JP2020144272A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
第1透明基板と、スイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続された画素電極と、を備えた第1基板と、第2透明基板と、第1共通電極と、前記第1共通電極と同電位の第2共通電極と、前記第1共通電極と前記第2共通電極との間に設けられた絶縁膜と、を備えた第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、ポリマー及び液晶分子を含む液晶層と、を備え、前記第1共通電極は、前記液晶層と前記絶縁膜との間に設けられ、第1開口部と、第1電極部と、を備え、前記第2共通電極は、前記絶縁膜と前記第2透明基板との間に設けられ、前記第1開口部と重畳する第2電極部を備えている、表示装置が提供される。
本実施形態によれば、
第1透明基板と、スイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続された第1画素電極及び第2画素電極と、前記第1画素電極と前記第2画素電極との間に設けられた絶縁膜と、を備えた第1基板と、第2透明基板と、共通電極と、を備えた第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、ポリマー及び液晶分子を含む液晶層と、を備え、前記第1画素電極は、前記絶縁膜と前記液晶層との間に設けられ、第1開口部と、第1電極部と、を備え、前記第2画素電極は、前記第1透明基板と前記絶縁膜との間に設けられ、前記第1開口部と重畳する第2電極部を備えている、表示装置が提供される。
本実施形態によれば、
第1基板と、第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、ポリマー及び液晶分子を含む液晶層と、前記第2基板の側面と対向する発光素子と、を備え、前記第1基板または前記第2基板は、透明基板と、第1透明電極と、前記第1透明電極と同電位の第2透明電極と、前記第1透明電極と前記第2透明電極との間に設けられた絶縁膜と、を備え、前記第1透明電極及び前記第2透明電極はそれぞれ、複数の開口部を有し、前記第1透明電極の開口部と、前記第2透明電極の開口部とは互いに重畳せず、前記第1透明電極は、第1開口部と、第3開口部と、を備え、前記第1開口部は、前記発光素子と第3開口部との間に設けられ、前記第3開口部より大きい幅を有する、表示装置が提供される。
図1において拡大して示すように、各画素PXは、スイッチング素子SW、画素電極PE、共通電極CE、液晶層LC等を備えている。スイッチング素子SWは、例えば薄膜トランジスタ(TFT)によって構成され、走査線G及び信号線Sと電気的に接続されている。
走査線Gは、第1方向Xに並んだ画素PXの各々におけるスイッチング素子SWと電気的に接続されている。信号線Sは、第2方向Yに並んだ画素PXの各々におけるスイッチング素子SWと電気的に接続されている。画素電極PEは、スイッチング素子SWと電気的に接続されている。共通電極CEは、複数の画素電極PEに対して共通に設けられている。画素電極PEの各々は、第3方向Zにおいて共通電極CEと対向している。液晶層LC(特に、液晶分子32)は、画素電極PEと共通電極CEとの間に生じる電界によって駆動される。容量CSは、例えば、共通電極CEと同電位の電極、及び、画素電極PEと同電位の電極の間に形成される。
図2は、図1に示した表示パネルPNLの第1構成例を示す断面図である。液晶層LCは、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間に設けられている。
