JP2011102872A - 表示素子およびその製造方法 - Google Patents
表示素子およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011102872A JP2011102872A JP2009257391A JP2009257391A JP2011102872A JP 2011102872 A JP2011102872 A JP 2011102872A JP 2009257391 A JP2009257391 A JP 2009257391A JP 2009257391 A JP2009257391 A JP 2009257391A JP 2011102872 A JP2011102872 A JP 2011102872A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- display
- state
- pixel
- wavelength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
【課題】画面全体の透過光量を均一化することを課題とする。
【解決手段】カラー表示素子1において、緑遮光層の表示パネル3Gの画素間部に間隙用部材7G−1〜7G−3を使用する。また、カラー表示素子1において、青遮光層の表示パネル5Bの画素間部に間隙用部材9B−1〜9B−3を使用する。これら間隙用部材7G−1〜7G−3および間隙用部材9B−1〜9B−3は、当該画素間部へ入射される光のうち、所定の波長帯域以外の波長成分を有する光を、透過するように形成される。
【選択図】図1
【解決手段】カラー表示素子1において、緑遮光層の表示パネル3Gの画素間部に間隙用部材7G−1〜7G−3を使用する。また、カラー表示素子1において、青遮光層の表示パネル5Bの画素間部に間隙用部材9B−1〜9B−3を使用する。これら間隙用部材7G−1〜7G−3および間隙用部材9B−1〜9B−3は、当該画素間部へ入射される光のうち、所定の波長帯域以外の波長成分を有する光を、透過するように形成される。
【選択図】図1
Description
本発明は、表示素子およびその製造方法に関する。
カラー表示を行う表示素子として、複数の表示パネルを積層する積層型のカラー表示素子がある。このカラー表示素子には、各層で互いに異なる波長帯域の光に対する光透過率を変化させることができる表示パネルが複数積層される。各層の表示パネルは、液晶を挟持する対向基板を有する。それぞれの基板の表面には電極が設けられており、対向基板に対する信号制御を行うことで、液晶の表示状態を画素ごとに切り替えることができる。かかる表示状態としては、光を透過する透過状態と、所定の波長の光透過率を透過状態に比べて低くする遮光状態との2つの状態が存在する。なお、以下では、透過状態に比べて光透過率を低くする波長を遮光波長と記載する。
このようなカラー表示素子では、層間で遮光波長の波長帯域が互いに異なる複数の表示パネルが積層する。そして、表示パネルは、積層方向と直交する平面上に、同一の波長帯域を遮光波長とする画素を有する。複数の表示パネル間で積層方向に対応して配置される各層の画素の遮光状態または透過状態を信号制御することで、複数の表示パネルを透過した光の波長に応じた色を、各画素は表示色として表現することができる。
また、表示パネルが有する複数の画素を個別に制御するために、互いに隣接する画素の電極には間隙が設けられる。この間隙を以下、画素間部という。このように、表示パネルでは、画素ごとに配置する対向基板の電極を画素間部で仕切るため、画素間部の表示状態を切り替えることはできない。つまり、例えば、ある1つの層の表示パネルの画素すべてを遮光状態にしていたとしても、画素間部に入射される光を遮光することはできない。このように、画素間部に漏光が生じる結果、表示コントラストが低下する。
このような漏光を防止するために、カラー表示素子には、マトリクス状に配列された画素電極部以外の部分の光を遮るための遮光体、いわゆるブラックマトリクスを用いる。このブラックマトリクスは、可視光の全波長帯域を吸収する性質を有し、すべての層の表示パネルの画素間部に設けられる。画素間部にブラックマトリクスを設置することで、画素の表示状態に関わらず、画素間部を透過する光が無くなり、表示コントラストの低下を回避できる。
これを図8を用いて具体的に説明する。図8は、従来技術における積層型カラー表示素子の構造例を示す図である。図8の例では、遮光波長を青とする表示パネル(青遮光層)および遮光波長を緑とする表示パネル(緑遮光層)の2枚の表示パネルを積層した場合を示す。この図8の例では、図中の左下の緑遮光層の画素G1を遮光状態に制御し、また、その画素G1の積層方向に位置する図中左上の青遮光層の画素B1を遮光状態に制御した状態を示す。また、この図8の例では、図中の右下の緑遮光層の画素G2を透過状態とし、その画素G2と積層方向に位置する図中右上の青遮光層の画素B2を透過状態に制御した状態を示す。なお、図8に示す各層の画素間部は、ブラックマトリクス(図中の黒の塗りつぶし部分に対応)を有し、また、下部の照明は、緑および青に相当する波長を持つ光を発するものとする。
図8に示すように、照明によって照射された光は、緑遮光層の画素G1及び画素G2に入射する。このうち、画素G1へ入射した光は、画素G1が遮光状態であるので、緑に相当する波長の成分が遮光されてそれ以外の成分、例えば青に相当する波長を持つ光が透過する。その後、画素G1を透過した光(青)は画素B1へ入射する。この画素B1へ入射した光は、画素B1が遮光状態であるので、青に相当する波長の成分が遮光される。このように、図中の左側に積層された画素G1及び画素B1では、緑に相当する波長および青に相当する波長の両方を遮光するので、外部には光が透過しない。
