WO2021261204A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2021261204A1
WO2021261204A1 PCT/JP2021/021245 JP2021021245W WO2021261204A1 WO 2021261204 A1 WO2021261204 A1 WO 2021261204A1 JP 2021021245 W JP2021021245 W JP 2021021245W WO 2021261204 A1 WO2021261204 A1 WO 2021261204A1
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light
light emitting
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昌哉 玉置
Original Assignee
京セラ株式会社
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    • H01L33/52Encapsulations
    • H01L33/54Encapsulations having a particular shape

Definitions

  • This disclosure relates to a display device.
  • the display device of the present disclosure includes a cavity structure including a display surface, a cavity existing in the display surface, and a light emitting element located in the cavity, and the display surface is a residue of the cavity.
  • the part is a light reflecting surface.
  • FIG. 2A It is a top view schematically showing the display device which concerns on one Embodiment of this disclosure. It is sectional drawing which cut at the cut plane line A1-A2 of FIG. A display device according to another embodiment of the present disclosure is schematically shown, and is a cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view of FIG. 2A. It is sectional drawing which shows typically the display device which concerns on one Embodiment of this disclosure. It is sectional drawing which shows typically the modification of the display device which concerns on one Embodiment of this disclosure. It is sectional drawing which shows typically the modification of the display device which concerns on one Embodiment of this disclosure. It is sectional drawing which shows typically the modification of the display device which concerns on one Embodiment of this disclosure. It is sectional drawing which shows typically the modification of the display device which concerns on one Embodiment of this disclosure.
  • Patent Document 1 describes a transmissive liquid crystal display device in which a semi-transmissive reflective film (half mirror) is arranged on the display surface side of the liquid crystal panel.
  • a liquid crystal display device functions as a display device that displays an image by the light emitted from the liquid crystal panel when the liquid crystal panel is driven, and functions as a mirror device that specularly reflects external light when the liquid crystal panel is not driven. ..
  • the conventional display device that also serves as a mirror has an external light utilization efficiency of about 50% at most, a clear mirror image may not be obtained when functioning as a mirror device. Further, in the conventional display device that also serves as a mirror using a liquid crystal panel, the liquid crystal panel only transmits about 3% to 7% of the light amount of the backlight, and the utilization efficiency of the image light emitted from the liquid crystal panel is high. Since it is at most about 50%, it may not be possible to display a high-brightness image when functioning as a display device. Further, when a high-brightness image display is desired, it is necessary to increase the amount of light of the backlight, which may increase the power consumption.
  • the display device according to the embodiment of the present disclosure may have a well-known configuration such as a circuit board, a wiring conductor, a control IC, and an LSI (not shown).
  • FIG. 1 is a plan view showing a display device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2A is a cross-sectional view cut along the cut plane lines A1-A2 of FIG. 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the present disclosure. It is sectional drawing which shows the display device which concerns on embodiment.
  • the transparent body is omitted.
  • the cross-sectional views shown in FIGS. 2B and 3 correspond to the cross-sectional views shown in FIG. 2A.
  • the display device of the present disclosure includes a third surface 3b of the light guide member 3 as an image display surface and a through hole 31 as a cavity existing in the third surface 3b.
  • the cavity structure 1c and the light emitting element 4 located in the through hole 31 are provided, and the third surface 3b has a configuration in which the remaining portion of the through hole 31 is a light reflecting surface.
  • the above configuration produces the following effects. Since the remaining portion of the through hole 31 is a light reflecting surface, the third surface 3b functions as a mirror device when the light emitting element 4 is not driven, and functions as a display device 1 when the light emitting element 4 is driven. Can be done.
  • the half mirror when functioning as a mirror device, external light can be reflected on the third surface 3b with a high reflectance (for example, about 90% or more). As a result, a clear mirror image (reflection image) can be obtained. Further, when the display device 1 functions, the self-luminous light emitting element 4 is provided without using a backlight, so that the utilization efficiency of the image light is close to 100%. As a result, it is possible to display a high-brightness image while suppressing an increase in power consumption.
  • the cavity is composed of a through hole 31 and an exposed portion (mounting portion) 2aa of the first surface 2a of the substrate 2. That is, the mounting portion 2aa corresponds to the bottom surface of the cavity, and the through hole 31 corresponds to the side surface of the cavity.
  • the third surface 3b of the light guide member 3 as the display surface of the image is a surface on the display side in the display device, and is a viewing surface that is visually recognized by an external viewer. For example, when the display device is used as a rear-view mirror of a car, the viewers are the driver and passengers of the car.
  • the display device 1 of the present embodiment includes a substrate 2 and a light guide member 3 constituting the cavity structure 1c. Further, the display device 1 includes a plurality of light emitting elements 4 and a plurality of transparent bodies 5.
  • the cavity structure 1c is located on the substrate 2 having the first surface 2a and the first surface 2b, and is opposite to the second surface 3a facing the first surface 2b and the second surface 3a.
  • a through hole 31 and a transparent body located in the through hole 31 and sealing the light emitting element 4 are provided, and the light emitting element 4 is located on the exposed portion 2aa of the first surface 2a and is located on the third surface.
  • the 3b may be configured from a mirror surface, or the reflective member 3r (shown in FIG. 2B) may be located on the third surface 3b.
  • the substrate 2 has a first surface 2a, which is one main surface.
  • the substrate 2 has a shape when viewed in a plan view (that is, when viewed from a direction perpendicular to the first surface 2a), for example, a triangle, a square, a rectangle, a trapezoid, a hexagon, a circle, an ellipse, or the like. It may be present or may have other shapes.
  • the substrate 2 is made of, for example, a glass material, a ceramic material, a resin material, a metal material, an alloy material, a semiconductor material, or the like.
  • the glass material used for the substrate 2 may be, for example, borosilicate glass, crystallized glass, quartz or the like.
  • the ceramic material used for the substrate 2 include alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon carbide (SiC), aluminum nitride (Al N) and the like. May be good.
  • the resin material used for the substrate 2 may be, for example, an epoxy resin, a polyimide resin, a polyamide resin, an acrylic resin, a polycarbonate resin, or the like.
  • the metal materials used for the substrate 2 are, for example, aluminum (Al), magnesium (Mg) (particularly, high-purity magnesium having a purity of 99.95% or more), zinc (Zn), tin (Sn), copper (Cu), and the like. It may be chromium (Cr), nickel (Ni) or the like.
  • the alloy materials used for the substrate 2 are duralmin (Al-Cu alloy, Al-Cu-Mg alloy, Al-Zn-Mg-Cu alloy), which is an aluminum alloy containing aluminum as a main component, and magnesium containing magnesium as a main component.
  • the semiconductor material used for the substrate 2 may be silicon, germanium, gallium arsenide, or the like.
  • an insulating layer made of silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ) or the like is arranged on at least the first surface 2a of the substrate 2 and the insulating layer thereof is arranged.
  • the light emitting element 4 may be arranged on the insulating layer. In this case, it is possible to prevent the anode terminal and the cathode terminal of the light emitting element 4 from being electrically short-circuited.
  • the light reflection film may be located on the first surface 2a.
  • the light radiated from the light emitting element 4 toward the first surface 2a of the substrate 2 can be reflected above the through hole 31, and the light utilization efficiency is further improved.
  • the entire third surface 3b can easily function as a light reflecting surface (mirror surface) having high light reflecting property.
  • the light reflecting film may be made of, for example, a metal material, an alloy material, or the like having a high light reflectance of visible light.
  • Examples of the metal material used for the light reflecting film include aluminum (Al), silver (Ag), gold (Au), chromium (Cr), nickel (Ni), platinum (Pt), tin (Sn) and the like.
  • the alloy material there are 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 light reflecting film may be located closer to the light emitting element 4 than the drive circuit.
  • the light-reflecting film also functions as a light-shielding layer for the channel portion of the thin film transistor, and it is possible to prevent the drive circuit from malfunctioning due to a light leakage current flowing through the channel portion.
  • the drive circuit is located on the first surface 2a of the substrate 2, the above-mentioned light reflecting film is the drive circuit via an insulating layer made of silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4), or the like. May be on top.
  • the light guide member 3 is arranged on the first surface 2a of the substrate 2, for example, as shown in FIG.
  • the light guide member 3 has a shape such as a plate shape or a block shape.
  • the light guide member 3 has a second surface 3a facing the first surface 2a of the substrate 2 and a third surface 3b opposite to the second surface 3a.
  • the light guide member 3 may have a shape similar to that of the substrate 2 when viewed in a plan view, and may have a shape such as a triangle, a square, a rectangle, a trapezoid, a hexagon, a circle, or an oval. Other shapes may be used.
  • the substrate 2 and the light guide member 3 may have the same planological shapes.
  • the light guide member 3 is provided with a plurality of through holes 31 penetrating from the second surface 3a to the third surface 3b, for example.
  • the plurality of through holes 31 expose a plurality of portions (hereinafter, also referred to as mounting portions) 2aa on the first surface 2a.
  • the plurality of through holes 31 may be provided in a matrix in a plan view.
  • the opening ratio of the third surface 3b (that is, the ratio of the plurality of through holes 31 to the area of the third surface 3b) may be, for example, about 15% to 80%, or about 20% to 40%. It may be about 25% to about 35%, or about 30%.
  • the third surface 3b may have a configuration in which the opening area of the opening on the third surface 3b side in the through hole 31 is smaller than the area of the third surface 3b excluding the opening area.
  • the opening area of the opening is the total opening area of those openings.
