WO2006013667A1

WO2006013667A1 - 液晶表示装置

Info

Publication number: WO2006013667A1
Application number: PCT/JP2005/009254
Authority: WO
Inventors: Takayuki Ito; Hiroyasu Kawauchi; Norihito Takeuchi; Masayuki Harada; Hiroyuki Miura; Haruyuki Ishikawa; Minoru Toeda; Mikio Yoshida; Noriyuki Besshi; Shuji Koike
Original assignee: Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2006-02-09
Also published as: KR20070042193A; TWI322292B; CN1993727A; CN1993727B; KR100851273B1; TW200606503A; EP1775710A1; JP4130969B2; EP1775710A4; JPWO2006013667A1; US20080309593A1

Abstract

　液晶表示装置は液晶パネルと照明装置とを備えている。照明装置は面状の発光領域がＥＬ素子で構成されている。発光領域は、液晶の垂直走査方向と直交する方向に延びる複数の線状発光領域で構成されている。複数の線状発光領域は、液晶の垂直走査に同期して順に発光するように、発光状態と非発光状態とに制御装置からの指令信号により切り替えられる。線状発光領域は、少なくとも当該線状発光領域の直上にある液晶の部分の駆動データ書き替え期間においては非発光状態となるように制御される。

Description

液晶表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、 EL素子で構成された面状の発光領域を備える照明装置をバックライトとして用いた液晶表示装置に関する。

背景技術

[0002] 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静止画像だけでなく動画像の表示もなされる。しかし、液晶表示装置は、動画像を表示した際に、 CRT (Cathode Ray Tube)に比較して、画質が悪い、具体的には残像が見えて動きがぼける。この原因としては、液晶は光を透過させる状態 (透過状態)と、光の透過を阻止する状態 (非透過状態)とに配列 (配向）が変化するのに時間がかかり、バックライトが常時点灯していると、非透過状態に駆動される部分の配列変化が遅れることで残像が見えることが挙げられる。

[0003] 動画像の画質を改善する液晶表示装置として、特定の幅を有する線状光を液晶の走査方向と直交する方向に走査する走査型のバックライトを備えた表示装置が提案されている（例えば、特許文献 1参照。 ) o特許文献 1では、走査型のノックライトとして、蛍光管の出射光を集光筒によりレンズに集め、レンズにて平行な光として反射板に当て、その反射光を液晶パネルの偏光板へ投射する構成のものが提案されている。また、特許文献 1では、別の走査型のバックライトとして、蛍光管の出射光を反射板等で液晶パネル全面と対応する面状に反射させるライト部と、前記ライト部と液晶パネルとの間に配置された第 2の液晶パネル力なる走査板と、前記走査板と液晶パネルとの間に配置される選択反射板及び偏光板とを備えたものも提案されてヽる。

[0004] 特許文献 1に提案された表示装置では、液晶の走査方向と直交する方向に、線状光を走査し、線状光の走査に同期して画素の光の透過又は非透過状態を制御するため、液晶パネル全体に常時バックライトの光が照射される構成のものに比較して、動画像の画質が向上する。しかし、特許文献 1に提案された前者のノックライトは、光源を蛍光管としており、スリットが形成された集光管を回転させて線状光を走査方向へ移動させる構成である。そのため、バックライト全体の厚さや重量が大きくなるとともに、機械的な駆動部が存在するため機構が複雑になる。また、特許文献 1に提案された後者のバックライトは、光源を蛍光管として、第 2の液晶パネルで線状光を走査する構成のため、機械的な駆動部は存在しないが、バックライト全体の厚さや重量が大きくなる。

[0005] また、特許文献 1はパッシブ型（単純マトリックス型）の液晶パネルへの適用を前提としたバックライトを開示しており、アクティブ型の液晶パネルへの適用に関してはなんら触れていない。アクティブ型の液晶パネルでは、各画素の画像データを書き替える期間は、液晶の駆動は行われているが、実際には液晶の駆動が行われていることを見せない構成を採用している。仮に、各画素の画像データを書き替える期間に線状光が液晶パネルに照射されると、非透過状態とすべき画素を光が透過して画質が悪くなる。

特許文献 1 :特開 2002— 6766号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 本発明の目的は、動画像の表示時に残像が見えるのを抑制して画質を向上させることができる液晶表示装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0007] 上記の目的を達成するために本発明は、 EL素子で構成された面状発光領域を備える照明装置をバックライトとして用いた液晶表示装置であって、前記面状発光領域は、液晶の垂直走査方向と直交する方向に延びる複数の線状発光領域で構成され、前記複数の線状発光領域は、液晶の垂直走査に同期して順に発光するように、発光状態と非発光状態とに制御装置力の指令信号により切替制御され、当該線状発光領域は、少なくとも直上にある液晶の部分の駆動データ書き替え期間においては非発光状態となるように制御される液晶表示装置を提供する。

[0008] 前記線状発光領域の発光状態から非発光状態への切替時には、非発光状態に切り替えられる当該線状発光領域と交代して発光状態に切り替えられる他の線状発光領域が発光状態になった後、当該線状発光領域が非発光状態に切り替えられるのが好ましい。

[0009] 前記 EL素子は、発光層と、前記発光層を挟むように配置される第 1電極及び第 2 電極とを有し、前記第 1電極は、前記第 2電極よりも大きな体積抵抗率を有し且つ全ての線状発光領域に共通のベタ電極で構成され、前記第 2電極はそれぞれ、前記線状発光領域に対応する形状に形成されて、るのが好ま、。

[0010] 好適な例では、前記第 1電極は、前記液晶の垂直走査方向における少なくとも一方の端部に端子部を有し、前記制御装置は、前記第 2電極に対するオンデューティ力前記端子部に近い第 2電極ほど小さくなるように、第 2電極を制御する。

[0011] 好適な例では、前記端子部は前記第 1電極の一方の端部又は両端部に設けられている。

前記各第 2電極は、前記制御装置からの指令により、 1フレーム中の当該第 2電極のオン期間内で PWM調光制御されるのが好ましい。

[0012] 前記 EL素子は、発光層と、前記発光層を挟むように配置される第 1電極及び第 2 電極とを有し、前記第 2電極は、前記第 1電極よりも小さな体積抵抗率を有し且つ全ての線状発光領域に共通のベタ電極で構成され、前記第 1電極はそれぞれ、前記線状発光領域に対応する形状に形成されて、るのが好ま、。

[0013] 好適な例では、前記照明装置に対向するように配置された液晶パネルをさらに備え、前記第 1電極は透明であるとともに、前記第 2電極よりも液晶パネル寄りに配置されている。

[0014] 前記 EL素子は有機 EL材料の薄膜からなる発光層を備えた有機 EL素子であることが好ましい。

好適な例では、前記有機 EL素子は、非発光状態から発光状態へ切替制御される際、発光に必要な電圧より低い電圧が印加された状態力発光に必要な電圧が印加された状態に切り替えられる。

[0015] 好適な例では、前記有機 EL素子は、非発光状態から発光状態へ切替制御される際に、発光に必要な電圧より高い電圧又は発光に必要な電流より高い電流を与えられる。

前記有機 EL素子は、非発光状態において逆バイアス電圧が印加されるのが好ましい。

[0016] 前記有機 EL素子は白色発光を行い、液晶パネルはカラーフィルタを備えているのが好ましい。

前記各線状発光領域は、線順次走査される画素電極の複数列を同時に照明可能な幅に形成されているのが好ましい。

[0017] 前記線状発光領域は定常状態において、複数が同時に発光状態となるように制御されるのが好ましい。

液晶表示装置の 1フレーム時間を Tf、液晶の応答時間を Tr、前記線状発光領域の行数を N、前記線状発光領域の同時点灯行数を nとした場合、前記 Tf、 Tr、 N、 nが次の関係を満足することが好ましい。

[0018] { (Tf/N) +Tr} + (Tf/N) X n≤Tf

図面の簡単な説明

[0019] [図 1] (a)は本発明の液晶表示装置の模式図、（b)は液晶パネルの模式部分断面図、（c)は液晶パネルと照明装置の模式部分断面図。

[図 2]透明電極と対向電極との配置関係を示す模式図。

[図 3]駆動回路の概略構成図。

[図 4]各線状発光領域の発光状態と非発光状態との切り替え時期を示す図。

[図 5]画素電極へのデータ書き込み時期と、対向電極のオンデューティとの関係を示すタイムチャート。

[図 6]別の実施形態における透明電極の配置を示す模式図。

[図 7]同じく照明装置の模式部分断面図。

[図 8]別の実施形態における照明装置の模式図。

[図 9]同じく同時に点灯される線状発光領域の行数を設定する条件を説明するための図。

[図 10]別の実施形態における液晶の応答時間と有機 EL素子への印加電圧との関係示すタイムチャート。

[図 11]別の実施形態における液晶の応答時間と有機 EL素子への印加電圧との関係示すタイムチャート。 [図 12]別の実施形態における有機 EL素子の駆動回路図。

