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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2018-72675(P2018-72675A)
(43)【公開日】2018年5月10日
(54)【発明の名称】液晶表示装置
(51)【国際特許分類】
G02F 1/1347 20060101AFI20180406BHJP
G02F 1/1368 20060101ALI20180406BHJP
G02F 1/1335 20060101ALI20180406BHJP
【ＦＩ】
G02F1/1347
G02F1/1368
G02F1/1335 500
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】24
(21)【出願番号】特願2016-214493(P2016-214493)
(22)【出願日】2016年11月1日
(71)【出願人】
【識別番号】506087819
【氏名又は名称】パナソニック液晶ディスプレイ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000154
【氏名又は名称】特許業務法人はるか国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小野 記久雄
【テーマコード（参考）】
2H189
2H192
2H291
【Ｆターム（参考）】
2H189AA27
2H189JA14
2H189LA03
2H189LA06
2H189LA07
2H189LA08
2H189LA10
2H189LA14
2H189LA15
2H189LA17
2H189LA20
2H192AA24
2H192AA62
2H192BB13
2H192BB53
2H192CB05
2H192CC05
2H192CC55
2H192EA04
2H192EA17
2H192EA22
2H192EA42
2H192EA43
2H192GD45
2H192JA33
2H291FA02Y
2H291FA14Y
2H291FA22X
2H291FA22Z
2H291FA81Z
2H291FD07
2H291FD20
2H291FD25
2H291GA04
2H291GA17
2H291GA19
2H291GA23
2H291HA15
(57)【要約】
【課題】複数の表示パネルを重ね合わせて構成された液晶表示装置において、外光による反射を抑えるとともに、画素の開口率を向上させる。【解決手段】液晶表示装置は、第１基板と、第２基板と、第１液晶層と、第１ブラックマトリクスと、複数の第１ソース線及び複数の第１ゲート線とを含み、白黒画像を表示する第１表示パネルと、第３基板と、観察者から遠い位置に配置された第４基板と、第２液晶層と、第２ブラックマトリクスと、前記第３基板に形成された複数の第２ソース線及び複数の第２ゲート線と、を含み、カラー画像を表示する第２表示パネルと、を含み、前記第１ブラックマトリクスは、平面視で前記複数の第１ソース線及び前記複数の第１ゲート線に重畳するように形成されており、前記第２ブラックマトリクスは、平面視で前記複数の第２ゲート線に重畳するように前記第２方向に延在し、ストライプ状に形成されている。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の表示パネルが重ね合わされて配置され、それぞれの前記表示パネルに画像を表示する液晶表示装置であって、
白黒画像を表示する第１表示パネルと、前記第１表示パネルより観察者から遠い位置に配置され、カラー画像を表示する第２表示パネルと、を含み、
前記第１表示パネルは、第１基板と、前記第１基板より観察者から遠い位置に配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された第１液晶層と、前記第１基板に形成された第１ブラックマトリクスと、前記第２基板に形成された、第１方向に延在する複数の第１ソース線及び前記第１方向に交差する第２方向に延在する複数の第１ゲート線とを含み、
前記第２表示パネルは、第３基板と、前記第３基板より観察者から遠い位置に配置された第４基板と、前記第３基板と前記第４基板との間に配置された第２液晶層と、第２ブラックマトリクスと、前記第３基板に形成された、前記第１方向に延在する複数の第２ソース線及び前記第２方向に延在する複数の第２ゲート線と、を含み、
前記第１ブラックマトリクスは、平面視で前記複数の第１ソース線及び前記複数の第１ゲート線に重畳するように前記第１方向及び前記第２方向に延在して形成されており、
前記第２ブラックマトリクスは、平面視で前記複数の第２ゲート線に重畳するように前記第２方向に延在し、ストライプ状に形成されている、
ことを特徴とする液晶表示装置。
白黒画像を表示する第１表示パネルと、前記第１表示パネルより観察者から遠い位置に配置され、カラー画像を表示する第２表示パネルと、を含み、
前記第１表示パネルは、第１基板と、前記第１基板より観察者から遠い位置に配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された第１液晶層と、前記第１基板に形成された第１ブラックマトリクスと、前記第２基板に形成された、第１方向に延在する複数の第１ソース線及び前記第１方向に交差する第２方向に延在する複数の第１ゲート線とを含み、
前記第２表示パネルは、第３基板と、前記第３基板より観察者から遠い位置に配置された第４基板と、前記第３基板と前記第４基板との間に配置された第２液晶層と、第２ブラックマトリクスと、前記第３基板に形成された、前記第１方向に延在する複数の第２ソース線及び前記第２方向に延在する複数の第２ゲート線と、を含み、
前記第１ブラックマトリクスは、平面視で前記複数の第１ソース線及び前記複数の第１ゲート線に重畳するように前記第１方向及び前記第２方向に延在して形成されており、
前記第２ブラックマトリクスは、平面視で前記複数の第２ゲート線に重畳するように前記第２方向に延在し、ストライプ状に形成されている、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
複数の表示パネルが重ね合わされて配置され、それぞれの前記表示パネルに画像を表示する液晶表示装置であって、
白黒画像を表示する第１表示パネルと、前記第１表示パネルより観察者から遠い位置に配置され、カラー画像を表示する第２表示パネルと、を含み、
前記第１表示パネルは、第１基板と、前記第１基板より観察者から遠い位置に配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された第１液晶層と、前記第１基板に形成された第１ブラックマトリクスと、前記第２基板に形成された、第１方向に延在する複数の第１ソース線及び前記第１方向に交差する第２方向に延在する複数の第１ゲート線とを含み、
前記第２表示パネルは、第３基板と、前記第３基板より観察者から遠い位置に配置された第４基板と、前記第３基板と前記第４基板との間に配置された第２液晶層と、第２ブラックマトリクスと、前記第３基板に形成された、前記第１方向に延在する複数の第２ソース線及び前記第２方向に延在する複数の第２ゲート線と、を含み、
前記第１ブラックマトリクスは、平面視で前記複数の第１ソース線及び前記複数の第１ゲート線に重畳するように前記第１方向及び前記第２方向に延在して形成されており、
前記第２ブラックマトリクスは、平面視で前記複数の第２ソース線及び前記複数の第２ゲート線に重畳するように前記第１方向及び前記第２方向に延在し、格子状に形成されており、
前記第２ブラックマトリクスの前記第１方向に延在する部分の前記第２方向の長さは、前記第１ブラックマトリクスの前記第１方向に延在する部分の前記第２方向の長さより短い、
ことを特徴とする液晶表示装置。
白黒画像を表示する第１表示パネルと、前記第１表示パネルより観察者から遠い位置に配置され、カラー画像を表示する第２表示パネルと、を含み、
前記第１表示パネルは、第１基板と、前記第１基板より観察者から遠い位置に配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された第１液晶層と、前記第１基板に形成された第１ブラックマトリクスと、前記第２基板に形成された、第１方向に延在する複数の第１ソース線及び前記第１方向に交差する第２方向に延在する複数の第１ゲート線とを含み、
前記第２表示パネルは、第３基板と、前記第３基板より観察者から遠い位置に配置された第４基板と、前記第３基板と前記第４基板との間に配置された第２液晶層と、第２ブラックマトリクスと、前記第３基板に形成された、前記第１方向に延在する複数の第２ソース線及び前記第２方向に延在する複数の第２ゲート線と、を含み、
