專利名稱：發(fā)光裝置和顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括諸如有機電致發(fā)光元件(有機EL元件)的發(fā)光元件的發(fā)光 裝置，以及一種包括該發(fā)光裝置的顯示器。
背景技術(shù)：
迄今為止，冷陰極熒光燈已經(jīng)廣泛用作液晶顯示器的背光。冷陰極熒光燈具有包 括發(fā)射波長范圍、亮度等的優(yōu)良特性，但是需要反射板、導(dǎo)光板等以用光照射液晶顯示器的 整個表面，所以冷陰極熒光燈具有需要解決的諸如部件成本上升和高功耗的問題。因此，近 年來，已經(jīng)提出了如日本未審查專利申請公開第10-125461號中所描述的使用有機EL元件 作為背光的液晶顯示器。有機EL元件是一種發(fā)光元件，并且具有許多優(yōu)點，諸如通過薄膜 工藝的可制造性、低功耗、寬的波長選擇范圍等。
通常，有機EL元件具有如下構(gòu)造，S卩，在諸如玻璃基板的透明基板上層壓作為陽 極的透明電極、包括有機EL層的發(fā)光層和作為陰極的反射電極。透明電極例如由ITO(氧 化銦錫)等制成，而反射電極由Al (鋁)等制成。發(fā)光層具有包括空穴輸送層、有機EL層 以及電子輸送層的層壓構(gòu)造。
在具有這種構(gòu)造的有機EL元件中，當(dāng)在透明電極和反射電極之間施加DC電壓時， 從透明電極注入的空穴通過空穴輸送層導(dǎo)入有機EL層，從反射電極注入的電子通過電子 輸送層導(dǎo)入有機EL層。在有機EL層中，通過導(dǎo)入有機EL層的空穴和電子的復(fù)合產(chǎn)生具有 預(yù)定波長的光，產(chǎn)生的光通過透明電極和透明基板向外部射出。發(fā)明內(nèi)容
在這種有機EL元件中，除非發(fā)光層的材料具有各向異性，否則在發(fā)光層中產(chǎn)生的 光通常是非偏振光。因此，發(fā)光層中產(chǎn)生的大部分光被液晶顯示面板的偏光鏡吸收。因此， 考慮在背光和液晶顯示面板之間設(shè)置反射偏光鏡。然而，在這種情況下，部件數(shù)量增多，并 且顯示器厚度增大。
期望提供一種允許在不增加其部件數(shù)量或厚度的情況下獲得偏振光的發(fā)光裝置， 以及包括該發(fā)光裝置的顯示器。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供了一種發(fā)光裝置，包括發(fā)光元件，在基板上從基板 依次包括第一電極、發(fā)光層以及第二電極?；逶诿嫦虻谝浑姌O的表面上具有第一凹凸結(jié) 構(gòu)，該第一凹凸結(jié)構(gòu)包括多個寬度等于或小于可見光波長上限的條狀凸部。第一電極、發(fā)光 層以及第二電極在與面向基板的表面相對的表面上均具有模仿第一凹凸結(jié)構(gòu)的凸部的第 二凹凸結(jié)構(gòu)。3
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供了一種顯示器，包括基于圖像信號驅(qū)動的顯示面 板；以及發(fā)出施加至顯示面板的光的發(fā)光裝置。發(fā)光裝置包括基板，并且在基板的與面向顯 示面板的表面相對的表面上，從基板依次包括第一電極、發(fā)光層以及第二電極?；逶诿嫦?第一電極的表面上具有第一凹凸結(jié)構(gòu)，該第一凹凸結(jié)構(gòu)包括多個寬度等于或小于可見光波 長上限的條狀凸部的。第一電極、發(fā)光層以及第二電極在與面向基板的表面相對的表面上 均具有模仿第一凹凸結(jié)構(gòu)的凸部的第二凹凸結(jié)構(gòu)。
在根據(jù)本發(fā)明實施方式的發(fā)光裝置和顯示器中，將包括多個寬度等于或小于可見 光波長上限的條狀凸部的第一凹凸結(jié)構(gòu)設(shè)置在基板的面向的第一電極的表面上。第一電 極、發(fā)光層以及第二電極在與面向基板的表面相對的表面上均具有模仿第一凹凸結(jié)構(gòu)的凸 部的第二凹凸結(jié)構(gòu)。從而，通過基板表面上的第一凹凸結(jié)構(gòu)或第一電極、發(fā)光層以及第二電 極的第二凹凸結(jié)構(gòu)將發(fā)光層中生成的光轉(zhuǎn)換為偏振光。
在根據(jù)本發(fā)明實施方式的發(fā)光裝置和顯示器中，通過基板表面上的第一凹凸結(jié)構(gòu) 或第一電極、發(fā)光層以及第二電極的第二凹凸結(jié)構(gòu)將發(fā)光層中產(chǎn)生的光轉(zhuǎn)換為偏振光。從 而，允許將從發(fā)光元件發(fā)出的光變換為偏振光，因此，在不增加發(fā)光裝置的部件數(shù)量或厚度 的情況下獲得偏振光。結(jié)果，在利用偏振光的顯示器(通常是后述的液晶投影儀、液晶電視 機、液晶監(jiān)視器等)或照明裝置中，可以實現(xiàn)更高的亮度和更高的對比度。
