(57)【要約】【課題】ＥＬ素子を光源として用いながら、輝度の向上を実現した液晶表示装置と、これを備えた電子機器を提供する。【解決手段】本発明の液晶表示装置１０は、照明装置４０と、該照明装置４０上に設けられた液晶パネル１１とを備え、前記照明装置４０が、ＥＬ素子を光源とする発光部３０と、該発光部３０上に配設されたプリズムシート２２，２２とを備えており、前記発光部３０が、該発光部３０の法線方向よりも広角の方向に輝度のピークを有することを特徴としている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明装置と、該照明装置上に設けられた液晶パネルとを備えた液晶表示装置であって、
前記照明装置が、ＥＬ素子を光源とする発光部と、該発光部上に配設されたプリズムシートとを備えており、前記発光部が、該発光部の法線方向よりも広角の方向に輝度のピークを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記発光部の輝度が、該発光部の発光面の法線方向から０°以上２０°以下の角度範囲内に極小値を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記ＥＬ素子が、発光層と該発光層の一面側に積層された正孔輸送層とを含む有機膜を有しており、
前記有機膜の膜厚が、前記ＥＬ素子の法線方向への出射光の中心波長における強度を減ずる厚さであることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記有機膜の膜厚が、前記ＥＬ素子の法線方向への出射光の中心波長における強度の極小値を与える厚さであることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記ＥＬ素子とプリズムシートとの間に光学手段が配設されており、
前記光学手段を透過した出射光の輝度のピークが、前記発光部の法線方向よりも広角の方向に位置することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記光学手段が誘電体ミラーであることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置および電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、透過型や半透過反射型の液晶表示装置に用いられるバックライトとしては、大型のものでは光源に冷陰極管を用い、小型のものではＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）を用いたものが一般的であった。
近年液晶表示装置の省電力化を実現するために、上記冷陰極管を用いたバックライトに代わって光源にＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を用いた照明装置が注目されている。ＥＬ素子を用いた照明装置は、ＬＥＤのような点光源ではなく面光源であるため均一な照明が可能であり、表示面の輝度が均一な液晶表示装置を容易に構成できることから、その開発が盛んに行われている。図８に光源にＥＬ素子を用いたバックライトを備えた液晶表示装置の一例を示す。
【０００３】
図８に示す液晶表示装置１００は、液晶パネル１１０と、この液晶パネル１１０の背面側に配設されたバックライト１３０と、液晶パネル１１０とバックライト１３０との間に配設され、バックライト１３０から出射された光の方向を液晶表示装置１００の正面方向へ変化させるためのプリズムシート１２２とを備えて構成されている。
液晶パネル１１０は、透過型または半透過反射型の液晶パネルであり、バックライト１３０から出射された光を利用して透過表示を行うようになっている。バックライト１３０は、透明基板１４１と、透明陽極１４２と、正孔輸送層１４３と、発光層１４４と、陰極１４５とを順に積層して形成されたＥＬ素子であり、透明基板１４１の陽極１４２と反対側がその発光面とされている。
プリズムシート１２２は、アクリル樹脂などからなる透明の板材であり、その一面側（図示上面側）が側面三角波状のプリズム形状が形成されたプリズム面１２２ａとされており、このプリズム面の頂部におけるプリズム頂角αは、９０°とされている。
【０００４】
上記構成の液晶表示装置１００は、バックライト１３０から出射された光をプリズムシート１２２へ導入し、プリズムシート１２２内を伝搬する光がその上面へ透過される際に、プリズムシート１２２のプリズム面１２２ａにより屈折させることで液晶パネル１１０を照明するようになっている。