一方、画素G2へ入射した光は、画素G2が透過状態であるので、緑に相当する波長の成分が遮光されずに入射光のまま透過する。その後、画素G2を透過した光(緑・青)は画素B2へ入射する。この画素B2へ入射した光は、画素B2が透過状態であるので、青に相当する波長の成分が遮光されずに入射光のまま透過する。このように、図中の右側に積層された画素G2及び画素B2では、緑に相当する波長を持つ光および青に相当する波長を持つ光の両方が外部に透過する。なお、画素間部に入射した光は、ブラックマトリクスによって全ての波長帯域の光が吸収される。
ここで、ブラックマトリクスを用いて黒表示を行う場合を説明する。図9Aは、画素間を透明体とした場合の平面図および断面図を示す。また、図9Bは、画素間にブラックマトリクスを設置した場合の平面図および断面図を示す。これら図9A及び図9Bの例では、図8で示した全ての画素を遮光状態に制御して黒表示を行う場合を示す。
図9Aにおける断面図に示すように、画素間を透明体とした場合には、照明によって照射された光は緑遮光層の画素G1、画素G2、透明体C1に入射する。このうち、画素G1へ入射した光は、画素G1が遮光状態であるので、緑に相当する波長の成分が遮光されてそれ以外の成分、例えば青に相当する波長を持つ光が透過する。その後、画素G1を透過した光(青)は画素B1へ入射する。この画素B1へ入射した光は、画素B1が遮光状態であるので、青に相当する波長の成分が遮光される。さらに、画素G2へ入射した光も、画素G1へ入射した場合と同様に、緑および青の両方の波長が遮光される。一方、透明体C1へ入射した光は、緑に相当する波長の成分が遮光されずに入射光のまま透過する。その後、透明体C1を透過した光(緑・青)は透明体C2へ入射する。この透明体C2へ入射した光は、青に相当する波長の成分が遮光されずに入射光のまま透過する。
このように、画素間を透明体とした場合には、図9Aの平面図に示すように、画素G1および画素G2が緑に相当する波長を持つ光を遮光する。また、画素B1及び画素B2が青に相当する波長を持つ光を遮光する。このため、画素からは外部に光が漏れない。ところが、透明体C1及びC2が緑に相当する波長を持つ光および青に相当する波長を持つ光の両方を透過するので、透明体からの漏光が発生する。このため、良好な黒表示を行うことができず、表示コントラストが低下する。
一方、画素間に遮光体としてブラックマトリクスを設置した場合には、図9Bにおける断面図に示すように、照明によって照射された光は緑遮光層の画素G1、画素G2、ブラックマトリクスに入射する。このうち、画素G1へ入射した光および画素G2へ入射した光は、図9Aの場合と同様に、緑および青の両方の波長が遮光される。一方、ブラックマトリクスに入射した光は、ブラックマトリクスによって全ての波長帯域の光が吸収される。
このように、画素間に遮光体を設置した場合には、図9Bの平面図に示すように、画素G1及び画素G2が緑に相当する波長を持つ光を遮光する。また、画素B1及び画素B2が青に相当する波長を持つ光を遮光する。このため、画素からは外部に光が漏れない。また、ブラックマトリクスが全ての波長帯域の光を吸収するので、画素間部からも光が漏れない。このため、良好な黒表示を行うことができ、表示コントラストの低下を防止することができる。
しかしながら、上記の従来技術には、以下に説明するように、画面の位置によって透過光量が変化するという問題がある。
一例として、観測者が上記のカラー表示素子を有するディスプレイの中央部に正対する場合を想定する。この場合には、ディスプレイの中央部は観測者の正面となる一方で、ディスプレイの中央部から隔てた周辺部や端部は観測者の正面からずれて斜めとなる。このように、照明の照射点と観測者の視点を結ぶ光路が正面方向からずれて斜め方向になる場合には、各層の画素の重なりが積層方向と直交する方向にずれる。このため、積層される表示パネルの各層が遮光波長の対象帯域以外の波長を持つ光をブラックマトリクスで吸収してしまい、ディスプレイの周辺部では中央部よりも透過光量が低くなる。この結果、観測者がディスプレイの中央部に正対した場合には、画面の中央部と周辺部の間で明るさが不均一となる。
この点を図10〜図12を用いて具体的に説明する。図10A及び図10Bは、従来技術におけるディスプレイ位置と青色透過光量の関係を示す図である。図11A及び図11Bは、従来技術におけるディスプレイ位置と緑色透過光量の関係を示す図である。図12は、従来技術における透過光量の分布を示す図である。これら図10〜図12の例では、観測者がディスプレイの中央部に正対した場合を想定する。また、各図において「平面図」は、ディスプレイを正面から見た図であり、また、「断面図」は、平面図を垂直方向に切断した場合の断面を示す図である。そして、図10A及び図11Aは、観測者の正面に位置するディスプレイ中央部の画素の一例を示す。また、図10B及び図11Bは、観測者の斜めに位置するディスプレイ端部の画素の一例を示す。なお、図10〜図12の例では、照明は全方向に均一に照射されることとし、また、画素と画素間部の面積比(開口率)を90%とした場合を示す。
図10Aに示す例では、照明の照射点と観測者の視点を結ぶ光路が正面方向となるので、各層の画素の重なりがずれることはなく、ブラックマトリクスが光路を塞ぐこともない。したがって、ディスプレイ中央部における青色透過光量は開口率と同じ90%となる。一方、図10Bに示す例では、照明の照射点と観測者の視点を結ぶ光路が正面方向からずれて斜め方向になるので、青遮光層のブラックマトリクスだけでなく、緑遮光層のブラックマトリクスも光路を塞ぐ。この結果、ディスプレイ端部における青色透過光量は開口率よりも下がり、85%程度となってしまう。