本發(fā)明的其它目的、特征以及優(yōu)點將從下面的描述中更加充分地顯現(xiàn)出來。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的顯示器的截面圖。
圖2A和圖2B是包括在圖1所示的照明裝置中的發(fā)光裝置的透視圖和截面圖。
圖3是用于描述圖2A和圖2B中的發(fā)光裝置的功能(function)的示意圖。
圖4是電流密度與亮度之間的關(guān)系圖。
圖5是偏振分量與功率效率之間的關(guān)系圖。
圖6是節(jié)距與消光率之間的關(guān)系圖。
圖7是高寬比(aspect ratio)與消光率(extinction ratio)之間的關(guān)系圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的投影儀的構(gòu)造圖。
圖9是圖2中的發(fā)光裝置的變形實例的截面圖。
具體實施方式
下面將參照附圖詳細(xì)描述優(yōu)選實施方式。將按照以下順序進行描述。
1.第一實施方式(顯示器)
2.第二實施方式(投影儀)
第一實施方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的顯示器1的示意性構(gòu)造的實例。顯示器1 包括液晶顯示面板10 (顯示面板)、設(shè)置在液晶顯示面板10背面的照明裝置20、支撐液晶 顯示面板10和照明裝置20的外殼30以及驅(qū)動液晶顯示面板10以顯示圖像的驅(qū)動電路 (未示出)。在顯示器1中，液晶顯示面板10的正面朝向觀看者(未示出)。
液晶顯示面板104
液晶顯示面板10顯示圖像。例如，液晶顯示面板10是透射型顯示面板(其中每 個像素響應(yīng)于圖像信號被驅(qū)動)，并且具有液晶層被夾在一對透明基板之間的構(gòu)造。例如， 液晶顯示面板10從靠近照明裝置20側(cè)開始依次包括偏光鏡、透明基板、像素電極、取向膜 (alignment film)、液晶層、取向膜、共用電極、濾色片、透明基板(對向基板)以及偏光鏡 (全部未示出)。
透明基板由對可見光透明的諸如平板玻璃的基板構(gòu)成。此外，在液晶顯示面板10 中靠近照明裝置20側(cè)的透明基板中形成包括電連接至像素電極的TFT(薄膜晶體管)、配 線等的有源驅(qū)動電路。例如，像素電極和共用電極由ITO(氧化銦錫)制成。像素電極被以 柵格排列(lattice arrangement)或Δ排列(delta arrangement)設(shè)置在透明基板上，并 且作為用于各個像素的電極。另一方面，共用電極被形成在濾色片的整個表面上，并且用作 面向像素電極的共用電極。例如，取向膜由諸如聚酰亞胺的高分子材料制成，并且對液晶執(zhí) 行取向處理。例如，液晶層由VA(垂直配向)模式、NT(扭轉(zhuǎn)向列)模式、或STN(超扭轉(zhuǎn)向 列)模式液晶制成，并且具有如下功能，即，通過從驅(qū)動電路施加的電壓來改變每個像素中 從照明裝置20發(fā)出光的偏振軸的方向。此外，逐步改變液晶取向，使得以步進的方式調(diào)整 每個像素透射軸的方向。在濾色片中，例如，對應(yīng)于像素電極的排列來設(shè)置將透過液晶層的 光分別分離為紅(R)、綠(G)以及藍⑶三原色或諸如R、G、B以及白(W)4種顏色的濾色 片。作為濾色片排列(像素排列)，通?？梢允褂脳l狀排列、對角線排列、Δ排列或矩形排 列。偏光鏡是一種光學(xué)光閥(opticalshutter)，僅允許一定振動方向上的光(偏振光)通 過。設(shè)置偏光鏡使得它們的偏振軸彼此相差90°，從而偏光鏡允許從照明裝置20發(fā)出的光 經(jīng)由液晶層透過，或阻擋發(fā)出的光。
照明裝置20
例如，照明裝置20包括圖2A中示出的作為直下式光源(directtype light source)的發(fā)光裝置21。此外，圖2A示出了發(fā)光裝置21的透視圖，而圖2B示出了沿著圖 2A中的箭頭方向A-A截取的截面構(gòu)造的實例。例如，發(fā)光裝置21包括基板22和發(fā)光元件 23。發(fā)光元件23形成在基板22的一個表面上，更具體地，形成在基板22的與面向液晶顯 示面板10的表面相對的表面上。換句話說，在將圖2A中的發(fā)光裝置21應(yīng)用為圖1中的照 明裝置20的情況下，發(fā)光元件23被設(shè)置在圖1中的基板22的下面。發(fā)光元件23例如由 有機El元件構(gòu)成，并且通過從靠近基板22側(cè)開始依次層壓透明電極對、有機EL層25 (發(fā) 光層)以及反射電極26來形成發(fā)光元件23?；?2與透明電極M互相接觸，并且基板 22和透明電極M之間存在界面21B。基板22的與面向發(fā)光元件23的表面相對的表面是 發(fā)光裝置21的發(fā)光面21A，并且被設(shè)置為面向液晶顯示面板10。在圖2A中，例示了在發(fā)光 面21A上未特別設(shè)置部件的情況，但是可以在發(fā)光面21A上設(shè)置諸如棱鏡片的光學(xué)片。
