CN112437898A - 显示装置及组装有显示装置的电子设备 - Google Patents

Abstract

课题在于提供能够扩大显示部的显示装置及组装有显示装置的电子设备。一种电子设备，具备：具有显示部(DA)的液晶面板(PNL)；与所述显示部重叠的偏振片(PL1、PL2)；以及与所述液晶面板及所述偏振片重叠并经由所述液晶面板及所述偏振片而检测红外线的检测元件(1r)。

Description

显示装置及组装有显示装置的电子设备

技术领域

本发明的实施方式涉及显示装置及组装有显示装置的电子设备。

背景技术

近年来，在同一面侧具备显示部以及摄像头(camera)的智能手机等电子设备被广泛实用化。在这样的电子设备中，摄像头等设置在显示部的外侧，在确保用于设置摄像头等的空间的同时扩大显示部的要求变高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017－40908号公报

发明内容

本实施方式的目的在于提供一种能够扩大显示部的显示装置以及组装有显示装置的电子设备。

根据本实施方式，提供一种电子设备，具备：具有显示部的液晶面板；与所述显示部重叠的偏振片；以及与所述液晶面板及所述偏振片重叠、且经由所述液晶面板及所述偏振片而检测红外线的检测元件。

根据本实施方式，提供一种电子设备，具备：具有显示部的液晶面板；与所述显示部重叠的偏振片；与所述液晶面板及所述偏振片重叠、且经由所述液晶面板及所述偏振片而检测红外线的检测元件；与所述液晶面板相对的导光板；以及框架，所述检测元件位于所述导光板与所述框架之间。

根据本实施方式，提供一种显示装置，具备：具有显示部的液晶面板；与所述显示部重叠的偏振片；以及导光板，其具有与所述液晶面板相对的主面和由凹口或贯穿孔形成的开口部，所述显示部具有与所述开口部重叠的第一区域及第二区域，所述液晶面板具备配置于所述第二区域的彩色滤光片层，所述彩色滤光片层没有配置在所述第一区域。

附图说明

图1是表示本实施方式的显示装置DSP的一结构例的分解立体图。

图2是包含图1所示的显示装置DSP及摄像头1A的剖视图。

图3是表示图1所示的液晶面板PNL及导光板LG的一结构例的俯视图。

图4是包含图3所示的像素PX1的液晶元件LCD的剖视图。

图5是包含图3所示的像素PX2的液晶元件LCD的剖视图。

图6是表示电子设备100的一结构例的俯视图。

图7是包含图6所示的电子设备100的摄像头1A的沿A－B线的剖视图。

图8是表示电子设备100的其他结构例的俯视图。

图9是包含图8所示的电子设备100的摄像头1A的沿C－D线的剖视图。

图10是表示电子设备100的其他结构例的俯视图。

图11是表示电子设备100的其他结构例的俯视图。

图12是表示图6至图11所示的液晶面板PNL的一结构例的俯视图。

图13是用于说明图12所示的液晶面板PNL中遮光层与摄像头1A等的位置关系的俯视图。

图14是表示像素PX1及PX2的布局的一例的俯视图。

图15是表示像素PX1的布局的其他例子的俯视图。

图16是表示图14所示的像素PX2的一结构例的俯视图。

图17是用于说明液晶面板PNL的实施例的图。

图18是用于说明液晶面板PNL的其他实施例的图。

图19是用于说明液晶面板PNL的其他实施例的图。

图20是用于说明液晶面板PNL的其他实施例的图。

图21是用于说明液晶面板PNL的其他实施例的图。

图22是用于说明液晶面板PNL的其他实施例的图。

图23是将液晶面板PNL应用于车辆所使用的显示器的图。

图24是将液晶面板PNL应用于膝上型计算机等计算机(笔记本PC)的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实施方式进行说明。需要说明的是，公开只不过是一个例子，对于本领域技术人员能够容易地想到的保持发明主旨的适当变更，当然包含在本发明的范围内。另外，附图为了使说明更加明确，与实际的形态相比，有时示意性地表示各部分的宽度、厚度、形状等，但仅是一例，并不限定本发明的解释。另外，在本说明书和各图中，对发挥与关于已有的图所述的构成要素相同或类似功能的构成要素标注相同的附图标记，并适当省略重复的详细说明。

图1是表示本实施方式的显示装置DSP的一结构例的分解立体图。在一个示例中，第一方向X、第二方向Y和第三方向Z彼此正交，但也可以以90度以外的角度交叉。第一方向X及第二方向Y相当于与构成显示装置DSP的基板的主面平行的方向，第三方向Z相当于显示装置DSP的厚度方向。

显示装置DSP具备第一偏振片PL1及第二偏振片PL2、液晶面板PNL、光学片OS、导光板LG、光源EM、反射片RS。反射片RS、导光板LG、多个光学片OS、第一偏振片PL1、液晶面板PNL及第二偏振片PL2依次沿着第三方向Z排列。多个光源EM沿着第一方向X隔开间隔地排列。至少光源EM及导光板LG构成从背面侧对液晶面板PNL进行照明的背光单元BL。背光单元BL还可以包括光学片OS和反射片RS。第一偏振片PL1、第二偏振片PL2以及液晶面板PNL构成针对沿着第三方向Z行进的光具有光学开关功能的液晶元件LCD。这样的液晶元件LCD在由第一方向X及第二方向Y限定的X-Y平面内的每个区域中，发挥透光或遮光的功能。

液晶面板PNL形成为与X-Y平面平行的平板状。另外，液晶面板PNL也可以是朝向第三方向Z弯曲的液晶面板。液晶面板PNL具备显示图像的显示部DA和包围显示部DA的边框状的非显示部NDA。对于液晶面板PNL的详细结构在此省略说明，液晶面板PNL可以具备与利用沿着基板主面的横向电场的显示模式、利用沿着基板主面的法线的纵向电场的显示模式、利用相对于基板主面倾斜的倾斜电场的显示模式、以及将上述横向电场、纵向电场及倾斜电场适当组合利用的显示模式对应的任意一种结构。这里所谓基板主面是指与X-Y平面平行的面。

