JPH1050124A - 照明装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 面状照明装置を薄型化し、それを備えた液晶
表示装置を薄型化する。 【解決手段】 導光板１５の入光端面１６に近接して有
機電界発光（ＥＬ）光源１０を配置する。有機ＥＬ光源
１０は、ガラス基板１１上に順次積層された透明電極膜
１２、有機発光層構造１３及び反射電極膜１４から構成
される有機ＥＬ素子１９を備えている。有機ＥＬ素子１
９は、その幅ｗeが０．１ｍｍ程度、長さが導光板１５
の幅Ｗ程度（例えば３０ｍｍ）のストライプ状で、ガラ
ス基板１１の幅ｗgも１ｍｍ程度と薄くでき、従って導
光板１５の厚みも１ｍｍ程度と薄くできる。導光板１５
に入射した光が出光面１８から均一に出射するように導
光板の構造が最適化されており、液晶表示素子の照明に
用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面的に広がりを
持つ被照明物を均一に照明する面状照明装置に用いられ
る光源を小型化することによって、面状照明装置を薄型
化する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の面状照明装置、特に直視型の液晶
表示装置を照明する面状照明装置は、アクリルなどの透
明導光板の端面に蛍光管を配置していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
面状照明装置は、蛍光管の外経を１．５ｍｍ以下にする
ことが技術的に困難であること、また、蛍光管の外径よ
り薄い導光板を用いると蛍光管から導光板端面に入射す
る光量が減少すること、から蛍光管を含めた照明装置全
体の厚みを１．５ｍｍ以下にすることが難しいという問
題点がある。

【０００４】また、蛍光管の両端の電極付近は発光に寄
与しないので、導光板入光端面の長さよりも蛍光管の長
さを長くする必要があり、蛍光管を面状照明装置の光源
として用いることは面状照明装置の小型化を妨げるとい
う問題点があった。この問題は特に面状照明装置の平面
形状が例えば２０ｍｍ×３０ｍｍ位に小さい場合に顕著
となる。

【０００５】本発明はこの様な問題点を解決するもの
で、電界発光素子（以下ＥＬ素子と呼ぶ）、特に発光層
構造として有機薄膜を用いた有機ＥＬ素子を光源とする
ことによって、白色光で照明できる薄型の面状光源を提
供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の照明装置
は、透明部材から成る板状の導光体と、該導光体の少な
くとも一つの端面に配置された電界発光素子から成る光
源とから構成されることを特徴とする。

【０００７】本発明の第２の照明装置は、透明部材から
成る板状の導光体と、該導光体の少なくとも一つの端面
に対向して空気層を介して近接配置されている電界発光
素子から成る光源とから構成されることを特徴とする。

【０００８】本発明の第３の照明装置は、本発明の第１
あるいは第２の照明装置において、前記電界発光素子の
出射光軸が前記導光体の前記端面に対して平行に配置さ
れ、前記電界発光素子から成る前記光源を構成する透明
基板の一部に前記出射光軸を偏向する要素が形成されて
いることを特徴とする。

【０００９】本発明の第４の照明装置は、本発明の第１
乃至第３の照明装置において、前記導光板の出光側平面
に、前記出光側平面と略平行な面と略垂直な面により形
成される凹凸形状を設けたことを特徴とする。

【００１０】本発明の第５の照明装置は、本発明の第１
乃至第４の照明装置において、前記電界発光素子が、有
機薄膜が印加電界によって発光する構造を有することを
特徴とする。

【００１１】本発明の第６の照明装置は、本発明の第１
乃至第５の照明装置において、前記電界発光素子の発光
面形状が、前記導光体の前記端面の長手方向に沿った線
状形状であることを特徴とする。

【００１２】本発明の第７の照明装置は、本発明の第１
乃至第６の照明装置において、前記電界発光素子が、赤
領域の波長、緑領域の波長、及び青領域の波長を同時に
発光できる構造を有していることを特徴とする。

【００１３】本発明の第８の照明装置は、本発明の第１
乃至第７の照明装置において、前記電界発光素子が、平
面的に並べて配置された少なくとも３つの独立した電界
発光素子から成り、第１の電界発光素子が赤領域の波長
で発光し、第２の電界発光素子が緑領域の波長で発光
し、第３の電界発光素子が青領域の波長で発光すること
を特徴とする。

【００１４】本発明の第９の照明装置は、本発明の第８
の照明装置において、前記第１の電界発光素子、前記第
２の電界発光素子、および前記第３の電界発光素子が順
次点灯を繰り返すことを特徴とする。

【００１５】本発明の第１の液晶表示装置は、本発明の
第１乃至第８の照明装置を透過型液晶表示素子の背面に
配置したことを特徴とする。

【００１６】本発明の第２の液晶表示装置は、本発明の
第１の液晶表示装置において、前記照明装置と前記透過
型液晶表示素子との間にハーフミラーを配置し、明るい
環境では前記照明装置を消灯し、暗い環境では前記照明
装置を点灯することを特徴とする。