さらに、図11Aに示す例においても、照明の照射点と観測者の視点を結ぶ光路が正面方向となるので、各層の画素の重なりがずれることはなく、ブラックマトリクスが光路を塞ぐこともない。したがって、ディスプレイ中央部における緑色透過光量は開口率と同じ90%となる。一方、図11Bに示す例では、照明の照射点と観測者の視点を結ぶ光路が正面方向からずれて斜め方向になるので、緑遮光層のブラックマトリクスだけでなく、青遮光層のブラックマトリクスも光路を塞ぐ。この結果、ディスプレイ端部における緑色透過光量は開口率よりも下がり、85%程度となってしまう。
このように、観測者がディスプレイの中央部に正対した場合には、図12に示すように、ディスプレイ中央部の透過光量は開口率と同じ90%となる。そして、ディスプレイ中央部から離れて各層の画素の重なりがずれ始めるにしたがって透過光量が90%から低下する。さらに、ディスプレイ中央部から離れて各層の画素の重なりのずれがブラックマトリクスの形成幅に至った段階で透過光量が一定(85%程度)になる。この段階からディスプレイ端部に至るまで透過光量は変化しない。
なお、上記の図示の例では、青および緑の2層の表示パネルを有する表示素子を説明したが、青および赤や緑および赤の2層の表示パネル或いは青、緑および赤の3層の表示パネルを有する表示素子にも同様に生じる問題である。
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、画面全体の透過光量を均一化することができる表示素子およびその製造方法を提供することを目的とする。
本願の開示する表示素子は、透過状態または入射光の透過率が前記透過状態よりも低い遮光状態に表示状態を切り替え可能な画素部と前記表示状態を切り替え不能な画素間部とを含む表示パネルが複数積層された表示素子である。前記画素間部は、当該画素間部へ入射される光のうち、所定の波長帯域以外の波長成分を有する光を、透過するように形成される。
本願の開示する表示素子の一つの態様によれば、画面全体の透過光量を均一化することが可能になるという効果を奏する。
以下に、本願の開示する表示素子およびその製造方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例は開示の技術を限定するものではない。
まず、本実施例に係るカラー表示素子の構造を説明する。図1は、実施例1に係るカラー表示素子の構造例を示す図である。図1に示すように、カラー表示素子1は、緑遮光層および青遮光層の2層の表示パネルが積層された積層型の表示素子である。カラー表示素子1は、照明2と、緑遮光層の表示パネル3Gと、青遮光層の表示パネル5Bとを有する。
照明2は、LED(Light Emitting Diode)や有機EL(Electroluminescence)などの光源であり、図示のように緑遮光層および青遮光層として積層された表示パネルのバックライトとして使用される。このバックライトには、エッジライト方式または直下型方式のいずれを採用してもかまわない。なお、本実施例では、照明2は緑および青に相当する波長を持つ光を発するものとする。
緑遮光層の表示パネル3Gは、画素単位に設けられる電極を挟んで2つの基板を対向させた対向基板と、この対向基板が基板の間に挟持する画素3G−1及び3G−2と、互いに隣接する画素の間隙(画素間部)を埋める間隙用部材7G−1〜7G−3とを含む。なお、図1の例では、緑遮光層に含まれる画素として2つの画素を図示したが、緑遮光層に実装可能な画素の数は図示のものに限定されず、任意の行数および列数の画素を基板表面に実装できる。
画素3G−1及び3G−2は、対向基板にパターンニングされた電極を介する信号制御により緑に相当する波長帯域の光透過率を変更可能な液晶である。これら画素3G−1及び3G−2の表示状態は、カラー表示素子1を含むディスプレイ装置(図示せず)のデバイスドライバによって変更される。かかる表示状態には、可視光を透過する透過状態と、透過状態よりも緑に相当する波長帯域の光透過率が低い遮光状態とがある。
図1の例では、図中の左下の緑遮光層の画素3G−1を遮光状態に制御し、また、図中の右下の緑遮光層の画素3G−2を透過状態とした状態を示す。この場合には、照明2によって照射された光は、緑遮光層の画素3G−1及び画素3G−2に入射する。このうち、画素3G−1へ入射した光は、画素3G−1が遮光状態であるので、緑に相当する波長の成分が遮光されてそれ以外の成分、例えば青に相当する波長を持つ光が透過する。一方、画素3G−2へ入射した光は、画素3G−2が透過状態であるので、緑に相当する波長の成分が遮光されずに入射光のまま透過する。なお、図1の例では、説明の便宜上、照明2による照射光のうち積層方向と同じ方向に照射される成分の光に注目して説明を行うこととする。
間隙用部材7G−1〜7G−3は、画素間部に設けられる部材である。これら間隙用部材7G−1及び7G−2には、緑遮光層の画素3G−1及び3G−2が遮光対象とする緑色の波長帯域を少なくとも含む遮光波長の入射光を吸収または反射するとともに遮光波長に含まれない波長の入射光を透過する物質を用いる。
これら緑遮光層の間隙用部材7G−1〜7G−3には、図1に示すように、照明2によって照射された光が入射する。このようにして間隙用部材7G−1〜7G−3へ入射した光は、緑に相当する波長の成分が遮光されるとともにそれ以外の成分、例えば青に相当する波長を持つ光が透過する。なお、本実施例では、緑遮光層の間隙用部材7G−1〜7G−3の遮光波長を画素3G−1及び3G−2の遮光波長と同様の緑色相当の波長帯域とするが、少なくとも緑色相当の波長帯域が含まれていれば他の色の波長帯域を含むこととしてもよい。
