專利名稱：照明裝置及使用該照明裝置的反射型液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種照明裝置，例如可利用作為反射型LCD顯示裝置的前光源的照明裝置。此外，本發(fā)明是關(guān)于采用此類照明裝置的反射型液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置(以下稱為LCD)具備薄型及低消耗電力的特性，目前并廣泛應(yīng)用于計算機的顯示器、移動電話等可攜式信息機器的顯示器。LCD具有透射型LCD、反射型LCD、半透射型LCD。透射型LCD采用透明電極，來做為用來向液晶施加電壓的像素電極，于LCD的后方配置背光，通過控制此背光的透射光量，使得即使在周圍環(huán)境較暗的情況下也可進行明亮的顯示。然而，在白天的如室外較強的外部光線環(huán)境下，并無法確保充分的對比度。
反射型LCD是采用太陽光與室內(nèi)燈等外部光線來做為光源，并通過觀察者側(cè)的基板形成的反射層組成的反射像素電極，將射入LCD的外部光線加以反射。然后將射入液晶、且由反射像素電極加以反射的光線的從LCD面板所射出的光量，對每1個像素加以控制，借此來進行顯示。由于此反射型LCD采用外部光線來做為光源，因而產(chǎn)生在無外部光線的環(huán)境下無法進行顯示的問題。
半透射型LCD具備透射功能及反射功能兩者，可對應(yīng)于周圍環(huán)境較亮以及周圍環(huán)境較暗的環(huán)境。然而，在此半透射型LCD中，由于在1個像素內(nèi)具有透射區(qū)域及反射區(qū)域，因而有1單位像素的顯示效率較差的問題。
因此，可考慮到在反射型LCD設(shè)置前光源，借此，即使在較暗的環(huán)境下亦可進行顯示。圖6顯示了設(shè)置有前光源的反射型LCD的附圖。其與反射型LCD100的顯示面相對地設(shè)置透明丙烯酸板110。在此透明丙烯酸板110的反射型LCD相對的面以及相反的面中，形成多個倒三角形狀的溝111。此外，于透明丙烯酸板110的側(cè)面配置有光源112。從光源112向透明丙烯酸板110中導(dǎo)入的光線于溝111的傾斜面向反射型LCD100的方向折射，并射入反射型LCD100的顯示面。
關(guān)于透射型LCD、反射型LCD、半透射型LCD，均記載于日本特開2003-25537號公報中。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所欲解決的課題然而，從光源112向透明丙烯酸板110導(dǎo)入的光線，不僅在透明丙烯酸板110所設(shè)置的溝111的傾斜面向反射型LCD100的方向折射，并且多少亦會往相反方向的觀察者113所在的方向折射，因此此光線從透明丙烯酸板110漏出而進入觀察者的視線，因而導(dǎo)致LCD的對比度降低的問題。
解決問題的手段本發(fā)明的照明裝置，其特征為具備透明基板；部分配置于此透明基板上的發(fā)光薄體；及被覆上述發(fā)光薄體的一面而配置的遮光層，；上述發(fā)光薄體的另一面相對向于被照明物而配置，將光照射在上述被照明物，并使上述遮光層所遮住的上述發(fā)光薄體的一面相對向于上述被照明物的觀察者側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的照明裝置，在盡量防止照明光往被照明物的觀察者側(cè)泄漏的同時，可進行被照明物的照明。尤其是在本發(fā)明中利用反射型LCD的前光源，借此，即使在較暗的環(huán)境下，亦可實現(xiàn)對比度較高的LCD顯示。
此外，本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置，其特征為上述照明裝置具備透明基板；部分配置于此透明基板上的發(fā)光薄體；及被覆上述發(fā)光薄體一面而配置的遮光層；使上述發(fā)光薄體的另一面相對向于反射型液晶顯示裝置的顯示面而配置，并將光照射在反射型液晶顯示裝置的反射像素電極。
根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置，即使在較暗的環(huán)境下，亦可實現(xiàn)對比度較高的LCD顯示。


圖1顯示本發(fā)明第1實施形態(tài)的照明裝置及反射型LCD的剖視圖。
圖2顯示從照明裝置側(cè)觀看，設(shè)置有本發(fā)明第1實施形態(tài)的照明裝置的反射型LCD的俯視圖。
圖3顯示本發(fā)明第1實施形態(tài)的照明裝置的放大部分剖視圖。
圖4顯示從照明裝置側(cè)觀看，設(shè)置有本發(fā)明第2實施形態(tài)的照明裝置的反射型LCD的俯視圖。