前記第１ブラックマトリクスは、平面視で前記複数の第１ソース線及び前記複数の第１ゲート線に重畳するように前記第１方向及び前記第２方向に延在して形成されており、
前記第２ブラックマトリクスは、平面視で前記複数の第２ソース線及び前記複数の第２ゲート線に重畳するように前記第１方向及び前記第２方向に延在し、格子状に形成されており、
前記第２ブラックマトリクスの前記第１方向に延在する部分の前記第２方向の長さは、前記第１ブラックマトリクスの前記第１方向に延在する部分の前記第２方向の長さより短い、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項3】
前記第２ブラックマトリクスの前記第１方向に延在する部分の前記第２方向の長さは、さらに、前記第２ソース線の前記第２方向の長さ以下である、
ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項4】
前記第２ブラックマトリクスは、前記第４基板に形成されている、
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。
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。
【請求項5】
前記第２ブラックマトリクスは、前記第３基板に形成されている、
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。
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。
【請求項6】
前記第３基板に、所定の色の光を透過するカラーフィルタが形成されている、
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。
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。
【請求項7】
前記第２表示パネルは、さらに、複数の薄膜トランジスタを含み、
前記第２ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さは、前記薄膜トランジスタを構成する半導体層の前記第１方向の長さより長く、かつ、前記第１ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さより長い、
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。
前記第２ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さは、前記薄膜トランジスタを構成する半導体層の前記第１方向の長さより長く、かつ、前記第１ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さより長い、
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。
【請求項8】
前記液晶表示装置は、さらに、前記第２表示パネルより観察者から遠い位置に配置されたバックライトを含み、
前記第２表示パネルは、さらに、複数の薄膜トランジスタを含み、
前記第２ブラックマトリクスは、前記複数の薄膜トランジスタと前記バックライトとの間に配置されている、
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。
前記第２表示パネルは、さらに、複数の薄膜トランジスタを含み、
前記第２ブラックマトリクスは、前記複数の薄膜トランジスタと前記バックライトとの間に配置されている、
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。
【請求項9】
前記第１表示パネル及び前記第２表示パネルはそれぞれ、複数の画素を含み、
前記第２表示パネルは、第１の色に対応する第１画素と、第２の色に対応する第２画素と、第３の色に対応する第３画素と、を含み、
前記第１表示パネルは、平面視で前記第１画素と前記第２画素と前記第３画素とに重畳する第４画素を含む、
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。
前記第２表示パネルは、第１の色に対応する第１画素と、第２の色に対応する第２画素と、第３の色に対応する第３画素と、を含み、
前記第１表示パネルは、平面視で前記第１画素と前記第２画素と前記第３画素とに重畳する第４画素を含む、
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。
【請求項10】
複数の表示パネルが重ね合わされて配置され、それぞれの前記表示パネルに画像を表示する液晶表示装置であって、
第１表示パネルと、前記第１表示パネルより観察者から遠い位置に配置された第２表示パネルと、を含み、
前記第１表示パネルは、第１基板と、前記第１基板より観察者から遠い位置に配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された第１液晶層と、前記第１基板に形成された第１ブラックマトリクスと、第１方向に延在する複数の第１ソース線と、前記第１方向に交差する第２方向に延在する複数の第１ゲート線と、前記第２基板に形成された複数の第１薄膜トランジスタと、を含み、
前記第２表示パネルは、第３基板と、前記第３基板より観察者から遠い位置に配置された第４基板と、前記第３基板と前記第４基板との間に配置された第２液晶層と、前記第４基板に形成された第２ブラックマトリクスと、前記第１方向に延在する複数の第２ソース線と、前記第２方向に延在する複数の第２ゲート線と、前記第３基板に形成された複数の第２薄膜トランジスタと、を含み、
前記第１ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さは、前記第１薄膜トランジスタを構成する第１半導体層の前記第１方向の長さより長く、
前記第２ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さは、前記第２薄膜トランジスタを構成する第２半導体層の前記第１方向の長さより長い、
ことを特徴とする液晶表示装置。
第１表示パネルと、前記第１表示パネルより観察者から遠い位置に配置された第２表示パネルと、を含み、
前記第１表示パネルは、第１基板と、前記第１基板より観察者から遠い位置に配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された第１液晶層と、前記第１基板に形成された第１ブラックマトリクスと、第１方向に延在する複数の第１ソース線と、前記第１方向に交差する第２方向に延在する複数の第１ゲート線と、前記第２基板に形成された複数の第１薄膜トランジスタと、を含み、
前記第２表示パネルは、第３基板と、前記第３基板より観察者から遠い位置に配置された第４基板と、前記第３基板と前記第４基板との間に配置された第２液晶層と、前記第４基板に形成された第２ブラックマトリクスと、前記第１方向に延在する複数の第２ソース線と、前記第２方向に延在する複数の第２ゲート線と、前記第３基板に形成された複数の第２薄膜トランジスタと、を含み、
前記第１ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さは、前記第１薄膜トランジスタを構成する第１半導体層の前記第１方向の長さより長く、
前記第２ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さは、前記第２薄膜トランジスタを構成する第２半導体層の前記第１方向の長さより長い、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項11】
前記第１半導体層は、前記第１ゲート線と前記第１ブラックマトリクスとの間に配置されており、
前記第２半導体層は、前記第２ゲート線と前記第２ブラックマトリクスとの間に配置されている、
ことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
前記第２半導体層は、前記第２ゲート線と前記第２ブラックマトリクスとの間に配置されている、
ことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項12】
前記第１ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さは、前記第１ゲート線の前記第１方向の長さより長く、
前記第２ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さは、前記第２ゲート線の前記第１方向の長さより長い、
