JP2014106428A - 表示装置及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】バックライトから出力される光を効率よく利用する表示装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】光を通過させる開口部が、第1の方向に伸びた複数の第1の線分と、第1の方向と交差する第2の方向に伸びた複数の第2の線分とが交差し、格子状に配置された非開口部によって分割された開口部がマトリクス状に配置された画素となる表示エリア部を含む。表示エリア部は、画素の開口部に対応して色フィルタが配置されたカラーフィルタと、カラーフィルタに積層され、表示エリア部の表面から見た場合、非開口部に重なる位置に金属膜が配置された複数の金属層と、を有する。複数の金属層は、複数の金属層の中で、第1の線分と重なる領域において最も面積が大きい金属膜と、第2の線分と重なる領域において最も面積が大きい金属膜とが同一である。また、面積が最も大きい金属膜が最も反射率が高い金属膜で形成されている。
【選択図】図4

Description

本技術は、液晶を備える表示装置に関する。また、本技術は、液晶を備える表示装置を備えた電子機器に関する。
近年、携帯電話や電子ペーパーなどのモバイル機器向けの表示装置の需要が高くなっている。このような表示装置は、画素がマトリクス状に配置されている表示エリア部と、表示エリア部の各画素を行単位で選択する垂直駆動回路と、垂直駆動回路によって選択された行の各画素に対して画像信号を供給する水平駆動回路とを備えている。
表示装置は、垂直駆動回路や水平駆動回路と接続する配線が表示エリア部に配置されている。表示装置は、これらの配線をカラーフィルタに格子状に形成されたブラックマトリクスに重ねて配置することで、配線が表示面から見えないようにすることができる。
また、特許文献1に記載の技術では、透明な基板上にソース、ドレインおよびゲートの各電極と、有機半導体層および絶縁層を、実質透明な材料により所望の構造にて配設した薄膜トランジスタおよび該トランジスタと電気的接点を有する実質透明な導電性材料によって構成した配線を有する表示装置が記載されている。
特開2004−14982号公報
近年、表示装置は、高精細化が要望されている。表示装置は、高精細化すると、画素が増加するため、配線が増加し、配線を配置するためのスペースが増える。このため、表示パネル上における配線の占有率が増え、光を透過する範囲である開口の割合、つまり開口率が小さくなっていく。表示装置は、開口率が小さくなると、光源から出射される光の量に対して、表示パネルを通過できる光の量が少なくなる。
これに対して特許文献1に記載の表示装置は、各電極をITO等の透明電極で作成することで、配線を見えない状態とし、開口率を高くしている。しかしながら、カラーフィルタにブラックマトリクスを設けた構成では、ブラックマトリクスによって開口率が制限されるため、全ての電極を透明電極としても開口率の向上に限界がある。
本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、バックライトから出力される光を効率よく利用することができる表示装置及び表示装置を備えた電子機器を提供することにある。
本開示による表示装置は、画素がマトリクス状に配置されている表示エリア部と、走査線に垂直走査パルスを印加して前記表示エリア部の各画素を行単位で選択する垂直駆動回路と、前記垂直駆動回路によって選択された行の各画素に対して画像信号を供給する水平駆動回路と、を含み、前記表示エリア部は、第1の方向に伸びた複数の第1の線分と、前記第1の方向と交差する第2の方向に伸びた複数の第2の線分とが交差し、格子状に配置されたブラックマトリクスを備えるカラーフィルタと、前記カラーフィルタに積層され、前記表示エリア部の表面から見た場合、前記ブラックマトリクスに重なる位置に金属膜が配置された複数の金属層と、を有し、前記複数の金属層は、前記複数の金属層の中で、前記第1の線分と重なる領域において最も面積が大きい金属膜と、前記第2の線分と重なる領域において最も面積が大きい金属膜とが同一である。
本開示による電子機器は、上記に記載の表示装置と、前記表示装置に前記入力信号を供給する制御装置と、を有する。
本開示による表示装置及び電子機器では、バックライトから出力される光を効率よく利用することができる。
本開示による表示装置及び電子機器によれば、面積が最も大きい金属膜の反射率を他の金属膜よりも高くすることで、バックライトから出力される光を効率よく利用することができる。
図1は、本実施形態に係る表示装置の構成の一例を表す説明図である。 図2は、図1の表示装置のシステム構成例を表すブロック図である。 図3は、画素を駆動する駆動回路の一例を示す回路図である。 図4は、本実施形態に係る表示装置の回路パターンの概略構成を示す正面図である。 図5は、図4のA−A線断面図である。 図6は、表示装置の機能の一例を表す説明図である。 図7は、表示装置の回路パターンの変形例を示す断面図である。 図8は、表示装置の回路パターンの変形例を示す断面図である。 図9は、表示装置の回路パターンの変形例の概略構成を示す正面図である。 図10は、表示装置の回路パターンの変形例の概略構成を示す正面図である。 図11は、表示装置のカラーフィルタの変形例の概略構成を示す正面図である。 図12は、表示装置のカラーフィルタの変形例の概略構成を示す正面図である。 図13は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図14は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図15は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図16は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図17は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図18は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図19は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図20は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図21は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図22は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図23は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図24は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
