JP3767264B2 - 液晶表示装置および電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置および電子機器に関し、特に反射型表示、透過型表示の双方が可能な液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、反射型液晶装置は、消費電力が小さいために携帯機器や装置の付属的表示部等に多用されているが、外光を利用して表示を視認可能にしているため、暗い場所では表示を読みとることができないという問題があった。このため、明るい場所では通常の反射型液晶装置と同様に外光を利用するが、暗い場所では内部の光源により表示を視認可能にした形式の液晶装置が提案されている。これは、特開昭５７−４９２７１号公報等に記載されているように、液晶パネルの観察側と反対側の外面に偏光板、半透過反射板、バックライトを順次配置した構成となっている。この液晶装置では、周囲が明るい場合には外光を取り入れて半透過反射板にて反射された光を利用して反射型表示を行い、周囲が暗くなるとバックライトを点灯して半透過反射板を透過させた光により表示を視認可能とした透過型表示を行う。
【０００３】
別の液晶装置としては、反射型表示の明るさを向上させた特開平８−２９２４１３号公報に記載されたものがある。この液晶装置は、液晶パネルの観察側と反対側の外面に半透過反射板、偏光板、バックライトを順次配置した構成をしている。周囲が明るい場合には外光を取り入れて半透過反射板にて反射された光を利用して反射型表示を行い、周囲が暗くなるとバックライトを点灯して偏光板と半透過反射板を透過させた光により表示を視認可能とした透過型表示を行う。このような構成にすると、液晶パネルと半透過反射板の間に偏光板がないため、前述した液晶装置よりも明るい反射型表示が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような反射型表示、透過型表示の双方が可能な液晶表示装置、いわゆる半透過型液晶表示装置は、使用環境が明るい場合にも暗い場合にも視認が可能であるという長所を持つ反面、バックライトの存在により装置全体の消費電力が増大するという欠点を有していた。特に、この種の半透過型液晶表示装置を携帯機器等の表示部に採用する場合、電源容量にも限りがあるため、バックライトの消費電力を極力低減し、液晶表示装置全体としてより一層の低消費電力化を図ることが重要な課題となっていた。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、バックライトに要する消費電力を低減でき、例えば携帯電子機器等の表示部に用いて好適な半透過型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、一対の基板間に液晶層が挟持されてなり、前記一対の基板のうちの一方の基板上に、反射電極が各画素領域毎に設けられ、前記他方の基板側から入射された光を前記反射電極で反射させて反射型表示を行うことができる液晶表示装置であって、前記一方の基板の外側にエレクトロルミネッセンス素子が配置され、前記画素領域に開口部が設けられ、当該開口部の位置に対応する領域にはそれぞれ前記エレクトロルミネッセンス素子の発光部が個別に形成されて、当該エレクトロルミネッセンス素子の発光部から出射された光が前記開口部を通過して前記液晶層を透過して透過型表示を行い、前記エレクトロルミネッセンス素子の発光部の間隙には光遮断層が配置されてなることを特徴とする。
【０００７】
本発明の液晶表示装置における反射電極は、他方の基板側から入射された光を反射すると同時に他方の基板上の対向電極との間で液晶層に電界を印加するためのものであるが、反射電極の一部に開口部が設けられ、一対の基板の外面側に位置するＥＬ素子から出射された光が反射電極の開口部を通して液晶層を透過するように構成されている。つまり、本発明の液晶表示装置は反射型表示と透過型表示を切り換えて表示することのできる半透過型液晶表示装置である。
【０００８】
しかしながら、従来のごく一般的な半透過型液晶表示装置は、一対の基板の観察側と反対側の外面（背面）に冷陰極管、導光板等を備えたバックライトを配置し、冷陰極管等の光源から導光板を通じてバックライトの全面から光を出射していた。
【０００９】
これに対して、本発明の液晶表示装置の場合、冷陰極管、導光板等を備えた従来一般のバックライトに代えてＥＬ素子を用い、さらにはＥＬ素子の全面を発光部とするのではなく、反射電極の開口部の下方のみに発光部（本明細書で言う「発光部」とは、ＥＬ素子の発光源となる蛍光体を形成した領域と定義する）を設けたものである。この構成によれば、反射電極の開口部下方の最小限の領域に発光部を設ければ済むので、従来のバックライトを用いた液晶表示装置に比べて消費電力を低減することができる。ＥＬ素子は、製法上の理由から、局所的に蛍光体を形成するのが比較的容易であり、本発明の液晶表示装置のバックライトとして好適である。
【００１０】
前記ＥＬ素子としては、有機ＥＬ素子を用いることが好ましい。
【００１１】
なぜならば、ＥＬ素子の中でも、特に有機ＥＬ素子は、例えば１０Ｖ以下の電圧で１００〜１０００００cd/m２ 程度の輝度というように低電圧で高輝度の発光が得られる、蛍光物質の種類の選択により青色から赤色までのあらゆる可視光の発光が可能になる、といった利点があるからである。有機ＥＬ素子は、従来、低分子系材料からなるホスト材料に対して蛍光色素を添加したものを用い、真空蒸着法等により形成するのが一般的であったが、本出願人は、これとは別に、高分子有機化合物の前駆体と蛍光色素とを含む組成物を用い、この組成物をインクジェット方式で基板上に噴出させ、パターン形成して有機ＥＬ素子を作製する技術を既に出願している（特開平１１−５４２７０号公報参照）。本発明における有機ＥＬ素子にはこの技術を応用することが可能である。
【００１２】
より具体的には、上記の前駆体として、ポリパラフェニレンビニレンまたはその誘導体の前駆体を用いることができる。また、蛍光色素として、ローダミンまたはその誘導体を用いれば赤色の発色光を得ることができる。キナクリドンまたはその誘導体を用いれば緑色の発色光を得ることができる。ジスチリルビフェニルまたはその誘導体を用いれば青色の発色光を得ることができる。もしくは、クマリンまたはその誘導体、テトラフェニルブタジエンまたはその誘導体を用いても青色の発色光を得ることができる。
【００１３】
なお、上述したように、有機ＥＬ素子の発光は輝度が高いため、例えば実際の発光源が点光源のようなごく微細な面積であったとしても、実効的な発光面積はその５〜２０倍程度にもなる。したがって、上で「開口部の位置に対応する領域にＥＬ素子の発光部が形成された」という表現を用いたが、開口部の位置や寸法と発光部の位置や寸法を全く一致させても良いが、開口部に対応する位置に発光部を形成しさえすれば、開口部に対して発光部をかなり小さく形成しても、バックライトとして画面全域を照らすに充分な輝度を得ることができる。
【００１４】
前記反射電極に設ける開口部は、反射電極上のいずれの位置に設けてもよいが、複数の反射電極と対向電極とで規定される画素領域毎に開口部を設けるとよい。
【００１５】
この構成によれば、各画素領域に開口部、すなわちＥＬ素子の発光部を設けることにより、表示画面全体として見たときに輝度ムラが少なく、均一な明るさを持つ画面とすることができる。
【００１６】
また、画素領域毎に開口部を設ける場合、画素領域毎に複数の開口部を設け、これら複数の開口部に対応するＥＬ素子の各発光部がそれぞれ異なる色の光を発光する構成とすることができる。
