CN100365672C - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

把周期性地配置了在一块玻璃基板(103)上内装了光学谐振器结构的，以红、绿及蓝色进行发光的EL元件(100R、100G、100B)的面状光源设置到不具备滤色片的光调制面板(101)的背面上。利用光调制面板(101)，对点亮EL元件(100R、100G、100B)所产生的各色光进行调制，得到彩色图像。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及在对来自光源的光进行调制而得到图像的显示装置中的光源装置的结构及使用了该光源装置的显示装置的结构。
背景技术
把液晶面板等的光调制面板与光源组合起来，利用光调制面板根据图像信息对来自光源的光进行调制，进行图像形成的显示装置是已知的。要求在这样的显示装置中，通过谋求光源的小型化来谋求显示装置的小型化，而且，得到亮度高的显示。
作为第一个例子，作为把液晶面板的图像进行扩大投射、进行显示的投射型液晶显示装置小型化的技术，可以列举在特开平5-13049号公报中公开的技术。
在该公报中，公开了下述显示装置的结构，把三个液晶面板配置在分色棱镜的周围，利用配置在各液晶面板背面上的发光颜色分别不同的平板状荧光管对液晶显示元件进行照明，利用投射透镜把由分色棱镜合成的各色图像投射到屏幕上。
此外，作为把投射型液晶显示装置小型化的第二个例子，可以列举下述结构，只使用一块液晶面板，从其背面利用金属卤化物那样的灯对液晶显示元件进行照明，利用投射透镜把液晶面板的图像投射到屏幕上。
但是，在上述第一例中由于使用了三个液晶面板，故存在着成本高这样的问题，同时，需要用于抑制3个面板的图像偏离的调整机构，存在着显示装置的进一步小型化变得困难的问题。
此外，在上述第二例中，由于光源为白色光源，故为了对彩色图像进行投射，在液晶面板的像素中需要滤色片，为了生成颜色，需要红、绿、蓝这三种像素，这使显示图像的分辨率下降，同时，存在着由于吸收透过滤色片的波长以外的光，故显示图像变暗这样的问题。此外，为了使金属卤化物灯点亮，需要高电压，由于电源电路变大，故还存在着显示装置的小型化变得困难这样的问题。
发明的公开
本发明是为了解决这样的问题而进行的，其课题是，提供下述显示装置，为了使显示装置小型化使用最低限度个数的液晶面板，该光源装置紧凑，由此，把显示装置的整体小型化了。
本发明的又一个课题是，提供下述的显示装置，即使在使用是低限度个数的液晶面板的显示装置中，来自光源装置的光的利用效率也高，而且，也能够显示分辨率高的图像。
本发明的显示装置，包括：光调制面板；对上述光调制面板进行照明的面状光源；和对形成于上述光调制面板的像进行放大的透镜，其特征在于，上述面状光源具有第1发光区和第2发光区，上述第1发光区包含以第1色进行发光的场致发光元件和光学谐振器，上述第2发光区包含以与上述第1色不同的第2色进行发光的场致发光元件和光学谐振器，具有控制装置，用于对供给以上述第1色发光的场致发光元件和以上述第2色发光的场致元件中每个场致元件的电流进行分别独立地控制，各光学谐振器厚度不同，从上述光学谐振器射出的光示出了面向上述透镜的方向性。
附图的简单说明
图1为示出本发明的显示装置的整体结构之一例的剖面图；
图2为示出构成本发明的显示装置的光源的结构之一例的平面图；以及
图3为示出构成本发明的显示装置的光源的结构之一例的剖面图。
实施发明用的最佳形态
本发明的显示装置的特征在于，在面状光源中，在对平面型光调制面板实际上平行的面内，设置由分别具备微小谐振器结构的场致发光元件构成的、发光颜色不同的多个发光区。
按照上述结构，面状光源能够以一块平板状的光源发多路颜色的光，由于能够对光调制面板进行照明，故具有能够把显示装置小型化这样的效果。此外，场致发光元件具备光学谐振器结构，由此，由于能够使各种发光颜色的发光光谱变窄，故可提高显示色的色纯度，而且，通过提高辐射光的方向性，可增大供给到光调制面板上的、或透过该面板的光量，具有能够构成亮的显示装置这样的效果。
更为理想的是，作为发光区，除了第1及第2发光区之外，进而作为利用在发光颜色不同的波长区内进行发光的场致发光元件设置了第3发光区的结构，能够得到可发例如R、G、B这三色光的面状光源。具体地说，较为理想的是，上述面状光源具有下述的结构，把对应于第1发光区以红区的颜色进行发光的第1有机场致发光元件、对应于第2发光区以绿色的颜色进行发光的第2有机场致发光元件及对应于第3发光区以蓝区的颜色进行发光的第3有机场致发光元件定为一组光源要素，各个上述第1、第2及第3有机场致发光元件具备光学微小谐振器，把多个上述光源要素并置到实际上与光学调制面板平行的同一基板面上。
