JP3900567B2 - 照明装置および液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置および照明機能を有する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の面照明装置は図８（ａ）に示すように、液晶表示パネル１０２等被照明体の背面に照明装置１０１を配置し、通常は常時照明を点灯していた。また、反射機能を有する液晶表示装置等は図８（ｂ）に示すように、液晶表示パネル１０２等の背面に反射板１０３を配置し、外部光の照明により使用していた。外部が明るい時は反射を、暗いときにはバックライト照明を使い分けるためには、図８（ｃ）に示すように、液晶表示パネル１０２等の背面に半透過反射板１０４および照明装置１０１を配置していた。（例えば、特開昭５７−０４９２７１、特開昭５７−０５４９２６、特開昭５８−０９５７８０等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の照明機能だけを有する液晶表示装置等は、光源を常時点灯させているため電力消費が大きく、たとえば携帯用機器の照明としては長時間使用できないという課題を有していた。また従来の反射機能だけを有する液晶表示装置等は、コントラストが低く、外部が暗いところでは使用できないという課題を有していた。さらに半透過反射板および照明装置を用いた場合、反射で用いたときもバックライト照明で用いたときも表示が暗いという課題が必然的に発生し、中途半端な技術のため、なかなか普及していないのが実態である。
【０００４】
本発明はこの様な問題点を解決するもので、反射機能を低下させることなく照明できる照明装置または液晶表示装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の照明装置は、
（１）被照明体の、該被照明体の観察者側に配置する照明装置であって、透明な平板の前記観察者側の面に、透明電極層、網状の発光層および該発光層と概ね一致する網状の金属薄膜電極層を順に形成して電界発光素子を構成し、前記網状の金属薄膜電極層の前記観察者側に、透明基板または透明シートを、前記透明な平板との間に空気層を介して配置したことを特徴とする。
【０００６】
（２）被照明体の、該被照明体の観察者側に配置する照明装置であって、透明な平板の前記観察者側の面に、透明電極層、網状の発光層および該発光層と概ね一致する網状の金属薄膜電極層を順に形成して電界発光素子を構成し、前記電界発光素子を透明板または透明シートで密封構造とし、前記電界発光素子の前記観察者側に、前記透明板または透明シートと異なる透明板または透明シートを、前記透明板または透明シートと密着させずに配置したことを特徴とする。
【００１２】
（８） 前記電界発光素子として有機電界発光素子を用いたことを特徴とする。 また、本発明の液晶表示装置は、前記照明装置を液晶表示体の表示面前面に配置したことを特徴とする液晶表示装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１（ａ）において、透明板１１の表面には網状の電界発光素子１２を形成している。電界発光素子１２の詳細を図１（ｂ）に示す。透明板１１上に金属薄膜電極層１３、発光層１４、透明電極層１５を順に形成し、金属薄膜電極層１３と透明電極層１５間に電圧を印加することにより、発光層１４を発光させる。このとき、観察者は発光層１４に対しては金属薄膜電極層１３が手前にあるため照明光は観察者に直接届くことはなく、被照明体１６を効率的に照明することができる。また前述のとおり電界発光素子１２は網状であるため、素子を形成していない部分は透明であり、観察者は本照明装置を通して被照明体１６を観察することができる。
【００１４】
透明板１１は透明な材質であれば何でもよく、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂等の透明樹脂の板あるいはシート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂等の透明シート、ガラス板等の無機透明材料等が用いられる。透明板１１に樹脂のシートを用いた場合には、曲げに対しての許容性が高く、フレキシブルな照明装置が実現できる。電界発光素子１２は、銀、アルミニウム等の金属薄膜電極層１３とＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明電極１５で発光層１４を挟み込んだ構造をしており、発光層１４は無機または有機の電界発光材料が用いられる。特に有機の電界発光材料は輝度も高く、高効率が期待できる。有機の発光材料としては、キノリノールアルミ錯体（発光色は緑色）、亜鉛のオキサゾール錯体（同青色）、亜鉛の２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール錯体（同白色）等が知られており、これらを使用することができる。
【００１５】
