JP2008277047A - 面状光源装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より薄型化することが可能なバックライトを提供する。
【解決手段】フレキシブル基板21上に第１電極22を設ける。第１電極22に対向して第２電極23を設ける。第１電極22と第２電極23との間に有機薄膜ＥＬ材料24を介在する。有機薄膜ＥＬ材料24からの発光の出光側に位置する第２電極23を覆って偏光板27を設ける。偏光板27を第２電極23の保護板として共用でき、より薄型化することが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに対向配置された一対の電極間に発光層を介在した面状光源装置およびこれを備えた液晶表示装置に関する。

薄型の液晶表示装置は、テレビジョン、コンピュータ用のモニタ、ノートＰＣおよび携帯電話など、さまざまな用途で活用されており、より薄い液晶表示装置を実現することは製品のデザイン性を向上し重量を削減するために非常に重要である。

近年、液晶表示装置の薄型化を目的に有機薄膜ＥＬ(Electro Luminescence)材料を２枚の電極で挟んだ発光ダイオード(ＯＬＥＤ)光源を設けた面状光源装置であるＯＬＥＤバックライトが検討されている。

このＯＬＥＤバックライトは、透光性を有する基板上に透光性を有する第１電極が設けられ、この第１電極と、この第１電極に対向して形成された反射性を有する金属電極である第２電極との間に、有機薄膜ＥＬ材料を挟んで発光部を形成している。また、基板上には、保護板がスペーサを介して対向配置され、この保護板が第２電極の上方に空隙を介して位置している。

そして、このＯＬＥＤバックライトを用いた液晶表示装置は、一対のガラス基板間に液晶層を介在して形成された液晶表示素子である液晶パネルの上下にそれぞれ偏光板が貼り付けられ、かつ、この液晶パネルの背面に、基板側を対向させて上記ＯＬＥＤバックライトが配設されている(例えば、特許文献１参照。)。
特開２００１−２０９０５０号公報

上記構成では、液晶表示装置の総厚が、両液晶パネル用基板、両偏光板、保護板、スペーサおよび基板の板厚によって略決定され、いずれの構成物も０．０５〜０．数ｍｍ程度のものであるが、今日の液晶表示装置では、より薄型の構成が要求されている。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、より薄型化することが可能な面状光源装置およびこれを備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、互いに対向配置された一対の電極と、これら電極間に介在され、これら電極の少なくともいずれか一方に向けて出光する発光層と、この発光層から発光の出光側に位置する前記電極を覆って設けられた偏光板とを具備したものである。

そして、発光層からの発光の出光側に位置する電極を覆って偏光板を設ける。

本発明によれば、偏光板を電極の保護板などとして共用でき、より薄型化することが可能になる。

以下、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の構成を図１および図２を参照して説明する。

図１および図２において、１は液晶表示装置を示し、この液晶表示装置１は、例えばテレビジョン、コンピュータ用のモニタ、ノートＰＣおよび携帯電話などに用いられる透過型ものである。すなわち、この液晶表示装置１は、液晶表示素子としての液晶パネル２と、この液晶パネル２に例えば白色の面状光を照射する面状光源装置としてのバックライト３とを備えている。

液晶パネル２は、例えばアクティブマトリクス型のもので、四角形状の基板としてのアレイ基板５と、四角形状の基板としての対向基板６との間に、液晶層７を介在して構成され、本実施の形態では、対向基板６の液晶層７と反対側の主面に素子偏光板としての偏光板８が設けられ、アレイ基板５の液晶層７と反対側に、バックライト３が貼り付けられている。そして、この液晶パネル２は、アレイ基板５と対向基板６とを、図示しない間隙保持部材であるスペーサを介在させて接着層９により外周縁部近傍で貼り合わせて構成され、この接着層よりも内側の位置に、四角形状の表示領域Ａが形成されている。そして、この液晶パネル２は、例えば厚みが０．３ｍｍ程度に形成されている。

