JP2024022967A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 表示品位の向上が可能な表示装置を提供する。【解決手段】 一実施形態に係る表示装置は、第1基板と、前記第1基板に対向する第2基板と、前記第1基板と前記第2基板を接着するシール材と、前記第1基板と前記第2基板の間の液晶層と、を備えている。一つの観点によれば、前記シール材は、複数の画素を含む表示領域を囲う第1シール材と、前記第1シール材と同じ材料で形成され、前記表示領域に配置された第2シール材と、を含む。【選択図】 図4
Description
本発明の実施形態は、表示装置に関する。
一対の基板と、これら基板の間の液晶層とを備える表示装置が知られている。一般に、一対の基板は、画素を含む表示領域を囲うシール材によって接着されている。
この種の表示装置に振動、衝撃または圧力が加えられると、一対の基板にずれが生じることがある。このよう基板のずれによって液晶層に含まれる液晶分子の配向乱れが生じると、表示装置の表示品位が低下する。
本発明は、表示品位の向上が可能な表示装置を提供することを目的の一つとする。
一実施形態に係る表示装置は、第1基板と、前記第1基板に対向する第2基板と、前記第1基板と前記第2基板を接着するシール材と、前記第1基板と前記第2基板の間の液晶層と、を備えている。
一つの観点によれば、前記シール材は、複数の画素を含む表示領域を囲う第1シール材と、前記第1シール材と同じ材料で形成され、前記表示領域に配置された第2シール材と、を含む。
他の観点によれば、前記シール材は、複数の画素を含む表示領域を囲う第1シール材と、前記画素よりも大きい幅を有し、前記表示領域に配置された第2シール材と、を含む。
いくつかの実施形態について図面を参照しながら説明する。
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また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。
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また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。
なお、図面には、必要に応じて理解を容易にするために、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸を記載する。X軸に沿った方向を第1方向と呼び、Y軸に沿った方向を第2方向と呼び、Z軸に沿った方向を第3方向と呼ぶ。第3方向Zと平行に各種要素を見ることを平面視と呼ぶ。
各実施形態においては、表示装置の一例として、高分子分散型液晶を適用した透光性の高い液晶表示装置(いわゆる透明ディスプレイ)を開示する。ただし、各実施形態にて開示する構成、特に一対の基板を接着するシール材に関する構成は、高分子分散型液晶ではない一般的な液晶層を備える表示装置などにも適用可能である。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る表示装置DSPの構成例を示す図である。表示装置DSPは、表示パネルPNLと、第1光源ユニットLU1とを備えている。
図1は、第1実施形態に係る表示装置DSPの構成例を示す図である。表示装置DSPは、表示パネルPNLと、第1光源ユニットLU1とを備えている。
図1の例において、表示パネルPNL1は、平面視における形状が第1方向Xに長尺な矩形状であり、第1方向Xに沿う第1側面F11と、第1方向Xに沿う第2側面F12と、第2方向Yに沿う第3側面F13と、第2方向Yに沿う第4側面F14とを有している。なお、表示パネルPNLの形状は矩形状に限られない。
表示パネルPNLは、画像を表示する表示領域DAと、表示領域DAを囲む額縁状の周辺領域SAとを有している。表示領域DAは、第1方向Xおよび第2方向Yにマトリクス状に配列された複数の画素PXを備えている。
表示パネルPNLは、液晶層LCを備えている。図1の下方に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とを含む高分子分散型液晶によって構成されている。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および液晶分子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に印加される電圧に応じて変化する。
液晶層LCに電圧が印加されていない状態においては、ポリマー31および液晶分子32のそれぞれの光軸は互いに平行であり、液晶層LCに入射する光が液晶層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においては、ポリマー31および液晶分子32のそれぞれの光軸は互いに交差し、液晶層LCに入射する光が液晶層LC内で散乱される(散乱状態)。
図1の上方に拡大して示すように、表示領域DAには、複数の走査線Gと、複数の信号線Sとが配置されている。複数の走査線Gは、第1方向Xに延びるとともに、第2方向Yに並んでいる。複数の信号線Sは、第2方向Yに延びるとともに、第1方向Xに並んでいる。
各画素PXは、スイッチング素子SWと、画素電極PEと、共通電極CEと、容量CSとを備えている。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および信号線S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、例えば複数の画素電極PEと対向している。
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と同電位の電極と、画素電極PEと同電位の電極との間に形成される。
第1光源ユニットLU1は、第1方向Xに並ぶ複数の第1光源LS1を備えている。各第1光源LS1は、第1側面F11と対向し、第1側面F11に光を照射する。各第1光源LS1と第1側面F11の間にレンズなどの光学素子が配置されてもよい。
