バックライト及び液晶表示装置
【課題】液晶表示パネルとバックライトを備える液晶表示装置において、液晶表示パネルに偏光子を内蔵することなく、外付けの偏光子の数を減らす仕組みを提供する。
【解決手段】本発明のバックライト３は、一方を光取り出し側とした一対の基板１１，１２と、一対の基板のうち光取り出し側の基板１１の内面側に設けられたワイヤーグリッド偏光子１３と、一対の基板１１，１２の間にワイヤーグリッド偏光子１３と対向する状態に設けられた発光層２０を含む有機層１６とを有する。
【解決手段】本発明のバックライト３は、一方を光取り出し側とした一対の基板１１，１２と、一対の基板のうち光取り出し側の基板１１の内面側に設けられたワイヤーグリッド偏光子１３と、一対の基板１１，１２の間にワイヤーグリッド偏光子１３と対向する状態に設けられた発光層２０を含む有機層１６とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示用の光源となるバックライトとこれを備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、液晶を封じ込めた２枚のガラス基板の表面（外側の面）に、それぞれ一方向に振動する光だけを透過させる偏光板を貼り付けた液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面側から光を照射するバックライトとから構成されている。
【０００３】
偏光板は、直線偏光を行なう偏光フィルムのほかに、支持機能を持つ機材フィルム、保護のためのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、及び外部から保護するための保護フィルムといった多種類のフィルムを積層して貼り合わせた構造になっている。
【０００４】
このため、偏光板の部材費が高く、液晶表示パネルの製造コストを引き上げる要因にもなっている。また、２枚のガラス基板に偏光板を貼り付ける工程においては、ガラス基板と偏光板の界面で、ゴミのかみこみや気泡の混入などの不良が発生しやすく、このことが液晶表示パネルの歩留まりを低下させ、製造コストを引き上げる原因になっている。
【０００５】
液晶表示パネルに外付けする偏光板では、前述したような問題が生じることから、近年では、偏光子を液晶表示パネルに内蔵する構造が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１６７２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、偏光子を液晶表示パネルに内蔵する構造を採用する場合は、薄膜トランジスタ等を形成した駆動基板と各電極との電気的な短絡や、寄生容量の介在など、画素回路を設計するうえで不都合なことが多い。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、液晶表示パネルとバックライトを備える液晶表示装置において、液晶表示パネルに偏光子を内蔵することなく、外付けの偏光子の数を減らすことができる仕組みを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るバックライトは、一方を光取り出し側とした一対の基板と、前記一対の基板のうち前記光取り出し側の基板の内面側に設けられた偏光子と、前記一対の基板の間に前記偏光子と対向する状態に設けられた発光層とを有するものである。
【００１０】
本発明に係るバックライトにおいては、一対の基板の間に設けられた発光層で発光した光が、光取り出し側の基板の内面側に設けられた偏光子に入射し、そこを通過することにより、直線偏光として取り出される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、偏光子を内蔵したバックライト構造の採用により、液晶表示パネルに偏光子を内蔵することなく、外付けの偏光子の数を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明が適用される透過型の液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。図示した液晶表示装置１は、主として、液晶表示パネル（液晶セル）２と、バックライト３とを備えた構成となっている。
【００１４】
液晶表示パネル２は、図示はしないが、例えば薄膜トランジスタ等を含む画素回路が形成された駆動基板と、この駆動基板に対向して配置される対向基板と、駆動基板と対向基板の間に封入される液晶層とを用いて構成されるものである。駆動基板及び対向基板は、それぞれ透明なガラス基板を用いて構成されるものである。
【００１５】
液晶表示パネル２の一方の面は光の入射面となり、この入射面に対向するようにバックライト３が配置されている。液晶表示パネル２の他方の面は光の出射面（画像の表示面）となり、この出射面に偏光板４が貼り付けられるようになっている。ちなみに、液晶表示パネル２の一方の面（光の入射面）には偏光板が貼り付けられていない。
【００１６】
バックライト３は、液晶表示パネル２の背面側から光を照射するものである。
【００１７】
一般に、透過型の液晶表示装置のバックライトの構造は、主に直下型バックライト、エッジライト型バックライト、平面光源型バックライトに大別される。直下型バックライトは、液晶表示パネルの真後ろに蛍光灯と反射フィルムを置いて面光源としたものである。直下型バックライトは、発光効率が良く高輝度を得られることから、大型テレビジョン用途の液晶表示パネルと組み合わせて用いられることが多い。
【００１８】
しかしながら、直下型バックライトでは、テレビジョンモニタが大型になるほど、光源である蛍光灯の本数が増え、それにつれて重量も増える。また、蛍光灯の配置を隠して均一な面光源にするためには、２０ｍｍ〜４０ｍｍの十分な奥行きが必要となり、この点が液晶表示装置を厚くする最大の要因になっている。
【００１９】
エッジライト型バックライトは、導光板の側面に蛍光灯を置いて面光源としたものである。エッジライト型バックライトは、薄型ではあるものの輝度が比較的小さく、導光板のために非常に重い。このため、テレビジョン用途には平面光源型バックライトが理想的である。平面光源型バックライトには、光源として有機ＥＬ(Electro Luminescence)や平面型蛍光ランプが用いられる。
【００２０】
特に、有機ＥＬは部材も少なく、インバータも必要としないため、原理的には薄型、軽量が可能であり薄型テレビジョンに適したバックライトとなっている。このため、本発明の実施形態においては、薄型、軽量に適した有機ＥＬを光源とする有機ＥＬバックライトを、上記のバックライト３に採用している。
【００２１】
図２は本発明の実施形態に係るバックライトの断面図であり、図３は当該バックライトの分解斜視図である。
【００２２】
図示のようにバックライト３は、大きくは、一対（２枚）の基板１１，１２と、偏光子となるワイヤーグリッド偏光子１３と、一対（２つ）の電極１４，１５と、有機層１６と、シール材１７とを備えた構成となっている。
【００２３】
一対の基板１１，１２は、バックライト３の厚み方向で互いに対向する状態で配置されている。一対の基板１１，１２のうち、一方の基板１１は、バックライト３の光を外部に取り出すための「光取り出し側」の基板となっている。このため、基板１１は、光の透過率が非常に高い透明なガラス基板を用いて構成されている。基板１２は、例えば基板１１と同様に透明なガラス基板を用いて構成してもよいが、特にバックライト３の機能上は光を透過する性質を持たなくてもよい。
【００２４】
ワイヤーグリッド偏光子１３は、後述する発光層で発光した光（自然光）を直線偏光に変える偏光子である。ワイヤーグリッド偏光子１３は、基板１１の内面側に設けられている。基板１１の内面とは、基板１２に対向する側の面をいう。このため、基板１１の内面側に設けられたワイヤーグリッド偏光子１３は、一対の電極１４，１５とその間に挟まれた有機層１６を介して、基板１２と対向する状態に配置されている。
