JP2021033079A - 照明装置及び表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示品質を向上することを可能とする。【解決手段】平面視で並んで配置された第1電極及び第2電極と、前記第1電極及び前記第2電極の間に充填され、前記第1電極及び前記第2電極を電気的に接続する第3電極と、前記第1電極に電気的に接続された第1データ線と、前記第2電極に電気的に接続された第2データ線と、を備える照明装置。【選択図】図1

Description

本発明の実施形態は、照明装置及び表示装置に関し、特にコントラストの向上に寄与するバックライト技術に関する。
表示パネルにライトバルブを組み合わせて高コントラストを実現する表示装置がある。ライトバルブとは、面光源のバックライト上に、エリアごとで出射光の階調制御可能な液晶表示パネルを重ねたものである。ライトバルブにおいて、液晶表示パネル内の隣接する2つの画素の隙間は、輝度ムラを生じさせたり、モアレの原因となったりし得る。
米国特許出願公開第2017/0032744号明細書
本実施形態の目的は、表示品質を向上可能なライトバルブ及び表示装置を提供することにある。
一実施形態によれば、平面視で並んで配置された第1電極及び第2電極と、前記第1電極及び前記第2電極を電気的に接続する第3電極と、前記第1電極に電気的に接続された第1データ線と、前記第2電極に電気的に接続された第2データ線と、を備える照明装置が提供される。
他の実施形態によれば、マトリクス状に配置された複数の第1電極と、前記複数の第1電極の間に形成され、格子状に配置され、前記複数の第1電極間を電気的に接続する第2電極と、前記複数の第1電極にそれぞれ電気的に接続され、前記複数の第1電極にそれぞれ電圧を印加する複数のデータ線と、を備える照明装置が提供される。
他の実施形態によれば、表示パネルと、前記表示パネルに対向する第1の照明装置と、前記表示パネルと前記第1の照明装置との間に位置する第2の照明装置と、を備え、前記第2の照明装置は、平面視で並んで配置された第1電極及び第2電極と、前記第1電極及び前記第2電極を電気的に接続する第3電極と、前記第1電極に電気的に接続された第1データ線と、前記第2電極に電気的に接続された第2データ線と、を有し、前記第1電極及び前記第2電極の第1抵抗値は、前記第3電極の第2抵抗値よりも小さい、表示装置が提供される。
図1は、第1実施形態に係る液晶表示装置の外観の一例を示す斜視図である。 図2は、図1に示した表示パネルの基本構成及び等価回路を示す図である。 図3は、第1実施形態に係るライトバルブ及び照明装置の外観の一例を示す斜視図である。 図4は、第1実施形態に係るライトバルブの第3基板の一例を模式的に示す平面図である。 図5は、図4に示したA−A線に沿ったライトバルブの断面図である。 図6は、図4に示したB−B線に沿ったライトバルブの断面図である。 図7は、画素電極に電圧を印加していない場合のライトバルブの表示の一例を示す模式図である。 図8は、画素電極に電圧を印加した場合のライトバルブの表示の一例を示す模式図である。 図9は、変形例1に係るライトバルブの第3基板の一例を模式的に示す平面図である。 図10は、図9に示したC−C線に沿ったライトバルブの断面図である。 図11は、変形例2に係るライトバルブの断面図である。 図12は、変形例3に係るライトバルブの断面図である。 図13は、変形例4に係るライトバルブの断面図である。 図14は、第2実施形態に係るライトバルブの基本構成及び等価回路を示す図である。
以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、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、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
実施形態においては、電子機器の一例として表示装置を開示する。この表示装置は、例えば、VR(Vitrual Reality)ビュアー、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末、パーソナルコンピュータ、テレビ受像装置、車載装置、ゲーム機器、及びウェアラブル端末等の種々の装置に用いることができる。
図1は、第1実施形態に係る液晶表示装置DSPの外観の一例を示す斜視図である。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。第1方向X及び第2方向Yは、液晶表示装置(以下、単に、表示装置と称する)DSPを構成する基板の主面と平行な方向に相当し、第3方向Zは、表示装置DSPの厚さ方向に相当する。ここでは、第1方向X及び第2方向Yによって規定されるX−Y平面における表示装置DSPの平面図を示している。以下の説明において、第3方向ZからX−Y平面を見ることを平面視という。
表示装置DSPは、表示パネルPNL1と、ライトバルブパネル(以下、単に、ライトバルブと称する)PNL2と、照明装置BLとを備えている。表示装置DSPは、第3方向Zの矢印の先端に向かって、照明装置BL、ライトバルブPNL2、及び表示パネルPNL1に順番で重なって構成されている。表示パネルPNL1及びライトバルブPNL2は、互いに対向し、ライトバルブPNL2及び照明装置BLは、互いに対向している。言い換えると、照明装置BLは、表示パネルPNL1に対向し、ライトバルブPNL2は、照明装置BL及び表示パネルPNL1の間に位置している。以下、照明装置BLから表示パネルPNL1又はライトバルブPNL2に向かう方向を上方(あるいは、単に上)とし、上方と反対方向を下方(あるいは、単に下)とする。
