CN210742637U - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及显示装置。本实用新型的课题在于提高显示装置的性能。本实用新型的解决手段为：显示装置(DSP1)，其具有具备前面(10f)的基板(10)、具备与基板(10)的前面(10f)相对的背面(20b)的基板(20)、配置在基板(10)与基板(20)之间的液晶层(LQ)、配置在基板(10)的前面(10f)与基板(20)的背面(20b)之间的红外线传感器(30)、和配置在红外线传感器(30)与基板(20)之间的构件(PS1)。构件(PS1)具有与红外线传感器(30)的受光部(31)相对的面(PSb)、和沿与面(PSb)交叉的方向延伸的侧面(PSs)，且具备透过红外线的光学特性。

Description

显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示装置的技术，并涉及应用于内置有红外线传感器的显示装置的有效技术。

背景技术

专利文献1(日本特开2011-28058号公报)中，记载了在与内置于显示装置的光传感器重叠的位置处配置有红外线遮光间隔件的结构。专利文献2(日本特开2010-152072号公报)中，记载了包含阻挡可见光、且透过非可见光的滤光器(filter)的显示装置。专利文献3(日本特开2015-34974号公报)中，记载了内置有检测外光的外光传感器的显示装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-28058号公报

专利文献2：日本特开2010-152072号公报

专利文献3：日本特开2015-34974号公报

实用新型内容

实用新型所要解决的问题

本申请发明人针对作为提高显示装置的性能的一个环节、将红外线传感器内置于显示装置内的技术进行了研究。为了提高以红外线信号形式入射至红外线传感器的输入信息的识别可靠性，需要减少入射至红外线传感器的受光部的非目标光(换言之为噪声)。

本实用新型的目的在于提供提高显示装置的性能的技术。

用于解决课题的手段

作为本实用新型的一个方式的显示装置具有：第一基板，其具备第一面；第二基板，其具备与所述第一基板的所述第一面相对的第二面；液晶层，其配置在所述第一基板与所述第二基板之间；红外线传感器，其配置在所述第一基板的所述第一面与所述第二基板的所述第二面之间；及第一构件，其配置在所述红外线传感器与所述第二基板之间。所述第一构件具备透过红外线的光学特性。

附图说明

[图1]为示出了作为一个实施方式的显示装置的一例的显示面侧的俯视图。

[图2]为沿图1的A-A线的剖视图。

[图3]为示出了图1所示的显示装置所具备的像素周边的电路构成例的电路图。

[图4]为图2所示的显示装置的显示区域的放大剖视图。

[图5]为示出了图3所示的晶体管的结构例的放大剖视图。

[图6]为示出了显示装置所具备的红外线传感器的构成例的剖视图。

[图7]为示出了图6所示的红外线传感器、间隔构件、滤色膜、及遮光膜的平面性位置关系的放大俯视图。

[图8]为示出了涉及图6所示的红外线传感器的配置的详细结构例的放大剖视图。

[图9]为示出了针对图8所示的显示装置的变形例的放大剖视图。

[图10]为示出了针对图8所示的显示装置的其他变形例的放大剖视图。

[图11]为作为针对图10的变形例的显示装置的放大剖视图。

[图12]为示出了图11所示的红外线传感器、间隔构件、滤色膜、及遮光膜的平面性位置关系的放大俯视图。

[图13]为示出了作为针对图7的变形例的显示装置的红外线传感器、间隔构件、滤色膜、及遮光膜的平面性位置关系的放大俯视图。

[图14]为沿图13的A-A线的放大剖视图。

[图15]为示出了作为针对图7的其他变形例的显示装置的红外线传感器、间隔构件、滤色膜、及遮光膜的平面性位置关系的放大俯视图。

[图16]为沿图15的A-A线的放大剖视图。

[图17]为示出了针对图8所示的显示装置的其他变形例的放大剖视图。

[图18]为示出了图2所示的背光源所包含的光源的配置例的俯视图。

[图19]为示出了作为针对图18的变形例的光源的配置例的俯视图。

附图标记说明

10，20 基板

10f，20f，30f 前面(面)

11，12，13，14，15，16 绝缘膜

20b，30b 背面(面、主面)

30 红外线传感器

31 受光部

32 红外线

33 噪声光

34 电极

35 布线

36 遮光膜

40 背光源

41 导光板

42 光源配置区域

43，43IR，43VL 光源

AL1，AL2 取向膜

BL 背光源(光源)

BM 遮光膜

CB1 电路部

CD 公共电位供给电路

CDP 导体图案

CE 公共电极

CF，CFB，CFG，CFR 滤色膜

CH1 接触孔(开口部)

CHb 底面

DA 显示区域

DE 漏电极

DSP1，DSP2，DSP3，DSP4，DSP5，DSP6，DSP7 显示装置

LQ 液晶层

OPF 光学过滤层

PS1，PS2 构件

PSb，PSf 面

PSs 侧面

具体实施方式

以下，参见附图对本实用新型的各实施方式进行说明。需要说明的是，所公开的终究不过是一例，对于本领域技术人员而言容易想到的保持实用新型主旨而进行的适当变更，当然包含于本实用新型的范围。另外，为了更清楚地进行说明，与实际情况相比，附图中有时对各部分的宽度、厚度、形状等进行示意性表示，但终究不过是一例，并非用来限定本发明的解释。另外，在本说明书和各图中，对与关于已经出现的图而已说明过的要素同样的要素，有时标注相同或相关的标记，适当省略详细的说明。

另外，液晶显示装置根据用于使液晶层的液晶分子的取向变化的电场的施加方向，大体分为以下两类。即，作为第一种分类，有沿显示装置的厚度方向(或者面外方向)施加电场、即所谓纵电场模式。纵电场模式有例如TN(扭曲向列，Twisted Nematic)模式、VA(垂直排列，Vertical Alignment)模式等。另外，作为第二种分类，有沿显示装置的平面方向(或者面内方向)施加电场、即所谓横电场模式。横电场模式有例如IPS(平面转换，In-Plane Switching)模式、作为IPS模式之一的FFS(边缘场转换，Fringe Field Switching)模式等。以下说明的技术可适用于纵电场模式及横电场模式中的任一者，但以下说明的实施方式中，作为一例，举出横电场模式的显示装置进行说明。

