JP2020098295A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示装置の性能を向上させる。【解決手段】表示装置DSP1は、前面10fを備える基板10と、基板10の前面10fと対向する背面20bを備える基板20と、基板10と基板20との間に配置される液晶層LQと、基板10の前面10fと、基板20の背面20bとの間に配置される赤外線センサ30と、赤外線センサ30と基板20との間に配置される部材PS1と、を有する。部材PS1は、赤外線センサ30の受光部31と対向する面PSbと、面PSbと交差する方向に延びる側面PSsと、を有し、かつ、赤外線を透過する光学特性を備える。【選択図】図6
Description
本発明は、表示装置の技術に関し、赤外線センサを内蔵する表示装置に適用して有効な技術に関する。
特許文献1(特開2011−28058号公報)には、表示装置に内蔵されるフォトセンサと重なる位置に赤外線遮光スペーサが配置されている構造が記載されている。特許文献2(特開2010−152072号公報)には、可視光を遮断し、かつ、非可視光を透過するフィルタを含む表示装置が記載されている。特許文献3(特開2015−34974号公報)には、外光を検出する外光センサが内蔵された表示装置が記載されている。
本願発明者は、表示装置の性能向上の一環として、表示装置内に赤外線センサを内蔵させる技術について検討した。赤外線センサに赤外線信号として入射される入力情報の識別信頼性を向上させるためには、赤外線センサの受光部に入射される目的外の光(言い換えればノイズ)を低減する必要がある。
本発明の目的は、表示装置の性能を向上させる技術を提供することにある。
本発明の一態様である表示装置は、第1面を備える第1基板と、前記第1基板の前記第1面と対向する第2面を備える第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に配置される液晶層と、前記第1基板の前記第1面と、前記第2基板の前記第2面との間に配置される赤外線センサと、前記赤外線センサと前記第2基板との間に配置される第1部材と、を有する。前記第1部材は、赤外線を透過する光学特性を備える。
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一または関連する符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
また、液晶表示装置は、液晶層の液晶分子の配向を変化させるための電界の印加方向により、大きくは以下の2通りに分類される。すなわち、第1の分類として、表示装置の厚さ方向(あるいは面外方向)に電界が印加される、所謂、縦電界モードがある。縦電界モードには、例えばTN(Twisted Nematic)モードや、VA(Vertical Alignment)モードなどがある。また、第2の分類として、表示装置の平面方向(あるいは面内方向)に電界が印加される、所謂、横電界モードがある。横電界モードには、例えばIPS(In-Plane Switching)モードや、IPSモードの一つであるFFS(Fringe Field Switching)モードなどがある。以下で説明する技術は、縦電界モードおよび横電界モードのいずれにも適用できるが、以下で説明する実施の形態では、一例として、横電界モードの表示装置を取り上げて説明する。
(実施の形態1)
<表示装置の表示機能>
まず、表示装置の構成例について説明する。なお、以下では、表示装置が備える表示機能を担う構成例について先に説明し、その後、赤外線センサの構成例について説明する。図1は、本実施の形態の表示装置の一例を示す表示面側の平面図である。図1では、表示領域DAと周辺領域PFAの境界、表示領域DAと額縁領域FRAとの境界、および額縁領域FRAと透明領域TRAとの境界のそれぞれを二点鎖線で示している。また、図1では、シール材SLMが配置される領域をドットパターンで示している。図2は、図1のA−A線に沿った断面図である。後述する図4に示すように、基板10と基板20との間には、液晶層LQの他、複数の導電層や絶縁層があるが、図2では図示を省略している。図3は、図1に示す表示装置が備える画素周辺の回路構成例を示す回路図である。図4は、図2に示す表示装置の表示領域の拡大断面図である。図4では、基板10の厚さ方向(図4に示すZ方向)における走査信号線GLと映像信号線SLとの位置関係の例を示すため、図4とは異なる断面に設けられた走査信号線GLを点線で示している。図5は、図3に示すトランジスタの構造例を示す拡大断面図である。
<表示装置の表示機能>
まず、表示装置の構成例について説明する。なお、以下では、表示装置が備える表示機能を担う構成例について先に説明し、その後、赤外線センサの構成例について説明する。図1は、本実施の形態の表示装置の一例を示す表示面側の平面図である。図1では、表示領域DAと周辺領域PFAの境界、表示領域DAと額縁領域FRAとの境界、および額縁領域FRAと透明領域TRAとの境界のそれぞれを二点鎖線で示している。また、図1では、シール材SLMが配置される領域をドットパターンで示している。図2は、図1のA−A線に沿った断面図である。後述する図4に示すように、基板10と基板20との間には、液晶層LQの他、複数の導電層や絶縁層があるが、図2では図示を省略している。図3は、図1に示す表示装置が備える画素周辺の回路構成例を示す回路図である。図4は、図2に示す表示装置の表示領域の拡大断面図である。図4では、基板10の厚さ方向(図4に示すZ方向)における走査信号線GLと映像信号線SLとの位置関係の例を示すため、図4とは異なる断面に設けられた走査信号線GLを点線で示している。図5は、図3に示すトランジスタの構造例を示す拡大断面図である。
図1に示すように、本実施の形態の表示装置DSP1は、表示領域DAを有する。表示領域DAには、外部から供給される入力信号に応じて画像が形成される。表示領域DAは、表示面を視た平面視において、表示装置DSP1が画像を表示する有効領域である。また、表示装置DSP1は、平面視において、表示領域DAの周囲にある周辺領域(非表示領域)PFAを有する。なお、表示装置DSP1は、表示領域DAの周囲に周辺領域PFAを備えているが、変形例として、周縁部まで表示領域DAになっている表示装置もある。以下で説明する技術は、表示領域DAが、表示装置の周縁部まで広がっているタイプの表示装置にも適用できる。また、図1に示す表示装置DSP1の表示領域DAは四角形であるが、表示領域が多角形や円形など、四角形以外の形状であってもよい。例えば、表示領域DAの4つの角部のそれぞれが、ラウンド形状になっている場合がある。
