JP3815221B2 - 照明装置、表示装置、並びに電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は照明装置、表示装置、並びに電子機器に係り、特に、表示装置の視認側に配置されるフロントライトとして構成する場合に好適な照明装置、及び該照明装置を視認側に備えた表示装置、該表示装置を備えた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、液晶表示装置として、太陽光などの外光が観察者側から液晶パネル内に入射し、液晶パネル内において反射され、観察者側に出射される反射型液晶表示装置が知られている。しかしながら、反射型液晶表示装置は、暗所では表示が視認できなくなるため、液晶パネルの観察者側にフロントライトを備えた反射型液晶表示装置が提案されている。
従来のフロントライトは、液晶パネルの視認側の側方に配置される光源と、液晶パネルの視認側に配置され、光源から出射された光を液晶パネルに照射するための導光板とから概略構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のフロントライトを用いた場合、光源から出射された光のうち、液晶パネル側に出射せず、導光板の観察者側の面から直接観察者側に出射される光（漏洩光）が発生し、照明効率が低下するとともに、漏洩光に起因して液晶表示装置のコントラスト比が低下して、表示品質が悪化する恐れがある。
【０００４】
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、表示パネル側に出射せず直接観察者側に出射する漏洩光を低減することができるとともに、照明効率の向上を図ることができる照明装置、該照明装置を視認側に備えた表示装置、この表示装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の照明装置は、透光性基板の一方の板面にエレクトロルミネッセンス素子が形成され、前記エレクトロルミネッセンス素子から発光された光が前記透光性基板の一方の板面から出射可能とされ、複数の画素を有する表示装置に備えられる照明装置であって、前記エレクトロルミネッセンス素子が、前記透光性基板の光を出射する側から、少なくとも透明電極と発光層と反射電極とを順次具備するものであることを特徴とする。
【０００６】
すなわち、本発明の照明装置では、エレクトロルミネッセンス素子の発光層から発光された光をエレクトロルミネッセンス素子の陰極として機能する反射電極により反射させて、陽極として機能する透明電極側に出射させることにより、透光性基板の一方の板面から光を出射する構成としている。なお、本発明の照明装置は、表示パネルの一方の側に備えられて表示装置を構成するものである。
【０００７】
このように、エレクトロルミネッセンス素子の発光層から発光された光を反射電極により反射させて、反射電極と反対側に出射させる構成を採用することにより、照明装置から表示パネル側に出射せずに直接観察者側に出射する漏洩光を低減することができるとともに、表示パネル側に効率よく光を照射することができるので、照明効率を向上することができ、省電力化を図ることができる。
【０００８】
また、本発明者は、エレクトロルミネッセンス素子の平面構造が周期性を有する場合には、本発明の照明装置をマトリクス状に配置された画素毎に表示を行う液晶表示装置等の表示装置に備えた場合に、エレクトロルミネッセンス素子の周期構造と表示装置の画素の周期構造とが干渉を起こし、モアレ縞が発生する場合があることを見出した。そこで、本発明者はモアレ縞を視認できない程度に抑制すべく検討を行った。
【０００９】
例えば、個々のエレクトロルミネッセンス素子を直線状に形成する場合、エレクトロルミネッセンス素子のピッチをｄ１、表示装置の画素ピッチをｄ２、エレクトロルミネッセンス素子の延在方向と表示装置の画素の配列方向とのなす角をθとすると、発生するモアレ縞の周期ｌは下記式（１）により表される。
【数１】
式（１）に示すように、ｄ１＝ｄ２、かつθ＝０のときに、モアレ縞の周期ｌが最も長周期となり、モアレ像が視認されやすくなる。
【００１０】
したがって、本発明の照明装置において、エレクトロルミネッセンス素子の平面構造が周期性を有する場合には、エレクトロルミネッセンス素子のピッチと表示装置の画素ピッチとを非同一に設定することにより、本発明の照明装置を表示装置に備えた場合においても、モアレ縞を視認できない程度に抑制することができることを見出した。
【００１１】
なお、画素がマトリクス状に配列されている場合には、表示装置の画素ピッチは２種類存在する。これに対して、エレクトロルミネッセンス素子のピッチは１種類若しくは複数種類存在するが、本発明の照明装置において、すべてのエレクトロルミネッセンス素子のピッチと、表示装置の画素のすべてのピッチとを非同一に設定することが望ましい。
【００１２】
また、本発明の照明装置において、透光性基板の一方の板面に所定のパターンの直線状のエレクトロルミネッセンス素子を形成する場合には、エレクトロルミネッセンス素子の延在方向と表示装置の画素の配列方向とを非平行にすることによっても、モアレ縞を視認できない程度に抑制することができることを見出した。
【００１３】
なお、画素がマトリクス状に配列されている場合には、表示装置の画素の配列方向は２種類存在する。これに対して、エレクトロルミネッセンス素子の延在方向は１種類若しくは複数種類存在するが、本発明の照明装置において、すべてのエレクトロルミネッセンス素子の延在方向と、表示装置の画素のすべての配列方向とを非平行に設定することが望ましい。
【００１４】
また、透光性基板の一方の板面に所定のパターンの直線状のエレクトロルミネッセンス素子を形成する場合には、エレクトロルミネッセンス素子のピッチと表示装置の画素ピッチとを非同一に設定するとともに、エレクトロルミネッセンス素子の延在方向と表示装置の画素の配列方向とを非平行に設定することが望ましく、このような構成とすることにより、より一層モアレ縞を抑制することができることを見出した。
【００１５】
さらに、本発明の照明装置において、透光性基板の板面において、エレクトロルミネッセンス素子のピッチがランダムに設定されていることが望ましく、このような構成とすることにより、より一層モアレ縞を抑制することができることを見出した。
個々のエレクトロルミネッセンス素子が直線状に形成され、平面構造が周期性を有するエレクトロルミネッセンス素子としては、具体的には、ストライプ状、正方格子状、六方格子状に形成されたエレクトロルミネッセンス素子を例示することができる。
【００１６】
また、本発明の照明装置において、エレクトロルミネッセンス素子を構成する反射電極が不透明であるため、エレクトロルミネッセンス素子は透光性基板の板面において部分的にのみ形成される。したがって、エレクトロルミネッセンス素子のピッチが大きくなるほど、隣接するエレクトロルミネッセンス素子の間の照度が低下するが、本発明者は、エレクトロルミネッセンス素子のピッチを、エレクトロルミネッセンス素子と表示装置の反射層との距離の二乗の８３０倍以下に設定することにより、透光性基板の全面において、エレクトロルミネッセンス素子の直下の照度を１００％としたときの照度を５０％以上にすることができ、本発明の照明装置を表示装置に備えた場合に、部分的に表示の視認性が低下することを防止することができることを見出した。
【００１７】
また、本発明の照明装置を表示装置に備えた場合、エレクトロルミネッセンス素子を構成する反射電極は不透明であるため、エレクトロルミネッセンス素子が形成された箇所の表示を視認することができない。したがって、エレクトロルミネッセンス素子の形成面積がある程度以上大きくなると、本発明の照明装置を表示装置に備えたときの表示の視認性が低下する。そのため、本発明の照明装置において、エレクトロルミネッセンス素子の形成面積と、透光性基板の板面面積との比を０．５未満とすることが望ましく、このように設定することにより、本発明の照明装置を表示装置に備えた場合に、良好に表示を視認することができる。
【００１８】
また、本発明の照明装置において、エレクトロルミネッセンス素子の発光層が有機エレクトロルミネッセンス材料を含有することが望ましい。このように、発光層に、低電圧で発光可能であるとともに、発光輝度が高い有機エレクトロルミネッセンス材料を含有させることにより、省電力化を図ることができるとともに、照明効率を向上することができる。
【００１９】
また、以上の本発明の照明装置を視認側に備えることにより、照明装置から表示パネル側に出射せずに直接観察者側に出射する漏洩光を低減することができるとともに、照明効率を向上することができ、モアレ縞を視認できない程度に抑制することができ、コントラストが良く表示品質に優れるとともに、省電力化を図ることができる、表示装置を提供することができる。
また、この表示装置を備えることにより、表示品質に優れるとともに、省電力化を図ることができる電子機器を提供することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る実施形態について詳細に説明する。
図１〜図４に基づいて、本発明に係る実施形態の照明装置、及びこの照明装置を備えた表示装置の構造について説明する。図１は本実施形態の表示装置を分解した概略斜視図、図２は本実施形態の表示装置の部分概略断面図、図３は後述するエレクトロルミネッセンス素子を拡大して示す部分概略断面図、図４は後述するエレクトロルミネッセンス素子のパターンと表示装置の画素のパターンとの関係を示す概略平面図である。なお、図２、図３は、本実施形態の表示装置を図１のＡ−Ａ’線に沿って切断したときの断面図である。
【００２１】
本実施形態では、表示装置の例として、ＴＦＴ素子をスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス型の反射型液晶表示装置を取り上げて説明する。また、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【００２２】
はじめに、図１、図２に基づいて、本実施形態の照明装置を備えた液晶表示装置の全体構造について説明する。
図１、図２において、符号１０が本実施形態の液晶表示装置、符号２０が液晶パネル、符号３０が本実施形態の照明装置を示している。
図１、図２において、液晶パネル２０（液晶表示装置１０）の図示上側が表示を視認する視認側であり、本実施形態の照明装置３０は液晶パネル２０の視認側に備えられ、液晶パネル２０と照明装置３０とが一体化されて液晶表示装置１０が構成されている。すなわち、本実施形態において、照明装置３０は、視認側から液晶パネル２０を照明するフロントライトとして構成されている。
