JP4211258B2

JP4211258B2 - LIGHTING DEVICE MANUFACTURING METHOD, DISPLAY DEVICE USING LIGHTING DEVICE

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Publication number: JP4211258B2
Application number: JP2002007963A
Authority: JP
Inventors: 哲彦竹内
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-01-16
Filing date: 2002-01-16
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2022-01-16
Also published as: JP2003217865A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は照明装置と照明装置の製造方法、及び照明装置を用いた表示装置とに係り、特に、表示装置の観測側に配置されるフロントライトとして適用可能な照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から液晶表示装置等の電気光学表示装置において、太陽光などの外光を観察者側から液晶パネル等の電気光学パネル内に入射し、入射光のうち電気光学パネル内において反射される反射光を観察者側に出射する形式の反射型表示装置が知られている。しかしながら、反射型表示装置は、暗所では表示が視認困難となる場合があるため、電気光学パネルの観察者側（観察側又は視認側）にフロントライトとして照明装置を備えた反射型表示装置が提案されている。
【０００３】
このようなフロントライトとしては、光源を電気光学パネルの側方に配置する側方配置型と光源を電気光学パネルの視認側に配置する前方配置型とが知られている。このうち、前者の側方配置型のフロントライトは、電気光学パネルの視認側の側方に配置される光源と、電気光学パネルの視認側に配置され、光源から出射された光を電気光学パネル側に照射するための導光板とを備えて構成されている。一方、後者の前面配置型のフロントライトは、透明基板に設けられた発光素子からなる発光部を有し、発光素子の発光方向を電気光学パネル側に向けた構造を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなフロントライトに適用される照明装置としては、発光部が、例えば陰極と陽極との間に介在する発光層を具備してなるものがあり、具体的には、発光層がＥＬ等の電界発光材料を主体として構成され、陰極と陽極との間に電界を発生させることで発光層における発光を実現している。このように発光部にて発光された光は、上述した電気光学パネルに入射された後、この電気光学パネルにて反射され、反射光が、例えばストライプ状に形成された発光部の間隙を介して観察者側に出射される。したがって、このように発光部をストライプ状に配設したフロントライトは前面配置型として適用可能となる。
【０００５】
ところで、ストライプ状の微細構造を具備した発光部を実現するために、例えば陰極をストライプ状に微細パターン化する構成が考えられるが、陰極材料として例えば陰極から発光層への電子注入効率を高め、陰極としての安定性を保ち、反射率を確保するために、仕事関数の小さいＣａ等のアルカリ土類金属を含む場合、アルカリ土類金属の反応性が極めて高いため、フォトエッチングによる微細パターン化は極めて困難である。そこで、マスク蒸着により陰極等を微細パターン化させる手法があるが、ストライプの線幅が少なくとも６０μｍ程度と大きくなり、例えば前面配置型のフロントライトとして用いると、ストライプ状の影が視認される場合があり、良好な表示が得られなくなる場合がある。
【０００６】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、被照明体として液晶表示装置等の電気光学表示装置を照明するのに好適な照明装置であって、特に電気光学表示装置のフロントライトとして好適な照明装置を提供することを目的とする。また、本発明はこのような照明装置を製造するのに適した製造方法と、さらには、この照明装置を備えた液晶表示装置等の表示装置と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】
上記課題を解決するために本発明の照明装置は、一対の基板間に発光部を具備する照明装置であって、発光部は、少なくとも陰極と、発光層と、陽極とをこの順で積層して含み、陰極はアルカリ土類金属を主体とするアルカリ土類金属層を備え、陽極は透明電極であって、基板面内で所定形状にパターニングされていることを特徴とする。
【０００８】
この場合、基板面内で所定形状にパターニングされた陽極に従って、発光部を所定形状にパターニングさせることが可能となり、例えば被照明体のフロントライトとして用いることが可能となる。すなわち、パターニング形成された陽極（発光部）の間隙から被照明体の反射光をフロント側、つまり当該照明装置の被照明体とは反対側に反射光を出射させ、表示に供させることが可能となる。また、この場合、陽極は例えばＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）又はＩＺＯ（Indium-Zinc-Oxide）等の透明電極であるため、フォトプロセスによるパターニングが可能で、微細なパターン形成が可能となる。つまり、フォトプロセスが困難なＣａ，Ｍｇ等のアルカリ土類金属層を例えばマスク蒸着によりパターン形成する場合や、発光層を例えば塗布によりパターン形成する場合に比して、確実に微細な、例えば５０μｍ以下のパターン形成を実現することができる。したがって、例えば当該照明装置を被照明体のフロントライトとして用い、被照明体からの反射光をパターン形成された陽極（発光部）の間隙から出射させて表示を行う場合にも、例えばパターン形状の影が視認されてしまう等の不具合が生じ難くなる。
【０００９】
上記陽極は、基板面内で複数の線状にパターニングされているものとすることができる。この場合、当該照明装置を被照明体のフロントライトとして用い、被照明体からの反射光を、複数の線状にパターン形成された陽極の間隙から出射させて表示を行うことができるが、この場合も、上述した通り線状の影が視認されてしまう等の不具合が生じ難くなる。なお、具体的に陽極は、線幅５〜２０μｍの線状にパターニングすることができ、例えばアルカリ土類金属層をマスク蒸着によりパターン形成した場合（線幅は小さくても約６０μｍ）に比して、大幅に微細化させることが可能となる。また、本発明においては、発光部におけるパターニング形成の面積率、すなわちパターニング形成された要素の基板面に対する割合は、５〜２０％程度となるように形成されている。これにより、十分な発光部における発光と、反射光の透過とを実現することが可能となる。
【００１０】
また、上記発光層は、陽極と陰極との間に、正孔輸送層と、発光本体層と、バッファ層とを少なくともこの順で積層して含むものとすることができる。このような正孔輸送層、発光本体層、バッファ層は微細にパターン形成するのが困難な場合が多いものの、本発明では、陽極をパターン形成しているために、フロントライトとして用いた場合にも視認されるに至らない微細なパターンの発光部を実現することが可能とされている。
【００１１】
なお、正孔輸送層としては例えばＰＥＤＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）等の導電性ポリマーを、発光本体層としては例えば高分子ＥＬを、バッファ層としては例えばＬｉＦを主体として構成することができる。この場合、正孔輸送層及び発光本体層は例えばスピンコート、印刷等による塗布により、バッファ層は例えば真空蒸着等によるマスク蒸着により形成することができる。
【００１２】
また、正孔輸送層、発光本体層、バッファ層、及びアルカリ土類金属層は、パターニングされた個々の陽極に跨って形成されているものとすることができる。すなわち、陽極を線状等にパターニング形成する一方、正孔輸送層、発光本体層、バッファ層、及びアルカリ土類金属層を基板面内にパターン形成せず、面内ベタ状に非パターン形成したため、簡便な構成にて発光部を微細にパターン化させることが可能となる。なお、正孔輸送層、発光本体層、バッファ層、及びアルカリ土類金属層が、照明領域全域に跨って略板状に形成されているものとすることもできる。
【００１３】
さらに、陰極は、例えばＣａ，Ｍｇ等を主体として構成されるアルカリ土類金属層と、Ａｌ又はＡｇを主体とする反射電極層とが積層された構成を具備し、アルカリ土類金属層が反射電極層よりも陽極側に形成されるとともに、反射電極層が陽極と略同一の形状にて基板面内でパターニングされているものとすることができる。このように反射電極層を具備させることにより、被照明体に対する光の照射効率が向上するが、反射電極層は非透明性であるために、上記陽極と略同一の形状にて基板面内でパターニングする必要が生じ、このような反射電極層のパターニングによりパターン化した発光部を形成することが可能となる。なお、アルカリ土類金属層は、層厚を２〜４０ｎｍとすることができる。このような層厚とすることにより、アルカリ土類金属層を透明に形成することが可能となり、好ましくは層厚を２〜１０ｎｍとするのがよい。
【００１４】
なお、反射電極層は例えばＡｌとＡｇとの合金を主体として構成することができる。また、陰極と基板との間には、例えば樹脂ブラック層又はクロム層等からなる光吸収層を形成することができ、この場合、例えば陰極による観察者側への反射光を防止することが可能となり視認性が向上する。