本開示を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施の形態(表示装置)
2.適用例(電子機器)
上記実施の形態に係る表示装置が電子機器に適用されている例
<1.実施形態(表示装置)>
[構成]
図1は、本実施形態に係る表示装置の構成の一例を表す説明図である。図2は、図1の表示装置のシステム構成例を表すブロック図である。図1は模式的に表したものであり、実際の寸法、形状と同一とは限らない。なお、表示装置1が本開示の「表示装置」の一具体例に相当する。
表示装置1は、透過型、または半透過型の液晶表示装置であり、表示パネル2と、ドライバIC3と、バックライト6と、を備えている。図示しないフレキシブルプリント基板(FPC(Flexible Printed Circuits))は、ドライバIC3への外部信号またはドライバIC3を駆動する駆動電力を伝送する。表示パネル2は、透明絶縁基板、例えばガラス基板11と、ガラス基板11の表面にあり、液晶セルを含む画素がマトリクス状(行列状)に多数配置されてなる表示エリア部21と、水平ドライバ(水平駆動回路)23と、垂直ドライバ(垂直駆動回路)22A、22Bと、を備えている。垂直ドライバ(垂直駆動回路)22A、22Bは、第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bとして、表示エリア部21を挟むように配置されている。ガラス基板11は、能動素子(例えば、トランジスタ)を含む多数の画素回路がマトリクス状に配置形成される第1の基板と、この第1の基板と所定の間隙をもって対向して配置される第2の基板とによって構成される。そして、これら第1の基板、第2の基板間に液晶が封入される。
表示パネル2の額縁11gr、11glは、ガラス基板11の表面にあり、液晶セルを含む画素がマトリクス状(行列状)に多数配置されてなる表示エリア部21がない、非表示領域である。垂直ドライバ22A、22Bは、額縁11gr、11glに配置されている。
バックライト6は、表示パネル2の裏面側(画像を表示する面とは反対側の面)に配置されている。バックライト6は、表示パネル2に向けて光を照射し、表示エリア部21の全面に光を入射させる。バックライト6は、例えば光源と、光源から出力された光を導いて、表示パネル2の裏面に向けて出射させる導光版と、を含む。
(表示装置のシステム構成例)
表示パネル2は、ガラス基板11上に、表示エリア部21と、インターフェース(I/F)及びタイミングジェネレータの機能を備えるドライバIC3と、第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22B及び水平ドライバ23とを備えている。
表示エリア部21は、液晶層を含む画素Vpixが、表示上の1画素を構成するユニットがm行×n列に配置されたマトリクス(行列状)構造を有している。なお、この明細書において、行とは、一方向に配列されるn個の画素Vpixを有する画素行をいう。また、列とは、行が配列される方向と直交する方向に配列されるm個の画素Vpixを有する画素列をいう。そして、mとnとの値は、垂直方向の表示解像度と水平方向の表示解像度に応じて定まる。表示エリア部21は、画素Vpixのm行n列の配列に対して行ごとに走査線24、24、24・・・24が配線され、列ごとに信号線25、25、25・・・25が配線されている。以後、本実施形態においては、走査線24、24、24・・・24を代表して走査線24のように表記し、信号線25、25、25・・・25を代表して信号線25のように表記することがある。また、本実施形態においては、走査線24、24、24・・・24を代表して走査線24m+1、24m+2、24m+3のように表記し、信号線25、25、25・・・25を代表して信号線25n+1、25n+2、25n+3のように表記することもある。表示エリア部21は、正面に直交する方向から見た場合、走査線24と信号線25がカラーフィルタのブラックマトリクス76aと重なる領域に配置されている。また、表示エリア21は、ブラックマトリクス76aが配置されていない領域が開口部76bとなる。この点については後述する。
表示パネル2には、外部から外部信号である、マスタークロック、水平同期信号及び垂直同期信号が入力され、ドライバIC3に与えられる。ドライバIC3は、外部電源の電圧振幅のマスタークロック、水平同期信号及び垂直同期信号を、液晶の駆動に必要な内部電源の電圧振幅にレベル変換(昇圧)し、マスタークロック、水平同期信号及び垂直同期信号を生成する。ドライバIC3は、生成したマスタークロック、水平同期信号及び垂直同期信号をそれぞれ第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22B及び水平ドライバ23に与える。ドライバIC3は、画素Vpix毎の画素電極に対して各画素共通に与えるコモン電位(対向電極電位)VCOMを生成して表示エリア部21に与える。