【００２３】
図１、図２に示すように、液晶パネル２０は、内面にＴＦＴ素子２８、画素電極２９等が形成された素子基板２１と、内面に共通電極２４が形成された対向基板２２とが対向配置され、素子基板２１と対向基板２２との間に液晶層２３が挟持された構造を基本構成とし、対向基板２２の図示上側に偏光子２５が取り付けられている。なお、図１においては、偏光子２５と液晶層２３の図示は省略している。また、図２においては、素子基板２１の内面に形成されたＴＦＴ素子２８や画素電極２９、対向基板２２の内面に形成された共通電極２４等の図示を省略している。また、図２においては、液晶層２３内を個々の画素２に分割して図示している。
なお、本明細書において、素子基板２１、対向基板２２の「内面」とは、素子基板２１、対向基板２２の「液晶層側の面」を意味しているものとする。
【００２４】
図１に示すように、素子基板２１の内面には、多数のデータ線２６および多数の走査線２７が互いに交差するように格子状に設けられている。各データ線２６と各走査線２７の交差点の近傍にはＴＦＴ素子２８が形成されており、各ＴＦＴ素子２８を介して画素電極２９が接続されている。一方、対向基板２２の内面には、表示領域に対応して共通電極２４が形成されている。
【００２５】
液晶パネル２０において、個々の画素電極２９が形成された領域が画素２である。また、素子基板２１の内面には、赤、緑、青を表示するためのカラーフィルター（図示略）が設けられており、各画素２は赤、緑、青のうちいずれかの色を表示することが可能となっている。
本実施形態では、画素電極２９はアルミニウム、銀、銀合金等からなり、反射層として機能する。そして、明所では、照明装置３０を点灯せず、太陽光等の明るい外光が視認側から液晶パネル２０内に入射し、素子基板２１の内面に形成された画素電極２９により反射されて、再び観察者側（図示上方）に出射され、表示が行われるようになっている。一方、暗所では、照明装置３０を点灯し、照明装置３０により液晶パネル２０側に照射された光が素子基板２１の内面に形成された画素電極２９により反射されて、再び照明装置３０を通過して観察者側（図示上方）に出射され、表示が行われるようになっている。
なお、画素電極２９を反射層とする代わりに、画素電極２９とは別に素子基板２１の内面に反射層を設ける構成としてもよい。
【００２６】
次に、液晶表示装置１０に備えられた本実施形態の照明装置３０の構造について説明する。
図１、図２に示すように、本実施形態の照明装置３０は、ガラス、透明樹脂等からなる透光性基板３１と、透光性基板３１の図示上側の板面に形成された所定のパターンのエレクトロルミネッセンス素子５０とから概略構成されており、透光性基板３１のエレクトロルミネッセンス素子５０が形成された側の板面は、透明樹脂、酸化シリコン、あるいはその両方等からなる保護層４０により保護されている。なお、図１においては、保護層４０の図示を省略している。
【００２７】
図１に示すように、個々のエレクトロルミネッセンス素子５０は直線状に形成されており、全体として正方格子状に形成され、平面構造が周期性を有するものとなっている。
以下、図４に基づいて、本実施形態におけるエレクトロルミネッセンス素子５０のパターンと液晶パネル２０の画素２のパターンとの関係について説明する。図４はエレクトロルミネッセンス素子５０と画素電極２９のみを取り出し、エレクトロルミネッセンス素子５０側から画素電極２９を見たときの概略平面図である。先に述べたように、個々の画素電極２９が形成された領域が画素２である。
【００２８】
本実施形態においては、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチと液晶パネル２０の画素２のピッチとが非同一に設定され、かつ、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向と液晶パネル２０の画素２の配列方向とが非平行に設定されている。
図４に示すように、液晶パネル２０の画素２は図示横方向Ｌ１と図示縦方向Ｌ２とに配列され、全体としてマトリクス状に配列されている。これに対して、エレクトロルミネッセンス素子５０は正方格子状に形成されており、図４に示すように、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向は２種類存在する。そして、本実施形態においては、個々のエレクトロルミネッセンス素子５０は画素２の配列方向、すなわちデータ線２６及び走査線２７が延在する方向Ｌ１、Ｌ２と交差する方向に形成されており、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向をＭ１、Ｍ２とすると、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｍ１、Ｍ２はいずれも、画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２と非平行になるように設定されている。図４では、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｍ１、Ｍ２は画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２に対して４５度ずれている。
【００２９】
また、液晶パネル２０の画素２のピッチは、配列方向Ｌ１に沿って配列した画素２のピッチＡ１と、配列方向Ｌ２に沿って配列した画素２のピッチＡ２の２種類存在する。これに対して、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチは、延在方向Ｍ１に沿って延在するエレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１と、延在方向Ｍ２に沿って延在するエレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ２の２種類存在する。そして、本実施形態においては、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１、Ｂ２はいずれも、画素２のピッチＡ１、Ａ２と非同一になるように設定されている。図４では、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１、Ｂ２はいずれも、画素２のピッチＡ１、Ａ２より細かく設定されている。
【００３０】
さらに、図面上は簡略化のため、透光性基板３１の板面全面において、延在方向Ｍ１に沿って延在するエレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１、延在方向Ｍ２に沿って延在するエレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ２がいずれも均一化されている場合について図示しているが、エレクトロルミネッセンス素子５０の個々のピッチＢ１、Ｂ２は透光性基板３１の板面においてランダムに設定されていることが望ましい。
【００３１】
次に、図３に基づいて、エレクトロルミネッセンス素子５０の断面構造について詳細に説明する。図３に示すように、エレクトロルミネッセンス素子５０は、図示下側（透光性基板３１の光を出射する側）から透明電極５３と発光層５２と反射電極５１とが順次積層形成されたものであり、陰極として機能する反射電極５１と、陽極として機能する透明電極５３とに所定の電流を流すことにより、発光層５２から光を発光させ、発光層５２により発光された光を反射電極５１により反射させて、液晶パネル２０側（図示下方）に効率よく光を照射することが可能な構造になっている。
【００３２】
エレクトロルミネッセンス素子５０において、反射電極５１は、例えばアルミニウム、銀、銀合金等からなり、透明電極５３は、例えばインジウム錫酸化物等からなっている。発光層５２は１種若しくは複数種の発光材料を含有し、発光材料としては公知の有機又は無機のエレクトロルミネッセンス材料を用いることができる。特に、低電圧で発光が可能であるとともに、発光輝度が高いことから、キノリノールアルミ錯体、亜鉛のオキサゾール錯体、亜鉛の２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール錯体等の有機エレクトロルミネッセンス材料を用いることが望ましい。
【００３３】
なお、アルミニウム、銀、銀合金等からなる反射電極５１は不透明であるため、エレクトロルミネッセンス素子５０が形成された箇所を視認することができない。したがって、図１、図４に示したように、液晶パネル２０の視認側の面に対して部分的にのみ所定のパターンでエレクトロルミネッセンス素子５０を配置する必要があるが、反射電極５１による反射を利用して照明することにより、図２に示すように、エレクトロルミネッセンス素子５０の直下のみならず、その周囲にも光を出射することができ、液晶パネル２０の全面を照明することができる。
【００３４】
ただし、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１、Ｂ２を以下のように設定することが望ましい。
すなわち、１本のエレクトロルミネッセンス素子５０と液晶パネル２０の反射層である画素電極２９との距離が例えば１．３ｍｍであるとき、照度が５０％以上となるのはエレクトロルミネッセンス素子５０から約±０．７ｍｍの範囲である。照明面積は１本のエレクトロルミネッセンス素子５０と液晶パネル２０の画素電極２９との距離の二乗に比例すると考えられることから、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１、Ｂ２を、エレクトロルミネッセンス素子５０と液晶パネル２０の画素電極２９との距離の二乗の８３０倍以下に設定することが望ましい。このような構成とすることにより、透光性基板３１の全面において、エレクトロルミネッセンス素子５０の直下の照度を１００％としたときの照度を５０％以上にすることができ、部分的に表示の視認性が低下することを防止することができる。
【００３５】
また、エレクトロルミネッセンス素子５０が形成された箇所を視認することができないため、エレクトロルミネッセンス素子５０の形成面積がある程度以上大きくなると、液晶パネル２０の視認性が低下する。したがって、エレクトロルミネッセンス素子５０の形成面積と、透光性基板３１の板面面積との比を０．５未満とすることが望ましく、このように設定することにより、表示を良好に視認することができる。
【００３６】