[図 13]同じく有機 EL素子への印加電圧の波形を示すグラフ。

[図 14]別の実施形態における有機 EL素子の駆動回路図。

[図 15]同じく有機 EL素子への印加電圧の波形を示すグラフ。

[図 16] (a) , (b)は別の実施形態における照明装置の部分模式図。

[図 17] (a) , (b)は別の実施形態における照明装置の部分模式図。

[図 18]別の実施形態における照明装置及び発光装置を示す模式図。

[図 19]別の実施形態における PWM調光を示す模式図。

[図 20]別の実施形態における線状発光領域の配置を示す模式図。

[図 21] (a) , (b)は別の実施形態における照明装置の模式部分断面図。

発明を実施するための最良の形態

[0020] 以下、本発明を具体ィ匕した実施形態を図 1〜図 5に従って説明する。

図 1 (a)に示すように、液晶表示装置 11はフルカラー表示を行うものであり、透過型の液晶パネル 12と、その背面 (表示面と反対側の面)側に配置されるノックライトとしての照明装置 13とを備えている。

[0021] 液晶パネル 12は、公知のアクティブマトリックス型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。

図 1 (b)に示すように、液晶パネル 12は、一対の透明な第 1及び第 2基板 14, 15を備え、両基板 14, 15は所定の間隔を保った状態で、図示しないシール材により貼り合わされている。両基板 14, 15の間に液晶 16が封止されている。基板 14, 15は例えばガラス製である。照明装置 13側に配置された第 1基板 14の、液晶 16と対向する面には、それぞれサブ画素を構成する多数の画素電極 17と、それら画素電極 17〖こそれぞれ接続された多数の薄膜トランジスタ (TFT) 18とが形成されている。画素電極 17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 17の組の各々力 1個の画素を構成している。また、第 1基板 14の液晶 16と反対側の面には、偏光板 19が配設されている。

[0022] 第 2基板 15の液晶 16と対向する面にはカラーフィルタ 20が形成され、カラーフィルタ 20上には全画素共通の透明電極 21が形成されている。透明電極 21も ITOで形成されている。カラーフィルタ 20は、赤色、緑色及び青色の光をそれぞれ透過する領域 20a, 20b, 20cを有し、それら領域 20a, 20b, 20cの各々力 1つの画素電極 17と対応している。隣接する領域 20a〜20c同士はブラックマトリックス 22で区画されている。第 2基板 15の液晶 16と反対側の面には偏光板 23が形成されている。

[0023] 照明装置 13は、 EL素子で構成された面状の発光領域を備えている。即ち、液晶表示装置 11は、 EL素子で構成された面状の発光領域を備える照明装置 13を、バックライトとして用いている。図 1 (c)に示すように、照明装置 13は、透明な基板 24上に形成された EL素子としての有機 EL素子 25を備えている。有機 EL素子 25は、基板 2 4側から順に、第 1電極としての透明電極 26、発光層としての複数の有機層 27、第 2 電極としての複数の対向電極 28を積層して形成されている。有機 EL素子 25は、有機層 27が水分 (水蒸気)及び酸素の悪影響を受けな！/ヽように、保護膜 29で被覆されている。

[0024] この実施形態では、基板 24として透明なガラス基板が使用されている。また、透明電極 26が陽極を構成し、対向電極 28が陰極を構成する。透明電極 26は、公知の有機 EL素子で透明電極として用いられる ITO (インジウム錫酸ィ匕物）により形成され、光透過性を有する。対向電極 28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素子 25は、有機層 27から発せられた光が基板 24側力も取り出される（出射される）所謂ボトムェミッションタイプに構成されている。保護膜 29は、例えば窒化ケィ素で形成されている。

[0025] 有機 EL素子 25において、液晶パネル 12と対向する側に配置される透明電極 26 は、全ての発光領域に共通のベタ電極で構成されている。一方、有機層 27を挟んで透明電極 26と反対側に配置される複数の対向電極 28は、透明電極 26より抵抗の低い材料により、線状 (帯状)をなすように形成されている。対向電極 28は、液晶 16の垂直走査方向（図 1 (b) ,図 1 (c)の左右方向）と直交する方向（図 1 (b) ,図 1 (c)の紙面と垂直方向）に延びており、その長手方向一端に端子 28aを有している（図 2参照）。各有機層 27は 1つの対向電極 28に対応しており、対応する対向電極 28と同様に線状に延びている。各対向電極 28と対応する有機 EL素子 25の部分は、液晶 16の垂直走査方向と直交する方向に延びる線状発光領域 30を構成しており、複数の線状発光領域 30によって有機 EL素子 25の面状の発光領域が構成される。各線状発光領域 30を構成する有機層 27及び対向電極 28は、絶縁材カもなる隔壁 31により、隣接する線状発光領域 30を構成する有機層 27及び対向電極 28から区画されている。

[0026] 有機層 27は、透明電極 26側から順に、正孔輸送層 32、発光層 33及び電子輸送層 34を積層して形成されている。発光層 33は、白色発光を行うように構成されている。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。

[0027] 図 1 (c)に示すように、各線状発光領域 30の幅は 1画素分即ち 3個の領域 20a, 20 b, 20cの合計の幅ではなぐ複数画素分の領域 20a, 20b, 20cの合計幅に形成されている。即ち、各線状発光領域 30は、同時に走査される 1列分の液晶の画素領域毎に設けられるのではなぐ複数列分の画素領域を照明するのに必要な幅に形成されている。

[0028] 図 2に示すように、透明電極 26は、液晶 16の走査方向（図 2の上下方向）における両端部に端子部 35を有している。端子部 35は金属（例えばアルミニウム)製で、透明電極 26の幅方向（図 2の左右方向）全長にわたって設けられている。対向電極 28は、端子部 35と平行に延び、且つ互いに一定間隔をおいて配置されている。

[0029] なお、図 1 (b) ,図 1 (c)及び図 2は実際の液晶パネル 12及び照明装置 13を表現した図ではなぐその構成を説明のために模式的に示したものであり、各構成要素の大きさや厚さの比等は実際のものとは異なる。

[0030] 図 3に示すように、液晶パネル 12及び照明装置 13で構成される表示部 36の外側には、 TFT18のゲート電極を駆動するゲートドライバ 37と、 TFT18のソース電極（データ電極)を駆動するソースドライバ 38とが設けられている。また、表示部 36の外側には、対向電極 28を駆動するドライバ 39が設けられている。各ドライバ 37〜39は制御装置 40からの制御信号により駆動制御される。

[0031] ゲートドライバ 37は、制御装置 40からの制御信号に基づいてアドレス信号 (順次走查信号)を TFT18のゲート電極に供給する。ソースドライバ 38は、制御装置 40からの制御信号に基づ、てデータ信号を TFT18のソース電極に供給する。画面全体を一度走査するのに使用する時間、即ち 1フレーム時間は 1Z60秒に設定されている。従って、アドレス信号の出力される時間間隔は、アドレス信号線の数を Anとすると、 (1/60) X (lZAn)秒となる。

[0032] 制御装置 40は、複数の線状発光領域 30を、液晶 16の垂直走査、即ちアドレス信号の出力に同期して順に発光させるように、発光状態と非発光状態とに切替制御する。図 4は、各線状発光領域 30の発光状態と非発光状態との切り替え時期を示す図である。上側の図は各対向電極 28のオン'オフの時期を示し、下側の図は各線状発光領域 30の発光状態（白で示す状態)と非発光状態 (網点で示す状態)とを示す。なお、図 4では、各対向電極 28に流れる電流密度が同じで、各対向電極 28の 1フレーム時間中でのオン期間が同じ場合を模式的に表している。

[0033] この実施形態では図 4に示すように、制御装置 40は、各線状発光領域 30が 1フレーム時間の 1Z6の長さの時間間隔で順に発光状態 (点灯状態)となり、定常状態では同時に複数 (例えば 3個）の線状発光領域 30が発光状態となるように、ドライバ 39 に指令信号を出力する。ここで、「定常状態」とは、線状発光領域 30の発光状態から非発光状態への切替時、あるいは非発光状態から発光状態への切替時を除いた期間を意味する。

