WO2021033775A1 - 両面表示装置 - Google Patents

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WO2021033775A1
WO2021033775A1 PCT/JP2020/031717 JP2020031717W WO2021033775A1 WO 2021033775 A1 WO2021033775 A1 WO 2021033775A1 JP 2020031717 W JP2020031717 W JP 2020031717W WO 2021033775 A1 WO2021033775 A1 WO 2021033775A1
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WO
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light emitting
emitting element
double
main surface
light
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PCT/JP2020/031717
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English (en)
French (fr)
Inventor
横山　良一
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
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Priority to US17/636,192 priority patent/US20220293834A1/en
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
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    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
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    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/33—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being semiconductor devices, e.g. diodes
    • G—PHYSICS
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    • G09F9/40—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character is selected from a number of characters arranged one beside the other, e.g. on a common carrier plate
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other

Definitions

  • the present disclosure is a double-sided display capable of displaying information such as an image on both the front side and the back side of a substrate by using a light emitting element such as a micro LED (Light Emitting Diode) mounted in a matrix on a transparent substrate.
  • a light emitting element such as a micro LED (Light Emitting Diode) mounted in a matrix on a transparent substrate.
  • Patent Document 1 The prior art double-sided display device is described in, for example, Patent Document 1.
  • a transparent display area in which a non-display area is transparent using self-luminous pixels, and a front side display area to be displayed on the front side and a back side display area to be displayed on the back side of the display areas of the transparent display area are used. It is provided with a display area setting means for setting.
  • the double-sided display device of the present disclosure includes a substrate made of a transparent insulating material and having a first main surface and a second main surface located on the opposite side of the first main surface.
  • a first light emitting element and a second light emitting element mounted on the first main surface of the substrate,
  • a first reflecting unit provided around the first light emitting element and reflecting the light radiated from the first light emitting element toward the side facing the first main surface. It is provided around the second light emitting element, and includes a second reflecting portion that reflects the light radiated from the second light emitting element toward the side facing the second main surface.
  • FIG. 6A It is a top view which shows the arrangement of the 1st light emitting element and the 2nd light emitting element in the pixel of 1st Embodiment of the double-sided display device of this disclosure. It is a top view which shows the arrangement of the 1st light emitting element and the 2nd light emitting element in the pixel of 4th Embodiment of the double-sided display device of this disclosure. It is a top view which shows the arrangement of the 1st light emitting element and the 2nd light emitting element in the pixel of 4th Embodiment of the double-sided display device of this disclosure. It is a figure which shows typically the circuit structure of the double-sided display device of the pixel arrangement of FIG. 6A.
  • FIG. 6A shows typically the circuit structure of the double-sided display device of the pixel arrangement of FIG. 6A.
  • FIG. 5 is a timing chart for explaining the drive timing of the double-sided display device having the circuit configuration of FIG. 7. It is a figure which shows typically the circuit structure of the double-sided display device of the pixel arrangement of FIG. 6B.
  • 9 is a timing chart for explaining the drive timing of the double-sided display device having the circuit configuration of FIG.
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the first light emitting element of the double-sided display device shown in FIG.
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the second light emitting element of the double-sided display device shown in FIG.
  • the configuration of the double-sided display device based on the present embodiment is a transparent display area in which the non-display area is transparent by using self-luminous pixels, and a front side display area to be displayed on the front side of the transparent display area. It is provided with a display area setting means for setting the back side display area to be displayed on the back side.
  • the transparent display unit is driven by the scanning side driver and the data side driver in a matrix method.
  • the data side driver includes a shift register for converting display data input in time series into the output format of the transparent display unit.
  • the display area setting means includes an inverted signal output means for outputting another inverted signal in which the shift register constituting the data side driver inverts the direction in which the data is shifted.
  • the inverting signal output means When the inverting signal output means outputs an inverting signal, the direction of shifting the data in the shift register is inverted, and the level of the display data output to the data side driver is inverted. What was displayed on the front side before reversing the shift direction is displayed on the back side as it is.
  • the inversion signal from the inversion signal output means of the display area setting means inverts the direction of shifting the data of the shift register constituting the data side driver, and the data is displayed on the front side of the display area of the transparent display unit. Display the display data in the front side display area or the back side display area to be displayed on the back side.
  • FIGS. 1 and 2 schematically shown.
  • each diagram referred to below shows only the main configuration of the present embodiment, and well-known configurations such as a circuit board, a wiring conductor, a control IC (Integrated Circuit), and an LSI (Large Scale Integration) are complicated to explain. It is omitted to avoid conversion.
  • the double-sided display device D1 includes a substrate 1 made of an insulator, a first light emitting element 2, a second light emitting element 3, a first inclined reflecting unit 4a, a first reflecting unit 4b, a second relay reflecting unit 5a1, and a second reflecting unit 5b.
  • a light-shielding layer 8 and a protective layer 12 are provided.
  • a first inclined reflecting portion 4a and a first reflecting portion 4b are provided, and light is emitted to the side facing the second main surface 1b.
  • a second relay reflection unit 5a1 and a second reflection unit 5b are provided as a configuration for emitting light, but when a sufficient amount of emitted light can be obtained only by the first reflection unit 4b and the second reflection unit 5b, the first The configuration may not include the inclined reflection unit 4a and the second relay reflection unit 5a1.
  • the substrate 1 is made of a transparent insulating material and includes a first main surface 1a and a second main surface 1b located opposite to the first main surface 1a.
  • the insulating material of the substrate 1 may be, for example, a glass material, a resin material, a ceramic material, or the like.
  • the shape of the substrate 1 in a plan view is not limited to a rectangular shape, but may be various shapes such as a circular shape, an elliptical shape, and a trapezoidal shape.
  • it is a transparent insulating material it is preferable that the visible light transmittance is 70% or more.
  • the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 are mounted on the first main surface 1a of the substrate 1.
  • the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 are composed of a mini or micro LED (Light Emitting Diode) element, but the present invention is not limited to this, and an organic EL element, a semiconductor laser element, or the like may be used. Good.
  • II-VI group compounds cover the wavelength range from blue to green
  • III-V compound semiconductors cover the wavelength range from yellow to infrared.
  • Group III nitrides of group II-V compounds cover a wide wavelength range from visible to ultraviolet.
  • the MBE method is used for the formation of the II-VI group compound
  • the epitaxial growth of the lattice matching system by the MOCVD method is used for the formation of the III-V group compound.
  • the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 include a light emitting layer 6.
  • the light emitting layer 6 emits light in all directions.
  • the light emitting layer 6 is preferably made of a material such as InGaN or AlGaP.
  • a positive electrode and a negative electrode are connected to the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3.
  • positive electrodes and negative electrodes are arranged in the vertical direction of the light emitting elements 2 and 3.
  • the positive electrode and the negative electrode are preferably transparent electrodes made of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide).
  • FIG. 5 shows the arrangement of a plurality of first light emitting elements 2 and second light emitting elements 3 in one pixel 10.
  • a plurality of first light emitting elements 2 may be provided in one pixel 10, or may be one. Further, the plurality of first light emitting elements 2 may emit light of the same color or may emit light of different colors.
  • a plurality of second light emitting elements 3 may be provided in one pixel 10. Further, the plurality of second light emitting elements 3 may emit light of the same color or may emit light of different colors. When the emission colors are different, the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 can emit light of various colors by mixing these colors.
  • the emission colors of the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 are orange, red-orange, magenta, and purple other than red, and the emission colors of the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 are yellow other than green. It can also be green. Further, when one pixel 10 has three or more first light emitting elements 2 and second light emitting elements 3, a plurality of pixels having the same emission color may be included.