表示パネルPNL1は、第1基板SUB1と、第1基板SUB1に対向している第2基板SUB2と、第1基板SUB1及び第2基板SUB2の間に保持された表示機能層(本実施形態では、後述する液晶層LC1)と、を備えている。表示パネルPNL1は、基板側縁E11、E12、E13、及びE14を備えている。基板側縁E11は、第1基板SUB1の基板側縁eg11及び第2基板SUB2の基板側縁eg21の少なくとも一方を含む。基板側縁E12は、第1基板SUB1の基板側縁eg12及び第2基板SUB2の基板側縁eg22を含む。基板側縁E13は、第1基板SUB1の基板側縁eg13及び第2基板SUB2の基板側縁eg23を含む。基板側縁E14は、第1基板SUB1の基板側縁eg14及び第2基板SUB2の基板側縁eg24を含む。基板側縁eg11は、基板側縁eg21よりも外側に延出している。例えば、基板側縁eg12及びeg22は、重畳している。例えば、基板側縁eg13及びeg23は、重畳している。例えば、基板側縁eg14及びeg24は、重畳している。
また、表示パネルPNL1は、表示領域DA及び非表示領域NDAを備えている。表示領域DAは、画像を表示する領域である。表示領域DAは、第1基板SUB1と第2基板SUB2とが対向する領域のほぼ中央に位置している。非表示領域NDAは、画像が表示されない領域であり、表示領域DAの外側に位置している。第1基板SUB1の実装部MT1は、基板側縁eg11及びeg21の間の領域に相当する。実装部MT1は、非表示領域NDAに位置している。図示していないが、実装部MT1は、ICチップ及びフレキシブル・プリンテッド・サーキット(FPC)基板などの信号供給源を接続するための端子を備えている。
ライトバルブPNL2は、表示パネルPNL1の第1基板SUB1の背面側(第2基板SUB2に対向する第1基板SUB1の主面と反対側)に配置されている。ライトバルブPNL2は、照明装置BLから表示パネルPNL1に出射された光を調整する。ライトバルブPNL2は、第3基板SUB3と、第3基板SUB3に対向している第4基板SUB4と、第3基板SUB3及び第4基板SUB4の間に保持された表示機能層(後述する液晶層LC2)と、を備えている。ライトバルブPNL2は、基板側縁E21、E22、E23、及びE24を備えている。基板側縁E21は、第3基板SUB3の基板側縁eg31及び第4基板SUB4の基板側縁eg41の少なくとも一方を含む。基板側縁E21は、例えば、表示パネルPNL1の基板側縁E11と重畳している。基板側縁E22は、第3基板SUB3の基板側縁eg32及び第4基板SUB4の基板側縁eg42を含む。基板側縁E22は、例えば、表示パネルPNL1の基板側縁E12と重畳している。基板側縁E23は、第3基板SUB3の基板側縁eg33及び第4基板SUB4の基板側縁eg43を含む。基板側縁E23は、例えば、表示パネルPNL1の基板側縁E13と重畳している。基板側縁E24は、第3基板SUB3の基板側縁eg34及び第4基板SUB4の基板側縁eg44を含む。基板側縁E24は、例えば、表示パネルPNL1の基板側縁E14と重畳している。基板側縁eg31は、基板側縁eg41よりも外側に延出している。例えば、基板側縁eg32及びeg42は、重畳している。例えば、基板側縁eg33及びeg43は、重畳している。例えば、基板側縁eg34及びeg44は、重畳している。
また、ライトバルブPNL2は、表示領域DA及び非表示領域NDAを備えている。ライトバルブPNL2の表示領域DAは、表示パネルPNL1の表示領域DAに対応し、ライトバルブPNL2の非表示領域NDAは、表示パネルPNL1の非表示領域NDAに対応している。第3基板SUB3の実装部MT2は、基板側縁eg31及びeg41の間の領域に相当する。実装部MT2は、非表示領域NDAに位置している。実装部MT2は、例えば、実装部MT1に重畳している。図示していないが、実装部MT2は、ICチップ及びFPC基板などの信号供給源を接続するための端子を備えている。
照明装置BLは、ライトバルブPNL2の第3基板SUB3の背面側(第4基板SUB4に対応する第3基板SUB3の主面と反対側)に配置されている。照明装置BLは、表示パネルPNL1側に光を出射する。このような照明装置BLとしては、種々の形態が適用可能である。一例として、照明装置BLは、第3基板SUB3と対向する導光板、この導光板の端部に沿って配置された複数の発光ダイオード(LED)などの光源、導光板の一方の主面側に配置された反射シート、導光板の他方の主面側に積層された各種光学シートなどを備えている。
なお、図示した例の表示パネルPNL1及びライトバルブPNL2は、照明装置BLからの光を選択的に透過させることで画像を表示する透過型であるが、これに限らない。例えば、表示パネルPNL1及びライトバルブPNL2は、外光あるいは外部光源からの光を選択的に反射させることで画像を表示させる反射型であってもよいし、透過型及び反射型の双方の表示機能を備えた半透過型であってもよい。
また、ここでは表示パネルPNL1の詳細な構成については説明を省略するが、表示パネルPNL1の法線に沿った縦電界を利用する表示モード、表示パネルPNL1の法線に対して斜め方向に傾斜した傾斜電界を利用する表示モード、表示パネルPNL1の主面に沿った横電界を利用する表示モードのいずれも適用可能である。
図2は、図1に示した表示パネルPNL1の基本構成及び等価回路を示す図である。