(实施方式1)

<显示装置的显示功能>

首先，对显示装置的构成例进行说明。需要说明的是，下文中，首先对显示装置所具备的起到显示功能的构成例进行说明，然后对红外线传感器的构成例进行说明。图1示出了本实施方式的显示装置的一例的显示面侧的俯视图。图1中，分别以双点划线示出了显示区域DA与周边区域PFA的边界、显示区域DA与边框区域FRA的边界、及边框区域FRA与透明区域TRA的边界。另外，图1中，以点图案示出了配置密封材料SLM的区域。图2为沿图1的A-A线的剖视图。如后述的图4所示，在基板10与基板20之间，除了液晶层LQ以外，存在多个导电层、绝缘层，但在图2中省略图示。图3为示出了图1所示的显示装置所具备的像素周边的电路构成例的电路图。图4为图2所示的显示装置的显示区域的放大剖视图。图4中，为了表示基板10的厚度方向(图4所示的Z方向)上的扫描信号线GL与影像信号线SL的位置关系的例，以虚线示出了设于与图4不同的截面的扫描信号线GL。图5为示出了图3所示的晶体管的结构例的放大剖视图。

如图1所示，本实施方式的显示装置DSP1具有显示区域DA。在显示区域DA根据自外部供给的输入信号而形成图像。显示区域DA是在观察显示面的俯视下、显示装置DSP1显示图像的有效区域。另外，显示装置DSP1具有在俯视中下位于显示区域DA周围的周边区域(非显示区域)PFA。需要说明的是，显示装置DSP1在显示区域DA的周围具备周边区域PFA，但作为变形例，也有直到周缘部都成为显示区域DA的显示装置。以下说明的技术也适用于显示区域DA扩展至显示装置的周缘部的类型的显示装置。另外，图1所示的显示装置DSP1的显示区域DA为四边形，但显示区域也可以是多边形、圆形等四边形以外的形状。例如，存在显示区域DA的4个角部各自成为圆弧(round)形状的情况。

如图2所示，显示装置DSP1具有以隔着液晶层LQ相对的方式贴合的基板10及基板20。基板10与基板20在显示装置DSP1的厚度方向(Z方向)上彼此相对。基板10具有与液晶层LQ(及基板20)相对的前面(主面、面)10f。另外，基板20具有与基板10的前面10f(及液晶层LQ)相对的背面(主面、面)20b。基板10为将作为开关元件(有源元件)的多个晶体管(晶体管元件)Tr1(参见图3)呈阵列状配置而成的阵列基板。另外，基板20为设于显示面侧的基板。基板20就与阵列基板相对配置的基板的含义而言也可称为对置基板。

另外，液晶层LQ位于基板10的前面10f与基板20的背面20b之间。液晶层LQ为控制可见光的透过状态的电光学层。通过介由开关元件(图3所示的晶体管Tr1)控制形成于液晶层LQ周边的电场的状态，从而具备对通过于此的光进行调制的功能。位于基板10及基板20的显示区域DA如图2所示的那样与液晶层LQ重叠。

另外，将基板10与基板20介由密封材料(粘接材料)SLM粘接。如图1所示，密封材料SLM以围绕显示区域DA周围的方式配置于周边区域PFA。如图2所示，在密封材料SLM的内侧有液晶层LQ。密封材料SLM起到作为将液晶封入基板10与基板20之间的密封件的作用。另外，密封材料SLM起到作为将基板10与基板20粘接的粘接材料的作用。

另外，显示装置DSP1具有光学元件OD1和光学元件OD2。光学元件OD1配置在基板10与背光源40之间。光学元件OD2配置在基板20的显示面侧、即夹持基板20而配置在基板10的相反侧。光学元件OD1及光学元件OD2各自至少包含偏振板，也可根据需要而包含相位差板。背光源40的构成例见后述。

另外，显示装置DSP1具备覆盖基板20的显示面侧的覆盖构件CVM(参见图2)。覆盖构件CVM与基板20的背面(面)20b的相反侧的前面(面)10f相对。换言之，覆盖构件CVM与基板20的背面(面)20b的相反侧的前面(面)20f相对。基板20在Z方向上位于覆盖构件CVM与基板10之间。覆盖构件CVM是保护基板10、20、光学元件OD2的保护构件，且配置在显示装置DSP1的显示面侧。但是，作为针对本实施方式的变形例，也存在没有覆盖构件CVM的情况。

基板10及基板20各自是具备可见光透过性(使可见光透过的特性)的透明板材。作为透明板材的基板，可示例玻璃基板。另外，作为基板10、基板20的构成材料，也可使用包含聚酰亚胺、聚酰胺、聚碳酸酯、或者、聚酯等聚合物的树脂材料(可见光透过性的树脂材料)。另外，由聚酰亚胺等树脂材料形成的基板的情况下，基板具备挠性。基板10具备挠性的情况下，能够使基板10的一部分(例如周边区域PFA)弯曲或者折曲。基板10、基板20具备挠性的情况下，可减少俯视下的周边区域PFA的面积。这种情况下，能够增大俯视下的有效显示区域的占有率。

如图3所示，在显示区域DA中配置多个像素(pixel)PX。图3所示的例子中，多个像素PX各自具有多个副像素(子像素)PXs。多个副像素PXs中包含例如用于红色、蓝色、及绿色的副像素PXs，通过控制多个副像素PXs的色调，能够显示彩色图像。对于构成一个像素PX的副像素PXs的种类的数量而言，除了图3中示例的3种之外，可适用各种变形例。

多个副像素PXs各自具备晶体管Tr1，其作为控制施加至液晶层LQ的电场的开-关的开关元件。晶体管Tr1控制副像素PXs的动作。晶体管Tr1如后述那样，是形成于基板10上的薄膜晶体管(Thin Film Transistor：TFT)。

另外，如图3所示，显示装置DSP1具有在显示区域DA中沿X方向延伸的多条扫描信号线GL、和在显示区域DA中沿与X方向交叉(图3中为正交)的Y方向延伸的多条影像信号线SL。扫描信号线GL是与晶体管Tr1的栅极连接的栅极线。另外，影像信号线SL是与晶体管Tr1的源极连接的源极线。多条扫描信号线GL各自沿X方向延伸，且在Y方向上以例如等间隔排列。多条影像信号线SL各自沿Y方向延伸，且在X方向上以例如等间隔排列。

