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CN112703448B - 显示装置以及后视镜装置 - Google Patents

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CN112703448B
CN112703448B CN201980058981.6A CN201980058981A CN112703448B CN 112703448 B CN112703448 B CN 112703448B CN 201980058981 A CN201980058981 A CN 201980058981A CN 112703448 B CN112703448 B CN 112703448B
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高田直树
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Abstract

提供抑制反射状态下的反射率的下降、且能够检测接近物体的显示装置以及后视镜装置。显示装置具备：显示面板；以及前面板，其与显示面板重叠，并且在入射光反射的反射状态和入射光透射的透射状态之间进行切换。前面板能够检测被检测体的存在。

Description

显示装置以及后视镜装置
技术领域
本公开涉及具有入射光反射的反射状态下、以及具有入射光透射的透射状态且能够显示图像的显示装置以及后视镜装置。
背景技术
在专利文献1中记载有能够在显示图像的显示状态、与得到反射像的镜状态(反射状态)下切换的装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2001-318374号公报
发明内容
在专利文献1的显示装置中，若在其上进一步重叠触摸面板，则可能会导致反射状态下的反射率下降。
本公开的目的在于，提供一种抑制反射状态下的反射率的下降、且能够检测接近物体的显示装置以及后视镜装置。
根据本发明的一个方面的显示装置具备：显示面板；前面板，其与所述显示面板重叠，并且在入射光反射的反射状态和入射光透射的透射状态之间进行切换，所述前面板能够检测被检测体的存在。
根据本发明的另一个方面的后视镜装置为具有入射光反射的反射状态、以及具有入射光透射的透射状态显示图像的后视镜装置，该后视镜装置具备上述显示装置、以及拍摄所述图像的摄像装置。
附图说明
图1是用于说明实施方式1的显示装置的有源区域的示意性俯视图。
图2是示出实施方式1的显示装置的构成的一例的立体图。
图3是示出实施方式1的显示装置的第2透光性电极的俯视图。
图4是示出实施方式1的显示装置的第1透光性电极的俯视图。
图5是实施方式1的显示装置的剖视图。
图6是实施方式1的显示装置的剖视图。
图7是对显示面板的像素的大小和第2透光性电极的大小示意性地进行比较并说明的说明图。
图8是用于说明实施方式1的显示装置的框图。
图9是用于说明入射光透射的透射状态且能够显示图像的显示状态的示意图。
图10是用于说明入射光反射的反射状态的示意图。
图11是示意性地说明第1偏振构件的透射轴与光学片的透射轴的关系的说明图。
图12是示出后视镜装置的安装状态的图。
图13是驱动电路的框图的一例。
图14是示出自静电电容检测的等效电路的例子的说明图。
图15是表示自静电电容检测的驱动信号以及检测信号的波形的一例的图。
图16是实施方式1的显示状态下的静电电容检测的时间图。
图17是示出实施方式1的悬浮检测的一例的说明图。
图18是用于说明静电电容检测的一例的流程图。
图19是示意性示出检测电极块与信号强度的关系的图表。
图20是实施方式2的显示状态下的静电电容检测的时间图。
图21是实施方式3的显示装置的剖视图。
图22是实施方式4的显示装置的剖视图。
图23是实施方式5的显示装置的剖视图。
具体实施方式
参照附图，详细说明用于实施本发明的方式(实施方式)。本发明并非根据在以下的实施方式中记载的内容来限定。另外，以下记载的构成要素包括本领域技术人员容易想到的、实质相同的构成要素。而且，以下记载的构成要素能够适当组合。此外，本公开只不过为一例，对于本领域技术人员容易想到的保持发明的主旨进行的适当变更当然包含在本发明的范围内。另外，为了使说明更明确，与实际方式相比，有时示意性地示出附图的各部分的宽度、厚度、形状等，但只不过为一例，不限定对本发明的解释。另外，在本说明书和各附图中，有时对与关于已经出现的附图进行了说明的要素相同的要素标注相同的附图标记，并适当省略详细的说明。
(实施方式1)
图1是用于说明实施方式1的显示装置的有源区域的示意性俯视图。如图1所示，存在能够在显示图像的显示状态与得到反射像的镜状态(反射状态)之间进行切换的有源区域10、和位于有源区域10周围的边框区域10F。
图2是示出实施方式1的显示装置的构成的一例的立体图。显示装置100具备第1偏振构件4、前面板1、光学片5、第2偏振构件31、显示面板2、第3偏振构件32、和背光灯3。在图2中，显示面板2的平面的一个方向被设为X方向，在显示面板2的平面中与X方向正交的方向被设为Y方向，与X-Y平面正交的方向被设为Z方向。将从Z方向观察显示面板2显示图像的显示面(或上表面)所在的一侧称为显示面侧(或上表面侧)，将从Z方向观察与显示面(或上表面)相反一侧的背面(或下表面)所在的一侧称为背面侧(或下表面侧)。
从Z方向观察，在显示面板2的背面侧，第3偏振构件32和背光灯3与显示面板2重合。
