CN107272246B - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种显示装置，具备：第一偏光元件；第二偏光元件；光调制层，位于所述第一偏光元件和所述第二偏光元件之间，各个所述第一偏光元件及所述第二偏光元件在具备多个子区域的有效区域中具备宾主型液晶层和控制电极，所述宾主型液晶层包含对于可见光的吸收性能具有各向异性的色素，所述控制电极在各个所述子区域内控制所述色素的取向方向。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置。

背景技术

近年提出了各种光学装置。作为一例，提出了能够应用宾主型液晶元件的能动吸收型偏光片、第一静态反射型偏光片、能动偏振转子、以及具备第一静态型反射偏光片的能够电子调光的光学装置。另外，也提出了具备能够适用宾主型液晶元件的可变型偏光片的反射率可变系统或透过率可变系统。在这种光学装置中，要求提高透过率或透明性，同时要求实现黑显示以提高显示品质。

发明内容

根据一实施方式，提供一种显示装置，具备：第一偏光元件；第二偏光元件；以及光调制层，位于所述第一偏光元件和所述第二偏光元件之间，各个所述第一偏光元件及所述第二偏光元件在具备多个子区域的有效区域内具备宾主型液晶层和控制电极，所述宾主型液晶层包含对可见光的吸收性能具有各向异性的色素，所述控制电极在各个所述子区域内控制所述色素的取向方向。

根据一实施方式，提供一种显示装置，具备：第一偏光元件，具备具有第一长轴的第一色素；第二偏光元件，具备具有第二长轴的第二色素；显示面板，位于所述第一偏光元件和所述第二偏光元件之间，其中，所述显示装置具有所述第一长轴和所述第二长轴在所述显示装置的主面上彼此交叉的显示模式、和所述第一长轴和所述第二长轴相互平行且与所述主面交叉的透过模式。

根据本实施方式，能够提供一种显示装置，能够提高透过率及显示品质。

附图说明

图1为示出本实施方式的显示装置DSP的一构成例的立体图。

图2为示出能够适用于图1所示的第一偏光元件1及第二偏光元件2的偏光元件10的一构成例的图。

图3为示出能够适用于图1所示的第一偏光元件1及第二偏光元件2的双方的偏光元件10的其他构成例的图。

图4为示出控制电极13及14的构成例的平面图。

图5为示出控制电极13及14的其他构成例的平面图。

图6为示出图1所示的显示面板3的一构成例的截面图。

图7为示出图6所示的显示面板3的一构成例的图。

图8为示出图7所示的显示面板3的一构成例的截面图。

图9为用于说明适用于本实施方式的显示装置DSP的透过模式的图。

图10为用于对于图9所示的透过模式中的显示装置DSP的透过率进行说明的图。

图11为用于说明适用于本实施方式的显示装置DSP的显示模式的图。

图12为用于对于图11所示的显示模式中的显示装置DSP的透过率进行说明的图。

图13为示出本实施方式的一实施例涉及的显示装置DSP的截面图。

图14为示出本实施方式的其他实施例涉及的显示装置DSP的截面图。

图15为用于说明本实施方式的显示装置DSP的适用例的截面图。

具体实施方式

以下参照附图说明本实施方式。此外，公开仅为一例而已，对于本领域技术人员来说能够容易想到的在保留发明的主旨的前提下的适当变更当然包含于本发明的范围内。另外，附图为了使得说明更加明确，有时与实际的方式相比示意性表示各部分的宽度、厚度、形状等，其只不过为一例，并不限定本发明的解释。另外，在本说明书和各图中，关于已经出现的附图，有时对于与之前叙述的要素和发挥相同或者类似功能的构成要素付与相同的附图标记并适当省略重复的详细说明。

图1为示出本实施方式的显示装置DSP的一构成例的立体图。此外，图中的第一方向X、第二方向Y及第三方向Z相互正交，但可以以90度以外的角度交叉。第三方向Z相当于构成显示装置DSP的光学元件的排列方向。

显示装置DSP具备：第一偏光元件1、第二偏光元件2、显示面板3及驱动部DR。

各个第一偏光元件1、第二偏光元件2以及显示面板3，作为一例，构成为平板状。以第一方向X及第二方向Y规定的X-Y平面相当于显示装置DSP的主面。各个第一偏光元件1、第二偏光元件2以及显示面板3具有与X-Y平面平行的主面1A、2A及3A。在图示的示例中，第三方向Z与各个主面1A、2A及3A的法线平行。各个第一偏光元件1及第二偏光元件2以透过或吸收入射至自身的光的方式构成。也就是说，各个第一偏光元件1及第二偏光元件2以能够在透过光的透过状态和吸收光的吸收状态之间切换的方式构成。

显示面板3位于第一偏光元件1和第二偏光元件2之间。显示面板3为例如具备液晶层作为光调制层的液晶显示面板，但不限于此，其可以为包括具有如下功能的光调制层：具有使向透过自身的光付与的相位差(延迟：retardation)可变的功能的光调制层；或者，具有使透过自身的光的振动面在X-Y平面内可变的功能。