上記プリズムシート１２２は、従来導光板とその端面に配設された光源とを有して構成されたバックライトと組み合わせて用いられてきたものである。すなわち、光源の光を導光板を介して面発光させるバックライトでは、導光板の主面から出射される光の強度は、光源が導光板端面に配設されているためにその正面からやや斜いた方向で最大となるので、この出射光量が最大となる方向をプリズムシートにより導光板の法線方向へ向けることで、使用者の視線方向への出射光量を増加させ、実質的に明るい表示を得るようにしていた。
ところが、このようなプリズムシート１２２をＥＬ素子を備えたバックライト１３０に適用すると、プリズムシート１２２を配設しない場合に比して液晶表示装置１００法線方向の輝度が低下することが分かった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、このようなＥＬ素子を用いた照明装置を備えた液晶表示装置における輝度の向上を目的として研究を重ね、本発明を完成するに至った。従って、本発明の目的は、ＥＬ素子を光源として用いながら、輝度の向上を実現した液晶表示装置と、これを備えた電子機器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、照明装置と、該照明装置上に設けられた液晶パネルとを備えた液晶表示装置であって、前記照明装置が、ＥＬ素子を光源とする発光部と、該発光部上に配設されたプリズムシートとを備えており、前記発光部が、該発光部の法線方向よりも広角の方向に輝度のピークを有することを特徴としている。
係る構成の液晶表示装置では、上記発光部のＥＬ素子から出射されてプリズムシートに入射する光のうち、発光部法線方向よりも広角に出射される光の強度が、正面方向へ出射される光の強度に比して大きくされている。このような構成とすることで、プリズムシートにより屈折されて液晶パネルの正面方向に出射される光の強度を高め、表示に寄与し得る光量を向上させて実質的な表示輝度の向上を実現することができる。つまり、プリズムシートに対してその法線方向から入射する光は、プリズム面を構成する凸部の内面側で、発光部側へ反射されてプリズムシートの上面（液晶パネル側面）へ透過されないので、本構成では、プリズムシートを透過することができる光の割合を増加させ、液晶表示装置の輝度の向上を実現している。
【０００７】
次に、本発明に係る液晶表示装置においては、前記発光部の輝度が、該発光部の発光面の法線方向から０°以上２０°以下の角度範囲内に極小値を有することが好ましい。
上記構成によれば、前記プリズムシートのプリズム面による反射率が大きくなる、法線方向から２０°以内の入射角度で入射する光を減ずることができ、プリズムシートによる反射を防止して表示に寄与し得る光量を増加させることができる。
【０００８】
次に、本発明に係る液晶表示装置においては、前記ＥＬ素子が、発光層と該発光層の一面側に積層された正孔輸送層とを含む有機膜を有しており、前記有機膜の膜厚が、前記ＥＬ素子の法線方向への出射光の中心波長における強度を減ずる厚さである構成とすることができる。
ＥＬ素子では、前記発光層と正孔輸送層との界面付近で発光が生じ、その発光界面から有機膜厚さ方向両側へ伝搬し、直接ＥＬ素子表面の発光面から出射される光と、発光面と反対側へ伝搬し、光反射性を有する例えば陰極などにより反射された後に発光面側へ伝搬して出射される光との混合光が出射光となる。従って、前記２種類の光同士での光学的干渉がＥＬ素子内で生じ、その干渉状態は両者の光路長に依存する。本構成に係るＥＬ素子では、上記有機膜の膜厚を、前記２種類の光が互いを打ち消し合う光路長となるように設定して、ＥＬ素子の法線方向と所定角度ずれた方向で輝度が最大となるようにしている。この構成により、プリズムシートにより反射される成分を減ずるとともに、プリズムシートを透過し、表示に寄与する光量を増加させることができる。
【０００９】
上記構成の液晶表示装置においては、前記有機膜の膜厚が、前記ＥＬ素子の法線方向への出射光の中心波長における強度の極小値を与える厚さであることが好ましい。
上述したように、プリズムシートは、その法線方向に裏面側から入射する光を発光部側へ反射させるため、このプリズムシート法線方向への光を可能な限り減ずるとともに、プリズムシート裏面から斜め方向に入射する成分を増加させることが、表示輝度の向上には有効である。本構成によれば、ＥＬ素子の法線方向へ出射される光を極小化することができるので、プリズムシートにより反射される光量を減少させ、表示輝度を高めることができる。