[0034] 図 4に示すように、線状発光領域 30の発光状態力も非発光状態への切替時には、非発光状態に切り替えられる当該線状発光領域 30と交代して発光状態に切り替えられる他の線状発光領域 30が発光状態になった後、当該線状発光領域 30が非発光状態に切り替えられるように、制御装置 40から指令信号がドライバ 39に出力される。例えば、図 4において、番号 1で示す線状発光領域 30が発光状態から非発光状態へ切り替えられ、番号 4で示す線状発光領域 30が非発光状態力発光状態へ切り替えられる際、番号 4の線状発光領域 30が発光状態 (オン状態）になって一定時間 t 経過後、番号 1の線状発光領域 30が非発光状態となる。この一定時間 tは極短時間であり、人の眼には変化が殆ど感じられない時間である。

[0035] 図 4では、模式的に各線状発光領域 30が発光状態に保持される期間を同じに表した。しかし、透明電極 21は体積抵抗率が対向電極 28に比較して 10倍以上大きぐ各対向電極 28に流れる電流の電流密度は、端子部 35から対向電極 28までの距離が大きくなるに従って小さくなる。そのため、各対向電極 28の 1フレーム時間内でのオン期間が同じであると、端子部 35に近い対向電極 28を含む線状発光領域 30ほど輝度が高くなり、発光領域全体として輝度ムラが大きくなる。この実施形態では各線状発光領域 30の輝度をほぼ同等とするため、制御装置 40は、対向電極 28のうち端子部 35に近い対向電極 28はオンデューティ ODが小さぐ端子部 35から遠い対向電極 28はオンデューティ ODが大きくなるように制御する。

[0036] 図 5は、画素電極 17へのデータ書き込み時期と、対向電極 28のオンデューティ O Dとの関係を示すタイムチャートである。制御装置 40内では、クロックによるカウントを行っており、 525カウントが 1フレーム時間に相当する。その内、 480カウントの間で液晶の駆動データ書き替えを行っている。図 5においては、例えば番号 1で示す線状発光領域 30に対応する複数の画素電極 17については、第 4カウント〜第 83カウントの間で駆動データ書き替えを行っている。即ち、線状発光領域 30に対応する複数の画素電極 17について、連続する 80カウントで駆動データを書き替えている。端子部 35は透明電極 26の両端部に設けられており、対向電極 28は液晶の垂直走査方向の中央に対して対称に設けられている。そのため、図 5に示すように、番号 1, 6 で示す線状発光領域 30と、番号 2, 5で示す線状発光領域 30と、番号 3, 4で示す線状発光領域 30とがそれぞれ同じオンデューティ ODで制御される。図 5において、ォンデューティ ODは矢印の長さで示される。

[0037] この実施形態では、図 5に示すように、番号 1, 6で示す線状発光領域 30では 238 カウントの間で発光状態となり、番号 2, 5で示す線状発光領域 30では 264カウントの間で発光状態となり、番号 3, 4で示す線状発光領域 30では 290カウントの間で発光状態となる。従って、透明電極 26の端子部 35から近い線状発光領域 30では、オンデューティが小さくなり、結果として、全体で輝度差が小さくなる。また、番号 1で示す線状発光領域 30は 462カウントまで発光状態であり、番号 4で示す線状発光領域 30 は 461カウントから発光状態になっているので、 461カウントから 462カウントにかけての 1カウント分の期間は、番号 1, 4で示す両線状発光領域 30における発光状態が重なっている。各線状発光領域 30は、制御装置 40からの指令信号により発光状態と非発光状態とに切替制御される。そして、当該線状発光領域 30の直上にある液晶 1 6の部分を照明する線状発光領域 30は、少なくとも当該液晶 16の部分の駆動データ書き替え期間においては非発光状態となるように制御される。各線状発光領域 30 が画素電極 17の 1走査ライン分と 1： 1で対応していれば、 1走査ライン分のデータ書き替え期間が、当該線状発光領域 30の直上にある液晶 16の部分の駆動データ書き替え期間となる。しかし、この実施形態では、各線状発光領域 30が画素電極 17の 8 0カウントの走査ライン分と対応して、るため、 80カウントの走査ライン分の駆動データ書き替え期間 Tの間、当該線状発光領域 30は非発光状態に保持される。そして、その後、予め設定された期間、オン状態に保持される。

[0038] 次に前記のように構成された液晶表示装置 11の作用を説明する。

液晶表示装置 11の電源が投入され、液晶パネル 12の表示画面に画像を表示させる際、液晶パネル 12においては、制御装置 40からの指令信号により、ゲートドライバ 37からアドレス信号が出力されて 1列毎に各 TFT18がオン状態になり、ソースドライノ 38から出力されたデータ信号により各画素電極 17にデータが書き込まれる。書き込まれたデータは当該画素電極 17の図示しな、蓄積キャパシタに充放電電荷として蓄積される。そして、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当該画素電極 17に印加される状態に保持される。各画素電極 17への印加電圧が大きいほど、当該画素電極 17に対向する液晶 16の部分を透過する光量が増加するようになる。画素電極 17への駆動データの書き替えが行われるときには、当該画素電極 17と対向する線状発光領域 30は非発光状態に保持されるため、動画像の画質が向上する。従って、この液晶表示装置 11は、動画像の表示を行うパーソナルコンピュータ等のコンピュータの表示装置、液晶テレビ、 DVD (デジタルビデオディスク）レコーダ、携帯電話機、デジタルビデオカメラの表示部等に好適である。

[0039] 照明装置 13では、制御装置 40からの指令信号に基づいて、アドレス信号と同期するようにドライバ 39から各対向電極 28にオン信号が出力される。オン信号が出力されている間、有機 EL素子 25に電流が流れて発光層 33が白色発光する。各発光層 33 力もの光は、基板 24から液晶パネル 12に向かって出射され、第 1基板 14から液晶パネル 12に入射する。

[0040] 各線状発光領域 30は、液晶 16の垂直走査に同期して順に発光する。但し、この実施形態では液晶 16の複数の走査ライン分の画素電極 17列と 1つの線状発光領域 3 0とが対向しているため、当該線状発光領域 30の対向電極 28へのオン信号は、当該線状発光領域 30と対向する複数の画素電極 17列の TFT18への駆動データ書き替え (書き込み)が完了後に出力される。

[0041] そして、画素電極 17への電圧の印加状態に対応した量の光が液晶 16を透過して、透明電極 21を経てカラーフィルタ 20の各領域 20a〜20cを透過する。液晶表示装置 11の使用者はカラーフィルタ 20を透過した光により形成される画像を液晶表示装置 11の表示として視認する。

[0042] 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、照明装置 13からはほぼ一定の光量で白色光が出射され、画素電極 17に印加される印可電圧の大きさによって各画素におけるカラーフィルタ 20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。

[0043] 上記構成の本実施形態においては次のような作用 ·効果を奏する。

(1)液晶表示装置 11のバックライトを EL素子で構成するとともに、その EL素子の面状の発光領域が、液晶 16の垂直走査方向と直交する方向に延びる複数の線状発光領域 30で構成されている。複数の線状発光領域 30は、液晶 16の垂直走査に同期して順に発光するように、発光状態と非発光状態とに制御装置 40からの指令信号により切替制御される。そして、当該線状発光領域 30の直上にある液晶 16の部分と対応する線状発光領域 30は、少なくとも当該液晶 16の部分の駆動データ書き替え期間にお、ては非発光状態となるように制御される。

[0044] 従って、動画像の表示時に液晶の透過状態と非透過状態との間の応答が遅れても、残像が見えるのを抑制でき、画質を向上させることができる。また、バックライトの薄型、軽量ィ匕及び部品点数の減少を図ることができる。さらに、液晶表示装置 11の表示部 36のうち少なくとも照明の必要な部分を選択して発光させることにより、液晶表示装置 11の使用時に照明装置 13全体を発光させる構成に比較して消費電力を低減できる。

[0045] (2) EL素子は有機 EL材料の薄膜からなる発光層 33を備えた有機 EL素子 25である。従って、発光層に無機 EL材料を使用した無機 EL素子と比較して、低電圧で発光させることができる。

