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Abstract
Description
一方で、PDLCを用いた表示装置においては、表示品位の低下を抑制することが要望されている。
走査線と、画素電極と、を備えた第1基板と、前記第1基板と対向する第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に保持され、筋状のポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、を備え、前記液晶層は、前記走査線と重畳する第1領域と、前記画素電極と重畳する第2領域とを有し、前記第1領域の前記ポリマーは、前記第2領域の前記ポリマーより密である、表示装置が提供される。
一実施形態によれば、
高電圧配線と、画素電極と、を備えた第1基板と、前記第1基板と対向する第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に保持され、筋状のポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、を備え、前記液晶層は、前記高電圧配線と重畳する第1領域と、前記画素電極と重畳する第2領域とを有し、前記第1領域のしきい値電圧は、前記高電圧配線に印加される電圧よりも高い、表示装置が提供される。
一実施形態によれば、
走査線を備えた第1基板と、第2基板との間に、液晶性モノマーに液晶分子を分散させた液晶材料を配置した後に、前記走査線と重畳する遮蔽部を介して第1照度の紫外線で前記液晶材料を露光する第1露光工程と、前記第1照度より高い第2照度の紫外線で前記液晶材料を露光する第2露光工程と、を備えた、表示装置の製造方法が提供される。
一実施形態によれば、
走査線と、画素電極と、を備えた第1基板と、前記第1基板と対向する第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に保持され、筋状のポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、前記第1基板と前記第2基板との間に位置し、前記走査線と重畳し、前記走査線の延出方向に沿って延出し、透明な樹脂材料によって形成された突起と、を備えた、表示装置が提供される。
表示パネルPNLは、第1基板SUB1及び第2基板SUB2を備えている。第1基板SUB1及び第2基板SUB2は、平面視で重畳している。表示パネルPNLは、画像を表示する表示領域DA、及び、表示領域DAを囲む額縁状の非表示領域NDAを備えている。表示領域DAは、第1基板SUB1及び第2基板SUB2が重畳している領域に位置している。表示パネルPNLは、表示領域DAにおいて、n本の走査線G(G1〜Gn)、及び、m本の信号線S(S1〜Sm)を備えている。なお、n及びmはいずれも正の整数であり、nがmと等しくてもよいし、nがmとは異なっていてもよい。複数の走査線Gは、それぞれ第1方向Xに延出し、第2方向Yに間隔をおいて並んでいる。複数の信号線Sは、それぞれ第2方向Yに延出し、第1方向Xに間隔をおいて並んでいる。
複数の信号線Sは、非表示領域NDAに引き出され、ソースドライバSDに接続されている。複数の走査線Gは、非表示領域NDAに引き出され、ゲートドライバGD1及びGD2に接続されている。図示した例では、奇数番目の走査線Gは、端部E14と表示領域DAとの間に引き出され、ゲートドライバGD2に接続されている。また、偶数番目の走査線Gは、端部E13と表示領域DAとの間に引き出され、ゲートドライバGD1に接続されている。なお、ゲートドライバGD1及びGD2と各走査線Gとの接続関係は図示した例に限らない。
光源ユニットLUは、光源としての発光素子LS、配線基板F4などを備えている。発光素子LSは、配線基板F4に接続されている。図示した例では、発光素子LSは、延出部EXの上に位置している。また、発光素子LSは、配線基板F1乃至F3と第2基板SUB2との間に位置している。発光素子LSは、端部E22と対向する発光部EMを有している。発光素子LSは、発光部EMから端部E22に向けて光を照射する。端部E22から入射した光は、後述するように、第2方向Yに沿って表示パネルPNLを伝播する。なお、発光素子LSは、第1基板SUB1及び第2基板SUB2の両方の端部と対向していてもよく、例えば、端部E11及びE21と対向していてもよい。