  • the area of the portion of the third surface 3b excluding the opening, which is the portion that utilizes the reflection of external light for the display device 1 to function as the mirror device is the opening area of the opening, which is the portion that emits light by itself. Will be larger than. Therefore, it is possible to reduce the difference in luminance and sharpness between the reflected image when the display device 1 functions as a mirror device and the self-luminous display image, and it is possible to suppress the viewer from feeling uncomfortable. ..
  • the opening shape of the through hole 31 may be, for example, a square shape, a rectangular shape, a circular shape, an elliptical shape, or the like, or may have another shape.
  • the through hole 31 may have a shape in which the outer edge of the opening on the third surface 3b side surrounds the outer edge of the mounting portion 2aa in a plan view. That is, the through hole 31 may have a configuration in which the opening on the third surface 3b side is larger than the opening on the second surface 3a side. In this case, the light emitted from the light emitting element 4 can be easily taken out to the outside of the display device 1.
  • the through hole 31 may have a shape in which the cross-sectional shape of the cross section parallel to the third surface 3b gradually shrinks in the depth direction (thickness direction of the light guide member 3). .. That is, the through hole 31 may have a shape in which the cross-sectional shape thereof gradually increases from the second surface 3a to the third surface 3b. In this case, it becomes easier to take out the light emitted from the light emitting element 4 to the outside of the display device 1. Further, the radiation intensity distribution of the light radiated to the outside from the through hole 31 is vertically long with high directionalness in which the maximum intensity direction substantially coincides with the normal direction of the first surface 2a and the normal direction of the third surface 3b.
  • the shape can be similar to the curved surface shape of the cosine (cos ⁇ ). That is, the radiation intensity distribution of the light radiated to the outside from the through hole 31 has a vertically long approximate cosine curved surface shape with high directivity according to Lambert's cosine law.
  • Lambert's cosine rule is that the radiation intensity of light observed in an ideal diffuse radiator is between the normals of the radiation planes (first plane 2a and third plane 3b in the display device 1 of the present embodiment). It is a law that is directly proportional to the cosine of the angle ⁇ of.
  • the cosine curved surface shape is a shape in which the shape of the radiation intensity distribution is a cosine curve when the radiation intensity distribution of light is viewed in a vertical cross section.
  • the light guide member 3 may be thicker than the thickness of the substrate 2. In this case, the strength of the display device 1 including the substrate 2 and the light guide member 3 is improved. Further, since the depth of the through hole 31 formed in the light guide member 3 becomes deep, the maximum intensity light (peak intensity light) in the radiation intensity distribution of the synchrotron radiation of the light emitting element 4 is reflected on the inner surface of the through hole 31. The number of times can be increased. The number of times the maximum intensity light is reflected on the inner surface of the through hole 31 (the number of times of reflection) can be set to a plurality of times. The number of reflections is 2 or more and 5 or less, but is not limited to this range.
  • the radiation direction of the maximum intensity light may be a direction inclined with respect to the perpendicular line of the surface of the mounting portion 2aa of the light emitting element 4, that is, a direction inclined toward the opening on the third surface 3b side of the through hole 31.
  • the thickness of the substrate 2 may be about 0.2 mm to 2.0 mm, and the thickness of the light guide member 3 may be about 1.0 mm to 3.0 mm, but the thickness is not limited to these.
  • the direction of the maximum intensity light may be such that the angle formed by the first surface 2a with the exposed portion 2aa is about 40 ° to 60 °, but is not limited to this angle range.
  • the light guide member 3 is made of, for example, a metal material, an alloy material, a semiconductor material, a resin material, or the like.
  • the metal material used for the light guide member 3 include aluminum (Al), titanium (Ti), beryllium (Be), magnesium (Mg) (particularly, high-purity magnesium having a purity of 99.95% or more), and zinc ( Zn), tin (Sn), copper (Cu), iron (Fe), chromium (Cr), nickel (Ni), silver (Ag) and the like may be used.
  • the alloy material used for the light guide member 3 is mainly duralumin (Al—Cu alloy, Al—Cu—Mg alloy, Al—Zn—Mg—Cu alloy), which is an aluminum alloy containing aluminum as a main component, and magnesium.
  • the semiconductor material used for the light guide member 3 may be silicon, germanium, gallium arsenide, or the like.
  • the plurality of through holes 31 can be formed by, for example, a punching method or an electroforming method (plating method).
  • the plurality of through holes 31 can be formed by a photolithography method or the like including a dry etching step.
  • the light guide member 3 may be made of a glass material, a ceramic material, a resin material, or the like.
  • the glass material include borosilicate glass, crystallized glass, and quartz.
  • the ceramic material include alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon carbide (SiC), aluminum nitride (Al N) and the like.
  • the resin material include epoxy resin, polyimide resin, polyamide resin, acrylic resin, polycarbonate resin and the like.
  • the third surface 3b of the light guide member 3 is a surface of the display device 1 facing the outside.
  • the third surface 3b is a natural mirror surface having a metallic luster, or is a mirror surface that forwardly reflects (specularly reflects) external light by being mirror-finished.
  • the light guide member 3 may be made of a metal material or an alloy material having a high light reflectance of visible light. Examples of the material include aluminum (light reflectance of about 90% to 95%), silver (light reflectance of about 93%), and aluminum alloy (light reflectance of about 80% to 85%).
  • a known mirror-finishing method such as electric field polishing or chemical polishing may be performed.
  • the surface roughness Ra of the third surface 3b may be, for example, about 0.01 ⁇ m to about 0.1 ⁇ m.
  • the third surface 3b may have a reflectance of about 85% to 95% with respect to visible light, for example.
  • the third surface 3b is a mirror surface
  • the light guide member 3 is made of a semiconductor material, a glass material, a ceramic material, a resin material or the like having a low light reflectance of visible light
  • the third surface 3b is used.
  • a reflective film made of a metal material or an alloy material having a high light reflectance of visible light may be arranged.
  • the reflective film may be made of aluminum, silver, an aluminum alloy, or the like.
  • FIG. 2B shows the configuration in which the light guide member 3 has the reflective member 3r located on the third surface 3b.
  • the reflective member 3r may be a reflective film, a reflective sheet, or a solid reflective member 3r.
  • the reflective film may be formed by using a thin film forming method such as a plating method, a vapor deposition method, or a CVD method. Further, the reflective film may be formed by using a film forming method such as a thick film forming method in which a resin paste containing particles containing aluminum, silver, gold and the like is fired and solidified.
  • the reflective sheet may be joined to the third surface 3b via an adhesive or the like.
  • the solid reflective member 3r may be joined to the third surface 3b via an adhesive or the like, or may be attached to the light guide member 3 by mechanical fixing means such as screwing.
  • the reflective member 3r is made of a metal material, an alloy material, or the like having a high reflectance of visible light. For example, aluminum (light reflectance of about 90% to 95%), silver (light reflectance of about 93%), and an aluminum alloy (light). (Reflectance is about 80% to 85%) and the like.
  • the light guide member 3 does not need to be made of a metal material, an alloy material, or the like having a high reflectance of visible light, and may be made of a glass material, a ceramic material, a resin material, or the like.
  • the light guide member 3 is made of a metal material or a semiconductor material, for example, as shown in FIG. 3, between the first surface 2a of the substrate 2 and the second surface 3a of the light guide member 3, from an electrically insulating material. Insulator 6 may be interposed. As a result, it is possible to prevent the light guide member 3 from short-circuiting with the electrodes, wiring conductors, and the like provided on the first surface 2a. These electrodes, wiring conductors, and the like may be connected to the light emitting element 4.
  • the material of the insulator 6 may be a translucent material or a light-shielding material.
  • the translucent material may be a resin material such as an acrylic resin, a polycarbonate resin, or a polyethylene terephthalate resin.
  • the light-shielding material may be a resin material mixed with a black pigment, carbon particles or the like, or a resin material mixed with white ceramic particles such as titanium oxide particles or aluminum oxide particles.
  • the light emitting element 4 is mounted on the mounting portion 2aa.
  • a plurality of light emitting elements 4 may be located on one mounting portion 2aa, and there are a plurality of mounting portions 2aa on one first surface 2a, and the light emitting element 4 is provided on each of the plurality of mounting portions 2aa. It may be located.
  • the light emitting element 4 may be, for example, a self-luminous element such as a light emitting diode (Light Emitting Diode) element, an organic light emitting diode (Organic Light Emitting Diode) element, or a semiconductor laser (Laser Diode) element.
  • a light emitting diode element is used as the light emitting element 4.
  • the light emitting diode element may be a micro light emitting diode element.
  • the micro light emitting diode element may have a rectangular plan view shape having a side length of about 1 ⁇ m or more and about 100 ⁇ m or less or about 5 ⁇ m or more and about 20 ⁇ m or less in a state of being mounted on the mounting portion 2aa. ..
  • the display device 1 has an anode electrode 7 and a cathode electrode 8 arranged at the mounting portion 2aa.
  • the anode electrode 7 is electrically connected to the anode terminal of the light emitting element 4.
  • the cathode electrode 8 is electrically connected to the cathode terminal of the light emitting element. Further, the anode electrode 7 and the cathode electrode 8 are connected to a drive circuit (not shown) that controls light emission, non-light emission, light emission intensity, and the like of the light emitting element 4.
  • the drive circuit is formed on the substrate 2.
  • the drive circuit includes a thin film transistor (TFT), a wiring conductor, and the like.
  • the TFT has, for example, a semiconductor film (also referred to as a channel) made of amorphous silicon (a-Si), low-Temperature Poly Silicon (LTPS), or the like, and has three gate electrodes, source electrodes, and drain electrodes. It may be configured to have terminals.
  • the TFT functions as a switching element that switches between conduction and non-conduction between the source electrode and the drain electrode according to the voltage applied to the gate electrode.