基板22
基板22由對于有機EL層25中產(chǎn)生的光透明的材料制成，例如，玻璃、塑料等?；?22對于有機EL層25中產(chǎn)生的光的透射率優(yōu)選為約70%或以上。當(dāng)將塑料適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于基 板22時，使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚鄰苯二甲酸酯(polyethylenenaphthalate， PEN)、聚酰亞胺、聚碳酸酯(PC)等。基板22優(yōu)選具有剛性(自支撐特性)，但是基板22可 以具有柔性。
例如，如圖2A和圖2B所示，基板22在面向透明電極24的表面上具有(在層壓平面的一個方向(X軸方向)上具有規(guī)則性的)凹凸結(jié)構(gòu)22A(第一凹凸結(jié)構(gòu))。例如，通過在 X軸方向上平行設(shè)置多個在與X軸方向垂直的方向(Y軸方向)上延伸的條狀凸部22B來形 成凹凸結(jié)構(gòu)22A。如圖2B所示，例如，凸部22B均優(yōu)選具有圓形的頂部22C(凸曲面)。在 頂部22C具有銳利的尖端形狀的情況下，對應(yīng)于發(fā)光元件23的頂部22C的部分由于覆蓋不 良(coverage failure)等而易受到損壞，從而發(fā)光元件23的壽命縮短。除了頂部22C之 外，由相鄰的兩個凸部22B形成的凹部22D也可以是圓形的(凹曲面)。因此，在頂部22C 和凹部22D是圓形的情況下，凹凸結(jié)構(gòu)22k在X軸方向上具有波浪形狀。
此外，頂部22C和凹部22D之一或二者可以是平坦的。頂部22C和凹部22D之間 的部分的表面優(yōu)選為斜面，但是可以為平行于層壓方向的垂直面。凸部22B可以具有諸如 半圓柱形狀、梯形形狀以及多邊柱形狀的各種形狀。此外，所有的凸部22B可以具有彼此相 同的形狀，或者相鄰的凸部22B可以具有彼此不同的形狀。此外，將基板22上的多個凸部 22B劃分為兩種或以上種凸部，并且兩種或以上種凸部可以分別具有不同的形狀。
凸部22B的厚度方向(Z軸方向)與排列方向(X軸方向)的尺度(scale)都等于 或小于可見光(通常具有約380nm 780nm(包括兩端點)的波長)波長上限(約780nm)。 換句話說，凹凸結(jié)構(gòu)22A具有納米級規(guī)則性或周期性。在這種情況下，每個凸部22B可以具 有對應(yīng)于在機EL層25的面向凸部22B的部分中產(chǎn)生的光的波長范圍的寬度，或者具有不 考慮在有機EL層25的面向凸部22B的部分中產(chǎn)生的光的波長范圍的固定寬度。
凸部22B的高度H優(yōu)選在50nm 275nm(包括兩端點)的范圍內(nèi)，例如，在50nm 192.5nm(包括兩端點)的范圍內(nèi)。凸部22B的寬度(排列方向的節(jié)距P)優(yōu)選在150nm 275nm(包括兩端點)的范圍內(nèi)。具體地，在節(jié)距P在275nm或以下的情況下，如圖6所示， 獲得具有高消光率(高偏振度)的偏振光。此外，如圖7所示，在選擇1.0的高寬比(消光 率在此處最大化)的情況下，凸部22B的高度H優(yōu)選在275nm或以下。此外，通過凸部22B 的高度H和寬度確定的凹部22D的高寬比優(yōu)選在0. 2 2(包括兩端點)的范圍內(nèi)，因為當(dāng) 高寬比超過2時，難以在基板22上層壓發(fā)光元件23，并且當(dāng)高寬比低于0. 2時，界面21B及 其周圍在層壓方向上的折射率急劇變化，從而幾乎消除了后述的全反射降低效應(yīng)。
