TWI480645B

TWI480645B - 半導體裝置及包含該半導體裝置的電子裝置

Info

Publication number: TWI480645B
Application number: TW100105977A
Authority: TW
Inventors: Koji Moriya; Takeshi Nishi
Original assignee: Semiconductor Energy Lab
Priority date: 2006-03-21
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2015-04-11
Also published as: US20130003355A1; JP6444457B2; US8132931B2; JP5439389B2; TWI448783B; JP2017194708A; CN101042481A; CN102878496B; JP2022016483A; TW200739209A; TWI447487B; US7950816B2; US20110228194A1; JP2014239073A; US20120168788A1; CN102878496A; JP2012182152A; CN102323689A; JP6670889B2; US7731377B2

Description

半導體裝置及包含該半導體裝置的電子裝置

本發明關於一種背光裝置，以及包含具有背光裝置的液晶元件的顯示裝置的結構。伺服器、客戶端、以及關閉網路中之電腦之電力的方法。

如今，液晶顯示裝置已被廣泛地使用於各種領域如鐘錶、臺式電子計算機、個人電腦等的辦公室自動化設備(office automation equipment)、液晶電視、PDA、行動電話等。

該液晶顯示裝置在兩個透光基板之間密封液晶，通過施加電壓改變液晶分子的方向而使光透過率改變，而光學性地顯示預定的影像等。因為液晶本身不是光發射體，所以液晶顯示裝置在液晶顯示面板背面部分具有用作光源的背光單元。背光單元具有光源、導光板、反射片、稜鏡片、擴散板等，其對液晶顯示面板的整個面均勻地供給顯示光。

作為背光單元的光源，一般使用在螢火燈管中密封汞或氙的冷陰極螢光燈。

像上述那樣的背光裝置的光源隨著環境溫度的變化而亮度發生變化，而且由於其本身的發熱引起的溫度上升可能導致亮度降低。因此，嘗試使用散熱器、散熱管、冷卻風機的空氣冷卻等的散熱對策，以便使光源的溫度為最適合的工作溫度。作為該散熱對策之一，有在螢光燈管中設有珀耳帖元件(peltiert device)，並且由珀耳帖元件進行冷卻的方法(例如參照專利文獻1以及2)。

專利申請公開Hei 6-324304號

專利申請公開Hei 7-175035號

但是，近年來使用白色發光二極體或高輸出的紅綠藍發光二極體。高輸出的紅綠藍發光二極體具有當高溫工作時驅動電壓為高，並且亮度為低的特性。尤其是紅色的發光二極體的溫度依賴性高。再者，在發光二極體背光單元中，由於使用複數個高輸出的紅綠藍發光二極體，所以產生大量的熱。

因為該發熱，在發光二極體單體中引起壽命變短、亮度降低、色度差異等，在背光單元中發生擴散膜、反射片、稜鏡片等的變形和變質等。

此外，液晶顯示面板因為配置在背光單元的前面，受到的背光單元的溫度的影響不小，從而影響到液晶顯示面板的的特性如回應速度、對比度、色彩不均勻等，並且發生偏振膜、視角擴大膜、相位差膜等的變形、變質、特性降低等。

為了抑制產生該熱，儘管有上述散熱對策，但是在任何一種方法中都存在散熱對策不充分或背光單元的厚度為厚等的問題。

鑒於上述問題，本發明的目的是製造色彩和亮度的不均勻少且可靠性高的背光裝置、而且製造具備該背光裝置的可靠性高且可以顯示高影像質量的影像的高性能的顯示裝置。

在本發明中作為背光裝置(也稱為背光、照明設備)的光源，使用發光二極體(以下稱為LED：Light Emitting Diode)，在保持發光二極體的框體中圍繞發光二極體(發光二極體的下側以及四周)地設有熱電元件，並且通過熱電元件的冷卻以及加熱來調節背光裝置中的溫度。熱電元件是利用涉及熱和電的現象而將熱能和電能相互轉換的金屬或半導體的元件。作為可以使用於本發明的熱電元件可以舉出珀耳帖元件等。

由於發光二極體的發光，在背光裝置中發生溫度變化。在背光裝置中配置監視溫度狀態的溫度感測器，通過熱電元件工作的驅動電路進行對熱電元件的冷卻或加熱，並且使用溫度調節器進行溫度控制。再者，設置監視發光二極體的輸出的色彩感測器，由控制發光二極體的輸出的發光二極體控制裝置控制發光二極體的輸出，由發光二極體驅動電路驅動發光二極體。

在背光裝置的前面配置的透過型液晶顯示面板模組也可以包含進行液晶顯示面板的加熱以及冷卻的熱電元件、使該熱電元件工作的驅動電路、監視(彩色)液晶顯示面板的溫度狀態的溫度感測器、進行溫度控制的溫度調節器。

在背光裝置一側配置的熱電元件和在液晶顯示面板模組一側配置的熱電元件可以分別地具有溫度感測器以及溫度調節器並且獨立地工作，也可以通用溫度感測器以及溫度調節器並使它們一同工作。

可以接觸地配置背光裝置和液晶顯示面板模組，也可以空開地配置。當液晶顯示面板模組和背光裝置接觸，並且在背光裝置一側配置的熱電元件與液晶顯示面板模組接觸時，通過熱電元件的冷卻、加熱，也可以對液晶顯示面板模組進行溫度控制。

此外，通過在液晶顯示裝置中具有熱電模組，可以將在液晶顯示裝置中的溫度差異利用於其他發光二極體或熱電元件等的驅動。因為本發明在框體中包含可以高效地進行冷卻以及加熱的熱電元件，所以在液晶顯示裝置中可以容易獲得預定的溫度差異。

本發明的背光裝置的一個形態為一種背光裝置，包括：在包含熱電元件的框體中配置的複數個發光二極體，其中包含熱電元件的框體配置為圍繞複數個發光二極體的周圍。

本發明的背光裝置的一個形態為一種背光裝置，包括：在包含熱電元件的框體中配置的第一發光二極體、第二發光二極體、以及第三發光二極體，其中，包含熱電元件的框體配置為圍繞複數個發光二極體的周圍，並且第一發光二極體的發光色為紅色、第二發光二極體的發光色為綠色、第三發光二極體的發光色為藍色。

本發明的背光裝置的一個形態為一種背光裝置，包括：在包含熱電元件的框體中配置的第一發光二極體、第二發光二極體、以及第三發光二極體，其中，包含熱電元件的框體配置為圍繞複數個發光二極體的周圍，並且第一發光二極體的發光色的波長的峰值為625nm±10nm、第二發光二極體的發光色的波長的峰值為530nm±15nm、第三發光二極體的發光色的波長的峰值為455nm±10nm。

本發明的顯示裝置的一個形態為一種顯示裝置，包括：具有在包含熱電元件的框體中配置的複數個發光二極體的背光裝置、以及顯示模組，其中，包含熱電元件的框體配置為圍繞複數個發光二極體的周圍。

本發明的顯示裝置的一個形態為一種顯示裝置，包括：具有在包含珀耳帖元件的框體中配置的複數個發光二極體的背光裝置、以及顯示模組，其中，包含珀耳帖元件的框體配置為圍繞複數個發光二極體的周圍。

本發明的顯示裝置的一個形態為一種顯示裝置，包括：具有在包含第一熱電元件的框體中配置的複數個發光二極體的背光裝置、以及包含第二熱電元件的顯示模組，其中，包含第一熱電元件的框體配置為圍繞複數個發光二極體的周圍。

本發明的顯示裝置的一個形態為一種顯示裝置，包括：具有在包含第一珀耳帖元件的框體中配置的複數個發光二極體的背光裝置、以及包含第二珀耳帖元件的顯示模組，其中，包含第一珀耳帖元件的框體配置為圍繞複數個發光二極體的周圍。

在本發明中使用的複數個發光二極體可以使用顯示出不同的發光色的發光二極體，例如可以包含紅色發光二極體、綠色發光二極體、以及藍色發光二極體。更具體地，複數個發光二極體可以包含發光色的波長的峰值為625nm±10nm的第一發光二極體、發光色的波長的峰值為530nm±15nm的第二發光二極體、發光色的波長的峰值為455nm±10nm的第三發光二極體。

通過本發明，可以抑制用作光源的發光二極體的發熱，並且抑制發光二極體的壽命變短、亮度降低、色度偏移。通過抑制光源的發熱，可以抑制擴散膜、反射片、稜鏡片的變形、變質。

此外，可以抑制液晶顯示面板的回應速度、對比度、色彩不均勻等的特性變化，也可以抑制使用於液晶顯示面板的偏振膜、視角擴大膜、相位差膜等的變形、變質、特性降低。此外，因為不使用散熱器、散熱管、冷卻風機等，所以可以使背光裝置的厚度為薄。

因為使用光的三原色發光二極體，所以可以簡單地進行色度溫度的調整，並且與冷陰極螢光燈相比，可以擴大色彩再現範圍。此外，通過使用發光二極體，可以實現使用溫度範圍的擴大，並且由於回應速度的提高而可以容易地回應動畫，並且可以以低電壓驅動，且不需要反相器，並提高對比度，而且因為不使用汞而有益於環境。

