発光装置およびその製造方法、ならびに表示装置
【課題】 電極の短絡や電界集中によるダークスポットの発生を抑制しつつ、輝度を向上させることが可能な発光装置およびその製造方法、ならびに表示装置を提供する。
【解決手段】 波型形状となるように折り曲げられた基板１０と、この基板１０の一面に、基板１０の波型形状に沿って設けられた素子形成層１１とを備える。素子形成層１１は、アノード電極層１４上に、ホール注入層１５、ホール輸送層１６、発光層１７、電子輸送層１８、およびカソード電極層１９がこの順に積層してなる有機ＥＬ素子１２を含む。発光面積が増大すると共に、有機ＥＬ素子１２の厚みが不均一である場合に生じる電極の短絡や電界集中が効果的に抑制される。
【解決手段】 波型形状となるように折り曲げられた基板１０と、この基板１０の一面に、基板１０の波型形状に沿って設けられた素子形成層１１とを備える。素子形成層１１は、アノード電極層１４上に、ホール注入層１５、ホール輸送層１６、発光層１７、電子輸送層１８、およびカソード電極層１９がこの順に積層してなる有機ＥＬ素子１２を含む。発光面積が増大すると共に、有機ＥＬ素子１２の厚みが不均一である場合に生じる電極の短絡や電界集中が効果的に抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に液晶表示装置のバックライトとして用いられる発光装置およびその製造方法、ならびに表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶テレビやノート型パソコン、カーナビゲーション等の表示モニタとして、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）が多く用いられている。液晶ディスプレイは、パネル基板間に液晶層を封止したものであり、画像データに基づいて液晶層内を透過する光を変調させることにより、様々な表示を行うものである。ところが、このような液晶ディスプレイは、自発光ではないため、画像表示に際しては、バックライト等の外部光源を必要とする。
【０００３】
バックライトは、主に直下型、エッジライト型、平面光源型に大別され、特に薄型ディスプレイ用途の場合には、平面光源型が理想的である。直下型は、ＬＣＤパネルの真後ろに蛍光灯と反射フィルムを置くことにより面光源とするため、発光効率が良く高輝度を得ることができるが、ＴＶモニタが大型になるにつれて、光源である蛍光灯の本数が増え重量も増大する。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２０〜４０ｍｍ程の十分な奥行きが必要であり、薄型化を阻害する最大の要因となっている。エッジライト型は、導光板の側面に蛍光灯を置くことにより面光源とするため、薄型ではあるものの輝度が比較的小さく、導光板を用いるために装置全体が非常に重くなってしまう。
【０００４】
平面光源型のバックライトとしては、有機ＥＬ（ＥＬ；Electro Luminescence）素子を用いた有機ＥＬバックライトや平面型蛍光ランプ等が用いられる。中でも、有機ＥＬバックライトは、消費電力を大幅に低減すると共に、部材が少なく、インバータを必要としないため、薄型化、軽量化に有利となる。ところが、この有機ＥＬバックライトは、実際には低輝度であるため、特にテレビ用途において、実用化に向けて輝度の向上が望まれている。
【０００５】
そこで、特許文献１，２には、凹凸形状を有する基板上に有機ＥＬ素子を形成することにより、発光面積を増大させて表示輝度を向上させた有機ＥＬバックライトが開示されている。この有機ＥＬバックライトは、例えば、図９に示したように、波形の凹凸形状を有する基板２００の上に、発光層を含む有機ＥＬ層２０１を積層したものであり、基板２００の表面をフォトリソグラフィ等により凹凸形状としたのち、この上に、蒸着等により有機ＥＬ層２０１を形成することにより作製される。
【特許文献１】特開２００４−１２６０７４号公報
【特許文献２】特開平２−７９０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１，２では、有機ＥＬ層２０１を蒸着する基板２００の表面が平坦ではないため、有機ＥＬ層２０１を均一な厚みで形成することが難しい。有機ＥＬ層２０１は、数１０ｎｍと非常に薄い層であるため、その厚みが不均一になると、電極の短絡あるいは電界集中によるダークスポットが生じ易くなるという問題がある。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、電極の短絡や電界集中によるダークスポットの発生を抑制しつつ、輝度を向上させることが可能な発光装置およびその製造方法、ならびに表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による発光装置は、断面が波型形状となるように折り曲げられた基板と、基板の一の面側に、基板の波型形状に沿って設けられた発光素子とを備えたものである。
【０００９】
本発明による発光装置の製造方法は、柔軟性を有する基板の一面に発光素子を形成する工程と、この発光素子を形成した基板を波状に折り曲げる工程と、波状に折り曲げた基板の形状を、その折り曲げた状態で固定する工程とを含むものである。
【００１０】
本発明による表示装置は、画像データに基づいて駆動される表示パネルと、表示パネルの表示面とは反対側に設けられた発光装置とを備えた表示装置であって、発光装置は、断面が波型形状となるように折り曲げられた基板と、この基板の一面に、波型形状に沿って設けられた発光素子とを有するものである。
【００１１】
ただし、本発明において、「波型形状」とは、凸部と凹部とを交互に配列させて構成される波のような形状であるものとし、周期や振幅が厳密に定められた周期構造に限定されるものではない。同様に、「波状」とは、凸部と凹部とを交互に配列させて構成される波のような状態であるものとする。また、「周期相当間隔」は波の周期に相当するものとし、具体的には、波型形状において隣接する凸部（あるいは、凹部）の頂点同士の波の進行方向における間隔をいうものとする。また、「振幅相当間隔」は波の振幅に相当するものとし、具体的には、波型形状において隣接する凸部の頂点と凹部の頂点との波の進行方向に直交する方向における間隔をいうものとする。