青遮光層の表示パネル5Bは、画素単位に設けられる電極を挟んで2つの基板を対向させた対向基板と、この対向基板が基板の間に挟持する画素5B−1及び5B−2と、互いに隣接する画素の間隙を埋める間隙用部材9B−1及び9B−2とを含む。なお、図1の例では、青遮光層に含まれる画素として2つの画素を図示したが、青遮光層に実装可能な画素の数は図示のものに限定されず、任意の行数および列数の画素を基板表面に実装できる。
画素5B−1及び5B−2は、対向基板にパターンニングされた電極を介する信号制御により青に相当する波長帯域の光透過率を変更可能な液晶である。これら画素5B−1及び5B−2の表示状態は、ディスプレイ装置のデバイスドライバによって変更される。かかる表示状態には、透過状態と、透過状態よりも青に相当する波長帯域の光透過率が低い遮光状態とがある。
図1の例では、表示パネルの積層方向に対して、画素3G−1と平行かつ真上に位置する図中左上の青遮光層の画素5B−1を遮光状態に制御した状態を示す。また、図1の例では、表示パネルの積層方向に対して、画素3G−2と平行かつ真上に位置する図中右上の青遮光層の画素5B−2を透過状態に制御した状態を示す。このうち、画素5B−1には、画素3G−1を透過した光(青)が入射する。この画素5B−1へ入射した光は、5B−1が遮光状態であるので、青に相当する波長の成分が遮光される。一方、画素5B−2には、画素3G−2を透過した光(緑・青)が入射する。この画素5B−2へ入射した光は、画素5B−2が透過状態であるので、青に相当する波長の成分が遮光されずに入射光のまま透過する。
間隙用部材9B−1〜9B−3は、画素間部に設けられる部材である。これら間隙用部材9B−1〜9B−3には、青遮光層の画素5B−1及び5B−2が遮光対象とする青色の波長帯域を少なくとも含む遮光波長の入射光を吸収または反射するとともに遮光波長に含まれない波長の入射光を透過する物質を用いる。
これら青遮光層の間隙用部材9G−1〜9G−3には、図1に示すように、緑遮光層の間隙用部材7G−1〜7G−3を透過した光が入射する。このようにして間隙用部材9G−1〜9G−3へ入射した光は、青に相当する波長の成分が遮光されるとともにそれ以外の成分、例えば緑に相当する波長を持つ光が透過する。なお、ここでは、青遮光層の間隙用部材9G−1〜9G−3の遮光波長を画素5B−1及び5B−2の遮光波長と同様の青色相当の波長帯域とするが、少なくとも青色相当の波長帯域が含まれていれば他の色の波長帯域を含むこととしてもよい。
このように、本実施例に係るカラー表示素子1では、上記の従来技術のように、画素間部にブラックマトリクスを使用しない。すなわち、カラー表示素子1は、ブラックマトリクスに代えて、画素間部が所属する層の画素で遮光対象とされる波長帯域を含む遮光波長の入射光を吸収し、その遮光波長以外の波長の入射光を透過する間隙用部材を各層の画素間部に使用する。これによって、カラー表示素子1は、表示パネルの各層が自身の層で遮光対象とする波長帯域以外の波長を持つ光を吸収する事態を防ぐ。
この点を図2〜図4を用いて説明する。図2A及び図2Bは、実施例1におけるディスプレイ位置と青色透過光量の関係を示す図である。図3A及び図3Bは、実施例1におけるディスプレイ位置と緑色透過光量の関係を示す図である。図4は、実施例1における透過光量の分布を示す図である。これら図2〜図4の例では、観測者がカラー表示素子1を有するディスプレイの中央部に正対した場合を想定する。また、各図において「平面図」は、ディスプレイを正面から見た図であり、また、「断面図」は、平面図を垂直方向に切断した場合の断面を示す図である。そして、図2A及び図3Aは、観測者の正面に位置するディスプレイ中央部の画素の一例を示す。また、図2B及び図3Bは、観測者の斜めに位置するディスプレイ端部の画素の一例を示す。なお、図2〜図4の例では、照明2は全方向に均一に照射されることとし、また、画素と画素間部の面積比(開口率)を90%とした場合を示す。
図2Aに示す例では、照明2の照射点と観測者の視点を結ぶ光路が正面方向となる。このため、画素5B−2のように表示状態が透過状態である場合には、青遮光層の間隙用部材9G−2及び9G−3が観測者の視点と重なる光路(10%)を除き、その他の光路は観測者の視点まで到達する光路(90%)となる。したがって、ディスプレイ中央部における青色透過光量は開口率と同じ90%となる。
一方、図2Bに示す例では、照明の照射点と観測者の視点を結ぶ光路が正面方向からずれて斜め方向になる。このため、青遮光層の間隙用部材9B−1〜9B−3を経由せず、青色光を遮光対象としない緑遮光層の間隙用部材7G−1〜7G−3を経由する光路L20やL21であっても、この緑遮光層の間隙用部材7G−1〜7G−3は青色光を透過する。すなわち、上記の従来技術における緑遮光層のブラックマトリクスのように(図11B参照)、緑遮光層が遮光を担当しない青に相当する波長帯域の光は吸収させず、透過させる。したがって、ディスプレイ端部における青色透過光量を開口率と同等の透過光量90%に維持することができる。
さらに、図3Aに示す例においても、照明2の照射点と観測者の視点を結ぶ光路が正面方向となる。このため、画素3G−2のように表示状態が透過状態である場合には、緑遮光層の間隙用部材7G−2及び7G−3が観測者の視点と重なる光路(10%)を除き、その他の光路は観測者の視点まで到達する光路(90%)となる。したがって、ディスプレイ中央部における緑色透過光量は開口率と同じ90%となる。