【００２５】
ワイヤーグリッド偏光子１３は、Ｙ軸方向に細長い金属ワイヤー（金属線）１３ＡをＸ軸方向に等間隔に並べたストライプ（すだれ）構造になっている。図３におけるＸ軸方向は、液晶表示パネル２の表示面で水平方向に相当し、Ｙ軸方向は同垂直方向に相当する。
【００２６】
本実施形態においては、ワイヤーグリッド偏光子１３を構成する金属ワイヤー１３Ａの並び方向をＸ軸方向とし、金属ワイヤー１３Ａの長手方向をＹ軸方向としている。ただし、本発明を実施するにあたっては、金属ワイヤー１３Ａの並び方向をＹ軸方向とし、金属ワイヤー１３Ａの長手方向をＸ軸方向としてもよい。
【００２７】
ワイヤーグリッド偏光子１３は、偏光効率に優れ、透過率が高く、視野角が広い偏光子である。Ｘ軸方向に並ぶ金属ワイヤー１３Ａの間隔は、ワイヤーグリッド偏光子１３に所望の偏光機能をもたせるために、発光層で発光した光（可視光）の波長よりも小さく設定されている。例えば、金属ワイヤー１３Ａの間隔は１００ｎｍ程度で、金属ワイヤー１３Ａの線幅は５０ｎｍ程度となっている。
【００２８】
ワイヤーグリッド偏光子１３は、金属ワイヤー１３Ａに平行な方向（Ｙ軸方向）に振動する電界ベクトルを持つような偏光を反射し、金属ワイヤー１３Ａに直交する方向（Ｘ軸方向）に振動する電界ベクトルを持つ偏光を透過することにより、直線偏光を得るものである。このため、ワイヤーグリッド偏光子１３は、金属ワイヤー１３Ａの並び方向に沿うＸ軸を透過軸、これに交差（直交）するＹ軸を反射軸としている。したがって、発光層からワイヤーグリッド偏光子１３に入射する光のうち、Ｘ軸方向に振動する光はワイヤーグリッド偏光子１３を透過して直線偏光となり、それ以外の光はワイヤーグリッド偏光子１３で反射して戻り光となる。
【００２９】
ちなみに、液晶表示パネル２側に設けられる偏光板４と、ワイヤーグリッド偏光子１３とは、互いに透過軸の回転位相が９０°ずれた関係となる。すなわち、ワイヤーグリッド偏光子１３の透過軸がＸ軸と平行であるとすると、偏光板４の透過軸はＹ軸と平行になり、偏光板４の吸収軸はＸ軸と平行になる。
【００３０】
一対の電極１４，１５は、一方がアノード電極で、他方がカソード電極となっている。ここでは、光取り出し側の基板１１に近い電極１４をアノード電極とし、光取り出し側と反対側の基板１２に近い電極１５をカソード電極としている。このため、アノード電極１４は光取り出し側に配置され、カソード電極１５は光取り出し側と反対側に配置されている。
【００３１】
アノード電極１４は、バックライト３内の発光層で発光した光を外側に取り出すために、光を透過する透明電極として形成されている。アノード電極１４は、バックライト３内の発光層で発光した光を有効に利用するために（つまり光の取り出し効率を上げるために）、光を反射する反射電極として形成されている。
【００３２】
このため、アノード電極１４は、例えば、ＩＴＯ(Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ)やＩＺＯ（Ｉｎｉｄｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ）のように、光の透過率が高い導電性材料を用いて構成される。また、カソード電極１５は、例えばアルミニウム（Ａｌ）,銀（Ａｇ）のように光の反射率が高い導電性材料（金属材料）を用いて構成される。カソード電極と有機層の界面には電子注入を良好にするため仕事関数の小さい材料、例えばカルシウム（Ｃａ）やリチウム（Ｌｉ）化合物を成膜する。
【００３３】
アノード電極１４の外側の電極面には、上述したワイヤーグリッド偏光子１３が物理的に接触（電気的に導通）している。ワイヤーグリッド偏光子１３は、基板１１とアノード電極１４の間に挟まれた状態で設けられている。
【００３４】
有機層１６は、アノード電極１４とカソード電極１５の間に挟み込まれた状態で設けられている。有機層１６は、有機材料を用いて形成されるもので、アノード電極１４からカソード電極１５に向かって、ホール注入層１８、ホール輸送層１９、発光層（有機発光層）２０及び電子輸送層２１を順に積層した４層構造になっている。
【００３５】
ホール注入層１８は、例えば、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ〔4,4,4 -tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine〕によって形成されるものである。ホール輸送層１９は、例えば、α−ＮＰＤ[4,4-bis(N-1-naphthyl-N-phenylamino)biphenyl]によって形成されるものである。なお、材料はこれに限定されず、例えばベンジジン誘導体、スチリルアミン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、ヒドラゾン誘導体などの正孔輸送材料を用いることができる。また、ホール注入層１８及びホール輸送層１９は、それぞれ複数層からなる積層構造であってもよい。
【００３６】
発光層２０は、例えば、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色成分ごとに異なる有機発光材料によって形成されるものである。具体的には、赤色発光層は、例えば、ホスト材料となるＡＤＮに、ドーパント材料として２，６≡ビス［（４’≡メトキシジフェニルアミノ）スチリル］≡１，５≡ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）を３０重量％混合したものにより構成される。緑色発光層は、例えば、ホスト材料となるＡＤＮに、ドーパント材料としてクマリン６を５重量％混合したものにより構成される。青色発光層は、例えば、ゲスト材料となるＡＤＮに、ドーパント材料として４，４’≡ビス［２≡｛４≡（Ｎ，Ｎ≡ジフェニルアミノ）フェニル｝ビニル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）を２．５重量％混合したものにより構成される。
【００３７】
電子輸送層２１は、例えば、８≡ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ3 ）によって形成されるものである。なお、有機層１６は、少なくとも発光層を含むものであって、その積層構造は単層〜３層であってもよいし、上記の４層（ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層）に電子注入層を加えた５層であってもよいし、それよりも多層であってもよい。
【００３８】
バックライト３の内部では、上記のアノード電極１４、カソード電極１５及び有機層１６により、基板１１を素子基板として有機ＥＬ素子が構成されている。この有機ＥＬ素子は、アノード電極１４とカソード電極１５の間に所定の電圧を印加した際に、ホール注入層１８から注入されかつホール輸送層１９によって輸送されたホールと、電子輸送層２１によって輸送された電子が、発光層２０で再結合することにより、発光を生じる素子である。
【００３９】
シール材１７は、２枚の基板１１，１２の間で、ワイヤーグリッド偏光子１３及び有機ＥＬ素子（１４，１５，１６）を封止するためのものである。有機ＥＬ素子を搭載する基板１１は、例えば図示しない保護層及び接着層を介して、基板１２と貼り合わせられている。
【００４０】
続いて、上記構成からなるバックライト３とこれを備える液晶表示装置１の製造方法について、図４を用いて説明する。
【００４１】
まず、透明なガラス基板からなる基板１１の表面（片面）に、例えばモリブデンとアルミニウムを順に積層してなる金属膜を成膜する（ステップＳ１）。金属膜は、例えば上記のアノード電極１４をＩＴＯで形成した場合に、このＩＴＯとダイレクトに接続可能なアルミニウム合金のスパッタ等によって成膜してもよい。