図2は、表示装置DSPの概略的な断面図である。この図においては表示パネルPNLの構造を模式的に示し、走査線G、信号線Sおよびスイッチング素子SWなどの要素は省略している。
図2の例において、第1光源LS1は、赤色の光を放つ発光素子LDRと、緑色の光を放つ発光素子LDGと、青色の光を放つ発光素子LDBとを含む。これら発光素子LDR,LDG,LDBとしては、例えば発光ダイオードを用いることができる。
表示パネルPNLは、第1基板SUB1と、第1基板SUB1に対向する第2基板SUB2と、第1基板SUB1と第2基板SUB2を接着するシール材SEとを備えている。シール材SEは、図2に示す第1シール材SE1と、後述する第2シール材SE2とを含む。液晶層LCは、第1基板SUB1と第2基板SUB2の間に位置し、第1シール材SE1によって封止されている。
第1基板SUB1は、第1透明基板10と、上述の複数の画素電極PEと、液晶層LCに接する第1配向膜AL1とを備えている。第2基板SUB2は、第2透明基板20と、上述の共通電極CEと、液晶層LCに接する第2配向膜AL2とを備えている。第1透明基板10および第2透明基板20は、例えばガラスやプラスチックで形成することができる。
図2に示すように、第1光源LS1が放つ光L1は第1側面F11から表示パネルPNLに入射する。第1側面F11は、第1基板SUB1および第2基板SUB2の少なくとも一方の側面を含む。表示パネルPNLに入射した光L1は、第1透明基板10と空気の界面や第2透明基板20と空気の界面で繰り返し全反射されながら主に第2方向Yに導光される。
透明状態の画素PXの近傍においては、光L1が液晶層LCでほとんど散乱されない。そのため、光L1は第1基板SUB1および第2基板SUB2からほとんど漏れ出すことはない。
一方、散乱状態の画素PXの近傍においては、光L1が液晶層LCで散乱される。この散乱光SLは、第1基板SUB1および第2基板SUB2から出射し、表示画像として視認される。画素電極PEに印加する電圧を所定範囲で段階的に規定することにより、散乱度(輝度)の階調表現を実現することも可能である。
なお、透明状態の画素PXの近傍において、第1基板SUB1または第2基板SUB2に入射する外光は、ほとんど散乱されることなくこれら基板を透過する。すなわち、第2基板SUB2側から表示パネルPNLを見た場合には第1基板SUB1側の背景が視認可能であり、第1基板SUB1側から表示パネルPNLを見た場合には第2基板SUB2側の背景が視認可能である。
画像表示の方式としては、例えば、発光素子LDRを点灯させて赤色の画像を表示する第1サブフレーム、発光素子LDGを点灯させて緑色の画像を表示する第2サブフレーム、発光素子LDBを点灯させて青色の画像を表示する第3サブフレームを繰り返すフィールドシーケンシャル方式を用い得る。
図3は、表示パネルPNLの概略的な断面図である。第1基板SUB1は、上述の第1透明基板10、第1配向膜AL1、走査線G、信号線Sおよび画素電極PEに加え、絶縁層11,12,13および容量電極CNを備えている。
絶縁層11は、第1透明基板10の上に設けられている。絶縁層11は、スイッチング素子SWの半導体層、走査線Gおよび信号線Sを隔てる複数の無機膜を含み得る。信号線Sは、絶縁層11の上に設けられている。
絶縁層12は、信号線Sを覆い、液晶層LCに突出している。図3の断面には表れていないが、絶縁層12は、走査線Gの上方にも設けられている。すなわち、絶縁層12は、平面視において、走査線Gとともに第1方向Xに延びる部分と、信号線Sとともに第2方向Yに延びる部分とを有する格子状である。各画素PXにおいては、絶縁層12で囲われた開口部OPが形成されている。
容量電極CNは、絶縁層11,12の上に設けられ、絶縁層13によって覆われている。画素電極PEは、開口部OPにおいて絶縁層13の上に設けられ、第1配向膜AL1によって覆われている。画素電極PEは、絶縁層13を挟んで容量電極CNと対向し、画素PXの容量CSを形成している。
第2基板SUB2は、上述の第2透明基板20、共通電極CEおよび第2配向膜AL2に加え、ブラックマトリクスBM(遮光層)および絶縁層21を備えている。ブラックマトリクスBMは、第2透明基板20の主面に設けられている。例えば、ブラックマトリクスBMは、第3方向Zにおいて信号線S、走査線Gおよびスイッチング素子SWと重畳する格子状である。
共通電極CEは、第2透明基板20の主面に設けられ、ブラックマトリクスBMを覆っている。絶縁層21は、共通電極CEを覆っている。第2配向膜AL2は、絶縁層21を覆っている。共通電極CEは、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CNと同電位である。
絶縁層11,13,21は、例えばシリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物などの透明な無機材料で形成されている。絶縁層12は、例えば、アクリル樹脂などの透明な有機材料で形成されている。容量電極CN、画素電極PEおよび共通電極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ている。ブラックマトリクスBMは、例えば可視光の反射率が低い金属や黒色樹脂などの遮光性を有する材料で形成されている。
液晶層LCは、上述の筋状のポリマー31および液晶分子32を含む。図3に示す液晶分子32は、画素電極PEと共通電極CEの間に電位差が形成されていない状態に相当し、ダイレクタ(液晶分子32の長軸)がポリマー31の延伸方向と略平行となるように配向されている。画素電極PEと共通電極CEの間に電位差が形成されると、液晶分子32はダイレクタが電界の方向に近づくように回転する。
図4は、表示装置DSPの概略的な平面図である。シール材SEは、図2にも示した第1シール材SE1に加え、第2シール材SE2を含む。第1シール材SE1および第2シール材SE2は、透光性に優れた同じ材料で形成されている。
