TWI474077B - 顯示裝置 - Google Patents

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TWI474077B
TWI474077B TW100141466A TW100141466A TWI474077B TW I474077 B TWI474077 B TW I474077B TW 100141466 A TW100141466 A TW 100141466A TW 100141466 A TW100141466 A TW 100141466A TW I474077 B TWI474077 B TW I474077B
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Tatsuya Sugita
Shinichi Komura
Toshio Miyazawa
Terunori Saitou
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Japan Display Inc
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Description

顯示裝置
本發明係關於顯示裝置，尤其係關於包含在顯示面側具有透鏡功能之顯示面板之液晶透鏡方式之3維顯示裝置。
先前之顯示裝置中，有不使用眼鏡等可藉由裸眼切換2維(2D)顯示與3維(3D)顯示之顯示裝置。該顯示裝置例如係具備進行圖像顯示之第1液晶顯示面板；與配置於該第1液晶顯示面板之顯示面側(觀察者側)，形成3D顯示時對觀察者之左右眼分別入射光線之視差屏障之第2液晶顯示面板之液晶顯示裝置。該顯示裝置之構成為，藉由控制第2液晶顯示面板之液晶分子之配向，而使第2液晶顯示面板內之折射率變化，形成朝顯示面之上下方向延伸且並設於左右方向之透鏡(雙凸透鏡、柱面透鏡)區域，使對應於左右眼之像素之光向觀察者之視點轉向。該顯示裝置稱為液晶透鏡方式之3維顯示裝置。
液晶透鏡方式之3維顯示裝置中，例如有專利文獻1所記載之自動立體觀察顯示裝置。該專利文獻1所記載之顯示裝置之構成為，於介隔液晶層對向配置之一方之透明基板上形成面狀之電極，且於另一方之透明基板上形成朝透鏡之形成方向延伸之帶狀電極(線狀電極)，並於透鏡之排列方向上並設有線狀電極。根據該構成，成為控制施加於帶狀電極之電壓與施加於面狀電極之電壓而控制液晶分子之折射率，可切換控制2D顯示與3D顯示之構成。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特表2009-520231號公報
但，專利文獻1所記載之顯示裝置中，3D顯示時僅顯示於特定眼之視差圖像另一眼亦能看到，有產生所謂串擾之虞。若發生該串擾，則會有原先不應看到之另一眼之圖像重疊顯示，因而導致3D顯示之品質大幅下降，因此殷切期望串擾之降低。
本發明係鑑於該等問題點而完成者，本發明之目的在於提供一種可藉由調整施加於液晶面板之電壓而降低使用形成柱面透鏡之液晶透鏡之顯示裝置中之3D顯示時之串擾之技術。
(1)為解決前述問題，該顯示裝置具備：進行圖像顯示之顯示面板；及配置於前述顯示面板之顯示面側之液晶顯示面板，該液晶顯示面板具備：透明之第1基板，其具備面狀之透明電極；透明之第2基板，其與前述第1基板對向，且具備包含透明電極材料、且朝前述第1方向延伸而並設於與前述第1方向交叉之第2方向之透光性之帶狀電極，及重疊形成於前述帶狀電極且朝前述第1方向延伸而成之帶狀之遮光部；及液晶層，其被前述第1基板及前述第2基板夾持；該顯示裝置係切換2維顯示與3維顯示而顯示圖像者，且藉由控制前述液晶層之折射率，而形成朝前述第1方向延伸且並設於前述第2方向、成為視差屏障之柱面透鏡。
(2)為解決前述問題，該顯示裝置具備：進行圖像顯示之顯示面板；及配置於前述顯示面板之顯示面側之液晶顯示面板，該液晶顯示面板具備：透明之第1基板，其具備面狀之透明電極之；透明之第2基板，其與前述第1基板對向，且具備包含具有遮光性之金屬材料、且朝前述第1方向延伸而並設於與前述第1方向交叉之第2方向之帶狀電極；及液晶層，其被前述第1基板及前述第2基板夾持；該顯示裝置係切換2維顯示與3維顯示而顯示圖像者，且藉由控制前述液晶層之折射率，而形成朝前述第1方向延伸且並設於前述第2方向、成為視差屏障之柱面透鏡。
根據本發明，藉由調整施加於液晶面板之電壓，可降低使用形成柱面透鏡之液晶透鏡之顯示裝置中3D顯示時之串擾且提高顯示畫質。
對於本發明之其他效果，由說明書全體之記載而明瞭。
以下，針對本發明之實施形態使用圖面進行說明。其中在以下說明中，對同一構成要件附註同一符號，且省略重複說明。
<實施形態1>
<整體構成>
圖1係說明本發明實施形態1之顯示裝置(液晶顯示裝置)之整體構成之剖面圖，以下，基於圖1說明實施形態1之顯示裝置之整體構成。其中，在以下說明中，針對作為進行圖像顯示之顯示面板而使用非發光型之第1液晶顯示面板LCD1與背光裝置之情形進行說明。即，顯示面板具備液晶顯示面板與背光裝置。但，進行圖像顯示之顯示面板不限於此，亦可使用其他非發光型之顯示面板或有機EL顯示面板等之自發光型之顯示面板等。