  • the drive circuit may be arranged on the substrate 2, or may be arranged between layers of a plurality of insulating layers made of silicon oxide, silicon nitride, or the like, which are arranged on the substrate 2.
  • the drive circuit may be formed by using a thin film forming method such as a chemical vapor deposition (CVD) method.
  • CVD chemical vapor deposition
  • the drive circuit may be located on one main surface (first surface 2a) of the substrate 2. In that case, the drive circuit may be located at the edge portion (frame portion) of the first surface 2a. Further, the drive circuit may be located on the other main surface opposite to one main surface of the substrate 2. In that case, the frame portion of the first surface 2a can be made smaller or eliminated.
  • the light emitting element 4, the anode electrode 7, and the cathode electrode 8 are flip-chiply connected to each other by using a conductive connecting member such as an anisotropic conductive film (ACF), a solder ball, a metal bump, or a conductive adhesive. May be electrically and mechanically connected.
  • ACF anisotropic conductive film
  • the light emitting element 4, the anode electrode 7, and the cathode electrode 8 may be electrically and mechanically connected by using a conductive connecting member such as a bonding wire.
  • the display device 1 may be configured to include a plurality of pixel portions arranged in a matrix. Each pixel unit may have a plurality of light emitting elements 4. The plurality of light emitting elements 4 included in each pixel unit may be, for example, a light emitting element 4R that emits red light, a light emitting element 4G that emits green light, and a light emitting element 4B that emits blue light. This enables the display device 1 to perform full-color gradation display.
  • Each pixel unit may have at least one of a light emitting element 4 that emits yellow light and a light emitting element 4 that emits white light, in addition to the light emitting elements 4R, 4G, and 4B. This makes it possible to improve the color rendering property and the color reproducibility of the display device 1.
  • Each pixel unit may have a light emitting element 4 that emits orange light, red-orange light, magenta light, or purple light instead of the light emitting element 4R that emits red light.
  • Each pixel unit may have a light emitting element 4 that emits yellowish green light instead of the light emitting element 4G that emits green light.
  • the transparent body 5 is arranged in the through hole 31 as shown in FIG. 3, for example.
  • the transparent body 5 seals the light emitting element 4. As a result, it is possible to prevent the light emitting element 4 from being displaced or peeled off from the mounting portion 2aa, so that the reliability of the display device 1 can be improved.
  • the transparent body 5 is made of, for example, a transparent resin material.
  • the transparent resin material used for the transparent body 5 may be, for example, a fluororesin, a silicone resin, an acrylic resin, a polycarbonate resin, a polymethyl methacrylate resin, or the like.
  • the transparent body 5 may contain scattered particles made of, for example, a metal material, a glass material, or the like.
  • the transparent body 5 may have a curved surface whose surface (light emitting surface) on the side of the third surface 3b as a display surface is convex toward the third surface 3b.
  • the light emitting surface of the transparent body 5 easily functions as a lens for converging the emitted light.
  • a curved surface is a curved surface consisting of curved surfaces such as a partial spherical surface, a partial elliptical surface, and a partial hyperboloid, a composite curved surface that combines a curved surface and another kind of curved surface, and a composite curved surface that combines a curved surface and a flat surface. It may be a curved surface.
  • the display device 1 of the present disclosure functions as, for example, a mirror device that specularly reflects external light on the third surface 3b when the light emitting element 4 is not driven. Since the conventional half mirror type display device has a configuration in which the external light is reflected by using the half mirror, the utilization efficiency of the external light is at most about 50%, and a clear mirror image may not be obtained.
  • the utilization efficiency of external light indicates the ratio of the external light incident on the reflective surface of the mirror, which is positively reflected on the reflective surface and forms a reflected image (mirror image).
  • the aperture ratio of the third surface 3b is about 20% to 40%, and the reflectance of the third surface 3b is about 85% to 95%, so that the utilization rate of external light is 50%.
  • the utilization rate of external light can be improved, and as a result, a clear mirror image can be formed.
  • the third surface 3b as the display surface may be a curved surface that is convex toward the outside.
  • the display device 1 when used as a mirror device, the external environment such as the rear can be visually recognized in a wide range. That is, since a wide field of view can be obtained, it may be used as a rear-view mirror or the like of a vehicle such as an automobile.
  • a curved surface is a curved surface consisting of curved surfaces such as a partial spherical surface, a partial elliptical surface, and a partial hyperboloid, a composite curved surface that combines a curved surface and another kind of curved surface, and a composite curved surface that combines a curved surface and a flat surface.
  • the central portion may be a flat surface and the peripheral portion may be a curved surface.
  • the central portion may be a flat surface and the peripheral portion may be a curved surface.
  • the area of the central portion is about 50% to 70% of the area of the display surface
  • the area of the peripheral portion may be about 50% to 30% of the area of the display surface, but is not limited to these ranges.
  • the curved surface may be a flat surface at the center and a flat surface at the periphery.
  • the display device 1 functions as a display device that displays an image by the light emitted from the light emitting element 4 when the light emitting element 4 is driven. Since the conventional half mirror type display device has a configuration in which the half mirror is arranged on the display surface side of the liquid crystal panel, the utilization efficiency of the light emitted from the liquid crystal panel is at most about 50%, and the backlight in the liquid crystal panel. The utilization efficiency of the light emitted from the LCD is even lower (for example, about 3% to 7%). In such a display device, in order to display a high-brightness image, it is necessary to increase the amount of light of the backlight which is a light source, and as a result, the power consumption of the display device increases.
  • the display device 1 In the display device 1, almost all of the light emitted from the light emitting element 4 which is a light source is emitted to the outside as image light. As described above, when the display device 1 functions as a display device, the utilization efficiency of the light emitted from the light emitting element 4 can be significantly improved. As a result, it is possible to display a high-brightness image while suppressing an increase in power consumption of the display device 1.
  • the display device 1 When the display device 1 according to the embodiment of the present disclosure functions as a mirror device, it can form a clear mirror image, and when it functions as a display device, it has a high power consumption while suppressing an increase in power consumption. It is possible to display an image of brightness.
  • FIGS. 4 to 6 are sectional views showing a modified example of the display device according to the embodiment of the present disclosure.
  • the cross-sectional views shown in FIGS. 4 to 6 correspond to the cross-sectional views shown in FIGS. 2A, 2B, and 3.
  • the transflective reflective film 52 may be located on the surface on the third surface 3b side. That is, the transparent body 5 may have a main body portion 51 made of a transparent resin material and a semi-transmissive reflective film 52 provided on the surface 51a on the third surface 3b side of the main body portion 51.
  • the surface 51a on the third surface 3b side of the main body 51 may be the surface of a portion of the main body 51 surrounded by the outer edge of the opening of the through hole 31 when viewed in a plan view from the third surface 3b side. ..
  • the semi-transmissive reflective film 52 reflects a part of the incident light.
  • the reflection efficiency of the semi-transmissive reflective film 52 may be, for example, about 10% to about 40%.
  • the semi-transmissive reflective film 52 may be a thin film made of, for example, a metal material.
  • the metal material used for the semi-transmissive reflective film 52 include aluminum, silver, and copper.
  • the semi-transmissive reflective film 52 can be formed by using a film forming method such as a sputtering method, a plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD), or a CVD method.
  • the film thickness of the semi-transmissive reflective film 52 By controlling the film thickness of the semi-transmissive reflective film 52, the reflectance of the semi-transmissive reflective film 52 and the mode of reflection (specular reflection, diffuse reflection, etc.) in the semi-transmissive reflective film 52 can be adjusted.
  • the film thickness of the semi-transmissive reflective film 52 is, for example, about 5 nm to 50 nm.
  • the display device 1 of this modification a part of the external light incident on the transparent body 5 can be reflected by the semi-transmissive reflective film 52. Therefore, in the display device 1 of the present modification, it is possible to improve the utilization rate of external light while maintaining the utilization rate of the light emitted from the light emitting element 4 at a value capable of displaying a high-luminance image. .. As a result, the display device 1 of the present modification can form a clearer reflected image when functioning as a mirror device, and suppresses an increase in power consumption when functioning as a display device. , High-brightness image display can be performed.
  • the transparent body 5 has a main body 51 made of a transparent resin material and transparent particles 53 dispersed inside the main body 51 and having a refractive index larger than that of the main body 51. You may be doing it.
  • the transparent resin material used for the main body 51 examples include fluororesin, silicone resin, and acrylic resin.
  • the refractive index of the main body 51 may be, for example, about 1.35 to about 1.7.
  • the transparent particles 53 may be made of, for example, a transparent resin material. Examples of the resin material used for the transparent particles 53 include polycarbonate resin, polymethyl methacrylate resin and the like.
  • the transparent particles 53 may have a refractive index of, for example, about 1.4 to about 2.5.
  • the transparent particles 53 may be made of, for example, an inorganic oxide such as silica, titanium oxide, indium tin oxide, or zinc oxide, or a glass material such as borosilicate glass, phosphoric acid glass, or silicate glass.
  • an inorganic oxide such as silica, titanium oxide, indium tin oxide, or zinc oxide
  • a glass material such as borosilicate glass, phosphoric acid glass, or silicate glass.
  • the display device 1 of this modification a part of the light emitted from the light emitting element 4 is refracted by the transparent particles 53, and it becomes easy to guide the light to the opening on the third surface 3b side of the through hole 31. Therefore, in the display device 1 of this modification, it is possible to improve the utilization efficiency of the light emitted from the light emitting element 4. As a result, the display device 1 of the present modification can form a clear mirror image when functioning as a mirror device, and when functioning as a display device, the display device 1 is high while suppressing an increase in power consumption. It is possible to display an image of brightness.
