专利名称：照明装置及使用该照明装置的反射型液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种照明装置，例如可利用作为反射型LCD显示装置的前光源的照明装置。此外，本发明是关于采用此类照明装置的反射型液晶显示装置。
背景技术：
液晶显示装置(以下称为LCD)具备薄型及低消耗电力的特性，目前并广泛应用于计算机的显示器、移动电话等可携式信息机器的显示器。LCD具有透射型LCD、反射型LCD、半透射型LCD。透射型LCD采用透明电极，来做为用来向液晶施加电压的像素电极，于LCD的后方配置背光，通过控制此背光的透射光量，使得即使在周围环境较暗的情况下也可进行明亮的显示。然而，在白天的如室外较强的外部光线环境下，并无法确保充分的对比度。
反射型LCD是采用太阳光与室内灯等外部光线来做为光源，并通过观察者侧的基板形成的反射层组成的反射像素电极，将射入LCD的外部光线加以反射。然后将射入液晶、且由反射像素电极加以反射的光线的从LCD面板所射出的光量，对每1个像素加以控制，借此来进行显示。由于此反射型LCD采用外部光线来做为光源，因而产生在无外部光线的环境下无法进行显示的问题。
半透射型LCD具备透射功能及反射功能两者，可对应于周围环境较亮以及周围环境较暗的环境。然而，在此半透射型LCD中，由于在1个像素内具有透射区域及反射区域，因而有1单位像素的显示效率较差的问题。
因此，可考虑到在反射型LCD设置前光源，借此，即使在较暗的环境下亦可进行显示。图6显示了设置有前光源的反射型LCD的附图。其与反射型LCD100的显示面相对地设置透明丙烯酸板110。在此透明丙烯酸板110的反射型LCD相对的面以及相反的面中，形成多个倒三角形状的沟111。此外，于透明丙烯酸板110的侧面配置有光源112。从光源112向透明丙烯酸板110中导入的光线于沟111的倾斜面向反射型LCD100的方向折射，并射入反射型LCD100的显示面。
关于透射型LCD、反射型LCD、半透射型LCD，均记载于日本特开2003-25537号公报中。
发明内容
发明所欲解决的课题然而，从光源112向透明丙烯酸板110导入的光线，不仅在透明丙烯酸板110所设置的沟111的倾斜面向反射型LCD100的方向折射，并且多少亦会往相反方向的观察者113所在的方向折射，因此此光线从透明丙烯酸板110漏出而进入观察者的视线，因而导致LCD的对比度降低的问题。
解决问题的手段本发明的照明装置，其特征为具备透明基板；部分配置于此透明基板上的发光薄体；及被覆上述发光薄体的一面而配置的遮光层，；上述发光薄体的另一面相对向于被照明物而配置，将光照射在上述被照明物，并使上述遮光层所遮住的上述发光薄体的一面相对向于上述被照明物的观察者侧。
根据本发明的照明装置，在尽量防止照明光往被照明物的观察者侧泄漏的同时，可进行被照明物的照明。尤其是在本发明中利用反射型LCD的前光源，借此，即使在较暗的环境下，亦可实现对比度较高的LCD显示。
此外，本发明的反射型液晶显示装置，其特征为上述照明装置具备透明基板；部分配置于此透明基板上的发光薄体；及被覆上述发光薄体一面而配置的遮光层；使上述发光薄体的另一面相对向于反射型液晶显示装置的显示面而配置，并将光照射在反射型液晶显示装置的反射像素电极。
根据本发明的反射型液晶显示装置，即使在较暗的环境下，亦可实现对比度较高的LCD显示。
图1显示本发明第1实施形态的照明装置及反射型LCD的剖视图。
图2显示从照明装置侧观看，设置有本发明第1实施形态的照明装置的反射型LCD的俯视图。
图3显示本发明第1实施形态的照明装置的放大部分剖视图。
图4显示从照明装置侧观看，设置有本发明第2实施形态的照明装置的反射型LCD的俯视图。
