本發(fā)明涉及包含電光層的圖像顯示裝置。具體而言,涉及包含液晶層作為電光層的圖像顯示裝置。
背景技術(shù):
以往,已知具有在一對基板間保持有液晶層的液晶單元(liquidcrystalcell)的液晶顯示器(liquidcristaldisplay:lcd)。液晶顯示器由于具有輕量、薄型等特長,因此作為手機、平板設(shè)備等移動信息終端的顯示器而被加以利用。特別地,近年來,隨著液晶顯示器價格變低,不止移動信息終端,其在腕表、家電制品等電子設(shè)備中的應用范圍也逐漸擴大。
作為液晶顯示器的類型,主流的是,在一個基板與液晶層之間包含開關(guān)元件,使用該開關(guān)元件而進行各像素的on/off控制的有源矩陣型。關(guān)于該類型的液晶顯示器,通過各像素的on/off控制而使從背光源等光源導入的光選擇性地透過,通過該透過光而構(gòu)成圖像。
特別的,能夠進行彩色顯示的液晶顯示器成為下述構(gòu)成:在各像素中,選擇性地透過的光經(jīng)光路上的彩色濾光片而分離為例如rgb的三原色,通過上述三原色的組合,而能夠顯示所期望的彩色圖像。作為如上所述的液晶顯示器的一個例子,已知專利文獻1中記載的液晶顯示器。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2003-195288號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
專利文獻1中記載的液晶顯示器為下述結(jié)構(gòu):在一個基板與液晶層之間設(shè)置tft(薄膜晶體管),在該tft與像素電極之間設(shè)置有彩色濾光片。然而,當設(shè)成如上所述的結(jié)構(gòu)時,像素電極與tft之間的膜厚變厚,因此當將tft與像素電極進行電連接時,需要大的接觸孔,結(jié)果存在導致像素的開口率降低的潛在可能性。
另外,關(guān)于專利文獻1中記載的液晶顯示器,當觀察畫面時,由于在觀測者與薄膜晶體管之間不存在任何遮擋物,因此存在來自構(gòu)成薄膜晶體管的信號線等金屬布線的不必要的反射光降低可視性的潛在可能性。
本發(fā)明的課題之一在于,提供一種可視性良好的圖像顯示裝置。
另外,本發(fā)明的課題之一在于,提供一種容易制造的圖像顯示裝置。
用于解決問題的手段
本發(fā)明的一個實施方式中的圖像顯示裝置包含:第一基板,與所述第一基板相對配置的第二基板,所述第一基板與所述第二基板之間的電光層,配置在所述電光層與所述第一基板之間的多個像素電極,與所述多個像素電極分別電連接的多個開關(guān)元件,和在所述第一基板與所述多個開關(guān)元件之間的層中包含的彩色濾光片,所述第一基板的面對所述電光層一側(cè)的相反側(cè)為圖像顯示側(cè)。
本發(fā)明的一個實施方式中的圖像顯示裝置包含:由樹脂構(gòu)成的第一基板,與所述第一基板相對配置的第二基板,所述第一基板與所述第二基板之間的電光層,配置在所述電光層與所述第一基板之間的多個像素電極,與所述多個像素電極分別電連接的多個開關(guān)元件,和彩色濾光片,所述第一基板的面對所述電光層一側(cè)的相反側(cè)為圖像顯示側(cè)。
附圖說明
[圖1]為表示第一實施方式的液晶模塊的概略構(gòu)成的圖。
[圖2]為表示第一實施方式的液晶模塊中的像素的截面構(gòu)成的圖。
[圖3]為表示第一實施方式的圖像顯示裝置的概略構(gòu)成的圖。
[圖4]為表示第二實施方式中的液晶模塊中的像素的截面構(gòu)成的圖。
[圖5]為表示第三實施方式中的液晶模塊中的像素的截面構(gòu)成的圖。
[圖6]為表示第四實施方式中的液晶模塊中的像素的截面構(gòu)成的圖。
[圖7]為表示第五實施方式中的液晶模塊中的像素的截面構(gòu)成的圖。
[圖8]為表示第六實施方式中的圖像顯示裝置的概略構(gòu)成的圖。
[圖9]為表示第七實施方式中的液晶模塊中的像素的截面構(gòu)成的圖。
[圖10]為表示第八實施方式中的圖像顯示裝置的概略構(gòu)成的圖。
[圖11]為表示第八實施方式中的圖像顯示裝置的概略構(gòu)成的圖。
[圖12]為表示第九實施方式中的圖像顯示裝置的概略構(gòu)成的圖。
[圖13]為表示第九實施方式中的圖像顯示裝置的概略構(gòu)成的立體圖。
[圖14]為表示第十實施方式中的圖像顯示裝置的概略構(gòu)成的圖。
[圖15]為表示第十實施方式中的圖像顯示裝置的概略構(gòu)成的立體圖。
[附圖標記說明]
1…圖像顯示裝置,100…液晶模塊,101…陣列基板,102…像素,103…顯示區(qū)域,104…端子區(qū)域,105…驅(qū)動用集成電路,106…對置基板,11…玻璃基板,12…彩色濾光片,13…遮光層,14…基底層,15…tft(薄膜晶體管),15a…柵電極,15b…柵極絕緣層,15c…活性層,15d…端子電極,15f…保護層,16…平坦化層,17…公共電極,18…絕緣層,19…像素電極,20,22…取向膜,21…玻璃基板,26…背光源,27…蓋板部件
具體實施方式
以下,參照附圖等對本發(fā)明的各實施的方式進行說明。但本發(fā)明在能夠在不脫離其要旨的范圍內(nèi)以各種方式進行實施,而不應解釋為限于以下例示的實施的方式中記載的內(nèi)容。另外,關(guān)于附圖,為了使說明更加明確,存在與實際方案相比而示意性地表示各部分的寬度、厚度、形狀等的情況,但上述示意性的圖為一個例子,而不限定本發(fā)明的解釋。此外,在本說明書與各圖中,有時對具有關(guān)于已出現(xiàn)過的圖而進行過說明的那些要素相同功能的要素標注同一附圖標記,并省略重復說明。