なお、本実施形態においては、反射電極５１、発光層５２、透明電極５３をエレクトロルミネッセンス素子５０のパターンに合わせてすべて同一パターンで形成する場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。反射電極５１と発光層５２と透明電極５３とが積層形成された部分のみがエレクトロルミネッセンス素子５０となるので、少なくとも反射電極５１がエレクトロルミネッセンス素子５０のパターンに形成されていればよい。
【００３７】
したがって、例えば、図５（ａ）に示すように、反射電極５１のみを所定のパターンに形成し、発光層５２と透明電極５３とは透光性基板３１の板面全面に形成してもよい。このように、反射電極５１のみを所定のパターンに形成し、発光層５２と透明電極５３を透光性基板３１の板面全面に形成する場合には、反射電極５１のみをパターニングすれば良いので、本実施形態のように、反射電極５１、発光層５２、透明電極５３をすべてパターニングする場合に比較して、エレクトロルミネッセンス素子５０の形成工程を簡略化することができる。ただし、図５（ａ）に示すように、発光層５２、透明電極５３を透光性基板３１の板面全面に形成する場合には、発光層５２、透明電極５３の存在により、光透過率が低下し、液晶パネル２０による表示の視認性が低下する恐れがある。
【００３８】
また、本実施形態においては、照明装置３０において、液晶パネル２０側を透光性基板３１、観察者側を保護層４０とし、透光性基板３１の光が出射する側と反対側の板面にエレクトロルミネッセンス素子５０を設ける構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。
図５（ｂ）に示すように、液晶パネル２０側を保護層４０、観察者側を透光性基板３１とし、透光性基板３１の光が出射する側の板面（図示下側の板面）にエレクトロルミネッセンス素子５０を設ける構成としてもよい。この場合には、透光性基板３１の光を出射する側の板面に、図示上側から所定のパターンの反射電極５１と発光層５２と透明電極５３とを順次積層形成してエレクトロルミネッセンス素子５０を形成すればよく、液晶パネル２０側を透光性基板３１、観察者側を保護層４０とし、透光性基板３１の光が出射する側と反対側の板面にエレクトロルミネッセンス素子５０を設ける場合と同様に、発光層５２により発光された光を反射電極５１により反射させて、液晶パネル２０側（図示下方）に効率よく光を照射することができる。
【００３９】
本実施形態の照明装置３０によれば、エレクトロルミネッセンス素子５０の発光層５２から発光された光を反射電極５１により反射させて、反射電極５１と反対側に出射させる構成を採用することにより、照明装置３０から液晶パネル２０側に出射せずに直接観察者側に出射する漏洩光を低減することができるとともに、液晶パネル２０側に効率よく光を照射することができるので、照明効率を向上することができ、省電力化を図ることができる。
【００４０】
また、本実施形態の照明装置３０において、エレクトロルミネッセンス素子５０の発光層５２が有機エレクトロルミネッセンス材料を含有することが望ましい。このように、発光層５２に、低電圧で発光可能であるとともに、発光輝度が高い有機エレクトロルミネッセンス材料を含有させることにより、省電力化を図ることができるとともに、照明効率を向上することができる。
【００４１】
さらに、本実施形態の照明装置３０では、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１、Ｂ２と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２とを非同一に設定し、かつ、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｍ１、Ｍ２と液晶パネル２の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２とを非平行に設定する構成を採用した。このような構成を採用することにより、長波長のモアレ縞が発生することを防止し、モアレ縞を視認できない程度に抑制することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１、Ｂ２と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２とを非同一に設定し、かつ、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｍ１、Ｍ２と液晶パネル２０の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２とを非平行に設定する場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４３】
エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１、Ｂ２と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２との関係、あるいは、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｍ１、Ｍ２と液晶パネル２０の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２との関係のうち、少なくとも一方を上述のように規定すればよく、このような構成にすることにより、長波長のモアレ縞が発生することを防止し、モアレ縞を視認できない程度に抑制することができる。
【００４４】
ただし、モアレ縞をより抑制することができることから、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１、Ｂ２と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２とを非同一に設定し、かつ、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｍ１、Ｍ２と液晶パネル２０の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２とを非平行に設定することが望ましい。
【００４５】
また、本実施形態においては、正方格子状のエレクトロルミネッセンス素子５０を形成した場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、平面構造を有するエレクトロルミネッセンス素子５０を形成する場合であれば、本発明はいかなるパターンのエレクトロルミネッセンス素子５０を形成する場合にも適用することができる。
すなわち、点状やペアノ曲線状など、直線状以外のエレクトロルミネッセンス素子５０を周期的に形成する場合には、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチと液晶パネル２０の画素２のピッチとを非同一とすればよい。
【００４６】
また、直線状のエレクトロルミネッセンス素子５０を周期的に形成する場合には、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチと液晶パネル２０の画素２のピッチとを非同一に設定する構成、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向と液晶パネル２０の画素２の配列方向とを非平行に設定する構成、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチと液晶パネル２０の画素２のピッチとを非同一に設定し、かつエレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向と液晶パネル２０の画素２の配列方向とを非平行に設定する構成のうちいずれかの構成を採用すればよい
【００４７】
以下に、直線状のエレクトロルミネッセンス素子５０を周期的に形成する場合の、本実施形態で説明した以外のエレクトロルミネッセンス素子５０のパターン例について説明する。
図６（ａ）に示すように、エレクトロルミネッセンス素子５０をストライプ状に形成しても良い。この場合のエレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向はＮ１のみ存在し、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチはＣ１のみ存在する。
このようにエレクトロルミネッセンス素子５０をストライプ状に形成する場合には、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＣ１と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２とを非同一に設定する構成、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｎ１と液晶パネル２０の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２とを非平行に設定する構成、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＣ１と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２とを非同一に設定し、かつエレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｎ１と液晶パネル２０の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２とを非平行に設定する構成のうちいずれかの構成を採用すればよい。
【００４８】
なお、図６（ａ）には、例として、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＣ１と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２とを非同一に設定し、かつエレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｎ１と液晶パネル２０の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２とを非平行に設定した場合について図示している。
【００４９】