【００４２】
次に、上記の金属膜をフォトリソグラフィによってストライプ状にエッチングする（ステップＳ２）。この段階で、基板１１の表面にワイヤーグリッド偏光子１３が形成された状態となる。
【００４３】
次に、ワイヤーグリッド偏光子１３の金属ワイヤー１３Ａ間の隙間を埋めないように、例えばワイヤーグリッド偏光子１３が形成されている基板１１の表面にＩＴＯを斜め蒸着することにより、基板１１上にワイヤーグリッド偏光子１３を覆う状態でＩＴＯ膜を成膜する（ステップＳ３ａ１）。
【００４４】
次に、上記のＩＴＯ膜を平坦化するために、ＩＴＯ膜の表面を研磨する（ステップＳ３ａ２）。この段階で、基板１１上にワイヤーグリッド偏光子１３を介してＩＴＯのアノード電極１４が形成された状態となる。
【００４５】
なお、ワイヤーグリッド偏光子１３の金属ワイヤー１３Ａ間は空隙になっていることが好ましいものの、必ずしも空隙になっている必要はなく、例えば空気に近い屈折率を有する、透明な低屈折率材料で当該空隙を埋めてもよい。
【００４６】
具体的には、基板１１上にワイヤーグリッド偏光子１３を形成した後で、ＩＴＯの斜め蒸着に代えて、基板１１の表面に金属ワイヤー１３Ａ間の隙間を埋め込むように二酸化シリコン（ＳｉＯ2）を蒸着（成膜）することにより、基板１１上にワイヤーグリッド偏光子１３を覆う状態でＳｉＯ2膜を形成する（ステップＳ３ｂ１）。ＳｉＯ2以外の透明な低屈折率材料としては、例えばポリマー系の材料、フッ化物（フッ化マグネシウム、フッ化カルシウムなど）等を用いてもよい。
【００４７】
次に、ワイヤーグリッド偏光子１３の表面が露出するまでＳｉＯ2膜を平坦に研磨した後（ステップＳ３ｂ２）、その上にＩＴＯ膜を成膜する（ステップＳ３ｂ３）。この場合も、上記同様に基板１１上にワイヤーグリッド偏光子１３を介してＩＴＯのアノード電極１４が形成された状態となる。
【００４８】
その後、基板１１のアノード電極１４の上に、例えば真空蒸着法によってホール注入層１８、ホール輸送層１９、発光層２０及び電子輸送層２１を順に積層する（ステップＳ４）。この段階で、基板１１上に、上記ワイヤーグリッド偏光子１３及びアノード電極１４とともに、４層の有機層１６が形成された状態となる。発光層２０は、白色発光を得るために、それぞれ赤と緑と青の光を発光する層を積層することで形成する。
【００４９】
次に、上記の有機層１６の上に真空蒸着法等によってカソード電極１５を形成した後（ステップＳ５）、基板１２とシール材１７を用いて、有機ＥＬ素子とワイヤーグリッド偏光子１３を封止する（ステップＳ６）。この段階で、ワイヤーグリッド偏光子１３を内蔵したバックライト３が得られる。ここで記述する「内蔵」とは、一対の基板１１，１２が対向している領域内に設けられることを意味し、各々の基板１１，１２の外面側に設けられる状態を含まない。
【００５０】
その後、上記のバックライト３を、予め表示面に偏光板４が貼り付けられた液晶表示パネル２の背面側（表示面と反対側）に取り付ける（ステップＳ７）。このとき、バックライト３の光取り出し側の基板１１を、液晶表示パネル２の非表示面（表示面と反対側の面）と対向させる。
【００５１】
以上の製造方法に得られた液晶表示装置１においては、バックライト３内部の発光層２０で発光した光が、アノード電極１４を透過してワイヤーグリッド偏光子１３に入射し、そこを透過することにより、直線偏光として基板１１の外側面から液晶表示パネル２に向けて照射される。
【００５２】
また、発光層２０で発光した光の一部や、ワイヤーグリッド偏光子１３で反射した光（戻り光）は、カソード電極１５で反射してワイヤーグリッド偏光子１３に入射し、そこを透過することにより、直線偏光として基板１１の外側面から液晶表示パネル２に向けて照射される。
【００５３】
これにより、液晶表示パネル２の背面側からバックライト３によって照射される光は、バックライト３に内蔵されたワイヤーグリッド偏光子１３の偏光機能により、直線偏光となる。このため、液晶表示パネル２側には、表示面に対してのみ偏光板４を貼り付けるだけで済む。したがって、液晶表示パネル２に偏光子を内蔵することなく、外付けの偏光子（偏光板）の数を半分に減らすことができる。
【００５４】
この結果、偏光板にかかる部材費を削減することができる。また、液晶表示パネル２の製造工程で、パネル１枚当たりの偏光板の貼り付け回数が２回から１回に減るため、偏光板の貼り付け不良（ゴミのかみこみ、気泡の混入など）の発生率を半減させることができる。さらに、面発光の有機ＥＬバックライトの採用により、軽量化及び薄型化を達成することができる。
【００５５】
また、バックライト３に内蔵したワイヤーグリッド偏光子１３をアノード電極１４に接触させることにより、ワイヤーグリッド偏光子１３がアノード電極１４を低抵抗化するための補助電極として機能する。このため、金属ワイヤー１３Ａに沿うＹ軸方向でアノード電極１４の電気抵抗を下げることができる。
【００５６】
一般に、有機ＥＬ素子は、薄型・軽量には適しているものの、大型テレビジョン向けの大面積の有機ＥＬ素子を作製する場合は、配線抵抗による電圧ドロップが問題となる。有機ＥＬ素子の光取り出し側の電極には、一般的にＩＴＯのような透明導電膜や、極薄の金属膜が用いられる。このため、ある程度の厚みをもつ金属膜電極と比べて、電気抵抗が大きくなる。特に、大面積になると、電圧の入力側から離れるほど電圧が低下し、素子に注入されるキャリアが減少して、結果的に有機ＥＬ素子の輝度ムラとして認識される。
【００５７】
このため、上述のようにワイヤーグリッド偏光子１３を補助電極として機能させ、これによってアノード電極１４の電気抵抗を下げることにより、特に、Ｙ軸方向での電圧ドロップによる輝度ムラの発生を低減することができる。
【００５８】
また、本発明の応用例として、図５に示すように、ワイヤーグリッド偏光子１３の金属ワイヤー１３Ａ同士をＸ軸方向で連結部２３により連結（架橋）した構成を採用すれば、Ｘ軸方向で隣り合う金属ワイヤー１３Ａ同士が電気的に接続（導通）された状態となる。連結部２３は、ワイヤーグリッド偏光子１３と一体に形成されるものである。
【００５９】
このため、ワイヤーグリッド偏光子１３を構成する金属ワイヤー１３Ａの線幅が５０ｎｍであるとすると、連結部２３の線幅もそれと同じ５０ｎｍとなる。Ｙ軸方向で隣り合う連結部２３同士の間隔は、例えば１ｍｍ程度の広い間隔に設定する。Ｙ軸方向で連結部２３を形成する位置は、画像を表示したときに、その部分が認識されない、又は認識されにくいように、例えば液晶表示パネル２のブラックマトリクスと重なる位置に設定するとよい。
【００６０】
上記の連結部２３を設けた構成を採用した場合は、連結部２３がアノード電極１４を低抵抗化するための補助配線として機能する。したがって、上記のＹ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向でも電圧ドロップによる輝度ムラの発生を低減することができる。その結果、例えば大面積のテレビジョン用途であっても、輝度ムラの少ないバックライト３を実現することが可能となる。
【００６１】
図６は本発明の他の実施形態に係るバックライトの断面図である。図示したバックライト３は、一対の基板１１，１２、ワイヤーグリッド偏光子１３、アノード電極１４、カソード電極１５、有機層１６、シール材１７を備える点は、先述の実施形態と共通するものの、それに加えて、基板１１の内側面にレジスト部２４が設けられ、このレジスト部２４の上にワイヤーグリッド偏光子１３が形成されている。
【００６２】
レジスト部２４は、ワイヤーグリッド偏光子１３の金属ワイヤー１３Ａの並び方向で連続した山形断面をなすように、凹凸状に形成されている。レジスト部２４の表面は、平面的にみると、ワイヤーグリッド偏光子１３のワイヤー間隔に対応した波形の凹凸状に形成されている。
【００６３】