【００１７】本発明の第３の液晶表示装置は、カラーフ
ィルター層が存在しない透過型液晶表示素子の背面に本
発明の第９の照明装置を配置し、前記第１の電界発光素
子、前記第２の電界発光素子、および前記第３の電界発
光素子の点灯に同期させて赤色の画像、緑色の画像、お
よび青色の画像を順次提示することによってカラー画像
を表示することを特徴とする。

【００１８】本発明の第４の液晶表示装置は、本発明の
第１乃至第８の照明装置を反射型液晶表示装置の前面に
配置したことを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の照明装置の構成を図１を
用いて説明する。図１（ａ）は断面図、（ｂ）は照明装
置を光が出る側から見た平面図である。

【００２０】透明平板から成る導光板１５の一端面に対
向して有機ＥＬ光源１０が配置されている。有機ＥＬ光
源１０は、透明基板であるガラス基板１１の一方の面に
透明電極膜１２、有機薄膜から成る有機発光層構造１３
及び反射電極膜１４が積層された有機ＥＬ素子１９を有
している。図を見易くするために有機ＥＬ素子１９を構
成する有機発光層構造１３は一層で描かれているが、実
際には有機正孔輸送層、有機発光膜、有機電子輸送層な
どの複数の層構造から構成されていることが多い。透明
電極膜１２と反射電極膜１４に電圧を印加し、有機発光
層構造１３に電界を印加すると有機薄膜層１３が発光
し、光はガラス基板１１の方へ放射される。なお、図を
見やすくするために電圧印加用の配線の描画は省いてお
り、以後の図面においても同様に省いてある。

【００２１】有機ＥＬ素子は、従来から面状光源として
用いられていた無機ＥＬ素子に比べて、低電圧で駆動で
きる、輝度が高い、という特徴を有しており、液晶表示
装置の光源として適している。

【００２２】有機ＥＬ光源１０のガラス基板１１を通し
て放射された光は、導光板１５の入光端面１６から導光
板内に入射し、全反射を繰り返しながら導光板内を伝播
する。導光板１５の裏面には光を散乱させる散乱ドット
１７が形成されており、散乱ドット１７に到達した光は
散乱されて導光板１５の出光面１８から射出する。散乱
ドット１７の配置を最適化することにより出光面１８か
ら出る光を均一化することができる。

【００２３】導光板１５の出光面１８から放射される光
の強度を出光面にわたって均一に近づけるには、有機Ｅ
Ｌ素子１９の発光面の形状、すなわち、透明電極膜１
２、有機発光層構造１３及び反射電極膜１４から成る発
光層構造を、導光板の入光端面１６の長手方向に長いス
トライプ状にすることが有効である。

【００２４】有機ＥＬ光源の構成としては図１３に断面
を示すような構成も考えられる。ガラス基板１３２に、
透明電極膜１３３、有機発光層構造１３４及び反射電極
膜１３５が順次積層された有機ＥＬ素子１３１が形成さ
れている。有機ＥＬ素子１３１の発光面の法線は導光板
１３９の入射端面に平行であり、このままでは有機ＥＬ
素子からの光は導光板に入射しない。そこで有機ＥＬ光
源の構成要素であるガラス基板１３２の一部にミラー要
素１３６を形成し、このミラー要素１３６に金属薄膜を
成膜して反射膜１３７を形成することにより、有機ＥＬ
素子１３１からの放射光を導光板１３９の方向に偏向し
て導光板１３９に入射させるようにする。

【００２５】このような光源構成にすることにより、有
機ＥＬ光源１３０を構成するガラス基板１３２の厚さｔ
は薄くても、ガラス基板の幅ｗをある程度広くすること
ができるので、図１などに示すような有機ＥＬ素子の出
射光軸が導光板の入射端面に対して直交している構成よ
りも有機ＥＬ光源の実装時の扱いなどが容易になる。

【００２６】カラーで表示される被照明物を照明する照
明装置としては白色光が放射されることが望ましい。白
色光を放射する有機ＥＬ素子の構造としては、１）図１
に示されているような有機ＥＬ素子構造において、同一
の有機発光膜に赤、緑、青のそれぞれの波長で発光する
色素を含んでいる構造、２）透明電極膜と反射電極膜の
間に赤色で発光する有機分子から成る赤色発光膜、緑色
で発光する有機分子から成る緑色発光膜、及び青色で発
光する有機分子から成る青色発光膜が順次積層されてお
り、電極間に印加される電界でこれらの三つの発光膜が
同時に発光する構造、３）図４に示されているような構
造で、赤色で発光する有機ＥＬ素子３２Ｒ、緑色で発光
する有機ＥＬ素子３２Ｇ、及び青色で発光する有機ＥＬ
素子３２Ｒが独立して、かつ、近接して配置されている
構造、などが考えられる。

【００２７】線状の光源から放射される光を面状の照明
光に変換する導光板の構造としては、図１に示したよう
な透明平板の裏面に散乱体を形成した構造の他に、図２
に示すような、光の出光面２１の表面に断面が矩形ある
いは若干台形である凹凸形状を設けた導光板２０を用い
ることができる。このような導光板の構造は既に特開平
６−２８９３９１号公報、特開平６−３２４３３１号公
報に開示されている。