第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bは、後述するシフトレジスタを含み、さらにラッチ回路等を含む。第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bは、ラッチ回路が、垂直クロックパルスに同期してドライバIC3から出力される表示データを1水平期間で順次サンプリングしラッチする。第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bは、ラッチ回路においてラッチされた1ライン分のデジタルデータを垂直走査パルスとして順に出力し、表示エリア部21の走査線24m+1、24m+2、24m+3・・・に与えることによって画素Vpixを行単位で順次選択する。第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bは、走査線24m+1、24m+2、24m+3・・・の延在方向に走査線24m+1、24m+2、24m+3・・・を挟むように配置されている。第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bは、例えば、走査線24m+1、24m+2、24m+3・・・の表示エリア部21の上寄り、垂直走査上方向から、表示エリア部21の下寄り、垂直走査下方向へ順にデジタルデータを出力する。また、第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bは、走査線24m+1、24m+2、24m+3・・・の表示エリア部21の下寄り、垂直走査下方向から、表示エリア部21の上寄り、垂直走査上方向へ順にデジタルデータを出力することもできる。
水平ドライバ23には、例えば6ビットのR(赤)、G(緑)、B(青)のデジタル映像データVsigが与えられる。水平ドライバ23は、第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bによる垂直走査によって選択された行の各画素Vpixに対して、画素ごとに、もしくは複数画素ごとに、あるいは全画素一斉に、信号線25を介して表示データを書き込む。
(液晶表示パネルの駆動方式)
表示エリア部21には、図3に示す各画素Vpixの薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)素子Trに表示データとして画素信号を供給する信号線25n+1、25n+2、25n+3、各TFT素子Trを駆動する走査線24m+1、24m+2、24m+3等の配線が形成されている。このように、信号線25n+1、25n+2、25n+3は、上述したガラス基板11の表面と平行な平面に延在し、画素Vpixに画像を表示するための画素信号を供給する。画素Vpixは、TFT素子Tr及び液晶素子LCを備えている。TFT素子Trは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、nチャネルのMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のTFTで構成されている。TFT素子Trのソースは信号線25n+1、25n+2、25n+3に接続され、ゲートは走査線24m+1、24m+2、24m+3に接続され、ドレインは液晶素子LCの一端に接続されている。液晶素子LCは、一端がTFT素子Trのドレインに接続され、他端が駆動電極Vcomに接続されている。
画素Vpixは、走査線24m+1、24m+2、24m+3により、表示エリア部21の同じ行に属する他の画素Vpixと互いに接続されている。走査線24m+1、24m+2、24m+3のうち奇数の走査線24m+1、24m+3は、第1垂直ドライバ22Aと接続され、第1垂直ドライバ22Aから後述する走査信号の垂直走査パルスVgateが供給される。走査線24m+1、24m+2、24m+3のうち偶数の走査線24m+2、24m+4は、第2垂直ドライバ22Bと接続され、第2垂直ドライバ22Bから、後述する走査信号の垂直走査パルスVgateが供給される。このように、第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bは、走査方向の走査線24m+1、24m+2、24m+3に交互に垂直走査パルスVgateを印加する。また、画素Vpixは、信号線25n+1、25n+2、25n+3により、表示エリア部21の同じ列に属する他の画素Vpixと互いに接続されている。信号線25n+1、25n+2、25n+3は、水平ドライバ23と接続され、水平ドライバ23より画素信号が供給される。さらに、画素Vpixは、駆動電極Vcomにより、表示エリア部21の同じ列に属する他の画素Vpixと互いに接続されている。駆動電極Vcomは、不図示の駆動電極ドライバと接続され、駆動電極ドライバより駆動信号が供給される。
図1及び図2に示す第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bは、垂直走査パルスVgateを、図3に示す走査線24m+1、24m+2、24m+3を介して、画素VpixのTFT素子Trのゲートに印加することにより、表示エリア部21にマトリクス状に形成されている画素Vpixのうちの1行(1水平ライン)を表示駆動の対象として順次選択する。図1及び図2に示す水平ドライバ23は、画素信号を、図3に示す信号線25n+1、25n+2、25n+3を介して、第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bにより順次選択される1水平ラインを含む各画素Vpixにそれぞれ供給する。そして、これらの画素Vpixでは、供給される画素信号に応じて、1水平ラインの表示が行われるようになっている。駆動電極ドライバは、駆動信号を印加し、所定の本数の駆動電極Vcomを含む駆動電極ブロックごとに駆動電極Vcomを駆動する。
上述したように、表示装置1は、第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bが走査線24m+1、24m+2、24m+3を順次走査するように駆動することにより、1水平ラインが順次選択される。また、表示装置1は、1水平ラインに属する画素Vpixに対して、水平ドライバ23が画素信号を供給することにより、1水平ラインずつ表示が行われる。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバは、その1水平ラインに対応する駆動電極Vcomに対して駆動信号を印加するようになっている。
