[發明專利]帶有微透鏡陣列的液晶顯示面板、其制造方法和液晶顯示裝置

有效

• 申請號: 200780033802.0
• 申請日: 2007-07-23
• 公開（公告）號: CN101517462A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 臼倉奈留;柴田諭;友利拓馬;村尾岳洋;浦久保榮一;吉水敏幸
• 申請（專利權）人: 夏普株式會社
• 主分類號: G02F1/1335
• 分類號: G02F1/1335;G02F1/13357;G09F9/00
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 龍 淳

技術領域

本發明涉及液晶顯示面板和液晶顯示裝置，尤其涉及具有微透鏡陣列的液晶顯示面板和液晶顯示裝置。

背景技術

近年，作為監視器、投影機、便攜式信息終端、便攜式電話等的顯示裝置，廣泛使用液晶顯示裝置。液晶顯示裝置一般利用驅動信號使液晶顯示面板的透過率(或反射率)變化，調制照射到液晶顯示面板的來自光源的光的強度而顯示圖像和文字。作為液晶顯示裝置，有直接觀察顯示在液晶顯示面板上的圖像等的直視型顯示裝置、和利用投影透鏡將顯示在液晶顯示面板上的圖像等放大投影在屏幕上的投影型顯示裝置(投影機)等。

液晶顯示裝置，通過對呈矩陣狀規則排列的像素的各個施加與圖像信號對應的驅動電壓使各像素的液晶層的光學特性變化，利用在其前后配置的偏光元件(典型地為偏光板)，與液晶層的光學特性一致地調制透過的光，由此，顯示圖像和文字等。在直視型液晶顯示裝置中，該偏光板通常分別直接貼合在液晶顯示面板的光入射側基板(背面基板)和光出射側基板(前面基板或觀察者側基板)上。

作為對各像素施加獨立的驅動電壓的方式，有單純矩陣方式和有源矩陣方式。其中，在有源矩陣方式的液晶顯示面板中，需要設置開關元件和用于向像素電極供給驅動電壓的配線。作為開關元件，可使用MIM(金屬-絕緣體-金屬)元件等非線形2端子元件或TFT(薄膜晶體管)元件等3端子元件。

在有源矩陣方式的液晶顯示裝置中，當對設置于顯示面板的開關元件(尤其是TFT)入射強光時，OFF(斷開)狀態的元件電阻下降，在施加電壓時被充電至像素電容的電荷放電，不能得到規定的顯示狀態，因此，有即使在黑狀態下也漏光而導致對比度下降的問題。

因此，在有源矩陣方式的液晶顯示面板中，例如，為了防止光入射到TFT(尤其是溝道區域)，在設置有TFT和像素電極的TFT基板、或隔著液晶層與TFT基板相對的對置基板上設置有遮光層(被稱為黑矩陣)。

在此，在液晶顯示裝置為反射型液晶顯示裝置的情況下，如果使用反射電極作為遮光層，則有效像素面積不會下降。但是，在利用透過光進行顯示的液晶顯示裝置中，由于在不透過光的TFT、柵極總線和源極總線以外還設置遮光層，有效像素面積下降，有效像素面積相對于顯示區域總面積的比率、即開口率降低。

液晶顯示裝置具有輕量并且薄型、耗電低的特點，因此，廣泛用作便攜式電話和便攜式信息終端等移動設備的顯示裝置，但是，因顯示信息量的增大、畫質提高等目的，對顯示裝置的高精細化的要求越來越強烈。以往，例如對于2～3英寸級別的液晶顯示裝置，240×320像素的QVGA是標準的，但是，近年來也在制造進行480×640像素的VGA顯示的裝置。

隨著液晶顯示面板的高精細化、小型化的發展，上述的開口率降低成為更大的問題。這是因為：即使縮小像素間距，由于電氣性能和制造技術等的制約，也無法使TFT和總線等小于某個程度的尺寸。為了補償透過率的降低，也考慮了提高背光源的亮度，但是，這會導致耗電的增大，因此，尤其對于移動設備成為問題。

另外，近年來，作為移動設備的顯示裝置，在暗的照明下利用背光源的光進行顯示、在亮的照明下通過反射向液晶顯示面板的顯示面入射的光而進行顯示的半透過型液晶顯示裝置正在普及。在半透過型液晶顯示裝置中，在各個像素中具有以反射模式進行顯示的區域(反射區域)和以透過模式進行顯示的區域(透過區域)，因此，通過減小像素間距，透過區域面積相對于顯示區域總面積的比率(透過區域的開口率)顯著下降。因此，半透過型液晶顯示裝置具有能夠與周圍的亮度無關地實現對比度高的顯示的優點，但是，當透過區域的開口率變小時，存在亮度降低的問題。

作為改善具有這樣的透過區域的液晶顯示裝置的光利用效率的方法，在專利文獻1和專利文獻2中公開了在液晶顯示面板中對各個像?素設置對光進行聚光的微透鏡，提高液晶顯示面板的有效開口率的方法。另外，本申請人在專利文獻3中公開了能夠適合用于透過型或半透過型的液晶顯示裝置等的帶有微透鏡陣列的液晶顯示面板的制造方法。根據專利文獻3中記載的制造方法，能夠自匹配地以高的位置精度對像素形成微透鏡。

專利文獻1：特開2003-337207號公報

專利文獻2：特開2005-275142號公報

專利文獻3：特開2005-196139號公報(專利第3708112號)

發明內容