第1シール材SE1は、周辺領域SAに配置され、表示領域DAを囲っている。すなわち、第1シール材SE1は、平面視において、第1側面F11に沿う部分と、第2側面F12に沿う部分と、第3側面F13に沿う部分と、第4側面F14に沿う部分とを有する矩形状である。
第2シール材SE2は、大部分が表示領域DAに配置されている。図4の例において、第2シール材SE2は、第1方向Xと平行に延びる1本の第1部分SE2xと、第2方向Yと平行に延びる2本の第2部分SE2yとを有している。第2シール材SE2が有する第1部分SE2xおよび第2部分SE2yの数は、この例に限られない。
第1部分SE2xと第2部分SE2yは、互いに交差している。第1部分SE2xと第2部分SE2yの両端部は、それぞれ第1シール材SE1に接続されている。すなわち、第2シール材SE2は、第1シール材SE1の内側を複数の領域に区切っている。図4の例においては、第1シール材SE1および第2シール材SE2で囲われた矩形状の6つの第1領域A1が形成されている。第1領域A1は、第2シール材SE2と重ならない領域に相当する。図4の例においては、各第1領域A1が同じ形状を有しているが、この例に限られない。
第1シール材SE1は、幅Ws1を有している。第2シール材SE2(第1部分SE2xおよび第2部分SE2y)は、幅Ws2を有している。例えば、幅Ws1は第1シール材SE1の幅の平均値であり、幅Ws2は第2シール材SE2の幅の平均値である。一例として、幅Ws1,Ws2は実質的に同じである。ただし、幅Ws1,Ws2が異なってもよい。
図5は、図4におけるA-B線に沿う表示パネルPNLの概略的な断面図である。この図においては、図3に示した絶縁層11,13,21および容量電極CNを省略している。以下の説明においては、表示領域DAのうち、第2シール材SE2と平面視において重なる領域を第2領域A2と呼ぶ。
第2シール材SE2は、第1配向膜AL1および第2配向膜AL2の双方に接触している。第2シール材SE2は、一対の側面SFを有している。これら側面SFは、いずれも液晶層LCと接触している。
画素PXは、第1方向Xにおいて幅Wpxを有している。例えば、幅Wpxは、1つの画素PXを間に挟む2本の信号線Sの中心間の距離である。幅Wpxは、画素PXの第1方向Xにおけるピッチと言うこともできる。第2シール材SE2の幅Ws2は、幅Wpxよりも大きい(Ws2>Wpx)。同様に、画素PXの第2方向Yにおける幅(隣り合う2本の走査線Gの中心間の距離)も幅Ws2より大きい。
本実施形態においては、第1領域A1だけでなく、第2領域A2にも画素PXが配置されている。すなわち、第2シール材SE2は、幅方向(図5の例では第1方向X)に並ぶ複数の画素PXと重なっている。なお、図5においては第2シール材SE2が2つの画素PXと重なる例を示しているが、第2シール材SE2はより多くの画素PX(例えば5つ以上の画素PX)と重なってもよい。
表示装置DSPの製造時において、第1シール材SE1および第2シール材SE2は、例えば同じディスペンサから吐出される同じ材料によって第1基板SUB1または第2基板SUB2に描画される。その後、第1基板SUB1と第2基板SUB2が貼り合わされる。
液晶層LCを第1基板SUB1と第2基板SUB2の間に導入する方法としては、第1基板SUB1と第2基板SUB2の貼り合わせの後に第1シール材SE1に設けられた注入口から液晶材料を真空環境下で注入する注入方式、または、第1基板SUB1と第2基板SUB2の貼り合わせ前にこれら基板の一方に液晶材料を滴下し、真空環境下でこれら基板を貼り合わせる滴下方式を採用し得る。
本実施形態においては、第1シール材SE1の内側が第2シール材SE2によって複数の第1領域A1に区画されている。このような場合、注入方式では各第1領域A1に通じる注入口を設ける必要が生じることから、滴下方式を採用することが製造工程の簡略化の観点からは好ましい。
表示パネルPNLが振動、衝撃または圧力などに起因した応力によって変形すると、第1基板SUB1と第2基板SUB2がずれ、ポリマー31と液晶分子32の配向が乱れて表示画像にむらが発生する。当該むらが発生すると、表示の均一性が損なわれるとともに、コントラスト比も低下し得る。表示パネルPNLのサイズが小さい場合には、仮に第2シール材SE2が設けられていない場合でも周辺領域SAの第1シール材SEによって変形量が低減されるが、サイズが大きい場合には変形量も大きくなり、むらが顕著となる。
これに対し、本実施形態に係る表示装置DSPにおいては、第1シール材SE1に加え、表示領域DAに第2シール材SE2が設けられている。これにより、応力が加わった場合でも第1基板SUB1と第2基板SUB2がずれにくくなり、ポリマー31と液晶分子32の配向の乱れを抑制できる。結果として、上記むらの発生が抑制され、表示装置DSPの表示品位を高めることができる。このような効果は、表示パネルPNLのサイズが大きいほど顕著となる。
本実施形態においては、第1シール材SE1と第2シール材SE2が同じ材料で形成されている。この場合、これらシール材SE1,SE2を同じ製造装置で描画することが可能となる。
本実施形態においては、第2シール材SE2の幅Ws2が画素PXの幅Wpxよりも大きい。この場合、第2シール材SE2による良好な接着力が期待でき、第1基板SUB1と第2基板SUB2のずれを効果的に抑制可能である。
[第2実施形態]
第2実施形態について説明する。特に言及しない表示装置DSPの構成については第1実施形態と同様のものを適用できる。
第2実施形態について説明する。特に言及しない表示装置DSPの構成については第1実施形態と同様のものを適用できる。
図6は、第2実施形態に係る表示装置DSP(表示パネルPNL)の概略的な断面図である。本実施形態においては、第2シール材SE2と重なる第2領域A2に画素PXが配置されていない。すなわち、第2シール材SE2と第1透明基板10の間には、画素電極PEやスイッチング素子SWが設けられていない。