これに対して、ワイヤーグリッド偏光子１３の金属ワイヤー１３Ａは、山形断面をなすレジスト部２４の頂部の直上に形成されている。このため、ワイヤーグリッド偏光子１３の発光層２０側の端部（上端部）は、レジスト部２４の頂部形状にならって先細りのテーパー状に傾斜している。これにより、ワイヤーグリッド偏光子１３の発光層２０側の端部は、光取り出し側と反対側に配置されたカソード電極１５の電極面に対して斜めに傾斜した状態に形成されている。
【００６４】
図７は本発明の他の実施形態に係るバックライトとこれを備える液晶表示装置の製造方法を示すフローチャートである。
【００６５】
まず、透明なガラス基板からなる基板１１の表面（片面）にレジストを塗布してレジスト膜を形成した後（ステップＳ１１）、このレジスト膜をフォトリソグラフィで凹凸状にパターニングする（ステップＳ１２）。この段階で、基板１１の表面にレジスト部２４が形成された状態となる。
【００６６】
次に、上記のレジスト部２４を覆うように、基板１１の表面（片面）に、例えばモリブデンとアルミニウムを順に積層してなる金属膜を成膜する（ステップＳ１３）。この場合、金属膜の表面は、下地となるレジスト部２４の表面形状にならって凹凸状に形成される。金属膜は、例えば上記のアノード電極１４をＩＴＯで形成した場合に、このＩＴＯとダイレクトに接続可能なアルミニウム合金のスパッタ等によって成膜してもよい。
【００６７】
次に、上記の金属膜をフォトリソグラフィによってストライプ状にエッチングする（ステップＳ１４）。この段階で、基板１１の表面にワイヤーグリッド偏光子１３が形成された状態となる。
【００６８】
次に、ワイヤーグリッド偏光子１３の金属ワイヤー１３Ａ間の隙間を埋めないように、例えばワイヤーグリッド偏光子１３が形成されている基板１１の表面にＩＴＯを斜め蒸着することにより、基板１１上にワイヤーグリッド偏光子１３を覆う状態でＩＴＯ膜を成膜する（ステップＳ１５）。
【００６９】
次に、上記のＩＴＯ膜を平坦化するために、ＩＴＯ膜の表面を研磨する（ステップＳ１６）。この段階で、基板１１上にレジスト部２４及びワイヤーグリッド偏光子１３を介してアノード電極１４が形成された状態となる。
【００７０】
その後、基板１１のアノード電極１４の上に、例えば真空蒸着法によってホール注入層１８、ホール輸送層１９、発光層２０及び電子輸送層２１を順に積層する（ステップＳ１７）。この段階で、基板１１上に、上記ワイヤーグリッド偏光子１３及びアノード電極１４とともに、４層の有機層１６が形成された状態となる。発光層２０は、白色発光を得るために、それぞれ赤と緑と青の光を発光する層を積層することで形成する。
【００７１】
次に、上記の有機層１６の上に真空蒸着法等によってカソード電極１５を形成した後（ステップＳ１８）、基板１２とシール材１７を用いて、有機ＥＬ素子とワイヤーグリッド偏光子１３を封止する（ステップＳ１９）。この段階で、ワイヤーグリッド偏光子１３を内蔵したバックライト３が得られる。
【００７２】
その後、上記のバックライト３を、予め表示面に偏光板４が貼り付けられた液晶表示パネル２の背面側（表示面と反対側）に取り付ける（ステップＳ２０）。このとき、バックライト３の光取り出し側の基板１１を、液晶表示パネル２の非表示面（表示面と反対側の面）と対向させる。
【００７３】
以上の製造方法に得られた液晶表示装置１においては、先述した実施形態と同様に効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、発光層２０で発光した光の一部がワイヤーグリッド偏光子１３で反射した場合は、そこで生じた反射光が戻り光となってカソード電極１５に向かうことになる。
【００７４】
その場合、ワイヤーグリッド偏光子１３の端部がカソード電極１５の電極面と平行になっていると、ワイヤーグリッド偏光子１３で反射した光が真っ直ぐにカソード電極１５に向かい、その電極面で再び反射することになる。このため、ワイヤーグリッド偏光子１３とカソード電極１５の間で光の反射が繰り返される。したがって、発光層２０で発光した光の一部がバックライト３の内部に閉じ込められてしまい、その分だけ光の取り出し効率が低下する。
【００７５】
一方、カソード電極１５の電極面に対してワイヤーグリッド偏光子１３の端部を斜めに傾斜させた場合は、ワイヤーグリッド偏光子１３で反射した光がカソード電極１５の電極面に斜めに照射される。このため、バックライト３の内部に光が閉じ込められることが皆無となる。したがって、発光層２０で発光させた光をバックライト３から効率良く取り出すことができる。
【００７６】
また、図示はしないが、カソード電極１５の発光層２０側の端部を、例えば数ｎｍオーダーの微細な凹凸状に形成し、当該凹凸部で反射光の散乱（乱反射）が起こるようにしても、上記同様の原理で光の閉じ込みを回避し、バックライト３から効率良く光を取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明が適用される透過型の液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るバックライトの断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るバックライトの分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係るバックライトとこれを備える液晶表示装置の製造方法を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の応用例を説明する図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るバックライトの断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るバックライトとこれを備える液晶表示装置の製造方法を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１…液晶表示装置、２…液晶表示パネル、３…バックライト、４…偏光板、１１，１２…基板、１３…ワイヤーグリッド偏光子、１３Ａ…金属ワイヤー１３Ａ、１４…アノード電極、１５…カソード電極、１６…有機層、１８…ホール注入層、１９…ホール輸送層、２０…発光層、２１…電子輸送層、２３…連結部、２４…レジスト部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示用の光源となるバックライトとこれを備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、液晶を封じ込めた２枚のガラス基板の表面（外側の面）に、それぞれ一方向に振動する光だけを透過させる偏光板を貼り付けた液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面側から光を照射するバックライトとから構成されている。
【０００３】
偏光板は、直線偏光を行なう偏光フィルムのほかに、支持機能を持つ機材フィルム、保護のためのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、及び外部から保護するための保護フィルムといった多種類のフィルムを積層して貼り合わせた構造になっている。
【０００４】
このため、偏光板の部材費が高く、液晶表示パネルの製造コストを引き上げる要因にもなっている。また、２枚のガラス基板に偏光板を貼り付ける工程においては、ガラス基板と偏光板の界面で、ゴミのかみこみや気泡の混入などの不良が発生しやすく、このことが液晶表示パネルの歩留まりを低下させ、製造コストを引き上げる原因になっている。
【０００５】
