JP4932317B2

JP4932317B2 - 表示装置

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Publication number: JP4932317B2
Application number: JP2006124049A
Authority: JP
Inventors: 健司棚瀬; 和延豆野; 徳夫小間; 学武本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Epson Imaging Devices Corp
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Epson Imaging Devices Corp
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2026-04-27
Also published as: TWI340843B; KR20060120481A; TW200702800A; KR100763061B1; JP2006350303A

Description

本発明は、反射液晶表示部上に照明部を備えた表示装置に関する。

液晶表示装置（以下ＬＣＤという）は、薄型で低消費電力であるという特徴を備え、現在コンピュータのモニターや、携帯電話等の携帯情報機器のモニターとして広く用いられている。ＬＣＤには、透過型ＬＣＤ、反射型ＬＣＤ、半透過型ＬＣＤがある。

透過型ＬＣＤは、液晶に電圧を印加するための画素電極として透明電極を用い、ＬＣＤの後方にバックライトを配置し、このバックライトの透過光量を制御することで周囲が暗くても明るい表示ができる。しかし、昼間の屋外のように外光が強い環境では、十分なコントラストが確保できない特性がある。

反射型ＬＣＤは、太陽光や室内灯などの外光を光源として用い、ＬＣＤに入射するこれらの外光を、観察面側の基板に形成した反射層から成る反射画素電極によって反射する。そして、液晶に入射し、反射画素電極で反射された光のＬＣＤパネルからの射出光量を画素毎に制御することで表示を行う。この反射ＬＣＤは、光源として外光を用いるため、外光がない環境では表示を行えないという問題がある。

半透過型ＬＣＤは、透過機能と反射機能の両方を併せ持ち、周囲が明るい環境にも暗い環境にも対応することができる。しかしながら、この半透過型ＬＣＤでは、１つの画素内に、透過領域と反射領域を有するため、１画素当たりの表示効率が悪いという問題があった。

そこで、反射型ＬＣＤにフロントライトを設けることで暗い環境下でも表示を可能とすることが考えられた。図３１はフロントライトが設けられた反射型ＬＣＤを示す図である。反射型ＬＣＤ１００の表示面に対向して透明アクリル板１１０が配置されている。この透明アクリル板１１０の反射型ＬＣＤと対向する面と反対側の面には複数の逆三角形状の溝１１１が形成されている。また、透明アクリル板１１０の側面には光源１１２が配置されている。光源１１２から透明アクリル板１１０に導入された光は、溝１１１の傾斜面で反射型ＬＣＤ１００の方向に屈折され、反射型ＬＣＤ１００の表示面に入射される。
特開２００３−２５５３７５号公報

しかしながら、光源１１２から透明アクリル板１１０の中に導入された光は、透明アクリル板１１０に設けられた溝１１１の傾斜面で反射型ＬＣＤ１００の方向に屈折されるとともに、それとは逆方向である観察者１１３がいる方向にも多少は屈折されるため、その光が透明アクリル１１０から漏れ出て観察者の目に入り、ＬＣＤのコントラストを低下させるという問題があった。

本発明の主な特徴を挙げれば以下の通りである。

本発明の表示装置の特徴構成は、反射液晶表示部上に配置された照明部を備え、前記照明部は、前記反射液晶表示部にその裏面が接合された第１の基板と、シール層を介して接合された第２の基板と、前記第２の基板の表面に配置され、所定のパターンを有する陰極層と、この陰極層を覆って形成された有機層と、この有機層を介して形成された半透明材料または透明材料からなる陽極層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子とを備え、前記反射液晶表示部は、複数の画素を有し、前記有機エレクトロルミネッセンス素子から発生された光を受ける反射画素電極が各画素の中に形成された第３の基板と、前記第３の基板上に配置され、その表面に共通電極が形成された第４の基板と、前記第３の基板と第４の基板との間に封入された液晶層と、を備え、前記第２の基板上に透明電極層を形成し、この透明電極層上に前記所定のパターンを有する陰極層を有することを特徴とする。

本発明の表示装置は、ボトムエミッション型又はトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子をフロントライトとして採用したものであり、明るい環境下及び暗い環境下の両方において、明るく、コントラストの高い液晶表示を実現することができる。

次に本発明の第１の参考例に係る表示装置について、図面を参照しながら説明する。まず、図１を参照してこの表示装置の全体構成について説明する。反射液晶表示部３００上に照明部２００が接合されている。照明部２００の構成は以下の通りである。ガラス基板等からなる第１の透明基板１０と第２の透明基板２０とは、互いの周端部に塗布された樹脂等からなるシール層１１を介して接着されている。

第１の透明基板１０の裏面は反射液晶表示部３００に接合されており、第１の透明基板１０の表面に有機エレクトロルミネッセンス素子１２（以下、「有機ＥＬ素子１２」と称する）が形成されている。これにより、有機ＥＬ素子１２は、第１の透明基板１０、第２の透明基板２０及びシール層１１によって囲まれた空間に封入されている。また、有機ＥＬ素子１２は、反射液晶表示部３００の画素領域３１０（図３参照）に対応する領域に形成されている。