需要說明的是,在本說明書中,關(guān)于對附圖進行說明時的“上”,“下”,“外”,“內(nèi)”等表述,其為表述所討論的結(jié)構(gòu)體與其他結(jié)構(gòu)體之間的相對位置關(guān)系。在本說明書中,在側(cè)視中,將從液晶層朝向彩色濾光片的方向定義為“上”,將相反方向定義為“下”。另外,在俯視中,將從顯示區(qū)域的中心向基板端的方向定義為“外”,將相反方向定義為“內(nèi)”。
“另外,在本說明書中,諸如”α包含a、b或c”,“α包含a、b及c中的任一者”,“α包含選自由a、b及c構(gòu)成的組中的一者”的表述除非另有說明,則并不排除α包含a~c的多個組合的情況。此外,上述表述也不排除α包含其他要素的情況。
另外,在本說明書中,所謂“圖像顯示裝置”是指使用電光層來顯示圖像的裝置。因而,圖像顯示裝置包括包含電光層的顯示模塊(也稱為顯示面板),及相對于顯示模塊而組合了其他要素(例如,背光源、蓋板部件、偏振部件等)的顯示裝置。
另外,在后文所述的各實施方式中,除非會發(fā)生技術(shù)上的矛盾,否則在“電光層”中可包含液晶層、電致發(fā)光(el)層、電致變色(ec)層、電泳層。因而,關(guān)于各實施方式,作為圖像顯示裝置,雖然例示了使用包含液晶層的液晶模塊的圖像顯示裝置而進行說明,但并不排除在使用包含上述其他的電光層的顯示模塊的圖像顯示裝置中的應用。
(第一實施方式)
首先,針對第一實施方式的圖像顯示裝置1中所含的液晶模塊100的概略構(gòu)成進行說明。圖1為表示第一實施方式中的液晶模塊100的概略構(gòu)成的圖。
液晶模塊100具有:陣列基板101,由形成于陣列基板101的多個像素102構(gòu)成的顯示區(qū)域103,對顯示區(qū)域103供給來自外部的信號的端子區(qū)域104,配置在顯示區(qū)域103與端子區(qū)域104之間的驅(qū)動用集成電路105,及與陣列基板101相對配置的對置基板106。需要說明的是,如后文所述那樣,在構(gòu)成圖像顯示裝置1時,在陣列基板101及對置基板106,可以相鄰地設(shè)置偏振部件(例如偏振膜)(未圖示)。
陣列基板101為設(shè)置有包含薄膜晶體管等開關(guān)元件的多個像素102的基板,也被稱為有源矩陣基板。各像素102分別配置為矩陣狀,其整體構(gòu)成顯示區(qū)域103。各像素102包含使用薄膜晶體管作為開關(guān)元件的電路,并且構(gòu)成為通過控制開關(guān)元件的on/off動作,從而進行與各像素102對應的液晶分子的取向控制。
圖1中,示出為了對構(gòu)成顯示區(qū)域103的薄膜晶體管進行驅(qū)動,而設(shè)置了驅(qū)動用集成電路105的例子,但也可設(shè)成在顯示區(qū)域103的周圍設(shè)置有由薄膜晶體管形成的柵極驅(qū)動電路(drivercircuit)或源極驅(qū)動電路的構(gòu)成。此時,上述柵極驅(qū)動電路或源極驅(qū)動電路由從驅(qū)動用集成電路105接收的驅(qū)動信號而被驅(qū)動。驅(qū)動用集成電路105也可以是自外部附加的ic芯片等。
液晶層107(參見圖2)被保持在陣列基板101與對置基板106之間。有時將包含陣列基板101、對置基板106及液晶層107的結(jié)構(gòu)體稱為液晶單元。對置基板106使用例如包含樹脂材料的密封件而粘接于陣列基板101。
圖2為表示第一實施方式的液晶模塊100中的像素的截面構(gòu)成的圖。本實施方式的液晶模塊100具有在陣列基板101與對置基板106之間保持有液晶層107的構(gòu)成。本實施方式的液晶模塊100以液晶層107為基準而在陣列基板101側(cè)進行圖像顯示。因此,與在陣列基板側(cè)配置背光源的一般的液晶模塊不同,在對置基板106側(cè)配置背光源。
在本實施方式中,陣列基板101包含玻璃基板11、彩色濾光片12、遮光層13,基底層14、tft(薄膜晶體管)15、平坦化層16、公共電極17、絕緣層18、像素電極19及取向膜20。當然,并不限于此,還可包含其他要素。
玻璃基板11既可以是由其他材料構(gòu)成的基板,也可以是樹脂基板,只要是具有透光性的基板即可。需要說明的是,在本說明書中,所謂“樹脂基板”,是指由樹脂材料構(gòu)成的平板狀的部件。例如,樹脂基板還包括由經(jīng)成型加工而成的片狀的樹脂材料構(gòu)成的部件(樹脂片)、由膜狀的樹脂材料構(gòu)成的部件(樹脂膜)。
彩色濾光片12配置于各像素的透光區(qū)域(來自背光源的光透過的區(qū)域)。彩色濾光片12可使用含有例如顏料的樹脂材料來形成,能夠根據(jù)顏料的而使與諸如r(紅)、g(綠)、b(藍)、w(白)的各色相對應的光譜光(spectrallight)透過。
遮光層13能夠使用例如含有黑色顏料和/或碳的樹脂材料來形成。如圖2所示,在本實施方式中,通過在玻璃基板11與tft15之間設(shè)置遮光層13,從而成為從圖像顯示側(cè)的觀測者不能直接觀察到tft15的構(gòu)成。因此,即便使用了金屬膜作為tft15的柵電極15a,也能夠防止由柵電極15a反射的外部光進入觀測者的眼睛。遮光層13也被稱為黑矩陣。
需要說明的是,遮光層13由于是出于遮光的目的而配置的部件,因此可替換使用具有遮光性的金屬膜。然而,若使用金屬膜作為遮光層13的話,由于在其與tft15之間發(fā)生電容耦合而存在對動作產(chǎn)生影響的可能性,因此在本實施方式的構(gòu)成中,優(yōu)選使用含有黑色顏料的樹脂材料。