アレイ基板５は、透光性を有する絶縁基板であるガラス基板11の液晶層７側である一主面上に、表示領域Ａの長手方向および幅方向に沿って走査線と信号線とが格子状に配設され、これら走査線と信号線との交差位置に、スイッチング素子としてのＴＦＴが設けられている。そして、このＴＦＴのゲート電極が走査線と電気的に接続され、ソース電極が信号線と電気的に接続され、ドレイン電極が画素電極15と電気的に接続されている。また、アレイ基板５は、対向基板６よりも長手方向に突出した配線部16を有し、この配線部16に、走査線あるいは信号線へと信号を送信する図示しない駆動手段であるドライバＩＣなどが実装されているとともに、バックライト３側と液晶パネル２側とを電気的に接続する外部接続配線17が設けられている。

画素電極15は、表示領域Ａの副画素を構成するもので、例えばＩＴＯなどの透明導電性部材により、各ＴＦＴに対応してマトリクス状に形成されている。

外部接続電極17は、液晶表示装置１の幅方向の一側に偏位して設けられている。

一方、対向基板６は、透光性を有する絶縁基板であるガラス基板18の液晶層７側の主面上に、各副画素に対応した例えばＲＧＢ３色のカラーフィルタ層が形成されているとともに、このカラーフィルタ層上に画素電極15との間で液晶層７に電圧を印加するための共通電極である対向電極が設けられている。そして、カラーフィルタ層の３色に対応する３つの副画素により、１つの画素が構成されている。

液晶層７は、アレイ基板５と対向基板６とのそれぞれに形成された配向膜間に充填され、ＴＦＴにより画素電極15に書き込まれた信号電圧に応じてバックライト３からの光の透過率を変化させることで、各副画素にて画像を表示可能となっている。

接着層９は、例えば熱硬化性樹脂、あるいは紫外線硬化樹脂などにより形成されている。

一方、バックライト３は、フレキシブル基板21の一主面上に、電極としての第１電極22と、この第１電極22に対向配置された電極としての第２電極23と、これら電極22，23間に介在された発光層としての有機薄膜ＥＬ(Electro Luminescence)材料24とを有し、出光側に位置する第２電極23を覆ってフレキシブル基板21上に保護膜であるパッシベーション膜25が設けられ、このパッシベーション膜25を覆って接着封止樹脂層26が設けられ、かつ、この接着封止樹脂層26を覆って偏光板27が設けられている。

フレキシブル基板21は、例えばポリイミドなどの樹脂部材により、第１電極22、第２電極23、有機薄膜ＥＬ材料24、パッシベーション膜25、接着剤封止樹脂層26および偏光板27よりも平面視で大きい四角形状で、かつ、例えば０．１５ｍｍ程度の厚みに形成されて可撓性を有している。また、このフレキシブル基板21には、液晶パネル２の配線部16よりも長手方向に突出した突出部31が形成されている。この突出部31には、液晶パネル２の外部接続電極17と接続用のフレキシブル基板32を介して電気的に接続される外部接続電極33が形成されている。

ここで、フレキシブル基板32は、母材となるフィルム35に金属箔配線36を設けて構成されており、この金属箔配線36が外部接続電極17，33間に電気的に接続されているとともに、図示しない外部回路に電気的に接続されている。

また、外部接続電極33は、第１電極22に電気的に接続された外部接続電極33aと、第２電極23に電気的に接続された外部接続電極33bとを有している。さらに、この外部接続電極33は、外部接続電極17と同方向であるバックライト３の長手方向を向いて形成されている。そして、この外部接続電極33は、液晶表示装置１の幅方向の他側に偏位して設けられており、外部接続電極17と干渉しない位置となっている。