[0046] (3)定常状態において複数の線状発光領域 30が同時に発光するように制御されるとともに、線状発光領域 30の発光状態力も非発光状態への切替時には、非発光状態に切り替えられる当該線状発光領域 30と交代して発光状態に切り替えられる他の線状発光領域 30が発光状態になった後、当該線状発光領域 30が非発光状態に切り替えられる。複数の線状発光領域 30が同時に発光するように制御される状態で、発光状態の線状発光領域 30と、非発光状態の線状発光領域 30とに切替を同時に指令すると、一方が発光状態 (オン状態)となる前に他方が非発光状態となる場合が生じる。その場合、発光状態にある線状発光領域 30の数が定常状態より少なくなり、発光領域全体に流れる電流が常に一定となるように制御する場合には、その間、発光状態の線状発光領域 30に過電流が流れる状態となり、有機 EL素子 25の寿命が短くなる。

[0047] しかし、この実施形態では、前記の構成により、切り替え時には、一時的に定常状態より多い数の線状発光領域 30が発光状態となるが、発光状態となる線状発光領域 30の数が定常状態より少なくなることはなぐ各線状発光領域 30に過電流が流れる虞がない。その結果、有機 EL素子 25の耐久性が向上する。

[0048] (4)有機 EL素子 25において、液晶パネルと対向する側に配置される透明電極 26 は、全ての発光領域に共通のベタ電極で構成される。一方、透明電極 26より抵抗の低い材質で形成されるとともに発光層 33を挟んで透明電極 26と反対側に配置される対向電極 28は、線状発光領域 30に対応する形状に形成されている。従って、各線状発光領域内における、液晶の垂直走査方向と垂直な方向の輝度差を抑制することができる。

[0049] (5)透明電極 26は、液晶 16の垂直走査方向の端部に端子部 35を有する。対向電極 28のうち端子部 35に近い対向電極 28はオンデューティが小さぐ端子部 35から遠い対向電極 28はオンデューティが大きくなるように制御される。即ち、電流密度の大きな対向電極 28はオンデューティが小さぐ電流密度の小さな対向電極 28はオンデューティが大きく制御されるため、全ての線状発光領域 30の輝度がほぼ同等となり、輝度ムラが抑制される。

[0050] (6)有機 EL素子 25は白色発光を行い、液晶パネル 12はカラーフィルタ 20を備えている。従って、フルカラー表示においても画質の良い動画像が得られる。また、白色光以外の発光 (例えば、青色発光）と色変換層との組合せで、必要な三原色を得る構成に比較してカラーフィルタ 20の構成が簡単になる。また、無機 EL素子を使用する場合に比較して、カラー表示装置に使用できる EL材料の多様性から、 EL材料の選択の自由度が高ぐきれいな色を再現するのが容易になる。

[0051] (7)定常状態において同時に複数の線状発光領域 30が発光状態に保持されるため、各線状発光領域 30が発光状態になる期間を長くでき、常に 1個の線状発光領域 30が発光する構成に比較して表示画面全体の輝度を高めることができる。

[0052] (8)有機 EL素子 25の両電極のうち、有機層 27に対して液晶パネル 12と反対側に配置されている対向電極 28が光を反射する機能を有する。従って、当該電極を、光を反射する機能を有しない電極で形成する場合に比較して、有機層 27から対向電極 28に向力光が対向電極 28で効率よく反射され、透明電極 26から出射する光の量を多くすることができる。

[0053] 次に線状発光領域 30の構成が異なる別の実施形態について図 6及び図 7を参照して説明する。なお、前記実施形態と同様の部分については同一符号を付して詳しい説明を省略する。

[0054] 図 6に示すように、この実施形態では発光領域が全体として、液晶 16の垂直走査方向の長さが長い縦長の矩形状に形成されている。透明電極 26は、縦長の矩形の短辺と平行に延びるように、複数に分割されている。各透明電極 26の両端部に端子部 35が設けられている。即ち、端子部 35は、縦長の矩形の長辺に対応する箇所に設けられている。そして、対向電極 28はベタ電極で構成されるとともに、縦長の矩形の短辺と対応する箇所に一対の端子 28aを有してヽる。

[0055] 透明電極 26は金属製の電極に比較して体積抵抗率が大きいため、透明電極 26の端子部 35から透明電極 26の中心までの距離が短い方が発光領域全体としての輝度の均一性に有利になる。

[0056] 図 1〜図 5の前記実施形態の場合は、発光領域が全体として、液晶 16の垂直走査方向と直交する方向の長さが長い横長の矩形状に形成されている。従って、透明電極 26の端子部 35は横長の矩形の長辺に対応する箇所に設けた方が有利となる。しかし、複数の線状発光領域 30を液晶 16の垂直走査方向と直交する方向に沿って延びるように形成するには、線状発光領域 30と対応する形状に形成される電極の端子部を液晶 16の垂直走査方向に沿って配置する必要がある。そのため、図 1〜図 5の前記実施形態では複数の線状発光領域 30を形成する際に、有機 EL素子 25の電極のうち陰極となる対向電極 28が、線状発光領域 30とそれぞれ対応するように複数に分割される。陽極となる透明電極 26はベタ電極で構成されるとともに、その端子部 35 が横長の矩形の長辺に対応して設けられる。

[0057] この実施形態では、発光領域全体としての形状が縦長の矩形のため、透明電極 26 の端子部 35を縦長の矩形の長辺に対応して設けた方が輝度の均一性の点力有利となる。そこで、透明電極 26が線状発光領域 30とそれぞれ対応する形状に複数に分割されている。

[0058] 透明電極 26を複数に分割する場合には、 ITO膜が形成された透明な基板 24を準備し、 ITO膜に対してエッチングを行い、それによつて両端に端子部 35を備えた複数の透明電極 26を形成する。その後、有機層 27、対向電極 28及び保護膜 29を順に形成する。

[0059] 図 1〜図 5の前記実施形態では図 1 (c)に示すように、隣接する線状発光領域 30同士を区画する隔壁 31を、 1つの透明電極 26上に形成した。しかし、この実施形態の構成では、図 7に示すように、隔壁 31は形成されず、隣接する透明電極 26を区画する溝 41内が有機層 27で埋められることによって、隣接する線状発光領域 30の透明電極 26同士の絶縁が確保されて!、る。

[0060] 従って、この実施形態においては、複数の線状発光領域 30からなる面状発光領域全体の形状が縦長の矩形状に形成された照明装置 13において、対向電極 28を線状発光領域 30に対応して複数に分割する場合に比較して、発光領域全体としての輝度の均一性が向上する。また、隣接する線状発光領域 30間の絶縁を確保する隔壁 31が不要になり、その分、製造時の工数が減少する。

[0061] 次に液晶表示装置 11に動画像を表示させる際、画質をより向上させることが可能で、有機 EL素子 25の寿命を延長することができる別の実施形態について、図 8及び図 9を参照して説明する。

[0062] この実施形態では照明装置 13の構成は図 1〜図 5の前記実施形態と基本的に同じであるが、照明装置 13の点灯制御、即ち線状発光領域 30の発光制御方法が異なつている。この実施形態では、液晶表示装置 11の 1フレーム時間を Tf、液晶の応答時間を Tr、線状発光領域 30の行数を N、線状発光領域 30の同時点灯行数を nとした場合、前記 Tf、 Tr、 N、 nが次の関係を満足するように構成されている。

[0063] { (Tf/N) +Tr} + (Tf/N) Χ η≤Τί· ·· (1)

Tf < { (Tf/N) +Tr} + (Tf/N) X (η+ 1) · ·· (2)

ただし、この実施形態では、全ての線状発光領域 30が同じ幅で形成されている。

[0064] 次に上記 2式の根拠について説明する。図 8に示すように、照明装置 13が有する線状発光領域 30の行数を Ν (Νは 2以上の自然数)とし、それら線状発光領域 30を同時に η行ずつ液晶 16の垂直走査に同期して順に点灯 (発光）させる場合を考える。 1フレーム時間を Tfとすると、 1行の線状発光領域 30と対応する液晶 16の複数の行の垂直走査時間は、 TfZNとなる。

[0065] 図 9は線状発光領域 30の点灯デューティを設定する条件を説明するための説明図である。横軸は時間を表し、縦軸は液晶パネルの垂直走査方向の位置を表す。また、横軸に沿って延びる帯状の領域は、線状発光領域 30に対応する液晶パネルの領域に相当する。図 9にお、て斜線を付した部分は発光状態を表す。

[0066] 図 9において一番上の線状発光領域 30について見た場合、その線状発光領域 30 と対応する液晶 16の複数の行について、駆動データ書き替え開始から液晶 16が応答し終わるまでの時間は、（TfZN) +Trとなる。動画像の画質を高めるためには、この間は当該線状発光領域 30を非発光状態に保持する必要がある。また、同時発光させる線状発光領域 30の行数が nのため、一つの線状発光領域 30が発光状態となる期間は (TfZN) X nとなる。