  • one pixel 10 has a first light emitting element 2a that emits red light, a first light emitting element 2b that emits blue light, and a first light emitting element 2c that emits green light. Is installed. Further, the second light emitting element 3a that emits red light, the second light emitting element 3b that emits blue light, and the second light emitting element 3c that emits green light are adjacent to the first light emitting element 2 of the same color, respectively. Have been placed.
  • the pixels 10 are arranged in a matrix on the substrate 1, and an active matrix type display device that writes and displays image data by scanning lines and signal lines is configured.
  • a light-shielding layer 8 made of a material having a light-shielding property is provided between the first light-emitting element 2 and the second light-emitting element 3, between the first light-emitting elements 2 and between the second light-emitting elements 3.
  • the light-shielding layer 8 can function as a black matrix.
  • the light-shielding layer 8 may be any material having a light-shielding property, and may be, for example, a material exhibiting a dark color such as black, dark brown, or dark blue. In that case, since the background of the double-sided display device D is a dark color system such as black, the contrast is increased and the display quality is improved.
  • the light-shielding layer 8 As a method of changing the color of the light-shielding layer 8 to a dark-colored color, a method of mixing dark-colored ceramic particles, dark-colored plastic particles, dark-colored pigments, dark-colored dyes, and the like into the light-shielding layer 8 is used. Can be adopted.
  • the light-shielding layer 8 is arranged between the first light-emitting element 2 and the second light-emitting element 3, between the first light-emitting elements 2 and between the second light-emitting elements 3, but the light-shielding layer 8 is arranged. It does not have to function as a layer, and may be a translucent layer. As long as it functions as a cavity structure for forming a cavity for emitting light from the light emitting element to the outside, it may be light-shielding or translucent.
  • the light shielding layer 8 may be referred to as a cavity structure.
  • the front side display reflecting portion includes a first inclined reflecting portion 4a and a first reflecting portion 4b.
  • the first inclined reflecting portion 4a is provided around the first light emitting element 2 on the side of the substrate 1 facing the first main surface 1a. As shown in FIG. 1, the first inclined reflecting portion 4a is located at a position separated from the side of the first light emitting element 2, and the surface on the first light emitting element 2 side is in a direction perpendicular to the first main surface 1a. It is formed diagonally. Further, the first reflecting portion 4b is provided between the first light emitting element 2 and the substrate 1 and has a flat plate shape.
  • the first inclined reflecting portion 4a and the first reflecting portion 4b are in contact with each other on the first main surface 1a, whereby the light radiated from the first light emitting element 2 is emitted from the second main surface 1b of the substrate 1. It is not released to the side facing.
  • the first inclined reflection portion 4a is formed on the light-shielding film 8, that is, the slope of the cavity structure.
  • the path of the light radiated from the first light emitting element 2 is shown by an arrow line.
  • a part of the light radiated from the first light emitting element 2 is the surface of the first inclined reflecting portion 4a provided on the side of the first light emitting element 2, and the first main surface faces the first main surface 1a. It is reflected in a direction away from 1a, or is reflected on the surface of the first reflecting portion 4b provided between the first light emitting element 2 and the first main surface 1a, and is reflected on the surface of the first main surface rather than the first light emitting element 2. It is emitted to the outside on the side facing the first main surface 1a through the transparent protective layer 12 provided at a position away from 1a.
  • the first inclined reflecting portion 4a, the first reflecting portion 4b, the first relay reflecting portion 4a1, the second inclined reflecting portion 5a, the second reflecting portion 5b, and the second relay reflecting portion 5a1 have high light reflectance of visible light, for example.
  • Metal material, alloy material, etc. may be used.
  • the metal material include aluminum (Al), silver (Ag), gold (Au), chromium (Cr), nickel (Ni), platinum (Pt), tin (Sn) and the like.
  • the alloy material include duralmin (Al—Cu alloy, Al—Cu—Mg alloy, Al—Zn—Mg—Cu alloy), which is an aluminum alloy containing aluminum as a main component.
  • the light reflectance of these materials is about 90% to 95% for aluminum, about 93% for silver, about 60% to 70% for gold, about 60% to 70% for chromium, and about 60% to 70% for nickel.
  • Platinum is about 60% to 70%
  • tin is about 60% to 70%
  • aluminum alloy is about 80% to 85%. Therefore, examples of suitable light reflecting film materials include aluminum, silver, gold, and aluminum alloys.
  • the first inclined reflecting portion 4a, the first reflecting portion 4b, the first relay reflecting portion 4a1, the second inclined reflecting portion 5a, the second reflecting portion 5b, and the second relay reflecting portion 5a1 which are the light reflecting films define the cavity.
  • a thick film forming method may be formed on the inner surface by using a thin film forming method such as a CVD method, a vapor deposition method, or a plating method, and a resin paste containing particles containing aluminum, silver, gold, an aluminum alloy, or the like is fired and solidified. It may be formed by using a film forming method such as.
  • the first inclined reflecting portion 4a, the first reflecting portion 4b, the first relay reflecting portion 4a1, the second inclined reflecting portion 5a, the second reflecting portion 5b, and the second relay reflecting portion 5a1 have aluminum, silver, and aluminum on the inner surface of the cavity. It may be formed by using a joining method for joining films containing gold, aluminum alloy and the like. A protective film may be provided on the outer surface of the light-reflecting film to suppress a decrease in reflectance due to oxidation of the light-reflecting film.
  • the protective layer 12 can be transmitted through and efficiently emitted to the outside.
  • the material of the protective layer 12 may be an insulating material such as a glass material, a resin material, or a ceramic material, and may be the same material as the substrate 1 or a different material.
  • the back side display reflecting portions are the second relay reflecting portion 5a1 located on the side of the second light emitting element 3 and the first reflecting portion in the protective layer 12 at a position farther from the first main surface 1a than the second light emitting element 3. It includes a second reflecting portion 5b provided on the surface 12a facing the main surface 1a.
  • the second relay reflecting portion 5a1 provided on the side of the second light emitting element 3 projects toward the side facing the first main surface 1a, and the surface on the second light emitting element 3 side is perpendicular to the first main surface 1a. It is formed diagonally with respect to the desired direction.
  • the second reflecting portion 5b provided at a position farther from the first main surface 1a than the second light emitting element 3, that is, on the surface 12a of the protective layer 12 described above has a flat plate shape, but is limited to this. However, it may have another shape, for example, a shape curved in a spherical shape that is convex or concave toward the second light emitting element 3 as long as the amount of reflected light is not reduced.
  • the light radiated to the side of the second light emitting element 3 is reflected on the diagonally formed surface of the second relay reflecting portion 5a1 on the first main surface 1a side in a direction away from the first main surface 1a.
  • the light is further reflected by the second reflecting portion 5b provided at a position farther from the first main surface 1a than the second light emitting element 3 in the direction approaching the first main surface 1a, and then the substrate 1 is pressed. It is transmitted and emitted to the outside, which is the side facing the second main surface 1b.
  • the double-sided display device D1 may further include a transparent filling layer 7.
  • the transparent packing layer 7 is filled around the first light emitting element 2 so as to cover the first inclined reflecting portion 4a and the first reflecting portion 4b, and protects the first light emitting element 2.
  • the transparent packing layer 7 is filled around the second light emitting element 3 so as to cover the second relay reflecting portion 5a1 to protect the second light emitting element 3.
  • another transparent layer may be further formed between the transparent filling layer 7, the first inclined reflecting portion 4a, and the second relay reflecting portion 5a1.
  • the transparent packing layer 7 is made of a transparent resin, and may be, for example, an acrylic resin, a polycarbonate resin, or the like.
  • the double-sided display device D1 may further include a flattening resin layer 9.
  • the flattening resin layer 9 is located farther from the first main surface 1a than the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3, and is provided between the transparent filling layer 7 and the protective layer 12.
  • the flattening resin layer 9 is made of a transparent resin, and may be, for example, an acrylic resin, a polycarbonate resin, or the like.