另外,在本實施方式中,彩色濾光片12及遮光層13這兩者均使用樹脂材料形成,作為樹脂材料能夠使用例如丙烯酸、聚酰胺等。特別地,若考慮后文所述的tft15的制造工藝的處理溫度及相位差的話,優(yōu)選使用丙烯酸樹脂。
基底層14為氧化硅、氮化硅等的含硅的絕緣層。這里,出于將由樹脂材料構(gòu)成的彩色濾光片12及遮光層13、與tft15分離的目的而設(shè)置。基底層14有時也被稱為保護層(overcoatlayer)。
tft15作為對像素102的on/off狀態(tài)進行控制的開關(guān)元件而發(fā)揮功能。在本實施方式中,作為tft15,示出使用所謂的底柵極型tft的例子。具體而言,本實施方式的tft15包含柵電極15a、柵極絕緣層15b、活性層15c、端子電極15d及15e、以及保護層15f。
在本實施方式中,tft15的活性層15c由氧化物半導體構(gòu)成。作為氧化物半導體,例如能夠使用透明無定形氧化物半導體(transparentamorphousoxidesemiconductor:taos)。具體而言,能夠使用含有銦、鎵及鋅中的至少一種的氧化物,例如能夠使用氧化銦鎵鋅(igzo)、氧化銦鎵(igo)、氧化銦鋅(izo)、氧化鋅錫(znsno)、氧化鋅(zno)等。
本實施方式的情況下,由于在形成由樹脂材料構(gòu)成的彩色濾光片12及遮光層13后、形成tft15,因此需要考慮彩色濾光片12及遮光層13的耐熱性。在此方面,氧化物半導體由于能夠在25℃至100℃左右的非常低的溫度進行成膜,因此即便在形成樹脂材料后,也能進行成膜。
需要說明的是,作為活性層15c,可使用任何材料,只要是能夠在樹脂材料的耐熱溫度以內(nèi)進行成膜的半導體即可,例如還能夠使用無定形硅。
端子電極15d及15e為作為對tft1進行電壓輸入輸出的端子而發(fā)揮功能的電極,通常被稱為源電極及漏電極。在本實施方式中,上述端子電極15d及15e由添加有n型或p型的雜質(zhì)的硅層構(gòu)成。需要說明的是,上述端子電極15d及15e的功能根據(jù)載流子的移動方向而交換,因此端子電極15d及15e既可成為源電極,也可成為漏電極。
保護層15f為由氧化硅構(gòu)成的絕緣層,并且起到保護tft15不受由樹脂材料構(gòu)成的平坦化層16傷害的作用。也就是說,具有防止平坦化層16與活性層15c接觸的功能。
平坦化層16由樹脂材料構(gòu)成,具有將由于tft15而產(chǎn)生的起伏平坦化的功能。在本實施方式中,作為在平坦化層16中使用的樹脂材料使用了丙烯酸樹脂,但也可使用諸如聚酰亞胺、聚酰胺的其他樹脂材料。
公共電極17為由透明導電膜構(gòu)成的電極,并且是用于在鄰接的像素電極19之間形成橫向電場(也被稱為彌散電場)的電極。作為透明導電膜,能夠使用以ito(indiumtinoxide)、zno(zincoxide)為代表的無機化合物。
絕緣層18為由氮化硅構(gòu)成的絕緣層,并且以覆蓋公共電極17及平坦化層16的方式設(shè)置。絕緣層18將公共電極17與像素電極19電絕緣,并且還作為由公共電極17和像素電極19構(gòu)成的保持電容的絕緣體而發(fā)揮功能。
像素電極19為由透明導電膜構(gòu)成的電極,如上文所述,在與公共電極17之間形成橫向電場。作為透明導電膜,能夠使用以ito(indiumtinoxide)、zno(zincoxide)為代表的無機化合物。像素電極19經(jīng)由設(shè)置于平坦化層16的接觸孔而與tft15電連接。
由此,能夠介由tft15而控制像素電極19的電位,能夠向公共電極17與像素電極19之間施加所期望的電壓。由此,在公共電極17與像素電極19之間形成規(guī)定的電場,由該電場控制液晶層107的液晶分子的取向。需要說明的是,取向膜20能夠使用公知的取向膜,但也能夠省略。
本實施方式的液晶模塊100包含陣列基板101(其包含以上說明的構(gòu)成)與相對配置的對置基板106。在本實施方式中,對置基板106包含玻璃基板21及取向膜22。與玻璃基板11相同,作為玻璃基板21能夠使用具有透光性的基板。取向膜22能夠使用公知的取向膜,但也能夠省略。
如以上所述說明的,在本實施方式的液晶模塊100中,陣列基板101包含彩色濾光片12、遮光層13、tft15、及像素電極19。因此,本實施方式的對置基板106不包含除玻璃基板21及取向膜22以外的要素。也就是說,除玻璃基板21外,在對置基板106僅存在所謂的整體膜(日文:“ベタ膜”)(未進行圖案加工的膜,或至少在顯示區(qū)域具有同樣膜厚的膜)。如上所述,本實施方式的液晶模塊100沒有需要與對置基板106進行精密地對位的要素(例如,彩色濾光片、遮光層及覆蓋它們的保護層)。因而,在將陣列基板101與對置基板106貼合時無需進行精密地對位,能夠使制造工藝簡化。需要說明的是,關(guān)于兩基板的取向膜20與取向膜22,雖然需要進行對位,但無需嚴格的對準精度。另外,對于本實施方式的液晶模塊100而言,由于用于對tft15進行遮光的遮光層13兼具將各顏色的彩色濾光片12區(qū)分的遮光層的作用,因此無需另行設(shè)置用于區(qū)分彩色濾光片12的遮光層、對其進行覆蓋的保護層。
另外,由于對置基板106側(cè)的取向膜22為平坦的層,因此關(guān)于液晶的取向處理,不僅能夠應用光取向處理,還能夠應用摩擦處理。與此相對,關(guān)于具有起伏的陣列基板101側(cè)的取向膜20,優(yōu)選應用光取向處理。