図2に示すように、表示装置DSP1は、液晶層LQを介して対向するように貼り合せられた基板10および基板20を有している。基板10と基板20とは、表示装置DSP1の厚さ方向(Z方向)において互いに対向する。基板10は、液晶層LQ(および基板20)と対向する前面(主面、面)10fを有する。また基板20は、基板10の前面10f(および液晶層LQ)と対向する背面(主面、面)20bを有する。基板10は、スイッチング素子(能動素子)としての複数のトランジスタ(トランジスタ素子)Tr1(図3参照)がアレイ状に配置されたアレイ基板である。また、基板20は、表示面側に設けられた基板である。基板20は、アレイ基板に対向配置された基板という意味で、対向基板と言い換えることができる。
また、液晶層LQは、基板10の前面10fと基板20の背面20bとの間にある。液晶層LQは、可視光の透過状態を制御する電気光学層である。スイッチング素子(図3に示すトランジスタTr1)を介して液晶層LQの周辺に形成される電界の状態を制御することにより、そこを通過する光を変調する機能を備えている。基板10および基板20にある表示領域DAは、図2に示すように液晶層LQと重畳する。
また、基板10と基板20とは、シール材(接着材)SLMを介して接着される。図1に示すように、シール材SLMは、表示領域DAの周囲を囲むように、周辺領域PFAに配置される。図2に示すように、シール材SLMの内側には、液晶層LQがある。シール材SLMは、基板10と基板20との間に液晶を封入するシールとしての役割を果たす。また、シール材SLMは、基板10と基板20とを接着する、接着材としての役割を果たす。
また、表示装置DSP1は、光学素子OD1と、光学素子OD2と、を有する。光学素子OD1は、基板10とバックライト40との間に配置される。光学素子OD2は、基板20の表示面側、すなわち基板20を挟んで基板10の反対側に配置される。光学素子OD1および光学素子OD2は、それぞれ少なくとも偏光板を含んでおり、必要に応じて位相差板を含んでいてもよい。バックライト40の構成例は後述する。
また、表示装置DSP1は、基板20の表示面側を覆う、カバー部材CVM(図2参照)を備えている。カバー部材CVMは、基板20の背面(面)20bの反対側の前面(面)10fに対向する。言い換えれば、カバー部材CVMは、基板20の背面(面)20bの反対側の前面(面)20fに対向する。基板20は、Z方向において、カバー部材CVMと基板10の間にある。カバー部材CVMは、基板10、20や光学素子OD2を保護する保護部材であって、表示装置DSP1の表示面側に配置されている。ただし、本実施の形態に対する変形例としては、カバー部材CVMが無い場合もある。
基板10および基板20のそれぞれは、可視光透過性(可視光が透過する特性)を備える透明な板材である。透明な板材である基板として、ガラス基板を例示することができる。また、基板10や基板20の構成材料として、ポリイミドやポリアミド、ポリカルボナート、あるいは、ポリエステルなどのポリマーを含む樹脂材料(可視光透過性の樹脂材料)を用いることもできる。また、ポリイミドなどの樹脂材料から成る基板の場合、基板が可撓性を備える。基板10が可撓性を備える場合、基板10の一部分(例えば周辺領域PFA)を湾曲させる、あるいは折り曲げることができる。基板10や基板20が可撓性を備えている場合、平面視における周辺領域PFAの面積を低減できる。この場合、平面視における有効表示領域の占有率を増大させることができる。
図3に示すように、表示領域DAには、複数の画素(ピクセル)PXが配置される。図3に示す例では、複数の画素PXのそれぞれは、複数の副画素(サブピクセル)PXsを有する。複数の副画素PXsには、例えば、赤色用、青色用、および緑色用の副画素PXsが含まれ、複数の副画素PXsの色調を制御することにより、カラー画像を表示することができる。一つの画素PXを構成する副画素PXsの種類の数は、図3に例示する3種類の他、種々の変形例が適用できる。
複数の副画素PXsのそれぞれは、液晶層LQに印加する電界のオン−オフを制御するスイッチング素子であるトランジスタTr1を備える。トランジスタTr1は、副画素PXsの動作を制御する。トランジスタTr1は、後述するように、基板10上に形成された薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)である。
また、図3に示すように、表示装置DSP1は、表示領域DAにおいて、X方向に延びる複数の走査信号線GLと、表示領域DAにおいて、X方向に交差する(図3では直交する)Y方向に延びる複数の映像信号線SLと、を有する。走査信号線GLは、トランジスタTr1のゲートに接続される、ゲート線である。また、映像信号線SLは、トランジスタTr1のソースに接続される、ソース線である。複数の走査信号線GLのそれぞれは、X方向に延び、かつ、Y方向において、例えば等間隔で配列されている。複数の映像信号線SLのそれぞれは、Y方向に延び、かつ、X方向において、例えば等間隔で配列されている。
複数の走査信号線GLのそれぞれは、走査駆動回路(ゲート駆動回路)GDに接続される。走査駆動回路GDから出力された走査信号Gsiは、走査信号線GLを介してトランジスタTr1のゲートに入力される。また、複数の映像信号線SLのそれぞれは、映像信号駆動回路SDに接続される。映像信号駆動回路SDから出力された映像信号Spicは、映像信号線SLを介してトランジスタTr1のソースに入力される。
複数の映像信号線SLのそれぞれは、トランジスタTr1を介して画素電極PEに接続される。詳しくは、映像信号線SLは、トランジスタTr1のソースに接続され、画素電極PEは、トランジスタTr1のドレインに接続される。トランジスタTr1がオンになっている時、画素電極PEには、映像信号線SLから映像信号Spicが供給される。また、画素電極PEは、誘電層(図3に示す容量素子CS)を介して共通電極CEに接続されている。共通電極CEには、共通電位供給回路CDから固定電位が供給される。共通電極CEに供給される固定電位は、複数の副画素PXsに対して共通の電位である。表示期間において、共通電極CEに供給される電位と、画素電極PEに供給される電位との電位差に応じて各副画素PXsには電界が形成され、この電界により、液晶層LQに含まれる液晶分子が駆動される。
図3に示す走査駆動回路GD、映像信号駆動回路SD、および共通電位供給回路CDのそれぞれは、図1に示す周辺領域PFA、または、周辺領域PFAに接続される配線基板FWB1に形成された駆動ICチップに搭載された回路(例えば図2に示す回路部CB1)であってもよく、基板10に内蔵回路として形成されたものであってもよい。また、詳述はしないが配線基板FWB1は基板10に形成された複数の端子TM1に接続される。