【００１０】
次に、本発明に係る液晶表示装置においては、前記ＥＬ素子とプリズムシートとの間に光学手段が配設されており、前記光学手段を透過した出射光の輝度のピークが、前記発光部の法線方向よりも広角の方向に位置する構成とすることができる。
係る構成によれば、前記ＥＬ素子から出射された光がプリズムシートに入射する前に、前記光学手段により所定方向へ進行する光のみを増強することができるので、前記プリズムシートにより反射されない角度でプリズムシートへ入射する光量を増加させて表示輝度を向上させることできる。
プリズムシートによる反射は、その法線方向から入射する光に対して最大となるので、上記光学手段によって広角側へシフトされた輝度のピーク位置は、発光部の法線方向に対して２０°より広角とすることがより好ましい。
また、上記光学手段は、前記発光部の外側に設けても良く、発光部に内蔵されていても良い。例えば、発光部を構成するＥＬ素子が、透明基板上に透明陽極と、正孔輸送層と、発光層と、陰極とを積層して含む構成の場合には、前記透明基板と透明陽極との間、あるいは透明基板の外面側に上記光学手段を設けることができる。
【００１１】
次に、上記本発明に係る液晶表示装置においては、前記光学手段が誘電体ミラーであることが好ましい。係る構成によれば、誘電体ミラーを構成する各層の膜厚の調整により容易に輝度が大きくなる方向を調整することができるので、プリズムシートのプリズム頂角や屈折率などの構成に合わせた発光部の構成とすることができる。
【００１２】
次に、本発明に係る電子機器は、先に記載の本発明に係る液晶表示装置を備えたことを特徴としている。係る構成によれば、照明装置にＥＬ素子を備え、低消費電力であるとともに、パネル正面方向の輝度が高く視認性に優れる表示部を備えた電子機器を提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である液晶表示装置の断面構成図であり、図２は、図１に示すバックライト３０の一部を示す断面構成図である。
この実施形態の液晶表示装置１０に、液晶駆動用ＩＣ、支持体などの付帯要素を装着することによって、最終製品が構成される。
【００１４】
この実施形態の液晶表示装置１０は、平面視略矩形状で、かつ環状のシール材１２を介して互いにセルギャップをあけて対向するように貼り付けられた一対の平面視矩形状の基板ユニット１３、１４と、これらの間に上記シール材１２とともに囲まれて挟持された液晶層１５と、一方（図１の上側）の基板ユニット１３の上面側に設けられた位相差板１９と偏光板１６と、他方（図１の下側）の基板ユニット１４の下面側に設けられた位相差板２６と偏光板２７を備えた液晶パネル１１と、この液晶パネル１１の下側に設けられた透明なアクリル樹脂などからなる複数（図示では２枚）のプリズムシート２２，２２と、バックライト（発光部）３０とを主体として構成されており、プリズムシート２２，２２とバックライト３０とが照明装置４０を構成している。この照明装置４０は、バックライト２０の発光面３０ａが、液晶パネル１０側を向くように、すなわち、照明装置４０は液晶パネル１１の下側に配置されて、液晶パネル１１の下方側から液晶パネル１１に向けて照明光を出射できるようになっている。
【００１５】
基板ユニット１３、１４のうち、基板ユニット１３は観測者側に向いて設けられる表側（上側）の基板ユニットであり、基板ユニット１４はその反対側、換言すると裏側（下側）に設けられる基板ユニットである。
上側の基板ユニット１３は、例えばガラス等の透明材料からなる光透過性基板１７と、基板１７の表側（図１では上面側、観測者側）に順次設けられた位相差板１９及び偏光板１６と、基板１７の裏側（換言すると液晶層１５側）に順次形成されたカラーフィルタ層２４、オーバーコート層２１と、該オーバーコート層２１において液晶層１５側の面に形成された液晶駆動用のストライプ状の複数の電極２３を具備して構成されている。液晶層１５は、ツイスト角が２４０度〜２５５度のネマチック液晶分子から構成されている。
【００１６】