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の液晶表示装置。
前記第２ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さは、前記第２ゲート線の前記第１方向の長さより長い、
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の液晶表示装置。
【請求項13】
前記第２ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さは、前記第１ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さより長い、
ことを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
ことを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、液晶表示装置は、観察者側の外部から入射した光（外光）が金属配線（ソース線、ゲート線）で反射し、この反射光が観察者側に出射することを防止するために、反射率の低い樹脂材料から成るブラックマトリクスを備えている。上記反射を抑えるためには、ブラックマトリクスの幅を、少なくとも金属配線の幅より大きくする必要がある。しかし、ブラックマトリクスの幅を大きくすると、画素の開口率が低下するという問題が生じる。このように、外光による反射の抑制と、画素の開口率の向上とを同時に実現することは困難である。
【0003】
また従来、液晶表示装置のコントラストを向上させる技術として、２枚の表示パネルを重ね合わせて、入力映像信号に基づいて、それぞれの表示パネルに画像を表示させる技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。具体的には例えば、前後に配置された２枚の表示パネルのうち前側（観察者側）の表示パネルにカラー画像を表示し、後側（バックライト側）の表示パネルに白黒画像を表示することによって、コントラストの向上を図るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】ＷＯ２００７／０４０１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
２枚の表示パネルを備える液晶表示装置においても、１枚の表示パネルを備える液晶表示装置と同様に、外光による反射の抑制と、画素の開口率の向上とを同時に実現することは困難である。
【0006】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の表示パネルを重ね合わせて構成された液晶表示装置において、外光による反射を抑えるとともに、画素の開口率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明に係る液晶表示装置は、複数の表示パネルが重ね合わされて配置され、それぞれの前記表示パネルに画像を表示する液晶表示装置であって、白黒画像を表示する第１表示パネルと、前記第１表示パネルより観察者から遠い位置に配置され、カラー画像を表示する第２表示パネルと、を含み、前記第１表示パネルは、第１基板と、前記第１基板より観察者から遠い位置に配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された第１液晶層と、前記第１基板に形成された第１ブラックマトリクスと、前記第２基板に形成された、第１方向に延在する複数の第１ソース線及び前記第１方向に交差する第２方向に延在する複数の第１ゲート線とを含み、前記第２表示パネルは、第３基板と、前記第３基板より観察者から遠い位置に配置された第４基板と、前記第３基板と前記第４基板との間に配置された第２液晶層と、第２ブラックマトリクスと、前記第３基板に形成された、前記第１方向に延在する複数の第２ソース線及び前記第２方向に延在する複数の第２ゲート線と、を含み、前記第１ブラックマトリクスは、平面視で前記複数の第１ソース線及び前記複数の第１ゲート線に重畳するように前記第１方向及び前記第２方向に延在して形成されており、前記第２ブラックマトリクスは、平面視で前記複数の第２ゲート線に重畳するように前記第２方向に延在し、ストライプ状に形成されている、ことを特徴とする。
【0008】
また上記課題を解決するために、本発明に係る液晶表示装置は、複数の表示パネルが重ね合わされて配置され、それぞれの前記表示パネルに画像を表示する液晶表示装置であって、白黒画像を表示する第１表示パネルと、前記第１表示パネルより観察者から遠い位置に配置され、カラー画像を表示する第２表示パネルと、を含み、前記第１表示パネルは、第１基板と、前記第１基板より観察者から遠い位置に配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された第１液晶層と、前記第１基板に形成された第１ブラックマトリクスと、前記第２基板に形成された、第１方向に延在する複数の第１ソース線及び前記第１方向に交差する第２方向に延在する複数の第１ゲート線とを含み、前記第２表示パネルは、第３基板と、前記第３基板より観察者から遠い位置に配置された第４基板と、前記第３基板と前記第４基板との間に配置された第２液晶層と、第２ブラックマトリクスと、前記第３基板に形成された、前記第１方向に延在する複数の第２ソース線及び前記第２方向に延在する複数の第２ゲート線と、を含み、前記第１ブラックマトリクスは、平面視で前記複数の第１ソース線及び前記複数の第１ゲート線に重畳するように前記第１方向及び前記第２方向に延在して形成されており、前記第２ブラックマトリクスは、平面視で前記複数の第２ソース線及び前記複数の第２ゲート線に重畳するように前記第１方向及び前記第２方向に延在し、格子状に形成されており、前記第２ブラックマトリクスの前記第１方向に延在する部分の前記第２方向の長さは、前記第１ブラックマトリクスの前記第１方向に延在する部分の前記第２方向の長さより短い、ことを特徴とする。
【0009】
本発明に係る液晶表示装置では、前記第２ブラックマトリクスの前記第１方向に延在する部分の前記第２方向の長さは、さらに、前記第２ソース線の前記第２方向の長さ以下であってもよい。
【0010】
本発明に係る液晶表示装置では、前記第２ブラックマトリクスは、前記第４基板に形成されてもよい。
【0011】
本発明に係る液晶表示装置では、前記第２ブラックマトリクスは、前記第３基板に形成されてもよい。
【0012】
本発明に係る液晶表示装置では、前記第３基板に、所定の色の光を透過するカラーフィルタが形成されてもよい。
【0013】
本発明に係る液晶表示装置では、前記第２表示パネルは、さらに、複数の薄膜トランジスタを含み、前記第２ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さは、前記薄膜トランジスタを構成する半導体層の前記第１方向の長さより長く、かつ、前記第１ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さより長くてもよい。
【0014】
本発明に係る液晶表示装置では、前記液晶表示装置は、さらに、前記第２表示パネルより観察者から遠い位置に配置されたバックライトを含み、前記第２表示パネルは、さらに、複数の薄膜トランジスタを含み、前記第２ブラックマトリクスは、前記複数の薄膜トランジスタと前記バックライトとの間に配置されてもよい。
【0015】
本発明に係る液晶表示装置では、前記第１表示パネル及び前記第２表示パネルはそれぞれ、複数の画素を含み、前記第２表示パネルは、第１の色に対応する第１画素と、第２の色に対応する第２画素と、第３の色に対応する第３画素と、を含み、前記第１表示パネルは、平面視で前記第１画素と前記第２画素と前記第３画素とに重畳する第４画素を含んでもよい。
【0016】
本発明に係る液晶表示装置は、複数の表示パネルが重ね合わされて配置され、それぞれの前記表示パネルに画像を表示する液晶表示装置であって、第１表示パネルと、前記第１表示パネルより観察者から遠い位置に配置された第２表示パネルと、を含み、前記第１表示パネルは、第１基板と、前記第１基板より観察者から遠い位置に配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された第１液晶層と、前記第１基板に形成された第１ブラックマトリクスと、第１方向に延在する複数の第１ソース線と、前記第１方向に交差する第２方向に延在する複数の第１ゲート線と、前記第２基板に形成された複数の第１薄膜トランジスタと、を含み、前記第２表示パネルは、第３基板と、前記第３基板より観察者から遠い位置に配置された第４基板と、前記第３基板と前記第４基板との間に配置された第２液晶層と、前記第４基板に形成された第２ブラックマトリクスと、前記第１方向に延在する複数の第２ソース線と、前記第２方向に延在する複数の第２ゲート線と、前記第３基板に形成された複数の第２薄膜トランジスタと、を含み、前記第１ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さは、前記第１薄膜トランジスタを構成する第１半導体層の前記第１方向の長さより長く、前記第２ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さは、前記第２薄膜トランジスタを構成する第２半導体層の前記第１方向の長さより長い、ことを特徴とする。