  • the light guide member 3 may have the reflective film 32 located on the second surface 3a, the third surface 3b, and the inner surface 31a of the through hole 31.
  • the reflective film 32 may be arranged separately on the second surface 3a, on the third surface 3b, and on the inner surface 31a of the through hole 31, or may be continuously formed.
  • the reflective film 32 located on the third surface 3b corresponds to the reflective member 3r in FIG. 2B.
  • the reflective film 32 is made of, for example, a metal material, an alloy material, or the like.
  • the metal material used for the reflective film may be, for example, aluminum (Al), silver (Ag), gold (Au) or the like.
  • the alloy material may be, for example, an aluminum (Al) alloy or the like.
  • the reflective film 32 is formed on the second surface 3a and the third surface 3b of the light guide member 3 and the inner surface 31a of the plurality of through holes 31 by using a thin film forming method such as a CVD method, a vapor deposition method, or a plating method. May be good. Further, the reflective film 32 may be formed by using a film forming method such as a thick film forming method in which a resin paste containing particles containing aluminum, silver, gold and the like is fired and solidified. The reflective film 32 uses a joining method in which a film containing aluminum, silver, gold, etc. or a film of the above alloy is bonded to the second surface 3a, the third surface 3b, and the inner surface 31a of the through hole 31 of the light guide member 3. May be formed.
  • the outer surface of the reflective film 32 may be provided with a protective film for suppressing a decrease in reflectance due to oxidation of the reflective film 32.
  • the reflective film 32 can specularly reflect the external light incident on the third surface 3b of the light guide member 3, and also reflects the light radiated from the light emitting element 4 on the inner surface 31a of the through hole 31 with high reflectance. be able to. Further, it is assumed that a part of the light emitted from the light emitting element 4 has entered between the substrate 2 and the light guide member 3 because the reflective film 32 is located on the second surface 3a of the light guide member 3. Also, it can be guided to the side of the inner surface 31a of the through hole 31 and emitted to the outside of the through hole 31.
  • the constituent material of the light guide member 3 is not limited to the metal material, and the light guide member 3 is made of, for example, a glass material, a ceramic material, a resin material, a semiconductor material, or the like. May be.
  • the ceramic material used for the light guide member 3 include alumina, silicon nitride, silicon carbide and the like.
  • the resin material used for the light guide member 3 include epoxy resin, polyimide resin, and polyamide resin.
  • the semiconductor material used for the light guide member 3 include silicon, germanium, gallium arsenide and the like.
  • the display device 1 of this modification can form a clear mirror image when it functions as a mirror device, and increases power consumption when it functions as a display device. It is possible to display a high-brightness image while suppressing the above.
  • the degree of freedom of the method of manufacturing the light guide member 3 having a plurality of through holes 31 can be improved.
  • the plurality of through holes 31 can be formed, for example, by using a photolithography technique including an etching step.
  • an appropriate organic solvent and solvent are added and mixed with the raw material powder of the ceramic material to form a slurry, which is formed into a sheet by a well-known doctor blade method, calendar roll method, or the like.
  • a ceramic green sheet hereinafter, also referred to as a green sheet).
  • the green sheet is punched into a predetermined shape having a plurality of holes to be through holes 31, a plurality of processed green sheets are laminated, and the green sheets are simultaneously fired at a temperature of about 1600 ° C.
  • the light guide member 3 in which a plurality of through holes 31 are formed can be manufactured.
  • the light guide member 3 is made of a resin material, for example, an injection molding method can be used to make the light guide member 3 provided with a plurality of through holes 31.
  • the light guide member 3 is manufactured from a semiconductor material, the light guide member 3 provided with a plurality of through holes 31 can be manufactured by using, for example, a dry etching method.
  • the light guide member 3 When the light guide member 3 is made of a conductive material such as a metal material or an alloy material, or a semi-conductive material such as a semiconductor material, the light guide member 3 may have a cathode wiring (which may be grounded wiring) or a cathode electrode.
  • the light guide member 3 may be used as a cathode potential portion (ground potential portion) by electrically connecting the cathode portions such as the above.
  • the light guide member 3 having a large surface area and volume functions as a cathode potential portion (ground potential portion) having a stable potential.
  • the main body of the light guide member 3 is made of an insulating material such as a glass material, a ceramic material, or a resin material, and a reflective film made of a conductive material such as a metal material or an alloy material is located on the surface of the light guide member 3, the reflective film is formed.
  • a cathode portion such as a cathode wiring or a cathode electrode may be electrically connected to the cathode potential portion (ground potential portion) of the reflective film.
  • the reflective film having a large surface area functions as a cathode potential portion (ground potential portion) having a stable potential.
  • the light guide member 3 constituting the cavity structure 1c may have a configuration in which a plurality of through holes 31 are formed in a transparent substrate made of a glass material, a transparent resin material, or the like.
  • a reflective member such as a reflective film may be located on the third surface 3b of the light guide member 3.
  • a transparent display including a substrate 2 made of a transparent material such as a glass material and a light guide member 3 made of a transparent substrate. Further, above the through hole 31, a reflective member such as a reflective layer and a reflector that reflects a part of the synchrotron radiation of the light emitting element 4 to the back surface (the surface opposite to the first surface 2a) of the substrate 2 is arranged. By doing so, a double-sided display can be configured.
  • a light emitting element 4 (referred to as a light emitting element 41) having no reflecting member above and a light emitting element 4 (referred to as a light emitting element 42) having a reflecting member provided above. May be arranged alternately. Then, when displaying an image on the surface side, the light emitting element 41 is made to emit light and the light emitting element 42 is driven so as not to emit light. Further, when displaying an image on the back surface side, the light emitting element 41 is non-light emitting and the light emitting element 42 is driven to emit light. When displaying an image on the front surface side and the back surface side, the light emitting element 41 and the light emitting element 42 are driven to emit light.
  • the reflective member arranged above the through hole 31 may be a reflective layer or the like located on the upper surface of the transparent body 5 located in the through hole 31, and is arranged separately from the light guide member 3 above the through hole 31. It may be a reflective plate or the like.
  • a composite display device multi-display
  • a composite display device provided with a plurality of display devices of the present disclosure and connecting their opposite side portions with an adhesive, screwing, or the like.
  • the display device of the present disclosure since the display surface of the image is a light reflecting surface at the remaining portion of the cavity, the display device functions as a mirror device when the light emitting element is not driven, and drives the light emitting element. Sometimes it can function as a display device. Further, since the display device of the present disclosure does not use a half mirror, when it functions as a mirror device, it can reflect external light on the display surface with a high reflectance. As a result, a clear mirror image can be obtained. Further, when functioning as a display device, since it is provided with a self-luminous light emitting element without using a backlight, the utilization efficiency of image light is close to 100%. As a result, it is possible to display a high-brightness image while suppressing an increase in power consumption.
  • the display device of the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and various embodiments are made without departing from the gist of the present disclosure. It can be changed and improved. Needless to say, all or part of each of the above embodiments can be combined as appropriate and within a consistent range.
  • the display device of this disclosure can be applied to various electronic devices.
  • the electronic devices include complex display devices (multi-displays), automobile route guidance systems (car navigation systems), ship route guidance systems, aircraft route guidance systems, instrument indicators for vehicles such as automobiles, instrument panels, and smartphones.
  • Terminals mobile phones, tablet terminals, personal digital assistants (PDAs), video cameras, digital still cameras, electronic notebooks, electronic books, electronic dictionaries, personal computers, copying machines, game device terminals, televisions, product display tags, Price display tags, industrial programmable displays, car audio, digital audio players, facsimiles, printers, cash depository (ATM), vending machines, medical displays, digital display watches, smart watches, stations and There are guidance display devices installed at airports, etc., signage for advertising (digital signage), etc.
