JP2019168596A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
一方で、入射光を散乱する散乱状態と入射光を透過する透過状態とを切り替え可能な高分子分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal:以下、『PDLC』と称する場合がある)を用いた照明装置が提案されている。
ところで、PDLCを用いた表示装置においては、表示品位の低下を抑制することが要望されている。
第1絶縁基板と、走査線と、前記走査線と交差する信号線と、前記走査線及び前記信号線と電気的に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続された画素電極と、を備えた第1基板と、第2絶縁基板と、前記画素電極と対向する共通電極と、を備えた第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に位置し、筋状のポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、を備え、前記走査線は、前記第1絶縁基板と前記液晶層との間に位置する導電層と、前記第1絶縁基板と前記導電層との間に位置し、前記導電層より高い反射率を有する第1反射層と、を備えた、表示装置が提供される。
一実施形態によれば、
第1絶縁基板と、導電層と、反射層と、を備えた第1基板と、第2絶縁基板を備えた第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に位置し、筋状のポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、を備え、前記導電層は、前記第1絶縁基板と前記液晶層との間に位置し、前記反射層は、前記第1絶縁基板と前記導電層との間に位置し、前記導電層より高い反射率を有する、表示装置が提供される。
一実施形態によれば、
第1絶縁基板と、スイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続された画素電極と、を備えた第1基板と、第2絶縁基板と、前記画素電極と対向する共通電極と、を備えた第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に位置し、筋状のポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、を備え、前記スイッチング素子は、前記第1絶縁基板と前記液晶層との間に位置するゲート電極と、前記ゲート電極と前記液晶層との間に位置する半導体層と、前記半導体層に接するソース電極及びドレイン電極と、を備え、前記ゲート電極は、前記第1絶縁基板と対向する反射層と、前記反射層に積層され前記半導体層と対向する導電層と、を備えた、表示装置が提供される。
第1基板SUB1は、第1方向Xに沿って延出した端部E11及びE12と、第2方向Yに沿って延出した端部E13及びE14とを有している。第2基板SUB2は、第1方向Xに沿って延出した端部E21及びE22と、第2方向Yに沿って延出した端部E23及びE24とを有している。図示した例では、平面視で、端部E11及びE21、端部E13及びE23、及び、端部E14及びE24は、それぞれ重畳しているが、重畳していなくてもよい。端部E22は、平面視で、端部E12と表示領域DAとの間に位置している。第1基板SUB1は、端部E12と端部E22との間に延出部Exを有している。
複数の信号線Sは、非表示領域NDAに引き出され、ソースドライバSDに接続されている。複数の走査線Gは、非表示領域NDAに引き出され、ゲートドライバGD1及びGD2に接続されている。図示した例では、奇数番目の走査線Gは、端部E14と表示領域DAとの間に引き出され、ゲートドライバGD2に接続されている。また、偶数番目の走査線Gは、端部E13と表示領域DAとの間に引き出され、ゲートドライバGD1に接続されている。なお、ゲートドライバGD1及びGD2と各走査線Gとの接続関係は図示した例に限らない。
図示した例では、発光素子LSは、延出部Exと配線基板F4との間に位置している。また、発光素子LSは、配線基板F1乃至F3と第2基板SUB2との間に位置している。発光素子LSは、発光部EMから端部E22に向けて光を出射する。端部E22から入射した光は、後述するように、第2方向Yを示す矢印とは逆向きに表示パネルPNLを伝播する。なお、発光素子LSは、第1基板SUB1及び第2基板SUB2の両方の端部と対向していてもよく、例えば、端部E11及びE21と対向していてもよい。
ポリマー31及び液晶分子32の各々は、光学異方性あるいは屈折率異方性を有している。液晶分子32は、正の誘電率異方性を有するポジ型の液晶性分子であってもよいし、負の誘電率異方性を有するネガ型の液晶性分子であってもよい。ポリマー31及び液晶分子32の各々の電界に対する応答性は異なる。ポリマー31の電界に対する応答性は、液晶分子32の電界に対する応答性より低い。なお、図中の拡大部分において、ポリマー31は右上がりの斜線で示し、液晶分子32は右下がりの斜線で示している。
表示パネルPNLに入射する外部の自然光L12は、液晶層30でほとんど散乱されることなく透過する。つまり、下面10Bから表示パネルPNLに入射した自然光は上面20Tを透過し、上面20Tから表示パネルPNLに入射した自然光は下面10Bを透過する。このため、ユーザは、表示パネルPNLを上面20T側から観察した場合には、表示パネルPNLを透かして下面10B側の背景を視認することができる。同様に、ユーザは、表示パネルPNLを下面10B側から観察した場合には、表示パネルPNLを透かして上面20T側の背景を視認することができる。
画素電極13Aと重畳する領域では、表示パネルPNLに入射する自然光L22は、図7に示した自然光L12と同様に、液晶層30でほとんど散乱されることなく透過される。画素電極13Bと重畳する領域では、下面10Bから入射した自然光L23は、その一部が液晶層30で散乱され、その一部の光L231が上面20Tを透過する。また、上面20Tから入射した自然光L24は、その一部が液晶層30で散乱され、その一部の光L241が下面10Bを透過する。このため、ユーザは、表示パネルPNLを上面20T側から観察した場合には、画素電極13Bと重畳する領域で光L21の色を視認することができる。加えて、一部の自然光L231が表示パネルPNLを透過するため、ユーザは、表示パネルPNLを透かして下面10B側の背景を視認することもできる。同様に、ユーザは、表示パネルPNLを下面10B側から観察した場合には、画素電極13Bと重畳する領域で光L21の色を視認することができる。加えて、一部の自然光L241が表示パネルPNLを透過するため、ユーザは、表示パネルPNLを透かして上面20T側の背景を視認することもできる。なお、画素電極13Aと重なる領域では、液晶層30が透明状態であるため、光L21の色はほとんど視認されず、ユーザは、表示パネルPNLを透かして背景を視認することができる。
反射層41及び導電層42は、いずれも金属材料によって形成されているが、互いに異なる金属材料によって形成されている。反射層41は、導電層42よりも高い反射率を有する金属材料によって形成されている。一例では、反射層41はアルミニウムによって形成され、導電層42はモリブデンによって形成されている。なお、反射層41は、アルミニウムに限らず、チタンや銀などの比較的高い反射率を有する金属材料によって形成されてもよい。
反射層41及び導電層42は、それぞれ第3方向Zに沿った厚さT41及びT42を有している。厚さT41は、厚さT42よりも厚い。一例では、厚さT41は、厚さT42の10倍以上である。
容量電極15は、ITOやIZOなどの透明導電材料によって形成されている。
反射層51及び導電層52は、互いに異なる金属材料によって形成されている。反射層51は、導電層52よりも高い反射率を有する金属材料によって形成されている。一例では、反射層51はアルミニウムによって形成され、導電層52はモリブデンによって形成されている。なお、反射層51は、チタンや銀などの比較的高い反射率を有する金属材料によって形成されてもよい。
反射層51の厚さT51は、導電層52の厚さT52よりも厚く、一例では、厚さT51は、厚さT52の10倍以上である。
第1基板SUB1において、走査線G2は、図11に示したゲート電極GEと同様に、透明基板10に接する反射層41と、反射層41に積層された導電層42と、を備えている。接続部DEAは、絶縁層121の上に位置し、絶縁層122によって覆われている。画素電極13は、絶縁層122乃至124をそれぞれ貫通するコンタクトホールCH、及び、容量電極15の開口部15Aにおいて、接続部DEAに接触している。遮光層17は、走査線G2の直上に位置している。遮光層17の第2方向Yに沿った幅17Wyは、走査線G2の第2方向Yに沿った幅GWyと同等である。
第2基板SUB2において、遮光層23は、走査線G2及び接続部DEAの直上に位置している。
第1基板SUB1において、遮光層18は、透明基板10と信号線S1との間に位置している。図示した例では、遮光層18は、透明基板10と絶縁層121との間に位置している。つまり、遮光層18は、図11等で説明した走査線G2及びゲート電極GEと同一層に位置している。但し、遮光層18は、走査線G2及びゲート電極GEとは電気的に絶縁されている。遮光層18は、走査線G2等と同様に、少なくとも反射層(第2反射層)61を備えている。図示した例では、遮光層18は、反射層61に積層された導電層62を備えているが、導電層62は省略してもよい。反射層61は、透明基板10に接し、反射層41と同一層に位置し、反射層41と同一材料によって形成されている。導電層62は、導電層42と同一層に位置し、導電層42と同一材料によって形成されている。
信号線S1は、絶縁層121を介して遮光層18の直上に位置している。遮光層17は、信号線S1の直上に位置している。遮光層17の第1方向Xに沿った幅17Wxは、信号線S1の第1方向Xに沿った幅SWxと同等である。また、遮光層18の第1方向Xに沿った幅18Wxは、信号線S1の幅SWxと同等である。なお、遮光層18を省略して、信号線S1が絶縁層121と接する反射層を備えていてもよい。
第2基板SUB2において、遮光層23は、信号線S1の直上に位置している。
遮光層18は、図12及び図13を参照して説明したように、走査線G2と同一層に位置している。走査線G1及びG2は第1方向Xに沿って延出し、遮光層18は第2方向Yに沿って延出し、信号線S1及びS2のそれぞれと重畳している。信号線S1及びS2と走査線G1及びG2との交差部近傍においては、遮光層18は、走査線G1及びG2から離間している。このため、遮光層18は、いずれの配線にも接続されず、電気的にフローティング状態である。
発光素子LSからの出射光は、図中に矢印で示したように、入光部である端部E22からの距離が遠いほど減衰する。透明基板10及び20における光吸収率は0.1%にも満たないため、出射光が減衰する主な原因は、透明基板10と透明基板20との間の各種薄膜における光吸収によるものである。
特に、透明基板10及び20の近傍に位置する配線部(走査線、信号線、スイッチング素子等)や遮光層は、比較的光吸収率が高い薄膜を含む場合がある。一例では、モリブデンによって形成された薄膜は、40%を超える光吸収率を有する。このため、モリブデン層が透明基板10及び20に面している場合、透明基板10及び20を透過した光がモリブデン層で吸収されて、光の減衰を招く。
また、遮光層23は、透明基板20に面する反射層51を備えている。このため、第2に基板SUB2においては、透明基板20に面する光吸収層がほとんど存在しない。このため、透明基板20を透過して遮光層23に到達した光は、反射層51でほとんど吸収されることなく反射される。
したがって、表示パネルPNLを伝播する光の各種薄膜による吸収を抑制し、光の減衰を抑制することができる。これにより、表示領域DAのうち、入光部から離れた位置の画素PXにおいても発光素子LSからの光が到達し、表示品位の低下を抑制することができる。
比較例の表示装置は、第1基板SUB1における配線部が透明基板10に面するモリブデン層を備えている。一方、本実施形態の表示装置DSPは、上記の通り、配線部が透明基板10に面するアルミニウム製の反射層を備えている点で、比較例の表示装置とは相違している。入光部からの距離を変えて各表示装置の輝度を測定した。図16の横軸は入光部からの距離であり、縦軸は輝度の相対値である。図示したように、本実施形態の表示装置DSPによれば、比較例の表示装置に比べて、入光部から遠く離れても輝度の低下が少なく、光の減少を抑制できることが確認された。
SUB1…第1基板 10…透明基板(第1絶縁基板)
G…走査線 41…反射層(第1反射層) 42…導電層
S…信号線 SW…スイッチング素子 GE…ゲート電極
13…画素電極 17…遮光層
18…遮光層 61…反射層(第2反射層) 62…導電層
SUB2…第2基板 20…透明基板(第2絶縁基板) 21…共通電極
23…遮光層 51…反射層(第3反射層) 52…導電層
30…液晶層 31…ポリマー 32…液晶分子
Claims (12)
- 第1絶縁基板と、走査線と、前記走査線と交差する信号線と、前記走査線及び前記信号線と電気的に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続された画素電極と、を備えた第1基板と、
第2絶縁基板と、前記画素電極と対向する共通電極と、を備えた第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に位置し、筋状のポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、を備え、
前記走査線は、
前記第1絶縁基板と前記液晶層との間に位置する導電層と、
前記第1絶縁基板と前記導電層との間に位置し、前記導電層より高い反射率を有する第1反射層と、を備えた、表示装置。 - 前記第1基板は、さらに、前記第1絶縁基板と前記信号線との間に位置する第2反射層を備え、
前記第2反射層は、前記走査線とは電気的に絶縁されている、請求項1に記載の表示装置。 - 前記第2反射層は、前記第1反射層と同一層に位置し、前記第1反射層と同一材料によって形成されている、請求項2に記載の表示装置。
- 前記第1反射層及び前記第2反射層は、前記第1絶縁基板に接している、請求項2または3に記載の表示装置。
- 前記スイッチング素子は、前記走査線と一体のゲート電極を備え、
前記第1反射層は、前記ゲート電極に延在している、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記第2基板は、さらに、前記第2絶縁基板と前記液晶層との間に位置する第3反射層を備え、
前記第3反射層は、前記走査線及び前記信号線と重畳している、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記第3反射層は、前記共通電極に接している、請求項6に記載の表示装置。
- 前記第3反射層は、前記第2絶縁基板に接している、請求項6または7に記載の表示装置。
- 第1絶縁基板と、導電層と、反射層と、を備えた第1基板と、
第2絶縁基板を備えた第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に位置し、筋状のポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、を備え、
前記導電層は、前記第1絶縁基板と前記液晶層との間に位置し、
前記反射層は、前記第1絶縁基板と前記導電層との間に位置し、前記導電層より高い反射率を有する、表示装置。 - 第1絶縁基板と、スイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続された画素電極と、を備えた第1基板と、
第2絶縁基板と、前記画素電極と対向する共通電極と、を備えた第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に位置し、筋状のポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、を備え、
前記スイッチング素子は、
前記第1絶縁基板と前記液晶層との間に位置するゲート電極と、
前記ゲート電極と前記液晶層との間に位置する半導体層と、
前記半導体層に接するソース電極及びドレイン電極と、を備え、
前記ゲート電極は、前記第1絶縁基板と対向する反射層と、前記反射層に積層され前記半導体層と対向する導電層と、を備えた、表示装置。 - さらに、前記第1基板は、前記スイッチング素子と前記液晶層との間に位置する遮光層を備えた、請求項10に記載の表示装置。
- さらに、前記第1基板及び前記第2基板の少なくとも一方の端部と対向する発光素子を備えた、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の表示装置。
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