【0017】
本発明に係る液晶表示装置では、前記第１半導体層は、前記第１ゲート線と前記第１ブラックマトリクスとの間に配置されており、前記第２半導体層は、前記第２ゲート線と前記第２ブラックマトリクスとの間に配置されてもよい。
【0018】
本発明に係る液晶表示装置では、前記第１ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さは、前記第１ゲート線の前記第１方向の長さより長く、前記第２ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さは、前記第２ゲート線の前記第１方向の長さより長くてもよい。
【0019】
本発明に係る液晶表示装置では、前記第２ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さは、前記第１ブラックマトリクスの前記第２方向に延在する部分の前記第１方向の長さより長くてもよい。
【発明の効果】
【0020】
本発明に係る液晶表示装置によれば、複数の表示パネルを重ね合わせて構成された液晶表示装置において、外光による反射を抑えるとともに、画素の開口率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図2】上記液晶表示装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図3】実施形態１に係る前側の表示パネルの概略構成を示す平面図である。
【図4】実施形態１に係る後側の表示パネルの概略構成を示す平面図である。
【図6】実施形態１に係る前側の表示パネルの画素と後側の表示パネルの画素との関係を示す平面図である。
【図10】実施形態１に係る液晶表示装置における画像表示（黒色画像）の一例を示す模式図である。
【図11】実施形態１に係る液晶表示装置における画像表示（緑色画像）の一例を示す模式図である。
【図12】実施形態１に係る前側の表示パネル及び後側の表示パネルのドライバの構成を示す図である。
【図13】実施形態２に係る前側の表示パネルの画素及び後側の表示パネルの画素の具体的な構成を示す平面図である。
【図15】実施形態２に係る液晶表示装置における画像表示（緑色画像）の一例を示す模式図である。
【図16】実施形態３に係る前側の表示パネル及び後側の表示パネルのゲート線を横断する方向の断面図である。
【図17】実施形態３に係る前側の表示パネル及び後側の表示パネルのソース線を横断する方向の断面図である。
【図18】実施形態３に係る液晶表示装置における画像表示（緑色画像）の一例を示す模式図である。
【図19】実施形態４に係る前側の表示パネル及び後側の表示パネルのゲート線を横断する方向の断面図である。
【図20】実施形態４に係る液晶表示装置における画像表示（緑色画像）の一例を示す模式図である。
【図21】変形例１に係る前側の表示パネルの画素及び後側の表示パネルの画素の具体的な構成を示す平面図である。
【図22】変形例２に係る前側の表示パネルの画素及び後側の表示パネルの画素の具体的な構成を示す平面図である。
【図23】変形例３に係る前側の表示パネル及び後側の表示パネルのソース線を横断する方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。以下に示す各実施形態に係る液晶表示装置は、画像を表示する複数の表示パネルと、それぞれの表示パネルを駆動する複数の駆動回路（複数のソースドライバ、複数のゲートドライバ）と、それぞれの駆動回路を制御する複数のタイミングコントローラと、外部から入力される入力映像信号に対して画像処理を行い、それぞれのタイミングコントローラに画像データを出力する画像処理部と、複数の表示パネルに背面側から光を照射するバックライトと、を含んでいる。表示パネルの数は限定されず２枚以上であればよい。また複数の表示パネルは、観察者側から見て前後方向に互いに重ね合わされて配置されており、それぞれが画像を表示する。以下では、２枚の表示パネルを備える液晶表示装置ＬＣＤを例に挙げて説明する。
【0023】
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤの概略構成を示す斜視図である。図１に示すように、液晶表示装置ＬＣＤは、観察者に近い位置（前側）に配置された表示パネルＬＣＰ１と、表示パネルＬＣＰ１より観察者から遠い位置（後側）に配置された表示パネルＬＣＰ２と、表示パネルＬＣＰ１及び表示パネルＬＣＰ２を貼り合わせる接着層ＳＥＦＩＬと、表示パネルＬＣＰ２の背面側に配置されたバックライトＢＬと、表示面側から表示パネルＬＣＰ１及び表示パネルＬＣＰ２を覆うフロントシャーシＦＳとを含んでいる。
【0024】
図２は、本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤの概略構成を模式的に示す図である。図２に示すように、表示パネルＬＣＰ１は、第１ソースドライバＳＤ１と第１ゲートドライバＧＤ１とを含み、表示パネルＬＣＰ２は、第２ソースドライバＳＤ２と第２ゲートドライバＧＤ２とを含んでいる。また液晶表示装置ＬＣＤは、第１ソースドライバＳＤ１及び第１ゲートドライバＧＤ１を制御する第１タイミングコントローラＴＣＯＮ１と、第２ソースドライバＳＤ２及び第２ゲートドライバＧＤ２を制御する第２タイミングコントローラＴＣＯＮ２と、第１タイミングコントローラＴＣＯＮ１及び第２タイミングコントローラＴＣＯＮ２に画像データを出力する画像処理部ＩＰＵと、を含んでいる。例えば、表示パネルＬＣＰ１は入力映像信号に応じた白黒画像を第１画像表示領域ＤＩＳＰ１に表示し、表示パネルＬＣＰ２は入力映像信号に応じたカラー画像を第２画像表示領域ＤＩＳＰ２に表示する。画像処理部ＩＰＵは、外部のシステム（図示せず）から送信された入力映像信号Ｄａｔａを受信し、周知の画像処理を実行した後、第１タイミングコントローラＴＣＯＮ１に第１画像データＤＡＴ１を出力し、第２タイミングコントローラＴＣＯＮ２に第２画像データＤＡＴ２を出力する。また画像処理部ＩＰＵは、第１タイミングコントローラＴＣＯＮ１及び第２タイミングコントローラＴＣＯＮ２に同期信号等の制御信号（図２では省略）を出力する。第１画像データＤＡＴ１は白黒画像表示用の画像データであり、第２画像データＤＡＴ２はカラー画像表示用の画像データである。
【0025】
［実施形態１］図３は実施形態１に係る表示パネルＬＣＰ１の概略構成を示す平面図であり、図４は実施形態１に係る表示パネルＬＣＰ２の概略構成を示す平面図である。図５は、図３及び図４の５−５´切断線における断面図である。
【0026】
図３及び図５を用いて、表示パネルＬＣＰ１の概略構成について説明する。図５に示すように、表示パネルＬＣＰ１は、バックライトＢＬ側に配置された薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ１と、観察者側に配置され、薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ１に対向する対向基板ＣＦ１と、薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ１及び対向基板ＣＦ１の間に配置された液晶層ＬＣ１と、を含んでいる。表示パネルＬＣＰ１のバックライトＢＬ側には偏光板ＰＯＬ２が配置されており、観察者側には偏光板ＰＯＬ１が配置されている。
【0027】
薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ１には、図３に示すように、第１方向（例えば列方向）に延在する複数のソース線ＳＬと、第１方向に交差する第２方向（例えば行方向）に延在する複数のゲート線ＧＬとが形成され、複数のソース線ＳＬと複数のゲート線ＧＬとのそれぞれの交差部近傍に薄膜トランジスタＴＦＴが形成されている。表示パネルＬＣＰ１を平面的に見て、隣り合う２本のソース線ＳＬと隣り合う２本のゲート線ＧＬとにより囲まれる領域が１つの画素ＰＩＸ１として規定され、該画素ＰＩＸ１がマトリクス状（行方向及び列方向）に複数配置されている。複数のソース線ＳＬは、行方向に等間隔で配置されており、複数のゲート線ＧＬは、列方向に等間隔で配置されている。薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ１（図５参照）には、画素ＰＩＸ１ごとに画素電極ＰＸが形成されており、複数の画素ＰＩＸ１に共通する１つの共通電極ＣＴ（図８参照）が形成されている。薄膜トランジスタＴＦＴを構成するソース電極はソース線ＳＬに電気的に接続され、ドレイン電極ＤＤ（図７参照）はコンタクトホールを介して画素電極ＰＸに電気的に接続され、ゲート電極はゲート線ＧＬに電気的に接続されている。
【0028】
図５に示すように、対向基板ＣＦ１には、光を透過する光透過部と、光の透過を遮断するブラックマトリクスＢＭ１（遮光部）とが形成されている。光透過部には、カラーフィルタＦＩＬ（着色層）が形成されておらず、例えばオーバーコート膜ＯＣが形成されている。
【0029】
第１タイミングコントローラＴＣＯＮ１は、周知の構成を備えている。例えば第１タイミングコントローラＴＣＯＮ１は、画像処理部ＩＰＵから出力される第１画像データＤＡＴ１と第１制御信号ＣＳ１（クロック信号、垂直同期信号、水平同期信号等）とに基づいて、第１画像データＤＡ１と、第１ソースドライバＳＤ１及び第１ゲートドライバＧＤ１の駆動を制御するための各種タイミング信号（データスタートパルスＤＳＰ１、データクロックＤＣＫ１、ゲートスタートパルスＧＳＰ１、ゲートクロックＧＣＫ１）とを生成する（図３参照）。第１タイミングコントローラＴＣＯＮ１は、第１画像データＤＡ１と、データスタートパルスＤＳＰ１と、データクロックＤＣＫ１とを第１ソースドライバＳＤ１に出力し、ゲートスタートパルスＧＳＰ１とゲートクロックＧＣＫ１とを第１ゲートドライバＧＤ１に出力する。
【0030】
第１ソースドライバＳＤ１は、データスタートパルスＤＳＰ１及びデータクロックＤＣＫ１に基づいて、第１画像データＤＡ１に応じたデータ信号（データ電圧）をソース線ＳＬに出力する。第１ゲートドライバＧＤ１は、ゲートスタートパルスＧＳＰ１及びゲートクロックＧＣＫ１に基づいて、ゲート信号（ゲート電圧）をゲート線ＧＬに出力する。
【0031】
各ソース線ＳＬには、第１ソースドライバＳＤ１からデータ電圧が供給され、各ゲート線ＧＬには、第１ゲートドライバＧＤ１からゲート電圧が供給される。共通電極ＣＴには、コモンドライバ（図示せず）から共通電圧Ｖｃｏｍが供給される。ゲート電圧（ゲートオン電圧）がゲート線ＧＬに供給されると、ゲート線ＧＬに接続された薄膜トランジスタＴＦＴがオンし、薄膜トランジスタＴＦＴに接続されたソース線ＳＬを介して、データ電圧が画素電極ＰＸに供給される。画素電極ＰＸに供給されたデータ電圧と、共通電極ＣＴに供給された共通電圧Ｖｃｏｍとの差により電界が生じる。この電界により液晶を駆動してバックライトＢＬの光の透過率を制御することによって画像表示を行う。表示パネルＬＣＰ１では、各画素ＰＩＸ１の画素電極ＰＸに接続されたソース線ＳＬに、所望のデータ電圧を供給することにより、白黒画像表示が行われる。
【0032】
次に、図４及び図５を用いて、表示パネルＬＣＰ２の構成について説明する。図５に示すように、表示パネルＬＣＰ２は、観察者側に配置された薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ２と、バックライトＢＬ側に配置され、薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ２に対向する対向基板ＣＦ２と、薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ２及び対向基板ＣＦ２の間に配置された液晶層ＬＣ２と、を含んでいる。表示パネルＬＣＰ２のバックライトＢＬ側には偏光板ＰＯＬ４が配置されており、観察者側には偏光板ＰＯＬ３が配置されている。表示パネルＬＣＰ１の偏光板ＰＯＬ２と、表示パネルＬＣＰ２の偏光板ＰＯＬ３との間には、接着層ＳＥＦＩＬが配置されている。
【0033】
薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ２には、図４に示すように、列方向に延在する複数のソース線ＳＬと、行方向に延在する複数のゲート線ＧＬとが形成され、複数のソース線ＳＬと複数のゲート線ＧＬとのそれぞれの交差部近傍に薄膜トランジスタＴＦＴが形成されている。表示パネルＬＣＰ２を平面的に見て、隣り合う２本のソース線ＳＬと隣り合う２本のゲート線ＧＬとにより囲まれる領域が１つの画素ＰＩＸ２として規定され、該画素ＰＩＸ２がマトリクス状（行方向及び列方向）に複数配置されている。複数のソース線ＳＬは、行方向に等間隔で配置されており、複数のゲート線ＧＬは、列方向に等間隔で配置されている。薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ２（図５参照）には、画素ＰＩＸ２ごとに画素電極ＰＸが形成されており、複数の画素ＰＩＸ２に共通する１つの共通電極ＣＴ（図８参照）が形成されている。薄膜トランジスタＴＦＴを構成するソース電極はソース線ＳＬに電気的に接続され、ドレイン電極ＤＤ（図７参照）はコンタクトホールを介して画素電極ＰＸに電気的に接続され、ゲート電極はゲート線ＧＬに電気的に接続されている。
【0034】
対向基板ＣＦ２（図５参照）には、光を透過する光透過部が形成されている。光透過部には、各画素ＰＩＸ２に対応して複数のカラーフィルタＦＩＬ（着色層）が形成されている。各カラーフィルタＦＩＬは、画素ＰＩＸ２に対応して、例えば矩形状に形成されている。また、複数のカラーフィルタＦＩＬは、赤色（Ｒ色）の材料で形成され、赤色の光を透過する赤色カラーフィルタＦＩＬＲ（赤色層）と、緑色（Ｇ色）の材料で形成され、緑色の光を透過する緑色カラーフィルタＦＩＬＧ（緑色層）と、青色（Ｂ色）の材料で形成され、青色の光を透過する青色カラーフィルタＦＩＬＢ（青色層）と、を含んでいる（図８参照）。赤色カラーフィルタＦＩＬＲ、緑色カラーフィルタＦＩＬＧ、及び青色カラーフィルタＦＩＬＢは、行方向にこの順に繰り返し配列され、同一色のカラーフィルタＦＩＬが列方向に配列されている。各カラーフィルタＦＩＬに対応して、複数の画素ＰＩＸ２は、図４に示すように、赤色カラーフィルタＦＩＬＲに対応する赤色画素ＰＩＸＲと、緑色カラーフィルタＦＩＬＧに対応する緑色画素ＰＩＸＧと、青色カラーフィルタＦＩＬＢに対応する青色画素ＰＩＸＢと、を含んでいる。表示パネルＬＣＰ２では、赤色画素ＰＩＸＲ、緑色画素ＰＩＸＧ、青色画素ＰＩＸＢが行方向にこの順に繰り返し配列されており、列方向には同一色の画素ＰＩＸ２が配列されている。尚、複数の画素ＰＩＸ２は、黄色カラーフィルタに対応する黄色画素や、カラーフィルタが形成されない白色画素等を含んでもよい。
【0035】
第２タイミングコントローラＴＣＯＮ２は、周知の構成を備えている。例えば第２タイミングコントローラＴＣＯＮ２は、画像処理部ＩＰＵから出力される第２画像データＤＡＴ２と第２制御信号ＣＳ２（クロック信号、垂直同期信号、水平同期信号等）とに基づいて、第２画像データＤＡ２と、第２ソースドライバＳＤ２及び第２ゲートドライバＧＤ２の駆動を制御するための各種タイミング信号（データスタートパルスＤＳＰ２、データクロックＤＣＫ２、ゲートスタートパルスＧＳＰ２、ゲートクロックＧＣＫ２）とを生成する（図４参照）。第２タイミングコントローラＴＣＯＮ２は、第２画像データＤＡ２と、データスタートパルスＤＳＰ２と、データクロックＤＣＫ２とを第２ソースドライバＳＤ２に出力し、ゲートスタートパルスＧＳＰ２とゲートクロックＧＣＫ２とを第２ゲートドライバＧＤ２に出力する。
【0036】
第２ソースドライバＳＤ２は、データスタートパルスＤＳＰ２及びデータクロックＤＣＫ２に基づいて、第２画像データＤＡ２に応じたデータ電圧をソース線ＳＬに出力する。第２ゲートドライバＧＤ２は、ゲートスタートパルスＧＳＰ２及びゲートクロックＧＣＫ２に基づいて、ゲート電圧をゲート線ＧＬに出力する。
【0037】
各ソース線ＳＬには、第２ソースドライバＳＤ２からデータ電圧が供給され、各ゲート線ＧＬには、第２ゲートドライバＧＤ２からゲート電圧が供給される。共通電極ＣＴには、コモンドライバから共通電圧Ｖｃｏｍが供給される。ゲート電圧（ゲートオン電圧）がゲート線ＧＬに供給されると、ゲート線ＧＬに接続された薄膜トランジスタＴＦＴがオンし、薄膜トランジスタＴＦＴに接続されたソース線ＳＬを介して、データ電圧が画素電極ＰＸに供給される。画素電極ＰＸに供給されたデータ電圧と、共通電極ＣＴに供給された共通電圧Ｖｃｏｍとの差により電界が生じる。この電界により液晶を駆動してバックライトＢＬの光の透過率を制御することによって画像表示を行う。表示パネルＬＣＰ２では、赤色画素ＰＩＸＲ、緑色画素ＰＩＸＧ、青色画素ＰＩＸＢそれぞれの画素電極ＰＸに接続されたソース線ＳＬに、所望のデータ電圧を供給することにより、カラー画像表示が行われる。
