JP3809383B2

JP3809383B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP3809383B2
Application number: JP2002030104A
Authority: JP
Inventors: 信隆赤司
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2018-04-22
Also published as: JP2002356463A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前面に照明装置を備えた反射型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、照明手段を備えた液晶表示装置として、液晶表示体の背面に面状の照明装置が配置されたものが存在するが、この液晶表示装置においては、液晶表示体と照明装置との間に半透過半反射のシートが配置されているものと、そのような半透過半反射のシートが配置されていないものとが存在している。
【０００３】
そして、半透過半反射のシートが配置されていない液晶表示装置では、常時、照明が点灯された状態で使用されていた。また、半透過半反射のシートが配置された液晶表示装置では、周囲に充分な光がある場合には、背面照明装置を点灯せずに反射型の液晶表示装置として使用し、一方、夜間等、周囲に充分な光がない場合には、背面照明装置を点灯することにより背後の光をシートを介して透過させ、透過型の液晶表示装置として使用していた。
【０００４】
しかし、半透過半反射のシートが配置されていないものは、常時、背面照明装置を点灯していなくてはならないため、液晶表示装置の低消費電力という利点を失う結果となってしまっていた。一方、半透過半反射のシートが配置されたものでは、反射型として用いても、透過型として用いても、その性能が中途半端となり、却って見ずらい表示装置になってしまっていた。
【０００５】
このような問題点を解消するために、完全な反射型の液晶表示装置であって、液晶体の前面に補助光源が配置された構成の液晶表示装置が提案されている。例えば、実開昭５７−３２６６号公報においては、反射型液晶表示パネルの側方に配置された光源からの光を、液晶表示体の上に配置された文字板に反射させることにより、液晶表示体を照らす構成の液晶表示装置が開示されている。
【０００６】
また、特開昭５７−１４４５８１号公報においては、装置の前面に楔形を与えるただ一つの斜めに傾けられた面を含む導光板を配置することにより、液晶表示体の側方に配置された光源からの光を液晶表示体の上に誘導する反射形液晶表示装置が開示されている。
【０００７】
しかし、上記実開昭５７−３２６６号公報において開示された液晶表示装置においては、液晶表示体の横に配置された光を自由空間を透過させることにより液晶表示体上に誘導する構成をとっているため、光を直接又は一度文字板に反射させる経路でしか液晶表示体を照明することができない。
【０００８】
従って、このような構成とすると、文字板と液晶表示体との間にかなりの広いスペースを必要とする。また、この照明方法では、周辺部のみ明るく、中心部が暗くなるうえ、かなり厚さの厚い液晶表示装置となってしまい、厚さの薄い液晶表示装置が求められている現状に反してしまうという問題があった。
【０００９】
また、上記特開昭５７−１４４５８１号公報において開示された液晶表示装置では、楔の部分がただ一つの平面から構成されていたため、大きな液晶表示体に対して照明を行おうとすると、照明側の導光板が非常に厚くなってしまうか、もはや楔と言えないほど、楔の角度が小さくなってしまう。また、この方法では、楔の角度が一つであるため、ランプ側の液晶表示体は強い光で照明されるが、ランプから離れるに従って、その光が弱くなってしまうという問題があった。
【００１０】
ところで、反射型液晶表示装置は低消費電力であるため、屋外で使われることが多く、小型情報携帯端末に搭載されていることが多い。この小型情報携帯端末では、殆どの機種で、指やペン等で直接画面に触れることにより入力操作を行うタッチパネル方式が採用されている。しかしながら、上記した前面に照明装置が配置された液晶表示装置では、タッチパネルが機能しにくく、そのためタッチパネル方式の採用が難しいという問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に鑑み、タッチパネル方式の採用が可能で、補助照明に起因する液晶表示体の照明輝度の不均一性が存在せず、均一な輝度を有するため、暗所においても高コントラストで、表示品位が高く、かつ、導光板等の補助照明器具による厚みの増加がない、厚さの薄い液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、反射型の液晶セルを有する反射型液晶表示装置であって、上記液晶セルを照明する照明装置として、プラスチックフィルムからなる基板、金属電極層及び正孔注入層を有する有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子が用いられ、かつ、上記照明装置の発光面が上記液晶セル側に配置され、上記反射型液晶表示装置は、上記金属電極層が形成されていない部分に、上記反射型の液晶セルの開口部が位置するものであり、上記正孔注入層に用いられる材料は、下記一般式（１）で表される含窒素化合物である反射型液晶表示装置である。
【化１】

