CN102323688A - 背光灯装置以及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是制造色彩和亮度的不均匀更少且可靠性高的背光灯装置、而且制造具备该背光灯装置的可靠性高且可以显示高图像质量的图像的高性能的显示装置。在本发明中作为背光灯装置的光源使用发光二极管(LED：Light Emitting Diode)，在保持发光二极管的框体中围绕发光二极管(热电元件提供在发光二极管的下侧以及其四周)地设有热电元件，并且通过热电元件的冷却以及加热来调节背光灯装置中的温度。

Description

背光灯装置以及显示装置

本发明申请是本发明申请人于2007年3月21日提交的、申请号为200710087893.8、发明名称为“背光灯装置以及显示装置”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及背光灯装置，以及包含具有背光灯装置的液晶元件的显示装置的结构。

背景技术

如今，液晶显示装置已被广泛地使用于各种领域如钟表、台式电子计算器、个人计算机等的办公室自动化设备(office automationequipment)、液晶电视、PDA、便携式电话机等。

该液晶显示装置在两个透光衬底之间密封液晶，通过施加电压改变液晶分子的方向而使光透过率改变，而光学性地显示预定的图像等。因为液晶本身不是光发射体，所以液晶显示装置在液晶显示面板背面部分具有用作光源的背光灯单元。背光灯单元具有光源、导光板、反射膜、棱镜膜、扩散板等，其对液晶显示面板的整个面均匀地供给显示光。

作为背光灯单元的光源，一般使用在萤火灯管中密封汞或氙的冷阴极荧光灯。

像上述那样的背光灯装置的光源随着环境温度的变化而亮度发生变化，而且由于其本身的发热引起的温度上升可能导致亮度降低。因此，尝试使用散热器、散热管、冷却风机的空气冷却等的散热对策，以便使光源的温度为最适合的工作温度。作为该散热对策之一，有在荧光灯管中设有珀耳帖元件(peltiert device)，并且由珀耳帖元件进行冷却的方法(例如参照专利文献1以及2)。

专利申请公开Hei 6-324304号

专利申请公开Hei 7-175035号

发明内容

但是，近年来使用白色发光二极管或高输出的红绿蓝发光二极管。高输出的红绿蓝发光二极管具有当高温工作时驱动电压为高，并且亮度为低的特性。尤其是红色的发光二极管的温度依赖性高。再者，在发光二极管背光灯单元中，由于使用复数个高输出的红绿蓝发光二极管，所以产生大量的热。

因为该发热，在发光二极管单体中引起寿命变短、亮度降低、色度差异等，在背光灯单元中发生扩散膜、反射膜、棱镜膜等的变形和变质等。

此外，液晶显示面板因为配置在背光灯单元的前面，受到的背光灯单元的温度的影响不小，从而影响到液晶显示面板的的特性如响应速度、对比度、色彩不均匀等，并且发生偏振膜、视角扩大膜、相位差膜等的变形、变质、特性降低等。

为了抑制产生该热，尽管有上述散热对策，但是在任何一种方法中都存在散热对策不充分或背光灯单元的厚度为厚等的问题。

鉴于上述问题，本发明的目的是制造色彩和亮度的不均匀少且可靠性高的背光灯装置、而且制造具备该背光灯装置的可靠性高且可以显示高图像质量的图像的高性能的显示装置。

在本发明中作为背光灯装置(也称为背光灯、照明设备)的光源，使用发光二极管(以下称为LED：Light Emitting Diode)，在保持发光二极管的框体中围绕发光二极管(发光二极管的下侧以及四周)地设有热电元件，并且通过热电元件的冷却以及加热来调节背光灯装置中的温度。热电元件是利用涉及热和电的现象而将热能和电能相互转换的金属或半导体的元件。作为可以使用于本发明的热电元件可以举出珀耳帖元件等。

由于发光二极管的发光，在背光灯装置中发生温度变化。在背光灯装置中配置监视温度状态的温度传感器，通过热电元件工作的驱动电路进行对热电元件的冷却或加热，并且使用温度调节器进行温度控制。再者，设置监视发光二极管的输出的色彩传感器，由控制发光二极管的输出的发光二极管控制装置控制发光二极管的输出，由发光二极管驱动电路驱动发光二极管。

在背光灯装置的前面配置的透过型液晶显示面板模块也可以包含进行液晶显示面板的加热以及冷却的热电元件、使该热电元件工作的驱动电路、监视(彩色)液晶显示面板的温度状态的温度传感器、进行温度控制的温度调节器。

在背光灯装置一侧配置的热电元件和在液晶显示面板模块一侧配置的热电元件可以分别地具有温度传感器以及温度调节器并且独立地工作，也可以通用温度传感器以及温度调节器并使它们一同工作。

可以接触地配置背光灯装置和液晶显示面板模块，也可以空开地配置。当液晶显示面板模块和背光灯装置接触，并且在背光灯装置一侧配置的热电元件与液晶显示面板模块接触时，通过热电元件的冷却、加热，也可以对液晶显示面板模块进行温度控制。

此外，通过在液晶显示装置中具有热电模块，可以将在液晶显示装置中的温度差异利用于其他发光二极管或热电元件等的驱动。因为本发明在框体中包含可以高效地进行冷却以及加热的热电元件，所以在液晶显示装置中可以容易获得预定的温度差异。

本发明的背光灯装置的一个形态为一种背光灯装置，包括：在包含热电元件的框体中配置的复数个发光二极管，其中包含热电元件的框体配置为围绕复数个发光二极管的周围。

本发明的背光灯装置的一个形态为一种背光灯装置，包括：在包含热电元件的框体中配置的第一发光二极管、第二发光二极管、以及第三发光二极管，其中，包含热电元件的框体配置为围绕复数个发光二极管的周围，并且第一发光二极管的发光色为红色、第二发光二极管的发光色为绿色、第三发光二极管的发光色为蓝色。

本发明的背光灯装置的一个形态为一种背光灯装置，包括：在包含热电元件的框体中配置的第一发光二极管、第二发光二极管、以及第三发光二极管，其中，包含热电元件的框体配置为围绕复数个发光二极管的周围，并且第一发光二极管的发光色的波长的峰值为625nm±10nm、第二发光二极管的发光色的波长的峰值为530nm±15nm、第三发光二极管的发光色的波长的峰值为455nm±10nm。

本发明的显示装置的一个形态为一种显示装置，包括：具有在包含热电元件的框体中配置的复数个发光二极管的背光灯装置、以及显示模块，其中，包含热电元件的框体配置为围绕复数个发光二极管的周围。

本发明的显示装置的一个形态为一种显示装置，包括：具有在包含珀耳帖元件的框体中配置的复数个发光二极管的背光灯装置、以及显示模块，其中，包含珀耳帖元件的框体配置为围绕复数个发光二极管的周围。

本发明的显示装置的一个形态为一种显示装置，包括：具有在包含第一热电元件的框体中配置的复数个发光二极管的背光灯装置、以及包含第二热电元件的显示模块，其中，包含第一热电元件的框体配置为围绕复数个发光二极管的周围。

本发明的显示装置的一个形态为一种显示装置，包括：具有在包含第一珀耳帖元件的框体中配置的复数个发光二极管的背光灯装置、以及包含第二珀耳帖元件的显示模块，其中，包含第一珀耳帖元件的框体配置为围绕复数个发光二极管的周围。

在本发明中使用的复数个发光二极管可以使用显示出不同的发光色的发光二极管，例如可以包含红色发光二极管、绿色发光二极管、以及蓝色发光二极管。更具体地，复数个发光二极管可以包含发光色的波长的峰值为625nm±10nm的第一发光二极管、发光色的波长的峰值为530nm±15nm的第二发光二极管、发光色的波长的峰值为455nm±10nm的第三发光二极管。

通过本发明，可以抑制用作光源的发光二极管的发热，并且抑制发光二极管的寿命变短、亮度降低、色度偏移。通过抑制光源的发热，可以抑制扩散膜、反射膜、棱镜膜的变形、变质。

此外，可以抑制液晶显示面板的响应速度、对比度、色彩不均匀等的特性变化，也可以抑制使用于液晶显示面板的偏振膜、视角扩大膜、相位差膜等的变形、变质、特性降低。此外，因为不使用散热器、散热管、冷却风机等，所以可以使背光灯装置的厚度为薄。

因为使用光的三原色发光二极管，所以可以简单地进行色度温度的调整，并且与冷阴极荧光灯相比，可以扩大色彩再现范围。此外，通过使用发光二极管，可以实现使用温度范围的扩大，并且由于响应速度的提高而可以容易地响应动画，并且可以以低电压驱动，且不需要反相器，并提高对比度，而且因为不使用汞而有益于环境。