一方、図3Bに示す例では、照明の照射点と観測者の視点を結ぶ光路が正面方向からずれて斜め方向になる。このため、緑遮光層の間隙用部材7G−1〜7G−3を経由せず、緑色光を遮光対象としない青遮光層の間隙用部材9B−1〜9B−3を経由する光路L30やL31であっても、間隙用部材9B−1〜9B−3は緑色光を透過する。すなわち、上記の従来技術における青遮光層のブラックマトリクスのように(図10B参照)、青遮光層が遮光を担当しない緑に相当する波長帯域の光は吸収させず、透過させる。したがって、ディスプレイ端部における緑色透過光量を開口率と同等の透過光量90%に維持することができる。
このように、観測者がディスプレイの中央部に正対した場合には、図4に示すように、ディスプレイ中央部の透過光量は開口率と同じ90%となる。そして、ディスプレイ中央部から離れて各層の画素の重なりがずれ始めたとしても90%から低下せず、ディスプレイ端部に至るまで透過光量を開口率と同じ90%に保つことができる。つまり、画面の中央部と周辺部の間で明るさを均一化できる。
また、緑遮光層の画素3G−1及び3G−2が遮光状態に信号制御され、かつ青遮光層の画素5B−1及び5B−2が遮光状態に信号制御されている場合、すなわち黒色表示を行う場合を想定する。この場合には、緑遮光層の画素3G−1、3G−2及び間隙用部材7G−1〜7G−3の全体で青に相当する波長を持つ光は透過するものの、緑に相当する波長を持つ光は全て遮光する。次いで、青遮光層の画素5B−1、5B−2及び間隙用部材9B−1〜9B−3の全体で緑遮光層から透過してきた青に相当する波長を持つ光は全て遮光する。したがって、上記の従来技術におけるブラックマトリクスと同様に、黒表示を行う場合に漏光が生じることを防止することができる。
上述してきたように、本実施例に係るカラー表示素子1によれば、黒表示を行う場合の漏光を防止するというブラックマトリクスの有利な効果を維持しつつ、画面全体の透過光量を均一化できる。従来の技術では、人間がカラー表示素子を見る場合、カラー表示素子上に、所定の透過光量に比べて透過光量が不足する暗い部分が生じていた。しかし、本実施例を利用したカラー表示素子1は、カラー表示素子1におけるどの位置においても所定の光量が透過する。つまり、人間が本実施例を利用したカラー表示素子1を見る場合、暗い部分を含まない、一様の明るさで出力された画像を見ることができる。
さて、実施例2では、上記の実施例1で説明したカラー表示素子1の画素にコレステリック液晶を用い、赤遮光層、緑遮光層および青遮光層の3層の表示パネルを積層させる場合の適用例について説明する。
図5は、実施例2に係るカラー表示素子の構造例を示す図である。図5に示すように、カラー表示素子10は、照明12と、赤遮光層の表示パネル13Rと、緑遮光層の表示パネル15Gと、青遮光層の表示パネル17Bとを有する。
ここで、コレステリック液晶は、フォーカルコニック状態である場合には可視光の大部分の波長帯域を透過するという性質を有する。また、コレステリック液晶がプレーナー状態である場合には、波長が液晶構造の螺旋ピッチに等しく、かつ螺旋の巻きと同じ向きの円偏光を反射するという性質を有し、その波長の光透過率が低下する。
このような性質を有するコレステリック液晶を利用する場合には、左円偏光を照射する照明12を使用するとともに各層の表示パネルの画素に左螺旋のコレステリック液晶を使用するのが好ましい。その上で、コレステリック液晶の上記2つの状態を信号制御により切り替えることで、表示パネルの各層における透過状態及び遮光状態の変更を実現する。
また、カラー表示素子10の赤遮光層の表示パネル13R、緑遮光層の表示パネル15Gおよび青遮光層の表示パネル17Bは、上記の実施例1と同様に対向基板それぞれを有する。この対向基板は、デバイスドライバからの信号制御に応答して表示状態を画素単位で切り替える。図5に示すように、赤遮光層の表示パネル13Rは、画素13R−1及び13R−2と、間隙用部材14R−1〜14R−3とを含む。緑遮光層の表示パネル15Gは、画素15G−1及び15G−2と、間隙用部材16G−1〜16G−3とを含む。また、青遮光層の表示パネル17Bは、画素17B−1及び17B−2と、間隙用部材18B−1〜18B−3とを含む。
このカラー表示素子10では、赤遮光層の画素13R−1、13R−2と、緑遮光層の画素15G−1、15G−2と、青遮光層の画素17B−1、17B−2との間で互いに画素の遮光波長が重複しないように、コレステリック液晶の螺旋ピッチが形成される。さらに、各層の間隙用部材14R−1〜14R−3、間隙用部材16G−1〜16G−3及び間隙用部材18B−1〜18B−3は、それぞれが所属する層の画素の遮光波長と略同一の遮光波長を持つように形成される。
この各層の画素および間隙用部材の遮光波長を図6を用いて説明する。図6は、表示パネルの各層における遮光波長を説明するための説明図である。なお、図6のF6−aは、青遮光層の画素および間隙用部材の遮光波長を示す。図6のF6−bは、緑遮光層の画素および間隙用部材の遮光波長を示す図である。また、図6のF6−cは、赤遮光層の画素および間隙用部材の遮光波長を示す図である。
図6のF6−aに示すように、青遮光層の画素17B−1及び17B−2は、表示状態が透過状態に制御されている場合には、全ての可視光を透過する。一方、青遮光層の画素17B−1及び17B−2は、表示状態が遮光状態に制御されている場合には、波長470nmを含む所定範囲の波長の光(青色光)を遮光するとともにその範囲以外の波長の光を透過する。また、青遮光層の間隙用部材18B−1〜18B−3は、波長470nmを含む所定範囲の波長の光を遮光するとともにその範囲以外の波長の光を透過する。これら青遮光層の画素と間隙用部材の遮光波長は、他層の遮光波長と重複しない範囲では互いが重複しない帯域が存在してもよいが、より好ましくは完全重複させた場合に画面全体のばらつきを最小化できる。