圖5顯示本發(fā)明第2實施形態(tài)的照明裝置的剖視圖。
圖6顯示設(shè)置有熟知例的照明裝置之反射型LCD的剖視圖。
主要組件符號說明10 第1透明基板 11 陽極12 陰極13 有機層13a 發(fā)光區(qū)域15 有機EL組件層16 遮光層 20 第2透明基板30 TFT基板 31 薄膜晶體管(TFT)32 層間絕緣膜 33 像素電極34 對向基板35 共通電極36 光散射層37 偏向板40 液晶層 45 樹脂層50 透明基板51 導(dǎo)光薄板52 光源53 遮光板55 透明基板100 反射型LCD110 透明丙烯酸板111 倒三角形狀的溝112 光源113 觀察者200、210 照明裝置 300 反射型LCDCH 接觸孔 P1至P3 間距SR 離開區(qū)域具體實施方式
下面參照

本發(fā)明第1實施形態(tài)的照明裝置及反射型液晶顯示裝置。圖2是顯示從照明裝置200側(cè)觀看，設(shè)置有照明裝置200的反射型LCD300的俯視圖，圖1是顯示沿著圖2的X-X線的剖視圖。如圖1所示，在此實施形態(tài)中，與反射型LCD300的顯示面相對，于其上方配置照明裝置200。
首先說明照明裝置200的構(gòu)造，其是在由玻璃基板等組成的第1透明基板10及第2透明基板20之間，包夾有機電激發(fā)光組件層15(以下稱為“有機EL組件層15”)而形成。有機EL組件層15具備由ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)及IZO(Indium Zinc Oxide，氧化銦鋅)等透明導(dǎo)電材料所組成，且是由第1透明基板10的實際上全面形成的陽極11、此陽極11上形成的有機層13、以及有機層13上形成的圖案化為具有一定間距的光柵的形狀的陰極12所形成。
有機層13由電子輸送層、發(fā)光層、電洞輸送層所組成。此外，陰極12是由例如鋁層(Al層)、或是鎂層(Mg層)與銀層(Ag層)所組成的迭層體、或是鈣層(Ca層)所組成。在此，較理想的是陽極11的厚度為100nm，陰極12的厚度為500nm，有機層13的厚度為100nm。此外，亦可采用無機電激發(fā)光組件層來取代有機EL組件層15。
在有機EL組件層15中，由陽極11及陰極12上下包夾的有機層13的部分，成為發(fā)光區(qū)域13a。亦即，位于陰極12正下方的有機層13為發(fā)光區(qū)域13a，以俯視觀察時，此發(fā)光區(qū)域13a亦具備與陰極12相同的光柵形狀。通過對陽極11施加正的電位，并對陰極12施加負(fù)的電位，可使發(fā)光區(qū)域13a發(fā)光。
在此以外的區(qū)域的有機層13并不發(fā)光，而成為非發(fā)光區(qū)域。此外，通過覆蓋經(jīng)圖案化為光柵形狀的陰極12，來形成遮光層16。遮光層16與陰極12同樣形成光柵形狀的圖案。遮光層16用來遮蔽從發(fā)光區(qū)域13a往上方放射出的光，因此只要為可將光線加以反射之光反射層，或是將光線加以吸收之光吸收層即可。遮光層16的厚度較理想為10nm以下。
光反射層例如可由鋁層(Al層)來形成。光吸收層可由在光阻材料中包含黑色顏料的黑色顏料層，或是在光阻材料中包含黑色染料的黑色染料層或是氧化鉻層等來形成。
從上述發(fā)光區(qū)域13a朝向下方的光線，通過透明的陽極11及第1透明基板10，向反射型LCD300照射。此外，從上述發(fā)光區(qū)域13a朝向上方的光線，通過陰極12及遮光層16而往下方反射或者是被吸收，因此，可盡量防止來自于發(fā)光區(qū)域13a的光線，直接進入位于照明裝置200的上方而往下方觀看的觀察者113的視線。
在上述構(gòu)成中，陰極12被圖案化為具有一定間距的光柵的形狀，雖然陽極11未進行圖案化，但亦可將陰極12及陽極11進行互換。亦即，在圖1中，可將陽極11配置在陰極12的位置，將陰極12配置在陽極11的位置。而使陽極11圖案化，陰極12則未被圖案化。此外，關(guān)于陽極11及陰極12，亦可未經(jīng)圖案化而全面形成，取而代之的是，亦可在構(gòu)成有機層13的電子輸送層、發(fā)光層、電洞輸送層中至少一層予以圖案化。亦即，此3層形成的區(qū)域成為發(fā)光區(qū)域，缺少3層中任一層的區(qū)域為非發(fā)光區(qū)域。
此外，就提升遮光效果而言，較理想為遮光層16的寬度較經(jīng)圖案化的陰極12(或是陽極)的寬度要大為好。此外，如圖3所示，經(jīng)圖案化的陰極12(或是陽極)的邊緣與遮光層16的邊緣之間的距離L1，與有機層13的發(fā)光區(qū)域13a的厚度和經(jīng)圖案化的陰極12(或是陽極)的厚度之和L2相等或是更大，可更進一步提升遮光效果，因而較為理想。
