显示装置

技术领域

本发明的实施方式涉及一种显示装置。

背景技术

近年来，已经提出了各种形态的显示装置。在一个例子中，公开了一种照明装置，其中，在与导光板接合的光调制元件内具备光调制层，该光调制层含有微粒以及具有光学各向异性的基质。在其他的例子中，公开了一种光源装置，其包括光转换部，该光转换部含有高分子分散型液晶层，用于转换入射光的强度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-92682号公报

专利文献2：日本特开2016-57338号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明实施方式的目的在于提供一种能够抑制显示品质降低的显示装置。

解决技术问题的技术方案

根据本发明实施方式，提供一种显示装置，包括：第一基板，具备第一透明基板、布线部、及与所述布线部电连接的像素电极；第二基板，具备第二透明基板、与所述像素电极相对的共用电极、在所述第二透明基板与所述共用电极之间与所述布线部重叠的遮光层、及设于所述第二透明基板与所述遮光层之间的透明层；液晶层，设于所述第一基板与所述第二基板之间，含有条纹状的聚合物及液晶分子；以及多个发光元件，所述透明层的折射率低于所述第二透明基板的折射率。

根据本发明实施方式，提供一种显示装置，包括：第一透明基板；第二透明基板，具备主面及侧面；液晶层，设于所述第一透明基板与所述第二透明基板之间，含有条状的聚合物及液晶分子；遮光层，设于所述第二透明基板与所述液晶层之间；透明层，设于所述第二透明基板与所述遮光层之间，并与所述主面接触；以及发光元件，与所述侧面相对，所述透明层是具有开口部的绝缘层。

发明效果

根据本发明实施方式，能够提供一种能够抑制显示品质降低的显示装置。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的显示装置DSP的一构成例的俯视图。

图2是表示图1所示的显示面板PNL的一构成例的剖视图。

图3是表示本发明实施方式的显示装置DSP的一构成例的剖视图。

图4是表示第二基板SUB2的其他构成例的剖视图。

图5是表示第二基板SUB2的其他构成例的剖视图。

图6是表示第二基板SUB2的其他构成例的剖视图。

图7是用于说明透明层TL的侧面TLA中不期望的散射的剖视图。

图8是表示图1所示的显示面板PNL的一构成例的俯视图。

图9是表示图1所示的显示面板PNL的其他构成例的俯视图。

图10是表示第一基板SUB1的其他构成例的俯视图。

图11是表示本发明实施方式的显示装置DPS的其他构成例的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明实施方式进行说明。此外，公开仅是一个例子，本领域技术人员能够容易想到的、确保发明的主旨的适当变更当然也含有于本发明的范围。另外，在附图中，有时为了更明确地进行说明，与实际的样态相比，对于各部分的宽度、厚度、形状等进行示意性表示，仅是一个例子，没有对本发明的解释进行限定。另外，在本说明书与各图中，对于与已经出现的图中说明的上述要素相同的要素，有时标注相同的附图标记而适当省略详细说明。

图1是表示本发明实施方式的显示装置DSP的一构成例的俯视图。在一个例子中，第一方向X、第二方向Y以及第三方向Z为彼此正交，但是也能够以90度以外的角度交叉。第一方向X及第二方向Y相当于与构成显示装置DSP的基板的主面平行的方向，第三方向Z相当于显示装置DSP的厚度方向。假设在表示第三方向Z的箭头的前端侧存在用于观察显示装置DSP的观察位置，从该观察位置朝向由第一方向X及第二方向Y所规定的X-Y平面观察称作俯视观察。

在本发明实施方式中，作为显示装置DSP的一个例子，对应用了高分子分散型液晶的液晶显示装置进行说明。显示装置DSP包括显示面板PNL、布线基板1、IC芯片2以及发光元件LD。

显示面板PNL包括第一基板SUB1、第二基板SUB2、液晶层LC以及密封层SE。在俯视观察下，第一基板SUB1及第二基板SUB2重叠。第一基板SUB1及第二基板SUB2通过密封层SE接合。液晶层LC保持在第一基板SUB1与第二基板SUB2之间，并通过密封层SE密封。在图1中，液晶层LC及密封层SE由不同的斜线表示。

如图1中示意性表示的放大图所示，液晶层LC包括含有聚合物31和液晶分子32的高分子分散型液晶。在一个例子中，聚合物31是液晶聚合物。聚合物31沿第一方向X形成为延伸的条纹状。液晶分子32分散于聚合物31的间隙，其长轴以沿第一方向X的方式取向。聚合物31及液晶分子32分别具有光学各向异性或折射率各向异性。聚合物31对电场的响应性低于液晶分子32对电场的响应性。