【００２８】このような構造の導光板２０では、入光端
面２２から入射した光は導光板内を全反射で伝播し、出
光面２１の表面に形成された凸形状２３の側面に到達し
た光だけが導光板の外へ取り出される。

【００２９】次に、有機ＥＬ光源を導光板の入光端面に
貼り付けて使用する構成と、有機ＥＬ光源を導光板の入
光端面に対して空気層を介して配置する構成の違いを、
図４で説明する。図４（ａ）は有機ＥＬ光源１０のガラ
ス基板１１が導光板４０の入光端面４１に光学的接着剤
で接着されている場合の断面図、図４（ｂ）は有機ＥＬ
光源１０のガラス基板１１と導光板４０の入光端面４１
の間に空気層が介在している場合の断面図である。

【００３０】導光板４０の材質がアクリルであるとする
と、導光板内を伝播する光が全反射する臨界角は４２．
２°である。有機ＥＬ光源１０のガラス基板１１の屈折
率を１．５１とすると、有機ＥＬ光源１０において発光
層構造から放射された放射角θ1＝４０°の光は、図４
（ａ）の場合には導光板の平坦面４２に入射角θa1＝４
９°で入射し全反射され、図４（ｂ）の場合にも導光板
の平坦面４２に入射角θb1＝４９°で入射し全反射され
る。

【００３１】一方、有機ＥＬ光源１０において発光層構
造から放射された放射角θ2＝５０°の光は、図４
（ａ）の場合には導光板の平坦面４２に入射角θa2＝３
９°で入射し平坦面４２で屈折して導光板４０の外へ出
る。図４（ｂ）の場合にはガラス基板１１の表面で全反
射するために導光板４０には入射しない。

【００３２】図４（ａ）のように有機ＥＬ光源を直接導
光板の入光端面に接続すると、導光板を全反射して伝播
せずに漏れ出る光が生じる。このように漏れ出る光を許
容できるか、図４（ｂ）のように有機ＥＬ光源を導光板
入光端面から空間をおいて実装できるか、などの要因に
よって図４（ａ）、（ｂ）どちらの配置を選択するか決
めることができる。

【００３３】以上のような構成の照明装置を直視型の液
晶表示装置の照明に用いることができる。

【００３４】図５は透過型の液晶表示素子を背面から照
明する液晶表示装置の例で、断面図である。裏面に散乱
ドット１７が形成された導光板１５の入光端面に対向し
て有機ＥＬ光源１０が空気層を介して配置されている。
液晶表示素子５０は、液晶層５１を挟持し、液晶を駆動
するトランジスタやカラーフィルターが形成されたガラ
ス基板５２、偏光板５３などから構成されている。導光
板１５の出光面１８から出た光は拡散シート５５で拡散
され、プリズムシート５４で指向性を強められて液晶表
示素子５０を照明し、観察者が液晶表示素子５０に表示
されている画像を見ることができるようになる。導光板
１５の背面には反射シート５６が配置されている。

【００３５】図７は半透過型の液晶表示素子を背面から
照明する液晶表示装置の例である。図５に示した液晶表
示装置にハーフミラーが形成されている構造である。液
晶表示素子７０を構成する下偏光板７２の背面にハーフ
ミラー層７１が形成されている。明るい環境では照明装
置を消灯し、液晶表示素子７０の前面から入射する太陽
光あるいは室内光などの周囲光７３をハーフミラー層７
１で反射させて液晶表示素子７０に表示されている画像
を見る。一方、夜間など周囲光が不十分でハーフミラー
層で反射される周囲光だけでは表示が見にくい場合に
は、照明装置、すなわち有機ＥＬ光源を点灯して導光板
１５から出射する光のうち、ハーフミラー層７１を透過
する照明光７４で表示が見えるようにする。

【００３６】このような半透過型の液晶表示素子では、
ハーフミラー層７１が用いれれているので、周囲光をハ
ーフミラー層で反射する場合にも入射する周囲光の一部
しか利用することができず、また、照明装置を点灯する
場合にも導光板から出る光の一部しか利用できない、と
いう問題点が有り、これを解決するのが次に説明する反
射型の液晶表示装置である。

【００３７】図１１に反射型の液晶表示装置に本発明の
照明装置を応用した例を示す。液晶表示素子１１３に対
して観察者側に照明装置が配置されている。導光板１１
０は図２で説明したような構造を有し、導光板の出光面
に凸形状１１１が形成されている。液晶表示素子１１３
を構成する下偏光板１１７の背面には拡散反射層１１８
が形成されている。明るい環境では有機ＥＬ光源１０を
消灯し、液晶表示素子１１３に入射して拡散反射層１１
８で反射する周囲光７３で表示を見えるようにする。こ
の場合導光板１１０を通して液晶表示素子に表示されて
いる画像を見ることになるが、凸形状１１１が液晶表示
素子の画素と干渉しないようにしてあれば、表示画像の
劣化は少ない。一方、夜間など周囲光が不十分で拡散反
射層で反射される周囲光だけでは表示が見にくい場合に
は、照明装置、すなわち有機ＥＬ光源１０を点灯させ、
導光板１１０の凸形状１１１から出射して液晶表示素子
を前面から照明する照明光１２０を拡散反射層で反射さ
せて表示が見えるようにする。このような構成の液晶表
示装置では、周囲光も照明装置の照明光も理想的には１
００％利用することができる。

