312,‥は、アクリル等の透明感光性樹脂あるいはその前駆体に有機顔料を分散させて塗布した後、露光・現像して形成することができる。 These colored filters 13 11 , 13 12 , etc. can be formed by dispersing an organic pigment in a transparent photosensitive resin such as acrylic or its precursor, applying the resin, and then exposing and developing the resin.

赤色の着色フィルタ(赤色フィルタ)に適用できる赤色の有機顔料としては、例えば、C.I.Pigment Red 7、14、41、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、81:4、146、168、177、178、179、184、185、187、200、202、208、210、246、254、255、264、270、272、279等の赤色顔料を挙げることができる。赤色フィルタには、赤色顔料に加えて黄色顔料や橙色顔料を併用することもできる。 Examples of red organic pigments that can be used in red colored filters (red filters) include C.I. Pigment Red 7, 14, 41, 48:2, 48:3, 48:4, 81:1, 81:2, 81:3, 81:4, 146, 168, 177, 178, 179, 184, 185, 187, 200, 202, 208, 210, 246, 254, 255, 264, 270, 272, and 279. Red filters can also use yellow or orange pigments in addition to red pigments.

黄色顔料としては、例えば、C.I.Pigment Yellow 1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、126、127、128、129、147、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、187、188、193、194、199、198、213、214等が挙げられる。 Examples of yellow pigments include C.I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 24, 31, 32, 34, 35, 35:1, 36, 36:1, 37, 37:1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 1 Examples include 17, 118, 119, 120, 123, 126, 127, 128, 129, 147, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 179, 180, 181, 182, 187, 188, 193, 194, 199, 198, 213, and 214.

緑色の着色フィルタ(青色フィルタ)に適用できる緑色の有機顔料としては、例えば、C.I.Pigment Green 7、10、36、37等の緑色顔料を挙げることができる。また、緑フィルタには、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン緑色顔料やハロゲン化アルミニウムフタロシアニン緑色顔料を好適に用いることもできる。 Examples of green organic pigments that can be used in green colored filters (blue filters) include C.I. Pigment Green 7, 10, 36, and 37. Furthermore, halogenated zinc phthalocyanine green pigments and halogenated aluminum phthalocyanine green pigments can also be suitably used in green filters.

緑色の着色フィルタ(緑色フィルタ)には、緑色顔料の他に、前述の黄色顔料を併用することもできる。 Green colored filters (green filters) can also use the aforementioned yellow pigment in addition to green pigment.

青色色フィルタに適用できる青色の有機顔料としては、例えば、C.I.Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64等の青色顔料を挙げることができる。 Examples of blue organic pigments that can be used in blue filters include C.I. Pigment Blue 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 22, 60, and 64.

青色フィルタには、青色顔料の他に、紫色顔料を併用することもできる。紫色顔料としては、C.I.Pigment Violet 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等が挙げられる。 In addition to blue pigments, violet pigments can also be used in blue filters. Examples of violet pigments include C.I. Pigment Violet 1, 19, 23, 27, 29, 30, 32, 37, 40, 42, and 50.

これら有機顔料を分散させる透明感光性樹脂は、可視域の透過率が90%以上の透明樹脂であることがより好ましく、また、樹脂の前駆体を含むアルカリ可溶性の感光性樹脂であることがより好ましい。 The transparent photosensitive resin in which these organic pigments are dispersed is preferably a transparent resin with a transmittance of 90% or more in the visible range, and more preferably an alkali-soluble photosensitive resin containing a resin precursor.

この透明感光性樹脂としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する(メタ)アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、(メタ)アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂等が挙げられる。 Examples of such transparent photosensitive resins include resins in which a linear polymer having reactive substituents such as hydroxyl groups, carboxyl groups, or amino groups is reacted with a (meth)acrylic compound or cinnamic acid having reactive substituents such as isocyanate groups, aldehyde groups, or epoxy groups, to introduce photocrosslinkable groups such as (meth)acryloyl groups or styryl groups into the linear polymer.

また、透明樹脂の前駆体であるモノマーおよびオリゴマーとしては、2-ヒドロキシエ
チル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらは、単独でまたは2種類以上混合して用いることができる。
Furthermore, examples of monomers and oligomers that are precursors of transparent resins include various acrylic acid esters and methacrylic acid esters such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, tricyclodecanyl (meth)acrylate, melamine (meth)acrylate, and epoxy (meth)acrylate, as well as (meth)acrylic acid, styrene, vinyl acetate, (meth)acrylamide, N-hydroxymethyl (meth)acrylamide, and acrylonitrile. These may be used alone or in combination of two or more.

そして、これら顔料を、透明感光性樹脂又はその前駆体に対し、15質量%から60質量%の範囲内で配合して塗布液とし、この塗布液をブラックマトリクス12上に塗布してその被膜を形成した後、フォトマスクを介して前記露光し、続いてアルカリ溶液で現像することにより、着色フィルタ1311,1312,‥を形成することができる。 These pigments are then mixed with a transparent photosensitive resin or its precursor in a range of 15% to 60% by mass to form a coating liquid, which is then applied to the black matrix 12 to form a coating film, and then exposed to light through a photomask, followed by development with an alkaline solution, thereby forming the colored filters 13 11 , 13 12 , ...

<光反射性マトリクス17>
前述のとおり、光反射性マトリクス17はカラーフィルタ層13の液晶20側の面に積層されている。カラーフィルタ層13は、図面に垂直な方向(Y方向)に延びる直線状の着色フィルタの集合で構成されているため、このカラーフィルタ層13の上に平坦化層14を設けて、この平坦化層14上に光反射性マトリクス17を設けることが望ましい。なお、平坦化層14は光学的異方性の小さい透明樹脂で構成することができる。
<Light-reflecting matrix 17>
As described above, the light-reflective matrix 17 is laminated on the surface of the color filter layer 13 facing the liquid crystal 20. Since the color filter layer 13 is composed of a set of linear colored filters extending in the direction perpendicular to the plane of the drawing (Y direction), it is desirable to provide a planarizing layer 14 on the color filter layer 13 and then provide the light-reflective matrix 17 on the planarizing layer 14. The planarizing layer 14 can be made of a transparent resin with small optical anisotropy.

光反射性マトリクス17は表示エリア同士の境界に位置する。一方、ブラックマトリクス12は表示画面の画素同士の境界に位置する。そこで、これら光反射性マトリクス17とブラックマトリクス12との位置関係、あるいは表示エリアと画素との位置関係について、図3を参照して説明する。図3は、第1実施形態における画素及び表示エリアの配列状態を説明するためのカラーフィルタ基板の説明用部分平面図である。 The light-reflective matrix 17 is located at the boundary between the display areas. On the other hand, the black matrix 12 is located at the boundary between the pixels of the display screen. The positional relationship between the light-reflective matrix 17 and the black matrix 12, as well as the positional relationship between the display area and the pixels, will be explained with reference to Figure 3. Figure 3 is an explanatory partial plan view of the color filter substrate to explain the arrangement of the pixels and display area in the first embodiment.

図3に示すように、表示エリアAreaは光反射性マトリクス17で囲まれた矩形状である。表示エリアAreaのX方向の長さAxは例えば5~500μmであり、Y方向の長さAyは例えば15~1500μmである。 As shown in FIG. 3, the display area (Area) is rectangular and surrounded by a light-reflective matrix 17. The length Ax of the display area (Area) in the X direction is, for example, 5 to 500 μm, and the length Ay in the Y direction is, for example, 15 to 1500 μm.

そして、この表示エリアAreaの内部には複数の前記画素開口部が含まれており、これら画素開口部はマトリクス状に配列している。そして、このAreaに含まれる画素開口部のうち、第1行に属する画素開口部については、それぞれ、符号1311,1312,‥,131nを付している。すなわち、X方向にはn個の画素開口部が並んでいる。また、Area1に含まれる画素開口部のうち、第1列に属する画素開口部については、それぞれ、符号1321,1331,‥,13m1を付している。すなわち、Y方向にはm個の画素開口部が並んでいる。従って、このAreaには、m×n個の画素開口部が含まれている。例えば、X方向には、赤色フィルタが配置された画素開口部(赤色画素)、緑色フィルタが配置された画素開口部(緑色画素)及び青色フィルタが配置された画素開口部(青色画素)をそれぞれ64個、計64×3=192個配列し、Y方向に64個の画素開口部を配列した場合には、このAreaには、64×192=12,288個の画素開口部が含まれる。 The display area "Area" includes a plurality of pixel openings, which are arranged in a matrix. Of the pixel openings included in this Area, those belonging to the first row are given the reference numerals 1311 , 1312 , ..., 131n . That is, n pixel openings are lined up in the X direction. Of the pixel openings included in Area1, those belonging to the first column are given the reference numerals 1321 , 1331 , ..., 13m1 . That is, m pixel openings are lined up in the Y direction. Therefore, this Area includes m x n pixel openings. For example, if 64 pixel openings each having a red filter (red pixels), 64 pixel openings each having a green filter (green pixels), and 64 pixel openings each having a blue filter (blue pixels) are arranged in the X direction, for a total of 64 x 3 = 192 pixel openings, and 64 pixel openings are arranged in the Y direction, then this Area will include 64 x 192 = 12,288 pixel openings.