図4に示すように、基板10と液晶層LQとの間には、複数の導電層CL1〜CL5、複数の絶縁膜11〜16、および配向膜AL1がある。複数の導電層CL1〜CL5、複数の絶縁膜11〜16、および配向膜AL1は基板10の前面10f上に形成される。また、基板20と液晶層LQとの間には、遮光膜BMと、カラーフィルタ膜CFR、CFGおよびCFBと、絶縁膜OC1と、配向膜AL2と、がある。遮光膜BM、カラーフィルタ膜CFR、CFG、CFB、絶縁膜OC1、および配向膜AL2は、基板20の背面20b上に形成される。カラーフィルタ膜CFR、CFGおよびCFBと、遮光膜BMとは、表示装置DSP1の光学フィルタ層OPFに含まれる。
図4に示す導電層CL1、CL2およびCL3のそれぞれには、金属の導体パターン(金属配線)が形成される。また、導電層CL4および導電層CL5は、主に、ITO(Indium tin oxide)またはIZO(Indium Zinc Oxide)などの導電性の酸化物材料(透明導電材料)を含む導体パターンが形成される。
導電層CL1〜CL5のそれぞれの間には、絶縁膜が介在する。導電層CL1と基板10との間には、絶縁膜11、および絶縁膜12が介在する。導電層CL1と導電層CL2との間には、絶縁膜13が介在する。導電層CL3と導電層CL4との間には、絶縁膜14が介在する。導電層CL4と導電層CL5との間には、絶縁膜15が介在する。導電層CL5と液晶層LQとの間には、配向膜AL1が介在する。絶縁膜11、12、13、および16のそれぞれは、無機絶縁膜である。無機絶縁膜としては、例えば窒化珪素(SiN)膜、酸化珪素(SiO)膜、酸化アルミニウム(AlOx)膜あるいはこれらの積層膜を例示できる。また、絶縁膜14および絶縁膜15は、有機絶縁膜である。有機材料から成る絶縁膜は、無機材料から成る絶縁膜よりも厚く形成することにより、上面(前面)を平坦化することができる。絶縁膜14および絶縁膜15は、下地層に形成された導体パターンの凹凸を平坦化する平坦化膜として用いられる。このため、絶縁膜14の厚さおよび絶縁膜15の厚さは、無機絶縁膜である絶縁膜11、12、および13のそれぞれの厚さより厚い。有機絶縁膜の例としては、アクリル系の感光性樹脂などが例示できる。
複数の走査信号線GLのそれぞれは、基板10上の導電層CL1に形成される。基板10上には絶縁膜11および絶縁膜12が積層され、走査信号線GLは絶縁膜12上に形成される。複数の映像信号線SLのそれぞれは、基板10上の導電層CL2に形成される。基板10上には絶縁膜11、12および13が積層され、映像信号線SLは絶縁膜13上に形成される。
絶縁膜11と絶縁膜12の間には、図3および図5に示すトランジスタ(トランジスタ素子)Tr1の半導体層が形成される。図5に示すように、下地層である絶縁膜11上には、トランジスタTr1が形成されている。図5では、1個のトランジスタTr1を例示的に示している。トランジスタTr1は薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)である。トランジスタTr1は、チャネル領域、ソース領域、およびドレイン領域を構成する半導体領域(半導体層)SCRを備える。半導体領域SCRは、例えばポリシリコンから成り、絶縁膜11上に形成されている。半導体領域SCRのうち、ソース領域およびドレイン領域には、トランジスタTr1のソース電極SEまたはドレイン電極DEに接続される導体パターンCDPが形成されている。
絶縁膜11上には、ゲート電極GEが形成されている。ゲート電極GEは、半導体領域SCRのチャネル領域と重畳する位置に形成されている。半導体領域SCRは、ゲート絶縁膜である絶縁膜12に覆われる。絶縁膜12は、例えば酸化珪素から成り、例えば、化学蒸着(chemical vapor deposition:CVD)により半導体領域SCRおよび導体パターンCDP上に堆積される。ゲート電極GEはスパッタ法等で形成した金属膜をパターニングすることにより形成される。また、図示は省略したが、ゲート電極GEと同層には、図3に示す複数の走査線GLが形成される。
絶縁膜12は、絶縁膜13に覆われる。絶縁膜13は例えば、窒化珪素、酸化珪素、あるいはこれらの積層膜から成る。絶縁膜13は例えばCVD法により形成される。絶縁膜13上には、金属膜であるソース電極SEおよびドレイン電極DEがある。絶縁膜12および絶縁膜13には、絶縁膜12、13を厚さ方向に貫通するコンタクトホールが形成され、ソース電極SEはコンタクトホールを介してソース領域上の導体パターンCDPに接続されている。また、ドレイン電極DEはコンタクトホールを介してドレイン領域上の導体パターンCDPに接続されている。ソース電極SEおよびドレイン電極DEは、例えばスパッタ法により形成される。また、ソース電極SEおよびドレイン電極と同層には、図3に示す複数の映像信号線SLが形成される。
図5に示す例のように、トランジスタTr1のチャネル領域の下方にゲート電極GEが配置される構造のTFTは、ボトムゲート方式と呼ばれる。ただし、TFTの方式には種々の変形例があり、例えば、チャネル領域の上方にゲート電極GEが配置されるトップゲート方式を用いても良い。あるいは、チャネル領域の上側および下側の両方にゲート電極GEが配置される方式もある。
図4に示す導電層CL3には、配線MW3が配置される。配線MW3は、走査信号線GLや映像信号線SLと同様に金属から成る金属配線である。配線MW3は、厚さ方向(Z方向)において映像信号線SLと重なる位置に配置されている。配線MW3は、導電層CL4に形成される共通電極CEと電気的に接続される。この場合、配線MW3は、共通電極CEに電位を供給する配線として利用することができる。あるいは、配線MW3は、表示装置DSP1がタッチパネル機能を備えている場合に、タッチ位置の検出に利用される駆動信号や検出信号を伝送する信号伝送経路として利用される。
導電層CL4には、共通電極CEが形成される。共通電極CEは、平坦化膜である絶縁膜15上に形成される。図4では、一つの共通電極CEを示しているが、図1に示す表示領域DAにおいて、複数の共通電極CEが互いに離間して配置されていても良い。また、上記したように、共通電極CEには、複数の副画素PXsに対して共通する電位が供給される。このため、図4に示すように共通電極CEは、複数の副画素PXsに亘って配置されていても良い。
導電層CL5には、複数の画素電極PEが形成される。画素電極PEが形成される導電層CL5と共通電極CEが形成される導電層CL4との間には、無機絶縁膜である絶縁膜16が介在する。この絶縁膜16が誘電層として機能して、図3に示す容量素子CSが形成される。図5に示すように、画素電極PEは、絶縁膜16および絶縁膜15を貫通するように形成されたコンタクトホールを介してドレイン電極DEに接続される。
複数の画素電極PEは、配向膜AL1に覆われる。配向膜AL1は液晶層LQに含まれる液晶分子の初期配向を揃える機能を備える有機絶縁膜であって、例えばポリイミド樹脂から成る。また、配向膜AL1は、液晶層LQに接する。