在一个例子中，无论有无电场，聚合物31的取向方向几乎没有变化。另一方面，在阈值以上的高电压施加到液晶层LC的状态下，液晶分子32的取向方向根据电场而变化。在电压未施加到液晶层LC的状态下，聚合物31及液晶分子32各自的光轴彼此平行，入射至液晶层LC的光在液晶层LC内几乎无散射地透射(透明状态)。在电压施加到液晶层LC的状态下，聚合物31及液晶分子32各自的光轴彼此交叉，入射至液晶层LC的光在液晶层LC内散射(散射状态)。

显示面板PNL包括显示图像的显示部DA以及包围显示部DA的边框状的非显示部NDA。密封层SE位于非显示部NDA。显示部DA包括在第一方向X及第二方向Y排列为矩阵状的像素PX。

如在图1中放大所示，各像素PX包括开关元件SW、像素电极PE、共用电极CE以及液晶层LC等。开关元件SW例如由薄膜晶体管(TFT)构成，与扫描线G及信号线S电连接。设于显示部DA的布线部WP包括扫描线G、信号线S以及开关元件SW。

扫描线G与沿第一方向X排列的像素PX各自的开关元件SW电连接。信号线S与沿第二方向Y排列的像素PX各自的开关元件SW电连接。像素电极PE与开关元件SW电连接。共用电极CE相对于多个像素电极PE以共用的方式设置。液晶层LC(特别是液晶分子32)由在像素电极PE与共用电极CE之间产生的电场驱动。电容CS例如形成于共用电极CE与相同电位的电极之间以及像素电极PE与相同电位的电极之间。在一个例子中，扫描线G、信号线S、开关元件SW以及像素电极PE设于第一基板SUB1。共用电极CE设于第二基板SUB2。

布线基板1与第一基板SUB1的突出部Ex电连接。布线基板1是能够折弯的柔性印刷电路基板。IC芯片2与布线基板1电连接。IC芯片2例如内置有输出显示图像所需信号的显示驱动器等。此外，IC芯片2也可以与突出部Ex电连接。

发光元件LD在俯视观察下与突出部Ex重叠。多个发光元件LD沿第一方向X隔开间隔地排列。

图2是表示图1所示的显示面板PNL的一构成例的剖视图。

第一基板SUB1包括透明基板10、绝缘膜11及绝缘膜12、电容电极13、开关元件SW、像素电极PE、以及取向膜AL1。透明基板10包括主面(下面)10A以及与主面10A相反一侧的主面(上面)10B。开关元件SW设于主面10B侧。布线部WP设于透明基板10与绝缘膜11之间。在图示的例子中，虽然布线部WP中的开关元件SW设于透明基板10与绝缘膜11之间，但是图1所示的扫描线G及信号线S也同样设于透明基板10与绝缘膜11之间。电容电极13设于绝缘膜11与绝缘膜12之间。像素电极PE在绝缘膜12与取向膜AL1之间设于每个像素PX。像素电极PE经由电容电极13的开口部OP与开关元件SW电连接。像素电极PE夹着绝缘膜12与电容电极13重叠，形成像素PX的电容CS。取向膜AL1覆盖像素电极PE。

第二基板SUB2包括透明基板20、透明层TL、遮光层BM、共用电极CE、保护层OC以及取向膜AL2。透明基板20包括主面(下面)20A以及与主面20A相反一侧的主面(上面)20B。透明基板20的主面20A与透明基板10的主面10B相对。

遮光层BM设于液晶层LC与透明基板20之间，在第三方向Z上与布线部WP相对。遮光层BM遮挡从透明基板20朝向布线部WP的光。在图示的例子中，遮光层BM设于布线部WP中的开关元件SW的正上方，但是也分别设于未图示的扫描线G及信号线S的正上方。另外，遮光层BM与主面20A分离，其整体直接层叠在透明层TL上，并与保护层OC接触。

透明层TL设于透明基板20与遮光层BM之间。在图示的例子中，透明层TL分别与主面20A及遮光层BM接触。此外，也可以在透明层TL与遮光层BM之间夹设有其他的部件。透明层TL是在第三方向Z上具有与像素电极PE相对的开口部AP的绝缘层。

保护层OC例如是透明的有机绝缘膜，其直接覆盖透明层TL及遮光层BM。保护层OC在开口部AP与主面20A接触。共用电极CE遍及多个像素PX地配置，在第三方向Z上与多个像素电极PE相对。共用电极CE与电容电极13电连接，并与电容电极13是相同电位。共用电极CE设于取向膜AL2与保护层OC之间。