ところで、4Kと呼称される表示装置は、画素開口部の数がX方向に11,520個あり、Y方向に2,160個ある。したがって、4Kの表示装置には、11,520×2,160=約2,500万個の画素開口部がある。そこで、12,288個の画素開口部を1つの表示エリアAreaに割り当てたとき、その表示エリアAreaの数は2,500万個/12,288個=≒2,000個である。すなわち、この場合には、表示画面を2,0
00の表示エリアに区分し、その表示エリアごとに後述する発光ユニットを割り当て、この発光ユニットの発光強度をコントロールすることにより、表示エリアごとに光源光の強度を変えることができる。必要な発光ユニットの数は2,000個である。
Incidentally, a display device called 4K has 11,520 pixel apertures in the X direction and 2,160 in the Y direction. Therefore, a 4K display device has 11,520 x 2,160 = approximately 25 million pixel apertures. Therefore, when 12,288 pixel apertures are assigned to one display area, the number of display areas is 25 million / 12,288 = ≈ 2,000. In other words, in this case, the display screen is 2,000 pixels wide.
The display is divided into 00 display areas, and a light-emitting unit (described later) is assigned to each display area. By controlling the light-emitting intensity of this light-emitting unit, the intensity of the light source light can be changed for each display area. The number of light-emitting units required is 2,000.

また、仮に49,152個の画素開口部を1つの表示エリアに割り当てたときには、その表示エリアAreaの数は約500個である。そして、この場合には、約500個の発光ユニットをそれぞれの表示エリアAreaに割り当てて、発光ユニットの発光強度をコントロールすることにより、表示エリアごとに光源光の強度をコントロールすることができる。 Also, if 49,152 pixel openings are assigned to one display area, the number of display areas will be approximately 500. In this case, approximately 500 light-emitting units can be assigned to each display area, and the light emission intensity of the light-emitting units can be controlled to control the intensity of the light source light for each display area.

光反射性マトリクス17は、その基材17の表面を覆うように光反射性薄膜17を設けて構成することができる。また、この光反射性薄膜17の上に透明樹脂製保護層を設けてもよい。 The light-reflective matrix 17 can be constructed by providing a light-reflective thin film 172 so as to cover the surface of a substrate 171. Furthermore, a transparent resin protective layer may be provided on the light-reflective thin film 172 .

基材17は樹脂で構成することができる。透明でもよいし、不透明でもよい。なお、この実施形態では、図2に図示のように、その根元は幅広に構成されている。 The base material 171 can be made of resin and may be transparent or opaque. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the base is wide.

また、光反射性薄膜17は、単層構造又は多層構造の薄膜によって構成することができる。その膜厚は例えば0.15~0.8μmでよい。 The light-reflective thin film 172 can be made of a single-layer or multi-layer thin film, and its thickness may be, for example, 0.15 to 0.8 μm.

単層構造の光反射性薄膜17としては、例えば、アルミニウムあるいはアルミニウム合金から成る金属薄膜を例示できる。アルミニウム合金としては、モリブデンやチタン等の高融点金属、ネオジム等の希土類、あるいはケイ素を少量含むアルミニウム合金が採用できる。反射率の観点からネオジムを0.2~3質量%含むアルミニウム合金が好ましい。ネオジムが0.2質量%未満では、アルミニウムの結晶が粗大化あるいはヒロック形成のため光反射率が低下しやすい。また、ネオジムが3質量%を超えた場合にも光反射率が低下する傾向となる。これに対し、ネオジムが0.2質量%以上3質量%以下の範囲にて、高い反射率を安定して再現しやすいのである。 The single-layer light-reflective thin film 172 can be, for example, a metal thin film made of aluminum or an aluminum alloy. Examples of aluminum alloys that can be used include high-melting-point metals such as molybdenum and titanium, rare earth elements such as neodymium, and aluminum alloys containing a small amount of silicon. From the perspective of reflectivity, an aluminum alloy containing 0.2 to 3 mass% neodymium is preferred. If the neodymium content is less than 0.2 mass%, the aluminum crystals tend to become coarse or hillocks form, resulting in a decrease in light reflectivity. Furthermore, if the neodymium content exceeds 3 mass%, the light reflectivity also tends to decrease. In contrast, a high reflectivity can be stably reproduced when the neodymium content is in the range of 0.2 mass% to 3 mass%.

また、単層構造の光反射性薄膜17として、銀あるいは銀合金の金属薄膜を使用することもできる。また、このように銀あるいは銀合金の金属薄膜を採用する場合には、この銀あるいは銀合金の金属薄膜を中間層として、その両側に導電性酸化物の薄膜を配置した三層構造の光反射性薄膜17とすることが望ましい。導電性酸化物の薄膜としては、インジウム酸化物からなる第1の金属酸化物材料と、銀との固溶域を実質的に持たない金属元素の酸化物からなる第2の金属酸化物材料とを含有する混合酸化物を好ましく使用することができる。なお、銀との固溶域を実質的に持たない金属元素としては、例えば、チタン、ジルコニウム、タンタル、ニオブ、ハフニウム、セリウム、ビスマス、ゲルマニウム、ケイ素、クロムを例示できる。 Alternatively, a metal thin film of silver or a silver alloy may be used as the single-layer light-reflective thin film 172. When using such a metal thin film of silver or a silver alloy, it is preferable to use a three-layer light-reflective thin film 172 in which the silver or silver alloy metal thin film serves as an intermediate layer and conductive oxide thin films are disposed on both sides of the intermediate layer. A preferred conductive oxide thin film is a mixed oxide containing a first metal oxide material made of indium oxide and a second metal oxide material made of an oxide of a metal element that does not substantially have a solid solubility range with silver. Examples of metal elements that do not substantially have a solid solubility range with silver include titanium, zirconium, tantalum, niobium, hafnium, cerium, bismuth, germanium, silicon, and chromium.

また、これら光反射性薄膜17は、基材17との間に窒化チタン薄膜やチタン薄膜を介して積層することもできる。 Furthermore, these light-reflective thin films 172 can also be laminated on the substrate 171 with a titanium nitride thin film or titanium thin film interposed between them.

図4~図6は、この光反射性薄膜17の有無、またその構造の違いによる作用を説明するものである。 4 to 6 explain the effects of the presence or absence of the light-reflecting thin film 172 and the differences in its structure.

図4は光反射性マトリクスがない場合の説明用断面図で、後述する光反射性マトリクス17の配置される位置に配置された仮想のマトリクス17oを示している。 Figure 4 is an explanatory cross-sectional view of the case where there is no light-reflective matrix, showing a virtual matrix 17o placed in the position where the light-reflective matrix 17 described below would be placed.

図4に示すように、光反射性マトリクスがない場合には、斜め方向の拡散光L1、L2は矢印方向に仮想マトリクス17oを通過する。このため、例えば、拡散光L1は表示エ
リアArea1から隣接する表示エリアArea2に侵入する。他方、拡散光L1は表示エリアArea1から隣接する表示エリアArea2に侵入する。このように、本来進行すべき表示エリアから隣接する表示エリアに光が侵入し、こうして侵入した光が迷光となって表示画像のコントラストを低下させる。
4, in the absence of a light-reflecting matrix, diagonal diffused light L1 and L2 pass through the virtual matrix 17o in the direction of the arrows. Therefore, for example, diffused light L1 invades from display area Area1 into adjacent display area Area2. On the other hand, diffused light L1 invades from display area Area1 into adjacent display area Area2. In this way, light invades the adjacent display area from the display area through which it should travel, and this invading light becomes stray light, reducing the contrast of the displayed image.

図5は、光反射性マトリクス17の代わりに光吸収性マトリクス17aを設けた場合の説明用断面図である。 Figure 5 is an explanatory cross-sectional view of a case where a light-absorbing matrix 17a is provided instead of the light-reflective matrix 17.

光散乱層15の内部を斜め方向に拡散する拡散光L3、L4は光吸収性マトリクス17aに吸収される。このため、隣接する表示エリアに光が侵入することがなく、侵入した迷光によるコントラストの低下も生じない。しかし、この場合には、ローカルディミング技術を使用して光利用効率を向上させているにも拘わらず、バックライトから発生した光源光を光吸収性マトリクス17aに吸収させているため、その分光利用効率が低下する。また、光吸収性マトリクス17aの近傍では、光の透過や反射が抑制されるため、画面観察者による光吸収性マトリクス17aの視認あるいは認識が容易である。そして、このことは、表示画面にマトリクスパターンが常に表示されていることを意味する。 Diffused light L3 and L4 that diffuses diagonally within the light-scattering layer 15 is absorbed by the light-absorbing matrix 17a. As a result, light does not invade adjacent display areas, and there is no reduction in contrast due to invading stray light. However, in this case, even though local dimming technology is used to improve light utilization efficiency, the light source light generated by the backlight is absorbed by the light-absorbing matrix 17a, resulting in a decrease in spectral utilization efficiency. Furthermore, because light transmission and reflection are suppressed near the light-absorbing matrix 17a, the light-absorbing matrix 17a can be easily seen or recognized by the screen observer. This means that the matrix pattern is always displayed on the display screen.

次に、図6に示すように、光反射性マトリクス17を設けた場合には、斜め方向の拡散光L5、L7は、それぞれ、光反射性マトリクス17に反射される。すなわち、表示エリアArea1から隣接する表示エリアArea2に向かう拡散光L5は、光反射性マトリクス17に反射されて、その反射光L6は表示エリアArea1に戻る。また、表示エリアArea2から隣接する表示エリアArea1に向かう拡散光L7は、光反射性マトリクス17に反射されて、その反射光L8は表示エリアArea2に戻る。これら拡散光L5、L7が隣接する表示エリアに侵入することはなく、迷光となって表示画像のコントラストを低下させることもない。また、光反射性マトリクス17が光を吸収することはないから、バックライトから発生した光源光の光利用効率を低下させることもない。また、反射光L6、L8は、光反射性マトリクスがない場合における拡散光L1、L2(図4参照)とほぼ同じ状況と言える。このため、画面観察者による光反射性マトリクス17の認識は困難であり、画面の表示品位を高く維持することができる。 Next, as shown in FIG. 6, when a light-reflective matrix 17 is provided, the diagonal diffused light beams L5 and L7 are each reflected by the light-reflective matrix 17. That is, diffused light beam L5 traveling from display area Area1 toward adjacent display area Area2 is reflected by the light-reflective matrix 17, and the resulting reflected light beam L6 returns to display area Area1. Similarly, diffused light beam L7 traveling from display area Area2 toward adjacent display area Area1 is reflected by the light-reflective matrix 17, and the resulting reflected light beam L8 returns to display area Area2. These diffused light beams L5 and L7 do not invade adjacent display areas and do not become stray light, reducing the contrast of the displayed image. Furthermore, because the light-reflective matrix 17 does not absorb light, it does not reduce the light utilization efficiency of the light source light generated by the backlight. Furthermore, the reflected light beams L6 and L8 are essentially the same as the diffused light beams L1 and L2 (see FIG. 4) when no light-reflective matrix is provided. This makes it difficult for the screen viewer to recognize the light-reflecting matrix 17, allowing the display quality of the screen to be maintained at a high level.