此外，就不會對觀察者113的視覺產(chǎn)生異樣感覺而言，較理想的是，經(jīng)圖案化的陰極12(或是陽極)的光柵的間距(在圖2中，為P1、P2的尺寸)為1mm以下。
接下來說明用上述照明裝置200來進行照明的反射型LCD300的構(gòu)造、以及其與照明裝置200之間的結(jié)合關(guān)系。在由玻璃基板所組成的TFT基板30上的每個像素上，形成切換用的薄膜晶體管31(以下稱為TFT)。TFT31由層間絕緣膜32所覆蓋，于層間絕緣膜32上，形成對應(yīng)于各個TFT31且由如鋁(Al)的反射材料所組成的像素電極33。像素電極33通過層間絕緣膜32所形成的接觸孔CH，而連接于所對應(yīng)的TFT31的汲極或是源極。
像素電極33形成的TFT基板30相對向，且配置有由玻璃基板所組成的對向基板34。在對向基板34的表面，形成由ITO所組成的共通電極35。在對向基板34的背面，依序迭層由擴散粘接層所組成的光散射層36、偏向板37。光散射層36用來使來自于照明裝置200的光線產(chǎn)生散射，且均勻地照射在像素電極33上。在此對向基板34與TFT基板30之間，封入液晶層40。
根據(jù)上述構(gòu)成，從照明裝置200所放射出的光線，通過偏向板37向特定的方向偏向，然后通過光散射層36、對向基板34、共通電極35而導(dǎo)入到液晶層40，并通過像素電極33而產(chǎn)生反射。由像素電極33所反射的光線，經(jīng)由相同的路徑而返回，通過圖案化為光柵形狀的遮光層16的間隙，而由觀察者113所辨識。
此時，由于在像素電極33與共通電極35之間所施加的電場，因而使光的透射率因各個像素的不同而產(chǎn)生變化。借此，由像素電極33所反射的光線的強度會因各個像素的不同而產(chǎn)生變化，因此可實現(xiàn)LCD顯示。如上所述，由于在照明裝置200設(shè)置遮光層16，因此可盡量防止從發(fā)光區(qū)域13a所放射出的光產(chǎn)生泄漏，從而可提高LCD顯示的對比。
照明裝置200較理想為配置在接近于反射型LCD300的上方。然而，若在照明裝置200及反射型LCD300之間存在空氣層，則從照明裝置200的第1透明基板10所放射出的光在進入空氣層時會產(chǎn)生反射，使光線返回觀察者側(cè)，有可能導(dǎo)致對比度的降低。
因此，較理想為經(jīng)由具有與第1透明基板10相同折射率的樹脂層45(例如紫外線硬化樹脂層或是可見光硬化樹脂層)，來連接照明裝置200及反射型LCD300，可防止光線的反射。
接著說明照明裝置200與反射型LCD300的像素之間的配置關(guān)系。反射型LCD300是在行方向及列方向上，以相同間距來配列具有相同尺寸的多個像素。在圖1中表示出像素的行方向的間距P3(像素電極33的間距)。
此外，各個像素具備1個TFT31及1個像素電極33。照明裝置200的陰極12及遮光層16的光柵間距與像素的間距相同。亦即，光柵的行方向的間距P2與像素的行方向的間距P3相同，且光柵的列方向之間距P1與像素的列方向的間距相同。在此情況下，照明裝置200的陰極12及遮光層16，較理想為配置在無助于LCD顯示的像素電極33的離開區(qū)域SR的正上方。借此，具有像素電極33所反射的光線的大部分不會被遮光層16所遮蔽，可通過光柵的間隙而由觀察者113辨識的優(yōu)點。
此外，照明裝置200的陰極12及遮光層16的光柵間距(行方向及列方向的間距)，亦可設(shè)定為比像素的間距(行方向及列方向的間距)小，并且光柵的間距相對于像素的間距之比例(光柵的間距/像素的間距)為1/自然數(shù)。若是光柵的間距與像素的間距相同，則可能在LCD顯示中產(chǎn)生干涉條紋及“波紋(Moire)”，通過設(shè)定上述比例，則可防止此現(xiàn)象的產(chǎn)生。
此外，相反地，照明裝置200的陰極12及遮光層16的光柵的間距(行方向及列方向的間距)，亦可設(shè)定為比像素的間距(行方向及列方向的間距)大，并且光柵的間距相對于像素的間距的比例(光柵的間距/像素的間距)為自然數(shù)。借此，亦可防止干涉條紋及“波紋”的產(chǎn)生。
接著參照附圖，來說明本發(fā)明第2實施形態(tài)的照明裝置及反射型液晶顯示裝置。圖4顯示從照明裝置210側(cè)觀看，設(shè)置有照明裝置210的反射型LCD300的俯視圖，圖5顯示沿著圖4的Y-Y線的剖視圖。如圖5所示，此實施形態(tài)中，與反射型LCD300的顯示面相對向，且于其上方配置的照明裝置210。作為被照明物的反射型LCD300，與第1實施形態(tài)相同，因此省略該說明。
此照明裝置210與第1實施形態(tài)不同，其采用形成于玻璃基板等的透明基板50上且具有光柵形狀的導(dǎo)光薄板51，以及向此導(dǎo)光薄板51提供光的光源52，來取代做為發(fā)光薄體的有機EL組件層15。至于其它構(gòu)成則與第1實施形態(tài)相同。