背光灯3是朝向显示面板2射出光的照明装置。背光灯3例如具有光源和导光板，使从光源射出的光在导光板散射、并且从与显示面板2相对的射出面射出光。背光灯3也可以在导光板与第3偏振构件32之间具有棱镜片或扩散片。
在Z方向上，在显示面板2的显示面侧，第1偏振构件4、前面板1、光学片5、第2偏振构件31以此顺序与显示面板2重合。像这样，前面板1与显示面板2重叠。
图3是示出实施方式1的显示装置的第2透光性电极的俯视图。图4是示出实施方式1的显示装置的第1透光性电极的俯视图。图5是实施方式1的显示装置的剖视图。如图3所示，图5示出的第2透光性电极15被划分为第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536。以下，在标记为第2透光性电极15的情况下，第2透光性电极15是指第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536整体。第2透光性电极15与图1示出的有源区域10重叠。
如图4所示，图5示出的第1透光性电极14被划分为第1透光性电极1411～1426、以及1431～1436。以下，在标记为第1透光性电极14的情况下，第1透光性电极14是指第1透光性电极1411～1426、以及1431～1436整体。如图3所示，第1透光性电极1411～1426、以及1431～1436经由柔性印刷基板(FPC)18分别与搭载于印刷基板99的驱动电路17连接。第1透光性电极14与图1示出的有源区域10重叠。
图5是示出正在显示图像的显示状态下的显示装置100的图。图6是实施方式1的显示装置的剖视图。图6是示出入射光反射的反射状态的显示装置100的图。图5以及图6的剖面是图3示出的V-V’的示意性剖面。
如图5、图6所示，显示面板2是所谓的液晶显示装置。显示面板2具有透光性的基板21、透光性的基板22、以及在基板21与基板22之间由封固层23封固的液晶层29。此外，显示面板2不限于液晶显示装置，也可以为EL(Electro-Luminescence：电致发光)方式等的显示装置。
液晶层29根据电场的状态对从液晶层29通过的光进行调制。液晶层29在实施方式1中，例如使用作为IPS(In Plane Switching：共面转换)的一种形态的FFS(Fringe FieldSwitching：边缘场开关技术)等的横向电场模式，但不限于此，也可以使用纵向电场模式。例如，也可以使用TN(Twisted Nematic：扭曲向列)、VA(Vertical Alignment：垂直取向)、ECB(Electrically Controlled Birefringence：电控双折射)等各种模式的液晶。
图7是对显示面板的像素的大小与第2透光性电极的大小示意性地进行比较并说明的说明图。显示面板2显示图像。显示面板2如图7所示以二维排列配置有多个像素Pix。向显示面板2入射有从背光灯3(参照图4)射出的光。显示面板2通过改变入射至各像素Pix的光的透射率，来显示图像。
实施方式1的显示装置100还能够应用于黑白显示对应的显示装置以及彩色显示对应的显示装置的任一种装置。在作为彩色显示对应的显示装置100的情况下，形成彩色图像的作为单位的一个像素Pix(单位像素)包括多个副像素(副像素)。更具体来说，在彩色显示对应的显示装置中，一个像素例如包括显示红色(Red；R)的副像素、显示绿色(Green；G)的副像素以及显示蓝色(Blue；B)的副像素的三个副像素。
一个像素不限于RGB的3原色的副像素的组合，还能够在RGB的3原色的副像素进一步追加一色或多色的副像素来构成一个像素。更具体来说，例如，还能够为了提高亮度追加显示白色(White；W)的副像素来构成一个像素、或者为了放大色彩再现范围追加显示补色的至少一个副像素来构成一个像素。
在图5以及图6示出的基板21的液晶层29侧存在呈矩阵状配置的多个像素电极25和共用电极24。像素电极25和共用电极24利用绝缘层26绝缘，在与基板21的表面垂直的Z方向上相对置。像素电极25以及共用电极24为利用ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)等的透光性导电材料(透光性导电氧化物)形成的透光性电极。基板21为玻璃或树脂等的透光性基板。在基板21的液晶层29侧设有层叠的取向膜83。在与基板21的液晶层29相反一侧配置有第3偏振构件32。
在图5以及图6示出的基板22的液晶层29侧设有彩色滤光片(省略图示)和取向膜84。彩色滤光片例如包括着色为红(R)、绿(G)、蓝(B)这三色的颜色区域。在与基板22的液晶层29相反一侧配置有第2偏振构件31。
显示面板2具有被称为驱动IC的驱动电路27。柔性印刷基板(FPC(FlexiblePrinted Circuits))28传送向驱动电路27的信号或对驱动电路27进行驱动的驱动电力。
如图5、图6所示，前面板1具备第1基板11、第2基板12、以及在第1基板11与第2基板12之间由封固层13封固的液晶层19。第1基板11以及第2基板12为玻璃、树脂等的透光性基板。
液晶层19根据电场的状态以能够转换从液晶层19通过并入射来的光的偏振方向的方式进行调制。在实施方式1中，例如液晶层19使用TN模式。