表示パネルPNL1は、表示領域DAにおいて、複数の副画素PX1を備えている。図示していないが、表示パネルPNL1は、各副画素PX1にカラーフィルタを有している。カラーフィルタは、例えば、赤色のカラーフィルタ、緑色のカラーフィルタ、青色のカラーフィルタ、及び白色のカラーフィルタ等を含む。ここで、副画素とは、画素信号に応じて個別に制御することができる最小単位を示し、図2に示した例では、後述する走査線と信号線とが交差する位置に配置されたスイッチング素子を含む領域に存在する。また、主画素は、複数の副画素で構成される。例えば、赤色のカラーフィルタに対応する副画素、緑色のカラーフィルタに対応する副画素、及び青色のカラーフィルタに対応する副画素により1つの主画素が構成される。他の例では、赤色のカラーフィルタに対応する副画素、緑色のカラーフィルタに対応する副画素、青色のカラーフィルタに対応する副画素、及び白色のカラーフィルタに対応する副画素により1つの主画素が構成される。主画素は、例えば、表示パネルPNL1において、表示領域DAに表示される画像の最小単位に相当する。複数の副画素PX1は、X−Y平面においてマトリクス状に配置されている。また、表示パネルPNL1は、表示領域DAにおいて、複数本の走査線G1、複数本の信号線S、共通電極CE1などを備えている。複数の走査線G1は、第1方向Xに延出し、第2方向Yに並んでいる。複数の信号線Sは、第2方向Yに延出し、第1方向Xに並んでいる。走査線G1及び信号線Sは、モリブデン、タングステン、チタン、アルミニウムなどの金属材料又はこれらの合金材料によって形成され、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。なお、走査線G1及び信号線Sは、必ずしも直線的に延出していなくてもよく、それらの一部が屈曲していてもよい。共通電極CE1は、複数の副画素PX1に亘って配置されている。走査線G1、信号線S、及び、共通電極CE1は、それぞれ非表示領域NDAに引き出されている。非表示領域NDAにおいて、走査線G1は走査線駆動回路GD1に接続され、信号線Sは信号線駆動回路SD1に接続され、共通電極CE1は共通電極駆動回路CD1に接続されている。信号線駆動回路SD1、走査線駆動回路GD1、及び、共通電極駆動回路CD1は、第1基板SUB1上に形成されてもよいし、これらの一部或いは全部が図示していないICチップ等に内蔵されていてもよい。
各副画素PX1は、スイッチング素子SW1、画素電極PE1、共通電極CE1、及び液晶層LC1等を備えている。スイッチング素子SW1は、例えば、薄膜トランジスタ(TFT)によって構成され、走査線G1及び信号線Sと電気的に接続されている。より具体的には、スイッチング素子SW1は、ゲート電極WG1、ソース電極WS1、及び、ドレイン電極WD1を備えている。ゲート電極WG1は、走査線G1と電気的に接続されている。図示した例では、信号線Sと電気的に接続された電極をソース電極WS1と称し、画素電極PE1と電気的に接続された電極をドレイン電極WD1と称する。共通電極CE1及び画素電極PE1は、例えばインジウム錫酸化物(ITO)やインジウム亜鉛酸化物(IZO)などの透明な導電材料によって形成されている。
走査線G1は、第1方向Xに並んだ副画素PX1の各々におけるスイッチング素子SW1と接続されている。信号線Sは、第2方向Yに並んだ副画素PX1の各々におけるスイッチング素子SW1と接続されている。画素電極PE1の各々は、例えば、共通電極CE1と対向し、画素電極PE1と共通電極CE1との間に生じる電界によって液晶層LC1を駆動している。保持容量CS1は、例えば、共通電極CE1と画素電極PE1との間に形成される。
図3は、本実施形態に係るライトバルブPNL2及び照明装置BLの外観の一例を示す斜視図である。
ライトバルブPNL2は、表示領域DAにおいて、複数の副画素PX2を備えている。複数の副画素PX2は、X−Y平面においてマトリクス状に配置されている。ライトバルブPNL2及び照明装置BLをまとめて照明装置と称する場合もある。また、ライトバルブPNL2を照明装置と称する場合もある。
図4は、本実施形態に係るライトバルブPNL2の第3基板SUB3の一例を模式的に示す平面図である。図4には、第3基板SUB3の主要部を示している。図4には、スタティック駆動方式で駆動する場合の構成例を示している。ここでは、横電界を利用する表示モード、例えば、FFS(Fringe Field Switching)モードを適用した構成例について説明する。
第3基板SUB3は、複数の画素電極PE2、複数のデータ線DL、複数のダミー配線DM、電極EL、共通電極CE2、及び複数のダミー配線DMなどを備えている。
複数の画素電極PE2は、第1方向X及び第2方向Yに間隔を空けて配置されている。言い換えると、複数の画素電極PE2は、X―Y平面においてマトリクス状に配置されている。図4に示した例では、画素電極PE2は、画素電極PE21、PE22、PE23、PE24、PE25、PE26、PE27、及びPE28を含む。画素電極PE21、PE22、PE23、及びPE24は、第2方向Yに間隔を置いて並べられている。画素電極PE23、PE25、及びPE26は、第1方向Xに間隔を置いて並べられている。また、電極PE24、PE27、及びPE28は、第1方向Xに間隔を置いて並べられている。画素電極PE2は、各副画素PX2に配置されている。なお、図4に示した例では、画素電極PE2は、スリット等を有していない四角形の平板としたが、スリット等を有する形状であってもよいし、屈曲した形状であってもよいし、その他の形状であってもよい。画素電極PE2は、透明な導電材料で形成されている。また、例えば、画素電極PE2は、電極ELの抵抗値よりも低い抵抗値である低抵抗膜で形成されている。一例では、画素電極PE2は、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)で形成されている。