また、図4に示すように、基板20の背面(主面、面)20b上には、遮光膜BM、カラーフィルタ膜CFR、CFG、CFB、絶縁膜OC1、および配向膜AL2が形成されている。
カラーフィルタ膜CFR、CFGおよびCFBは、基板10と対向する背面20b側に形成される。図3に示す例では、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色のカラーフィルタ膜CFR、CFG、CFBが周期的に配列される。カラー表示装置では、例えばこの赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の画素を1組として、カラー画像を表示する。基板20の複数のカラーフィルタ膜CFR、CFG、CFBは、基板10に形成される画素電極PEを有するそれぞれの画素PX(図1参照)と、互いに対向する位置に配置される。なお、カラーフィルタ膜の種類は、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に限定されるものではない。
また、各色のカラーフィルタ膜CFR、CFG、CFBのそれぞれの境界には、遮光膜BMが配置される。遮光膜BMはブラックマトリクスと呼ばれ、例えば黒色の樹脂や、低反射性の金属から成る。遮光膜BMは、平面視において、例えば格子状に形成される。言い換えれば、遮光膜BMは、X方向およびY方向に延在している。詳しくは、遮光膜BMは、Y方向に延びる複数の部分と、Y方向に交差するX方向に延びる複数の部分を有している。各画素PXをブラックマトリクスで区画することにより、光漏れや混色を抑制することができる。
遮光膜BMは、表示領域DAにおいて、金属配線である走査信号線GL、映像信号線SL、および配線MW3と重畳する。遮光性を有する金属配線が遮光膜BMと重なる位置に配置されていることにより、表示画面において、金属配線が視認され難くなる。一方、共通電極CEおよび画素電極PEの少なくとも一部分は、遮光膜BMと重ならない位置に配置されている。共通電極CEおよび画素電極PEは、可視光透過性の導電性材料により形成されている。このため、共通電極CEおよび画素電極PEは遮光膜BMと重ならない位置に配置されているが、各副画素PXsにおいて、可視光は、共通電極CEや画素電極PEにより遮光されない。
また、遮光膜BMは、基板20の周辺領域PFA(図1参照)にも形成される。周辺領域PFAは、遮光膜BMと重畳する。表示領域DAは、周辺領域PFAよりも内側の領域として規定される。また、周辺領域PFAは、図2に示すバックライト(光源)BLから照射された光を遮光する遮光膜BMと重畳する領域である。遮光膜BMは表示領域DA内にも形成されるが、表示領域DAには、遮光膜BMに複数の開口部が形成される。一般的に、遮光膜BMに形成され、カラーフィルタ膜が露出する開口部のうち、最も周縁部側に形成された開口部の端部が、表示領域DAと周辺領域PFAの境界として規定される。
図4に示す絶縁膜OC1は、カラーフィルタ膜CFR、CFG、CFBを覆っている。絶縁膜OC1は、カラーフィルタ膜から液晶層に対して不純物が拡散するのを防止する保護膜として機能する。絶縁膜OC1は、例えばアクリル系の感光性樹脂等から成る、有機絶縁膜である。
絶縁膜OC1は、配向膜AL2に覆われる。配向膜AL2は液晶層LQに含まれる液晶分子の初期配向を揃える機能を備える有機絶縁膜であって、例えばポリイミド樹脂から成る。また、配向膜AL2は、液晶層LQに接する。
<表示装置の赤外線センサ>
次に、図1に示す表示装置DSP1が備える赤外線センサの構成例について説明する。図6は、表示装置が備える赤外線センサの構成例を示す断面図である。図6は、赤外線センサの構成例の概要を示している。このため、図4に示す複数の絶縁膜や導体パターンは、図6では図示が省略されている。図7は、図6に示す赤外線センサ、スペーサ部材、カラーフィルタ膜、および遮光膜の平面的な位置関係を示す拡大平面図である。
次に、図1に示す表示装置DSP1が備える赤外線センサの構成例について説明する。図6は、表示装置が備える赤外線センサの構成例を示す断面図である。図6は、赤外線センサの構成例の概要を示している。このため、図4に示す複数の絶縁膜や導体パターンは、図6では図示が省略されている。図7は、図6に示す赤外線センサ、スペーサ部材、カラーフィルタ膜、および遮光膜の平面的な位置関係を示す拡大平面図である。
図6に示すように、表示装置DSP1は、基板10の前面10fと基板20の背面20bとの間に配置される赤外線センサ30を有する。また、表示装置DSP1は、赤外線センサ30と基板20との間に配置される部材PS1を有する。部材PS1は、赤外線センサ30の受光部31と対向する面PSbと、面PSbと交差する方向に延びる側面PSsと、を有する。部材PS1は、赤外線を透過する特性を備える。
赤外線センサ30は、受光部31と、受光部31に照射された光を電気信号に変換する光電変換回路と、を備える。赤外線センサ30は、基板10の前面10fと対向する背面30bおよび背面30bの反対側にあり、部材PS1の面PSbと対向する前面30fを備える。受光部31は、赤外線センサ30の前面30fに配置されている。
部材PS1は、赤外線を透過する特性を備える部材であって、受光部31と対向する面PSbと、面PSbと交差する方向に延びる側面PSsと、面PSbの反対側にあり、基板20の背面20bと対向する面PSfと、を備える。図6に示す例では、面PSfは、光学フィルタ層OPFの遮光膜BMと対向する。
赤外線には、近赤外線、中赤外線、遠赤外線といった区分けがある。区分けには様々な用例が存在するが、例えば、近赤外線は0.7〜2μm(0.7μm以上、2μm未満)の波長、中赤外線は2〜4μm(2μm以上、4μm未満)の波長、遠赤外線は4〜1000μmの波長という範囲である。表示装置DSP1に近赤外線を受光する赤外線センサ30が内蔵されている場合、近赤外線を用いた生体認証に利用することができる。例えば、静脈に流れている血液の赤外線吸収特性を利用して、静脈の形状を可視化する技術がある。この技術を利用すれば、表示装置DSP1が備える赤外線センサ30に、人間の手や腕などを経由した赤外線を照射することにより、静脈の形状を認識することができる。この静脈の形状を鍵として生体認証を行うことができる。
また、中赤外線は果物等の糖度に感度がある(言い換えれば糖に吸収されるエネルギー特性がある)ため、赤外線センサ30が中赤外線を受光できるものである場合は、糖度センサに利用することができる。また更には、遠赤外線は、熱に応じた感度があるため、赤外線センサ30が遠赤外線を受光できるものである場合は、熱センサに利用することができる。
ところが、赤外線センサ30に赤外線信号として入力される情報の識別信頼性を向上させるためには、赤外線センサ30の受光部31に目的外の光(言い換えればノイズ)が入射されることを防ぐ必要がある。また、受光部31に入射される赤外線信号(赤外線32)の信号強度は強い程好ましい。