因此，根据本发明可以制造色彩和亮度的不均匀少且可靠性高的背光灯装置、而且可以制造具备该背光灯装置的可靠性高且可以显示高图像质量的图像的高性能显示装置。

附图说明

图1A至1C是表示本发明的显示装置的俯视图以及截面图；

图2A至2C是表示本发明的显示装置的俯视图以及截面图；

图3A至3C是表示本发明的显示装置的俯视图以及截面图；

图4A至4C是表示本发明的显示装置的俯视图以及截面图；

图5A至5C是表示本发明的显示装置的俯视图以及截面图；

图6是表示本发明的显示装置的图；

图7是表示本发明的显示装置的框图；

图8是表示本发明的显示装置的框图；

图9是表示本发明的显示装置的框图；

图10A和10B是表示实施例1的实验数据的图；

图11A至11C是表示实施例2的实验数据的图；

图12A和12B是表示实施例1的实验数据的图；

图13是表示实施例1的实验数据的图；

图14是表示本发明的显示装置的截面图；

图15是表示本发明的显示装置的截面图；

图16A至16C是表示本发明的显示装置的俯视图；

图17A和17B是表示本发明的显示装置的俯视图；

图18A至18D是表示可以适用于本发明的发光二极管的截面图；

图19A至19C是表示本发明的显示装置的框图；

图20是表示适用了本发明的电子器具的主要结构的框图；

图21A至21C是表示本发明的电子器具的图；

图22A至22E是表示本发明的电子器具的图；

图23是表示本发明的显示装置的俯视图；

图24A至24C是表示本发明的显示装置的俯视图以及截面图；

图25A至25C是表示本发明的显示装置的截面图；

图26A至26C是表示实施例3的实验数据的图；

图27A和27B是表示实施例3的实验条件的图；

图28A和28B是表示实施例3的实验条件的图。

具体实施方式

下面，基于附图而说明本发明的实施方式。但是，所属领域的普通人员可以很容易地理解一个事实，就是本发明能够以多个不同方式而实施，其方式和详细内容可以被变换为各种各样的形式，而不脱离本发明的宗旨及其范围。因此，本发明不应该被解释为仅限定在本实施方式所记载的内容中。注意，在为说明实施方式的所有附图中，对共同部分和具有相似的功能的部分使用相同的符号，并省略重复说明。

实施方式1

在本实施方式中，将说明使用了本发明的背光灯装置(也称为背光灯、照明设备)以及具备有背光灯装置的显示装置的概念。

在本发明中作为背光灯装置的光源，使用发光二极管(LED)，在保持发光二极管的框体中围绕发光二极管(发光二极管的下侧以及四周)地设有热电元件，并且通过热电元件的冷却以及加热来调节背光灯装置中的温度。热电元件是利用涉及热和电的现象而将热能和电能相互转换的金属或半导体的元件。作为可以使用于本发明的热电元件可以举出珀耳帖元件等。

在图1A中示出将发光二极管(LED)用作光源，并且具备包含热电元件的背光灯单元的显示装置的俯视图，在图1B和1C中示出相应于图1A的A-B线的截面图。图1B是被简化了的概念图而，其更详细的说明为图1C。本发明的显示装置是具有液晶显示元件的液晶显示装置，因为液晶本身不是光发射体，所以用作光源的背光灯单元配置在液晶显示面板150的背面。

在图1中在包含热电元件的框体100中设有发光二极管101a至101c。背光灯单元具有作为红色发光二极管的发光二极管101a、作为绿色发光二极管的发光二极管101b、作为蓝色发光二极管的发光二极管101c，其中，发光二极管101a的峰值为625nm±10nm、发光二极管101b的峰值为530nm±15nm、发光二极管101c的峰值为455nm±10nm。从发光二极管101a至101c发射的光向图1B和1C示出的箭头方向透过液晶显示面板150发射到可见一侧。本发明的包含热电元件的框体100配置为以箱型围绕发光二极管的101a至101c的至少三个方向。通过在包含热电元件的框体100上配置液晶显示面板150，发光二极管101a至101c设在由包含热电元件的框体100与液晶显示面板150形成的箱型的密闭空间中。

如图1C所示，反射膜102配置为覆盖包含热电元件的框体100，反射从发光二极管101a至101c发射的光。在发光二极管101a至101c的正上方配置导光板103，并且隔开距离地配置扩散板104、棱镜膜105。

由包含具有冷却以及加热的功能的热电元件的框体100来控制使发光二极管101a至101c始终保持恒定的温度。因为本发明的包含热电元件的框体100配置为围绕发光二极管101a至101c的四周，从而不仅对发光二极管101a至101c附近而且还可以对背光灯单元整体高效地进行冷却、加热，并且可以进行温度不均匀更少且正确的温度控制。

由于发光二极管的发光，在背光灯装置中发生温度变化。在背光灯装置中配置监视温度状态的温度传感器，通过使热电元件工作的驱动电路进行热电元件的冷却或加热，并且在温度调节器中进行温度控制。再者，设置监视发光二极管的输出的色彩传感器，由控制发光二极管的输出的发光二极管控制装置控制发光二极管的输出，由发光二极管驱动电路驱动发光二极管。作为色彩传感器以及温度传感器，可以使用由IC芯片构成的色彩传感器以及温度传感器。此时，色彩传感器以及温度传感器优选配置为隐藏于显示装置的框体部分中。

在背光灯装置的前面配置的透过型液晶显示面板模块也可以包含进行液晶显示面板的加热以及冷却的热电元件、使该热电元件工作的驱动电路、监视(彩色)液晶显示面板的温度状态的温度传感器、进行温度控制的温度调节器。

在背光灯装置一侧配置的热电元件和在液晶显示面板模块一侧配置的热电元件可以分别地具有温度传感器以及温度调节器并且独立地工作，也可以通用温度传感器以及温度调节器并使它们一同工作。

可以接触地配置背光灯装置和液晶显示面板模块，也可以空开地配置。当液晶显示面板模块和背光灯装置接触，并且在背光灯装置一侧配置的热电元件与液晶显示面板模块接触时，通过热电元件的冷却、加热，也可以对液晶显示面板模块进行温度控制。

此外，通过在液晶显示装置中具有热电模块，可以将液晶显示装置中的温度差异利用于其他发光二极管或热电元件等的驱动。因为本发明在框体中包含可以高效地进行冷却以及加热的热电元件，所以在液晶显示装置中容易获得预定的温度差异。

作为光源，背光灯单元可以使用红色、绿色、蓝色、白色等的各色的发光二极管(LED)。通过使用各色的发光二极管(LED)，可以提高色彩再现性。此外，作为光源，当使用RGB各色的发光二极管(LED)时，不需要使其个数或配置为相同。例如，可以将发光强度低的颜色(例如绿色)配置为比其他颜色的发光二极管多。

注意，在具有RGB的发光二极管的情况下，当适用场序制方式时，可以按照时间使RGB各色的发光二极管顺序发光而进行彩色显示。

当使用发光二极管时，因为其亮度高，所以适合于大型显示装置。此外，由于RGB各色的彩色纯度好，因此与冷阴极管相比其色彩再现性更良好。而且由于可以减少配置面积，因此当将发光二极管适用于小型显示装置时，可以谋求实现窄边框化。

此外，例如，当将具有发光二极管的背光灯安装在大型显示装置时，发光二极管可以配置在显示装置的衬底的背面。此时，发光二极管维持预定的间隔，并且可以顺序配置各色的发光二极管。通过配置发光二极管，可以提高色彩再现性。

特别是具有发光二极管的背光灯装置适合于大型显示装置，通过提高大型显示装置的对比度，即使在暗处也可以提供高质量的图像。

在图2中示出不同形状的包含热电元件的框体的一例。如图2所示，在背光灯单元发射出光的显示面板一侧也可以一部分地配置包含热电元件的框体120。如图2所示，当包含热电元件的框体120配置为包覆背光灯装置时，可以对背光灯单元整体更高效地进行冷却、加热，并且可以进行温度不均匀更少且准确的温度控制。

此外，为了实现显示装置的减薄，可以接触地配置背光灯单元与显示面板。在图24示出的显示装置中，配置在背光灯单元中的包含热电元件的框体的一部分接触于显示面板。当接触地配置背光灯装置与显示面板时(极接近地配置而一部分接触的情况也相同)，显示面板也容易受到背光灯装置的温度变化的影响。当包含于框体中的热电元件配置为接触于显示面板时，通过热电元件对显示面板一侧也可以进行冷却、加热，并且可以进行温度控制。

在图3以及4中示出形状不同的包含热电元件的框体的一例。图3和4示出将包含热电元件的框体130以及140配置为与背光灯单元以及显示面板双方接触的例子。图4示出如图2所示那样的包含热电元件的框体140包覆显示面板的可见一侧的一部分的结构，并且其为包覆背光灯单元以及显示面板的形状。如图3以及4所示那样，包含热电元件的框体可以连续地包覆背光灯单元和显示面板，也可以在背光灯单元区域中和在显示面板区域中不连续地分别配置包含不同热电元件的框体。

此外，在本发明中使用的发光二极管可以被树脂等覆盖，如图5所示，也可以在发光二极管的周围设有扩散光的半圆形(半球形)的树脂覆盖物。此外，发光二极管的覆盖物的形状不受限制，例如可以为反锥形形状。