在图5以及图6示出的第1基板11的液晶层19所处一侧存在具有图7示出的矩阵状的像素Pix整体的区域以上的大小的第1透光性电极14。在第2基板12的液晶层19侧存在具有图7示出的矩阵状的像素Pix整体的区域以上的大小的第2透光性电极15。在本实施方式中，第1透光性电极14为使所供给的电压变化并利用电场使液晶层19的状态变化的驱动电极。第2透光性电极15为利用固定的电压维持固定电位的固定电位电极。如图5以及图6所示，第1透光性电极14由氮化硅等透光性的绝缘膜85覆盖。绝缘膜86能够抑制第2透光性电极15与第1透光性电极14的短路。金属层73由绝缘膜85覆盖，由此抑制腐蚀。
另外，第1基板11借助取向膜81将与取向膜81相接的液晶层19的液晶取向设为一个方向。同样地，第2基板12借助取向膜82将与取向膜82相接的液晶层19的液晶取向设为不同于与第1基板11相接的液晶取向的方向。第1透光性电极14与第2透光性电极15在与第1基板11的表面垂直的Z方向上相对置。第1透光性电极14以及第2透光性电极15为由ITO等的透光性导电材料(透光性导电氧化物)形成的透光性电极。
如图7所示，有源区域10的面积为与配置有所有像素Pix的显示区域相同的面积。
FPC18利用键合垫74与前面板1电连接。图5示出的金属层73的一部分如图4所示被图案化，成为将与图3示出的第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536电连接的各导电柱71和键合垫74连接的布线。或者，金属层73的一部分成为将各第2透光性电极15和键合垫74连接的布线。金属层73的另一部分沿边框区域10F配置。金属层73的另一部分为布线，并且为以与有源区域10的光透射率相比使边框区域10F的光透射率更低的方式将边框区域10F遮挡的遮光部。驱动电路17经由FPC18向前面板1传送第1透光性电极14以及第2透光性电极15的电力。
根据所求出的偏振度、反射像的不均匀来选择第1偏振构件4的材质。例如，在与第2基板12的液晶层19相反一侧，存在环烯烃聚合物的基材层64。基材层64的显示面侧被进行摩擦处理，被赋予特定的取向。
第1偏振构件4形成于基材层64的显示面侧。换言之，第1偏振构件4位于与第2基板12的液晶层19相反一侧的面。第1偏振构件4为混合了液晶材料和二向色性色素的涂敷型偏振层。第1偏振构件4只要为混合了液晶材料和二向色性色素的涂敷型偏振层，显示装置100就不易吸收反射像的短波长侧的波长，白色度接近中性。
或者，第1偏振构件4也可以为使碘吸附于PVA的薄膜并沿一个方向延伸而将分子的取向统一为一定方向的偏振片。在该情况下，省略基材层64，第1偏振构件4设在与第2基板12的液晶层19相反一侧。
在光学片5中，使第1偏振方向的直线偏振光透射，并使第2偏振方向的直线偏振光反射。光学片5也被称为反射型偏振片。
图8是用于说明实施方式1的显示装置的框图。在图8中，实施方式1的显示装置100被用作车辆的车内后视镜。控制部9例如为具有作为运算装置的CPU(Central ProcessingUnit：中央处理器)、作为存储装置的存储器在内的计算机。控制部9还能够通过使用这些硬件资源执行计算机程序来实现各种功能。
具体来说，控制部9读取存储在规定的存储部(未图示)的计算机程序并在存储器中展开，使CPU执行在存储器中展开的程序所包含的命令。在实施方式1中，控制部9具有镜面状态决定部93和图像控制部94。镜面状态决定部93和图像控制部94为通过使用硬件资源执行计算机程序而分别实现的控制部9的功能。
而且，图像控制部94根据基于CPU的命令的执行结果，控制背光灯3的点亮以及熄灭并且控制点亮时的光量以及光的强度。另外，图像控制部94根据基于CPU的命令的执行结果，经由柔性印刷基板28将显示于显示面板2的图像信号向驱动电路27传送，驱动电路27在显示面板2显示图像。另外，镜面状态决定部93根据输入部202的显示状态的指令信号，经由FPC18控制驱动电路17，驱动电路17成为对第1透光性电极14施加电压的状态。由此，第1透光性电极14的电压成为阈值以上。或者，镜面状态决定部93根据输入部202的反射状态的指令信号，经由FPC18控制驱动电路17，驱动电路17成为不对第1透光性电极14施加电压的状态。由此，第1透光性电极14的施加电压成为基准电压，变得比阈值小。
例如，如图8所示，控制部9与车辆200的摄像装置201连接。摄像装置201拍摄车辆200的后方BD，车辆200的后方BD的图像被传送至控制部9。在显示状态下，显示装置100显示车辆200的后方BD的图像。摄像装置201安装于车辆的位置可以为能够拍摄车辆200的前方FD的位置，也可以为能够拍摄车辆200周围的位置。
图9是用于说明入射光透射的透射状态且能够显示图像的显示状态的示意图。如图9所示，第1偏振构件4吸收与第1偏振方向PA1正交的第2偏振方向PA2上的直线偏振光。
第1偏振方向PA1上的直线偏振光透射第1偏振构件4，入射至前面板1。在前面板1中，如图6所示，成为驱动电路17对第1透光性电极14施加电压的状态。在第1透光性电极14与第2透光性电极15之间施加纵向电场。由此，在前面板1中，使从第1偏振构件4入射的第1偏振方向PA1的直线偏振光保持第1偏振方向PA1的直线偏振光的状态地向光学片5射出。
在此，若显示面板2显示图像，则第1偏振构件4、前面板1、光学片5成为相对于第1偏振方向PA1的直线偏振光打开快门的状态，易于视觉确认图像。
在光学片5中，从前面板1入射的第1偏振方向PA1的直线偏振光透射。第2偏振构件31透射第1偏振方向PA1的直线偏振光。像这样，能够在第1偏振构件4的显示面侧视觉确认显示面板2的图像。
显示面板2借助第2偏振构件31利用第1偏振方向PA1上的直线偏振光作为图像而射出。