図6のF6−bに示すように、緑遮光層の画素15G−1及び15G−2は、表示状態が透過状態に制御されている場合には、全ての可視光を透過する。一方、緑遮光層の画素15G−1及び15G−2は、表示状態が遮光状態に制御されている場合には、波長540nmを含む所定範囲の波長の光(緑色光)を遮光するとともにその範囲以外の波長の光を透過する。また、緑遮光層の間隙用部材16G−1〜16G−3は、波長540nmを含む所定範囲の波長の光を遮光するとともにその範囲以外の波長の光を透過する。これら緑遮光層の画素と間隙用部材の遮光波長についても、他層の遮光波長と重複しない範囲では互いが重複しない帯域が存在してもよいが、より好ましくは完全重複させた場合に画面全体のばらつきを最小化できる。
図6のF6−cに示すように、赤遮光層の画素13R−1及び13R−2は、表示状態が透過状態に制御されている場合には、全ての可視光を透過する。一方、緑遮光層の画素13R−1及び13R−2は、表示状態が遮光状態に制御されている場合には、波長640nmを含む所定範囲の波長の光(赤色光)を遮光するとともにその範囲以外の波長の光を透過する。また、赤遮光層の間隙用部材14R−1〜14R−3は、波長640nmを含む所定範囲の波長の光を遮光するとともにその範囲以外の波長の光を透過する。これら赤遮光層の画素と間隙用部材の遮光波長についても、他層の遮光波長と重複しない範囲では互いが重複しない帯域が存在してもよいが、より好ましくは完全重複させた場合に画面全体のばらつきを最小化できる。
図5の説明に戻り、カラー表示装置10における照明光の遮光または透過を説明する。図5の例では、赤遮光層の画素13R−1を遮光状態に制御し、その積層方向に位置する緑遮光層の画素15G−1を遮光状態に制御し、その積層方向に位置する青遮光層の画素17B−1を遮光状態に制御した状態を示す。また、図5の例では、赤遮光層の画素13R−2を遮光状態に制御し、その積層方向に位置する緑遮光層の画素15G−2を遮光状態に制御し、その積層方向に位置する青遮光層の画素17B−2を遮光状態に制御した状態を示す。なお、照明12は、赤、緑および青に相当する波長を持つ光を発するものとする。
図5に示すように、照明によって照射された光は、赤遮光層の画素13R−1及び13R−2に入射する。このうち、画素13R−1へ入射した光は、画素13R−1が遮光状態であるので、赤に相当する波長の成分が遮光されてそれ以外の成分、例えば緑および青に相当する波長を持つ光が透過する。その後、画素13R−1を透過した光(緑・青)は画素15G−1へ入射する。この画素15G−1へ入射した光は、画素15G−1が遮光状態であるので、緑に相当する波長の成分が遮光されてそれ以外の成分、例えば青に相当する波長を持つ光が透過する。さらに、画素15G−1を透過した光(青)は画素17B−1へ入射する。この画素17B−1へ入射した光は、画素17B−1が遮光状態であるので、青に相当する波長の成分が遮光される。このように、図中の左側に積層された画素13R−1、15G−1及び17B−1では、赤に相当する波長、緑に相当する波長および青に相当する波長の光を全て遮光する。つまり、複数の遮光層の表示パネルを積層し、入射光に含まれる可視光領域の波長を有する光を、全て遮断した場合は、外部には光が透過しない。
一方、画素13R−2へ入射した光は、画素13R−2が透過状態であるので、赤に相当する波長の成分が遮光されずに入射光のまま透過する。その後、画素13R−2を透過した光(赤・緑・青)は画素15G−2へ入射する。この画素15G−2へ入射した光は、画素15G−2が透過状態であるので、緑に相当する波長の成分が遮光されずに入射光のまま透過する。さらに、画素15G−2を透過した光(赤・緑・青)は画素17B−2へ入射する。この画素17B−2へ入射した光は、画素17B−2が透過状態であるので、青に層とする波長の成分が遮光されずに入射光のまま透過する。このように、図中の右側に積層された13R−2、15G−2及び17B−2では、緑に相当する波長を持つ光および青に相当する波長を持つ光の両方が外部に透過する。
また、照明12によって照射された光は、赤遮光層の間隙用部材14R−1〜14R−3へ入射する。このようにして間隙用部材14R−1〜14R−3へ入射した光は、赤に相当する波長の成分が遮光されるとともにそれ以外の成分、例えば緑および青に相当する波長を持つ光が透過する。その後、間隙用部材14R−1〜14R−3を透過した光(緑・青)は間隙用部材16G−1〜16G−3へ入射する。これら間隙用部材16G−1〜16G−3に入射した光は、緑に相当する波長の成分が遮光されるとともにそれ以外の成分、例えば青に相当する波長を持つ光が透過する。さらに、間隙用部材16G−1〜16G−3を透過した光は間隙用部材18B−1〜18B−3へ入射する。これら間隙用部材18B−1〜18B−3へ入射した光は、青に相当する波長の成分が遮光される。このように、積層方向と同じ方向に照射される成分の光は、可視光領域の波長を有する光を吸収する各々の間隙用部材によって、吸収および透過を繰り返す。そして結果的に、可視光領域の波長を有する光は、複数の間隙用部材により全て吸収され、透過することがない。
上述してきたカラー表示素子10においても、上記の実施例1と同様に、自層が遮光を担当しない層に相当する波長帯域の光は吸収させない。これによって、ディスプレイ端部における緑色透過光量を開口率と同等の透過光量(図4参照)に保つことができる。このことから、本実施例に係るカラー表示素子10のように、コレステリック液晶を用い、赤遮光層、緑遮光層および青遮光層の3層の表示パネルを積層したカラー表示素子10の場合にも、黒表示を行う場合の漏光を防止するというブラックマトリクスの有利な効果を維持しつつ、画面全体の透過光量を均一化できる。