図6の断面においては、信号線S、絶縁層12およびブラックマトリクスBMも第2領域A2に配置されていない。なお、信号線Sは、平面視において図4に示した第1部分SE2xと交差する。すなわち、信号線Sは、平面視において第1部分SE2xとは部分的に重なるが、第2部分SE2yとは重ならない。
走査線Gと第2シール材SE2の関係も、信号線Sと第2シール材SE2の関係と同様である。すなわち、走査線Gは、平面視において第1部分SE2xとは重ならないが、第2部分SE2yとは部分的に重なる。
本実施形態のように第2シール材SE2と重なる第2領域A2に画素PXを配置しない場合、表示領域DAに表示される画像の部分的な欠損を抑制することができる。
[第3実施形態]
第3実施形態について説明する。特に言及しない表示装置DSPの構成については第1実施形態と同様のものを適用できる。
第3実施形態について説明する。特に言及しない表示装置DSPの構成については第1実施形態と同様のものを適用できる。
図7は、第3実施形態に係る表示装置DSP(表示パネルPNL)の概略的な断面図である。本実施形態においては、第2シール材SE2と重なる第2領域A2にダミー画素DPが配置されている。
ダミー画素DPは、画像を表示しない画素(画素電極PEと共通電極CEの間に電位差を形成しない画素)である。ダミー画素DPは、画素PXと同様にスイッチング素子SWと画素電極PEを備えてもよいし、スイッチング素子SWと画素電極PEの少なくとも一方を備えなくてもよい。また、ダミー画素DPは、画素PXと同様にスイッチング素子SWと画素電極PEを備えるが、これらが電気的に接続されていなくてもよい。
ダミー画素DPは、図7のように第2シール材SE2の第2部分SE2yと重なる領域だけでなく、第1部分SE2xと重なる領域にも配置されている。ダミー画素DPのサイズは、例えば画素PXと同じである。
ダミー画素DPに対しても、信号線S、走査線GおよびブラックマトリクスBMが設けられている。すなわち、表示パネルPNLが備える複数の信号線Sは、第1領域A1および第2領域A2のいずれにおいても一定のピッチで配列されている。また、表示パネルPNLが備える複数の走査線Gは、第1領域A1および第2領域A2のいずれにおいても一定のピッチで配列されている。
本実施形態のように第2領域A2にダミー画素DPを配置すれば、表示領域DAの開口率を全体的に均一化することができる。これにより、表示領域DAの透明性も全体的に均一化される。
また、第2実施形態のように第2領域A2に画素PXやダミー画素DPを配置しない場合に比べ、走査線Gおよび信号線Sの容量や負荷の変化が抑制される。これにより、表示装置DSPの電気的な安定性を得ることができる。
図8は、走査線Gに印加される電圧の一例を示す図である。図9は、信号線Sに印加される電圧の一例を示す図である。図8中の複数のダミー画素DPは、走査線Gと平行な第1部分SE2xと重なるものであり、第1方向Xに並んでいる。図9中の複数のダミー画素DPは、信号線Sと平行な第2部分SE2yと重なるものであり、第2方向Yに並んでいる。
以下の説明においては、画素PXに配置される画素電極PEおよびスイッチング素子SWをそれぞれ第1画素電極PE1および第1スイッチング素子SW1と呼び、ダミー画素DPに配置される画素電極PEおよびスイッチング素子SWをそれぞれ第2画素電極PE2および第2スイッチング素子SW2と呼ぶ。
また、図8に示すように第1部分SE2xと重ならない画素PXの第1スイッチング素子SW1に接続された走査線Gを第1走査線G1と呼び、第1部分SE2xと重なるダミー画素DPの第2スイッチング素子SW2に接続された走査線Gを第2走査線G2と呼ぶ。さらに、図9に示すように第2部分SE2yと重ならない画素PXの第1スイッチング素子SW1に接続された信号線Sを第1信号線S1と呼び、第2部分SE2yと重なるダミー画素DPの第2スイッチング素子SW2に接続された信号線Sを第2信号線S2と呼ぶ。
各走査線G1,G2は、図8に示すゲートドライバGDに接続されている。ゲートドライバGDは、各第1走査線G1に対し、低電位VLと高電位VHが交互に繰り返す波形のゲート電圧Vg1を印加する。低電位VLは、第1スイッチング素子SW1をオフするための電位である。高電位VHは、第1スイッチング素子SW1をオンするための電位である。
一方、ゲートドライバGDは、各第2走査線G2に対し、低電位VLで一定の波形のゲート電圧Vg2を印加する。ゲート電圧Vg2によっては第2スイッチング素子SW2がオンされない。
各信号線S1,S2は、図9に示すソースドライバSDに接続されている。ソースドライバSDは、各第1信号線S1に対し、第2方向Yに並ぶ複数の画素PXの第1画素電極PE1にそれぞれ供給すべき表示電圧Vsigを順次印加する。表示電圧Vsigは、共通電極CEに印加される共通電圧Vcomとは異なる電位を有している。
一方、ソースドライバSDは、各第2信号線S2に対し、共通電極CEと同じ共通電圧Vcomを印加する。共通電圧Vcomは、図9中の(a)に示すように一定であってもよい。また、図9中の(b)に示すようにフレーム毎に反転されてもよい。
図8の例のように、各第2走査線G2に一定のゲート電圧Vg2を印加する場合、第2走査線G2を駆動するための回路をゲートドライバGDに設ける必要がない。したがって、ゲートドライバGDの構成を簡略化できる。また、ゲート電圧Vg2を低電位VLとすることで、各第2走査線G2の電位が殆どの第1走査線G1と同じとなり、電気的に安定した駆動を実現できる。
図9の例のように、各第2信号線S2に共通電圧Vcomを印加する場合、第2信号線S2と共通電極CEや上述の容量電極CNとの間に電位差が生じない。これによっても電気的に安定した駆動を実現できるとともに、液晶層LCに不所望な電界が作用することを抑制できる。
[第4実施形態]
第4実施形態について説明する。特に言及しない表示装置DSPの構成については上述の各実施形態と同様のものを適用できる。
第4実施形態について説明する。特に言及しない表示装置DSPの構成については上述の各実施形態と同様のものを適用できる。