驱动部DR分别驱动第一偏光元件1、第二偏光元件2及显示面板3。也就是说，驱动部DR，在各个第一偏光元件1及第二偏光元件2中，对使光透过的透过状态和使光吸收的吸收状态进行切换控制。并且，驱动部DR在显示面板3中控制对于透过光的相位差。

图2为示出能够适用于图1所示的第一偏光元件1及第二偏光元件2的偏光元件10的一构成例的图。以下说明的偏光元件10为适用于上述的第一偏光元件1及第二偏光元件2的双方的构成例。图2的(a)为被第一模式控制的偏光元件10的截面图，图2的(b)为被第二模式控制的偏光元件10的截面图。

偏光元件10具备支承基板11及支承基板12、控制电极(第一电极)13、控制电极(第二电极)14、取向膜15及取向膜16、以及宾主型液晶层(以下简单称为“液晶层”)17。控制电极13位于支承基板11和取向膜15之间，控制电极14位于支承基板12和取向膜16之间。液晶层17位于取向膜15和取向膜16之间，或者位于控制电极13和控制电极14之间。支承基板11及支承基板12为玻璃基板或树脂基板等的对于可见光透明的基板。控制电极13及控制电极14由铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)等的透明导电材料形成。液晶层17包含：作为客分子在对于可见光的吸收性能(吸收率)方面具有各向异性的色素(例如二色性色素(dichroic dye))17G和作为主分子的向列液晶的液晶分子17H。作为一例，色素其分子的形状为棒状，例如优选偶氮色素、蒽醌色素、二萘嵌苯色素、份菁色素等。棒状的色素具有相比于向分子的短轴方向振动的偏光分量较强地吸收向分子的长轴方向振动的偏光分量的吸收性能。在这种液晶层17中，能够使色素与液晶的取向相随地向希望的方向取向。此外，作为液晶层17，能够适用具有正的介电率各向异性的构成和具有负的介电率各向异性的构成的任一种。作为取向膜15及取向膜16，可以为具有使液晶分子17H向平行于主面的方向取向的取向限制力的水平取向膜，也可以为具有使液晶分子17H向平行于主面的法线的方向取向的取向限制力的垂直取向膜。

以下，以液晶层17具有正的介电率各向异性，且取向膜15及取向膜16为水平取向膜的构成为例进行说明。

图2的(a)为电压未施加于夹着液晶层17而对向的控制电极13及控制电极1314上的关闭(OFF)状态。此时，在液晶层17中液晶分子17H及色素17G沿主面(或者X-Y平面)初始取向。在图示的示例中，液晶分子17H及色素17G以各自的长轴朝向平行于第二方向Y的方向的方式取向。这种情况下，在沿第三方向Z入射至液晶层17的光中，相比平行于第一方向X的第一偏光分量，色素17G更强地吸收平行于第二方向Y的第二偏光分量。此外，液晶分子17H及色素17G的初始取向方向由对于取向膜15及取向膜16的取向处理方向决定。作为对于取向膜15及取向膜16的取向处理，能够适用摩擦处理或光取向处理等。在图示的示例中，各个取向膜15及取向膜16的取向处理方向与第二方向Y平行，既可以为彼此相反的方向，也可以为相同的方向。所谓色素17G的长轴沿主面取向的状态，不仅包括该长轴完全地平行于主面的情况，也包括该长轴相对于主面稍微倾斜的情况。

图2的(b)为电压施加于控制电极13及控制电极1314的开启(ON)状态。此时，在液晶层17上的控制电极13及控制电极14之间形成沿着第三方向Z的电场。液晶层17中的液晶分子17H及色素17G以其长轴朝向平行于电场的方向的方式取向。也就是说，液晶分子17H及色素17G的各自的长轴向与主面交叉的方向取向。在一例中，液晶分子17H及色素17G的各自的长轴向主面的法线即平行于第三方向Z的方向取向。这种情况下，在沿第三方向Z入射至液晶层17的光中，色素17G几乎不吸收第一偏光分量及第二偏光分量。即使色素17G吸收了光的一部分，第一偏光分量的吸收性能和第二偏光分量的吸收性能也是同等的。所谓色素17G的长轴向与主面交叉的方向取向的状态，不仅包括该长轴完全地平行于主面的法线的情况，也包括该长轴相对于主面的法线稍微倾斜的情况。

图3为示出能够适用于图1所示的第一偏光元件1及第二偏光元件2的双方的偏光元件10的其他构成例的图。图3的(a)为被第二模式控制的偏光元件10的截面图，图3的(b)为被第一模式控制的偏光元件10的截面图。

图3所示的构成例与图2所示的构成例相比较，在液晶层17具有负的介电常数各向异性、取向膜15及取向膜16为垂直取向膜这一点上不同。

图3的(a)为电压未施加于控制电极13及14的关闭(OFF)状态。此时，在液晶层17中液晶分子17H及色素17G向与主面的法线平行的第三方向Z初始取向。这种情况下，在沿第三方向Z入射至液晶层17的光中，色素17G几乎不吸收第一偏光分量及第二偏光分量。