【００１２】
本発明による発光装置では、断面が波型形状となるように折り曲げられた基板の一面に、この波型形状に沿って、発光素子が設けられていることにより、発光面積が増大すると共に、発光素子の厚みが不均一である場合に生じる電極の短絡や電界集中が抑制される。
【００１３】
本発明による発光装置の製造方法では、柔軟性を有する基板に発光素子を形成したのち、波状に折り曲げ、その折り曲げた状態で形状を固定することにより、凸部と凹部とを交互に配列させてなる基板の波状に沿って、発光素子が一定の厚みで形成される。これにより、発光面積が増大すると共に、発光素子の厚みが不均一である場合に生じる電極の短絡や電界集中が抑制される。
【００１４】
本発明による表示装置では、表示パネルの表示面とは反対側に設けられた発光装置が、断面が波型形状となるように折り曲げられた基板の一面に、この波型形状に沿って、発光素子が設けられていることにより、局部的な暗視野が抑制されると共に、表示輝度が向上する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による発光装置によれば、断面が波型形状となるように折り曲げられた基板と、基板の一の面側に、基板の波型形状に沿って設けられた発光素子とを備えるようにしたので、電極の短絡や電界集中によるダークスポットの発生を抑制しつつ、輝度を向上させることができる。
【００１６】
本発明による発光装置の製造方法によれば、柔軟性を有する基板に発光素子を形成する工程と、この発光素子を形成した基板を波状に折り曲げる工程と、波状に折り曲げた基板の形状を、その折り曲げた状態で固定する工程とを含むようにしたので、電極の短絡や電界集中によるダークスポットの発生を抑制しつつ、輝度を向上させることが可能な発光装置を作製することができる。
【００１７】
本発明による表示装置によれば、画像データに基づいて駆動される表示パネルと、表示パネルの表示面とは反対側に設けられた発光装置とを備えた表示装置であって、発光装置が、断面が波型形状となるように折り曲げられた基板と、この基板の一面に、波型形状に沿って設けられた発光素子とを有するようにしたので、表示むらを抑制すると共に、明るい画像表示を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態に係る発光装置（以下、発光装置１という。）の斜視図である。発光装置１は、装置全体が波型形状となっており、基板１０の一面に素子形成層１１が設けられた積層構造を有している。また、図２には、この発光装置１の断面の拡大図を示す。この発光装置１は、素子形成層１１において発光した光を、光Ｌとして基板１０側から出射するものであり、基板１０の素子形成層１１に対向しない面が、発光面Ｉとなっている。
【００２０】
発光装置１の波型形状は、凸部と凹部とが、基板面内の一方向に交互に配列してなるものである。図３に、この波型形状の模式図を示す。この波型形状は、隣接する凸部１００の頂点Ｔどうし、もしくは隣接する凹部１０１の頂点Ｂどうしの波の進行方向における間隔（以下、波の「周期相当間隔」とする）ｗと、凸部１００と凹部１０１との波の進行方向に垂直な方向における間隔（以下、波の「振幅相当間隔」とする）ｄとにより、その形状が決定されるものである。なお、以下では、周期相当間隔ｗおよび振幅相当間隔ｄの単位は、ｍｍ（ミリメートル）とする。
【００２１】
周期相当間隔ｗは、基板面における凸部１００（もしくは凹部１０１）の配置密度を決定するものであり、好ましくは、ｗ＞２．０である。この周期相当間隔ｗは、基板面内で一定であってもよく、領域ごとに異なっていてもよい。
【００２２】
振幅相当間隔ｄは、発光装置１の厚みに寄与するものであり、好ましくは、ｄ＞０．５、さらに好ましくは、０．５＜ｄ＜３０である。
【００２３】
基板１０は、透明性を有する基板、例えばポリイミド等のプラスチック基板からなり、一定の厚み、例えば２００μｍで構成されている。この基板１０は、素子形成層１１を支持すると共に発光面Ｉを有し、発光光を透過させて光Ｌを射出するものである。
【００２４】
素子形成層１１は、発光素子、例えば、有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子、半導体発光素子等が形成される層である。図４に、その断面構成の一例を示す。素子形成層１１は、例えば、バリア層１３上に、有機ＥＬ素子１２と、この有機ＥＬ素子１２を覆うように設けられたバリア層２０とを有するものである。有機ＥＬ素子１２は、アノード電極層１４上に、ホール注入層１５、ホール輸送層１６、発光層１７、電子輸送層１８、およびカソード電極層１９をこの順に積層したものである。
【００２５】
発光層１７は、赤（Ｒ；Red ）、緑（Ｇ；Green ）青（Ｂ；Blue）の３色の光をそれぞれ有機ＥＬ現象を利用して放出する層（図示せず）を積層したものであり、これら３色の光を合成（重畳）させることにより、全体として白色光を発生させるものである。この発光層１７は、例えば金属錯体、低分子蛍光色素、蛍光性高分子等の有機材料により構成されている。
【００２６】
アノード電極層１４は、発光層１７を駆動させると共に、発光層１７において発光した光を基板１０側へ透過させる機能を有しており、透明性を有する電極、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等により構成されている。
【００２７】
カソード電極層１９は、発光層１７を駆動させると共に、発光層１７において発光した光を反射する機能を有しており、可視光に対する反射率が高い金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）あるいは、これらの合金等により構成されている。
【００２８】
ホール注入層１５は、ホール輸送層１６にホール（正孔）を注入するものである。ホール輸送層１６は、ホール注入層１５から注入されたホールを発光層１７へ輸送するものである。電子輸送層１８は、発光層１７へ電子を輸送するものである。これらの層は、発光層１７における発光効率を向上させるために設けられるものであり、いずれも有機材料により構成されている。
【００２９】
