JP2017151339A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示装置の透過率の低下を引き起こすことなく透過光の回折を抑制し、外光を通して観察される像、ならびに表示装置によって表示される画像の品質低下を防止することができる透明表示装置を提供する。【解決手段】第１の方向に延びた第１のゲート線と第２のゲート線と、第１の方向に垂直な第２の方向に延びた信号線と電流供給線と、第１のゲート線、第２のゲート線、信号線、および電流供給線に囲まれた第１の副画素と、第１の副画素上の遮光膜とを有する表示装置である。遮光膜は第１の開口部と第２の開口部を有し、前記第１の副画素は、前記第１の開口部と前記第２の開口部とに重なり、且つ発光領域と透光性領域とを備える。透光性領域において、信号線と電流供給線の第１の方向における距離は第２の方向に沿って連続的に変化する。【選択図】図１

Description

本発明は表示装置に関する。例えば、透光性を有する表示装置に関する。
基板上に形成された複数の画素を有する表示装置が知られている。このような表示装置の代表例としては、液晶表示装置やＥＬ表示装置などが挙げられる。
ＥＬ表示装置とは、エレクトロルミネセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）現象を示す材料が一対の電極で挟持された構造を有する発光素子を各画素に備えた表示装置である。材料として有機化合物を用いる発光素子は有機発光素子、有機ＥＬ素子、あるいは有機電界発光素子と呼ばれる。このような有機発光素子を複数有する表示装置を有機ＥＬ表示装置と呼ぶ。
液晶表示装置と異なり、有機ＥＬ表示装置はバックライトを必要としない。そのため、一対の電極の両方に透光性電極を用いることで、ユーザーは表示装置の反対側からの光（以下、透過光と記す）を認識することができる。一対の電極の片方が透光性を持たない場合でも、発光領域と同時に発光素子を含まない透光性領域を画素内に形成することで、透過光を認識することができる。このような表示素子は透明表示装置と呼ばれており、例えば特許文献１から３で開示されている。
特開２０１１−１８６４２７号公報
本発明では、透明表示装置を通して観測される透過光が透明表示装置に設けられた透光性領域によって回折することを防ぐことを目的の一つとする。あるいは、透過光の透光性領域による回折が抑制された表示装置を提供することを目的の一つとする。あるいは、透光性領域による透過光の回折が抑制されることによって画質が改善された、有機ＥＬ表示装置などの表示装置を提供することを目的の一つとする。
本発明の一実施形態は、第１の基板と、前記第１基板上に位置し、第１の方向に延びた第１のゲート線と第２のゲート線と、前記第１基板上に位置し、第１の方向に垂直な第２の方向に延びた信号線と電流供給線と、前記第１のゲート線、前記第２のゲート線、前記信号線、および前記電流供給線に囲まれた第１の副画素と、前記第１の副画素上の遮光膜を有する表示装置である。前記遮光膜は第１の開口部と第２の開口部を有し、前記第１の副画素は、前記第１の開口部と前記第２の開口部とに重なり、且つ発光領域と透光性領域とを備える。前記透光性領域において、前記信号線と前記電流供給線の前記第１の方向における距離は前記第２の方向に沿って連続的に変化する。或いは前記信号線と前記電流供給線のうち前記透光性領域と隣接する部分は屈曲点を有する。
本発明の一実施形態は、第１の発光領域と、第１の方向で前記第１の発光領域と隣接する第２の発光領域と、前記第1の方向と交差する第２の方向で、前記第１の発光領域と隣接する第１の透光性領域と、前記第１の方向で前記第１の透光性領域と隣接し、前記第２の方向で前記第２の発光領域と隣接する第２の透光性領域とを有し、前記第１の透光性領域の前記第１の方向における距離は、第１の距離と、前記第１の距離よりも小さい第２の距離とを有する。
本発明の一実施形態の表示装置の上面図。 本発明の一実施形態の表示装置の上面図および透光性領域の幅の変化を模式的に示す図。 本発明の一実施形態の表示装置の副画素の上面図。 本発明の一実施形態の表示装置の副画素上の遮光膜の上面図。 本発明の一実施形態の表示装置の断面図。 本発明の一実施形態の表示装置の断面図。 本発明の一実施形態の表示装置の断面図。 本発明の一実施形態の表示装置の断面図。 本発明の一実施形態の表示装置の上面図。 本発明の一実施形態の表示装置の上面図。 本発明の一実施形態の表示装置の上面図。 本発明の一実施形態の表示装置の上面図。 本発明の一実施形態の表示装置の上面図。 本発明の一実施形態の表示装置の上面図。 本発明の一実施形態の表示装置の上面図。 従来の透明表示装置の上面図。 従来の透明表示装置を透過した光の回折パターン。
以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
（第１実施形態）
＜１．副画素のレイアウト＞
本発明の一実施形態の表示装置の上面模式図を図１に示す。図１に示すように、表示装置は点線で囲まれた副画素１００を複数有する。本実施形態では、赤色、緑色、青色の発光を与える副画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂがマトリクス状（図１では２行６列のマトリクス）に配置された構成を示している。
各画素１００は、発光領域１２０と透光性領域１６０を有する。したがって、本実施形態の表示装置は所謂透明表示装置として機能する。後述するように、発光領域１２０には発光素子が設けられ、透光性領域１６０は外光が透過するように構成されている。ここでは赤色の発光を与える副画素１００Ｒには発光領域１２０Ｒと透光性領域１６０Ｒが設けられている。同様に、緑色の発光を与える副画素１００Ｇには発光領域１２０Ｇと透光性領域１６０Ｇが設けられ、青色の発光を与える副画素１００Ｂには発光領域１２０Ｂと透光性領域１６０Ｂが設けられている。なお、本発明の実施形態はこのような副画素配置に限られることはなく、上記副画素以外に例えば白色、黄色などの発光を与える副画素を設けてもよい。
