專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及將電致發(fā)光元件(以下稱EL發(fā)光元件)作為光源或者顯示元件內置的液晶顯示裝置，特別涉及在EL發(fā)光元件的非點亮情況下、能夠作為反射型液晶顯示裝置使用的液晶顯示裝置。
背景技術：
一般來講，在小型信息機器等中，液晶自身沒有發(fā)光功能，通過來自設在裝置內的光源的透過光來進行顯示的透過型液晶顯示裝置逐漸得到應用。除透過型的液晶顯示裝置之外，還有反射型的液晶顯示裝置，其利用從外部入射到液晶顯示面板內的光的反射光來進行顯示。此外，還有半透過反射型的液晶顯示裝置，它兼具透過型和反射型雙方的功能。
不同于這種一般的液晶顯示裝置，提出有如下液晶顯示裝置在液晶顯示面板的一部分上使用具有發(fā)光性的材料，并利用液晶的電光變化來進行顯示。(例如，參照專利文獻1(特開昭60-50578號公報)、專利文獻2(特開昭60-129780號公報)。)。
此外，還提出有如下液晶顯示裝置，即，在隔著液晶顯示面板觀看液晶顯示面板的顯示的人(以下，稱觀看者)的相反側(液晶顯示面板的里側)，配置發(fā)出紫外線的光源，并在該光源和液晶顯示面板之間，配置對紫外線具有偏振性的偏振分離器。這種液晶顯示裝置，使作為客體(guest)的熒光二色性色素的二色性比得到改善，并改善觀看性。但是，含有熒光二色性色素的液晶顯示裝置，只不過是用外部光源(輔助光源)來進行二次發(fā)光而已，必須有輔助光源。
另一方面，有機EL發(fā)光元件的研究開發(fā)在急速進步，已經達到面向汽車音響和手機的產品實用化階段。此外，關于EL發(fā)光元件，已經報告有使用半導體開關元件實現高性能化的例子、通過磷光材料EL發(fā)光元件實現高亮度化的例子、和通過塑料基板化實現輕量且薄型化的例子等。
圖28是表示使用現有EL發(fā)光元件的顯示裝置的主要部分的部分擴大截面圖。參照圖28，對現有EL發(fā)光元件的結構進行說明。在此說明中，所謂“上”是圖28的下。如圖28所示，透明的第1基板1上，設置有由透明導電膜構成的陽極電極21和定位絕緣膜20。定位絕緣膜20覆蓋著陽極電極21的邊緣部分，而在陽極電極21的邊緣部分以外的陽極電極21上設有開口，規(guī)定了發(fā)光區(qū)域。陽極電極21上，按照空穴(hole)輸送層35、發(fā)光層23及電子輸送層22這個順序疊層。然后，在電子輸送層22上設有陰極電極24。定位絕緣膜20，防止陽極電極21和陰極電極24的交叉部分發(fā)生電短路。
EL發(fā)光元件33，由上述陽極電極21、空穴輸送層35、發(fā)光層23、電子輸送層22以及陰極電極24構成。EL發(fā)光元件33的發(fā)光亮度，會由于水分的影響而降低。為防止該現象，金屬罩(case)30與第1基板1粘接(未圖示)，第1基板1與金屬罩30之間的空間，被用除去了水分的空氣層38填充。
來自EL發(fā)光元件33的透過出射光61，透過陽極電極21和第1基板1射出到觀看者一側。陰極電極24為了高效地將來自發(fā)光層23的光出射到第1基板1一側，由功函數較小的具有反射性的金屬膜，例如氧化鋰—鋁(Li2O-Al)來形成。此外，陽極電極21，由例如氧化銦錫(ITO)膜來形成?？昭ㄝ斔蛯?5，由例如三苯胺衍生物來形成。發(fā)光層23，由例如銥螯合物(Ir(ppy)3)來形成。電子輸送層22，由例如三(8-羥基)喹啉鋁來形成。
由反射性金屬膜形成的陰極電極24，反射來自外部光源的光。因此，在外部環(huán)境明亮、陰極電極24上的反射光較強的狀況下，該反射光和來自EL發(fā)光元件33的透過出射光61之間的光強度差會變小。所以，在第1基板1的觀看者一側，相位差板56以及偏振板55被按照該順序疊層，起到1/4波長偏振濾光器的作用。由此，外部光源(未圖示)的光，即使由陰極電極24反射也不會出射到觀看者一側。因此，透過出射光61和反射光之間的對比度足夠大。
然而，為了變得明亮來獲得足夠的對比度，已知有將EL發(fā)光元件用于背光等照明光源的液晶顯示裝置(例如，參照專利文獻3(特開2000-267091號公報)、專利文獻4(特開昭58-221828號公報)、專利文獻5(實開昭59-53335號公報)、專利文獻6(特開2001-166300號公報)、專利文獻7(特開平11-249130號公報)。)。這種液晶顯示裝置，在外部環(huán)境較暗的情況下，以規(guī)定亮度點亮EL發(fā)光元件，并在該狀態(tài)下驅動液晶顯示元件，用來自EL發(fā)光元件的透過光進行顯示。
但是，由于使用了現有的EL發(fā)光元件的顯示裝置，在外部光源的光強度非常強的情況下，來自EL發(fā)光元件的透過出射光的強度會負于陰極電極上的反射光的強度，所以透過出射光的光幾乎無法識別，對比度會十分低下。為了避免在外部光源的光強度非常強的情況下出現這種問題，必需增加EL發(fā)光元件的發(fā)光強度，但是這樣一來，EL發(fā)光元件的耗電就增加了。耗電量一增加，對于小型便攜式信息機器、手機、個人數字助理(PDA)、小型游戲機或鐘表等而言，電池的消耗會加劇，無法確保充分的使用時間。此外，電池的劣化也會加速。
另一方面，就反射型的液晶顯示裝置而言，雖然即使外部光源的光強度很強也不會產生上述EL發(fā)光元件那樣的問題，但是取而代之，在外部光源的光強度較弱的環(huán)境或沒有外部光源的光的環(huán)境下，無法識別顯示。半透過反射型液晶顯示裝置、和具有由配置在液晶顯示面板的觀看者一側的導光板構成的前照明的反射型液晶顯示裝置，由于需要在液晶顯示面板外設置光源，所以薄型化和輕量化的余地十分有限。此外，光源的連接、將光源和液晶顯示元件模塊化的結構也十分復雜。
此外，內置了現有的EL發(fā)光元件的液晶顯示裝置，并不是通過控制EL發(fā)光元件的發(fā)光強度來進行所希望的顯示，只不過將發(fā)光元件作為液晶顯示元件的照明光源來使用。因此，由于即使是在點亮EL發(fā)光元件時，還是需要驅動液晶顯示元件，這樣就導致耗電的增加。
本發(fā)明為了消除上述現有技術帶來的問題，將液晶顯示元件和作為顯示元件的發(fā)光元件一體化，而且考慮各自的電連接，目的是為了實現薄型化、輕量化。換言之，本發(fā)明的目的在于，提供一種液晶顯示裝置，內置有作為顯示元件的發(fā)光元件。
進而，在液晶顯示裝置上設置開關元件，利用該開關元件控制液晶顯示像素電極和發(fā)光元件，從而實現液晶顯示面板的顯示質量的提高、低耗電量化、以及識別性的提高。

發(fā)明內容
為了解決上述課題，達到目的，本發(fā)明的液晶顯示裝置，具備將具有顯示電極的第1基板、和具有對置電極的第2基板以規(guī)定間隙對置，且所述間隙內具有液晶層的液晶顯示元件，其特征在于在所述第1基板與所述第2基板之間，設置電致發(fā)光元件和用于控制該電致發(fā)光元件的EL控制用開關元件。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置，還在所述第1基板的液晶層一側形成所述EL控制用開關元件，所述電致發(fā)光元件隔著絕緣膜，形成在該EL控制用開關元件的液晶層一側。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置，還在所述第1基板的液晶層一側形成所述電致發(fā)光元件，所述EL控制用開關元件隔著絕緣膜，形成在該電致發(fā)光元件的液晶層一側。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，所述電致發(fā)光元件，透過所述第1基板一側，將光出射到該第1基板一側。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，在所述絕緣膜上形成EL連接開口部，通過該EL連接開口部，使所述電致發(fā)光元件和所述EL控制用開關元件電連接。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，所述電致發(fā)光元件，為發(fā)出的光顏色各不相同的多種電致發(fā)光元件。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，在所述電致發(fā)光元件上，設置防止水分向該電致發(fā)光元件滲透的保護膜。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，在所述電致發(fā)光元件或所述EL控制用開關元件上，形成用于使段差平坦化的絕緣性平坦化膜，在該平坦化膜上形成液晶顯示元件的顯示電極。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，所述平坦化膜，具備使光擴散的擴散部件。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，所述顯示電極為反射性電極，在與所述電致發(fā)光元件重疊的區(qū)域上具有開口部。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，所述反射性電極的表面為凹凸形狀。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，所述平坦化膜的表面為凹凸形狀。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，在所述第1基板和所述第2基板之間，設置給所述液晶層供給顯示用信號的液晶層控制用開關元件與所述顯示電極相連接。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，在所述液晶層控制用開關元件的液晶層一側隔著絕緣膜形成顯示電極，該顯示電極與所述液晶層控制用開關元件，通過在所述絕緣膜上形成的LC連接開口部電連接。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，所述顯示電極形成在，基本覆蓋由所述液晶層控制用開關元件、和所述EL控制用開關元件構成的2個1組的開關元件上的區(qū)域上。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，所述開關元件，是由具有源電極、漏電極和柵電極的薄膜晶體管構成。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，在同一顯示像素區(qū)域內所含的所述EL控制用開關元件和所述液晶層控制用開關元件中，柵電極相互連接，源電極相互獨立。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，在鄰接的2個顯示像素區(qū)域內分別含有的所述EL控制用開關元件的柵電極相互連接，在鄰接的2個顯示像素區(qū)域內分別含有的所述液晶層控制用開關元件的柵電極相互連接，所述EL控制用開關元件的源電極，與鄰接的顯示像素區(qū)域內含有的所述液晶層控制用開關元件的源電極連接。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，在鄰接的2個顯示像素區(qū)域內分別含有的所述EL控制用開關元件的柵電極相互連接，在鄰接的2個顯示像素區(qū)域內分別含有的所述液晶層控制用開關元件的柵電極，獨立于所述EL控制用開關元件的柵電極且相互連接，在同一顯示像素區(qū)域內所含的所述EL控制用開關元件和所述液晶層控制用開關元件中，源電極相互獨立。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，所述開關元件，是具有由多晶硅薄膜構成的半導體層的薄膜晶體管。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，所述EL控制用開關元件，是具有由多晶硅薄膜構成的半導體層的薄膜晶體管，所述液晶層控制用開關元件，是具有由無定形硅膜構成的半導體層的薄膜晶體管。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，在所述第1基板和所述第2基板之間具有彩色濾光器。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，所述液晶層，是液晶與透明固狀物的混合液晶層，是根據施加在所述液晶層的電壓的強弱，控制散射和透過的散射型液晶層。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，在所述第1基板和顯示電極之間，具有混合了吸收水分的部件的有機絕緣膜。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，在所述第2基板的與液晶層的相反側上，至少具有偏振板。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，在所述第2基板的與液晶層的相反側上，從該第2基板一側起、依次具有至少1片相位差板和偏振板。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，在所述電致發(fā)光元件和所述偏振板之間具有光擴散層。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，在所述電致發(fā)光元件和所述第2基板之間具有光擴散層。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，所述液晶層的取向方向、和設在所述第2基板的與液晶層相反側的所述偏振板以及所述相位差板的配置，是在不對所述液晶層施加電壓時該液晶層的透過率為幾乎最大的配置。