  • terminals mobile phones, tablet terminals, personal digital assistants (PDAs), video cameras, digital still cameras, electronic notebooks, electronic books, electronic dictionaries, personal computers, copying machines, game device terminals, televisions, product display tags, Price display tags,
  • Display device 1c Cavity structure 2 Substrate 2a First surface 2aa Exposed part (mounting part) of the first surface 3 Light guide member 3a 2nd surface 3b 3rd surface 3r Reflective member 4, 4R, 4G, 4B Light emitting element 5 Transparent body 5a Surface 6 Insulator 7 Anode electrode 8 Cathode electrode 31 Through hole 31a Inner surface 32 Reflective film 51 Main body 51a Surface 52 Semi-transmissive reflective film 53 Transparent particles

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Abstract

本開示の表示装置は、画像の表示面としての導光部材の第3面と、第3面に存在するキャビティとしての貫通孔と、を備えたキャビティ構造体と、貫通孔に位置する発光素子と、を備え、第3面は、貫通孔の残余の部位が光反射面とされている構成である。

Description

表示装置
 本開示は、表示装置に関する。
 従来、例えば特許文献1に記載された液晶表示装置が知られている。
特開2004-125885号公報
 本開示の表示装置は、表示面と、前記表示面に存在するキャビティと、を備えたキャビティ構造体と、前記キャビティに位置する発光素子と、を備え、前記表示面は、前記キャビティの残余の部位が光反射面とされている。
 本開示の目的、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。
本開示の一実施形態に係る表示装置を模式的に示す平面図である。 図1の切断面線A1-A2で切断した断面図である。 本開示の他の実施形態に係る表示装置を模式的に示し、図2Aの断面図に対応する断面図である。 本開示の一実施形態に係る表示装置を模式的に示す断面図である。 本開示の一実施形態に係る表示装置の変形例を模式的に示す断面図である。 本開示の一実施形態に係る表示装置の変形例を模式的に示す断面図である。 本開示の一実施形態に係る表示装置の変形例を模式的に示す断面図である。
 本開示の実施形態に係る表示装置が基礎とする構成について説明する。特許文献1は、液晶パネルの表示面側に半透過反射膜(ハーフミラー)を配置した透過型の液晶表示装置を記載している。そのような液晶表示装置は、液晶パネルの駆動時には、液晶パネルから出射される光によって画像を表示する表示装置として機能し、液晶パネルの非駆動時には、外光を正反射するミラー装置として機能する。
 従来のミラー兼用の表示装置は、外光の利用効率が高々50%程度であるため、ミラー装置として機能する場合に、鮮明な鏡像が得られないことがあった。さらに、従来の液晶パネルを用いたミラー兼用の表示装置は、液晶パネルがバックライトの光量の3%~7%程度を透過させるにすぎず、また液晶パネルから出射される画像光の利用効率が高々50%程度であることから、表示装置として機能する場合に高輝度の画像表示を行えないことがあった。さらに、高輝度の画像表示が所望される場合、バックライトの光量を増加させる必要があり、消費電力が増大してしまうことがあった。
 以下、添付図面を参照して、本開示の表示装置の実施形態について説明する。以下で参照する各図は、実施形態に係る表示装置の主要な構成部材等を示している。本開示の実施形態に係る表示装置は、図示されていない回路基板、配線導体、制御IC,LSI等の周知の構成を備えていてもよい。
 図1は、本開示の一実施形態に係る表示装置を示す平面図であり、図2Aは、図1の切断面線A1-A2で切断した断面図であり、図3は、本開示の一実施形態に係る表示装置を示す断面図である。図1の平面図では、透明体を省略して図示している。図2B,図3に示す断面図は、図2Aに示す断面図に対応する。
 本開示の表示装置は、例えば図2Aに示すように、画像の表示面としての導光部材3の第3面3bと、第3面3bに存在するキャビティとしての貫通孔31と、を備えたキャビティ構造体1cと、貫通孔31に位置する発光素子4と、を備え、第3面3bは、貫通孔31の残余の部位が光反射面とされている構成である。上記の構成により、以下の効果を奏する。第3面3bは、貫通孔31の残余の部位が光反射面とされていることから、発光素子4の非駆動時にミラー装置として機能し、発光素子4の駆動時に表示装置1として機能することができる。また、ハーフミラーを使用していないことから、ミラー装置として機能する場合に、第3面3bにおいて外光を高い反射率(例えば、90%程度以上)でもって反射することができる。その結果、鮮明な鏡像(反射像)が得られる。また、表示装置1として機能する場合には、バックライトを使用せず自発光型の発光素子4を備えていることから、画像光の利用効率が100%に近くなる。その結果、消費電力の増大を抑制しつつ、高輝度の画像表示を行うことができる。
 本開示の表示装置において、キャビティは、貫通孔31と基板2の第1面2aの露出した部位(実装部位)2aaとによって構成される。即ち、実装部位2aaはキャビティの底面に相当し、貫通孔31はキャビティの側面に相当する。画像の表示面としての導光部材3の第3面3bは、表示装置における表示側の面であって、外部の視認者が視認する視認面である。例えば、表示装置を自動車のバックミラーとして使用する場合、視認者は自動車の運転者および同乗者である。
 本実施形態の表示装置1は、図2Aに示すように、キャビティ構造体1cを構成する、基板2および導光部材3を備える。また表示装置1は、複数の発光素子4と、複数の透明体5とを備える。表示装置1は、キャビティ構造体1cは、第1面2aを有する基板2と、第1面2b上に位置し、第1面2bに対向する第2面3aと、第2面3aとは反対側の表示面としての第3面3bと、を有する板状の導光部材3と、導光部材3の第2面3aから第3面3bにかけて貫通し、第1面2bの部位を露出させる貫通孔31と、貫通孔31に位置し、発光素子4を封止する透明体と、を備え、発光素子4は、第1面2aの露出した部位2aa上に位置しており、第3面3bが鏡面から構成されているかまたは第3面3b上に反射部材3r(図2Bに示す)が位置している構成であってもよい。
 基板2は、一方主面である第1面2aを有している。基板2は、平面視したときの(すなわち、第1面2aに垂直な方向から見たときの)形状が、例えば、三角形、正方形、長方形、台形、六角形、円形、楕円形等の形状であってもよく、その他の形状であってもよい。
 基板2は、例えば、ガラス材料、セラミック材料、樹脂材料等、金属材料、合金材料、半導体材料等から成る。基板2に用いられるガラス材料は、例えば、ホウケイ酸ガラス、結晶化ガラス、石英等であってもよい。基板2に用いられるセラミック材料としては、例えば、アルミナ(Al)、ジルコニア(ZrO)、窒化珪素(Si)、炭化珪素(SiC)、窒化アルミニウム(AlN)等であってもよい。基板2に用いられる樹脂材料は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等であってもよい。
 基板2に用いられる金属材料は、例えば、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)(特に、純度99.95%以上の高純度マグネシウム)、亜鉛(Zn)、錫(Sn)、銅(Cu)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)等であってもよい。基板2に用いられる合金材料は、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)、マグネシウムを主成分とするマグネシウム合金(Mg-Al合金、Mg-Zn合金、Mg-Al-Zn合金)、ボロン化チタン、ステンレススチール、Cu-Zn合金等であってもよい。基板2に用いられる半導体材料は、シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素等であってもよい。基板2が金属材料、合金材料または半導体材料から成る場合、基板2の少なくとも第1面2a上に酸化珪素(SiO)、窒化珪素(Si)等から成る絶縁層を配置し、その絶縁層上に発光素子4を配置してもよい。この場合、発光素子4のアノード端子とカソード端子が電気的に短絡すること防ぐことができる。
 基板2は、例えばガラス材料、セラミック材料、樹脂材料等の光反射性が低い材料から成る場合、第1面2a上に光反射膜が位置していてもよい。この場合、発光素子4から基板2の第1面2aの側に放射された光を、貫通孔31の上方へ反射させることができ、光の利用効率がより向上する。また、発光素子4を消灯したときに、第3面3bの全体が高い光反射性を有する光反射面(ミラー面)としても機能しやすくなる。光反射膜は、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。光反射膜に用いられる金属材料としては、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。
 基板2上に、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)を含む駆動回路が形成されている場合、上記の光反射膜は駆動回路よりも発光素子4に近い側に位置していてもよい。この場合、上記の光反射膜が薄膜トランジスタのチャネル部に対する遮光層としても機能し、チャネル部に光リーク電流が流れて駆動回路が誤動作することを抑えることができる。駆動回路が基板2の第1面2a上に位置している場合、上記の光反射膜は、酸化珪素(SiO2)、窒化珪素(Si34)等から成る絶縁層を介して駆動回路上にあってもよい。
 導光部材3は、例えば図2に示すように、基板2の第1面2a上に配置されている。導光部材3は、例えば板状、ブロック状等の形状を有している。導光部材3は、基板2の第1面2aに対向する第2面3a、および、第2面3aとは反対側の第3面3bを有している。導光部材3は、平面視したときの形状が、例えば、基板2と同様の形状であって、三角形、正方形、長方形、台形、六角形、円形、楕円形等の形状であってもよく、その他の形状であってもよい。基板2と導光部材3とは、平面視形状が互いに一致していてもよい。