實施形態1之液晶顯示裝置具備：作為圖像顯示用之液晶顯示面板之第1液晶顯示面板LCD1；及控制透射光之折射率並作為透鏡(雙凸透鏡、柱面透鏡)發揮功能之第2液晶顯示面板LCD2。如圖1所示，實施形態1之液晶顯示裝置從背光單元(背光裝置)BLU分別依序重疊配置有第1液晶顯示面板LCD1、及第2液晶顯示面板LCD2。即，於第1液晶顯示面板LCD1之顯示面側(觀察者側)配置有第2液晶顯示面板LCD2。此時，為防止第1液晶顯示面板LCD1與第2液晶顯示面板LCD2之位置對準偏離，而將第1液晶顯示面板LCD1與第2液晶顯示面板LCD2利用接著構件ADH固定。另，接著構件ADH包含眾所周知之樹脂構件等，但較好的是包含與作為第1基板SUB11、SUB21及第2基板SUB12、SUB22使用之透明基板(例如玻璃基板)具有大致相同折射率之構件。
實施形態1之第2液晶顯示面板LCD2例如係以扭轉向列方式(以下寫作TN(Twisted Nematic)方式)之液晶顯示面板形成。在未對液晶顯示面板LCD2之複數個電極(帶狀電極)分別施加電壓之情形下，藉由使來自第1液晶顯示面板LCD1之出射光(顯示圖像)直接透射(通過)而令該顯示裝置進行2D顯示。與此相對，在對液晶顯示面板LCD2之複數個電極分別施加電壓之情形下，液晶顯示面板LCD2作為成用以賦與使來自第1液晶顯示面板LCD1之出射光(顯示圖像)分別入射於觀察者之左右眼之兩眼視差之視差屏障之透鏡而發揮作用，藉此令該顯示裝置進行3D顯示。如此，實施形態1之第2液晶顯示面板LCD2係在未對液晶施加電場之狀態下使入射光直接透射之液晶顯示面板，其詳情請容後述。另，第2液晶顯示面板LCD2並不限於TN方式，亦可為其他方式。
又，第1液晶顯示面板LCD1亦可使用TN方式之液晶顯示面板、VA(Vertical Alignment：垂直對準)方式之液晶顯示面板、及IPS(In-Plane Switching：共平面轉換)方式之液晶顯示面板等任一方式之液晶顯示面板。另，第1液晶顯示面板LCD1為眾所周知之液晶顯示面板，因此省略擴散板等之光學薄板或偏光板等。
<第1液晶顯示面板之構成>
圖2係說明本發明實施形態1之顯示裝置之第1液晶顯示面板之概略構成之圖，圖3係說明實施形態1之第1液晶顯示面板之第1基板側之薄膜電晶體構成之圖，圖4係說明實施形態1之第1液晶顯示面板之像素構成之圖。其中，圖中所示之X、Y分別表示X軸、Y軸。
如圖2所示，實施形態1之液晶顯示面板LCD1係眾所周知之液晶顯示面板，實施形態1之液晶顯示面板LCD1具備玻璃基板等眾所周知之一對透明基板(第1基板SUB11、第2基板SUB12)與液晶層(液晶分子LC)。一對透明基板係對向配置，液晶層被一對透明基板夾持。於第1基板SUB11上形成有眾所周知之薄膜電晶體或像素電極等，於第2基板SUB12上形成有彩色濾光片或眾所周知之黑色矩陣等。此時，例如第1基板SUB11係以大於第2基板SUB12之透明基板形成，於周邊部形成有用以與外部連接之連接端子等。又，第1基板SUB11與第2基板SUB12係以沿著第2基板SUB12之周邊部塗布成環狀之眾所周知之密封材固定，在第1基板SUB11與第2基板SUB12之間密封有液晶。再者，於第1基板SUB11之背光裝置側(與液晶側之面對向之面)配置有第1偏光板POL1，於第2基板SUB12之顯示面側(與液晶側之面對向之面)配置有第2偏光板POL2，第1偏光板POL1與第2偏光板POL2係以偏光方向成90°之方式配置。
但，實施形態1之液晶顯示面板LCD1中，密封有液晶之區域內，含顏色顯示用紅(R)、綠(G)、藍(B)各副像素之像素區域(以下寫作像素)成為顯示區域。因此，即使在密封有液晶之區域內，未形成有像素之區域仍不為顯示區域。
如圖3所示，實施形態1之液晶顯示面板LCD1中，在形成於第1基板SUB11之液晶側之面之顯示區域內，形成有朝圖中X方向延伸且並設於Y方向之複數個閘極線GL。又，形成有朝圖中Y方向延伸且並設於X方向之複數個汲極線DL。以汲極線DL與閘極線GL包圍之矩形狀之區域係與形成於第2基板SUB12之紅(R)、綠(G)、藍(B)之彩色濾光片對應，如圖4所示，含該RGB之3個副像素SPL之各像素在顯示區域內係配置成矩陣狀。另，實施形態1中，RGB之各副像素SPL係並設於Y方向，但不限於此，RGB之各副像素SPL亦可為並設於X方向等其他排列。
各副像素SPL具備：藉由來自閘極線GL之掃描信號而接通之薄膜電晶體TFT；供給階調信號(階調電壓)之未圖示之像素電極；及形成於與鄰接之閘極線GL間之寄生電容Cs。另，對汲極線DL施加施加於像素電極之階調信號，該階調信號經由處於接通狀態之薄膜電晶體TFT、及配置於該薄膜電晶體TFT與該像素電極間之接觸孔CH供給至像素電極。又，IPS方式之液晶顯示面板之情形中，在形成薄膜電晶體TFT側之第1基板SUB11上，具備對階調信號之電位供給具有成基準之電位之共通信號之未圖示之共通電極。又，VA方式或TN方式之液晶顯示面板之情形中，於第2基板SUB12之側連同彩色濾光片等一起形成有共通電極。
<第2液晶顯示面板之構成>
圖5係說明本發明顯示裝置之第2液晶顯示面板之詳細構成之俯視圖。圖6係圖5所示之A-A線之第2液晶顯示面板之剖面圖。以下，使用圖5及圖6，針對實施形態1之第2液晶顯示面板進行詳細說明。其中，圖中所示之X、Y、Z分別表示X軸、Y軸、Z軸。
