(57)【要約】【課題】薄型化した照明装置および液晶表示装置を提供すること。【解決手段】（１）表面に四角錐形状の複数のマイクロプリズムを所定間隔で並べるとともに、裏面に複数のマイクロレンズを隙間なく並べた光学シートを、側面に光源を備えた導光板の光の射出面上に配置した照明装置において、前記光源を有機ＥＬ素子で構成したことを特徴とする照明装置。（２）有機ＥＬ素子は前記導光板の２カ所以上の側面に設けてあることを特徴とする前記（１）に記載の照明装置。（３）１つのマイクロレンズの周縁が４つのマイクロプリズムの対向する矩形面の略中央部を通るように関係づけて配置してあることを特徴とする前記（１）に記載の照明装置。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に四角錐形状の複数のマイクロプリズムを所定間隔で並べるとともに、裏面に複数のマイクロレンズを隙間なく並べた光学シートを、側面に光源を備えた導光板の光の射出面上に配置した照明装置において、
前記光源を有機ＥＬ素子で構成したことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
有機ＥＬ素子は前記導光板の２カ所以上の側面に設けてあることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
１つのマイクロレンズの周縁が４つのマイクロプリズムを通るように関係づけて配置してあることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
有機ＥＬ素子は発光層を挟んで対向する一対の反射層を備え、発光した光が前記発光層の端面から導光板の側面を介して当該導光板の内部に入るように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の照明装置をバックライト光源として用いることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ素子を光源とする照明装置、および、有機ＥＬ素子をバックライト光源として用いる液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スポットライト等の照明装置、あるいは、光の透過率を制御して画像を表示する液晶表示装置の照明装置は、端部に光源を備えた導光板からの光を所定方向に揃えて光の利用効率を向上させている。
【０００３】
例えば、表面に四角錐形状のプリズムを並べるとともに、裏面にドーム状のレンズを並べた構成の光学シートを、端部に光源を備えた導光板の光射出面上に配置する構成の照明装置がそれである。
【０００４】
具体的には、図６に示す如く、導光板２５０の内部で反射され、当該導光板の射出面から面状の拡散光として光学シート（スペーサ）２２０に向けて射出される光源２１０からの光を、光学シート２２０に一体的に設けたマイクロプリズム（アレイ）２２２を介してマイクロレンズ（アレイ）２２１に導くことにより、矢示したＷの方向に指向性を強めるように、光の利用効率を図った構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第５，４２８，４６８号明細書（第８カラム、９行目乃至２０行目、ＦＩＧ．５〜ＦＩＧ．７）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の特許文献に開示された構成は、光の利用効率を高めることができるという点で有用なものである。
【０００７】
一方において、例えば、照明装置としての厚さは薄くなれば薄くなるほど利用範囲が広がるので好ましい。
【０００８】
しかしながら、前記特許文献に開示の光源として、ネオン管、発光ダイオード、あるいは冷陰極管等を利用しても、その物理的な寸法限界により照明装置自体の薄型化に寄与することはできなかった。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、薄型化した照明装置および液晶表示装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する構成により達成することができる。
【００１１】
（１）表面に四角錐形状の複数のマイクロプリズムを所定間隔で並べるとともに、裏面に複数のマイクロレンズを隙間なく並べた光学シートを、側面に光源を備えた導光板の光の射出面上に配置した照明装置において、