図10は、第4実施形態に係る表示装置DSPの概略的な平面図である。本実施形態において、表示装置DSPは、第2光源ユニットLU2をさらに備えている。第2光源ユニットLU2は、第2側面F12に沿って並ぶ複数の第2光源LS2を含む。
第2光源LS2は、第2側面F12に光を照射する。第2側面F12は、第1基板SUB1および第2基板SUB2の少なくとも一方の側面を含む。例えば図2に示した第1光源LS1と同じく、第2光源LS2は、赤色の光を放つ発光素子LDRと、緑色の光を放つ発光素子LDGと、青色の光を放つ発光素子LDBとを含む。
第1光源LS1が放つ光L1の一部は、第2シール材SE2の第1部分SE2xによって吸収および散乱される。そのため、光L1の強度が第1部分SE2xの通過前後で変化する。このことから、上述の各実施形態の構成においては、表示領域DAに表示される画像の輝度の均一性が損なわれ得る。
これに対し、本実施形態においては、第2光源LS2が放つ光L2が第2側面F12から第1側面F11に向けて導光される。光L2の一部も第1部分SE2xで吸収および散乱される。結果として、光L1と光L2を合わせた強度が表示領域DAにおいて概ね一様となり、表示される画像の輝度が均一化される。
[第5実施形態]
第5実施形態について説明する。特に言及しない表示装置DSPの構成については上述の各実施形態と同様のものを適用できる。
第5実施形態について説明する。特に言及しない表示装置DSPの構成については上述の各実施形態と同様のものを適用できる。
図11は、第5実施形態に係る表示装置DSPの概略的な平面図である。本実施形態において、表示装置DSPは、各第1領域A1の内面に沿って配置された壁部PTを備えている。壁部PTは、例えば有機材料で形成されている。
図11の例においては、壁部PTが第1シール材SE1および第2シール材SE2の双方に沿う矩形枠状である。他の例として、壁部PTは、第2シール材SE2に沿ってのみ設けられてもよい。
図12は、図11におけるC-D線に沿う表示パネルPNLの概略的な断面図である。壁部PTは、第2シール材SE2の側面SFを覆っている。図12の断面には表れていないが、第1シール材SE1の側面も壁部PTによって覆われている。
図12の例においては、壁部PTが第2基板SUB2に設けられており、その先端が第1配向膜AL1に接触している。他の例として、壁部PTが第1基板SUB1に設けられ、その先端が第2配向膜AL2に接触してもよい。また、壁部PTが第1基板SUB1と第2基板SUB2の双方に設けられ、これらの先端、あるいはこれらの先端に形成された配向膜AL1,AL2が接触してもよい。壁部PTが第1基板SUB1に設けられる場合、このような壁部PTは、絶縁層12と同じ材料で形成されてもよい。
上述の滴下方式で液晶層LCを形成する場合、未硬化の第1シール材SE1および第2シール材SE2に液晶層LCが接触すると、これらシール材SE1,SE2が液晶層LCに溶出する可能性がある。これに対し、本実施形態のように壁部PTを設けていれば、未硬化の第1シール材SE1,SE2と液晶層LCの接触を抑制することができる。
[第6実施形態]
第6実施形態について説明する。特に言及しない表示装置DSPの構成については上述の各実施形態と同様のものを適用できる。
第6実施形態について説明する。特に言及しない表示装置DSPの構成については上述の各実施形態と同様のものを適用できる。
図13は、第6実施形態に係る表示装置DSPの概略的な断面図である。本実施形態においては、第1基板SUB1および第2基板SUB2が可撓性を有している。このような第1基板SUB1および第2基板SUB2は、例えば第1透明基板10および第2透明基板20をポリイミドなどの可撓性を有するプラスチックで形成することにより実現できる。
図13の例では、第1方向Xおよび第3方向Zと平行なX-Z平面に沿う断面において表示パネルPNLが曲がっている。表示パネルPNLは、第2方向Yおよび第3方向Zと平行なY-Z平面に沿う断面において曲がってもよい。
表示パネルPNLは、外力が加えられていない状態においては第1方向Xおよび第2方向Yと平行な平板状であり、外力が加えられたときに曲がってもよい。他の例として、表示パネルPNLは、予め曲がった状態で固定されてもよい。
表示パネルPNLが曲げられた際に、第1基板SUB1と第2基板SUB2にずれが生じ得る。このようなずれが生じると、各基板に平行なずり応力や各基板に垂直な圧縮応力のような力により液晶層LCに含まれるポリマーと液晶分子の配向が乱れ、表示画像にむらが発生する。
これに対し、第2シール材SE2が配置されていれば、第1シール材SE1のみで第1基板SUB1および第2基板SUB2が接着されている場合に比べ、表示領域DAにおける基板SUB1,SUB2のずれを抑制できる。結果として、表示画像のむらが抑制され、表示装置DSPの表示品位が向上する。
[第7実施形態]
第7実施形態について説明する。特に言及しない表示装置DSPの構成については上述の各実施形態と同様のものを適用できる。
第7実施形態について説明する。特に言及しない表示装置DSPの構成については上述の各実施形態と同様のものを適用できる。
図14は、第7実施形態に係る表示装置DSPの概略的な平面図である。本実施形態においては、第1領域A1における開口率と、第2領域A2における開口率とが同等である。
ここで、開口率とは、単位面積あたりに含まれる光の透過領域の割合に相当する。光の透過領域は、例えば、ブラックマトリクスBMや配線(走査線Gおよび信号線Sなど)のような遮光部と重ならない領域に相当する。
図14の例においては、第1領域A1および第2領域A2のそれぞれにおけるブラックマトリクスBMの形状が同じである。すなわち、第1領域A1におけるブラックマトリクスBMの第1方向Xの開口幅Wbx1と、第2領域A2におけるブラックマトリクスBMの第1方向Xの開口幅Wbx2が同じである。また、第1領域A1におけるブラックマトリクスBMの第2方向Yの開口幅Wby1と、第2領域A2におけるブラックマトリクスBMの第2方向Yの開口幅Wby2が同じである。走査線Gおよび信号線Sなどの配線はブラックマトリクスBMと重なっており、実質的にブラックマトリクスBMの形状によって第1領域A1および第2領域A2の開口率が定まっている。