 導光部材3には、例えば図1,2A,2Bに示すように、第2面3aから第3面3bにかけて貫通する複数の貫通孔31が設けられている。複数の貫通孔31は、第1面2aの複数の部位(以下、実装部位ともいう)2aaを露出させている。複数の貫通孔31は、平面視において、行列状に設けられていてもよい。第3面3bの開口率(すなわち、複数の貫通孔31の第3面3bの面積に占める割合)は、例えば、15%程度~80%程度であってもよく、20%程度~40%程度であってもよく、25%程度~35%程度であってもよく、30%程度であってもよい。
 第3面3bは、貫通孔31における第3面3b側の開口の開口面積が、開口面積を除いた第3面3bの面積よりも小さい構成であってよい。ただし、開口の開口面積は、複数の貫通孔31がある場合、それらの開口の合計の開口面積である。この場合、表示装置1がミラー装置として機能するための、外光の反射を利用する部位である、開口を除いた第3面3bの部位の面積が、自発光する部位である開口の開口面積よりも大きくなる。従って、表示装置1がミラー装置として機能した場合の反射画像と、自発光による表示画像と、の輝度および鮮明度の差を小さくすることができ、視認者が違和感を覚えることを抑えることができる。
 貫通孔31は、その開口形状が、例えば、正方形状、長方形状、円形状、楕円形状等であってもよく、その他の形状であってもよい。貫通孔31は、例えば図1に示すように、平面視において、第3面3b側の開口の外縁が実装部位2aaの外縁を取り囲んでいる形状であってもよい。即ち、貫通孔31は、第2面3a側の開口よりも第3面3b側の開口の方が大きい構成であってもよい。この場合、発光素子4から出射される光を表示装置1の外部に取り出すことが容易になる。
 また、貫通孔31は、例えば図2Aに示すように、第3面3bに平行な断面の断面形状が深さ方向(導光部材3の厚み方向)において徐々に縮小する形状であってもよい。即ち、貫通孔31は、その横断面形状が第2面3aから第3面3bに向けて漸次大きくなる形状であってもよい。この場合、発光素子4から出射される光を表示装置1の外部に取り出すことがより容易になる。また、貫通孔31から外部に放射される光の放射強度分布を、最大強度方向が第1面2aの法線方向および第3面3bの法線方向とほぼ一致する、指向性の高い縦長の余弦(cosθ)曲面形状に近似した形状とすることができる。即ち、貫通孔31から外部に放射される光の放射強度分布は、ランベルトの余弦則に従った、指向性の高い縦長の近似的余弦曲面形状となる。ランベルトの余弦則は、理想的な拡散放射体で観測される光の放射強度が、放射面(本実施形態の表示装置1においては第1面2aおよび第3面3b)の法線との間の角度θの余弦と正比例するという法則である。なお、余弦曲面形状は、光の放射強度分布を縦断面でみたとき、放射強度分布の形状が余弦曲線となっている形状である。
 導光部材3は、その厚みが基板2の厚みよりも厚い構成であってもよい。この場合、基板2と導光部材3とを備える表示装置1の強度が向上する。また、導光部材3に形成される貫通孔31の深さが深くなることから、発光素子4の放射光の放射強度分布における最大強度光(ピーク強度光)が貫通孔31の内面で反射する回数を増加させることができる。最大強度光が貫通孔31の内面で反射する回数(反射回数)を複数回とすることができる。この反射回数は、2回以上5回程度以下であるが、この範囲に限らない。最大強度光の放射方向は、発光素子4の実装部位2aaの面の垂線に対して傾斜した方向、即ち貫通孔31の第3面3b側の開口の側に傾斜した方向であってよい。その結果、貫通孔31から外部に放射される光の指向性が向上する。基板2の厚みは0.2mm~2.0mm程度であり、導光部材3の厚みは1.0mm~3.0mm程度であってもよいが、これらの厚みの値に限らない。なお、最大強度光の方向は、第1面2aの露出した部位2aaとのなす角度が40°~60°程度であってよいが、この角度範囲に限らない。
 導光部材3は、例えば、金属材料、合金材料、半導体材料、樹脂材料等から成る。導光部材3に用いられる金属材料としては、例えば、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)(特に、純度99.95%以上の高純度マグネシウム)、亜鉛(Zn)、錫(Sn)、銅(Cu)、鉄(Fe)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、銀(Ag)等であってもよい。また、導光部材3に用いられる合金材料は、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)、マグネシウムを主成分とするマグネシウム合金(Mg-Al合金、Mg-Zn合金、Mg-Al-Zn合金)、銅を主成分とする銅合金(Cu-Zn合金、Cu-Zn-Ni合金、Cu-Sn合金、Cu-Sn-Zn合金)、鉄を主成分とする鉄合金(Fe-Ni合金、Fe-Ni36%合金(インバー)、Fe-Ni-Co合金(コバール)、Fe-Cr合金、Fe-Cr-Ni合金)、ボロン化チタン等であってもよい。導光部材3に用いられる半導体材料は、シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素等であってもよい。導光部材3が金属材料、合金材料から成る場合、複数の貫通孔31は、例えばパンチング加工法、電鋳法(メッキ法)を用いて形成することができる。導光部材3が半導体材料から成る場合、複数の貫通孔31は、ドライエッチング工程を含むフォトリソグラフィ法等によって形成することができる。
 また導光部材3は、ガラス材料、セラミック材料、樹脂材料等から構成でされていてもよい。ガラス材料としては、ホウケイ酸ガラス、結晶化ガラス、石英等がある。セラミック材料としては、アルミナ(Al)、ジルコニア(ZrO)、窒化珪素(Si)、炭化珪素(SiC)、窒化アルミニウム(AlN)等がある。樹脂材料としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等がある。
 導光部材3の第3面3bは、表示装置1における外部に臨む面である。第3面3bは、金属光沢を有する自然な鏡面となっているか、または鏡面加工が施されることによって外光を正反射(鏡面反射)する鏡面とされている。第3面3bを金属光沢を有する自然な鏡面とする場合、導光部材3を可視光の光反射率の高い金属材料、合金材料から構成してもよい。その材料としては、アルミニウム(光反射率90%~95%程度)、銀(光反射率93%程度)、アルミニウム合金(光反射率80%~85%程度)がある。第3面3bに鏡面加工を施す場合、例えば、電界研磨、化学研磨等の公知の鏡面加工法を施してもよい。第3面3bは、表面粗さRaが、例えば、0.01μm程度~0.1μm程度であってもよい。第3面3bは、可視光に対する反射率が、例えば、85%程度~95%程度であってもよい。
 また、第3面3bを鏡面とする他の方法としては、導光部材3が可視光の光反射率の低い半導体材料、ガラス材料、セラミック材料、樹脂材料等から成る場合、第3面3bに可視光の光反射率の高い金属材料、合金材料から成る反射膜を配置してもよい。その場合、反射膜は、アルミニウム、銀、アルミニウム合金等から構成されていてもよい。
 図2Bは、導光部材3は、第3面3b上に反射部材3rが位置している構成を示す。反射部材3rは、反射膜、反射シートまたは固体状の反射部材3rであってもよい。反射膜は、めっき法、蒸着法、CVD法等の薄膜形成方法を用いて形成されてもよい。また反射膜は、アルミニウム、銀、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。反射シートは、接着剤等を介して第3面3bに接合されてもよい。固体状の反射部材3rは、接着剤等を介して第3面3bに接合されるか、またはネジ止め等の機械的な固定手段によって導光部材3に取り付けられてもよい。反射部材3rは、可視光の反射率が高い金属材料、合金材料等から成り、例えば、アルミニウム(光反射率90%~95%程度)、銀(光反射率93%程度)、アルミニウム合金(光反射率80%~85%程度)等から成る。
 図2Bの構成の場合、導光部材3は、可視光の反射率が高い金属材料、合金材料等から成る必要はなく、ガラス材料、セラミック材料、樹脂材料等から構成されていてもよい。
 また、導光部材3が金属材料または半導体材料から成る場合、例えば図3に示すように、基板2の第1面2aと導光部材3の第2面3aとの間に、電気絶縁材料から成る絶縁体6が介在していてもよい。これにより、導光部材3と、第1面2a上に設けられる電極、配線導体等とが短絡することを抑制できる。これらの電極、配線導体等は、発光素子4に接続されていてもよい。
 絶縁体6の材料は、透光性材料であってもよく遮光性材料であってもよい。透光性材料は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の樹脂材料であってもよい。遮光性材料は、樹脂材料に黒色の顔料、カーボン粒子等を混入させたもの、樹脂材料に酸化チタン粒子、酸化アルミニウム粒子等の白色のセラミック粒子等を混入させたものであってもよい。絶縁体6が遮光性を有している場合、発光素子4から放射された光の一部が絶縁体6を通って隣接する貫通孔31の側へ漏れることを抑える効果(漏れ光抑止効果)を奏する。また絶縁体6は、基板2の第1面2aと導光部材3の第2面3aとの間に、貫通孔31以外の部位の全体に存在していてもよい。この場合、漏れ光抑止効果が向上する。
 発光素子4は、実装部位2aa上に実装されている。勿論、1つの実装部位2aa上に複数の発光素子4が位置していてもよく、1つの第1面2aに複数の実装部位2aaがあり、複数の実装部位2aa上のそれぞれに発光素子4が位置していてもよい。発光素子4は、例えば、発光ダイオード(Light Emitting Diode)素子、有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode)素子、半導体レーザ(Laser Diode)素子等の自発光素子であってもよい。本実施形態においては、発光素子4として、発光ダイオード素子を用いる。発光ダイオード素子は、マイクロ発光ダイオード素子であってもよい。マイクロ発光ダイオード素子は、実装部位2aa上に実装された状態で、一辺の長さが1μm程度以上100μm程度以下または5μm程度以上20μm程度以下である矩形状の平面視形状を有していてもよい。
 表示装置1は、実装部位2aaに配置されたアノード電極7およびカソード電極8を有している。アノード電極7は、発光素子4のアノード端子に電気的に接続されている。カソード電極8は、発光素子のカソード端子に電気的に接続されている。また、アノード電極7およびカソード電極8は、発光素子4の発光、非発光、発光強度等を制御する駆動回路(図示せず)に接続されている。
 駆動回路は、基板2上に形成されている。駆動回路は、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)および配線導体等を含んで構成される。TFTは、例えば、アモルファスシリコン(a-Si)、低温多結晶シリコン(Low-Temperature Poly Silicon:LTPS)等から成る半導体膜(チャネルともいう)を有し、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極の3端子を有する構成であってもよい。TFTは、ゲート電極に印加される電圧に応じてソース電極とドレイン電極との間の導通と非導通とを切り替える、スイッチング素子として機能する。駆動回路は、基板2上に配置されていてもよく、基板2上に配置された、酸化珪素、窒化珪素等から成る複数の絶縁層の層間に配置されていてもよい。駆動回路は、化学的気相成長(Chemical Vapor Deposition:CVD)法等の薄膜形成法を用いて形成されていてもよい。