電界発光素子１２は細い線状に形成されており、全体的には網状となっているが、この部分は被照明体１６の視認性を多少なりとも阻害するので、用途にもよるが、液晶表示体などに用いる場合、幅１００μｍ以下で形成することが望ましい。電界発光素子１２は照明部全体の面積に対して、任意の面積比で設定することができる。しかし、電界発光素子の面積比を大きくとることにより、照明の照度を上げることができるが、垂直透過光線の割合を減少させ、視認性を低下させる。実際には５０％を超える面積比に設定することは現実的でなく、暗い時のパートタイム照明としては、２０％以下の面積比に設定するのが妥当である。
【００１６】
電界発光素子１２の形状についても図２に示すように、格子状等、被照明体との組み合わせにより任意に選ぶことができる。
【００１７】
（第２の実施形態）
以下に本発明の他の実施形態を図面に基づいて説明する。図３（ａ）において、透明板１１の表面には網状の電界発光素子１２を形成している。電界発光素子１２の詳細を図３（ｂ）に示す。透明板１１上に透明電極層１５、発光層１４、金属薄膜極層１３を順に形成し、金属薄膜電極層１３と透明電極層１５間に電圧を印加することにより、発光層１４を発光させる。このとき、観察者は発光層１４に対しては金属薄膜電極層１３が手前にあるため照明光は観察者に直接届くことはなく、被照明体１６を効率的に照明することができる。また前述の通り電界発光素子１２は網状であるため、素子を形成していない部分は透明であり、観察者は本照明装置を通して被照明体１６を観察することができる。
【００１８】
また、この場合は透明電極層１５を必ずしも網状にする必要はない。透明電極層１５を透明板１１上全面に形成した場合、抵抗値を低く押さえられることができ、効率向上のために有利である。その他、電界発光素子１２の形状、大きさ等は前述の第１の実施形態の場合に準じる。
【００１９】
図４において、透明板１１の観察者側には透明板または透明シート１７が配置される。導光板１１と透明板または透明シート１７の間は密着しておらず、空気層が存在する。発光層１４より発した光線は、透明板１１を透過して被照明体１６を照明しているため、透明板１１内にも導光してる光線がある。よって透明板１１表面はわずかでも傷があると、そこで内部を導光する光線が反射し、観察者側からは輝点や輝線として確認できる。これらは透過式の照明としては見苦しいばかりでなく、コントラストの低下等著しく視認性を低下させるものである。透明板または透明シート１７は透明板１１に対して空気層を介しているため、透明板１１からの光束が入り込むことはなく、ここに傷が付いても、輝点、輝線がでることはない。またこの場合、傷の相対面積はわずかであるので、被照明体１６に対する視認性についての影響もきわめて小さい。本実施形態の照明装置を前置式面照明として使用するためには、この透明板または透明シート１７の存在が必須である。透明板または透明シート１７としてはアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂等の透明樹脂、ガラス等の無機透明材料等が用いられる。
【００２０】
（第３の実施形態）
以下に本発明の他の実施形態を図面に基づいて説明する。図５（ａ）（ｂ）において、透明板１１上に形成された電界発光素子１２を透明板または透明シート１８により、密封構造としている。電界発光素子は加水分解に弱いため、ラミネート構造とすることにより、寿命を長くすることができる。図５（ａ）は第１の実施形態、図５（ｂ）は第２の実施形態に対応する。透明板または透明シート１８にはアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂等の透明樹脂の板あるいはシート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂の透明シート、ガラス板等の無機透明材料等が用いられる。
【００２１】
図６（ａ）（ｂ）はそれぞれ図５（ａ）（ｂ）の実施形態に対応して透明板１７を隣接配置させた例である。以上のラミネート構造により、透明板１１および透明板または透明シート１８内に光線が導光するため、前述の内容に従い、傷、汚れに弱くなるため、透明板または透明シート１７を隣接配置している。
【００２２】
（第４の実施形態）
以下に本発明の他の実施形態を図面に基づいて説明する。他の実施形態として被照明体に液晶表示パネルを使用した例を図７に示す。照明装置１０１は液晶表示パネル１０２の前面に配置される。液晶表示パネル１０２の背面には反射板１０３を配置し、反射型液晶表示装置を構成している。照明装置１０１は液晶表示パネル１０２側に光線を投射するとともに反射板１０３によって反射した光線をほとんど分散することなく、透過する機能を有する。これは外光が充分にあるときには照明を消灯して使用し、この場合、照明装置１０１は単なる透明板として作用して視認性を落とさず、表示品質に影響を与えないことに有効である。また外光が充分でない暗い所では点灯して使用した場合、照明装置１０１は液晶表示パネル１０２を照明し、反射板１０３による反射光は照明装置１０１が前述の消灯時と同様に単なる透明板として機能してそのまま透過するため、高い視認性を保持するために有効である。