【００１５】
次に、以上のような照明装置は以下の方法にて製造することができる。すなわち、本発明の照明装置の製造方法は、一対の基板間に、少なくとも陰極と、発光層と、陽極とをこの順で積層して含む発光部を具備する照明装置の製造方法であって、
第１の基板上に、少なくとも透明電極を基板面内に所定形状にパターニングして形成する陽極形成工程と、形成した陽極上に発光層を積層する発光層形成工程と、形成した発光層上に陰極の構成部材の一部としてアルカリ土類金属層を積層するアルカリ土類金属層形成工程とを含む第１基板形成工程と、
第２の基板上に、少なくとも陰極の構成部材の残余の層を形成する陰極形成工程を含む第２基板形成工程と、
第１基板形成工程にて形成された第１基板と、第２基板形成工程にて形成された第２基板とを貼り合わせる基板貼合せ工程とを具備することを特徴とする。
【００１６】
このような製造方法により、陽極を所定形状にパターニングした上記構成の照明装置を簡便に提供することが可能となる。この場合、陽極形成工程においては、透明電極を真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等にて成膜した後に、フォトエッチングにて所定形状のパターニングを行うものとすることができる。なお、この場合のエッチング又はレジスト剥離は、ウェット或いはドライのいずれでも行うことが可能である。
【００１７】
また、発光層形成工程においては、例えば導電性ポリマーを主体として構成される正孔輸送層を形成する正孔輸送層形成工程と、高分子ＥＬを主体として構成される発光本体層を形成する発光本体層形成工程と、ＬｉＦを主体として構成されるバッファ層を形成するバッファ層形成工程とを含むものとすることができる。正孔輸送層形成工程及び発光本体層形成工程においては、スピンコート又は印刷にて各層を形成することができ、バッファ層形成工程においては、ＬｉＦの真空蒸着にてバッファ層を形成することができる。さらに、アルカリ土類金属層形成工程においては、アルカリ土類金属の真空蒸着によりアルカリ土類金属層を形成することができる。なお、各層を形成した第１基板は、例えば腐食防止のため、不活性ガス雰囲気、又は真空雰囲気にて保管することが好ましい。
【００１８】
なお、上記陽極形成工程において、透明電極を基板面内で複数の線状にパターニング形成することで、上述した線状にパターン化した陽極を形成することができる。また、発光層形成工程及びアルカリ土類金属層形成工程において、発光層及びアルカリ土類金属層は、線状にパターニングされた陽極全体に跨って形成するものとすることができ、これにより面内ベタ状の非パターン化した各層を形成することが可能となる。
【００１９】
また、第２の基板上に形成する陰極は、陽極のパターン形状に略一致させてパターン形成するものとすることができる。これにより、陰極をＡｌ又はＡｇ等の反射電極にて構成した場合にも、パターン化した発光部を得ることが可能となる。陰極形成工程においては、Ａｌ又はＡｇを主体とする成分又はこれらの合金を真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等にて成膜し、フォトエッチングにて所定形状にパターニングするものとすることができる。なお、第２の基板上に上述した光吸収層を形成する場合にも、所定形状にパターン形成することで、パターン化した発光部を得ることが可能となる。この場合、光吸収層は、例えば樹脂ブラックを主体として形成する場合、樹脂ブラックを塗布した後に、マスク露光、現像、ポストベークを行うことで、所定形状にパターン形成することができる。なお、陰極形成後の第２基板も、例えば腐食防止のため、不活性ガス雰囲気、又は真空雰囲気にて保管することが好ましい。
【００２０】
なお、基板貼合せ工程は、真空ないし減圧下、又は不活性ガス雰囲気にて行い、両基板周辺部をエポキシ樹脂等の封止材にて封止するものとすることができる。
【００２１】
次に、本発明の表示装置は、上述した構成の照明装置を光源として備えることを特徴とする。このように本発明の照明装置を光源として備える表示装置は、例えば光源をフロントライトとして用い、被照明体から反射光を反射表示する構成とした場合に、微細な影等が視認されることのない良好な表示特性を実現することが可能となる。
【００２２】
すなわち、本発明の照明装置は、例えば被照明体の表示装置の表示視認側に光源として配設することが好ましく、この場合、フロントライト型の表示装置を提供することができる。このような表示装置は、例えば被照明体の当該表示装置の表示視認側に光源たる照明装置を配設して、被照明体からの反射光にて反射表示を行うことが可能となる。この場合、被照明体としては、液晶表示装置等の電気光学表示装置を例示することができる。さらに、本発明の照明装置は、例えば額内に絵画、写真等を収めた展示物の光源として用いることもできる。
【００２３】
なお、本明細書において、「主体とする」成分とは、構成成分のうち最も含有量の多い成分のことを言うものとする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１〜図３に基づいて、本発明に係る実施形態の照明装置を備えた液晶表示装置の構造について説明する。図１は本実施形態の液晶表示装置を分解した概略斜視図、図２は本実施形態の液晶表示装置の部分概略断面図である。本実施形態では、液晶表示装置の一例として、ＴＦＴ素子をスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス型の反射型液晶表示装置を取り上げて説明する。また、各図において、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【００２５】
はじめに、図１、図２に基づいて、本実施形態の照明装置を備えた液晶表示装置の全体構造について説明する。図１、図２において、符号１０が本実施形態の液晶表示装置、符号２０が液晶パネル（被照明体）、符号３０が本実施形態の照明装置を示している。図１、図２において、液晶パネル２０（液晶表示装置１０）の図示上側が表示を視認する側（視認側、即ち観測者側）であり、本実施形態の照明装置３０は液晶パネル２０の視認側に備えられ、液晶パネル２０と照明装置３０とが一体化されて液晶表示装置１０が構成されている。すなわち、本実施形態において、照明装置３０は、視認側から液晶パネル２０を照明するフロントライトとして構成されている。
【００２６】
図１、図２に示すように、液晶パネル２０は、内面にＴＦＴ素子２８、画素電極２９等が形成された素子基板（下側基板）２１と、内面に共通電極２４が形成された対向基板（上側基板）２２とが対向配置され、素子基板２１と対向基板２２との間に液晶層（電気光学材料層）２３が挟持された構造を基本構成とし、対向基板２２の図示上側に偏光板等の偏光子２５が取り付けられている。なお、液晶層２３が基板２１、２２間に挟持される基本構成としては、基板２１、２２の周縁部側に図示略のシール材が介在され、実際には基板２１、２２とシール材とに囲まれて液晶層２３が挟持されている。一方、図１においては、偏光子２５と液晶層２３の表示は省略している。また、図２においては、素子基板２１、対向基板２２の内面に形成されたＴＦＴ素子２８、画素電極２９、共通電極２４等の表示を省略している。
【００２７】
次に、本実施形態において、素子基板２１、対向基板２２の「内面」とは、素子基板２１、対向基板２２の「液晶層側の面」を意味しているものとする。図１に示すように、素子基板２１の内面には、多数のソース線２６（データ線）および多数のゲート線２７（走査線）が互いに交差するようにマトリクス状に設けられている。各ソース線２６と各ゲート線２７の交差点の近傍にはＴＦＴ素子２８が形成されており、各線には各ＴＦＴ素子２８を介して画素電極２９が接続されている。一方、対向基板２２の内面側には、表示領域に対応するようにＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などからなる透明の共通電極２４が形成されている。
【００２８】
液晶パネル２０において、個々の画素電極２９が形成された領域が画素２とされる。また、通常の液晶表示装置では、素子基板２１の内面に、赤、緑、青を表示するためのカラーフィルターが設けられるが、本実施形態ではカラーフィルタは略されて、液晶パネル２０は白黒表示タイプとして構成されている。
【００２９】
本実施形態では、画素電極２９は光反射性の金属材料からなり、反射電極として機能する。そして、使用場所が明所では、照明装置３０を点灯せず、太陽光や蛍光灯等の外光を視認側から液晶パネル２０内に入射し、素子基板２１の内面に形成された画素電極２９により反射させて再び観察者側（視認側：図示上方）に出射させることにより表示が行われるようになっている。一方、使用場所が暗所では、照明装置３０を点灯し、照明装置３０により液晶パネル２０側に照射された光を素子基板２１の内面に形成された画素電極２９により反射させて、再び照明装置３０を通過させて観察者側（視認側：図示上方）に出射させ、表示が行われるようになっている。なお、画素電極２９を反射層とする代わりに、画素電極２９とは別に素子基板２１の内面に反射層を設ける構成としてもよいのは勿論である。
【００３０】
次に、液晶表示装置１０に備えられた本実施形態の照明装置３０の構造について説明する。図１、図２に示すように本実施形態の照明装置３０は、ガラス、透明樹脂等からなる一対の透明の基板３０１，３０２と、これら基板３０１，３０２間に挟持された発光部３００とから概略構成されている。なお、一対の基板のうち、液晶パネル２０側（図示下側）に配設された基板３０１を下側基板、液晶表示装置１０の視認側（図示上側）に配設された基板３０２を上側基板とする。
【００３１】
