JP2021128271A - 表示装置及び表示装置用アレイ基板 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品位の低下を抑制することが可能な表示装置及び表示装置用アレイ基板を提供する。【解決手段】第１透明基板と、画素電極と、を備えた第１基板と、第２透明基板と、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、ポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、前記第２透明基板の側面に沿って配置された発光モジュールと、を備え、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方は、第１方向に並んだ第１遮光部を備え、前記第１遮光部の前記第１方向に沿った幅をＬｘとし、隣接する前記第１遮光部の前記第１方向に沿った間隔をＳｘとしたとき、Ｌｘ／（Ｓｘ＋Ｌｘ）で表されるデューティ比Ｄｘは、０．２以下である、表示装置。【選択図】図１０

Description

本発明の実施形態は、表示装置及び表示装置用アレイ基板に関する。

近年、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を用いた表示装置が提案されている。一例では、アルミニウムや銀などによって形成された反射層が画素スイッチング回路部を覆っている表示装置が開示されている。

特開２０１７−１６７２１４号公報

本実施形態の目的は、表示品位の低下を抑制することが可能な表示装置及び表示装置用アレイ基板を提供することにある。

本実施形態の表示装置は、
第１透明基板と、画素電極と、を備えた第１基板と、第２透明基板と、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、ポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、前記第２透明基板の側面に沿って配置された発光モジュールと、を備え、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方は、第１方向に並んだ第１遮光部を備え、前記第１遮光部の前記第１方向に沿った幅をＬｘとし、隣接する前記第１遮光部の前記第１方向に沿った間隔をＳｘとしたとき、Ｌｘ／（Ｓｘ＋Ｌｘ）で表されるデューティ比Ｄｘは、０．２以下である。
本実施形態の表示装置は、
第１透明基板と、画素電極と、を備えた第１基板と、第２透明基板と、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、ポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、前記第２透明基板の側面に沿って配置された発光モジュールと、を備え、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方は、第１方向に並んだ第１遮光部と、前記第１方向に交差する第２方向に並んだ第２遮光部と、前記第１遮光部及び前記第２遮光部で囲まれた第３遮光部と、を備え、前記第１遮光部の前記第１方向に沿った幅をＬｘｎとし、前記第３遮光部の前記第１方向に沿った幅をＬｘｗとし、前記第３遮光部の前記第２方向に沿った幅をＬｙｗとし、前記第１遮光部と前記第３遮光部との前記第１方向に沿った間隔をＳｘｎとし、前記第２遮光部と前記第３遮光部との前記第２方向に沿った間隔をＳｙｎとしたとき、
｛Ｌｘｎ／（Ｓｘｎ＋Ｌｘｗ＋Ｌｘｎ）｝＊｛Ｓｙｎ／（Ｓｙｎ＋Ｌｙｗ）｝＋
｛（Ｌｘｎ＋Ｌｘｗ）／（Ｓｘｎ＋Ｌｘｗ＋Ｌｘｎ）｝＊Ｌｙｗ／（Ｓｙｎ＋Ｌｙｗ）
で表されるデューティ比Ｄｘは、０．２以下である。

本実施形態の表示装置用アレイ基板は、
透明基板と、第１方向に並んだ第１配線と、前記第１方向に交差する第２方向に並んだ第２配線と、を備え、前記第１配線の前記第１方向に沿った幅をＬｘとし、隣接する前記第１配線の前記第１方向に沿った間隔をＳｘとしたとき、Ｌｘ／（Ｓｘ＋Ｌｘ）で表されるデューティ比Ｄｘは、０．２以下である。
本実施形態の表示装置用アレイ基板は、
透明基板と、第１方向に並んだ第１配線と、前記第１方向に交差する第２方向に並んだ第２配線と、前記第１配線及び前記第２配線と電気的に接続されたスイッチング素子と、を備え、前記第１配線の前記第１方向に沿った幅をＬｘｎとし、前記スイッチング素子の前記第１方向に沿った幅をＬｘｗとし、前記スイッチング素子の前記第２方向に沿った幅をＬｙｗとし、前記第１配線と前記スイッチング素子との前記第１方向に沿った間隔をＳｘｎとし、前記第２配線と前記スイッチング素子との前記第２方向に沿った間隔をＳｙｎとしたとき、
｛Ｌｘｎ／（Ｓｘｎ＋Ｌｘｗ＋Ｌｘｎ）｝＊｛Ｓｙｎ／（Ｓｙｎ＋Ｌｙｗ）｝＋
｛（Ｌｘｎ＋Ｌｘｗ）／（Ｓｘｎ＋Ｌｘｗ＋Ｌｘｎ）｝＊Ｌｙｗ／（Ｓｙｎ＋Ｌｙｗ）
で表されるデューティ比Ｄｘは、０．２以下である。

図１は、本実施形態の表示装置ＤＳＰの一構成例を示す平面図である。 図２は、図１に示した第１基板ＳＵＢ１の一構成例を示す平面図である。 図３は、図１に示した第１基板ＳＵＢ１の他の構成例を示す平面図である。 図４は、図３に示したＡ−Ｂ線に沿った表示パネルＰＮＬの一構成例を示す断面図である。 図５は、図３に示したＡ−Ｂ線に沿った表示パネルＰＮＬの他の構成例を示す断面図である。 図６は、図３に示したＡ−Ｂ線に沿った表示パネルＰＮＬの他の構成例を示す断面図である。 図７は、発光モジュール１００を含む表示装置ＤＳＰの断面図である。 図８は、デューティ比の定義の一例を説明するための図である。 図９は、デューティ比の定義の他の例を説明するための図である。 図１０は、デューティ比に対する回折効率のシミュレーション結果を示す図である。 図１１は、表示装置ＤＳＰの主観評価方法を説明するための図である。 図１２は、表示装置ＤＳＰの主観評価結果の一例を示す図である。 図１３は、表示装置ＤＳＰの主観評価結果の他の例を示す図である。