液晶面板PNL位于第一偏振片PL1与第二偏振片PL2之间。第一偏振片PL1及第二偏振片PL2以至少与显示部DA重叠的方式相对于液晶面板PNL配置。在一个示例中，第一偏振片PL1的吸收轴AX1和第二偏振片PL2的吸收轴AX2在X-Y平面中彼此正交。

导光板LG具有与光源EM相对的第一侧面Sa、第一侧面Sa的相反侧的第二侧面Sb、与液晶面板PNL相对的主面Sc、主面Sc的相反侧的主面Sd、以及开口部OP1。开口部OP1设置在第一侧面Sa的相反侧，但没有特别限定，也可以设置在与第一侧面Sa正交的侧面。在图示的例子中，开口部OP1相当于从第二侧面Sb向第一侧面Sa凹陷的凹部或凹口。此外，开口部OP1也可以是沿第三方向Z贯穿导光板LG的贯穿孔。

多个光学片OS位于导光板LG与液晶面板PNL之间，与主面Sc相对。每一个光学片OS分别具有与开口部OP1重叠的开口部OP2。光学片OS例如是棱镜片或扩散片。

反射片RS与主面Sd相对。也就是说，导光板LG位于反射片RS与光学片OS之间。反射片RS具有与开口部OP1重叠的开口部OP3。反射片RS也可以固定于例如由金属构成的壳体。在该情况下，也可以在壳体上也设置与开口部OP1重叠的开口部。

光源EM例如是发光二极管(LED)，射出白色的照明光。从光源EM射出的照明光从第一侧面Sa入射，在导光板LG的内部行进。然后，由导光板LG导光后的照明光从主面Sc向液晶面板PNL射出，对液晶面板PNL进行照明。液晶面板PNL、第一偏振片PL1及第二偏振片PL2在显示部DA中选择性地使照明光透射，由此显示图像。

此外，在此说明了使用射出白色光的发光二极管(LED)作为光源EM的例子，但也可以并列设置射出红、蓝、绿等不同发光颜色的光的发光二极管(LED)。在这种情况下，也能够使用通过使各种颜色的发光二极管(LED)依次发光并且与此相应地依次切换各色显示来实现彩色显示的、所谓的场序(field sequential)方式。这样，通过使用场序方式，即使在显示部DA中未配置彩色滤光片层的区域，也能够实现彩色显示。

组装有这样的显示装置DSP的电子设备100具备摄像头1A、接近传感器1B、可见光用的摄像头1C、投射元件1D等。摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C及投射元件1D以沿着第一方向X隔开间隔地排列并在第三方向Z上与开口OP1至OP3重叠的方式设置。另外，摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C及投射元件1D在第三方向Z上与液晶面板PNL、第一偏振片PL1及第二偏振片PL2重叠。此外，摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C以及投射元件1D中的一部分或全部在第三方向Z上与液晶面板PNL的显示部DA重叠。

摄像头1A相当于对经由液晶面板PNL、第一偏振片PL1及第二偏振片PL2透射的红外线进行检测的检测元件。投射元件1D朝向液晶面板PNL、第一偏振片PL1及第二偏振片PL2投射红外线。例如，投射元件1D以形成分布在X-Y平面上的多个点状图案的方式向检测对象投射红外线。摄像头1A检测从检测对象物反射的红外线的点图案。摄像头1A的检测结果能够用于检测对象的认证等。

接近传感器1B具备红外线发光部1e及红外线受光部1r。红外线发光部1e相当于经由液晶面板PNL、第一偏振片PL1及第二偏振片PL2向检测对象物投射红外线的投射元件。红外线受光部1r相当于对经由液晶面板PNL、第一偏振片PL1及第二偏振片PL2从对象物反射的红外线进行检测的检测元件。这样的接近传感器1B对检测对象物的接近进行传感检测。

接近传感器1B的红外线发光部1e和投射元件1D照射例如在900nm～1000nm的范围内具有峰值波长的红外线。另一方面，在本实施方式中使用的偏振片对于900nm～1000nm范围的红外线不管其偏振状态如何都使其透过。偏振片单体中红外线的透过率(透射率)优选为80％以上。也就是说，从红外线发光部1e及投射元件1D投射的红外线透过偏振片而到达检测对象物。另外，由检测对象物反射的红外线透过偏振片而由红外线受光部1r及摄像头1A检测。

摄像头1C具备经由液晶面板PNL、第一偏振片PL1及第二偏振片PL2而受光的图像传感器(摄像元件)。这样的摄像头1C接收经由液晶面板PNL、第一偏振片PL1及第二偏振片PL2透过的可见光(例如400nm～700nm的范围的光)。在第一偏振片PL1的吸收轴AX1与第二偏振片PL2的吸收轴AX2相互正交的情况下，将透过液晶元件LCD的液晶层LC的光的波长设为λ时，在液晶层LC的光程差(retardation)大致为零或相当于λ的情况下，液晶元件LCD的透过率最小。因此，在用摄像头1C进行拍摄时，液晶层LC的光程差被设定为大于零且小于λ。在光程差约为λ/2的情况下，液晶元件LCD的透过率最大。

图2是包含图1所示的显示装置DSP和摄像头1A的剖视图。液晶面板PNL具备第一基板SUB1、第二基板SUB2、液晶层LC以及密封件SE。密封件SE位于非显示部NDA，粘接第一基板SUB1与第二基板SUB2，并且对液晶层LC进行密封。

以下，对第一基板SUB1及第二基板SUB2的主要部分进行说明。第一基板SUB1具备第一绝缘基板10和取向膜AL1。第二基板SUB2具备第二绝缘基板20、彩色滤光片层CF、遮光层BMA、透明层OC、以及取向膜AL2。

