WO2024062780A1 - 表示パネル一体型電波反射装置 - Google Patents

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WO2024062780A1
WO2024062780A1 PCT/JP2023/028266 JP2023028266W WO2024062780A1 WO 2024062780 A1 WO2024062780 A1 WO 2024062780A1 JP 2023028266 W JP2023028266 W JP 2023028266W WO 2024062780 A1 WO2024062780 A1 WO 2024062780A1
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WO
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electrode
display panel
radio wave
patch
layer
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Application number
PCT/JP2023/028266
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English (en)
French (fr)
Inventor
大一 鈴木
真一郎 岡
光隆 沖田
Original Assignee
株式会社ジャパンディスプレイ
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to a display panel-integrated radio wave reflection device that can display images and control the traveling direction of reflected radio waves.
  • 5G fifth generation communications standard
  • This communication standard employs frequencies in the millimeter wave band (26 GHz or higher, for example 26 GHz to 29 GHz).
  • Communication based on the 5G standard can achieve extremely high throughput by using frequencies in the millimeter wave band, making it possible to transmit over a wide bandwidth.
  • a phased array antenna device includes a plurality of antenna elements arranged in a planar manner, and each of the plurality of antenna elements is fixed by adjusting the amplitude and phase of a high frequency signal applied to each of the plurality of antenna elements.
  • the directivity of the antenna can be controlled in this state.
  • Patent Document 1 discloses a phased array antenna device that adjusts the amplitude and phase of a high-frequency signal applied to each of a plurality of antenna elements and utilizes changes in dielectric constant depending on the alignment state of liquid crystal.
  • a metasurface reflector includes multiple structures (metasurfaces) that are sufficiently smaller than the wavelength of electromagnetic waves, and can control the directivity of the antenna by adjusting the amplitude and phase of the high-frequency signal applied to the metasurfaces. Can be done.
  • Patent Document 2 discloses a metasurface reflector that utilizes changes in the alignment state of liquid crystal.
  • signage represented by electronic signage, or digital signage has become popular in all places, including outdoor and indoor public spaces such as streets, stations, commercial facilities, small stores, and storefronts such as hotels.
  • reflective display devices are beginning to be used as outdoor electronic signboards because they do not require a backlight source, have high visibility using external light such as sunlight as a light source, and consume low power.
  • Radio wave reflecting devices including phased array antenna devices and metasurface reflectors, and electronic signs, including reflective display devices, are placed in locations where there are many users of radio waves and electronic signs, such as station plazas, public spaces, and waiting rooms. In station plazas, public spaces, waiting rooms, and other locations, the areas in which radio wave reflecting devices and electronic signs can be placed are limited, so there is competition for areas in which radio wave reflecting devices and electronic signs can be placed, and this may limit the number of radio wave reflecting devices and electronic signs that can be placed.
  • radio wave reflecting devices to be placed For example, if the number of radio wave reflecting devices to be placed is limited, it will be difficult to communicate while avoiding obstacles, and there is a possibility that radio wave dead zones (places where radio waves cannot reach) cannot be resolved. Furthermore, for example, if the number of electronic signboards to be placed is limited, there is a possibility that users will not be able to obtain desired information.
  • one embodiment of the present invention aims to provide a display panel-integrated radio wave reflecting device that integrates a display panel and a radio wave reflecting device.
  • a display panel-integrated radio wave reflection device includes: a plurality of first patch electrodes; a plurality of second patch electrodes facing and spaced apart from the plurality of first patch electrodes; an electrode layer facing and spaced apart from the plurality of second patch electrodes on a side opposite to the side where the plurality of first patch electrodes are provided with respect to the plurality of second patch electrodes; a first liquid crystal layer provided between the first patch electrodes and the plurality of second patch electrodes; a first substrate provided between the plurality of second patch electrodes and the electrode layer;
  • the liquid crystal display device includes an array substrate that is provided on the opposite side to the side where the first substrate is provided and includes a plurality of transistors, and a second liquid crystal layer that is provided between the array substrate and the electrode layer.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a display panel integrated radio wave reflection device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a reflector unit cell used in the display panel integrated radio wave reflection device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A1-A2 shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a diagram showing a state in which no voltage is applied between a patch electrode and a ground electrode in the reflector unit cell used in the display panel-integrated radio wave reflection device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a display panel integrated radio wave reflection device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a reflector unit cell used in the display panel integrated radio wave reflection device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A1-A2 shown in FIG
  • FIG. 3 is a diagram showing a state in which a voltage is applied between a patch electrode and a ground electrode in the reflector unit cell used in the display panel-integrated radio wave reflection device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing that the traveling direction of reflected waves changes by the display panel-integrated radio wave reflection device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing the configuration of a radio wave reflecting section according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view showing the configuration of a reflector unit cell shown in FIG. 7 .
  • 9 is a sectional view showing a cut surface of the reflector unit cell shown in FIG. 8.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of a display panel section according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of a display panel section according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a pixel according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure of the pixel 300 along the line B1-B2 shown in FIG. 10.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure of the pixel shown in FIG. 10.
  • FIG. FIG. 1 is a perspective view showing an example of use of the display panel integrated radio wave reflection device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows the configuration of a display panel integrated radio wave reflection device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view showing a reflector unit cell used in a display panel integrated radio wave reflection device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along the line C1-C2 shown in FIG. 17;
  • a member or region when a member or region is said to be “above (or below)" another member or region, it means that it is directly above (or directly below) the other member or region unless otherwise specified. This includes not only the case where the item is located above (or below) another member or area, that is, the case where another component is included in between above (or below) the other member or area. .
  • the D1 direction intersects the D2 direction
  • the D3 direction intersects the D1 direction and the D2 direction (D1D2 plane).
  • the D1 direction is referred to as a first direction
  • the D2 direction is referred to as a second direction
  • the D3 direction is referred to as a third direction.
  • a display panel-integrated radio wave reflecting device 10 including a radio wave reflecting portion 20a capable of two-axis reflection control will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a display panel integrated radio wave reflection device 10. As shown in FIG. 1, the display panel integrated radio wave reflection device 10 includes a radio wave reflection section 20a and a display panel section 30.
  • the radio wave reflecting section 20a has the function of reflecting radio waves.
  • the radio wave reflecting section 20a includes a dielectric substrate 104, an array layer 180, a plurality of first patch electrodes 108, a first alignment film 112a, a liquid crystal layer 114, a sealant 128, a second alignment film 112b, a plurality of second patch electrodes 111, an opposing substrate 106, and an electrode layer 110.
  • the display panel section 30 has a function of displaying images.
  • the display panel section 30 includes an array substrate 270, a third alignment film 212a, a liquid crystal layer 214, a sealant 228, a fourth alignment film 212b, an electrode layer 110, and a counter substrate 106.
  • the radio wave reflecting section 20a and the display panel section 30 share the counter substrate 106 and the electrode layer 110.
  • the radio wave reflecting section 20a uses the electrode layer 110 to reflect radio waves corresponding to 5G standard communication in the traveling direction of reflected waves relative to the traveling direction of incident waves, for example, as shown in FIG.
  • the display panel section 30 uses the electrode layer 110 to reflect visible light in the traveling direction of reflected light relative to the traveling direction of visible light, as shown in FIG. 1, for example.
  • the radio wave reflection section 20a and the display panel section 30 share the counter substrate 106 and the electrode layer 110, and the electrode layer 110 reflects radio waves compatible with communication of the 5G standard. It has two functions: 1. Function and 2. Function of reflecting visible light.
  • a display panel section having a function of displaying an image and a radio wave reflecting section having a function of reflecting radio waves are manufactured separately and a device including the display panel section and a radio wave reflecting section is assembled, at least the electrode layer and the electrode layer are fabricated separately.
  • a substrate including the above is required for both the display panel section and the radio wave reflection section, which increases the manufacturing cost of the device including the display panel section and the radio wave reflection section.
  • the radio wave reflecting section 20a and the display panel section 30 can share the opposing substrate 106 and the electrode layer 110, and can also form the radio wave reflecting section 20a and the display panel section 30 integrally.
  • the display panel integrated radio wave reflecting device 10 can reduce manufacturing costs compared to a device in which the display panel section and the radio wave reflecting section are manufactured separately and assembled together.
  • FIG. 2 is a plan view of the four reflector unit cells 102 when viewed from above (the side where radio waves are incident).
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A1-A2 shown in FIG.
  • the radio wave reflection section 20a includes a dielectric substrate 104, an array layer 180, a plurality of first patch electrodes 108, a first It includes an alignment film 112a, a liquid crystal layer 114, a sealant 128, a second alignment film 112b, a plurality of second patch electrodes 111, a counter substrate 106, and an electrode layer 110.
  • the radio wave reflecting section 20a includes a plurality of reflector unit cells 102.
  • One reflector unit cell 102 includes a dielectric substrate 104, an array layer 180, one first patch electrode 108, a first alignment film 112a, a liquid crystal layer 114, a sealant 128, a second alignment film 112b, and one second It includes a patch electrode 111, a counter substrate 106, and an electrode layer 110.
  • the plurality of reflector unit cells 102 share the dielectric substrate 104. Therefore, the dielectric substrate 104 can also be regarded as a dielectric layer as one layer. Therefore, the dielectric substrate 104 is sometimes referred to as a dielectric layer.
  • the array layer 180 includes a switching element 134 (see FIG. 8) that is electrically connected to the first patch electrode 108.
  • the plurality of first patch electrodes 108 are arranged in the D1 direction (first direction) and the D3 direction (third direction) intersecting the D1 direction. direction) in a matrix.
  • the distance between the center O1 of the first patch electrode 108 and the center O1 of the adjacent first patch electrode 108 parallel to the D1 direction is a distance P.
  • the distance between the center O1 of the first patch electrode 108 and the center O1 of the adjacent first patch electrode 108 parallel to the D3 direction is a distance P. That is, the plurality of first patch electrodes 108 are arranged at the same pitch (distance P) in the D1 direction and the D3 direction.
  • the shape of the first patch electrode 108 is a square.
  • the length of one side parallel to the D1 direction is the same as the length of one side parallel to the D2 direction, and the length is the length W.
  • the second patch electrode 111 and the first patch electrode 108 overlap.
  • the plurality of second patch electrodes 111 have the same configuration as the plurality of first patch electrodes 108. Therefore, the plurality of second patch electrodes 111 are arranged in a matrix in the D1 direction and the D3 direction.
  • the distance between the center O2 of the second patch electrode 111 and the center O2 of the adjacent second patch electrode 111 parallel to the D1 direction is a distance P. Further, the distance between the center O2 of the second patch electrode 111 and the center O2 of the adjacent second patch electrode 111 parallel to the D3 direction is a distance P.
  • the plurality of second patch electrodes 111 are arranged at the same pitch (distance P) in the D1 direction and the D3 direction. Also.
  • the shape of the second patch electrode 111 is square.
  • the length of one side parallel to the D1 direction is the same as the length of one side parallel to the D2 direction, and the length is the length W.
  • the distance W can be selected, for example, from a range of 2.5 mm or more and 3.0 mm or more, and the distance P can be selected, for example, from a range of 3.5 mm or more and 4.0 mm or less.
  • the square is a shape that has four-fold rotational symmetry with respect to each of the center O1 of the first patch electrode 108 and the center O2 of the second patch electrode 111.
  • the first patch electrode 108 and the second patch electrode 111 have the same configuration, the first patch electrode 108 overlaps the second patch electrode 111, and the first patch electrode 108 is centered at the center O1.
  • the second patch electrode 111 has rotational symmetry with respect to the center O2
  • the anisotropy regarding the reflection of the radio wave with respect to the vertically polarized wave and the horizontally polarized wave of the incident radio wave is suppressed. Can be made smaller. That is, it is possible to suppress the polarization of vertically polarized waves and horizontally polarized waves in the XY plane in FIGS. 1, 5, and 6, and to uniformly reflect the vertically polarized waves and horizontally polarized waves.
  • the shapes of the first patch electrode 108 and the second patch electrode 111 are not limited to square.
  • the shapes of the first patch electrode 108 and the second patch electrode 111 may be a rhombus, a rectangle with chamfered vertices, or a rectangle with rounded vertices.
  • the shapes of the first patch electrode 108 and the second patch electrode 111 may have four-fold rotational symmetry with respect to the center O1 of the first patch electrode 108 and the center O2 of the second patch electrode 111, respectively.
  • the shape of the electrode layer 110 is not limited.
  • the shape of the electrode layer 110 may be any shape as long as it has a larger area than the first patch electrode 108 and the second patch electrode 111.
  • the electrode layer 110 is disposed on the entire or substantially entire surface of the first main surface 101A of the counter substrate 106. Note that in the display panel-integrated radio wave reflection device 10, the electrode layer 110 is grounded, and therefore may be referred to as a ground electrode.
  • first patch electrode 108 the second patch electrode 111, and the electrode layer 110 are formed using a conductive metal or metal oxide.
  • a first wiring 118 may be provided on the dielectric substrate 104.
  • the first wiring 118 connects a plurality of first patch electrodes 108 arranged in the same column.
  • a first wiring 218 may be provided on the counter substrate 106.
  • the first wiring 218 connects the plurality of second patch electrodes 111 arranged in the same column.
  • the first wiring 118 and the first wiring 218 can be used when applying a control signal to the first patch electrode 108 and the second patch electrode 111.
  • the reflector unit cell 102 is used as a reflector 120 that reflects radio waves in a predetermined direction. For this reason, it is preferable that the reflector unit cell 102 attenuates the amplitude of the reflected radio waves as little as possible. As is clear from the structures shown in Figures 1 and 3, when radio waves propagating through the air are reflected by the reflector unit cell 102, the radio waves pass through the dielectric substrate 104 twice.
  • the dielectric substrate 104 is preferably formed of a dielectric material such as glass or resin.
  • An array layer 180 is provided on the dielectric substrate 104.
  • a plurality of first patch electrodes 108 are provided on the array layer 180.
  • a first alignment film 112a is provided to cover the plurality of first patch electrodes 108.
  • An electrode layer 110 is provided on the first main surface 101A of the opposing substrate 106.
  • a plurality of second patch electrodes 111 are provided on the second main surface 101B of the opposing substrate 106.
