JP2007010902A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁波の放射抑制専用の構成部品を設けずに、液晶パネルの表示面と反対側へ放射された電磁波がバックライトを通過するのを抑制することができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置１０は、透過型の液晶パネル１１と、バックライトとして有機ＥＬ素子を発光部とした発光装置１２とを備えている。発光装置１２は、液晶パネル１１から発生する電磁波が発光装置１２を通過するのを抑制する遮蔽部を備えており、遮蔽部は有機ＥＬ素子２７の一部で構成されている。基板２３を液晶パネル１１内の固定された電位と同電位に構成することにより、基板２３が遮蔽部として機能するように構成されている。基板２３を液晶パネル１１内の固定された電位と同電位にする構成として、基板２３及び液晶パネル１１の透明電極２０が配線を介して接続されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、詳しくは液晶パネルのバックライトとして有機エレクトロルミネッセンス素子を発光部とした発光装置を備えた液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、コンピュータ、携帯機器等の表示装置として広く用いられている。近年、これらの表示装置では周囲が暗くても表示が容易に認識できるようにバックライトが設けられている。液晶表示装置のバックライトとして有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、エレクトロルミネッセンスをＥＬと記載する場合もある。）を備えた照明装置が提案されている。

液晶表示装置において液晶パネルが大型化すると、これを駆動するクロック信号の周波数が高くなり、液晶パネルから出る電磁波の量が増え、周囲の機器に影響を及ぼす程度となることもある。従来、液晶パネルの表示面側から電磁波が放射されるのを抑制するため、液晶パネルの駆動電極よりも表示面側の部位に、ベタパターンの透明電極を設け、そのベタパターンをグランドに接続した液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平５−１９２７６号公報

特許文献１に記載の液晶表示装置は、液晶パネルの表示面側からの放射を抑制しうるようにしているが、表示面と反対側への放射に関しては何ら記載されていない。また、電磁波の放射を抑制するために専用のベタ電極を設ける必要があり、その分、製造に手間がかかる。

液晶表示装置を備えた電子機器では、液晶表示装置の表示面と反対側に制御部等の電子部品が設けられている場合が多く、それらの電子部品が液晶パネルから出る電磁波の悪影響を受けるのを抑制する必要がある。その方法として、液晶パネル及びバックライトを金属製の筐体に収容して、筐体ごと電子機器の所定位置に取り付けることが考えられる。しかし、この構成では、筐体の厚さ分、装置全体の厚さが厚くなり、筐体の重さ分、装置全体の重量が増大するという問題がある。

本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は電磁波の放射抑制専用の構成部品を設けずに、液晶パネルの表示面と反対側へ放射された電磁波がバックライトを通過するのを抑制することができる液晶表示装置を提供することにある。

