專利名稱：照明系統(tǒng)和顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明系統(tǒng)和顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置(LCD)廣義上分為透射型LCD、反射型LCD和透射反射型LCD。透射型LCD包括用作背光的照明單元。透射型LCD顯示在室內(nèi)顯示清晰度高的圖像，但由于圖像對比變差，在室外顯示清晰度不高的圖像。具有反射元件的反射型LCD在室外顯示清晰度高的圖像，但由于圖像對比不足，在室內(nèi)顯示清晰度不高的圖像。由透射反射型LCD室外顯示的圖像比由透射型LCD室外顯示的圖像清晰度高，但比反射型LCD室外顯示的圖像的清晰度低。由透射反射型LCD室內(nèi)顯示的圖像比由反射型LCD室內(nèi)顯示的圖像清晰度高，但比透射型LCD室內(nèi)顯示的圖像的清晰度低。
已經(jīng)提出使用包括照明單元的透射型LCD室外顯示清晰度高的圖像，該照明單元設(shè)置具有光反射性能的反射元件。更特別是，在具有電致發(fā)光元件的照明單元中，用于施加電場到電致發(fā)光元件上的一對電極之一建議由具有光反射性能的金屬制成。在這種情況下，由反射元件反射的外部光用來顯示圖像。因此，LCD可在室外顯示清晰度高的圖像而不啟動照明單元。
然而，當(dāng)該反射元件由金屬制成時(shí)，使用由該反射元件反射的光顯示的圖像具有金屬色澤。因此，圖像質(zhì)量退化。例如，顯示的圖像似乎存在于鏡子中，或可在顯示圖像的屏幕上反射出外部光源。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種顯示高質(zhì)量圖像的顯示裝置和安裝在該顯示裝置上的照明系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明提供一種照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)光元件、反射元件、輸出元件和散射部分。該發(fā)光元件位于該反射元件和該輸出元件之間。該反射元件反射到達(dá)該反射元件的光。該輸出元件使得到達(dá)該輸出元件的外部光透射。該輸出元件輸出由該反射元件反射的外部光以及由該發(fā)光元件發(fā)出的光。該散射部分位于該反射元件和該輸出元件之間。該散射部分將到達(dá)該散射部分的光散射。
本發(fā)明同樣提供一種顯示裝置，該裝置包括照明單元和顯示單元。該照明單元包括發(fā)光元件和散射部分。該發(fā)光元件位于反射元件和輸出元件之間。該反射元件反射到達(dá)該反射元件的光。該輸出元件使得到達(dá)該輸出元件的外部光透射。該輸出元件輸出由該反射元件反射的外部光以及由該發(fā)光元件發(fā)出的光。該散射部分位于該反射元件和該輸出元件之間。該散射部分將到達(dá)該散射部分的光散射。該顯示單元位于該輸出元件上。該顯示單元使用從輸出元件輸出的光來顯示圖像。
本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將從以下結(jié)合附圖并通過本發(fā)明原理的實(shí)例進(jìn)行描述的說明中變得清楚。


本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)可以參考以下當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例以及附圖的描述得以更清楚的理解，附圖中圖1是表示按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的顯示裝置的一部分的示意分解透視圖；圖2是表示圖1所示顯示裝置的背光板的示意截面圖；圖3是表示按照本發(fā)明變型實(shí)施例的顯示裝置的一部分的示意截面圖；圖4是表示按照本發(fā)明另一變型實(shí)施例的背光板的示意截面圖；圖5是表示按照本發(fā)明又一變型實(shí)施例的背光板的示意截面圖；以及圖6是表示按照本發(fā)明再一變型實(shí)施例的背光板的示意截面圖；具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將參考圖1和2描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。為了便于說明起見，圖1和2所示構(gòu)件在顯示裝置20的厚度方向上的尺寸比例不同于實(shí)際的尺寸比例。