発光部３００は、下側基板３０１側から陽極３０３と、発光層３１１と、陰極３１０とをこの順で積層して含んでいる。陽極３０３は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）からなる透明電極にて構成され、基板３０１を平面視した場合に複数の線状となるべくパターニングされている。本実施形態の場合、パターニングされた陽極３０３の線幅は５〜２０μｍ程度とされ、照明領域全域の面積に対し、線状の陽極３０３の総面積が５〜２０％程度とされている。
【００３２】
また、発光層３１１は、陽極３０３側から正孔輸送層３０４と、発光本体層３０５と、バッファ層３０６とをこの順で積層して含んでおり、複数の線状にパターニングされた陽極３０３の各々に跨って形成されている。さらに詳しくは、本実施形態の照明装置３０の照明領域全域に跨って、正孔輸送層３０４、発光本体層３０５、バッファ層３０６が平面視ベタ状に形成されている。
【００３３】
また、陰極３１０は、発光層３１１側からアルカリ土類金属層３０７と、反射電極層３０８と、光吸収層３０９とをこの順で積層して含んでおり、アルカリ土類金属層３０７は複数の陽極３０３に跨って、すなわち照明領域全域に跨って平面視ベタ状に形成されている。一方、反射電極層３０８及び光吸収層３０９は、陽極３０３の線状パターンと略一致する線状にパターン形成されており、基板積層方向に陽極３０３と位置合わせされている。
【００３４】
以下、照明装置３０を構成する各層について詳しく説明する。
まず、陽極３０３は、上述した通りＩＴＯにて構成されており、線状等の所定形状にパターニングされ、パターニングされた線状の各電極の層厚は０．１〜０．２μｍ程度とされている。なお、陽極３０３は、例えばＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）を主体とする透明電極にて構成することも可能である。
【００３５】
正孔輸送層３０４は、陽極３０３から注入される正孔を発光本体層３０５に輸送する機能をなし、例えばポリエチレンジオキシチオフェン（導電性ポリマー）を主体として構成され、その層厚は０．０５〜０．２μｍ程度とされている。
【００３６】
発光本体層３０５は、例えば高分子ＥＬ（エレクトロルミネセンス：有機電界発光物質）を主体とする電界発光材料にて構成され、その層厚は０．０５〜０．２μｍ程度とされている。このような高分子ＥＬにて構成した発光本体層３０５では、低電圧で発光が可能であるとともに、高い輝度の発光を実現できる。なお、高分子ＥＬを構成する高分子材料としては、例えばフルオレン系高分子誘導体や、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体等を用いることができる。
【００３７】
バッファ層３０６は、陰極３１０から発光本体層３０５への電子の注入を促進するための緩衝層として機能しており、ＬｉＦを主体して構成され、その層厚は０．５〜５ｎｍ程度されている。
【００３８】
陰極３１０の一部を構成するアルカリ土類金属層３０７は、Ｃａ又はＭｇを主体として構成されており、透明性を付与するために薄膜形成され、その層厚は０．２〜４０ｎｍ程度（好ましくは０．２〜１０ｎｍ程度）とされている。また、同じく陰極３１０を構成する反射電極層３０８はＡｌを主体として構成されており、その層厚は０．１〜０．２μｍ程度とされている。なお、反射電極層３０８は、例えばＡｌ合金、又はＡｇ、若しくはＡｇ合金等を主体として構成することも可能である。さらに、光吸収層３０９は反射電極３０８からの観察者側への反射光を防止する機能を有しており、樹脂ブラックを主体として構成され、その層厚は０．５〜２μｍ程度とされている。なお、光吸収層３０９は、クロムを主体として構成することも可能である。
【００３９】
このように本実施形態の照明装置３０においては、ＩＴＯを主体として構成される陽極３０３を線状にパターニングして構成し、発光層３１１及びアルカリ土類金属層３０７を照明領域全域に跨って平面視ベタ状に構成するとともに、反射電極層３０８及び光吸収層３０９を陽極３０３の線状パターンに略一致させて構成した。したがって、発光部３００を線状パターンにて構成することが可能となり、これを液晶パネル２０のフロントライトとして用いることで、発光部のパターン形成による線状の影等が視認される等の不具合の生じ難い液晶表示装置１０を実現している。また、陽極３０３、反射電極層３０８及び光吸収層３０９をパターン化する場合はフォトプロセスを用いることが可能で、フォトプロセスを行うことが困難な正孔輸送層３０４、発光本体層３０５、バッファ層３０６、アルカリ土類金属層を線状にパターン化する場合に比して、より線幅の小さいパターニングを実現することが可能となる。したがって、本実施形態の照明装置３０は、一層微細化したパターンの発光部３００を具備する構成となっている。
【００４０】
次に、上記液晶表示装置１０に備えられた本実施形態の照明装置３０の製造方法の一例について説明する。
まず、図３に示すように、下側基板となるガラス基板３０１上に透明電極（陽極）３０３を基板面内で線状にパターン形成する（陽極形成工程）。この場合、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の所定の成膜方法にてＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を基板３０１上に成膜した後、レジストを塗布し、マスク露光、現像、エッチング、レジスト除去を行うフォトプロセスを採用している。したがって、パターン化された陽極３０３の線幅は２０μｍ以下と微細なものとなっている。なお、エッチング、レジスト除去工程は、ウェット又はドライのいずれの方式を採用することも可能である。
【００４１】
次に、図４に示すように、線状にパターン化された陽極３０３の各々に跨って平面視ベタ状にポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＴ）を塗布し、正孔輸送層３０４を形成する（正孔輸送層形成工程）。この場合の塗布形成は、スピンコートないし印刷法にて行うものとされている。また、図５に示すように、正孔輸送層３０４の上層には、高分子ＥＬ材料としてフルオレン系高分子誘導体を、スピンコートないし印刷法にて塗布し、発光本体層３０５を形成する（発光本体層形成工程）。また、図６に示すように、発光本体層３０５の上層にＬｉＦを真空蒸着させ、バッファ層３０６を形成する（バッファ層形成工程）。このような正孔輸送層形成工程、発光本体層形成工程、バッファ層形成工程により、発光層３１１が形成される（発光層形成工程）。
【００４２】
さらに、図７に示すように、バッファ層３０６の上層にＣａ（アルカリ土類金属）を真空蒸着させ、アルカリ土類金属層３０７を形成する（アルカリ土類金属層形成工程）。なお、これら正孔輸送層形成工程、発光本体層形成工程、バッファ層形成工程、アルカリ土類金属層形成工程においては、照明領域全域に各層をベタ状に塗布ないし蒸着して成膜するのみとしている。以上の工程により、下側基板３０１、陽極３０３、正孔輸送層３０４、発光本体層３０５、バッファ層３０６、アルカリ土類金属層３０７を含む第１基板が形成される（第１基板形成工程）。なお、形成した第１基板は、不活性ガス雰囲気下、又は真空雰囲気下にて保管される。
【００４３】
一方、図８に示すように、上側基板となるガラス基板３０２に光吸収層たる樹脂ブラック層を基板面内で線状にパターン形成する（光吸収層形成工程）。この場合、樹脂ブラックを塗布した後、マスク露光、現像、ポストベークを行うことで線状のパターンの樹脂ブラックを得ている。
【００４４】
また、図９に示すように、ガラス基板３０２に形成した光吸収層３０９に対しＡｌを積層して反射電極層３０８を形成する。この場合、Ａｌを真空蒸着、スパッタリング等の所定の成膜方法にてガラス基板３０２ないし光吸収層３０９に成膜した後、レジストを塗布し、マスク露光、現像、エッチング、レジスト除去を行うことで、光吸収層３０９に積層された線状のパターンの反射電極層３０８が得られる。なお、エッチング、レジスト除去工程は、ウェット又はドライのいずれの方式を採用することも可能である。以上の工程により、上側基板３０２、光吸収層３０９、反射電極層３０８を含む第２基板が形成される（第２基板形成工程）。なお、形成した第２基板は、不活性ガス雰囲気下、又は真空雰囲気下にて保管される。
【００４５】
以上のような工程により得られた第１基板及び第２基板を、図１０に示すように貼り合せることで照明装置３０を得る。具体的には、貼合せ工程においては、各基板を不活性ガス雰囲気中で圧着し、圧着した各基板の周辺部をエポキシ樹脂等の封止材にて封止することで貼合せが行われている。なお、不活性ガス雰囲気の他、減圧雰囲気中において圧着を行うものとすることも可能である。
【００４６】
このような製造方法により、上記実施形態の照明装置、すなわち微細化したパターンを有する発光部を具備した照明装置を提供することが可能となる。これは、ＩＴＯ等の透明電極からなる陽極をフォトプロセス工程にてパターニングしたためであり、本実施形態の照明装置３０では、この陽極の線状パターン化に基づいて発光部が線状にパターニングされている。
【００４７】