【００３８】有機ＥＬ光源は、導光板の１辺の端面だけ
でなく、直交する２辺の端面、対向する平行な２辺の端
面、コの字型の３辺の端面に配置することができる。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

【００４０】（実施例１）図１に本発明の照明装置の第
１の実施例の構成を示す。図１（ａ）は断面図、図１
（ｂ）は平面図である。

【００４１】有機ＥＬ素子１９は、厚さ１ｍｍのガラス
基板１１上にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）の透明導電
薄膜から成る透明電極膜１２、正孔注入層、赤色発光
層、緑色発光層、及び青色発光層が積層されている有機
発光層構造１３、およびＭｇＡｇの金属薄膜から成る反
射電極膜１４を順次積層することによって形成されてい
る。

【００４２】有機発光層構造１３を構成する正孔注入層
としてはトリフェニルジアミン誘導体（ＴＰＤ）、赤色
発光層としてはキノリノールアルミ錯体に赤色の蛍光色
素を添加した材料、緑色発光層としてはキノリノールア
ルミ錯体、青色発光層としては亜鉛のオキサゾール錯体
を用いることができる。このような有機ＥＬ素子構造は
電子情報通信学会技術報告ＯＭＥ９４−７８に開示され
ている。

【００４３】導光板１５は厚み１ｍｍのアクリル板であ
り、その裏面に光散乱性を有する塗料がドット状に印刷
された散乱ドット１７が形成されている。導光板１５の
平面的な外形は、幅Ｗが３０ｍｍ、長さＬが４０ｍｍで
ある。

【００４４】有機ＥＬ素子１９の形状は、幅ｗeが０．
１ｍｍ、長さは導光板の幅Ｗにほぼ等しく約３０ｍｍで
あり、ガラス基板１１の幅ｗgは導光板１５の厚みにほ
ぼ等しく約１ｍｍである。

【００４５】有機ＥＬ素子１９に電界を印加すると赤
色、緑色、青色が同時に発光し、白色光源となる。有機
ＥＬ光源１０を出た光は導光板１５に入射し、散乱ドッ
ト１７で散乱されて導光板の出光面１８から出射し、導
光板１５の出光面１８全体から光が出る面状の照明装置
となる。

【００４６】（実施例２）図２に本発明の照明装置の第
２の実施例の構成を示す。図２（ａ）は断面図、図２
（ｂ）は平面図である。

【００４７】有機ＥＬ光源１０は図１に示した実施例１
と同じ構造である。

【００４８】導光板２０の光の出光面２１に断面形状が
矩形であり、かつ、有機ＥＬ素子１９の長手方向に平行
な方向に延びた線状の凸形状２３が形成されている。凸
形状の幅、高さともに２０μｍであり、図では見易くす
るために凸形状の断面形状を拡大し、凸形状の数も実際
より大幅に少なく描いてある。このような構造の導光板
２０では、入光端面２２から入射した光は導光板内を全
反射で伝播し、出光面２１の表面に形成された凸形状２
３の側面に到達した光だけが導光板の外へ取り出され
る。

【００４９】導光板２０の外形寸法は実施例１と同様
に、厚さは１ｍｍ、幅Ｗは３０ｍｍ、長さＬは４０ｍｍ
である。導光板の出光面２１から放射される光を導光板
全面にわたって均一に近づけるために、凸形状２３の密
度は有機ＥＬ光源１０から遠ざかるに従って高くするの
が望ましい。

【００５０】導光板２０から出射する光は凸形状２３の
側面から出てくるので、出光面２１の法線に対して６０
°程度の方向の光が強くなっている。凸形状２３の側面
を垂直面ではなく傾斜面、すなわち凸形状の断面形状を
台形にすることによって出射光の指向性をある程度制御
することができる。

【００５１】本実施例では凸形状２３のパターンとして
直線状のパターンを示したが、他にも前出の特開平６−
３２４３３１号公報に開示されているパターン、あるい
はそれ以外のパターンを適用することが可能である。

【００５２】（実施例３）図３に本発明の照明装置の第
３の実施例の構成を示す。図３（ａ）は断面図、図３
（ｂ）は光源部の斜視図である。

【００５３】本実施例における導光板の構造は図２で説
明した実施例２の導光板と同じ構造である。

【００５４】有機ＥＬ光源３０は、ガラス基板３１上に
赤色で発光する有機ＥＬ素子３２Ｒ、緑色で発光する有
機ＥＬ素子３２Ｇ、及び青色で発光する有機ＥＬ素子３
２Ｂが独立に、かつ、平面的に並んで配置されている。