また、図６（ｂ）に示すように、エレクトロルミネッセンス素子５０を六方格子状に形成しても良い。この場合のエレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向はＯ１、Ｏ２、Ｏ３の３種類存在し、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチは、延在方向Ｏ１に沿って延在するエレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＤ１と、延在方向Ｏ２に沿って延在するエレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＤ２と、延在方向Ｏ３に沿って延在するエレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＤ３の３種類存在する。
このようにエレクトロルミネッセンス素子５０を六方格子状に形成する場合には、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＤ１、Ｄ２、Ｄ３と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２とを非同一に設定する構成、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３と液晶パネル２０の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２とを非平行に設定する構成、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＤ１、Ｄ２、Ｄ３と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２とを非同一に設定し、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３と液晶パネル２０の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２とを非平行に設定する構成のうちいずれかの構成を採用すればよい。
【００５０】
なお、図６（ｂ）には、例として、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＤ１、Ｄ２、Ｄ３と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２とを非同一に設定し、かつエレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３と液晶パネル２０の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２とを非平行に設定した場合について図示している。
【００５１】
なお、図４、図６（ａ）、（ｂ）においては、エレクトロルミネッセンス素子５０は正方格子状、ストライプ状、六方格子状に沿って隙間なく形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、個々のエレクトロルミネッセンス素子５０を所定間隔あけて配列した複数のエレクトロルミネッセンス素子に分断し、全体として、格子状などの周期性を有する形状になるように構成しても良い。
【００５２】
また、本実施形態においては、反射電極５１と発光層５２と透明電極５３とからなるエレクトロルミネッセンス素子５０についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、エレクトロルミネッセンス素子５０は、光を出射する側から、少なくとも透明電極と発光層と反射電極とを順次具備するものであれば、いかなる構造であってもよい。
【００５３】
本実施形態の液晶表示装置１０は、本実施形態の照明装置３０を視認側に備えたものであるので、照明装置３０から液晶パネル２０側に出射せずに観察者側に直接出射する漏洩光が低減されるとともに、照明効率が向上され、モアレ縞が視認できない程度に抑制され、コントラストが良く表示品質に優れるとともに、省電力化が図られたものとなる。
【００５４】
なお、本実施形態においては、ＴＦＴ素子を備えたアクティブマトリクス型の反射型液晶表示装置を例として説明したが、本発明の照明装置は、いかなる構造の表示装置にも備えることができる。
【００５５】
［電子機器］
次に、上記実施形態の液晶表示装置１０を備えた電子機器の具体例について説明する。
図７（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図７（ａ）において、５００は携帯電話本体を示し、５０１は前記の液晶表示装置１０を備えた液晶表示部を示している。
図７（ｂ）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。図７（ｂ）において、６００は情報処理装置、６０１はキーボードなどの入力部、６０３は情報処理本体、６０２は前記の液晶表示装置１０を備えた液晶表示部を示している。
図７（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図７（ｃ）において、７００は時計本体を示し、７０１は前記の液晶表示装置１０を備えた液晶表示部を示している。
図７（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上記実施形態の液晶表示装置を備えたものであるので、表示品質に優れるとともに、省電力化が図られたものとなる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の照明装置によれば、エレクトロルミネッセンス素子の発光層から発光された光を反射電極により反射させて、反射電極と反対側に出射させる構成を採用することにより、本発明の照明装置を表示装置に備えた場合に、照明装置から表示パネル側に出射せずに直接観察者側に出射する漏洩光を低減することができるとともに、表示パネル側に効率よく光を照射することができるので、照明効率を向上することができ、省電力化を図ることができる。
【００５７】
また、本発明の照明装置によれば、エレクトロルミネッセンス素子のピッチと表示装置の画素ピッチとを非同一に設定する構成、エレクトロルミネッセンス素子の延在方向と表示装置の画素の配列方向とを非平行に設定する構成、エレクトロルミネッセンス素子のピッチと表示装置の画素ピッチとを非同一に設定し、かつエレクトロルミネッセンス素子の延在方向と表示装置の画素の配列方向とを非平行に設定する構成のうちいずれかの構成を採用したので、本発明の照明装置を表示装置に備えた場合においても、モアレ縞を視認できない程度に抑制することができる。
【００５８】
また、本発明の照明装置を視認側に備えることにより、照明装置から表示パネル側に出射せずに直接観察者側に出射する漏洩光を低減することができるとともに、照明効率を向上することができ、モアレ縞を視認できない程度に抑制することができるので、コントラストが良く表示品質に優れるとともに、省電力化を図ることができる、表示装置を提供することができる。
また、この表示装置を備えることにより、表示品質に優れるとともに、省電力化を図ることができ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、本発明に係る実施形態の液晶表示装置を分解した概略斜視図である。
【図２】 図２は、本発明に係る実施形態の液晶表示装置の部分概略断面図である。
【図３】 図３は、本発明に係る実施形態の液晶表示装置において、エレクトロルミネッセンス素子を拡大して示す部分概略断面図である。
【図４】 図４は、本発明に係る実施形態の液晶表示装置において、エレクトロルミネッセンス素子のパターンと液晶表示装置の画素のパターンとの関係を示す概略平面図である。
【図５】 図５（ａ）は、本発明に係る実施形態において、エレクトロルミネッセンス素子の構造のその他の例を示す部分概略断面図、図５（ｂ）は、透光性基板とエレクトロルミネッセンス素子の配置のその他の例を示す部分概略断面図である。
【図６】 図６（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る実施形態において、エレクトロルミネッセンス素子のパターンのその他の例を示す概略平面図である。
【図７】 図７（ａ）は、上記実施形態の液晶表示装置を備えた携帯電話の一例を示す図、図７（ｂ）は、上記実施形態の液晶表示装置を備えた携帯型情報処理装置の一例を示す図、図７（ｃ）は、上記実施形態の液晶表示装置を備えた腕時計型電子機器の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 液晶表示装置
２０ 液晶パネル
２９ 画素電極
３０ 照明装置
３１ 透光性基板
５０ エレクトロルミネッセンス素子
５１ 反射電極
５２ 発光層
５３ 透明電極
４０ 保護層
２ 画素
Ａ１、Ａ２ 画素ピッチ
Ｂ１、Ｂ２ エレクトロルミネッセンス素子のピッチ
Ｃ１ エレクトロルミネッセンス素子のピッチ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ エレクトロルミネッセンス素子のピッチ
Ｌ１、Ｌ２ 画素の配列方向
Ｍ１、Ｍ２ エレクトロルミネッセンス素子の延在方向
Ｎ１ エレクトロルミネッセンス素子の延在方向
Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３ エレクトロルミネッセンス素子の延在方向
【発明の属する技術分野】
本発明は照明装置、表示装置、並びに電子機器に係り、特に、表示装置の視認側に配置されるフロントライトとして構成する場合に好適な照明装置、及び該照明装置を視認側に備えた表示装置、該表示装置を備えた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、液晶表示装置として、太陽光などの外光が観察者側から液晶パネル内に入射し、液晶パネル内において反射され、観察者側に出射される反射型液晶表示装置が知られている。しかしながら、反射型液晶表示装置は、暗所では表示が視認できなくなるため、液晶パネルの観察者側にフロントライトを備えた反射型液晶表示装置が提案されている。
従来のフロントライトは、液晶パネルの視認側の側方に配置される光源と、液晶パネルの視認側に配置され、光源から出射された光を液晶パネルに照射するための導光板とから概略構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のフロントライトを用いた場合、光源から出射された光のうち、液晶パネル側に出射せず、導光板の観察者側の面から直接観察者側に出射される光（漏洩光）が発生し、照明効率が低下するとともに、漏洩光に起因して液晶表示装置のコントラスト比が低下して、表示品質が悪化する恐れがある。