图3的(b)为电压施加于控制电极13及控制电极14的开启(ON)状态。此时，在液晶层17上的控制电极13及控制电极14之间形成沿着第三方向Z的电场。此外，优选的是，电场中包含相对于第三方向Z倾斜的倾斜电场。这种倾斜电场，例如能够通过在支承基板11和液晶层17之间或支承基板12和液晶层17之间等设置突起，或者在控制电极13及控制电极14上设置狭缝而形成。上述的突起或狭缝有时也称为倾斜电场形成部。此外，通过预先摩擦处理等在垂直取向膜上形成预倾，通过形成于控制电极13及控制电极14间的纵方向电场，限制液晶层17的倾斜方位，从而使其具有与倾斜电场类似的效果。液晶层17中的液晶分子17H及色素17G以其长轴朝向与电场交叉的方向的方式取向。也就是说，液晶层17中的液晶分子17H及色素17G以朝向平行于X-Y平面的方向的方式取向。在图示的示例中，色素17G以其长轴朝向平行于第二方向Y的方向的方式取向，在入射至液晶层17的光中，相比第一偏光分量，更强地吸收第二偏光分量。

在本实施方式中，如图2的(a)及图3的(b)所示，将使色素17G向平行于主面的方向取向的模式定义为第一模式，如图2的(b)及图3的(a)所示，将使色素17G向平行于主面的法线的方向取向的模式定义为第二模式。不过，在第一模式中，也可以不是所有的色素17G向完全地平行于主面的方向取向，关于包含于液晶层17的色素17G的平均的吸收性能，色素17G只要以在第一偏光分量和第二偏光分量的吸收性能上发现差异的程度取向即可。并且，在第二模式中，也可以不是所有的色素17G向完全地平行于主面的法线的方向取向，关于包含于液晶层17的色素17G的平均的吸收性能，色素17G只要以几乎不吸收第一偏光分量及第二偏光分量，或者，第一偏光分量及第二偏光分量的吸收性能可以视为几乎同等的程度取向即可。这样，一对控制电极13及14根据施加于其间的液晶层17的电压控制第一模式及第二模式。

在此，在第二模式，即吸收的大小不因偏光分量而改变的状态下，色素17G越向平行于主面的法线的方向取向，透过性越为优异。也就是说，从提高透光性的观点来看，与如图2的(b)所示的那样通过电场使色素17G取向的情况相比，如图3的(a)所示的那样通过垂直取向膜的取向限制力使色素17G取向更为优选。其原因在于，通过电压改变取向膜表面的附近的色素17G的取向并不容易，并且施加的电压有时也存在实用方面的限制，而且，图3的(a)所示的构成例与图2的(b)所示的构成例相比较，液晶的晃动很难影响光学特性。

接着，对于能够适用于上述的偏光元件10的控制电极13及控制电极14的构成例进行说明。

图4为示出控制电极13及控制电极14的构成例的平面图。偏光元件10在X-Y平面内具备光能够透过的有效区域AA。作为一例，有效区域AA为具有沿第一方向X的短边及沿第二方向Y的长边的长方形状，其形状不限于图示的示例，可以为其他的多边形状，也可以为圆形状或椭圆形状等。

在图4的(a)所示的构成例中，控制电极13及控制电极14均由在有效区域AA的正面上不断地延伸的单一片状电极构成。如上所述，控制电极13及控制电极14夹着液晶层17而对向。驱动部DR与各个控制电极13及控制电极14电连接。在上述构成例中，通过控制驱动部DR对于控制电极13及控制电极14施加的电压，在有效区域AA的整面上控制液晶层17的色素17G的取向方向。从而，偏光元件10在有效区域AA的整面能够控制上述的第一模式(主要透过光的模式)和第二模式(主要吸收光的模式)。

图4的(b)所示的构成例与图4的(a)所示的构成例相比较，在偏光元件10的有效区域AA具备带状的多个子区域SA的点上不同。控制电极13与图4的(a)所示的构成例同样地，由单一的片状电极构成。控制电极14由相互分开的多个带状电极141至147构成。在图示的示例中，各个带状电极141至147为沿第一方向X延伸的长方形状，在第二方向Y上隔开间隔排列。控制电极13及带状电极141至147相互对向。驱动部DR与控制电极13电连接，并且与各个带状电极141至147电连接。子区域SA相当于控制电极13与带状电极141至147中的一个在X-Y平面内重合的重叠部。也就是说，在图示的示例中，各子区域SA为沿第一方向X延伸的带状的区域。

此外，各个带状电极141至147也可以沿第二方向Y延伸，在第一方向X上隔开间隔排列。并且，这里示出的构成例相当于控制电极13及控制电极14中的一者由片状电极构成、另一者由多个带状电极构成的示例，也可以控制电极13由多个带状电极构成，控制电极14由单一的片状电极构成。