多条扫描信号线GL各自与扫描驱动电路(栅驱动电路)GD连接。将从扫描驱动电路GD输出的扫描信号Gsi介由扫描信号线GL输入晶体管Tr1的栅极。另外，多条影像信号线SL各自与影像信号驱动电路SD连接。将从影像信号驱动电路SD输出的影像信号Spic介由影像信号线SL输入晶体管Tr1的源极。

多条影像信号线SL各自介由晶体管Tr1与像素电极PE连接。详细而言，影像信号线SL与晶体管Tr1的源极连接，像素电极PE与晶体管Tr1的漏极连接。晶体管Tr1导通时，将影像信号Spic从影像信号线SL供给至像素电极PE。另外，像素电极PE介由介电层(图3所示的电容元件CS)与公共电极CE连接。将固定电位从公共电位供给电路CD供给至公共电极CE。供给至公共电极CE的固定电位是对于多个副像素PXs而言共通的电位。在显示期间，在各副像素PXs中根据供给至公共电极CE的电位与供给至像素电极PE的电位之间的电位差而形成电场，利用该电场驱动液晶层LQ中所含的液晶分子。

图3所示的扫描驱动电路GD、影像信号驱动电路SD及公共电位供给电路CD各自可以是搭载于在图1所示的周边区域PFA、或、与周边区域PFA连接的布线基板FWB1形成的驱动IC芯片上的电路(例如图2所示的电路部CB1)，也可以作为内置电路形成于基板10。另外，虽然省略详细说明，但布线基板FWB1与形成于基板10的多个端子TM1连接。

如图4所示，在基板10与液晶层LQ之间，有多个导电层CL1～CL5、多个绝缘膜11～16、及取向膜AL1。多个导电层CL1～CL5、多个绝缘膜11～16、及取向膜AL1形成于基板10的前面10f上。另外，在基板20与液晶层LQ之间，有遮光膜BM、滤色膜CFR、CFG及CFB、绝缘膜OC1、和取向膜AL2。遮光膜BM、滤色膜CFR、CFG、CFB、绝缘膜OC1、及取向膜AL2形成于基板20的背面20b上。滤色膜CFR、CFG及CFB和遮光膜BM包含于显示装置DSP1的光学过滤层OPF。

在图4所示的导电层CL1、CL2及CL3各自形成有金属的导体图案(金属布线)。另外，导电层CL4及导电层CL5主要形成含有ITO(Indium tin oxide)或IZO(Indium Zinc Oxide)等导电性的氧化物材料(透明导电材料)的导体图案。

在导电层CL1～CL5各层之间，存在绝缘膜。在导电层CL1与基板10之间，存在绝缘膜11及绝缘膜12。在导电层CL1与导电层CL2之间，存在绝缘膜13。在导电层CL3与导电层CL4之间，存在绝缘膜14。在导电层CL4与导电层CL5之间，存在绝缘膜15。在导电层CL5与液晶层LQ之间，存在取向膜AL1。绝缘膜11、12、13、及16各自为无机绝缘膜。作为无机绝缘膜，可示例例如氮化硅(SiN)膜、氧化硅(SiO)膜、氧化铝(AlOx)膜或者它们的层合膜。另外，绝缘膜14及绝缘膜15为有机绝缘膜。由有机材料形成的绝缘膜较之由无机材料形成的绝缘膜而言更厚地形成，从而能够使上表面(前面)变得平坦。绝缘膜14及绝缘膜15可作为使形成于基底层的导体图案的凹凸平坦化的平坦化膜使用。因此，绝缘膜14的厚度及绝缘膜15的厚度比作为无机绝缘膜的绝缘膜11、12、及13各自的厚度更厚。作为有机绝缘膜的例子，可示例丙烯酸系的感光性树脂等。

多条扫描信号线GL各自形成于基板10上的导电层CL1。在基板10上层合有绝缘膜11及绝缘膜12，扫描信号线GL形成于绝缘膜12上。多条影像信号线SL各自形成于基板10上的导电层CL2。在基板10上层合有绝缘膜11、12及13，影像信号线SL形成于绝缘膜13上。

在绝缘膜11与绝缘膜12之间，形成图3及图5所示的晶体管(晶体管元件)Tr1的半导体层。如图5所示，在作为基底层的绝缘膜11上形成有晶体管Tr1。图5中，示例性地示出了1个晶体管Tr1。晶体管Tr1为薄膜晶体管(Thin Film Transistor：TFT)。晶体管Tr1具备构成沟道区域、源极区域及极漏极区域的半导体区域(半导体层)SCR。半导体区域SCR由例如多晶硅形成，形成于绝缘膜11上。半导体区域SCR之中，在源极区域及漏极区域形成有与晶体管Tr1的源电极SE或漏电极DE连接的导体图案CDP。

在绝缘膜11上形成有栅电极GE。栅电极GE形成于与半导体区域SCR的沟道区域重叠的位置。半导体区域SCR被作为栅极绝缘膜的绝缘膜12覆盖。绝缘膜12由例如氧化硅形成，通过例如化学蒸镀(化学气相沉积，chemical vapor deposition：CVD)而堆积于半导体区域SCR及导体图案CDP上。栅电极GE是通过对利用溅射法等形成的金属膜进行图案化而形成的。另外，虽然省略了图示，但在与栅电极GE相同的层形成图3所示的多条扫描线GL。

绝缘膜12被绝缘膜13覆盖。绝缘膜13由例如氮化硅、氧化硅、或者它们的层合膜形成。绝缘膜13通过例如CVD法形成。在绝缘膜13上有作为金属膜的源电极SE及漏电极DE。在绝缘膜12及绝缘膜13形成有沿厚度方向贯通绝缘膜12、13的接触孔，源电极SE介由接触孔与源极区域上的导体图案CDP连接。另外，漏电极DE介由接触孔漏极区域上的导体图案CDP与连接。源电极SE及漏电极DE利用例如溅射法形成。另外，在源电极SE及漏电极相同的层形成图3所示的多条影像信号线SL。