需要說明的是,在本實施方式中,例示了對置基板106僅包含玻璃基板21及取向膜22的構(gòu)成,但不限于此,也可包含其他要素。例如,在玻璃基板21與取向膜22之間也可存在保護層等其他膜。然而,由于無需上述對位,因此優(yōu)選的是,由保護層等其他膜與取向膜22構(gòu)成的層疊膜至少在顯示區(qū)域103中是平坦的。即,優(yōu)選設(shè)為下述構(gòu)成:在俯視中,配置有與玻璃基板21的面對液晶層107的表面接觸、且與各像素電極19重疊的平坦層。由此,在將陣列基板101與對置基板106貼合時,可不用進行精密對位。
另外,如圖2所示,在本實施方式中,玻璃基板11的面對液晶層107一側(cè)(設(shè)有彩色濾光片12及遮光層13的一側(cè))的相反側(cè)成為圖像顯示側(cè)(即,觀測者側(cè))。因此,當從圖像顯示側(cè)觀察時,在玻璃基板11與tft15之間配置有遮光層13,能夠防止由于構(gòu)成tft15的金屬布線(例如柵電極15a)所導致的不必要的反射光進入觀測者的眼睛。另一方面,以往在對置基板中一定要形成遮光層,但在本實施方式中,不需要在對置基板106中形成遮光層。
此外,本實施方式的液晶模塊100由于至少在顯示區(qū)域103中配置有大量的像素電極19,因此能夠抑制由外部的靜電產(chǎn)生的影響波及液晶層107這樣的不良狀況。另外,在橫電場方式的液晶模塊100的情況下,由于至少在遍及顯示區(qū)域103整體的范圍內(nèi)配置公共電極17,因此能夠進一步防止由外部的靜電產(chǎn)生的影響波及液晶層107。即,當對液晶層107施加電場時,能夠抑制電場由于外部的靜電而發(fā)生擾亂、液晶分子的取向發(fā)生擾亂這樣的不良狀況。
這里,使用圖3針對使用本實施方式的液晶模塊100的圖像顯示裝置1進行說明。圖3為表示第一實施方式的圖像顯示裝置1的概略構(gòu)成的圖。
液晶模塊100為用密封件108將使用圖2而說明的陣列基板101及對置基板106粘接,并在由密封件108圍成的區(qū)域保持有液晶層107的結(jié)構(gòu)。另外,在陣列基板101的面對液晶層107一側(cè)的端部(具體而言,圖1所示的端子區(qū)域104)連接有與外部電路進行信號交接的柔性印刷電路(frexibleprintcircuit:fpc)109。并且,如圖3所示,關(guān)于本實施方式的圖像顯示裝置1,在液晶模塊100的對置基板106側(cè)配置背光源26,在陣列基板101側(cè)配置蓋板部件27。需要說明的是,雖然圖示中省略,但在對置基板106與背光源26之間,及陣列基板101與蓋板部件27之間分別設(shè)置有偏振部件(例如偏振膜)。
背光源26配置在對置基板106(具體而言,圖2所示的玻璃基板21)的面對液晶層107一側(cè)的相反側(cè)(圖2所示的“背光源側(cè)”)。因而,從背光源26發(fā)出的光依次通過對置基板106、偏振部件(未圖示)、液晶層107、陣列基板101。
蓋板部件27配置在陣列基板101(具體而言,圖2所示的玻璃基板11)的面對液晶層107一側(cè)的相反側(cè)(圖2所示的“圖像顯示側(cè)”)。因而,觀測者透過蓋板部件27可見由液晶模塊100顯示的圖像。
需要說明的是,作為蓋板部件27的材料,能夠使用玻璃材料或塑料材料。但是,為了保護液晶模塊100,優(yōu)選采用使用了玻璃材料的蓋板部件(也稱為蓋板玻璃)。
如上所述,本實施方式的圖像顯示裝置1在以下方面與以往結(jié)構(gòu)不同:不是在液晶模塊100的陣列基板101側(cè)設(shè)置背光源26,而是在對置基板106側(cè)設(shè)置背光源26。
另外,在本實施方式中,出于保護液晶模塊100的目的而設(shè)置蓋板部件27。因此,在成為陣列基板101側(cè)配置有蓋板部件27的結(jié)構(gòu)這一方面也與以往結(jié)構(gòu)不同。需要說明的是,當搭載觸摸面板時,蓋板部件27還能夠用作形成觸摸面板用傳感器的電極的部件。
(第二實施方式)
參照圖4,對第二實施方式的液晶模塊100a進行說明。需要說明的是,第二實施方式的液晶模塊100a與上文所述的第一實施方式的液晶模塊100之間的不同之處在于,第二實施方式的液晶模塊100a中代替玻璃基板11、21而使用樹脂基板31、32作為支承基板。因而,在本實施方式中,著眼于不同點進行說明,針對與第一實施方式的液晶模塊100相同的部分,標注相同附圖標記有時省略說明。需要說明的是,本實施方式中,彩色濾光片12也可形成于對置基板106a。
圖4為表示第二實施方式的液晶模塊100a中的像素的截面構(gòu)成的圖。圖4所示的液晶模塊100a使用樹脂基板31作為陣列基板101a中使用的支承基板,使用樹脂基板32及樹脂膜33作為對置基板106a中使用的支承基板。在本實施方式中,作為樹脂基板31、32使用聚酰亞胺基板。
本實施方式的液晶模塊100a由于至少在顯示區(qū)域103中配置有大量的像素電極19,因此能夠抑制由外部的靜電產(chǎn)生的影響波及液晶層107這樣的不良狀況。另外,在橫電場方式的液晶模塊100a的情況下,由于至少在遍及顯示區(qū)域103整體的范圍內(nèi)配置公共電極17,因此能夠防止由外部的靜電產(chǎn)生的影響波及液晶層107。即,當對液晶層107施加電場時,能夠抑制電場由于外部的靜電而發(fā)生擾亂、液晶分子的取向發(fā)生擾亂這樣的不良狀況。
為了防止來自外部的靜電,在液晶顯示裝置中廣泛利用了在液晶模塊與蓋板部件之間設(shè)置透明導電膜的技術(shù)。但是,本實施方式由于將樹脂材料用于陣列基板101a的支承基板,因此例如當利用濺射、光刻等制造工藝來形成透明導電膜時,存在樹脂材料由于形成時的負荷而發(fā)生劣化的潛在可能性。在本實施方式中,由于如上所述將形成有像素電極19及公共電極17的陣列基板101a配置于圖像顯示側(cè),因此上述這些電極保護液晶層107不受靜電傷害。換言之,無需在陣列基板101a的圖像顯示側(cè)的表面設(shè)置透明導電膜。