[0067] そして、線状発光領域 30を前記非発光状態に保持する期間 (TfZN) +Trと、線状発光領域 30が発光状態となる期間 (TfZN) X nとが 1フレーム時間 Tf内になければならないため、（1)式の条件が必要になる。この条件式は、動画像の画質が向上する条件となる。

[0068] また、 nが最大となる条件を考えるとき、同時発光させる線状発光領域 30の行数を n より 1増やしたときに、 1フレームに対応する点灯に必要な時間が 1フレーム時間 Tfより長くなつた場合は、どこかで線状発光領域 30が必要以上に重なって発光していることになる。従って、そのようなことを避ける条件として（2)式が必要になる。この条件式は、同時点灯させる線状発光領域 30の行数を最大にするための条件となる。

[0069] 前記（1) , (2)式を書き替えると次式になる。

(N— 2)— (Tr/Tf) X N<n≤(N—l)— (Tr/Tf) X N〜（ 3)

1フレーム時間 Tf及び液晶の応答時間 Trは、液晶パネル 12及び液晶 16の性能によって決まる。一方、線状発光領域 30の行数 Nをいくつにするかは、有機 EL素子 25 の製造コスト、加工精度、制御の容易さ等の要因から決められる。従って、（3)式を満たすように線状発光領域 30の行数 N及び線状発光領域 30の同時点灯行数 nを設定することにより、動画像の画質を良好にでき、同時点灯する線状発光領域 30の行数が最大になる。制御装置 40は、設定された点灯状態となるようにドライバ 39を介して線状発光領域 30の対向電極 28の端子 28aにオン信号を出力する。

[0070] 同時点灯する線状発光領域 30の行数が最大になると、照明装置 13として同じ輝度において、各線状発光領域 30のピーク電流値が最小になり、有機 EL素子 25の寿命を延長することができる。また、同じ電力消費量であれば、電力効率が良くなつて照明装置 13の輝度が向上する。更に、ピーク時の輝度を最小にできるので、目に優しい。

[0071] 次に線状発光領域 30を非発光状態力発光状態に切り替える際、有機 EL素子 2 5に対する印加電圧を高めることなく応答時間を短縮でき、高速応答の液晶に対応することができる別の実施形態について図 10を参照して説明する。

[0072] 有機 EL素子は、電気的にはダイオード成分と、ダイオード成分と並列に接続された寄生容量成分とによる構成として置き換えることができると考えられている。そして、有機 EL素子は、駆動電圧が印加されると、先ず、当該有機 EL素子の電気容量に相当する電荷が蓄積される。続いて当該素子固有の一定の電圧 (発光閾値）に達すると、ダイオード成分の陽極側から発光層を構成する有機層に電流が流れ始め、この電流にほぼ比例した強度で発光すると考えられている。

[0073] 有機 EL素子の駆動速度は液晶の駆動速度に比較して速いため、液晶表示装置 1 1が擬似インパルス駆動されず、また照明装置 13も一般的なバックライトのように全面発光を行う装置の場合には、特に問題はない。しかし、液晶表示装置 11が動画像の画質向上のため、擬似インパルス駆動されるとともに、液晶の応答性が高められた場合、有機 EL素子の応答時間も短縮ィ匕が求められる。

[0074] この実施形態では、液晶表示装置 11を擬似インパルス駆動する際、線状発光領域 30を非発光状態力も発光状態に切り替えるために駆動電圧を有機 EL素子 25に印可する印加方法が異なっており、 V、わゆるプリチャージと、う駆動方法を用いて、る。プリチャージなしの場合、線状発光領域 30を非発光状態から発光状態に切り替えるタイミングは、図 10の中段に示すように、当該線状発光領域 30の直上にある液晶 16 の駆動データの書き替えが終了後、予め設定された所定時間経過後の時点 tlであつた。時点 tlは、例えば、当該線状発光領域 30に対応する最初のラインの液晶への駆動データの書き替え開始時点 ts力最後のラインの液晶への駆動データの書き替えが終了して、その液晶の応答が完了する時点に設定される。液晶の応答が完了した時点とは、一般に液晶の応答が 90%以上完了した時点を意味する。

[0075] この実施形態 (プリチャージあり）では、有機 EL素子 25は、非発光状態から発光状態へ切替制御される際、発光に必要な電圧より低い電圧が印加された状態から発光に必要な電圧が印加されて発光状態に切り替えられる。例えば、図 10の下段に示すように、有機 EL素子 25を非発光状態力発光状態に切り替える際、前記所定のタイミング（時点 tl)より前の時点 tOで発光に必要な所定の電圧 V;fより低、電圧 Vpが印加された後、時点 tlで所定の電圧 Vfが印加される。時点 tOは、有機 EL素子 25に電圧 Vpが印加されてカゝら有機 EL素子 25の寄生容量成分への電荷の蓄積 (充電)が時点 tlまでに完了するように設定される。時点 tOは、例えば、有機 EL素子 25の寄生容量成分への電荷の蓄積完了までの時間を時定数に基づいて演算して設定したり、当該有機 EL素子 25の直上にある液晶 16の最後のラインの書き替え開始タイミングに設定したりしてもよい。

[0076] プリチャージなしの場合では、有機 EL素子 25は、時点 tlで発光に必要な所定の電圧 Vfの印加が開始された後、寄生容量成分への電荷の蓄積が完了し、当該素子固有の一定の電圧に達するまでの時間 Thが経過した時点 t2で発光状態となる。一方、この実施形態では、時点 tlで発光に必要な所定の電圧 Vfの印加が開始される前に、有機 EL素子 25の寄生容量成分への電荷の蓄積が完了しているため、時点 t 1で電圧 Vfの印加が開始されると、プリチャージなしの場合より短時間で所定の電圧 Vfに達して発光状態となる。従って、有機 EL素子 25の発光時の応答時間を短縮でき、高速応答の液晶に対応することができる。また、発光状態での印加電圧はプリチヤージなしの場合と同じため、電源の電圧を変更する必要はない。

[0077] 次に線状発光領域 30を非発光状態力発光状態に切り替える際、有機 EL素子 2 5の応答時間を短縮でき、高速応答の液晶に対応することができる別の実施形態について図 11を参照して説明する。なお、図 10の前記実施形態と同様の部分については同一符号を付して詳しい説明を省略する。

[0078] この実施形態では、有機 EL素子 25は、非発光状態から発光状態へ切替制御される際に、発光に必要な電圧より高い電圧又は発光に必要な電流より高い電流が供給されており、いわゆるオーバードライブという駆動方法を用いている。例えば、図 11の下段に示すように、オーバードライブありの場合、有機 EL素子 25を非発光状態から発光状態に切り替える際、線状発光領域 30の直上にある液晶 16の駆動データの書き替えが終了後、予め設定された時点 tl (所定のタイミング)で発光に必要な電圧 Vf より高い電圧 Vhが印加された後、発光に必要な電圧 Vfが印加される。所定のタイミング（時点 tl)は、図 11の中段に示すオーバードライブなしの場合と同じである。電圧 Vhの値及び印加電圧を電圧 Vhカゝら必要な電圧 Vfに切り替えるタイミングは、有機 EL素子 25の寄生容量成分の容量の大きさ、目的とする応答時間等に基づいて設定される。

[0079] この実施形態では、時点 tlで発光に必要な所定の電圧 V;fより高い電圧 Vhが印加される。オーバードライブなしのように電圧 Vfを印加した場合に比較して、印加電圧の立ち上がりが急になり、有機 EL素子 25の寄生容量成分への電荷の蓄積が完了するまでの時間が短縮されて、有機 EL素子 25は、オーバードライブなしの場合より短時間で所定の電圧 Vfに達して発光状態となる。従って、有機 EL素子 25の発光時の応答時間を短縮でき、高速応答の液晶に対応することができる。

[0080] また、有機 EL素子 25に対して発光に必要な所定の電圧 Vfより高い電圧 Vhが印カロされる期間は、有機 EL素子 25の寄生容量成分への電荷の蓄積時間を短縮させるのに必要な短時間である。そして、有機 EL素子 25の寄生容量成分への充電が完了後、有機 EL素子 25に対する実際の印加電圧が電圧 Vhまで達する前に、有機 EL 素子 25への印加電圧は発光に必要な所定の電圧 Vfに切り替えられる。従って、有機 EL素子 25の発光状態において有機 EL素子 25への実際の印加電圧は Vhより低ぐ有機 EL素子 25の発光状態で輝度が不要に明るくなることはない。そして、有機 E L素子 25は、目的の明るさで発光するとともに、発光状態において駆動電力をォーバードライブなしの場合と比較して多く消費することもない。