因此，根據本發明可以製造色彩和亮度的不均勻少且可靠性高的背光裝置、而且可以製造具備該背光裝置的可靠性高且可以顯示高影像質量的影像的高性能顯示裝置。

下文，基於附圖而說明本發明的實施模式。但是，所屬領域的普通人員可以很容易地理解一個事實，就是本發明能夠以多個不同方式而實施，其方式和詳細內容可以被變換為各種各樣的形式，而不脫離本發明的宗旨及其範圍。因此，本發明不應該被解釋為僅限定在本實施模式所記載的內容中。注意，在為說明實施模式的所有附圖中，對共同部分和具有相似的功能的部分使用相同的符號，並省略重復說明。

實施模式1

在本實施模式中，將說明使用了本發明的背光裝置(也稱為背光、照明設備)以及具備有背光裝置的顯示裝置的概念。

在本發明中作為背光裝置的光源，使用發光二極體(LED)，在保持發光二極體的框體中圍繞發光二極體(發光二極體的下側以及四周)地設有熱電元件，並且通過熱電元件的冷卻以及加熱來調節背光裝置中的溫度。熱電元件是利用涉及熱和電的現象而將熱能和電能相互轉換的金屬或半導體的元件。作為可以使用於本發明的熱電元件可以舉出珀耳帖元件等。

在圖1A中示出將發光二極體(LED)用作光源，並且具備包含熱電元件的背光單元的顯示裝置的俯視圖，在圖1B和1C中示出相應於圖1A的A-B線的截面圖。圖1B是被簡化了的概念圖而，其更詳細的說明為圖1C。本發明的顯示裝置是具有液晶顯示元件的液晶顯示裝置，因為液晶本身不是光發射體，所以用作光源的背光單元配置在液晶顯示面板150的背面。

在圖1中在包含熱電元件的框體100中設有發光二極體101a至101c。背光單元具有作為紅色發光二極體的發光二極體101a、作為綠色發光二極體的發光二極體101b、作為藍色發光二極體的發光二極體101c，其中，發光二極體101a的峰值為625nm±10nm、發光二極體101b的峰值為530nm±15nm、發光二極體101c的峰值為455nm±10nm。從發光二極體101a至101c發射的光向圖1B和1C示出的箭頭方向透過液晶顯示面板150發射到可見一側。本發明的包含熱電元件的框體100配置為以箱型圍繞發光二極體的101a至101c的至少三個方向。通過在包含熱電元件的框體100上配置液晶顯示面板150，發光二極體101a至101c設在由包含熱電元件的框體100與液晶顯示面板150形成的箱型的密閉空間中。

如圖1C所示，反射片102配置為覆蓋包含熱電元件的框體100，反射從發光二極體101a至101c發射的光。在發光二極體101a至101c的正上方配置導光板103，並且隔開距離地配置擴散板104、稜鏡片105。

由包含具有冷卻以及加熱的功能的熱電元件的框體100來控制使發光二極體101a至101c始終保持恒定的溫度。因為本發明的包含熱電元件的框體100配置為圍繞發光二極體101a至101c的四周，從而不僅對發光二極體101a至101c附近而且還可以對背光單元整體高效地進行冷卻、加熱，並且可以進行溫度不均勻更少且正確的溫度控制。

由於發光二極體的發光，在背光裝置中發生溫度變化。在背光裝置中配置監視溫度狀態的溫度感測器，通過使熱電元件工作的驅動電路進行熱電元件的冷卻或加熱，並且在溫度調節器中進行溫度控制。再者，設置監視發光二極體的輸出的色彩感測器，由控制發光二極體的輸出的發光二極體控制裝置控制發光二極體的輸出，由發光二極體驅動電路驅動發光二極體。作為色彩感測器以及溫度感測器，可以使用由IC晶片構成的色彩感測器以及溫度感測器。此時，色彩感測器以及溫度感測器優選配置為隱藏於顯示裝置的框體部分中。

此外，通過在液晶顯示裝置中具有熱電模組，可以將液晶顯示裝置中的溫度差異利用於其他發光二極體或熱電元件等的驅動。因為本發明在框體中包含可以高效地進行冷卻以及加熱的熱電元件，所以在液晶顯示裝置中容易獲得預定的溫度差異。

作為光源，背光單元可以使用紅色、綠色、藍色、白色等的各色的發光二極體(LED)。通過使用各色的發光二極體(LED)，可以提高色彩再現性。此外，作為光源，當使用RGB各色的發光二極體(LED)時，不需要使其個數或配置為相同。例如，可以將發光強度低的彩色(例如綠色)配置為比其他彩色的發光二極體多。

注意，在具有RGB的發光二極體的情況下，當適用場序制方式時，可以按照時間使RGB各色的發光二極體順序發光而進行彩色顯示。

當使用發光二極體時，因為其亮度高，所以適合於大型顯示裝置。此外，由於RGB各色的彩色純度好，因此與冷陰極管相比其色彩再現性更良好。而且由於可以減少配置面積，因此當將發光二極體適用於小型顯示裝置時，可以謀求實現窄邊框化。

此外，例如，當將具有發光二極體的背光安裝在大型顯示裝置時，發光二極體可以配置在顯示裝置的基板的背面。此時，發光二極體維持預定的間隔，並且可以順序配置各色的發光二極體。通過配置發光二極體，可以提高色彩再現性。

特別是具有發光二極體的背光裝置適合於大型顯示裝置，通過提高大型顯示裝置的對比度，即使在暗處也可以提供高質量的影像。

在圖2中示出不同形狀的包含熱電元件的框體的一例。如圖2所示，在背光單元發射出光的顯示面板一側也可以一部分地配置包含熱電元件的框體120。如圖2所示，當包含熱電元件的框體120配置為包覆背光裝置時，可以對背光單元整體更高效地進行冷卻、加熱，並且可以進行溫度不均勻更少且準確的溫度控制。

此外，為了實現顯示裝置的減薄，可以接觸地配置背光單元與顯示面板。在圖24示出的顯示裝置中，配置在背光單元中的包含熱電元件的框體的一部分接觸於顯示面板。當接觸地配置背光裝置與顯示面板時(極接近地配置而一部分接觸的情況也相同)，顯示面板也容易受到背光裝置的溫度變化的影響。當包含於框體中的熱電元件配置為接觸於顯示面板時，通過熱電元件對顯示面板一側也可以進行冷卻、加熱，並且可以進行溫度控制。

在圖3以及4中示出形狀不同的包含熱電元件的框體的一例。圖3和4示出將包含熱電元件的框體130以及140配置為與背光單元以及顯示面板雙方接觸的例子。圖4示出如圖2所示那樣的包含熱電元件的框體140包覆顯示面板的可見一側的一部分的結構，並且其為包覆背光單元以及顯示面板的形狀。如圖3以及4所示那樣，包含熱電元件的框體可以連續地包覆背光單元和顯示面板，也可以在背光單元區域中和在顯示面板區域中不連續地分別配置包含不同熱電元件的框體。

此外，在本發明中使用的發光二極體可以被樹脂等覆蓋，如圖5所示，也可以在發光二極體的周圍設有擴散光的半圓形(半球形)的樹脂覆蓋物。此外，發光二極體的覆蓋物的形狀不受限制，例如可以為反錐形形狀。

此外，對於液晶顯示面板模組，可以使用TN(扭轉向列)模式、IPS(平面內切換)模式、FFS(邊緣場切換)模式、MVA(多像限垂直配向)模式、PVA(垂直取向構型液晶)模式、ASM(軸線對稱排列微單元)模式、OCB(光學補償彎曲)模式、FLC(鐵電性液晶)模式、AFLC(反鐵電性液晶)模式等。

因此，根據本發明可以製造色彩和亮度的不均勻少且可靠性高的背光裝置、而且可以製造具備該背光裝置的可靠性高且可以顯示高影像質量的影像的高性能的顯示裝置。

實施模式2

在本實施模式中，將說明使用了本發明的背光裝置以及具備有背光裝置的顯示裝置的詳細情況。

圖6示出的顯示裝置具有背光單元230和液晶顯示面板231，該背光單元230包括發光二極體201(發光元件201a、覆蓋物201b、端子201c)、用作熱導電性的粘合劑的熱導電層202、金屬芯基板203、包含熱電元件的框體200、反射片204、導光板205、擴散板206、稜鏡片207a、207b、色彩感測器220；而上述液晶顯示面板231包括基板211、包含顯示元件的層212、基板213、偏光板214、210、液晶顯示面板驅動電路232。再者，背光單元230包括在背光單元區域中的溫度感測器221、溫度調節器222、熱電元件驅動電路223、發光二極體控制裝置224、發光二極體驅動電路225。

金屬芯基板是在基板的中間層配置有金屬芯的基板，其特徵在於熱均勻性、機械強度的提高、遮罩性等。金屬芯基板因為熱傳導性良好，通過將熱集於金屬芯，容易採用將其熱一起散熱的結構。