【００５５】有機ＥＬ素子３２Ｒは、電界印加によって
赤色で発光する有機発光層構造３４Ｒが透明電極膜３３
Ｒおよび反射電極膜３５Ｒで挟持された構造を有し、有
機ＥＬ素子３２Ｇは、電界印加によって緑色で発光する
有機発光層構造３４Ｇが透明電極膜３３Ｇおよび反射電
極膜３５Ｇで挟持された構造を有し、有機ＥＬ素子３２
Ｂは、電界印加によって青色で発光する有機発光層構造
３４Ｂが透明電極膜３３Ｂおよび反射電極膜３５Ｂで挟
持された構造を有している。

【００５６】透明電極膜３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂとして
はＩＴＯ透明導電膜、反射電極膜３５Ｒ、３５Ｇ、３５
ＢとしてはＭｇＡｇ金属薄膜を用いることができる。

【００５７】有機発光層構造３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂと
しては、正孔輸送層となるポリ（Ｎ-ビニルカルバゾー
ル）（ＰＶＫ）発光層と電子輸送層となる（1,2,4-トリ
アゾール誘導体（ＴＡＺ）／アルミ錯体（Ａｌｑ））と
の積層構造を用いることができ、ＰＶＫに赤色、緑色、
あるいは青色の蛍光色素を添加することによって、発光
色の異なる有機発光層構造を構成できる。このような有
機発光層構造もすでに開示されている。

【００５８】それぞれの有機ＥＬ素子３２Ｒ、３２Ｇ、
３２Ｂの幅は０．１ｍｍで、長さが３０ｍｍ、間隔は
０．１５ｍｍである。この３本の有機ＥＬ素子が形成さ
れている領域は幅は０．４ｍｍ、長さ３０ｍｍとなる。

【００５９】この３本の有機ＥＬ素子に同時に電界を印
加することによって赤、緑、青の光が同時に放射され、
白色光源となる。

【００６０】（実施例４）図１３に本発明の照明装置の
第４の実施例の断面図を示す。実施例１乃至実施例３で
説明した照明装置で用いられる有機ＥＬ光源とは異なっ
て、有機ＥＬ素子から放射された光を一旦偏向させてか
ら導光板へ入射させる。

【００６１】有機ＥＬ光源１３０は、厚みｔ＝１ｍｍの
ガラス基板１３２に形成された有機ＥＬ素子１３１と、
有機ＥＬ素子１３１から放射された光を偏向するミラー
要素１３６とから構成されている。

【００６２】有機ＥＬ素子１３１は、透明電極膜１３
３、電界印加によって３原色光を発光する有機発光層構
造１３４、及び反射電極膜１３５から構成されている。

【００６３】ミラー要素１３６は、フレネルレンズのよ
うに複数の傾斜した斜面と、この斜面に蒸着された金属
薄膜からなる反射膜１３７から構成され、有機ＥＬ素子
１３１から放射された光をガラス基板１３２の出射端面
１３８の方向に反射させる。

【００６４】この有機ＥＬ光源１３０は出射端面１３８
から光を放射し、この出射端面１３８を導光板１３９の
入光端面に対向して配置することにより、導光板へ光を
入射させる。

【００６５】必要であればガラス基板１３２の有機ＥＬ
素子が形成されている面にも金属反射膜を形成しても良
い。

【００６６】有機ＥＬ素子１３１の平面形状は０．１ｍ
ｍ×３０ｍｍとしても、ガラス基板１３２の幅ｗを２ｍ
ｍ程度にすることが可能である。実施例１乃至実施例３
の有機ＥＬ光源のガラス基板の幅は導光板の厚みより厚
くできなくて１ｍｍ程度であったので、ガラス基板の断
面積は１ｍｍ×１ｍｍであったのに比べて、本実施例で
はガラス基板の断面積を１ｍｍ×２ｍｍと大きくするこ
とができ、実装時の扱いが容易になる。

【００６７】（実施例５）図１４に本発明の照明装置の
第５の実施例の断面図を示す。実施例４と同様に有機Ｅ
Ｌ素子から出た光を偏向させて導光板へ入射させる構成
の別の実施例である。

【００６８】有機ＥＬ光源１４０は、厚みｔ＝１ｍｍの
ガラス基板１４２に形成された有機ＥＬ素子１４１と、
有機ＥＬ素子１４１から放射された光を偏向する曲面ミ
ラー要素１４３とから構成されている。

【００６９】このような曲面ミラー要素１４３を持つガ
ラス基板１４２は、曲面を有する型を使ってガラスをモ
ールド成形し、反射膜１４４となる金属薄膜を蒸着する
ことによって作ることができる。このようなガラス基板
を成形した後に有機ＥＬ素子１４１を形成する。

【００７０】（実施例６）図１５に本発明の照明装置の
第６の実施例の断面図を示す。実施例４、実施例５と同
様に有機ＥＬ素子から出た光を偏向させて導光板へ入射
させる構成の別の実施例である。