図6に示すように、表示装置DSP1は、液晶層LQと基板20との間に配置され、複数種類のカラーフィルタ膜CFおよび遮光膜BMを含む光学フィルタ層OPFを有する。部材PS1は、面PSbの反対側に配置され、光学フィルタ層OPFと対向する面PSfを有する。
表示装置DSP1の場合、受光部31と対向する面PSbを備える部材PS1は、赤外線32を透過する特性を備える。また、複数種類のカラーフィルタ膜CFおよび遮光膜BMのうち、部材PS1の面PSfと対向するカラーフィルタ膜CFまたは遮光膜BMは、赤外線32を透過する光学特性を備える。図6に示す例では、部材PS1の面PSfと対向するのは、遮光膜BMである。このため、遮光膜BMは、赤外線32を透過する光学特性を備える。図7に示すように、遮光膜BMは、カラーフィルタ膜CFの周囲を囲むように格子状に形成されている。一方、部材PS1は、赤外線センサ30と重なる位置に、選択的に形成されている。赤外線センサ30と重ならない位置には、部材PS1は配置されていない。図6に示す赤外線センサ30と重なる位置に配置される部材PS1は、赤外線32を赤外線センサ30の受光部31に導く導光路として機能する。
また、部材PS1は、液晶層LQとは異なる屈折率を有する。このため、図6に模式的に示すように、ノイズ光33は、液晶層LQと部材PS1との界面において反射され易い。この結果、赤外線センサ30の受光部31に入射されるノイズ光33の量を低減できる。なおノイズ光33は、可視光の他、紫外線や赤外線など、可視光以外の波長帯の光も含む。
単に赤外線センサ30を基板10と基板20との間に配置したとしても、表示装置DSP1の部材PS1が配置されていない場合、赤外線32の他、様々な方向からノイズ光33が赤外線センサ30の受光部31に入射するので、赤外線32による信号を正しく識別する信頼性が低い。一方、本実施の形態の場合、赤外線センサ30の受光部31と重なる位置に、赤外線32を透過する部材PS1が配置されている。これにより、赤外線センサ30へのノイズ光33の入射を低減し、信号識別の信頼性を向上させることができる。
部材PS1の屈折率と、液晶層LQの屈折率とは互いに異なるので、ノイズ光33のうち、部材PS1の側面PSsに対して浅い角度で入射されるノイズ光33は、大部分が反射される。この場合、部材PS1は、可視光透過性の材料で形成されていても良い。ただし、部材PS1が可視光に対する遮光性を備えることが特に好ましい。部材PS1が可視光に対する遮光性を備える場合、ノイズ光33のうち、可視光は、部材PS1に対する入射角度に関わらずに、遮光される。図6に示す例の場合、遮光膜BMは、可視光を遮光し、かつ、赤外線32を透過させる光学特性を備えている。部材PS1が可視光に対する遮光性を備える場合、部材PS1と遮光膜BMとが互いに同じ材料により形成されていても良い。
また、部材PS1の厚さは、光学フィルタ層OPFの厚さより厚い。なお、部材PS1の厚さとは、基板10の前面10fおよび基板20の背面20bのいずれか一方から他方に向かう方向(図9に示すZ方向)における部材PS1の長さとして定義できる。言い換えれば、部材PS1の面PSfと面PSbとの離間距離として定義することもできる。なお、以下の説明において、表示装置を構成する各部材の「厚さ」に言及した場合には、特に異なる旨の説明がない時には、基板10の前面10fおよび基板20の背面20bのいずれか一方から他方に向かう方向の長さの意味である。詳細は後述するが、部材PS1は、基板10と基板20間のギャップを維持し、液晶層LQの厚さが局所的に薄くなることを抑制するスペーサ部材としての機能も備える。したがって、部材PS1は、ある程度の厚さを備えている必要がある。部材PS1の厚さが厚ければ、赤外線の経路距離が長くなるが、部材PS1は、一体に形成されているので、経路距離が長くなったとしても、経路距離が長くなることによる赤外線の減衰は無視できる程小さい。
なお、図6および図7に示す例では、赤外線センサ30の平面形状は四角形であり、部材PS1の立体形状は円錐台形である。ただし、赤外線センサ30や部材PS1の形状は、図6および図7に示す形状の他、種々の変形例がある。
赤外線センサ30は、図4に示す基板10の前面10f上から配向膜AL1上のうち、任意の位置に配置することができる。ただし、図6に示す赤外線32を電気信号に変換する光電変換回路までは赤外線センサ30に内蔵させることができるが、得られた電気信号を処理する回路は、例えば図2に示す回路部CB1等に形成される。このため、電気信号を伝送する経路として、図4に示す導電層CL1〜CL5のいずれかに形成された導体パターンと、電気的に接続されていることが好ましい。
図8は、図6に示す赤外線センサの配置に関する詳細な構造例を示す拡大断面図である。図9は、図8に示す表示装置に対する変形例を示す拡大断面図である。図8や図9に示す例では、赤外線センサ30は、図5に示すトランジスタr1と同層(絶縁膜12と絶縁膜13との間の層)に形成されている。赤外線センサ30は、前面30fに形成された電極34を備え、導電層CL2に形成された配線35を介して電気信号を外部に出力する構造になっている。赤外線センサ30は、図6に示す赤外線32が入射されると電荷を出力する光電変換機能を備えたものであれば、種々の構造のセンサを利用可能である。例えば、赤外線のエネルギー帯域にバンドギャップを持つフォトトランジスタやフォトダイオードなど、半導体を利用したセンサを利用できる。また、フォトダイオードやフォトトランジスタの光電変換機能を有機膜に付与した有機センサを利用しても良い。
図8および図9に示す構造の場合、赤外線センサ30の前面30fの一部分が絶縁膜13に覆われた状態になる。部材PS1は赤外線センサ30の受光部31と対向する面PSbを備えているので、部材PS1から受光部31に入射される赤外線32(図6参照)は、90度に近い入射角度で入射されるので、部材PS1と受光部31との間に他の部材があっても反射され難い。例えば図9に示す表示装置DSP2の場合、部材PS1の面PSbと赤外線センサ30の受光部31との間に絶縁膜13〜16および配向膜AL1が配置されている。図9に示す変形例の構造の場合でも、部材PS1の面PSbと赤外線センサ30の受光部31との間に配置される各部材に対して、直角に近い入射角で赤外線が入射すれば、赤外線の減衰を抑制できる。
ただし、屈折により赤外線32の減衰を抑制する観点からは、部材PS1と受光部31との間に他の部材が介在しないことが好ましい。また、受光部31に入射するノイズ光33(図6参照)を低減する観点からも、部材PS1の面PSbと赤外線センサ30の受光部31との間に介在する部材は少ない方が良い。