如圖1所示，顯示裝置20包括透射型液晶板1和背光板10。液晶板1用作顯示單元，并且背光板10用作照明單元。
液晶板1包括由無源矩陣系統(tǒng)驅(qū)動的液晶元件。液晶板1的背向背光板10的表面用作顯示圖像的屏幕。液晶板1具有一對極化板2、6，一對襯底3、7，濾色器4、透明電極5，掃描電極8和液晶9。
襯底7比襯底3更靠近背光板10。襯底3、7的周邊部分由密封材料(未示出)粘接在一起。
極化板2位于襯底3的背向液晶9的表面上。濾色器4位于襯底3的面向液晶9的表面上。濾色器4相互平行地延伸。濾色器4包括將白光轉(zhuǎn)換成紅光的紅色濾色器、白光轉(zhuǎn)換成綠光的綠色濾色器和將白光轉(zhuǎn)換成蘭光的蘭色濾色器。每個(gè)透明電極5位于一個(gè)濾色器4的面向液晶9的表面上。透明電極5相互平行地延伸。
極化板6位于襯底7的背向液晶9的表面上。掃描電極8位于襯底7的面向液晶9的表面上。掃描電極8相互平行并在垂直于濾色器4和透明電極5延伸的方向上延伸。
液晶9位于透明電極5和掃描電極8之間的部分(即液晶9的與透明電極5和掃描電極8之間的相交處相對應(yīng)的部分)用作液晶元件。該液晶元件布置在矩陣中。象素包括與紅色濾色器相對應(yīng)的液晶元件之一、與綠色濾色器相對應(yīng)的液晶元件之一、與蘭色相對應(yīng)的液晶元件之一。
每個(gè)液晶元件的液晶分子的布置按照施加在液晶元件上的電場可逆地變化。即每個(gè)液晶元件的液晶分子的布置進(jìn)行改變以便當(dāng)施加在液晶元件上的電場大于或等于預(yù)定值時(shí)防止光透射，并且該布置進(jìn)行改變以便當(dāng)施加在液晶元件上的電場小于預(yù)定值時(shí)使得光透射。當(dāng)電壓通過未示出的驅(qū)動裝置施加在相應(yīng)的透明電極5和相應(yīng)的掃描電極8上時(shí)每個(gè)液晶元件暴露于電場。
襯底3、7是透光類型并可由透明玻璃制成。透明電極5和掃描電極8是透光類型并可由銦錫氧化物制成。
圖1和2所示的背光板10位于液晶板1的后部。背光板10包括用作發(fā)光元件的電致發(fā)光元件。背光板10的面向液晶板1的表面用作光輸出表面，該表面是向液晶板1輸出光的輸出元件。背光板10具有襯底11，在此實(shí)施例在是反射電極13的反射元件，電致發(fā)光層14，透明電極15和鈍化膜16。
反射電極13位于襯底11面向液晶板1的表面上并用作陰極。電致發(fā)光層14位于反射電極13的面向液晶板1的表面上。透明電極15位于電致發(fā)光層14的面向液晶板1的表面上并用作陽極。鈍化膜16位于透明電極15的面向液晶板1的表面上。鈍化膜16防止?jié)駳夂脱跬高^，因此密封電致發(fā)光層14。
反射電極13整個(gè)覆蓋電致發(fā)光層14的背向液晶板1的表面。透明電極15整個(gè)覆蓋電致發(fā)光層14的面向液晶板1的表面。
電致發(fā)光層14包括有機(jī)電致發(fā)光材料并用作電致發(fā)光元件。電致發(fā)光層14具有例如電子輸送層，發(fā)光層和空穴傳輸層。當(dāng)暴露于大于預(yù)定值的電場時(shí)，電致發(fā)光層14發(fā)出白光。當(dāng)電壓通過未示出的驅(qū)動裝置施加在反射電極13和透明電極15時(shí)電致發(fā)光層14暴露于電場中。
襯底11可由玻璃制成。反射電極13具有高光反射性并可由例如鋁或鉻的金屬制成。透明電極15是透光類型并可由銦錫氧化物制成。電致發(fā)光層14和鈍化膜16是透光類型。
如圖2所示，透明電極15和鈍化膜16之間的界面21具有散射體，該主體在此實(shí)施例中是小的凹入和凸起。因此，界面21用作散射到達(dá)界面21的光的散射部分。凹入和凸起的高度小于透明電極15和鈍化膜16的厚度。例如凹入和凸起的高度小于透明電極15和鈍化膜16的厚度的十分之一。
背光板10通過以反射電極13、電致發(fā)光層14和透明電極15的順序沉積在襯底11上來制造。接著，凹入和凸起形成在透明電極15的表面上。最后，鈍化膜16沉積在具有凹入和凸起的透明電極15。
現(xiàn)在將描述顯示裝置20的操作。
顯示裝置20以透射和反射模式操作。在透射模式中，顯示裝置20使用由背光板10發(fā)出的光在液晶板1的屏幕上顯示圖像。在反射模式中，顯示裝置20使用外部光在屏幕上顯示圖像。