因此，凹凸結(jié)構(gòu)22A在幾何光學(xué)方面具有接近平面的表面形狀。然而，如后所述， 凹凸結(jié)構(gòu)22A表現(xiàn)出不同于單純平面或具有納米級規(guī)則性的凹凸結(jié)構(gòu)的特定功能。此外， 在基板22由樹脂制成的情況下，允許通過納米壓印技術(shù)形成基板22的凹凸結(jié)構(gòu)22A。例 如，允許通過如下方式形成凹凸結(jié)構(gòu)22A，即，用樹脂(其為基板22的材料)涂覆支撐基板， 然后將(具有凹凸結(jié)構(gòu)22A的相反形狀的)具有凹凸結(jié)構(gòu)的模具按壓在樹脂上，并對樹脂 進行加熱或施加紫外線照射。在基板22由玻璃制成情況下，例如，允許以如下步驟形成凹 凸結(jié)構(gòu)22A。首先，用熱固樹脂或紫外線固化樹脂均勻地涂布玻璃表面。其次，將(具有凹 凸結(jié)構(gòu)22A的相反形狀的)具有凹凸結(jié)構(gòu)的模具按壓在樹脂上，并且通過加熱或紫外照射 將模具的形狀轉(zhuǎn)移到樹脂表面。然后，通過反應(yīng)性離子蝕刻法等均勻地腐蝕(去除)該表 面，從而允許在玻璃基板上形成凹凸結(jié)構(gòu)22k。此外，例如，可以通過在把玻璃按壓在上述模 具上的同時加熱具有比較低的玻璃轉(zhuǎn)化溫度的玻璃而在玻璃基板上形成凹凸結(jié)構(gòu)22A。
透明電極對
透明電極由對于有機EL層25中產(chǎn)生的光透明的并且具有導(dǎo)電性的材料制成。這 種材料的實例包括ITO(氧化銦錫)、SnO(氧化錫)、IZO(氧化銦鋅)等。透明電極對在基板22的凹凸結(jié)構(gòu)22A的表面上形成，并且在與面向基板22的表面相對的表面上具有模 仿凹凸結(jié)構(gòu)22k的凹凸結(jié)構(gòu)24A(第二凹凸結(jié)構(gòu))。換句話說，凹凸結(jié)構(gòu)24A具有與凹凸結(jié) 構(gòu)22A幾乎相同的表面形狀，并且具有凹凸結(jié)構(gòu)的表面形狀，其中在X軸方向上平行設(shè)置類 似于凸部22B的凸部。例如，在凹凸結(jié)構(gòu)24A中，由兩個相鄰的凸部形成的凹部24B的深度 (從凸部的頂部到凹部MB的底部的距離)等于或小于凹部22D的深度(從凸部22B的頂 部到凹部22D的底部的距離)，并且凹部24B的高寬比等于或小于凹部22D的高寬比。為了 確保諸如有機EL層25、透明電極M以及反射電極沈的良好覆蓋，期望凹部24B的深度等 于或小于凹部22D的深度，但是凹部24B的深度可以大于凹部22D的深度。此外，在說明書 中，“模仿”的含義不僅包括凹凸結(jié)構(gòu)具有相同的表面形狀的情況，并且包括如上所述的各 凹凸結(jié)構(gòu)的凹部深度彼此不同的情況。
透明電極M的厚度優(yōu)選具有當(dāng)在基板22上形成透明電極M時形成具有等于 或小于可見光波長上限的尺度的凹凸結(jié)構(gòu)24A的值。透明電極對的厚度優(yōu)選在50nm 500nm (包括兩端點)的范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選地，在SOnm 150nm(包括兩端點)的范圍內(nèi)。
有機EL 層 25
例如，有機EL層25具有層壓構(gòu)造，其中從靠近透明電極M側(cè)開始依次層壓空穴 注入層、空穴輸送層、發(fā)光層以及電子輸送層。此外，如果必要，有機EL層25可以包括除了 上述層以外的任何層，或者可以不包括空穴輸送層和電子輸送層之一或二者。在這種情況 下，設(shè)置空穴注入層以提高空穴注入效率。設(shè)置空穴輸送層以提高對發(fā)光層的空穴輸送效 率。發(fā)光層通過(響應(yīng)于透明電極M和反射電極沈之間產(chǎn)生的電場的施加的)電子和空 穴的復(fù)合來發(fā)光。設(shè)置電子輸送層以提高對發(fā)光層的電子輸送效率。有機EL層25可以產(chǎn) 生一個波長范圍(例如，紅光范圍、藍光范圍或綠光范圍)內(nèi)的光，或者根據(jù)位置產(chǎn)生不同 的波長范圍內(nèi)的光。
有機EL層25形成在透明電極M的凹凸結(jié)構(gòu)24A的表面上，并且在與面向基板22 的表面相對的表面上具有大致模仿凹凸結(jié)構(gòu)24A的形狀。換句話說，有機EL層25具有X 軸方向上的尺度等于或小于可見光波長上限的波浪形狀(凹凸結(jié)構(gòu))。從而，在有機EL層 25(特別是發(fā)光層)中，從層壓方向觀看的每單位面積的表面積大于在平坦表面上形成有 機EL層25的情況下的每單位面積的表面積。此外，可以在透明電極M的整個表面上形成 有機EL層25，或者可以以圖案方式分布形成有機EL層。圖案的形狀沒有特別的限制，可 以使用諸如矩陣形狀和條狀的各種形狀。為了當(dāng)在透明電極M上形成有機EL層25時，形 成具有等于或小于上述可見光波長上限的尺度的波浪，有機EL層25的厚度優(yōu)選在50nm 780nm (包括兩端點)的范圍內(nèi)。