【００１７】
上述したように、ＥＬ素子を有機ＥＬ素子とした場合、添加する蛍光色素の種類を適宜選択することによって、赤、緑、青等、種々の色を持つ発光を得ることができる。したがって、例えば各画素領域毎に３つの開口部を設け、これら３つの開口部に対応して赤色光用発光部、緑色光用発光部、青色光用発光部をそれぞれ形成しておけば、透過光表示として用いる際に各発光部を任意に駆動することにより様々な色のバックライト（背景色）を得ることができる。
【００１８】
さらに、一対の基板のいずれか一方にカラーフィルター層を設けた場合、ＥＬ素子の各発光部から発光される光の色と当該発光部に対応する領域におけるカラーフィルター層の色を一致させた構成とするとよい。
【００１９】
この構成によれば、光の利用効率が良くなる。例えば、白色のバックライトを使う場合、カラーフィルターによってその色以外の波長はカットされてしまうが、光源がカラーフィルターの波長とほぼあった特性であればカットされる波長がほとんど無くなり、効率が良い。なお、上で「ＥＬ素子の各発光部からの発光色とカラーフィルター層の色を一致させる」と記載したが、これは分光特性を完全に一致させるという意味ではなく、例えば赤なら赤、緑なら緑というようにほぼ同じ色に合わせるという意味である。
【００２０】
液晶表示装置の画素領域毎に開口部を設けた場合、その開口部に対応して複数の発光部が存在することになるが、そのうちの一部の発光部を用いると、ＥＬ素子を任意の形状に発光させることができる。
【００２１】
すなわち、本発明の液晶表示装置は、全面から光が出射されるバックライトを備えたわけではなく、バックライトとなるＥＬ素子の発光部を表示画面内に複数設けた構成である。したがって、全ての発光部を一様に駆動すれば、実質的に全面が発光するバックライトを構成できるし、複数の発光部の中で任意の一部の発光部のみを駆動するように駆動方法を工夫すれば、通常の表示とは別にバックライトとして所望の文字や絵柄等を明るく浮かび上がらせることができ、装飾性に優れた液晶表示装置を実現することもできる。
【００２２】
本発明の電子機器は、上記本発明の液晶表示装置を備えたことを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の電子機器においては、本発明の液晶表示装置を備えたことにより、バックライト部分に要する消費電力を低減することができ、高効率の電子機器を実現することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態を図１および図２を参照して説明する。
【００２５】
図１は本実施の形態の液晶表示装置１の各画素領域を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。なお、ここでは図示の都合上、縦横３本ずつの電極しか示していないが、実際の液晶表示装置ではより多くの電極が設けられている。
【００２６】
本実施の形態はパッシブマトリックスＳＴＮ（Super Twisted Nematic）型液晶表示装置の例であり、図２に示すように、液晶パネル部２の前面側および背面側に、位相差板３，４、偏光板５，６が配置された周知の構成となっている。そして、液晶パネル部２の背面側の偏光板６の外方にバックライトとして機能する有機ＥＬ素子７が配置されている。
【００２７】
液晶パネル部２は、例えばガラス基板等からなる第１の基板８と第２の基板９（一対の基板）とが対向配置され、その間に液晶層１０が挟持されている。第１の基板８の第２の基板９と対向する対向面上に、アルミニウム膜等の高反射率の金属膜からなる反射電極１１が、図１に示すように直線状に並行して複数形成されている。
【００２８】
一方、第２の基板９の第１の基板８と対向する対向面上には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜からなる対向電極１２が、図１に示すように直線状に並行して複数形成されている（図１において対向電極１２は２点鎖線で示す）。これら第１の基板８上の反射電極１１と第２の基板９上の対向電極１２とは互いに交差して格子状となるように配置されており、各反射電極１１と各対向電極１２との交差部分が１つの画素領域１３となっている。
【００２９】
第１の基板８および第２の基板９の表示領域に対応する部分の対向面上には、反射電極１１上および対向電極１２上を覆うように配向膜１４，１５がそれぞれ形成されており、所定方向にラビング処理が施されている。さらに、第１の基板８と第２の基板９との間には、所定の寸法を有する複数のギャップ材（図示せず）が分散して配置され、それにより液晶パネル部２のセルギャップが一定に保持されている。また、第１の基板８および第２の基板９の対向面の縁部にはシール材１６が配置され、シール材１６により封止された第１の基板８と第２の基板９との間にＳＴＮ型液晶が封入されて液晶層１０が形成され、液晶パネル部２が構成されている。
【００３０】
以下の構成が本発明の最大の特徴点であり、第１の基板８上の各反射電極１１には、画素領域１３毎に２個ずつのスリット１７（開口部）が形成されている。スリット１７は反射電極１１をなすアルミニウム膜を厚さ方向に貫通しており、この部分は光を透過するようになっている。なお、スリット１７の面積は液晶層１０への電界印加に悪影響を及ぼさない程度の大きさに設定される必要がある。そして、液晶パネル部２の背面側に配置された有機ＥＬ素子７は、反射電極１１のスリット１７が形成された位置に対応して発光部１８が設けられている。
【００３１】
有機ＥＬ素子７自体の構成は、一対のガラス基板１９，２０が対向配置され、下側のガラス基板１９の対向面上にアルミニウム膜等からなる反射電極２１が設けられ、上側のガラス基板２０の対向面上にはＩＴＯ等からなる透明電極２２が設けられている。２枚のガラス基板１９，２０間は、発光部１８以外の領域には光遮断層とインクジェット法により有機発光層を形成する際のインク垂れ防止用の隔壁とを兼ねた樹脂ブラックレジストからなる壁部２３が形成され、壁部２３と壁部２３の間（発光部１８となる領域）に蛍光色素を含有したポリパラフェニレンビニレンまたはその誘導体の前駆体等が充填されて有機発光層２４が形成されている。また図示は省略するが、実際には有機発光層２４と反射電極２１との間にアルミニウムキノリノール錯体等からなる電子輸送層が形成されている。
【００３２】
平面的に見ると、本実施の形態では、図１に示すように、発光部１８（破線で示す）はスリット１７よりも若干大きく形成されているが、発光部１８とスリット１７の大きさは全く一致していても良いし、逆に発光部１８がスリット１７よりも小さく形成されていても良い。いずれにしても、液晶表示装置１全体の全ての発光部１８の面積の合計が表示領域の面積の１／２０〜１／５程度あれば、表示領域全域を照らすのに充分足りる。
【００３３】
本実施の形態の液晶表示装置１においては、周囲が明るい状況では、第２の基板９側から入射された光を反射電極１１で反射させて反射型表示を行うことができ、周囲が暗い状況では第１の基板８の背面側に配置された有機ＥＬ素子７から出射させた光を反射電極１１のスリット１７を通して液晶層１０を透過させて透過型表示を行うことができる。この際、本実施の形態の液晶表示装置１の場合、冷陰極管、導光板等を備えた従来一般のバックライトとは異なり、有機ＥＬ素子７をバックライトに用い、さらには反射電極１１のスリット１７の下方のみに発光部１８を設けたため、従来のバックライトを用いた液晶表示装置に比べて消費電力を低減することができる。
【００３４】
