JP4550529B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置に係り、特にバックライトを備える液晶表示装置および光源に関する。

液晶表示装置は、その液晶表示パネルの各画素が液晶の挙動に応じて光の透過量を可変するように構成されている。

このように液晶表示パネルは、その画素自体が発光しないことから、たとえばその背面に面光源として機能するバックライトを備えるのが通常となっている。

そして、このバックライトは、その発光源としてたとえば有機ＥＬ等の発光層を用いたものが知られるに至っている。

すなわち、基板上の光源面として機能させる部分に、下部電極、発光層、および上部電極を積層させ、該下部電極と上部電極に電位差を生じさせることによって生じる発光層内の電流によって該発光層を発光させるものである。

また、発光層は赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）を発光させる各層を互いに隣接するようにして平面的に配置させ、これにより発光層から照射される各色の光を混色させて白色光を取り出すようにしている。

このような技術は下記文献に開示されている。

特開２００１−２１０４６７号公報 特開２００３−１２１８３９号公報

しかし、上記特許文献１に示すバックライトは、その下部電極と上部電極がそれぞれ共通に形成され、発光層の全域にわたって該発光層と当接する各電極を有する構成となっている。

このため、たとえば発光層にピンホールが生じた場合に、このピンホールを通して下部電極と上部電極とが短絡した場合に、発光層の全域にわたって発光不良となる憂いの多い構成であることは免れない。

また、特許文献２に示すバックライトは、下部電極はたとえばｘ方向に延在しｙ方向に並設される複数の電極群から構成されるとともに、上部電極はｙ方向に延在しｘ方向に並設される複数の電極群から構成されたものとなっている。下部電極と上部電極の間に挟持された部分の発光層に電流が流れ、該部分が発光するようになっている。

しかし、このような構成であっても、ピンホールが発生した発光層の部分を含んでそのｘ方向およびｙ方向に延在する各電極の上層あるいは下層に位置づけられる発光層が発光不良となることを免れない。

本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、各電極の短絡が生じても、その発光不良を最小限に抑えることのできるバックライトを備える液晶表示装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、各電極の短絡が生じても、その発光不良を最小限に抑えることのできる光源を提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
（１）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、少なくとも液晶表示パネルとバックライトから構成される液晶表示装置であって、
前記バックライトは、基板の一方の面に下部電極、発光層、および上部電極が積層されて形成され、
前記下部電極および上部電極のうち一方の電極は、前記基板上の領域を複数にかつ離間されて分けられた各区分領域と、前記各区分領域が隣接する他の区分領域と結ばれる接続領域が形成されたパターンを有し、
前記接続領域の電極の幅は、前記区分領域の電極の一辺あるいは径よりも小さく形成され、
前記下部電極および上部電極のうち他方の電極は、一方の電極に重ね合わされる平板状のパターンをなし、且つ、前記接続領域に交差するように形成されたスリットを有することを特徴とする。
（２）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提に、前記発光層はそれ自体白色光を呈するものであり、前記各区分領域および接続領域以外の領域にも形成されていることを特徴とする。
（３）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提に、前記発光層はそれぞれ赤、緑、青色をそれぞれ呈する各層が隣接されて配置されたもので、少なくとも前記各区分領域に形成されていることを特徴とする。
（４）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提に、前記区分領域は、矩形状であることを特徴とする。
（５）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提に、前記区分領域は、六角形状であることを特徴とする。
（６）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提に、前記区分領域は、第１の区分領域と、前記第１の区分領域の周辺に配置されている複数の第２の区分領域を有し、前記第１の区分領域は前記第２の区分領域より大きいことを特徴とする。

なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

以下、本発明による液晶表示装置の実施例について図面を用いて説明する。

図２は、本発明による液晶表示装置の一実施例を示す一部断面を示した側面図である。図２の液晶表示装置は、観察者側から、液晶表示パネルＬＣＤ、拡散体ＤＢ、およびバックライトＢＬが順次配置されてモジュールを構成している。

液晶表示パネルＬＣＤは、図示されていないが、液晶を介在して配置される各基板を外囲器とし、該液晶の広がり方向に多数の画素を備えた構成となっている。各画素には一対の電極が備えられ、これら電極を通して各画素ごとに電界を発生させることにより、当該画素に透過する光の量を制御できるようになっている。

液晶表示パネルＬＣＤを透過する光は後述のバックライトＢＬから導かれ、該液晶表示パネルＬＣＤを出射した光は各画素を通過した際にその画素情報が付加されることになる。

拡散体ＤＢは、拡散板あるいは拡散シートによって形成され、後述のバックライトＢＬからの光を液晶表示パネルＬＣＤに入射させる前の段階で、該バックライトＢＬからの光の輝度の均一化を図るようになっている。