第1基板SUB1は、第1透明基板10と、絶縁膜11及び12と、容量電極13と、スイッチング素子SWと、画素電極PEと、配向膜AL1と、を備えている。第1透明基板10は、主面(下面)10Aと、主面10Aの反対側の主面(上面)10Bと、を備えている。スイッチング素子SWは、主面10B側に配置されている。絶縁膜11は、スイッチング素子SWを覆っている。なお、図1に示した走査線G及び信号線Sは、第1透明基板10と絶縁膜11との間に配置されているが、ここでは図示を省略している。容量電極13は、絶縁膜11及び12の間に配置されている。画素電極PEは、絶縁膜12と配向膜AL1との間において、画素PX毎に配置されている。画素電極PEは、容量電極13の開口部OPを介してスイッチング素子SWと電気的に接続されている。画素電極PEは、絶縁膜12を挟んで、容量電極13と重畳し、画素PXの容量CSを形成している。配向膜AL1は、画素電極PEを覆っている。配向膜AL1は、液晶層LCに接している。
第2共通電極CE2は、第1共通電極CE1と同電位であり、後述するが、非表示部NDAにおいて互いに電気的に接続されている。また、第1共通電極CE1及び第2共通電極CE2は、容量電極13と電気的に接続されており、容量電極13とは同電位である。第2共通電極CE2は、絶縁膜21と第2透明基板20との間に設けられている。第2共通電極CE2は、第1開口部AP1と重畳する第2電極部EL2を備えている。図2に示した例では、第2共通電極CE2は、第2電極部EL2によって規定される第2開口部AP2を備えている。なお、第2共通電極CE2のうち、第2開口部AP2ではない領域を第2電極部EL2とする。絶縁膜21は、第2開口部AP2において第2透明基板20に接している。第1電極部EL1は、第2開口部AP2と重畳している。
第3方向Zにおいて、画素電極PEは、第1電極部EL1と対向し、また、第1開口部AP1では第2電極部EL2と対向している。
第1共通電極CE1はドットパターンで示し、第2共通電極CE2は斜線で示している。画素電極PEの各々は、第1電極部EL1と重畳するとともに、第1開口部AP1においては第2電極部EL2と重畳している。平面視において、第1電極部EL1と第2電極部EL2との間に隙間がないことが望ましい。
発光素子LDは、側面20Cに向けて光L1を出射する。発光素子LDから出射された光L1は、第2方向Yを示す矢印の向きに沿って進行し、側面20Cから第2透明基板20に入射する。第2透明基板20に入射した光L1は、繰り返し反射されながら、表示パネルPNLの内部を進行する。電圧が印加されていない液晶層LCに入射した光L1は、ほとんど散乱されることなく液晶層LCを透過する。また、電圧が印加された液晶層LCに入射した光L1は、液晶層LCで散乱される。表示装置DSPは、主面10A側から観察可能であるとともに、主面20B側からも観察可能である。また、表示装置DSPは、主面10A側から観察した場合であっても、主面20B側から観察した場合であっても、表示装置DSPを介して、表示装置DSPの背景を観察可能である。
第2共通電極CE2は、第4開口部AP4と、第4開口部AP4を規定する第4電極部EL4と、を備えている。換言すると、画素PX2の第2共通電極CE1のうち、第4開口部AP4ではない領域を第4電極部EL4とする。第4電極EL4は、第2電極部EL2と一体的に形成され、第2電極部EL2とは同電位である。第4開口部AP4は第3電極部EL3と重畳し、第4電極部EL4は第3開口部AP3と重畳している。第4開口部AP4の幅は幅W22と同等であり、第4電極部EL4の幅は幅W21と同等である。画素電極PE2は、第3電極部EL3及び第4電極部EL4と重畳している。
画素電極PE1と第1電極部EL1との間の液晶分子LMは、第3方向Zに沿うように配向している。第1電極部EL1と第2電極部EL2との境界付近では、傾斜した等電位面の影響を受けて、液晶分子LMは、第3方向Zに対して斜めに配向している。
なお、画素電極PE1と第1電極部EL1との間、及び、画素電極PE1と第2電極部EL2との間において、液晶分子LMが第3方向Zに沿って配向した領域では、画素PX3と同等の輝度BAが得られる。
したがって、画素PX1及び画素PX3に同一輝度の光が伝播された場合には、画素PX1における散乱光の輝度は、画素PX3における散乱光の輝度より大きくなる。
画素PX1に伝播される光の輝度を第1輝度と称し、画素PX1より発光素子LDに近接する画素PX3に伝播される光の輝度を第3輝度と称する。第1輝度は、第3輝度より低い。一方で、画素PX1における散乱光の輝度は、画素PX3における散乱光の輝度より大きい。このため、画素PX1及び画素PX3において、表示に寄与する光量を同等化することができる。