なお、実際の液晶表示装置においては、電極２３の液晶層１５側と、後述する下基板側のストライプ状の電極３５の液晶層１５側に、各々配向膜が被覆形成されるが、図１ではこれらの配向膜を省略し説明も略するとともに、以下に順次説明する他の実施形態においても配向膜の図示と説明は省略する。また、図１および以下の各図に示す液晶表示装置の断面構造は、図示した場合に各層が見やすいように各層の厚さを実際の液晶表示装置とは異なる厚さに調節して示してある。上記上側の基板側の駆動用の各電極２３は本実施形態ではＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　ＴｉｎＯｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）などの透明導電材料から平面視ストライプ状に形成されたもので、液晶パネル１１の表示領域と画素数に合わせて必要本数が形成されている。
【００１７】
上記カラーフィルタ層２４は、本実施形態では上側の基板１７の内面（換言すると液晶層１５側の面）に、光遮断用のブラックマスク、カラー表示用のＲＧＢの各パターンを形成することにより構成されている。また、ＲＧＢのパターンを保護する透明な保護平坦化膜としてオーバーコート層２１が被覆されている。上記ブラックマスクは例えばスパッタリング法、真空蒸着法等により厚さ１００〜２００ｎｍ程度のクロム等の金属薄膜をパターニングして形成されている。上記のＲＧＢの各パターンは、赤色パターン（Ｒ）、緑色パターン（Ｇ）、青色パターン（Ｂ）が、所望のパターン形状で配列され、例えば、所定の着色材を含有する感光性樹脂を使用した顔料分散法、各種印刷法、電着法、転写法、染色法等の種々の方法で形成されている。
【００１８】
一方、下側の基板ユニット１４は、ガラスなどの透明材料からなる光透過性基板２８と、基板２８の内面側（図１では上面側、換言すると液晶層１５側）に順次形成された半透過反射層３１、オーバーコート層３３と、該オーバーコート層３３の液晶層１５側の面に形成されたストライプ状の駆動用の複数の電極３５と、基板２８の外面側（図１では下面側、換言すると液晶層１５側と反対側）に順次形成された位相差板２６と、偏光板２７から構成されている。これらの電極３５においても先の電極２３と同様に液晶パネル１１の表示領域と画素数に合わせて必要本数が形成されている。
【００１９】
各プリズムシート２２は、透明なアクリル樹脂などからなる平板状の板材の一面側（図示上面側）がプリズム面２２ａとされ、側面三角波状の周期的な凹凸が形成されて構成されている。図３は、これらのプリズムシート２２，２２の斜視図であり、この図に示すようにプリズム面２２ａには、対になる斜面部２２Ａ，２２Ｂが交互に周期的に形成されており、これらの斜面部２２Ａ，２２Ｂの成す角度（プリズム頂角α）が、９０°とされている。なお、これらのプリズムシート２２，２２のプリズム頂角αは、９０°に限らず、８０°から１２５°の範囲であってもよい。
これらのプリズムシート２２，２２は、上側のプリズムシート２２の凸部の稜線の延びる方向と、下側のプリズムシート２２の凸部の稜線の延びる方向が方位角方向で９０°異なるように配置されることで、集光方向が照明装置４０の正面方向（法線方向）に合うように設けられている。
【００２０】
各プリズムシート２２は、その裏面側（液晶パネル１１と反対側）から光が入射した場合に、プリズムシート２２に斜め方向（概ね法線方向の±２０度の角度範囲より大きい角度範囲）から入射した光については、プリズムシート２２の正面方向へその進行方向を変化させることができ、プリズムシート２２に垂直（法線方向の±２０度の角度範囲）に入射する光についてはプリズムシート２２をほとんど透過しない。
【００２１】
バックライト（発光部）３０は、図１及び図２に示すように、発光層４４を介して互いに対向する一対の電極４２、４５とを備えてなるＥＬ素子部５０が光透過性基板４１の一方の面上に配置され、一対の電極４２、４５のうち少なくとも光透過性基板４１側に位置する方の電極４２はＩＴＯなどの透明導電膜等の光透過性電極から形成され、他方の電極４５は、例えば、アルミニウム、銀、銀合金、マグネシウムなど、従来の金属電極に使用されている材料から形成されており、ＥＬ素子部５０に対して通電可能とされており、ＥＬ素子部５０に通電時に発光層４４で発光した光が上記光透過性基板４１側に放出されるものである。ＥＬ素子部５０の電極４２と発光層４４との間には、電極４２から正孔を注入しやすくする正孔輸送層４３が設けられており、発光層４４と正孔輸送層４５とが当該ＥＬ素子部５０の有機膜を構成している。
【００２２】
正孔輸送層４３は、例えば、トリフェニルアミン誘導体や、ポリビニルカルバゾール、ポリエチレンジオキシチオフェンなど、従来の正孔輸送層に使用されている材料を使用したものなどが挙げられる。また、正孔輸送層４３に使用される材料としては、１種または複数種を使用することができる。
