CN104412153B - 显示面板和显示装置 - Google Patents

Abstract

防止形状各向异性部件的凝聚。本发明一个方式的显示面板(2)包括：彼此相对配置的基板(10、20)；和包含多个形状各向异性部件(32)的光调制层(30)，形状各向异性部件(32)包括作为导体的芯部和包覆芯部的整个周围的作为电介质的包覆层。显示面板(2)使施加于光调制层(30)的电压变化，由此，使形状各向异性部件(32)在基板(10、20)上的投影面积变化。

Description

显示面板和显示装置

技术领域

本发明涉及显示面板和显示装置。

背景技术

现有的液晶显示面板主要包括一对玻璃基板、设置于两基板之间的液晶层、设置于各个玻璃基板上的电极、和粘贴于各个玻璃基板上的偏光板。在这样的液晶显示面板中，从背光源照射的光通过偏光板和液晶层，通过显现于画面的对比度来识别图像，而背光源的光在到达显示画面之前因吸收、反射而大量损失，成为光利用效率下降的原因。特别是，偏光板的光的损失对光利用效率的下降给予大影响。

专利文献1中公开了一种光学装置，其包括悬浊于液体主体(host)中的薄片(flake)，且能够有选择地切换该薄片的光学特性。该光学装置通过施加于液体主体的电场的变化使薄片的取向变化。由此，切换光学特性。根据该结构，与液晶显示面板相比能够省略偏光板，所以能够提高光利用效率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请第6829075号说明书(2004年12月7日授权)

发明内容

发明要解决的技术问题

但是，在作为薄片包含金属薄片的情况下，当使薄片纵取向(薄片的长轴与基板垂直地取向)时，发生薄片凝聚的问题。当薄片凝聚时，有可能作为显示的不均被视认到。另外，当薄片凝聚时，存在凝聚的多个薄片将夹着液体主体的2个电极之间架桥的可能性。因此，有可能在电极间发生漏电(leak)。

本发明是鉴于上述现状而完成的，根据本发明的一个方式，能够防止薄片凝聚。

用于解决技术问题的方法

本发明的显示面板，其特征在于，包括：彼此相对配置的第一基板和第二基板；和光调制层，其配置在上述第一基板与上述第二基板之间，包含多个形状各向异性部件，控制入射的光的透射率，上述形状各向异性部件包括：作为导体的芯部；和包覆上述芯部的整个周围的作为电介质的包覆层，通过使施加于上述光调制层的电压的大小或频率变化，使上述形状各向异性部件在上述第一基板和上述第二基板上的投影面积变化。

根据上述结构，芯部的整个周围被作为电介质的包覆层包覆。因此，能够抑制形状各向异性部件的凝聚。进而，能够抑制显示不均，提高显示品质。另外，即使形状各向异性部件与电极接触，也不会发生漏电。

也能够构成为：上述光调制层包含分散上述多个形状各向异性部件的介质，上述介质的折射率与上述包覆层的折射率之差为0.3以下。

也能够构成为：上述包覆层的厚度为0.002μm以上。

也能够构成为：上述包覆层的厚度为0.04μm以上。

也能够构成为：上述包覆层的厚度为0.1μm以上。

也能够构成为：当设上述包覆层的折射率为n时，上述包覆层的厚度小于0.19/n[μm]。

也能够构成为：当设上述包覆层的折射率为n时，上述包覆层的厚度大于0.39/n[μm]。

也能够构成为：上述介质的折射率与上述包覆层的折射率之差为0.2以下。

也能够构成为：上述包覆层的至少一部分由二氧化硅构成。

也能够构成为：上述芯部由金属构成，具有反射性。

也能够构成为：上述形状各向异性部件具有带电性，上述光调制层在施加于上述光调制层的电压为直流或第一阈值以下的低频时遮断光，在施加于上述光调制层的电压为第二阈值以上的高频时使光透射，通过使施加于上述光调制层的电压的频率变化，使上述形状各向异性部件在上述第一基板和上述第二基板上的投影面积变化。

也能够构成为：上述光调制层包含极性溶剂和非极性溶剂，上述第一基板具有亲水性的性质，并且与上述极性溶剂接触，上述第二基板具有疏水性的性质，并且与上述非极性溶剂接触，上述形状各向异性部件具有亲水性或疏水性的性质，通过使施加于上述光调制层的电压的大小变化，使上述形状各向异性部件在上述第一基板和上述第二基板上的投影面积变化。

也能够构成为：上述第一基板和上述第二基板分别具有整面状的电极，在上述第二基板，在上述整面状的电极上隔着绝缘层设置有至少1个梳齿状的电极，上述显示面板还具有变更对上述光调制层施加的电场的方向的电场施加方向变更电路。

也能够构成为：上述光调制层包含由液晶分子构成的液晶材料，上述第一基板和上述第二基板的与上述光调制层相对的面被实施了取向处理，实施了上述取向处理，使得在没有对上述光调制层施加电压时，上述液晶分子从上述第一基板向上述第二基板扭曲地取向，通过使施加于上述光调制层的电压变化，使上述液晶分子的取向变化，来使上述形状各向异性部件在上述第一基板和上述第二基板上的投影面积变化。

本发明的显示装置包括上述显示面板。

发明效果

本发明的显示面板，其特征在于，包括：彼此相对配置的第一基板和第二基板；和光调制层，其配置在上述第一基板与上述第二基板之间，包含多个形状各向异性部件，控制入射的光的透射率，上述形状各向异性部件包括：作为导体的芯部；和包覆上述芯部的整个周围的作为电介质的包覆层，通过使施加于上述光调制层的电压的大小或频率变化，使上述形状各向异性部件在上述第一基板和上述第二基板上的投影面积变化。

因此，能够抑制形状各向异性部件的凝聚。进而，能够抑制显示不均，提高显示品质。另外，即使形状各向异性部件与电极接触，也不会发生漏电。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的显示装置的概略结构的截面图。

图2(a)是表示形状各向异性部件的结构的俯视图，(b)是表示A-A截面的截面图，(c)是表示B-B截面的截面图。

图3(a)是表示图1(a)的光的行进状态的图，(b)是表示图1(b)的光的行进状态的图。

图4是在显微镜下拍摄使比较例的薄片纵取向时的样子(俯视)而得的图像。

图5是在显微镜下拍摄使本发明的一个实施例的薄片纵取向时的样子(俯视)而得的图像。

图6是在显微镜下拍摄使本发明的另一实施例的薄片纵取向时的样子(俯视)而得的图像。

图7是在显微镜下拍摄使本发明的又一实施例的薄片纵取向时的样子(俯视)而得的图像。

图8是在显微镜下拍摄使本发明的又一实施例的薄片纵取向时的样子(俯视)而得的图像。

图9(a)是表示比较例的薄片的概略结构的俯视图，(b)是表示C-C截面的截面图，(c)是表示D-D截面的截面图。

图10是在显微镜下拍摄比较例的使薄片纵取向时的样子(俯视)而得的图像。

图11是表示本发明的一个实施方式的反射型的显示装置的概略结构的截面图。

图12是表示本发明的一个实施方式的反射型的显示装置的概略结构的截面图。

图13是表示本发明的一个实施方式的半透射型的显示装置的概略结构的截面图。

图14是表示本发明的一个实施方式的反射型的显示装置的概略结构的截面图。

图15是表示本发明的一个实施方式的反射型的显示装置的概略结构的截面图。

图16是表示本发明的另一实施方式的显示装置的概略结构的截面图。

图17是表示本发明的另一实施方式的显示装置的概略结构的截面图。

图18是表示本发明的另一实施方式的显示装置的概略结构的截面图。

图19(a)是表示格子状的肋的立体图，(b)是表示岛状的肋的立体图。

图20是表示本发明的又一实施方式的显示装置的概略结构的截面图。

图21是表示梳齿电极的概略结构的基板的俯视图。

图22(a)是表示图20(a)的光的行进状态的显示面板的主要部分截面图，(b)是表示图20(b)的光的行进状态的显示面板的主要部分截面图。

图23是表示本发明的又一实施方式的显示装置的概略结构的截面图。

图24是表示作为形状各向异性部件的薄片和液晶材料中的一部分的液晶分子的取向的显示面板的截面图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

[实施方式1]

(显示装置的结构)

图1(a)～(c)是表示本实施方式的显示装置1的概略结构的截面图。显示装置1包括显示面板2、对显示面板2照射光的背光源3和驱动电路(未图示)。显示装置1是使从背光源3出射的光透射显示面板2而进行显示的透射型的显示装置。

另外，背光源3的结构与现有技术相同。因此，对背光源3的结构省略说明。作为背光源3，能够适当使用例如边光型和直下型的面光源装置等。另外，背光源3的光源能够适合使用荧光管、LED等。

显示面板2包括彼此相对配置的一对基板10、20和配置在该一对基板10、20之间的光调制层30。另外，基板10(第一基板)配置于背光源3一侧(背面侧)，基板20(第二基板)配置于显示面一侧(观察者侧)。另外，显示面板2具有行列状排列的多个像素。

