顯示裝置的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關申請
[0002] 本專利申請要求2013年3月14日提交的、標題為"顯示裝置（Display Device)" 且已轉讓給其受讓人的第2013-052403號日本申請的優先權，并且在此將其明確引用作為 參考。
技術領域
[0003] 本發明涉及一種顯示裝置，且更具體地涉及一種在像素內使用微機電系統的顯示 裝置。
【背景技術】
[0004] 平面顯示裝置經常用于電信終端、電視機等內。作為這些種類的顯示設備之一，液 晶顯示裝置用于許多終端內。液晶顯示裝置是通過改變密封在液晶面板的兩個襯底之間的 液晶分子的定向由液晶面板改變從背光源輻照的光的透射度顯示圖像的顯示裝置。
[0005] 同時，使用被稱為微機電系統（MEMS)的微加工技術的結構用于各個領域并且在 顯示裝置領域獲得越來越多的關注。專利文件1描述了一種顯示裝置，所述顯示裝置通過 透射或阻擋穿過光圈的來自背光源的光調整亮度，通過移動結合每個像素內的MEMS快門 機構的快門機構內的快門顯示圖像。
[0006] 專利文件2描述了在包含MEMS快門的顯示裝置內以幾何對稱模式在二維平面內 布置多個光圈以便統一視角。
[0007] [相關技術文件]
[0008] [專利文件]
[0009] [專利文件1]第2008-197668號日本未審專利申請公開
[0010] [專利文件2]第2011-209689號日本未審專利申請公開
【發明內容】
[0011][發明要解決的問題]
[0012] 與像素大小相比，MEMS快門的移動距離很小。因此，為了提高MEMS面板的透射率， 期望光圈（開口）的形狀為各向異性形狀，平行于MEMS快門的移動方向的方向上的長度短 并且與MEMS快門的移動方向正交的方向上的長度長。更具體地，期望光圈的形狀為矩形， 平行于MEMS快門的移動方向的方向上的邊短，并且安置多個光圈。應該注意，在本說明書 中，在描述光圈的形狀時，平行于MEMS快門的移動方向的方向（其中長度短）將被稱為短 軸方向，并且與MEMS快門的移動方向正交的方向將被稱為長軸方向。當光圈的形狀以這種 方式制成各向異性時，存在的問題是，光圈的短軸方向上的視角變得狹窄。換言之，與在平 行于光圈的長軸方向的定向中傾斜觀察時的亮度相比，在平行于短軸方向的定向中觀察時 的亮度更低，并且視角更狹窄。即，視角中出現定向依賴性。在專利文件2中，嘗試了視角 的統一，但因為在沒有減小孔徑比的情況下難以在相同的像素內安置具有不同操作方向的 快門，且因為當傾斜觀察時具有不同亮度的像素交替排列，所以擔心的問題是這對觀察者 來說是令人不快的。
[0013] 本發明是針對上述情況提出的，且本發明的目的是提供一種由MEMS快門執行顯 示控制的顯示裝置，其中在平行于光圈的短軸方向的定向中的視角較寬廣且因此視角的定 向依賴性較小。
[0014] [解決問題的裝置]
[0015] 本發明的顯示裝置是設有背光源和顯示面板的顯示裝置，所述背光源發射平面 光，并且所述顯示面板通過使用每個像素內提供的微機電系統快門（MEMS快門）控制從所 述背光源發射的光來顯示圖像，其中一個像素具有第一光圈層和第二光圈層，所述第一光 圈層具有各向異性形狀的至少一個開口，實質上平行于MEMS快門的移動方向的方向上的 開口的長度短并且與MEMS快門的移動方向正交的方向上的開口的長度長，并且所述第二 光圈層設有各向異性形狀的至少一個開口，所述至少一個開口經安置以對應于第一光圈層 的開口，實質上平行于MEMS快門的移動方向的方向上的開口的長度短并且與MEMS快門的 移動方向正交的方向上的開口的長度長；在一個像素內，第一光圈層和第二光圈層之間設 有MEMS快門并且MEMS快門通過由切換元件以電力方式驅動來控制（切換）穿過第一光圈 層的光的透射和阻擋；其中設有MEMS快門的第一光圈層和第二光圈層之間的空間填充透 明流體；高折射率層是折射率高于透明流體的透明層，并且設在第二光圈層的開口內；并 且第二光圈層的開口的中心部分內的所述高折射率層的厚度小于第二光圈層的開口的邊 緣部分處的厚度。
[0016] 此外，在本發明的顯示裝置內，第一光圈層和第二光圈層內的開口可均為矩形且 可安置多個。
[0017] 此外，在本發明的顯示裝置內，高折射率層可配置有第一高折射率層和第二高折 射率層，所述第一高折射率層配置有第二光圈層上形成的有機材料，且所述第二高折射率 層配置有第一高折射率層上形成的無機材料。
[0018] 此外，在本發明的顯示裝置內，高折射率層可由選自氧化硅、氧化鈦、氧化鈮或氮 化硅的材料形成。
[0019] 此外，在本發明的顯示裝置內，短軸方向上的半值角可小于從背光源發射的光強 度的長軸方向的半值角。