另外，本發(fā)明中的液晶顯示裝置的再一特征是，所述電致發(fā)光元件在發(fā)光中，令所述液晶層的透過率為幾乎最大的電壓，被通過所述液晶層控制用開關元件，施加在該液晶層上。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式的液晶顯示裝置的主要部分的部分擴大截面圖。
圖2是表示具有本發(fā)明的液晶顯示裝置的便攜式信息機器的整體的立體示意圖。
圖3是圖2的切斷線A-A的截面圖。
圖4是表示本發(fā)明的第2實施方式的液晶顯示裝置的主要部分的部分擴大截面圖。
圖5是表示本發(fā)明的第3實施方式的液晶顯示裝置的主要部分的部分擴大截面圖。
圖6是表示本發(fā)明的第4實施方式的液晶顯示裝置的主要部分的部分擴大截面圖。
圖7是表示本發(fā)明的第5實施方式的液晶顯示裝置的主要部分的部分擴大截面圖。
圖8是表示本發(fā)明的第6實施方式的液晶顯示裝置的主要部分的部分擴大截面圖。
圖9是表示本發(fā)明的第7實施方式的液晶顯示裝置的主要部分的部分擴大截面圖。
圖10是表示本發(fā)明的第8實施方式的液晶顯示裝置的主要部分的部分擴大截面圖。
圖11是表示本發(fā)明的第9實施方式的液晶顯示裝置的主要部分的部分擴大截面圖。
圖12是表示本發(fā)明的第10實施方式的液晶顯示裝置的顯示像素區(qū)域的主要部分的平面示意圖。
圖13是表示本發(fā)明的第10實施方式的液晶顯示裝置的顯示像素區(qū)域的主要部分的平面示意圖。
圖14是表示本發(fā)明的第10實施方式的液晶顯示裝置的顯示像素區(qū)域的主要部分的平面示意圖。
圖15是表示本發(fā)明的第11實施方式的液晶顯示裝置的主要部分的部分擴大截面圖。
圖16是表示本發(fā)明的第12實施方式的液晶顯示裝置的主要部分的部分擴大截面圖。
圖17是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的EL發(fā)光元件的等價電路的電路圖。
圖18是示意地表示在將本發(fā)明的液晶顯示裝置的EL發(fā)光元件時分驅動時的柵電極施加電壓和發(fā)光強度的波形圖。
圖19是表示液晶顯示裝置的顯示部的一部分的部分擴大圖，用于說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的驅動樣式。
圖20是表示在僅驅動本發(fā)明的液晶顯示裝置的液晶顯示元件時的驅動波形的波形圖。
圖21是表示在僅驅動本發(fā)明的液晶顯示裝置的EL發(fā)光元件時的驅動波形的波形圖。
圖22是表示在驅動本發(fā)明的液晶顯示裝置的液晶顯示元件和EL發(fā)光元件雙方時的驅動波形的波形圖。
圖23是表示應用本發(fā)明的液晶顯示裝置的手機在蓋打開狀態(tài)下的立體示意圖。
圖24是表示應用本發(fā)明的液晶顯示裝置的手機在蓋關閉狀態(tài)下的立體示意圖。
圖25是表示無源矩陣型EL發(fā)光元件的等價電路的電路圖。
圖26是示意地表示在時分驅動無源矩陣型EL發(fā)光元件時的掃描電極施加電壓和發(fā)光強度的波形圖。
圖27是示意地表示有機EL發(fā)光元件的亮度和施加電壓之間關系的特性圖。
圖28是表示使用現有的EL發(fā)光元件的顯示裝置的主要部分的部分擴大截面圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖，對用于實施本發(fā)明的最佳方式的發(fā)光元件內置型液晶顯示裝置進行說明。另外，在對以下各實施方式的說明中，對于與其他實施方式相同的結構，會付以相同符號并省略重復說明。
<第1實施方式>
第1實施方式的特征在于，在第1基板上形成EL發(fā)光元件的控制用開關元件和液晶層控制用開關元件。此外，還有一點是將這些EL控制用開關元件和液晶層控制用開關元件形成在同一平面上。再有一點是，作為液晶層的反射板，利用了構成EL發(fā)光元件的反射電極。圖1是將本發(fā)明的第1實施方式中的發(fā)光元件內置型液晶顯示裝置的一部分放大的截面圖。圖2是具備本發(fā)明的液晶顯示裝置的便攜式信息機器的立體示意圖。圖3是圖2所示的A-A線處的便攜式信息機器的截面圖。以下，交替參照圖1、圖2和圖3來說明第1實施方式。
如圖2所示，在便攜式信息機器81的外殼上，具有用于顯示圖像的顯示部96。該顯示部96的旁邊，有用于改變顯示內容的模式切換按鈕85、上滾(+)按鈕86、下滾(-)按鈕87、通信部88、以及打開關閉便攜式信息機器81的開關按鈕89。
接下來，如圖3所示，便攜式信息機器81包括液晶顯示裝置P；防風玻璃90，透過它能夠看到液晶顯示裝置P的顯示部。外殼的背蓋103一側設有電路基板105，液晶顯示裝置P被組裝在該電路基板105上。液晶顯示裝置P，靠近防風玻璃90側(觀看者一側)，形成設有第2電極(圖3中未圖示)的第2基板41、液晶層51、以及設有第1電極(圖3中未圖示)和EL發(fā)光元件33的第1基板1的基本結構。作為EL發(fā)光元件33，可以使用有機EL發(fā)光元件。第1基板1與第2基板41，被以給定距離分開并且相對，在第1基板1與第2基板41間的空間里封入有液晶層51。液晶層51被用密封材料和未圖示的封孔部密封。
此外，第2基板41的未圖示的電極，通過導電部件(未圖示)與電路基板105上的信號端子相連接。外殼上配置的通信部88，被安裝在通信用電路基板91上。該通信用電路基板91，通過由柔軟的印刷電路板(柔性印刷電路板FPC)構成的FPC92，與電路基板105連接。通信部88可以用于發(fā)送或接收，是位置信息用的GPS(全球定位系統(tǒng))傳感器、藍牙收發(fā)傳感器或紅外線收發(fā)傳感器。此外，電池94被電池壓片93安在電路基板105上作為能源。圖3中，符號11表示的是保護用絕緣膜，符號55表示的是偏振板，符號56表示的是相位差板。
如圖1所示，第1基板1上設有由多晶硅膜構成的兩種薄膜晶體管(TFT)9。一種薄膜晶體管9，是控制EL發(fā)光元件33的EL控制用開關元件17。另一種薄膜晶體管9，是控制作為低耗電顯示元件的液晶顯示元件的液晶層控制用開關元件18。這些EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18，都形成在第1基板1上的同一層上。
由多晶硅半導體層構成的薄膜晶體管9，是按照如下方式制成的。首先，在第1基板1上形成由多晶硅膜構成的半導體層4。在該半導體層4上形成由氧化硅膜構成的柵電極絕緣膜3。在柵電極絕緣膜3的一部分上，形成源極接觸孔和漏極接觸孔。然后，將源電極6和漏電極7，分別通過源極接觸孔和漏極接觸孔，與在半導體層4上摻雜雜質形成的摻雜半導體區(qū)域5電連接。此外，在柵電極絕緣膜3上，形成由高熔點金屬鎢(W)構成的柵電極2。
在如上形成的薄膜晶體管9上形成鈍化膜10。這是為了防止在后面的發(fā)光元件形成工序和液晶顯示面板化工序中，薄膜晶體管9的特性變化的。漏電極7被與漏極連接電極8電連接。
在丙烯酸樹脂等有機絕緣膜中混合吸收水分的材料，來在薄膜晶體管9和鈍化膜10上，形成平坦化保護膜16來作為層間絕緣膜25。這是為了在穩(wěn)定發(fā)光元件特性的同時，防止薄膜晶體管9的特性劣化。作為水分吸收材料，例如使用氧化鋇微粒。通過在丙烯酸樹脂上散射氧化鋇微粒，使得平坦化保護膜16具有水分獲得器的功能。另外，圖1雖然將平坦化保護膜16表示為單層，但也可以疊層大量含有氧化鋇的水分獲得器優(yōu)先的丙烯酸樹脂層、和用于提高絕緣性和平坦化性的丙烯酸樹脂層，來將平坦化保護膜16形成為多層構造。這樣，與平坦化保護膜16為單層構成的情況相比，防止EL發(fā)光元件33劣化的效果增強。
在平坦化保護膜16上，形成用于通過漏極連接電極8、電連接EL控制用開關元件17的漏電極7和EL發(fā)光元件33的陰極電極24的EL連接開口部13；和，用于通過漏極連接電極8、電連接液晶層控制用開關元件18的漏電極7和構成液晶顯示像素的顯示電極31的LC連接開口部14。此外，在平坦化保護膜16上，利用鋁和鎂的合金形成作為第3電極的反射性金屬電極的陰極電極24。在陰極電極24上，將由羥基喹啉鋁螯合物(Alq)構成的電子輸送層(未圖示)、由摻雜喹丫酮后的羥基喹啉鋁螯合物構成的發(fā)光層23、由三苯胺衍生物構成的空穴輸送層35、以及作為透明導電膜由氧化銦錫(ITO)膜構成的第4電極的陽極電極21，按照上述順序疊層。EL發(fā)光元件33通過陰極電極24到陽極電極21的結構而形成。
EL發(fā)光元件33上，設有由氧化硅膜等的絕緣膜構成的保護用絕緣膜11。這是為了防止水分向EL發(fā)光元件33浸透。在保護用絕緣膜11上，設置由氧化銦錫(ITO)膜構成的顯示電極31作為用于驅動液晶的透明導電膜。如上所述，顯示電極31經過LC連接開口部14，與構成液晶層控制用開關元件18的薄膜晶體管9的漏極連接電極8形成電連接。
至此，如上所述，設在第1基板1上的薄膜晶體管9，起到控制2類顯示元件的功能，即具有作為EL發(fā)光元件33的發(fā)光控制用元件、和作為液晶顯示元件的液晶層51的電壓控制用元件的功能。
第2基板41，以規(guī)定間隙與第1基板1對置。該第2基板41的液晶層51一側的面上，設置有對置電極42，覆蓋著配置成矩陣狀的多個顯示電極31。顯示電極31與對置電極42的交叉部構成液晶顯示像素。在第1基板1或第2基板41的、面朝液晶層51的面上，設置將液晶分子統(tǒng)一到給定方向的取向膜(未圖示)。
第1基板1與第2基板41之間設有規(guī)定間隙，通過密封材料52粘接。在第1基板1上具有輸入電極37，將裝有驅動電路部(未圖示)的連接電極36與向驅動電路部施加規(guī)定信號的外部電路連接，以便向柵電極或者源電極施加規(guī)定信號。
對置電極42和顯示電極31間的間隙中，封入具有60度到70度間的任意扭曲角度(twist angle)的扭曲向列(TN)液晶層51。在外部環(huán)境明亮的情況下，來自外部光的反射入射光65，通過偏振板55和相位差板56形成橢圓偏振，依賴于施加在液晶層51上的電壓被轉換，并達到作為反射電極的陰極電極24上。然后，在反射電極處形成反擰的偏振，再次透過液晶層51，并透過相位差板56和偏振板55，作為反射出射光66出射到觀看者一側。由液晶層51的電光變化，通過控制較強反射光和極弱反射光，進行顯示。
相位差板56，將1/4波長板和1/2波長板組合，在液晶層51的相位差幾乎為零的情況下，令可視光區(qū)域的全波長區(qū)域下、來自反射電極的反射光通過偏振板55平均上為最小。
另一方面，由于在外部環(huán)境較暗的情況下，作為受光元件的液晶層51即使點亮顯示也很暗，難以分辨明暗，因此要點亮EL發(fā)光元件33。此時，向液晶層51施加減小相位差的電壓、即施加高電壓。這是為了使EL發(fā)光元件33發(fā)出的光在液晶層51幾乎不被吸收，并且在液晶層51幾乎不產生相位差。此外，在外部環(huán)境黑暗、又盡可能謀求低耗電的情況下，可以令液晶顯示元件為無電壓施加時透明的常白(Normally white)型，并且不給驅動液晶層51的液晶層控制用開關元件18施加信號。
此外，設置偏振板55和相位差板56，也能用來在外部環(huán)境明亮的情況下、高效防止陰極電極24的反射。
由以上說明可知，在第1實施方式中，將EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18設置在第1基板1上，形成兩開關元件17、18被EL發(fā)光元件33的陰極電極24覆蓋的結構。這樣，這些開關元件17、18不會遮住EL發(fā)光元件33。從而，得到了明亮的EL發(fā)光元件33。