【００７１】有機ＥＬ光源１５０は、厚みｔ＝１ｍｍの
ガラス基板１５２に形成された有機ＥＬ素子１５１と、
金属薄膜から成る反射膜１５４とから構成される。

【００７２】反射膜１５４は、出射端面１５３を除き、
有機ＥＬ素子１５１に電気的に影響が無い領域全面に形
成されている。

【００７３】本実施例の有機ＥＬ光源は、有機ＥＬ素子
１５１から放射された光をとにかく反射させてガラス基
板１５２の出射端面１５３から放射する単純な構造であ
る。

【００７４】実施例４、実施例５及び実施例６では有機
ＥＬ素子は一つしか用いられていないが、図３に示され
ているような、赤、緑、青用の３本の有機ＥＬ素子を用
いても良い。

【００７５】（実施例７）図５に本発明の液晶表示装置
の第１の実施例である透過型液晶表示装置の断面図を示
す。

【００７６】裏面に散乱ドット１７が形成された導光板
１５の入光端面１６に白色光を放射する有機ＥＬ光源１
０が接着されている。

【００７７】液晶表示素子５０は、液晶層５１を挟持
し、液晶を駆動するトランジスタやカラーフィルターが
形成されたガラス基板５２、偏光板５３などから構成さ
れている。実際には位相差フィルムなどの要素も使われ
ているが図では省略している。

【００７８】導光板１５の出光面１８から出た光は拡散
シート５５で拡散された後、プリズムシート５４で指向
性を強められて液晶表示素子５０を照明し、観察者が液
晶表示素子５０に表示されている画像を見ることができ
るようになる。

【００７９】導光板１５の背面には、導光板の背面に出
た光を反射して液晶表示素子側へ戻す反射シート５６が
配置されている。

【００８０】（実施例８）図６は本発明の液晶表示装置
の第２の実施例である透過型液晶表示装置の断面図であ
る。

【００８１】照明装置の導光板２０として、図２で説明
したような出光面に凸形状２３が形成されている導光板
を用いている。導光板２０の入光端面２２に対向し、空
気層を介して白色光を放射できる有機ＥＬ光源１０が配
置されている。

【００８２】導光板２０の出光面から斜め方向へ指向性
強く出射した光は、導光板出射光の指向性に合わせた頂
角を有するプリズムシート６０で偏向され、液晶表示装
置５０を背面から照明する。

【００８３】導光板２０の背面には、導光板の背面に出
た光を反射して液晶表示素子側へ戻す反射シート６１が
配置されている。

【００８４】（実施例９）図７は本発明の液晶表示装置
の第３の実施例である半透過型の液晶表示装置の断面図
である。

【００８５】液晶表示素子７０を構成する下偏光板７２
の背面に金属薄膜をごく薄く蒸着したハーフミラー層７
１が形成されている。

【００８６】明るい環境では有機ＥＬ光源１０を消灯
し、液晶表示素子７０の前面から入射する太陽光あるい
は室内光などの周囲光７３をハーフミラー層７１で反射
させて液晶表示素子７０に表示されている画像を見る。

【００８７】一方、夜間など周囲光が不十分でハーフミ
ラー層で反射される周囲光だけでは表示が見にくい場合
には、白色光を放射する有機ＥＬ光源１０を点灯して導
光板１５から出射する光のうち、ハーフミラー層７１を
透過する照明光７４で表示が見えるようにする。

【００８８】（実施例１０）図８は本発明の液晶表示装
置の第４の実施例である半透過型の液晶表示装置の断面
図である。

【００８９】照明装置の導光板２０として、図２で説明
したような出光面に凸形状２３が形成されている導光板
を用いている。導光板２０の入光端面２２に対向し、空
気層を介して白色光を放射できる有機ＥＬ光源１０が配
置されている。

【００９０】実施例１０と同様に周囲が暗くて周囲光７
３だけでは表示が見にくい場合に有機ＥＬ素子１９を点
灯する。

【００９１】（実施例１１）図９は本発明の液晶表示装
置の第５の実施例である透過型の液晶表示装置の断面図
である。

【００９２】有機ＥＬ光源３０は、ガラス基板３１上に
並んで形成された有機ＥＬ素子３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂ
を備えている。赤色で発光する有機ＥＬ素子３２Ｒ、緑
色で発光する有機ＥＬ素子３２Ｇ、及び青色で発光する
有機ＥＬ素子３２Ｂが、図３に示した構造と同様にスト
ライプ状に形成されている。

【００９３】３つの有機ＥＬ素子３２Ｒ、３２Ｇ、３２
Ｂを同時に発光させることにより透過型の液晶表示素子
を背面から白色光で照明することができる。

【００９４】（実施例１２）本発明の液晶表示装置の第
６の実施例は、図９に示した実施例１１の液晶表示装置
において、液晶表示素子５０からカラーフィルターを除
去し、３つの有機ＥＬ素子３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂを同
時に点灯するのではなく順番に点灯してカラー画像を表
示する液晶表示装置である。