【0038】
液晶表示装置ＬＣＤでは、表示パネルＬＣＰ１の単位面積当たりの画素ＰＩＸ１の数が、表示パネルＬＣＰ２の単位面積当たりの画素ＰＩＸ２の数より少なくなるように構成されている。例えば、液晶表示装置ＬＣＤは、表示パネルＬＣＰ１の画素ＰＩＸ１の数と表示パネルＬＣＰ２の画素ＰＩＸ２の数とが１対３の割合で構成されている。また、表示パネルＬＣＰ１の１個の画素ＰＩＸ１と、表示パネルＬＣＰ２の３個の画素ＰＩＸ２（赤色画素ＰＩＸＲ、緑色画素ＰＩＸＧ、青色画素ＰＩＸＢ）とが、平面視で互いに重畳するように構成されている。尚、表示パネルＬＣＰ２の画素ＰＩＸ２が白色画素を含む場合は、表示パネルＬＣＰ１の１個の画素ＰＩＸ１と、表示パネルＬＣＰ２の４個の画素ＰＩＸ２（赤色画素ＰＩＸＲ、緑色画素ＰＩＸＧ、青色画素ＰＩＸＢ、白色画素）とが、平面視で互いに重畳するように構成されてもよい。また、表示パネルＬＣＰ１の１個の画素ＰＩＸ１と、表示パネルＬＣＰ２の２個の画素ＰＩＸ２とが、平面視で互いに重畳するように構成されてもよい。
【0039】
図６は、平面視で互いに重なり合う、表示パネルＬＣＰ１の画素ＰＩＸ１と、表示パネルＬＣＰ２の画素ＰＩＸ２との関係を示す平面図であり、図７は、図６に対応する画素ＰＩＸ１、ＰＩＸ２の具体的な構成を示す平面図である。図６に示す例では、平面視で互いに重なり合う、表示パネルＬＣＰ１の１個の画素ＰＩＸ１と、表示パネルＬＣＰ２の１個の赤色画素ＰＩＸＲ、１個の緑色画素ＰＩＸＧ及び１個の青色画素ＰＩＸＢとを示している。表示パネルＬＣＰ２の各画素ＰＩＸ２の面積（大きさ）が互いに等しい場合、表示パネルＬＣＰ１の１個の画素ＰＩＸ１の面積は、表示パネルＬＣＰ２の１個の画素ＰＩＸ２の面積の３倍となっている。また１個の画素ＰＩＸ１の面積は、１個の赤色画素ＰＩＸＲの面積と１個の緑色画素ＰＩＸＧの面積と１個の青色画素ＰＩＸＢの面積とを合計した面積に等しなっている。尚、図６には、共通電極ＣＴ（図８参照）に接続される共通配線ＣＬと、液晶容量ＣＬＣとを示している。
【0040】
図７には、薄膜トランジスタＴＦＴを構成する半導体層ＳＩ（チャネル）とドレイン電極ＤＤとを示している。画素電極ＰＸにスリットが形成されてもよい。また図７に示すように、表示パネルＬＣＰ１のブラックマトリクスＢＭ１は、平面視でゲート線ＧＬ及びソース線ＳＬの両方に重なるように行方向及び列方向に延在しており、格子状に形成されている。すなわち、表示パネルＬＣＰ１のブラックマトリクスＢＭ１は、平面視で、表示パネルＬＣＰ１の複数のゲート線ＧＬの各々に重なる複数の第１ストライプ部分（以下、行方向に延在する部分）ＢＭ１ａと、平面視で、表示パネルＬＣＰ１の複数のソース線ＳＬの各々に重なる複数の第２ストライプ部分（以下、列方向に延在する部分）ＢＭ１ｂと、を含んでいる。またブラックマトリクスＢＭ１は、ゲート線ＧＬに重なる部分がゲート線ＧＬの列方向の長さより長く、ソース線ＳＬに重なる部分がソース線ＳＬの行方向の長さより長くなっている。一方、表示パネルＬＣＰ２のブラックマトリクスＢＭ２は、ゲート線ＧＬに重なるように行方向に延在しており、ストライプ状に形成されている。言い換えると、表示パネルＬＣＰ２のブラックマトリクスＢＭ２は、平面視で、表示パネルＬＣＰ２の複数のゲート線ＧＬの各々に重なる複数の第３ストライプ部分（以下、行方向に延在する部分）ＢＭ２ａを含んでいる。すなわち、ブラックマトリクスＢＭ２は、平面視でソース線ＳＬ全体を覆うような列方向に延在する部分を含まない。ブラックマトリクスＢＭ２は、ゲート線ＧＬに重なる部分がゲート線ＧＬの列方向の長さより長くなっている。
【0042】
表示パネルＬＣＰ１の画素ＰＩＸ１を構成する薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ１（図５参照）では、透明基板ＳＵＢ２（ガラス基板）（第２基板）上にゲート線ＧＬ（図９参照）が形成されており、ゲート線ＧＬを覆うようにゲート絶縁膜ＧＳＮが形成されている。ゲート絶縁膜ＧＳＮ上にソース線ＳＬ（図８参照）が形成されており、ソース線ＳＬを覆うように保護膜ＰＡＳ及び有機膜ＯＰＡＳが形成されており、有機膜ＯＰＡＳ上に共通電極ＣＴが形成されており、共通電極ＣＴを覆うように保護膜ＵＰＡＳが形成されている。保護膜ＵＰＡＳ上に画素電極ＰＸが形成されており、画素電極ＰＸを覆うように配向膜（図示せず）が形成されている。ソース線ＳＬは行方向に等間隔に配置されており、ゲート線ＧＬは列方向に等間隔に配置されている。対向基板ＣＦ１（図５参照）では、透明基板ＳＵＢ１（ガラス基板）（第１基板）上に、格子状のブラックマトリクスＢＭ１が形成されており、ブラックマトリクスＢＭ１の開口部（光透過部）及びブラックマトリクスＢＭ１上にオーバーコート膜ＯＣが被覆されており、オーバーコート膜ＯＣ上に配向膜（図示せず）が形成されている。
【0043】
表示パネルＬＣＰ２の画素ＰＩＸ２を構成する薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ２（図５参照）では、透明基板ＳＵＢ３（第３基板）上にゲート線ＧＬ（図９参照）が形成されており、ゲート線ＧＬを覆うようにゲート絶縁膜ＧＳＮが形成されている。ゲート絶縁膜ＧＳＮ上にソース線ＳＬ（図８参照）が形成されており、ソース線ＳＬを覆うように保護膜ＰＡＳ及び有機膜ＯＰＡＳが形成されており、有機膜ＯＰＡＳ上に共通電極ＣＴが形成されており、共通電極ＣＴを覆うように保護膜ＵＰＡＳが形成されている。保護膜ＵＰＡＳ上に画素電極ＰＸが形成されており、画素電極ＰＸを覆うように配向膜（図示せず）が形成されている。ソース線ＳＬは行方向に等間隔に配置されており、ゲート線ＧＬは列方向に等間隔に配置されている。対向基板ＣＦ２（図５参照）では、透明基板ＳＵＢ４（第４基板）上に、ストライプ状のブラックマトリクスＢＭ２（図９参照）と、カラーフィルタＦＩＬ（赤色カラーフィルタＦＩＬＲ、緑色カラーフィルタＦＩＬＧ、及び青色カラーフィルタＦＩＬＢ）とが形成されている。カラーフィルタＦＩＬの表面にはオーバーコート膜ＯＣが被覆されており、オーバーコート膜ＯＣ上に配向膜（図示せず）が形成されている。各カラーフィルタＦＩＬは、平面視で、隣り合うカラーフィルタＦＩＬの境界部分がソース線ＳＬに重なるように配置されている。
【0044】
表示パネルＬＣＰ１のソース線ＳＬは、平面視で、表示パネルＬＣＰ２のソース線ＳＬに重なっている。表示パネルＬＣＰ１のブラックマトリクスＢＭ１の行方向に延在する部分は、平面視で、表示パネルＬＣＰ２のブラックマトリクスＢＭ２の行方向に延在する部分に重なっている。またブラックマトリクスＢＭ１は、平面視で、赤色画素ＰＩＸＲ、緑色画素ＰＩＸＧ及び青色画素ＰＩＸＢを含む３個の画素ＰＩＸ２を囲むように形成されている。このため例えば、ブラックマトリクスＢＭ１の列方向に延在する部分の行方向の間隔（ピッチ）は、３個分の画素ＰＩＸ２の行方向の長さと等しくなっている。また、上記間隔（ピッチ）は、表示パネルＬＣＰ２のソース線ＳＬの行方向の間隔（ピッチ）の３倍と等しくなっている。
【0045】
このように、実施形態１に係る液晶表示装置ＬＣＤでは、表示パネルＬＣＰ１のブラックマトリクスＢＭ１が、表示パネルＬＣＰ２の複数の画素ＰＩＸ２を囲む大きさの開口幅を有している。また、表示パネルＬＣＰ２のブラックマトリクスＢＭ２は、平面視でソース線ＳＬ全体を覆うような列方向に延在する部分を含んでいない。ここで、画素の開口率は、金属配線であるソース線の幅の影響を受けるが、一般的にソース線の幅はブラックマトリクスの幅より小さい。このため、実施形態１に係る液晶表示装置ＬＣＤの構成によれば、ソース線ＳＬに重なるブラックマトリクス（列方向に延在する部分）が省略されることにより、従来の液晶表示装置と比較して、少なくともブラックマトリクスの幅とソース線の幅との差に応じた分だけ、画素の開口率を向上させることができる。
【0046】
ここで、表示パネルＬＣＰ２において、上記のようにソース線ＳＬに重なる部分のブラックマトリクスを省略した場合、平面視で、ソース線ＳＬがブラックマトリクスに覆われなくなり露出するため、ソース線ＳＬにおける外光の反射が懸念される。しかし、以下の理由により上記反射は生じ難い。
【0047】