  • a second alignment film 112b is provided to cover the plurality of second patch electrodes 111.
  • the first patch electrode 108 is disposed to face the second patch electrode 111 and the electrode layer 110.
  • the second patch electrode 111 is disposed to face the first patch electrode 108 and the electrode layer 110.
  • a liquid crystal layer 114 is provided between the first patch electrode 108 and the second patch electrode 111.
  • a first alignment film 112a is interposed between the first patch electrode 108 and the liquid crystal layer 114.
  • a second alignment film 112b is interposed between the second patch electrode 111 and the liquid crystal layer 114.
  • the dielectric substrate 104 is bonded to the counter substrate 106 using a sealant 128.
  • the dielectric substrate 104 is arranged to face the counter substrate 106 such that a gap is included between the dielectric substrate 104 and the counter substrate 106.
  • the array layer 180 and the liquid crystal layer 114 are provided in a region surrounded by the sealant 128.
  • a first patch electrode 108, a first alignment film 112a, a second alignment film 112b, and a second patch electrode 111 are provided between the dielectric substrate 104 and the counter substrate 106.
  • the thickness of the liquid crystal layer 114 is the gap between the first alignment film 112a and the second alignment film 112b provided on each of the dielectric substrate 104 and the counter substrate 106.
  • the thickness of the liquid crystal layer 114 is, for example, 50 ⁇ m.
  • a spacer may be provided between the dielectric substrate 104 and the counter substrate 106 in order to keep the distance constant.
  • a control signal that controls the orientation of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 114 is applied to the first patch electrode 108.
  • the control signal is a DC voltage signal or a polarity inversion signal in which a positive DC voltage and a negative DC voltage are alternately inverted.
  • a ground voltage or an intermediate level voltage of a polarity inversion signal is applied to the second patch electrode 111 and the electrode layer 110.
  • the dielectric constant of the liquid crystal layer 114 having dielectric anisotropy changes due to changes in the alignment state of liquid crystal molecules.
  • the reflector unit cell 102 can change the dielectric constant of the liquid crystal layer 114 by changing the alignment state of liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer 114 in response to a control signal applied to the first patch electrode 108 .
  • the ground voltage may be, for example, a ground voltage (GND voltage), or may be a voltage of 0V.
  • the frequency bands of radio waves reflected by the reflector unit cell 102 include a very high frequency (VHF) band, an ultra-high frequency (UHF) band, and a microwave (SHF: super high frequency) band. band, submillimeter wave ( These are the THF (tremendously high frequency) and millimeter wave (EHF: extra high frequency) bands.
  • millimeter waves refer to a frequency band of 30 GHz to 300 GHz.
  • the frequency band of the fifth generation communication standard called 5G includes the 26 GHz band to 29 GHz band, and frequencies above the 26 GHz band are sometimes collectively called millimeter waves.
  • the reflector unit cell 102 can control the phase of the reflected radio waves without being affected by the incident radio waves.
  • FIG. 4 shows a state in which no voltage is applied between the first patch electrode 108, the second patch electrode 111, and the electrode layer 110 (referred to as a "first state").
  • FIG. 4 shows a case where the first alignment film 112a and the second alignment film 112b are horizontal alignment films. The long axes of the liquid crystal molecules 116 in the first state are aligned horizontally with respect to the surfaces of the first patch electrode 108 and the second patch electrode 111 by the first alignment film 112a and the second alignment film 112b.
  • FIG. 5 shows a state in which a control signal (voltage signal) is applied to the first patch electrode 108 (referred to as a "second state").
  • the long axes of the liquid crystal molecules 116 are aligned perpendicular to the surfaces of the first patch electrode 108 and the second patch electrode 111 under the action of the electric field.
  • the angle at which the long axis of the liquid crystal molecules 116 is oriented depends on the magnitude of the control signal applied to the first patch electrode 108 (the magnitude of the voltage between the first patch electrode 108 and the second patch electrode 111). It can also be oriented in a direction intermediate between the vertical direction and the vertical direction.
  • the liquid crystal layer 114 having dielectric anisotropy can also be regarded as a variable dielectric layer.
  • the reflector unit cell 102 can be controlled to delay (or not delay) the phase of the reflected wave by utilizing the dielectric anisotropy of the liquid crystal layer 114.
  • FIG. 6 schematically shows that the traveling direction of reflected waves changes depending on an arbitrary reflector unit cell 102 and a reflector unit cell 102 adjacent to an arbitrary reflector unit cell 102.
  • Any reflector unit cell 102 and reflector unit cells 102 adjacent to any reflector unit cell 102 are adjacent in the X direction.
  • any first patch electrode 108 and the first patch electrode 108 adjacent to any first patch electrode 108 are connected to different first wirings 118.
  • any second patch electrode 111 and the second patch electrode 111 adjacent to any second patch electrode 111 are connected to different first wirings 218 .
  • the first wiring 218 connected to the electrode layer 111 and the electrode layer 110 are electrically connected.
  • the phase of the reflected wave R1 reflected by any reflector unit cell 102 is different from the phase of the reflected wave R2 reflected by the adjacent reflector unit cell 102 (in FIG. 6, the phase of the reflected wave R2 is different from the phase of the reflected wave R2). (leading the phase of R1), the traveling direction of the reflected wave apparently changes to an oblique direction.
  • the plurality of reflector unit cells 102 are arranged adjacent to each other in a matrix in the D1 direction and the D3 direction. It is preferable that the reflection plate unit cell 102 is arranged so as to have two-fold rotational symmetry or four-fold rotational symmetry with respect to the center of the reflector unit cell 102 (the center O1 of the first patch electrode 108 and the center O2 of the second patch electrode 111). . By arranging the reflector unit cell 102 so as to have two-fold rotational symmetry or four-fold rotational symmetry, symmetry can be achieved with respect to vertically polarized waves and horizontally polarized waves.
  • the first patch electrode 108 and the second patch electrode 111 are formed using a transparent conductive film, and the liquid crystal layer 114 is translucent, so that radio waves can be reflected without impairing natural lighting. Therefore, the display panel integrated radio wave reflecting device 10 can be installed in the windows of a high-rise building. As a result, it is possible to reflect highly directional radio waves in a specified direction at a high altitude where there are relatively few obstacles. Therefore, the display panel integrated radio wave reflecting device 10 can be used to eliminate radio wave blind zones (places where radio waves cannot reach) in urban areas.
  • FIG. 7 is a plan view showing the configuration of the display panel integrated radio wave reflection device 10.
  • FIG. 8 is an enlarged plan view of the reflector unit cell 102 shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a cut surface of the reflector unit cell 102.
  • Descriptions of configurations that are the same as or similar to those in FIGS. 1 to 6 will be omitted here.
  • the reflector 120 has a structure in which a plurality of reflector unit cells 102 are integrated.
  • the plurality of reflector unit cells 102 are arranged in a matrix in the D1 direction and the D3 direction.
  • the first patch electrode 108 and the second patch electrode 111 are arranged so as to face the radio wave incident surface.
  • the electrode layer 110 has a flat plate shape.
  • the plurality of first patch electrodes 108 and the plurality of second patch electrodes 111 are arranged in a matrix within the plane of the flat electrode layer 110 and inside the sealing material 128 .
  • a plurality of first wirings 118 extending in the D3 direction are arranged on the dielectric substrate 104.
  • a plurality of first wirings 218 extending in the D3 direction are arranged on the counter substrate 106.
  • the first wiring 118 and the first wiring 218 are stacked in the D2 direction and overlap each other. Further, the plurality of overlapping first wirings 118 and first wirings 218 are arranged in the D1 direction.
  • the reflective plate 120 has a configuration in which a plurality of patch electrode arrays in one row connected by the superimposed first wires 118 and one row of patch electrode arrays connected by the first wires 218 are arranged in the Y direction.
  • the area other than where the reflection plate 120 is provided is referred to as a peripheral area 122.
  • a first drive circuit 124 and a terminal section 126 are provided in the peripheral region 122.
  • the terminal portion 126 is an area that forms a connection with an external circuit, and for example, a flexible printed circuit (not shown) is connected to the terminal portion 126.
  • a signal for controlling the first drive circuit 124 is inputted to the terminal section 126 from the flexible printed circuit.
  • the plurality of first wirings 118 arranged on the dielectric substrate 104 extend in the Y direction, extend into the peripheral region 122, and are connected to the first drive circuit 124.
  • a plurality of first wirings 218 disposed on the counter substrate 106 extend in the Y direction and are connected to a ground wiring 219 disposed on the opposite side from the terminal portion 126.
  • the ground wiring 219 is electrically connected to the ground wiring 217 disposed on the dielectric substrate 104 via the connection portion 215.
  • the ground wiring 217 extends to the peripheral region 122 and is connected to the first drive circuit 124 .
  • the first drive circuit 124 outputs a control signal to the first patch electrode 108 via the first wiring 118.
  • the first drive circuit 124 outputs a control signal to the second patch electrode 111 via the first wiring 218, the ground wiring 217, the connecting portion 215, and the ground wiring 219.
  • the first drive circuit 124 can output control signals of different voltage levels to each of the plurality of first wirings 118 and the plurality of first wirings 218.
  • the control signals at different voltage levels are, for example, a control signal at a first voltage level and a control signal at a second voltage level.
  • the second voltage level control signal is, for example, a ground voltage.
  • a plurality of second wirings 132 arranged on the reflection plate 120 and extending in the X direction extend in the X direction and are connected to the second drive circuit 130.
  • the second drive circuit 130 outputs a scanning signal to the plurality of second wirings 132.
  • FIG. 8 shows an enlarged view of the arrangement of the first patch electrode 108, the first wiring 118, and the second wiring 132.
  • a switching element 134 is provided on the first patch electrode 108 . Switching (on and off) of the switching element 134 is controlled by a scanning signal applied to the second wiring 132.
  • the first patch electrode 108 whose switching element 134 is turned on is brought into conduction with the first wiring 118 and a control signal is applied thereto.
  • the first patch electrode 108 whose switching element 134 is turned on is brought into conduction with the first wiring 118 and a control signal is applied thereto.
  • the switching element 134 is formed of, for example, a thin film transistor. According to such a configuration, it is possible to select each row of the plurality of first patch electrodes 108 arranged in the D1 direction, and to apply a control signal of a different voltage level to each row.
  • the radio wave reflecting section 20a can control the propagation direction of the reflected waves in the horizontal direction of the drawing centering on the reflection axis VR parallel to the Y direction, as well as the propagation direction of the radio waves incident on the reflection plate 120 in parallel to the X direction.
  • the traveling direction of the reflected waves can also be controlled in the vertical direction of the drawing with the reflection axis HR as the center. That is, the radio wave reflecting section 20a includes a reflection axis VR parallel to the Y direction and a reflection axis VH parallel to the The reflection angle can be controlled.
  • FIG. 9 shows an example of a cross-sectional structure of the reflector unit cell 102 in which the switching element 134 is connected to the first patch electrode 108.
  • a switching element 134 is provided on the dielectric substrate 104.
  • Switching element 134 is a transistor.
  • the switching element 134 includes a structure in which a first gate electrode 138, a second gate insulating layer 146, a semiconductor layer 142, a second gate insulating layer 146, and a second gate electrode 148 are stacked.
  • An undercoat layer 136 may be provided between the first gate electrode 138 and the dielectric substrate 104.
  • a first wiring 118 is provided between the first gate insulating layer 140 and the second gate insulating layer 146.
  • the first wiring 118 is provided so as to be in contact with the semiconductor layer 142. Further, the first connection wiring 144 is provided in the same conductive layer as the conductive layer forming the first wiring 118 . The first connection wiring 144 is provided so as to be in contact with the semiconductor layer 142.
  • the connection structure of the first wiring 118 and the first connection wiring 144 to the semiconductor layer 142 shows a structure in which one wiring is connected to the source of the transistor and the other wiring is connected to the drain.
  • a first interlayer insulating layer 150 is provided to cover the switching element 134.
  • a second wiring 132 is provided on the first interlayer insulating layer 150.
  • the second wiring 132 is connected to the second gate electrode 148 through a contact hole formed in the first interlayer insulating layer 150.
  • the first gate electrode 138 and the second gate electrode 148 are electrically connected to each other in a region that does not overlap with the semiconductor layer 142.
  • a second connection wiring 152 is provided on the first interlayer insulating layer 150 using the same conductive layer as the second wiring 132 .
  • the second connection wiring 152 is connected to the first connection wiring 144 through a contact hole formed in the first interlayer insulating layer 150.
  • a second interlayer insulating layer 154 is provided to cover the second wiring 132 and the second connection wiring 152. Furthermore, a planarization layer 156 is provided to fill in the level difference caused by the formation of the switching element 134. By providing the planarizing layer 156, the steps of the switching element 134 can be filled, so that the surface of the planarizing layer 156 becomes flat. Therefore, the first patch electrode 108 can be formed on the flat surface (surface) of the planarization layer 156 without being affected by the difference in level of the switching element 134.
  • a passivation layer 158 is provided on the planar surface of planarization layer 156.
  • the array layer 180 includes, for example, an undercoat layer 136, a conductive layer including a first gate electrode 138, a first gate insulating layer 140, a semiconductor layer 142, and a first connection wiring 144.
  • the array layer 180 may include a passivation layer 158 , a planarization layer 156 , and a conductive layer forming a first patch electrode 108 provided in a contact hole passing through the second interlayer insulating layer 154 .
  • the first patch electrode 108 is provided on the passivation layer 158.
  • the first patch electrode 108 is connected to the second connection wiring 152 through a contact hole penetrating the passivation layer 158, the planarization layer 156, and the second interlayer insulating layer 154.
  • a first alignment film 112a is provided on the first patch electrode 108.
  • a second patch electrode 111 and a second alignment film 112b are provided on the second main surface 101B of the counter substrate 106, similar to the structure of the cut surface shown in FIGS. 1 and 3.
  • An electrode layer 110 is provided on the first main surface 101A of the counter substrate 106, similar to the structure of the cut plane shown in FIGS. 1 and 3.
  • the surface of the dielectric substrate 104 on which the switching element 134 and the first patch electrode 108 are provided is arranged so as to face the surface on which the second patch electrode 111 and the second alignment film 112b of the counter substrate 106 are provided,
  • a liquid crystal layer 114 is provided between the surface where the switching element 134 and the first patch electrode 108 are provided and the surface where the second patch electrode 111 is provided.
