(57)【要約】  本発明は、複数のサブピクセルの配列を有する表示パネルを提供する。この表示パネルは、表示パネルの表示コントラストを変調するように構成される複数の光変調器を含む。複数の光変調器の各々は、表示パネルを光透過可能にするように構成される光変調領域にある。光変調領域における光透過率は、複数のサブピクセルのうち第１サブピクセルで画像表示を駆動するための第１ゲート線および第１データ線によって制御される。
2021511526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブピクセルの配列を有する表示パネルであって、
前記表示パネルの表示コントラストを変調するように構成される複数の光変調器であって、それぞれが、前記表示パネルを光透過可能にするように構成される光変調領域にある複数の光変調器を備え、
前記光変調領域における光透過率は、前記複数のサブピクセルのうち第１サブピクセルで画像表示を駆動するための第１ゲート線および第１データ線によって制御される、表示パネル。
【請求項２】
前記複数の光変調器の各々は、第１電極と、該第１電極上にあるエレクトロクロミック層と、該エレクトロクロミック層の前記第１電極から遠い側にある第２電極と、を含む、請求項１に記載の表示パネル。
【請求項３】
前記光変調領域において、前記第１ゲート線に接続されたゲート電極と、前記第１電極に接続されたソース電極と、接地されたドレイン電極と、を有する第１薄膜トランジスタを備える、請求項２に記載の表示パネル。
【請求項４】
前記第１薄膜トランジスタは、漏洩トランジスタである、請求項３に記載の表示パネル。
【請求項５】
前記第１サブピクセルにおいて、前記第１ゲート線に接続されたゲート電極と、前記第１データ線に接続されたソース電極と、前記第１サブピクセルにおける第３電極に接続されたドレイン電極と、が含まれる第２薄膜トランジスタを備える、請求項３に記載の表示パネル。
【請求項６】
前記第１サブピクセルにおける前記第２薄膜トランジスタには、活性層がさらに含まれ、
前記第１薄膜トランジスタの前記ソース電極は、前記第２薄膜トランジスタの前記活性層に接続される、請求項５に記載の表示パネル。
【請求項７】
前記第１サブピクセルにおける前記第３電極と、前記光変調領域における前記第１電極とは、同一層にあり、同一材料からなる、請求項５に記載の表示パネル。
【請求項８】
前記第３電極の前記第２薄膜トランジスタから遠い側にある有機発光層と、
前記有機発光層の前記第３電極から遠い側にある第４電極と、をさらに備え、
前記第１サブピクセルにおける前記第４電極と、前記光変調領域における前記第２電極とは、同一層にあり、同一材料からなる、請求項５に記載の表示パネル。
【請求項９】
前記光変調領域は、前記複数のサブピクセルとほぼ重ならない、請求項１に記載の表示パネル。
【請求項１０】
前記第１サブピクセルは、前記光変調領域に隣接するサブピクセルである、請求項１に記載の表示パネル。
【請求項１１】
前記複数の光変調器の数は、前記複数のサブピクセルの数とほぼ同じである、請求項１に記載の表示パネル。
【請求項１２】
前記表示パネルは、透明表示パネルである、請求項１に記載の表示パネル。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の表示パネルを備える表示装置。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれかに記載の表示パネルの表示コントラストを変調する方法であって、
前記複数のサブピクセルのうち前記第１サブピクセルで画像表示を駆動するように、第１ゲート走査信号を前記第１ゲート線に、第１データ信号を前記第１データ線に供給するステップと、
前記第１ゲート走査信号および前記第１データ信号により、前記光変調領域において光透過率を変調するステップと、を含む方法。
【請求項１５】
前記複数の光変調器の各々は、第１電極と、該第１電極上にあるエレクトロクロミック層と、該エレクトロクロミック層の前記第１電極から遠い側にある第２電極と、を含み、
前記光透過率を変調するステップは、前記第１データ信号からの電圧信号を前記第１電極に印加することで、前記光変調領域において前記光透過率を下げることを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記表示パネルは、
前記光変調領域にある第１薄膜トランジスタであって、前記第１ゲート線に接続されたゲート電極と、前記第１電極に接続されたソース電極と、接地されたドレイン電極と、を有する第１薄膜トランジスタと、
前記第１サブピクセルにある第２薄膜トランジスタであって、前記第１ゲート線に接続されたゲート電極と、前記第１データ線に接続されたソース電極と、前記第１サブピクセルにおける第３電極に接続されたドレイン電極と、が含まれる第２薄膜トランジスタと、を備え、
前記方法は、
前記第１サブピクセルで画像表示を駆動するために、前記第２薄膜トランジスタの前記ソース電極から前記第１データ信号を前記第２薄膜トランジスタの前記ドレイン電極に伝送可能にするように、前記第１ゲート走査信号を前記第１ゲート線に供給して前記第２薄膜トランジスタをオンにするステップと、