在透射模式下，啟動背光板10。當(dāng)電供應(yīng)到背光板10時(shí)，電壓施加在反射電極13和透明電極15上，從而造成電致發(fā)光層14發(fā)出白光。發(fā)出的光從光輸出表面通過光輸出表面射出并照射在液晶板1上。照射在與允許光透射的液晶元件相對應(yīng)的液晶板1的部分上的光通過液晶9。透過的光接著通過濾色器4轉(zhuǎn)換成紅光、綠光或蘭光。因此，在液晶板1的屏幕上顯示圖像。
在反射模式下，不啟動背光板10。進(jìn)入顯示裝置20的外部光到達(dá)反射電極13。接著該光由反射電極13反射。反射的光從光輸出表面射出并照射在液晶板1上。照射在與允許光透射的液晶元件相對應(yīng)的液晶板1的部分上的光通過液晶9。通過的光接著通過濾色器4轉(zhuǎn)換成紅光、綠光或蘭光。因此，在液晶板1的屏幕上顯示圖像。
此實(shí)施例提供以下優(yōu)點(diǎn)。
用于發(fā)光電極13由金屬制成，使用由反射電極13反射的光顯示的圖像通常具有金屬色澤。然而，由反射電極13反射的光在通過透明電極15和鈍化膜16之間的界面21時(shí)由界面21上的凹入和凸起散射。這減少使用由反射電極13反射的光顯示圖像的金屬色澤，從而改善圖像的清晰度。
與使用非散射光顯示圖像的傳統(tǒng)液晶顯示裝置相比，使用散射光顯示圖像的顯示裝置20具有更廣的可視角度。
進(jìn)入顯示裝置20的外部光通過界面21兩次，即由反射電極13反射之前和之后。因此，外部光散射兩次。與散射一次的光相比，散射兩次的光具有更大程度的散射。即與使用只在由反射電極13反射之前或之后散射的光顯示的圖像相比，使用在由反射電極13反射之前和之后散射的光顯示的圖像具有較少的金屬色澤。因此，與使用散射一次的光顯示圖像的顯示裝置相比，使用散射兩次的光顯示圖像的顯示裝置20具有改進(jìn)的清晰度。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，透明電極15和鈍化膜16之間的界面21用作散射部分。因此，顯示裝置20允許使用散射的光來顯示圖像而不增加背光板10的厚度。
背光板10具有頂部發(fā)光結(jié)構(gòu)而不是底部發(fā)光結(jié)構(gòu)，在頂部發(fā)光結(jié)構(gòu)中電致發(fā)光層14比襯底11更靠近該光輸出表面，但是在底部發(fā)光結(jié)構(gòu)中襯底11比電致發(fā)光層14更靠近該光輸出表面。在采用具有頂部發(fā)光結(jié)構(gòu)的背光板10的情況下，由電致發(fā)光層14發(fā)出的光在從光輸出表面輸出之前不象具有底部發(fā)光結(jié)構(gòu)的背光板那樣容易衰減。
背光板10的單個(gè)電致發(fā)光元件向液晶板1的象素照射光。與具有多個(gè)電致發(fā)光元件的背光板相比，包括單個(gè)電致發(fā)光液晶的背光板10具有簡單的結(jié)構(gòu)。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白的是本發(fā)明可以許多其他特定的形型實(shí)施而不偏離本發(fā)明精神或范圍。特別是，應(yīng)該理解本發(fā)明可以如下形式實(shí)施。
鈍化膜16和極化板6之間的界面可具有小的凹入和凸起而不是透明電極15和鈍化膜16之間的界面21。在此變型的實(shí)施例中，鈍化膜16和極化板6之間的界面用作該散射部分。
電致發(fā)光層14和透明電極15之間的界面可具有小的凹入和凸起而不是透明電極15和鈍化膜16之間的界面21。在此變型實(shí)施例中，電致發(fā)光層14和透明電極15之間的界面用作該散射部分。
電致發(fā)光層14和反射電極13之間的界面可具有小的凹入和凸起而不是透明電極15和鈍化膜16之間的界面21。在此變型實(shí)施例中，電致發(fā)光層14和反射電極13之間的界面用作該散射部分。然而，變型的實(shí)施例不同于圖1和2所示的實(shí)施例，其中照射在顯示裝置20上的外部光只散射一次。
背光板10具有兩個(gè)或多個(gè)用作散射部分的背光板10的部分。例如，除了透明電極15和鈍化膜16之間的界面21之外，鈍化膜16的背向透明電極15的表面可具有小的凹入和凸起。
