(57)【要約】【課題】液晶表示に用いられる外光の光利用効率の低下が少なく、２重像の少ない液晶表示装置を提供することを課題とする。【解決手段】液晶表示装置は、液晶パネル部Ａを備え、その背後には、液晶パネル部Ａに積層してバックライト部Ｂが設けられている。バックライト部Ｂにおける液晶パネル部Ａ側にはハーフミラー１０が設けられている。液晶パネル部Ａは、一対のガラス基板１上にそれぞれに形成された透明電極２により液晶を封じ込め液晶層３を形成し、基板１の外側に偏光板４を貼り付けて構成され、バックライト部Ｂは、ガラスの透明基板５上に、透明性電極６、有機発光層７及び反射性電極８が順次積層された有機ＥＬ素子で構成される。ハーフミラー１０は、ガラスの平板にアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の金属薄膜を蒸着したもので、液晶パネル部Ａに入射した外光は、ハーフミラー１０によって反射されるように構成される。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネル部と、反射面を有するバックライト部とを備えた液晶表示装置において、
前記バックライト部は、前記反射面よりも前記液晶パネル部側に一部透過性ミラーを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記バックライト部は、透明基板上に光取り出し側と反対側に向かって、透明性電極と、発光層と、前記反射面を含む反射性電極とが積層されたＥＬ素子を備えた請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記バックライト部は、基板上に光取り出し側に向かって、前記反射面を含む反射性電極と、発光層と、透明性電極とが積層されたＥＬ素子を備えた請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記バックライト部は、前記発光層よりも前記光取り出し側に、少なくとも凸部または凹部のいずれかが設けられた層を、一または複数を有する凹凸部材を備えた請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記一部透過性ミラーは、前記凹凸部材中及び当該凹凸部材の主面の少なくとも一箇所に設けられた請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記一部透過性ミラーの表面は凹凸面である請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記発光層よりも前記光取り出し側に、少なくとも凸部または凹部のいずれかが設けられた層を、一または複数を有する凹凸部材を備え、
当該凹凸部材は、前記透明基板と一体に形成された請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記一部透過性ミラーよりも前記液晶パネル部側に、拡散部材が設けられた請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記バックライト部は、前記一部透過性ミラーよりも前記液晶パネル部側に、拡散部材を備えた請求項１〜７のいずれか一項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】
この発明は、液晶表示装置に関し、とくにバックライト部を有する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から液晶表示装置には、外光を利用しつつ、適宜、内部のバックライト部からの光を利用して、視認性を確保しつつ省電力化を図ったものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−５００３１号公報
【０００４】
図６にこの種の液晶表示装置の縦断面を示す。
この液晶表示装置は、液晶パネル部Ａと、その背後に設けられたバックライト部Ｂとを備えている。
液晶パネル部Ａは、一対のガラス基板１上にそれぞれに形成された透明電極２により液晶を封じ込め液晶層３を形成し、ガラス基板１の外側に偏光板４を貼り付けて構成されている。