前記第１薄膜トランジスタの前記ソース電極から前記第１データ信号を前記第１薄膜トランジスタの前記ドレイン電極に伝送可能にするように、前記第１ゲート走査信号を前記第１ゲート線に供給して前記第１薄膜トランジスタをオンにするステップと、をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１薄膜トランジスタは、漏洩トランジスタであり、
前記第１電極に印加された前記電圧信号の電圧レベルは、前記第１データ信号の電圧レベルよりも低い、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
複数のサブピクセルの配列を有する表示パネルを製造する方法であって、
前記表示パネルの表示コントラストを変調するように構成される複数の光変調器であって、それぞれが、前記表示パネルを光透過可能にするように構成される光変調領域にある複数の光変調器を形成するステップと、
前記複数のサブピクセルで画像表示を駆動するために、複数のゲート線を形成しかつ複数のデータ線を形成するステップと、を含み、
前記複数の光変調器、前記複数のゲート線、および前記複数のデータ線は、前記光変調領域における光透過率が、前記複数のサブピクセルのうち第１サブピクセルで画像表示を駆動するための第１ゲート線および第１データ線によって制御されるように形成される、方法。
【請求項１９】
前記複数の光変調器の各々は、第１電極と、該第１電極上にあるエレクトロクロミック層と、該エレクトロクロミック層の前記第１電極から遠い側にある第２電極と、を含み、
前記方法は、
前記光変調領域において、前記第１ゲート線に接続されたゲート電極と、前記第１電極に接続されたソース電極と、接地されたドレイン電極と、を有する第１薄膜トランジスタを形成するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１薄膜トランジスタが漏れ電流を有するように形成されることで、前記第１データ線を経由した第１データ信号の印加による、前記光変調領域の階調レベルと前記第１サブピクセルの階調レベルとの差は、データ電圧レベルの範囲にわたって実質的に最小化される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１サブピクセルにおいて、前記第１ゲート線に接続されたゲート電極と、前記第１データ線に接続されたソース電極と、前記第１サブピクセルにおける第３電極に接続されたドレイン電極と、を有する第２薄膜トランジスタを形成するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、表示技術に関し、特に、光変調領域を有する表示パネル、表示装置、表示パネルの表示コントラストを変調する方法、並びに表示パネルを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示（ＬＣＤ）装置や有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示装置などの表示装置は幅広く用いられている。ＬＣＤやＯＬＥＤ表示装置は、表示パネルにおいて、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いてピクセルを制御する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の一態様において、複数のサブピクセルの配列を有する表示パネルであって、前記表示パネルの表示コントラストを変調するように構成される複数の光変調器であって、それぞれが、前記表示パネルを光透過可能にするように構成される光変調領域にある複数の光変調器を備え、前記光変調領域における光透過率は、前記複数のサブピクセルのうち第１サブピクセルで画像表示を駆動するための第１ゲート線および第１データ線によって制御される表示パネルを提供する。
【０００４】
前記複数の光変調器の各々は、第１電極と、該第１電極上にあるエレクトロクロミック層と、該エレクトロクロミック層の前記第１電極から遠い側にある第２電極と、を含んでもよい。
【０００５】
前記表示パネルは、前記光変調領域において、前記第１ゲート線に接続されたゲート電極と、前記第１電極に接続されたソース電極と、接地されたドレイン電極と、を有する第１薄膜トランジスタを備えてもよい。
【０００６】
前記第１薄膜トランジスタは、漏洩トランジスタであってもよい。
【０００７】
前記表示パネルは、前記第１サブピクセルにおいて、前記第１ゲート線に接続されたゲート電極と、前記第１データ線に接続されたソース電極と、前記第１サブピクセルにおける第３電極に接続されたドレイン電極と、が含まれる第２薄膜トランジスタを備えてもよい。
【０００８】
前記第１サブピクセルにおける前記第２薄膜トランジスタには、活性層がさらに含まれ、前記第１薄膜トランジスタの前記ソース電極は、前記第２薄膜トランジスタの前記活性層に接続されてもよい。
【０００９】
前記第１サブピクセルにおける前記第３電極と、前記光変調領域における前記第１電極とは、同一層にあり、同一材料からなってもよい。
【００１０】
前記第３電極の前記第２薄膜トランジスタから遠い側にある有機発光層と、前記有機発光層の前記第３電極から遠い側にある第４電極と、をさらに備え、前記第１サブピクセルにおける前記第４電極と、前記光変調領域における前記第２電極とは、同一層にあり、同一材料からなってもよい。
【００１１】
前記光変調領域は、前記複数のサブピクセルとほぼ重ならなくてもよい。