液晶层LC设于第一基板SUB1与第二基板SUB2之间，并与取向膜AL1及AL2接触。

透明基板10及透明基板20是玻璃基板、塑料基板等绝缘基板。绝缘膜11由硅氧化物、硅氮化物、硅氧氮化物、丙烯酸树脂等透明的绝缘材料形成。在一个例子中，绝缘膜11含有无机绝缘膜及有机绝缘膜。绝缘膜12是硅氮化物等无机绝缘膜。电容电极13、像素电极PE以及共用电极CE是由铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)等透明的导电材料形成的透明电极。取向膜AL1及AL2是具有取向限制力的水平取向膜，大致平行于X-Y平面。在一个例子中，取向膜AL1及AL2沿第一方向X进行取向处理。此外，取向处理可以是摩擦处理，也可以是光取向处理。

遮光层BM可以是由具有光吸收性的材料形成的光吸收层，也可以是由具有光反射性的材料形成的光反射层。另外，遮光层BM可以是由无机材料或有机材料形成的绝缘层，也可以是由金属材料形成的导电层。

透明层TL例如是由硅氧烷类树脂、氟类树脂等透明的有机材料形成的绝缘层。

关于折射率，透明层TL的折射率nTL低于透明基板20的折射率n20。此外，透明基板10的折射率n10与折射率n20相同。例如，折射率n10及n20为1.5左右，折射率nTL为1.0以上1.41以下。

此外，在图2所示的例子中，透明基板20的主面20B与空气接触，但是可以将具有与透明基板20相同的折射率的其他透明基板接合在主面20B的整个面上。另外，在透明基板10的主面10A的整个面上，也可以接合具有与透明基板10相同的折射率的其他透明基板。在此处的“相同”并不限于折射率差为零的情况，还含有折射率差为0.03以下的情况。

图3是表示本发明实施方式的显示装置DSP的一构成例的剖视图。此外，关于显示面板PNL，仅对主要部分进行了图示，对共用电极CE、取向膜AL1及AL2的图示进行了省略。

发光元件LD在第二方向Y上与透明基板20的侧面20C相对。发光元件LD与布线基板F电连接。发光元件LD例如是发光二极管，虽然未详细说明，但是包括红发光部、绿发光部以及蓝发光部。此外，透明的导光体可以配置于发光元件LD与侧面20C之间。

接下来，参照图3对从发光元件LD射出的光L1进行说明。

发光元件LD朝向侧面20C射出光L1。从发光元件LD射出的光L1沿表示第二方向Y的箭头的方向行进，并从侧面20C入射至透明基板20。入射至透明基板20的光L1在重复反射的同时在显示面板PNL的内部行进。此时，在光L1中朝向遮光层BM的光L11在透明基板20与透明层TL之间的界面反射，未到达遮光层BM。另外，在光L1中朝向开口部AP的光L12入射至液晶层LC。

入射至未施加电压的液晶层LC的光L12几乎无散射地透射液晶层LC。另外，入射至施加电压的液晶层LC的光L12在液晶层LC散射。显示装置DSP能够从主面10A侧进行观察，同时也能够从主面20B侧进行观察。另外，显示装置DSP无论是从主面10A侧观察的情况下还是从主面20B侧观察的情况下，都能够经由显示装置DSP观察显示装置DSP的背景。

根据本发明实施方式，在透明基板20内行进的光L1中，朝向遮光层BM的光L11在到达遮光层BM之前，在透明基板20与透明层TL之间的界面反射。因此，能够在遮光层BM抑制光L11的吸收，并且能够抑制来自发光元件LD的光的利用效率降低。

特别是，本发明实施方式的显示装置DSP是一种将来自发光元件LD的光L1从第二基板SUB2的侧面20C入射并传递至显示面板PNL的方式。若着眼于这种显示装置DSP中的亮度分布，亮度则随着离开发光元件LD趋于降低。作为这种亮度降低的原因之一，能够列举遮光层BM的光吸收。即，遮光层BM吸收在显示面板PNL的内部多次反复全反射传递的光的一部分。因此，亮度随着离开发光元件LD而急剧降低。