<スペーサー18>
スペーサー18はカラーフィルタ基板10と液晶駆動基板30との間の間隙を一定に保つものである。この間隙には液晶層20が配置されるから、スペーサー18はこの液晶層20の厚みを決定し、かつ、均一な厚みに保つものである。
<Spacer 18>
The spacers 18 maintain a constant gap between the color filter substrate 10 and the liquid crystal drive substrate 30. Since the liquid crystal layer 20 is disposed in this gap, the spacers 18 determine the thickness of the liquid crystal layer 20 and maintain the thickness at a uniform level.

この目的のため、スペーサー18は、光反射性マトリクス17の上に設けられている。その高さは液晶層20の厚みと等しい。 For this purpose, spacers 18 are provided on the light-reflective matrix 17, the height of which is equal to the thickness of the liquid crystal layer 20.

なお、図示のように、スペーサー18は光反射性マトリクス17の全面に設ける必要はない。その一部に設ければ十分である。 Note that, as shown in the figure, the spacers 18 do not need to be provided over the entire surface of the light-reflective matrix 17. It is sufficient to provide them only on a portion of it.

このスペーサー18の形成方法は周知である。例えば、ネガ型フォトレジストを使用して、塗布、パターン状の露光、現像によってこのスペーサー18を形成することができる。 The method for forming the spacers 18 is well known. For example, the spacers 18 can be formed by using a negative photoresist, applying it, exposing it to light in a pattern, and developing it.

<光散乱層15>
光散乱層15は、図2に示すように、光反射性マトリクス17の開口部に配置されるもので、表示画面側から入射した周辺光の正反射を防止して、その正反射光による画面表示のコントラスト低下を防ぐ機能を有する。
<Light scattering layer 15>
As shown in FIG. 2, the light-scattering layer 15 is disposed in the openings of the light-reflective matrix 17, and has the function of preventing specular reflection of ambient light incident from the display screen side, thereby preventing a decrease in the contrast of the screen display due to the specular reflection light.

光散乱層15は、透明粒子を樹脂に配合して塗布液としてこの塗布液を塗布することで形成することができる。このほか、分散助剤や紫外線吸収剤を配合してもよい。なお、後述するように、相溶性が低く、しかも、互いに屈折率の異なる2種の樹脂を使用して光散乱層15を形成することもできる。 The light-scattering layer 15 can be formed by blending transparent particles into a resin, forming a coating liquid, and then applying this coating liquid. In addition, a dispersing agent or an ultraviolet absorber may also be blended. As described below, the light-scattering layer 15 can also be formed using two resins that have low compatibility and different refractive indices.

そこで、透明粒子を利用して光散乱層15を構成する場合には、この光散乱層15に適用する透明粒子としては、可視光の波長より大きな粒子径の粒子を好ましく使用できる。光散乱の対象となる可視光の波長と同程度の粒子径を有する粒子では、その対象となる可視光の透過性が高く、光散乱が生じ難い。これに対し、可視光の波長より大きな粒子径の粒子を用いる場合、可視光の透過性が低下して、高い光散乱性を示すのである。 Therefore, when constructing light-scattering layer 15 using transparent particles, it is preferable to use particles with a particle diameter larger than the wavelength of visible light as the transparent particles used in light-scattering layer 15. Particles with a particle diameter similar to the wavelength of the visible light that is the target of light scattering have high transmittance to that target visible light and are less likely to cause light scattering. In contrast, when particles with a particle diameter larger than the wavelength of visible light are used, the transmittance to visible light decreases and high light scattering is exhibited.

このような理由から、前記透明粒子としては、例えば、平均粒径が1.0~3.0μm透明粒子の粒子を好ましく用いることができる。また、前記分散助剤として、平均粒径が0.2μm前後、あるいは0.1μm以下の透明微粒子を配合することも可能である。 For these reasons, the transparent particles preferably have an average particle size of 1.0 to 3.0 μm. It is also possible to blend transparent fine particles with an average particle size of around 0.2 μm, or 0.1 μm or less, as the dispersing aid.

また、前記透明粒子は、光散乱層15に含まれる前記樹脂とは屈折率が異なることが望ましい。屈折率の異なる透明粒子と樹脂との界面で光が反射又は屈折することにより、光の散乱が生じるからである。 It is also desirable that the transparent particles have a refractive index different from that of the resin contained in the light-scattering layer 15. This is because light is scattered when light is reflected or refracted at the interface between the transparent particles and the resin, which have different refractive indices.

また、前記透明粒子は光学的に等方性であることが望ましい。この光散乱層15を透過する表示光の偏光面を回転させることなく維持させるためである。このような光学的に等方性の無機粒子としては、例えば、非晶質構造(アモルファス)のシリカ粒子を例示することができる。 It is also desirable that the transparent particles be optically isotropic. This is to maintain the polarization plane of the display light passing through the light-scattering layer 15 without rotating it. An example of such optically isotropic inorganic particles is amorphous silica particles.

また、有機物の粒子は一般に等方性であり、このような有機粒子には屈折率を含めて様々な性質を有する粒子が知られている。例えば、アクリル、スチレン、ウレタン、ナイロン、メラミン、ベンゾグアナミンなどの樹脂の粒子である。もちろん、これらの粒子を混合して用いることができる。 In addition, organic particles are generally isotropic, and there are known organic particles with a variety of properties, including refractive index. Examples include particles made from resins such as acrylic, styrene, urethane, nylon, melamine, and benzoguanamine. Of course, these particles can also be used in combination.

前記紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物が挙げられる。紫外線吸収剤は、フェノール水酸基を持つことが好ましい。フェノール水酸基を持たせることにより、熱処理時にアルコキシメチル基やメチロール基などを有する化合物と架橋が可能となる。架橋させることで、硬膜後の長期保管で紫外線吸収剤のブリードアウトを抑制し、信頼性を向上させることができる。紫外線吸収剤の添加量は、前記樹脂に対して、例えば、0.05~10質量%の範囲で配合することができる。 Examples of the UV absorber include benzophenone-based compounds, benzotriazole-based compounds, and triazine-based compounds. It is preferable that the UV absorber have a phenolic hydroxyl group. The phenolic hydroxyl group allows crosslinking with compounds having alkoxymethyl groups, methylol groups, or the like during heat treatment. Crosslinking can suppress bleeding of the UV absorber during long-term storage after hardening, improving reliability. The amount of UV absorber added can be, for example, in the range of 0.05 to 10% by mass relative to the resin.

このように光散乱層15は光の波長の長さより大きい透明粒子の分散体で構成されているから、その厚みは透明粒子の平均粒子径より厚いことが望ましい。例えば、1~50μm以下である。50μmより厚く形成することもできるが、50μmより厚くすることによる散乱性の向上は少ない。むしろ、厚く形成することによる工程負荷、例えば塗布・乾燥などの作業時間に無駄を発生しやすい。 As such, since the light-scattering layer 15 is composed of a dispersion of transparent particles larger than the wavelength of light, it is desirable that its thickness be thicker than the average particle diameter of the transparent particles. For example, it is 1 to 50 μm or less. It can be made thicker than 50 μm, but increasing the thickness beyond 50 μm does not improve scattering properties much. In fact, making it thicker increases the process load, such as wasted work time for coating and drying.

なお、前述のように、相溶性が低く、しかも、互いに屈折率の異なる複数の樹脂を溶剤に溶解又は分散させて塗布液とし、この塗布液を塗布した後、これら樹脂を相分離させることにより、互いに屈折率の異なる海島構造の層を形成して、この層を光散乱層15とすることも可能である。 As mentioned above, it is also possible to form a coating liquid by dissolving or dispersing multiple resins with low compatibility and different refractive indices in a solvent, and after applying this coating liquid, by causing phase separation of the resins, a layer with a sea-island structure with different refractive indices can be formed, and this layer can be used as the light-scattering layer 15.

なお、この実施形態では、光散乱層15の上に透明樹脂層16が積層されているが、この透明樹脂層16は必ずしも必要なものではない。光散乱層15の上に透明樹脂層16が
積層されている場合、透明樹脂層16の表面と光反射性マトリクス17の表面とは面一に構成されていることが望ましい。光散乱層15の上に透明樹脂層16が積層されていない場合には、もちろん、この光散乱層15の表面と光反射性マトリクス17の表面とは面一に構成されていることが望ましい。このように光反射性マトリクス17の表面とその周囲の表面とが同じ高さの場合、液晶層20の厚みを均一にすることが可能である。
In this embodiment, a transparent resin layer 16 is laminated on the light scattering layer 15, but this transparent resin layer 16 is not necessarily required. When the transparent resin layer 16 is laminated on the light scattering layer 15, it is desirable that the surface of the transparent resin layer 16 and the surface of the light reflective matrix 17 are flush with each other. When the transparent resin layer 16 is not laminated on the light scattering layer 15, it is of course desirable that the surface of the light scattering layer 15 and the surface of the light reflective matrix 17 are flush with each other. When the surface of the light reflective matrix 17 and the surrounding surfaces are flush with each other in this way, it is possible to make the thickness of the liquid crystal layer 20 uniform.