バックライト部Ｂは、透明基板５上に、透明性電極６、有機発光層７及び反射性電極８が順次積層された有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子で構成されている。有機発光層７は、透明性電極６と反射性電極８との間に電圧を印加することにより発光し、その光がバックライトとして利用される。また、反射性電極８は液晶パネル部Ａに入射した外光または有機発光層７で発光した光を反射して液晶パネル部Ａに出射する。
【０００５】
このような液晶表示装置において、外光の光量が多い明るい場所では、外光のみの光を利用した液晶表示を行う。すなわち、バックライト部Ｂでの発光を行わず、液晶パネル部Ａに入射した外光が、バックライト部Ｂの最後方にある反射性電極８で反射し、この反射光が透明性電極６、透明基板５を透過した後、液晶パネル部Ａに再度入って、液晶層３の配向状態に応じた表示光が液晶パネル部Ａから出射され液晶表示が行われる。
一方、外光の光量が少ない暗い場所では、バックライト部Ｂでの発光をも利用して液晶表示を行う。すなわち、透明性電極６と反射性電極８との間に電圧を印加して有機発光層７を発光させ、その光が直接または反射性電極８で反射して、液晶パネル部Ａに入り液晶層３の配向状態に応じた液晶表示が行われる。
このように、外光が弱い場合のみバックライト部Ｂでの発光を利用して液晶表示の視認性を確保し、外光が強い場合はバックライト部Ｂを発光させず電力消費を抑えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バックライトを使用しない状態において、液晶パネル部Ａに入射した外光は、液晶パネル部Ａを透過した後、バックライト部Ｂの透明基板５、透明性電極６、有機発光層７を透過し、反射性電極８で反射し、さらに、その逆の経路を辿って、液晶パネル部Ａに戻されて利用される。このため、外光が通過する上述した各要素において光損失が発生し、外光の光量が減少し光利用効率が低下してしまうという問題があった。また、バックライト部Ｂはある程度の厚みを有するため、液晶パネル部Ａに入った外光の入射光（実線矢印９ａ）により形成される像ａと、液晶パネル部Ａに入った外光が反射性電極８により反射して液晶パネル部Ａに戻った反射光（破線矢印９ｂ）により形成される像ｂとの２重像が液晶パネル部Ａから表示されるという問題点もあった。
【０００７】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、液晶表示に用いられる外光の光利用効率の低下が少なく、２重像の少ない液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る液晶表示装置は、液晶パネル部と、反射面を有するバックライト部とを備えた液晶表示装置において、バックライト部は、反射面よりも液晶パネル部側に一部透過性ミラーを備えたものである。液晶パネル部から入射された外光が、バックライト部の反射面よりも手前にあるこの一部透過性ミラーで液晶パネル部に反射し、２重像が発生しにくい。また、バックライト部に反射面を備えているので、光の取り出し側とは反対方向へ向かう光も取り出し利用することができる。
【０００９】
好ましくは、バックライト部は、透明基板上に光取り出し側と反対側に向かって、透明性電極と、発光層と、反射面を含む反射性電極とが積層されたＥＬ素子を備えることができる。バックライト部として、ボトムエミッション型のＥＬ素子を用いた場合にも、外光が、反射性電極よりも手前にある一部透過性ミラーで液晶パネル部に反射する。
また、バックライト部は、基板上に光取り出し側に向かって、反射面を含む反射性電極と、発光層と、透明性電極とが積層されたＥＬ素子を備えることができる。トップエミッション型のＥＬ素子を用いた場合にも、外光が、反射性電極よりも手前にある一部透過性ミラーで液晶パネル部に反射する。
【００１０】
バックライト部は、発光層よりも光取り出し側に、少なくとも凸部または凹部のいずれかが設けられた層を、一または複数を有する凹凸部材を備えることができる。凹凸部材により、光が散乱させることができる。これにより、液晶パネル部の表示の背面を鏡面ではないように視認させることが可能になる。
一部透過性ミラーは、凹凸部材中及び凹凸部材の主面の少なくとも一箇所に設けることができる。一部透過性ミラーは、凹凸部材と協働して光を散乱して反射させる。
一部透過性ミラーの表面は凹凸面であってもよく、この凹凸面で外光を散乱して反射する。
【００１１】