在光学片5中，从显示面板2入射的第1偏振方向PA1的直线偏振光透射。
在前面板1中，将从光学片5入射的第1偏振方向PA1的直线偏振光保持第1偏振方向PA1的直线偏振光地向第1偏振构件4射出。
第1偏振方向PA1的直线偏振光透射第1偏振构件4，在第1偏振构件4的显示面侧作为图像而射出。
如以上说明的那样，当图8示出的镜面状态决定部93受理输入部202的透射状态的指令信号时，以成为入射光透射的透射状态的方式使驱动电路17动作。图像控制部94控制背光灯3和显示面板2，在显示面板2显示图像。
图10是用于说明入射光反射的反射状态的示意图。如图10所示，第1偏振构件4吸收与第1偏振方向PA1正交的第2偏振方向PA2的直线偏振光。
第1偏振方向PA1的直线偏振光透射第1偏振构件4，并入射至前面板1。在前面板1中，如图5所示，成为驱动电路17没有对第1透光性电极14施加电压的状态。由此，在前面板1中，将从第1偏振构件4入射的第1偏振方向PA1的直线偏振光转换成第2偏振方向PA2的直线偏振光，并向光学片5射出。
在光学片5中，从前面板1入射的第2偏振方向PA2的直线偏振光被反射。
由光学片5反射的第2偏振方向PA2的直线偏振光入射至前面板1。在前面板1中，将从光学片5入射来的第2偏振方向PA2的直线偏振光转换成第1偏振方向PA1的直线偏振光，并向第1偏振构件4射出。
来自前面板1的第1偏振方向PA1的直线偏振光透射第1偏振构件4，当从第1偏振构件4的显示面侧观察时，以使第1偏振构件4的显示面侧的像成为镜面的方式进行显示。
在此，即使显示面板2显示图像，但第1偏振构件4、前面板1、光学片5相对于由显示面板2所射出的第1偏振方向PA1的直线偏振光转换后的第2偏振方向PA2的直线偏振光成为关闭快门的状态，变得难以视觉确认图像。
具体来说，显示面板2借助第2偏振构件31，通过第1偏振方向PA1的直线偏振光作为图像而射出。
在光学片5中，使从显示面板2入射的第1偏振方向PA1的直线偏振光透射。
在前面板1中，将从光学片5入射的第1偏振方向PA1的直线偏振光转换成第2偏振方向PA2的直线偏振光，向第1偏振构件4射出。
第2偏振方向PA2的直线偏振光被第1偏振构件4吸收，在第1偏振构件4的显示面侧变得难以视觉确认图像。
如以上说明的那样，当图8示出的镜面状态决定部93受理输入部202的反射状态的指令信号时，以成为入射光反射的反射状态的方式使驱动电路17动作。在反射状态下，即使在显示面板2显示图像也难以视觉确认图像，因此，当图8示出的镜面状态决定部93受理输入部202的反射状态的指令信号时，图像控制部94不在显示面板2显示图像。
如以上说明的那样，显示装置100具有第1偏振构件4、光学片5、前面板1、第2偏振构件31和显示面板2。第1偏振构件4吸收与第1偏振方向PA1正交的第2偏振方向PA2的直线偏振光。光学片5对第2偏振方向PA2的直线偏振光进行反射，使第1偏振方向PA1的直线偏振光透射。前面板1根据施加电压，能够将入射的光的偏振方向转换成其他偏振方向。而且，前面板1配置在第1偏振构件4与光学片5之间。显示面板2隔着相对于光学片5透射第2偏振方向PA2的直线偏振光的第2偏振构件31，在Z方向上与前面板1重合。由此，显示装置100能够在显示图6以及图9示出的图像的显示状态、与得到图5以及图10示出的反射像的镜状态(反射状态)之间切换。
前面板1与显示面板2相比位于观察者一侧。前面板1为根据驱动电路17对第1透光性电极14施加电压的状态，而能够向将入射的第1偏振方向PA1的直线偏振光保持第1偏振方向PA1的直线偏振光地射出的第1前面板状态、和将入射的第1偏振方向PA1的直线偏振光转换成第2偏振方向PA2的直线偏振光而射出的第2前面板状态中的某一种状态切换的面板。
由此，在第1前面板状态下成为反射状态，在第2前面板状态下成为显示状态。反射状态的耗电量变得比显示状态的耗电量少。换言之，在施加电压比阈值小的情况下，在显示装置100中，反射入射光。其结果为，在显示装置100中，在反射状态下能够减少耗电量。
图11是用于示意性说明第1偏振构件的透射轴与光学片的透射轴的关系的说明图。图11图示了第1偏振构件4的透射轴方向PU1、取向膜82的摩擦方向PB2、取向膜81的摩擦方向PB1、光学片5的透射轴方向PU2、和光学片5的反射轴方向PM。
如图11所示，取向膜82的摩擦方向PB2与取向膜81的摩擦方向PB1为在俯视下交叉的方向。第1偏振构件4的透射轴方向PU1与光学片5的透射轴方向PU2平行。第1偏振构件4的透射轴方向PU1与光学片5的反射轴方向PM为交叉的方向。由此，第1偏振方向PA1的直线偏振光透射第1偏振构件4以及光学片5。
图12是示出后视镜装置的安装状态的图。在图12中，实施方式1的显示装置100被用作配置于车窗W的中央上部的车内后视镜。后视镜装置具有入射光反射的反射状态、以及具有入射光透射的透射状态且能够显示图像。
在第1透光性电极14的施加电压比阈值小的情况下，成为入射光被反射的反射状态，显示装置100使来自车辆后方的入射光被镜面反射，成为能够视觉确认车辆后方的后视镜。在反射状态下，图8示出的控制部9不在显示面板2显示车辆200的后方BD的图像。
在显示状态下，显示装置100的显示面板2显示由后方的摄像装置201(参照图8)拍摄到的图像。或者，在显示状态下，显示装置100的显示面板2也可以显示由车辆的周围的摄像装置拍摄到的图像。
实施方式1的显示装置100也可以应用于车辆的侧后视镜101。车辆的侧后视镜101配置在车辆的车外，但也可以配置在车辆的车内。