バリア層１３，２０は、有機ＥＬ素子１２、特に、ホール注入層１５、ホール輸送層１６、発光層１７および電子輸送層１８等の有機材料で構成された層を封止することにより、これらを湿気や酸素等から保護する機能を有している。なお、基板１０側にもバリア層１３が設けられているのは、基板１０の材料として用いられるポリイミド等が多孔質であり、湿気を吸着しやすい性質を有しているためである。このバリア層１３，２０は、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮ）や一酸化ケイ素（ＳｉＯ）等の無機材料により構成されている。
【００３０】
また、波型形状の振幅相当間隔ｄの中間部、すなわち、波型形状の隣り合う凸部の頂点と凹部の頂点との間の中間領域には、連結部３０が設けられている。この連結部３０は、複数のサブ基板どうしを連結するものである。連結部３０は、例えば、透明接着剤や透明粘着テープ等により構成されている。また、サブ基板と同素材の大判のプラスチック基板上に、連結部３０により連結された複数のサブ基板が設けられた構成であってもよい。
【００３１】
さらに、図５に示したように、発光装置１の表裏に、樹脂層４０が設けられた構成としてもよい。樹脂層４０は、透明性を有する樹脂によって構成され、例えばエポキシ樹脂、フッ素樹脂等の吸湿性の低いものが好ましい。また、樹脂層４０の表面には、容器１００が設けられていてもよい。容器１００は、透明性を有する材料、例えばガラスやアクリル等により構成されている。樹脂層４０は、発光装置１の表面と裏面のどちらか一方の面にのみ設けられていてもよい。
【００３２】
次に、本実施の形態に係る発光装置の製造方法としての発光装置１の作製方法について説明する。
【００３３】
まず、基板１０の一面にバリア層１３を形成したのち、このバリア層１３上に、アノード電極層１４、ホール注入層１５、ホール輸送層１６、発光層１７、電子輸送層１８、およびカソード電極層１９をこの順に、例えば蒸着法等を用いて設けることにより、有機ＥＬ素子１２を形成する。このとき、基板１０には、柔軟性を有するフレキシブル基板を用いるようにし、この基板１０を平坦にした状態で、有機ＥＬ素子１２の各層の蒸着を行うようにする。次いで、これらの層を、バリア層２０で封止することにより、図４に示した素子構造を有するフレキシブルデバイスを、複数個形成する。
【００３４】
次に、このようにして形成した複数のフレキシブルデバイスを、所望の周期相当間隔ｗおよび振幅相当間隔ｄの波型形状となるように、それぞれ折り曲げる。続いて、この折り曲げた状態で、フレキシブルデバイスを固定することにより、複数のサブ基板を形成する。こののち、連結部３０を介して、複数のサブ基板同士を連結する。あるいは、複数のフレキシブルデバイスを、平坦な状態で連結したのち、波型形状に折り曲げて固定するようにしてもよい。例えば、サブ基板と同素材の大判の基板上に透明接着剤でサブ基板を隙間のできないように並べて貼り付けたのち、波型形状に折り曲げるようにしてもよい。このとき、連結部３０が、波型形状の振幅相当間隔ｄの中間部に配置されるようにすることが好ましい。これにより、図１に示した発光装置１を完成する。
【００３５】
フレキシブルデバイスを波型形状に固定する際には、例えば、波型形状に折り曲げたフレキシブルデバイスを容器１００の中に入れて、フレキシブルデバイスと容器１００との隙間に硬化性樹脂を充填したのち、この硬化性樹脂を硬化させて樹脂層４０を形成するようにする（図５）。なお、有機ＥＬ素子１２は紫外光に弱いため、硬化性樹脂には、光硬化性よりも熱硬化性を有するものを用いることが好ましい。また、硬化性樹脂を容器１００内でフレキシブルデバイスの片側のみに充填し、フレキシブルデバイスの表面あるいは裏面のどちらか一方にのみ樹脂層４０を形成して固定するようにしてもよい。また、容器１００は、樹脂層４０を形成したのち、取り外すようにしてもよい。
【００３６】
図６は、本実施の形態に係る表示装置の断面模式図である。この表示装置は、液晶表示パネル２と、液晶表示パネル２の表示面と反対側には、液晶表示パネル２に光を照射する本実施の形態に係る発光装置（発光装置１）を備えている。液晶表示パネル２は、例えば、画素電極やＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）スイッチング素子等（図示せず）が設けられたＴＦＴ基板５０と、このＴＦＴ基板５０に対向するように配置され、対向電極やカラーフィルタ等（図示せず）が設けられたＣＦ基板５２と、これらＴＦＴ基板５０とＣＦ基板５２との間に設けられた液晶層５１とを有している。また、液晶表示パネル２の表裏には、一定の方向に振動する光のみを通過させる偏光板５３ａ，５３ｂが設けられている。この表示装置では、発光装置１が平面型バックライトとして機能し、発光装置１から発せられた光Ｌを用いて、ＣＦ基板５２の表面側において画像データに基づいた液晶表示が行われる。
【００３７】
次に、上記のような発光装置および発光装置の製造方法、ならびに表示装置の作用・効果について説明する。
【００３８】
本実施の形態の発光装置では、アノード電極層１４とカソード電極層１９との間に駆動電圧が印加されると、有機ＥＬ素子１２の発光層１７において、ホール注入層１５およびホール輸送層１６を経由して供給された正孔と、電子輸送層１８から供給された電子とが再結合することにより白色光が発生する。この白色光は、カソード電極層１９において反射されたのち、あるいは直接的に、バリア層１３、基板１０を透過して、基板１０の裏面（発光面Ｉ）より光Ｌとして出射する。
【００３９】
このとき、発光面Ｉが、凸部と凹部とを交互に配置してなる波型形状を有していることにより、発光面がフラットな面となっている場合に比べて、同一の平面積でも、発光面積を大きくとることができる。これにより、輝度を向上させることができる。また、素子形成層１１における有機ＥＬ素子１２が、波型形状に沿って、一定の厚みで設けられていることにより、局部的に素子層の厚みが異なる場合に生じる電極の短絡や電界集中によるダークスポットの発生を抑制することができる。
【００４０】