在上述构成例中，通过控制驱动部DR对于带状电极141至147分别施加的电压，在各个子区域SA中控制色素17G的取向方向。从而，偏光元件10在每个子区域SA中能够控制第一模式和第二模式。此外，该构成例的偏光元件10也能够通过统合地驱动带状电极141至147，在有效区域AA的整面内控制第一模式和第二模式。

图4的(c)所示的构成例与图4的(a)所示的构成例相比较，在偏光元件10的有效区域AA具备矩阵状的多个子区域SA的点上不同。控制电极13由相互分开的多个带状电极131至135构成。控制电极14由相互分开的多个带状电极141至146构成。带状电极131至135相当于第一带状电极，带状电极141至146相当于第二带状电极。在图示的示例中，各个带状电极131至135沿第二方向Y延伸，在第一方向X上隔开间隔排列。并且，各个带状电极141至146沿第一方向X延伸，在第二方向Y上隔开间隔排列。带状电极131至135及带状电极141至146相互对向。驱动部DR与带状电极131至135的各个电连接的同时，与带状电极141至146的各个电连接。子区域SA相当于带状电极131至135中的一个与带状电极141至146中的一个在X-Y平面内交叉而成的四边形状的交叉部。也就是说，在图示的示例中，子区域SA在第一方向X及第二方向Y上矩阵状排列。

在上述构成例中，通过控制驱动部DR对于带状电极131至135以及带状电极141至146分别施加的电压，在各个子区域SA中控制色素17G的取向方向。从而，偏光元件10在每个子区域SA中能够控制第一模式和第二模式。此外，该构成例的偏光元件10也能够通过统合地驱动带状电极131至135以及带状电极141至146，在有效区域AA的整面内控制第一模式和第二模式。

此外，在上述的构成例中，子区域SA的形状不限于四边形状，可以为其他的多边形状，也可以为圆形状或椭圆形状等，可以为任意的形状。能够自由选择规定这种子区域SA的形状的控制电极13及控制电极14的形状。

图5为示出控制电极13及14的其他构成例的平面图。图5所示的构成例，与图4所示的构成例相比较，在子区域SA1及SA2局部地形成于有效区域AA这点上不同。也就是说，子区域SA没有必要如图4的构成例那样地形成于有效区域AA的整面，可以任意地设置于需要光的透过或者吸收的控制的区域。

在图示的示例中，有效区域AA具备子区域SA1、子区域SA2及非控制区域SB。子区域SA1为椭圆形状的区域，形成于一对控制电极131及控制电极141对向的区域。子区域SA2为长方形状的区域，形成于一对控制电极132及控制电极142对向的区域。在非控制区域SB中不形成任何的控制电极。在图示的示例中，在有效区域AA内，子区域SA1及子区域SA2的总面积小于非控制区域SB的总面积。不过，子区域SA1及子区域SA2的总面积也可以大于非控制区域SB的总面积。

在这种构成例中，子区域SA1及SA2相当于能够控制第一模式和第二模式的控制区域。另一方面，子区域SA以外的非控制区域SB维持为第二模式，几乎所有的光均透过该非控制区域SB。也就是说，非控制区域SB相当于透过区域。

此外，在图4及图5的构成例中，偏光元件10的子区域SA以无源方式被驱动，也可以以有源方式被驱动。即，偏光元件10在每个子区域SA中具备有源元件，控制电极13及控制电极14中的至少一者可以与有源元件电连接。这种情况下，能够在每个子区域SA中独立地控制第一模式和第二模式。

图6为示出图1所示的显示面板3的一构成例的截面图。在此，作为显示面板3的一例说明液晶显示面板。

显示面板3具备：第一基板SUB1、第二基板SUB2及光调制层(液晶层)LC。第一基板SUB1及第二基板SUB2通过密封件SE粘接。光调制层LC被保持于第一基板SUB1和第二基板SUB2之间。第一基板SUB1位于与第一偏光元件1对向的一侧。第二基板SUB2位于与第二偏光元件2对向的一侧。光调制层LC位于第一偏光元件1和第二偏光元件2之间。

图7为示出图6所示的显示面板3的一构成例的图。

显示面板3具备显示图像的显示区域DA。显示区域DA具有矩阵状配置的多个像素PX。第一基板SUB1具备：多根扫描线G(也称为“栅极线”)以及与扫描线G交叉的多根信号线S(也称为“数据配线”或“源极线”)。各扫描线G被引出至显示区域DA的外侧，与扫描线驱动器GD连接。各信号线S被引出至显示区域DA的外侧，与信号线驱动器SD连接。扫描线驱动器GD及信号线驱动器SD连接于控制器CNT。控制器CNT基于显示于显示区域DA的图像的数据，控制扫描线驱动器GD及信号线驱动器SD。此外，扫描线G及信号线S由于由不透明的金属材料形成，因此，从提高显示面板3的透过率的观点出发，优选的是尽可能地细线化。并且，从减小由于扫描线G及信号线S造成的对于反射光的显示图像的影响的观点出发，优选在扫描线G及信号线S的表面实施防反射处理。