【００９５】３つの有機ＥＬ素子３２Ｒ、３２Ｇ、３２
Ｂ を図１０に示すように順次点灯を繰り返し、一周期
Ｔで一枚のカラー画像を表示する。

【００９６】本実施例における液晶表示素子ではカラー
フィルターが必要ないので、カラーフィルターを各画素
に対応して並べて配置する液晶表示素子に比べて解像度
を３倍に向上させることができる。

【００９７】画面サイズが３０ｍｍ×４０ｍｍの液晶表
示素子に対して有機ＥＬ素子は幅０．１ｍｍ、長さ３０
ｍｍ程度であるが、有機ＥＬ素子の容量によって高速に
点滅ができない場合にはストライプ状の有機ＥＬ素子を
分割して駆動しても良い。

【００９８】（実施例１３）本発明の液晶表示装置の第
７の実施例である反射型の液晶表示装置の断面図を図１
１に示す。

【００９９】液晶表示素子１１３を構成する下偏光板１
１７に拡散反射層１１８が形成されている。

【０１００】液晶表示素子１１３に対して観察者側に照
明装置が配置されている。

【０１０１】導光板１１０は図２で説明したような構造
を有し、導光板の出光面に凸形状１１１が形成されてい
る。

【０１０２】明るい環境では有機ＥＬ素子１９を消灯
し、液晶表示素子１１３に前面から入射して拡散反射層
１１８で反射する周囲光７３で表示が見えるようにす
る。この場合導光板１１０を通して液晶表示素子に表示
されている画像を見ることになるが、凸形状１１１の間
隔が液晶表示素子の画素と干渉しないようにしてあれ
ば、表示画像の劣化は少ない。

【０１０３】一方、夜間など周囲光が不十分で拡散反射
層で反射される周囲光だけでは表示が見にくい場合に
は、白色光で発光する有機ＥＬ素子１９を点灯して導光
板１１０から出射する照明光１２０を拡散反射層１１８
で反射させて表示を見えるようにする。このような構成
の液晶表示装置では、周囲光も照明装置の照明光も理想
的には１００％利用することができる。

【０１０４】液晶表示装置の観察者側に照明装置を配置
するということは、導光板が透明であるといっても液晶
表示素子が少なくとも導光板の厚み分だけ表示装置前面
から奥に配置されることになり、特に斜めから見た場合
に表示が見にくくなる可能性がある。この点から導光板
の厚みは薄い程良く、本発明では光源としてストライプ
状の有機ＥＬ素子を用いているので、従来の蛍光管を光
源として用いた導光板型照明装置と比べて光源及び導光
板を含めた照明装置を１ｍｍ程度に薄くすることが可能
である。

【０１０５】（実施例１４）本発明の液晶表示装置の第
８の実施例である反射型の液晶表示装置の断面図を図１
２に示す。

【０１０６】基本的な構成は図１１に示されている実施
例１３と同様であるが、有機ＥＬ光源３０がそれぞれ赤
色、緑色、青色で発光する３つのストライプ状の有機Ｅ
Ｌ素子３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂから構成されている。

【０１０７】以上、本発明の照明装置および液晶表示装
置の実施例を説明したが、例えば図１３、図１４、図１
５の構成の有機ＥＬ光源を用いた照明装置を上記実施例
で説明した液晶表示装置の照明装置として用いることが
できるなど、有機ＥＬ素子と導光体及び液晶表示素子と
の組み合わせ方については種々の構成を考えることがで
き、上記実施例の構成に限定されるものではない。

【０１０８】また、照明装置として白色光が必要ない場
合には、赤色と青色の発光素子だけを光源に備える、な
ど３原色全部の発光素子を備えない構成も考えることが
できる。

【０１０９】

【発明の効果】本発明の照明装置は、有機ＥＬ素子、特
に線状の有機ＥＬ素子を光源として用い、その放射光を
導光板端面から導光板内に導入し、導光板出光面から面
状の光として取り出すことにより、従来の蛍光管を光源
として用いた導光板照明装置では実現できなかった１ｍ
ｍ以下の厚みの面状に発光する照明装置を実現でき、ま
た、それによって液晶表示装置全体を薄型化できるとい
う効果を有する。

【０１１０】また、厚みが１ｍｍ以下の導光板型面状照
明装置を構成できる効果を利用し、反射型液晶表示素子
の観察者側に本発明の照明装置のうちの一形態の照明装
置を配置することによって、照明装置の点灯時、非点灯
時ともに光の利用効率が高い視認性に優れた反射型液晶
表示装置を構成できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の照明装置の第１の実施例の構成を示
す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図。

【図２】 本発明の照明装置の第２の実施例の構成を示
す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図。

【図３】 本発明の照明装置の第３の実施例の構成を示
す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は光源部の斜視図。