また、発光層よりも光取り出し側に、少なくとも凸部または凹部のいずれかが設けられた層を、一または複数を有する凹凸部材が設けられ、凹凸部材は、透明基板と一体に形成されてもよい。ボトムエミッション型のＥＬ素子の透明基板に形成された凹凸部材によって散乱した光が液晶パネル部に入射される。
【００１２】
一部透過性ミラーよりも液晶パネル部側に、拡散部材を設けることができる。拡散部材を光が透過する際に、拡散部材内で反射、透過を繰り返して光の方向が拡散されてから、液晶パネル部に光が入射する。
また、バックライト部は、一部透過性ミラーよりも液晶パネル部側に、拡散部材を備えてもよい。バックライト部に設けられた拡散部材内で、光が反射、透過を繰り返して光の方向が拡散されてから、液晶パネル部に光が入射する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１にこの発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の全体構造を示す。
この液晶表示装置は、液晶パネル部と、内部に反射面を有するバックライト部とを備え、バックライト部は、反射面よりも前記液晶パネル部側に一部透過性ミラーを備えたことを特徴とする。
すなわち、この液晶表示装置は、液晶パネル部Ａを備え、その背後には、液晶パネル部Ａに積層してバックライト部Ｂが設けられている。
バックライト部Ｂにおける液晶パネル部Ａ側には、一部透過性ミラーであるハーフミラー１０が設けられている。
【００１４】
液晶パネル部Ａは、一対のガラス基板１上にそれぞれに形成された透明電極２により液晶を封じ込め液晶層３を形成し、ガラス基板１の外側に偏光板４を貼り付けて構成されている。
バックライト部Ｂは、透明基板５上に、透明性電極６、発光層を構成する有機発光層７及び反射性電極８が順次積層された有機ＥＬ素子で構成されている。透明性電極６は、外光及び有機発光層で発光される光のうち、少なくとも可視光の一部または全部を透過する例えばＩＴＯで形成されている。有機発光層７は、電子輸送層部、発光層部等構成する公知の複数の薄膜で構成されている。この有機発光層７は、透明性電極６と反射性電極８との間に電圧を印加することにより発光し、その光がバックライトとして利用される。また、反射性電極８は、有機発光層７を駆動するための電極及び光の反射面として機能する。この反射性電極８は、光反射性を有する金属、例えばＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ合金、Ａｌ／Ｍｏ積層、ＭｇＩｎ等の薄膜からなり、その表面は鏡面状で、反射面を構成する。この反射面は、液晶パネル部Ａと略平行に設けられている。液晶パネル部Ａに入射した外光または有機発光層７で発光した光の一部が、反射性電極８に反射して液晶パネル部Ａに出射しする。
【００１５】
すなわち、バックライト部Ｂには、透明基板５上に光取り出し側と反対側に向かって、透明性電極６と、有機発光層７と、反射性電極８とが積層される。
また、透明基板５としては、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子用に採用される、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。
一方、ハーフミラー１０は、ガラスなどの平板に、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の金属薄膜を蒸着し、液晶パネルＡからの光の一部を透過し、一部を反射するように構成したものである。このハーフミラー１０は、バックライト部Ｂの透明基板５の光取り出し方向（光取り出し側）の表面に接した状態で固着されている。
【００１６】
次に、この発明の実施の形態に係る液晶表示装置の作用を説明する。
液晶パネル部Ａに入射した外光は、バックライト部Ｂの前方にあるハーフミラー１０によって反射され、液晶パネル部Ａに再度入って、液晶層３の配向状態に応じた表示光が液晶パネル部Ａから出射され液晶表示が行われる。
一方、透明性電極６と反射性電極８との間に電圧を印加して有機発光層７が発光すると、その光は直接または反射性電極８で反射し、ハーフミラー１０を透過して、液晶パネル部Ａに入り液晶層３の配向状態に応じた液晶表示が行われる。
【００１７】