第1領域301と第2領域302とでは、構成が相違している。図3の点線で囲んだ領域を拡大して模式的に示すと、第1領域301のポリマー31は、第2領域302のポリマー31よりも密である。なお、第1領域301のポリマー31は、第2領域302のポリマー31よりも細い。つまり、第1領域301においては、細いポリマー31が密に形成され、これらのポリマー31の隙間に液晶分子32が存在している。このため、第1領域301では、液晶分子32の挙動がポリマー31によって制限される傾向にある。一方、第2領域302においては、比較的太く成長したポリマー31が第1領域301のポリマー31よりも大きい間隔で並び、これらのポリマー31の間に液晶分子32が存在している。このため、第2領域302では、液晶分子32の挙動がポリマー31による制限を受けにくい傾向にある。これにより、液晶層30に電圧が印加された際、第1領域301の液晶分子32の電界に対する応答性は、第2領域302の液晶分子32の電界に対する応答性より低い。後に詳述するが、第1領域301のしきい値電圧は、第2領域302のしきい値電圧よりも高い。なお、図中の拡大部分において、ポリマー31は右上がりの斜線で示し、液晶分子32は右下がりの斜線で示している。
第1領域301における散乱度は、配線11と共通電極21との間に形成される電位差の範囲においてほぼゼロであることが望ましい。一例では、しきい値電圧Vth1は、例えば15〜25V程度である。配線11は、高電圧が供給される高電圧配線である場合がある。例えば、配線11が走査線Gである場合、例えば配線11と共通電極21との間には最大で20V程度の電位差が形成される。このため、配線11が高電圧配線である場合には、しきい値電圧Vth1は、配線11上に形成される電位差よりも高く、例えば20Vよりも高い。
第2領域302における散乱度は、画素電極13と共通電極21との間に形成される電位差の範囲で飽和することが望ましい。一例では、しきい値電圧Vth2は、5〜10V程度である。第1領域301は、しきい値電圧Vth2程度の電圧、あるいは、第2領域302の散乱度が飽和する程度の電圧が印加されたとしても、透明状態を維持する。
表示パネルPNLに入射する外部光L12は、液晶層30でほとんど散乱されることなく透過する。つまり、下面10Bから表示パネルPNLに入射した外部光は上面20Tを透過し、上面20Tから表示パネルPNLに入射した外部光は下面10Bを透過する。このため、ユーザは、表示パネルPNLを上面20T側から観察した場合には、表示パネルPNLを透かして下面10B側の背景を視認することができる。同様に、ユーザは、表示パネルPNLを下面10B側から観察した場合には、表示パネルPNLを透かして上面20T側の背景を視認することができる。
画素電極13Aと重畳する領域では、表示パネルPNLに入射する外部光L22は、図7に示した外部光L12と同様に、液晶層30でほとんど散乱されることなく透過される。画素電極13Bと重畳する領域では、下面10Bから入射した外部光L23は、液晶層30で散乱された後に、その一部の光L231が上面20Tを透過する。また、上面20Tから入射した外部光L24は、液晶層30で散乱された後に、その一部の光L241が下面10Bを透過する。このため、ユーザは、表示パネルPNLを上面20T側から観察した場合には、画素電極13Bと重畳する領域で光L21の色を視認することができる。加えて、一部の外部光L231が表示パネルPNLを透過するため、ユーザは、表示パネルPNLを透かして下面10B側の背景を視認することもできる。同様に、ユーザは、表示パネルPNLを下面10B側から観察した場合には、画素電極13Bと重畳する領域で光L21の色を視認することができる。加えて、一部の外部光L241が表示パネルPNLを透過するため、ユーザは、表示パネルPNLを透かして上面20T側の背景を視認することもできる。なお、画素電極13Aと重なる領域では、液晶層30が透明状態であるため、光L21の色はほとんど視認されず、ユーザは、表示パネルPNLを透かして背景を視認することができる。
また、2本の走査線Gの間には、容量線Cが配置されている。画素電極13は、容量線Cの上に重畳している。容量線Cと画素電極13とが重畳する部分は、蓄積容量を形成する。
第2基板SUB2において、共通電極21は、透明基板20の下に位置している。配向膜22は、共通電極21を覆っている。液晶層30は、配向膜14及び21に接触している。
配向処理方向ALは、第1方向Xに沿っている。このため、第1領域301及び第2領域302において、ポリマー31は、第1方向Xに沿って延出している。図中に模式的に示したように、第1領域301のポリマー31は、第2領域302のポリマー31よりも細く且つ密である。また、液晶分子32は、隣接するポリマー31の間に存在している。図示した例によれば、走査線Gと重畳する領域での不所望な散乱を抑制することができる。