仮に、第2領域A2にブラックマトリクスBMなどの遮光部を設けない場合には、第1領域A1と第2領域A2とで透過率の均一性が損なわれ、表示品位も低下し得る。一方、第1領域A1の開口率と第2領域A2の開口率とが同等であれば、表示領域DAの全体において表示パネルPNLの透過率が均一化され、表示品位も向上する。
[第8実施形態]
第8実施形態について説明する。特に言及しない表示装置DSPの構成については上述の各実施形態と同様のものを適用できる。
第8実施形態について説明する。特に言及しない表示装置DSPの構成については上述の各実施形態と同様のものを適用できる。
図15は、第8実施形態に係る表示装置DSPの概略的な平面図である。図16は、第2シール材SE2の一部を拡大して示す概略的な平面図である。図15に示す表示装置DSPは、表示パネルPNLと第1光源ユニットLU1とを備えている。表示装置DSPは、図10の例と同じく第2光源ユニットLU2をさらに備えてもよい。
液晶層LC(ポリマーおよび液晶分子)と第2シール材SE2は、屈折率が互いに異なる。そのため、第1光源LS1からの光L1の一部が液晶層LCと第2シール材SE2の界面で反射され得る。この反射光L1aが表示パネルPNLから出射すると、不要な光漏れが生じ、表示品質が低下する。
そこで、本実施形態においては、図16に示すように遮光部SLDを配置する。遮光部SLDは、液晶層LCと第2シール材SE2の界面、すなわち第1部分SE2xおよび第2部分SE2yの側面SFと平面視において重なっている。
遮光部SLDは、第1部分SE2xの側面SFに沿って第1方向Xに延びる部分と、第2部分SE2yの側面SFに沿って第2方向Yに延びる部分とを有している。一例として、遮光部SLDは、第1領域A1を囲う枠状である。
図16の例においては、遮光部SLDの幅が第1部分SE2xおよび第2部分SE2yの幅よりも小さい。さらに、遮光部SLDは、第2方向Yにおける第1部分SE2xの中央部や、第1方向Xにおける第2部分SE2yの中央部とは重なっていない。
図17は、図16におけるE-F線に沿う表示パネルPNLの概略的な断面図である。例えば、遮光部SLDは、第1基板SUB1に配置された第1遮光部SLD1と、第2基板SUB2に配置された第2遮光部SLD2とを含む。
第1遮光部SLD1は、例えば第1透明基板10と絶縁層11の間に配置されている。第2遮光部SLD2は、例えば第2透明基板20と共通電極CEの間に配置されている。第1遮光部SLD1および第2遮光部SLD2は、可視光の反射率が低い金属や黒色樹脂などの遮光性を有する材料で形成されている。第2遮光部SLD2は、ブラックマトリクスBMと同じ材料で形成されてもよい。この場合において、第2遮光部SLD2とブラックマトリクスBMとが接続されてもよい。
第1遮光部SLD1と第2遮光部SLD2は、第3方向Zにおいて対向している。第2シール材SE2の側面SFは、第1遮光部SLD1と第2遮光部SLD2の間に位置している。第1遮光部SLD1と第2遮光部SLD2の平面形状は、例えば互いに一致する。ただし、これら遮光部SLD1,SLD2の平面形状が少なくとも一部において異なってもよい。
図17の例においては、光L1の一部が側面SF(液晶層LCと第2シール材SE2の界面)で反射され、反射光L1aが生じている。このような反射光L1aは、第1遮光部SLD1または第2遮光部SLD2で吸収される。そのため、光漏れの発生が抑制される。
なお、遮光部SLDは、第1遮光部SLD1および第2遮光部SLD2のいずれか一方を備えなくてもよい。この場合であっても、第1基板SUB1および第2基板SUB2のうち、遮光部が設けられた基板の側への光漏れを低減する効果が得られる。
[第9実施形態]
第9実施形態について説明する。特に言及しない表示装置DSPの構成については上述の各実施形態と同様のものを適用できる。
第9実施形態について説明する。特に言及しない表示装置DSPの構成については上述の各実施形態と同様のものを適用できる。
図18は、第9実施形態に係る表示装置DSPの概略的な断面図である。本実施形態においては、第2領域A2に絶縁層12が設けられていない。すなわち、複数の画素PXの境界のうち平面視において第2シール材SE2と重ならない部分には絶縁層12が配置され、複数の画素PXの境界のうち平面視において第2シール材SE2と重なる部分には絶縁層12が配置されていない。
これにより、第2領域A2における第1配向膜AL1の表面が、第1領域A1における第1配向膜AL1の表面よりも平坦になる。なお、第2領域A2に配置される画素は、第1実施形態と同じく通常の画素PXであってもよいし、第3実施形態と同じくダミー画素DPであってもよい。
図18には第2部分SE2yを含む断面を示したが、第1部分SE2xを含む断面にも同様の構成を適用できる。すなわち、第2領域A2においては、走査線Gと重なる絶縁層12が設けられていなくてもよい。
本実施形態の構成においては、第2シール材SE2の下地が比較的平坦となるため、第2シール材SE2の形状を安定させることが可能となる。
[第10実施形態]
第10実施形態について説明する。特に言及しない表示装置DSPの構成については上述の各実施形態と同様のものを適用できる。
第10実施形態について説明する。特に言及しない表示装置DSPの構成については上述の各実施形態と同様のものを適用できる。
図19は、第10実施形態に係る表示装置DSPの概略的な断面図である。本実施形態において、絶縁層12は、第1領域A1に配置された第1絶縁層12aと、第2領域A2に配置された第2絶縁層12bとを含む。第1絶縁層12aおよび第2絶縁層12bは、同じ材料で形成され、いずれも第1配向膜AL1で覆われている。
第1絶縁層12aは、上述の各実施形態における絶縁層12と同じく走査線Gおよび信号線Sの上方に設けられ、液晶層LCに突出している。すなわち、第1絶縁層12aは、複数の画素PXの境界のうち、平面視において第2シール材SE2と重ならない部分に配置されている。
