專利名稱：光發(fā)射器、顯示單元和發(fā)光單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光發(fā)射器、一種顯示單元和發(fā)光單元。
背景技術(shù)：
反射液晶顯示器、透射液晶顯示器和半透射液晶顯示器以前已經(jīng)提出了(例如，日本待審專利公報(bào)No.10-78582)。在透射液晶顯示器和半透射液晶顯示器中，有機(jī)電致發(fā)光器，以后稱作“EL”，被用作背光照明(光源)。背光照明的改進(jìn)以前也已經(jīng)提出過(例如Jiro Yamada，Takashi Hirano，Yuichi lwase，和Tatsuya Sasaoka，“Micro Cavity Structures for full Color AM-OLED Displays”，日本應(yīng)用物理協(xié)會發(fā)起的關(guān)于有源矩陣液晶顯示器、TFT技術(shù)和有關(guān)資料(AM-LCD’02)技術(shù)文獻(xiàn)摘要的第九次國際研討會，2002年7月10日，p.77-80)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種光發(fā)射器、一種顯示單元和一個(gè)發(fā)光單元，它通過光學(xué)共振對光源發(fā)射的具有多個(gè)預(yù)定色彩的光進(jìn)行放大并能取出所放大的光。
按照本發(fā)明，光發(fā)射器包括一個(gè)光源和多個(gè)共振層。光源產(chǎn)生光。多個(gè)共振層的每一層使所述光的一個(gè)預(yù)定波長的光共振。被共振層共振的每個(gè)光的波長不同于被共振層共振的所述光的其它波長中的至少一個(gè)。
本發(fā)明還提供了一種顯示單元，它包括液晶顯示板和光發(fā)射器。光發(fā)射器靠近液晶顯示板的背面安排以便用作背光照明。光發(fā)射器包括一個(gè)產(chǎn)生光的光源和多個(gè)共振層。多個(gè)共振層的每一層使所述光的一個(gè)預(yù)定波長的光共振。被共振層共振的每個(gè)光的波長區(qū)別于被共振層共振的光的其它波長中的至少一個(gè)。
本發(fā)明還提供了一個(gè)發(fā)光單元，它包括作為光源的光發(fā)射器。光發(fā)射器包括一個(gè)產(chǎn)生光的光源和多個(gè)共振層。多個(gè)共振層的每一個(gè)使所述光的一個(gè)預(yù)定波長的光發(fā)生共振。被共振層共振的每個(gè)光的波長區(qū)別于被共振層共振的光的其它波長中的至少一個(gè)。


本發(fā)明的新穎性特點(diǎn)與所附權(quán)利要求的特征一起描述。本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)通過下面對最佳實(shí)施例和附圖的描述會得到更好的理解。
圖1是本發(fā)明的第一最佳實(shí)施例的液晶顯示器的截面圖；圖2是本發(fā)明的第一最佳實(shí)施例的背光照明的局部放大截面圖；圖3表示本發(fā)明的第一最佳實(shí)施例的從有機(jī)EL層發(fā)射和從背光照明離開的光的光譜；圖4是本發(fā)明的第一可替換最佳實(shí)施例的背光照明的局部放大橫截面視圖；圖5是本發(fā)明的第三可替換最佳實(shí)施例的背光照明的局部放大橫截面視圖；圖6是本發(fā)明的第四可替換最佳實(shí)施例的背光照明的局部放大橫截面視圖；圖7是本發(fā)明第六可替換最佳實(shí)施例的背光照明的局部放大橫截面視圖；圖8是本發(fā)明的第六可替換最佳實(shí)施例的液晶顯示器的局部放大截面視圖；圖9是第十可替換最佳實(shí)施例的液晶顯示器的截面視圖；圖10A是第十四可替換最佳實(shí)施例的光學(xué)共振器的截面視圖；和圖10B是第十四可替換最佳實(shí)施例的多個(gè)光學(xué)共振器的截面視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考圖1至4描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例。本發(fā)明應(yīng)用于使用無源矩陣方式的液晶顯示器。圖1是液晶顯示器的截面視圖，圖2是背光照明的局部放大截面視圖。在圖1和2中，每個(gè)元件的厚度比例不是很精確，為的是說明清楚。
如圖1所示，液晶顯示器11或顯示單元具有一個(gè)液晶板12或使用無源矩陣方式的透射液晶顯示器，和背光照明13。
液晶板12包括一對透明基片14和15。基片14和15通過密封膠15a彼此分開，從而在基片14和15之間保持一個(gè)預(yù)定的間隔。液晶16安排在基片14和15之間。例如基片14和15是由玻璃制成的?；?4安排在背后照明13附近。多個(gè)透明電極17形成在與液晶16對應(yīng)的基片14的表面上，從而形成平行條的形狀。起偏振片18形成在液晶16對面的基片14的表面上。
液晶板12還包括濾色片19和平整膜19a，平整膜19a用于平整由濾色片19引起的不平坦。濾色片19和平整膜19a形成在對應(yīng)于液晶16的基片15的表面上。透明電極20形成在平整膜19a上以便在垂直于電極17的方向上延伸。起偏振片21形成在電極20形成的基片15表面對面的基片15的表面上。電極17和20由ITO(銦錫氧化物)制成。每個(gè)電極17和20的交叉點(diǎn)形成一個(gè)液晶板11的子象素。子象素安排成一個(gè)矩陣。分別對應(yīng)于R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))的三個(gè)子象素構(gòu)成一個(gè)象素。子象素在每個(gè)顯示線中通過電極17的掃描被驅(qū)動。