次に、上記実施形態の液晶表示装置１０を備えた電子機器の具体例について説明する。図１１（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１１（ａ）において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記実施形態の液晶表示装置１０を用いた液晶表示部を示している。図１１（ｂ）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。図１１（ｂ）において、符号６００は情報処理装置、符号６０１はキーボードなどの入力部、符号６０３は情報処理装置本体、符号６０２は上記実施形態の液晶表示装置１０を用いた液晶表示部を示している。図１１（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１１（ｃ）において、符号７００は時計本体を示し、符号７０１は上記実施形態の液晶表示装置１０を用いた液晶表示部を示している。図１１（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、上記実施形態の液晶表示装置１０を用いた液晶表示部を備えたものであるので、フロントライトによる常に明るい反射表示を行うことが可能で、特にフロントライトの発光部のパターン形状基づいて、影が視認される等の表示不具合が生じ難いものとなる。
【００４８】
なお、これまで説明した実施形態においては、液晶表示装置に本発明の照明装置を適用した例について述べてきたが、本発明の照明装置は液晶表示装置用の照明装置に限らないのは勿論である。すなわち、例えば額に収めた写真、絵画等の展示物を照明するための照明装置として、本発明の照明装置を単独で他の部材や場所の照明用として適用することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように本発明の照明装置は、ＩＴＯ等の透明電極からなる陽極を線状にパターニングして構成し、発光層及びアルカリ土類金属層を照明領域全域に跨って平面視ベタ状に構成するとともに、反射電極層及び光吸収層を陽極の線状パターンに略一致させて構成した。したがって、陽極、発光層、陰極から構成される発光部を線状パターンにて構成することが可能となり、これを液晶パネルのフロントライトとして用いることで、発光部のパターン形成による線状の影等が視認される等の不具合の生じ難い液晶表示装置を実現することが可能となる。
【００５０】
また、陽極、反射電極層及び光吸収層をパターン化する工程においてフォトプロセスを用いることが可能で、正孔輸送層、発光本体層、バッファ層、アルカリ土類金属層を線状にパターン化する場合に比して、より線幅の小さいパターニングを実現することが可能となる。したがって、本発明の照明装置は、一層微細化したパターンの発光部を具備する構成となり、そのパターンに基づく線状の影が視認される等の不具合が一層生じ難いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態の照明装置を備えた液晶表示装置の一例について概略を示す分解斜視図。
【図２】図１の液晶表示装置の部分断面模式図。
【図３】図１の照明装置の製造方法を示す説明図。
【図４】図３に続く、照明装置の製造方法を示す説明図。
【図５】図４に続く、照明装置の製造方法を示す説明図。
【図６】図５に続く、照明装置の製造方法を示す説明図。
【図７】図６に続く、照明装置の製造方法を示す説明図。
【図８】図７に続く、照明装置の製造方法を示す説明図。
【図９】図８に続く、照明装置の製造方法を示す説明図。
【図１０】図９に続く、照明装置の製造方法を示す説明図。
【図１１】上記実施形態の液晶表示装置を備えた電子機器について、幾つかの例を示す斜視図。
【符号の説明】
１０液晶表示装置
２０液晶パネル
３０照明装置
３００発光部
３０１下側基板
３０２上側基板
３０３陽極
３０４正孔輸送層
３０５発光本体層
３０６バッファ層
３０７アルカリ土類金属層
３０８反射電極層
３０９光吸収層
３１０陰極
３１１発光層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an illuminating device, a method for manufacturing the illuminating device, and a display device using the illuminating device, and more particularly to an illuminating device applicable as a front light arranged on the observation side of the display device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an electro-optical display device such as a liquid crystal display device, external light such as sunlight is incident on an electro-optical panel such as a liquid crystal panel from the observer side, and reflected light reflected in the electro-optical panel from incident light A reflection type display device that emits light toward the viewer is known. However, since the reflective display device may be difficult to visually recognize in a dark place, there is a reflective display device that includes an illumination device as a front light on the viewer side (observation side or viewing side) of the electro-optical panel. Proposed.
[0003]
As such a front light, a side arrangement type in which a light source is arranged on the side of an electro-optical panel and a front arrangement type in which a light source is arranged on the viewing side of the electro-optical panel are known. Among these, the former laterally arranged type front light is a light source disposed on the side of the electro-optical panel on the viewing side, and the light emitted from the light source is disposed on the viewing side of the electro-optical panel. And a light guide plate for irradiating the side. On the other hand, the latter front-facing type front light has a light emitting portion made of a light emitting element provided on a transparent substrate, and has a structure in which the light emitting direction of the light emitting element faces the electro-optical panel side.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as an illuminating device applied to such a front light, there is one in which a light emitting part includes a light emitting layer interposed between, for example, a cathode and an anode. Specifically, the light emitting layer is an EL. The main component is an electroluminescent material such as the above, and light emission in the light emitting layer is realized by generating an electric field between the cathode and the anode. The light emitted from the light emitting unit in this way is incident on the above-described electro-optical panel and then reflected by the electro-optical panel, and the reflected light passes through the gap between the light emitting units formed in, for example, stripes. To the observer side. Therefore, the front light in which the light emitting portions are arranged in stripes as described above can be applied as a front arrangement type.