第１電極22は、バックライト３からの非発光側に位置しており、有機薄膜ＥＬ材料24からこの第１電極22側へと出た光を第２電極23側へと反射させて光量を増加させる反射板としても機能するものであり、例えばアルミニウム(Ａｌ)などの部材により、０．数〜数μｍ程度の薄膜状に形成され、平面視で液晶パネル２の表示領域Ａよりも若干大きい四角形状となっている。

第２電極23は、有機薄膜ＥＬ材料24から出た光を液晶パネル２側へと透過させるように、例えばＩＴＯなどの透明導電部材により、０．数〜数μｍ程度の薄膜状に形成され、平面視で液晶パネル２の表示領域Ａよりも若干大きい四角形状となっている。

有機薄膜ＥＬ材料24は、例えば白色発光するものであり、例えば０．数〜数μｍ程度の薄膜状に形成され、平面視で液晶パネル２の表示領域Ａよりも若干大きい四角形状となっている。なお、以下、有機薄膜ＥＬ材料24とは、電子輸送層や正孔輸送層などからなる、特性確保のための有機材料以外の材料を一部に有するものも含む。

パッシベーション膜25は、第２電極23全体を覆って保護するための膜であり、例えば窒化シリコン膜(ＳｉＮｘ)などであり、０．数〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。

接着封止樹脂層26は、例えば熱硬化性樹脂などの部材により、０．０５〜０．１ｍｍ程度の厚みに形成された接着剤と同様の作用を有する接着フィルムである。

偏光板27は、第２電極23の保護板を兼ねるもので、偏光板８と同様の材質により、第２電極23全体を覆って、例えば０．１４ｍｍ程度の厚みに形成され、平面視で液晶パネル２のアレイ基板５と略等しい四角形状となっている。また、この偏光板27には、図示しない位相フィルムが積層されている。なお、この偏光板27と接着封止樹脂層26との間に、散乱フィルムを１層設けてもよい。

そして、次に、上記第１の実施の形態の作用を説明する。

液晶表示装置１を組み立てる際には、液晶パネル２の対向基板６の前面側に対して偏光板８を貼り付けるとともに、アレイ基板５の背面側に対してバックライト３の偏光板27側を貼り付けた後、外部接続電極17，33間をフレキシブル基板32により電気的に接続する。

このように組み立てた液晶表示装置１は、外部回路からの信号に応じてＴＦＴにて各画素電極15に印加される電圧を切り換えて、バックライト３から照射された光の透過率を各副画素で変化させることで、表示領域Ａに所定の画像を表示する。

上述したように、上記第１の実施の形態によれば、有機薄膜ＥＬ材料24からの発光の出光側に位置する第２電極23を覆って偏光板27を設けることにより、偏光板27を第２電極23の保護板として共用するので、保護板を別個に設ける従来の構成と比較して、バックライト３および液晶表示装置１を、少なくとも保護板の厚み分、より薄型化することが可能になる。

具体的に、液晶表示装置１の厚みが、フレキシブル基板21、第１電極22、有機薄膜ＥＬ材料24、第２電極23、接着封止樹脂層26および偏光板27の厚みの和となり、上記第１の実施の形態においては、０．１５＋０．０５＋０．１４＋０．３＋０．１４＝０．７８ｍｍ弱となり、一般的なクレジットカードの厚みと同様となるから、上記フレキシブル基板21、第１電極22、有機薄膜ＥＬ材料24、第２電極23、接着封止樹脂層26および偏光板27の厚みがそれぞれ今後一層薄くなれば、例えばＩＤカードなどにカラー動画を表示させることなども可能となる。

一般に、保護板の厚みは、０．１５ｍｍ程度であるものの、この厚みは、液晶表示装置１全体の厚みの２割弱程度に相当するため、本実施の形態では、保護板を設けなくする分、液晶表示装置１の厚みを従来の液晶表示装置の８割程度の厚みとすることができるから、保護板の厚み分薄くできる本実施の形態の構成は、いわゆるサブミリ表示体を構成する際に有効である。