如圖1和2所示，背光照明13是一個(gè)光發(fā)射器件。背光照明13包括一個(gè)基片22和一個(gè)有機(jī)EL器件23，它具有一個(gè)包含有機(jī)EL材料的有機(jī)EL層。有機(jī)EL器件23，或產(chǎn)生光的光源體形成在基片22上。背光照明13這樣安排，使得基片22與液晶板12相鄰。即，背光照明13安排在液晶板12的背面。背光照明13是一個(gè)底部發(fā)射型背光照明，光從基片22側(cè)引出?；?2是由玻璃制成的。
第一電極24，包含有機(jī)EL材料的有機(jī)EL層25，和第二電極26按照上述順序?qū)盈B在基片22上，從而構(gòu)成有機(jī)EL器件23。第一電極24，有機(jī)EL層25和第二電極26是平面的。第一電極24、有機(jī)EL層25和第二電極26與液晶板12有同一形狀和同一尺寸，從而背光照明13的整個(gè)區(qū)域上的光能夠擊中液晶板12的整個(gè)區(qū)域。
緩沖層27層疊在第二電極26上，作為反射器的反射鏡28安排在緩沖層27上。緩沖層27和反射鏡28是平面的。緩沖層27和反射鏡28與液晶板12有相同的形狀和相同的尺寸。
有機(jī)EL器件23用鈍化膜29蓋住以便不與空氣接觸。在本最佳實(shí)施例中，鈍化膜29的形成是為了蓋住第一電極24、有機(jī)EL層25的所有端面、第二電極26和緩沖層27和反射鏡28的表面。鈍化膜29是由不滲水的材料制成的，例如，硅氮化物(SiNx)和硅氧化物(SiOx)。
有機(jī)EL層25具有已知的結(jié)構(gòu)，它具有至少三層，即空穴注入層、發(fā)光層和電子注入層?？昭ㄗ⑷雽?、發(fā)光層和電子注入層按照上述順序從第一電極24側(cè)層疊。有機(jī)EL層25由白色發(fā)光層構(gòu)成。
第一電極24和第二電極26起著局部反射光的半反光鏡作用。第一電極24和第二電極26的每一個(gè)的厚度是30nm或更小，從而具有光可穿透性。在最佳實(shí)施例中，第一電極24用作陽極，第二電極26用作陰極。第一和第二電極24和26是用金屬制成的。在最佳實(shí)施例中，第一電極24是由鉻制成的，第二電極26是由鋁制成的。緩沖層27是由透明材料制成的。在最佳實(shí)施例中，緩沖層27是由氧化物膜制成的，特別是硅氧化物。反射鏡28不具有可穿透性，完全反射光。同時(shí)，在最佳實(shí)施例中，反射鏡28是由金屬(在最佳實(shí)施例中為鋁)制成的。
如圖2所示，在背光照明13中，有機(jī)EL層25夾在彼此相對的第一電極24的表面24a和第二電極26的表面26a之間。作為反射表面的表面24a和26a和有機(jī)EL層25構(gòu)成第一共振層31。緩沖層27夾在彼此相對的第二電極26的表面26b和反射鏡28的表面28a之間。作為反射表面的表面26b和28a和緩沖層27構(gòu)成第二共振層32。作為反射表面的表面24a和28a、有機(jī)EL層25、第二電極26和緩沖層27構(gòu)成第三共振層33。有機(jī)EL層25、第二電極26和緩沖層27夾在第三共振層33的表面24a和28a之間。如上所述，在共振層31至33的每一個(gè)中，兩個(gè)反射器的表面以特定的距離彼此相對。同時(shí)，因?yàn)榈谝浑姌O24和第二電極26是半透明的反射器，所以在共振層31至33的每一個(gè)中至少一個(gè)反射器是半透明反射器。第一、第二和第三共振層31至33在第一、第二和第三共振層31至33重疊的重疊方向中相互鄰近安排。第一電極24用作第一和第三共振層31和33的反射器。第三電極26用作第一和第二共振層31和32的反射器。反射鏡用作第二和第三共振層32和33的反射器。
如上所述，背光照明，按照從光輸出側(cè)或光被輸出的第一側(cè)開始的順序，依次包括第一電極24或第一反射器、第二電極26或第二反射器、反射鏡28或第三反射器。第一電極24安排在光輸出側(cè)。第二電極26與第一電極24相鄰，在光輸出側(cè)對面的第二側(cè)上。在第二側(cè)上反射鏡28與第二電極26相鄰。即，第一電極24和第二電極26和反射鏡28在重疊方向，即第一電極24和第二電極26和反射鏡28重疊的方向上安排。第二電極26的兩個(gè)表面26a和26b是反射表面。表面26a與第一電極24的反射表面相對，即與表面24a相對。表面26b與反射鏡28的反射表面相對，即與表面28a相對。
在本最佳實(shí)施例中，波長λ1表示被第一共振層31共振的第一光線的波長。波長λ2表示被第二共振層32共振的第二光線的波長。波長λ3表示被第三共振層33共振的第三光線的波長。同時(shí)，厚度t1表示第一共振層31的厚度，厚度t2表示第二共振層32的厚度，厚度t3表示第三共振層33的厚度。厚度t1對應(yīng)于第一電極24的表面24a和第二電極26的表面26a之間的距離，這兩個(gè)表面是反射表面，彼此面對。厚度t2對應(yīng)于第二電極26的表面26b和反射鏡28的表面28a之間的距離，它們是反射表面，彼此面對。厚度t2對應(yīng)于第一電極24的表面24a和反射鏡28的表面28a之間的距離，它們是反射表面，彼此面對。同時(shí)厚度t1與第一和第二電極24和26之間的距離對應(yīng)，它們使波長λ1的第一光線共振。厚度t2與第二電極26和反射鏡28之間的距離對應(yīng)，它們使波長λ2的第二光線共振。厚度t3與第一電極24和反射鏡28之間的距離對應(yīng)，它們使波長λ3的第三光線共振。