有機ＥＬ素子１２は、第１の透明基板１０上に形成された陽極層１３と、この陽極層１３を覆って形成された有機層１４と、この有機層１４上にライン状のパターンを有して形成された複数の陰極層１５とを有する。陽極層１３は、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）やＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）等の透明導電材料からなる。有機層１４は、電子輸送層、発光層、正孔輸送層からなる。また、陰極層１５は例えば、アルミニウム層（Ａｌ層）、又はマグネシウム層（Ｍｇ層）と銀層（Ａｇ層）からなる積層体である。ここで、陽極層１３の厚さは１００ｎｍ、有機層１４の厚さは２００ｎｍ、陰極層１５の厚さは５００ｎｍであることが好ましい。

陽極層１３と陰極層１５で上下に挟まれた有機層１４の部分が発光領域となる。即ち、陰極層１５の直下にある有機層１４が発光領域であり、この発光領域も平面的に見ると陰極層１５と同じライン形状を有している。発光領域は陽極層１３に正の電位、陰極層１５に負の電位を印加することで発光する。

前記発光領域から下方へ向かう光は、透明な陽極層１３及び第１の透明基板１０を通して反射液晶表示部３００へ照射される。また発光領域から上方へ向かう光の大部分は陰極層１５によって、下方へ反射され、透明な陽極層１３及び第１の透明基板１０を通して反射液晶表示部３００へ照射される。したがって、照明部２００の上方にいて下方を見ている観察者の目に発光領域からの光が直接入ることが極力防止され、反射液晶表示部３００のコントラストを高くすることができる。

陽極層１３はＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電材料を第１の透明基板１０上に形成した後に、フォトエッチング技術を用いることで、所望の領域に形成することができる。また、有機層１４及び陰極層１５については、マスクを用いた蒸着法により所望の領域に形成することができる。

また、有機ＥＬ素子１２は水分の浸入によって発光特性が劣化するので、これを防止するために、第２の透明基板２０の表面に第１の透明基板１０と対面するように乾燥剤層１６を形成することが好ましい。シール層１１を通して封止空間に浸入した水分は乾燥剤層１６によって吸収される。

乾燥剤層１６は、第２の透明基板２０を通して有機ＥＬ素子１２へ入射する外光が遮られるのを避けるために、有機ＥＬ素子１２と重ならないように、第２の透明基板２０の周端部に形成することが好ましい。ただし、乾燥剤層１６が透明材料からなる場合にはこの限りではない。また、第２の透明基板２０の裏面には外光の反射を防止するため、反射防止膜２１が貼り付けられていることが好ましい。

また、図２に示すように、第１の透明基板１０、第２の透明基板２０及びシール層１１によって囲まれた空間に、第１の透明基板の屈折率と等しいか、概ね等しい屈折率を有する樹脂１７を充填してもよい。また、樹脂１７とシール層１１とを一体として形成してもよい。

これにより、シール層１１を通して浸入する水分を確実にブロックすることができる。また、図１の構造では、有機ＥＬ素子１２と第２の透明基板２０の間に空気層が存在するため、第２の透明基板２０に入射した外光は、空気層と第２の透明基板２０の界面で反射され、液晶表示のコントラストが悪化してしまう。これに対して、図２の構造によれば、第２の透明基板２０に入射した外光は、第２の透明基板２０の界面で反射されずに、反射液晶表示部３００に入射されるので液晶表示のコントラストが改善される。なお、図２の構造において、図１の乾燥剤層１６を設けてもよい。

次に、上述の照明部２００によって照明される反射液晶表示部３００の構造及び照明部２００との結合関係について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、液晶表示部３００の画素領域３１０の一部の平面図、図４は図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
ガラス基板からなる第３の透明基板３０（ＴＦＴ基板）上に設けられた複数の画素のそれぞれにスイッチング用の薄膜トランジスタ３１（以下、ＴＦＴと称する）が形成されている。ＴＦＴ３１は層間絶縁膜３２によって被覆されており、層間絶縁膜３２上には各ＴＦＴ３１に対応してアルミニウム（Ａｌ）のような反射材料からなる反射画素電極３３が形成されている。反射画素電極３３は対応するＴＦＴ３１のドレイン又はソースに、層間絶縁膜３２に形成されたコンタクトホールＣＨを通して接続されている。

反射画素電極３３が形成された第３の透明基板３０と対向して、ガラス基板からなる第４の透明基板３４（対向基板）が配置されている。第４の透明基板３４の表面にはＩＴＯからなる共通電極３５が形成されている。第４の透明基板３４の裏面には、拡散粘着層からなる光散乱層３６、偏光板３７がこの順番で積層されている。光散乱層３６は照明部２００からの光を散乱して、画素電極３３に均一に照射されるようにするためのものである。この第４の透明基板３４と第３の透明基板３０の間に液晶層４０が封入されている。

上述の構成によれば、照明部２００から放射される光は、偏光板３７によって所定の方向に偏光され、さらに光散乱層３６、第４の透明基板３４、共通電極３５を通過して液晶層４０に導入され、反射画素電極３３によって反射される。反射画素電極３３によって反射された光は、同じ経路を逆戻りして、陰極層１５のラインの隙間を通して観察者に視認される。