液晶表示パネルに外付けする偏光板では、前述したような問題が生じることから、近年では、偏光子を液晶表示パネルに内蔵する構造が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１６７２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、偏光子を液晶表示パネルに内蔵する構造を採用する場合は、薄膜トランジスタ等を形成した駆動基板と各電極との電気的な短絡や、寄生容量の介在など、画素回路を設計するうえで不都合なことが多い。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、液晶表示パネルとバックライトを備える液晶表示装置において、液晶表示パネルに偏光子を内蔵することなく、外付けの偏光子の数を減らすことができる仕組みを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るバックライトは、一方を光取り出し側とした一対の基板と、前記一対の基板のうち前記光取り出し側の基板の内面側に設けられた偏光子と、前記一対の基板の間に前記偏光子と対向する状態に設けられた発光層とを有するものである。
【００１０】
本発明に係るバックライトにおいては、一対の基板の間に設けられた発光層で発光した光が、光取り出し側の基板の内面側に設けられた偏光子に入射し、そこを通過することにより、直線偏光として取り出される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、偏光子を内蔵したバックライト構造の採用により、液晶表示パネルに偏光子を内蔵することなく、外付けの偏光子の数を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明が適用される透過型の液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。図示した液晶表示装置１は、主として、液晶表示パネル（液晶セル）２と、バックライト３とを備えた構成となっている。
【００１４】
液晶表示パネル２は、図示はしないが、例えば薄膜トランジスタ等を含む画素回路が形成された駆動基板と、この駆動基板に対向して配置される対向基板と、駆動基板と対向基板の間に封入される液晶層とを用いて構成されるものである。駆動基板及び対向基板は、それぞれ透明なガラス基板を用いて構成されるものである。
【００１５】
液晶表示パネル２の一方の面は光の入射面となり、この入射面に対向するようにバックライト３が配置されている。液晶表示パネル２の他方の面は光の出射面（画像の表示面）となり、この出射面に偏光板４が貼り付けられるようになっている。ちなみに、液晶表示パネル２の一方の面（光の入射面）には偏光板が貼り付けられていない。
【００１６】
バックライト３は、液晶表示パネル２の背面側から光を照射するものである。
【００１７】
一般に、透過型の液晶表示装置のバックライトの構造は、主に直下型バックライト、エッジライト型バックライト、平面光源型バックライトに大別される。直下型バックライトは、液晶表示パネルの真後ろに蛍光灯と反射フィルムを置いて面光源としたものである。直下型バックライトは、発光効率が良く高輝度を得られることから、大型テレビジョン用途の液晶表示パネルと組み合わせて用いられることが多い。
【００１８】
しかしながら、直下型バックライトでは、テレビジョンモニタが大型になるほど、光源である蛍光灯の本数が増え、それにつれて重量も増える。また、蛍光灯の配置を隠して均一な面光源にするためには、２０ｍｍ〜４０ｍｍの十分な奥行きが必要となり、この点が液晶表示装置を厚くする最大の要因になっている。
【００１９】
エッジライト型バックライトは、導光板の側面に蛍光灯を置いて面光源としたものである。エッジライト型バックライトは、薄型ではあるものの輝度が比較的小さく、導光板のために非常に重い。このため、テレビジョン用途には平面光源型バックライトが理想的である。平面光源型バックライトには、光源として有機ＥＬ(Electro Luminescence)や平面型蛍光ランプが用いられる。
【００２０】
特に、有機ＥＬは部材も少なく、インバータも必要としないため、原理的には薄型、軽量が可能であり薄型テレビジョンに適したバックライトとなっている。このため、本発明の実施形態においては、薄型、軽量に適した有機ＥＬを光源とする有機ＥＬバックライトを、上記のバックライト３に採用している。
【００２１】
図２は本発明の実施形態に係るバックライトの断面図であり、図３は当該バックライトの分解斜視図である。
【００２２】
図示のようにバックライト３は、大きくは、一対（２枚）の基板１１，１２と、偏光子となるワイヤーグリッド偏光子１３と、一対（２つ）の電極１４，１５と、有機層１６と、シール材１７とを備えた構成となっている。
【００２３】
一対の基板１１，１２は、バックライト３の厚み方向で互いに対向する状態で配置されている。一対の基板１１，１２のうち、一方の基板１１は、バックライト３の光を外部に取り出すための「光取り出し側」の基板となっている。このため、基板１１は、光の透過率が非常に高い透明なガラス基板を用いて構成されている。基板１２は、例えば基板１１と同様に透明なガラス基板を用いて構成してもよいが、特にバックライト３の機能上は光を透過する性質を持たなくてもよい。
【００２４】
ワイヤーグリッド偏光子１３は、後述する発光層で発光した光（自然光）を直線偏光に変える偏光子である。ワイヤーグリッド偏光子１３は、基板１１の内面側に設けられている。基板１１の内面とは、基板１２に対向する側の面をいう。このため、基板１１の内面側に設けられたワイヤーグリッド偏光子１３は、一対の電極１４，１５とその間に挟まれた有機層１６を介して、基板１２と対向する状態に配置されている。
【００２５】
ワイヤーグリッド偏光子１３は、Ｙ軸方向に細長い金属ワイヤー（金属線）１３ＡをＸ軸方向に等間隔に並べたストライプ（すだれ）構造になっている。図３におけるＸ軸方向は、液晶表示パネル２の表示面で水平方向に相当し、Ｙ軸方向は同垂直方向に相当する。
【００２６】
本実施形態においては、ワイヤーグリッド偏光子１３を構成する金属ワイヤー１３Ａの並び方向をＸ軸方向とし、金属ワイヤー１３Ａの長手方向をＹ軸方向としている。ただし、本発明を実施するにあたっては、金属ワイヤー１３Ａの並び方向をＹ軸方向とし、金属ワイヤー１３Ａの長手方向をＸ軸方向としてもよい。
【００２７】
ワイヤーグリッド偏光子１３は、偏光効率に優れ、透過率が高く、視野角が広い偏光子である。Ｘ軸方向に並ぶ金属ワイヤー１３Ａの間隔は、ワイヤーグリッド偏光子１３に所望の偏光機能をもたせるために、発光層で発光した光（可視光）の波長よりも小さく設定されている。例えば、金属ワイヤー１３Ａの間隔は１００ｎｍ程度で、金属ワイヤー１３Ａの線幅は５０ｎｍ程度となっている。
【００２８】
ワイヤーグリッド偏光子１３は、金属ワイヤー１３Ａに平行な方向（Ｙ軸方向）に振動する電界ベクトルを持つような偏光を反射し、金属ワイヤー１３Ａに直交する方向（Ｘ軸方向）に振動する電界ベクトルを持つ偏光を透過することにより、直線偏光を得るものである。このため、ワイヤーグリッド偏光子１３は、金属ワイヤー１３Ａの並び方向に沿うＸ軸を透過軸、これに交差（直交）するＹ軸を反射軸としている。したがって、発光層からワイヤーグリッド偏光子１３に入射する光のうち、Ｘ軸方向に振動する光はワイヤーグリッド偏光子１３を透過して直線偏光となり、それ以外の光はワイヤーグリッド偏光子１３で反射して戻り光となる。
【００２９】
ちなみに、液晶表示パネル２側に設けられる偏光板４と、ワイヤーグリッド偏光子１３とは、互いに透過軸の回転位相が９０°ずれた関係となる。すなわち、ワイヤーグリッド偏光子１３の透過軸がＸ軸と平行であるとすると、偏光板４の透過軸はＹ軸と平行になり、偏光板４の吸収軸はＸ軸と平行になる。
【００３０】