  • the undercoat layer 136 is formed of, for example, a silicon oxide film.
  • the first gate insulating layer 140 and the second gate insulating layer 146 are formed of, for example, a silicon oxide film or a laminated structure of a silicon oxide film and a silicon nitride film.
  • the semiconductor layer is formed of a silicon semiconductor such as amorphous silicon or polycrystalline silicon, or an oxide semiconductor containing a metal oxide such as indium oxide, zinc oxide, or gallium oxide.
  • the first gate electrode 138 and the second gate electrode 148 may be made of, for example, molybdenum (Mo), tungsten (W), or an alloy thereof.
  • the first wiring 118, the second wiring 132, the first connection wiring 144, and the second connection wiring 152 are formed using a metal material such as titanium (Ti), aluminum (Al), or molybdenum (Mo).
  • a metal material such as titanium (Ti), aluminum (Al), or molybdenum (Mo).
  • it may have a laminated structure of titanium (Ti)/aluminum (Al)/titanium (Ti) or a laminated structure of molybdenum (Mo)/aluminum (Al)/molybdenum (Mo).
  • the planarization layer 156 is made of a resin material such as acrylic or polyimide.
  • the passivation layer 158 is formed of, for example, a silicon nitride film.
  • the first patch electrode 108, the second patch electrode 111, and the electrode layer 110 are formed of a metal film such as aluminum (Al) or copper (Cu), or a transparent conductive film such as indium
  • the second wiring 132 is connected to the gate of the transistor used as the switching element 134
  • the first wiring 118 is connected to one of the source and drain of the transistor
  • the first patch electrode 108 is connected to the source and drain of the transistor.
  • a predetermined patch electrode can be selected from among the plurality of first patch electrodes 108 arranged in a matrix and a control signal can be applied thereto.
  • a control voltage can be applied to each first patch electrode 108 arranged in a row. For example, when the reflection plate 120 is upright, the direction of reflection of the reflected waves can be controlled in the horizontal and vertical directions.
  • FIG. 10 and 11 are top views showing the configuration of the display panel section 30.
  • FIG. 12 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the pixel 300 of the display panel section 30.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure of the pixel 300 along the line B1-B2 shown in FIG.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure of the pixel 300 shown in FIG. 10.
  • the display panel section 30 includes an array substrate 270, a third alignment film 212a, a liquid crystal layer 214, a sealant 228, a fourth alignment film 212b, an electrode layer 110, and an opposing substrate 106.
  • the display panel section 30 includes an array substrate 270, a seal section 240, a counter substrate 106, a flexible printed circuit board 244 (FPC 244), and a control circuit 247.
  • the array substrate 270 and the counter substrate 106 are bonded together by a seal portion 240.
  • a plurality of pixels 300 are arranged in a matrix in the D1 and D2 directions.
  • the display area 222 is an area that overlaps a liquid crystal layer 214, which will be described later, in plan view.
  • the peripheral area 221 includes a seal area 224 and a terminal area 226.
  • the peripheral area 221 surrounds the display area 222 and is an area around the display area 222.
  • the seal area 224 is an area around the display area 222 that overlaps the seal portion 240 in plan view.
  • the terminal area 226 is an area where the array substrate 270 is exposed from the counter substrate 106 and is provided outside the seal area 224. Note that the outside of the seal area 224 means the outside of the area surrounded by the seal portion 240.
  • FPC 244 is provided in terminal area 226.
  • the control circuit 247 is provided on the FPC 244. The control circuit 247 supplies control signals for driving each pixel 300.
  • a source driver circuit 250 is provided parallel to the direction D1 of the display region 222 in which the pixels 300 are arranged, and a gate driver circuit 252 is provided parallel to the direction D2.
  • the source driver circuit 250 and the gate driver circuit 252 are provided in the sealing region 224.
  • the pixels 300 are arranged, for example, in a stripe array.
  • Each of the pixels 300 may correspond to, for example, sub-pixel R, sub-pixel G, and sub-pixel B. Three sub-pixels may form one pixel.
  • the pixel 300 is the smallest unit that constitutes part of an image reproduced in the display region 222.
  • Each sub-pixel is provided with one display element.
  • the display element is a liquid crystal element 335.
  • the color to which the sub-pixel corresponds is determined by the characteristics of the liquid crystal element 335 or a color filter (not shown) provided in the sub-pixel.
  • subpixel R, subpixel G, and subpixel B can be configured to give different colors to each other.
  • subpixel R, subpixel G, and subpixel B can each be provided with color filters that emit the three primary colors of red, green, and blue.
  • subpixel R includes a red color filter 213R (see FIG. 13) that emits red
  • subpixel G includes a green color filter 213G (see FIG. 13) that emits green
  • subpixel B includes a blue color filter 213R (see FIG. 13). It may include a blue color filter 213B (see FIG. 13) that emits a blue color.
  • An arbitrary voltage or current is supplied to each of the three subpixels, and the display panel section 30 can display an image.
  • the WBs may be the same or different.
  • the distance WR, the distance WG, and the distance WB can be selected, for example, from a range of 200 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the distance WR, the distance WG, and the distance WB may be referred to as, for example, a pixel pitch.
  • the distance WR, the distance WG, and the distance WB (pixel pitch) are smaller than the pitch of the reflector unit cell 102.
  • a signal line 254a extends from the source driver circuit 250 in the D2 direction and is connected to the plurality of pixels 300 arranged in the D2 direction.
  • a scanning line 256a extends from the gate driver circuit 252 in the D1 direction and is connected to a plurality of pixels 300 arranged in the D1 direction.
  • a terminal portion 258 is provided in the terminal area 226.
  • the terminal portion 258 and the source driver circuit 250 are connected by a connection wiring 260.
  • the terminal portion 258 and the gate driver circuit 252 are connected by a connection wiring 260.
  • an external device connected to the FPC 244 and the display panel section 30 are connected, and a signal from the external device is transmitted to, for example, the control circuit 247, the source driver circuit 250, and the gate driver circuit. 252 and each pixel 300.
  • the display panel section 30 controls each pixel 300 provided in the display panel section 30 using signals from external equipment and control signals generated by the control circuit 247, source driver circuit 250, and gate driver circuit 252. Drive.
  • FIG. 12 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the pixel 300.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure of the pixel 300 along the line B1-B2 shown in FIG.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure of the pixel 300. Descriptions of configurations that are the same as or similar to those in FIGS. 1 to 11 may be omitted.
  • the pixel 300 includes, for example, a transistor Tr, a liquid crystal element 335, and a capacitor 360.
  • Transistor Tr includes a gate electrode 251, a source electrode 254b, and a drain electrode 254c.
  • Gate electrode 251 is electrically connected to scanning line 256a.
  • Source electrode 254b is electrically connected to signal line 254a.
  • the drain electrode 254c is electrically connected to the pixel electrode 342a.
  • the capacitive element 360 is electrically connected between the pixel electrode 342a (drain electrode 254c) and the capacitive wiring 246.
  • the liquid crystal element 335 includes a pixel electrode 342a (drain electrode 254c), a common electrode 110a, and a liquid crystal layer 214.
  • the common electrode 110a is electrically connected to the common wiring 245.
  • the electrode layer 110 includes a common electrode 110a.
  • the capacitor wiring 246 and the common wiring 245 are supplied with a common voltage VCOM from the control circuit 247, for example. Since the common wiring 245 is electrically connected to the electrode layer 110 via the plurality of connections 243, the liquid crystal element 335 is electrically connected to the electrode layer 110.
  • the display panel unit 30 can change the alignment state of liquid crystal molecules (not shown) included in the liquid crystal element 335 by supplying current or voltage to each of the pixel electrode 342a and the electrode layer 110. As a result, the display panel section 30 can display images.
  • the control circuit 247 supplies the common voltage VCOM to the electrode layer 110 via the common wiring 245 and the plurality of connections 243.
  • the common voltage VCOM may be, for example, a ground voltage (GND voltage) similarly to the ground voltage, or may be a voltage of 0V. Therefore, the display panel section 30 can supply the common voltage VCOM to the electrode layer 110 for the display panel section 30, and can also supply the ground voltage to the electrode layer 110 for the radio wave reflecting section 20a. That is, in the display panel integrated radio wave reflecting device 10, since the radio wave reflecting section 20a and the display panel section 30 share the electrode layer 110, the display panel section 30, not both the radio wave reflecting section 20a and the display panel section 30, A voltage can be supplied to the electrode layer 110 from one side.
  • the number of paths for supplying voltage to the electrode layer 110 can be combined into one instead of two.
  • the configuration of the display panel integrated radio wave reflecting device 10 can be simplified compared to the case where voltage is supplied to the electrode layer 110 from both the radio wave reflecting section 20a and the display panel section 30. At the same time, manufacturing costs can be reduced.
  • the substrate 280 includes a first main surface 280A and a second main surface 280B.
  • a first conductive layer 256, an insulating layer 322, a semiconductor layer 324, and a second conductive layer 254 are disposed in this order on the second main surface 280B of the substrate 280.
  • the first conductive layer 256 includes a scanning line 256a (see FIG. 11) and a first conductive film 256b.
  • the semiconductor layer 324 includes a semiconductor film 324a.
  • the second conductive layer 254 includes a signal line 254a, a source electrode 254b, and a drain electrode 254c.
  • a transistor Tr is provided on the second main surface 280B.
  • the transistor Tr includes a semiconductor film 324a provided facing the first conductive film 256b, an insulating layer 322 provided between the semiconductor film 324a, and a source electrode 254b and a drain electrode provided on the semiconductor film 324a. 254c.
  • the insulating layer 322 provided between the semiconductor films 324a functions as a gate insulating film of the transistor Tr.
  • the first conductive film 256b is electrically connected to the scanning line 256a and functions as the gate electrode 251.
  • the source electrode 254b is electrically connected to the signal line 254a and functions as a source electrode.
  • the region where the semiconductor film 324a overlaps the first conductive film 256b (gate electrode) is the channel region of the transistor Tr.
  • the semiconductor film 324a may have a source region and a drain region sandwiching the channel region. The source or drain region may form a source or drain electrode.
  • the third conductive layer 330 includes a third conductive film 330a.
  • the third conductive film 330a is disposed on the insulating layer 328 at a position facing the semiconductor film 324a.
  • the third conductive film 330a functions as a back gate electrode.
  • the transistor Tr has a bottom gate type configuration.
  • the transistor Tr is not limited to a bottom gate type configuration, and may have a top gate type configuration or a dual gate type configuration.
  • An insulating layer 332 is disposed on the third conductive layer 330 and the insulating layer 328.
  • the display panel section 30 is a reflective liquid crystal display panel using the same liquid crystal as the liquid crystal layer 114.
  • the insulating layer 332 is preferably removed.
  • the area other than the opening area includes wiring such as the signal line 254a, the scanning line 256a, and the capacitor wiring 246, and is referred to as a wiring area.
  • a transparent conductive layer 334 and a fourth conductive layer 336 are arranged in this order on the insulating layer 332 and the insulating layer 328.
  • the transparent conductive layer 334 includes a transparent conductive film 334a
  • the fourth conductive layer 336 includes a fourth conductive film 336a.
  • the transparent conductive film 334a and the fourth conductive film 336a are electrically connected to the capacitor wiring 246 (see FIG. 11 or 12) in the display area 222 and the peripheral area 221.
  • the fourth conductive film 336a is formed in contact with the transparent conductive film 334a.
  • An insulating layer 338 is disposed on the transparent conductive layer 334 and the fourth conductive layer 336.
  • a pixel electrode layer 342 is disposed on the insulating layer 338.
  • a color filter layer 213 is disposed on the insulating layer 338 and the pixel electrode layer 342.
  • the color filter layer 213 includes, for example, a red color filter 213R, a green color filter 213G, and a blue color filter 213B.
  • a third alignment film 212a is disposed on the color filter layer 213.
  • the pixel electrode layer 342 includes a pixel electrode 342a.
  • the pixel electrode 342a is electrically connected to the drain electrode 254c via an opening 340 that penetrates the insulating layer 328 and the insulating layer 338.
  • the counter substrate 106 includes a first main surface 101A and a second main surface 101B.
  • the counter substrate 106 is arranged to face the substrate 280.
  • the second main surface 101B of the counter substrate 106 is arranged to face the second main surface 280B of the substrate 280.
  • the second main surface 101B of the counter substrate 106 is provided with an electrode layer 110 and a black matrix 348. Black matrix 348 is formed in contact with electrode layer 110.
  • a fourth alignment film 212b is disposed on the electrode layer 110 and the black matrix 348.
  • the electrode layer 110 is arranged over the entire second main surface 101B.
  • the electrode layer 110 is electrically connected to the common wiring 245 in the peripheral region 221 via a plurality of connection parts 243 (see FIG. 11).
  • the black matrix 348 is arranged in a grid pattern in the display area 222 and the peripheral area 221.
  • the liquid crystal layer 214 is sandwiched between the substrate 280 and the counter substrate 106, and is sealed by a seal portion 240 (see FIG. 2).
  • the thickness between the substrate 280 and the counter substrate 106 is the thickness of the liquid crystal layer 214.
  • the liquid crystal element 335 includes a pixel electrode layer 342, a liquid crystal layer 214, and an electrode layer 110.
  • the thickness of the liquid crystal layer 214 is, for example, 2.0 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • Examples of materials for forming the first conductive layer 256, the second conductive layer 254, the third conductive layer 330, the fourth conductive layer 336, and the electrode layer 110 include aluminum (Al), titanium (Ti), and molybdenum (Mo). , copper (Cu), or tungsten (W), or an alloy thereof. Further, the first conductive layer 256, the second conductive layer 254, the third conductive layer 330, the fourth conductive layer 336, and the electrode layer 110 can be a single layer or a stacked layer.
  • the electrode layer 110 reflects radio waves and functions as a ground electrode for the radio wave reflection section 20a. Further, the electrode layer 110 reflects light and functions as a common electrode for the display panel section 30. Therefore, the material forming the electrode layer 110 is preferably a material with high reflectance and low resistivity.