前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、液晶パネルのバックライトとして有機エレクトロルミネッセンス素子を発光部とした発光装置を備えた液晶表示装置であって、前記液晶パネルから発生する電磁波が前記バックライトを通過するのを抑制する遮蔽部を前記有機エレクトロルミネッセンス素子の一部で構成した。この発明では、液晶パネルの表示面と反対側へ放射された電磁波がバックライトを通過するのを有機ＥＬ素子の一部が抑制する。液晶パネルから発生する電磁波は遮蔽部により通過が抑制される。従って、液晶表示装置を電子機器に組み込んだ際、液晶パネルから発生する電磁波が、バックライトの裏側に設けられた電子部品等に及ぼす影響を低減することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、該有機エレクトロルミネッセンス素子の基板と反対側から光が出射される構成である。この発明では、有機ＥＬ素子は所謂トップエミッションタイプとなり、基板を透明にする必要がない。従って、基板の材料を導体とすることもでき、電磁波の通過を抑制する遮蔽部の選択の自由度が増す。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記基板が導電性の材料で形成され、前記基板が前記液晶パネル内の固定された電位と同電位に構成されている。この発明では、基板が遮蔽部として機能する。基板を液晶パネル内の固定された電位と同電位にする構成としては、基板と液晶パネルのグランド電極とを同電位とする構成がある。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも一方の電極がベタ電極で形成されるとともにその一方の電極が前記液晶パネル内の固定された電位と同電位に構成されている。この発明では、ベタ電極で形成される一方の電極が遮蔽部として機能する。例えば、ベタ電極で形成された陰極と、液晶パネルのグランド電極とを接続する。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、該有機エレクトロルミネッセンス素子の基板側から光が出射される構成であり、少なくとも一方の電極がベタ電極で形成されるとともにその一方の電極が前記液晶パネル内の固定された電位と同電位に構成されている。この発明では、有機ＥＬ素子は所謂ボトムエミッションタイプとなり、ベタ電極で形成される一方の電極が遮蔽部として機能する。例えば、ベタ電極で形成された陰極と、液晶パネルのグランド電極とを接続する。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記バックライトと前記液晶パネルとは樹脂で一体化されている。この発明では、液晶表示装置を備えた電子機器の組立ての際、電子機器の構成部品点数が少なくなる。また、バックライトと液晶パネルとが独立したものに比較して、組立てが容易になる。

本発明によれば、電磁波の放射抑制専用の構成部品を設けずに、液晶パネルの表示面と反対側へ放射された電磁波がバックライトを通過するのを抑制することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１に従って説明する。図１は液晶表示装置を示す部分模式断面図である。

図１に示すように、液晶表示装置１０は、透過型の液晶パネル１１と、バックライトとして有機ＥＬ素子を発光部とした発光装置１２とを備えている。なお、図１は液晶パネル１１及び発光装置１２の構成を模式的に示したものであり、図示の都合上、一部の寸法を誇張して分かり易くしているために、それぞれの部分の幅、長さ、厚さ等の寸法の比は実際の比と異なっている。

液晶パネル１１は、公知のアクティブマトリックス方式のフルカラー表示用の液晶パネルと基本的に同じ構成である。液晶パネル１１は、一対の透明な第１及び第２基板１３，１４を備え、両基板１３，１４は所定の間隔を保った状態で、図示しないシール材１１ａにより貼り合わされて、その間に液晶１５が封止されている。第１及び第２基板１３，１４は例えばガラス製である。発光装置１２側に配置された第１基板１３には、液晶１５と対向する面に画素電極１６と、画素電極１６に接続されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１７とがマトリックス状に形成されている。画素電極１６はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）で形成されている。３個の画素電極１６が１組で１個の画素を構成している。また、第１基板１３には、液晶１５と反対側の面に偏光板２２が配設されている。

第２基板１４の液晶１５と対向する面にはカラーフィルタ１９が形成され、カラーフィルタ１９の第２基板１４と反対側の面上には全画素共通の透明電極２０が形成されている。透明電極２０もＩＴＯで形成されている。この実施形態では、透明電極２０が液晶パネル１１のグランド電極となっている。従って、液晶パネル１１内で透明電極２０の電位は固定されている。カラーフィルタ１９は、赤色、緑色及び青色の光をそれぞれ透過する領域１９ａ，１９ｂ，１９ｃを有し、それらの領域１９ａ〜１９ｃの各々が１つの画素電極１６と対応している。隣接する領域同士はブラックマトリックス２１で区画されている。第２基板１４の液晶１５と反対側の面には偏光板１８が形成されている。

発光装置１２は、基板２３上に順に、第１電極２４、有機ＥＬ層２５及び第２電極２６が設けられた有機ＥＬ素子２７が面状の発光部として設けられている。即ち、発光装置１２は、有機ＥＬ素子２７を発光部とした発光装置である。有機ＥＬ素子２７は、有機ＥＬ層２５が水分（水蒸気）及び酸素の悪影響を受けないように、保護膜２８で被覆されている。