ここで、従来例（特許文献１）において、その発光面積Ｓを算出する。この際、図９に示した一つの凸部２０２の断面を、頂点Ａ，Ｂ，Ｃを有し、頂点Ｃが直角となる三角形と近似して、辺ＣＡの長さと辺ＢＣの長さの合計（ＣＡ＋ＢＣ）を求める。これを、凹凸形状を全く有していないフラットな面における発光面積（辺ＡＢの長さ）を１とした場合の、特許文献１の発光面積Ｓ’とする。
【００４１】
具体的には、三平方の定理、式（１）を用いて算出する。また、式（１）は、式（２）のように変形することができる。さらに、∠ＣＡＢをα、∠ＣＢＡをβとしたとき、ＣＡ＝ＡＢｃｏｓα、ＢＣ＝ＡＢｃｏｓβとなり、式（３）のように表すことができる。これより、式（４）が導かれる。
ＣＡ２＋ＢＣ２＝ＡＢ２ ………（１）
ＡＢ２＝（ＣＡ＋ＢＣ）２−２ＣＡ・ＢＣ ………（２）
ＣＡ＋ＢＣ＝（ＡＢ２＋２ＡＢｃｏｓα・ＡＢｃｏｓβ）１／２ ………（３）
Ｓ’＝ＡＢ（１＋２ｃｏｓα・ｃｏｓβ）１／２ ………（４）
【００４２】
以上より、図１０に示したように、従来例における発光面積Ｓ’は、α＝４５°（β＝４５°）の場合に最大となり、最大値は１．４となる。
【００４３】
これに対し、本実施の形態の発光装置では、波型形状の周期相当間隔ｗと、振幅相当間隔ｄの大きさの比率によって、発光面積Ｓが決定される。例えば、ｗ：ｄ＝１：０．５のとき、発光面積はπ／２、ｗ：ｄ＝１：１のとき、発光面積Ｓはπ／２＋１、ｗ：ｄ＝１：１．５のとき、発光面積Ｓはπ／２＋２と近似できる。これより、発光面積Ｓは、式（５）のように表すことができる。ただし、ｗ：ｄ＝１：ｙとする。
Ｓ＝π／２＋２・（ｙ−１／２） ………（５）
【００４４】
従って、例えば、周期相当間隔ｗが５．０ｍｍ、振幅相当間隔ｄが５．０ｍｍの場合、発光面積は２．５７となる。また、周期相当間隔ｗが５．０ｍｍ、振幅相当間隔ｄが２０ｍｍの場合、発光面積は８．５７となる。従って、従来の構成に比較しても、より大きな発光面積を確保することができる。
【００４５】
また、周期相当間隔ｗを小さく、振幅相当間隔ｄを大きくすることにより、発光面積をいくらでも増大させることが可能である。ただし、製造性の観点から、周期相当間隔ｗは２．０ｍｍより大きく、振幅相当間隔ｄは０．５ｍｍより大きいことが好ましい。また、振幅相当間隔ｄについては、３０ｍｍ以下とすることにより、装置の薄型化に有利となる。
【００４６】
また、有機ＥＬ現象を利用した有機ＥＬ素子１２を発光素子として用いることにより、通常多用されている蛍光ランプ等を用いる場合と比べて、消費電力を大幅に削減することができる。
【００４７】
さらに、サブ基板同士を連結する連結部３０が、波型形状の振幅相当間隔ｄの中間部に設けられていることにより、連結部３０が波型形状の凸部あるいは凹部の頂点付近に設けられている場合に比べて、輝度むらを抑制することができる。連結部３０では、発光素子が形成されていないため、その直上付近で輝度が低下する。ここで、波型形状では、その凸部（あるいは凹部）の頂点付近から射出した光は、反射したり、拡散されたりすることなく、そのまま装置上方に出射される。これに対して、振幅相当間隔ｄの中間部から射出した光は、凸部や凹部の側壁において反射、拡散されたのち、装置上方に出射される。このため、連結部３０が波型形状の凸部あるいは凹部の頂点付近に設けられている場合、連結部３０に起因して局部的に暗い部分が生じてしまう。これに対して、凸部や凹部の頂点付近から離れた振幅相当間隔ｄの中間部に連結部３０が設けられている場合、輝度が分散されるため、装置全体として輝度むらの発生を抑制することができる。
【００４８】
本実施の形態の発光装置の製造方法では、平坦にした状態のフレキシブルな基板１０上に、有機ＥＬ素子１２を形成、封止したのち、所望の周期相当間隔ｗおよび振幅相当間隔ｄの波型形状となるように、折り曲げて固定することにより、発光面積が増大する。また同時に、従来のように、基板の凹凸面に対して素子を形成する場合に比べて、有機ＥＬ素子１２の厚みを均一に形成することができる。従って、電極の短絡や電界集中によるダークスポットの発生を抑制しつつ、輝度を向上させることが可能な発光装置を作製することができる。
【００４９】
また、波型形状を固定する際に、樹脂層４０によって装置の表裏を固めることにより、所望の波型形状を保持し易くなると共に、有機ＥＬ素子１２を湿気等から保護することができる。
【００５０】
本実施の形態の表示装置では、画像データに基づいて、ＴＦＴ５０基板とＣＦ基板５２との間に駆動電圧が印加されると、発光装置１から表示パネル２側に照射された光Ｌが、液晶層５１において透過、変調されることにより、様々な表示が行われる。このとき、発光装置１が、波型形状となるように折り曲げられた基板１０と、この基板１０の波型形状に沿って設けられた発光素子とを有していることにより、暗視野を抑制すると共に、明るい画像表示を行うことができる。
【００５１】
また、発光装置１では、波型形状の波の進行方向において、光Ｌが拡散反射するため、この方向における視野角特性が向上する。従って、表示パネル２内の視野角が求められる方向と、波型形状の波の進行方向とが同一になるように、発光装置１を設置することにより、所望の方向で視野角特性を向上させることができる。例えば、表示パネル２の左右方向において、視野角特性を向上させたい場合には、この左右方向と波型形状の波の進行方向とが一致するように発光装置１を設置するようにすればよい。
【００５２】
以下、本実施の形態の変形例について説明する。
【００５３】
（変形例１）
図７は、本実施の形態の変形例１に係る発光装置について説明するための波型形状の模式図である。変形例１の発光装置は、波型形状を決定する周期相当間隔ｗ以外の構成については、上記実施の形態と同様である。従って、上記実施の形態と異なる構成、作用および効果についてのみ説明する。
【００５４】
この発光装置の波型形状は、基板面内の領域によって、その周期相当間隔ｗが異なっているものである。具体的には、基板面内における中央部Ａの周期相当間隔ｗ（ｗ１）が、周辺部Ｂの周期相当間隔ｗ（ｗ２）よりも小さくなっている（ｗ１＜ｗ２）。すなわち、中央部Ａにおいて波型形状の凸部（凹部）が「密」となり、周辺部Ｂにおいて波型形状の凸部（凹部）が「疎」となっている。通常、中央部Ａでは、電圧降下が生じ易いため、周辺部Ｂに比べて輝度が低下してしまうという問題がある。これに対し、本変形例のような構成とすることにより、周辺部Ｂよりも中央部Ａにおいて、発光面積を広くとることができるため、中央部Ａにおいて発生する電圧降下による輝度の低下が補填され、装置全体として、均一な輝度を保持することができる。