【００２３】
発光層４４は、従来の発光層に使用されている有機ＥＬ材料（エレクトロルミネッセンス材料）からなるものとすることができ、白色発光が得られる材料からなるものを用いるのが好ましい。
【００２４】
上記構成を備えた本実施形態に係るバックライト３０は、ＥＬ素子部５０の有機膜（正孔輸送層４３及び発光層４４）の膜厚が、ＥＬ素子部５０の略法線方向において出射光の強度を減ずる厚さとされている。このＥＬ素子部５０の構成とその作用について図４を参照して説明する。図４は、図２に示すＥＬ素子部５０の断面構成を示す説明図である。
【００２５】
ＥＬ素子部５０を発光動作させると、有機膜を構成する発光層４３と正孔輸送層４４との界面近傍において発光が生じ、ＥＬ素子部５０の面内方向に最も強く発光する高輝度面Ｂが形成され、ＥＬ素子部５０の膜厚方向に輝度の分布を生じる。ここで、前記高輝度面Ｂ上の点Ｏから出射された光に着目すると、点Ｏから電極４２側へ進行する光Ｌ１は、有機膜及び電極４２を透過してＥＬ素子部５０の図示上方へ出射される。その一方で、点Ｏから電極４５側へ進行する光Ｌ２は、電極４５により反射された後、有機膜及び電極４２を透過してＥＬ素子部５０の図示上方へ出射される。このように、ＥＬ素子部５０で生じた光は、上記の光Ｌ１及びＬ２の混合光としてＥＬ素子部５０から出射される。そして、図４に示すように、上記光Ｌ１と光Ｌ２とは、その光路長が互いに異なるため前記両者間で光学的干渉が生じる。例えば、光Ｌ１とＬ２が電極４２側へ進行する際に同位相となれば、両者は干渉により強めあい、逆位相であれば互いに打ち消し合うこととなる。また、正孔輸送層４３と発光層４４は有限の膜厚を有するので、これら光Ｌ１、Ｌ２の干渉は点Ｏからの光の出射方向によっても異なる。
【００２６】
このようなＥＬ素子部５０において、有機膜の膜厚が法線方向に出射される光の輝度を減ずる厚さとされている。すなわち、ＥＬ素子部５０の法線方向における光Ｌ１の位相とＬ２の位相の差が、９０°を越えて２７０°未満となるように前記有機膜の厚さを設定している。この構成により、本実施形態のＥＬ素子部５０から出射される光は、その法線方向では輝度が低く、斜め方向へ出射される光の輝度が高くなる。従って、プリズムシート２２により反射される光の成分を減ずるとともに、プリズムシート２２の屈折作用により液晶パネル１１正面方向に進行する光量を増加させることができるようになっている。
【００２７】
また、ＥＬ素子部５０から出射される光の輝度が最大となる方向についても、上記有機膜の膜厚により所望の角度に調整することができ、実用上は、この最大輝度が得られる出射角度は、プリズムシート２２のプリズム頂角α及びプリズムシート２２の屈折率とを勘案し、照明部３０の正面方向の輝度が高くなるように決定される。
【００２８】
また、上記有機膜の膜厚は、ＥＬ素子部５０の法線方向において前記光Ｌ１とＬ２とが打ち消し合うように干渉する厚さ（すなわち光Ｌ１とＬ２とが逆位相となる厚さ）とすることが好ましい。このような膜厚とすることで、プリズムシート２２の反射率が最も大きくなるＥＬ素子部５０法線方向の成分を最小限の光量に抑えることができ、ＥＬ素子部５０から斜め方向へ出射される光量を増加させて表示輝度を高めることができる。
【００２９】
本実施形態の液晶表示装置１０は、上記のような照明装置４０が備えられたことにより、バックライト３０から出射された光を液晶パネル１１の正面方向へ効率良く集光させることができ、液晶パネル１１の正面方向の輝度を向上できるので、明るい表示が得られ、表示品質を向上させることができる。
【００３０】
本実施形態の液晶表示装置は、半透過反射型であるので、バックライト３０は常に点灯するのではなく、周囲光（外光）が殆どないような場合だけ、使用者あるいはセンサの指示によって点灯するものとすることができる。すなわち、十分な周囲光が得られる場合には、バックライトを消灯し、液晶パネル１１を反射型の液晶パネルとして動作させることになる。このような半透過反射型の液晶パネル１１には、半透過反射層３１と呼ばれる層が形成されているが、この半透過反射層３１は、ＡｇまたはＡｌなどの光反射性の優れた金属材料からなり、例えば図１に示す基板２８上に蒸着法あるいはスパッタ法などにより形成することができる。また、この半透過反射層３１は、液晶パネル１１の下側に設けられたバックライト３０から出射された光を通過可能な厚さの半透過反射層、あるいは、ＡｇまたはＡｌなどの光反射性を有する反射層の一部に多数の微細な透孔を形成して光透過性を高めた構造など、半透過反射型の液晶表示装置に広く用いられているものを適宜採用することができる。また、半透過反射層が光反射性と導電性を兼ね備えた材料から構成されている場合には、半透過反射層が駆動用電極を兼ねることができ、駆動用電極３５を別個に設けなくてもよい。
