(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射材料から成る表示電極、該表示電極が接続され液晶を駆動する薄膜トランジスタ、エレクトロルミネッセンス素子を備えた第１の基板と、該第１の基板に対向した第２の透明基板とを有し、両基板間に前記液晶を充填して成り、前記エレクトロルミネッセンス素子は前記表示電極及び前記第１の基板の間に積層形成され、前記エレクトロルミネッセンス素子の発光光が前記表示電極に設けられた導光孔を介して前記液晶に供給されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
反射材料から成る表示電極、該表示電極が接続され液晶を駆動する薄膜トランジスタを備えた第１の基板と、該第１の基板に対向した第２の透明基板とを有し、両基板間に前記液晶を充填して成っており、前記第２の透明基板は前記表示電極以外の領域にエレクトロルミネッセンス素子を備えていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
反射材料から成る表示電極、該表示電極が接続され液晶を駆動する薄膜トランジスタを備えた第１の基板と、該第１の基板に対向した第２の透明基板とを有し、両基板間に前記液晶を充填して成る液晶表示装置であって、前記第２の基板の前記第１の基板との対向面側に遮光部が配置されるとともに、該遮光部配置個所にエレクトロルミネッセンス素子が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
反射材料から成り、導光用の孔である導光孔を有する表示電極、該表示電極が接続され液晶を駆動する薄膜トランジスタを備えた第１の透明基板と、該第１の透明基板に対向した第２の透明基板とを有し、両基板間に前記液晶を充填して成る液晶表示装置であって、前記導光孔に対応した位置にエレクトロルミネッセンス素子を備えた第３の基板を前記第１の透明基板に対向して設けるとともに、該エレクトロルミネッセンス素子の発光光が前記導光孔を介して前記液晶に供給されることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレクトロルミネッセンス（ElectroLuminescence：以下、「ＥＬ」と称する。）素子を光源として備えた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、観察方向から入射した光を反射させて表示を見るいわゆる反射型の液晶表示装置が提案されている。
しかしながら、反射型液晶表示装置は周囲が暗い場所では明るい表示をみることがきわめて困難であるという問題があった。
【０００３】
そこで、この問題の解決策として、図４に示すような構造が提案されている。
図４に、従来の反射型液晶表示装置の断面図を示す。
同図に示す如く、従来の反射型液晶表示装置は、液晶表示パネル１２０、反射板１３０、白色光源１４０、導光板１５０及び集光板１６０から成っている。
液晶表示パネル１２０は、ガラス基板等から成り薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、「ＴＦＴ」と称する。）を備えたＴＦＴ基板１００と、同じくガラス基板等から成りＴＦＴ基板に対向した対向基板１１０とから成る。
【０００４】
その液晶表示パネル１２０の一方の側には反射面を有する反射板１３０を設け、他方の側には液晶表示パネル１２０の一つの辺に平行に白色光源１４０を配置するとともに、その光源１４０の光を液晶表示パネル１２０全面に導く導光板１５０及び集光板１６０が配置されている。
白色光源１４０から発せられた光１７０は、導光板１５０、液晶表示パネル１２０を透過して反射板１３０にて反射され再び液晶表示パネル１２０を透過し更に導光板１５０を透過する。そうすることにより液晶表示装置の表示が観察者の目１９０に入る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、白色光源１４０から発せられた光の一部１８０は、導光板１５０を透過し、液晶表示パネル１２０の表面で反射され再び導光板１５０を透過して目１９０に入る。このとき目１９０には白色光源１４０の光１８０とともに、白色光源１４０の像が反射して入ってしまう。そのため、観察される表示は液晶表示パネル１２０の一方の辺に設けた光源１４０付近が特に白く見えることになり、液晶表示装置において正常な表示を得ることができなかった。
【０００６】