第一绝缘基板10及第二绝缘基板20是玻璃基板或挠性树脂基板等透明基板。取向膜AL1及AL2与液晶层LC相接。

彩色滤光片层CF、遮光层BMA以及透明层OC位于第二绝缘基板20与液晶层LC之间。

遮光层BMA位于非显示部NDA。显示部DA与非显示部NDA的边界B例如由遮光层BMA的内端(显示部DA侧的端部)限定。密封件SE设置在与遮光层BMA重叠的位置。

对于彩色滤光片层CF的详细在此省略，但例如彩色滤光片层CF具备配置于红色像素的红色彩色滤光片、配置于绿色像素的绿色彩色滤光片、以及配置于蓝色像素的蓝色彩色滤光片。另外，还存在彩色滤光片层CF具备配置于白色像素的透明树脂层的情况。

透明层OC覆盖彩色滤光片层CF和遮光层BMA。透明层OC例如是透明的有机绝缘膜。

显示部DA具有配置有彩色滤光片层CF及遮光层BMA的区域A1、和未配置彩色滤光片层CF及遮光层BMA的区域A2。透明层OC遍及区域A1及区域A2地配置，且在区域A1中与彩色滤光片层CF相接，在区域A2中与第二绝缘基板20相接。如果着眼于图示的摄像头1A与显示部DA的位置关系，则摄像头1A与区域A2重叠。也就是说，彩色滤光片层CF以及遮光层BMA不与摄像头1A重叠。另外，取向膜AL1及取向膜AL2遍及区域A1及区域A2地设置。

另外，接近传感器1B、可见光用的摄像头1C以及投射元件1D也与摄像头1A同样地，与区域A2重叠，不与彩色滤光片层CF以及遮光层BMA重叠。此外，摄像头1A、接近传感器1B以及投射元件1D也可以与区域A1重叠。在这种情况下，摄像头1A、接近传感器1B以及投射元件1D可以与形成为格子状或条纹状的遮光层BMA和彩色滤光片层CF中的双方或一方重叠。在使摄像头1A、接近传感器1B以及投射元件1D与区域A1重叠的情况下，可以在彩色滤光片层CF设置与配置于白色像素的透明树脂层相同的透明树脂层。

第一偏振片PL1粘接于第一绝缘基板10。第二偏振片PL2粘接于第二绝缘基板20。第一偏振片PL1及第二偏振片PL2遍及区域A1及区域A2地配置。此外，第一偏振片PL1及第二偏振片PL2也可以根据需要具备相位差板、散射层、防反射层等。为了使液晶层LC不受来自外部的电场等的影响，有时在第二偏振片PL2与第二绝缘基板20之间设置透明导电膜IT。透明导电膜IT由ITO或IZO等透明的氧化物导电体构成。通过在与摄像头1A、接近传感器1B以及投射元件1D重叠的区域中设置透明导电膜IT的不形成区域，能够抑制红外线透过率的降低。也能够使透明导电膜IT的不形成区域比区域A2宽。也可以在与红外线的低透过率不会成为问题的可见光用的摄像头1C重叠的部位形成透明导电膜IT。在使用红外线透过率比氧化物导体高的导电性树脂作为透明导电膜IT的情况下，能够在与摄像头1A、接近传感器1B以及投射元件1D重叠的区域中设置透明导电膜IT。

例如，也能够在第二偏振片PL2或第一偏振片PL1具备超双折射薄膜。已知超双折射薄膜在直线偏振光入射时将透过光非偏振化(自然光化)，即使被摄体包括产生偏振光的物体，也能够无不协调感地进行拍摄。例如，在摄像头1C的被摄体中映入了液晶显示装置等的情况下，从液晶显示装置射出直线偏振光，因此，根据第一偏振片PL1及第二偏振片PL2与成为被摄体的液晶显示装置的偏振片之间的角度的关系，入射到摄像头1C的被摄体的液晶显示装置的亮度变化，有可能在拍摄时产生不协调感。但是，通过在第二偏振片PL2或第一偏振片PL1具备超双折射薄膜，能够抑制产生不协调感的亮度变化。

作为示出超双折射性的薄膜，可以适宜地使用例如东洋纺(株)的COSMOSHINE(注册商标)等。在此，所谓超双折射性，是指相对于可见光范围、例如550nm的光而言的面内方向的光程差为800nm以上。

另外，存在偏振片PL1具备反射层的情况，该反射层将来自背光单元BL的照明光中的平行于吸收轴AX1的偏振分量朝向背光单元BL反射。在应用了这种偏振片PL1的情况下，从投射元件1D、接近传感器1B的红外线发光部1e射出的红外线的一部分被反射层反射，从而光的利用效率降低。而且，由反射层反射的反射光有可能入射到摄像头1A、接近传感器1B及摄像头1C而造成不良影响。因此，在与摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C及投射元件1D重叠的区域中，期望从偏振片PL1去除反射层。

此外，为了对从接近传感器1B的红外线发光部1e以及投射元件1D射出并被反射层反射的光进行再利用，也可以在接近传感器1B和/或投射元件1D的内部和/或周边设置使到达的光反射的反射层。

光学片OS、导光板LG、反射片RS以及未图示的光源EM被收容在壳体CS中。壳体CS具备金属制的壳体CS1和树脂制的壳体CS2。壳体CS2与光学片OS之间的间隙由遮光带TP遮光。另外，遮光带TP将第一偏振片PL1与壳体CS2粘接。

摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C以及投射元件1D被容纳在由壳体CS2包围的空间SP中。这样的空间SP位于液晶面板PNL的下方，形成在图1所示的开口部OP1至OP3的内侧。

摄像头1A例如具备包含至少一个透镜的光学系统2、红外线传感器3、以及壳体4。壳体4容纳光学系统2和红外线传感器3。光学系统2位于液晶面板PNL与红外线传感器3之间。摄像头1A与布线基板5电连接。