【００２３】
また照明装置を液晶表示パネルの背面に配置した透過型液晶表示装置は照明装置からの光線が液晶表示パネルを１回のみ透過して明部暗部のコントラストを発生しているのに対し、本発明のような照明装置を液晶表示パネルの前面に配置した反射型液晶表示装置は照明装置からの光線が１回液晶表示パネルを透過したのち反射板によって反射してもう１回透過するため、よりコントラストが高くなることにより高い視認性を得るために有効になっている。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によると、以上説明したように、外光を利用する掲示物、表示体等に適した薄型面照明を提供することができる。
【００２５】
また携帯用電算機端末のような用途において、省電力のため明るいところでは照明を消して使用しても表示品質を落とさず、低消費電力でコントラストの高い液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例を示す斜視図および断面図。
【図２】 本発明の他の実施例を示す斜視図。
【図３】 本発明の他の実施例を示す斜視図および断面図。
【図４】 本発明の他の実施例を示す断面図。
【図５】 本発明の他の実施例を示す断面図。
【図６】 本発明の他の実施例を示す断面図。
【図７】 本発明の他の実施例を示す断面図。
【図８】 従来の技術を示す断面図。
【符号の説明】
１１ ‥‥ 透明板
１２ ‥‥ 電界発光素子
１３ ‥‥ 金属薄膜電極層
１４ ‥‥ 発光層
１５ ‥‥ 透明電極層
１０１ ‥‥ 照明装置
１０２ ‥‥ 液晶表示パネル
１０３ ‥‥ 反射板
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置および照明機能を有する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の面照明装置は図８（ａ）に示すように、液晶表示パネル１０２等被照明体の背面に照明装置１０１を配置し、通常は常時照明を点灯していた。また、反射機能を有する液晶表示装置等は図８（ｂ）に示すように、液晶表示パネル１０２等の背面に反射板１０３を配置し、外部光の照明により使用していた。外部が明るい時は反射を、暗いときにはバックライト照明を使い分けるためには、図８（ｃ）に示すように、液晶表示パネル１０２等の背面に半透過反射板１０４および照明装置１０１を配置していた。（例えば、特開昭５７−０４９２７１、特開昭５７−０５４９２６、特開昭５８−０９５７８０等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の照明機能だけを有する液晶表示装置等は、光源を常時点灯させているため電力消費が大きく、たとえば携帯用機器の照明としては長時間使用できないという課題を有していた。また従来の反射機能だけを有する液晶表示装置等は、コントラストが低く、外部が暗いところでは使用できないという課題を有していた。さらに半透過反射板および照明装置を用いた場合、反射で用いたときもバックライト照明で用いたときも表示が暗いという課題が必然的に発生し、中途半端な技術のため、なかなか普及していないのが実態である。
【０００４】
本発明はこの様な問題点を解決するもので、反射機能を低下させることなく照明できる照明装置または液晶表示装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の照明装置は、
（１）被照明体の、該被照明体の観察者側に配置する照明装置であって、透明な平板の前記観察者側の面に、透明電極層、網状の発光層および該発光層と概ね一致する網状の金属薄膜電極層を順に形成して電界発光素子を構成し、前記網状の金属薄膜電極層の前記観察者側に、透明基板または透明シートを、前記透明な平板との間に空気層を介して配置したことを特徴とする。
【０００６】
（２）被照明体の、該被照明体の観察者側に配置する照明装置であって、透明な平板の前記観察者側の面に、透明電極層、網状の発光層および該発光層と概ね一致する網状の金属薄膜電極層を順に形成して電界発光素子を構成し、前記電界発光素子を透明板または透明シートで密封構造とし、前記電界発光素子の前記観察者側に、前記透明板または透明シートと異なる透明板または透明シートを、前記透明板または透明シートと密着させずに配置したことを特徴とする。
【００１２】