雖然在圖6中的發光二極體具有半圓形的覆蓋物201b，但是發光二極體的形狀不限於該形狀，可以為反錐形形狀，也可以以樹脂覆蓋複數個發光二極體。在圖18中示出可以適用於本發明的發光二極體的例子。

在圖18A中的發光二極體的結構為以包含螢光物質402的覆蓋物401覆蓋發光元件400。覆蓋物401為反錐形形狀，也可以在覆蓋物401的周圍配置隔牆。通過組合螢光物質與發光元件的發光色，可以獲取多種的發光色。此外，作為螢光物質可以使用複數種。

在圖18B中的發光二極體的結構為以在表面上具有凹凸的覆蓋物411覆蓋發光元件410。覆蓋物411因為在表面上具有凹凸，所以擴散從發光元件410發射的光。通過凹凸的形狀可以控制光的擴散方向、擴散量。

在圖18C中的發光二極體的結構為以覆蓋物422以及覆蓋物421的疊層覆蓋發光元件420。覆蓋物422可以用於光的擴散，也可以用作發光元件的保護膜。像這樣，可以複數個層疊發光元件的覆蓋物。

在圖18D中的發光二極體的結構是以覆蓋物431覆蓋發光元件430a、430b、430c。像這樣，也可以採用以同一覆蓋物來覆蓋複數個發光元件的結構。例如，可以採用將作為紅色發光二極體的發光元件430a、作為綠色發光二極體的發光元件430b、作為藍色發光二極體的發光元件430c組合，並且以同一覆蓋物來覆蓋上述發光元件的結構。可以將發光二極體中的覆蓋物部分配置為不直接接觸於發光元件而圍繞其周圍，也可以將其配置為直接接觸於發光元件且形成樹脂等作為膜。此外，如圖18A所示，覆蓋物411、421、422、431也可以包含螢光物質、其他擴散物質。

將參照圖7的框圖說明本實施模式的顯示裝置的工作機理的一例。液晶顯示裝置250具有液晶顯示面板模組241、背光模組242、熱電模組226，該液晶顯示面板模組241包括液晶顯示面板231以及液晶顯示面板驅動電路232；上述背光模組242包括背光單元230、在背光單元區域中的溫度感測器221、溫度調節器222、熱電元件驅動電路223、色彩感測器220、發光二極體控制裝置224、以及發光二極體驅動電路225。

由發光二極體驅動電路225使在背光單元230中的發光二極體發光，由配置在背光單元中的色彩感測器220監視發出各種固有彩色光的每個發光二極體(例如，紅色發光二極體、綠色發光二極體、藍色發光二極體)是否為預定的輸出，並將資訊反饋於發光二極體控制裝置224，並且輸出到發光二極體驅動電路225。

此外，由在背光單元區域中配置的溫度感測器221來檢測背光單元230的溫度，並且監視發光二極體的發熱狀態。當發光二極體為預定的溫度之外(預定的溫度以上或以下)時，由熱電元件驅動電路223驅動熱電元件而冷卻或加熱發光二極體，通過溫度調節器222進行溫度控制，以便不使發光二極體在溫度範圍外(高溫或低溫)驅動。

此外，通過在液晶顯示裝置中具有熱電模組226，可以將在液晶顯示裝置中的溫度差異利用於其他發光二極體或熱電元件等的驅動。因為本發明在框體中包含可以高效地進行冷卻以及加熱的熱電元件，所以在液晶顯示裝置中可以容易獲得預定的溫度差異。熱電模組226可以配置在液晶顯示裝置中的任何地方，不管配置在液晶顯示面板模組區域中還是配置在背光模組區域中都可以，也可以將熱電模組226配置為跨越兩個區域。也可以採用與液晶顯示裝置分別配置的結構。還可以配置複數個熱電模組、複數個色彩感測器、複數個溫度感測器，當色彩感測器或溫度感測器配置在複數個地方時，可以進行更準確的監視。

此外，如圖8所示，可以在液晶顯示面板模組241中也設有熱電元件。在這種情況下，設置液晶顯示面板區域中的溫度感測器233、溫度調節器234、熱電元件驅動電路235。此外，由在液晶顯示面板區域中配置的溫度感測器233來檢測且監視液晶顯示面板231的溫度。當液晶顯示面板231為預定的溫度之外(預定的溫度以上或以下)時，由在液晶顯示面板231中配置的熱電元件驅動電路235驅動熱電元件而冷卻或加熱液晶顯示面板231，並通過溫度調節器234進行溫度控制，以便使液晶顯示面板231為預定的溫度範圍內。

圖8示出在背光單元區域中和在液晶顯示面板區域中獨立地配置熱電元件驅動電路235、223的結構。熱電元件驅動電路可以聯動地工作，也可以同時進行不同的工作，如使熱電元件驅動電路235工作為加熱熱電元件，則使熱電元件驅動電路223工作為冷卻熱電元件。

圖9示出使用共同的熱電元件驅動電路243驅動液晶顯示面板模組241以及背光模組242中的熱電元件的一例。如圖9所示，當通用熱電元件驅動電路時，可以實現液晶顯示裝置的減薄，而且具有實現低成本的優點。

實施模式3

在本實施模式中，對具備有本發明的背光裝置，並且使用具有結晶性半導體膜的薄膜電晶體的液晶顯示裝置進行說明。

圖16A是顯示了根據本發明的顯示面板的結構的俯視圖，其中形成有在具有絕緣表面的基板2700上以矩陣狀排列像素2702的像素部分2701、掃描線輸入端子2703、信號線側輸入端子2704。像素的數量可以根據各種標準來設定，例如，對於XGA且使用RGB的全色顯示，設定為1024×768×3(RGB)，對於UXGA且使用RGB的全色顯示，設定為1600×1200×3(RGB)，對於適應於完全規格高視覺(full specs hi-vision)且使用RGB的全色顯示，設定為1920×1080×3(RGB)。

像素2702是通過從掃描線輸入端子2703延伸的掃描線和從信號線側輸入端子2704延伸的信號線交叉，按矩陣來排列的。像素部分2701中的每一個像素具有開關元件和連接於該開關元件的像素電極層。開關元件的典型實例是TFT。通過將TFT的柵極層側連接到掃描線，且將TFT的源側或漏側連接到信號線，可以利用從外部輸入的信號獨立地控制每一個像素。

圖16A示出了用外部驅動電路控制輸入到掃描線及信號線的信號的一種顯示面板的結構。然而，如圖17A所示，也可以通過COG(Chip On Glass，玻璃上晶片安裝)方式將驅動IC2751安裝在基板2700上。此外，作為其他安裝方式，也可以使用如圖17B所示的TAB(帶式自動接合)方式。驅動IC既可以為形成在單晶半導體基板上的驅動IC，又可以為在玻璃基板上由TFT形成電路的驅動IC。在圖17A和17B中，驅動IC2751連接到FPC(撓性印刷電路)2750。

此外，當由具有結晶性的半導體形成設置在像素中的TFT時，如圖16B所示，也可以在基板3700上形成掃描線側驅動電路3702。在圖16B中，使用外部驅動電路來控制像素部分3701，這是與將像素部分3701連接到信號線輸入端子3704的圖16A同樣。當設在像素中的TFT由遷移度高的多晶(微晶)半導體或單晶半導體等形成時，如圖16C所示，可以在基板4700上集成地形成像素部分4701、掃描線驅動電路4702、信號線驅動電路4704。

圖23是具備有本發明的背光單元的液晶顯示裝置的俯視圖，並且圖14是沿圖23中的線C-D的截面圖。

如圖23以及圖14所示，使用密封劑692將像素區域606、作為掃描線驅動電路的驅動電路區域608a、作為掃描線驅動區域的驅動電路區域608b密封在基板600與相對基板695之間，並且在基板600上設有由IC驅動器形成的作為信號線驅動電路的驅動電路區域607。在像素區域606中設置有電晶體622以及電容器623，並且在驅動電路區域608b中設有具有電晶體620以及電晶體621的驅動電路。

基板600以及相對基板695為具有透光性的絕緣基板(以下，也記為透光基板)。該基板特別在可見光的波長區域中具有透光性。例如，可以使用鋇硼矽酸鹽玻璃或鋁硼矽酸鹽玻璃等的玻璃基板、石英基板等。此外，可以適用由具有柔軟性的合成樹脂如以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚碸(PES)、聚碳酸酯(PC)為代表的塑膠或丙烯等而構成的基板。此外，也可以使用薄膜(由聚丙烯、聚酯、乙烯基、聚氟乙烯、氯乙烯等構成)、基材薄膜(聚酯、聚酰胺、無機氣相沈積薄膜等)。此外，通常擔心由合成樹脂形成的基板與其他基板相比其耐熱溫度低，但是通過在使用耐熱性高的基板的製造步驟之後進行轉置，也可以採用由合成樹脂形成的基板。