以下、本実施形態について、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。

図１は、本実施形態の表示装置ＤＳＰの一構成例を示す平面図である。一例では、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、表示装置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。本実施形態においては、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙで規定されるＸ−Ｙ平面を見ることを平面視という。

表示装置ＤＳＰは、高分子分散液晶層（以下、単に液晶層ＬＣと称する）を備えた表示パネルＰＮＬと、配線基板１と、ＩＣチップ２と、発光モジュール１００と、を備えている。

表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、液晶層ＬＣと、シールＳＬと、を備えている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、平面視で、重畳している。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、シールＳＬによって接着されている。液晶層ＬＣは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持され、シールＳＬによって封止されている。

図１において拡大して模式的に示すように、液晶層ＬＣは、ポリマー３１と、液晶分子３２と、を含んでいる。一例では、ポリマー３１は、液晶性ポリマーである。ポリマー３１は、第１方向Ｘに沿って延出した筋状に形成され、第２方向Ｙに並んでいる。液晶分子３２は、ポリマー３１の隙間に分散され、その長軸が第１方向Ｘに沿うように配向される。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。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。
一例では、ポリマー３１の配向方向は、電界の有無にかかわらずほとんど変化しない。一方、液晶分子３２の配向方向は、液晶層ＬＣにしきい値以上の高い電圧が印加された状態では、電界に応じて変化する。液晶層ＬＣに電圧が印加されていない状態では、ポリマー３１及び液晶分子３２のそれぞれの光軸は互いに平行であり、液晶層ＬＣに入射した光は、液晶層ＬＣ内でほとんど散乱されることなく透過する（透明状態）。液晶層ＬＣに電圧が印加された状態では、ポリマー３１及び液晶分子３２のそれぞれの光軸は互いに交差し、液晶層ＬＣに入射した光は、液晶層ＬＣ内で散乱される（散乱状態）。

表示パネルＰＮＬは、画像を表示する表示部ＤＡと、表示部ＤＡを囲む額縁状の非表示部ＮＤＡと、を備えている。シールＳＬは、非表示部ＮＤＡに位置している。表示部ＤＡは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配列された画素ＰＸを備えている。
図１において拡大して示すように、各画素ＰＸは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥ、液晶層ＬＣ等を備えている。スイッチング素子ＳＷは、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成され、走査線Ｇ及び信号線Ｓと電気的に接続されている。走査線Ｇは、第１方向Ｘに並んだ画素ＰＸの各々におけるスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。信号線Ｓは、第２方向Ｙに並んだ画素ＰＸの各々におけるスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。共通電極ＣＥは、複数の画素電極ＰＥに対して共通に配置されている。液晶層ＬＣ（特に、液晶分子３２）は、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に生じる電界によって駆動される。容量ＣＳは、例えば、共通電極ＣＥと同電位の電極、及び、画素電極ＰＥと同電位の電極の間に形成される。

後に説明するが、第１基板ＳＵＢ１は、走査線Ｇ、信号線Ｓ、スイッチング素子ＳＷ、及び、画素電極ＰＥを備え、第２基板ＳＵＢ２は、共通電極ＣＥを備えている。第１基板ＳＵＢ１において、走査線Ｇ及び信号線Ｓは、配線基板１あるいはＩＣチップ２と電気的に接続されている。

配線基板１及びＩＣチップ２は、第１基板ＳＵＢ１の延出部Ｅｘに実装されている。延出部Ｅｘは、第１基板ＳＵＢ１のうち第２基板ＳＵＢ２と重畳しない部分に相当する。配線基板１は、例えば折り曲げ可能なフレキシブルプリント回路基板である。ＩＣチップ２は、例えば、画像表示に必要な信号を出力するディスプレイドライバなどを内蔵している。なお、ＩＣチップ２は、配線基板１に実装されてもよい。

発光モジュール１００は、表示パネルＰＮＬの側面（あるいは端部）に沿って配置され、この側面に向かって発光する。発光モジュール１００は、表示パネルＰＮＬの短辺に沿って配置されてもよいし、表示パネルＰＮＬの長辺に沿って配置されてもよい。
図１に示す構成例では、発光モジュール１００は、平面視で延出部Ｅｘに重畳しており、表示パネルＰＮＬの側面Ｅ２１に沿って配置されている。なお、発光モジュール１００は、表示パネルＰＮＬの他の側面に沿って配置されてもよく、例えば、側面Ｅ２１の反対側の側面Ｅ１１に沿って配置されてもよいし、他の側面Ｅ１２またはＥ１３に沿って配置されてもよい。側面Ｅ１１乃至Ｅ１３は、第１基板ＳＵＢ１の側面と、第２基板ＳＵＢ２の側面とを含んでいる。この場合、発光モジュール１００は、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２のいずれかの側面に向かって発光してもよいし、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の双方の側面に向かって発光してもよい。但し、発光モジュール１００が側面Ｅ１２またはＥ１３に沿って配置される場合、液晶層ＬＣのポリマー３１は、第２方向Ｙに沿って延出した筋状に形成され、且つ、液晶分子３２は、その長軸が第２方向Ｙに沿うように配向される。

図２は、図１に示した第１基板ＳＵＢ１の一構成例を示す平面図である。ここでは、第１基板ＳＵＢ１の主要部のみを図示している。第１基板ＳＵＢ１は、走査線Ｇ１及びＧ２と、信号線Ｓ１及びＳ２と、スイッチング素子ＳＷと、画素電極ＰＥと、を備えている。走査線Ｇ１及びＧ２、信号線Ｓ１及びＳ２、及び、スイッチング素子ＳＷは、遮光性（不透明）の導電材料によって形成されている。

