(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施の形態(
図1〜
図13)
2.変形例(
図14〜
図33)
3.実施例
【0014】
<1.実施の形態>
[構成]
図1は、本技術の一実施の形態に係る表示装置1の概略構成の一例を斜視的に表したものである。本実施の形態の表示装置1は、いわゆるLEDディスプレイと呼ばれるものであり、表示画素としてLEDが用いられたものである。この表示装置1は、例えば、
図1に示したように、表示パネル10と、表示パネル10(具体的には後述する発光装置40)を駆動する駆動回路20とを備えている。
【0015】
(表示パネル10)
表示パネル10は、実装基板10Aと、対向基板10Bとを互いに重ね合わせたものである。対向基板10Bの表面が映像表示面となっており、中央部分に表示領域を有し、その周囲に、非表示領域であるフレーム領域を有している。
【0016】
(実装基板10A)
図2、
図3は、実装基板10Aの構成の一例を表したものである。実装基板10Aは、例えば、
図2に示したように、1枚の基板で構成されていてもよいし、例えば、
図3に示したように2次元配置された複数の実装基板10Cで構成されていてもよい。
図4は、実装基板10A(または実装基板10C)の対向基板10B側の表面のうち表示領域に対応する領域のレイアウトの一例を表したものである。実装基板10A(または実装基板10C)は、当該実装基板10A(または当該実装基板10C)の表面のうち表示領域に対応する領域に、例えば、複数のY配線14と、複数のX配線15とを有している。Y配線14およびX配線15は、例えば、実装基板10A(または実装基板10C)の内部に形成されており、発光装置40(後述)を実装する実装面には形成されていない。
【0017】
Y配線14は、映像信号に応じた信号が駆動回路20によって入力されるデータ配線である。映像信号に応じた信号は、例えば、発光装置40のオン期間(発光期間)を制御する信号である。複数のY配線14は、所定の方向(図中では列方向)に延在して形成されており、かつ所定のピッチで並列配置されている。
【0018】
X配線15は、発光装置40を選択する信号が駆動回路20によって入力されるスキャン配線である。発光装置40を選択する信号は、例えば、発光装置40に対して駆動電流を供給する信号である。複数のX配線15は、Y配線14と交差(例えば直交)する方向(図中では行方向)に延在して形成されており、かつ所定のピッチで並列配置されている。Y配線14およびX配線15は、例えば、Cu(銅)などの導電性材料からなる。X配線15は、例えば、Y配線14よりも深い層内、具体的には、後述の支持基板11とY配線14を含む層との間の層内に配置されている。
【0019】
実装基板10Aは、表示画素に相当する複数の発光装置40を有している。複数の発光装置40は、例えば、Y配線14と平行な方向およびX配線15と平行な方向に並んで配置されている。つまり、複数の発光装置40は、表示領域内において2次元配置されている。各発光装置40は、導電性の接続部19Aを介して、Y配線14と電気的に接続されるとともに、導電性の接続部19Bを介して、X配線15と電気的に接続されている。
【0020】
図5、
図6は、表示パネル10の断面構成の一例を表したものである。
図5には、表示パネル10をX軸方向と平行な方向に切断したときの断面構成の一例が示されている。
図6には、表示パネル10をY軸方向と平行な方向に切断したときの断面構成の一例が示されている。
図7は、実装基板10A(または実装基板10C)の上面構成の一例を表したものである。
【0021】
実装基板10Aは、例えば、
図5、
図6に示したように、共通の配線基板30上に複数の発光装置40が実装されたものである。配線基板30は、例えば、支持基板11上に、層間絶縁膜12および層間絶縁膜13をこの順に積層して構成されたものである。支持基板11は、例えば、ガラス基板、または樹脂基板などからなる。層間絶縁膜12および層間絶縁膜13は、例えば、SiN、SiO
2、またはAl
2O