厚度t1、t2和t3分別被確定使之等于一個(gè)長度，即，分別被共振層31至33共振的第一、第二和第三光線的波長乘以自然數(shù)。即，下面的等式(1)到(3)被滿足t1＝(m1×λ1)/2 (1)t2＝(m2×λ2)/2 (2)t3＝(m3×λ3)/2 (3)其中m1、m2和 m3是自然數(shù)。
在本最佳實(shí)施例中，共振層31至33形成，使得波長λ1-λ3滿足下列等式(4)-(6)t1＝(n1×λ1)/2 (4)t2＝(n2×λ2)/2 (5)t1+t2＝(n3×λ3)/2 (6)其中，n1、n2和n3是自然數(shù)。
即，第一共振層31的厚度t1和第二共振層32的厚度t2的和基本上等于第三共振層33的厚度t3。
在最佳實(shí)施例中，第一共振層31使B光共振，第二共振層32使G光共振，第三共振層33使R光共振。波長λ1是B光的波長，波長λ2是G光的波長，波長λ3是R光的波長。在本最佳實(shí)施例中，n1、n2和n3分別等于3，1和3。
如上所述，通過共振被放大的光的波長λ1、λ2和λ3分別被確定等于對應(yīng)于B，G和R的目標(biāo)波長。
被放大的B，G和R光的波長范圍分別從下面所希望的范圍選擇λ1(B)＝430nm～500nm；λ2(G)＝520nm～560nm；和λ3(R)＝570nm～650nm由于位于可見光范圍的端部的R和B光的波長范圍通常比其它顏色的光的范圍寬，所以R和B的波長范圍就比G光的要寬。G光的波長范圍位于可見光范圍的中間。當(dāng)在G光范圍附近波長稍微變化，光的顏色就變到黃色或淺藍(lán)。因此G光范圍的寬度是40nm，是窄的。因?yàn)樽匀还庵械念伾筒ㄩL之間的關(guān)系與在液晶顯示器和電視中的顏色和波長之間的關(guān)系稍有不同，R光范圍被確定，使之包括比自然光的R光范圍短的波長。
上述結(jié)構(gòu)的背光照明13是按照下列順序在基片22上蒸發(fā)淀積第一電極24、有機(jī)EL層25、第二電極26、緩沖層27、反射鏡28和鈍化膜29而制造的。
其次，上述結(jié)構(gòu)的液晶顯示器11的作用將被描述。一個(gè)圖中未示出的驅(qū)動控制器施加一個(gè)電壓到電極17和20之間的液晶板12上，從而使所希望的象素能被穿過。
同時(shí)，當(dāng)背光照明13被接通的時(shí)候，驅(qū)動控制器施加一個(gè)電壓到第一和第二電極24和26之間的背光照明13上，有機(jī)EL層25發(fā)射包括多個(gè)顏色的白光。在圖3中，由兩點(diǎn)劃線表示的第一條線37表示從有機(jī)EL層25發(fā)射的白光的光譜。
從有機(jī)EL層25發(fā)射的光是在第一共振層31中由表面24a和26a反射的光。厚度t1等于上述光的波長的一半乘以一個(gè)自然數(shù)的值。在這種情況下，B光被第一共振層31共振并被放大。B光通過來自白光中的B光的共振被放大。被放大的B光通過起半反光鏡作用的第一電極24離開基片22，達(dá)到液晶板12。
從有機(jī)EL層25發(fā)射的光，通過起半反光鏡作用的電極26，并在第二共振層32中被表面28a和26b反射。厚度t2等于上述光的波長的一半乘以一個(gè)自然數(shù)的一個(gè)值。在這種情況下，G光被第二共振層32共振并被放大。放大的G光經(jīng)第二電極26、有機(jī)EL層25和第一電極24從基片22離開，并到達(dá)液晶板12。
從有機(jī)EL層25發(fā)射的光在第三共振層33中由表面24a和28a反射。厚度t3等于上述光的波長的一半乘以一個(gè)自然數(shù)的一個(gè)值。在這種情況下，R光被第三共振層33共振并被放大。被放大的R光線離開基片22并到達(dá)液晶板12。在圖3中，用實(shí)線表示的第二根線38是從基片22發(fā)出的光的光譜。如第二根線38所示，R(λ1)、G(λ2)和B(λ3)的光的數(shù)量被明確分開。如所見，在第二根光譜線38中R、G和B光的數(shù)量的峰值高于第一光譜線37，共振的R、G和B光從白光的R、G和B光中被放大。
在具有由第二根線38所示光譜并且到達(dá)液晶板12的光中，只有到達(dá)能被穿過的子象素的光出現(xiàn)在液晶板12的光輸出側(cè)。這時(shí)，在濾色器19中，光通過未示出的R(紅)、G(綠)或B(藍(lán))的子象素，這些顏色R、G和B的組合產(chǎn)生所希望的顏色。用這種方法，圖象以透射方式被顯示。
在反射方式中，背光照明13被關(guān)斷，驅(qū)動控制器停止對第一和第二電極24和26之間的背光照明13提供電壓，有機(jī)EL器23停止發(fā)射。在這種情況下，環(huán)境光線通過液晶板12進(jìn)入背光照明13。環(huán)境光線通過第一和第二電極24和26和反射鏡28反射，到達(dá)液晶板12。在通過第一電極24并到達(dá)有機(jī)EL層25的環(huán)境光線中，B、R和G光分別被第一、第二和第三共振層31至33共振并穿過液晶板12。
