JP3864851B2

JP3864851B2 - 面状発光装置

Info

Publication number: JP3864851B2
Application number: JP2002161542A
Authority: JP
Inventors: 研治西垣; 敏樹井上
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2022-06-03
Also published as: JP2004014128A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ素子を用いた面状発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の発光装置は、電球、蛍光管といったもので熱を伴って光を発生するというものであった。またその形状は立体的であるので、特に液晶ディスプレイのバックライトに用いる場合は、一般に導光板と共に用いられ、液晶ディスプレイの薄型化、小型化が困難であった。
【０００３】
一方、近年の技術開発で、有機ＥＬ素子の長寿命化、高効率化の研究が進み、薄膜状に形成されたの面状発光装置として利用が考えられている。有機ＥＬ素子をはじめ、発光素子と透明電極を使用した光源装置には透明電極としてＩＴＯ（インジウム錫酸化物）やＺｎＯ（酸化亜鉛）等が主に用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記透明電極は電気抵抗値が十分低くない。従って、接続端子から近い部分と遠い部分で電気抵抗値の差が大きくなり、電流値についても差が大きくなる。有機ＥＬ素子の発光輝度はその電流値に影響される為、発光輝度にムラが発生する。
【０００５】
特開平８−１８０９７４号公報には、ＥＬディスプレイの透明電極に補助電極を形成することが開示されている。これは透明電極がストライプ状になっており、接続端子に近い画素と遠い画素との間で発生する発光輝度のムラを抑制するために、補助電極を配設したものである。
【０００６】
有機ＥＬ素子を面状発光装置として利用する場合には、特開平８−１８０９７４号公報で開示されているストライプ状の透明電極よりさらに広い発光面積で使用されるため、透明電極の電気抵抗値の問題が顕著になる。
【０００７】
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、輝度のムラを抑制することができる面状発光装置を提供する事である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、有機ＥＬ素子を用いた面状発光装置において、前記有機ＥＬ素子は、透明電極と反射電極と両電極間に設けられる有機ＥＬ層とを備えており、前記透明電極には、前記透明電極を構成する材料より低抵抗な材料からなる補助電極が前記透明電極の全域にわたって設けられると共に電気的に接続されており、前記補助電極は、前記透明電極の接続端子から近い部分の開口率の方が前記透明電極の接続端子から遠い部分の開口率よりも低く形成されている。ここで、「接続端子から近い」とは、補助電極を経由して接続端子に至る距離が近いことを意味し、「接続端子から遠い」とは、補助電極を経由して接続端子に至る距離が遠いことを意味する。従って、接続端子に近い部分では電流値が高く発光が強いが、開口率は低い。一方、接続端子から遠い部分では電流値が低く発光が弱いが、開口率は高い。従って、全体として輝度のムラを抑制できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記補助電極が格子状に形成され、前記透明電極の接続端子から近い部分の格子の方が前記透明電極の接続端子から遠い部分の格子よりも小さく形成されている。従って、電気抵抗値の差がさらに緩和され、輝度のムラをさらに抑制できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記補助電極は、前記透明電極の接続端子から近い部分の方が前記透明電極の接続端子から遠い部分よりも太く形成されている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記補助電極は、前記透明電極の面のうち、前記有機ＥＬ発光層が設けられる側の面と反対側の面に配設している。従って、補助電極が有機ＥＬ層に覆われていない部分で短絡することがない。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、透過型液晶パネルのバックライトとして使用される請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記補助電極は、透過型液晶パネルの画素ピッチに合わせて配設されている。従って補助電極が画素と対応する位置に配設される事が無い状態で、液晶ディスプレイの画素間の輝度のムラを抑制する事ができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をパッシブ・マトリックス方式の透過型液晶表示装置のバックライトとして具体化した一実施の形態を図１に従って説明する。図１において上側が表示部であり表側とし、下側を裏側とする。
【００１４】
パッシブ・マトリックス方式の液晶パネル１は液晶９を挟んで表側に、偏向板２、基板３、カラーフィルタ４、透明電極５を有する。また、液晶９を挟んで裏側には偏向板６、基板７、走査電極８を有する。そして、液晶パネル１はその中央部に液晶９を有する。
【００１５】
基板３の表側には偏向板２が形成される。裏側にはストライプ状のカラーフィルタ４が複数本平行に形成され、さらにカラーフィルタ４と同様に透明電極５が形成されている。一方、基板７の裏側には偏向板６が形成される。表側には、カラーフィルタ４及び透明電極５と直行する方向に、ストライプ状の走査電極８が複数本平行に形成されている。そして、透明電極５と走査電極８の間に液晶９が配設され、基板３，７の間隔を一定に保った状態で、図示しないシール材によって貼り合わされている。よって透明電極５と走査電極８は液晶９を挟んで、その交差部分において画素を構成し、その画素はマトリックス状に配置されている。
【００１６】
基板３，７はともに透明で例えばガラス製である。また、透明電極５と走査電極８はともに透明でＩＴＯ（インジウム錫化合物）製である。
バックライト１０としての面状発光装置は、その面積が液晶パネル１とほぼ同じであり、基板１１、補助電極１２、透明電極１３、有機ＥＬ層１４、反射電極１５、基板１６を有している。
【００１７】
基板１１は、バックライト１０の液晶パネル１と面する表側であり、その裏側に補助電極１２が形成され、補助電極１２を覆う様に透明電極１３が形成されている。補助電極１２は透明電極１３と電気的に接続されている。補助電極１２は液晶パネル１の画素と重ならない位置に、画素ピッチに合わせて格子状に配設されている。一方、基板１６の表側には反射電極１５が形成されている。透明電極１３と反射電極１５の間に、有機ＥＬ層１４が形成されている。従って有機ＥＬ素子１７は、透明電極１３と有機ＥＬ層１４と反射電極１５から構成されている。基板１１と基板１６の間は、有機ＥＬ層１４へ、外部から水分や酸素の進入を防ぐため、図示しないシール材（例えば、エポキシ樹脂）で封止されている。