另外,當作為樹脂基板31、32而使用聚酰亞胺基板時,由于在聚酰亞胺基板中產(chǎn)生大相位差,因此優(yōu)選盡可能使用薄的基板。然而,聚酰亞胺基板若變薄的話,強度會相應程度地降低,因此優(yōu)選在進行一定強化的同時進行使用。
在本實施方式中,通過在作為對置基板106a的樹脂基板32與液晶層107之間設(shè)置樹脂膜33作為增強部件,能夠成為在降低由聚酰亞胺構(gòu)成的樹脂基板32的相位差的同時,通過樹脂膜33確保對置基板106a的強度的構(gòu)成。這種情況下,樹脂膜33由除聚酰亞胺外的樹脂材料構(gòu)成。作為樹脂材料,可舉出例如聚乙烯、聚丙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、芳族聚酰胺、聚苯乙烯、聚芳酯等。其中,優(yōu)選芳族聚酰胺、聚苯乙烯、聚芳酯。
另一方面,本實施方式的液晶模塊100a中由于與樹脂基板31接觸地配置由樹脂材料構(gòu)成的彩色濾光片12及遮光層13,因此它們可作為確保陣列基板101a的強度的增強部件而發(fā)揮功能。因而,與對置基板106a不同,無需設(shè)置相當于樹脂膜的部件。在該情況下,作為構(gòu)成彩色濾光片12及遮光層13的樹脂材料,優(yōu)選使用除聚酰亞胺外的樹脂材料。
需要說明的是,在本實施方式中,作為構(gòu)成樹脂基板31及32的樹脂材料使用聚酰亞胺,但不限定于此。例如,除聚酰亞胺基板外,還可使用pet基板、纖維增強塑料(frp)基板。
如上所述,通過使用樹脂基板作為支承基板,可將陣列基板101a及對置基板106a的厚度抑制為30μm以下(典型地為5~20μm)。在本實施方式中,由于使用非常薄的樹脂基板作為支承基板,因此可將陣列基板101a及對置基板106a作為具有撓性的基板使用。
(第三實施方式)
參照圖5,針對第三實施方式的液晶模塊100b進行說明。需要說明的是,第三實施方式的液晶模塊100b與上文所述的第一實施方式的液晶模塊100的不同之處在于,第三實施方式的液晶模塊100b中代替玻璃基板11、21而使用在陣列基板101b側(cè)和對置基板106b物性不同的樹脂基板36、37作為支承基板。因而,在本實施方式中,著眼于不同點進行說明,針對與第一實施方式的液晶模塊100相同的部分,標注相同附圖標記有時省略說明。
圖5為表示第三實施方式的液晶模塊100b中的像素的截面構(gòu)成的圖。本實施方式的液晶模塊100b例如可以使用由聚酰亞胺構(gòu)成的樹脂基板36作為陣列基板101b中使用的支承基板。另外,例如可以使用由聚苯乙烯構(gòu)成的樹脂基板37作為對置基板106b中使用的支承基板。也就是說,在陣列基板101b和對置基板106b中能夠使用具有不同物性的樹脂材料。
這里,所謂“物性”,是指物質(zhì)所表現(xiàn)出的物理性質(zhì)。在本實施方式中,具體而言著眼于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)、線性膨脹系數(shù)(coefficientoflinearthermalexpansion:cte)、uv透過率、厚度方向相位差(rth)及面內(nèi)相位差(ro),但也可考慮本文所舉出的物性以外的物性,也可不考慮這里所舉出的一些物性。
如在第一實施方式中也說明了的那樣,本實施方式的液晶模塊100b由于在陣列基板101b上包含彩色濾光片12、遮光層13、tft15、及像素電極19,因此對置基板106b不含除玻璃基板21及取向膜22以外的要素。因而,對置基板106b的制造工藝能夠變得簡單。因而,與陣列基板101b中所用的樹脂基板36相比,本實施方式的液晶模塊100b中能夠作為樹脂基板37而使用的材料的自由度高。結(jié)果,在對置基板106b中,能夠使用與陣列基板101b中使用的樹脂基板36物性不同的樹脂基板37。
對基板的透過率影響大的厚度相位差優(yōu)選為盡可能低,因此作為構(gòu)成樹脂基板37的材料,優(yōu)選為厚度相位差比構(gòu)成樹脂基板36的材料的厚度相位差低的材料。通過使用厚度相位差低的材料來構(gòu)成樹脂基板37,例如能夠省略相位差補償板等、實現(xiàn)液晶模塊的小型化。另外,此時,由于能夠使用厚度相位差低的材料,因此能夠使樹脂基板37的厚度比樹脂基板36更厚,能夠確保作為對置基板106b的強度。
此外,關(guān)于本實施方式的液晶模塊100b,即便為片狀部件也可用作對置基板106b。一般而言,當形成樹脂基板時,在支承基板上形成聚酰亞胺等的樹脂層,之后將支承基板從樹脂層剝離,殘留的樹脂層作為樹脂基板而發(fā)揮功能。因此,作為支承基板需要玻璃基板、需要將玻璃基板與樹脂層剝離的剝離工序。然而,在本實施方式中,由于構(gòu)成樹脂基板37的材料的選擇自由度高,因此能夠?qū)⒎甲寰埘0贰⒕郾揭蚁?、聚芳酯等的樹脂片直接用作對置基板,而無需支承基板、剝離工序。樹脂片事先被成型加工,由熱而導致的收縮、伸長的影響小。因而,樹脂片能夠選擇考慮了厚度、物性的、廣泛的材料。
(第四實施方式)
參照圖6,針對第四實施方式的液晶模塊100c進行說明。需要說明的是,第四實施方式的液晶模塊100c與上文所述的第一實施方式的液晶模塊100的不同之處在于,第四實施方式的液晶模塊100c中在tft15與背光源26(圖3)之間也具有遮光層41。因而,在本實施方式中,著眼于不同點進行說明,針對與第一實施方式的液晶模塊100相同的部分,標注相同附圖標記有時省略說明。