在像素區域606中，在基板600上中間夾底膜604a、底膜604b地設置有用作開關元件的電晶體622。在本實施模式中，作為該電晶體622使用多柵型薄膜電晶體(TFT)，該電晶體622包括具有用作源區和漏區的雜質區的半導體層、柵絕緣層、具有兩層的疊層結構的柵極層、源極層以及漏極層，並且其中源極層或漏極層與半導體層的雜質區和像素電極層630接觸而電連接。薄膜電晶體可以以多個方法來製作。例如作為啟動層，適用結晶性半導體膜。在結晶性半導體膜上中間夾柵絕緣膜地設置柵極。可以使用該柵極對該啟動層添加雜質元素。像這樣，通過使用柵極進行雜質元素的添加，就沒必要形成用於雜質元素的添加的掩模。柵極可以為單層結構或疊層結構。雜質區通過控制其濃度，可以成為高濃度雜質區和低濃度雜質區。將如此具有低濃度雜質區的薄膜電晶體稱為LDD(Light doped drain；輕摻雜漏區)結構。此外，低濃度雜質區可以與柵極重疊地形成，將這種薄膜電晶體稱為GOLD(Gate Overlapped LDD；柵極重疊輕摻雜漏區)結構。此外，通過對於雜質區使用磷(P)等，使薄膜電晶體的極性成為n型。當要使薄膜電晶體的極性成為p型時，可以添加硼(B)等。然後，形成覆蓋柵極等的絕緣膜611以及絕緣膜612。由混入於絕緣膜611(以及絕緣膜612)中的氫元素，可以使結晶性半導體膜的懸空鍵終結。

進一步，為了提高平坦性，也可以形成絕緣膜615、絕緣膜616作為層間絕緣膜。作為絕緣膜615、絕緣膜616，可以使用有機材料、無機材料或它們的疊層結構。絕緣膜615、絕緣膜616例如可以由選自氧化矽、氮化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氮化鋁、氧氮化鋁、氮氣的含量比氧氣的含量多的氮氧化鋁或氧化鋁、類金剛石碳(DLC)、聚矽氮烷、含氮的碳(CN)、PSG(磷玻璃)、BPSG(硼磷玻璃)、鋁氧、其他含有無機絕緣材料的物質中的材料而形成。另外，可以使用有機絕緣材料，並且作為有機材料，感光性、非感光性材料都可以使用。例如，可以使用聚酰亞胺、丙烯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑、苯並環丁烯、矽氧烷樹脂等。注意，矽氧烷樹脂相當於含有Si-O-Si鍵的樹脂。矽氧烷的骨架結構由矽(Si)和氧(O)的鍵構成。作為取代基，使用至少含氫的有機基(例如，烷基、芳香烴)。作為取代基，也可以使用氟基團。此外，作為取代基，也可以使用至少含氫的有機基、氟基團。

另外，通過使用結晶性半導體膜，可以在同一基板上集成地形成像素區域和驅動電路區域。在此情況下，將像素區域中的電晶體和驅動電路區域608b中的電晶體同時形成。用於驅動電路區域608b的電晶體構成CMOS電路。構成CMOS電路的薄膜電晶體為GOLD結構，然而也可以使用如電晶體622那樣的LDD結構。

在像素區域中的薄膜電晶體的結構不局限於本實施模式，可以使用一個通道形成區被形成的單柵結構，兩個通道形成區被形成的雙柵結構，或三個通道形成區被形成的三柵結構。另外，在週邊驅動電路區域中的薄膜電晶體也可以使用單柵結構，雙柵結構，或三柵結構。

注意，本發明不局限於本實施模式所示的薄膜電晶體的製造方法，也可以應用頂柵型(例如，正交錯型)、底柵型(例如，反交錯型)、具有在通道區的上下中間夾柵絕緣膜配置的兩個柵極層的雙柵型、或者其他結構。

下面，通過印刷法或液滴噴射法，覆蓋像素電極層630以及絕緣膜616地形成稱為定向膜的絕緣層631。注意，如果使用絲網印刷法或膠印刷法，則可以選擇性地形成絕緣層631。然後，進行研磨。如果液晶形態為垂直定向(VA)形態，則有時不進行這種研磨。用作定向膜的絕緣層633與絕緣層631同樣。接著，通過液滴噴射法，將密封劑692形成在像素被形成了的區域的周邊區域。

然後，將用作定向膜的絕緣層633、用作相對電極的導電層634、用作彩色濾光片的彩色層635被設置了的相對基板695和TFT基板的基板600，中間夾間隔物637而貼在一起，並且在其空隙中設置液晶層632。然後，在相對基板695的外面設置偏光板641，並且也在基板600的與具有元件的面相反的面上設置偏光板643。偏光板可以通過粘結層而設置在基板上。此外，也可以在偏光板和基板中間夾相位差板。在密封劑中也可以混入填料，並且還在相對基板695上可以形成遮罩膜(黑矩陣)等。注意，在液晶顯示裝置為全彩色顯示的情況下，可以由呈現紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)的材料形成彩色濾光片等，並且在液晶顯示裝置為單色顯示的情況下，可以不設置彩色層，或由呈現至少一種彩色的材料形成彩色濾光片等。

注意，當在背光中配置RGB的發光二極體(LED)等，並且採用通過時間分割進行彩色顯示的逐次加色混合法(field sequential method：場序制方式)時，有時不設置彩色濾光片。因為黑矩陣減少由電晶體或CMOS電路的佈線引起的外光的反射，所以可以與電晶體或CMOS電路重疊地設置。注意，也可以與電容器重疊地形成黑矩陣。這是因為可以防止構成電容器的金屬膜引起的反射的緣故。

作為形成液晶層的方法，可以使用分配器方式(滴落方式)或者浸漬方式(管吸(piping up)方式)。該浸漬方式為在將具有元件的基板600和相對基板695貼在一起後，利用毛細現象注入液晶的方式。當處理難以適用注入法的大型基板時，可以適用滴落法。

也可以通過散佈幾μm的粒子來設置間隔物，但在本實施模式中在整個基板上形成樹脂膜後，將此蝕刻加工來形成隔離物。在通過旋塗器塗敷用於隔離物的這種材料後，通過曝光和顯影處理將此形成為預定圖形。進一步，通過用潔淨烘箱等以150至200℃加熱它並使它固化。這樣形成的間隔物可以根據曝光和顯影處理的條件而具有不同形狀，然而，間隔物的形狀優選為頂部平坦的柱狀。這是因為當與相對一側的基板貼在一起時，可以確保作為液晶顯示裝置的機械強度的緣故。間隔物的形狀可以為圓錐、角錐等而沒有特別的限制。

接著，在與像素區域電連接的端子電極層678上，夾著各向異性導電體層696地提供用於連接的佈線基板FPC 694。FPC 694具有傳播來自外部的信號或電位的作用。通過上述步驟，可以製造具有顯示功能的液晶顯示裝置。

注意，作為電晶體具有的佈線、柵極層、像素電極層630、用作相對電極層的導電層634，可以使用氧化銦錫(ITO)、在氧化銦中混合了氧化鋅(ZnO)的IZO(indium zinc oxide；氧化銦鋅)、在氧化銦中混合了氧化矽(SiO₂ )的導電材料、有機銦、有機錫、含有氧化鎢的氧化銦、含有氧化鎢的氧化銦鋅、含有氧化鈦的氧化銦、含有氧化鈦的氧化銦錫等。或者可以使用選自鎢(W)、鉬(Mo)、鋯(zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、白金(Pt)、鋁(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)等的金屬、其合金或其金屬氮化物中的材料。

在圖14中所示的顯示裝置具有的背光單元包括發光二極體651、包含熱電元件的框體650、反射片652、導光板653、擴散板654、稜鏡片655、色彩感測器656。

在本發明中作為背光裝置的光源，使用發光二極體，在保持發光二極體的框體中圍繞發光二極體(發光二極體的下側以及四周)地設有熱電元件，並且通過熱電元件的冷卻以及加熱來調節背光裝置中的溫度。熱電元件是利用涉及熱和電的現象而將熱能和電能相互轉換的金屬或半導體的元件。作為可以使用於本發明的熱電元件可以舉出珀耳帖元件等。

由於發光二極體的發光，在背光裝置中發生溫度變化。在背光裝置中配置監視溫度狀態的溫度感測器，通過使熱電元件工作的驅動電路進行熱電元件的冷卻或加熱，並且在溫度調節器中進行溫度控制。再者，設有監視發光二極體的輸出的色彩感測器，由控制發光二極體的輸出的發光二極體控制裝置控制發光二極體的輸出，由發光二極體驅動電路驅動發光二極體。

在背光裝置一側配置的熱電元件和在液晶顯示面板模組一側配置的熱電元件可以分別地具有溫度感測器以及溫度調節器並且獨立地工作，也可以通用溫度感測器以及溫度調節器並且使它們一同工作。

可以接觸地配置背光裝置和液晶顯示面板模組，也可以空開地配置。當液晶顯示面板模組和背光裝置接觸而配置，並且在背光裝置一側配置的熱電元件與液晶顯示面板模組接觸時，通過熱電元件的冷卻、加熱，也可以對液晶顯示面板模組進行溫度控制。