このとき、画素電極３３と共通電極３５の間に印加される電界によって、光の透過率が画素毎に変化する。これにより、反射画素電極３３によって反射される光の強度が画素毎に変化することでＬＣＤ表示を実現することができる。前述したように、照明部２００の陰極層１５が遮光層として機能するため、有機ＥＬ素子１２の発光領域からの光の漏れが極力防止され、液晶表示のコントラストを高くすることができる。

照明部２００は反射液晶表示部３００の上方に近接して配置されることが好ましい。しかしながら、照射部２００と反射液晶表示部３００の間に空気層が存在すると、照明部２００の第１の透明基板１０から放射された光が空気層に入るときに、第１の透明基板１０と空気層の界面で反射して、その反射光が観測者側に戻り、コントラストを低下させるおそれがある。

そこで、第１の透明基板１０と同じ屈折率を有した樹脂層４５（例えばＵＶ硬化樹脂層又は可視光硬化樹脂層）を介して照射装置２００と反射液晶表示部３００とを接合することで、光の屈折を反射することが好ましい。

次に、照明部２００と反射型ＬＣＤ３００の画素との配置関係について説明する。図３に示すように、反射液晶表示部３００の画素領域３１０において、赤、緑、青の３原色に対応する３種類の画素Ｒ、Ｇ、Ｂが行方向（ｘ）及び列方向（ｙ）に配列されている。図３は行毎に画素Ｒ、Ｇ、Ｂをずらしたデルタ配列であるが、これに限らず、行毎に画素Ｒ、Ｇ、Ｂが整列されたストライプ配列であってもよい。照明部２００の複数の陰極層１５のラインは、各画素Ｒ、Ｇ、Ｂの境界に沿って行方向（ｘ）に延びている。

各画素は、１つのＴＦＴ３１、１つの反射画素電極３３を有する。照明部２００の陰極層１５のラインのピッチＰ１は画素のピッチＰ２と等しい。また、照明部２００の陰極層１５のラインは、液晶表示に寄与しない反射画素電極３３の離間領域ＳＲの真上に配置することが好ましい。これにより、反射画素電極３３で反射された光の大部分が陰極層１５によって遮られることなく複数の陰極層１５のラインの隙間を通って観察者に視認されるようになる利点がある。

また、照明部２００の陰極層１５のラインのピッチＰ１は、画素のピッチＰ２よりも小さく、かつ画素のピッチＰ２に対する陰極層１５のラインのピッチＰ１の比（＝Ｐ１／Ｐ２）を１／自然数としてもよい。ラインのピッチと画素のピッチが同じであると、液晶表示において干渉縞やモアレ縞（ｍｏｉｒｅ）が生じるが、このように設定することでそれらの現象を防止することができる。

また、逆に、照明部２００の陰極層１５のピッチＰ１は、画素のピッチＰ２よりも大きく、かつ画素のピッチＰ２に対するラインのピッチＰ１の比（Ｐ１／Ｐ２）を自然数としてもよい。このように設定することで干渉縞やモアレ縞（ｍｏｉｒｅ）を防止することができる。

また、図５に示すように、照明部２００の複数の陰極層１５のラインは、行方向（ｘ）に対して斜めに延びていてもよい。このように設定することで、干渉縞やモアレ縞（ｍｏｉｒｅ）を防止することができる。

次に本発明の第２の参考例に係る表示装置について、図６を参照しながら説明する。図６は反射液晶表示部３００の構造及び照明部２００との結合関係を示した断面図であり、図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図に対応している。本参考例の特徴とする点は、第１の参考例の第１の透明基板１０と第４の透明基板３４とを兼用して１つの透明基板としたことである。すなわち、図６に示すように、第１の透明基板１０が削除され、第４の透明基板３４上に有機ＥＬ素子１２が形成されている。これにより、表示装置の全体の厚さを薄くできるとともに、コストダウンを図ることができる。

次に本発明の第３の参考例に係る表示装置について、図面を参照しながら説明する。図７は、この表示装置の全体の断面図である。第１の参考例（図１参照）の有機ＥＬ素子１２の陽極層１３は、ライン状のパターンを有していないのに対して、本参考例では、有機ＥＬ素子１２の陽極層１３Ａは、ライン状のパターンを有している。

すなわち、第１の透明基板１０上にライン状のパターンを有する複数の陽極層１３Ａが形成され、これら陽極層１３Ａを覆って有機層１４が形成され、この有機層１４上に、同様のライン状のパターンを有する複数の陰極層１５が形成されている。複数の陰極層１５Ａのラインとそれらの下層に形成された複数の陽極層１３Ａのラインとは重畳されている。これ以外の点については、第１の参考例と全く同様である。

第１の参考例（図１）のように、ＩＴＯやＩＺＯからなる陽極層１３は、第１の透明基板１０上に複数に分離されていないパターンで形成すると、屈折率の差により、第２の透明基板２０を通して入射される外光や、有機ＥＬ素子１２で発生する光が陽極層１３によって反射され、液晶表示のコントラストが低下してしまう。これに対して、本参考例によれば、陽極層１３Ａのラインの間を通過する光については、陽極層１３Ａによる反射の影響を受けない。したがって、光の透過率が上がり、液晶表示のコントラストを向上させることができる。

