(57)【要約】【課題】補助電極を自由に配設することができ、輝度ムラのない表示装置を提供する。【解決手段】透明基板１２と、当該透明基板１２上に設けられた有機電界発光素子４とを有し、透明基板１２側から光を出射する有機電界発光装置３であって、有機電界発光素子４は、第１導電層と、金属電極１６と、少なくとも発光層を有する有機薄膜層１５とからなり、第１導電層は、透明電極１４と透明基板１２の光を出射する面に対向して形成された補助電極１３とからなり、透明基板１２の光出射側の面には、凹凸部が形成されていることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、当該透明基板上に設けられた面状発光素子とを有し、前記透明基板側から光を出射する面状発光装置であって、
前記面状発光素子は、第１導電層と、金属電極と、少なくとも発光層を有する薄膜層とからなり、
前記第１導電層は、透明電極と前記透明基板の光を出射する面に対向して形成された補助電極とからなり、
前記透明基板の光出射側の面には、凹凸部が形成されていることを特徴とする面状発光装置。
【請求項２】
透明基板と、当該透明基板上に設けられた面状発光素子とを有し、前記透明基板側から光を出射する面状発光装置であって、
前記面状発光素子は、第１導電層と、金属電極と、少なくとも発光層を有する薄膜層とからなり、
前記第１導電層は、透明電極と前記透明基板の光を出射する面に対向して形成された補助電極とからなり、
前記透明基板の光出射側の面には、散乱手段が設けられていることを特徴とする面状発光装置。
【請求項３】
透明基板と、当該透明基板上に設けられた面状発光素子とを有し、前記透明基板側から光を出射する面状発光装置であって、
前記面状発光素子は、第１導電層と、金属電極と、少なくとも発光層を有する薄膜層とからなり、
前記第１導電層は、透明電極と前記透明基板の光を出射する面に対向して形成された補助電極とからなり、
前記透明基板の光出射側の面上には、凹凸部を有する光学シートが配設されていることを特徴とする面状発光装置。
【請求項４】
透明基板と、当該透明基板上に設けられた面状発光素子とを有し、前記透明基板側から光を出射する面状発光装置であって、
前記面状発光素子は、第１導電層と、金属電極と、少なくとも発光層を有する薄膜層とからなり、
前記第１導電層は、透明電極と前記透明基板の光を出射する面に対向して形成された補助電極とからなり、
前記透明基板の光出射側の面上には、散乱手段を有する光学シートが配設されていることを特徴とする面状発光装置。
【請求項５】
前記透明基板の光出射側の面もしくは前記光学シートに設けられる前記凹凸部もしくは前記散乱手段は、前記補助電極と対向する部分のみに形成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の面状発光装置。
【請求項６】
前記補助電極の透明基板側の面には、凹凸部もしくは散乱手段が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の面状発光装置。
【請求項７】
前記補助電極は、前記透明基板と前記透明電極との間に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の面状発光装置。
【請求項８】
前記補助電極は、前記透明電極と前記薄膜層との間に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の面状発光装置。
【請求項９】
前記面状発光素子は、有機電界発光素子であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の面状発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
【従来の技術】有機電界発光素子をはじめ、発光素子と透明電極を使用した表示装置には透明電極としてＩＴＯ（インジウム錫酸化物）やＺｎＯ（酸化亜鉛）等が主に用いられている。
【０００３】
しかし、前記透明電極は導電率が十分高くないため、接続端子から近い部分と遠い部分で電気抵抗値の差が大きくなり、電流値についても差が大きくなる。従って、有機電界発光素子の発光輝度は、その電流値に影響されるため、発光輝度にムラが発生する。
【０００４】
このため、輝度ムラを制御する方法として、特開２００２−１５６６３３号公報には、透明電極上に補助電極を設けた液晶表示装置が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１５６６３３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この液晶表示装置では、補助電極は非透過性材料のため、液晶の画素に合わせて補助電極を配設しなければならないという制約があり、十分に輝度ムラを抑制することができない。
【０００７】