  • the insulating layer 322 separates the semiconductor layer 324 and the first conductive layer 256 from each other, and can prevent short-circuiting between the semiconductor layer 324 and the first conductive layer 256.
  • an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO x ), silicon oxynitride (SiO x N y ), silicon nitride (SiN x ), or silicon nitride oxide (SiN x O y ) is used.
  • SiO x N y is a silicon compound containing less nitrogen (N) than oxygen (O).
  • SiN x O y is a silicon compound containing less oxygen than nitrogen.
  • the insulating layer 332 is placed over the unevenness caused by the transistor Tr and other semiconductor elements, and has the function of forming a flat surface.
  • an organic compound material selected from acrylic, polyimide, etc., which has excellent film surface flatness, can be used as a material for forming the insulating layer 332.
  • the insulating layer 328 can separate the semiconductor layer 324, the second conductive layer 254, and the third conductive layer 330, and can prevent short circuit between the semiconductor layer 324, the second conductive layer 254, and the third conductive layer 330.
  • Examples of the material for forming the insulating layer 328 include the same material as the insulating layer 322, aluminum oxide (AlO x ), aluminum oxynitride (AlO x N y ), aluminum nitride oxide (AlN x O y ), or aluminum nitride ( An inorganic insulating material such as AlNx) can be used.
  • AlO x N y is an aluminum compound containing less nitrogen (N) than oxygen (O).
  • AlN x O y is an aluminum compound containing less oxygen than nitrogen.
  • each inorganic insulating material may be used alone, or these materials may be stacked.
  • the insulating layer 338 separates the transparent conductive layer 334 and the fourth conductive layer 336 from the pixel electrode layer 342, and can prevent short circuit between the transparent conductive layer 334 and the fourth conductive layer 336 and the pixel electrode layer 342. .
  • the insulating layer 338 is formed using the same material as the insulating layer 328 and has a similar configuration.
  • a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) can be used, for example.
  • a black resin or metal material can be used as the material for forming the black matrix 348.
  • the metal material chromium, molybdenum, or titanium, which has a relatively low reflectance compared to aluminum, can be used.
  • the common electrode is formed of the black matrix 348 and the electrode layer 110. As a result, in the common electrode of the display panel section 30, the black matrix 348 can function as an auxiliary electrode with low resistance loss.
  • the array substrate 290 includes a substrate 280, a first conductive layer 256, an insulating layer 322, a semiconductor layer 324, a second conductive layer 254, an insulating layer 328, a third conductive layer 330, an insulating layer 332, a transparent conductive layer 334, and a fourth conductive layer. It includes a layer 336, an insulating layer 338, and a pixel electrode layer 342.
  • the array substrate 290 may include a color filter layer 213 and a third alignment layer 212a.
  • the substrate 190 includes the counter substrate 106, the electrode layer 110, the black matrix 348, and the fourth alignment film 212b.
  • the substrate 190 is sometimes referred to as a counter substrate.
  • FIG. 15 is a perspective view showing an example of use of the display panel integrated radio wave reflection device 10 in an electronic signboard 400. Descriptions of structures that are the same as or similar to those in FIGS. 1 to 14 may be omitted.
  • the electronic signboard 400 includes a display panel integrated radio wave reflecting device 10 that includes a radio wave reflecting section 20a and a display panel section 30.
  • the display panel integrated radio wave reflecting device 10 is attached to the electronic signboard 400 such that the display panel section 30 is located on the front side of the electronic signboard 400, and the radio wave reflecting section 20a is located on the back side of the electronic signboard 400.
  • radio waves corresponding to 5G standard communications are reflected in the direction of travel of the reflected wave relative to the direction of travel of the incident wave.
  • visible light is reflected in the direction of travel of the reflected light relative to the direction of travel of the visible light.
  • Visible light is, for example, electromagnetic waves that are visible to the human eye as light, and includes light in the wavelength range of 380 nm to 810 nm. Visible light may include, for example, wavelengths in the range of 430 nm to 490 nm that exhibit blue, wavelengths in the range of 490 nm to 550 nm that exhibit green, and wavelengths in the range of 640 nm to 810 nm that exhibit red.
  • a plurality of electronic signboards 400 can be installed so that radio waves are reflected at a meeting place for people who own information terminals, and images are displayed on the side where people are passing by. can.
  • the display panel integrated radio wave reflection device 10 includes the display panel section 30 and the radio wave reflection section 20a integrally, so that the display panel section 30 and the radio wave reflection section 20a can be installed even in places where the display panel section 30 and the radio wave reflection section 20a conflict with each other.
  • the radio wave reflecting section 20a can be installed at the same location.
  • a display panel-integrated radio wave reflecting device 10 including a radio wave reflecting section 20b capable of uniaxial reflection control will be described.
  • the reflection axis RY of the radio wave reflection section 20b is uniaxial.
  • the reflection angle can be controlled in a direction with the reflection axis RY as the rotation axis.
  • the display panel integrated radio wave reflecting device 10 according to the second embodiment is a device in which the radio wave reflecting section 20a of the display panel integrated radio wave reflecting device 10 according to the first embodiment is replaced with a radio wave reflecting section 20b.
  • the display panel integrated radio wave reflection device 10 has at least an array layer 180, a plurality of second wirings 132, and a display panel integrated radio wave reflection device 10 according to the first embodiment. , does not include the second drive circuit 130. In the second embodiment, differences from the first embodiment will be mainly explained using FIGS. 16 to 18.
  • FIG. 16 is a plan view showing the configuration of the radio wave reflecting section 20b according to the second embodiment.
  • FIG. 17 is a plan view showing a reflector unit cell 102b used in the radio wave reflector 20b.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along the line C1-C2 shown in FIG. 17. Descriptions of configurations that are the same as or similar to those in FIGS. 1 to 5 will be omitted here.
  • the reflector 120 according to the second embodiment includes a plurality of reflector unit cells 102b.