（８） 前記電界発光素子として有機電界発光素子を用いたことを特徴とする。 また、本発明の液晶表示装置は、前記照明装置を液晶表示体の表示面前面に配置したことを特徴とする液晶表示装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１（ａ）において、透明板１１の表面には網状の電界発光素子１２を形成している。電界発光素子１２の詳細を図１（ｂ）に示す。透明板１１上に金属薄膜電極層１３、発光層１４、透明電極層１５を順に形成し、金属薄膜電極層１３と透明電極層１５間に電圧を印加することにより、発光層１４を発光させる。このとき、観察者は発光層１４に対しては金属薄膜電極層１３が手前にあるため照明光は観察者に直接届くことはなく、被照明体１６を効率的に照明することができる。また前述のとおり電界発光素子１２は網状であるため、素子を形成していない部分は透明であり、観察者は本照明装置を通して被照明体１６を観察することができる。
【００１４】
透明板１１は透明な材質であれば何でもよく、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂等の透明樹脂の板あるいはシート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂等の透明シート、ガラス板等の無機透明材料等が用いられる。透明板１１に樹脂のシートを用いた場合には、曲げに対しての許容性が高く、フレキシブルな照明装置が実現できる。電界発光素子１２は、銀、アルミニウム等の金属薄膜電極層１３とＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明電極１５で発光層１４を挟み込んだ構造をしており、発光層１４は無機または有機の電界発光材料が用いられる。特に有機の電界発光材料は輝度も高く、高効率が期待できる。有機の発光材料としては、キノリノールアルミ錯体（発光色は緑色）、亜鉛のオキサゾール錯体（同青色）、亜鉛の２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール錯体（同白色）等が知られており、これらを使用することができる。
【００１５】
電界発光素子１２は細い線状に形成されており、全体的には網状となっているが、この部分は被照明体１６の視認性を多少なりとも阻害するので、用途にもよるが、液晶表示体などに用いる場合、幅１００μｍ以下で形成することが望ましい。電界発光素子１２は照明部全体の面積に対して、任意の面積比で設定することができる。しかし、電界発光素子の面積比を大きくとることにより、照明の照度を上げることができるが、垂直透過光線の割合を減少させ、視認性を低下させる。実際には５０％を超える面積比に設定することは現実的でなく、暗い時のパートタイム照明としては、２０％以下の面積比に設定するのが妥当である。
【００１６】
電界発光素子１２の形状についても図２に示すように、格子状等、被照明体との組み合わせにより任意に選ぶことができる。
【００１７】
（第２の実施形態）
以下に本発明の他の実施形態を図面に基づいて説明する。図３（ａ）において、透明板１１の表面には網状の電界発光素子１２を形成している。電界発光素子１２の詳細を図３（ｂ）に示す。透明板１１上に透明電極層１５、発光層１４、金属薄膜極層１３を順に形成し、金属薄膜電極層１３と透明電極層１５間に電圧を印加することにより、発光層１４を発光させる。このとき、観察者は発光層１４に対しては金属薄膜電極層１３が手前にあるため照明光は観察者に直接届くことはなく、被照明体１６を効率的に照明することができる。また前述の通り電界発光素子１２は網状であるため、素子を形成していない部分は透明であり、観察者は本照明装置を通して被照明体１６を観察することができる。
【００１８】
また、この場合は透明電極層１５を必ずしも網状にする必要はない。透明電極層１５を透明板１１上全面に形成した場合、抵抗値を低く押さえられることができ、効率向上のために有利である。その他、電界発光素子１２の形状、大きさ等は前述の第１の実施形態の場合に準じる。
【００１９】
図４において、透明板１１の観察者側には透明板または透明シート１７が配置される。導光板１１と透明板または透明シート１７の間は密着しておらず、空気層が存在する。発光層１４より発した光線は、透明板１１を透過して被照明体１６を照明しているため、透明板１１内にも導光してる光線がある。よって透明板１１表面はわずかでも傷があると、そこで内部を導光する光線が反射し、観察者側からは輝点や輝線として確認できる。これらは透過式の照明としては見苦しいばかりでなく、コントラストの低下等著しく視認性を低下させるものである。透明板または透明シート１７は透明板１１に対して空気層を介しているため、透明板１１からの光束が入り込むことはなく、ここに傷が付いても、輝点、輝線がでることはない。またこの場合、傷の相対面積はわずかであるので、被照明体１６に対する視認性についての影響もきわめて小さい。本実施形態の照明装置を前置式面照明として使用するためには、この透明板または透明シート１７の存在が必須である。透明板または透明シート１７としてはアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂等の透明樹脂、ガラス等の無機透明材料等が用いられる。
【００２０】
（第３の実施形態）