本発明は、補助電極を自由に配設することができ、輝度ムラのない表示装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、透明基板と、当該透明基板上に設けられた面状発光素子とを有し、透明基板側から光を出射する面状発光装置であって、面状発光素子は、第一導電層と、金属電極と、少なくとも発光層を有する薄膜層とからなり、第一導電層は、透明電極と透明基板の光を出射する面に対向して形成された補助電極とからなり、透明基板の光出射側の面には、凹凸部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、透明基板の光出射側の面の補助電極と対向する部分からも透明基板内を反射しながら導光する光を凹凸部によって取り出すことができるため、見かけ上、全面発光しているようにみえる。このため、補助電極を自由に配設することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、透明基板と、当該透明基板上に設けられた面状発光素子とを有し、透明基板側から光を出射する面状発光装置であって、面状発光素子は、第１導電層と、金属電極と、少なくとも発光層を有する薄膜層とからなり、第１導電層は、透明電極と透明基板の光を出射する面に対向して形成された補助電極とからなり、透明基板の光出射側の面には、散乱手段が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、透明基板の光出射側の面に設けられている散乱手段により、透明基板から出射される光は様々な方向に散乱するため、見かけ上、全面発光しているようにみえる。このため、補助電極を自由に配設することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、透明基板と、当該透明基板上に設けられた面状発光素子とを有し、透明基板側から光を出射する面状発光装置であって、面状発光素子は、第１導電層と、金属電極と、少なくとも発光層を有する薄膜層とからなり、第１導電層は、透明電極と透明基板の光を出射する面に対向して形成された補助電極とからなり透明基板の光出射側の面上には、凹凸部を有する光学シートが配設されていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、光学シートの光射側の面の補助電極と対向する部分からも光を出射させることができるため、見かけ上、全面発光しているようにみえる。このため、補助電極を自由に配設することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、透明基板と、当該透明基板上に設けられた面状発光素子とを有し、透明基板側から光を出射する面状発光装置であって、面状発光素子は、第１導電層と、金属電極と、少なくとも発光層を有する薄膜層とからなり、第１導電層は、透明電極と透明基板の光を出射する面に対向して形成された補助電極とからなり、透明基板の光出射側の面上には、散乱手段を有する光学シートが配設されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、透明基板の光出射側の面状に、散乱手段を有する光学シートが配設されているため、光学シートから出射される光は様々な方向に散乱する。したがって、見かけ上、全面発光しているようにみえる。このため、補助電極を自由に配設することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表示装置において、透明基板の光出射側の面もしくは光学シートに設けられる凹凸部もしくは散乱手段は、補助電極と対向する部分のみに形成されることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、補助電極部分に達する透明基板内部導波量を減らすことがないので、より輝度ムラを抑えることができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の面状発光装置において、補助電極の透明基板側の面には、凹凸部もしくは散乱手段が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、反射率の高い部材で補助電極を形成した場合、透明基板内部を反射しながら導光して補助電極部分に達した光を補助電極表面の反射によって、外部へ取り出すことができるので、より輝度ムラを抑えることができるとともに、出射効率を上げることができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の面状発光装置において、補助電極は、透明基板と透明電極との間に設けられていることを特徴とする。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の面状発光装置において、補助電極は、透明電極と薄膜層との間に設けられていることを特徴とする。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の面状発光装置において、面状発光素子は、有機電界発光素子であることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明をパッシブマトリックス方式の透過型液晶表示装置のバックライトとして具体化した実施の形態を、図１〜図３に従って説明する。
【００２４】
透過型液晶表示装置１は、液晶パネル２、面状発光装置としての有機電界発光装置３とからなる。