【００５５】
（変形例２）
図８は、本実施の形態の変形例２に係る発光装置の素子構造を表す断面図である。変形例に係る発光装置は、基板１０の一面に設けられた素子形成層２１において、有機ＥＬ素子１２を封止する構成が異なること以外は、上記と同様の構成となっている。従って、上記と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５６】
素子形成層２１では、有機ＥＬ素子１２が、基板１０上のバリア層１３と、これに対向するように設けられたバリア層２２と、バリア層１３およびバリア層２２の間に設けられたシール部２４とによって、封止されている。バリア層２２上には、基板２３が設けられている。バリア層２２は、バリア層１３と同様の材料により構成されている。基板２３は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）等の金属により構成され、厚みは例えば１００μｍである。シール部２４は、エポキシ樹脂等の吸湿性の低い接着材料により構成されている。
【００５７】
このような素子形成層２１は、例えば次のようにして作製する。まず、基板１０上にバリア層１３および有機ＥＬ素子１２を形成する一方で、基板２３上にバリア層２２を形成する。次いで、有機ＥＬ素子１２とバリア層２２とが対向するように、基板１０と基板２３とを、シール部２４を介して貼り合わせたのち、シール部２４を硬化させることにより、有機ＥＬ素子１２を封止する。このとき、基板２３には、折り曲げることが可能な程度の厚みを有する金属基板を用いる。これにより、図８に示した素子構造を有するフレキシブルデバイスを形成することができる。
【００５８】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、素子形成層１１に形成される発光素子として、有機ＥＬ素子１２を用いているが、これに限定されず、無機ＥＬ素子や半導体発光素子等にも適用可能である。また、有機ＥＬ素子１２の積層構造についても、発光層１７において白色光を発生可能な構成であれば、上記構成に限定されるものではない。
【００５９】
また、波型形状としては、半円状の凸部および凹部が配列した形状としているが、このような形状に限定されず、凸部と凹部を交互に配列してなる形状であれば、凸部あるいは凹部の形状が矩形状や三角形状等の断面となっていても、上記とほぼ同様の効果を得ることができる。加えて、波型形状の側面の領域に、連結部３０が設けられた構成としているが、連結部３０が設けられていない構成であってもよく、一枚の基板１０上に素子形成層１１を形成したのち、波型形状に折り曲げて固定したものを、発光装置としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る発光装置の構成を表す斜視図である。
【図２】図１に示した発光装置の断面拡大図である
【図３】図１に示した発光装置の波型形状を説明するための図である。
【図４】図１に示した発光装置の素子構造を表す断面図である。
【図５】図１に示した発光装置の他の構成例を表した斜視図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。
【図７】本実施の形態の変形例１に係る発光装置の波型形状を説明するための模式図である。
【図８】本実施の形態の変形例２に係る発光装置の素子構造を表す断面図である。
【図９】従来例に係る発光装置の構成を表す断面図である。
【図１０】図９に示した発光装置の発光面積を表す特性図である。
【符号の説明】
【００６１】
１…発光装置、２…表示パネル、１０、２３…基板、１１…素子形成層、１２…有機ＥＬ素子、１４…アノード電極層、１５…ホール注入層、１６…ホール輸送層、１７…発光層、１８…電子輸送層、１９…カソード電極層、１３，２０，２２…バリア層、２４…シール部、３０…連結部、４０…樹脂層４０…ＴＦＴ基板、５１…液晶層、５２…ＣＦ基板、５３ａ，５３ｂ…偏光板、１００…凸部、１０１…凹部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に液晶表示装置のバックライトとして用いられる発光装置およびその製造方法、ならびに表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶テレビやノート型パソコン、カーナビゲーション等の表示モニタとして、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）が多く用いられている。液晶ディスプレイは、パネル基板間に液晶層を封止したものであり、画像データに基づいて液晶層内を透過する光を変調させることにより、様々な表示を行うものである。ところが、このような液晶ディスプレイは、自発光ではないため、画像表示に際しては、バックライト等の外部光源を必要とする。
【０００３】
バックライトは、主に直下型、エッジライト型、平面光源型に大別され、特に薄型ディスプレイ用途の場合には、平面光源型が理想的である。直下型は、ＬＣＤパネルの真後ろに蛍光灯と反射フィルムを置くことにより面光源とするため、発光効率が良く高輝度を得ることができるが、ＴＶモニタが大型になるにつれて、光源である蛍光灯の本数が増え重量も増大する。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２０〜４０ｍｍ程の十分な奥行きが必要であり、薄型化を阻害する最大の要因となっている。エッジライト型は、導光板の側面に蛍光灯を置くことにより面光源とするため、薄型ではあるものの輝度が比較的小さく、導光板を用いるために装置全体が非常に重くなってしまう。
【０００４】
平面光源型のバックライトとしては、有機ＥＬ（ＥＬ；Electro Luminescence）素子を用いた有機ＥＬバックライトや平面型蛍光ランプ等が用いられる。中でも、有機ＥＬバックライトは、消費電力を大幅に低減すると共に、部材が少なく、インバータを必要としないため、薄型化、軽量化に有利となる。ところが、この有機ＥＬバックライトは、実際には低輝度であるため、特にテレビ用途において、実用化に向けて輝度の向上が望まれている。