【００１２】
前記第１サブピクセルは、前記光変調領域に隣接するサブピクセルであってもよい。
【００１３】
前記複数の光変調器の数は、前記複数のサブピクセルの数とほぼ同じであってもよい。
【００１４】
前記表示パネルは、透明表示パネルであってもよい。
【００１５】
本発明の他の一態様において、本明細書に記載されるか、または本明細書に記載の方法によって製造される表示パネルを備える表示装置を提供する。
【００１６】
本発明の別の一態様において、本明細書に記載されるか、または本明細書に記載の方法によって製造される表示パネルの表示コントラストを変調する方法であって、前記複数のサブピクセルのうち前記第１サブピクセルで画像表示を駆動するように、第１ゲート走査信号を前記第１ゲート線に、第１データ信号を前記第１データ線に供給するステップと、前記第１ゲート走査信号および前記第１データ信号により、前記光変調領域において光透過率を変調するステップと、を含む方法を提供する。
【００１７】
前記複数の光変調器の各々は、第１電極と、該第１電極上にあるエレクトロクロミック層と、該エレクトロクロミック層の前記第１電極から遠い側にある第２電極と、を含み、前記光透過率を変調するステップは、前記第１データ信号からの電圧信号を前記第１電極に印加することで、前記光変調領域において前記光透過率を下げることを含んでもよい。
【００１８】
前記表示パネルは、前記光変調領域にある第１薄膜トランジスタであって、前記第１ゲート線に接続されたゲート電極と、前記第１電極に接続されたソース電極と、接地されたドレイン電極と、を有する第１薄膜トランジスタと、前記第１サブピクセルにある第２薄膜トランジスタであって、前記第１ゲート線に接続されたゲート電極と、前記第１データ線に接続されたソース電極と、前記第１サブピクセルにおける第３電極に接続されたドレイン電極と、が含まれる第２薄膜トランジスタと、を備え、前記方法は、前記第１サブピクセルで画像表示を駆動するために、前記第２薄膜トランジスタの前記ソース電極から前記第１データ信号を前記第２薄膜トランジスタの前記ドレイン電極に伝送可能にするように、前記第１ゲート走査信号を前記第１ゲート線に供給して前記第２薄膜トランジスタをオンにするステップと、前記第１薄膜トランジスタの前記ソース電極から前記第１データ信号を前記第１薄膜トランジスタの前記ドレイン電極に伝送可能にするように、前記第１ゲート走査信号を前記第１ゲート線に供給して前記第１薄膜トランジスタをオンにするステップと、をさらに含んでもよい。
【００１９】
前記第１薄膜トランジスタは、漏洩トランジスタであり、前記第１電極に印加された前記電圧信号の電圧レベルは、前記第１データ信号の電圧レベルよりも低くてもよい。
【００２０】
本発明の別の態様において、複数のサブピクセルの配列を有する表示パネルを製造する方法であって、前記表示パネルの表示コントラストを変調するように構成される複数の光変調器であって、それぞれが、前記表示パネルを光透過可能にするように構成される光変調領域にある複数の光変調器を形成するステップと、前記複数のサブピクセルで画像表示を駆動するために、複数のゲート線を形成しかつ複数のデータ線を形成するステップと、を含み、前記複数の光変調器、前記複数のゲート線、および前記複数のデータ線は、前記光変調領域における光透過率が、前記複数のサブピクセルのうち第１サブピクセルで画像表示を駆動するための第１ゲート線および第１データ線によって制御されるように形成される方法を提供する。
【００２１】
前記複数の光変調器の各々は、第１電極と、該第１電極上にあるエレクトロクロミック層と、該エレクトロクロミック層の前記第１電極から遠い側にある第２電極と、を含み、前記方法は、前記光変調領域において、前記第１ゲート線に接続されたゲート電極と、前記第１電極に接続されたソース電極と、接地されたドレイン電極と、を有する第１薄膜トランジスタを形成するステップをさらに含んでもよい。
【００２２】
前記第１薄膜トランジスタが漏れ電流を有するように形成されることで、前記第１データ線を経由した第１データ信号の印加による、前記光変調領域の階調レベルと前記第１サブピクセルの階調レベルとの差は、データ電圧レベルの範囲にわたって実質的に最小化されてもよい。
【００２３】
前記第１サブピクセルにおいて、前記第１ゲート線に接続されたゲート電極と、前記第１データ線に接続されたソース電極と、前記第１サブピクセルにおける第３電極に接続されたドレイン電極と、を有する第２薄膜トランジスタを形成するステップをさらに含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
以下の図面は、単に開示された各実施形態を説明するための例であり、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【図１】本発明の幾つかの実施形態に係る光変調領域を有する表示パネルを説明する模式図である。
【図２】本発明の幾つかの実施形態に係る光変調領域を有する表示パネルを説明する模式図である。
【図３】本発明の幾つかの実施形態に係る光変調領域を有する表示パネルを説明する模式図である。
【図４】本発明の幾つかの実施形態に係る光変調領域を有する表示パネルを説明する模式図である。
【図５】本発明の幾つかの実施形態に係る光変調領域を有する表示パネルを説明する模式図である。
【図６】本発明の幾つかの実施形態に係る表示パネルの表示コントラストを変調する回路の回路図である。
