CN111722444B - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够在与显示面重叠的位置配置传感器和摄像元件的显示装置及其制造方法。本发明的显示装置包括阵列基板、像素、调光元件和对置基板。像素位于阵列基板上，具有第一电极、第二电极、以及第一电极和第二电极上的液晶层。调光元件位于阵列基板上，具有第三电极、第三电极上的液晶层、和液晶层上的第四电极。对置基板位于第四电极上。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置和显示装置的制造方法。例如，涉及具有包含液晶元件的像素的显示装置及其制造方法。
背景技术
作为目前最常用的显示装置之一，可举出液晶显示装置。例如，作为电视机以及计算机、平板电脑、便携式电话等各种各样的电子设备的界面，广泛使用液晶显示装置。
近年来，很多小型的便携式电子终端，为了增大显示区域以改善显示视认性并且提高设计性，以显示区域以外的区域(边框区域、周边区域)尽可能变窄的方式设计。在这样的设计方针下，摄像元件、传感器、声音输入输出装置等用于支持电子终端的功能的元件所需要的区域受到严格限制。因此，提出了在显示区域的一部分设置缺口或开口，并在其中配置摄像元件和传感器等的方案。例如，日本特开2010-15015号公报、日本特许第2869452号公报中公开了，通过以使显示区域的一部分结构或驱动方法与其它部分的结构或驱动方法不同的方式构成显示装置，在显示区域的一部分形成透光性区域。通过利用该透光性区域，能够在与显示区域重叠的位置配置各种元件。
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明的实施方式之一要解决的技术问题之一在于，提供能够在与显示面重叠的位置配置传感器和摄像元件的显示装置及其制造方法。例如，本发明的实施方式之一要解决的技术问题之一在于，提供具有动作模式不同的液晶元件的显示装置及其制造方法。
用于解决技术问题的手段
本发明的实施方式之一是一种显示装置。该显示装置包括阵列基板、像素、调光元件和对置基板。像素位于阵列基板上，具有第一电极、第二电极、以及第一电极和第二电极上的液晶层。调光元件位于阵列基板上，具有第三电极、第三电极上的液晶层、和液晶层上的第四电极。对置基板位于第四电极上。
本发明的实施方式之一是一种显示装置。该显示装置包括阵列基板、像素、调光元件、黑矩阵、对置基板、第一直线偏振片、第二直线偏振片和第三直线偏振片。像素位于阵列基板上，具有第一电极、第二电极、以及第一电极和第二电极上的液晶层。调光元件位于阵列基板上，具有第三电极、第四电极、以及第三电极和第四电极上的液晶层。黑矩阵位于液晶层上。对置基板位于黑矩阵上。第一直线偏振片位于阵列基板下，且与像素重叠。第二直线偏振片位于对置基板上，且与像素和调光元件重叠。第三直线偏振片位于阵列基板下，且与调光元件重叠。黑矩阵与所述第一直线偏振片及所述第三直线偏振片重叠。
本发明的实施方式之一是一种显示装置的制造方法。该制造方法包括：在阵列基板上形成第一电极的工序；在第一电极上形成电极间绝缘膜的工序；在电极间绝缘膜上形成第二电极和第三电极的工序；在对置基板上形成第四电极的工序；以及以第一电极、第二电极、第三电极和第四电极被阵列基板和对置基板夹着的方式，并且以第四电极与第三电极重叠、且第一电极和第二电极从第四电极露出的方式，在阵列基板与对置基板之间形成液晶层。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的显示装置的示意性俯视图。
图2是本发明的一个实施方式的显示装置的示意性截面图。
图3是本发明的一个实施方式的显示装置的像素和调光元件的示意性俯视图。
图4是本发明的一个实施方式的显示装置的像素的示意性俯视图。
图5是本发明的一个实施方式的显示装置的像素的示意性截面图。
图6是本发明的一个实施方式的显示装置的调光元件的示意性俯视图。
图7是本发明的一个实施方式的显示装置的调光元件的示意性截面图。
图8A是对本发明的一个实施方式的显示装置的动作进行说明的示意性立体图。
图8B是对本发明的一个实施方式的显示装置的动作进行说明的示意性立体图。
图9A是对本发明的一个实施方式的显示装置的动作进行说明的示意性立体图。
图9B是对本发明的一个实施方式的显示装置的动作进行说明的示意性立体图。
图10A是对本发明的一个实施方式的显示装置的动作进行说明的示意性立体图。
图10B是对本发明的一个实施方式的显示装置的动作进行说明的示意性立体图。
图11A是本发明的一个实施方式的显示装置的调光元件的示意性俯视图和截面图。
图11B是本发明的一个实施方式的显示装置的调光元件的示意性俯视图和截面图。
图12A是本发明的一个实施方式的显示装置的调光元件的示意性俯视图。
图12B是本发明的一个实施方式的显示装置的调光元件的示意性俯视图。
图13A是本发明的一个实施方式的显示装置的调光元件的示意性俯视图和截面图。
图13B是本发明的一个实施方式的显示装置的调光元件的示意性俯视图和截面图。
图14是本发明的一个实施方式的显示装置的调光元件的示意性俯视图。
图15是本发明的一个实施方式的显示装置的调光元件的示意性截面图。
图16是本发明的一个实施方式的显示装置的像素和调光元件的示意性截面图。
图17是本发明的一个实施方式的显示装置的像素和调光元件的示意性截面图。
图18A是对本发明的一个实施方式的显示装置的动作进行说明的示意性立体图。
图18B是对本发明的一个实施方式的显示装置的动作进行说明的示意性立体图。
图19A是用于对本发明的一个实施方式的显示装置的制造方法进行说明的示意性截面图。
图19B是用于对本发明的一个实施方式的显示装置的制造方法进行说明的示意性截面图。
图19C是用于对本发明的一个实施方式的显示装置的制造方法进行说明的示意性截面图。
图20A是用于对本发明的一个实施方式的显示装置的制造方法进行说明的示意性截面图。
图20B是用于对本发明的一个实施方式的显示装置的制造方法进行说明的示意性截面图。
图21A是用于对本发明的一个实施方式的显示装置的制造方法进行说明的示意性截面图。
图21B是用于对本发明的一个实施方式的显示装置的制造方法进行说明的示意性截面图。
图21C是用于对本发明的一个实施方式的显示装置的制造方法进行说明的示意性截面图。
图22是用于对本发明的一个实施方式的显示装置的制造方法进行说明的示意性截面图。
附图标记说明
100：显示装置，200：背光源单元，202：反射板，204：导光板，206：棱镜片，208：光扩散膜，212：粘接层，214：光源，216：贯通孔，300：显示模块，302：阵列基板，304：对置基板，306：密封件，308：液晶层，310：直线偏振片，310-1：第一直线偏振片，310-2：第二直线偏振片，310-3：第三直线偏振片，312：λ/4板，312-1：第一λ/4板，312-2：第二λ/4板，314：λ/2板，314-1：第一λ/2板，314-2：第二λ/2板，320：显示区域，322：像素，324：调光元件，326：扫描线驱动电路，328：信号线驱动电路，330：端子，340：栅极线，342：影像信号线，344：电源线，346：晶体管，348：共用电极，349：下部电极，349-1：第一区域，349-2：第二区域，349-3：第三区域，349a：狭缝，350：像素电极，351：上部电极，351a：狭缝，352：半导体膜，354：漏极电极，356：开口，357：开口，358：调光控制线，358-1：第一调光控制线，358-2：第二调光控制线，358-3：第三调光控制线，360：底涂层，362：栅极绝缘膜，364：层间绝缘膜，366：平坦化膜，368：电极间绝缘膜，370：取向膜，370-1：第一取向膜，370-2：第二取向膜，372：保护涂层，374：滤色片，376：黑矩阵，378：间隔物，400：光电转换元件