此外，对于液晶显示面板模块，可以使用TN(扭转向列)模式、IPS(平面内切换)模式、FFS(边缘场切换)模式、MVA(多像限垂直配向)模式、PVA(垂直取向构型液晶)模式、ASM(轴线对称排列微单元)模式、OCB(光学补偿弯曲)模式、FLC(铁电性液晶)模式、AFLC(反铁电性液晶)模式等。

通过本发明，可以抑制用作光源的发光二极管的发热，并且抑制发光二极管的寿命变短、亮度降低、色度偏移。通过抑制光源的发热，可以抑制扩散膜、反射膜、棱镜膜的变形、变质。

此外，可以抑制液晶显示面板的响应速度、对比度、色彩不均匀等的特性变化，也可以抑制使用于液晶显示面板的偏振膜、视角扩大膜、相位差膜等的变形、变质、特性降低。此外，因为不使用散热器、散热管、冷却风机等，所以可以使背光灯装置的厚度为薄。

因此，根据本发明可以制造色彩和亮度的不均匀少且可靠性高的背光灯装置、而且可以制造具备该背光灯装置的可靠性高且可以显示高图像质量的图像的高性能的显示装置。

实施方式2

在本实施方式中，将说明使用了本发明的背光灯装置以及具备有背光灯装置的显示装置的详细情况。

图6示出的显示装置具有背光灯单元230和液晶显示面板231，该背光灯单元230包括发光二极管201(发光元件201a、覆盖物201b、端子201c)、用作热导电性的粘合剂的热导电层202、金属芯衬底203、包含热电元件的框体200、反射膜204、导光板205、扩散板206、棱镜膜207a、207b、色彩传感器220；而上述液晶显示面板231包括衬底211、包含显示元件的层212、衬底213、偏振光片214、210、液晶显示面板驱动电路232。再者，背光灯单元230包括在背光灯单元区域中的温度传感器221、温度调节器222、热电元件驱动电路223、发光二极管控制器件224、发光二极管驱动电路225。

金属芯衬底是在衬底的中间层配置有金属芯的衬底，其特征在于热均匀性、机械强度的提高、屏蔽性等。金属芯衬底因为热传导性良好，通过将热集于金属芯，容易采用将其热一起散热的结构。

虽然在图6中的发光二极管具有半圆形的覆盖物201b，但是发光二极管的形状不限于该形状，可以为反锥形形状，也可以以树脂覆盖复数个发光二极管。在图18中示出可以适用于本发明的发光二极管的例子。

在图18A中的发光二极管的结构为以包含荧光体402的覆盖物401覆盖发光元件400。覆盖物401为反锥形形状，也可以在覆盖物401的周围配置隔墙。通过组合荧光体与发光元件的发光色，可以获取多种的发光色。此外，作为荧光体可以使用复数种。

在图18B中的发光二极管的结构为以在表面上具有凹凸的覆盖物411覆盖发光元件410。覆盖物411因为在表面上具有凹凸，所以扩散从发光元件410发射的光。通过凹凸的形状可以控制光的扩散方向、扩散量。

在图18C中的发光二极管的结构为以覆盖物422以及覆盖物421的叠层覆盖发光元件420。覆盖物422可以用于光的扩散，也可以用作发光元件的保护膜。像这样，可以复数个层叠发光元件的覆盖物。

在图18D中的发光二极管的结构是以覆盖物431覆盖发光元件430a、430b、430c。像这样，也可以采用以同一覆盖物来覆盖复数个发光元件的结构。例如，可以采用将作为红色发光二极管的发光元件430a、作为绿色发光二极管的发光元件430b、作为蓝色发光二极管的发光元件430c组合，并且以同一覆盖物来覆盖上述发光元件的结构。可以将发光二极管中的覆盖物部分配置为不直接接触于发光元件而围绕其周围，也可以将其配置为直接接触于发光元件且形成树脂等作为膜。此外，如图18A所示，覆盖物411、421、422、431也可以包含荧光体、其他扩散物质。

将参照图7的框图说明本实施方式的显示装置的工作机理的一例。液晶显示装置250具有液晶显示面板模块241、背光灯模块242、热电模块226，所述液晶显示面板模块241包括液晶显示面板231以及液晶显示面板驱动电路232；上述背光灯模块242包括背光灯单元230、在背光灯单元区域中的温度传感器221、温度调节器222、热电元件驱动电路223、色彩传感器220、发光二极管控制器件224、以及发光二极管驱动电路225。

由发光二极管驱动电路225使在背光灯单元230中的发光二极管发光，由配置在背光灯单元中的色彩传感器220监视发出各种固有颜色光的每个发光二极管(例如，红色发光二极管、绿色发光二极管、蓝色发光二极管)是否为预定的输出，并将信息反馈于发光二极管控制器件224，并且输出到发光二极管驱动电路225。

此外，由在背光灯单元区域中配置的温度传感器221来检测背光灯单元230的温度，并且监视发光二极管的发热状态。当发光二极管为预定的温度之外(预定的温度以上或以下)时，由热电元件驱动电路223驱动热电元件而冷却或加热发光二极管，通过温度调节器222进行温度控制，以便不使发光二极管在温度范围外(高温或低温)驱动。

此外，通过在液晶显示装置中具有热电模块226，可以将在液晶显示装置中的温度差异利用于其他发光二极管或热电元件等的驱动。因为本发明在框体中包含可以高效地进行冷却以及加热的热电元件，所以在液晶显示装置中可以容易获得预定的温度差异。热电模块226可以配置在液晶显示装置中的任何地方，不管配置在液晶显示面板模块区域中还是配置在背光灯模块区域中都可以，也可以将热电模块226配置为跨越两个区域。也可以采用与液晶显示装置分别配置的结构。还可以配置复数个热电模块、复数个色彩传感器、复数个温度传感器，当色彩传感器或温度传感器配置在复数个地方时，可以进行更准确的监视。

此外，如图8所示，可以在液晶显示面板模块241中也设有热电元件。在这种情况下，设置液晶显示面板区域中的温度传感器233、温度调节器234、热电元件驱动电路235。此外，由在液晶显示面板区域中配置的温度传感器233来检测且监视液晶显示面板231的温度。当液晶显示面板231为预定的温度之外(预定的温度以上或以下)时，由在液晶显示面板231中配置的热电元件驱动电路235驱动热电元件而冷却或加热液晶显示面板231，并通过温度调节器234进行温度控制，以便使液晶显示面板231为预定的温度范围内。

图8示出在背光灯单元区域中和在液晶显示面板区域中独立地配置热电元件驱动电路235、223的结构。热电元件驱动电路可以联动地工作，也可以同时进行不同的工作，如使热电元件驱动电路235工作为加热热电元件，则使热电元件驱动电路223工作为冷却热电元件。

图9示出使用共同的热电元件驱动电路243驱动液晶显示面板模块241以及背光灯模块242中的热电元件的一例。如图9所示，当通用热电元件驱动电路时，可以实现液晶显示装置的减薄，而且具有实现低成本的优点。

通过本发明，可以抑制用作光源的发光二极管的发热，并且抑制发光二极管的寿命变短、亮度降低、色度偏移。通过抑制光源的发热，可以抑制扩散膜、反射膜、棱镜膜的变形、变质。

此外，可以抑制液晶显示面板的响应速度、对比度、色彩不均匀等的特性变化，也可以抑制使用于液晶显示面板的偏振膜、视角扩大膜、相位差膜等的变形、变质、特性降低。此外，因为不使用散热器、散热管、冷却风机等，所以可以使背光灯装置的厚度为薄。

因此，根据本发明可以制造色彩和亮度的不均匀少且可靠性高的背光灯装置、而且可以制造具备该背光灯装置的可靠性高且可以显示高图像质量的图像的高性能的显示装置。

实施方式3

在本实施方式中，对具备有本发明的背光灯装置，并且使用具有结晶性半导体膜的薄膜晶体管的液晶显示装置进行说明。

图16A是显示了根据本发明的显示面板的结构的俯视图，其中形成有在具有绝缘表面的衬底2700上以矩阵状排列像素2702的像素部分2701、扫描线侧输入端子2703、信号线侧输入端子2704。像素的数量可以根据各种标准来设定，例如，对于XGA且使用RGB的全色显示，设定为1024×768×3(RGB)，对于UXGA且使用RGB的全色显示，设定为1600×1200×3(RGB)，对于适应于完全规格高视觉(full specshi-vision)且使用RGB的全色显示，设定为1920×1080×3(RGB)。

像素2702是通过从扫描线侧输入端子2703延伸的扫描线和从信号线侧输入端子2704延伸的信号线交叉，按矩阵来排列的。像素部分2701中的每一个像素具有开关元件和连接于该开关元件的像素电极层。开关元件的典型实例是TFT。通过将TFT的栅极层侧连接到扫描线，且将TFT的源侧或漏侧连接到信号线，可以利用从外部输入的信号独立地控制每一个像素。