図8に示す例では、赤外線センサ30上には、基板10の前面10fと液晶層LQとの間にある複数の絶縁膜(図8の例では絶縁膜13〜16および配向膜AL1)を貫通するコンタクトホール(開口部)CH1が形成されている。部材PS1の背面30bは、コンタクトホールCH1の底面において、赤外線センサ30と接触している。一方、部材PS1の面PSfは、遮光膜BMと接触している。この構造の場合、基板20側から照射され、遮光膜BMを介して部材PS1に入射した赤外線32(図6参照)は強い強度を維持した状態で赤外線センサ30の受光部31に入射される。
図10は、図8に示す表示装置に対する他の変形例を示す拡大断面図である。図10に示す表示装置DSP3の場合、赤外線センサ30は、導電層CL5(絶縁膜16上)に形成されている。赤外線センサ30は、背面30bに形成された電極34を備え、導電層CL4に形成された配線35を介して電気信号を外部に出力する構造になっている。赤外線センサ30の前面30fは、配向膜AL1に覆われず、液晶層LQに接触している。また赤外線センサ30の受光部31は、部材PS1の面PSbと接触している。
表示装置DSP3の場合、絶縁膜16上に赤外線センサ30が形成されるので、絶縁膜16上に半導体素子を形成する場合には、工程が煩雑になる。したがって、上記した有機センサの光電変換機能部分を絶縁膜16上に配置することが好ましい。また、表示装置DSP3の場合、図8の表示装置DSP1と比較して部材PS1の厚さを薄くすることができる。部材PS1のような突起部材を平面上に形成する場合、その高さ(厚さ)が大きくなる程、形状安定性が低下する。したがって、部材PS1の厚さを低くすることができれば、部材PS1の形状安定性が向上する。部材PS1の厚さを薄くできる点は、図9に示す表示装置DSP2の場合も同様である。
また、図7に示すように、表示領域DAには、複数の赤外線センサ30および複数の部材PS1が配置されている。複数の赤外線センサ30と複数の部材PS1とのそれぞれは、互いに重なっている。このように複数の赤外線センサ30のそれぞれと重なる位置に赤外線32(図6参照)の導光路を構成する部材PS1を配置することにより、複数の赤外線センサ30のそれぞれの信号検出精度を向上させることができる。複数の赤外線センサ30で検出された信号を集約することで、入力情報(上記した例で言えば、静脈の形状)の識別信頼性を向上させることができる。
ところで、上記した通り、部材PS1は、赤外線の導光路を構成する部材として機能するので、赤外線センサ30と重なる位置には部材PS1が配置されるが、赤外線センサ30と重ならない位置にも部材PS1と同じ、あるいは類似の構造を備える部材が配置されていても良い。図11は、図10に対する変形例である表示装置の拡大断面図である。また、図12は、図11に示す赤外線センサ、スペーサ部材、カラーフィルタ膜、および遮光膜の平面的な位置関係を示す拡大平面図である。
図11および図12に示す表示装置DSP4は、複数の部材PS1に加え、赤外線センサ30と重ならない位置に配置される複数の部材PS2を有している点で図10に示す表示装置DSP3と相違する。部材PS2は、赤外線センサ30と重ならない位置に配置されている点で部材PS1と相違するが、他の構造は、部材PS1と同じである。部材PS2は、液晶層LQの厚さ、言い換えれば、配向膜AL1と配向膜AL2との離間距離が小さくなることを抑制するスペーサ部材である。表示領域DAに複数のスペーサ部材が配置されることにより、液晶層LQの厚さが局所的に薄くなることを抑制できる。部材PS1は、スペーサ部材としての機能と、赤外線の導光路としての機能と、を兼ねる。部材PS1、PS2は、例えば、フォトリソグラフィ技術を利用して、部材PS1、PS2の材料から成る膜を選択的に除去することにより形成される。ただし、部材PS1の光学特性によっては、例えばエッチングなど、他の方法で形成される場合もある。
また、図8に示す表示装置DSP1のように、コンタクトホールCH1内に挿入される部材PS1を形成する場合には、部材PS1と部材PS2(図11参照)との形状が異なる場合もある。すなわち、部材PS2は、導光路として機能しないので、赤外線センサ30が絶縁膜12上に配置されている場合でも、配向膜AL1を貫通させる必要がない。この場合、図8に示す部材PS1の厚さは、図11に示す部材PS2の厚さより厚い。
図13は、図7に対する変形例である表示装置の赤外線センサ、スペーサ部材、カラーフィルタ膜、および遮光膜の平面的な位置関係を示す拡大平面図である。図14は、図13のA−A線に沿った拡大断面図である。なお、図14では、図6に対応する概要図であって、赤外線センサ30が基板10の前面10f上に搭載された状態を示し、図8〜図11等に示す基板10上の複数の絶縁層は図示を省略している。図14に示す表示装置DSP5の厚さ方向(Z方向)において、赤外線センサ30および部材PS1が形成される厚さ方向の位置は、図8、図9、図10、および図11に記載される例のいずれかと組み合わせて適用できる。
図13および図14に示す表示装置DSP5は、赤外線センサ30および部材PS1のそれぞれが、カラーフィルタ膜CFと重なる位置に配置されている。表示装置DSP5の場合、カラーフィルタ膜CFは、赤外線32(図14参照)を透過する光学特性を備える。一方、遮光膜BMの光学特性としては、赤外線32を透過しても良いし、透過しなくても良い。ノイズ光33(図14参照)を低減する観点からは、遮光膜BMは、赤外線32および可視光を遮光する特性を備えることが好ましい。
図13に示す例では、互いに隣り合うカラーフィルタ膜CFのそれぞれと重なる位置に赤外線センサ30および部材PS1が配置されている。図示は省略するが、図13に対する変形例として、複数のカラーフィルタ膜CFのうちの一部と重なる位置に選択的に赤外線センサ30および部材PS1が配置されている構成もある。例えば、赤色用、青色用、緑色用のカラーフィルタ膜CFのうち、緑色用のカラーフィルタ膜CFG(図4参照)は、赤色の波長帯の光の透過率が低い。このため、赤外線32(図14参照)の透過率は、赤色用のカラーフィルタ膜CFR(図4参照)および青色用のカラーフィルタ膜CFB(図4参照)と比較して、低い場合がある。赤外線センサ30に照射される光の透過率を考慮して、複数種類のカラーフィルタ膜CFのうち、緑色用のカラーフィルタ膜CFGと重なる位置には、赤外線センサ30が配置されなくても良い。
また、図13に示す例では、赤外線センサ30および部材PS1は、遮光膜BMとは重ならない位置に配置されている。図示は省略するが、変形例として、赤外線センサ30および部材PS1が、カラーフィルタ膜CFと遮光膜BMとの境界と重なる位置に配置されていても良い。赤外線センサ30が可視光を透過しない場合、赤外線センサ30がカラーフィルタ膜CFと重なる位置に配置されると、遮光膜BMの開口率、言い換えれば、可視光の有効透過領域の面積率が低下する。したがって、赤外線センサ30とカラーフィルタ膜CFとが重なる面積は、小さい程好ましい。図7に示すように、赤外線センサ30とカラーフィルタ膜CFとが重なっていない状態は、遮光膜BMの開口率を大きくする観点から特に好ましい。
