CN102301409A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

为了提供一种具有独立地进行驱动控制的液晶显示元件和发光显示元件的显示装置，本发明的显示装置(1)具有：相对的玻璃基板(11)和玻璃基板(31)；兼作设置在玻璃基板(11)、(31)之间的光反射层的像素电极(40)；包括液晶层(20)的反射型的液晶显示元件(85)；包括设置在玻璃基板(31)与像素电极(40)之间的有机EL材料层(52)，将有机EL材料层(52)的发光用于显示的有机EL显示元件(86)；设置在玻璃基板(11)、(31)之间，对液晶显示元件(85)的驱动进行控制的TFT(36)；和设置在玻璃基板(11)、(31)之间，对有机EL显示元件(86)的驱动进行控制的TFT(37)。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及进行液晶显示和发光显示的显示装置。
背景技术
在显示装置的技术领域中，由于显示品质高，有机EL(ElectroLuminescence.场致发光)显示器备受瞩目。有机EL显示器在屋内或暗室中对比度非常高，能够实现动态范围大的显示。
但是，有机EL显示器在屋外的视认性极端地差。通常由于有机EL显示器使用金属电极作为电极，所以入射到该有机EL显示器的外部光在金属电极处反射，成为显示的对比度极端低下的原因之一。
于是，为了抑制上述金属电极处的外部光的反射，提出有：1)在有机EL显示器的显示面一侧粘贴圆偏光板的结构(称为“现有结构1”)；2)在有机EL显示器内设置干涉膜(microcavity：微腔)的结构(称为“现有结构2”)等。
进一步，还提出有兼具有机EL显示器和液晶显示器，在屋外等外部光较强的条件下主要利用液晶显示器的显示装置(称为“现有结构3”：参照专利文献1)。更具体地说，在现有结构3中，用同一显示面使有机EL显示器的显示和反射型液晶显示器的显示并存。同一TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)驱动有机EL显示器和反射型液晶显示器。更具体地说，在现有结构3中，采用将来自源极线的数据信号开(ON)/关(OFF)的第一TFT“进行向液晶层施加电压的开/关”，并且“第一TFT开时的数据电压”“对驱动有机EL层的第二TFT的开、关进行控制”的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公开专利公报“特开2003-76302号公报(2003年3月14日公开)”
发明内容
发明要解决的问题
但是，在上述的现有结构1中，由于因圆偏光板的存在而使取出的光量减少，所以产生有机EL显示器的显示亮度降低的问题。另外，在上述的现有结构2中，抑制金属电极处的外部光的反射的效果并不充分，存在屋外的使用困难没有得到解决的问题。
另一方面，在上述现有结构3中，不产生现有结构1和2的问题。但是，由于需要满足以下的1)和2)，所以也能够存在期望更简单结构的情况。
1)在将现有结构3的显示装置用作有机EL显示器的情况下，对于TFT的数据信号总是为正，但在用作液晶显示器的情况下，需要使该数据信号以共同电位(common)为中心脉动。即，该显示装置被期望满足在液晶显示模式和有机EL显示模式中相反的必要特性。
2)在现有结构3的显示装置中，TFT需要具有两个不同的阈值电压。在此，阈值电压必须被设定成以各阈值电压为边界仅驱动有机EL显示器或液晶显示器中的一个，必须在不能使该阈值电压极端地高的制约下实现该驱动。
本发明鉴于上述问题，主要目的在于提供一种包括独立地被驱动控制的液晶显示元件和发光显示元件的显示装置。
用于解决问题的方法