基板10、20分别包括例如由透明的玻璃基板构成的绝缘基板和电极12(第一电极)、电极22(第二电极)。

基板10构成有源矩阵基板。具体而言，在基板10的绝缘基板11上设置有未图示的各种信号线(扫描信号线、数据信号线等)、薄膜晶体管(Thin Film Transistor；“TFT”)和绝缘膜，在它们之上设置有电极12(像素电极)。驱动各种信号线的驱动电路(扫描信号线驱动电路、数据信号线驱动电路等)的结构与现有技术相同。

在基板20的玻璃基板21上设置有电极22(共用电极)。

形成于基板10的电极12和形成于基板20的电极22由ITO(Indium Tin Oxide：铟锡氧化物)、IZO(Indium Zinc Oxide：铟锌氧化物)、氧化锌、氧化锡等的透明导电膜形成。另外，电极12可以按每个像素划分而形成，电极22在全部像素形成为共用的整面状。另外，电极22也可以与电极12同样地按每个像素划分而形成。

(光调制层的结构)

光调制层30设置在电极12、22之间，包括介质31和包含于介质31中的多个形状各向异性部件32。光调制层30通过与电极12、22连接的电源33施加电压，根据施加电压的频率的变化，使对于从背光源3入射到光调制层30的光的透射率变化。在此，本说明书中，将交流电压的频率为0Hz的情况称为“直流”。光调制层30的厚度(单元(cell)厚度)根据形状各向异性部件32的长轴方向设定，例如设定为80μm。

图2是表示形状各向异性部件32的结构的图。图2(a)是表示形状各向异性部件32的结构的俯视图，图2(b)是表示A-A截面的截面图，图2(c)是表示B-B截面的截面图。在此，形状各向异性部件32包括芯部34和包覆层35。形状各向异性部件32为沿长轴长、沿短轴短的形状。在此，形状各向异性部件为长方形的板状的薄片，但也能够做成圆盘状的薄片。

芯部34为薄片(flake)状的金属等的导体。芯部34具有光反射性和/或遮光性。其中，芯部34并不限定于薄片状，也能够采用例如圆柱状或椭圆球状。作为芯部34，能够使用一般涂装所用的铝薄片(Aluminum flake)。例如，作为芯部34，能够使用长轴方向的长度(长径)为20μm、短轴方向的厚度(短径)为0.3μm的铝薄片。

包覆层35是包覆芯部34的整个周围(整个面)的电介质的层。如图2(a)～(c)所示，包覆层35包覆芯部34的整个周围(前表面、背面、左侧面、右侧面、上表面和下表面)。在此，包覆层35具有光透射性。另外，包覆层35也能够设为着色成吸收特定范围的可见光的结构。另外，包覆层35也能够设为吸收可见光(黑色)、使可见光以外的光(红外线或紫外线等)透射的结构。

作为包覆层35的材料，能够使用丙烯酸酯树脂、聚酰亚胺树脂和聚酯等有机物、以及二氧化硅、氮化硅和氧化铝等无机物。在芯部34的周围形成有机物的包覆层35的情况下，例如使芯部分散在丙烯酸单体溶解液中，并照射紫外线，由此在芯部的周围形成丙烯酸聚合物。另外，在芯部34的周围形成无机物的包覆层35的情况下，例如能够使用公知的溶胶凝胶工艺在芯部的周围形成二氧化硅。另外，包覆层35能够由多种材质构成，也可以例如其一部分由二氧化硅构成。

形状各向异性部件32是根据电场的方向旋转的响应部件。形状各向异性部件32在显示特性方面，是从基板10、20的法线方向看时的形状各向异性部件32的投影像的面积(投影到基板10、20的面积)根据施加电压的频率的变化而变化的部件。而且，投影面积比(最大投影面积:最小投影面积)优选为2:1以上。即，优选形状各向异性部件32的与短轴垂直的截面(图2(a))的面积为与长轴垂直的截面(图2(b))的面积的2倍以上。

另外，形状各向异性部件32是在介质31中具有正或负的带电性的部件。形状各向异性部件32在介质31中带电。具体而言，能够使用例如能与电极、介质等进行电子交接的部件。

另外，形状各向异性部件32并不限定于薄片状，也能够采用例如圆柱状或椭圆球状。

另外，形状各向异性部件32的比重优选11g/cm³以下，3g/cm³以下，更优选与介质31同等的比重。这是因为，在形状各向异性部件32的比重与介质31相比相差很大的情况下，会产生形状各向异性部件32的沉降或浮游的问题。在作为包覆层35使用树脂等比重小的材料的情况下，通过调整(增大)包覆层35的膜厚，能够调整(减小)形状各向异性部件32的比重。

介质31为在可见光区域具有透射性的材料，能够使用在可见光区域大致无吸收的液体、或将它们用色素着色而成的材料等。另外，介质31的比重优选与形状各向异性部件32同等。另外，介质31为绝缘体。

另外，介质31考虑在单元内密封的工序，优选挥发性低的材料。另外，介质31的粘度与响应性相关，优选5mPa·s以下，为了防止形状各向异性部件32的沉降更优选0.5mPa·s以上。

另外，介质31可以由单一的物质形成，也可以由多个物质的混合物形成。例如，能够使用碳酸丙烯、NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)、碳氟化合物、硅油等。

来自外部光或背光源3的光被形状各向异性部件反射。被形状各向异性部件32反射的光中包含在芯部34的表面被反射的光和在介质31与包覆层35的界面(包覆层35的表面)被反射的光。介质31与作为电介质的包覆层35的折射率之差优选0.3以下，更优选0.2以下。通过使介质31与包覆层35的折射率之差为0.3以下，能够将介质31与包覆层35的界面的反射率抑制为大致1％以下。在介质31与包覆层35的界面的反射光的强度小，所以该反射光与在芯部34的表面的反射光的干涉小。因此，能够防止在形状各向异性部件32的反射光中特定波长的光因干涉而变强从而导致反射光看起来带色的问题。即，显示装置1能够与观察显示装置1的角度无关地进行期望的颜色的显示。

例如，如果作为介质31使用折射率为1.48的NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)，作为构成包覆层35的电介质使用折射率为1.45的二氧化硅，则能够使介质31与包覆层35的界面的反射率为大致0.01％以下。

另外，通过调整包覆层35的膜厚，能够减弱干涉。可见光的波长为大致380nm以上780nm以下。只要设定包覆层35的膜厚以使得这一范围的波长的光不发生强的干涉即可。设光的波长为λ，包覆层35(电介质)的折射率为n，包覆层35的膜厚为d。

2d＝λ/n…(1)

满足上式(1)时，对于从形状各向异性部件32的表面的法线方向入射的光，在包覆层35的表面反射的光与在芯部34的表面反射的光发生相互增长干涉。即，反射光中的特定波长的光因一次干涉而增强，反射光看起来带色。

反射光中，为了使可见光(波长为380nm以上780nm以下)的一次干涉光不出现，只要设定包覆层35的膜厚d以使得不满足上式(1)即可。即，在膜厚d小于0.19/n[μm]或大于0.39/n[μm]的情况下，能够防止反射光看起来带色。例如在作为构成包覆层35的电介质使用折射率1.45的二氧化硅的情况下，优选使包覆层35的膜厚d小于0.13μm或大于0.27μm。

另外，优选形状各向异性部件32的短径(厚度)为长径的1/2以下。因此，优选单侧的包覆层35的厚度为形状各向异性部件32的长径的1/2以下，以使得即使在例如芯部34的厚度接近0的情况下，形状各向异性部件32的短径(厚度)也为长径的1/2以下。另外，例如设芯部34的厚度为x、芯部34的长径为y时，优选包覆层35的厚度d为(y-2x)/2以下。

(透射率的控制方法)

接着，对基于光调制层30进行的透射率的控制方法进行具体说明。在此，对使用图2所示的薄片状的形状各向异性部件32(称为薄片)的情况进行说明。

对光调制层30施加高频的例如频率60Hz的电压(交流电压)时，由于从介电泳现象、库仑力或电能方面观点说明的力，如图3(b)的所示，薄片旋转使得其长轴与电力线平行。即，薄片的长轴以与基板10、20垂直的方式取向(以下也称为纵取向)。由此，从背光源3入射到光调制层30的光，透射(通过)光调制层30，出射到观察者侧。形状各向异性部件32的厚度小的方式能够提高透射率。