具体实施方式
下面，参照附图等，对本发明的各实施方式进行说明。但是，本发明可以在不脱离其要旨的范围内以各种方式实施，而不是限定解释为下面例示的实施方式的记载内容。
在附图中，为了使说明更明确，有时与实际的方式相比，对各部分的宽度、厚度、形状等示意性地表示，但是只是一个例子，并不是对本发明的解释进行限定。在本说明书和各图中，有时对于与针对已出现的图说明过的要素具有同样功能的要素，标注相同的附图标记，省略重复的说明。在总地表示相同或类似的多个结构时，使用该附图标记，在单独表示这些结构时，在附图标记后添加连字符和自然数。
在本说明书和权利要求书中，在对某一个膜进行加工而形成多个膜的情况下，这些多个膜有时具有不同的功能、作用。但是，这些多个膜源自在同一工序中作为同一层形成的膜，具有相同的材料。因此，定义为这些多个膜存在于同一层。
在本说明书和权利要求书中，在表达在某个结构体上配置另一个结构体的方式时，在仅记载为“在……上”的情况下，只要没有特别说明，就包含下述两种情况：以与某个结构体接触的方式，在其正上方配置另一个结构体的情况；和在某个结构体的上方，隔着其它结构体配置另一个结构体的情况。
在本说明书和权利要求书中，“某个结构体从另一个结构体露出”的表述是指，某个结构体的一部分没有被另一个结构体直接或间接地覆盖的方式，也包含没有被另一个结构体覆盖的该部分被其它结构体直接或间接地覆盖的方式。
＜第一实施方式＞
在本实施方式中，对本发明的实施方式之一的显示装置100的结构进行说明。
1.整体结构
使用图1和图2对显示装置100的整体结构进行说明。图1是显示装置100的示意性俯视图，图2表示沿着图1的点划线A-A′的截面的示意图。如图1、图2所示，显示装置100具有显示模块300。显示装置100可以在显示模块300下还具有背光源单元200和光电转换元件400。在图2中，表示出了设置有两个光电转换元件400的例子。
1-1.显示模块300
如图2所示，显示模块300包括：由密封件306彼此固定的一对基板302、304；以及由一对基板302、304和密封件306密封的液晶层308。下面，将基板302和基板304分别记载为阵列基板302、对置基板304。密封件306被阵列基板302和对置基板304夹着，如图1所示，在阵列基板302上形成单一的封闭形状。液晶层308填充在该封闭形状的内部。因此，在由阵列基板302、对置基板304和密封件306形成的封闭空间之一中构成单一的液晶层308。由该单一的液晶层308、阵列基板302、对置基板304和密封件306构成的单元为一个液晶单元。一个显示装置100具有单一的液晶单元。
显示模块300可以还具有夹着阵列基板302和对置基板304的一对直线偏振片310、和至少一对1/4波长板(下面，记载为λ/4板)312。一对λ/4板312由一对直线偏振片310夹着。在图2中，图示了两对λ/4板312。关于显示模块300的结构的详细情况将在后面进行说明。
1-2.背光源单元
如图2所示，背光源单元200设置在阵列基板302下，作为基本的结构，具有反射板202、反射板202上的导光板204、设置在导光板204的侧面的光源214、和形成在导光板204上的各种光学膜。光学膜的结构是任意的，在图2中，作为一个例子，图示了由棱镜片206和光扩散膜208组合而成的光学膜。背光源单元200由粘接层212固定在显示模块300上。
光源214包含发光二极管或冷阴极管等发光元件。发光元件优选具有遍及整个可见光区域的发光波长。以来自光源214的光向导光板204入射的方式配置背光源单元200和导光板204，导光板204构成为使入射的光在内部扩散、反射，向显示模块300的方向均匀地射出。反射板202相对于导光板204设置在显示模块300的相反侧，构成为对向显示模块300的相反侧射出的光进行反射使其返回至导光板204。设置棱镜片206是为了使从导光板204射出的光向显示模块300的正面方向会聚、射出，棱镜片206例如在表面呈条状配置有多个棱镜形状的凹凸。光扩散膜208是用于使光均匀化的部件，包含进行光扩散的微颗粒和将其固定的高分子的基体。
在背光源单元200中设置有至少贯通导光板204和反射板202的至少一个贯通孔216。贯通孔216的数量可以与光电转换元件400的数量相同，在图2中表示出了设置有分别与两个光电转换元件400对应的两个贯通孔216的例子。在图2所示的例子中，在棱镜片206和光扩散膜208中，也在与贯通孔216重叠的位置设置有贯通孔，但是在它们中也可以不必设置贯通孔。
1-3.半导体元件
光电转换元件400以与贯通孔216重叠的方式设置。在图2中表示出了两个光电转换元件400分别与贯通孔216重叠的状态。光电转换元件400的功能和结构是任意的，例如可举出CCD(Charge-Coupled Device：电荷耦合器件)图像传感器、CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器等摄像元件、光传感器等。
2.显示模块的结构
下面，对显示模块300的结构进行详细说明。
2-1.布局
在阵列基板302上层叠有已图案化的各种半导体膜、绝缘膜、导电膜，由它们构成多个像素322、调光元件324、用于驱动这些元件的电路(扫描线驱动电路326、信号线驱动电路328)、端子330等(图1)。图1中表示出了设置两个调光元件324的例子，但是调光元件324的数量没有限制，也可以为一个，也可以包含三个以上的调光元件324。如后所述，在像素322和调光元件324中配置动作模式不同的液晶元件。
像素322构成为使来自背光源单元200的光的一部分透射至显示装置100外，并且是赋予单一颜色信息的最小单位，作为基本结构具有像素电路和与像素电路重叠的液晶层308。多个像素322的配置没有限制，例如可以采用条状排列、马赛克排列、三角形排列等各种排列来配置多个像素322。由多个像素322定义的区域为显示区域320。像素322以不与贯通孔216重叠的方式配置。
图3表示调光元件324和其周边的示意性俯视图。调光元件324位于显示区域320的内部，以一个调光元件324被多个像素322包围的方式配置。调光元件324可以构成为其大小(面积)比每个像素322大。调光元件324的形状并不限定于如图3所示的圆形，可以任意地决定。例如可以采用正方形、长方形、梯形等四边形、多边形、椭圆等任意的形状。
调光元件324设置在与贯通孔216重叠的位置。因此，调光元件324能够与光电转换元件400重叠。调光元件324中还形成有具有与像素322内的像素电路不同的结构的像素电路，调光元件324具有该像素电路和与该像素电路重叠的液晶层308作为基本结构。调光元件324具有控制外部光的透射率的功能，从而，能够调节向光电转换元件400入射的光的量。
未图示的各种信号线(栅极线、影像信号线、初始化信号线、电源线等)从扫描线驱动电路326和信号线驱动电路328延伸至显示区域320，这些信号线与对应的像素322及调光元件324电连接。未图示的挠性印刷电路板(FPC)等连接器与端子330连接，从外部电路(未图示)供给的信号和电源经由连接器和端子330向扫描线驱动电路326、信号线驱动电路328、像素322和调光元件324供给。扫描线驱动电路326、信号线驱动电路328基于被供给的信号和电源，驱动像素322和调光元件324中的像素电路。从而，控制液晶层308中的液晶分子的取向，在像素322中控制从背光源单元200供给的光的光量，在调光元件324中控制入射的外部光的量。