このように、液晶パネル部Ａに入射した外光Ｌ１は、ハーフミラー１０で反射し、反射光Ｌ２として液晶パネル部Ａに戻される。したがって、従来のように、バックライト部Ｂの有機ＥＬ素子の透明基板５、透明性電極６、有機発光層７を透過し、反射性電極８で反射して再度、有機発光層７、透明性電極６、透明基板５を透過して液晶パネル部Ａに戻されるという経路を経ることがないので、有機ＥＬ素子の各要素で光エネルギーが吸収されることがなく、外光の光量が減少しにくく光利用効率が低下しにくい。
また、液晶パネル部Ａからハーフミラー１０までの距離が、液晶パネル部Ａから有機ＥＬ素子の反射性電極８までの距離よりも短いため、外光の直接光と反射光の光路差が短くなるので、２重像の発生が少なくなる。
【００１８】
実施の形態２．
図２に実施の形態２に係る液晶表示装置の縦断面を示す。この実施の形態２の液晶表示装置は、バックライト部Ｃにおいて、発光層よりも光取り出し側に、少なくとも凸部または凹部のいずれかが設けられた層を、一または複数を有する凹凸部材を備え、一部透過性ミラーは、凹凸部材中及び凹凸部材の主面の少なくとも一箇所に設けられたことを特徴とするもので、他の構造は実施の形態１の液晶表示装置と同様である。
【００１９】
バックライト部Ｃは、光取り出し方向に凹凸面２１ａを有する透明な凹凸部材２１にハーフミラー２２を蒸着し、その凹凸部材２１を実施の形態１の有機ＥＬ素子が設けられた面と反対側の透明基板５上に固着させたものである。すなわち、凹凸部材２１の一方の主面にハーフミラー２２が蒸着され、他方の主面は透明基板５に接している。
凹凸部材２１の凹凸面２１ａの形状は規則的でもよいが、好ましくは、不規則にする。この凹凸面２１ａの形状に対応してハーフミラー２２の凹凸面２２ａが形成され、凹凸面２１ａの形状が不規則な場合、ハーフミラー２２の凹凸面２２ａにおいて光を様々方向に反射するため散乱の割合が高くなるのでより好ましい。なお、凹凸面２１ａは、一または複数の少なくとも凸部または凹部が設けられた面であればよい。
【００２０】
このように、ハーフミラー２２が凹凸面２２ａを有することにより、液晶パネルＡに入射した外光Ｌ１がハーフミラー２２において様々な方向に反射し、散乱光Ｌ３として液晶パネルＡに戻される。これにより、光は液晶パネル部Ａから様々な方向に出射されるので、均一な照明効果が得られ、実施の形態１で挙げたハーフミラー１０の効果のほかに、液晶表示を認識できる視野角を広くすることができる。
【００２１】
また、凹凸部材２１を設けることにより、有機発光層７で発光した光が凹凸部材２１の凹凸面２１ａで散乱してから、ハーフミラー２２を透過して液晶パネルＡに戻されることになる。したがって、バックライトとして有機発光層７を発光させた場合も、均一な照明効果が得られ、液晶表示を認識できる視野角を広くすることができる。なお、凹凸部材２１としては、例えば、マイクロレンズを用いて構成することもできる。また、屈折率の異なる複数材料を積層して凹凸部材２１を構成することもできる。さらに、一部透過性ミラーは、凹凸部材２１の透明基板５側の主面や凹凸部材２１の内部に設けてもよい。
【００２２】
実施の形態３．
図３に実施の形態３に係る液晶表示装置の縦断面を示す。この実施の形態３の液晶表示装置は、バックライト部Ｄに特徴を有し、透明基板３１の片面において光取り出し方向に不規則な凹凸を設け、その上に一部透過性ミラーを蒸着した構造を有するものであり、他の構造は実施の形態２の液晶表示装置と同様である。透明基板３１の凹凸面３１ａの形状は規則的でもよいが、好ましくは、不規則にする。この凹凸面３１ａの形状に対応してハーフミラー３２の凹凸面３２ａが形成され、凹凸面３１ａの形状が不規則な場合、ハーフミラー３２の凹凸面３２ａにおいて光を様々方向に反射するため散乱の割合が高くなるのでより好ましい。
このように、透明基板３１に凹凸面３１ａを設けることにより、実施の形態２で挙げた効果のほかに、実施の形態２の凹凸部材２１を削減できる。
【００２３】
実施の形態４．
図４に実施の形態４に係る液晶表示装置の縦断面を示す。この実施の形態４の液晶表示装置は、実施の形態１の液晶表示装置における、液晶パネル部Ａとハーフミラー１０との間に、拡散部材として、拡散シート４０を配置したものである。
拡散シート４０は、透過する光を様々な方向に拡散する機能を有するシートであり、例えば、互いに屈折率の異なる材料からなる層を複数積層した板状のものである。
【００２４】