[0081] なお、有機 EL素子 25を非発光状態から発光状態へ切替制御する際に、発光に必要な電流より高い電流が供給される構成としてもよい。この場合も、有機 EL素子 25を非発光状態力も発光状態に切り替える際の応答時間を短縮でき、高速応答の液晶に対応することができる。

[0082] 次に有機 EL素子 25の発光時間を削減することなぐ有機 EL素子 25の寿命を延長することが可能な別の実施形態について、図 12及び図 13を参照して説明する。有機 EL素子は、電気的にはダイオード成分と、ダイオード成分と並列に接続された寄生容量成分とによる構成として置き換えることができると考えられている。そして、有機 EL素子は、ダイオード成分の順方向電流にほぼ比例した強度で発光することが知られている。また、有機 EL素子においては、発光に関与しない逆方向の電圧 (逆ノィァス電圧）を印加することで、有機 EL素子の寿命を延ばすことができることが経験的に知られている。

[0083] この実施形態 (逆バイアス電圧あり）では、液晶表示装置 11を擬似インパルス駆動する際、逆バイアス電圧なしの場合は有機 EL素子 25に電圧を印加させない状態、即ち印加電圧をグランドレベル (OV)に保持する非発光状態において、有機 EL素子 25に逆バイアス電圧が印加可能に構成されている。 [0084] 図 12に示すように、透明電極 26及び対向電極 28は何れも、複数の線状発光領域 30にそれぞれ対応した形状に形成されている。各透明電極 26の端子部 35及び各対向電極 28の端子 28aは、それぞれスィッチ 42, 43を介して電源 Eの陽極側及び陰極側に選択的に接続可能に構成されている。スィッチ 42, 43はドライノ 39 (図 3参照）により制御される。スィッチ 42を介して端子部 35が電源 Eの陽極側に接続され、且つスィッチ 43を介して端子 28aが電源 Eの陰極側に接続されると、有機 EL素子 25 の対応する線状発光領域 30に順方向電圧が印加されて該線状発光領域 30が発光状態となる。一方、スィッチ 42を介して端子部 35が電源 Eの陰極側に接続され、且つスィッチ 43を介して端子 28aが電源 Eの陽極側に接続されると、有機 EL素子 25の対応する線状発光領域 30に逆バイアス電圧が印加されて該線状発光領域 30が非発光状態となる。

[0085] この実施形態では、各線状発光領域 30に対応する有機 EL素子 25の部分は、液晶 16の垂直走査に同期して順に発光するように、かつ当該線状発光領域 30の直上にある液晶 16の部分の駆動データ書き替え期間は非発光状態となるように制御される。有機 EL素子 25には、逆バイアス電圧なしの場合では図 13の上段に示すように、非発光状態においてはグランドレベルの電圧 (GND)が印加され、発光状態においては所定の電圧 Vfが印加される。一方、この実施形態では、有機 EL素子 25には、図 13の下段に示すように、発光状態においては所定の電圧 Vfが印加され、非発光状態においては逆バイアス電圧— Vfが印可される。従って、見かけ上全面発光となる状態において、輝度を低下させずに有機 EL素子 25の各線状発光領域 30に逆バィァス電圧を印加することができ、有機 EL素子 25の寿命を延長することができる。

[0086] 次に有機 EL素子 25の発光時間を削減することなぐ有機 EL素子 25の寿命を延長するため、有機 EL素子 25に逆ノィァス電圧を印加することが可能な別の実施形態について、図 14及び図 15を参照して説明する。

[0087] この実施形態では、前記実施形態において各有機 EL素子 25に印加される電圧をパルス幅変調制御（PWM制御）可能に構成されている点が異なる。なお、図 12及び図 13の前記実施形態と同様の部分については同一符号を付して詳しい説明を省略する。 [0088] 図 14に示すように、各スィッチ 42と端子部 35との間にスイッチング素子 44力各スイッチ 43と端子 28aとの間にスイッチング素子 45がそれぞれ設けられている。スイツチング素子 44, 45は、図 15の下段に示すように、グランドレベルをセンター値とした正弦波状の電圧が有機 EL素子 25に印加されるように、ドライバ 39によって制御される。なお、図 15において、印加電圧 Vfは、有機 EL素子 25が発光するのに必要な閾値電圧ではなぐ印加時の最大電圧であり、有機 EL素子 25は V;fより低い印加電圧で発光する。

[0089] 各有機 EL素子 25に逆バイアス電圧と順方向電圧とを交互に印加する構成において、図 12及び図 13の前記実施形態のように印加電圧が矩形状の波形の場合は、有機 EL素子 25にかかる電界が急激に変化するため、素子の劣化を早める虞れがある。しかし、この実施形態では有機 EL素子 25の各線状発光領域 30に正弦波状の電圧が印加されるため、有機 EL素子 25にかかる電界が急激に変化することがない。従つて、有機 EL素子 25の寿命がより延長される。

[0090] 有機 EL素子 25の発光時間を削減することなぐ有機 EL素子 25の寿命を延長するため、有機 EL素子 25に逆バイアス電圧を印加することが可能な実施形態として、垂直走査帰線期間（Vertical Blanking Period)において、有機 EL素子 25の各線状発光領域 30に逆バイアス電圧を印加する構成を採用してもょヽ。垂直走査帰線期間とは、 1フレームのデータにつ、て垂直走査が完了してから次のフレームのデータの垂直走査が開始されるまでの期間を意味する。この期間は短時間のため全ての線状発光領域 30を非発光状態にしても、人には視認されない。

[0091] この実施形態では、透明電極 26及び対向電極 28の一方はベタ電極でよぐベタ電極に形成された側の電極に関しては、スィッチは 1個のみ設けられる。この実施形態においても、有機 EL素子 25の各線状発光領域 30に定期的に逆バイアス電圧が印カロされるため、有機 EL素子 25の寿命が延びる。また、前記両実施形態に比較してスイッチの数が少なぐ構造が簡単になる。

[0092] 有機 EL素子 25に逆バイアス電圧を印加する時期は、有機 EL素子 25の非発光状態のときであればよぐ有機 EL素子 25の非発光状態の間の任意の時期でよい。また、逆バイアス電圧が矩形状の波形の場合は、逆バイアス電圧を印加した状態で発光状態への切り替え時期まで保持する構成に限らない。例えば、発光状態への切り替え時期より前に印加電圧をグランドレベルに切り替えて、その後に発光状態への切り替えを行うようにしてもよい。

[0093] 次に隣接する両線状発光領域 30に挟まれた非発光領域に起因する暗線を目立たないようにすることができる実施形態について、図 16 (a) ,図 16 (b)を参照して説明する。なお、図 1〜図 5の前記実施形態と同様の部分については同一符号を付して詳しい説明を省略する。

[0094] 図 16 (a)に示すように、有機 EL素子 25が設けられた基板 24の面において、隣接する線状発光領域 30の間、即ち有機 EL素子 25が存在しない部分には、線状発光領域 30と平行に延びる V字状溝 46が設けられてヽる。 V字状溝 46の壁面 46aは、光学研磨面又は鏡面に形成されている。 V字状溝 46は、線状発光領域 30に対応する基板 24の部分力ゝら出射される光の明るさ (輝度）と、線状発光領域 30に挟まれた基板 24の部分力も出射される光の明るさ (輝度）とが同等となるように設けられている

[0095] この実施形態では、有機 EL素子 25が発光すると、有機 EL素子 25からの光は、透明な基板 24に入射される。有機 EL素子 25は等方性のため、有機 EL素子 25から出射される光の一部は基板 24に対して斜めに入射する。そして、図 16 (a)に示すように、基板 24に斜めに入射した光の一部が V字状溝 46の壁面 46aで反射して、基板 2 4の出射面と直交する方向へ進む。従って、隣接する線状発光領域 30の間と対応する基板 24の部分からも、線状発光領域 30と対応する基板 24の部分から出射される光と同等の明るさを有する光が出射される。そのため、各線状発光領域 30の間と対応する照明装置 13の部分に暗線が視認されるのを抑制することができる。そして、暗線が視認される構成と比較して、表示品位が向上する。

