CN102809817A - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示装置。当变为低温时，有时由于被保持在包含显示区域的基板间的硅油收缩等而产生气泡，结果导致像质下降。本发明的显示装置，其具有：光圈基板，其具有被配置成矩阵状的多个开口部；多个快门部，该多个快门部与上述多个开口部相对应地配置在第一基板与第二基板之间，并且通过相对于上述光圈基板沿水平方向移动来控制从上述多个开口部射出的光的量；液体保持壁，其在上述第一基板与上述第二基板之间保持液体，并且被配置成包围包含上述多个快门部而形成的显示区域；以及至少一个气泡保持部，其在上述液体保持壁的一部分中引导在上述液体中产生的气泡并保持该气泡。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置，更具体地说涉及一种使用了微机电系统、即MEMS(Micro Electro Mechanical System)快门方式的显示装置。

背景技术

作为取代液晶显示装置等的显示装置，正在关注着使用了MEMS快门方式的显示装置。该显示器不同于利用偏振光的液晶快门方式，顾名思义，是通过将机械快门进行开闭以将来自光源的光显示出亮暗的方式(参照下述日本特开2008-197668号公报)。

该显示装置与普通的液晶显示器相比具有如下优点：不仅背光源的光的利用效率变得非常高且功耗也较少，颜色的再现性也很优秀。

发明内容

例如，在以延伸至机械快门的两侧的方式配置的极板与对应该基板配置的电源极板之间施加电压，使极板和电源极板之间产生静电引力，由此使该机械快门进行动作。在此，例如想到用提高例如硅油的介电常数的液体填满该机械快门进行动作的单元内，由此降低使该机械快门驱动的电压。

然而，存在如下问题：当变为低温、例如零度以下的温度时，由于该硅油等液体收缩等，在上述单元内产生气泡，结果导致像质下降。

本发明的目的在于，鉴于上述问题而提供一种显示装置，其在机械快门进行动作的单元内的液体中产生气泡时，也会防止由于气泡产生的影响，形成更高像质。

(1)本发明的显示装置的特征在于，具有：光圈基板，其具有被配置成矩阵状的多个开口部；多个快门部，该多个快门部与上述多个开口部相对应地配置在第一基板与第二基板之间，并且通过相对于上述光圈基板沿水平方向移动来控制从上述多个开口部射出的光的量；液体保持壁，其在上述第一基板与上述第二基板之间保持液体，并且被配置成包围包含上述多个快门部而形成的显示区域；以及至少一个气泡保持部，其在上述液体保持壁的一部分中引导在上述液体中产生的气泡并保持该气泡。

(2)在上述(1)所述的显示装置中，其特征在于，上述气泡保持部配置在上述显示区域的外侧。

(3)在上述(1)或(2)所述的显示装置中，其特征在于，上述至少一个气泡保持部是四个气泡保持部，且形成为与上述液体保持壁的端部相连。

(4)在上述(1)至(3)中的任一个所述的显示装置中，其特征在于，上述至少一个气泡保持部具有引导壁，该引导壁在上述气泡保持部的内部引导上述气泡。

(5)在上述(4)所述的显示装置中，其特征在于，上述引导壁形成为朝向上述显示区域的外侧而宽度变窄。

(6)在上述(1)至(5)中的任一个所述的显示装置中，其特征在于，上述至少一个气泡保持部具有防移动壁，该防移动壁防止上述气泡从上述气泡保持部向上述显示区域移动。

(7)在上述(6)所述的显示装置中，其特征在于，上述防移动壁形成为L字形状，被配置成使从上述引导壁引导出的上述气泡朝向气泡保持部的外侧移动。

(8)在上述(6)或(7)所述的显示装置中，其特征在于，上述液体保持壁、上述气泡保持壁、上述引导壁、上述防移动壁由同一密封材料形成。

(9)在上述(1)至(8)中的任一个所述的显示装置中，其特征在于，上述各快门部在上述快门部中具有极板，上述显示装置还具有与上述基板相对配置的电源极板，上述快门部通过在上述极板与上述电源极板之间施加电压来进行移动，上述液体是与未封入上述液体的情况相比提高上述极板与上述电源极板之间的介电常数的液体。