バックライトＢＬは、たとえば有機ＥＬを発光体とする光源となっており、以下に説明するように構成されている。

まず、液晶表示パネルＬＣＤとほぼ同じ大きさからなる基板ＳＵＢがある。この基板ＳＵＢの液晶表示パネルＬＣＤ側の主表面には、たとえばその全域に下部電極ＬＥが形成されている。この下部電極ＬＥは後述の発光層ＥＬに電流を流すための一対の電極のうちの一方を構成する電極である。

また、この下部電極ＬＥの周辺の一部には該下部電極ＬＥに電源を供給するための端子ＬＥＰが備えられている。

そして、この下部電極の上面であって、少なくとも前記端子ＬＥＰを除く領域には発光層ＥＬが形成されている。この発光層ＥＬの材料としてはたとえば有機ＥＬが選定されるが他の材料であってもよいことはいうまでもない。

なお、この発光層ＥＬは、後においても説明するが、それが全体として発光した場合に白色光を発するようになっており、この白色光が前記拡散体ＤＢを介して液晶表示パネルＬＣＤに照射されるようになっている。

発光層ＥＬの表面には上部電極ＵＥが形成され、この上部電極ＵＥには基板ＳＵＢの上面の周囲の一部においてその端子ＵＥＰを備えている。上部電極ＵＥはたとえばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透光性の導電膜で形成されている。この上部電極ＵＥを透過させて前記発光層ＥＬの発光による光を液晶表示パネルＬＣＤ側に照射させるためである。

ここで、発光層ＥＬ上の前記上部電極ＵＥは、たとえば図１に示すようなパターンで形成されている。

まず、発光層ＥＬの上面の領域を複数の区分領域ＰＡに分けられ、これら各区分領域ＰＡは隣接する他の区分領域ＰＡと僅かながらの隙間を有してマトリックス状に配置されている。

各区分領域ＰＡはそれぞれの大きさがたとえば全て同じとなっている。そして、少なくとも後述する接続領域ＪＡの幅よりも大きな長さを一辺とする多角形（図１では四角形）の専有面積として構成されている。換言すれば、各区分領域ＰＡの大きさは特定されるものではなく、前記接続領域ＪＡの幅との関係で上述した関係にあれば足りる。

そして、各区分領域ＰＡのそれぞれは、当該区分領域ＰＡと上下および左右に隣接する他の区分領域ＰＡとの間における前記接続領域ＪＡによって結ばれている。この接続領域ＪＡは、上述したように、各区分領域ＰＡの一辺の長さと比較すると、その幅が小さくなっている。

上部電極ＵＥは、発光層ＥＬ上の上記各区分領域ＰＡおよびこれら各区分領域ＰＡを結ぶ接続領域ＪＡを被うパターンで形成されたものとなっている。したがって、上部電極ＵＥは、発光層ＥＬ上にて、分離されて分けられた複数の各区分領域ＰＡ、およびこれら各区分領域ＰＡと隣接する他の区分領域ＰＡとを結ぶ接続領域ＪＡを有するパターンをなし、かつ、前記接続領域ＪＡの幅は、前記区分領域ＰＡの一辺よりも小さく形成されたパターンをなしている。

これにより、上部電極ＵＥと下部電極ＬＥとの間に、それぞれ端子ＬＥＰ、ＵＥＰを通して電源を供給した場合、前記区分領域ＰＡおよび接続領域ＪＡにおける発光層ＥＬが発光し、その光は上部電極ＵＥを透過して出射される。

ここで、前記発光層ＥＬは、図１と対応して描いた図３に示すように、赤色（Ｒ）を呈する発光材料、緑色（Ｇ）を呈する発光材料、青色（Ｂ）を呈する発光材料の混合材料、すなわち白色発光層ＷＥＬで形成されている場合、それらの色が混色された光、すなわち白色光が照射されるようになる。

この場合、必ずしも上記白色発光層ＷＥＬを用いることに限定されることはなく、それぞれ各色を呈する発光材料を隣接された各箇所に独立に形成するようにしてもよいことはもちろんである。

図４はこのような構成を示した図で、図１と対応した図となっている。図４に示すように、各区分領域ＰＡには、赤色（Ｒ）を呈する発光材料、緑色（Ｇ）を呈する発光材料、青色（Ｂ）を呈する発光材料を互いに隣接させて配置させることにより、それらからの色が出射後において混色されて白色光を呈するようになる。