为了解决上述问题，本发明的显示装置的特征在于，包括：互相相对的第一基板和第二基板；设置在第一基板与第二基板之间的光反射层；包括设置在第一基板与光反射层之间的液晶层的反射型的液晶显示元件；包括设置在第二基板与光反射层之间的发光层的发光显示元件；对液晶显示元件的驱动进行控制的第一开关元件；和对发光显示元件的驱动进行控制的第二开关元件。
根据上述结构，液晶显示元件的驱动的控制和发光显示元件的驱动的控制，能够利用不同的开关元件相互独立地进行。由此，由于能够将液晶显示元件和发光显示元件完全独立地进行驱动，所以例如能够完全地选择性地驱动显示元件或发光显示元件中的一个，另外，能够根据需要同时驱动液晶显示元件和发光显示元件。
发明效果
根据本发明，能够发挥以下效果，即，能够提供一种具有独立地进行驱动控制的液晶显示元件和发光显示元件的显示装置。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的显示装置的概略结构的截面图。
图2是表示本发明的显示装置的概略的等价电路的一例的电路图。
图3是表示本发明的其他实施方式的显示装置的概略结构的截面图。
图4是表示本发明的显示装置的概略的等价电路的其他例的电路图。
具体实施方式
[实施方式1]
以下基于图1和图2对本发明的显示装置的一个实施方式进行说明。
(显示装置的概要)
图1是表示本实施方式的显示装置1的概略截面的图。显示装置1具有：互相相对的透光性的玻璃基板11(第一基板)和透光性的玻璃基板31(第二基板)；设置在玻璃基板11、31间的像素电极(光反射层)40；被夹持在玻璃基板11和像素电极40之间的液晶层20；设置在玻璃基板31和像素电极40之间的有机场致发光材料层(也称为“有机EL材料层”：发光层)52；设置在玻璃基板11、31间的第一薄膜晶体管TFT36(第一开关元件)和第二薄膜晶体管TFT37(第二开关元件)。
显示装置1具有(1)包括液晶层20，将在像素电极40处反射后的外部光21用于显示的反射型的液晶显示元件85；和(2)包括有机EL材料层52，将该有机EL材料层52处的发光用于显示的有机EL显示元件(发光显示元件)86，作为显示用元件。而且，在显示装置1中，液晶显示元件85通过液晶驱动专用的TFT36控制其驱动，有机EL显示元件86通过有机EL驱动专用的TFT37控制驱动。换言之，TFT36仅被用于液晶显示元件85的驱动控制，不用于有机EL显示元件86的驱动控制。此外，TFT37仅被用于有机EL显示元件86的驱动控制。
即，在显示装置1中，液晶显示元件85的驱动的控制和有机EL显示元件86的驱动的控制，通过不同的TFT36、37相互独立进行。其结果是，显示装置1至少具有以下优点。
即使在TFT36、37以相同的阈值电压为边界进行开/关的情况下，也能够完全独立地驱动液晶显示元件85和有机EL显示元件86。更具体地说，例如能够选择性地仅驱动液晶显示元件85或有机EL显示元件86中的一个，而且根据需要也能够同时驱动液晶显示元件85和有机EL显示元件86。
进一步，与以共用的TFT驱动液晶显示元件和发光显示元件的结构相比，阈值电压等相关的TFT的设计更容易。
在显示装置1中，由于发光显示元件用的TFT(TFT37)与液晶显示元件用的TFT(TFT36)独立，所以能够容易地驱动要求供给到TFT的数据信号互相不同的类型的有机EL显示元件86和液晶显示元件85。另外，发光显示元件用的数据信号总是为正，液晶显示元件用的数据信号以共同电位(common)为中心脉动。
而且，显示装置1没有像上述的现有结构1那样发光显示元件的显示亮度降低的可能。此外，显示装置1例如能够根据外部光的强度选择使用液晶显示元件85和有机EL显示元件86中的最合适的一个。例如，在屋外等外部光较强的环境下，能够将显示装置1作为反射型的液晶显示装置使用，在屋内等能够将显示装置1作为有机EL显示器等发光显示装置使用。
另外，如后所述，在本申请发明中，所谓“液晶显示元件”是指包括液晶层和驱动该液晶层的电极的结构，所谓“发光显示元件”是指包括发光层和驱动该发光层的电极的结构。
