CN1332252C - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示装置，使光效率得到改善，包括：以规定距离相对配置在下部的彩色滤光片基板和配置在上部的阵列基板；反射膜，在所述彩色滤光片基板上的非象素部上以矩阵形态形成；在该反射膜上形成的黑色矩阵；彩色滤光片，在由该黑色矩阵限定的彩色滤光片基板的象素部上形成；下部定向膜，在包括该彩色滤光片及黑色矩阵的基板的整个区域形成；象素电极，在所述阵列基板的象素部形成；上部定向膜，在包含所述象素电极的基板的整个区域形成；液晶层，介于所述彩色滤光片基板和阵列基板之间；下部偏振光板，设在所述彩色滤光片基板的外侧面上，遮住非象素部的下部没有偏光机能的部分；上部偏振光板，设在所述阵列基板的外侧面上。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置，更详细地是涉及使光效率提高的液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置(Liquid Crystal Display)以其轻薄短小，低电压驱动及低电力消耗的优点的基础上取代CRT(Cathode Ray Tube阴极射线管)被开发出来。特别是薄膜晶体管液晶显示装置，由于在CRT上实现了笔迹图像品质高，大型化及彩色化等，最近当然也被笔记本电脑及监控器市场多处用在各个领域中。
该液晶显示装置，特别是薄膜晶体管液晶显示装置具有将液晶层介于阵列基板和彩色滤光片基板之间连接起来的结构，阵列基板包括薄膜晶体管和象素电极；彩色滤光片基板包括彩色滤光片和相对电极。另外，在所述阵列基板与液晶层及彩色滤光片基板与液晶层之间各自设置用于初期液晶配列的定向膜，而在各基板的外侧面上粘着偏振光板。
同时，液晶显示装置作为受光显示装置将会接受来自外部的光而显示图像，这时，作为外部光源，通常使用背照光(Back Light)，该背照光配置在包括偏振光板的阵列基板的下部。
具有这样结构的液晶显示装置通过信号线施加信号并使其动作以显示规定的图像，所述信号线使***阵列基板和彩色滤光片基板之间的象素部的液晶以矩阵的形态排列。
但是详述过的液晶显示装置具有光效率非常低的缺点。即由于液晶显示装置由偏振光板产生50％以上的光损失，由红、绿、兰的彩色滤光片也产生一部分光损失，而相对象素开口率表示50％程度的光利用率，故实质上光效率在10％以内，所以非常低。
在此液晶显示装置的开口率由在彩色滤光片基板上形成的黑色矩阵决定。该黑色矩阵是为了遮断射入非象素部的光而形成的，射入非象素部的光由所述黑色矩阵完全吸收，因此，形成由黑色矩阵产生的光损失。
图1是说明现有技术的液晶显示装置的图，是形成黑色矩阵的彩色滤光片基板的平面图。图2是根据现有技术的液晶显示装置的剖面图。
下面，参照图1和图2对由黑色矩阵及偏振光板产生的光损失进行简要说明。
彩色滤光片基板如图1所示，在象素部上形成红、绿、兰的彩色滤光片13a、13b、13c；在非象素部，即各个象素部之间的边界上形成黑色矩阵12。
由于有这样的结构，入射到红、绿、兰的彩色滤光片13a、13b、13c形成的区域中的光用于显示图像；而入射到黑色矩阵12形成的非象素部的光完全被吸收，因此，会产生光损失。
液晶显示装置如图2所示，阵列基板1和彩色滤光片基板11夹着液晶层20连在一起。所述阵列基板1具有象素电极2；所述彩色滤光片基板11具有彩色滤光片13a、13b、13c及黑色矩阵12。另外，在各基板1、11和液晶层20之间分别形成用于初始液晶定向的定向膜4、14，在各基板1、11的外侧面上粘着偏振光板5、15。没有说明的图面符号22表示为了维持基板间的间隔***的衬垫。
在具有该结构的液晶显示装置中，由背射光(图中未示出)发出来的光经过下部偏振光板5，射入显示板内，这时，在圆偏振光的光向线偏振光偏光的过程中，将会产生50％程度的光损失。
射入显示板内部的光中，沿A路径行进的光只用于显示图像，反之沿B路径行进的光完全被黑色矩阵吸收，因此，将会由所述黑色矩阵12产生光损失。
结果现有的液晶显示装置由偏振光板及黑色矩阵产生相当大的光损失，具有非常低的光效率。
发明内容
本发明是为了解决所述问题而提出的，其目的是提供一种液晶显示装置，其能够抑制由黑色矩阵及偏振光板产生的光损失。
另外，本发明还有另一目的，即通过抑制由黑色矩阵及偏振光板产生的光损失，提供一种使光效率得到改善的液晶显示装置。