【００１８】
基板１１は透明で、例えばガラス製である。補助電極１２は透明電極１３より低抵抗であり、例えばアルミニウム製である。透明電極１３はＩＴＯ製である。有機ＥＬ層１４は、公知の構成のものが使用され例えば電子輸送層、発光層、正孔輸送層から構成される。また、有機ＥＬ層１４は白色発光層で構成されている。反射電極１５は金属電極で、例えばクロム製である。基板１６は例えばガラス製である。
【００１９】
次に上記のように構成された本実施の形態の作用について説明する。
液晶パネル１は図示しない駆動制御装置により透明電極５、走査電極８に電圧を印加して、所望の画素を透過可能とする。
【００２０】
一方バックライト１０は電源投入されると、透明電極１３と反射電極１５に印加され、有機ＥＬ素子が白色に発光する。発光した光は直接、もしくは反射電極１５に反射して、透明電極１３及び基板１１を通過して液晶パネル１へ達する。
【００２１】
液晶パネル１へ達した光のうち、透過可能になった画素部分への光のみが、液晶パネル１の表側に出てくる。このときカラーフィルタ４の図示しないＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の画素を通過し、その組み合わせにより所望の色が再現される。
【００２２】
このとき、透明電極１３は電気抵抗が十分低くないが、補助電極１２に電気的に接続されているため、透明電極１３の接続端子に近い部分と遠い部分で電圧差はほとんど無くなり、輝度のムラを抑制することができる。
【００２３】
本実施の形態では以下の効果を有する。
（１）透明電極１３に格子状の補助電極１２が電気的に接続されているため、透明電極１３の接続端子に近い部分と遠い部分で電圧差はほとんど無くなり、輝度のムラを抑制することができる。
【００２４】
（２）補助電極１２は液晶パネル１の画素ピッチに合わせて配設されているため、補助電極１２が液晶パネル１の画素と対応する位置に配設される事が無い状態で、液晶ディスプレイの画素間の輝度のムラを抑制することができる。
【００２５】
（３）補助電極１２は、透明電極１３の面のうち、発光層である有機ＥＬ層１４と反対側の面に配設されている。従って、補助電極１２の断面が長方形状であっても、厚さ非常に薄い（通常およそ１００ｎｍ）有機ＥＬ層１４に覆われていない部分が生じることがなく、補助電極１２が反射電極１５と短絡することがない。
【００２６】
（４）通常の陰極管と導光板を用いたバックライトより薄型化・小型化できる。
（５）反射電極１５が有機ＥＬ層１４の片面全体に形成されている。従って、液晶パネル１と反対方向へ向かって発光する光は、全て反射電極１５に反射され、液晶パネル１へ射出する光量を多くできる。
【００２７】
実施の形態は前記に限らず、例えば次のように構成してもよい。
○ 補助電極１２の格子は１画素ごとでなくてもよく、例えば複数画素ごとに対応するように設けてもよい。複数画素ごとでも、透明電極１３の接続端子に近い部分と遠い部分で電圧差がほとんど無くなり、輝度のムラを抑制することができる。
【００２８】
○ 補助電極１２の格子は一定の画素ごとでなくてもよい。例えば、透明電極１３を流れる電流量が確保しにくい透明電極１３の接続端子から遠い部分では１画素ごととし、電流量が確保しやすい透明電極１３の接続端子から近い部分では複数画素ごととしてもよい。
【００２９】
○ 補助電極１２は格子状でなくてもよい。ストライプ状でもよい。この場合、各ストライプ間での電圧差がほとんど無くなり、輝度のムラを抑制することができる。
【００３０】
○ ストライプ状の補助電極１２を複数本設ける場合、補助電極１２は一定の太さでなくてもよい。接続端子から近い、即ち補助電極を経由して接続端子に至る距離が近い部分では太く、接続端子から遠い、即ち補助電極を経由して接続端子に至る距離が遠い部分では細く形成されてもよい。この場合、接続端子に近い部分では電流値が高く発光が強いが、開口率は低い。一方、接続端子から遠い部分では電流値が低く発光が弱いが、開口率は高い。したがって、全体として輝度ムラを抑制できる。
【００３１】
○ 液晶パネルはパッシブ・マトリックス方式でなくてもよい。アクティブ・マトリックス方式など、透過型であればよい。
○ バックライト１０は基板１１と基板１６に挟まれた構成でなくてもよい。例えば図２に示すように、基板１６に代えて水分や酸素の透過を遮断する機能を有する封止膜（パッシベーション膜）１８で有機ＥＬ素子１７を封止してもよい。なお、図２では有機ＥＬ層１４を便宜的に透明電極１３や反射電極１５より厚く図示しているが、実際は有機ＥＬ層１４の方が薄い。
【００３２】
○ 面状発光装置は液晶表示装置のバックライトに限らない。たとえば、自動車のルームランプなど、通常の照明装置として利用してもよい。
○ 補助電極１２は、透明電極１３の面のうち、有機ＥＬ層１４と反対側の面に設けなくてもよい。例えば、有機ＥＬ層１４側の面に設けてもよい。また、透明電極１３を２層にして補助電極１２をその間に挟んだ構成にしてもよい。
【００３３】
ただし有機ＥＬ層１４側の面に設けた場合、有機ＥＬ層１４は通常蒸着で形成されるため、図３（ａ）に示すように補助電極１２の断面形状が長方形状であると、補助電極１２の側面が有機ＥＬ層１４から露出して反射電極１５と短絡するおそれがある。従って、図３（ｂ）に示すように補助電極１２の断面形状を台形形状にして、有機ＥＬ層１４の蒸着後に、補助電極１２が有機ＥＬ層１４から露出して反射電極１５と短絡しないようにする必要がある。
【００３４】
○ 反射電極１５に代えて反射率の低い通常の電極、例えばアルミニウム製の電極を設けてもよい。
○ 補助電極１２の格子は一定の大きさでなくてもよい。例えば、透明電極１３を流れる電流量が確保しにくい透明電極１３の接続端子から遠い部分では小さい格子とし、電流量が確保しやすい透明電極１３の接続端子から近い部分では大きい格子としてもよい。
【００３５】
前記実施の形態から把握できる技術的思想（発明）について以下に記載する。
（１）透明電極を有する面状発光装置において、前記透明電極に、前記透明電極より低抵抗な補助電極を電気的に接続した面状発光装置。
【００３６】
（２）前記補助電極が格子状に形成されている技術的思想（１）に記載の面状発光装置。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明では、有機ＥＬ素子を用いた面状発光装置において輝度のムラを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態における液晶表示装置の要部概略分解斜視図。
【図２】面状発光装置の別例の積層構造概略図。
【図３】補助電極を透明電極の発光層側に設けた場合の積層構造部分断面図で、（ａ）は補助電極の断面が四角形状の場合、（ｂ）は補助電極の断面が台形形状の場合。
【符号の説明】
１…液晶パネル、１０…バックライト、１２…補助電極、１３…透明電極、１４…発光層としての有機ＥＬ層、１７…有機ＥＬ素子。

