JP2021144190A - 表示装置 - Google Patents

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Akira Hirai
明 平井
彰 坂井
Akira Sakai
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潔 箕浦
Kiyoshi Minoura
潔 箕浦
雄一 川平
Yuichi Kawahira
雄一 川平
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Abstract

【課題】光源からの光の取り出し効率が高い表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、照明装置と、表示用液晶パネルとを備える。照明装置は、光を出射する。表示用液晶パネルは、照明装置からの光の透過を制御することにより画像を表示する。照明装置は、光源と、調光用液晶パネルとを有する。調光用液晶パネルは、光源よりも表示用液晶パネル側に配置されている。調光用液晶パネルは、信号線と、反射層とを有する。反射層は、信号線よりも光源側であって、平面視において信号線と重なる領域の少なくとも一部に配されている。反射層は、信号線よりも400nm以上700nm以下の可視波長域における平均視感度反射率が高い。【選択図】図1

Description

本発明は、表示装置に関する。
例えば、特許文献1には、以下のような液晶表示装置が記載されている。特許文献1に記載の液晶表示装置では、液晶表示パネルと、バックライトとの間に、TN液晶パネルと、TN液晶パネルの両面に設けられた反射型偏光シートとを有する光学シャッターが配置されている。特許文献1には、TN液晶パネルは、液晶物質と、液晶物質を挟むように設けられており、互いに直交する方向に延びる複数のX電極及び複数のY電極を有することが記載されている。
特開2010−134269号公報
表示装置には、光源からの光の取り出し効率を向上したいという要望がある。
本開示の主な目的は、光源からの光の取り出し効率が高い表示装置を提供することにある。
一態様に係る表示装置は、照明装置と、表示用液晶パネルとを備える。照明装置は、光を出射する。表示用液晶パネルは、照明装置からの光の透過を制御することにより画像を表示する。照明装置は、光源と、調光用液晶パネルとを有する。調光用液晶パネルは、光源よりも表示用液晶パネル側に配置されている。調光用液晶パネルは、信号線と、反射層とを有する。反射層は、信号線よりも光源側であって、平面視において信号線と重なる領域の少なくとも一部に配されている。反射層は、信号線よりも400nm以上700nm以下の可視波長域における平均視感度反射率が高い。
他の一態様に係る表示装置は、照明装置と、表示用液晶パネルとを備える。照明装置は、光を出射する。表示用液晶パネルは、照明装置からの光の透過を制御することにより画像を表示する。照明装置は、光源と、調光用液晶パネルとを有する。調光用液晶パネルは、光源よりも表示用液晶パネル側に配置されている。調光用液晶パネルは、信号線を有する。信号線は、信号線の光源側表面の、400nm以上700nm以下の可視波長域における平均視感度反射率が70%以上となるように構成されている。
第1実施形態に係る表示装置の一部分を拡大した模式的平面図である。 図1の線II−IIにおける模式的断面図である。 第2実施形態に係る表示装置の一部分を拡大した模式的断面図である。 第3実施形態に係る表示装置の一部分を拡大した模式的断面図である。 第4実施形態に係る表示装置の一部分を拡大した模式的断面図である。 第5実施形態に係る表示装置の一部分を拡大した模式的断面図である。 第6実施形態に係る表示装置の一部分を拡大した模式的断面図である。
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る表示装置1の一部分を拡大した模式的平面図である。図2は、図1の線II−IIにおける模式的断面図である。なお、図1においては、描画の便宜上、かくれ線の一部を実践で描画している。
図2に示すように、表示装置1は、照明装置10と、表示用液晶パネル40とを備えている。
(照明装置10)
照明装置10は、表示用液晶パネル40に対して光を出射する装置である。表示用液晶パネル40は、照明装置10からの光を透過することにより画像を表示するパネルである。
ここで、本発明において、「画像」には、文字が含まれるものとする。「画像」は、静止画像及び動画像を含む。
照明装置10は、光源20と、調光用液晶パネル30とを有する。
(光源20)
光源20は、調光用液晶パネル30側に光を出射する。光源20は、例えば、エッジライト型の光源であってもよいし、直下型の光源であってもよい。エッジライト型の光源は、例えば、一主面に光出射面を有する導光板と、導光板の側面に対して光を出射する発光素子と、光出射面上に配された散乱板等の光学フィルムとを有していてもよい。直下型の光源は、マトリクス状に配された複数の発光素子と、複数の発光素子と調光用液晶パネルとの間に配された散乱板等の光学フィルムとを有していてもよい。
以下、本実施形態では、光源20が、エッジライト型の光源である例について説明する。
光源20は、導光体21と、少なくともひとつの発光素子22と、反射層23とを有する。
導光体21は、板状に形成されている。導光体21の一方の主面は、光源20の光出射面20aを構成している。
少なくともひとつの発光素子22は、例えば、発光素子22からの光が導光体21の側面に入射するように配されている。発光素子22は、例えば、LED(Light Emitting Diode)等により構成することができる。
反射層23は、導光体21の光出射面20aを構成している側の主面とは反対側の主面の上に形成されている。反射層23は、反射面23aを有する。反射面23aは、発光素子22等から入射した光を調光用液晶パネル30側に反射する。反射層23は、例えば、アルミニウム層や、白色の塗膜層等により構成することができる。
(調光用液晶パネル30)
調光用液晶パネル30は、光源20よりも表示用液晶パネル40側に配置されている。調光用液晶パネル30は、光源20の光出射面20aの上または上方に配されている。