另一方面，对光调制层30施加低频的例如频率0.1Hz或直流(频率＝0Hz)的电压时，由于电泳力或用库仑力说明的力，具有带电性的薄片被吸引到带有与其所带的电荷的极性相反极性的电荷的电极附近。而且，薄片成为最稳定的取向，旋转成贴着基板10或基板20。图3(a)中，作为一例，表示在对光调制层30施加直流电压的情况下基板20的电极22所带的电荷的极性(正)与薄片所带的电荷的极性(负)彼此不同，薄片以贴着基板20的方式取向的样子。即，薄片的长轴以与基板10、20平行的方式取向(以下也称为横取向)。此时，薄片的短轴与基板10、20垂直。由此，从背光源3入射到光调制层30的光被薄片遮断，所以不透射(通过)光调制层30。形状各向异性部件32的厚度越小，层叠的形状各向异性部件的显示面侧的凹凸也越小，就越能够减少外部光的散射。

像这样，通过将施加于光调制层30的电压在频率为0时的直流与交流之间切换，或者在低频与高频之间切换，能够使从背光源3入射到光调制层30的光的透射率(透射光量)变化。其中，薄片为横取向(切换为横取向)时的频率例如为0Hz～0.5Hz的值，薄片为纵取向(切换为纵取向)时的频率例如为30Hz～1kHz的值。这些频率，根据薄片(形状各向异性部件32)的形状和材质、光调制层30的厚度(单元厚度)等预先设定。即，显示装置1为如下结构，通过将施加于光调制层30的电压的频率在第一阈值以下的低频与第二阈值以上的高频之间切换，使光的透射率(透射光量)变化。在此，能够例如将第一阈值设定为0.5Hz，第二阈值设定为30Hz。

在此，作为形状各向异性部件32使用薄片的时，优选其厚度为1μm以下，更优选为0.1μm以下。薄片的厚度越薄越能够提高透射率。

其中，图1(a)中，将电源33的负侧与电极12连接，正侧与电极22连接，但并不限定于此，也可以如图1(c)所示，将负侧与电极22连接，正侧与电极12连接。图1(c)的结构中，薄片以贴着基板10的方式取向。另外，在图1中，表示了薄片所带的电荷的极性为负的情况，但并不限定于此，也可以使薄片所带电荷的极性为正。在这种情况下，薄片所贴着的基板与图1(a)和(c)的情况相反。

对于本实施方式的几个实施例的效果，与比较例对比地进行说明。以下说明的实施例和比较例中，只要没有特别的限制，光调制层的单元厚度为80μm，对夹着光调制层的电极间施加频率60Hz、3V的交流电压。另外，作为介质使用碳酸丙烯。另外，作为形状各向异性部件(薄片)的芯部，使用长径7μm、厚度0.1μm的薄片形状的铝。

(比较例1)

图4是在显微镜下拍摄使比较例1的薄片纵取向时的样子(俯视)而得的图像。比较例1中没有设置包覆层。因此，在使形状各向异性部件纵取向的情况下，发生非常强(大)的凝聚。当形状各向异性部件凝聚时，透射率变得不均匀，对观察者来说作为显示不均被视认到。另外，凝聚的形状各向异性部件存在两电极间架桥的情况。

(实施例1)

图5是在显微镜下拍摄使实施例1的薄片纵取向时的样子(俯视)而得的图像。实施例1中，作为包覆芯部的整个周围的树脂制的包覆层，使用丙烯酸树脂。包覆层的厚度为0.002μm。通过在铝的芯部的整个周围设置厚度0.002μm的树脂的包覆层，与比较例1相比，形状各向异性部件的凝聚得以缓和。

(实施例2)

图6是在显微镜下拍摄使实施例2的薄片纵取向时的样子(俯视)而得的图像。实施例2中，作为包覆芯部的整个周围的树脂制的包覆层，使用丙烯酸树脂。包覆层的厚度为0.04μm。通过相比实施例1增大包覆层的厚度，与实施例1相比，形状各向异性部件的凝聚进一步受到抑制。

(实施例3)

图7是在显微镜下拍摄使实施例3的薄片纵取向时的样子(俯视)而得的图像。实施例3中，作为包覆芯部的整个周围的树脂制的包覆层，使用丙烯酸树脂。包覆层的厚度为0.1μm。通过相比实施例2增大包覆层的厚度，与实施例2相比，形状各向异性部件的凝聚进一步受到抑制。

根据实施例1～3可知，包覆层的厚度越厚，抑制凝聚的效果越高。

(实施例4)

图8是在显微镜下拍摄使实施例4的薄片纵取向时的样子(俯视)而得的图像。实施例4中，作为包覆芯部的整个周围的包覆层，使用二氧化硅。包覆层的厚度为0.1μm。通过作为包覆层不使用树脂而使用二氧化硅，与实施例3相比，形状各向异性部件的凝聚进一步受到抑制。另外，实施例4中，形状各向异性部件以彼此避开的方式分散。因此，能够使透射率更加均匀，能够进行没有不均的显示。

(比较例2)

其中，作为比较例2，对使用不是包覆芯部的整个面，而是用树脂仅覆盖2个面的薄片的例子进行说明。比较例2中，光调制层的单元厚度为160μm，对夹着光调制层的电极间施加频率60Hz、5V的交流电压。另外，作为介质使用碳酸丙烯。另外，作为薄片的芯部，使用长径150μm、厚度0.1μm的薄片形状的铝。

图9是表示比较例2的薄片101的概略结构的图。图9(a)是表示薄片101的结构的俯视图，图9(b)是表示C-C截面的截面图，图9(c)是表示D-D截面的截面图。薄片101在铝的芯部102和其两面(前面、背面)设置有聚酯膜(树脂层)103。在芯部102的其他面(左侧面、右侧面、上表面、下表面)没有设置聚酯膜103。聚酯膜103的厚度为6μm。

图10是在显微镜下拍摄比较例2的使薄片纵取向时的样子(俯视)而得的图像。比较例2的树脂层(厚度6μm)与是否比实施例3的包覆层(厚度0.1μm)厚无关地，比较例2的薄片的凝聚比实施例3强。即，用包覆层覆盖芯部的整个周围的方式抑制凝聚的效果更高。另外，在比较例2的构造中，并不是导体的芯部的整个面被电介质覆盖，所以存在通过芯部的长轴方向的两端面(上表面、下表面)将芯部与电极导通的情况。

(显示装置1的效果)

像本实施方式的显示装置1那样，在芯部34的整个面被包覆层35覆盖的情况下，能够抑制形状各向异性部件32的凝聚。另外，芯部34的整个面被包覆层35覆盖，所以不需要设置用于防止电极12、22发生漏电的绝缘体。另外，芯部34与电极12、22不直接接触，所以能够防止构成芯部34的金属的氧化还原反应。另外，能够提高耐化学性。另外，能够抑制形状各向异性部件32的凝聚，所以即使在长时间反复进行显示动作(纵取向、横取向)之后，显示品质也不会降低。因此，显示装置1能够抑制显示不均，提高显示品质。

另外，在相对于比重大的金属制的芯部34设置比重小的树脂等的包覆层35的情况下，能够减小作为形状各向异性部件32的平均比重。因此，能够抑制形状各向异性部件32的沉淀，提高光调制层30的形状各向异性部件32的分散性。

在专利文献1的结构中，来自成为多个层的薄片的反射光被合成，所以反射光谱因观察显示面的角度而不同(反射光的色相发生变化)。即，根据观察的角度会看到反射光中带色。

与此相对，在本实施方式的显示装置1中，能够减小介质31与包覆层35的折射率之差、或者将包覆层35的膜厚做成反射光不会发生强的干涉的厚度。因此，在作为包覆层35使用透明的材质的情况下，也能够防止反射光的反射光谱根据观察的角度而(色相)发生变化的情况。因此，显示装置1能够进行没有角度依赖性的显示。

[变形例]

以上对透射型的显示装置进行了说明，但上述形状各向异性部件32也能够应用于反射型和半透射型等的显示装置。以下对实施方式1的变形例进行说明。

(反射型)

图11(a)和(b)是表示反射型的显示装置1a的概略结构的截面图。显示装置1a包括显示面板2a和驱动电路(未图示)，是将入射到显示面板2a的外部光反射来进行显示的反射型的显示装置。

显示面板2a包括彼此相对配置的一对基板10a、20和配置在该一对基板10a、20之间的光调制层30a。另外，基板10a(第一基板)配置于显示面板2a的背面侧，基板20(第二基板)配置于显示面侧(观察者侧)。另外，显示面板2a具有行列状排列的多个像素。

基板10a、20分别包括例如由透明的玻璃基板构成的绝缘基板和电极12(第一电极)、电极22(第二电极)。

基板10a构成有源矩阵基板。具体而言，基板10a在玻璃基板11上设置有未图示的各种信号线(扫描信号线、数据信号线等)、薄膜晶体管(Thin Film Transistor；“TFT”)和绝缘膜，在它们之上设置有光吸收层13和电极12。光吸收层13具有吸收入射到自身的光中的至少一定范围的波长的光的性质。另外，光吸收层13可以着色，例如着色为黑色。

光调制层30a设置在电极12、22之间，包括介质31、和包含于介质31中的多个形状各向异性部件32a。光调制层30a通过与电极12、22连接的电源33被施加电压，根据施加电压的频率的变化，使从外部入射到光调制层30的光(外部光)的反射率变化。