因

此，根據本發明可以製造色彩和亮度的不均勻少且可靠性高的背光裝置、而且可以製造具備該背光裝置的可靠性高且可以顯示高影像質量的影像的高性能的顯示裝置。

本實施模式可以與上述實施模式自由組合。

實施模式4

在本實施模式中，對具備有本發明的背光裝置，並且使用具有非結晶體半導體膜的薄膜電晶體的液晶顯示裝置進行說明。

在圖15中所示的顯示裝置包括在基板300上設有的像素區域中的作為反交錯型薄膜電晶體的電晶體320、像素電極層301、絕緣層302、絕緣層303、液晶層304、間隔物381、絕緣層305、相對電極層306、彩色濾光片308、黑矩陣307、相對基板310、偏光板331、偏光板333、密封區域中的密封劑382、端子電極層387、各向異性導電層385、FPC386。

在本實施模式中製造的作為反交錯型薄膜電晶體的電晶體320的柵極層、源極層、漏極層通過液滴噴射法形成。液滴噴射法是噴射具有液狀導電材料的組成物，然後通過乾燥或焙燒使它固化，而形成導電層或電極層的方法。通過噴射包括絕緣材料的組成物，然後通過乾燥或焙燒使它固化，也可以形成絕緣層。因為可以選擇性地形成導電層或絕緣層等顯示裝置的構成物，所以可以簡化步驟，並且可以防止材料的損失。因此，可以以低成本且高生產率地製造顯示裝置。

在本實施模式中，使用非晶體半導體作為半導體層，並且根據需要，可以形成具有一種導電類型的半導體層。在本實施模式中，作為半導體層和具有一種導電類型的半導體層，層疊非晶體n型半導體層。另外，可以製造形成有n型半導體層的n通道型薄膜電晶體的NMOS結構、形成有p型半導體層的p通道型薄膜電晶體的PMOS結構、n通道型薄膜電晶體和p通道型薄膜電晶體的CMOS結構。

另外，為了賦予導電性，通過使用摻雜法添加賦予導電性的元素，而在半導體層中形成雜質區，也可以形成n通道型薄膜電晶體、p通道型薄膜電晶體。還可以通過進行使用PH₃ 氣體的等離子體處理，對半導體層賦予導電性，以代替形成n型半導體層。

在本實施模式中，電晶體320為n通道型反交錯型薄膜電晶體。此外，也可以使用在半導體層的通道區上設置有保護層的通道保護型反交錯型薄膜電晶體。

另外，可以使用有機半導體材料，並且通過蒸發澱積法、印刷法、噴射法、旋塗法、液滴噴射法、分配器方法等來形成半導體層作為半導體。在這種情況下，不一定需要蝕刻步驟，因此可以減少步驟的數量。作為有機半導體，可以使用並五苯等的低分子材料、高分子材料等，並且還可以使用有機色素、導電性高分子材料等的材料。作為用於本發明的有機半導體材料，優選使用其骨架由共軛雙鍵構成的π電子共軛系的高分子材料。典型地，可以使用對液體有可溶性的高分子材料諸如聚噻吩、聚芴、聚(3-烷基噻吩)、聚噻吩衍生物等。

在圖15中所示的顯示裝置具有的背光單元包括發光二極體351、包含熱電元件的框體350、反射片352、導光板353、擴散板354、稜鏡片355、色彩感測器356。

在背光裝置的前面配置的透過型液晶顯示面板模組也可以包含進行液晶顯示面板的加熱、冷卻的熱電元件、使該熱電元件工作的驅動電路、監視(彩色)液晶顯示面板的溫度狀態的溫度感測器、進行溫度控制的溫度調節器。

本實施模式可以與上述實施模式自由組合。

實施模式5

在本實施模式中，將說明使用了本發明的背光裝置以及具備有背光裝置的顯示裝置的其他結構例。

可以使本發明的背光裝置為如圖25A和25B所示的側光方式(也之稱為邊光方式)。

圖25A所示的顯示裝置包括液晶顯示面板模組459、包含熱電元件的框體450、發光二極體451a、451b、反射片452a、452b、452c、擴散板454、稜鏡片455。發光二極體451a、451b設在包含熱電元件的框體450的側面。反射片452a、452b、452c反射從發光二極體451a、451b發射的光，並且使該光發射到液晶顯示面板模組一側。反射片452a在中央部分具有凸起部分，以便將光高效地傳播到背光裝置中。

圖25B所示的顯示裝置包括液晶顯示面板模組479、包含熱電元件的框體470、發光二極體471a、471b、導光板473、擴散板474、稜鏡片475。發光二極體471a、471b設置在包含熱電元件的框體470的側面。導光板473將從發光二極體471a、471b發射的光傳播到背光裝置中，並且使該光發射到液晶顯示面板模組一側。

圖25C所示的顯示裝置包括液晶顯示面板模組469、包含熱電元件的框體460、發光二極體461、反射片462a、462b、462c、462d、導光板463a、463b、擴散板464、稜鏡片465。發光二極體461設在包含熱電元件的框體460的底部分。反射片462a、462b反射從發光二極體461發射的光，並且傳播到導光板463a。在反射片462c上反射傳播到導光板463a的光，並且該光傳播到導光板463b，且由反射片462d發射到液晶顯示面板模組一側。

在本發明中作為背光裝置的光源，使用發光二極體，在保持發光二極體的框體中圍繞發光二極體地設有熱電元件，並且通過熱電元件的冷卻以及加熱來調節背光裝置中的溫度。熱電元件是利用涉及熱和電的現象而將熱能和電能相互轉換的金屬或半導體的元件。作為可以使用於本發明的熱電元件可以舉出珀耳帖元件等。

本實施模式可以與上述實施模式自由組合。

實施模式6

在本實施模式中，對於顯示裝置所具有的各電路等的工作進行說明。

在圖19中示出顯示裝置的像素部分505以及驅動電路部分508的系統框圖。

像素部分505具有多個像素，並且在成為各像素的信號線512和掃描線510的交叉區域中設置有開關元件。通過開關元件可以控制用於控制液晶分子的傾斜的電壓的施加。如此，將在各交叉區域中設置有開關元件的結構稱為有源型。本發明的像素部分並不局限於這種有源型，也可以具有無源型的結構。因為無源型在各像素中沒有開關元件，所以製作步驟簡便。

驅動電路部分508具有控制電路502、信號線驅動電路503、掃描線驅動電路504。輸入影像信號501的控制電路502具有根據像素部分505的顯示內容進行灰度控制的功能。因此，控制電路502將產生的信號輸入到信號線驅動電路503、掃描線驅動電路504中。然後，當根據掃描線驅動電路504，通過掃描線510選擇開關元件時，就對於選擇了的交叉區域的像素電極施加電壓。該電壓值取決於從信號線驅動電路503並通過信號線輸入進來的信號。

再者，在控制電路502中產生控制供給於照明單元506的電力的信號，而且該信號被輸入到照明單元506的電源507。可以使用上述實施模式中所示的背光單元作為照明單元。注意，作為照明單元，除了背光以外，還有前燈(front light)。前燈指板狀的燈單位，它被安裝在像素部分的前面一側，而且由照射液晶顯示面板模組整體的光發射體以及導光體構成。通過使用這種照明單元，可以以低耗電量且均勻地照射像素部分。

如圖19B所示，掃描線驅動電路504包括用作移位暫存器541、電位轉移器542、緩衝器543的電路。選通開始脈衝(GSP)、選通時鐘信號(GCK)等的信號被輸入到移位暫存器541中。注意，本發明的掃描線驅動電路不局限於圖19B所示的結構。

此外，如圖19C所示，信號線驅動電路503包括用作移位暫存器531、第一鎖存器532、第二鎖存器533、電位轉移器534、緩衝器535的電路。用作緩衝器535的電路指的是具有放大弱信號的功能的電路，而且它具有運算放大器等。對電位轉移器534輸入起始脈衝(SSP)等信號，並且對第一鎖存器532輸入視頻信號等資料(DATA)。在第二鎖存器533中可以暫時保持鎖存(LAT)信號，並且將該信號同時輸入到像素部分505中。將這稱為線順序驅動。因此，如果是進行點順序驅動而不進行線順序驅動的像素，就不需要第二鎖存器。如此，本發明的信號線驅動電路不局限於圖19C所示的結構。

這種信號線驅動電路503、掃描線驅動電路504、像素部分505可以由設置在同一基板上的半導體元件而形成。可以使用設置在玻璃基板上的薄膜電晶體形成半導體元件。在此情況下，優選將結晶性半導體膜適用於半導體元件(參照上述實施模式5)。因為結晶性半導體膜的電特性，特別是其遷移度高，所以它可以構成驅動電路部分所具有的電路。此外，也可以通過使用IC(Integrated Circuit；積體電路)晶片將信號線驅動電路503、掃描線驅動電路504安裝在基板上。在此情況下，可以將非晶體半導體膜適用於像素部分的半導體元件(參照上述實施模式5)。