画素PX1より発光素子LDから離間した画素PX2に伝播される光の輝度を第2輝度と称する。第2輝度は、第1輝度より低い。一方で、画素PX2における散乱光の輝度は、画素PX1における散乱光の輝度より大きい。このため、画素PX1及び画素PX2において、表示に寄与する光量を同等化することができる。したがって、輝度の低下に伴う表示品位の低下を抑制することができる。
図13は、第2構成例を示す断面図である。図13に示す第2構成例の第2基板SUB2は、図2に示した第1構成例の第2基板SUB2と比較して、透明層TLを備えた点で相違している。なお、図13では、第2基板SUB2及び液晶層LCを図示し、第1基板の図示を省略している。
透明層TLは、例えば、シロキサン系樹脂や、フッ素系樹脂などの透明な有機材料によって形成された絶縁層である。屈折率に関して、透明層TLの屈折率nTLは、第2透明基板20の屈折率n20より低い。なお、第1透明基板10の屈折率n10は、屈折率n20と同等である。例えば、屈折率n10及びn20は1.5程度であり、屈折率nTLは、1.0以上1.5以下である。
図14は、第3構成例を示す断面図である。図14に示す第3構成例の第2基板SUB2は、図13に示した第2構成例の第2基板SUB2と比較して、第2開口部AP2において絶縁膜21と第2透明基板20との間に透明層TLを備えた点で相違している。なお、図14では、第2基板SUB2及び液晶層LCを図示し、第1基板の図示を省略している。透明層TLは、絶縁膜21及び第2透明基板20にそれぞれ接している。また、図示しないが、第2共通電極CE2の他の開口部にも同様の透明層TLが設けられている。透明層TLの材料は、第2構成例で説明したのと同様の材料が適用可能である。透明層TLの屈折率は、第2透明基板20の屈折率より低い。
図15は、第4構成例を示す断面図である。図15に示す第4構成例の表示パネルPNLは、図2に示した第1構成例の表示パネルPNLと比較して、第2共通電極CE2が開口部を有していない点で相違している。すなわち、第2共通電極CE2は、第1開口部AP1及び第1電極部EL1と重畳している。
このような第4構成例においても、第1構成例と同様に、画素PXに電圧が印加された際には、第1電極部EL1のエッジE1付近で散乱光の輝度が増加する。したがって、第4構成例において、第1構成例と同様の効果が得られる。
図16は、第1共通電極CE1及び第2共通電極CE2に電圧を印加するための給電構造を示す断面図である。
図17は、第5構成例を示す断面図である。図17に示す第5構成例の表示パネルPNLは、図7に示した第1構成例の表示パネルPNLと比較して、画素電極が2層化された点で相違している。なお、共通電極CEは、単層であり、図17に示した例では、配向膜AL2と絶縁膜21との間に設けられている。但し、第5構成例においても、図7に示したように、第1共通電極CE1及び第2共通電極CE2が設けられていてもよい。
画素PX2においても同様に、第3画素電極PE13は絶縁膜12と液晶層LCとの間に設けられ、第4画素電極PE14は第1透明基板10と絶縁膜12との間に設けられている。第3画素電極PE13及び第4画素電極PE14は、スイッチング素子SW2と電気的に接続され、同電位である。
画素PX3においても同様に、第5画素電極PE15は絶縁膜12と液晶層LCとの間に設けられ、第6画素電極PE16は第1透明基板10と絶縁膜12との間に設けられている。第5画素電極PE15及び第6画素電極PE16は、スイッチング素子SW3と電気的に接続され、同電位である。
第4画素電極PE14は、第4開口部AP14と、第4開口部AP14を規定する第4電極部EL14と、を備えている。第4開口部AP14は第3電極部EL13と重畳し、第4電極部EL14は第3開口部AP13と重畳している。第4開口部AP14の幅は幅W42と同等であり、第4電極部EL14の幅は幅W41と同等である。共通電極CEは、第3電極部EL13及び第4電極部EL14と重畳している。