【００３１】
なお、本実施形態においては、照明装置４０に備えられたＥＬ素子部５０として、白色発光するＥＬ素子が備えられた場合について説明したが、ＥＬ素子部５０としては、赤色発光するＥＬ素子と、緑色発光するＥＬ素子と、青色発光するＥＬ素子と、白色発光するＥＬ素子のいずれか一つ以上が用いられていてもよい。このような照明装置４０によれば、用いるＥＬ素子によって、あるいは、用いるＥＬ素子の組み合わせにより、赤色あるいは緑色あるいは緑色あるいは白色あるいはその他の色の光を効率良く放出し、正面方向の輝度を向上した、照明装置が得られる。
【００３２】
なお、本実施形態では、図３に示すプリズムシート２２，２２が備えられた照明装置４０について説明したが、図３に示すプリズムシート２２，２２に代えて図５に示すプリズムシート５２を適用することができる。図５に斜視図を示すプリズムシート５２が、図３に示すプリズムシート２２と異なる点は、そのプリズム面の形状であり、図５に示すプリズムシート５２のプリズム面５２ａには、四角錐状の凸部５２ｂが配列形成されており、隣接する凸部５２ｂどうしは互いの辺端で接している。このプリズムシート５２におけるプリズム頂角は、凸部５２ｂを構成する斜面部のうち、隣接する斜面部５２Ａと斜面部５２Ｂとが成す角度である。そして、このプリズム頂角はプリズムシート５２において８０°〜１２５°の範囲とされていることが好ましい。
このような構成のプリズムシート５２では、凸部５２ｂの底辺５２Ｃ，５２Ｄとそれぞれ平行な方向において集光機能が作用するからである。
尚、本発明に係るプリズムシートの構成は、図３および図５に示すものに限定されず、そのプリズム頂角が８０°〜１２５°の範囲であれば、その形状に制限はない。例えば、図５に示す凸部が配列されたプリズム面を備えたものでは、その凸部の形状を５角錐状やそれ以上の多角錘、あるいは円錐状としてもよい。
【００３３】
また、本実施形態の液晶表示装置においては、単純マトリックス型の半透過反射型液晶表示装置に照明装置を備えた場合について説明したが、係る照明装置を、２端子型スイッチング素子あるいは３端子型スイッチング素子を備えたアクティブマトリクス型の半透過反射型液晶表示装置に備えるようにしても良いのは勿論である。
また、本実施形態の液晶表示装置においては、上側の基板１７と、偏光板１６との間に位相差板１９が一枚設けられた液晶パネル１１が備えられた半透過反射型液晶表示装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明を、位相差板が複数枚設けた液晶パネルが備えられた半透過反射型液晶表示装置に適用しても良いのは勿論である。
また、上記の実施形態においては、下側の基板２８のバックライト３０側に位相差板２６と偏光板２７を設けた半透過反射型液晶表示装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明を、下側の基板２８のバックライト３０側に位相差板と偏光板を設けていない半透過反射型液晶表示装置に適用しても良いのは勿論である。
【００３４】
（第１の実施例）
本例では、サンプル１〜４として、ＥＬ素子を光源とする照明装置と液晶パネルとを備えた液晶表示装置を作製し、それぞれの表示輝度を評価した。
液晶パネルは、図１に示すような半透過反射型パッシブマトリクス液晶パネルを用い、各サンプルで共通とした。一方、照明装置の構成は、以下に示すように各サンプルで異ならせた。
（１）サンプル１：バックライトのＥＬ素子部の正孔輸送層及び発光層の膜厚を最適化して、バックライトの法線方向から３０°広角に出射輝度のピークが位置するように設定した。プリズムシートはプリズム頂角が９０°の図３に示す形状のもの２枚を互いの凸部の延在方向が直交する向きに重ねて配設した。
（２）サンプル２：バックライトのＥＬ素子部の正孔輸送層及び発光層の膜厚を最適化して、バックライトの法線方向から３０°広角に出射輝度のピークが位置するように設定した。プリズムシートは設けず、上記バックライトを液晶パネルの背面側に配置した。
（３）サンプル３：バックライトは発光面から放射状に光が出射される、図１２に示す従来構成のものとした。プリズムシートはプリズム頂角が９０°の図３に示す形状のもの２枚を互いの凸部の延在方向が直交する向きに重ねて配設した。