信号線Ｓ１及びＳ２は、第１方向Ｘに間隔をおいて並んだ第１遮光部あるいは第１配線に相当する。これらの信号線Ｓ１及びＳ２は、第２方向Ｙに沿って延出している。走査線Ｇ１及びＧ２は、第２方向Ｙに間隔をおいて並んだ第２遮光部あるいは第２配線に相当する。これらの走査線Ｇ１及びＧ２は、第１方向Ｘに沿って延出している。

スイッチング素子ＳＷの各々は、走査線Ｇ１及びＧ２と、信号線Ｓ１及びＳ２とで囲まれた第３遮光部に相当する。例えば、スイッチング素子ＳＷ１は走査線Ｇ１及び信号線Ｓ１と電気的に接続され、スイッチング素子ＳＷ２は走査線Ｇ２及び信号線Ｓ１と電気的に接続されている。
画素電極ＰＥの各々は、第１方向Ｘに隣接する２本の信号線と、第２方向Ｙに隣接する２本の走査線とで囲まれ、スイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。例えば、第２方向Ｙに隣接する画素電極ＰＥ１及びＰＥ２に着目すると、画素電極ＰＥ１はスイッチング素子ＳＷ１と電気的に接続され、画素電極ＰＥ２はスイッチング素子ＳＷ２と電気的に接続されている。

図中に一点鎖線で示す遮光層ＢＭは、第２基板に設けられている。遮光層ＢＭは、平面視において、走査線Ｇ１及びＧ２、信号線Ｓ１及びＳ２、及び、スイッチング素子ＳＷに重畳している。より具体的には、遮光層ＢＭは、第１方向Ｘに沿って延出する部分ＢＸと、第２方向Ｙに沿って延出する部分ＢＹと、部分ＢＸと部分ＢＹとで囲まれた部分ＢＳと、を有している。部分ＢＸは、走査線Ｇ１及びＧ２にそれぞれ重畳し、第２遮光部に相当する。部分ＢＹは、信号線Ｓ１及びＳ２にそれぞれ重畳し、第１遮光部に相当する。部分ＢＳは、スイッチング素子ＳＷ１及びＳＷ２にそれぞれ重畳し、第３遮光部に相当する。

図３は、図１に示した第１基板ＳＵＢ１の他の構成例を示す平面図である。図３に示す構成例は、図２に示した構成例と比較して、第１方向Ｘに隣接する画素電極の間に複数の信号線が配置された点で相違している。

第１基板ＳＵＢ１は、走査線Ｇ１１及びＧ１２と、信号線Ｓ１１乃至Ｓ１４と、スイッチング素子ＳＷ１１乃至ＳＷ１４と、画素電極ＰＥ１１乃至ＰＥ１４と、を備えている。画素電極ＰＥ１１及びＰＥ１２は第１方向Ｘに隣接し、画素電極ＰＥ１３及びＰＥ１４は第１方向Ｘに隣接し、画素電極ＰＥ１１及びＰＥ１４は第２方向Ｙに隣接している。
スイッチング素子ＳＷ１１は走査線Ｇ１１及び信号線Ｓ１２と電気的に接続され、画素電極ＰＥ１１はスイッチング素子ＳＷ１１と電気的に接続されている。スイッチング素子ＳＷ１２は走査線Ｇ１１及び信号線Ｓ１４と電気的に接続され、画素電極ＰＥ１２はスイッチング素子ＳＷ１２と電気的に接続されている。スイッチング素子ＳＷ１３は走査線Ｇ１２及び信号線Ｓ１１と電気的に接続され、画素電極ＰＥ１３はスイッチング素子ＳＷ１３と電気的に接続されている。スイッチング素子ＳＷ１４は走査線Ｇ１２及び信号線Ｓ１３と電気的に接続され、画素電極ＰＥ１４はスイッチング素子ＳＷ１４と電気的に接続されている。

図３に示す構成例では、隣接する画素電極の間に２本の信号線が配置されている。例えば、画素電極ＰＥ１１及びＰＥ１２との間には信号線Ｓ１３及びＳ１４が配置され、画素電極ＰＥ１３及びＰＥ１４との間には信号線Ｓ１１及びＳ１２が配置されている。

遮光層ＢＭにおいて、１つの部分ＢＹは、信号線Ｓ１１及びＳ１２に重畳している。また、他の部分ＢＹは、信号線Ｓ１３及びＳ１４に重畳している。図３に示す部分ＢＹの第１方向Ｘに沿った幅は、図２に示した部分ＢＹの幅より大きい。部分ＢＸは、走査線Ｇ１１及びＧ１２にそれぞれ重畳している。部分ＢＳは、スイッチング素子ＳＷ１１乃至ＳＷ１４にそれぞれ重畳している。

図４は、図３に示したＡ−Ｂ線に沿った表示パネルＰＮＬの一構成例を示す断面図である。
第１基板ＳＵＢ１は、第１透明基板１０と、絶縁膜１１乃至１４と、金属層１５と、容量電極１６と、スイッチング素子ＳＷ１１と、画素電極ＰＥ１１と、配向膜ＡＬ１と、を備えている。第１透明基板１０は、主面（外面）１０Ａと、主面１０Ａの反対側の主面（内面）１０Ｂと、を備えている。スイッチング素子ＳＷ１１は、主面１０Ｂ側に配置されている。スイッチング素子ＳＷ１１のゲート電極ＧＥは、主面１０Ｂ上に配置され、絶縁膜１１によって覆われている。ゲート電極ＧＥは、図３に示した走査線Ｇ１１と一体的に形成されている。

