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Abstract
【課題】表示装置にタッチセンサ機能を付加する場合において、装置全体の厚みあるいは重量の増加を抑制することが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の表示装置1は、励起光を射出しかつ特定の領域に励起光の射出量を調整可能な光変調部2と、光変調部2に対向して配置された基板3と、基板3の光変調部2の側に配置されるとともに、光変調部2から射出された励起光が入射され、励起光を吸収して当該励起光とは異なる波長帯域を有する光を生じさせる蛍光体層4と、少なくとも1つの位置検出用電極51,53を有する情報入力部5と、を含み、情報入力部5を構成する少なくとも1つの位置検出用電極51,53は、基板3の蛍光体層4が配置された側に配置されていることを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の表示装置1は、励起光を射出しかつ特定の領域に励起光の射出量を調整可能な光変調部2と、光変調部2に対向して配置された基板3と、基板3の光変調部2の側に配置されるとともに、光変調部2から射出された励起光が入射され、励起光を吸収して当該励起光とは異なる波長帯域を有する光を生じさせる蛍光体層4と、少なくとも1つの位置検出用電極51,53を有する情報入力部5と、を含み、情報入力部5を構成する少なくとも1つの位置検出用電極51,53は、基板3の蛍光体層4が配置された側に配置されていることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、表示装置に関するものである。
光源から射出された励起光を蛍光体層で色変換して射出する表示装置として、特許文献1に記載の表示装置が知られている。特許文献1に記載の表示装置は、バックライトユニットから射出され液晶パネルで変調された青色の励起光を赤色蛍光体層、緑色蛍光体層および青色カラーフィルタで色変換し、フルカラー表示を行うものである。
特許文献1に記載の表示装置では、タッチセンサ機能を付加するに際し、表示装置の前面(視認側の面)にタッチパネルを配置すると、装置全体の厚みが増加してしまう。あるいは装置全体の重量が増加してしまう。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、表示装置にタッチセンサ機能を付加する場合において、装置全体の厚みの増加を抑制することが可能な表示装置を提供することを目的とする。あるいは装置全体の重量の増加を抑制することが可能な表示装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の表示装置は、励起光を射出しかつ特定の領域に前記励起光の射出量を調整可能な光変調部と、前記光変調部に対向して配置された基板と、前記基板の前記光変調部の側に配置されるとともに、前記光変調部から射出された前記励起光が入射され、前記励起光を吸収して当該励起光とは異なる波長帯域を有する光を生じさせる蛍光体層と、少なくとも1つの位置検出用電極を有する情報入力部と、を含み、前記情報入力部を構成する前記少なくとも1つの位置検出用電極は、前記基板の前記蛍光体層が配置された側、前記基板の前記蛍光体層が配置された側とは反対側のいずれか一方に配置されていることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記情報入力部は、前記基板と前記蛍光体層との間、前記蛍光体層と前記光変調部との間、のいずれかに配置されていることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記情報入力部は、絶縁層と、当該絶縁層を挟んで配置された一対の前記位置検出用電極と、により構成されており、前記絶縁層は、前記基板、前記蛍光体層、のいずれかであることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記基板と前記蛍光体層との間にはカラーフィルタ層が配置されていることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記情報入力部は、前記蛍光体層と前記光変調部との間、前記基板と前記カラーフィルタ層との間、前記カラーフィルタ層と前記蛍光体層との間、のいずれかに配置されていることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記情報入力部は、絶縁層と、当該絶縁層を挟んで配置された一対の前記位置検出用電極と、により構成されており、前記絶縁層は、前記基板、前記カラーフィルタ層、前記蛍光体層、のいずれかであることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記基板の前記光変調部の側とは反対側には外光フィルタが配置されていることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記情報入力部は、前記基板と前記蛍光体層との間、前記蛍光体層と前記光変調部との間、前記外光フィルタと前記基板との間、のいずれかに配置されていることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記情報入力部は、絶縁層と、当該絶縁層を挟んで配置された一対の前記位置検出用電極と、により構成されており、前記絶縁層は、前記基板、前記蛍光体層、前記外光フィルタ、のいずれかであることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記光変調部と前記蛍光体層との間にはバンドパスフィルタが配置されていることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記情報入力部は、前記基板と前記蛍光体層との間、前記蛍光体層と前記バンドパスフィルタとの間、前記バンドパスフィルタと前記光変調部との間、のいずれかに配置されていることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記情報入力部は、絶縁層と、当該絶縁層を挟んで配置された一対の前記位置検出用電極と、により構成されており、前記絶縁層は、前記基板、前記蛍光体層、前記バンドパスフィルタ、のいずれかであることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記光変調部と前記蛍光体層との間には樹脂層が配置されていることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記情報入力部は、前記基板と前記蛍光体層との間、前記蛍光体層と前記樹脂層との間、前記樹脂層と前記光変調部との間、のいずれかに配置されていることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記情報入力部は、絶縁層と、当該絶縁層を挟んで配置された一対の前記位置検出用電極と、により構成されており、前記絶縁層は、前記基板、前記蛍光体層、前記樹脂層、のいずれかであることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記蛍光体層と前記バンドパスフィルタとの間には樹脂層が配置されていることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記情報入力部は、前記基板と前記蛍光体層との間、前記蛍光体層と前記樹脂層との間、前記樹脂層と前記バンドパスフィルタとの間、前記バンドパスフィルタと前記光変調部との間、のいずれかに配置されていることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記情報入力部は、絶縁層と、当該絶縁層を挟んで配置された一対の前記位置検出用電極と、により構成されており、前記絶縁層は、前記基板、前記蛍光体層、前記バンドパスフィルタ、前記樹脂層、のいずれかであることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記光変調部と前記バンドパスフィルタとの間には樹脂層が配置されていることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記情報入力部は、前記基板と前記蛍光体層との間、前記蛍光体層と前記バンドパスフィルタとの間、前記樹脂層と前記バンドパスフィルタとの間、前記樹脂層と前記光変調部との間、のいずれかに配置されていることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記情報入力部は、絶縁層と、当該絶縁層を挟んで配置された一対の前記位置検出用電極と、により構成されており、前記絶縁層は、前記基板、前記蛍光体層、前記バンドパスフィルタ、前記樹脂層、のいずれかであることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記光変調部は、励起光を射出する光源と、前記光源から射出された前記励起光の光透過率を調整する光変調素子と、を含み、前記光変調素子により光透過率が調整された前記励起光が前記蛍光体層に入射されるように構成されていることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記光変調素子には一対の偏光板が設けられ、前記情報入力部は、前記一対の偏光板の間ではなく、外側に配置されていることを特徴とする。
本発明の表示装置は、前記光変調素子が、電圧印加により所定の領域毎に光透過率を調整可能な液晶素子で構成されていることを特徴とする。
本発明の表示装置は、前記光変調素子がMEMSで構成されていることを特徴とする。
本発明の表示装置は、前記光変調部が青色発光EL素子であることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記情報入力部は静電容量方式を採用していることを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記情報入力部は抵抗膜方式を採用していることを特徴とする。
本発明によれば、表示装置にタッチセンサ機能を付加する場合において、装置全体の厚みあるいは重量の増加を抑制することが可能な表示装置を提供することができる。
以下に実施形態及び実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されるものではない。
なお、以下の全ての図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
なお、以下の全ての図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態の表示装置1を示す断面模式図である。
本実施形態の表示装置1は、図1に示すように、光変調部2と、光変調部2に対向して配置された基板3と、基板3の光変調部2の側に配置された蛍光体層4と、基板3と蛍光体層4との間に配置されたカラーフィルタ層11と、光変調部2と蛍光体層4との間に配置されたバンドパスフィルタ6と、基板3の光変調部2の側とは反対側に配置された外光フィルタ7と、基板3とカラーフィルタ層11との間に配置された情報入力部5と、を備えている。本実施形態の表示装置1は、赤色光による表示を行う赤色用サブピクセル8R、緑色光による表示を行う緑色用サブピクセル8G、青色光による表示を行う青色用サブピクセル8Bが隣接して配置されており、これら3つのサブピクセル8R,8G,8Bにより表示を構成する最小単位である1つのピクセルが構成されている。
図1は、第1実施形態の表示装置1を示す断面模式図である。
本実施形態の表示装置1は、図1に示すように、光変調部2と、光変調部2に対向して配置された基板3と、基板3の光変調部2の側に配置された蛍光体層4と、基板3と蛍光体層4との間に配置されたカラーフィルタ層11と、光変調部2と蛍光体層4との間に配置されたバンドパスフィルタ6と、基板3の光変調部2の側とは反対側に配置された外光フィルタ7と、基板3とカラーフィルタ層11との間に配置された情報入力部5と、を備えている。本実施形態の表示装置1は、赤色光による表示を行う赤色用サブピクセル8R、緑色光による表示を行う緑色用サブピクセル8G、青色光による表示を行う青色用サブピクセル8Bが隣接して配置されており、これら3つのサブピクセル8R,8G,8Bにより表示を構成する最小単位である1つのピクセルが構成されている。
光変調部2は、バックライト10(光源)と、液晶パネル20(液晶素子)と、を備えている。本実施形態においては、光変調素子が電圧印加により所定の領域毎に光透過率を調整可能な液晶パネル20で構成されている。