この場合、各区分領域ＰＡにおいて、赤色（Ｒ）を呈する発光材料、緑色（Ｇ）を呈する発光材料、青色（Ｂ）を呈する発光材料をそれぞれ一個ずつ配置させた構成としたものであるが、二個ずつ、あるいは三個ずつを均等に配置させるようにしてもよいことはもちろんである。各区分領域ＰＡの平面的な大きさ、あるいは各発光材料の平面的な大きさは特定されるものではなく、任意に設定できるものであるからである。しかし、各区分領域ＰＡの外輪郭とその区分領域ＰＡ内に配置される複数の各発光材料の包絡線との間の領域はできるだけ小さくすることが好ましい。発光効率を良好にするためである。

なお、このようにした場合、各発光材料の形成領域以外の他の領域には絶縁膜が形成されている。下部電極ＬＥと上部電極ＵＥとの間の層間絶縁膜として機能させるためである。

また、図４では、各接続領域ＪＡにおいて発光層ＥＬが形成されていない構成となっているが、これに限らず各接続領域ＪＡにも発光層ＥＬを形成するようにしてもよい。ただし、各接続領域ＪＡに形成される発光層ＥＬは、それら全体として白色光に混色されるように各色の発光層ＥＬの数の割り振りが必要となる。

なお、上部電極ＵＥが形成された基板の主表面には該上部電極ＵＥをも被って防湿層ＰＡＳが形成されている。発光層ＥＬを雰囲気中の湿気から防止するためである。

このように構成されたバックライトＢＬは、図５に示すように、発光層ＥＬの一部にピンホールが発生し、その部分（図５中、×印ＤＦで示す）において下部電極ＬＥと上部電極ＵＥとの間で短絡が生じたことを想定する。

この場合、下部電極ＬＥと上部電極ＵＥとが同電位となり、発光層ＥＬの全てが発光しなくなり、バックライトＢＬとして全く機能しなくなる。

そこで、その修復の手段として、図６に示すように、短絡が生じた箇所を領域内とする区分領域ＰＡの上部電極ＵＥと該区分領域ＰＡの上下、左右にて隣接する他の各区分領域ＰＡの上部電極ＵＥを接続する接続部をたとえばレーザ光の走査によって切断を行う。

このようにした場合、下部電極ＬＥと同電位となる上部電極ＵＥは、前記短絡が生じた区分領域ＰＡ上の上部電極ＵＥのみとなり、他の上部電極ＵＥからは電気的に孤立するようになる。

このため、前記短絡が生じた区分領域ＰＡの発光層ＥＬは発光が損なわれるが、それを除く他の区分領域ＰＡの発光層ＥＬは全て発光できるようになり、修復されることになる。

このことから、上述した各区分領域ＰＡの大きさは、その一の区分領域ＰＡに相当する領域の発光層ＥＬの発光が孤立して損なわれるようなことがあっても、バックライトＢＬ全体としての発光領域に対し、その機能を損なうことがない程度に設定することが望ましい。

そして、上述の修復過程から明らかとなるように、たとえば発光層ＥＬにおいてピンホールが生じ易い箇所が明確である場合、すなわちピンホールの生じる確立が高い箇所において、区分領域ＰＡを小さくし、それ以外の区分領域ＰＡを大きくするように上部電極ＵＥのパターンを設定することにより、発光層ＥＬの発光効率を増大させることができる。

図７は、このような構成を示した図で、図１に対応した図となっている。たとえば発光層ＥＬの全域においてその周辺にピンホールが発生する確立が高い場合、その周辺において各区分領域ＰＡの面積を小さくし、該周辺を除く中央において区分領域ＰＡの面積を大きくしている。中央の区分領域においてそれをさらに小さな区分領域に分離させていないことから、その分離部における隙間が生じることがなく、該隙間に相当する領域にも発光に寄与させることができる。

図７に示した実施例では、発光層ＥＬの中央から周辺にかけて２個の分割領域を設け、これら各分割領域における区分領域ＰＡを中央と周辺とで区分領域ＰＡの面積を異ならしめたものである。しかし、これに限定されることはなく、発光層ＥＬの中央から放射状に周辺に至るまで２個以上の分割領域を設け、これら各分割領域における前記区分領域ＰＡは中央から周辺にかけて段階的にそれらの面積を小さくするようにしてもよいこともいうまでもない。

また、区分領域ＰＡの面積の大きさは発光層ＥＬの中央において小さく、周辺において大きくするようにしてもよいことはもちろんである。発光層ＥＬの中央にてピンホールが生じる確立が高い場合において有効である。

図８は、たとえば図１に対応して描いた図で、隣接する各区分領域ＰＡを接続する接続領域ＪＡ上の上部電極ＵＥの幅は特に限定されたものではないことを示し、それが形成される箇所において任意であってもよい。図８においては、周辺を除く中央における接続領域ＪＡ上の上部電極ＵＥの幅は太く、周辺のそれは細く形成している。また、これに限らずその逆であってもよいことはもちろんである。