以下に本発明の他の実施形態を図面に基づいて説明する。図５（ａ）（ｂ）において、透明板１１上に形成された電界発光素子１２を透明板または透明シート１８により、密封構造としている。電界発光素子は加水分解に弱いため、ラミネート構造とすることにより、寿命を長くすることができる。図５（ａ）は第１の実施形態、図５（ｂ）は第２の実施形態に対応する。透明板または透明シート１８にはアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂等の透明樹脂の板あるいはシート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂の透明シート、ガラス板等の無機透明材料等が用いられる。
【００２１】
図６（ａ）（ｂ）はそれぞれ図５（ａ）（ｂ）の実施形態に対応して透明板１７を隣接配置させた例である。以上のラミネート構造により、透明板１１および透明板または透明シート１８内に光線が導光するため、前述の内容に従い、傷、汚れに弱くなるため、透明板または透明シート１７を隣接配置している。
【００２２】
（第４の実施形態）
以下に本発明の他の実施形態を図面に基づいて説明する。他の実施形態として被照明体に液晶表示パネルを使用した例を図７に示す。照明装置１０１は液晶表示パネル１０２の前面に配置される。液晶表示パネル１０２の背面には反射板１０３を配置し、反射型液晶表示装置を構成している。照明装置１０１は液晶表示パネル１０２側に光線を投射するとともに反射板１０３によって反射した光線をほとんど分散することなく、透過する機能を有する。これは外光が充分にあるときには照明を消灯して使用し、この場合、照明装置１０１は単なる透明板として作用して視認性を落とさず、表示品質に影響を与えないことに有効である。また外光が充分でない暗い所では点灯して使用した場合、照明装置１０１は液晶表示パネル１０２を照明し、反射板１０３による反射光は照明装置１０１が前述の消灯時と同様に単なる透明板として機能してそのまま透過するため、高い視認性を保持するために有効である。
【００２３】
また照明装置を液晶表示パネルの背面に配置した透過型液晶表示装置は照明装置からの光線が液晶表示パネルを１回のみ透過して明部暗部のコントラストを発生しているのに対し、本発明のような照明装置を液晶表示パネルの前面に配置した反射型液晶表示装置は照明装置からの光線が１回液晶表示パネルを透過したのち反射板によって反射してもう１回透過するため、よりコントラストが高くなることにより高い視認性を得るために有効になっている。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によると、以上説明したように、外光を利用する掲示物、表示体等に適した薄型面照明を提供することができる。
【００２５】
また携帯用電算機端末のような用途において、省電力のため明るいところでは照明を消して使用しても表示品質を落とさず、低消費電力でコントラストの高い液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例を示す斜視図および断面図。
【図２】 本発明の他の実施例を示す斜視図。
【図３】 本発明の他の実施例を示す斜視図および断面図。
【図４】 本発明の他の実施例を示す断面図。
【図５】 本発明の他の実施例を示す断面図。
【図６】 本発明の他の実施例を示す断面図。
【図７】 本発明の他の実施例を示す断面図。
【図８】 従来の技術を示す断面図。
【符号の説明】
１１ ‥‥ 透明板
１２ ‥‥ 電界発光素子
１３ ‥‥ 金属薄膜電極層
１４ ‥‥ 発光層
１５ ‥‥ 透明電極層
１０１ ‥‥ 照明装置
１０２ ‥‥ 液晶表示パネル
１０３ ‥‥ 反射板
Claims (4)
- 被照明体の、該被照明体の観察者側に配置する照明装置であって、
透明な平板の前記観察者側の面に、透明電極層、網状の発光層および該発光層と概ね一致する網状の金属薄膜電極層を順に形成して電界発光素子を構成し、
前記網状の金属薄膜電極層の前記観察者側に、透明基板または透明シートを、前記透明な平板との間に空気層を介して配置したことを特徴とする照明装置。 - 被照明体の、該被照明体の観察者側に配置する照明装置であって、
透明な平板の前記観察者側の面に、透明電極層、網状の発光層および該発光層と概ね一致する網状の金属薄膜電極層を順に形成して電界発光素子を構成し、
前記電界発光素子を透明板または透明シートで密封構造とし、
前記電界発光素子の前記観察者側に、前記透明板または透明シートと異なる透明板または透明シートを、前記透明板または透明シートと密着させずに配置したことを特徴とする照明装置。 - 前記電界発光素子として有機電界発光素子を用いたことを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
- 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置を液晶表示体の表示面前面に配置したことを特徴とする液晶表示装置。
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