[0005]
By the way, in order to realize a light-emitting portion having a stripe-like microstructure, for example, a configuration in which the cathode is finely patterned in a stripe shape can be considered, but as a cathode material, for example, the electron injection efficiency from the cathode to the light-emitting layer is increased, In order to maintain stability as a cathode and ensure reflectivity, when an alkaline earth metal such as Ca having a small work function is included, the alkaline earth metal has extremely high reactivity, so that fine patterning by photoetching is possible. It is extremely difficult. Therefore, there is a method of finely patterning the cathode or the like by mask vapor deposition, but the stripe line width becomes as large as at least about 60 μm. For example, when it is used as a front arrangement type front light, a stripe-shaped shadow may be visually recognized. In some cases, a good display cannot be obtained.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and is an illumination device suitable for illuminating an electro-optical display device such as a liquid crystal display device as an object to be illuminated, and particularly a front light of the electro-optical display device. An object of the present invention is to provide a suitable lighting device. Another object of the present invention is to provide a manufacturing method suitable for manufacturing such a lighting device, and a display device such as a liquid crystal display device including the lighting device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the lighting device of the present invention is a lighting device including a light emitting portion between a pair of substrates, and the light emitting portion includes at least a cathode, a light emitting layer, and an anode stacked in this order. The cathode includes an alkaline earth metal layer mainly composed of an alkaline earth metal, and the anode is a transparent electrode, and is patterned into a predetermined shape within the substrate surface.
[0008]
In this case, the light emitting portion can be patterned into a predetermined shape according to the anode patterned into a predetermined shape within the substrate surface, and can be used, for example, as a front light of an illuminated object. That is, the reflected light of the object to be illuminated can be emitted from the gap between the patterned anodes (light emitting parts) to the front side, that is, the side opposite to the object to be illuminated of the illumination device, and used for display. It becomes. In this case, since the anode is a transparent electrode such as ITO (Indium-Tin-Oxide) or IZO (Indium-Zinc-Oxide), patterning by a photo process is possible, and a fine pattern can be formed. In other words, compared to the case where an alkaline earth metal layer such as Ca, Mg or the like, which is difficult to be photoprocessed, is patterned by, for example, mask vapor deposition or the light emitting layer is patterned by, for example, coating, it is surely fine, for example 50 μm The following pattern formation can be realized. Therefore, for example, when the illumination device is used as a front light of an object to be illuminated and the reflected light from the object to be illuminated is emitted from the gap between the patterned anodes (light emitting portions), for example, the pattern shape Problems such as the shadow being visually recognized are less likely to occur.
[0009]
The anode may be patterned into a plurality of lines in the substrate surface. In this case, the illumination device can be used as a front light of the object to be illuminated, and the reflected light from the object to be illuminated can be emitted from the gaps between the anodes that are patterned in a plurality of lines. Even in this case, it is difficult to cause problems such as the fact that a linear shadow is visually recognized as described above. Specifically, the anode can be patterned into a line having a line width of 5 to 20 μm. For example, the anode can be patterned by mask evaporation (line width is about 60 μm even if the line width is small). As a result, it becomes possible to greatly reduce the size. Further, in the present invention, the area ratio of patterning formation in the light emitting portion, that is, the ratio of the patterned elements to the substrate surface is formed to be about 5 to 20%. Thereby, it is possible to realize sufficient light emission in the light emitting section and transmission of reflected light.
[0010]
In addition, the light emitting layer may include a hole transport layer, a light emitting main body layer, and a buffer layer laminated at least in this order between the anode and the cathode. Although such a hole transport layer, a light emitting body layer, and a buffer layer are often difficult to pattern finely, in the present invention, since the anode is patterned, when used as a front light It is possible to realize a light emitting portion having a fine pattern that is not visually recognized.
[0011]
The hole transport layer can be composed mainly of a conductive polymer such as PEDT (polyethylenedioxythiophene), the light emitting body layer can be composed of, for example, polymer EL, and the buffer layer can be composed mainly of LiF. In this case, the hole transport layer and the light emitting main body layer can be formed by, for example, spin coating, printing, or the like, and the buffer layer can be formed by, for example, mask deposition by vacuum deposition or the like.
[0012]
Further, the hole transport layer, the light emitting main body layer, the buffer layer, and the alkaline earth metal layer may be formed across the patterned individual anodes. That is, while the anode was patterned and formed in a linear shape or the like, the hole transport layer, the light emitting body layer, the buffer layer, and the alkaline earth metal layer were not patterned in the substrate surface, but were not patterned in an in-plane solid shape. It becomes possible to finely pattern the light emitting portion with a simple configuration. Note that the hole transport layer, the light emitting main body layer, the buffer layer, and the alkaline earth metal layer may be formed in a substantially plate shape across the entire illumination region.
[0013]
Further, the cathode has a configuration in which, for example, an alkaline earth metal layer mainly composed of Ca, Mg or the like and a reflective electrode layer mainly composed of Al or Ag are laminated, and the alkaline earth metal layer is reflected. It can be formed on the anode side of the electrode layer, and the reflective electrode layer can be patterned in the substrate surface in substantially the same shape as the anode. By providing the reflective electrode layer in this manner, the irradiation efficiency of the light to the object to be illuminated is improved. However, since the reflective electrode layer is non-transparent, it has the same shape as the anode in the substrate plane. Patterning is required, and a patterned light emitting portion can be formed by patterning such a reflective electrode layer. The alkaline earth metal layer can have a layer thickness of 2 to 40 nm. By setting it as such layer thickness, it becomes possible to form an alkaline-earth metal layer transparently, Preferably it is good to set a layer thickness to 2-10 nm.
[0014]
The reflective electrode layer can be composed mainly of, for example, an alloy of Al and Ag. In addition, a light absorption layer made of, for example, a resin black layer or a chromium layer can be formed between the cathode and the substrate, and in this case, for example, it is possible to prevent light reflected by the cathode toward the viewer side. Visibility is improved.
[0015]
Next, the lighting device as described above can be manufactured by the following method. That is, the manufacturing method of the lighting device of the present invention is a manufacturing method of a lighting device including a light emitting unit including at least a cathode, a light emitting layer, and an anode stacked in this order between a pair of substrates,
On the first substrate, at least a transparent electrode is patterned and formed in a predetermined shape on the substrate surface, an anode forming step, a light emitting layer forming step of laminating a light emitting layer on the formed anode, and on the formed light emitting layer A first substrate forming step including an alkaline earth metal layer forming step of laminating an alkaline earth metal layer as a part of a component of the cathode;
A second substrate forming step including a cathode forming step of forming at least a remaining layer of a constituent member of the cathode on the second substrate;
It comprises a substrate bonding step of bonding the first substrate formed in the first substrate forming step and the second substrate formed in the second substrate forming step.
[0016]
With such a manufacturing method, it is possible to simply provide the illumination device having the above-described configuration in which the anode is patterned into a predetermined shape. In this case, in the anode forming step, a transparent electrode can be formed by vacuum evaporation, sputtering, ion plating, etc., and then patterned into a predetermined shape by photoetching. Note that etching or resist stripping in this case can be performed by either wet or dry.
[0017]
In the light emitting layer forming step, for example, a hole transporting layer forming step for forming a hole transporting layer mainly composed of a conductive polymer and a light emitting for forming a light emitting main body layer mainly composed of a polymer EL. A main body layer forming step and a buffer layer forming step of forming a buffer layer mainly composed of LiF can be included. In the hole transport layer forming step and the light emitting body layer forming step, each layer can be formed by spin coating or printing, and in the buffer layer forming step, the buffer layer can be formed by vacuum deposition of LiF. . Furthermore, in the alkaline earth metal layer forming step, the alkaline earth metal layer can be formed by vacuum deposition of alkaline earth metal. The first substrate on which each layer is formed is preferably stored in an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere, for example, to prevent corrosion.