反射電極沈
反射電極沈由以高反射率反射有機EL層25中產(chǎn)生的光的材料形成，例如，鋁、 鉬、金、鉻、鎢、鎳、包括它們中的任何一種的合金等。反射電極沈形成在有機EL層25的表 面(波浪狀表面)上，并且在與面向基板22的表面相對的表面上具有大致模仿有機EL層 25的表面上的波浪的形狀。換句話說，與有機EL層25的情況一樣，反射電極沈具有X軸 方向上的尺度等于或小于可見光波長上限的波浪形狀(凹凸結(jié)構(gòu))。
接下來，下面將根據(jù)實施方式描述顯示器1的功能效果。
在該實施方式中，當(dāng)在透明電極M和反射電極沈之間施加電壓時，來自透明電極24的空穴和來自反射電極沈的電子導(dǎo)入有機EL層25的發(fā)光層。在發(fā)光層中，通過導(dǎo)入的 空穴和電子的復(fù)合激發(fā)有機EL分子，以產(chǎn)生具有預(yù)定波長的光。產(chǎn)生的光經(jīng)由透明電極對 和基板22從發(fā)光面21A向液晶顯示面板10的背面平面地射出。在液晶顯示面板10中，基 于圖像信號調(diào)制來自照明裝置20的入射光，并且通過濾色片將該光分離成各顏色的光，然 后各顏色的光向觀看側(cè)射出。從而顯示彩色圖像。
在該實施方式中，在面向透明電極M的基板22的表面上設(shè)置具有X軸方向上等 于或小于可見光波長上限的規(guī)則性的凹凸結(jié)構(gòu)22A。透明電極M、有機EL層25以及反射 電極沈在與面向基板22的表面相對的表面上均具有模仿凹凸結(jié)構(gòu)22k的凹凸結(jié)構(gòu)24A。 通常，基板22與透明電極M之間的折射率差很大，所以在基板22與透明電極M之間的界 面21B是平坦的情況下，界面21B的反射率很高。然而，在該實施方式中，由于將具有等于 或小于可見光波長上限的規(guī)則性的凹凸結(jié)構(gòu)22A設(shè)置在界面21B上，所以在界面21B及其 周圍，層壓方向上的折射率的變化平緩。從而，界面21B的反射率降低，所以如圖3所示，經(jīng) 由界面21B從發(fā)光面21A向外部射出的有機EL層25中產(chǎn)生的光L的百分比增加。
此外，在該實施方式中，由于在透明電極M的表面上形成具有等于或小于可見光 波長上限的規(guī)則性的凹凸結(jié)構(gòu)24A，所以有機EL層25 (特別是有機EL層25中的發(fā)光層) 具有尺度等于或小于可見光波長上限的波浪形狀。從而，與發(fā)光層是平坦形狀的情況相比， 發(fā)光層的表面積增加，從而電流密度增加。此外，由于在透明電極M中形成具有等于或小 于可見光波長上限的規(guī)則性的凹凸結(jié)構(gòu)24A，所以尺度等于或小于可見光波長上限的局部 電場很強的部分在發(fā)光層中規(guī)則地生成。從而，與基板22是平坦的情況相比，或與在基板 22上設(shè)置具有納米級規(guī)則性的凹凸結(jié)構(gòu)的情況相比，電流效率(=亮度/電流密度)與功 率效率(=亮度/(電流密度X施加的電壓))兩者都顯著提高。因此，與基板22是平坦 的情況或在基板22上設(shè)置具有納米級規(guī)則性的凹凸結(jié)構(gòu)的情況相比，允許提高亮度。
例如，從圖4顯而易見的是，與基板22是平坦的(由圖4中的虛線表示；比較實例 1)的情況相比，在凸部22B的節(jié)距是275nm(由圖4中的實線表示；實例)的情況下，亮度 更高。
此外，在該實施方式中，在面向透明電極M的基板22的表面上設(shè)置具有X軸方向 上等于或小于可見光波長上限的規(guī)則性的凹凸結(jié)構(gòu)22A。透明電極M、有機EL層25以及反 射電極26在與面向基板22的表面相對的表面上均具有模仿凹凸結(jié)構(gòu)22A的凹凸結(jié)構(gòu)24A。 從而，通過基板22表面上的凹凸結(jié)構(gòu)22A，或透明電極M、有機EL層25以及反射電極沈， 將有機EL層25 (特別是有機EL層25中的發(fā)光層)中產(chǎn)生的光變換為偏振光。從而，允許 將從發(fā)光元件23發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為偏振光。