此外，摄像头1A等并非必须设置在背光单元BL的空间SP中。即，在壳体CS具备与空间SP重叠的开口部的情况下，摄像头1A等也可以设置在壳体CS的外侧，并与壳体CS的开口部重叠。总之，摄像头1A等只要设置于在第三方向Z上与开口部OP1重叠的位置即可。也就是说，在具有液晶面板PNL和摄像头1A的电子设备中，从电子设备的使用者来看，摄像头1A设置在液晶面板PNL的里侧即可。

根据本实施方式，摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C以及投射元件1D与液晶面板PNL重叠。另外，根据本实施方式，摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C以及投射元件1D与液晶面板PNL的显示部DA重叠。因此，能够扩大显示部DA。

另外，无需在非显示部NDA设置用于设置摄像头1A等的空间。因此，相比于摄像头1A等与非显示部NDA重叠的情况，能够缩小非显示部NDA的边框宽度。

第一偏振片PL1及第二偏振片PL2相对于红外线具有高透过率。因此，虽然摄像头1A及接近传感器1B的红外线受光部1r与第一偏振片PL1及第二偏振片PL2重叠，但能够抑制应由摄像头1A及红外线受光部1r检测的红外线的检测精度降低。另外，虽然接近传感器1B的红外线发光部1e以及投射元件1D与第一偏振片PL1以及第二偏振片PL2重叠，但是能够抑制由红外线发光部1e以及投射元件1D照射的红外线的照射量降低。

通过使可见光用的摄像头1C不与彩色滤光片层CF和遮光膜BMA重叠，经由液晶面板PNL入射到摄像头1C的可见光不受彩色滤光片层CF和遮光膜BMA的影响。因此，能够抑制由彩色滤光片层CF带来的不期望的吸收或着色。

通过使红外线发光部1e和投射元件1D不与彩色滤光片层CF重叠，能够抑制由红外线发光部1e和投射元件1D照射的红外线被彩色滤光片层CF吸收。

通过使摄像头1A以及红外线受光部1r不与彩色滤光片层CF重叠，能够抑制应由摄像头1A以及红外线受光部1r检测的红外线被彩色滤光片层CF吸收。

此外，如上所述，摄像头1A和红外线受光部1r也可以与彩色滤光片层CF重叠。

例如，在彩色滤光片层CF具备红色彩色滤光片、绿色彩色滤光片以及蓝色彩色滤光片的情况下，红色彩色滤光片由使红外线透过的材料形成即可。在该情况下，可见光被彩色滤光片层CF吸收，摄像头1A和红外线受光部1r能够检测透过彩色滤光片层CF的红外线。即，彩色滤光片层CF作为吸收可见光的滤光片发挥功能。

另外，在彩色滤光片层CF除了红色彩色滤光片、绿色彩色滤光片、蓝色彩色滤光片之外还具备白色像素用的透明树脂层的情况下也同样地，彩色滤光片层CF作为吸收可见光的滤光片发挥功能，摄像头1A及红外线受光部1r能够检测透过透明树脂层的红外线。另外，在红色彩色滤光片由使红外线透过的材料形成的情况下，摄像头1A和红外线受光部1r能够检测透过透明树脂层和红色彩色滤光片的红外线。另外，在任一情况下均是，透过红色彩色滤光片的光中的透过第一偏振片PL1的波长的光由摄像头1A和红外线受光部1r检测。

另外，在图2所示的例子中，彩色滤光片层CF设置于第二基板SUB2，但也可以设置于第一基板SUB1。

图3是表示图1所示的液晶面板PNL及导光板LG的一结构例的俯视图。显示部DA位于第一基板SUB1及第二基板SUB2重叠的区域。在图示的例子中，显示部DA是不包含凹口的大致四边形的区域，但四个角也可以具有圆角。同样地，液晶面板PNL的外形为大致四边形，但4个角可以具有圆角，也可以是四边形以外的多边形或圆形。

液晶面板PNL在显示部DA中具有在第一方向X以及第二方向Y上排列成矩阵状的像素PX。显示部DA中的各像素PX具有相同的电路结构。如图3中放大所示，各像素PX具备开关元件SW、像素电极PE、公共电极CE、以及液晶层LC等。开关元件SW例如由薄膜晶体管(TFT)构成，与扫描线G及信号线S电连接。用于控制开关元件SW的控制信号向扫描线G供给。影像信号作为与控制信号不同的信号向信号线S供给。像素电极PE与开关元件SW电连接。每个像素电极PE与公共电极CE相对，通过在像素电极PE与公共电极CE之间产生的电场来驱动液晶层LC。电容Cs例如形成在与公共电极CE同电位的电极、和与像素电极PE同电位的电极之间。

布线基板6与第一基板SUB1的延伸部Ex电连接。IC芯片7与布线基板6电连接。另外，IC芯片7也可以与延伸部Ex电连接。IC芯片7例如内置有输出图像显示所需的信号的显示器驱动器等。布线基板6是可弯曲的柔性印刷基板。

在显示部DA中，不与摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C以及投射元件1D重叠的像素PX1相当于图2所示的区域A1的像素，具备彩色滤光片层CF。也就是说，像素PX1能够显示红、绿、蓝中的任一种颜色。另外，在像素PX1是白色像素的情况下，像素PX1能够显示白(或透明)、灰、黑中的任一种。像素PX1在显示部DA中配置在与导光板LG重叠的整个区域。另外，像素PX1也可以配置在与导光板LG的开口部OP1重叠的区域中的、不与摄像头1A等重叠的区域。

在显示部DA中，与摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C及投射元件1D重叠的像素PX2相当于图2所示的区域A2的像素，不具备彩色滤光片层CF。也就是说，像素PX2是单色显示像素，能够显示白(或透明)、灰、黑中的任一种。另外，在图3中，用虚线表示摄像头1A等的外形，示出了与摄像头1A等重叠的像素PX2。理想情况下，像素PX2在俯视下与摄像头1A等的包含透镜的光学系统2重叠，但也可以与摄像头1A等的壳体4重叠。