【図７】表示パネルがオフ状態にあるときの光変調領域における光透過率を説明する。
【図８】表示パネルがオン状態にあるときの光変調領域における光透過率を説明する。
【図９】本発明の幾つかの実施形態に係る表示パネルにおける第１データ信号の印加による光変調領域および第１サブピクセルの階調レベルを説明する。
【図１０】本発明の幾つかの実施形態に係る表示パネルにおける第１データ信号の印加による光変調領域および第１サブピクセルの階調レベルを説明する。
【図１１】本発明の幾つかの実施形態に係る表示パネルにおける第１データ信号の印加による光変調領域および第１サブピクセルの階調レベルを説明する。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明について、幾つかの実施形態を参照しながらより具体的に説明する。なお、以下で説明される実施形態は、例示または説明を目的とするものに過ぎず、本発明の構成などについても網羅や限定することを意図しない。
【００２６】
従来の表示パネル、特に透明表示パネルにおいて、例えば屋外環境のような環境光度が比較的高い場合や表示パネルが透明表示パネルである場合には、表示コントラストが低下する。これにより、表示された画像を見ることは読者にとって困難である。読者は、画像表示をより良く見るために、屋外で表示パネルの輝度を上げる場合がある。しかしながら、これは、はるかに高い消費電力をもたらす。
【００２７】
したがって、本発明は、関連技術の制限や欠点に起因する１つまたは複数の問題を実質的に解決すべき、とりわけ、光変調領域を有する表示パネル、表示装置、表示パネルの表示コントラストを変調する方法、並びに表示パネルを製造する方法を提供する。本発明の一態様において、複数のサブピクセルの配列を有する表示パネルを提供する。幾つかの実施形態において、この表示パネルは、前記表示パネルの表示コントラストを変調するように構成される複数の光変調器を含む。前記複数の光変調器の各々は、前記表示パネルを光透過可能にするように構成される光変調領域にある。前記光変調領域における光透過率は、前記複数のサブピクセルのうち第１サブピクセルで画像表示を駆動するための第１ゲート線および第１データ線によって制御されてもよい。
【００２８】
図１は、本発明の幾つかの実施形態に係る光変調領域を有する表示パネルを説明する模式図である。図１を参照すれば、表示パネルは、複数のサブピクセル、例えば、サブピクセルＳｐ１、Ｓｐ２、Ｓｐ３、Ｓｐ４、・・・、Ｓｐ１０と、複数の光変調器（例えば、光変調器Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、・・・、Ｍ１０）と、複数の光変調領域（例えば、光変調領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、・・・、Ｒ１０）と、を含む。複数の光変調器は、表示パネルの表示コントラストを変調するように構成される。複数の光変調領域の各々は、表示パネルを光透過可能にするように構成される。一例としては、複数の光変調領域の各々は、表示パネルがオフ状態にあるときに、光（例えば、環境光）が表示パネルを透過可能な、実質的に透明な領域であってもよい。表示パネルは、例えば表示パネルがオフにされたときなど、表示パネルを見通すことができる透明表示パネルであってもよい。
【００２９】
表示パネルは、複数のサブピクセルで画像表示を駆動するために、複数のゲート線（例えば、ゲート線ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３）と複数のデータ線（例えば、データ線ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３、・・・、ＤＬ６）をさらに含む。例えば、第１ゲート線ＧＬ１および第１データ線ＤＬ１が、第１サブピクセルＳｐ１で画像表示を駆動するように構成され、第１ゲート線ＧＬ１および第２データ線ＤＬ２が、第２サブピクセルＳｐ２で画像表示を駆動するように構成されるなどのようになる。複数の光変調領域それぞれにおける光透過率も、複数のサブピクセルのうち１つで画像表示を駆動するための、複数のゲート線のうち１つと、複数のデータ線のうち１つとによって制御される。例えば、第１光変調領域Ｒ１における光透過率は、第１サブピクセルＳＰ１で画像表示を駆動するための第１ゲート線ＧＬ１と第１データ線ＤＬ１によって制御されており、第２光変調領域Ｒ２における光透過率は、第２サブピクセルＳｐ２で画像表示を駆動するための第１ゲート線ＧＬ１と第２データ線ＤＬ２によって制御される。
【００３０】
図１に示すように、複数の光変調領域の数は、表示パネルにおける複数のサブピクセルの数と同じであり、例えば、複数のサブピクセルの各々は、複数の光変調領域のうち１つに関連付けられる。複数の光変調領域の各々は、複数のサブピクセルのうちの対応するサブピクセルの側に配置される。
【００３１】