信号線Ｓ１１及びＳ１２、及び、スイッチング素子ＳＷ１１の半導体層ＳＣは、絶縁膜１１の上に配置され、絶縁膜１２によって覆われている。スイッチング素子ＳＷ１１のソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、半導体層ＳＣに接触し、絶縁膜１２によって覆われている。ソース電極ＳＥは、信号線Ｓ１２と一体的に形成されている。ドレイン電極ＤＥは、一対のソース電極ＳＥの間に位置している。

絶縁膜１３は、絶縁膜１２の上に配置されている。金属層１５は、絶縁膜１３の上に配置されている。また、金属層１５は、信号線Ｓ１１及びＳ１２、及び、スイッチング素子ＳＷ１１に重畳している。容量電極１６は、絶縁膜１３の上に配置され、金属層１５に接触し、絶縁膜１４によって覆われている。つまり、容量電極１６は、金属層１５と電気的に接続されている。画素電極ＰＥ１１は、絶縁膜１４の上に配置され、配向膜ＡＬ１によって覆われている。画素電極ＰＥ１１は、第３方向Ｚにおいて絶縁膜１４を介して容量電極１６と対向している。配向膜ＡＬ１は、液晶層ＬＣに接している。

第２基板ＳＵＢ２は、第２透明基板２０と、遮光層ＢＭと、共通電極ＣＥと、配向膜ＡＬ２と、を備えている。第２透明基板２０は、主面（内面）２０Ａと、主面２０Ａの反対側の主面（外面）２０Ｂと、を備えている。主面２０Ａは、主面１０Ｂと向かい合っている。遮光層ＢＭ及び共通電極ＣＥは、主面２０Ａに配置されている。遮光層ＢＭのうち、部分ＢＹは、第３方向Ｚにおいて、信号線Ｓ１１及びＳ１２、及び、金属層１５に対向している。また、遮光層ＢＭのうち、部分ＢＳは、第３方向Ｚにおいて、スイッチング素子ＳＷ１１、及び、金属層１５に対向している。共通電極ＣＥは、遮光層ＢＭに接触している。共通電極ＣＥは、第３方向Ｚにおいて、画素電極ＰＥ１１を含む複数の画素電極ＰＥと対向している。また、共通電極ＣＥは、容量電極１６と電気的に接続されており、容量電極１６とは同電位である。配向膜ＡＬ２は、共通電極ＣＥを覆っている。配向膜ＡＬ２は、液晶層ＬＣに接している。

第１透明基板１０及び第２透明基板２０は、例えばガラス基板であるが、プラスチック基板などの絶縁基板であってもよい。絶縁膜１１、１２、１４は無機絶縁膜であり、絶縁膜１３は有機絶縁膜である。容量電極１６、画素電極ＰＥ、及び、共通電極ＣＥは、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料によって形成された透明電極である。遮光層ＢＭは、絶縁層であってもよいし、共通電極ＣＥよりも低抵抗な導電層であってもよい。遮光層ＢＭが導電層である場合には、共通電極ＣＥが遮光層ＢＭと電気的に接続されることにより、共通電極ＣＥが低抵抗化される。配向膜ＡＬ１及びＡＬ２は、Ｘ−Ｙ平面に略平行な配向規制力を有する水平配向膜である。一例では、配向膜ＡＬ１及びＡＬ２は、第１方向Ｘに沿って配向処理されている。なお、配向処理とは、ラビング処理であってもよいし、光配向処理であってもよい。

図５は、図３に示したＡ−Ｂ線に沿った表示パネルＰＮＬの他の構成例を示す断面図である。図５に示す構成例は、図４に示した構成例と比較して、絶縁膜１３が画素電極ＰＥ１１に重畳する開口部Ｏ１３を有している点で相違している。絶縁膜１３は、信号線Ｓ１１及びＳ１２、及び、スイッチング素子ＳＷ１１に重畳し、第２方向Ｙに延出している。図示しないが、絶縁膜１３は、走査線にも重畳し、第１方向Ｘに延出している。つまり、絶縁膜１３は、バスタブ状に形成されている。なお、図５に示す構成例では、開口部Ｏ１３において、絶縁膜１３が完全に除去され、絶縁膜１２まで貫通しているが、信号線Ｓ１１の直上よりも薄い膜厚で残っていてもよい。
金属層１５は、絶縁膜１３の上面に配置され、信号線Ｓ１１及びＳ１２、及び、スイッチング素子ＳＷ１１に重畳している。容量電極１６は、金属層１５を覆うとともに、絶縁膜１３の側面を覆っている。また、開口部Ｏ１３においては、容量電極１６は、絶縁膜１２の上に配置されている。容量電極１６と画素電極ＰＥ１１との間には、絶縁膜１４が介在している。遮光層ＢＭは、第３方向Ｚにおいて絶縁膜１３に対向している。

このような構成例によれば、有機絶縁膜である絶縁膜１３が開口部Ｏ１３を有していない場合と比較して、絶縁膜１３の体積が小さい。このため、後述するが、第１基板ＳＵＢ１を伝播する光の絶縁膜１３での吸収が抑制される。

図６は、図３に示したＡ−Ｂ線に沿った表示パネルＰＮＬの他の構成例を示す断面図である。図６に示す構成例は、図５に示した構成例と比較して、容量電極１６が画素電極ＰＥ１１に重畳する開口部Ｏ１６を有している点で相違している。容量電極１６は、絶縁膜１３上において金属層１５を覆うとともに、絶縁膜１３の側面を覆っている。また、容量電極１６は、絶縁膜１３の近傍において、絶縁膜１４を介して画素電極ＰＥ１１と重畳している。開口部Ｏ１６は、開口部Ｏ１３の一部に重畳している。開口部Ｏ１６においては、絶縁膜１４は、絶縁膜１２の上に配置されている。