形状各向异性部件32a包括反射光的金属的芯部和使可见光透射的包覆层，具有反射可见光的性质。另外，形状各向异性部件32a可以进行着色。形状各向异性部件32a的其他的性质与实施方式1所示的形状各向异性部件32相同。

对光调制层30a施加高频例如频率60Hz的电压(交流电压)时，如图11(b)所示，薄片(形状各向异性部件32a)旋转以使得其长轴与电力线平行。即，薄片的长轴以成为与基板10a、20垂直的方向的方式取向(纵取向)。因此，入射到光调制层30a的外部光透射(通过)光调制层30a，被光吸收层13吸收。由此，从观察者观察到光吸收层13的黑色(黑显示)。

另一方面，对光调制层30a施加低频的例如频率0.1Hz或直流(频率＝0Hz)的电压时，具有带电性的薄片被吸引到带有与其所带的电荷的极性相反极性的电荷的电极附近。而且，薄片成为最稳定的取向，旋转成贴着基板10a或基板20。即，如图11(a)所示，薄片的长轴以与基板10a、20平行的方式取向(横取向)。因此，入射到光调制层30a的外部光被薄片反射。由此，能够实现反射显示。

在此，薄片的尺寸形成为例如平均直径20μm以下，或者使薄片的表面形成为凹凸状以使得具有光散射性，或者将薄片的轮廓做成凹凸剧烈的形状，由此能够使反射光散射，得到白显示。

另一方面，如果芯部的表面为平的(镜面)，则在横取向(图11(a))的状态下，薄片的反射面的大部分处于同一平面上，所以能够进行镜面性高的显示(镜面反射)。

另外，图12(a)表示在对光调制层30a施加直流电压的情况下，基板10a的电极12所带的电荷的极性(正)与薄片所带的电荷的极性(负)彼此不同，薄片以贴着基板10a的方式取向的样子。如图12(a)所示，在使薄片在背面侧的基板10a侧取向的结构中，从观察者侧观察到薄片沉积，所以由多个薄片形成凹凸面，能够获得散射强的显示。

另外，如果采用在横取向的情况下，对施加于光调制层30a的直流电压的极性进行控制，切换图11(a)的状态与图12(a)的状态的结构，则通过例如在背面侧配置黑色的光吸收层13，能够实现切换黑色(纵取向(图11(b)、图12(b)))、白色(横取向(图12(a)))和镜面反射(横取向(图11(a)))的显示装置1a。

另外，在基板20设置彩色滤光片(未图示)的情况下，如图11(a)所示，通过采用使薄片在观察者侧的基板20侧取向的结构，能够抑制光调制层30a与彩色滤光片之间发生的视差，所以能够实现高品质的彩色显示。

其中，显示装置1a也可以采用如下结构，在显示面板2a的背面侧替代光吸收层13设置有正反射或散射反射的光反射层，用着色部件形成薄片，横取向时进行基于薄片的着色显示，纵取向时进行基于反射层的反射显示。

显示装置1a也能够设置于例如便携式电话机等的非显示面(不是通常的图像显示面的机体面等)。在这样的便携式电话机中，如果显示装置1a的电极12、22由透明电极构成，则通过使薄片纵取向，能够在非显示面显示便携式电话机的机体颜色，另一方面，通过使薄片横取向，能够在非显示面显示薄片的着色或使外部光反射。另外，也能够使薄片横取向作为镜子(镜面反射)来利用。在这样的显示装置1a中，能够由节段(segment)电极或整面电极构成电极12、22，所以也能够简化电路结构。

另外，显示装置1a也能够应用于例如2D/3D显示用的切换面板。具体而言，在通常的液晶显示面板的前表面设置作为切换面板的显示装置1a。而且，在显示装置1a中，将着色为黑色的薄片配置为条纹状，在进行2D显示时使薄片纵取向能够在液晶显示面板的整个面视认到要显示的图像，在进行3D显示时使薄片横取向形成条纹，在液晶显示面板显示右用图像和左用图像而识别为立体图像。由此，能够实现能够切换2D表示和3D显示的液晶显示装置。另外，上述结构也能够应用于双视角等多视角显示的液晶显示装置。

(半透射型)

图13(a)和(b)是表示半透射型的显示装置1b的概略结构的截面图。显示装置1b包括：显示面板2b；对显示面板2b照射光的背光源3；和驱动电路(未图示)，使背光源3的光透射来进行显示，并且将入射的外部光反射来进行显示，即为所谓的半透射型的显示装置。

显示面板2b包括彼此相对配置的一对基板10、20和配置在该一对基板10、20之间的光调制层30b。基板10(第一基板)配置于显示面板2b的背面侧，基板20(第二基板)配置于显示面侧(观察者侧)。另外，显示面板2b具有行列状排列的多个像素。

基板10、20的结构如实施方式1所示。

光调制层30b设置在电极12、22之间，包括介质31、和包含于介质31中的多个形状各向异性部件32a。光调制层30b通过与电极12、22连接的电源33被施加电压，根据施加电压的频率的变化，使从背光源3入射到光调制层30b的光的透射率、和从外部入射到光调制层30b的光(外部光)的反射率变化。

形状各向异性部件32a的结构如透射型的显示装置1a中说明的那样。

根据上述结构，对光调制层30b施加高频例如频率60Hz的电压(交流电压)时，如图13(b)所示，薄片旋转以使得其长轴与电力线平行。即，薄片的长轴以与基板10、20垂直的方式取向(纵取向)。由此，从背光源3入射到光调制层30的光透射(通过)光调制层30，出射到观察者侧。通过这样的方式，实现透射显示。

另一方面，对光调制层30a施加低频的例如频率0.1Hz或直流(频率＝0Hz)的电压时，具有带电性的薄片被吸引到带有与其所带的电荷的极性相反极性的电荷的电极附近。而且，薄片成为最稳定的取向，旋转成贴着基板10或基板20。即，如图13(a)所示，薄片的长轴以与基板10、20平行的方式取向(横取向)。因此，入射到光调制层30b的外部光被薄片反射。由此，能够实现反射显示。

如上所述，显示装置1b具有切换反射显示模式与透射显示模式来进行显示的结构。

(关于单元厚度)

光调制层的厚度(单元厚度)例如如图1(b)所示，优选足够使薄片纵取向的厚度，但并不限定于此，也可以为薄片以其中间角度(倾斜取向)停留的程度的厚度。即，单元厚度也可以设定为以下值：比薄片的长轴的长度小，且薄片相对于基板以最大的角度倾斜取向时，由薄片反射的光不在显示面侧直接出射的值。具体而言，例如在显示面板2a的背面侧设置有黑色的光吸收层13的反射型的显示装置1a中，光调制层30a使用折射率为1.5的介质31时，如图14(b)所示，单元厚度设定为显示面板面的法线方向与薄片面的法线方向所成角θ为42度以上。由此，被薄片反射的光至少不会从直接观察者侧的基板出射，所以能够适当地进行黑显示。

(关于形状各向异性部件的形状)

作为形状各向异性部件，能够使用形成为碗型(具有凹凸面)的薄片。图15(a)和(b)表示在反射型的显示装置1a中使用碗型的形状各向异性部件32a的状态。碗型的形状各向异性部件32a包括弯曲的芯部和包覆芯部的整个周围的作为电介质的包覆层。

根据上述结构，与平坦型(平面型)的薄片(参照图11)相比，能够提高光散射性。其中，图15(c)表示施加于光调制层30a的直流电压的极性与图15(a)相反的状态。

(关于电压施加方法)

对光调制层施加电压的方法，并不限定于在直流与交流之间切换的结构，也可以对相对的电极(共用电极)施加偏移电压、优选施加比以交流施加的最大电压低的偏移电压，改变以交流施加的电压的强度(振幅)，由此能够实质上切换交流与直流(调节直流成分与交流成分的大小关系)。

另外，在本发明的显示装置中，考察出能够根据施加于光调制层的交流电压的大小和频率、薄片的尺寸等进行中间灰度显示。例如通过使大小不同的薄片混合存在，从而能够根据薄片的大小改变各薄片的取向状态。由此，考察出能够根据交流电压的大小和频率对光透射率进行控制(中间灰度显示)。

[实施方式2]

以下对本发明的另一实施方式进行说明。另外，为了说明的方便，具有与用实施方式1中说明过的附图相同功能的部件、结构采用相同的编号，省略其详细说明。

(显示装置的结构)

图16(a)～(c)是表示本实施方式的显示装置1d的概略结构的截面图。显示装置1d包括：显示面板2d；对显示面板2d照射光的背光源3；和驱动电路(未图示)，是使从背光源3出射的光透射显示面板2d来进行显示的透射型的显示装置。

显示面板2d包括彼此相对配置的一对基板10、20和配置在该一对基板10、20之间的光调制层30d。另外，基板10(第一基板)配置于背光源3侧(背面侧)，基板20(第二基板)配置于显示面侧(观察者侧)。另外，显示面板2d具有行列状排列的多个像素。

