TWI484258B - 顯示裝置 - Google Patents
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Description
本發明係關於用於提高對比度的顯示裝置的結構。
一種與傳統的陰極射線管顯示裝置相比的薄和輕的顯示裝置,所謂的平板顯示器已經開發。包括作為顯示元件的液晶元件的液晶顯示裝置、包括自發光元件的顯示裝置、利用電子源的FED(場發射顯示)等等在平板顯示器市場中競爭。因此,為提高利潤並與其他產品區別,需要更低的功率損耗和更高的對比度。
一般的液晶顯示裝置具有在每個基板上一偏光板以保持對比度。液晶顯示裝置的對比度可以藉由降低其黑色亮度來提高。因此,當在如室內劇院環境等的黑暗室內觀看影像時,可以提供較高的影像品質。
例如,為了提高對比度,已經建議這樣一種結構,其中將第一偏光板設置在液晶單元觀察側的基板的外側,將第二偏光板設置在與觀察側相對的基板的外側,且當來自設置在與觀察側相對的基板的末端的輔助光源的光經第二偏光板偏振並穿過液晶單元時,設置第三偏光板用於提高偏振度,從而提高對比度(參考文獻1:PCT國際公開案第No.00/34821號)。結果,能夠抑制顯示器的不均勻性並可提高對比度,其是因為偏振度的缺少和偏光板的偏振分佈而引起的顯示器的不均勻性。
對比度的視角依賴性已被認為是一種問題。視角依賴性的基本因素是依據液晶分子長軸方向和短軸方向的光的各向異性。因為光的各向異性,所看到影像的可見度與從斜的方向觀看裝置時的可見度是不同的。因此,白色顯示的亮度和黑色顯示的亮度隨視角變化,並且對比度也具有視角依賴性。
為了解決對比度的視角依賴性的問題,已建議一種結構:在其中***相位差膜。例如,在垂直對準模式(VA模式)中,藉由設立具有不同折射係數的三方向雙軸相位差膜以致***液晶層,抑制了視角依賴性(參考文獻2:“Optimum Film Compensation Modes for TN and VA LCDs”,SID98 DIGEST,p.315-318)。
進一步,對於扭轉向列模式(TN模式),已建議利用堆疊寬視角(WV)膜的結構,其中盤狀液晶化合物是混合排列的(參考文獻3:日本專利案第No.3315476號)。
在投射型液晶裝置中,為解決偏光板的退化問題,已建議將兩層或者多層線性偏光板堆疊的結構,其中兩層或者多層線性偏光板的吸收軸互相平行,並且藉由上述結構可得到高顯示品質(參考文獻4,日本公開專利申請案第No.2003-172819號)。
除了液晶顯示裝置之外的平板顯示器,有包括電致發光元件的顯示裝置。由於電致發光元件是自發光元件並且它不需要像背光一樣的光照射裝置,所以它可以很薄。進一步,具有電致發光元件的顯示裝置具有回應速度較高和視角依賴性比液晶小的優點。
關於包括電致發光元件的顯示裝置,也建議在其中設置偏光板或圓偏光板的結構(參考文獻5:日本專利案第No.2761453號,和參考文獻6:日本專利案第No.3174367號)。
如同包括電致發光元件的顯示裝置的結構,在陽極基板側和陰極基板側可以觀測到在其中從***在光透射基板之間的發光元件發射光的結構(參考文獻7:日本專利公開申請案第No.H10-255976號)。
利用便宜的偏光板可以實現利用如參考文獻1所述的三個偏光板來提高對比度的方法;然而,藉由該方法實現具有更高對比度的顯示器是困難的。雖然堆疊一附加的偏光板可以提高對比度,但是它不能抑制輕微的光洩漏。這是因為光吸收隨著光波長而變化,也就是說,在一特殊波長範圍內的吸收比在另一波長範圍內的吸收小。換句話說,只有在特殊範圍內難吸收光。通常利用同類的偏光板;所以即使堆疊偏光板以提高對比度,光不容易被吸收的波長範圍實際上依然存在。這引起輕微的光洩漏,光洩漏阻礙了對比度的提高。
然而,在顯示裝置中,仍然存在提高對比度的強烈需求和為提高對比度已做的研究。
例如,當液晶顯示裝置、電漿顯示板(PDP)和電致發光(EL)板不發光時,與應用在電漿顯示板(PDP)和電致發光(EL)板的發光元件的黑色亮度相比,液晶顯示裝置的黑色亮度較高。結果,存在的問題在於對比度低,並需要提高對比度。
另外,對於包括電致發光元件的顯示裝置和液晶顯示裝置,需要提高對比度。
因此,本發明的目的是提高顯示裝置的對比度。進一步,本發明的另一目的是提供具有寬視角的顯示裝置。
另外,本發明的目的是以低花費構成高性能的顯示裝置。
考慮到前述問題,已經產生了本發明。本發明的一個特點是:在一基板上設置多個線性偏光板。在多個偏光板中,每個都包括一個偏光膜的多個偏光板可以被堆疊,或者多個偏光膜可以堆疊在一偏光板中。另外,每個包括多層偏光膜的多個偏光板可以被堆疊。
本發明的另一觀點在於在一基板上設置的多個線性偏光板具有不同的吸收軸的消光係數的波長分佈。因此,當偏光板的吸收率隨光的波長變化時,藉由堆疊具有不同的吸收軸的消光係數的波長分佈的偏光板,可以擴大光被吸收的波長範圍。也就是說,即使當堆疊偏光板的其中一個具有光在一特殊波長區域很難被吸收的特性,另一偏光板在該波長區域內可以吸收光;因此,具有寬範圍的波長區域的光可全被吸收。
在該說明書中,堆疊的多個偏光器被稱為“堆疊偏光器”,堆疊的多個偏光膜被稱為“堆疊偏光膜”,以及堆疊的多個偏光板被稱為“堆疊偏光板”。
本發明的一觀點是以平行尼科耳(Nicols)狀態排列如上所述的多個偏光器。
平行尼科耳狀態指的是偏光板的吸收軸之間的角偏差是0°的排列狀態。另一方面,交叉尼科耳狀態指的是偏光板的吸收軸之間的角偏差是90°的排列狀態。設置透射軸以與偏光板的吸收軸正交,且當使用透射軸時,類似地定義交叉尼科耳狀態和平行尼科耳狀態。
本發明的一個觀點是多個堆疊線性偏光板具有不同的消光係數波長分佈。
另外,相位差片(也被稱為相位差膜或者波片)可以設置在堆疊偏光板和基板之間。
在偏光板和相位差片的組合中,四分之一波片(也稱為λ/4板)被用做相位差片的結構稱為圓偏光板。因此,可以利用堆疊了圓偏光板和偏光板的結構,作為依照四分之一波片在其中排列堆疊偏光板的結構。
在一基板上設置的偏光板和四分之一波片偏離45°。特別地,當偏光板的吸收軸的角度是0°時(當透射軸是90°時),四分之一波片的慢軸被設置為45°或者135°。
在本說明書中,雖然在一基板上設置偏光板的吸收軸和四分之一波片的慢軸以最好使它們彼此偏離45°,但是只要可以獲得相似效果,偏光板的吸收軸和四分之一波片的慢軸之間的角偏差可以大於或者小於45°一定的餘量。
本發明係關於下文所述的顯示裝置結構。
本發明的一觀點係關於一種顯示裝置,其包括:第一基板,第二基板,包括顯示元件並***在第一基板和第二基板之間的層,和在該第一基板或該第二基板外側的堆疊偏光板,其中該堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列,以及,該堆疊偏光板的吸收軸的消光係數的波長分佈彼此是不同的。
本發明的一觀點係關於一種顯示裝置,其包括:第一基板,第二基板,包括顯示元件並***在第一基板和該第二基板之間的層,在第一基板的外側的堆疊偏光板,和在第二基板的外側的堆疊偏光板,其中,在該第一基板外側的堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列,且該堆疊偏光板的吸收軸的消光係數的波長分佈彼此是不同的,其中,在該第二基板外側的該堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列,且該堆疊偏光板的吸收軸的消光係數的波長分佈彼此是不同的,以及第一基板外側的該堆疊偏光板和第二基板外側的該堆疊偏光板以交叉尼科耳狀態排列。
本發明的一觀點係關於一種顯示裝置,其包括:第一基板,第二基板,包括顯示元件並***在第一基板和該第二基板之間的層,在第一基板外側的堆疊偏光板和在第二基板外側的堆疊偏光板,其中,第一基板外側的該堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列,和該堆疊偏光板的吸收軸的消光係數的波長分佈彼此是不同的,其中,第二基板的外側的該堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列,和該堆疊偏光板的消光係數的波長分佈彼此是不同的,以及第一基板外側的該堆疊偏光板和第二基板外側的該堆疊偏光板的吸收軸以平行尼科耳狀態排列。
本發明的一觀點係關於一種顯示裝置,其包括:第一基板,第二基板;包括顯示元件並***在第一基板和該第二基板之間的層,在第一基板外側或者第二基板外側的堆疊偏光板,和在第一基板和堆疊偏光板之間或者在第二基板和堆疊偏光板之間的相位差片,其中,該堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列和該堆疊偏光板的吸收軸的消光係數的波長分佈彼此是不同的。
本發明的一觀點係關於一種顯示裝置,其包括:第一基板,第二基板,包括顯示元件並***在在第一基板和該第二基板之間的層,第一基板外側的堆疊偏光板,第二基板外側的堆疊偏光板,在第一基板和第一基板外側的堆疊偏光板之間的第一相位差片,和在第二基板和第二基板外側的堆疊偏光板之間的第二相位差片,其中,第一基板外側的堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列,和該堆疊偏光板的吸收軸的消光係數的波長分佈彼此是不同的,其中,第二基板外側的堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列,和該堆疊偏光板的吸收軸的消光係數的波長分佈彼此是不同的,以及第一基板外側的該堆疊偏光板和第二基板外側的該堆疊偏光板以交叉的尼科耳狀態排列。
本發明的一觀點係關於一種顯示裝置,其包括:第一基板,第二基板,包括顯示元件並***在在第一基板和該第二基板之間的層,第一基板外側的堆疊偏光板,第二基板外側的堆疊偏光板,在第一基板和第一基板外側的堆疊偏光板之間的第一相位差片,和在第二基板和第二基板外側的堆疊偏光板之間的第二相位差片,其中,第一基板外側的堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列,和該堆疊偏光板的吸收軸的消光係數的波長分佈彼此是不同的,其中,第二基板外側的堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列,和該堆疊偏振器的吸收軸的消光係數的波長分佈彼此是不同的,以及第一基板外側的該堆疊偏光板和第二基板外側的該堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列。
在本發明的一觀點中,該顯示元件是液晶元件。
在本發明的一觀點中,該顯示元件是電致發光元件。
本發明的一觀點是:一種顯示裝置包括:***在彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板之間的顯示元件;設置在第一光透射基板外側或設置在第二光透射基板外側的的堆疊偏光板;其中,上述堆疊偏光板具有不同的吸收軸的消光係數的波長分佈,和上述堆疊偏光板呈平行尼科耳狀態。
本發明的一觀點是:一種顯示裝置包括:***在彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板之間的顯示元件;設置在第一光透射基板外側的第一堆疊偏光板;和設置在第二光透射基板外側的第二堆疊偏光板;其中,堆疊的第一偏光板具有不同的吸收軸的消光係數的波長分佈,且堆疊的第一偏光板以平行尼科耳狀態排列;以及其中,堆疊的第二偏光板具有不同的吸收軸的消光係數的波長分佈,且堆疊的第二偏光板以平行尼科耳狀態排列。
本發明的一觀點是:一種顯示裝置包括:***在彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板之間的顯示元件;設置在第一光透射基板外側堆疊的第一偏光板;和設置在第二光透射基板外側堆疊的第二偏光板;其中,堆疊的第一偏光板具有不同的吸收軸的消光係數的波長分佈,且堆疊的第一偏光板基本上以平行尼科耳狀態排列;以及其中,堆疊的第二偏光板具有不同的吸收軸的消光係數的波長分佈,且堆疊的第二偏光板以平行尼科耳狀態排列。
本發明的一觀點是:一種顯示裝置包括:***在彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板之間的顯示元件;第一光透射基板外側的第一相位差片;第二光透射基板外側的第二相位差片;第一相位差片外側的堆疊的第一偏光板;第二相位差片外側的堆疊的第二偏光板;其中,第一偏光板具有不同的吸收軸的消光係數的波長分佈,且第一偏光板以平行尼科耳狀態排列;以及其中,第二偏光板具有不同的吸收軸的消光係數的波長分佈,且第二偏光板以平行尼科耳狀態排列。
本發明的一觀點是:一種顯示裝置包括:***在彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板之間的顯示元件;第一光透射基板外側和第二光透射基板外側的堆疊偏光板;其中,每一側上的堆疊偏光板都以平行尼科耳狀態排列。
本發明的一觀點是:一種顯示裝置包括:***在彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板之間的顯示元件;第一光透射基板外側和第二光透射基板外側的堆疊偏光板;其中,每一側上的堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列,以及堆疊在第一光透射基板外側的偏光板和堆疊在第二光透射基板外側的偏光板以交叉的尼科耳狀態排列。
本發明的一觀點是:一種顯示裝置包括:***在彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板之間的顯示元件;設置在第一光透射基板和第二光透射基板內側的濾色器;和第一光透射基板和第二光透射基板外側的堆疊偏光板,其中,每一側的的堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列,以及設置在第一光透射基板外側的偏光板和設置在第二光透射基板外側的偏光板以交叉尼科耳狀態排列。
本發明的一觀點是:一種顯示裝置包括:***在彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板之間的顯示元件;和第一光透射基板和第二光透射基板外側的堆疊偏光板,其中,每一側的堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列,以及設置在第一光透射基板外側的偏光板和設置在第二光透射基板外側的偏光板以交叉尼科耳狀態排列,以及在以平行尼科耳狀態排列的堆疊偏光板的情況中的對比度比在以交叉尼科耳狀態排列的堆疊偏光板的情況中的對比度大。
本發明的一觀點是:一種顯示裝置包括:***在彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板之間的顯示元件;和在第一光透射基板外側的堆疊偏光板和第二光透射基板外側的堆疊偏光板,其中,每一側上的堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列,以及設置在第一光透射基板外側的偏光板和設置在第二光透射基板外側的偏光板以交叉的尼科耳狀態排列,以及在以平行尼科耳狀態排列的第一光透射基板外側的堆疊偏光板和第二光透射基板外側的堆疊偏光板的情況中的顯示裝置的光傳輸的透射率與在以交叉尼科耳狀態排列的第一光透射基板外側的堆疊偏光板和第二光透射基板外側的堆疊偏光板的情況中的顯示裝置的光傳輸的透射率的比率比在以平行尼科耳狀態排列的第一光透射基板外側的單一偏光板和第二光透射基板外側的單一偏光板的情況中的顯示裝置的光傳輸的透射率與在以交叉尼科耳狀態排列的第一光透射基板外側的單一偏光板和第二光透射基板外側的單一偏光板的情況中的顯示裝置的光傳輸的透射率的比率高。
在本發明的一觀點中,提供彼此接觸的第一偏光板和第二偏光板作為堆疊偏光板。
在本發明的一觀點中,該顯示元件是液晶元件。
本發明的一觀點是一種液晶顯示裝置,其包括彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板,***在第一光透射基板和第二透射基板之間的顯示元件,以及順序設置在第一光透射基板或第二光透射基板的外側的相位差膜和堆疊偏光板,其中,堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列。
本發明的一觀點是一種液晶顯示裝置,其包括彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板,***在第一光透射基板和第二光透射基板之間的顯示元件,順序設置在第一光透射基板外側的相位差膜和堆疊偏光板,以及順序設置在第二光透射基板外側的相位差膜和堆疊偏光板,其中,堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列。
本發明的一觀點是一種液晶顯示裝置,其包括彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板,***在第一光透射基板和第二光透射基板之間的顯示元件,順序設置在第一光透射基板外側的相位差膜和堆疊偏光板,以及順序設置在第二光透射基板外側的相位差膜和堆疊偏光板,其中,堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列,以及設置在第一光透射基板外側的偏光板和設置在第二光透射基板外側的偏光板以交叉尼科耳狀態排列。
本發明的一觀點是一種液晶顯示裝置,其包括彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板,***在第一光透射基板和第二光透射基板之間的顯示元件,設置在第一光透射基板或第二光透射基板內側的濾色器,順序設置在第一光透射基板外側的相位差膜和堆疊偏光板,以及順序設置在第二光透射基板外側的相位差膜和堆疊偏光板,其中,每一側的堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列,以及設置在第一光透射基板外側的偏光板和設置在第二光透射基板外側的偏光板以交叉尼科耳狀態排列。
在本發明中,堆疊偏光板最好包括兩個偏光板。
在本發明的一觀點中,相位差膜是其中液晶是混合定向的膜、其中液晶是扭轉定向的膜、單軸相位差膜、或雙軸相位差膜。
在本發明的一觀點中,第一光透射基板具有第一電極,第二光透射基板具有第二電極,以及顯示元件是當在第一電極和第二電極之間施加電壓時執行白色顯示和當在第一電極和第二電極之間不施加電壓時執行黑色顯示的液晶元件。
在本發明的一觀點中,第一光透射基板具有第一電極,第二光透射基板具有第二電極,以及顯示元件是當在第一電極和第二電極之間不施加電壓時執行白色顯示和當在第一電極和第二電極之間施加電壓時執行黑色顯示的液晶元件。
本發明的一觀點係關於一種反射型液晶顯示裝置,其包括第一基板,與第一基板相對的第二基板,設置在第一基板和第二基板之間的液晶,為第一基板和第二基板的其中之一提供的反射材料,和在第一基板和第二基板中的另一個的外側上提供具有相位差片和堆疊線性偏光板的圓偏光板。
在本發明的一觀點中,所有的堆疊線性偏光板以平行尼科耳狀態排列。
在本發明的一觀點中,相位差片或者是單軸相位差膜或者是雙軸相位差膜。
本發明的顯示裝置的一觀點是這樣一種結構,其包括彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板,設置在彼此相對的基板之間並可以向第一光透射基板和第二光透射基板的兩側發光的發光元件,設置在第一光透射基板外側的堆疊的第一線性偏光板,和設置在第二光透射基板外側的堆疊的第二線性偏光板。
本發明的顯示裝置的一觀點是這樣一種結構,其包括彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板,設置在彼此相對的基板之間並可以向第一光透射基板和第二光透射基板的兩側發光的發光元件,設置在第一光透射基板外側的堆疊的第一線性偏光板,和設置在第二光透射基板外側的堆疊的第二線性偏光板,其中所有堆疊的第一線性偏光板以平行尼科耳狀態排列,以及所有堆疊的第二線性偏光板以平行尼科耳狀態排列。
本發明的顯示裝置的一觀點是這樣一種結構,其包括彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板,設置在彼此相對的基板之間並可以向第一光透射基板和第二光透射基板的兩側發光的發光元件,設置在第一光透射基板外側的堆疊的第一線性偏光板,和設置在第二光透射基板外側的堆疊的第二線性偏光板,其中所有堆疊的第一線性偏光板以平行尼科耳狀態排列,所有堆疊的第二線性偏光板以平行尼科耳狀態排列,以及堆疊的第一線性偏光板和堆疊的第二線性偏光板以交叉尼科耳狀態排列。
本發明的顯示裝置的一觀點是這樣一種結構,其包括彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板,設置在彼此相對的基板之間並可以向第一光透射基板和第二光透射基板的兩側發光的發光元件,設置在第一光透射基板外側的堆疊的第一線性偏光板,和設置在第二光透射基板外側的堆疊的第二線性偏光板,其中所有堆疊的第一線性偏光板以平行尼科耳狀態排列,以及堆疊的第一線性偏光板和堆疊的第二線性偏光板以交叉尼科耳狀態排列。
在本發明的結構中,堆疊偏光板可以具有以彼此接觸設置的偏光板的結構。
本發明的一觀點是一種顯示裝置,其包括彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板,設置在彼此相對的基板之間並可以向第一光透射基板和第二光透射基板的兩側發光的發光元件,設置在第一光透射基板外側的具有第一線性偏光板的第一圓偏光板,和設置在第二光透射基板外側的具有第二線性偏光板的第二圓偏光板。
本發明的一觀點是一種顯示裝置,其包括彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板,設置在彼此相對的基板之間並可以向第一光透射基板和第二光透射基板的兩側發光的發光元件,設置在第一光透射基板外側的具有堆疊第一線性偏光板的第一圓偏光板,和設置在第二光透射基板外側的具有堆疊第二線性偏光板的第二圓偏光板,其中所有的堆疊第一線性偏光板以平行尼科耳狀態排列,以及所有的堆疊第二線性偏光板以平行尼科耳狀態排列,並且堆疊第一偏光板和堆疊第二偏光板以平行尼科耳狀態排列。
本發明的一觀點是一種顯示裝置,其包括彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板,設置在彼此相對的基板之間並可以向第一光透射基板和第二光透射基板的兩側發光的發光元件,設置在第一光透射基板外側的堆疊第一線性偏光板,設置在第二光透射基板外側的堆疊第二線性偏光板,設置在第一光透射基板和堆疊第一線性偏光板之間的第一相位差片,以及設置在第二光透射基板和堆疊第二線性偏光板之間的第二相位差片,其中所有的第一線性偏光板以平行尼科耳狀態排列,所有的堆疊第二線性偏光板以平行尼科耳狀態排列,以及堆疊第一線性偏光板和堆疊第二線性偏光板以平行尼科耳狀態排列,第一相位差片的慢軸從堆疊第一線性偏光板的透射軸偏離45°,以及第二相位差片的慢軸從堆疊第二線性偏光板的透射軸偏離45°。
本發明的一觀點是一種顯示裝置,其包括彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板,設置在彼此相對的基板之間並可以向第一光透射基板和第二光透射基板的兩側發光的發光元件,設置在第一光透射基板外側的堆疊第一線性偏光板,設置在第二光透射基板外側的堆疊第二線性偏光板,設置在第一光透射基板和堆疊第一線性偏光板之間的第一相位差片,以及設置在第二光透射基板和堆疊第二線性偏光板之間的第二相位差片,其中所有的第一線性偏光板以平行尼科耳狀態排列,以及堆疊第一線性偏光板和堆疊第二線性偏光板以平行尼科耳狀態排列,第一相位差片的慢軸從堆疊第一線性偏光板的透射軸偏離45°,以及第二相位差片的慢軸從堆疊第二線性偏光板的透射軸偏離45°。
本發明的一觀點是一種顯示裝置,其包括彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板,設置在彼此相對的基板之間並可以向第一光透射基板和第二光透射基板的兩側發光的發光元件,設置在第一光透射基板外側的具有堆疊第一線性偏光板的第一圓偏光板,設置在第二光透射基板外側的具有堆疊第二線性偏光板的第二圓偏光板,其中所有的堆疊第一線性偏光板以平行尼科耳狀態排列,所有的堆疊第二線性偏光板以平行尼科耳狀態排列,以及堆疊第一線性偏光板和堆疊第二線性偏光板以交叉尼科耳狀態排列。
本發明的一觀點是一種顯示裝置,其包括彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板,設置在彼此相對的基板之間並可以向第一光透射基板和第二光透射基板的兩側發光的發光元件,設置在第一光透射基板外側的堆疊第一線性偏光板,設置在第二光透射基板外側的堆疊第二線性偏光板,設置在第一光透射基板和堆疊第一線性偏光板之間的第一相位差片,以及設置在第二光透射基板和堆疊第二線性偏光板之間的第二相位差片,其中所有的堆疊第一線性偏光板以平行尼科耳狀態排列,所有的堆疊第二線性偏光板以平行尼科耳狀態排列,以及堆疊第一線性偏光板和堆疊第二線性偏光板以交叉尼科耳狀態排列,第一相位差片的慢軸從堆疊第一線性偏光板的透射軸偏離45°,第二相位差片的慢軸從堆疊第二線性偏光板的透射軸偏離45°,以及堆疊第二線性偏光板的透射軸從堆疊第一線性偏光板的透射軸偏離90°。
本發明的一觀點是一種顯示裝置,其包括彼此相對設置的第一光透射基板和第二光透射基板,設置在彼此相對的基板之間並可以向第一光透射基板和第二光透射基板的兩側發光的發光元件,設置在第一光透射基板外側的堆疊第一線性偏光板,設置在第二光透射基板外側的堆疊第二線性偏光板,設置在第一光透射基板和堆疊第一線性偏光板之間的第一相位差片,以及設置在第二光透射基板和堆疊第二線性偏光板之間的第二相位差片,其中所有的堆疊第一線性偏光板以平行尼科耳狀態排列,堆疊第一線性偏光板和堆疊第二線性偏光板以交叉尼科耳狀態排列,第一相位差片的慢軸從堆疊第一線性偏光板的透射軸偏離45°,第二相位差片的慢軸從堆疊第二線性偏光板的透射軸偏離45°,以及堆疊第二線性偏光板的透射軸從堆疊第一線性偏光板的透射軸偏離90°。
本發明的一觀點是一種顯示裝置,其包括第一基板,與第一基板相對的第二基板,***在第一基板和第二基板之間的發光元件,具有相位差片和堆疊線性偏光板並設置在第一基板和第二基板的其中一個的外側的圓偏光板,其中,來自發光元件的光從第一基板和第二基板之一中射出。
在本發明的一觀點中,所有的堆疊線性偏光板以平行尼科耳狀態排列。
在本發明的一觀點中,相位差片的慢軸從線性偏光板的透射軸偏離45°。
在本發明的一觀點中,發光元件包括形成在一對電極之間的電致發光層。該對電極的其中之一可以具有反射特性,以及該對電極的另一電極可有具有光透射特性。
在本發明的一觀點中,相位差片和堆疊線性偏光板設置在具有光透射特性的電極側上的基板的外側。
“交叉尼科耳狀態”指偏光板的透射軸彼此偏離90°的排列。“平行尼科耳狀態”指偏光板的透射軸彼此偏離0°的排列。將吸收軸設置為與偏光板的透射軸正交,以及“平行尼科耳狀態”也是以相似方式利用吸收軸限定。
在本說明書中,雖然偏光板的吸收軸最好以平行尼科耳狀態排列以致吸收軸之間的角度偏離是0°或者0°±10°,但是只要可以得到相似的效果,它們之間的角度偏離可以進一步偏離一定的角度範圍。偏光板的吸收軸最好以交叉尼科耳狀態排列以致吸收軸之間的角度偏離是90°或者90°±10°;然而,只要可以得到相似的效果,它們之間的角度偏離可以進一步偏離一定的角度範圍。
在本發明中,顯示元件是發光元件。利用電致的元件(電致發光元件)、利用電漿的元件和利用場發射的元件作為發光元件。電致發光元件(在本說明書中也被稱為“EL元件”)依照應用的材料可以分為有機EL元件和無機EL元件。具有這種發光元件的顯示裝置也被稱為發光裝置。
在本發明中,堆疊偏光板的消光係數彼此不同。
本發明可應用在沒有設置開關元件的被動矩陣型顯示裝置中,也可以應用在利用開關元件的主動矩陣型顯示裝置中。
因為設置了這種多個偏光板的簡單結構,所以顯示裝置的對比度提高了。因為對於一個基板設置的多個偏光板的吸收軸的消光係數的波長分佈彼此不同,所以多個偏光板的吸收軸的波長分佈的波動在整體上被抑制,以及輕微的光洩漏被抑制,因此顯示裝置的對比度提高。
因為多個偏光板以平行尼科耳狀態堆疊,所以黑色亮度可以降低,並且因此顯示裝置的對比度提高。
根據本發明,藉由利用相位差片,可以提供具有寬視角的顯示裝置,以及提高顯示裝置的對比度。
在下文中,參考附圖詳細說明實施例模式。本發明可用多種不同的方式實現。本領域的普通技術人員容易理解,在不脫離本發明的精神和範圍的情況下可以以各種方式修改在此揭示的模式和細節。應當注意,本發明不應當解釋為將本發明限制到以下提出的實施例模式的說明中。相似的部件或者具有相類似的功能的部件由附圖中相同的附圖標記表示,因此,省略了對其的說明。
以下參考附圖1A和1B,以實施例模式1說明本發明的顯示裝置的觀點。
圖1A是偏光板堆疊的顯示裝置的橫截面圖,以及圖1B是其透視圖。
