JP2006236998A - 有機発光ダイオード（ｏｌｅｄ）バックライト - Google Patents

Abstract

【課題】複数のOLEDディスプレイと１枚の拡散板とを用いてディスプレイバックライトを形成すること。
【解決手段】こうしたバックライトは、AMLCDバックライトとして使うことができる。赤サブピクセルに供給される電流を減少させ、場合により資材選択または光学薄膜コーティングを用いたフィルタリングによって６３０nmより上の光の透過を制限することで、OLEDディスプレイをNVISとの互換に対応させることができる。
【選択図】図１

Description

一般的に言えば、本発明は、アクティブマトリックス液晶ディスプレイに用いるバックライトに関する。

透過型および半透過型アクティブマトリックス液晶ディスプレイ（AMLCD
s）は、バックライトを有することが一般的である。多くの例において、バックライトは冷陰極蛍光ランプ（CCFL）であり、これは複数のCCFLチューブを有する。残念なことに、CCFLバックライトを有するディスプレイはあらゆる用途に適しているわけではなく、必ずしも所望のサイズで生産できるわけでもない。さらに、CCFLバックライトは水銀（Hg）を含有しており、当該水銀は危険な素材であって、環境に無害ではない。加えて、CCFLバックライトは高電圧を必要とし、容量が大きく、低温では効率的に動作しない。

有機発光ダイオード（OLED）ディスプレイは、有機超薄膜（固体）からのエレクトロルミネッセンス（EL）発光を利用した自己発光型ディスプレイである。こうしたタイプのディスプレイは自己発光型のため、バックライトが必要でない。残念なことながら、現在のところ大型OLEDディスプレイは生産が難しい。
特開平１０−３１９８７２号公報

本発明が目指すのは、複数の有機発光ダイオード（OLED）装置を利用し、アクティブマトリックス液晶ディスプレイ（AMLCDs）の背後から光を当てる方法および装置である。
１つの実施の形態において、本発明はバックライトを有する装置であって、当該バックライトは複数の有機発光ダイオード（OLED）装置を有し、当該装置は拡散板の背後に配置されている。

別の実施の形態において、本発明はアクティブマトリックス液晶ディスプレイパネルとバックライトの組立物とを有するアクティブマトリックス液晶ディスプレイ装置である。バックライト組立物は、少なくとも１つの拡散板と複数の有機発光ダイオード装置とを有する。拡散板は、液晶ディスプレイパネルと複数の有機発光ダイオード装置との間に置かれている。

さらに別の実施の形態において、本発明はアクティブマトリックス液晶ダイオードディスプレイに背後から光を当てるための方法であって、当該方法には、（a）複数の有機発光ダイオードディスプレイを設けるステップ、（b）拡散板を設けるステップ、そして（c）複数のOLEDディスプレイを拡散板の背後に配置し、拡散板が複数のOLEDディスプレイとアクティブ液晶ディスプレイパネルとの間に配置される形とするステップ、が含まれる。

本発明の目的と効果と共に、その正確な特性については、添付図面を参照しながら、次の詳述について考察すれば容易に明らかになるだろう。なお、図面において、同じ参照番号は同じ部品を示している。
以下、本発明の好ましい実施の形態について参照するが、これらの例は添付図面において示されている。本発明は、好ましい実施の形態と併せて説明されているが、理解できるように、これらの実施の形態は本発明を限定するべきものではない。それどころか逆に、本発明は、代替例、変形、そして同等の発明を含むべきものであって、これらは添付の特許請求の範囲によって定められた本発明の主旨および範囲の中に含めることができる。

以下の詳細な説明において、本発明について完全に理解できるよう数多くの特定の詳細部分が示されている。しかし、当業者であれば理解できるように、本発明はこれらの特定の詳細を持たない形で実施することができる。それ以外では、公知の方法、手順、構成部分、そして回路については、本発明の重要な側面を不必要に不明瞭にしないよう詳細には説明していない。