在這樣的顯示裝置中，作為背光裝置的光源，使用發光二極體，在保持發光二極體的框體中圍繞發光二極體(發光二極體的下側以及四周)地設有熱電元件，並且通過熱電元件的冷卻以及加熱來調節背光裝置中的溫度。通過使用本發明，可以抑制用作光源的發光二極體的發熱，並且抑制發光二極體的壽命變短、亮度降低、色度偏移。通過抑制光源的發熱，可以抑制擴散膜、反射片、稜鏡片的變形、變質。

實施模式7

通過使用根據本發明製造的顯示裝置，可以製造電視裝置(也簡單地稱為電視機、或電視接收機)。圖20為示出了電視裝置的主要結構的框圖。顯示面板可以具有：只在顯示面板上形成像素部分701(如圖16A所示)並且使用TAB方式安裝掃描線驅動電路703和信號線驅動電路702(如圖17B所示)的結構；使用COG方式安裝掃描線驅動器電路703和信號線驅動器電路702(如圖17A所示)的結構；如圖16B所示，形成TFT，並將像素部分701和掃描線驅動電路703在基板上形成為一體，且另外安裝信號線驅動電路702作為驅動器IC的結構；如圖17C所示，在基板上集成地形成像素部分701、信號線驅動電路702、掃描線驅動電路703等的結構。上述任何結構都可以被採用。

作為其他外部電路的結構，在視頻信號輸入一側提供：將調諧器704所接收的信號中的影像信號放大的影像信號放大電路705；將從影像信號放大電路705輸出的信號轉換成對應於紅色、綠色、藍色各色的色度信號的影像信號處理電路706；將該影像信號轉換成驅動器IC的輸入規格的控制電路707等。控制電路707將信號分別輸出到掃描線側和信號線側。在進行數位驅動的情況下，可以在信號線側提供信號分割電路708，並且將輸入數位信號劃分成m個而供應該信號。

將調諧器704所接收的信號中的音頻信號發送到音頻信號放大電路709，並通過音頻信號處理電路710將從音頻信號放大電路709輸出的信號提供給揚聲器713。控制電路711從輸入部分712接收接收站(接收頻率)或音量的控制資訊，並將信號傳送到調諧器704、音頻信號處理電路710。

如圖21A至21C所示，可以將這些液晶顯示面板模組組合到框體，而完成電視裝置。在圖21A中，由顯示模組形成主螢幕2003，並且提供揚聲器部分2009、操作開關等作為其他附屬設備。如此，根據本發明可以完成電視裝置。

通過將顯示面板2002組合到框體2001，並接收器2005接收普通電視廣播的信號，且通過數據機2004將電視裝置連接到利用有線或無線的通信網路，而可以實現單向(從發送者到接收者)或雙向(發送者和接收者之間、或者接收者之間)資訊通信。可以通過使用被組合在框體2001內的開關或獨立於框體2001的遙控單元2006，而操作電視裝置。並且也可以在該遙控單元2006中提供用於顯示輸出資訊的顯示部分2007。

另外，除了主螢幕2003之外，該電視裝置還可以包含由第二顯示面板形成的子螢幕2008以顯示頻道、音量等。在本結構中，可以使用本發明的液晶顯示面板而形成主螢幕2003和子螢幕2008，並且還可以使用廣視角的EL顯示面板而形成主螢幕2003，使用能夠以低耗電量顯示影像的液晶顯示面板而形成子螢幕2008。另外，為了優先地減小耗電量，可以使用液晶顯示面板而形成主螢幕2003，使用EL顯示面板而形成子螢幕2008，並且也可以使子螢幕2008具有能夠一亮一滅的結構。當使用本發明時，即使使用如此大型基板且使用多個TFT或電子部件，也可以製造可靠性高的顯示裝置。

圖21B示出了例如具有20英寸至80英寸的大型顯示部分的電視裝置。該電視裝置包括框體2010、作為操作部分的鍵盤部分2012、顯示部分2011、揚聲器部分2013等。本發明適用於顯示部分2011的製造。由於圖21B所示的顯示部分由能夠彎曲的物質構成，因此成為顯示部分被彎曲的電視裝置。如此，因為可以自由設計顯示部分的形狀，所以可以製造具有所希望的形狀的電視裝置。

圖21C示出了例如具有20英寸至80英寸的大型顯示部分的電視裝置。該電視裝置包括框體2030、顯示部分2031、作為操作部分的遙控裝置2032、揚聲器部分2033等。本發明適用於顯示部分2031的製造。由於圖21C所示的電視裝置為壁挂式，因此並不需要大的安裝空間。

當然，本發明不局限於電視裝置，並且可以適用於各種各樣的用途，如個人電腦的監視器、尤其是大面積的顯示媒體如火車站或機場等中的資訊顯示板或者街頭上的廣告顯示板等。

實施模式8

作為根據本發明的電子器具，可以舉出電視裝置(簡單地稱為電視，或者電視接收機)、數碼相機、數碼攝像機、行動電話(簡單地稱為移動電話機、手機)、PDA等的攜帶型資訊終端、攜帶型遊戲機、用於電腦的監視器、電腦、汽車音響等的聲音再現裝置、家用遊戲機等的具備記錄媒體的影像再現裝置等。對於其具體例子將參照圖22而說明。

圖22A所示的攜帶型資訊終端設備包括主體9201、顯示部分9202等。對於顯示部分9202可以適用本發明的顯示裝置。結果，可以提供可靠性高且可以顯示高影像質量的影像的高性能的攜帶型資訊終端設備。

圖22B所示的數碼攝像機包括顯示部分9701、顯示部分9702等。對於顯示部分9701可以適用本發明的顯示裝置。結果，可以提供可靠性高且可以顯示高影像質量的影像的高性能的數碼攝像機。

圖22C所示的行動電話包括主體9101、顯示部分9102等。對於顯示部分9102可以適用本發明的顯示裝置。結果，可以提供可靠性高且可以顯示高影像質量的影像的高性能的行動電話。

圖22D所示的攜帶型電視裝置包括主體9301、顯示部分9302等。對於顯示部分9302可以適用本發明的顯示裝置。結果，可以提供可靠性高且可以顯示高影像質量的影像的高性能的攜帶型電視裝置。此外，可以將本發明的顯示裝置廣泛地適用於如下的電視裝置：安裝到行動電話等的攜帶型終端的小型電視裝置；能夠搬運的中型電視裝置；以及大型電視裝置(例如40英寸或更大)。

圖22E所示的攜帶型電腦包括主體9401、顯示部分9402等。對於顯示部分9402可以適用本發明的顯示裝置。結果，可以提供可靠性高且可以顯示高影像質量的影像的高性能的攜帶型電腦。

如此，通過採用本發明的顯示裝置，可以提供可靠性高且可以顯示高影像質量的影像的高性能的電子器具。

實施例1

在本實施例中檢測使用於本發明的發光二極體的特性並且進行評價。將使用圖10、圖12、圖13說明實驗結果。

使用分光光度測量儀檢測RGB的發光二極體的發光光譜，該分光光度測量儀可以檢測從紫外到近紅外的分光光譜。在圖10示出發光光譜的檢測結果。在圖10中，圖10B是使用發光為一般的藍色的發光二極體的發射光譜的結果，圖10A是使用發光為深藍色的深藍色發光二極體的發射光譜，該深藍色發光二極體代替在圖10B中使用的藍色發光二極體。在圖10A和10B中示出藍色發光二極體以及深藍色發光二極體的波長光譜為虛線、綠色發光二極體的波長光譜為實線、紅色發光二極體的波長光譜為鏈條線。

當使用深藍色發光二極體時，與使用藍色發光二極體時相比，因為峰值位置從470nm移位到455nm，即移位到短波長側，所以與綠色發光二極體的光譜重疊的面積變小且光譜的半值寬度變窄，因而確認到彩色純度提高了，而且彩色再現範圍擴大了。

使用亮度色度計檢測如下情況下的RGB各色的色度：驅動作為光源的冷陰極管(也稱為CCFL；冷陰極螢光燈，Cold Cathode Fluorescent Lamp)、使用藍色發光二極體的RGB發光二極體、使用深藍色發光二極體的RGB發光二極體的背光單元；將白色分別調整為NTSC色品座標的標準；分別將具有兩種膜厚的彩色濾光片(一種膜厚為1.7μm、另一種膜厚為2.5μm)置於其上。在圖12中示出色品座標的檢測結果。在圖12中示出NTSC的色品座標為實線、包含藍色發光二極體的RGB發光二極體為鏈條線、包含深藍色發光二極體的RGB發光二極體為細虛線、CCFL的色品座標為較長的虛線。此外，圖12A是當彩色濾光片的膜厚為1.7μm時的色品座標，圖12B是當彩色濾光片的膜厚為2.5μm時的色品座標。

在假設NTSC色品座標的面積為100%的情況下，當使用冷陰極管時色品座標的面積為67至92%、當使用藍色發光二極體時色品座標的面積為72至101%、當使用深藍色發光二極體時色品座標的面積87至110%。因此，確認到通過使用深藍色發光二極體，可以擴大色品座標的面積。