如图5所示的例子那样，在晶体管Tr1的沟道区域的下方配置栅电极GE的结构的TFT被称为底栅方式。但是，TFT的方式中存在各种变形例，例如，也可使用在沟道区域的上方配置栅电极GE的顶栅方式。或者，也存在栅电极GE配置于沟道区域的上侧及下侧这两侧的方式。

在图4所示的导电层CL3中配置有布线MW3。布线MW3是与扫描信号线GL、影像信号线SL同样地由金属形成的金属布线。布线MW3配置于在厚度方向(Z方向)上与影像信号线SL重叠的位置。布线MW3与形成于导电层CL4的公共电极CE电连接。这种情况下，布线MW3可用作向公共电极CE供给电位的布线。或者，在显示装置DSP1具备触摸面板功能时，布线MW3可用作传输用于检测触摸位置的驱动信号、检测信号的信号传输路径。

在导电层CL4形成有公共电极CE。公共电极CE形成于作为平坦化膜的绝缘膜15上。图4中示出了一个公共电极CE，但也可在图1所示的显示区域DA中彼此隔开地配置多个公共电极CE。另外，如上所述，公共电极CE被供给针对多个副像素PXs共通的电位。因此，也可如图4所示的那样跨越多个副像素PXs而配置公共电极CE。

在导电层CL5形成有多个像素电极PE。在供像素电极PE形成的导电层CL5与供公共电极CE形成的导电层CL4之间，存在作为无机绝缘膜的绝缘膜16。该绝缘膜16作为介电层发挥功能，形成图3所示的电容元件CS。如图5所示，像素电极PE介由以贯通绝缘膜16及绝缘膜15的方式形成的接触孔而与漏电极DE连接。

多个像素电极PE被取向膜AL1覆盖。取向膜AL1是具备使液晶层LQ所含的液晶分子的初始取向一致的功能的有机绝缘膜，由例如聚酰亚胺树脂形成。另外，取向膜AL1与液晶层LQ接触。

另外，如图4所示，在基板20的背面(主面、面)20b上形成有遮光膜BM、滤色膜CFR、CFG、CFB、绝缘膜OC1、及取向膜AL2。

滤色膜CFR、CFG及CFB形成于与基板10相对的背面20b侧。图3所示的例子中，周期性排列红(R)、绿(G)、蓝(B)这三种颜色的滤色膜CFR、CFG、CFB。彩色显示装置中，例如以该红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的像素作为1组，显示彩色图像。基板20的多个滤色膜CFR、CFG、CFB与形成于基板10的具有像素电极PE的各像素PX(参见图1)配置在彼此相对的位置。需要说明的是，滤色膜的种类不限于红(R)、绿(G)、蓝(B)这三种颜色。

另外，在各色的滤色膜CFR、CFG、CFB各自的边界配置有遮光膜BM。遮光膜BM被称为黑矩阵，由例如黑色的树脂、低反射性的金属形成。遮光膜BM在俯视下形成为例如格子状。换言之，遮光膜BM沿X方向及Y方向延伸。详细而言，遮光膜BM具有沿Y方向延伸的多个部分、和沿与Y方向交叉的X方向延伸的多个部分。通过以黑矩阵对各像素PX进行划分，能够抑制漏光、混色。

遮光膜BM在显示区域DA中与作为金属布线的扫描信号线GL、影像信号线SL、及布线MW3重叠。通过在与遮光膜BM重叠的位置配置有具有遮光性的金属布线，在显示画面中不易视认金属布线。另一方面，公共电极CE及像素电极PE的至少一部分配置于不与遮光膜BM重叠的位置。公共电极CE及像素电极PE由可见光透过性的导电性材料形成。因此，虽然公共电极CE及像素电极PE配置于与遮光膜BM不重叠的位置，但各副像素PXs中，可见光不会被公共电极CE、像素电极PE阻挡。

另外，遮光膜BM也形成于基板20的周边区域PFA(参见图1)。周边区域PFA与遮光膜BM重叠。规定显示区域DA为比周边区域PFA更靠内侧的区域。另外，周边区域PFA是与阻挡自图2所示的背光源(光源)BL照射的光的遮光膜BM重叠的区域。遮光膜BM也形成于显示区域DA内，但在显示区域DA，于遮光膜BM形成多个开口部。一般而言，将形成于遮光膜BM、使滤色膜露出的开口部之中形成于最外周缘部侧的开口部的端部规定为显示区域DA与周边区域PFA的边界。

图4所示的绝缘膜OC1覆盖滤色膜CFR、CFG、CFB。绝缘膜OC1作为防止杂质从滤色膜向液晶层扩散的保护膜发挥功能。绝缘膜OC1是由例如丙烯酸系的感光性树脂等形成的有机绝缘膜。

绝缘膜OC1被取向膜AL2覆盖。取向膜AL2是具备使液晶层LQ所含的液晶分子的初始取向一致的功能的有机绝缘膜，由例如聚酰亚胺树脂形成。另外，取向膜AL2与液晶层LQ接触。

<显示装置的红外线传感器>

接下来，对图1所示的显示装置DSP1所具备的红外线传感器的构成例进行说明。图6为示出了显示装置所具备的红外线传感器的构成例的剖视图。图6示出了红外线传感器的构成例的概要。因此，图4所示的多个绝缘膜、导体图案在图6中省略图示。图7为示出了图6所示的红外线传感器、间隔构件、滤色膜、及遮光膜的平面性位置关系的放大俯视图。

如图6所示，显示装置DSP1具有配置在基板10的前面10f与基板20的背面20b之间的红外线传感器30。另外，显示装置DSP1具有配置在红外线传感器30与基板20之间的构件PS1。构件PS1具有与红外线传感器30的受光部31相对的面PSb、和沿与面PSb交叉的方向延伸的侧面PSs。构件PS1具备透过红外线的特性。

红外线传感器30具备受光部31、和将照射至受光部31的光转换为电信号的光电转换电路。红外线传感器30具备与基板10的前面10f相对的背面30b、及位于背面30b的相反侧且与构件PS1的面PSb相对的前面30f。受光部31配置于红外线传感器30的前面30f。