また、図７の構造では、第２の透明基板２０の表面に第１の透明基板１０と対面するように乾燥剤層１６が形成されているが、図８に示すように、第１の透明基板１０、第２の透明基板２０及びシール層１１によって囲まれた空間に、第１の透明基板の屈折率と等しい屈折率を有する樹脂１７を充填してもよい。

図９は、反射液晶表示部３００の構造及び照明部２００との結合関係を示した断面図であり、図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図に相当している。反射液晶表示部３００の構造については第１の参考例と全く同じである。前述のように、照明部２００の陰極層１５のラインは、液晶表示に寄与しない反射画素電極３３の離間領域ＳＲの真上に配置することが好ましいが、この場合に、陽極層１３Ａのラインも陰極層１５のラインの下方に重なって配置される。陽極層１３Ａのラインと陰極層１５のラインによって挟まれた有機層１４の部分が発光領域となる。陰極層１５のラインは、発光領域で発生した光の漏れを防止しているが、陰極層１５のラインの幅Ｗ１を陽極層１３Ａのラインの幅Ｗ２よりも大きくすることにより、光の漏れをより少なくして液晶表示のコントラストをさらに向上することができる。

次に本発明の第４の参考例に係る表示装置について、図１０を参照しながら説明する。図１０は反射液晶表示部３００の構造及び照明部２００との結合関係を示した断面図であり、図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図に対応している。本参考例の特徴とする点は、第３の参考例の第１の透明基板１０と第４の透明基板３４とを兼用して１つの透明基板としたことである。すなわち、図１０に示すように、第１の透明基板１０が削除され、第４の透明基板３４上に有機ＥＬ素子１２が形成されている。これにより、表示装置の全体の厚さを薄くできるとともに、コストダウンを図ることができる。

次に本発明の第５の参考例に係る表示装置について、図面を参照しながら説明する。図１１は、この表示装置の全体の断面図である。第１の参考例（図１参照）の有機ＥＬ素子１２の陽極層１３、有機層１４は、ライン状のパターンを有していないのに対して、本参考例では、有機ＥＬ素子１２の陽極層１３Ａ、有機層１４Ａは、いずれもライン状のパターンを有している。

すなわち、第１の透明基板１０上にライン状のパターンを有する複数の陽極層１３Ａが形成され、これら陽極層１３Ａ上にライン状のパターンを有する複数の有機層１４Ａが積層され、これらの有機層１４Ａ上に、同様のライン状のパターンを有する複数の陰極層１５が形成されている。複数の陰極層１５Ａのラインとそれらの下層に形成された複数の有機層１４Ａのライン、複数の陽極層１３Ａのラインとは重畳されている。これ以外の点については、第１の実施形態と全く同様である。

第１の参考例（図１）のように、ＩＴＯやＩＺＯからなる陽極層１３は、第１の透明基板１０上に非ラインパターンで形成すると、屈折率の差により、第２の透明基板２０を通して入射される外光や、有機ＥＬ素子１２で発生する光が陽極層１３によって反射され、液晶表示のコントラストが低下してしまう。また、有機層１４についても同様の反射が生じる。

これに対して、本参考例によれば、陽極層１３Ａ、有機層１４Ａのラインの間を通過する光については、これらの層による反射の影響を受けない。したがって、光の透過率が上がり、液晶表示のコントラストを向上させることができる。

また、図１１の構造では、第２の透明基板２０の表面に第１の透明基板１０と対面するように乾燥剤層１６が形成されているが、図１２に示すように、第１の透明基板１０、第２の透明基板２０及びシール層１１によって囲まれた空間に、第１の透明基板の屈折率と等しい屈折率を有する樹脂１７を充填してもよい。

図１３は、反射液晶表示部３００の構造及び照明部２００との結合関係を示した断面図であり、図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図に相当している。反射液晶表示部３００の構造については第１の参考例と全く同じである。前述のように、照明部２００の陰極層１５のラインは、液晶表示に寄与しない反射画素電極３３の離間領域ＳＲの真上に配置することが好ましいが、この場合に、有機層１４Ａのライン及び陽極層１３Ａのラインも陰極層１５のラインの下方に重なって配置される。陽極層１３Ａのラインと陰極層１５のラインによって挟まれた有機層１４Ａのラインが発光領域となる。陰極層１５のラインは、発光領域で発生した光の漏れを防止しているが、陰極層１５のラインの幅Ｗ１を有機層１４Ａのラインの幅Ｗ３、陽極層１３Ａのラインの幅Ｗ４よりも大きくすることにより、光の漏れをより少なくして液晶表示のコントラストをさらに向上することができる。

また図１４に示すように、陰極層１５のラインのエッジと有機層１４Ａのラインのエッジとの間の距離Ｌは、有機層１４Ａの厚さＴよりも大きいことが光の漏れをさらに少なくする上で好ましい。また、有機層１４Ａのラインの幅Ｗ３は陽極層１３Ａのラインの幅Ｗ４よりも大きくてもよい。