[0020] 此外，在本發明的顯示裝置內，背光源可具有棱鏡片，所述棱鏡片具有在第一光圈 層和第二光圈層的開口的長軸方向上延伸的山脊線。
【附圖說明】
[0021] 圖1是示出根據本發明的第一實施例的顯示裝置的MEMS快門顯示裝置的圖表，所 述MEMS快門顯示裝置通過使用每個像素內的快門機構控制顯示的圖像。
[0022] 圖2是示出圖1中的MEMS面板的控制配置的圖表。
[0023] 圖3是說明MEMS快門顯示裝置內的快門的關閉狀態的剖面圖。
[0024] 圖4是說明MEMS快門顯示裝置內的快門的打開狀態的剖面圖。
[0025] 圖5是提取和示出MEMS面板的一個像素內的控制來自背光源的光的透射的三層 的透視圖。
[0026] 圖6是不出從顯不表面的正面觀察的MEMS面板的一個像素內的第一光圈層和第 二光圈層的每個光圈的布置的示意性平面圖。
[0027] 圖7是第二光圈層的光圈附近的示意性剖面圖。
[0028] 圖8是以與圖7中相同的觀察方式示出的作為圖7中的高折射率層的替代實例的 高折射率層的示意性剖面圖。
[0029] 圖9是示意性地示出MEMS面板和背光源的構造的分解透視圖。
[0030] 圖10是示意性地示出第一實施例中的背光源的構造的平面圖。
[0031] 圖11是示出圖9中的導光板的橫截面形狀的一個實例的示意性剖面圖。
[0032] 圖12是示出圖9中的背光源內的棱鏡片的配置的一個實例的示意性剖面圖。
[0033] 圖13是示出背光源的亮度與視角的關系（亮度視角特征）的一個實例的曲線圖。
[0034] 圖14是描述當快門打開時光狀態的視圖，其示出MEMS面板的示意性橫截面結構。
[0035] 圖15是描述當快門關閉時光狀態的視圖，其示出MEMS面板的示意性橫截面結構。
[0036] 圖16是示意性地示出依據本發明的第二實施例的顯示裝置的MEMS快門顯示裝置 內的MEMS面板和背光源的分解透視圖。
[0037] 圖17是示出圖16中的背光源內的棱鏡片的示意性配置的示意性剖面。
[0038] 圖18是示意性地示出依據本發明的第三實施例的顯示裝置的MEMS快門顯示裝置 內的MEMS面板和背光源的構造的分解透視圖。
[0039] 圖19是示出背光源的導光板的橫截面配置的一個實例的示意性剖面圖。
[0040] 圖20是示出圖18中的背光源內的棱鏡片的配置的一個實例的示意性剖面圖。
【具體實施方式】
[0041] 下面將參照附圖描述本發明的實施例。應該注意，在附圖中相同的附圖標記表示 相同或相似元件。對其的重復說明將被省略。
[0042] [第一實施例]
[0043] 圖1是示出根據本發明的第一實施例的顯示裝置的MEMS快門顯示裝置100的圖 表，所述MEMS快門顯示裝置100通過使用每個像素內的快門機構控制顯示的圖像。如圖1 中所示，MEMS快門顯示裝置100包含背光源150、通過使用MEMS快門228控制來自背光源 150的光的透射的MEMS面板200 (下文詳細描述）、控制背光源150的光源的發光操作的發 光控制電路102、控制MEMS面板200內的MEMS快門228的操作的顯示控制電路106,以及 對發光控制電路102和顯示控制電路106實施綜合控制的系統控制電路104。
[0044] 圖2是示出圖1中的MEMS面板200的控制配置的圖表。像素206布置在MEMS面 板200的顯示區內的矩陣內。在像素206上，掃描信號線204連接在行方向上，且信號線 202連接在列方向上。掃描信號線驅動電路203連接到掃描信號線204的一端。信號輸入 電路201安置在信號線202的一端。面板控制線108輸入到信號輸入電路201 ;信號輸入電 路201控制掃描信號線驅動電路203。當將圖像數據從面板控制線108輸入MEMS面板200 時，信號輸入電路201以預定的時序控制掃描信號線驅動電路201，且將快門打開/關閉時 序輸入信號線202。每個像素206以被輸入掃描信號線204的時序接收來自信號線202的 用于打開和關閉的指令。應該注意的是，本發明不應被解釋為局限于本控制配置。
[0045] 圖3和4是說明MEMS快門顯示裝置100內的快門的打開狀態和關閉狀態的剖面 圖。
[0046] 如圖3和4中所示，背光源150由使用LED(發光二極管）或相似裝置的光源151 以及將從光源151發射的且從側面入射的光發射到MEMS面板200的導光板152組成。MEMS 面板200由安置在背光源150側的MEMS快門陣列220以及形成安置在顯示裝置屏幕的觀 察者側的光圈擋片210組成。
[0047] MEMS快門陣列220由透明襯底226 (其為絕緣襯底），以及形成在透明襯底226上 的第一光圈層225組成，第一光圈層225包含光圈（開口）、配備有由薄膜晶體管等組成的 切換元件的切換元件層222和連接到切換元件層222的導線，以及MEMS快門228。
[0048]