【００２５】
パッシブマトリクス方式の液晶表示パネル２は公知のものであり、第一透明基板５、第二透明基板６及び、これら第一透明基板５、第二透明基板６間に保持された液晶層９を備えている。
【００２６】
第一透明基板５、第二透明基板６の外側表面には、偏光板１１が配置されている。
【００２７】
第一透明基板５の液晶層９と接する側には、ストライプ状のカラーフィルタ１０が複数本平行に形成され、さらにカラーフィルタ１０と同様かつ平行に、ＩＴＯ電極７が形成されている。
【００２８】
第二透明基板６の液晶層９と接する側には、カラーフィルタ１０及びＩＴＯ電極７と直行する方向に、ストライプ状の対向電極８が複数本平行に形成されている。
【００２９】
そして、ＩＴＯ電極７と対向電極８との間に液晶９が配設され、第一透明基板５、第二透明基板６との間隔を一定に保った状態で、図示しないシール材によって貼り合わされている。よってＩＴＯ電極７と対向電極８とは液晶９を挟んで、その交差部分において画素を構成し、その画素はマトリクス状に配置されている。
【００３０】
有機電界発光装置３は、透明基板１２と面状発光素子としての有機電界発光素子４とからなる。
【００３１】
有機電界発光素子４は、透明電極１４、金属電極１６、補助電極１３、薄膜層としての有機薄膜層１５からなる。
【００３２】
透明電極１４は、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極物質とするものを好適に用いることができる。このような電極物質の具体例としてはＡｕなどの金属、ＣｕＩ、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯなどの導電性を有した透明材料または半透明材料を挙げることができる。この電極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄膜を形成させることにより作製することができる。
【００３３】
補助電極１３は、非透過性の金属材料等からなり、例えば、アルミニウム製である。補助電極１３は、透明電極１４と電気的に並列に接続されており、接続端子から有機薄膜層までの抵抗値を下げる効果を有している。本実施の形態では、図６に示すように、接続端子１００に近い部分は粗に、接続端子１００に遠い部分は密になるようにストライプ状の複数の補助電極をそれぞれ枝分かれさせている。ここで、「接続端子に近い」とは、補助電極を経由して接続端子にいたる距離が近いことを意味し、「接続端子から遠い」とは、補助電極を経由して接続端子に至る距離が遠いことを意味する。したがって、接続端子１００に遠い部分ほど電圧降下量を低減することができるため、全体として輝度ムラを抑制できる。
【００３４】
ただし、補助電極は、一方では非透過性材料からなるため、開口率を下げたり、アルミニウムのような熱導電率が高い材料からなるものであれば、周辺の熱を下げる、といった周辺輝度を下げる効果も有しているため補助電極の特性を考慮して配設を行う必要がある。  本実施の形態では、接続端子１００から近い部分では補助電極間の距離が長いため、開口率は高くなり、接続端子１００から遠い部分では補助電極間の距離が短いため、開口率は低くなっている。
【００３５】
金属電極１６は、仕事関数の小さい金属（４ｅＶ以下）、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極物質とするものを用いることができる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウムーカリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、Ａｌ／（Ａｌ２Ｏ３）、インジウム、希土類金属などをあげることができる。該金属電極２は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄膜を形成させることにより作製することができる。
【００３６】
有機薄膜層１５は、発光層のみの単層、または正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入輸送層、正孔阻止層、電子注入層、電子輸送層、電子阻止層の一層以上と発光層とが積層された多層のいずれであってもよい。
【００３７】
この実施の形態における有機薄膜層１５は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層が積層された多層であり、有機薄膜層１５の中の発光層で白色の光が発せられるよう赤色発光層、緑色発光層、青色発光層が積層されている。
【００３８】
透明基板１２は、少なくとも可視光の一部または全部を透過する基板であればよく、例えば、ガラスや樹脂製の基板である。実施の形態ではガラスを用いている。透明基板１２は、入射面１８としての平坦な面を有し、光出射側の面１７の補助電極１３と対向する部分には、断面形状が微細な三角型のプリズム（凹凸部）が互いに平行に形成されている。入射面１８下には、有機電界発光素子４が形成されている。
【００３９】