一対の電極１４，１５は、一方がアノード電極で、他方がカソード電極となっている。ここでは、光取り出し側の基板１１に近い電極１４をアノード電極とし、光取り出し側と反対側の基板１２に近い電極１５をカソード電極としている。このため、アノード電極１４は光取り出し側に配置され、カソード電極１５は光取り出し側と反対側に配置されている。
【００３１】
アノード電極１４は、バックライト３内の発光層で発光した光を外側に取り出すために、光を透過する透明電極として形成されている。アノード電極１４は、バックライト３内の発光層で発光した光を有効に利用するために（つまり光の取り出し効率を上げるために）、光を反射する反射電極として形成されている。
【００３２】
このため、アノード電極１４は、例えば、ＩＴＯ(Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ)やＩＺＯ（Ｉｎｉｄｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ）のように、光の透過率が高い導電性材料を用いて構成される。また、カソード電極１５は、例えばアルミニウム（Ａｌ）,銀（Ａｇ）のように光の反射率が高い導電性材料（金属材料）を用いて構成される。カソード電極と有機層の界面には電子注入を良好にするため仕事関数の小さい材料、例えばカルシウム（Ｃａ）やリチウム（Ｌｉ）化合物を成膜する。
【００３３】
アノード電極１４の外側の電極面には、上述したワイヤーグリッド偏光子１３が物理的に接触（電気的に導通）している。ワイヤーグリッド偏光子１３は、基板１１とアノード電極１４の間に挟まれた状態で設けられている。
【００３４】
有機層１６は、アノード電極１４とカソード電極１５の間に挟み込まれた状態で設けられている。有機層１６は、有機材料を用いて形成されるもので、アノード電極１４からカソード電極１５に向かって、ホール注入層１８、ホール輸送層１９、発光層（有機発光層）２０及び電子輸送層２１を順に積層した４層構造になっている。
【００３５】
ホール注入層１８は、例えば、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ〔4,4,4 -tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine〕によって形成されるものである。ホール輸送層１９は、例えば、α−ＮＰＤ[4,4-bis(N-1-naphthyl-N-phenylamino)biphenyl]によって形成されるものである。なお、材料はこれに限定されず、例えばベンジジン誘導体、スチリルアミン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、ヒドラゾン誘導体などの正孔輸送材料を用いることができる。また、ホール注入層１８及びホール輸送層１９は、それぞれ複数層からなる積層構造であってもよい。
【００３６】
発光層２０は、例えば、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色成分ごとに異なる有機発光材料によって形成されるものである。具体的には、赤色発光層は、例えば、ホスト材料となるＡＤＮに、ドーパント材料として２，６≡ビス［（４’≡メトキシジフェニルアミノ）スチリル］≡１，５≡ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）を３０重量％混合したものにより構成される。緑色発光層は、例えば、ホスト材料となるＡＤＮに、ドーパント材料としてクマリン６を５重量％混合したものにより構成される。青色発光層は、例えば、ゲスト材料となるＡＤＮに、ドーパント材料として４，４’≡ビス［２≡｛４≡（Ｎ，Ｎ≡ジフェニルアミノ）フェニル｝ビニル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）を２．５重量％混合したものにより構成される。
【００３７】
電子輸送層２１は、例えば、８≡ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ3 ）によって形成されるものである。なお、有機層１６は、少なくとも発光層を含むものであって、その積層構造は単層〜３層であってもよいし、上記の４層（ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層）に電子注入層を加えた５層であってもよいし、それよりも多層であってもよい。
【００３８】
バックライト３の内部では、上記のアノード電極１４、カソード電極１５及び有機層１６により、基板１１を素子基板として有機ＥＬ素子が構成されている。この有機ＥＬ素子は、アノード電極１４とカソード電極１５の間に所定の電圧を印加した際に、ホール注入層１８から注入されかつホール輸送層１９によって輸送されたホールと、電子輸送層２１によって輸送された電子が、発光層２０で再結合することにより、発光を生じる素子である。
【００３９】
シール材１７は、２枚の基板１１，１２の間で、ワイヤーグリッド偏光子１３及び有機ＥＬ素子（１４，１５，１６）を封止するためのものである。有機ＥＬ素子を搭載する基板１１は、例えば図示しない保護層及び接着層を介して、基板１２と貼り合わせられている。
【００４０】
続いて、上記構成からなるバックライト３とこれを備える液晶表示装置１の製造方法について、図４を用いて説明する。
【００４１】
まず、透明なガラス基板からなる基板１１の表面（片面）に、例えばモリブデンとアルミニウムを順に積層してなる金属膜を成膜する（ステップＳ１）。金属膜は、例えば上記のアノード電極１４をＩＴＯで形成した場合に、このＩＴＯとダイレクトに接続可能なアルミニウム合金のスパッタ等によって成膜してもよい。
【００４２】
次に、上記の金属膜をフォトリソグラフィによってストライプ状にエッチングする（ステップＳ２）。この段階で、基板１１の表面にワイヤーグリッド偏光子１３が形成された状態となる。
【００４３】
次に、ワイヤーグリッド偏光子１３の金属ワイヤー１３Ａ間の隙間を埋めないように、例えばワイヤーグリッド偏光子１３が形成されている基板１１の表面にＩＴＯを斜め蒸着することにより、基板１１上にワイヤーグリッド偏光子１３を覆う状態でＩＴＯ膜を成膜する（ステップＳ３ａ１）。
【００４４】
次に、上記のＩＴＯ膜を平坦化するために、ＩＴＯ膜の表面を研磨する（ステップＳ３ａ２）。この段階で、基板１１上にワイヤーグリッド偏光子１３を介してＩＴＯのアノード電極１４が形成された状態となる。
【００４５】
なお、ワイヤーグリッド偏光子１３の金属ワイヤー１３Ａ間は空隙になっていることが好ましいものの、必ずしも空隙になっている必要はなく、例えば空気に近い屈折率を有する、透明な低屈折率材料で当該空隙を埋めてもよい。
【００４６】
具体的には、基板１１上にワイヤーグリッド偏光子１３を形成した後で、ＩＴＯの斜め蒸着に代えて、基板１１の表面に金属ワイヤー１３Ａ間の隙間を埋め込むように二酸化シリコン（ＳｉＯ2）を蒸着（成膜）することにより、基板１１上にワイヤーグリッド偏光子１３を覆う状態でＳｉＯ2膜を形成する（ステップＳ３ｂ１）。ＳｉＯ2以外の透明な低屈折率材料としては、例えばポリマー系の材料、フッ化物（フッ化マグネシウム、フッ化カルシウムなど）等を用いてもよい。
【００４７】
次に、ワイヤーグリッド偏光子１３の表面が露出するまでＳｉＯ2膜を平坦に研磨した後（ステップＳ３ｂ２）、その上にＩＴＯ膜を成膜する（ステップＳ３ｂ３）。この場合も、上記同様に基板１１上にワイヤーグリッド偏光子１３を介してＩＴＯのアノード電極１４が形成された状態となる。
【００４８】
その後、基板１１のアノード電極１４の上に、例えば真空蒸着法によってホール注入層１８、ホール輸送層１９、発光層２０及び電子輸送層２１を順に積層する（ステップＳ４）。この段階で、基板１１上に、上記ワイヤーグリッド偏光子１３及びアノード電極１４とともに、４層の有機層１６が形成された状態となる。発光層２０は、白色発光を得るために、それぞれ赤と緑と青の光を発光する層を積層することで形成する。