第2絶縁層12bは、第1絶縁層12aよりも大きい幅を有し、第2シール材SE2と第1透明基板10の間に全体的に設けられている。図19の例においては、第2絶縁層12bの幅が第2シール材SE2の幅よりも大きい。
なお、図19には第2部分SE2yを含む断面を示したが、第1部分SE2xを含む断面にも同様の構成を適用できる。第1シール材SE1の下方にも同様に第2絶縁層12bが配置されてもよい。
第2領域A2に配置される画素は、第1実施形態と同じく通常の画素PXであってもよいし、第3実施形態と同じくダミー画素DPであってもよい。第2絶縁層12bは、これらの画素PXまたはダミー画素DPを覆っている。
本実施形態の構成であれば、第2シール材SE2の高さが安定する。これにより、表示領域DAの各所において、第1配向膜AL1と第2配向膜AL2の間のセルギャップを均一化することが可能となる。
[第2シール材SE2の変形例]
第2シール材SE2の形状は、第1乃至第10実施形態にて開示したものに限られない。以下に、第2シール材SE2に適用し得る他の構成を例示する。
第2シール材SE2の形状は、第1乃至第10実施形態にて開示したものに限られない。以下に、第2シール材SE2に適用し得る他の構成を例示する。
図20は、第2シール材SE2の第1変形例を示す平面図である。図20の例においては、2本の第2シール材SE2が表示領域DAに配置されている。これら第2シール材SE2は、上述の第2部分SE2yと同じく、第2方向Yと平行に延びている。なお、第2シール材SE2の数は2本に限られず、1本であってもよいし、3本以上であってもよい。
図20の例においては、第2シール材SE2が第1方向Xに延びる部分を有していない。この場合、第1光源LS1からの光の導光が第2シール材SE2によって妨げられにくい。
図21は、第2シール材SE2の第2変形例を示す平面図である。図21の例においては、1本の第2シール材SE2が表示領域DAに配置されている。この第2シール材SE2は、上述の第1部分SE2xと同じく、第1方向Xと平行に延びている。図20の例においては、第2シール材SE2が第2方向Yに延びる部分を有していない。
図21の例においては、第2方向Yに並ぶ2つの第1領域A1が表示領域DAに形成される。この場合、各第1領域A1における輝度を均一化するために、図10の例と同様の第2光源ユニットLU2が配置されてもよい。
図22は、第2シール材SE2の第3変形例を示す平面図である。図22の例において、第2シール材SE2は、第1シール材SE1の内側に配置された複数の島部ILDを有している。これら島部ILDは、第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて配置されている。図22の例においては、島部ILDが第1方向Xに延びる部分と第2方向Yに延びる部分とを有する十字形である。
図23は、第2シール材SE2の第4変形例を示す平面図である。図23の例においても、第2シール材SE2は、第1方向Xおよび第2方向Yに間隔を空けて配置された複数の島部ILDを有している。ただし、図23の例においては、島部ILDが円形である。このような島部ILDの直径は、例えば、第1シール材SE1や画素PXの幅より大きい。
図22および図23の例においては、第1シール材SE1の内側が第2シール材SE2によって複数の領域に区切られない。そのため、液晶層LCの形成が容易である。
すなわち、上述の滴下方式を用いる場合、滴下された液晶材料の拡がりが第2シール材SE2によって阻害されにくい。また、上述の注入方式を用いる場合、1か所の注入口から液晶材料を注入すれば、当該液晶材料が第1シール材SE1の内側の全体に拡がる。
図22および図23の例においては、液晶材料の注入口40が第1シール材SE1のうち第2方向Yと平行な部分に設けられ、この注入口40が封止材41で塞がれている。このような部分に注入口40および封止材41を設ければ、第1光源LS1からの光の導光が注入口40および封止材41によって阻害されにくい。
第1配向膜AL1および第2配向膜AL2には、例えばラビング処理によって配向規制力が付与される。このようなラビング処理が施される配向処理方向ADは、第1光源LS1からの光の導光方向と直交することが好ましい。すなわち、図22および図23の例においては、配向処理方向ADが第1方向Xと平行である。この場合、図22および図23に示す位置に注入口40が設けられると、注入される液晶材料が配向処理方向ADに沿って良好に拡がる。
以上、本発明の実施形態として説明した表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置も、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に属する。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変形例に想到し得るものであり、それら変形例についても本発明の範囲に属するものと解される。例えば、上述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、もしくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
また、上述の各実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について、本明細書の記載から明らかなもの、または当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
DSP…表示装置、PNL…表示パネル、LU1…第1光源ユニット、LS1…第1光源、LU2…第2光源ユニット、LS2…第2光源、SUB1…第1基板、10…第1透明基板、PE…画素電極、AL1…第1配向膜、SUB2…第2基板、20…第2透明基板、CE…共通電極、AL2…第2配向膜、LC…液晶層、SE…シール材、SE1…第1シール材、SE2…第2シール材。
Claims (18)
- 第1基板と、