電極ELは、第1方向X及び第2方向Yに広がって配置されている。言い換えると、電極ELは、X−Y平面に広がって配置されている。つまり、電極ELは、X−Y平面においてベタ状に配置されている。電極ELは、複数の画素電極PE2に亘って配置されている。言い換えると、電極ELは、複数の副画素PX2に亘って配置されている。電極ELは、平面視で、各副画素PX2において画素電極PE2の周囲を覆っている。図4に示した例では、電極ELは、画素電極PE23、PE24、PE25、及びPE27を覆い、画素電極PE23、PE24、PE25、及びPE27の間に形成されている。電極ELの第1方向Xの幅は、画素電極PE23及びPE24の間において画素電極PE23及びPE24の第1方向Xの幅と同等である。電極ELの第2方向Yの幅は、画素電極PE23及びPE25の間において画素電極PE23及びPE25の第2方向Yの幅と同等である。電極ELは、透明な導電材料で形成されている。また、例えば、電極ELは、画素電極PE2の抵抗値よりも抵抗値の高い高抵抗膜で形成されている。電極ELの抵抗値に対する画素電極PE2の抵抗値の比率は、1よりも大きい。例えば、電極ELは、画素電極PE2の抵抗値の100倍以上の抵抗値を有する材料で形成されている。言い換えると、電極ELの抵抗値に対する画素電極PE2の抵抗値の比率は、100以上である。一例では、電極ELは、インジウム・ガリウム・亜鉛・酸素(IGZO)で形成されている。
複数のデータ線DLは、所定の間隔をおいて第1方向Xに並んでいる。複数のデータ線DLは、それぞれ、第2方向Yに延出し、直線状に形成されている。なお、複数のデータ線DLは、一部が屈曲していてもよい。複数のデータ線DLは、それぞれ、複数の画素電極PE2に電気的に接続されている。例えば、複数のデータ線DLは、それぞれ、コンタクトホールCH1を介して複数の画素電極PE2に電気的に接続されている。図4に示した例では、複数のデータ線DLは、データ線DL1、DL2、DL3、DL4、DL5、及びDL6を含む。また、コンタクトホールCH1は、コンタクトホールCH11、CH12、CH13、CH14、CH15、及びCH16を含む。データ線DL1乃至DL4は、第1方向Xに間隔を置いて並んでいる。データ線DL1乃至DL6は、それぞれ、第2方向Yに延出している。データ線DL1は、画素電極PE24に重畳し、画素電極PE24にコンタクトホールCH14を介して電気的に接続されている。データ線DL2は、画素電極PE23及びPE24に重畳し、画素電極PE23にコンタクトホールCH13を介して電気的に接続されている。データ線DL3は、画素電極PE22乃至PE24に重畳し、画素電極PE22にコンタクトホールCH12を介して電気的に接続されている。データ線DL4は、画素電極PE21乃至PE24に重畳し、画素電極PE21にコンタクトホールCH11を介して電気的に接続されている。データ線DL5は、画素電極PE25及びPE27に重畳し、画素電極PE25にコンタクトホールCH15を介して電気的に接続されている。データ線DL6は、画素電極PE26及びPE28に重畳し、画素電極PE26にコンタクトホールCH16を介して電気的に接続されている。データ線DLは、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銀(Ag)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、銅(Cu)、クロム(Cr)などの金属材料や、これらの金属材料を組み合わせた合金などによって形成されている。一例では、データ線DLは、チタン、アルミニウム、チタンの3層積層膜、又は、アルミニウム、チタン、アルミニウムの順に積層した3層積層膜等で形成されている。データ線DLは、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。
複数のダミー配線DMは、所定の間隔を置いて第1方向Xに並んでいる。複数のダミー配線DMは、それぞれ、第2方向Yに延出し、直線状に形成されている。なお、複数のダミー配線DMは、一部が屈曲していてもよい。複数のダミー配線DMは、それぞれ、複数のデータ線DLの延長線上に配置されている。図4に示した例では、複数のダミー配線DMは、ダミー配線DM1、DM2、DM3、及びDM4を含む。ダミー配線DM1は、画素電極PE21乃至PE23に重畳し、データ線DL1の第2方向Yの延長線上に配置されている。ダミー配線DM1は、データ線DL1から第2方向Yに離間している。ダミー配線DM2は、画素電極PE21及びPE22に重畳し、データ線DL2の第2方向Yの延長線上に配置されている。ダミー配線DM2は、データ線DL2から第2方向Yに離間している。ダミー配線DM3は、画素電極PE21に重畳し、データ線DL3の第2方向Yの延長線上に配置されている。ダミー配線DM3は、データ線DL3から第2方向Yに離間している。ダミー配線DM4は、データ線DL4の第2方向Yの延長線上に配置されている。ダミー配線DM4は、データ線DL4から第2方向Yに離間している。なお、ダミー配線DM1は、画素電極PE21に重畳し、画素電極PE21に電気的に接続されたダミー配線と、画素電極PE22に重畳し、画素電極PE22に電気的に接続されたダミー配線と、画素電極PE23に重畳し、画素電極PE23に電気的に接続されたダミー配線と、に分断されていてもよい。ダミー配線DM2は、画素電極PE21に重畳し、画素電極PE21に電気的に接続されたダミー配線と、画素電極PE22に重畳し、画素電極PE22に電気的に接続されたダミー配線と、に分断されていてもよい。ダミー配線DM3は、画素電極PE21に電気的に接続されていてもよい。ダミー配線DMは、例えば、データ線DLと同じ材料で形成されている。例えば、ダミー配線DMは、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銀(Ag)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、銅(Cu)、クロム(Cr)などの金属材料や、これらの金属材料を組み合わせた合金などによって形成されている。ダミー配線DMは、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。