本発明の様々な代替実施形態が実施されてもよい。図２は、本発明の幾つかの実施形態に係る光変調領域を有する表示パネルを説明する模式図である。図２を参照すれば、表示パネルは、複数の光変調領域（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、・・・、Ｒ１０）において複数の光変調器（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、・・・、Ｍ１０）を含む。複数のサブピクセルの各々は、複数の光変調領域のうち１つに関連付けられる。複数の光変調領域の各々は、複数のサブピクセルのうちの対応するサブピクセルを取り囲む。複数の光変調領域それぞれ光透過率は、複数のサブピクセルのうち１つで画像表示を駆動するための、複数のゲート線のうち１つと複数のデータ線のうち１つとによって制御される。例えば、第１光変調領域Ｒ１における光透過率が、第１サブピクセルＳｐ１で画像表示を駆動するための第１ゲート線ＧＬ１および第１データ線ＤＬ１によって制御され、第２光変調領域Ｒ２における光透過率が、第２サブピクセルＳｐ２で画像表示を駆動するための第１ゲート線ＧＬ１および第２データ線ＤＬ２によって制御されるなどのようになる。
【００３２】
図３は、本発明の幾つかの実施形態に係る光変調領域を有する表示パネルを説明する模式図である。図３を参照すれば、表示パネルは、複数の光変調領域（Ｒ１、Ｒ２）において複数の光変調器（Ｍ１、Ｍ２）を含む。複数の光変調領域の各々（および複数の光変調器の各々）は、複数のサブピクセルのうち平均で４つの隣接するサブピクセルに関連付けられる。複数の光変調領域の各々は、複数のサブピクセルのうち対応する４つの隣接するサブピクセルを取り囲む。前記複数の光変調領域それぞれにおける光透過率は、複数のサブピクセルのうち１つで画像表示を駆動するための、複数のゲート線のうち１つと複数のデータ線のうち１つとによって制御される。例えば、第１光変調領域Ｒ１における光透過率が、第１サブピクセルＳｐ１で画像表示を駆動するための第１ゲート線ＧＬ１および第１データ線ＤＬ１によって制御され、第２光変調領域Ｒ２における光透過率が、第３サブピクセルＳｐ３で画像表示を駆動するための第１ゲート線ＧＬ１および第３データ線ＤＬ３によって制御されるなどのようになる。
【００３３】
表示パネルの表示コントラストおよび光変調領域における光透過率を変調するには、様々な適切な光変調器が用いられる。適切な光変調器の例としては、エレクトロクロミック方式の光変調器、光電式光変調器（例えば、液晶）、電気機械式光変調器、反射型光変調器、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）または他のタイプの光変調器が挙げられます。
【００３４】
幾つかの実施形態において、複数の光変調器は、エレクトロクロミック方式の光変調器である。図４は、本発明の幾つかの実施形態に係る光変調領域を有する表示パネルを説明する模式図である。第１サブピクセルＳｐ１側には、第１光変調領域Ｒ１が配置される。図４を参照すれば、幾つかの実施形態における表示パネルは、第１光変調領域Ｒ１に第１光変調器Ｍ１を含む。第１光変調器Ｍ１は、第１電極Ｅ１と、第１電極Ｅ１上のエレクトロクロミック層ＥＣと、エレクトロクロミック層ＥＣ側の第１電極Ｅ１から遠い側にある第２電極Ｅ２と、を含む。
【００３５】
エレクトロクロミック層ＥＣを作製するには、様々な適切な材料および様々な適切な製造方法が用いられる。例えば、エレクトロクロミック材料は、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）とのプロセスによって蒸着されてもよい。蒸着されたエレクトロクロミック材料層は、例えば、リソグラフィプロセスによってパターン化される。エレクトロクロミック層ＥＣを作製するための適切なエレクトロクロミック材料の例としては、酸化タングステン（例えば、Ｗ２Ｏ５）、酸化タングステンと酸化ニッケルとの（例えば、Ｗ２Ｏ５とＮｉＯとの）組み合わせ、五酸化ニオブ、酸化チタン（例えば、ＴｉＯ３）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、ビオロゲンエレクトロクロミック材料またはその誘導体、金属フタロシアニンエレクトロクロミック材料またはその誘導体（例えば、ルテチウムフタロシアニンエレクトロクロミック材料またはその誘導体）、ポリアニリンエレクトロクロミック材料またはその誘導体、ポリピロールエレクトロクロミック材料またはその誘導体、ポリチオフェンエレクトロクロミック材料またはその誘導体、テトラチアフルバレンエレクトロクロミック材料またはその誘導体が挙げられる。
【００３６】
第１サブピクセルＳｐ１において、表示パネルは、表示ユニット、例えば有機発光ダイオードＯＬＥＤを含む。本発明に係る表示パネルには、様々な他のタイプの表示ユニット用いられてもよい。一例としては、表示ユニットは、画素電極、共通電極および液晶層を有する液晶表示装置である。図４を参照すれば、表示パネルは、ベース基板１０と、ベース基板１０上の、第１光変調領域Ｒ１における光透過率を制御するための第１薄膜トランジスタＴ１と、第１サブピクセルＳｐ１で画像表示を駆動するための第２薄膜トランジスタＴ２と、第１薄膜トランジスタＴ１および第２薄膜トランジスタＴ２のベース基板１０から遠い側にある層間絶縁層ＩＬＤと、を含む。第１サブピクセルＳｐ１において、この表示パネルは、層間絶縁層ＩＬＤのベース基板１０から遠い側にある第３電極Ｅ３と、第３電極Ｅ３の層間絶縁層ＩＬＤから遠い側にある有機発光層ＥＭと、有機発光層ＥＭの第３電極から遠い側にある第４電極Ｅ４と、をさらに含む。第３電極Ｅ３がアノードであり、第４電極がカソードであってもよい。また、第３電極Ｅ３がカソードであり、第４電極がアノードであってもよい。