像素PX2也可以在显示部DA中与开口部OP1重叠的整个区域配置。另外，像素PX2可以配置在与导光板LG重叠的区域，也可以配置在包括开口部OP1在内的沿第一方向X延伸的带状区域的整体。

图4是包含图3所示的像素PX1的液晶元件LCD的剖视图。在此，对在第一偏振片PL1与第二偏振片PL2之间具备与利用横向电场的显示模式对应的液晶面板PNL的液晶元件LCD进行说明。

第一基板SUB1在第一绝缘基板10与取向膜AL1之间具备绝缘膜11及12、公共电极CE、像素电极PE。此外，图3所示的扫描线G、信号线S以及开关元件SW例如位于第一绝缘基板10与公共电极CE之间。公共电极CE位于绝缘膜11之上，被绝缘膜12覆盖。像素电极PE位于绝缘膜12之上，被取向膜AL1覆盖。像素电极PE隔着绝缘膜12与公共电极CE相对。公共电极CE和像素电极PE由铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)等透明导电材料形成。像素电极PE是线状电极，公共电极CE是遍及多个像素PX1共通地设置的平板状电极。此外，也可以是将像素电极PE设为平板状电极、并在像素电极PE与液晶层LC之间设置线状的公共电极的结构。绝缘膜11虽未详述，但包括无机绝缘膜和有机绝缘膜。绝缘膜12例如是硅氮化物等无机绝缘膜。

在第二基板SUB2中，遮光层BMB与图2所示的非显示部NDA的遮光层BMA一体地形成。彩色滤光片层CF包括红色彩色滤光片CFR、绿色彩色滤光片CFG和蓝色彩色滤光片CFB。绿色彩色滤光片CFG与像素电极PE相对。红色彩色滤光片CFR和蓝色彩色滤光片CFB也分别与未图示的其他像素电极PE相对。

驱动液晶元件LCD的驱动部DR例如包括与图3所示的扫描线G电连接的扫描线驱动电路、以及与信号线S电连接的信号线驱动电路。驱动部DR对显示部DA的各像素PX输出图像显示所需的信号，控制液晶元件LCD的透过率。液晶元件LCD的透过率根据施加于液晶层LC的电压的大小而被控制。

例如，在像素PX1中，在未对液晶层LC施加电压的OFF状态下，液晶层LC中包含的液晶分子LM在取向膜AL1与取向膜AL2之间向规定的方向进行初始取向。在这样的OFF状态下，从图1所示的光源EM导入到像素PX1的光被第一偏振片PL1及第二偏振片PL2吸收。因此，液晶元件LCD在OFF状态的像素PX1中显示黑色。

另一方面，在对液晶层LC施加了电压的ON状态下，液晶分子LM通过在像素电极PE与公共电极CE之间形成的电场而沿与初始取向方向不同的方向取向，其取向方向由电场控制。在这样的ON状态下，被导入到像素PX1的光的一部分透过第一偏振片PL1以及第二偏振片PL2。因此，液晶元件LCD在ON状态的像素PX1中，显示与彩色滤光片层CF对应的颜色。

上述例子相当于在OFF状态下显示黑色的所谓常黑模式，但也可以应用在ON状态下显示黑色(在OFF状态下显示白色)的常白模式。

图5是包含图3所示的像素PX2的液晶元件LCD的剖视图。像素PX2与图4所示的像素PX1相比较，不同点在于第二基板SUB2不具备彩色滤光片层CF和遮光层BMB。即，透明层OC在像素电极PE的正上方与第二绝缘基板20相接。此外，为了调整透明层OC的厚度，也可以在透明层OC与第二绝缘基板20之间设置透明树脂层。

液晶元件LCD的像素PX2中的透过率与像素PX1同样地由驱动部DR控制。即，液晶元件LCD在未对液晶层LC施加电压的OFF状态的像素PX2中，与像素PX1同样地，成为最小透过率，显示黑色。

另一方面，在对液晶层LC施加了电压的ON状态下，被导入到像素PX2的光的一部分透过第一偏振片PL1及第二偏振片PL2。液晶元件LCD在ON状态的像素PX2中，在最大透过率的情况下显示白色或者成为透明状态。另外，如上所述，也会存在液晶元件LCD以成为最小透过率与最大透过率之间的中间透过率的方式被控制而显示灰色的情况。另外，在图5中，公共电极CE形成为平板状，但关于像素PX2，也可以是在公共电极CE上设置开口的结构。另外，在将像素电极PE设置在比公共电极CE更靠近绝缘基板侧的结构的情况下，也可以在像素电极PE上设置开口。另外，也可以将像素电极PE和公共电极CE设为线状电极。在这种情况下，也能够将线状的像素电极PE和线状的公共电极CE设置在同一层。另外，也可以将像素电极PE和公共电极CE隔着绝缘膜设置在不同层。在使用液晶层LC形成液晶透镜的情况下，与由平板状的电极和线状的电极形成透镜相比，由线状的像素电极PE和线状的公共电极CE形成透镜的情况能够提高透镜特性的自由度。

图6是表示电子设备100的一结构例的俯视图。背光单元BL具有相当于凹口的一个开口部OPA。摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C以及投射元件1D设置于背光单元BL的开口部OPA。

液晶面板PNL与背光单元BL重叠。另外，液晶面板PNL与摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C以及投射元件1D重叠。作为电子设备的壳体之一的罩部件CM是透明的，是玻璃基板或树脂基板。罩部件CM与液晶面板PNL重叠。

图7是包含图6所示的电子设备100的摄像头1A的沿A-B线的剖视图。粘接树脂AD是透明的，设置在第二偏振片PL2与罩部件CM之间。罩部件CM固定于电子设备100的框架FR。