図18は、図17に示した共通電極CEに電圧を印加するための給電構造を示す断面図である。
第1基板SUB1は、コモン電圧(Vcom)を供給する給電線FLと、給電線FLと電気的に接続された接続部CNと、接続部CNと電気的に接続された給電パッドPDと、を備えている。給電線FLは、例えば走査線Gあるいは信号線Sと同一材料によって形成されている。接続部CNは、例えば第2画素電極PE12と同一材料によって形成されているが、第2画素電極PE12とは電気的に絶縁されている。給電パッドPDは、例えば第1画素電極PE11と同一材料によって形成されているが、第1画素電極PE11とは電気的に絶縁されている。給電線FL、接続部CN、及び、給電パッドPDは、非表示部NDAに設けられている。接続部CNは給電線FLに接し、給電パッドPDは絶縁膜12を貫通する貫通孔CH3において接続部CNに接している。給電パッドPDは、配向膜AL1から露出している。
共通電極CEは、非表示部NDAにおいて、給電パッドPDと重畳している。シールSEに含まれる接続部材CMは、給電パッドPD及び共通電極CEにそれぞれ接している。これにより、給電パッドPD及び共通電極CEは、互いに電気的に接続される。
このような給電構造によれば、給電線FLにコモン電圧が供給された際に、接続部CN、給電パッドPD、及び、接続部材CMを介して共通電極CEにコモン電圧を印加することができる。
(1)
第1透明基板と、スイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続された画素電極と、を備えた第1基板と、
第2透明基板と、第1共通電極と、前記第1共通電極と同電位の第2共通電極と、前記第1共通電極と前記第2共通電極との間に設けられた絶縁膜と、を備えた第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、ポリマー及び液晶分子を含む液晶層と、を備え、
前記第1共通電極は、前記液晶層と前記絶縁膜との間に設けられ、第1開口部と、第1電極部と、を備え、
前記第2共通電極は、前記絶縁膜と前記第2透明基板との間に設けられ、前記第1開口部と重畳する第2電極部を備えている、表示装置。
(2)
前記第2共通電極は、前記第1電極部と重畳する第2開口部を備えている、(1)に記載の表示装置。
(3)
前記第1共通電極は、第3開口部と、第3電極部と、を備え、
前記第2共通電極は、前記第3開口部と重畳する第4電極部を備え、
前記第3開口部の幅は、前記第1開口部の幅とは異なる、(1)または(2)に記載の表示装置。
(4)
前記第2共通電極は、前記第3電極部と重畳する第4開口部を備えている、(3)に記載の表示装置。
(5)
発光素子を備え、
前記第2透明基板は、前記発光素子と対向する側面を備え、
前記第1開口部は、前記発光素子と前記第3開口部との間に設けられ、
前記第3開口部の幅は、前記第1開口部の幅より小さい、(3)または(4)に記載の表示装置。
(6)
前記第2基板は、前記第2電極部と前記第2透明基板との間に設けられた透明層を備え、
前記透明層は、前記第2透明基板に接し、前記第2透明基板より低い屈折率を有している、(1)乃至(5)のいずれか1項に記載の表示装置。
(7)
前記第2基板は、前記第2開口部において前記絶縁膜と前記第2透明基板との間に設けられた透明層を備え、
前記透明層は、前記第2透明基板に接し、前記第2透明基板より低い屈折率を有している、(2)に記載の表示装置。
(8)
前記第1基板は、給電パッドを備え、
前記第1共通電極は、前記給電パッドと重畳する第1接続部を備え、
前記第2共通電極は、前記第1接続部と重畳する第2接続部を備え、
前記第1接続部は、前記絶縁膜の貫通孔において前記第2接続部に接し、
前記給電パッドと前記第1接続部とを電気的に接続する接続部材を備えている、(1)乃至(7)のいずれか1項に記載の表示装置。
(9)
前記第1基板と前記第2基板とを接着するシールを備え、
前記接続部材は、前記シールに含まれている、(8)に記載の表示装置。
(10)