この実施形態では、有機ＥＬ素子２７は、基板２３と反対側から光が出射される所謂トップエミッションタイプに構成されている。基板２３は導電性の材料、例えばアルミニウムで形成されている。また、第１電極２４が陰極を構成し、第２電極２６が陽極を構成する。第１電極２４及び第２電極２６はいずれもベタ電極で形成されている。基板２３と第１電極２４とは図示しない絶縁層により絶縁されている。

第１電極２４は、金属（例えば、アルミニウム）で形成され、光を反射する機能を有する。
有機ＥＬ層２５は、第１電極２４の端子を除いた部分を覆うように形成されている。有機ＥＬ層２５は、公知の有機ＥＬ層に用いられる材料で形成され、例えば、第１電極２４側から順に電子輸送層、発光層及び正孔輸送層が積層されて形成されている。有機ＥＬ層２５は、白色発光を行うように構成され、発光装置１２を液晶表示装置１０のバックライトとして使用する場合、カラーフィルタを使用したフルカラー表示に対応できるようになっている。白色発光を行う構成としては、公知の構成、例えば、赤、緑、青に発光する層を平面的に微細に塗り分けて全体として白色発光とする構成、赤、緑、青に発光する層を積層して全体として白色発光とする構成、赤、緑、青の色素をホスト分子あるいは高分子中に分散させる構成等がある。

第２電極２６は、透明な導電性材料で形成され、この実施形態においては、公知の有機ＥＬ素子で透明電極として用いられるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）により形成されている。ここで、「透明」とは、少なくとも可視光を透過可能なことを意味する。

保護膜２８は、例えば窒化ケイ素で形成されている。
発光装置１２は、液晶パネル１１から発生する電磁波が発光装置１２を通過するのを抑制する遮蔽部を備えており、遮蔽部は有機ＥＬ素子２７の一部で構成されている。この実施の形態では、基板２３を液晶パネル１１内の固定された電位と同電位に構成することにより、基板２３が遮蔽部として機能するように構成されている。基板２３を液晶パネル１１内の固定された電位と同電位にする構成として、基板２３及び液晶パネル１１のグランド電極である透明電極２０が配線２９を介して電気的に接続されている。

次に、前記のように構成された液晶表示装置１０の作用について説明する。
液晶表示装置１０の電源が投入され、液晶パネル１１の表示画面に画像を表示させる際、液晶パネル１１においては、図示しない制御装置からの指令信号により、１列毎に各ＴＦＴ１７がオン状態になり、各画素電極１６にデータが書き込まれる。そして、書き込まれたデータは画素電極１６の図示しない蓄積キャパシタに充放電電荷として蓄積され、次のデータ書き込みが行われるまで、その電荷に対応した大きさの電圧が画素電極１６に印加される状態に保持される。そして、各画素電極１６への印加電圧が大きいほど、画素電極１６に対向する液晶１５を透過する光量が増加するようになる。

また、発光装置１２は、電源投入されると、第１電極２４と第２電極２６との間に直流電圧が印加され、有機ＥＬ層２５が白色に発光する。この光が第２電極２６側から出射され、液晶パネル１１の第１基板１３側に入射する。そして、画素電極１６への電圧の印加状態に対応した量の光が液晶１５を透過して、透明電極２０を経てカラーフィルタ１９の各領域１９ａ〜１９ｃを透過する。液晶表示装置１０の使用者はカラーフィルタ１９を透過した光により形成される画像を液晶表示装置１０の表示として視認する。

カラー画像を表示する際、画像の色は各画素における赤色、緑色、青色の三原色を混合することで所望の色に調整される。この実施形態では、発光装置１２からはほぼ一定の光量で白色光が出射され、画素電極１６に印加される印加電圧の大きさによって各画素におけるカラーフィルタ１９を透過する光量、即ち各画素における三原色の混合割合が調整される。