表示装置1は、液晶素子LCに同極性の直流電圧が印加され続けることによって液晶の比抵抗(物質固有の抵抗値)等が劣化する可能性がある。表示装置1は、液晶の比抵抗(物質固有の抵抗値)等の劣化を防ぐため、駆動信号のコモン電位を基準として映像信号の極性を所定の周期で反転させる駆動方式が採られる。
この液晶表示パネルの駆動方式として、ライン反転、ドット反転、フレーム反転などの駆動方式が知られている。ライン反転は、1ライン(1画素行)に相当する1H(Hは水平期間)の時間周期で映像信号の極性を反転させる駆動方式である。ドット反転は、互いに隣接する上下左右の画素毎に映像信号の極性を交互に反転させる駆動方式である。フレーム反転は、1画面に相当する1フレーム毎に全画素に書き込む映像信号を一度に同じ極性で反転させる駆動方式である。表示装置1は、上記の各駆動方式のいずれを採用することも可能である。
次に、表示パネル部21の構成を詳細に説明する。図4は、本実施形態に係る表示装置の回路パターンの概略構成を示す正面図である。図5は、図4のA−A線断面図である。図6は、表示装置の機能の一例を表す説明図である。表示パネル部21は、図5に示すように、画素基板70Aと、この画素基板70Aの表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板70Bと、画素基板70Aと対向基板70Bとの間に挿設された液晶層70Cとを備えている。なお、画素基板70Aの液晶層70Cとは反対側の面には、バックライト6が配置されている。
液晶層70Cは、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、TN(Twisted Nematic:ツイステッドネマティック)、VA(Vertical Alignment:垂直配向)、ECB(Electrically Controlled Birefringence:電界制御複屈折)等の各種モードの液晶が用いられる。なお、図3に示す液晶層70Cと画素基板70Aとの間、及び液晶層70Cと対向基板70Bとの間には、それぞれ配向膜が配設されてもよい。
対向基板70Bは、ガラス基板75と、このガラス基板75の一方の面に形成されたカラーフィルタ76と、を含む。カラーフィルタ76は、格子形状のブラックマトリクス76aと、開口部76bと、を有する。ブラックマトリクス76aは、図3及び図4に示すように画素Vpixの外周を覆うように形成されている。つまり、ブラックマトリクス76aは、二次元配置された画素Vpixと画素Vpixとの境界に配置されることで、格子形状となる。ブラックマトリクス76aは、光の吸収率が高い材料で形成されている。開口部76bは、ブラックマトリクス76aの格子形状で形成されている開口であり、画素Vpixに対応して配置されている。開口部76bは、例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に着色された色領域を含む。カラーフィルタ76は、開口部76bに例えば赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に着色されたカラーフィルタ76の色領域を周期的に配列して、図3に示す各画素VpixにR、G、Bの3色の色領域が1組として画素Pixとして対応付けられている。カラーフィルタ76は、TFT基板71と垂直な方向において、液晶層70Cと対向する。なお、カラーフィルタ76は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。一般に、カラーフィルタ76は、緑(G)の色領域の輝度が、赤(R)の色領域及び青(B)の色領域の輝度よりも高い。
画素基板70Aは、回路基板としてのTFT基板71と、このTFT基板71上にマトリクス状に配設された複数の画素電極72と、TFT基板71及び画素電極72の間に形成された駆動電極COMLと、画素電極72と駆動電極COMLとを絶縁する絶縁層74と、を含む。駆動電極COMLは、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電材料(透明導電酸化物)で形成される透明電極である。
TFT基板71には、上述した各画素Vpixの薄膜トランジスタ素子92、各画素電極72に画素信号を供給する信号線25、TFT素子Trを駆動する走査線24等の配線が積層して形成されている。なお、薄膜トランジスタ素子92と信号線25と走査線24とは、配線が接触する部分(コンタクトホール)を除いて、間に絶縁層が形成されている。つまり、薄膜トランジスタ素子92と信号線25と走査線24とは、異なる層に形成されている。信号線25は、TFT基板71の表面と平行な平面に延在し、画素に画像を表示するための画素信号を供給する。薄膜トランジスタ素子92は、一部が信号線25と接し、他の一部が信号線25と同一の層に形成された配線90と接している。また、薄膜トランジスタ素子92は、配線90を介して画素電極72と接続されている。なお、配線90は、信号線25と信号線25の間の、ブラックマトリクス76aと走査線24とが重なる領域に配置されている。
ここで、上述したように、表示エリア部21は、正面に直交する方向から見た場合、走査線24と信号線25とがカラーフィルタ76のブラックマトリクス76aと重なる領域に配置されている。また、走査線24と信号線25とは、線上の配線であり、互いに略直交する向きで配置されている。本実施形態では、図4に示すように、ブラックマトリクス76aの走査線24に沿った方向(第1の方向)に延在する部分を第1の線分A1とし、ブラックマトリクス76aの信号線25に沿った方向(第2の方向)に延在する部分を第2の線分A2とする。第1の線分A1は、第2の線分A2と重なる部分について、第1の線分A1の辺と第2の線分A2の辺とが重なる点を結ぶことで、1つの閉じられた領域とする。同様に、第2の線分A2は、第1の線分A1と重なる部分について、第1の線分A1の辺と第2の線分A2の辺とが重なる点を結ぶことで、1つの閉じられた領域とする。