如圖5所示，實施形態1之第2液晶顯示面板LCD2具備朝Y方向延伸且並設於X方向之複數個帶狀電極PX，各帶狀電極PX之一端連接於沿著第2液晶顯示面板LCD2之長邊側之一方之邊緣於X方向延伸之佈線部WR。另，Y方向與X方向交叉。此時，第2液晶顯示面板LCD2之帶狀電極PX例如以ITO(Indium Tin Oxide：銦錫氧化物)或ZnO(氧化鋅)系之透明電極材料形成，但佈線部WR不限於透明電極。根據該構成，如後詳述，在實施形態1之第2液晶顯示面板LCD2中，於鄰接配置之一對帶狀電極PX間，於X方向上並設有於Y方向延伸之柱面透鏡，且柱面透鏡陣列形成雙凸鏡狀。即，形成朝Y方向延伸且並設於X方向之複數個柱面透鏡，複數個柱面透鏡成為視差屏障。此時，第2液晶顯示面板LCD2之柱面透鏡陣列之形成區域係與第1液晶顯示面板LCD1之顯示區域對應之位置。其結果，實施形態1之液晶顯示裝置在觀察者之左右兩眼並列於X方向之情形下，可將不同像素之光、即不同視點之圖像分別分配於觀察者之左右兩眼，而可立體觀察。
此時，如圖6之剖面圖(圖5之A-A線之剖面)所示，實施形態1之第2液晶顯示面板LCD2具備一對透明基板(透明之第1基板SUB21、透明之第2基板SUB22)與液晶層(液晶分子LC)。一對透明基板係對向配置，液晶層被一對透明基板夾持。在配置於圖中上側之第2基板SUB22之對向面側(液晶側之面)，例如形成有包含眾所周知之黑色矩陣等之樹脂構件、且朝Y方向延伸而並設於X方向之複數個遮光部BM。遮光部BM之形狀為帶狀。於該遮光部BM之上層即液晶側，形成有透光性之複數個帶狀電極PX。又，於帶狀電極PX之並設方向上(X方向上)，實施形態1之遮光部BM之寬度為與該帶狀電極PX相同之寬度。即，帶狀電極PX之X方向之寬度係以與遮光部BM之寬度相同之寬度形成。
於實施形態1之顯示裝置之第2液晶顯示面板LCD2中，液晶顯示面板LCD1所出射之光中入射至帶狀電極PX之光係藉由遮光部BM(遮光體)遮蔽，不會從第2液晶顯示面板LCD2之顯示面側(觀察者側)出射。
另，為不產生視差而提高透射率，如前述，宜將帶狀電極PX與遮光部BM靠近配置。但不限於此，亦可將帶狀電極PX與遮光部BM形成於各個透明基板(第1基板SUB21、第2基板SUB22)上。又，遮光部BM之形成材料不限於與黑色矩陣等相同之樹脂材料，亦可為具有遮光性之其他材料。再者，帶狀電極PX之剖面形狀不限於矩形狀，亦可為其他形狀。例如為在傾斜方向產生電場，亦可為梯形或圓弧狀。
另一方面，於第1基板SUB21之對向面側(液晶側之面)上，形成有以ITO或ZnO等透明導電膜形成之平板狀電極(對向電極)CT。如此，在實施形態1之第2液晶顯示面板LCD2中，藉由將帶狀電極PX與遮光部BM重疊形成，而如後述，可大幅降低伴隨帶狀電極PX之形成部位之折射率雜亂所帶來之串擾之影響，因此可大幅提高3D顯示時之畫質。
<第2液晶顯示面板之詳細說明>
接著，圖7A~圖7C係說明先前之第2液晶顯示面板中之液晶分子之配向狀態之圖，圖8係說明先前之第2液晶顯示面板中之帶狀電極位置與液晶透鏡之折射率之關係(圖表G1)之圖，圖9係說明本發明之實施形態1之第2液晶顯示面板中之帶狀電極與液晶透鏡之折射率之關係(圖表G2)之圖，圖10係說明使用液晶透鏡之3D顯示時之觀察者與第1液晶顯示面板之關係之圖。以下，使用圖7A~圖10，針對利用實施形態1之液晶顯示裝置之3D顯示進行說明。另，圖7A係顯示對帶狀電極與對向電極施加有電場之3D顯示時在液晶透鏡之形成部份之電場狀態之圖，圖7B係顯示不對帶狀電極與對向電極施加電場之2D顯示時在液晶透鏡之形成部份之液晶分子之狀態之圖，圖7C係顯示對帶狀電極與對向電極施加有電場之3D顯示時在液晶透鏡之形成部份之液晶分子之狀態之圖。
如圖7A所示，先前之第2液晶顯示面板LCD3中，於第2基板SUB32(配置於1對基板中觀察者側)之對向面側，形成有包含透明導電材料之帶狀電極PX。又，於經由液晶層(液晶分子LC)對向配置之第1基板SUB31之對向面側，形成有包含透明導電材料之平板狀的對向電極CT。使用包含如此構成之先前之第2液晶顯示面板LCD3之液晶顯示裝置中，進行2D顯示之情形下，於第1液晶顯示面板LCD1顯示對應2D顯示之圖像、即與先前之2D顯示相同之圖像。此時，第2液晶顯示面板LCD3(配置於第1液晶顯示面板LCD1之觀察者側)中，對帶狀電極PX與對向電極CT施加相同電壓，其間未產生電場。其結果如圖7B所示，液晶分子LC保持初始配向狀態，來自第1液晶顯示面板LCD1之所有像素之顯示光到達觀察者之左右眼，被識別為2D顯示之圖像。
另一方面，進行3D顯示之情形下，先前之第2液晶顯示面板LCD3中，如圖7A所示，藉由在帶狀電極PX與對向電極CT之間施加箭頭所示之電場EF，而在鄰接配置之各帶狀電極PX之間產生延伸於Y方向且並設於X方向之複數個柱面透鏡(即柱面透鏡陣列)。即，如圖7C所示，藉由在帶狀電極PX與對向電極CT之間施加之電場EF，而控制液晶分子之配向方向，在鄰接之帶狀電極PX之間使其折射率變化(藉由控制)，形成柱面透鏡。
此處，如圖7A所示，本申請發明者等發現，在形成帶狀電極PX之區域中，電場EF之方向相對X方向為相反方向，因此液晶分子LC之配向方向之控制較困難，在虛線B所示之區域中產生液晶配向之雜亂之向錯，其結果導致折射率分佈雜亂。如由先前之第2液晶顯示面板LCD3中之一對帶狀電極PX間之X方向之折射率測量結果圖8之圖G1明瞭，係於與鄰接之帶狀電極PX間區間P2~區間P3中形成柱面透鏡。與此相對，形成帶狀電極PX之區間P1~區間P2及區間P3~區間P4中，作為液晶透鏡之柱面透鏡之折射率大幅雜亂，其結果判明串擾增大。
