(57)【要約】【課題】光の出射効率をよくするとともに外気との接触による有機ＥＬ層の劣化を防止することができる照明装置及び液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置１１において、バックライト１３の光の出射方向側には、液晶パネル１２が配設されている。バックライト１３を構成する有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）素子２４は、有機ＥＬ層２５と、該有機ＥＬ層２５に対して基板２３と反対側に配置された光透過性を有する第１電極２６と、有機ＥＬ層２５に対して基板２３側に配置された第２電極２７とを備えている。第１電極２６側は有機ＥＬ素子２４の光の出射方向とされている。有機ＥＬ素子２４は、第１電極２６側の全面が覆われる状態で、有機ＥＬ層２５が外気と接しないように、光透過性を有するパッシベーション膜２８で被覆されている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に有機ＥＬ素子を備えた照明装置であって、
前記有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ材料を含む有機ＥＬ層と、該有機ＥＬ層に対して前記基板と反対側に配置された光透過性を有する第１電極と、前記有機ＥＬ層に対して前記基板側に配置された第２電極とを備え、前記第１電極側は前記有機ＥＬ素子の光出射方向とされ、前記第１及び第２電極は前記有機ＥＬ層に対してそれぞれ一つのみ設けられるとともに前記両電極間に電圧が印加されることで前記有機ＥＬ層が全域に亘って発光するように構成され、かつ、前記有機ＥＬ素子は、前記第１電極側の全面が覆われる状態で、前記有機ＥＬ層が外気と接しないように、光透過性を有するパッシベーション膜で被覆されたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記有機ＥＬ素子の光出射方向と反対側には、前記有機ＥＬ層から発せられた光及び外部からの入射光を、前記光出射方向に反射可能な光反射手段が設けられている請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光反射手段は前記第２電極であり、該第２電極は光に対する反射性を有する材料で構成されている請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
基板上に有機ＥＬ素子を備えた照明装置と、透過型の液晶パネルとからなる液晶表示装置であって、
前記有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ材料を含む有機ＥＬ層と、該有機ＥＬ層に対して前記基板と反対側に配置された光透過性を有する第１電極と、前記有機ＥＬ層に対して前記基板側に配置された第２電極とを備え、前記第１電極側は前記有機ＥＬ素子の光出射方向とされ、前記第１及び第２電極は前記有機ＥＬ層に対してそれぞれ一つのみ設けられるとともに前記両電極間に電圧が印加されることで前記有機ＥＬ層が全域に亘って発光するように構成され、かつ、前記有機ＥＬ素子は、前記第１電極側の全面が覆われる状態で、前記有機ＥＬ層が外気と接しないように、光透過性を有するパッシベーション膜で被覆され、前記液晶パネルは前記照明装置に対して前記光出射方向側に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
前記有機ＥＬ素子の光出射方向と反対側には、前記有機ＥＬ層から発せられた光及び外部からの入射光を、前記光出射方向に反射可能な光反射手段が設けられている請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記光反射手段は前記第２電極であり、該第２電極は光に対する反射性を有する材料で構成されている請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶パネルは前記照明装置に対して、前記パッシベーション膜に密着するようにして固定されている請求項５又は６に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）素子を備えた照明装置、及び、該照明装置と液晶パネルとからなる液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の照明装置において、有機ＥＬ材料を含む有機ＥＬ層に対して基板と反対側に、光透過性を有する第１電極が設けられたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この第１電極（アノード電極）は、例えば蒸着法やスパッタ法によって、一般に前記基板に比較して極薄く前記有機ＥＬ層上に積層形成される。