如圖3所示，液晶板1可使用包括散射體的透明粘接劑粘接在背光板10上，該主體是在此實(shí)施例中象小球的小顆粒31。也就是說，包括小顆粒31的透明粘接劑層33可形成在鈍化膜16的面向液晶板1的表面上。在此變型的實(shí)施例中，透明粘接劑層33用作該散射部分。按照此變型實(shí)施例，與圖1和2的實(shí)施例相比，背光板10的用作該散射部分的部分便于制造。小顆粒31的顆粒尺寸小于透明電極15和鈍化膜16的厚度。例如，小顆粒31的顆粒尺寸小于透明電極15和鈍化膜16的厚度的十分之一。
作為選擇，透明粘接劑層33可位于透明電極15和鈍化膜16之間。
如圖4所示，鈍化膜16可包括小的顆粒31。在此變型實(shí)施例中，鈍化膜16用作散射部分。按照此變型實(shí)施例，顯示裝置20允許使用散射光來顯示圖像而不增加背光板10的厚度。為形成包括小顆粒31的鈍化膜16，鈍化膜16的部分沉積在透明電極15上。小顆粒31接著分散在鈍化膜16的部分上。在分散小顆粒31之后，鈍化膜16的其他部分沉積在分散有小顆粒31的鈍化膜16的部分上。
透明電極15可包括小顆粒31。在此變型實(shí)施例中，透明電極15用作該散射部分。
電致發(fā)光層14可包括小顆粒31。在此變型實(shí)施例中，電致發(fā)光層14用作該散射部分。
背光板10可例如由具有底部發(fā)光結(jié)構(gòu)的背光板35代替，如圖5所示。背光板35通過以透明電極15、電致發(fā)光層14、反射電極13和鈍化膜16的順序沉積在襯底11的后表面上來形成。襯底11的背向透明電極15的表面36具有小的凹入和凸起。在此變型實(shí)施例中，表面36用作該散射部分。
襯底11面向圖5所示的背光板35的透明電極15的表面具有小的凹入和凸起。在此變型實(shí)施例中，襯底11和透明電極15之間的界面用作該散射部分。
圖5所示的背光板35的透明電極15和電致發(fā)光層14之間的界面可具有小的凹入和凸起。在此變型實(shí)施例中，透明電極15和電致發(fā)光層14之間的界面用作該散射部分。
圖5所示的背光板35的電致發(fā)光層14和反射電極13之間的界面可具有小的凹入和凸起。在此變型實(shí)施例中，電致發(fā)光層14和反射電極13之間的界面用作該散射部分。
圖5所示的背光板35的襯底11、透明電極15或電致發(fā)光層14可包括小顆粒31。在此變型實(shí)施例中，襯底11、透明電極15或電致發(fā)光層14用作該散射部分。
具有底部發(fā)光結(jié)構(gòu)的背光板可使用包括小顆粒的透明粘接劑粘接在液晶板1上。在此變型實(shí)施例中，由透明粘接劑形成的層用作該散射部分。
圖2所示的背光板10可由圖6所示的背光板10代替。圖6的背光板10具有頂部發(fā)光結(jié)構(gòu)并包括波紋狀反射電極42。在此變型實(shí)施例中，電致發(fā)光層14和反射電極42之間的界面用作該散射部分。連接位于反射電極42的前表面和襯底11的后表面上的相鄰頂點(diǎn)和底點(diǎn)的假象直線之間的角度最好小于或等于10度。
圖2所示的背光板10可由具有底部發(fā)光結(jié)構(gòu)并包括波紋狀反射電極的背光板代替。
圖2所示的背光板10的反射電極13可由透光類型的電極代替。在這種情況下，具有光反射性的例如金屬膜的反射膜需要位于襯底11的前或后表面上。
圖2所示的背光板10的鈍化膜16可由例如玻璃板代替。在這種情況下，玻璃板和襯底11需要由例如環(huán)氧樹脂的密封材料密封。
圖5所示的背光板35的鈍化膜16可由例如金屬密封蓋代替。
反射電極13可用作陽極并且透明電極15可用作陰極。
液晶板1可由包括通過有源矩陣系統(tǒng)驅(qū)動的液晶元件的液晶板代替。
背光板10可由具有多個(gè)相互獨(dú)立發(fā)光的電致發(fā)光元件的背光板代替。在此變型實(shí)施例中，與液晶元件相對應(yīng)并允許光透射的電致發(fā)光元件受控發(fā)光。這降低了能量消耗。
本發(fā)明不需要施加在用于顯示裝置的照明系統(tǒng)中。例如本發(fā)明可適用于車輛的室內(nèi)燈和室內(nèi)使用的照明設(shè)備中。
本發(fā)明的實(shí)例和實(shí)施例認(rèn)為是說明性的而沒有限制含意，本發(fā)明不局限于這里給出的細(xì)節(jié)，但可以在所附權(quán)利要求的范圍和等同內(nèi)容內(nèi)進(jìn)行改型。
權(quán)利要求