2-2.像素
图4表示像素322的布局的一个例子，图5表示沿着图4的点划线B-B′的截面的示意图。如这些图所示，像素322的像素电路包含像素电极350、共用电极348、与像素电极350电连接的晶体管346、设置在像素电极350和共用电极348上的液晶层308、夹着液晶层的取向膜(第一取向膜370-1、第二取向膜370-2)等。像素322与从扫描线驱动电路326延伸的栅极线340、从信号线驱动电路328延伸的影像信号线342、以及电源线344电连接。这些图所示的像素电路只是一个例子，像素电路还可以包含保持电容和其它的晶体管等元件。
如图5所示，像素电路隔着底涂层360设置在阵列基板302上。阵列基板302包含选自玻璃、石英、含有聚酰胺等高分子的塑料等的材料。底涂层360作为用于防止阵列基板302内存在的杂质的扩散的保护膜发挥作用，由含有氧化硅、氮化硅等含硅无机化合物的一个或多个膜构成。
晶体管346由半导体膜352、栅极绝缘膜362的一部分、栅极线340的一部分、层间绝缘膜364的一部分、影像信号线342的一部分、和漏极电极354等构成。与半导体膜352重叠的栅极线340的一部分作为晶体管346的栅极电极发挥作用，另一方面，上述的影像信号线342的一部分作为晶体管346的源极电极发挥作用。在栅极绝缘膜362和层间绝缘膜364中设置有到达半导体膜352的开口，漏极电极354和源极电极经由这些开口与半导体膜352电连接。在此所示的例子中，晶体管346为顶栅型晶体管，但是晶体管346也可以是具有其它结构的晶体管(底栅型晶体管等)。
在晶体管346上设置有平坦化膜366，由晶体管346形成的凹凸被吸收而形成平坦的面。平坦化膜366包含丙烯酸树脂、环氧树脂、聚硅氧烷树脂、聚酰胺等高分子材料。
在平坦化膜366上配置有共用电极348。共用电极348以由多个像素322共有的方式形成。例如如图4所示，共用电极348与栅极线340平行地配置，且以由与一条栅极线340连接的多个像素322共有的方式配置。虽然未图示，但也可以是共用电极348以由与一个影像信号线342连接的多个像素322共有的方式，与影像信号线342平行地配置，或者也可以是以由所有的像素322共有的方式设置。
在共用电极348上设置有与共用电极348连接的电源线344。电源线344可以以与影像信号线342重叠的方式配置。向电源线344供给例如比供给至影像信号线342的影像信号的最大与最小的中间电位稍低的电位(Vcom)，将该电位提供给共用电极348。虽然未图示，但也可以是电源线344设置在共用电极348下。
在共用电极348和电源线344上，隔着电极间绝缘膜368形成有像素电极350。像素电极350经由在平坦化膜366和电极间绝缘膜368中设置的开口与漏极电极354电连接。从而，供给至影像信号线342的影像信号经由晶体管346提供给像素电极350，像素电极350的电位根据影像信号按每个像素322独立地控制。如图4所示，像素电极350包括具有封闭形状的狭缝，像素电极350的一部分从狭缝露出。虽然未图示，但也可以是像素电极350具有缺口来代替狭缝。或者也可以是同时具有狭缝和缺口。狭缝是设置在像素电极350内的具有封闭形状的开口，其外周成为像素电极350的内周。当该开口的外周为像素电极350的外周的一部分时，开口被定义为缺口。
在像素电极350上设置有第一取向膜370-1。第一取向膜370-1具有聚酰亚胺等高分子，其表面被调整成能够控制液晶层308中包含的液晶分子的取向。具体而言，对第一取向膜370-1的表面实施摩擦处理，或者，在第一取向膜370-1由具有液晶性单元的光固化树脂形成时，照射一次或多次偏振紫外线，使第一取向膜370-1中的液晶性单元取向。也可以是形成光分解型聚酰亚胺等的膜，并照射偏振紫外线。下面，将用于对取向膜370的取向控制的处理总地记为取向处理。将不存在电场的情况下，在实施了取向处理的第一取向膜370-1上，液晶分子取向的方向记为取向处理方向。
在对置基板304上设置有滤色片374和黑矩阵376。利用滤色片374对来自背光源单元200的光赋予颜色，其结果，像素322能够提供颜色信息。滤色片374构成为光学特性在相邻的像素322间不同。黑矩阵376构成为使得可见光的透射率低、或者实质上不透射可见光，并以覆盖晶体管346、影像信号线342、栅极线340的方式设置。作为任意的结构，可以在对置基板304上设置覆盖滤色片374和黑矩阵376的保护涂层(overcoat)372。对置基板304还具有覆盖滤色片374和黑矩阵376的第二取向膜370-2。与第一取向膜370-1同样，对第二取向膜370-2也实施取向处理，其取向处理方向与第一取向膜370-1的取向处理方向相同。
液晶层308设置在阵列基板302与对置基板304之间，像素电极350、共用电极348、第一取向膜370-1、第二取向膜370-2被阵列基板302和对置基板304夹着。液晶层308包含具有正的介电常数各向异性的正型液晶。如上所述，液晶层308被密封在由密封件306、阵列基板302和对置基板304形成的空间内，显示装置100具有单一的液晶单元。因此，一个液晶层308由所有的像素322共有。
阵列基板302与对置基板304之间的距离，例如由形成在阵列基板302上的间隔物378来控制。间隔物378包含丙烯酸树脂或环氧树脂等高分子，按每个像素322或者按每多个像素322设置。也可以是间隔物378设置在阵列基板302上，或者也可以是使用不固定在阵列基板302或对置基板304上的球状的间隔物。
如上所述，显示装置100具有一对直线偏振片310(第一直线偏振片310-1、第二直线偏振片310-2)。一对直线偏振片310以与显示区域320重叠，且夹着像素322的方式配置。更具体而言，一对直线偏振片310以夹着阵列基板302和对置基板304的方式，并以与像素电极350和共用电极348重叠的方式配置。在显示装置100中，一对直线偏振片310具有正交尼科尔的关系。即，一对直线偏振片310以它们的透射轴彼此正交的方式配置。
在各像素322中，液晶层308中包含的液晶分子的初始取向主要由第一取向膜370-1和第二取向膜370-2的取向处理方向决定。在不存在电场的情况下，液晶分子沿着取向处理方向在与阵列基板302的表面大致平行的方向上取向。当在像素电极350与共用电极348间赋予电位差时，该初始取向变化。即，由于在像素电极350与共用电极348间产生的、与阵列基板302的表面大致平行的电场，液晶分子在与阵列基板302的表面大致平行的面内旋转。其结果，液晶分子的取向方向变化，通过利用像素电极350与共用电极348间的电位差控制该变化，来控制液晶层308的光透射率，实现灰度等级显示。这样，在各像素322中形成FFS(Fringe Field Switching：边缘场开关)液晶元件。在此，在本说明书中，将一对电极和由该一对电极驱动的液晶层的部分总地定义为液晶元件。因此，各像素322具有包含像素电极350、共用电极348、以及由像素电极350和共用电极348驱动的液晶层308的一部分的液晶元件。
虽然未图示，但是各像素322的液晶元件也可以是IPS(In-Plane Switching：面内开关)液晶元件。在该情况下，共用电极348也具有狭缝或缺口，以共用电极348与像素电极350成为同一层的方式构成像素322。
2-3.调光元件
