(57)【要約】【課題】有機ＥＬ素子の発光を効率的に利用できるように構成した照明装置、および、当該照明装置を光源とする液晶表示装置を提供すること。【解決手段】（１）有機ＥＬ素子を端部に備えた導光性の導光板を有する照明装置において、前記導光板の端部面上に、前記有機ＥＬ素子を構成する透明電極と、発光層を含む有機層と、反射電極とをこの順序で積層し、前記有機ＥＬ素子の発光光を前記透明電極から前記導光板に直接射出する構成としたことを特徴とする照明装置。【選択図】        図３
2004227836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ素子を端部に備えた導光性の導光板を有する照明装置において、前記導光板の端部面上に、前記有機ＥＬ素子を構成する透明電極と、発光層を含む有機層と、反射電極とをこの順序で積層し、前記有機ＥＬ素子の発光を前記透明電極から前記導光板に直接射出する構成としたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記有機ＥＬ素子を前記導光板の端部面の全面に設けたことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記有機ＥＬ素子を前記導光板の２つの端部面に設け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４】
前記有機ＥＬ素子を前記導光板の四方の端部面に設け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からの射出された光を利用して液晶パネルにより画像表示を行う構成とした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、当該照明装置をバックライト、あるいは、フロントライト光源とす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】
近年、面状自発光、高速応答性、等の多くのメリットを有する有機ＥＬ素子が注目され、照明装置の光源として用いる研究開発が進められている。
【０００４】
また、そのような有機ＥＬ素子を有する照明装置を液晶表示装置の光源とする（実際の光源は有機ＥＬ素子であるが、照明装置が液晶表示装置を構成する一手段であり、また、液晶表示部の照明を行う機能からみると、液晶表示装置における光源と言うことができる）液晶表示装置についても各種提案がなされている。
【０００５】
有機ＥＬ素子は、一般に発光層を含む有機層（蛍光性有機化合物を含む有機化合物からなる薄膜）を陽極と陰極で挟んだ構成を有し、当該電極間に電流を供給することにより発光する素子であり、従って、薄膜の有機ＥＬ素子を光源として利用すると、装置の薄型化、軽量化を図ることができる。
【０００６】
有機ＥＬ素子を光源として利用した従来の１つの液晶表示装置は、図６に模式的に示すように、液晶層２０７、偏光板２０５、２０９、ガラス基板２０６、２０８を一体的に備えた液晶パネルと、透明な基板１１１上に透明電極１１２、有機層１１３、反射電極１１４をこの順序で積層してなる有機ＥＬ素子１１０を端部（側部）に、また、下部に突起（散乱ドット）を設けた導光板２０２と、当該導光板２０２を挟んで上下に配置した反射シート２０１、および、プリズムシート２０４と拡散シート２０３とを備えた照明装置とで構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−５０１２４号公報（段落番号００３４、図５）
特許文献に開示された上記の液晶表示装置は、導光板２０２から射出された光を拡散シート２０３で拡散し、プリズムシート２０４で指向性を強めることができる有用な構成を有する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導光板２０２はアクリル等の透過性の材料からなり、例えば、透明な基板１１１が他の実施の形態において用いられているガラスであるとすると、異なる材質による屈折率の違いにより、有機ＥＬ素子１１０からの光が導光板に入射せず、界面において反射する成分が生じる。
【０００９】
この反射した成分が損失となるため、液晶パネル２５０に対する光量が低下してしまい、場合により、液晶表示装置の表示画面におけるコントラスト不足を惹起する問題があった。
【００１０】
本発明は上記のような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、光源である有機ＥＬ素子の発光を効率的に利用できるように構成した照明装置、および、当該照明装置を光源とする液晶表示装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は以下の構成によって達成することができる。
【００１２】