图13是驱动电路的框图的一例。驱动电路17具有控制电路171、检测电路172和模拟前端SC。控制电路171具有第1透光性电极驱动部171A、第2透光性电极驱动部171B和检测信号驱动部171C。
第2透光性电极驱动部171B为根据来自控制部9的指令信号Scnt而向第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536供给驱动信号Vcom的电路。
另外，第1透光性电极驱动部171A根据来自控制部9的指令信号Scnt，向第1透光性电极1411～1426、以及1431～1436供给驱动信号Vm。
检测信号驱动部171C为根据来自控制部9的指令信号Scnt而向第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536供给驱动信号Vself的电路。检测信号驱动部171C向第1透光性电极1411～1426、以及1431～1436供给作为与驱动信号Vself相同的信号的防护信号Vgd。
控制电路171经由上述金属层73的布线向第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536供给驱动信号Vself。
第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536根据基于后述的自静电电容方式的被检测体的检测方法，输出基于与前面板1接触或接近的被检测体的位置的检测信号Vdet。第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536经由上述的金属层73与模拟前端SC电连接。第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536根据被检测体的接触或接近，将检测信号Vdet输出至模拟前端SC。
如图13所示，检测电路172具有A/D转换电路173、信号处理电路174、坐标提取电路175、检测定时控制电路176。检测定时控制电路176基于从控制电路171供给的控制信号，以使A/D转换电路173、信号处理电路174、坐标提取电路175同步进行动作的方式进行控制。
经由模拟前端SC，向检测电路172供给来自第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536的检测信号Vdet。模拟前端SC抑制被供给的检测信号Vdet的噪声，进行放大信号成分等信号调节。A/D转换电路173在与驱动信号Vself同步的定时，分别对从模拟前端SC输出的模拟信号进行采样并转换成数字信号。
信号处理电路174基于A/D转换电路173的输出信号，进行取出检测信号的差分信号(绝对值|ΔV|)的处理。信号处理电路174对绝对值|ΔV|与规定的阈值电压进行比较，若该绝对值|ΔV|少于阈值电压，则判断为被检测体为不存在状态。另一方面，若绝对值|ΔV|在阈值电压以上，则信号处理电路174判断为被检测体的存在状态。
坐标提取电路175为在信号处理电路174中检测到被检测体时，求出被检测体的坐标的逻辑电路。坐标提取电路175输出被检测体的坐标来作为输出信号Vout。
如以上说明的那样，检测电路172基于从第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536输出的检测信号Vdet，将前面板1的有源区域10作为检测面，检测靠近该检测面的被检测体。检测电路172基于被判断为被检测体的存在状态的某一个第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536的位置，求出被检测体的坐标等。
图14是示出自静电电容检测的等效电路的例子的说明图。图15是表示自静电电容检测的驱动信号以及检测信号的波形的一例的图。此外，图14一并显示检测电路。此外，在以下的说明中，说明被检测体为手指的情况，但被检测体不限于手指，例如也可以为包含手或触控笔等的导体在内的物体。以下，说明第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536的某一个来作为检测电极E1。
在不存在状态下，对检测电极E1施加具有规定的频率(例如数kHz～数百kHz程度)的交流矩形波的驱动信号Vself。检测电极E1具有静电电容C1，流过与静电电容C1对应的电流。电压检测器DET将与驱动信号Vself对应的电流的变动转换为电压的变动(实线的波形V0(参照图15))。
接着，如图14所示，在被检测体的存在状态下，手指与检测电极E1之间的静电电容C2与检测电极E1的静电电容C1相加。因此，当对检测电极E1施加驱动信号Vself时，流过与静电电容C1以及静电电容C2对应的电流。如图4所示，电压检测器DET将与驱动信号Vself对应的电流的变动转换为电压的变动(虚线的波形V1)。而且，基于波形V0与波形V1的差分的绝对值|ΔV|，测定被检测体的存在。
具体来说，在图15中，在时刻T01的定时，驱动信号Vself上升至相当于电压V2的电压电平。此时，开关SW1导通且开关SW2关闭，因此，检测电极E1的电位也上升至电压V2。接着，在时刻T11的定时之前，关闭开关SW1。此时，检测电极E1为浮动状态，但利用检测电极E1的静电电容C1(或C1+C2，参照图3)，检测电极E1的电位被维持为V2。而且，在时刻T11的定时之前进行电压检测器DET的复位动作。