次に本発明の第６の参考例に係る表示装置について、図１５を参照しながら説明する。図１５は反射液晶表示部３００の構造及び照明部２００との結合関係を示した断面図であり、図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図に対応している。本参考例の特徴とする点は、第５の参考例の第１の透明基板１０と第４の透明基板３４とを兼用して１つの透明基板としたことである。すなわち、図１５に示すように、第１の透明基板１０が削除され、第４の透明基板３４上に有機ＥＬ素子１２が形成されている。これにより、表示装置の全体の厚さを薄くできるとともに、コストダウンを図ることができる。

なお、陰極層１５のラインはそのピッチを調整することにより、離間領域ＳＲ以外の反射画素電極３３上に配置することも可能である。また、陰極層１５のパターンはライン状のパターン以外にもメッシュ状のパターンであってもよい。

また、第５、第６の参考例において、図１６に示すように、陰極層１５は、有機層１４および陽極層１３を覆うように形成されていてもよい。

次に本発明の第７の参考例に係る表示装置について、図面を参照しながら説明する。まず、図１７を参照してこの表示装置の全体構成について説明する。反射液晶表示部３００上に照明部２００が接合されている。照明部２００の構成は以下の通りである。ガラス基板等からなる第１の透明基板１０と第２の透明基板２０とは、互いの周端部に塗布されたシール層１１を介して接着されている。第１の透明基板１０の裏面は反射液晶表示部３００に接合されている。

第１の参考例とは異なり、第１の透明基板１０に対向した第２の透明基板２０の表面に有機ＥＬ素子１２が形成されている。これにより、有機ＥＬ素子１２は、第１の透明基板１０、第２の透明基板２０及びシール層１１によって囲まれた空間に封入されている。また、有機ＥＬ素子１２は、反射液晶表示部３００の画素領域３１０（図３参照）に対応する領域に形成されている。

有機ＥＬ素子１２は、トップエミッション型であり、第２の透明基板２０上に形成された陽極層１３と、この陽極層１３を覆って形成された有機層１４と、この有機層１４上にライン状のパターンを有して形成された複数の陰極層１５とを有する。また、陽極層１３の下層に陰極層１５に対応してライン状のパターンを有し、前記有機ＥＬ素子１２から発生された光を遮光する複数の遮光層１８が形成されている。

陽極層１３は、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）やＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ
ＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）等の透明導電材料からなる。有機層１４は、電子輸送層、発光層、正孔輸送層からなる。また、陰極層１５は半透明電極材料、例えば、銀層（Ａｇ層）や金層（Ａｕ層）からなる。ここで、陽極層１３の厚さは１００ｎｍ、有機層１４の厚さは２００ｎｍ、陰極層１５の厚さは１０ｎｍであることが好ましい。

前記発光領域から下方へ向かう光は、陰極層１５を通して反射液晶表示部３００へ照射される。また発光領域から上方へ向かう光の大部分は遮光層１８によって遮られる。したがって、照明部２００の上方にいて下方を見ている観察者の目に発光領域からの光が直接入ることが極力防止され、反射液晶表示部３００のコントラストを高くすることができる。

陽極層１３は、予め設けられた遮光層１８及び第２の透明基板２０を覆って、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電材料を第２の透明基板２０上に形成した後に、フォトエッチング技術を用いることで、所望の領域に形成することができる。また、有機層１４及び陰極層１５については、マスクを用いた蒸着法により所望の領域に形成することができる。

また、有機ＥＬ素子１２は水分の浸入によって発光特性が劣化するので、これを防止するために、第１の透明基板１０の表面に第２の透明基板２０と対面するように乾燥剤層１６を形成することが好ましい。シール層１１を通して封止空間に浸入した水分は乾燥剤層１６によって吸収される。

乾燥剤層１６は、第２の透明基板２０を通して有機ＥＬ素子１２へ入射する外光が遮られるのを避けるために、有機ＥＬ素子１２と重ならないように、第１の透明基板１０の周端部に形成することが好ましい。ただし、乾燥剤層１６が透明材料からなる場合にはこの限りではない。また、第２の透明基板２０の裏面には外光の反射を防止するため、反射防止膜２１が貼り付けられていることが好ましい。

また、図１８に示すように、第１の透明基板１０、第２の透明基板２０及びシール層１１によって囲まれた空間に、第１の透明基板の屈折率と等しいか、概ね等しい屈折率を有する樹脂１７を充填してもよい。これにより、シール層１１を通して浸入する水分を確実にブロックすることができる。また、樹脂１７とシール層１１とを一体形成してもよい。

また、図１７の構造では、有機ＥＬ素子１２と第１の透明基板１０の間に空気層が存在するため、第２の透明基板２０に入射した外光は、空気層と第１の透明基板１０との界面で反射され、液晶表示のコントラストが悪化してしまう。これに対して、図１８の構造によれば、第２の透明基板２０に入射した外光は、第１の透明基板１０の界面で反射されずに、反射液晶表示部３００に入射されるので液晶表示のコントラストが改善される。なお、図１８の構造において、図１７の乾燥剤層１６を設けてもよい。

次に、上述の照明部２００によって照明される反射液晶表示部３００の構造及び照明部２００との結合関係について、図３及び図１９を参照して説明する。図３は、液晶表示部３００の画素領域３１０の一部の平面図、図１９は図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