[0018]
In the anode forming step, the above-described linearly patterned anode can be formed by patterning the transparent electrode into a plurality of lines within the substrate surface. Further, in the light emitting layer forming step and the alkaline earth metal layer forming step, the light emitting layer and the alkaline earth metal layer can be formed across the entire anode patterned in a linear manner. It is possible to form solid, non-patterned layers.
[0019]
Further, the cathode formed on the second substrate can be patterned so as to substantially match the pattern shape of the anode. Thereby, even when the cathode is formed of a reflective electrode such as Al or Ag, a patterned light emitting portion can be obtained. In the cathode forming step, a component mainly composed of Al or Ag or an alloy thereof can be formed by vacuum deposition, sputtering, ion plating, or the like, and patterned into a predetermined shape by photoetching. In addition, also when forming the light absorption layer mentioned above on the 2nd board | substrate, it becomes possible to obtain the patterned light emission part by pattern-forming in a predetermined shape. In this case, for example, when the light absorption layer is formed mainly of resin black, the pattern can be formed in a predetermined shape by performing mask exposure, development, and post-baking after applying the resin black. The second substrate after forming the cathode is also preferably stored in an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere, for example, to prevent corrosion.
[0020]
In addition, a board | substrate bonding process can be performed under vacuum or pressure reduction, or in inert gas atmosphere, and can seal both board | substrate peripheral parts with sealing materials, such as an epoxy resin.
[0021]
Next, a display device of the present invention includes the illumination device having the above-described configuration as a light source. As described above, when a display device including the illumination device of the present invention as a light source, for example, a light source is used as a front light and reflected light is reflected from an object to be illuminated, a minute shadow or the like is visually recognized. It is possible to realize good display characteristics.
[0022]
That is, the illumination device of the present invention is preferably arranged as a light source on the display viewing side of the display device of the object to be illuminated, for example. In this case, a front light type display device can be provided. In such a display device, for example, an illuminating device as a light source is provided on the display viewing side of the illuminating body, and reflection display can be performed with reflected light from the illuminating body. In this case, an electro-optical display device such as a liquid crystal display device can be exemplified as the object to be illuminated. Furthermore, the lighting device of the present invention can also be used as a light source for exhibits exhibiting paintings, photographs, etc. in the frame.
[0023]
In the present specification, the “mainly” component means a component having the highest content among the constituent components.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, based on FIGS. 1-3, the structure of the liquid crystal display device provided with the illuminating device of embodiment which concerns on this invention is demonstrated. FIG. 1 is an exploded schematic perspective view of the liquid crystal display device of this embodiment, and FIG. 2 is a partial schematic cross-sectional view of the liquid crystal display device of this embodiment. In the present embodiment, an active matrix reflection type liquid crystal display device using TFT elements as switching elements will be described as an example of the liquid crystal display device. Moreover, in each figure, in order to make each layer and each member large enough to be recognized on the drawing, the scale is different for each layer and each member.
[0025]
First, the overall structure of the liquid crystal display device including the illumination device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2, reference numeral 10 denotes a liquid crystal display device according to the present embodiment, reference numeral 20 denotes a liquid crystal panel (illuminated body), and reference numeral 30 denotes an illumination device according to the present embodiment. 1 and 2, the upper side of the liquid crystal panel 20 (liquid crystal display device 10) is the side on which the display is viewed (viewing side, that is, the observer side), and the illumination device 30 of the present embodiment is capable of viewing the liquid crystal panel 20. The liquid crystal panel 20 and the illumination device 30 are integrated, and the liquid crystal display device 10 is configured. That is, in the present embodiment, the illumination device 30 is configured as a front light that illuminates the liquid crystal panel 20 from the viewing side.
[0026]
As shown in FIGS. 1 and 2, a liquid crystal panel 20 includes an element substrate (lower substrate) 21 having a TFT element 28, a pixel electrode 29, and the like formed on the inner surface, and a counter substrate having a common electrode 24 formed on the inner surface. (Upper substrate) 22 is arranged oppositely, and a structure in which a liquid crystal layer (electro-optic material layer) 23 is sandwiched between the element substrate 21 and the counter substrate 22 is a basic configuration, and a polarizing plate is disposed on the upper side of the counter substrate 22 in the figure. A polarizer 25 such as is attached. In addition, as a basic configuration in which the liquid crystal layer 23 is sandwiched between the substrates 21 and 22, a sealing material (not shown) is interposed on the peripheral edge side of the substrates 21 and 22, and actually the substrates 21 and 22 and the sealing material are interposed between them. The liquid crystal layer 23 is sandwiched and surrounded. On the other hand, in FIG. 1, the display of the polarizer 25 and the liquid crystal layer 23 is omitted. In FIG. 2, the display of the TFT substrate 28, the pixel electrode 29, the common electrode 24, and the like formed on the inner surfaces of the element substrate 21 and the counter substrate 22 is omitted.
[0027]
Next, in this embodiment, the “inner surface” of the element substrate 21 and the counter substrate 22 means the “surface on the liquid crystal layer side” of the element substrate 21 and the counter substrate 22. As shown in FIG. 1, a large number of source lines 26 (data lines) and a large number of gate lines 27 (scanning lines) are provided in a matrix on the inner surface of the element substrate 21. A TFT element 28 is formed in the vicinity of the intersection of each source line 26 and each gate line 27, and a pixel electrode 29 is connected to each line via each TFT element 28. On the other hand, a transparent common electrode 24 made of ITO (indium tin oxide) or the like is formed on the inner surface side of the counter substrate 22 so as to correspond to the display area.
[0028]
In the liquid crystal panel 20, a region where each pixel electrode 29 is formed is a pixel 2. In a normal liquid crystal display device, a color filter for displaying red, green, and blue is provided on the inner surface of the element substrate 21. In this embodiment, the color filter is omitted, and the liquid crystal panel 20 displays black and white. Configured as a type.
[0029]
In the present embodiment, the pixel electrode 29 is made of a light reflective metal material and functions as a reflective electrode. When the place of use is a bright place, the lighting device 30 is not turned on, and external light such as sunlight or fluorescent light enters the liquid crystal panel 20 from the viewing side, and the pixel electrode 29 formed on the inner surface of the element substrate 21. The display is performed by reflecting the light and emitting the light again to the observer side (viewing side: upward in the figure). On the other hand, in a dark place, the lighting device 30 is turned on, and the light irradiated to the liquid crystal panel 20 side by the lighting device 30 is reflected by the pixel electrode 29 formed on the inner surface of the element substrate 21, and again the lighting device. 30 is passed through and is emitted to the viewer side (viewing side: upward in the figure), and display is performed. Of course, instead of using the pixel electrode 29 as a reflective layer, a reflective layer may be provided on the inner surface of the element substrate 21 separately from the pixel electrode 29.
[0030]
Next, the structure of the illumination device 30 of this embodiment provided in the liquid crystal display device 10 will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the illumination device 30 of the present embodiment includes a pair of transparent substrates 301 and 302 made of glass, transparent resin, and the like, and a light emitting unit 300 sandwiched between the substrates 301 and 302. It is roughly structured. Of the pair of substrates, the substrate 301 disposed on the liquid crystal panel 20 side (the lower side in the drawing) is the lower substrate, and the substrate 302 disposed on the viewing side (the upper side in the drawing) of the liquid crystal display device 10 is the upper substrate. And
[0031]
The light emitting unit 300 includes an anode 303, a light emitting layer 311, and a cathode 310 stacked in this order from the lower substrate 301 side. The anode 303 is composed of a transparent electrode made of ITO (indium tin oxide), and is patterned to have a plurality of linear shapes when the substrate 301 is viewed in plan view. In the case of the present embodiment, the line width of the patterned anode 303 is about 5 to 20 μm, and the total area of the linear anode 303 is about 5 to 20% with respect to the area of the entire illumination region.