如圖1A所示,顯示元件100***在彼此相對設置的第一基板101和第二基板102之間。
光透射基板可以當成第一基板101和第二基板102。例如硼矽酸鋁玻璃、硼矽酸鋇玻璃一樣的玻璃基板、石英基板等等可以當成光透射基板。由以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸二乙酯(polyethylene naphthalate)(PEN)、聚醚碸(PES)或聚碳酸酯(PC)為代表的塑膠製品、或丙烯酸製成的基板可以當成光透射基板。
偏光板堆疊在基板101的外側,換句話說,堆疊在不與顯示元件100接觸的基板101的側面上。第一偏光板103和第二偏光板104設置在基板101側的外側上。
接著,在圖1B的透視圖中,第一偏光板103和第二偏光板104以這種方式設置:第一偏光板103的吸收軸151和第二偏光板104的吸收軸152應該彼此平行。這種平行的狀態被稱為平行尼科耳。
以這種方式堆疊的偏光板以平行尼科耳狀態設置。
基於偏光板的特性,透射軸與吸收軸的方向垂直。因而,透射軸彼此平行的狀態也被稱為平行尼科耳狀態。
此外,第一偏光板103和第二偏光板104的消光係數的波長分佈不同。然而,在該說明書中,偏光板中的吸收軸的消光係數的範圍最好是3.0×10-4
到3.0×10-2
。第一偏光板103和第二偏光板104的消光係數最好在這個範圍內,其簡單地應用在下面的實施例模式和例子中。
圖1A和1B表示兩個偏光板堆疊的例子,然而,可以堆疊三個或多個偏光板。
藉由平行尼科耳狀態堆疊偏光板,可以降低黑色亮度,因而,可以提高顯示裝置的對比度。
另外,若需要的話,該實施例模式可以與本說明書中的其他實施例模式和其他例子自由結合。
實施例模式2結合附圖2A到2C說明堆疊偏光板的結構。
圖2A表示各具有一偏光膜的偏光板堆疊當成堆疊偏光板的例子。
在圖2A中,每個偏光板113和114是線性偏光板,且可以由已知的材料形成如下的結構。例如,黏合劑層131、偏光板113,黏合劑層135和偏光板114,可以從基板111側堆疊(見圖2A),在偏光板113中堆疊了保護膜132、偏光膜133和保護膜132,類似於偏光板113,在偏光板114堆疊了保護膜136、偏光膜137和保護膜136。TAC(三乙醯基纖維素)等等可以當成保護膜132和136。包括PVA(聚乙烯醇)和二色色素的混合層可以形成為偏光膜133和137。碘和二色有機染料可以引用作為二色色素。偏光板113和偏光板114的位置可以互換。另外,可以在保護膜136的表面實施抗閃光處理或抗反射處理。
圖2B表示在一個偏光板中堆疊多層偏光膜做為堆疊的偏光板的一例的例子。圖2B表示從基板111側堆疊黏合劑層140和偏光板145的情形,偏光板145包括保護膜142、偏光膜(A)143、偏光膜(B)144和保護膜142。偏光膜143和偏光膜144的位置可以互換。另外,可以在保護膜142的表面實施抗閃光處理或抗反射處理。
圖2C表示在一個偏光板中堆疊多層偏光膜的另一例子。圖2C表示從基板111側堆疊黏合劑層141和偏光板149的情形,偏光板149包括保護膜146、偏光膜(A)147、保護膜146、偏光膜(B)148、和保護膜146。換句話說,圖2C所示的結構是保護膜***在偏光膜之間的結構。偏光膜147和偏光膜148的位置可以互換。另外,可以在保護膜146的表面實施抗閃光處理或抗反射處理。
類似於保護膜132的材料可以當成為保護膜142和146,由類似於偏光膜133和137的材料形成偏光膜(A)143、偏光膜(B)144、偏光膜(A)147和偏光膜(B)148中的每層。
在圖2A到2C中,堆疊兩個偏光板,然而,偏光板的數量不限於兩個。在堆疊三個或多個偏光板的情況中,可以以圖2A所示的結構堆疊三個或多個偏光板。在圖2B所示的結構中,設置在保護膜142之間的偏光膜的數量可以增加。在圖2C所示的結構中,偏光膜和形成在其上的保護膜可以以這種方式堆疊:堆疊保護膜146、偏光膜(A)147、保護膜146、偏光膜(B)148、保護膜146、偏光膜(C)、保護膜146等等。
進一步,可以組合圖2A到2C所示的堆疊結構。換句話說,例如,可以藉由組合如圖2A所示的包括偏光膜133的偏光板113和如圖2B所示的包括偏光膜143和偏光膜144的偏光板145來堆疊三個偏光板。如同這種堆疊偏光板結構可以用圖2A到2C(的偏光板)適當地自由組合。
更進一步,圖2B所示的多個偏光板145可以堆疊成堆疊偏光板。類似地,可以堆疊圖2C所示的多個偏光板149。
以平行尼科耳狀態排列偏光板的情況表明:在圖2A中,偏光板113和114的吸收軸是平行的,換句話說,偏光膜133和137的吸收軸是平行的;在圖2B中,偏光膜143和144的吸收軸設置為平行;以及在圖2C中,偏光膜147和148的吸收軸設置為平行。即使當偏光膜和偏光板的數量增多,它們的吸收軸也設置為平行。
圖2A到2C表示兩個偏光板堆疊的例子;然而圖59A和59B表示三個偏光板堆疊的例子。
圖59A表示如圖2A所示的包括偏光膜133的偏光板113和如圖2B所示的包括偏光膜143和偏光膜144的偏光板145堆疊的例子。偏光板113和偏光板145的位置可以互換。另外,可以在保護膜142的表面實施抗閃光處理或抗反射處理。
圖59B表示如圖2A所示的包括偏光膜133的偏光板113和如圖2C所示的包括偏光膜147和偏光膜148的偏光板149堆疊的例子。偏光板113和偏光板149的位置可以互換。另外,可以在保護膜146的表面實施抗閃光處理或抗反射處理。
圖60A到60C、圖61A到61C和圖62A到62C表示四個偏光板堆疊的例子。
圖60A表示如圖2C所示的包括偏光膜147和偏光膜148的偏光板149和如圖2B所示的包括偏光膜143和偏光膜144的偏光板145堆疊的例子。偏光板145和偏光板149的位置可以互換。另外,可以在保護膜142的表面實施抗閃光處理或抗反射處理。
圖60B表示如圖2A所示的包括偏光膜133的偏光板113和包括偏光膜137的偏光板114和如圖2B所示的包括偏光膜143和偏光膜144的偏光板145堆疊的例子。偏光板113、114和145的堆疊順序不限於該例子。另外,可以在保護膜142的表面實施抗閃光處理或抗反射處理。
圖60C表示如圖2A所示的包括偏光膜133的偏光板113和包括偏光膜137的偏光板114和如圖2C所示的包括偏光膜147和偏光膜148的偏光板149堆疊的例子。偏光板113、114和149的堆疊順序不限於該例子。另外,可以在保護膜146的表面實施抗閃光處理或抗反射處理。
圖61A表示如圖2A所示的包括偏光膜133的偏光板113,和如圖2B所示的包括三個堆疊偏光膜的偏光板159堆疊的例子,該堆疊偏光膜例如是:偏光膜143、偏光膜144和偏光膜158。偏光板113和偏光板159的位置可以互換另外,可以在保護膜142的表面實施抗閃光處理或抗反射處理。
圖61B表示如圖2A所示的包括偏光膜133的偏光板113,和如圖2C所示的包括三個堆疊偏光膜的偏光板169堆疊的例子,該堆疊偏光膜例如是:偏光膜147、偏光膜148和偏光膜168。偏光板113和偏光板169的位置可以互換。另外,可以在保護膜146的表面實施抗閃光處理或抗反射處理。
圖62A表示如圖2B所示的包括偏光膜143和偏光膜144的偏光板145和包括具有在圖2B中相同結構的偏光膜215和偏光膜216的偏光板217堆疊的例子。另外,可以在保護膜142的表面實施抗閃光處理或抗反射處理。
圖62B表示如圖2C所示的包括偏光膜147和偏光膜148的偏光板149和包括具有在圖2C中相同結構的偏光膜225和偏光膜226的偏光板227堆疊的例子。另外,可以在保護膜146的表面實施抗閃光處理或抗反射處理。
在圖59A和59B、圖60A到60C、圖61A和61B和圖62A和62B中,若需要,可以在基板111和偏光板之間設置相位差片。
在圖63A和63B、以及圖64中,包括顯示元件的層176***在基板111和基板112之間,並且堆疊的偏光板在包括顯示元件的層176的上面或者下面具有不同的結構。為簡單起見,沒有顯示相位差片,然而,若必需,可以在基板和偏光板之間設置相位差片。
在圖63A和63B、以及圖64中,設置在基板111和基板112之間的偏光板的數量是兩個,然而,無需說,可以設置三個或者多個偏光板。在三個或多個偏光板的情況中,可以應用如圖59A和59B、圖60A到60C、圖61A和61B和圖62A和62B所示的結構。
在圖63A中,在基板111側,堆疊如圖2A所示的包括偏光膜133的偏光板113和包括偏光膜137的偏光板114。在基板112側,設置如圖2B所示的包括偏光膜143和偏光膜144的偏光板145。當考慮顯示裝置的頂部和底部的位置關係時,偏光板113、114和偏光板145的位置可以互換。另外,可以在保護膜136和保護膜142的表面實施抗閃光處理或抗反射處理。
在圖63B中,在基板111側,堆疊如圖2A所示的包括偏光膜133的偏光板113和包括偏光膜137的偏光板114。在基板112側,設置如圖2C所示的包括偏光膜147和偏光膜148的偏光板149。當考慮顯示裝置的頂部和底部的位置關係時,偏光板113、114和偏光板149的位置可以互換。另外,可以在保護膜136和保護膜146的表面實施抗閃光處理或抗反射處理。
在圖64中,在基板111側,設置如圖2C所示的包括偏光膜147和偏光膜148的偏光板149。在基板112側,設置包括偏光膜143和偏光膜144的偏光板145。當考慮顯示裝置的頂部和底部的位置關係時,偏光板145和偏光板149的位置可以互換。另外,可以在保護膜146和保護膜142的表面實施抗閃光處理或抗反射處理。
無需說,該實施例模式可以應用到實施例模式1,以及進一步,該實施例模式可以應用到本說明書中的其他實施例模式和例子中。
實施例模式3結合附圖3A和3B說明本發明的顯示裝置的觀點。
圖3是設置相位差片和堆疊的偏光板的顯示裝置的橫截面圖,以及圖3B是顯示裝置的透視圖。
如圖3A所示,顯示元件200***在彼此相對的第一基板201和第二基板202之間。
光透射基板可以當成第一基板201和第二基板202。類似於實施例模式1中所述的基板101的材料當成該光透射基板。
在第一基板201的外側,也就是例如在沒有與顯示元200件接觸的基板211的側面,設置相位差片211、和堆疊的偏光板203和204。光藉由偏光板被線性偏振並藉由相位差片(也被稱為相位差膜或波長片)被圓形地偏振。換句話說,堆疊偏光板可以被稱為堆疊線性偏光板。堆疊偏光板表示堆疊兩個或多個偏光板。可以將實施例模式2應用於像這樣的偏光板的堆疊結構中。
圖3A和圖3B表示在其中堆疊兩個偏光板的例子,然而,可以堆疊三個或多個偏光板。
另外,第一偏光板203和第二偏光板204的消光係數的波長分佈彼此不同。
在第一基板201的外側,順序設置相位差片211、第一偏光板203和第二偏光板204。在該實施例模式中,四分之一波片可以當成相位差片211。
在本說明書中,用組合相位差片和堆疊偏振的方式得到的也被稱為具有堆疊偏振器(線性偏光板)的圓偏光板。
以這種方式設置第一偏光板203和第二偏光板204:第一偏光板203的吸收軸221和第二偏光板204的吸收軸222應當平行。換句話說,第一偏光板203和第二偏光板204,即堆疊偏光板以平行尼科耳狀態排列。
相位差片211的慢軸223從第一偏光板203的吸收軸221和第二偏光板204的吸收軸222偏離45°。
圖4表示吸收軸221和慢軸223之間的角偏差關係。由慢軸223和透射軸形成的角度是135°,且吸收軸221和透射軸形成的角度是90°,因而,慢軸223和吸收軸221之間的差是45°。
根據相位差片的特性,相位差片具有在與慢軸垂直方向的快軸。因此,不僅可以用慢軸也可以用快軸來確定相位差片和偏光板的排列。在該實施例模式中,使吸收軸和慢軸之間的角偏差為45°,換句話說,使吸收軸和快軸之間的角偏差為135°。
在本說明書中,假定當記述了吸收軸和慢軸之間的角偏差時,滿足上述角度條件,然而,只要能得到相似的效果,軸之間的角偏差可在上述的角的一定範圍內。
例如,相位差片211可以是其中液晶是混合定向的膜、液晶是扭轉定向的膜、單軸相位差膜或者雙軸相位差膜。該相位差片可加寬顯示裝置的視角。
單軸相位差膜藉由將樹脂在一個方向拉長而形成。此外,雙軸相位差膜藉由將樹脂在交叉方向拉成一個軸,然而輕輕地將該樹脂在縱向拉成一個軸而形成。在這裏提出所應用的樹脂:環烯聚合物(cyclo-olefin polymer)(COP),聚碳酸酯(polycarbonate)(PC),聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)(PMMA),聚苯乙烯(polystyrene)(PS),聚醚碸(polyethersulfone)(PES),聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)(PPS),聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)(PET),聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)(PEN),聚丙烯(polypropylene)(PP),聚苯醚(polyphenylene oxide)(PPo),多芳基化合物(polyarylate)(PAR),聚醯亞胺(polyimide)(PI),(聚四氟乙烯)polytetrafluoroethylene(PTFE)等等。
液晶混合定向膜可以是藉由利用三元乙醯基.纖維素(TAC)膜做為基底並混合排列盤狀液晶(discotic liquid crystals)或向列型液晶來得到的膜。相位差片可以連接到被連接到偏光板後的基板上。
與單一偏光板相比,藉由以平行尼科耳狀態的堆疊偏光板可以減少外部光的反射光。因而,黑色亮度可以降低,顯示裝置的對比度可以提高。
此外,在該說明書中,由於使用四分之一波片做為相位差片,所以可以抑制反射。
另外,若有需要,可以用本說明書中的其他實施例模式和其他例子自由組合該實施例模式。
實施例模式4將說明本發明的顯示裝置的觀點。
圖5A是設置了具有堆疊結構的偏光板的顯示裝置的橫截面圖,且圖5B是該顯示裝置的透視圖。做為一例,該實施例模式說明利用液晶元件做為顯示元件的液晶顯示裝置。
如圖5A所示,包括液晶元件的層300***在彼此相對的第一基板301和第二基板302之間。具有光傳輸特性的基板(也被稱為光透射基板)用做基板301和302。例如,硼矽酸鋇玻璃、或硼矽酸鋁玻璃一樣的玻璃基板、石英基板等等可以當成光透射基板。由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸二乙酯(polyethylene naphthalate)(PEN)、聚醚碸(PES)或聚碳酸酯(PC)為代表的丙烯酸或塑膠製品製成的基板可以當成光透射基板。
偏光板堆疊在基板301和302的外側,換句話說,堆疊在不與包括顯示元件的層300接觸的基板301和302的側面。在該實施例模式中,堆疊如圖2A所示的每個包括一個偏光膜的偏光板得到堆疊偏光板結構。不必說,也可以使用圖2B和2C示出的結構。
在第一基板301側設置第一偏光板303和第二偏光板304,並且在第二基板302側設置第三偏光板305和第四偏光板306。
這些偏光板303到306可以利用已知材料構成,可具有由黏合劑面、TAC(三乙醯基纖維素)、PVA(聚乙烯醇)和二色色素的混合層和TAC從基板的側面順序堆疊而成的結構。二色色素包括碘和二色有機染料。
此外,第一偏光板303和第二偏光板304的消光係數的波長分佈不同,並且第三偏光板305和第四偏光板306的消光係數的波長分佈不同。
圖5A和5B表示兩個偏光板堆疊為一基板的例子,然而,可堆疊三個或多個偏光板。
如圖5B所示,第一偏光板303和第二偏光板304以這種方式堆疊:第一偏光板303的吸收軸321與第二偏光板304的吸收軸322應當平行。這種平行狀態被稱為平行尼科耳狀態。類似地,第三偏光板305和第二偏光板306以這種方式堆疊:第三偏光板305的吸收軸323與第四偏光板306的吸收軸324應當平行,換句話說,成為平行尼科耳狀態。排列堆疊偏光板303、304和堆疊偏光板305、306以使它們的吸收軸互相正交。正交狀態被稱為交叉尼科耳狀態。
根據偏光板的特性,在吸收軸的正交方向是透射軸。因而,透射軸彼此平行的情況也被稱為平行尼科耳狀態。另外,透射軸彼此正交的情況也被稱為交叉尼科耳狀態。
將偏光板堆疊為成平行尼科耳狀態,從而可以減少吸收軸方向內的光洩漏。此外,藉由將堆疊偏光板設置為成較長尼科耳狀態,與將一對單偏光板設置為成交叉尼科耳狀態相比可以減少光洩漏。因此,可以提供顯示裝置的對比度。
另外,若必需的話,可以用本說明書中的其他實施例模式和其他例子自由組合該實施例模式。
實施例模式5將說明在實施例模式4中說明的液晶顯示裝置的特殊結構。
圖6表示設置有具有堆疊結構的偏光板的顯示裝置的橫截面圖。
圖6所示的顯示裝置包括像素部分405和驅動器電路部分408。在像素部分405和驅動電路部分408中,在基板501上設置底膜502。類似於實施例模式1到實施例模式4的絕緣基板可以當成基板501。應當想到由合成樹脂形成的基板通常比其他基板具有較低的允許溫度界限,然而,它可以藉由利用較高的抗熱基板代替製造之後的板來使用。
像素部分405經由底膜502設置有作為開關元件的電晶體。在本實施例模式中,薄膜電晶體(TFT)作為電晶體,其被稱為開關TFT 503。
由多種方法形成TFT。例如,結晶半導體膜作為主動層。在結晶半導體膜上設置閘極,在其間***閘極絕緣膜。利用閘極對主動層中加入雜質。由於利用閘極加入雜質的方式,不需形成用於增加雜質的掩膜。閘極可具有單層結構或者堆疊結構。雜質區域藉由控制其濃度形成為高濃度雜質區域和低濃度雜質區域。具有低濃度雜質區域的這種TFT結構被稱為LDD(輕摻雜汲極)結構。此外,可形成低濃度雜質區域以與閘極重疊。這種TFT結構被稱為GOLD(閘極重疊LDD)結構。
若有需要,可以形成TFT,TFT可以是頂閘型TFT或底閘型TFT。
圖6表示具有GOLD結構的開關TFT 503。藉由在雜質區域加入磷(P)等形成n型開關TFT 503。在形成p型開關的情況中,加入硼(B)等類似物。此後,形成覆蓋閘極電極等的保護膜。結晶半導體膜中的懸垂鍵藉由在保護膜中混入氫元素而終結。
進一步,為提高平坦性,可以形成層間絕緣膜505。層間絕緣膜505可由有機材料或無機材料形成,或者利用這些的堆疊結構形成。在層間絕緣膜505、保護膜和閘極絕緣膜中形成開口,由此形成連接到雜質區域的配線。用這種方式,可形成開關TFT 503。本發明不限於開關TFT 503的結構。
接著,形成連接到配線的像素電極506。
此外,與開關TFT 503同時可形成電容器504。在本實施例模式中,電容器504由堆疊導電膜形成,該堆疊導電膜是與閘極、保護膜、層間絕緣膜505和像素電極506同時形成的。
另外,像素部分405和驅動器電路部分408可以利用結晶半導體膜形成在同一基板上。如果是那樣的話,像素部分中的電晶體和驅動電路部分408中的電晶體同時形成。用作驅動電路部分408中的電晶體形成CMOS電路,該電晶體被稱為CMOS電路504。形成的CMOS電路504的每個電晶體與開關TFT 503具有相似的結構。此外,LDD結構可以用來代替GOLD結構,沒必要要求相似的結構。
形成對準膜508以覆蓋像素電極506。對準膜508經受研磨處理。在液晶模式中,在某些情形中不實施該研磨處理,例如在VA模式的情形中。
然後,設置相對基板520。在相對基板520的內側、即在不與液晶接觸的側面上、設置濾色器522和黑色矩陣(BM)524。這些可以藉由已知的方法形成,然而,利用預定材料可以落下的微滴釋放法(代表性的是噴墨法)可以消除材料的浪費。此外,在沒有設置開關元件TFT 503的區域設置濾色器等。就是說,將彩色濾波器設置到與光透射區域即開口區域相對的地方。在液晶顯示裝置實施全彩色顯示的情形中,濾色器等可以由呈現紅(R)、綠(G)和藍(B)的材料形成;在單色顯示的情形中,濾色器等可以由呈現至少一種顏色的材料形成。
在RGB等二極體(LED)安排在背光中和彩色顯示以分時執行的順序添加彩色混合法(場順序法)中的情形中,不設置濾色器。
由於開關TFT 503和CMOS電路554的配線,設置黑色矩陣524以減少外部光的反射。因此,設置黑色矩陣524以使黑色矩陣524與開關TFT 503和CMOS電路554重疊。設置黑色矩陣524以使黑色矩陣524與開關電容器504重疊。因而,可以防止包括在電容器504中的金屬膜的反射。
然後,設置相對電極523和對準膜526。對準膜526經受研磨處理。在液晶模式中,在某些情形中不實施研磨處理,例如在VA模式的情形中。
TFT中的配線、閘極電極、像素電極506和相對電極523可以選自:氧化銦錫(ITO)、在氧化銦中混合氧化鋅的氧化銦鋅(IZO)、在氧化銦中混合氧化矽(SiO2
的導電材料、有機銦、有機錫、如鎢(W)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、鋁(Al)或銅(Cu)一樣的金屬、其合金、或其金屬氮化物。
這種相對基板520利用密封材料528連接到基板501。藉由利用分配器等將密封材料528拉在基板501或相對基板520之上。此外,為了在基板501和相對基板520之間保持一空間,在像素部分405和驅動電路部分408的一部分中設置間隔器525。間隔器525具有柱形形狀、球形形狀等。
如此,液晶511注入在彼此相連的基板501和相對基板520之間。最好是在真空中注入液晶。液晶511可以藉由除了注入法之外的方法形成。例如,可以使液晶511滴下,然後可將相對基板520連接到基板501。當使用不容易實施注入方法的大基板時,最好應用這種滴落的方法。
液晶511包括由像素電極506和相對電極523控制其傾斜的液晶分子。特定地,液晶分子的傾斜由施加到像素電極506和相對電極523之間的電壓控制。該控制利用在驅動器電路部分408中設置的控制電路實施。控制電路不必在基板501之上形成,並且可以利用經連接終端510連接的電路。既然如此,可以利用包含導電微粒的各向異性導電膜以使其連接到連接終端510。此外,相對電極523電連接到連接終端510的一部分,由此相對電極523的電壓可以為公共電壓。例如,突塊537可以用於導電。
接下來,說明背光單元552結構。背光單元552包括做為發光的光源531的冷陰極管、熱陰極管、二極體、無機EL或有機EL、有效地引導光到光導板535的燈反射器532、將光完全地反射並將光引導到整個表面的光導板535、用於減少亮度變化的漫射板536和再利用在光導板535下洩漏的光的反射板534。
用於控制光源531的亮度的控制電路連接到背光單元552。光源531的亮度可由控制電路施加的信號控制。
另外,如圖2A所示的堆疊的偏光板的結構當成本實施例模式的偏光板。自然地,也可以利用如圖2B和2C所示的堆疊偏光板。如圖6所示,具有堆疊結構516的偏光板設置在基板501和背光單元552之間,具有堆疊結構的偏光板521也設置在相對基板520之上。
即,對基板501提供順序從基板側堆疊的偏光板543和偏光板544作為具有堆疊結構的偏光板516。此時,堆疊的偏光板543和偏光板544彼此連接以成為平行尼科耳狀態。
另外,對相對基板520提供順序從基板側堆疊的偏光板541和偏光板542作為具有堆疊結構的偏振521片。此時,堆疊的偏光板541和偏光板542彼此連接以成為平行尼科耳狀態。
此外,具有堆疊結構的偏光板516和具有堆疊結構的偏光板521以交叉尼科耳狀態排列。
偏光板541和偏光板542的消光係數的波長分佈彼此不同。偏光板543和偏光板544的消光係數的波長分佈彼此不同。
圖6表示為一個基板堆疊兩塊偏光板的例子。然而,可堆疊三塊或者塊偏光板。
將堆疊的偏光板設置在這種液晶顯示裝置中提高了對比度。藉由利用具有不同的消光係數波長分佈的偏光板,可以吸收較寬波長範圍的光,並可以提高對比度,這是最好的。
另外,若需要的話,用其他實施例模式和其他例子可以自由組合該實施例模式。
實施例模式6將說明具有堆疊結構的偏光板的液晶顯示裝置,但是其與實施例模式5不同的是利用具有非晶半導體膜的TFT。
與實施例模式5中的相似的部件用相同的附圖標記表示,並且可以將實施例模式5的說明應用到沒有特別說明的元件中。
在圖7中,說明包括利用非晶半導體膜的電晶體(此後稱為非晶TFT)作為開關元件的液晶顯示裝置的結構。像素部分405設置有包括非晶TFT的開關TFT 533。非晶TFT可以藉由已知方法形成。例如,在通道蝕刻型的情形中,閘極形成在底膜502上,並形成覆蓋閘極的閘極絕緣膜、n型半導體膜、非晶半導體膜、源極和汲極。藉由利用源極和汲極,在n型半導體膜中形成開口。此時,移去非晶半導體膜的一部分,其被稱為通道蝕刻。然後,形成保護膜507,得到非晶TFT。另外,非晶TFT也包括通道保護型,當藉由使用源極和汲極在n型半導體膜中形成開口時,提供保護膜以致非晶半導體膜沒有被移去。其他結構與通道蝕刻相似。
與圖6相似地形成對準膜508,對準膜508經受研磨處理。在液晶模式,如在VA模式的情形中,不實施研磨處理。
相對基板520被製備並利用與圖6相似的密封材料528連接到基板501。藉由將液晶511填充到相對基板520和基板501之間的空間並且密封,形成液晶顯示裝置。
與圖6相似,如圖2A所示的堆疊偏光板作為本實施例模式中偏光板。自然地,也可利用如圖2B和2C所示的堆疊偏光板。如圖6所示,將具有堆疊結構的偏光板516設置在基板501和背光單元552之間,並將具有堆疊結構的偏光板521也設置在相對基板520之上。
即,對基板501提供順序從基板側堆疊的偏光板543和偏光板544作為具有堆疊結構的偏光板516。此時,堆疊的偏光板543和偏光板544彼此連接以成為平行尼科耳狀態。
另外,對基板520提供順序從基板側堆疊的偏光板541和偏光板542作為具有堆疊結構的偏光板521。此時,堆疊的偏光板541和偏光板542彼此連接以成為平行尼科耳狀態。
此外,具有堆疊結構的偏光板516和具有堆疊結構的偏光板521以交叉尼科耳狀態排列。
偏光板541和偏光板542的消光係數的波長分佈彼此不同。偏光板543和偏光板544的消光係數的波長分佈彼此不同。
圖7表示為一基板堆疊兩塊偏光板的例子。然而,可堆疊三塊或者多塊偏光板。
如此,在藉由利用非晶TFT作為開關TFT533形成液晶顯示裝置的情形中,考慮到操作特性,可將利用矽晶片形成的IC 421安裝驅動器電路部分408上作為驅動器。例如,藉由IC 421的配線和藉由利用具有導電性微粒422的各種向異性導體連接到開關TFT 533的配線來提供控制開關TFT 533的信號。IC 421的安裝方法不限於此,IC 421可以藉由引線接合方法安裝。
此外,IC可以連接到控制電路,在其間***連接端子510。此時,具有導電微粒422的各向異性導電膜用於將IC連接到連接端子510。
由於其他結構與圖6相似,在此省略它們的說明。
藉由在這種液晶顯示裝置中設置堆疊偏光板提高了對比度。在本發明中,利用具有不同的消光係數的波長分佈的堆疊偏振能夠在較寬的波長範圍內吸收光,因此,液晶顯示裝置的對比度可以做的更高,這是最好的。
另外,若需要的話,用其他實施例模式和其他例子可以自由組合該實施例模式。
實施例模式7將說明本發明的液晶顯示裝置的觀點。
圖8顯示設置有具有堆疊結構的偏光板的顯示裝置的橫截面圖,以及圖8B表示該顯示裝置的透視圖。在該實施例模式中,作為一例,說明包括液晶元件作為顯示元件的液晶顯示裝置。
如圖8A所示,包括液晶元件的層160***在彼此相對設置的第一基板161和第二基板162之間。光透射基板作為第一基板161和第二基板162。如硼矽酸鋇玻璃、硼矽酸鋁玻璃一樣的玻璃基板、石英基板等等可以當成光透射基板。可選地,由具有撓性的合成樹脂形成的基板可以用來作光透射基板,如聚對苯二甲酸乙二醇酯乙烯(PET)、聚萘二甲酸二乙酯(polyethylene naphthalate)(PEN)、聚醚碸(PES)或聚碳酸酯(PC)或者丙烯酸為代表塑膠製品。
在基板161和基板162的外側,也就是分別在不與包括液晶元件的層160接觸的基板161和基板162的側面,設置堆疊偏光板。在本實施例模式中,作為堆疊偏光板的結構,堆疊在圖2A所示的每個包括一偏光膜的偏光板。無需說,也可以利用在圖2B和2C中所示的結構。
在基板161和基板162的外側,也就是分別在不與包括液晶元件的層160接觸的基板161和基板162的側面,順序設置相位差片(也稱為相位差膜或者波片)和堆疊偏光板。在第一基板161的側面,順序設置第一相位差片171、第一偏光板163和第二偏光板164。在第二基板162的側面,順序設置第二相位差片172、第三偏光板165和第四偏光板166。相位差片用來產生寬視角或者抗反射效果,並且當相位差片用於抗反射時,四分之一波片用於作為相位差片171和相位差片172。
這些偏光板163到166由已知的方法形成。例如,可以利用具有由黏合劑面、TAC(三乙醯基纖維素)、PVA(聚乙烯醇)和二色色素和TAC的混合層從基板的側面順序堆疊而成的結構。二色色素包括碘和二色有機染料。
第一偏光板163和第二偏光板164的消光係數的波長分佈彼此不同。第三偏光板165和第四偏光板166的消光係數的波長分佈彼此不同。
圖8A和8B表示為一基板兩個偏光板堆疊的的例子,然而可以堆疊三個或者多個偏光板。