バックライト10は、蛍光体層4R,4G,4Bを励起させる励起光L1を射出するものであり、本実施形態では励起光L1として紫外光や青色光を射出する。バックライト10としては、発光スペクトル内において、波長350〜470nmの範囲に少なくとも1つの極大値を有するもの、すなわち、波長350〜470nmの範囲で最大強度を示すものが用いられ、好ましくは波長430〜470nmの範囲で最大強度を示すものが用いられる。バックライト10としては、例えば、波長455nm付近に極大値を有する青色発光ダイオード(青色LED)などが用いられる。
液晶パネル20は、バックライト10から射出された励起光L1の透過率を上記のサブピクセル8R,8G,8B毎に変調するものである。蛍光体層4R,4G,4Bには、液晶パネル20により変調された励起光L1が入射される。これにより、蛍光体層4R,4G,4Bが励起されて発光した光が外部に射出される。したがって、本実施形態では、図1に示す表示装置1の上方側が、使用者が表示を見る視認側となる。
液晶パネル20は、第1偏光板21と、第1基板22と、一対の透明電極23,25に挟持された液晶層24と、第2基板26と、第2偏光板27と、を備えてなり、これらがバックライト10側から順に積層された構造をなしている。なお、液晶パネルとしては第2基板26を有しない構成を採用することもできる。この場合、第2偏光板27としては板状のものではなくシート状のもの(偏光層)を用いる。
第1基板22の内面(液晶層24側の面)には、サブピクセル毎に第1透明電極23が形成され、第1透明電極23を覆うように配向膜(図示略)が形成されている。第1基板22の外面(液晶層24側と反対側の面)には第1偏光板21が設けられている。第1基板22には、例えばガラス、石英、プラスチック等からなる励起光を透過し得る基板を用いることができる。第1透明電極23には、例えばインジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide, 以下、ITOと略記する)等の透明導電性材料が用いられる。第1偏光板21には、従来一般の外付けの偏光板を用いることができる。
一方、第2基板26の内面(液晶層24側の面)には、第2透明電極25、配向膜(図示略)が積層されている。第2基板26の外面(液晶層24側と反対側の面)には第2偏光板27が設けられている。第2基板26には、第1基板22と同様、ガラス、石英、プラスチック等からなる励起光を透過し得る基板を用いることができる。第2透明電極25には、第1透明電極23と同様、ITO等の透明導電性材料が用いられる。
液晶パネル20の方式は特に限定されるものではなく、例えばサブピクセル毎に薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor, 以下、TFTと略記する)等のスイッチング素子を備えたアクティブマトリクス方式を採用しても良いし、TFTを持たないパッシブマトリクス方式を採用しても良い。また、液晶層24のモードも特に限定されるものではなく、TN(Twisted Nematic)モード、VA(Vertical Alien)モード、IPS(In-Plane Switching)モード等、種々の液晶モードを採用できる。
基板3の内面(光変調部10側の面)には、情報入力部5、カラーフィルタ層11、蛍光体層4、バンドパスフィルタ6が基板側からこの順に積層されている。
カラーフィルタ層11は、赤色光を透過するカラーフィルタ層11Rと、緑色光を透過するカラーフィルタ層11Gと、青色光を透過するカラーフィルタ層11Bと、からなる。赤色光を透過するカラーフィルタ層11Rは、赤色光を発光する蛍光体層4Rの上に配置されている。緑色光を透過するカラーフィルタ層11Gは、緑色光を発光する蛍光体層4Gの上に配置されている。青色光を透過するカラーフィルタ層11Bは、青色光を発光する蛍光体層4Bもしくはバックライト10からの青色光を拡散させる光拡散層の上に配置されている。
蛍光体層4を構成する蛍光体材料は、サブピクセル毎に発光波長帯域が異なっている。バックライト10からの励起光が紫外光である場合、赤色用サブピクセル8Rには紫外光を吸収して赤色光を発光する蛍光体材料からなる蛍光体層4Rが設けられ、緑色用サブピクセル8Gには紫外光を吸収して緑色光を発光する蛍光体材料からなる蛍光体層4Gが設けられ、青色用サブピクセル8Bには紫外光を吸収して青色光を発光する蛍光体材料からなる蛍光体層4Bが設けられる。
もしくは、バックライト10からの励起光が青色光である場合には、赤色用サブピクセル8R、緑色用サブピクセル8Gには紫外光を吸収して赤色光、緑色光をそれぞれ発光する蛍光体材料からなる蛍光体層が設けられ、青色用サブピクセル8Bには、蛍光体層に代えて、励起光である青色光を波長変換することなく拡散させて外部に射出させる光拡散層が設けられる。
蛍光体層4は、以下に例示する蛍光体材料のみから構成されていても良いし、任意に添加剤等を含んでいても良く、これらの蛍光体材料が樹脂材料や無機材料等の結合材中に分散された構成であっても良い。本実施形態の蛍光体材料として、公知の蛍光体材料を用いることができる。この種の蛍光体材料は、有機系蛍光体材料と無機系蛍光体材料に分類することができる。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本実施形態はこれらの材料に限定されるものではない。
有機系蛍光体材料では、紫外光や青色光を緑色光に変換する蛍光材として、クマリン系色素:2,3,5,6−1H、4H−テトラヒドロ−8−トリフロメチルキノリジン(9,9a、1−gh)クマリン(クマリン153)、3−(2′−ベンゾチアゾリル)―7−ジエチルアミノクマリン(クマリン6)、3−(2′−ベンゾイミダゾリル)―7−N,N−ジエチルアミノクマリン(クマリン7)、ナフタルイミド系色素:ベーシックイエロー51、ソルベントイエロー11、ソルベントイエロー116等が挙げられる。また、紫外光や青色光を赤色光に変換する蛍光材として、シアニン系色素:4−ジシアノメチレン−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノスチルリル)−4H−ピラン、ピリジン系色素:1−エチル−2−[4−(p−ジメチルアミノフェニル)−1,3−ブタジエニル]−ピリジニウム−パークロレート、およびローダミン系色素:ローダミンB、ローダミン6G、ローダミン3B、ローダミン101、ローダミン110、ベーシックバイオレット11、スルホローダミン101等が挙げられる。