根据本发明实施方式，能够通过抑制遮光层BM中的光吸收，抑制亮度降低。因此，能够抑制显示品质降低。

另外，当遮光层BM为光吸收层时，来自显示装置DSP外部的光L2在遮光层BM被吸收。因此，能够抑制不期望的外部光在遮光层BM的反射及散射。

图4是表示第二基板SUB2的其他构成例的剖视图。图4所示的构成例与图2所示的构成例相比，区别在于共用电极CE直接覆盖遮光层BM及透明层TL。另外，共用电极CE在开口部AP与主面20A接触。保护层OC设于共用电极CE与取向膜AL2之间，并直接覆盖共用电极CE。

在这样的构成例中，遮光层BM例如形成为与共用电极CE相比低电阻的导电层。在一个例子中，遮光层BM由钼、铝、钨、钛、银等不透明的金属材料形成。由于共用电极CE与遮光层BM接触，因此与遮光层BM电连接。由此降低共用电极CE的电阻。

图5是表示第二基板SUB2的其他构成例的剖视图。图5所示的构成例相当于遮光层BM与透明基板20的主面20A分离的例子。在图5的(A)中，遮光层BM在透明层TL与保护层OC之间与透明层TL重叠的区域中以错开的方式设于与发光元件LD分开的一侧。在图5的(B)中，遮光层BM在透明层TL与保护层OC之间设于透明层TL的大致中央。在任一例子中，遮光层BM不与透明层TL的开口部AP重叠，并且不与主面20A接触。

图6是表示第二基板SUB2的其他构成例的剖视图。图6所示的构成例相当于遮光层BM在开口部AP与主面20A接触的例子。在图6的(A)中，遮光层BM与透明层TL接触的同时，在与发光元件LD分开的一侧的开口部AP与主面20A接触。也就是说，遮光层BM覆盖沿透明层TL的第一方向X延伸的侧面TLA。侧面TLA在透明层TL是与发光元件LD相反一侧的侧面。在图6的(B)中，遮光层BM与透明层TL接触的同时，在与透明层TL重叠的区域中以错开的方式设于与发光元件LD接近的一侧，并在开口部AP与主面20A接触。也就是说，遮光层BM覆盖沿透明层TL的第一方向X延伸的侧面TLB。侧面TLB在透明层TL是与发光元件LD相对一侧的侧面。

在这些例子中，遮光层BM与主面20A接触的面积小于透明层TL与主面20A接触的面积。因此，与未设置透明层TL的情况相比，能够降低遮光层BM与主面20A接触的面积，并且能够抑制遮光层BM的光吸收。

此外，遮光层BM可以覆盖透明层TL的侧面TLA及TLB两者，也可以覆盖透明层TL的整体。

图7是用于说明透明层TL的侧面TLA中不期望的散射的剖视图。侧面TLA是相对于主面20A的法线N向发光元件LD一侧倾斜的倾斜面。或是，侧面TLA是在Y-Z平面上相对于法线N顺时针与锐角交叉的面。如上所述，来自发光元件LD的光L1在透明基板20与透明层TL之间的界面上反射。然而，在光L1的一部分入射至透明层TL的情况下，则有时会在侧面TLA上会产生不期望的散射，从而导致显示品质降低。

在本发明实施方式中，如参照图6的(A)说明的那样，遮光层BM覆盖侧面TLA。因此，能够抑制透明层TL中不期望的散射。

图8是表示图1所示的显示面板PNL的一构成例的俯视图。多个扫描线G沿第一方向X延伸，并沿第二方向Y隔开间隔地排列。多个信号线S沿第二方向Y延伸，并沿第一方向X隔开间隔地排列。多个开关元件SW设于扫描线G与信号线S之间的交叉部。像素PX由扫描线G及信号线S划分。

透明层TL在俯视观察下与布线部WP重叠。也就是说，透明层TL与扫描线G、信号线S以及开关元件SW重叠。另外，透明层TL与像素电极PE的一部分重叠。换言之，透明层TL的开口部AP与像素电极的其他部分重叠。

在此，将每个像素的透明层TL的设置面积定义为在俯视观察下透明层TL与像素电极PE重叠的面积。第一像素PX1及第二像素PX2沿第二方向Y排列。第二像素PX2位于发光元件LD与第一像素PX1之间。也就是说，第一像素PX1相当于在与发光元件LD分离的位置的像素，第二像素PX2相当于在与发光元件LD接近的位置的像素。

第一像素PX1中透明层TL的设置面积小于第二像素PX2中透明层TL的设置面积。换言之，在第一像素PX1与像素电极PE重叠的开口部AP的面积大于在第二像素PX2与像素电极PE重叠的开口部AP的面积。