ガラス基板からなる第３の透明基板３０（ＴＦＴ基板）上に設けられた複数の画素のそれぞれにスイッチング用のＴＦＴ３１が形成されている。ＴＦＴ３１は層間絶縁膜３２によって被覆されており、層間絶縁膜３２上には各ＴＦＴ３１に対応してアルミニウム（Ａｌ）のような反射材料からなる反射画素電極３３が形成されている。反射画素電極３３は対応するＴＦＴ３１のドレイン又はソースに、層間絶縁膜３２に形成されたコンタクトホールＣＨを通して接続されている。

このとき、画素電極３３と共通電極３５の間に印加される電界によって、光の透過率が画素毎に変化する。これにより、反射画素電極３３によって反射される光の強度が画素毎に変化することでＬＣＤ表示を実現することができる。前述したように、照明部２００の遮光層１８によって、有機ＥＬ素子１２の発光領域からの光の漏れが極力防止され、液晶表示のコントラストを高くすることができる。

各画素は、１つのＴＦＴ３１、１つの反射画素電極３３を有する。照明部２００の陰極層１５のラインのピッチＰ１は画素のピッチＰ２と等しい。また、照明部２００の陰極層１５のライン及び遮光層１８のラインは、液晶表示に寄与しない反射画素電極３３の離間領域ＳＲの真上に配置することが好ましい。これにより、反射画素電極３３で反射された光の大部分が遮光層１８によって遮られることなく複数の遮光層１８のラインの隙間を通って観察者に視認されるようになる利点がある。

遮光層１８のラインは、発光領域で発生した光の漏れを防止しているが、陰極層１８のラインの幅Ｗ１を陰極層１５のラインの幅Ｗ２よりも大きくすることにより、光の漏れをより少なくして液晶表示のコントラストをさらに向上することができる。

また、図５に示すように、照明部２００の複数の陰極層１５のラインは、行方向（ｘ）に対して斜めに延びていてもよい。このように設定することで干渉縞やモアレ縞（ｍｏｉｒｅ）を防止することができる。

次に本発明の第８の参考例に係る表示装置について、図２０を参照しながら説明する。図２０は反射液晶表示部３００の構造及び照明部２００との結合関係を示した断面図であり、図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図に対応している。本参考例の特徴とする点は、第１の参考例の第１の透明基板１０と第４の透明基板３４とを兼用して１つの透明基板としたことである。すなわち、図２０に示すように、第１の透明基板１０が削除され、第４の透明基板３４上に偏光板３７を介して、有機ＥＬ素子１２が形成されている。これにより、表示装置の全体の厚さを薄くできるとともに、コストダウンを図ることができる。

次に本発明の第９の参考例に係る表示装置について、図面を参照しながら説明する。図２１は、この表示装置の全体の断面図である。第７の参考例（図１７参照）の有機ＥＬ素子１２の陽極層１３は、ライン状のパターンを有していないのに対して、本参考例では、有機ＥＬ素子１２の陽極層１３Ａは、ライン状のパターンを有している。

すなわち、第２の透明基板２０上にライン状のパターンを有する複数の陽極層１３Ａが形成され、これら陽極層１３Ａを覆って有機層１４が形成され、この有機層１４上に、同様のライン状のパターンを有する複数の陰極層１５が形成されている。複数の陰極層１５Ａのラインとそれらの下層に形成された複数の陽極層１３Ａのラインとは重畳されている。これ以外の点については、第７の参考例と全く同様である。

第７の参考例（図１７）のように、ＩＴＯやＩＺＯからなる陽極層１３は、第２の透明基板２０上に複数の分離されていないパターンで形成すると、屈折率差により、第２の透明基板２０を通して入射される外光が陽極層１３によって反射され、液晶表示のコントラストが低下してしまう。これに対して、本参考例によれば、陽極層１３Ａのラインの間を通過する光については、陽極層１３Ａによる反射の影響を受けない。したがって、光の透過率が上がり、液晶表示のコントラストを向上させることができる。

また、図２１の構造では、第１の透明基板１０の表面に第２の透明基板２０と対面するように乾燥剤層１６が形成されているが、図２２に示すように、第１の透明基板１０、第２の透明基板２０及びシール層１１によって囲まれた空間に、第１の透明基板の屈折率と等しい屈折率を有する樹脂１７を充填してもよい。

図２３は、反射液晶表示部３００の構造及び照明部２００との結合関係を示した断面図であり、図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図に相当している。反射液晶表示部３００の構造については第７の参考例と全く同じである。前述のように、照明部２００の陰極層１５のラインは、液晶表示に寄与しない反射画素電極３３の離間領域ＳＲの真上に配置することが好ましいが、この場合に、陽極層１３Ａのラインも陰極層１５のラインに重なって配置される。

陽極層１３Ａのラインと陰極層１５のラインによって挟まれた有機層１４の部分が発光領域となる。遮光層１８のラインは、発光領域で発生した光の漏れを防止しているが、遮光層１８のラインの幅Ｗ１を陰極層１５のラインの幅Ｗ２、陽極層１３Ａのラインの幅Ｗ３よりも大きくすることにより、光の漏れをより少なくして液晶表示のコントラストをさらに向上することができる。