此外，液晶顯示元件中，由于利用了作為反射電極的陰極電極24的反射性，所以液晶顯示元件的反射電極也不會被EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18遮住。因此，可以實現由液晶顯示元件達成的明亮的反射顯示。
再有，在借助EL發(fā)光元件33的發(fā)光進行顯示的情況下，偏振板55和相位差板56防止了作為反射性電極的陰極電極24上的反射光的出射，并且有助于增加該反射光與來自EL發(fā)光元件33的透過出射光61的對比度。在借助EL發(fā)光元件33的發(fā)光來進行顯示的情況下，來自EL發(fā)光元件33的光，為了同時防止液晶層51的轉換、偏振板55和相位差板56所引起的光學變化，以及防止來自陰極電極24的反射，向液晶層51施加用于減小液晶層51的相位差的電壓。
在第1實施方式中，雖然將氧化硅膜作為保護用絕緣膜11使用，但也可以構成為，在氧化硅膜上設置由具有散射性的丙烯酸樹脂構成的另一個保護膜來作為光擴散層。這樣，在觀看者觀察液晶顯示元件的反射顯示時，可以擴大能識別明亮顯示的觀看者一方的方向。換言之，由于用保護用絕緣膜11使反射光散射，所以光在各方向上擴散，使視角開闊。
<第2實施方式> 第2實施方式的特征點在于，在發(fā)光元件和第2基板之間設置彩色濾光片。此外，發(fā)光元件的光為白色光也是特點之一。圖4是將本發(fā)明的第2實施方式的液晶顯示裝置的一部分擴大的截面圖。以下，參照圖4說明第2實施方式。
首先，在各像素上設置EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18。與第1實施方式同樣，在開關元件17和18上，設置鈍化膜10和作為絕緣膜的層間絕緣膜25，并將層間絕緣膜25平坦化。
在層間絕緣膜25上，用鋁鎂合金形成第3電極的反射性金屬電極的陰極電極24。在陰極電極24上，將由羥基喹啉鋁螯合物(Alq)構成的電子輸送層(未圖示)、由摻雜了喹丫酮的八/羥基喹啉鋁螯合物構成的發(fā)光層23、由三苯胺衍生物構成的空穴輸送層35、以及由作為透明導電膜的氧化銦錫(ITO)膜構成的第4電極的陽極電極21，按照上述順序疊層。EL發(fā)光元件33，通過陰極電極24到陽極電極21的結構來構成。
在EL發(fā)光元件33上，設置保護用絕緣膜11以防止水分向EL發(fā)光元件33浸透和EL發(fā)光元件33在之后的工序中的劣化。在保護用絕緣膜11上，設置由透明導電膜構成的顯示電極31。在顯示電極31上，設置最終保護膜32以防止水分和雜質的侵入。
第2基板41，以規(guī)定間隙與第1基板1對置。在該第2基板41的液晶層51一側的面上，設置讓紅、藍、綠的可見光波長區(qū)域的光透過的彩色濾光器。圖4中表示了紅色濾光器45和綠色濾光器46，藍色濾光器沒有出現。在紅、藍以及綠色的彩色濾光器45、46上，設置由丙烯酸樹脂構成的CF護膜層47。在CF護膜層47的液晶層51一側的面上，設置由透明導電膜構成的對置電極42，覆蓋以矩陣狀配置的顯示電極31。在第1基板1或第2基板41的、面朝液晶層51的面上，設置將液晶分子統(tǒng)一到規(guī)定方向的取向膜(未圖示)。
在第1基板1和第2基板41之間，設置規(guī)定間隙，通過密封材料52粘接起來。在第2基板41的與液晶層51相反側的面上，粘接去除紫外線薄膜74。去除紫外線薄膜74，防止紫外線進入液晶層51。第1基板1上，具有輸入電極37，將裝有驅動電路部(未圖示)的連接電極36、和向驅動電路部施加規(guī)定信號的外部電路連接，來對柵電極或者源電極施加規(guī)定信號。
封入第1基板1和第2基板41的間隙的液晶層51，為散射型液晶，混合了液晶分子和由有機高分子材料丙烯酸樹脂構成的透明固狀物。丙烯酸樹脂，模式上由多孔質體的透明固狀物構成，通過給液晶層51施加電壓，轉換散射和透過。液晶分子具有對應于普通光的折射率(no)和對應于異常光的折射率(ne)。液晶的透明狀態(tài)和散射狀態(tài)，由透明固狀物的折射率(np)與液晶分子的折射率(no和ne)的差以及液晶分子的取向性而產生。在第2實施方式中，作為液晶層51的原材料，使用大日本油墨制的PNM-157，在封入液晶之后，以30mW/cm2的強度、照射波長360納米(nm)以上的紫外線60秒制成。關于液晶的折射率，no為1.5，ne為1.7，透明固狀物的折射率為1.5左右。
在外部環(huán)境明亮的情況下，不會發(fā)生散射型液晶的散射，在所謂透過率大的液晶顯示像素中，來自外部光源光的反射入射光65，在構成EL發(fā)光元件33的反射性電極的陰極電極24上正反射，觀看者一側可觀察到其反射出射光66。此外，在散射較大的液晶顯示像素中，通過幾乎全部的反射出射光65重復微小擴散反射，并作為擴散光透過彩色濾光器45、46，來讓觀看者識別出顏色和明暗。由于正反射光不出射到規(guī)定角度以外，所以可被識別為暗顯示。借助上述正反射光和擴散反射光的光強度之差，來進行明暗顯示。
在反射顯示的情況下，在散射較大的液晶顯示像素中，液晶層51內的微小擴散反射是必然的，而從設在第1基板1側的反射性電極發(fā)出的反射光也在液晶層51內重復微小擴散反射。這樣，通過構成EL發(fā)光元件33的反射性電極，擴散反射光向觀看者一側出射的強度，比液晶單體強。在點亮EL發(fā)光元件33的透過顯示的情況下，由于透過出射光61只通過液晶層51一次，所以散射度看起來低下，無法達到足夠的對比度。
因此，對應各液晶顯示像素設置EL發(fā)光元件33是有效的。在EL發(fā)光元件33的點亮像素中，液晶層51設置成透過狀態(tài)。在EL發(fā)光元件33的非點亮像素中，液晶層51設置成散射狀態(tài)。這樣，即使是使用EL發(fā)光元件33的狀況，也能夠防止來自構成EL發(fā)光元件33的反射性電極的鏡面反射。此外，由于在EL發(fā)光元件33的點亮像素中，通過設置些許散射狀態(tài)，能夠防止來自外部光源的光從反射性電極正反射，所以也能夠得到良好的顯示。
來自EL發(fā)光元件33的透過出射光61，通過彩色濾光器45、46變?yōu)橹?，出射到觀看者一側。換言之，彩色濾光器45、46，具有將使用液晶的反射顯示色彩化、和將使用EL發(fā)光元件33的發(fā)光顯示色彩化這雙重功能。
在第2基板41的觀看者一側，設置由塑料薄膜構成的去除紫外線薄膜74。去除紫外線薄膜74，有助于防止因液晶層51和EL發(fā)光元件33被紫外線照射而導致的劣化，以及防止第2基板41的破損。
由以上說明可知，在第2實施方式中，由于發(fā)光元件內置型液晶顯示裝置的第2基板41上沒設偏振板，所以能夠實施明亮的反射顯示。此外，在利用EL發(fā)光元件33時，能夠進行明亮的發(fā)光顯示。再有，利用有機EL發(fā)光元件33的反射性電極，可以實現液晶的反射顯示。此外，通過彩色濾光器45、46，使反射顯示和發(fā)光顯示均都能夠實現彩色化。
此外，在第2實施方式中，在第1基板上設置EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18，兩開關元件17、18被EL發(fā)光元件33的陰極電極24覆蓋。因此，開關元件17、18不會遮住EL發(fā)光元件33。由此，得到明亮的EL發(fā)光元件33。
此外，在第2實施方式中，EL發(fā)光元件33發(fā)白色光，由于該白色光通過彩色濾光器45、46變成規(guī)定的可視光區(qū)域的光后透過，所以能夠進行彩色顯示。通過將彩色濾光器45、46設置在第2基板41上，能夠防止在設置彩色濾光器45、46的工序中、EL發(fā)光元件33的特性變化。
此外，若在EL發(fā)光元件33和顯示電極31之間設置彩色濾光器，由于顯示電極31和液晶層控制用開關元件18的漏極連接電極8之間的距離變大，所以難以電連接顯示電極31和漏極連接電極8，而在第2實施方式中，不會發(fā)生這種問題。
另外，在第2實施方式中，雖然對利用在無電壓施加狀態(tài)下具有散射性的散射型液晶層作為液晶層51的例子進行了說明，但是，為了降低EL發(fā)光元件33在發(fā)光時的耗電，優(yōu)選利用在無電壓施加狀態(tài)下形成透過狀態(tài)的散射型液晶(常透過散射型液晶)作為液晶層51。這樣，EL發(fā)光元件33在發(fā)光時，即使不供電給液晶層51，也可以使液晶層51的透過率最大。常透過散射型液晶，利用取向性聚合物(透明固狀物)，在液晶層51無電壓施加時，通過取向性聚合物正確地進行規(guī)則排列，使透明固狀物和液晶的折射率差達到較小狀態(tài)。
<第3實施方式> 第3實施方式的特征點在于，在將絕緣膜平坦化形成的EL段差平坦化膜上，形成顯示電極。圖5是將本發(fā)明的第3實施方式的液晶顯示裝置的一部分擴大的截面圖。以下，參照圖5說明第3實施方式。
首先，在各像素上設置EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18。與第1實施方式同樣，在開關元件17和18上，設置鈍化膜10和作為絕緣膜的層間絕緣膜25，并使層間絕緣膜25平坦化。此外，與第2實施方式同樣，形成EL發(fā)光元件33。
在EL發(fā)光元件33上，設置保護用絕緣膜11，以防止水分向EL發(fā)光元件33浸透和EL發(fā)光元件33在之后的工序中的劣化。在保護用絕緣膜11上，設置由丙烯酸樹脂構成的EL段差平坦化膜，以降低由開關元件17、18以及EL發(fā)光元件33所產生的段差。在第3實施方式中，丙烯酸樹脂形成后不實施研磨工序，而對EL段差平坦化膜26進行徹底的平坦化。然后，在平坦化了的EL段差平坦化膜26上形成顯示電極31。
在EL段差平坦化膜26上，形成LC連接開口部14，用于經過漏極連接電極8，電連接液晶層控制用開關元件18的漏電極7和構成液晶顯示像素的顯示電極31。顯示電極31經過LC連接開口部14，與液晶層控制用開關元件18的漏極連接電極8電連接。
由以上說明可知，通過設置EL段差平坦化膜26，便于給定顯示電極31和對置電極42間的間隙。也就是說，由于令液晶層51的間隙一定，因此即使在液晶層51的厚度小到2～3微米(μm)的情況下，也能夠使液晶層大面積地形成均勻的厚度。
<第4實施方式> 第4實施方式的特征點在于，用將多晶硅膜作為半導體層的多晶硅薄膜晶體管來構成EL控制用開關元件，并用將無定形硅(a-Si)膜作為半導體層的無定形硅薄膜晶體管來構成液晶層控制用開關元件。此外還有一點是，為了使液晶層控制用開關元件的漏極連接電極與顯示電極的連接良好，在作為絕緣膜的EL段差平坦化膜上設置LC連接傾斜開口部。圖6是將本發(fā)明的第4實施方式的液晶顯示裝置的一部分擴大的截面圖。以下，參照圖6說明第4實施方式。
首先，在第1基板1上，設置將多晶硅膜作為半導體層4的薄膜晶體管9a，作為EL控制用開關元件17。此外，設置將無定形硅(a-Si)膜作為半導體層4的薄膜晶體管9b，作為液晶層控制用開關元件18。由于EL發(fā)光元件33為電流控制型，所以令半導體層4為可流過較大電流量的多晶硅膜。
液晶為電壓控制型，由于是低耗電用顯示元件，所以令半導體層4為關斷電阻較大的無定形硅(a-Si)膜。與第1實施方式同樣，在開關元件17和18上，設置鈍化膜10和層間絕緣膜25，并使層間絕緣膜25平坦化。此外，與第2實施方式同樣，形成EL發(fā)光元件33。
在EL發(fā)光元件33上，設置保護用絕緣膜11以防止水分向EL發(fā)光元件33浸透和EL發(fā)光元件33在之后的工序中的劣化。在保護用絕緣膜11上設置由丙烯酸樹脂構成的EL段差平坦化膜，以降低由開關元件17、18以及EL發(fā)光元件33所產生的段差。與第3實施方式同樣，丙烯酸樹脂形成后不進行研磨工序，對EL段差平坦化膜26進行徹底的平坦化。
此外，EL段差平坦化膜26，為了使開關元件17、18以及EL發(fā)光元件33的段差平坦，膜厚必須為1～3μm左右。因此，在顯示電極31與連接在液晶層控制用開關元件18上的漏極連接電極8進行連接時，僅單純地在構成第2保護用絕緣膜的EL段差平坦化膜26上形成貫通EL段差平坦化膜26的開口部(接觸孔)，可能會由于段差覆蓋性強而導致顯示電極31斷線。為了避免顯示電極31斷線，可以在EL段差平坦化膜26上，設置傾斜的截面形狀的LC連接傾斜開口部15。此外，層間絕緣膜25上設置LC連接開口部14。若令LC連接開口部14也為傾斜的截面形狀、開口部的面積變得過大的情況下，可以僅令LC連接傾斜開口部15具有傾斜的形狀。
由以上說明可知，通過多晶硅薄膜晶體管9a來控制EL發(fā)光元件33。并且，通過用無定形硅薄膜晶體管9b來控制液晶顯示元件，能夠確保EL發(fā)光元件33的控制性的提高以及發(fā)光強度的均一性，同時能在驅動液晶顯示元件時實現低耗電量。
此外，由于用EL段差平坦化膜26而使顯示電極31的表面基本平坦，所以實現了液晶層51的取向穩(wěn)定性，同時，也能夠防止晶疇(domain)的產生。再有，通過設置LC連接傾斜開口部15，還穩(wěn)定了顯示電極31和漏極連接電極8的連接，使顯示品質得到改善。