液晶パネル１１が駆動されると、液晶パネル１１から電磁波が放射される。液晶パネル１１から放射されて発光装置１２（有機ＥＬ素子２７）側に進む電磁波は、液晶パネル１１と有機ＥＬ素子２７の一部とが同電位でない構成の場合、発光装置１２（有機ＥＬ素子２７）を通過する。その結果、発光装置１２を挟んで液晶パネル１１と反対側に設けられている電子部品に影響を及ぼし、誤動作等の原因となる。しかし、この実施形態の発光装置１２は、有機ＥＬ素子２７を構成する基板２３が液晶パネル１１内の固定された電位と同電位に保持されており、液晶パネル１１に対して電位が固定されているため、液晶パネル１１から放射された電磁波が発光装置１２（有機ＥＬ素子２７）を通過するのが抑制又は阻止される。

この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）液晶パネル１１のバックライトとしての発光装置１２は、有機ＥＬ素子２７を発光部とするとともに、液晶パネル１１から発生する電磁波が発光装置１２を通過するのを抑制する遮蔽部を備えている。遮蔽部は有機ＥＬ素子２７の一部で構成されている。従って、電磁波の放射抑制専用の構成部品を設けずに、液晶パネル１１の表示面と反対側へ放射された電磁波が発光装置１２を通過するのを抑制することができる。その結果、液晶表示装置１０を製品（電子機器）に組み込んだ際、発光装置１２の裏側に設けられた電子部品におけるノイズの影響を抑制できる。また、放射抑制専用の構成部品を設けない分、製品の薄型化及び軽量化を図ることができる。

（２）有機ＥＬ素子２７は、有機ＥＬ素子２７の基板２３と反対側から光を出射する所謂トップエミッションタイプに構成され、基板２３が導電性の材料で形成され、基板２３が液晶パネル１１内の固定された電位と同電位に構成されている。従って、基板２３が遮蔽部として機能する。

（３）基板２３を液晶パネル１１内の固定された電位と同電位にする構成として、基板２３と液晶パネル１１のグランド電極である透明電極２０とを接続する構成を採用している。従って、構成が簡単になる。

（第２の実施形態）
次に第２の実施形態を図２に従って説明する。この実施形態は、発光装置１２の構成が前記第１の実施形態と異なっており、液晶パネル１１の構成は同じである。第１の実施形態と同様の部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。図２は液晶パネル１１及び発光装置１２の構成を模式的に示したものである。

発光装置１２は、有機ＥＬ素子の基板側から光が出射される所謂ボトムエミッションタイプの有機ＥＬ素子で構成されている点と、遮蔽部が基板以外の部分で構成されている点とが前記第１の実施形態と異なっている。

発光装置１２は、基板３０側から順に、第１電極３１、有機ＥＬ層３２及び第２電極３３が設けられた有機ＥＬ素子３４が面状の発光部として設けられている。有機ＥＬ素子３４は、有機ＥＬ層３２が水分（水蒸気）及び酸素の悪影響を受けないように、保護膜２８で被覆されている。

基板３０は透明な材料、例えばガラス板で形成されている。また、第１電極３１が陽極を構成し、第２電極３３が陰極を構成する。第１電極３１及び第２電極３３はいずれもベタ電極で形成されている。第１電極３１は、透明な導電性材料で形成され、この実施形態においては、ＩＴＯにより形成されている。第２電極３３は、金属（例えば、アルミニウム）で形成され、光を反射する機能を有する。

有機ＥＬ層３２は、有機ＥＬ層２５と同じ有機ＥＬ層に用いられる材料で形成され、第１電極３１側から順に正孔輸送層、発光層及び電子輸送層が積層されて形成されている。
液晶パネル１１から発生する電磁波が発光装置１２を通過するのを抑制する遮蔽部は、一方のベタ電極を液晶パネル１１内の固定された電位と同電位にすることにより構成されている。この実施形態では、第２電極３３が液晶パネル１１のグランド電極である透明電極２０と配線２９を介して電気的に接続されている。