式中、Ｒ ^１、Ｒ ^３、Ｒ ^５はトリル基を表し、Ｒ ^２、Ｒ ^４、Ｒ ^６はナフチル基を表す。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の液晶表示装置の実施の形態を図面に基づいて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。図１は、本発明の液晶表示装置の実施の形態を模式的に示す断面図であり、図２は、上記液晶表示装置の金属電極を模式的に示す平面図である。
【００１４】
図１に示すように、本発明の液晶表示装置は、反射型液晶セル１と有機ＥＬ素子２とから構成されている。反射型液晶セル１は、通常の反射型液晶セルと同様に構成されており、液晶表示体と反射板とから構成されている。
【００１５】
有機ＥＬ素子２は、プラスチックフィルム基板３、透明電極層４、正孔注入層５、正孔輸送層６、電子輸送性発光層７、及び、金属電極層８から構成されており、通常、プラスチックフィルム基板３上に、順次、透明電極層４、正孔注入層５、正孔輸送層６、電子輸送性発光層７、金属電極層８が、真空蒸着等の薄膜形成法を用いて形成されている。
【００１６】
プラスチックフィルム基板３の材料は特に限定されないが、機械的な耐久性に優れたものが好ましく、このような材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）等を挙げることができる。
【００１７】
透明電極層４の材料は特に限定されず、例えば、ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ（ＩＴＯ）等を挙げることができる。正孔注入層５の材料は特に限定されないが、分子全体の３次元性が大きく、かつ、成膜後のアモルファス状態で安定性が大きいという観点から、二重結合を有さない窒素を４個以上有し、かつ、そのうちの１個が分子の中心部に位置する含窒素化合物が好ましい。
【００１８】
窒素が３個以下であると、分子の中心部に窒素が位置する場合には、窒素の配置位置が均一になりにくく、分子全体でみると、構造的に嵩高い部分と嵩高くない部分とが生じ、成膜後のアモルファス状態で安定でなく、結晶化し易く、一方、分子の中心部に窒素が位置しない場合には、分子全体の嵩高さが弱まり、やはり結晶化し易くなる。
【００１９】
上記含窒素化合物としては、例えば、下記の一般式（１）；
【化３】

（式中、Ｒ¹ 〜Ｒ⁶ は、それぞれフェニル基、トリル基、ナフチル基、３−メチルナフチル基、ビフェニリル基を表し、Ｒ¹ 〜Ｒ⁶ は、それぞれ同一であっても、異なっていてもよい。）で表される化合物等を挙げることができる。
【００２０】
また、上記一般式（１）で表される化合物の具体例としては、例えば、下記の化学式で表される４，４′，４′′−ｔｒｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、４，４′，４′′−ｔｒｉｓ（ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４−ｙｌ−３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ（ＢＭＡＴＡ）、及び、４，４′，４′′−ｔｒｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ−１−ｎａｐｈｔｈｙｌａｍｉｎｏ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ（ＭＮＡＴＡ）等を挙げることができる。
【００２１】
【化４】

【００２２】
【化５】

【００２３】
【化６】

【００２４】
正孔輸送層６の材料は特に限定されず、例えば、下記の化学式で示されるＮ，Ｎ′−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−Ｎ，Ｎ′−ｂｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−［１，１′−ｂｉｐｈｅｎｙｌ］−４，４′−ｄｉａｍｉｎｅ（ＴＰＤ）等を挙げることができる。
【００２５】
【化７】

【００２６】
電子輸送性発光層５の材料としては特に限定されず、例えば、下記の化学式で示される８−ｈｉｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｏａｌｍｉｎｕｍ（Ａｌｑ）等を挙げることができる。
【００２７】
【化８】