图16A示出了用外部驱动电路控制输入到扫描线及信号线的信号的一种显示面板的结构。然而，如图17A所示，也可以通过COG(ChipOn Glass，玻璃上芯片安装)方式将驱动IC2751安装在衬底2700上。此外，作为其它安装方式，也可以使用如图17B所示的TAB(带式自动接合)方式。驱动IC既可以为形成在单晶半导体衬底上的驱动IC，又可以为在玻璃衬底上由TFT形成电路的驱动IC。在图17A和17B中，驱动IC2751连接到FPC(柔性印刷电路)2750。

此外，当由具有结晶性的半导体形成设置在像素中的TFT时，如图16B所示，也可以在衬底3700上形成扫描线侧驱动电路3702。在图16B中，使用外部驱动电路来控制像素部分3701，这是与将像素部分3701连接到信号线侧输入端子3704的图16A同样。当设在像素中的TFT由迁移度高的多晶(微晶)半导体或单晶半导体等形成时，如图16C所示，可以在衬底4700上集成地形成像素部分4701、扫描线驱动电路4702、信号线驱动电路4704。

图23是具备有本发明的背光灯单元的液晶显示装置的俯视图，并且图14是沿图23中的线C-D的截面图。

如图23以及图14所示，使用密封剂692将像素区域606、作为扫描线驱动电路的驱动电路区域608a、作为扫描线驱动区域的驱动电路区域608b密封在衬底600与相对衬底695之间，并且在衬底600上设有由IC驱动器形成的作为信号线驱动电路的驱动电路区域607。在像素区域606中设置有晶体管622以及电容元件623，并且在驱动电路区域608b中设有具有晶体管620以及晶体管621的驱动电路。

衬底600以及相对衬底695为具有透光性的绝缘衬底(以下，也记为透光衬底)。该衬底特别在可见光的波长区域中具有透光性。例如，可以使用钡硼硅酸盐玻璃或铝硼硅酸盐玻璃等的玻璃衬底、石英衬底等。此外，可以适用由具有柔软性的合成树脂如以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)为代表的塑料或丙烯等而构成的衬底。此外，也可以使用薄膜(由聚丙烯、聚酯、乙烯基、聚氟乙烯、氯乙烯等构成)、基材薄膜(聚酯、聚酰胺、无机气相沉积薄膜等)。此外，通常担心由合成树脂形成的衬底与其他衬底相比其耐热温度低，但是通过在使用耐热性高的衬底的制造步骤之后进行转置，也可以采用由合成树脂形成的衬底。

在像素区域606中，在衬底600上中间夹基底膜604a、基底膜604b地设置有用作开关元件的晶体管622。在本实施方式中，作为该晶体管622使用多栅型薄膜晶体管(TFT)，该晶体管622包括具有用作源区和漏区的杂质区的半导体层、栅绝缘层、具有两层的叠层结构的栅极层、源极层以及漏极层，并且其中源极层或漏极层与半导体层的杂质区和像素电极层630接触而电连接。薄膜晶体管可以以多个方法来制作。例如作为激活层，适用结晶性半导体膜。在结晶性半导体膜上中间夹栅绝缘膜地设置栅极。可以使用该栅极对该激活层添加杂质元素。像这样，通过使用栅极进行杂质元素的添加，就没必要形成用于杂质元素的添加的掩模。栅极可以为单层结构或叠层结构。杂质区通过控制其浓度，可以成为高浓度杂质区和低浓度杂质区。将如此具有低浓度杂质区的薄膜晶体管称为LDD(Light doped drain；轻掺杂漏区)结构。此外，低浓度杂质区可以与栅极重叠地形成，将这种薄膜晶体管称为GOLD(Gate Overlapped LDD；栅极重叠轻掺杂漏区)结构。此外，通过对于杂质区使用磷(P)等，使薄膜晶体管的极性成为n型。当要使薄膜晶体管的极性成为p型时，可以添加硼(B)等。然后，形成覆盖栅极等的绝缘膜611以及绝缘膜612。由混入于绝缘膜611(以及绝缘膜612)中的氢元素，可以使结晶性半导体膜的悬空键终结。

进一步，为了提高平坦性，也可以形成绝缘膜615、绝缘膜616作为层间绝缘膜。作为绝缘膜615、绝缘膜616，可以使用有机材料、无机材料或它们的叠层结构。绝缘膜615、绝缘膜616例如可以由选自氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化铝、氧氮化铝、氮气的含量比氧气的含量多的氮氧化铝或氧化铝、类金刚石碳(DLC)、聚硅氮烷、含氮的碳(CN)、PSG(磷玻璃)、BPSG(硼磷玻璃)、铝氧、其他含有无机绝缘材料的物质中的材料而形成。另外，可以使用有机绝缘材料，并且作为有机材料，感光性、非感光性材料都可以使用。例如，可以使用聚酰亚胺、丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、抗蚀剂、苯并环丁烯、硅氧烷树脂等。注意，硅氧烷树脂相当于含有Si-O-Si键的树脂。硅氧烷的骨架结构由硅(Si)和氧(O)的键构成。作为取代基，使用至少含氢的有机基(例如，烷基、芳香烃)。作为取代基，也可以使用氟基团。此外，作为取代基，也可以使用至少含氢的有机基、氟基团。

另外，通过使用结晶性半导体膜，可以在同一衬底上集成地形成像素区域和驱动电路区域。在此情况下，将像素区域中的晶体管和驱动电路区域608b中的晶体管同时形成。用于驱动电路区域608b的晶体管构成CMOS电路。构成CMOS电路的薄膜晶体管为GOLD结构，然而也可以使用如晶体管622那样的LDD结构。

在像素区域中的薄膜晶体管的结构不局限于本实施方式，可以使用一个沟道形成区被形成的单栅结构，两个沟道形成区被形成的双栅结构，或三个沟道形成区被形成的三栅结构。另外，在外围驱动电路区域中的薄膜晶体管也可以使用单栅结构，双栅结构，或三栅结构。

注意，本发明不局限于本实施方式所示的薄膜晶体管的制造方法，也可以应用顶栅型(例如，正交错型)、底栅型(例如，反交错型)、具有在沟道区的上下中间夹栅绝缘膜配置的两个栅极层的双栅型、或者其他结构。

下面，通过印刷法或液滴喷射法，覆盖像素电极层630以及绝缘膜616地形成称为定向膜的绝缘层631。注意，如果使用丝网印刷法或胶印刷法，则可以选择性地形成绝缘层631。然后，进行研磨。如果液晶形态为垂直定向(VA)形态，则有时不进行这种研磨。用作定向膜的绝缘层633与绝缘层631同样。接着，通过液滴喷射法，将密封剂692形成在像素被形成了的区域的周边区域。

然后，将用作定向膜的绝缘层633、用作相对电极的导电层634、用作颜色滤光片的着色层635被设置了的相对衬底695和TFT衬底的衬底600，中间夹间隔物637而贴在一起，并且在其空隙中设置液晶层632。然后，在相对衬底695的外面设置偏振光片641，并且也在衬底600的与具有元件的面相反的面上设置偏振光片643。偏振光片可以通过粘结层而设置在衬底上。此外，也可以在偏振光片和衬底中间夹相位差板。在密封剂中也可以混入填料，并且还在相对衬底695上可以形成屏蔽膜(黑矩阵)等。注意，在液晶显示装置为全彩色显示的情况下，可以由呈现红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的材料形成颜色滤光片等，并且在液晶显示装置为单色显示的情况下，可以不设置着色层，或由呈现至少一种颜色的材料形成颜色滤光片等。

注意，当在背光灯中配置RGB的发光二极管(LED)等，并且采用通过时间分割进行彩色显示的逐次加色混合法(field sequentialmethod：场序制方式)时，有时不设置颜色滤光片。因为黑矩阵减少由晶体管或CMOS电路的布线引起的外光的反射，所以可以与晶体管或CMOS电路重叠地设置。注意，也可以与电容元件重叠地形成黑矩阵。这是因为可以防止构成电容元件的金属膜引起的反射的缘故。

作为形成液晶层的方法，可以使用分配器方式(滴落方式)或者浸渍方式(管吸(piping up)方式)。该浸渍方式为在将具有元件的衬底600和相对衬底695贴在一起后，利用毛细现象注入液晶的方式。当处理难以适用注入法的大型衬底时，可以适用滴落法。

也可以通过散布几μm的粒子来设置间隔物，但在本实施方式中在整个衬底上形成树脂膜后，将此蚀刻加工来形成隔离物。在通过旋涂器涂敷用于隔离物的这种材料后，通过曝光和显影处理将此形成为预定图形。进一步，通过用洁净烘箱等以150至200℃加热它并使它固化。这样形成的间隔物可以根据曝光和显影处理的条件而具有不同形状，然而，间隔物的形状优选为顶部平坦的柱状。这是因为当与相对一侧的衬底贴在一起时，可以确保作为液晶显示装置的机械强度的缘故。间隔物的形状可以为圆锥、角锥等而没有特别的限制。

接着，在与像素区域电连接的端子电极层678上，夹着各向异性导电体层696地提供用于连接的布线衬底FPC 694。FPC 694具有传播来自外部的信号或电位的作用。通过上述步骤，可以制造具有显示功能的液晶显示装置。