この実施形態の構成では、有機ＥＬ層３２が発光すると、光は第１電極３１を経て基板３０から出射し、液晶パネル１１に入射する。この実施形態では第２電極３３が遮蔽部として機能する。

この第２の実施形態では、前記第１の実施形態の効果（１）と同様の効果を有する他に次の効果を有する。
（４）一般に使用されているボトムエミッションタイプの有機ＥＬ素子３４の陰極（第２電極３３）を液晶パネル１１のグランド電極（透明電極２０）と配線２９で接続するという構成で、液晶パネル１１から発生する電磁波が発光装置１２を通過するのを抑制することを簡単に実施できる。

（５）基板３０を金属製にした場合に比較して重量を軽くすることができる。
（６）有機ＥＬ素子３４の基板３０側から光が出射されるボトムエミッションタイプに形成されているため有機ＥＬ素子３４を製造する際に、有機ＥＬ層３２上にスパッタ等を用いて透明電極を形成する必要がなくなり、有機ＥＬ素子３４の製造が簡単になる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように構成してもよい。
○ トップエミッションタイプの有機ＥＬ素子２７を発光装置１２の発光部として採用した構成においても、基板２３ではなくベタ電極で形成された第１電極２４及び第２電極２６の一方の電極を液晶パネル１１内の固定された電位と同電位とすることにより、液晶パネル１１から放射された電磁波の発光装置１２の通過を抑制する遮蔽部を構成する。例えば、図３に示すように、一方の電極としての第１電極２４と、透明電極２０とを配線２９を介して接続する。また、基板２３を樹脂製とする。トップエミッションタイプの有機ＥＬ素子２７において、基板２３を遮蔽部に利用しないため、基板２３を金属製（導体）ではなく樹脂製（絶縁体）やガラス製にしてもよく、金属製にした場合に比較して軽量化することができる。

○ 液晶表示装置１０は、液晶パネル１１と発光装置１２とを別体として電子機器に組み込むのではなく、一体化して組み込む構成としてもよい。例えば、図４（ａ）に示すように、液晶パネル１１と発光装置１２とをその対向面の全周にわたって設けられた樹脂３５によって一体化したり、図４（ｂ）に示すように、液晶パネル１１と発光装置１２とをその対向面の一部に設けられた樹脂３５によって一体化したりしてもよい。これらの場合、電子機器を組み立てる際の部品点数が減少する。樹脂３５は接着剤であってもよい。

○ 第１の実施形態のように、有機ＥＬ素子２７をトップエミッションタイプにするとともに基板２３を導電材料で形成した場合、第１電極２４及び第２電極２６をＩＴＯで形成するとともに、第１電極２４を陽極とし、第２電極２６を陰極とする。そして、基板２３及び第２電極２６（陰極）の両者を液晶パネル１１の透明電極２０と配線２９を介して接続する構成としてもよい。この場合、遮蔽部が２層構造になるため、液晶パネル１１から発生する電磁波が発光装置１２を通過するのを抑制する効果が大きくなる。

○ 有機ＥＬ素子は、第１電極及び第２電極が共にベタ電極に形成された構成に限らず、複数の線状に分割された構成であってもよい。有機ＥＬ素子を液晶表示装置のバックライトに使用する場合、液晶表示装置が擬似インパルス駆動を行う場合は、発光部を複数に分割するとともに分割された各領域が独立して発光可能に構成する必要がある。この場合、基板を導電性材料で形成して液晶パネル１１のグランド電極である透明電極２０と接続すれば、第１電極及び第２電極が共にベタ電極でなくても、支障はない。従って、電極を分割する構成の場合は、第１の実施形態のように、トップエミッションタイプで、かつ基板２３が導電性材料で形成された有機ＥＬ素子２７を採用し、基板２３を液晶パネル１１内の固定された電位と接続するのが好ましい。