図１０は、実施形態１に係る液晶表示装置ＬＣＤにおける画像表示の一例を示す模式図である。図１０では、反射の影響が最も大きい黒色画像を表示する場合を示している。尚、黒色画像は、表示画面全体に表示されてもよいし、一部に表示されてもよい。黒色画像を表示する場合、図１０（ａ）に示すように、表示パネルＬＣＰ１及び表示パネルＬＣＰ２において対応する領域の液晶層ＬＣ１及び液晶層ＬＣ２がオフ状態になる。この場合、図１０（ｂ）に示すように、外光のうちブラックマトリクスＢＭ１に照射される光は、ブラックマトリクスＢＭ１に吸収される。また、外光のうちブラックマトリクスＢＭ１が形成されていない開口部（光透過部）に照射される光は、光透過部を通過するが、液晶層ＬＣ１がオフ状態のため偏光板ＰＯＬ１とクロスニコルの配置となる偏光板ＰＯＬ２により遮断される。このため、外部から表示パネルＬＣＰ１に入射された光は、表示パネルＬＣＰ１内で遮断され表示パネルＬＣＰ２側に入射されないため、表示パネルＬＣＰ２のソース線ＳＬに反射することもない。このように、表示パネルＬＣＰ２において、ブラックマトリクスＢＭ２のうちソース線ＳＬに重なる部分を省略しても、表示パネルＬＣＰ２のソース線における外光の反射を生じ難くすることができる。
【0048】
よって、実施形態１に係る液晶表示装置ＬＣＤの構成によれば、外光による反射を抑えるとともに、画素の開口率を向上させることができる。
【0049】
また、実施形態１に係る液晶表示装置ＬＣＤの構成によれば、混色を抑えることができるという効果も得られる。混色は、例えば、赤色画素、緑色画素、及び青色画素を含む液晶表示装置において、緑色の単色画像を表示した場合に、観察者が見る方向によって、緑色画素の領域を透過する光と、緑色画素に隣接する赤色画素の領域を透過する光、又は、青色画素の領域を透過する光とが混合して、赤味を帯びた緑色画像や青味を帯びた緑色画像が視認される場合がある。上記混色は、例えば表示画面を斜め方向から見た場合や、薄膜トランジスタ基板と対向基板との位置合わせにずれが生じた場合に視認され易い。一般的に、ブラックマトリクスは、上述した外光の反射を抑える機能と、上記混色を抑える機能とを兼ね備えている。
【0050】
この点、実施形態１に係る液晶表示装置ＬＣＤの構成では、表示パネルＬＣＰ２において、赤色画素、緑色画素、及び青色画素の境界部分にブラックマトリクスＢＭ２が形成されていないため、上記混色が懸念される。しかし、以下の理由により上記混色は生じ難い。
【0051】
図１１は、実施形態１に係る液晶表示装置ＬＣＤにおける画像表示の一例を示す模式図であり、緑色画像を表示する場合を示している。尚、緑色画像は、表示画面全体に表示されてもよいし、一部に表示されてもよい。緑色画像を表示する場合、図１１（ａ）に示すように、緑色画素ＰＩＸＧに対応する液晶層ＬＣ２がオン状態になり、赤色画素ＰＩＸＲ及び青色画素ＰＩＸＢに対応する液晶層ＬＣ２がオフ状態になる。また表示画面全体に緑色の単色画像が表示される場合は、全ての液晶層ＬＣ１がオン状態になる。この場合、図１１（ｂ）に示すように、例えばバックライト光の（Ａ）方向の光及び（Ｂ）方向の光は、表示パネルＬＣＰ２のソース線ＳＬで遮光され、観察者側に出射されない。
【0052】
このように、実施形態１に係る液晶表示装置ＬＣＤでは、表示パネルＬＣＰ２において、ソース線ＳＬが形成された薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ２が観察者側（表示パネルＬＣＰ１側）に配置されることにより、表示パネルＬＣＰ２のソース線ＳＬが、上記混色の原因となる隣接画素からの漏れ光を遮断することができる。すなわち、表示パネルＬＣＰ２のソース線ＳＬは、ブラックマトリクスが本来有する混色抑制機能を兼ね備えている。このため、表示パネルＬＣＰ２において、ブラックマトリクスＢＭ２のうちソース線ＳＬに重なる部分を省略しても、混色を生じ難くすることができる。
【0053】
また、実施形態１に係る液晶表示装置ＬＣＤの構成によれば、ブラックマトリクスＢＭ２は、図９に示すように、表示パネルＬＣＰ２の薄膜トランジスタＴＦＴ（図７（ｂ）参照）よりバックライトＢＬ側に配置され、平面視で薄膜トランジスタＴＦＴ及びゲート線ＧＬを覆っている。また、表示パネルＬＣＰ２において、ブラックマトリクスＢＭ２は、ゲート線ＧＬを覆う行方向に延在する部分ＢＭ２ａの列方向の長さＷ２（図７（ｂ）参照）が、ゲート線ＧＬの列方向の長さＷ３、及び、半導体層ＳＩの列方向の長さＷ４（チャネル幅）より長くなっている。このため、バックライトＢＬの光強度が高い場合でも、バックライト光が半導体層ＳＩ（図７（ｂ）参照）に照射されたり、バックライト光が画素を構成する積層膜の界面で反射して半導体層ＳＩに照射されることを抑えることができる。このため、表示パネルＬＣＰ２の薄膜トランジスタＴＦＴのオフ状態におけるリーク電流（オフ電流）の増加を抑えることができるため、液晶表示装置ＬＣＤにおける誤作動の防止や低消費電力化を図ることができ、表示性能を高めることができる。同様に、表示パネルＬＣＰ１では、ブラックマトリクスＢＭ１は、ゲート線ＧＬを覆う行方向に延在する部分ＢＭ１ａの列方向の長さＷ１（図７（ａ）参照）が、ゲート線ＧＬの列方向の長さＷ５、及び、半導体層ＳＩの列方向の長さＷ６（チャネル幅）より長くなっている。ここで、図７及び図９に示すように、ブラックマトリクスＢＭ１の行方向に延在する部分ＢＭ１ａのうち、平面視で、隣り合う２つの薄膜トランジスタＴＦＴの間に位置する部分の列方向の長さＷ１が、ブラックマトリクスＢＭ２の列方向の長さＷ２より短くてもよい。これにより、ブラックマトリクスＢＭ１の長さＷ１がブラックマトリクスＢＭ２の長さＷ２と同一である場合と比較して、表示パネルＬＣＰ１から出射される光量を増加させることができる。
【0054】
図１２は、表示パネルＬＣＰ１及び表示パネルＬＣＰ２のドライバの構成を示す図である。表示パネルＬＣＰ１には、それぞれにソースドライバＩＣ（ＳＩＣ）が実装された２個のＴＣＰ（Tape Carrier Package）が接続されており、各ＴＣＰがソースプリント基板ＳＫＩＢに接続されている。これに対して、表示パネルＬＣＰ２には、それぞれにソースドライバＩＣ（ＳＩＣ）が実装された６個のＴＣＰが接続されており、各ＴＣＰがソースプリント基板ＳＫＩＢに接続されている。このように、表示パネルＬＣＰ２と比較して、表示パネルＬＣＰ１のソースドライバＩＣの数を削減することができるため、液晶表示装置ＬＣＤのコストを低減することができる。
【0055】
［実施形態２］本発明の実施形態２について、図面を用いて以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１において示した構成要素と構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、実施形態１において定義した用語については特に断らない限り本実施形態においてもその定義に則って用いるものとする。なお、後述の各実施形態についても同様である。
【0056】
図１３は、実施形態２に係る液晶表示装置ＬＣＤにおいて、互いに重なり合う、表示パネルＬＣＰ１の画素ＰＩＸ１と、表示パネルＬＣＰ２の画素ＰＩＸ２の具体的な構成を示す平面図である。図１４は、図１３の１４−１４´切断線における断面図である。実施形態２に係る表示パネルＬＣＰ１は、実施形態１に係る表示パネルＬＣＰ１と同一の構成を有している。実施形態２に係る表示パネルＬＣＰ２では、ブラックマトリクスＢＭ２が、平面視でゲート線ＧＬ及びソース線ＳＬの両方に重なるように行方向及び列方向に延在しており、格子状に形成されている。すなわち、表示パネルＬＣＰ２のブラックマトリクスＢＭ２は、行方向に延在する部分ＢＭ２ａと、表示パネルＬＣＰ２の複数のソース線ＳＬの各々に重なる複数の第４ストライプ部分（以下、列方向に延在する部分）ＢＭ２ｂと、を含んでいる。図１４に示すように、ブラックマトリクスＢＭ２は、実施形態１と同様に、バックライトＢＬ側に配置される対向基板ＣＦ２（図５参照）の透明基板ＳＵＢ４に形成されている。また、図１３（ｂ）に示すように、ブラックマトリクスＢＭ２の、ゲート線ＧＬを覆う行方向に延在する部分ＢＭ２ａの列方向の長さＷ２が、ゲート線ＧＬの列方向の長さＷ３、及び、半導体層ＳＩの列方向の長さＷ４より長くなっている。また、図１４に示すように、ブラックマトリクスＢＭ２の、ソース線ＳＬに重なる列方向に延在する部分ＢＭ２ｂの行方向の長さＬ１が、ソース線ＳＬの行方向の長さＬ２より短くなっている。なお、上記長さＬ１は、上記長さＬ２に等しくてもよい。他の構成は、実施形態１に係る液晶表示装置ＬＣＤの構成と同一である。
【0057】
上記構成によれば、実施形態２のブラックマトリクスＢＭ２は、実施形態１のブラックマトリクスＢＭ２（図７（ｂ）参照）と比較して、ソース線ＳＬに重なる部分を有するが、当該部分の行方向の長さＬ１はソース線ＳＬの行方向の長さＬ２以下であるため、開口率に影響を与えない。よって、実施形態２の構成においても、実施形態１と同等の開口率を得ることができ、実施形態１と同様に、外光による反射を抑えるとともに、画素の開口率を向上させることができる。尚、上記長さＬ１は、上記長さＬ２以下であることが好ましいが、少なくとも表示パネルＬＣＰ１のブラックマトリクスＢＭ１の行方向の長さＬ３より短ければよい。これにより、従来の構成と比較して、開口率を向上させることができる。