調光用液晶パネル30は、光源20からの光の透過率をエリア毎に調整する素子である。調光用液晶パネル30は、例えば、複数のエリアのうちの少なくともひとつのエリアにおける、光源20からの光の光透過率を、その他のエリアの少なくともひとつのエリアにおける、光源20からの光の光透過率と異ならせる。この調光用液晶パネル30を設けることにより、照明装置10から出射される光の輝度をエリア毎に制御することが可能になる。従って、例えば、表示装置1の消費電力を低減したり、高コントラスト化を図ったりすることが可能である。
なお、調光用液晶パネル30の駆動方式は、特に限定されない。以下、調光用液晶パネル30が、例えば、IPSモード(In−Plane Switching mode)や、FFSモード(Fringe−Field Switching mode)等の横電界駆動方式(横電界モード)の液晶パネルにより構成されている例について説明する。
図1に示すように、調光用液晶パネル30は、複数の画素P1を有する。複数の画素P1は、x軸方向と、x軸方向と直交するy軸方向とのそれぞれに沿ってマトリクス状に配されている。
図2に示すように、調光用液晶パネル30は、アクティブマトリクス基板31と、液晶層32と、対向基板33とを有する。
アクティブマトリクス基板31は、図1に示す複数のスイッチング素子31aを有する。スイッチング素子31aは、複数の画素P1のそれぞれに、少なくともひとつずつ配されている。具体的には、本実施形態では、各画素P1にひとつのスイッチング素子31aが配されている。但し、本発明は、この構成に限定されない。複数の画素のそれぞれに複数のスイッチング素子が配されていてもよい。
なお、スイッチング素子31aの構成は、特に限定されない。本実施形態では、スイッチング素子31aは、TFT(thin film transistor)により構成されている。このため、アクティブマトリクス基板31は、例えば、TFT基板と呼ばれることもある。
アクティブマトリクス基板31は、複数の第1信号線31bと、複数の第2信号線31cとをさらに有する。第1信号線31bと第2信号線31cとは、相互に交差するように配されている。複数のスイッチング素子31aのそれぞれは、第1信号線31b及び第2信号線31cのそれぞれに接続されている。なお、本実施形態では、第1信号線31bが、ゲートラインを構成しており、第2信号線31cが、ソースラインを構成している。
以下、図1及び図2を参照しながら、アクティブマトリクス基板31の構成について、より具体的に説明する。
図2に示すように、アクティブマトリクス基板31は、絶縁板31dを有する。絶縁板31dは、少なくとも一方主面が絶縁性を有する基板である。絶縁板31dは、例えば、ガラス板等により構成することができる。絶縁板31dの上には、図1に示す複数のスイッチング素子31aと、複数の第1信号線31bと、複数の第2信号線31cとが形成されている。
複数の第1信号線31bのそれぞれは、x軸方向に沿って延びている。複数の第1信号線31bは、y軸方向に沿って相互に間隔をおいて配されている。第1信号線31bは、ゲートラインを構成している。
複数の第2信号線31cのそれぞれは、y軸方向に沿って延びている。複数の第2信号線31cは、x軸方向に沿って相互に間隔を置いて配されている。第2信号線31cは、ソースラインを構成している。複数の第2信号線31cと複数の第1信号線31bとの間には、図示しない絶縁膜が配されている。複数の第2信号線31cと複数の第1信号線31bとは、絶縁膜により相互に電気的に絶縁されている。
複数の第1信号線31bと複数の第2信号線31cとの交差点のそれぞれの近傍には、スイッチング素子31aが配されている。スイッチング素子31aは、第1信号線31bと第2信号線31cとのそれぞれに電気的に接続されている。具体的には、スイッチング素子31aのゲート電極が、ゲートラインとしての第1信号線31bに電気的に接続されている。スイッチング素子31aのソース電極が、ソースラインとしての第2信号線31cに電気的に接続されている。
複数の第1信号線31bと複数の第2信号線31cとは、複数の第1信号線31bと複数の第2信号線31cとにより、複数の画素P1が区画されるように設けられている。
複数の第1信号線31bと複数の第2信号線31cとのそれぞれは、導電層を含む。
導電層としては、例えば、Ti、Cu、Mo、W及びTaからなる群から選ばれた少なくとも1種の金属と、Ti、Cu、Mo、W及びTaの少なくとも一種の金属を含む酸化物と、Ti、Cu、Mo、W及びTaの少なくとも一種の金属を含む窒化物とのいずれかにより構成することができる。また、導電層は、複数種類の導電層の積層体により構成されていてもよい。
図2に示すように、アクティブマトリクス基板31は、絶縁膜31eと、共通電極31fと、絶縁膜31gと、複数の画素電極31hとをさらに有する。
絶縁膜31eは、絶縁板31dの上に、複数の第1信号線31bと、複数の第2信号線31cと、複数のスイッチング素子31aとを覆うように形成されている。絶縁膜31eは、例えば、酸化ケイ素、窒化珪素等により形成されていてもよい。
絶縁膜31eの上には、共通電極31fが形成されている。共通電極31fは、複数の画素P1に跨がって設けられている。共通電極31fは、例えば、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、アルミニウム亜鉛酸化物(ZnO:Al(AZO))、IGZO等の透明導電性酸化物(Transparent Conductive Oxide:TCO)により形成することができる。
共通電極31fの上には、絶縁膜31gが形成されている。共通電極31fは、この絶縁膜31gにより覆われている。絶縁膜31gは、例えば、酸化ケイ素、窒化珪素等により形成されていてもよい。
絶縁膜31gの上には、複数の画素電極31hが形成されている。複数の画素電極31hと共通電極31fとは、絶縁膜31gによって相互に絶縁されている。図1に示すように、複数の画素電極31hは、x軸方向及びy軸方向に沿ってマトリクス状に配されている。画素電極31hは、複数の画素P1のそれぞれに設けられている。画素電極31hは、スイッチング素子31aのドレイン電極に電気的に接続されている。画素電極31hには、開口31h1が形成されている。この画素電極31hと共通電極31fとは、それらの電極間にフリンジ電界が形成されるように設けられている。複数の画素電極31hは、例えば、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、アルミニウム亜鉛酸化物(ZnO:Al(AZO))、IGZO等の透明導電性酸化物(Transparent Conductive Oxide:TCO)により形成することができる。