构件PS1是具备透过红外线的特性的构件，具备与受光部31相对的面PSb、沿与面PSb交叉的方向延伸的侧面PSs、和位于面PSb的相反侧且与基板20的背面20b相对的面PSf。图6所示的例子中，面PSf与光学过滤层OPF的遮光膜BM相对。

红外线中存在近红外线、中红外线、远红外线这样的分区。分区存在各种使用例，例如，近红外线为0.7～2μm(0.7μm以上且小于2μm)的波长范围，中红外线为2～4μm(2μm以上且小于4μm)的波长范围，远红外线为4～1000μm的波长范围。在显示装置DSP1内置有接收近红外线的红外线传感器30的情况下，可利用使用了近红外线的生物体认证。例如，存在利用在静脉中流动的血液的红外线吸收特性使静脉的形状可见的技术。利用该技术，通过向显示装置DSP1所具备的红外线传感器30照射经由人的手、胳膊等的红外线，能够识别静脉的形状。可以该静脉的形状作为密钥而进行生物体认证。

另外，中红外线对于水果等的糖度具有灵敏度(换言之，具有被糖吸收的能量特性)，因此，红外线传感器30能够接收中红外线的情况下，可用于糖度传感器。此外，远红外线具有响应热的灵敏度，因此，红外线传感器30能够接收远红外线的情况下，可用于热传感器。

另外，为了提高以红外线信号形式输入至红外线传感器30的信息的识别可靠性，需要防止非目标光(换言之为噪声)入射至红外线传感器30的受光部31。另外，入射至受光部31的红外线信号(红外线32)的信号强度越强则越理想。

如图6所示，显示装置DSP1配置在液晶层LQ与基板20之间，具有包含多种滤色膜CF及遮光膜BM的光学过滤层OPF。构件PS1具有配置在面PSb的相反侧、与光学过滤层OPF相对的面PSf。

显示装置DSP1的情况下，具备与受光部31相对的面PSb的构件PS1具备透过红外线32的特性。另外，多种滤色膜CF及遮光膜BM之中，与构件PS1的面PSf相对的滤色膜CF或遮光膜BM具备透过红外线32的光学特性。图6所示的例子中，与构件PS1的面PSf相对的为遮光膜BM。因此，遮光膜BM具备透过红外线32的光学特性。如图7所示，遮光膜BM以围绕滤色膜CF的周围的方式形成为格子状。另一方面，构件PS1选择性地形成于与红外线传感器30重叠的位置。在不与红外线传感器30重叠的位置，未配置构件PS1。图6所示的配置于与红外线传感器30重叠的位置的构件PS1，作为将红外线32导向红外线传感器30的受光部31的导光路发挥功能。

另外，构件PS1具有与液晶层LQ不同的折射率。因此，如图6中示意性示出的那样，容易在液晶层LQ与构件PS1的界面处反射噪声光33。结果，可减少入射至红外线传感器30的受光部31的噪声光33的量。需要说明的是，噪声光33除了可见光以外，也包含紫外线、红外线等可见光以外的波长带的光。

即使在基板10与基板20之间仅配置红外线传感器30，在未配置显示装置DSP1的构件PS1的情况下，除了红外线32以外，噪声光33自各种方向入射至红外线传感器30的受光部31，因此，正确识别来自红外线32的信号的可靠性低。另一方面，本实施方式的情况下，在红外线传感器30的与受光部31重叠的位置配置有透过红外线32的构件PS1。由此，能够减少噪声光33向红外线传感器30的入射，提高信号识别的可靠性。

构件PS1的折射率与液晶层LQ的折射率互不相同，因此，噪声光33之中，以小角度入射至构件PS1的侧面PSs的噪声光33的大部分被反射。这种情况下，构件PS1也可由可见光透过性的材料形成。但是，构件PS1特别优选具备针对可见光的遮光性。构件PS1具备针对可见光的遮光性的情况下，可阻挡噪声光33之中的可见光，与其相对于构件PS1的入射角度无关。图6所示的例子的情况下，遮光膜BM具备阻挡可见光、且透过红外线32的光学特性。构件PS1具备针对可见光的遮光性的情况下，构件PS1和遮光膜BM也可由彼此相同的材料形成。

另外，构件PS1的厚度比光学过滤层OPF的厚度更厚。需要说明的是，所谓构件PS1的厚度，可定义为从基板10的前面10f及基板20的背面20b中的任一者朝向另一者的方向(图9所示的Z方向)上的构件PS1的长度。换言之，可定义为构件PS1的面PSf与面PSb的间隔距离。需要说明的是，以下的说明中，提及构成显示装置的各构件的“厚度”时，在没有不同主旨的特别说明时，其含义为从基板10的前面10f及基板20的背面20b中的任一者朝向另一者的方向的长度。如在后文中详细说明的，构件PS1具备作为维持基板10与基板20间的间隙、抑制液晶层LQ的厚度局部性地变薄的间隔构件的功能。因此，构件PS1需要具备一定程度的厚度。若构件PS1的厚度较厚，则红外线的路径距离变长，但由于构件PS1是一体地形成的，因此即使路径距离变长，由路径距离变长导致的红外线衰减也小至可无视的程度。

需要说明的是，图6及图7所示的例子中，红外线传感器30的平面形状为四边形，构件PS1的立体形状为圆锥台形。但是，红外线传感器30、构件PS1的形状除了图6及图7所示的形状之外存在各种变形例。

红外线传感器30可配置于从图4所示的基板10的前面10f上至取向膜AL1上之中的任意位置。但是，虽然可将红外线传感器30内置于将图6所示的红外线32转换为电信号的光电转换电路，但对得到的电信号进行处理的电路形成于例如图2所示的电路部CB1等。因此，作为电信号传输路径，优选与形成于图4所示的导电层CL1～CL5中的任一者的导体图案电连接。

图8为示出了涉及图6所示的红外线传感器的配置的详细结构例的放大剖视图。图9为示出了针对图8所示的显示装置的变形例的放大剖视图。图8、图9所示的例子中，红外线传感器30形成于与图5所示的晶体管r1相同的层(绝缘膜12与绝缘膜13之间的层)。红外线传感器30具备形成于前面30f的电极34，构成为介由形成于导电层CL2的布线35将电信号输出至外部。若红外线传感器30具备在图6所示的红外线32入射后输出电荷的光电转换功能，则可利用各种结构的传感器。例如，可利用在红外线的能量频带中具有能带隙的光电晶体管、光电二极管等利用半导体的传感器。另外，也可利用向有机膜赋予光电二极管、光电晶体管的光电转换功能而得到的有机传感器。