  • the transparent packing layer 7 and the flattening resin layer 9 may be the same type of resin material or different types of resin material.
  • the refractive index of each light emitting layer 6 of the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 is n1, the refractive index of the transparent packed layer 7 which is the peripheral medium of the light emitting layer 6 is n2, and the flatness which is the peripheral medium of the transparent packed layer 7.
  • n1> n2> n2a> n3 3
  • the critical angle of total reflection of light at the interface between the light emitting layer 6 and the transparent packing layer 7 can be increased, and the critical angle of total reflection of light at the interface between the transparent packing layer 7 and the flattening resin layer 9 can be increased. Since the angle can be increased, the light extraction efficiency is increased.
  • the flattening resin layer 9 protects the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3, and flattens the surface of the flattening resin layer 9 on the side away from the first main surface 1a, thereby forming an optical member and the like. Members can be easily placed on the surface thereof.
  • Light scattering particles 9a may be further dispersed in the flattening resin layer 9.
  • the light scattering particles 9a scatter the light traveling in the flattening resin layer 9, and the scattered light is emitted to the outside.
  • the material of the light scattering particles 9a is a transparent material or an opaque material that does not easily absorb the light emitted from the light emitting layer 6 or does not absorb the light and has a refractive index different from that of the flattening resin layer 9. Materials can be used.
  • the material of the light scattering particles 9a for example, silicon oxide (silica: SiO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), glass, resin, or the like can be used as long as it is a transparent material.
  • a metal such as aluminum or silver, an alloy such as stainless steel, or a ceramic such as alumina (Al 2 O 3 ) ceramic can be used.
  • Brightness unevenness can be reduced mainly by emitting scattered light to the outside.
  • the light scattering particles 9a may be dispersed so that the haze value of the flattening resin layer 9 in which the light scattering particles 9a are dispersed is about 5 to 90%, for example.
  • the double-sided display device D1 a plurality of pixels 10 are arranged in a matrix, and the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 are mounted in the mounting area of the pixels 10.
  • the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 are arranged in one pixel 10.
  • the length of one side is about 1 ⁇ m or more and about 100 ⁇ m or less, and more specifically, 10 ⁇ m. It is more than about 50 ⁇ m or less, but is not limited to these sizes.
  • the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 are preferably arranged so as not to be lined up on one straight line when viewed in a plan view.
  • the size of the pixel 10 in the plan view is reduced, and the shape of the pixel 10 in the plan view can be made into a compact square shape or the like.
  • the pixel density is improved in the display device and the like, and pixel unevenness is less likely to occur, so that high-quality image display is possible.
  • the light-shielding layer 8 can function as a black matrix.
  • the light-shielding layer 8 has a light-shielding property, and may exhibit a dark color such as black, dark brown, or navy blue. In that case, since the background of the display device DS is a dark color system such as black, the contrast is increased and the display quality is improved.
  • a method of changing the color of the light-shielding layer 8 to a dark-colored color a method of mixing dark-colored ceramic particles, dark-colored plastic particles, dark-colored pigments, dark-colored dyes, and the like into the light-shielding layer 8 is used. Can be adopted.
  • the double-sided display device D2 of the other second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG.
  • the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the transparent electrode 14 is provided between the second light emitting element 3 and the first main surface 1a.
  • the transparent electrode 14 may be a positive electrode or a negative electrode.
  • the material of the transparent electrode 14 may be any transparent conductive material, and ITO and IZO can be exemplified.
  • an electrode pad is locally arranged on the lower side of the second light emitting element 3, that is, the side facing the first main surface 1a, and the lower side of the second light emitting element 3 is also irradiated with light.
  • the non-pad arrangement portion 16 is formed so as to be.
  • the portion of the double-sided display device D3 of the present embodiment provided at a position farther from the first main surface 1a than the second light emitting element 3, that is, the second reflecting unit 5b is the second light emitting unit.
  • the first main surface 1a of the element 3 is arranged close to the surface facing the same side as the side facing the first main surface 1a.
  • the second reflecting portion 5b is arranged close to the electrode on the opposite side of the transparent electrode 14 arranged below the second light emitting element 3.
  • the double-sided display device D3 of the present disclosure since the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 are individually driven by the drive unit 20, the display on the side facing the first main surface 1a and the substrate 1 The display on the side facing the second main surface 1b located on the opposite side of the first main surface 1a is executed simultaneously or in parallel with the side facing the first main surface 1a. , Information such as different images can be individually displayed on the side facing the second main surface 1b.
  • the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 are in different regions adjacent to each other, that is, as shown in FIG. 6A, the double-sided display device D4 in which two pixels 10a and 10b are arranged side by side in the row direction. Or, as shown in FIG. 6B, the configuration of the double-sided display device D5 in which two pixels 10a and 10b are arranged side by side in the column direction may be used. In still another embodiment, three first light emitting elements 2 and three second light emitting elements 3 that emit light of each color of RGB may be arranged in a mixed manner on the pixels 10a and 10b.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing the circuit configuration of the double-sided display device D4 having the pixel arrangement of FIG. 6A
  • FIG. 8 is a timing chart for explaining the drive timing of the double-sided display device D4 having the circuit configuration of FIG. is there.
  • the same reference numerals are given to the parts corresponding to the above-described embodiments.
  • the source lines R1, G1, B1; R2, G2, B2; ... Corresponding to each color RGB are spaced apart in the row direction (horizontal direction in FIG. 7).
  • the gate lines A1, B1; A2, B2; ... Of the pixels 10 and 11 are provided at intervals in the row direction (vertical direction in FIG. 7).
  • the positive electrode side power supply line L3 that guides the drive voltage to the positive electrode power supply line L1, the negative electrode power supply line L2, and each first light emitting element 2 of each color RGB arranged in one pixel 10.
  • a negative electrode side power supply line L4 that guides a driving voltage to each second light emitting element 3 of each color RGB arranged in the other pixel 11.
  • the positive electrode side feeder L3 is connected to the positive electrode power supply line L1, and the negative electrode side feeder L4 is connected to the negative electrode power supply line L2.
  • Each source line R1, G1, B1; R2, G2, B2; ... Is connected to the source drive circuit 21.
  • the gate lines A1, B1; A2, B2; ... Are connected to the gate drive circuit 22.
  • the source drive circuit 21 drives each of the source lines R1, G1, B1; R2, G2, B2; By supplying a signal and scanning all the pixels for each field, it is possible to simultaneously and individually display the front and rear directions perpendicular to the paper surface of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing the circuit configuration of the double-sided display device D5 having the pixel arrangement of FIG. 6B
  • FIG. 10 is a timing chart for explaining the drive timing of the double-sided display device D5 having the circuit configuration of FIG. is there.
  • the same reference numerals are given to the parts corresponding to the above-described embodiments.
  • Corresponding to each color RGB are provided at intervals in the row direction
  • pixels 10, 11 Gate lines A1, B1; A2, B2; ... Are provided at intervals in the row direction.
  • the positive electrode side supply that guides the drive voltage to the positive electrode power supply line L11, the negative electrode power supply line L12, and the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 arranged in the pixels 10 and 11, respectively. It has an electric wire L13 and a negative electrode side power feeding line L14 that guides a driving voltage to the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 arranged in the pixels 10 and 11, respectively.
  • the positive electrode side feeder line L13 is connected to the positive electrode power supply line L1
  • the negative electrode side feeder line L14 is connected to the negative electrode power supply line L2.
  • Each source line R1, G1, B1; R2, G2, B2; ... Is connected to the source drive circuit 21.
  • the gate lines A1, B1; A2, B2; ... Are connected to the gate drive circuit 22.
  • the source drive circuit 21 drives each of the source lines R1, G1, B1; R2, G2, B2; By supplying a signal and scanning all the pixels for each field, it is possible to simultaneously and individually display the front and the rear perpendicular to the paper surface of FIG.
  • FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the double-sided display device D6 according to the fifth embodiment of the present disclosure
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the first light emitting element of the double-sided display device D6 shown in FIG.
  • FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the second light emitting element of the double-sided display device D6 shown in FIG.
  • the same reference numerals are given to the parts corresponding to the above-described embodiments.
  • the double-sided display device D6 of the present embodiment is composed of a transparent insulating material, and has a substrate 1 having a first main surface 1a and a second main surface 1b located on the opposite side of the first main surface 1a, and the substrate 1.
  • the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 mounted on the first main surface 1a of the above, the first reflecting unit 4b, the first relay reflecting unit 4a1, the second reflecting unit 5b, and the second inclined reflection.
  • a part 5a is provided.
  • the first reflecting portion 4b is located between the first light emitting element 2 and the first main surface 1a, and the second reflecting portion 5b is a facing substrate 17 that is farther from the first main surface 1a than the second light emitting element 3. It is located on the first main surface 17a of.
  • the cavity structure 8 forming the first relay reflecting portion 4a1 and the second reflecting portion 5b may be light-transmitting. After forming the cavity structure 8 on the facing substrate 17, a light reflecting film may be produced by a known technique.
  • the light radiated from the first light emitting element 2 is emitted to the side facing the first main surface 1a via the facing substrate 17, and is reflected by the first relay reflecting unit 4a1 toward the first reflecting unit 4b. It is emitted to the side facing the first main surface 1a by the first reflecting portion 4b. Further, the light emitted from the second light emitting element 3 is reflected by the second reflecting unit 5b and emitted to the side facing the second main surface 1b via the substrate 1 and is reflected by the second inclined reflecting unit 5a. It is emitted to the side facing the second main surface 1b via the substrate 1.
  • a desired display can be obtained on both sides, and since the parts other than the pixel portion are transparent, the observer can see the other side of the double-sided display through see-through. it can.
  • the facing substrate 17 is made of a transparent insulating material, and may be the same glass material, resin material, ceramic material, etc. as the substrate 1.
  • the shape of the facing substrate 17 in a plan view is not limited to a rectangular shape, but may be various shapes such as a circular shape, an elliptical shape, and a trapezoidal shape.
  • the first relay reflection unit 4a1 and the second inclined reflection unit 5a are provided on the above-mentioned opposed substrate 17.
  • the facing substrate 17 may be provided with only the first relay reflecting portion 4a1, or may be provided with only the second inclined reflecting portion 5a, and further provided with only the second reflecting portion 5b.
  • a first relay reflection unit 4a1, a second inclined reflection unit 5a, and a second reflection unit 5b may be provided.
  • the cavity (cavity) in which the first light emitting element 2 and the second light emitting element 2 are housed is filled with a filling such as a transparent resin, and such filling is used for the first light emitting element 2 and the first light emitting element 2. 2 It may be formed on the substrate 1 side on which the light emitting element 3 is mounted, or may be formed on the opposite substrate 17 side.
  • the double-sided display devices D1 to D6 of each of the above-described embodiments can be used as a printer head, a lighting device, a signboard device, a bulletin board device, etc. used in an image forming device or the like.
  • the present disclosure is installed on a window glass, a windshield of a vehicle, a rear glass, or the like so that the display can be appropriately visually recognized from both sides of the installation body without any discomfort.