次に、本実施形態のTFT基板71には、基板(ベースとなる板状の部材)の表面に反射層80が形成されている。より具体的には、反射層80は、TFT基板71の基板の表面と走査線24が配置されている層との間に配置されている。つまり、反射層80は、TFT基板71の表面側でかつ最もバックライト6に近い側に配置されている。反射層80は、他の層から独立した層でありフローティング状態で配置されている。また、反射層80は、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、アルミニウム合金(Al合金)等の高反射特性を有する膜で形成されている。本実施形態の反射層80は、走査線24を形成する金属膜、信号線25を形成する金属膜よりも反射率の高い金属膜で形成されている。
反射層80は、図4に示すように、ブラックマトリクス76aが配置されている領域の略全域に配置されている。つまり、反射層80は、ブラックマトリクス76aと同様に格子形状で配置されている。したがって、反射層80は、第1の線分A1と重なる領域と、第2の線分A2に重なる領域と、の両方に配置されている。反射層80は、第2の線分A2の延在方向(第2の方向)において、第1の線分A1と交差する部分に、空間が形成されている。反射層80は、第2の線分A2の延在方向(第2の方向)において、第1の線分A1と交差する部分で分断されている。
表示パネル部21は、TFT基板71からブラックマトリクス76aまでの間に配置された金属層のうち、第1の線分A1と重なる領域において面積が最も大きい金属膜が反射層80となり、第2の線分A2と重なる領域において面積が最も大きい金属膜が反射層80となる。つまり、反射層80は、第1の方向においてブラックマトリクス76aと重なる領域である第1の線分A1と重なる領域と、第2の方向においてブラックマトリクス76aと重なる領域である第2の線分A2と重なる領域と、の両方において、面積が最も大きい金属層となる。金属層とは、光を反射する材料で配線等の膜が形成されている層であり、本実施形態では、走査線24が形成されている層、信号線25及び配線90が形成されている層及び反射層80が含まれる。駆動電極COMLは、透明電極で形成されているので、本実施形態の金属層には含まれない。また、層の面積は、当該層に形成されている金属の面積であり、走査線24の面積、信号線25及び配線90の面積、反射層80の面積と、が比較の対象となる。
表示装置1は、第1の線分A1と重なる領域と第2の線分A2と重なる領域の両方で面積が最も大きい反射層80を設けることで、図6に示すように、バックライト6からブラックマトリクス76aに向けて入射する光のうち、大部分の光L1を反射層80で反射させて光L2とすることができる。反射層80で反射された光L2は、バックライト6等、反射層80よりもバックライト6側にある各部で反射されることで、カラーフィルタ76に向かう光L3とすることができる。ここで、光L3は、反射されることで、光路が変化し、開口部76bに入射する光となる。これにより、光L3は、開口部76bを通過し、表示パネル部21から外の領域に出射される。また、バックライト6からブラックマトリクス76aに向けて入射する光のうち、一部の光L4は、反射層80で吸収される。
このように、表示装置1は、反射層80を設けることで、ブラックマトリクス76aの重なる領域に入射した光を反射層80で反射させることができ、ブラックマトリクス76aで光が吸収されることを抑制することができる。このように、ブラックマトリクス76aで光が吸収されることを抑制できることで、バックライト6から入射した光を高い効率で利用することができる。また、高精細化のためにブラックマトリクス76の範囲が大きくなり、開口率が低くなっても、ブラックマトリクス76aで光が吸収されることを抑制し、開口部76bからより多くの光を出射できる。これにより、高精細化しても、光を効率よく利用することができ、より明るい画像を表示させることが可能となる。
また、表示装置1は、本実施形態のように、第1の線分A1と重なる領域と第2の線分A2と重なる領域の略全域に反射層80を設けることで、ブラックマトリクス76aで光が吸収されることをより確実に抑制することができ、効率をより高くすることができる。ここで、第1の線分A1と重なる領域と第2の線分A2と重なる領域の略全域とは、製造時の誤差等で、反射層80が第1の線分A1と重なる領域と第2の線分A2と重なる領域から露出しない分の隙間を設けた範囲である。なお、表示装置1は、各金属層が第1の線分A1と重なる領域と第2の線分A2と重なる領域に対して、製造時の誤差で金属が露出しないように隙間を設けた範囲に配置されている。
また、表示装置1は、走査線24を形成する金属膜、信号線25を形成する金属膜よりも反射率の高い金属膜で反射層80を形成することで、光L1をより高い割合で反射することがきる。また、表示装置1は、反射層80を銀(Ag)、アルミニウム(Al)、アルミニウム合金(Al合金)等の高反射特性を有する膜で形成することで、光L1をより高い割合で反射することができる。
また本実施形態では、反射層を1つの膜で形成したが、別々の層に形成された膜の集合体を反射層として用いてもよい。
また、表示装置1は、反射層80を分断することで、信号線、走査線間の寄生容量を低減することができる。具体的には、第1の線分A1と第2の線分A2とが重なる位置の境界で反射層80を分断することで、信号線、走査線と反射層80との間の寄生容量を低減することができる。また、信号線、走査線とは別の金属層である反射層80を設けることで、トランジスタ素子の遮光もでき、リークに起因する不良、例えばフリッカ、クロストーク、スジ・ムラを改善することができる。なお反射層80は、分断した金属膜と金属膜との差を電気的に分離した状態を維持できる範囲の最小幅とすることが好ましい。これにより、反射層80をより広い範囲に配置することができる。
また、表示装置1は、反射層80をTFT基板71のベース基板(透明基板)の表面に設けることで、反射層80を金属層のうちバックライト6に最も近い金属層とすることができる。これにより、反射層80で効率よく光を反射させることができる。特に、上述したように反射層80を反射率が最も高い金属膜とした場合、この効果をより好適に得ることができる。このため、反射層80は、金属層のうち、バックライト6に最も近い金属層とすることが好ましいが、これに限定されない。