また特にＥＬ素子として有機ＥＬ素子７を用いたため、低電圧で高輝度の発光が得られる、蛍光物質の種類の選択により青色から赤色までのあらゆる可視光の発光が可能になる、といった利点も得ることができる。
【００３５】
さらに、各反射電極１１の画素領域１３毎に２つずつのスリット１７を設け、各スリット１７に有機ＥＬ素子７の発光部１８を設けたため、表示画面全体として見たときに輝度ムラが少なく、均一な明るさを持つ画面とすることができる。
【００３６】
［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態を図３および図４を参照して説明する。
【００３７】
図３は本実施の形態の液晶表示装置３０の各画素領域を示す平面図、図４は図３のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【００３８】
本実施の形態の構成は第１の実施の形態とほぼ同様であり、反射電極に形成した開口部周辺の構成が異なるのみである。よって、図３および図４において図１および図２と共通の構成要素については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３９】
第１の実施の形態では反射電極がアルミニウム膜１層のみで構成され、反射電極を貫通するスリットが形成されていたが、本実施の形態では、図３に示すように、アルミニウム膜からなる反射電極３１の各画素領域１３の中央に矩形状の開口部３２が形成されている。このように、本実施の形態では開口部３２の面積が大きいため、アルミニウム膜の反射電極３１の１層のみでは開口部３２のところで液晶層１０の電界が乱れてしまう。そこで、図４に示すように、アルミニウム膜の反射電極３１の下にＩＴＯ等の透明導電膜からなる下部電極３３を設け、反射電極３１の開口部３２では下部電極３３が露出する構成とした。この構成により、液晶層１０への電界の印加に支障がなくなると同時に、有機ＥＬ素子７からの出射光は透明な下部電極３３中を透過する。
【００４０】
そして、本実施の形態の場合も、反射電極３１の開口部３２に相当する位置に有機ＥＬ素子７の発光部１８が形成されている。図３に示すように、発光部１８（破線で示す）は開口部３２よりも若干大きく形成されているが、発光部１８と開口部３２の大きさは全く一致していても良いし、逆に発光部１８が開口部３２よりも小さく形成されていても良い。この点は、第１の実施の形態と同様である。
【００４１】
本実施の形態の場合も、消費電力の低減が図れ、輝度ムラの少ない半透過型液晶表示装置が得られる、という第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００４２】
［第３の実施の形態］
以下、本発明の第３の実施の形態を図５および図６を参照して説明する。
【００４３】
図５は本実施の形態の液晶表示装置４０の各画素領域を示す平面図、図６は図５のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。
【００４４】
本実施の形態の構成は有機ＥＬ素子における複数の発光部で有機発光層に添加する蛍光色素の種類を変えたものであり、バックライトの色が変えられる例を示している。本実施の形態も、図５および図６において図１および図２と共通の構成要素については同一の符号を付し、その部分の詳細な説明は省略する。
【００４５】
本実施の形態においては、第１の基板８上の各反射電極１１には、各画素領域１３毎に３個ずつのスリット１７（開口部）が形成されており、有機ＥＬ素子７は反射電極１１のスリット１７が形成された位置に対応して、すなわち各画素領域１３毎に３個ずつの発光部１８ｒ，１８ｇ，１８ｂが設けられている。
【００４６】
有機ＥＬ素子の基本的な構成は第１の実施の形態と同様であるが、各画素領域１３の３個の発光部１８ｒ，１８ｇ，１８ｂにおいて有機発光層の材料が一様ではなく、ポリパラフェニレンビニレンまたはその誘導体の前駆体に添加される蛍光色素がそれぞれ異なっている。本実施の形態の場合、例えば各画素領域１３の３個の発光部１８ｒ，１８ｇ，１８ｂのうち、左側の発光部１８ｒにローダミンまたはその誘導体が添加され、中央の発光部１８ｇにキナクリドンまたはその誘導体が添加され、右側の発光部１８ｂにはジスチリルビフェニルまたはその誘導体、クマリンまたはその誘導体、テトラフェニルブタジエンまたはその誘導体のいずれかが添加されている。ローダミンまたはその誘導体は赤色光を発光する作用を有しているため、左側の発光部１８ｒは赤色光用発光部となり、キナクリドンまたはその誘導体は緑色光を発光する作用を有しているため、中央の発光部１８ｇは緑色光用発光部となり、ジスチリルビフェニルまたはその誘導体、クマリンまたはその誘導体、テトラフェニルブタジエンまたはその誘導体などは青色光を発光する作用を有しているため、右側の発光部１８ｂは青色光用発光部となる。
【００４７】
本実施の形態の液晶表示装置４０の場合、反射型表示として用いる場合には一様の背景色であるが、各画素領域１３毎に３つのスリット１７が設けられ、これら３つのスリット１７に対応して赤色光用発光部１８ｒ、緑色光用発光部１８ｇ、青色光用発光部１８ｂがそれぞれ形成されているため、透過光表示として用いる際には各発光部１８ｒ，１８ｇ，１８ｂを独立して任意に駆動することにより有機ＥＬ素子７から出射される光が赤、緑、青、またはその他の色というように色が変わり、様々な背景色の画面を得ることができる。
【００４８】
［第４の実施の形態］
以下、本発明の第４の実施の形態を図７および図８を参照して説明する。
【００４９】
図７は本実施の形態の液晶表示装置５０の各画素領域を示す平面図、図８は図７のＤ−Ｄ’線に沿う断面図である。
【００５０】
第３の実施の形態で有機ＥＬ素子の複数の発光部で有機発光層に添加する蛍光色素の種類を変え、バックライトの色が変えられる例を示したが、本実施の形態はその構成にカラーフィルターを付加し、半透過型カラー液晶表示装置とした例である。よって、図７および図８において図５および図６と共通の構成要素については同一の符号を付し、その部分の詳細な説明は省略する。
【００５１】
本実施の形態の場合、第２の基板９の第１の基板８と対向する対向面上には、例えば樹脂ブラックレジスト等からなる遮光膜５１（ブラックマトリクス）が格子状に形成され、遮光膜５１間にはＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色に対応するカラーフィルター層５２ｒ，５２ｇ，５２ｂが形成されている。カラーフィルター層５２ｒ，５２ｇ，５２ｂを覆うようにオーバーコート膜５３が形成され、オーバーコート膜５３上にＩＴＯ等の透明導電膜からなる対向電極１２が、図７に示すように直線状に並行して複数形成されている。
【００５２】
また平面的に見ると、図７に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色毎のカラーフィルター層５２ｒ，５２ｇ，５２ｂは、各画素領域１３が３分割されて各領域内にカラーフィルターとほぼ同じ色の有機ＥＬ素子７の１つの発光部１８ｒ，１８ｇ，１８ｂが含まれるように配置されるとともに、カラーフィルター層５２ｒ，５２ｇ，５２ｂの色の配置と有機ＥＬ素子の発光部１８ｒ，１８ｇ，１８ｂの色の配置が一致している。
【００５３】
本実施の形態の構成によれば、光の利用効率が良くなる。例えば、白色のバックライトを使う場合、カラーフィルターによってその色以外の波長はカットされてしまうが、光源がカラーフィルターの波長とほぼあった特性であればカットされる波長がほとんど無くなり、効率が良い。
【００５４】
［第５の実施の形態］