图6表示调光元件324的俯视图，图7表示沿着图6的点划线C-C′的截面的示意图。如这些图所示，调光元件324的像素电路包含下部电极349、与下部电极349重叠的上部电极351、以及配置在下部电极349与上部电极351之间的液晶层308。调光元件324与从信号线驱动电路328延伸的调光控制线358电连接。从信号线驱动电路328向调光控制线358供给调光控制信号，该信号的电位经由调光控制线358被提供给下部电极349。下部电极349可以如图6所示的那样以覆盖贯通孔216的全部的方式设置。或者，虽然未图示，但是下部电极349可以以覆盖光电转换元件400的受光面的全部的方式设置。
与像素322的像素电路同样，调光元件324的像素电路也隔着底涂层360设置在阵列基板302上。调光控制线358隔着底涂层360以及从像素322延伸的栅极绝缘膜362和层间绝缘膜364设置在阵列基板302上，在其上配置有平坦化膜366。在平坦化膜366中设置有到达调光控制线358的开口356，下部电极349以覆盖该开口356的方式配置在平坦化膜366上，从而，下部电极349与调光控制线358电连接。在本实施方式中，在一个调光元件324中配置单一的下部电极349。换言之，一个调光元件324具有包含单一的下部电极349、与单一的下部电极349重叠的单一的上部电极351、以及它们之间的液晶层308的一部分的单一的液晶元件。
下部电极349由从像素322延伸的第一取向膜370-1覆盖。因此，下部电极349上的第一取向膜370-1与像素322共有，其取向处理方向与像素322内的第一取向膜370-1的取向处理方向相同。
在对置基板304上设置有上部电极351。上部电极351也可以构成为被供给与共用电极348相同的电位(Vcom)，也可以构成为被供给与共用电极348不同的电位。在像素322中设置有保护涂层372的情况下，上部电极351隔着保护涂层372形成在对置基板304上。在对置基板304上也形成有从像素322延伸且覆盖上部电极351的第二取向膜370-2。与第一取向膜370-1同样，该第二取向膜370-2也与像素322共有，其取向处理方向与像素322内的第二取向膜370-2的取向处理方向相同。可以是在调光元件324中不形成滤色片374。在该情况下，如图7所示，保护涂层372可以与对置基板304接触。在调光元件324中，也可以以例如与调光控制线358重叠的方式形成黑矩阵376。虽然未图示，但是也可以与像素322同样，在下部电极349与调光控制线358之间，设置与它们电连接的晶体管，经由该晶体管向下部电极349供给调光控制信号。
液晶层308设置在下部电极349与上部电极351之间，下部电极349、上部电极351、第一取向膜370-1和第二取向膜370-2被阵列基板302和对置基板304夹着。如上所述，密封件306在阵列基板302上形成单一的封闭形状。因此，液晶层308在调光元件324与像素322之间不会被分断，液晶层308由调光元件324和像素322共有。换言之，一个液晶层308由所有的像素322和调光元件324共有。也可以与像素322同样，在调光元件324中也设置用于保持下部电极349与上部电极351间的距离的间隔物378。
如上所述，显示装置100包括一对直线偏振片310和一对λ/4板312。一对λ/4板(第一λ/4板312-1、第二λ/4板312-2)以夹着调光元件324的方式，分别设置在阵列基板302下和对置基板304上。一对λ/4板312不与像素322重叠。换言之，像素322从一对λ/4板312露出。一对λ/4板312彼此的滞相轴彼此正交。
一对直线偏振片310以夹着调光元件324和一对λ/4板312的方式，分别设置在阵列基板302下和对置基板304上。因此，在设置调光元件324的区域中，一对直线偏振片310与一对λ/4板312彼此重叠，由前者夹着后者。一对直线偏振片310以与像素322重叠的方式设置，因此，由像素322和调光元件324共有。与像素322同样，在调光元件324中，一对直线偏振片310的透射轴也彼此正交。在像素322与调光元件324间，第一直线偏振片310-1的透射轴的方向彼此相同，第二直线偏振片310-2的透射轴也彼此相同。一对λ/4板312的滞相轴分别与一对直线偏振片310的透射轴相差45°。
在调光元件324中也是，液晶层308中包含的液晶分子的初始取向主要由第一取向膜370-1和第二取向膜370-2的取向处理方向决定。在不存在电场的情况下，液晶分子沿着取向处理方向在与阵列基板302的表面大致平行的方向上取向。在像素322与调光元件324之间，取向膜370的取向处理方向彼此相同，因此，液晶分子的取向方向也彼此相同。当在下部电极349与上部电极351之间赋予电位差时，该初始取向变化。即，由于在下部电极349与上部电极351之间产生的、与阵列基板302的表面大致垂直的电场，液晶分子从阵列基板302的表面立起(倾斜)，相对于表面倾斜或垂直地取向。通过利用像素电极350与共用电极348间的电位差控制该取向状态的变化，来控制液晶层308的光透射率。这样，在调光元件324中形成ECB(Electrically Controlled Birefringence：电控双折射)液晶元件。因此，显示装置100包括在像素322与调光元件324之间动作模式不同的两种液晶元件。
3.动作
使用图8A、图8B对调光元件324的动作进行说明，使用图9A、图9B对像素322的动作进行说明。考虑到观察容易度，在这些图中，在调光元件324中没有图示上部电极351和下部电极349。另外，直线偏振片310与λ/4板312分离地表示，但这只是为了便于说明，它们也可以彼此接触。直线偏振片310和λ/4板312上所示的虚线箭头，表示各自的透射轴和滞相轴的方向，实线箭头表示光的偏振方向。
3-1.调光元件
(1)初始状态
图8A表示初始状态即关断状态(off state)下的调光元件324的示意性立体图。在该状态下，用椭圆表示的液晶分子的取向由第一取向膜370-1和第二取向膜370-2的取向处理方向决定。第一取向膜370-1与第二取向膜370-2的取向处理方向彼此相同，因此，在不存在电场的情况下，液晶分子大致沿着取向处理方向进行取向。
在此，考虑光从阵列基板302侧(即第一直线偏振片310-1侧)向对置基板304侧(即第二直线偏振片310-2侧)行进的情况。用空心箭头表示的该光，当透射第一直线偏振片310-1时，成为与透射轴平行的直线偏振光(a)。当该直线偏振光(a)接着入射至第一λ/4板312-1时，因为第一λ/4板312-1的滞相轴与第一直线偏振片310-1的透射轴相差45°的角度，所以相位会偏移π/2。其结果，通过第一λ/4板312-1的光成为圆偏振光(b)。当该圆偏振光(b)透射液晶层308时，因液晶层308中包含的液晶分子的折射率各向异性而进一步被滞相π，被转换成反转的圆偏振光(c)。当该圆偏振光(c)进一步入射至第二λ/4板312-2时，因为第一λ/4板312-1与第二λ/4板312-2处于正交关系，所以会被滞相-π/2。其结果，与入射至第一λ/4板312-1的光相比，相位差成为π，成为直线偏振光(d)。此时的偏振轴与由第一直线偏振片310-1形成的偏振光(a)的偏振轴正交。第一直线偏振片310-1与第二直线偏振片310-2彼此处于正交尼科尔的关系，因此，透射第二λ/4板312-2而生成的直线偏振光(d)能够透射第二直线偏振片310-2。外部光从对置基板304侧向阵列基板302侧行进的情况也是同样，能够透射第一直线偏振片310-1。因此，光透射调光元件324，调光元件324作为所谓的常白元件发挥作用。
(2)驱动