表示装置はさらに、各副画素１００を取り囲む領域、ならびに発光領域１２０と透光性領域１６０を区分する領域上に遮光膜１４０を有していてもよい。換言すると、各副画素１００はその上に遮光膜１４０を有し、遮光膜１４０は二つの開口部（第１の開口部と第２の開口部）を有していてもよい。第１の開口部は発光領域１２０と重なっており、第２の開口部は透光性領域１６０に重なっている。すなわち、第１の開口部と第２の開口部によって発光領域１２０と透光性領域１６０が定義されている。尚、本実施形態及び下記に示す他の実施形態を説明する各図面において、遮光膜１４０は、遮光膜１４０として図示された領域の全域に必ずしも配置されなくてもよい。遮光膜１４０として図示された領域の一部に遮光膜が配置されている構造でもよい。例えば後述する配線と重なる領域の全域或いは一部に、遮光膜１４０が形成されていない構造でもよい。
遮光膜１４０の下には、各発光領域に設けられた発光素子を駆動するための配線が設けられる。例えば、第１の方向（図中ｘ方向）に延びるゲート線や、第１の方向に垂直な第２の方向（ｙ方向）に延びる信号線、電流供給線などが設けられる。発光素子には少なくとも二つのトランジスタが設けられており、上記配線によってトランジスタが制御され、発光素子が所定の輝度で発光することができる。
信号線や電流供給線のうち、透光性領域１６０を挟持する部分は屈曲しており、隣接する副画素１００の発光領域１２０と第２の方向において重なっていてもよい。例えば透光性領域１６０Ｒと１６０Ｇの間には、発光領域１２０Ｒを制御するための電流供給線が設けられるが、この電流供給線は隣接する副画素１００Ｇの発光領域１２０Ｇと第２の方向において重なっている。同様に、発光性領域１６０Ｒと１６０Ｇの間には、発光領域１２０Ｇを制御するための信号線が設けられるが、この信号線は隣接する副画素１００Ｒの発光領域１２０Ｒと第２の方向において重なっている。尚、上記の構成は、信号線や電流供給線のうち、透光性領域１６０と隣接する部分が屈曲していると言うこともできる。
図１で示した１２個の副画素１００のうちの一部を図２（Ａ）に示す。ここで、透光性領域１６０の横方向をｘ方向（第１の方向）、長さ方向をｙ方向（第２の方向）とし、副画素１００Ｒの透光性領域１６０Ｒのｘ方向の長さ（すなわち、透光性領域の幅）をＷ1、副画素１００Ｒに隣接する副画素１００Ｇの透光性領域１６０Ｇのｘ方向の長さをＷ2とする。図２（Ｂ）に示すように、Ｗ1はｙ方向においてｙ0からｙ1に変化するに伴い直線的に増大し、その後直線的に減少し、再度直線的に増大する。一方Ｗ2はｙ方向においてｙ0からｙ1に変化するに伴い直線的に減少し、その後直線的に増大し、再度直線的に減少する。すなわち、本実施形態の副画素１００の透光性領域１６０の幅はｙ方向に沿って連続的に変化し、その変化は一つあるいは複数の屈曲点を介する複数の直線で表される。また、幅の変化は透光性領域１６０の第２の方向全体にわたって続いている。
したがって隣接する二つの副画素（例えば副画素１００Ｒと１００Ｇ）を比較すると、透光性領域（１６０Ｒと１６０Ｇ）の形状と面積が異なる。また、透光性領域１６０のｘ方向におけるピッチＰもｙ方向に沿って連続的に、透光性領域１６０のｙ方向全体にわたって変化する。また図１に示すように、同じ発光色を与え、かつ互いに最も近い副画素同士でも、透光性領域１６０の形状が異なる。
例えば図１６に示したように、従来の透明表示装置では通常、透光性領域１６０は副画素間で同じ形であり、副画素内においてその幅や長さは一定であり、したがって透光性領域１６０のピッチ（Ｐｘ、Ｐｙ）も副画素間で一定である。図１７に示すように、このような副画素レイアウトを有する透明表示装置では、光源６００から発せられた光は、断面Ｐ１−Ｐ２で表される一定ピッチの透光性領域１６０を透過すると回折し、回折パターンを与える。その結果、透過光の色変化が生じ、また、視野角依存性が発現してしまう。このため、外光を通して観察される像の品質低下が起こる。また、透過光の回折により、透明表示装置で表示される画像の品質が低下する。
これに対し本実施形態で示す透明表示装置では、副画素間のピッチＰはｙ方向に沿って、かつ透光性領域１６０の第２の方向全体にわたって連続的に変化する。したがって、表示装置全体の透光率の低下を引き起こすことなく透過光の回折を抑制し、外光を通して観察される像、ならびに透明表示装置によって表示される画像の品質の低下を防止することができる。
＜２．副画素の構成＞
副画素１００の詳細な構成の一例を図３を用いて説明する。なお、副画素１００上に設けられる遮光膜１４０は図３では省かれており、図４に遮光膜１４０の上面図を示している。
副画素１００は、第１の方向（図中ｘ方向）に延びたゲート線２１０、２１５、第１の方向に垂直な第２の方向（図中ｙ方向）に延びた信号線２２０と電流供給線２３０を有する。これらのゲート線２１０、２１５、信号線２２０、電流供給線２３０で囲まれた領域が副画素１００である。
副画素１００はさらにトランジスタ３５０と３６０を有している。ゲート線２１０はトランジスタ３５０のゲート電極として働く。ゲート線２１５は隣接する副画素に設けられたトランジスタのゲート電極として働く。信号線２２０はトランジスタ３５０のソース電極としても働き、ゲート線２１０によってトランジスタ３５０が活性化され、信号線２２０から入力されたデータ信号がトランジスタ３５０のドレイン電極として機能する配線２４０へ伝えられる。
データ信号はさらに、コンタクトホール３００で配線２４０と接続された配線２７０に伝えられる。配線２７０はトランジスタ３６０のゲート電極として働き、電流供給線２３０から供給される電力のオン、オフを制御する。電流供給線２３０から供給される電力はトランジスタ３６０を通してトランジスタ３６０のドレイン電力として機能する配線２６０に供給される。配線２６０はコンタクトホール３１０で第１の電極２８０と接続され、電力が第１の電極２８０へ供給される。