次に本発明の第１０の参考例に係る表示装置について、図２４を参照しながら説明する。図２４は反射液晶表示部３００の構造及び照明部２００との結合関係を示した断面図であり、図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図に対応している。本参考例の特徴とする点は、第９の参考例の第１の透明基板１０と第４の透明基板３４とを兼用して１つの透明基板としたことである。すなわち、図２４に示すように、第１の透明基板１０が削除され、第４の透明基板３４上に有機ＥＬ素子１２が形成されている。これにより、表示装置の全体の厚さを薄くできるとともに、コストダウンを図ることができる。

次に本発明の第１１の参考例に係る表示装置について、図面を参照しながら説明する。図２５は、この表示装置の全体の断面図である。第７の参考例（図１７参照）の有機ＥＬ素子１２の陽極層１３、有機層１４は、ライン状のパターンを有していないのに対して、本参考例では、有機ＥＬ素子１２の陽極層１３Ａ、有機層１４Ａは、いずれもライン状のパターンを有している。

すなわち、第２の透明基板２０上に遮光層１８を介して、ライン状のパターンを有する複数の陽極層１３Ａが形成され、これら陽極層１３Ａ上にライン状のパターンを有する複数の有機層１４Ａが積層され、これらの有機層１４Ａ上に、同様のライン状のパターンを有する複数の陰極層１５が形成されている。複数の陰極層１５Ａのラインとそれらの下層に形成された複数の有機層１４Ａのライン、複数の陽極層１３Ａのラインとは重畳されている。これ以外の点については、第７の参考例と全く同様である。

第７の参考例（図１７）のように、ＩＴＯやＩＺＯからなる陽極層１３は、第２の透明基板２０上に非ラインパターンで形成すると、屈折率差により、第２の透明基板２０を通して入射される外光や、有機ＥＬ素子１２で発生する光が陽極層１３によって反射され、液晶表示のコントラストが低下してしまう。また、有機層１４についても同様の反射が生じる。

また、図２５の構造では、第１の透明基板１０の表面に第２の透明基板２０と対面するように乾燥剤層１６が形成されているが、図２６に示すように、第１の透明基板１０、第２の透明基板２０及びシール層１１によって囲まれた空間に、第１の透明基板の屈折率と等しい屈折率を有する樹脂１７を充填してもよい。

図２７は、反射液晶表示部３００の構造及び照明部２００との結合関係を示した断面図であり、図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図に相当している。反射液晶表示部３００の構造については第７の参考例と全く同じである。前述のように、照明部２００の遮光層１８のライン、陰極層１５のラインは、液晶表示に寄与しない反射画素電極３３の離間領域ＳＲの真上に配置することが好ましいが、この場合に、有機層１４Ａのライン及び陽極層１３Ａのラインも陰極層１５のラインの下方に重なって配置される。陽極層１３Ａのラインと陰極層１５のラインによって挟まれた有機層１４Ａのラインが発光領域となる。遮光層１８のラインは、発光領域で発生した光の漏れを防止しているが、遮光層１８のラインの幅Ｗ１を陰極層１５のラインの幅Ｗ２、陽極層１３Ａのラインの幅Ｗ３、及び有機層１４Ａのラインの幅Ｗ４、よりも大きくすることにより、光の漏れをより少なくして液晶表示のコントラストをさらに向上することができる。

次に本発明の第１２の参考例に係る表示装置について、図２８を参照しながら説明する。図２８は反射液晶表示部３００の構造及び照明部２００との結合関係を示した断面図であり、図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図に対応している。本参考例の特徴とする点は、第１１の参考例の第１の透明基板１０と第４の透明基板３４とを兼用して１つの透明基板としたことである。すなわち、図２８に示すように、第１の透明基板１０が削除され、第４の透明基板３４上に有機ＥＬ素子１２が形成されている。これにより、表示装置の全体の厚さを薄くできるとともに、コストダウンを図ることができる。

第１１及び第１２の参考例において、有機ＥＬ素子１２は、図２９に示す断面構造を有していてもよい。すなわち、陽極層１３Ａのラインの幅は遮光層１８より小さく、有機層１４Ａのラインの幅は陽極層１３Ａのラインの幅より小さく、陰極層１５のラインの幅は有機層１４Ａのラインの幅より小さい。

また、第９、第１０、１１及び第１２の参考例において、図３０に示すように、陰極層１５がアルミニウム（Ａｌ）等の不透明な遮光材料で形成されている場合には、陰極層１５そのものが遮光層としても機能するので、遮光層１８は不要である。この場合、有機ＥＬ素子１２は、第２の透明基板２０上に陰極層１５、有機層１４Ａ、陽極層１３Ａがこの順で積層されて構成される。そして、有機層１４Ａの幅は陽極層１３Ａの幅より大きく、陰極層１５の幅は有機層１４Ａの幅より大きい。

また、第７乃至第１２の参考例において、陰極層１５と遮光層１８のラインはそのピッチを調整することにより、離間領域ＳＲ以外の反射画素電極３３上に配置することも可能である。また、陰極層１５と遮光層１８のパターンはライン状のパターン以外にもメッシュ状のパターンであってもよい。