图8B表示在下部电极349与上部电极351之间赋予电位差的情况、即导通状态(onstate)下的调光元件324的示意性立体图。当该电位差超过阈值电压时，液晶分子相对于阵列基板302的表面开始逐渐立起，随着增大电位差，其立起角变大。于是，对入射至液晶分子的光，双折射率变小。在双折射率为0的情况下，透射第一λ/4板312-1而生成的圆偏振光(b)的偏振特性被维持，并入射至第二直线偏振片310-2。该圆偏振光(c)由第二直线偏振片310-2转换成直线偏振光(d)，但是此时的偏振轴与由第一直线偏振片310-1形成的直线偏振光(a)的偏振轴相同，并且与第二直线偏振片310-2的透射轴正交。因此，入射至第一直线偏振片310-1的光不能透射调光元件324。入射至第二直线偏振片310-2的外部光的举动也是同样，不能透射第一直线偏振片310-1。
液晶分子对入射至液晶分子的光的双折射率，由液晶分子的立起角控制，这由在上部电极351与下部电极349之间赋予的电位差决定。因此，通过使用调光控制信号控制该电位差，能够调节调光元件324的光透射率。
如上所述，在导光板204和反射板202中设置的贯通孔216，位于设置调光元件324的区域。因此，在调光元件324为关断状态(即常白)时，外部光能够透射调光元件324，因此，能够利用配置在贯通孔216中或下的光电转换元件400进行外部光的传感、拍摄等。另一方面，通过驱动调光元件324控制上部电极351与下部电极349间的电位差，能够调节其透射率，因此，能够使调光元件324作为减光滤光片(Neutral Density(ND)滤光片)或光闸(快门)发挥作用。在作为光闸发挥作用的情况下，能够遮挡由光电转换元件400反射后的外部光，因此，能够防止对由后述的像素322形成的显示造成不良影响。
如上所述，在显示装置100的调光元件324中，不需要在下部电极349设置狭缝或缺口，调光元件324的大致整体具有相同的厚度，且以覆盖贯通孔216的全部或光电转换元件400的受光面的全部的方式配置下部电极349。因此，能够避免因狭缝或缺口的存在而产生的折射率分布的产生，不会对入射至调光元件324的外部光造成不良影响。其结果，例如在使用摄像元件作为光电转换元件400的情况下，能够得到高品质的影像，而不会造成拍摄的影像中产生条纹或斑点等不良影响。
3-2.像素
(1)初始状态
图9A表示关断状态下的像素322的示意性立体图。与调光元件324同样，在该状态下，液晶分子的取向由第一取向膜370-1和第二取向膜370-2的取向特性决定。第一取向膜370-1和第二取向膜370-2的取向处理方向彼此相同，因此，在不存在电场的情况下，液晶分子大致沿着取向处理方向进行取向。
在此，考虑来自背光源单元200的光入射至第一直线偏振片310-1侧，并向第二直线偏振片310-2侧行进的情况。用空心箭头表示的来自背光源单元200的光，当透射第一直线偏振片310-1时，成为与透射轴平行的直线偏振光(a)。在像素322中没有设置λ/4板312，因此，该直线偏振光(a)接着入射至液晶层308。在以取向处理方向与第一直线偏振片310-1的透射轴正交的方式对取向膜370进行了取向处理的情况下，直线偏振光(a)的偏振轴与液晶分子的取向方向大致正交。因此，不会出现双折射率，光不会产生滞相。其结果，该直线偏振光(a)在大致维持偏振轴和强度不变的状态下入射至第二直线偏振片310-2。但是，第二直线偏振片310-2的透射轴与第一直线偏振片310-1的偏振轴正交，因此，入射至第二直线偏振片310-2的光(b)被第二直线偏振片310-2吸收，不会从像素322射出。因此，在关断状态下，像素322成为所谓的常黑。
(2)驱动
图9B表示在像素电极350与共用电极348之间赋予电位差的情况、即导通状态下的像素322的示意性立体图。利用该电位差产生与阵列基板302的表面大致平行的电场，由于液晶分子的介电常数各向异性，液晶分子在与阵列基板302的表面平行的面内旋转。因此，入射至液晶层308的直线偏振光(a)的偏振轴与液晶分子的取向方向错开，入射至液晶层308的光产生滞相。在此，在显示装置100中，与液晶分子的长轴方向和短轴方向的折射率相应地控制液晶层308的厚度，使得滞相大致成为π。因此，通过液晶层308的光成为偏振轴相对于直线偏振光(a)旋转而得到的直线偏振光(b)。在液晶分子的取向旋转90°的情况下，该直线偏振光(b)的偏振轴与直线偏振光(a)的偏振轴正交。第一直线偏振片310-1与第二直线偏振片310-2为正交尼科尔的关系。因此，从液晶层308射出的直线偏振光能够透射第二直线偏振片310-2。
取出的光的光量由液晶分子旋转的角度决定，这能够通过基于影像信号的电位的像素电极350与共用电极348之间的电位差来控制。因此，通过控制该电位差，能够在各像素中得到灰度等级。如上所述按每个像素设置有具有不同的光学特性的滤色片374，因此，能够按每个颜色控制灰度等级，从而能够在显示区域320上进行全彩色的显示。
如上所述，在显示装置100中，设置在显示区域320中的像素322为常黑，因此，能够实现具有高对比度的显示。另外，在像素322中形成有FFS液晶元件，因此，能够进行视野角特性优异的显示。因此，在显示装置100中能够进行高品质的全彩色显示。
调光元件324以被像素322包围的方式配置，因此，能够将摄像元件等光电转换元件400以与显示区域320重叠的方式设置。因此，不需要将光电转换元件400配置在边框，能够将边框区域减小或除去，从而能够增大显示区域320在显示装置整体中所占的相对面积。其结果，能够提供显示区域320大并且设计性优异的电子设备。而且，还能够控制调光元件324的光透射率，因此，能够适当地调节入射至光电转换元件400的光的量，而不会导致由调光元件324引起的显示品质的降低。
4.变形例
显示装置100可以包括一对1/2波长板(下面，记为λ/2板)314来代替一对λ/4板312。使用图10A、图10B对该情况下的结构和动作进行说明。图10A、图10B分别是初始状态和驱动时的显示装置100的示意性立体图，分别与图8A、图8B对应。
一对λ/2板314以夹着调光元件324的方式设置，且由一对直线偏振片310夹着。一对λ/2板314以如下方式配置：配置在阵列基板302侧的λ/2板(第一λ/2板314-1)的滞相轴与第一直线偏振片310-1的滞相轴相差22.5°，同样，配置在对置基板304侧的λ/2板(第二λ/2板314-2)的滞相轴与第二直线偏振片310-2的滞相轴相差22.5°。因此，一对λ/2板314彼此的滞相轴为正交关系，一对直线偏振片310彼此也为正交尼科尔的关系。
(1)初始状态
与使用一对λ/4板312时同样(图8A)，在关断状态下液晶分子大致沿着取向处理方向取向(图10A)。从第一直线偏振片310-1侧进入的光，当透射第一直线偏振片310-1时，成为与透射轴平行的直线偏振光(a)。当该直线偏振光(a)接着入射至第一λ/2板314-1时，相位会偏移π，但是第一λ/2板314-1的滞相轴与第一直线偏振片310-1的透射轴相差25.5°的角度，因此，通过第一λ/2板314-1的直线偏振光(a)的偏振轴相对于第一直线偏振片310-1的透射轴偏移π/2的相位差，即成为偏振轴相对于第一直线偏振片310-1的透射轴偏移45°的直线偏振光(b)。该直线偏振光(b)通过液晶层308时，进一步产生滞相。在此，在显示装置100中，与液晶分子的长轴方向和短轴方向的折射率相应地控制液晶层308的厚度，使得滞相大致成为π。因此，直线偏振光(b)通过液晶层308时，偏振轴进一步偏移90°，成为直线偏振光(c)。该直线偏振光(c)进一步入射至第二λ/2板314-2时会产生相位差π，但是第二λ/2板314-2的滞相轴与第二直线偏振片310-2的透射轴相差25.5°的角度，因此，赋予π/2的相位差。其结果，偏振轴偏移45°，直线偏振光(c)成为具有与第一直线偏振片310-1的透射轴正交的偏振轴的直线偏振光(d)。该偏振轴与第二直线偏振片310-2的透射轴正交，因此，光不能透射第二直线偏振片310-2。因此，在关断状态下，调光元件324成为所谓的常黑。