例如,相位差膜可以是其中液晶是混合定向的膜、液晶是扭轉定向的膜、單軸相位差膜或者雙軸相位差膜。這種相位差片可加寬顯示裝置的視角。
單軸相位差膜藉由將樹脂在一個方向拉長而形成。此外,雙軸相位差膜藉由將樹脂在交叉方向拉成一個軸,然而輕輕地將該樹脂在縱向拉成一個軸而形成。在這裏提出所應用的樹脂:環烯聚合物(cyclo-olefin polymer)(COP),聚碳酸酯(polycarbonate)(PC),聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)(PMMA),聚苯乙烯(polystyrene)(PS),聚醚碸(polyethersulfone)(PES),聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)(PPS),聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)(PET),聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)(PEN),聚丙烯(polypropylene)(PP),聚苯醚(polyphenylene oxide)(PPO),多芳基化合物(polyarylate)(PAR),聚醯亞胺(polyimide)(PI),(聚四氟乙烯)polytetrafluoroethylene(PTFE)。
液晶混合定向膜可以是藉由利用三乙醯基纖維素(TAC)膜做為基底並混合排列盤狀液晶和向列型液晶來得到的膜。相位差膜可以連接到被連接到偏光板後的基板上。
然後,由圖8B所示的透視圖可見,第一偏光板163和第二偏光板164以這種方式設置:第一偏光板163的吸收軸181和第二偏光板164的吸收軸182應當平行。這種平行狀態稱為平行尼科耳狀態。類似地,第三偏光板165和第四偏光板166以這種方式設置:第三偏光板165的吸收軸183和第二偏光板166的吸收軸184應當平行,也就是,它們為平行尼科耳狀態。
如此設置堆疊偏光板以致它們成為平行尼科耳狀態。
設置堆疊偏光板以致其吸收軸彼此正交,該堆疊偏光板經包括液晶元件的層160彼此相對。正交狀態稱為交叉尼科耳狀態。
依照偏光板的特性,在與吸收軸正交的方向上存在透射軸。因而,透射軸彼此平行的狀態也稱為平行尼科耳狀態。另外,透射軸彼此正交的狀態也稱為交叉尼科耳狀態。
由於以平行尼科耳狀態堆疊堆疊偏光板,所以可減少吸收軸方向內的光洩漏。此外,與以交叉尼科耳狀態設置一對單一偏光板的情況相比,藉由以交叉尼科耳狀態設置相對偏光板,所以可減少光洩漏。從而,可以提高顯示裝置的對比度。
此外,本發明中,由於利用了相位差片,所以可以提供具有抗反射效果的顯示裝置或具有寬視角的顯示裝置。
另外,若有需要,可以用本說明書中的其他實施例模式和其他例子自由組合該實施例模式。
實施例模式8將說明在實施例模式7中說明的液晶顯示裝置的特殊結構。
圖9所示的液晶顯示裝置中與圖6中相似的元件用相同的附圖標記表示,可以將圖6中的說明應用到沒有特別說明的元件中。
圖9是設置了堆疊偏光板的液晶顯示裝置的橫截面圖。
液晶顯示顯示裝置包括像素部分405和驅動器電路部分408。在像素部分405和驅動電路部分408中,在基板501上設置底膜502。可以將與實施例模式7中的絕緣基板相類似的絕緣基板當成基板501。此外,應當想到由合成樹脂形成的基板通常比其他基板具有較低的允許溫度界限,然而,藉由利用具有高抗熱性的基板代替製造過程後的基板,應用由合成樹脂形成的基板是可能的。
像素部分405經由底膜502被設置有做為開關元件的電晶體。在該實施例模式中,薄膜電晶體(TFT)作為電晶體,其被稱為開關TFT 503。由多種方法形成TFT。例如,結晶半導體膜作為主動層。在結晶半導體膜上設置閘極,在其間***閘極絕緣膜。利用閘極對主動層中加入雜質。由於利用閘極加入雜質方式,不需形成用於添加雜質的掩膜。閘極可具有單層結構或者堆疊結構。雜質區域藉由控制其濃度被形成為高濃度雜質區域和低濃度雜質區域。具有低濃度雜質區域的這種TFT結構被稱為LDD(輕摻雜汲極)結構。此外,可形成低濃度雜質區域以與閘極重疊。這種TFT結構被稱為GOLD(閘極重疊LDD)結構。
若必需的話,可以形成TFT,TFT可以是頂閘型TFT或底閘型TFT。
圖9表示具有GOLD結構的開關TFT503。藉由在雜質區域加入磷(P)等形成n型開關TFT503。在形成p型TFT的情況中,加入硼(B)等類似物。此後,形成覆蓋閘極電極等的保護膜。結晶半導體膜中的懸垂鍵藉由在保護膜中混入氫元素終結。
進一步,為提高平坦性,可以形成層間絕緣膜505。層間絕緣膜505可由有機材料或無機材料形成,或者利用這些的堆疊結構形成。在層間絕緣膜505、保護膜和閘極絕緣膜中形成開口,從而形成連接到雜質區域的配線。如此可形成開關TFT 503。本發明不限於開關TFT 503的結構。
接著,形成連接到配線的像素電極506。
此外,與開關TFT 503同時可形成電容器504。在本實施例模式中,電容器504由堆疊導電膜形成,該堆疊導電膜是與閘極電極、保護膜、層間絕緣膜505和像素電極506同時形成的。
另外,像素部分405和驅動器電路部分408可以利用結晶半導體膜形成在同一基板上。如果是那樣的話,像素部分405中的電晶體和驅動電路部分408中的電晶體同時形成。使用於驅動電路部分408中的電晶體形成CMOS電路。該電晶體被稱為CMOS電路554。形成CMOS電路554的每個電晶體與開關TFT 503具有相似的結構。此外,LDD結構可以用來代替GOLD結構,沒必要要求相似的結構。
形成對準膜508以覆蓋像素電極506。對準膜508經受研磨處理。在液晶模式中,在某些情形中不實施該研磨處理,例如在VA模式的情形中。
然後,設置相對基板520。在相對基板520的內側面、即在不與液晶接觸的側面、設置濾色器522和黑色矩陣(BM)524。這些可以藉由已知的方法形成,然而,預定材料可以落下的微滴釋放法(代表性的是噴墨法)可以消除材料的浪費。此外,在沒有設置開關元件503的區域設置濾色器等。就是說,將彩色濾波器設置到與光透射區域也就是開口區域相對的地方。在液晶顯示裝置實施彩色顯示的情形中,濾色器等可以由呈現紅(R)、綠(G)和藍(B)的材料形成;在單色顯示的情形中,濾色器等可以由呈現至少一種顏色的材料形成。
當設置RGB等二極體(LED)在背光中和彩色顯示藉由分時執行的順序添加彩色混合法(場順序法)中的情形中,不設置濾色器。
由於開關TFT503和CMOS電路554的配線,設置黑色矩陣524以減少外部光的反射。因此,設置黑色矩陣524以使黑色矩陣524與開關TFT503和CMOS電路554重疊。設置黑色矩陣524以使黑色矩陣524與開關電容器504重疊。因而,可以防止被在電容器504中包括的金屬膜的反射。
然後,設置相對電極523和對準膜526。對準膜526經受研磨處理。在液晶模式中,在某些情形中不實施該研磨處理,例如在VA模式的情形中。
包括在TFT中的配線、閘極電極、像素電極506和相對電極523可以選自:氧化銦錫(ITO)、在氧化銦中混合氧化鋅(ZnO)的氧化銦鋅(IZO)、在氧化銦中混合氧化矽(SiO2
)的導電材料、有機銦、有機錫、如鎢(W)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、鋁(Al)或銅(Cu)的金屬、其合金、或其金屬氮化物。
這種相對基板520利用密封材料528連接到基板501。藉由利用分配器等將密封材料528拉在基板501或相對基板520之上。此外,為在基板501和相對基板520之間保持一空間,在像素部分405和驅動器電路部分408的一部分中設置間隔器525。間隔器525具有柱形形狀、球形形狀等。
如此,液晶511注入在彼此相連的基板501和相對基板520之間。最好是在真空中注入液晶。液晶511可以藉由除了注入法之外的方法形成。例如,可以使液晶511滴下,然後可將相對基板520連接到基板501。當利用不容易實施注入方法的大基板時,最好應用這種滴落的方法。
液晶511包括由像素電極506和相對電極523控制其傾斜的液晶分子。特定地,液晶分子的斜度由施加到像素電極506和相對電極523之間的電壓控制。該控制利用在驅動器電路部分408中設置的控制電路實施。控制電路不需要在基板501之上形成,並且可以利用經連接終端510連接的電路。既然如此,可以利用包含導電微粒的各向異性導電膜以使各向異性導電膜連接到連接終端510。此外,相對電極523電連接到連接終端510的一部分,由此相對電極523的電壓可以為公共電壓。例如,突塊537可以用於導電。
接下來,說明背光單元552結構。背光單元552包括做為發光的光源531的冷陰極管、熱陰極管、二極體、無機EL或有機EL、有效地引導光到光導板535的燈反射器532、將光完反射並將光引導到整個表面的光導板535、用於減少亮度變化的漫射板536和再利用在光導板535下洩漏的光的反射板534。
用於控制光源531的亮度的控制電路連接到背光單元552。光源531的亮度可由控制電路施加的信號控制。
另外,如圖2A所示的堆疊偏光板的結構當成本實施例模式的偏光板。自然地,也可以利用如圖2B和2C所示的堆疊偏光板。如圖9所示,相位差片547和具有堆疊結構516的偏光板設置在基板501和背光單元552之間,相位差片546和具有堆疊結構521的偏光板設置也設置在相對基板520之上。堆疊偏光板和相位差膜可以彼此相連並連接到基板501和基板520中的每一個。
亦即,對基板501提供從基板側順序堆疊的相位差片547、偏光板543和偏光板544,偏光板543和偏光板544被堆疊作為具有堆疊結構的偏光板516。此時,堆疊的偏光板543和偏光板544彼此連接以成為平行尼科耳狀態。
另外,對相對基板520提供從基板側堆疊順序的相位差片546、偏光板541和偏光板542,偏光板541和偏光板542被堆疊作為具有堆疊結構的偏光板521。此時,堆疊的偏光板541和偏光板542彼此連接以成為平行尼科耳狀態。
此外,具有堆疊結構的偏光板516和具有堆疊結構的偏光板521以交叉尼科耳狀態排列。
偏光板541和偏光板542的消光係數的波長分佈彼此不同。偏光板543和偏光板544的消光係數的波長分佈彼此不同。
圖9表示為一基板堆疊兩塊偏光板的例子。然而,可堆疊三塊或者多塊偏光板。
藉由堆疊偏光板提高了顯示裝置的對比度。藉由使用相位差片,可以得到具有抗反射效果的顯示裝置或寬視角的顯示裝置。
另外,若需要的話,其他實施例模式和其他例子可以自由組合該實施例模式。
實施例模式9將說明具有堆疊偏光板的液晶顯示裝置,但是它利用具有非晶半導體膜的TFT,其與實施例模式8不同。
在圖10中,說明包括利用非晶半導體膜的電晶體(此後稱為非晶TFT)作為開關元件的液晶顯示裝置的結構。像素部分405設置有包括非晶TFT的開關TFT 533。非晶TFT可以藉由已知方法形成。例如,在通道蝕刻型的情形中,閘極形成在底膜502上,並形成覆蓋閘極的閘極絕緣膜、n型半導體膜、非晶半導體膜、源極和汲極。藉由利用源極和汲極,在n型半導體膜中形成開口。此時,移去非晶半導體膜的一部分,其被稱為通道蝕刻。然後,形成保護膜507,得到非晶TFT。另外,非晶TFT也包括通道保護型,當藉由使用源極和汲極在n型半導體膜中形成開口時,提供保護膜以致非晶半導體膜沒有被移去。其他結構與通道蝕刻型相似。
與圖9相似形成對準膜508,對準膜508經受研磨處理。根據液晶模式可不實施研磨處理。
相對基板520被製備並利用與圖9相似的密封材料528連接到基板501。藉由將液晶511填充到相對基板520和基板501之間的空間並且密封,形成液晶顯示裝置。
此外,如圖2A所示的堆疊偏光板作為本實施例模式中偏光板。自然地,也可利用如圖2B和圖2C所示的堆疊偏光板。如圖10所示,與圖9相似,將相位差片547和具有堆疊結構的偏光板516設置在基板501和背光單元552之間,並將相位差片546和具有堆疊結構的偏光板521也設置在相對基板520之上。堆疊偏光板和相位差膜彼此連接並連接到基板501和基板520中的每一個。
亦即,對基板501設置相位差片(也稱為相位差膜或者波片)547、堆疊為具有堆疊結構的偏光板516的偏光板543和偏光板544,它們從基板側順序堆疊。此時,堆疊的偏光板543和偏光板544彼此連接以成為平行尼科耳狀態。
另外,對相對基板520提供從基板側順序堆疊的相位差片546、偏光板541和偏光板542,該偏光板541和偏光板542被堆疊作為具有堆疊結構的偏光板521。此時,堆疊的偏光板541和偏光板542彼此連接以成為平行尼科耳狀態。
此外,具有堆疊結構的偏光板516和具有堆疊結構的偏光板521以交叉尼科耳狀態排列。
偏光板541和偏光板542的消光係數的波長分佈彼此不同。偏光板543和偏光板544的消光係數的波長分佈彼此不同。
圖10表示為一基板堆疊兩塊偏光板的例子。然而,可堆疊三塊或者多塊偏光板。
藉由設置堆疊偏光板可提高對比度,藉由設置相位差片,可提供具有寬視角的顯示裝置。
在藉由利用非晶TFT 533作為開關TFT的形成液晶顯示裝置的情形中,考慮到操作特性,可將利用矽晶片形成的IC 421安裝在驅動器電路部分408上作為驅動器。例如,藉由IC 421的配線和藉由利用具有導電微粒的各種向異性導體連接到開關TFT 533的配線來提供控制開關TFT 533的信號。IC 421的安裝方法不限於此,IC 421可以藉由引線結合方法安裝。
此外,IC可以連接到控制電路,其間***連接端子510。此時,具有導電微粒422的各向異性導電膜用於將IC連接到連接端子510。
由於其他結構與圖9相似,在此省略它們的說明。
另外,若需要的話,其他實施例模式和其他例子可以自由組合該實施例模式。
實施例模式10將說明背光的結構。在顯示裝置中提供背光作為具有光源的背光單元。光源由反射板包圍以致背光單元可以有效地分散光。
如圖11所示,背光單元552可以用冷陰極管571作為光源。此外,為了有效地反射從冷陰極管571發出的光,可以設置燈反射器532。冷陰極管571常常用在大尺寸顯示裝置中。這是因為冷陰極管的亮度強。因此,在冷陰極管中包括的背光單元可以用來作個人電腦的顯示器。
如圖12所示,背光單元552可利用二極體(LED)572作為光源。例如,可將發白光的二極體(W)572設置在預定的距離處。此外,為了有效地反射從二極體(W)572發射的光,可以設置燈反射器532。
如圖13A所示,背光單元552可應用各種彩色RGB的二極體(LED)作為光源,即,發紅光的二極體(R)573,發綠光的二極體(G)574和發藍光的二極體(B)575。與當利用只發射白光的二極體(W)572相比,利用發射各種彩色RGB的二極體573、574和575可提高彩色再現性。此外,為有效地反射從二極體(R)573、二極體(G)574和二極體(B)575發出的光,可設置燈反射器532。
此外,如圖13B所示,當各種彩色RGB二級管(LED)573、574和575當成光源時,沒必要設置相同數量的各種彩色的二極體或者以用相同的排列佈置它們。例如,可以設置多個具有低發射強度(如,綠色)的彩色二極體。
此外,發白光的二極體(W)572可以用各種彩色RGB的二極體(LED)573、574和575結合。
應當注意,在設置二極體RGB的情形中,當利用場順序模式時,藉由根據時間順序啟動RGB實施彩色顯示。
當利用二極體時,由於亮度高,所以背光單元適於大尺寸顯示裝置中。此外,與利用陰極管時相比,由於各種彩色RGB的彩色純度好,所以彩色再現性極好,並且由於可以減小佈局面積,如果背光單元被採用於小尺寸顯示裝置中,所以可以嘗試窄框架。
此外,沒有必要將光源設置為如圖11、12、13A和13B所示的背光單元。例如,當對大尺寸顯示裝置裝備具有二極體的背光單元時,可將二極體設置在基板的後表面。此時,可以順序設置各種彩色的二極體,在它們之間保持預定距離。根據二極體的排列可以提高彩色再現性。
由於在應用這種背光的顯示裝置中設置堆疊偏光板,所以可以提供具有高對比度的影像。特殊地,二極體背光單元適於大尺寸顯示裝置中,並且藉由提高大尺寸顯示裝置的對比度,即使在黑暗的地方,可以提供高品質的影像。
另外,若需要的話,其他實施例模式和其他例子可以自由組合本實施例模式。
實施例模式11將參考圖14A和14B說明本發明的反射型液晶顯示裝置的觀點。
圖14A是設置有堆疊偏光板的液晶顯示裝置的橫截面圖,以及圖14B是該顯示裝置的透視圖。
如圖14A所示,包括液晶元件的層600***在彼此相對設置的第一基板601和第二基板602之間。
光透射基板可以當成第一基板601和第二基板602。如硼矽酸鋁玻璃、硼矽酸鋇玻璃一樣的玻璃基板、石英基板等等可以當成光透射基板。可選地,由具有撓性的合成樹脂形成的基板可以用來作光透射基板,如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸二乙酯(polyethylene naphthalate)(PEN)、聚醚碸(PES)或聚碳酸酯(PC)或者丙烯酸為代表的塑膠製品。
在基板601的外側,也就是在不與包括液晶元件的層600接觸的基板601的側面,順序設置相位差片(也稱為“相位差膜”或者“波片”)和堆疊偏光板。在本實施例模式中,如圖2A所示堆疊的偏光板的結構當成堆疊偏光板。自然地,也可以利用在圖2B和2C中所示的結構。
在第一基板601的側面,順序設置相位差片621、第一偏振片603和第二偏光板604。相位差片621的慢軸由附圖標記653表示。外部光穿過第二偏光板604、第一偏光板603、相位差片621和基板601,然後進入包括液晶元件的層600。利用對於第二基板602設置的反射材料來反射光,以實現顯示。
由於偏光板603和偏光板604是線性偏光板並與圖2A中所示偏光板113和114相同,所以在此省略其詳細說明。
偏光板603和偏光板604的消光係數的波長分佈彼此不同。
圖14A和14B表示為一基板堆疊兩塊偏光板的例子,然而可以堆疊三塊或者多塊偏光板。
單軸相位差膜(例如四分之一波片)可以當成相位差片(也稱為相位差膜)621。
單軸相位差膜藉由將樹脂在一個方向上拉伸形成。這裏所應用的樹脂的例子為:環烯聚合物(cyclo-olefin polymer)(COP),聚碳酸酯(polycarbonate)(PC),聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)(PMMA),聚苯乙烯(polystyrene)(PS),聚醚碸(polyethersulfone)(PES),聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)(PPS),聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)(PET),聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)(PEN),聚丙烯(polypropylene)(PP),聚苯醚(polyphenylene oxide)(PPO),多芳基化合物(polyarylate)(PAR),聚醯亞胺(polyimide)(PI),(聚四氟乙烯)polytetrafluoroethylene(PTFE)。
相位差膜被連接到偏光板之後可以連接到基板上。
然後,由圖14B所示的透視圖可見,第一線性偏光板603和第二線性偏光板604以這種方式設置:第一線性偏光板603的吸收軸651和第二線性偏光板604的吸收軸652應當平行。這種平行狀態稱為平行尼科耳狀態。
如此設置堆疊偏光板以致它們為平行尼科耳狀態。
依照偏光板的特性,在與吸收軸正交的方向存在透射軸。因而,透射軸彼此平行的狀態也稱為平行尼科耳狀態。
由於堆疊了堆疊偏光板以致它們的吸收軸為平行尼科耳狀態,所以降低了黑色亮度。因此,可提高顯示裝置的對比度。
此外,在本發明中,由於應用了相位差片,所以可以抑制反射。
另外,若需要的話,用其他實施例模式和其他例子可以自由組合本實施例模式。
實施例模式12將說明實施例模式11中所說明的反射型液晶顯示裝置的特殊結構。
圖15表示設置有堆疊偏光板的反射型顯示裝置的橫截面圖。
在本實施例模式中,表示的反射型液晶顯示裝置包括像素部分405和驅動器電路部分408。在像素部分405和驅動電路部分408中,在基板701上設置底膜702。類似於實施例模式11的基板可用來作為基板701。應當想到由合成樹脂形成的基板通常比其他基板具有較低的允許溫度界限,然而,它可以藉由利用較高的抗熱基板代替製造過程之後來使用。
像素部分405經由底膜702設置有做為開關元件的電晶體。在該實施例模式中,薄膜電晶體(TFT)作為電晶體,其被稱為開關TFT 703。
由多種方法形成當成開關TFT 703和驅動器電路部分408的TFT。例如,結晶半導體膜作為主動層。在結晶半導體膜上設置閘極,在其間***閘極絕緣膜。利用閘極將雜質加到結晶半導體膜上以形成雜質區域,該結晶半導體膜做為主動層。由於利用閘極如此加入雜質,不需要形成用於添加雜質的掩膜。閘極電極可具有單層結構或者雙層結構。
若需要的話,形成的TFT可以是頂閘型TFT或者是底閘型TFT。
雜質區域藉由控制其濃度可形成為高濃度雜質區域和低濃度雜質區域。具有低濃度雜質區域的這種TFT結構被稱為LDD(輕摻雜汲極)結構。可形成低濃度雜質區域以與閘極重疊。本說明書中,這種TFT結構被稱為GOLD(閘極重疊LDD)結構。
圖15表示具有GOLD結構的開關TFT 703。藉由在雜質區域加入磷(P)等形成n型開關TFT 703。在形成p型TFT的情況中,加入硼(B)等類似物。
此後,形成覆蓋閘極的保護膜。結晶半導體膜中的懸垂鍵藉由在保護膜中混入氫元素終結。
進一步,為提高平坦性,可以形成層間絕緣膜705。層間絕緣膜705可由有機材料或無機材料形成,或者利用這些材料的堆疊結構形成。
在層間絕緣膜705、保護膜和閘極絕緣膜中形成開口,從而形成連接到雜質區域的配線。如此可形成開關TFT 703。本發明不限於開關TFT 703的結構。
接著,形成連接到配線的像素電極706。
此外,與開關TFT 703同時可形成電容器704。在該實施例模式中,電容器704由堆疊導電膜形成,該堆疊導電膜是在與閘極電極、保護膜、層間絕緣膜705和像素電極706同時形成的。
另外,像素部分和驅動器電路部分可以利用結晶半導體膜形成在同一基板上。如果是那樣的話,像素部分中的電晶體和驅動電路部分408中的電晶體同時形成。
使用作為驅動電路部分408中的薄膜電晶體形成CMOS電路。該電晶體被稱為CMOS電路754。形成CMOS電路754的每個電晶體與開關TFT 703具有相似的結構。此外,LDD結構可以用來代替GOLD結構,沒必要要求相似的結構。
形成對準膜708以覆蓋像素電極706。對準膜708經受研磨處理。在液晶模式中,在某些情形中不實施該研磨處理,例如在VA模式的情形中。
然後,設置相對基板720。在相對基板720的內側面,即,在不與液晶接觸的側面、設置濾色器722和黑色矩陣(BM)724。濾色器722和黑色矩陣724可以藉由已知的方法形成,然而,預定材料落下的微滴釋放法(代表性的是噴墨法)可以消除材料浪費。
此外,在沒有設置開關元件703的區域設置濾色器722。就是說,將彩色濾波器722設置到與光透射區域、即開口區域、相對的地方。在液晶顯示裝置實施彩色顯示的情形中,濾色器722可以由呈現紅(R)、綠(G)和藍(B)的材料形成;在單色顯示的情形中,濾色器等可以由呈現至少一種顏色的材料形成。
當藉由分時實施的順序彩色添加混合法(場順序法)中設置RGB等二極體(LED)的情形中,不設置濾色器。
由於開關TFT 703和CMOS電路754的配線,設置黑色矩陣724以減少外部光的反射。因此,設置黑色矩陣724以使黑色矩陣724與開關TFT 703和CMOS電路754重疊。設置黑色矩陣724以使黑色矩陣724與開關電容器704重疊。因而,可以防止電容器704中包括的金屬膜導致的反射。
然後,設置相對電極723和對準膜726。對準膜726經受研磨處理。在液晶模式中,在某些情形中不實施該研磨處理,例如在VA模式的情形中。
由反射導電材料形成像素電極706。這種反射導電材料可以選自金屬,如:鎢(W)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、鋁(Al)、銅(Cu)或銀(Ag)、其合金、或其金屬氮化物。外部光射向開關TFT 703和CMOS電路754的上側,在像素電極706上反射,並被射到相對基板720側,該像素電極706是反射電極。
另外,可利用與像素電極706相似的材料作為TFT的配線和閘極電極。
相對電極723由光透射導電材料形成。這種光透射導電材料可選自:氧化銦錫(ITO)、在氧化銦中混合氧化鋅的氧化銦鋅(IZO)、在氧化銦中混合氧化矽(SiO2
的導電材料、有機銦、有機錫等。
這種相對基板720用密封材料728連接到基板701。藉由利用分配器等將密封材料728形成在基板701或相對基板720之上。此外,為在基板701和相對基板720之間保持一空間,在像素部分405和驅動電路部分408的一部分中設置間隔器725。間隔器725具有柱形形狀、球形形狀等。
如此,液晶711注入在彼此相連的基板701和相對基板720之間。最好是在真空中注入液晶。液晶711可以藉由除了注入法之外的方法形成。例如,可以使液晶711滴落,然後可將相對基板720連接到基板701。當利用不能容易地使用注入方法的大基板時,最好應用這種滴落的方法。
液晶711包括由像素電極706和相對電極723控制其傾斜的液晶分子。特定地,液晶分子的斜度由施加到像素電極706和相對電極723的電壓控制。該控制利用在驅動器電路部分408中設置的控制電路實施。控制電路不必形成在基板701上,並且可以利用經連接終端710連接的電路。既然如此,可以利用包含導電微粒的各向異性導電膜以使各向異性導電膜連接到連接終端710。此外,相對電極723電連接到連接終端710的一部分,由此相對電極723的電壓可以為公共電壓。
另外,如圖2A所示的堆疊的偏光板的結構當成本實施例模式的偏光板。自然地,也可以利用如圖2B和2C所示的堆疊偏光板。
對相對基板720設置有相位差片741、和堆疊為具有偏振結構的偏光板的偏光板742和偏光板743,它們從基板側順序設置。堆疊偏光板和相位差片741彼此連接並連接到相對基板720。此時,偏光板742和堆疊偏光板743連接以成為平行尼科耳狀態。
偏光板742和偏光板743的消光係數的波長分佈彼此不同。
圖15表示為一基板堆疊兩塊偏光板的例子,然而,可堆疊三塊或多塊偏光板。
藉由設置堆疊偏光板提高顯示裝置的對比度是可能的。藉由利用相位差膜,可以提供能夠實現低黑色亮度的顯示裝置。
若需要的話,本實施例模式可以用實施例模式11組合。
另外,若需要的話,用其他實施例模式和其他例子可以自由組合該實施例模式。
實施例模式13將說明具有堆疊偏光板的液晶顯示裝置,但是該顯示裝置利用具有非晶半導體膜的TFT,該顯示裝置與實施例模式12不同。
在圖16中,說明包括利用非晶半導體膜的電晶體(下文中被稱為非晶TFT)做為開關元件的反射型液晶顯示裝置的結構。
像素部分405設置有包括非晶TFT的開關TFT 733。非晶TFT可以藉由已知方法形成。例如,在通道蝕刻型的情形中,閘極形成在底膜702上,並形成覆蓋閘極的閘極絕緣膜、n型半導體膜、非晶半導體膜、源極和汲極。藉由利用源極和汲極,在n型半導體膜中形成開口。此時,移去非晶半導體膜的一部分,其被稱為通道蝕刻。然後,形成保護膜707,得到非晶TFT。另外,非晶TFT也包括通道保護型,當藉由源極和汲極在n型半導體膜中形成開口時,提供保護膜以致非晶半導體膜沒有被移去。其他結構與通道蝕刻型相似。
與圖15相似形成對準膜708,對準膜708經受研磨處理。根據液晶模式可不實施研磨處理。
相對基板720被製備並利用與圖15相似的密封材料728連接到基板701。藉由將液晶711填充到相對基板720和基板701之間的空間並且密封,形成反射型液晶顯示裝置。
在相對基板701側,從基板側順序設置相位差片716、堆疊為一偏光板516的偏光板717和偏光板718。堆疊的偏光板717和偏光板718以及相位差片716可以彼此連接並連接到相對基板720。此時,堆疊的偏光板717和偏光板718彼此連接以成為平行尼科耳狀態。
偏光板717和偏光板718的消光係數的波長分佈彼此不同。
圖16表示為一基板堆疊兩塊偏光板的例子,然而,可以堆疊三塊或多塊偏光板。
藉由設置堆疊偏光板提高顯示裝置的對比度是可能的。藉由利用相位差片,可以提供能夠實現低黑色亮度的顯示裝置。
如此,在藉由利用非晶TFT作為開關TFT733的形成液晶顯示裝置的情形中,考慮到操作特性,可將利用矽晶片形成的IC 421安裝在驅動器電路部分408上作為驅動器。例如,藉由連接到IC 421的配線和藉由利用具有導電微粒422的各種向異性導體連接到開關TFT 733的配線來提供控制開關TFT 733的信號。IC 421的安裝方法不限於此,IC 421可以藉由引線結合方法安裝。
此外,IC可連接到控制電路,在其間***連接端子710。此時,具有導電微粒422的各向異性導電膜用於將IC連接到連接端子710。
由於其他結構與圖15類似,在此省略其說明。
應當注意,若需要的話,實施例模式11和實施例模式12與該實施例模式結合。
另外,若需要的話,其他實施例模式和其他例子可以自由組合該實施例模式。
實施例模式14將參考圖17A、17B、18和19說明反射型液晶顯示裝置,該液晶顯示裝置具有不同於實施例模式11到實施例模式13的結構。