在图示的剖视图中，开口部OPA相当于框架FR与背光源单元BL的壳体CS之间的空间。摄像机1A位于框架FR与壳体CS之间。未图示的接近传感器1B、摄像头1C以及投射元件1D也位于框架FR与壳体CS之间。

图8是表示电子设备100的其他结构例的俯视图。图8所示的结构例与图6所示的结构例相比较，不同点在于背光单元BL具有相当于贯穿孔的一个开口部OPB。摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C以及投射元件1D设置于开口部OPB。

图9是包含图8所示的电子设备100的摄像头1A的沿C-D线的剖视图。设置摄像头1A等的开口部OPB在图示的剖视图中，相当于贯穿背光单元BL的光学片OS、导光板LG、反射片RS以及壳体CS而形成的空间。壳体CS、反射片RS、导光板LG以及光学片OS各自的一部分位于摄像头1A等与框架FR之间。

图10是表示电子设备100的其他结构例的俯视图。图10所示的结构例与图6所示的结构例相比较，不同点在于背光单元BL具有与凹口相当的两个开口部OPC及OPD。开口部OPC形成在背光单元BL的一端，而开口部OPD形成在背光单元BL的另一端。

红外线用的摄像头1A设置于开口部OPC。投射元件1D设置于开口部OPD。可见光用的摄像头1C位于摄像头1A与投射元件1D之间。在图示的例子中，摄像头1C与投射元件1D一起设置于开口部OPD，但也可以与摄像头1A一起设置于开口部OPC。在开口部OPC与开口部OPD之间，背光单元BL与液晶面板PNL重叠。

在这样的结构例中，与摄像头1A和投射元件1D接近配置的情况相比较，摄像头1A和投射元件1D沿着第一方向X隔开较大间隔地配置，因此能够扩大从投射元件1D朝向检测对象物投射的红外线的入射角以及从检测对象物朝向摄像头1A反射的红外线的反射角。

图11是表示电子设备100的其他结构例的俯视图。图11所示的结构例与图6所示的结构例相比较，不同点在于背光单元BL具有与凹口相当的三个开口部OPE、OPF及OPG。开口部OPE形成于背光单元BL的一端，开口部OPG形成于背光单元BL的另一端，开口部OPF形成于开口部OPE与开口部OPG之间。

红外线用的摄像头1A设置于开口部OPE。可见光用的摄像头1C设置于开口部OPF。投射元件1D设置于开口部OPG。在开口部OPE与开口部OPF之间以及开口部OPF与开口部OPG之间，背光单元BL与液晶面板PNL重叠。

图12是表示图6至图11所示的液晶面板PNL的一结构例的俯视图。第一基板SUB1及第二基板SUB2通过环状的密封件SE而粘接。密封件SE的外端SEO沿着第二基板SUB2的边缘(edge)。显示部DA位于由密封件SE包围的内侧。

在俯视下，摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C以及投射元件1D与密封件SE的内端SEI相比位于内侧，并与内端SEI间隔开。

图13是用于说明图12所示的液晶面板PNL中遮光层与摄像头1A等的位置关系的俯视图。位于非显示部NDA的遮光层BMA与图12所示的密封件SE重叠，形成为环状。

位于显示部DA的遮光层BMB例如形成为格子状，具备沿着第一方向X延伸的部分BMX和沿着第二方向Y延伸的部分BMY。另外，即使部分BMY的一部分弯曲，也设为该部分BMY沿着第二方向Y延伸。

在俯视下中，摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C以及投射元件1D与显示部DA重叠，但是不与遮光层BMB重叠。也就是说，在摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C以及投射元件1D所重叠的区域中，部分BMX以及部分BMY均未形成。但是，也可以形成部分BMX以及部分BMY中的一方。另外，也可以是，部分BMX以及部分BMY中的至少一方形成得比其他部分的宽度窄。

图14是表示像素PX1及PX2的布局的一例的俯视图。显示部DA具备第一区域A11及第二区域A12。第一区域A11及第二区域A12与导光板LG的开口部OP1重叠。在俯视下，摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C和投射元件1D与第二区域A12重叠。

如参照图4等所说明那样，第一区域A11中的各像素PX1具备彩色滤光片层CF和遮光层BMB。如参照图5等所说明那样，第二区域A12中的各像素PX2不具备彩色滤光片层CF和遮光层BMB中的任一个。在图示的例子中，像素PX2比像素PX1大，但也可以具有与像素PX1同等的大小。另外，像素PX1形成为沿第二方向Y延伸的长方形状，像素PX2形成为大致正方形状，但不限于此。例如，像素PX1及PX2也可以形成为平行四边形等其他多边形状、圆形状、扇形等，也可以弯曲。

跨越第一区域A11及第二区域A12配置的扫描线G具备第一金属布线GM和第一透明布线GT。第一金属布线GM配置在第一区域A11，第一透明布线GT配置在第二区域A12。第一金属布线GM和第一透明布线GT沿着第一方向X延伸，且彼此电连接。

跨越第一区域A11及第二区域A12配置的信号线S具备第二金属布线SM和第二透明布线ST。第二金属布线SM配置在第一区域A11，第二透明布线ST配置在第二区域A12。第二金属布线SM和第二透明布线ST沿着第二方向Y延伸，并且彼此电连接。

第一金属布线GM及第二金属布线SM由钼、钨、铝、钛等金属材料形成。第一透明布线GT及第二透明布线ST由ITO、IZO等透明导电材料形成。

出于提高第二区域A12中的透过率的观点以及抑制透过第二区域A12的光的衍射的观点，期望第一金属布线GM及第二金属布线SM不配置在第二区域A12。或者，在要求使透过第二区域A12的光衍射时，也可以在第二区域A12配置第一金属布线GM和第二金属布线SM来代替第一透明布线GT和第二透明布线ST。