第１の電極２８０と、その上に設けられる有機層４６５（後述）が直接接触する領域が発光領域１２０である。第１の電極２８０は可視光を透過できるように構成されていてもよく、反射できるように構成されていてもよい。本実施形態では、第１の電極２８０が可視光を反射する反射電極であるとして説明する。また、本明細書および請求項では、透光性領域１６０とは、発光素子が設置されておらず、かつ、外光が透過できる領域を指す。また、透光性領域１６０は、発光領域１２０と、隣接する副画素を制御するゲート線２１５との間に設けることができる。
図３に示すように透光性領域１６０では、信号線２２０と電流供給線２３０の間の第１の方向に沿った距離は、第２の方向に沿って連続的に、かつ透光性領域１６０内の第２の方向全体にわたって変化する。例えば図３中、距離Ｗ3、Ｗ4、Ｗ5は互いに異なっている。
各信号線２２０、電流供給線２３０のうち、透光性領域１６０を挟持する部分は一つあるいは複数の屈曲点を有している。また、信号線２２０、電流供給線２３０はそれぞれ屈曲点を挟むように少なくとも二つの直線部を有しており、これら直線部と第１の方向が作る角度は互いに同じでもよく、異なっていてもよい。例えば電流供給線２３０は屈曲点２３６を挟んで第１の直線部２３２と第２の直線部２３４を有している。第１の直線部２３２と第１の方向がなす角度θ１と、第２の直線部２３４と第１の方向がなす角度θ２は互いに同じでもよく、異なっていてもよい。
遮光膜１４０はトランジスタ３５０、３６０、ゲート線２１０、２１５、信号線２２０、電流供給線２３０、第１の電極２８０の端部などと重なるように設けられる（図４）。換言すると、遮光膜は二つの開口部（第１の開口部３８０、第２の開口部３９０）を有しており、第１の開口部３８０と第２の開口部３９０によってそれぞれ発光領域１２０と透光性領域１６０が定義される。
第１の開口部３８０は第１の電極２８０と重なっており、後述する発光素子によって得られる光がここから取り出される。一方、第２の開口部３９０は透光性領域１６０と重なっている。なお、信号線２２０、電流供給線２３０の幅が遮光膜１４０の対応する部分の幅よりも小さくなる場合、透光性領域１６０は遮光膜１４０の第２の開口部３９０によって定義される。したがって、第２の開口部３９０の第１の方向における長さＷもｙ方向に沿って、かつ第２の開口部３９０のｙ方向全体にわたって連続的に変化する。例えば図４で示した長さＷ6、Ｗ7、Ｗ8は互いに異なる。また、この変化は複数の直線で表され、かつこれらの直線の間には屈曲点が存在する。
＜３．副画素の断面構造＞
図５乃至図８にそれぞれ、図３の直線Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄ、Ｅ−Ｆ、およびＧ−Ｈに沿った断面図を示す。図５に示すように、表示装置は第１の基板４００を有し、この上に下地膜４１０を有している。下地膜４１０は第１の基板４００からの不純物の拡散を防ぐものであり、酸化ケイ素や酸化窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素などの絶縁材料を用いて形成される。下地膜は単層構造でも良く、積層構造でも良い。
表示装置は下地膜４１０の上に半導体膜２００を有している。半導体膜２００はケイ素やゲルマニウムなどの１４族元素、あるいは酸化物半導体などを用いて形成される。アモルファス、多結晶、単結晶、微結晶など、様々な結晶状態の半導体膜２００を用いることができる。
半導体膜２００の上にはゲート絶縁膜４２０が設けられる。ゲート絶縁膜４２０は酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの無機絶縁材料を用いて単層、あるいは積層構造で形成される。ゲート絶縁膜４２０上にはゲート線２１０、ならびに配線２７０が設けられ、ゲート線２１０のうち半導体膜２００と重なる部分がトランジスタ３５０のゲート電極として機能する。ゲート線２１０、配線２７０はチタンやタングステン、モリブデン、アルミニウム、銅、クロムなどの金属、あるいはこれらの合金で単層、あるいは積層構造で形成される。例えば銅やアルミニウムなどの高い導電性を有する金属をモリブデンやチタンなどの金属で挟んだ構造などが挙げられる。
表示装置にはさらに、ゲート線２１０、ならびに配線２７０上に保護膜４３０、４４０が設けられる。ゲート絶縁膜４２０と同様、保護膜４３０、４４０も無機絶縁材料を用いて形成される。なお、ここでは二層の保護膜４３０、４４０を有する構成を記載したが、保護膜は単層構造でも良い。
ゲート絶縁膜４２０、保護膜４３０、４４０上に信号線２２０、配線２４０が形成される。信号線２２０、配線２４０はゲート絶縁膜４２０、保護膜４３０、４４０に設けられたコンタクトホールで半導体膜２００と電気的に接続され、信号線２２０の一部、ならびに配線２４０の一部がそれぞれトランジスタ３５０のソース電極、ドレイン電極として機能する。配線２４０はさらにコンタクトホール３００において配線２７０と電気的に接続される。配線２７０の一部はトランジスタ３６０（図３参照）のゲート電極として機能する。信号線２２０、配線２４０はゲート線２１０と同様の材料を用いて形成することができる。
表示装置はさらに層間絶縁膜４５０を有している。層間絶縁膜４５０はアクリル樹脂やポリイミド樹脂などの有機化合物によって形成され、トランジスタ３５０に起因する段差を吸収し、平坦な面を与えるために設けられる。層間絶縁膜４５０上には、第１の電極２８０の端部を覆う絶縁膜（バンク）４６０（後述）として機能する絶縁膜４６０、発光素子の第２の電極４７０、第２の電極４７０上の保護膜４８０が設けられる。
外光からトランジスタを保護するため、表示装置はさらに遮光膜１４０を有している。遮光膜１４０はクロムやチタンなどの反射率の低い金属材料、または黒色もしくはそれに準じる色の着色材を含有させた樹脂など用いて形成される。遮光膜１４０を覆うようにオーバーコート膜（図示せず）を設けてもよい。なお、遮光膜１４０は第２の基板４９５に設けられ、遮光膜１４０やトランジスタ３５０などが第１の基板４００と第２の基板４９５の間に封止されるよう、第１の基板４００と第２の基板４９５が固定される。この際、空間４９０には窒素やアルゴンなどの不活性ガスを封入してもよく、あるいは充填剤で空間４９０を満たしてもよい。充填剤には乾燥材を混入してもよい。