如上所述，在液晶顯示器11中，用于使對應(yīng)于R、G和B的顏色的波長的光共振的光學(xué)共振鏡構(gòu)件被插入有機(jī)EL背光照明中，或在背光照明13中。通過表示發(fā)射圖案的第二根線38表示的光譜在圖3中被得到，在該發(fā)射圖案中，R、G和B光的數(shù)量被明確分開。因此，使在液晶板12的濾色器19上光傳輸減少，明亮的顯示被獲得，同時(shí)色度被提高。
按照最佳實(shí)施例，下面的優(yōu)點(diǎn)可以獲得。
(1)背光照明13包括一個(gè)光源(有機(jī)EL器件23)和第二共振層32。同時(shí)，有機(jī)EL器件23作為第一共振層31形成，背光照明13包括多個(gè)共振層。因此，可以使具有多個(gè)顏色的光共振、放大，并從背光照明13發(fā)出，結(jié)果就提高了亮度。
(2)光源(有機(jī)EL器件23)發(fā)射白光。因此，由于通過第一、第二和第三共振層31至33被放大的特定波長的光可以被任意選擇，轉(zhuǎn)換顏色的附加層就不需要提供。
(3)光源是有機(jī)EL器件23。因此，與光源是非有機(jī)EL器件的情況比，工作電壓低。
(4)有機(jī)EL層25是由第一共振層31和第三共振層33的一部分組合成的。因此，和有機(jī)EL層25是由第一和第三共振層31和33分別提供的情況相比，光發(fā)射器件的厚度，或背光照明13的厚度減少。
(5)第一、第二和第三共振層31至33形成，分別使不同波長的光共振。因此，具有多個(gè)預(yù)定顏色的光可以通過共振被放大，并且可以從白光中取出。
(6)第一和第二共振層31和32形成，在重疊的方向上彼此相鄰。第一和第二共振層31和32需要以不同厚度形成，以便和不同波長的光共振。例如，假設(shè)第一和第二共振層31和32不重疊，并且橫向安排，即，每個(gè)共振器被分成多個(gè)區(qū)域并在垂直于光輸出方向，即光從顯示器11被輸出的方向上被安排在公共的基片上，則就難以在公共基片上形成具有不同厚度的第一和第二共振層31和32。不過，通過形成重疊的第一和第二共振層31和32就容易形成不同厚度的第一和第二共振層31和32。同時(shí)，當(dāng)?shù)谝缓偷诙舱駥?1和32不重疊并且是橫向安排的時(shí)候，在第一和第二共振層31和32的每個(gè)區(qū)域上只有單一波長的光被放大。例如，B光線僅從特定區(qū)域，即第一共振層31形成的區(qū)域中被取出，但是沒有從不同區(qū)域，即第二共振層32形成的區(qū)域中被取出。因此，在整個(gè)背光照明的區(qū)域中有效利用光受到限制。在G光中，有效利用光也同樣受到限制。不過，當(dāng)?shù)谝缓偷诙舱駥?1和32形成重疊的時(shí)候，B光和G光是從光源整個(gè)區(qū)域上的光源發(fā)射的光中取出的。因此，光源發(fā)射的光被更有效地利用。
(7)在第一、第二和第三共振層31至33的每一個(gè)中，在重疊方向上彼此隔開一定距離的兩個(gè)半透明反射器的表面相互面對。第一、第二和第三共振層31-33的每一個(gè)通過使兩個(gè)反射器表面之間的間隔等于共振光的波長的一半乘以一個(gè)自然數(shù)的長度而以簡單結(jié)構(gòu)形成。
(8)作為第一共振層31的反射器的第一電極24與第三共振層33的反射器相組合。同時(shí)，作為第二共振層32的反射器的反射鏡28和第三共振層33的反射器組合。再有，作為第一共振層31的反射器的第二電極26與第二共振層32的反射器相組合。因此，相對來說反射器的數(shù)目沒有增加。
(9)第一電極24和第二電極26起半反光鏡作用并且和第一共振層31的反射器相組合。因此，背光照明13的厚度被減小。
(10)三個(gè)共振層通過形成每個(gè)反射器而形成，從而滿足上述等式(1)至(3)，三種光被放大。
(11)由于波長λ1、λ2和λ3和自然數(shù)n1、n2和n3被確定以滿足上述等式(4)至(6)，三種光可僅利用三個(gè)反射器被放大。因此，光發(fā)射器的厚度可以變小，可以使光傳輸減小。同時(shí)，第三共振層33可通過利用在重疊方向上彼此相鄰的第一和第二共振層31和32容易地形成。
(12)分別被第一、第二和第三共振層31至33共振的第一、第二和第三光線分別是B、G和R光線。因此，具有三原色的光可以通過共振被放大并可從白光中取出。例如，在RGB彩色液晶顯示器中，當(dāng)被共振層共振的R光線穿過R的濾色器的時(shí)候，共振層安排在相對于濾色器19的光輸出側(cè)對面的第二側(cè)邊上。因此，亮度和色彩純度可以提高。
(13)包括有機(jī)EL器件23、第一、第二和第三共振層31至33的背光照明13被固定在透射液晶板12上。因此，具有預(yù)定色彩的光可以通過共振被放大并可以被取出，明亮的顯示可以獲得。
(14)一個(gè)全反射鏡(反射鏡28)安排在相對于有機(jī)EL層25的光輸出側(cè)對面的第二側(cè)邊上。因此來自背光照明13的具有預(yù)定顏色的光通過共振被放大，明亮的顯示被獲得。同時(shí)，反射鏡28反射被共振層31至33共振的光。結(jié)果，要被取出的光的數(shù)量有效地增加了。
(15)R、G和B光通過第一、第二和第三共振層31至33的共振被放大并從背光照明13中取出。因此，使在濾色器19中光傳輸減少，明亮的顯示可以獲得。同時(shí)，色度得到提高。