(显示装置的详细结构)
以下，基于图1和图2，对显示装置1的详细结构进行说明。显示装置1直截了当地说，是在彩色滤光片基板(CF一侧基板)10和TFT基板30之间夹持液晶层20的结构。
彩色滤光片基板10包括：玻璃基板11；设置在玻璃基板11的外侧的偏光板12；在玻璃基板11的内侧依次层叠的彩色滤光片15和由透光性的电极材料(ITO：铟锡氧化物)构成的对置电极14。在此，所谓玻璃基板11的内侧，是指该玻璃基板11的两面中与玻璃基板31相对一面的一侧，所谓玻璃基板11的外侧，是指另一面一侧(背面侧)。
TFT基板30包括：玻璃基板31；在玻璃基板31的内侧依次层叠形成的多个TFT36和TFT37、层间绝缘膜60、有机EL显示元件86、层间绝缘膜61和像素电极40。在此，所谓玻璃基板31的内侧，是指该玻璃基板31的两面中与玻璃基板11相对一面的一侧，所谓玻璃基板31的外侧，是指另一面一侧(背面侧)。
TFT36和TFT37均具有在玻璃基板31的内侧依次层叠形成的栅极电极32、栅极绝缘膜33、漏极电极34和源极电极35和绝缘膜81。
上述有机EL显示元件86经由层间绝缘膜60，与TFT36和TFT37隔开(电绝缘)设置。该有机EL显示元件86具有在层间绝缘膜60上依次层叠形成的第一电极53、有机EL材料层52和第二电极51。第一电极53经由连接电极38，与TFT37的漏极电极34电连接。第二电极51与未图示的可变电压源电连接。而且，在用有机EL显示元件86进行图像等显示的情况下，显示装置1经由TFT37的漏极电极34，总是施加正的数据信号到第一电极53，由此将与数据信号相应的规定的电压施加到被夹持在第一电极53和第二电极51之间的有机EL材料层52，该有机EL材料层52发光。在此，第一电极53由ITO等透光性的电极材料构成，另一方面，第二电极51是例如由铝、铜等光反射性的电极材料构成的反射电极。因此，在有机EL材料层52中得到的发光，依次通过透光性的第一电极53、透光性的层间绝缘膜60和透光性的玻璃基板31，在该玻璃基板31的外侧被取出。如上所述，显示装置1在玻璃基板31一侧进行利用有机EL显示元件86的图像等的显示。即，显示装置1作为所谓的底部发光方式的发光显示元件，从下侧的玻璃基板31发光。
层间绝缘膜61将上述有机EL显示元件86(正确地说是第二电极51)与像素电极40电绝缘。另外，由于层叠有像素电极40的层间绝缘膜61的表面设置有微细的凹凸，所以像素电极40的表面也具有同样的凹凸。
显示装置1所具有的液晶显示元件85具有像素电极40、对置电极14和被夹持在像素电极40与对置电极14之间的液晶层20。像素电极40经由连接电极41、39与TFT36的漏极电极34电连接。对置电极与未图示的可变电压源电连接。而且，在用液晶显示元件85进行图像等显示的情况下，显示装置1经由TFT36的漏极电极34，总是施加脉动的数据信号到像素电极40，由此将与数据信号相应的规定的电压施加到被夹持在像素电极40与对置电极14之间的液晶层20，驱动该液晶层20。另外，在第二电极51和连接电极41之间设置绝缘层54使两者电绝缘。
上述液晶显示元件85是反射型的显示元件。具体而言，从玻璃基板11的外侧(偏光板12一侧)入射到显示装置1的外部光21，依次通过偏光板12、玻璃基板11、彩色滤光片15、对置电极14和液晶层20，在像素电极40的凹凸状的表面处漫反射。而且，散射的外部光21依次通过根据数据信号被驱动的液晶层20、对置电极14、彩色滤光片15、玻璃基板11和偏光板12，在该玻璃基板11的外侧被取出。
如上所述，显示装置1在玻璃基板11一侧，即与有机EL显示元件86相反一面的一侧，进行利用液晶显示元件85的图像等的显示。由此，在显示装置1中，将TFT基板30共有，并且在作为主显示器的有机EL显示显示器的背侧，形成有作为副显示器的反射型的液晶显示显示器。