1.一種照明系統(tǒng)，包括襯底；位于襯底上的透明電極；位于透明電極上的電致發(fā)光層；位于電致發(fā)光層上的反射電極；位于反射電極上的鈍化膜；其中反射電極反射到達(dá)該反射電極上的光，并且其中襯底、透明電極和電致發(fā)光層允許到達(dá)襯底、透明電極和電致發(fā)光層的外部光透射，并且其中由該反射電極反射的外部光和由電致發(fā)光層發(fā)出的光從襯底經(jīng)由電致發(fā)光層和透明電極輸出，該照明系統(tǒng)的特征在于位于該反射電極和面向透明電極的襯底的表面之間的散射部分，其中該散射部分散射到達(dá)該散射部分的光。
2.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，散射部分位于電致發(fā)光層和靠近其中的透明電極的部分之間。
3.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，襯底和透明電極之間的介面、透明電極和電致發(fā)光層之間的介面以及電致發(fā)光層和反射電極之間的介面用作散射部分。
4.如權(quán)利要求3所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，用作散射部分的介面具有散射體，并且其中該散射體是小的凹入和凸起。
5.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該散射部分是一層，該層包括散射體，并且其中該散射體是小顆粒。
6.如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該電致發(fā)光層在電壓施加在反射電極和透明電極上時(shí)進(jìn)行電致發(fā)光。
7.如權(quán)利要求6所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，反射電極整體覆蓋面向反射電極的電致發(fā)光層的表面，其中透明電極整體覆蓋面向透明電極的電致發(fā)光層的表面，并且其中當(dāng)電壓施加在反射電極和透明電極上時(shí)整個(gè)電致發(fā)光層發(fā)光。
8.如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該電致發(fā)光層包括有機(jī)電致發(fā)光材料。
9.一種顯示裝置，其特征在于照明單元，其中該照明單元包括襯底；位于襯底上的透明電極；位于透明電極上的電致發(fā)光層；位于電致發(fā)光層上的反射電極；位于反射電極上的鈍化膜；其中反射電極反射到達(dá)該反射電極上的光，并且其中襯底、透明電極和電致發(fā)光層允許到達(dá)襯底、透明電極和電致發(fā)光層的外部光透射，并且其中由該反射電極反射的外部光和由電致發(fā)光層發(fā)出的光從襯底經(jīng)由電致發(fā)光層和透明電極輸出，以及位于該反射電極和面向透明電極的襯底的表面之間的散射部分，其中該散射部分散射到達(dá)該散射部分的光，以及位于照明單元上的顯示單元，其中該顯示單元使用來自照明單元的光顯示圖像。
10.如權(quán)利要求9所述的顯示裝置，其特征在于，該顯示單元包括多個(gè)液晶元件。
11.如權(quán)利要求9或10所述的顯示裝置，其特征在于，襯底和透明電極之間的介面、透明電極和電致發(fā)光層之間的介面以及電致發(fā)光層和反射電極之間的介面用作散射部分。
12.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其特征在于，用作散射部分的介面具有散射體，并且其中該散射體是小的凹入和凸起。
13.如權(quán)利要求9或10所述的顯示裝置，其特征在于，該散射部分是一層，該層包括散射體，并且其中該散射體是小顆粒。
14.如權(quán)利要求9或10所述的顯示裝置，其特征在于，該電致發(fā)光層包括有機(jī)電致發(fā)光材料。
全文摘要
一種本發(fā)明的顯示裝置包括透射型液晶板和背光板。照射在該顯示裝置上的外部光由位于背光板上的反射電極反射。反射的外部光由位于該背光板上的散射部分散射并返回到液晶板上。這改善了在屏幕上顯示圖像的質(zhì)量。
文檔編號G02F1/1335GK1802047SQ200610004910
公開日2006年7月12日 申請日期2003年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月5日
發(fā)明者加藤祥文, 則武和人 申請人:株式會社豐田自動織機(jī)