前記光源を有機ＥＬ素子で構成したことを特徴とする照明装置。
【００１２】
（２）有機ＥＬ素子は前記導光板の２カ所以上の側面に設けてあることを特徴とする前記（１）に記載の照明装置。
【００１３】
（３）１つのマイクロレンズの周縁が４つのマイクロプリズムを通るように関係づけて配置してあることを特徴とする前記（１）に記載の照明装置。
【００１４】
（４）有機ＥＬ素子は発光層を挟んで対向する一対の反射層を備え、発光した光が前記発光層の端面から導光板の側面を介して当該導光板の内部に入るように構成したことを特徴とする前記（１）または前記（２）に記載の照明装置。
【００１５】
（５）前記（１）乃至前記（４）のいずれか１項に記載の照明装置をバックライト光源として用いることを特徴とする液晶表示装置。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる実施の形態の一例を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は有機ＥＬ素子の構成を説明するための模式図である。
図中、１は有機ＥＬ素子で、基板１０、透明電極（陽極）１１、発光層を含む有機化合物薄膜（以下、説明の便宜上、有機層という）１２、および、反射電極（陰極）１３をこの順序で積層した構成の素子である。
【００１８】
前記基板１０はガラス、プラスチックなどの光透過率（以下、単に透過率という）が７０％以上の透明性の基板で、例えば、ガラス、石英等のソリッド基板、あるいは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン（ＣＯＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等のフレキシブル基板が適用できる。
【００１９】
前記透明電極１１は、例えば、インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）、金、酸化錫、酸化亜鉛等の導電材料からなり、仕事関数が４ｅＶ以上で透過率が６０％以上の材料で構成することが好ましい。
【００２０】
前記有機層１２は、発光層を含む数ｎｍ〜μｍの有機化合物または錯体の単層または複数層で形成することができ、フッ化リチウム層や無機金属塩の層、または、それらを含有する層を任意の位置に配置することができる。
【００２１】
前記反射電極１３は、アルミニウム、ナトリウム、リチウム、マグネシウム、銀、カルシウム等の金属材料からなり、仕事関数が４ｅＶ未満で、反射率が７０％以上ので構成することが好ましい。
【００２２】
上記の如くに、本発明に係わる有機ＥＬ素子１とは、前記透明電極１１と前記反射電極１３に図示しない電源を接続することにより供給される電流によって、前記有機層１２を構成する少なくとも１層以上の発光層において電子および正孔が結合し、蛍光または燐光に由来して発光する素子である。
【００２３】
また、有機化合物は水分や大気中の酸素による劣化が激しいため、窒素等の不活性ガスの雰囲気下において、例えば、金属管やガラス管等により前記有機層１２を遮蔽して封止するのが一般的であるが、封止膜は図では省略してある。
【００２４】
前記有機ＥＬ素子１の発光層からの光の射出方向は、前記透明電極１１、前記基板１０を透過して面上に射出する発光面方向（Ｚ方向）と、発光層の端部（側面または側部）から射出する端面方向（Ｘ方向およびＹ方向）の５方向である。
【００２５】
なお、前記有機ＥＬ素子１は、前記透明電極１１と前記反射電極１３との位置を入れ替えて、透明電極１３から光を射出するトップエミッション構造としてもよい。
【００２６】
次に、模式図である図２を用いて、本発明の照明装置に係わる第１の実施の形態について説明する。
【００２７】
なお、図２を含む以後の図において、既出の部材（手段）と同じ部材（手段）については同一の参照符号を付し、重複する説明はできる限り省略することとする。
【００２８】
図において、照明装置２は、光源として機能する有機ＥＬ素子１、導光板２０、反射板２１、および、光学シート２３を備えている。
【００２９】
図１に示した構成を有する構成前記有機ＥＬ素子１は、前記導光板２０の対向する側面（端部）ＡおよびＢに接着等適宜の方法で一体的に設けてあり、導光板２０の側面に近い側に基板１０が位置し、そして、導光板２０から離れた側に反射電極１３が位置するように関係づけて配置してある。
【００３０】