（４）サンプル４：バックライトは、サンプル３と同様の構成とし、プリズムシートを設けない構成とした。
【００３５】
上記サンプル１〜４の液晶表示装置を動作させ、表示輝度を測定した結果を図６に示す。図６のグラフにおいて、液晶パネル法線方向の輝度に着目すると、サンプル１は２４２ｃｄ／ｍ２、サンプル２は８０ｃｄ／ｍ２、サンプル３は１４５ｃｄ／ｍ２、サンプル４は１４８ｃｄ／ｍ２であり、使用者が配置されるパネル正面方向の輝度は、バックライトの出射特性が最適化され、かつプリズムシートが配設された本発明の構成を備えたサンプル１が最も高く、優れた視認性が得られることが確認された。
【００３６】
また、サンプル２は、液晶パネル正面方向の輝度が極端に低く、法線方向から３０°広角の位置に輝度のピークを有するバックライトの特性に準じた輝度特性となっており、本発明に必須の構成であるプリズムシートを備えない場合には、液晶表示装置の実質的な輝度を向上させ、視認性を向上させる本発明の効果が得られないことが分かる。
【００３７】
次に、従来構成のサンプル３とサンプル４は、液晶パネル正面方向の輝度が最も高くなるものの、その輝度はサンプル１の６０％程度である。さらに、バックライトと液晶パネルとの間にプリズムシートを設けると、液晶パネル正面方向の輝度が低下しており、ＥＬ素子を光源とする照明装置の法線方向の輝度を向上させるには、本発明に係る構成を備えたＥＬ素子部を有するバックライトが必須であることが確認された。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。図７は、本実施形態の液晶表示装置の断面構造を示す図である。図７に示す液晶表示装置９０の特徴的な点は、バックライト６０を有する照明装置８０を備えている点にあり、液晶パネル１１及びプリズムシート２２は、図１に示す第１の実施形態のものと同様の構成である。
【００３９】
バックライト６０は、発光層６４を介して互いに対向する一対の電極６２、６５とを備えてなるＥＬ素子部７０が光透過性基板６１の一方の面上に配置され、一対の電極６２、６５のうち少なくとも光透過性基板６１側に位置する側の電極６２は光透過性電極とされ、他方の電極６５は金属電極とされてＥＬ素子部７０に対して通電可能とされており、ＥＬ素子部７０に通電時に発光層６４で発光した光が上記光透過性基板６１側に放出されるものである。ＥＬ素子部７０の電極６２と発光層６４との間には、電極６２から正孔を注入しやすくする正孔輸送層６３が設けられている。そして、光透過性基板６１と光透過性の電極６２との間に、誘電体ミラー（光学手段）６８が設けられている。
尚、ＥＬ素子部７０を構成する各層は、上記第１の実施形態に係るＥＬ素子部５０と同様の材質とすることができ、その詳細な説明は本実施形態では省略する。但し、正孔輸送層６３及び発光層６４の膜厚は、後述する誘電体ミラー６８の特性に合わせて適宜調整される。
【００４０】
本実施形態に係るバックライト６０は、ＥＬ素子部７０と基板６１との間に設けられた誘電体ミラー６８の作用により特定方向への発光が可能な構成とされている。誘電体ミラー６８は、例えば数１０〜数１００ｎｍの層厚を有するＳｉＯ２層とＴｉＯ２層とを交互に複数積層して構成される。このような誘電体ミラー６８に入射した光は、誘電体ミラーの層厚により決定される共振波長の光のみが増強され、他の波長の光は抑制される。また、多層に積層されたＳｉＯ２層及びＴｉＯ２層を通過する場合、光の進行方向により誘電体ミラー６８内での光路長が異なることから、同一波長の光であっても許容される進行方向が異なる。このような誘電体ミラーの特性を利用することで、所定角度に進行する光のみを増強し、他の方向へ進行する光を抑制して、特定角度に出射輝度のピークを有する出射光を得ることができる。
そして、本実施形態に係るバックライト６０では、上記出射輝度のピークが、バックライト６０の法線方向よりも広角に位置するようになっている。従って、プリズムシート２２により反射されることがなく、またプリズムシート２２により屈折されて液晶パネル１１正面方向の光となり得る出射光を得ることができ、その結果液晶パネル１１正面方向の輝度が向上し、液晶表示装置９０の実質的な輝度が向上する。
【００４１】
（第２の実施例）
本例では、上記第２の実施形態の構成を備えた液晶表示装置を作製し、その表示輝度の評価を行った。液晶パネルは上記第１の実施例と同様のパネルを用い、プリズムシートは、頂角１１０°の円錐状のプリズムが一面側に配列形成されたマイクロプリズムアレイを用いた。