図１および２に示すのは有機発光ダイオード（OLED）バックライト１の概略図であり、これは拡散板３と複数のOLEDディスプレイ５とを有する。OLEDディスプレイ５は光を発し、その光の少なくとも一部は拡散板３を透過する。拡散板３は、OLEDディスプレイ／装置５からの光を十分に拡散するため、OLEDディスプレイ同士の間の隙間によって生じるバックライトの発光量の変化は最小限化または除去される。結果、バックライトが、拡散板３のうちOLEDディスプレイ５とは反対側の表面から発する光はほぼ均一な分布となる。

拡散板の背後で複数のOLED装置をバックライトとして使うことで、相当な冗長性が実現する。１つのOLED装置が故障した場合（あるいは、万一複数のOLED装置が故障した場合）であっても、バックライト１は機能し続ける。機能し続けるいずれかのOLED装置からの光が拡散板３によって拡散され、バックライト１によって発せられる。
拡散板３は、何らかの１つの素材または多素材の組み合わせ、および／あるいは単一の１つの素材の部品または単一部品の組み立て品を有する形にしてもよい。しかし、用いられる構造や素材に関わらず、拡散板３は、OLEDディスプレイ５同士の間に間隔が空いていることによって生じる光の非均等性および／あるいはOLEDディスプレイ５によって得られる照度レベルの差を最小限化または除去する働きをすることが好ましい。効果的な構成として、高拡散性ポリマー（高分子）が含まれた光透過型の拡散板（例えば、Clarex ^(R) DR-III CV Light Diffusion Filter）を拡散板３として用いることが考えられる。そうした拡散板の使用により、隣接するディスプレイ同士が隙間によって隔てられる形で置かれたOLEDディスプレイは補償されると考えられる。また、そうした拡散板の使用により、隣接する２つのOLEDディスプレイのうち大きい方の横幅の少なくとも１０％分にあたる隙間がこれらOLEDディスプレイを隔てている、という形で置かれたOLEDディスプレイは補償されると考えられる。

OLEDディスプレイ５は、どんなOLEDディスプレイ装置を有する形にしてもよい。しかし、後ほどさらに説明するが、OLEDディスプレイ５はナイトビジョン（NVIS）との互換を目的に調整および／あるいは制御されていることが好ましい。バックライト１内のOLEDディスプレイ５の数と配置とについては、実施の形態によって異なる。しかし、一般的に、バックライト１は複数のOLEDディスプレイ５を有し、いくつかの例においては、少なくともX個（Xは、２、４、８、１６、そして３２のうちのいずれか）のディスプレイを有する、ということが考えられる。さらに、バックライト１内のOLEDディスプレイ５の配置は、実施の形態によって異なる。しかし、一般的に、それらディスプレイは実質的には平面となる形で、すなわち、拡散板３から共通の距離をおいて置かれている、という形が考えられる。いくつかの例においては、OLEDディスプレイ５を図１に示すとおり、行と列とに配置し、全ての行が同数のOLEDディスプレイ５を有し、全ての列が同数のOLEDディスプレイ５を有する形としてもよい。しかし、OLEDディスプレイ５を異なる配置で有する実施の形態も考えられる。

図３を参照する。AMLCDモジュール７は、間に拡散板３が置かれた形でバックライト１とAMLCDパネル９とを有する。バックライト１からの光は、AMLCDパネル９を通過し、AMLCDは通過していく光を選択的に透過、遮断、または修正し、AMLCDモジュール７の視聴者に画像を表示する。
AMLCDパネル９はいかなる型のAMLCDパネルを有することにしてもよい。そのようなものとして、LCD層、共通電極、ピクセル電極、TFT薄膜トランジスタ、ソースライン、ガラス、アンチリフレクションコーティング、アンチグレアコーティング、偏光フィルム、配向層、そしてカラーフィルタのうち1つまたは２つ以上を有することにしてもよい。いくつかの例においては、AMLCDパネル９は拡散板３に直接連結されることもある。また、その他の例においては、場合により他の１つまたは２つ以上の構成部品が拡散板３とAMLCDパネル９との間に置かれた形で、AMLCDパネル９を拡散板３から隔離することもできる。

AMLCDパネル９はいかなるサイズを有していてもよいが、本明細書で説明された方法および装置は、大型のAMLCDに対応するものとする。そのようなものとして考えられるのは、少なくともYインチ（Yは、４、８、１２、１６、２０、２４、２８、３２、４０、そして６０のうちいずれか）の対角寸法を有する大きさで、さまざまなAMLCDパネル９を作ることができる、ということである。