以下、本発明の第５の実施の形態を図９および図１０を参照して説明する。
【００５５】
図９は本実施の形態の液晶表示装置の有機ＥＬ素子６０の概略構成を示す平面図、図１０は１つの画素領域１３内の構成をより詳細に示した平面図である。
【００５６】
本実施の形態においては、液晶パネルの構成に関する説明を省略するが、上記第１〜第４の実施の形態の液晶パネルと同様のものが用いられる。そして、反射電極には各画素領域毎に開口部がそれぞれ形成され、各開口部に対応して有機ＥＬ素子の発光部が形成されている。この構成も上記実施の形態と同様である。画面上で見ると、図９に示すように、多数の発光部６１，６１ａが配置されているが、本実施の形態の場合、有機ＥＬ素子６０の各発光部６１，６１ａ（電極）を接続する配線６２，６２ａが特殊な接続関係になっている。そのため、図９に示した各配線６２，６２ａに同一の電圧を印加した場合には全ての発光部６１が均一に発光するが、例えば配線６２ａのみに大きな電圧を印加した場合には配線６２ａに接続された発光部６１ａのみが強く発光し、この例では「Ａ」の文字が明るく浮き上がることになる。各発光部６１，６１ａの中は、図１０に示したように、例えば第３の実施の形態で説明したように、各画素領域１３毎に３つの発光部１８を設け、これら３つの発光部１８を並列に接続した構成とすればよい。
【００５７】
このように、本実施の形態の液晶表示装置によれば、有機ＥＬ素子６０の多数の発光部６１，６１ａの中で任意の一部の発光部６１ａのみに個別に電圧を印加し得る構成としたことによって、通常の表示とは別にバックライトとして所望の文字や絵柄等を浮かび上がらせることができ、装飾性に優れた液晶表示装置を実現することができる。
【００５８】
［第６の実施の形態］
以下、上記の第１〜第５の実施の形態の液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
【００５９】
図１１は、携帯電話の一例を示した斜視図である。
【００６０】
図１１において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【００６１】
図１２は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。
【００６２】
図１２において、符号１１００は時計本体を示し、符号１００１は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【００６３】
図１３は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。
【００６４】
図１３において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１００１は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【００６５】
図１１〜図１３に示す電子機器は、上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を備えたものであるので、バックライトに起因する消費電力が低減され、効率の良いものとすることができる。
【００６６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施の形態においては、反射電極に形成する開口部の形状としてスリットの例と矩形状の例を示したが、開口部の形状や寸法は適宜設計変更が可能である。上記実施の形態では各画素領域毎に開口部を設けたため、バックライトの輝度ムラをなくす意味で好ましいが、この点を別にすれば開口部を反射電極上のどの位置に形成してもかまわない。また上述したように、発光部の形状や寸法も適宜設計変更が可能である。有機ＥＬ素子の作製方法としては高分子系組成物をインクジェット方式で噴射して形成する例を挙げたが、その方法に代えて、低分子系組成物を真空蒸着法、マスクスパッタ法等により形成する方法を採っても良い。さらに、本発明は、ＳＴＮ型液晶表示装置に限らず、ＴＦＤ（Thin Film Diode）型液晶表示装置、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）型液晶表示装置等にも適用が可能である。
【００６７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、反射電極の開口部の下方のみにＥＬ素子の発光部を設ける構成を採用したことによって、開口部下方の最小限の領域のみに発光部を設ければ済み、従来のバックライトを用いた半透過型液晶表示装置に比べて消費電力を充分に低減することができる。特にＥＬ素子として有機ＥＬ素子を用いた場合、低電圧で高輝度の発光が得られ、輝度ムラが少なく、明るい表示画面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の各画素領域を示す平面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図３】 本発明の第２の実施形態の液晶表示装置の各画素領域を示す平面図である。
【図４】 図１のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図５】 本発明の第３の実施形態の液晶表示装置の各画素領域を示す平面図である。
【図６】 図５のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。
【図７】 本発明の第４の実施形態の液晶表示装置の各画素領域を示す平面図である。
【図８】 図７のＤ−Ｄ’線に沿う断面図である。
【図９】 本発明の第５の実施形態の液晶表示装置の有機ＥＬ素子の概略構成を示す平面図である。
【図１０】 同、有機ＥＬ素子の１つの画素領域内の構成をより詳細に示した平面図である。
【図１１】 上記実施形態の液晶表示装置を用いた電子機器の一例を示す斜視図である。
【図１２】 同、電子機器の他の例を示す斜視図である。
【図１３】 同、電子機器のさらに他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，３０，４０，５０ 液晶表示装置
７，６０ 有機ＥＬ素子
８ 第１の基板
９ 第２の基板
１０ 液晶層
１１，３１ 反射電極
１２ 対向電極
１３ 画素領域
１７ スリット（開口部）
１８，１８ｒ，１８ｇ，１８ｂ，６１，６１ａ 発光部
２４ 有機発光層
３２ 開口部
５２ｒ，５２ｇ，５２ｂ カラーフィルター層
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置および電子機器に関し、特に反射型表示、透過型表示の双方が可能な液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、反射型液晶装置は、消費電力が小さいために携帯機器や装置の付属的表示部等に多用されているが、外光を利用して表示を視認可能にしているため、暗い場所では表示を読みとることができないという問題があった。このため、明るい場所では通常の反射型液晶装置と同様に外光を利用するが、暗い場所では内部の光源により表示を視認可能にした形式の液晶装置が提案されている。これは、特開昭５７−４９２７１号公報等に記載されているように、液晶パネルの観察側と反対側の外面に偏光板、半透過反射板、バックライトを順次配置した構成となっている。この液晶装置では、周囲が明るい場合には外光を取り入れて半透過反射板にて反射された光を利用して反射型表示を行い、周囲が暗くなるとバックライトを点灯して半透過反射板を透過させた光により表示を視認可能とした透過型表示を行う。