然而,具有與圖14A和14B、15和16相同的附圖標記的元件為相類似的元件,並且說明不同的元件。
在圖17A和17B的反射型液晶顯示裝置中,包括液晶元件的層800***在彼此相對設置的第一基板801和第二基板802之間。
在基板801的外側,也就是在不與包括液晶元件的層800接觸的基板801的側面,順序設置相位差片和堆疊偏光板。在第一基板801側,順序設置相位差片821、第一偏光板803和第二偏光板804。第一偏光板803和第二偏光板804以這種方式設置:第一偏光板803的吸收軸851和第二偏光板804的吸收軸852應當平行。相位差片821的慢軸用附圖標記853表示。外部光穿過第二偏光板804、第一偏光板803、相位差片821和基板801,然後進入包括液晶元件的層800。藉由為第二基板802設置的反射材料反射光,從而實現顯示。
偏光板803和偏光板804的消光係數的波長分佈彼此不同。
參考圖18和19說明本實施例模式中的反射型液晶顯示裝置的特殊結構。將圖15中的說明應用到圖18,並將圖16中的說明應用到圖19。相似的元件用相同的附圖標記表示。
圖18表示利用具有結晶半導體膜的TFT作為開關元件的反射型液晶顯示裝置。圖19表示利用具有非晶半導體膜的TFT作為開關元件的反射型液晶顯示裝置。
在圖18中,連接到開關TFT 703的像素電極811由光傳導材料形成。與實施例模式12中的相對電極723相似的材料可用來作為這種光傳導材料。
相對電極812由反射導電材料形成。與實施例模式2中的像素電極706相似的材料可用來作這種反射導電材料。
濾色器722和黑色矩陣724設置在基板701的表面相對的表面,在該基板701之上形成TFT。此外,堆疊相位差片825、第一偏光板826和第二偏光板827。
偏光板826和偏光板827的消光係數的波長分佈彼此不同。
在圖19中,連接到開關TFT 733的像素電極831由光透射導電材料形成。與實施例模式12中相對電極723相似的材料可用來作這種光透射導電材料。
相對電極832由反射導電材料形成。與實施例模式12中的像素電極706相似的材料可用來作這種反射導電材料。
濾色器722和黑色矩陣724設置與在基板701的表面相對的表面,在該基板701之上形成TFT。此外,堆疊相位差片841、第一偏光板842和第二偏光板843。
偏光板842和偏光板843的消光係數的波長分佈彼此不同。
圖17A、17B、18和19表示堆疊兩塊偏光板的例子,然而,可以堆疊三塊或者多塊偏光板。
在本實施例模式中,堆疊偏光板(見圖2A)的結構用來作為堆疊偏光板。然而,也可以應用圖2B和圖2C所示的結構。
應當注意,若需要的話,實施例模式11到實施例模式13可以與該實施例模式結合。
另外,若需要的話,可用其他實施例模式和其他例子自由組合該實施例模式。
實施例模式15將說明每個電路等的操作,該電路包括在實施例模式4到實施例模式14的液晶顯示裝置中。
圖20A到20C和21表示液晶顯示裝置的像素部分405和驅動器電路部分408的系統方塊圖。
像素部分405包括多個像素。在信號線412和掃描線410的交叉區域設置開關元件,該交叉區域形成每個像素。開關元件可控制用於控制液晶分子的傾斜度的電壓的實施。在交叉區域設置開關元件的結構稱為主動結構。本發明的像素部分不限於這種主動結構,且可以是被動結構。被動結構在每個像素中沒有開關元件,因而製造過程簡單。
驅動器電路部分408包括控制電路402、信號線驅動器電路403和掃描線驅動器電路404。控制電路402包括依據像素部分405的顯示內容實施灰度級控制的功能。因而,控制電路402將生成的信號輸入到信號線驅動器電路403和掃描線驅動器電路404。然後,當掃描線驅動器電路404經掃描線410選擇開關元件時,將電壓加到已選擇的交叉區域的像素電極。基於從信號線驅動器電路403經信號線輸入的信號確定電壓值。
至於圖6、7、9和10所示的透射型液晶顯示裝置,在圖20A所示的控制電路402中產生控制供給照明機構406的電源的信號,並將該信號輸入到照明機構406的電源407。圖11到13B所示的背光單元可以用來作為照明機構。此外,前光可以用來代替背光作照明機構。前光指的是安裝在像素部分的前面並由照明整個螢幕和光導主體的發光體形成的平板式的光單元。藉由利用這種照明機構可以以低功耗均勻地照明像素部分。
另一方面,在圖15、16、18和19的反射型液晶顯示裝置中,不需要設置照明機構和電源。因而,可利用圖21所示的結構。
圖20B所示的掃描線驅動器電路404包括移位暫存器441、位準移位器442和作為緩衝器443的電路。將閘極起始脈衝(GSP)和閘極時鐘信號(GCK)等信號輸入到移位暫存器441。本發明的掃描線驅動器電路不限於圖20B所示的結構。
此外,如圖20C所示,信號線驅動器電路403包括移位暫存器431、第一鎖存器432、第二鎖存器433、位準移位器434和作為緩衝器435的電路。作為緩衝器435的電路是具有放大弱信號的功能的電路,其包括運算放大器等。將起始脈衝(SSP)等信號輸入到位準移位器434,並將基於影像信號401產生的視頻信號等資料(DATA)輸入到第一鎖存器432。鎖存(LAT)信號可以臨時儲存在第二鎖存器433中,並且被一起被輸入到像素部分405。這種(驅動方式)被稱為線順序驅動。因而,當像素實施點順序驅動而不是線順序驅動時,不需要包括第二鎖存器。因而,本發明的信號線驅動器電路不限於圖20C所示的結構。
信號線驅動器電路403、掃描器驅動器電路404和像素部分405可以利用設置在同一基板上的半導體元件形成。半導體元件可以用設置在玻璃基板之上的薄膜電晶體形成。如果是那樣的話,最好用結晶半導體膜作為半導體元件的一部分。由於結晶半導體膜具有良好的電特性,尤其是,具有高的遷移率,因而它可以形成包括在驅動器部分中的電路。此外,利用一個IC(積體電路)晶片在基板上安裝信號線驅動器電路403和掃描線驅動器電路404。如果是那樣的話,非晶半導體膜可以用來作為像素部分的半導體元件的一部分(見上述實施例模式)。
由於在這種液晶顯示裝置中設置了堆疊偏光板,所以可以提高對比度。也就是,從由控制電路控制的照明機構發射來的光的對比度藉由堆疊偏光板提高了。
另外,若需要的話,本實施例模式可以與本發明中的其他實施例模式和其他例子自由組合。
實施例模式16將說明包括本發明的發光元件的顯示裝置的觀點。
利用電致發光的元件(電致發光元件)、利用電漿的元件、和利用場發射的元件作為在本發明的結構中的發光元件。電致發光元件根據被應用的材料可以劃分為有機EL元件和無機EL元件。具有這種發光元件的顯示裝置也被稱為發光裝置。在本實施例模式中,電致發光元件當成發光元件。
如圖22A和圖22B所示,包括電致發光元件的層1100***在彼此相對的第一基板1101和第二基板1102之間。應當注意圖22A表示本實施例模式的顯示裝置的橫截面圖,以及圖22B是本實施例模式的顯示裝置的透視圖。
在圖22B中,從電致發光元件發射來的光可以發射到第一基板1101側和第二基板1102側(在由虛線箭頭表示的方向)。光透射基板當成第一基板1101和第二基板1102。例如,硼矽酸鋁玻璃、硼矽酸鋇玻璃一樣的玻璃基板、石英基板等等可以當成光透射基板。此外,由具有撓性的合成樹脂形成的基板可以用來作為光透射基板,如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸二乙酯(polyethylene naphthalate)(PEN)、聚醚碸(PES)或聚碳酸酯(PC)為代表的塑膠或者丙烯酸。
堆疊偏光板設置在第一基板1101和第二基板1102的外側,也就是設置在不與包括電致發光元件的層1100接觸的側面。從電致發光元件發射的光由偏光板線性偏振。即,堆疊偏光板可以被稱為具有堆疊結構的線性偏光板。堆疊偏光板表示堆疊兩個或多個偏光板的狀態。在本實施例模式中,以堆疊兩個偏光板的顯示裝置作為例子,並且堆疊的兩個偏光板彼此接觸堆疊如圖22A所示。
可以將實施例模式2應用到這樣的偏光板的堆疊結構中。在本實施例模式中,圖2A所示的堆疊結構當成堆疊偏光板,然而,也可以利用圖2B或圖2C所示的結構。
在第一基板1101的外側面,第一偏光板1111和第二偏光板1112順序設置作為具有堆疊結構1131的偏光板。第一偏光板1111和第二偏光板1112以這種方式設置:第一偏光板1111的吸收軸1151和第二偏光板1112的吸收軸1152應當平行。即設置第一偏光板1111和第二偏光板1112以致它們為平行尼科耳狀態。
在第一基板1102的外側面,第三偏光板1121和第四偏光板1122順序設置作為具有堆疊結構1132的偏光板。第三偏光板1121和第四偏光板1122以這種方式設置:第三偏光板1121的吸收軸1153和第四偏光板1122的吸收軸1152應當平行。即設置第三偏光板1121和第二偏光板1122以致它們為平行尼科耳狀態。
設置在第一基板1101之上的具有堆疊結構1131的偏光板的吸收軸1151(和吸收軸1152),與設置在第二基板1102之下的具有堆疊結構1132的偏光板的吸收軸1153(和吸收軸1154)彼此正交,即,將具有堆疊結構1131的偏光板和具有堆疊結構1132的偏光板,也就是具有堆疊結構的偏光板設置為交叉尼科耳狀態,該堆疊結構藉由包括電致發光元件的層1100彼此相對。
這些偏光板1111、1112、1121和1122由已知材料形成。例如,這些偏光板可具有由黏合劑面、TAC(三乙醯基纖維素)、PVA(聚乙烯醇)和二色色素的混合層、和TAC從基板的側面順序堆疊而成的結構。二色色素包括碘和二色有機染料。
應當注意,基於偏光板的特性,在吸收軸的正交方向存在透射軸。因而,透射軸彼此平行的狀態也稱為平行尼科耳狀態。
由於將偏光板堆疊為平行尼科耳狀態,所以可以減少在吸收軸方向的光洩漏。此外,將具有堆疊結構的偏光板設置為交叉尼科耳狀態,該堆疊結構藉由包括電致發光元件的層彼此相對。與以交叉尼科耳狀態設置一對單一偏光板的結構相比,利用這種堆疊偏光板,可以減少光洩漏。因而,可以提高顯示裝置的對比度。
偏光板1111和偏光板1112的消光係數的波長分佈彼此不同。偏光板1121和偏光板1122的消光係數的波長分佈彼此不同。
另外,若需要的話,該實施例模式可以與本發明中的其他實施例模式和其他例子自由組合。
實施例模式17將參考圖23舉例說明本發明的顯示裝置的橫截面圖。
在具有絕緣表面的基板1201(在下文中稱為絕緣基板)之上經絕緣層形成薄膜電晶體。薄膜電晶體(也稱為TFT)包括以預定形狀形成的半導體層、覆蓋半導體層的閘極絕緣膜、設置在半導體層之上的閘極,和連接到半導體膜中的雜質層的源極和汲極,閘極絕緣層***在半導體層和閘極之間。
用於半導體層的材料是包含矽的半導體材料,並且其結晶狀態可以是非晶、微晶、和結晶中的任何一種。無機材料較佳的用於以閘極絕緣膜為代表的絕緣層,並且可以使用氮化矽或氧化矽。閘極和源極或汲極可以由導電材料形成,並包括鎢、鉭、鋁、鈦、銀、金、鉬、銅或相似金屬。
本實施例模式內的顯示裝置可以粗略地分為像素部分1215和驅動電路部分1218。提供在像素部分1215內的薄膜電晶體1203用作開關元件,並且提供在驅動電路部分1218內的薄膜電晶體1204用作CMOS電路。為了使用作為CMOS電路的驅動電路部分1218,包括P-通道TFT和N-通道TFT。薄膜電晶體1203可以藉由提供在驅動電路部分1218內的CMOS電路控制。
應當注意、雖然圖23顯示作為薄膜電晶體的頂閘型TFT,但也可以使用底閘型TFT。
形成具有堆疊結構或單層結構的絕緣層1205從而覆蓋薄膜電晶體1203和薄膜電晶體1204。絕緣層1205可以由無機材料或有機材料形成。
作為無機材料,可以使用氮化矽或氧化矽。作為有機材料,可以使用聚醯亞胺、丙稀酸、聚醯胺、氨基聚醯亞胺、抗蝕劑、苯並環丁烯(benzocyclobutene)、矽氧烷、聚矽氨烷等。矽氧烷由矽(Si)和氧(O)鍵形成的骨架結構構成,其中包括至少包含氫的有機基(如烷基或芳香烴)作為取代基。作為選擇,可以使用氟基作為取代基。還是作為選擇,可以使用氟基以及至少包含氫的有機基作為取代基。利用包含具有矽(Si)和氮(N)鍵的聚合體作為初始材料的液體材料來形成聚矽氨烷。如果絕緣層由無機材料形成,則其表面接著在其下面有凹陷/突起。作為選擇,如果利用有機材料形成絕緣層,則其表面是平坦的。例如,在絕緣層1205需要具有一定平坦性的情況下,較佳的的是絕緣層1205由有機材料形成。應當注意,即使使用無機材料,也可以藉由厚厚地形成上述材料而得到平坦性。
藉由在提供在絕緣層1205或相似物內的開口內形成導電層來製造源極或汲極。同時,可以形成用作在絕緣層1205的配線的導電層。可以利用閘極的導電層、絕緣層1205、以及源極或汲極的導電層形成電容器1214。
形成連接到源極或汲極的第一電極1206。利用具有光透射特性的材料形成第一電極1206。作為具有光透射特性的材料,可以提出如氧化銦錫(IT0)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋅錫(IZO)、添加了鎵的氧化鋅(GZO)等。也可以使用即使是非-光透射材料,如Yb或Er的稀土金屬以及如Li或Cs的鹼金屬、如Mg、Ca、或Sr的鹼土金屬、其合金(Mg:Ag,Al:Li,Mg:In等)、及其化合物(氟化鈣或氮化鈣),藉由將第一電極1206形成得很薄而使其具有光透射特性,因此,非-光透射特性材料也可以用於第一電極1206。
形成絕緣層1210從而覆蓋第一電極1206的末端部分。絕緣層1210可以與絕緣層1205相似的方式形成。在絕緣層1210內提供有開口以覆蓋第一電極1206的末端部分。開口的底表面可以具有錐形形狀,從而可以防止其與後面形成的層不連接。例如,在將非-光敏樹脂或光敏樹脂用作絕緣層1210的情況下,根據曝光條件可以在開口的側表面提供有錐形形狀。
此後,在絕緣層1210的開口內形成電致發光層1207。電致發光層包括包含各種功能的層,特別是電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、以及電子注入層。每層的邊界不需要很清楚,並且可以是其邊界的一部分混合的情況。
用於形成發光層的特定材料是下文中提出的例子。當需要得到發射微紅色光時,可以將4-雙氰基亞甲基-2-異丙基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基-4H-吡喃(4-dicyanomethylene-2-isopropyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethytljulolidine-9-yl)ethenyl]-4H-pyran)(縮寫為:DCJTI)、4-雙氰基亞甲基-2-甲基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基-4H-吡喃(4-dicyanomethylene-2-methyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethytljulolidine-9-yl)ethenyl]-4H-pyran)(縮寫為:DCJT)、4-雙氰基亞甲基-2-特丁基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基-4H-吡喃(4-dicyanomethylene-2-tert-butyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethytljulolidine-9-yl)ethenyl]-4H-pyran)(縮寫為:DCJTB)、periflanthene、2,5-雙氰基-1,4,-二[2-(10-甲氧基-1,1,7,7-四甲基久洛尼-9-yl)乙烯基]苯(2,5-dicyano-1,4-bis[2-(10-methoxy-1,1,7,7-tetramethytljulolidine-9-yl)ethenyl]benzene),二[2,3-二(4-氟苯基)喹喔啉]銥(乙醯丙酮化物)(bis[2,3-bis(4-fluorophenyl)quinoxalinato]iridium(acetylacetonate))(縮寫為:Ir[Fdpq]2
(acac))等用於發光層。然而,其不限於上述材料,並且可以使用顯示具有在發射光譜中的峰值在600nm到700nm之間的發射的物質。
當需要得到發射微綠色光時,可以將N,N`-二甲基喹吖啶酮(N,N`-dimethylquinacridone)(縮寫為:DMQd)、香豆素6、香豆素545T、三(8-羥基喹啉)鋁(tris(8-quinolinolato)aluminum)(縮寫為:Alq3
)、或相似物用於發光層。然而,其不限於上述材料,並且可以使用顯示具有在發射光譜中的峰值在500nm到600nm之間的發射的物質。
當需要得到發射微藍色光時,可以將9,10-二(2-萘基)-特丁基蒽(9,10-bis(2-naphthyl)-tert-butylanthracene)縮寫為:t-BuDNA)、9,9’-二蒽基(9,9’-bianthryl)、9,10-二苯基蒽(9,10-(diphenylanthracene)(縮寫為:DPA)、9,10-二(2-萘基)蒽(9,10-bis(2-naphthyl)anthracene)(縮寫為:DNA)、二(2-甲基-8-羥基喹啉)-4-苯基苯酚-鎵(bis(2-methyl-8-quinolinolato)-4-phenylphenolato-gallium)(縮寫為:BGaq)、二(2甲基-8-羥基喹啉)-4-苯基苯酚-鋁(bis(2-methyl-8-quinolinlato)-4-phenylphenolato-aluminum)(縮寫為:BAlq)、或相似物用於發光層。然而,其不限於上述材料,並且可以使用顯示具有在發射光譜中的峰值在400nm到500nm之間的發射的物質。
當需要得到發射微白色光時,可以使用如下結構,其中利用蒸發法或相似方法堆疊TPD(芳香族二胺(aromatic diamine))、3-(4-特丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯苯基)-1,2,4-***(3-(4-tert-butylphenyl)-4-phenyl-5-(4-biphenylyl)-1,2,4-triazole)(縮寫為:TAZ)、三(8-羥基喹啉)鋁(tris(8-quinolinolato)aluminum)(縮寫為Alq3
)、摻雜有是紅色色素的Nile Red的Alq3
、以及Alq3
。
接下來,形成第二電極1208。第二電極1208可以以與第一電極1206相似的方法形成。可以形成具有第一電極1206、電致發光層1207、和第二電極1208的發光元件1209。
同時,因為第一電極1206和第二電極1208都具有光透射特性,光可以從電致發光層1207的兩個方向發射。因為顯示裝置可以在兩個方向發射光所以被稱之為雙發光顯示裝置。
接下來,藉由密封材料1228將絕緣基板1201和相對基板1220互相連接在一起。在該實施例模式中。密封材料1228提供在驅動電路部分1218的一部分的上面;因此,可以試圖得到窄框架。為方便起見,密封材料1228的佈置不限於此。密封材料1228可以提供在驅動電路部分1218的更外側。
附加裝置形成的間隔被填充了如氮氣的情性氣體並被具有光透射特性和高吸水性的樹脂材料密封或填充。從而,可以防止濕氣或氧氣的入侵,上述濕氣和氧氣是導致發光元件1209惡化的一個因素。此外,可以提供保持絕緣基板1201和相對基板1220之間間隔的間隔器,並且上述間隔器可以具有吸水性。上述間隔器是球形或柱形。
相對基板1220可以提供有濾色器或黑色矩陣。即使在使用單彩色發光層例如白色發光層的情況下,利用濾色器實現全彩色顯示也是可能的。此外,即使在使用每個R、G和B的發光層的情況下,藉由提供濾色器可以控制發射光的波長,從而可以提供清晰的顯示。利用黑色矩陣,可以減小配線或相似物導致的外部光的反射。
接下來,將第一偏光板1216和第二偏光板1217提供在絕緣基板1201的外側,其中第一偏光板和第二偏光板順序堆疊為具有堆疊結構1219的偏光板。將第三偏光板1226和第四偏光板1227提供在相對基板1220的外側,其中第三偏光板和第四偏光板順序堆疊為具有堆疊結構1229的偏光板。換句話說,將具有堆疊結構1219的偏光板和具有堆疊結構1229的偏光板分別提供在絕緣基板1201的外側和相對基板1220的外側。
同時,將偏光板1216和偏光板1217互相連接在一起從而形成平行尼科耳狀態。將偏光板1226和偏光板1227也互相連接在一起從而形成平行尼科耳狀態。
此外,將具有堆疊結構1219的偏光板和具有堆疊結構1229的偏光板設置為交叉尼科耳狀態。從而,可以降低黑色亮度,並且可以提高對比度。
將圖2A中示出的堆疊的偏光板結構用作本實施例模式的偏光板。當然,也可以使用圖2B和圖2C示出的堆疊偏光板。
偏光板1216和偏光板1217的消光係數的波長分佈是不同的。偏光板1226和偏光板1227的消光係數的波長分佈是不同的。
圖23顯示一個基板上堆疊兩個偏光板的例子,然而,可以堆疊三個或更多個偏光板。
在該實施例模式中,顯示驅動電路部分也形成在絕緣基板1201上的方式。然而,從矽晶圓上形成的IC電路可以用於驅動電路部分。在這種情況下,可以藉由連接端子或相似物將來自於IC電路的影像信號等輸入到開關薄膜電晶體1203。
應當注意、該實施例模式是使用主動顯示裝置說明的。然而,堆疊的偏光板可以提供在被動顯示裝置內。從而,可以提高對比度。
此外,如果需要,該實施例模式可以自由地與本說明書內的其他實施例模式或其他例子相結合。
實施例模式18將說明本發明的顯示裝置的觀點。在該實施例模式中,顯示裝置使用電致發光元件作為發光元件。
如圖24所示,將包括電致發光元件的層1300***在互相面對的第一基板1201和第二基板1302之間。來自於電致發光元件的光可以發射到第一基板1301側和第二基板1302側(在虛線箭頭表示的方向內)。
將光透射基板用於第一基板1301和第二基板1302。作為光透射基板,可以使用例如,如鋇硼矽酸鹽玻璃或鋁矽酸鹽玻璃的玻璃基板、石英基板、或相似基板。此外,由具有撓性的合成樹脂如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸二乙酯(polyethylene naphthalate)(PEN)、聚醚碸或聚碳酸酯(PC)為代表的塑膠、或丙烯酸製成的基板可以用來作光透射基板。
將相位差片和堆疊的偏光板提供在第一基板1301和第二基板1302的外側,也就是第一基板1301和第二基板1302上分別不與包括電致發光元件的層1300接觸的側。在該實施例模式中,作為堆疊的偏光器的結構,每個包括圖2A示出的一個偏光膜的偏光片被堆疊。不必說,也可以使用圖2B和圖2C示出的結構。光藉由相位差片被成圓形地偏振並且藉由偏光板被線性偏振。也就是說,堆疊的偏光板可以被認為是具有堆疊結構的線性偏光板。堆疊的偏光板表示兩個或多個偏光板被堆疊的狀態。
將第一相位差片1313、和被堆疊作為具有堆疊結構1315的偏光板的第一偏光板1311和第二偏光板1312順序提供在第一基板1301的外側。在該實施例模式中,將四分之一波片作為將在後面說明的相位差片1313和相位差片1323。
相位差片和堆疊的偏光板也可以共同地稱作具有堆疊偏光板(線性偏光板)的圓偏光板。以下述方式設置第一偏光板1311和第二偏光板1312,即第一偏振片1311的吸收軸1335與第二偏光板1312的吸收軸1336平行。換句話說,第一偏光板1311和第二偏光板1312設置為呈平行尼科耳狀態。
相位差片1313的慢軸1331設置為從第一偏光板1311的吸收軸1335和第二偏光板1312的吸收軸1336偏離45°。
圖25A顯示吸收軸1335(和吸收軸1336)與慢軸1331之間的角偏差。慢軸1331和堆疊偏光板1315的透射軸形成的角度是135°,且吸收軸1335(吸收軸1336)與堆疊偏光板1315的透射軸形成的角度是90°,這意味著慢軸和吸收軸互相偏離45°。
將第二相位差片1323、和被堆疊作為具有堆疊結構1325的偏光板的第三偏光板1321和第四偏光板1322順序提供在第二基板1302的外側。相位差片和堆疊的偏光板也可以共同地稱為具有堆疊偏光板的圓偏光板。第三偏光板1321的吸收軸1337與第四偏光板1322的吸收軸1338設置為互相平行。換句話說,第三偏光板1321和第四偏光板1322設置為呈平行尼科耳狀態。
相位差片1323的慢軸1332設置為從第三偏光板1321的吸收軸1337和第四偏光板1322的吸收軸1338偏離45°。
圖25B顯示吸收軸1337(和吸收軸1338)與慢軸1332之間的角偏差。慢軸1332和堆疊偏光板1315的透射軸形成的角度是45°,且吸收軸1337(吸收軸1338)與堆疊偏光板1315的透射軸形成的角度是0°,這意味著慢軸和吸收軸互相偏離45°。換句話說,第一相位差片1313的慢軸1331設置為與第一線性偏光板1311的吸收軸1335(和第二線性偏光板1312的吸收軸1336)偏離45°。第二偏光板1323的慢軸1332設置為與第三線性偏光板1321的吸收軸1337(和第四線性偏光板1322的吸收軸1338)偏離45°。
在該實施方式中,提供在第一基板1301上面具有堆疊結構1315的偏光板的吸收軸1335(和吸收軸1336)與提供在第二基板1302下面具有堆疊結構1325的偏光板的吸收軸1337(和吸收軸1338)互相垂直。換句話說,具有堆疊結構1315的偏光板和具有堆疊結構1325的偏光板,也就是藉由包括電致發光元件的層1300的對向偏光板,設置為呈交叉尼科耳狀態。
圖25C顯示由實線表示的吸收軸1335和慢軸1331與由虛線表示的吸收軸1337和慢軸1332互相交疊的狀態。圖25C顯示吸收軸1335和吸收軸1337互相垂直,並且慢軸1331和慢軸1332也互相垂直。
在本說明書中,假定當說明了吸收軸和慢軸之間的角偏差、吸收軸之間的角偏置、或慢軸之間的角偏差時上述角度條件成立;然而,只要可以得到相似的效果,軸之間的角偏差也可以在某種程度上與上面說明的角度不同。
上述偏光板1311、1312、1321和1322可以由公知的材料形成。例如,可以使用從基板側順序堆疊了黏合劑面、TAC(三乙醯基纖維素)、PVA(聚乙烯醇)和二色色素的混和層、以及TAC的結構。作為二色色素,碘和二色有機染料可以被引用。
基於偏光板的特性,透射軸存在於與吸收軸垂直的方向內。因此,透射軸互相平行的狀態也可以稱之為平行尼科耳狀態。
偏光板1311和偏光板1312的消光係數的波長分佈互相不同。偏光板1321和偏光板1322的消光係數的波長分佈互相不同。
圖24顯示兩個偏光板堆疊在一個基板上的例子,然而也可以堆疊三個或更多個偏光板。
基於相位差片的特性,快軸存在於與慢軸垂直的方向內。因此,不但可以利用慢軸而且可以利用快軸確定相位差片和偏光板的設置。在該實施例模式中,吸收軸和慢軸互相偏離45°,換句話說,吸收軸和快軸設置為互相偏離135°。
作為圓偏光板,於此提出具有加寬波段的圓偏光板。具有加寬波段的圓偏光板是這樣一個物體:在該物體中相位差是90°的波長範圍被堆疊的多個相位差片加寬。也是在這種情況下,設置在第一基板1301外側的每個相位差片的慢軸和設置在第二基板1302外側的的每個相位差片的慢軸可以設置為呈90°,並且相對的偏光板可以設置為呈交叉尼科耳狀態。
在本說明書中,當說明了吸收軸之間的角偏差、吸收軸和慢軸之間的角偏差、或慢軸之間的角偏差時,假定上述角度範圍成立;然而,只要可以得到相似的效果,軸之間的角偏差也可以在某種程度上與上面說明的角度不同。
因為堆疊的偏光板被堆疊為呈平行尼科耳狀態,可以減少吸收軸方向內的光洩漏。此外,將藉由包括電致發光元件的層而互相相對的偏光板設置為呈交叉尼科耳狀態。相對的偏光板設置為呈交叉尼科耳狀態。因為提供了每個都具有上述偏光板的圓偏光板,與將每個都具有單個偏光板的圓偏光板設置為呈交叉尼科耳狀態的情況相比可以進一步減少光洩漏。因此,可以提高顯示器的對比度。
實施例模式19將參考圖26舉例說明本發明的顯示裝置的截面圖。
應對注意圖26中示出的與圖23相似的顯示裝置的元件用相同的附圖標記表示,且圖23中的說明可以應用到沒有特別說明的元件內。
藉由一絕緣層將一個薄膜電晶體形成在具有絕緣表面的基板(下文中稱之為絕緣基板)1201上。薄膜電晶體(也稱之為TFT)包括以預定圖形處理的半導體層、覆蓋半導體層的閘極絕緣層、提供半導體層上的閘極、和連接到半導體膜內的雜質層的源極或汲極,閘極絕緣層***在半導體層和閘極之間。用於半導體層的材料是具有矽的半導體材料,並且其結晶狀態可以是非晶、微晶、和結晶中的任何一種。無機材料較佳的用於以閘極絕緣膜為代表的絕緣層,並且可以使用氮化矽或氧化矽。閘極和源極/汲極可以由導電材料形成,並包括鎢、鉭、鋁、鈦、銀、金、鉬、銅或相似金屬。
顯示裝置可以粗略地分為像素部分1215和驅動電路部分1218。提供在像素部分1215內的薄膜電晶體1203用作開關元件,並且提供在驅動電路部分內的薄膜電晶體1204用作CMOS電路。為了使用作為CMOS電路的薄膜電晶體1204,包括P-通道TFT和N-通道TFT。薄膜電晶體1203可以藉由提供在驅動電路部分1218內的CMOS電路控制。
應當注意、雖然圖26顯示作為薄膜電晶體的頂閘型TFT,但也可以使用底閘型TFT。