(16)分別被第一、第二和第三共振層31至33共振的R、G和B光穿過濾色器19。例如，被第三共振層33共振的R光穿過R濾色器。同樣對于G和B濾色器也有類似情況。因此，在從背光照明13發(fā)射的光中，具有和濾色器相同色彩的光被共振層共振并到達(dá)濾色器。同時(shí)，具有不同于濾色器的色彩的光被減弱并到達(dá)濾色器。結(jié)果，濾色器的厚度可以變小，可以使在濾色器中光傳輸進(jìn)一步減小。同時(shí)，穿過濾色器的光的顏色純度可以增強(qiáng)。
(17)濾色器19包括R、G和B顏色。通過共振來自白色的被放大的三原色的光穿過濾色器19。因此，亮度和色彩純度得到提高。
本發(fā)明不限于上述最佳實(shí)施例，例如，下面的替換實(shí)施例也可以實(shí)行。相同的標(biāo)號表示和上述最佳實(shí)施例中完全相同的元件。
(i)在第一可替換最佳實(shí)施例中，有機(jī)EL器件23不限于層疊在基片22上，緩沖層27不限于層疊在有機(jī)EL器件23上。緩沖層27可以層疊在基片22上，有機(jī)EL器件23可以層疊在緩沖層27上。例如，在圖4中，由金屬制成的反光鏡51層疊在基片22上，緩沖層27層疊在半反光鏡51上。第一電極24、有機(jī)EL層25和第二電極26按照所述順序?qū)盈B在緩沖層27上。層疊第一電極24，起著半反光鏡作用，層疊第二電極26起著反光鏡的作用。層疊鈍化膜29蓋住整個(gè)區(qū)域。在這種情況下，第二反射層52的反射表面由緩沖層27側(cè)邊的半反光鏡51的表面51a和與有機(jī)EL層25相對的側(cè)邊上的第一電極24的表面24b組成。第三共振層53的反射表面由表面51a和有機(jī)EL層25側(cè)的第二電極26的表面26a組成。在表面26a和51a之間有緩沖層27，第一電極24和有機(jī)EL層25。在這種結(jié)構(gòu)中，半反光鏡51和緩沖層27在有機(jī)EL器件23形成以前形成。因此，半反光鏡51和緩沖層27可以形成而不必小心地控制層的溫度，這個(gè)溫度可能影響有機(jī)EL層25的衰變。因此，對于制造一個(gè)產(chǎn)品，第一可替換最佳實(shí)施例的背光照明13比上述最佳實(shí)施例的背光照明13更容易形成。
(ii)在第二可替換最佳實(shí)施例中，上述等式(4)至(6)的自然數(shù)n1、n2和n3分別不限于3、1和3。隨著背光照明13的厚度減小，使光傳輸也減小。因此，最好是，自然數(shù)n1、n2和n3較小。
(iii)在第三可替換最佳實(shí)施例中，上述等式(4)至(6)可能不需要。第一共振層31不限于在重疊方向上與第二共振層32相鄰。例如，其它層可能插在第一和第二共振層31和32之間，第一和第二共振層31和32可能重疊方向上彼此遠(yuǎn)離一定距離。例如，如圖5所示，緩沖層27層疊在基片22上的半反光鏡51上，半反光鏡55層疊在緩沖層27上。緩沖層56層疊在半反光鏡55上，有機(jī)EL器件23層疊在緩沖層56上。因此，第二共振層58的反射表面包括半反光鏡51的表面51a和在緩沖層27側(cè)的半反光鏡55的表面55a。第三共振層59的反射表面包括表面51a和在有機(jī)EL層25側(cè)的第二電極26的表面26a。在表面26a和51a之間有緩沖層27、半反光鏡55、緩沖層56、第一電極24和有機(jī)EL層25。第三緩沖層56的厚度這樣確定，使得表面26a和51a之間的間隔等于波長λ3的一半乘以一個(gè)自然數(shù)的長度。在這種情況下，在厚度t1和t2被確定以后，厚度t3可以通過確定第三緩沖層56的厚度來確定。因此，設(shè)計(jì)的自由度增加了。
iv)在第四可替換最佳實(shí)施例中，第一共振層的反射表面之一或第二共振層的反射表面之一可以僅用作第三共振層的反射表面之一。例如，如圖6中所示，第二共振層52和第一共振層31被安排在基片22上。透明緩沖層60和反射鏡61按上述順序?qū)盈B在第二電極26上。鈍化膜29層疊在反射鏡61上。第三共振層62的反射表面包括半反光鏡51的表面51a和反射鏡61的表面61a。在表面51a和61a之間有緩沖層27、第一電極24、有機(jī)EL層25，第二電極26和緩沖層60。緩沖層60的厚度這樣確定，即，使表面51a和61a之間的間隔等于波長λ3的一半乘以一個(gè)自然數(shù)的長度。在這種情況下，在厚度t1和t2被確定以后，厚度t3可以通過確定緩沖層60的厚度來確定。因此，設(shè)計(jì)的自由度增加了。
v)在第五可替換最佳實(shí)施例中每個(gè)共振層可以形成而不共用其它共振層的反射表面。例如，在圖7中，在有機(jī)EL層23和緩沖層27按照所述順序在基片22上形成的情況下，半反光鏡65層疊在緩沖層27上。然后，緩沖層66層疊在半反光鏡65上，反射鏡67層疊在緩沖層66上。鈍化層29層疊在反射鏡67上。第二共振層68的一對反射表面包括第二電極26的表面26b和半反光鏡65的表面65a。第三共振層69的一對反射表面包括半反光鏡65的表面65b和反射鏡67的表面67a。按照該實(shí)施例，在任一共振層的厚度不同于希望值的情況下，這個(gè)差別不會影響其它層的厚度，因?yàn)槊總€(gè)共振器是彼此獨(dú)立地提供的。因此，這個(gè)差別不影響其它共振層的共振。