基板10、20分别包括例如由透明的玻璃基板构成的绝缘基板11、21和电极12(第一电极)、电极22(第二电极)。

基板10的至少与光调制层30d接触的一侧被实施疏水性处理，基板20的至少与光调制层30d接触的一侧被实施亲水性处理。通过对基板10进行疏水性处理，基板10与被封入到光调制层30d中的极性溶剂和非极性溶剂之中的非极性溶剂接触。作为具体的疏水性处理的方法，能够使用例如旋涂特氟龙AF(注册商标)(dupont株式会社)或cytop(旭硝子株式会社)等的氟树脂的方法、用CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法形成聚对二甲苯膜的方法。

另外，通过对基板20进行亲水性处理，基板20与被封入到光调制层30d中的极性溶剂和非极性溶剂之中的极性溶剂接触。作为具体的亲水性处理的方法，能够使用例如通过真空蒸镀法、溅射法、CVD法、PVD(Physical Vapor Deposition：物理气相沉积)法、溶胶-凝胶法、涂层法等形成氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锌等无机氧化物膜的方法、用具有极性基团的硅烷偶联剂等进行表面处理的方法。

其中，也可以采用基板20被实施疏水性处理，基板10被实施亲水性处理的结构。

如上所述，本实施方式的显示装置具有如下结构：一对基板中的一方具有亲水性的性质并与极性溶剂接触，一对基板中的另一方具有疏水性的性质并与非极性溶剂接触。

光调制层30d设置在电极12、22之间，包括介质(极性溶剂31a和非极性溶剂31b)、和包含于介质中的多个形状各向异性部件32。

形状各向异性部件32的表面具有亲水性或疏水性。在例如作为包覆层使用二氧化硅或氧化铝的情况下，形状各向异性部件32具有亲水性。另外，在例如作为包覆层使用上述氟树脂或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的情况下，形状各向异性部件32具有疏水性。作为疏水性处理的方法，能够使用将上述氟树脂通过浸渍涂敷(dip coat)包覆芯部的方法。其中，图16表示形状各向异性部件32具有亲水性的性质的情况。另外，形状各向异性部件32也可以与实施方式1不同，不具有带电性。

介质包括与亲水性的基板20接触的极性溶剂31a和与疏水性的基板10接触的非极性溶剂31b。极性溶剂31a和非极性溶剂31b为在可见光区域具有透射性的材料，能够使用在可见光区域大致无吸收的液体、或将它们用色素着色而成的材料等。另外，极性溶剂31a和非极性溶剂31b优选彼此比重相等或同等，更优选与形状各向异性部件32的比重相等或同等。

另外，考虑在单元(光调制层30d)内密封的工序，极性溶剂31a和非极性溶剂31b优选挥发性低的材料。另外，极性溶剂31a和非极性溶剂31b的粘度，与响应性相关，优选5mPa·s以下。

另外，极性溶剂31a和非极性溶剂31b分别可以由单一的物质形成，也可以由多个物质的混合物形成。例如，作为极性溶剂31a能够使用水、乙醇、丙酮、甲酰胺、乙二醇等有机溶剂、离子液体、或者它们的混合物等，作为非极性溶剂31b，能够使用硅油、脂肪类烃等。

如上所述，显示面板2d具有电源33、亲水性的形状各向异性部件32、与亲水性的基板接触的极性溶剂31a和与疏水性的基板接触的非极性溶剂31b。根据该结构，在没有对光调制层30d施加电压时，形状各向异性部件32以分散于极性溶剂31a中的状态被关入在一定的狭窄区域中。另外，在形状各向异性部件32为疏水性的情况下，在没有对光调制层30d施加电压时，形状各向异性部件32以分散于非极性溶剂31b中的状态被关入在一定的狭窄区域中。

在此，优选极性溶剂31a的比例(层厚)与非极性溶剂31b的比例(层厚)不同。

例如在形状各向异性部件32为亲水性的情况下(图1(a))，极性溶剂31a的比例(层厚)小于非极性溶剂31b的比例(层厚)。此时的极性溶剂31a优选层厚为1μm以下，更优选设定成形状各向异性部件32的厚度或数个形状各向异性部件32的量的厚度。形状各向异性部件32在收纳于狭窄的极性溶剂31a中的位置稳定地取向。作为形状各向异性部件32使用薄片时，薄片以贴着亲水性的基板(图16中为基板20)的方式取向(横取向)。

另外，在形状各向异性部件32为疏水性的情况下，非极性溶剂31b的比例(层厚)小于极性溶剂31a的比例(层厚)。此时的非极性溶剂31b优选层厚为1μm以下，更优选设定成形状各向异性部件32的厚度或数个形状各向异性部件32的量的厚度。形状各向异性部件32在收纳于狭窄的非极性溶剂31b中的位置稳定地取向。作为形状各向异性部件32使用薄片时，薄片以贴着疏水性的基板的方式取向(横取向)。

(透射率的控制方法)

接着，对基于光调制层30d进行的透射率的控制方法进行具体说明。在此，对使用亲水性的薄片作为形状各向异性部件32的情况进行说明。

在对光调制层30d既没有施加交流电压也没有施加直流电压时，如图16(a)所示，薄片以分散于极性溶剂31a中的状态被关入在一定的狭窄区域中。即，薄片在被收纳于极性溶剂31a中的位置(极性溶剂31a中)稳定，以贴着亲水性的基板20的方式取向(横取向)。由此，从背光源3入射到光调制层30d的光被薄片遮断，所以不透射(通过)光调制层30d。

当对光调制层30d施加交流电压或直流电压时，如图16(b)所示，薄片旋转以使得其长轴与电力线平行。即，薄片的长轴以与基板10、20垂直的方式取向(纵取向)。由此，从背光源3入射到光调制层30d的光，透射(通过)光调制层30d，出射到观察者侧。

图16(b)中，如果没有对光调制层30d施加电压时，则因产生于薄片与非极性溶剂31b之间的界面张力，如图16(c)所示，薄片旋转，以其长轴与基板10、20平行的方式取向(横取向)，成为图16(a)所示的状态。由此，从背光源3入射到光调制层30d的光被薄片遮断，所以不透射(通过)光调制层30d。

在此，薄片采取纵取向、横取向、它们中间的取向、以及从横取向具有一定倾斜的取向等的何种状态的取向，由引起旋转的转矩和与潜入非极性溶剂31b的薄片的长度L(参照图16(c))相关的界面张力的平衡来决定。例如在极性溶剂31a的层厚比薄片的厚度充分大时，在从没有施加电压的状态至薄片开始潜入非极性溶剂31b的期间，如果不利用重力等就不能完全控制薄片的倾斜。另一方面，通过使极性溶剂31a的层厚(i)与薄片的厚度同等或比其小，或者(ii)在放入比横取向时覆盖显示面(基板面)所必需的薄片多的量时，与多个薄片的量的厚度同等或比其小(薄)，由此，能够使所谓薄片的多余活动减少或消失，从而能够控制薄片的倾斜。

使极性溶剂31a的层厚比薄片的厚度充分大(厚)的情况下的优点在于，由于能够使薄片面的法线方向相对于电力线平均地稍微倾斜，所以通过施加电压能够可靠地获得薄片旋转的转矩。

另外，例如采用将薄片的表面(包覆层的表面)用离子性的硅烷偶联剂等进行修饰，在介质中带有正或负的电的结构时，通过施加直流的电压，能够利用由界面张力引起的成为横取向的力和电泳力，因此能够进一步提高响应速度。

像这样，通过切换向光调制层30d施加电压与不施加电压，能够切换薄片的纵取向/横取向，使从背光源3入射到光调制层30d的光的透射率(透射光量)变化。

另外，通过采用本实施方式的上述结构，能够防止(i)薄片为亲水性的情况下薄片积极地分散于非极性溶剂中，(ii)薄片为疏水性的情况下薄片积极地分散于极性溶剂中，因此，能够降低形成桥这样的凝聚的发生。

[变形例]

图17(a)和(b)是表示变形例的显示装置1的概略结构的截面图。该变形例中，玻璃基板11被实施亲水性处理，玻璃基板21被实施疏水性处理，极性溶剂31a与基板10接触，非极性溶剂31b与基板20接触。另外，薄片(形状各向异性部件32)被实施亲水性处理。由此，薄片在没有施加电压时以贴着基板10的方式稳定地横取向(图17(a))，在施加电压时在基板10一侧纵取向(图17(b))。

图18(a)和(b)是表示另一变形例的显示装置1的概略结构的截面图。该变形例中，玻璃基板11被实施亲水性处理，玻璃基板21被实施疏水性处理，极性溶剂31a与基板10接触，非极性溶剂31b与基板20接触。另外，薄片(形状各向异性部件32)被实施疏水性处理。由此，与图16同样，薄片在没有施加电压时以贴着基板20的方式稳定地横取向(图18(a))，在施加电压时在基板20侧纵取向(图18(b))。另外，在这样的情况下，非极性溶剂31b的比例(层厚)小于极性溶剂31a的比例(层厚)。