<第5實施方式> 第5實施方式的特征在于，在顯示電極表面設置凹凸。此外還有一點是，在顯示電極上設置反射電極，在該反射電極上設置透過發(fā)光元件發(fā)的光的開口部。圖7是將本發(fā)明的第5實施方式的液晶顯示裝置的一部分擴大的截面圖。以下，參照圖7說明第5實施方式。
首先，在各像素上設置EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18。與第1實施方式同樣，在開關元件17和18上，設置鈍化膜10和層間絕緣膜25，并使層間絕緣膜25平坦化。此外，與第2實施方式同樣，形成EL發(fā)光元件33。
在EL發(fā)光元件33上，設置保護用絕緣膜11以防止水分向EL發(fā)光元件33浸透和EL發(fā)光元件33在之后的工序中的劣化。為了減小向EL發(fā)光元件33的透水性，以及為了將顯示電極表面做成凹凸形狀，在保護用絕緣膜11上，使用光固化樹脂來形成表面有凹凸的凹凸層間絕緣膜27。在凹凸層間絕緣膜27上，形成LC連接開口部14，以便經過漏極連接電極8，將液晶層控制用開關元件18的漏電極7與構成液晶顯示像素的顯示電極31電連接。
在凹凸層間絕緣膜27上，設置由透明導電膜構成的顯示電極31。顯示電極31，經過LC連接開口部14，與液晶層控制用開關元件18的漏極連接電極8電連接。在顯示電極31上，設置由鋁膜構成的反射電極28，該鋁膜的一部分具有透過來自EL發(fā)光元件33的光的透過開口部53。在陰極電極24上反射的情況下，往往會由EL發(fā)光元件33的發(fā)光層23或未圖示的電子輸送層等著色。在這種情況下，如同實施方式5那樣，通過將反射電極28靠近液晶層51設置，由于能在可見光區(qū)域內實現基本相同的反射，從而實現白色顯示。
在與第1基板1對置的第2基板41的液晶層51一側的面上，設置由透明導電膜構成的對置電極42。第1基板1與第2基板41，利用密封材料52和間隔物(未圖示)離開規(guī)定的距離。在第1基板1和第2基板41間的間隙中，封入液晶層51。顯示電極31以及反射電極28、與對置電極42的交點構成液晶顯示像素。
在第2基板41的與液晶層51相反一側的面上，靠近第2基板41，依次設置相位差板56和偏振板55。在第1基板1上，具有將安裝驅動電路部(未圖示)的連接電極36、與施加規(guī)定信號到驅動電路部的外部電路連接的輸入電極37，來將規(guī)定信號施加到柵電極或源電極。
來自EL發(fā)光元件33的透過出射光61，從設在反射電極28的透過開口部53出射到第2基板41一側。此外，來自EL發(fā)光元件33的出射光中、被反射電極28遮擋的光，通過重復設在凹凸層間絕緣膜27上的反射電極28向各個方向的反射、和作為EL發(fā)光元件33的反射性電極的陰極電極24的反射，從反射電極28的透過開口部53射出。
來自液晶顯示裝置的外部光源的某反射入射光65，通過EL發(fā)光元件33的陰極電極24反射，被液晶層51光學轉換后，作為反射出射光66出射到觀看者一側。此外，來自外部光源的另一反射入射光68，由設在凹凸層間絕緣膜27上的反射電極28反射，作為反射出射光69、70、71向各個方向出射。
由以上說明可知，在第1基板1上設置EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18，對EL發(fā)光元件33和液晶顯示元件進行控制是必然的，而在EL發(fā)光元件33上設置凹凸層間絕緣膜27，形成借助反射電極28向各個方向進行反射的結構，再有，通過在反射電極28上設置透過開口部53，能夠使由液晶顯示元件進行的反射顯示明亮、且形成無彩色(白色)顯示。
再有，來自EL發(fā)光元件33的光，能夠經反射電極28的透過開口部53出射，此外，由于還利用由具有凹凸形狀的反射電極28進行的反射，所以能夠進行明亮的顯示。
<第6實施方式> 第6實施方式的特征點在于，在設于開關元件上的EL段差平坦化膜內添加擴散部件，使EL段差平坦化膜帶有光散射性。圖8是將第6實施方式的液晶顯示裝置的一部分擴大的截面圖。以下，參照圖8說明第6實施方式。
首先，在第1基板1上，用多晶硅薄膜晶體管9a形成EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18。與第1實施方式同樣，在開關元件17和18上，設置鈍化膜10和層間絕緣膜25，并使層間絕緣膜25平坦化。此外，與第2實施方式同樣，形成EL發(fā)光元件33。
在EL發(fā)光元件33上，設置保護用絕緣膜11以防止水分向EL發(fā)光元件33浸透和EL發(fā)光元件33在之后的工序中的劣化。在保護用絕緣膜11上，設置由丙烯酸樹脂構成的EL段差平坦化膜26，來減小由開關元件17、18以及EL發(fā)光元件33所產生的段差。在EL段差平坦化膜26上，混入丙烯酸樹脂、和由折射率與丙烯酸樹脂不同的苯乙烯制成的透明球構成的擴散部件29。由于光在丙烯酸樹脂和擴散部件29的界面上反射，并且該反射以較近距離重復多次，因此該EL段差平坦化膜26具有擴散光的功能。
在EL段差平坦化膜26上，形成LC連接開口部14，其用于通過漏極連接電極8、電連接液晶層控制用開關元件18的漏電極7和構成液晶顯示像素的顯示電極31。顯示電極31經過LC連接開口部14，與液晶層控制用開關元件18的漏極連接電極8電連接。
在和第1基板1設置規(guī)定間隙、通過密封材料52粘接的第2基板41的液晶層51一側的面上，設置由透明導電膜構成的對置電極42。在第1基板1與第2基板42間的間隙中，封入液晶層51。在第2基板41的與液晶層51相反一側的面上，靠近第2基板41依次設置相位差板56和偏振板55。在第1基板1上，具有輸入電極37，其將裝有驅動電路部(未圖示)的連接電極36與向驅動電路部施加規(guī)定信號的外部電路連接，以便向柵電極或者源電極施加規(guī)定信號。
來自EL發(fā)光元件33的出射光，通過EL段差平坦化膜26內的擴散部件29向各個方向散射，形成朝向各個方向的透過出射光61、62、63。此外，來自液晶顯示裝置的外部光源的反射入射光68，由EL發(fā)光元件33的陰極電極24反射，并被液晶層51光學轉換，再被擴散部件29散射，形成朝向各個方向的反射出射光69、70、71。
由以上說明可知，通過EL段差平坦化膜26內含有的擴散部件29，能夠給液晶顯示元件賦予散射性。此外，能夠散射來自EL發(fā)光元件33的光。
在第6實施方式中，雖然在第2基板41和偏振板55之間僅介插了相位差板56，但是在僅使用EL段差平坦化膜26中含的擴散部件29、散射性還是不足的情況下，可以在第2基板41與相位差板56之間、或者相位差板56與偏振板55之間設置擴散層。
<第7實施方式> 第7實施方式的特征點在于，EL發(fā)光元件的發(fā)光層可以吸收光，透過光有著色，而且發(fā)光色也會著色，EL發(fā)光元件是發(fā)出各不相同的顏色的光的多種的EL發(fā)光元件。圖9是將第7實施方式的液晶顯示裝置的一部分擴大的截面圖。以下，參照圖9說明第7實施方式。
首先，在第1基板1上，用多晶硅薄膜晶體管9a形成EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18。與第1實施方式同樣，在開關元件17和18上，設置鈍化膜10和層間絕緣膜25，并使層間絕緣膜25平坦化。
在層間絕緣膜25上，用銀和鎂的合金形成由反射性金屬電極構成的陰極電極24。在發(fā)紅光的EL發(fā)光元件33r中，陰極電極24上，將由羥基喹啉鋁螯合物(Alq)構成的電子輸送層(未圖示)、由銪(Eu)螯合物構成的發(fā)光層23、由三苯胺衍生物(TPD)構成的空穴輸送層35、以及由作為透明導電膜的氧化銦錫(ITO)膜構成的陽極電極21，按照上述順序疊層。發(fā)紅光的EL發(fā)光元件33r的透過出射光61為紅色。
發(fā)綠光的EL發(fā)光元件33g中，陰極電極24上使用由鋱螯合物(Tb)構成的發(fā)光層34、代替發(fā)紅光的EL發(fā)光元件33r的由銪(Eu)螯合物構成的發(fā)光層23。發(fā)綠光的EL發(fā)光元件33g的透過出射光62為綠色。圖9表示了發(fā)紅光的EL發(fā)光元件33r和發(fā)光層23、以及發(fā)綠光的EL發(fā)光元件33g和發(fā)光層34。此外，在圖9中雖沒有出現，但對于發(fā)藍光的EL發(fā)光元件而言，使用由三苯胺衍生物(TPD)構成的發(fā)光層。發(fā)藍光的EL發(fā)光元件的透過出射光為藍色。通過將以上的紅色發(fā)光、綠色發(fā)光以及藍色發(fā)光的各EL發(fā)光元件33r、33g以矩陣狀配置在顯示區(qū)域，就能夠實現彩色顯示。
在紅色發(fā)光、綠色發(fā)光以及藍色發(fā)光的各EL發(fā)光元件33r、33g上，設置由氧化硅膜構成的保護用絕緣膜11，用于防止向EL發(fā)光元件33r、33g滲透水分。在保護用絕緣膜11上，設置由透明導電膜構成的顯示電極31。在保護用絕緣膜11和層間絕緣膜25上，設置LC連接開口部14，經過LC連接開口部14，將顯示電極31與液晶層控制用開關元件18的漏極連接電極8電連接。
為了在LC連接開口部14的部分防止水分等滲透，也可以進一步在顯示電極31上形成由氮化硅膜、氧化鉭膜或氧化硅膜構成的水分透過防止膜(未圖示)。優(yōu)選水分透過防止膜，為介電常數大的薄膜。雖然將水分透過防止膜設置在LC連接開口部14和顯示電極31重合的部分及其周圍的結構雖然就很有效，但是為了防止水分從沒有設置水分透過防止膜的那部分的顯示電極31滲入，全面設置水分透過防止膜的結構從可靠性來看更優(yōu)。
此外，圖9中雖然表示為LC連接開口部14沒有太離開EL發(fā)光元件33r、33g，但實際上它被設置在離開EL發(fā)光元件33r、33g大約30～100μm左右的位置。這是為了防止水分從LC連接開口部14向EL發(fā)光元件33r、33g浸入。
在與第1基板1間設置規(guī)定間隙來對置的第2基板41的液晶層51一側的面上，設置對置電極42，覆蓋配置成矩陣狀的多個顯示電極31。顯示電極31與對置電極42的交叉部為液晶顯示像素。在第1基板1或第2基板41的面朝液晶層51的面上，設置將液晶分子統(tǒng)一到規(guī)定方向的取向膜(未圖示)。
在對置電極42和顯示電極31的間隙中，封入具有60度到70度的任意扭曲角度的扭曲向列(TN)液晶層51。在外部環(huán)境明亮的情況下，由外部光線帶來的反射入射光65，通過偏振板55和相位差板56形成橢圓偏振，依賴于施加在液晶層51的電壓來被轉換，從而到達作為發(fā)紅光的EL發(fā)光元件33r的反射電極的陰極電極24上。然后，通過反射電極成為反擰的偏振，再次透過液晶層51，并透過相位差板56和偏振板55，作為反射出射光66出射到觀看者一側。該反射出射光66，通過構成發(fā)紅光的EL發(fā)光元件33r的發(fā)光層23形成紅色出射光。
另一個反射入射光68，通過偏振板55和相位差板56形成橢圓偏振，依賴于施加在液晶層51的電壓而被轉換，從而到達作為發(fā)綠光的EL發(fā)光元件33g的反射電極的陰極電極24。然后通過反射電極變成反擰的偏振，再次透過液晶層51，并透過相位差板56和偏振板55，作為反射出射光69出射到觀看者一側。該反射出射光69通過構成發(fā)綠光的EL發(fā)光元件33g的發(fā)光層34形成綠色出射光。
再另一個反射出射光，被圖中沒有出現的發(fā)藍光的EL發(fā)光元件的陰極電極反射，并將其作為反射出射光出射到觀看者一側。該反射出射光，通過構成發(fā)藍光的EL發(fā)光元件的發(fā)光層形成藍色出射光。這樣，通過利用在透過紅色發(fā)光、綠色發(fā)光以及藍色發(fā)光的各EL發(fā)光元件33r、33g的發(fā)光層23、34時、對特定波長區(qū)域的吸收，可以實現彩色反射顯示。
另一方面，由于在外部環(huán)境黑暗的情況下，作為受光元件的液晶層51即使是明亮顯示也很暗，識別明暗十分困難，所以要點亮紅色發(fā)光、綠色發(fā)光以及藍色發(fā)光的各EL發(fā)光元件33r、33g。在這種情況下，為了紅色發(fā)光、綠色發(fā)光以及藍色發(fā)光的各EL發(fā)光元件33r、33g發(fā)出的光，在液晶層51幾乎不被吸收，并且在液晶層51幾乎不產生相位差，要向液晶層51施加減小相位差的電壓，即施加大電壓。
此外，在外部環(huán)境黑暗、又要盡量實現低耗電的情況下，可令液晶顯示元件為無電壓施加時呈透明的常白型，不向驅動液晶層51的液晶層控制用開關元件18施加信號。此外，設置偏振板55和相位差板56，也可以高效防止外部環(huán)境明亮時陰極電極24的反射。