【０００４】
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、表示パネル側に出射せず直接観察者側に出射する漏洩光を低減することができるとともに、照明効率の向上を図ることができる照明装置、該照明装置を視認側に備えた表示装置、この表示装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の照明装置は、透光性基板の一方の板面にエレクトロルミネッセンス素子が形成され、前記エレクトロルミネッセンス素子から発光された光が前記透光性基板の一方の板面から出射可能とされ、複数の画素を有する表示装置に備えられる照明装置であって、前記エレクトロルミネッセンス素子が、前記透光性基板の光を出射する側から、少なくとも透明電極と発光層と反射電極とを順次具備するものであることを特徴とする。
【０００６】
すなわち、本発明の照明装置では、エレクトロルミネッセンス素子の発光層から発光された光をエレクトロルミネッセンス素子の陰極として機能する反射電極により反射させて、陽極として機能する透明電極側に出射させることにより、透光性基板の一方の板面から光を出射する構成としている。なお、本発明の照明装置は、表示パネルの一方の側に備えられて表示装置を構成するものである。
【０００７】
このように、エレクトロルミネッセンス素子の発光層から発光された光を反射電極により反射させて、反射電極と反対側に出射させる構成を採用することにより、照明装置から表示パネル側に出射せずに直接観察者側に出射する漏洩光を低減することができるとともに、表示パネル側に効率よく光を照射することができるので、照明効率を向上することができ、省電力化を図ることができる。
【０００８】
また、本発明者は、エレクトロルミネッセンス素子の平面構造が周期性を有する場合には、本発明の照明装置をマトリクス状に配置された画素毎に表示を行う液晶表示装置等の表示装置に備えた場合に、エレクトロルミネッセンス素子の周期構造と表示装置の画素の周期構造とが干渉を起こし、モアレ縞が発生する場合があることを見出した。そこで、本発明者はモアレ縞を視認できない程度に抑制すべく検討を行った。
【０００９】
例えば、個々のエレクトロルミネッセンス素子を直線状に形成する場合、エレクトロルミネッセンス素子のピッチをｄ１、表示装置の画素ピッチをｄ２、エレクトロルミネッセンス素子の延在方向と表示装置の画素の配列方向とのなす角をθとすると、発生するモアレ縞の周期ｌは下記式（１）により表される。
【数１】
【００１０】
したがって、本発明の照明装置において、エレクトロルミネッセンス素子の平面構造が周期性を有する場合には、エレクトロルミネッセンス素子のピッチと表示装置の画素ピッチとを非同一に設定することにより、本発明の照明装置を表示装置に備えた場合においても、モアレ縞を視認できない程度に抑制することができることを見出した。
【００１１】
なお、画素がマトリクス状に配列されている場合には、表示装置の画素ピッチは２種類存在する。これに対して、エレクトロルミネッセンス素子のピッチは１種類若しくは複数種類存在するが、本発明の照明装置において、すべてのエレクトロルミネッセンス素子のピッチと、表示装置の画素のすべてのピッチとを非同一に設定することが望ましい。
【００１２】
また、本発明の照明装置において、透光性基板の一方の板面に所定のパターンの直線状のエレクトロルミネッセンス素子を形成する場合には、エレクトロルミネッセンス素子の延在方向と表示装置の画素の配列方向とを非平行にすることによっても、モアレ縞を視認できない程度に抑制することができることを見出した。
【００１３】
なお、画素がマトリクス状に配列されている場合には、表示装置の画素の配列方向は２種類存在する。これに対して、エレクトロルミネッセンス素子の延在方向は１種類若しくは複数種類存在するが、本発明の照明装置において、すべてのエレクトロルミネッセンス素子の延在方向と、表示装置の画素のすべての配列方向とを非平行に設定することが望ましい。
【００１４】
また、透光性基板の一方の板面に所定のパターンの直線状のエレクトロルミネッセンス素子を形成する場合には、エレクトロルミネッセンス素子のピッチと表示装置の画素ピッチとを非同一に設定するとともに、エレクトロルミネッセンス素子の延在方向と表示装置の画素の配列方向とを非平行に設定することが望ましく、このような構成とすることにより、より一層モアレ縞を抑制することができることを見出した。
【００１５】
さらに、本発明の照明装置において、透光性基板の板面において、エレクトロルミネッセンス素子のピッチがランダムに設定されていることが望ましく、このような構成とすることにより、より一層モアレ縞を抑制することができることを見出した。
個々のエレクトロルミネッセンス素子が直線状に形成され、平面構造が周期性を有するエレクトロルミネッセンス素子としては、具体的には、ストライプ状、正方格子状、六方格子状に形成されたエレクトロルミネッセンス素子を例示することができる。
【００１６】
また、本発明の照明装置において、エレクトロルミネッセンス素子を構成する反射電極が不透明であるため、エレクトロルミネッセンス素子は透光性基板の板面において部分的にのみ形成される。したがって、エレクトロルミネッセンス素子のピッチが大きくなるほど、隣接するエレクトロルミネッセンス素子の間の照度が低下するが、本発明者は、エレクトロルミネッセンス素子のピッチを、エレクトロルミネッセンス素子と表示装置の反射層との距離の二乗の８３０倍以下に設定することにより、透光性基板の全面において、エレクトロルミネッセンス素子の直下の照度を１００％としたときの照度を５０％以上にすることができ、本発明の照明装置を表示装置に備えた場合に、部分的に表示の視認性が低下することを防止することができることを見出した。
【００１７】
また、本発明の照明装置を表示装置に備えた場合、エレクトロルミネッセンス素子を構成する反射電極は不透明であるため、エレクトロルミネッセンス素子が形成された箇所の表示を視認することができない。したがって、エレクトロルミネッセンス素子の形成面積がある程度以上大きくなると、本発明の照明装置を表示装置に備えたときの表示の視認性が低下する。そのため、本発明の照明装置において、エレクトロルミネッセンス素子の形成面積と、透光性基板の板面面積との比を０．５未満とすることが望ましく、このように設定することにより、本発明の照明装置を表示装置に備えた場合に、良好に表示を視認することができる。
【００１８】
また、本発明の照明装置において、エレクトロルミネッセンス素子の発光層が有機エレクトロルミネッセンス材料を含有することが望ましい。このように、発光層に、低電圧で発光可能であるとともに、発光輝度が高い有機エレクトロルミネッセンス材料を含有させることにより、省電力化を図ることができるとともに、照明効率を向上することができる。
【００１９】
また、以上の本発明の照明装置を視認側に備えることにより、照明装置から表示パネル側に出射せずに直接観察者側に出射する漏洩光を低減することができるとともに、照明効率を向上することができ、モアレ縞を視認できない程度に抑制することができ、コントラストが良く表示品質に優れるとともに、省電力化を図ることができる、表示装置を提供することができる。
また、この表示装置を備えることにより、表示品質に優れるとともに、省電力化を図ることができる電子機器を提供することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る実施形態について詳細に説明する。
図１〜図４に基づいて、本発明に係る実施形態の照明装置、及びこの照明装置を備えた表示装置の構造について説明する。図１は本実施形態の表示装置を分解した概略斜視図、図２は本実施形態の表示装置の部分概略断面図、図３は後述するエレクトロルミネッセンス素子を拡大して示す部分概略断面図、図４は後述するエレクトロルミネッセンス素子のパターンと表示装置の画素のパターンとの関係を示す概略平面図である。なお、図２、図３は、本実施形態の表示装置を図１のＡ−Ａ’線に沿って切断したときの断面図である。
【００２１】
本実施形態では、表示装置の例として、ＴＦＴ素子をスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス型の反射型液晶表示装置を取り上げて説明する。また、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【００２２】
はじめに、図１、図２に基づいて、本実施形態の照明装置を備えた液晶表示装置の全体構造について説明する。
図１、図２において、符号１０が本実施形態の液晶表示装置、符号２０が液晶パネル、符号３０が本実施形態の照明装置を示している。
図１、図２において、液晶パネル２０（液晶表示装置１０）の図示上側が表示を視認する視認側であり、本実施形態の照明装置３０は液晶パネル２０の視認側に備えられ、液晶パネル２０と照明装置３０とが一体化されて液晶表示装置１０が構成されている。すなわち、本実施形態において、照明装置３０は、視認側から液晶パネル２０を照明するフロントライトとして構成されている。
【００２３】
図１、図２に示すように、液晶パネル２０は、内面にＴＦＴ素子２８、画素電極２９等が形成された素子基板２１と、内面に共通電極２４が形成された対向基板２２とが対向配置され、素子基板２１と対向基板２２との間に液晶層２３が挟持された構造を基本構成とし、対向基板２２の図示上側に偏光子２５が取り付けられている。なお、図１においては、偏光子２５と液晶層２３の図示は省略している。また、図２においては、素子基板２１の内面に形成されたＴＦＴ素子２８や画素電極２９、対向基板２２の内面に形成された共通電極２４等の図示を省略している。また、図２においては、液晶層２３内を個々の画素２に分割して図示している。
なお、本明細書において、素子基板２１、対向基板２２の「内面」とは、素子基板２１、対向基板２２の「液晶層側の面」を意味しているものとする。
【００２４】
図１に示すように、素子基板２１の内面には、多数のデータ線２６および多数の走査線２７が互いに交差するように格子状に設けられている。各データ線２６と各走査線２７の交差点の近傍にはＴＦＴ素子２８が形成されており、各ＴＦＴ素子２８を介して画素電極２９が接続されている。一方、対向基板２２の内面には、表示領域に対応して共通電極２４が形成されている。
【００２５】
液晶パネル２０において、個々の画素電極２９が形成された領域が画素２である。また、素子基板２１の内面には、赤、緑、青を表示するためのカラーフィルター（図示略）が設けられており、各画素２は赤、緑、青のうちいずれかの色を表示することが可能となっている。