第1透明基板と、スイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続された第1画素電極及び第2画素電極と、前記第1画素電極と前記第2画素電極との間に設けられた絶縁膜と、を備えた第1基板と、
第2透明基板と、共通電極と、を備えた第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、ポリマー及び液晶分子を含む液晶層と、を備え、
前記第1画素電極は、前記絶縁膜と前記液晶層との間に設けられ、第1開口部と、第1電極部と、を備え、
前記第2画素電極は、前記第1透明基板と前記絶縁膜との間に設けられ、前記第1開口部と重畳する第2電極部を備えている、表示装置。
(11)
前記第2画素電極は、前記第1電極部と重畳する第2開口部を備えている、(10)に記載の表示装置。
(12)
前記第1基板は、前記絶縁膜と前記液晶層との間に設けられた第3画素電極と、前記第1透明基板と前記絶縁膜との間に設けられ前記第3画素電極と同電位の第4画素電極と、を備え、
前記第3画素電極は、第3開口部と、第3電極部と、を備え、
前記第4画素電極は、前記第3開口部と重畳する第4電極部を備え、
前記第3開口部の幅は、前記第1開口部の幅とは異なる、(10)または(11)に記載の表示装置。
(13)
前記第4画素電極は、前記第3電極部と重畳する第4開口部を備えている、(12)に記載の表示装置。
(14)
発光素子を備え、
前記第2透明基板は、前記発光素子と対向する側面を備え、
前記第1開口部は、前記発光素子と前記第3開口部との間に設けられ、
前記第3開口部の幅は、前記第1開口部の幅より小さい、(12)または(13)に記載の表示装置。
(15)
前記第2画素電極は、前記絶縁膜の貫通孔において前記第1画素電極に接している、(10)乃至(14)のいずれか1項に記載の表示装置。
(16)
第1基板と、
第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、ポリマー及び液晶分子を含む液晶層と、
前記第2基板の側面と対向する発光素子と、を備え、
前記第1基板または前記第2基板は、透明基板と、第1透明電極と、前記第1透明電極と同電位の第2透明電極と、前記第1透明電極と前記第2透明電極との間に設けられた絶縁膜と、を備え、
前記第1透明電極及び前記第2透明電極はそれぞれ、複数の開口部を有し、
前記第1透明電極の開口部と、前記第2透明電極の開口部とは互いに重畳せず、
前記第1透明電極は、第1開口部と、第3開口部と、を備え、
前記第1開口部は、前記発光素子と第3開口部との間に設けられ、前記第3開口部より大きい幅を有する、表示装置。
SUB1…第1基板 SUB2…第2基板
LC…液晶層 31…ポリマー 32…液晶分子
PE…画素電極 CE…共通電極
10…透明基板 20…透明基板
Claims (16)
- 第1透明基板と、スイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続された画素電極と、を備えた第1基板と、
第2透明基板と、第1共通電極と、前記第1共通電極と同電位の第2共通電極と、前記第1共通電極と前記第2共通電極との間に設けられた絶縁膜と、を備えた第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、ポリマー及び液晶分子を含む液晶層と、を備え、
前記第1共通電極は、前記液晶層と前記絶縁膜との間に設けられ、第1開口部と、第1電極部と、を備え、
前記第2共通電極は、前記絶縁膜と前記第2透明基板との間に設けられ、前記第1開口部と重畳する第2電極部を備えている、表示装置。 - 前記第2共通電極は、前記第1電極部と重畳する第2開口部を備えている、請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1共通電極は、第3開口部と、第3電極部と、を備え、
前記第2共通電極は、前記第3開口部と重畳する第4電極部を備え、
前記第3開口部の幅は、前記第1開口部の幅とは異なる、請求項1または2に記載の表示装置。 - 前記第2共通電極は、前記第3電極部と重畳する第4開口部を備えている、請求項3に記載の表示装置。
- 発光素子を備え、