各像素PX具备开关元件SW(例如薄膜晶体管)、像素电极PE和共用电极CE等。开关元件SW电连接于扫描线G及信号线S。开关元件SW可以适用顶栅型及底栅型的任一种，并且，也可以适用单栅极构造及双栅极构造的任一种。并且，具备开关元件SW的半导体层能够适用非晶硅、多晶硅、氧化物半导体等。从降低向半导体层的入射光的漏光的观点出发，半导体层优选由氧化物半导体形成。并且，从提高显示面板3的透过率的观点出发，半导体层优选由透明氧化物半导体形成。像素电极PE电连接于开关元件SW。共用电极CE与多个像素电极PE对向。上述的像素电极PE及共用电极CE作为驱动光调制层LC的驱动电极而发挥作用。像素电极PE及共用电极CE由ITO或IZO等的透明导电材料形成。从提高显示面板3的透过率的观点出发，像素电极PE及共用电极CE优选不包含不透明的金属材料。

此外，在此省略了对于显示面板3的详细的构成的说明，在主要使用沿显示面板3的法线方向的纵电场或相对于法线倾斜的倾斜电场的模式中，第一基板SUB1具备像素电极PE，而第二基板SUB2具备共用电极CE。并且，在主要使用沿显示面板3的主面3A内的横电场的模式中，第一基板SUB1或者第二基板SUB2具备像素电极PE及共用电极CE的双方。

作为使用上述的纵电场的模式，可以例举TN(扭曲向列，Twisted Nematic)模式、PDLC(聚合物分散液晶，Polymer Dispersed Liquid Crystal)模式、OCB(光学补偿弯曲，Optically Compensated Bend)模式、ECB(电控双折射，Electrically ControlledBirefringence)模式、VA(垂直取向，Vertical Aligned)模式等。并且，作为使用上述横电场的模式可以例举FFS(边缘切换，Fringe Field Switching)模式、IPS(共面转换，In-Plane Switching)模式等。此外，可以将使用纵电场的模式和使用横电场的模式组合。

作为一例，显示面板3具备通过在显示区域DA的全部区域内使从第一基板SUB1朝向第二基板SUB2的光或从第二基板SUB2朝向第一基板SUB1的光选择性地透过而显示图像的透过显示功能。此外，显示面板3可以具备通过在显示区域DA的一部分内使从第一基板SUB1朝向第二基板SUB2的光或从第二基板SUB2朝向第一基板SUB1的光选择性地反射而使图像显示的发射显示功能。并且，位于显示区域DA的至少一部分的一像素PX可以具备透过显示功能及反射显示功能的双方。

图8为示出图7所示的显示面板3的一构成例的截面图。在此，对于适用FFS模式的显示面板3的截面构造进行简单地说明，FFS模式是使用横电场的显示模式的一种。在图示的示例中，显示面板3在显示区域DA内具备显示红色的红像素PXR、显示绿色的绿像素PXG及显示蓝色的蓝像素PXB，也可以包含显示其他颜色的像素。例如，从提高显示面板3的透过率的观点出发，显示面板3优选包含显示白色的像素或者透明的像素。

第一基板SUB1具备：第一绝缘基板100、第一绝缘膜110、共用电极CE、第二绝缘膜120、像素电极PE1至PE3、第一取向膜AL1等。共用电极CE在红像素PXR、绿像素PXG及蓝像素PXB的范围内延伸。红像素PXR的像素电极PE1、绿像素PXG的像素电极PE2、蓝像素PXB的像素电极PE3的各个与共用电极CE对向，分别具有狭缝SLA。在图示的示例中，共用电极CE位于第一绝缘膜110和第二绝缘膜120之间，像素电极PE1至PE3位于第二绝缘膜120和第一取向膜AL1之间。此外，像素电极PE1至PE3可以位于第一绝缘膜110和第二绝缘膜120之间，共用电极CE可以位于第二绝缘膜120和第一取向膜AL1之间。这种情况下，狭缝SLA形成于共用电极CE。

第二基板SUB2具备第二绝缘基板200、遮光层BM、彩色滤光片CFR、CFG、CFB、外涂层OC、第二取向膜AL2等。彩色滤光片CFR、CFG、CFB分别夹着光调制层LC而与像素电极PE1至PE3对向。彩色滤光片CFR为红色的彩色滤光片，彩色滤光片CFG为绿色的彩色滤光片，彩色滤光片CFB为蓝色的彩色滤光片。

此外，在图示的示例中，彩色滤光片CFR、CFG、CFB形成于第二基板SUB2，但也可以形成于第一基板SUB1。遮光层BM位于邻接的彩色滤光片之间，但从提高显示面板3的透过率的观点出发优选的是省略遮光层BM。在不需要彩色显示的情况下省略彩色滤光片，能够进一步提高显示面板3的透过率。