(液晶駆動基板30)
液晶駆動基板30は、図7に示すように、透明基板(液晶駆動基板の透明基板)31、絶縁層32、共通電極33、絶縁層34,画素電極35及び偏光膜36をその構成要素としている。また、このほか、液晶駆動基板30には、図示しないと配向膜が設けられている。なお、共通電極33、絶縁層34及び画素電極35は、絶縁層34を配線基板基材として、その両面に共通電極33と画素電極35としたものであってもよい。
(Liquid crystal drive substrate 30)
7, the liquid crystal driving substrate 30 includes a transparent substrate (transparent substrate of the liquid crystal driving substrate) 31, an insulating layer 32, a common electrode 33, an insulating layer 34, pixel electrodes 35, and a polarizing film 36. In addition, an alignment film (not shown) is provided on the liquid crystal driving substrate 30. The common electrode 33, insulating layer 34, and pixel electrodes 35 may be formed by using the insulating layer 34 as a wiring substrate base material, with the common electrode 33 and pixel electrodes 35 on both sides of the insulating layer 34.

画素電極35には薄膜トランジスタがそれぞれ少なくとも1個接合されており、この薄膜トランジスタを駆動することにより、画素電極35ごとに電圧を印加することができる。そして、このように画素電極35ごとに電圧を印加することにより、液晶層20を画素電極35ごとに駆動して画面表示することができる。 At least one thin-film transistor is connected to each pixel electrode 35, and by driving this thin-film transistor, a voltage can be applied to each pixel electrode 35. By applying a voltage to each pixel electrode 35 in this way, the liquid crystal layer 20 can be driven for each pixel electrode 35, allowing the screen to be displayed.

なお、この実施形態では、画素電極35と共通電極33間のフリンジ電界で駆動するFFS(フリンジフィールドスイッチング)方式で液晶層20を駆動しているが、液晶層20として、カラーフィルタ基板10と液晶駆動基板30との間の電界で駆動するVA(垂直配向)方式の液晶を使用する場合には、共通電極33の代わりに、カラーフィルタ基板10に共通電極を設けて、カラーフィルタ基板10のこの共通電極と液晶駆動基板30の画素電極35との間で電圧を印加することが望ましい。 In this embodiment, the liquid crystal layer 20 is driven by the FFS (fringe field switching) method, which is driven by the fringe electric field between the pixel electrode 35 and the common electrode 33. However, if a VA (vertical alignment) type liquid crystal is used as the liquid crystal layer 20, which is driven by the electric field between the color filter substrate 10 and the liquid crystal drive substrate 30, it is desirable to provide a common electrode on the color filter substrate 10 instead of the common electrode 33, and apply a voltage between this common electrode on the color filter substrate 10 and the pixel electrode 35 on the liquid crystal drive substrate 30.

なお、図8に、画素電極35に電圧を印加する回路の回路図を示す。この図に示すように一つの画素電極35は一つの薄膜トランジスタ35に電気的に接続されており、一つの薄膜トランジスタ35を制御することにより、一つの画素電極35を制御することができる。すなわち、画素電極35ごとに制御することが可能である。 8 shows a circuit diagram of a circuit for applying a voltage to the pixel electrodes 35. As shown in this diagram, one pixel electrode 35 is electrically connected to one thin film transistor 35T , and one pixel electrode 35 can be controlled by controlling one thin film transistor 35T . In other words, it is possible to control each pixel electrode 35 individually.

そして、この回路では、ソース線35からの映像信号と、ゲート線35からの選択信号を受けて、画素電極35に液晶駆動電圧が印加され、液晶層20が駆動される。なお、図中、符号「35CS」は補助容量を示し、符号「35」は補助容量線を示しているが、これら補助容量35CS及び補助容量線35の形成は省いても良い。 In this circuit, upon receiving a video signal from the source line 35S and a selection signal from the gate line 35G , a liquid crystal drive voltage is applied to the pixel electrode 35, driving the liquid crystal layer 20. In the drawing, the symbol " 35CS " indicates a storage capacitance, and the symbol " 35C " indicates a storage capacitance line, but the formation of these storage capacitance 35CS and storage capacitance line 35S may be omitted.

(バックライトモジュール40)
バックライトモジュール40は、画面表示に使用する光を発生するデバイスである。図1に示すように、バックライトモジュール40は複数の発光ユニット40Aを配列して構成されており、この発光ユニット40Aは前記表示エリアに対応しており、発光ユニット40Aから発生した光源光は対応する表示エリアに入射して、この表示エリアの画面表示に利用される。そして、発光ユニット40Aの光強度をコントロールする(ローカルディミング駆動)ことにより、これに対応する表示エリアの表示光の輝度をコントロールすることが可能である。また、このため、図1から分かるように、発光ユニット40AのX方向の長さ40Axは表示エリアの長さAxと等しい。また、発光ユニット40AのY方向の長さ40Ayは表示エリアの長さAyと等しい。
(Backlight module 40)
The backlight module 40 is a device that generates light used for screen display. As shown in FIG. 1 , the backlight module 40 is configured by arranging multiple light-emitting units 40A. Each light-emitting unit 40A corresponds to the display area. The light source light generated by each light-emitting unit 40A is incident on the corresponding display area and used for screen display in that display area. By controlling the light intensity of each light-emitting unit 40A (local dimming drive), it is possible to control the brightness of the display light in the corresponding display area. Therefore, as can be seen from FIG. 1 , the length 40Ax of each light-emitting unit 40A in the X direction is equal to the length Ax of the display area. Furthermore, the length 40Ay of each light-emitting unit 40A in the Y direction is equal to the length Ay of the display area.

図9はバックライトモジュール40の説明用部分断面図で、この部分断面図には、単一の発光ユニット40Aが含まれている。図9から分かるように、発光ユニット40Aはバックライトモジュール基板41の上に配列されており、この発光ユニット40Aには複数の発光素子43が配列されている。一つの発光ユニット40A内に配設する発光素子43
の数は、対応する表示エリアの面積やこの表示エリアに含まれる画素開口部の数に応じて異なる。一般に、一つの発光ユニット40A内に配設する発光素子43の数は、対応する表示エリアに含まれる画素開口部の数より少ない。例えば、前述のように表示エリアに含まれる画素開口部の数が12,288個の場合でも、対応する発光ユニット40A内に配設する発光素子43の数をX方向に6個、Y方向に6個並んだ36個とすることができる。
9 is an explanatory partial cross-sectional view of the backlight module 40, which includes a single light-emitting unit 40A. As can be seen from FIG. 9, the light-emitting unit 40A is arranged on the backlight module substrate 41, and a plurality of light-emitting elements 43 are arranged in the light-emitting unit 40A.
The number of light-emitting elements 43 varies depending on the area of the corresponding display area and the number of pixel openings included in this display area. Generally, the number of light-emitting elements 43 arranged in one light-emitting unit 40A is smaller than the number of pixel openings included in the corresponding display area. For example, even if the number of pixel openings included in the display area is 12,288 as described above, the number of light-emitting elements 43 arranged in the corresponding light-emitting unit 40A can be 36, with six light-emitting elements 43 arranged in the X direction and six in the Y direction.

図1及び図9に示すように、バックライトモジュール40は、基板(バックライトモジュール基板)41の液晶駆動基板30側の面に発光ユニット40Aを配列させ、さらに変換する波長変換層44とプリズムシート46とを積層して構成されている。発光ユニット40Aは、発光素子43の他に、液晶駆動基板30とは反対側に設けられた光反射性電極43a及び液晶駆動基板30側に設けられた共通電極43bを備えて構成されている。 As shown in Figures 1 and 9, the backlight module 40 is constructed by arranging light-emitting units 40A on the surface of a substrate (backlight module substrate) 41 facing the liquid crystal drive substrate 30, and then laminating a wavelength conversion layer 44 and a prism sheet 46. In addition to the light-emitting elements 43, the light-emitting units 40A are also equipped with a light-reflective electrode 43a provided on the side opposite the liquid crystal drive substrate 30 and a common electrode 43b provided on the liquid crystal drive substrate 30 side.

<バックライトモジュール基板41>
バックライトモジュール基板41は透明でもよいが、カラーフィルタ基板の透明基板11や液晶駆動基板の透明基板31と異なり、不透明なものであってもよい。例えば、このバックライトモジュール基板41は、サイファア基板であってよく、CMOS素子(トランジスタなど)を配設したシリコン基板であってもよい。また、このバックライトモジュール基板41として、バッファー層を介して結晶成長させたLEDによって各発光素子43が形成されたシリコン基板であってもよい。
<Backlight module substrate 41>
The backlight module substrate 41 may be transparent, but unlike the transparent substrate 11 of the color filter substrate and the transparent substrate 31 of the liquid crystal drive substrate, it may also be opaque. For example, the backlight module substrate 41 may be a silicon substrate on which CMOS elements (transistors, etc.) are disposed. Furthermore, the backlight module substrate 41 may be a silicon substrate on which each light-emitting element 43 is formed by LEDs crystal-grown via a buffer layer.

また、バックライトモジュール基板41の裏面には、放熱膜41を設けることができる。放熱膜41としては、放熱性が良好な材料であれば特に限定されない。例えば、放熱膜41はアルミニウムや銅で形成された薄膜で構成することができる。この薄膜は蒸着やスパッタリング法によって形成することが可能である。 Furthermore, a heat dissipation film 411 can be provided on the back surface of the backlight module substrate 41. There are no particular limitations on the material of the heat dissipation film 411 as long as it has good heat dissipation properties. For example, the heat dissipation film 411 can be configured as a thin film made of aluminum or copper. This thin film can be formed by vapor deposition or sputtering.