注意，作为晶体管具有的布线、栅极层、像素电极层630、用作相对电极层的导电层634，可以使用氧化铟锡(ITO)、在氧化铟中混合了氧化锌(ZnO)的IZO(indium zinc oxide；氧化铟锌)、在氧化铟中混合了氧化硅(SiO₂)的导电材料、有机铟、有机锡、含有氧化钨的氧化铟、含有氧化钨的氧化铟锌、含有氧化钛的氧化铟、含有氧化钛的氧化铟锡等。或者可以使用选自钨(W)、钼(Mo)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、铬(Cr)、钴(Co)、镍(Ni)、钛(Ti)、白金(Pt)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)等的金属、其合金或其金属氮化物中的材料。

在图14中所示的显示装置具有的背光灯单元包括发光二极管651、包含热电元件的框体650、反射膜652、导光板653、扩散板654、棱镜膜655、色彩传感器656。

在本发明中作为背光灯装置的光源，使用发光二极管，在保持发光二极管的框体中围绕发光二极管(发光二极管的下侧以及四周)地设有热电元件，并且通过热电元件的冷却以及加热来调节背光灯装置中的温度。热电元件是利用涉及热和电的现象而将热能和电能相互转换的金属或半导体的元件。作为可以使用于本发明的热电元件可以举出珀耳帖元件等。

由于发光二极管的发光，在背光灯装置中发生温度变化。在背光灯装置中配置监视温度状态的温度传感器，通过使热电元件工作的驱动电路进行热电元件的冷却或加热，并且在温度调节器中进行温度控制。再者，设有监视发光二极管的输出的色彩传感器，由控制发光二极管的输出的发光二极管控制装置控制发光二极管的输出，由发光二极管驱动电路驱动发光二极管。

在背光灯装置的前面配置的透过型液晶显示面板模块也可以包含进行液晶显示面板的加热以及冷却的热电元件、使该热电元件工作的驱动电路、监视(彩色)液晶显示面板的温度状态的温度传感器、进行温度控制的温度调节器。

在背光灯装置一侧配置的热电元件和在液晶显示面板模块一侧配置的热电元件可以分别地具有温度传感器以及温度调节器并且独立地工作，也可以通用温度传感器以及温度调节器并且使它们一同工作。

可以接触地配置背光灯装置和液晶显示面板模块，也可以空开地配置。当液晶显示面板模块和背光灯装置接触而配置，并且在背光灯装置一侧配置的热电元件与液晶显示面板模块接触时，通过热电元件的冷却、加热，也可以对液晶显示面板模块进行温度控制。

此外，通过在液晶显示装置中具有热电模块，可以将液晶显示装置中的温度差异利用于其他发光二极管或热电元件等的驱动。因为本发明在框体中包含可以高效地进行冷却以及加热的热电元件，所以在液晶显示装置中容易获得预定的温度差异。

通过本发明，可以抑制用作光源的发光二极管的发热，并且抑制发光二极管的寿命变短、亮度降低、色度偏移。通过抑制光源的发热，可以抑制扩散膜、反射膜、棱镜膜的变形、变质。

此外，可以抑制液晶显示面板的响应速度、对比度、色彩不均匀等的特性变化，也可以抑制使用于液晶显示面板的偏振膜、视角扩大膜、相位差膜等的变形、变质、特性降低。此外，因为不使用散热器、散热管、冷却风机等，所以可以使背光灯装置的厚度为薄。

因此，根据本发明可以制造色彩和亮度的不均匀少且可靠性高的背光灯装置、而且可以制造具备该背光灯装置的可靠性高且可以显示高图像质量的图像的高性能的显示装置。

本实施方式可以与上述实施方式自由组合。

实施方式4

在本实施方式中，对具备有本发明的背光灯装置，并且使用具有非结晶体半导体膜的薄膜晶体管的液晶显示装置进行说明。

在图15中所示的显示装置包括在衬底300上设有的像素区域中的作为反交错型薄膜晶体管的晶体管320、像素电极层301、绝缘层302、绝缘层303、液晶层304、间隔物381、绝缘层305、相对电极层306、颜色滤光片308、黑矩阵307、相对衬底310、偏振光片331、偏振光片333、密封区域中的密封剂382、端子电极层387、各向异性导电层385、FPC386。

在本实施方式中制造的作为反交错型薄膜晶体管的晶体管320的栅极层、源极层、漏极层通过液滴喷射法形成。液滴喷射法是喷射具有液状导电材料的组成物，然后通过干燥或焙烧使它固化，而形成导电层或电极层的方法。通过喷射包括绝缘材料的组成物，然后通过干燥或焙烧使它固化，也可以形成绝缘层。因为可以选择性地形成导电层或绝缘层等显示装置的构成物，所以可以简化步骤，并且可以防止材料的损失。因此，可以以低成本且高生产率地制造显示装置。

在本实施方式中，使用非晶体半导体作为半导体层，并且根据需要，可以形成具有一种导电类型的半导体层。在本实施方式中，作为半导体层和具有一种导电类型的半导体层，层叠非晶体n型半导体层。另外，可以制造形成有n型半导体层的n沟道型薄膜晶体管的NMOS结构、形成有p型半导体层的p沟道型薄膜晶体管的PMOS结构、n沟道型薄膜晶体管和p沟道型薄膜晶体管的CMOS结构。

另外，为了赋予导电性，通过使用掺杂法添加赋予导电性的元素，而在半导体层中形成杂质区，也可以形成n沟道型薄膜晶体管、p沟道型薄膜晶体管。还可以通过进行使用PH₃气体的等离子体处理，对半导体层赋予导电性，以代替形成n型半导体层。

在本实施方式中，晶体管320为n沟道型反交错型薄膜晶体管。此外，也可以使用在半导体层的沟道区上设置有保护层的沟道保护型反交错型薄膜晶体管。

另外，可以使用有机半导体材料，并且通过蒸发淀积法、印刷法、喷射法、旋涂法、液滴喷射法、分配器方法等来形成半导体层作为半导体。在这种情况下，不一定需要蚀刻步骤，因此可以减少步骤的数量。作为有机半导体，可以使用并五苯等的低分子材料、高分子材料等，并且还可以使用有机色素、导电性高分子材料等的材料。作为用于本发明的有机半导体材料，优选使用其骨架由共轭双键构成的π电子共轭系的高分子材料。典型地，可以使用对液体有可溶性的高分子材料诸如聚噻吩、聚芴、聚(3-烷基噻吩)、聚噻吩衍生物等。

在图15中所示的显示装置具有的背光灯单元包括发光二极管351、包含热电元件的框体350、反射膜352、导光板353、扩散板354、棱镜膜355、色彩传感器356。

在本发明中作为背光灯装置的光源，使用发光二极管，在保持发光二极管的框体中围绕发光二极管(发光二极管的下侧以及四周)地设有热电元件，并且通过热电元件的冷却以及加热来调节背光灯装置中的温度。热电元件是利用涉及热和电的现象而将热能和电能相互转换的金属或半导体的元件。作为可以使用于本发明的热电元件可以举出珀耳帖元件等。

由于发光二极管的发光，在背光灯装置中发生温度变化。在背光灯装置中配置监视温度状态的温度传感器，通过使热电元件工作的驱动电路进行热电元件的冷却或加热，并且在温度调节器中进行温度控制。再者，设有监视发光二极管的输出的色彩传感器，由控制发光二极管的输出的发光二极管控制装置控制发光二极管的输出，由发光二极管驱动电路驱动发光二极管。

在背光灯装置的前面配置的透过型液晶显示面板模块也可以包含进行液晶显示面板的加热、冷却的热电元件、使该热电元件工作的驱动电路、监视(彩色)液晶显示面板的温度状态的温度传感器、进行温度控制的温度调节器。

在背光灯装置一侧配置的热电元件和在液晶显示面板模块一侧配置的热电元件可以分别地具有温度传感器以及温度调节器并且独立地工作，也可以通用温度传感器以及温度调节器并且使它们一同工作。

可以接触地配置背光灯装置和液晶显示面板模块，也可以空开地配置。当液晶显示面板模块和背光灯装置接触而配置，并且在背光灯装置一侧配置的热电元件与液晶显示面板模块接触时，通过热电元件的冷却、加热，也可以对液晶显示面板模块进行温度控制。

此外，通过在液晶显示装置中具有热电模块，可以将液晶显示装置中的温度差异利用于其他发光二极管或热电元件等的驱动。因为本发明在框体中包含可以高效地进行冷却以及加热的热电元件，所以在液晶显示装置中容易获得预定的温度差异。

通过本发明，可以抑制用作光源的发光二极管的发热，并且抑制发光二极管的寿命变短、亮度降低、色度偏移。通过抑制光源的发热，可以抑制扩散膜、反射膜、棱镜膜的变形、变质。

此外，可以抑制液晶显示面板的响应速度、对比度、色彩不均匀等的特性变化，也可以抑制使用于液晶显示面板的偏振膜、视角扩大膜、相位差膜等的变形、变质、特性降低。此外，因为不使用散热器、散热管、冷却风机等，所以可以使背光灯装置的厚度为薄。