本実施形態では、画素電極２９はアルミニウム、銀、銀合金等からなり、反射層として機能する。そして、明所では、照明装置３０を点灯せず、太陽光等の明るい外光が視認側から液晶パネル２０内に入射し、素子基板２１の内面に形成された画素電極２９により反射されて、再び観察者側（図示上方）に出射され、表示が行われるようになっている。一方、暗所では、照明装置３０を点灯し、照明装置３０により液晶パネル２０側に照射された光が素子基板２１の内面に形成された画素電極２９により反射されて、再び照明装置３０を通過して観察者側（図示上方）に出射され、表示が行われるようになっている。
なお、画素電極２９を反射層とする代わりに、画素電極２９とは別に素子基板２１の内面に反射層を設ける構成としてもよい。
【００２６】
次に、液晶表示装置１０に備えられた本実施形態の照明装置３０の構造について説明する。
図１、図２に示すように、本実施形態の照明装置３０は、ガラス、透明樹脂等からなる透光性基板３１と、透光性基板３１の図示上側の板面に形成された所定のパターンのエレクトロルミネッセンス素子５０とから概略構成されており、透光性基板３１のエレクトロルミネッセンス素子５０が形成された側の板面は、透明樹脂、酸化シリコン、あるいはその両方等からなる保護層４０により保護されている。なお、図１においては、保護層４０の図示を省略している。
【００２７】
図１に示すように、個々のエレクトロルミネッセンス素子５０は直線状に形成されており、全体として正方格子状に形成され、平面構造が周期性を有するものとなっている。
以下、図４に基づいて、本実施形態におけるエレクトロルミネッセンス素子５０のパターンと液晶パネル２０の画素２のパターンとの関係について説明する。図４はエレクトロルミネッセンス素子５０と画素電極２９のみを取り出し、エレクトロルミネッセンス素子５０側から画素電極２９を見たときの概略平面図である。先に述べたように、個々の画素電極２９が形成された領域が画素２である。
【００２８】
本実施形態においては、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチと液晶パネル２０の画素２のピッチとが非同一に設定され、かつ、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向と液晶パネル２０の画素２の配列方向とが非平行に設定されている。
図４に示すように、液晶パネル２０の画素２は図示横方向Ｌ１と図示縦方向Ｌ２とに配列され、全体としてマトリクス状に配列されている。これに対して、エレクトロルミネッセンス素子５０は正方格子状に形成されており、図４に示すように、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向は２種類存在する。そして、本実施形態においては、個々のエレクトロルミネッセンス素子５０は画素２の配列方向、すなわちデータ線２６及び走査線２７が延在する方向Ｌ１、Ｌ２と交差する方向に形成されており、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向をＭ１、Ｍ２とすると、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｍ１、Ｍ２はいずれも、画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２と非平行になるように設定されている。図４では、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｍ１、Ｍ２は画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２に対して４５度ずれている。
【００２９】
また、液晶パネル２０の画素２のピッチは、配列方向Ｌ１に沿って配列した画素２のピッチＡ１と、配列方向Ｌ２に沿って配列した画素２のピッチＡ２の２種類存在する。これに対して、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチは、延在方向Ｍ１に沿って延在するエレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１と、延在方向Ｍ２に沿って延在するエレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ２の２種類存在する。そして、本実施形態においては、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１、Ｂ２はいずれも、画素２のピッチＡ１、Ａ２と非同一になるように設定されている。図４では、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１、Ｂ２はいずれも、画素２のピッチＡ１、Ａ２より細かく設定されている。
【００３０】
さらに、図面上は簡略化のため、透光性基板３１の板面全面において、延在方向Ｍ１に沿って延在するエレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１、延在方向Ｍ２に沿って延在するエレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ２がいずれも均一化されている場合について図示しているが、エレクトロルミネッセンス素子５０の個々のピッチＢ１、Ｂ２は透光性基板３１の板面においてランダムに設定されていることが望ましい。
【００３１】
次に、図３に基づいて、エレクトロルミネッセンス素子５０の断面構造について詳細に説明する。図３に示すように、エレクトロルミネッセンス素子５０は、図示下側（透光性基板３１の光を出射する側）から透明電極５３と発光層５２と反射電極５１とが順次積層形成されたものであり、陰極として機能する反射電極５１と、陽極として機能する透明電極５３とに所定の電流を流すことにより、発光層５２から光を発光させ、発光層５２により発光された光を反射電極５１により反射させて、液晶パネル２０側（図示下方）に効率よく光を照射することが可能な構造になっている。
【００３２】
エレクトロルミネッセンス素子５０において、反射電極５１は、例えばアルミニウム、銀、銀合金等からなり、透明電極５３は、例えばインジウム錫酸化物等からなっている。発光層５２は１種若しくは複数種の発光材料を含有し、発光材料としては公知の有機又は無機のエレクトロルミネッセンス材料を用いることができる。特に、低電圧で発光が可能であるとともに、発光輝度が高いことから、キノリノールアルミ錯体、亜鉛のオキサゾール錯体、亜鉛の２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール錯体等の有機エレクトロルミネッセンス材料を用いることが望ましい。
【００３３】
なお、アルミニウム、銀、銀合金等からなる反射電極５１は不透明であるため、エレクトロルミネッセンス素子５０が形成された箇所を視認することができない。したがって、図１、図４に示したように、液晶パネル２０の視認側の面に対して部分的にのみ所定のパターンでエレクトロルミネッセンス素子５０を配置する必要があるが、反射電極５１による反射を利用して照明することにより、図２に示すように、エレクトロルミネッセンス素子５０の直下のみならず、その周囲にも光を出射することができ、液晶パネル２０の全面を照明することができる。
【００３４】
ただし、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１、Ｂ２を以下のように設定することが望ましい。
すなわち、１本のエレクトロルミネッセンス素子５０と液晶パネル２０の反射層である画素電極２９との距離が例えば１．３ｍｍであるとき、照度が５０％以上となるのはエレクトロルミネッセンス素子５０から約±０．７ｍｍの範囲である。照明面積は１本のエレクトロルミネッセンス素子５０と液晶パネル２０の画素電極２９との距離の二乗に比例すると考えられることから、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１、Ｂ２を、エレクトロルミネッセンス素子５０と液晶パネル２０の画素電極２９との距離の二乗の８３０倍以下に設定することが望ましい。このような構成とすることにより、透光性基板３１の全面において、エレクトロルミネッセンス素子５０の直下の照度を１００％としたときの照度を５０％以上にすることができ、部分的に表示の視認性が低下することを防止することができる。
【００３５】
また、エレクトロルミネッセンス素子５０が形成された箇所を視認することができないため、エレクトロルミネッセンス素子５０の形成面積がある程度以上大きくなると、液晶パネル２０の視認性が低下する。したがって、エレクトロルミネッセンス素子５０の形成面積と、透光性基板３１の板面面積との比を０．５未満とすることが望ましく、このように設定することにより、表示を良好に視認することができる。
【００３６】
なお、本実施形態においては、反射電極５１、発光層５２、透明電極５３をエレクトロルミネッセンス素子５０のパターンに合わせてすべて同一パターンで形成する場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。反射電極５１と発光層５２と透明電極５３とが積層形成された部分のみがエレクトロルミネッセンス素子５０となるので、少なくとも反射電極５１がエレクトロルミネッセンス素子５０のパターンに形成されていればよい。
【００３７】
したがって、例えば、図５（ａ）に示すように、反射電極５１のみを所定のパターンに形成し、発光層５２と透明電極５３とは透光性基板３１の板面全面に形成してもよい。このように、反射電極５１のみを所定のパターンに形成し、発光層５２と透明電極５３を透光性基板３１の板面全面に形成する場合には、反射電極５１のみをパターニングすれば良いので、本実施形態のように、反射電極５１、発光層５２、透明電極５３をすべてパターニングする場合に比較して、エレクトロルミネッセンス素子５０の形成工程を簡略化することができる。ただし、図５（ａ）に示すように、発光層５２、透明電極５３を透光性基板３１の板面全面に形成する場合には、発光層５２、透明電極５３の存在により、光透過率が低下し、液晶パネル２０による表示の視認性が低下する恐れがある。
【００３８】
また、本実施形態においては、照明装置３０において、液晶パネル２０側を透光性基板３１、観察者側を保護層４０とし、透光性基板３１の光が出射する側と反対側の板面にエレクトロルミネッセンス素子５０を設ける構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。