無機系蛍光体材料では、紫外光や青色光を緑色光に変換する蛍光材として、(BaMg)Al16O27:Eu2+,Mn2+、Sr4Al14O25:Eu2+、(SrBa)Al12Si2O8:Eu2+、(BaMg)2SiO4:Eu2+、Y2SiO5:Ce3+,Tb3+、Sr2P2O7−Sr2B2O5:Eu2+、(BaCaMg)5(PO4)3Cl:Eu2+、Sr2Si3O8−2SrCl2:Eu2+、Zr2SiO4、MgAl11O19:Ce3+,Tb3+、Ba2SiO4:Eu2+、Sr2SiO4:Eu2+、(BaSr)SiO4:Eu2+等が挙げられる。また、紫外光や青色光を赤色光に変換する蛍光材として、Y2O2S:Eu3+、YAlO3:Eu3+、Ca2Y2(SiO4)6:Eu3+、LiY9(SiO4)6O2:Eu3+、YVO4:Eu3+、CaS:Eu3+、Gd2O3:Eu3+、Gd2O2S:Eu3+、Y(P,V)O4:Eu3+、Mg4GeO5.5F:Mn4+、Mg4GeO6:Mn4+、K5Eu2.5(WO4)6.25、Na5Eu2.5(WO4)6.25、K5Eu2.5(MoO4)6.25、Na5Eu2.5(MoO4)6.25等が挙げられる。
さらに、CdSe、ZnSe、InPやSiなどの半導体材料をナノサイズまで微細化することで蛍光発光することが知られている。2〜8nm程度のサイズで可視光発光するが、粒子径が小さい程、発光波長が短くなる。
さらに、CdSe、ZnSe、InPやSiなどの半導体材料をナノサイズまで微細化することで蛍光発光することが知られている。2〜8nm程度のサイズで可視光発光するが、粒子径が小さい程、発光波長が短くなる。
蛍光体層4は、上記の蛍光体材料と樹脂材料とを溶剤に溶解もしくは分散させた溶液を用いて、スピンコーティング法、ディッピング法、ドクターブレード法、スプレーコート法等の塗布法、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法等の印刷法等による公知のウェットプロセス、上記の材料を用いた抵抗加熱蒸着法、電子線(EB)蒸着法、分子線エピタキシー(MBE)法、スパッタリング法、有機気相蒸着(OVPD)法等の公知のドライプロセス、または、レーザー転写法等により形成することができる。
また、上記の樹脂材料として感光性樹脂を用いることで、フォトリソグラフィー法により蛍光体層4をパターニングすることができる。感光性樹脂としては、アクリル酸系樹脂、メタクリル酸系樹脂、硬ゴム系樹脂等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂(光硬化型レジスト材料)の1種類または複数種類の混合物を用いることができる。また、上述のインクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法等のウェットプロセス、マスクを用いた抵抗加熱蒸着法、電子線(EB)蒸着法、分子線エピタキシー(MBE)法、スパッタリング法、有機気相蒸着(OVPD)法等の公知のドライプロセス、または、レーザー転写法等を用いれば、蛍光体材料を直接パターニングすることも可能である。
バンドパスフィルタ6は、誘電体多層膜などの構造を有しており、バンドパスフィルタ6の厚さと屈折率は、蛍光体層4からの散乱光を蛍光体層4へ再帰反射するのに適した構成であり、さらに第2偏光板27を透過した光が蛍光体層4に入射するまでの間に、隣の画素領域に設置した蛍光体を励起する、光学的クロストークが生じない程度とすることが好ましい。具体的には、バンドパスフィルタ6の厚さは、画素間隔よりも小さいことが好ましい。
外光フィルタ7としては、可視光領域の光を透過し、青色から近紫外の領域の光を吸収または反射するバンドパスフィルタなどが用いられる。なお、外光フィルタ7としては、例えばARフィルムやAGフィルムなど、外光の反射を低減する機能を有するものも含む。
情報入力部5は、基板3の蛍光体層4が配置された側の面に配置されている。本実施形態の情報入力部5は、絶縁層52と当該絶縁層52を挟んで配置された一対の透明導電膜(位置検出用電極)51,53とにより構成されている。基板3は、例えばガラス等からなる。透明導電膜51,53は、例えばITO、ATO(Antimony-doped Tin Oxide:アンチモンがドープされた錫酸化物)等の透明導電材料からなる。透明導電膜51,53は、ITO、ATO等のスパッタリングにより形成されたものであり、数百〜2kΩ/□程度の一様なシート抵抗を有している。なお、透明導電膜51,53としては、ITO、ATO等のスパッタリングにより形成されたものに限らず、ITO付きフィルムでもよい。
本実施形態の情報入力部5は、投影型静電容量方式を採用している。投影型静電容量方式の情報入力部5には、例えば縦横2列の電極パターンが設けられている。情報入力部5上方の任意の位置に指を触れると、指を触れた付近の電極の静電容量の変化を縦横2列の電極列から知ることで位置を正確に判別できる。投影型静電容量方式の情報入力部5によれば、縦と横に走る多数の電極列によって、指先の多点検出が可能となる。
なお、本実施形態においては情報入力部5として投影型静電容量方式を採用しているが、これに限らず、表面型静電容量方式を採用することもできる。表面型静電容量方式の場合は、例えば情報入力部を平面視したときの透明導電膜の4つの角部に微小な電圧が印加される。情報入力部上方の任意の位置に指を触れると、指を触れた点が人体の静電容量を介して接地される。これにより、接地点と4つの角部との間の抵抗値に応じて各角部での電圧が変化する。位置検出回路がこの電圧変化を電流変化として計測し、その計測値から接地点、すなわち指が触れた位置を検出する。
また、本実施形態に適用可能なタッチパネルは静電容量方式に限ることはなく、抵抗膜方式、超音波方式、光学方式等、任意のタッチパネルが適用可能である。
次に、本実施形態の表示装置1の効果について説明するが、その前に比較例の表示装置の問題点について、図面を用いて説明する。
図9は、比較例の表示装置100の断面図である。図9において、符号102は光変調部、符号110はバックライト、符号120は液晶パネル、符号121は第1偏光板、符号122は第1基板、符号123は第1電極、符号124は液晶層、符号125は第2電極、符号126は第2基板、符号127は第2偏光板、符号103は基板、符号111R,111G,111Bはカラーフィルタ層、符号104R,104G,104Bは蛍光体層、符号106はバンドパスフィルタ、符号130はタッチパネル、符号109はタッチパネル用基板、符号105は情報入力部、符号151,153は透明導電膜、符号152は絶縁膜、符号107は外光フィルタ、符号108は粘着層である。