由以上說明可知，在第7實施方式中，形成了將EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18設置在第1基板1上，將兩開關元件17、18用各EL發(fā)光元件33r、33g的陰極電極24覆蓋的結構。因此，這些開關元件17、18不會遮蓋EL發(fā)光元件33r、33g。從而，就得到了明亮的EL發(fā)光元件33r、33g。
此外，利用構成EL發(fā)光元件33r、33g的發(fā)光層23、34的特定波長的吸收特性和作為反射電極的陰極電極24，使利用液晶層51的液晶顯示元件在發(fā)揮功能時實現彩色顯示。對于EL發(fā)光元件33r、33g的發(fā)光，由于利用實施特定波長例如紅色、綠色和藍色發(fā)光的發(fā)光層23、34來進行彩色顯示，所以與利用彩色濾光器的情況相比，更能實現明亮顯示。
<第8實施方式> 第8實施方式的特征點在于，在第1基板上形成EL發(fā)光元件，在EL發(fā)光元件上設置EL控制用開關元件和液晶層控制用開關元件。圖10是將第8實施方式的液晶顯示裝置的一部分擴大的截面圖。以下，參照圖10說明第8實施方式。
首先，在第1基板1上，用鋁和鎂的合金形成由第3電極的反射性金屬電極構成的陰極電極24。在陰極電極24上，將由羥基喹啉鋁螯合物(Alq)構成的電子輸送層(未圖示)、由摻雜了喹丫酮的羥基喹啉鋁螯合物構成的發(fā)光層23、由三苯胺衍生物構成的空穴輸送層35、以及由作為透明導電膜的氧化銦錫(ITO)膜構成的第4電極的陽極電極21，按照上述順序進行疊層。通過從陰極電極24到陽極電極21的結構來構成EL發(fā)光元件33。
在EL發(fā)光元件33上，為了防止水分向EL發(fā)光元件33浸透，設置由氧化硅膜構成的保護用絕緣膜11。在保護用絕緣膜11上，設置由氮化硅膜構成的層間絕緣膜25，以降低由EL發(fā)光元件33所產生的段差以及防止水分向EL發(fā)光元件33浸透。
在層間絕緣膜25上，設置控制EL發(fā)光元件33的由多晶硅薄膜晶體管構成的EL控制用開關元件17、和控制液晶顯示元件的液晶層控制用開關元件18。連接EL控制用開關元件17的漏極連接電極8，經設在層間絕緣膜25和保護用絕緣膜11上的EL連接開口部13，與EL發(fā)光元件33的陽極電極21電連接。
在兩開關元件17、18上，形成凹凸層間絕緣膜27。在凹凸層間絕緣膜27上，形成由鋁膜構成的反射電極28。在反射電極28的EL發(fā)光元件33上的部分，設置透過開口部53，使來自EL發(fā)光元件33的透過出射光61從該透過開口部53射出。反射電極28，通過設在凹凸層間絕緣膜27的LC連接開口部14，與液晶層控制用開關元件18的漏極連接電極8電連接。液晶層控制用開關元件18的漏極連接電極8，與液晶層控制用開關元件18的漏電極7電連接。
由以上說明可知，在第1基板1上首先形成EL發(fā)光元件33，使用水分和氣體浸透較少的膜牢地固保護該EL發(fā)光元件33。因此，EL發(fā)光元件33在之后的工序中不會劣化。此外，由于能夠在玻璃基板上形成EL發(fā)光元件33，所以即使掩膜蒸鍍的掩膜與基板接觸，也不會發(fā)生使開關元件17、18破損的問題。
此外，由于在層間絕緣膜25上形成開關元件17、18，所以在EL發(fā)光元件形成工序中開關元件17、18不會發(fā)生特性變化和劣化。再有，由于在形成EL發(fā)光元件33和開關元件17、18之后，形成EL連接開口部13，并在同一真空腔內形成漏極連接電極8，所以來自EL連接開口部13的、對EL發(fā)光元件33的污染幾乎可以忽略。
<第9實施方式> 第9實施方式的特征點在于，在第1基板上形成EL發(fā)光元件，在EL發(fā)光元件上設置EL控制用開關元件和液晶層控制用開關元件。此外還有一點是，在由液晶顯示元件進行反射顯示的面的相反側的面上，通過EL發(fā)光元件進行發(fā)光顯示。圖11是將第9實施方式的液晶顯示裝置的一部分擴大的截面圖。以下，參照圖11說明第9實施方式。
首先，在第1基板1上，形成由作為透明導電膜的氧化銦錫(ITO)膜構成的的第4電極的陽極電極21。在陽極電極21上，將由三苯胺衍生物構成的空穴輸送層35、由摻雜了喹丫酮的羥基喹啉鋁螯合物構成的發(fā)光層23、以及由羥基喹啉鋁螯合物(Alq)構成的電子輸送層(未圖示)，按照上述順序進行疊層0。在電子輸送層上，用鋁和鎂的合金形成由第3電極的反射性金屬電極構成的陰極電極24。通過從陽極電極21到陰極電極24的結構來構成EL發(fā)光元件33。
在EL發(fā)光元件33上，為了防止水分向EL發(fā)光元件33浸透，設置由氧化硅膜構成的保護用絕緣膜11。在保護用絕緣膜11上，設置氮化硅膜構成的層間絕緣膜25，以降低由EL發(fā)光元件33所產生的段差以及防止水分向EL發(fā)光元件33浸透。
在層間絕緣膜25上，設置控制EL發(fā)光元件33的EL控制用開關元件17和控制液晶顯示元件的液晶層控制用開關元件18。EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18，由將無定形硅(a-Si)膜作為半導體膜的無定形硅薄膜晶體管構成。由于無定形硅薄膜晶體管，可以通過低溫制造工藝進行制造，所以適于經保護用絕緣膜11和層間絕緣膜25在有機EL發(fā)光元件33上形成。連接EL控制用開關元件17的漏極連接電極8，經過設在層間絕緣膜25和保護用絕緣膜11上的EL連接開口部13，與EL發(fā)光元件33的陰極電極24電連接。
在兩開關元件17、18上，形成凹凸層間絕緣膜27。在凹凸層間絕緣膜27上，形成由鋁膜構成的反射電極28。在第2基板41的與液晶層51相反一側的面上，疊層第1相位差板56和第1偏振板55。從第2基板41一側射入的反射入射光65，通過液晶層51在反射電極28上反射，再通過液晶層51從第2基板41一側射出(反射出射光)。
EL發(fā)光元件33的光，透過第1基板1，在圖11中向下出射(透過出射光61)。在第1基板1的與液晶層51相反一側的面上，疊層第2相位差板59和第2偏振板58。
將上述第9實施方式的液晶顯示裝置做成彩色顯示裝置時，可用如下結構。在將由液晶顯示元件進行的反射顯示色彩化的情況下，可例如上述第2實施方式中的液晶顯示裝置那樣，形成具有彩色濾光器的結構。此外，在將由EL發(fā)光元件33進行發(fā)光顯示色彩化的情況下，可以在第1基板1上設置彩色濾光器，也可像上述第7實施方式中的液晶顯示裝置那樣，使用發(fā)出著色過的光的EL發(fā)光元件。
由以上說明可知，可以從第2基板41一側對由液晶顯元件進行的反射顯示進行觀察，另一方面，可以從第1基板1一側對由EL發(fā)光元件33進行的發(fā)光顯示進行觀察。換言之，在第9實施方式中，可進行兩面顯示。此外，由于在反射電極28上需要設置用于EL發(fā)光元件33的透過出射光的透過開口部，所以能夠將反射電極28形成較大的面積，實現明亮顯示。再有，由于沒有遮住來自EL發(fā)光元件33的透過出射光的開關元件或反射電極，所以能夠高效進行由EL發(fā)光元件33的發(fā)光所帶來的顯示。
<第10實施方式> 圖12、圖13和圖14，是表示EL控制用開關元件和液晶層控制用開關元件平面配置不同的3個例子的平面示意圖。以下，參照圖12、圖13和圖14說明第10實施方式。
就平面配置的第1個例子進行說明。如圖12所示，EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18，具有源電極。作為源電極，被布線有第1源電極79和第2源電極80兩種。在圖12所示的例子中，第1源電極79為EL控制用開關元件17用，第2源電極80為液晶層控制用開關元件18用。此外，顯示像素區(qū)域76由具有1個液晶顯示元件用的顯示電極31；和，由1個陰極電極24或陽極電極21之一構成的EL發(fā)光元件構成電極，的區(qū)域構成。
各開關元件17、18，是由源電極79、80；由無定形硅膜或多晶硅膜構成的半導體層4；漏電極7；摻雜半導體區(qū)域5(未圖示)；柵電極絕緣膜3(未圖示)；柵電極2；以及，與漏電極7連接的漏極連接電極8(未圖示)構成。圖12雖未表示，但連接EL控制用開關元件17的漏極連接電極8，與EL發(fā)光元件33的陽極電極21或者陰極電極24連接。此外，液晶層控制用開關元件18的漏極連接電極8，與顯示電極31或反射電極28連接。
由以上說明可知，相同顯示像素區(qū)域的EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18，與各不相同的源電極79、80連接。由于EL發(fā)光元件33和液晶顯示元件需要不同的電流，所以源電極79、80與漏電極7之間施加的電壓不同。因此，如圖12所示，用EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18與不同的源電極79、80連接的結構，控制性較好，因而是優(yōu)選的。
此外，在圖12所示的例子中，由于柵電極2為公共的，與為EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18單獨設置柵電極的情況相比，可縮小柵電極2所占面積。
對面配置的第2個例子進行說明。圖13所示的平面配置的特征點在于，在相接近的顯示像素區(qū)域中，連接在柵電極上的開關元件有所不同。如圖13所示，在位于圖面左側的左側顯示像素區(qū)域78中，EL控制用開關元件17配置在圖面里側；位于圖面右側的右側顯示像素區(qū)域77中，EL控制用開關元件17配置在圖面外側。
液晶層控制用開關元件18的配置，與EL控制用開關元件17的配置相反。換言之，圖13的位于圖面左側的左側顯示像素區(qū)域78中，液晶層控制用開關元件18配置在圖面外側；位于圖面右側的右側顯示像素區(qū)域77中，液晶層控制用開關元件18配置在圖面里側。
而且，右側顯示像素區(qū)域77的EL控制用開關元件17，與第1源電極79連接。左側顯示像素區(qū)域78的EL控制用開關元件17，與第2源電極80連接。左側顯示像素區(qū)域78的液晶層控制用開關元件18，與第1源電極79連接。右側顯示像素區(qū)域77的液晶層控制用開關元件18，雖然圖中未出現，但與第2源電極80連接。右側顯示像素區(qū)域77的EL控制用開關元件17、和左側顯示像素區(qū)域78的EL控制用開關元件17，與相同的柵電極2連接。右側顯示像素區(qū)域77的液晶層控制用開關元件18、和左側顯示像素區(qū)域78的液晶層控制用開關元件18，與相同的柵電極2連接。但是，相同的顯示像素區(qū)域的EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18，與不同的柵電極2連接。反復這種排列。
換言之，圖中雖未出現，但在右側顯示像素區(qū)域77右鄰的顯示像素區(qū)域(相當于左側顯示像素區(qū)域78)中，EL控制用開關元件17與第2源電極80連接，液晶層控制用開關元件18與第1源電極79連接。此外，圖中雖未出現，但在左側顯示像素區(qū)域78左鄰的顯示像素區(qū)域(相當于右側顯示像素區(qū)域77)中，EL控制用開關元件17與第1源電極79連接，液晶層控制用開關元件18與第2源電極80連接。
因此，圖13所示的例子中，相同顯示像素區(qū)域的EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18，也與不同的源電極79、80連接。由于EL發(fā)光元件33和液晶顯示元件需要不一樣的電流，所以源電極79、80與漏電極7之間施加的電壓不同。因此，如圖13所示，EL控制用開關元件17和液晶層控制用開關元件18與不同的源電極79、80連接的結構，控制性較好，因而是優(yōu)選的。
此外，由于若為每個顯示像素區(qū)域77、78，將EL控制用開關元件17用源電極、和液晶層控制用開關元件18用源電極單獨布線，源電極的布線根數會增至2倍，因而斷線概率就會增加，并且在增大EL發(fā)光元件33的面積時，會由于EL發(fā)光元件33與布線的重疊增加，導致EL發(fā)光元件33的特性劣化。而采用圖13所示的例子，就能夠避免這種問題的發(fā)生。
下面說明平面配置的第3個例子。圖14所示的例子的特征點在于，為實現低耗電化，給EL控制用開關元件和液晶層控制用開關元件單獨設置源電極和柵電極。EL控制用開關元件17，與第1源電極79和第1柵電極72連接。液晶層控制用開關元件18，與第2源電極80和第2柵電極73連接。