次に本発明の第１３の参考例に係る表示装置について、図３２を参照しながら説明する。図３２は反射液晶表示部３００の構造及び照明部２００との結合関係を示した断面図である。本参考例の特徴とする点は、第２の透明基板２０上に所定のパターンを有する陰極層１５が配置され、この陰極層１５を覆って有機層１４が形成され、この有機層１４上に半透明材料または透明材料からなる陽極層１３が形成されていることである。陰極層１５のパターンはライン状、または図３３に示すようにドット状である。陰極層１５はアルミニウム（Ａｌ）等の不透明な遮光材料で形成されており、陰極層１５そのものが遮光層としても機能する。その他の構成については、第７〜第１２の参考例と同様である。

次に本発明の実施形態に係る表示装置について、図３４を参照しながら説明する。図３４は反射液晶表示部３００の構造及び照明部２００との結合関係を示した断面図である。本実施形態が第１３の参考例と異なる点は、第２の透明基板２０上に、透明電極層５０が形成され、この透明電極層５０上に所定のパターンを有する陰極層１５が配置されていることである。また、透明電極層５０と有機層１４の間に絶縁層５１が配置され、絶縁層５１が配置されていない箇所において透明電極層５０と陰極層１５との電気的接触がなされている。陰極層１５のパターンは第１３の参考例と同様に、ライン状、またはドット状である。

本発明の第１の参考例に係る表示装置の第１の断面図である。本発明の第１の参考例に係る表示装置の第２の断面図である。反射液晶表示部３００の画素領域３１０の一部の平面図である。図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。反射液晶表示部３００の画素領域３１０の一部の平面図である。本発明の第２の参考例に係る表示装置の断面図である。本発明の第３の参考例に係る表示装置の第１の断面図である。本発明の第３の参考例に係る表示装置の第２の断面図である。本発明の第３の参考例に係る表示装置の第３の断面図である。本発明の第４の参考例に係る表示装置の断面図である。本発明の第５の参考例に係る表示装置の第１の断面図である。本発明の第５の参考例に係る表示装置の第２の断面図である。本発明の第５の参考例に係る表示装置の第３の断面図である。本発明の第５の参考例に係る表示装置の有機ＥＬ素子の断面図である。本発明の第６の参考例に係る表示装置の断面図である。有機ＥＬ素子１２の断面図である。本発明の第７の参考例に係る表示装置の第１の断面図である。本発明の第７の参考例に係る表示装置の第２の断面図である。図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。本発明の第８の参考例に係る表示装置の断面図である。本発明の第９の参考例に係る表示装置の第１の断面図である。本発明の第９の参考例に係る表示装置の第２の断面図である。本発明の第９の参考例に係る表示装置の第３の断面図である。本発明の第１０の参考例に係る表示装置の断面図である。本発明の第１１の参考例に係る表示装置の第１の断面図である。本発明の第１１の参考例に係る表示装置の第２の断面図である。本発明の第１１の参考例に係る表示装置の第３の断面図である。本発明の第１２の参考例に係る表示装置の断面図である。有機ＥＬ素子の断面図である。有機ＥＬ素子の断面図である。フロントライトが設けられた反射型ＬＣＤを示す図である。本発明の第１３の参考例に係る表示装置の断面図である。本発明の第１３の参考例に係る表示装置の陰極層のパターン図である。本発明の実施形態に係る表示装置の断面図である。

符号の説明

１０第１の透明基板１１シール層１２有機ＥＬ素子
１３陽極層１４有機層１５陰極層
１６乾燥剤層１７樹脂
２０第２の透明基板２１反射防止層
３０第３の透明基板３１薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３２層間絶縁膜
３３画素電極３４第４の透明基板３５共通電極
３６光散乱層３７偏光板４０液晶層４５樹脂層
２００照明部３００液晶表示部

Claims

反射液晶表示部上に配置された照明部を備え、
前記照明部は、前記反射液晶表示部にその裏面が接合された第１の基板と、シール層を介して接合された第２の基板と、前記第２の基板の表面に配置され、所定のパターンを有する陰極層と、この陰極層を覆って形成された有機層と、この有機層を介して形成された半透明材料または透明材料からなる陽極層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子とを備え、
前記反射液晶表示部は、複数の画素を有し、前記有機エレクトロルミネッセンス素子から発生された光を受ける反射画素電極が各画素の中に形成された第３の基板と、前記第３の基板上に配置され、その表面に共通電極が形成された第４の基板と、前記第３の基板と第４の基板との間に封入された液晶層と、を備え、
前記第２の基板上に透明電極層を形成し、この透明電極層上に前記所定のパターンを有する陰極層を有することを特徴とする表示装置。
前記透明電極層と前記有機層との間に絶縁体層が配置され、かつ前記絶縁体層が配置されていない箇所において前記透明電極層と前記陰極層との電気的接触がなされることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１の基板と前記第４の基板とが兼用されて１つの基板で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１の基板の表面に前記第２の基板の表面と向き合うように配置された乾燥剤層を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１及び第２の基板との間に前記第２の基板の屈折率と概ね等しい屈折率を有する樹脂もしくは乾燥剤が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。