3からなる。ここで、層間絶縁膜13は、支持基板11の最表面を構成する層であり、Y配線14が、例えば、最表層である層間絶縁膜13と同一層内に形成されている。このとき、Y配線14は、層間絶縁膜13と同一層内に形成された導電性の接続部16を介して接続部19Aに電気的に接続されている。一方、X配線15は、例えば、支持基板11と層間絶縁膜13との間の層内に形成されており、例えば、層間絶縁膜12と同一層内に形成されている。このとき、X配線15は、層間絶縁膜12,13と同一層内に形成された導電性の接続部17,18を介して接続部19Bに電気的に接続されている。
【0022】
実装基板10Aは、さらに、例えば、
図5〜
図7に示したように、表示画素に相当するひとかたまりの発光装置群(複数の発光装置40)の直上に、表示画素ごとに1つずつ設けられた複数の光散乱部50を有している。光散乱部50は、表示画素の上面に接して形成されている。各光散乱部50は、互いに接しておらず、所定の間隙を介して配置されている。つまり、各光散乱部50は、隣接する表示画素にまでまたがって形成されておらず、隣接する表示画素の直上の光散乱部50とは空間分離されている。各光散乱部50の大きさは、概ね、表示画素の上面と同等の大きさとなっている。
【0023】
実装基板10Aは、さらに、例えば、
図5〜
図7に示したように、互いに隣接する表示画素間の間隙に設けられた遮光部60を有している。遮光部60は、配線基板30の法線方向から見たときに、互いに隣接する表示画素間の間隙全体を覆うように形成されている。遮光部60は、表示画素の側面に接して形成されている。従って、配線基板30の法線方向から見ると、各光散乱部50は、遮光部60に囲まれている。遮光部60の上面には、光散乱部50によって覆われていない露出領域が存在している。遮光部60の露出領域は、互いに隣接する光散乱部50間の間隙に存在している。なお、遮光部60は、互いに隣接する表示画素間の間隙だけでなく、例えば、互いに隣接する発光装置40間の間隙にも設けられていてもよい。各光散乱部50は、例えば、遮光部60が形成された後に形成されており、各光散乱部50の端部が、遮光部60の上面に接している。
【0024】
なお、
図8、
図9に示したように、光散乱部50が発光装置40の直上に、発光装置40ごとに1つずつ設けられていてもよい。この場合、光散乱部50の大きさは、概ね、発光装置40の上面と比べて、同等の大きさまたは若干小さな大きさとなっている。また、この場合、遮光部60は、例えば、光散乱部50が形成された後に形成されており、各光散乱部50の端部(または端面)が、遮光部60によって埋め込まれている。
【0025】
光散乱部50は、表示画素内の各発光装置40から発せられた光を散乱させ、表示画素から発せられた光の色合いの視野角依存性を低減するようになっている。光散乱部50は、0よりも大きなヘイズ値を有しており、やや白濁している。光散乱部50は、表示画素内の各発光装置40の上面に接している。光散乱部50は、例えば、複数の散乱体をバインダー内に分散させた塗料を固化させたものである。バインダーは、例えば、シリコーンを主成分とする材料によって構成されている。散乱体は、例えば、酸化チタンによって構成されている。
【0026】
遮光部60は、表示画素内の各発光装置40から発せられた光が他の表示画素内に侵入するのを抑制するものである。遮光部60は、例えば、各発光装置40から発せられた光を吸収する材料を含んで構成されており、例えば、カーボンをシリコーン内に分散させた塗料を固化させたものである。
【0027】
(対向基板10B)
対向基板10Bは、所定の間隙を介して、配線基板30と対向する位置に配置されている。対向基板10Bは、例えば、
図5に示したように、支持基板21と、支持基板21の実装基板10A側に形成されたブラックマトリクス22とを有している。ブラックマトリクス22は、配線基板30の法線方向から見たときに、互いに隣接する表示画素間の間隙と対向する対向領域に設けられている。支持基板21は、各発光装置40から発せられた光を透過する光透過性の基板であり、例えば、ガラス基板、または透明樹脂基板などからなる。ブラックマトリクス22は、各発光装置40から発せられた光を吸収するようになっており、例えば、例えば、カーボンをシリコーン内に分散させた塗料を固化させたものである。
【0028】
次に、発光装置40の内部構成について説明する。発光装置40は、例えば、LEDチップである。LEDチップは、マイクロメータオーダーのチップサイズとなっており、例えば、数10μm角となっている。LEDチップは、例えば、導電型の互いに異なる半導体層で活性層を挟み込んだ積層構造を含む半導体層と、この半導体層の共通の面(同一面)に配置された2つの電極とを有している。一方の電極は、発光装置40の半導体層内の一方の導電型の半導体層と電気的に接続されており、他方の電極は、発光装置40の半導体層内の他方の導電型の半導体層と電気的に接続されている。なお、全ての発光装置40の構造が互いに等しくなっていてもよいし、発光装置40の構造が、発光色ごとに異なっていてもよい。
【0029】
表示画素に相当するひとかたまりの発光装置群には、発光色の互いに異なる複数種類の発光装置40が含まれている。上記発光装置群には、例えば、赤色光を発する発光装置40と、緑色光を発する発光装置40と、青色光を発する発光装置40とが含まれている。この場合、各表示画素からは、3原色の光が発せられる。なお、上記発光装置群には、例えば、赤色光を発する発光装置40と、緑色光を発する発光装置40と、青色光を発する発光装置40と、シアン色、マゼンダ色もしくは白色を発する発光装置40が含まれていてもよい。この場合、各表示画素からは、4色の光が発せられる。
【0030】
なお、上記発光装置群に含まれる複数の発光装置40が、例えば、素子基板上に実装され、さらに、絶縁性の樹脂で素子基板に固定されていてもよい。この場合、上記発光装置群は、例えば、
図10に示したように、複数種類の発光色を発する発光装置40Xとなる。このとき、各光散乱部50は、発光装置40Xの直上に、発光装置40Xごとに1つずつ設けられている。各光散乱部50は、互いに接しておらず、所定の間隙を介して配置されている。つまり、各光散乱部50は、隣接する発光装置40Xにまでまたがって形成されておらず、隣接する発光装置40Xの直上の光散乱部50とは空間分離されている。光散乱部50の大きさは、例えば、
図11、
図12に示したように、概ね、発光装置40Xの上面と同等の大きさとなっている。このとき、光散乱部50は、例えば、遮光部60が形成された後に形成されており、各光散乱部50の端部が、遮光部60の上面に接している。
【0031】
なお、光散乱部50の大きさが、例えば、
図13に示したように、概ね、発光装置40の上面と比べて、同等の大きさまたは若干小さな大きさとなっていてもよい。この場合、遮光部60は、例えば、光散乱部50が形成された後に形成されており、各光散乱部50の端部(または端面)が、遮光部60によって埋め込まれている。
【0032】
[製造方法]
次に、実装基板10A(または実装基板10C)の製造方法の一例について説明する。まず、発光色の互いに異なる複数種類の発光装置40を含む複数の表示画素が共通の配線基板30上に2次元配置された基板を用意する。次に、その基板の表面であって、かつ、互いに隣接する表示画素間の間隙に遮光部60を形成する。続いて、表示画素の直上に、表示画素ごとに別個に光散乱部50を形成する。例えば、表示画素の上面に接するように、光散乱部50を形成する。このようにして、実装基板10A(または実装基板10C)が製造される。
【0033】
なお、以下の方法によっても、実装基板10A(または実装基板10C)を製造することが可能である。まず、発光色の互いに異なる複数種類の発光装置40を含む複数の表示画素が共通の配線基板30上に2次元配置された基板を用意する。次に、表示画素の直上に、表示画素ごとに別個に光散乱部50を形成する。例えば、表示画素の上面に接するように、光散乱部50を形成する。続いて、上述の基板の表面であって、かつ、互いに隣接する表示画素間の間隙に遮光部60を形成する。このようにして、実装基板10A(または実装基板10C)が製造される。
【0034】
[作用・効果]
次に、表示装置1の作用、効果について説明する。本実施の形態の表示装置1では、共通の配線基板30上に2次元配置された各表示画素の直上に、光散乱部50が表示画素ごとに別個に設けられている。これにより、各表示画素から発せられた光は、光散乱部50によって散乱されるので、色合いの視野角依存性が低減される。また、本実施の形態では、互いに隣接する表示画素間の間隙に、遮光部60が設けられており、さらに、配線基板30の法線方向から見たときに、互いに隣接する表示画素間の間隙と対向する対向領域に、ブラックマトリクス22が設けられている。つまり、光散乱部50は各表示画素の直上をまたいで形成されておらず、配線基板30の法線方向から見ると、各光散乱部50は、遮光部60およびブラックマトリクス22に囲まれている。これにより、各表示画素から発せられた光が光散乱部50内を伝播し、所望の場所とは異なる場所から出射されることがない。さらに、各表示画素から発せられた光のうち斜めに伝播する成分は、遮光部60およびブラックマトリクス22によって遮られる。その結果、色合いの視野角依存性を低減しつつ、画像ボケおよびコントラストの低下を抑制することができる。
【0035】
また、本実施の形態では、色合いの視野角依存性が、光散乱部50の作用を利用して低減されるので、タイリング技術を駆使したり、光学補償フィルムを用いたりすることにより、色合いの視野角依存性を低減しようとした場合と比べて、より簡易に、しかも、より確実に、色合いの視野角依存性を低減することができる。
【0036】
<2.変形例>
[変形例1]
上記実施の形態において、例えば、
図14、
図15に示したように、遮光部60が省略されていてもよい。このようにした場合であっても、各表示画素から発せられた光のうち斜めに伝播する成分は、ブラックマトリクス22によって遮られる。その結果、色合いの視野角依存性を低減しつつ、画像ボケを抑制することができる。
【0037】
[変形例2]
上記実施の形態において、例えば、
図16に示したように、ブラックマトリクス22が省略されていてもよい。このようにした場合であっても、各表示画素から発せられた光のうち斜めに伝播する成分は、遮光部60によって遮られる。その結果、色合いの視野角依存性を低減しつつ、画像ボケを抑制することができる。
【0038】
[変形例3]
上記実施の形態において、例えば、
図17に示したように、支持基板21の、配線基板30側の表面に、ブラックマトリクス22とともにカラーフィルタ23が設けられていてもよい。カラーフィルタ23は、支持基板21に支持されており、各表示画素の直上に形成されている。カラーフィルタ23は、直下の発光装置40から発せられる光と同色の光を選択的に透過させるものである。そのため、カラーフィルタ23は、隣接する他の発光装置40から発せられた光を遮断することができる。従って、カラーフィルタ23を設けることによって、画像ボケをより一層、抑制することができる。
【0039】
[変形例4]
上記変形例3において、例えば、
図18、
図19に示したように、遮光部60が省略されていてもよい。このようにした場合であっても、各表示画素から発せられた光のうち斜めに伝播する成分は、ブラックマトリクス22によって遮られる。その結果、色合いの視野角依存性を低減しつつ、画像ボケを抑制することができる。
【0040】
[変形例5]
上記変形例2において、例えば、
図20、
図21、
図22および
図23に示したように、支持基板21の、配線基板30側の表面に、カラーフィルタ23が設けられていてもよい。このとき、カラーフィルタ23は、支持基板21の、配線基板30側の表面全体に設けられていてもよい。このようにした場合には、カラーフィルタ23の作用によって、画像ボケをより一層、抑制することができる。
【0041】
[変形例6]
上記実施の形態において、例えば、
図24、
図25に示したように、光散乱部50が、配線基板30側から、支持基板21側に移転されていてもよい。また、上記変形例1において、例えば、
図26、
図27に示したように、光散乱部50が、配線基板30側から、支持基板21側に移転されていてもよい。また、上記変形例2において、例えば、
図28に示したように、光散乱部50が、配線基板30側から、支持基板21側に移転されていてもよい。また、上記変形例3において、例えば、
図29に示したように、光散乱部50が、配線基板30側から、支持基板21側に移転されていてもよい。また、上記変形例4において、例えば、
図30、
図31に示したように、光散乱部50が、配線基板30側から、支持基板21側に移転されていてもよい。また、上記変形例5において、例えば、図
図32、
図33に示したように、光散乱部50が、配線基板30側から、支持基板21側に移転されていてもよい。なお、カラーフィルタ23および光散乱部50が支持基板21に積層される場合には、カラーフィルタ23が光散乱部50よりも支持基板21側に配置される。
【0042】