光调制层LC被封入第一取向膜AL1和第二取向膜AL2之间。第一取向膜AL1及第二取向膜AL2为水平取向膜。

在像素电极PE和共用电极CE之间未形成电场的关闭(OFF)状态下，光调制层LC所包含的液晶分子LM通过第一取向膜AL1及第二取向膜AL2的取向限制力而在大致平行于X-Y平面的方向上初始取向。在像素电极PE和共用电极CE之间形成了电场的开启(ON)状态下，液晶分子LM在X-Y平面内在与初始取向方向不同的方向上取向。液晶分子LM的平均的取向方向根据电场的大小或像素电极PE和共用电极CE之间的电位差而决定。在光调制层LC中，对于透过自身的直线偏光付与的延迟Δn·d例如在关闭(OFF)状态下为零，开启(ON)状态下的最大值为λ/2。此外，Δn为光调制层LC的折射率各向异性，d为光调制层LC的实质厚度(沿第三方向Z的长度)，λ为透过光调制层LC的光的波长。也就是说，光调制层LC的延迟根据电场的大小而能够在从零至λ/2的范围内调整。因此，透过关闭(OFF)状态的光调制层LC的直线偏光在维持其偏光状态的同时透过显示面板3。并且，透过开启(ON)状态的光调制层LC的直线偏光，被转换为其偏光轴在X-Y平面内旋转90度的偏光状态的直线偏光。

图9为用于说明适用于本实施方式的显示装置DSP的透过模式的图。此外，在此，着眼于第一偏光元件1及第二偏光元件2的各个所具备的多个子区域中的两个子区域SA1及SA22进行说明。子区域SA21及SA22夹着显示面板3而对向。作为一例，子区域SA21及SA22为在X-Y平面内重复的位置关系。

第一偏光元件1及第二偏光元件2的各个被上述的第二模式控制，并且，第一偏光元件1所包含的色素21G及第二偏光元件2所包含的色素22G在相互平行的方向上取向。也就是说，第一偏光元件1所包含的色素21G及第二偏光元件2所包含的色素22G，其各个长轴以朝向第三方向Z的方式取向。

图10为用于对于图9所示的透过模式中的显示装置DSP的透过率进行说明的图。在此，在显示装置DSP中，对于从第一偏光元件1朝向第二偏光元件2前进的光的透过率进行了说明，方向彼此相反的光的透过率实质上相同。并且，关于以下的透过率的讨论，不考虑各偏光元件中的色素的短轴方向上的吸收或显示面板中的吸收。

显示面板3所包含的像素PX11及PX12位于第一偏光元件1的子区域SA21和第二偏光元件2的子区域SA22之间。像素PX11的延迟Δn·d为零，像素PX12的延迟Δn·d为λ/2。像素PX11相当于第一像素，像素PX11的延迟相当于第一延迟。像素PX12相当于第二像素，像素PX12的延迟相当于第二延迟。色素21G的长轴L1及色素22G的长轴L2均向第三方向Z取向。也就是说，长轴L1及L2相互平行，并且在X-Y平面(或者显示装置DSP的主面)内交叉。色素21G相当于第一色素，色素21G所具有的长轴L1相当于第一长轴。色素22G相当于第二色素，色素22G所具有的长轴L2相当于第二长轴。

入射至第一偏光元件1的光(例如，具有随机振动面的自然光)几乎不被子区域SA21的色素21G吸收而入射至显示面板3。入射至显示面板3的光，尽管具有其一部分的振动面的分量在像素PX11及PX12中被调制，但其大部分不被吸收而入射至第二偏光元件2。入射至第二偏光元件2的光几乎不被子区域SA22的色素22G吸收而透过。这样，入射至透过模式的显示装置DSP的光，由于在显示装置DSP中几乎不被吸收，因此，透过显示装置DSP的光的透过率TO相同而与像素PX11及PX12的延迟无关。作为一例，透过率TO几乎为100％。此外，在这种透过模式中，即使为了通过显示面板3显示图像而将影像信号写入各像素，但其显示图像几乎不被视认而不会招致透过率的下降。

这样，根据本实施方式，与具备吸收型的静态的偏光片的显示装置相比较，由于显示装置DSP的第一偏光元件1及第二偏光元件2被透过模式控制，能够提高透过率。并且，在显示装置DSP中，由于几乎不存在透过光的吸收，因此，关于经由显示装置DSP希望透过背景而观察的部分，能够提高透光性。

图11为用于说明适用于本实施方式的显示装置DSP的显示模式的图。

第一偏光元件1及第二偏光元件2的各个被上述的第二模式控制，并且，第一偏光元件1所包含的色素21G及第二偏光元件1所包含的色素22G在X-Y平面内在垂直平行的方向上取向。在图示的示例中，色素21G以其长轴L1朝向第一方向X的方式取向，色素22G以其长轴L2朝向第二方向Y的方式取向。也就是说，长轴L1及L2在X-Y平面(或者显示装置DSP的主面)内交叉。

图12为用于对于图11所示的显示模式中的显示装置DSP的透过率进行说明的图。

首先，叙述入射至第一偏光元件1的光的透过率。在第一偏光元件1中，由于色素21G向第一方向X取向，因此，在入射至第一偏光元件1的光中，具有平行于第一方向X的振动面的分量被色素21G吸收，具有平行于第二方向Y的振动面的分量透过。因此，透过第一偏光元件1的光的透过率为约50％。透过第一偏光元件1的光，成为在第二方向Y上具有振动面的直线偏光，入射至显示面板3。