【０００５】
そこで、特許文献１，２には、凹凸形状を有する基板上に有機ＥＬ素子を形成することにより、発光面積を増大させて表示輝度を向上させた有機ＥＬバックライトが開示されている。この有機ＥＬバックライトは、例えば、図９に示したように、波形の凹凸形状を有する基板２００の上に、発光層を含む有機ＥＬ層２０１を積層したものであり、基板２００の表面をフォトリソグラフィ等により凹凸形状としたのち、この上に、蒸着等により有機ＥＬ層２０１を形成することにより作製される。
【特許文献１】特開２００４−１２６０７４号公報
【特許文献２】特開平２−７９０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１，２では、有機ＥＬ層２０１を蒸着する基板２００の表面が平坦ではないため、有機ＥＬ層２０１を均一な厚みで形成することが難しい。有機ＥＬ層２０１は、数１０ｎｍと非常に薄い層であるため、その厚みが不均一になると、電極の短絡あるいは電界集中によるダークスポットが生じ易くなるという問題がある。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、電極の短絡や電界集中によるダークスポットの発生を抑制しつつ、輝度を向上させることが可能な発光装置およびその製造方法、ならびに表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による発光装置は、断面が波型形状となるように折り曲げられた基板と、基板の一の面側に、基板の波型形状に沿って設けられた発光素子とを備えたものである。
【０００９】
本発明による発光装置の製造方法は、柔軟性を有する基板の一面に発光素子を形成する工程と、この発光素子を形成した基板を波状に折り曲げる工程と、波状に折り曲げた基板の形状を、その折り曲げた状態で固定する工程とを含むものである。
【００１０】
本発明による表示装置は、画像データに基づいて駆動される表示パネルと、表示パネルの表示面とは反対側に設けられた発光装置とを備えた表示装置であって、発光装置は、断面が波型形状となるように折り曲げられた基板と、この基板の一面に、波型形状に沿って設けられた発光素子とを有するものである。
【００１１】
ただし、本発明において、「波型形状」とは、凸部と凹部とを交互に配列させて構成される波のような形状であるものとし、周期や振幅が厳密に定められた周期構造に限定されるものではない。同様に、「波状」とは、凸部と凹部とを交互に配列させて構成される波のような状態であるものとする。また、「周期相当間隔」は波の周期に相当するものとし、具体的には、波型形状において隣接する凸部（あるいは、凹部）の頂点同士の波の進行方向における間隔をいうものとする。また、「振幅相当間隔」は波の振幅に相当するものとし、具体的には、波型形状において隣接する凸部の頂点と凹部の頂点との波の進行方向に直交する方向における間隔をいうものとする。
【００１２】
本発明による発光装置では、断面が波型形状となるように折り曲げられた基板の一面に、この波型形状に沿って、発光素子が設けられていることにより、発光面積が増大すると共に、発光素子の厚みが不均一である場合に生じる電極の短絡や電界集中が抑制される。
【００１３】
本発明による発光装置の製造方法では、柔軟性を有する基板に発光素子を形成したのち、波状に折り曲げ、その折り曲げた状態で形状を固定することにより、凸部と凹部とを交互に配列させてなる基板の波状に沿って、発光素子が一定の厚みで形成される。これにより、発光面積が増大すると共に、発光素子の厚みが不均一である場合に生じる電極の短絡や電界集中が抑制される。
【００１４】
本発明による表示装置では、表示パネルの表示面とは反対側に設けられた発光装置が、断面が波型形状となるように折り曲げられた基板の一面に、この波型形状に沿って、発光素子が設けられていることにより、局部的な暗視野が抑制されると共に、表示輝度が向上する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による発光装置によれば、断面が波型形状となるように折り曲げられた基板と、基板の一の面側に、基板の波型形状に沿って設けられた発光素子とを備えるようにしたので、電極の短絡や電界集中によるダークスポットの発生を抑制しつつ、輝度を向上させることができる。
【００１６】
本発明による発光装置の製造方法によれば、柔軟性を有する基板に発光素子を形成する工程と、この発光素子を形成した基板を波状に折り曲げる工程と、波状に折り曲げた基板の形状を、その折り曲げた状態で固定する工程とを含むようにしたので、電極の短絡や電界集中によるダークスポットの発生を抑制しつつ、輝度を向上させることが可能な発光装置を作製することができる。
【００１７】
本発明による表示装置によれば、画像データに基づいて駆動される表示パネルと、表示パネルの表示面とは反対側に設けられた発光装置とを備えた表示装置であって、発光装置が、断面が波型形状となるように折り曲げられた基板と、この基板の一面に、波型形状に沿って設けられた発光素子とを有するようにしたので、表示むらを抑制すると共に、明るい画像表示を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態に係る発光装置（以下、発光装置１という。）の斜視図である。発光装置１は、装置全体が波型形状となっており、基板１０の一面に素子形成層１１が設けられた積層構造を有している。また、図２には、この発光装置１の断面の拡大図を示す。この発光装置１は、素子形成層１１において発光した光を、光Ｌとして基板１０側から出射するものであり、基板１０の素子形成層１１に対向しない面が、発光面Ｉとなっている。
【００２０】
発光装置１の波型形状は、凸部と凹部とが、基板面内の一方向に交互に配列してなるものである。図３に、この波型形状の模式図を示す。この波型形状は、隣接する凸部１００の頂点Ｔどうし、もしくは隣接する凹部１０１の頂点Ｂどうしの波の進行方向における間隔（以下、波の「周期相当間隔」とする）ｗと、凸部１００と凹部１０１との波の進行方向に垂直な方向における間隔（以下、波の「振幅相当間隔」とする）ｄとにより、その形状が決定されるものである。なお、以下では、周期相当間隔ｗおよび振幅相当間隔ｄの単位は、ｍｍ（ミリメートル）とする。