图15是表示像素PX1的布局的其他例子的俯视图。图15所示的例子与图14所示的例子相比较，不同点在于，在俯视下，摄像头1A、接近传感器1B以及投射元件1D与第一区域A11重叠。也就是说，摄像头1A、接近传感器1B以及投射元件1D重叠于与显示部DA中的其他像素相同的像素PX1，与彩色滤光片层CF和遮光层BMB重叠。另外，摄像头1A、接近传感器1B以及投射元件1D与第一金属布线GM和第二金属布线SM重叠。

例如，对于使从投射元件1D照射的红外线衍射的要求，在投射元件1D所重叠的第一区域A11中，第一金属布线GM以及第二金属布线SM配置为格子状，从而作为衍射光栅发挥功能。此外，同样的衍射光栅也能够由参照图13说明的格子状的遮光层BMB形成。

图16是表示图14所示的像素PX2的一结构例的俯视图。

在像素PX2中，开关元件SW与第一透明布线GT及第二透明布线ST电连接。开关元件SW具备半导体层SC。半导体层SC例如是包含铟、镓等的透明半导体层。另外，半导体层SC也可以是多晶硅或非晶硅。

第一透明电极TE1与开关元件SW电连接。第二透明电极TE2与第一透明电极TE1相对。第一透明电极TE1以及第二透明电极TE2由ITO、IZO等透明导电材料形成。在图5所示的像素PX2中的第一基板SUB1的剖视图中，第一透明电极TE1相当于像素电极PE，第二透明电极TE2相当于公共电极CE，在第一透明电极TE1与第二透明电极TE2之间夹有绝缘膜12。

第一透明布线GT以及第二透明布线ST例如与第二透明电极TE2位于同一层，由与第二透明电极TE2相同的材料形成。第一透明布线GT不与第二透明布线ST交叉，具有与第二透明布线ST间隔开的第一部分GT1及第二部分GT2。第一部分GT1以及第二部分GT2通过与第二透明布线ST交叉的连接电极CNG而电连接。连接电极CNG由位于与第二透明布线ST不同的层的导电材料形成。例如，连接电极CNG由与第一金属布线GM或第二金属布线SM位于同一层的金属材料形成。或者，连接电极CNG由位于与第一金属布线GM以及第二金属布线SM不同的层的金属材料或透明导电材料形成。

在有机绝缘膜介于连接电极CNG与第一透明布线GT之间的情况下，用于将连接电极CNG和第一透明布线GT连接的接触孔有变深且直径变大的趋势。因此，在连接电极CNG与第一透明布线GT之间没有配置有机绝缘膜的情况下，能够用小的接触孔将连接电极CNG与第一透明布线GT电连接。

此外，第一透明布线GT以及第二透明布线ST也可以与第一透明电极TE1位于同一层。或者，也可以是，第一透明布线GT与第一透明电极TE1位于同一层，第二透明布线ST与第二透明电极TE2位于同一层。在这种情况下，由于绝缘膜介于第一透明布线GT与第二透明布线ST之间，因此第一透明布线GT以及第二透明布线ST能够分别连续地形成而不中断，不需要连接电极。

若着眼于开关元件SW，则与半导体层SC交叉的栅电极GE通过连接电极CNG而与第一透明布线GT电连接。另外，半导体层SC通过连接电极CNS而与第二透明布线ST电连接，另外，通过连接电极CND而与第一透明电极TE1电连接。

第二透明电极TE2以及第三透明电极TE3沿着第二方向Y隔开间隔排列。第一透明布线GT位于第二透明电极TE2与第三透明电极TE3之间。连接电极CN23与第一透明布线GT交叉，将第二透明电极TE2与第三透明电极TE3电连接。

第二透明电极TE2以及第四透明电极TE4沿着第一方向X隔开间隔排列。第二透明布线ST位于第二透明电极TE2与第四透明电极TE4之间。连接电极CN24与第二透明布线ST交叉，将第二透明电极TE2与第四透明电极TE4电连接。

在这样的像素PX2中，与配置有金属布线的像素PX1相比较，能够提高透过率。

图17是用于说明液晶面板PNL的实施例的图。液晶面板PNL构成为，在与摄像头1A和红外线受光部1r重叠的区域的液晶层LC中形成液晶透镜LL。液晶透镜LL既可以是球面透镜，也可以是非球面透镜。这样的液晶透镜LL例如通过控制液晶层LC中的液晶分子的取向状态或液晶层LC的折射率分布而形成。在图示的实施例中，液晶透镜LL是使红外线向所希望的方向折射的凹透镜。由此，能够检测更大范围的红外线。

此外，图中的光学透镜OL可以是内置于图2所示的摄像头1A中的光学系统2，也可以是设置在摄像头1A与液晶面板PNL之间的透镜。

图18是用于说明液晶面板PNL的其他实施例的图。图18所示的实施例与图17所示的实施例相比较，不同点在于液晶透镜LL为凸透镜。通过使液晶透镜LL的焦距可变，即使在检测对象物在第三方向Z上具有凹凸的情况下，也能够高精度地检测从检测对象物反射的红外线的点图案。

图19是用于说明液晶面板PNL的其他实施例的图。液晶面板PNL构成为，在与红外线发光部1e及投射元件1D重叠的区域的液晶层LC中形成液晶透镜LL。液晶透镜LL是与图17所示的透镜相同的凹透镜。由此，能够在更大范围内投射红外线。

图20是用于说明液晶面板PNL的其他实施例的图。图20所示的实施例与图19所示的实施例相比较，不同点在于液晶透镜LL为凸透镜。由此，能够将红外线聚光并投射到期望的区域。

图21是用于说明液晶面板PNL的其他实施例的图。液晶面板PNL在与投射元件1D重叠的区域的液晶层LC中具备衍射光学元件DE1。衍射光学元件DE1例如由参照图13说明的格子状的遮光层BMB或者参照图15说明的格子状的第一金属布线GM及第二金属布线SM形成。此外，只要是使红外线衍射的装置即可，并不限于上述的例子。