共通電極CE2は、コモン電圧が印加されている。共通電極CE2は、複数の副画素PX2に亘って配置されている。図4に示した例では、複数の共通電極CE2が、第2方向Yにおいて間隔を置いて並んでいる。複数の共通電極CE2は、それぞれ、第1方向Xに延出している。言い換えると、共通電極CE2は、第1方向Xに延長する短冊状に形成されている。共通電極CE2は、ITOやIZOなどの透明な導電材料によって形成されている。
図5は、図4に示したA−A線に沿ったライトバルブPNL2の断面図である。図5には、説明に必要な構成のみを示している。
第3基板SUB3は、絶縁基板10、誘電体層(又は、絶縁層)11、12、13、データ線DL、ダミー配線DM、画素電極PE2、共通電極CE2、及び配向膜AL1などを備えている。絶縁基板10は、ガラス基板や可撓性の樹脂基板などの光透過性を有する透明基板である。誘電体層(又は、絶縁層)11乃至13は、いずれも透明である。なお、誘電体層11乃至13は、それぞれ、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。配向膜AL1は、例えば、ポリイミド膜である。偏光板PL1は、絶縁基板10の下に設けられている。
誘電体層11は、絶縁基板10の上に位置し、絶縁基板10に接触している。データ線DLは、誘電体層11の上に位置している。ダミー配線DMは、誘電体層11の上に位置し、第2方向Yにおいてデータ線DLから離間している。誘電体層12は、誘電体層11、データ線DL、及びダミー配線DMの上に位置し、誘電体層11の一部に接触し、データ線DL及びダミー配線DMを覆っている。言い換えると、データ線DL及びダミー配線DMは、絶縁基板10又は誘電体層11と誘電体層12との間に位置している。画素電極PE2は、誘電体層12の上に位置し、誘電体層12に接触している。図5に示した例では、画素電極PE22、PE23、及びPE24は、第2方向Yにおいて間隔を置いて配置されている。画素電極PE22は、誘電体層12を貫通するコンタクトホールCH12を介してデータ線DL3に電気的に接続されている。電極ELは、誘電体層12及び画素電極PE2の上に位置し、誘電体層12の一部に接触し、画素電極PE2を覆っている。言い換えると、電極ELは、誘電体層12の上面の一部に接触し、画素電極PE2の上面に交差する画素電極PE2の側面と画素電極PE2の上面とに接触している。ここで、“覆う”とは、例えば、物体、空間、及び領域等の全体から離れて囲ったり、全体に接触して包み込んだりすることはもちろん、物体、空間、及び領域等の一部から離れて囲ったり、一部に接触していたりすることも含む。例えば、“第1電極が第2電極を覆う”とは、“第1電極が第2電極の上面に接触している”、“第1電極が第2電極の上面及び側面に接触している”、“第1電極が第2電極の下面に接触している”、“第1電極が第2電極の下面及び側面に接触している”、“第1電極が第2電極の周囲に接触している”、及び“第1電極が第2電極の全体に接触している”等の種々の意味を含む。電極ELは、複数の画素電極PE2を電気的に接続している。図5に示した例では、電極ELは、画素電極PE22及びPE23の上を覆うように形成され、画素電極PE22及びPE23を電気的に接続する。電極ELは、画素電極PE22の側面及び画素電極PE23の側面と、画素電極PE22の上面及び画素電極PE23の上面とに接触している。電極ELは、画素電極PE23及びPE24の上を覆うように形成され、画素電極PE23及びPE24を電気的に接続する。電極ELは、画素電極PE23の側面及び画素電極PE24の側面と、画素電極PE23の上面及び画素電極PE24の上面とに接触している。誘電体層13は、電極ELの上に位置し、電極ELに接触している。言い換えると、画素電極PE2及び電極ELは、誘電体層12及び13の間に位置している。共通電極CE2は、誘電体層13の上の位置し、誘電体層13に接触している。図5に示した例では、複数の共通電極CE2が、第2方向Yにおいて間隔を置いて配置されている。配向膜AL1は、誘電体層13及び共通電極CE2の上に位置し、誘電体層13の一部に接触し、共通電極CE2を覆っている。言い換えると、共通電極CE2は、誘電体層13及び配向膜AL1の間に位置している。なお、第3基板SUB3において、各層の間には、前述した層以外の他の層が位置していてもよい。誘電体層11は、なくともよい。
液晶層LC2は、第3基板SUB3の上に位置している。液晶層LC2は、正の誘電率異方性を有するポジ型であってもよいし、負の誘電率異方性を有するネガ型であってもよい。
第4基板SUB4は、液晶層LC2の上に位置している。第4基板SUB4は、絶縁基板20、誘電体層(又は、絶縁層)21、及び配向膜AL2などを備えている。絶縁基板20は、ガラス基板や可撓性の樹脂基板などの光透過性を有する透明基板である。誘電体層(又は、絶縁層)21は、透明である。なお、誘電体層21は、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。配向膜AL2は、例えば、ポリイミド膜である。偏光板PL2は、絶縁基板20の上に設けられている。
誘電体層21は、絶縁基板20の下に位置し、絶縁基板20に接触している。配向膜AL2は、誘電体層21の下に位置し、誘電体層21に接触している。なお、第4基板SUB4において、各層の間には、前述した層以外の他の層が位置していてもよい。誘電体層21は、なくともよい。
図6は、図4に示したB−B線に沿ったライトバルブPNL2の断面図である。図6には、説明に必要な構成のみを示している。