そしてこの照明装置においては、前記第１電極側から、前記有機ＥＬ層から発せられる光が出射されるようになっている。したがってこの照明装置においては、前記有機ＥＬ素子の光出射方向側において光が透過する部分を薄くすることが容易になる。この光が透過する部分を薄くすることで、光の出射効率をよくすることができる。
【０００３】
また例えば、この照明装置に対して前記第１電極側（前記有機ＥＬ素子の光出射方向側）に液晶パネルを配設した場合には、前記有機ＥＬ層と前記液晶パネルとの間に基板が配置されないため、前記有機ＥＬ層と前記液晶パネルとの距離を短くすることが容易になる。つまり、前記液晶パネル側への光の出射効率をよくすることが容易になる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−７８５８２号公報（第４−６頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら一般に、蒸着法やスパッタ法等によって積層形成される前記第１電極には、極小さい孔（ピンホール）が生じることが多く、この孔を皆無にすることは困難となっている。この孔が存在すると、この孔を介して前記有機ＥＬ層が外気（空気）に触れやすくなるという問題が生じる。前記有機ＥＬ層は、この外気に含まれる水分によって劣化されやすいという性質を有するため、前記孔の存在は問題である。
【０００６】
また、たとえ、液晶表示装置において、前記第１電極上に前記液晶パネルを装着する場合であっても、前記液晶パネルの前記第１電極上への装着作業時に前記液晶パネルと前記第１電極との間に入り込んだ外気を取り除くことが困難であるという問題がある。前記液晶パネルと前記第１電極との間に残留した外気は前記孔を介して前記有機ＥＬ層に接する虞があり、これは前述の有機ＥＬ層の劣化の原因となりうる。
【０００７】
なお、前記特許文献１に記載の構成においては、これらの問題に関する配慮がなされていない。
本発明の目的は、光の出射効率をよくするとともに外気との接触による有機ＥＬ層の劣化を防止することができる照明装置及び液晶表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために、請求項１に記載の発明では、基板上に有機ＥＬ素子を備えた照明装置を対象としている。そして前記有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ材料を含む有機ＥＬ層と、該有機ＥＬ層に対して前記基板と反対側に配置された光透過性を有する第１電極と、前記有機ＥＬ層に対して前記基板側に配置された第２電極とを備えている。前記第１電極側は前記有機ＥＬ素子の光出射方向とされている。また、前記第１及び第２電極は前記有機ＥＬ層に対してそれぞれ一つのみ設けられるとともに前記両電極間に電圧が印加されることで前記有機ＥＬ層が全域に亘って発光するように構成されている。そして、前記有機ＥＬ素子は、前記第１電極側の全面が覆われる状態で、前記有機ＥＬ層が外気と接しないように、光透過性を有するパッシベーション膜で被覆されている。
【０００９】
この発明によれば、例えば第１電極の積層形成時に該第１電極にピンホールが形成されてしまった場合であっても、パッシベーション膜によって有機ＥＬ層を外気から遮断することができる。一般に電極及びパッシベーション膜は基板に比較して極薄く形成されるため、基板側が有機ＥＬ素子の光の出射側とされた形態に比較して光の出射効率がよくなる。したがって、光の出射効率をよくするとともに外気との接触による前記有機ＥＬ層の劣化を防止することができる。
【００１０】
なお、ここでいう「光」とは、可視光を意味している。
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記有機ＥＬ素子の光出射方向と反対側には、前記有機ＥＬ層から発せられた光及び外部からの入射光を、前記光出射方向に反射可能な光反射手段が設けられている。