  • the transparent substrate as a flexible substrate, it can be arranged along the curved windshield and rear glass.
  • the double-sided display device of the present disclosure is not limited to the above embodiment, and may include appropriate design changes and improvements.
  • the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 are individually driven by the drive unit 20, so that the first main surface 1a is used.
  • the display by the front side display unit on the facing side and the display by the back side display unit on the side facing the second main surface 1b are executed simultaneously or in parallel in chronological order, and the side facing the first main surface 1a and the display Information such as different images can be individually displayed on the side facing the second main surface 1b located on the opposite side of the first main surface 1a across the substrate 1.
  • Substrate 1a 1st main surface 1b 2nd main surface 2, 2a, 2b, 2c 1st light emitting element 3, 3a, 3b, 3c 2nd light emitting element 4 1st reflecting part 4a 1st inclined reflecting part 4a1 1st relay reflection Part 4b 1st reflective part 5a 2nd inclined reflecting part 5a1 2nd relay reflecting part 5b 2nd reflecting part 6
  • Light emitting layer 7 Transparent filling layer 8
  • Light shielding layer 9 9
  • Flattening resin layer 9a
  • Light scattering particles 10 pixels 11 11 Transparent film 12
  • Protective layer 16 Non-pad arrangement part 17
  • Opposing board 20 Drive part 21 21
  • Source drive circuit 22 Gate drive circuit D1 to D6 Double-sided display device

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Abstract

両面表示装置は、透明な絶縁材料で構成され、第１主面と、第1主面の反対側に位置する第２主面とを有する基板と、基板の第１主面上に搭載された第１発光素子および第２発光素子と、第１発光素子から放射された光を、第１主面に臨む側に反射する第１反射部と、第２発光素子から放射された光を、第２主面に臨む側に反射する第２反射部と、を備える。

Description

両面表示装置
　本開示は、透明な基板上にマトリクス状に搭載されたマイクロＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子を用いて、画像などの情報を基板の表側および裏側の両面に表示することができる両面表示装置に関する。
　従来技術の両面表示装置は、例えば特許文献１に記載されている。この従来技術では、自発光する画素を用いて、非表示領域は透明となる透明表示部と、透明表示部の表示領域のうち、表側に表示する表側表示領域と裏側に表示する裏側表示領域とを設定するための表示領域設定手段とを備える。
特開２００４－２８６９９０号公報
　本開示の両面表示装置は、透明な絶縁材料で構成され、第１主面と、前記第1主面の反対側に位置する第２主面とを有する基板と、
　前記基板の前記第１主面上に搭載された第１発光素子および第２発光素子と、
　前記第１発光素子の周囲に設けられ、前記第１発光素子から放射された光を、前記第１主面に臨む側に反射する第１反射部と、
　前記第２発光素子の周囲に設けられ、前記第２発光素子から放射された光を、前記第２主面に臨む側に反射する第２反射部と、を備える。
　本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
本開示の両面表示装置の第１実施形態の第１発光素子を示す断面図である。 本開示の両面表示装置の第１実施形態の第２発光素子を示す断面図である。 本開示の両面表示装置の第２実施形態の第２発光素子を示す断面図である。 本開示の両面表示装置の第３実施形態の第２発光素子を示す断面図である。 本開示の両面表示装置の第１実施形態の画素内の第１発光素子および第２発光素子の配置を示す平面図である。 本開示の両面表示装置の第４実施形態の画素内の第１発光素子および第２発光素子の配置を示す平面図である。 本開示の両面表示装置の第４実施形態の画素内の第１発光素子および第２発光素子の配置を示す平面図である。 図６Ａの画素配置の両面表示装置の回路構成を模式的に示す図である。 図７の回路構成を有する両面表示装置の駆動タイミングを説明するためのタイミングチャートである。 図６Ｂの画素配置の両面表示装置の回路構成を模式的に示す図である。 図９の回路構成を有する両面表示装置の駆動タイミングを説明するためのタイミングチャートである。 本開示の両面表示装置の第５実施形態の両面表示装置を示す断面図である。 図１１に示される両面表示装置の第１発光素子近傍の拡大断面図である。 図１１に示される両面表示装置の第２発光素子近傍の拡大断面図である。
　以下、図面を参考にして、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
　まず、本開示に係る実施形態の両面表示装置が基礎とする構成について説明する。本実施形態が基礎とする両面表示装置の構成は、自発光する画素を用いて、非表示領域は透明となる透明表示部と、透明表示部の表示領域のうち、表側に表示する表側表示領域と裏側に表示する裏側表示領域とを設定するための表示領域設定手段とを備える。
　透明表示部は、走査側ドライバとデータ側ドライバとによってマトリクス方式で駆動される。データ側ドライバは、時系列的に入力される表示データを透明表示部の出力形式に変換するためのシフトレジスタを備える。表示領域設定手段は、データ側ドライバを構成するシフトレジスタがデータをシフトする方向を反転させる他の反転信号を出力する反転信号出力手段を備える。
　反転信号出力手段が反転信号を出力すると、シフトレジスタのデータをシフトする方向が反転し、データ側ドライバに出力される表示データのレベルが反転する。シフト方向を反転させる前の状態で表側に表示されていた内容は、そのまま裏側に表示される。
　このような構成によって、両面表示を行うために表側および裏側の表示データを個別に生成することなく、表側および裏側のいずれにも表示することができるように構成される。これに対して、表示領域設定手段の反転信号出力手段からの反転信号によって、データ側ドライバを構成するシフトレジスタのデータをシフトする方向が反転し、透明表示部の表示領域のうち、表側に表示する表側表示領域または裏側に表示する裏側表示領域に表示データを表示する。
　このような構成では、表側表示領域および裏側表示領域の両面に、同時または時系列的に並行して、表示データを表示することができないという課題がある。このような課題を解決する本開示の両面表示装置について、以下に説明する。
　本開示の両面表示装置に係る実施形態について、模式的に示した図１および図２を参照しながら説明する。ただし、以下で参照する各図は、本実施形態の主要な構成だけを示し、回路基板、配線導体、制御ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の周知の構成は、説明の煩雑化を避けて省略している。
　図１および図２は、本開示の第１実施形態の両面表示装置Ｄ１の構成を示す断面図である。両面表示装置Ｄ１は、絶縁体からなる基板１、第１発光素子２、第２発光素子３、第１傾斜反射部４ａ、第１反射部４ｂ、第２中継反射部５ａ１、第２反射部５ｂ、遮光層８および保護層１２を備える。本実施形態では、第１主面１ａに臨む側に光を出射するための構成として、第１傾斜反射部４ａと第１反射部４ｂとを備え、第２主面１ｂに臨む側に光を出射するための構成として、第２中継反射部５ａ１と第２反射部５ｂとを備えるが、第１反射部４ｂおよび第２反射部５ｂだけで十分な出射光量が得られる場合には、第１傾斜反射部４ａおよび第２中継反射部５ａ１を備えない構成であってもよい。