为了达到所述目的，本发明提供一种液晶显示装置，包括：配置在下部的彩色滤光片基板和配置在上部的阵列基板，它们放在规定距离上相对配置；反射膜，其在所述彩色滤光片基板上的非象素部上以矩阵形态形成；在该反射膜上形成的黑色矩阵；红、绿、兰的彩色滤光片，其在由该黑色矩阵限定的彩色滤光片基板的象素部上形成；下部定向膜，其在包括所述彩色滤光片及黑色矩阵的基板的整个区域上形成；象素电极，其在所述阵列基板上的象素部上形成；上部定向膜，其在包含所述象素电极的基板的整个区域上形成；液晶层，其介于所述彩色滤光片基板和阵列基板之间；下部偏振光板，其设在所述彩色滤光片基板的外侧面上，遮住非象素部的下部没有偏光机能的部分；上部偏振光板，其设在所述阵列基板的外侧面上。
在此，所述下部偏振光板对所述反射膜的宽度(L)按下式1的条件设计，使具有偏光机能的部分与反射膜重复的长度(d)不发生漏光。
0＜d＜L/2    (式1)
另外，为了达到所述目的，本发明提供一种液晶显示装置，包括：配置在下部的彩色滤光片基板和配置在上部的阵列基板，它们放在规定距离上相对配置；反射膜，其在所述彩色滤光片基板上的非象素部上以矩阵形态形成；在该反射膜上形成的黑色矩阵；红、绿、兰的彩色滤光片，其在由所述黑色矩阵限定的彩色滤光片基板的象素部上形成；下部偏振光板，其在包括所述彩色滤光片及黑色矩阵的基板的整个区域上形成；下部定向膜，其在所述下部偏振光板上形成；象素电极，其在所述阵列基板上的象素部上形成；上部定向膜，其在包含所述象素电极的基板的整个区域上形成；液晶层，其介于所述彩色滤光片基板和阵列基板之间；上部偏振光板，其设在所述阵列基板的外侧面上。在此，所述下部偏振光板最好是黑色矩阵上部部分由没有偏光机能的部分遮住的偏振光板。
根据本发明，由于将彩色滤光片基板配置在下部，并在黑色矩阵的下面设置反射膜，使用由所述黑色矩阵吸收的光，而且作为下部偏振光板，被部分遮住的偏振光板，故可以最大限度地减少由所述黑色矩阵及偏振光板产生的光损失，因此可以改善光效率。
通过下面对参照本发明的最佳实施例进行的说明，将会使以上所述的本发明的目的、不同的特征及优点等变得明确。
附图说明
图1是为了说明根据现有技术的液晶显示装置的图，是形成黑色矩阵的彩色滤光片基板的平面图；
图2是根据现有技术的液晶显示装置的剖面图；
图3是表示根据本发明一实施例的液晶显示装置的剖面图；
图4是表示根据本发明另一实施例的液晶显示装置的剖面图。
具体实施方式
下面根据附图对本发明的最佳实施例进行详细说明。
图3是表示根据本发明的一实施例的液晶显示装置的剖面图。
本发明的一实施例的液晶显示装置如图3所示，彩色滤光片基板30与作为光源的背照光(图中未示出)邻接，即配置在下部，而阵列基板40配置在所述彩色滤光片基板30的上部。
在所述彩色滤光片基板30中，在作为象素部之间的边界的非象素部上，以矩阵形态形成高反射率的反射膜31、在所述反射膜31上形成黑色矩阵32。另外，在由所述黑色矩阵32限定的各象素部中形成红、绿及兰色的彩色滤光片33a、33b、33c，而在包括所述黑色矩阵32及彩色滤光片33a、33b、33c的基板的整个区域上形成下部定向膜34。
在所述阵列基板40上，在与彩色滤光片基板30的彩色滤光片33a、33b、33c相对的各象素部上形成象素电极41，在包含所述象素电极41的基板的整个区域上形成上部定向膜42。
这样的彩色滤光片基板30和阵列基板40中间夹着液晶层连在一起，这时，为了保持它们之间的间隔，在与基板30、40的中间夹上衬垫44。另外，在各基板30、40的外侧面上分别粘贴偏振光板52、54，而贴在彩色滤光片基板30上的下部偏振光板52使用由通常不是偏振光板的部分被遮住的偏振光板。
也就是说，所述下部偏振光板52在和黑色矩阵板32相同的状态下，使用部分被遮住的偏振光板，该部分在与所述黑色矩阵32的下部相当的部分没有偏光机能，只有与彩色滤光片33a、33b、33c的下部相当的部分有偏光机能。
这时，在设计部分被遮住的下部偏振光板52中，有偏光机能的部分与反射膜3 1重复的长度(d)最好按下述式1设计，使得不产生漏光。在此，L表示反射膜31的宽度。
0＜d＜L/2    (式1)
这种本发明的液晶显示装置具有如下改善的光效率。
附图标记C及D分别表示往象素部及非象素部行进的光路。首先，沿着C路径行进的光经过象素部的彩色滤光片33c，用于显示图像。
而沿D路径行进的光透过下部的偏振光板52行进，由反射膜3 1反射，再射入背射光(图中未示出)，之后，虽然没有详细地图示说明，由背射光的反射板反射再射入显示那样使用。
因而，由背射光出来的光仅仅向象素部行进，没有被非象素部的黑色矩阵吸收，而由反射膜反射，再被使用，结果没有由黑色矩阵产生的光损失。