<発光素子43>
発光素子43としては、LED(Light Emitting Diode)や有機ELを好適に利用することができる。中でも、単色発光LEDを用いることがより好ましい。単色発光LEDとしては、青色LEDあるいは近紫外LEDが特に好ましい。
<Light-emitting element 43>
An LED (Light Emitting Diode) or an organic EL can be suitably used as the light emitting element 43. Among them, it is more preferable to use a monochromatic LED. As the monochromatic LED, a blue LED or a near-ultraviolet LED is particularly preferable.

LEDは、n型半導体とp型半導体とをpn接合して構成されたもので、その両側に電圧をかけると、n型半導体とp型半導体との境界面で電子と正孔とが再結合し、この再結合に伴って光を発生する発光素子である。 An LED is a light-emitting device constructed by forming a pn junction between an n-type semiconductor and a p-type semiconductor. When voltage is applied across the junction, electrons and holes recombine at the interface between the n-type and p-type semiconductors, generating light as a result of this recombination.

LEDには、n側電極とp側電極が同じ側にある水平型LEDと、LEDの厚み方向にn側電極とp側電極が異なる面(向かい合う平行な面)にある垂直型LEDとがあるが、そのいずれを用いることも可能である。また、40~200μmサイズのミニLEDチップを用いても良いし、2~60μmサイズのマイクロLEDチップを用いても良い。 LEDs come in two types: horizontal LEDs, in which the n-side electrode and p-side electrode are on the same side, and vertical LEDs, in which the n-side electrode and p-side electrode are on different surfaces (facing parallel surfaces) in the thickness direction of the LED. Either type can be used. It is also possible to use mini LED chips in the range of 40 to 200 μm, or micro LED chips in the range of 2 to 60 μm.

なお、LEDには、アルミニウムガリウムヒ素(AlGaAs)、ガリウムヒ素リン(GaAsP)、インジウム窒化ガリウム(InGaN)/窒化ガリウム(GaN)/アルミニウム窒化ガリウム(AlGaN)、リン化ガリウム(GaP)、セレン化亜鉛(ZnSe)、アルミニウムインジウムガリウムリン(AlGaInP)などの化合物がLEDに適用されているが、単色発光の青色発光LEDには、主に窒化ガリウム(GaN)が適用されている。 LEDs are made from compounds such as aluminum gallium arsenide (AlGaAs), gallium arsenide phosphide (GaAsP), indium gallium nitride (InGaN)/gallium nitride (GaN)/aluminum gallium nitride (AlGaN), gallium phosphide (GaP), zinc selenide (ZnSe), and aluminum indium gallium phosphide (AlGaInP), but gallium nitride (GaN) is primarily used for monochromatic blue LEDs.

この発光素子43の実装は、低融点合金を用いたフリップチップ実装、異方性導電膜を用いた実装、あるいは金線などを用いたワイヤーボンディングなどであって良い。 The light-emitting element 43 may be mounted by flip-chip mounting using a low-melting-point alloy, mounting using an anisotropic conductive film, or wire bonding using gold wire, etc.

この第1の実施形態においては、バックライトモジュール基板41の上に、多層構造の絶縁層42を介して、光反射性電極43aが配置されている。この光反射性電極43aは、一つの発光素子43に対して一つの光反射性電極43aが対応している。そして、前記発光素子43は、それぞれ、この光反射性電極43aに接続されている。そして、多層構造の前記絶縁層42に回路配線が形成されており、この回路配線は前記光反射性電極43aに電気的に接続されており、このため、発光素子43に電圧を印加することができる。 In this first embodiment, a light-reflective electrode 43a is disposed on a backlight module substrate 41 via a multilayer insulating layer 42. One light-reflective electrode 43a corresponds to one light-emitting element 43. Each light-emitting element 43 is connected to its corresponding light-reflective electrode 43a. Circuit wiring is formed on the multilayer insulating layer 42, and this circuit wiring is electrically connected to the light-reflective electrode 43a, allowing voltage to be applied to the light-emitting elements 43.

また、発光素子43の上には透明な共通電極43bが設けられており、この共通電極43bは、発光ユニット40Aに含まれる発光素子43のすべてに電気的に接続されており、この共通電極43bと前記光反射性電極43aとの間の発光素子43に電圧を印加して発光させることができる。 In addition, a transparent common electrode 43b is provided on top of the light-emitting elements 43. This common electrode 43b is electrically connected to all of the light-emitting elements 43 included in the light-emitting unit 40A, and a voltage can be applied to the light-emitting elements 43 between this common electrode 43b and the light-reflective electrode 43a to cause them to emit light.

図10に、バックライトモジュールの発光素子の駆動回路の回路図を示す。図中、符号「43」はソース線、「43」はゲート線を示している。また、符号「43CS」は補助容量を示し、符号「43T1」は選択トランジスタを示し、「43T2」は駆動トランジスタを示している。このようにこの回路では、選択トランジスタ43T1と、電源線43VDから電流を発光素子43に供給する駆動トランジスタ43T2の2つのトランジスタを必要とする。 10 shows a circuit diagram of a drive circuit for a light-emitting element of a backlight module. In the diagram, the reference numeral "43 S " denotes a source line, and "43 G " denotes a gate line. The reference numeral "43 CS " denotes a storage capacitor, the reference numeral "43 T1 " denotes a selection transistor, and the reference numeral "43 T2 " denotes a drive transistor. Thus, this circuit requires two transistors: a selection transistor 43 T1 and a drive transistor 43 T2 that supplies current from the power supply line 43 VD to the light-emitting element 43.

この回路においては、これにさらに可変抵抗器を組み入れて、この可変抵抗器の抵抗値を変化させることにより、発光素子43への電流の大きさを調整するアナログ調光方式をとることができる。このように発光素子43への電流の大きさを調整することにより、しそれぞれの発光素子43から発生する光源光の輝度をコントロールし、その結果、発光ユニット40Aごとに光源光の輝度をコントロールすることができる。 This circuit can also incorporate a variable resistor, and by changing the resistance of this variable resistor, an analog dimming method can be used to adjust the amount of current to the light-emitting elements 43. By adjusting the amount of current to the light-emitting elements 43 in this way, the brightness of the light source light emitted by each light-emitting element 43 can be controlled, and as a result, the brightness of the light source light can be controlled for each light-emitting unit 40A.

また、発光素子43の点灯時間をコントロールすることにより、発光ユニット40Aごとに光源光の輝度を調整するPWM(Pulse Width Modulation)の駆動方式を選択してもよい。 In addition, a PWM (Pulse Width Modulation) driving method may be selected, which adjusts the brightness of the light source light for each light-emitting unit 40A by controlling the lighting time of the light-emitting element 43.

また、さらには、発光ユニット40Aに含まれる複数の発光素子43の中から発光させる発光素子43を選択して、これら選択した発光素子43の光反射性電極43aに電圧を印加する駆動制御回路を発光ユニットに組み込んでも良い。こうして選択した一部の光反射性電極43aに電圧を印加することにより、発光ユニット40Aごとに輝度をコントロールすることが可能である。 Furthermore, a drive control circuit may be incorporated into the light-emitting unit 40A to select the light-emitting elements 43 to emit light from among the multiple light-emitting elements 43 included in the light-emitting unit 40A and apply a voltage to the light-reflective electrodes 43a of these selected light-emitting elements 43. By applying a voltage to a selected portion of the light-reflective electrodes 43a in this way, it is possible to control the brightness of each light-emitting unit 40A.

<波長変換層44>
波長変換層44は、耐候性樹脂層45を介して発光素子43の上に積層されている。この波長変換層44は、発光素子43から発生した光源光を疑似白色光に変えるものである。この実施形態では、バックライトモジュール40に内蔵した発光素子43として、青色の発光ピークを持つ青色LEDを使用している。この青色LEDから発生した光源光は青色の単色光であるから、この光源光を利用してフルカラーの画面表示を行うためには、この青色光源光を疑似白色光に変換しなければならない。このため、波長変換層44には、青色光源光の波長を変換して、赤色光や緑色とする材料が配合されている。
<Wavelength conversion layer 44>
The wavelength conversion layer 44 is laminated on the light-emitting element 43 via a weather-resistant resin layer 45. This wavelength conversion layer 44 converts the light source light generated by the light-emitting element 43 into pseudo-white light. In this embodiment, a blue LED with a blue emission peak is used as the light-emitting element 43 built into the backlight module 40. Since the light source light generated by this blue LED is monochromatic blue light, in order to use this light source light to display a full-color screen, this blue light source light must be converted into pseudo-white light. For this reason, the wavelength conversion layer 44 contains a material that converts the wavelength of the blue light source light to red or green.

波長変換に用いる前記材料は、量子ドットと呼称され、量子閉じ込め効果を持つナノメートルサイズの半導体微粒子(以下、量子ドットと記載)と、希土類(レアアース)と呼ばれるEU(ユーロピウム)、Ce(セリウム)、Y(イットリウム)など賦活材を添加した複合酸化物や窒化物で代表される無機蛍光体(以下、蛍光体)とに区分できる。 The materials used for wavelength conversion are called quantum dots, which are nanometer-sized semiconductor particles with a quantum confinement effect (hereafter referred to as quantum dots), and inorganic phosphors (hereafter referred to as phosphors), which are typically complex oxides or nitrides containing added activators such as rare earth elements (EU, Ce, Yttrium, etc.).

蛍光体は、量子ドットと比べて平均粒径が0.5μmから30μmと大きいが、高温・
高圧下での製造工程を経ることもあって耐熱・耐光性など信頼性が高い。
The average particle size of phosphors is larger than that of quantum dots, ranging from 0.5 μm to 30 μm, but they are
Because it is manufactured under high pressure, it is highly reliable, with heat and light resistance.