図６の断面図で示すように、表示装置はトランジスタ３６０を下地膜４１０上に有しており、トランジスタ３６０は半導体膜２０５、ゲート絶縁膜４２０、配線２７０、保護膜４３０、４４０を有している。配線２７０が半導体膜２０５と重なる部分はトランジスタ３６０のゲート電極として機能する。電流供給線２３０が保護膜４４０上に形成され、ゲート絶縁膜４２０、保護膜４３０、保護膜４４０に設けられたコンタクトホールを介して半導体膜２０５に接続される。したがって、電流供給線２３０の一部はトランジスタ３６０のソース電極として機能する。配線２６０も保護膜４４０上に形成され、ゲート絶縁膜４２０、保護膜４３０、保護膜４４０に設けられたコンタクトホールを介して半導体膜２０５に接続される。電流供給線２３０や配線２６０は、ゲート線２１０と同様の材料で形成することができる。
配線２６０に達するコンタクトホール３２０が層間絶縁膜４５０に設けられ、ここで第１の電極２８０が電気的に接続される。第１の電極２８０の端部、およびコンタクトホール３２０を覆うように絶縁膜４６０が設けられる。絶縁膜４６０は隣接する副画素１００同士を電気的に区分する隔壁としても機能する。絶縁膜はアクリル樹脂やポリイミド樹脂などの有機材料を用いて形成される。
第１の電極２８０の上には発光を担う有機層４６５が設けられ、その上に第２の電極４７０が設けられる。この第１の電極２８０、有機層４６５、第２の電極４７０で発光素子４７５が形成される。発光素子４７５からの発光を第１の基板４００側から取り出すときには、第１の電極２８０はインジウム―スズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム―亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの可視光を透過する導電性酸化物で形成される。発光素子４７５からの発光を第２の基板４９５側から取り出すときには、第１の電極２８０は銀やアルミニウムなどの金属やその合金などで形成すればよい。あるいは、これらの金属上にＩＴＯなどの透明導電性酸化物を積層した構成、またはこれらの金属を透明導電性酸化物で挟持した構成などでもよい。
第２の電極４７０は、発光素子４７５で得られる発光を第１の基板４００側から取り出す場合には、アルミニウムやマグネシウムなどの金属あるいはそれらの合金などを用いることができる。逆に発光素子４７５で得られる発光を第２の基板４９５側から取り出す場合には、透明導電性酸化物などを用いる。この時、透明導電性酸化物の下にマグネシウムや、マグネシウムと銀の合金を可視光が透過する程度の厚さ（１ｎｍから１０ｎｍ程度）で形成することで駆動電圧を下げることができる。また、仕事関数の低い金属上に透明導電性酸化物が形成された積層構造として第２の電極４７０を形成してもよい。一方、第１の基板４００、第２の基板４９５の両方から発光を取り出す構成とする場合、第１の電極２８０、第２の電極４７０の両方が可視光に対して透明になるよう構成すればよい。本実施形態は、第１の電極２８０と第２の電極４７０がそれぞれ可視光を反射、透過する構成であるとして記述する。
有機層４６５は、少なくとも一部は有機材料で形成される。また、有機層４６５は単層構造に限られず、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、キャリアブロック層など、種々の層からなる多層構造を有していてもよい。有機層は白色発光を与えるような構成を有していてもよく、あるいは例えば赤色、青色、緑色の三色の発光層を副画素ごと変えて形成してもよい。
第２の電極４７０上に保護膜４８０が設けられる。保護膜は窒化ケイ素や酸化窒化ケイ素などの無機絶縁材料を用いて形成することができる。
第２の基板４９５には、トランジスタ３６０や発光素子４７５の端部を覆うように遮光膜１４０が設けられる。また、遮光膜１４０の上（図６では遮光膜１４０の下）にカラーフィルタ５００を設置してもよい。有機層４６５が白色発光を与える場合には、全ての副画素１００の発光素子４７５を共通の構造の有機層４６５で形成し、画素ごとに吸収特性の異なるカラーフィルタ５００を設置することで、フルカラー表示可能な表示装置が提供される。一方、例えば赤、緑、青の三原色のいずれかを与える三種類の発光素子４７５を用いて副画素１００を形成する場合には、カラーフィルタ５００を設置しなくてもよい。
図７に示すように、透光性領域１６０において、信号線２２０と電流供給線２３０の間には、可視光の一部乃至全てを吸収する、あるいは反射する構造は設けられない。具体的には、表示装置は第１の基板４００上に下地膜４１０、ゲート絶縁膜４２０、保護膜４３０、４４０、層間絶縁膜４５０、絶縁膜４６０、透光性を有する第２の電極４７０、保護膜４８０、空間４９０、および第２の基板４９５を有しており、遮光膜１４０やカラーフィルタ５００は設置されない。この構成により、透光性領域１６０が可視光を透過させることができる。
図８を参照すると、表示装置は層間絶縁膜上４５０上に、第１の電極２８０、第１の電極２８０の端部を覆う絶縁膜４６０、有機層４６５、第２の電極４７０、保護膜４８０、空間４９０、カラーフィルタ５００、遮光膜１４０、第２の基板４９５を有する。遮光膜１４０は発光素子４７５の端部と重なるように設けられる。また、透光性領域１６０には遮光膜１４０やカラーフィルタ５００のような、可視光の一部乃至全てを吸収する、あるいは反射する構造は設けられない。