將第1源電極79和第2源電極80通過絕緣膜形成疊層構造，例如，可以構成為用源電極材料形成第1源電極79，用柵電極材料形成第2源電極80。在第1源電極79和第2源電極80之間，設置層間絕緣膜。此外，也可將第1柵電極72和第2柵電極73形成為疊層結構。特別是，在源電極79、80和柵電極72、73的交叉部，通過在其周圍的絕緣膜上形成開口部，并實施上下源電極和數據電極的配置轉換，實現2層布線。
<第11實施方式> 第11實施方式的特征點在于，將EL發(fā)光元件和EL發(fā)光元件的控制用開關元件內置于無源矩陣型液晶顯示面板上。因此，第11實施方式的液晶顯示裝置上，沒有設置液晶層控制用開關元件。圖15是將本發(fā)明的第11實施方式的發(fā)光元件內置型液晶顯示裝置的一部分擴大的截面圖。以下，參照圖15說明第11實施方式。
如圖15所示，在第1基板1上，設置由多晶硅膜構成的薄膜晶體管9。該薄膜晶體管9，為控制EL發(fā)光元件33的EL控制用開關元件17。為了在之后的發(fā)光元件形成工序和液晶顯示面板化工序中，防止薄膜晶體管9的特性變化，在薄膜晶體管9上形成鈍化膜10。漏電極7與漏極連接電極8電連接。
在薄膜晶體管9和鈍化膜10上，設置作為絕緣膜的層間絕緣膜25來進行平坦化。在層間絕緣膜25上，形成EL連接開口部13，以便通過漏極連接電極8電連接EL控制用開關元件17的漏電極7、和EL發(fā)光元件33的陰極電極24。
此外，在層間絕緣膜25上，用鋁和鎂的合金形成作為第3電極的反射性金屬電極的陰極電極24。在陰極電極24上，將由羥基喹啉鋁螯合物(Alq)構成的電子輸送層22、由摻雜了喹丫酮的羥基喹啉鋁螯合物構成的發(fā)光層23、由三苯胺衍生物構成的空穴輸送層35、以及由作為透明導電膜的氧化銦錫(ITO)膜構成的第4電極的陽極電極21，按照上述順序進行疊層。通過從陰極電極24到陽極電極21的結構來構成EL發(fā)光元件33。
為了防止水分向EL發(fā)光元件33浸透，在EL發(fā)光元件33上設置由氧化硅膜等的絕緣膜構成的保護用絕緣膜11。在保護用絕緣膜11上，設置由氧化銦錫(ITO)膜構成的條紋狀的顯示電極31，作為用于驅動液晶的透明導電膜。
第2基板41，與第1基板1以規(guī)定的間隙對置。在該第2基板41的液晶層51一側的面上，設置條紋狀的對置電極42，方向與顯示電極31大致垂直。顯示電極31與對置電極42的交叉部為液晶顯示像素。在第1基板1或第2基板41的面朝液晶層51的面上，設置將液晶分子統(tǒng)一到規(guī)定方向的取向膜(未圖示)。對置電極42和顯示電極31的間隙里，封入由超扭曲向列(STN)液晶構成的液晶層51。
和相位差板56形成橢圓偏振，依賴于施加在液晶層51的電壓來被轉換，并到達作為反射電極的陰極電極24。然后，通過反射電極變?yōu)榉磾Q的偏振，再次透過液晶層51，并透過相位差板56和偏振板55，作為反射出射光66出射到觀看者一側。由液晶層51的電光變化，通過控制強反射光和極弱反射光，進行顯示。
相位差板56，將1/4波長板和1/2波長板組合，并在液晶層51的相位差幾乎為零時，在可見光區(qū)域的全波長區(qū)域中，來自反射電極的反射光通過偏振板55，變成平均為最小。
另一方面，在外部環(huán)境黑暗的情況下，由于液晶顯示元件的反射顯示難以分辨明暗，所以要點亮EL發(fā)光元件33。在這種情況下，要向液晶層51施加減小相位差的電壓，即施加高電壓。這是為了使EL發(fā)光元件33發(fā)出的光在液晶層51幾乎不被吸收，并且在液晶層51幾乎不產生相位差。此外，設置偏振板55和相位差板56，還能高效防止在外部環(huán)境明亮的情況下陰極電極24的反射。
由以上說明可知，在第11實施方式中，由于使用無源矩陣型的顯示面板的液晶顯示裝置，也同第1實施方式同樣，構成為用EL發(fā)光元件33的陰極電極24覆蓋住設于第1基板1上的EL控制用開關元件17，因此，EL控制用開關元件17不會遮住EL發(fā)光元件33。從而，能夠得到明亮的EL發(fā)光元件33。
此外，液晶顯示元件中，由于利用陰極電極24的反射性作為反射電極，所以液晶顯示元件的反射電極也不會被EL控制用開關元件17遮蓋。從而，就液晶顯示元件能夠進行明亮的反射顯示。再有，在通過EL發(fā)光元件33的發(fā)光而進行顯示時，由于采用偏振板55和相位差板56防止反射光在作為反射性電極的陰極電極24上的出射，因此能夠加大該反射光與來自EL發(fā)光元件33的透過出射光61的對比度。
<第12實施方式> 第12實施方式的特征點在于，在無源矩陣型液晶顯示面板中、內置有EL發(fā)光元件和EL發(fā)光元件的控制用開關元件的液晶顯示裝置中，在發(fā)光元件與第2基板之間設置彩色濾光器。此外，還有一個特征點是發(fā)光元件發(fā)的光為白色光。在第12實施方式的液晶顯示裝置中，沒有設置液晶層控制用開關元件。圖16是將本發(fā)明的第12實施方式的液晶顯示裝置的一部分擴大的截面圖。以下，參照圖16說明第12實施方式。
首先，在各像素上設置EL控制用開關元件17。在EL控制用開關元件17上，與第1實施方式同樣，設置鈍化膜10和作為絕緣膜的層間絕緣膜25，并使層間絕緣膜25平坦化。在層間絕緣膜25上，用鋁和鎂的合金形成作為第3電極的反射性金屬電極的陰極電極24。在陰極電極24上，將由羥基喹啉鋁螯合物(Alq)構成的電子輸送層22、由摻雜了喹丫酮的羥基喹啉鋁螯合物構成的發(fā)光層23、由三苯胺衍生物構成的空穴輸送層35、以及由作為透明導電膜的氧化銦錫(ITO)膜構成的第4電極的陽極電極21，按照上述順序進行疊層。通過從陰極電極24到陽極電極21的結構來構成EL發(fā)光元件33。
在EL發(fā)光元件33上，設置保護用絕緣膜11，以防止水分向EL發(fā)光元件33浸透和EL發(fā)光元件33在之后的工序中劣化。在保護用絕緣膜11上，設置由透明導電膜構成的條紋狀的顯示電極31。
第2基板41，與第1基板1以規(guī)定間隙對置。在該第2基板41的液晶層51一側的面上，設置透過紅色可見光波長區(qū)域的光的紅色濾光器45、透過藍色可見光波長區(qū)域的光的藍色濾光器44、以及透過綠色可見光波長區(qū)域的光的綠色濾光器46，在紅、藍、和綠的彩色濾光器45、44、46的液晶層51一側的面上，設置條紋狀的對置電極42，其方向與顯示電極31大致垂直。顯示電極31與對置電極42的交叉部為液晶顯示像素。在第1基板1或第2基板41的面朝液晶層51的一面上，設置將液晶分子統(tǒng)一到規(guī)定方向的取向膜(未圖示)。對置電極42和顯示電極31的間隙里，封入由超扭曲向列(STN)液晶構成的液晶層51。
在第2基板41的與液晶層51相反一側的面上，靠近第2基板41一側依次設置光擴散層39、相位差板56和偏振板55。光擴散層39，是在丙烯酸樹脂中混入折射率不同的散射材料(間隔物)。通過光擴散層39，散射來自液晶顯示元件的反射出射光66以及來自EL發(fā)光元件33的透過出射光61，改善可識別性。
在外部環(huán)境明亮的情況下，由外部光線帶來的反射入射光65，通過偏振板55和相位差板56形成橢圓偏振，依賴于施加在液晶層51的電壓而被轉換，并到達作為反射電極的陰極電極24。然后，通過反射電極變?yōu)榉磾Q的偏振，再次透過液晶層51，并透過彩色濾光器44、45、46的其中一個，透過相位差板56和偏振板55，作為著了色的反射出射光66出射到觀看者一側。
另一方面，在外部環(huán)境黑暗的情況下，由于液晶顯示元件的反射顯示難以辨別明暗，所以要點亮EL發(fā)光元件33。在這種情況下，向液晶層51施加減小相位差的電壓，即施加高電壓。這是為了使EL發(fā)光元件33發(fā)出的光在液晶層51幾乎不被吸收，并且在液晶層51幾乎不產生相位差。來自EL發(fā)光元件33的透過出射光61，通過彩色濾光器44、45、46變?yōu)橹?，并出射到觀看者一側。換言之，彩色濾光器44、45、46，具有將使用液晶的反射顯示彩色化、和將使用EL發(fā)光元件33的發(fā)光顯示彩色化的雙重功能。
由以上說明可知，在第12實施方式中，使用無源矩陣型顯示面板的液晶顯示裝置，無論通過彩色濾光器44、45、46來反射顯示還是發(fā)光顯示，均能夠進行彩色化。此外，與第1實施方式同樣，由于構成為用EL發(fā)光元件33的陰極電極24覆蓋住設于第1基板1上的EL控制用開關元件17，所以EL控制用開關元件17不會遮住EL發(fā)光元件33。從而，能夠得到明亮的EL發(fā)光元件33。
此外，在液晶顯示元件中，由于利用陰極電極24的反射性作為反射電極，所以液晶顯示元件的反射電極也不會被EL控制用開關元件17遮蓋。從而，液晶顯示元件能夠進行明亮反射顯示。
<無源矩陣型發(fā)光元件的優(yōu)點>
圖17是表示上述的第1～第12實施方式的各液晶顯示裝置的EL發(fā)光元件的等價電路的電路圖。圖18是示意地表示時分驅動上述的第1～第12實施方式的各液晶顯示裝置的EL發(fā)光元件時的柵電極施加電壓和發(fā)光強度的波形圖。圖25是表示無源矩陣型的EL發(fā)光元件的等價電路的電路圖。圖26是示意地表示時分驅動無源矩陣型的EL發(fā)光元件時的掃描電極施加電壓和發(fā)光強度的波形圖。圖27是示意地表示有機EL發(fā)光元件的亮度與施加電壓之間的關系的特性圖。以下，參照圖17、圖18、圖25、圖26以及圖27，如上述的第1～第12實施方式那樣，說明用有源矩陣方式驅動EL發(fā)光元件的優(yōu)點。
如圖25所示，在無源矩陣型的情況下，設置條紋狀的掃描電極401、和方向與掃描電極401在大致垂直的條紋狀的數據電極402。設在各顯示像素區(qū)域76中的有機EL發(fā)光元件33，配置在掃描電極401與數據電極402的各交叉點上，連接在掃描電極401和數據電極402之間。如果通過未圖示的驅動電路，在掃描電極401上施加選擇信號，并且在數據電極402上施加數據信號，那么連接在由選擇信號選出的掃描電極401、和被施加數據信號的數據電極402上的EL發(fā)光元件33點亮。通過依次選擇多個掃描電極401，來被時分驅動。
在無源矩陣型EL發(fā)光元件的時分驅動中，例如倘若掃描電極401為1000根，那么如圖26所示，例如在30Hz的情況下，一幅畫面的顯示時間就為16.6ms。由于是在該一幅畫面的顯示時間期間，依次選擇1000根掃描電極401，所以一個掃描電極的選擇時間為16μs。換言之，對各掃描電極401施加選擇信號的電壓的時間為16μs。
圖26中，僅在給第1根(該圖(a))、第500根(該圖(b))、第1000根(該圖(c))以及下一幅畫面的第1根(該圖(d))的各掃描電極401施加電壓的期間，與各個掃描電極401連接，且被施加了數據信號的EL發(fā)光元件點亮。在對第1根掃描電極401施加電壓結束的同時，對第2根掃描電極401施加電壓。以后，直至第1000根掃描電極401為止依次施加電壓，在對第1000根掃描電極401施加電壓結束的同時，開始下一幅畫面的顯示，再次向第1根掃描電極401施加電壓。
有機EL發(fā)光元件由于應答速度快，所以在電壓施加的同時點亮，電壓施加結束的同時熄滅。從而，各有機EL發(fā)光元件的點亮時間為16μs。換言之，各有機EL發(fā)光元件，僅在一幅畫面顯示時間的16.6ms中的16μs點亮，并直至下一幅畫面點亮為止都處于熄滅狀態(tài)。但是，殘像效果會使觀看者感覺EL發(fā)光元件在一幅畫面的顯示時間中一直處于點亮狀態(tài)。另外，在圖26中，實線波形表示掃描電極施加電壓，虛線波形表示發(fā)光強度。
當掃描電極401的根數增加，各掃描電極401的電壓施加時間變短后，就無法通過一幅畫面顯示時間維持充分的發(fā)光亮度。因此，即使各掃描電極401的電壓施加時間很短，為了通過一幅畫面顯示時間得到充分的發(fā)光亮度，就得如圖27所示，加大施加在各有機EL發(fā)光元件上的電壓，短時間內流過大電流來顯著提高發(fā)光亮度。但是，若加大施加在有機EL發(fā)光元件上的電壓，會加速有機EL發(fā)光元件的劣化。
例如，舉例來講，在掃描電極數為1根、50根、100根和1000根的情況下，所需的有機EL發(fā)光元件的發(fā)光亮度分別為100cd/m2、5000cd/m2、10000cd/m2和100000cd/m2，這時的施加電壓分別為3.5V、5.0V、7.0V和11.0V。而表示掃描電極數為1根、50根、100根和1000根的情況下的有機EL發(fā)光元件的劣化程度的半衰期，分別為50000小時、15000小時、3500小時和500小時。
這樣，施加電壓的增大會使特性劣化越加顯著。因此，如同上述的各實施方式那樣，在將有機EL發(fā)光元件內置于液晶顯示裝置內的情況下，若以無源矩陣方式對有機EL發(fā)光元件進行驅動，相對液晶的壽命來說，有機EL發(fā)光元件的壽命顯著縮短。此外，根據各有機EL發(fā)光元件的特性劣化速度的不規(guī)則分布，在較早期EL發(fā)光元件進行的發(fā)光就會出現花斑。將有機EL發(fā)光元件內置于液晶顯示裝置內的情況下，需要解決這些問題。