【００２１】
周期相当間隔ｗは、基板面における凸部１００（もしくは凹部１０１）の配置密度を決定するものであり、好ましくは、ｗ＞２．０である。この周期相当間隔ｗは、基板面内で一定であってもよく、領域ごとに異なっていてもよい。
【００２２】
振幅相当間隔ｄは、発光装置１の厚みに寄与するものであり、好ましくは、ｄ＞０．５、さらに好ましくは、０．５＜ｄ＜３０である。
【００２３】
基板１０は、透明性を有する基板、例えばポリイミド等のプラスチック基板からなり、一定の厚み、例えば２００μｍで構成されている。この基板１０は、素子形成層１１を支持すると共に発光面Ｉを有し、発光光を透過させて光Ｌを射出するものである。
【００２４】
素子形成層１１は、発光素子、例えば、有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子、半導体発光素子等が形成される層である。図４に、その断面構成の一例を示す。素子形成層１１は、例えば、バリア層１３上に、有機ＥＬ素子１２と、この有機ＥＬ素子１２を覆うように設けられたバリア層２０とを有するものである。有機ＥＬ素子１２は、アノード電極層１４上に、ホール注入層１５、ホール輸送層１６、発光層１７、電子輸送層１８、およびカソード電極層１９をこの順に積層したものである。
【００２５】
発光層１７は、赤（Ｒ；Red ）、緑（Ｇ；Green ）青（Ｂ；Blue）の３色の光をそれぞれ有機ＥＬ現象を利用して放出する層（図示せず）を積層したものであり、これら３色の光を合成（重畳）させることにより、全体として白色光を発生させるものである。この発光層１７は、例えば金属錯体、低分子蛍光色素、蛍光性高分子等の有機材料により構成されている。
【００２６】
アノード電極層１４は、発光層１７を駆動させると共に、発光層１７において発光した光を基板１０側へ透過させる機能を有しており、透明性を有する電極、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等により構成されている。
【００２７】
カソード電極層１９は、発光層１７を駆動させると共に、発光層１７において発光した光を反射する機能を有しており、可視光に対する反射率が高い金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）あるいは、これらの合金等により構成されている。
【００２８】
ホール注入層１５は、ホール輸送層１６にホール（正孔）を注入するものである。ホール輸送層１６は、ホール注入層１５から注入されたホールを発光層１７へ輸送するものである。電子輸送層１８は、発光層１７へ電子を輸送するものである。これらの層は、発光層１７における発光効率を向上させるために設けられるものであり、いずれも有機材料により構成されている。
【００２９】
バリア層１３，２０は、有機ＥＬ素子１２、特に、ホール注入層１５、ホール輸送層１６、発光層１７および電子輸送層１８等の有機材料で構成された層を封止することにより、これらを湿気や酸素等から保護する機能を有している。なお、基板１０側にもバリア層１３が設けられているのは、基板１０の材料として用いられるポリイミド等が多孔質であり、湿気を吸着しやすい性質を有しているためである。このバリア層１３，２０は、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮ）や一酸化ケイ素（ＳｉＯ）等の無機材料により構成されている。
【００３０】
また、波型形状の振幅相当間隔ｄの中間部、すなわち、波型形状の隣り合う凸部の頂点と凹部の頂点との間の中間領域には、連結部３０が設けられている。この連結部３０は、複数のサブ基板どうしを連結するものである。連結部３０は、例えば、透明接着剤や透明粘着テープ等により構成されている。また、サブ基板と同素材の大判のプラスチック基板上に、連結部３０により連結された複数のサブ基板が設けられた構成であってもよい。
【００３１】
さらに、図５に示したように、発光装置１の表裏に、樹脂層４０が設けられた構成としてもよい。樹脂層４０は、透明性を有する樹脂によって構成され、例えばエポキシ樹脂、フッ素樹脂等の吸湿性の低いものが好ましい。また、樹脂層４０の表面には、容器１００が設けられていてもよい。容器１００は、透明性を有する材料、例えばガラスやアクリル等により構成されている。樹脂層４０は、発光装置１の表面と裏面のどちらか一方の面にのみ設けられていてもよい。
【００３２】
次に、本実施の形態に係る発光装置の製造方法としての発光装置１の作製方法について説明する。
【００３３】
まず、基板１０の一面にバリア層１３を形成したのち、このバリア層１３上に、アノード電極層１４、ホール注入層１５、ホール輸送層１６、発光層１７、電子輸送層１８、およびカソード電極層１９をこの順に、例えば蒸着法等を用いて設けることにより、有機ＥＬ素子１２を形成する。このとき、基板１０には、柔軟性を有するフレキシブル基板を用いるようにし、この基板１０を平坦にした状態で、有機ＥＬ素子１２の各層の蒸着を行うようにする。次いで、これらの層を、バリア層２０で封止することにより、図４に示した素子構造を有するフレキシブルデバイスを、複数個形成する。
【００３４】
次に、このようにして形成した複数のフレキシブルデバイスを、所望の周期相当間隔ｗおよび振幅相当間隔ｄの波型形状となるように、それぞれ折り曲げる。続いて、この折り曲げた状態で、フレキシブルデバイスを固定することにより、複数のサブ基板を形成する。こののち、連結部３０を介して、複数のサブ基板同士を連結する。あるいは、複数のフレキシブルデバイスを、平坦な状態で連結したのち、波型形状に折り曲げて固定するようにしてもよい。例えば、サブ基板と同素材の大判の基板上に透明接着剤でサブ基板を隙間のできないように並べて貼り付けたのち、波型形状に折り曲げるようにしてもよい。このとき、連結部３０が、波型形状の振幅相当間隔ｄの中間部に配置されるようにすることが好ましい。これにより、図１に示した発光装置１を完成する。
【００３５】