【０００３】
別の液晶装置としては、反射型表示の明るさを向上させた特開平８−２９２４１３号公報に記載されたものがある。この液晶装置は、液晶パネルの観察側と反対側の外面に半透過反射板、偏光板、バックライトを順次配置した構成をしている。周囲が明るい場合には外光を取り入れて半透過反射板にて反射された光を利用して反射型表示を行い、周囲が暗くなるとバックライトを点灯して偏光板と半透過反射板を透過させた光により表示を視認可能とした透過型表示を行う。このような構成にすると、液晶パネルと半透過反射板の間に偏光板がないため、前述した液晶装置よりも明るい反射型表示が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような反射型表示、透過型表示の双方が可能な液晶表示装置、いわゆる半透過型液晶表示装置は、使用環境が明るい場合にも暗い場合にも視認が可能であるという長所を持つ反面、バックライトの存在により装置全体の消費電力が増大するという欠点を有していた。特に、この種の半透過型液晶表示装置を携帯機器等の表示部に採用する場合、電源容量にも限りがあるため、バックライトの消費電力を極力低減し、液晶表示装置全体としてより一層の低消費電力化を図ることが重要な課題となっていた。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、バックライトに要する消費電力を低減でき、例えば携帯電子機器等の表示部に用いて好適な半透過型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、一対の基板間に液晶層が挟持されてなり、前記一対の基板のうちの一方の基板上に、反射電極が各画素領域毎に設けられ、前記他方の基板側から入射された光を前記反射電極で反射させて反射型表示を行うことができる液晶表示装置であって、前記一方の基板の外側にエレクトロルミネッセンス素子が配置され、前記画素領域に開口部が設けられ、当該開口部の位置に対応する領域にはそれぞれ前記エレクトロルミネッセンス素子の発光部が個別に形成されて、当該エレクトロルミネッセンス素子の発光部から出射された光が前記開口部を通過して前記液晶層を透過して透過型表示を行い、前記エレクトロルミネッセンス素子の発光部の間隙には光遮断層が配置されてなることを特徴とする。
【０００７】
本発明の液晶表示装置における反射電極は、他方の基板側から入射された光を反射すると同時に他方の基板上の対向電極との間で液晶層に電界を印加するためのものであるが、反射電極の一部に開口部が設けられ、一対の基板の外面側に位置するＥＬ素子から出射された光が反射電極の開口部を通して液晶層を透過するように構成されている。つまり、本発明の液晶表示装置は反射型表示と透過型表示を切り換えて表示することのできる半透過型液晶表示装置である。
【０００８】
しかしながら、従来のごく一般的な半透過型液晶表示装置は、一対の基板の観察側と反対側の外面（背面）に冷陰極管、導光板等を備えたバックライトを配置し、冷陰極管等の光源から導光板を通じてバックライトの全面から光を出射していた。
【０００９】
これに対して、本発明の液晶表示装置の場合、冷陰極管、導光板等を備えた従来一般のバックライトに代えてＥＬ素子を用い、さらにはＥＬ素子の全面を発光部とするのではなく、反射電極の開口部の下方のみに発光部（本明細書で言う「発光部」とは、ＥＬ素子の発光源となる蛍光体を形成した領域と定義する）を設けたものである。この構成によれば、反射電極の開口部下方の最小限の領域に発光部を設ければ済むので、従来のバックライトを用いた液晶表示装置に比べて消費電力を低減することができる。ＥＬ素子は、製法上の理由から、局所的に蛍光体を形成するのが比較的容易であり、本発明の液晶表示装置のバックライトとして好適である。
【００１０】
前記ＥＬ素子としては、有機ＥＬ素子を用いることが好ましい。
【００１１】
なぜならば、ＥＬ素子の中でも、特に有機ＥＬ素子は、例えば１０Ｖ以下の電圧で１００〜１０００００cd/m２ 程度の輝度というように低電圧で高輝度の発光が得られる、蛍光物質の種類の選択により青色から赤色までのあらゆる可視光の発光が可能になる、といった利点があるからである。有機ＥＬ素子は、従来、低分子系材料からなるホスト材料に対して蛍光色素を添加したものを用い、真空蒸着法等により形成するのが一般的であったが、本出願人は、これとは別に、高分子有機化合物の前駆体と蛍光色素とを含む組成物を用い、この組成物をインクジェット方式で基板上に噴出させ、パターン形成して有機ＥＬ素子を作製する技術を既に出願している（特開平１１−５４２７０号公報参照）。本発明における有機ＥＬ素子にはこの技術を応用することが可能である。
【００１２】
より具体的には、上記の前駆体として、ポリパラフェニレンビニレンまたはその誘導体の前駆体を用いることができる。また、蛍光色素として、ローダミンまたはその誘導体を用いれば赤色の発色光を得ることができる。キナクリドンまたはその誘導体を用いれば緑色の発色光を得ることができる。ジスチリルビフェニルまたはその誘導体を用いれば青色の発色光を得ることができる。もしくは、クマリンまたはその誘導体、テトラフェニルブタジエンまたはその誘導体を用いても青色の発色光を得ることができる。
【００１３】
なお、上述したように、有機ＥＬ素子の発光は輝度が高いため、例えば実際の発光源が点光源のようなごく微細な面積であったとしても、実効的な発光面積はその５〜２０倍程度にもなる。したがって、上で「開口部の位置に対応する領域にＥＬ素子の発光部が形成された」という表現を用いたが、開口部の位置や寸法と発光部の位置や寸法を全く一致させても良いが、開口部に対応する位置に発光部を形成しさえすれば、開口部に対して発光部をかなり小さく形成しても、バックライトとして画面全域を照らすに充分な輝度を得ることができる。
【００１４】
前記反射電極に設ける開口部は、反射電極上のいずれの位置に設けてもよいが、複数の反射電極と対向電極とで規定される画素領域毎に開口部を設けるとよい。
【００１５】
この構成によれば、各画素領域に開口部、すなわちＥＬ素子の発光部を設けることにより、表示画面全体として見たときに輝度ムラが少なく、均一な明るさを持つ画面とすることができる。
【００１６】
また、画素領域毎に開口部を設ける場合、画素領域毎に複数の開口部を設け、これら複数の開口部に対応するＥＬ素子の各発光部がそれぞれ異なる色の光を発光する構成とすることができる。
【００１７】
上述したように、ＥＬ素子を有機ＥＬ素子とした場合、添加する蛍光色素の種類を適宜選択することによって、赤、緑、青等、種々の色を持つ発光を得ることができる。したがって、例えば各画素領域毎に３つの開口部を設け、これら３つの開口部に対応して赤色光用発光部、緑色光用発光部、青色光用発光部をそれぞれ形成しておけば、透過光表示として用いる際に各発光部を任意に駆動することにより様々な色のバックライト（背景色）を得ることができる。
【００１８】
さらに、一対の基板のいずれか一方にカラーフィルター層を設けた場合、ＥＬ素子の各発光部から発光される光の色と当該発光部に対応する領域におけるカラーフィルター層の色を一致させた構成とするとよい。
【００１９】
この構成によれば、光の利用効率が良くなる。例えば、白色のバックライトを使う場合、カラーフィルターによってその色以外の波長はカットされてしまうが、光源がカラーフィルターの波長とほぼあった特性であればカットされる波長がほとんど無くなり、効率が良い。なお、上で「ＥＬ素子の各発光部からの発光色とカラーフィルター層の色を一致させる」と記載したが、これは分光特性を完全に一致させるという意味ではなく、例えば赤なら赤、緑なら緑というようにほぼ同じ色に合わせるという意味である。