図6に示した例では、画素電極PE23、PE25、及びPE26は、第1方向Xにおいて間隔を置いて配置されている。画素電極PE23は、誘電体層12を貫通するコンタクトホールCH13を介してデータ線DL2に電気的に接続されている。画素電極PE25は、誘電体層12を貫通するコンタクトホールCH15を介してデータ線DL5に電気的に接続されている。画素電極PE26は、誘電体層12を貫通するコンタクトホールCH16を介してデータ線DL6に電気的に接続されている。電極ELは、画素電極PE23及びPE25の上に形成され、画素電極PE23及びPE25を電気的に接続する。電極ELは、画素電極PE23の側面及び画素電極PE25の側面と、画素電極PE23の上面及び画素電極PE25の上面とに接触している。電極ELは、画素電極PE25及びPE26の上に形成され、画素電極PE25及びPE26を電気的に接続する。電極ELは、画素電極PE25の側面及び画素電極PE26の側面と、画素電極PE25の上面及び画素電極PE26の上面とに接触している。
図7は、画素電極PE2に電圧を印加していない場合のライトバルブPNL2の表示の一例を示す模式図である。図7には、説明に必要な構成のみを示している。ここでは、ライトバルブPNL2の表示モードは、ノーマリブラックであるものとして説明する。なお、ライトバルブPNL2の表示モードは、ノーマリホワイトであってもよい。
図7において、画素電極PE2は、画素電極PE201、PE202、PE203、及びPE204を含む。画素電極PE201及びPE202は、第2方向Yにおいて、互いに間隔を置いて並んでいる。画素電極PE201及びPE203は、第1方向Xにおいて、互いに間隔を置いて並んでいる。画素電極PE202及びPE204は、第1方向Xにおいて、互いに間隔を置いて並んでいる。画素電極PE203及びPE204は、第2方向Yにおいて、互いに間隔を置いて並んでいる。
副画素PX2は、副画素PX201、PX202、PX203、及びPX204を含む。副画素PX201は、画素電極PE201と画素電極PE201の周囲の電極ELとを含む。副画素PX202は、画素電極PE202と画素電極PE202の周囲の電極ELとを含む。副画素PX203は、画素電極PE203と画素電極PE203の周囲の電極ELとを含む。副画素PX204は、画素電極PE204と画素電極PE204の周囲の電極ELとを含む。副画素PX201及びPX202は、第2方向Yで互いに隣接している。副画素PX201及びPX203は、第1方向Xで互いに隣接している。副画素PX202及びPX204は、第1方向Xで互いに隣接している。副画素PX203及びPX204は、第2方向Yで互いに隣接している。
図7に示した例では、画素電極PE2に電圧を印加していない場合、ライトバルブPNL2の表示領域DAの表示は、黒色になる。
図8は、画素電極PE2に電圧を印加した場合のライトバルブPNL2の表示の一例を示す模式図である。図8には、説明に必要な構成のみを示している。図8に示したライトバルブPNL2は、図7に示したライトバルブPNL2に対応する。
図8に示した例では、図7に示したライトバルブPNL2の画素電極PE201乃至PE204に同じ電圧、例えば、10[V]が印加されている。画素電極PE201に電圧を印加した場合、画素電極PE201と画素電極PE201の周囲の電極ELとは、ほぼ同じ電位になる。画素電極PE202に電圧を印加した場合、画素電極PE202と画素電極PE202の周囲の電極ELとは、ほぼ同じ電位になる。画素電極PE203に電圧を印加した場合、画素電極PE203と画素電極PE203の周囲の電極ELとは、ほぼ同じ電位になる。画素電極PE204に電圧を印加した場合、画素電極PE204と画素電極PE204の周囲の電極ELとは、ほぼ同じ電位になる。画素電極PE201乃至PE204に同じ電圧を印加した場合、画素電極PE201乃至PE204と画素電極PE201乃至PE204を包囲する電極ELとは、ほぼ同じ電位になる。言い換えると、画素電極PE201乃至PE204に同じ電圧を印加した場合、副画素PX201乃至PX204は、ほぼ同じ電位になる。そのため、図8に示すように、画素電極PE201乃至PE204に同じ電圧を印加した場合、副画素PX201乃至PX204に対応する領域DIにおけるライトバルブPNL2の表示領域DAの表示は、副画素PX201乃至PX204の間に境界が生じない白色になり得る。言い換えると、画素電極PE201乃至PE204に同じ電圧を印加した場合、ライトバルブPNL2は、副画素PX201乃至PX204の間に境界を生じさせることなく、領域DIで照明装置BLから出射された光を透過する。つまり、画素電極PE201乃至PE204に同じ電圧を印加した場合、ライトバルブPNL2は、領域DIを均一な明るさにできる。
本実施形態によれば、表示装置DSPは、表示パネルPNL1と、表示パネルPNL1に対向するライトバルブPNL2と、表示パネルPNL1と反対側でライトバルブPNL2に対向する照明装置BLとを備えている。ライトバルブPNL2は、複数の画素電極PE2及び電極ELなどを備えている。電極ELは、画素電極PE2の抵抗値よりも高い抵抗値の材料で形成されている。電極ELは、複数の画素電極PE2上に亘って配置され、複数の画素電極PE2を電気的に接続する。互いに隣接する複数の副画素PX2にそれぞれ対応する複数の画素電極PE2に同じ電圧を印加した場合、ライトバルブPNL2は、互いに隣接する複数の副画素PX2を含む領域を均一な明るさにすることができる。そのため、表示装置DSPは、輝度ムラや、モアレの発生を抑制することができる。したがって、表示品質を向上することができる表示装置DSPを提供できる。
次に、変形例や他の実施形態に係る表示装置DSPについて説明する。以下に説明する変形例や他の実施形態において、前述した第1実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付しその詳細な説明を省略あるいは簡略化し、第1実施形態と異なる部分を中心に詳細に説明する。なお、他の実施形態においても、前述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