図５（ｂ）に示すように、液晶パネル２０側を保護層４０、観察者側を透光性基板３１とし、透光性基板３１の光が出射する側の板面（図示下側の板面）にエレクトロルミネッセンス素子５０を設ける構成としてもよい。この場合には、透光性基板３１の光を出射する側の板面に、図示上側から所定のパターンの反射電極５１と発光層５２と透明電極５３とを順次積層形成してエレクトロルミネッセンス素子５０を形成すればよく、液晶パネル２０側を透光性基板３１、観察者側を保護層４０とし、透光性基板３１の光が出射する側と反対側の板面にエレクトロルミネッセンス素子５０を設ける場合と同様に、発光層５２により発光された光を反射電極５１により反射させて、液晶パネル２０側（図示下方）に効率よく光を照射することができる。
【００３９】
本実施形態の照明装置３０によれば、エレクトロルミネッセンス素子５０の発光層５２から発光された光を反射電極５１により反射させて、反射電極５１と反対側に出射させる構成を採用することにより、照明装置３０から液晶パネル２０側に出射せずに直接観察者側に出射する漏洩光を低減することができるとともに、液晶パネル２０側に効率よく光を照射することができるので、照明効率を向上することができ、省電力化を図ることができる。
【００４０】
また、本実施形態の照明装置３０において、エレクトロルミネッセンス素子５０の発光層５２が有機エレクトロルミネッセンス材料を含有することが望ましい。このように、発光層５２に、低電圧で発光可能であるとともに、発光輝度が高い有機エレクトロルミネッセンス材料を含有させることにより、省電力化を図ることができるとともに、照明効率を向上することができる。
【００４１】
さらに、本実施形態の照明装置３０では、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１、Ｂ２と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２とを非同一に設定し、かつ、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｍ１、Ｍ２と液晶パネル２の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２とを非平行に設定する構成を採用した。このような構成を採用することにより、長波長のモアレ縞が発生することを防止し、モアレ縞を視認できない程度に抑制することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１、Ｂ２と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２とを非同一に設定し、かつ、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｍ１、Ｍ２と液晶パネル２０の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２とを非平行に設定する場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４３】
エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１、Ｂ２と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２との関係、あるいは、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｍ１、Ｍ２と液晶パネル２０の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２との関係のうち、少なくとも一方を上述のように規定すればよく、このような構成にすることにより、長波長のモアレ縞が発生することを防止し、モアレ縞を視認できない程度に抑制することができる。
【００４４】
ただし、モアレ縞をより抑制することができることから、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＢ１、Ｂ２と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２とを非同一に設定し、かつ、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｍ１、Ｍ２と液晶パネル２０の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２とを非平行に設定することが望ましい。
【００４５】
また、本実施形態においては、正方格子状のエレクトロルミネッセンス素子５０を形成した場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、平面構造を有するエレクトロルミネッセンス素子５０を形成する場合であれば、本発明はいかなるパターンのエレクトロルミネッセンス素子５０を形成する場合にも適用することができる。
すなわち、点状やペアノ曲線状など、直線状以外のエレクトロルミネッセンス素子５０を周期的に形成する場合には、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチと液晶パネル２０の画素２のピッチとを非同一とすればよい。
【００４６】
また、直線状のエレクトロルミネッセンス素子５０を周期的に形成する場合には、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチと液晶パネル２０の画素２のピッチとを非同一に設定する構成、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向と液晶パネル２０の画素２の配列方向とを非平行に設定する構成、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチと液晶パネル２０の画素２のピッチとを非同一に設定し、かつエレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向と液晶パネル２０の画素２の配列方向とを非平行に設定する構成のうちいずれかの構成を採用すればよい
【００４７】
以下に、直線状のエレクトロルミネッセンス素子５０を周期的に形成する場合の、本実施形態で説明した以外のエレクトロルミネッセンス素子５０のパターン例について説明する。
図６（ａ）に示すように、エレクトロルミネッセンス素子５０をストライプ状に形成しても良い。この場合のエレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向はＮ１のみ存在し、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチはＣ１のみ存在する。
このようにエレクトロルミネッセンス素子５０をストライプ状に形成する場合には、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＣ１と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２とを非同一に設定する構成、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｎ１と液晶パネル２０の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２とを非平行に設定する構成、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＣ１と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２とを非同一に設定し、かつエレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｎ１と液晶パネル２０の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２とを非平行に設定する構成のうちいずれかの構成を採用すればよい。
【００４８】
なお、図６（ａ）には、例として、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＣ１と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２とを非同一に設定し、かつエレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｎ１と液晶パネル２０の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２とを非平行に設定した場合について図示している。
【００４９】
また、図６（ｂ）に示すように、エレクトロルミネッセンス素子５０を六方格子状に形成しても良い。この場合のエレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向はＯ１、Ｏ２、Ｏ３の３種類存在し、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチは、延在方向Ｏ１に沿って延在するエレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＤ１と、延在方向Ｏ２に沿って延在するエレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＤ２と、延在方向Ｏ３に沿って延在するエレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＤ３の３種類存在する。
このようにエレクトロルミネッセンス素子５０を六方格子状に形成する場合には、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＤ１、Ｄ２、Ｄ３と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２とを非同一に設定する構成、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３と液晶パネル２０の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２とを非平行に設定する構成、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＤ１、Ｄ２、Ｄ３と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２とを非同一に設定し、エレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３と液晶パネル２０の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２とを非平行に設定する構成のうちいずれかの構成を採用すればよい。