このような構成例によれば、容量電極１６が開口部Ｏ１６を有していない場合と比較して、容量電極１６の体積が小さい。このため、後述するが、第１基板ＳＵＢ１を伝播する光の容量電極１６での吸収が抑制される。

図７は、発光モジュール１００を含む表示装置ＤＳＰの断面図である。なお、表示パネルＰＮＬについては、主要部のみを簡略化して図示している。
表示装置ＤＳＰは、さらに、第３透明基板３０を備えている。第３透明基板３０は、主面（内面）３０Ａと、主面３０Ａの反対側の主面（外面）３０Ｂと、を備えている。主面３０Ａは、主面２０Ｂと向かい合っている。透明な接着層ＡＤは、第２透明基板２０と第３透明基板３０とを接着している。第３透明基板３０は、例えばガラス基板であるが、プラスチック基板などの絶縁基板であってもよい。第３透明基板３０は、第１透明基板１０及び第２透明基板２０と同等の屈折率を有している。接着層ＡＤは、第２透明基板２０及び第３透明基板３０の各々と同等の屈折率を有している。なお、ここでの「同等」とは、屈折率差がゼロの場合に限らず、屈折率差が０．０３以下の場合を含む。

第２透明基板２０は側面２０Ｃを有し、第３透明基板３０は側面３０Ｃを有している。図１等に示した表示パネルＰＮＬの側面Ｅ２１は、側面２０Ｃ及び３０Ｃを含む。側面３０Ｃは、側面２０Ｃの直上に位置している。

発光モジュール１００において、光源１１０は、第３方向Ｚにおいて、第１基板ＳＵＢ１と配線基板１０１との間に設けられている。導光体１２０は、第２方向Ｙにおいて、光源１１０と側面２０Ｃとの間、及び、光源１１０と側面３０Ｃとの間に設けられている。導光体１２０は、接着層１０２により配線基板１０１に接着されるとともに、接着層１０３により第１基板ＳＵＢ１に接着されている。

次に、図７を参照しながら、光源１１０から出射された光Ｌ１について説明する。
光源１１０は、導光体１２０に向かって光Ｌ１を出射する。光源１１０から出射された光Ｌ１は、第２方向Ｙを示す矢印の向きに沿って伝播し、導光体１２０を通り、側面２０Ｃから第２透明基板２０に入射するとともに、側面３０Ｃから第３透明基板３０に入射する。第２透明基板２０及び第３透明基板３０に入射した光Ｌ１は、繰り返し反射されながら、表示パネルＰＮＬの内部を伝播する。電圧が印加されていない液晶層ＬＣに入射した光Ｌ１は、ほとんど散乱されることなく液晶層ＬＣを透過する。また、電圧が印加された液晶層ＬＣに入射した光Ｌ１は、液晶層ＬＣで散乱される。表示装置ＤＳＰは、主面１０Ａ側から観察可能であるとともに、主面３０Ｂ側からも観察可能である。また、表示装置ＤＳＰが主面１０Ａ側から観察された場合であっても、主面３０Ｂ側から観察された場合であっても、表示装置ＤＳＰを介して、表示装置ＤＳＰの背景を観察可能である。

ところで、このような表示装置ＤＳＰの背景に太陽や蛍光灯などの光源が位置している場合、表示パネルＰＮＬの周期的なパターンの回折に起因して、虹色のムラ（回折パターン）が視認されることがある。このような現象は、高分子分散液晶層を備えた表示パネルに限らず、周期的なパターンを有する各種表示パネル（有機エレクトロルミネッセンス素子、マイクロＬＥＤ、ミニＬＥＤなどの自発光型の表示素子を備えた表示パネルや、液晶素子や電気泳動素子などの表示素子を備えた表示パネルなど）においても起こりうることである。表示部ＤＡに表示された画像に、回折パターンが重なると、表示品位の低下を招く。

発明者は、回折パターンの出現には、表示パネルＰＮＬの透過部と遮光部とのデューティ比が影響していることを見出した。そして、発明者は、デューティ比が０．２（２０％）以下、より望ましくはデューティ比が０．１（１０％）以下、さらに望ましくはデューティ比が０．０３（３％）以下であれば、回折パターンが出現しない、あるいは、回折パターンがほとんど視認されないことを確認した。この点について、以下により具体的に説明する。

図８は、デューティ比の定義の一例を説明するための図である。表示パネルＰＮＬは、第１方向Ｘに並んだ複数の第１遮光部ＬＳ１と、第２方向Ｙに並んだ複数の第２遮光部ＬＳ２と、を備えている。第１遮光部ＬＳ１は、信号線Ｓや、遮光層ＢＭの部分ＢＹによって形成される。第２遮光部ＬＳ２は、走査線や、遮光層ＢＭの部分ＢＸによって形成される。第１遮光部ＬＳ１及び第２遮光部ＬＳ２で囲まれた内側の領域が透過部ＴＡに相当する。

第１遮光部ＬＳ１の第１方向Ｘに沿った幅をＬｘとし、第１方向Ｘに隣接する第１遮光部ＬＳ１の第１方向Ｘに沿った間隔（あるいは透過部ＴＡの幅）をＳｘとする。複数の第１遮光部ＬＳ１は、（Ｓｘ＋Ｌｘ）で表される等しいピッチで並んでいる。図中の縦ストライプを形成する第１遮光部ＬＳ１に着目したデューティ比Ｄｘは、以下の通り定義される。
Ｌｘ／（Ｓｘ＋Ｌｘ）