図15は、図7に対する他の変形例である表示装置の赤外線センサ、スペーサ部材、カラーフィルタ膜、および遮光膜の平面的な位置関係を示す拡大平面図である。図16は、図15のA−A線に沿った拡大断面図である。なお、図14では、図6に対応する概要図であって、赤外線センサ30が基板10の前面10f上に搭載された状態を示し、図8〜図11等に示す基板10上の複数の絶縁層は図示を省略している。図14に示す表示装置DSP5の厚さ方向(Z方向)において、赤外線センサ30および部材PS1が形成される厚さ方向の位置は、図8、図9、図10、および図11に記載される例のいずれかと組み合わせて適用できる。
図15および図16に示す表示装置DSP6が備える部材PS1は、遮光膜BMを貫通している点で図6および図7に示す表示装置DSP1と相違する。表示装置DSP6が備える部材PS1は、光学フィルタ層OPFを貫通する。図16に示す例では、部材PS1は、遮光膜BMを貫通し、基板20の背面20bに接触する。なお、図示は省略するが、本変形例を図13および図14に示す変形例と組み合わせた場合、部材PS1は、カラーフィルタ膜CFを貫通する。
表示装置DSP6の場合、部材PS1が光学フィルタ層OPFを貫通するので、基板20側から視た平面視において、図15に示すように、部材PS1の面PSfが視認可能な状態になっている。この場合、図16に示すように、赤外線32は、基板20側から光学フィルタ層OPFを介さずに部材PS1に入射する。
図7に示す表示装置DSP1の場合、遮光膜BMは、赤外線を透過する光学特性を有しており、遮光膜BM自身が赤外線の導光路としての機能を備える。図6に示すように、部材PS1の面PSfに対して直角に近い角度で入射した赤外線32は、その殆どが部材PS1に入射される。しかし、部材PS1の面PSfに対する赤外線32の入射角度が小さい場合、遮光膜BMと部材PS1との界面において、赤外線32の一部が反射する。遮光膜BMは導光路としての機能を備えているので、反射した赤外線32は、遮光膜BMの延在方向に沿って導光され、赤外線センサ30には入射されない。
一方、図15および図16に示す表示装置DSP6の場合、図16に示すように、赤外線32が光学フィルタ層OPFを介さずに部材PS1に入射するので、上記した反射の問題は生じない。この結果、赤外線センサ30に到達する赤外線32の強度を増大させることができる。
なお、図6に示す例の場合であっても、遮光膜BMを構成する材料と部材PS1を構成する材料とが互いに同一であれば、遮光膜BMと部材PS1との界面において、赤外線32の反射は生じ難い。また、遮光膜BMと部材PS1とが一体に形成されている場合には、赤外線32の反射は実質的には生じない。表示装置DSP6が備える部材PS1の場合、基板20の背面20b上に部材PS1を形成した後、遮光膜BMを形成すれば良いので、遮光膜BMと部材PS1とを一括して形成する場合と比較して製造方法が容易である。
ただし、部材PS1が光学フィルタ層OPFを貫通する場合、部材PS1の厚さは、少なくとも光学フィルタ層OPFの厚さより厚くする必要がある。図16に示す例では、部材PS1の厚さは、光学フィルタ層OPFの厚さの2倍以上である。上記したように、部材PS1のような突起部材を平面上に形成する場合、その高さ(厚さ)が大きくなる程、形状安定性が低下する。したがって、部材PS1の形状を安定化させる観点からは、図6および図7に示す表示装置DSP1のように、部材PS1の面PSfが光学フィルタ層OPF(言い換えれば遮光膜BMまたはカラーフィルタ膜CF)と対向していることが好ましい。
表示装置DSP6のように、部材PS1が光学フィルタ層OPFを貫通する場合、遮光膜BMの光学特性は、赤外線を透過しても良いし、赤外線を透過しなくても良い。ただし、部材PS1に入射する赤外線32に対するノイズ光33を低減する観点からは、部材PS1に接する光学フィルタ層OPF(言い換えれば遮光膜BMまたはカラーフィルタ膜CF)は、赤外線を遮光する光学特性を備えることが好ましい。カラーフィルタ膜CFは、可視光域の光の少なくとも一部を透過させる機能を備えている。このため、カラーフィルタ膜CFの場合、遮光膜BMと比較すると、赤外線の透過率は高くなる傾向がある。したがって、部材PS1に接する光学フィルタ層OPFに赤外線に対する遮光特性を付与する場合、部材PS1に接する光学フィルタ層OPFは、図15および図16に示すように、遮光膜BMであることが好ましい。
図17は、図8に示す表示装置に対する他の変形例を示す拡大断面図である。図17に示す表示装置DSP7は、赤外線センサ30と基板10との間に、遮光膜36が配置されている点で、図8に示す表示装置DSP1と相違する。なお、図17に示す表示装置DSP7は、赤外線センサ30と基板10との間に遮光膜36が配置される実施態様の代表例として示しているが、Z方向における赤外線センサ30の位置は、図17に示す態様には限定されない。表示装置DSP7の厚さ方向(Z方向)において、赤外線センサ30および部材PS1が形成される厚さ方向の位置は、図9、図10、および図11に記載される例のいずれかと組み合わせて適用できる。
液晶表示装置の場合、図2に示すバックライト40から液晶層LQに向かって光が照射される。図17に示す表示装置DSP7のように、基板10と赤外線センサ30との間に、遮光膜36が形成されている場合、基板10側から照射される光が回り込み、赤外線センサ30に対するノイズになることを抑制できる。図17に示す例では、遮光膜36は、絶縁膜11と絶縁膜12との間に配置される。絶縁膜11と絶縁膜12との間の導電層CL1は、図5に示すゲート電極GEが配置される配線層である。ゲート電極GEは、可視光や赤外線に対する遮光性を備える金属膜から成る。遮光膜36は、ゲート電極GEと同じ金属膜から成る。この場合、ゲート電極GEを形成する際に、複数のゲート電極GEと複数の遮光膜36とを一括して形成することができる。
図18は、図2に示すバックライトに含まれる光源の配置例を示す平面図である。図19は、図18に対する変形例である光源の配置例を示す平面図である。図18および図19では、表示領域DAと重なる領域の範囲を二点鎖線で示している。
図18に示す例では、バックライト40は、表示領域DAと重なる位置に配置される導光板41および光源配置領域42に配置される複数の光源43を有する。複数の光源43のそれぞれは、例えば、LED(light emitting diode)である。複数の光源43は、導光板41に隣接する光源配置領域42に配置される。また、複数の光源43は、可視光域の光を発生させる光源43VLと、赤外線を発生させる光源43IRと、を含む。