AMLCDモジュール７は、ナイトビジョン画像システム（NVIS）と互換性があることが好ましい。そのため、ディスプレイモジュール７によって発せられる光ほぼ全てが６３０nm以下の波長を有することが好ましい。このことは、適当な方法であればどんなものを用いても実現できるが、以下の３つの方法のうちいずれかによって実現するのが好ましい。それらの方法とは、（１）有色サブピクセルを有するOLEDディスプレイを用いる場合、赤サブピクセルに供給される電流を減少させる、（２）”白色”OLEDディスプレイを用いる場合、６３０nmより大きい波長を有する光を、仮に発するとしてもごくわずかである、という有機発光体層を選ぶ、そして（３）１枚または２枚以上のフィルターを利用し、バックライト１から発せられる光ほぼ全てが６３０nm以下の波長を有することを確実にする。

図４を参照する。OLEDディスプレイ５は、ガラス基板１１、陽極１２、正孔注入帯層１３、有機発光体層１５、電子伝達層１７、そして陰極１９を複数有する。有機発光体層１５は、赤（R）、緑（G）、そして青（B）の複数のサブピクセルを有する。ディスプレイモジュール７などのディスプレイには、図４に示すようなOLEDディスプレイ５を有するバックライト１を利用してもよい。そうした場合においては、各サブピクセルに供給される電流を制御し、赤サブピクセルに供給される電流を減少または除去することで、OLEDディスプレイ５による６３０nmを超える光の発光を減らす、というコントローラを設置することで、ディスプレイモジュール７にNVISとの互換性を持たせることにしてもよい。

図５を参照する。OLEDディスプレイ５は、ガラス基板２１、陽極２２、正孔注入帯層２３、有機発光体層２５、電子伝達層２７、そして陰極２９を有する。図５のOLEDディスプレイ５は、６３０nmより上の光を発することがないよう構成されている。構成は、６３０nmより上の光を仮に発したとしてもごく少ない、という有機発光体層２５を利用することでなされている。

図６を参照する。OLEDディスプレイ５は、ガラス基板３１、陽極３２、正孔注入帯層３３、有機発光体層３５、電子伝達層３７、陰極３９、そしてフィルター層４０を有する。図６のOLEDディスプレイ５は、OLEDディスプレイ５によって発せられる光のうち６３０nmを上回る波長を有するものの量を減少または除去するフィルターレイヤー４０を有することで、６３０nmより上の光を発することがないよう構成されている。

６３０nmという波長制限に関して説明してきたが、別の実施の形態として、異なった波長制限を有するものも考えられる。そのようなものとして、ある実施の形態は、５５０nm、５７５nm、６００nm、６５０nm、７００nmの波長のうちいずれかを超える光の発光が減少または除去される形で構成されている。
また、本明細書で説明したいずれかのAMLCDモジュール７を赤外線光および／あるいは紫外線光を実質的には発することがないよう構成するのも有益であり得ると考えられる。このような構成は、図４乃至６に関連付けて説明してきたOLEDディスプレイ５を利用すること、および／あるいは、バックライト１および／あるいはディスプレイモジュール７によって発せられた光をろ過する１枚または２枚以上のフィルターを用いることによって達成できる。

いくつかの例においては、そうしたAMLCDモジュール７および／あるいはOLEDバックライト１が、少なくとも２つの動作状態を有し、そのどちらの状態の間も複数のOLEDディスプレイが発光する、という形にしてもよい。こうした場合において、第１の動作状態は昼間可視モード、第２の動作状態はNVISモードに対応させることができる。赤サブピクセルへの電流変化を利用してモード変換する実施の形態に関しては、LCDディスプレイに表示されたパターンは不変のまま、第１の動作状態と第２の動作状態との間の切り替えによって、ディスプレイの赤サブピクセルに供給される電流は、赤以外のサブピクセルに供給される電流が変化するよりも大きく変化する。