vi)在第六可替換最佳實(shí)施例中彼此面對的第一電極24的表面24a和第二電極26的表面26a之間的距離可以小于共振光的波長的一半。假設(shè)，第一共振層的一對表面包括表面24a和圖7中有機(jī)EL層25側(cè)上半反光鏡65的表面65a。在這種情況下，第一共振層所要求的共振的厚度可以通過確定緩沖層27的厚度來獲得。因此，有機(jī)EL層25的厚度可以小于被第一共振層共振的光的波長的一半。
vii)在第七可替換最佳實(shí)施例中，有機(jī)EL層25可以不和共振層組合。圖8中提供了一種背光照明，其中有機(jī)EL器件23形成在基片22上，并被鈍化膜29蓋住。一個(gè)光學(xué)共振器70安排在背光照明和液晶板之間。第一電極24由ITO制成，是一個(gè)透明電極，第二電極26由鋁制成，是一個(gè)反射電極。在光學(xué)共振器70中，半反光鏡72、透明緩沖層73、半反光鏡74、透明緩沖層75和半反光鏡76按照上述順序?qū)盈B在玻璃基片71上。一對第一共振層77的表面包括半反光鏡72的表面72a和緩沖層73側(cè)的反光鏡74的表面74a。一對第二共振層78的表面包括半反光鏡74的表面74b和緩沖層75側(cè)的半反光鏡76的表面76a。一對第三共振層79的表面包括表面72a和76a。在這種情況下，光學(xué)共振器70和背光照明13分開形成，并安裝到背光照明13上。因此，共振層可以固定到目前的背光照明13上。
光學(xué)共振器70包括第一共振層77，其中安排在光輸出側(cè)的半反光鏡72的表面72a與半反光鏡74的表面74a面對。同時(shí)，光學(xué)共振器70包括第二共振層78，其中第二半反光鏡74的表面74b面對半反光鏡76的表面76a，還包括第三共振層79，其中半反光鏡72的表面72a面對第三半反光鏡76的表面76a。因此，具有預(yù)定波長的光可以通過確定兩個(gè)反射表面之間的距離而產(chǎn)生共振。具有預(yù)定色彩的光可以從背光照明13發(fā)射的光中被放大，亮度可以提高。
光學(xué)共振器70和背光照明13分開形成，然后光學(xué)共振器70安裝到背光照明13上。因此，共振層可以固定到目前的背光照明13上，即使目前光源發(fā)射的光可以被放大。同時(shí)，例如當(dāng)有機(jī)EL器件23用作背光照明13的時(shí)候，光學(xué)共振器70可以形成而不必仔細(xì)控制層的溫度，這個(gè)溫度可能影響有機(jī)EL層25的衰變。因此，對于制造一個(gè)產(chǎn)品來說，共振層安裝在其上的背光照明13可以容易地形成。
在第一和第二共振層77和78的每一個(gè)中，在透明層(緩沖層)的兩個(gè)表面上形成的反射器是半反光鏡。因此，兩個(gè)反射器可以在同一過程中形成。
viii)在第八可替換最佳實(shí)施例中，當(dāng)共振層77到79按上述方式形成的時(shí)候，半反光鏡76、緩沖層75、半反光鏡74、緩沖層73和半反光鏡72可以按上述順序?qū)盈B在有機(jī)EL器件23對面?zhèn)壬系谋彻庹彰?3的基片22上，從而形成共振層77至79。
ix)在第九可替換最佳實(shí)施例中，上述光學(xué)共振器70可以安排在濾色器19和有機(jī)EL層25之間的任一位置上。例如，光學(xué)共振器70可以安排在液晶板12中，如圖9所示。
x)在第十可替換最佳實(shí)施例中，共振層的所有反射器可以是半透明的，可以鄰近液晶顯示板12側(cè)安排，而不是靠近背光照明13，或有機(jī)EL器件23的發(fā)射部分側(cè)安排。在這種情況下，不僅從背光照明13來的光，而且從顯示器11外邊來的環(huán)境光線部可以利用于顯示。
xi)在第十一可替換最佳實(shí)施例中，上述光學(xué)共振器70可以安排在濾色器19的光輸出側(cè)。在這種情況下，亮度可以提高。
xii)在第十二可替換最佳實(shí)施例中，光學(xué)共振器不限于包括三個(gè)共振層的結(jié)構(gòu)。例如，提供兩個(gè)分開的光學(xué)共振器，其中之一具有單一共振層，另一個(gè)具有雙共振層，兩個(gè)光學(xué)共振器之一固定到背光照明13上，另一個(gè)光學(xué)共振器安排在液晶顯示板12中。另一方面，兩個(gè)光學(xué)共振器可以重疊并固定到背光照明13上。
xiii)雖然在上述第七可替換最佳實(shí)施例中上述光學(xué)共振器70包括三個(gè)共振層77至79，但在第十三可替換最佳實(shí)施例中一個(gè)光學(xué)共振器可以包括一個(gè)共振層。例如，如圖10A所示，在使B光共振的光學(xué)共振器81中，基片71、半反光鏡72、緩沖層73和半反光鏡74按照所述順序形成。光學(xué)共振器81包括使B光共振的共振層81a作為第一共振層，其中表面72a和74a彼此面對。類似地，如圖10B所示，光學(xué)共振器82包括使G光共振的共振層82a作為第二共振層，光學(xué)共振器83包括使R光共振的共振層83a作為第三共振層。R、G和B光的光學(xué)共振器81至83分別制造，可以堆疊起來，并安裝到背光照明13上。
xiv)在第十四替換最佳實(shí)施例中，上述光學(xué)共振器70具有柔性。例如，光學(xué)共振器70可以形成為一個(gè)薄膜。在這種情況下，光學(xué)共振器70的基片71可以由透明樹脂制成以便具有柔性。該光學(xué)共振器70可以應(yīng)用于具有彎曲表面的光源。
xv)在第十五可替換最佳實(shí)施例中，當(dāng)光學(xué)共振器70形成具有上述柔性的時(shí)候，光學(xué)共振器70的厚度可以大于膜的厚度。例如，光學(xué)共振器70可以是一個(gè)薄片。