Claims

有機ＥＬ素子を用いた面状発光装置において、前記有機ＥＬ素子は、透明電極と反射電極と両電極間に設けられる有機ＥＬ層とを備えており、前記透明電極及び前記反射電極は、それぞれ、前記有機ＥＬ素子を駆動するための駆動電源が接続される接続端子を備えており、前記透明電極には、前記透明電極を構成する材料より低抵抗な材料からなる補助電極が前記透明電極の全域にわたって設けられると共に電気的に接続されており、前記補助電極は、前記透明電極の接続端子から近い部分の開口率の方が前記透明電極の接続端子から遠い部分の開口率よりも低く形成されている面状発光装置。
前記補助電極は格子状に形成され、前記透明電極の接続端子から近い部分の格子の方が前記透明電極の接続端子から遠い部分の格子よりも小さく形成されている請求項１に記載の面状発光装置。
前記補助電極は、前記透明電極の接続端子から近い部分の方が前記透明電極の接続端子から遠い部分よりも太く形成されている請求項１又は請求項２に記載の面状発光装置。
前記補助電極は、前記透明電極の面のうち、前記有機ＥＬ発光層が設けられる側の面と反対側の面に配設されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の面状発光装置。
透過型液晶パネルのバックライトとして使用される請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の面状発光装置において、前記補助電極は、透過型液晶パネルの画素ピッチに合わせて配設されている面状発光装置。