在图示的例子中，开口部AP形成为沿扫描线G延伸的矩形形状。并且，在各像素PX开口部AP设于接近发光元件LD的一侧。

在各像素PX中，来自发光元件LD的光通过开口部AP入射，另一方面，在透明层TL被反射。由于第一像素PX1及第二像素PX2如上述那样构成，因此在第二像素PX2中，抑制来自发光元件LD的光入射至液晶层LC。另一方面，在第一像素PX1中，促进来自发光元件LD的光入射至液晶层LC。

如上所述，来自发光元件LD的光随着与发光元件LD分离而趋于衰减。照射第一像素PX1的光的亮度称为第一亮度，照射第二像素PX2的光的亮度称为第二亮度。第一亮度低于第二亮度。另一方面，第一像素PX1的开口部AP的面积大于第二像素PX2的开口部AP2的面积。因此，在第一像素PX1及第二像素PX2中，能够均衡有助于显示的光量。

图9是表示图1所示的显示面板PNL的其他构成例的俯视图。图9所示的构成例与图8所示的构成例相比，区别在于开口部AP形成为沿信号线S延伸的矩形形状。此外，与图8所示的构成例相同，第一像素PX1中透明层TL的设置面积小于第二像素PX2中透明层TL的设置面积。另外，第一像素PX1的开口部AP的面积大于第二像素PX2的开口部AP的面积。因此，能够获得与图8所示的构成例相同的效果。

此外，在透明层TL中，沿第一方向X延伸的边缘TLE的长度短于沿第一方向X的像素电极PE的长度。在边缘TLE中，有时会形成参照图7说明的产生散射的侧面TLA。在图9所示的构成例中，通过缩短边缘TLE，能够抑制不期望的散射。

图10是表示第一基板SUB1的其他构成例的俯视图。图10所示的构成例的第一基板SUB1包括透明层TL1。这样的第一基板SUB1能够与包括上述透明层TL的各种第二基板SUB2组合。即，透明层TL除了设于如上所述的第二基板SUB2，透明层TL1还设于第一基板SUB1。透明层TL1在俯视观察下与布线部WP重叠。也就是说，透明层TL1与扫描线G、信号线S以及开关元件SW重叠。此外，透明层TL1可以与像素电极PE重叠，也可以不与像素电极PE重叠。在图示的例子中，透明层TL1形成为格子状，并且包括与像素电极PE重叠的开口部AP1。

通过设置这样的透明层TL1，来自发光元件LD的光难以到达配线部WP。因此，能够抑制配线部WP中的光吸收并可以抑制亮度的降低。另外，也可以抑制由于不期望的光入射至开关元件SW而导致的电流泄露和开关元件SW的误动作。另外，能够抑制由于不期望的光被扫描线G及信号线S反射而导致的显示品质下降。

图11是表示本发明实施方式的显示装置DPS的其他构成例的剖视图。图11所示的构成例与图3所示的构成例相比，显示装置DSP包括接合于透明基板20的透明基板30。透明基板20沿第三方向Z位于液晶层LC与透明基板30之间。透明基板30是玻璃基板或塑料基板等绝缘基板，具有与透明基板10及20相同的折射率。透明基板30包括主面(下面)30A，在主面30A的相反一侧的主面(上面)30B以及侧面30C。透明的接合层AD夹设于透明基板20的主面20B与透明基板30的主面30A之间。接合层AD具有与透明基板20及30相同的折射率。发光元件LD沿第二方向Y与透明基板20的侧面20C及透明基板30的侧面30C相对。

在这样的构成例中，从发光元件LD射出的光L1从侧面20C及30C入射至显示面板PNL。

在本发明实施方式中，透明基板10相当于第一透明基板，透明基板20相当于第二透明基板，透明基板30相当于第三透明基板。

如上述说明那样，根据本发明实施方式，能够提供可抑制显示品质降低的显示装置。

应当注意的是，虽然说明了本发明的一些实施例，但是这些实施例仅是示例性的，并不表示限制本发明的范围。这些新颖的实施方式可以在各种其他实施方式中实施，并且在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种省略，替换和变更。这些实施方式及其变形例包含在本发明的范围或要旨中同时也包含在权利要求书中记载的发明及其同等的范围内。

附图标记说明

DPS…显示装置；PNL…显示面板；LD…发光元件；SUB1…第一基板；SUB2…第二基板；LC…液晶层；31…聚合物；32…液晶分子；PE…像素电极；CE…共用电极；SW…开关元件；G…扫描线；S…信号线；10…透明基板；20…透明基板；TL…透明层；BM…遮光层。