その後、図13の(C)に示すように、フォトマスクを介することなく、液晶材料30Aの全面を紫外線で露光する(第2露光工程)。これにより、未露光領域301Aを含む液晶材料30Aの全域に亘って液晶性モノマーが重合し、ポリマーが形成される。第2露光工程で照射される紫外線の第2照度は、第1露光工程で照射される紫外線の第1照度よりも高い。但し、第1露光工程における第1露光時間は、第2露光工程における第2露光時間よりも長い。そして、第1露光工程における第1露光量は、第2露光工程における第2露光量と同等である。このような第2露光工程では、高照度の紫外線が短時間に照射されることで、液晶性モノマーが重合するものの、ポリマーが成長しにくい。このため、多数の細い筋状のポリマーが形成される。上記の未露光領域301Aは第1領域301となり、露光領域302Aは第2領域302となる。このような工程を経て形成された第1領域301のポリマーは、第2領域302のポリマーよりも密となり、上記の通り、第1領域301の電界に対する応答性は、第2領域302よりも低下する。
なお、第1露光工程においては、フォトマスクPMを透過した紫外線は、下方に進行するにしたがって、広がる傾向がある。配線11と重畳する領域に、配線11と同等の幅の第1領域301を高精度に形成するためには、透明基板20は薄いことが望ましい。また、フォトマスクを介することなく、紫外線が配線11に沿って直線状に照射されてもよい。また、第1露光量と第2露光量とが同等である場合には、複数の太い筋状のポリマーと複数の細い筋状のポリマーとを、所望とするそれぞれの領域に機械的に形成することができるが、第1露光量と第2露光量とが異なっている場合でも、複数の太い筋状のポリマー及び複数の細い筋状のポリマーをそれぞれの領域に形成することは可能である。
その後、図15の(C)に示すように、フォトマスクを介することなく、透明基板20の全面を紫外線で露光する(第2露光工程)。第2露光工程で照射される紫外線の第2照度は、第1露光工程で照射される紫外線の第1照度よりも高いが、第1露光工程における第1露光量は、第2露光工程における第2露光量と同等である。これにより、遮光層23と重畳する領域にも紫外線が広がり、液晶材料30Aの全域に亘って液晶性モノマーが重合し、ポリマーが形成される。遮光層23と重畳する領域には、図13を参照して説明したのと同様に、多数の細い筋状のポリマーが形成される。上記の未露光領域301Aは第1領域301となり、露光領域302Aは第2領域302となる。
一例では、突起CVは、第2基板SUB2に設けられている。突起CVの第2方向Yに沿った幅WCVは、第2基板SUB2側よりも第1基板SUB1側の方が小さい。なお、幅WCVは、第3方向Zに沿って一定であってもよいし、第2基板SUB2側よりも第1基板SUB1側の方が大きくてもよい。幅WCVは、配線11の幅W11と同等以上であることが望ましい。
突起CVは、透明な樹脂材料によって形成されている。突起CVは、上記の第1領域301と同様に、発光素子LSからの光の伝播方向と交差するが、発光素子LSからの光を透過する。
突起CVを形成する樹脂材料は、液晶層30を形成する材料と同等の屈折率を有することが望ましい。これにより、突起CVと液晶層30との界面での不所望な反射や散乱を抑制することができる。また、突起CVを形成する樹脂材料は、液晶層30を形成する材料と比較して、高い誘電率を有することが望ましい。これにより、配線11と共通電極21との間に電位差が形成された際に、電界が突起CVに閉じ込められ、液晶層30に不所望な電界が印加されることによる光漏れを抑制することができる。
また、突起CVの幅WCVは、第2基板SUB2側よりも第1基板SUB1側の方が小さい。このため、たとえ配線11から共通電極21に向かう電界が、第1基板SUB1から第2基板SUB2に向かって第2方向Yに広がったとしても、電界が突起CVに閉じ込められる。このため、液晶層30における光漏れを抑制することができる。
このような第1変形例においては、突起CVを設けなかった場合と比較して、配線11と重畳する領域の液晶層30の体積を低減することができる。また、配線11と共通電極21との間に形成された電位差は、突起CVと液晶層30とに分配される。このため、突起CVを設けなかった場合と比較して、液晶層30に印加される電位差を低減することができる。さらに、突起CVを形成する材料が液晶層30を形成する材料よりも高い誘電率を有する場合には、液晶層30に配分される電位差をより低減することができる。したがって、配線11と重畳する領域の不所望な光漏れを抑制することができる。加えて、突起CVが第1基板SUB1から離間しているため、液晶層30を形成する際に、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間に配置される液晶材料30Aの第2方向Yに沿った流動性を確保することができる。