圖6為表示第四實方式的液晶模塊100c中的像素的截面構(gòu)成的圖。關(guān)于本實施方式的液晶模塊100c,除了遮光層13外,在tft15與液晶層107之間(具體而言,保護層15f與平坦化層16之間)的、在俯視中與活性層15c重疊的位置處,具有另一遮光層41。遮光層41既可以為由金屬材料構(gòu)成的層,也可以是在樹脂材料中含有黑色顏料和/或碳而構(gòu)成的層。
關(guān)于本實施方式的液晶模塊100c,由于從背光源26(參照圖3)發(fā)出的光被遮光層41遮擋,因此不會到達tft15的活性層15c。因而,能夠抑制由活性層15c的光激發(fā)而導致的漏電流的發(fā)生。
需要說明的是,在本實施方式中,示出了在保護層15f與平坦化層16之間設(shè)置遮光層41的例子,但不限于此,也可在tft15與背光源26之間具有該遮光層。例如,圖示中予以省略,但也可在對置基板106的一部分上設(shè)置遮光層41。但是,由于遮光層41與活性層15c之間的距離越小,越能夠有效遮光,因此優(yōu)選在陣列基板101c的一部上設(shè)置遮光層41的構(gòu)成。
(第五實施方式)
參照圖7,針對第五實施方式中的液晶模塊100d進行說明。需要說明的是,第五實施方式的液晶模塊100d與上文所述的第一實施方式的液晶模塊100的不同之處在于,第五實施方式的液晶模塊100d中在對置基板106d側(cè)上設(shè)置跨越多個像素的反射層46,從而構(gòu)成反射型的液晶模塊100d。因而,在本實施方式中,著眼于不同點進行說明,針對與第一實施方式的液晶模塊100相同的部分,標注相同附圖標記有時省略說明。
圖7為表示第五實施方式的液晶模塊100d中的像素的截面構(gòu)成的圖。關(guān)于本實施方式的液晶模塊100d,作為對置基板106d的一部分,在玻璃基板21與液晶層107之間具有反射層46。反射層46為用于對從圖像顯示側(cè)入射的外部光進行反射的部件,能夠由金屬材料構(gòu)成。作為金屬材料,例如,能夠使用反射率高的鋁或銀等金屬材料。
另外,在本實施方式的液晶模塊100d中,設(shè)為對反射層46施加公共電位(common電位),在像素電極19與反射層46之間形成垂直方向的電場,通過該電場來對液晶層107的液晶分子進行取向控制的構(gòu)成。因此,在本實施方式的陣列基板101d中,無需在第一實施方式中說明的公共電極17及絕緣層18。另外,此時,預先設(shè)置向陣列基板101d傳導公共電位的布線,上述布線與反射層46在顯示區(qū)域103之外電連接即可。
需要說明的是,在本實施方式中,示出了液晶層107的控制模式為va模式的例子,但不限于此,也可以是tn模式、ecb模式。另外,若陣列基板101d具有公共電極17的話,還能夠設(shè)為橫電場模式的ips模式、ffs模式。此時,無需對反射層46施加公共電位。
本實施方式的液晶模塊100d由于在對置基板106d的一部分(在俯視中,至少與顯示區(qū)域103重疊的區(qū)域)具有反射層46,因此能夠?qū)膱D7的圖像顯示側(cè)入射的外部光在大范圍內(nèi)向上方反射。在以往的反射型液晶模塊中,由于各像素電極作為反射層而發(fā)揮功能,因此反射面積小。與此相比,根據(jù)本實施方式,由于能夠使用至少相當于顯示區(qū)域103整體的面積的反射層46來反射外部光,因此能夠提供提高了反射效率的液晶模塊。
(第六實施方式)
參照圖8,針對第六實施方式的圖像顯示裝置1a進行說明。需要說明的是,第六實施方式的圖像顯示裝置1a與上文所述的第一實施方式的圖像顯示裝置1的不同之處在于,本實施方式的圖像顯示裝置1a包含進行圖像信號授受的一對信號收發(fā)器51、53,從而在陣列基板101與外部電路52之間進行圖像信號的信號收發(fā)。因而,在本實施方式中,著眼于不同點進行說明,針對與第一實施方式的圖像顯示裝置1相同的部分,標注相同附圖標記有時省略說明。
圖8為表示第六實施方式的圖像顯示裝置1a的概略構(gòu)成的圖。本實施方式的圖像顯示裝置1a包含對圖像信號進行授受的一對信號收發(fā)器51、53。一對信號收發(fā)器51、53例如由配置于陣列基板101的信號接收器51,和配置于外部電路52的信號發(fā)送器53構(gòu)成。但是,為了能夠進行雙向通信,信號接收器51也可具有信號發(fā)送功能,信號發(fā)送器53也可具有信號接收功能。
關(guān)于本實施方式的圖像顯示裝置1a,信號接收器51配置于陣列基板101(具體而言,圖2所示的玻璃基板11)的面對液晶層107一側(cè),信號發(fā)送器53配置于外部電路52,所述外部電路52配置于對置基板106(具體而言,圖2所示的玻璃基板21)的面對液晶層107一側(cè)的相反側(cè)。并且,信號接收器51與信號發(fā)送器53彼此面對。
外部電路52既可以是生成圖像信號的集成電路,也可以是對從服務器等接收到的圖像信號進行解碼及存儲、并輸出所存儲的圖像信號的集成電路。對于任一情況而言,只要是能從信號發(fā)送器53對信號接收器51輸出圖像信號的集成電路,則不特別限定于上述集成電路。
信號接收器51及信號發(fā)送器53只要能對圖像信號進行通信即可,不考慮通信方式。例如,即可使用諸如nfc(nearfieldcommunication)、bluetooth(注冊商標)的近距離無線通信技術(shù),也可以使用紅外線通信技術(shù)。
在以往的從對置基板側(cè)觀察圖像的類型的圖像顯示裝置的情況中,由于陣列基板介于信號發(fā)送器與信號接收器之間,因此距離變遠易于發(fā)生通信錯誤。另外,在以往的類型中,陣列基板成為障礙物,不能進行紅外線通信。與此相對,本實施方式的圖像顯示裝置1a由于信號接收器51與信號發(fā)送器53面對配置,因此不會發(fā)生上述問題。