图5显示本发明第2实施形态的照明装置的剖视图。
图6显示设置有熟知例的照明装置之反射型LCD的剖视图。
主要组件符号说明10 第1透明基板 11 阳极12 阴极13 有机层13a 发光区域15 有机EL组件层16 遮光层 20 第2透明基板30 TFT基板 31 薄膜晶体管(TFT)32 层间绝缘膜 33 像素电极34 对向基板35 共通电极36 光散射层37 偏向板40 液晶层 45 树脂层50 透明基板51 导光薄板52 光源53 遮光板55 透明基板100 反射型LCD110 透明丙烯酸板111 倒三角形状的沟112 光源113 观察者200、210 照明装置 300 反射型LCDCH 接触孔 P1至P3 间距SR 离开区域具体实施方式
下面参照
本发明第1实施形态的照明装置及反射型液晶显示装置。图2是显示从照明装置200侧观看，设置有照明装置200的反射型LCD300的俯视图，图1是显示沿着图2的X-X线的剖视图。如图1所示，在此实施形态中，与反射型LCD300的显示面相对，于其上方配置照明装置200。
首先说明照明装置200的构造，其是在由玻璃基板等组成的第1透明基板10及第2透明基板20之间，包夹有机电激发光组件层15(以下称为“有机EL组件层15”)而形成。有机EL组件层15具备由ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)及IZO(Indium Zinc Oxide，氧化铟锌)等透明导电材料所组成，且是由第1透明基板10的实际上全面形成的阳极11、此阳极11上形成的有机层13、以及有机层13上形成的图案化为具有一定间距的光栅的形状的阴极12所形成。
有机层13由电子输送层、发光层、电洞输送层所组成。此外，阴极12是由例如铝层(Al层)、或是镁层(Mg层)与银层(Ag层)所组成的迭层体、或是钙层(Ca层)所组成。在此，较理想的是阳极11的厚度为100nm，阴极12的厚度为500nm，有机层13的厚度为100nm。此外，亦可采用无机电激发光组件层来取代有机EL组件层15。
在有机EL组件层15中，由阳极11及阴极12上下包夹的有机层13的部分，成为发光区域13a。亦即，位于阴极12正下方的有机层13为发光区域13a，以俯视观察时，此发光区域13a亦具备与阴极12相同的光栅形状。通过对阳极11施加正的电位，并对阴极12施加负的电位，可使发光区域13a发光。
在此以外的区域的有机层13并不发光，而成为非发光区域。此外，通过覆盖经图案化为光栅形状的阴极12，来形成遮光层16。遮光层16与阴极12同样形成光栅形状的图案。遮光层16用来遮蔽从发光区域13a往上方放射出的光，因此只要为可将光线加以反射之光反射层，或是将光线加以吸收之光吸收层即可。遮光层16的厚度较理想为10nm以下。
光反射层例如可由铝层(Al层)来形成。光吸收层可由在光阻材料中包含黑色颜料的黑色颜料层，或是在光阻材料中包含黑色染料的黑色染料层或是氧化铬层等来形成。
从上述发光区域13a朝向下方的光线，通过透明的阳极11及第1透明基板10，向反射型LCD300照射。此外，从上述发光区域13a朝向上方的光线，通过阴极12及遮光层16而往下方反射或者是被吸收，因此，可尽量防止来自于发光区域13a的光线，直接进入位于照明装置200的上方而往下方观看的观察者113的视线。
在上述构成中，阴极12被图案化为具有一定间距的光栅的形状，虽然阳极11未进行图案化，但亦可将阴极12及阳极11进行互换。亦即，在图1中，可将阳极11配置在阴极12的位置，将阴极12配置在阳极11的位置。而使阳极11图案化，阴极12则未被图案化。此外，关于阳极11及阴极12，亦可未经图案化而全面形成，取而代之的是，亦可在构成有机层13的电子输送层、发光层、电洞输送层中至少一层予以图案化。亦即，此3层形成的区域成为发光区域，缺少3层中任一层的区域为非发光区域。