上述したように本実施形態で示す表示装置は、各副画素１００が透光性領域１６０を有する透明表示装置として機能する。透光性領域１６０の第１の方向の長さ（幅）は第２の方向に沿って、透光性領域１６０の全体にわたって連続的に変化する。同様に、各副画素１００の信号線２２０と電流供給線２３０間の第１の方向の距離も第２の方向に沿って、透光性領域１６０の第２の方向全体にわたって連続的に変化する。そしてこの変化は一つあるいは複数の屈曲点を有する複数の直線で表される。このため、副画素間のピッチは第２の方向に沿って連続的に変化する。このような構成により、表示装置全体の透光率の低下を引き起こすことなく透過光の回折を抑制し、外光を通して観察される像、ならびに透明表示装置によって表示される画像の品質の低下を防止することができる。
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態とは異なる透明表示装置の構成を図９を用いて説明する。第１実施形態と同じ構成に関する記述は省略する。
図９には、２行３列のマトリクス状に設けられた副画素、ゲート線２１０、２１５、信号線２２０、電流供給線２３０、および遮光膜１４０が模式的に示されている。各副画素には発光領域１２０、透光性領域１６０、遮光膜１４０の第１の開口部３８０と第２の開口部３９０が設けられている。透光性領域１６０は第２の開口部３９０によって定義されるので、図中、透光性領域１６０と第２の開口部３９０は重なり合っている。
ここで示されているように、透光性領域１６０の、ゲート線が伸びる第１の方向の長さＷは、第１の方向とは垂直な第２の方向に沿って連続的に、かつ透光性領域１６０の第２の方向全体にわたって直線的に変化している。また、その変化の方向は隣接する副画素間で異なる。具体的には、透光性領域１６０Ｒでは、第１の方向の長さＷは、第２の方向（図中ｙ方向）に沿って増大しているが、隣接する透光性領域１６０Ｇでは第２の方向に沿って減少している。さらに隣接する透光性領域１６０Ｇでは第２の方向に沿って増大している。したがって、副画素１００間のピッチＰも第２の方向に沿って連続的に変化している。なお、第１実施形態と異なり本実施形態では、透光性領域１６０の第１の方向の長さＷの第２方向に沿った変化は一本の直線で表され、透光性領域１６０内で屈曲点は存在しない。
このため、信号線２２０、電流供給線２３０のうち、透光性領域１６０を挟む部分では、これらの配線間の第１の方向の距離は第１の方向とは垂直な第２の方向に沿って連続的に、かつ透光性領域１６０の第２の方向全体にわたって直線的に変化している。また、その変化の方向は隣接する副画素間で異なる。本実施形態では、信号線２２０、電流供給線２３０のうち、透光性領域１６０を挟む部分は一本の直線で表され、屈曲点を持たない。
このような構成により、表示装置全体の透光率の低下を引き起こすことなく透過光の回折を抑制し、外光を通して観察される像、ならびに透明表示装置によって表示される画像の品質の低下を防止することができる。また、信号線２２０や電流供給線２３０の屈曲部が少ないため、副画素のレイアウトが容易となる。
（第３実施形態）
本実施形態では、上記実施形態とは異なる透明表示装置の構成を図１０を用いて説明する。上記実施形態と同じ構成に関する記述は省略する。
図１０には、２行３列のマトリクス状に設けられた副画素、ゲート線２１０、２１５、信号線２２０、電流供給線２３０、および遮光膜１４０が模式的に示されている。各副画素には発光領域１２０、透光性領域１６０、遮光膜１４０の第１の開口部３８０と第２の開口部３９０が設けられている。透光性領域１６０は第２の開口部３９０によって定義されるので、図中、透光性領域１６０と第２の開口部３９０は重なり合っている。
ここで示されているように、透光性領域１６０の、ゲート線が伸びる第１の方向の長さＷは、第１の方向とは垂直な第２の方向に沿って連続的に、透光性領域１６０の第２の方向全体にわたって変化している。さらに変化の方向は隣接する副画素間で異なる。具体的には、透光性領域１６０Ｒでは、第１の方向の長さＷは、第２の方向（図中ｙ方向）に沿って増大しているが、隣接する透光性領域１６０Ｇでは第２の方向に沿って減少している。さらに隣接する透光性領域１６０Ｇでは第２の方向に沿って増大している。したがって、副画素１００間のピッチＰｘも第２の方向に沿って連続的に変化している。
このため、信号線２２０、電流供給線２３０のうち、透光性領域１６０を挟む部分では、これらの配線間の第１の方向の距離は第１の方向とは垂直な第２の方向に沿って連続的に、かつ透光性領域１６０の第２の方向全体にわたって直線的に変化している。また、その変化の方向は隣接する副画素間で異なる。本実施形態では、信号線２２０、電流供給線２３０のうち、透光性領域１６０を挟む部分は一本の直線で表され、屈曲点を持たない。
本実施形態の表示装置ではさらに、遮光膜１４０は第２の開口部３９０に三角形の形状をした凸部５５０を各透光性領域１６０に有している。このため、透光性領域１６０の第２の方向の長さＬは、第１の方向に沿って、透光性領域１６０の第１の方向全体にわたって連続的に変化している。また、その変化は屈曲点を介して複数の直線で表され、変化の大きさも隣接する副画素間で異なる。具体的には、透光性領域１６０Ｒでは、第２の方向の長さＬの変化は、隣接する透光性領域１６０Ｇのそれと比較して大きい。したがって、副画素１００間の第２の方向のピッチＰｙも第１の方向に沿って連続的に変化している。
本実施形態では、凸部５５０は三角形の形状をしているが、この形状に限られることはなく、多角形でもよく、また、曲線形状を有していてもよい。この凸部５５０は遮光膜１４０の一部として記載したが、この構成に限られることはなく、例えばゲート線の一部を利用してもよい。
このような構成により、表示装置全体の透光率の低下を引き起こすことなく透過光の回折を抑制し、外光を通して観察される像、ならびに透明表示装置によって表示される画像の品質の低下を防止することができる。
（第４実施形態）
本実施形態では、上記実施形態とは異なる透明表示装置の構成を図１１を用いて説明する。上記実施形態と同じ構成に関する記述は省略する。
図１１には、２行３列のマトリクス状に設けられた副画素、ゲート線２１０、２１５、信号線２２０、電流供給線２３０、および遮光膜１４０が模式的に示されている。各副画素には発光領域１２０、透光性領域１６０、遮光膜１４０の第１の開口部３８０と第２の開口部３９０が設けられている。透光性領域１６０は第２の開口部３９０によって定義されるので、図中、透光性領域１６０と第２の開口部３９０は重なり合っている。