なお、前記有機ＥＬ素子１を前記導光板２０の左右側面Ａ、および、Ｂの全体を覆うような大きさとすれば、発光面積を増大して光量を増すことができる。
【００３１】
なお、前記の如く、有機ＥＬ素子１を導光板２０上で対向する位置にある２つの側面Ａ、Ｂ上に設けたのは、距離による光量のバラツキを低減させることを意図してのものであり、また、必要において前記有機ＥＬ素子を導光板の３つあるいは４つの側面に備えることができる。
【００３２】
前記導光板２０はアクリル等の透過性の材料からなり、前記有機ＥＬ素子１の発光を、導光板２０の下面に一体的に設けた反射板２１で反射により光量のバラツキを低減させて、面上の拡散光として、前記反射板２１と対向する上面（適宜、射出面とも言う）Ｃに向けて射出する。
【００３３】
前記反射板２１は、アルミニウム等の反射率の高い薄膜板を導光板に貼り付けることにより設けることができる。
【００３４】
前記導光板２０の上面Ｃの上には前述した光学シート２３が設置してあり、前記上面Ｃに向けて射出された光は、実質的に、前記光学シート２３に対する入射光となる。
【００３５】
前記光学シート２３は、表面に四角錐形状とした複数のマイクロプリズム２４を所定間隔で並べた構成を有し、また、裏面に複数のマイクロレンズ２５を隙間なく並べた構成を有する。
【００３６】
前記マイクロレンズ２５は円形のドーム状に形成してある。
なお、前記マイクロプリズム２４とマイクロレンズ２５とは、両者の関係を模式的に示す図３のように関係配置することができる。
【００３７】
即ち、１つのマイクロレンズ２５の周縁に対して４つのマイクロプリズムの対向面の略中央部が位置するように、当該マイクロプリズムを等間隔（中心に対して、隣接するマイクロプリズム同士の位相が９０度異なるの意）に設けることができる。
【００３８】
対向する矩形面は、四角錐の辺のサイズが大きい方を指す。
但し、この構成は、光源である有機ＥＬ素子を、上述のように、導光板の４辺に設けた場合にも使用でき、図２の如く対向するＡ、Ｂの２辺に有機ＥＬ素子を設けた構成の場合、図３において縦方向同一線上に位置するマイクロプリズム（図では４個のマイクロプリズムが対象）を削除した構成とすることができる。
【００３９】
上記の如くに、前記マイクロプリズム２４およびマイクロレンズ２５を表裏に一体的に有する光学シート２３は、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリシンクロオレフィン等の如く、透過性の高い樹脂を成型することにより得たシートである。
【００４０】
前記マイクロプリズム２４は、前記導光板２０から射出される光の拡がり分布を抑制し、また、前記マイクロレンズ２５は、入射光の指向性を増強し、斯様な両者の機能により、前記導光板２０の射出面の垂直方向Ｗに対しての光の利用効率を向上させる。
【００４１】
上述の第１の実施の形態における照明装置は、表面にマイクロプリズム２４を並べるとともに、裏面にマイクロレンズ２５を並べた光学シート２３を備えた照明装置の光源として、極めて薄く（例えば、厚さ３００μｍ）、かつ、極めて小サイズ（基本的には、殆ど制限なしのサイズに形成可といえる）に形成可能な有機ＥＬ素子を設ける構成としたので、従来の照明装置に比して十分な薄型化を図ることができる。
【００４２】
次に、本発明の照明装置に係わる第２の実施の形態を模式的に示す図４を用いながら説明する。
【００４３】
図４は、照明装置の平面図を示し、詳細は割愛してあるが、導光板と光学シートとの構成、並びに、有機ＥＬ素子の構成および導光板と有機ＥＬ素子の関係は基本的に図１、図２に示した構成と同じである。
【００４４】
第１の実施の形態と異なる点は２つあり、１点は、第１の実施の形態において光源としての有機ＥＬ素子１を導光板２０の対向する側面２カ所に配したのに対して、導光板２０の縦および横のそれぞれ１つの側面に有機ＥＬ素子を配置したことにある。
【００４５】
また、もう１点は、光学シート２３上のマイクロプリズム２５を正四角錐形状（図示するまでもないことから省略してある）となしたことにある。
【００４６】
マイクロレンズ２５とマイクロプリズム２４との関係は、図３を利用して述べた構成を用いることができるが、別の構成であってもよい。
【００４７】
マイクロプリズム２４を正四角錐形状とすることにより、導光板２０の縦横それぞれからの入射光の光の利用効率を更に向上させることができる。
【００４８】