  • the reflector 120 according to the second embodiment includes a configuration in which the plurality of reflector unit cells 102 of the reflector 120 according to the first embodiment are replaced with a plurality of reflector unit cells 102b.
  • the reflector 120 according to the second embodiment is provided between the dielectric substrate 104 and the opposing substrate 106. As shown in Figures 16 and 17, the reflector 120 according to the second embodiment has a structure in which multiple reflector unit cells 102b are integrated.

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Abstract

表示パネル一体型電波反射装置は、複数の第１パッチ電極と、前記複数の第１パッチ電極と対向すると共に、離隔して設けられる複数の第２パッチ電極と、前記複数の第２パッチ電極に対して、前記複数の第１パッチ電極が設けられる側と反対側において、前記複数の第２パッチ電極と対向すると共に、離隔して設けられる電極層と、前記複数の第１パッチ電極と前記複数の第２パッチ電極との間に設けられる第１液晶層と、前記複数の第２パッチ電極と前記電極層の間に設けられる第１基板と、前記電極層に対して、前記第１基板が設けられる側に対して反対側に設けられ、複数のトランジスタを含むアレイ基板と、前記アレイ層と電極層との間に設けられる第２液晶層と、を含む。

Description

表示パネル一体型電波反射装置
　本発明の一実施形態は、画像を表示すると共に、反射した電波の進行方向を制御することのできる表示パネル一体型電波反射装置に関する。
　通信分野では、５Ｇと呼ばれる第５世代の通信規格の導入が進んでいる。この通信規格ではミリ波帯の周波数（２６ＧＨｚ以上、例えば２６ＧＨｚ～２９ＧＨｚ）が採用されている。５Ｇ規格による通信は、ミリ波帯の周波数の採用によって非常に高いスループットを達成することができ、広い帯域幅で伝送することが可能となる。
　５Ｇ規格による通信では、電波の伝送方向を変えて、障害物を避けて通信エリアを広げるため、例えば、フェーズドアレイアンテナ（Ｐｈａｓｅｄ　Ａｒｒａｙ　Ａｎｔｅｎｎａ）装置、メタサーフェス反射板などを用いる試みがなされている。
　フェーズドアレイアンテナ装置は、面状に配置された複数のアンテナ素子を含み、複数のアンテナ素子のそれぞれに印加する高周波信号の振幅及び位相を調整することによって、複数のアンテナ素子のそれぞれが固定された状態で、アンテナの指向性を制御することができる。例えば、特許文献１は、複数のアンテナ素子のそれぞれに印加する高周波信号の振幅及び位相を調整し、液晶の配向状態による誘電率の変化を利用したフェーズドアレイアンテナ装置を開示している。
　メタサーフェス反射板は、電磁波の波長よりも十分に小さい複数の構造体（メタサーフェス）を含み、メタサーフェスに印加する高周波信号の振幅及び位相を調整することによって、アンテナの指向性を制御することができる。特許文献２は、液晶の配向状態の変化を利用したメタサーフェス反射板を開示している。
　また、近年、電子看板に代表されるサイネージ、又はデジタルサイネージが、屋外、屋内の区別なく、街頭などの公共空間、駅、商業施設、小型店舗及びホテルなどの店頭といったあらゆる場所で普及している。特に、反射型表示装置は、バックライト光源が不要で太陽光等の外光を光源とした高い視認性を有すると共に、低消費電力であることから、屋外の電子看板として利用され始めている。
特開平１１－１０３２０１号公報 特表２０１９－５３０３８７号公報
　フェーズドアレイアンテナ装置、メタサーフェス反射板などを含む電波反射装置、及び、反射型表示装置を含む電子看板は、例えば、駅前の広場、公共空間、待合所などの、電波及び電子看板の利用者が多い場所に配置される。駅前の広場、公共空間、待合所などにおいて、電波反射装置及び電子看板を配置可能な領域は限られるため、電波反射装置及び電子看板が配置される領域が競合し、電波反射装置及び電子看板を配置する個数が制限される可能性がある。
　例えば、電波反射装置を配置する個数が制限される場合には、障害物を避けた通信が困難になり、電波の不感地帯（電波の届かない場所）を解消できない可能性がある。また、例えば、電子看板を配置する個数が制限される場合には、利用者が所望の情報を取得するできない可能性がある。
　このような問題に鑑み、本発明の一実施形態は、表示パネルと電波反射装置とを一体化した表示パネル一体型電波反射装置を提供することを目的の一つとする。
　本発明の一実施形態に係る表示パネル一体型電波反射装置は、複数の第１パッチ電極と、前記複数の第１パッチ電極と対向すると共に、離隔して設けられる複数の第２パッチ電極と、前記複数の第２パッチ電極に対して、前記複数の第１パッチ電極が設けられる側と反対側において、前記複数の第２パッチ電極と対向すると共に、離隔して設けられる電極層と、前記複数の第１パッチ電極と前記複数の第２パッチ電極との間に設けられる第１液晶層と、前記複数の第２パッチ電極と前記電極層の間に設けられる第１基板と、前記電極層に対して、前記第１基板が設けられる側に対して反対側に設けられ、複数のトランジスタを含むアレイ基板と、前記アレイ基板と電極層との間に設けられる第２液晶層と、を含む。
本発明の第１実施形態に係る表示パネル一体型電波反射装置の構成を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る表示パネル一体型電波反射装置に用いられる反射板ユニットセルを示す平面図である。 図１に示されるＡ１－Ａ２線の切断面を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る表示パネル一体型電波反射装置に用いられる反射板ユニットセルにおいて、パッチ電極と接地電極との間に電圧が印加されない状態を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る表示パネル一体型電波反射装置に用いられる反射板ユニットセルにおいて、パッチ電極と接地電極との間に電圧が印加された状態を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る表示パネル一体型電波反射装置によって反射波の進行方向が変化することを模式的に示す図である。 本発明の第１実施形態に係る電波反射部の構成を示す平面図である。 図７に示される反射板ユニットセルの構成を示す平面図である。 図８に示される反射板ユニットセルの切断面を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る表示パネル部の構成を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る表示パネル部の構成を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る画素の回路構成を示す回路図である。 図１０に示すＢ１－Ｂ２線に沿った画素３００の断面構造を示す断面図である。 図１０に示す画素の断面構造を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る表示パネル一体型電波反射装置の使用例を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る表示パネル一体型電波反射装置の構成を示す。 本発明の第２実施形態に係る表示パネル一体型電波反射装置に用いられる反射板ユニットセルを示す平面図である。 図１７に示されるＣ１－Ｃ２線の切断面を示す断面図である。
　以下、本発明の実施の形態を、図面などを参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状などについて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号（又は数字の後にａ、ｂなどを付した符号）を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有しない。
　本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
　本願の明細書において、Ｄ１方向はＤ２方向に交差し、Ｄ３方向はＤ１方向及びＤ２方向（Ｄ１Ｄ２平面）に交差する。Ｄ１方向は第１方向といわれ、Ｄ２方向は第２方向といわれ、Ｄ３方向は第３方向といわれる。
　本願の明細書において、同一及び一致という表記を用いている場合、同一及び一致には、設計の範囲での誤差が含まれてもよい。
＜第１実施形態＞
　第１実施形態では、二軸反射制御可能な電波反射部２０ａを含む表示パネル一体型電波反射装置１０を、図１～図１５を参照して説明する。
＜１．表示パネル一体型電波反射装置１０の概要＞
　図１を用いて、表示パネル一体型電波反射装置１０の概要を説明する。図１は、表示パネル一体型電波反射装置１０の構成を示す断面図である。図１に示されるように、表示パネル一体型電波反射装置１０は、電波反射部２０ａ及び表示パネル部３０を含む。
　電波反射部２０ａは、電波を反射する機能を有する。電波反射部２０ａは、誘電体基板１０４、アレイ層１８０、複数の第１パッチ電極１０８、第１配向膜１１２ａ、液晶層１１４、シール材１２８、第２配向膜１１２ｂ、複数の第２パッチ電極１１１、対向基板１０６、及び電極層１１０を含む。
　表示パネル部３０は、画像を表示する機能を有する。表示パネル部３０は、アレイ基板２７０、第３配向膜２１２ａ、液晶層２１４、シール材２２８、第４配向膜２１２ｂ、電極層１１０、及び対向基板１０６を含む。
　電波反射部２０ａ及び表示パネル部３０は、対向基板１０６及び電極層１１０を共有する。電波反射部２０ａは、電極層１１０を用いて、例えば、図１に示されるように、入射波の進行方法に対して反射波の進行方向に、５Ｇ規格の通信に対応する電波を反射する。また、表示パネル部３０は、電極層１１０を用いて、例えば、図１に示されるように、可視光の進行方法に対して反射光の進行方向に、可視光を反射する。
　すなわち、表示パネル一体型電波反射装置１０において、電波反射部２０ａ及び表示パネル部３０が対向基板１０６及び電極層１１０を共有すると共に、電極層１１０は、５Ｇ規格の通信に対応する電波を反射する機能、及び、可視光を反射する機能の２つの機能を兼ね備えている。画像を表示する機能を有する表示パネル部と電波を反射する機能を有する電波反射部とを個別に作製し、表示パネル部及び電波反射部を備える装置を組み立てる場合には、少なくとも電極層及び電極層を備える基板が、表示パネル部及び電波反射部の両方に必要であり、表示パネル部及び電波反射部を備える装置の製造コストが高くなる。一方、表示パネル一体型電波反射装置１０では、電波反射部２０ａ及び表示パネル部３０の対向基板１０６及び電極層１１０を共有すると共に、電波反射部２０ａ及び表示パネル部３０を一体形成することができる。その結果、表示パネル一体型電波反射装置１０では、表示パネル部及び電波反射部を個別に製造し組み立てられた装置より、製造コストを軽減することができる。
＜２．電波反射部２０ａ＞
＜２－１．概要＞
　図１～図６を用いて、本発明の第１実施形態に係る表示パネル一体型電波反射装置１０に用いられる電波反射部２０ａの概要、及び、電波反射部２０ａに含まれる反射板ユニットセル１０２を説明する。図１と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。
　図２は、４つの反射板ユニットセル１０２を上方（電波が入射する側）から見たときの平面図である。図３は、図２に示されるＡ１－Ａ２線の切断面を示す断面図である。
　「１．表示パネル一体型電波反射装置１０の概要」で図１を用いて説明したように、電波反射部２０ａは、誘電体基板１０４、アレイ層１８０、複数の第１パッチ電極１０８、第１配向膜１１２ａ、液晶層１１４、シール材１２８、第２配向膜１１２ｂ、複数の第２パッチ電極１１１、対向基板１０６、及び電極層１１０を含む。
　また、図１、図２、又は図３に示されるように、電波反射部２０ａは、複数の反射板ユニットセル１０２を含む。１つの反射板ユニットセル１０２は、誘電体基板１０４、アレイ層１８０、１つの第１パッチ電極１０８、第１配向膜１１２ａ、液晶層１１４、シール材１２８、第２配向膜１１２ｂ、１つの第２パッチ電極１１１、対向基板１０６、及び電極層１１０を含む。複数の反射板ユニットセル１０２では、誘電体基板１０４は共有される。よって、誘電体基板１０４は一つの層をなすものとして誘電体層とみなすこともできる。よって、誘電体基板１０４は、誘電体層といわれる場合がある。詳細は後述されるが、アレイ層１８０は、第１パッチ電極１０８に電気的に接続されるスイッチング素子１３４（図８を参照）を含む。
　図２に示されるように、複数の反射板ユニットセル１０２の平面視では、複数の第１パッチ電極１０８は、Ｄ１方向（第１の方向）、及び、Ｄ１方向と交差するＤ３方向（第３の方向）にマトリクス状に配置される。Ｄ１方向に平行な、第１パッチ電極１０８の中心Ｏ１と、隣接する第１パッチ電極１０８の中心Ｏ１との間の距離は、距離Ｐである。また、Ｄ１方向と同様に、Ｄ３方向に平行な、第１パッチ電極１０８の中心Ｏ１と、隣接する第１パッチ電極１０８の中心Ｏ１との距離は、距離Ｐである。すなわち、複数の第１パッチ電極１０８は、Ｄ１方向及びＤ３方向に、同じピッチ（距離Ｐ）で配置される。第１パッチ電極１０８の形状は、正方形である。Ｄ１方向に平行な一辺の長さは、Ｄ２方向に平行な一辺の長さと同一であり、その長さは長さＷである。
　図１～図３に示されるように、第２パッチ電極１１１と第１パッチ電極１０８とは重畳している。複数の第２パッチ電極１１１は、複数の第１パッチ電極１０８と同様の構成を有する。よって、複数の第２パッチ電極１１１は、Ｄ１方向及びＤ３方向にマトリクス状に配置される。Ｄ１方向に平行な、第２パッチ電極１１１の中心Ｏ２と、隣接する第２パッチ電極１１１の中心Ｏ２との間の距離は、距離Ｐである。また、Ｄ３方向に平行な、第２パッチ電極１１１の中心Ｏ２と、隣接する第２パッチ電極１１１の中心Ｏ２との距離は、距離Ｐである。すなわち、複数の第２パッチ電極１１１は、Ｄ１方向及びＤ３方向に、同じピッチ（距離Ｐ）で配置される。また。第２パッチ電極１１１の形状は、正方形である。Ｄ１方向に平行な一辺の長さは、Ｄ２方向に平行な一辺の長さと同一であり、その長さは長さＷである。
　距離Ｗは、例えば、２．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以上の範囲から選択可能であり、距離Ｐは、例えば、３．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下の範囲から選択可能である。
　正方形は、第１パッチ電極１０８の中心Ｏ１、及び第２パッチ電極１１１の中心Ｏ２のそれぞれに対して４回回転対称性を有する形状である。反射板ユニットセル１０２では、第１パッチ電極１０８及び第２パッチ電極１１１が同様の構成を有し、第１パッチ電極１０８が第２パッチ電極１１１に重畳し、第１パッチ電極１０８が中心Ｏ１に対して回転対称性を有し、第２パッチ電極１１１が中心Ｏ２に対して回転対称性を有することにより、入射する電波の垂直偏波及び水平偏波に対して電波の反射に関する異方性を小さくできる。すなわち、図１、図５及び図６におけるＸＹ平面内に関する垂直偏波及び水平偏波の偏りを抑制して、垂直偏波及び水平偏波を均一に反射させることができる。
　第１パッチ電極１０８及び第２パッチ電極１１１の形状は、正方形に制限されない。第１パッチ電極１０８及び第２パッチ電極１１１の形状は、ひし形、各頂点が面取りされた四角形、又は各頂点が丸みを帯びた四角形であってよい。第１パッチ電極１０８及び第２パッチ電極１１１の形状は第１パッチ電極１０８の中心Ｏ１、及び第２パッチ電極１１１の中心Ｏ２のそれぞれに対して４回回転対称性を有する形状であればよい。