ここで示されているように、透光性領域１６０の、ゲート線が伸びる第１の方向の長さＷは、第１の方向とは垂直な第２の方向に沿って直線的に、透光性領域１６０の第１の方向全体にわたって変化している。そしてこの変化は一つの屈曲点介した二つの直線で表される。したがって各配線のレイアウトが容易になる。また、その変化の方向は隣接する副画素間で異なる。具体的には、透光性領域１６０Ｒと１６０Ｂでは、第１の方向の長さＷは、第２の方向（図中ｙ方向）に沿って減少した後、増大しているが、隣接する透光性領域１６０Ｇでは第２の方向に沿って増大し、その後減少している。したがって、副画素１００間のピッチＰｘも第２の方向に沿って連続的に変化している。
このため、信号線２２０、電流供給線２３０のうち、透光性領域１６０を挟む部分では、これらの配線間の第１の方向の距離は第１の方向とは垂直な第２の方向に沿って連続的に、かつ透光性領域１６０の第２の方向全体にわたって直線的に変化している。また、その変化の方向は隣接する副画素間で異なる。本実施形態では、信号線２２０、電流供給線２３０のうち、透光性領域１６０を挟む部分は屈曲点を介した二本の直線で表される。
本実施形態の表示装置ではさらに、遮光膜１４０は第２の開口部３９０に三角形の形状をした凸部５５０を有している。そしてこの凸部５５０は、連続する三つの副画素のうち一つだけに選択的に配置される。凸部５５０が設けられた透光性領域１６０Ｇでは、第２の方向の長さＬは第１の方向に沿って直線的に、透光性領域１６０の第１の方向全体にわたって変化しており、長さＬの変化は隣接する副画素間で異なる。具体的には、透光性領域１６０Ｇでは、第２の方向の長さＬは連続的に変化し、この変化は屈曲点を介して二本の直線で表されるが、隣接する透光性領域１６０Ｒと１６０Ｂでは、一部の区間では一定である。したがって、副画素間の第２の方向のピッチＰｙも第１の方向に沿って連続的に変化している。
本実施形態では、凸部５５０は三角形の形状をしているが、この形状に限られることはなく、多角形でもよく、また、曲線形状を有していてもよい。この凸部５５０は遮光膜１４０の一部として記載したが、この構成に限られることはなく、例えばゲート線の一部を利用してもよい。
このような構成により、表示装置全体の透光率の低下を引き起こすことなく透過光の回折を抑制し、外光を通して観察される像、ならびに透明表示装置によって表示される画像の品質の低下を防止することができる。
（第５実施形態）
本実施形態では、上記実施形態とは異なる透明表示装置の構成を図１２を用いて説明する。上記実施形態と同じ構成に関する記述は省略する。
図１２には、１行３列の形態で設けられた副画素、ゲート線２１０、２１５、信号線２２０、電流供給線２３０、および遮光膜１４０が模式的に示されている。各副画素には発光領域１２０、透光性領域１６０、遮光膜１４０の第１の開口部３８０と第２の開口部３９０が設けられている。透光性領域１６０は第２の開口部３９０によって定義されるので、図中、透光性領域１６０と第２の開口部３９０は重なり合っている。
ここで示されているように、透光性領域１６０の、ゲート線が伸びる第１の方向の長さＷは、第１の方向とは垂直な第２の方向に沿って曲線的に、透光性領域１６０の第２の方向全体にわたって変化している。そしてこの変化は一つの変曲点を有する曲線で表される。また、その変化の方向は隣接する副画素間で異なる。具体的には、透光性領域１６０Ｒと１６０Ｂでは、第１の方向の長さＷは、第２の方向（図中ｙ方向）に沿って減少した後、増大し、再度減少しているが、隣接する透光性領域１６０Ｇでは第２の方向に沿って増大し、その後減少し、再度増大している。したがって、副画素１００間のピッチＰも第２の方向に沿って連続的に変化している。なお、ここでは長さＷの変化は一つの変曲点を有する曲線で表される例を示したが、長さＷの変化が複数の変曲点を有する曲線で表されるように透光性領域１６０を構成してもよい。
このため、信号線２２０、電流供給線２３０のうち、透光性領域１６０を挟む部分では、これらの配線間の第１の方向の距離は第１の方向とは垂直な第２の方向に沿って連続的に、かつ透光性領域１６０の第２の方向全体にわたって曲線的に変化している。また、その変化の方向は隣接する副画素間で異なる。本実施形態では、信号線２２０、電流供給線２３０のうち、透光性領域１６０を挟む部分は一つの変曲点を有する曲線で表されるが、このような形態に限られることはなく、複数の変曲点を有する曲線で表されるように構成してもよい。
このような構成により、表示装置全体の透光率の低下を引き起こすことなく透過光の回折を抑制し、外光を通して観察される像、ならびに透明表示装置によって表示される画像の品質の低下を防止することができる。
（第６実施形態）
本実施形態では、上記実施形態とは異なる透明表示装置の構成を図１３を用いて説明する。上記実施形態と同じ構成に関する記述は省略する。
図１３には、１行３列の形態で設けられた副画素、ゲート線２１０、２１５、信号線２２０、電流供給線２３０、および遮光膜１４０が模式的に示されている。各副画素には発光領域１２０、透光性領域１６０、遮光膜１４０の第１の開口部３８０と第２の開口部３９０が設けられている。透光性領域１６０は第２の開口部３９０によって定義されるので、図中、透光性領域１６０と第２の開口部３９０は重なり合っている。
ここで示されているように本実施の形態では、各発光領域１２０はひし形の形でレイアウトされている。このため、広い面積の透光性領域１６０を確保することができ、表示装置全体の光透過率が向上する。
透光性領域１６０では、ゲート線が伸びる第１の方向の長さＷは、第１の方向と垂直な第２の方向に沿って直線的に、透光性領域１６０の第２の方向の全体にわたって変化している。また、その変化の方向は隣接する副画素間で異なる。具体的には、透光性領域１６０Ｇでは、第１の方向の長さＷは、第２の方向（図中ｙ方向）に沿って増大した後、減少しているが、隣接する透光性領域１６０Ｂでは第２の方向に沿って増大し、その後減少し、再度増大した後に減少している。したがって、副画素１００間のピッチＰも第２の方向に沿って連続的に変化している。