（１）有機ＥＬ素子を端部に備えた導光性の導光板を有する照明装置において、前記導光板の端部面上に、前記有機ＥＬ素子を構成する透明電極と、発光層を含む有機層と、反射電極とをこの順序で積層し、前記有機ＥＬ素子の発光光を前記透明電極から前記導光板に直接射出する構成としたことを特徴とする照明装置。
【００１３】
（２）前記有機ＥＬ素子を前記導光板の端部面の全面に設けたことを特徴とする前記（１）に記載の照明装置。
【００１４】
（３）前記有機ＥＬ素子を前記導光板の２つの端部面に設け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】
（４）前記有機ＥＬ素子を前記導光板の四方の端部面に設け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。
【００１６】
（５）前記（１）乃至前記（４）のいずれか１項に記載の照明装置からの射出された光を利用して液晶パネルにより画像表示を行う構成としたことを特徴とする液晶表示装置。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる照明装置および液晶表示装置の実施の形態を、以下、図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、有機ＥＬ素子の基本的な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、発光層を含む有機層（有機化合物薄膜）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。
【００１９】
前記基板１０はガラス、プラスチックなどの光透過率が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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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％以上の材料で構成することが好ましい。
【００２３】
上記の如く、本願に言う有機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。
【００２４】
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。
【００２５】
上記構成において、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（側面または側部と同義）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。
【００２６】
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。
【００２７】
図２は、本発明に係わる照明装置を含む液晶表示装置の第１の実施の形態を示す模式図である。
【００２８】
なお、図２を含む以後の図において、それよりも番号が前の図において示されている部材（層）と同じ部材（層）については同一の参照符号を付与してある。
【００２９】
図に示す如く、液晶表示装置５は液晶パネル５１、照明装置５３、および、有機ＥＬ素子１を主要素として備えている。
【００３０】
前記液晶パネル５１は、後述する導光板を介して光が射出する射出面に対向して配置された偏向板５１０上に、ガラス基板５１１、液晶層５１２、ガラス基板５１３、および、偏光板５１４をこの順序に積層して設けた構成を有し、この構成は図６で示した従来の液晶パネルと同じ構成である。
【００３１】
照明装置５３は、光源である有機ＥＬ素子１を一つの端部面（側面、側部と同義）上に有する導光板５３０と、その下側に設けた反射シート５３１と、前記導光板５３０の上側に設けたプリズムシート５３３とを有し、液晶表示部である液晶パネル５１に対してのバックライト光源として機能する。
【００３２】
前記導光板５３０の端部面５３５に対して一体的に設けた有機ＥＬ素子１は、透明電極１１、少なくとも１つの発光層を有する有機層（有機化合物薄膜）１２、および、反射電極１４を積層することにより形成したもので、従来の有機ＥＬ素子で用いられていたガラスの如き透明の基板は持っていない。
【００３３】
換言すれば、前記有機ＥＬ素子１の稼働に伴って生じる発光は、前記透明電極１１から射出後、直接、前記導光板５３０に入射する形態にある。
【００３４】
前記導光板５３０は、有機ＥＬ素子１の透明電極１１を透過して直接入射した光を、前記導光板５３０中を反射させながら拡散光としてプリズムシート５３３に向けて射出面Ｃから面状に射出する。
【００３５】
斯様に、第１の実施の形態においては、有機ＥＬ素子１の透明電極１１を導光板５３０の端部面５３５上に直接形成し、有機ＥＬ素子の基板と導光板とを同一部材で賄えるように構成することにより、従来の照明装置のような有機ＥＬ素子の基板導光板との界面で発生しやすい光の損失を防止することができる。
【００３６】