前記第1基板に対向する第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板を接着するシール材と、
前記第1基板と前記第2基板の間の液晶層と、
を備え、
前記シール材は、
複数の画素を含む表示領域を囲う第1シール材と、
前記第1シール材と同じ材料で形成され、前記表示領域に配置された第2シール材と、
を含む、表示装置。 - 第1基板と、
前記第1基板に対向する第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板を接着するシール材と、
前記第1基板と前記第2基板の間の液晶層と、
を備え、
前記シール材は、
複数の画素を含む表示領域を囲う第1シール材と、
前記画素よりも大きい幅を有し、前記表示領域に配置された第2シール材と、
を含む、表示装置。 - 前記第2シール材は、平面視において少なくとも1つの前記画素と重なっている、
請求項1または2に記載の表示装置。 - 平面視において前記第2シール材と重なる領域に前記画素が配置されていない、
請求項1または2に記載の表示装置。 - 前記表示領域は、画像を表示しないダミー画素を備え、
前記第2シール材は、前記ダミー画素と重なっている、
請求項1または2に記載の表示装置。 - 前記第1基板は、
前記画素に配置され、平面視において前記液晶層と重なる第1画素電極と、
前記ダミー画素に配置され、平面視において前記第2シール材と重なる第2画素電極と、
前記第1画素電極に接続された第1スイッチング素子と、
前記第2画素電極に接続された第2スイッチング素子と、
前記第1スイッチング素子に接続された第1走査線と、
前記第2スイッチング素子に接続された第2走査線と、
前記第1スイッチング素子に接続された第1信号線と、
前記第2スイッチング素子に接続された第2信号線と、
を備える、
請求項5に記載の表示装置。 - 前記第1走査線および前記第2走査線に接続されたゲートドライバをさらに備え、
前記ゲートドライバは、低電位と高電位が交互に繰り返す波形の電圧を前記第1走査線に印加し、前記低電位で一定の波形の電圧を前記第2走査線に印加する、
請求項6に記載の表示装置。 - 共通電圧が印加される共通電極と、
前記第1信号線および前記第2信号線に接続されたソースドライバと、
をさらに備え、
前記ソースドライバは、前記共通電圧と異なる表示電圧を前記第1信号線に印加し、前記共通電圧を前記第2信号線に印加する、
請求項6に記載の表示装置。 - 前記第1基板または前記第2基板の第1側面に光を照射する第1光源をさらに備え、
前記液晶層は、高分子分散型液晶により構成されている、
請求項1または2に記載の表示装置。 - 前記第1基板または前記第2基板の第2側面に光を照射する第2光源をさらに備える、
請求項9に記載の表示装置。 - 前記第2シール材の側面を覆う壁部をさらに備える、
請求項1または2に記載の表示装置。 - 前記第1基板および前記第2基板は、可撓性を有している、
請求項1または2に記載の表示装置。 - 前記表示領域は、平面視において前記第2シール材と重ならない第1領域と、平面視において前記第2シール材と重なる第2領域と、を有し、
前記第1領域における開口率と、前記第2領域における開口率とが同等である、
請求項1または2に記載の表示装置。 - 平面視において前記第2シール材の側面と重なり、かつ当該側面に沿って延びる遮光部をさらに備える、
請求項1または2に記載の表示装置。 - 前記第1基板は、前記液晶層に突出する絶縁層をさらに備え、
前記絶縁層は、前記複数の画素の境界のうち、平面視において前記第2シール材と重ならない部分に配置され、
前記複数の画素の境界のうち、平面視において前記第2シール材と重なる部分には前記絶縁層が配置されていない、
請求項1または2に記載の表示装置。 - 前記第2シール材は、前記第1シール材の内側を複数の領域に区切っている、
請求項1または2に記載の表示装置。 - 前記第2シール材は、前記第1シール材の内側に互いに間隔を空けて配置された複数の島部を有している、
請求項1または2に記載の表示装置。 - 前記第1基板は、
前記複数の画素の境界のうち、平面視において前記第2シール材と重ならない部分に配置され、前記液晶層に突出する第1絶縁層と、
前記第1絶縁層と同じ材料で形成され、前記第1絶縁層よりも大きい幅を有し、平面視において前記第2シール材と重なる第2絶縁層と、
を備える、
請求項1または2に記載の表示装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022126442A JP2024022967A (ja) | 2022-08-08 | 2022-08-08 | 表示装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022126442A JP2024022967A (ja) | 2022-08-08 | 2022-08-08 | 表示装置 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2022126442A Pending JP2024022967A (ja) | 2022-08-08 | 2022-08-08 | 表示装置 |
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JP (1) | JP2024022967A (ja) |
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2022
- 2022-08-08 JP JP2022126442A patent/JP2024022967A/ja active Pending
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2023
- 2023-08-07 US US18/366,099 patent/US20240045274A1/en active Pending
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