【0058】
図１５は、実施形態２に係る液晶表示装置ＬＣＤにおける画像表示の一例を示す模式図であり、緑色画像を表示する場合を示している。実施形態２の構成においても、実施形態１（図１１（ｂ）参照）と同様に、混色の原因となり得る、バックライト光の（Ａ）方向の光及び（Ｂ）方向の光（図１５（ｂ）の点線）を、表示パネルＬＣＰ２のソース線ＳＬで遮光することができる。さらに、実施形態２の構成によれば、バックライトＢＬ側に、列方向に延在するブラックマトリクスＢＭ２が形成されているため、混色の原因となり得るバックライト光の（Ｃ）方向の光（図１５（ｂ）の実線）を、ブラックマトリクスＢＭ２で遮光することができる。よって、実施形態２の構成によれば、実施形態１の構成と比較して、混色の抑制効果を高めることができる。
【0059】
［実施形態３］実施形態３に係る表示パネルＬＣＰ１及び表示パネルＬＣＰ２の平面構成は、実施形態１に係る表示パネルＬＣＰ１及び表示パネルＬＣＰ２の平面構成（図６及び図７参照）と同一である。
【0060】
図１６は、実施形態３に係る液晶表示装置ＬＣＤにおける表示パネルＬＣＰ１及び表示パネルＬＣＰ２のゲート線ＧＬを横断する方向の断面図であり、図１７は、ソースＳＬを横断する方向の断面図である。
【0062】
実施形態３に係る表示パネルＬＣＰ２では、透明基板ＳＵＢ３上にゲート線ＧＬ（図１７参照）が形成されており、ゲート線ＧＬを覆うようにゲート絶縁膜ＧＳＮが形成されている。ゲート絶縁膜ＧＳＮ上にソース線ＳＬ（図１６参照）が形成されており、ソース線ＳＬを覆うように保護膜ＰＡＳが形成されている。保護膜ＰＡＳ上には、平面視でゲート線ＧＬに重なるようにブラックマトリクスＢＭ２（図１７参照）が形成されており、ブラックマトリクスＢＭ２で囲まれた領域（光透過部）にカラーフィルタＦＩＬ（赤色カラーフィルタＦＩＬＲ、緑色カラーフィルタＦＩＬＧ、及び青色カラーフィルタＦＩＬＢ）（図１６参照）が形成されている。ブラックマトリクスＢＭ２は、ゲート線ＧＬよりバックライトＢＬに近い位置に配置されている。カラーフィルタＦＩＬ上に共通電極ＣＴが形成されており、共通電極ＣＴを覆うように保護膜ＵＰＡＳが形成されている。保護膜ＵＰＡＳ上に画素電極ＰＸが形成されており、画素電極ＰＸを覆うように配向膜（図示せず）が形成されている。対向基板ＣＦ２では、透明基板ＳＵＢ４上にオーバーコート膜ＯＣが被覆されており、オーバーコート膜ＯＣ上に配向膜（図示せず）が形成されている。
【0063】
上記構成においても、実施形態１と同様に、外光による反射を抑えるとともに、画素の開口率を向上させることができる。また、本実施形態３に係る液晶表示装置ＬＣＤは、表示パネルＬＣＰ２が、複数のソース線ＳＬが配置された透明基板ＳＵＢ３（薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ２）にカラーフィルタＦＩＬが形成されたいわゆるカラーフィルタオンアレイ（ＣＯＡ）の構成を有している。このため、各色のカラーフィルタＦＩＬとソース線ＳＬとを精度よく位置合わせすることができる。よって、実施形態１と比較して、カラーフィルタＦＩＬとソース線ＳＬとの位置ずれが生じ難くなるため、図１８（ｂ）に示すバックライト光の（Ｂ）方向の光による混色をより抑えることができる。さらに、カラーフィルタＦＩＬとソース線ＳＬとの位置ずれが生じ難くなるため、ソース線ＳＬの行方向の長さを短くすることもできる。この場合、画素の開口率をさらに高めることができる。
【0065】
図１９は、実施形態４に係る液晶表示装置ＬＣＤにおける表示パネルＬＣＰ１及び表示パネルＬＣＰ２のゲート線ＧＬを横断する方向の断面図である。
【0066】
実施形態４に係る表示パネルＬＣＰ１の断面構成は、実施形態１に係る表示パネルＬＣＰ１の断面構成（図８及び図９参照）と同一である。実施形態４に係る表示パネルＬＣＰ２は、実施形態３と同様に、ＣＯＡの構成を有している。また実施形態４に係る表示パネルＬＣＰ２では、ブラックマトリクスＢＭ２が、平面視でゲート線ＧＬ及びソース線ＳＬの両方に重なるように行方向及び列方向に延在しており、格子状に形成されている。また図１９に示すように、ブラックマトリクスＢＭ２は、バックライトＢＬ側に配置される対向基板ＣＦ２（図５参照）の透明基板ＳＵＢ４に形成されている。また、ブラックマトリクスＢＭ２の、ソース線ＳＬに重なる列方向に延在する部分ＢＭ２ｂの行方向の長さＬ１が、ソース線ＳＬの行方向の長さＬ２より短くなっている。なお、上記長さＬ１は、上記長さＬ２に等しくてもよいし、ブラックマトリクスＢＭ１の、ソース線ＳＬに重なる列方向に延在する部分ＢＭ１ｂの行方向の長さＬ３より短くてもよい。他の構成は、実施形態３に係る液晶表示装置ＬＣＤの構成と同一である。
【0067】
上記構成によれば、実施形態１と同様に、外光による反射を抑えるとともに、画素の開口率を向上させることができる。また、実施形態２と同様に、ブラックマトリクスＢＭ２の行方向の長さＬ１がソース線ＳＬの行方向の長さＬ２と同等以下であるため、実施形態１と同等の開口率を得ることができる。また、実施形態３と同様に、混色の抑制効果を高めることができ、さらにソース線ＳＬの行方向の長さＬ２を短くすることにより画素の開口率をさらに高めることができる。
【0068】
また、図２０に示すように、バックライト光の（Ａ）方向の光及び（Ｂ）方向の光（図２０（ｂ）の点線）を、表示パネルＬＣＰ２のソース線ＳＬで遮光することができる。さらに、バックライトＢＬ側に、列方向に延在するブラックマトリクスＢＭ２が形成されているため、混色の原因となり得るバックライト光の（Ｃ）方向の光（図２０（ｂ）の実線）を、ブラックマトリクスＢＭ２で遮光することができる。よって、実施形態２と同様に、混色の抑制効果を高めることができる。
【0069】
本発明の液晶表示装置ＬＣＤは上記各実施形態の構成に限定されない。例えば、表示パネルＬＣＰ２のブラックマトリクスＢＭ２は、平面視で薄膜トランジスタＴＦＴに重なる位置に島状パターンに形成されてもよい。
【0070】
また、実施形態２及び４において、表示パネルＬＣＰ１のブラックマトリクスＢＭ１と表示パネルＬＣＰ２のブラックマトリクスＢＭ２とが、同一の構成を有していてもよい。図２１は、上記構成（変形例１）に係る液晶表示装置ＬＣＤにおいて、互いに重なり合う、表示パネルＬＣＰ１の画素ＰＩＸ１と、表示パネルＬＣＰ２の画素ＰＩＸ２の具体的な構成を示す平面図である。図２１に示すように、ブラックマトリクスＢＭ２は、赤色画素ＰＩＸＲと緑色画素ＰＩＸＧと青色画素ＰＩＸＢとを含む３個の画素ＰＩＸ２ごとに、ソース線ＳＬに重畳する列方向に延在する部分が形成されていてもよい。
【0072】
また、上記各実施形態において、表示パネルＬＣＰ１がカラー画像を表示し、表示パネルＬＣＰ２が白黒画像を表示してもよい。この場合、例えば図２３（変形例３）に示すように、表示パネルＬＣＰ１は、複数のカラーフィルタＦＩＬＲ，ＦＩＬＧ，ＦＩＬＢと、格子状のブラックマトリクスＢＭ１と、各色に対応する画素とを備えている。また、複数のカラーフィルタＦＩＬＲ，ＦＩＬＧ，ＦＩＬＢと、ブラックマトリクスＢＭ１とは、透明基板ＳＵＢ２（薄膜トランジスタ基板）に形成されていてもよい。尚、表示パネルＬＣＰ２のブラックマトリクスＢＭ２は、上述したようにストライプ状であってもよいし格子状であってもよい。また、ブラックマトリクスＢＭ２は、透明基板ＳＵＢ４（対向基板）に形成されていてもよい。
【0073】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で上記各実施形態から当業者が適宜変更した形態も本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【0074】
ＬＣＤ 液晶表示装置、ＬＣＰ１ 表示パネル、ＳＤ１ 第１ソースドライバ、ＧＤ１ 第１ゲートドライバ、ＴＣＯＮ１ 第１タイミングコントローラ、ＬＣＰ２ 表示パネル、ＳＤ２ 第２ソースドライバ、ＳＩＣ ソースドライバＩＣ、ＧＩＣ ゲートドライバＩＣ、ＧＤ２ 第２ゲートドライバ、ＴＣＯＮ２ 第２タイミングコントローラ、ＩＰＵ 画像処理部、ＳＬ ソース線、ＧＬ ゲート線、ＰＯＬ１〜ＰＯＬ４ 偏光板、ＢＭ１，ＢＭ２ ブラックマトリクス、ＢＭ１ａ （ブラックマトリクスＢＭ１の行方向に延在する）部分、ＢＭ１ｂ （ブラックマトリクスＢＭ１の列方向に延在する）部分、ＢＭ２ａ （ブラックマトリクスＢＭ２の行方向に延在する）部分、ＢＭ２ｂ （ブラックマトリクスＢＭ２の列方向に延在する）部分、ＦＩＬ カラーフィルタ、ＰＩＸ１，ＰＩＸ２ 画素、ＰＩＸＲ 赤色画素、ＰＩＸＧ 緑色画素、ＰＩＸＢ 青色画素。