例如，在凸部22B的節(jié)距是275nm的情況下，如圖5所示，允許TM(橫向磁)偏振光 的功率效率(由圖5中的實線表示)與TE(橫向電)偏振光的功率效率(由圖5中的虛線 表示)之間的差增大。然后，當(dāng)功率效率差增大時，允許偏振光的偏振度增大。此外，TM偏 振光意味著偏振光垂直于柵格(lattice)，TE偏振光意味偏振光平行于柵格。此外，例如， 在凸部22B的節(jié)距是275nm的情況下，當(dāng)凹部22D的高寬比在0. 3 1. 0的范圍中時，如圖 7所示，在所有的紅光波長(590nm)、綠光波長(530nm)以及藍光波長G70nm)中，允許消光 率大于1。此外，例如，在凹部22D的高寬比為0. 3的情況下，當(dāng)凸部22B的節(jié)距在150nm 400nm的范圍內(nèi)時，如圖6所示，在所有的紅光波長(590nm)、綠光波長(530nm)以及藍光波長G70nm)中，允許消光率大于1。換句話說，如上所述，當(dāng)消光率大于(或小于)1時，獲得 偏振度。此外，通過對正面方向上的光(更具體地，在士2.5°發(fā)光角范圍中的光)的強度 進行積分來獲得圖6和圖7中示出的消光率。
因此，在該實施方式中，在不增加發(fā)光裝置21的部件數(shù)量或厚度的情況下獲得偏 振光。此外，當(dāng)從發(fā)光裝置21發(fā)出偏振光時，在從發(fā)光裝置21發(fā)出的偏振光的偏振方向平 行于在液晶顯示面板10的靠近發(fā)光裝置21側(cè)上的偏光鏡的透射軸的情況下，例如，可獲得 以下效果。與進入靠近發(fā)光裝置21側(cè)上的偏光鏡的光是非偏振光的情況相比，允許提高顯 示亮度。此外，與進入靠近發(fā)光裝置21側(cè)上的偏光鏡的光是非偏振光的情況相比，允許與 液晶顯示面板10的靠近發(fā)光裝置21側(cè)上的偏光鏡的透射軸相交(垂直)的偏振分量降低， 并且允許提高對比度。
第二實施方式
接下來，下面將描述根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的投影儀2。圖8示出了根據(jù)該實施 方式的投影儀2的示意性構(gòu)造的實例。投影儀2包括上述實施方式中的發(fā)光裝置21作為 投影儀2的光源。
例如，投影儀2是三板式透射型IXD投影儀，并且如圖8所示，例如，投影儀2包 括發(fā)光裝置21、光路分支部40、空間光調(diào)制部(spatial light modulation section) 50、 合成部60以及投影部70。
發(fā)光裝置21提供施加至空間光調(diào)制部50的照射面(irradiatedsurface)的光通 量。此外，如果必要，可以在來自發(fā)光裝置21的光31透過的區(qū)域中(在光軸AX上)設(shè)置 某種光學(xué)元件。例如，在光軸AX上，可以從靠近發(fā)光裝置21側(cè)依次設(shè)置ND濾光器，濾去 來自發(fā)光裝置21的光31中除可見光以外的光；以及光學(xué)積分器，使空間光調(diào)制部50的照 射面上的照度分布均勻。
光路分支部40將從發(fā)光裝置21輸出的光31分別分離為多個具有不同波長范圍 的彩色光分量，以將彩色光分量引導(dǎo)至空間光調(diào)制部50的照射面。例如，如圖8所示，光路 分支部40包括一個十字鏡41和四個反射鏡42。十字鏡41將從發(fā)光裝置21輸出的光31 分別分離為多個具有不同波長范圍的彩色光分量，并且允許將光路分支成用于各彩色分量 的光路。例如，十字鏡41設(shè)置在光軸AX上，并且通過互相交叉地組合具有不同波長選擇性 的兩個反射鏡構(gòu)成。四個反射鏡42反射由十字鏡41引導(dǎo)至各條光路的彩色光分量(圖8 中的紅光31R和藍光31B)，并且被設(shè)置在不同于光軸AX的位置上。設(shè)置四個反射鏡42中 的兩個反射鏡42以將由包括在十字鏡41中的一個反射鏡在與光軸AX交叉的一個方向上 反射的光(圖8中的紅光31R)引導(dǎo)至后述的空間光調(diào)制部50R的照射面。此外，設(shè)置四個 反射鏡42中的另外兩個反射鏡42以將由包括在十字鏡41中的另外一個反射鏡在與光軸 AX交叉的另一個方向上反射的光(圖8中的藍光31B)引導(dǎo)至后述的空間光調(diào)制部50B的 照射面。此外，從發(fā)光裝置21輸出的光31的沿著光軸AX透過十字鏡41的光(圖8中的 綠光31G)進入設(shè)置在光軸AX上的空間光調(diào)制部50G(后述)的照射面。
空間光調(diào)制部50根據(jù)從外部輸入的調(diào)制信號調(diào)制每個彩色光分量以產(chǎn)生每個彩 色光分量的調(diào)制光。例如，空間光調(diào)制部50包括調(diào)制紅光31R的空間光調(diào)制部50R、調(diào)制 綠光的31G的空間光調(diào)制部50G以及調(diào)制藍光的31B的空間光調(diào)制部50B。空間光調(diào)制部 50還包括一對將空間光調(diào)制部50R、50G和50B夾在中間的偏光鏡51和52。