さらに、本実施例に係るカラー表示素子10によれば、表示パネルの各層の間で遮光波長に重複がなく、かつ画素の表示状態が遮光状態である場合における透過率と当該画素に対応する間隙用部材の透過率とが同一となるように各層の画素間部を形成する。このため、画素と画素間部の間で透過光量のずれがなくなり、カラー表示素子10を搭載するディスプレイ装置で画面上の透過光量の差を最小化することができる。
ところで、上記の実施例1及び2で説明したカラー表示素子1及び10は、以下に説明するステップを経て好適に製造することができる。カラー表示素子の製造時には、染料や顔料を用いて着色を行った感光性樹脂(レジスト)を用いる。このため、準備段階として、遮光対象とする波長帯域を少なくとも含む遮光波長の入射光を吸収または反射し、遮光波長に含まれない波長の入射光を透過することができるようにレジストを混色し、混色したレジストを着色レジストとして用意する。
図7は、カラー表示素子の製造手順を説明するための説明図である。図7に示すように、カラー表示素子の製造装置は、表示パネルの構成要素とする電極付きの基板の表面上に着色レジストを塗布する(ステップS1)。続いて、製造装置は、画素間部を形成する位置をマスクして、着色レジストが塗布された基板表面に紫外線を照射する(ステップS2)。これによってレジストに化学反応がおこる。
その後、製造装置は、紫外線が照射された基板表面を現像液につけることにより着色レジストが画素間部に塗布された基板を得る(ステップS3)。続いて、製造装置は、このようにして得られた基板の着色レジストの塗布面に対向させて基板を貼り合わせる(ステップS4)。
そして、製造装置は、貼り合せた基板の間に液晶を注入する(ステップS5)。その後、製造装置は、所定層、例えば赤遮光層、緑遮光層および青遮光層の表示パネルを製造し終えるまで、上記のステップS101〜S105の処理を繰り返し行う。
このようにして、上記の実施例1及び2で説明したカラー表示素子1及び10を好適に製造することが可能になる。
なお、上記の実施例2では、コレステリック液晶を用いる場合を説明したが、開示の表示素子はこれに限定されるものではく、ネマティック液晶などの他の各種の液晶を用いる場合にも開示の表示素子を同様に適用することができる。
1 カラー表示素子
2 照明
3G 緑遮光層
3G−1,3G−2 画素
7G−1,7G−2 間隙用部材
5B 青遮光層
5B−1,5B−2 画素
9B−1,9B−2 間隙用部材
2 照明
3G 緑遮光層
3G−1,3G−2 画素
7G−1,7G−2 間隙用部材
5B 青遮光層
5B−1,5B−2 画素
9B−1,9B−2 間隙用部材
Claims (5)
- 透過状態または入射光の透過率が前記透過状態よりも低い遮光状態に表示状態を切り替え可能な画素部と前記表示状態を切り替え不能な画素間部とを含む表示パネルが複数積層された表示素子であって、
前記画素間部は、当該画素間部へ入射される光のうち、所定の波長帯域以外の波長成分を有する光を、透過するように形成されることを特徴とする表示素子。 - 前記画素間部は、該画素間部が含まれる前記表示パネルにおける前記画素部の表示状態が遮光状態のときに遮光対象とする遮光対象波長帯域を含む前記所定の波長帯域を吸収することを特徴とする請求項1に記載の表示素子。
- 前記遮光対象波長帯域は、前記複数積層される前記表示パネルごとに異なる帯域であることを特徴とする請求項2に記載の表示素子。
- 前記画素部の表示状態が遮光状態である場合における透過率と当該画素部が含まれる前記表示パネルに存在する前記画素間部の透過率とが同一となるように形成されることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の表示素子。
- 透過状態または入射光の透過率が前記透過状態よりも低い遮光状態に表示状態を切り替え可能な画素部と前記表示状態を切り替え不能な画素間部とを含む表示パネルが複数積層された表示素子の製造方法であって、
前記画素部の表示状態が遮光状態である場合に当該画素部を有する表示パネルの層が遮光対象とする波長帯域を少なくとも含む遮光波長の入射光を吸収または反射し、前記遮光波長に含まれない波長の入射光を透過するように染料または顔料を用いて着色された着色レジストを前記表示パネルの構成要素とする基板の表面に塗布する塗布ステップと、
前記画素間部を形成する位置をマスクして、前記塗布ステップによって着色レジストが塗布された基板表面に紫外線を照射する紫外線照射ステップと、
前記紫外線照射ステップによって紫外線が照射された基板表面に現像処理を行って、前記着色レジストが前記画素間部に塗布された基板を得る現像処理ステップと、
前記現像処理ステップによって得られた基板の着色レジストの塗布面に対向させて基板を貼り合わせる貼り合せステップと、
前記貼り合せステップによって貼り合せられた基板の間に液晶を注入する液晶注入ステップと
を含んだことを特徴とする表示素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009257391A JP2011102872A (ja) | 2009-11-10 | 2009-11-10 | 表示素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009257391A JP2011102872A (ja) | 2009-11-10 | 2009-11-10 | 表示素子およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011102872A true JP2011102872A (ja) | 2011-05-26 |
Family