如此，本申請發明者等測量使用液晶面板形成之柱面透鏡陣列之特性，查明在與鄰接之透鏡(柱面透鏡)之邊界部份產生之液晶分子之配向雜亂之最大原因。即，在施加用以形成各柱面透鏡之電場之帶狀電極內，形成於鄰接透鏡間之電極部份中，在帶狀電極與面狀電極之間之區域產生向錯即液晶分子之配向雜亂，如此配向雜亂不會使折射率分佈成透鏡形狀，因此導致產生串擾。
因此，實施形態1之第2液晶顯示面板LCD2中，如前述圖6所示，與帶狀電極PX重疊而形成有遮光部BM。實施形態1之第2液晶顯示面板LCD2中之一對帶狀電極PX間之X方向之折射率之測量結果之圖G2顯示於圖9。如圖9所示，與一對帶狀電極PX間之區間P2~區間P3中形成有柱面透鏡，且形成帶狀電極PX之區間P1~區間P2及區間P3~區間P4之區域中折射率雜亂之顯示光受遮蔽。其結果，形成於實施形態1之第2液晶顯示面板LCD2之成視差屏障之柱面透鏡中擾亂降低。藉此，可提高3D顯示時之畫質。此時，使用先前第2液晶顯示面板LCD3之液晶顯示裝置中產生6%之串擾，而實施形態1之液晶顯示裝置中將串擾減半為3%。另，折射率宜以位置之二次函數變化，但即使自二次函數之折射率產生偏差，只要不產生串擾之程度地存在折射率分佈即可。例如在2視點之情形中，透鏡中心附近亦可存在較小折射率變化，此時串擾較小。
又，實施形態1之顯示裝置中，藉由對觀察者之兩眼賦與視差，可實現裸眼3D顯示，因此例如如圖10所示，以對觀察者之右眼RE入射顯示於第1液晶顯示面板LCD1之右眼用圖像R，對左眼LE入射左眼用圖像L之方式，以特定寬度形成有帶狀電極PX。但，帶狀電極PX之間隔係根據觀察者之視點位置而變化，因此左右眼之間隔B、第1液晶顯示面板LCD1之像素間距P、及形成於第2液晶顯示面板LCD2之透鏡LZ之間距(透鏡間距)Q之間，有下述式1所示之關係。
(數1)
Q=2P/(1+P/B)　…(式1)
因此，實施形態1之液晶顯示裝置所具備之第1液晶顯示面板LCD1與第2液晶顯示面板LCD2相對於預先設定之視點，具有依據式1之像素間距P及透鏡間距Q。另，實施形態1之液晶顯示裝置並不限於2視點，亦可為應用於2視點以上之其他視點方式者。
圖11係顯示作為本發明顯示裝置之液晶顯示裝置中之遮光部佔有率與波紋強度之測量結果(圖G3)之圖，圖12係顯示作為本發明之顯示裝置之液晶顯示裝置中之電極佔有率與串擾之測量結果(圖G4~G6)之圖。此處，圖11所示之波紋強度表示波紋之易見度，遮光部佔有率c係由遮光部BM之X方向之寬度S與透鏡間距Q，以c=S/Q定義。又，圖12所示之電極佔有率r係由帶狀電極PX之X方向之寬度W與透鏡間距Q，以r=W/Q定義。圖12所示之圖G4顯示僅以透明電極形成之情形(遮光部佔有率c為0之情形)，G5顯示遮光部佔有率c為0.06之情形，G6顯示電極寬度與遮光部寬度相同之情形。
如由圖11所示之圖G3明瞭，若縮小電極寬度則不易產生波紋。為將波紋減低至不介意程度，須使波紋強度為0.3以下，根據圖G3遮光部佔有率宜為0.1以下。又，為成與障壁方式之3D所使用之電極佔有率0.5之ITO電極相同程度之波紋強度0.15以下，遮光部佔有率宜為0.05以下。
又，實施形態1之顯示裝置中，圖6所示之帶狀電極PX之寬度與遮光部BM之寬度相同，為使串擾為3%以下，如圖12之圖G6所示，宜使電極佔有率為0.05以上。
如上說明，作為實施形態1之顯示裝置之液晶顯示裝置中，於進行圖像顯示之第1液晶顯示面板LCD1之顯示面側配置有第2液晶顯示面板LCD2，3D顯示時於第2液晶顯示面板LCD2上形成成為視差屏障之柱面透鏡，且於第1液晶顯示面板LCD1上顯示對應3D顯示之圖像。
又，於第2液晶顯示面板LCD2之一透明基板上形成有複數個帶狀電極PX，於介隔液晶層而對向配置之另一透明基板上形成有平板狀之對向電極CT。然後，3D顯示時，藉由對複數個帶狀電極PX與對向電極CT之間施加電場，而形成沿著帶狀電極PX之延伸方向延伸，且沿著帶狀電極PX之並設方向並設之複數個柱面透鏡。因此3D顯示時，複數個柱面透鏡成為視差屏障，再者，形成沿著帶狀電極PX重疊形成之遮光部。藉由遮光部將通過隨液晶分子之配向雜亂之折射率分佈之雜亂的區域之顯示光予以遮光，因此可大幅降低3D顯示時之串擾，可以高畫質顯示3D顯示圖像。
圖13A~圖13D係說明本發明實施形態1之第2液晶顯示面板中之帶狀電極及遮光部與對向電極之另一構成例。實施形態1之第2液晶顯示面板LCD2，如圖13A所示，於第2基板SUB22之表面形成有遮蔽部BM，於該遮蔽部BM之上層形成有帶狀電極PX，但不限於此。例如如圖13B所示，亦可於第2基板SUB22之表面形成帶狀電極PX，於該帶狀電極PX之上層形成遮光部BM。又，如圖13C所示，亦可於第2基板SUB22之表面形成平板狀之對向電極CT，於第1基板SUB21之表面依序形成遮光部BM與帶狀電極PX。再者如圖13D所示，亦可於第2基板SUB22之表面形成平板狀之對向電極CT，於第1基板SUB21之表面依序形成帶狀電極PX與遮光部BM。尤其如圖13B或圖13D所示，在比帶狀電極PX更靠近液晶層LC之側形成遮光部BM之情形下，可將遮光部BM作為抗蝕劑蝕刻帶狀電極PX，因此可獲得可防止伴隨遮光部BM之形成之製造步驟增加之特別的效果。
<實施形態2>
圖14係說明作為本發明實施形態2之顯示裝置之液晶顯示裝置之概略構成之圖。以下，基於圖14針對實施形態2之液晶顯示裝置進行說明。其中，實施形態2之液晶顯示裝置除形成於第2液晶顯示面板LCD2之遮光部BM之構成外其他構成與實施形態1相同。因此以下說明中，針對遮光部BM與帶狀電極PX詳細說明。又，為簡單說明，圖14中使第2基板SUB22在圖中下側，使第1基板SUB21在圖中上側。