 駆動回路は、基板2の一方主面(第1面2a)上に位置していてもよい。その場合、駆動回路は第1面2aの端縁部(額縁部)等に位置していてもよい。また駆動回路は、基板2の一方主面と反対側の他方主面上に位置していてもよい。その場合、第1面2aの額縁部を小さくしたり、無くすことができる。
 発光素子4とアノード電極7およびカソード電極8とは、異方性導電性フィルム(Anisotropic Conductive Film:ACF)、はんだボール、金属バンプ、導電性接着剤等の導電性接続部材を用いたフリップチップ接続によって、電気的および機械的に接続されていてもよい。発光素子4とアノード電極7およびカソード電極8とは、ボンディングワイヤ等の導電性接続部材を用いて、電気的および機械的に接続されていてもよい。
 表示装置1は、マトリクス状に配列された複数の画素部を含んで構成されていてもよい。各画素部は、複数の発光素子4を有していてもよい。各画素部が有する複数の発光素子4は、例えば、赤色光を発光する発光素子4R、緑色光を発光する発光素子4G、および青色光を発光する発光素子4Bであってもよい。これにより、表示装置1は、フルカラーの階調表示を行うことが可能になる。
 各画素部は、発光素子4R,4G,4Bに加えて、黄色光を発光する発光素子4および白色光を発光する発光素子4のうちの少なくとも一方を有していてもよい。これにより、表示装置1の演色性および色再現性を向上させることが可能になる。各画素部は、赤色光を発光する発光素子4Rの代わりに、橙色光、赤橙色光、赤紫色光または紫色光を発光する発光素子4を有していてもよい。各画素部は、緑色光を発光する発光素子4Gの代わりに、黄緑色光を発光する発光素子4を有していてもよい。
 透明体5は、例えば図3に示すように、貫通孔31内に配置されている。透明体5は、発光素子4を封止している。これにより、発光素子4が位置ずれしたり、実装部位2aaから剥離したりすることを抑制することができるため、表示装置1の信頼性を向上させることができる。
 透明体5は、例えば透明樹脂材料等から成る。透明体5に用いられる透明樹脂材料は、例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂等であってもよい。透明体5は、例えば金属材料、ガラス材料等から成る散乱粒子等を含んでいてもよい。
 透明体5は、表示面としての第3面3bの側の面(光放射面)が、第3面3bの側に凸の湾曲面であってもよい。この場合、透明体5の光放射面が放射光を収束させるレンズとして機能しやすくなる。湾曲面は、部分球面、部分楕円面、部分双曲面等の曲面から成る湾曲面、曲面と他の種の曲面とを組み合わせた複合的な湾曲面、曲面と平坦面とを組み合わせた複合的な湾曲面であってもよい。
 本開示の表示装置1は、例えば、発光素子4の非駆動時に、第3面3bにおいて外光を正反射するミラー装置として機能する。従来のハーフミラー型の表示装置は、ハーフミラーを用いて外光を反射する構成であるため、外光の利用効率は高々50%程度であり、鮮明な鏡像が得られないことがあった。外光の利用効率とは、ミラーの反射面に入射する外光のうち、該反射面において正反射され、反射像(鏡像)を形成する光の割合を示す。表示装置1では、第3面3bの開口率が20%程度~40%程度であり、第3面3bの反射率が85%程度~95%程度であるため、外光の利用率を50%以上(0.6×0.85×100=51%~0.8×0.95×100=76%)とすることができる。このように、表示装置1は、ミラー装置として機能する場合、外光の利用率を向上させることができ、その結果、鮮明な鏡像を形成することができる。
 表示面としての第3面3bは、外部に向かって凸の湾曲面であってもよい。この場合、表示装置1をミラー装置として用いる場合であれば、後方等の外部環境を広い範囲で視認することができる。即ち、広い視野が得られるので、自動車等の乗物のバックミラー等に用いられてもよい。湾曲面は、部分球面、部分楕円面、部分双曲面等の曲面から成る湾曲面、曲面と他の種の曲面とを組み合わせた複合的な湾曲面、曲面と平坦面とを組み合わせた複合的な湾曲面、または平坦面と平坦面とを組み合わせた複合的な湾曲面であってもよい。湾曲面が、曲面と平坦面とを組み合わせた複合的な湾曲面である場合、中心部が平坦面であり、周辺部が曲面であってもよい。この場合、中心部で近距離の箇所(例えば、自動車の車内)を確認しやすくなり、周辺部で遠距離の箇所(例えば、自動車の車外)を確認しやすくなる。中心部の面積は表示面の面積の50%~70%程度であり、周辺部の面積は表示面の面積の50%~30%程度であってもよいが、これらの範囲に限らない。同様の目的のために、湾曲面は、中心部が平坦面であり、周辺部が平坦面であってもよい。
 また、本開示の実施形態に係る表示装置1は、発光素子4の駆動時に、発光素子4から出射される光によって画像を表示する表示装置として機能する。従来のハーフミラー型の表示装置は、液晶パネルの表示面側にハーフミラーを配置した構成であるため、液晶パネルから出射される光の利用効率は高々50%程度であり、液晶パネルにおけるバックライトから出射される光の利用効率はさらに低い値(例えば、3%~7%程度)となる。そのような表示装置において、高輝度の画像表示を行うためには、光源であるバックライトの光量を増加させる必要があり、その結果、表示装置の消費電力が増大してしまう。表示装置1では、光源である発光素子4から出射される光のほぼ全てが画像光として外部に出射される。このように、表示装置1は、表示装置として機能する場合、発光素子4から出射される光の利用効率を大幅に向上させることができる。その結果、表示装置1の消費電力の増大を抑制しつつ、高輝度の画像表示を行うことができる。
 本開示の実施形態に係る表示装置1は、ミラー装置として機能する場合には、鮮明な鏡像を形成することができ、表示装置として機能する場合には、消費電力の増大を抑制しつつ、高輝度の画像表示を行うことができる。
 次に、本開示の一実施形態に係る表示装置の変形例について説明する。図4~6は、本開示の一実施形態に係る表示装置の変形例を示す断面図である。図4~6に示す断面図は、図2A,2B,3に示す断面図に対応する。
 透明体5は、例えば図4に示すように、第3面3b側の表面上に半透過反射膜52が位置していてもよい。即ち、透明体5は、透明樹脂材料から成る本体部51と、本体部51における第3面3b側の表面51aに設けられる半透過反射膜52とを有していてもよい。本体部51における第3面3b側の表面51aとは、第3面3b側から平面視したときに、本体部51における貫通孔31の開口外縁によって取り囲まれている部位の表面であってもよい。半透過反射膜52は、入射光の一部を反射する。半透過反射膜52の反射効率は、例えば、10%程度~40%程度であってもよい。
 本体部51に用いられる透明樹脂材料としては、例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂等が挙げられる。半透過反射膜52は、例えば金属材料等から成る薄膜であってもよい。半透過反射膜52に用いられる金属材料としては、例えば、アルミニウム、銀、銅等が挙げられる。半透過反射膜52は、例えば、スパッタリング法、プラズマ化学気相成長法(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition:PECVD)、CVD法等の成膜方法を用いて成膜することができる。半透過反射膜52の膜厚を制御することによって、半透過反射膜52の反射率、および半透過反射膜52における反射の態様(正反射および拡散反射等)を調整することができる。半透過反射膜52の膜厚は、例えば5nm~50nm程度である。
 本変形例の表示装置1では、透明体5に入射する外光の一部を半透過反射膜52によって反射することが可能になる。このため、本変形例の表示装置1では、発光素子4から出射される光の利用率を、高輝度の画像表示が可能な値に維持しつつ、外光の利用率を向上させることができる。その結果、本変形例の表示装置1は、ミラー装置として機能する場合には、より鮮明な反射像を形成することができ、表示装置として機能する場合には、消費電力の増大を抑制しつつ、高輝度の画像表示を行うことができる。
 透明体5は、例えば図5に示すように、透明樹脂材料から成る本体部51と、本体部51の内部に分散され、屈折率が本体部51の屈折率よりも大きい透明粒子53とを有していてもよい。
 本体部51に用いられる透明樹脂材料としては、例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。本体部51の屈折率は、例えば1.35程度~1.7程度であってもよい。透明粒子53は、例えば透明樹脂材料等から成っていてもよい。透明粒子53に用いられる樹脂材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂等が挙げられる。透明粒子53は、例えば1.4程度~2.5程度の屈折率を有していてもよい。
 透明粒子53は、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛等の無機酸化物、またはホウケイ酸ガラス、リン酸ガラスまたはケイ酸ガラス等のガラス材料から成っていてもよい。
 本変形例の表示装置1では、発光素子4から放射される光の一部を透明粒子53によって屈折させて、貫通孔31の第3面3b側の開口へ導くことが容易になる。このため、本変形例の表示装置1では、発光素子4から出射される光の利用効率を向上させることができる。その結果、本変形例の表示装置1は、ミラー装置として機能する場合には、鮮明な鏡像を形成することができ、表示装置として機能する場合には、消費電力の増大を抑制しつつ、高輝度の画像表示を行うことができる。
 導光部材3は、例えば図6に示すように、第2面3a上と第3面3b上と貫通孔31の内面31a上とに反射膜32が位置していてもよい。反射膜32は、第2面3a上と第3面3b上と貫通孔31の内面31a上とに、それぞれ別個に配置されていてもよく、連続的に形成されていてもよい。なお、第3面3b上に位置する反射膜32は、図2Bの反射部材3rに相当する。反射膜32は、例えば金属材料、合金材料等から成る。反射膜に用いられる金属材料は、例えば、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)等であってもよい。合金材料は、例えば、アルミニウム(Al)合金等であってもよい。
 反射膜32は、導光部材3の第2面3a、第3面3b、および複数の貫通孔31の内面31a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い。また反射膜32は、アルミニウム、銀、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。反射膜32は、導光部材3の第2面3a、第3面3b、および貫通孔31の内面31aに、アルミニウム、銀、金等を含むフィルムまたは上記合金のフィルムを接合する接合法を用いて形成されてもよい。反射膜32の外表面には、反射膜32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。