显示装置1所含的各结构全都能够基于一般的反射型的液晶显示器的制造工序和一般的有机EL显示显示器的制造工序制造。另外，彩色滤光片15和有机EL材料层52只要设置与R、G、B各色对应的彩色滤光片和有机EL材料层即可。
另外，如显示装置1所示，在将TFT36、37形成在同一基板(玻璃基板31)的结构中，具有能够同时制造该TFT36、37的优点。而且，由于在液晶显示元件85和有机EL显示元件86共有TFT基板30的基础上，由该显示元件85、86进行的显示在相互背对背的面进行，所以具有使装置结构进一步变简单的优点。
进一步，显示装置1也可以将驱动液晶显示元件85的TFT(第一开关元件)36、驱动有机EL显示元件86的TFT(第二开关元件)37和光反射层(像素电极40)均设置在同一玻璃基板(第二基板)31上。
接着，基于图2对显示装置1的概略电路结构进行说明。图2是表示显示装置1的概略的等价电路的电路图。
如图2所示，在显示装置1中，有机EL显示元件86和液晶显示元件85共有栅极驱动器101和源极驱动器100。但是，对液晶显示元件用的TFT36进行扫描的扫描线G2和对发光显示元件用的TFT37进行扫描的扫描线G1独立设置。由此，在显示装置1中，虽然共有栅极驱动器101和源极驱动器100，但是可以相互独立地对TFT36、37进行控制开/关。另外，TFT36、37的源极电极35、35，与共用的数据信号线S1连接。
在包括液晶层20的液晶显示元件85中，当经由扫描线G2和栅极电极32施加阈值以上的电压到TFT36时，TFT36为开。其结果是，在漏极电极34一侧，将数据信号经由数据信号线S1和源极电极35写入，将与该数据信号相应的电压施加到液晶层20。同时，将该电压由保持电容372保持。
另一方面，在包括有机EL材料层52的有机EL显示元件86中，除TFT37以外，还具有用于使有机EL材料层52发光的驱动电路102和TFT370。而且，当经由扫描线G1和栅极电极32施加阈值以上的电压到TFT37时，TFT37为开。其结果是，在漏极电极34一侧，将数据信号经由数据信号线S1和源极电极35写入，将与该数据信号相应的电压由保持电容371保持。接着，如果保持电容371所保持的电压在TFT370的阈值电压以上，则从驱动电路102对有机EL材料层52经由信号线D1施加驱动电压(或驱动电流)。即，TFT37是与扫描线连接且对有机EL显示元件86的开或关(驱动)进行控制的开关用的TFT(Sw-TFT)，TFT370是根据来自TFT37的输入信号将驱动电流等施加到有机EL显示元件86的TFT(Dr-TFT)。
如上所述，在显示装置1中，能够独立地自由选择施加到液晶层20的电压和施加到有机EL材料层52的电压。
另外，能够设置发光显示元件专用的栅极驱动器和源极驱动器，同样地，也能够设置液晶显示元件专用的栅极驱动器和源极驱动器。但是，只要用图2所示的结构，就能够以更简单的结构(不增加驱动器数量)实现利用液晶的显示和利用有机发光材料(有机EL材料)的显示。
[实施方式2]
以下，基于图3对本发明的显示装置相关的其他的实施方式进行说明。
另外，为了便于说明，对具有与上述实施方式1中说明过的附图相同功能的部件，标注相同的附图标记，省略其说明。
图3是表示本实施方式的显示装置71的概略截面的图。在显示装置71中，在上述实施方式1中说明过的显示装置1(参照图1)的结构中，1)替代层间绝缘膜61设置层间绝缘膜61’，2)替代像素电极40设置像素电极42，进一步，3)设置用于使光散射的扩散板(光散射部件)72。
层间绝缘膜61’是由透光性的树脂构成的绝缘膜，与层间绝缘膜61不同，与玻璃基板11相对的一侧的表面是平坦的。另外，像素电极42是由ITO等透光性的电极材料构成的电极，在层间绝缘膜61’的平坦的表面上层叠形成。扩散板72例如进一步在偏光板12上层叠形成。