第２遮光部ＬＳ２の第２方向Ｙに沿った幅をＬｙとし、第２方向Ｙに隣接する第２遮光部ＬＳ２の第２方向Ｙに沿った間隔（あるいは透過部ＴＡの幅）をＳｙとする。複数の第２遮光部ＬＳ２は、（Ｓｙ＋Ｌｙ）で表される等しいピッチで並んでいる。図中の横ストライプを形成する第２遮光部ＬＳ２に着目したデューティ比Ｄｙは、以下の通り定義される。
Ｌｙ／（Ｓｙ＋Ｌｙ）

なお、図８に示した例は、第１遮光部ＬＳ１の幅Ｌｘ、及び、第２遮光部ＬＳ２の幅Ｌｙがほぼ一定である場合を想定している。スイッチング素子は、第１遮光部ＬＳ１または第２遮光部ＬＳ２に含まれてもよい。

図９は、デューティ比の定義の他の例を説明するための図である。図９に示す例は、図８に示した例と比較して、表示パネルＰＮＬが第１遮光部ＬＳ１及び第２遮光部ＬＳ２に加えて第３遮光部ＬＳ３を備えた点で相違している。換言すると、図９に示した例は、第１遮光部ＬＳ１の一部、または、第２遮光部ＬＳ２の一部が拡張された場合に相当する。つまり、第１遮光部ＬＳ１の幅Ｌｘ、及び、第２遮光部ＬＳ２の幅Ｌｙが一定でない場合には、図９に示す例を参考にして適宜デューティ比の定義を変更することができる。

第１遮光部ＬＳ１の第１方向Ｘに沿った幅をＬｘｎとし、第２遮光部ＬＳ２の第２方向Ｙに沿った幅をＬｙｎとし、第３遮光部ＬＳ３の第１方向Ｘに沿った幅（あるいは、第１遮光部ＬＳ１よりも第１方向Ｘに突出した部分の幅）をＬｘｗとし、第３遮光部ＬＳ３の第２方向Ｙに沿った幅（あるいは、第２遮光部ＬＳ２よりも第２方向Ｙに突出した部分の幅）をＬｙｗとし、第１遮光部ＬＳ１と第３遮光部ＬＳ３との第１方向Ｘに沿った間隔をＳｘｎとし、第２遮光部ＬＳ２と第３遮光部ＬＳ３との第２方向Ｙに沿った間隔をＳｙｎとする。
第１方向Ｘに隣接する第１遮光部ＬＳ１の第１方向Ｘに沿った間隔Ｓｘｗは、幅Ｌｘｗと間隔Ｓｘｎとの和に相当する。第２方向Ｙに隣接する第２遮光部ＬＳ２の第２方向Ｙに沿った間隔Ｓｙｗは、幅Ｌｙｗと間隔Ｓｙｎとの和に相当する。

図中の縦ストライプを形成する第１遮光部ＬＳ１及び第３遮光部ＬＳ３に着目したデューティ比Ｄｘは、以下の通り定義される。
｛Ｌｘｎ／（Ｓｘｎ＋Ｌｘｗ＋Ｌｘｎ）｝＊｛Ｓｙｎ／（Ｓｙｎ＋Ｌｙｗ）｝＋
｛（Ｌｘｎ＋Ｌｘｗ）／（Ｓｘｎ＋Ｌｘｗ＋Ｌｘｎ）｝＊Ｌｙｗ／（Ｓｙｎ＋Ｌｙｗ）

図中の横ストライプを形成する第２遮光部ＬＳ２及び第３遮光部ＬＳ３に着目したデューティ比Ｄｙは、以下の通り定義される。
｛Ｌｙｎ／（Ｓｙｎ＋Ｌｙｗ＋Ｌｙｎ）｝＊｛Ｓｘｎ／（Ｓｘｎ＋Ｌｘｗ）｝＋
｛（Ｌｙｎ＋Ｌｙｗ）／（Ｓｙｎ＋Ｌｙｗ＋Ｌｙｎ）｝＊Ｌｘｗ／（Ｓｘｎ＋Ｌｘｗ）

図１０は、デューティ比に対する回折効率のシミュレーション結果を示す図である。ここでの回折効率は、入射光強度に対する１次回折光の光強度の比として定義される。また、シミュレーションの対象とする表示パネルは、図８に示した第１遮光部ＬＳ１の縦ストライプのみを有するものとし、Ｌｘ／（Ｓｘ＋Ｌｘ）で表されるデューティ比Ｄｘを適用する。

図中のＡは幅Ｌｘが０．５μｍである場合のシミュレーション結果に相当し、図中のＢは幅Ｌｘが１μｍである場合のシミュレーション結果に相当し、図中のＣは幅Ｌｘが１０μｍである場合のシミュレーション結果に相当する。なお、幅Ｌｘが１００μｍである場合についてもシミュレーションしたが、幅Ｌｘが１０μｍである場合のシミュレーション結果とほぼ一致した。

回折効率が低いほど、人間の目で回折光が視認されにくい。発明者が検討したところによれば、回折効率が０．０６以下であれば、回折光がほとんど視認されないことが確認された。したがって、デューティ比は、０．２以下とすることが望ましい。なお、デューティ比が０．５を超える場合、遮光部の面積が透過部の面積を上回り、表示パネルＰＮＬの透過率が著しく低下するため、望ましくない。