【００２８】
金属電極層８としては特に限定されず、マグネシウムと銀の共蒸着層等を挙げることができる。このような構成の有機ＥＬ素子２を電源に接続し、電圧を印加すると、金属電極層８と透明電極層４との間に電流が流れ、電子輸送性発光層５の金属電極層８が形成されている部分が主として発光する。
【００２９】
また、図２に示すように、金属電極層８の形状は、反射型液晶セル１の開口部１ａと重ならないような大きさの格子形状となっている。また、透明電極層４が反射型液晶セル１側に設けられ、金属電極層８が正孔輸送層６及び電子輸送性発光層７を挟んで透明電極層４の反対側に設けられているため、発光面は反射型液晶表示セル１側になっている。
【００３０】
従って、図２に示すように、位置合わせを行った後、有機ＥＬ素子２を液晶表示セル１の前面に貼り付けると、本発明の液晶表示装置が完成する。この液晶表示装置においては、金属電極層８が形成されていない部分に、反射型液晶セル１の開口部１ａが位置するようになり、発光部から出た光は、反射型液晶セル１の有効表示部に照射されるため、外光の充分でないところでも、高コントラストで、視認性の高い液晶表示装置となる。
【００３１】
この液晶表示装置では、外光の充分でない場合等、必要時のみに有機ＥＬ素子２を駆動すればよいので、消費電力を低く抑えることができる。また、上記液晶表示装置を構成する有機ＥＬ素子２は、低消費電力であるので、長時間のバッテリー駆動が必要な携帯用の表示装置としても最適であり、有機ＥＬ素子２は薄いため、嵩張らない厚さの薄い液晶表示装置となる。
【００３２】
更に、有機ＥＬ素子２は、プラスチックフィルム基板３を用いているため、ガラス基板を有するＥＬ素子と比べて割れにくく、取り扱い易いため、位置合わせもスムーズに行うことができる。プラスチックフィルム基板３は、可撓性を有するため、有機ＥＬ素子２を貼り付けた状態で、タッチパネル入力も可能となる。
【００３３】
なお、有機ＥＬ素子２において、正孔注入層５は、必須のものではなく、従って、有機ＥＬ素子２は、プラスチックフィルム基板３、透明電極層４、正孔輸送層６、電子輸送性発光層７、及び、金属電極層８から構成されていてもよい。
【００３４】
図３は、本発明の別の実施形態における金属電極層８を示した平面図である。本実施の形態においては、金属電極層８が柵形状になっており、やはり、金属電極層８が形成されていない部分に、反射型液晶セル１の開口部１ａが位置するようになっているため、外光の充分でないところでも、高コントラストで、視認性の高い表示画面が得られる。また、金属電極層８の形状を、図３に示した簡単なものとすることにより、金属電極の作製方法も簡単になり、より安価に金属電極７を作製することができる。
【００３５】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００３６】
実施例１まず、図１に示す構成の有機ＥＬ素子２を作製した。この有機ＥＬ素子２では、プラスチックフィルム基板３としてＰＥＴフィルム、透明電極層４としてＩＴＯ電極層、正孔注入層５の材料としてｍ−ＭＴＤＡＴＡ、正孔輸送層６の材料しとてＴＰＤ、電子輸送性発光層７の材料としてＡｌｑ、金属電極層８の材料としてマグネシウムと銀の共蒸着膜を用いた。また、金属電極層８の形状は、図２に示した形状とした。次に、この有機ＥＬ素子２を、金属電極層８が反射型液晶セル１の開口部１ａと重ならないように貼り付けて液晶表示装置を作製し、暗所で有機ＥＬ素子２を発光させ、画面を観察したところ、充分に高コントラストの表示がなされていた。
【００３７】
実施例２正孔注入層５の材料としてＢＭＡＴＡを用いたほかは、実施例１と同様にして液晶表示装置を作製し、暗所で有機ＥＬ素子２を発光させ、画面を観察したところ、充分に高コントラストの表示がなされていた。
実施例３正孔注入層５の材料としてＭＮＡＴＡを用いたほかは、実施例１と同様にして液晶表示装置を作製し、暗所で有機ＥＬ素子２を発光させ、画面を観察したところ、充分に高コントラストの表示がなされていた。
【００３８】
比較例１正孔注入層５の材料として下記の化学式で示される銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）を用いたほかは、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子２を作製した。
【００３９】
【化９】