因此，根据本发明可以制造色彩和亮度的不均匀少且可靠性高的背光灯装置、而且可以制造具备该背光灯装置的可靠性高且可以显示高图像质量的图像的高性能的显示装置。

本实施方式可以与上述实施方式自由组合。

实施方式5

在本实施方式中，将说明使用了本发明的背光灯装置以及具备有背光灯装置的显示装置的其他结构例。

可以使本发明的背光灯装置为如图25A和25B所示的侧光方式(也之称为边光方式)。

图25A所示的显示装置包括液晶显示面板模块459、包含热电元件的框体450、发光二极管451a、451b、反射膜452a、452b、452c、扩散板454、棱镜膜455。发光二极管451a、451b设在包含热电元件的框体450的侧面。反射膜452a、452b、452c反射从发光二极管451a、451b发射的光，并且使该光发射到液晶显示面板模块一侧。反射膜452a在中央部分具有凸起部分，以便将光高效地传播到背光灯装置中。

图25B所示的显示装置包括液晶显示面板模块479、包含热电元件的框体470、发光二极管471a、471b、导光板473、扩散板474、棱镜膜475。发光二极管471a、471b设置在包含热电元件的框体470的侧面。导光板473将从发光二极管471a、471b发射的光传播到背光灯装置中，并且使该光发射到液晶显示面板模块一侧。

图25C所示的显示装置包括液晶显示面板模块469、包含热电元件的框体460、发光二极管461、反射膜462a、462b、462c、462d、导光板463a、463b、扩散板464、棱镜膜465。发光二极管461设在包含热电元件的框体460的底部分。反射膜462a、462b反射从发光二极管461发射的光，并且传播到导光板463a。在反射膜462c上反射传播到导光板463a的光，并且该光传播到导光板463b，且由反射膜462d发射到液晶显示面板模块一侧。

在本发明中使用的复数个发光二极管可以使用显示出不同的发光色的发光二极管，例如可以包含红色发光二极管、绿色发光二极管、以及蓝色发光二极管。更具体地，复数个发光二极管可以包含发光色的波长的峰值为625nm±10nm的第一发光二极管、发光色的波长的峰值为530nm±15nm的第二发光二极管、发光色的波长的峰值为455nm±10nm的第三发光二极管。

在本发明中作为背光灯装置的光源，使用发光二极管，在保持发光二极管的框体中围绕发光二极管地设有热电元件，并且通过热电元件的冷却以及加热来调节背光灯装置中的温度。热电元件是利用涉及热和电的现象而将热能和电能相互转换的金属或半导体的元件。作为可以使用于本发明的热电元件可以举出珀耳帖元件等。

由于发光二极管的发光，在背光灯装置中发生温度变化。在背光灯装置中配置监视温度状态的温度传感器，通过使热电元件工作的驱动电路进行热电元件的冷却或加热，并且在温度调节器中进行温度控制。再者，设有监视发光二极管的输出的色彩传感器，由控制发光二极管的输出的发光二极管控制装置控制发光二极管的输出，由发光二极管驱动电路驱动发光二极管。

在背光灯装置的前面配置的透过型液晶显示面板模块也可以包含进行液晶显示面板的加热、冷却的热电元件、使该热电元件工作的驱动电路、监视(彩色)液晶显示面板的温度状态的温度传感器、进行温度控制的温度调节器。

在背光灯装置一侧配置的热电元件和在液晶显示面板模块一侧配置的热电元件可以分别地具有温度传感器以及温度调节器并且独立地工作，也可以通用温度传感器以及温度调节器并且使它们一同工作。

可以接触地配置背光灯装置和液晶显示面板模块，也可以空开地配置。当液晶显示面板模块和背光灯装置接触而配置，并且在背光灯装置一侧配置的热电元件与液晶显示面板模块接触时，通过热电元件的冷却、加热，也可以对液晶显示面板模块进行温度控制。

此外，通过在液晶显示装置中具有热电模块，可以将液晶显示装置中的温度差异利用于其他发光二极管或热电元件等的驱动。因为本发明在框体中包含可以高效地进行冷却以及加热的热电元件，所以在液晶显示装置中容易获得预定的温度差异。

通过本发明，可以抑制用作光源的发光二极管的发热，并且抑制发光二极管的寿命变短、亮度降低、色度偏移。通过抑制光源的发热，可以抑制扩散膜、反射膜、棱镜膜的变形、变质。

此外，可以抑制液晶显示面板的响应速度、对比度、色彩不均匀等的特性变化，也可以抑制使用于液晶显示面板的偏振膜、视角扩大膜、相位差膜等的变形、变质、特性降低。此外，因为不使用散热器、散热管、冷却风机等，所以可以使背光灯装置的厚度为薄。

因此，根据本发明可以制造色彩和亮度的不均匀少且可靠性高的背光灯装置、而且可以制造具备该背光灯装置的可靠性高且可以显示高图像质量的图像的高性能的显示装置。

本实施方式可以与上述实施方式自由组合。

实施方式6

在本实施方式中，对于显示装置所具有的各电路等的工作进行说明。

在图19中示出显示装置的像素部分505以及驱动电路部分508的系统框图。

像素部分505具有多个像素，并且在成为各像素的信号线512和扫描线510的交叉区域中设置有开关元件。通过开关元件可以控制用于控制液晶分子的倾斜的电压的施加。如此，将在各交叉区域中设置有开关元件的结构称为有源型。本发明的像素部分并不局限于这种有源型，也可以具有无源型的结构。因为无源型在各像素中没有开关元件，所以制作步骤简便。

驱动电路部分508具有控制电路502、信号线驱动电路503、扫描线驱动电路504。输入图像信号501的控制电路502具有根据像素部分505的显示内容进行灰度控制的功能。因此，控制电路502将产生的信号输入到信号线驱动电路503、扫描线驱动电路504中。然后，当根据扫描线驱动电路504，通过扫描线510选择开关元件时，就对于选择了的交叉区域的像素电极施加电压。该电压值取决于从信号线驱动电路503并通过信号线输入进来的信号。

再者，在控制电路502中产生控制供给于照明工具506的电力的信号，而且该信号被输入到照明工具506的电源507。可以使用上述实施方式中所示的背光灯单元作为照明工具。注意，作为照明工具，除了背光灯以外，还有前灯(front light)。前灯指板状的灯单位，它被安装在像素部分的前面一侧，而且由照射液晶显示面板模块整体的光发射体以及导光体构成。通过使用这种照明工具，可以以低耗电量且均匀地照射像素部分。

如图19B所示，扫描线驱动电路504包括用作移位寄存器541、电平转移器542、缓冲器543的电路。选通开始脉冲(GSP)、选通时钟信号(GCK)等的信号被输入到移位寄存器541中。注意，本发明的扫描线驱动电路不局限于图19B所示的结构。

此外，如图19C所示，信号线驱动电路503包括用作移位寄存器531、第一锁存器532、第二锁存器533、电平转移器534、缓冲器535的电路。用作缓冲器535的电路指的是具有放大弱信号的功能的电路，而且它具有运算放大器等。对电平转移器534输入起始脉冲(SSP)等信号，并且对第一锁存器532输入视频信号等数据(DATA)。在第二锁存器533中可以暂时保持锁存(LAT)信号，并且将该信号同时输入到像素部分505中。将这称为线顺序驱动。因此，如果是进行点顺序驱动而不进行线顺序驱动的像素，就不需要第二锁存器。如此，本发明的信号线驱动电路不局限于图19C所示的结构。

这种信号线驱动电路503、扫描线驱动电路504、像素部分505可以由设置在同一衬底上的半导体元件而形成。可以使用设置在玻璃衬底上的薄膜晶体管形成半导体元件。在此情况下，优选将结晶性半导体膜适用于半导体元件(参照上述实施方式5)。因为结晶性半导体膜的电特性，特别是其迁移度高，所以它可以构成驱动电路部分所具有的电路。此外，也可以通过使用IC(Integrated Circuit；集成电路)芯片将信号线驱动电路503、扫描线驱动电路504安装在衬底上。在此情况下，可以将非晶体半导体膜适用于像素部分的半导体元件(参照上述实施方式5)。

在这样的显示装置中，作为背光灯装置的光源，使用发光二极管，在保持发光二极管的框体中围绕发光二极管(发光二极管的下侧以及四周)地设有热电元件，并且通过热电元件的冷却以及加热来调节背光灯装置中的温度。通过使用本发明，可以抑制用作光源的发光二极管的发热，并且抑制发光二极管的寿命变短、亮度降低、色度偏移。通过抑制光源的发热，可以抑制扩散膜、反射膜、棱镜膜的变形、变质。

此外，可以抑制液晶显示面板的响应速度、对比度、色彩不均匀等的特性变化，也可以抑制使用于液晶显示面板的偏振膜、视角扩大膜、相位差膜等的变形、变质、特性降低。此外，因为不使用散热器、散热管、冷却风机等，所以可以使背光灯装置的厚度为薄。