【００５０】
なお、図６（ｂ）には、例として、エレクトロルミネッセンス素子５０のピッチＤ１、Ｄ２、Ｄ３と液晶パネル２０の画素２のピッチＡ１、Ａ２とを非同一に設定し、かつエレクトロルミネッセンス素子５０の延在方向Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３と液晶パネル２０の画素２の配列方向Ｌ１、Ｌ２とを非平行に設定した場合について図示している。
【００５１】
なお、図４、図６（ａ）、（ｂ）においては、エレクトロルミネッセンス素子５０は正方格子状、ストライプ状、六方格子状に沿って隙間なく形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、個々のエレクトロルミネッセンス素子５０を所定間隔あけて配列した複数のエレクトロルミネッセンス素子に分断し、全体として、格子状などの周期性を有する形状になるように構成しても良い。
【００５２】
また、本実施形態においては、反射電極５１と発光層５２と透明電極５３とからなるエレクトロルミネッセンス素子５０についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、エレクトロルミネッセンス素子５０は、光を出射する側から、少なくとも透明電極と発光層と反射電極とを順次具備するものであれば、いかなる構造であってもよい。
【００５３】
本実施形態の液晶表示装置１０は、本実施形態の照明装置３０を視認側に備えたものであるので、照明装置３０から液晶パネル２０側に出射せずに観察者側に直接出射する漏洩光が低減されるとともに、照明効率が向上され、モアレ縞が視認できない程度に抑制され、コントラストが良く表示品質に優れるとともに、省電力化が図られたものとなる。
【００５４】
なお、本実施形態においては、ＴＦＴ素子を備えたアクティブマトリクス型の反射型液晶表示装置を例として説明したが、本発明の照明装置は、いかなる構造の表示装置にも備えることができる。
【００５５】
［電子機器］
次に、上記実施形態の液晶表示装置１０を備えた電子機器の具体例について説明する。
図７（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図７（ａ）において、５００は携帯電話本体を示し、５０１は前記の液晶表示装置１０を備えた液晶表示部を示している。
図７（ｂ）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。図７（ｂ）において、６００は情報処理装置、６０１はキーボードなどの入力部、６０３は情報処理本体、６０２は前記の液晶表示装置１０を備えた液晶表示部を示している。
図７（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図７（ｃ）において、７００は時計本体を示し、７０１は前記の液晶表示装置１０を備えた液晶表示部を示している。
図７（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上記実施形態の液晶表示装置を備えたものであるので、表示品質に優れるとともに、省電力化が図られたものとなる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の照明装置によれば、エレクトロルミネッセンス素子の発光層から発光された光を反射電極により反射させて、反射電極と反対側に出射させる構成を採用することにより、本発明の照明装置を表示装置に備えた場合に、照明装置から表示パネル側に出射せずに直接観察者側に出射する漏洩光を低減することができるとともに、表示パネル側に効率よく光を照射することができるので、照明効率を向上することができ、省電力化を図ることができる。
【００５７】
また、本発明の照明装置によれば、エレクトロルミネッセンス素子のピッチと表示装置の画素ピッチとを非同一に設定する構成、エレクトロルミネッセンス素子の延在方向と表示装置の画素の配列方向とを非平行に設定する構成、エレクトロルミネッセンス素子のピッチと表示装置の画素ピッチとを非同一に設定し、かつエレクトロルミネッセンス素子の延在方向と表示装置の画素の配列方向とを非平行に設定する構成のうちいずれかの構成を採用したので、本発明の照明装置を表示装置に備えた場合においても、モアレ縞を視認できない程度に抑制することができる。
【００５８】
また、本発明の照明装置を視認側に備えることにより、照明装置から表示パネル側に出射せずに直接観察者側に出射する漏洩光を低減することができるとともに、照明効率を向上することができ、モアレ縞を視認できない程度に抑制することができるので、コントラストが良く表示品質に優れるとともに、省電力化を図ることができる、表示装置を提供することができる。
また、この表示装置を備えることにより、表示品質に優れるとともに、省電力化を図ることができ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、本発明に係る実施形態の液晶表示装置を分解した概略斜視図である。
【図２】 図２は、本発明に係る実施形態の液晶表示装置の部分概略断面図である。
【図３】 図３は、本発明に係る実施形態の液晶表示装置において、エレクトロルミネッセンス素子を拡大して示す部分概略断面図である。
【図４】 図４は、本発明に係る実施形態の液晶表示装置において、エレクトロルミネッセンス素子のパターンと液晶表示装置の画素のパターンとの関係を示す概略平面図である。
【図５】 図５（ａ）は、本発明に係る実施形態において、エレクトロルミネッセンス素子の構造のその他の例を示す部分概略断面図、図５（ｂ）は、透光性基板とエレクトロルミネッセンス素子の配置のその他の例を示す部分概略断面図である。
【図６】 図６（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る実施形態において、エレクトロルミネッセンス素子のパターンのその他の例を示す概略平面図である。
【図７】 図７（ａ）は、上記実施形態の液晶表示装置を備えた携帯電話の一例を示す図、図７（ｂ）は、上記実施形態の液晶表示装置を備えた携帯型情報処理装置の一例を示す図、図７（ｃ）は、上記実施形態の液晶表示装置を備えた腕時計型電子機器の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 液晶表示装置
２０ 液晶パネル
２９ 画素電極
３０ 照明装置
３１ 透光性基板
５０ エレクトロルミネッセンス素子
５１ 反射電極
５２ 発光層
５３ 透明電極
４０ 保護層
２ 画素
Ａ１、Ａ２ 画素ピッチ
Ｂ１、Ｂ２ エレクトロルミネッセンス素子のピッチ
Ｃ１ エレクトロルミネッセンス素子のピッチ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ エレクトロルミネッセンス素子のピッチ
Ｌ１、Ｌ２ 画素の配列方向
Ｍ１、Ｍ２ エレクトロルミネッセンス素子の延在方向
Ｎ１ エレクトロルミネッセンス素子の延在方向
Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３ エレクトロルミネッセンス素子の延在方向
Claims (8)
- 透光性基板の一方の板面にエレクトロルミネッセンス素子が形成され、前記エレクトロルミネッセンス素子から発光された光が前記透光性基板の一方の板面から出射可能とされ、複数の画素を有する表示装置に備えられる照明装置であって、前記エレクトロルミネッセンス素子が、前記透光性基板の光を出射する側から、同一パターンに形成された少なくとも透明電極と発光層と反射電極とを順次具備するものであるとともに、前記エレクトロルミネッセンス素子が平面的に配置され、かつ、前記エレクトロルミネッセンス素子の配列方向のピッチが、データ線の配列方向に沿って配列した前記表示装置の画素のピッチ及び走査線の配列方向に沿って配列した前記表示装置の画素のピッチのいずれより小さいことを特徴とする照明装置。
- 前記透光性基板の一方の板面に所定のパターンの直線状の前記エレクトロルミネッセンス素子が形成されるとともに、前記エレクトロルミネッセンス素子の延在方向と前記表示装置の画素の配列方向とが非平行とされたことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
- 前記エレクトロルミネッセンス素子がストライプ状、正方格子状、六方格子状のうちいずれかの形状で設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置。
- 透光性基板の一方の板面に所定のパターンの直線状のエレクトロルミネッセンス素子が形成され、前記エレクトロルミネッセンス素子から発光された光が前記透光性基板の一方の板面から出射可能とされ、複数の画素を有する表示装置に備えられる照明装置であって、前記エレクトロルミネッセンス素子が、六方格子状の形状で設けられ、前記透光性基板の光を出射する側から、同一パターンに形成された少なくとも透明電極と発光層と反射電極とを順次具備するものであるとともに、前記エレクトロルミネッセンス素子が平面的に配置され、かつ、前記エレクトロルミネッセンス素子の延在方向と前記表示装置の画素の配列方向とが非平行とされたことを特徴とする照明装置。
- 前記透光性基板の板面において、前記エレクトロルミネッセンス素子のピッチがランダムに設定されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
- 前記発光層が有機エレクトロルミネッセンス材料を含有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の照明装置。
- 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の照明装置を視認側に備えたことを特徴とする表示装置。
- 請求項７に記載の表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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