在此，上述显示面板2d中，在薄片所贴着的一侧的基板(图16中为基板20)设置有肋24。由此，能够防止因重力或施加电压导致的凝聚等使薄片密度产生偏移。

作为肋24的形状，只要防止薄片以偏向面内方向的方式移动即可，例如可以如图19(a)所示为格子状，也可以如图19(b)所示为岛状。其中，图16表示格子状的肋24(图19(a))。另外，作为由肋24分割的区域的尺寸，例如如果为具有多个像素的显示装置，则可以为与各像素的区域对应的尺寸，也可以为将各像素划分为多个区域的尺寸，也可以为与将多个像素总括为一个的区域对应的尺寸。

另外，作为肋24的高度，只要为薄片所分散的极性溶剂31a或非极性溶剂31b的层厚以上即可。例如在肋24的高度为与期望的单元厚度同等的情况下，能够使肋24作为保持基板10与基板20间的距离的间隔件起作用。反之，在大于等于薄片所分散的极性溶剂31a或非极性溶剂31b的层厚、且设定为5μm以下程度的高度的情况下，能够将肋24的宽度设定得非常窄，所以能够减少不存在薄片的区域。

作为肋24的材料，只要能够形成上述形状就没有特别限定。例如能够使用形成一般的树脂间隔件的感光性树脂等。

肋24可以在实施疏水性处理或亲水性处理之后形成在基板上，但为了使肋24附近的两种溶剂的配置一定，进而出于工艺方面容易的观点，优选在基板上形成肋24之后实施疏水性处理或亲水性处理。

通过形成这样的肋24，能够将分散了薄片的极性溶剂31a(或非极性溶剂31b)关入到由基板、肋24和非极性溶剂31b(或极性溶剂31a)包围而成的小屋或连续的小屋。

[实施方式3]

以下对本发明的又一实施方式进行说明。另外，为了说明的方便，具有与用实施方式1中说明过的附图相同功能的部件、结构采用相同的编号，省略其详细说明。

(显示装置的结构)

图20(a)(b)是表示本实施方式的显示装置的概略结构的截面图，图20(a)表示光透射状态，图20(b)表示光反射状态。

本实施方式的显示装置1e，如图20(a)(b)所示，包括：显示面板2e；对显示面板2e照射光的背光源3；和未图示的驱动电路，是使从背光源3出射的光透射显示面板2e来进行显示的透射型的显示装置。

显示面板2e包括：彼此相对配置的一对基板10e、20；配置在该一对基板10e、20之间的光调制层30，并且包括：通过选择施加电压的电极来切换施加到光调制层30的电场的方向的继电器电路41、51(开关电路)；和电源电路61。

另外，显示面板2e具有行列状排列的多个像素。

形状各向异性部件32与实施方式1相同。其中，形状各向异性部件32也可以与实施方式1不同，不具有带电性。

另外，以下以主要以基板10e(第一基板)配置于背光源3一侧(背面侧)，基板20(第二基板)配置于显示面一侧(观察者侧)的情况举例进行说明，但也能够采用调换基板10e和基板20的结构。

(基板的结构)

基板10e是有源矩阵基板。基板10e在绝缘基板(玻璃基板)11上设置有未图示的各种信号线(扫描信号线、数据信号线等)、TFT(薄膜晶体管)等开关元件和绝缘膜，具有在它们之上依次层叠有由整面电极12(第一电极)构成的下层电极、绝缘层16、由梳齿电极14、15(第二和第三电极、参照图21)构成的上层电极的结构。

整面电极12是在绝缘基板11上以覆盖基板10e的显示区域(由密封剂包围的区域)的方式在绝缘基板11的与基板20相对的面的大致整个面上形成整面状。

另外，绝缘层16以覆盖整面电极12的方式在基板10e的显示区域整体形成整面状。

图21是表示梳齿电极14、15的概略结构的基板10e的俯视图。

梳齿电极14如图21所示是具有图案化后的电极部14L(电极线)和间隔部14S(未形成电极部)的梳齿状的电极，更具体地说，由主干电极14B(干线)和作为梳齿的齿部的从主干电极14B延伸的分支电极14A(分支线)构成。

同样地，梳齿电极15是具有图案化后的电极部15L(电极线)和间隔部15S(未形成电极部)的梳齿状的电极，更具体地说，由主干电极15B(干线)和作为梳齿的齿部的从主干电极15B延伸的分支电极15A(分支线)构成。

其中，图20(a)、(b)中作为梳齿电极14、15的截面分别图示了分支电极14A、15A的截面。

另外，设置在一个像素内的梳齿电极14、15的齿部(分支电极14A、15A)的个数(m、n)并未特别限定，可以由像素间距与梳齿电极14、15的各自的L/S(即线(电极宽度)/间隔(电极间隔))的关系等来决定。其中，在此，L表示构成电极部14L、15L的分支电极14A、15A的电极宽度，S表示间隔部14S、15S的宽度。

其中，间隔部14S、15S的宽度设定得比分支电极14A、15A的宽度大，这些梳齿电极14、15如图20(a)、(b)和图21所示，以作为梳齿的齿部的各梳齿电极14、15的分支电极14A(14A1、14A2……14Am；m为1以上的整数)与分支电极15A(15A1、15A2……15An；n为1以上的整数)相互咬合的方式交替地配置。

因此，分支电极14A、15A的个数实质上由像素间距与各分支电极14A、15A的宽度和相邻的分支电极14A、15A间的电极间隔的关系等决定。

其中，各分支电极14A、15A分别可以形成为直线状，也可以形成为V字状或Z字状。

梳齿电极14、15中的一个梳齿电极14(第二电极)是共用电极，与形成于显示区域的周围的共用配线电连接。

另外，另一个梳齿电极15(第三电极)是像素电极，在未图示的漏极电极，与信号线(扫描信号线、数据信号线)和TFT等开关元件连接，被施加与影像信号相应的信号。

另外，绝缘层16的膜厚比相邻的电极部14L、15L间的电极间隔(即，成为由梳齿电极14、15构成的上层电极的间隔、相邻的分支电极14A、15A间的距离)小。

绝缘层16的膜厚根据绝缘层16的种类(例如为无机绝缘膜还是有机绝缘膜等)而不同，但例如设定在的范围内。

绝缘层16的膜厚，只要根据绝缘层16的种类适当设定即可，并没有特别限定，但在薄的情况下，后述的光调制层30中的形状各向异性部件32更易活动，并且能够实现显示面板2e的薄型化，所以优选。但是，出于晶格缺陷导致的绝缘性不良和防止膜厚不均的观点，绝缘层16的膜厚优选为以上。

另外，作为单元结构的一例，例如作为形状各向异性部件32使用粒径(长径)6μm的薄片时，能够采用梳齿电极14、15为电极宽度3μm、电极间隔为5μm，单元厚度为50μm的结构。

但是，作为必要的结构，并不限定于此。但是，优选的是，通过使后述的形状各向异性部件32(例如薄片)的粒径比电极宽度大，能够在横向电场弱的梳齿电极上获得难以产生薄片间隙的横取向状态。

(继电器电路和电源电路)

基板10e的整面电极12经由继电器电路41(第一继电器电路)与电源电路61电连接。在整面电极12与继电器电路41之间设置有用于对整面电极12施加电压的配线42。

另外，基板20的整面状的电极(共用电极)22经由继电器电路51(第二继电器电路)与电源电路61电连接。在电极22与继电器电路51之间设置有用于对电极22施加电压的配线52。

另外，梳齿电极14、15分别经由继电器电路41、51与电源电路61电连接。在梳齿电极14与继电器电路41之间设置有用于对梳齿电极14施加电压的配线43。另外，在梳齿电极15与继电器电路51之间设置有用于对梳齿电极15施加电压的配线53。

而且，在继电器电路41与电源电路61之间设置有连接继电器电路41和电源电路61的配线44。在继电器电路51与电源电路61之间设置有连接继电器电路51和电源电路61的配线54。

本实施方式中，使用继电器电路41、51，切换整面电极12、22和梳齿电极14、15之中的施加电压的电极。

即，继电器电路41、51、电源电路61和各配线42～44、52～54，作为变更施加到光调制层30的电场的方向的电场施加方向变更电路起作用，并且作为分别有选择地对整面电极12、22和梳齿电极14、15施加电压的电压施加部起作用。另外，上述继电器电路41、51作为从设置于上述基板10e、20的整面电极12、22和梳齿电极14、15中选择(切换)施加电压的电极的切换电路(选择电路)起作用。

例如如图20(a)所示，切换继电器电路41以使得电源电路61与整面电极12连接，并且切换继电器电路51以使得电源电路61与整面电极22连接，由此，对光调制层30施加与基板10e、20垂直的方向的纵向电场。