因此，根据本发明可以制造色彩和亮度的不均匀少且可靠性高的背光灯装置、而且可以制造具备该背光灯装置的可靠性高且可以显示高图像质量的图像的高性能的显示装置。

实施方式7

通过使用根据本发明制造的显示装置，可以制造电视装置(也简单地称为电视机、或电视接收机)。图20为示出了电视装置的主要结构的框图。显示面板可以具有：只在显示面板上形成像素部分701(如图16A所示)并且使用TAB方式安装扫描线驱动电路703和信号线驱动电路702(如图17B所示)的结构；使用COG方式安装扫描线驱动器电路703和信号线驱动器电路702(如图17A所示)的结构；如图16B所示，形成TFT，并将像素部分701和扫描线驱动电路703在衬底上形成为一体，且另外安装信号线驱动电路702作为驱动器IC的结构；如图17C所示，在衬底上集成地形成像素部分701、信号线驱动电路702、扫描线驱动电路703等的结构。上述任何结构都可以被采用。

作为其他外部电路的结构，在视频信号输入一侧提供：将调谐器704所接收的信号中的图像信号放大的图像信号放大电路705；将从图像信号放大电路705输出的信号转换成对应于红色、绿色、蓝色各色的色度信号的图像信号处理电路706；将该图像信号转换成驱动器IC的输入规格的控制电路707等。控制电路707将信号分别输出到扫描线侧和信号线侧。在进行数字驱动的情况下，可以在信号线侧提供信号分割电路708，并且将输入数字信号划分成m个而供应该信号。

将调谐器704所接收的信号中的音频信号发送到音频信号放大电路709，并通过音频信号处理电路710将从音频信号放大电路709输出的信号提供给扬声器713。控制电路711从输入部分712接收接收站(接收频率)或音量的控制信息，并将信号传送到调谐器704、音频信号处理电路710。

如图21A至21C所示，可以将这些液晶显示面板模块组合到框体，而完成电视装置。在图21A中，由显示模块形成主屏幕2003，并且提供扬声器部分2009、操作开关等作为其他附属设备。如此，根据本发明可以完成电视装置。

通过将显示面板2002组合到框体2001，并接收器2005接收普通电视广播的信号，且通过调节解调器2004将电视装置连接到利用有线或无线的通信网络，而可以实现单向(从发送者到接收者)或双向(发送者和接收者之间、或者接收者之间)信息通信。可以通过使用被组合在框体2001内的开关或独立于框体2001的遥控装置2006，而操作电视装置。并且也可以在该遥控装置2006中提供用于显示输出信息的显示部分2007。

另外，除了主屏幕2003之外，该电视装置还可以包含由第二显示面板形成的子屏幕2008以显示频道、音量等。在本结构中，可以使用本发明的液晶显示面板而形成主屏幕2003和子屏幕2008，并且还可以使用广视角的EL显示面板而形成主屏幕2003，使用能够以低耗电量显示图像的液晶显示面板而形成子屏幕2008。另外，为了优先地减小耗电量，可以使用液晶显示面板而形成主屏幕2003，使用EL显示面板而形成子屏幕2008，并且也可以使子屏幕2008具有能够一亮一灭的结构。当使用本发明时，即使使用如此大型衬底且使用多个TFT或电子部件，也可以制造可靠性高的显示装置。

图21B示出了例如具有20英寸至80英寸的大型显示部分的电视装置。该电视装置包括框体2010、作为操作部分的键盘部分2012、显示部分2011、扬声器部分2013等。本发明适用于显示部分2011的制造。由于图21B所示的显示部分由能够弯曲的物质构成，因此成为显示部分被弯曲的电视装置。如此，因为可以自由设计显示部分的形状，所以可以制造具有所希望的形状的电视装置。

图21C示出了例如具有20英寸至80英寸的大型显示部分的电视装置。该电视装置包括框体2030、显示部分2031、作为操作部分的遥控装置2032、扬声器部分2033等。本发明适用于显示部分2031的制造。由于图21C所示的电视装置为壁挂式，因此并不需要大的安装空间。

当然，本发明不局限于电视装置，并且可以适用于各种各样的用途，如个人计算机的监视器、尤其是大面积的显示媒体如火车站或机场等中的信息显示板或者街头上的广告显示板等。

实施方式8

作为根据本发明的电子器具，可以举出电视装置(简单地称为电视，或者电视接收机)、数码相机、数码摄像机、便携式电话机(简单地称为移动电话机、手机)、PDA等的便携式信息终端、便携式游戏机、用于计算机的监视器、计算机、汽车音响等的声音再现装置、家用游戏机等的具备记录媒体的图像再现装置等。对于其具体例子将参照图22而说明。

图22A所示的便携式信息终端设备包括主体9201、显示部分9202等。对于显示部分9202可以适用本发明的显示装置。结果，可以提供可靠性高且可以显示高图像质量的图像的高性能的便携式信息终端设备。

图22B所示的数码摄像机包括显示部分9701、显示部分9702等。对于显示部分9701可以适用本发明的显示装置。结果，可以提供可靠性高且可以显示高图像质量的图像的高性能的数码摄像机。

图22C所示的便携式电话机包括主体9101、显示部分9102等。对于显示部分9102可以适用本发明的显示装置。结果，可以提供可靠性高且可以显示高图像质量的图像的高性能的便携式电话机。

图22D所示的便携式电视装置包括主体9301、显示部分9302等。对于显示部分9302可以适用本发明的显示装置。结果，可以提供可靠性高且可以显示高图像质量的图像的高性能的便携式电视装置。此外，可以将本发明的显示装置广泛地适用于如下的电视装置：安装到便携式电话机等的便携式终端的小型电视装置；能够搬运的中型电视装置；以及大型电视装置(例如40英寸或更大)。

图22E所示的便携式计算机包括主体9401、显示部分9402等。对于显示部分9402可以适用本发明的显示装置。结果，可以提供可靠性高且可以显示高图像质量的图像的高性能的便携式计算机。

如此，通过采用本发明的显示装置，可以提供可靠性高且可以显示高图像质量的图像的高性能的电子器具。

实施例1

在本实施例中检测使用于本发明的发光二极管的特性并且进行评价。将使用图10、图12、图13说明实验结果。

使用分光光度测量仪检测RGB的发光二极管的发光光谱，该分光光度测量仪可以检测从紫外到近红外的分光光谱。在图10示出发光光谱的检测结果。在图10中，图10B是使用发光为一般的蓝色的发光二极管的发射光谱的结果，图10A是使用发光为深蓝色的深蓝色发光二极管的发射光谱，该深蓝色发光二极管代替在图10B中使用的蓝色发光二极管。在图10A和10B中示出蓝色发光二极管以及深蓝色发光二极管的波长光谱为虚线、绿色发光二极管的波长光谱为实线、红色发光二极管的波长光谱为链条线。

当使用深蓝色发光二极管时，与使用蓝色发光二极管时相比，因为峰值位置从470nm移位到455nm，即移位到短波长侧，所以与绿色发光二极管的光谱重叠的面积变小且光谱的半值宽度变窄，因而确认到颜色纯度提高了，而且颜色再现范围扩大了。

使用亮度色度计检测如下情况下的RGB各色的色度：驱动作为光源的冷阴极管(也称为CCFL；冷阴极荧光灯，Cold CathodeFluorescent Lamp)、使用蓝色发光二极管的RGB发光二极管、使用深蓝色发光二极管的RGB发光二极管的背光灯单元；将白色分别调整为NTSC色品坐标的标准；分别将具有两种膜厚的颜色滤光片(一种膜厚为1.7μm、另一种膜厚为2.5μm)置于其上。在图12中示出色品坐标的检测结果。在图12中示出NTSC的色品坐标为实线、包含蓝色发光二极管的RGB发光二极管为链条线、包含深蓝色发光二极管的RGB发光二极管为细虚线、CCFL的色品坐标为较长的虚线。此外，图12A是当颜色滤光片的膜厚为1.7μm时的色品坐标，图12B是当颜色滤光片的膜厚为2.5μm时的色品坐标。

在假设NTSC色品坐标的面积为100％的情况下，当使用冷阴极管时色品坐标的面积为67至92％、当使用蓝色发光二极管时色品坐标的面积为72至101％、当使用深蓝色发光二极管时色品坐标的面积87至110％。因此，确认到通过使用深蓝色发光二极管，可以扩大色品坐标的面积。

如上述，将发光二极管用作光源的背光灯装置可以扩大颜色再现范围。从而，通过具有这样的背光灯装置，可以制造可以显示更高图像质量的图像的高性能的显示装置。

实施例2

在本实施例中检测使用于本发明的发光二极管的特性并且进行评价。将使用图11说明实验结果。

在对发光二极管不进行散热对策的情况下与在通过本发明在具有热电元件的框体中配置发光二极管，并且通过热电元件进行冷却的情况下，检测当使发光二极管发光时的在背光灯装置中的温度变化。具体而言，使用热电偶对衬底(金属芯衬底)背面、衬底(金属芯衬底)表面、覆盖发光二极管的树脂附近进行温度检测。在图11A中示出相对于时间的衬底表面的温度变化、在图11B中示出衬底背面的温度变化、在图11C中示出覆盖发光二极管的树脂附近的温度变化。在图11A至11C中用细线示出没有通过热电元件进行散热对策的情况、用粗线示出通过热电元件进行散热对策的情况。在本实施例中，作为热电元件使用珀耳帖元件。