图8及图9所示的结构的情况下，红外线传感器30的前面30f的一部分成为被绝缘膜13覆盖的状态。由于构件PS1具备与红外线传感器30的受光部31相对的面PSb，从构件PS1入射至受光部31的红外线32(参见图6)以接近90度的入射角度入射，因此，即使在构件PS1与受光部31之间存在其他构件，仍然难以进行反射。例如，图9所示的显示装置DSP2的情况下，在构件PS1的面PSb与红外线传感器30的受光部31之间配置有绝缘膜13～16及取向膜AL1。图9所示的变形例的结构的情况下，若红外线相对于配置在构件PS1的面PSb与红外线传感器30的受光部31之间的各构件以接近直角的入射角入射，则能够抑制红外线的衰减。

但是，从利用折射抑制红外线32衰减的观点考虑，优选在构件PS1与受光部31之间不存在其他构件。另外，从减少入射至受光部31的噪声光33(参见图6)的观点考虑，存在于构件PS1的面PSb与红外线传感器30的受光部31之间的构件较少为宜。

图8所示的例子中，在红外线传感器30上形成有贯通位于基板10的前面10f与液晶层LQ之间的多个绝缘膜(图8的例子中为绝缘膜13～16及取向膜AL1)的接触孔(开口部)CH1。构件PS1的背面30b在接触孔CH1的底面处与红外线传感器30接触。另一方面，构件PS1的面PSf与遮光膜BM接触。该结构的情况下，自基板20侧照射、介由遮光膜BM入射至构件PS1的红外线32(参见图6)在维持较强强度的状态下入射至红外线传感器30的受光部31。

图10为示出了针对图8所示的显示装置的其他变形例的放大剖视图。图10所示的显示装置DSP3的情况下，红外线传感器30形成于导电层CL5(绝缘膜16上)。红外线传感器30构成为具备形成于背面30b的电极34、介由形成于导电层CL4的布线35将电信号输出至外部。红外线传感器30的前面30f在不被取向膜AL1覆盖的情况下与液晶层LQ接触。另外，红外线传感器30的受光部31与构件PS1的面PSb接触。

显示装置DSP3的情况下，红外线传感器30形成于绝缘膜16上，因此，在绝缘膜16上形成半导体元件时，工序变得繁杂。因此，优选将上述的有机传感器的光电转换功能部分配置于绝缘膜16上。另外，显示装置DSP3的情况下，能够使构件PS1的厚度较之图8的显示装置DSP1而言更薄。在平面上形成构件PS1这样的突起构件的情况下，其高度(厚度)越大，则形状稳定性越降低。因此，若能降低构件PS1的厚度，则构件PS1的形状稳定性提高。能够使构件PS1的厚度变薄这一点在图9所示的显示装置DSP2的情况下也相同。

另外，如图7所示，在显示区域DA配置有多个红外线传感器30及多个构件PS1。多个红外线传感器30和多个构件PS1各自彼此重叠。通过如此在与多个红外线传感器30各自重叠的位置处配置构成红外线32(参见图6)的导光路的构件PS1，能够提高多个红外线传感器30各自的信号检测精度。通过合并用多个红外线传感器30测得的信号，能够提高输入信息(上述的例子中为静脉的形状)的识别可靠性。

另外，如上所述，构件PS1作为构成红外线的导光路的构件发挥功能，因此，虽然构件PS1配置于与红外线传感器30重叠的位置，但也可在不与红外线传感器30重叠的位置处也配置具备与构件PS1相同、或者类似的结构的构件。图11为作为针对图10的变形例的显示装置的放大剖视图。另外，图12为示出了图11所示的红外线传感器、间隔构件、滤色膜、及遮光膜的平面性位置关系的放大俯视图。

图11及图12所示的显示装置DSP4与图10所示的显示装置DSP3的区别在于，除了多个构件PS1以外，还具有配置于不与红外线传感器30重叠的位置的多个构件PS2。构件PS2配置于与红外线传感器30不重叠的位置这一点不同于构件PS1，但其他结构与构件PS1相同。构件PS2是抑制液晶层LQ的厚度、也即取向膜AL1与取向膜AL2的间隔距离变小的间隔构件。通过将多个间隔构件配置于显示区域DA，能够抑制液晶层LQ的厚度局部性地变薄。构件PS1兼具作为间隔构件的功能、和作为红外线的导光路的功能。构件PS1、PS2例如可通过利用光蚀刻技术选择性地除去由构件PS1、PS2的材料形成的膜而形成。但是，根据构件PS1的光学特性，也存在利用例如蚀刻等其他方法形成的情况。

另外，如图8所示的显示装置DSP1那样，形成可插入接触孔CH1内的构件PS1时，存在构件PS1和构件PS2(参见图11)的形状不同的情况。即，构件PS2不作为导光路发挥功能，因此，即使在红外线传感器30配置于绝缘膜12上的情况下，也无需贯通取向膜AL1。这种情况下，图8所示的构件PS1的厚度比图11所示的构件PS2的厚度更厚。

图13为示出了作为针对图7的变形例的显示装置的红外线传感器、间隔构件、滤色膜、及遮光膜的平面性位置关系的放大俯视图。图14为沿图13的A-A线的放大剖视图。需要说明的是，图14中，为与图6对应的简图，表示将红外线传感器30搭载于基板10的前面10f上的状态，图8～图11等中示出的基板10上的多个绝缘层省略图示。在图14所示的显示装置DSP5的厚度方向(Z方向)上，形成红外线传感器30及构件PS1的厚度方向的位置可与图8、图9、图10、及图11中记载的例子中的任一者组合应用。

对于图13及图14所示的显示装置DSP5而言，红外线传感器30及构件PS1各自配置于与滤色膜CF重叠的位置。显示装置DSP5的情况下，滤色膜CF具备透过红外线32(参见图14)的光学特性。另一方面，作为遮光膜BM的光学特性，可透过红外线32也可不透过红外线32。从减少噪声光33(参见图14)的观点考虑，遮光膜BM优选具备阻挡红外线32及可见光的特性。