【００２０】
液晶表示装置の画素領域毎に開口部を設けた場合、その開口部に対応して複数の発光部が存在することになるが、そのうちの一部の発光部を用いると、ＥＬ素子を任意の形状に発光させることができる。
【００２１】
すなわち、本発明の液晶表示装置は、全面から光が出射されるバックライトを備えたわけではなく、バックライトとなるＥＬ素子の発光部を表示画面内に複数設けた構成である。したがって、全ての発光部を一様に駆動すれば、実質的に全面が発光するバックライトを構成できるし、複数の発光部の中で任意の一部の発光部のみを駆動するように駆動方法を工夫すれば、通常の表示とは別にバックライトとして所望の文字や絵柄等を明るく浮かび上がらせることができ、装飾性に優れた液晶表示装置を実現することもできる。
【００２２】
本発明の電子機器は、上記本発明の液晶表示装置を備えたことを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の電子機器においては、本発明の液晶表示装置を備えたことにより、バックライト部分に要する消費電力を低減することができ、高効率の電子機器を実現することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態を図１および図２を参照して説明する。
【００２５】
図１は本実施の形態の液晶表示装置１の各画素領域を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。なお、ここでは図示の都合上、縦横３本ずつの電極しか示していないが、実際の液晶表示装置ではより多くの電極が設けられている。
【００２６】
本実施の形態はパッシブマトリックスＳＴＮ（Super Twisted Nematic）型液晶表示装置の例であり、図２に示すように、液晶パネル部２の前面側および背面側に、位相差板３，４、偏光板５，６が配置された周知の構成となっている。そして、液晶パネル部２の背面側の偏光板６の外方にバックライトとして機能する有機ＥＬ素子７が配置されている。
【００２７】
液晶パネル部２は、例えばガラス基板等からなる第１の基板８と第２の基板９（一対の基板）とが対向配置され、その間に液晶層１０が挟持されている。第１の基板８の第２の基板９と対向する対向面上に、アルミニウム膜等の高反射率の金属膜からなる反射電極１１が、図１に示すように直線状に並行して複数形成されている。
【００２８】
一方、第２の基板９の第１の基板８と対向する対向面上には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜からなる対向電極１２が、図１に示すように直線状に並行して複数形成されている（図１において対向電極１２は２点鎖線で示す）。これら第１の基板８上の反射電極１１と第２の基板９上の対向電極１２とは互いに交差して格子状となるように配置されており、各反射電極１１と各対向電極１２との交差部分が１つの画素領域１３となっている。
【００２９】
第１の基板８および第２の基板９の表示領域に対応する部分の対向面上には、反射電極１１上および対向電極１２上を覆うように配向膜１４，１５がそれぞれ形成されており、所定方向にラビング処理が施されている。さらに、第１の基板８と第２の基板９との間には、所定の寸法を有する複数のギャップ材（図示せず）が分散して配置され、それにより液晶パネル部２のセルギャップが一定に保持されている。また、第１の基板８および第２の基板９の対向面の縁部にはシール材１６が配置され、シール材１６により封止された第１の基板８と第２の基板９との間にＳＴＮ型液晶が封入されて液晶層１０が形成され、液晶パネル部２が構成されている。
【００３０】
以下の構成が本発明の最大の特徴点であり、第１の基板８上の各反射電極１１には、画素領域１３毎に２個ずつのスリット１７（開口部）が形成されている。スリット１７は反射電極１１をなすアルミニウム膜を厚さ方向に貫通しており、この部分は光を透過するようになっている。なお、スリット１７の面積は液晶層１０への電界印加に悪影響を及ぼさない程度の大きさに設定される必要がある。そして、液晶パネル部２の背面側に配置された有機ＥＬ素子７は、反射電極１１のスリット１７が形成された位置に対応して発光部１８が設けられている。
【００３１】
有機ＥＬ素子７自体の構成は、一対のガラス基板１９，２０が対向配置され、下側のガラス基板１９の対向面上にアルミニウム膜等からなる反射電極２１が設けられ、上側のガラス基板２０の対向面上にはＩＴＯ等からなる透明電極２２が設けられている。２枚のガラス基板１９，２０間は、発光部１８以外の領域には光遮断層とインクジェット法により有機発光層を形成する際のインク垂れ防止用の隔壁とを兼ねた樹脂ブラックレジストからなる壁部２３が形成され、壁部２３と壁部２３の間（発光部１８となる領域）に蛍光色素を含有したポリパラフェニレンビニレンまたはその誘導体の前駆体等が充填されて有機発光層２４が形成されている。また図示は省略するが、実際には有機発光層２４と反射電極２１との間にアルミニウムキノリノール錯体等からなる電子輸送層が形成されている。
【００３２】
平面的に見ると、本実施の形態では、図１に示すように、発光部１８（破線で示す）はスリット１７よりも若干大きく形成されているが、発光部１８とスリット１７の大きさは全く一致していても良いし、逆に発光部１８がスリット１７よりも小さく形成されていても良い。いずれにしても、液晶表示装置１全体の全ての発光部１８の面積の合計が表示領域の面積の１／２０〜１／５程度あれば、表示領域全域を照らすのに充分足りる。
【００３３】
本実施の形態の液晶表示装置１においては、周囲が明るい状況では、第２の基板９側から入射された光を反射電極１１で反射させて反射型表示を行うことができ、周囲が暗い状況では第１の基板８の背面側に配置された有機ＥＬ素子７から出射させた光を反射電極１１のスリット１７を通して液晶層１０を透過させて透過型表示を行うことができる。この際、本実施の形態の液晶表示装置１の場合、冷陰極管、導光板等を備えた従来一般のバックライトとは異なり、有機ＥＬ素子７をバックライトに用い、さらには反射電極１１のスリット１７の下方のみに発光部１８を設けたため、従来のバックライトを用いた液晶表示装置に比べて消費電力を低減することができる。
【００３４】
また特にＥＬ素子として有機ＥＬ素子７を用いたため、低電圧で高輝度の発光が得られる、蛍光物質の種類の選択により青色から赤色までのあらゆる可視光の発光が可能になる、といった利点も得ることができる。
【００３５】
さらに、各反射電極１１の画素領域１３毎に２つずつのスリット１７を設け、各スリット１７に有機ＥＬ素子７の発光部１８を設けたため、表示画面全体として見たときに輝度ムラが少なく、均一な明るさを持つ画面とすることができる。
【００３６】
［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態を図３および図４を参照して説明する。
【００３７】
図３は本実施の形態の液晶表示装置３０の各画素領域を示す平面図、図４は図３のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【００３８】
本実施の形態の構成は第１の実施の形態とほぼ同様であり、反射電極に形成した開口部周辺の構成が異なるのみである。よって、図３および図４において図１および図２と共通の構成要素については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３９】