○ 液晶パネル１１は、アクティブマトリックス方式に限らずパッシブマトリックス方式であってもよい。パッシブマトリックス方式の場合、例えば、有機ＥＬ素子を構成する基板２３あるいはベタ電極で形成された陰極と、液晶パネル１１の低電位の電極とを接続する。

○ 液晶パネル１１から放射された電磁波が発光装置１２を通過するのを抑制する遮蔽部は、導電性の材料で形成された基板２３あるいはベタ電極を液晶パネル１１内の固定された電位と同電位にすればよく、必ずしも基板２３あるいはベタ電極を液晶パネル１１の透明電極２０と配線２９を介して接続する構成に限らない。

○ 電子機器によっては液晶パネル１１及び発光装置１２を筐体に組み込み、その筐体を電子機器に組み込む構成の場合がある。この実施形態の液晶表示装置１０では、その筐体を金属製にせずに樹脂製とすることができ、金属製の場合に比較して軽量化することができる。

○ 有機ＥＬ素子がボトムエミッションタイプの場合、基板はガラスに限らず、透明な樹脂基板やフィルムであってもよい。
○ 透明電極である第２電極２６あるいは第１電極３１の材料は、ＩＴＯに限らず、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＳｎＯ_２（酸化錫）等を用いることができる。

○ 金属電極（例えば、第１電極２４あるいは第２電極３３）の材料は、アルミニウムに限らず、従来用いられている公知の陰極材料等が使用でき、例えば、金、銀、銅、クロム等の金属やこれらの合金等が用いられる。

○ 金属電極は光反射機能を備えていなくてもよい。
○ 液晶パネル１１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。

○ 有機ＥＬ層２５，３２は白色発光を行う構成に限らず、例えば、赤や青や緑や黄色等の単色光若しくは、その組み合わせを発光する構成としてもよい。
○ 第１の実施形態では、基板２３と第１電極２４との間に絶縁層を設けていたが絶縁層を設けなくてもよい。

以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項３に記載の発明において、前記基板は配線を介して前記液晶パネルの低電位側の電極と接続されている。

（２）請求項４又は請求項５に記載の発明において、前記一方の電極は前記液晶パネルの低電位側の電極と接続されている。

第１の実施形態における液晶表示装置の部分模式断面図。 第２の実施形態における液晶表示装置の部分模式断面図。 別の実施形態における液晶表示装置の部分模式断面図。 （ａ），（ｂ）は別の実施形態における液晶表示装置の模式斜視図。

符号の説明

ＧＮＤ…グランド、１０…液晶表示装置、１１…液晶パネル、１２…発光装置、２３，３０…基板、２４…一方の電極としての第１電極、２７，３４…有機ＥＬ素子、３３…一方の電極としての第２電極、３５…樹脂。

Claims (6)

1. 液晶パネルのバックライトとして有機エレクトロルミネッセンス素子を発光部とした発光装置を備えた液晶表示装置であって、
   前記液晶パネルから発生する電磁波が前記バックライトを通過するのを抑制する遮蔽部を前記有機エレクトロルミネッセンス素子の一部で構成した液晶表示装置。
2. 前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、該有機エレクトロルミネッセンス素子の基板と反対側から光が出射される構成である請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記基板が導電性の材料で形成され、前記基板が前記液晶パネル内の固定された電位と同電位に構成されている請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも一方の電極がベタ電極で形成されるとともにその一方の電極が前記液晶パネル内の固定された電位と同電位に構成されている請求項２又は請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、該有機エレクトロルミネッセンス素子の基板側から光が出射される構成であり、少なくとも一方の電極がベタ電極で形成されるとともにその一方の電極が前記液晶パネル内の固定された電位と同電位に構成されている請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記バックライトと前記液晶パネルとは樹脂で一体化されている請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。

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