[0032]
The light-emitting layer 311 includes a hole transport layer 304, a light-emitting main body layer 305, and a buffer layer 306 stacked in this order from the anode 303 side, and includes a plurality of linearly patterned anodes 303. It is formed across each. More specifically, the hole transport layer 304, the light emitting body layer 305, and the buffer layer 306 are formed in a solid shape in plan view across the entire illumination region of the illumination device 30 of the present embodiment.
[0033]
The cathode 310 includes an alkaline earth metal layer 307, a reflective electrode layer 308, and a light absorption layer 309 stacked in this order from the light emitting layer 311 side. The alkaline earth metal layer 307 includes a plurality of layers. It is formed in a solid shape in plan view across the anode 303, that is, across the entire illumination area. On the other hand, the reflective electrode layer 308 and the light absorption layer 309 are formed in a linear pattern that substantially matches the linear pattern of the anode 303, and are aligned with the anode 303 in the substrate stacking direction.
[0034]
Hereinafter, each layer which comprises the illuminating device 30 is demonstrated in detail.
First, the anode 303 is made of ITO as described above, and is patterned into a predetermined shape such as a linear shape, and the layer thickness of each patterned linear electrode is about 0.1 to 0.2 μm. Yes. Note that the anode 303 may be formed of a transparent electrode mainly composed of, for example, IZO (indium zinc oxide).
[0035]
The hole transport layer 304 has a function of transporting holes injected from the anode 303 to the light-emitting body layer 305, and is composed mainly of, for example, polyethylene dioxythiophene (conductive polymer), and has a layer thickness of 0.05. ˜0.2 μm.
[0036]
The light emitting main body layer 305 is made of, for example, an electroluminescent material mainly composed of polymer EL (electroluminescence: organic electroluminescent substance), and its layer thickness is set to about 0.05 to 0.2 μm. The light-emitting main body layer 305 composed of such a polymer EL can emit light at a low voltage and can emit light with high luminance. As the polymer material constituting the polymer EL, for example, a fluorene polymer derivative, a polyparaphenylene vinylene derivative, a polyphenylene derivative, a polyfluorene derivative, polyvinyl carbazole, a polythiophene derivative, or the like can be used.
[0037]
The buffer layer 306 functions as a buffer layer for accelerating the injection of electrons from the cathode 310 to the light emitting body layer 305, and is mainly composed of LiF, and the layer thickness is about 0.5 to 5 nm. Yes.
[0038]
The alkaline earth metal layer 307 constituting a part of the cathode 310 is mainly composed of Ca or Mg, and is formed as a thin film for imparting transparency, and the layer thickness is about 0.2 to 40 nm (preferably Is about 0.2 to 10 nm). Similarly, the reflective electrode layer 308 constituting the cathode 310 is mainly composed of Al, and its layer thickness is about 0.1 to 0.2 μm. Note that the reflective electrode layer 308 can be mainly composed of, for example, an Al alloy, Ag, or an Ag alloy. Furthermore, the light absorption layer 309 has a function of preventing reflected light from the reflective electrode 308 toward the observer side, and is mainly composed of resin black, and its layer thickness is about 0.5 to 2 μm. Yes. Note that the light absorption layer 309 can be mainly composed of chromium.
[0039]
As described above, in the illumination device 30 according to the present embodiment, the anode 303 mainly composed of ITO is configured by linear patterning, and the light emitting layer 311 and the alkaline earth metal layer 307 are flat across the entire illumination region. The reflective electrode layer 308 and the light absorption layer 309 are configured to substantially coincide with the linear pattern of the anode 303 while being configured in a solid shape. Therefore, the light emitting unit 300 can be configured in a linear pattern, and by using this as a front light of the liquid crystal panel 20, there is a problem that a linear shadow or the like due to the pattern formation of the light emitting unit is visually recognized. A liquid crystal display device 10 that is unlikely to occur is realized. In the case of patterning the anode 303, the reflective electrode layer 308, and the light absorption layer 309, a photo process can be used, and a hole transport layer 304, a light-emitting body layer 305, a buffer layer that are difficult to perform the photo process are used. Compared with the case where the alkaline earth metal layer is patterned into a line shape, patterning with a smaller line width can be realized. Therefore, the illuminating device 30 of the present embodiment is configured to include the light emitting unit 300 having a further miniaturized pattern.
[0040]
Next, an example of a method for manufacturing the lighting device 30 of the present embodiment provided in the liquid crystal display device 10 will be described.
First, as shown in FIG. 3, a transparent electrode (anode) 303 is linearly formed in a substrate surface on a glass substrate 301 serving as a lower substrate (anode forming step). In this case, ITO (indium tin oxide) is deposited on the substrate 301 by a predetermined deposition method such as vacuum deposition, sputtering, or ion plating, and then a resist is applied, mask exposure, development, etching, resist It uses a photo process that removes it. Therefore, the line width of the patterned anode 303 is as fine as 20 μm or less. Note that either wet or dry methods can be employed for the etching and resist removal process.
[0041]
Next, as shown in FIG. 4, polyethylene dioxythiophene (PEDT) is applied in a planar shape across each of the linearly patterned anodes 303 to form a hole transport layer 304 (positive) Pore transport layer forming step). In this case, the coating is formed by spin coating or printing. As shown in FIG. 5, a fluorene polymer derivative is applied as a polymer EL material to the upper layer of the hole transport layer 304 by spin coating or printing to form a light emitting main body layer 305 (light emission). Main body layer forming step). Further, as shown in FIG. 6, LiF is vacuum-deposited on the light emitting body layer 305 to form a buffer layer 306 (buffer layer forming step). The light emitting layer 311 is formed by such hole transport layer forming step, light emitting main body layer forming step, and buffer layer forming step (light emitting layer forming step).
[0042]
Further, as shown in FIG. 7, Ca (alkaline earth metal) is vacuum-deposited on the upper layer of the buffer layer 306 to form an alkaline earth metal layer 307 (alkaline earth metal layer forming step). In these hole transport layer forming step, light emitting body layer forming step, buffer layer forming step, and alkaline earth metal layer forming step, each layer is simply applied or vapor-deposited on the entire illumination area. Yes. Through the above steps, a first substrate including the lower substrate 301, the anode 303, the hole transport layer 304, the light emitting body layer 305, the buffer layer 306, and the alkaline earth metal layer 307 is formed (first substrate forming step). . The formed first substrate is stored in an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere.
[0043]
On the other hand, as shown in FIG. 8, a resin black layer serving as a light absorption layer is formed in a linear pattern within the substrate surface on a glass substrate 302 serving as an upper substrate (light absorption layer forming step). In this case, after applying resin black, mask exposure, development, and post-baking are performed to obtain a resin black with a linear pattern.
[0044]
Further, as shown in FIG. 9, a reflective electrode layer 308 is formed by laminating Al on the light absorption layer 309 formed on the glass substrate 302. In this case, Al is deposited on the glass substrate 302 or the light absorption layer 309 by a predetermined deposition method such as vacuum deposition or sputtering, and then a resist is applied, mask exposure, development, etching, and resist removal are performed. Thus, a reflective electrode layer 308 having a linear pattern laminated on the light absorption layer 309 is obtained. Note that either wet or dry methods can be employed for the etching and resist removal process. Through the above steps, a second substrate including the upper substrate 302, the light absorption layer 309, and the reflective electrode layer 308 is formed (second substrate forming step). The formed second substrate is stored in an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere.