【００３７】
表示パネルは、第２電極Ｅ２および第４電極Ｅ４のベース基板１０から遠い側ある封止層ＥＮをさらに含んでもよい。封止層ＥＮは、表示ユニットを封止する。
【００３８】
幾つかの実施形態において、第１薄膜トランジスタＴ１は、ベース基板１０上の第１活性層ＡＬ１と、第１活性層ＡＬ１のベース基板１０から遠い側にあるゲート絶縁層ＧＩと、ゲート絶縁層ＧＩのベース基板１０から遠い側にある第１ゲート電極Ｇ１と、第１ゲート電極Ｇ１のゲート絶縁層ＧＩから遠い側にある保護層ＰＶＤと、保護層ＰＶＤのベース基板１０から遠い側にある第１ソース電極Ｓ１および第１ドレイン電極Ｄ１と、を含む。第１光変調器Ｍ１の第１電極Ｅ１は、層間絶縁層ＩＬＤを貫通するビアを介して第１ソース電極Ｓ１に接続される。第１ドレイン電極Ｄ１は、保護層ＰＶＤを貫通するビアを介してグラウンドＧに接続される。第１ゲート電極Ｇ１は、第１ゲート線ＧＬ１に接続される。第１ドレイン電極Ｄ１は、グラウンド（例えば、グラウンド電圧または一定の電圧）に接続される。
【００３９】
幾つかの実施形態において、第２薄膜トランジスタＴ２は、ベース基板１０上の第２活性層ＡＬ２と、第２活性層ＡＬ２のベース基板１０から遠い側にあるゲート絶縁層ＧＩと、ゲート絶縁層ＧＩのベース基板１０から遠い側にある第２ゲート電極Ｇ２と、第２ゲート電極Ｇ２のゲート絶縁層ＧＩから遠い側にある保護層ＰＶＤと、保護層ＰＶＤのベース基板１０から遠い側にある第２ソース電極Ｓ２および第２ドレイン電極Ｄ２と、を含む。第２ゲート電極Ｇ２は、第１ゲート線ＧＬ１に接続される。第２ソース電極Ｓ２は、第１データ線ＤＬ１に接続される。第２ドレイン電極Ｄ２は、第１サブピクセルＳｐ１において第３電極Ｅ３に接続される。
【００４０】
第１薄膜トランジスタＴ１の第１ソース電極Ｓ１は、第２薄膜トランジスタＴ２の第２活性層ＡＬ２に接続される。第２ゲート電極Ｇ２に供給される第１ゲート走査信号によって第２薄膜トランジスタＴ２がオンにされると、第２ソース電極Ｓ２に供給される第１データ信号は、第２薄膜トランジスタＴ２の第２ドレイン電極Ｄ２と、第１薄膜トランジスタＴ１の第１ソース電極Ｓ１に伝送される。第２ドレイン電極に伝送された第１データ信号は、第１サブピクセルＳｐ１で画像表示を駆動するためのものである。第１ソース電極Ｓ１に伝送された第１データ信号は、第１光変調領域Ｒ１における光透過率を制御するためのものである。
【００４１】
第１サブピクセルＳｐ１における第３電極Ｅ３と、第１光変調領域Ｒ１における第１電極Ｅ１とは、同一層にあり、同一の電極材料からなってもよい。第１サブピクセルＳｐ１における第４電極Ｅ４と、第１光変調領域Ｒ１における第２電極Ｅ２とは、同一層にあり、同一の電極材料からなってもよい。ここで、「同一層」という用語とは、同じステップで同時に形成される層の層間関係をいう。一例としては、第１サブピクセルＳｐ１における第３電極Ｅ３と、第１光変調領域Ｒ１における第１電極Ｅ１とは、同一のパターニング工程の１つまたは複数のステップによって形成された場合、同一層にある。他の例としては、第１サブピクセルＳｐ１における第３電極Ｅ３と、第１光変調領域Ｒ１における第１電極Ｅ１とは、第１サブピクセルＳｐ１に第３電極Ｅ３を形成するステップと、第１光変調領域Ｒ１に第１電極Ｅ１を形成するステップを同時に実行することで、同一層に形成される。「同一層」という用語は、層の厚さまたは層の高さが断面図において同じであることを必ずしも意味しない。
【００４２】
第１光変調領域Ｒ１は、表示パネルにおける複数のサブピクセルとほぼ重ならなく、例えば、第１サブピクセルＳｐ１と重ならなくてもよい。第１光変調領域Ｒ１は、複数のサブピクセルのうち１つと部分的に重なり、例えば、第１サブピクセルＳｐ１と部分的に重なってもよい。第１光変調領域Ｒ１は、複数のサブピクセルのうち１つとほぼ重なり、例えば、第１サブピクセルＳｐ１とほぼ重なってもよい。
【００４３】
第１サブピクセルＳｐ１は、第１光変調領域Ｒ１に隣接するサブピクセルであってもよく（例えば、図４参照）。第１サブピクセルＳｐ１は、第１光変調領域Ｒ１に隣接しないサブピクセルであってもよい。
【００４４】
第１サブピクセルＳｐ１は、第１光変調領域Ｒ１に直接隣接しないサブピクセルであってもよい。図５は、本発明の幾つかの実施形態に係る光変調領域を有する表示パネルを説明する模式図である。図５を参照すれば、幾つかの実施形態における表示パネルは、複数のサブピクセル（中央の第１サブピクセルＳｐ１を含む）を取り囲む第１光変調領域Ｒ１を含む。第１サブピクセルＳｐ１での画像表示は、第１ゲート線ＧＬ１および第１データ線ＤＬ１によって駆動される。表示パネルは、第１光変調領域Ｒ１に第１光変調器Ｍ１を含む。第１光変調領域における光透過率は、第１ゲート線ＧＬ１および第１データ線ＤＬ１によって制御される。図５に示すように、第１サブピクセルＳｐ１は、第１光変調領域Ｒ１に直接隣接していなく、例えば、１つまたはそれ以上のサブピクセルによって離間される。
【００４５】