　電極層１１０の形状は制限されない。例えば、電極層１１０の形状は、第１パッチ電極１０８及び第２パッチ電極１１１より大きな面積を有する形状であればよい。表示パネル一体型電波反射装置１０では、電極層１１０は、対向基板１０６の第１主面１０１Ａの上に、全面又は略全面に配置される。なお、表示パネル一体型電波反射装置１０では、電極層１１０は、接地されるため、接地電極といわれる場合がある。
　また、第１パッチ電極１０８、第２パッチ電極１１１及び電極層１１０を形成する材料に制限はない。例えば、第１パッチ電極１０８、第２パッチ電極１１１及び電極層１１０は、導電性を有する金属、金属酸化物を用いて形成される。
　また、詳細は後述されるが、誘電体基板１０４には第１配線１１８が設けられてよい。例えば、第１配線１１８は、同一列に配置される複数の第１パッチ電極１０８を接続する。また、対向基板１０６には第１配線２１８が設けられてよい。第１配線２１８は同一列に配置される複数の第２パッチ電極１１１を接続する。第１配線１１８及び第１配線２１８は、第１パッチ電極１０８及び第２パッチ電極１１１に制御信号を印加するときに用いることができる。
　反射板ユニットセル１０２は、電波を所定の方向に反射する反射板１２０として用いられる。そのため、反射板ユニットセル１０２は、反射した電波の振幅がなるべく減衰しないことが好ましい。図１及び図３に示される構造から明らかなように、空中を伝播する電波が反射板ユニットセル１０２で反射されるとき、電波は誘電体基板１０４を２回通過する。誘電体基板１０４は、例えば、ガラス、樹脂などの誘電体材料で形成されることが好ましい。
　アレイ層１８０が、誘電体基板１０４の上に設けられる。複数の第１パッチ電極１０８が、アレイ層１８０の上に設けられる。第１配向膜１１２ａが、複数の第１パッチ電極１０８を覆うように設けられる。電極層１１０が、対向基板１０６の第１主面１０１Ａ上に設けられる。複数の第２パッチ電極１１１が、対向基板１０６の第２主面１０１Ｂ上に設けられる。第２配向膜１１２ｂが、複数の第２パッチ電極１１１を覆うように設けられる。第１パッチ電極１０８は、第２パッチ電極１１１及び電極層１１０と対向するように配置される。第２パッチ電極１１１は、第１パッチ電極１０８及び電極層１１０と対向するように配置される。第１パッチ電極１０８と第２パッチ電極１１１との間に液晶層１１４が設けられる。第１パッチ電極１０８と液晶層１１４との間には、第１配向膜１１２ａが介在する。第２パッチ電極１１１と液晶層１１４との間には、第２配向膜１１２ｂが介在する。
　誘電体基板１０４は、対向基板１０６と、シール材１２８を用いて、貼り合わされている。間隙が誘電体基板１０４と対向基板１０６との間に含まれるように、誘電体基板１０４は、対向基板１０６と、対向配置している。アレイ層１８０、及び液晶層１１４は、シール材１２８で囲まれる領域内に設けられる。誘電体基板１０４と対向基板１０６との間には、第１パッチ電極１０８、第１配向膜１１２ａ、第２配向膜１１２ｂ及び第２パッチ電極１１１が設けられる。正確には、誘電体基板１０４と対向基板１０６の各々に設けられた第１配向膜１１２ａと第２配向膜１１２ｂとの間隙が液晶層１１４の厚さとなる。液晶層１１４の厚さは、例えば、５０μｍである。なお、図示は省略されるが、誘電体基板１０４と対向基板１０６との間には、間隔を一定に保つためのスペーサが設けられてもよい。
　第１パッチ電極１０８には、液晶層１１４の液晶分子の配向を制御する制御信号が印加される。制御信号は、直流電圧の信号、又は正の直流電圧と負の直流電圧とが交互に反転する極性反転信号である。第２パッチ電極１１１及び電極層１１０には、接地電圧又は極性反転信号の中間レベルの電圧が印加される。第１パッチ電極１０８に、制御信号が印加されることで液晶層１１４に含まれる液晶分子の配向状態が変化する。液晶層１１４には、誘電異方性を有する液晶材料が用いられる。例えば、液晶層１１４として、ネマチック液晶、スメクチック液晶、コレスティック液晶、ディスコティック液晶を用いる。誘電異方性を有する液晶層１１４は、液晶分子の配向状態の変化により誘電率が変化する。反射板ユニットセル１０２は、第１パッチ電極１０８に印加される制御信号によって液晶層１１４に含まれる液晶分子の配向状態の変化により、液晶層１１４の誘電率を変化させることができる。その結果、電波反射部２０ａが、電波を反射するときに、反射波の位相を遅延させることができる。接地電圧は、例えば、グラウンド電圧（ＧＮＤ電圧）であってよく、０Ｖの電圧であってもよい。
　反射板ユニットセル１０２が反射する電波の周波数帯は、超短波（ＶＨＦ：Ｖｅｒｙ　Ｈｉｇｈ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯、極超短波（ＵＨＦ：Ｕｌｔｒａ－Ｈｉｇｈ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯、マイクロ波（ＳＨＦ：Ｓｕｐｅｒ　Ｈｉｇｈ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯、サブミリ波（ＴＨＦ：Ｔｒｅｍｅｎｄｏｕｓｌｙ　ｈｉｇｈ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、ミリ波（ＥＨＦ：Ｅｘｔｒａ　Ｈｉｇｈ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯である。なお、ミリ波とは、３０ＧＨｚ～３００ＧＨｚの周波数帯をいう。なお、５Ｇと呼ばれる第５世代の通信規格の周波数帯域は、２６ＧＨｚ帯～２９ＧＨｚ帯を含んでおり、２６ＧＨｚ帯以上の周波数をまとめてミリ波と呼ぶ場合ある。液晶層１１４の液晶分子の配向状態は、第１パッチ電極１０８に印加される制御信号に応答して、変化するが、第１パッチ電極１０８に入射される電波の周波数にはほとんど追従しない。したがって、反射板ユニットセル１０２は、入射される電波の影響を受けずに、反射する電波の位相を制御することができる。
　図４は、第１パッチ電極１０８と、第２パッチ電極１１１及び電極層１１０との間に電圧が印加されない状態（「第１の状態」とする）を示す。図４は、第１配向膜１１２ａ及び第２配向膜１１２ｂが水平配向膜である場合を示す。第１の状態における液晶分子１１６の長軸は、第１配向膜１１２ａ及び第２配向膜１１２ｂにより、第１パッチ電極１０８及び第２パッチ電極１１１の表面に対して水平に配向している。図５は、第１パッチ電極１０８に制御信号（電圧信号）が印加された状態（「第２の状態」とする）を示す。第２の状態において、液晶分子１１６は電界の作用を受けて長軸が第１パッチ電極１０８及び第２パッチ電極１１１の表面に対し垂直に配向する。液晶分子１１６の長軸が配向する角度は、第１パッチ電極１０８に印加する制御信号の大きさ（第１パッチ電極１０８と第２パッチ電極１１１との間の電圧の大きさ）によって、水平方向と垂直方向との中間の方向に配向させることもできる。
　液晶分子１１６が正の誘電異方性を有する場合、第１の状態に対して第２の状態の方が、誘電率が大きくなる。また、液晶分子１１６が負の誘電異方性を有する場合、第１の状態に対して第２の状態の方が見かけ上の誘電率が小さくなる。誘電異方性を有する液晶層１１４は、可変誘電体層とみなすこともできる。反射板ユニットセル１０２は、液晶層１１４の誘電異方性を利用して、反射波の位相を遅らせる（又は遅らせない）ように制御することができる。
　図６は、任意の反射板ユニットセル１０２及び任意の反射板ユニットセル１０２に隣接する反射板ユニットセル１０２によって反射波の進行方向が変化することを模式的に示す。任意の反射板ユニットセル１０２及び任意の反射板ユニットセル１０２に隣接する反射板ユニットセル１０２は、Ｘ方向において隣接している。つまり、任意の第１パッチ電極１０８と任意の第１パッチ電極１０８に隣接する第１パッチ電極１０８とは、異なる第１配線１１８に接続されている。また、任意の第２パッチ電極１１１と任意の第２パッチ電極１１１に隣接する第２パッチ電極１１１とは、異なる第１配線２１８に接続されている。第２パッチ電極１１１、任意の第２パッチ電極１１１に隣接する第２パッチ電極１１１、第２パッチ電極１１１に接続された第１配線２１８、任意の第２パッチ電極１１１に隣接する第２パッチ電極１１１に接続された第１配線２１８、及び電極層１１０は、電気的に接続されている。任意の反射板ユニットセル１０２及び隣接する反射板ユニットセル１０２に同じ位相で電波が入射した場合には、任意の反射板ユニットセル１０２及び隣接する反射板ユニットセル１０２に異なる制御信号（Ｖ１≠Ｖ２）が印加されているために、任意の反射板ユニットセル１０２による反射波の位相変化は、隣接する反射板ユニットセル１０２による反射波の位相変化より大きい。その結果、任意の反射板ユニットセル１０２で反射した反射波Ｒ１の位相と、隣接する反射板ユニットセル１０２で反射した反射波Ｒ２の位相が異なり（図６では、反射波Ｒ２の位相が反射波Ｒ１の位相より進んでいる）、見かけ上、反射波の進行方向が斜め方向に変化する。
　さらに、図２に示されるように、複数の反射板ユニットセル１０２は、Ｄ１方向及びＤ３方向にマトリクス状に隣接するように配置されている。反射板ユニットセル１０２の中心（第１パッチ電極１０８の中心Ｏ１、及び第２パッチ電極１１１の中心Ｏ２）に対して、２回回転対称又は４回回転対称となるように配置されることが好ましい。反射板ユニットセル１０２が、２回回転対称又は４回回転対称となるように配置されることで、垂直偏波及び水平偏波に対して対称とすることができる。
　また、表示パネル一体型電波反射装置１０では、第１パッチ電極１０８及び第２パッチ電極１１１が透明導電膜を用いて形成され、液晶層１１４が透光性を有するため、採光性を損なわずに電波を反射することができる。よって、表示パネル一体型電波反射装置１０は、ビルディングのような高層建築物の窓に設置することができる。その結果、障害物が比較的少ない高所で、直進性の高い電波を所定の方向に反射することが可能となる。よって、表示パネル一体型電波反射装置１０は、都市部において電波の不感地帯（電波の届かない場所）を解消するために用いることができる。
＜２－２．構成＞
　図７～図９を用いて、反射板ユニットセル１０２が集積された電波反射部２０ａの構成を説明する。電波反射部２０ａは、二軸反射制御をすることができる電波反射部である。図７は、表示パネル一体型電波反射装置１０の構成を示す平面図である。図８は、図７に示される反射板ユニットセル１０２を拡大した平面図である。図９は、反射板ユニットセル１０２の切断面を示す断面図である。図１～図６と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。
　図７に示されるように、反射板１２０は複数の反射板ユニットセル１０２が集積化された構造を有する。例えば、複数の反射板ユニットセル１０２は、Ｄ１方向及びＤ３方向にマトリクス状に配置される。
　反射板ユニットセル１０２において、第１パッチ電極１０８及び第２パッチ電極１１１が電波の入射面に向くように配置される。電極層１１０は平板状である。複数の第１パッチ電極１０８及び複数の第２パッチ電極１１１は、平板状の電極層１１０の面内、かつ、シール材１２８の内側の領域に、マトリクス状に配置される。
　誘電体基板１０４にはＤ３方向に伸びる複数の第１配線１１８が配設される。対向基板１０６にはＤ３方向に伸びる複数の第１配線２１８が配設される。第１配線１１８及び第１配線２１８は、Ｄ２方向に積層され、互いに重畳する。また、複数の重畳した第１配線１１８及び第１配線２１８は、Ｄ１方向に配設される。反射板１２０は、重畳した第１配線１１８によって接続された一列のパッチ電極アレイ及び第１配線２１８によって接続された一列のパッチ電極アレイがＹ方向に複数個並べられた構成を有する。
　誘電体基板１０４において、反射板１２０が設けられる以外の領域を周辺領域１２２という。周辺領域１２２には、第１駆動回路１２４及び端子部１２６が設けられる。端子部１２６は、外部回路との接続を形成する領域であり、例えば、端子部１２６には、フレキシブルプリント回路（図示は省略）が接続される。端子部１２６には、フレキシブルプリント回路から第１駆動回路１２４を制御する信号が入力される。
　誘電体基板１０４に配設された複数の第１配線１１８は、Ｙ方向に延在すると共に、周辺領域１２２に延在し、第１駆動回路１２４と接続される。対向基板１０６に配設された複数の第１配線２１８は、Ｙ方向に延在すると共に、端子部１２６と反対側に配設される接地配線２１９に接続される。接地配線２１９は接続部２１５を介して、誘電体基板１０４に配設される接地配線２１７に電気的に接続される。接地配線２１７は周辺領域１２２に延在し、第１駆動回路１２４と接続される。
　第１駆動回路１２４は、第１配線１１８を介して第１パッチ電極１０８に制御信号を出力する。第１駆動回路１２４は、第１配線２１８、接地配線２１７、接続部２１５及び接地配線２１９を介して第２パッチ電極１１１に制御信号を出力する。第１駆動回路１２４は、複数の第１配線１１８及び複数の第１配線２１８のそれぞれに異なる電圧レベルの制御信号を出力することができる。異なる電圧レベルの制御信号は、例えば、第１の電圧レベルの制御信号、及び第２の電圧レベルの制御信号である。第２の電圧レベルの制御信号は、例えば、接地電圧である。
　反射板１２０に配設されたＸ方向に延在する複数の第２配線１３２は、Ｘ方向に延在すると共に、第２駆動回路１３０に接続される。第２駆動回路１３０は、複数の第２配線１３２に走査信号を出力する。
　図８は、第１パッチ電極１０８、第１配線１１８及び第２配線１３２の配置を拡大した図を示す。第１パッチ電極１０８にはスイッチング素子１３４が設けられる。スイッチング素子１３４のスイッチング（オン及びオフ）は第２配線１３２に印加される走査信号により制御される。第２配線１３２に印加された走査信号に応じて、スイッチング素子１３４がオンになった第１パッチ電極１０８は、第１配線１１８と導通し制御信号が印加される。また、第２配線１３２に印加された走査信号に応じて、スイッチング素子１３４がオンになった第１パッチ電極１０８は、第１配線１１８と導通し制御信号が印加される。スイッチング素子１３４は、例えば、薄膜トランジスタで形成される。このような構成によれば、Ｄ１方向に配列する複数の第１パッチ電極１０８を行ごとに選択し、各行に異なる電圧レベルの制御信号を印加することができる。
　電波反射部２０ａは、反射板１２０に入射された電波を、Ｙ方向に平行な反射軸ＶＲを中心として図面の左右方向に反射波の進行方向を制御することができることに加え、Ｘ方向に平行な反射軸ＨＲを中心として図面の上下方向へも反射波の進行方向を制御することができる。すなわち、電波反射部２０ａは、Ｙ方向に平行な反射軸ＶＲ、及びＸ方向に平行な反射軸ＶＨを含み、反射軸ＶＲを回転軸とした方向、及び反射軸ＨＲを回転軸とした方向に反射角を制御することができる。
　図９は、第１パッチ電極１０８にスイッチング素子１３４が接続された反射板ユニットセル１０２の断面構造の一例を示す。スイッチング素子１３４が誘電体基板１０４に設けられる。スイッチング素子１３４はトランジスタである。スイッチング素子１３４は、第１ゲート電極１３８、第２ゲート絶縁層１４６、半導体層１４２、第２ゲート絶縁層１４６、及び第２ゲート電極１４８を積層した構造を含む。第１ゲート電極１３８と誘電体基板１０４との間にはアンダーコート層１３６が設けられていてもよい。第１ゲート絶縁層１４０と第２ゲート絶縁層１４６との間に第１配線１１８が設けられる。第１配線１１８は半導体層１４２と接するように設けられる。また、第１配線１１８を形成する導電層と同一の導電層に、第１接続配線１４４が設けられる。第１接続配線１４４は半導体層１４２と接するように設けられる。第１配線１１８及び第１接続配線１４４の半導体層１４２に対する接続構造は、一方の配線がトランジスタのソースに接続され、もう一方の配線がドレインに接続された構造を示す。
　スイッチング素子１３４を覆うように第１層間絶縁層１５０が設けられる。第１層間絶縁層１５０の上に第２配線１３２が設けられる。第２配線１３２は、第１層間絶縁層１５０に形成されたコンタクトホールを介して第２ゲート電極１４８と接続される。なお、図示は省略されるが、第１ゲート電極１３８と第２ゲート電極１４８とは半導体層１４２と重ならない領域で相互に電気的に接続されている。第１層間絶縁層１５０の上には、第２配線１３２と同一の導電層で第２接続配線１５２が設けられる。第２接続配線１５２は、第１層間絶縁層１５０に形成されたコンタクトホールを介して第１接続配線１４４と接続される。