為了解決這個問題，如上述的第1～第12實施方式那樣，以有源矩陣方式驅動內置于液晶顯示裝置內的EL發(fā)光元件。如圖17所示，將由電容構成的存儲器元件411，連接在EL控制用開關元件17的漏電極7上。然后，如圖18所示，若柵電極為1000根，對于例如30Hz的一幅畫面顯示時間16.6ms而言，設選擇所有1000根柵電極所需要的時間(全畫面掃描時間)為例如0.1ms左右。由于在該全畫面掃描時間的期間內，依次選擇1000根柵電極，所以每一電極的選擇時間就為0.1μs。換言之，對各柵電極施加的選擇信號電壓的時間為0.1μs。
圖18中，對第1根(該圖(a))、第500根(該圖(b))、第1000根(該圖(c))以及下一幅畫面的第1根(該圖(d))的各柵電極施加電壓，并在1幅畫面顯示時間中、EL發(fā)光元件點亮。給第1根柵電極施加電壓結束的同時，給第2根柵電極施加電壓。之后，直至第1000根柵電極為止依次施加電壓，給第1000根柵電極施加電壓結束后，一幅畫面顯示時間結束的同時，開始下一幅畫面的顯示，再次向第1根柵電極施加電壓。在圖18中，實線波形表示柵電極施加電壓，虛線波形表示發(fā)光強度。
在向各柵電極施加選擇信號的電壓的0.1μs期間，通過向該柵電極施加電壓點亮EL發(fā)光元件的同時，電荷積蓄在存儲器元件411上。在向各柵電極施加電壓結束之后，由存儲器元件411向EL發(fā)光元件供給電荷。由此，在向柵電極施加電壓結束之后，直至該柵電極在下一幅畫面顯示時被選擇為止這段期間的大半時間里，EL發(fā)光元件實際為點亮狀態(tài)。因此，即使不像時分驅動無源矩陣型有機EL發(fā)光元件時那樣，使EL發(fā)光元件在短時間呢流過大電流，也能夠達到足夠大的發(fā)光亮度。由此，由于能夠極大延緩EL發(fā)光元件的特性劣化速度，因此能夠獲得與液晶的顯示壽命相比也不遜色的壽命。
<液晶顯示元件的驅動與EL發(fā)光元件的驅動的關系>
下面，就上述的第1～第12實施方式的各液晶顯示裝置中，僅驅動液晶顯示元件的情況、僅驅動EL發(fā)光元件的情況、和驅動液晶顯示元件和EL發(fā)光元件雙方的情況，進行說明。圖19，是表示將液晶顯示裝置的顯示部的一部分擴大的圖。圖20是表示僅驅動液晶顯示元件的情況下的驅動波形的圖。圖21是表示僅驅動EL發(fā)光元件的情況下的驅動波形的圖。圖22是表示驅動液晶顯示元件和EL發(fā)光元件雙方的情況下的驅動波形的圖。以下，參照圖19、圖20、圖21和圖22，對各個驅動樣式進行說明。
圖19中，液晶顯示裝置的顯示部中，設左上角的像素421為M＝1、N＝1的像素、設M＝1、N＝1的像素421的右鄰像素422設為M＝1、N＝2的像素，再設M＝1、N＝2的像素422的右鄰像素423為M＝1、N＝3的像素。為了便于說明，令涂黑了的M＝1、N＝1的像素421進行黑色顯示，令帶有影線的M＝1、N＝2的像素422進行灰色顯示，令M＝1、N＝3的像素423進行白色顯示。此外，令液晶顯示元件，為無電壓施加時呈透明的常白型。
首先，就僅驅動液晶顯示元件的情況進行說明。如圖20所示，對于進行黑色顯示的M＝1、N＝1的像素421，液晶顯示元件驅動波形(源電極施加波形)，是向液晶層施加最大電壓的波形，以令液晶層的透過率最小。另外，為了防止液晶劣化，液晶顯示元件被交流驅動。對于灰色顯示的M＝1、N＝2的像素422，液晶顯示元件驅動波形(源電極施加波形)，是向液晶層施加小于最大電壓的適當電壓的波形，以令液晶層的透過率為與灰色顯示的灰度相應的透過率。對于白色顯示的M＝1、N＝3的像素423，液晶顯示元件驅動波形(源電極施加波形)，是向液晶層施加最小電壓的波形、或者不施加電壓，以令液晶層的透過率為最大。對于任何像素而言，都不向EL發(fā)光元件施加電壓。
就僅驅動EL發(fā)光元件的情況進行說明。如圖21所示，對于黑色顯示的M＝1、N＝1的像素421，EL發(fā)光元件驅動波形(源電極施加波形)，是向EL發(fā)光元件施加最小電壓的波形、或者不施加電壓。這時，EL發(fā)光元件不點亮。對于灰色顯示的M＝1、N＝2的像素422，EL發(fā)光元件驅動波形(源電極施加波形)，是向EL發(fā)光元件施加小于最大電壓的適當電壓的波形，以令EL發(fā)光元件的亮度為與灰色顯示的灰度相應的亮度。對于白色顯示的M＝1、N＝3的像素423，EL發(fā)光元件驅動波形(源電極施加波形)，是向EL發(fā)光元件施加最大電壓的波形。這時，EL發(fā)光元件以最大亮度點亮。由于無論對于哪一個像素，都令液晶層的透過率最大，所以不向液晶顯示元件施加電壓。
驅動液晶顯示元件和EL發(fā)光元件雙方的情況如下。如圖22所示，對于黑色顯示的M＝1、N＝1的像素421，液晶顯示元件驅動波形(源電極施加波形)，是向液晶層施加最大電壓的波形，以令液晶層的透過率最小。而，EL發(fā)光元件驅動波形(源電極施加波形)，是向EL發(fā)光元件施加最小電壓的波形或不施加電壓，以令EL發(fā)光元件不點亮。從而，能夠實現極暗的黑色顯示。對于灰色顯示的M＝1、N＝2的像素422，液晶顯示元件驅動波形(源電極施加波形)，是向液晶層施加小于最大電壓的適當電壓的波形。同樣，EL發(fā)光元件驅動波形(源電極施加波形)，是向EL發(fā)光元件施加小于最大電壓的適當電壓的波形，以令EL發(fā)光元件的亮度為與灰色顯示的灰度相應的亮度。對于白色顯示的M＝1、N＝3的像素423，液晶顯示元件驅動波形(源電極施加波形)，是向液晶層施加最小電壓的波形或不施加電壓，以令液晶層的透過率最大。EL發(fā)光元件驅動波形(源電極施加波形)，是向EL發(fā)光元件施加最大電壓的波形，以令EL發(fā)光元件以最大亮度點亮。從而，能夠實現極明亮的白色顯示。
液晶顯示面板為無源矩陣型的面板的情況下，也存在以下3種動作樣式，即，僅驅動液晶顯示元件，不驅動EL發(fā)光元件的情況；僅驅動EL發(fā)光元件，不驅動液晶顯示元件的情況；以及，驅動液晶顯示元件和EL發(fā)光元件雙方的情況。對于各個動作樣式的驅動波形，雖沒有特別圖示，但與圖20～圖22同樣。只不過液晶顯示元件的驅動波形中，無源矩陣型與有源矩陣型有所不同。
<第13實施方式> 第13實施方式是將上述的第1～第12實施方式的各液晶顯示裝置應用于手機中。在手機上，隨著互連網連接顯示內容、郵件顯示內容的信息量的增加，顯示畫面也增大，同時為了防止在非使用時按鍵的誤操作，有折疊式的手機。由于折疊式手機在折疊的狀態(tài)下，不能看到主液晶顯示面板的顯示內容，所以采取了在表蓋上設置副液晶顯示面板的形式。通過設置副液晶顯示面板，即使是在折疊的狀態(tài)下，也能夠顯示有限的信息。第13實施方式，將上述的第1～第12實施方式的各液晶顯示裝置，應用于這些主液晶顯示面板和副液晶顯示面板的一方或雙方。
使用圖23和圖24說明折疊式手機的結構。圖23是表示從手機主體上將手機蓋部打開、并在主液晶顯示面板(第1顯示面板)上顯示文字或圖像的狀態(tài)的立體示意圖。圖24是表示將手機蓋部關閉，使其小型化、在副液晶顯示面板(第2顯示面板)上顯示文字或圖像、且主液晶顯示面板處于非顯示的狀態(tài)的立體示意圖。
如圖23所示，手機300借助轉軸(hinge)305可以打開閉合。手機主體302上設有進行數字或文字輸入、模式選擇、電源開關、畫面滾動等進行操作的多個輸入按鍵304和話筒307。手機蓋部上，將第1顯示面板204和第2顯示面板205配置成背靠背，并在安裝第1顯示面板的一側設置揚聲器306。
在第1顯示面板204上，作為第1顯示面板的顯示內容，有通信內容、郵件內容、互聯網信息、電話號碼、電池余量、接收狀況等使用者需要的信息。
在手機背蓋301上，設置有天線303和攝像元件308。在閉合手機背蓋301的狀態(tài)下，第2顯示面板205處于顯示狀態(tài)。在第2顯示面板205上，顯示攝像元件308的攝影狀況、郵件接收信息、接收狀況、電池余量等手機的信息。一般來說，與第1顯示面板204相比，第2顯示面板205的顯示容量較少。
在使用將上述的第1～第12實施方式的各液晶顯示裝置應用于第1顯示面板204的手機300的時候，在外部環(huán)境明亮的情況下，其使用者可以辨認由第1顯示面板204的液晶顯示元件進行的反射顯示。在外部環(huán)境黑暗的情況下，使用者能夠通過按下未圖示的EL發(fā)光按鈕，辨認由第1顯示面板204的EL發(fā)光元件進行的發(fā)光顯示。
在使用將上述的第1～第12實施方式的各液晶顯示裝置應用于第2顯示面板205的手機300的時候，在外部環(huán)境明亮的情況下，其使用者可以辨認由第2顯示面板205的液晶顯示元件的進行反射顯示。在外部環(huán)境黑暗的情況下，使用者能夠通過按下未圖示的EL發(fā)光按鈕，辨認由第2顯示面板205的EL發(fā)光元件進行的發(fā)光顯示。
在以上的實施方式中，雖然就發(fā)光元件為低分子系EL發(fā)光元件的結構進行了說明，但本發(fā)明并不限于低分子系EL發(fā)光元件，無庸贅言，也可以使用高分子系EL發(fā)光元件。此外，有機EL發(fā)光元件的結構不限于上述實施方式的結構，也可以包括例如空穴注入層和電子注入層。
如上所述，本發(fā)明的液晶顯示裝置，由于在面向構成液晶顯示元件的基板的液晶的一側上具有發(fā)光元件，所以與在液晶顯示面板外側配置發(fā)光元件的情況相比，能夠實現薄型化。此外，由于能夠將液晶顯示元件和外部電路、或者發(fā)光元件和外部電路之間的連接用同一基板上完成，所以使用變得非常簡單。
此外，通過將EL發(fā)光元件作為發(fā)光元件，會使得發(fā)光效率高而耗電低。再有，由于EL發(fā)光元件的發(fā)光層為薄膜，所以能夠實現薄型化。再有，由于EL發(fā)光元件的陰極電極使用功函數小的金屬電極來構成，所以除了用作陰極電極，還可以兼用作液晶顯示元件的反射板。
此外，由于在第1基板上形成EL控制用開關元件和液晶層控制用開關元件兩種開關元件，控制EL發(fā)光元件和液晶顯示元件，所以能夠最大限度地利用各個顯示元件的顯示性能。特別是，通過將EL發(fā)光元件形成在開關元件的上層，開關元件不會遮住EL發(fā)光元件發(fā)出的光，所以無需考慮形成開關元件的面積。再有，作為液晶顯示元件的反射板，通過利用構成EL發(fā)光元件的反射性電極，可以形成將液晶顯示元件重疊在EL發(fā)光元件上的結構，這樣不僅能夠確保液晶顯示元件的開口率較大，還不會遮住EL發(fā)光元件發(fā)的光。換言之，能夠實現明亮的EL發(fā)光顯示和由液晶顯示元件帶來的明亮的反射顯示。
此外，由于液晶顯示元件是通過密封材料將液晶密封，所以能夠防止水分的混入。這樣就防止了由于EL發(fā)光元件的水分而導致的劣化。進一步，通過在EL發(fā)光元件上，設置例如由氮化硅膜構成的保護膜，能夠進一步減少由于EL發(fā)光元件水分而導致的劣化。
進一步，通過將構成液晶顯示元件的第1電極作為反射性電極，能夠實現液晶顯示元件帶來的明亮顯示，同時能夠形成將發(fā)光元件發(fā)的光出射到第1基板一側的結構。這樣就能夠通過第2基板辨識由液晶顯示元件進行的反射顯示，通過第1基板辨識由發(fā)光元件的進行發(fā)光顯示。換言之，就能夠實現液晶顯示裝置的兩面顯示。
此外，將第1電極設置在發(fā)光元件上作為反射性電極時，通過構成為在反射性電極上設置開口部讓發(fā)光元件的發(fā)光通過，實現通過第2基板辨識由液晶顯示元件進行的反射顯示和由發(fā)光元件進行的發(fā)光顯示雙方。進一步，通過將設在發(fā)光元件的第1基板一側的陰極電極作為反射性電極，可以用反射性陰極電極的反射，對設在第1電極上的反射性電極開口部導致的反射強度的低下進行補償。由上，就能夠在同一平面上辨識反射顯示和發(fā)光顯示，而且還可以使反射顯示明亮。
此外，通過在設于發(fā)光元件和第1電極之間的保護膜上，設置用于將入射光散射的凹凸面，能夠以規(guī)定角度形成明亮的反射顯示，同時由于發(fā)光顯示在上述規(guī)定角度以外，反射強度降低，所以可使發(fā)光元件的顯示變得鮮明。此外，在第1基板的觀看者一側從第1基板側起、設置相位差板和偏振板，并令相位差板為1/4波長板、或者通過用相位差板和液晶形成1/4波長，能夠防止來自反射板的反射，提高發(fā)光元件在發(fā)光時的對比度。
此外，通過將液晶顯示元件內置的彩色濾光器形成在第2基板的內側面(液晶層一側的面)上，由于能夠使彩色濾光器接近液晶，因此不會發(fā)生彩色濾光器間的干涉，能夠防止像素模糊。