xvi)在第十六可替換最佳實(shí)施例中，有機(jī)EL器件23的第一和第二電極24和26可以是透明電極，光學(xué)共振器70可以安排在背光照明13的光輸出側(cè)的對面?zhèn)雀浇?。因此，離背光照明13最遠(yuǎn)的光學(xué)共振器70的反射器是全反射鏡，其它反射鏡是半反光鏡。同時(shí)，在這種情況下，一個(gè)間隙或透明固體層可以提供在背光照明13和光學(xué)共振器70之間。因此，光學(xué)共振器70起一個(gè)反射器的作用，放大具有預(yù)定波長的光。因此，例如，具有預(yù)定波長的光的數(shù)量可以增加。
xvii)在第十七可替換最佳實(shí)施例中，背光照明13可以是頂部發(fā)射型，其中有機(jī)EL器件23發(fā)射的光是從基片22側(cè)的對面?zhèn)热〉玫摹?br> xviii)在第十八可替換最佳實(shí)施例中，密封有機(jī)EL器件23的裝置不限于鈍化薄膜29。例如設(shè)置一個(gè)阻止水和氧氣滲透的蓋子，它可用透明材料，例如玻璃制成，它可以代替鈍化薄膜29。一個(gè)密封件(例如，Polysilazane)，未示出，它可被安排在蓋和基片22之間，以防止有機(jī)EL層25暴露于水和氧氣。
xix)在第十九可替換最佳實(shí)施例中，在底部發(fā)射型結(jié)構(gòu)中，代替鈍化膜29，有機(jī)EL器件23可以用一個(gè)由金屬制成的密封罩(一個(gè)密封蓋)密封。
xx)在第二十可替換最佳實(shí)施例中，緩沖層27、56、60、66、73和75可以由透明材料，例如氮化硅制成。同時(shí)，緩沖層27、56、60、66、73和75可以由透明有機(jī)層，例如，濾色器的保護(hù)層材料，或其它非有機(jī)層構(gòu)成。
xxi)在第二十一可替換最佳實(shí)施例中，上述最佳實(shí)施例中的半反光鏡不限于由鋁制成。例如，半反光鏡可以由銀制成。或半反光鏡由鎂和銀構(gòu)成的合金制成。
xxii)在第二十二可替換最佳實(shí)施例中，第一電極24可以由銀、鉻、鉬制成，或由銀、鉻、鉬組成的合金制成?；蛘撸谝浑姌O24可以由鋁-鈀-銅合金制成。
xxiii)在第二十三可替換最佳實(shí)施例中，使同樣波長的光共振的多個(gè)共振層可以層疊放置。在這種情況下，與僅僅一個(gè)共振層放大該波長的光的情況相比較，具有該波長的光被進(jìn)一步放大。
xxiv)在第二十四可替換最佳實(shí)施例中，第一電極24可以是陰極，第二電極26可以是陽極。
xxv)在第二十五可替換最佳實(shí)施例中，液晶板12可以是透射型或半透射型的。液晶板12不限于使用無源矩陣方式，例如，可以使用有源矩陣方式。
xxvi)在第二十六可替換最佳實(shí)施例中，背光照明13不限于在其整個(gè)區(qū)域發(fā)射光的結(jié)構(gòu)。例如，背光照明13可被分成多個(gè)能夠單獨(dú)發(fā)光的區(qū)域，與液晶板12的象素對應(yīng)的區(qū)域可以選擇性地發(fā)光。在這種情況下，和具有在其整個(gè)區(qū)域發(fā)射光的結(jié)構(gòu)的背光照明13比較，電功率消耗可以減少。
xxvii)在第二十七可替換最佳實(shí)施例中，發(fā)光器件不限于液晶顯示器11的背光照明13，例如發(fā)光器件可以是車輛的室燈或懸掛在內(nèi)部的發(fā)光單元。在這種情況下，和包括作為光源的傳統(tǒng)發(fā)光器件的發(fā)光單元比較，光的顏色鮮艷。
xxviii)在第二十八可替換最佳實(shí)施例中，光源不限于有機(jī)EL器件，例如，光源可以是一個(gè)非有機(jī)EL器件。同時(shí)，光源可以是除EL器件以外的器件，光共振器70放大來自光源的具有預(yù)定波長的光。
xxix)在第二十九可替換最佳實(shí)施例中，共振光不限于R、G和B顏色，還可以包括其它顏色。
xxx)在第三十可替換最佳實(shí)施例中，共振光的顏色的數(shù)目不限于三種，例如，可以是兩種。
xxxi)在第三十一可替換最佳實(shí)施例中，光共振器70可能包括4個(gè)共振層或更多。例如，共振層被提供以便和紅，藍(lán)和綠以外的4種顏色或更多顏色的組合的光共振。
xxxii)在第三十二可替換最佳實(shí)施例中，光源不限于發(fā)射白光。
xxxiii)在第三十三可替換最佳實(shí)施例中，液晶顯示板可以是單色液晶顯示板。
本發(fā)明的例子和實(shí)施例被認(rèn)為是說明性的而不是限制性的，本發(fā)明不限于這里詳細(xì)給出的說明，它在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可以修改。
權(quán)利要求
1.一種光發(fā)射器，包括一個(gè)產(chǎn)生光的光源；和多個(gè)共振層，每一共振層使所述光的一個(gè)預(yù)定波長的光共振，被共振層共振的每個(gè)光的波長不同于被共振層共振的所述光的其它波長中的至少一個(gè)。
2.權(quán)利要求1的光發(fā)射器，其特征在于光源發(fā)射白光。
3.權(quán)利要求1的光發(fā)射器，其特征在于光源是有機(jī)電致發(fā)光器。
4.權(quán)利要求3的光發(fā)射器，其特征在于有機(jī)電致發(fā)光器包括有機(jī)電致發(fā)光層和與至少一個(gè)共振層組合的電極。