そこで本発明は、上記の従来の欠点に鑑みて為されたものであり、周囲が暗くても明るくかつ均一な明るさの表示が得られる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、反射材料から成る表示電極、この表示電極が接続され液晶を駆動する薄膜トランジスタ、エレクトロルミネッセンス素子を備えた第１の基板と、この第１の基板に対向した第２の透明基板とを有し、両基板間に前記液晶を充填して成り、エレクトロルミネッセンス素子は前記表示電極及び前記第１の基板の間に積層形成され、エレクトロルミネッセンス素子の発光光が表示電極に設けられた導光孔を介して液晶に供給されるものである。
【０００８】
また、本発明の液晶表示装置は、ＥＬ素子が表示電極以外の領域に設けられている。
また、本発明の液晶表示装置は、ＥＬ素子が遮光部配置個所に設けられている。
更に、本発明の液晶表示装置は、ＥＬ素子を備えた基板をＴＦＴ基板に対向して設けるとともに、ＥＬ素子の発光光を通す導光孔が表示電極に設けられている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
本発明の液晶表示装置について以下に説明する。
図１は、第１の実施の形態の有機ＥＬ素子を光源として備えた液晶表示装置の１つの画素を示す断面図である。
【００１０】
ガラスなどの絶縁基板１上に、ゲート電極２を形成し、そのゲート電極２上に設けた絶縁膜３を介して多結晶シリコンから成る能動層４を形成する。その能動層４には、不純物を注入したソース領域４ｓ及びドレイン領域４ｄを設ける。その上には層間絶縁膜５が形成されており、一方のソース領域４ｓは層間絶縁膜５に形成されたコンタクトホール６を介して、反射材料、例えばＡｌ等の金属等から成る表示電極（ソース電極）７と接続されている。他方のドレイン領域４ｄは層間絶縁膜５に形成されたコンタクトホール６を介してドレイン電極７ｄに接続されている。こうしてＴＦＴが形成された絶縁基板１、即ちＴＦＴ基板１が完成する。なお、表示電極７には導光用の孔である導光孔９が設けられている。
【００１１】
同図に示す如く、有機ＥＬ素子は、ＴＦＴを形成したＴＦＴ基板１上で表示電極７に設けた導光孔９に対応した位置に、マグネシウム・インジウム合金（ＭｇＩｎ）から成る陰極１０、ＭＴＤＡＴＡ（4,4'-bis(3-methylphenylphenylamino)biphenyl）から成る第２ホール輸送層、ＴＰＤ（4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylanine）からなる第１ホール輸送層、キナクリドン（Quinacridone）誘導体を含むＢｅｂｑ2（10-ベンゾ〔ｈ〕キノリノール−ベリリウム錯体）から成る発光層、及びＢｅｂｑ2から成る電子輸送層の各有機化合物から成る発光素子層１１、ＩＴＯ（Indium Thin Oxide）等の透明電極から成る陽極１２がこの順番で積層形成されて成っている。このように、陽極１２、陰極１０及び発光素子層１１によって有機ＥＬ素子が構成されている。なお、ホール輸送層は１層でも良い。
【００１２】
そしてＴＦＴと有機ＥＬ素子とを形成した後に、全面に平坦化膜８を形成する。
有機ＥＬ素子は、陽極から注入されたホールと、陰極から注入された電子とが発光層の内部で再結合し、発光層を形成する有機分子を励起して励起子が生じる。この励起子が放射失活する過程で発光層から光が放たれ、この光１９が陽極から表示電極７に設けた導光孔９へ放出される（図中、矢印１９方向）。
【００１３】
それによって、放出された光１９が表示電極７に設けた導光孔９を通過して液晶層１３を透過し、更に絶縁膜１４及び共通電極１５を備えた透明な対向基板１６からでて観察者の目１９０に入る。従って、周辺が暗くても各表示電極の下層に設けた有機ＥＬ素子を発光させて光源とすることにより、液晶表示装置の全面において明るく且つ均一な明るさの表示を観察することができる。
【００１４】
なお、導光孔９は、表示を観察するのに必要とする明るさに応じてその数又は大きさを決定すれば良い。
＜第２の実施の形態＞
図２は、本実施の形態の有機ＥＬ素子を補助光源として備えた液晶表示装置の１つの画素を示す断面図である。
【００１５】
同図に示す如く、前述の図１の液晶表示装置と異なる点は、有機ＥＬ素子が、表示電極７以外の領域に配置された遮光部１８のある対向基板１６側に設けられている点と、表示電極７に導光孔９が設けられていない点である。ＴＦＴの構造は第１の実施の形態と同じであるのでＴＦＴ基板１の構造については説明は省略する。
【００１６】
液晶層１３を介してＴＦＴ基板１と対向した対向基板１６について説明する。