通常の映像を表示する場合、複数の光源43VLから照射された可視光は、導光板41を介して図2に示す基板10側に照射される。また、赤外線を照射する場合、赤外線用の光源43IRから照射された赤外線は、導光板41を介して基板10側に照射される。赤外線を照射する際には、バックライト40は、赤外光源と考えることができる。したがって、表示装置DSP1は、赤外線を出力する赤外光源であるバックライト40を備える。また、基板10は、赤外光源であるバックライト40と液晶層LQとの間にある。
また、図19に変形例として示す例では、バックライト40は、導光板41(図18参照)が配置されず、表示領域DAと重なる位置に、複数の光源43が配置されている。複数の光源43は、可視光域の光を発生させる光源43VLと、赤外線を発生させる光源43IRと、を含む。図19に示す例の場合、表示領域DAと重なる位置に複数の光源43が配置されるので、導光板41が介在しない。ただし、図2に示すバックライト40と基板10との間に、拡散板など、光を分散させる機能を備える光学機能シートが介在する。
図6〜図17を用いて説明した赤外線センサ30に照射される赤外線32(図6参照)の光源は、表示装置DSP1(図6参照)の外部にあっても良い。ただし、赤外線の用途に対応して、適切な強度の赤外線を供給する観点からは、赤外線の光源を表示装置自身が内蔵していることが好ましい。
なお、図18および図19に示す例は、図1に示す表示装置DSP1の変形例として説明したが、バックライト40の構造は、図9〜図17を用いて説明した各変形例の表示装置において、同様である。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
本発明は、表示装置に利用可能である。
10,20 基板
10f,20f,30f 前面(面)
11,12,13,14,15,16 絶縁膜
20b,30b 背面(面、主面)
30 赤外線センサ
31 受光部
32 赤外線
33 ノイズ光
34 電極
35 配線
36 遮光膜
40 バックライト
41 導光板
42 光源配置領域
43,43IR,43VL 光源
AL1,AL2 配向膜
BL バックライト(光源)
BM 遮光膜
CB1 回路部
CD 共通電位供給回路
CDP 導体パターン
CE 共通電極
CF,CFB,CFG,CFR カラーフィルタ膜
CH1 コンタクトホール(開口部)
CHb 底面
DA 表示領域
DE ドレイン電極
DSP1,DSP2,DSP3,DSP4,DSP5,DSP6,DSP7 表示装置
LQ 液晶層
OPF 光学フィルタ層
PS1,PS2 部材
PSb,PSf 面
PSs 側面
10f,20f,30f 前面(面)
11,12,13,14,15,16 絶縁膜
20b,30b 背面(面、主面)
30 赤外線センサ
31 受光部
32 赤外線
33 ノイズ光
34 電極
35 配線
36 遮光膜
40 バックライト
41 導光板
42 光源配置領域
43,43IR,43VL 光源
AL1,AL2 配向膜
BL バックライト(光源)
BM 遮光膜
CB1 回路部
CD 共通電位供給回路
CDP 導体パターン
CE 共通電極
CF,CFB,CFG,CFR カラーフィルタ膜
CH1 コンタクトホール(開口部)
CHb 底面
DA 表示領域
DE ドレイン電極
DSP1,DSP2,DSP3,DSP4,DSP5,DSP6,DSP7 表示装置
LQ 液晶層
OPF 光学フィルタ層
PS1,PS2 部材
PSb,PSf 面
PSs 側面
Claims (12)
- 第1面を備える第1基板と、
前記第1基板の前記第1面と対向する第2面を備える第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に配置される液晶層と、
前記第1基板の前記第1面と、前記第2基板の前記第2面との間に配置される赤外線センサと、
前記赤外線センサと前記第2基板との間に配置される第1部材と、
を有し、
前記第1部材は、赤外線を透過する光学特性を備える、表示装置。 - 請求項1において、
前記液晶層と前記第2基板の前記第2面との間に配置されたカラーフィルタ膜および第1遮光膜を含む光学フィルタ層、をさらに有し、
前記第1部材は、前記赤外線センサの受光部と対向する第3面と、前記第3面の反対側に配置され、前記光学フィルタ層と対向する第4面と、を有し、
前記カラーフィルタ膜および前記第1遮光膜のうち、前記第1部材の前記第4面と対向する前記カラーフィルタ膜または前記第1遮光膜は、赤外線を透過する光学特性を備える、表示装置。 - 請求項2において、
前記第1部材と対向するのは、前記第1遮光膜である、表示装置。 - 請求項1において、
前記液晶層と前記第2基板の前記第2面との間に配置されたカラーフィルタ膜および第1遮光膜を含む光学フィルタ層、をさらに有し、
前記第1部材は、前記赤外線センサの受光部と対向する第3面と、前記第3面の反対側に配置され、前記第2基板の前記第2面と対向する第4面を有し、かつ、前記第1部材は、前記光学フィルタ層を貫通する、表示装置。 - 請求項4において、
前記カラーフィルタ膜および前記第1遮光膜のうち、前記第1部材と接する前記カラーフィルタ膜または前記第1遮光膜は、赤外線を遮光する光学特性を備える、表示装置。 - 請求項5において、
前記第1部材と接するのは、前記第1遮光膜である、表示装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項において、
前記液晶層と前記第2基板との間に配置され、複数種類のカラーフィルタ膜および第1遮光膜を含む光学フィルタ層、をさらに有し、
前記第1基板の前記第1面および前記第2基板の前記第2面のいずれか一方から他方に向かう第1方向において、前記第1部材の厚さは、前記光学フィルタ層の厚さより厚い、表示装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項において、
前記第1部材は、可視光に対する遮光性を備える、表示装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項において、
前記赤外線センサと前記第1基板との間には、前記赤外線センサと重なる位置に第2遮光膜が配置される、表示装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項において、
赤外線を出力する赤外光源をさらに備え、
前記第1基板は、前記赤外光源と前記液晶層との間にある、表示装置。 - 請求項1において、
前記第1部材は、前記液晶層の厚さを維持するスペーサである、表示装置。 - 請求項1において、
前記赤外線センサは、近赤外線、中赤外線、遠赤外線の何れかの受光範囲を有する、表示装置。
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