したがって、照明装置５３の射出光量は従来構成における光の損失分だけ増すことになり、液晶表示装置５のコントラストが、その分、向上する。
【００３７】
なお、前記導光板５３０は、ガラスや樹脂等の透過率７０％以上の透明性の材料からなり、例えば、ガラス、石英、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）、アクリル等で構成することができる。
【００３８】
また、図中、参照符号５３７は前記導光板５３０の射出面Ｃ上に適宜数形成した凹部で、前記液晶パネル５１へ向ける光の方向バラツキを低減している。
【００３９】
次に、本発明に係わる液晶表示装置の第２の実施の形態を、模式図である図３を参照しながら説明する。
【００４０】
図中、液晶表示装置５は、有機ＥＬ素子１を有する照明装置５３と、液晶パネル５１とを主要素とするものであり、第１の実施の形態とは逆に、観察者が観察する方向Ｗ側に前記照明装置５３を設けてある。
【００４１】
前記照明装置５３は、前記液晶パネル５１に対してフロントライト光源として機能する。
【００４２】
前記液晶パネル５１は、前記照明装置５３から最も離れた位置、即ち図における最下層に反射層５１５を備えており、照明装置５３から入射した光を制御するとともに、反射層５１５により制御した光を反射させて画像情報をＷ方向に向けて表示している。
【００４３】
前記反射層５１５の上に形成されている積層は、第１の実施の形態における積層と同じ層構成を有するが、前記照明装置５３に対する位置関係は第１の実施の形態とは逆の関係にある。
【００４４】
前記照明装置５３は、光源である有機ＥＬ素子１を自身の一端部面５３５上に直接形成してなる導光板５３０を有し、また、前記有機ＥＬ素子１は透明電極１１、少なくとも１つの発光層を含む有機層１２、および、反射電極１３を導光板側からこの順序で備えている。
【００４５】
また、本実施の形態においては、有機ＥＬ素子１を前記導光板５３０の端部面５３５の全面に形成して発光面積を大きくすることにより、照明装置５３としての光量増加を図っている。
【００４６】
換言すれば、有機ＥＬ素子を導光板の端部面の全面に形成することで液晶表示装置のコントラストを向上させることができる。
【００４７】
このように有機ＥＬ素子を導光板の端部面全面に形成する構成は、第１の実施の形態においても好適である。
【００４８】
図４および図５は、本発明に係わる照明装置の実施の形態を模式的に示す平面図である。
【００４９】
前述した液晶表示装置の第１、第２の実施の形態における照明装置５３は、有機ＥＬ素子１を導光板５３０の一端部面に設けて、導光板５３０の幅方向の線上光源としているが、第３の実施の形態では有機ＥＬ素子１を導光板５３０の対向する両端部面に設けて、両端部の線上光源として、照明装置５３としての光量の増加を図っている。
【００５０】
また、図５に示す照明装置５３においては、有機ＥＬ素子１を導光板５３０の四方の端部面に設けてあり、この構成は図４の実施の形態よりも更に照明装置としての光量を増加させることができる。
【００５１】
なお、本発明に係わる照明装置を液晶表示装置のバックライト光源、あるいはフロントライト光源として利用するときは、発光色を白色化する必要がある。
【００５２】
その白色化の方法としては、（１）Ｒ、Ｇ、Ｂ等の異なる３つの波長の有機ＥＬ素子を導光板の端部面に設ける。（２）Ｙ、Ｂ等の異なる２つ波長の有機ＥＬ素子を導光板の端部面に設ける。（３）１つの有機ＥＬ素子内の発光層で異なる３つの波長の光を発光させる。（４）１つの有機ＥＬ素子内の発光層で異なる２つの波長の光を発光させる等の方法が挙げられる。
【００５３】
【発明の効果】
簡単な構成により、光量が増した照明装置および液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機ＥＬ素子の基本的な構成を説明するための模式図である。
【図２】本発明に係わる液晶表示装置の第１の実施の形態を示す模式図である。
【図３】本発明に係わる液晶表示装置の第２の実施の形態を示す模式図である。
【図４】本発明に係わる照明装置の実施の形態を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明に係わる照明装置の実施の形態を模式的に示す平面図である。
【図６】従来の液晶表示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  有機層（有機化合物薄膜）
１３  反射電極（陰極）
５１  液晶パネル
５３  照明装置
５３０  導光板
５３１  反射シート
５３３  プリズムシート
【図１】
2004227836.tif 000003
【図２】
2004227836.tif 000004
【図３】
2004227836.tif 000005
【図４】
2004227836.tif 000006
【図５】
2004227836.tif 000007
【図６】
2004227836.tif 000008