なお、有機ＥＬ素子１を導光板２０の４つの側面に設けるとともに、正四角錐形状のマイクロプリズム２４により光の利用効率を高めるようにしてもよく、設計の自由度は広い。
【００４９】
次に、本発明の照明装置に係わる第３の実施の形態を模式的に示す図５について説明する。
【００５０】
図は、照明装置における導光板の端部（側面部）一部近傍を拡大して示す。
基本的な構成は第２の実施の形態と同様に第１の実施の形態と同じであり、異なるのは、有機ＥＬ素子１の層構成と、導光板２０に対する前記有機ＥＬ素子１の取り付け勝手である。
【００５１】
即ち、本実施の形態における有機ＥＬ素子１は、反射層１４を有し、かつ、基板１０のみを、第１の実施例を示す図２の如くに、導光板２０の側面と直接対向して設けるのではなく、有機ＥＬ素子を構成する全ての層の端面を前記導光板２０の側面と直接対向するように、位相を９０度ズラして設けてある。
【００５２】
前記反射層１４は、透明電極１１と有機層１２との間に設けてある。
一方、この構成において、発光層を含む有機層１２、換言すれば、発光層は一対の反射層（反射電極１３と反射層１４）に挟まれた構成となっている。
【００５３】
前記反射層１４は、アルミニウム、ナトリウム、リチウム、マグネシウム、銀、カルシウム等の金属材料からなり、反射率が７０％以上の材料で構成することが好ましい。
【００５４】
このような構成を持った有機ＥＬ素子１の電極に電圧を印加せしめると、前記有機層１２に包含される発光層からの発光光が前記反射層１４と前記反射電極１３とにより反射し、発光層の端面から射出し、前記導光板２０の側面から当該導光板に入射し、反射板２１の作用下で、導光板２０の面状の光となって前記光学シート２３に向けて射出し、更に、光学シート２３により所定方向の光の利用効率が向上された状態で射出する。
【００５５】
一対の反射手段（反射層１４と反射電極１３）による反射は光の干渉を起こさせ、故に、発光層からの発光は、その発光が強められて発光層端面から射出する。
【００５６】
光の干渉のための前記反射層１４と前記反射電極１３との間隔は、発光波長に基づいて有機層１３の膜厚を調整することにより決定することができる。
【００５７】
このように、第３の実施の形態においては、有機ＥＬ素子１の発光層を含む層として呼称される有機層中の発光層からの端面発光であり、積層方向における有機ＥＬ素子全体の厚さが薄い（例えば、約３００μｍ）長所を利用して、導光板２０の厚さもそれに従って薄くすることが可能なため、照明装置としての全体の厚さを薄型化できる。
【００５８】
なお、上述した構成を有する各照明装置を、例えば、カラーフィルタを備えたカラー画像の液晶表示装置等のバックライト光源として使用すれば、厚さが薄くてすむ液晶表示装置を容易に得ることができる。
【００５９】
その場合、発光色を白色化する必要があるが、その方法は従来の方法を用いればよい。
【００６０】
例えば、（１）Ｒ、Ｇ、Ｂ等の異なる３つの波長で発光する有機ＥＬ素子を導光板の側面にそれぞれ設ける。（２）Ｙ、Ｂ等の異なる２つの波長で発光する有機ＥＬ素子を導光板の側面にそれぞれ設ける。（３）１つの有機ＥＬ素子内の発光層で、異なる３つの波長を同時に発光させる。（４）１つの有機ＥＬ素子内の発光層で、異なる２つの波長を同時に発光させる等の方法が挙げられる。
【００６１】
【発明の効果】
薄型化した照明装置、および、液晶表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機ＥＬ素子の構成を説明するための模式図である。
【図２】本発明の照明装置に係わる第１の実施の形体を示す模式図である。
【図３】マイクロプリズムとマイクロレンズとの関係を模式的に示す図である。
【図４】本発明の照明装置に係わる第２の実施の形態を模式的に示す図である。
【図５】本発明の照明装置に係わる第３の実施の形態を模式的に示す図である。
【図６】従来の照明装置を示す図である。
【符号の説明】
１  有機ＥＬ素子
１０  基板
１１  透明電極（陽極）
１２  有機化合物薄膜
１３  反射電極（陰極）
１４  反射層
２  照明装置
２０  導光板
２１  反射板
２３  光学シート
２４  マイクロプリズム
２５  マイクロレンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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