量子ドットの例としては、MgS、MgSe、MgTe、CaS、CaSe、CaTe、SrS、SrSe、SrTe、BaS、BaSe、BaTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、及びHgTeのようなII-VI族半導体化合物、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaAs、GaP、GaN、GaSb、InN、InAs、InP、InSb、TiN、TiP、TiAs、及びTiSbのようなIIIV族半導体化合物、Si、Ge、及びPbのようなIV族半導体等を含有する半導体結晶の他、InGaPのような3元素以上を含んだ半導体化合物が挙げられる。量子ドットのサイズは、例えば、0.5nmから30nmの範囲内にあり、粒子サイズを大きくすることにより変換光が長波長側へシフトする。 Examples of quantum dots include II-VI semiconductor compounds such as MgS, MgSe, MgTe, CaS, CaSe, CaTe, SrS, SrSe, SrTe, BaS, BaSe, BaTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, and HgTe; IIIV semiconductor compounds such as AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaAs, GaP, GaN, GaSb, InN, InAs, InP, InSb, TiN, TiP, TiAs, and TiSb; semiconductor crystals containing Group IV semiconductors such as Si, Ge, and Pb; and semiconductor compounds containing three or more elements such as InGaP. The size of quantum dots is, for example, in the range of 0.5 nm to 30 nm, and increasing the particle size shifts the converted light to longer wavelengths.

波長変換層44には、赤変換粒子と緑変換粒子とが含まれている。波長変換層44に適用できるこれら赤変換粒子と緑変換粒子は、量子ドットまたは蛍光体から適宜選択できる。なお、赤変換粒子とは、青色の光を受けて青色LEDから発生した光源光は青色の波長に変換できる蛍光体あるいは量子ドットの粒子を指す。緑変換粒子は、青色の光を受けてそれぞれ緑色の光に変換できる蛍光体あるいは量子ドットの粒子である。 The wavelength conversion layer 44 contains red conversion particles and green conversion particles. These red conversion particles and green conversion particles that can be used in the wavelength conversion layer 44 can be appropriately selected from quantum dots or phosphors. Note that red conversion particles refer to phosphor or quantum dot particles that can receive blue light and convert the light source light generated by a blue LED into a blue wavelength. Green conversion particles are phosphor or quantum dot particles that can receive blue light and convert it into green light.

この例では、発光素子53が青色LEDから成り、この青色LEDから発生した青色光源光を赤色及び緑色に変換するため、単一の波長変換層44に赤変換粒子及び緑変換粒子の両変換粒子を配合しているが、これらを別個の層として、青色光源光を赤色光に変換する赤色変換層と、緑色光に変換する緑色変換層の2種類の層を設けてもよい。 In this example, the light-emitting element 53 is a blue LED, and in order to convert the blue light source light generated by this blue LED into red and green, both red conversion particles and green conversion particles are blended into the single wavelength conversion layer 44. However, these may be treated as separate layers, with two types of layers provided: a red conversion layer that converts blue light source light into red light, and a green conversion layer that converts it into green light.

これら赤色変換層と緑色変換層とはこれらを積層して配置することができる。この場合には、これらの層に入射した青色光源光の一部が赤色光に変換され、他の一部が緑色光に変換される。この結果、これら赤色変換層と緑色変換層とを出射した光は、青色光、赤色光及び緑色光が混合した疑似白色光となる。 These red conversion layers and green conversion layers can be stacked. In this case, part of the blue light source light incident on these layers is converted to red light, and the other part is converted to green light. As a result, the light that exits these red conversion layers and green conversion layers becomes pseudo-white light that is a mixture of blue, red, and green light.

また、これら赤色変換層と緑色変換層とは、平面視において、互いに離れて配置していてもよいし、あるいは互いに隣接して配置してもよい。 Furthermore, these red conversion layer and green conversion layer may be arranged apart from each other in a planar view, or may be arranged adjacent to each other.

波長変換層44は、波長変換粒子を耐熱性・耐光性に優れる樹脂に分散させた分散体として形成することができる。なお、これら波長変換粒子と樹脂に加えて、透明な光散乱粒子を配合することもできる。 The wavelength conversion layer 44 can be formed as a dispersion in which wavelength conversion particles are dispersed in a resin that has excellent heat and light resistance. In addition to these wavelength conversion particles and resin, transparent light-scattering particles can also be blended.

分散体に用いる樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリノルボルネン樹脂、これらの変性樹脂、ハイブリッド樹脂などが挙げられる。 Examples of resins used in dispersions include silicone resins, epoxy resins, phenolic resins, polycarbonate resins, acrylic resins, polynorbornene resins, modified resins of these, and hybrid resins.

また、光散乱粒子としては、前述の光散乱層15に配合する透明粒子として説明したものを使用することができる。すなわち、可視光の波長より粒子径が大きく、屈折率が前記樹脂の屈折率と異なり、また、光学的に等方性の粒子である。具体的には、平均粒径が1.0~3.0μmのシリカ粒子や、アクリル、スチレン、ウレタン、ナイロン、メラミン、ベンゾグアナミンなどの樹脂の粒子を例示できる。 The light-scattering particles can be the same as those described above as transparent particles to be incorporated into the light-scattering layer 15. That is, they are particles with a particle diameter larger than the wavelength of visible light, a refractive index different from that of the resin, and are optically isotropic. Specific examples include silica particles with an average particle diameter of 1.0 to 3.0 μm, and particles of resins such as acrylic, styrene, urethane, nylon, melamine, and benzoguanamine.

これら樹脂、波長変換粒子及び光散乱粒子を、モノマーあるいは有機溶剤を用いて混合して液状の分散体を形成した後、印刷することにより波長変換層を形成することができる。また、スピンコーター、スリットコーター、カーテンコーター、インクジェットなどの装置で、前記分散体を塗布し硬化させることで波長変換層44を形成することもできる。 The wavelength converting layer can be formed by mixing these resins, wavelength converting particles, and light scattering particles using a monomer or an organic solvent to form a liquid dispersion, and then printing the dispersion. Alternatively, the wavelength converting layer 44 can be formed by applying and curing the dispersion using a device such as a spin coater, slit coater, curtain coater, or inkjet printer.

なお、変換粒子として蛍光体を用いる場合、例えば、前記樹脂としてアルカリ可溶な感光性ポリマーレジストを使用し、このポリマーレジストに分散させた分散液(分散体)を塗布して、フォトリソグラフィの手法でパターン状の波長変換層44を形成することも可能である。 When using phosphors as the conversion particles, it is also possible to use, for example, an alkali-soluble photosensitive polymer resist as the resin, and apply a dispersion liquid (dispersion) in which phosphors are dispersed in this polymer resist, thereby forming a patterned wavelength conversion layer 44 using photolithography techniques.

なお、この実施形態では、前述のように発光素子43として単色発光の青色LEDを使用しているため、波長変換層44は、この青色光源光を赤色光に変換する赤変換粒子と緑色光に変換する緑変換粒子とを使用しているが、前述のように、発光素子43として近紫外発光LEDを使用した場合には、近紫外光を、それぞれ、青色光、赤色光及び緑色光に変換する3種類の波長変換粒子を使用して、前記近紫外光を疑似白色光に変換する必要がある。 In this embodiment, as mentioned above, a monochromatic blue LED is used as the light-emitting element 43, and therefore the wavelength conversion layer 44 uses red conversion particles that convert this blue light source light into red light and green conversion particles that convert it into green light. However, as mentioned above, if a near-ultraviolet light-emitting LED is used as the light-emitting element 43, it is necessary to use three types of wavelength conversion particles that convert the near-ultraviolet light into blue light, red light, and green light, respectively, to convert the near-ultraviolet light into pseudo-white light.

<プリズムシート46>
プリズムシート46は発光ユニット40Aから出射する光源光の出射方向を広げるものである。このプリズムシート46は発光ユニット40Aごとに配置してもよいし、図示のように、複数の発光ユニット40Aを覆うように配置してもよい。
<Prism sheet 46>
The prism sheet 46 widens the emission direction of the light source light emitted from the light-emitting unit 40 A. The prism sheet 46 may be provided for each light-emitting unit 40 A, or may be provided to cover a plurality of light-emitting units 40 A as shown in the figure.

このプリズムシート46は、例えば、透明樹脂シートをエンボス加工して製造することができる。また、透明樹脂を射出成形して製造することもできる。透明樹脂としては屈折率の高い樹脂が望ましく、例えばアクリル樹脂が使用できる。 This prism sheet 46 can be manufactured, for example, by embossing a transparent resin sheet. It can also be manufactured by injection molding a transparent resin. A resin with a high refractive index is preferable as the transparent resin, and acrylic resin, for example, can be used.

以上、第1の実施形態に係る液晶表示装置100について説明したが、この液晶表示装置100は種々の応用が可能である。上述の各実施形態に係る表示装置が適用可能な電子機器としては、携帯電話、携帯型ゲーム機器、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤ等)、複写機、ファクシミリ、プリンター、プリンター複合機、自動販売機、現金自動預け入れ払い機(ATM)、個人認証機器、光通信機器、ICカードなどの電子デバイス等が挙げられる。そして、適用する電子機器の種類に応じて、さらにアンテナを搭載して通信や非接触での受電給電を行うことも可能である。 The liquid crystal display device 100 according to the first embodiment has been described above, but this liquid crystal display device 100 can be used in a variety of applications. Electronic devices to which the display devices according to the above-described embodiments can be applied include mobile phones, portable game devices, personal digital assistants, personal computers, e-books, video cameras, digital still cameras, head-mounted displays, navigation systems, audio playback devices (car audio, digital audio players, etc.), copiers, facsimiles, printers, multi-function printers, vending machines, automated teller machines (ATMs), personal authentication devices, optical communication devices, IC cards, and other electronic devices. Furthermore, depending on the type of electronic device to which it is applied, it may also be possible to incorporate an antenna for communication or contactless power reception and supply.