透明絶縁性の対向基板１６上に、ＴＦＴ基板１上のＴＦＴ形成位置に対応して遮光部１８を備えたカラーフィルタ１７を形成する。そして、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）から成る共通電極１５を形成する。その際、有機ＥＬ素子の電極と独立させるために、有機ＥＬ素子を設ける箇所には共通電極１５を形成しない。独立させておくことにより周辺が明るい場合でも更に明るい表示を見たいときに有機ＥＬ素子を発光させるという選択が可能である。
【００１７】
次いで、遮光部１８上に陰極１０、発光素子層１１、陽極１２から成る有機ＥＬ素子を形成する。そしてカラーフィルタ１５（図では赤（Ｒ）領域を示す。）及び有機ＥＬ素子を覆うように絶縁膜１４を形成する。
こうして出来上がった対向基板１６とＴＦＴ基板１とをそれらの周辺を接着し、これらの基板１，１６間に液晶層１３を充填して液晶表示装置が完成する。
【００１８】
こうして完成した液晶表示装置の表示を観察する際、周辺が暗い場合には、有機ＥＬ素子を発光させる。
有機ＥＬ素子から発光された光１９は、ＴＦＴ基板１側に向かって発光され表示電極７にて反射されて、その後液晶層１３、カラーフィルタ１７及び対向基板１６を通って出射する。
【００１９】
有機ＥＬ素子は遮光部１８に対応した位置に形成してあるため、その発光光が直接観察者の目１９０に入ることはない。
また、液晶表示パネルの各表示電極以外の領域に配置された遮光部に有機ＥＬ素子を形成するため、液晶表示パネルの全面において明るく且つ均一な明るさの表示を観察することができる。
【００２０】
なお、本実施の形態においては、遮光部１８はカラーフィルタ１７に設けたが、カラーフィルタ１７を設けない場合には、遮光部１８を対向基板１６上に黒色の樹脂等にて設けても良い。
＜第３の実施の形態＞
図３に、本実施の形態の有機ＥＬ素子を補助光源として備えた液晶表示装置の１つの画素を示す断面図である。
【００２１】
同図に示す如く、前述の図１の液晶表示装置と異なる点は、有機ＥＬ素子が、ＴＦＴ基板１及び対向基板１６とは別の絶縁性基板である有機ＥＬ素子基板２０に設けられている点である。
有機ＥＬ素子基板２０には、その上に陰極１０、発光素子層１１及び陽極１２が順に積層された有機ＥＬ素子と、その上に絶縁膜２１とが形成されており、その有機ＥＬ素子はＴＦＴ基板１上の表示電極７に設けた導光孔９に対応した位置に配置されている。
【００２２】
有機ＥＬ素子から発せられた光１９は、ＴＦＴ基板１上の表示電極７に設けられた導光孔９を通過し更に対向基板１６を透過する。
従って、液晶表示装置の周辺が暗い場合に表示を観察する場合には、有機ＥＬ素子を発光させる。そうすると、発光した光１９は表示電極７に設けた導光孔９を介して液晶８及び対向基板１６を通って出射して目１９０に入るので、明るい表示を観察することができる。また、液晶表示装置の各表示電極７に対応して有機ＥＬ素子が設けられているので、液晶表示装置の全面において均一な明るさの表示を得ることができる。また、有機ＥＬ素子基板２０は有機ＥＬ素子のみを形成したものであるため、有機ＥＬ素子に何らかの故障が発生した場合にはその有機ＥＬ素子基板ごと交換することができるという長所も備えている。
【００２３】
また、有機ＥＬ素子基板２０は、他の基板１，１６から成る液晶表示装置とは別体にもできるし、絶縁膜２１の表面に透明な接着剤を用いて接着して用いることもできるが、必要に応じて選択すればよい。
なお、表示電極７に設けた導光孔９は、第１の実施の形態と同様に必要とする明るさに応じて数又は大きさを決定すれば良い。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置によれば、周囲が暗くても明るくかつ均一な明るさの表示が得られる液晶表示装置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の実施の形態を示す液晶表示装置の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す液晶表示装置の断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す液晶表示装置の断面図である。
【図４】従来の液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
１            ＴＦＴ基板
７            表示電極
９            導光孔
１０          陰極
１１          発光素子層
１２          陽極
１６          対向基板
１８          遮光部
２０          有機ＥＬ素子基板
【図１】
0004446500.tif 000002
【図２】
0004446500.tif 000003
【図３】
0004446500.tif 000004
【図４】
0004446500.tif 000005