另外，使用一般偏振光板时，向非象素部行进的光将会直接地由偏振光板产生损失。而如在本发明那样适用于部分被遮住的偏振光板52的情况下，虽然可能有由与来自背射光、向象素部行进的光相对的偏振光板产生的光损失，但对于向非象素部行进的光，与非象素部下的偏振光板部分没有偏光机能相关，可以没有对于向该部分行进的光的由偏振光板产生的光损失。
因而，由于只有对于向象素部行进的光产生光损失，由于除去了对于向非象素部行进光的光损失，故光损失减少。
结果由于本发明的液晶显示装置没有由于黑色矩阵产生的光损失，并且由偏振光板产生的光损失也能达到最小化，故将会具有改善了的光效率。
图4是表示本发明另一实施例的液晶显示装置的剖面图。
根据本发明的另一实施例的液晶显示装置如图4所示，与本发明的一实施例相比，部分被遮住的下部偏振光板52不是在彩色滤光片基板30的外侧面，而设置在形成黑色矩阵32及彩色滤光片33a、33b、33c的基板面上，下部定向膜34在所述下部偏振光板52上形成。而除此之外其余的构成要素与图3的一样。
根据该实施例的液晶显示装置部分被遮住的下部偏振光板52设置在不是彩色滤光片基板30外侧面的内部，除去了由黑色矩阵32产生的光损失，同时可以预想，与以前的实施例的液晶显示装置相比，可以进一步减少由偏振光板52产生的光损失。
而所述的实施例作为设在彩色滤光片基板内侧的下部偏振光板，使用部分被遮住的偏振光板，但从功能方面看，也可使用一般的偏振光板。
上述的本发明的实施例将彩色滤光片基板配置在下部，将阵列基板配置在上部，同时在所述彩色滤光片基板上具有反射膜，而作为位于彩色滤光片基板上的偏振光板，使用部分被遮住的偏振光板，改善了光效率，作为另外的实施例，与典型的液晶显示装置的构造相同，将阵列基板配置在下部，将彩色滤光片基板配置在上部，同时，通过只把部分被遮住的偏振光板附着在阵列基板的下部，也可以改善光效率。
这时，虽然由黑色矩阵产生的光损失问题不能解决，但由于能除去实际上占整体光损失相当部分的由偏振光板产生的光损失，结果可以预想，光效率得到很大改善。
由上所述本发明将彩色滤光基板配置在下部，将阵列基板配置在上部，特别是在黑色矩阵的下面设置反射膜，之后通过在通常不是偏振光板的部分使用没有偏振光机能的被遮住的偏振光板，可以除去由黑色矩阵及偏振光板产生的光损失，因此，可以改善光效率。
另外本发明通过提高光效率可以改善液晶显示装置的辉度，同时，可以除去用于改善辉度的CLC偏光镜及背照光的棱镜片等部件，可以节省液晶显示装置的制造成本。
其它，本发明在不脱离其宗旨的范围内可以实施多种变更。

Claims (3)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：以规定距离相对配置在下部的彩色滤光片基板和配置在上部的阵列基板；反射膜，其在所述彩色滤光片基板上的非象素部上以矩阵形态形成；在所述反射膜上形成的黑色矩阵；红、绿、兰的彩色滤光片，其在由所述黑色矩阵限定的彩色滤光片基板的象素部上形成；下部定向膜，其在包括所述彩色滤光片及黑色矩阵的基板的整个区域上形成；象素电极，其在所述阵列基板的象素部上形成；上部定向膜，其在包含所述象素电极的基板的整个区域上形成；液晶层，其介于所述彩色滤光片基板和阵列基板之间；下部偏振光板，其设在所述彩色滤光片基板的外侧面，非象素部的下部被没有偏光机能的部分遮住；上部偏振光板，其设在所述阵列基板的外侧面上。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：所述下部偏振光板对所述反射膜的宽度(L)按下式1的条件设计，使具有偏光机能的部分与反射膜重复的长度(d)不发生漏光，
0＜d＜L/2    (式1)。
3.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：以规定距离相对配置在下部的彩色滤光片基板和配置在上部的阵列基板；反射膜，其在所述彩色滤光片基板上的非象素部上以矩阵形态形成；在所述反射膜上形成的黑色矩阵；红、绿、兰的彩色滤光片，其在由所述黑色矩阵限定的彩色滤光片基板的象素部上形成；下部偏振光板，其在包括所述彩色滤光片及黑色矩阵的基板的整个区域上形成；下部定向膜，其在所述下部偏振光板上形成；象素电极，其在所述阵列基板上的象素部上形成；上部定向膜，其在包含所述象素电极的基板的整个区域上形成；液晶层，其介于所述彩色滤光片基板和阵列基板之间；上部偏振光板，其设在所述阵列基板的外侧面上，其特征在于，所述下部偏振光板是使黑色矩阵上部被没有偏光机能的部分遮住的偏振光板。
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