如上所述,根據(jù)本實施方式,在從外部電路接收圖像信號從而顯示圖像的圖像顯示裝置中,能夠有效地進行圖像信號的信號收發(fā),能夠提供通信品質(zhì)優(yōu)異的圖像顯示裝置。
(第七實施方式)
參照圖9,針對第七實施方式中的液晶模塊100e進行說明。需要說明的是,第七實施方式的液晶模塊100e與上文所述的第一實施方式的液晶模塊100的不同之處在于,第七實施方式的液晶模塊100e中在液晶層107e內(nèi)設(shè)置包含聚合物的樹脂結(jié)構(gòu)物56。因而,在本實施方式中,針對與第一實施方式的液晶模塊100相同的部分,標注相同附圖標記有時省略說明。
圖9為表示第七實施方式的液晶模塊100e中的像素的截面構(gòu)成的圖。本實施方式的液晶模塊100e在液晶層107e的內(nèi)部配置有樹脂結(jié)構(gòu)物56。具體而言,在俯視中,在彼此鄰接的像素與像素之間(具體而言,像素電極與像素電極之間),在與遮光層13重疊的區(qū)域設(shè)置有樹脂結(jié)構(gòu)物56。
樹脂結(jié)構(gòu)物56為將單體聚合而得到的結(jié)構(gòu)物(聚合物),也被稱為聚合物壁(polymerwall)。作為單體,優(yōu)選使用與液晶之間的溶解性優(yōu)異的材料,例如優(yōu)選使用具有苯基、環(huán)己基等與液晶相似的分子骨架的材料。具體而言,能夠使用聚乙烯、聚丙烯、聚烯烴、丙烯酸、甲基丙烯酸、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、氟樹脂,或它們的共聚物等。
關(guān)于具體的形成方法,能夠使用例如日本特開2007-65270號公報中記載的方法。即,預先使單體分散于液晶層107e的內(nèi)部,透過對置基板106而對像素與像素之間照射紫外光(典型的為中心波長365nm的光),從而局部地使單體聚合從而形成樹脂結(jié)構(gòu)物56即可。此時,也可以說,樹脂結(jié)構(gòu)物56是預先分散在液晶層107e的內(nèi)部的單體的聚合體(聚合物)。另外,如上所述的聚合體也可以說是形成了三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)物。
另外,分散在液晶層107e的內(nèi)部的單體發(fā)生聚合,結(jié)果樹脂結(jié)構(gòu)物56還具有結(jié)合于陣列基板101及對置基板106雙方的優(yōu)點。通常廣泛使用的由樹脂構(gòu)成的柱狀的隔離件與使用有機材料的平坦化層一體形成。這種隔離件能夠調(diào)整液晶模塊的厚度方向的間隔,但不能抑制在與陣列基板和對置基板的表面平行的方向上的偏移。另外,如上所述的隔離件在與基板表面平行的方向上偏移的結(jié)果,存在磨削了取向膜而產(chǎn)生品質(zhì)不良的可能性。另一方面,本實施方式的樹脂結(jié)構(gòu)物56由于具有結(jié)合于一對基板雙方上的特征,因此能夠消除柱狀的隔離件材料所具有的上述缺點。
需要說明的是,樹脂結(jié)構(gòu)物56通過將分散在液晶層107e內(nèi)的單體聚合來形成。其結(jié)果,在能量照射后(即,形成樹脂結(jié)構(gòu)物56后)的液晶層107e的內(nèi)部會存在沒有被用于樹脂結(jié)構(gòu)物56的形成的單體。
如上所述,通過使用本實施方式和日本特開2007-65270號公報中記載的技術(shù),能夠在所期望的區(qū)域(具體而言,在俯視中,彼此鄰接的像素與像素之間(具體而言,像素電極與像素電極之間)的液晶層107e內(nèi)、且與遮光層13重疊的區(qū)域)配置樹脂結(jié)構(gòu)物56。
另外,本實施方式的液晶模塊100e在使用日本特開2007-65270號公報中記載的聚合物形成技術(shù)從而形成樹脂結(jié)構(gòu)物56的過程中,成為良好的結(jié)構(gòu)。首先,使用在與像素與像素之間對應的區(qū)域設(shè)有開口部的金屬掩膜,透過對置基板106而對液晶層107e照射紫外光,使內(nèi)部的紫外線固化型單體聚合從而形成樹脂結(jié)構(gòu)物56。此時,以往結(jié)構(gòu)的液晶模塊在對置基板上以在俯視中遮擋像素與像素之間的方式設(shè)置遮光層。因此,若透過對置基板而照射紫外光的話,紫外光被遮光層遮擋,從而不能有效地對像素與像素之間的液晶層照射紫外光。
然而,本實施方式的液晶模塊100e無需在對置基板106上設(shè)置遮光層。因而,僅通過使用金屬掩膜從對置基板106側(cè)照射紫外光,就可有效地對像素與像素之間照射紫外光從而形成樹脂結(jié)構(gòu)物56。另外,不僅是像素與像素之間,根據(jù)金屬掩膜中開口部的設(shè)置位置,可在任一位置形成樹脂結(jié)構(gòu)物56。
另外,通過應用作為第三實施方式而說明了的技術(shù),能夠使用由聚苯乙烯等uv透過率高的樹脂材料構(gòu)成的樹脂基板作為基板106側(cè)使用的支承基板。因而,能夠進一步提高紫外光的照射效率,能夠提高制造工藝的成品率。
(第八實施方式)
參照圖10,針對第八實施方式的圖像顯示裝置1b進行說明。需要說明的是,第八實施方式的圖像顯示裝置1b與上文所述的第一實施方式的圖像顯示裝置1的不同之處在于,本實施方式的圖像顯示裝置1b通過將柔性印刷電路109彎折,從而在整體上小型化。因而,在本實施方式中,著眼于不同點進行說明,針對與第一實施方式的圖像顯示裝置1相同的部分,標注相同附圖標記有時省略說明。