なお、アクティブマトリクス基板31の上には、図示しない配向膜が形成されている。配向膜は、例えば、ポリイミド等により形成することができる。
図2に示すように、アクティブマトリクス基板31の画素電極31hが形成されている側の主面は、対向基板33と間隔をおいて対向している。対向基板33のアクティブマトリクス基板31側の表面の上には、図示しない配向膜が形成されている。配向膜は、例えば、ポリイミド等により形成することができる。
アクティブマトリクス基板31と対向基板33との間には、液晶層32が配されている。液晶層32は、複数の液晶分子を含む。液晶分子は、例えば、電気光学特性を有するネマチック液晶分子であってもよい。液晶分子は、性の誘電率異方性を有していてもよいし、負の誘電率異方性を有していてもよい。
(第1偏光板34及び第2偏光板35)
調光用液晶パネル30の両側には、第1偏光板34と、第2偏光板35とが配されている。第1偏光板34と第2偏光板35とは、例えば、互いの吸収軸が直交するようにクロスニコルに配置されていることが好ましい。
第1偏光板34は、調光用液晶パネル30と光源20との間に配されている。第1偏光板34は、調光用液晶パネル30よりも光源20側に配されている。第1偏光板34は、第1偏光層を構成している。なお、本実施形態では、第1偏光層は、調光用液晶パネルとは独立した板により構成されている。但し、本発明は、この構成に限定されない。第1偏光層は、例えば、調光用液晶パネルの上に形成された層であってもよい。
第1偏光板34は、反射型偏光板34aと、吸収型偏光板34bとを有する。反射型偏光板34aは、吸収型偏光板34bよりも光源20側に配されている。吸収型偏光板34bは、反射型偏光板34aと調光用液晶パネル30との間に配されている。
ここで、「反射型偏光板」とは、透過偏光の偏光軸(透過軸)と直交する偏光軸を有する偏光を選択的に反射することにより、透過軸に沿って振動する偏光の透過率を、透過軸と直交する偏光軸に沿って振動する偏光の透過率よりも高くする偏光板である。
「吸収型偏光板」とは、透過軸に沿って振動する偏光の光吸収率が、透過軸に対して直交する方向に振動する偏光の光吸収率よりも高いため、透過軸に沿って振動する偏光の透過率が、透過軸と直交する偏光軸に沿って振動する偏光の透過率よりも高い偏光板である。
具体的には、吸収型偏光板は、例えば、二色性を有するヨウ素錯体や染料等の異方性材料を配向した状態で含むポリビニルアルコール(PVA)フィルム等により構成することができる。
第2偏光板35は、調光用液晶パネル30と表示用液晶パネル40との間に配されている。第2偏光板35は、調光用液晶パネル30よりも表示用液晶パネル40側に配されている。第2偏光板35は、第2偏光層を構成している。なお、本実施形態では、第2偏光層は、調光用液晶パネルや表示用液晶パネルとは独立した板により構成されている。但し、本発明は、この構成に限定されない。第2偏光層は、例えば、調光用液晶パネル及び表示用液晶パネルの少なくとも一方の上に形成された層であってもよい。
本実施形態では、第2偏光板35は、吸収型偏光板により構成されている。第2偏光板35の、第2偏光板35の透過軸と平行な方向(第2方向)に振動する偏光の可視波長域における平均透過率よりも、第1偏光板34の、第1偏光板34の透過軸と平行な方向(第1方向)に振動する偏光の可視波長域における平均透過率が高い方が好ましい。
なお、上述のように、本実施形態では、第1偏光板34と第2偏光板35とは、クロスニコルに配置されている。このため、第1偏光板34の透過軸と平行な第1方向と、第2偏光板35の透過軸と平行な第2方向とは、直交している。
(表示用液晶パネル40)
照明装置10の光出射側には、表示用液晶パネル40が配されている。表示用液晶パネル40は、具体的には、照明装置10からの光の透過を複数のエリア毎に制御することにより画像を表示させる。
なお、表示用液晶パネル40の駆動方式は、特に限定されない。以下、表示用液晶パネル40が、例えば、IPSモード、FFSモード等の横電界駆動方式(横電界モード)の液晶パネルにより構成されている例について説明する。
表示用液晶パネル40も、調光用液晶パネル30と同様に、複数の画素P2(図2を参照。)を有する。表示用液晶パネル40において、複数の画素P2は、x軸方向と、y軸方向とのそれぞれに沿ってマトリクス状に配されている。表示用液晶パネル40の画素P2は、調光用液晶パネル30の画素P1よりも小さい。具体的には、複数の画素P1のそれぞれが設けられた領域に、複数の画素P2(例えば、2〜4つ程度の画素P2)が配されている。従って、表示装置1では、調光用液晶パネル30は、例えば、2〜4つ程度の複数の画素P2毎に輝度を調整可能に構成されている。
表示用液晶パネル40は、アクティブマトリクス基板41と、液晶層42と、対向基板43とを有する。
アクティブマトリクス基板41は、図示しない複数のスイッチング素子を有する。スイッチング素子は、複数の画素P2のそれぞれに、少なくともひとつずつ配されている。具体的には、本実施形態では、各画素P2にひとつのスイッチング素子が配されている。但し、本発明は、この構成に限定されない。複数の画素のそれぞれに複数のスイッチング素子が配されていてもよい。
なお、スイッチング素子の構成は、特に限定されない。本実施形態では、スイッチング素子は、TFTにより構成されている。このため、アクティブマトリクス基板41は、例えば、TFT基板と呼ばれることもある。
アクティブマトリクス基板41は、図示しない複数の第1信号線と、複数の第2信号線41cとをさらに有する。第1信号線と第2信号線41cとは、相互に交差するように配されている。複数のスイッチング素子のそれぞれは、第1信号線及び第2信号線41cのそれぞれに接続されている。なお、本実施形態では、第1信号線が、ゲートラインを構成しており、第2信号線41cが、ソースラインを構成している。
より具体的には、アクティブマトリクス基板41は、絶縁板41dを有する。絶縁板41dは、少なくとも一方主面が絶縁性を有する基板である。絶縁板41dは、例えば、ガラス板等により構成することができる。絶縁板41dの上には、複数のスイッチング素子と、複数の第1信号線と、複数の第2信号線41cとが形成されている。