接着，当在时刻T11的定时使开关SW2导通时，在检测电极E1的静电电容C1(或C1+C2)蓄积的电荷移动至电压检测器DET内的电容C3，因此，电压检测器DET的输出上升(参照图4的检测信号Vdet)。电压检测器DET的输出(检测信号Vdet)在不存在状态下成为用实线示出的波形V0，成为Vdet＝C1×V2/C3。在存在状态下成为用虚线示出的波形V1，成为Vdet＝(C1+C2)×V2/C3。
此后，在时刻T31的定时使开关SW2关闭且使开关SW1以及开关SW3导通，由此，将检测电极E1的电位设为与驱动信号Vself相同电位的低电平并且使电压检测器DET复位。以规定的频率(例如数kHz～数百kHz程度)重复进行以上的动作。像这样，检测电路172根据基于自静电电容方式的被检测体的检测方法，能够检测被检测体的存在状态。
图16是显示状态下的静电电容检测的时间图。在实施方式1的反射状态下，从第2透光性电极驱动部171B对第2透光性电极15供给驱动信号Vcom。没有从第1透光性电极驱动部171A向第1透光性电极14供给驱动信号Vm，成为基准电压Vst。在第1透光性电极14为基准电压Vst的情况下，前面板1成为反射状态。
从第2透光性电极驱动部171B向第2透光性电极15供给驱动信号Vcom。从第1透光性电极驱动部171A，针对每一帧1F使驱动信号Vm的极性反转地驱动第1透光性电极14。由此，相对于第2透光性电极15的驱动信号Vcom，第1透光性电极14的施加电压成为阈值以上，有源区域10成为透射状态。
检测信号驱动部171C向第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536多次供给驱动信号Vself。如上所述，一个驱动信号Vself为交流矩形波。第1透光性电极14的电位也被电容耦合至第2透光性电极15，因此，呈现与驱动信号Vself同步的信号Vf。
如以上说明的那样，在反射状态与透射状态下，利用驱动信号Vcom对第2透光性电极15施加相同的第1电压，在透射状态下，作为交流矩形波的驱动信号Vself与驱动信号Vcom的第1电压重叠。
在实施方式1中，分时地进行利用有源区域10进行显示的显示模式、和有源区域10成为镜面状态的反射模式。有源区域10成为反射模式，因此，当被检测体的手指与有源区域10接触时，会附着指纹等的污染，反射率有降低的可能性。因此，即使被检测体的手指不与有源区域10接触，在被检测体没有与检测面或显示面接触的状态或没有接近到能够视为接触的程度的状态(以下，表示为“非接触状态”)下，也期望检测被检测体的位置或动态。在本公开中，悬浮检测是指，在非接触状态下检测被检测体的位置。
图17是示出实施方式1的悬浮检测的一例的说明图。如图9所示，前面板1在作为被检测体的操作者的手指相对于有源区域10处于非接触状态下进行悬浮检测。检测电路172基于检测信号Vdet，即使在与有源区域10垂直的方向上存在与被检测体之间的距离D1也能够检测基于被检测体的静电电容的变化。另外，检测电路172能够基于检测信号Vdet，检测被检测体的位置R1。被检测体的位置R1例如在与有源区域10垂直的方向上为与被检测体相对置的位置，为与多个第2透光性电极1511～1520中的、检测信号Vdet中电压的变动成为最大的值的电极对应的位置。
由此，实施方式1的显示装置100抑制有源区域10的污染，能够检测被检测体。
在悬浮检测中，操作者的手指以无物理上的接触地在空中移动，因此，有可能给操作者带来不易操作的印象。另外，在悬浮检测中，当想要提高被检测体的位置R1的精度时，减小第2透光性电极1511～1520的面积，变得不易检测与有源区域10的检测面分离的被检测体。第2透光性电极1511～1520确保能够确保距离D1的大面积，并且第2透光性电极1521～1526、1531～1536被设为在被检测体与图17示出的端部1EL或端部1ER接触的状态或接近到可视为接触的程度的状态(以下，表示为“接触状态”)下，检测被检测体的位置的面积。第2透光性电极1521～1526、1531～1536的面积分别比第2透光性电极1511～1520的每一个小。
在实施方式1的前面板1中，沿着端部1EL的第2透光性电极1521～1526、或沿着端部1ER的第2透光性电极1531～1536比靠近有源区域10的中央的第2透光性电极1511～1520小。由此，实施方式1的显示装置100通过操作者的手指与端部1EL或端部1ER相接，能够检测到被检测体触摸了第2透光性电极1521～1526、1531～1536的某个位置。即使操作者的手指触碰端部1EL或端部1ER，也不会对有源区域10附着污染。
此外，将被检测体不位于与有源区域10相对置的位置的情况、或在悬浮检测中被检测体从显示面分离至无法检测到被检测体的程度的状态表示为“不存在状态”。另外，将被检测体位于与检测面或显示面相对置的位置的情况、或在悬浮检测中被检测体从显示面分离至能够检测到被检测体的程度的状态表示为“存在状态”。
图18是用于说明静电电容检测的一例的流程图。图19是示意性示出检测电极块与信号强度的关系的图表。显示装置100在不存在显示状态的指令的情况下(在步骤S11中为否)，保持反射状态地等待显示状态的指令。显示装置100在存在显示状态的指令的情况下(在步骤S11中为是)，将前面板1设为显示状态(步骤S12)。