(10)在上述(1)至(9)中的任一个所述的显示装置中，其特征在于，上述液体是硅油。

(11)在上述(1)至(10)中的任一个所述的显示装置中，其特征在于，上述显示区域还具有光源部，上述快门部控制从上述光源部通过上述光圈基板的多个开口部射出的光的量。

本发明能够提供一种显示装置，其在机械快门进行动作的单元内的液体中产生气泡时，也能防止由气泡产生的影响、形成更高像质。

附图说明

图1是用于说明本发明实施方式中的显示装置的概要的图。

图2是用于说明快门部的结构的图。

图3是用于说明快门部的结构的图。

图4是用于说明TFT基板的概要的图。

图5是用于说明显示区域中所包含的各像素的结构的一例的图。

图6是用于说明本实施方式中的密封材料的图。

图7是将图6所示的气泡保持部周边放大的图。

图8A是用于说明本发明的变形例的图。

图8B是用于说明本发明的变形例的图。

图8C是用于说明本发明的变形例的图。

附图标记的说明

100 显示装置

101 背光源

102 玻璃基板

103 光圈基板

104 快门部

105 TFT基板

106 背面板

107 光源

108 导光板

109 反射片

110 光散射部

111 开口部

113 密封材料

201 快门开口部

202 快门主体

203 电极板

204 电源电极板

205 快门支承部

206 电源电极板指示部

401 显示区域

402 数据线控制部

403 扫描线控制部

404 显示控制部

405 背光源控制部

406 数据线

407 扫描线

501 像素

502 TFT

503 保持电容

601 液体保持壁

602 气泡保持部

701 引导壁

702 保持壁

703 防移动壁

具体实施方式

以下、参照附图说明本发明的实施方式。此外，关于附图，对同一或同等的要素附加相同的标号，并省略重复的说明。

图1是用于说明本发明的实施方式中的显示装置的概要的图。具体来说，图1表示该显示装置的截面的概要。如图1所示，显示装置100例如包括背光源101、玻璃基板102、具有多个开口部111的光圈基板103、多个快门部104、TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)基板105、背面板106。

背光源101具有例如由RGB各自的LED等构成的光源107、对来自该光源107的光进行引导的导光板108、以及设置在导光板的下部的反射片109。导光板108通过该导光板108的上表面和下表面反射来自该光源107的光，并且在下表面具有以预定的图案配置的光散射部110，对来自该光源的光进行散射。由此，来自光源107的光被均匀化，从该导光板108向上方照射。此外，由于该导光板108的具体结构是公知的，因此省略详细的说明。另外，在背光源101上层叠玻璃基板102。

光圈基板103具有后述的、在玻璃基板102上层叠的反射层以及层叠在该反射层上的反射防止层，还具有透射来自背光源101的光的多个开口部111。由此，例如图1所示，来自背光源101的光通过玻璃基板102直接通过开口部111、或者在由上述反射层反射、再次由导光板108的下部反射之后通过开口部111。此外，作为反射层，只要使用例如Ag、Al等即可，作为反射防止层，只要使用例如黑铬等即可。

快门部104配置在一对玻璃基板、例如TFT基板105与层叠有光圈基板103的玻璃基板102之间。快门部104通过相对于光圈基板103沿水平方向移动，来控制来自上述开口部111的光中的向TFT基板105侧通过的光量。具体来说，在快门部104的位置处于关闭状态的情况下，切断来自该开口部111的光，在快门部104的位置处于打开状态的情况下，来自开口部111的光如箭头A所示那样向TFT基板105侧通过。例如，在图1中，从左起第一快门部、第三快门部为关闭状态，从左起第二快门部、第四快门部为打开状态。此外，在后面说明快门部104的详细结构。