複数の第1信号線のそれぞれは、x軸方向に沿って延びている。複数の第1信号線は、y軸方向に沿って相互に間隔をおいて配されている。第1信号線は、ゲートラインを構成している。
複数の第2信号線41cのそれぞれは、y軸方向に沿って延びている。複数の第2信号線41cは、x軸方向に沿って相互に間隔を置いて配されている。第2信号線41cは、ソースラインを構成している。複数の第2信号線41cと複数の第1信号線との間には、図示しない絶縁膜が配されている。複数の第2信号線41cと複数の第1信号線とは、絶縁膜により相互に電気的に絶縁されている。
複数の第1信号線と複数の第2信号線41cとの交差点のそれぞれの近傍には、スイッチング素子が配されている。スイッチング素子は、第1信号線と第2信号線41cとのそれぞれに電気的に接続されている。具体的には、スイッチング素子のゲート電極が、ゲートラインとしての第1信号線に電気的に接続されている。スイッチング素子のソース電極が、ソースラインとしての第2信号線41cに電気的に接続されている。
複数の第1信号線と複数の第2信号線41cとは、複数の第1信号線と複数の第2信号線41cとにより、複数の画素P2が区画されるように設けられている。
複数の第1信号線と複数の第2信号線41cとのそれぞれは、導電層を含む。
導電層は、例えば、Ti、Cu、Mo、W及びTaからなる群から選ばれた少なくとも1種の金属と、Ti、Cu、Mo、W及びTaの少なくとも一種の金属を含む酸化物と、Ti、Cu、Mo、W及びTaの少なくとも一種の金属を含む窒化物とのいずれかにより構成することができる。また、導電層は、複数種類の導電層の積層体により構成されていてもよい。
アクティブマトリクス基板41は、絶縁膜41eと、共通電極41fと、絶縁膜41gと、複数の画素電極41hとをさらに有する。
絶縁膜41eは、絶縁板41dの上に、複数の第1信号線と、複数の第2信号線41cと、複数のスイッチング素子とを覆うように形成されている。絶縁膜41eは、例えば、酸化ケイ素、窒化珪素等により形成されていてもよい。
絶縁膜41eの上には、共通電極41fが形成されている。共通電極41fは、複数の画素P2に跨がって設けられている。共通電極41fは、例えば、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、アルミニウム亜鉛酸化物(ZnO:Al(AZO))、IGZO等の透明導電性酸化物(Transparent Conductive Oxide:TCO)により形成することができる。
共通電極41fの上には、絶縁膜41gが形成されている。共通電極41fは、この絶縁膜41gにより覆われている。絶縁膜41gは、例えば、酸化ケイ素、窒化珪素等により形成されていてもよい。
絶縁膜41gの上には、複数の画素電極41hが形成されている。複数の画素電極31hと共通電極31fとは、絶縁膜31gによって相互に絶縁されている。複数の画素電極41hは、x軸方向及びy軸方向に沿ってマトリクス状に配されている。画素電極41hは、複数の画素P2のそれぞれに設けられている。画素電極41hは、スイッチング素子のドレイン電極に電気的に接続されている。画素電極41hには、開口41h1が形成されている。この画素電極41hと共通電極41fとは、それらの電極間にフリンジ電界が形成されるように設けられている。複数の画素電極41hは、例えば、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、アルミニウム亜鉛酸化物(ZnO:Al(AZO))、IGZO等の透明導電性酸化物(Transparent Conductive Oxide:TCO)により形成することができる。
なお、アクティブマトリクス基板41の上には、図示しない配向膜が形成されている。配向膜は、例えば、ポリイミド等により形成することができる。
アクティブマトリクス基板41の画素電極41hが形成されている側の主面は、対向基板43と間隔をおいて対向している。対向基板43は、絶縁板43aと、カラーフィルタ基板43bとを有する。絶縁板43aは、絶縁板33と実質的に同様の構成を有する。このため、絶縁板33に関する記載を絶縁板43aに援用するものとする。
カラーフィルタ基板43bは、絶縁板43aの液晶層42側の表面上に配されている。
対向基板43のアクティブマトリクス基板41側の表面の上には、図示しない配向膜が形成されている。配向膜は、例えば、ポリイミド等により形成することができる。
アクティブマトリクス基板41と対向基板43との間には、液晶層42が配されている。液晶層42は、複数の液晶分子を含む。液晶分子は、例えば、電気光学特性を有するネマチック液晶分子であってもよい。液晶分子は、性の誘電率異方性を有していてもよいし、負の誘電率異方性を有していてもよい。
(第3偏光板44)
表示用液晶パネル40の両側には、第2偏光板35と、第3偏光板44とが配されている。第2偏光板35は、表示用液晶パネル40よりも光源20側に配されている。第3偏光板44は、表示用液晶パネル40の光源20とは反対側に配されている。第2偏光板35と第3偏光板44とは、例えば、互いの吸収軸が直交するようにクロスニコルに配されていることが好ましい。
第3偏光板44は、吸収型偏光板により構成されている。第3偏光板44は、第3偏光層を構成している。本実施形態では、第3偏光層は、表示用液晶パネルとは独立した板により構成されている。但し、本発明は、この構成に限定されない。第3偏光層は、例えば、表示用液晶パネルの上に形成された層であってもよい。
第3偏光板44により構成されている第3偏光層の、第3偏光層の透過軸と平行な方向(第3方向)に振動する偏光の可視波長域における平均透過率よりも、第1偏光板34により構成されている第1偏光層の、第1偏光層の透過軸と平行な方向(第2方向)に振動する偏光の可視波長域における平均透過率が高いことが好ましい。なお、第2偏光板35により構成されている第2偏光層の、第2偏光層の透過軸と平行な方向(第2方向)に振動する偏光の可視波長域における平均透過率は、例えば、第3偏光層の、第3偏光層の透過率と平行な第3方向に振動する偏光の可視波長域における平均透過率と同じであってもよいし、第3偏光層の、第3偏光層の透過率と平行な第3方向に振動する偏光の可視波長域における平均透過率より高くてもよい。