図9は、比較例の表示装置100の断面図である。図9において、符号102は光変調部、符号110はバックライト、符号120は液晶パネル、符号121は第1偏光板、符号122は第1基板、符号123は第1電極、符号124は液晶層、符号125は第2電極、符号126は第2基板、符号127は第2偏光板、符号103は基板、符号111R,111G,111Bはカラーフィルタ層、符号104R,104G,104Bは蛍光体層、符号106はバンドパスフィルタ、符号130はタッチパネル、符号109はタッチパネル用基板、符号105は情報入力部、符号151,153は透明導電膜、符号152は絶縁膜、符号107は外光フィルタ、符号108は粘着層である。
図9に示すように、比較例の表示装置100は、基板103の前面側(視認面側)に粘着層108を介してタッチパネル130が配置されている。そのため、タッチパネル用基板109の厚みd1と粘着層108の厚みd2を足し合わせた分だけ表示装置全体の厚み及び重量が増加してしまう。また、前記厚み(d1+d2)が増加した分、表示面(基板103表面)からタッチパネル130表面(外光フィルタ107表面)までの距離が大きくなる。これにより、視認上の面においてもタッチ位置検出の面においても奥行き方向の視差ずれが大きくなる。さらに、基板103とは別にタッチパネル用基板109を追加する必要があるため、生産コストや生産タクトの面においても不利となるという問題があった。
これに対し、図1に示した本実施形態の表示装置1が図9に示す比較例の表示装置100と異なるのは、情報入力部5が基板3の内面側(蛍光体層4側)に配置されている点である。つまり、基板3に直接情報入力部5を形成することができるため、タッチパネル用基板を新たに追加する必要がない。このため、表示装置1全体の厚み及び重量をほとんど増加させることなく、表示装置1にタッチセンサ機能を付与することができる。また、表示装置1の厚みがほとんど増加しないため、奥行き方向の視差ずれによる誤入力の問題もない。したがって、本実施形態によれば、表示装置1にタッチセンサ機能を付加する場合において、装置全体の厚みの増加を抑制することが可能となる。あるいは重量の増加を抑制することが可能となる。
また、本実施形態においては、情報入力部5が基板3の直下に配置されているので、基板3上面(外光フィルタ7上面)におけるタッチ位置と情報入力部5との間の距離が小さくなる。よって、タッチ時の容量や抵抗値の変化を感度良くセンシングすることが可能な表示装置1を実現することができる。
また、本実施形態においては、情報入力部5が第2偏光板27の液晶層24が配置された側とは反対側に配置されているので、情報入力部5に発生する静電気の電界が液晶パネル20に向けて伝播することを抑制することができる。よって、液晶パネル20の表示品質を悪化させることを回避することができる。一方、第2偏光板を表示装置の外側に配置した状態で、情報入力部から液晶パネルに向けて静電気の電界が伝播することを抑制する構成としては、情報入力部を構成する透明導電膜を電気抵抗の高い材料で形成することが考えられる。しかしながら、透明導電膜を電気抵抗の高い材料で形成するとタッチセンサの感度が低くなってしまう。よって、本実施形態においては、液晶パネル20の外側に第2偏光板27を介して情報入力部5を配置し、情報入力部5を構成する透明導電膜51,53を電気抵抗の低い材料で形成することにより、表示装置1におけるタッチセンサの感度を高くすることが可能となる。
なお、本実施形態においては、光変調部2と蛍光体層4との間にバンドパスフィルタ6を配置した例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、バンドパスフィルタ6が光変調部2と蛍光体層4との間に配置されていない構成(表示装置1にバンドパスフィルタ6が設けられていない構成)であってもよい。
また、本実施形態においては、基板3と蛍光体層4との間にカラーフィルタ層11を配置した例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、カラーフィルタ層11が基板3と蛍光体層4との間に配置されていない構成(表示装置1にカラーフィルタ層11が設けられていない構成)であってもよい。
また、本実施形態においては、基板3の外側に外光フィルタ7を配置した例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、外光フィルタ7が基板3の外側に配置されていない構成(表示装置1に外光フィルタ7が設けられていない構成)であってもよい。
また、本実施形態においては、情報入力部5が基板3とカラーフィルタ層11との間に配置されているが、これに限らない。例えば、情報入力部5が蛍光体層4とカラーフィルタ層11との間に配置されていてもよい。
[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態の表示装置1Aについて図2を用いて説明する。
本実施形態の表示装置1Aの基本構成は第1実施形態の表示装置1と同様であり、情報入力部5Aの配置位置が第1実施形態と異なっている。
図2は、本実施形態の表示装置1Aを示す断面図である。図2において第1実施形態の図1と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
以下、本発明の第2実施形態の表示装置1Aについて図2を用いて説明する。
本実施形態の表示装置1Aの基本構成は第1実施形態の表示装置1と同様であり、情報入力部5Aの配置位置が第1実施形態と異なっている。
図2は、本実施形態の表示装置1Aを示す断面図である。図2において第1実施形態の図1と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態の表示装置1Aは、図2に示すように、基板3の外面側に情報入力部5Aが配置されている。本実施形態の情報入力部5Aは、基板3の蛍光体層4が配置された側とは反対側の面に配置されている。情報入力部5Aの外面側には外光フィルタ7が形成されている。基板3の内面にはカラーフィルタ層11が形成されている。本実施形態においては、情報入力部5Aとして、抵抗膜方式を採用している。その他の構成は第1実施形態と同様である。