[第2の実施形態]
図11は第2実施形態に係る液晶表示装置200の説明用断面図である。
Second Embodiment
FIG. 11 is an explanatory cross-sectional view of a liquid crystal display device 200 according to the second embodiment.

この第2の実施形態に係る液晶表示装置200は、図1に示した第1の実施形態に係る液晶表示装置100とは発光ユニットが異なっている。第2の実施形態のLED素子243は金属容器249に格納されていることからLED素子としての設置面積が広くなるので素子間隔が大きくなるものの、金属容器249の内面により発光した光の利用効率が高くなるので、本発明の第1実施形態に係る液晶表示装置100に比べて大画面の表示装置に適した光源となっている。 The liquid crystal display device 200 according to the second embodiment has a different light-emitting unit from the liquid crystal display device 100 according to the first embodiment shown in Figure 1. Because the LED elements 243 of the second embodiment are housed in a metal container 249, the installation area of the LED elements is larger and the spacing between elements is therefore greater. However, the efficiency of use of light emitted by the inner surface of the metal container 249 is higher, making this a light source more suitable for large-screen display devices than the liquid crystal display device 100 according to the first embodiment of the present invention.

図12はバックライトモジュール240の説明用部分断面図である。 Figure 12 is an explanatory partial cross-sectional view of the backlight module 240.

バックライトモジュール240は、その発光ユニット240Aとして、光反射性の金属容器249を複数配列して構成している。この金属容器249には、発光素子として金線247でワイヤーボンディングされた青色LED243が収容されており、この青色LED243上部には、赤変換粒子と緑変換粒子の両者を分散させた波長変換層248が充填されている。このため、青色LED243から発生した青色光は、この波長変換層248を透過して疑似白色光に変換されて出射する。なお、波長変換層248には、赤変換粒子と緑変換粒子に加えて、光散乱性の透明粒子を配合してもよい。 The backlight module 240 is configured with an array of multiple light-reflective metal containers 249 as its light-emitting unit 240A. Each metal container 249 houses a blue LED 243 wire-bonded with gold wire 247 as a light-emitting element, and the top of each blue LED 243 is filled with a wavelength conversion layer 248 in which both red conversion particles and green conversion particles are dispersed. Therefore, blue light emitted from the blue LED 243 passes through the wavelength conversion layer 248, is converted into pseudo-white light, and is emitted. Note that the wavelength conversion layer 248 may contain light-scattering transparent particles in addition to the red conversion particles and green conversion particles.

なお、発光ユニット240Aを構成する複数の金属容器249の上には、これら複数の金属容器249の全部を覆うようにプリズムシート246が配設されている。 A prism sheet 246 is disposed on top of the multiple metal containers 249 that make up the light-emitting unit 240A so as to cover all of these multiple metal containers 249.

前記液晶表示装置100と同様に、この第2の実施形態に係る液晶表示装置200も種々の電子機器に適用できることは明らかと思われる。 Like the liquid crystal display device 100, it is clear that the liquid crystal display device 200 according to the second embodiment can also be applied to a variety of electronic devices.

[第3の実施形態]
第3の実施形態に係る液晶表示装置は、光反射性マトリクスと光散乱層との位置関係及び光反射性マトリクスの構造が、第1の実施形態に係る液晶表示装置100と異なるだけで、その他の点については第1の実施形態に係る液晶表示装置100と同様である、このため、図13を参照しながら、液晶表示装置100と相違する点について説明する。図13は本発明の第3実施形態に係り、そのカラーフィルタ基板の説明用断面図である。
[Third embodiment]
The liquid crystal display device according to the third embodiment differs from the liquid crystal display device 100 according to the first embodiment only in the positional relationship between the light-reflecting matrix and the light-scattering layer and the structure of the light-reflecting matrix, and is otherwise similar to the liquid crystal display device 100 according to the first embodiment. Therefore, the differences from the liquid crystal display device 100 will be described with reference to Fig. 13. Fig. 13 relates to the third embodiment of the present invention and is an explanatory cross-sectional view of a color filter substrate thereof.

まず、第1の実施形態に係る液晶表示装置100においては、光反射性マトリクス17は平坦化層14の上に設けられており、この光反射性マトリクス17の開口部に光散乱層15が配置されていた。一方、第3の実施形態に係る液晶表示装置においては、平坦化層314の上に光散乱層315が積層され、この光散乱層315上に光反射性マトリクス317が設けられている。しかも、この光散乱層315の上にはまず第2のブラックマトリクス317が設けられ、この第2のブラックマトリクス317を土台として、この第2のブラックマトリクス317の上に、基材317とその表面の光反射性薄膜317で構成された光反射性マトリクス317が設けられている。この液晶表示装置では、このように光反射性マトリクス17の画面観察者側に第2のブラックマトリクス317が配置されているから、画面観察者からの光反射性マトリクス17の視認を妨げ、表示装置としての視認性を向上させることができる。 First, in the liquid crystal display device 100 according to the first embodiment, the light-reflective matrix 17 is provided on the planarization layer 14, and the light-scattering layer 15 is disposed in the openings of the light-reflective matrix 17. On the other hand, in the liquid crystal display device according to the third embodiment, a light-scattering layer 315 is laminated on the planarization layer 314, and the light-reflective matrix 317 is provided on the light-scattering layer 315. Moreover, a second black matrix 3173 is first provided on the light-scattering layer 315, and on this second black matrix 3173 as a base, a light-reflective matrix 317 composed of a base material 3171 and a light-reflective thin film 3172 on its surface is provided on top of this second black matrix 3173. In this liquid crystal display device, since the second black matrix 3173 is disposed on the screen observer's side of the light-reflective matrix 17, the light-reflective matrix 17 is prevented from being seen by the screen observer, thereby improving the visibility of the display device.

なお、光反射性マトリクス317の上にはスペーサー318が立設されている。そして、光反射性マトリクス317の開口部に透明樹脂層316が設けられており、光反射性マトリクス317の表面と透明樹脂層316の表面とは面一に構成されているから、前記スペーサー318によって液晶の厚みは液晶表示装置の全面に渡って均一に保たれる。 Spacers 318 are erected on the light-reflective matrix 317. Transparent resin layers 316 are provided in the openings of the light-reflective matrix 317, and the surfaces of the light-reflective matrix 317 and the transparent resin layer 316 are flush with each other. As a result, the thickness of the liquid crystal is kept uniform across the entire surface of the liquid crystal display device by the spacers 318.

前記液晶表示装置100,200と同様に、この第3の実施形態に係る液晶表示装置も種々の電子機器に適用できることは明らかである。 Like the liquid crystal display devices 100 and 200, it is clear that the liquid crystal display device according to the third embodiment can also be applied to a variety of electronic devices.

100:第1の実施形態に係る液晶表示装置
Area:表示エリア Ax:表示エリアのX方向の長さ Ay:表示エリアのY方向の長さ
10:カラーフィルタ基板
11:透明基板
12:ブラックマトリクス
13:カラーフィルタ層 1311,1312、‥:着色フィルタ(画素開口部)
14:平坦化層
15:光散乱層
16:透明樹脂層
17:光反射性マトリクス 17:光反射性マトリクスの基材 17:光反射性薄膜
18:スペーサー
19:偏光膜
20:液晶層
30:液晶駆動基板
31:透明基板 33:共通電極 34:絶縁層 35:画素電極 36:偏光膜
40:バックライトモジュール
40A:発光ユニット 40Ax:発光ユニットのX方向の長さ 40Ay:発光ユニットのY方向の長さ
41:バックライトモジュール基板 41:放熱膜
42:絶縁層
43:発光素子 43a:光反射性電極 43b:共通電極
44:波長変換層
45:耐候性樹脂層
46:プリズムシート
L1~L8:拡散光
200:第2の実施形態に係る液晶表示装置
210:カラーフィルタ基板
211:透明基板 212:ブラックマトリクス 213:カラーフィルタ層
217:光反射性マトリクス
220:液晶層
230:液晶駆動基板
231:透明基板 233:共通電極 235:画素電極
240:バックライトモジュール
240A:発光ユニット
241:バックライトモジュール基板 243:青色LED 46:プリズムシート 247:金線 248:波長変換層 249:金属容器
310:第3の実施形態に係るカラーフィルタ基板
311:透明基板
312:ブラックマトリクス
313:カラーフィルタ層 31311,31312、‥:着色フィルタ(画素開口部)
314:平坦化層
315:光散乱層
316:透明樹脂層
317:光反射性マトリクス
317:光反射性マトリクスの基材 317:光反射性薄膜 317:第2のブラックマトリクス
318:スペーサー
100: Liquid crystal display device according to the first embodiment Area: Display area Ax: Length of the display area in the X direction Ay: Length of the display area in the Y direction 10: Color filter substrate 11: Transparent substrate 12: Black matrix 13: Color filter layer 13 11 , 13 12 , . . . : Colored filters (pixel openings)
14: Planarization layer 15: Light scattering layer 16: Transparent resin layer 17: Light-reflective matrix 17 1 : Base material of light-reflective matrix 17 2 : Light-reflective thin film 18: Spacer 19: Polarizing film 20: Liquid crystal layer 30: Liquid crystal drive substrate 31: Transparent substrate 33: Common electrode 34: Insulating layer 35: Pixel electrode 36: Polarizing film 40: Backlight module 40A: Light-emitting unit 40Ax: Length of light-emitting unit in X direction 40Ay: Length of light-emitting unit in Y direction 41: Backlight module substrate 41 1 : Heat-dissipating film 42: Insulating layer 43: Light-emitting element 43a: Light-reflective electrode 43b: Common electrode 44: Wavelength conversion layer 45: Weather-resistant resin layer 46: Prism sheets L1 to L8: Diffused light 200: Liquid crystal display device according to the second embodiment 210: Color filter substrate 211: Transparent substrate 212: Black matrix 213: Color filter layer
217: Light-reflective matrix 220: Liquid crystal layer 230: Liquid crystal drive substrate 231: Transparent substrate 233: Common electrode 235: Pixel electrode 240: Backlight module 240A: Light-emitting unit 241: Backlight module substrate 243: Blue LED 46: Prism sheet 247: Gold wire 248: Wavelength conversion layer 249: Metal container 310: Color filter substrate according to the third embodiment 311: Transparent substrate 312: Black matrix 313: Color filter layer 313 11 , 313 12 , . . . : Colored filters (pixel openings)
314: Planarizing layer 315: Light scattering layer 316: Transparent resin layer 317: Light reflective matrix 317 1 : Base material of light reflective matrix 317 2 : Light reflective thin film 317 3 : Second black matrix 318: Spacer