ところで、調光用液晶パネル30の第1信号線31b及び第2信号線31c等の信号線に光源20からの光が入射した場合、入射光の一部は信号線によって光源20側に反射する。しかしながら、例えば、信号線に含まれる導電層が、Ti、Cu、Mo、W及びTaからなる群から選ばれた少なくとも1種の金属と、Ti、Cu、Mo、W及びTaの少なくとも一種の金属を含む酸化物と、Ti、Cu、Mo、W及びTaの少なくとも一種の金属を含む窒化物とのいずれかにより構成されているような場合は、導電層による光反射率が低く、導電層に入射した光の一部が吸収される。特に、本実施形態のように、Ti、Cu、Mo、W及びTaからなる群から選ばれた少なくとも1種の金属と、Ti、Cu、Mo、W及びTaの少なくとも一種の金属を含む酸化物と、Ti、Cu、Mo、W及びTaの少なくとも一種の金属を含む窒化物とのいずれかにより構成されている導電層が信号線の光源20側の表面を構成している場合は、導電層により光反射率が低くなりやすい。従って、光源20からの光の取り出し効率が低くなりやすく、表示装置の輝度を高くすることが困難である。
ここで、表示装置1では、第1信号線31b及び第2信号線31cを含む信号線よりも光源20側に反射層31iが設けられている。反射層31iは、第1信号線31b及び第2信号線31cを含む信号線よりも光源20側に配されている。反射層31iは、第1信号線31b及び第2信号線31cを含む信号線と重なる領域の少なくとも一部に配されている。具体的には、本実施形態では、反射層31iは、第1信号線31b及び第2信号線31cを含む信号線と重なる領域の全体に設けられている。さらに具体的には、本実施形態では、反射層31iは、第1信号線31b及び第2信号線31cを含む信号線の全体と、絶縁板31dとの間に配されている。反射層31iは、第1信号線31b及び第2信号線31cを含む信号線よりも400nm以上700nm以下の可視波長域における平均視感度反射率が高い。このように、表示装置1では、上記のような反射層31iが設けられているため、光源20から信号線側に入射した光の信号線による吸収が抑制されており、光源20から信号線側に入射した光の光源20側への反射率が高められている。従って、光源20からの光の利用効率が高められている。その結果、表示装置1の輝度が高められている。すなわち、表示装置1は、高い輝度を有する。
表示装置1の輝度をより高くする観点からは、反射層31iの可視波長域における平均視感度反射率が、第1信号線31b及び第2信号線31c等の信号線の可視波長域における平均視感度反射率よりも70%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましい。
反射層31iの構成は、可視波長域における平均視感度反射率が信号線よりも高いような構成である限りにおいて特に限定されない。反射層31iは、例えば、Al、Ag、及びPtのうちの少なくとも1種の金属により構成された層を含んでいてもよい。反射層31iは、例えば、Al、Al合金、Ag、Ag合金、Pt及びPt合金のうちの少なくとも1種により構成された層を含んでいてもよい。反射層31iは、Al、Al合金、Ag、Ag合金、Pt及びPt合金のうちの少なくとも1種により構成された層または、Al、Al合金、Ag、Ag合金、Pt及びPt合金のうちの少なくとも1種により構成された複数の層の積層体により構成されていてもよい。Al、Ag、及びPtのうちの少なくとも1種の金属により構成された層は、例えば、Ti、Cu、Mo、W及びTaからなる群から選ばれた少なくとも1種の金属と、Ti、Cu、Mo、W及びTaの少なくとも一種の金属を含む酸化物と、Ti、Cu、Mo、W及びTaの少なくとも一種の金属を含む窒化物とのいずれかにより構成された信号線よりも可視波長域における平均視感度反射率が高い。従って、このような反射層31iを設けることにより光源20からの光の光源20側への反射率を好適に向上することができる。
また、反射層31iは、誘電体多層膜を含んでいてもよい。反射層31iを、誘電体多層膜を含むものとした場合であっても、光源20からの光の光源20側への反射率を好適に向上することができる。具体的には、反射層31iは、誘電体多層膜により構成されていてもよいし、Al、Al合金、Ag、Ag合金、Pt及びPt合金のうちの少なくとも1種により構成されたすくなくともひとつの層と、誘電体多層膜との積層体により構成されていてもよい。この場合は、誘電体多層膜は、Al、Al合金、Ag、Ag合金、Pt及びPt合金のうちの少なくとも1種により構成されたすくなくともひとつの層よりも光源20側に位置していることが好ましい。
なお、誘電体多層膜は、相対的に屈折率が低い低屈折率誘電体膜と、相対的に屈折率が高い高屈折率誘電体膜とが交互に積層された多層膜である。低屈折率誘電体膜は、例えば、酸化ケイ素、フッ化ケイ素、酸化アルミニウム、フッ化アルミニウム等により形成することができる。高屈折率誘電体膜は、例えば、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化タングステン、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化アルミニウム等により形成することができる。誘電体多層膜の総数は、特に限定されないが、例えば、2層〜100層程度であってもよい。また、誘電体多層膜において、低屈折率誘電体膜と高屈折率誘電体膜との間に、低屈折率誘電体膜よりも屈折率が高く、高屈折率誘電体膜よりも屈折率が低い誘電体膜がさらに設けられていてもよい。
なお、本発明において、反射層の積層方向における位置は、信号線よりも光源側である限りにおいて特に限定されない。反射層は、例えば、調光用液晶パネルの液晶層に対して光源とは反対側に配置されていてもよい。しかしながら、この場合は、光源から反射層に入射する光は、液晶層を通過し、かつ、反射層に反射されて光源に向かう光も液晶層を通過する。このため、反射層への入射光及び反射光が液晶層により吸収されやすい。このため、表示装置1のように、反射層31iは、調光用液晶パネル30の液晶層32よりも光源20側に位置していることが好ましい。この場合は、光源20から反射層31iに入射する光、反射層31iにより光源20側に反射する光が液晶層32により吸収されることを抑制することができる。従って、光源20からの光の表示装置1からの取り出し効率をより高くし得る。