(2)驱动
当在下部电极349与上部电极351之间赋予的电位差超过阈值电压时，液晶分子相对于阵列基板302的表面开始逐渐立起，随着增大电位差，其立起角变大。于是，对入射至液晶分子的光，双折射率变小。在双折射率为0的情况下，透射第一λ/2板314-1而生成的直线偏振光(b)的偏振特性被维持，直线偏振光(c)入射至第二λ/2板314-2。该直线偏振光(c)由第二λ/4板314-2转换成直线偏振光(d)，但是第二λ/2板314-2的滞相轴与第二直线偏振片310-2的透射轴相差22.5°，因此，偏振轴与第二直线偏振片310-2的透射轴相同。因此，该直线偏振光(d)能够透射第二直线偏振片310-2。从第二直线偏振片310-2入射的光的举动也是同样，能够透射第一直线偏振片310-1。
液晶分子对入射至液晶分子的光的双折射率，由液晶分子的立起角控制，这由在上部电极351与下部电极349间赋予的电位差决定。因此，通过使用调光控制信号控制该电位差，能够调节调光元件324的光透射率。例如在调光元件为关断状态(即常黑)时，外部光不能透射调光元件324，因此，也能够遮挡由光电转换元件400反射后的外部光，从而能够防止对由像素322形成的显示造成不良影响。另一方面，通过驱动调光元件324控制上部电极351与下部电极349之间的电位差，能够调节其透射率，因此，能够使调光元件324作为ND滤光片或光闸发挥作用。因此，能够根据外部环境适当控制上部电极351与下部电极349间的电位差，使入射至光电转换元件400的光量优化。另外，单一的下部电极349以覆盖贯通孔216的全部或光电转换元件400的受光面的整体的方式配置，因此，能够避免折射率分布的产生。因此，不会对入射至调光元件324的外部光造成不良影响，能够得到高品质的影像，而不会造成由光电转换元件400拍摄的影像中产生条纹或斑点等不良影响。
＜第二实施方式＞
在本实施方式中，给出第一实施方式中所示的调光元件324的变形例。对于与第一实施方式中说明的结构相同或类似的结构，有时省略说明。
图11A表示本实施方式的调光元件324的俯视示意图，图11B表示沿着图11A的点划线D-D′的截面的示意图。如这些图所示，本实施方式的调光元件324被分割成彼此电独立(电分开)的多个区域(例如第一区域349-1、第二区域349-2、第三区域349-3)。在图11A所示的结构中，这些区域的数量为3，但是区域的数量没有限制。多个区域分别与彼此独立地控制的调光控制线358(例如第一调光控制线358-1、第二调光控制线358-2、第三调光控制线358-3)连接。另一方面，上部电极351可以以与多个区域重叠的方式设置。因此，在本实施方式中，一个调光元件324包含多个液晶元件。
多个区域的形状和配置没有限制，可以如图11A、图11B所示的那样，构成为各个区域的外周为圆或圆的一部分，以一个区域被另一个区域包围的方式配置。在该情况下，当设区域的总数为n，设位于最内侧的区域为第一区域，设位于最外侧的区域为第n区域时，选自第一区域至第n区域中的第k区域被第k+1区域包围。在此，n为大于1的自然数，k为1以上且小于n的自然数。例如位于最内侧的第一区域349-1被第二区域349-2包围，第二区域349-2被第三区域349-3包围。
通过具有这样的结构，能够按调光元件324内的多个区域控制液晶元件的透射率，因此，能够更精密地调节调光元件324的光透射率。因此，能够使用调光元件324作为精密地控制透射率的ND滤光片或光闸。
可以如图12A所示的那样，在各个区域设置配置成条状的多个狭缝349a。
同样，可以如图12B所示的那样，在上部电极351上也设置配置成条状的多个狭缝351a。图13A表示在下部电极349和上部电极351两者上设置狭缝349a、351a的情况的放大俯视示意图，图13B表示沿着图13A的点划线E-E′的截面的示意图。
如图13A所示，优选狭缝349a的宽度W1与狭缝351a的宽度W2相同或实质上相同。具体而言，宽度W1、W2为2μm以上20μm以下，典型地为10μm。另一方面，优选相邻的狭缝349a之间的区域的宽度W3与相邻的狭缝351a之间的区域的宽度W4相同或实质上相同。具体而言，宽度W3、W4为200μm以上600μm以下，典型地为400μm。以狭缝349a和狭缝351a各自的间距P1、P2也相同的方式设置狭缝349a和狭缝351a。
以如下方式配置上部电极351和下部电极349：狭缝349a与彼此相邻的两个狭缝351a之间的区域重叠，同样，狭缝351a与彼此相邻的两个狭缝349a之间的区域重叠。此时，在从上方观察显示装置100的情况下，优选通过相邻的狭缝349a之间的区域的中心、且在与阵列基板302的表面平行的面内延伸的直线L1，通过狭缝351a的中心。同样，优选通过相邻的狭缝351a之间的区域的中心、且在与阵列基板302的表面平行的面内延伸的直线L2，通过狭缝349a的中心。
在调光元件324中，液晶分子的初始取向与像素322的液晶分子的初始取向相同，与阵列基板302的表面大致平行。通过在上部电极351与下部电极349之间赋予电位差，液晶分子从与阵列基板302的表面平行的面立起，但在关断状态下的液晶分子的预倾角非常小的情况下，立起方向会产生偏差，其结果，有时会形成立起方向不同的区域(畴)。当随机地形成该畴时，会对调光元件324内的透射率的视野角特性和均匀性造成影响。但是，通过使用具有上述的结构和配置的下部电极349和上部电极351，在它们之间形成的电场相对于阵列基板302的法线倾斜，其结果，能够控制立起方向。例如如图13B所示，在着眼于相邻的狭缝349a之间的一个区域的情况下，隔着狭缝351a位于图中右侧的液晶分子(与相邻的狭缝349a中的一者和狭缝351a之间的区域重叠的液晶分子)大致向同一方向立起，隔着狭缝351a位于图中左侧的液晶分子(与相邻的狭缝349a中的另一者和狭缝351a之间的区域重叠的液晶分子)向大致相反的方向立起。因此，畴尺寸小，且能够抑制其分布。其结果，能够抑制透射率的视野角特性的恶化和面内不均匀性的产生。
＜第三实施方式＞
在本实施方式中，给出第一、第二实施方式中所示的调光元件324的变形例。对于与第一、第二实施方式中说明的结构相同或类似的结构，有时省略说明。
图14表示本实施方式的调光元件324的俯视示意图，图15表示沿着图14的点划线F-F′的截面的示意图。本实施方式的调光元件324在形成FFS液晶元件这一点上与实施方式1的调光元件324不同。具体而言，如图14、图15所示，在本实施方式的调光元件324中，在下部电极349上设置有电极间绝缘膜368，在电极间绝缘膜368上形成有上部电极351。上部电极351为具有多个缺口的梳齿状的形状，经由在平坦化膜366和电极间绝缘膜368中设置的开口356与调光控制线358连接。因此，下部电极349的一部分从上部电极351露出。电源线344与下部电极349连接，从而，能够对下部电极349供给与设置在像素322中的共用电极348相同的电位(Vcom)。
第一取向膜370-1以覆盖下部电极349和上部电极351的方式设置，液晶层308以被第一取向膜370-1和第二取向膜370-2夹着，并且覆盖下部电极349和上部电极351的方式配置。第一取向膜370-1和第二取向膜370-2的取向处理方向彼此相同，均与像素322的第一取向膜370-1和第二取向膜370-2的取向处理方向相同。由于下部电极349与上部电极351间的电位差形成的与阵列基板302的表面大致平行的电场，液晶分子在与阵列基板302平行的面内旋转，从而，控制调光元件324的透射率。