如上述，將發光二極體用作光源的背光裝置可以擴大彩色再現範圍。從而，通過具有這樣的背光裝置，可以製造可以顯示更高影像質量的影像的高性能的顯示裝置。

實施例2

在本實施例中檢測使用於本發明的發光二極體的特性並且進行評價。將使用圖11說明實驗結果。

在對發光二極體不進行散熱對策的情況下與在通過本發明在具有熱電元件的框體中配置發光二極體，並且通過熱電元件進行冷卻的情況下，檢測當使發光二極體發光時的在背光裝置中的溫度變化。具體而言，使用熱電偶對基板(金屬芯基板)背面、基板(金屬芯基板)表面、覆蓋發光二極體的樹脂附近進行溫度檢測。在圖11A中示出相對於時間的基板表面的溫度變化、在圖11B中示出基板背面的溫度變化、在圖11C中示出覆蓋發光二極體的樹脂附近的溫度變化。在圖11A至11C中用細線示出沒有通過熱電元件進行散熱對策的情況、用粗線示出通過熱電元件進行散熱對策的情況。在本實施例中，作為熱電元件使用珀耳帖元件。

當沒有進行散熱對策時，基板大約為50℃(在背面以及表面雙方上)、發光二極體附近(發光二極體樹脂附近)為60℃，另一方面，當使用珀耳帖元件時，確認到當使用發光二極體時的溫度變低，即金屬芯基板背面的溫度為20℃、金屬芯基板表面的溫度為40℃、發光二極體附近(發光二極體樹脂附近)的溫度為45℃。

根據上述，通過使用本發明，可以抑制用作光源的發光二極體的發熱，並且抑制發光二極體的壽命變短、亮度降低、色度偏移。通過抑制光源的發熱，可以抑制擴散膜、反射片、稜鏡片的變形、變質。

實施例3

在本實施例中檢測使用於本發明的發光二極體的特性並且進行評價。並使用圖26至28說明實驗結果。

檢測在具有熱電元件的框體中配置發光二極體，並且通過熱電元件進行冷卻的情況下，當使發光二極體發光時的在背光裝置中的溫度變化。更詳細地說，使用熱電偶對覆蓋發光二極體的樹脂附近進行溫度檢測。

樣品為樣品A(A1至A3)和樣品B(B1至B3)，其中樣品A相對於發光二極體熱電元件的配置不同。在圖27以及28中示出樣品A和樣品B的結構。在圖27以及28中，圖27A以及28A是俯視圖，圖27B是圖27A所示的X1-Y1線的截面圖，圖28B是沿圖28A中的X2-Y2線的截面圖。樣品A的結構為在框體800中，只在發光二極體801的下側設有熱電元件802，並且在框體800的中央設有發光二極體801(參照圖27A和27B)。樣品B的結構為在框體820中，熱電元件822a設在發光二極體821的下側，並且熱電元件822b至822e配置為圍繞發光二極體821的四周的結構，而且，不在熱電元件822a的中央，而在熱電元件822b以及822e的附近配置發光二極體821(參照圖28A和28B)。

樣品A1以及樣品B1為紅色發光的發光二極體、樣品A2以及樣品B2為綠色發光的發光二極體、樣品A3以及樣品B3為藍色(品藍：royal blue)發光的發光二極體。

在圖26A中示出相對於時間的覆蓋樣品A1以及樣品B1的發光二極體的樹脂附近的溫度變化，該樣品A1以及樣品B1顯示出紅色發光；在圖26B中示出相對於時間的覆蓋樣品A2以及樣品B2的發光二極體的樹脂附近的溫度變化，該樣品A2以及樣品B2顯示出綠色發光；在圖26C中示出相對於時間的覆蓋樣品A3以及樣品B3的發光二極體的樹脂附近的溫度變化，該樣品A3以及樣品B3顯示出藍色發光。在圖26A至26C用細線示出樣品A(A1、A2、A3)、用粗線示出樣品B(B1、B2、B3)。在樣品A以及樣品B中，珀耳帖元件用作熱電元件。在所有的樣品中，對發光二極體流過電流0.3安培(A)、對熱電元件流過電流2安培(A)。

如圖26A至26C所示，與只在發光二極體的下側配置熱電元件的A1至A3相比，使用本發明的在五面上將熱電元件配置為圍繞發光二極體的B1至B3可以抑制溫度上升。因此，可以確認到如本發明那樣將熱電元件配置為圍繞發光二極體的結構對發光二極體散熱效果較高。

本說明書根據2006年3月21日在日本專利局受理的日本專利申請編號2006-077879而製作，該申請內容包括在本說明書中。

100．．．框體

101a．．．發光二極體

101b．．．發光二極體

101c．．．發光二極體

102．．．反射片

103．．．導光板

104．．．擴散板

105．．．稜鏡片

120．．．框體

130．．．框體

140．．．框體

150．．．液晶顯示面板

201．．．發光二極體

201a．．．發光元件

201b．．．發光元件

201c．．．發光元件

202．．．熱導電層

203．．．金屬芯基板

204．．．反射片

205．．．導光板

206．．．擴散板

207a．．．稜鏡片

207b．．．稜鏡片

210．．．偏光板

211．．．基板

212．．．層

213．．．基板

214．．．偏光板

220．．．色彩感測器

221．．．溫度感測器

222．．．溫度控制器

223．．．熱電元件驅動電路

224．．．發光二極體控制裝置

225．．．發光二極體驅動電路

226．．．熱電模組

230．．．背光單元

231．．．液晶顯示面板

232．．．液晶顯示面板驅動電路

241．．．液晶顯示模組

242．．．背光模組

243．．．熱電元件驅動電路

250．．．液晶顯示裝置

300．．．基板

301．．．像素電極層

302．．．絕緣層

303．．．絕緣層

304．．．液晶層

305．．．絕緣層

306．．．相對電極層

307．．．黑矩陣

308．．．彩色濾光片

310．．．相對基板

320．．．電晶體

331．．．偏光板

333．．．偏光板

350．．．框體

351．．．發光二極體

352．．．反射片

353．．．導光板

354．．．擴散板

355．．．稜鏡片

356．．．色彩感測器

381．．．間隔物

382．．．密封劑

385．．．各向異性導電體層

386．．．FPC(撓性印刷電路)

387．．．端子電極層

400．．．發光元件

401．．．覆蓋物

402．．．螢光物質

410．．．發光元件

411．．．覆蓋物

420．．．發光元件

421．．．覆蓋物

422．．．覆蓋物

430a．．．發光元件

430b．．．發光元件

430c．．．發光元件

431．．．覆蓋物

450．．．框體

451a．．．發光二極體

452a．．．反射片

452b．．．反射片

452c．．．反射片

454．．．擴散板

455．．．稜鏡片

459．．．液晶顯示面板模組

460．．．框體

461．．．發光二極體

462a．．．反射片

462b．．．反射片

462c．．．反射片

462d．．．反射片

463a．．．導光板

463b．．．導光板

464．．．擴散板

465．．．稜鏡片

470．．．框體

471a．．．發光二極體

471b．．．發光二極體

473．．．導光板

474．．．擴散板

475．．．稜鏡片

479．．．液晶顯示面板模組

501．．．圖像信號

502．．．控制電路

503．．．信號線驅動電路

504．．．掃描線驅動電路

505．．．像素部分

506．．．照明單元

507．．．電源

508．．．驅動電路部分

510．．．掃描線

512．．．信號線

531．．．移位暫存器

532．．．第一鎖存器

533．．．第二鎖存器

534．．．電位轉移器

535．．．緩衝器

541．．．移位暫存器

542．．．電位轉移器

543．．．緩衝器

600．．．基板

604a．．．底膜

604b．．．底膜

606．．．像素區域

607．．．驅動電路區域

608a．．．驅動電路區域

608b．．．驅動電路區域

611．．．絕緣膜

612．．．絕緣膜

615．．．絕緣膜

616．．．絕緣膜

620．．．電晶體

621．．．電晶體

622．．．電晶體

623．．．電容器

630．．．像素電極層

631．．．絕緣層

632．．．液晶層

633．．．絕緣層

634．．．導電層

635．．．彩色層

637．．．間隔物

641．．．偏光板

643．．．偏光板

650．．．框體

651．．．絕緣膜

652．．．反射片

653．．．導光板

654．．．擴散板

655．．．稜鏡片

656．．．色彩感測器

678．．．端子電極層

692．．．密封劑

694．．．FPC(撓性印刷電路)

695．．．相對基板

696．．．各向異性導電體層

701．．．像素部分

702．．．信號線驅動電路

703．．．掃描線驅動電路

704．．．調諧器

705．．．影像信號放大電路

706．．．影像信號處理電路

707．．．控制電路

708．．．信號線驅動電路

709．．．音頻信號放大電路

710．．．音頻信號處理電路

711．．．控制電路

712．．．輸入部分

713．．．揚聲器

800．．．框體

801．．．發光二極體

802．．．發光元件

820．．．框體

821．．．發光二極體

822a．．．發光元件

822b．．．發光元件

822c．．．發光元件

822d．．．發光元件

822e．．．發光元件

2001．．．框體

2002．．．顯示面板

2003．．．主螢幕

2004．．．數據機

2005．．．接收器

2006．．．遙控單元

2007．．．顯示部分

2008．．．子螢幕

2009．．．揚聲器部分

2010．．．框體

2011．．．顯示部分

2012．．．鍵盤部分

2013．．．揚聲器部分

2030．．．框體

2031．．．顯示部分

2032．．．遙控單元

2033．．．揚聲器部分

2700．．．基板

2701．．．像素部分

2702．．．像素

2703．．．掃描線輸入端子

2704．．．信號線側輸入端子

2750．．．FPC(撓性印刷電路)