このような第2変形例においても第1変形例と同様の効果が得られる。
図示した例によれば、走査線Gと重畳する領域において不所望な散乱を抑制することができる。
図示した例によれば、走査線Gと重畳する領域のみならず、信号線Sと重畳する領域においても不所望な散乱を抑制することができる。
光源ドライバLSDは、タイミングコントローラTCからの制御信号などに従い、発光素子LSR、LSG、LSBの点灯期間を制御する。1フレーム期間が複数のサブフレーム(フィールド)期間を有する駆動方式においては、各サブフレームにおいて3つの発光素子LSR、LSG、LSBのうちの少なくとも1つが点灯し、サブフレーム毎に照明光の色が切り替えられる。本実施形態では、上記の第3構成例において、発光素子LSからの光の伝播方向とは交差する方向に延びた突起CVが適用される。突起CVは、透明であるため、発光素子LSR、LSG、LSBのいずれからの光もほとんど吸収しない。
但し、ここでは、サンプルSPのヘーズ、及び、サンプルSPでの散乱は無視できるものとし、サンプルSPの表面が平坦であるものと仮定している。
サンプルBについては、特に青色波長及び緑色波長において吸収率が1%を超えることが確認された。サンプルAについては、430nmから680nmの波長範囲における吸収率が1%以下であることが確認された。図21を参照して説明した通り、光源ユニットLUに適用される発光素子の発光主波長は、466nm、531nm、622nmである。サンプルAは、いずれの発光素子からの光についてもほとんど吸収しない。このため、発光素子からの光の伝播方向とは交差する方向に延びた突起CVが適用された場合であっても、発光素子からの光がほとんど吸収されず、光の利用効率の低下を抑制することができる。
(1)
走査線と、画素電極と、を備えた第1基板と、
前記第1基板と対向する第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に保持され、筋状のポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、を備え、
前記液晶層は、前記走査線と重畳する第1領域と、前記画素電極と重畳する第2領域とを有し、
前記第1領域の前記ポリマーは、前記第2領域の前記ポリマーより密である、表示装置。
(2)
前記第1領域の前記ポリマーは、前記第2領域の前記ポリマーより細い、(1)に記載の表示装置。
(3)
前記第1基板は、さらに、配向膜を備え、
前記走査線、及び、前記第1領域の前記ポリマーは、前記配向膜の配向処理方向に沿って延出している、(1)または(2)に記載の表示装置。
(4)
さらに、光源を備え、
前記光源は、前記第1基板及び前記第2基板の少なくとも一方の端部と対向し、
前記端部は、前記配向処理方向に沿って延出している、(3)に記載の表示装置。
(5)
前記第2基板は、前記走査線と重畳する位置に遮光層を備えていない、(1)乃至(4)のいずれか1項に記載の表示装置。
(6)
前記第2基板は、前記走査線と重畳する位置に遮光層を備え、
前記遮光層の幅は、前記走査線の幅と同等以上である、(1)乃至(4)のいずれか1項に記載の表示装置。
(7)
高電圧配線と、画素電極と、を備えた第1基板と、
前記第1基板と対向する第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に保持され、筋状のポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、を備え、
前記液晶層は、前記高電圧配線と重畳する第1領域と、前記画素電極と重畳する第2領域とを有し、
前記第1領域のしきい値電圧は、前記高電圧配線に印加される電圧よりも高い、表示装置。
(8)
前記第1領域のしきい値電圧は、前記第2領域のしきい値電圧よりも高い、(7)に記載の表示装置。
(9)
前記第1領域の前記ポリマーは、前記第2領域の前記ポリマーより密である、(7)または(8)に記載の表示装置。
(10)
前記第1領域の前記ポリマーは、前記高電圧配線に沿って延出した筋状に形成されている、(7)乃至(9)のいずれか1項に記載の表示装置。
(11)
走査線を備えた第1基板と第2基板との間に液晶性モノマーに液晶分子を分散させた液晶材料を配置した後に、前記走査線と重畳する遮蔽部を介して第1照度の紫外線で前記液晶材料を露光する第1露光工程と、