接着，检测信号驱动部171C向第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536多次供给驱动信号Vself。而且，判断通过第2透光性电极1511～1526、以及1531+1536供给的检测信号Vdet是否为图19示出的规定的阈值ΔVth以上(步骤S13)。例如，如图19所示，检测电路172求出通过第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536供给的检测信号Vdet的信号强度，并与规定的阈值ΔVth进行比较。
在多个检测信号Vdet中的、某个检测信号Vdet的信号强度为阈值ΔVth以上的情况下(在步骤S13中为是)，执行事先决定的处理(步骤S14)。例如，在通过悬浮检测检测到第2透光性电极1519的检测信号Vdet的信号强度为阈值ΔVth以上的情况下，将前面板1设为反射状态。或者，在被检测体触摸沿图17示出的端部1EL或端部1ER配置的第2透光性电极1521～1526、1531～1536的某个位置的情况下，在第2透光性电极1519的检测信号Vdet的信号强度为阈值ΔVth以上的情况下，根据被检测体的位置来改变显示的亮度。
如以上说明的那样，显示装置100具有显示面板2、与显示面板2重叠并且在入射光反射的反射状态和入射光透射的透射状态之间进行切换的前面板1。前面板1输出与被检测体的存在对应的检测信号Vdet。由此，不进一步与触摸面板重叠就能够检测到作为接近物体的被检测体。实施方式1的前面板1不进一步与触摸面板重叠，因此，抑制反射状态下的反射率的下降。
在实施方式1中，从第2透光性电极15输出检测信号Vdet。检测信号Vdet也可以从第1透光性电极14输出。然而，第2透光性电极15与第1透光性电极14相比更靠近被检测体，因此，从第2透光性电极15输出检测信号Vdet更能够确保信号强度。
(实施方式2)
图20是实施方式2的显示状态下的静电电容检测的时间图。实施方式2的显示装置100除了时间图示出的防护信号Vgd以外，为与实施方式1的显示装置100相同的构成。此外，对于在实施方式1中说明的构成要素标注相同附图标记，省略说明。
如图20所示，分时地交替执行显示期间Tm与检测期间Tt。显示期间Tm、检测期间Tt的执行的顺序只不过一例，也可以适当变更。例如，可以在1帧1F的显示期间Tm存在检测期间Tt，在下一帧1F的显示期间Tm不存在检测期间Tt，在又1帧1F的显示期间Tm存在检测期间Tt。
如图20所示，第1透光性电极驱动部171A向第1透光性电极1411～1426、以及1431～1436交替供给基准电压Vst和驱动信号Vm。基准电压Vst被在检测期间Tt供给。检测期间Tt与液晶层19的响应相比为极短的期间，因此，维持前面板1的第2前面板状态。即使为检测期间Tt，前面板1也处于入射光透射的透射状态且能够显示显示面板2的图像。
控制电路171在检测期间Tt中，对第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536供给交流矩形波的驱动信号Vself。控制电路171在检测期间Tt中，对第1透光性电极1411～1426、以及1431～1436供给交流矩形波的防护信号Vgd。
如以上说明的那样，第1透光性电极14在反射状态下为基准电压Vst，在透射状态下与基准电压Vst不同，且基于驱动信号Vm的第2电压被施加至第1透光性电极14。在对第2透光性电极15施加作为交流矩形波的驱动信号Vself的定时，对第1透光性电极14施加基准电压Vst，且施加作为交流矩形波的防护信号Vgd。
防护信号Vgd为与驱动信号Vself相同的信号。因此，消除第1透光性电极1411～1426、以及1431～1436相对于第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536耦合的寄生电容，提高第2透光性电极1511～1526、以及1531～1536中的检测信号Vdet的SN比。
(实施方式3)
图21是实施方式3的显示装置的剖视图。实施方式3的显示装置100在FPC18与第2基板12连接这一点上为与实施方式1的显示装置100不同的构成。此外，对在实施方式1中说明的构成要素标注相同附图标记，并省略说明。
FPC18利用键合垫74与第2基板12的金属层73电连接。金属层73的一部分如图21所示被进行图案化，为将与第1透光性电极14电连接的导电柱72和键合垫74连接的布线。导电柱72将金属层73和第1透光性电极14电连接。驱动电路17经由FPC18向前面板1传送第1透光性电极14以及第2透光性电极15的电力。此外，金属层73的另一部分沿边框区域10F配置。
沿边框区域10F配置的金属层73以包围有源区域10周围的方式配置，具有金属光泽，因此，从视觉确认者一侧来看可看成镜面。也就是说，视觉确认一侧的光由金属层73反射。在实施方式3的显示装置100中，当将有源区域10设为反射状态时，边框区域10F也为反射状态，因此，可看作镜面的面积变大。
(实施方式4)
图22是实施方式4的显示装置的剖视图。实施方式4的显示装置100在液晶层19为作为IPS的一种形态的FFS等的横电场模式这一点，为与实施方式3的显示装置100不同的构成。此外，对在实施方式3中说明的构成要素标注相同的附图标记，并省略说明。
图22示出的第2透光性电极15A如图3所示，被划分成第2透光性电极1511～1526以及1531～1536。图22示出的第2透光性电极14A呈所谓梳齿状地设有狭缝。
如图22所示，第3透光性电极15B由氮化硅等透光性的绝缘膜85覆盖。第2透光性电极15A由氮化硅等透光性的绝缘膜86覆盖。