また、液晶表示装置１の製造に際しては、液晶パネルの両面にそれぞれ偏光板を貼り付けるとともに、バックライトを液晶パネルに貼り付ける従来の場合と比較して、液晶パネル２の対向基板６側にのみ偏光板８を貼り付け、背面側はバックライト３の偏光板27を貼り付けるだけで済み、偏光板27の貼り付けとバックライト３の貼り付けとが一度に済むため、工数が低減して、製造性が向上する。

しかも、バックライト３は、フレキシブル基板21を用いていることから、湾曲させることが可能であり、上記液晶パネル２への貼り付け工程の際に加わる外力程度で破損することはなく、特別に困難な貼り付け工程を必要としないため、製造性が向上する。

また、外部接続電極17，33を、同じ方向に向けて設け、かつ、互いに干渉しない位置とすることで、フレキシブル基板32一枚で液晶パネル２とバックライト３とを容易に接続できる。

なお、上記第１の実施の形態において、第１電極22を例えばＩＴＯなどの透明導電部材により構成する場合には、フレキシブル基板21との間に絶縁層を１層挟み、フレキシブル基板21自体を例えば金属反射板で構成してもよい。

次に、第２の実施の形態を図３ないし図５を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態において、バックライト３の第１電極22が、画素電極15に対応して複数、マトリクス状に設けられているものである。

すなわち、第１電極22は、同一の画素内での副画素の隣接方向に、各副画素に対応して互いに分離されたストライプ状に設けられ、互いに分離された点灯領域を独立点灯可能としたものである。なお、これら第１電極22のピッチは、各副画素に対応する画素電極15のピッチの整数倍とすることが好ましい。

そして、このように構成することで、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができるとともに、例えば図４(a)ないし図４(c)および図５に示すように、液晶層７の駆動と同期して例えば５０％デューティでバックライト３を走査点灯、すなわち点灯領域LAを走査方向と交差方向に順次切り換えることが可能であり、液晶層７を例えば高速応答のＯＣＢモードとすれば、１フレーム期間中にバックライト３を点灯および消灯させる、いわゆる擬似インパルス駆動によって、液晶表示装置１の動画視認性を向上できる。

次に、第３の実施の形態を図６を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第３の実施の形態は、バックライト３が、第１電極22側に出光するものである。

すなわち、バックライト３は、第１電極22が、例えばＩＴＯなどの透明導電性部材により形成された透明電極であり、第２電極23が、例えばアルミニウムなどにより形成された反射電極であり、フレキシブル基板21に代えて、偏光板としてのフレキシブル基板41が設けられ、偏光板27に代えて、保護板42が設けられている。

フレキシブル基板41には、図示しない位相フィルムが積層されている。また、このフレキシブル基板41は、液晶パネル２のアレイ基板５と略等しい大きさに形成され、配線部16と同様に突出した突出部44が形成され、この突出部44に外部接続電極33が設けられている。なお、このフレキシブル基板41と第１電極22との間に、図示しない散乱フィルムを１層積層してもよい。

また、保護板42は、例えば樹脂により形成されており、第２電極23全体を覆って接着封止樹脂層26上に設けられている。

そして、液晶表示装置１を組み立てる際には、液晶パネル２の対向基板６に偏光板８を貼り付けるとともに、フレキシブル基板41の突出部44を配線部16と対応させた状態で液晶パネル２のアレイ基板５の背面側にバックライト３を貼り付け、配線部16の外部接続電極17にフレキシブル基板32の金属箔配線36を電気的に接続した後、この金属箔配線36と外部接続電極33とを、導電テープ45により電気的に接続する。

この結果、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

次に、第４の実施の形態を図７を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第４の実施の形態は、バックライト３が、第１電極22側と第２電極23側とのそれぞれに出光する、いわゆる両面発光型のものである。