[0096] V字状溝 46の壁面 46aは光学研磨面又は鏡面に形成されて、る。従って、 V字状溝 46の壁面 46aが光学研磨面又は鏡面に形成されて、な、場合に比較して、散乱 '吸収などによる光の減衰が少ない。そのため、 V字状溝 46で反射して基板 24の光出射側から出射する光の量が増え、有機 EL素子 25から出射される光を有効に利用することができる。 V字状溝 46の開口幅は、隣接する線状発光領域 30間の間隔と正確に対応していなくてもよぐ隣接する線状発光領域 30間の間隔に対して多少広くてち狭くてちょい。

[0097] 図 16 (b)に示すように、 V字状溝 46を有機 EL素子 25が設けられていない基板 24 の面において、隣接する線状発光領域 30の間と対応する部分に設けてもよい。この場合、有機 EL素子 25から基板 24に斜めに入射して、 V字状溝 46に向力つて進んだ光の一部は、 V字状溝 46内へ出射され、隣接する線状発光領域 30の間と対応する照明装置 13の部分に暗線が視認されるのを抑制することができる。基板 24の屈折率は約 1. 5で、空気の屈折率は 1であるため、基板 24から溝 46内への入射角より出射角が大きくなる。従って、 V字状溝 46は図 16 (a)に示すように、有機 EL素子 25が設けられている基板 24の面に設ける方が好ましい。なお、基板 24の両面に V字状溝 46を設けてもよい。

[0098] 次に隣接する線状発光領域 30に挟まれた非発光領域に起因する暗線を目立たないようにすることができる別の実施形態について、図 17 (a) ,図 17 (b)を参照して説明する。なお、図 16 (a) ,図 16 (b)の前記実施形態と同様の部分については同一符号を付して詳ヽ説明を省略する。

[0099] 図 17 (a)に示すように、有機 EL素子 25が設けられた面と反対側の基板 24の面において、隣接する線状発光領域 30の間の部分には、光散乱部 47が線状発光領域 3 0に沿って延びるように設けられている。光散乱部 47は V字状の溝 47a及び溝 47a内に収容された光散乱部材 47bを含む。光散乱部材 47bは、例えば、透明な榭脂に該榭脂と屈折率が異なる粒体又は粉体を分散させたものが使用される。粒体又は粉体は、光を吸収せずに、光を反射あるいは屈折させる機能を備えていればよぐ透明である必要はない。粒体又は粉体は、例えば、榭脂又はセラミックスで形成されている。

[0100] 光散乱部材 47bは、透明な榭脂に粒体又は粉体を分散させた構成に限らず、透明な榭脂中に気泡が存在する構成や、レーザー光の照射により透明な榭脂の内部に傷又は屈折率が周囲と異なる部分が形成された構成としてもよい。

[0101] この実施形態では、有機 EL素子 25が発光すると、有機 EL素子 25から出射される光の一部は基板 24に対して斜めに入射する。そして、図 17 (a)に示すように、基板 2 4に斜めに入射した光の一部が光散乱部 47で散乱して、一部が基板 24の出射面と直交する方向へ進む。従って、線状発光領域 30と対応する基板 24の部分だけでなぐ隣接する線状発光領域 30の間と対応する基板 24の部分からも、光が出射される。そのため、隣接する両線状発光領域 30の間と対応する照明装置 13の部分に暗線が視認されるのを抑制することができる。

[0102] 光散乱部 47を基板 24と異なる材質で構成する代わりに、図 17 (b)に示すように、基板 24に光散乱部 48が直接設けられた構成としてもよい。光散乱部 48は、レーザ一光の照射により基板 24の内部に形成された傷又は屈折率が周囲と異なる部分により構成されている。この場合も、有機 EL素子 25から基板 24に斜めに入射した光の一部が光散乱部 48で散乱して、一部が基板 24の出射面と直交する方向へ進む。従つて、隣接する線状発光領域 30の間と対応する基板 24の部分からも、光が出射される。そのため、隣接する線状発光領域 30の間と対応する照明装置 13の部分に暗線が視認されるのを抑制することができる。

[0103] 次に隣接する線状発光領域 30に挟まれた非発光領域に起因する暗線を目立たないようにすることができる別の実施形態について、図 18を参照して説明する。なお、図 1〜図 5の前記実施形態と同様の部分については同一符号を付して詳しい説明を省略する。

[0104] 図 18に示すように、有機 EL素子 25が設けられた面と反対側の基板 24の面には、光拡散シート 49が貼付されている。また、照明装置 13と液晶パネル 12との間には、 2枚のプリズムシート 50が設けられている。光拡散シート 49は、液晶表示装置で使用される公知の構成、例えば、透明な榭脂内に樹脂と屈折率の異なる粒体が分散された構成のものが使用される。 2枚のプリズムシート 50の各々は、頂角が 90° の複数のプリズムを備えており、それらのプリズムの延びる方向が両プリズムシート 50では互いに直交している。

[0105] この実施形態では、基板 24の光出射側に光拡散シート 49が貼付されているため、有機 EL素子 25から基板 24に入射し、基板 24の出射面力も出射した光は、光拡散シート 49を通過する際に拡散 (散乱)する。そのため、隣接する線状発光領域 30の間と対応する基板 24の部分からも光が出射される。光拡散シート 49を経て出射された光は、プリズムシート 50で集光されて液晶パネル 12を照明する。従って、隣接する線状発光領域 30の間と対応する照明装置 13の部分に暗線が視認されるのを抑制することができる。

[0106] プリズムシート 50として頂角が 90° 以外のプリズムを備えたものを使用したり、プリズムシート 50を 1枚のみ使用したりしてもよい。また、プリズムシート 50を使用せずに光拡散シート 49のみを使用してもよい。

[0107] 上記各実施形態は次のように変更されてもよ!、。

各線状発光領域 30の輝度をほぼ同等にする方法は、各対向電極 28のオンカもォフ及びオフ力オンへの切り替えを 1フレーム中で各 1回として、オン状態の時間長さによって輝度を調整する方法に限らない。例えば、図 19に示すように、 1フレーム中の当該対向電極 28のオン期間内で PWM調光制御される構成としてもよヽ。図 19は、番号 1〜番号 3で示す対向電極 28に対する印加電圧の供給状態を示す図である。この場合、線状発光領域 30の輝度の調整を精度良く実施でき、透明電極 26の内部抵抗による輝度ムラをより低減させることができる。

[0108] 液晶表示装置として表示画面の数を 1画面と 2画面とに切り替え可能な構成の場合、図 20に示すように面状発光領域を 2つ設けて、それぞれの面状発光領域毎に線状発光領域 30を複数列ずつ設けてもよい。各面状発光領域の線状発光領域 30を、他の面状発光領域のそれとは独立して制御可能に構成してもよい。この場合、片側の画面しか使用しない状態において、無駄な照明をする必要がなくなり、消費電力を低減できる。表示画面は 3以上でもよい。

[0109] 液晶パネル 12の画面が大きくなつて、 1フレームの間に垂直走査する画素電極 17 の列数が多い表示装置において、画面を垂直走査方向において複数分割し、分割された各領域毎に同時に垂直走査をする構成を採用した場合、照明装置 13においても、発光領域をそれに対応して複数分割する。そして、分割された各領域毎に同時に、線状発光領域 30が液晶 16の垂直走査に同期して順に発光するように、対向電極 28のオン状態を制御するようにしてもょヽ。

[0110] 定常状態において複数の線状発光領域 30が同時に発光状態となる構成に代えて、一個の線状発光領域 30が順に発光状態となる構成としてもょヽ。

表示画面の輝度を調整する方法として、有機 EL素子 25に供給される電源電圧を調整する構成に代えて、定常状態において同時に発光状態となる線状発光領域 30 の数を変更可能な構成としてもよい。例えば、低輝度の場合は、線状発光領域 30が 1個ずつ順に発光状態となるように制御し、高輝度の場合は線状発光領域 30が複数個ずつ順に発光状態となるように制御する。

[0111] 対向電極 28は、発光時に複数列の画素電極 17に対して照明光を照射可能な幅に限らず、 1列の画素電極 17に対して照明光を照射可能な幅として、液晶 16の垂直走査に 1： 1で同期して発光状態と非発光状態とに切り替えられる構成としてもよい。

[0112] 対向電極 28の幅は全て同じに限らず、異なる幅の対向電極 28が混在する構成としてもよい。しかし、同じ幅の方が対向電極 28のオンデューティ（オン'オフ時期）の制御や対向電極 28のオン期間内での PWM調光制御が容易になる。