形成具有堆疊結構或單層結構的絕緣層1205從而覆蓋薄膜電晶體1203和薄膜電晶體1204。絕緣層1205可以由無機材料或有機材料形成。作為無機材料,可以使用氮化矽或氧化矽。作為有機材料,可以使用聚醯亞胺、丙稀酸、聚醯胺、氨基聚醯亞胺、抗蝕劑、苯並環丁烯、矽氧烷、聚矽氨烷等。矽氧烷由矽(Si)和氧(O)鍵形成的骨架結構構成,其中包括至少包含氫的有機基(如烷基或芳香烴)作為取代基。作為選擇,可以使用氟基作為取代基。還是作為選擇,可以使用氟基以及至少包含氫的有機基作為取代基。利用包含具有矽(Si)和氮(N)鍵的聚合體作為初始材料的液體材料來形成聚矽氨烷。如果絕緣層由無機材料形成,則其表面接著在其下面有凹陷/突起。作為選擇,如果利用有機材料形成絕緣層,則其表面是平坦的。例如,在絕緣層1205需要具有一定平坦性的情況下,較佳的的是絕緣層1205由有機材料形成。應當注意,即使使用無機材料,也可以藉由厚厚地形成上述材料而得到平坦性。
藉由在提供在絕緣層1205或相似物內的開口內形成導電層來製造源極或汲極。同時,可以形成用作在絕緣層1205上的配線的導電層。可以利用閘極的導電層、絕緣層1205、以及源極或汲極的導電層形成電容器1214。
形成連接到源極或汲極的第一電極1206。利用具有光透射特性的材料形成第一電極1206。作為具有光透射特性的材料,可以給出氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋅錫(IZO)、添加了鎵的氧化鋅(GZO)等。也可以使用即使是非-光透射材料,如Yb或Er的稀土金屬以及如Li或Cs的鹼金屬、如Mg、Ca、或Sr的鹼土金屬、其合金(Mg:Ag,Al:Li,Mg:In等)、及其化合物(氟化鈣或氮化鈣),藉由將第一電極1206形成得很薄而使其具有光透射特性,因此,非-光透射特性材料也可以用於第一電極1206。
形成絕緣層1210從而覆蓋第一電極1206的末端部分。絕緣層1210可以以與絕緣層1205相似的方式形成。在絕緣層1210內提供有開口以覆蓋第一電極1206的末端部分。開口的底表面可以具有錐形形狀,從而可以防止其與後面形成的層不連接。例如,在將非-光敏樹脂或光敏樹脂用作絕緣層1210的情況下,根據曝光條件可以在開口的側表面提供有錐形形狀。
此後,在絕緣層1210的開口內形成電致發光層1207。電致發光層1207包括包含各種功能的層,特別是電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、以及電子注入層。每層的邊界不需要很清楚,並且可以是其邊界的一部分混合的情況。
用於形成發光層的特定材料是下文中提出的例子。當需要得到發射微紅色光時,可以將4-雙氰基亞甲基-2-異丙基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基-4H-吡喃(4-dicyanomethylene-2-isopropyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethytljulolidine-9-yl)ethenyl]-4H-pyran)(縮寫為:DCJTI)、4-雙氰基亞甲基-2-甲基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基-4H-吡喃(4-icyanomethylene-2-methyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethytljulolidine-9-yl)ethenyl]-4H-pyran)(縮寫為:DCJT)、4-雙氰基亞甲基-2-特丁基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基-4H-吡喃(4-dicyanomethylene-2-tert-butyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethytljulolidine-9-yl)ethenyl]-4H-pyran)(縮寫為:DCJTB)、periflanthene、2,5-雙氰基-1,4-二[2-(10-甲氧基-1,1,7,7-四甲基久洛尼-9-yl)乙烯基]苯(2,5-dicyano-1,4-bis[2-(10-methoxy-1,1,7,7-tetramethytljulolidine-9-yl)ethenyl]benzene),二[2,3-二(4-氟苯基)喹喔啉]銥(乙醯丙酮化物)(bis[2,3-bis(4-fluorophenyl)quinoxalinato]iridium(acetylacetonate))(縮寫為:Ir[Fdpq]2
(acac))等用於發光層。然而,其不限於上述材料,並且可以使用顯示具有在發射光譜中的峰值在600nm到700nm之間的發射的物質。
當需要得到發射微綠色光時,可以將N,N`-二甲基喹吖啶酮(N,N`-dimethylquinacridone)(縮寫為:DMQd)、香豆素6、香豆素545T、三(8-羥基喹啉)鋁(tris(8-quinolinolato)aluminum)(縮寫為:Alq3
)、或相似物用於發光層。然而,其不限於上述材料,並且可以使用顯示具有在發射光譜中的峰值在500nm到600nm之間的發射的物質。
當需要得到發射微藍色光時,可以將9,10-二(2-萘基)-特丁基蒽(9,10-bis(2-naphthyl)-tert-butylanthracene)縮寫為:t-BuDNA)、9,9’-二蒽基(9,9’-bianthryl)、9,10-二苯基蒽(9,10-(diphenylanthracene)(縮寫為:DPA)、9,10-二(2-萘基)蒽(9,10-bis(2-naphthyl)anthracene)(縮寫為:DNA)、二(2-甲基-8-羥基喹啉)-4-苯基苯酚-鎵(bis(2-methyl-8-quinolinolato)-4-phenylphenolato-gallium)(縮寫為:BGaq)、二(2甲基-8-羥基喹啉)-4-苯基苯酚-鋁(bis(2-methyl-8-quinolinlato)-4-phenylphenolato-aluminum)(縮寫為:BAlq)、或相似物用於發光層。然而,其不限於上述材料,並且可以使用顯示具有在發射光譜中的峰值在400nm到500nm之間的發射的物質。
當需要得到發射微白色光時,可以使用如下結構,其中利用蒸發法或相似方法堆疊TPD(芳香族二胺(aromatic diamine))、3-(4-特丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯苯基)-1,2,4-***(3-(4-tert-butylphenyl)-4-phenyl-5-(4-biphenylyl)-1,2,4-triazole)(縮寫為:TAZ)、三(8-羥基喹啉)鋁(tris(8-quinolinolato)aluminum)(縮寫為Alq3
)、摻雜有是紅色色素的Nile Red的Alq3
、以及Alq3
。
接下來,形成第二電極1208。第二電極1208可以以與第一電極1206相似的方法形成。可以形成具有第一電極1206、電致發光層1207、和第二電極1208的發光元件1209。
同時,因為第一電極1206和第二電極1208都具有光透射特性,光可以從電致發光層1207的兩個方向發射。因為上述顯示裝置可以在兩個方向內發射光所以被稱之為雙發光顯示裝置。
接下來,藉由密封材料1228將絕緣基板1201和相對基板1220互相連接在一起。在該實施例模式中。密封材料1228提供在驅動電路部分1218的一部分的上面;因此,可以試圖得到窄框架。為方便起見,密封材料1228的佈置不限於此。密封材料1228可以提供在驅動電路部分1218的更外側。
附加裝置形成的間隔被填充了如氮氣的惰性氣體並被具有光透射特性和高吸水性的樹脂材料密封或填充。從而,可以防止濕氣或氧氣的入侵,上述濕氣和氧氣是導致發光元件1209惡化的一個因素。此外,可以提供保持絕緣基板1201和相對基板1220之間間隔的間隔器,並且上述間隔器可以具有吸水性。上述間隔器是球形或柱形。
相對基板1220可以提供有濾色器或黑色矩陣。即使在使用單彩色發光層例如白色發光層的情況下,利用濾色器實現全彩色顯示也是可能的。此外,即使在使用每個R、G和B的發光層的情況下,藉由提供濾色器可以控制發射光的波長,從而可以提供清晰的顯示。利用黑色矩陣,可以減小配線或相似物導致的外部光的反射。
接下來,將第一相位差片1235、和順序堆疊作為具有堆疊結構的偏光板1219的第一偏光板1216和第二偏光板1217提供在絕緣基板1201的外側。將第二相位差片1225、和順序堆疊作為具有堆疊結構的偏光板1229的第三偏光板1226和第二偏光板1227提供在相對基板1220的外側。換句話說,將具有堆疊偏光板的圓偏光板提供在絕緣基板1201的外側和相對基板1220的外側。
同時,將偏光板1216和偏光板1217互相連接在一起從而使其呈平行尼科耳狀態。也將偏光板1226和偏光板227互相連接在一起從而使其呈平行尼科耳狀態。
此外,將具有堆疊結構1219的偏光板和具有堆疊結構1229的偏光板設置為呈交叉尼科耳狀態。從而,可以降低黑色亮度,並且可以提供顯示裝置的對比度。
因為提供了相位差片1235和相位差片1225,可以抑制用於顯示裝置的外部光的反射光。
圖2A內示出的偏光板的堆疊結構用作該實施例模式內的偏光板。自然地,也可以是使用圖2B和圖2C內示出的堆疊偏光板。
偏光板1216和偏光板1217的消光係數的波長分佈是不同的。偏振片1226和偏光板1227的消光係數的波長分佈是不同的。
圖26顯示一個基板上堆疊兩個偏光板的例子,然而,可以堆疊三個或更多個偏光板。
在該實施例模式中,顯示驅動電路部分也形成在絕緣基板1201上的方式。然而,從矽晶圓上形成的IC電路可以用於驅動電路部分。在這種情況下,可以藉由連接端子或相似物將來自於IC電路的影像信號或相似信號輸入到開關TFT1203。
該實施例模式是使用主動顯示裝置說明的。然而,具有堆疊的偏光板的圓偏光板可以提供在被動顯示裝置內。從而,可以提高對比度。
此外,如果需要,該實施例模式可以自由地與其他實施例模式相結合。
實施例模式20將說明本發明的顯示裝置的觀點。在該實施例模式中,顯示裝置使用電致發光元件作為發光元件。
圖27A和27B顯示光從發光元件發射到基板上側的顯示裝置(光向上發射)。如圖27A和27B所示,將包括電致發光元件的層1400***在互相面對的第一基板1401和第二基板1402之間。來自於電致發光元件的光可以發射到第一基板1401側(在虛線箭頭表示的方向內)。
將光透射基板用於第一基板1401。作為光透射基板,可以使用例如,如鋇硼矽酸鹽玻璃或鋁矽酸鹽玻璃的玻璃基板、石英基板、或相似基板。此外,由具有撓性的合成樹脂如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸二乙酯(polyethylene naphthalate)(PEN)、聚醚碸(PES)或聚碳酸酯(PC)為代表的塑膠、或丙烯酸製成的基板可以用來作光透射基板。
雖然可以將光透射基板用於第二基板1402,因為提供在包括電致發光元件的層1400內的電極是利用具有反射特性的導電膜形成的,來自於包括電致發光元件的層1400的光不經由第二基板1402發射,或將具有反射特性的材料形成在第二基板1402的整個表面上,從而使來自於包括電致發光元件的層1400的光被反射在第二基板1402側並被發射到第一基板1401側,這一點將在後面說明。
將相位差片(也稱之為波片)和堆疊的偏光板提供在第一基板1401上的光所發射向的表面的外側。堆疊的偏光板可以稱之為堆疊的線性偏光器。堆疊偏光板表示兩個或多個偏光板被堆疊的狀態。在該實施例模式內,作為堆疊偏光板的結構,可以使每個都包括一個圖2A內示出的偏光膜的偏光板。不必說,也可以使用圖2B和圖2C內示出的結構。
圖27A和圖27B顯示提供有兩個偏光板的例子;然而,可以堆疊三個或更多的偏光板。
相位差片(在該實施例模式中,四分之一波片)和堆疊的偏光板也可以共同地稱為具有堆疊偏光板(線性偏光板)的圓偏光板。
以下述方式設置第一偏光板1403和第二偏光板1404,即第一偏光板1403的吸收軸1451與第二偏光板1404的吸收軸1452平行。換句話說,第一偏光板1403和第二偏光板1404設置為呈平行尼科耳狀態。相位差片1421的慢軸1453設置為從第一偏光板1403的吸收軸1451和第二偏光板1404的吸收軸1451偏離45°。
圖28顯示吸收軸1451與慢軸1453之間的角偏差。慢軸1453和吸收軸1451形成的角度是45°。因為吸收軸1452與吸收軸1451在同一方向內,此處省略了關於吸收軸1452的說明。換句話說,相位差片1421的慢軸1453設置為從第一線性偏光板1403的吸收軸1451偏離45°。
偏光板1403和偏光板1404可以利用公知的材料形成。例如,可以使用從基板側順序堆疊了黏合劑面、TAC(三乙醯基纖維素)、PVA(聚乙烯醇)和二色色素的混和層、以及TAC的結構。作為二色色素,碘和二色有機染料可以被引用。
基於偏光板的特性,透射軸存在於與吸收軸垂直的方向內。因此,透射軸互相平行的狀態也可以稱之為平行尼科耳狀態。
偏光板1403和偏光板1404的消光係數的波長分佈互相不同。
圖27A和27B顯示兩個偏光板堆疊在一個基板上的例子,然而也可以堆疊三個或更多個偏光板。
基於相位差片的特性,快軸存在於與慢軸垂直的方向內。因此,不但可以利用慢軸而且可以利用快軸確定相位差片和偏光板的設置。在該實施例模式中,吸收軸和慢軸互相偏離45°,換句話說,吸收軸和快軸設置為互相偏離135°。
在本說明書中,當說明了吸收軸之間的角偏差、或吸收軸和慢軸之間的角偏差時,上述角度範圍滿足;然而,只要可以得到相似的效果,軸之間的角偏差也可以在某種程度上與上面說明的角度不同。
因為堆疊的偏光板被堆疊為呈平行尼科耳狀態,與利用單個偏光板的情況相比,可以減少外部光的反射光。因此,可以降低黑色亮度,並提高顯示器的對比度。
實施例模式21將參考圖29說明本發明的顯示裝置的截面圖。
圖29中示出的與圖26相似的顯示裝置的元件用相同的附圖標記表示,並且圖26中的說明可以應用到沒有特別說明的元件內。
一個薄膜電晶體形成在具有絕緣表面的基板(下文中稱之為絕緣基板)1201上,在其間***絕緣層。薄膜電晶體(也稱之為TFT)包括以預定圖形處理的半導體層、覆蓋半導體層的閘極絕緣層、提供在半導體層上的閘極、和連接到半導體膜內的雜質層的源極或汲極,閘極絕緣層***在半導體層和閘極之間。
用於半導體層的材料是具有矽的半導體材料,並且其結晶狀態可以是非晶、微晶、和結晶中的任何一種。
無機材料較佳的用於以閘極絕緣膜為代表的絕緣層,並且可以使用氮化矽或氧化矽。閘極和源極或汲極可以由導電材料形成,並包括鎢、鉭、鋁、鈦、銀、金、鉬、銅或相似金屬。
顯示裝置可以粗略地分為像素部分1215和驅動電路部分1218。提供在像素部分1215內的薄膜電晶體1203用作發光開關元件,並且提供在驅動電路部分1218內的薄膜電晶體1204用作CMOS電路。為了使用薄膜晶體1204作為CMOS電路,需包括P-通道TFT和N-通道TFT。在像素部分的1215中的薄膜電晶體1203可以藉由提供在驅動電路部分1218內的CMOS電路控制。
應當注意、雖然圖29顯示頂閘型TFT作為薄膜電晶體1203和薄膜電晶體1204,但也可以使用底閘型TFT。
形成具有堆疊結構或單層結構的絕緣層1205從而覆蓋像素部分1215和驅動電路部分1218內的薄膜電晶體。絕緣層1205可以由無機材料或有機材料形成。作為無機材料,可以使用氮化矽或氧化矽。作為有機材料,可以使用聚醯亞胺、丙稀酸、聚醯胺、氨基聚醯亞胺、抗蝕劑、苯並環丁烯、矽氧烷、聚矽氨烷等。
矽氧烷由矽(Si)和氧(O)鍵形成的骨架結構構成,其中包括至少包含氫的有機基(如烷基或芳香烴)作為取代基。作為選擇,可以使用氟基作為取代基。還是作為選擇,可以使用氟基以及至少包含氫的有機基作為取代基。利用包含具有矽(Si)和氮(N)鍵的聚合體作為初始材料的液體材料形成聚矽氨烷。
如果由無機材料形成絕緣層1205,則其表面接著在其下面有凹陷/突起。作為選擇,如果利用有機材料形成絕緣層,則其表面是平坦的。例如,在絕緣層1205需要具有一定平坦性的情況下,較佳的的是絕緣層1205由有機材料形成。應當注意,即使使用無機材料,也可以藉由厚厚地形成上述材料而得到平坦性。
藉由在提供在絕緣層1205或相似物內的開口內形成導電層來製造源極或汲極。同時,可以形成用作在絕緣層1205上的配線的導電層。可以利用閘極的導電層、絕緣層1205、以及源極或汲極的導電層形成電容器1214。
形成連接到源極或汲極的第一電極1241。利用具有反射特性的導電膜形成第一電極1241。作為具有反射特性的導電膜,可以使用具有高功函數的導電膜如鉑(Pt)或金(Au)。因為上述金屬較貴,可以使用像素電極,其中金屬堆疊在適當的導電膜如鋁膜或鎢膜上,從而使鉑或金可以至少暴露在最外表面內。
形成絕緣層1210從而覆蓋第一電極1241的末端部分。絕緣層1210可以以與絕緣層1205相似的方式形成。在絕緣層1210內提供有開口以覆蓋第一電極1206的末端部分。開口的底表面可以具有錐形形狀,從而可以防止其與後面形成的層不連接。例如,在將非-光敏樹脂或光敏樹脂用作絕緣層1210的情況下,根據曝光條件可以在開口的側表面提供有錐形形狀。
此後,在絕緣層1210的開口內形成電致發光材料1207。電致發光層1207包括包含各種功能的層,特別是電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、以及電子注入層。每層的邊界不需要很清楚,並且可以是其邊界的一部分混合的情況。
用於形成發光層的特定材料是下文中提出的例子。當需要得到發射微紅色光時,可以將4-雙氰基亞甲基-2-異丙基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基-4H-吡喃(4-dicyanomethylene-2-isopropyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethytljulolidine-9-yl)ethenyl]-4H-pyran)(縮寫為:DCJTI)、4-雙氰基亞甲基-2-甲基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基-4H-吡喃(4-icyanomethylene-2-methyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethytljulolidine-9-yl)ethenyl]-4H-pyran)(縮寫為:DCJT)、4-雙氰基亞甲基-2-特丁基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基-4H-吡喃(4-dicyanomethylene-2-tert-butyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethytljulolidine-9-yl)ethenyl]-4H-pyran)(縮寫為:DCJTB)、periflanthene、2,5-雙氰基-1,4-二[2-(10-甲氧基-1,1,7,7-四甲基久洛尼-9-yl)乙烯基]苯(2,5-dicyano-1,4-bis[2-(10-methoxy-1,1,7,7-tetramethytljulolidine-9-yl)ethenyl]benzene),二[2,3-二(4-氟苯基)喹喔啉]銥(乙醯丙酮化物)(bis[2,3-bis(4-fluorophenyl)quinoxalinato]iridium(acetylacetonate))(縮寫為:Ir[Fdpq]2
(acac))等用於發光層。然而,其不限於上述材料,並且可以使用顯示具有在發射光譜中的峰值在600nm到700nm之間的發射的物質。
當需要得到發射微綠色光時,可以將N,N`-二甲基喹吖旋酮(N,N`-dimethylquinacridone)(縮寫為:DMQd)、香豆素6、香豆素545T、三(8-羥基喹啉)鋁(tris(8-quinolinolato)aluminum)(縮寫為:Alq3
)、或相似物用於發光層。然而,其不限於上述材料,並且可以使用其顯示具有在發射光譜中的峰值在500nm到600nm之間的發射的物質。
當需要得到發射微藍色光時,可以將9,10-二(2-萘基)-特丁基蒽(9,10-bis(2-naphthyl)-tert-butylanthracene)縮寫為:t-BuDNA)、9,9’-二蒽基(9,9’-bianthryl)、9,10-二苯基蒽(9,10-(diphenylanthracene)(縮寫為:DPA)、9,10-二(2-萘基)蒽(9,10-bis(2-naphthyl)anthracene)(縮寫為:DNA)、二(2-甲基-8-羥基喹啉)-4-苯基苯酚-鎵(bis(2-methyl-8-quinolinolato)-4-phenylphenolato-gallium)(縮寫為:BGaq)、二(2甲基-8-羥基喹啉)-4-苯基苯酚-鋁(bis(2-methyl-8-quinolinlato)-4-phenylphenolato-aluminum)(縮寫為:BAlq)、或相似物用於發光層。然而,其不限於上述材料,並且可以使用顯示具有在發射光譜中的峰值在400nm到500nm之間的發射的物質。
當需要得到發射微白色光時,可以使用如下結構,其中利用蒸發法或相似方法堆疊TPD(芳香族二胺(aromatic diamine))、3-(4-特丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯苯基)-1,2,4-***(3-(4-tert-butylphenyl)-4-phenyl-5-(4-biphenylyl)-1,2,4-triazole)(縮寫為:TAZ)、三(8-羥基喹啉)鋁(tris(8-quinolinolato)aluminum)(縮寫為Alq3
)、摻雜有是紅色色素的Nile Red的Alq3
、以及Alq3
。
接下來,形成第二電極1242。藉由在具有低功函數和較薄的薄膜厚度(較佳的是10到50nm)的導電膜上堆疊具有光透射特性的導電膜形成第二電極1242。具有低功函數的導電膜從包含屬於周期表內族1或族2內的元素(例如Al、Mg、Ag、Li、Ca、或其合金如MgAg、MgAgAl、MgIn、LiAl、LiFAl、CaF2
、或Ca3
N2
)的材料形成。利用氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅、添加了鎵的氧化鋅(GZO)、或相似物形成具有透射特性的導電膜。
此外,也可以使用鹼金屬如Li或Cs、鹼土金屬如Mg、Ca、或Sr、其合金(Mg:Ag,Al:Li,Mg:In,或相似物)、及其化合物(CaF2
、氮化鈣)。此外,只要藉由使薄膜厚度變得很薄得到光透射特性,也可以將非光透射特性的材料如稀土金屬如Yb或Er用於第二電極1242。
以上述方式,可以形成具有成對電極的第一電極1241和第二電極1242的發光元件1209,和提供在上述成對電極之間的電致發光層1207。
同時,因為第二電極1242具有光透射特性,光可以從電致發光層1207向上發射。
接下來,藉由密封材料1228將絕緣基板1201和相對基板1220互相連接在一起。在該實施例模式中。密封材料1228被提供在驅動電路部分1218的一部分的上面;因此,可以試圖得到窄框架。為方便起見,密封材料1228的佈置不限於此。密封材料1228可以提供在驅動電路部分1218的更外側。
附加裝置形成的間隔被填充了如氮氣的惰性氣體並且被密封,或者被具有光透射特性和高吸水性的樹脂材料填充。從而,可以防止濕氣或氧氣的入侵,上述濕氣和氧氣是導致發光元件1209惡化的一個因素。此外,可以提供保持絕緣基板1201和相對基板1220之間間隔的間隔器,並且上述間隔器可以具有吸水性。上述間隔器是球形或柱形。
相對基板1220可以提供有濾色器或黑色矩陣。即使在使用單彩色發光層例如白色發光層的情況下。利用濾色器實現全彩色顯示也是可能的。此外,即使在使用每個R、G和B的發光層的情況下,藉由提供濾色器可以控制發射光的波長,從而可以提供清晰的顯示。利用黑色矩陣,可以減小配線或相似物導致的外部光的反射。
接下來,將第一相位差片1225、第一偏光板1226和第二偏光板1227提供在相對基板1220的外側,來自於發光元件的光向該外側發射。換句話說,將具有堆疊偏光板的圓偏光板提供在相對基板1220的外側。
同時,將偏光板1226和偏光板1227互相連接在一起從而使其呈平行尼科耳狀態。
從而,可以抑制外部光的光洩漏,從而可以降低黑色亮度,並且可以提供顯示裝置的對比度。
因為提供了相位差片1225,可以抑制來自顯示裝置的外部光的反射光。
可以與實施例模式20說明的相位差片1421相似地提供相位差片1225,並且也可以與偏光板1403和偏光板1404相似地提供第一偏光板1226和第二偏光板1227。在該實施例模式中,僅提供了兩個偏光板;然而,可以堆疊三個或更多個偏光板。
圖2A中顯示的偏光板的堆疊結構用作該實施例模式內的偏光板。自然地,也可以是使用圖2B和圖2C內示出的堆疊偏光板。
偏光板1226和偏光板1227的消光係數的波長分佈互相不同。
在該實施例模式中,顯示驅動電路部分也形成在(相同的)絕緣基板1201上的方式。然而,從矽晶圓上形成的IC電路可以用於驅動電路部分。在這種情況下,可以藉由連接端子或相似物將來自於IC電路的影像信號或相似信號輸入到開關薄膜TFT1203。
該實施例模式說明了是使用主動顯示裝置說明的。然而,具有堆疊結構的圓偏光板可以提供在被動顯示裝置內。從而,可以提高對比度。
此外,如果需要,該實施例模式可以自由地與其他實施例模式相結合。
實施例模式22將說明本發明的顯示裝置的觀點。在該實施例模式中,顯示裝置使用電致發光元件作為發光元件。
圖30A和30B顯示從發光元件發射到基板底側的顯示裝置(光向下發射)。如圖30A和30B所示,將包括作為發光元件的電致發光元件的層1500***在互相面對的第一基板1501和第二基板1502之間。來自於電致發光元件的光可以發射到第一基板1501側(在虛線箭頭表示的方向內)。
將光透射基板用於第一基板1501。作為光透射基板,可以使用與實施例模式20內的基板1401相似的材料。
雖然可以將光透射基板用於第二基板1502,因為提供在包括電致發光元件的層1500內的電極是利用具有反射特性的導電膜形成的,來自於包括電致發光元件的層1500的光不經由第二基板1502發射,或將具有反射特性的材料形成在第二基板1502的整個表面上從而使來自於包括電致發光元件的層1500的光被反射在第一基板1501側,這一點將在後面說明。
將相位差片(也稱之為波片)和堆疊的偏光板提供在第一基板1501的光射向的表面的外側。
使用在圖2A內示出的堆疊的偏光板的結構用作該實施例模式內的偏光板。不必說,也可以使用圖2B和圖2C內示出的堆疊偏光板。
相位差片(在該實施例模式中,四分之一波片)和堆疊的偏光板也可以共同地稱為具有堆疊偏光板(線性偏光板)的圓偏光板。在該實施例模式內,可以僅提供兩個偏光板;然而,也可以堆疊三個或更多個偏光板。
以下述方式設置第一偏光板1503和第二偏光板1504,即第一偏光板1503的吸收軸1551與第二偏光板1504的吸收軸1552互相平行。換句話說,第一偏光板1503和第二偏光板1504設置為呈平行尼科耳狀態。相位差片1521的慢軸1553設置為從第一偏光板1503的吸收軸1551和第二偏光板1504的吸收軸1551偏離45°。
在本說明書中,當說明了吸收軸之間的角偏差、或吸收軸和慢軸之間的角偏差時,上述角度範圍令人滿意;然而,只要可以得到相似的效果,軸之間的角偏差也可以在某種程度上與上面說明的角度不同。
對於偏光板1503和偏光板1504,可以使用與實施例模式20內的偏光板1403和偏光板1404相似的材料。
偏光板1503和偏光板1504的消光係數的波長分佈互相不同。
此外,偏光板1503的吸收軸1551、偏光板1504的吸收軸1552、和相位差片1521的慢軸1553之間的位置關係與實施例模式20中相似(見圖28)。
在該實施例模式內說明的光向基板的底部發射(光向下發射)的顯示裝置內,藉由堆疊呈平行尼科耳狀態的偏光板與單個偏光板的情況下相比,可以減小外部光的反射光。因此,可以降低黑色亮度,並提高顯示器的對比度。
此外,如果需要,本實施例模式可以自由地與其他實施例模式結合。
圖29顯示光向與提供有薄膜電晶體的基板相反的側發射(光向上發射)的顯示裝置,而圖31顯示光向提供有薄膜電晶體的基板側發射(光向下發射)的顯示裝置。
圖31內與圖29內相似的元件利用相同的附圖標記表示。圖31內的顯示裝置包括第一電極1251、電致發光層1207、和第二電極1252。第一電極1251可以利用與圖29內的第二電極1242相同的材料形成。第二電極1252可以利用與圖29內的第一電極1241相同的材料形成。電致發光層1207可以利用與實施例模式3內的電致發光層1207相同的材料形成。因為第一電極1251具有光透射特性,光可以從電致發光層1207向下發射。