此外，就提升遮光效果而言，较理想为遮光层16的宽度较经图案化的阴极12(或是阳极)的宽度要大为好。此外，如图3所示，经图案化的阴极12(或是阳极)的边缘与遮光层16的边缘之间的距离L1，与有机层13的发光区域13a的厚度和经图案化的阴极12(或是阳极)的厚度之和L2相等或是更大，可更进一步提升遮光效果，因而较为理想。
此外，就不会对观察者113的视觉产生异样感觉而言，较理想的是，经图案化的阴极12(或是阳极)的光栅的间距(在图2中，为P1、P2的尺寸)为1mm以下。
接下来说明用上述照明装置200来进行照明的反射型LCD300的构造、以及其与照明装置200之间的结合关系。在由玻璃基板所组成的TFT基板30上的每个像素上，形成切换用的薄膜晶体管31(以下称为TFT)。TFT31由层间绝缘膜32所覆盖，于层间绝缘膜32上，形成对应于各个TFT31且由如铝(Al)的反射材料所组成的像素电极33。像素电极33通过层间绝缘膜32所形成的接触孔CH，而连接于所对应的TFT31的汲极或是源极。
像素电极33形成的TFT基板30相对向，且配置有由玻璃基板所组成的对向基板34。在对向基板34的表面，形成由ITO所组成的共通电极35。在对向基板34的背面，依序迭层由扩散粘接层所组成的光散射层36、偏向板37。光散射层36用来使来自于照明装置200的光线产生散射，且均匀地照射在像素电极33上。在此对向基板34与TFT基板30之间，封入液晶层40。
根据上述构成，从照明装置200所放射出的光线，通过偏向板37向特定的方向偏向，然后通过光散射层36、对向基板34、共通电极35而导入到液晶层40，并通过像素电极33而产生反射。由像素电极33所反射的光线，经由相同的路径而返回，通过图案化为光栅形状的遮光层16的间隙，而由观察者113所辨识。
此时，由于在像素电极33与共通电极35之间所施加的电场，因而使光的透射率因各个像素的不同而产生变化。借此，由像素电极33所反射的光线的强度会因各个像素的不同而产生变化，因此可实现LCD显示。如上所述，由于在照明装置200设置遮光层16，因此可尽量防止从发光区域13a所放射出的光产生泄漏，从而可提高LCD显示的对比。
照明装置200较理想为配置在接近于反射型LCD300的上方。然而，若在照明装置200及反射型LCD300之间存在空气层，则从照明装置200的第1透明基板10所放射出的光在进入空气层时会产生反射，使光线返回观察者侧，有可能导致对比度的降低。
因此，较理想为经由具有与第1透明基板10相同折射率的树脂层45(例如紫外线硬化树脂层或是可见光硬化树脂层)，来连接照明装置200及反射型LCD300，可防止光线的反射。
接着说明照明装置200与反射型LCD300的像素之间的配置关系。反射型LCD300是在行方向及列方向上，以相同间距来配列具有相同尺寸的多个像素。在图1中表示出像素的行方向的间距P3(像素电极33的间距)。
此外，各个像素具备1个TFT31及1个像素电极33。照明装置200的阴极12及遮光层16的光栅间距与像素的间距相同。亦即，光栅的行方向的间距P2与像素的行方向的间距P3相同，且光栅的列方向之间距P1与像素的列方向的间距相同。在此情况下，照明装置200的阴极12及遮光层16，较理想为配置在无助于LCD显示的像素电极33的离开区域SR的正上方。借此，具有像素电极33所反射的光线的大部分不会被遮光层16所遮蔽，可通过光栅的间隙而由观察者113辨识的优点。
此外，照明装置200的阴极12及遮光层16的光栅间距(行方向及列方向的间距)，亦可设定为比像素的间距(行方向及列方向的间距)小，并且光栅的间距相对于像素的间距之比例(光栅的间距/像素的间距)为1/自然数。若是光栅的间距与像素的间距相同，则可能在LCD显示中产生干涉条纹及“波纹(Moire)”，通过设定上述比例，则可防止此现象的产生。