導(dǎo)光薄板51由具有1μm厚度的透明樹脂所組成的光柵。在光柵的行方向及列方向的邊緣配置光源52，來自光源52的光從這些邊緣被供應(yīng)到導(dǎo)光薄板51中，且向?qū)Ч獗“?1的外部放射。因此，導(dǎo)光薄板51是光柵形狀的光源。在導(dǎo)光薄板51的觀察者113側(cè)，連接有遮光板53，連接有遮光板53的導(dǎo)光薄板51，亦可由另一片透明基板55來被覆。
從上述導(dǎo)光薄板51朝向下方的光線，通過透明基板50向反射型LCD300照射。此外，從上述導(dǎo)光薄板51朝向上方的光線，通過遮光層53而向下方反射或者是被吸收，因此，可盡量防止來自于導(dǎo)光薄板51的光線直接進入位于照明裝置200的上方而往下方觀看的觀察者113的視線。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，其特征為具備透明基板；部分配置于此透明基板上的發(fā)光薄體；及被覆于所述發(fā)光薄體的一面而配置的遮光層；使所述發(fā)光薄體的另一面相對于被照明物而配置，將光照射在所述被照明物，并將所述遮光層所遮光的所述發(fā)光薄體的一面配置于相對所述被照明物的觀察者側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中，所述發(fā)光薄體由有機電激發(fā)光組件所組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明裝置，其中，所述有機電激發(fā)光組件具備陽極及陰極；此陽極或是陰極中的至少一個為圖案化成預(yù)定形狀的電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明裝置，其中，所述預(yù)定的形狀為光柵。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明裝置，其中，在所述陽極及所述陰極之間，存在由電子輸送層、發(fā)光層、電洞輸送層所組成的有機層。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明裝置，其中，所述陰極被圖案化并配置在所述陽極的上方。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明裝置，其中，所述遮光層被配置成被覆于圖案化的所述電極上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的照明裝置，其中，所述遮光層由光吸收層或是光反射層所組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的照明裝置，其中，所述遮光層的寬度較經(jīng)圖案化的所述電極的寬度大。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的照明裝置，其中，所述經(jīng)圖案化的所述電極的邊緣與所述遮光層的邊緣之間的距離，大于所述有機層的發(fā)光區(qū)域的厚度與所述經(jīng)圖案化的所述電極的厚度的和。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明裝置，其中，所述光柵的間距為1mm以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中，所述有機電激發(fā)光組件具備陽極、陰極、及存在于此陽極及陰極之間的電子輸送層、發(fā)光層、電洞輸送層；所述電子輸送層、發(fā)光層、電洞輸送層中至少一層被圖案化。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中，所述發(fā)光薄體由具有光柵形狀的導(dǎo)光薄板、和將光線供應(yīng)至此導(dǎo)光薄板的光源所構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中，所述發(fā)光薄體為無機電激發(fā)光組件。