　第２配線１３２及び第２接続配線１５２を覆うように第２層間絶縁層１５４が設けられる。さらに、スイッチング素子１３４の形成に伴う段差を埋めるように平坦化層１５６が設けられる。平坦化層１５６を設けることにより、スイッチング素子１３４の段差を埋めることができるため、平坦化層１５６の表面は平坦になる。よって、スイッチング素子１３４の段差の影響を受けることなく、平坦化層１５６の平坦な面（表面）の上に、第１パッチ電極１０８を形成することができる。平坦化層１５６の平坦な表面の上にパッシベーション層１５８が設けられる。表示パネル一体型電波反射装置１０では、アレイ層１８０は、例えば、アンダーコート層１３６、第１ゲート電極１３８を含む導電層、第１ゲート絶縁層１４０、半導体層１４２、第１接続配線１４４を含む導電層、第２ゲート絶縁層１４６、第２ゲート電極１４８を含む導電層、第１層間絶縁層１５０、第２接続配線１５２を含む導電層、第２層間絶縁層１５４、平坦化層１５６、及び、パッシベーション層１５８、を含む。アレイ層１８０は、パッシベーション層１５８、平坦化層１５６、及び第２層間絶縁層１５４を貫通するコンタクトホールに設けられる第１パッチ電極１０８を形成する導電層を含んでもよい。
　第１パッチ電極１０８はパッシベーション層１５８の上に設けられる。第１パッチ電極１０８は、パッシベーション層１５８、平坦化層１５６、及び第２層間絶縁層１５４を貫通するコンタクトホールを介して第２接続配線１５２と接続される。第１パッチ電極１０８の上に第１配向膜１１２ａが設けられる。
　対向基板１０６の第２主面１０１Ｂの上には、図１及び図３に示される切断面の構造と同様に、第２パッチ電極１１１、及び第２配向膜１１２ｂが設けられる。対向基板１０６の第１主面１０１Ａの上には、図１及び図３に示される切断面の構造と同様に、電極層１１０が設けられる。誘電体基板１０４のスイッチング素子１３４及び第１パッチ電極１０８が設けられた面が、対向基板１０６の第２パッチ電極１１１、及び第２配向膜１１２ｂが設けられた面に対向するように配置され、スイッチング素子１３４及び第１パッチ電極１０８が設けられた面と第２パッチ電極１１１が設けられた面との間に液晶層１１４が設けられる。
　誘電体基板１０４に形成される各層は以下のような材料を用いて形成される。アンダーコート層１３６は、例えば、シリコン酸化膜で形成される。第１ゲート絶縁層１４０、第２ゲート絶縁層１４６は、例えば、酸化シリコン膜、又は酸化シリコン膜と窒化シリコン膜の積層構造で形成される。半導体層は、アモルファスシリコン、多結晶シリコンのようなシリコン半導体、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウムなどの金属酸化物を含む酸化物半導体で形成される。第１ゲート電極１３８及び第２ゲート電極１４８は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）又はこれらの合金で構成されてもよい。第１配線１１８、第２配線１３２、第１接続配線１４４、及び第２接続配線１５２は、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）などの金属材料を用いて形成される。例えば、チタン（Ｔｉ）／アルミニウム（Ａｌ）／チタン（Ｔｉ）の積層構造、又はモリブデン（Ｍｏ）／アルミニウム（Ａｌ）／モリブデン（Ｍｏ）の積層構造で構成されてもよい。平坦化層１５６は、アクリル、ポリイミドなどの樹脂材料で形成される。パッシベーション層１５８は、例えば、窒化シリコン膜などで形成される。第１パッチ電極１０８、第２パッチ電極１１１及び電極層１１０は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などの金属膜、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明導電膜で形成される。
　図９に示されるように、第２配線１３２をスイッチング素子１３４として用いるトランジスタのゲートに接続し、第１配線１１８を当該トランジスタのソース及びドレインの一方に接続し、第１パッチ電極１０８をソース及びドレインの他方に接続することで、マトリクス状に配列された複数の第１パッチ電極１０８の中から所定のパッチ電極を選択して制御信号を印加することができる。そして、反射板１２０の中の個々の第１パッチ電極１０８にスイッチング素子１３４を設けることにより、Ｄ１方向に平行に横一列に配置される第１パッチ電極１０８ごと、又は、Ｄ３方向に平行に縦一列に配置される第１パッチ電極１０８ごとに制御電圧を印加することができる。例えば、反射板１２０が直立しているとき、左右方向及び上下方向に反射波の反射方向を制御することができる。
＜３．表示パネル部３０＞
＜３－１．概要＞
　図１、図１０～図１４を用いて、本発明の一実施形態に係る表示パネル一体型電波反射装置１０に用いられる表示パネル部３０の概要を説明する。図１～図９と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。
　図１０及び図１１は表示パネル部３０の構成を示す上面図である。図１２は表示パネル部３０の画素３００の回路構成を示す回路図である。図１３は、図１０に示すＢ１－Ｂ２線に沿った画素３００の断面構造を示す断面図である。図１４は図１０に示す画素３００の断面構造を示す断面図である。
　「１．表示パネル一体型電波反射装置１０の概要」で図１を用いて説明したように、表示パネル部３０は、アレイ基板２７０、第３配向膜２１２ａ、液晶層２１４、シール材２２８、第４配向膜２１２ｂ、電極層１１０、及び対向基板１０６を含む。
　また、図１０に示すように、表示パネル部３０は、アレイ基板２７０、シール部２４０、対向基板１０６、フレキシブルプリント回路基板２４４（ＦＰＣ２４４）、及び制御回路２４７を有する。アレイ基板２７０及び対向基板１０６はシール部２４０によって貼り合わせられている。シール部２４０に囲まれた表示領域２２２には、複数の画素３００がＤ１及びびＤ２方向にマトリクス状に配置されている。表示領域２２２は、後述する液晶層２１４と平面視において重なる領域である。
　周辺領域２２１は、シール領域２２４及び端子領域２２６を含む。周辺領域２２１は表示領域２２２を取り囲み、表示領域２２２の周囲の領域である。シール領域２２４は、シール部２４０と平面視において重なる表示領域２２２の周囲の領域である。端子領域２２６はアレイ基板２７０が対向基板１０６から露出された領域であり、シール領域２２４の外側に設けられている。なお、シール領域２２４の外側とは、シール部２４０によって囲まれた領域の外側を意味する。ＦＰＣ２４４が端子領域２２６に設けられている。制御回路２４７はＦＰＣ２４４上に設けられている。制御回路２４７は各画素３００を駆動させるための制御信号を供給する。
＜３－２．構成＞
　図１１に示すように、画素３００が配置された表示領域２２２のＤ１方向に平行にソースドライバ回路２５０が設けられており、Ｄ２方向に平行にゲートドライバ回路２５２が設けられている。ソースドライバ回路２５０及びゲートドライバ回路２５２は、上記のシール領域２２４に設けられている。
　複数の画素３００の配列は、例えば、ストライプ配列である。複数の画素３００のそれぞれは、例えば、副画素Ｒ、副画素Ｇ、副画素Ｂに対応していてもよい。三つの副画素で一つの画素が形成されてもよい。画素３００は、表示領域２２２で再現される画像の一部を構成する最小単位である。各副画素には表示素子が一つ備えられる。図１０に示される例では、表示素子は液晶素子３３５である。副画素が対応する色は液晶素子３３５、又は副画素に設けられるカラーフィルタ（図示は省略）の特性によって決定される。
　また、ストライプ配列では、副画素Ｒ、副画素Ｇ、副画素Ｂが互いに異なる色を与えるように構成することができる。例えば、副画素Ｒ、副画素Ｇ、副画素Ｂにそれぞれ、赤色、緑色、青色の三原色を発するカラーフィルタを備えることができる。例えば、副画素Ｒは、赤色を発する赤色カラーフィルタ２１３Ｒ（図１３を参照）を備え、副画素Ｇは、緑色を発する緑色カラーフィルタ２１３Ｇ（図１３を参照）を備え、副画素Ｂは、青色を発する青色カラーフィルタ２１３Ｂ（図１３を参照）を備えてよい。三つの副画素のそれぞれに任意の電圧又は電流が供給され、表示パネル部３０は画像を表示することができる。
　互いに隣接する副画素Ｒと副画素Ｇとの間の距離ＷＲ、互いに隣接する副画素Ｇと副画素Ｂとの間の距離ＷＧ、及び互いに隣接する副画素Ｂと副画素Ｒとの間の距離ＷＢは、同一であってよく、異なってもよい。距離ＷＲ、距離ＷＧ及び距離ＷＢは、例えば、２００μｍ以上５００μｍ以下の範囲から選択可能である。表示パネル一体型電波反射装置１０では、距離ＷＲ、距離ＷＧ及び距離ＷＢは、例えば画素ピッチという場合がある。距離ＷＲ、距離ＷＧ及び距離ＷＢ（画素ピッチ）は、反射板ユニットセル１０２のピッチより小さい。
　信号線２５４ａがソースドライバ回路２５０からＤ２方向に延在し、Ｄ２方向に配列された複数の画素３００に接続されている。走査線２５６ａがゲートドライバ回路２５２からＤ１方向に延在し、Ｄ１方向に配列された複数の画素３００に接続されている。
　端子領域２２６には端子部２５８が設けられている。端子部２５８とソースドライバ回路２５０とは接続配線２６０で接続されている。同様に、端子部２５８とゲートドライバ回路２５２とは接続配線２６０で接続されている。ＦＰＣ２４４が端子部２５８に接続されることで、ＦＰＣ２４４が接続された外部機器と表示パネル部３０とが接続され、外部機器からの信号が、例えば、制御回路２４７、ソースドライバ回路２５０、ゲートドライバ回路２５２、及び各画素３００に供給される。表示パネル部３０は、外部機器からの信号、及び、制御回路２４７、ソースドライバ回路２５０、及びゲートドライバ回路２５２によって生成された制御信号を用いて、表示パネル部３０に設けられた各画素３００を駆動する。
＜３－３．画素３００の構成＞
　図１２は画素３００の回路構成を示す回路図である。図１３は図１０に示すＢ１－Ｂ２線に沿った画素３００の断面構造を示す断面図である。図１４は画素３００の断面構造を示す断面図である。図１～図１１と同一、又は類似する構成については説明を省略することがある。
　図１２に示されるように、画素３００は、例えば、トランジスタＴｒ、液晶素子３３５、及び容量素子３６０を含む。トランジスタＴｒは、ゲート電極２５１、ソース電極２５４ｂ、及びドレイン電極２５４ｃを含む。ゲート電極２５１は走査線２５６ａに電気的に接続される。ソース電極２５４ｂは信号線２５４ａに電気的に接続される。ドレイン電極２５４ｃは画素電極３４２ａに電気的に接続される。容量素子３６０は、画素電極３４２ａ（ドレイン電極２５４ｃ）と容量配線２４６との間に電気的に接続される。液晶素子３３５は、画素電極３４２ａ（ドレイン電極２５４ｃ）とコモン電極１１０ａと液晶層２１４とを含む。コモン電極１１０ａはコモン配線２４５と電気的に接続される。電極層１１０はコモン電極１１０ａを含む。容量配線２４６及びコモン配線２４５は、例えば、制御回路２４７からコモン電圧ＶＣＯＭを供給される。コモン配線２４５は複数の接続部２４３を介して、電極層１１０に電気的に接続されているため、液晶素子３３５は、電極層１１０と電気的に接続されている。表示パネル部３０は、画素電極３４２ａ及び電極層１１０のそれぞれに電流又は電圧を供給することによって、液晶素子３３５に含まれる液晶分子（図示は省略）の配向状態を変化させることができる。その結果、表示パネル部３０は画像を表示することができる。
　例えば、制御回路２４７は、コモン配線２４５及び複数の接続部２４３を介して、電極層１１０にコモン電圧ＶＣＯＭを供給する。コモン電圧ＶＣＯＭは、接地電圧と同様に、例えば、グラウンド電圧（ＧＮＤ電圧）であってよく、０Ｖの電圧であってもよい。よって、表示パネル部３０は、表示パネル部３０に対して電極層１１０にコモン電圧ＶＣＯＭを供給すると共に、電波反射部２０ａに対して電極層１１０に接地電圧を供給することができる。すなわち、表示パネル一体型電波反射装置１０は、電波反射部２０ａ及び表示パネル部３０で電極層１１０を共有することに伴い、電波反射部２０ａ及び表示パネル部３０の両方でなく、表示パネル部３０一方から電極層１１０に電圧を供給することができる。よって、表示パネル一体型電波反射装置１０では、電極層１１０に電圧を供給する経路を２つではなく、１つにまとめることができる。その結果、表示パネル一体型電波反射装置１０では、電波反射部２０ａ及び表示パネル部３０の両方から電極層１１０に電圧を供給する場合より、表示パネル一体型電波反射装置１０の構成を簡素化可能であると共に、製造コストを軽減することができる。
　図１３又は図１４に示されるように、基板２８０は、第1主面２８０Ａ及び第２主面２８０Ｂを含む。基板２８０の第２主面２８０Ｂ上に、第１導電層２５６、絶縁層３２２、半導体層３２４、及び第２導電層２５４が、この順に配置される。
　第１導電層２５６は、走査線２５６ａ（図１１を参照）、第１導電膜２５６ｂを含む。半導体層３２４は、半導体膜３２４ａを含む。第２導電層２５４は、信号線２５４ａ、ソース電極２５４ｂ及びドレイン電極２５４ｃを含む。
　第２主面２８０Ｂ上に、トランジスタＴｒが設けられている。トランジスタＴｒは、第１導電膜２５６ｂと対向して設けられた半導体膜３２４ａと、半導体膜３２４ａとの間に設けられた絶縁層３２２、半導体膜３２４ａの上に設けられたソース電極２５４ｂ及びドレイン電極２５４ｃ、を含む。
　半導体膜３２４ａと半導体膜３２４ａとの間に設けられた絶縁層３２２は、トランジスタＴｒのゲート絶縁膜として機能する。第１導電膜２５６ｂは、走査線２５６ａに電気的に接続され、ゲート電極２５１として機能する。ソース電極２５４ｂは信号線２５４ａに電気的に接続され、ソース電極として機能する。半導体膜３２４ａが第１導電膜２５６ｂ（ゲート電極）に重なる領域がトランジスタＴｒのチャネル領域である。半導体膜３２４ａはチャネル領域を挟むようにソース領域及びドレイン領域を有してもよい。ソース領域又はドレイン領域はソース電極又はドレイン電極を形成してよい。
　トランジスタＴｒの上には、絶縁層３２８及び第３導電層３３０が、この順に配置される。第３導電層３３０は、第３導電膜３３０ａを含む。第３導電膜３３０ａは、絶縁層３２８の上であって、半導体膜３２４ａと対向する位置に配置されている。第３導電膜３３０ａは、バックゲート電極として機能する。表示パネル部３０では、一例として、トランジスタＴｒの構成はボトムゲート型の構成である。トランジスタＴｒの構成は、ボトムゲート型の構成に限定されず、トップゲート型の構成であってよく、デュアルゲート型の構成であってもよい。
　第３導電層３３０及び絶縁層３２８の上には、絶縁層３３２が配置される。表示パネル一体型電波反射装置１０では、表示パネル部３０は、液晶層１１４と同様の液晶を用いた反射型液晶表示パネルである。一般的に、液晶表示パネルでは、光を吸収する層が少ないことが好ましい。したがって、画素３００の開口領域では、絶縁層３３２は除去されることが好ましい。その結果、表示パネル部３０では、開口領域での絶縁層３３２による光の吸収を抑制することができる。なお、表示パネル部３０では、開口領域以外の領域は、信号線２５４ａ、走査線２５６ａ、容量配線２４６などの配線が含まれ、配線領域といわれる。
　絶縁層３３２及び絶縁層３２８の上には、透明導電層３３４及び第４導電層３３６が、この順に配置される。透明導電層３３４は透明導電膜３３４ａを含み、第４導電層３３６は、第４導電膜３３６ａを含む。透明導電膜３３４ａ及び第４導電膜３３６ａは、表示領域２２２及び周辺領域２２１において、容量配線２４６（図１１又は図１２を参照）に電気的に接続される。第４導電膜３３６ａは透明導電膜３３４ａと接して形成される。
　透明導電層３３４及び第４導電層３３６の上には、絶縁層３３８が配置される。絶縁層３３８の上には、画素電極層３４２が配置される。絶縁層３３８及び画素電極層３４２の上には、例えば、カラーフィルタ層２１３が配置される。カラーフィルタ層２１３は、一例として、赤色カラーフィルタ２１３Ｒ、緑色カラーフィルタ２１３Ｇ、及び青色カラーフィルタ２１３Ｂを含む。カラーフィルタ層２１３の上に、第３配向膜２１２ａが配置される。画素電極層３４２は、画素電極３４２ａを含む。画素電極３４２ａは、絶縁層３２８、及び絶縁層３３８を貫通する開口部３４０を介してドレイン電極２５４ｃと電気的に接続されている。
　対向基板１０６は第１主面１０１Ａ及び第２主面１０１Ｂを含む。対向基板１０６は基板２８０と対向するように配置されている。具体的には、対向基板１０６の第２主面１０１Ｂは、基板２８０の第２主面２８０Ｂと対向するように配置されている。対向基板１０６の第２主面１０１Ｂには、電極層１１０及びブラックマトリクス３４８が設けられている。ブラックマトリクス３４８は電極層１１０と接して形成される。電極層１１０及びブラックマトリクス３４８の上には、第４配向膜２１２ｂが配置される。第１実施形態では、電極層１１０は、第２主面１０１Ｂの全面に配置されている。電極層１１０は、周辺領域２２１において、複数の接続部２４３（図１１を参照）を介して、コモン配線２４５に電気的に接続される。ブラックマトリクス３４８は、表示領域２２２及び周辺領域２２１において、格子状に配置されている。液晶層２１４は、基板２８０と対向基板１０６とに挟持され、シール部２４０（図２を参照）によって封止されている。基板２８０及び対向基板１０６の間の厚さが、液晶層２１４の厚さとなる。表示パネル部３０では、液晶素子３３５は、画素電極層３４２、液晶層２１４、及び電極層１１０を含む。液晶層２１４の厚さは、例えば、２．０μｍ以上５μｍ以下である。
　第１導電層２５６、第２導電層２５４、第３導電層３３０、第４導電層３３６、及び電極層１１０を形成する材料として、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）、又はタングステン（Ｗ）などの金属、又はこれらの合金を用いることができる。また、第１導電層２５６、第２導電層２５４、第３導電層３３０、第４導電層３３６、及び電極層１１０は、単層又は積層とすることができる。
　表示パネル一体型電波反射装置１０では、電極層１１０は、電波反射部２０ａに対しては、電波を反射すると共に接地電極として機能する。また、電極層１１０は、表示パネル部３０に対しては、光を反射すると共にコモン電極として機能する。よって、電極層１１０を形成する材料は、高い反射率、及び低い抵抗率の材料であることが好ましい。
　絶縁層３２２は、半導体層３２４と第１導電層２５６とを離隔し、半導体層３２４と第１導電層２５６とがショートしないようにすることができる。絶縁層３２２を形成する材料として、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、又は窒化酸化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ）などの無機絶縁材料を用いることができる。ここで、ＳｉＯｘＮｙは、酸素（Ｏ）よりも少ない量の窒素（Ｎ）を含有するシリコン化合物である。ＳｉＮｘＯｙは、窒素よりも少ない量の酸素を含有するシリコン化合物である。
　絶縁層３３２はトランジスタＴｒやその他の半導体素子に起因する凹凸の上に配置され、平坦な表面を形成する機能を有する。絶縁層３３２を形成する材料として、膜表面の平坦性に優れるアクリル、ポリイミド等から選ばれた有機化合物材料を用いることができる。
　絶縁層３２８は、半導体層３２４及び第２導電層２５４と第３導電層３３０とを離隔し、半導体層３２４及び第２導電層２５４と第３導電層３３０とがショートしないようにすることができる。絶縁層３２８を形成する材料として、例えば、絶縁層３２２と同様の材料、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯｘＮｙ）、窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮｘＯｙ）、又は窒化アルミニウム（ＡｌＮｘ）などの無機絶縁材料を用いることができる。ここで、ＡｌＯｘＮｙは、酸素（Ｏ）よりも少ない量の窒素（Ｎ）を含有するアルミニウム化合物である。ＡｌＮｘＯｙは、窒素よりも少ない量の酸素を含有するアルミニウム化合物である。絶縁層３２８は、無機絶縁材料が各々単独で用いられてよく、これらが積層されてもよい。
　絶縁層３３８は、透明導電層３３４及び第４導電層３３６と画素電極層３４２とを離隔し、透明導電層３３４及び第４導電層３３６と画素電極層３４２とがショートしないようにすることができる。絶縁層３３８は、絶縁層３２８と同様の材料を用いて形成され、同様の構成を有する。
　透明導電層３３４、及び画素電極層３４２を形成する材料として、例えば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）又はインジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料を用いることができる。
　ブラックマトリクス３４８を形成する材料として、黒色の樹脂又は金属材料を用いることができる。金属材料は、アルミニウムに対して相対的に反射率が低い、クロム、モリブデン、又はチタンを用いることができる。表示パネル部３０では、コモン電極がブラックマトリクス３４８及び電極層１１０で形成される。その結果、表示パネル部３０のコモン電極では、ブラックマトリクス３４８が抵抗損失の少ない補助電極として機能することができる。
　アレイ基板２９０は、基板２８０、第１導電層２５６、絶縁層３２２、半導体層３２４、第２導電層２５４、絶縁層３２８、第３導電層３３０、絶縁層３３２、透明導電層３３４、第４導電層３３６、絶縁層３３８、及び画素電極層３４２を含む。アレイ基板２９０は、カラーフィルタ層２１３及び第３配向膜２１２ａを含んでもよい。
　基板１９０は、対向基板１０６、電極層１１０、ブラックマトリクス３４８、及び第４配向膜２１２ｂを含む。基板１９０を対向基板という場合がある。
＜４．表示パネル一体型電波反射装置１０の使用例＞
　図１５を用いて、表示パネル一体型電波反射装置１０の使用例を説明する。図１５は、表示パネル一体型電波反射装置１０の電子看板４００への使用例を示す斜視図である。図１～図１４と同一、又は類似する構成については説明を省略することがある。
　図１５に示されるように、電子看板４００は、電波反射部２０ａ及び表示パネル部３０を含む表示パネル一体型電波反射装置１０を含む。図１５に示される例では、電子看板４００の表面側に表示パネル部３０、電子看板４００の裏面側に電波反射部２０ａが位置するように、表示パネル一体型電波反射装置１０が電子看板４００に実装されている。
　図１５に示されるように、表示パネル一体型電波反射装置１０の裏面側の電波反射部２０ａでは、５Ｇ規格の通信に対応する電波が、入射波の進行方法に対して反射波の進行方向に向かって反射する。また、表示パネル一体型電波反射装置１０の表面側の表示パネル部３０では、可視光が可視光の進行方法に対して反射光の進行方向に向かって反射する。
　可視光は、例えば、光として人の目に見える電磁波であり、３８０ｎｍ～８１０ｎｍの波長の範囲の光を含む。可視光は、例えば、青色を呈する４３０ｎｍ～４９０ｎｍの範囲の波長、緑色を呈する４９０ｎｍ～５５０ｎｍの範囲の波長、及び、赤色を呈する６４０ｎｍ～８１０ｎｍの範囲の波長を含んでよい。
　例えば、駅前の広場のような公共空間において、情報端末を所有する人々が待ち合わせをする場所に電波が反射すると共に、人々が行き交う側に画像を表示するように複数の電子看板４００設置することができる。
　表示パネル一体型電波反射装置１０は、表示パネル部３０及び電波反射部２０ａを表裏一体に備えることによって、表示パネル部３０又は電波反射部２０ａの設置が競合する場所においても、表示パネル部３０及び電波反射部２０ａを同一の場所に設置することができる。
＜第２実施形態＞
　第２実施形態では、一軸反射制御可能な電波反射部２０ｂを含む表示パネル一体型電波反射装置１０を説明する。電波反射部２０ｂの反射軸ＲＹは、一軸である。電波反射部２０ｂを含む表示パネル一体型電波反射装置１０では、反射軸ＲＹを回転軸とした方向に反射角を制御することができる。第２実施形態に係る表示パネル一体型電波反射装置１０は、第１実施形態に係る表示パネル一体型電波反射装置１０の電波反射部２０ａを、電波反射部２０ｂに置き換えた装置である。実施形態に係る表示パネル一体型電波反射装置１０は、第１実施形態に係る表示パネル一体型電波反射装置１０電波反射部２０ｂに対して、少なくとも、アレイ層１８０、複数の第２配線１３２、及び、第２駆動回路１３０を含まない。第２実施形態では、図１６～図１８を用いて、主に、第１実施形態と相違する点を説明する。
　図１６は、第２実施形態に係る電波反射部２０ｂの構成を示す平面図である。図１７は、電波反射部２０ｂに用いられる反射板ユニットセル１０２ｂを示す平面図である。図１８は、図１７に示されるＣ１－Ｃ２線の切断面を示す断面図である。図１～図５と同一、又は類似する構成については、ここでの説明を省略する。
　図１６に示されるように、第２実施形態に係る反射板１２０は、複数の反射板ユニットセル１０２ｂを含む。第２実施形態に係る反射板１２０は、第１実施形態に係る反射板１２０の複数の反射板ユニットセル１０２を、複数の反射板ユニットセル１０２ｂに置き換えた構成を含む。
　第１実施形態において説明した反射板１２０と同様に、第２実施形態に係る反射板１２０は、誘電体基板１０４と対向基板１０６との間に設けられる。図１６及び図１７に示されるように、第２実施形態に係る反射板１２０は複数の反射板ユニットセル１０２ｂが集積化された構造を有する。
　本発明の一実施形態として例示した表示パネル一体型電波反射装置の各種構成は相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。また、本明細書及び図面に開示された表示パネル一体型電波反射装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
　本明細書に開示された実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
　１０：表示パネル一体型電波反射装置、２０ａ：電波反射部、２０ｂ：電波反射部、３０：表示パネル部、１０１Ａ：第１主面、１０１Ｂ：第２主面、１０２：反射板ユニットセル、１０２ｂ：反射板ユニットセル、１０４：誘電体基板、１０６：対向基板、１０８：第１パッチ電極、１１０：電極層、１１１：第２パッチ電極、１１２ａ：第１配向膜、１１２ｂ：第２配向膜、１１４：液晶層、１１６：液晶分子、１１８：第１配線、１２０：反射板、１２２：周辺領域、１２４：第１駆動回路、１２６：端子部、１２８：シール材、１３０：第２駆動回路、１３２：第２配線、１３４：スイッチング素子、１３６：アンダーコート層、１３８：第１ゲート電極、１４０：第１ゲート絶縁層、１４２：半導体層、１４４：第１接続配線、１４６：第２ゲート絶縁層、１４８：第２ゲート電極、１５０：第１層間絶縁層、１５２：第２接続配線、１５４：第２層間絶縁層、１５６：平坦化層、１５８：パッシベーション層、１８０：アレイ層、１９０：基板、２１２ａ：第３配向膜、２１２ｂ：第４配向膜、２１３：カラーフィルタ層、２１３Ｂ：青色カラーフィルタ、２１３Ｇ：緑色カラーフィルタ、２１３Ｒ：赤色カラーフィルタ、２１４：液晶層、２１５：接続部、２１７：接地配線、２１８：第１配線、２１９：接地配線、２２１：周辺領域、２２２：表示領域、２２４：シール領域、２２６：端子領域、２２８：シール材、２４０：シール部、２４３：接続部、２４４：フレキシブルプリント回路基板、２４５：コモン配線、２４６：容量配線、２４７：制御回路、２５０：ソースドライバ回路、２５１：ゲート電極、２５２：ゲートドライバ回路、２５４：第２導電層、２５４ａ：信号線、２５４ｂ：ソース電極、２５４ｃ：ドレイン電極、２５６：第１導電層、２５６ａ：走査線、２５６ｂ：第１導電膜、２５８：端子部、２６０：接続配線、２７０：アレイ基板、２８０：基板、２８０Ａ：第１主面、２８０Ｂ：第２主面、２９０：アレイ基板、３００：画素、３２２：絶縁層、３２４：半導体層、３２４ａ：半導体膜、３２８：絶縁層、３３０：第３導電層、３３０ａ：第３導電膜、３３２：絶縁層、３３４：透明導電層、３３４ａ：透明導電膜、３３５：液晶素子、３３６：第４導電層、３３６ａ：第４導電膜、３３８：絶縁層、３４０：開口部、３４２：画素電極層、３４２ａ：画素電極、３４８：ブラックマトリクス、３６０：容量素子、４００：電子看板
 

Claims (12)

  1. 　複数の第１パッチ電極と、
    　前記複数の第１パッチ電極と対向すると共に、離隔して設けられる複数の第２パッチ電極と、
    　前記複数の第２パッチ電極に対して、前記複数の第１パッチ電極が設けられる側と反対側において、前記複数の第２パッチ電極と対向すると共に、離隔して設けられる電極層と、
    　前記複数の第１パッチ電極と前記複数の第２パッチ電極との間に設けられる第１液晶層と、
    　前記複数の第２パッチ電極と前記電極層の間に設けられる第１基板と、
    　前記電極層に対して、前記第１基板が設けられる側に対して反対側に設けられ、複数のトランジスタを含むアレイ基板と、
    　前記アレイ基板と電極層との間に設けられる第２液晶層と、
    　を含む、表示パネル一体型電波反射装置。
  2. 　電波反射部と、表示パネル部とを含み、
    　前記電波反射部は、前記複数の第１パッチ電極と、前記複数の第２パッチ電極と、前記第１液晶層と、前記電極層と、前記第１基板と、を含み、
    　前記表示パネル部は、前記アレイ基板と、前記第２液晶層と、前記電極層と、前記第１基板と、を含む、
    　請求項１に記載の表示パネル一体型電波反射装置。
  3. 　前記第１基板は、第１主面及び前記第１主面と反対側の第２主面を含み、
    　前記電極層は、前記第１主面に配置され、
    　前記電波反射部は、前記複数の第１パッチ電極が設けられる側から入射する電波を反射し、
    　前記表示パネル部は、前記アレイ基板から前記電極層に向かって入射する可視光を反射する、
    　請求項２に記載の表示パネル一体型電波反射装置。
  4. 　前記電波は、５Ｇ規格の通信に対応する電波であり、
    　前記可視光は、３８０ｎｍ以上８１０ｎｍ以下の波長の範囲の光を含む、
    　請求項３に記載の表示パネル一体型電波反射装置。
  5. 　前記電波反射部は、第１方向と前記第１方向に交差する第３方向にマトリクス状に配置される複数の反射板ユニットセルを含み、
    　前記複数の反射板ユニットセルは、第１の反射板ユニットセル及び前記第１の反射板ユニットセルに隣接する第２の反射板ユニットセルをさらに含み、
    　前記第１の反射板ユニットセル及び前記第２の反射板ユニットセルのそれぞれは、前記第１パッチ電極と、前記第１パッチ電極に重畳する前記第２パッチ電極と、前記第２パッチ電極に重畳する前記電極層とを含み、
    　前記第１パッチ電極と、前記第２パッチ電極と、前記電極層とは、前記第１方向及び前記第３方向に交差する第２方向に積層される、
    　請求項３に記載の表示パネル一体型電波反射装置。
  6. 　前記電波は、前記第１の反射板ユニットセル及び前記第２の反射板ユニットセルによって反射される、請求項５に記載の表示パネル一体型電波反射装置。
  7. 　前記第１パッチ電極のサイズは、前記第２パッチ電極のサイズと同一である、請求項１に記載の表示パネル一体型電波反射装置。
  8. 　前記第１パッチ電極及び前記第２パッチ電極は、平面視において、前記第１パッチ電極の中心及び前記第２パッチ電極の中心に対して、４回回転対称となるように配置される、請求項１に記載の表示パネル一体型電波反射装置。
  9. 　前記複数の第１パッチ電極は、スイッチング素子に電気的に接続されている、請求項１に記載の表示パネル一体型電波反射装置。
  10. 　前記表示パネル部は、前記トランジスタと、前記液晶層に電圧を印加可能な画素電極とを含む複数の画素を含み、
    　前記複数の画素は、前記第１方向と前記第３方向にマトリクス状に配置され、
    　複数の前記画素電極と前記電極層とは対向する、
    　請求項６に記載の表示パネル一体型電波反射装置。
  11. 　前記画素と前記画素に隣接する画素との間の距離は、前記第１の反射板ユニットセルと前記第２の反射板ユニットセルとの間の距離より小さい、
    　請求項１０に記載の表示パネル一体型電波反射装置。
  12. 　表示パネル部は、制御回路をさらに含み、
    　前記制御回路は、前記電極層に、コモン電圧又は接地電圧を供給する、
    　請求項１に記載の表示パネル一体型電波反射装置。
     
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021251169A1 (ja) * 2020-06-12 2021-12-16 Ａｇｃ株式会社 ディスプレイモジュール
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