显示装置71和显示装置1，使用发光显示元件的显示动作没有差异。另一方面，在两个显示装置1、71之间，使用液晶显示元件85的显示动作有如下不同。显示装置71的特别重要的特征点之一是，将用于将有机EL材料层52的发光取出到外面的反射电极(第二电极51)用作液晶显示用的反射板这一点。而且，通过采用该结构，显示装置71与显示装置1相比，能够更加廉价且简便地制造。另外，由于能够用同质或相同的透明电极材料制造用于将电压施加到液晶层20的对置电极14和像素电极42，所以与用不同的电极材料(一个用透光性的电极材料，另一个用光反射性的电极材料等)构成对置电极和像素电极的情况相比，在显示装置71中，能够实现更好且可靠性更高的液晶显示特性。
具体而言，在显示装置71中，从玻璃基板11的外侧(偏光板12一侧)入射到显示装置1的外部光21，依次通过扩散板72、偏光板12、玻璃基板11、彩色滤光片15、对置电极14、液晶层20、像素电极42和层间绝缘膜61’，在第二电极51的平坦的表面上反射。然后，反射后的外部光21，依次通过层间绝缘膜61’、像素电极42、根据数据信号被驱动的液晶层20、对置电极14、彩色滤光片15、玻璃基板11、偏光板12和扩散板72，在该玻璃基板11的外侧被取出。
反射后的外部光21，在通过扩散板72时变为散射光，在玻璃基板11的外侧被取出。因此，即使在用户从玻璃基板11一侧观看显示装置71的情况下，也没有视认到第二电极51等的可能，能够维持良好的显示特性。
另外，扩散板72可以配置成位于作为光反射层发挥作用的第二电极51和用户之间的位置。换言之，能够在作为光反射层的第二电极51反射后的外部光的光路上的任何部位，配置扩散板72。也可以将扩散板配置在偏光板12与液晶层20之间，例如在偏光板12与玻璃基板11之间。另外，出于不使在偏光板12偏振的状态紊乱的观点，如图3所示，优选将扩散板72设置在偏光板12与用户之间的结构。另一方面，使偏光板12为最外面，将扩散板设置在比该偏光板12更靠内侧(液晶层一侧)的情况下，具有在偏光板12实施的表面处理损伤的可能进一步变低的优点。
或者，即使是显示装置71的结构，如果例如还在第二电极51的表面设置凹凸，使入射到该显示装置71内的外部光散射(漫反射)，则也能够省略扩散板72。即，设置扩散板72的结构，特别是在反射侧的反射面平坦的情况(即，接近正反射的反射发生的情况)下是有效的。
另外，驱动显示装置71的电路结构，例如也可以是与实施方式1所示的显示装置1相同的电路结构(参照图2)，省略详细说明。
另外，在显示装置71中，作为发光层例示了有机EL材料层，但例如无机发光材料层、利用碳纳米管的发光层、场致发射型的发光层、利用OLED(Organic Light Emitting Diode：有机发光二极管)芯片的发光层等能够适用于自发光型的显示元件的材料层也可以适合作为发光层使用。
另外，在显示装置71中，例示了作为光散射部件特别使用扩散板72的结构，但也可以适当使用使在光反射层反射后的外部光散射供给至用户的其他的部件。
[实施方式3]
以下基于图4对本发明的显示装置相关的另一实施方式进行说明，如下。
另外，为了便于说明，对具有与上述实施方式1和2中说明过的附图相同功能的部件，标注相同的附图标记，省略其说明。
图4是表示显示装置1或显示装置71(参照图1和图3)的概略的等价电路的其他例的电路图。
与图2所示的等价电路的主要的不同点在于，将驱动具有有机EL材料层52的有机EL显示元件86的栅极驱动器101a，和驱动具有液晶层20的液晶显示元件85的栅极驱动器101b单独设置这一点。具体而言，将由p-Si构成的栅极驱动器101a和101b，在显示装置1或显示装置71的左右分开设置。根据本结构，只要在进行栅极的扫描时将打开栅极的电压对多条扫描线依次输出即可，所以能够简化栅极驱动器的结构。
另外，将驱动电路102和源极驱动器100分开设置在显示装置1或显示装置71的上下这一点与图2所示的等价电路相同，但数据信号线S1仅将数据信号供给到TFT37，数据信号线S2仅将数据信号供给到TFT36。根据该结构，能够同时将不同的数据信号供给到有机EL显示元件86和液晶显示元件85，所以能够在例如玻璃基板11一侧(液晶显示元件一侧)和玻璃基板31一侧(发光显示元件一侧)同时显示不同的图像等。