此外，相反地，照明装置200的阴极12及遮光层16的光栅的间距(行方向及列方向的间距)，亦可设定为比像素的间距(行方向及列方向的间距)大，并且光栅的间距相对于像素的间距的比例(光栅的间距/像素的间距)为自然数。借此，亦可防止干涉条纹及“波纹”的产生。
接着参照附图，来说明本发明第2实施形态的照明装置及反射型液晶显示装置。图4显示从照明装置210侧观看，设置有照明装置210的反射型LCD300的俯视图，图5显示沿着图4的Y-Y线的剖视图。如图5所示，此实施形态中，与反射型LCD300的显示面相对向，且于其上方配置的照明装置210。作为被照明物的反射型LCD300，与第1实施形态相同，因此省略该说明。
此照明装置210与第1实施形态不同，其采用形成于玻璃基板等的透明基板50上且具有光栅形状的导光薄板51，以及向此导光薄板51提供光的光源52，来取代做为发光薄体的有机EL组件层15。至于其它构成则与第1实施形态相同。
导光薄板51由具有1μm厚度的透明树脂所组成的光栅。在光栅的行方向及列方向的边缘配置光源52，来自光源52的光从这些边缘被供应到导光薄板51中，且向导光薄板51的外部放射。因此，导光薄板51是光栅形状的光源。在导光薄板51的观察者113侧，连接有遮光板53，连接有遮光板53的导光薄板51，亦可由另一片透明基板55来被覆。
从上述导光薄板51朝向下方的光线，通过透明基板50向反射型LCD300照射。此外，从上述导光薄板51朝向上方的光线，通过遮光层53而向下方反射或者是被吸收，因此，可尽量防止来自于导光薄板51的光线直接进入位于照明装置200的上方而往下方观看的观察者113的视线。
权利要求
1.一种照明装置，其特征为具备透明基板；部分配置于此透明基板上的发光薄体；及被覆于所述发光薄体的一面而配置的遮光层；使所述发光薄体的另一面相对于被照明物而配置，将光照射在所述被照明物，并将所述遮光层所遮光的所述发光薄体的一面配置于相对所述被照明物的观察者侧。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述发光薄体由有机电激发光组件所组成。
3.根据权利要求2所述的照明装置，其中，所述有机电激发光组件具备阳极及阴极；此阳极或是阴极中的至少一个为图案化成预定形状的电极。
4.根据权利要求3所述的照明装置，其中，所述预定的形状为光栅。
5.根据权利要求3所述的照明装置，其中，在所述阳极及所述阴极之间，存在由电子输送层、发光层、电洞输送层所组成的有机层。
6.根据权利要求3所述的照明装置，其中，所述阴极被图案化并配置在所述阳极的上方。
7.根据权利要求3所述的照明装置，其中，所述遮光层被配置成被覆于图案化的所述电极上。
8.根据权利要求7所述的照明装置，其中，所述遮光层由光吸收层或是光反射层所组成。
9.根据权利要求7所述的照明装置，其中，所述遮光层的宽度较经图案化的所述电极的宽度大。
10.根据权利要求9所述的照明装置，其中，所述经图案化的所述电极的边缘与所述遮光层的边缘之间的距离，大于所述有机层的发光区域的厚度与所述经图案化的所述电极的厚度的和。
11.根据权利要求4所述的照明装置，其中，所述光栅的间距为1mm以下。
12.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述有机电激发光组件具备阳极、阴极、及存在于此阳极及阴极之间的电子输送层、发光层、电洞输送层；所述电子输送层、发光层、电洞输送层中至少一层被图案化。