本実施形態においても、表示装置1Aにタッチセンサ機能を付加する場合において、装置全体の厚みの増加を抑制することが可能となる。あるいは重量の増加を抑制することが可能となる。
[第3実施形態]
以下、本発明の第3実施形態の表示装置1Bについて図3を用いて説明する。
本実施形態の表示装置1Bの基本構成は第1実施形態の表示装置1と同様であり、情報入力部5の配置位置が第1実施形態と異なっている。
図3は、本実施形態の表示装置1Bを示す断面図である。図3において第1実施形態の図1と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
以下、本発明の第3実施形態の表示装置1Bについて図3を用いて説明する。
本実施形態の表示装置1Bの基本構成は第1実施形態の表示装置1と同様であり、情報入力部5の配置位置が第1実施形態と異なっている。
図3は、本実施形態の表示装置1Bを示す断面図である。図3において第1実施形態の図1と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態の表示装置1Bは、図3に示すように、蛍光体層4とバンドパスフィルタと6の間に情報入力部5が配置されている。基板3の内面には蛍光体層4が形成されている。その他の構成は第1実施形態と同様である。
本実施形態においても、表示装置1Bにタッチセンサ機能を付加する場合において、装置全体の厚みの増加を抑制することが可能となる。あるいは重量の増加を抑制することが可能となる。
[第4実施形態]
以下、本発明の第4実施形態の表示装置1Cについて図4を用いて説明する。
本実施形態の表示装置1Cの基本構成は第1実施形態の表示装置1と同様であり、情報入力部5の配置位置が第1実施形態と異なっている。
図4は、本実施形態の表示装置1Cを示す断面図である。図4において第1実施形態の図1と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
以下、本発明の第4実施形態の表示装置1Cについて図4を用いて説明する。
本実施形態の表示装置1Cの基本構成は第1実施形態の表示装置1と同様であり、情報入力部5の配置位置が第1実施形態と異なっている。
図4は、本実施形態の表示装置1Cを示す断面図である。図4において第1実施形態の図1と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態の表示装置1Cは、図4に示すように、バンドパスフィルタ6と第2偏光板27との間に情報入力部5が配置されている。基板3の内面には蛍光体層4が形成されている。その他の構成は第1実施形態と同様である。
本実施形態においても、表示装置1Cにタッチセンサ機能を付加する場合において、装置全体の厚みの増加を抑制することが可能となる。あるいは重量の増加を抑制することが可能となる。
[第5実施形態]
以下、本発明の第5実施形態の表示装置1Dについて図5を用いて説明する。
本実施形態の表示装置1Dの基本構成は第1実施形態の表示装置1と同様であり、情報入力部5Dの配置構成が第1実施形態と異なっている。
図5は、本実施形態の表示装置1Dを示す断面図である。図5において第1実施形態の図1と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
以下、本発明の第5実施形態の表示装置1Dについて図5を用いて説明する。
本実施形態の表示装置1Dの基本構成は第1実施形態の表示装置1と同様であり、情報入力部5Dの配置構成が第1実施形態と異なっている。
図5は、本実施形態の表示装置1Dを示す断面図である。図5において第1実施形態の図1と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態の表示装置1Dは、図5に示すように、透明導電膜51D,53Dがカラーフィルタ層11の両面に配置されている。カラーフィルタ層11と当該カラーフィルタ層11を挟んで配置された一対の透明導電膜51D,53Dとにより情報入力部5Dが構成されている。すなわち、カラーフィルタ11が情報入力部5Dを構成する絶縁層として機能する。その他の構成は第1実施形態と同様である。
本実施形態においては、表示装置1Dにタッチセンサ機能を付加する場合において、情報入力部5Dのための絶縁層を新たに追加する必要が無いので、装置全体の厚みの増加を抑制することが可能となる。あるいは重量の増加を抑制することが可能となる。
なお、本実施形態においては、情報入力部5Dがカラーフィルタ層11と当該カラーフィルタ層11を挟んで配置された一対の透明導電膜51D,53Dとにより構成されている例(絶縁層としてカラーフィルタ層11を用いる例)を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、絶縁層として基板3や蛍光体層4、さらにはバンドパスフィルタ6を用いることもできる。また、情報入力部が基板3の外面側に配置される場合には、絶縁層として外光フィルタ7を用いることもできる。
このような構成においても、表示装置にタッチセンサ機能を付加する場合において、情報入力部のための絶縁層を新たに追加する必要が無いので、装置全体の厚みの増加を抑制することが可能となる。あるいは重量の増加を抑制することが可能となる。
[第6実施形態]
以下、本発明の第6実施形態の表示装置1Eについて図6を用いて説明する。
本実施形態の表示装置1Eの基本構成は第1実施形態の表示装置1と同様であり、蛍光体層4とバンドパスフィルタ6との間に樹脂層12が配置されている点、情報入力部5の配置位置、が第1実施形態と異なっている。
図6は、本実施形態の表示装置1Eを示す断面図である。図6において第1実施形態の図1と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
以下、本発明の第6実施形態の表示装置1Eについて図6を用いて説明する。
本実施形態の表示装置1Eの基本構成は第1実施形態の表示装置1と同様であり、蛍光体層4とバンドパスフィルタ6との間に樹脂層12が配置されている点、情報入力部5の配置位置、が第1実施形態と異なっている。