如圖14所示，實施形態2之第2液晶顯示面板LCD2中，X方向即帶狀電極PX之並設方向上，遮光部BM之寬度S小於該帶狀電極PX之寬度W。此時，圖14所示之遮光部BM之X方向側之邊緣部比帶狀電極PX之X方向側之邊緣部靠近中心。即，實施形態2之帶狀電極PX之寬度W係大於遮光部BM之寬度S而形成，X方向上帶狀電極PX之邊緣部比該遮光部BM之邊緣部更位於外側。其結果，帶狀電極PX之液晶側之表面之一部份比遮光部BM露出。
藉由如此構成，實施形態2之第2液晶顯示面板LCD2中，可分別以不同寬度形成含透明電極之帶狀電極PX之X方向之寬度W與遮光部BM之X方向之寬度S。此時，由圖12所示之圖G4(僅以透明電極形成之情形)及圖G5(遮光部佔有率為0.06之情形)明瞭，電極佔有率r為0.05以下及0.2以上之區域中串擾急劇增加。電極佔有率r較小之情形中，認為折射率分佈之形成不充分而產生串擾。另一方面，電極佔有率r較大之情形中，認為從帶狀電極PX上產生串擾。因此藉由ITO透明電極材料形成帶狀電極PX之情形下，電極佔有率r宜為0.05以上或0.2以下。
即，在重視波紋降低之情形下，宜使遮光部BM之寬度S小於帶狀電極PX之寬度W。又，利用遮光部BM之遮光部佔有率c小於電極佔有率r，宜為0.1以下，尤其是0.05以下。
此處，實施形態2之液晶顯示裝置中，由於帶狀電極PX係以透明電極材料形成，因此由圖12之圖G4及圖G5以及圖11之圖G3明瞭，藉由縮小遮光部之寬度S，可降低波紋之產生，可提高2D顯示時之亮度。此時，遮光部BM之X方向之寬度S之下限係受3D顯示時之串擾制約，遮光部BM之寬度之上限係受波紋及2D顯示時之亮度制約。
如此，實施形態2之液晶顯示裝置中之第2液晶顯示面板LCD2，由於帶狀電極PX之X方向之寬度W比遮光部BM之X方向之寬度S小，因此除實施形態1之效果外，還可提高2D顯示時之亮度。
另，實施形態2中，針對帶狀電極PX比遮光部BM更靠近第2基板SUB22地形成之情形已進行說明，但與圖13A~圖13D所示之實施形態1相同，遮光部BM亦可比帶狀電極PX更靠近第2基板SUB22地形成。再者，亦可於第1基板SUB21上形成帶狀電極PX與遮光部BM，於第2基板SUB22上形成對向電極CT。
<實施形態3>
圖15A~圖15F係說明本發明實施形態3之顯示裝置中之第2液晶顯示面板LCD2之概略構成之圖。尤其，圖15A及圖15D係顯示帶狀電極PX與液晶分子LC之預傾角與初始配向方向之圖，圖15B及圖15E係顯示電場施加時之配向不良部位與帶狀電極PX之關係之圖，圖15C及圖15F係顯示帶狀電極PX與遮光部BM之位置關係之圖。其中，實施形態3之第2液晶顯示面板LCD2僅與帶狀電極PX重疊配置之遮光部BM之X方向之形成位置不同，其他構成與實施形態2為相同構成。因此以下說明中針對遮光部BM之形成位置詳細說明。
圖15A係顯示將液晶分子LC之長軸方向初始配置於X方向，且具有該液晶分子LC之長軸方向之圖中右側比第2基板SUB22上升般之預傾角之情形。即，長軸方向不與第2基板SUB22平行而係斜交。此時，若對帶狀電極PX與未圖示之對向電極CT之間施加電場EF，則如圖15B所示，會於帶狀電極PX之圖中左端側即初始配向上液晶分子LC之長軸方向之端部內未上升之側(X方向上靠近第2基板SUB22之側)形成配向不良部位DDP。因此，如圖15C所示，藉由於帶狀電極PX之X方向之圖中左側端部形成遮光部BM，除前述實施形態2之效果外，可獲得無須增加遮光部BM之X方向之寬度即可有效遮蔽配向不良部位即折射率分佈雜亂之區域之特別效果。此處，如圖15C所示，X方向上於帶狀電極PX之圖中左側之邊緣部上形成有遮光部BM，帶狀電極PX之圖中左側之邊緣係與遮光部BM之圖中左側之邊緣重疊。
同樣，圖15D係顯示初始配向於X方向之液晶分子LC之長軸方向之圖中左側具有比第2基板SUB22上升般之預傾角之情形。即，長軸方向不與第2基板SUB22平行而係斜交。此時，若對帶狀電極PX與對向電極CT之間施加電場EF，則如圖15E所示，會於帶狀電極PX之圖中右端側及初始配向上在液晶分子LC之長軸方向之端部內未上升側(X方向上靠近第2基板SUB22之側)形成配向不良部位DDP。因此，如圖15F所示，藉由於帶狀電極PX之X方向之圖中右側端部形成遮光部BM，除前述實施形態2之效果外，可不增加遮光部BM之X方向的寬度而有效地遮蔽配向不良部位即折射率分佈雜亂之區域。此處，如圖15F所示，在X方向上，於帶狀電極PX之圖中右側之邊緣部形成有遮光部BM，帶狀電極PX之圖中右側之邊緣係與遮光部BM之圖中右側之邊緣重疊。
另，不具有預傾角之初始配向中，遮光部係形成於帶狀電極PX之中央部附近。
<實施形態4>
圖16係說明本發明實施形態4之顯示裝置中之第2液晶顯示面板之概略構成之圖。圖16與實施形態2不同，係顯示帶狀電極PX之X方向之寬度W小於遮光部BM之X方向之寬度S之情形。因此以下說明中，針對帶狀電極PX與遮光部BM之構成進行詳細說明。
如由圖16明瞭，X方向上實施形態4之帶狀電極PX之寬度W小於遮光部BM之寬度S。此時，帶狀電極PX係比遮光部BM更靠近第2基板SUB22地形成，遮光部BM與該帶狀電極PX之上層重疊形成，因此成為X方向即並設方向上帶狀電極PX被遮光部BM覆蓋之構成。