ID=44193236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009257391A Pending JP2011102872A (ja) | 2009-11-10 | 2009-11-10 | 表示素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011102872A (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1130781A (ja) * | 1997-03-31 | 1999-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶表示素子およびその製造方法 |
JP2000147527A (ja) * | 1998-11-11 | 2000-05-26 | Minolta Co Ltd | 液晶光変調素子の製造方法 |
JP2000267143A (ja) * | 1999-03-16 | 2000-09-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 樹脂・液晶形成体とこれを用いた液晶表示装置並びにこれらの製造方法 |
JP2001305551A (ja) * | 2000-04-18 | 2001-10-31 | Fuji Xerox Co Ltd | コレステリック液晶表示素子 |
-
2009
- 2009-11-10 JP JP2009257391A patent/JP2011102872A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1130781A (ja) * | 1997-03-31 | 1999-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶表示素子およびその製造方法 |
JP2000147527A (ja) * | 1998-11-11 | 2000-05-26 | Minolta Co Ltd | 液晶光変調素子の製造方法 |
JP2000267143A (ja) * | 1999-03-16 | 2000-09-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 樹脂・液晶形成体とこれを用いた液晶表示装置並びにこれらの製造方法 |
JP2001305551A (ja) * | 2000-04-18 | 2001-10-31 | Fuji Xerox Co Ltd | コレステリック液晶表示素子 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6893542B2 (ja) | 液晶表示パネル | |
KR102527428B1 (ko) | 디스플레이 장치 | |
JP4944014B2 (ja) | パネルおよびその製造方法 | |
KR101969462B1 (ko) | 광발광 디스플레이 장치 및 그 제조방법 | |
KR20190010821A (ko) | 표시 장치 및 그 제조 방법 | |
JP2015138123A (ja) | 表示装置 | |
WO2012162933A1 (zh) | 彩色滤光片基板的制造方法、光学掩膜及光反应层 | |
JP2007047202A (ja) | 液晶表示装置 | |
KR20140020743A (ko) | 유기 el 표시장치 | |
JP6071605B2 (ja) | マルチプルビュー液晶表示装置 | |
JP2009163062A (ja) | 液晶表示素子およびその製造方法、並びに液晶表示装置 | |
JP2023516241A (ja) | 受動表示領域を有するディスプレイ | |
JP2008176167A (ja) | 電気光学装置の製造方法 | |
JP2011102872A (ja) | 表示素子およびその製造方法 | |
JP2009116059A (ja) | 電気光学装置及び電子機器 | |
JP2019090954A (ja) | カラーフィルタ基板及びその製造方法、並びに表示パネル | |
US20170329177A1 (en) | Liquid Crystal Display Panel, Liquid Crystal Display Apparatus, and Method of Manufacturing Liquid Crystal Display Panel | |
KR101346762B1 (ko) | 액정표시장치 및 그 제조방법 | |
JP6498016B2 (ja) | 液晶パネルおよび液晶表示装置 | |
JP2020027301A (ja) | 表示装置 | |
JP2007226085A (ja) | カラーフィルタ基板とその製造方法、及びカラー液晶表示装置 | |
KR102199023B1 (ko) | 컬러필터 어레이 기판 및 그 제조방법과 이를 이용한 액정표시장치 | |
JP2008026382A (ja) | 表示装置 | |
JP5246739B2 (ja) | 電気光学装置の製造方法 | |
JP2010204415A (ja) | 液晶装置及び電子機器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20120720 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130319 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20130827 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |