(57)【要約】【課題】消費電力を低減することが可能な表示装置を提供する。【解決手段】表示面３１と、光の透過態様を変換可能な液晶層１４と、液晶層１４に対して表示面３１とは反対側に配されて表示面３１側から入射する光を表示面３１側に反射する反射画素電極３２と、液晶層１４に対して表示面３１とは反対側に配されて光を透過する開口部３３と、反射画素電極３２及び開口部３３に対して表示面３１側に配されるカラーフィルタ２０と、を有する液晶パネル１１と、光を蓄えることでカラーフィルタ２０が呈する色に対して補色となる色を発光する蓄光部４２であって、開口部３３に対して表示面３１とは反対側に配される蓄光部４２と、を備えることに特徴を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面と、光の透過態様を変換可能な光透過態様変換部と、前記光透過態様変換部に対して前記表示面とは反対側に配されて前記表示面側から入射する光を前記表示面側に反射する光反射部と、前記光透過態様変換部に対して前記表示面とは反対側に配されて光を透過する光透過部と、前記光反射部及び前記光透過部に対して前記表示面側に配されるカラーフィルタと、を有する表示パネルと、
光を蓄えることで前記カラーフィルタが呈する色に対して補色となる色を発光する蓄光部であって、前記光透過部に対して前記表示面とは反対側に配される蓄光部と、を備える表示装置。
【請求項２】
前記表示パネルは、複数の画素部を備え、
前記画素部は、光透過性を有する透過画素電極と、前記透過画素電極と重畳され、光反射性を有する反射画素電極と、を備え、
前記光反射部は、前記反射画素電極であり、
前記光透過部は、前記反射画素電極に形成された開口部である請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記光反射部は、金属材料によって構成され、
前記カラーフィルタは青色を呈するものとされ、
前記蓄光部は、光を蓄えることで黄色を発光する構成である請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記蓄光部は、前記光透過部に対して、前記表示面側とは反対側から重畳する構成である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示パネルに対して前記表示面側とは反対側に配される偏光板を備え、
前記蓄光部は、前記偏光板に設けられている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半透過型の表示装置の一例として下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された表示装置は、画素毎に設けられた反射電極を有しており、この反射電極を用いて反射表示を行うと共に、反射電極の画素間の空間を用いて透過表示を行うことが可能な構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２５５９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１においては、表示パネルの背面側に設けられたバックライトを用いて透過表示を行う構成であるから、バックライトを駆動させるための電力が必要となる。このため、消費電力をより低減することが可能な表示装置が求められている。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、消費電力を低減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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の表示装置は、表示面と、光の透過態様を変換可能な光透過態様変換部と、前記光透過態様変換部に対して前記表示面とは反対側に配されて前記表示面側から入射する光を前記表示面側に反射する光反射部と、前記光透過態様変換部に対して前記表示面とは反対側に配されて光を透過する光透過部と、前記光反射部及び前記光透過部に対して前記表示面側に配されるカラーフィルタと、を有する表示パネルと、光を蓄えることで前記カラーフィルタが呈する色に対して補色となる色を発光する蓄光部であって、前記光透過部に対して前記表示面とは反対側に配される蓄光部と、を備えることに特徴を有する。
【０００７】
光反射部を備えることで、外光を利用した表示を行うことができ、光透過部及び蓄光部を備えることで、蓄光部からの光を利用した表示を行うことができる。蓄光部を備えることで、バックライトを用いる場合と比べて消費電力を低減することができる。また、光反射部による反射光は、光反射部の材質や外光の色味などに起因して、特有の色味を帯びる場合がある。カラーフィルタを備えることで、反射光の色味を調整することができ、表示品位をより高くすることができる。また、蓄光部はカラーフィルタの補色となる色を発光するため、蓄光部からの光を利用して表示を行う際の表示色がカラーフィルタの影響を受ける事態を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、消費電力を低減することが可能な表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係る液晶表示装置を示す断面図
【図２】液晶パネルが備える複数の画素部を示す平面図
【図３】実施形態２に係る液晶表示装置を示す断面図
【図４】実施形態３に係る液晶表示装置を示す断面図
【図５】実施形態４に係る液晶表示装置を示す断面図
【図６】実施形態５に係る液晶表示装置を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１から図２によって説明する。液晶表示装置１０は、図１に示すように、半透過型の液晶パネル１１（表示パネル）と、液晶パネル１１に対して光を照射する蓄光シート４０と、を備える。液晶パネル１１は、半透過型のものとされ、その表示面３１側（表側、図１の上側）から照射される外光（周囲光、環境光）を反射して表示に利用する反射表示と、表示面３１側とは反対側（裏側、図１の下側）に配された蓄光シート４０から照射される光を透過して表示に利用する透過表示と、の両方を行うことが可能となっている。反射表示において利用される外光には、太陽光や室内灯光などが含まれる。本実施形態に係る液晶表示装置１０は、例えばスマートウォッチなどのウェアラブル端末に用いられるが、用途はこれに限定されない。
【００１１】
液晶パネル１１は、図１に示すように、互いに対向状をなす表裏一対の基板１２，１３と、両基板１２，１３間に介在されると共に電界印加に伴って光の透過態様を変換可能な物質である液晶分子を含む液晶層１４（光透過態様変換部）と、を備える。両基板１２，１３のうち表側に配された基板１２は対向基板１２（ＣＦ基板、コモン基板）とされ、裏側に配された基板１３がアレイ基板１３（素子基板、アクティブマトリクス基板、ＴＦＴ基板）とされる。液晶層１４は、両基板１２，１３の外周端部間に介在するシール部（図示せず）によって封止されている。
【００１２】
液晶パネル１１は、表示面３１における中央側部分が、画像が表示される表示領域とされるのに対し、表示領域を取り囲む額縁状の外周側部分が、画像が表示されない非表示領域とされている。このうちの非表示領域に上記したシール部などが配されるのに対し、表示領域には、画像を表示するための画素部１６などが配される。両基板１２，１３は、それぞれほぼ透明なガラス基板を備えており、それぞれのガラス基板上に既知のフォトリソグラフィ法などによって複数の膜が積層された構成とされる。この液晶パネル１１は、表示領域においてモノクロ表示を行うと共に、例えば、非通電時（後述する画素部１６に電圧が印加されていないとき）に階調値（透過率）が最小で黒表示となるノーマリブラックモードとされる。
【００１３】
各画素部１６は、アレイ基板１３に設けられたＴＦＴなどのスイッチング素子（図示せず）やメモリ回路（スタティックＲＡＭなど、図示せず）に接続されており、それらスイッチング素子の駆動及びメモリ回路に記憶されたデータによって各画素部１６は所定の電位に充電されるとともにその電位が一定期間保持されるようになっている。つまり、液晶パネル１１は、メモリ液晶パネルとされ、静止画を表示する際の消費電力を低減することが可能となっている。
【００１４】
アレイ基板１３における表示領域には、図１及び図２に示すように、複数の画素部１６が表示面３１の面内にマトリクス状に平面配置されている。画素部１６は、相対的に下層側（液晶層１４側とは反対側）に配される透過画素電極１７と、相対的に上層側（液晶層１４側）に配され、透過画素電極１７と重畳する反射画素電極３２と、を備える。透過画素電極１７は、光透過性を有する透明電極膜からなる。
【００１５】
反射画素電極３２（光反射部）は、光反射性を有する金属材料からなり、液晶層１４に対して表示面３１とは反対側に配されている。反射画素電極３２は、表示面３１側から入射する光（外光）を表示面３１側に反射することが可能とされる。反射画素電極３２による反射光（図１の矢線Ｌ１参照）は、液晶層１４を介して再び対向基板１２側へ向かい、反射表示に利用される。反射画素電極３２には、部分的に開口部３３（光透過部）が貫通形成されている。蓄光シート４０の蓄光部４２から出射された光（図１の矢線Ｌ２参照）は、透過画素電極１７及び開口部３３を透過して液晶層１４側に向かうことが可能となっている。これにより、蓄光シート４０から出射された光は、液晶層１４を介して対向基板１２側へ向かい、透過表示に利用される。なお、図２に示すように、開口部３３は、例えば方形状をなし、その面積は、反射画素電極３２において開口部３３を除いた部分の面積よりも小さい値で設定されている。また、アレイ基板１３には、透過画素電極１７の下層側に平坦化膜１５が設けられている。平坦化膜１５は、それよりも下層側に配されて画素部１６に接続される配線やＴＦＴなど（図示省略）に起因して生じる凹凸を平坦化するためのものであり、主に有機絶縁材料からなるとともに、その平坦化された表面が画素部１６の形成面とされる。
【００１６】
対向基板１２には、図１に示すように、光を遮る遮光部１９と、カラーフィルタ２０と、画素部１６と対向状をなす対向電極２１と、が設けられている。遮光部１９は、図２の平面視に示すように、表示領域においてマトリクス状に平面配置された複数の画素部１６の間を仕切る格子状をなしている。遮光部１９により隣り合う画素部１６の間で行き交おうとする光を遮ることができ、もって各画素部１６の表示独立性が担保される。カラーフィルタ２０は、反射画素電極３２（開口部３３）に対して表示面３１側に配され、青色を呈するものとされる。具体的には、カラーフィルタ２０は、例えば、青色に属する波長領域（約４２０ｎｍ〜約５００ｎｍ）の青色光を選択的に透過し、それ以外の波長領域の光（緑色光や赤色光）を吸収する顔料または染料を含有する。
【００１７】
ところで、反射表示及び透過表示の双方を行うことが可能な液晶パネルでは、反射表示時の表示色が透過表示時の表示色に比べて黄色味を帯び易い傾向にある。この理由としては、反射画素電極の材質に起因して反射画素電極による反射光が黄色味を帯び易くなることを挙げることができる。また、反射表示においては、外光が液晶層を往復することになるため、液晶層を通過する光路長が透過表示に比して２倍になる。光路長が大きくなると、長波長の光の光量が短波長の光の光量に比べて大きくなる傾向にある。これも反射表示における表示色が黄色味を帯び易くなる理由の一つとなっている。
【００１８】
上記のように黄色の補色である青色を呈するカラーフィルタ２０を対向基板１２に設けるようにすれば、反射表示時の表示色が黄色味を帯び難いものとなる。カラーフィルタ２０は、表示領域に配された複数の画素部１６を覆う形で配されている。対向電極２１は、透過画素電極１７と同様に透明電極膜からなり、常に一定の基準電位（共通電位）が付与されている。従って、対向電極２１と対向状をなす各画素部１６との間には、各画素部１６に供給された電圧に基づいた電位差が生じ、その電位差を利用して各画素部１６付近に存在する液晶層１４に含まれる液晶材料の配向状態が制御され、もってその画素部１６における表示がなされる。対向電極２１は、複数の画素部１６の全てと対向状をなす形で配されている。また、液晶パネル１１においては、対向基板１２の表側に偏光板２２が配され、アレイ基板１３の裏側に偏光板２３が配されている。なお、反射光が黄色味を帯び易い反射画素電極３２の材質としては、ＩＴＯ、モリブデン、アルミニウムを組み合わせたものや、ＩＴＯと銀合金を組み合わせたものなどを例示することができるがこれに限定されない。
【００１９】
蓄光シート４０は、画素部１６（ひいては開口部３３）に対して表示面３１とは反対側に配され、シート状の基材４１と、基材４１に含有された蓄光部４２と、を備える。蓄光部４２は、光を蓄えることで、カラーフィルタ２０が呈する青色の補色となる黄色を発光する構成とされる。各蓄光部４２は、各画素部１６の各開口部３３に対して、表示面３１側とは反対側から重畳する構成とされる。なお、黄色を発光する蓄光部４２としては、例えば、アルカリ土類アルミン酸塩系の蓄光材を黄色の顔料で着色した蓄光顔料を用いることができるがこれに限定されない。なお、このような蓄光顔料としては、例えば株式会社ルミナス製の「蓄光顔料３０１Ｙ（Mo・xAl2O3：ySiO2Eu）を挙げることができる。また、蓄光部４２としては、蓄光材料と、その蓄光材料からの光を受けて発光する蛍光材料とを組み合わせることで、黄色を発光する構成としてもよい。
【００２０】
次に本実施形態の効果について説明する。本実施形態では、反射画素電極３２を備えることで、外光を利用した表示を行うことができ、開口部３３及び蓄光部４２を備えることで、蓄光部４２からの光を利用した表示を行うことができる。蓄光部４２を備えることで、バックライトを用いる場合と比べて消費電力を低減することができる。また、反射画素電極３２による反射光は、反射画素電極３２の材質や外光の色味などに起因して、特有の色味を帯びる場合がある。カラーフィルタ２０を備えることで、反射光の色味を調整することができ、表示品位をより高くすることができる。また、蓄光部４２はカラーフィルタ２０の補色となる色を発光するため、蓄光部４２からの光を利用して表示を行う際の表示色がカラーフィルタ２０の影響を受ける事態を抑制することができる。
【００２１】
また、液晶パネル１１は、複数の画素部１６を備え、画素部１６は、光透過性を有する透過画素電極１７と、透過画素電極１７と重畳され、光反射性を有する反射画素電極３２と、を備える。蓄光部４２からの光は、透過画素電極１７及び光透過部（開口部３３）を透過して表示面３１側に向かう。これにより、蓄光部４２からの光を利用した表示を行うことができる。
【００２２】
また、反射画素電極３２は、金属材料によって構成され、カラーフィルタ２０は青色を呈するものとされ、蓄光部４２は、光を蓄えることで黄色を発光する構成である。反射画素電極３２が金属材料である場合には、その反射光が金属特有の黄色味を帯びる場合がある。カラーフィルタ２０を青色にすることで、反射光を用いて表示を行う際の表示色が黄色味を帯び難いものとなる。また、蓄光部４２はカラーフィルタ２０の補色である黄色を発光するものであるから、蓄光部４２からの光を用いて表示を行う際の表示色がカラーフィルタ２０の影響を受けて青色味を帯びる事態を抑制することができる。この結果、反射表示及び透過表示において、表示の白色度をより近づけることができる。
【００２３】
また、蓄光部４２は、開口部３３に対して、表示面３１側とは反対側から重畳する構成である。蓄光部４２からの光が開口部３３を透過し易くなり、光の利用効率をより高くできる。
【００２４】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図３によって説明する。上記実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。本実施形態の液晶表示装置１１０においては、蓄光シート１４０の全面に亘って蓄光部１４２が含有されている。
【００２５】
＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３を図４によって説明する。上記実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。本実施形態の液晶表示装置２１０においては、蓄光シートを備えておらず、各蓄光部４２が各開口部３３と重畳する形で設けられている。
【００２６】
＜実施形態４＞
次に、本発明の実施形態４を図５によって説明する。上記実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。本実施形態の液晶表示装置３１０においては、蓄光シートを備えておらず、液晶パネル１１に対して表示面３１側とは反対側に配される偏光板２３に蓄光部４２が設けられており、各蓄光部４２は、各開口部３３と重畳する形で設けられている。偏光板２３と蓄光部４２を一体化することで、組み付けに係る作業性が良好となる。
【００２７】
＜実施形態５＞
次に、本発明の実施形態５を図６によって説明する。上記実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。本実施形態の液晶表示装置４１０においては、表示面３１側とは反対側に配される偏光板を備えておらず、蓄光部４２は、アレイ基板１３における裏側の面に設けられている。
【００２８】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、反射画素電極に形成された開口部３３を光透過部としたが、これに限定されない。例えば、隣り合う反射画素電極間の隙間を光透過部としてもよい。
（２）上記実施形態では、光透過態様変換部として液晶層１４を例示したが、これに限定されない。光透過態様変換部は、光の透過態様を変換することで表示面において画像を表示可能にするものであればよい。例えば、光透過態様変換部として、各画素部が微小な機械式シャッタを備える構成（ＭＥＭＳ）を挙げることができる。
（３）上記実施形態では、カラーフィルタ２０が青色を呈し、蓄光部４２が黄色を発光する構成を例示したが、これに限定されない。カラーフィルタ２０の色は、反射画素電極３２による反射光の色味に応じて適宜変更可能であり、蓄光部４２が発光する色は、カラーフィルタ２０が呈する色の補色となる色であればよい。例えば、カラーフィルタ２０を赤色にした場合には、蓄光部４２が青緑色（シアン）を発光する構成とすればよく、カラーフィルタ２０を緑色にした場合には、蓄光部４２が紫赤色（マゼンダ）を発光する構成とすればよい。また、上述したカラーフィルタ２０の色と蓄光部４２の発光色の組み合わせを入れ替えてもよい。例えば、カラーフィルタ２０を黄色にした場合には、蓄光部４２が青色を発光する構成とすればよく、カラーフィルタ２０を青緑色（シアン）にした場合には、蓄光部４２が赤色を発光する構成とすればよく、カラーフィルタ２０を紫赤色（マゼンダ）にした場合には、蓄光部４２が緑色を発光する構成とすればよい。
【符号の説明】
【００２９】
１０，１１０，２１０，３１０，４１０…液晶表示装置（表示装置）、１１…液晶パネル（表示パネル）、１４…液晶層（光透過態様変換部）、１６…画素部、１７…透過画素電極、２０…カラーフィルタ、２３…偏光板、３１…表示面、３２…反射画素電極（光反射部）、３３…開口部（光透過部）、４２…蓄光部、１４０…蓄光シート（蓄光部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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