進一步，給設于發(fā)光元件上的平坦化保護膜或者EL段差平坦化膜賦予光擴散性，并通過令平坦化保護膜或者EL段差平坦化膜內置光擴散性能，能夠減少液晶顯示元件帶來的反射顯示的視角依賴性。此外，由于能夠使發(fā)光元件的發(fā)光散射，所以發(fā)光元件的發(fā)光顯示的識別性也會提高。此外，也可以構成為在相位差板和第2基板之間、或偏振板和相位差板之間設置輔助的光擴散功能，來代替如上所述內置光擴散功能。這樣，能夠減少由輔助的光擴散功能帶來的與來自觀看者一側的入射光相對的后方散射，同時，能夠防止在將光擴散功能內置在平坦化保護膜或者EL段差平坦化膜上時由散射部件導致的透水性的增加，提高發(fā)光元件的可靠性。
此外，由于為了驅動EL發(fā)光元件為每個顯示像素都設置開關元件，并用有源矩陣方式驅動各EL發(fā)光元件，所以，增加了配置成矩陣狀的顯示像素數，即便點亮各EL發(fā)光元件的選擇時間縮短，也不會給EL發(fā)光元件帶來較大壓力，能夠得到充分明亮的發(fā)光顯示。因此，能夠延長EL發(fā)光元件的壽命。與此相對，在用無源矩陣方式驅動各EL發(fā)光元件的情況下，若縮短點亮各EL發(fā)光元件的選擇時間時，為了維持規(guī)定的亮度，必須對應該選擇時間的縮短部分，實施高亮度。若實施高亮度，由于會給EL發(fā)光元件帶來較大壓力，所以壽命會顯著變短。此外，驅動液晶顯示元件的第1電極，形成在半導體開關元件上的保護膜上。
此外，作為液晶，可以使用可以進行明暗顯示的液晶而不使用偏振板、或者偏振板和相位差板。本發(fā)明中，采用將液晶分子和二色性色素混合的主客(guesthost)型液晶。主客型液晶，在反射顯示時，由于來自外部光源的光2次通過液晶層，所以能夠用二色性色素實施2回吸收，實現充分的暗顯示。但是，在點亮背光，作為透過型利用的情況下，由于僅透過液晶層1次，所以不能得到充分的暗顯示。因此，本發(fā)明通過將發(fā)光元件點亮的像素的液晶設為透過狀態(tài)、將發(fā)光元件沒有點亮的像素的液晶設為吸收狀態(tài)，能夠同時使用外部光源的光和發(fā)光元件發(fā)的光雙方。進一步，由于將液晶顯示元件和發(fā)光元件在第1基板和第2基板之間設置得比較接近，所以能夠將液晶顯示元件和發(fā)光元件辨識為同一像素。
此外，作為液晶，可以使用能夠進行散射和透過顯示的液晶，而不使用偏振板、或者偏振板和相位差板。本發(fā)明中采用液晶分子和透明固狀物的散射型液晶。散射型液晶在反射顯示的情況下，由于來自外部光源的光2次通過液晶層，所以能夠通過液晶層發(fā)生2次散射，實現充分的散射顯示。但是，在點亮背光，作為透過型利用的情況下，由于僅透過液晶層1次，所以不能得到充分的散射顯示。因此，本發(fā)明通過將發(fā)光元件點亮的像素的液晶設為透過狀態(tài)，將發(fā)光元件沒有點亮的像素的液晶設為散射狀態(tài)，就能夠同時使用外部光源的光和發(fā)光元件的發(fā)光雙方。進一步，發(fā)光元件點亮的像素，也可以通過控制散射性，使來自發(fā)光元件的發(fā)光擴散，實現無論從何處都可以看到顯示。
產業(yè)上利用的可能性如上所述，本發(fā)明的液晶顯示裝置，適用于通過將用時分驅動進行反射顯示的液晶顯示元件、和用時分驅動進行發(fā)光顯示的發(fā)光元件一體化，來將發(fā)光元件內置的液晶顯示裝置，特別適于采用外部環(huán)境明亮時實施由液晶顯示元件進行反射顯示、當外部環(huán)境黑暗時實施由發(fā)光元件進行的發(fā)光顯示的低耗電，實現具有出色的顯示品質和識別性的顯示裝置。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，具備將具有顯示電極的第1基板、和具有對置電極的第2基板以規(guī)定間隙對置，且所述間隙內具有液晶層的液晶顯示元件，其特征在于在所述第1基板與所述第2基板之間，設置電致發(fā)光元件和用于控制該電致發(fā)光元件的EL控制用開關元件。
2.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述EL控制用開關元件形成在所述第1基板的液晶層一側，所述電致發(fā)光元件隔著絕緣膜，形成在該EL控制用開關元件的液晶層一側。
3.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述電致發(fā)光元件形成在所述第1基板的液晶層一側，所述EL控制用開關元件隔著絕緣膜，形成在該電致發(fā)光元件的液晶層一側。
4.根據權利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述電致發(fā)光元件，透過所述第1基板一側，將光出射到該第1基板一側。
5.根據權利要求2～3的任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在所述絕緣膜上形成EL連接開口部，通過該EL連接開口部，使所述電致發(fā)光元件和所述EL控制用開關元件電連接。
6.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述電致發(fā)光元件，為發(fā)出的光顏色各不相同的多種電致發(fā)光元件。
7.根據權利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在所述電致發(fā)光元件上，設置防止水分向該電致發(fā)光元件滲透的保護膜。
8.根據權利要求7所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在所述電致發(fā)光元件或所述EL控制用開關元件上，形成用于使段差平坦化的絕緣性平坦化膜，在該平坦化膜上形成液晶顯示元件的顯示電極。
9.根據權利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述平坦化膜，具備使光擴散的擴散部件。
10.根據權利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述顯示電極為反射性電極，在與所述電致發(fā)光元件重疊的區(qū)域上具有開口部。
11.根據權利要求10所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述反射性電極的表面為凹凸形狀。
12.根據權利要求11所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述平坦化膜的表面為凹凸形狀。
13.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在所述第1基板和所述第2基板之間，設置給所述液晶層供給顯示用信號的液晶層控制用開關元件與所述顯示電極相連接。
14.根據權利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在所述液晶層控制用開關元件的液晶層一側隔著絕緣膜形成顯示電極，該顯示電極與所述液晶層控制用開關元件，通過在所述絕緣膜上形成的LC連接開口部電連接。
15.根據權利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述顯示電極形成在，基本覆蓋由所述液晶層控制用開關元件、和所述EL控制用開關元件構成的2個1組的開關元件上的區(qū)域上。
16.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述開關元件，是由具有源電極、漏電極和柵電極的薄膜晶體管構成。
17.根據權利要求16所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在同一顯示像素區(qū)域內所含的所述EL控制用開關元件和所述液晶層控制用開關元件中，柵電極相互連接，源電極相互獨立。
18.根據權利要求16所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在鄰接的2個顯示像素區(qū)域內分別含有的所述EL控制用開關元件的柵電極相互連接，在鄰接的2個顯示像素區(qū)域內分別含有的所述液晶層控制用開關元件的柵電極相互連接，所述EL控制用開關元件的源電極，與鄰接的顯示像素區(qū)域內含有的所述液晶層控制用開關元件的源電極連接。
19.根據權利要求16所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在鄰接的2個顯示像素區(qū)域內分別含有的所述EL控制用開關元件的柵電極相互連接，在鄰接的2個顯示像素區(qū)域內分別含有的所述液晶層控制用開關元件的柵電極，獨立于所述EL控制用開關元件的柵電極且相互連接，在同一顯示像素區(qū)域內所含的所述EL控制用開關元件和所述液晶層控制用開關元件中，源電極相互獨立。
20.根據權利要求16所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述開關元件，是具有由多晶硅薄膜構成的半導體層的薄膜晶體管。
21.根據權利要求20所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述EL控制用開關元件，是具有由多晶硅薄膜構成的半導體層的薄膜晶體管，所述液晶層控制用開關元件，是具有由無定形硅膜構成的半導體層的薄膜晶體管。
22.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在所述第1基板和所述第2基板之間具有彩色濾光器。
23.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶層，是液晶與透明固狀物的混合液晶層，是根據施加在所述液晶層的電壓的強弱，控制散射和透過的散射型液晶層。
24.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在所述第1基板和顯示電極之間，具有混合了吸收水分的部件的有機絕緣膜。
25.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在所述第2基板的與液晶層的相反側上，至少具有偏振板。
26.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在所述第2基板的與液晶層的相反側上，從該第2基板一側起、依次具有至少1片相位差板和偏振板。
27.根據權利要求25或26所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在所述電致發(fā)光元件和所述偏振板之間具有光擴散層。
28.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在所述電致發(fā)光元件和所述第2基板之間具有光擴散層。
29.根據權利要求26所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶層的取向方向、和設在所述第2基板的與液晶層相反側的所述偏振板以及所述相位差板的配置，是在不對所述液晶層施加電壓時該液晶層的透過率為幾乎最大的配置。
30.根據權利要求29所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述電致發(fā)光元件在發(fā)光中，令所述液晶層的透過率為幾乎最大的電壓，被通過所述液晶層控制用開關元件，施加在該液晶層上。
31.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶顯示元件的顯示面為所述第2基板一側，所述電致發(fā)光元件的發(fā)光面為所述第1基板一側。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，在第1基板(1)上設置EL發(fā)光元件(33)，能同時實現由EL發(fā)光元件(33)進行的發(fā)光顯示、和由液晶顯示元件進行的反射顯示。在第1基板(1)的液晶層(51)一側的面上，設置EL控制用開關元件(17)和液晶層控制用開關元件(18)。EL控制用開關元件(17)，與構成EL發(fā)光元件(33)的陽極電極(21)或陰極電極(24)連接。液晶層控制用開關元件(18)，通過與構成液晶顯示元件的顯示電極(31)或反射電極(28)連接，在內置發(fā)光元件的液晶顯示裝置中，使液晶顯示元件和發(fā)光元件一體化，并考慮其電連接，實現薄型化、輕量化，另外可以實現反射顯示和透過顯示雙方。
文檔編號G09G3/32GK1714380SQ03825
公開日2005年12月28日 申請日期2003年9月25日 優(yōu)先權日2002年12月6日
發(fā)明者關口金孝 申請人:西鐵城時計株式會社