[0045]
The lighting device 30 is obtained by bonding the first substrate and the second substrate obtained by the above steps as shown in FIG. Specifically, in the bonding step, the substrates are bonded in an inert gas atmosphere, and the periphery of each bonded substrate is sealed with a sealing material such as an epoxy resin. ing. In addition to the inert gas atmosphere, the pressure bonding can be performed in a reduced pressure atmosphere.
[0046]
With such a manufacturing method, it is possible to provide the illumination device of the above-described embodiment, that is, the illumination device including a light emitting unit having a miniaturized pattern. This is because an anode made of a transparent electrode such as ITO was patterned by a photo process, and in the illumination device 30 of the present embodiment, the light emitting portion was linearly patterned based on the linear patterning of the anode. Yes.
[0047]
Next, a specific example of an electronic device including the liquid crystal display device 10 of the above embodiment will be described. FIG. 11A is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 11A, reference numeral 500 denotes a mobile phone body, and reference numeral 501 denotes a liquid crystal display unit using the liquid crystal display device 10 of the above embodiment. FIG. 11B is a perspective view illustrating an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. In FIG. 11B, reference numeral 600 denotes an information processing apparatus, reference numeral 601 denotes an input unit such as a keyboard, reference numeral 603 denotes an information processing apparatus body, and reference numeral 602 denotes a liquid crystal display unit using the liquid crystal display device 10 of the above embodiment. ing. FIG. 11C is a perspective view showing an example of a wristwatch type electronic device. In FIG. 11C, reference numeral 700 denotes a watch body, and reference numeral 701 denotes a liquid crystal display unit using the liquid crystal display device 10 of the above embodiment. Each of the electronic devices shown in FIGS. 11A to 11C includes a liquid crystal display unit using the liquid crystal display device 10 of the above-described embodiment, and therefore can always perform bright reflection display using a front light. In particular, display defects such as a shadow being visually recognized are less likely to occur based on the pattern shape of the light emitting portion of the front light.
[0048]
In the embodiments described so far, the example in which the illumination device of the present invention is applied to the liquid crystal display device has been described. However, the illumination device of the present invention is not limited to the illumination device for the liquid crystal display device. is there. That is, for example, as an illumination device for illuminating exhibits such as photographs and paintings contained in a forehead, the illumination device of the present invention can be applied alone for illumination of other members and places.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, the lighting device of the present invention is configured by linearly patterning the anode made of a transparent electrode such as ITO, and the light emitting layer and the alkaline earth metal layer are formed in a solid shape in plan view across the entire illumination area. In addition, the reflective electrode layer and the light absorption layer were configured to substantially coincide with the linear pattern of the anode. Therefore, it is possible to configure a light emitting portion composed of an anode, a light emitting layer, and a cathode in a linear pattern. By using this as a front light of a liquid crystal panel, a linear shadow or the like due to the pattern formation of the light emitting portion. It is possible to realize a liquid crystal display device that is less likely to cause problems such as being visually recognized.
[0050]
In addition, a photo process can be used in the step of patterning the anode, the reflective electrode layer, and the light absorption layer, and the hole transport layer, the light emitting body layer, the buffer layer, and the alkaline earth metal layer are linearly patterned. Compared to the case, patterning with a smaller line width can be realized. Therefore, the illumination device of the present invention has a configuration including a light-emitting portion having a further miniaturized pattern, and problems such as a linear shadow being visually recognized based on the pattern are less likely to occur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view schematically illustrating an example of a liquid crystal display device including an illumination device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional schematic diagram of the liquid crystal display device of FIG.
3 is an explanatory view showing a method for manufacturing the lighting device of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is an explanatory view showing a method for manufacturing the lighting device following FIG. 3;
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing the lighting device, following FIG. 4;
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing the lighting device, following FIG. 5;
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing the lighting device, following FIG. 6;
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing the lighting device, following FIG. 7;
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing the lighting device, following FIG. 8;
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing the lighting device, following FIG. 9;
11 is a perspective view illustrating some examples of an electronic apparatus including the liquid crystal display device according to the embodiment. FIG.
[Explanation of symbols]
10 Liquid crystal display device
20 LCD panel
30 Lighting device
300 Light emitting part
301 Lower substrate
302 Upper substrate
303 anode
304 Hole transport layer
305 Light-emitting body layer
306 Buffer layer
307 Alkaline earth metal layer
308 Reflective electrode layer
309 Light absorption layer
310 cathode
311 Light emitting layer

Claims

一対の基板間に、少なくとも陰極と、発光層と、陽極とをこの順で積層して含む発光部を具備する照明装置の製造方法であって、
第１の基板上に、少なくとも透明電極を該基板面内に所定形状にパターニングする陽極形成工程と、形成した陽極上に発光層を積層する発光層形成工程と、形成した発光層上に陰極の構成部材の一部としてアルカリ土類金属層を前記陽極の全体に跨るように積層するアルカリ土類金属層形成工程とを含む第１基板形成工程と、
第２の基板上に、少なくとも陰極の構成部材の残余の層を前記透明電極に略一致する形状にパターニングする陰極形成工程を含む第２基板形成工程と、
前記第１基板形成工程にて形成された第１基板と、前記第２基板形成工程にて形成された第２基板とを貼り合わせる基板貼合せ工程とを具備し、
前記残余の層は、前記基板貼合せ工程時に、平面視した状態で前記透明電極に重なるように配置されることを特徴とする照明装置の製造方法。A manufacturing method of an illumination device including a light emitting unit including a stack of at least a cathode, a light emitting layer, and an anode in this order between a pair of substrates,
An anode forming step of patterning at least a transparent electrode in a predetermined shape on the first substrate, a light emitting layer forming step of laminating a light emitting layer on the formed anode, and a cathode on the formed light emitting layer. A first substrate forming step including an alkaline earth metal layer forming step of laminating an alkaline earth metal layer as part of the constituent member so as to straddle the entire anode ;
A second substrate forming step including a cathode forming step of patterning at least a remaining layer of the cathode component on the second substrate into a shape substantially matching the transparent electrode;
A substrate laminating step for laminating the first substrate formed in the first substrate forming step and the second substrate formed in the second substrate forming step;
The said remaining layer is arrange | positioned so that it may overlap with the said transparent electrode in the state seen planarly at the time of the said board | substrate bonding process.

前記陽極形成工程において、前記透明電極を前記基板面内で複数の線状にパターニング形成することを特徴とする請求項１に記載の照明装置の製造方法。 2. The method of manufacturing an illuminating device according to claim 1, wherein, in the anode forming step, the transparent electrode is patterned and formed into a plurality of lines in the substrate surface.

前記発光層形成工程及び前記アルカリ土類金属層形成工程において、前記発光層及び前記アルカリ土類金属層は、前記線状にパターニングされた陽極全体に跨って形成することを特徴とする請求項２に記載の照明装置の製造方法。 3. The light emitting layer forming step and the alkaline earth metal layer forming step are characterized in that the light emitting layer and the alkaline earth metal layer are formed across the entire anode patterned in the linear shape. The manufacturing method of the illuminating device of description.

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置の製造方法を用いて製造された照明装置を光源として備えることを特徴とする表示装置。 A display device comprising a lighting device manufactured using the method for manufacturing a lighting device according to claim 1 as a light source.

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置の製造方法を用いて製造された照明装置を光源として備える表示装置であって、被照明体の当該表示装置の表示視認側に前記照明装置を配設してなることを特徴とする表示装置。 It is a display apparatus provided with the illuminating device manufactured using the manufacturing method of the illuminating device of any one of Claim 1 thru | or 3 as a light source, Comprising: The said illumination to the display visual recognition side of the said display apparatus of the to-be-illuminated body A display device comprising a device.