例如，空間光調(diào)制部50R是透射型液晶面板，并且設(shè)置在面向合成部60的一個表 面的區(qū)域中?？臻g光調(diào)制部50R通過基于調(diào)制信號(對應(yīng)于圖像信號的信號)調(diào)制入射紅 光3IR來產(chǎn)生紅色圖像光32R，然后將紅色圖像光32R輸出至空間光調(diào)制部50R之后的合成 部60的一個表面。例如，空間光調(diào)制部50G是透射型液晶面板，并且設(shè)置在面向合成部60 的另一個表面的區(qū)域中?？臻g光調(diào)制部50G通過基于調(diào)制信號(對應(yīng)于圖像信號的信號) 調(diào)制入射綠光31G來產(chǎn)生綠色圖像光32G，然后將綠色圖像光32G輸出至空間光調(diào)制部50G 之后的合成部60的另一個表面。例如，空間光調(diào)制部50B是透射型液晶面板，并且設(shè)置在 面向合成部60的又一個表面的區(qū)域中。空間光調(diào)制部50B通過基于調(diào)制信號(對應(yīng)于圖 像信號的信號)調(diào)制入射藍光31B來產(chǎn)生藍色圖像光32B，然后將藍色圖像光32B輸出至空 間光調(diào)制部50B之后的合成部60的又一個表面。
偏光鏡51是設(shè)置在每個空間光調(diào)制部50R、50G和50B的光入射側(cè)的偏光鏡，而偏 光鏡52是設(shè)置在每個空間光調(diào)制部50R、50G和50B的光發(fā)射側(cè)的偏光鏡。偏光鏡51和52 是一種光學(xué)光閥，僅允許特定的固定振動方向上的光(偏振光)透過。設(shè)置偏光鏡51和 52，使得它們的偏振軸彼此相差90°，從而偏光鏡51和52允許來自發(fā)光裝置21的光經(jīng)由 空間光調(diào)制部50R、50G和50B透過，或阻擋來自發(fā)光裝置21的光。
合成部60通過組合多個調(diào)制的光分量來產(chǎn)生圖像光。例如，合成部60設(shè)置在光 軸AX上，并且是由粘合在一起的四個棱鏡構(gòu)成的十字棱鏡。由棱鏡粘接面上的多層干涉膜 等形成具有不同波長選擇性的兩個選擇反射面。例如，一個選擇反射面在平行于光軸AX的 方向上反射從空間光調(diào)制部50R輸出的紅色圖像光32R，以將紅色圖像光32R引導(dǎo)至投影部 70。此外，例如，另一個選擇反射面在平行于光軸AX的方向上反射從空間光調(diào)制部50B輸 出的藍色圖像光32B，以將藍色圖像光32B引導(dǎo)至投影部70。另外，從空間光調(diào)制部50G輸 出的綠色圖像光32G透過兩個選擇反射面以向著投影部70傳播。合成部60用來通過組合 分別在空間光調(diào)制部50R、50G以及50B中產(chǎn)生的紅色圖像光32R、綠色圖像光32G以及藍色 圖像光32B來產(chǎn)生圖像光33，然后將圖像光33輸出至投影部70。
投影部70將從合成部60輸出的圖像光33投影在屏幕(未示出了)上以顯示圖 像。例如，投影部70設(shè)置在光軸AX上，并且由投影透鏡構(gòu)成。
在該實施方式中，發(fā)光裝置21用作投影儀2的光源。從而，在不增加發(fā)光裝置21 的部件數(shù)量或發(fā)光裝置21的厚度的情況下獲得偏振光，所以允許投影儀2的小型化。此外， 當(dāng)從發(fā)光裝置21發(fā)出偏振光時，在從發(fā)光裝置21發(fā)出的偏振光的偏振方向平行于十字棱 鏡的表面的情況下，例如，可獲得如下效果。與進入靠近發(fā)光裝置21側(cè)的偏光鏡的光是非 偏振光的情況相比，允許提高顯示亮度。此外，與進入靠近發(fā)光裝置21側(cè)的偏光鏡的光是 非偏振光的情況相比，允許減少與十字棱鏡表面交叉(垂直)的偏振部件，并且允許對比度 增加。
盡管參考實施方式描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于此，并且可以進行各種修改。
例如，在上述實施方式中，有機EL層25和反射電極沈的與面向基板22的表面相 對的表面具有受基板22的凸部22B影響的波浪形狀。然而，例如，如圖9中的變形實例所 示，這些表面可以具有幾乎平坦的形狀(即，平緩的波浪形狀)。
此外，在上述實施方式中，描述了透明電極M和反射電極沈分別用作陽極和陰極 的情況。然而，透明電極M和反射電極26可以分別用作陰極和陽極。
此外，在上述實施方式等中，在基板22的X軸方向上平行設(shè)置多個凸部22B。然 而，例如，可以在X軸方向和Y軸方向上二維地設(shè)置椎體狀凸部。