图13所示的例子中，在与彼此相邻的滤色膜CF各自重叠的位置处配置有红外线传感器30及构件PS1。虽然省略图示，但作为针对图13的变形例，也有在与多个滤色膜CF之中的一部分重叠的位置处选择性地配置有红外线传感器30及构件PS1的构成。例如，用于红色、蓝色、绿色的滤色膜CF之中，用于绿色的滤色膜CFG(参见图4)针对红色波长带的光的透过率低。因此，存在红外线32(参见图14)的透过率与用于红色的滤色膜CFR(参见图4)及用于蓝色的滤色膜CFB(参见图4)相比更低的情况。考虑照射至红外线传感器30的光的透过率，可在与多种滤色膜CF之中用于绿色的滤色膜CFG重叠的位置处不配置红外线传感器30。

另外，图13所示的例子中，红外线传感器30及构件PS1配置于不与遮光膜BM重叠的位置。虽然省略图示，但作为变形例，红外线传感器30及构件PS1可配置于与滤色膜CF和遮光膜BM的边界重叠的位置。红外线传感器30不透过可见光的情况下，红外线传感器30配置在与滤色膜CF重叠的位置时，遮光膜BM的开口率、换言之、可见光的有效透过区域的面积率降低。因此，红外线传感器30与滤色膜CF重叠的面积越小则越理想。如图7所示，红外线传感器30与滤色膜CF不重叠的状态从使遮光膜BM的开口率较大的观点考虑是特别优选的。

图15为示出了作为针对图7的其他变形例的显示装置的红外线传感器、间隔构件、滤色膜、及遮光膜的平面性位置关系的放大俯视图。图16为沿图15的A-A线的放大剖视图。需要说明的是，图14中，为与图6对应的简图，表示将红外线传感器30装载于基板10的前面10f上的状态，图8～图11等中示出的基板10上的多个绝缘层省略图示。在图14所示的显示装置DSP5的厚度方向(Z方向)上，形成红外线传感器30及构件PS1的厚度方向的位置可与图8、图9、图10、及图11中记载的例子中的任一者组合应用。

图15及图16所示的显示装置DSP6所具备的构件PS1在贯通遮光膜BM这一点上区别于图6及图7所示的显示装置DSP1。显示装置DSP6所具备的构件PS1贯通光学过滤层OPF。图16所示的例子中，构件PS1贯通遮光膜BM，与基板20的背面20b接触。需要说明的是，虽然省略图示，但在将本变形例与图13及图14所示的变形例组合的情况下，构件PS1贯通滤色膜CF。

显示装置DSP6的情况下，构件PS1贯通光学过滤层OPF，因此，在从基板20侧观察的俯视下，如图15所示，构件PS1的面PSf成为可以视认的状态。这种情况下，如图16所示，红外线32从基板20侧不介由光学过滤层OPF而入射至构件PS1。

图7所示的显示装置DSP1的情况下，遮光膜BM具有透过红外线的光学特性，遮光膜BM自身具备作为红外线的导光路的功能。如图6所示，相对于构件PS1的面PSf以接近直角的角度入射的红外线32几乎全部入射至构件PS1。但是，在红外线32相对于构件PS1的面PSf的入射角度小的情况下，在遮光膜BM与构件PS1的界面处，红外线32的一部分进行反射。遮光膜BM具备作为导光路的功能，因此，反射的红外线32被沿着遮光膜BM的延伸方向引导，不会入射至红外线传感器30。

另一方面，图15及图16所示的显示装置DSP6的情况下，如图16所示，红外线32不介由光学过滤层OPF而入射至构件PS1，因此不会产生上述的反射的问题。结果，能够增大到达红外线传感器30的红外线32的强度。

需要说明的是，即使在图6所示的例子的情况下，若构成遮光膜BM的材料与构成构件PS1的材料彼此相同，则在遮光膜BM与构件PS1的界面处，难以发生红外线32的反射。另外，遮光膜BM与构件PS1一体地形成时，实质上不会发生红外线32的反射。显示装置DSP6所具备的构件PS1的情况下，只要在基板20的背面20b上形成构件PS1后形成遮光膜BM即可，较之一次性形成遮光膜BM和构件PS1的情况而言，制造方法更加容易。

但是，构件PS1贯通光学过滤层OPF的情况下，构件PS1的厚度需要至少比光学过滤层OPF的厚度更厚。图16所示的例子中，构件PS1的厚度为光学过滤层OPF的厚度的2倍以上。如上所述，在平面上形成构件PS1这样的突起构件的情况下，其高度(厚度)越大，则形状稳定性越降低。因此，从使构件PS1的形状稳定的观点考虑，优选如图6及图7所示的显示装置DSP1那样，构件PS1的面PSf与光学过滤层OPF(换言之、遮光膜BM或滤色膜CF)相对。

如显示装置DSP6那样、构件PS1贯通光学过滤层OPF的情况下，遮光膜BM的光学特性可透过也可不透过红外线。但是，从减少针对入射至构件PS1的红外线32的噪声光33的观点考虑，与构件PS1接触的光学过滤层OPF(换言之、遮光膜BM或滤色膜CF)优选具备阻挡红外线的光学特性。滤色膜CF具备使可见光域的光的至少一部分透过的功能。因此，滤色膜CF的情况下，存在较之遮光膜BM而言红外线的透过率更高的趋势。因此，向与构件PS1接触的光学过滤层OPF赋予针对红外线的遮光特性的情况下，与构件PS1接触的光学过滤层OPF优选为如图15及图16所示的那样为遮光膜BM。

图17为示出了针对图8所示的显示装置的其他变形例的放大剖视图。图17所示的显示装置DSP7与图8所示的显示装置DSP1区别在于，在红外线传感器30与基板10之间配置有遮光膜36。需要说明的是，图17所示的显示装置DSP7作为在红外线传感器30与基板10之间配置遮光膜36的实施方式的代表例示出，但Z方向上的红外线传感器30的位置不限于图17所示的方式。在显示装置DSP7的厚度方向(Z方向)上，形成红外线传感器30及构件PS1的厚度方向的位置可与图9、图10、及图11中记载的例子中的任一者组合应用。