前記第2透明基板は、前記発光素子と対向する側面を備え、
前記第1開口部は、前記発光素子と前記第3開口部との間に設けられ、
前記第3開口部の幅は、前記第1開口部の幅より小さい、請求項3または4に記載の表示装置。 - 前記第2基板は、前記第2電極部と前記第2透明基板との間に設けられた透明層を備え、
前記透明層は、前記第2透明基板に接し、前記第2透明基板より低い屈折率を有している、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記第2基板は、前記第2開口部において前記絶縁膜と前記第2透明基板との間に設けられた透明層を備え、
前記透明層は、前記第2透明基板に接し、前記第2透明基板より低い屈折率を有している、請求項2に記載の表示装置。 - 前記第1基板は、給電パッドを備え、
前記第1共通電極は、前記給電パッドと重畳する第1接続部を備え、
前記第2共通電極は、前記第1接続部と重畳する第2接続部を備え、
前記第1接続部は、前記絶縁膜の貫通孔において前記第2接続部に接し、
前記給電パッドと前記第1接続部とを電気的に接続する接続部材を備えている、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記第1基板と前記第2基板とを接着するシールを備え、
前記接続部材は、前記シールに含まれている、請求項8に記載の表示装置。 - 第1透明基板と、スイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続された第1画素電極及び第2画素電極と、前記第1画素電極と前記第2画素電極との間に設けられた絶縁膜と、を備えた第1基板と、
第2透明基板と、共通電極と、を備えた第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、ポリマー及び液晶分子を含む液晶層と、を備え、
前記第1画素電極は、前記絶縁膜と前記液晶層との間に設けられ、第1開口部と、第1電極部と、を備え、
前記第2画素電極は、前記第1透明基板と前記絶縁膜との間に設けられ、前記第1開口部と重畳する第2電極部を備えている、表示装置。 - 前記第2画素電極は、前記第1電極部と重畳する第2開口部を備えている、請求項10に記載の表示装置。
- 前記第1基板は、前記絶縁膜と前記液晶層との間に設けられた第3画素電極と、前記第1透明基板と前記絶縁膜との間に設けられ前記第3画素電極と同電位の第4画素電極と、を備え、
前記第3画素電極は、第3開口部と、第3電極部と、を備え、
前記第4画素電極は、前記第3開口部と重畳する第4電極部を備え、
前記第3開口部の幅は、前記第1開口部の幅とは異なる、請求項10または11に記載の表示装置。 - 前記第4画素電極は、前記第3電極部と重畳する第4開口部を備えている、請求項12に記載の表示装置。
- 発光素子を備え、
前記第2透明基板は、前記発光素子と対向する側面を備え、
前記第1開口部は、前記発光素子と前記第3開口部との間に設けられ、
前記第3開口部の幅は、前記第1開口部の幅より小さい、請求項12または13に記載の表示装置。 - 前記第2画素電極は、前記絶縁膜の貫通孔において前記第1画素電極に接している、請求項10乃至14のいずれか1項に記載の表示装置。
- 第1基板と、
第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、ポリマー及び液晶分子を含む液晶層と、
前記第2基板の側面と対向する発光素子と、を備え、
前記第1基板または前記第2基板は、透明基板と、第1透明電極と、前記第1透明電極と同電位の第2透明電極と、前記第1透明電極と前記第2透明電極との間に設けられた絶縁膜と、を備え、
前記第1透明電極及び前記第2透明電極はそれぞれ、複数の開口部を有し、
前記第1透明電極の開口部と、前記第2透明電極の開口部とは互いに重畳せず、
前記第1透明電極は、第1開口部と、第3開口部と、を備え、
前記第1開口部は、前記発光素子と第3開口部との間に設けられ、前記第3開口部より大きい幅を有する、表示装置。
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