第１の実施の形態では反射電極がアルミニウム膜１層のみで構成され、反射電極を貫通するスリットが形成されていたが、本実施の形態では、図３に示すように、アルミニウム膜からなる反射電極３１の各画素領域１３の中央に矩形状の開口部３２が形成されている。このように、本実施の形態では開口部３２の面積が大きいため、アルミニウム膜の反射電極３１の１層のみでは開口部３２のところで液晶層１０の電界が乱れてしまう。そこで、図４に示すように、アルミニウム膜の反射電極３１の下にＩＴＯ等の透明導電膜からなる下部電極３３を設け、反射電極３１の開口部３２では下部電極３３が露出する構成とした。この構成により、液晶層１０への電界の印加に支障がなくなると同時に、有機ＥＬ素子７からの出射光は透明な下部電極３３中を透過する。
【００４０】
そして、本実施の形態の場合も、反射電極３１の開口部３２に相当する位置に有機ＥＬ素子７の発光部１８が形成されている。図３に示すように、発光部１８（破線で示す）は開口部３２よりも若干大きく形成されているが、発光部１８と開口部３２の大きさは全く一致していても良いし、逆に発光部１８が開口部３２よりも小さく形成されていても良い。この点は、第１の実施の形態と同様である。
【００４１】
本実施の形態の場合も、消費電力の低減が図れ、輝度ムラの少ない半透過型液晶表示装置が得られる、という第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００４２】
［第３の実施の形態］
以下、本発明の第３の実施の形態を図５および図６を参照して説明する。
【００４３】
図５は本実施の形態の液晶表示装置４０の各画素領域を示す平面図、図６は図５のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。
【００４４】
本実施の形態の構成は有機ＥＬ素子における複数の発光部で有機発光層に添加する蛍光色素の種類を変えたものであり、バックライトの色が変えられる例を示している。本実施の形態も、図５および図６において図１および図２と共通の構成要素については同一の符号を付し、その部分の詳細な説明は省略する。
【００４５】
本実施の形態においては、第１の基板８上の各反射電極１１には、各画素領域１３毎に３個ずつのスリット１７（開口部）が形成されており、有機ＥＬ素子７は反射電極１１のスリット１７が形成された位置に対応して、すなわち各画素領域１３毎に３個ずつの発光部１８ｒ，１８ｇ，１８ｂが設けられている。
【００４６】
有機ＥＬ素子の基本的な構成は第１の実施の形態と同様であるが、各画素領域１３の３個の発光部１８ｒ，１８ｇ，１８ｂにおいて有機発光層の材料が一様ではなく、ポリパラフェニレンビニレンまたはその誘導体の前駆体に添加される蛍光色素がそれぞれ異なっている。本実施の形態の場合、例えば各画素領域１３の３個の発光部１８ｒ，１８ｇ，１８ｂのうち、左側の発光部１８ｒにローダミンまたはその誘導体が添加され、中央の発光部１８ｇにキナクリドンまたはその誘導体が添加され、右側の発光部１８ｂにはジスチリルビフェニルまたはその誘導体、クマリンまたはその誘導体、テトラフェニルブタジエンまたはその誘導体のいずれかが添加されている。ローダミンまたはその誘導体は赤色光を発光する作用を有しているため、左側の発光部１８ｒは赤色光用発光部となり、キナクリドンまたはその誘導体は緑色光を発光する作用を有しているため、中央の発光部１８ｇは緑色光用発光部となり、ジスチリルビフェニルまたはその誘導体、クマリンまたはその誘導体、テトラフェニルブタジエンまたはその誘導体などは青色光を発光する作用を有しているため、右側の発光部１８ｂは青色光用発光部となる。
【００４７】
本実施の形態の液晶表示装置４０の場合、反射型表示として用いる場合には一様の背景色であるが、各画素領域１３毎に３つのスリット１７が設けられ、これら３つのスリット１７に対応して赤色光用発光部１８ｒ、緑色光用発光部１８ｇ、青色光用発光部１８ｂがそれぞれ形成されているため、透過光表示として用いる際には各発光部１８ｒ，１８ｇ，１８ｂを独立して任意に駆動することにより有機ＥＬ素子７から出射される光が赤、緑、青、またはその他の色というように色が変わり、様々な背景色の画面を得ることができる。
【００４８】
［第４の実施の形態］
以下、本発明の第４の実施の形態を図７および図８を参照して説明する。
【００４９】
図７は本実施の形態の液晶表示装置５０の各画素領域を示す平面図、図８は図７のＤ−Ｄ’線に沿う断面図である。
【００５０】
第３の実施の形態で有機ＥＬ素子の複数の発光部で有機発光層に添加する蛍光色素の種類を変え、バックライトの色が変えられる例を示したが、本実施の形態はその構成にカラーフィルターを付加し、半透過型カラー液晶表示装置とした例である。よって、図７および図８において図５および図６と共通の構成要素については同一の符号を付し、その部分の詳細な説明は省略する。
【００５１】
本実施の形態の場合、第２の基板９の第１の基板８と対向する対向面上には、例えば樹脂ブラックレジスト等からなる遮光膜５１（ブラックマトリクス）が格子状に形成され、遮光膜５１間にはＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色に対応するカラーフィルター層５２ｒ，５２ｇ，５２ｂが形成されている。カラーフィルター層５２ｒ，５２ｇ，５２ｂを覆うようにオーバーコート膜５３が形成され、オーバーコート膜５３上にＩＴＯ等の透明導電膜からなる対向電極１２が、図７に示すように直線状に並行して複数形成されている。
【００５２】
また平面的に見ると、図７に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色毎のカラーフィルター層５２ｒ，５２ｇ，５２ｂは、各画素領域１３が３分割されて各領域内にカラーフィルターとほぼ同じ色の有機ＥＬ素子７の１つの発光部１８ｒ，１８ｇ，１８ｂが含まれるように配置されるとともに、カラーフィルター層５２ｒ，５２ｇ，５２ｂの色の配置と有機ＥＬ素子の発光部１８ｒ，１８ｇ，１８ｂの色の配置が一致している。
【００５３】
本実施の形態の構成によれば、光の利用効率が良くなる。例えば、白色のバックライトを使う場合、カラーフィルターによってその色以外の波長はカットされてしまうが、光源がカラーフィルターの波長とほぼあった特性であればカットされる波長がほとんど無くなり、効率が良い。
【００５４】
［第５の実施の形態］
以下、本発明の第５の実施の形態を図９および図１０を参照して説明する。
【００５５】
図９は本実施の形態の液晶表示装置の有機ＥＬ素子６０の概略構成を示す平面図、図１０は１つの画素領域１３内の構成をより詳細に示した平面図である。
【００５６】
本実施の形態においては、液晶パネルの構成に関する説明を省略するが、上記第１〜第４の実施の形態の液晶パネルと同様のものが用いられる。そして、反射電極には各画素領域毎に開口部がそれぞれ形成され、各開口部に対応して有機ＥＬ素子の発光部が形成されている。この構成も上記実施の形態と同様である。画面上で見ると、図９に示すように、多数の発光部６１，６１ａが配置されているが、本実施の形態の場合、有機ＥＬ素子６０の各発光部６１，６１ａ（電極）を接続する配線６２，６２ａが特殊な接続関係になっている。そのため、図９に示した各配線６２，６２ａに同一の電圧を印加した場合には全ての発光部６１が均一に発光するが、例えば配線６２ａのみに大きな電圧を印加した場合には配線６２ａに接続された発光部６１ａのみが強く発光し、この例では「Ａ」の文字が明るく浮き上がることになる。各発光部６１，６１ａの中は、図１０に示したように、例えば第３の実施の形態で説明したように、各画素領域１３毎に３つの発光部１８を設け、これら３つの発光部１８を並列に接続した構成とすればよい。