入射至显示面板3的直线偏光中的、入射至像素PX11的光，由于像素PX11的延迟Δn·d为零，因此，维持其偏光状态而透过显示面板3。并且，入射至显示面板3的直线偏光中的、入射至像素PX12的光，由于像素PX12的延迟Δn·d为λ/2，因此，其偏光轴旋转，并被转换为在第一方向X上具有振动面的直线偏光而透过显示面板3。透过显示面板3的直线偏光入射至第二偏光元件2。

接着，叙述入射至第二偏光元件2的光的透过率。在第二偏光元件2中，由于色素22G向第二方向Y取向，因此，在入射至第二偏光元件2的光中，具有平行于第二方向Y的振动面的分量被色素22G吸收，具有平行于第一方向X的振动面的分量透过。在此，由于透过像素PX11的光为在第二方向Y上具有振动面的直线偏光，因此，几乎被色素22G吸收。另一方面，由于透过像素PX12的光为在第一方向X上具有振动面的直线偏光，因此，几乎不被色素22G吸收。因此，在显示装置DSP中，透过像素PX11的光的透过率TL小于透过像素PX12的光的透过率TH。在一例中，透过率TL几乎为零。从而，在像素PX11中实现了黑显示(Bk)。并且，透过率TH为约50％。从而，在像素PX12中实现了白显示(W)或彩色显示。从而，在这种显示模式中，为了在显示面板3的各像素PX中显示图像，通过写入影像信号而能够视认显示图像。

这样，根据本实施方式，与具备透过型的自发光元件的显示装置相比较，由于显示装置DSP的第一偏光元件1及第二偏光元件2被显示模式控制，能够实现黑显示，能够提高对比率。因此，能够提高显示品质。

接着对于本实施方式的实施例进行说明。此外，在以下的各实施例中，仅图示说明所必要说明的构成进行。

图13为示出本实施方式的一实施例涉及的显示装置DSP的截面图。第一偏光元件1具备：支承基板31及32、控制电极(第一电极)33、控制电极(第二电极)34、取向膜35及36、以及液晶层(宾主型液晶层)37。第二偏光元件2具备：支承基板41及42、控制电极(第一电极)43、控制电极(第二电极)44、取向膜45及46、以及液晶层(宾主型液晶层)47。

显示面板3具备：第一绝缘基板100、共用电极CE、绝缘膜120、像素电极PE、第一取向膜AL1、第二绝缘基板200、第二取向膜AL2及光调制层LC。第一绝缘基板100与支承基板32对向。第二绝缘基板200与支承基板41对向。在第一绝缘基板100和支承基板32之间以及第二绝缘基板200和支承基板41之间，可以介入有空气层或透明部件，也可以通过粘接剂彼此粘接。

根据该实施例，如上所述，能够提供一种能够提高透过率及显示品质的显示装置DSP。

图14为示出本实施方式的其他实施例涉及的显示装置DSP的截面图。图14所示的实施例与图13所示的实施例比较，不同点在于削减了基板数量。在图示的示例中，第一偏光元件1及第二偏光元件2与图13所示的实施例结构相同，省略了显示面板3的第一绝缘基板及第二绝缘基板。

也就是说，显示面板3的共用电极CE位于与支承基板32的光调制层LC对向的一侧，经由绝缘膜120而与像素电极PE对向。显示面板3的第二取向膜AL2位于与支承基板41的光调制层LC对向的一侧。

根据该实施例，如上所述，能够提供一种能够提高透过率及显示品质的显示装置DSP。并且，与图13所示的实施例相比较，能够削减部件件数，能够削减成本，并且能够实现显示装置DSP的薄型化。

关于本实施方式的显示装置DSP的适用例如下说明。在一例中，显示装置DSP具备照度计(或者外光传感器)，能够对应于周围的亮度或显示装置DSP的背景的亮度等调整透过率。在这种透过率的调整时，能够在有效区域AA的全部区域内均一地进行(全面调光)，或者，在有效区域AA内的每个子区域SA中进行(部分调光)。并且，在进行部分调光时，通过向子区域SA的边界附近付与透过率的延迟，能够降低其视认性。并且，在将图像显示于显示面板3时，能够为了提高显示图像的视认性而调整透过率。并且，显示装置DSP能够根据由相机拍摄的图像，进行有效区域AA内的必要的区域的调光，放大或缩小被调光的区域，自由地选择区域的形状。