当没有进行散热对策时，衬底大约为50℃(在背面以及表面双方上)、发光二极管附近(发光二极管树脂附近)为60℃，另一方面，当使用珀耳帖元件时，确认到当使用发光二极管时的温度变低，即金属芯衬底背面的温度为20℃、金属芯衬底表面的温度为40℃、发光二极管附近(发光二极管树脂附近)的温度为45℃。

根据上述，通过使用本发明，可以抑制用作光源的发光二极管的发热，并且抑制发光二极管的寿命变短、亮度降低、色度偏移。通过抑制光源的发热，可以抑制扩散膜、反射膜、棱镜膜的变形、变质。

此外，可以抑制液晶显示面板的响应速度、对比度、色彩不均匀等的特性变化，也可以抑制使用于液晶显示面板的偏振膜、视角扩大膜、相位差膜等的变形、变质、特性降低。此外，因为不使用散热器、散热管、冷却风机等，所以可以使背光灯装置的厚度为薄。

因此，根据本发明可以制造色彩和亮度的不均匀少且可靠性高的背光灯装置、而且可以制造具备该背光灯装置的可靠性高且可以显示高图像质量的图像的高性能的显示装置。

实施例3

在本实施例中检测使用于本发明的发光二极管的特性并且进行评价。并使用图26至28说明实验结果。

检测在具有热电元件的框体中配置发光二极管，并且通过热电元件进行冷却的情况下，当使发光二极管发光时的在背光灯装置中的温度变化。更详细地说，使用热电偶对覆盖发光二极管的树脂附近进行温度检测。

样品为样品A(A1至A3)和样品B(B1至B3)，其中样品A相对于发光二极管热电元件的配置不同。在图27以及28中示出样品A和样品B的结构。在图27以及28中，图27A以及28A是俯视图，图27B是图27A所示的X1-Y1线的截面图，图28B是沿图28A中的X2-Y2线的截面图。样品A的结构为在框体800中，只在发光二极管801的下侧设有热电元件802，并且在框体800的中央设有发光二极管801(参照图27A和27B)。样品B的结构为在框体820中，热电元件822a设在发光二极管821的下侧，并且热电元件822b至822e配置为围绕发光二极管821的四周的结构，而且，不在热电元件822a的中央，而在热电元件822b以及822e的附近配置发光二极管821(参照图28A和28B)。

样品A1以及样品B1为红色发光的发光二极管、样品A2以及样品B2为绿色发光的发光二极管、样品A3以及样品B3为蓝色(品蓝：royalblue)发光的发光二极管。

在图26A中示出相对于时间的覆盖样品A1以及样品B1的发光二极管的树脂附近的温度变化，该样品A1以及样品B1显示出红色发光；在图26B中示出相对于时间的覆盖样品A2以及样品B2的发光二极管的树脂附近的温度变化，该样品A2以及样品B2显示出绿色发光；在图26C中示出相对于时间的覆盖样品A3以及样品B3的发光二极管的树脂附近的温度变化，该样品A3以及样品B3显示出蓝色发光。在图26A至26C用细线示出样品A(A1、A2、A3)、用粗线示出样品B(B1、B2、B3)。在样品A以及样品B中，珀耳帖元件用作热电元件。在所有的样品中，对发光二极管流过电流0.3安培(A)、对热电元件流过电流2安培(A)。

如图26A至26C所示，与只在发光二极管的下侧配置热电元件的A1至A3相比，使用本发明的在五面上将热电元件配置为围绕发光二极管的B1至B3可以抑制温度上升。因此，可以确认到如本发明那样将热电元件配置为围绕发光二极管的结构对发光二极管散热效果较高。

根据上述，通过使用本发明，可以抑制用作光源的发光二极管的发热，并且抑制发光二极管的寿命变短、亮度降低、色度偏移。通过抑制光源的发热，可以抑制扩散膜、反射膜、棱镜膜的变形、变质。

此外，可以抑制液晶显示面板的响应速度、对比度、色彩不均匀等的特性变化，也可以抑制使用于液晶显示面板的偏振膜、视角扩大膜、相位差膜等的变形、变质、特性降低。此外，因为不使用散热器、散热管、冷却风机等，所以可以使背光灯装置的厚度为薄。

因此，根据本发明可以制造色彩和亮度的不均匀少且可靠性高的背光灯装置、而且可以制造具备该背光灯装置的可靠性高且可以显示高图像质量的图像的高性能的显示装置。

本说明书根据2006年3月21日在日本专利局受理的日本专利申请编号2006-077879而制作，所述申请内容包括在本说明书中。

Claims (18)

1.一种半导体装置，包括：

液晶显示面板；

与所述液晶显示面板相邻的背光灯装置，包括：

板；

在所述板之上的反射膜；

在所述板之上的多个发光部分，每个发光部分包括：多个发光二极管；在所述多个发光二极管之上的荧光材料；以及，在所述荧光材料之上的树脂，所述树脂具有弯曲上表面；

在所述反射膜与所述多个发光部分之上的扩散板；和

在所述扩散板之上的棱镜膜；以及

配置成为控制所述多个发光部分的输出而监视光的第一传感器。

2.一种半导体装置，包括：

液晶显示面板；

与所述液晶显示面板相邻的背光灯装置，包括：

板；

在所述板之上的反射膜；

在所述板之上的多个发光部分，每个发光部分包括：多个发光二极管；在所述多个发光二极管之上的荧光材料；以及，在所述荧光材料之上的树脂，所述树脂具有弯曲上表面；

在所述反射膜与所述多个发光部分之上的扩散板；和

在所述扩散板之上的棱镜膜；以及

在操作上连接到所述背光灯装置的第一传感器。

3.一种半导体装置，包括：

液晶显示面板；

与所述液晶显示面板相邻的背光灯装置，包括：

板；

在所述板之上的反射膜；

在所述板之上的多个发光部分，每个发光部分包括：多个发光二极管；在所述多个发光二极管之上的荧光材料；以及，在所述荧光材料之上的树脂，所述树脂具有弯曲上表面；

在所述反射膜与所述多个发光部分之上的扩散板；和

在所述扩散板之上的棱镜膜；以及

在所述板之上的第一传感器。

4.一种半导体装置，包括：

液晶显示面板；

与所述液晶显示面板相邻的背光灯装置，包括：

板；

在所述板之上的反射膜；

在所述板之上的多个发光部分，每个发光部分包括：多个发光二极管；在所述多个发光二极管之上的荧光材料；以及，在所述荧光材料之上的树脂，所述树脂具有弯曲上表面；

在所述反射膜与所述多个发光部分之上的扩散板；和

在所述扩散板之上的棱镜膜；以及

在所述多个发光部分之上的第一传感器。

5.如权利要求1-4中任一项所述的半导体装置，还包括在操作上连接到所述背光灯装置的第二传感器。

6.如权利要求1-4中任一项所述的半导体装置，还包括在类型上与所述第一传感器不同的第二传感器。

7.如权利要求5所述的半导体装置，其中，所述第二传感器为温度传感器。

8.如权利要求6所述的半导体装置，其中，所述第二传感器为温度传感器。

9.如权利要求1-4中任一项所述的半导体装置，

其中，所述液晶显示面板包括薄膜晶体管，

其中，所述薄膜晶体管与所述多个发光部分中之一重叠。

10.如权利要求1-4中任一项所述的半导体装置，

其中，所述反射膜包括多个开口，

其中，提供所述多个开口以便与所述多个发光部分的位置对应，并且

其中，所述树脂在与所述板的表面平行的方向的宽度不大于所述多个开口中每一个在与所述表面平行的所述方向的宽度。

11.如权利要求1-4中任一项所述的半导体装置，其中，所述第一传感器布置在所述多个发光部分之上并且在与所述多个发光部分重叠的区域以外。

12.如权利要求1-4中任一项所述的半导体装置，其中，所述第一传感器与所述液晶显示面板重叠。

13.如权利要求1-4中任一项所述的半导体装置，其中，与所述多个发光部分相邻地提供所述第一传感器。

14.如权利要求1-4中任一项所述的半导体装置，

其中，所述反射膜在所述板之上且在所述树脂的顶端之下。

15.如权利要求1-4中任一项所述的半导体装置，其中，所述多个发光部分包括红色、绿色和蓝色。

16.如权利要求1-4中任一项所述的半导体装置，其中，所述多个发光部分包括白色。

17.如权利要求1-4中任一项所述的半导体装置，其中，所述发光部分的所述多个发光二极管的颜色彼此不同。

18.一种电子装置，包括如权利要求1-4中任一项所述的半导体装置，其中，所述电子装置是选自由便携式信息终端、照相机、移动电话，电视装置与计算机组成的组中的一种。

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