15.一種具備照明裝置的反射型液晶顯示裝置，，其特征為所述照明裝置系具備透明基板；部分配置于此透明基板上的發(fā)光薄體；及被覆于所述發(fā)光薄體的一面而配置成的遮光層，；使所述發(fā)光薄體的另一面相對向于反射型液晶顯示裝置的顯示面而配置，并將光照射在反射型液晶顯示裝置的反射像素電極上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反射型液晶顯示裝置，其中，所述發(fā)光薄體由有機電激發(fā)光組件所組成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的反射型液晶顯示裝置，其中，所述有機電激發(fā)光組件具備陽極及陰極，而此陽極或是陰極中至少一方為圖案化成預(yù)定形狀的電極。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的反射型液晶顯示裝置，其中，所述預(yù)定的形狀為光柵。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的反射型液晶顯示裝置，其中，在所述陽極與所述陰極之間，設(shè)有由電子輸送層、發(fā)光層、電洞輸送層所組成的有機層。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的反射型液晶顯示裝置，其中，所述陰極被圖案化，且配置在所述陽極的上方。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的反射型液晶顯示裝置，其中，所述遮光層被配置成覆蓋于經(jīng)圖案化的所述電極上。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的反射型液晶顯示裝置，其中，所述遮光層由光吸收層或是光反射層所組成。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的反射型液晶顯示裝置，其中，所述遮光層的寬度比經(jīng)圖案化的所述電極的寬度大。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的反射型液晶顯示裝置，其中，所述經(jīng)圖案化的所述電極的邊緣與所述遮光層的邊緣之間的距離，大于所述有機層的發(fā)光區(qū)域的厚度與所述經(jīng)圖案化的所述電極的厚度之和。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的反射型液晶顯示裝置，其中，所述光柵的間距為1mm以下。
26.根據(jù)權(quán)利要求16所述的反射型液晶顯示裝置，其中，所述有機電激發(fā)光組件具備陽極、陰極、及設(shè)于此陽極與陰極之間的電子輸送層、發(fā)光層、電洞輸送層；所述電子輸送層、發(fā)光層、電洞輸送層中的至少一層經(jīng)圖案化。
27.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反射型液晶顯示裝置，其中，所述發(fā)光薄體由具有光柵形狀的導(dǎo)光薄板、及將光線供應(yīng)到此導(dǎo)光薄板的光源所構(gòu)成。
28.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反射型液晶顯示裝置，其中，所述發(fā)光薄體為無機電激發(fā)光組件。
29.根據(jù)權(quán)利要求18或27所述的反射型液晶顯示裝置，其中，所述光柵的間距與像素的間距相同。
30.根據(jù)權(quán)利要求18或27所述的反射型液晶顯示裝置，其中，所述光柵的間距較像素的間距小，且光柵的間距相對于像素的間距的比例為1/自然數(shù)。
31.根據(jù)權(quán)利要求18或27所述的反射型液晶顯示裝置，其中，所述光柵的間距較像素的間距更大，且光柵的間距相對于像素的間距的比例為自然數(shù)。
32.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反射型液晶顯示裝置，其中，在所述發(fā)光薄體與所述反射電極之間形成光散射層。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的反射型液晶顯示裝置，其中，在所述光散射層的上層具備偏向板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種照明裝置，其為與反射型LCD的顯示面相對配置，用來照射顯示面的照明裝置。此照明裝置由在透明基板與透明基板之間包夾有機電激發(fā)光層而形成。有機電激發(fā)光組件層由陽極、陰極及有機層所組成。陰極被圖案化為光柵的形狀，被覆于此陰極上、形成圖案化為與陰極相同的光柵形狀的遮光層。就提升遮光效果而言，遮光層的寬度最好為較經(jīng)圖案化的陰極的寬度大。
文檔編號G02F1/133GK1811551SQ20051012588
公開日2006年8月2日 申請日期2005年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者小間德夫 申請人:三洋電機株式會社