透明基板１２の入射面１８には、補助電極１３、透明電極１４、有機薄膜層１５、金属電極１６が順次積層されている。つまり、補助電極１３は、透明基板１２と透明電極１４との間に設けられている。
【００４０】
なお、図示しないが、有機電界発光素子４は、保護膜（例えば、パッシベーション膜）で被覆されている。
【００４１】
次に、上記のように構成された透過型液晶表示装置１の作用を図１、図２に従って説明する。
有機電界発光素子４の電極間に電圧を印加すると、有機薄膜層１５の中の発光層で白色の光が発せられる。発せられた光のほとんどは透明基板１２に向かって出射される。
【００４２】
第１の実施の形態における有機電界発光素子４の発光層は平面状に形成されている。これは、発光点が連続して平面状に配置されていると考えることができる。発光点から発せられる光は、この発光点を中心として全ての方向に均一に発せられる。そして、このような発光点が連続して平面状に配置されているため、透明基板１２の入射面１８内のあらゆる方向に光が入射される。従って、この実施の形態における有機電界発光素子４は面状発光素子である。
【００４３】
このような有機電界発光素子４を用いた有機電界発光装置３の透明基板１２に、上述のような複数の凹凸部を設けた場合の光路を説明する。図２に示すように、発光層で発せられた光は、透明基板１２に入射する。
【００４４】
透明基板１２の内部に入射した光のうち、ガラスの屈折率と空気の屈折率とで決定される臨界角未満の角度λで透明基板１２に入射した光のうち、凹凸部でない部分に到達した光（図２中のＡで示される光）は、透明基板と空気との界面（出射面１７）で屈折され、透明基板１２外に出射される。
【００４５】
ガラスの屈折率と空気の屈折率とで決定される臨界角以上の角度α、θで透明基板１２に入射した光のうち、凹凸部に到達した光（図２中のＢ、Ｂ’で示される光）は、図２に示すように、入射角は入射点ａ、ａ’における接線ｃ、ｃ’を基準に臨界角が決まるため、凹凸部に入射する入射角がβもしくはρとなる。
【００４６】
従って、ガラスの屈折率と空気の屈折率とで決定される臨界角を超える角度で透明基板１２に入射した光のうち、凹凸部に到達した光は、透明基板１２の内部に全反射されることなく、凹凸部を通して、透明基板１２の外に出射する。つまり、透明基板１２が平面状である場合には外部に取り出せないような光も、凹凸部を通して外部に取り出すことができる。よって、透明基板１２の光出射側の面１７の補助電極１３と対向する部分からも有機電界発光素子４からの光を取り出すことができ、見かけ上、全面発光しているようにみえる。このため、補助電極１３を自由に配設することができる。
【００４７】
そして、透明基板１２の光出射側の面１７から出射した光は、液晶パネル２の裏面（観測者と反対側の面）から入射し、液晶表示パネル２によってその画素毎に透過、遮断されて、全体として、観察者に文字や画像として視認される。
【００４８】
以上記述したように、実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
【００４９】
・  本実施の形態では、透明基板の光出射側の面に凹凸部が形成されている。したがって、表面が平面である場合には臨界角を越え全反射してしまうような方向に進む光も、凹凸部では臨界角を越えず、透明基板から取り出すことが可能となるため、透明基板の光射側の面の補助電極と対向する部分からも光を出射させることができ、見かけ上、全面発光しているようにみえる。このため、補助電極を自由に配設することができる。
【００５０】
（２）  透明基板の光出射側の面に設けられる凹凸部は、補助電極と対向する部分に形成されている。したがって、補助電極部分に達する透明基板内部導波量を減らすことがないので、より輝度ムラを抑制することができる。
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態におけるパッシブマトリクス方式の透過型液晶表示装置３０の有機電界発光装置３３は、図３に示すように、透明基板３１の出射面側に光学シートとしてのプリズムシート３２が設けられており、透明基板３１の出射面３４は平面である。その他は第１の実施の形態と同様な構成である。
【００５１】
プリズムシート３２は、補助電極１３と対向する部分に断面形状が微細な三角型のプリズム（凹凸部）が互いに平行に形成されたものである。
【００５２】
この構成でも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態におけるパッシブマトリクス方式の透過型液晶表示装置４０の有機電界発光装置４４における有機電界発光素子４５は、図４に示すように、補助電極４３の透明基板１２側の面に断面形状が微細な三角型のプリズム（凹凸部）が互いに平行に形成されている。それ以外は、第１の実施の形態と同様な構成である。
【００５４】
第３の実施の形態によれば、上記（１）、（２）の効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００５５】
補助電極の透明基板側の面に、凹凸部が形成されているので、透明基板内部を導波して補助電極部分に達した光の角度が当該凹凸部にて反射されることで変化し、透明基板の光出射側の面の補助電極と対向する部分から取り出すことができ、より輝度ムラを抑制することができる。