図６は、本発明の幾つかの実施形態に係る表示パネルの表示コントラストを変調する回路の回路図である。図６を参照すれば、表示ユニットＯＬＥＤは、画像表示のための第１ゲート線ＧＬ１および第１データ線ＤＬ１によって駆動される。第１ゲート線ＧＬ１に第１ゲート走査信号が供給されると、第１薄膜トランジスタＴ１および第２薄膜トランジスタＴ２がオンにされる。第２薄膜トランジスタＴ２がオンにされると、第１データ信号が表示ユニットＯＬＥＤに供給されるとともに、表示ユニットＯＬＥＤが発光する。それと同時に、第１薄膜トランジスタＴ１も第１ゲート走査信号によってオンにされるので、第１データ信号は、第１光変調器Ｍ１（例えば、第１光変調器Ｍ１の第１電極）に伝送される。第１光変調器Ｍ１に第１データ信号（または第１データ信号からの信号）を印加することで、第１光変調器Ｍ１におけるエレクトロクロミック層の光透過率を制御することができる。第１光変調器Ｍ１に印加される電圧レベルが高いほど、エレクトロクロミック層の光透過率が低くなる。このように、本発明に係る表示パネルにおいて、光変調領域における光透過率は、サブピクセルで画像表示を駆動するための同じゲート線および同じデータ線によって制御することができる。第１データ信号がゼロ電圧である場合、第１光変調器Ｍ１に電圧が印加されないので、光変調領域を実質的に透明に維持することができる。第１データ信号が低電圧である場合、光変調領域における光透過率が低下する。第１データ信号が高電圧である場合、光変調領域は実質的に不透明になる。このように、表示パネルが画像表示に用いられる場合、画像表示領域において背景光（環境光）が実質的に遮断され、これにより、表示コントラストが向上する。表示パネルが画像表示に用いられていない場合、背景光は表示パネルを透過可能である。
【００４６】
幾つかの実施形態において、表示パネルは、透明表示パネルである。ここで、「透明表示パネル」という用語とは、グラフィック画像を表示する同時に、表示パネルの裏側から入射された光が通過可能な表示パネルをいう。本明細書に記載の透明表示パネルは、少なくとも２０％の透過率を有してもよい。本発明に係る透明表示パネルは、透明液晶表示パネルと透明有機発光ダイオード表示パネルを含む。透明表示パネルの例としては、部屋の窓、建物、器具、車のフロントガラス、車両ヘッドアップディスプレイ、眼鏡、双眼鏡、バイザー、ヘルメットなどの形での透明表示パネルが挙げられる。
【００４７】
表示パネルは、液晶表示パネルであってもよく、有機発光ダイオード表示パネルであってもよく、電気泳動表示パネルであってもよい。
【００４８】
図７は、表示パネルがオフ状態にあるときの光変調領域における光透過率を説明する図である。幾つかの実施形態において、表示パネルは、透明表示パネルである。図７に示すように、環境光は、第１光変調領域Ｒ１および第１サブピクセルＳｐ１を透過する。表示パネルは、実質的に透明である。
【００４９】
図８は、表示パネルがオン状態にあるときの光変調領域における光透過率を説明する図である。図８を参照すれば、第１サブピクセルＳｐ１は、表示パネルがオン状態にあるときに発光する。第１光変調領域Ｒ１における第１光変調器Ｍ１もオンにされて、第１光変調領域Ｒ１における光透過率を変調するようになる。データ信号が第１電極Ｅ１に供給されると、エレクトロクロミック層ＥＣの光透過率が低下することで、環境光の少なくとも一部を、表示パネルを透過しないように遮断される。これにより、第１サブピクセルＳｐ１が画像表示のために発光するように構成される場合には、第１光変調領域Ｒ１における背景光が低減される。これにより、画像表示領域における表示パネルの表示コントラストが大幅に向上する。
【００５０】
幾つかの実施形態において、第１薄膜トランジスタＴ１は漏洩トランジスタである。第１薄膜トランジスタＴ１がオンにされて第１電極Ｅ１にデータ信号を印加させると、第１薄膜トランジスタＴ１の第１ソース電極Ｓ１と第１ドレイン電極Ｄ１との間のリーク電流は、第１データ信号の電圧レベルを下げる。第１電極に実際に印加された電圧信号の電圧レベルは、第１データ信号の電圧レベルよりも低い。第１薄膜トランジスタＴ１として漏れ薄膜トランジスタを有することにより、第１光変調領域Ｒ１の階調レベルは、表示ユニットＯＬＥＤの階調レベルと一致することができる。ここで、「階調レベル」という用語とは、例えば黒と白の間、または色レベル間でのカラー部品またはモノクロ部品の振幅レベルをいう。振幅レベルは、２５６の階調レベル（例えば、０〜２５５）を含んでもよい。
【００５１】
漏れ薄膜トランジスタは、第１データ線を経由した第１データ信号の印加による、光変調領域の階調レベルと第１サブピクセルの階調レベルとの差を実質的に最小化する漏れ電流を有するように設計可能である。図９から図１１は、本発明の幾つかの実施形態に係る表示パネルにおける第１データ信号の印加による光変調領域および第１サブピクセルの階調を説明する。図９から図１１を参照すれば、図１０に示される漏れ薄膜トランジスタの漏れ電流は、光変調領域と第１サブピクセルとの階調レベルの差を最も効果的に最小化するもののうち１つである。漏れ薄膜トランジスタの漏れ電流は、薄膜トランジスタのチャネル領域のアスペクト比によって変化してもよい。
【００５２】
他の態様において、本発明は、表示パネルの表示コントラストを変調する方法を提供する。幾つかの実施形態において、該方法は、複数のサブピクセルのうち第１サブピクセルで画像表示を駆動するように、第１ゲート走査信号を第１ゲート線に、第１データ信号を第１データ線に供給するステップと、第１ゲート走査信号および第１データ信号により、光変調領域において光透過率を変調するステップと、を含む。光透過率を変調するステップは、第１データ信号または第１データ信号からの電圧信号を第１電極に印加することで、光変調領域において光透過率を下げることを含んでもよい。第１データ信号からの電圧信号を第１電極に印加するステップは、第１電極に印加される第１データ信号の電圧レベルを下げることを含んでもよい。第１データ信号の電圧レベルを下げるステップは、漏れ薄膜トランジスタによって実行されてもよい。