將相位差片1235、第一偏光板1216、和第二偏光板1217提供在基板1201的外側,光從發光元件向該外側發射。換句話說,將具有堆疊偏光板的圓偏光板提供在基板1201的外側。從而,可以得到具有高對比度的顯示裝置。可以與實施例模式22內說明的相位差片1521相似地提供相位差片1235,並且也可以與偏光板1503和偏光板1504相似地提供第一偏光板1216和第二偏光板1217。在該實施例模式內,僅提供了兩個偏光板;然而,可以堆疊三個或更多個偏光板。
偏光板1216和偏光板1217的消光係數的波長分佈互相不同。
此外,如果需要,本實施例模式可以自由地與其他實施例模式結合。
實施例模式24將說明具有實施例模式16到實施例模式23內的像素部分和驅動電路的顯示裝置的結構。
圖32顯示其中作為驅動電路部分1218的掃描線驅動電路部分1218b和信號線驅動電路1218a提供在像素部分1215的週邊的狀態的方塊圖。
像素部分1215具有多個像素,並且像素被提供有發光元件和開關元件。
掃描線驅動電路部分1218b包括移位暫存器1351、位準移位器1354、和緩衝器1355。信號基於輸入到移位暫存器1351的起始脈衝(GSP)和時鐘脈衝(GCK)而產生,並藉由位準移位器1354被輸入到緩衝器1355。信號在緩衝器1355內被放大並且放大的信號藉由掃描線1371被輸入到像素部分1215。像素部分1215被提供有發光元件和選擇發光元件的開關元件,並且來自於緩衝器1355的信號被輸入到開關元件的閘極線。因此,預定像素的開關元件被選擇。
信號線驅動電路部分1218a包括移位暫存器1361、第一鎖存電路1362、第二鎖存電路1363、位準移位器1364、和緩衝器1365。起始脈衝(SSP)和時鐘脈衝(SCK)被輸入到移位暫存器1361。資料信號(DATA)被輸入到第一鎖存電路1362,並且鎖存脈衝(LAT)被輸入到第二鎖存電路1363。DATA基於SSP和SCK被輸入到第二鎖存電路1363。一列的DATA被保持在第二鎖存電路1363內並且藉由信號線1372被一起輸入到像素部分1215。
信號線驅動電路部分1218a、掃描線驅動電路部分1218b、和像素部分1215可以利用提供在同一基板上的半導體元件形成。例如,利用包括在前面實施例模式內說明的絕緣基板內的薄膜電晶體形成信號線驅動電路部分1218a、掃描線驅動電路部分1218b、和像素部分1215。
將參考圖37A到37C說明包括在本實施例模式的顯示裝置內的像素的等效電路圖。
圖37A顯示像素的等效電路圖的例子,其包括信號線1384、電源線1385、和掃描線1386,和在其交叉區域的發光元件1383、電晶體1380和1381、及電容器1382。藉由信號線驅動電路將影像信號(也稱之為視頻信號)輸入到信號線1384內。電晶體1380可以根據輸入到掃描線1386的選擇信號控制將影像信號的電位輸入到電晶體1381的閘極。電晶體1381可以根據影像信號的電位控制提供到發光元件1383內的電流。電容器1382可以保持電晶體1381的閘極和源極之間的電壓(也稱之為閘-源電壓)。雖然圖37A內顯示電容器1382,在電晶體1381的閘極電容或其他寄生電容可以適用的情況下,不必提供電容器1382。
圖37B顯示像素的一種等效電路圖,其中電晶體1388和掃描線1389以新的方式提供在圖37A所示的像素內。電晶體1388使電晶體1381的閘極和源極的電位彼此相等從而可以強制地得到在發光元件1383內沒有電流流動的狀態。因此,可以使子框周期比影像信號被輸入到所有像素內的周期更短。
圖37C是其中電晶體1395和配線1396以新的方式提供在圖37B所示的像素內的像素的等效電路圖。藉由配線1396固定電晶體1395的閘極的電位。電晶體1381和電晶體1395串連連接在電源線1385和發光元件1383之間。因此,在圖37C內,藉由電晶體1395可以控制提供到發光元件1383的電流值,並且藉由電晶體1381可以控制電流是否被提供到發光元件1383。
包括在本發明的顯示裝置內的像素電路不限於該實施例模式內示出的結構。例如,可以使用具有電流鏡的像素電路,具有可以實施類比灰度顯示的結構。
此外,如果需要,本實施例模式可以自由地與其他實施例模式結合。
實施例模式25將說明一種顯示裝置的觀點,在其中每個具有堆疊結構的偏光板都設置為呈平行尼科耳狀態,也就是,藉由包括顯示元件的層互相面對的偏光板設置為呈平行尼科耳狀態。
本實施例模式可以應用到雙發光顯示裝置內(實施例模式18和實施例模式19)。
如圖33所示,包括顯示元件的層1460***在第一基板1461和第二基板1462之間。只要顯示元件是電致發光元件都是可接受的。
將光透射基板用於第一基板1461和第二基板1462。作為光透射基板,可以使用與實施例模式1內的基板101相似的材料。
在基板1461和基板1462的外側,也就是在基板1461和基板1462上不與包括顯示元件的層1460接觸的每側上都提供堆疊的偏光板。在該實施例模式中,作為堆疊偏光板的結構,堆疊有每個都包括圖2A示出的一個偏光膜的偏光板。不必說,也可以使用圖2B和2C示出的結構。
在發光顯示裝置內,來自於電致發光元件的光被發射到第一基板1461側和第二基板1462側。
在第一基板1461的外側,順序提供第一相位差片1461、第一偏光板1471、和第二偏光板1472。以下述方式設置第一偏光板1471和第二偏光板1472,即第一偏光板1471的吸收軸1495和第二偏光板1472的吸收軸1496互相平行,也就是使堆疊的偏光板1471和1472設置為呈平行尼科耳狀態。設置第一相位差片1473的慢軸1491從而使第一偏光板1471的吸收軸1495和第二偏光板1472的吸收軸1496從第一相位差片1473的慢軸1491偏離45°。
圖34A顯示吸收軸1495(和吸收軸1396)與慢軸1491之間的角偏差。慢軸1491和吸收軸1495(和吸收軸1496)形成的角度是45°。
在第二基板1462的外側,順序提供相位差片1483、第三偏光板1481和第四偏光板1482。以下述方式設置第三偏光板1481和第四偏光板1482,即第三偏光板1481的吸收軸1497與第四偏光板1482的吸收軸1498設置為互相平行,亦即使堆疊的偏光板1481和1482設置呈平行尼科耳狀態。相位差片1483的慢軸1492設置為從第三偏光板1481的吸收軸1497和第四偏光板1482的吸收軸1498偏離45°。
圖34B顯示吸收軸1497(和吸收軸1498)與慢軸1492之間的角偏差。慢軸1492和吸收軸1497(和吸收軸1498)形成的角度是45°。
也就是,第一相位差片1473的慢軸1491設置為從第一線性偏光板1471的吸收軸和第二線性偏振片1472的吸收軸偏離45°。第二偏光板1483的慢軸1492設置為從第三線性偏光板1481的吸收軸1497和第四線性偏光板1482的吸收軸1498偏離45°。第三線性偏光板1481的吸收軸1497和第四線性偏光板1482的吸收軸1498設置為與第一線性偏光板1471的吸收軸1495和第二線性偏光板1472的吸收軸1496平行。
在該實施例模式中,提供在第一基板1461上面具有堆疊結構1475的偏光板的吸收軸1495(和吸收軸1496)與提供第二基板1462下面具有堆疊結構1485的偏光板的吸收軸1497(和吸收軸1498)互相平行。換句話說,具有堆疊結構1475的偏光板和具有堆疊結構1485的偏光板,也就是將每個都具有堆疊結構並藉由包括電致發光元件的層彼此相對的偏光板設置為呈平行尼科耳狀態。
圖34C顯示吸收軸1495和吸收軸1497互相交疊、以及慢軸1491和慢軸1492互相交疊的狀態,其表示偏光板1471、1472、1481和1482呈平行尼科耳狀態。
在該說明書中,假定當說明了吸收軸和慢軸之間的平行尼科耳狀態或角偏差時,上述角度條件令人滿意;然而,只要可以得到相似的效果,軸之間的角偏差也可以在某種程度上與上面說明的角度不同。
偏光板1471和偏光板1472的消光係數的波長分佈互相不同。偏光板1481和偏光板1482的消光係數的波長分佈互相不同。
作為圓偏光板,於此提出具有加寬波段的圓偏光板。具有加寬波段的圓偏光板是這樣一個物體:在該物體中相位差是90°的波長範圍被堆疊的多個相位差片加寬。也是在這種情況下,設置在第一基板1461外側的每個相位差片的慢軸和設置在第二基板1462外側的的每個相位差片的慢軸可以設置為互相平行,並且相對的偏光板可以設置為呈平行尼科耳狀態。
因為堆疊的偏光板被堆疊為呈平行尼科耳狀態,可以減少吸收軸方向內的光洩漏。此外,藉由包括顯示裝置的層互相相對並且具有堆疊結構的偏光板設置為呈平行尼科耳狀態。藉由提供上述圓偏光板,與將每個都具有單個偏光板的圓偏光板設置為呈平行尼科耳狀態的情況相比可以進一步減少光洩漏。因此,可以提高顯示器的對比度。
此外,如果需要,本實施例模式可以自由地與其他實施例模式結合。
實施例模式26將說明具有下述結構的顯示裝置,在其中在包括發光元件的層上側的偏光板的數量與其下側的偏光板的數量不同。
本實施例模式可以應用到透射型液晶顯示裝置(實施例模式4到實施例模式6)和雙發光顯示裝置(實施例模式16和實施例模式17)。
如圖35A和35B所示,包括顯示元件的層1600***在互相面對的第一基板1601和第二基板1602之間。圖35A顯示本實施例模式的顯示裝置的截面圖,並且圖35B顯示本實施例模式的顯示裝置的透視圖。
只要顯示元件是液晶顯示裝置情況中的液晶元件,和是發光顯示裝置情況中的電致發光元件,則這都是可接受的。
光透射基板用於第一基板1601和第二基板1602。例如,硼矽酸鋁玻璃、硼矽酸鋇玻璃一樣的玻璃基板、石英基板等等可以當成光透射基板。此外,由具有撓性的合成樹脂形成的基板可以用來作光透射基板,如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸二乙酯(polyethylene naphthalate)(PEN)、聚醚碸(PES)或聚碳酸酯(PC)為代表的塑膠、或者丙烯酸。
堆疊偏光板和具有單層結構的偏光板設置在第一基板1601和第二基板1602的外側,也就是分別設置在第一基板1601和第二基板1602內不與包括電致發光元件的層1600接觸的側面。在該實施例模式內,作為堆疊偏光板的結構,可以堆疊圖2A所示的每個都包括一個偏光膜的偏光板。不必說,也可以利用圖2B或圖2C所示的結構。
在液晶顯示裝置內,將來自於背光(未示出)的光藉由包括液晶元件的層、基板、和偏光板被提取到外面。在發光顯示裝置內,將來自於電致發光元件的光發射到第一基板1601側和第二基板1602側。
藉由包括液晶元件的層的光或來自於電致發光元件的光被偏光板線性偏振。也就是說,堆疊偏光板可以稱之為具有堆疊結構的線性偏光板。堆疊偏光板表示其中堆疊兩個或多個偏光板的狀態。具有單層結構的偏光板稱之為提供一個偏光板的狀態。
在該實施例模式內,簡化了其中在包括顯示元件的層1600的一側堆疊兩個偏光板並且將具有單層結構的偏光板提供在其另一側的顯示裝置的結構,並且堆疊的兩個偏光板被堆疊為彼此接觸,如圖35A所示。
將第一偏光板1611和第二偏光板1612順序提供在第一基板1601的外側。第一偏光板1611的吸收軸1631與第二偏光板1612的吸收軸1632設置為互相平行。換句話說,第一偏光板1611與第二偏光板1612設置為呈平行尼科耳狀態。
將第三偏光板1621提供在第二基板1602的外側。
在該實施例模式內,設置在第一基板1601之上的具有堆疊結構1613的偏光板的吸收軸1631和吸收軸1632,和設置在第二基板1602之下的具有單層結構的偏光板1621的吸收軸1633彼此正交。換句話說,將具有堆疊結構1613的偏光板和具有單層結構的偏光板1621,也就是藉由包括顯示元件的層彼此相對的偏光板被設置為交叉尼科耳狀態。
這些偏光板1611、1612、和1621由已知材料形成。例如,這些偏光板可具有由黏合劑面、TAC(三乙醯基纖維素)、PVA(聚乙烯醇)和二色色素的混合層和TAC從基板的側順序堆疊而成的結構。作為二色色素,碘和二色有機染料被引用。
基於偏光板的特性,在與吸收軸的正交方向上存在透射軸。因而,透射軸彼此平行的狀態也稱為平行尼科耳狀態。
偏光板1611和偏光板1612的消光係數的波長分佈彼此不同。
如圖36A和36B所示,在第一基板1601側,提供第一偏光板1611。也就是,在第一基板1601側,利用第一偏光板1611形成具有單層結構的偏光板。在第二基板1602側,從基板側順序提供第二偏光板1621和第三偏光板1622。也就是說,在第二基板1601側,利用第二偏光板1621和第三偏光板1622形成具有堆疊結構1623的偏光板。因為其他結構與圖35A和35B相似,此處省略了對其的說明。
以下述方式設置第二偏光板1621和第三偏光板1622,即第二偏光板1621的吸收軸1633與第三偏光板1622的吸收軸1634平行。也就是,設置第二偏光板1621和第三偏光板1622從而使其呈平行尼科耳狀態。
在該實施例模式內,提供在第一基板1601上面具有單層結構的偏光板1611的吸收軸1631和提供在第二基板1602下面具有堆疊結構1623的偏光板的吸收軸1633和1634互相垂直。也就是,具有單層結構的偏光板1611和具有堆疊結構1623的偏光板,即藉由包括顯示元件的層互相面對的偏光板設置為呈交叉尼科耳狀態。
偏光板1621和偏光板1622的消光係數的波長分佈彼此不同。
如上所述,藉由包括顯示元件的層而互相面對的偏光板、在其中一個基板側的偏光板彼此堆疊在,並且藉由包括顯示元件的層互相面對的偏光板設置為呈交叉尼科耳狀態。同樣以上述方式,可以減少吸收軸方向內的光洩漏。從而,可以提高顯示裝置的對比度。
在該實施例模式內,說明了堆疊偏光板用作堆疊偏光板的例子,並且一個偏光板提供在一個基板側並且兩個偏光板提供在另一側上的例子。然而,堆疊偏光板的數量不必是兩個,可以堆疊三個或更多個偏光板。
另外,若需要的話,該實施例模式可以用本發明中的其他實施例模式和其他例子自由組合。
實施例模式27將說明這樣一種顯示裝置,在其中在包括顯示元件的層的一側使用具有堆疊偏光板的圓偏光板並且在其另一側上使用具有一個偏光板的圓偏光板。
本實施例模式可以應用到透射型液晶顯示裝置(實施例模式7到實施例模式9)和雙發光顯示裝置(實施例模式18和實施例模式19)。
如圖38所示,包括顯示元件的層1560***在互相面對的第一基板1561和第二基板1562之間。
如圖38所示,在第一基板1561側,從第一基板側順序提供相位差片1575、第一偏光板1571、和第二偏光板1572。也就是,在第一基板1561側,利用第一偏光板1571和第二偏光板1572形成具有堆疊結構1573的偏光板。在第二基板1562側,從基板側順序提供相位差片1576和第三偏光板1581。也就是,在第二基板1562側,利用第三偏光板1581形成具有單一層結構的偏光板。
只要顯示元件是液晶顯示裝置情況中的液晶元件,和是發光顯示裝置情況中的電致發光元件,則這都是可接受的。
將光透射基板用於第一基板1561和第二基板1562。作為光透射基板,可以使用例如,如鋇硼矽酸鹽玻璃或鋁矽酸鹽玻璃的玻璃、石英基板、或相似基板。此外,由具有撓性的合成樹脂如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸二乙酯(polyethylene naphthalate)(PEN)、聚醚碸(PES)或聚碳酸酯(PC)為代表的塑膠、或丙烯酸製成的基板可以用來作光透射基板。
將相位差片和堆疊的偏光板、以及相位差片和具有單層結構的偏光板分別提供在第一基板1561和第二基板1562的外側,也就是在第一基板1561和第二基板1562上分別不與包括顯示元件的層1560接觸的側上。在該實施例模式中,作為堆疊的偏光器的結構,每個包括圖2A示出的一個偏光膜的偏光片被堆疊。不必說,也可以使用圖2B和圖2C示出的結構。
在液晶顯示裝置內,將來自於背光(未示出)的光經由包括液晶元件的層、基板、相位差片和偏光板提取到外面。在發光顯示裝置內,將來自於電致發光元件的光發射到第一基板1561側和第二基板1562側。
從電致發光元件發射的光藉由相位差片被圓偏振並且藉由偏光板被線性偏振。也就是說,堆疊的偏光板可以被認為是具有堆疊結構的線性偏光板。堆疊的偏光板表示兩個或多個偏光板被堆疊的狀態。具有單層結構的偏光板稱之為提供一個偏光板的狀態。
在液晶顯示裝置內,因為設置了相位差片以得到寬視角,相位差片的使用可以根據液晶的驅動方式被適當地確定。
以下述方式設置第一偏光板1571和第二偏光板1572,即第一偏光板1571的吸收軸1595和第二偏光板1572的吸收軸1596平行。上述平行狀態稱之為平行尼科耳狀態。
以相同的方式將偏光板1571和1572設置為呈平行尼科耳狀態。
具有堆疊結構1573的偏光板的吸收軸1595(和吸收軸1596),與具有單層結構的偏光板1581的吸收軸1573彼此正交。換句話說,將藉由包括顯示元件的層互相面對的偏光板的吸收軸設置為互相垂直。上述垂直狀態稱之為交叉尼科耳狀態。
應當注意,基於偏光板的特性,在吸收軸的正交方向存在透射軸。因而,透射軸彼此平行的狀態也稱為平行尼科耳狀態。此外,透射軸互相垂直的狀態以稱之為交叉尼科耳狀態。
偏光板1571和偏光板1572的消光係數的波長分佈彼此不同。
參考圖38、和圖40A到40C,在包括電致發光元件的發光顯示裝置內,說明了相位差片的慢軸1591和相位差片的慢軸1592之間的角偏差。在圖38內,箭頭1591表示相位差片1575的慢軸,且箭頭1592表示相位差片1576的慢軸。
相位差片1575的慢軸1591設置為從第一偏光板1571的吸收軸1595和第二偏光板1572的吸收軸1596偏離45°。
圖40A顯示第一偏光板1571的吸收軸1595和相位差片1575的慢軸1591之間的角偏差。相位差片1575的慢軸1591和偏光板1571的透射軸形成的角度是135°並且第一偏光板1571的吸收軸1595與偏光板1571的透射軸形成的角度是90°,這意味著它們互相偏離45°。
相位差片1576的慢軸1592設置為從第三偏光板1581的吸收軸1597偏離45°。
圖40B顯示第三偏光板1581的吸收軸1597的角偏差。相位差片1576的慢軸1592和第三偏光板1581的吸收軸1597形成的角度是45°。換句話說,相位差片1575的慢軸1591設置為從第一線性偏光板1571的吸收軸1595和第二線性偏光板1572的吸收軸1596偏離45°。相位差片1576的慢軸1592設置為從第三線性偏光板1581的吸收軸1597偏離45°。
提供在第一基板1561上面具有堆疊結構1573的偏光板的吸收軸1595(和吸收軸1596),與提供在第二基板1562下面並具有單層結構的偏光板1581的吸收軸1597互相垂直。換句話說,藉由包括顯示元件的層互相面對的偏光板設置為呈交叉尼科耳狀態。
圖40C顯示由實線表示的吸收軸1595和慢軸1591和由虛線表示的吸收軸1597和慢軸1592互相交疊的狀態。圖40C顯示吸收軸1595和吸收軸1597互相垂直,並且慢軸1591和慢軸1592也互相垂直。
基於相位差片的特性,快軸存在於與慢軸垂直的方向內。因此,相位差片和偏光板的設置不但可以利用慢軸而且可以利用快軸確定。在該實施例模式內,將吸收軸和慢軸設置為互相偏離45°,換句話說,吸收軸和快軸設置為互相偏離135°。
在本說明書中,假定當說明了吸收軸之間的角偏差、或吸收軸與慢軸之間的角偏差時,上述角度條件令人滿意;然而,只要可以得到相似的效果,軸之間的角偏差也可以在某種程度上與上面說明的角度不同。
圖39顯示與圖38不同的堆疊結構。在圖39內,在第一基板1561側,從基板側順序提供相位差片1575和第一偏光板1571。也就是,在第一基板1561側,利用第一偏光板1571形成具有單層結構的偏光板。在第二基板1562側,從基板側順序提供相位差片1576、和堆疊的第二偏光板1581和第三偏光板1582。也就是,在第二基板1562側,利用第二偏光板1581和第三偏光板1582形成具有堆疊結構1582的偏光板。
第三偏光板1582的吸收軸1598和第二偏光板1581的吸收軸1597設置為互相平行。因此,吸收軸和慢軸之間的角偏差與圖38內示出的結構的角偏差相同,並且此處省略了對其的說明。
偏光板1581和偏光板1582的消光係數的波長分佈互相不同。
如上所述,藉由使用堆疊在一側上的圓偏光板,並且將藉由包括顯示元件的層而互相面對的偏光板設置為呈交叉尼科耳狀態。同樣以上述方式,可以減少吸收軸方向內的光洩漏。從而,可以提高顯示裝置的對比度。
在該實施例模式內,說明了堆疊偏光板用作堆疊偏光板的例子,並且一個偏光板提供在一個基板側並且兩個偏光板提供在另一基板側的例子。然而,堆疊偏光板的數量不必是兩個,可以堆疊三個或更多個偏光板。
另外,若需要的話,該實施例模式可以用本發明中的其他實施例模式和其他例子自由組合。
實施例模式28將說明利用具有堆疊結構的圓偏光板和具有一個偏光板的圓偏光板的顯示裝置的觀點。
本實施例模式可以應用到雙發光顯示裝置內(實施例模式1)。
如圖41內所示,包括顯示元件的層1660***在互相面對的第一基板1661和第二基板1662之間。
只要顯示元件是電致發光元件,則這是可以接受的。
將光透射基板用於第一基板1661和第二基板1662。
作為光透射基板,可以使用與實施例模式27內說明的基板1561和1562相似的材料。
在基板1661和基板1662的外側,也就是在基板1661和1662上不與包括顯示元件的層1660接觸的側,分別提供堆疊偏光板和具有單層結構的偏光板。在該實施例模式內,作為堆疊偏光板的結構,堆疊每個都包括圖2A示出的一個偏光膜的偏光板。不必說,也可以使用圖2B和2C示出的結構。
在發光顯示裝置內,來自於電致發光元件的光發射到第一基板1661側和第二基板1662側。
來自於電致發光元件的光被偏光板線性偏振。也就是說,堆疊偏光板可以稱之為具有堆疊結構的線性偏光板。堆疊偏振片指示堆疊兩個或多個偏光板的狀態。具有單層結構的偏光板表示提供一個偏光板的狀態。
如圖41所示,在第一基板1661側,從基板側順序提供相位差片1675、第一偏光板1671、和第二偏光板1672。也就是說,在在第一基板1661側,利用第一偏光板1671和第二偏光板1672形成具有堆疊結構1673的偏光板。在第二基板1662側,從基板側順序提供相位差片1676和第三偏光板1681。也就是說,在第二基板1662側,利用第三偏光板1681形成具有單層結構的偏光板。
以下述方式設置第一偏光板1671和第二偏光板1672,即第一偏光板1671的吸收軸1695與第二偏光板1672的吸收軸1696平行,也就是堆疊偏光板1671和1672設置為呈平行尼科耳狀態。第一相位差片1675的慢軸1691設置為從第一偏光板1671的吸收軸1695和第二偏光板1672的吸收軸1696偏離。
圖43A顯示吸收軸1695(和吸收軸1696)和慢軸1691之間的角偏差。慢軸1691和吸收軸1695(和吸收軸1696)形成的角度是45°。
在第二基板1662的外側,順序提供相位差片1676和第三偏光板1681。相位差片1676的慢軸1692設置為從第三偏光板1681的吸收軸1697偏離45°。
圖43B顯示吸收軸1697和慢軸1692的角偏差。慢軸1692和吸收軸1697形成的角度是。
也就是說,相位差片1675的慢軸1691設置為從第一線性偏光板1671的吸收軸1695和第二線性偏光板1672的吸收軸1696偏離45°。相位差片1676的慢軸1692設置為從第三線性偏光板1681的吸收軸1697偏離45°。第三線性偏光板1681的吸收軸1697設置為與第一線性偏光板1671的吸收軸1695和第二線性偏光板1672的吸收軸1696平行。
在該實施方式內,提供在第一基板1661上面具有堆疊結構1673的偏光板的吸收軸1695(和吸收軸1696),與提供在第二基板1662下面的偏光板1681的吸收軸1697互相平行。換句話說,具有堆疊結構1673的偏光板和具有單層結構的偏光板1681,也就是藉由包括顯示元件的層互相面對的偏光板設置為呈平行尼科耳狀態。
圖43C顯示吸收軸1695和吸收軸1697互相交疊、以及慢軸1691和慢軸1692互相交疊的狀態。這意味著偏光板1671、1672和1681呈平行尼科耳狀態。
在該說明書中,假定當說明了吸收軸與慢軸之間的平行尼科耳狀態或角偏差時,上述角度條件令人滿應;然而,只要可以得到相似的效果,軸之間的角偏差也可以在某種程度上與上面說明的角度不同。
偏光板1671和偏光板1672的消光係數的波長分佈互相不同。
作為圓偏光板,於此提出具有加寬波段的圓偏光板。具有加寬波段的圓偏光板是這樣一個物件,在該物件中相位差是90°的波長範圍被堆疊的多個相位差片加寬。也是在這種情況下,設置在第一基板1661外側的每個相位差片的慢軸和設置在第二基板1662外側的的每個相位差片的慢軸可以設置為互相平行,並且互相面對的偏光板可以設置為呈平行尼科耳狀態。
因為堆疊的偏光板被堆疊為呈平行尼科耳狀態,可以減少吸收軸方向內的光洩漏。藉由包括顯示元件互相面對的偏光板設置為呈平行尼科耳狀態。此外,藉由提供圓偏光板,與將每個都具有單個偏光板的圓偏光板設置為呈平行尼科耳狀態的情況相比可以進一步減少光洩漏。因此,可以提高顯示器的對比度。
如圖42所示,在第一基板1661側,從基板側順序提供相位差片1675和第一偏光板1671。也就是說,在第一基板1661側,利用第一偏光板1671形成具有單層結構的偏光板。在第二基板1662側,從基板側順序提供相位差片1676、第二偏光板1681和第三偏光板1682。也就是說,在第二基板1662側,利用第二偏光板1681和第三偏光板1682形成具有堆疊結構1683的偏光板。
以下述方式設置第三偏光板1682和第二偏光板1681,即第三偏光板1682的吸收軸1698與第二偏光板1681的吸收軸1697互相平行。因此,吸收軸和慢軸之間的角偏差與第一相位差片1675與圖43內示出的結構的角偏差相同,並且此處省略了對其的說明。
偏光板1681和偏光板1682的消光係數的波長分佈互相不同。
藉由在一側的圓偏光板內使用堆疊偏光板從而使藉由包括顯示元件的層互相面對的偏光板設置為平行尼科耳狀態,可以減少透射軸方向內的光洩漏。因此,可以提高顯示裝置的對比度。
在該實施例模式內,將使用堆疊偏光板的情況用作堆疊偏光板的例子,並且說明了一個偏光板提供在一基板側而兩偏光板提供在另一側。然而,偏光板的數量不必是兩個,可以堆疊三個或更多個偏光板。
另外,若需要的話,該實施例模式可以用本發明中的其他實施例模式和其他例子自由組合。
作為液晶顯示裝置內的液晶的驅動方法,存在其中電場垂直於基板的垂直電場法,和電場平行於基板的水平電場法。提供了多個偏光板的本發明的結構,既可以使用垂直電場法也可以使用水平電場法。因此,在該實施例模式內,將解釋可以應用到本發明的液晶顯示裝置的液晶模式的各種類型的例子。
本實施例模式可以應用於液晶顯示裝置(實施例模式4到15,及實施例模式26和27)。
本實施例模式內相同的附圖標記表示相同的元件。
首先,圖44A和44B顯示TN(扭曲向列)型液晶顯示裝置的示意圖。
將包括液晶元件的層120***在設置為互相面對的第一基板121和第二基板122之間。在第一基板121側,形成包括一個偏光板的層125。此外,在第二基板122側,形成包括一個偏光板的層126。每一個都包括一個偏光板的層125和126可以具有在實施例模式4到15和實施例模式26和27說明的結構。換句話說,可以提供包括堆疊偏光板的圓偏光板,或僅使用堆疊偏光板而不使用相位差片。包括顯示元件的層上面和下面的偏光板的數量可以相同或不同。此外,在基板上面和下面的偏光板可以呈交叉尼科耳狀態。當製造反射型液晶顯示裝置時,不必要形成包括偏光板的層125和126中的一個。然而,在反射型液晶顯示裝置內,對於黑色顯示需要提供相位差片和偏光板。
在該實施例模式內,位於一個基板上面具有堆疊結構的偏光板內的消光係數的波長分佈不同。
分別為第一基板121和第二基板122形成第一電極127和第二電極128。在透射型液晶顯示裝置的情況下,至少一個基板具有光透射特性。此外,在反射型液晶顯示裝置的情況下,第一電極127和第二電極128中的其中一個具有反射特性並且另一個具有光透射特性。
在具有上述結構的液晶顯示裝置內,在正常白色模式情況下,當將電壓施加到第一電極127和第二128時(其稱之為垂直電場法),實施黑色顯示,如圖44A所示。同時,液晶分子116垂直對齊。接下來,在透射型液晶顯示裝置的情況下,來自於背光的光不能穿過基板,並且產生黑色顯示。此外,在反射型液晶顯示裝置的情況下,提供一個相位差片,並且對於來自於外部的光,只有在偏光板的透射軸方向內振動的光成分可以穿過並被線性偏振。上述光藉由相位差片而被成圓形地偏振(例如向右旋轉的偏振光)。當上述向右旋轉的偏振光被反射在反射片(或反射電極)上時,其變成向左旋轉的偏振光。當該向左旋轉的偏振光穿過相位差片時,其變成與偏光板的透射軸垂直(與吸收軸平行)振動的線性偏振光。因此,光被偏光板的吸收軸吸收,並且因而產生黑色顯示。
接下來,如圖44B所示,當在第一電極127和第二電極128之間不施加電壓時,產生白色顯示。同時,液晶分子116水平對齊,並且在平面內旋轉。結果是,在透射型液晶顯示裝置的情況下,來自於背光的光可以穿過具有包括偏光板的層125和126的基板,並且可以實現預定影像的顯示。此外,在反射型液晶顯示裝置的情況下,反射光穿過具有包括偏光板的層的基板,並且可以實現預定影像的顯示。同時,藉由提供濾色器可以實現全彩色顯示。濾色器既可以提供在第一基板121側或者也可以提供在第二基板122側。