Claims (14)

カラーフィルタ基板、液晶駆動基板、バックライトモジュール及び液晶層で構成され、表示画面を複数の表示エリアに区分してその表示エリアごとに前記バックライトモジュールを駆動してこれから発生する光の強度を制御するとともに、前記カラーフィルタ基板と液晶駆動基板との間に液晶層を配置し、画素ごとにこの液晶層を駆動することにより、前記バックライトモジュールからの光の透過を制御して画面表示する液晶表示装置において、
前記カラーフィルタ基板がブラックマトリクス光反射性マトリクス、及び光散乱層を備えており、
前記ブラックマトリクスが前記画素に対応する開口部を有し、かつ、この開口部に着色フィルタが配置されており、
前記光反射性マトリクスが、前記表示エリア同士の境界に位置し
前記光散乱層が、透明樹脂に透明粒子を分散させた分散体から成り、かつ、前記光反射性マトリクスによって囲まれた開口部に設けられ、
前記光反射性マトリクスは、前記光散乱層の厚み方向において、前記光散乱層よりも突出して設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device comprising a color filter substrate, a liquid crystal drive substrate, a backlight module, and a liquid crystal layer, wherein a display screen is divided into a plurality of display areas, and the backlight module is driven for each display area to control the intensity of light emitted from the backlight module, and a liquid crystal layer is disposed between the color filter substrate and the liquid crystal drive substrate, and the liquid crystal layer is driven for each pixel to control the transmission of light from the backlight module to display a screen,
the color filter substrate comprises a black matrix , a light-reflecting matrix , and a light-scattering layer ;
the black matrix has openings corresponding to the pixels, and colored filters are disposed in the openings;
the light-reflective matrix is located at the boundary between the display areas ;
the light-scattering layer is made of a dispersion in which transparent particles are dispersed in a transparent resin, and is provided in the opening surrounded by the light-reflecting matrix;
The liquid crystal display device is characterized in that the light-reflecting matrix is provided so as to protrude beyond the light-scattering layer in a thickness direction of the light-scattering layer .
前記表示エリアの内部に複数の前記画素が含まれていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device of claim 1, characterized in that a plurality of the pixels are included within the display area. 前記光反射性マトリクスが、表面に光反射性薄膜を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。 A liquid crystal display device according to claim 1 or 2, characterized in that the light-reflective matrix has a light-reflective thin film on its surface. 前記光反射性薄膜の上を透明樹脂製保護層が覆っていることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device described in claim 3, characterized in that the light-reflective thin film is covered with a transparent resin protective layer. 前記光反射性薄膜がアルミニウムあるいはアルミニウム合金の金属薄膜から成ることを特徴とする請求項3又は4に記載の液晶表示装置。 A liquid crystal display device according to claim 3 or 4, characterized in that the light-reflective thin film is made of a metal thin film of aluminum or an aluminum alloy. 前記光反射性薄膜が3層構造を有しており、その中間層が銀あるいは銀合金の金属薄膜から成ることを特徴とする請求項3又は4に記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 3 or 4, characterized in that the light-reflective thin film has a three-layer structure, the middle layer of which is made of a metal thin film of silver or a silver alloy. 前記バックライトモジュールが複数の発光ユニットを配列して構成されており、これら発光ユニットのそれぞれが前記表示エリアのそれぞれに対応していることを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の液晶表示装置。 A liquid crystal display device as described in any one of claims 1 to 6, characterized in that the backlight module is composed of an array of multiple light-emitting units, each of which corresponds to a respective one of the display areas. 前記発光ユニットの内部に複数の発光素子が配列されていることを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device described in claim 7, characterized in that multiple light-emitting elements are arranged inside the light-emitting unit. 前記発光素子が、青色あるいは近紫外の単色発光の発光素子から成ることを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 8, characterized in that the light-emitting element is a light-emitting element that emits monochromatic light in blue or near-ultraviolet. 前記発光素子がLEDから成ることを特徴とする請求項8又は9に記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 8 or 9, characterized in that the light-emitting element is an LED. 前記発光素子と着色フィルタとの間に、発光素子の光を緑色光又は赤色光に変換する波長変換層を有することを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device described in claim 10, characterized in that a wavelength conversion layer that converts light from the light-emitting element into green light or red light is provided between the light-emitting element and the colored filter. 前記光散乱層が紫外線吸収剤を含むことを特徴とする請求項1~11のいずれか一項に記載の液晶表示装置。 12. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light scattering layer contains an ultraviolet absorber. 前記光反射性マトリクスの上にスペーサーが積層されており、このスペーサーにより前記カラーフィルタ基板と液晶駆動基板との間の間隙が制御されていることを特徴とする請求項1~12のいずれか一項に記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 12, characterized in that a spacer is laminated on the light-reflecting matrix, and the spacer controls the gap between the color filter substrate and the liquid crystal driving substrate. 液晶表示装置のカラーフィルタ基板であって、
ブラックマトリクス光反射性マトリクス、及び光散乱層を備えて構成されており、
前記ブラックマトリクスが表示画面の画素に対応する開口部を有し、かつ、この開口部に着色フィルタが配置されており、
前記光反射性マトリクスが、複数の前記画素を含む表示エリア同士の境界に位置し
前記光散乱層が、透明樹脂に透明粒子を分散させた分散体から成り、かつ、前記光反射性マトリクスによって囲まれた開口部に設けられ、
前記光反射性マトリクスは、前記光散乱層の厚み方向において、前記光散乱層よりも突出して設けられていることを特徴とするカラーフィルタ基板。
A color filter substrate for a liquid crystal display device,
The display device is configured to include a black matrix , a light-reflecting matrix , and a light-scattering layer ,
the black matrix has openings corresponding to pixels of a display screen, and colored filters are disposed in the openings;
the light-reflective matrix is located at a boundary between display areas each including a plurality of the pixels ;
the light-scattering layer is made of a dispersion in which transparent particles are dispersed in a transparent resin, and is provided in the opening surrounded by the light-reflecting matrix;
The color filter substrate , wherein the light-reflecting matrix is provided so as to protrude beyond the light-scattering layer in a thickness direction of the light-scattering layer .
JP2021163503A 2021-10-04 2021-10-04 Liquid crystal display device and color filter substrate Active JP7735772B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021163503A JP7735772B2 (en) 2021-10-04 2021-10-04 Liquid crystal display device and color filter substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021163503A JP7735772B2 (en) 2021-10-04 2021-10-04 Liquid crystal display device and color filter substrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023054572A JP2023054572A (en) 2023-04-14
JP7735772B2 true JP7735772B2 (en) 2025-09-09

Family

ID=85874080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021163503A Active JP7735772B2 (en) 2021-10-04 2021-10-04 Liquid crystal display device and color filter substrate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7735772B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200133053A1 (en) 2018-10-25 2020-04-30 Wuhan China Star Opoelectronics Technology Co., Ltd. Color filter substrate and liquid crystal display device
JP2021009170A (en) 2017-09-27 2021-01-28 シャープ株式会社 Display device
JP2021117249A (en) 2020-01-22 2021-08-10 凸版印刷株式会社 Color filter substrate and display device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3482827B2 (en) * 1997-08-04 2004-01-06 凸版印刷株式会社 Transflective liquid crystal display

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021009170A (en) 2017-09-27 2021-01-28 シャープ株式会社 Display device
US20200133053A1 (en) 2018-10-25 2020-04-30 Wuhan China Star Opoelectronics Technology Co., Ltd. Color filter substrate and liquid crystal display device
JP2021117249A (en) 2020-01-22 2021-08-10 凸版印刷株式会社 Color filter substrate and display device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023054572A (en) 2023-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7604914B2 (en) Display device and wavelength conversion substrate
KR102795617B1 (en) Black matrix substrate and display device having the same
CN112912948B (en) Black matrix substrate and display device with black matrix substrate
JP7413791B2 (en) Color filter substrate and display device
JP2023054570A (en) Display
US20220352435A1 (en) Display module and manufacturing method as the same
JP7552070B2 (en) Display device
US12282183B2 (en) Lighting device
JP7559523B2 (en) Display device
JP7476696B2 (en) Black matrix substrate, and LED display and liquid crystal display device equipped with the same
JP7683340B2 (en) Black matrix substrate and display device including black matrix substrate
JP7714935B2 (en) Color filter substrate and display device including the same
TWI787412B (en) Black matrix substrate and display device with black matrix substrate
CN118202478A (en) Light emitting device and image display device
JP7618962B2 (en) Color filter substrate and display device
JP7735772B2 (en) Liquid crystal display device and color filter substrate
JP2023054571A (en) liquid crystal display
JP7439530B2 (en) Optical module and display device
JP7750015B2 (en) display device
JP2023068904A (en) Liquid crystal display device with touch panel
KR20240095841A (en) Light emitting diode display device

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20240718

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240918

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20250416

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250507

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250617

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250729

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250811

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7735772

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150