第1基板11经由取向膜81将与取向膜81相接的液晶层19的液晶取向设为一个方向。同样地，第2基板12经由覆盖第2透光性电极14A的取向膜82，将与取向膜82相接的液晶层19的液晶取向设为不同于与第1基板11相接的液晶取向的方向。
导电柱72将金属层73和第3透光性电极15B电连接。驱动电路17经由FPC18向第3透光性电极15B供给驱动信号Vcom。当成为驱动电路17对第1透光性电极14施加电压的状态时，在第1透光性电极14与第2透光性电极15之间施加横电场。由此，实施方式4的显示装置有抑制泛黄并提高视角的作用。
(实施方式5)
图23是实施方式5的显示装置的剖视图。实施方式5的显示装置100在不存在上述液晶层19且具有电致变色层19A这一点，为与实施方式3的显示装置100不同的构成。此外，对在实施方式3中说明的构成要素标注相同的附图标记，并省略说明。
电致变色层19A包括WO3、NbO5、TiO2等电致变色材料的薄膜和电解质溶液。取代实施方式3的光学片5，具有半反射镜5A。由此，实施方式5的显示装置有抑制泛黄并得到接近蓝色的视觉确认性。
以上，说明了本发明的优选的实施方式，但本发明不限于这种实施方式。在实施方式公开的内容只不过为一例，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。在不脱离本发明的主旨的范围内进行的适当变更当然也属于本发明的技术范围。例如，在上述实施方式的第1偏振构件4、光学片5、前面板1、第2偏振构件31、显示面板2之间，也可以存在不会阻碍由在实施方式1中说明的方式发挥的作用的、具有透光性的光学树脂或各种薄膜。
另外，针对由在实施方式1～5中说明的方式发挥的作用效果，从本说明书记载的内容可明确得到的、或本领域技术人员可以适当想到的，当然应理解为由本发明发挥的作用效果。
附图标记说明
1前面板、
2显示面板、
3背光灯、
4第1偏振构件、
5光学片、
9控制部、
10有源区域、
10F边框区域、
11第1基板、
12第2基板、
13、23封固层、
14第1透光性电极、
15第2透光性电极、
17、27驱动电路、
18柔性印刷基板、
19液晶层、
21、22基板、
24共用电极、
25像素电极、
26绝缘层、
28柔性印刷基板、
29液晶层、
31第2偏振构件、
32第3偏振构件、
100显示装置、
PA1第1偏振方向、
PA2第2偏振方向、
Pix像素。

Claims (11)

1.一种显示装置，其特征在于，具备：
显示面板；以及
前面板，其与所述显示面板重叠，并且在入射光反射的反射状态和入射光透射的透射状态之间进行切换，
所述前面板具备：
第1基板；
与所述第1基板相对置的第2基板；
设于所述第1基板的第1透光性电极；以及
设于所述第2基板的第2透光性电极，
所述第1基板位于所述显示面板与所述第2基板之间，
所述第2透光性电极被划分成多个，沿着所述第2基板的端部的电极比靠近中央的电极小，
所述第2透光性电极能够通过悬浮检测来检测被检测体的存在，
所述靠近中央的电极在所述被检测体相对于所述前面板处于非接触状态下进行悬浮检测，
沿着所述第2基板的端部的电极在所述被检测体与所述前面板以及所述显示面板的端部接触的状态下进行检测。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述第1透光性电极被划分成多个。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
对所述第2透光性电极施加用于检测所述被检测体的存在的交流矩形波。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，
在所述反射状态和所述透射状态下对所述第2透光性电极施加相同的第1电压，在所述透射状态下，对所述第2透光性电极施加的所述交流矩形波与供给所述第1电压的驱动信号重叠。
5.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，
所述第1透光性电极在所述反射状态下为基准电压，
在所述透射状态下，在没有对所述第2透光性电极施加交流矩形波的期间，与所述基准电压不同的第2电压被施加至所述第1透光性电极，在对所述第2透光性电极施加交流矩形波的期间，对所述第1透光性电极施加基准电压且施加与所述交流矩形波相同的信号。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
被划分后的所述第2透光性电极与模拟前端电连接。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
在所述第1基板与所述第2基板之间存在液晶层。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，
对所述第1透光性电极与所述第2透光性电极之间施加纵向电场。
9.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，
对所述第1透光性电极与所述第2透光性电极之间施加横向电场。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
在所述第1基板与所述第2基板之间存在电致变色层。
11.一种后视镜装置，其具有入射光反射的反射状态、以及具有入射光透射的透射状态且能够显示图像，所述后视镜装置的特征在于，
具备权利要求1～10中任一项所述的显示装置和拍摄所述图像的摄像装置。
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