図7は、表示装置の回路パターンの変形例を示す断面図である。図7に示す表示パネル部21Aは、反射層80aの位置を除いて、他の構成は、表示パネル部21と同様である。以下、表示パネル部21Aに特有の点を説明する。表示パネル部21Aは、反射層80aが駆動電極COMLと接して配置されている。なお、表示パネル部21Aの表面に直交する方向から見た場合に反射層80aが配置されている領域は、反射層80と同様である。反射層80aは、駆動電極COMLの補助メタル配線層になる。このように、電極の一部として用いる反射層80aを上述したように、表示パネル部21の表面に直交する方向から見た場合に反射層80と同様の領域に配置することでも上記と同様の効果を得ることができる。なお、反射層80aは、走査線24及び信号線25よりもカラーフィルタ76側に配置されているため、バックライト6から入射した光の一部は、走査線24及び信号線25で反射される。そのため、反射層80aの反射率と走査線24及び信号線25の反射率との関係によっては表示パネル部21よりも効率が低下する場合がある。
図8は、表示装置の回路パターンの変形例を示す断面図である。図8に示す表示パネル部21Cは、反射層80bの位置を除いて、他の構成は、表示パネル部21と同様である。以下、表示パネル部21Cに特有の点を説明する。表示パネル部21Cは、反射層80bがカラーフィルタ76のブラックマトリクス76aのTFT基板71側の面と接して配置されている。なお、表示パネル部21Cの表面に直交する方向から見た場合に反射層80bが配置されている領域は、反射層80と同様である。このように、ブラックマトリクス76に接して配置した反射層80bを上述したように、表示パネル部21の表面に直交する方向から見た場合に反射層80と同様の領域に配置することでも上記と同様の効果を得ることができる。また、表示パネル部21Cは、ブラックマトリクス76aに接して反射層80bを設けることで、ブラックマトリクス76aと反射層80bとの位置ずれの発生を抑制することができる。これにより、ブラックマトリクス76aと反射層80bが隣接することで、ブラックマトリクス76aの範囲から反射層80bの範囲までの隙間をより小さくすることができ、反射層80bの配置面積をより大きくすることができる。
ここで、上記実施形態の表示装置は、第1の線分A1と重なる領域と第2の線分A2と重なる領域の両方で面積が最も大きい金属層を、走査線24が形成されている層、信号線25及び配線90が形成されている層とは別の金属膜の層とすることで、上記効果を好適に得ることができるが本発明はこれに限定されない。走査線24が形成されている層、信号線25及び配線90が形成されている層を、第1の線分A1と重なる領域と第2の線分A2と重なる領域の両方で面積が最も大きい金属層としてもよい。
図9は、表示装置の回路パターンの変形例の概略構成を示す正面図である。図9に示す表示パネル部21Dは、第1の線分A1と重なる領域と第2の線分A2と重なる領域の両方で面積が最も大きい金属層を、走査線24が形成されている層とした点を除いて、他の構成は、表示パネル部21と同様である。以下、表示パネル部21Dに特有の点を説明する。表示パネル部21Dは、走査線24が形成されている層に、金属膜102を設けている。金属膜102は、第2の線分A2と重なる領域、つまり、信号線25が配置されている領域に配置されている。金属膜102は、第2の線分A2と重なる領域において、信号線25よりも広い面積で配置されている。また、金属膜102は、第1の線分A1と重なる領域にも配置されている。つまり表示パネル部21Dでは、走査線24を配していない領域に金属膜102を配置している。これにより、第1の線分A1と重なる領域において、走査線24が形成されている層の金属膜が配置されている領域をより広くすることができる。なお、金属膜102は、走査線24と走査線24を分離した状態を維持する範囲で配置している。
表示パネル部21Dは、以上のように、第1の線分A1と重なる領域と第2の線分A2と重なる領域の両方で面積が最も大きい金属層を、走査線24が形成されている層としても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、表示パネル部21Dで形成する必要がある走査線24の形成時に金属膜102を形成できるため、製造プロセスの増加を抑制することができる。なお、面積が最も大きい金属層として走査線24が形成されている層を用いる場合、走査線24の機能を維持するため、金属膜102の配置に一定の制約が生じる。
図10は、表示装置の回路パターンの変形例の概略構成を示す正面図である。図10に示す表示パネル部21Eは、第1の線分A1と重なる領域と第2の線分A2と重なる領域の両方で面積が最も大きい金属層を、信号線25が形成されている層とした点を除いて、他の構成は、表示パネル部21と同様である。以下、表示パネル部21Eに特有の点を説明する。表示パネル部21Eは、信号線25が形成されている層に、金属膜112を設けている。金属膜112は、第1の線分A1と重なる領域、つまり、走査線24が配置されている領域に配置されている。金属膜112は、第1の線分A1と重なる領域において、走査線24よりも広い面積で配置されている。また、金属膜112は、第2の線分A2と重なる領域にも配置されている。つまり表示パネル部21Dでは、信号線25を配していない領域に金属膜112を配置している。これにより、第2の線分A2と重なる領域において、信号線25が形成されている層の金属膜が配置されている領域をより広くすることができる。なお、金属膜112は、信号線25と信号線25を分離した状態を維持する範囲で配置している。
表示パネル部21Eは、以上のように、第1の線分A1と重なる領域と第2の線分A2と重なる領域の両方で面積が最も大きい金属層を、信号線25が形成されている層としても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、表示パネル部21Eで形成する必要がある信号線25の形成時に金属膜112を形成できるため、製造プロセスの増加を抑制することができる。なお、面積が最も大きい金属層として信号線25が形成されている層を用いる場合、信号線25の機能を維持するため、金属膜112の配置に一定の制約が生じる。