液晶显示装置的情况下，从图2所示的背光源40向液晶层LQ照射光。如图17所示的显示装置DSP7那样，在基板10与红外线传感器30之间形成有遮光膜36的情况下，能够抑制从基板10侧照射的光蔓延而成为针对红外线传感器30的噪声。图17所示的例子中，遮光膜36配置在绝缘膜11与绝缘膜12之间。绝缘膜11与绝缘膜12之间的导电层CL1为供图5所示的栅电极GE配置的布线层。栅电极GE由具备针对可见光、红外线的遮光性的金属膜形成。遮光膜36由与栅电极GE相同的金属膜形成。这种情况下，在形成栅电极GE时，能够一次性形成多个栅电极GE和多个遮光膜36。

图18为示出了图2所示的背光源所包含的光源的配置例的俯视图。图19为示出了作为针对图18的变形例的光源的配置例的俯视图。图18及图19中，以双点划线示出了与显示区域DA重叠的区域的范围。

图18所示的例子中，背光源40具有配置于与显示区域DA重叠的位置的导光板41及配置于光源配置区域42的多个光源43。多个光源43各自为例如LED(发光二极管，lightemitting diode)。多个光源43配置于与导光板41相邻的光源配置区域42。另外，多个光源43包含产生可见光域的光的光源43VL、和产生红外线的光源43IR。

显示通常的影像的情况下，从多个光源43VL照射的可见光介由、导光板41照射至图2所示的基板10侧。另外，照射红外线的情况下，从红外线用光源43IR照射的红外线介由导光板41照射至基板10侧。照射红外线时，可认为背光源40为红外光源。因此，显示装置DSP1具备作为输出红外线的红外光源的背光源40。另外，基板10位于作为红外光源的背光源40与液晶层LQ之间。

另外，图19中作为变形例示出的例子中，背光源40未配置导光板41(参见图18)，而在与显示区域DA重叠的位置处配置有多个光源43。多个光源43包含产生可见光域的光的光源43VL、和产生红外线的光源43IR。图19所示的例子的情况下，在与显示区域DA重叠的位置处配置有多个光源43，因此，不存在导光板41。但是，在图2所示的背光源40与基板10之间，存在扩散板等具备使光分散的功能的光学功能片材。

照射至使用图6～图17说明的红外线传感器30的红外线32(参见图6)的光源也可位于显示装置DSP1(参见图6)的外部。但是，从与红外线的用途对应地供给合适强度的红外线的观点考虑，优选将红外线的光源内置于显示装置自身。

需要说明的是，图18及图19所示的例子作为图1所示的显示装置DSP1的变形例进行了说明，但背光源40的结构在使用图9～图17说明的各变形例的显示装置中为同样。

在本实用新型的思想范畴中，本领域技术人员能够想到各种变更例及修改例，这些变更例及修改例也应理解为属于本实用新型的范围。例如，本领域技术人员针对前述的各实施方式适当追加、削除或设计变更构成要素、或者追加、省略工序或变更条件而得到的技术方案只要具备本实用新型的主旨，则也包含于本实用新型的范围。

产业上的可利用性

本实用新型可用于显示装置。

Claims (12)

1.显示装置，其具有：

第一基板，其具备第一面；

第二基板，其具备与所述第一基板的所述第一面相对的第二面；

液晶层，其配置在所述第一基板与所述第二基板之间；

红外线传感器，其配置在所述第一基板的所述第一面与所述第二基板的所述第二面之间；及

第一构件，其配置在所述红外线传感器与所述第二基板之间，其中，

所述第一构件具备透过红外线的光学特性。

2.如权利要求1所述的显示装置，其中，

所述显示装置还具有配置在所述液晶层与所述第二基板的所述第二面之间的光学过滤层，所述光学过滤层包含滤色膜及第一遮光膜，

所述第一构件具有与所述红外线传感器的受光部相对的第三面、和配置在所述第三面的相反侧的第四面，所述第四面与所述光学过滤层相对，

所述滤色膜及所述第一遮光膜之中的、与所述第一构件的所述第四面相对的所述滤色膜或所述第一遮光膜具备透过红外线的光学特性。

3.如权利要求2所述的显示装置，其中，

与所述第一构件相对的为所述第一遮光膜。

4.如权利要求1所述的显示装置，其中，

所述显示装置还具有配置在所述液晶层与所述第二基板的所述第二面之间的光学过滤层，所述光学过滤层包含滤色膜及第一遮光膜，

所述第一构件具有与所述红外线传感器的受光部相对的第三面、和配置在所述第三面的相反侧的第四面，所述第四面与所述第二基板的所述第二面相对，并且，所述第一构件贯通所述光学过滤层。

5.如权利要求4所述的显示装置，其中，

所述滤色膜及所述第一遮光膜之中的、与所述第一构件接触的所述滤色膜或所述第一遮光膜具备阻挡红外线的光学特性。

6.如权利要求5所述的显示装置，其中，

与所述第一构件接触的为所述第一遮光膜。

7.如权利要求1～6中任一项所述的显示装置，其中，

所述显示装置还具有配置在所述液晶层与所述第二基板之间的光学过滤层，所述光学过滤层包含多种滤色膜及第一遮光膜，

在从所述第一基板的所述第一面及所述第二基板的所述第二面中的任一者朝向另一者的第一方向上，所述第一构件的厚度比所述光学过滤层的厚度厚。

8.如权利要求1～6中任一项所述的显示装置，其中，

所述第一构件具备针对可见光的遮光性。

9.如权利要求1～6中任一项所述的显示装置，其中，

在所述红外线传感器与所述第一基板之间，于与所述红外线传感器重叠的位置配置有第二遮光膜。

10.如权利要求1～6中任一项所述的显示装置，其中，

还具备输出红外线的红外光源，

所述第一基板位于所述红外光源与所述液晶层之间。

11.如权利要求1～6中任一项所述的显示装置，其中，

所述第一构件为维持所述液晶层的厚度的间隔件。

12.如权利要求1～6中任一项所述的显示装置，其中，

所述红外线传感器具有近红外线、中红外线、远红外线中任一者的受光范围。

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