TFT基板105包括用于控制各快门部104的移动的TFT 112等。在该TFT基板105与层叠有光圈基板103的玻璃基板102之间设置例如由密封材料113等包围的区域，在该区域保持例如硅油等的液体。另外，在TFT基板105的上部例如设置用于保护TFT基板105等的透明基板、即背面板106。

此外，上述显示装置100的结构是一个例子，并不限定于此，也可以用与上述结构实质相同的结构、起到相同的作用效果的结构、或者能够到达相同目的的结构来替换。例如在上述内容中说明了显示装置100是所谓的透过型的显示装置100时的结构，但是也可以是其它的所谓的半透过型或反射型的结构。此外，使用反射型的结构的情况不需要LED等光源107，这是不言而喻的。另外，关于上述内容，针对使用LED作为光源107的情况进行了说明，但是除此之外也可以使用荧光管等其它的发光元件。并且，在上述内容中，针对快门部104被支承在TFT基板105上的结构进行了说明，但是也可以被支承在光圈基板103等上。

图2和图3是用于说明快门部104的结构的图。具体来说，图2主要表示快门部的立体图，图3主要表示快门部的主视图。

如图2和图3所示，快门部104具有快门主体202和电极板203，该快门主体202具有作为该快门部104中的多个开口部的多个快门开口部201，该电极板203从该快门主体202向其两侧延伸。另一方面，在与该电极板203对应的位置上分别配置电源电极板204。另外，电极板203和电源电极板204例如通过设置在TFT基板105或光圈基板103上的快门支承部205、电源电极板指示部206保持。此外，快门主体202例如具有大致矩形形状，快门主体202的纵横的宽度例如为100μm左右以下、厚度为几μm左右。

电极板203和电源电极板204具有如图2和图3所示那样的如弹簧等那样进行作用的形状，在快门主体202移动时，能够发生弹性变形。具体来说，例如当在一方的电源电极板204与电极板203之间施加电压时，在该电源电极板204与电极板203之间产生静电引力，快门主体202被向该电源电极板204侧拉近移动，但是在该电压关闭的情况下，通过电极板203和电源电极板204的弹性力，向沿与该移动的方向相反的方向移动的方向作用力。此外，对电源电极板204和电极板203分别施加例如25V、0V的电压。

如上所述，在向相反方向移动的情况下，也可以在另一方的电源电极板204与电极板203之间施加电压，利用通过上述弹性力产生的力的同时，利用该另一方的电源电极板204与电极板203之间的静电引力。

在此，图3表示在图中左侧的电源电极板204与电极板203之间施加电压、快门主体202向左侧移动的情况。另外，该电极板203和电源电极板204例如由aSi形成，并且被绝缘膜覆盖。

另外，与该快门部104的快门开口部201对应地在光圈基板103上如上所述那样设置开口部111。通过如上所述那样在电极板203与电源电极板204之间施加电压，来在电极板203与一方的电源电极板204之间产生静电引力。由此，快门部104从一方的电源电极板204向另一方的电源电极板204侧移动。

此时，例如变为快门开口部201与光圈基板103的开口部111相重叠的状态，快门部104变为打开状态。另一方面，例如在没有施加电压的情况下(或者在对电极板203和另一方的电源电极板204施加电压的情况下)，快门开口部201与光圈基板103的开口部111不重叠，快门部104变为关闭状态。此外，在图2、图3中公开了按每个像素、在光圈基板103上设置两个开口部111、以及在快门部104上设置两个快门开口部201的结构，但是也可以设置不同数量的开口部111和快门开口部201。

如上所述，通过快门部104变为打开状态或关闭状态，来控制使从背光源101依次照射的RGB的各色光通过或者切断的时间，由此实现图像的显示。稍后具体说明该点。

此外，上述结构是一个例子，并不限定于此。具体来说，例如关于上述内容，主要说明了对快门部104所具有的电极板203配置两个电源电极板204的结构，但是也可以是对快门部104所具有的电极板203配置一个电源电极板204的结构。