實施形態4之液晶顯示裝置，亦與前述實施形態2之液晶顯示裝置相同，如由圖11及圖12之圖G3~G6明瞭，利用ITO之透明電極材料形成帶狀電極PX之情形下，電極佔有率r宜為0.05以上0.2以下。又，利用遮光部BM之遮光部佔有率c宜為0.1以下尤其0.05以下。再者，電極佔有率r宜大於遮光部佔有率，且為0.05以上0.2以下。
此時，實施形態4之液晶顯示裝置，由於可增大遮光部BM之X方向之寬度S，因此可大幅降低3D顯示時之串擾，即可大幅提高3D顯示時之畫質。
<實施形態5>
圖17係說明作為本發明實施形態5之顯示裝置之液晶顯示裝置之概略構成之圖。其中，實施形態5之液晶顯示裝置，僅第2液晶顯示面板LCD2之帶狀電極PX1以具有遮光性之金屬材料形成之構成不同，其他構成與實施形態1之第2液晶顯示面板LCD2相同。因此以下說明中針對帶狀電極PX1進行詳細說明。
如圖17所示，實施形態5之第2液晶顯示面板LCD2中，複數個帶狀電極PX1亦係朝Y方向延伸且並設於X方向，各帶狀電極PX1之一端與沿著第2液晶顯示面板LCD2之長邊側之一方之邊緣部朝X方向延伸而形成之佈線部WR連接。實施形態5之第2液晶顯示面板LCD2具備一對透明基板(透明之第1基板SUB21、透明之第2基板SUB22)與液晶層(液晶分子LC)。一對透明基板係對向配置，液晶層被一對透明基板夾持。配置於圖中上側之第2基板SUB22之對向面側(液晶側之面)上，例如藉由含反射率較小之Cr(鉻)、Mo(鉬)、W(鎢)、Ta(鉭)、Nb(鈮)等或其合金之金屬電極材料形成有帶狀電極PX1。
因此，與實施形態1相同，由於帶狀電極PX1之X方向之寬度為遮光區域之寬度，因此可獲得與實施形態1之液晶顯示裝置相同之效果。
實施形態5之顯示裝置之第2液晶顯示面板LCD2，在液晶顯示面板LCD1出射之光中入射於帶狀電極PX1之光，係被帶狀電極PX1自身(遮光體)遮蔽，不會從第2液晶顯示面板LCD2之顯示面側(觀察者側)出射。
再者，由於以具有遮光性之金屬材料形成有帶狀電極PX1，因此無需形成遮光部BM之步驟，可獲得可不增加製造步驟便形成遮光區域之特別效果。其中，與實施形態1相同，帶狀電極PX1之剖面形狀不限於矩形，亦可為其他形狀。例如亦可以在傾斜方向產生電場之方式採用梯形或圓弧狀。
又，於第1基板SUB21之對向面側(液晶側之面)，形成有以ITO或ZnO等透明導電膜形成之平板狀之電極(對向電極)CT。
根據以上說明之構成，與實施形態1相同，可大幅降低伴隨帶狀電極PX1之形成部位中之折射率雜亂之串擾之影響，且大幅提高3D顯示時之畫質。
又，關於帶狀電極PX1之X方向之寬度，與實施形態1相同，如由圖11之圖G3明瞭，為不產生波紋，遮光部BM之寬度即遮光寬度以小為佳。另一方面，為將波紋降低至不介意程度，須使波紋強度為0.3以下，因此遮光部佔有率宜為0.1以下。又，為成為與障壁方式之3D所使用之電極佔有率0.5之ITO電極相同程度之波紋強度0.15以下，遮光部佔有率宜為0.05以下。再者，如由圖12之圖G6明瞭，宜使電極佔有率為0.05以上。
<實施形態6>
圖18係說明本發明實施形態6之顯示裝置中之第2液晶顯示面板之概略構成之圖，實施形態6之第2液晶顯示面板LCD2中，僅藉由在含金屬薄膜之第1帶狀電極PX1與第2帶狀電極PX2間設置介電體層DS而形成有帶狀電極之構成不同，其他構成與實施形態5為相同構成。因此以下說明中針對帶狀電極進行詳細說明。
如圖18所示，實施形態6之第2液晶顯示面板LCD2中，於作為觀察者側之基板之第2基板SUB22上配置有帶狀電極，從第2基板SUB22側積層有含金屬材料之第2帶狀電極PX2、含介電體材料之介電體層DS、及含金屬材料之第1帶狀電極PX1，形成1個帶狀電極。即，1個帶狀電極具備含介電材料之介電膜，且，具備至少2層以上之金屬薄膜。此處，第2帶狀電極PX2之層厚係小於第1帶狀電極PX1之膜厚。根據該構成，實施形態6，成為即使降低使用金屬材料之帶狀電極之反射率而在配置於觀察者側之第2基板SUB22上形成帶狀電極之情形下，仍可防止因利用帶狀電極之外光等反射所引起之畫質降低之構成。此時，X方向上第1及第2帶狀電極PX1、PX2與介電體層DS係以相等寬度形成。
例如第1及第2帶狀電極PX1、PX2係以Cr形成，且介電體層DS係以SiN(氮化矽)形成。以第2帶狀電極PX2之膜厚為5 nm、介電體層DS之膜厚為65 nm、第1帶狀電極PX1之膜厚為100 nm之方式形成之情形中，可將電極之觀察者側之反射率降低至2%。尤其是為與以ITO等為帶狀電極之情形之反射率相同，或低於其以下之反射率，使反射率為3%以下較佳，因此實施形態6可防止畫質降低。
又，實施形態6之第2液晶顯示面板LCD2中，藉由將膜厚比第2帶狀電極PX2厚之金屬層第1帶狀電極PX1配置於液晶側(對向面側)，除前述實施形態5之液晶顯示裝置之效果外，可獲得可易獲取與第1帶狀電極PX1之電性接觸之特別效果。
另，作為形成第1及第2帶狀電極PX1、PX2之金屬材料，反射率小之Cr、Mo、W、Ta、Nb等及其合金較佳。又，作為介電體層DS之材料，折射率高較佳，Si3 N4 (氮化矽)、ZnS(硫化鋅)、TiO2 (氧化鈦)、Ta2 O5 ，等較佳。再者，亦可使用ITO。
<實施形態7>