【００１１】
この発明によれば、有機ＥＬ層から該有機ＥＬ素子の光出射方向と反対側に照射された光及び外部からの入射光を反射して前記光出射方向に取り出すことが可能になる。この場合、光反射手段の反射光を利用しない形態に比較して、前記有機ＥＬ層から発せられる光をより多く前記光出射方向に出射することができるため、前記有機ＥＬ層の発光量を少なくしても必要な光量を得ることができ、消費電力量をより低減することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記光反射手段は前記第２電極であり、該第２電極は光に対する反射性を有する材料で構成されている。
【００１３】
この発明によれば、例えば第２電極を光透過性を有する材料で構成するとともに該第２電極と基板との間に光に対する反射性を有する反射材を配設した形態に比較して、前記反射材を設ける必要がないため構成部品を削減することができる。その結果、コストダウンを図ることが容易になる。また例えば、光に対する反射性を第２電極に持たせるため該第２電極をアルミニウムなどを用いて構成した場合、第２電極を光透過性を有する材料で構成した場合に比較してコストが安くなる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、基板上に有機ＥＬ素子を備えた照明装置と、透過型の液晶パネルとからなる液晶表示装置を対象としている。そして前記有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ材料を含む有機ＥＬ層と、該有機ＥＬ層に対して前記基板と反対側に配置された光透過性を有する第１電極と、前記有機ＥＬ層に対して前記基板側に配置された第２電極とを備えている。前記第１電極側は前記有機ＥＬ素子の光出射方向とされている。また、前記第１及び第２電極は前記有機ＥＬ層に対してそれぞれ一つのみ設けられるとともに前記両電極間に電圧が印加されることで前記有機ＥＬ層が全域に亘って発光するように構成されている。そして、前記有機ＥＬ素子は、前記第１電極側の全面が覆われる状態で、前記有機ＥＬ層が外気と接しないように、光透過性を有するパッシベーション膜で被覆されている。前記液晶パネルは前記照明装置に対して前記光出射方向側に配置されている。
【００１５】
この発明によれば、液晶表示装置において、光の出射効率をよくするとともに外気との接触による前記有機ＥＬ層の劣化を防止することができる。
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記有機ＥＬ素子の光出射方向と反対側には、前記有機ＥＬ層から発せられた光及び外部からの入射光を、前記光出射方向に反射可能な光反射手段が設けられている。
【００１６】
この発明によれば、光反射手段の反射光を液晶表示装置の光源として利用しない形態に比較して、前記有機ＥＬ層から発せられる光をより多く前記光出射方向に出射することができるため、前記有機ＥＬ層の発光量を少なくしても必要な光量を得ることができ、消費電力量をより低減することができる。
【００１７】
また、一般に電極及びパッシベーション膜は基板に比較して極薄く形成されるため、例えば基板側に液晶パネルを配置して有機ＥＬ層から発せられる光をこの基板側から出射した場合に比較して、液晶パネルと光反射手段との距離を短くすることができる。これによれば、例えば前記液晶パネル上の表示画像と前記光反射手段に映った前記液晶パネルの表示画像とのずれ等に起因する液晶パネル表示画像のぼけやずれ（二重像）等が抑止される。なお、この二重像は、液晶パネルを斜めから見たとき、像が二重に見える現象を指す。
【００１８】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、前記光反射手段は前記第２電極であり、該第２電極は光に対する反射性を有する材料で構成されている。
【００１９】
この発明によれば、例えば第２電極を光透過性を有する材料で構成するとともに該第２電極と基板との間に光に対する反射性を有する反射材を配設した形態に比較して、前記反射材を設ける必要がないため構成部品を削減することができる。その結果、コストダウンを図ることが容易になる。
【００２０】