光源20からの光の表示装置1からの取り出し効率をより高くする観点からは、第1偏光板34により構成された第1偏光層の、第1偏光層の透過軸と平行な第1方向に振動する光の可視波長域における平均透過率が、第2偏光板35により構成された第2偏光層の、第2偏光層の透過率と平行な第2方向に振動する光の可視波長域における平均透過率よりも高いことが好ましい。反射層31iよりも光源20側に位置する第2偏光板35により構成された第2偏光層の可視波長域における平均透過率を低くすることにより、光源20から反射層31iに入射する光、及び、反射層31iにより光源20側に反射される光の第2偏光層による吸収を抑制できる。従って、光源20からの光の表示装置1からの取り出し効率をより高くすることができる。
光源20からの光の表示装置1からの取り出し効率をより高める観点からは、第1偏光板34により構成された第1偏光層の第1方向に振動する光の可視波長域における平均透過率が、第2偏光板35により構成された第2偏光層の第2方向に振動する光の可視波長域における平均透過率よりも2.9%以上高いことがより好ましく、5.0%以上高いことがさらに好ましい。但し、第1偏光板34により構成された第1偏光層の第1方向に振動する光の可視波長域における平均透過率が高すぎると、表示装置1のコントラストが低下する虞がある。従って、第1偏光板34により構成された第1偏光層の第1方向に振動する光の可視波長域における平均透過率は、第2偏光板35により構成された第2偏光層の第2方向に振動する光の可視波長域における平均透過率の1.14倍以下であることが好ましく、1.08倍以下であることがより好ましい。
同様の観点から、第1偏光板34により構成された第1偏光層の第1方向に振動する偏光の可視波長域における平均透過率は、第3偏光板44により構成された第3偏光層の、第3偏光層の透過軸と平行な第3方向に振動する偏光の可視波長域における平均透過率よりも高いことが好ましく、第3偏光板44により構成された第3偏光層の第3方向に振動する偏光の可視波長域における平均透過率よりも2.9%以上高いことが好ましく、5.0%以上高いことがより好ましい。第1偏光板34により構成された第1偏光層の第1方向に振動する偏光の可視波長域における平均透過率は、第3偏光板44により構成された第3偏光層の第3方向に振動する偏光の可視波長域における平均透過率の1.14倍以下であることが好ましく、1.08倍以下であることがより好ましい。
さらに、第1偏光板34の少なくとも一部は、反射型偏光板により構成されていることが好ましい。具体的には、例えば、第1偏光板34は、反射型偏光板34aを含むことが好ましい。この場合、第1偏光板全体が吸収型偏光板により構成されている場合と比較して、第1偏光板における光吸収を抑制することができる。従って、表示装置1からの光の取り出し効率をより高め得る。この観点からは、第1偏光板34の全体を反射型偏光板により構成することも考えられる。しかしながら、第1偏光板34の全体を反射型偏光板により構成した場合は、表示装置1のコントラストが低下する虞がある。従って、第1偏光板34は、反射型偏光板34aと吸収型偏光板34bとを有することがより好ましい。
以下、本発明を実施した好ましい形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
(第2実施形態)
図3は、第2実施形態に係る表示装置1aの一部分を拡大した模式的断面図である。
第2実施形態に係る表示装置1aは、信号線及び反射層の構成において第1実施形態に係る表示装置1と異なる。表示装置1aには、反射層が設けられていない。第1信号線31b及び第2信号線31cを含む信号線は、第1信号線31b及び第2信号線31cを含む信号線の光源20側の表面の可視波長域における平均視感度反射率が70%以上となるように構成されている。このため、第1信号線31b及び第2信号線31cを含む信号線により光源20からの光が吸収されにくく、光源20側に高い反射率で反射される。従って、表示装置1aからの光の取り出し効率を向上することができる。
表示装置1aからの光の取り出し効率をより向上する観点からは、第1信号線31b及び第2信号線31cを含む信号線は、第1信号線31b及び第2信号線31cを含む信号線の光源20側の表面の可視波長域における平均視感度反射率が80%以上となるように構成されていることがより好ましく、85%以上となるように構成されていることがより好ましい。
このように、光源20側の表面の可視波長域における平均視感度反射率が高い信号線は、例えば、少なくとも光源20側の表層がAl、Al合金、Ag、Ag合金、Pt及びPtのうちの少なくとも1種により構成された信号線により実現することができる。信号線の全体が、Al、Al合金、Ag、Ag合金、Pt及びPtのうちの少なくとも1種により構成されていてもよいし、一部が、Al、Al合金、Ag、Ag合金、Pt及びPtのうちの少なくとも1種により構成されていてもよい。本実施形態では、具体的には、第1信号線31b及び第2信号線31cを含む信号線は、Al、Al合金、Ag、Ag合金、Pt及びPtのうちの少なくとも1種により形成されており、光源20側の表層に位置する第1層と、第1層の上に形成されており、Ti、Cu、Mo、W及びTaからなる群から選ばれた少なくとも1種の金属と、Ti、Cu、Mo、W及びTaの少なくとも一種の金属を含む酸化物と、Ti、Cu、Mo、W及びTaの少なくとも一種の金属を含む窒化物とのいずれかにより構成された第2層とを有している。
(第3実施形態)
図4は、第3実施形態に係る表示装置1bの一部分を拡大した模式的断面図である。
第3実施形態に係る表示装置1bは、液晶層32に対するアクティブマトリクス基板31及び対向基板33の位置関係と、反射層31iの位置とにおいて、第1実施形態に係る表示装置1と異なっている。
表示装置1bでは、アクティブマトリクス基板31が液晶層32に対して光源20とは反対側に配されている。対向基板33は、液晶層32に対して光源20側に配されている。反射層31iは、対向基板33の上に配されている。本実施形態においても、反射層31iは、第1信号線31b及び第2信号線31cを含む信号線よりも光源20側に配されている。反射層31iは、平面視において、信号線と重なる領域の少なくとも一部に配されている。反射層31iの可視波長域における平均視感度反射率は、信号線の可視波長域における平均視感度反射率よりも高い。このため、本実施形態に係る表示装置1bにおいても、表示装置1と同様に、光源20からの光の取り出し効率を向上することができる。
(第4実施形態)