如上所述，本发明的显示装置，包括：相对的第一基板和第二基板；设置在第一基板与第二基板间的光反射层；包括设置在第一基板与光反射层之间的液晶层的反射型的液晶显示元件；包括设置在第二基板与光反射层之间的发光层的发光显示元件；对液晶显示元件的驱动进行控制的第一开关元件；和对发光显示元件的驱动进行控制的第二开关元件。
另外，在本发明的显示装置中，还优选上述光反射层是用于将电压施加到上述发光层的电极的结构。
根据上述结构，由于也将用于将电压施加到发光层的上述电极用作液晶显示所用的光反射层，所以与设置专用的光反射层的结构相比，能够提供能够更加廉价且简便地制造的显示装置。
在本发明的显示装置中，优选还在被上述光反射层反射后的光的光路上，设置使该光散射的光散射部件。
根据上述结构，由于在光反射层反射后的光由光散射部件散射后到达用户，所以能够实现良好的液晶显示。
在本发明的显示装置中，优先上述第一开关元件和第二开关元件均设置在第二基板上的结构。
根据上述结构，由于能够同时在第二基板上形成第一开关元件和第二开关元件，所以能够提供结构更加简单且制造更加容易的显示装置。
本发明并不限定于上述的各实施方式，在权利要求所示的范围内能够做各种变更，将不同的实施方式分别公开的技术手段适当组合而得的实施方式也包含在本发明的技术范围中。
产业上的利用可能性
本发明能够作为进行液晶显示和发光显示的显示装置使用。
附图标记说明
1 显示装置
11 玻璃基板(第一基板)
20 液晶层
21 外部光(光)
31 玻璃基板(第二基板)
36 TFT(第一开关元件)
37 TFT(第二开关元件)
40 像素电极(光反射层)
51 第二电极(光反射层：电极)
52 有机EL材料层(发光层)
71 显示装置
72 扩散板(光散射部件)
85 液晶显示元件
86 有机EL显示元件(发光显示元件)

Claims (7)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
互相相对的第一基板和第二基板；
设置在所述第一基板与所述第二基板之间的光反射层；
包括设置在所述第一基板与所述光反射层之间的液晶层，将在该光反射层反射后的光用于显示的反射型的液晶显示元件；
包括设置在所述第二基板与所述光反射层之间的发光层，将该发光层的发光用于显示的发光显示元件；
设置在所述第一基板与第二基板之间，对所述液晶显示元件的驱动进行控制的第一开关元件；和
设置在所述第一基板与第二基板之间，对所述发光显示元件的驱动进行控制的第二开关元件。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述发光层通过施加电压而发光，
所述光反射层是用于向所述发光层施加电压的电极。
3.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于：
在被所述光反射层反射后的光的光路上，设置有使该光散射的光散射部件。
4.如权利要求1至3中任一项所述的显示装置，其特征在于：
所述第一开关元件和第二开关元件均设置在所述第二基板上。
5.如权利要求1或4所述的显示装置，其特征在于：
所述光反射层的对光进行反射的表面为凹凸形状。
6.如权利要求1至5中任一项所述的显示装置，其特征在于：
扫描所述第一开关元件的扫描线和扫描第二开关元件的扫描线分别设置。
7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于：
扫描所述第一开关元件的所述扫描线用的栅极驱动器和扫描所述第二开关元件的所述扫描线用的栅极驱动器分别设置。
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