并且，在图15的(a)及(b)所示的适用例中，显示装置DSP具备相位差补偿层4及5。相位差补偿层4及5分别配置于第一偏光元件1和显示面板3之间以及第二偏光元件2和显示面板3之间。这种相位差补偿层4及5，在从相对于第三方向Z倾斜的倾斜方向观察显示装置DSP的情况下，光学地补偿透过第一偏光元件1及第二偏光元件2的各子区域以及显示面板3的各像素的光的相位差。从而，即使在从倾斜方向观察显示装置DSP的情况下，也在图15的(a)所示的透过模式中能够扩大得到高透过率的视野角，并且，在图15的(b)所示的显示模式中能够扩大观察到显示品质良好的图像的视野角。在图示的示例中，相位差补偿层4及5夹着显示面板3而配置于两侧。因此，无论观察显示装置DSP的位置相对于显示面板3位于第一偏光元件1侧还是第二偏光元件2侧，都能够同等地提高透过率及显示品质。此外，在本实施方式的显示装置DSP中，可以仅配置相位差补偿层4及5中的一方，这种情况下，至少能够得到与从一侧观察显示装置DSP时同样的效果。

如以上所说明的，根据本实施方式，能够提供一种能够提高透过率及显示品质的显示装置。

此外，本发明不限于上述的实施方式，在实施阶段在不脱离其主旨的范围内能够对于构成要素进行变形并具体化。并且，通过上述实施方式所公开的多个构成元素的适当的组合，能够形成各种发明。例如，可以从实施方式公开的全部构成要素中删除几个构成要素。进一步，也可以适当组合不同的实施方式中的构成要素。

本申请的优先权为申请日为2016年4月1日、申请号为2016-074341的日本专利申请，其全部内容通过引用结合于此。

Claims (15)

1.一种显示装置，具备，

第一偏光元件；

第二偏光元件；以及

光调制层，位于所述第一偏光元件和所述第二偏光元件之间，

各个所述第一偏光元件及所述第二偏光元件在具备至少一个子区域的有效区域中具备宾主型液晶层和控制电极，

所述宾主型液晶层包含对可见光的吸收性能具有各向异性的色素，

所述控制电极在所述子区域内控制所述色素的取向方向，

所述宾主型液晶层具有第一模式和第二模式，所述第一模式使所述色素的长轴沿所述显示装置的主面取向，所述第二模式使所述色素的长轴在与所述主面交叉的方向上取向，

所述显示装置还具有显示模式和透过模式，

所述显示模式在各个所述第一偏光元件及所述第二偏光元件中设定为所述第一模式，并且各个所述第一偏光元件及所述第二偏光元件的所述色素在相互垂直的方向上取向，

所述透过模式在各个所述第一偏光元件及所述第二偏光元件中设定为所述第二模式，并且各个所述第一偏光元件及所述第二偏光元件的所述色素在相互平行的方向上取向。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，

各个所述第一偏光元件及所述第二偏光元件具备夹着所述宾主型液晶层的一对水平取向膜。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，

所述宾主型液晶层具有正的介电常数各向异性。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，

各个所述第一偏光元件及所述第二偏光元件具备夹着所述宾主型液晶层的一对垂直取向膜。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，

所述宾主型液晶层具有负的介电常数各向异性。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，

所述控制电极具备第一电极和第二电极，

所述子区域位于所述第一电极和所述第二电极的重叠部。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，

所述第一电极为单一的片状电极，

所述第二电极包含相互分离的多个带状电极。

8.根据权利要求6所述的显示装置，其中，

所述第一电极包含相互分离的多个第一带状电极，

所述第二电极包含相互分离的多个第二带状电极，

所述多个第一带状电极在第一方向上排列，并且分别在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸，

所述多个第二带状电极在第二方向上排列，并且分别在所述第一方向上延伸。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其中，

所述子区域在所述有效区域呈矩阵状配置。

10.根据权利要求1所述的显示装置，其中，

所述有效区域具备所述子区域和维持为所述第二模式的非控制区域。

11.根据权利要求1所述的显示装置，其中，

所述显示装置还具备驱动所述光调制层的驱动电极，

所述驱动电极具备像素电极及共用电极，

所述像素电极及所述共用电极由透明导电材料形成。

12.根据权利要求11所述的显示装置，其中，

所述显示装置还具备连接于所述像素电极的开关元件，

所述像素电极具备由透明氧化物半导体形成的半导体层。

13.根据权利要求11所述的显示装置，其中，

所述光调制层为液晶层，

当将透过所述光调制层的光波长设为λ时，所述光调制层的延迟根据所述像素电极和所述共用电极之间的电场的大小在零至λ/2的范围内调整。

14.一种显示装置，具备，

第一偏光元件，具备具有第一长轴的第一色素；

第二偏光元件，具备具有第二长轴的第二色素；以及

显示面板，位于所述第一偏光元件和所述第二偏光元件之间，其中，

所述显示装置具有所述第一长轴和所述第二长轴在所述显示装置的主面上彼此交叉的显示模式、和所述第一长轴和所述第二长轴相互平行且与所述主面交叉的透过模式。

15.根据权利要求14所述的显示装置，其中，

所述显示面板具备具有第一延迟的第一像素、和具有与所述第一延迟不同的第二延迟的第二像素，

在所述显示模式下，透过所述第一像素的光的第一透过率小于透过所述第二像素的光的第二透过率，

在所述透过模式下，透过所述第一像素的光的第三透过率高于所述第二透过率，并且与透过所述第二像素的光的第四透过率相等。

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