图4是用于说明图1所示的TFT基板的概要的图。如图4所示，TFT基板105具有显示显示画面的显示区域401、数据线控制部402、扫描线控制部403、显示控制部404、背光源控制部405。此外，在图4中，将显示控制部404、数据线控制部402、扫描线控制部403等作为单独的单元进行了记载，但是也可以形成为一个单元，还可以将一部分单元设置在与TFT基板105不同的基板上。

显示区域401具有后述的被配置成矩阵状的多个像素(未图示)，该多个像素与各自对应的数据线406和扫描线407连接。此外，各数据线406与数据线控制部402连接，另外，各扫描线407与扫描线控制部403连接。此外，该多个像素包含分别与上述快门部104对应的光圈基板103的开口部111。

显示控制部404与数据线控制部402、扫描线控制部403、背光源控制部405相连接。对显示控制部404输入控制信号组等(未图示)，根据该控制信号组，将数据线控制信号、扫描线控制信号、背光源控制信号分别输出到数据线控制部402、扫描线控制部403、以及背光源控制部405。

数据线控制部402根据来自显示控制部404的数据线控制信号，通过各数据线406将使快门部104变为打开状态或关闭状态的电压信号输出给各像素。

扫描线控制部403根据来自显示控制部404的扫描线控制信号，通过各扫描线407输出用于控制被配置在各像素中的TFT开关(未图示)的扫描信号。

背光源控制部405与RGB各色的光源107相连接，根据来自显示控制部404的背光源控制信号，使RGB各色的光源107依次点亮。

图5是用于说明显示区域中所包含的各像素的结构的一例的图。如图5所示，显示区域401中的各像素501具有快门部104、与其对应的光圈基板103的开口部111、TFT 502、保持电容503。另外，如上所述，该各像素501与各自对应的数据线406和扫描线407相连接。

TFT 502的栅极与扫描线407相连接，源极与数据线406相连接，漏极与相对应的快门部104的电源电极板204相连接。另外，保持电容503的一端与TFT 502的漏极相连接，另一端接地。快门部104的电极板203接地。

接着，说明各像素501的动作。扫描线控制部403对各扫描线407依次施加扫描信号。当施加扫描信号时，与该扫描线407对应的像素501中，该像素501的TFT 502导通，允许进行向该像素501的写入。数据线控制部402通过相对应的数据线406对被允许写入的该像素501施加数据信号。

此时，由于该像素501的TFT 502导通，与该数据信号相应的电压信号被施加到相对应的快门部104的电源电极板204。由此，该像素501的快门部104例如变为打开状态。被施加的数据信号在扫描后也被保持到该像素501的保持电容503中，由此，能够保持该像素501的TFT 502的导通状态直到存在下一写入允许为止。

在此，显示控制部404通过扫描线控制部403、数据线控制部402，与色调值相应地控制维持包含在各像素501中的快门部104的打开状态的各帧期间内的时间。由此，能够以期望的色调值驱动各像素501。此时，背光源控制部405向各像素501依次照射RGB的各色，与该各色的照射相应地控制各像素501的色调值。由此能够显示图像。也就是说，该显示装置100利用所谓的分时灰度(time division gray scale)以及场序彩色方法(Field Sequential color method)这样的显示方式来显示图像。

此外，上述各像素501的结构以及动作是一个例子，并不限定于此，也可以用与上述示出的结构实质相同的结构、起到相同作用效果的结构或者能够达到相同目的的结构来替换。例如，在上述内容中，设为在TFT 502导通的情况下将快门部104变为打开状态进行了说明，但是也可以构成为在截止的情况下将快门部104设为打开状态、在其它的情况下导通，或者构成为设置两个TFT、在一方的TFT导通的情况下将快门部104设为打开状态、在另一方的TFT导通的情况下变为关闭状态等、只要能够控制快门部104的打开状态或关闭状态，就可以是其它的结构。