図5は、第4実施形態に係る表示装置1cの一部分を拡大した模式的断面図である。
第4実施形態に係る表示装置1cは、表示用液晶パネル40に反射層41iが形成されている点で、第1実施形態に係る表示装置1と異なる。反射層41iは、表示用液晶パネル40の第1信号線及び第2信号線41cを含む信号線(以下、「他の信号線」と称呼することがある。)よりも光源20側に配されている。反射層41iは、平面視において、他の信号線と重なる領域の少なくとも一部に配されている。反射層41iの可視波長域における平均視感度反射率は、他の信号線の可視波長域における平均視感度反射率よりも高い。従って、光源20からの光が他の信号線により吸収されることを抑制することができる。よって、反射層41iが設けられた表示装置1cでは、光源20からの光の取り出し効率をより向上することができる。
光源20からの光の取り出し効率をさらに向上する観点からは、反射層41iの可視波長域における平均視感度反射率は、他の信号線の可視波長域における平均視感度反射率よりも10%以上高いことがさらに好ましく、50%以上高いことがさらに好ましい。
反射層41iの構成は、反射層31iと実質的に同様とすることができる。このため、反射層31iに関する記載を、反射層41iに援用するものとする。
なお、本実施形態では、アクティブマトリクス基板31が液晶層32よりも光源20側に位置し、対向基板33が液晶層32に対して光源20とは反対側に位置している例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。本実施形態においても、例えば、図4に示す第3実施形態に係る表示装置1bのように、アクティブマトリクス基板31が液晶層32に対して光源20とは反対側に位置しており、対向基板33が液晶層よりも光源20側に位置するように調光用液晶パネル30を構成してもよい。
また、本実施形態では、調光用液晶パネル30が反射層31iを有する例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。本実施形態においても、例えば、図3に示す第2実施形態に係る表示装置1aのように、調光用液晶パネル30に反射層31iを設けず、第1信号線31b及び第2信号線31cを含む信号線の光源20側の表面の可視波長域における平均視感度反射率を70%以上としてもよい。
(第5実施形態)
図6は、第5実施形態に係る表示装置1dの一部分を拡大した模式的断面図である。
第5実施形態に係る表示装置1dは、第4実施形態に係る表示装置1cと、信号線及び反射層の構成において異なる。表示装置1dでは、表示装置1cとは異なり、反射層が設けられていない。表示用液晶パネル40の第1信号線及び第2信号線41cを含む信号線は、第1信号線及び第2信号線31cを含む信号線(他の信号線)の光源20側の表面の可視波長域における平均視感度反射率が85%以上となるように構成されている。このため、他の信号線により光源20からの光が吸収されにくく、光源20側に高い反射率で反射される。従って、表示装置1dからの光の取り出し効率を向上することができる。
表示装置1dからの光の取り出し効率をより向上する観点からは、他の信号線は、他の信号線の光源20側の表面の可視波長域における平均視感度反射率が90%以上となるように構成されていることがより好ましい。
他の信号線の構成は、第2実施形態において説明した、第1信号線31b及び第2信号線を含む信号線と実質的に同様とすることができる。従って、第2実施形態における第1信号線31b及び第2信号線31cを含む信号線に関する記載を、他の信号線に援用するものとする。
なお、本実施形態では、アクティブマトリクス基板31が液晶層32よりも光源20側に位置し、対向基板33が液晶層32に対して光源20とは反対側に位置している例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。本実施形態においても、例えば、図4に示す第3実施形態に係る表示装置1bのように、アクティブマトリクス基板31が液晶層32に対して光源20とは反対側に位置しており、対向基板33が液晶層よりも光源20側に位置するように調光用液晶パネル30を構成してもよい。
また、本実施形態では、調光用液晶パネル30が反射層31iを有する例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。本実施形態においても、例えば、図3に示す第2実施形態に係る表示装置1aのように、調光用液晶パネル30に反射層31iを設けず、第1信号線31b及び第2信号線31cを含む信号線の光源20側の表面の可視波長域における平均視感度反射率を70%以上としてもよい。
(第6実施形態)
図7は、第6実施形態に係る表示装置1eの一部分を拡大した模式的断面図である。
第6の実施形態に係る表示装置1eは、液晶層42に対するアクティブマトリクス基板41及び対向基板43のお位置関係と、反射層41iの位置とにおいて、第4実施形態に係る表示装置1cと異なっている。
表示装置1eでは、アクティブマトリクス基板41が液晶層42に対して光源20とは反対側に配されている。対向基板43は、液晶層42に対して光源20側に配されている。反射層41iは、平面視において、他の信号線と重なる領域の少なくとも一部に配されている。反射層41iの可視波長域における平均視感度反射率は、他の信号線の可視波長域における平均視感度反射率よりも高い。このため、本実施形態に係る表示装置1eにおいても、表示装置1cと同様に、光源20からの光の取り出し効率を向上することができる。
本実施形態では、具体的には、反射層41iは、対向基板43に配されている。より具体的には、反射層41iは、カラーフィルタ基板43bに配されている。さらに詳細には、反射層41iは、カラーフィルタ基板43bのブラックマトリクス43b1の下方(光源20側)に配されている。反射層41iは、ブラックマトリクス43b1が設けられた領域の全体に設けられている。このため、表示装置1eでは、実質的に光を透過させないブラックマトリクス43b1に入射する光を反射層41iで光源20側に向かって好適に反射することができる。従って、表示装置1eでは、光源20からの光の取り出し効率をさらに向上することができる。