ハーフミラー１０で反射した外光や有機発光層７で発光した光が、この拡散シート４０を透過する際に、各層の界面で反射、透過を繰り返して光の方向が拡散する。
このように、液晶パネル部Ａとハーフミラー１０との間に拡散シート４０を設けることにより光が散乱して均一な照明効果が得られ、実施の形態１で挙げた効果のほかに、液晶表示を認識できる視野角を広くすることができる。
なお、拡散シート４０は、上述した多層構造に限定されるものではなく、単層の板材の表面に凹凸をつけたものでもよい。
【００２５】
実施の形態５．
図５に実施の形態５に係る液晶表示装置の縦断面を示す。この実施の形態５の液晶表示装置は、バックライト部Ｅに特徴を有し、有機ＥＬ素子の構造が異なるものであり、他の構造は実施の形態１の液晶表示装置と同様である。
実施の形態１〜４においては、透明基板５上に、光取り出し側と反対側に向かって、透明性電極６と、有機発光層７と、反射性電極８とが積層され、有機発光層７で発光した光や反射性電極８で反射した光が透明基板５を透過して液晶パネル部Ａに取り出されるボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を用いたが、これに限定されるものではなく、実施の形態５に係る液晶表示装置は、トップエミッション型の有機ＥＬ素子を用いたものである。
【００２６】
図５に示されるように、バックライト部Ｅとして、基板５０上に光取り出し側に向かって、反射性電極８と、有機発光層７と、透明性電極６とが積層されたトップエミッション型の有機ＥＬ素子を用いる。また、透明性電極６にハーフミラー１０が固着されている。
このような構造の場合、有機発光層７で発光した光や反射性電極８で反射した光は、基板５０と逆側から液晶パネル部Ａに取り出されるので、基板５０は透明であることを要しない。
なお、図５における透明性電極６とハーフミラー１０との光取り出し方向の位置関係を反対にしてもよい。また、ハーフミラー１０が透明性電極６の機能を兼ねる構成にしてもよい。さらに、このようなトップエミッション型の有機ＥＬ素子は、実施の形態２〜４におけるバックライト部としても適用することができる。
【００２７】
上述したように、実施の形態１〜５においてバックライト部として有機ＥＬ素子を用いたが、これに限るものではなく、ランプ及び導光板等で構成される照明装置や無機ＥＬ素子を用いることもできる。
反射性電極は、有機発光層を駆動するための電極及び光の反射面としての機能を兼ね備えていたが、反射性電極とは別個に光の反射面を有する部材を有してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る液晶表示装置は、液晶パネル部と、内部に反射面を有するバックライト部とを備えた液晶表示装置において、バックライト部は、反射面よりも液晶パネル部側に一部透過性ミラーを備えているので、液晶表示に用いられる外光の光利用効率の低下が少なく、また、２重像を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の構成を示す縦断面図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の構成を示す縦断面図である。
【図４】この発明の実施の形態４に係る液晶表示装置の構成を示す縦断面図である。
【図５】この発明の実施の形態５に係る液晶表示装置の構成を示す縦断面図である。
【図６】従来の液晶表示装置の構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
５…透明基板、６…透明性電極、７…有機発光層、８…反射性電極、１０，２２，３２…ハーフミラー、２２ａ，３２ａ…凹凸面、２１，３１…凹凸部、４０…拡散シート、５０…基板、Ａ…液晶パネル部、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ…バックライト部。
【図１】
2004125933.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004125933.tif 000005
【図４】
2004125933.tif 000006
【図５】
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【図６】
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