　基板１は、透明な絶縁性材料で構成され、第１主面１ａと、第1主面１ａの反対に位置する第２主面１ｂと、を備える。基板１の絶縁材料としては、例えば、ガラス材料、樹脂材料、セラミック材料等であってもよい。また、本実施形態においては、基板１の平面視における形状は、矩形状であるが、これに限らず、円形状、楕円形状、台形状等の種々の形状であってもよい。また、透明な絶縁性材料であるが、可視光透過率が７０％以上のものであることが好ましい。
　第１発光素子２および第２発光素子３は、基板１の第1主面１ａ上に搭載される。本実施形態においては、第１発光素子２および第２発光素子３は、ミニあるいはマイクロＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子から成るが、これに限らず、有機ＥＬ素子、半導体レーザ素子などであってもよい。
　これらのマイクロＬＥＤ素子または例示した他の発光素子には、化合物半導体が用いられ、例えば、ＩＩ－ＶＩ族化合物は青から緑色、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体は黄色から赤外までの波長域をカバーする。ＩＩ－Ｖ族化合物のうちのＩＩＩ族窒化物は、可視から紫外の広い波長域をカバーする。ＩＩ－ＶＩ族化合物の形成にはＭＢＥ法、ＩＩＩ-Ｖ族化合物の形成にはＭＯＣＶＤ法による格子整合系のエピタキシャル成長が用いられる。
　第１発光素子２および第２発光素子３は、発光層６を備える。発光層６は、全方向に光を放射する。発光層６は、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＰなどの材料からなることが好ましい。
　第１発光素子２および第２発光素子３には、正電極および負電極が接続されている。本実施の形態においては、発光素子２，３の上下方向に正電極、負電極が配置されている。正電極および負電極は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電性材料から成る透明電極であることが好ましい。
　図５は、１つの画素１０内の複数の第１発光素子２および第２発光素子３の配置を示す。第１発光素子２は、１つの画素１０に複数設けられていてもよく、１つであってもよい。また、複数の第１発光素子２は、同じ色の光を発光してもよく、それぞれ異なる色の光を発光してもよい。同様に、第２発光素子３は、１つの画素１０に複数設けられていてもよい。また、複数の第２発光素子３は、同じ色の光を発光してもよく、それぞれ異なる色の光を発光してもよい。発光色が異なる場合には、これらを混色することによって、第１発光素子２および第２発光素子３は、種々の色の光を発光することが可能となる。
　また、第１発光素子２および第２発光素子３の発光色を赤色以外に橙色，赤橙色，赤紫色，紫色とし、第１発光素子２および第２発光素子３の発光色を緑色以外に黄緑色とすることもできる。また、１つの画素１０に第１発光素子２および第２発光素子３が３つ以上ある場合、発光色が同じものを複数含んでいてもよい。
　図５に示すように、基板１上には、１つの画素１０に、赤色光を発光する第１発光素子２ａ、青色光を発光する第１発光素子２ｂ、緑色を発光する第１発光素子２ｃが搭載されている。また、赤色光を発光する第２発光素子３ａ、青色光を発光する第２発光素子３ｂ、緑色を発光する第２発光素子３ｃが、同色の第１発光素子２に、互いに隣接するようにそれぞれ配置されている。画素１０は、基板１上にマトリクス状に配置され、走査線、信号線によって画像データの書き込み、表示を行うアクティブマトリクス型表示装置が構成される。
　第１発光素子２と第２発光素子３との間、第１発光素子２同士間および第２発光素子３同士間には、遮光性を有する材料から成る遮光層８が設けられている。遮光層８は、ブラックマトリクスとして機能し得る。遮光層８は、遮光性を有する材料であればよく、例えば、黒色，黒褐色，濃紺色等の暗色系の色を呈する材料であってもよい。その場合、両面表示装置Ｄの背景が黒色等の暗色系となることから、コントラストが高まり表示品質が向上する。遮光層８の色を暗色系の色とする方法としては、遮光層８中に、暗色系のセラミック粒子、暗色系のプラスチック粒子、暗色系の顔料、暗色系の染料等を混入させる方法等が採用できる。なお、本実施の形態では、第１発光素子２と第２発光素子３との間、第１発光素子２同士間および第２発光素子３同士間に遮光層８を配置しているが、遮光層として機能するものでなくてもよく、透光性の層であってもよい。発光素子からの光を外部に放出するためのキャビティを形成するためのキャビティ構造体として機能すれば、遮光性であっても透光性であっても良い。以下、遮光層８をキャビティ構造体ということもある。
　表側表示用の反射部は、第１傾斜反射部４ａと第１反射部４ｂとを備える。第１傾斜反射部４ａは、基板１の第１主面１ａが臨む側の第１発光素子２の周囲に設けられている。図１に示すように、第１傾斜反射部４ａは、第１発光素子２の側方に離れた位置で、第１発光素子２側の表面が、第１主面１ａに垂直な方向に対して斜めに形成されている。また、第１反射部４ｂは、第１発光素子２と基板１との間に設けられ、平板状をなしている。第１傾斜反射部４ａと、第１反射部４ｂとは、第１主面１ａ上で接しており、これによって、第１発光素子２から放射された光は、基板１の第２主面１ｂに臨む側には放出されない。なお、第１傾斜反射部４ａは、遮光膜８すなわちキャビティ構造体の斜面に形成されている。
　図１には、第１発光素子２から放射された光の経路が矢線によって示されている。第１発光素子２から放射された光の一部は、第１発光素子２の側方に設けられた第１傾斜反射部４ａの表面で、第１主面１ａに臨む側へ第１主面１ａから離れる方向に反射されるか、第1発光素子２と第１主面１ａとの間に設けられた第１反射部４ｂの表面で反射され、第１発光素子２よりも第１主面１ａから離れた位置に設けられた透明な保護層１２を透過して第１主面１ａに臨む側の外部に出射される。
　第１傾斜反射部４ａ、第１反射部４ｂ、第１中継反射部４ａ１、第２傾斜反射部５ａ、第２反射部５ｂ、第２中継反射部５ａ１は、例えば可視光の光反射率が高い、金属材料、合金材料等から成っていてもよい。金属材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、錫（Ｓｎ）等がある。また、合金材料としては、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金であるジュラルミン（Ａｌ－Ｃｕ合金、Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ合金、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ合金）等がある。これらの材料の光反射率は、アルミニウムが９０％～９５％程度、銀が９３％程度、金が６０％～７０％程度、クロムが６０％～７０％程度、ニッケルが６０％～７０％程度、白金が６０％～７０％程度、錫が６０％～７０％程度、アルミニウム合金が８０％～８５％程度である。従って、好適な光反射膜の材料として、アルミニウム、銀、金、アルミニウム合金等が挙げられる。
　光反射膜である第１傾斜反射部４ａ、第１反射部４ｂ、第１中継反射部４ａ１、第２傾斜反射部５ａ、第２反射部５ｂ、第２中継反射部５ａ１は、キャビティを規定する内面に、ＣＶＤ法、蒸着法、メッキ法等の薄膜形成方法を用いて形成されてもよく、アルミニウム、銀、金、アルミニウム合金等を含む粒子を含む樹脂ペーストを焼成し固化させる厚膜形成方法等の膜形成法を用いて形成されてもよい。第１傾斜反射部４ａ、第１反射部４ｂ、第１中継反射部４ａ１、第２傾斜反射部５ａ、第２反射部５ｂ、第２中継反射部５ａ１は、キャビティの内面に、アルミニウム、銀、金、アルミニウム合金等を含むフィルムを接合する接合法を用いて形成されてもよい。光反射膜の外表面には、光反射膜の酸化による反射率の低下を抑制するための保護膜が設けられていてもよい。
　第１傾斜反射部４ａおよび第１反射部４ｂによって反射されない光は、第１発光素子２から放射された後、直接、保護層１２を透過して第１主面１ａに臨む側である外部に放出される。このように基板１上に第１傾斜反射部４ａおよび第１反射部４ｂが設けられていることによって、第１発光素子２から放射された光を、第１主面１ａに臨む側に位置する保護層１２を透過させて効率的に外部に出射することができる。
　保護層１２の材料は、ガラス材料、樹脂材料、セラミック材料などの絶縁材料であってもよく、基板１と同じ材料であっても、異なる材料であってもよい。
　裏側表示用の反射部は、第２発光素子３の側方に位置する第２中継反射部５ａ１と、第２発光素子３よりも第１主面１ａから離れた位置で保護層１２における第１主面１ａに対向する面１２ａに設けられている第２反射部５ｂとを備える。
　第２発光素子３の側方に設けられた第２中継反射部５ａ１は、第１主面１ａに臨む側に突出しており、第２発光素子３側の表面が、第１主面１ａに垂直な方向に対して斜めに形成されている。また、第２発光素子３よりも第１主面１ａから離れた位置、すなわち前述の保護層１２の面１２ａに設けられた第２反射部５ｂは、平板状をなしているが、これに限らず、その他の形状、例えば反射光量を低下させない範囲で、第２発光素子３に向かって凸または凹の球面状に湾曲した形状であってもよい。
　第２発光素子３の側方に放射された光は、第２中継反射部５ａ１の斜めに形成された表面で、第１主面１ａ側で第１主面１ａから離れる方向に反射され、これらの光は、さらに、第２発光素子３よりも第１主面１ａから離れた位置に設けられた第２反射部５ｂによって、第１主面１ａに近づく方向に反射された後、基板１を透過して第２主面１ｂに臨む側である外部に出射される。