【図４】 本発明の照明装置における導光板端面に対す
る光源の配置を説明する断面図。

【図５】 本発明の液晶表示装置の第１の実施例である
透過型液晶表示装置の断面図。

【図６】 本発明の液晶表示装置の第２の実施例である
透過型液晶表示装置の断面図。

【図７】 本発明の液晶表示装置の第３の実施例である
半透過型の液晶表示装置の断面図。

【図８】 本発明の液晶表示装置の第４の実施例である
半透過型の液晶表示装置の断面図。

【図９】 本発明の液晶表示装置の第５の実施例である
透過型の液晶表示装置の断面図。

【図１０】 本発明の液晶表示装置の第６の実施例にお
いて３つの光源を点灯するタイミングを示す図。

【図１１】 本発明の液晶表示装置の第７の実施例であ
る反射型の液晶表示装置の断面図。

【図１２】 本発明の液晶表示装置の第８の実施例であ
る反射型の液晶表示装置の断面図。

【図１３】 本発明の照明装置の第４の実施例の断面
図。

【図１４】 本発明の照明装置の第５の実施例の断面
図。

【図１５】 本発明の照明装置の第６の実施例の断面
図。

【符号の説明】

１０、３０、１３０、１４０、１５０ 有機ＥＬ光源 １１、３１、１３２、１４２、１５２ ガラス基板 １２、１３３ 透明電極膜 １３、１３４ 有機発光層構造 １４、１３５ 反射電極膜 １５、２０、４０、１１０、１３９ 導光板 １６、２２、４１ 入光端面 １７ 散乱ドット １８、２１ 出光面 １９、１３１、１４１、１５１ 有機ＥＬ素子 ２３、１１１ 凸形状 ３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂ 有機ＥＬ素子 ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂ 透明電極膜 ３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂ 有機発光層構造 ３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂ 反射電極膜 ４２、１１２ 平坦面 ５０、７０、１１３ 液晶表示素子 ５１、１１４ 液晶層 ５２、１１５ ガラス基板 ５３、１１６ 偏光板 ５４、６０ プリズムシート ５５ 拡散シート ５６、６１ 反射シート ７１、１１７ ハーフミラー層 ７２ 下偏光板 ７３ 周囲光 ７４、８０、１２０ 照明光 １１８ 拡散反射層 １３６ ミラー要素 １３８、１５３ 出射端面 １３７、 １４４、１５４ 反射膜 １４３ 曲面ミラー要素

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｂ 33/00 Ｈ０５Ｂ 33/00

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明部材から成る板状の導光体と、該導
   光体の少なくとも一つの端面に配置された電界発光素子
   から成る光源とから構成されることを特徴とする照明装
   置。
2. 【請求項２】 透明部材から成る板状の導光体と、該導
   光体の少なくとも一つの端面に対向して空気層を介して
   近接配置されている電界発光素子から成る光源とから構
   成されることを特徴とする照明装置。
3. 【請求項３】 前記電界発光素子の出射光軸が前記導光
   体の前記端面に対して平行に配置され、前記電界発光素
   子から成る前記光源を構成する透明基板の一部に前記出
   射光軸を偏向する要素が形成されていることを特徴とす
   る請求項１あるいは請求項２記載の照明装置。
4. 【請求項４】 前記導光板の出光側平面に、前記出光側
   平面と略平行な面と略垂直な面により形成される凹凸形
   状を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載
   の照明装置。
5. 【請求項５】 前記電界発光素子が、有機薄膜が印加電
   界によって発光する構造を有することを特徴とする請求
   項１乃至請求項４記載の照明装置。
6. 【請求項６】 前記電界発光素子の発光面形状が、前記
   導光体の前記端面の長手方向に沿った線状形状であるこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項５記載の照明装置。
7. 【請求項７】 前記電界発光素子が、赤領域、緑領域、
   及び青領域の波長を同時に発光できる構造を有している
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６記載の照明装
   置。
8. 【請求項８】 前記電界発光素子が、平面的に並べて配
   置された少なくとも３つの独立した電界発光素子から成
   り、第１の電界発光素子が赤領域の波長で発光し、第２
   の電界発光素子が緑領域の波長で発光し、第３の電界発
   光素子が青領域の波長で発光することを特徴とする請求
   項１乃至請求項７記載の照明装置。
9. 【請求項９】 前記第１の電界発光素子、前記第２の電
   界発光素子、および前記第３の電界発光素子が順次点灯
   を繰り返すことを特徴とする請求項８記載の照明装置。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至請求項８記載の照明装置
    を透過型液晶表示素子の背面に配置したことを特徴とす
    る液晶表示装置。
11. 【請求項１１】 前記照明装置と前記透過型液晶表示素
    子との間にハーフミラーを配置し、明るい環境では前記
    照明装置を消灯し、暗い環境では前記照明装置を点灯す
    ることを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置。
12. 【請求項１２】 カラーフィルター層が存在しない透過
    型液晶表示素子の背面に請求項９記載の照明装置を配置
    し、前記第１の電界発光素子、前記第２の電界発光素
    子、および前記第３の電界発光素子の点灯に同期させて
    赤色の画像、緑色の画像、および青色の画像を順次提示
    することによってカラー画像を表示することを特徴とす
    る液晶表示装置。
13. 【請求項１３】 請求項１乃至請求項８記載の照明装置
    を反射型液晶表示装置の前面に配置したことを特徴とす
    る液晶表示装置。