【００４９】
次に、上記の有機層１６の上に真空蒸着法等によってカソード電極１５を形成した後（ステップＳ５）、基板１２とシール材１７を用いて、有機ＥＬ素子とワイヤーグリッド偏光子１３を封止する（ステップＳ６）。この段階で、ワイヤーグリッド偏光子１３を内蔵したバックライト３が得られる。ここで記述する「内蔵」とは、一対の基板１１，１２が対向している領域内に設けられることを意味し、各々の基板１１，１２の外面側に設けられる状態を含まない。
【００５０】
その後、上記のバックライト３を、予め表示面に偏光板４が貼り付けられた液晶表示パネル２の背面側（表示面と反対側）に取り付ける（ステップＳ７）。このとき、バックライト３の光取り出し側の基板１１を、液晶表示パネル２の非表示面（表示面と反対側の面）と対向させる。
【００５１】
以上の製造方法に得られた液晶表示装置１においては、バックライト３内部の発光層２０で発光した光が、アノード電極１４を透過してワイヤーグリッド偏光子１３に入射し、そこを透過することにより、直線偏光として基板１１の外側面から液晶表示パネル２に向けて照射される。
【００５２】
また、発光層２０で発光した光の一部や、ワイヤーグリッド偏光子１３で反射した光（戻り光）は、カソード電極１５で反射してワイヤーグリッド偏光子１３に入射し、そこを透過することにより、直線偏光として基板１１の外側面から液晶表示パネル２に向けて照射される。
【００５３】
これにより、液晶表示パネル２の背面側からバックライト３によって照射される光は、バックライト３に内蔵されたワイヤーグリッド偏光子１３の偏光機能により、直線偏光となる。このため、液晶表示パネル２側には、表示面に対してのみ偏光板４を貼り付けるだけで済む。したがって、液晶表示パネル２に偏光子を内蔵することなく、外付けの偏光子（偏光板）の数を半分に減らすことができる。
【００５４】
この結果、偏光板にかかる部材費を削減することができる。また、液晶表示パネル２の製造工程で、パネル１枚当たりの偏光板の貼り付け回数が２回から１回に減るため、偏光板の貼り付け不良（ゴミのかみこみ、気泡の混入など）の発生率を半減させることができる。さらに、面発光の有機ＥＬバックライトの採用により、軽量化及び薄型化を達成することができる。
【００５５】
また、バックライト３に内蔵したワイヤーグリッド偏光子１３をアノード電極１４に接触させることにより、ワイヤーグリッド偏光子１３がアノード電極１４を低抵抗化するための補助電極として機能する。このため、金属ワイヤー１３Ａに沿うＹ軸方向でアノード電極１４の電気抵抗を下げることができる。
【００５６】
一般に、有機ＥＬ素子は、薄型・軽量には適しているものの、大型テレビジョン向けの大面積の有機ＥＬ素子を作製する場合は、配線抵抗による電圧ドロップが問題となる。有機ＥＬ素子の光取り出し側の電極には、一般的にＩＴＯのような透明導電膜や、極薄の金属膜が用いられる。このため、ある程度の厚みをもつ金属膜電極と比べて、電気抵抗が大きくなる。特に、大面積になると、電圧の入力側から離れるほど電圧が低下し、素子に注入されるキャリアが減少して、結果的に有機ＥＬ素子の輝度ムラとして認識される。
【００５７】
このため、上述のようにワイヤーグリッド偏光子１３を補助電極として機能させ、これによってアノード電極１４の電気抵抗を下げることにより、特に、Ｙ軸方向での電圧ドロップによる輝度ムラの発生を低減することができる。
【００５８】
また、本発明の応用例として、図５に示すように、ワイヤーグリッド偏光子１３の金属ワイヤー１３Ａ同士をＸ軸方向で連結部２３により連結（架橋）した構成を採用すれば、Ｘ軸方向で隣り合う金属ワイヤー１３Ａ同士が電気的に接続（導通）された状態となる。連結部２３は、ワイヤーグリッド偏光子１３と一体に形成されるものである。
【００５９】
このため、ワイヤーグリッド偏光子１３を構成する金属ワイヤー１３Ａの線幅が５０ｎｍであるとすると、連結部２３の線幅もそれと同じ５０ｎｍとなる。Ｙ軸方向で隣り合う連結部２３同士の間隔は、例えば１ｍｍ程度の広い間隔に設定する。Ｙ軸方向で連結部２３を形成する位置は、画像を表示したときに、その部分が認識されない、又は認識されにくいように、例えば液晶表示パネル２のブラックマトリクスと重なる位置に設定するとよい。
【００６０】
上記の連結部２３を設けた構成を採用した場合は、連結部２３がアノード電極１４を低抵抗化するための補助配線として機能する。したがって、上記のＹ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向でも電圧ドロップによる輝度ムラの発生を低減することができる。その結果、例えば大面積のテレビジョン用途であっても、輝度ムラの少ないバックライト３を実現することが可能となる。
【００６１】
図６は本発明の他の実施形態に係るバックライトの断面図である。図示したバックライト３は、一対の基板１１，１２、ワイヤーグリッド偏光子１３、アノード電極１４、カソード電極１５、有機層１６、シール材１７を備える点は、先述の実施形態と共通するものの、それに加えて、基板１１の内側面にレジスト部２４が設けられ、このレジスト部２４の上にワイヤーグリッド偏光子１３が形成されている。
【００６２】
レジスト部２４は、ワイヤーグリッド偏光子１３の金属ワイヤー１３Ａの並び方向で連続した山形断面をなすように、凹凸状に形成されている。レジスト部２４の表面は、平面的にみると、ワイヤーグリッド偏光子１３のワイヤー間隔に対応した波形の凹凸状に形成されている。
【００６３】
これに対して、ワイヤーグリッド偏光子１３の金属ワイヤー１３Ａは、山形断面をなすレジスト部２４の頂部の直上に形成されている。このため、ワイヤーグリッド偏光子１３の発光層２０側の端部（上端部）は、レジスト部２４の頂部形状にならって先細りのテーパー状に傾斜している。これにより、ワイヤーグリッド偏光子１３の発光層２０側の端部は、光取り出し側と反対側に配置されたカソード電極１５の電極面に対して斜めに傾斜した状態に形成されている。
【００６４】
図７は本発明の他の実施形態に係るバックライトとこれを備える液晶表示装置の製造方法を示すフローチャートである。
【００６５】
まず、透明なガラス基板からなる基板１１の表面（片面）にレジストを塗布してレジスト膜を形成した後（ステップＳ１１）、このレジスト膜をフォトリソグラフィで凹凸状にパターニングする（ステップＳ１２）。この段階で、基板１１の表面にレジスト部２４が形成された状態となる。
【００６６】
次に、上記のレジスト部２４を覆うように、基板１１の表面（片面）に、例えばモリブデンとアルミニウムを順に積層してなる金属膜を成膜する（ステップＳ１３）。この場合、金属膜の表面は、下地となるレジスト部２４の表面形状にならって凹凸状に形成される。金属膜は、例えば上記のアノード電極１４をＩＴＯで形成した場合に、このＩＴＯとダイレクトに接続可能なアルミニウム合金のスパッタ等によって成膜してもよい。
【００６７】
次に、上記の金属膜をフォトリソグラフィによってストライプ状にエッチングする（ステップＳ１４）。この段階で、基板１１の表面にワイヤーグリッド偏光子１３が形成された状態となる。
【００６８】
次に、ワイヤーグリッド偏光子１３の金属ワイヤー１３Ａ間の隙間を埋めないように、例えばワイヤーグリッド偏光子１３が形成されている基板１１の表面にＩＴＯを斜め蒸着することにより、基板１１上にワイヤーグリッド偏光子１３を覆う状態でＩＴＯ膜を成膜する（ステップＳ１５）。
【００６９】
次に、上記のＩＴＯ膜を平坦化するために、ＩＴＯ膜の表面を研磨する（ステップＳ１６）。この段階で、基板１１上にレジスト部２４及びワイヤーグリッド偏光子１３を介してアノード電極１４が形成された状態となる。
【００７０】