すなわち、バックライト３は、上記第１の実施の形態と上記第３の実施の形態とを組み合わせて形成されており、第１電極22側にフレキシブル基板41が、第２電極23側に偏光板27が、それぞれ設けられている。

そして、液晶パネル２は、偏光板27側に配設されているとともに、フレキシブル基板41側にも配設されている。すなわち、バックライト３の偏光板27が、図中上側の液晶パネル２のアレイ基板５の背面に貼り付けられているとともに、フレキシブル基板41が、図中下側の液晶パネル２のアレイ基板５の背面に貼り付けられている。

この結果、上記第１の実施の形態および第３の実施の形態と同様の作用効果を奏するとともに、液晶表示装置１の両面に液晶パネル２を有することで、両面に同一の画像を表示したり、両面で異なる画像を表示したりすることが可能になる。

なお、上記第３の実施の形態、あるいは上記第４の実施の形態に、上記第２の実施の形態を組み合わせることも可能である。

また、液晶パネル２の細部は、上記構成に限定されるものではない。

さらに、各構成の材質、あるいは厚みなどは、上記構成に限定されるものではない。

そして、上記各実施の形態において、バックライト３は、偏光板を用いる任意の表示素子などにも対応して用いることが可能である。

本発明の第１の実施の形態の面状光源装置を備えた液晶表示装置を示す縦断面図である。 同上液晶表示装置を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態の面状光源装置を備えた液晶表示装置を示す縦断面図である。 同上液晶表示装置の動作を示す説明図である。 同上面状光源装置の動作を示す波形図である。 本発明の第３の実施の形態の面状光源装置を備えた液晶表示装置を示す縦断面図である。 本発明の第４の実施の形態の面状光源装置を備えた液晶表示装置を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置
２ 液晶表示素子としての液晶パネル
３ 面状光源装置としてのバックライト
５ 基板としてのアレイ基板
６ 基板としての対向基板
７ 液晶層
８ 素子偏光板としての偏光板
15 画素電極
21 フレキシブル基板
22 電極としての第１電極
23 電極としての第２電極
24 発光層としての有機薄膜ＥＬ材料
25 保護膜であるパッシベーション膜
27 偏光板
41 偏光板としてのフレキシブル基板

Claims (6)

1. 互いに対向配置された一対の電極と、
   これら電極間に介在され、これら電極の少なくともいずれか一方に向けて出光する発光層と、
   この発光層から発光の出光側に位置する前記電極を覆って設けられた偏光板と
   を具備したことを特徴とした面状光源装置。
2. 前記電極のいずれか一方は、フレキシブル基板の一主面上に設けられ、
   前記電極の他方を覆う保護膜を具備し、
   前記偏光板は、前記保護膜を覆って設けられている
   ことを特徴とした請求項１記載の面状光源装置。
3. 前記偏光板は、前記電極のいずれか一方が一主面上に設けられたフレキシブル基板である
   ことを特徴とした請求項１または２記載の面状光源装置。
4. 互いに対向配置された一対の基板と、これら基板間に介在された液晶層と、前記基板のいずれか一方の前記液晶層と反対側の主面に設けられた素子偏光板とを備えた液晶表示素子と、
   この液晶表示素子の前記基板の他方へと発光する請求項１ないし３いずれか一記載の面状光源装置と
   を具備したことを特徴とした液晶表示装置。
5. 前記基板のいずれか一方は、前記液晶層側の主面上にこの液晶層に電圧を印加する複数の画素電極を有し、
   前記面状光源装置の前記電極のいずれか一方は、前記画素電極に対応して複数設けられている
   ことを特徴とした請求項４記載の液晶表示装置。
6. 前記面状光源装置の前記発光層は、前記各電極方向へとそれぞれ出光し、
   前記液晶表示素子は、複数設けられ、前記面状光源装置の前記各基板のそれぞれに対向して配設されている
   ことを特徴とした請求項４または５記載の液晶表示装置。

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