13.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述发光薄体由具有光栅形状的导光薄板、和将光线供应至此导光薄板的光源所构成。
14.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述发光薄体为无机电激发光组件。
15.一种具备照明装置的反射型液晶显示装置，，其特征为所述照明装置系具备透明基板；部分配置于此透明基板上的发光薄体；及被覆于所述发光薄体的一面而配置成的遮光层，；使所述发光薄体的另一面相对向于反射型液晶显示装置的显示面而配置，并将光照射在反射型液晶显示装置的反射像素电极上。
16.根据权利要求15所述的反射型液晶显示装置，其中，所述发光薄体由有机电激发光组件所组成。
17.根据权利要求16所述的反射型液晶显示装置，其中，所述有机电激发光组件具备阳极及阴极，而此阳极或是阴极中至少一方为图案化成预定形状的电极。
18.根据权利要求17所述的反射型液晶显示装置，其中，所述预定的形状为光栅。
19.根据权利要求17所述的反射型液晶显示装置，其中，在所述阳极与所述阴极之间，设有由电子输送层、发光层、电洞输送层所组成的有机层。
20.根据权利要求17所述的反射型液晶显示装置，其中，所述阴极被图案化，且配置在所述阳极的上方。
21.根据权利要求17所述的反射型液晶显示装置，其中，所述遮光层被配置成覆盖于经图案化的所述电极上。
22.根据权利要求21所述的反射型液晶显示装置，其中，所述遮光层由光吸收层或是光反射层所组成。
23.根据权利要求21所述的反射型液晶显示装置，其中，所述遮光层的宽度比经图案化的所述电极的宽度大。
24.根据权利要求23所述的反射型液晶显示装置，其中，所述经图案化的所述电极的边缘与所述遮光层的边缘之间的距离，大于所述有机层的发光区域的厚度与所述经图案化的所述电极的厚度之和。
25.根据权利要求18所述的反射型液晶显示装置，其中，所述光栅的间距为1mm以下。
26.根据权利要求16所述的反射型液晶显示装置，其中，所述有机电激发光组件具备阳极、阴极、及设于此阳极与阴极之间的电子输送层、发光层、电洞输送层；所述电子输送层、发光层、电洞输送层中的至少一层经图案化。
27.根据权利要求15所述的反射型液晶显示装置，其中，所述发光薄体由具有光栅形状的导光薄板、及将光线供应到此导光薄板的光源所构成。
28.根据权利要求15所述的反射型液晶显示装置，其中，所述发光薄体为无机电激发光组件。
29.根据权利要求18或27所述的反射型液晶显示装置，其中，所述光栅的间距与像素的间距相同。
30.根据权利要求18或27所述的反射型液晶显示装置，其中，所述光栅的间距较像素的间距小，且光栅的间距相对于像素的间距的比例为1/自然数。
31.根据权利要求18或27所述的反射型液晶显示装置，其中，所述光栅的间距较像素的间距更大，且光栅的间距相对于像素的间距的比例为自然数。
32.根据权利要求15所述的反射型液晶显示装置，其中，在所述发光薄体与所述反射电极之间形成光散射层。
33.根据权利要求32所述的反射型液晶显示装置，其中，在所述光散射层的上层具备偏向板。
全文摘要
本发明提供一种照明装置，其为与反射型LCD的显示面相对配置，用来照射显示面的照明装置。此照明装置由在透明基板与透明基板之间包夹有机电激发光层而形成。有机电激发光组件层由阳极、阴极及有机层所组成。阴极被图案化为光栅的形状，被覆于此阴极上、形成图案化为与阴极相同的光栅形状的遮光层。就提升遮光效果而言，遮光层的宽度最好为较经图案化的阴极的宽度大。
文档编号G02F1/133GK1811551SQ20051012588
公开日2006年8月2日 申请日期2005年11月30日 优先权日2004年11月30日
发明者小间德夫 申请人:三洋电机株式会社