作为光调制面板使用利用了按照对应于图像信息的外部场而改变光学特性的媒体的面板，更为理想的是使用液晶面板，具体地说，是具备向列液晶、强介电性液晶、反强介电性液晶、高分子分散液晶等的液晶面板。
更为理想的是，作为构成发光区的场致发光元件(EL元件)，使用作为发光材料利用了有机材料、有机高分子材料的有机场致发光元件。
此外，在本发明的显示装置的较为理想的实施形态中，上述场致发光元件的发光区的图形形状为条状。按照上述形态，能够以高密度来配置各色的有机场致发光元件，具有下述这样的效果，对光调制面板进行照明的照明光的强度分布均匀化变得容易了。此外，考虑到面状光源的尺寸、发光颜色的组合及制造工艺等，可使用各种图形。
此外，在本发明的显示装置的较为理想的实施形态中，具备为了调整对于上述光调制面板进行照明的色，能够分别独立地控制对与上述各发光区对应的场致发光元件供给的电流的装置。按照该形态，具有下述这样的效果，能够调整所需的色，同时，能够补正场致发光元件恶化所引起色平衡的崩溃。
作为本发明的显示装置的较为理想的实施形态，在上述光调制面板上与发光区的各色对应的图像以时间顺序显示，该色的场致发光元件与对应于各色的图像显示期间同步地进行发光。在光调制面板上，红、绿及蓝分量的图像以时间顺序显示，特别是，在具备上述发红色光的场致发光元件、发绿色光的场致发光元件及发蓝色光的场致发光元件的显示装置中，在显示上述红分量时，上述发红色光的场致发光元件发光，在显示上述绿分量时，上述发绿色光的场致发光光元件发光，在显示上述蓝分量时，上述发蓝色光的场致发光元件发光。
按照上述结构，即使在只使用一块光调制面板进行显示的情况下，由于不使用使光的透射率及分辨率降低的滤色片就能够在光调制面板上进行彩色显示，故具有下述这样的效果，能够提供亮的、而且，分辨率高的小型显示装置。
本发明的显示装置可应用于直视型及投射型的任一种类型中。特别是，利用面状光源的小型化、薄型化，作为直视型显示装置来使用，能够以简易的结构来实现轻量的信息装置。此外，可作成投射型显示装置、例如投射型液晶显示装置，这种装置备具将光源从背面照明的，在透射型液晶显示元件等光调制面板上显示的图像扩大、进行显示的透镜。
下面，参照附图，以使用了具备有机场致发光元件的面状光源的投射型液晶显示装置为例，更详细地说明本发明的显示装置的实施形态。
图1为构成显示装置的主要光学***的剖面图，图2为示出面状光源部分的平面结构的图。图3为示出以面状光源上的场致发光元件(记为EL元件)为中心的部分(取出了三个有机EL元件的部分)的剖面结构。
把光源102配置在一块未内装滤色片的，作为平面型光调制面板的液晶面板(液晶显示元件)101的背面上。
以光源(面状光源)102的辐射红色光的有机场致发光元件R、辐射绿色光的有机EL元件G及辐射蓝色光的有机EL元件B为一组，把多个组周期性地并排配置到玻璃基板103上。
如图2及图3中所示那样，在玻璃基板103上把下述各层分别层叠起来构成各有机EL元件，由未图示的电介质多层膜构成的半反射镜层301R、301G及301B，由ITO薄膜等透明导电膜形成的阳极膜201R、201G及201B，由有机薄膜构成的发光层结构302R、302G及302B，以及由Mg:Ag合金等金属薄膜形成的阴极膜202R、202G及202B。为了提高发光效率，较为理想的是，把发光层结构定为从阳极一侧起具有空穴注入层(空穴迁移层)，发光层及电子注入层(电子迁移层)等各种功能的有机薄膜的层叠结构。作为发光层的材料，可以使用低分子或高分子的有机发光材料。红EL元件100R、绿EL元件100G及蓝EL元件100B在电气上独立地形成了发各自发光色的发光区。从阴极与阳极夹持发光层结构的部分来辐射光。
把阴极膜202R、202G及202B连接到对各色的有机EL元件分别供给电流的阴极端子204R，204G及204B上。在布线重叠的部分上，使绝缘膜203介入布线间(厚度方向)。另一方面，把备色有机EL元件的阳极膜201R、201G及201B连接到共用的阳极端子205上，对其提供共用的电位。
由电介质多层膜构成的半反射镜层301R、301G及301B和成为阴极的金属膜202R、202G及202B构成光学谐振器，由谐振器选择的波长的光在垂直于玻璃基板面的方向上具有强的方向性，沿此方向辐射出去。因而，由于半反射镜层与阴极层的间隔随其在各色有机EL元件中供给的光的波长而异，故使阳极膜的厚度及发光层的厚度在各色元件中不同。
具备未图示的，对各个色的有机EL元件独立地控制对各色有机EL元件供给的电流的电路，由此，可调整各发光色的平衡，或者，可补正有机EL元件恶化引起的色平衡的崩溃。
在作为光调制面板的液晶面板中，例如在1场期间的，红分量的图像、绿分量的图像及蓝分量的图像的时间顺序来显示，生成彩色图像。控制各色有机EL元件的点亮，以使当显示红分量图像时，红EL元件R点亮，当显示绿分量图像时，绿EL元件G点亮，当显示蓝分量图像时，蓝EL元件B点亮。