在上述實施方式中，發(fā)光元件23是底部發(fā)光型(參照圖1，從基板的底側(cè)(未形 成發(fā)光層等的一側(cè))發(fā)光的類型)，但是發(fā)光元件23可以是頂部發(fā)光型。在這種情況下， 在上述實施方式等中，可以由反射電極沈的材料形成透明電極24，并且可以由透明電極24 的材料形成反射電極26。
此外，在上述實施方式中，描述了將根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置應(yīng)用于投影儀的情況， 但是發(fā)光裝置可應(yīng)用于任何其它需要偏振光的顯示器(諸如液晶電視機和液晶監(jiān)視器)、 各種AV裝置、照明裝置等。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，根據(jù)設(shè)計要求和其它因素，可以在所附權(quán)利要求 或其等同替換的范圍內(nèi)進行各種修改、組合、再組合以及改進。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，包括發(fā)光元件，在基板上從所述基板依次包括第一電極、發(fā)光層以及第二電極， 其中，所述基板在面向所述第一電極的表面上具有第一凹凸結(jié)構(gòu)，所述第一凹凸結(jié)構(gòu) 包括多個寬度等于或小于可見光波長上限的條狀凸部，以及所述第一電極、所述發(fā)光層以及所述第二電極在與面向所述基板的表面相對的表面上 均具有模仿所述第一凹凸結(jié)構(gòu)的所述凸部的第二凹凸結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，包括在所述第一凹凸結(jié)構(gòu)中的所述多個凸部具有彼此相同的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中， 所述第一凹凸結(jié)構(gòu)包括兩種或以上凸部，以及 所述兩種或以上所述凸部分別具有不同的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中， 所述多個凸部具有彼此相等的節(jié)距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，所述多個凸部均具有對應(yīng)于所述發(fā)光層的發(fā)光波長的寬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，所述第一凹凸結(jié)構(gòu)具有0. 2 2的包括兩端值的高寬比。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中， 所述第一電極的第二凹凸結(jié)構(gòu)具有圓形頂部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，所述基板和所述第一電極由對于所述發(fā)光層中產(chǎn)生的光透明的材料形成。
9.一種顯示器，包括顯示面板，基于圖像信號驅(qū)動所述顯示面板；以及 發(fā)光裝置，發(fā)出施加至所述顯示面板的光，其中，所述發(fā)光裝置包括基板，并且在所述基板的與面向所述顯示面板的表面相對的 表面上，從所述基板依次包括第一電極、發(fā)光層以及第二電極，所述基板在面向所述第一電極的表面上具有第一凹凸結(jié)構(gòu)，所述第一凹凸結(jié)構(gòu)包括多 個寬度等于或小于可見光波長上限的條狀凸部，以及所述第一電極、所述發(fā)光層以及所述第二電極在與面向所述基板的表面相對的表面上 均具有模仿所述第一凹凸結(jié)構(gòu)的凸部的第二凹凸結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供了發(fā)光裝置和顯示器，發(fā)光裝置允許在不增加其部件數(shù)量或厚度的情況下獲得偏振光，顯示器包括該發(fā)光裝置。發(fā)光裝置包括發(fā)光元件，在基板上以從基板依次包括第一電極、發(fā)光層以及第二電極?；逶诿嫦虻谝浑姌O的表面上具有第一凹凸結(jié)構(gòu)，該第一凹凸結(jié)構(gòu)包括多個寬度等于或小于可見光波長上限的條狀凸部，第一電極、發(fā)光層以及第二電極在與面向基板的表面相對的表面上均具有模仿第一凹凸結(jié)構(gòu)的凸部的第二凹凸結(jié)構(gòu)。
文檔編號F21V19/00GK102032508SQ20101029197
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者吉田寬則, 榎本正, 若生仁志, 蟻坂裕一 申請人:索尼公司