投射元件1D例如是垂直腔面射型激光器(VCSEL)，射出在X-Y平面上扩展的红外线。衍射光学元件DE1使从投射元件1D射出的红外线进行衍射。由此，能够形成分布在X-Y平面上的多个点状图案。

图22是用于说明液晶面板PNL的其他实施例的图。图22所示的实施例与图21所示的实施例相比较不同点在于，在投射元件1D与液晶面板PNL之间具备另一衍射光学元件DE2。也就是说，从投射元件1D射出的红外线在被衍射光学元件DE2衍射后，进一步被液晶面板PNL的衍射光学元件DE1衍射。由此，能够在X-Y平面上形成更多的点状图案。

图23是将液晶面板PNL应用于车辆所使用的显示器的图。作为车辆用的电子设备之一的显示器装置DSP，有设置在方向盘里侧的显示器、设置在驾驶席旁边的显示器等。这些显示器装置DSP具有液晶面板PNL、设置在与液晶面板PNL重叠的部位处的摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C、投射元件1D等元件。

图24是将液晶面板PNL应用于膝上型计算机等计算机(笔记本PC)的图。近年来，对于计算机的画面也要求窄边框化，在液晶面板PNL外设置摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C、投射元件1D等元件变得困难。通过应用本发明，能够实现大画面化、窄边框化。

如上所述，根据本实施方式，能够提供可扩大显示部的显示装置和包括该显示装置的电子设备。另外，在本实施方式中，例示了摄像头1A、接近传感器1B、摄像头1C、投射元件1D，但也可以是使光、声音、温度等的传感器或者光、声音的振荡元件与液晶面板PNL重叠的结构。

此外，虽然说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而示出的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明要旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形均包含在发明的范围、要旨内，并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同范围内。

Claims (18)

1.一种电子设备，具备：

具有显示部的液晶面板；

与所述显示部重叠的偏振片；以及

与所述液晶面板及所述偏振片重叠、且经由所述液晶面板及所述偏振片而检测红外线的检测元件。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，

所述电子设备还具备投射元件，该投射元件与所述液晶面板及所述偏振片重叠，并朝向所述液晶面板及所述偏振片投射红外线。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其中，

所述电子设备还具备导光板，该导光板具有与所述液晶面板相对的主面和由凹口或贯穿孔形成的开口部，

所述检测元件及所述投射元件设置于所述开口部。

4.根据权利要求2所述的电子设备，其中，

所述液晶面板具备：

第一基板；

第二基板；

保持在所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层；以及

将所述第一基板和所述第二基板粘接并且对所述液晶层进行密封的密封件，

所述检测元件及所述投射元件在俯视下与所述密封件的内端相比位于内侧。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其中，

所述液晶面板具备遮光层，

所述遮光层没有配置在与所述检测元件及所述投射元件重叠的区域。

6.根据权利要求2所述的电子设备，其中，

所述液晶面板在与所述检测元件及所述投射元件重叠的区域中具备：

第一透明布线；

第二透明布线，其被供给与所述第一透明布线不同的信号；

开关元件，其与所述第一透明布线及所述第二透明布线电连接；

第一透明电极，其与所述开关元件电连接；以及

第二透明电极，其与所述第一透明电极相对。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其中，

所述开关元件具备透明半导体层。

8.根据权利要求6所述的电子设备，其中，

所述液晶面板还具备第三透明电极和连接电极，

所述第一透明布线位于所述第二透明电极与所述第三透明电极之间，

所述连接电极与所述第一透明布线交叉，所述第二透明电极与所述第三透明电极电连接。

9.根据权利要求2所述的电子设备，其中，

所述液晶面板构成为在与所述检测元件及所述投射元件重叠的区域形成液晶透镜。

10.根据权利要求2所述的电子设备，其中，

所述液晶面板在与所述投射元件重叠的区域具备衍射光学元件。

11.根据权利要求3所述的电子设备，其中，

所述电子设备还具备摄像头，该摄像头与所述液晶面板及所述偏振片重叠，经由所述液晶面板及所述偏振片而进行受光，

所述摄像头设置于所述开口部。

12.根据权利要求11所述的电子设备，其中，

所述摄像头位于所述检测元件与所述投射元件之间。

13.一种电子设备，具备：

具有显示部的液晶面板；

与所述显示部重叠的偏振片；

与所述液晶面板及所述偏振片重叠、且经由所述液晶面板及所述偏振片而检测红外线的检测元件；

与所述液晶面板相对的导光板；以及

框架，

所述检测元件位于所述导光板与所述框架之间。

14.根据权利要求13所述的电子设备，其中，

所述电子设备还具备投射元件，该投射元件与所述液晶面板及所述偏振片重叠，并朝向所述液晶面板及所述偏振片投射红外线，

所述投射元件位于所述导光板与所述框架之间。

15.一种显示装置，具备：

具有显示部的液晶面板；

与所述显示部重叠的偏振片；以及

导光板，其具有与所述液晶面板相对的主面和由凹口或贯穿孔形成的开口部，

所述显示部具有与所述开口部重叠的第一区域及第二区域，

所述液晶面板具备配置于所述第二区域的彩色滤光片层，

所述彩色滤光片层没有配置在所述第一区域。

16.根据权利要求15所述的显示装置，其中，

所述液晶面板具备配置于所述第二区域的遮光层，

所述遮光层没有配置在所述第一区域。

17.根据权利要求15所述的显示装置，其中，

所述液晶面板在所述第二区域中具备：

第一透明布线；

第二透明布线，其被供给与所述第一透明布线不同的信号；

开关元件，其与所述第一透明布线及所述第二透明布线电连接；

第一透明电极，其与所述开关元件电连接；以及

第二透明电极，其与所述第一透明电极相对。

18.根据权利要求17所述的显示装置，其中，

所述液晶面板在所述第一区域中具备：

与所述第一透明布线电连接的第一金属布线；以及

与所述第二透明布线电连接的第二金属布线。

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