請求項７に記載の発明では、請求項５又は６に記載の発明において、前記液晶パネルは前記照明装置に対して、前記パッシベーション膜に密着するようにして固定されている。
【００２１】
この発明によれば、液晶パネルがパッシベーション膜から離間して配置された形態に比較して、液晶パネルと光反射手段との距離が短くなる。その結果、二重像防止の効果が向上する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１及び図２に従って説明する。図１は液晶表示装置の要部概略分解斜視図であり、図２は照明装置（バックライト）の概略断面図である。
【００２３】
図１に示すように、液晶表示装置１１は、パッシブ・マトリックス方式の透過型の液晶パネル１２と、照明装置としてのバックライト１３とを備えている。
液晶パネル１２は、一対の透明な基板１４，１５を備え、両基板１４，１５は所定の間隔を保った状態で、図示しないシール材により貼り合わされて、その間に液晶１６が配置される。基板１４，１５は例えばガラス製である。バックライト１３側に配置された一方の基板１４には、液晶１６と対向する面に透明な電極１７が、複数、平行なストライプ状に形成されている。また、基板１４には、液晶１６と反対側の面に偏光板１８が形成されている。
【００２４】
他方の基板１５には液晶１６と対向する面にカラーフィルタ１９が形成され、カラーフィルタ１９上には透明電極２０が電極１７と直交する状態に形成されている。基板１５には、液晶１６と反対側の面に偏光板２１が形成されている。電極１７及び透明電極２０はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）で形成されている。電極１７及び透明電極２０の各交差部が液晶パネル１２の各画素となり、例えば電極１７の走査により、画素が１列ずつ表示駆動可能となる。
【００２５】
図１及び図２に示すように、バックライト１３は、ガラス製の基板２３、有機ＥＬ材料を含む有機ＥＬ層２５、該有機ＥＬ層２５に対して基板２３と反対側に配置された第１電極（陰極）２６、及び、有機ＥＬ層２５に対して基板２３側に配置された第２電極（陽極）２７によって構成されている。これら第２電極２７、有機ＥＬ層２５、及び、第１電極２６は、基板２３上において同順に基板２３側から液晶パネル１２側に向かって積層されている。
【００２６】
有機ＥＬ層２５には例えば公知の構成のものが使用され、第２電極（陽極）２７側から順に、正孔注入層、発光層及び電子注入層の３層で構成されている。有機ＥＬ層２５は白色発光層で構成されている。
【００２７】
第１電極２６はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）で形成されており、光透過性を有している。第１電極２６は蒸着法やスパッタ法等によって積層形成されている。また、第２電極２７（光反射手段）には材料として光に対する反射性を有する金属が使用され、金属として、例えばクロムが使用されている。両電極２６，２７は、基板２３に比較して極薄く形成されている。
【００２８】
有機ＥＬ層２５の上下面（図面上下方向を臨む面）は各電極２６，２７によってほぼ全域が覆われた状態となっている。両電極２６，２７は有機ＥＬ層２５に対してそれぞれ一つのみ設けられている。両電極２６，２７及び該両電極２６，２７により挟まれた有機ＥＬ層２５が有機ＥＬ素子２４を構成する。したがって、両電極２６，２７間に電圧が印加されることで有機ＥＬ層２５は有機ＥＬ素子２４の全域に亘って発光するように構成されている。有機ＥＬ素子２４において第１電極２６側は有機ＥＬ層２５から発せられる光の出射方向とされている。
【００２９】
また、有機ＥＬ素子２４は、第１電極２６側の全面が覆われる状態で、有機ＥＬ層２５が外気と接しないように、光透過性を有するパッシベーション膜２８で被覆されている。パッシベーション膜２８は水分の透過を防止可能な材料、例えば窒化ケイ素ＳｉＮｘや酸化ケイ素ＳｉＯｘで形成されている。パッシベーション膜２８は、基板２３に比較して極薄く形成されている。
【００３０】
液晶パネル１２は、バックライト１３に対して有機ＥＬ素子２４の光出射方向側（第１電極２６側）に配置されるとともに、パッシベーション膜２８に密着固定されている。
【００３１】