また、上記実施形態では、ブラックマトリクス76aを互いに直交する2方向の線が交差して形成された格子形状としたが。これに限定されない。ブラックマトリクスは、表示パネル部の表面に直交する方向から見た場合、曲線や、位置によって幅が変化する形状で格子が形成されていてもよい。つまり、第1の線分と、第2の線分が曲線であったり、位置によって幅が変化する形状であったりしてもよい。いずれの場合でも、第1の線分と、第2の線分が重なる部分は、重なる部分における第1の線分の辺と第2の線分の辺との交点を結べばよい。なお、今場合2つの点を直線で結べばよい。
図11及び図12は、それぞれ表示装置のカラーフィルタの変形例の概略構成を示す正面図である。図11に示すカラーフィルタ176は、ブラックマトリクス176aの第1の線分A1が、位置によって太さの変化する形状となる。また、カラーフィルタ176は、ブラックマトリクス176aの第2の線分A2が、開口部176b(各色のフィルタの開口部178R、178G、178B)の中段で折れ曲がった曲線形状となる。図12に示すカラーフィルタ186は、ブラックマトリクス186aの第1の線分A1が、位置によって太さの変化する形状となる。また、カラーフィルタ186は、ブラックマトリクス186aの第2の線分A2が、開口部176bが切り替わる毎、つまり第1の線分A1を通過する毎に向きが変わる形状となる。
表示装置は、図11に示すカラーフィルタ176や、図12に示すカラーフィルタ186を用いた場合でも、ブラックマトリクスの第1の線分と重なる領域において最も面積が大きい金属膜と、第2の線分と重なる領域において最も面積が大きい金属膜とを同一の金属層とすることで、上述した各種効果を得ることができる。また、第1の線分と重なる領域において最も面積が大きく、第2の線分と重なる領域において最も面積が大きい金属層を上述した好適な形状とすることで、各種効果を得ることができる。
また、上記実施形態の表示装置は、いずれも表示パネル部のカラーフィルタに格子状のブラックマトリクスが形成され、当該ブラックマトリクスが画素に対応する開口部をマトリクス状に分割する構成としたがこれに限定されない。表示装置は、画素に対応する開口部をマトリクス状に分割する格子状の非開口部が設けられていればよい。非開口部は、開口部の境界となる領域であり、光を透過しないまたは光の透過率が低い材料で形成されている。具体的には、配線等となる金属層またはブラックマトリクスが非開口部となる。非開口部は、光を透過しないことが好ましい。表示装置は、非開口部が、第1の方向に伸びた複数の第1の線分と、前記第1の方向と交差する第2の方向に伸びた複数の第2の線分とが交差し、格子状に配置され、非開口部に配置された複数の金属層のうち、第1の線分と重なる領域において最も面積が大きい金属層と第2の線分と重なる領域において最も面積が大きい金属層とを同一とすることで、上記効果を得ることができる。
<2.適用例>
次に、図13〜図24を参照して、実施形態で説明した表示装置1の適用例について説明する。図13〜図24は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。本実施形態に係る表示装置1は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、本実施形態に係る表示装置1は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。電子機器は、表示装置に映像信号を供給し、表示装置の動作を制御する制御装置を備える。
(適用例1)
図13に示す電子機器は、本実施形態に係る表示装置1が適用されるテレビジョン装置である。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル511及びフィルターガラス512を含む映像表示画面部510を有しており、この映像表示画面部510は、本実施形態に係る表示装置である。
(適用例2)
図14及び図15に示す電子機器は、本実施形態に係る表示装置1が適用されるデジタルカメラである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部521、表示部522、メニュースイッチ523及びシャッターボタン524を有しており、その表示部522は、本実施形態に係る表示装置である。
(適用例3)
図16に示す電子機器は、本実施形態に係る表示装置1が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部531、この本体部531の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ532、撮影時のスタート/ストップスイッチ533及び表示部534を有している。そして、表示部534は、本実施形態に係る表示装置である。
(適用例4)
図17に示す電子機器は、本実施形態に係る表示装置1が適用されるノート型パーソナルコンピュータである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体541、文字等の入力操作のためのキーボード542及び画像を表示する表示部543を有しており、表示部543は、本実施形態に係る表示装置により構成である。
(適用例5)
図18〜図24に示す電子機器は、本実施形態に係る表示装置1が適用される携帯電話機である。この携帯電話機は、例えば、上側筐体551と下側筐体552とを連結部(ヒンジ部)553で連結したものであり、ディスプレイ554、サブディスプレイ555、ピクチャーライト556及びカメラ557を有している。そのディスプレイ554またはサブディスプレイ555は、本実施形態に係る表示装置により構成されている。
また、本開示は、以下の構成をとることもできる。
(1)