バックライトは、ＥＬ素子部と基板との間にＳｉＯ２／ＴｉＯ２多層構造の誘電体ミラーが形成されたものとした。また、バックライトの法線方向よりも４０°広角に出射輝度のピークが位置するように、上記誘電体ミラーを構成する各層の層厚、及びＥＬ素子部の正孔輸送層、発光層の膜厚は最適化した。
【００４２】
上記にて得られた液晶表示装置を動作させ、表示輝度を測定したところ、液晶パネル正面方向で、２８０ｃｄ／ｍ２の輝度が得られ、上記第２の実施形態に係る構成によっても、液晶パネル正面方向で高輝度の液晶表示装置が得られることが確認された。
【００４３】
（電子機器）
上記実施の形態の液晶表示装置を備えた電子機器の例について説明する。
図９（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。この図において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記実施の形態の液晶表示装置を用いた表示部を示している。
【００４４】
図９（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。この図において、符号６００は時計本体を示し、符号６０１は上記実施の形態の液晶表示装置を用いた表示部を示している。
【００４５】
図９（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。この図において、符号７００は情報処理装置、符号７０２はキーボードなどの入力部、符号７０４は情報処理装置本体、符号７０６は上記実施の形態の液晶表示装置を用いた表示部を示している。
【００４６】
図９に示す各電子機器は、上記実施の形態の液晶表示装置を備えているので、使用者が配置される表示部正面において高輝度の表示が得られる電子機器とされている。
【００４７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の液晶表示装置は、照明装置と、該照明装置上に設けられた液晶パネルとを備えた液晶表示装置であって、前記照明装置が、ＥＬ素子を光源とする発光部と、該発光部上に配設されたプリズムシートとを備えており、前記発光部が、該発光部の法線方向よりも広角の方向に輝度のピークを有する構成としたことで、プリズムシートにより屈折されて液晶パネルの正面方向に出射される光の強度を高め、表示に寄与し得る光量を向上させて実質的な表示輝度の向上を実現することができる。
【００４８】
また本発明によれば、使用者の正面方向で輝度が高く、視認性に優れた表示部を有する電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態の液晶表示装置を示す断面構成図である。
【図２】図２は、図１に示すバックライト３０を示す断面構成図である。
【図３】図３は、図１に示すプリズムシート２２の斜視図である。
【図４】図４は、図２に示すＥＬ素子部５０の断面構成を示す説明図である。
【図５】図５は、本発明に係る液晶表示装置に適用できるプリズムシートの他の例を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施例における輝度測定結果を示すグラフである。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態の液晶表示装置を示す断面構成図である。
【図８】図８は、従来の液晶表示装置の断面構成図である。
【図９】図９（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る電子機器の例を示す斜視構成図である。
【符号の説明】
１０，９０　液晶表示装置
１１　液晶パネル
２２，５２　プリズムシート
２２ａ　プリズム面
３０，６０　バックライト（発光部）
４０，８０　照明装置
５０，７０　ＥＬ素子部
６８　誘電体ミラー
【図１】
2004054035.tif 000003
【図２】
2004054035.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004054035.tif 000006
【図５】
2004054035.tif 000007
【図６】
2004054035.tif 000008
【図７】
2004054035.tif 000009
【図８】
2004054035.tif 000010
【図９】
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