CN1802047A - 照明系统和显示装置 - Google Patents

Abstract

一种本发明的显示装置包括透射型液晶板和背光板。照射在该显示装置上的外部光由位于背光板上的反射电极反射。反射的外部光由位于该背光板上的散射部分散射并返回到液晶板上。这改善了在屏幕上显示图像的质量。

Description

照明系统和显示装置

技术领域

本发明涉及一种照明系统和显示装置。

背景技术

液晶显示装置(LCD)广义上分为透射型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单元。透射型LCD显示在室内显示清晰度高的图像，但由于图像对比变差，在室外显示清晰度不高的图像。具有反射元件的反射型LCD在室外显示清晰度高的图像，但由于图像对比不足，在室内显示清晰度不高的图像。由透射反射型LCD室外显示的图像比由透射型LCD室外显示的图像清晰度高，但比反射型LCD室外显示的图像的清晰度低。由透射反射型LCD室内显示的图像比由反射型LCD室内显示的图像清晰度高，但比透射型LCD室内显示的图像的清晰度低。

已经提出使用包括照明单元的透射型LCD室外显示清晰度高的图像，该照明单元设置具有光反射性能的反射元件。更特别是，在具有电致发光元件的照明单元中，用于施加电场到电致发光元件上的一对电极之一建议由具有光反射性能的金属制成。在这种情况下，由反射元件反射的外部光用来显示图像。因此，LCD可在室外显示清晰度高的图像而不启动照明单元。

然而，当该反射元件由金属制成时，使用由该反射元件反射的光显示的图像具有金属色泽。因此，图像质量退化。例如，显示的图像似乎存在于镜子中，或可在显示图像的屏幕上反射出外部光源。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种显示高质量图像的显示装置和安装在该显示装置上的照明系统。

为实现所述目的，本发明提供一种照明系统，该系统包括发光元件、反射元件、输出元件和散射部分。该发光元件位于该反射元件和该输出元件之间。该反射元件反射到达该反射元件的光。该输出元件使得到达该输出元件的外部光透射。该输出元件输出由该反射元件反射的外部光以及由该发光元件发出的光。该散射部分位于该反射元件和该输出元件之间。该散射部分将到达该散射部分的光散射。

本发明同样提供一种显示装置，该装置包括照明单元和显示单元。该照明单元包括发光元件和散射部分。该发光元件位于反射元件和输出元件之间。该反射元件反射到达该反射元件的光。该输出元件使得到达该输出元件的外部光透射。该输出元件输出由该反射元件反射的外部光以及由该发光元件发出的光。该散射部分位于该反射元件和该输出元件之间。该散射部分将到达该散射部分的光散射。该显示单元位于该输出元件上。该显示单元使用从输出元件输出的光来显示图像。

本发明的其他方面和优点将从以下结合附图并通过本发明原理的实例进行描述的说明中变得清楚。

附图说明

本发明及其目的和优点可以参考以下当前优选实施例以及附图的描述得以更清楚的理解，附图中：

图1是表示按照本发明优选实施例的显示装置的一部分的示意分解透视图；

图2是表示图1所示显示装置的背光板的示意截面图；

图3是表示按照本发明变型实施例的显示装置的一部分的示意截面图；

图4是表示按照本发明另一变型实施例的背光板的示意截面图；

图5是表示按照本发明又一变型实施例的背光板的示意截面图；以及

图6是表示按照本发明再一变型实施例的背光板的示意截面图；

具体实施方式

现在将参考图1和2描述本发明的第一实施例。为了便于说明起见，图1和2所示构件在显示装置20的厚度方向上的尺寸比例不同于实际的尺寸比例。

如图1所示，显示装置20包括透射型液晶板1和背光板10。液晶板1用作显示单元，并且背光板10用作照明单元。

液晶板1包括由无源矩阵系统驱动的液晶元件。液晶板1的背向背光板10的表面用作显示图像的屏幕。液晶板1具有一对极化板2、6，一对衬底3、7，滤色器4、透明电极5，扫描电极8和液晶9。

衬底7比衬底3更靠近背光板10。衬底3、7的周边部分由密封材料(未示出)粘接在一起。

极化板2位于衬底3的背向液晶9的表面上。滤色器4位于衬底3的面向液晶9的表面上。滤色器4相互平行地延伸。滤色器4包括将白光转换成红光的红色滤色器、白光转换成绿光的绿色滤色器和将白光转换成兰光的兰色滤色器。每个透明电极5位于一个滤色器4的面向液晶9的表面上。透明电极5相互平行地延伸。