光を通過させる開口部が、第1の方向に伸びた複数の第1の線分と、前記第1の方向と交差する第2の方向に伸びた複数の第2の線分とが交差し、格子状に配置された非開口部によって分割され、前記非開口部によってマトリックス状に分割された開口部がマトリクス状に配置された画素となる表示エリア部と、走査線に垂直走査パルスを印加して前記表示エリア部の各画素を行単位で選択する垂直駆動回路と、前記垂直駆動回路によって選択された行の各画素に対して画像信号を供給する水平駆動回路と、を含み、
前記表示エリア部は、前記画素の開口部に対応して色フィルタが配置されたカラーフィルタと、
前記カラーフィルタに積層され、前記表示エリア部の表面から見た場合、前記非開口部に重なる位置に金属膜が配置された複数の金属層と、を有し、
前記複数の金属層は、前記複数の金属層の中で、前記第1の線分と重なる領域において最も面積が大きい金属膜と、前記第2の線分と重なる領域において最も面積が大きい金属膜とが同一であり、
前記第1の線分と重なる領域において最も面積が大きく、前記第2の線分と重なる領域において最も面積が大きい金属膜が、前記複数の金属層の中で最も反射率が高い金属膜で形成されている表示装置。
(2)
前記カラーフィルタは、格子状に配置されたブラックマトリクスを備え、
前記ブラックマトリクスが配置されている領域が前記非開口部となる(1)に記載の表示装置。
(3)
前記複数の金属層は、前記垂直駆動回路と接続され、第1の線分に沿って配置される第1配線を含む第1配線層と、前記水平直駆動回路と接続され、第2の線分に沿って配置される第2配線を含む第2配線層と、を含む(1)または(2)に記載の表示装置。
(4)
前記複数の金属層は、前記第1配線層及び前記第2配線層とは異なる層である反射層を含み、
前記反射層は、前記複数の金属層の中で、前記第1の線分と重なる領域において最も面積が大きく、前記第2の線分と重なる領域において最も面積が大きい(3)に記載の表示装置。
(5)
光が入射される側の端部に配置された透明基板をさらに有し、
前記反射層は、前記透明基板の前記カラーフィルタ側の面と接している(4)に記載の表示装置。
(6)
透明電極で形成された共通電極をさらに有し、
前記反射層は、前記共通電極と接している(4)に記載の表示装置。
(7)
前記反射層は、前記カラーフィルタと接している(4)に記載の表示装置。
(8)
前記反射層は、前記第1の線分と前記第2の線分との交点に隙間が形成されている(4)から(7)のいずれか一つに記載の表示装置。
(9)
(1)から(8)のいずれか一つに記載の表示装置と、
前記表示装置に前記入力信号を供給する制御装置と、を有する電子機器。
1 表示装置
2 表示パネル
6 バックライト
11 ガラス基板
11gr、11gl 額縁
21 表示エリア部
22A 第1垂直ドライバ
22B 第2垂直ドライバ
24 走査線
25 信号線
71 TFT基板
72 画素電極
75 ガラス基板
76 カラーフィルタ
76a ブラックマトリクス
76b 開口部
80、80a、80b 反射層
90 配線
92 薄膜トランジスタ素子
A1 第1の線分
A2 第2の線分
L1、L2、L3、L4 光
LC 液晶素子
Tr TFT素子
Vcom 駆動電極
Vpix 画素

Claims (9)

  1. 光を通過させる開口部が、第1の方向に伸びた複数の第1の線分と、前記第1の方向と交差する第2の方向に伸びた複数の第2の線分とが交差し、格子状に配置された非開口部によって分割され、前記非開口部によってマトリックス状に分割された開口部がマトリクス状に配置された画素となる表示エリア部と、走査線に垂直走査パルスを印加して前記表示エリア部の各画素を行単位で選択する垂直駆動回路と、前記垂直駆動回路によって選択された行の各画素に対して画像信号を供給する水平駆動回路と、を含み、
    前記表示エリア部は、前記画素の開口部に対応して色フィルタが配置されたカラーフィルタと、
    前記カラーフィルタに積層され、前記表示エリア部の表面から見た場合、前記非開口部に重なる位置に金属膜が配置された複数の金属層と、を有し、
    前記複数の金属層は、前記複数の金属層の中で、前記第1の線分と重なる領域において最も面積が大きい金属膜と、前記第2の線分と重なる領域において最も面積が大きい金属膜とが同一であり、
    前記第1の線分と重なる領域において最も面積が大きく、前記第2の線分と重なる領域において最も面積が大きい金属膜が、前記複数の金属層の中で最も反射率が高い金属膜で形成されている表示装置。
  2. 前記カラーフィルタは、格子状に配置されたブラックマトリクスを備え、
    前記ブラックマトリクスが配置されている領域が前記非開口部となる請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記複数の金属層は、前記垂直駆動回路と接続され、第1の線分に沿って配置される第1配線を含む第1配線層と、前記水平直駆動回路と接続され、第2の線分に沿って配置される第2配線を含む第2配線層と、を含む請求項1または2に記載の表示装置。
  4. 前記複数の金属層は、前記第1配線層及び前記第2配線層とは異なる層である反射層を含み、
    前記反射層は、前記複数の金属層の中で、前記第1の線分と重なる領域において最も面積が大きく、前記第2の線分と重なる領域において最も面積が大きい請求項3に記載の表示装置。
  5. 光が入射される側の端部に配置された透明基板をさらに有し、
    前記反射層は、前記透明基板の前記カラーフィルタ側の面と接している請求項4に記載の表示装置。
  6. 透明電極で形成された共通電極をさらに有し、
    前記反射層は、前記共通電極と接している請求項4に記載の表示装置。
  7. 前記反射層は、前記カラーフィルタと接している請求項4に記載の表示装置。
  8. 前記反射層は、前記第1の線分と前記第2の線分との交点に隙間が形成されている請求項4から7のいずれか一項に記載の表示装置。
  9. 請求項1から8のいずれか一項に記載の表示装置と、
    前記表示装置に前記入力信号を供給する制御装置と、を有する電子機器。
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