圖19係說明本發明實施形態7之顯示裝置中之第2液晶顯示面板之概略構成之圖。其中，實施形態7之顯示裝置所具備之第2液晶顯示面板LCD2中，於觀察者側之透明基板第2基板SUB22上形成有對向電極CT，於較遠側之透明基板第1基板SUB21上形成有帶狀電極。除其構成與帶狀電極之構成外其他構成與實施形態5之顯示裝置相同。因此以下說明中針對帶狀電極進行詳細說明。
如由圖19明瞭，實施形態7中，有帶狀電極PX1與黑化金屬層MT重疊形成。此處，帶狀電極PX1包含金屬材料，黑化金屬層MT包含黑化金屬，且在X方向上，帶狀電極PX1之寬度與黑化金屬層MT之寬度相等。從第2SUB22側積層帶狀電極PX1與黑化金屬層MT，形成1個帶狀電極。即，1個帶狀電極具備至少2層以上之金屬膜。此處，黑化金屬層MT係形成於帶狀電極PX1之液晶側即觀察者側，係為防止反射而設置。尤其，實施形態7中，帶狀電極PX1係以Cr形成，黑化金屬層MT係以使Cr氧化之CrO形成。藉由如此構成，可降低來自觀察者側之外光等之反射率，可獲得可防止畫質降低之特別效果。
又，藉由黑化金屬層MT使用CrO，可僅追加Cr之氧化步驟形成黑化金屬層MT，因此除前述實施形態5之液晶顯示裝置之效果外，可抑制步驟數之增加。
另，帶狀電極PX1及黑化金屬層MT之形成材料不分別僅限於Cr及CrO，例如帶狀電極PX1亦可以Al(鋁)形成，黑化金屬層MT亦可使用以黑色耐酸鋁處理黑化Al者，還可以其他金屬材料形成。
<實施形態8>
圖20係說明本發明實施形態8之顯示裝置中之第2液晶顯示面板之概略構成之圖。除介電體層DS1之構成外其他構成與實施形態5之第2液晶顯示面板LCD2相同。因此以下說明中，針對介電體層DS1與帶狀電極PX1進行詳細說明。
如由圖20明瞭，於實施形態8之第2液晶顯示面板LCD2所具備之第2基板SUB22之液晶層LC側之全面即對向面側之全面，形成有含介電體材料之介電體層DS1，於該介電體層DS1之上層形成有含具有遮光性之金屬材料之帶狀電極PX1。此時，例如介電體層DS1係以膜厚50 nm形成介電材料SiN，帶狀電極PX1係使用Cr以100 nm形成。不設置介電體層而於第2基板SUB22上直接形成含金屬材料之Cr之帶狀電極PX1之比較例之情形中，反射率為52%。與此相對，本實施形態8之第2液晶顯示面板LCD2之情形中，藉由形成SiN之介電體層DS1且於其上層形成帶狀電極PX1，可將反射率降低至34%。
因此，實施形態8之顯示裝置除實施形態5之顯示裝置之效果外，可獲得可降低反射率之特別效果。又，實施形態8之第2液晶顯示面板LCD2中，僅追加在第2基板SUB22全面形成介電體層DS1之步驟，可降低含金屬材料之帶狀電極PX1之反射率，因此亦可獲得可抑制製造步驟增加之效果。
另，作為形成帶狀電極PX1之金屬材料，反射率小之Cr、Mo、W、Ta、Nb等及其合金較佳。又，作為介電體層DS1之材料，折射率高較佳，Si3 N4 (氮化矽)、ZnS(硫化鋅)、TiO2 (氧化鈦)、Ta2 O5 ，等較佳。
<實施形態9>
圖21係說明作為本發明實施形態9之顯示裝置之液晶顯示裝置之概略構成之圖。除配置於觀察者側之偏光板POL及相位差板(λ/4板)RET外其他構成與實施形態5之構成相同。因此以下說明中，針對偏光板POL及相位差板(λ/4板)RET進行詳細說明。
如由圖21明瞭，實施形態9中，藉由於λ/4板RET之觀察者側配置偏光板POL，形成包含λ/4板RET與偏光板POL之組合之圓偏光板。即，與實施形態5之構成不同，在第2液晶顯示面板LCD2與偏光板POL之間配置有λ/4板RET。藉由如此構成，可使得不會觀察到因含金屬材料之帶狀電極PX1之金屬反射，因此除實施形態5之顯示裝置之效果外，可獲得可防止伴隨帶狀電極PX1中之外光等之反射之畫質降低之特別效果。
<實施形態10>
圖22A及圖22B係說明具備本發明之顯示裝置之實施形態10之資訊機器之概略構成之圖。圖22A係顯示將本申請發明之顯示裝置LCD應用於攜帶式資訊終端MP之情形，圖22B係顯示將本申請發明之顯示裝置DIS應用於電視機裝置TV之情形。
如圖22A所示，藉由在攜帶式遊戲機或移動電話等之攜帶式資訊終端MP上應用本申請發明之顯示裝置DIS，可減少2D顯示時之波紋，且亦可降低3D顯示時之串擾。其結果，可提高2D顯示時與3D顯示時之畫質。同樣，在電視機裝置TV上應用本申請發明之顯示裝置DIS之情形中亦可降低2D顯示時之波紋，且可降低3D顯示時之串擾，從而可提高2D顯示時與3D顯示時之畫質。
雖然已描述了當前被認為系本發明之特定實施例之實例，將理解，可對該等實施例做出多種修改，且附加申請專利範圍意在涵蓋屬於本發明之本質精神及範疇內之所有此等修改落在本發明之範疇及精神內一般。
ADH．．．接著構件
BLU．．．背光單元
BM．．．遮光部
CH．．．接觸孔
Cs．．．寄生電容
CT．．．對向電極
DIS．．．顯示裝置
DL．．．汲極線
DS．．．介電體層
DS1．．．介電體層
GL．．．閘極線
LC．．．液晶
LCD1．．．第1液晶顯示面板
LCD2．．．第2液晶顯示面板
LCD3．．．第2液晶顯示面板
LZ．．．透鏡
MP．．．攜帶式資訊終端
MT．．．黑化金屬層
POL．．．偏光板
POL1．．．偏光板
POL2．．．偏光板
PX．．．帶狀電極
PX1．．．帶狀電極
PX2．．．帶狀電極
RET．．．相位差板(λ/4板)
SPL．．．副像素
SUB11．．．第1基板
SUB12．．．第2基板
SUB21．．．第1基板
SUB22．．．第2基板
SUB31．．．第1基板
SUB32．．．第2基板