极化板6位于衬底7的背向液晶9的表面上。扫描电极8位于衬底7的面向液晶9的表面上。扫描电极8相互平行并在垂直于滤色器4和透明电极5延伸的方向上延伸。

液晶9位于透明电极5和扫描电极8之间的部分(即液晶9的与透明电极5和扫描电极8之间的相交处相对应的部分)用作液晶元件。该液晶元件布置在矩阵中。象素包括与红色滤色器相对应的液晶元件之一、与绿色滤色器相对应的液晶元件之一、与兰色相对应的液晶元件之一。

每个液晶元件的液晶分子的布置按照施加在液晶元件上的电场可逆地变化。即每个液晶元件的液晶分子的布置进行改变以便当施加在液晶元件上的电场大于或等于预定值时防止光透射，并且该布置进行改变以便当施加在液晶元件上的电场小于预定值时使得光透射。当电压通过未示出的驱动装置施加在相应的透明电极5和相应的扫描电极8上时每个液晶元件暴露于电场。

衬底3、7是透光类型并可由透明玻璃制成。透明电极5和扫描电极8是透光类型并可由铟锡氧化物制成。

图1和2所示的背光板10位于液晶板1的后部。背光板10包括用作发光元件的电致发光元件。背光板10的面向液晶板1的表面用作光输出表面，该表面是向液晶板1输出光的输出元件。背光板10具有衬底11，在此实施例在是反射电极13的反射元件，电致发光层14，透明电极15和钝化膜16。

反射电极13位于衬底11面向液晶板1的表面上并用作阴极。电致发光层14位于反射电极13的面向液晶板1的表面上。透明电极15位于电致发光层14的面向液晶板1的表面上并用作阳极。钝化膜16位于透明电极15的面向液晶板1的表面上。钝化膜16防止湿气和氧透过，因此密封电致发光层14。

反射电极13整个覆盖电致发光层14的背向液晶板1的表面。透明电极15整个覆盖电致发光层14的面向液晶板1的表面。

电致发光层14包括有机电致发光材料并用作电致发光元件。电致发光层14具有例如电子输送层，发光层和空穴传输层。当暴露于大于预定值的电场时，电致发光层14发出白光。当电压通过未示出的驱动装置施加在反射电极13和透明电极15时电致发光层14暴露于电场中。

衬底11可由玻璃制成。反射电极13具有高光反射性并可由例如铝或铬的金属制成。透明电极15是透光类型并可由铟锡氧化物制成。电致发光层14和钝化膜16是透光类型。

如图2所示，透明电极15和钝化膜16之间的界面21具有散射体，该主体在此实施例中是小的凹入和凸起。因此，界面21用作散射到达界面21的光的散射部分。凹入和凸起的高度小于透明电极15和钝化膜16的厚度。例如凹入和凸起的高度小于透明电极15和钝化膜16的厚度的十分之一。

背光板10通过以反射电极13、电致发光层14和透明电极15的顺序沉积在衬底11上来制造。接着，凹入和凸起形成在透明电极15的表面上。最后，钝化膜16沉积在具有凹入和凸起的透明电极15。

现在将描述显示装置20的操作。

显示装置20以透射和反射模式操作。在透射模式中，显示装置20使用由背光板10发出的光在液晶板1的屏幕上显示图像。在反射模式中，显示装置20使用外部光在屏幕上显示图像。

在透射模式下，启动背光板10。当电供应到背光板10时，电压施加在反射电极13和透明电极15上，从而造成电致发光层14发出白光。发出的光从光输出表面通过光输出表面射出并照射在液晶板1上。照射在与允许光透射的液晶元件相对应的液晶板1的部分上的光通过液晶9。透过的光接着通过滤色器4转换成红光、绿光或兰光。因此，在液晶板1的屏幕上显示图像。

在反射模式下，不启动背光板10。进入显示装置20的外部光到达反射电极13。接着该光由反射电极13反射。反射的光从光输出表面射出并照射在液晶板1上。照射在与允许光透射的液晶元件相对应的液晶板1的部分上的光通过液晶9。通过的光接着通过滤色器4转换成红光、绿光或兰光。因此，在液晶板1的屏幕上显示图像。

此实施例提供以下优点。

用于发光电极13由金属制成，使用由反射电极13反射的光显示的图像通常具有金属色泽。然而，由反射电极13反射的光在通过透明电极15和钝化膜16之间的界面21时由界面21上的凹入和凸起散射。这减少使用由反射电极13反射的光显示图像的金属色泽，从而改善图像的清晰度。