另一方面，如图20(b)所示，切换继电器电路41以使得电源电路61与梳齿电极14连接，并且切换继电器电路51以使得电源电路61与梳齿电极15连接，由此，对光调制层30施加与基板10e、20平行的方向的横向电场。

继电器电路41、51例如从未图示的信号源输入切换施加电压的电极的切换信号，由此，可以基于所输入的切换信号切换，也可以通过手动切换。

(透射率的控制方法)

接着，对基于光调制层30进行的透射率的控制方法以及显示面板2e的显示方法进行具体说明。其中，在此，以使用薄片状的形状各向异性部件(简记作“薄片”)作为形状各向异性部件32的情况举例进行说明。

图22(a)是表示图20(a)的光的行进状态的显示面板2e的主要部分截面图，图22(b)是表示图20(b)的光的行进状态的显示面板2e的主要部分截面图。其中，图22(a)、(b)中，对于继电器电路41、51和电源电路61省略图示。另外，图20(b)和图22(b)中，作为一例表示薄片以贴着基板10e的方式取向的样子。

根据本实施方式，如上所述，可逆的切换在整面电极12、22间产生的纵向电场与在梳齿电极14、15间产生的横向电场，由此，可逆地切换形状各向异性部件32的朝向。

例如，如图20(a)所示，当对相对的均匀的整面电极12、22间施加交流电压时，薄片旋转以使得其长轴与电力线平行。即，薄片以其长轴与基板10e、20垂直的方式取向(纵取向)。由此，从背光源3入射到光调制层30的光如图22(a)所示透射(通过)光调制层30，出射到观察者一侧。

另一方面，如图20(b)所示，当对以彼此交替地组合的方式位于同一平面上的梳齿电极14、15施加一定以上的交流电压时，薄片在梳齿电极14、15间附近以贴着基板10e的方式取向(横取向)。

根据这样的横取向，薄片的反射平面与基板10e平行地取向，入射光在该反射平面反射而不会透射与入射光相反侧的面。由此，从背光源3入射到光调制层30的光被上述横取向的薄片遮断。

另外，薄片的取向的程度能够通过施加电压的大小来控制。由此，从背光源3入射到光调制层30的光根据施加电压，其至少一部分被薄片遮断。由此，能够使从背光源3入射到光调制层30的光的透射率(透射光量)变化。

另外，在使薄片从纵取向切换到横取向的情况下，可以将施加于上述整面电极12、22间的电压和施加于梳齿电极14、15间的电压设定为各自不同的电压值，以成为对各自来说最佳的电压值。

但是，简便地，只要在从电源电路61对整面电极12、22间施加薄片横取向的阈值以上的一定的电压的状态下，使用继电器电路，将施加上述电压的电极切换为梳齿电极14、15，就能够仅通过变更施加电压的电极来将薄片从纵取向切换为横取向。

根据本实施方式，通过在相对的一对基板10、20设置相对的均匀的整面电极12、22，当对该整面电极12、22间施加电压时，薄片因均匀的纵向电场而纵取向。另外，通过对梳齿电极14、15间施加电压，能够使薄片完全地横取向。

根据本实施方式，利用梳齿电极对光调制层30施加横向电场。因此，根据本实施方式，能够三维地控制薄片的取向，能够控制薄片的取向以使薄片面与基板平行(薄片的短轴与基板垂直)。另外，形状各向异性部件32的作为导体的芯部因为其整个周围被电介质的包覆层包覆，所以不会在梳齿电极14、15间发生漏电。

因此，根据本实施方式，不需要偏光板，就能够提供简单且高对比度、高光利用效率的显示面板2e和显示装置1e。

(整面电极的变形例)

另外，本实施方式中，以整面电极12遍及绝缘基板11的与基板20相对的面的整个面形成为整面状的情况举例进行了说明。

但是，整面电极12也可以按每个像素划分。在这种情况下，整面电极12与和梳齿电极14不同的其它的TFT等开关元件连接，被施加与影像信号相应的信号。

像这样，在显示装置1e具有多个显示区域(像素区域)的情况下，上述整面电极12只要在各显示区域(各像素区域)形成为整面状即可。

[实施方式4]

以下对本发明的又一实施方式进行说明。另外，为了说明的方便，具有与用实施方式1中说明过的附图相同功能的部件、结构采用相同的编号，省略其详细说明。

(显示装置的结构)

图23是表示本实施方式的显示装置1f的概略结构的截面图。显示装置1f包括：显示面板2f；与显示面板2f相对设置的背光源3；和驱动电路(未图示)。

显示装置1f是使从背光源3出射的光透射显示面板2f而进行显示的透射型的显示装置。

显示面板2f包括彼此相对配置的一对基板10f、20f和配置在该一对基板10f、20f之间的光调制层30f。另外，基板10f(第一基板)配置于背光源3一侧(背面侧)，基板20f(第二基板)配置于显示面一侧(观察者侧)。另外，显示面板2f具有行列状排列的多个像素。

(基板的结构)

基板10f为绝缘基板，例如包括透明的玻璃基板11、电极12和取向膜17。玻璃基板11、电极12、取向膜17依次层叠。

基板20f为绝缘基板，例如包括透明的玻璃基板21、电极22和取向膜25。玻璃基板21、电极22、取向膜25依次层叠。

基板10f和基板20f，中间隔着光调制层30f，以使形成有取向膜17、25的面相对的方式设置。

基板10f构成有源矩阵基板。具体而言，基板10f在玻璃基板11上设置有未图示的各种信号线(扫描信号线、数据信号线等)、薄膜晶体管(Thin Film Transistor；“TFT”)和绝缘膜，在它们之上设置有电极12(像素电极)。

形成于基板10f的取向膜17和形成于基板20f的取向膜25，如后所述，使光调制层30f中所含的液晶分子被实施使其扭曲取向那样的取向处理。具体而言，例如以厚度形成聚酰亚胺膜后，能够采用被称为摩擦处理的方法。但是，并不限定于上述方法，能够采用公知的任意的方法。

另外，在没有对光调制层30f施加电压时，优选液晶分子被实施取向处理，以使其从基板10f向着基板20f以90°以上3600°以下的扭曲角度取向。

(光调制层的结构)

光调制层30f包括由大量的液晶分子构成的液晶材料31f(介质)和形状各向异性部件32。

光调制层30f通过与电极12、22连接的电源33施加电压，根据施加电压的的变化，使从背光源3入射到光调制层30f的光的透射率变化。

液晶材料31f使用在基板10、20进行扭曲取向的液晶材料。能够使用例如在向列型液晶中添加混合了手性剂的手性向列型液晶。手性剂的浓度根据其种类和向列型液晶的种类来决定，在将取向膜17的取向方向(摩擦方向)与取向膜25的取向方向错开90°，光调制层30f的厚度(单元厚度)为45μm的方式贴合而成的面板中，调节手性剂的浓度以使得手性间距成为70μm。

另外，作为向列型液晶，既可以使用具有正的介电常数各向异性的正型(P型)的液晶，也可以使用具有负的介电常数各向异性的负型(N型)的液晶。另外，在下面的说明中，只要没有特别否定，以使用P型的液晶进行说明。

形状各向异性部件32包括：由金属等导体构成的芯部；和包覆层。形状各向异性部件32是根据电场的方向伴随旋转进行响应的部件，只要为在其表面的液晶与该表面平行地取向的部件即可。在此，所谓“平行”，并不需要严密地平行，可以为大致平行。

为了在形状各向异性部件32的表面使液晶分子平行地取向，例如能够使用树脂作为包覆层。另外，形状各向异性部件32也可以与实施方式1不同，不具有带电性。

(透射率的控制方法)

接着，对基于光调制层30f进行透射率的控制方法进行说明。以下，对使用薄片作为形状各向异性部件32的情况进行说明。

图23是进行透射显示的显示装置1f的截面图，(a)表示显示装置1f中光的透射量小的状态，(b)表示光的透射量大的状态。

如图23(a)所示，通过以薄片的长度方向与基板10f、20f平行的方式使薄片取向(横取向)，成为光被遮断的状态。根据这样的横取向，薄片的反射面(与短轴垂直的面)与基板10f、20f平行地取向，入射光在该面上反射而不会透射与入射光相反侧的面。

另一方面，如图23(b)所示，通过以薄片的长轴与基板10f、20f的基板面垂直的方式使薄片取向(纵取向)，成为入射光透射的状态。

在此，所谓“入射光透射”，包括入射光直接透射和在薄片的反射面反射后透射与入射光所入射的基板相反侧的基板的基板面。

此时，如果在背面设置背光源，则能够进行液晶显示器那样的透射型显示。

(形状各向异性部件的取向控制)

接着，基于图24对控制薄片的取向的方法进行具体说明。图24表示作为形状各向异性部件32的薄片和液晶材料31f中的一部分的液晶分子36的取向。

另外，俯视时取向膜25的取向方向与取向膜17的取向方向所成角为180°。由此，在没有对光调制层30f施加电压时，在基板10f和基板20f的基板面的法线方向上，配置成液晶分子36呈螺旋状扭曲，至少在基板面的法线方向上隔开一定距离的液晶分子36各自的长轴方向彼此不同。