その後、基板１１のアノード電極１４の上に、例えば真空蒸着法によってホール注入層１８、ホール輸送層１９、発光層２０及び電子輸送層２１を順に積層する（ステップＳ１７）。この段階で、基板１１上に、上記ワイヤーグリッド偏光子１３及びアノード電極１４とともに、４層の有機層１６が形成された状態となる。発光層２０は、白色発光を得るために、それぞれ赤と緑と青の光を発光する層を積層することで形成する。
【００７１】
次に、上記の有機層１６の上に真空蒸着法等によってカソード電極１５を形成した後（ステップＳ１８）、基板１２とシール材１７を用いて、有機ＥＬ素子とワイヤーグリッド偏光子１３を封止する（ステップＳ１９）。この段階で、ワイヤーグリッド偏光子１３を内蔵したバックライト３が得られる。
【００７２】
その後、上記のバックライト３を、予め表示面に偏光板４が貼り付けられた液晶表示パネル２の背面側（表示面と反対側）に取り付ける（ステップＳ２０）。このとき、バックライト３の光取り出し側の基板１１を、液晶表示パネル２の非表示面（表示面と反対側の面）と対向させる。
【００７３】
以上の製造方法に得られた液晶表示装置１においては、先述した実施形態と同様に効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、発光層２０で発光した光の一部がワイヤーグリッド偏光子１３で反射した場合は、そこで生じた反射光が戻り光となってカソード電極１５に向かうことになる。
【００７４】
その場合、ワイヤーグリッド偏光子１３の端部がカソード電極１５の電極面と平行になっていると、ワイヤーグリッド偏光子１３で反射した光が真っ直ぐにカソード電極１５に向かい、その電極面で再び反射することになる。このため、ワイヤーグリッド偏光子１３とカソード電極１５の間で光の反射が繰り返される。したがって、発光層２０で発光した光の一部がバックライト３の内部に閉じ込められてしまい、その分だけ光の取り出し効率が低下する。
【００７５】
一方、カソード電極１５の電極面に対してワイヤーグリッド偏光子１３の端部を斜めに傾斜させた場合は、ワイヤーグリッド偏光子１３で反射した光がカソード電極１５の電極面に斜めに照射される。このため、バックライト３の内部に光が閉じ込められることが皆無となる。したがって、発光層２０で発光させた光をバックライト３から効率良く取り出すことができる。
【００７６】
また、図示はしないが、カソード電極１５の発光層２０側の端部を、例えば数ｎｍオーダーの微細な凹凸状に形成し、当該凹凸部で反射光の散乱（乱反射）が起こるようにしても、上記同様の原理で光の閉じ込みを回避し、バックライト３から効率良く光を取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明が適用される透過型の液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るバックライトの断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るバックライトの分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係るバックライトとこれを備える液晶表示装置の製造方法を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の応用例を説明する図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るバックライトの断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るバックライトとこれを備える液晶表示装置の製造方法を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１…液晶表示装置、２…液晶表示パネル、３…バックライト、４…偏光板、１１，１２…基板、１３…ワイヤーグリッド偏光子、１３Ａ…金属ワイヤー１３Ａ、１４…アノード電極、１５…カソード電極、１６…有機層、１８…ホール注入層、１９…ホール輸送層、２０…発光層、２１…電子輸送層、２３…連結部、２４…レジスト部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方を光取り出し側とした一対の基板と、
前記一対の基板のうち前記光取り出し側の基板の内面側に設けられた偏光子と、
前記一対の基板の間に前記偏光子と対向する状態に設けられた発光層と
を有することを特徴とするバックライト。
【請求項２】
前記発光層は、有機層に含まれる有機発光層である
ことを特徴とする請求項１記載のバックライト。
【請求項３】
前記一対の基板の間で前記有機層を挟む一対の電極を有し、
前記偏光子はワイヤーグリッド偏光子であって、当該ワイヤーグリッド偏光子が前記一対の電極のうち前記光取り出し側の電極の面に接触する状態に設けられている
ことを特徴とする請求項２記載のバックライト。
【請求項４】
前記ワイヤーグリッド偏光子は、所定の方向に等間隔に並べられた複数の金属ワイヤー同士を、前記所定の方向で連結する連結部を有する
ことを特徴とする請求項３記載のバックライト。
【請求項５】
前記ワイヤーグリッド偏光子の前記発光層側の端部が、前記光取り出し側と反対側に配置された電極の面に対して斜めに傾斜した状態、又は凹凸状に形成されている
ことを特徴とする請求項３記載のバックライト。
【請求項６】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面側から光を照射するバックライトとを備え、
前記バックライトは、一方を光取り出し側とした一対の基板と、前記一対の基板のうち前記光取り出し側の基板の内面側に設けられた偏光子と、前記一対の基板の間に前記偏光子と対向する状態に設けられた発光層とを有する
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
一方を光取り出し側とした一対の基板と、
前記一対の基板のうち前記光取り出し側の基板の内面側に設けられた偏光子と、
前記一対の基板の間に前記偏光子と対向する状態に設けられた発光層と
を有することを特徴とするバックライト。
【請求項２】
前記発光層は、有機層に含まれる有機発光層である
ことを特徴とする請求項１記載のバックライト。
【請求項３】
前記一対の基板の間で前記有機層を挟む一対の電極を有し、
前記偏光子はワイヤーグリッド偏光子であって、当該ワイヤーグリッド偏光子が前記一対の電極のうち前記光取り出し側の電極の面に接触する状態に設けられている
ことを特徴とする請求項２記載のバックライト。
【請求項４】
前記ワイヤーグリッド偏光子は、所定の方向に等間隔に並べられた複数の金属ワイヤー同士を、前記所定の方向で連結する連結部を有する
ことを特徴とする請求項３記載のバックライト。
【請求項５】
前記ワイヤーグリッド偏光子の前記発光層側の端部が、前記光取り出し側と反対側に配置された電極の面に対して斜めに傾斜した状態、又は凹凸状に形成されている
ことを特徴とする請求項３記載のバックライト。
【請求項６】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面側から光を照射するバックライトとを備え、
前記バックライトは、一方を光取り出し側とした一対の基板と、前記一対の基板のうち前記光取り出し側の基板の内面側に設けられた偏光子と、前記一対の基板の間に前記偏光子と対向する状態に設けられた発光層とを有する
ことを特徴とする液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１６４０６７（Ｐ２００９−１６４０６７Ａ）
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８０４（Ｐ２００８−２８０４）
【出願日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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