2751．．．驅動IC

3700．．．基板

3701．．．像素部分

3702．．．掃描線驅動電路

3704．．．信號線輸入端子

4700．．．基板

4701．．．像素部分

4702．．．掃描線驅動電路

4704．．．信號線驅動電路

9101．．．主體

9102．．．顯示部分

9201．．．主體

9202．．．顯示部分

9301．．．主體

9302．．．顯示部分

9401．．．主體

9402．．．顯示部分

9701．．．顯示部分

9702．．．顯示部分

圖1A至1C是表示本發明的顯示裝置的俯視圖以及截面圖；

圖2A至2C是表示本發明的顯示裝置的俯視圖以及截面圖；

圖3A至3C是表示本發明的顯示裝置的俯視圖以及截面圖；

圖4A至4C是表示本發明的顯示裝置的俯視圖以及截面圖；

圖5A至5C是表示本發明的顯示裝置的俯視圖以及截面圖；

圖6是表示本發明的顯示裝置的圖；

圖7是表示本發明的顯示裝置的框圖；

圖8是表示本發明的顯示裝置的框圖；

圖9是表示本發明的顯示裝置的框圖；

圖10A和10B是表示實施例1的實驗資料的圖；

圖11A至11C是表示實施例2的實驗資料的圖；

圖12A和12B是表示實施例1的實驗資料的圖；

圖13是表示實施例1的實驗資料的圖；

圖14是表示本發明的顯示裝置的截面圖；

圖15是表示本發明的顯示裝置的截面圖；

圖16A至16C是表示本發明的顯示裝置的俯視圖；

圖17A和17B是表示本發明的顯示裝置的俯視圖；

圖18A至18D是表示可以適用於本發明的發光二極體的截面圖；

圖19A至19C是表示本發明的顯示裝置的框圖；

圖20是表示適用了本發明的電子器具的主要結構的框圖；

圖21A至21C是表示本發明的電子器具的圖；

圖22A至22E是表示本發明的電子器具的圖；

圖23是表示本發明的顯示裝置的俯視圖；

圖24A至24C是表示本發明的顯示裝置的俯視圖以及截面圖；

圖25A至25C是表示本發明的顯示裝置的截面圖；

圖26A至26C是表示實施例3的實驗資料的圖；

圖27A和27B是表示實施例3的實驗條件的圖；以及

圖28A和28B是表示實施例3的實驗條件的圖。

100．．．框體

101a．．．發光二極體

101b．．．發光二極體

101c．．．發光二極體

102．．．反射片

103．．．導光板

104．．．擴散板

105．．．稜鏡片

150．．．液晶顯示面板

Claims

一種半導體裝置，包含：液晶顯示面板包含：第一電晶體及第二電晶體；背光裝置，與該液晶顯示面板鄰接，該背光裝置包含：板；反射片，在該板之上；第一發光部件、第二發光部件及第三發光部件，在該板之上，每個發光部件包含：複數個發光二極體；螢光物質，在該複數個發光二極體之上；以及樹脂，在該螢光物質之上，該樹脂具有彎曲的上表面；擴散板，在該反射片及該第一發光部件、該第二發光部件及該第三發光部件之上；以及稜鏡片，在該擴散板之上；以及第一感測器，係建構以監控用以控制該第一發光部件、該第二發光部件及該第三發光部件之輸出，其中，該第一電晶體與該第一發光部件相重疊，且其中，該第一及該第二電晶體與該第三發光部件不相重疊。
如申請專利範圍第1項之半導體裝置，更包含可操作地連接到該背光裝置的第二感測器。
如申請專利範圍第1項之半導體裝置，更包含在類型方面與該第一感測器不同的第二感測器。
如申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中該第二感測器係溫度感測器。
如申請專利範圍第3項之半導體裝置，其中該第二感測器係溫度感測器。
如申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中，該反射片包含複數個開口；其中，該複數個開口係設置來對應該第一發光部件、第二發光部件及第三發光部件的位置，以及其中，該樹脂在與該板之一表面平行的方向上的寬度係不大於該複數個開口的每一者在與該表面平行的該方向上的寬度。
如申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中該第一感測器係配置於該第一發光部件、該第二發光部件及該第三發光部件之上且在與該第一發光部件、該第二發光部件及該第三發光部件相重疊的區域之外。
如申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中該第一感測器係與該液晶顯示面板相重疊。
如申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中該第一感測器係與該第一發光部件、該第二發光部件及該第三發光部件相鄰設置。
如申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中該反射片係在該板之上以及在該樹脂的頂部之下。
一種半導體裝置，包含：液晶顯示面板，包含：第一電晶體及第二電晶體；像素電極層；以及間隔物；以及；背光裝置，與該液晶顯示面板鄰接，該背光裝置包含：板；反射片，在該板之上；第一發光部件、第二發光部件及第三發光部件，在該板之上，每個發光部件包含：複數個發光二極體；以及螢光物質，在該複數個發光二極體之上；擴散板，在該反射片及該第一發光部件、該第二發光部件及該第三發光部件之上；以及稜鏡片，在該擴散板之上；其中，像素電極層與該第三發光部件相重疊，其中，該間隔物與該第三發光部件不相重疊，其中，該第一電晶體與該第一發光部件相重疊，且其中，該第一及該第二電晶體與該第三發光部件不相重疊。
一種半導體裝置，包含：液晶顯示面板，包含：第一電晶體及第二電晶體；以及密封劑；以及背光裝置，與該液晶顯示面板鄰接，該背光裝置包含板；反射片，在該板之上；第一發光部件、第二發光部件及第三發光部件，在該板之上，每個發光部件包含：複數個發光二極體；以及螢光物質，在該複數個發光二極體之上；擴散板，在該反射片及該第一發光部件、該第二發光部件及該第三發光部件之上；以及稜鏡片，在該擴散板之上；其中，該第一電晶體與該第一發光部件相重疊，其中，該密封劑不與該第一發光部件、該第二發光部件及該第三發光部件重疊，其中，該第一電晶體與該第一發光部件相重疊，且其中，該第一及該第二電晶體與該第三發光部件不相重疊。
一種半導體裝置，包含：液晶顯示面板，包含：第一電晶體及第二電晶體電容器；以及密封劑；以及背光裝置，與該液晶顯示面板鄰接，該背光裝置包含：板；反射片，在該板之上；第一發光部件、第二發光部件及第三發光部件，在該板之上，每個發光部件包含：複數個發光二極體；以及螢光物質，在該複數個發光二極體之上；擴散板，在該反射片及該第一發光部件、第二發光部件及第三發光部件之上；以及稜鏡片，在該擴散板之上，其中，該電容器與該第三發光部件相重疊，其中，該密封劑不與該第一發光部件、該第二發光部件及該第三發光部件重疊，其中，該第一電晶體與該第一發光部件相重疊，且其中，該第一及該第二電晶體與該第三發光部件不相重疊。
如申請專利範圍第13項之半導體裝置，其中，該液晶顯示面板包含像素電極層，且其中，該像素電極層係與該第三發光部件相重疊。
如申請專利範圍第1、11、12及13項中任一項之半導體裝置，其中該第一發光部件、該第二發光部件及該第三發光部件包含紅色、綠色及藍色。
如申請專利範圍第1、11、12及13項中任一項之半導體裝置，其中該第一發光部件、該第二發光部件及該第三發光部件包含白色。
如申請專利範圍第1、11、12及13項中任一項之半導體裝置，其中該第一發光部件的該複數個發光二極體的色彩係彼此不同。
一種電器，包含第1、11、12及13項中任一項之半導體裝置，其中該電器係選自由攜帶型資訊終端、照相機、行動電話、電視裝置、以及電腦組成的群組其中之一者。
如申請專利範圍第13項之半導體裝置，其中，該液晶顯示面板包含基板、相對基板、在該基板之上的像素電極層、及在該基板與該相對基板之間的間隔物，其中，該密封劑係在該基板與該相對基板之間，且其中，該間隔物的至少一部分與該像素電極層相重疊。
如申請專利範圍第13項之半導體裝置，其中，該液晶顯示面板包含基板、相對基板、在該基板之上的像素電極層、及在該基板與該相對基板之間的間隔物，其中，該密封劑係在該基板與該相對基板之間，且其中，至少部分的該間隔物不與該像素電極層重疊。
如申請專利範圍第11項之半導體裝置，其中，該第一電晶體與該第一發光部件相重疊，且其中，該間隔物不與該第一發光部件重疊。