图6是用于说明本实施方式的密封材料的图。如上所述，在设置快门部104的一对玻璃基板(例如层叠有光圈基板103的玻璃基板102与TFT基板105)之间设置由密封材料113包围的区域，在该区域保持例如硅油等的提高介电常数的液体。此外，该一对玻璃基板例如相当于权利要求书所记载的第一基板和第二基板。

如图6所示，密封材料113例如形成液体保持壁601和四个气泡保持部602。液体保持壁601沿着该一对玻璃基板的各边配置在由多个像素501构成的显示区域401的外侧。气泡保持部602配置在液体保持壁601的端部。此外，气泡保持部602当然也可以配置在显示区域401的外侧。

图7是将图6所示的气泡保持部周边放大的图。具体来说，图7是将图6的VII所示的区域放大的图。如图7所示，气泡保持部602具有引导壁701和保持壁702，该引导壁701对在显示区域401中的液体中所产生的气泡进行引导，该保持壁702用于保持由该引导壁701引导的气泡。

引导壁701形成为其宽度向从显示区域401朝向保持壁702的方向变窄。由此，气泡容易从显示区域401进入到引导壁701，并且一旦进入到由保持壁702包围的区域的气泡很难再次通过引导壁701移动到显示区域401。另外，具体来说只要引导壁701的宽度例如设为0.1mm至0.5mm左右即可。

保持壁702例如图7所示那样除去由该保持壁702连接引导壁701的部分以外，形成由保持壁702包围的大致矩形形状的区域。具体来说，该矩形部分的各边的长度只要横竖都设为大约1mm左右即可。另外，引导壁701形成为从显示区域401侧延伸到该保持壁702的中央附近。此外，由该保持壁702形成的区域的形状是例示，只要能够保持气泡，也可以是大致三角形、大致圆形状等其它的形状。

另外，气泡保持部602也可以在由保持壁702包围的区域内具有防移动壁703，该防移动壁703防止被保持在由保持壁702包围的区域中的气泡再次向显示区域401移动。防移动壁703如图7所示那样具有L字形状，具有如从该L字形状的顶点部分朝向显示区域401的外侧扩展那样的形状。

由此，由引导壁701引导的气泡通过该防移动壁703从保持壁702所包围的区域的中央部朝向保持壁702移动，然后被引导向防移动壁703的里侧(针对防移动壁703来说与引导壁701相反的一侧)。因而，与不具有该防移动壁703的情况相比，气泡保持部602能够更有效地防止所保持的气泡再次向显示区域401移动。

在此，针对气泡保持部602保持在被密封于显示区域401的硅油等液体中产生的气泡的动作进行说明。该显示装置100例如被用于便携式终端等的情况时，该便携式终端在用户的动作、移动时倾斜成各种角度。

由此，例如在显示区域401产生的气泡例如与由于用户的动作等引起的显示装置100的运动相应地进行移动，由此从显示区域401被引导至气泡保持部602的引导壁701，通过引导壁701移动到由保持壁702包围的区域(气泡保持部602内部)。该气泡主要倾向于在显示区域401的端部产生，因此在显示区域401的端部产生的气泡如上所述那样容易被引导至配置在显示区域401的四角外侧的气泡保持部602。

根据本实施方式，例如即使在低温下在被密封于显示区域401的液体、例如硅油等中产生了气泡的情况下，通过将该气泡保持在气泡保持部602中，能够将气泡保持在设置于显示区域401外的气泡保持部602中。因而，防止显示区域401中的由于气泡产生的影响，结果能够提供一种更高像质的显示装置100。

本发明并不限定于上述实施方式，也可以用于上述实施方式所示的结构实质上相同的结构、起到相同作用效果的结构或者能够到达相同目的的结构来替换。例如，在上述实施方式中，设为由同一密封材料113构成液体保持壁601和气泡保持部602中的防移动壁703、引导壁701、以及保持壁702等的结构，但是不限于此，也可以由不同的材料形成。