以上のシミュレーション結果は、第１遮光部ＬＳ１の縦ストライプのデューティ比Ｄｘについて検討したものであるが、第２遮光部ＬＳ２の横ストライプのデューティ比Ｄｙについても同一のシミュレーション結果が得られた。したがって、デューティ比Ｄｘ及びＤｙのいずれについても、０．２以下とすることが望ましい。
なお、第１遮光部ＬＳ１及び第２遮光部ＬＳ２の双方が存在する場合には、デューティ比Ｄｘ及びＤｙのうち、大きい値を有する方のデューティ比が０．２以下であることが望ましい。

図１１は、表示装置ＤＳＰの主観評価方法を説明するための図である。サンプルとなる表示装置ＤＳＰは蛍光灯から１０ｍ離れた位置に設置され、観察者は、表示装置ＤＰＳの背景に蛍光灯が存在する状態で表示装置ＤＳＰを観察した。観察する環境の照度は、５００〜７００ｌｕｘとした。

レベル１は、虹がひどく視認され、表示された画像の表示品位を著しく低下させるレベルに相当する。
レベル２は、虹が視認され、表示された画像に虹が重なると、視認の妨げとなるレベルに相当する。レベル１及びレベル２は、表示装置ＤＳＰとして不適なレベルである。
レベル３は、虹がわずかに視認され、表示された画像に虹が重なっても、視認の妨げとならないレベルに相当する。レベル３は、表示装置ＤＳＰとして問題ないレベルである。
レベル４は、よく見ると虹がわずかに視認され、表示された画像にほとんど影響がないレベルに相当する。
レベル５は、よく見ても虹が視認されず、透明感が高いレベルに相当する。レベル４及びレベル５は、表示装置ＤＳＰとして好適なレベルである。

図１２は、表示装置ＤＳＰの主観評価結果の一例を示す図である。サンプルとなる表示装置ＤＳＰでは、（Ｓｘ＋Ｌｘ）で表される第１遮光部ＬＳ１のピッチが１００μｍである。
図示したように、デューティ比が０.２５以下の場合に、レベル３以上となる結果が得られた。また、デューティ比が０.２以下の場合に、レベル４以上となる結果が得られた。さらに、デューティ比が０．０３以下の場合に、レベル５となる結果が得られた。したがって、デューティ比は、０.２以下とすることが望ましく、０．０３以下とすることがより望ましい。

図１３は、表示装置ＤＳＰの主観評価結果の他の例を示す図である。サンプルとなる表示装置ＤＳＰでは、（Ｓｘ＋Ｌｘ）で表される第１遮光部ＬＳ１のピッチが２００μｍである。
図示したように、デューティ比が０.２５以下の場合に、レベル３以上となる結果が得られた。また、デューティ比が０.２以下の場合に、レベル４以上となる結果が得られた。さらに、デューティ比が０．０７以下の場合に、レベル５となる結果が得られた。したがって、デューティ比は、０.２以下とすることが望ましく、０．０７以下とすることがより望ましい。

以上の評価結果は、第１遮光部ＬＳ１の縦ストライプのデューティ比Ｄｘについて実験したものであるが、第２遮光部ＬＳ２の横ストライプのデューティ比Ｄｙについても同一の評価結果が得られた。したがって、デューティ比Ｄｘ及びＤｙのいずれについても、０．２以下とすることが望ましく、０．０３以下とすることがより望ましい。
なお、第１遮光部ＬＳ１及び第２遮光部ＬＳ２の双方が存在する場合には、デューティ比Ｄｘ及びＤｙのうち、大きい値を有する方のデューティ比が０．２以下であることが望ましい。

以上説明したように、本実施形態によれば、表示品位の低下を抑制することが可能な表示装置及び表示装置用アレイ基板を提供することができる。

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 ＰＮＬ…表示パネル １００…発光モジュール
ＳＵＢ１…第１基板 ＳＵＢ２…第２基板 ＬＣ…高分子分散液晶層
ＬＳ１…第１遮光部 ＬＳ２…第２遮光部 ＬＳ３…第３遮光部
Ｇ…走査線 Ｓ…信号線 ＳＷ…スイッチング素子 ＰＥ…画素電極
１３…有機絶縁膜 Ｏ１３…開口部 １４…無機絶縁膜
１５…金属層 １６…容量電極 Ｏ１６…開口部

Claims (16)