5.權(quán)利要求1的光發(fā)射器，其特征在于多個(gè)共振層在共振層重疊的方向上彼此相鄰。
6.權(quán)利要求1的光發(fā)射器，其特征在于多個(gè)共振層的每一個(gè)在共振層重疊的方向上彼此離開一定距離。
7.權(quán)利要求1的光發(fā)射器，其特征在于多個(gè)共振層中的至少一個(gè)是柔性的。
8.權(quán)利要求1的光發(fā)射器，其特征在于至少一個(gè)共振層包括部分反射光的第一和第二反射器，具有第一反射表面的第一反射器安排在第一側(cè)，即光輸出側(cè)，具有第二反射表面的第二反射器安排在第一側(cè)的對面的第二側(cè)，第一反射表面和第二反射表面面對，由此共振層使預(yù)定波長的光共振。
9.權(quán)利要求8的光發(fā)射器，其特征在于有機(jī)電致發(fā)光器包括一個(gè)電極，第一和第二反射器中的至少一個(gè)與電極組合。
10.權(quán)利要求8的光發(fā)射器，其特征在于至少一個(gè)反射器用作多個(gè)共振層的反射器。
11.權(quán)利要求8的光發(fā)射器，其特征在于第二反射器全反射光。
12.一種顯示單元，包括一個(gè)液晶顯示器；和一個(gè)安排在液晶顯示器背面以便用作背光照明的光發(fā)射器，該光發(fā)射器包括一個(gè)產(chǎn)生光的光源；和多個(gè)共振層，每一層使所述光的一個(gè)預(yù)定波長的光共振，被共振層共振的每個(gè)光的波長不同于被共振層共振的所述光的其它波長中的至少一個(gè)。
13.權(quán)利要求12的顯示單元，其特征在于至少一個(gè)共振層包括部分反射光的第一和第二反射器，具有第一反射表面的第一反射器安排在光輸出的第一側(cè)，具有第二反射表面的第二反射器安排在第一側(cè)對面的第二側(cè)，第一反射表面與第二反射表面面對，由此，共振層使具有預(yù)定波長的光共振。
14.權(quán)利要求12的顯示單元，其特征在于液晶顯示器包括濾色器，從光發(fā)射器發(fā)射的光包括多個(gè)顏色，至少一個(gè)被光發(fā)射器共振的光穿過濾色器。
15.權(quán)利要求14的顯示單元，其特征在于濾色器包括紅、綠和藍(lán)三種顏色。
16.一種發(fā)光單元，包括一個(gè)作為光源的光發(fā)射器，它包括一個(gè)產(chǎn)生光的光源；和多個(gè)共振層，每一層使所述光的一個(gè)預(yù)定波長的光共振，被共振層共振的每個(gè)光的波長不同于被共振層共振的所述光的其它波長中的至少一個(gè)。
17.一種光發(fā)射器，包括一個(gè)產(chǎn)生光的光源；一個(gè)部分反射光的第一反射器，具有一個(gè)反射表面的第一反射器安排在光輸出的第一側(cè)；一個(gè)部分反射光的第二反射器，具有第一反射表面和第二反射表面的第二反射器安排在第一側(cè)對面的第二側(cè)與第一反射器鄰近，第一反射器的反射表面與第二反射器的第一反射表面面對；和一個(gè)部分反射光的第三反射器，具有一個(gè)反射表面的第三反射器安排在第二側(cè)與第二反射器相鄰，第三反射器的反射表面與第二反射器的第二反射表面面對，第一、第二和第三反射器形成而滿足下面的等式t1＝(n1×λ1)/2t2＝(n2×λ2)/2t1+t2＝(n3×λ3)/2其中t1表示第一反射器的反射表面和第二反射器的第一反射表面之間的距離，t2表示第二反射器的第二反射表面和第三反射器的反射表面之間的距離，λ1表示和一共振光的波長，λ2表示第二共振光的波長，λ3表示第三共振光的波長，n1、n2和n3是自然數(shù)。
18.權(quán)利要求17的光發(fā)射器，其特征在于具有波長λ1、λ2和λ3的共振光分別是藍(lán)光、綠光和紅光。
19.權(quán)利要求17的光發(fā)射器，其特征在于第三反射器全反射光。
20.一種光發(fā)射器，包括一個(gè)產(chǎn)生光的光源；和多個(gè)部分反射光的反射器，多個(gè)反射器在多個(gè)反射器重疊的方向上安排，多個(gè)反射器使具有波長λ1、λ2和λ3的光共振，光發(fā)射源滿足下面的等式t1＝(m1×λ1)/2t2＝(m2×λ2)/2t3＝(m3×λ3)/2其中t1表示使波長λ1的光共振的反射器之間的距離，t2表示使波長λ2的光共振的反射器之間的距離，t3表示使波長λ3的光共振的反射器之間的距離。
21.權(quán)利要求20的光發(fā)射器，其特征在于至少一個(gè)反射器使多個(gè)波長的光共振。
22.權(quán)利要求20的光發(fā)射器，其特征在于波長為λ1、λ2和λ3的共振光分別是藍(lán)光、綠光、和紅光。
23.權(quán)利要求20的光發(fā)射器，其特征在于安排在光輸出的第一側(cè)對面的第二側(cè)上的反射器全反射光。
全文摘要
一種光發(fā)射器包括光源和多個(gè)共振層。光源產(chǎn)生光。多個(gè)共振層的每一層使光的一個(gè)預(yù)定波長的光共振。被共振層共振的每個(gè)光的波長不同于被共振層共振的光的其它波長中的至少一個(gè)。
文檔編號H05B33/22GK1497306SQ0316484
公開日2004年5月19日 申請日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月30日
發(fā)明者加藤祥文 申請人:株式會社豐田自動織機(jī)