另外，在上述实施方式中，设为在保持液体的基板的各端部具有四个气泡保持部602的结构，但是不限于此，也可以在不同数量的、或者不同的位置设置气泡保持部602。具体来说，例如也可以如图8(A)所示那样在保持液体的基板的四个端部中的两个端部设置气泡保持部602。

在这种情况下，例如在该显示装置100被实现为使设置该气泡保持部602的侧朝上进行保持的情况较多的显示装置100(例如笔记本电脑等)的情况等中，由于所产生的气泡朝向上方，因此能够由该两个气泡保持部602有效地保持气泡。另外，在这种情况下，还可以如下述那样使液体保持壁601具有角度，通过液体保持壁601使所产生的气泡朝向气泡保持部602。

另外，例如在上述实施方式中，针对液体保持壁601沿着玻璃基板的各边大致平行地形成的情况进行了说明，但是不限于此，例如也可以图8(B)或图8(C)所示那样例如形成为液体保持壁601朝向气泡保持部602相对于玻璃基板的各边具有角度。

具体来说，例如图8(B)和图8(C)假设为图中上部作为上方进行保持的显示装置100，但是在这种情况下，也可以形成为液体保持壁601朝向气泡保持部602具有角度、即气泡通过该液体保持壁601被引导至气泡保持部602。在这种情况下，所产生的气泡沿着具有该角度的液体保持壁601朝向气泡保持部602。因此，气泡保持部602能够更有效地保持气泡。

此外，以上说明的本实施方式的显示装置100能够采用为个人电脑用显示器、TV广播接收用显示器、公告显示用显示器等各种信息显示用的显示装置。另外，也能够利用为数字静物摄像机、视频摄像机、车辆导航系统、汽车音响、游戏设备、便携式信息终端等各种电子设备的显示部。

尽管已说明了目前被认为是本发明的特定实施例的这些实施例，但是应当理解，可以对这些实施例进行各种修改，并且期望所附权利要求书涵盖落入本发明的真实精神和范围内的所有这类修改。

Claims (11)

1.一种显示装置，其特征在于，

其具有：

光圈基板，其具有被配置成矩阵状的多个开口部；

多个快门部，该多个快门部与上述多个开口部相对应地配置在第一基板与第二基板之间，并且通过相对于上述光圈基板沿水平方向移动来控制从上述多个开口部射出的光的量；

液体保持壁，其在上述第一基板与上述第二基板之间保持液体，并且被配置成包围包含上述多个快门部而形成的显示区域；以及

至少一个气泡保持部，其在上述液体保持壁的一部分中引导在上述液体中产生的气泡并保持该气泡。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

上述气泡保持部配置在上述显示区域的外侧。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

上述至少一个气泡保持部是四个气泡保持部，且形成为与上述液体保持壁的端部相连。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

上述至少一个气泡保持部具有引导壁，该引导壁在上述气泡保持部的内部引导上述气泡。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，

上述引导壁形成为朝向上述显示区域的外侧而宽度变窄。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

上述至少一个气泡保持部具有防移动壁，该防移动壁防止上述气泡从上述气泡保持部向上述显示区域移动。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，

上述防移动壁形成为L字形状，被配置成使从上述引导壁引导出的上述气泡朝向气泡保持部的外侧移动。

8.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，

上述液体保持壁、上述气泡保持壁、上述引导壁、上述防移动壁由同一密封材料形成。

9.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

上述各快门部在上述快门部中具有极板，

上述显示装置还具有与上述极板相对配置的电源极板，

上述快门部通过在上述极板与上述电源极板之间施加电压来进行移动，

上述液体是与未封入上述液体的情况相比提高上述极板与上述电源极板之间的介电常数的液体。

10.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

上述液体是硅油。

11.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

上述显示区域还具有光源部，上述快门部控制从上述光源部通过上述光圈基板的多个开口部射出的光的量。

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