圖10為表示第八實施方式的圖像顯示裝置1b的概略構(gòu)成的圖。在本實施方式中,柔性印刷電路109連接于陣列基板101的面對液晶層107一側(cè),背光源26配置于對置基板106的面對液晶層107一側(cè)的相反側(cè)。并且,柔性印刷電路109以與背光源26的面對對置基板106一側(cè)的相反側(cè)相對的方式彎折。
也就是說,在圖像顯示裝置1b中使用了實施方式1的液晶模塊100時,如圖10所示,柔性印刷電路109能夠以在俯視中與背光源26重疊的方式彎折??梢哉f,這是從陣列基板101側(cè)觀察圖像的、本實施方式的圖像顯示裝置1b所特有的結(jié)構(gòu)。
如上所述,柔性印刷電路109的大部分從陣列基板101側(cè)觀察時、與背光源26的背面?zhèn)?即,背光源26的與對置基板106面對一側(cè)的相反側(cè))相對,因此能夠在不影響圖像顯示的情況下,將圖像顯示裝置1b的整體小型化。
需要說明的是,當設(shè)為圖10所示的結(jié)構(gòu)時,存在對于陣列基板101的端子區(qū)域104與柔性印刷電路109的連接部分110在柔性印刷電路109剝離的方向上承受負荷的潛在可能性。
因此,如圖11所示,可使用由環(huán)氧樹脂等樹脂材料構(gòu)成的增強部件111將連接部分110增強。此時,由于通過增強部件111而提高了連接部分110中的端子區(qū)域104與柔性印刷電路109之間的連接強度,因此能夠降低連接部分110處的連接不良的發(fā)生概率。
(第九實施方式)
參照圖12,針對第九實施方式的圖像顯示裝置1c進行說明。需要說明的是,第九實施方式的圖像顯示裝置1c與上文所述的第八實施方式的圖像顯示裝置1b的不同之處在于,本實施方式的圖像顯示裝置1c中柔性印刷電路109的安裝方向相對于陣列基板101的方向,同第八實施方式相反。因而,在本實施方式中,著眼于不同點進行說明,針對與第八實施方式的圖像顯示裝置1b相同的部分,標注相同附圖標記有時省略說明。
圖12為表示第九實施方式的圖像顯示裝置1c的概略構(gòu)成的圖。圖13為表示第九實施方式的圖像顯示裝置1c的概略構(gòu)成的立體圖。在本實施方式中,在柔性印刷電路109與端子區(qū)域104的連接部分110a處,柔性印刷電路109的端部相對于液晶層107而朝向外側(cè)(從液晶層107遠離的側(cè))。換言之,柔性印刷電路109的彎曲部109a位于在俯視中與陣列基板101重疊的位置。因此,在本實施方式中,柔性印刷電路109的整體在俯視中與陣列基板101重疊。
此時,如圖12所示,柔性印刷電路109之中的在連接部分110a處與陣列基板101相對的表面,和在與背光源26重疊的區(qū)域中與背光源26相對的表面為同一表面。這一點是與第八實施方式的圖像顯示裝置1b的不同點。
并且,在設(shè)為如上所述的結(jié)構(gòu)時,當將柔性印刷電路109彎折時,不會對連接部分110a在柔性印刷電路109剝離的方向上施加大負荷。因而,即便不設(shè)置在第八實施方式中使用圖11而說明了的增強部件111,也能構(gòu)成具有充分強度的連接部分110a。
(第十實施方式)
參照圖14,針對第十實施方式的圖像顯示裝置1d進行說明。需要說明的是,第十實施方式的圖像顯示裝置1d與上文所述的第九實施方式的圖像顯示裝置1c的不同之處在于,本實施方式的圖像顯示裝置1d在柔性印刷電路112的一部分具有開口部112a。因而,在本實施方式中,著眼于不同點進行說明,針對與第九實施方式的圖像顯示裝置1c相同的部分,標注相同附圖標記有時省略說明。
圖14為表示第十實施方式的圖像顯示裝置1d的概略構(gòu)成的圖。圖15為表示第十實施方式的圖像顯示裝置1d的概略構(gòu)成的立體圖。在本實施方式中,背光源26由導光板26a與配置在該導光板26a的側(cè)方的光源26b構(gòu)成。并且,在以與背光源26重疊的方式將柔性印刷電路112彎折時,對柔性印刷電路112與光源26b接觸的位置預先設(shè)置開口部112a。即,本實施方式的圖像顯示裝置1d所具有的柔性印刷電路112具有開口部112a,光源26b位于該開口部112a的內(nèi)側(cè)。
也就是說,相對于導光板26a的側(cè)方而以在俯視中與陣列基板101重疊的方式配置光源26b,并且設(shè)置以避開上述光源26b的方式形成有開口部112a的柔性印刷電路112。因此,即便背光源26與柔性印刷電路112之間的距離接近,也能夠防止光源26b與柔性印刷電路112的接觸。
如上所述,本實施方式的圖像顯示裝置1d以與陣列基板101重疊的方式配置光源26b,同時能夠在避免與光源26b接觸的情況下使背光源26與柔性印刷電路112接近。結(jié)果能夠?qū)崿F(xiàn)圖像顯示裝置1d的整體的進一步小型化。
只要具備本發(fā)明的要旨,則以作為本發(fā)明的實施方式所說明的圖像顯示裝置為基礎(chǔ),本領(lǐng)域技術(shù)人員適當?shù)剡M行構(gòu)成要素的追加、刪除或設(shè)計變更、或進行工序的追加、省略或條件變更而得到的實施方式也包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外,上述各實施方式在不產(chǎn)生技術(shù)上的矛盾的范圍內(nèi),能夠進行相互組合。
另外,即便是與由上述實施方式的方案帶來的作用效果不同的、其他作用效果,對于由本說明書的記載顯而易見的或?qū)τ诒绢I(lǐng)域技術(shù)人員而言容易預測的那些作用效果,當然應當解釋為由本發(fā)明帶來的。