另外，作为液晶材料31f，使用P型液晶。

图24(a)表示没有对光调制层30f施加电压状态的薄片和液晶分子36的取向，图24(b)和(c)表示对光调制层30f施加电压的状态的薄片和液晶分子36的取向。

另外，通过未图示的驱动电路，施加于图24(b)所示的光调制层30f的电压被控制为比施加于图24(c)所示的光调制层30f的电压小。

如图24(a)所示，在没有对光调制层30f施加电压的状态下，液晶分子36按照取向膜17、25的取向方向以具有与基板10f、20f的基板面垂直的螺旋轴的方式取向。换言之，液晶分子36在基板10f、20f之间扭曲180°取向。

而且，薄片以液晶分子36相对于薄片的表面(与短轴垂直的面)平行取向方式移动，其结果，薄片以其表面与基板面平行的方式(以短轴与基板面垂直的方式)取向。即，横排列。

在此，液晶分子36扭曲取向，所以位于薄片的一个面上的液晶分子36的取向方向与位于相反侧的面上的液晶分子36的取向方向稍有不同。因此，薄片被位于一个面上的液晶分子36和位于相反侧的面上的液晶分子36在2个方向(2轴)上支承。由此，薄片从液晶分子36受到限制力而被保持，横取向。

如图24(b)所示，当对光调制层30f施加电压(交流电压)时，在对光调制层30f施加电压的状态下，根据所施加的电压，液晶分子36的长轴方向与基板面所成角变大。

因从介电泳力、库仑力或电能方面的观点说明的力和使与液晶的界面能为极小的力，薄片旋转以使得其长轴相对于电力线接近平行，成为纵排列。

由此，薄片的取向也发生变化，薄片所具有的面中的面积最大的面的法线(短轴)与基板10f、20f的基板面的法线所成的角发生变化。

如图24(c)所示，当施加于光调制层30f的电压为阈值以上时，液晶分子36以其长轴方向与基板10f、20f的基板面垂直的方式取向。

由此，薄片所具有的面中的面积最大的面的法线与基板10f、20f的基板面的法线所成的角变得垂直。

在作为液晶材料31f使用P型液晶的情况下，根据施加于光调制层30f的电压的大小，液晶分子36相对于基板面的倾斜取中间状态(图24(b))，所以薄片相对于基板面的倾斜也取中间状态。

由此，使与施加于光调制层的电压的大小对应的光量的光透射，在显示装置1f能够容易地进行中间灰度的显示。

如上所述，通过使施加于光调制层30f的电压的大小变化，能够可逆地控制(能够切换)薄片的取向。

如上所述，在采用P型液晶时，液晶分子36在施加电压时成为垂直取向，由此使薄片横取向的限制力消失，薄片能够纵取向地旋转。

在作为液晶材料31f使用N型液晶时，在没有对光调制层30f施加电压的状态下，液晶分子36以其长轴方向与基板面平行的方式取向。因此，薄片也横排列。

即使对光调制层30f施加电压，N型的液晶分子36的取向也不发生变化。但是，因作用于薄片的、从介电泳力、库仑力或电能方面的观点说明的力，薄片的取向变化为纵取向。而且，当降低施加电压时，薄片相对于液晶分子36的取向受到限制力，能够迅速使薄片回到横取向。

另外，在采用N型液晶时，即使对光调制层30f施加电压，因液晶分子36总是作用要使薄片横取向的力。于是，通过使电压施加引起的薄片的旋转转矩与液晶分子36引起的横取向限制力取得平衡，能够在显示装置1f容易地进行中间灰度的显示。

本实施方式的显示装置1f，能够以简单的结构提高光利用效率。另外，根据有无对光调制层30f施加电压来决定形状各向异性部件32的取向，所以能够以双向快的开关速度控制明暗的切换。

本发明并不限定于上述的各实施方式，能够在权利要求所示的范围内进行各种变更，将在各种实施方式中分别公开的技术手段适当组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

产业上的利用可能性

本发明能够用于电视机等显示器。

附图符号说明

1、1a～1f 显示装置

2、2a～2f 显示面板

3 背光源

10、10a～10f 基板(第一基板、第二基板)

11 玻璃基板(绝缘基板)

12 电极(第一电极、像素电极)

13 光吸收层

14、15 梳齿电极

14A、15A 分支电极

14B、15B 主干电极

14L、15L 电极部

14S、15S 间隔部

15 梳齿电极

16 绝缘层

17、25 取向膜

20、20f 基板(第二基板、第一基板)

21 玻璃基板(绝缘基板)

22 电极(第二电极、共用电极)

24 肋

30、30a～30f 光调制层

31 介质

31a 极性溶媒

31b 非极性溶剂

31f 液晶材料(介质)

32、32a 形状各向异性部件

33 电源

34 芯部

35 包覆层

36 液晶分子

41、51 继电器电路

42～44、52～54 配线

61 电源电路

101 薄片

102 芯部

103 聚酯膜

Claims (14)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：

彼此相对配置的第一基板和第二基板；和

光调制层，其配置在所述第一基板与所述第二基板之间，包含多个形状各向异性部件，控制入射的光的透射率，

所述形状各向异性部件包括：作为金属导体的芯部；和包覆所述芯部的整个周围的作为电介质的包覆层，

所述形状各向异性部件具有带电性，

所述光调制层在施加于所述光调制层的电压为直流或第一阈值以下的低频时遮断光，在施加于所述光调制层的电压为第二阈值以上的高频时使光透射，

通过使施加于所述光调制层的电压的频率变化，使所述形状各向异性部件在所述第一基板和所述第二基板上的投影面积变化。

2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于：

所述光调制层包含分散所述多个形状各向异性部件的介质，

所述介质的折射率与所述包覆层的折射率之差为0.3以下。

3.如权利要求1或2所述的显示面板，其特征在于：

所述包覆层的厚度为0.002μm以上。

4.如权利要求3所述的显示面板，其特征在于：

所述包覆层的厚度为0.04μm以上。

5.如权利要求3所述的显示面板，其特征在于：

所述包覆层的厚度为0.1μm以上。

6.如权利要求3所述的显示面板，其特征在于：

当设所述包覆层的折射率为n时，

所述包覆层的厚度小于0.19/n[μm]。

7.如权利要求1或2所述的显示面板，其特征在于：

当设所述包覆层的折射率为n时，

所述包覆层的厚度大于0.39/n[μm]。

8.如权利要求2所述的显示面板，其特征在于：

所述介质的折射率与所述包覆层的折射率之差为0.2以下。

9.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于：

所述包覆层的至少一部分由二氧化硅构成。

10.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于：

所述芯部由金属构成，具有反射性。

11.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于：

所述光调制层包含由液晶分子构成的液晶材料，

所述第一基板和所述第二基板的与所述光调制层相对的面被实施了取向处理，

实施了所述取向处理，使得在没有对所述光调制层施加电压时，所述液晶分子从所述第一基板向所述第二基板扭曲地取向，

通过使施加于所述光调制层的电压变化，使所述液晶分子的取向变化，来使所述形状各向异性部件在所述第一基板和所述第二基板上的投影面积变化。

12.一种显示面板，其特征在于，包括：

彼此相对配置的第一基板和第二基板；和

光调制层，其配置在所述第一基板与所述第二基板之间，包含多个形状各向异性部件，控制入射的光的透射率，

所述形状各向异性部件包括：作为金属导体的芯部；和包覆所述芯部的整个周围的作为电介质的包覆层，

所述光调制层包含极性溶剂和非极性溶剂，

所述第一基板具有亲水性的性质，并且与所述极性溶剂接触，

所述第二基板具有疏水性的性质，并且与所述非极性溶剂接触，

所述形状各向异性部件具有亲水性或疏水性的性质，

通过使施加于所述光调制层的电压的大小变化，使所述形状各向异性部件在所述第一基板和所述第二基板上的投影面积变化。

13.一种显示面板，其特征在于，包括：

彼此相对配置的第一基板和第二基板；和

光调制层，其配置在所述第一基板与所述第二基板之间，包含多个形状各向异性部件，控制入射的光的透射率，

所述形状各向异性部件包括：作为金属导体的芯部；和包覆所述芯部的整个周围的作为电介质的包覆层，

通过使施加于所述光调制层的电压的大小或频率变化，使所述形状各向异性部件在所述第一基板和所述第二基板上的投影面积变化，

所述第一基板和所述第二基板分别具有整面状的电极，

在所述第二基板，在所述整面状的电极上隔着绝缘层设置有至少1个梳齿状的电极，

所述显示面板还具有变更对所述光调制层施加的电场的方向的电场施加方向变更电路。

14.一种显示装置，其特征在于：

包括权利要求1～13中任一项所述的显示面板。