このとき、光散乱部50は、支持基板21に支持されており、かつ、表示画素の直上に、表示画素ごとに1つずつ設けられている。このようにした場合であっても、各表示画素から発せられた光は、光散乱部50によって散乱されるので、色合いの視野角依存性を低減することができる。また、光散乱部50が各表示画素の直上に、表示画素ごとに別個に設けられているので、光散乱部が表示領域全体に形成されている場合と比べて、高いコントラストを得ることができる。
【0043】
なお、
図34において、各図に記載されている構成要素の対応関係をまとめておく。なお、
図34において、「下BL」とは、遮光部60を指しており、「下SL」とは、配線基板30側に配置された光散乱部50を指している。また、
図34において、「上BL」とは、ブラックマトリクス22を指しており、「上CL」とは、カラーフィルタ23を指しており、「上SL」とは、支持基板21側に配置された光散乱部50を指している。また、
図34において、○とは、対応する構成要素を備えていることを指しており、×とは、対応する構成要素を備えていないことを指している。
【0044】
<3.実施例>
次に、表示装置1の実施例について、比較例と対比しつつ説明する。本実施例に係る表示装置では、R,G,BのLEDを各色1つずつ、表示画素に設け、表示画素に含まれるR,G,Bの3個のLEDを、横50μm、縦100μmの領域内に配置した。各LEDを、支持基板に実装し、支持基板とは反対側に光が出射されるようにした。横270μm、縦286μmのピッチで、縦625mm、横1107mmの領域に、各表示画素をマトリックス状に配置し、横4096個、縦2180個のLEDを配置した。各LEDのチップサイズを、17.5μm角とした。
【0045】
各LEDの直上に、LEDごとに1つずつ、18μm角の散乱層を形成した。散乱層は、信越化学シリコーンKER6075に、粒径約2μmの酸化チタンを5wt%分散させた塗料を、スクリーン印刷法で厚さ約20μmになるように塗布した。次に、スクリーン印刷法で、各表示画素間を光吸収
性の黒色レジストで埋め込んだ。表示画素内には黒色レジストを塗布しなかった。このようにして、実施例に係る表示装置を作成した。
【0046】
一方、比較例に係る表示装置では、LEDの直上を含む表面全体に、上記と同様の方法で作成した塗料を塗布して、散乱層を形成した。
【0047】
実施例に係る表示装置では、隣接する画素への光入射がなくなり、画像のボケが抑えられていた。また、視野角による色合いの変化はなかった。一方、比較例に係る表示装置では、視野角による色合いの変化はなかったが、画像のボケがやや見られ、解像度の低下がみられた。
【0048】
また、例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
(1)
発光色の互いに異なる複数種類の発光素子を含み、かつ共通の配線基板上に2次元配置された複数の画素と、
前記画素の直上に、前記画素ごとに設けられた複数の光散乱部と、
互いに隣接する画素間の間隙、または、前記配線基板の法線方向から見たときに前記間隙と対向する対向領域に設けられた遮光部と
を備えた
基板。
(2)
前記遮光部は、前記配線基板の法線方向から見たときに前記間隙全体を覆うように形成され、
前記光散乱部は、前記画素に接して形成されている
(1)に記載の基板。
(3)
所定の間隙を介して、前記配線基板と対向する位置に配置された対向基板を備え、
前記遮光部および前記光散乱部は、ともに、前記対向基板に支持され、
前記遮光部は、前記配線基板の法線方向から見たときに前記対向領域全体を覆うように形成されている
(1)に記載の基板。
(4)
前記画素の直上に形成され、かつ前記対向基板に支持されたカラーフィルタを備えた
(3)に記載の基板。
(5)
1または複数の基板を備え、
前記基板は、
発光色の互いに異なる複数種類の発光素子を含み、かつ共通の配線基板上に2次元配置された複数の画素と、
前記画素の直上に、前記画素ごとに設けられた複数の光散乱部と、
互いに隣接する画素間の間隙、または、前記配線基板の法線方向から見たときに前記間隙と対向する対向領域に設けられた遮光部と
を有する
表示パネル。
(6)
1または複数の基板を有する表示パネルを備え、
前記基板は、
発光色の互いに異なる複数種類の発光素子を含み、かつ共通の配線基板上に2次元配置された複数の画素と、
前記画素の直上に、前記画素ごとに設けられた複数の光散乱部と、
互いに隣接する画素間の間隙、または、前記配線基板の法線方向から見たときに前記間隙と対向する対向領域に設けられた遮光部と
を有する
表示装置。