なお、本実施形態では、アクティブマトリクス基板31が液晶層32よりも光源20側に位置し、対向基板33が液晶層32に対して光源20とは反対側に位置している例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。本実施形態においても、例えば、図4に示す第3実施形態に係る表示装置1bのように、アクティブマトリクス基板31が液晶層32に対して光源20とは反対側に位置しており、対向基板33が液晶層よりも光源20側に位置するように調光用液晶パネル30を構成してもよい。
また、本実施形態では、調光用液晶パネル30が反射層31iを有する例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。本実施形態においても、例えば、図3に示す第2実施形態に係る表示装置1aのように、調光用液晶パネル30に反射層31iを設けず、第1信号線31b及び第2信号線31cを含む信号線の光源20側の表面の可視波長域における平均視感度反射率を70%以上としてもよい。
1、1a、1b、1c、1d、1e 表示装置
10 照明装置
20 光源
23a 反射面
30 調光用液晶パネル
31 アクティブマトリクス基板
31b、31c 信号線
31i 反射層
32 液晶層
33 対向基板
34 第1偏光板
34a 反射型偏光板
34b 吸収型偏光板
35 第2偏光板
40 表示用液晶パネル
41 アクティブマトリクス基板
41c 信号線
41i 反射層
42 液晶層
43 対向基板

Claims (14)

  1. 光を出射する照明装置と、
    前記照明装置からの光の透過を制御することにより画像を表示する表示用液晶パネルと、
    を備え、
    前記照明装置は、
    光源と、
    前記光源よりも前記表示用液晶パネル側に配置された調光用液晶パネルと、
    を有し、
    前記調光用液晶パネルは、
    信号線と、
    前記信号線よりも前記光源側であって、平面視において前記信号線と重なる領域の少なくとも一部に配されており、前記信号線よりも400nm以上700nm以下の可視波長域における平均視感度反射率が高い反射層と、
    を有する、
    表示装置。
  2. 前記反射層は、Al、Ag、及びPtのうちの少なくとも1種の金属により構成された層を含む、
    請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記反射層は、相対的に屈折率が低い低屈折率誘電体膜と、相対的に屈折率が高い高屈折率誘電体膜とが交互に積層された誘電体多層膜を含む、
    請求項1または2に記載の表示装置。
  4. 前記調光用液晶パネルは、液晶層をさらに有し、
    前記反射層は、前記液晶層よりも前記光源側に位置している、
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の表示装置。
  5. 前記信号線の前記光源側表層は、Ti、Cu、Mo、W及びTaからなる群から選ばれた少なくとも1種の金属と、Ti、Cu、Mo、W及びTaの少なくとも一種の金属を含む酸化物と、Ti、Cu、Mo、W及びTaの少なくとも一種の金属を含む窒化物とのいずれかにより構成されている、
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の表示装置。
  6. 光を出射する照明装置と、
    前記照明装置からの光の透過を制御することにより画像を表示する表示用液晶パネルと、
    を備え、
    前記照明装置は、
    光源と、
    前記光源よりも前記表示用液晶パネル側に配置された調光用液晶パネルと、
    を有し、
    前記調光用液晶パネルは、信号線を有し、
    前記信号線は、前記信号線の前記光源側表面の、400nm以上700nm以下の可視波長域における平均視感度反射率が70%以上となるように構成されている、
    表示装置。
  7. 前記信号線の少なくとも光源側の表層は、Al、Ag、及びPtのうちの少なくとも1種の金属により構成されている、
    請求項6に記載の表示装置。
  8. 前記調光用液晶パネルよりも前記光源側に配された第1偏光層と、
    前記調光用液晶パネルよりも前記表示用液晶パネル側に配された第2偏光層と、
    をさらに備え、
    前記第1偏光層の、前記第1偏光層の透過軸と平行な第1方向に振動する偏光の可視波長域における平均透過率が、前記第2偏光層の、前記第2偏光層の透過軸と平行な第2方向に振動する偏光の可視波長域における平均透過率よりも高い、
    請求項1〜7のいずれか一項に記載の表示装置。
  9. 前記第1方向と前記第2方向とは、直交している、
    請求項8に記載の表示装置。
  10. 前記表示用液晶パネルの前記光源とは反対側に配された第3偏光層をさらに備え、
    前記第1偏光層の前記第1方向に振動する偏光の可視波長域における平均透過率が、前記第3偏光層の、前記第3偏光層の透過軸と平行な第3方向に振動する偏光の可視波長域における平均透過率よりも高い、
    請求項8または9に記載の表示装置。
  11. 前記信号線は、Ti、Cu、Mo、W及びTaからなる群から選ばれた少なくとも1種の金属と、Ti、Cu、Mo、W及びTaの少なくとも一種の金属を含む酸化物と、Ti、Cu、Mo、W及びTaの少なくとも一種の金属を含む窒化物とのいずれかにより構成された層を含む、
    請求項6〜10のいずれか一項に記載の表示装置。
  12. 前記表示用液晶パネルは、
    他の信号線と、
    前記他の信号線よりも前記光源側であって、平面視において前記他の信号線と重なる領域の少なくとも一部に配されており、前記他の信号線よりも前記可視波長域における平均視感度反射率が高い他の反射層と、
    を有する、
    請求項1〜11のいずれか一項に記載の表示装置。
  13. 前記表示用液晶パネルは、
    他の信号線を有し、
    前記他の信号線は、前記他の信号線の前記光源側表面の、前記可視波長域における平均視感度反射率が85%以上となるように構成されている、
    請求項1〜11のいずれか一項に記載の表示装置。
  14. 前記光源は、
    発光素子と、
    前記発光素子からの光を前記表示用液晶パネル側に反射する反射面と、
    を有する、
    請求項1〜13のいずれか一項に記載の表示装置。
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