在本实施方式的调光元件324中，没有设置λ/4板312和λ/2板314，取而代之，设置成：第三直线偏振片310-3设置在阵列基板302下，第二直线偏振片310-2设置在对置基板304上，第三直线偏振片310-3和第二直线偏振片310-2夹着阵列基板302、对置基板304和调光元件324。第三直线偏振片310-3的透射轴与设置在像素322中的第一直线偏振片310-1的透射轴正交。另一方面，第二直线偏振片310-2与设置在像素322中的第二直线偏振片310-2相同。换言之，设置在像素322中的第二直线偏振片310-2与设置在调光元件324上的第二直线偏振片310-2为一体化的一个偏振片，由像素322和调光元件324共有。因此，在像素322与调光元件324间，第二直线偏振片310-2的透射轴也相同，第三直线偏振片310-3和第二直线偏振片310-2彼此处于平行尼科尔的关系。
虽然未图示，但也可以是，将与设置在像素322中的第一直线偏振片310-1一体化的第一直线偏振片310-1配置在阵列基板302下，第二直线偏振片310-2以不与调光元件324重叠的方式配置，并将第三直线偏振片310-3以与调光元件324重叠的方式配置在对置基板304上。在该情况下，第一直线偏振片310-1由像素322和调光元件324共有，在它们之间，透射轴也相同。另一方面，在像素322与调光元件324之间，第二直线偏振片310-2和第三直线偏振片310-3的透射轴成为彼此相差90度的关系。
图16和图17是以调光元件324与像素322之间为中心的示意性截面图。可以如该图16所示，在调光元件324与像素322之间，使第一直线偏振片310-1的一部分与第三直线偏振片310-3的一部分彼此重叠。可以是，以第一直线偏振片310-1的一部分位于第三直线偏振片310-3与阵列基板302之间的方式，第三直线偏振片310-3覆盖第一直线偏振片310-1的一部分，也可以是反过来。在该情况下，黑矩阵376可以以与第一直线偏振片310-1和第三直线偏振片310-3重叠的方式设置。或者，也可以如图17所示，将第一直线偏振片310-1和第三直线偏振片310-3隔开间隙地排列。在该情况下，阵列基板302的一部分从第一直线偏振片310-1和第三直线偏振片310-3露出。可以以与该露出部、第三直线偏振片310-3和第一直线偏振片310-1重叠的方式设置黑矩阵376进行遮光。
使用图18A、图18B对具有上述结构的调光元件324的动作进行说明。这些图分别与图8A、图8B对应，液晶层308等一部分结构省略。
(1)初始状态
图18A为关断状态下的调光元件324的示意性立体图。在该状态下，液晶分子的取向由第一取向膜370-1和第二取向膜370-2的取向特性决定。第一取向膜370-1和第二取向膜370-2的取向处理方向彼此相同，因此，在不存在电场的情况下，液晶分子大致沿着取向处理方向取向。
在此，考虑用空心箭头表示的光从第三直线偏振片310-3侧向第二直线偏振片310-2侧行进的情况。当该光透射第三直线偏振片310-3时，成为与透射轴平行的直线偏振光(a)，入射至液晶层308。在以取向处理方向与透射轴平行的方式对取向膜370进行了取向处理的情况下，直线偏振光的偏振轴与液晶分子的取向方向大致平行。因此，不会产生光的相位变化，该直线偏振光(a)作为大致维持偏振轴和强度的直线偏振光(b)入射至第二直线偏振片310-2。第二直线偏振片310-2的透射轴与第三直线偏振片310-3的透射轴平行，因此，直线偏振光(b)透射第二直线偏振片310-2，射出至外部。因此，在关断状态下，调光元件324成为常白。
(2)驱动
图18B是在下部电极349与上部电极351之间赋予电位差形成为导通状态的情况的示意性立体图。利用该电位差产生与阵列基板302的表面大致平行的电场，由于液晶分子的介电常数各向异性，液晶分子在与阵列基板302的表面平行的面内旋转。因此，入射至液晶层308的直线偏振光(a)的偏振轴与液晶分子的取向方向错开，入射至液晶层308的光产生相位延迟。在显示装置100中，优选与液晶分子的长轴方向和短轴方向的折射率相应地控制液晶层308的厚度，使得滞相(相位延迟)成为π，在该情况下，通过液晶层308的光成为偏振轴相对于入射至液晶层308之前的直线偏振光旋转而得到的直线偏振光(b)。在液晶分子的取向旋转90°的情况下，该直线偏振光(b)的偏振轴与直线偏振光(a)的偏振轴正交。第三直线偏振片310-3与第二直线偏振片310-2为平行尼科尔的关系，因此，直线偏振光(b)不能透射第二直线偏振片310-2。
取出的光的光量由液晶分子旋转的角度决定，这能够利用基于调光控制信号的电位的下部电极349与上部电极351之间的电位差来控制。因此，通过控制该电位差，能够控制调光元件324的透射率，从而能够使调光元件324作为减光滤光片(ND滤光片)或光闸发挥作用。例如，能够根据外部环境适当控制上部电极351与下部电极349间的电位差，使入射至光电转换元件400的光量优化。在进行控制，进一步增大该电位差，使得光实质上不能透射调光元件324的情况下，能够遮挡由光电转换元件400反射后的外部光，因此，能够防止对由像素322形成的显示造成的不良影响。
＜第四实施方式＞
在本实施方式中，对具有第一实施方式中说明的结构的显示装置100的制造方法的一个例子进行说明。对于与第一至第三实施方式中说明的结构相同或类似的结构，有时省略说明。
图19A～图22是表示显示装置100的制造方法的示意性截面图，在这些图各自中，左侧表示像素322的一部分，右侧表示调光元件324的一部分。
1.阵列基板
图19A是在阵列基板302上形成至层间绝缘膜364的示意图。该结构可以使用公知的方法和材料形成，因此，说明省略。
对层间绝缘膜364进行蚀刻，形成到达半导体膜352的开口，以覆盖该开口的方式形成金属膜。金属膜可通过利用溅射法、化学气相沉积(CVD)法等将包含钼、钨、钛、铝等的金属的膜层叠而形成。然后，对该金属膜进行蚀刻加工，形成影像信号线342、漏极电极354、调光控制线358(图19B)。从而，形成晶体管346。如上所述，影像信号线342的一部分作为晶体管346的源极电极发挥作用。
然后，以覆盖晶体管346和调光控制线358的方式形成平坦化膜366(图19C)。平坦化膜366可通过利用旋涂法、浸涂法、喷墨法、印刷法等湿式成膜法，涂敷第一实施方式中说明的高分子的前体，然后进行固化而形成。
然后，在平坦化膜366上形成共用电极348(图19C)。共用电极348构成为使可见光透射。因此，只要使用铟与锡的混合氧化物(ITO)或铟与锌的混合氧化物(IZO)等对可见光显示出透射性的导电性氧化物，利用溅射法等形成即可。虽然未图示，但是可在形成共用电极348之后，形成电源线344。电源线344可通过利用溅射法或CVD法等将包含上述的金属的膜层叠而形成。在像第三实施方式中说明的那样调光元件324形成FFS液晶元件的情况下，只要在形成共用电极348的同时形成下部电极349即可。因此，在该情况下，共用电极348和下部电极349可以存在于同一层内，且具有相同的组成、厚度。
然后，以覆盖共用电极348和调光控制线358的方式形成电极间绝缘膜368(图20A)。电极间绝缘膜368包含上述的含硅无机化合物，可使用CVD法或溅射法形成。接着，对电极间绝缘膜368和平坦化膜366进行蚀刻，形成分别到达漏极电极354和调光控制线358的开口357、356(图20A)。