由投射镜头104扩大显示在液晶面板101上的图像，投射到屏幕105上。
由于光源102中的各有机EL元件内装了光学谐振器，故由有机EL元件辐射的光的光谱变窄，可投射纯度高的彩色图像。此外，由于作为光学谐振器的效果，从有机EL元件辐射的光的方向性在有机EL元件的正面方向上变强，故可增大能透过投射镜头的光的量，可把明亮的图像投射到屏幕上。
图1中所示结构的显示装置是把显示在液晶面板上的图像投射到屏幕上的显示装置，但是，此外，也可以把液晶面板配置到与投射透镜的前侧焦点相对的投射透镜一侧上，构成从与液晶面板相对的一侧窥入投射透镜，来观察扩大了的液晶面板的虚像的显示装置。
下面，示出实施形态的具体的实施例。
(实施例)
试考虑液晶面板(液晶显示元件)101的显示区的大小为，横向18.3mm，纵向13.7mm(对角为0.9英寸)的情况。
必须把各有机EL元件的图形的周期定为，通过与液晶面板以像素结构的相互作用不产生网纹干扰那样的周期。例如，假定各有机EL元件发光部的宽度为50μm，间距为100μm。为了使来自以这样的间距配置的有机EL元件的光的强度分布尽可能均匀地照射到液晶面板上，假定形成了有机EL元件的玻璃基板103的厚度为0.8mm左右。
为了防止网纹干扰的产生，使有机EL元件的条的方向对于液晶面板的周期性的像素结构有若干倾斜，也是有效的。
利用投射镜头104，可以把在液晶面板101上显示的图像扩大10倍左右，把对角为9英寸的图像投射到屏幕105上。
如上所述，按照本发明的显示装置，由于通过把周期性地配置了在一块基板上内装了光学谐振器结构的，以红、绿及蓝色进行发光的有机EL元件的面状光源配置到平面型光调制面板的背面上，面状光源能够以一块平板状的光源发多种颜色的光，能够对光调制面板进行照明，故具有能够把显示装置小型化这样的效果。此外，场致发光元件具备光学谐振结构，由此，具有能够构成高亮度的亮的显示装置这样的效果。进而，使用液晶面板等的光调制面板，在液晶面板上与色顺序显示的图像同步地顺序点亮红、绿及蓝的有机EL元件，由此，具有下述这样的效果，既是小型的投射型显示装置，又能够投射亮的、而且分辨率高的图像。
工业上利用的可能性
本发明的显示装置可优选地用于具备下述装置的，像液晶投影仪那样的投射显示装置等的电子装置中：要求高清晰度图像显示的膝上型个人计算机(PC)、电视机、寻像器型或监视器直视型磁带录像机、车辆导航装置、电子记事本、台式电子计算器、文字处理器、工作站(EWS)、携带电话机、电视电话机、POS终端、寻呼机及触摸屏等。

Claims (6)

1.一种显示装置，包括：
周期性地排列有多个像素的光调制面板；
对上述光调制面板进行照明的面状光源；和
对形成于上述光调制面板的像进行放大的透镜，
其特征在于，
上述面状光源具有第1发光区和第2发光区，
上述第1发光区包含以第1色进行发光的场致发光元件和光学谐振器，
上述第2发光区包含以与上述第1色不同的第2色进行发光的场致发光元件和光学谐振器，
具有将对以上述第1色发光的场致发光元件和以上述第2色发光的场致元件中的每个场致元件供给的电流分别进行独立地控制，并对各场致元件的发光色进行调整的装置，
各光学谐振器厚度不同，从上述光学谐振器射出的光示出了面向上述透镜的方向性，上述第1发光区和第2发光区具有条状的图形，并且相对于上述光调制面板的上述多个像素的周期性排列方向，上述条状的图形的延伸方向倾斜。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
具有包含以不同于上述第1色和第2色的第3色进行发光的场致发光元件和光学谐振器的第3发光区。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，
上述第1、第2及第3发光区分别为发红色光的发光区、发绿色光的发光区和发蓝色光的发光区。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
上述光调制面板为液晶面板。
5.权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
在上述光调制面板上顺次显示与上述第1色对应的图象和与上述第2色对应的图象，在显示与上述第1色对应的图象期间，上述第1发光区发光，并且，在显示与上述第2色对应的图象期间，上述第2发光区发光。
6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
上述场致发光元件为有机场致发光元件。
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