図９は、下部電極ＬＥにおいて、各区分領域ＰＡを接続する接続領域ＪＡ上の上部電極ＵＥと交差するようにしてスリットＳＴを設けたことを示した図である。

上述したように、修復の際に、各区分領域ＰＡを接続する接続領域ＪＡ上の上部電極ＵＥをレーザ光の走査で切断する場合において、該レーザ光の走査経路範囲に対応する部分に前記スリットＳＴにより下部電極ＬＥが形成されていないようにすることにより、該切断を容易にするためである。

上述した実施例では、各区分領域ＰＡの形状は四角形状であることを示したものであるが、これに限定されることはなく、他の形状であってもよいことはいうまでもない。たとえば図１０は該区分領域ＰＡが六角形状であることを示している。

この場合にあっても、隣接する各区分領域ＰＡを結ぶ接続領域ＪＡは各区分領域の一辺の長さと比較した場合その幅が小さくなっている。

ここで、各区分領域を多角形状とするのは、当該区分領域とそれに隣接する他の区分領域との間の隙間をできるだけ小さくするように図ったものである。しかし、多角形状の画数を増やしていき、最終的には円、あるいはそれに近い形状とした場合、前記多角形状の一辺に相当するものはその径とするようにしてもよい。すなわち、区分領域ＰＡが円の場合、隣接する他の区分領域ＰＡとの接続領域ＪＡの幅を該円の径よりも小さくすることにより同様の効果を奏することができるようになる。

上述した各実施例では、短絡修復に効果的な電極の上記パターンは上部電極ＵＥに施したものである。しかし、上部電極ＵＥに限定されることはなく、下部電極ＬＥであっても同様の効果が得られることはもちろんである。

また、上部電極ＵＥおよび下部電極ＬＥの双方にそれぞれ上記パターンを施しても同様の効果が得られることはいうまでもない。

なお、上述したバックライトＢＬは液晶表示装置のそれとして説明したものである。しかし、前記バックライトＢＬの構成は、それを面光源として用いる独立の光源として使用する場合にも適用できることはいうまでもない。

上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。

本発明による光源の構成の一実施例を示す平面図である。 本発明による液晶表示装置の一実施例を示した構成図で、一部断面を施した側面図である。 本発明による光源の構成の他の実施例を示す平面図で、発光層の構成を示した図である。 本発明による光源の構成の他の実施例を示す平面図で、発光層の構成を示した図である。 本発明による光源の修復の方法を示した説明図で、上部電極と下部電極との短絡箇所を示した図である。 本発明による光源の修復の方法を示した説明図で、短絡された箇所の部分の上部電極が他の部分の上部電極から電気的に孤立していることを示す図である。 本発明による光源の構成の他の実施例を示す平面図である。 本発明による光源の構成の他の実施例を示す平面図である。 本発明による光源の構成の他の実施例を示す平面図である。 本発明による光源の一方の電極の構成の他の実施例を示す平面図である。

符号の説明

ＢＬ……バックライト、ＬＣＤ……液晶表示パネル、ＤＢ……拡散体、ＬＥ……下部電極、ＵＥ……上部電極、ＰＡ……区分領域、ＪＡ……接続領域、ＥＬ……発光層、ＷＥＬ……白色発光層、ＰＡＳ……防湿層。

Claims (6)

1. 少なくとも液晶表示パネルとバックライトから構成される液晶表示装置であって、
   前記バックライトは、基板の一方の面に下部電極、発光層、および上部電極が積層されて形成され、
   前記下部電極および上部電極のうち一方の電極は、前記基板上の領域を複数にかつ離間されて分けられた各区分領域と、前記各区分領域が隣接する他の区分領域と結ばれる接続領域が形成されたパターンを有し、
   前記接続領域の電極の幅は、前記区分領域の電極の一辺あるいは径よりも小さく形成され、
   前記下部電極および上部電極のうち他方の電極は、一方の電極に重ね合わされる平板状のパターンをなし、且つ、前記接続領域に交差するように形成されたスリットを有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記発光層はそれ自体白色光を呈するものであり、前記各区分領域および接続領域以外の領域にも形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記発光層はそれぞれ赤、緑、青色をそれぞれ呈する各層が隣接されて配置されたもので、少なくとも前記各区分領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記区分領域は、矩形状であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記区分領域は、六角形状であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記区分領域は、第１の区分領域と、前記第１の区分領域の周辺に配置されている複数の第２の区分領域を有し、前記第１の区分領域は前記第２の区分領域より大きいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

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