なお、図面において、液晶パネル１２及びバックライト１３を構成する各基板、各電極、各層及び膜等の厚さは、図示の都合上、実際とは必ずしも一致しない相対関係で示されている。
【００３２】
次に、前述のように構成された液晶表示装置１１の作用について説明する。
液晶パネル１２においては、表示すべき画像に対応する所定の画素の液晶１６に電圧が掛けられることで前記画素が表示状態となる。このとき、バックライト１３の光により、暗所であっても液晶パネル１２の表示画像が良好に視認可能となる。バックライト１３においては、有機ＥＬ層２５から発せられる光を、基板２３に比較して極薄いパッシベーション膜２８側から出射しているため、例えば基板２３側に液晶パネル１２を配置してこの基板２３側から前記光を出射した場合に比較して前記光の出射効率がよくなる。
【００３３】
そして、有機ＥＬ素子２４が、第１電極２６側の全面が覆われる状態で、有機ＥＬ層２５が外気と接しないようにパッシベーション膜２８で被覆されることにより、有機ＥＬ層が外気から遮断され、外気との接触による有機ＥＬ層２５の劣化が防止される。
【００３４】
また、第２電極２７には材料として光に対する反射性を有する金属が使用されているため、有機ＥＬ層２５から第２電極２７側に照射された光及び外部（液晶パネル１２側）からの入射光は第２電極２７によって反射され液晶パネル１２側に出射される。また、或る程度明るい場所では、例えばバックライト１３が点灯（有機ＥＬ層２５が発光）していない状態でも、前記外部からの入射光により液晶パネル１２の表示画像が良好に視認可能となる。
【００３５】
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
（１）有機ＥＬ素子２４は、第１電極２６側の全面が覆われる状態で、有機ＥＬ層２５が外気と接しないように、基板２３に比較して極薄いパッシベーション膜２８で被覆されている。これによれば、例えば第１電極２６の積層形成時に該第１電極２６にピンホールが形成されてしまった場合であっても、パッシベーション膜２８によって有機ＥＬ層２５を外気から遮断することができ、外気との接触による有機ＥＬ層２５の劣化を防止することができる。
【００３６】
（２）両電極２６，２７及びパッシベーション膜２８は基板２３に比較して極薄く形成されている。これによれば、例えば基板２３側に液晶パネル１２を配置して有機ＥＬ層２５から発せられる光をこの基板２３側から出射した場合に比較して、前記光の出射効率がよくなる。
【００３７】
また、液晶パネル１２と第２電極２７との距離を短くすることができる。したがって、例えば液晶パネル１２上の表示画像と第２電極２７に映った液晶パネル１２の表示画像とのずれ等に起因する液晶パネル表示画像のぼけやずれ（二重像）等が抑止される。なお、本実施形態では、液晶パネル１２がパッシベーション膜２８に密着するようにして固定されているため、液晶パネル１２がパッシベーション膜２８から離間して配置された形態に比較して、液晶パネル１２と第２電極２７との距離が短くなる。その結果、二重像防止の効果が向上する。
【００３８】
（３）有機ＥＬ素子２４においては、両電極２６，２７は有機ＥＬ層２５に対してそれぞれ一つのみ設けられ、両電極２６，２７間に電圧が印加されることで有機ＥＬ層２５が全域に亘って発光するように構成されている。これによれば、第１及び第２電極の少なくとも一方が有機ＥＬ層に対して複数設けられた形態に比較して、両電極間に電圧が印加されたとき有機ＥＬ層が全域に亘って発光する構成において、各電極と外部とを電気的に接続するための接続端子の数を減らすことができる。
【００３９】
（４）有機ＥＬ素子２４の光出射方向と反対側に設けられた第２電極２７（光反射手段）は、光に対する反射性を有するクロムからなっている。これによれば、有機ＥＬ層２５から第２電極２７側に照射された光及び外部からの入射光を反射して液晶パネル１２側に出射することが可能になる。この場合、第２電極２７の反射光を利用しない形態に比較して、有機ＥＬ層２５から発せられる光をより多く前記光出射方向に出射することができるため、有機ＥＬ層２５の発光量を少なくしても必要な光量を得ることができ、消費電力量をより低減することができる。
【００４０】