將一種公知的液晶材料用作TN模式的液晶材料。
接下來,圖45A和45B顯示垂直向列(VA)模式的液晶顯示裝置的示意圖。在VA模式內,當不存在電場時,液晶分子被定向從而使其垂直於基板。
與圖44A和44B相似的是,在圖45A和45B示出的液晶顯示裝置內,分別為第一基板121和第二基板122提供第一電極127和第二電極128。在透射型液晶顯示裝置的情況下,至少一個電極具有光透射特性。此外,在反射型液晶顯示裝置的情況下,第一電極127和第二電極128中的其中一個具有反射特性並且另一個具有光透射特性。
在具有上述結構的液晶顯示裝置內,當將電壓施加到第一電極127和第二電極128時(垂直電場法),產生實現白色顯示的接通-狀態,如圖45A所示。同時,液晶分子116水平對齊。結果是,在透射型液晶顯示裝置的情況下,來自於背光的光可以穿過具有包括偏光板的層125和156的基板,並且可以實現預定影像的顯示。此外,在反射型液晶顯示裝置的情況下,反射光穿過具有包括偏光板的層的基板,並且可以實現預定影像的顯示。同時,藉由提供濾色器可以實現全彩色顯示。濾色器可以提供在第一基板121側或者也可以提供在第二基板122側。
接下來,如圖45B所示,當沒有電壓施加在第一電極127和第二電極128之間時,產生黑色顯示,也就是斷開狀態。同時,液晶分子116垂直對齊。結果是,在透射型液晶顯示裝置的情況下,來自於背光的光不能穿過基板,並且產生黑色顯示。此外,在反射型液晶顯示裝置的情況下,提供一個相位差片,並且對於來自於外部的光,只有在偏光板的透射軸方向內振動的光成分可以被傳輸並且被線性偏振。上述光藉由相位差片而被成圓形地偏振(例如向右旋轉的偏振光)。當上述向右旋轉的偏振光被反射在反射片(或反射電極)上時,其變成向左旋轉的偏振光。當該向左旋轉的偏振光穿過相位差片時,其變成與偏光板的透射軸垂直(與吸收軸平行)振動的線性偏振光。因此,光被偏光板的吸收軸吸收,並且因而產生黑色顯示。
在上述方式內,在關斷-狀態內,液晶分子116垂直於基板站立,並且產生黑色顯示,並且在接通-狀態內,液晶分子116平行於基板倒下,並且產生白色顯示。在透射型液晶顯示裝置的情況下,在關斷-狀態,因為液晶分子116站立,來自於背光的偏振光可以穿過單元而沒有受到液晶分子116的影響,並且可以完全被位於相反基板側的偏光板阻擋。因此,藉由提供包括偏光板的層,可以實現進一步提高對比度。
將一種公知的材料用作VA模式的液晶材料。
本發明可以應用於其中液晶分子的定向方向被分割的MVA模式。
圖46A和46B顯示具有MVA模式(多域垂直對準)的液晶顯示裝置的示意圖。
圖46A和46B示出的液晶顯示裝置與圖44A和44B示出的相似。分別為第一基板121和第二基板122提供第一電極127和第二電極128。在透射型液晶顯示裝置的情況下,在背光相反側的電極,也就是在顯示表面側的電極如第二電極128形成為具有至少光透射特性。此外,在反射型液晶顯示裝置的情況下,第一電極127和第二電極128中的其中一個具有光反射特性並且另一個具有發光特性。
將多個突起(也稱之為肋)118形成在第一基板127和第二電極128上。突起118可以利用樹脂如丙烯酸形成。突起118可以是對稱的,較佳的是四面體。
在MVA模式內,這樣驅動液晶顯示裝置從而使液晶分子116相關於突起118對稱地傾斜。因此,可以抑制右側和左側的顏色差。當液晶分子116的傾斜方向在一個像素內變化時,當觀察顯示裝置時,不會產生任何方向內的不均勻顏色。
圖46A顯示施加電壓的狀態,也就是接通-狀態。在接通-狀態,產生傾斜電場;因此,液晶分子116在突起118的傾斜方向內傾斜。因此,液晶分子116的長軸與偏光板的吸收軸互相交叉,並且光穿過包括其是光的抽取側的層125和126中的一個,並且產生光狀態(白色顯示)。
圖46B顯示不施加電壓的狀態,也就是,關斷-狀態。在關斷-狀態內,液晶分子116垂直於基板121和122對齊。因此,進入包括分別提供在基板121和122上的偏光板的層125和126的其中一個的入射光,直接穿過液晶分子116,並且與包括光的抽取側的偏光板的層125和126中的另一個垂直交叉。因此,不發射光,並且產生暗狀態(黑色顯示)。
藉由提供突起118,這樣驅動液晶顯示裝置從而時液晶分子116沿突起118的傾斜表面傾斜,並且可以得到具有對稱特性和良好視角特性的顯示。
圖47A和47B顯示MVA模式的另一例子。在該實施例模式內,突起118提供在第一電極127和第二電極128的其中一個上,在第一電極127上,並且在第一電極127和第二電極128的另一個中的一部分上,在該實施例模式內,移除第二電極128的一部分以形成一個細縫119。
圖47A顯示施加電壓的狀態,也就是,接通-狀態。當施加電壓時在接通-狀態,在細縫119附近產生傾斜電場,即使不提供突起118。利用傾斜電場,液晶分子116沿突起118的傾斜方向傾斜。因而,液晶分子116的長軸與偏光板的吸收軸互相交叉,並且光穿過包括是光的抽取側的偏光板的層125和126中的一個,並且產生光狀態(白色顯示)。
圖47B顯示不施加電壓的狀態,也就是,關斷-狀態。在關斷-狀態內,液晶分子116垂直於基板121和122對齊。因此,進入包括分別提供在基板121和122上的偏光板的層125和126的其中一個的入射光,直接穿過液晶分子116,並且與是包括光的抽取側的偏光板的層125和126中的另一個垂直交叉。因此,不發射光,並且產生暗狀態(黑色顯示)。
將一種公知的液晶材料用作MVA模式的液晶材料。
圖48顯示具有圖47A和47B示出的液晶顯示裝置內的任意像素的頂視圖。
用作像素的開關元件的TFT 251包括閘極配線252、閘極絕緣膜、島形半導體膜253、源極電極257和汲極電極256。
像素電極259電連接到汲極電極256。
多個槽263形成在像素電極259內。
在閘極配線252和像素電極259交疊的區域內,利用閘極絕緣膜形成作為電介質的輔助電容器267。
在為相對基板提供的相對電極上(未示出),形成多個突起(也稱之為肋)265。突起265可以利用樹脂如丙烯酸形成。突起265可以是對稱的,較佳的的是四面體。
圖53A和53B示意性表示具有構圖的垂直對準(PVA)模式的顯示裝置。
圖53A和53B顯示液晶分子116的運動。
在PVA模式內,提供電極127的槽173和電極128的槽174從而使其互相不重合,並且液晶分子116對準不重合的槽173和槽174,從而使光穿過。
圖53A顯示施加電壓的狀態,也就是接通-狀態。在接通-狀態,當施加傾斜電場時,液晶分子116呈對角線傾斜。因而,液晶分子116的長軸與偏光板的吸收軸互相交叉,並且光穿過包括偏光板的層125和126中的一個,並且產生光狀態(白色顯示)。
圖53B顯示不施加電壓的狀態,也就是,關斷-狀態。在關斷-狀態內,液晶分子116垂直於基板121和122對齊。因此,進入包括分別提供在基板121和122上的偏光板的層125和126的其中一個的入射光,直接穿過液晶分子116,並且與包括是光的抽取側的偏光板的層125和126中的另一個垂直交叉。因此,不發射光,並且產生暗狀態(黑色顯示)。
藉由提供像素電極127內的槽173和像素電極128內的槽174,利用朝向槽173和174的傾斜電場,液晶分子116被傾斜地驅動。因此,可以得到在傾斜方向以及上和下方向或左和右方向內具有對稱特性並具有良好視角特性的顯示。
圖54顯示具有圖53A和53B示出的PVA模式的液晶顯示裝置內的任意像素的頂視圖。
用作像素的開關元件的TFT 191包括閘極配線192、閘極絕緣膜、島形半導體膜193、源極電極197和汲極電極196。
應當注意、在該實施例模式內,為了方便,源極電極197和源極配線198互相不同;然而源極電極和源極配線利用相同的導電膜形成並且互相連接在一起。汲極電極196也利用與源極電極197和源極配線198相同的材料並利用相同的步驟形成。
為在與汲極電極196電連接的像素電極199提供多個槽207。
在閘極配線192和像素電極199交疊的區域內,形成輔助電容器208,其間***閘極絕緣膜。
在為相對基板提供的相對電極上(未示出),形成多個突起(也稱之為肋)206。設置相對電極206的槽206從而使其可以與像素電極199的槽207交替。
在PVA模式的液晶顯示裝置內,可以得到具有對稱特性和良好視角特性的顯示。
圖49A和49B顯示OCB模式的液晶顯示裝置的示意圖。在OCB模式內,液晶分子的對齊形成液晶層內的光學補償狀態,其被稱為彎曲定向。
與圖44A和44B相似的是,在圖49A和49B示出的液晶顯示裝置內,分別為第一基板121和第二基板122提供第一電極127和第二電極128。在透射型液晶顯示裝置的情況下,在背光的相反側的電極,也就是在顯示表面側的電極如第二電極128形成為具有至少光透射特性。此外,在反射型液晶顯示裝置的情況下,第一電極127和第二電極128中的其中一個具有光反射特性並且另一個具有發光特性。
在具有上述結構的液晶顯示裝置內,當將電壓施加到第一電極127和第二電極128時(垂直電場法),產生黑色顯示,如圖49A所示。同時,液晶分子116垂直對齊。結果是,在透射型液晶顯示裝置的情況下,來自於背光的光不能穿過基板,並且產生黑色顯示。此外,在反射型液晶顯示裝置的情況下,提供相位差片,並且對於來自於外部的光,只有在偏光板的透射軸方向內振動的光可以被傳輸並被線性偏振。上述光藉由相位差片被成圓形地偏振(例如向右旋轉的偏振光)。當上述向右旋轉的偏振光被反射在反射片(或反射電極)上時,其變成向左旋轉的偏振光。當該向左旋轉的偏振光穿過相位差片時,其變成與偏光板的透射軸垂直(與吸收軸平行)振動的線性偏振光。因此,光被偏光板的吸收軸吸收,並且因而產生黑色顯示。
如圖49B所示,當沒有電壓施加在第一電極127和第二電極128之間時,產生白色顯示。同時,液晶分子116傾斜地被定向。接下來,在透射型液晶顯示裝置的情況下,來自於背光的光可以穿過提供有包括偏光板的層125和126的基板,並且實現預定影像的顯示。此外,在反射型液晶顯示裝置的情況下,反射光穿過提供有包括偏光板的層的基板,並且可以實現預定影像的顯示。同時,藉由提供濾色器可以實現全彩色顯示。濾色器可以提供在第一基板121側或者也可以提供在第二基板122側。
在上述OCB模式,在另一種模式內的液晶層內的雙折射僅在液晶層被補償,從而可以得到寬視角。此外,利用包括本發明的偏光板的層可以提高對比度。
圖50A和50B示意性地顯示IPS(面內切換)模式的液晶顯示裝置。在IPS模式內,液晶分子關於基板在一個平面內固定地旋轉,並且可以採用僅在一個基板側提供電極的橫向電場法。
在IPS模式內,藉由提供在其中一個基板上的一對電極控制液晶。因此,一對電極155和156提供在第二基板122上。該對電極155和156較佳的地具有光透射特性。
當將電壓施加到具有上述結構的液晶顯示器內的成對電極155和156時(其稱之為垂直電場法),實施白色顯示,這意味著是接通-狀態,如圖50A所示。接下來,在透射型液晶顯示裝置的情況下,來自於背光的光可以穿過提供有包括偏光板的層125和126的基板,並且可以實現預定影像的顯示。此外,在反射型液晶顯示裝置的情況下,反射光可以穿過提供有包括偏光板的層的基板,並且可以實現預定影像的顯示。同時,藉由提供濾色器可以實現全彩色顯示。濾色器可以提供在第一基板121側或者可以提供在第二基板122側。
當在成對電極155和156之間不施加電壓時,產生黑色顯示,其意味著斷開狀態,如圖50B所示。同時,液晶分子116水平對齊(平行於基板)並且在平面內旋轉。結果是,在透射型液晶顯示裝置的情況下,來自於背光的光不能穿過基板,其將導致黑色顯示。在反射型液晶顯示裝置的情況下,如果需要提供相位差片,並且其相位與液晶層一起偏離90°並實現黑色顯示。
將一種公知的液晶材料用作IPS模式的液晶材料。
圖51A到51D顯示成對電極155和156的例子。在圖51A內,成對電極155和156具有波浪型形狀。在圖51B內,成對電極155和156的一部分具有圓形形狀。在圖51C內,電極155是柵格形狀並且電極156具有梳狀形狀。在圖51D內,成對電極的每個電極155和156具有梳狀形狀。
圖52顯示具有圖50A和50B示出的IPS模式的液晶顯示裝置內的任意像素的頂視圖。
在一個基板上,形成閘極配線232和公共配線233。閘極配線232和公共配線233利用相同的材料形成、形成在相同層內並利用相同步驟形成。
作為像素的開關元件的TFT 231包括閘極配線232、閘極絕緣膜、島形半導體膜237、源極電極238和汲極電極236。
為了方便起見,源極電極238和汲極電極235互相不同;然而,源極電極和源極配線利用相同的導電膜形成並互相連接在一起。汲極電極236也利用與源極電極238和源極配線235相同的材料和相同的步驟形成。
汲極電極236電連接到像素電極241。
像素電極241和多個公共電極242利用相同的步驟和相同的材料形成。公共電極242藉由閘極絕緣膜內的接觸孔234電連接到公共配線233。
在像素電極241和公共電極242之間,產生與基板平行的橫向電場以控制液晶。
在具有IPS模式的液晶顯示裝置內,液晶分子不傾斜站立,並且因而光學特性幾乎不依賴於視角變化,並且因而可以得到寬視角特性。
藉由將本發明的包括偏光板的層提供到利用橫向電場的液晶顯示裝置內,可以得到寬視角並且可以提供具有高對比度的顯示。上述橫向電場型液晶顯示裝置可適用於移動顯示裝置。
圖55A和55B示意性地顯示鐵電液晶(FLC)型液晶顯示模式和反鐵電液晶(AFLC)型液晶顯示裝置。
圖55A和55B示出的液晶顯示裝置與圖44A和44B示出的液晶顯示裝置相似,並且包括分別提供在第一基板121和第二基板122上的第一電極127和第二電極128。在透射型液晶顯示裝置的情況下,形成在背光相反側的電極,也就是在顯示表面側的電極,例如第二電極128以使其具有至少光透射特性。此外,在反射型液晶顯示裝置的情況下,第一電極127和第二電極128中的其中一個具有反射特性並且另一個具有光透射特性。
在具有上述結構的液晶顯示裝置內,當將電壓施加到第一電極127和第二電極128時(垂直電場法),得到白色顯示,如圖55A所示。同時,液晶分子116水平對齊並在平面內旋轉。接下來,在透射型液晶顯示裝置的情況下,來自於背光的光可以穿過提供有包括偏光板的層125和156的基板,並且可以實現預定影像的顯示。此外,在反射型液晶顯示裝置的情況下,反射光穿過提供有包括偏光板的層的基板,並且可以實現預定影像的顯示。同時,藉由提供濾色器可以實現全彩色顯示。濾色器既可以提供在第一基板121側或者也可以提供在第二基板122側。
當沒有電壓施加在第一電極127和第二電極128之間時,實現如圖55B內所示的黑色顯示。同時,液晶分子116水平對齊。因而,在透射型液晶顯示裝置的情況下,來自於背光的光不能穿過基板,這將導致黑色顯示。在反射型液晶顯示裝置的情況下,如果需要提供一個相位差片,並且其相位與液晶層一起偏離90°並且實現黑色顯示。
將一種公知的材料用作FLC型液晶顯示裝置和AFLC型液晶顯示裝置的液晶材料。
接下來,將說明本發明應用到邊緣電場切換(FFS)型液晶顯示裝置和增強邊緣電場切換(AFFS)型液晶顯示裝置內。
圖56A和56B示意性地顯示AFFS型液晶顯示裝置。
圖56A和56B示出的液晶顯示裝置內與圖44A和44B內相同的元件利用相同的附圖標記表示。在第二基板122上,提供第一電極271、絕緣層273、和第二電極272。第一電極271和第二電極272具有光透射特性。
如圖56A所示,當將電壓施加到第一電極271和第二電極272時,產生水平電場275。液晶分子116在水平方向內旋轉並且扭轉,從而使光可以穿過液晶分子。液晶分子的旋轉角度是變化的,並且傾斜入射光可以穿過液晶分子。接下來,在透射型液晶顯示裝置的情況下,來自於背光的光可以穿過提供有包括偏光板的層125和126的基板,並且可以實現預定影像的顯示。此外,在反射型液晶顯示裝置的情況下,反射光穿過提供有包括偏光板的層的基板,並且可以實現預定影像的顯示。同時,藉由提供濾色器可以實現全彩色顯示。濾色器可以提供在第一基板121側或者又可以提供在第二基板122側。
如圖50B所示,在第一電極271和第二電極272之間不施加電壓的狀態,得到黑色顯示,也就是關斷-狀態。同時,液晶分子116水平對齊並且在平面內旋轉。因而,在透射型液晶顯示裝置的情況下,來自於背光的光不能穿過基板,這導致黑色顯示。此外,在反射型液晶顯示裝置的情況下,提供相位差片,並且對於來自於外部的光,只有在偏振片的透射軸方向內振動的光可以傳輸並且被線性偏振。上述光藉由相位差片被成圓形地偏振(例如向右旋轉的圓偏振光)。當將上述向右旋轉的偏振光被反射在反射片(或反射電極)上時,其變成向左旋轉的偏振光。當向左旋轉的偏振光穿過相位差片時,其被線性偏振並在垂直於偏光板的透射軸方向(平行於吸收軸)振動。因此,光被偏光板的吸收軸吸收,並且因而實現黑色顯示。
將一種公知的材料用作FFS型液晶顯示裝置和AFFS型液晶顯示裝置的液晶材料。
圖57A到57D顯示第一電極271和第二電極272的例子。在圖57A到57D內,完全形成第一電極271,並且第二電極272具有各種形狀。在圖57A內,第二電極272具有簧片形狀並且被傾斜地設置。在圖57B內,第二電極272具有部分圓形形狀。在圖57C內,第二電極272具有鋸齒形狀。在圖57D內,第二電極272具有梳狀形狀。
此外,本發明可以應用到光學旋轉型液晶顯示裝置、散射型液晶顯示裝置、和雙折射型液晶顯示裝置。
該實施例模式可以自由地與本說明書內的其他實施例模式和例子結合。
實施例模式30將說明其中實施例模式4到15和實施例模式25到28說明的液晶顯示裝置應用到2D/3D可切換(二維和三維可切換的)液晶顯示裝置內的應用例子。
圖58顯示該實施例模式內2D/3D可切換液晶顯示面板的結構。
如圖58所示,2D/3D可切換液晶顯示面板具有以下結構,即附加有液晶顯示面板350(也稱之為液晶顯示面板350)、相位差片360、和切換液晶面板370。
液晶顯示面板350作為TFT液晶顯示面板被提供,在其中堆疊有第一偏光板351、相對基板352、液晶層353、主動矩陣型基板354、和第二偏光板355。對於主動矩陣型基板354,藉由配線381如撓性印刷電路(FPC)輸入對應於將要顯示的影像的視頻資料。
換句話說,提供液晶顯示面板350從而使2D/3D可切換液晶顯示面板具有根據視頻資料在顯示幕上顯示影像的功能。此外,只要可以得到在顯示幕上產生影像的功能,對於液晶顯示面板350的顯示模式(如TN型和STN型)和驅動方法(如主動矩陣驅動或被動矩陣驅動)沒有特別的限制。
相位差片360用作視差阻擋層,並具有以下結構,即為光透射基板提供定向膜,並且在其上堆疊液晶層。
在切換液晶面板370內,堆疊驅動側基板371、液晶層372、相對基板373和第三偏光板374,並且將用於在接通液晶層372時提供驅動電壓的配線382連接到驅動側基板371。
根據液晶層372的ON/OFF狀態,為了切換穿過切換液晶面板370的光的偏振狀態而提供切換液晶面板370。此外,像液晶顯示面板350一樣,不需要利用矩陣驅動方法驅動切換液晶面板370,並且為驅動側基板371和相對基板373提供的驅動電極可以提供在切換液晶面板370的主動區域的整個表面上。
接下來,將說明2D/3D可切換液晶顯示面板的驅動方式。
首先,切換液晶面板370內的第三偏光板374偏振從光源發射的入射光。此外,當實現3D顯示時,切換液晶面板370用作關斷-狀態時的相位差片(此處,半波片)。
此外,接下來,穿過切換液晶面板370的光進入到相位差片360。相位差片360包括第一區域和第二區域,並且第一區域和第二區域的抹除方向不同。不同抹除方向的狀態意味著已經穿過第一區域的光和已經穿過第二區域的光因為慢軸在不同方向內而具有不同的偏振狀態的狀態。例如,已經穿過第一區域的光的偏振軸與已經穿過第二區域的光的偏振軸差90°。此外,基於包括在相位差片360內的液晶層的雙折射各向異性和厚度,將相位差片360設置為用作半波片。
已經穿過相位差片360的光進入到液晶顯示面板350的第二偏光板355。在3D顯示時,已經穿過相位差片360的第一區域的光的偏振軸與第二偏光板355的透射軸平行,並且已經穿過第一區域的光穿過第二偏光板355。另一方面,已經穿過相位差片360的第二區域的光的偏振軸從第二偏光板355的透射軸偏離90°,並且已經穿過第二區域的光不能穿過第二偏光板355。
換句話說,利用相位差片360和第二偏光板355的光學特性,可以得到視差阻擋層的功能,並且相位差片360的第一區域變成透射區域,且第二區域變成遮蔽區域。
已經穿過第二偏光板355的光在液晶顯示面板350的液晶層353內的黑色像素和白色像素經受不同的光學調制,並且只有已經在白色像素內經受過光學調制的光穿過第一偏光板351並且影像被顯示。
同時,光穿過視差阻擋層的透射區域,或者具有特性視角的光穿過對應於液晶顯示面板350內的右眼影像和左眼影像的每個像素。因而,右眼影像和左眼影像被分成不同的視角,並且從而提供3D顯示。
此外,在2D顯示時,接通切換液晶面板370,並且已經穿過切換液晶面板370的光不經受光學調制。已經穿過切換液晶面板370的光接下來穿過相位差片360,並且為已經穿過第一區域的光和已經穿過第二區域的光提供不同的偏振狀態。
然而,2D顯示不同於3D顯示的是:在切換液晶顯示面板370內不產生光學調制效果。因而,在2D顯示的情況下,穿過偏光板360的光的偏振軸從第二偏光板355的透射軸對稱地偏離一定角度。因此,已經穿過相位差片360的第一區域的光和已經穿過相位差片360的第二區域的光以相同的透射率穿過第二偏光板355,並且利用相位差片360和第二偏光板355之間的光學效應不得到視差阻擋層的功能(不能得到特定視角)。以上述方式面提供2D顯示。
如果需要,本實施例模式可以自由地與本說明書中其他實施例模式和例子結合。
本發明的顯示裝置可以應用的電子裝置包括:電視裝置(也簡單稱之為TV或電視接收機)、照相機如數位相機和數位視頻相機、移動電話設備(也簡單稱之為攜帶型電話設備或攜帶型電話)、攜帶型資訊終端如PDA、攜帶型遊戲機、用於電腦的監視器、電腦、聲音再現裝置如車載音響設備、提供在記錄媒體如家用遊戲機的影像再現裝置等等。其較佳的的例子將參考65A到65F說明。
圖65A內示出的攜帶型資訊終端裝置包括一主體1701和一顯示部分1702。本發明的顯示裝置可以用於到顯示部分1702。因而,可以提供具有高對比度的攜帶型資訊終端。
圖65B內示出的數位視頻相機包括一顯示部分1711和一顯示部分1712。本發明的顯示裝置可以用於到顯示部分1711。因而,可以提供具有高對比度的數位視頻相機。
圖65C內示出的攜帶型電話設備包括一主體1721和一顯示部分1722。本發明的顯示裝置可以用於到顯示部分1722。因而,可以提供具有高對比度的攜帶型電話設備。
圖65D內示出的攜帶型電視裝置包括一主體1731、和一顯示部分1732。本發明的顯示裝置可以用於到顯示部分1732。因而,可以提供具有高對比度的攜帶型電視裝置。本發明的顯示裝置可以用於的各種類型的電視裝置,該電視裝置包括組合在攜帶型終端如攜帶型電話設備內的小型電視、便攜的中型電視、以及大型電視(例如40英寸大小或更大的)。
圖65E內示出的攜帶型電腦包括一主體1741、和一顯示部分1742。本發明的顯示裝置可以用於到顯示部分1742。因而,可以提供具有高對比度的攜帶型電腦。
圖65F內示出的電視裝置包括一主體1751、和一顯示部分1752。本發明的顯示裝置可以用於到顯示部分1752。因而,可以提供具有高對比度的電視裝置。
圖66到68顯示圖65F示出的電視裝置的詳細結構。
圖66顯示藉由組合顯示面板1801和電路板1802構成的液晶模組或發光顯示模組(例如,EL模組)。在電路板1802上,形成有控制電路1803、信號分割電路1804和/或相似電路,它們藉由連接配線1808電連接到顯示面板1801和電路板1802。
顯示面板1801具有像素部分1805、掃描線驅動電路1806、和用於提供影像信號到已選擇像素的信號線驅動電路1807。上述結構與圖20、21和32內示出的結構相似。
藉由利用液晶模組或發光顯示模組可以完成液晶顯示裝置或發光顯示電視裝置。圖67是顯示液晶電視裝置或發光顯示電視裝置的主要構造的方塊圖。調諧器1811接收影像信號和聲音信號。影像信號藉由影像信號放大電路1812、將來自於影像信號放大電路1812的輸出信號轉換成對應於紅、綠和藍每種顏色的彩色信號的影像信號處理電路1813、和將影像信號轉換成到驅動IC的輸入的控制電路1803而被處理。控制電路1803輸出信號到掃描線側和信號線側。在數位驅動的情況下,可以在信號線側提供分割電路1804從而將輸入數位信號分割成可以被提供的m個信號。
對於調諧器1811接收到的信號,聲音信號被傳送到聲音信號放大電路1814,並且其輸出藉由聲音信號處理電路1815被提供到揚聲器1816。控制電路1817接收位於接收站(接收頻率)的控制資料和來自於輸入部分1818的音量,並將上述信號傳送到調諧器1811和聲音信號處理電路1815。
如圖68所示,藉由將液晶模組或發光顯示模組結合到主體1751而完成電視接收機。顯示部分1752利用液晶模組或發光顯示模組形成。此外,也可以適當地提供揚聲器1816、操作開關1819和/或類似物。
藉由組合根據本發明的顯示面板1801,可以提供具有高對比度的電視裝置。
不必說,本發明不限於上述電視接收機,並且可以應用到各種物體,尤其是,例如大面積廣告顯示媒體,例如火車站或機場的資訊顯示板、街上的廣告顯示板或相似物,此外還有個人電腦的監視器。
如上所述,藉由使用本發明的顯示裝置,可以提供具有高對比度的電子裝置。
如果需要,本實施例模式可以自由地與本說明書內的其他實施例模式和例子結合。
例子1將說明當假設使用光向兩方向發射的電致發光元件時,在堆疊了其吸收軸的消光係數的波長分佈不同的偏光板的情況下光學計算的結果。此外,作為比較,還執行了為每一側提供一種類型的一個偏光板的情況下的光學計算以及利用兩組一種類型的兩個偏光板的情況下的光學計算。應當注意,對比度是白色透射率與黑色透射率的比值(白色透射率/黑色透射率),並且算出黑色透射率和白色透射率,從而計算出對比度。
對於該例子中的計算,使用用於液晶LCD MASTER的光學計算模擬器(由SHINTECH公司製造)。藉由LCD MASTER利用2×2矩陣的光學計算演算法實現透射率關於波長的光學計算,其不考慮元件之間的相互干擾,並且10nm波長的光源間隔380nm到780nm之間。
在該例子中,使用堆疊了具有互相不同的消光係數的波長分佈的偏光板A和偏光板B。作為偏光板A,使用Nitto Denko公司製造的EG1425DU。對於偏光板B,使用Polatechno公司製造的SHC-PGW301。圖69顯示每個偏光板的吸收軸的消光係數的波長關係曲線(波長分佈)。根據圖69,可以看出偏光板具有不同的消光係數的波長分佈。此外,每個偏光板的厚度是180μm。對於背光,使用D65光源,並且偏振狀態混和有圓偏振。
表1顯示偏光板A的透射軸和吸收軸的折射率的波長關係曲線(波長分佈)、偏光板A的透射軸和吸收軸的消光係數。
表2顯示偏光板B的透射軸和吸收軸的折射率的波長關係曲線(波長分佈)、偏光板B的透射軸和吸收軸的消光係數。
在該例子中,僅作為說明特別使用了兩種類型的偏光板,其中每種偏光板的透射軸和吸收軸的消光係數都具有不同的波長關係曲線(波長分佈),並且當堆疊了偏光板時,可以證實提高了對比度。
表4顯示黑色透射率的光學系統。電致發光元件的發光層應該提供在處於交叉尼科耳狀態的偏光板之間,其中偏光板的吸收軸之間的角偏差時0°和90°。然而,在黑色顯示時,因為電致發光元件不發射光,不提供發光層。此外,假定在外部光下執行顯示;背光設置為代替外部光。作為偏光板的吸收軸的設置,互相面對的偏光板設置為呈交叉尼科耳狀態,並且堆疊的偏光板設置為呈平行尼科耳狀態,如表4所示。
在上述設置的光學系統中,執行來自於背光的光的透射率的計算,上述光穿過與背光相對的觀察側。執行了對於每一側使用一個偏光板A的結構1的計算;使用兩組雙堆疊偏光板A的結構2的計算;以及使用堆疊一個偏光板A和一個偏光板B的兩組偏光板的結構3的計算。
表5顯示白色透射率的光學系統。背光代替電致發光元件的發光層而被使用。因此,偏光板被設置在用作發光層的背光的上面,並且堆疊偏光板被設置為呈平行尼科耳狀態。在上述設置的光學系統中,執行來自於背光穿過與背光相對的觀察側的透射率的計算。應當注意,在白色透射率的光學系統中,不設置用作外部光的光源。這是因為將在後面說明的黑色透射率的結果低於白色透射率的結果;因而,白色透射率的結果考慮為對外部光不產生影響。
執行對於使用一個偏光板A的結構4的計算;使用兩個堆疊的偏光板A的結構5的計算;以及使用堆疊的一個偏光板A和一個偏光板B的結構6的計算。
圖70顯示在表4示出的設置情況下黑色透射率的計算結果。根據上述,在380nm到780nm之間的整個波長區域內的使用兩組雙堆疊偏光板A(2組2個偏光板)的情況下的透射率低於對每一側使用一個偏光板A的情況下的透射率。此外,可以看出在整個波長區域內使用兩組堆疊一個偏光板A和一個偏光板B(2組1個偏光板A和1個偏光板B)的情況下的透射率低於使用兩組雙堆疊偏光板A(2組2個偏光板A)的情況下的透射率。這是因為偏光板B比偏光板A具有較大的吸收軸的消光係數,這意味著藉由堆疊具有不同消光係數的波長分佈的偏光板可以減少光洩漏。