第1実施形態の変形例1に係る表示装置DSPは、ライトバルブPNL2の構成が第1実施形態の表示装置DSPと相違する。
図9は、変形例1に係るライトバルブPNL2の第3基板SUB3の一例を模式的に示す平面図である。図9には、第3基板SUB3の主要部を示している。
電極ELは、X−Y平面において格子状に配置されている。電極ELは、複数の副画素PX2の間に配置されている。言い換えると、電極ELは、複数の画素電極PE2と同層に形成されている。
図10は、図9に示したC−C線に沿ったライトバルブPNL2の断面図である。図10には、説明に必要な構成のみを示している。
電極ELは、誘電体層12の上に位置し、誘電体層12の一部に接触し、画素電極PE2の側面に接触している。図10に示した例では、電極ELは、画素電極PE23及びPE25の間に形成され、画素電極PE23及びPE25を電気的に接続する。電極ELは、画素電極PE23の側面及び画素電極PE25の側面に接触している。電極ELは、画素電極PE25及びPE26の間に形成され、画素電極PE25及びPE26を電気的に接続する。電極ELは、画素電極PE25の側面及び画素電極PE26の側面に接触している。電極ELは、画素電極PE2の上面には接触していない。なお、電極ELは、画素電極PE2の上面の一部に接触していてもよい。電極EL及び画素電極PE2は、同じ層に位置している。誘電体層13は、電極EL及び画素電極PE2の上に位置し、電極EL及び画素電極PE2に接触している。
このような変形例1においても、第1実施形態と同様の効果が得られる。加えて、変形例1のライトバルブPNL2は、画素電極PE2の上面が電極ELで覆われていないために、光の透過率が向上し得る。
第1実施形態の変形例2に係る表示装置DSPは、ライトバルブPNL2の構成が前述したい第1実施形態及び変形例1の表示装置DSPと相違する。
図11は、変形例2に係るライトバルブPNL2の断面図である。図11には、説明に必要な構成のみを示している。
電極ELは、誘電体層12の上に位置し、誘電体層12の一部に接触し、画素電極PE2の上に位置し、画素電極PE2の一部に接触している。図11に示した例では、電極ELは、画素電極PE23の端部からPE25の端部に亘って形成され、画素電極PE23及びPE25を電気的に接続する。電極ELは、画素電極PE23の端部の上面及び側面と画素電極PE25の端部の上面及び側面とに接触している。電極ELは、画素電極PE25の端部からPE26の端部に亘って形成され、画素電極PE25及びPE26を電気的に接続する。電極ELは、画素電極PE25の端部の上面及び側面と画素電極PE26の上面及び側面とに接触している。誘電体層13は、電極EL及び画素電極PE2の上に位置し、電極EL及び画素電極PE2に接触している。
このような変形例2においても、第1実施形態と同様の効果が得られる。
第1実施形態の変形例3に係る表示装置DSPは、ライトバルブPNL2の構成が前述したい第1実施形態、変形例1、及び変形例2の表示装置DSPと相違する。
図12は、変形例3に係るライトバルブPNL2の断面図である。図12には、説明に必要な構成のみを示している。
電極ELは、誘電体層12の上に位置し、誘電体層12の一部に接触し、画素電極PE2の下に位置し、画素電極PE2の一部に接触している。図12に示した例では、電極ELは、画素電極PE23及びPE25の下に形成され、画素電極PE23及びPE25を電気的に接続する。電極ELは、画素電極PE23の側面及び下面と画素電極PE25の側面及び下面とに接触している。電極ELは、画素電極PE25及びPE26の下に形成され、画素電極PE25及びPE26を電気的に接続する。電極ELは、画素電極PE25の側面及び下面と画素電極PE26の側面及び下面とに接触している。誘電体層13は、電極EL及び画素電極PE2の上に位置し、電極EL及び画素電極PE2に接触している。
このような変形例3においても、第1実施形態と同様の効果が得られる。
第1実施形態の変形例4に係る表示装置DSPは、ライトバルブPNL2の構成が前述した第1実施形態と変形例1乃至3と相違する。
図13は、変形例4に係るライトバルブPNL2の断面図である。図13には、説明に必要な構成のみを示している。
第3基板SUB3は、絶縁基板10、誘電体層(又は、絶縁層)11、12、13、データ線DL、ダミー配線DM、画素電極PE2、及び配向膜AL1などを備えている。配向膜AL1は、誘電体層13の上に位置し、誘電体層13に接触している。なお、第3基板SUB3において、各層の間には、前述した層以外の他の層が位置していてもよい。
第4基板SUB4は、絶縁基板20、誘電体層(又は、絶縁層)21、共通電極CE2、及び配向膜AL2などを備えている。誘電体層21は、絶縁基板20の下に位置し、絶縁基板20に接触している。共通電極CE2は、誘電体層21の下に位置し、誘電体層21に接触している。配向膜AL2は、共通電極CE2の下に位置し、共通電極CE2に接触している。なお、第4基板SUB4において、各層の間には、前述した層以外の他の層が位置していてもよい。誘電体層21は、なくともよい。
このような変形例4においても、第1実施形態と同様の効果が得られる。
第2実施形態に係る表示装置DSPは、ライトバルブPNL2の駆動方式が前述した第1実施形態、変形例1、及び変形例2の表示装置DSPと相違する。
図14は、第2実施形態に係るライトバルブPNL2の基本構成及び等価回路を示す図である。