本発明の例示的な実施の形態によるOLEDバックライトの概略上面図である。 図１のバックライトの概略側面図である。 本発明の例示的な実施の形態によるAMLCDの概略側面図である。 本発明の例示的な実施の形態による第１のOLEDディスプレイの概略側面図である。 本発明の例示的な実施の形態による第２のOLEDディスプレイの概略側面図である。 本発明の例示的な実施の形態による第３のOLEDディスプレイの概略側面図である。

Claims (18)

1. バックライトを有する装置であって、
   当該バックライトは、複数の有機発光ダイオード（OLED）装置を拡散板の背後に配置された形で有すること、
   を特徴とする装置。
2. 装置は液晶ディスプレイ（LCD）であること、
   を特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 装置は、アクティブマトリックス液晶ディスプレイ（AMLCD）であること、
   を特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 拡散板は、複数の有機発光ダイオード（OLED）装置を液晶ディスプレイ（LCD）から隔てていること、
   を特徴とする請求項の２に記載の装置。
5. 装置は少なくとも２つの動作状態を有し、それら状態の間複数のOLEDディスプレイは発光し、LCDディスプレイに表示されたパターンは不変のまま、第１の動作状態と第２の動作状態との間を切り替えることによって、ディスプレイの赤サブピクセルに供給される電流は、赤以外のサブピクセルに供給される電流が変化するよりも大きく変化すること、
   を特徴とする請求項の４に記載の装置。
6. OLEDディスプレイは、６３０nmを超える光の発光を最小限化するよう構成されていること、
   を特徴とする請求項４に記載の装置。
7. OLEDディスプレイはそれぞれ、白色発光体層と拡散板との間にフィルター層を有すること、
   を特徴とする請求項４に記載の装置。
8. OLEDディスプレイはそれぞれ、発光体層を有し、当該発光体層から発せられる光ほぼ全てが６３０nm未満の波長を有すること、
   を特徴とする請求項４に記載の装置。
9. LCDは少なくとも１０インチの対角寸法を有すること、
   を特徴とする請求項２に記載の装置。
10. バックライトは赤外線を発さないこと、
    を特徴とする請求項１に記載の装置。
11. バックライトは紫外線を発さないこと、
    を特徴とする請求項１に記載の装置。
12. OLEDディスプレイは、隣接するOLEDディスプレイ同士が隙間によって隔てられた形で置かれ、いずれの２つのOLEDディスプレイの間の隙間の幅は、少なくとも０．２インチであること、
    を特徴とする請求項１に記載の装置。
13. OLEDディスプレイは、隣接するOLEDディスプレイ同士が隙間によって隔てられた形で置かれ、隣接する２つのOLEDディスプレイの間の隙間の幅は、当該隣接する２つのOLEDディスプレイの幅の少なくとも１０％であること、
    を特徴とする請求項１に記載の装置。
14. アクティブマトリックス液晶ディスプレイモジュールであって、
    アクティブマトリックス液晶ディスプレイパネルとバックライトの組立物とを有し、
    バックライト組立物は、少なくとも１つの拡散板と複数の有機発光ダイオード装置とを有し、
    拡散板は、液晶ディスプレイパネルと複数の有機発光ダイオード装置との間に置かれていること、
    を特徴とするモジュール。
15. ディスプレイによって発せられる光ほぼ全てが６３０nm未満の波長を有すること、
    を特徴とする請求項１４に記載の装置。
16. アクティブマトリックス液晶ダイオードディスプレイに背後から光を当てる方法であって、
    複数の有機発光ダイオードディスプレイを設けるステップと、
    拡散板を設けるステップと、そして、
    複数のOLEDディスプレイを拡散板の背後に配置し、拡散板が複数のOLEDディスプレイとアクティブ液晶ディスプレイパネルとの間に配置される形とするステップと、が含まれること、
    を特徴とする方法。
17. OLEDディスプレイの赤サブピクセルに供給される電流の量を減少させることで、ディスプレイを夜間可視モードに設定するステップ、がさらに含まれること、
    を特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. OLEDディスプレイの赤サブピクセルに供給される電流の量を増加させることで、ディスプレイを昼間可視モードに設定するステップ、がさらに含まれること、
    を特徴とする請求項１６に記載の方法。

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