図6は、本実施形態の表示装置1Eを示す断面図である。図6において第1実施形態の図1と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態の表示装置1Eは、図6に示すように、蛍光体層4とバンドパスフィルタ6との間に樹脂層12が配置されている。樹脂層12としては、透過率が高く、絶縁性の材料を用いることができる。例えば、樹脂層12の形成材料としては、UV硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、及びエポキシ系の透明樹脂層が挙げられる。樹脂層12の厚みは、20μm〜200μm程度である。なお、樹脂層12の厚みは薄いほどよい。
本実施形態の表示装置1Eは、蛍光体層4と樹脂層12との間に情報入力部5が配置されている。基板3の内面には蛍光体層4が形成されている。その他の構成は第1実施形態と同様である。
本実施形態においても、表示装置1Eにタッチセンサ機能を付加する場合において、装置全体の厚みの増加を抑制することが可能となる。あるいは重量の増加を抑制することが可能となる。
なお、本実施形態においては、情報入力部5が蛍光体層4と樹脂層12との間に配置されているが、これに限らない。例えば、情報入力部5が樹脂層12とバンドパスフィルタ6との間に配置されていてもよい。また、絶縁層として樹脂層12を用い、情報入力部が樹脂層12と当該樹脂層12を挟んで配置された一対の透明導電膜とにより構成されていてもよい。
[第7実施形態]
以下、本発明の第7実施形態の表示装置1Fについて図7を用いて説明する。
本実施形態の表示装置1Fの基本構成は第6実施形態の表示装置1Eと同様であり、バンドパスフィルタ6と光変調部2との間に樹脂層12が配置されている点、情報入力部5の配置位置、が第6実施形態と異なっている。
図7は、本実施形態の表示装置1Fを示す断面図である。図7において第6実施形態の図6と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
以下、本発明の第7実施形態の表示装置1Fについて図7を用いて説明する。
本実施形態の表示装置1Fの基本構成は第6実施形態の表示装置1Eと同様であり、バンドパスフィルタ6と光変調部2との間に樹脂層12が配置されている点、情報入力部5の配置位置、が第6実施形態と異なっている。
図7は、本実施形態の表示装置1Fを示す断面図である。図7において第6実施形態の図6と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態の表示装置1Fは、図7に示すように、バンドパスフィルタ6と光変調部2との間に樹脂層12が配置されている。本実施形態の表示装置1Fは、バンドパスフィルタ6と樹脂層12との間に情報入力部5が配置されている。その他の構成は第6実施形態と同様である。
本実施形態においても、表示装置1Fにタッチセンサ機能を付加する場合において、装置全体の厚みの増加を抑制することが可能となる。あるいは重量の増加を抑制することが可能となる。
なお、本実施形態においては、情報入力部5がバンドパスフィルタ6と樹脂層12との間に配置されているが、これに限らない。例えば、情報入力部5が樹脂層12と光変調部2との間に配置されていてもよい。また、絶縁層として樹脂層12を用い、情報入力部が樹脂層12と当該樹脂層12を挟んで配置された一対の透明導電膜とにより構成されていてもよい。
また、上記実施形態においては、光変調部2としてバックライト10及び液晶パネル20を含む構成を例示して説明したが、これに限らない。例えば、図8に示すように光変調部として青色発光EL素子2Aを用いることもできる。
本実施形態で用いられる青色発光EL素子2Aは、公知の有機ELを用いる事が可能である。青色発光EL素子2Aは、例えば、基板9の一面に陽極41、正孔注入層43、正孔輸送層44、発光層45、正孔防止層46、電子輸送層47、電子注入層48、陰極49が順次積層された構成の発光素子である。陽極41の端面を覆うようにエッジカバー42が形成されている。青色発光EL素子2Aとしては、陽極41と陰極49との間に少なくとも有機発光材料からなる発光層(有機発光層)45を含む有機EL層を含んでいればよく、具体的な構成は前記のものに限ることはない。
青色発光EL素子2Aは、図1に示したサブピクセル8R,8G,8Bの各々に対応してマトリクス状に設けられ、個別にオン/オフが制御されるようになっている。青色発光EL素子2Aの駆動方法は、アクティブマトリクス駆動でもよいし、パッシブマトリクス駆動でもよい。
青色発光EL素子2Aは、外部駆動回路に電気的に接続される。この場合、青色発光EL素子2Aは直接外部駆動回路に接続され、駆動されてもよいし、TFT等のスイッチング回路を画素内に配置し、TFT等が接続される配線に外部駆動回路(走査線電極回路(ソースドライバ)、データ信号電極回路(ゲートドライバ)、電源回路)が電気的に接続されてもよい。
なお、本実施形態では、青色発光EL素子として青色発光有機EL素子を挙げて説明したが、これに限らず、青色発光無機EL素子であってもよい。
また、本実施形態では、光変調部として、青色発光EL素子を例示したが、これに限らず、紫外発光EL素子(紫外発光有機EL素子、紫外発光無機EL素子)を用いることもできる。
また、上記実施形態では、光変調部として、光源及び液晶素子を含む構成、青色発光EL素子を例示したが、これに代えて、例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ディスプレイを用いることもできる。また、デジタル・ミラー・デバイス(Digital Mirror Device:DMD)等の光スイッチデバイスを用いることもできる。
本発明は、表示装置の分野に利用することができる。
1,1A,1B,1C,1D,1E,1F…表示装置、2…光変調部、2A…青色発光EL素子、3…基板、4…蛍光体層、5,5D…情報入力部、6…バンドパスフィルタ、10…バックライト(光源)、11…カラーフィルタ層、12…樹脂層、20…液晶パネル(光変調素子)、27…第2偏光板、51,51D,53,53D…透明導電膜(位置検出用電極)
Claims (28)
- 励起光を射出しかつ特定の領域に前記励起光の射出量を調整可能な光変調部と、
前記光変調部に対向して配置された基板と、
前記基板の前記光変調部の側に配置されるとともに、前記光変調部から射出された前記励起光が入射され、前記励起光を吸収して当該励起光とは異なる波長帯域を有する光を生じさせる蛍光体層と、
少なくとも1つの位置検出用電極を有する情報入力部と、を含み、
