JP2020101686A - カメラ及び表示装置を組み込んだ電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
また、鮮明な写真を撮影可能とすることが要望されている。
カメラと、前記カメラに重畳する表示部を有する液晶パネルと、を備え、前記液晶パネルは、前記カメラに重畳する第1透明電極と、前記第1透明電極に重畳する円形の開口部を有する遮光層と、を備えている電子機器が提供される。
図1に示すように、第1方向X、第2方向Y、及び、第3方向Zは、互いに直交しているが、90度以外の角度で交差していてもよい。
電子機器100は、液晶パネルPNLと、照明装置ILと、カメラ1と、を備えている。
複数の光源EM1は、第1方向Xに沿って間隔をおいて並んでいる。光源EM1の各々は、配線基板F1に実装され、配線基板F1と電気的に接続されている。光源EM1は、例えば、発光ダイオード(LED)であり、白色の照明光を出射する。光源EM1から出射される照明光は、側面SAから導光板LG1へ入射し、側面SAから側面SBに向かって進行する。
図2に示すように、照明装置ILは、さらに、反射シートRS、拡散シートSS、並びにプリズムシートPS1及びPS2を備えている。
偏光板PL1、液晶パネルPNL、偏光板PL2、及び、カバーガラスCGは、第3方向Zに沿ってこの順に配置され、第3方向Zに沿って進行する光に対して、光学的なスイッチ機能を備えた液晶素子LCDを構成している。粘着テープTP1は、照明装置ILと液晶素子LCDとを接着している。本実施形態において、粘着テープTP1は、偏光板PL1と突部PP、及び、偏光板PL1とプリズムシートPS2とを接着している。
絶縁基板10及び絶縁基板20は、ガラス基板や可撓性の樹脂基板などの透明基板である。配向膜AL1及びAL2は、液晶層LCに接している。
カラーフィルタCF、遮光層BMA、及び、透明層OCは、絶縁基板20と液晶層LCとの間に位置している。なお、図示した例では、カラーフィルタCFは、第2基板SUB2に設けられたが、第1基板SUB1に設けられてもよい。
遮光層BMAは、非表示部NDAに位置している。表示部DAと非表示部NDAとの境界Lは、例えば、遮光層BMAの内端(表示部DA側の端部)によって規定される。シールSEは、遮光層BMAと重畳する位置に設けられている。
透明層OCは、表示部DAにおいてはカラーフィルタCFに接し、非表示部NDAにおいては遮光層BMAに接している。配向膜AL1及びAL2は、表示部DA及び非表示部NDAにわたって設けられている。
カラーフィルタCFの詳細については、ここでは省略するが、カラーフィルタCFは、例えば、赤画素に配置される赤カラーフィルタ、緑画素に配置される緑カラーフィルタ、及び、青画素に配置される青カラーフィルタを備えている。また、カラーフィルタCFは、白画素に配置される透明樹脂層を備えている場合もある。透明層OCは、カラーフィルタCF及び遮光層BMAを覆っている。透明層OCは、例えば、透明な有機絶縁層である。
カメラ1は、ケースCSの開口部OP2に重畳するように設けられ、突部PPに囲まれた内側に位置している。カメラ1は、第3方向Zにおいて、カバーガラスCG、偏光板PL2、液晶パネルPNL、及び、偏光板PL1に重畳している。なお、カメラ1のうち、一部、或いは、すべては、第3方向Zにおいて、液晶パネルPNLの表示部DAと重畳している。つまり、液晶パネルPNLとカメラ1とを有する電子機器100において、電子機器100の使用者からみて、カメラ1が液晶パネルPNLの奥側に設けられていればよい。
また、液晶層LCが外部からの電界等の影響を受けないようにするため、偏光板PL2と絶縁基板20との間に透明導電膜を設ける場合がある。透明導電膜は、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)やインジウム・ジンク・オキサイド(IZO)等の透明な酸化物導電体からなる。赤外線の透過率が問題とならない可視光用のカメラ1と重畳する箇所では、透明導電膜を形成してもよい。
超複屈折性を示すフィルムとしては、例えば東洋紡(株)のコスモシャイン(登録商標)などが好適に用いられる。ここで超複屈折性とは、可視域、例えば500nmの光に対する面内方向のリタデーションが800nm以上のものを言う。
図4に示すように、表示部DAは、光学系2に重畳する領域A1を有している。図示した例では、領域A1における画素PXの個数は、5×5個である。
上記カラーフィルタCFは、着色層CFR,CFG,CFBを備えている。副画素SP1は、第1色の着色層CFRを備えている。副画素SP2は、第2色の着色層CFGを備えている。副画素SP3は、第3色の着色層CFBを備えている。第1色の着色層CFR、第2色の着色層CFG、第3色の着色層CFBは互いに異なる色である。本実施形態においては、第1色は赤色(R)であり、第2色は緑色(G)であり、第3色は青色(B)でる。但し、第1色、第2色、及び、第3色に関しては、例示的に示したものであり、種々変形可能である。第1色、第2色、第3色のうちの何れかの色が赤色であり、別の色が緑色であり、残りの色が青色であればよい。また、一部の第3色が、例えば、白色(W)であってもよい。
なお、画素PPXは、表示に用いられないこともあり得るため、厳密には画素という呼称は正しくないが、本明細書では表示に寄与する画素と並んで、おなじ透明導電膜を有する電極や、透明導電膜を有してなくても画素と同じ遮光層BMに形成された開口を含めて画素と呼ぶ。
図示した例では、光学系2の直径は、画素PXの幅の略5倍である。本実施形態において、幅は第1方向Xにおける長さとする。画素PPXの幅は画素PXの幅と略同等である。開口部POPの直径と画素PPXの幅とは略同等である。つまり、光学系2の直径は、開口部POPの直径の略5倍に相当する。一例として、光学系2の直径は約3000μm、開口部POPの直径は約600μmである。
図5に示すように、第2方向Yに対して時計回りに鋭角に交差する方向を方向D1と定義し、第2方向Yに対して反時計回りに鋭角に交差する方向を方向D2と定義する。なお、第2方向Yと方向D1とのなす角度θ1は、第2方向Yと方向D2とのなす角度θ2と実質的に同一である。
図6に示すように、第1基板SUB1は、絶縁基板10と配向膜AL1との間に、絶縁層11乃至15、信号線S1及びS2、共通電極CE、金属配線M、及び、画素電極PPEを備えている。絶縁層11は、絶縁基板10の上に位置している。絶縁層12は、絶縁層11の上に位置している。なお、図5に示した走査線G、半導体層SCは、例えば、絶縁基板10と絶縁層11との間、または、絶縁層11と絶縁層12との間に位置している。信号線S1及びS2は、絶縁層12の上に位置し、絶縁層13によって覆われている。
金属配線Mは、絶縁層13の上に位置し、絶縁層14によって覆われている。共通電極CEは、絶縁層14の上に位置し、絶縁層15によって覆われている。画素電極PPEは絶縁層15の上に位置し、配向膜AL1によって覆われている。コンタクトホールPCHは、絶縁層14及び15を貫通している。画素電極PPEは、絶縁層15を介して、共通電極CEと対向している。共通電極CE及び画素電極PPEは、ITOやIZOなどの透明な導電材料によって形成された透明電極である。
例えば、画素PPXにおいて、金属配線Mを介して液晶層LCに電圧が印加されていないオフ状態では、液晶層LCに含まれる液晶分子LMは、配向膜AL1及びAL2の間で所定の方向に初期配向している。すなわち、画素PPXは最小透過率となり、黒を表示する。つまり、液晶素子LCDは、画素PPXにおいて、遮光機能を発揮する。
一方、液晶層LCに金属配線Mを介して電圧が印加されたオン状態では、液晶分子LMは、画素電極PPEと共通電極CEとの間に形成された電界により初期配向方向とは異なる方向に配向し、その配向方向は電界によって制御される。液晶素子LCDは、オン状態の画素PPXにおいて、最大透過率の場合に、白を表示する、あるいは、透明状態となる。つまり、液晶素子LCDは、画素PPXにおいて、透光機能を発揮する。
上記の例は、オフ状態で黒を表示する所謂ノーマリーブラックモードに相当するが、オン状態で黒を表示する(オフ状態で白を表示する)ノーマリーホワイトモードが適用されてもよい。
図8は、本実施形態における画素レイアウトの他の構成例を示す平面図である。図8に示した構成例は、図4に示した構成例と比較して、画素PXがさらに副画素SP4を備えている点で相違している。副画素SP4は、副画素SP1と副画素SP2との間、及び、副画素SP3と副画素SP3との間、に位置している。第2方向Yにおいて、副画素SP4の長さは、副画素SP1の長さの略半分である。副画素SP4は、透明樹脂層CFWを備えている。
画素PPXが位置する画素PXにおいて、画素PXは、副画素SP1、副画素SP2、及び副画素SP3を有し、副画素SP4無しに形成されている。画素PPXは、画素PXのうち、本来、副画素SP4が配置される領域を専有している。
図9に示すように、信号線S1乃至S4は、それぞれ走査線G1及びG2と交差している。副画素SP1は画素電極PE1を備え、副画素SP2は画素電極PE2を備え、副画素SP3は画素電極PE3を備えている。画素電極PE3の線状電極BRは、方向D1において、画素電極PE1の線状電極BR及び画素電極PE2の線状電極BRより短い。画素電極PE1乃至PE3、画素電極PPEは、それぞれ走査線G1と走査線G2との間に位置している。副画素SP3のスイッチング素子SWは信号線S1と走査線G2と電気的に接続され、画素電極PE3はスイッチング素子SWと電気的に接続されている。画素電極PPEは、信号線S1と信号線S2との間、及び、走査線G1と画素電極PE3との間に位置している。画素電極PE3は、スイッチング素子SWと電気的に接続されている。画素電極PPEは、コンタクトホールPCHを介して、金属配線Mに接続されている。画素電極PPEは、走査線G1及びG2、並びに信号線S1乃至S4のそれぞれに電気的に接続されていない。
このような構成例においても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
上記した構成例において、走査線G1は第1走査線に相当し、走査線G2は第2走査線に相当し、信号線S1は第1信号線に相当し、信号線S2は第2信号線に相当し、画素電極PE3は第2透明電極に相当する。
図10に示すように、第1方向Xにおいて、副画素SP1及びSP4が繰り返し並べられ、他方で副画素SP2及び副画素SP3が繰り返し並べられている。第2方向Yにおいて、副画素SP1及びSP2が繰り返し並べられ、他方で副画素SP3及びSP4が繰り返し並べられている。そして、同一種類の副画素が第1方向X及び第2方向Yに連続して並ぶことがないように、副画素SP1乃至SP4は、配列されている。図10に示す構成例においても、画素PPXが位置する画素PXにおいて、画素PXは、副画素SP4無しに形成されている。画素PPXは、画素PXのうち、本来、副画素SP4が配置される領域を専有している。
図11に示すように、画素電極PE1は信号線S2と信号線S3との間に位置している。画素電極PPEは信号線S1と信号線S2との間、及び、走査線G1と走査線G2との間に位置している。図示した例では、画素電極PE1は4本の線状電極BRと3つのスリットSLを有し、画素電極PPEは4本の線状電極PBRと3つのスリットPSLを有している。
このような構成例においても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
図12(a)に示した例では、領域A1における画素PXの個数は11×11個である。光学系2の直径は、開口部POPの直径の略10倍に相当する。一例として、開口部POPの直径は約300μmである。
図12(b)に示した例では、領域A1における画素PXの個数は17×17個である。光学系2の直径は、開口部POPの直径の略17倍に相当する。一例として、開口部POPの直径は約180μmである。この場合、回折によるぼやけが生じる恐れがあるので、開口部POPから光学系2までの第3方向Zにおける距離を短くして、回折による暗線が光学系2に入射しないようにした方が望ましい。また、回折光の強度分布を準備して、撮像素子3において回折による影響を補正してもよい。
図13(a)に示した例では、領域A1における画素PXの個数は18×18個である。画素PPXの幅は画素PXの幅の略2倍に相当し、光学系2の直径は画素PXの幅の略17倍に相当する。一例として、開口部POPの直径は360μmである。
図13(b)に示した例では、領域A1における画素PXの個数は17×17個である。画素PPXの幅は画素PXの幅の略3倍に相当している。一例として、開口部POPの直径は540μmである。
このような構成例においても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
図14に示すように、表示部DAのすべての画素が画素PXによって形成されている。本構成例において、領域A1における画素PXの数は約400個である。この約400個の画素PXの駆動順番を説明する。駆動される画素PXは左上がりの斜線で示し、駆動されない画素PXは右上がりの斜線で示している。
または、中央の画素PXから螺旋状に外へ向かうように領域A1の画素PXを駆動していく。図14(a)は、液晶素子LCDにおいて、中央の1つの画素PXを透過状態にした際の図である。
または、領域A1の画素PXをランダムに駆動する。その際、領域A1の複数の画素PXを同時に透過状態に切り替えてもよい。複数の画素PXを透過にすると回折による干渉が発生する恐れがあるので、回折による干渉を起こしにくいパターンや、回折による干渉に起因したノイズを補正しやすいパターンを選択した方が望ましい。
また、図14(b)に示すように、領域A1の約400個の画素PXのうち、平面視において、光学系2の内側に位置する画素PXだけ順番に駆動する方法も可能である。この場合、約400個の画素PX全てを駆動する場合と比較して、1つの画素PXの駆動時間を延ばすことができる。
このような構成例においても、上記画素PPXを用いた構成例と同様の効果が得られる。
Claims (6)
- カメラと、
前記カメラに重畳する表示部を有する液晶パネルと、を備え、
前記液晶パネルは、
前記カメラに重畳する第1透明電極と、
前記第1透明電極に重畳する円形の開口部を有する遮光層と、を備えている電子機器。 - 前記液晶パネルは、さらに、第1信号線と、
前記第1信号線に重畳する金属配線と、を備え、
前記金属配線は前記第1透明電極に接続されている請求項1に記載の電子機器。 - 前記液晶パネルは、さらに、前記第1信号線と前記第1透明電極との間に位置する第2信号線を備え、
平面視において、前記金属配線は前記第2信号線と交差する請求項2に記載の電子機器。 - 前記液晶パネルは、さらに、
前記第1信号線にそれぞれ交差する第1走査線及び第2走査線と、
前記第1信号線に隣接する第2信号線と、
前記第1走査線と前記第2走査線との間に位置する第2透明電極と、を備え、
前記第1透明電極及び前記開口部は、前記第1信号線と前記第2信号線との間、及び、前記第1走査線と前記第2透明電極との間に位置している請求項2に記載の電子機器。 - 前記液晶パネルは、さらに、
前記第1信号線及び前記第2走査線に電気的に接続されたスイッチング素子と、
前記第1信号線及び前記第2信号線を含む複数の信号線と、
前記第1走査線及び前記第2走査線を含む複数の走査線と、を備え、
前記第2透明電極は、前記スイッチング素子に電気的に接続され、
前記第1透明電極は、前記複数の信号線及び前記複数の走査線に電気的に接続されていない、請求項4に記載の電子機器。 - 前記カメラは、光学系を備え、
平面視において、前記光学系と前記開口部とは同心円である請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電子機器。
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