前記第1照度より高い第2照度の紫外線で前記液晶材料を露光する第2露光工程と、
を備えた、表示装置の製造方法。
(12)
前記第1露光工程における第1露光量は、前記第2露光工程における第2露光量と同等である、(11)に記載の表示装置の製造方法。
(13)
前記第1露光工程では、前記遮蔽部を有するフォトマスクを適用し、
前記第2露光工程では、フォトマスクを適用することなく前記液晶材料の全面を露光する、(11)または(12)に記載の表示装置の製造方法。
(14)
前記第2基板は、前記走査線と重畳する前記遮蔽部を備え、
前記第1露光工程及び前記第2露光工程では、前記第2基板の全面を露光する、(11)または(12)に記載の表示装置の製造方法。
(15)
走査線と、画素電極と、を備えた第1基板と、
前記第1基板と対向する第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に保持され、筋状のポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、
前記第1基板と前記第2基板との間に位置し、前記走査線と重畳し、前記走査線の延出方向に沿って延出し、透明な樹脂材料によって形成された突起と、
を備えた、表示装置。
(16)
前記突起は、前記第1基板及び前記第2基板の少なくとも一方に接触している、(15)に記載の表示装置。
(17)
さらに、前記第1基板及び前記第2基板の少なくとも一方の端部と対向する複数の光源を備え、
前記複数の光源は、前記延出方向に沿って並んでいる、(15)または(16)に記載の表示装置。
(18)
前記突起は、430nmから680nmの波長範囲における吸収率が1%以下である、(17)に記載の表示装置。
SUB1…第1基板 11…配線 13…画素電極 14…配向膜
SUB2…第2基板 21…共通電極 22…配向膜 23…遮光層
30…液晶層 301…第1領域 302…第2領域 31…ポリマー 32…液晶分子 CV…突起
Claims (10)
- 走査線と、画素電極と、を備えた第1基板と、
前記第1基板と対向する第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に保持され、筋状のポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、を備え、
前記液晶層は、前記走査線と重畳する第1領域と、前記画素電極と重畳する第2領域とを有し、
前記第1領域の前記ポリマーは、前記第2領域の前記ポリマーより密である、表示装置。 - 前記第1領域の前記ポリマーは、前記第2領域の前記ポリマーより細い、請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1基板は、さらに、配向膜を備え、
前記走査線、及び、前記第1領域の前記ポリマーは、前記配向膜の配向処理方向に沿って延出している、請求項1または2に記載の表示装置。 - さらに、光源を備え、
前記光源は、前記第1基板及び前記第2基板の少なくとも一方の端部と対向し、
前記端部は、前記配向処理方向に沿って延出している、請求項3に記載の表示装置。 - 前記第2基板は、前記走査線と重畳する位置に遮光層を備えていない、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記第2基板は、前記走査線と重畳する位置に遮光層を備え、
前記遮光層の幅は、前記走査線の幅と同等以上である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の表示装置。 - 高電圧配線と、画素電極と、を備えた第1基板と、
前記第1基板と対向する第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に保持され、筋状のポリマーと、液晶分子とを含む液晶層と、を備え、
前記液晶層は、前記高電圧配線と重畳する第1領域と、前記画素電極と重畳する第2領域とを有し、
前記第1領域のしきい値電圧は、前記高電圧配線上に形成される電位差よりも高い、表示装置。 - 前記第1領域のしきい値電圧は、前記第2領域のしきい値電圧よりも高い、請求項7に記載の表示装置。
- 前記第1領域の前記ポリマーは、前記第2領域の前記ポリマーより密である、請求項7または8に記載の表示装置。
- 前記第1領域の前記ポリマーは、前記高電圧配線に沿って延出した筋状に形成されている、請求項7乃至9のいずれか1項に記載の表示装置。
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