前記情報入力部を構成する前記少なくとも1つの位置検出用電極は、前記基板の前記蛍光体層が配置された側、前記基板の前記蛍光体層が配置された側とは反対側のいずれか一方に配置されていることを特徴とする表示装置。 - 前記情報入力部は、前記基板と前記蛍光体層との間、前記蛍光体層と前記光変調部との間、のいずれかに配置されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記情報入力部は、絶縁層と、当該絶縁層を挟んで配置された一対の前記位置検出用電極と、により構成されており、
前記絶縁層は、前記基板、前記蛍光体層、のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記基板と前記蛍光体層との間にはカラーフィルタ層が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記情報入力部は、前記蛍光体層と前記光変調部との間、前記基板と前記カラーフィルタ層との間、前記カラーフィルタ層と前記蛍光体層との間、のいずれかに配置されていることを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
- 前記情報入力部は、絶縁層と、当該絶縁層を挟んで配置された一対の前記位置検出用電極と、により構成されており、
前記絶縁層は、前記基板、前記カラーフィルタ層、前記蛍光体層、のいずれかであることを特徴とする請求項4に記載の表示装置。 - 前記基板の前記光変調部の側とは反対側には外光フィルタが配置されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記情報入力部は、前記基板と前記蛍光体層との間、前記蛍光体層と前記光変調部との間、前記外光フィルタと前記基板との間、のいずれかに配置されていることを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
- 前記情報入力部は、絶縁層と、当該絶縁層を挟んで配置された一対の前記位置検出用電極と、により構成されており、
前記絶縁層は、前記基板、前記蛍光体層、前記外光フィルタ、のいずれかであることを特徴とする請求項7に記載の表示装置。 - 前記光変調部と前記蛍光体層との間にはバンドパスフィルタが配置されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記情報入力部は、前記基板と前記蛍光体層との間、前記蛍光体層と前記バンドパスフィルタとの間、前記バンドパスフィルタと前記光変調部との間、のいずれかに配置されていることを特徴とする請求項10に記載の表示装置。
- 前記情報入力部は、絶縁層と、当該絶縁層を挟んで配置された一対の前記位置検出用電極と、により構成されており、
前記絶縁層は、前記基板、前記蛍光体層、前記バンドパスフィルタ、のいずれかであることを特徴とする請求項10に記載の表示装置。 - 前記光変調部と前記蛍光体層との間には樹脂層が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記情報入力部は、前記基板と前記蛍光体層との間、前記蛍光体層と前記樹脂層との間、前記樹脂層と前記光変調部との間、のいずれかに配置されていることを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
- 前記情報入力部は、絶縁層と、当該絶縁層を挟んで配置された一対の前記位置検出用電極と、により構成されており、
前記絶縁層は、前記基板、前記蛍光体層、前記樹脂層、のいずれかであることを特徴とする請求項13に記載の表示装置。 - 前記蛍光体層と前記バンドパスフィルタとの間には樹脂層が配置されていることを特徴とする請求項10に記載の表示装置。
- 前記情報入力部は、前記基板と前記蛍光体層との間、前記蛍光体層と前記樹脂層との間、前記樹脂層と前記バンドパスフィルタとの間、前記バンドパスフィルタと前記光変調部との間、のいずれかに配置されていることを特徴とする請求項16に記載の表示装置。
- 前記情報入力部は、絶縁層と、当該絶縁層を挟んで配置された一対の前記位置検出用電極と、により構成されており、
前記絶縁層は、前記基板、前記蛍光体層、前記バンドパスフィルタ、前記樹脂層、のいずれかであることを特徴とする請求項16に記載の表示装置。 - 前記光変調部と前記バンドパスフィルタとの間には樹脂層が配置されていることを特徴とする請求項10に記載の表示装置。
- 前記情報入力部は、前記基板と前記蛍光体層との間、前記蛍光体層と前記バンドパスフィルタとの間、前記樹脂層と前記バンドパスフィルタとの間、前記樹脂層と前記光変調部との間、のいずれかに配置されていることを特徴とする請求項19に記載の表示装置。
- 前記情報入力部は、絶縁層と、当該絶縁層を挟んで配置された一対の前記位置検出用電極と、により構成されており、
前記絶縁層は、前記基板、前記蛍光体層、前記バンドパスフィルタ、前記樹脂層、のいずれかであることを特徴とする請求項19に記載の表示装置。 - 前記光変調部は、励起光を射出する光源と、
前記光源から射出された前記励起光の光透過率を調整する光変調素子と、を含み、
前記光変調素子により光透過率が調整された前記励起光が前記蛍光体層に入射されるように構成されていることを特徴とする請求項1ないし21のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記光変調素子には一対の偏光板が設けられ、
前記情報入力部は、前記一対の偏光板の間ではなく、外側に配置されていることを特徴とする請求項22に記載の表示装置。 - 前記光変調素子が、電圧印加により所定の領域毎に光透過率を調整可能な液晶素子で構成されていることを特徴とする請求項22または23に記載の表示装置。
- 前記光変調素子がMEMSで構成されていることを特徴とする請求項22または23に記載の表示装置。
- 前記光変調部が青色発光EL素子であることを特徴とする請求項1ないし21のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記情報入力部は静電容量方式を採用していることを特徴とする請求項1ないし26のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記情報入力部は抵抗膜方式を採用していることを特徴とする請求項1ないし26のいずれか一項に記載の表示装置。
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