 反射膜32は、導光部材3の第3面3bに入射する外光を正反射することができるとともに、発光素子4から放射された光を貫通孔31の内面31aで高い反射率で反射させることができる。また、導光部材3の第2面3a上に反射膜32が位置していることにより、発光素子4から放射された光の一部が基板2と導光部材3との間に入り込んだとしても、貫通孔31の内面31aの側に導かれて貫通孔31の外部に出射させることもできる。したがって、本変形例の表示装置1では、導光部材3の構成材料は、金属材料だけに限定されず、導光部材3は、例えば、ガラス材料、セラミック材料、樹脂材料、半導体材料等から成っていてもよい。導光部材3に用いられるセラミック材料としては、例えば、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素等が挙げられる。導光部材3に用いられる樹脂材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。導光部材3に用いられる半導体材料としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素等が挙げられる。
 本変形例の表示装置1は、上記の表示装置1と同様に、ミラー装置として機能する場合には、鮮明な鏡像を形成することができ、表示装置として機能する場合には、消費電力の増大を抑制しつつ、高輝度の画像表示を行うことができる。
 また、本変形例の表示装置1では、複数の貫通孔31を有する導光部材3を作製する方法の自由度を向上させることができる。導光部材3をガラス材料から作製する場合、複数の貫通孔31は、例えばエッチング工程を含むフォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。導光部材3をセラミック材料から作製する場合、セラミック材料の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状とし、これを周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等によってシート状に成形してセラミックグリーンシート(以下、グリーンシートともいう)を形成する。その後、グリーンシートに対して複数の貫通孔31となる複数の孔を有する所定形状とする打ち抜き加工を施し、加工されたグリーンシートを複数枚積層し、これを1600℃程度の温度で同時焼成することによって、複数の貫通孔31が形成された導光部材3を作製することができる。導光部材3を樹脂材料から作製する場合、例えば射出成型法を用いて、複数の貫通孔31が設けられた導光部材3を作製することができる。導光部材3を半導体材料から作製する場合、例えばドライエッチング法を用いて、複数の貫通孔31が設けられた導光部材3を作製することができる。
 また導光部材3は、金属材料、合金材料等の導電性材料、または半導体材料等の半導電性材料から成る場合、導光部材3にカソード配線(接地配線であってもよい)、カソード電極等のカソード部を電気的に接続して、導光部材3をカソード電位部(接地電位部)としてもよい。この場合、大きな表面積および体積を有する導光部材3が安定した電位のカソード電位部(接地電位部)として機能する。また導光部材3は、本体部がガラス材料、セラミック材料、樹脂材料等の絶縁材料から成り、表面に金属材料、合金材料等の導電性材料から成る反射膜が位置している場合、反射膜にカソード配線、カソード電極等のカソード部を電気的に接続して、反射膜をカソード電位部(接地電位部)としてもよい。この場合、大きな表面積を有する反射膜が安定した電位のカソード電位部(接地電位部)として機能する。
 上記各実施形態においては、キャビティ構造体1cを構成する導光部材3は、ガラス材料、透明樹脂材料等から成る透明基板に複数の貫通孔31を形成した構成であってもよい。その場合、導光部材3の第3面3b上に反射膜等の反射部材が位置している構成とすることができる。
 上記の構成により、ガラス材料等の透明材料から成る基板2と、透明基板から成る導光部材3と、を備えた透明ディスプレイを構成することができる。また、貫通孔31の上方に、発光素子4の放射光の一部を基板2の裏面(第1面2aと反対側の面)側へ反射させる、反射層、反射板等の反射部材を配置することにより、両面表示ディスプレイを構成することができる。この場合、例えば、複数の発光素子4について、反射部材を上方に設けない発光素子4(発光素子41とする)と、反射部材を上方に設けた発光素子4(発光素子42とする)と、が交互に配置される構成としてもよい。そして、表面側へ画像表示する場合、発光素子41を発光させるとともに発光素子42を非発光とするように駆動する。また、裏面側へ画像表示する場合、発光素子41を非発光とするとともに発光素子42を発光させるように駆動する。表面側および裏面側に画像表示する場合、発光素子41および発光素子42を発光させるように駆動する。
 貫通孔31の上方に配置される反射部材は、貫通孔31に位置する透明体5の上面に位置する反射層等であってもよく、貫通孔31の上方に導光部材3と別個に配置された反射板等であってもよい。
 また、本開示の表示装置を複数備え、それらの対向する側部を接着剤、ネジ止め等によって結合させた複合型の表示装置(マルチディスプレイ)を構成することもできる。
 上記のように、本開示の表示装置は、画像の表示面は、キャビティの残余の部位が光反射面とされていることから、発光素子の非駆動時にミラー装置として機能し、発光素子の駆動時に表示装置として機能することができる。また、本開示の表示装置は、ハーフミラーを使用していないことから、ミラー装置として機能する場合に、表示面において外光を高い反射率でもって反射することができる。その結果、鮮明な鏡像が得られる。また、表示装置として機能する場合には、バックライトを使用せず自発光型の発光素子を備えていることから、画像光の利用効率が100%に近くなる。その結果、消費電力の増大を抑制しつつ、高輝度の画像表示を行うことができる。
 以上、本開示の表示装置の各実施形態について詳細に説明したが、本開示の表示装置は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。上記各実施形態をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。
 本開示の表示装置は、各種の電子機器に適用できる。その電子機器としては、複合型表示装置(マルチディスプレイ)、自動車経路誘導システム(カーナビゲーションシステム)、船舶経路誘導システム、航空機経路誘導システム、自動車等の乗り物の計器用インジケータ、インスツルメントパネル、スマートフォン端末、携帯電話、タブレット端末、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子手帳、電子書籍、電子辞書、パーソナルコンピュータ、複写機、ゲーム機器の端末装置、テレビジョン、商品表示タグ、価格表示タグ、産業用のプログラマブル表示装置、カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー、ファクシミリ、プリンタ、現金自動預け入れ払い機(ATM)、自動販売機、医療用表示装置、デジタル表示式腕時計、スマートウォッチ、駅および空港等に設置される案内表示装置、広告宣伝用のサイネージ(デジタルサイネージ)等がある。
 1   表示装置
 1c  キャビティ構造体
 2   基板
 2a  第1面
 2aa 第1面の露出した部位(実装部位)
 3   導光部材
 3a  第2面
 3b  第3面
 3r  反射部材
 4,4R,4G,4B 発光素子
 5   透明体
 5a  表面
 6   絶縁体
 7   アノード電極
 8   カソード電極
 31  貫通孔
 31a 内面
 32  反射膜
 51  本体部
 51a 表面
 52  半透過反射膜
 53  透明粒子

Claims (17)

  1.  表示面と、前記表示面に存在するキャビティと、を備えたキャビティ構造体と、
     前記キャビティに位置する発光素子と、を備え、
     前記表示面は、前記キャビティの残余の部位が光反射面とされている表示装置。
  2.  前記キャビティ構造体は、
      第1面を有する基板と、
      前記第1面上に位置し、前記第1面に対向する第2面と、前記第2面とは反対側の前記表示面としての第3面と、を有する板状の導光部材と、
      前記導光部材の前記第2面から前記第3面にかけて貫通し、前記第1面の部位を露出させる貫通孔と、
      前記貫通孔に位置し、前記発光素子を封止する透明体と、を備え、
     発光素子は、前記第1面の露出した部位上に位置しており、
     前記第3面が鏡面から構成されているかまたは前記第3面上に反射部材が位置している請求項1に記載の表示装置。
  3.  前記透明体は、前記第3面側の表面上に半透過反射膜が位置している請求項2に記載の表示装置。
  4.  前記透明体は、その内部に前記透明体の屈折率よりも高い屈折率を有する透明粒子が分散している請求項2または3に記載の表示装置。
  5.  前記導光部材は、前記第2面上と前記第3面上と前記貫通孔の内面上とに反射膜が位置している請求項2~4のいずれか1項に記載の表示装置。
  6.  前記第3面は、前記貫通孔における前記第3面側の開口の開口面積が、前記開口面積を除いた前記第3面の面積よりも小さい請求項2~5のいずれか1項に記載の表示装置。
  7.  前記貫通孔は、前記第2面側の開口よりも前記第3面側の開口の方が大きい請求項2~6のいずれか1項に記載の表示装置。
  8.  前記貫通孔は、その横断面形状が前記第2面から前記第3面に向けて漸次大きくなる形状である請求項7に記載の表示装置。
  9.  前記導光部材は、その厚みが前記基板の厚みよりも厚い請求項2~8のいずれか1項に記載の表示装置。
  10.  前記発光素子は、放射光の放射強度分布における最大強度光が前記貫通孔の内面で複数回反射する請求項2~9のいずれか1項に記載の表示装置。
  11.  前記基板の前記第1面と前記導光部材の前記第2面との間に絶縁体が介在している請求項2~10のいずれか1項に記載の表示装置。
  12.  前記基板は、前記絶縁体の直下の前記第1面上に、前記発光素子に接続された配線が位置している請求項11に記載の表示装置。
  13.  前記絶縁体は、遮光性を有している請求項12に記載の表示装置。
  14.  前記表示面は、外部に向かって凸の湾曲面である請求項1~13のいずれか1項に記載の表示装置。
  15.  前記基板および前記導光部材は、透明材料から成る請求項2~13のいずれか1項に記載の表示装置。
  16.  複数の前記貫通孔を備え、
     複数の前記貫通孔は、上方に前記発光素子の放射光の一部を前記基板の側へ反射させる反射部材を有する前記貫通孔と、前記反射部材を有しない前記貫通孔と、を含む請求項15に記載の表示装置。
  17.  前記発光素子は、マイクロ発光ダイオード素子を含む請求項1~16のいずれか1項に記載の表示装置。
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