1. 第１透明基板と、画素電極と、を備えた第１基板と、
   第２透明基板と、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、ポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、
   前記第２透明基板の側面に沿って配置された発光モジュールと、を備え、
   前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方は、第１方向に並んだ第１遮光部を備え、
   前記第１遮光部の前記第１方向に沿った幅をＬｘとし、隣接する前記第１遮光部の前記第１方向に沿った間隔をＳｘとしたとき、Ｌｘ／（Ｓｘ＋Ｌｘ）で表されるデューティ比Ｄｘは、０．２以下である、表示装置。
2. 前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方は、前記第１方向に交差する第２方向に並んだ第２遮光部を備え、
   前記第２遮光部の前記第２方向に沿った幅をＬｙとし、隣接する前記第２遮光部の前記第２方向に沿った間隔をＳｙとしたとき、Ｌｙ／（Ｓｙ＋Ｌｙ）で表されるデューティ比Ｄｙは、０．２以下である、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記デューティ比Ｄｘ及びＤｙの少なくとも一方は、０．０３以下である、請求項２に記載の表示装置。
4. 前記第１基板は、前記第１遮光部としての信号線と、前記第２遮光部としての走査線と、を備え、
   前記第２基板は、前記第１遮光部及び前記第２遮光部として、遮光層を備えている、請求項２に記載の表示装置。
5. 前記第２方向に延出する前記遮光層の１つは、複数の前記信号線に重畳している、請求項４に記載の表示装置。
6. 前記第１基板は、さらに、複数の前記信号線に重畳する有機絶縁膜を備え、
   前記有機絶縁膜は、前記画素電極に重畳する開口部を有している、請求項５に記載の表示装置。
7. 前記第１基板は、さらに、前記有機絶縁膜の上面に配置された金属層を備え、
   前記金属層は、複数の前記信号線に重畳している、請求項６に記載の表示装置。
8. 前記第１基板は、さらに、前記金属層に接触する容量電極と、前記容量電極と前記画素電極との間に介在する無機絶縁膜と、を備えている、請求項７に記載の表示装置。
9. 前記容量電極は、前記画素電極に重畳する開口部を有している、請求項８に記載の表示装置。
10. 第１透明基板と、画素電極と、を備えた第１基板と、
    第２透明基板と、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、ポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、
    前記第２透明基板の側面に沿って配置された発光モジュールと、を備え、
    前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方は、第１方向に並んだ第１遮光部と、前記第１方向に交差する第２方向に並んだ第２遮光部と、前記第１遮光部及び前記第２遮光部で囲まれた第３遮光部と、を備え、
    前記第１遮光部の前記第１方向に沿った幅をＬｘｎとし、
    前記第３遮光部の前記第１方向に沿った幅をＬｘｗとし、
    前記第３遮光部の前記第２方向に沿った幅をＬｙｗとし、
    前記第１遮光部と前記第３遮光部との前記第１方向に沿った間隔をＳｘｎとし、
    前記第２遮光部と前記第３遮光部との前記第２方向に沿った間隔をＳｙｎとしたとき、
    ｛Ｌｘｎ／（Ｓｘｎ＋Ｌｘｗ＋Ｌｘｎ）｝＊｛Ｓｙｎ／（Ｓｙｎ＋Ｌｙｗ）｝＋
    ｛（Ｌｘｎ＋Ｌｘｗ）／（Ｓｘｎ＋Ｌｘｗ＋Ｌｘｎ）｝＊Ｌｙｗ／（Ｓｙｎ＋Ｌｙｗ）
    で表されるデューティ比Ｄｘは、０．２以下である、表示装置。
11. 前記第２遮光部の前記第２方向に沿った幅をＬｙｎとしたとき、
    ｛Ｌｙｎ／（Ｓｙｎ＋Ｌｙｗ＋Ｌｙｎ）｝＊｛Ｓｘｎ／（Ｓｘｎ＋Ｌｘｗ）｝＋
    ｛（Ｌｙｎ＋Ｌｙｗ）／（Ｓｙｎ＋Ｌｙｗ＋Ｌｙｎ）｝＊Ｌｘｗ／（Ｓｘｎ＋Ｌｘｗ）
    で表されるデューティ比Ｄｙは、０．２以下である、請求項１０に記載の表示装置。
12. 前記第１基板は、前記第１遮光部としての信号線と、前記第２遮光部としての走査線と、前記第３遮光部としてのスイッチング素子と、を備え、
    前記第２基板は、前記第１乃至第３遮光部として、遮光層を備えている、請求項１１に記載の表示装置。
13. 透明基板と、
    第１方向に並んだ第１配線と、
    前記第１方向に交差する第２方向に並んだ第２配線と、を備え、
    前記第１配線の前記第１方向に沿った幅をＬｘとし、隣接する前記第１配線の前記第１方向に沿った間隔をＳｘとしたとき、Ｌｘ／（Ｓｘ＋Ｌｘ）で表されるデューティ比Ｄｘは、０．２以下である、表示装置用アレイ基板。
14. 前記第２配線の前記第２方向に沿った幅をＬｙとし、隣接する前記第２配線の前記第２方向に沿った間隔をＳｙとしたとき、Ｌｙ／（Ｓｙ＋Ｌｙ）で表されるデューティ比Ｄｙは、０．２以下である、請求項１３に記載の表示装置用アレイ基板。
15. 透明基板と、
    第１方向に並んだ第１配線と、
    前記第１方向に交差する第２方向に並んだ第２配線と、
    前記第１配線及び前記第２配線と電気的に接続されたスイッチング素子と、を備え、
    前記第１配線の前記第１方向に沿った幅をＬｘｎとし、
    前記スイッチング素子の前記第１方向に沿った幅をＬｘｗとし、
    前記スイッチング素子の前記第２方向に沿った幅をＬｙｗとし、
    前記第１配線と前記スイッチング素子との前記第１方向に沿った間隔をＳｘｎとし、
    前記第２配線と前記スイッチング素子との前記第２方向に沿った間隔をＳｙｎとしたとき、
    ｛Ｌｘｎ／（Ｓｘｎ＋Ｌｘｗ＋Ｌｘｎ）｝＊｛Ｓｙｎ／（Ｓｙｎ＋Ｌｙｗ）｝＋
    ｛（Ｌｘｎ＋Ｌｘｗ）／（Ｓｘｎ＋Ｌｘｗ＋Ｌｘｎ）｝＊Ｌｙｗ／（Ｓｙｎ＋Ｌｙｗ）
    で表されるデューティ比Ｄｘは、０．２以下である、表示装置用アレイ基板。
16. 前記第２配線の前記第２方向に沿った幅をＬｙｎとしたとき、
    ｛Ｌｙｎ／（Ｓｙｎ＋Ｌｙｗ＋Ｌｙｎ）｝＊｛Ｓｘｎ／（Ｓｘｎ＋Ｌｘｗ）｝＋
    ｛（Ｌｙｎ＋Ｌｙｗ）／（Ｓｙｎ＋Ｌｙｗ＋Ｌｙｎ）｝＊Ｌｘｗ／（Ｓｘｎ＋Ｌｘｗ）
    で表されるデューティ比Ｄｙは、０．２以下である、請求項１５に記載の表示装置用アレイ基板。

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