[0113] 有機 EL素子 25を構成する一対の電極のうち、光を反射する機能を有しない材質で対向電極 28を構成してもよヽ。

基板 14, 15, 24はガラスに限らず、透明な榭脂基板やフィルムであってもよい。

[0114] 発光層 33は白色発光層に限らず、青色発光層を使用してもよい。この場合、カラーフィルタ 20として色変換層を備えたカラーフィルタを使用することにより、カラーフィルタ 20を透過後の光が R (赤）、 G (緑)、 B (青）の画素に対応する色の光となる。従って、白色発光層の場合と同様に、同一色の発光層で所望の色を再現することができる

[0115] 透明電極 26は、液晶 16の垂直走査方向の一方の端部のみに端子部 35が設けられた構成としてもよい。この場合は、対向電極 28のうち端子部 35に近い対向電極 28 ほどオンデューティが小さぐ端子部 35から遠い対向電極 28ほどオンデューティが大きくなるように制御される。即ち、電流密度の大きな対向電極 28はオンデューティ力 S小さぐ電流密度の小さな対向電極 28はオンデューティが大きくなるように制御される。そのため、各線状発光領域 30の輝度がほぼ同等となり、輝度ムラが抑制される。しかし、前記実施形態のように両端部に端子部 35を設けた構成の方が、制御が容易になる。

[0116] 透明電極 26がベタ電極で構成され、対向電極 28が線状発光領域 30に対応する形状に形成された有機 EL素子 25の場合、透明電極 26の端子部 35を端子 28aが設けられる基板 24の辺と同じ辺に設けてもよい。端子部 35は両側の辺に設けても、片側の辺に設けてもよい。この場合、例えば、図 21 (a)に示すように、透明電極 26の端子部 35を長く形成するとともに、端子部 35上の有機層 27に近い部分に絶縁膜 51が設けられる。対向電極 28は、絶縁膜 51上に端子 28aが設けられる。また、図 21 (b) に示すように、絶縁膜 51上に対向電極 28の電極延出部 28bが設けられ、電極延出部 28bと電気的に接続するように対向電極 28の端子 28aが絶縁膜 25上に設けられた構成としてもよい。端子 28aの材質としては、対向電極 28の材質より鲭び難い材質、例えば、透明電極 26の材質と同じものが使用される。透明電極 26の端子部 35及び対向電極 28の端子 28aを基板 24の同じ辺上に配置すると、端子部 35及び端子 2 8aをフレキシブルプリント基板 (FPC)を介して接続する際、 FPCの数を少なくできる。そのため、低コスト化、実装作業の容易化、小型化をは力ることができる。

[0117] 対向電極 28がベタ電極で構成され、透明電極 26が線状発光領域 30に対応する形状に形成された有機 EL素子 25の場合において、前記実施形態と同様に、端子 2 8aを端子部 35が設けられる基板 24の辺と同じ辺に設けてもよい。端子 28aは両側の辺に設けても、片側の辺に設けてもよい。

[0118] 液晶パネル 12はカラーフィルタ 20を備えない、白黒表示パネルであってもよい。

液晶パネル 12が白黒表示用あるいはモノクローム表示用の場合は、照明装置 13 を構成する EL素子は白色発光を行う発光層 33を有する EL素子に限らず、他の色で発光する発光層を有する EL素子であってもよ、。

[0119] 各線状発光領域 30の非発光状態において、有機 EL素子 25に逆バイアス電圧を印加する構成でなくても、第 1電極 (この実施形態では透明電極 26)及び第 2電極 (この実施形態では対向電極 28)の両者を線状発光領域 30に対応する線状に形成してもよい。

[0120] 液晶パネル 12側に配置される透明電極 26の体積抵抗率より大きな体積抵抗率の材質で形成された対向電極 28を使用する場合は、透明電極 26を線状として、対向電極 28をベタ電極とする。

[0121] 照明装置 13は、ボトムェミッションタイプに限らず、基板と反対側から光りを出射するトップェミッションタイプとしてもよい。その場合、基板は不透明であってもよい。照明装置 13は、 EL素子として、有機層 27に代えて無機 EL層を使用した無機 EL 素子を備えた構成としてもよい。この場合、有機 EL素子 25を使用する場合と異なり、有機 EL素子 25を水分や酸素力も保護するための保護手段が不要になる。

Claims

請求の範囲

[1] EL素子で構成された面状発光領域を備える照明装置をバックライトとして用いた液晶表示装置であって、

前記面状発光領域は、液晶の垂直走査方向と直交する方向に延びる複数の線状発光領域で構成され、前記複数の線状発光領域は、液晶の垂直走査に同期して順に発光するように、発光状態と非発光状態とに制御装置からの指令信号により切替制御され、当該線状発光領域は、少なくとも直上にある液晶の部分の駆動データ書き替え期間にお、ては非発光状態となるように制御される液晶表示装置。

[2] 前記線状発光領域の発光状態から非発光状態への切替時には、非発光状態に切り替えられる当該線状発光領域と交代して発光状態に切り替えられる他の線状発光領域が発光状態になった後、当該線状発光領域が非発光状態に切り替えられる請求項 1に記載の液晶表示装置。

[3] 前記 EL素子は、発光層と、前記発光層を挟むように配置される第 1電極及び第 2 電極とを有し、前記第 1電極は、前記第 2電極よりも大きな体積抵抗率を有し且つ全ての線状発光領域に共通のベタ電極で構成され、前記第 2電極はそれぞれ、前記線状発光領域に対応する形状に形成されている請求項 1又は請求項 2に記載の液晶表示装置。

[4] 前記第 1電極は、前記液晶の垂直走査方向における少なくとも一方の端部に端子部を有し、前記制御装置は、前記第 2電極に対するオンデューティが、前記端子部に近い第 2電極ほど小さくなるように、第 2電極を制御する請求項 3に記載の液晶表示装置。

[5] 前記端子部は前記第 1電極の一方の端部又は両端部に設けられている請求項 4に記載の液晶表示装置。

[6] 前記各第 2電極は、前記制御装置からの指令により、 1フレーム中の当該第 2電極のオン期間内で PWM調光制御される請求項 4又は請求項 5に記載の液晶表示装置。

[7] 前記 EL素子は、発光層と、前記発光層を挟むように配置される第 1電極及び第 2 電極とを有し、前記第 2電極は、前記第 1電極よりも小さな体積抵抗率を有し且つ全ての線状発光領域に共通のベタ電極で構成され、前記第 1電極はそれぞれ、前記線状発光領域に対応する形状に形成されている請求項 1又は請求項 2に記載の液晶表示装置。

[8] 前記照明装置に対向するように配置された液晶パネルをさらに備え、前記第 1電極は透明であるとともに、前記第 2電極よりも液晶パネル寄りに配置されている請求項 3

〜請求項 7のいずれか一項に記載の液晶表示装置。

[9] 前記 EL素子は有機 EL材料の薄膜からなる発光層を備えた有機 EL素子である請求項 1〜請求項 8のいずれか一項に記載の液晶表示装置。

[10] 前記有機 EL素子は、非発光状態から発光状態へ切替制御される際、発光に必要な電圧より低い電圧が印加された状態から発光に必要な電圧が印加された状態に切り替えられる請求項 9に記載の液晶表示装置。

[11] 前記有機 EL素子は、非発光状態から発光状態へ切替制御される際に、発光に必要な電圧より高い電圧又は発光に必要な電流より高い電流を与えられる請求項 9に記載の液晶表示装置。

[12] 前記有機 EL素子は、非発光状態において逆バイアス電圧が印加される請求項 9

〜請求項 11の!、ずれか一項に記載の液晶表示装置。

[13] 前記有機 EL素子は白色発光を行、、液晶パネルはカラーフィルタを備えて、る請求項 9〜請求項 12のいずれか一項に記載の液晶表示装置。

[14] 前記各線状発光領域は、線順次走査される画素電極の複数列を同時に照明可能な幅に形成されている請求項 1〜請求項 13のいずれか一項に記載の液晶表示装置

[15] 前記線状発光領域は定常状態において、複数が同時に発光状態となるように制御される請求項 1〜請求項 14のいずれか一項に記載の液晶表示装置。

[16] 液晶表示装置の 1フレーム時間を Tf、液晶の応答時間を Tr、前記線状発光領域の行数を N、前記線状発光領域の同時点灯行数を nとした場合、前記 Tf、 Tr、 N、 nが次の関係を満足する請求項 1〜請求項 15のいずれか一項に記載の液晶表示装置。

{ (Tf/N) +Tr} + (Tf/N) X n≤Tf