【００５７】
このように、本実施の形態の液晶表示装置によれば、有機ＥＬ素子６０の多数の発光部６１，６１ａの中で任意の一部の発光部６１ａのみに個別に電圧を印加し得る構成としたことによって、通常の表示とは別にバックライトとして所望の文字や絵柄等を浮かび上がらせることができ、装飾性に優れた液晶表示装置を実現することができる。
【００５８】
［第６の実施の形態］
以下、上記の第１〜第５の実施の形態の液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
【００５９】
図１１は、携帯電話の一例を示した斜視図である。
【００６０】
図１１において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【００６１】
図１２は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。
【００６２】
図１２において、符号１１００は時計本体を示し、符号１００１は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【００６３】
図１３は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。
【００６４】
図１３において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１００１は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【００６５】
図１１〜図１３に示す電子機器は、上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を備えたものであるので、バックライトに起因する消費電力が低減され、効率の良いものとすることができる。
【００６６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施の形態においては、反射電極に形成する開口部の形状としてスリットの例と矩形状の例を示したが、開口部の形状や寸法は適宜設計変更が可能である。上記実施の形態では各画素領域毎に開口部を設けたため、バックライトの輝度ムラをなくす意味で好ましいが、この点を別にすれば開口部を反射電極上のどの位置に形成してもかまわない。また上述したように、発光部の形状や寸法も適宜設計変更が可能である。有機ＥＬ素子の作製方法としては高分子系組成物をインクジェット方式で噴射して形成する例を挙げたが、その方法に代えて、低分子系組成物を真空蒸着法、マスクスパッタ法等により形成する方法を採っても良い。さらに、本発明は、ＳＴＮ型液晶表示装置に限らず、ＴＦＤ（Thin Film Diode）型液晶表示装置、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）型液晶表示装置等にも適用が可能である。
【００６７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、反射電極の開口部の下方のみにＥＬ素子の発光部を設ける構成を採用したことによって、開口部下方の最小限の領域のみに発光部を設ければ済み、従来のバックライトを用いた半透過型液晶表示装置に比べて消費電力を充分に低減することができる。特にＥＬ素子として有機ＥＬ素子を用いた場合、低電圧で高輝度の発光が得られ、輝度ムラが少なく、明るい表示画面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の各画素領域を示す平面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図３】 本発明の第２の実施形態の液晶表示装置の各画素領域を示す平面図である。
【図４】 図１のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図５】 本発明の第３の実施形態の液晶表示装置の各画素領域を示す平面図である。
【図６】 図５のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。
【図７】 本発明の第４の実施形態の液晶表示装置の各画素領域を示す平面図である。
【図８】 図７のＤ−Ｄ’線に沿う断面図である。
【図９】 本発明の第５の実施形態の液晶表示装置の有機ＥＬ素子の概略構成を示す平面図である。
【図１０】 同、有機ＥＬ素子の１つの画素領域内の構成をより詳細に示した平面図である。
【図１１】 上記実施形態の液晶表示装置を用いた電子機器の一例を示す斜視図である。
【図１２】 同、電子機器の他の例を示す斜視図である。
【図１３】 同、電子機器のさらに他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，３０，４０，５０ 液晶表示装置
７，６０ 有機ＥＬ素子
８ 第１の基板
９ 第２の基板
１０ 液晶層
１１，３１ 反射電極
１２ 対向電極
１３ 画素領域
１７ スリット（開口部）
１８，１８ｒ，１８ｇ，１８ｂ，６１，６１ａ 発光部
２４ 有機発光層
３２ 開口部
５２ｒ，５２ｇ，５２ｂ カラーフィルター層
Claims (6)
- 一対の基板間に液晶層が挟持されてなり、前記一対の基板のうちの一方の基板上に、反射電極が各画素領域毎に設けられ、前記他方の基板側から入射された光を前記反射電極で反射させて反射型表示を行うことができる液晶表示装置であって、
前記一方の基板の外側にエレクトロルミネッセンス素子が配置され、前記画素領域に開口部が設けられ、当該開口部の位置に対応する領域にはそれぞれ前記エレクトロルミネッセンス素子の発光部が個別に形成されて、当該エレクトロルミネッセンス素子の発光部から出射された光が前記開口部を通過して前記液晶層を透過して透過型表示を行い、
前記エレクトロルミネッセンス素子の発光部の間隙には光遮断層が配置されてなる
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 前記エレクトロルミネッセンス素子が有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
- 前記画素領域毎に複数の開口部が設けられ、これら複数の開口部に対応する前記エレクトロルミネッセンス素子の各発光部がそれぞれ異なる色の光を発光する構成とされたことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
- 前記一対の基板のいずれか一方にカラーフィルター層が設けられ、前記エレクトロルミネッセンス素子の各発光部から発光される光の色と当該発光部に対応する領域における前記カラーフィルター層の色とが一致していることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
- 前記画素領域毎に設けられた前記開口部に対応する複数の発光部のうちの一部の発光部を用いて前記エレクトロルミネッセンス素子を任意の形状に発光させることを特徴とする請求項３または４に記載の液晶表示装置。
- 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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