このため、信号線２２０、電流供給線２３０のうち、透光性領域１６０を挟む部分では、これらの配線間の第１の方向の距離は第１の方向とは垂直な第２の方向に沿って連続的に、かつ透光性領域１６０の第２の方向全体にわたって直線的に変化している。また、その変化の方向は隣接する副画素間で異なる。本実施形態では、信号線２２０、電流供給線２３０のうち、透光性領域１６０を挟む部分は屈曲点を介した二本の直線で表される。
このような構成により、表示装置全体の透光率の低下を引き起こすことなく透過光の回折を抑制し、外光を通して観察される像、ならびに透明表示装置によって表示される画像の品質の低下を防止することができる。
（第７実施形態）
本実施形態では、上記実施形態とは異なる透明表示装置の構成を図１４を用いて説明する。上記実施形態と同じ構成に関する記述は省略する。
図１４には、１行３列の形態で設けられた副画素、ゲート線２１０、２１５、信号線２２０、電流供給線２３０、および遮光膜１４０が模式的に示されている。各副画素には発光領域１２０、透光性領域１６０、遮光膜１４０の第１の開口部３８０と第２の開口部３９０が設けられている。透光性領域１６０は第２の開口部３９０によって定義されるので、図中、透光性領域１６０と第２の開口部３９０は重なり合っている。
ここで示されているように、透光性領域１６０では、ゲート線が伸びる第１の方向の長さＷは、第１の方向とは垂直な第２の方向に沿って直線的に、透光性領域１６０の第２の方向全体にわたって変化している。そしてこの変化は複数の屈曲点を有する複数の直線で表される。
このため、信号線２２０、電流供給線２３０のうち、透光性領域１６０を挟む部分では、これらの配線間の第１の方向の距離は第１の方向とは垂直な第２の方向に沿って連続的に、かつ透光性領域１６０の第２の方向全体にわたって直線的に変化している。また、その変化の方向は隣接する副画素間で異なる。そしてこれらの部分は複数の屈曲点を有する複数の直線で表される。さらに、信号線２２０中の屈曲点と電流供給線２３０の屈曲点は、第２の方向においてその座標が互いに異なる。したがって、副画素間のピッチＰもより複雑に変化する。
このような構成により、表示装置全体の透光率の低下を引き起こすことなく透過光の回折を抑制し、外光を通して観察される像、ならびに透明表示装置によって表示される画像の品質の低下を防止することができる。また、副画素間のピッチＰも複雑に変化することから、上記効果をより強く得ることができる。
（第８実施形態）
本実施形態では、上記実施形態とは異なる透明表示装置の構成を図１５を用いて説明する。上記実施形態と同じ構成に関する記述は省略する。
図１５には、２行２列のマトリクス状に設けられた副画素、ゲート線２１０、２１５、信号線２２０、電流供給線２３０、および遮光膜１４０が模式的に示されている。各副画素には発光領域１２０、透光性領域１６０、遮光膜１４０の第１の開口部３８０と第２の開口部３９０が設けられている。透光性領域１６０は第２の開口部３９０によって定義されるので、図中、透光性領域１６０と第２の開口部３９０は重なり合っている。
本実施形態では、赤色、緑色、青色、および白色の発光を与える副画素が設けられており、これらの発光領域はそれぞれ、１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂ、および１２０Ｗに相当する。そして透光性領域１６０は各副画素に設けられるだけでなく、連続した二つの副画素の隣の領域にも設けられる。より具体的には、遮光膜１４０は、第１の開口部３８０と第２の開口部３９０のみならず、副画素と重ならない領域において第３の開口部３９２と第４の開口部３９４を有している。第３の開口部３９２は、ゲート線が伸びる第１の方向の長さは一定であり、また、第１の方向と垂直な第２の方向の長さも一定である。これに対し、第４の開口部３９４の第１の方向の長さＷは第２の方向に沿って連続的に、第４の開口部３９４の第２の方向全体にわたって変化している。そしてその変化は屈曲点で介された複数の直線で表される。
このため、信号線２２０、電流供給線２３０のうち、透光性領域１６０を挟む部分では、これらの配線間の第１の方向の距離は第１の方向とは垂直な第２の方向に沿って連続的に、かつ透光性領域１６０の第２の方向全体にわたって直線的に変化している。また、その変化の方向は隣接する副画素間で異なる。本実施形態では、信号線２２０、電流供給線２３０のうち、透光性領域１６０を挟む部分は複数の屈曲点を有する複数の直線で表される。
このような構成により、表示装置全体の透光率の低下を引き起こすことなく透過光の回折を抑制し、外光を通して観察される像、ならびに透明表示装置によって表示される画像の品質の低下を防止することができる。本実施形態の表示装置では、透光性領域１６０が占有する割合が他の実施形態のそれと比較して高いため、より高い透過率を有する透明表示装置を与えることができる。
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の表示装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
本明細書において、各副画素１００の信号線２２０と電流供給線２３０間の第１の方向の距離、各副画素１００の信号線２２０と電流供給線２３０間の第２の方向の距離、第２の開口部の第１の方向の長さ、第２の開口部の第２の方向の長さ、副画素の第１の方向のピッチ、副画素の第２の方向のピッチはなどのパラメーターは、少なくとも第１の方向か第２の方向に沿って連続的に変化するが、これは実質的に連続的に変化することを意味しており、透光性領域１６０の一部の領域では連続的に変化せず、一定でもよい。