与使用非散射光显示图像的传统液晶显示装置相比，使用散射光显示图像的显示装置20具有更广的可视角度。

进入显示装置20的外部光通过界面21两次，即由反射电极13反射之前和之后。因此，外部光散射两次。与散射一次的光相比，散射两次的光具有更大程度的散射。即与使用只在由反射电极13反射之前或之后散射的光显示的图像相比，使用在由反射电极13反射之前和之后散射的光显示的图像具有较少的金属色泽。因此，与使用散射一次的光显示图像的显示装置相比，使用散射两次的光显示图像的显示装置20具有改进的清晰度。

在优选的实施例中，透明电极15和钝化膜16之间的界面21用作散射部分。因此，显示装置20允许使用散射的光来显示图像而不增加背光板10的厚度。

背光板10具有顶部发光结构而不是底部发光结构，在顶部发光结构中电致发光层14比衬底11更靠近该光输出表面，但是在底部发光结构中衬底11比电致发光层14更靠近该光输出表面。在采用具有顶部发光结构的背光板10的情况下，由电致发光层14发出的光在从光输出表面输出之前不象具有底部发光结构的背光板那样容易衰减。

背光板10的单个电致发光元件向液晶板1的象素照射光。与具有多个电致发光元件的背光板相比，包括单个电致发光液晶的背光板10具有简单的结构。

对于本领域技术人员应该明白的是本发明可以许多其他特定的形型实施而不偏离本发明精神或范围。特别是，应该理解本发明可以如下形式实施。

钝化膜16和极化板6之间的界面可具有小的凹入和凸起而不是透明电极15和钝化膜16之间的界面21。在此变型的实施例中，钝化膜16和极化板6之间的界面用作该散射部分。

电致发光层14和透明电极15之间的界面可具有小的凹入和凸起而不是透明电极15和钝化膜16之间的界面21。在此变型实施例中，电致发光层14和透明电极15之间的界面用作该散射部分。

电致发光层14和反射电极13之间的界面可具有小的凹入和凸起而不是透明电极15和钝化膜16之间的界面21。在此变型实施例中，电致发光层14和反射电极13之间的界面用作该散射部分。然而，变型的实施例不同于图1和2所示的实施例，其中照射在显示装置20上的外部光只散射一次。

背光板10具有两个或多个用作散射部分的背光板10的部分。例如，除了透明电极15和钝化膜16之间的界面21之外，钝化膜16的背向透明电极15的表面可具有小的凹入和凸起。

如图3所示，液晶板1可使用包括散射体的透明粘接剂粘接在背光板10上，该主体是在此实施例中象小球的小颗粒31。也就是说，包括小颗粒31的透明粘接剂层33可形成在钝化膜16的面向液晶板1的表面上。在此变型的实施例中，透明粘接剂层33用作该散射部分。按照此变型实施例，与图1和2的实施例相比，背光板10的用作该散射部分的部分便于制造。小颗粒31的颗粒尺寸小于透明电极15和钝化膜16的厚度。例如，小颗粒31的颗粒尺寸小于透明电极15和钝化膜16的厚度的十分之一。

作为选择，透明粘接剂层33可位于透明电极15和钝化膜16之间。

如图4所示，钝化膜16可包括小的颗粒31。在此变型实施例中，钝化膜16用作散射部分。按照此变型实施例，显示装置20允许使用散射光来显示图像而不增加背光板10的厚度。为形成包括小颗粒31的钝化膜16，钝化膜16的部分沉积在透明电极15上。小颗粒31接着分散在钝化膜16的部分上。在分散小颗粒31之后，钝化膜16的其他部分沉积在分散有小颗粒31的钝化膜16的部分上。

透明电极15可包括小颗粒31。在此变型实施例中，透明电极15用作该散射部分。

电致发光层14可包括小颗粒31。在此变型实施例中，电致发光层14用作该散射部分。

背光板10可例如由具有底部发光结构的背光板35代替，如图5所示。背光板35通过以透明电极15、电致发光层14、反射电极13和钝化膜16的顺序沉积在衬底11的后表面上来形成。衬底11的背向透明电极15的表面36具有小的凹入和凸起。在此变型实施例中，表面36用作该散射部分。

衬底11面向图5所示的背光板35的透明电极15的表面具有小的凹入和凸起。在此变型实施例中，衬底11和透明电极15之间的界面用作该散射部分。

图5所示的背光板35的透明电极15和电致发光层14之间的界面可具有小的凹入和凸起。在此变型实施例中，透明电极15和电致发光层14之间的界面用作该散射部分。

图5所示的背光板35的电致发光层14和反射电极13之间的界面可具有小的凹入和凸起。在此变型实施例中，电致发光层14和反射电极13之间的界面用作该散射部分。

图5所示的背光板35的衬底11、透明电极15或电致发光层14可包括小颗粒31。在此变型实施例中，衬底11、透明电极15或电致发光层14用作该散射部分。

具有底部发光结构的背光板可使用包括小颗粒的透明粘接剂粘接在液晶板1上。在此变型实施例中，由透明粘接剂形成的层用作该散射部分。

图2所示的背光板10可由图6所示的背光板10代替。图6的背光板10具有顶部发光结构并包括波纹状反射电极42。在此变型实施例中，电致发光层14和反射电极42之间的界面用作该散射部分。连接位于反射电极42的前表面和衬底11的后表面上的相邻顶点和底点的假象直线之间的角度最好小于或等于10度。