　両面表示装置Ｄ１は、透明充填層７をさらに備えてもよい。透明充填層７は、第１発光素子２の周囲に、第１傾斜反射部４ａおよび第１反射部４ｂを覆うように充填され、第１発光素子２を保護する。同様に、透明充填層７は、第２発光素子３の周囲に、第２中継反射部５ａ１を覆うように充填され、第２発光素子３を保護する。なお、透明充填層７と第１傾斜反射部４ａおよび第２中継反射部５ａ１との間には、他の透明な層がさらに形成されていてもよい。透明充填層７は、透明な樹脂で構成され、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂などであってもよい。
　両面表示装置Ｄ１は、さらに、平坦化樹脂層９を備えていてもよい。平坦化樹脂層９は、第１発光素子２および第２発光素子３よりも第１主面１ａから離れて位置し、透明充填層７と保護層１２との間に設けられている。
　平坦化樹脂層９は、透明な樹脂で構成され、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂などであってもよい。透明充填層７と平坦化樹脂層９とは、同一種類の樹脂材料であってもよく、異なる種類の樹脂材料であってもよい。
　第１発光素子２および第２発光素子３の各発光層６の屈折率をｎ１、発光層６の周辺媒質である透明充填層７の屈折率をｎ２、透明充填層７の周辺媒質である平坦化樹脂層９の屈折率をｎ２ａ、空気の屈折率をｎ３（＝１）としたとき、ｎ１＞ｎ２＞ｎ２ａ＞ｎ３であることがよい。この場合、発光層６と透明充填層７との界面における光の全反射の臨界角を大きくすることができ、また透明充填層７と平坦化樹脂層９との界面における光の全反射の臨界角を大きくすることができることから、光の取り出し効率が高くなる。
　平坦化樹脂層９は、第１発光素子２および第２発光素子３を保護するとともに、平坦化樹脂層９の第１主面１ａから離れる側の表面を平坦化することで、光学部材など他の部材をその表面に容易に配置することができる。
　平坦化樹脂層９には、さらに光散乱粒子９ａが分散されていてもよい。光散乱粒子９ａは、平坦化樹脂層９内を進行する光を散乱させ、その散乱光が外部へと出射される。光散乱粒子９ａの材料としては、発光層６から出射された光を吸収しにくい材料または光を吸収しない材料であって、平坦化樹脂層９の屈折率と異なる屈折率を有する透明材料または不透明材料を用いることができる。光散乱粒子９ａの材料は、例えば、透明材料であれば、酸化シリコン（シリカ：ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、ガラス、樹脂などを用いることができる。また光散乱粒子９ａの材料は、例えば、不透明材料であれば、アルミニウム、銀等の金属、ステンレススチール等の合金、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）セラミック等のセラミックなどを用いることができる。
　主に散乱光が外部へと出射されることで、輝度むらを低減することができる。光散乱粒子９ａは、例えば、光散乱粒子９ａが分散された平坦化樹脂層９のヘイズ値が５～９０％程度となるように分散させればよい。
　両面表示装置Ｄ１では、複数の画素１０がマトリクス状に配置され、画素１０の搭載領域に第１発光素子２および第２発光素子３が搭載される。本実施形態では、図５に示すように、１つの画素１０内に、第１発光素子２および第２発光素子３が配置されている。第１発光素子２および第２発光素子３のサイズは、いずれも平面視形状が矩形状のものである場合、一辺の長さが１μｍ程度以上、１００μｍ程度以下であり、より具体的には１０μｍ程度以上、５０μｍ程度以下であるが、これらのサイズに限るものではない。
　第１発光素子２および第２発光素子３は、図５、図６Ａ、図６Ｂに示すように、平面視したときに１つの直線上に並ばない配置とされていることがよい。この場合、画素１０の平面視におけるサイズが小さくなり、また画素１０の平面視における形状をコンパクトな正方形状等とすることができる。その結果、表示装置等において画素密度が向上し、画素ムラも生じにくいことから、高画質な画像表示が可能となる。
　両面表示装置Ｄ１において、遮光層８がブラックマトリクスとして機能し得る。遮光層８は、遮光性を有するものであって、例えば、黒色，黒褐色，濃紺色等の暗色系の色を呈するものであってもよい。その場合、表示装置ＤＳの背景が黒色等の暗色系となることから、コントラストが高まり表示品質が向上する。遮光層８の色を暗色系の色とする方法としては、遮光層８中に、暗色系のセラミック粒子、暗色系のプラスチック粒子、暗色系の顔料、暗色系の染料等を混入させる方法等が採用できる。
　次に、本開示の他の第２実施形態の両面表示装置Ｄ２について図３を参照して説明する。第２実施形態では、第１実施形態と同様の構成要素には、同一の参照符を付して詳細な説明を省略する。本実施形態の両面表示装置Ｄ２では、第２発光素子３と第１主面１ａとの間に透明電極１４が設けられている。透明電極１４は正電極でも良いし、負電極でも良い。また、透明電極１４の材料は、透明な導電材料であれば良く、ＩＴＯやＩＺＯを例示することができる。
　本実施の形態において、第２発光素子３の下方側、すなわち第１主面１ａに臨む側には電極パッドを局所的に配置して、第２発光素子３の下方側にも光が照射されるように非パッド配置部１６が形成されている。このように非パッド配置部が備えられていることにより、第２発光素子３から放射される光を効率的に外部に取り出すことができ、第２主面１ｂに臨む側における輝度を高めることができる。
　次に、本開示の他の第３実施形態の両面表示装置Ｄ３について、図４を参照して説明する。なお。前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。
　本実施形態の両面表示装置Ｄ３の第２反射部５の第２発光素子３よりも第１主面１ａから離れた位置に設けられている部分、すなわち、第２反射部５ｂは、第２発光素子３の第１主面１ａが臨む側と同じ側に臨んでいる面に近接配置されている。換言すれば、第２反射部５ｂは、第２発光素子３の下方に配置された透明電極１４の反対側の電極に近接して配置されている。第２反射部５ｂをこのような形状とすることで、第２発光素子３から放射された光が透明充填層７や平坦化樹脂層９等で迷光になりにくく、第２発光素子３から放射される光を効率的に外部に取り出すことができ、第２主面１ｂに臨む側における輝度を高めることができる。また、シンプルな構造で、省スペースとなることから、画素ピッチをさらに小さく、高精細とすることができる。
　本開示の両面表示装置Ｄ３によれば、第１発光素子２と第２発光素子３とは駆動部２０によって個別に駆動されるので、第１主面１ａに臨む側への表示と、基板１を挟んで第１主面１ａと反対側に位置する第２主面１ｂに臨む側への表示とを、同時に、または時系列的に並行して実行し、第１主面１ａに臨む側と、第２主面１ｂに臨む側とに、異なる画像などの情報を個別に表示することができる。
　次に、本開示の第４実施形態の両面表示装置Ｄ４，Ｄ５について、図６Ａ、図６Ｂを参照して説明する。なお、前述の各実施形態と対応する構成には、同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。第１発光素子２および第２発光素子３は、互いに隣接する異なる領域、すなわち、図６Ａに示されるように、行方向に隣接して２つの画素１０ａ，１０ｂが並設された両面表示装置Ｄ４の構成であってもよく、あるいは図６Ｂに示されるように、列方向に隣接して２つの画素１０ａ，１０ｂが並設された両面表示装置Ｄ５の構成であってもよい。さらに他の実施形態では、各画素１０ａ，１０ｂにＲＧＢの各色の光を放射する３つの第１発光素子２および３つの第２発光素子３が混在して配置されてもよい。
　図７は図６Ａの画素配置の両面表示装置Ｄ４の回路構成を模式的に示す図であり、図８は図７の回路構成を有する両面表示装置Ｄ４の駆動タイミングを説明するためのタイミングチャートである。なお、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付す。前述の図６Ａに示す画素配置の両面表示装置Ｄ４は、各色ＲＧＢに対応するソース線Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１；Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２；…が行方向（図７の左右方向）に間隔をあけて設けられ、画素１０，１１のゲート線Ａ１，Ｂ１；Ａ２，Ｂ２；…が列方向（図７の上下方向）に間隔をあけて設けられる。
　このような両面表示装置Ｄ４は、正極の電源線Ｌ１と、負極の電源線Ｌ２と、一方の画素１０に配置される各色ＲＧＢの各第１発光素子２に駆動電圧を導く正極側給電線Ｌ３と、他方の画素１１に配置される各色ＲＧＢの各第２発光素子３に駆動電圧を導く負極側給電線Ｌ４とを有する。正極側給電線Ｌ３は、正極の電源線Ｌ１に接続され、負極側給電線Ｌ４は、負極の電源線Ｌ２に接続される。
　各ソース線Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１；Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２；…は、ソース駆動回路２１に接続される。各ゲート線Ａ１，Ｂ１；Ａ２，Ｂ２；…は、ゲート駆動回路２２に接続される。各ゲート線Ａ１，Ｂ１；Ａ２，Ｂ２；…にゲート駆動回路２２から走査信号が供給された状態で、ソース駆動回路２１から各ソース線Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１；Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２；…に駆動信号が供給され、１フィールド毎に全画素を走査することによって、図７の紙面に垂直な前方および後方に同時かつ個別に表示を行うことができる。
　図９は図６Ｂの画素配置の両面表示装置Ｄ５の回路構成を模式的に示す図であり、図１０は図９の回路構成を有する両面表示装置Ｄ５の駆動タイミングを説明するためのタイミングチャートである。なお、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付す。前述の図６Ｂに示す画素配置の両面表示装置Ｄ５は、各色ＲＧＢに対応するソース線Ｒ１Ａ，Ｇ１Ａ，Ｂ１Ａ；Ｒ２Ａ，Ｇ２Ａ，Ｂ２Ａ；…が行方向に間隔をあけて設けられ、画素１０，１１のゲート線Ａ１，Ｂ１；Ａ２，Ｂ２；…が列方向に間隔をあけて設けられる。
　このような両面表示装置Ｄ５は、正極の電源線Ｌ１１と、負極電源線Ｌ１２と、各画素１０，１１に配置される第１発光素子２および第２発光素子３に駆動電圧を導く正極側給電線Ｌ１３と、各画素１０，１１に配置される第１発光素子２および第２発光素子３に駆動電圧を導く負極側給電線Ｌ１４とを有する。正極側給電線Ｌ１３は、正極の電源線Ｌ１に接続され、負極側給電線Ｌ１４は、負極の電源線Ｌ２に接続される。
　各ソース線Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１；Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２；…は、ソース駆動回路２１に接続される。各ゲート線Ａ１，Ｂ１；Ａ２，Ｂ２；…は、ゲート駆動回路２２に接続される。各ゲート線Ａ１，Ｂ１；Ａ２，Ｂ２；…にゲート駆動回路２２から走査信号が供給された状態で、ソース駆動回路２１から各ソース線Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１；Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２；…に駆動信号が供給され、１フィールド毎に全画素を走査することによって、図９の紙面に垂直な前方および後方に同時かつ個別に表示を行うことができる。
　図１１は本開示の第５実施形態の両面表示装置Ｄ６の構成を示す一部の断面図であり、図１２は図１１に示される両面表示装置Ｄ６の第１発光素子近傍の拡大断面図であり、図１３は図１１に示される両面表示装置Ｄ６の第２発光素子近傍の拡大断面図である。なお、前述の各実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付す。
　本実施形態の両面表示装置Ｄ６は、透明な絶縁材料で構成され、第１主面１ａと、第1主面１ａの反対側に位置する第２主面１ｂとを有する基板１と、基板１の第１主面１ａ上に搭載された第１発光素子２および第２発光素子３と、第１反射部４ｂと、第１中継反射部４ａ１と、第２反射部５ｂと、第２傾斜反射部５ａとを備える。第１反射部４ｂは、第１発光素子２と第１主面１ａとの間に位置し、第２反射部５ｂは、第２発光素子３よりも第１主面１ａから離れた対向基板１７の第１主面１７ａに位置している。また、第１中継反射部４ａ１、第２反射部５ｂを形成するキャビティ構造体８は光透過性のものであっても良い。対向基板１７にキャビティ構造体８を形成した後に光反射膜を公知の技術で作成しても良い。
　第１発光素子２から放射された光は、第１主面１ａに臨む側に対向基板１７を介して出射されるとともに、第１中継反射部４ａ１によって第１反射部４ｂに向けて反射され、第１反射部４ｂによって第１主面１ａに臨む側に出射される。また、第２発光素子３から放射された光は、第２反射部５ｂによって反射されて第２主面１ｂに臨む側に基板１を介して出射されるとともに、第２傾斜反射部５ａによって反射され、基板１を介して第２主面１ｂに臨む側に出射される。また、キャビティ構造体を光透過性としたことにより、両面で所望の表示を得るとともに、画素部分以外は透明体となることより、シースルーで観察者にとって両面表示体の向こう側を視認することもできる。
　対向基板１７は、透明な絶縁性材料で構成され、基板１と同様なガラス材料、樹脂材料、セラミック材料等であってもよい。対向基板１７の平面視における形状は、矩形状であるが、これに限らず、円形状、楕円形状、台形状等の種々の形状であってもよい。
　本実施形態の両面表示装置Ｄ６は、前述の対向基板１７に、第１中継反射部４ａ１および第２傾斜反射部５ａが設けられている。他の実施形態では、対向基板１７に、第１中継反射部４ａ１だけが設けられてもよく、あるいは第２傾斜反射部５ａだけが設けられてもよく、さらに第２反射部５ｂだけが設けられてもよく、さらに第１中継反射部４ａ１、第２傾斜反射部５ａおよび第２反射部５ｂが設けられてもよい。第１発光素子２および第２発光素子２が収容されるキャビティ（空洞）内には、透明な樹脂などの充填物が充填されるが、このような充填物は、第１発光素子２および第２発光素子３が搭載する基板１側に形成されてもよく、あるいは対向基板１７側に形成されてもよい。
　前述の各本実施形態の両面表示装置Ｄ１～Ｄ６は、画像形成装置等に用いられるプリンタヘッド、照明装置、看板装置、掲示装置等として用いることができる。特に、本開示は、窓ガラス、車両のフロントガラス、リアガラス等に設置して設置体の両側から表示を適切に違和感無く視認でき、車両に設置することが好ましい。また、透明基板をフレキシブル基板とすることで、湾曲したフロントガラス、リアガラスに沿って配置することができる。本開示の両面表示装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、適宜の設計的な変更、改良を含んでいてもよい。
　以上のように、各本実施形態の両面表示装置Ｄ１～Ｄ６によれば、第１発光素子２と第２発光素子３とは駆動部２０によって個別に駆動されるので、第１主面１ａに臨む側の表側表示部による表示と、第２主面１ｂに臨む側の裏側表示部による表示とを、同時に、または時系列的に並行して実行し、第１主面１ａに臨む側と、基板１を挟んで第１主面１ａと反対側に位置する第２主面１ｂに臨む側とに、異なる画像などの情報を個別に表示することができる。
　本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。
　１　基板
　１ａ　第１主面
　１ｂ　第２主面
　２、２ａ、２ｂ、２ｃ　第1発光素子
　３、３ａ、３ｂ、３ｃ　第２発光素子
　４　第１反射部
　４ａ　第１傾斜反射部
　４ａ１　第１中継反射部
　４ｂ　第１反射部
　５ａ　第２傾斜反射部
　５ａ１　第２中継反射部
　５ｂ　第２反射部
　６　発光層
　７　透明充填層
　８　遮光層
　９　平坦化樹脂層
　９ａ　光散乱粒子
　１０　画素
　１１　透明膜
　１２　保護層
　１６　非パッド配置部
　１７　対向基板
　２０　駆動部
　２１　ソース駆動回路
　２２　ゲート駆動回路
　Ｄ１～Ｄ６　両面表示装置

Claims (14)

  1. 　透明な絶縁材料で構成され、第１主面と、前記第1主面の反対側に位置する第２主面とを有する基板と、
    　前記基板の前記第１主面上に搭載された第１発光素子および第２発光素子と、
    　前記第１発光素子から放射された光を、前記第１主面に臨む側に反射する第１反射部と、
    　前記第２発光素子から放射された光を、前記第２主面に臨む側に反射する第２反射部と、
    　を備える両面表示装置。
  2. 　前記第１反射部は、前記第１発光素子と前記第１主面との間に位置し、
    　前記第２反射部は、前記第２発光素子よりも前記第１主面から離れた位置に設けられている、請求項１に記載の両面表示装置。
  3. 　前記第１発光素子の側方に位置する第１傾斜反射部と、
    　前記第２発光素子の側方に位置する第２傾斜反射部とを、さらに備えている、請求項２に記載の両面表示装置。
  4. 　前記第１発光素子から放射された光を、前記第１反射部に向けて反射する第１中継反射部と、
    　前記第２発光素子から放射された光を、前記第２反射部に向けて反射する第２中継反射部とを、さらに備えている、請求項２に記載の両面表示装置。
  5. 　前記第１主面に臨む側に位置する対向基板を、さらに備え、
    　前記対向基板には、前記第１傾斜反射部が設けられている、請求項３に記載の両面表示装置。
  6. 　前記第１主面に臨む側に位置する対向基板を、さらに備え、
    　前記対向基板には、前記第１中継反射部が設けられている、請求項４に記載の両面表示装置。
  7. 　前記第１主面に臨む側に位置する対向基板を、さらに備え、
    　前記対向基板には、前記第２傾斜反射部が設けられている、請求項３に記載の両面表示装置。
  8. 　前記第１主面に臨む側に位置する対向基板を、さらに備え、
    　前記対向基板には、前記第２傾斜反射部が設けられている、請求項４に記載の両面表示装置。
  9. 　前記第１主面に臨む側に位置する対向基板を、さらに備え、
    　前記対向基板には、前記第２反射部が設けられている、請求項１～４のいずれか１つに記載の両面表示装置。
  10. 　前記第２反射部は、前記第２発光素子に接している、請求項２に記載の両面表示装置。
  11. 　前記第１発光素子および前記第２発光素子は、マイクロＬＥＤ素子を含んでいる、請求項１～１０のいずれか１つに記載の両面表示装置。
  12. 　前記第１発光素子は、前記第１主面上に複数設けられ、前記複数の第１発光素子は、異なる色の光をそれぞれ放射し、
    　前記第２発光素子は、前記第１主面上に複数設けられ、前記複数の第２発光素子は、異なる色の光をそれぞれ放射する、請求項１～１１のいずれか１つに記載の両面表示装置。
  13. 　前記複数の第１発光素子および前記複数の第２発光素子は、互いに隣接する異なる領域にそれぞれ設けられている、請求項１２に記載の両面表示装置。
  14. 　前記第１発光素子と前記第１反射部との間、および前記第２発光素子と前記第２反射部との間に位置する光分散層を、さらに備えている、請求項１～１３のいずれか１つに記載の両面表示装置。
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