本明細書においては、開示例として主に有機ＥＬ表示装置の場合を例示したが、他の適用例として、その他の自発光型表示装置、液晶表示装置、あるいは電気泳動素子などを有する電子ペーパ型表示装置など、あらゆるフラットパネル型の表示装置が挙げられる。また、中小型から大型まで、特に限定することなく適用が可能である。
また、上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
１００：副画素、１２０：発光領域、１４０：遮光膜、１６０：透光性領域、２００：半導体膜、２０５：半導体膜、２１０：ゲート線、２１５：ゲート線、２２０：信号線、２３０：電流供給線、２３２：第１の直線部、２３４：第２の直線部、２３６：屈曲点、２４０：配線、２６０：配線、２７０：配線、２８０：第１の電極、３００：コンタクトホール、３１０：コンタクトホール、３５０：トランジスタ、３６０：トランジスタ、３８０：第１の開口部、３９０：第２の開口部、３９２：第３の開口部、３９４：第４の開口部、４００：第１の基板、４１０：下地膜、４２０：ゲート絶縁膜、４３０：保護膜、４４０：保護膜、４５０：層間絶縁膜、４６０：絶縁膜、４６５：有機層、４７０：第２の電極、４７５：発光素子、４８０：保護膜、４９０：空間、４９５：第２の基板、５００：カラーフィルタ、５５０：凸部、６００：光源

Claims (17)

  1. 第１の基板と、
    前記第１基板上に位置し、第１の方向に延びた第１のゲート線と第２のゲート線と、
    前記第１基板上に位置し、前記第１の方向に垂直な第２の方向に延びた信号線と電流供給線と、
    前記第１のゲート線、前記第２のゲート線、前記信号線、および前記電流供給線に囲まれた第１の副画素と、
    前記第１の副画素上の遮光膜を有し、
    前記遮光膜は第１の開口部と第２の開口部を有し、
    前記第１の副画素は、前記第１の開口部と前記第２の開口部とに重なり、且つ発光領域と透光性領域とを備え、
    前記透光性領域において、前記信号線と前記電流供給線との間の前記第１の方向における距離は前記第２の方向に沿って連続的に変化する、表示装置。
  2. 第１の基板と、
    前記第１基板上に位置し、第１の方向に延びた第１のゲート線と第２のゲート線と、
    前記第１基板上に位置し、第１の方向に垂直な第２の方向に延びた信号線と電流供給線と、
    前記第１のゲート線、前記第２のゲート線、前記信号線、および前記電流供給線に囲まれた第１の副画素と、
    前記第１の副画素上の遮光膜を有し、
    前記遮光膜は第１の開口部と第２の開口部を有し、
    前記第１の副画素は、前記第１の開口部と前記第２の開口部とに重なり、且つ発光領域と透光性領域とを備え、
    前記信号線と前記電流供給線のうち前記透光性領域と隣接する部分は屈曲点を有する、表示装置。
  3. 前記信号線は、前記屈曲点を介して第１の直線部と第２の直線部を有し、
    前記第１の直線部と前記第１の方向がなす角は、前記第２の直線部と前記第１の方向がなす角と異なる、請求項２に記載の表示装置。
  4. 前記電流供給線は、前記屈曲点を介して第１の直線部と第２の直線部を有し、
    前記第１の直線部と前記第１の方向がなす角は、前記第２の直線部と前記第１の方向がなす角と異なる、請求項２に記載の表示装置。
  5. 前記信号線は、前記第２の方向において、前記第１の副画素に隣接する第２の副画素の発光領域と重なる、請求項１または２に記載の表示装置。
  6. 前記透光性領域の前記第２の方向における長さは、第１の方向に沿って連続的に変化する、請求項１または２に記載の表示装置。
  7. 前記信号線と前記電流供給線のうち前記透光性領域と隣接する部分は、ともに複数の屈曲点を有する、請求項２に記載の表示装置。
  8. 前記透光性領域の面積は、前記第１の副画素に隣接する第２の副画素の透光性領域の面積と異なる、請求項１または２に記載の表示装置。
  9. 前記透光性領域の形状は、前記第１の副画素に隣接する第２の副画素の透光性領域の形状と異なる、請求項１または２に記載の表示装置。
  10. 前記透光性領域の形状は、前記第１の副画素に最も近く、かつ同じ発光色を与える第２の副画素の透光性領域の形状と異なる、請求項１または２に記載の表示装置。
  11. 前記第２の開口部の前記第１の方向の長さは、前記第２の方向に沿って連続的に変化する、請求項１または２に記載の表示装置。
  12. 前記第２の開口部の前記第２の方向の長さは、前記第１の方向に沿って連続的に変化する、請求項１または２に記載の表示装置。
  13. 第１の発光領域と、
    第１の方向で前記第１の発光領域と隣接する第２の発光領域と、
    前記第1の方向と交差する第２の方向で、前記第１の発光領域と隣接する第１の透光性領域と、
    前記第１の方向で前記第１の透光性領域と隣接し、前記第２の方向で前記第２の発光領域と隣接する第２の透光性領域とを有し、
    前記第１の透光性領域の前記第１の方向における距離は、第１の距離と、前記第１の距離よりも小さい第２の距離とを有することを特徴とする表示装置。
  14. 前記第２の透光性領域の前記第１の方向における距離は、第３の距離と、前記第３の距離よりも小さい第４の距離とを有することを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
  15. 前記第１の透光性領域の前記第１の方向における距離は、連続的に変化することを特徴とする請求項１３または１４に記載の表示装置。
  16. 前記第１の透光性領域と前記第２の透光性領域との間を通る配線を有し、
    前記配線は、前記第１の透光性領域と前記第２の透光性領域との間において、屈曲点を有することを特徴とする請求項１３または１４に記載の表示装置。
  17. 前記第１の透光性領域と前記第２の透光性領域との間を通る配線を有し、
    前記配線は、前記第１の透光性領域と前記第２の透光性領域との間において、湾曲していることを特徴とする請求項１３または１４に記載の表示装置。
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