然后，以分别与漏极电极354和调光控制线358连接的方式，形成像素电极350和下部电极349(图20B)。它们也优选对可见光的透光性高，因此，只要使用ITO或IZO等显示出透光性的导电性氧化物，利用溅射法等形成即可。像素电极350和下部电极349可以同时形成，因此，它们可以存在于同一层内，且具有相同的组成、厚度。虽然未图示，但是在调光元件324形成FFS液晶元件的情况下，只要在形成像素电极350的同时形成上部电极351即可。因此，在该情况下，像素电极350和上部电极351可以存在于同一层内，且具有相同的组成、厚度。
然后，以覆盖像素电极350和下部电极349的方式形成第一取向膜370-1(图20B)。第一取向膜370-1例如可以通过利用湿式成膜法涂敷聚酰亚胺前体之后使其固化，然后进行摩擦处理而形成。摩擦处理只要使用公知的方法即可。
2.对置基板
在对置基板304上，形成滤色片374和黑矩阵376(图21A)。在像素322中，黑矩阵376以覆盖晶体管346、影像信号线342、栅极线340等的方式设置，在调光元件324中，黑矩阵376以覆盖调光控制线358的方式设置。作为滤色片374，可以在调光元件324中设置透明的膜，也可以不设置。在形成保护涂层372的情况下，以覆盖滤色片374和黑矩阵376的方式设置(图21B)。滤色片374、黑矩阵376和保护涂层372只要使用公知的方法和材料形成即可，因此，省略详细的说明。
然后，形成调光元件324的上部电极351(图21C)。上部电极351可以通过使用与下部电极349、共用电极348、像素电极350同样的方法形成。然后，以覆盖滤色片374、黑矩阵376、上部电极351的方式形成第二取向膜370-2。第二取向膜370-2也只要利用与第一取向膜370-1同样的方法形成即可。在第二取向膜370-2上，使用公知的方法和材料设置任意结构的间隔物378(图21C)。间隔物378也可以是形成在设置在阵列基板302上的第一取向膜370-1上。
3.单元组
然后，形成液晶层308。具体而言，在阵列基板302和对置基板304中的一者上涂敷密封件306，向由密封件306形成的区域滴下液晶。然后，以像素电极350、共用电极348、下部电极349和上部电极351被阵列基板302和对置基板304夹着的方式，将阵列基板302和对置基板304中的另一者配置在液晶和密封件306上，使密封件306固化。此时，像素电极350和共用电极348不与上部电极351重叠，而从上部电极351露出。从而，阵列基板302与对置基板304被贴合并被固定。或者，预先使用密封件306将阵列基板302与对置基板304贴合。在该情况下，密封件306不为封闭形状，而以分离成两个的方式形成。使密封件306固化之后，从分离的两个密封件306之间注入液晶，然后，在密封件306之间进一步涂敷密封件306并使其固化。从而，密封件306形成单一的封闭形状。在不形成间隔物378的情况下，可以在液晶中混合粒状的间隔物。
通过上述的工序，能够制造显示装置100。
通过应用本发明的实施方式，能够提供边框区域小、具有宽的显示区域的显示装置。在该显示装置中，能够以与显示区域重叠的方式搭载各种光电转换元件，因此，采用本发明的实施方式，能够提供显示装置的高的设计自由度。而且，通过对设置在显示区域内的、与光电转换元件重叠的调光元件的透射率进行控制，能够控制入射至光电转换元件的光的量，而不会导致显示品质的降低。
即使是与由上述各实施方式的技术方案带来的作用效果不同的其它作用效果，只要是根据本说明书的记载可知的作用效果、或者本领域技术人员根据本说明书的记载能够容易地预料的作用效果，当然可理解为是由本发明带来的作用效果。
即使是与由上述各实施方式的技术方案带来的作用效果不同的其它作用效果，只要是根据本说明书的记载可知的作用效果、或者本领域技术人员根据本说明书的记载能够容易地预料的作用效果，当然可理解为是由本发明带来的作用效果。

Claims (12)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
阵列基板；
位于所述阵列基板上的像素，其具有第一电极、第二电极、以及所述第一电极和所述第二电极上的液晶层；
位于所述阵列基板上的调光元件，其具有第三电极、所述第三电极上的所述液晶层、和所述液晶层上的第四电极；
所述第四电极上的对置基板；
夹着所述阵列基板和所述对置基板的一对波长板；和
夹着所述一对波长板的一对直线偏振片，
所述调光元件被所述一对波长板夹着，
所述像素从所述一对波长板露出，
所述一对波长板为一对λ/4波长板，
所述一对直线偏振片的透射轴彼此正交，
所述一对λ/4波长板的滞相轴彼此正交。
2.一种显示装置，其特征在于，包括：
阵列基板；
位于所述阵列基板上的像素，其具有第一电极、第二电极、以及所述第一电极和所述第二电极上的液晶层；
位于所述阵列基板上的调光元件，其具有第三电极、所述第三电极上的所述液晶层、和所述液晶层上的第四电极；
所述第四电极上的对置基板；
夹着所述阵列基板和所述对置基板的一对波长板；和
夹着所述一对波长板的一对直线偏振片，
所述调光元件被所述一对波长板夹着，
所述像素从所述一对波长板露出，
所述一对波长板为一对λ/2波长板，
所述一对直线偏振片的透射轴彼此正交，
所述一对λ/2波长板的滞相轴彼此正交。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于：
所述第二电极位于所述第一电极上。
4.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于：
所述第二电极与所述第三电极存在于同一层。
5.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于：
还包括取向膜，其位于所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极上，且位于所述液晶层下，
所述取向膜的取向处理方向在所述像素和所述调光元件中相同。
6.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于：
所述第三电极和所述第四电极各自具有配置成条状的多个狭缝。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于：
所述第四电极的所述多个狭缝中的至少一个狭缝与所述第三电极的相邻的狭缝之间的区域重叠。
8.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于：
所述第三电极和所述第四电极的所述多个狭缝的间距彼此相同。
9.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于：
所述第三电极具有与所述第四电极重叠、且彼此电独立的第一区域至第n区域，
n为大于1的自然数。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于：
选自所述第一区域至第n区域中的第k区域被选自所述第一区域至第n区域中的第k+1区域包围，
k为1以上且小于n的自然数。
11.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于：
还包括用于将所述阵列基板和所述对置基板彼此固定的密封件，
所述密封件在所述阵列基板上形成单一的封闭形状，
所述像素和所述调光元件位于所述封闭形状内。
12.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，还包括：
导光板，其位于所述阵列基板下，具有与所述调光元件重叠的贯通孔；和
用于对所述导光板照射光的光源。
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