また、例えば第２電極２７を光透過性を有する材料で構成するとともに該第２電極２７と基板２３との間に光に対する反射性を有する反射材を配設した形態に比較して、前記反射材を設ける必要がないため構成部品を削減することができる。その結果、コストダウンを図ることが容易になる。またクロムを利用して第２電極２７を構成したため、例えばＩＴＯなどの光透過性を有する材料を利用して第２電極２７を構成する場合に比較してコストが安くなる。
【００４１】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で例えば以下の態様でも実施できる。〇　基板１４，１５はガラスに限らず、透明な樹脂基板やフィルムであってもよい。
【００４２】
〇　液晶パネル１２はカラーフィルタ１９を備えない、白黒表示パネルであってもよい。
〇　基板２３はガラスに限らず、樹脂基板やフィルムであってもよい。また基板２３は光透過性を有していてもいなくてもどちらでもよい。例えば光透過性を有さない場合、例えば金属、セラミックス等の硬質材を使用してもよく、樹脂等のフレキシブル基板を使用してもよい。
【００４３】
○　有機ＥＬ層２５は、正孔注入層、発光層及び電子注入層の３層からなるものに限らず、正孔輸送層及び電子輸送層の少なくとも一方を含む構成とされてもよい。また、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層及び電子注入層の少なくとも一つと発光層とからなるものであってもよく、発光層のみからなるものであってもよい。
【００４４】
○　発光層は、単層から構成されるものに限定されず、複数の有機層から構成されるものであってもよい。例えば、白色発光させるために、赤色発光層、青色発光層、及び、緑色発光層を積層したものであってもよい。
【００４５】
○　第２電極２７はクロム以外の金属を用いて形成されていてもよい。例えば、モリブデン、銅、及び、クロムのうちの少なくとも二つからなる合金であってもよく、アルミニウムとパラジウムと銅とからなる合金であってもよい。なお、第２電極２７は光に対する反射性を有していてもいなくてもどちらでもよい。
【００４６】
○　第２電極２７を光透過性を有する導電性の材料（例えばＩＴＯ）を用いて形成してもよい。この場合、第２電極２７と基板２３との間に光に対する反射性を有する反射材を設けたり、基板２３を光に対する反射性を有する材料で形成してもよい。これによれば、有機ＥＬ層２５から第２電極２７側に照射された光や液晶パネル１２側から第２電極２７を透過して前記反射材（又は光に対する反射性を有する基板２３）に至った光はこれによって反射されるとともに液晶パネル１２側に出射される。
【００４７】
〇　有機ＥＬ層２５を挟んで基板２３側に配設される第２電極２７を陰極とし、基板２３と反対側に配設される第１電極２６を陽極としてもよい。
○　パッシベーション膜２８の材料は、窒化ケイ素ＳｉＮｘや酸化ケイ素ＳｉＯｘに限らず、透明で水分や酸素等のガスの透過率の小さな他の材料、例えばダイヤモンド・ライク・カーボンであってもよい。
【００４８】
○　前記実施形態では、液晶パネル１２がバックライト１３のパッシベーション膜２８に密着固定されたが、液晶パネル１２が、有機ＥＬ素子２４の光出射方向側においてパッシベーション膜２８から離間して配置されていてもよい。
【００４９】
○　本実施形態では照明装置（１３）を液晶パネル１２と組み合わされるバックライト１３としたが、これに限定されず、他の部材と組み合わされるものとしてもよく、また、単体で使用されるものとしてもよい。
【００５０】
○　照明装置（１３）は、基板（２３）の両面に有機ＥＬ素子（２４）を備えた構造とされてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜７に記載の発明によれば、照明装置及び液晶表示装置において、光の出射効率をよくするとともに外気との接触による有機ＥＬ層の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶表示装置の要部概略分解斜視図。
【図２】バックライトの概略断面図。
【符号の説明】
１１…液晶表示装置、１２…液晶パネル、１３…照明装置としてのバックライト、２３…基板、２４…有機ＥＬ素子、２５…有機ＥＬ層、２６…第１電極、２７…光反射手段として機能する第２電極、２８…パッシベーション膜。
【図１】
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【図２】
2004087439.tif 000004