此外,計算出在表5示出的設置的情況下的白色透射率與表4示出的設置的情況下的黑色透射率的比值(白色透射率/黑色透射率)。當在一側使用一個偏光板A時的對比度是結構4的透射率與結構1的透射率的比值。當使用兩組雙堆疊偏光板A時的對比度是結構5的透射率與結構2的透射率的比值。當使用兩組堆疊一個偏光板A和一個偏光板B時的對比度是結構6的透射率與結構3的透射率的比值。
圖71顯示對比度的計算結果。根據上述,在380nm到780nm之間的整個波長區域內使用2組2個偏光板A的情況下的對比度高於使用兩個偏光板A的情況下的對比度。此外,在整個波長區域內使用2組1個偏光板A和1個偏光板B的情況下的對比度高於使用2組2個偏光板A的情況下的對比度。這是因為藉由堆疊具有不同的吸收軸的消光係數的分配波長的偏光板,降低了黑色透射率。
應當注意,對於在黑色透射率的光學系統內的兩組一個偏光板A和一個偏光板B,可以提出除了結構3之外的表6內示出的組合(結構7、8和9)。此外,在白色透射率的光學系統內,可以提出除了結構6之外的表7示出的結構10。上述結構內的黑色透射率和白色透射率與結構3和6內的結果相同,並且任何組合都可以提高對比度。
結果是,藉由堆疊具有不同吸收軸的消光係數的波長分佈,可以減少光洩漏。因此,可以提高對比度。
例子2將說明當假設使用光向兩方向發射的電致發光元件時,在堆疊了其吸收軸的消光係數的波長分佈不同的偏光板和包括相位差片(在該例子中使用四分之一波片並且下文中稱之為“λ/4片”)的結構的情況下光學計算的結果。此外,作為比較,還執行了為每一側提供一種類型的一個偏光板的情況下的光學計算以及利用兩組一種類型的兩個偏光板的情況下的光學計算。應當注意,對比度是白色透射率與黑色透射率的比值(白色透射率/黑色透射率),並且算出黑色透射率和白色透射率,從而計算出對比度。
對於該例子中的計算,使用用於液晶LCD MASTER的光學計算模擬器(由SHINTECH公司製造)。藉由LCD MASTER利用2×2矩陣的光學計算演算法實現透射率關於波長的光學計算,其不考慮元件之間的相互干擾,並且10nm波長的光源波長間隔在380nm到780nm之間。
使用與例子1內相似的偏光板A和偏光板B。圖72顯示每個偏光板的吸收軸的消光係數的波長關係曲線(波長分佈)。根據圖72,可以看出偏光板具有不同的吸收軸的消光係數的波長分佈。此外,每個偏光板的厚度是180μm。對於背光,使用D65光源,並且偏振狀態混和有圓偏振。對於四分之一波片,在380nm和780nm之間的整個波長區域內,使用相位差是137.5nm的相位差片。四分之一波片的厚度是100μm。
表8顯示根據四分之一波片的x、y和z方向內的折射率的波長關係曲線。在該例子中,實現了具有下文中的表格8示出的特性的相位差片的計算結果。
表9A和9B顯示黑色透射率的光學系統。因為黑色顯示內電致發光元件不發射光,在四分之一波片之間不提供電致發光元件的發光層。此外,假定在外部光下執行顯示;背光設置為代替外部光。對於四分之一波片的慢軸和偏光板的吸收軸的設置,存在四分之一波片的慢軸互相偏離90°、互相面對的偏光板設置為呈交叉尼科耳狀態、並且堆疊的偏光板設置為呈平行尼科耳狀態的情況,如表9A所示,並且存在四分之一波片的慢軸互相平行、互相面對的偏光板設置為呈平行尼科耳狀態、並且堆疊的偏光板設置為呈平行尼科耳狀態的情況,如表9B所示
在上述設置的光學系統中,執行來自於背光的光的透射率的計算,上述光穿過與背光相對的觀察側。執行了對於每一側使用一個偏光板A的結構1和4的計算;使用兩組雙堆疊偏光板A的結構2和5的計算;以及使用堆疊一個偏光板A和一個偏光板B的兩組偏光板的結構3和6的計算。
表10顯示白色透射率的光學系統。背光代替電致發光元件的發光而被使用。因此,四分之一波片被設置在背光上面並且偏光板被設置在四分之一波片的上面,並且一對四分之一波片或相似物沒有按表9A和9B所示設置。
同時,偏光板的吸收軸設置為從四分之一波片的慢軸偏離45°。堆疊偏光板呈平行尼科耳狀態。在上述結構的光學系統中,執行來自於背光穿過與背光相對的觀察側的光的計算。應當注意,在白色透射率的光學系統中,不設置用作外部光的光源。這是因為後面將要說明的黑色透射率的結果低於白色透射率的結果;因此,考慮白色透射率的結果對外部光不產生影響。
執行對於使用一個偏光板A的一部分的結構7的計算;堆疊兩個偏光板A的一部分的結構8的計算;以及堆疊一個偏光板A和一個偏光板B的一部分的結構9的計算。應當注意,作為表10示出的白色透射率的光學系統內的設置,偏光板的吸收軸設置為從四分之一波片的慢軸偏離45°;因此,計算出了表9A和9B兩種情況下的白色透射率。
圖73顯示在表9A示出的設置的情況下黑色透射率的計算結果。根據上述,在380nm到780nm之間的整個波長區域內的使用兩組雙堆疊偏光板A(2組2個偏光板)的情況下的透射率低於對於每一側使用一個偏光板A(2個偏光板A)的情況下的透射率。此外,可以看出在整個波長區域內使用兩組堆疊一個偏光板A和一個偏光板B(2組1個偏光板A和1個偏光板B)的情況下的透射率低於使用兩組雙堆疊偏光板A(2組2個偏光板A)的情況下的透射率。這是因為偏光板B比偏光板A具有較大的吸收軸的消光係數,這意味著藉由堆疊具有不同消光係數的波長分佈的偏光板可以減少光洩漏。
圖74示出在表9B示出的設置的情況下的黑色透射率的結果。根據上述,在380nm到780nm之間的整個波長區域內的使用兩組雙堆疊偏光板A(2組2個偏光板)的情況下的透射率低於對於每一側使用一個偏光板A(2個偏光板A)的情況下的透射率。此外,可以看出在整個波長區域內使用兩組堆疊一個偏光板A和一個偏光板B(2組1個偏光板A和1個偏光板B)的情況下的透射率低於使用兩組雙堆疊偏光板A(2組2個偏光板A)的情況下的透射率。這是因為偏光板B比偏光板A具有較大的吸收軸的消光係數,這意味著藉由堆疊具有不同消光係數的波長分佈的偏光板可以減少光洩漏。
當比較圖73和74時,在對向偏光板設置為呈交叉尼科耳情況下,在寬波長區域內的黑色透射率較低。相反的,在對向偏光板設置為呈平行尼科耳狀態的情況下,只有在380nm波長附近和550nm波長附近黑色透射率較低。
此外,計算表10示出的設置的白色透射率與表9A和9B所示的黑色透射率的比例(白色透射率/黑色透射率)。當使用在每一側有一個偏光板A時的對比度是結構7的透射率與結構1或4的透射率的比值。當使用兩組堆疊的一個偏光板A和一個偏光板B時的對比度是結構8的透射率與結構2或5的透射率的比值。當使用兩組堆疊的一個偏光板A和一個偏光板時的對比度是結構9的透射率與結構3或6的透射率的比值。
圖75顯示表9A內黑色透射率情況下對比度的計算結果。根據上述,在380nm到780nm之間的整個波長區域內使用2組2個偏光板A的情況下的對比度高於使用兩個偏光板A的情況下的對比度。此外,在整個波長區域內使用2組1個偏光板A和1個偏光板B的情況下的對比度高於使用2組2個偏光板A的情況下的對比度。這是因為藉由堆疊具有不同的吸收軸的消光係數的分配波長的偏光板,降低了黑色透射率。
圖76顯示表9B內黑色透射率情況下對比度的計算結果。根據上述,在380nm到780nm之間的整個波長區域內使用2組2個偏光板A的情況下的對比度高於使用2個偏光板A的情況下的對比度。此外,可以看出在整個波長區域內使用2組1個偏光板A和1個偏光板B的情況下的對比度高於使用2組2個偏光板A的情況下的對比度。這是因為藉由堆疊具有不同的吸收軸的消光係數的波長分佈的偏光板,降低了黑色透射率。
當比較圖75和76時,在對向偏光板設置為呈交叉尼科耳情況下,在寬波長區域內的對比度較高。相反的,在對向偏光板設置為呈平行尼科耳狀態的情況下,只有在380nm波長附近和550nm波長附近對比度較高。
這是因為在對向偏光板設置為呈交叉尼科耳狀態的情況下的白色透射率與在對向偏光板設置為呈平行尼科耳狀態的情況下的白色透射率相同;因此,黑色透射率的差可以表示為對比度。
對於在黑色透射率的光學系統內的兩組堆疊的一個偏光板A和一個偏光板B,可以給出除了結構3之外的表11內示出的組合(結構10、11和12)。此外,在白色透射率的光學系統內,可以給出除了結構9之外的表12示出的結構13。上述結構內的黑色透射率和白色透射率與結構3和9內的結果相同,並且任何組合都可以提高對比度。
作為上面所述的結果,藉由堆疊具有不同的吸收軸的消光係數的波長分佈,可以減少光洩漏。因此,可以提高對比度。對向偏光板較佳的地設置為呈交叉尼科耳狀態,並且因為可以得到在寬波段內的高對比度。
100...顯示元件
101...第一基板
103...第一偏光板
104...第二偏光板
151...吸收軸
152...吸收軸
113...偏光板
114...偏光板
131...黏合劑層
132...保護膜
133...偏光膜
137...偏光膜
135...黏合劑層
136...保護膜
111...基板
145...偏光板
141...黏合劑層
142...保護膜
143...偏光膜(A)
144...偏光膜(B)
146...保護膜
147...偏光膜(A)
148...偏光膜(B)
149...偏光板
159...偏光板
102...第二基板
158、168...偏光膜
169...偏光板
215、216...偏光膜
217...偏光板
225、226...偏光膜
227...偏光板
176...包括顯示元件的層
112...基板
200...顯示元件
201...第一基板
211...相位差片
203...偏光板
204...偏光板
221、222...吸收軸
223...慢軸
300...包括液晶元件的層
301...第一基板
302...第二基板
303...第一偏光板
304...第二偏光板
305...第三偏光板
306...第四偏光板
321、322、323、324...吸收軸
501...基板
502...底膜
405...像素部份
408...驅動電路部份
503...開關TFT
504...電容器
505...層間絕緣膜
506...像素電極
554...CMOS電路
508...對準膜
520...相對基板
522...濾色器
524...黑色矩陣
523...相對電極
526...對準膜
528...密封材料
525...間隔器
511...液晶
510...連接終端
537...突塊
552...背光單元
531...光源
532...燈反射器
535...光導板
536...漫射板
534...反射板
516...堆疊結構
521、543、544、541、542...偏光板
533...開關TFT
507...保護膜
421...IC
422...導電粒微粒
160...包括液晶元件的層
161...第一基板
162...第二基板
163...第一偏光板
164...第二偏光板
165...第三偏光板
166...第四偏光板
171...第一相位差片
172...第二相位差片
181、182、183、184...吸收軸
547、546...相位差片
521...堆疊結構
571...冷陰極管
572、573、574、575...二極體
600...包括液晶元件的層
601...第一基板
602...第二基板
603...第一偏光板
604...第二偏光板
621...相位差片
653...慢軸
651、652...吸收軸
701...基板
702...底膜
703...開關TFT
705...層間絕緣膜
704...電容器
706...像素電極
754...CMOS電路
708...對準膜
720...相對基板
722...濾色器
724...黑色矩陣
723...相對電極
726...對準膜
728...密封材料
725...間隔器
711...液器
710...連接終端
741...相位差片
742...偏光板
743...偏光板
733...開關TFT
716...相位差片
717、718...偏光板
800...包括液晶元件的層
801...第一基板
802...第二基板
821...相位差片
803...第一偏光板
804...第二偏光板
851、852...吸收軸
853...慢軸
811...像素電極
812...相對電極
825...相位差片
826...第一偏光板
827...第二偏光板
831...像素電極
832...相對電極
841...相位差片
842...第一偏光板
843...第二偏光板
410...掃描線
412...訊號線
402...控制電路
403...訊號線驅動電路
404...掃描線驅動電路
406...照明機構
407...電源
441...移位暫存器
442...位準移位器
443...緩衝器
431...移位暫存器
432...第一鎖存器
433...第二鎖存器
434...位準移位器
435...緩衝器
401...影像訊號
1100...包括電致發光元件的層
1101...第一基板
1102...第二基板
1111...第一偏光板
1112...第二偏光板
1131...堆疊結構
1151、1152...吸收軸
1121...第三偏光板
1122...第四偏光板
1132...堆疊結構
1153、1154...吸收軸
1215...像素部份
1218...驅動器
1203、1204...薄膜電晶體
1205...絕緣層
1214...電容器
1206...第一電極
1210...絕緣層
1207...電致發光層
1208...第二電極
1209...發光元件
1201...絕緣基板
1220...相對基板
1228...密封材料
1218...驅動電路部份
1216...第一偏光板
1217...第二偏光板
1219...堆疊結構
1226...第三偏光板
1227...第四偏光板
1229...堆疊結構
1300...包括電致發光元件的層
1301...第一基板
1302...第二基板
1311...第一偏光板
1312...第二偏光板
1313...第一相位差片
1315...堆疊結構
1323...相位差片
1335、1336...吸收軸
1331...慢軸
1321...第三偏光板
1322...第四偏光板
1337、1338...吸收軸
1332...慢軸
1325...堆疊結構
1235...第一相位差片
1225...相位差片
1400...包括電致發光元件的層
1401...第一基板
1402...第二基板
1403...第一偏光板
1404...第二偏光板
1451、1452...吸收軸
1453...慢軸
1421...相位差片
1241...第一電極
1242...第二電極
1500...包括電致發光元件的層
1501...第一基板
1502...第二基板
1503...第一偏光板
1504...第二偏光板
1551、1552...吸收軸
1553...慢軸
1521...相位差片
1251...第一電極
1252...第二電極
1218a...訊號線驅動電路部份
1218b...掃描線驅動電路部份
1351...移位暫存器
1354...位準移位器
1355...緩衝器
1371...掃描線
1361...移位暫存器
1362...第一鎖存電路
1363...第二鎖存電路
1364...位準移位器
1365...緩衝器
1372...訊號線
1380、1381...電晶體
1382...電容器
1383...發光元件
1384...訊號線
1385...電源線
1386...掃描線
1388...電晶體
1389...掃描線
1395...電晶體
1396...配線
1460...包括顯示元件的層
1461...第一基板
1462...第二基板
1471...第一偏光板
1472...第二偏光板
1473...第一相位差片
1495、1496...吸收軸
1491...慢軸
1481...第三偏光板
1482...第四偏光板
1483...相位差片
1497、1498...吸收軸
1492...慢軸
1475、1485...堆疊結構
1600...包括顯示元件的層
1601...第一基板
1602...第二基板
1611...第一偏光板
1612...第二偏光板
1631、1632...吸收軸
1621...第二偏光板
1613...堆疊結構
1633...吸收軸
1622...第三偏光板
1623...堆疊結構
1634...吸收軸
1560...包括顯示元件的層
1561...第一基板
1562...第二基板
1575...相位差片
1571...第一偏光板
1572...第二偏光板
1576...相位差片
1581...第二偏光板
1595、1596...吸收軸
1573...堆疊結構
1597...吸收軸
1591、1592...慢軸
1598...吸收軸
1582...第三偏光板
1660...包括顯示元件的層
1661...第一基板
1662...第二基板
1675...相位差片
1671...第一偏光板
1672...第二偏光板
1673...堆疊結構
1676...相位差片
1681...第三偏光板
1695、1696...吸收軸
1691、1692...慢軸
1697...吸收軸
1682...第三偏光板
1683...堆疊結構
1698...吸收軸
120...包括液晶元件的層
121...第一基板
122...第二基板
125、126...包括偏光板的層
127...第一電極
128...第二電極
116...液晶分子
118...突起
119...細縫
251...TFT
252...閘極配線
253...島形半導體膜
257...源極電極
256...汲極電極
259...像素電極
263...槽
267...輔助電容器
265...突起
173、174...槽
191...TFT
192...閘極配線
193...島形半導體膜
196...汲極電極
197...源極電極
198...源極配線
207...槽
199...像素電極
208...輔助電容器
206...槽
155、156...電極
232...閘極配線
233...公共配線
231...TFT
236...汲極電極
237...島形半導體膜
238...源極電極
235...源極配線
241...像素電極
242...公共電極
234...接觸孔
271...第一電極
272...第二電極
273...絕緣層
275...水平電場
350...液晶顯示面板
360...相位差片
370...切換液晶面板
351...第一偏光板
352...相對基板
353...液晶層
354...主動矩陣型基板
355...第二偏光板
371...驅動側基板
372...液晶層
373...相對基板
374...第三偏光板
382...配線
1701...主體
1702、1711、1712...顯示部份
1721...主體
1722...顯示部份
1731...主體
1732...顯示部份
1741...主體
1742...顯示部份
1751...主體
1752...顯示部份
1801...顯示面板
1802...電路板
1803...控制電路
1804...訊號分割電路
1808...連接配線
1805...像素部份
1806...掃描線驅動電路
1807...訊號線驅動電路
1811...調諧器
1812...影像信號放大電路
1813...影像信號處理電路
1814...聲音信號放大電路
1815...聲音信號處理電路
1816...揚聲器
1817...控制電路
1818...輸入部份
1819...操作開關
圖1A和1B是表示根據本發明的顯示裝置的示圖。
圖2A到2C是表示根據本發明的堆疊偏光板的示圖。
圖3A和3B是表示根據本發明的顯示裝置的示圖。
圖4是表示根據本發明的偏光板之間的角偏差的示圖。
圖5A和5B是表示根據本發明的顯示裝置的示圖。
圖6是根據本發明的顯示裝置的橫截面圖。
圖7是根據本發明的顯示裝置的橫截面圖。
圖8A和8B是表示根據本發明的顯示裝置的示圖。
圖9是根據本發明的顯示裝置的橫截面圖。
圖10是根據本發明的顯示裝置的橫截面圖。
圖11是表示包括在根據本發明的顯示裝置中的發光裝置的示圖。
圖12是表示包括在根據本發明的顯示裝置中的發光裝置的示圖。
圖13A和13B是表示包括在根據本發明的顯示裝置中的發光裝置的示圖。
圖14A和14B是表示根據本發明的顯示裝置的示圖。
圖15是根據本發明的顯示裝置的橫截面圖。
圖16是根據本發明的顯示裝置的橫截面圖。
圖17A和17B是表示根據本發明的顯示裝置的示圖。
圖18是根據本發明的顯示裝置的橫截面圖。
圖19是根據本發明的顯示裝置的橫截面圖。
圖20A到20C是根據本發明的顯示裝置的方塊圖。
圖21是表示根據本發明的顯示裝置的示圖。
圖22A和22B是表示根據本發明的顯示裝置的示圖。
圖23是根據本發明的顯示裝置的橫截面圖。
圖24是表示根據本發明的顯示裝置的示圖。
圖25A到25C是表示根據本發明的偏光板之間的角偏差的示圖。
圖26是根據本發明的顯示裝置的橫截面圖。
圖27A和27B是表示根據本發明的顯示裝置的示圖。
圖28是表示根據本發明的偏光板之間的角偏差的示圖。
圖29是根據本發明的顯示裝置的橫截面圖。
圖30A和30B是表示根據本發明的顯示裝置的示圖。
圖31是根據本發明的顯示裝置的橫截面圖。
圖32是表示根據本發明的顯示裝置的方塊圖。
圖33是表示根據本發明的顯示裝置的示圖。
圖34A到34C是表示根據本發明的偏光板之間的角偏差的示圖。
圖35A和35B是表示根據本發明的顯示裝置的示圖。
圖36A和36B是表示根據本發明的顯示裝置的示圖。
圖37A到37C是表示包括在根據本發明的顯示裝置中的像素電路圖。
圖38是表示根據本發明的顯示裝置的示圖。
圖39是表示根據本發明的顯示裝置的示圖。
圖40A到40C是表示根據本發明的偏光板之間的角偏差的示圖。
圖41是表示根據本發明的顯示裝置的示圖。
圖42是表示根據本發明的顯示裝置的示圖。
圖43A到43C是表示根據本發明的偏光板之間的角偏差的示圖。
圖44A和44B是表示根據本發明的液晶元件的模式的圖。
圖45A和45B是表示根據本發明的液晶元件的模式的圖。
圖46A和46B是表示根據本發明的液晶元件的模式的圖。
圖47A和47B是表示根據本發明的液晶元件的模式的圖。
圖48是表示根據本發明的顯示裝置的一像素的頂視圖。
圖49A和49B是表示根據本發明的液晶元件的模式的圖。
圖50A和50B是表示根據本發明的液晶元件的模式的圖。
圖51A到51D是表示驅動根據本發明的顯示裝置的液晶分子的電極的圖。
圖52是表示根據本發明的顯示裝置的一像素的頂視圖。
圖53A和53B是表示根據本發明的液晶元件的模式的圖。
圖54是表示根據本發明的顯示裝置的一像素的頂視圖。
圖55A和55B是表示根據本發明的液晶元件的模式的圖。
圖56A和56B是表示根據本發明的液晶元件的模式的圖。
圖57A到57D是表示驅動根據本發明的顯示裝置的液晶分子的電極的圖。
圖58是表示具有根據本發明的顯示裝置的2D/3D開關型液晶顯示板的示圖。
圖59A和59B是表示根據本發明的堆疊偏光板結構的圖。
圖60A到60C是表示根據本發明的堆疊偏光板結構的圖。
圖61A和61B是表示根據本發明的堆疊偏光板結構的圖。
圖62A和62B是表示根據本發明的堆疊偏光板結構的圖。
圖63A和63B是表示根據本發明的堆疊偏光板結構的圖。
圖64是表示根據本發明的堆疊偏光板結構的圖。
圖65A到65F是表示具有根據本發明的顯示裝置的電子設備示圖。
圖66是表示具有根據本發明的顯示裝置的電子設備示圖。
圖67是表示具有根據本發明的顯示裝置的電子設備示圖。
圖68是表示具有根據本發明的顯示裝置的電子設備示圖。
圖69是表示例1中的偏光板的消光係數的曲線圖。
圖70是表示例1中的計算結果的曲線圖。
圖71是表示例1中的計算結果的曲線圖。
圖72是表示例2中的偏光板的消光係數的曲線圖。
圖73是表示例2中的計算結果的曲線圖。
圖74是表示例2中的計算結果的曲線圖。
圖75是表示例2中的計算結果的曲線圖。
圖76是表示例2中的計算結果的曲線圖。
100...顯示元件
101...第一基板
102...第二基板
103...第一偏光板
104...第二偏光板
151...吸收軸
152...吸收軸
Claims (14)
- 一種顯示裝置,包含:第一基板;第二基板;包括***在該第一基板和該第二基板之間的顯示元件的層;堆疊第一偏光板;和堆疊第二偏光板,其中該第一基板***在該包括顯示元件的層和該堆疊第一偏光板之間,其中該第二基板***在該包括顯示元件的層和該堆疊第二偏光板之間,其中該堆疊第一偏光板包含第一偏光板和第二偏光板,其中該第一偏光板包含第一保護膜、第二保護膜、和位於在該第一保護膜和該第二保護膜之間的偏光膜,其中抗反射處理係提供於該第一保護膜的表面上和該第二保護膜的表面上,其中該堆疊第一偏光板安排成平行尼科耳狀態而沒有任何光漫射元件***於其間,且該堆疊第一偏光板的消光係數的波長分佈彼此是不同的,其中該堆疊第二偏光板安排成平行尼科耳狀態,且該堆疊第二偏光板的消光係數的波長分佈彼此是不同的,其中該堆疊第一偏光板和該堆疊第二偏光板安排成交 叉尼科耳狀態,其中該堆疊第一偏光板包括聚乙烯醇和二色色素,和其中該二色色素包括碘和二色有機染料。
- 一種顯示裝置,包含:第一基板;第二基板;包括***在該第一基板和該第二基板之間的顯示元件的層;堆疊第一偏光板;和堆疊第二偏光板,其中該第一基板***在該包括顯示元件的層和該堆疊第一偏光板之間,其中該第二基板***在該包括顯示元件的層和該堆疊第二偏光板之間,其中該堆疊第一偏光板包含第一偏光板和第二偏光板,其中該第一偏光板包含第一保護膜、第二保護膜、和位於在該第一保護膜和該第二保護膜之間的偏光膜,其中抗反射處理係提供於該第一保護膜的表面上和該第二保護膜的表面上,其中該堆疊第一偏光板安排成平行尼科耳狀態而沒有任何光漫射元件***於其間,且該堆疊第一偏光板的消光係數的波長分佈彼此是不同的,其中該堆疊第二偏光板安排成平行尼科耳狀態,且該 堆疊第二偏光板的消光係數的波長分佈彼此是不同的,其中該堆疊第一偏光板和該堆疊第二偏光板安排成平行尼科耳狀態,其中該堆疊第一偏光板包括聚乙烯醇和二色色素,和其中該二色色素包括碘和二色有機染料。
- 一種顯示裝置,包含:第一基板;第二基板;包括***在該第一基板和該第二基板之間的顯示元件的層;堆疊第一偏光板;堆疊第二偏光板;第一相位差片;和第二相位差片,其中該第一基板***在該包括顯示元件的層和該堆疊第一偏光板之間,其中該第二基板***在該包括顯示元件的層和該堆疊第二偏光板之間,其中該第一相位差片***在該第一基板和該堆疊第一偏光板之間,其中該第二相位差片***在該第二基板和該堆疊第二偏光板之間,其中該堆疊第一偏光板包含第一偏光板和第二偏光板, 其中該第一偏光板包含第一保護膜、第二保護膜、和位於在該第一保護膜和該第二保護膜之間的偏光膜,其中抗反射處理係提供於該第一保護膜的表面上和該第二保護膜的表面上,其中該堆疊第一偏光板安排成平行尼科耳狀態而沒有任何光漫射元件***於其間,和該堆疊第一偏光板的消光係數的波長分佈彼此是不同的,其中該堆疊第二偏光板安排成平行尼科耳狀態,和該堆疊第二偏光板的消光係數的波長分佈彼此是不同的,其中該堆疊第一偏光板和該堆疊第二偏光板安排成交叉的尼科耳狀態,其中該堆疊第一偏光板包括聚乙烯醇和二色色素,和其中該二色色素包括碘和二色有機染料。
- 一種顯示裝置,包含:第一基板;第二基板;包括***在該第一基板和該第二基板之間的顯示元件的層;堆疊第一偏光板;堆疊第二偏光板;第一相位差片;和第二相位差片,其中該第一基板***在該包括顯示元件的層和該堆疊第一偏光板之間, 其中該第二基板***在該包括顯示元件的層和該堆疊第二偏光板之間,其中該第一相位差片***在該第一基板和該堆疊第一偏光板之間,其中該第二相位差片***在該第二基板和該堆疊第二偏光板之間,其中該堆疊第一偏光板包含第一偏光板和第二偏光板,其中該第一偏光板包含第一保護膜、第二保護膜、和位於在該第一保護膜和該第二保護膜之間的偏光膜,其中抗反射處理係提供於該第一保護膜的表面上和該第二保護膜的表面上,其中該堆疊第一偏光板安排成平行尼科耳狀態而沒有任何光漫射元件***於其間,和該堆疊第一偏光板的消光係數的波長分佈彼此是不同的,其中該堆疊第二偏光板安排成平行尼科耳狀態,和該堆疊第二偏光板的消光係數的波長分佈彼此是不同的,其中該堆疊第一偏光板和該堆疊第二偏光板安排成平行尼科耳狀態,其中該堆疊第一偏光板包括聚乙烯醇和二色色素,和其中該二色色素包括碘和二色有機染料。
- 如申請專利範圍第3項的顯示裝置,其中該堆疊第一偏光板的吸收軸和該第一相位差片的慢軸安排成相偏離45°;和 其中該堆疊第二偏光板的吸收軸和該第二相位差片的慢軸安排成相偏離45°。
- 如申請專利範圍第4項的顯示裝置,其中該堆疊第一偏光板的吸收軸和該第一相位差片的慢軸安排成相偏離45°;和其中該堆疊第二偏光板的吸收軸和該第二相位差片的慢軸安排成相偏離45°。
- 如申請專利範圍第1項的顯示裝置,其中該顯示元件是液晶元件。
- 如申請專利範圍第2項的顯示裝置,其中該顯示元件是液晶元件。
- 如申請專利範圍第3項的顯示裝置,其中該顯示元件是液晶元件。
- 如申請專利範圍第4項的顯示裝置,其中該顯示元件是液晶元件。
- 如申請專利範圍第1項的顯示裝置,其中該顯示元件是電致發光元件。
- 如申請專利範圍第2項的顯示裝置,其中該顯示元件是電致發光元件。
- 如申請專利範圍第3項的顯示裝置,其中該顯示元件是電致發光元件。
- 如申請專利範圍第4項的顯示裝置,其中該顯示元件是電致發光元件。
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