【００５３】
幾つかの実施形態において、該方法は、第１サブピクセルで画像表示を駆動するために、第２薄膜トランジスタのソース電極から第１データ信号を第２薄膜トランジスタのドレイン電極に伝送可能にするように、第１ゲート走査信号を第１ゲート線に供給して第２薄膜トランジスタをオンにするステップをさらに含む。この方法は、第１薄膜トランジスタのソース電極から第１データ信号を第１薄膜トランジスタのドレイン電極に伝送可能にするように、第１ゲート走査信号を第１ゲート線に供給して第１薄膜トランジスタをオンにするステップをさらに含んでもよい。
【００５４】
別の態様において、本発明は、複数のサブピクセルの配列を有する表示パネルを製造する方法を提供する。幾つかの実施形態において、該方法は、表示パネルの表示コントラストを変調するように構成される複数の光変調器であって、それぞれが、表示パネルを光透過可能にするように構成される光変調領域にある複数の光変調器を形成するステップと、複数のサブピクセルで画像表示を駆動するために、複数のゲート線を形成しかつ複数のデータ線を形成するステップと、を含む。複数の光変調器、複数のゲート線、および複数のデータ線は、光変調領域における光透過率が、複数のサブピクセルのうち第１サブピクセルで画像表示を駆動するための第１ゲート線および第１データ線によって制御されるように形成されてもよい。
【００５５】
幾つかの実施形態において、複数の光変調器の各々は、第１電極と、該第１電極上にあるエレクトロクロミック層と、該エレクトロクロミック層の第１電極から遠い側にある第２電極と、を含む。該方法は、光変調領域において、第１ゲート線に接続されたゲート電極と、第１電極に接続されたソース電極と、接地されたドレイン電極と、を有する第１薄膜トランジスタを形成するステップをさらに含んでもよい。
【００５６】
幾つかの実施形態において、該方法は、漏れ薄膜トランジスタとして第１薄膜トランジスタを形成するステップをさらに含む。第１薄膜トランジスタが漏れ電流を有するように形成されることで、第１データ線を経由した第１データ信号の印加による、光変調領域の階調レベルと第１サブピクセルの階調レベルとの差は、データ電圧レベルの範囲にわたって実質的に最小化されてもよい。
【００５７】
該方法は、第１サブピクセルにおいて、第１ゲート線に接続されたゲート電極と、第１データ線に接続されたソース電極と、第１サブピクセルにおける第３電極に接続されたドレイン電極と、を有する第２薄膜トランジスタを形成するステップをさらに含んでもよい。
【００５８】
別の態様において、本発明は、本明細書に記載されるか、または本明細書に記載の方法によって製造される表示パネルを含む表示装置を提供する。適切な表示装置の例としては、電子ペーパー、携帯電話、タブレットコンピュータ、テレビジョン、モニタ、ノートブックコンピュータ、デジタルアルバム、ＧＰＳなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００５９】
本発明の実施形態について前述した説明は、例示または説明するためのものである。前述した説明は、本発明を網羅すること、または、詳細な形態や例示的実施例に限定することを意図していない。従って、前述した説明は、限定ではなく例示とみなされるべきである。当業者であれば、様々な変形や変更が行えることは明らかであろう。実施形態は、本発明の原理または本発明を実行する最良の態様を説明する目的で提供されたものであり、それにより、当業者にとっては、実際的または意図的な適用に応じて、本発明が様々な実施形態および変更態様として実施することができることは明らかである。本発明の範囲は、添付した特許請求の範囲及びその均等物によって定義されることが意図されており、ここで使用されるすべての用語は特に説明しない限り、それらの最も広くて合理的な意味を表す。従って、「発明」、「本発明」などのような用語は、必ずしも請求の範囲を特定の実施形態に限定するものではない。本発明の実施形態に関する記載は、特に限定する意味ではなく、そのような限定も推測されるべきではない。本発明は、添付した特許請求の範囲の精神や範囲のみによって限定されるものである。また、特許請求の範囲は、名詞または構成要素が続く「第１」、「第２」などを使用する場合がある。数を特定しない限り、そのような用語は、名称と理解されるべき、構成要素の数量を制限するように解釈されるものではない。上記した利点および効果のいずれかは、すべての実施形態に適用されない場合がある。当業者であれば、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなしに、前述した実施形態に様々な変更を行うことができるのが好ましい。また、本開示における構成要素または部品は、クレームされているかどうかに関係なく、公衆に捧げられたとはいえない。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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