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態におけるパッシブマトリクス方式の透過型液晶表示装置５０の有機電界発光装置５４は、図５に示すように、透明基板５１の光出射側の面に、サンドブラスト等で形成したランダムな凹凸形状（散乱手段）が設けられている。それ以外は、第１の実施の形態と同様な構成である。
【００５６】
この場合、透明基板の光出射側の面から出射する光は、散乱手段によって散乱するため、ほぼ均等に出射される。したがって、補助電極を自由に配設することができる。
【００５７】
尚、本発明は前記実施の形態の他、以下の態様で実施してもよい。
○  前記実施の形態では、面状発光素子として有機電界発光素子を用いたが、有機電界発光素子に限らず、無機電界発光素子などの面状発光素子であればよい。この場合にも、有機電界発光素子の場合と同様の効果が得られる。
○  前記第１〜第３の実施の形態では、補助電極をストライプ状に配設したが、用途によって自由な形に配設してやればよく、例えば、図７に示すようなメッシュ状の形状の補助電極１３ａや、図８に示すような、接続端子１００からの距離が遠くなるにしたがって、一部の補助電極間が狭くなるような形状の補助電極１３ｂにしてもよい。
○  前記実施の形態では、接続端子から遠くなるにしたがって、電圧降下量が増大することを考慮して補助電極を配設したが、これに限らず、例えば、発光時、中心部に熱が溜まるため、周辺に比べ、輝度が高くなることを考慮して、中心部も密になるように配設してもよい。これにより、中心部の熱を逃がし、開口率も低くなるため、より輝度ムラを抑制することができる。
○  前記第４の実施の形態では、透明基板の光出射側の面に、サンドブラスト等で形成したランダムな凹凸形状（散乱手段）を設けたが、透明基板の光出射側の面上に散乱手段を有する光学シートを配設してもよい。また、光を散乱させる手段であればなんでもよく、例えば、透明基板あるいは光学シートにビーズを含有させることで散乱機能を持たせてもよい。
○  前記実施の形態では、接続端子から近い部分は粗に、接続端子から遠い部分は密になるよう配設したが、逆に接続端子から近い部分は密に、接続端子から遠い部分は粗になるよう配設してもよい。つまり、補助電極は、電流値、開口率、発光熱などのバランスをみて、配設してやればよい。
○  前記実施の形態では、補助電極を密、粗にすることによって輝度ムラを抑制したが、これに限らず、例えば、補助電極の太さをかえることによって輝度ムラを抑制してもよい。
○  前記実施の形態では、透明基板の出射側の面の補助電極に対向する部分、プリズムシートの出射側の面の補助電極と対向する部分に凹凸を形成していたが、これに限らず、透明基板の出射面全面、プリズムシートの出射面全面に凹凸部を形成にしてもよい。ただし、補助電極部分に達するガラス内部導波量が減少するため、補助電極に対向する部分と、他の部分との輝度差がやや大きくなる。
○  前記実施の形態では、液晶パネルにパッシブマトリクス方式の透過型液晶表示装置を用いたが、透過型であればよくアクティブマトリクス方式の透過型液晶表示装置でもよい。
○  前記実施の形態では、補助電極を透明基板と透明電極との間に配設したが、透明電極と有機電界発光素子との間に配設してもよい。また、透明電極を二層にして補助電極をその間に挟んだ構成にしてもよい。
○  有機電界発光素子は、液晶表示装置のバックライトに限らない。例えば、自動車のルームランプなど、通常の照明装置として利用してもよい。
【００５８】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、補助電極を自由に配設することができ、輝度ムラのない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】第１の実施の形態の透過型液晶表示装置の斜視図。
【図２】第１の実施の形態の透過型液晶表示装置の光路を示す断面模式図。
【図３】第２の実施の形態の透過型液晶表示装置の断面模式図。
【図４】第３の実施の形態の透過型液晶表示装置の断面模式図。
【図５】第４の実施の形態の透過型液晶表示装置の断面模式図。
【図６】第１の実施の形態の有機電界発光素子の要部模式図。
【図７】他の実施の形態の有機電界発光素子の要部模式図。
【図８】他の実施の形態の有機電界発光素子の要部模式図。
【符号の説明】
１…透過型液晶表示装置、２…液晶パネル、３…有機電界発光装置（面状発光装置）、４…有機電界発光素子（面状発光素子）、１２…透明基板、１３…補助電極、１４…透明電極、１５…有機薄膜層（薄膜層）、１６…金属電極。
【図１】
2004363040.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004363040.tif 000005
【図４】
2004363040.tif 000006
【図５】
2004363040.tif 000007
【図６】
2004363040.tif 000008
【図７】
2004363040.tif 000009
【図８】
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