ライトバルブPNL2は、表示領域DAにおいて、複数本の走査線G2、複数本のデータ線DL、共通電極CE2などを備えている。複数の走査線G2は、第1方向Xに延出し、第2方向Yに並んでいる。複数のデータ線DLは、第2方向Yに延出し、第1方向Xに並んでいる。走査線G2は、モリブデン、タングステン、チタン、アルミニウムなどの金属材料又はこれらの合金材料によって形成され、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。なお、走査線G2は、必ずしも直線的に延出していなくてもよく、それらの一部が屈曲していてもよい。共通電極CE2は、複数の副画素PX1に亘って配置されている。走査線G2、データ線DL、及び、共通電極CE2は、それぞれ非表示領域NDAに引き出されている。非表示領域NDAにおいて、走査線G2は走査線駆動回路GD2に接続され、データ線DLはデータ線駆動回路SD2に接続され、共通電極CE2は共通電極駆動回路CD2に接続されている。データ線駆動回路SD2、走査線駆動回路GD2、及び、共通電極駆動回路CD2は、第3基板SUB3上に形成されてもよいし、これらの一部或いは全部が図示していないICチップ等に内蔵されていてもよい。
各副画素PX2は、スイッチング素子SW2、画素電極PE2、電極EL、共通電極CE2、及び液晶層LC2等を備えている。スイッチング素子SW2は、例えば、TFTによって構成され、走査線G2及びデータ線DLと電気的に接続されている。より具体的には、スイッチング素子SW2は、ゲート電極WG2、ソース電極WS2、及び、ドレイン電極WD2を備えている。ゲート電極WG2は、走査線G2と電気的に接続されている。図示した例では、データ線DLと電気的に接続された電極をソース電極WS2と称し、画素電極PE2と電気的に接続された電極をドレイン電極WD2と称する。
走査線G2は、第1方向Xに並んだ副画素PX2の各々におけるスイッチング素子SW2と接続されている。データ線DLは、第2方向Yに並んだ副画素PX2の各々におけるスイッチング素子SW2と接続されている。電極ELは、前述したように複数の画素電極PE2を電気的に接続している。画素電極PE2及び電極ELは、例えば、共通電極CE2と対向し、画素電極PE2及び電極ELと共通電極CE2との間に生じる電界によって液晶層LC2を駆動している。保持容量CS2は、例えば、共通電極CE2と画素電極PE2及び電極ELとの間に形成される。
このような第2実施形態においても、第1実施形態と同様の効果が得られる。
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
DSP…表示装置 PNL1…表示パネル PNL2…ライトバルブ
BL…照明装置
SUB1…第1基板 SUB2…第2基板
SUB3…第3基板 SUB4…第4基板
10…絶縁基板 20…絶縁基板 DA…表示領域 NDA…非表示領域
PE1、PE2…画素電極 DL…データ線 EL…電極
S…信号線 G1、G2…走査線

Claims (11)

  1. 平面視で並んで配置された第1電極及び第2電極と、
    前記第1電極及び前記第2電極を電気的に接続する第3電極と、
    前記第1電極に電気的に接続された第1データ線と、
    前記第2電極に電気的に接続された第2データ線と、
    を備える照明装置。
  2. 前記第1電極及び前記第2電極の第1抵抗値は、前記第3電極の第2抵抗値よりも小さい、請求項1に記載の照明装置。
  3. 第1基板と、
    前記第1基板と対向する第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液晶層と、を備え、
    前記第1基板は、前記第1電極、前記第2電極、前記第3電極、前記第1データ線、及び前記第2データ線を有する、請求項2に記載の照明装置。
  4. 前記第1基板は、第1絶縁基板と、前記第1絶縁基板の上に位置する第1誘電体層と、前記第1誘電体層の上に位置する第2誘電体層と、前記第2誘電体層の上に位置する第1配向膜とを有し、
    前記第1データ線及び前記第2データ線は、前記第1絶縁基板と前記第1誘電体層との間に位置し、
    前記第1電極、前記第2電極、及び前記第3電極は、前記第1誘電体層と前記第2誘電体層との間に位置している、請求項3に記載の照明装置。
  5. 前記第1電極、前記第2電極、及び前記第3電極は、前記第1誘電体層に接触している、請求項4に記載の照明装置。
  6. 前記第3電極は、前記第1電極及び前記第2電極を覆っている、請求項4又は5に記載の照明装置。
  7. 前記第1基板は、共通電極を有し、
    前記共通電極は、前記第1配向膜及び前記第2誘電体層の間に位置している、請求項4乃至6のいずれか1項に記載の照明装置。
  8. 前記第2基板は、共通電極を有する、請求項4乃至6のいずれか1項に記載の照明装置。
  9. 前記第2抵抗値に対する前記第1抵抗値の比率は、100以上である、請求項2乃至8のいずれか1項に記載の照明装置。
  10. マトリクス状に配置された複数の第1電極と、
    前記複数の第1電極の間に形成され、格子状に配置され、前記複数の第1電極間を電気的に接続する第2電極と、
    前記複数の第1電極にそれぞれ電気的に接続され、前記複数の第1電極にそれぞれ電圧を印加する複数のデータ線と、を備える照明装置。
  11. 表示パネルと、
    前記表示パネルに対向する第1の照明装置と、
    前記表示パネルと前記第1の照明装置との間に位置する第2の照明装置と、を備え、
    前記第2の照明装置は、
    平面視で並んで配置された第1電極及び第2電極と、
    前記第1電極及び前記第2電極を電気的に接続する第3電極と、
    前記第1電極に電気的に接続された第1データ線と、
    前記第2電極に電気的に接続された第2データ線と、を有し、
    前記第1電極及び前記第2電極の第1抵抗値は、前記第3電極の第2抵抗値よりも小さい、表示装置。
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