【００４０】
比較例２正孔注入層５の材料として、正孔輸送層の材料と同じＴＰＤを用いたほかは、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子２を作製した。
【００４１】
評価方法（１）正孔注入層の膜の凝集性についての評価上記実施例１〜３及び上記比較例１〜２で得られた有機ＥＬ素子２の一定面積に一定荷重を繰り返しかけて、有機ＥＬ素子２を屈曲させ、正孔注入層５の膜が凝集するまでの回数を測定した。その結果を図４のグラフに示した。
【００４２】
図４のグラフより明らかなように、実施例１〜３の場合には、屈曲刺激１５０００回以上で膜の凝集が起こったのに対し、比較例１の場合には、屈曲刺激８５００回と少ない回数で膜が凝集してしまい、比較例２の場合にも、屈曲刺激１００００回と少ない回数で膜が凝集してしまった。
【００４３】
このように、実施例１〜３で用いられた有機ＥＬ素子２は、屈曲刺激に対して極めて優れた耐久性を有しているが、これは、使用されている正孔注入層５の材料が、分子全体の３次元性が大きく、従って、成膜後のアモルファス状態の安定性が大きいためと考えられる。
【００４４】
一方、比較例１において使用されたＴＰＤは、実施例１〜３において使用された材料と比較して、分子構造の嵩高さが弱く、結晶化し易いため、少ない屈曲刺激の回数で凝集が発生したと考えられる。また、比較例２において使用されたＣｕＰＣは、窒素が８か所に存在しているものの、それぞれの窒素は二重結合を有し、平面性が保たれるため、アモルファス状態で安定でなく、結晶化し易く、少ない屈曲刺激の回数で凝集が発生したと考えられる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置は、上述の通りであり、可撓性に富むプラスチックフィルムを使用しているため、タッチパネル方式の採用が可能であり、補助照明に起因する液晶表示体の照明輝度の不均一性が存在せず、均一な輝度を有するため、暗所においても高コントラストで、表示品位が高い。また、本発明により、導光板等の補助照明器具による厚みの増加がない、厚さの薄い液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置において、有機ＥＬ素子を構成する金属電極層を示す平面図である。
【図３】別の実施の形態において、有機ＥＬ素子を構成する金属電極層を示す平面図である。
【図４】実施例１〜３及び比較例１〜２において、正孔注入層を構成する材料の屈曲刺激に対する凝集性を調査した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１反射型液晶セル
１ａ開口部
２有機ＥＬ素子
３プラスチックフィルム基板
４透明電極層
５正孔注入層
６正孔輸送層
７電子輸送性発光層
８金属電極層

Claims

反射型の液晶セルを有する反射型液晶表示装置であって、
前記液晶セルを照明する照明装置として、プラスチックフィルムからなる基板、金属電極層及び正孔注入層を有する有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子が用いられ、かつ、前記照明装置の発光面が前記液晶セル側に配置され、
前記反射型液晶表示装置は、前記金属電極層が形成されていない部分に、前記反射型の液晶セルの開口部が位置するものであり、
前記正孔注入層に用いられる材料は、下記一般式（１）で表される含窒素化合物である
ことを特徴とする反射型液晶表示装置。

式中、Ｒ^１、Ｒ ^３、Ｒ ^５はトリル基を表し、Ｒ^２、Ｒ ^４、Ｒ ^６はナフチル基を表す。
前記金属電極層の形状は、前記反射型液晶セルの開口部と重ならないような大きさの格子形状である請求項１記載の反射型液晶表示装置。
前記金属電極層は、柵形状であり、前記金属電極層が形成されていない部分に、前記反射型液晶セルの開口部が位置している請求項１記載の反射型液晶表示装置。