TFT．．．薄膜電晶體
TV．．．電視機裝置
WR．．．佈線部
圖1係說明本發明實施形態1之顯示裝置之整體構成之剖面圖。
圖2係說明本發明實施形態1之顯示裝置之第1液晶顯示面板之概略構成之圖。
圖3係說明實施形態1之第1液晶顯示面板之第1基板側之薄膜電晶體構成之圖。
圖4係說明實施形態1之第1液晶顯示面板之像素構成之圖。
圖5係說明本發明之顯示裝置之第2液晶顯示面板之詳細構成之俯視圖。
圖6係圖5所示之A-A線之第2液晶顯示面板之剖面圖。
圖7A~圖7C係說明先前之第2液晶顯示面板之液晶分子之配向狀態之圖。
圖8係說明先前之第2液晶顯示面板之帶狀電極位置與液晶透鏡之折射率之關係之圖。
圖9係說明本發明實施形態1之第2液晶顯示面板之帶狀電極與液晶透鏡之折射率之關係之圖。
圖10係說明使用液晶透鏡之3D顯示時之觀察者與第1液晶顯示面板之關係之圖。
圖11係顯示作為本發明顯示裝置之液晶顯示裝置之遮光部佔有率與波紋強度之測量結果之圖。
圖12係顯示作為本發明顯示裝置之液晶顯示裝置之電極佔有率與串擾之測量結果之圖。
圖13A~圖13D係說明本發明實施形態1之第2液晶顯示面板之帶狀電極及遮光部與對向電極之另一構成例之圖。
圖14係說明作為本發明實施形態2之顯示裝置之液晶顯示裝置之概略構成之圖。
圖15A~圖15F係說明本發明實施形態3之顯示裝置之第2液晶顯示面板LCD2之概略構成之圖。
圖16係說明本發明實施形態4之顯示裝置之第2液晶顯示面板之概略構成之圖。
圖17係說明作為本發明實施形態5之顯示裝置之液晶顯示裝置之概略構成之圖。
圖18係說明本發明實施形態6之顯示裝置之第2液晶顯示面板之概略構成之圖。
圖19係說明本發明實施形態7之顯示裝置之第2液晶顯示面板之概略構成之圖。
圖20係說明本發明實施形態8之顯示裝置之第2液晶顯示面板之概略構成之圖。
圖21係說明作為本發明實施形態9之顯示裝置之液晶顯示裝置之概略構成之圖。
圖22A及圖22B係說明具備本發明顯示裝置之實施形態10之資訊機器之概略構成之圖。
BM．．．遮光部
CT．．．對向電極
LC．．．液晶
PX．．．帶狀電極
SUB21．．．第1基板
SUB22．．．第2基板

Claims (9)

  1. 一種顯示裝置，其特徵為具備：進行圖像顯示之顯示面板；及配置於前述顯示面板之顯示面側之液晶顯示面板，該液晶顯示面板具備：透明之第1基板，其具備面狀之透明電極；透明之第2基板，其與前述第1基板對向，且具備包含透明電極材料、且朝第1方向延伸而並設於與前述第1方向交叉之第2方向之複數之帶狀電極，及重疊形成於前述複數之帶狀電極且朝前述第1方向延伸而成之複數之帶狀之遮光部；及液晶層，其被前述第1基板及前述第2基板夾持；該顯示裝置係切換2維顯示與3維顯示而顯示圖像者，且藉由控制前述液晶層之折射率，而形成朝前述第1方向延伸且並設於前述第2方向、成為視差屏障之柱面透鏡；以前述遮光部之前述第2方向之寬度為S，前述複數之帶狀電極的前述第2方向之並設間距為Q，遮光部佔有率為c=S/Q，且前述帶狀電極之前述第2方向之寬度為W，電極佔有率為r=W/Q之情形下，前述遮光部之前述第2方向之寬度S形成為前述帶狀電極之前述第2方向之寬度W以下，並且前述電極佔有率r係0.2≧r≧0.05，且前述遮光部佔有率c係0.1≧c，且電極佔有率r及前述遮光部佔有率c滿足r ≧c。
  2. 如請求項1之顯示裝置，其中前述遮光部之前述第2方向之寬度S與前述帶狀電極之前述第2方向之寬度W係以相同寬度形成，前述電極佔有率r及前述遮光部佔有率c係r=c，且0.1≧c(=r)≧0.05。
  3. 如請求項1之顯示裝置，其中前述帶狀電極之前述第2方向之寬度W形成為比前述遮光部之前述第2方向之寬度S大，並且前述遮光部係靠近前述帶狀電極之前述第2方向而形成；形成前述液晶層之液晶分子之初始配向時之長軸方向係與前述第1方向交叉，並且初始配向時之前述液晶分子之長軸之一方具有比前述第2基板上升之預傾角，前述遮光部係靠近前述液晶分子之長軸未從前述第2基板上升之側而形成。
  4. 一種顯示裝置，其特徵為具備：進行圖像顯示之顯示面板；及配置於前述顯示面板之顯示面側之液晶顯示面板，該液晶顯示面板具備：透明之第1基板，其具備面狀之透明電極；透明之第2基板，其與前述第1基板對向，且具備包含具有遮光性之金屬材料、且朝第1方向延伸而並設於與前述第1方向交叉之第2方向之複數之帶狀電極；及液晶層，其被前述第1基板及前述第2基板夾持；該顯示裝置係切換2維顯示與3維顯示而顯示圖像者，且 藉由控制前述液晶層之折射率，而形成朝前述第1方向延伸且並設於前述第2方向、成為視差屏障之柱面透鏡；以前述帶狀電極的前述第2方向之並設間距為Q，前述帶狀電極之前述第2方向之寬度為W，遮光部佔有率為c，電極佔有率為r之情形下，前述電極佔有率r及前述遮光部佔有率c係c=r=W/Q，且滿足0.1≧c(=r)≧0.05。
  5. 如請求項4之顯示裝置，其中前述帶狀電極具備含介電材料之介電膜。
  6. 如請求項4之顯示裝置，其中前述帶狀電極具備至少2層以上之金屬薄膜。
  7. 如請求項1至6之任一顯示裝置，其中前述遮光部佔有率c係0.05≧c。
  8. 如請求項1之顯示裝置，其中前述顯示面板具備液晶顯示面板與背光裝置。
  9. 如請求項4之顯示裝置，其中前述顯示面板具備液晶顯示面板與背光裝置。
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