图2所示的背光板10可由具有底部发光结构并包括波纹状反射电极的背光板代替。

图2所示的背光板10的反射电极13可由透光类型的电极代替。在这种情况下，具有光反射性的例如金属膜的反射膜需要位于衬底11的前或后表面上。

图2所示的背光板10的钝化膜16可由例如玻璃板代替。在这种情况下，玻璃板和衬底11需要由例如环氧树脂的密封材料密封。

图5所示的背光板35的钝化膜16可由例如金属密封盖代替。

反射电极13可用作阳极并且透明电极15可用作阴极。

液晶板1可由包括通过有源矩阵系统驱动的液晶元件的液晶板代替。

背光板10可由具有多个相互独立发光的电致发光元件的背光板代替。在此变型实施例中，与液晶元件相对应并允许光透射的电致发光元件受控发光。这降低了能量消耗。

本发明不需要施加在用于显示装置的照明系统中。例如本发明可适用于车辆的室内灯和室内使用的照明设备中。

本发明的实例和实施例认为是说明性的而没有限制含意，本发明不局限于这里给出的细节，但可以在所附权利要求的范围和等同内容内进行改型。

Claims (14)

1.一种照明系统，包括：

衬底；

位于衬底上的透明电极；

位于透明电极上的电致发光层；

位于电致发光层上的反射电极；

位于反射电极上的钝化膜；

其中反射电极反射到达该反射电极上的光，并且其中衬底、透明电极和电致发光层允许到达衬底、透明电极和电致发光层的外部光透射，并且其中由该反射电极反射的外部光和由电致发光层发出的光从衬底经由电致发光层和透明电极输出，该照明系统的特征在于：

位于该反射电极和面向透明电极的衬底的表面之间的散射部分，其中该散射部分散射到达该散射部分的光。

2.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，散射部分位于电致发光层和靠近其中的透明电极的部分之间。

3.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，衬底和透明电极之间的介面、透明电极和电致发光层之间的介面以及电致发光层和反射电极之间的介面用作散射部分。

4.如权利要求3所述的照明系统，其特征在于，用作散射部分的介面具有散射体，并且其中该散射体是小的凹入和凸起。

5.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，该散射部分是一层，该层包括散射体，并且其中该散射体是小颗粒。

6.如权利要求1～5任一项所述的照明系统，其特征在于，该电致发光层在电压施加在反射电极和透明电极上时进行电致发光。

7.如权利要求6所述的照明系统，其特征在于，反射电极整体覆盖面向反射电极的电致发光层的表面，其中透明电极整体覆盖面向透明电极的电致发光层的表面，并且其中当电压施加在反射电极和透明电极上时整个电致发光层发光。

8.如权利要求1～5任一项所述的照明系统，其特征在于，该电致发光层包括有机电致发光材料。

9.一种显示装置，其特征在于：

照明单元，其中该照明单元包括：

衬底；

位于衬底上的透明电极；

位于透明电极上的电致发光层；

位于电致发光层上的反射电极；

位于反射电极上的钝化膜；其中反射电极反射到达该反射电极上的光，并且其中衬底、透明电极和电致发光层允许到达衬底、透明电极和电致发光层的外部光透射，并且其中由该反射电极反射的外部光和由电致发光层发出的光从衬底经由电致发光层和透明电极输出，以及

位于该反射电极和面向透明电极的衬底的表面之间的散射部分，其中该散射部分散射到达该散射部分的光，以及

位于照明单元上的显示单元，其中该显示单元使用来自照明单元的光显示图像。

10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，该显示单元包括多个液晶元件。

11.如权利要求9或10所述的显示装置，其特征在于，衬底和透明电极之间的介面、透明电极和电致发光层之间的介面以及电致发光层和反射电极之间的介面用作散射部分。

12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，用作散射部分的介面具有散射体，并且其中该散射体是小的凹入和凸起。

13.如权利要求9或10所述的显示装置，其特征在于，该散射部分是一层，该层包括散射体，并且其中该散射体是小颗粒。

14.如权利要求9或10所述的显示装置，其特征在于，该电致发光层包括有机电致发光材料。

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