フレキシブルデバイスを波型形状に固定する際には、例えば、波型形状に折り曲げたフレキシブルデバイスを容器１００の中に入れて、フレキシブルデバイスと容器１００との隙間に硬化性樹脂を充填したのち、この硬化性樹脂を硬化させて樹脂層４０を形成するようにする（図５）。なお、有機ＥＬ素子１２は紫外光に弱いため、硬化性樹脂には、光硬化性よりも熱硬化性を有するものを用いることが好ましい。また、硬化性樹脂を容器１００内でフレキシブルデバイスの片側のみに充填し、フレキシブルデバイスの表面あるいは裏面のどちらか一方にのみ樹脂層４０を形成して固定するようにしてもよい。また、容器１００は、樹脂層４０を形成したのち、取り外すようにしてもよい。
【００３６】
図６は、本実施の形態に係る表示装置の断面模式図である。この表示装置は、液晶表示パネル２と、液晶表示パネル２の表示面と反対側には、液晶表示パネル２に光を照射する本実施の形態に係る発光装置（発光装置１）を備えている。液晶表示パネル２は、例えば、画素電極やＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）スイッチング素子等（図示せず）が設けられたＴＦＴ基板５０と、このＴＦＴ基板５０に対向するように配置され、対向電極やカラーフィルタ等（図示せず）が設けられたＣＦ基板５２と、これらＴＦＴ基板５０とＣＦ基板５２との間に設けられた液晶層５１とを有している。また、液晶表示パネル２の表裏には、一定の方向に振動する光のみを通過させる偏光板５３ａ，５３ｂが設けられている。この表示装置では、発光装置１が平面型バックライトとして機能し、発光装置１から発せられた光Ｌを用いて、ＣＦ基板５２の表面側において画像データに基づいた液晶表示が行われる。
【００３７】
次に、上記のような発光装置および発光装置の製造方法、ならびに表示装置の作用・効果について説明する。
【００３８】
本実施の形態の発光装置では、アノード電極層１４とカソード電極層１９との間に駆動電圧が印加されると、有機ＥＬ素子１２の発光層１７において、ホール注入層１５およびホール輸送層１６を経由して供給された正孔と、電子輸送層１８から供給された電子とが再結合することにより白色光が発生する。この白色光は、カソード電極層１９において反射されたのち、あるいは直接的に、バリア層１３、基板１０を透過して、基板１０の裏面（発光面Ｉ）より光Ｌとして出射する。
【００３９】
このとき、発光面Ｉが、凸部と凹部とを交互に配置してなる波型形状を有していることにより、発光面がフラットな面となっている場合に比べて、同一の平面積でも、発光面積を大きくとることができる。これにより、輝度を向上させることができる。また、素子形成層１１における有機ＥＬ素子１２が、波型形状に沿って、一定の厚みで設けられていることにより、局部的に素子層の厚みが異なる場合に生じる電極の短絡や電界集中によるダークスポットの発生を抑制することができる。
【００４０】
ここで、従来例（特許文献１）において、その発光面積Ｓを算出する。この際、図９に示した一つの凸部２０２の断面を、頂点Ａ，Ｂ，Ｃを有し、頂点Ｃが直角となる三角形と近似して、辺ＣＡの長さと辺ＢＣの長さの合計（ＣＡ＋ＢＣ）を求める。これを、凹凸形状を全く有していないフラットな面における発光面積（辺ＡＢの長さ）を１とした場合の、特許文献１の発光面積Ｓ’とする。
【００４１】
具体的には、三平方の定理、式（１）を用いて算出する。また、式（１）は、式（２）のように変形することができる。さらに、∠ＣＡＢをα、∠ＣＢＡをβとしたとき、ＣＡ＝ＡＢｃｏｓα、ＢＣ＝ＡＢｃｏｓβとなり、式（３）のように表すことができる。これより、式（４）が導かれる。
ＣＡ２＋ＢＣ２＝ＡＢ２ ………（１）
ＡＢ２＝（ＣＡ＋ＢＣ）２−２ＣＡ・ＢＣ ………（２）
ＣＡ＋ＢＣ＝（ＡＢ２＋２ＡＢｃｏｓα・ＡＢｃｏｓβ）１／２ ………（３）
Ｓ’＝ＡＢ（１＋２ｃｏｓα・ｃｏｓβ）１／２ ………（４）
【００４２】
以上より、図１０に示したように、従来例における発光面積Ｓ’は、α＝４５°（β＝４５°）の場合に最大となり、最大値は１．４となる。
【００４３】
これに対し、本実施の形態の発光装置では、波型形状の周期相当間隔ｗと、振幅相当間隔ｄの大きさの比率によって、発光面積Ｓが決定される。例えば、ｗ：ｄ＝１：０．５のとき、発光面積はπ／２、ｗ：ｄ＝１：１のとき、発光面積Ｓはπ／２＋１、ｗ：ｄ＝１：１．５のとき、発光面積Ｓはπ／２＋２と近似できる。これより、発光面積Ｓは、式（５）のように表すことができる。ただし、ｗ：ｄ＝１：ｙとする。
Ｓ＝π／２＋２・（ｙ−１／２） ………（５）
【００４４】
従って、例えば、周期相当間隔ｗが５．０ｍｍ、振幅相当間隔ｄが５．０ｍｍの場合、発光面積は２．５７となる。また、周期相当間隔ｗが５．０ｍｍ、振幅相当間隔ｄが２０ｍｍの場合、発光面積は８．５７となる。従って、従来の構成に比較しても、より大きな発光面積を確保することができる。
【００４５】
また、周期相当間隔ｗを小さく、振幅相当間隔ｄを大きくすることにより、発光面積をいくらでも増大させることが可能である。ただし、製造性の観点から、周期相当間隔ｗは２．０ｍｍより大きく、振幅相当間隔ｄは０．５ｍｍより大きいことが好ましい。また、振幅相当間隔ｄについては、３０ｍｍ以下とすることにより、装置の薄型化に有利となる。
【００４６】
また、有機ＥＬ現象を利用した有機ＥＬ素子１２を発光素子として用いることにより、通常多用されている蛍光ランプ等を用いる場合と比べて、消費電力を大幅に削減することができる。
【００４７】
さらに、サブ基板同士を連結する連結部３０が、波型形状の振幅相当間隔ｄの中間部に設けられていることにより、連結部３０が波型形状の凸部あるいは凹部の頂点付近に設けられている場合に比べて、輝度むらを抑制することができる。連結部３０では、発光素子が形成されていないため、その直上付近で輝度が低下する。ここで、波型形状では、その凸部（あるいは凹部）の頂点付近から射出した光は、反射したり、拡散されたりすることなく、そのまま装置上方に出射される。これに対して、振幅相当間隔ｄの中間部から射出した光は、凸部や凹部の側壁において反射、拡散されたのち、装置上方に出射される。このため、連結部３０が波型形状の凸部あるいは凹部の頂点付近に設けられている場合、連結部３０に起因して局部的に暗い部分が生じてしまう。これに対して、凸部や凹部の頂点付近から離れた振幅相当間隔ｄの中間部に連結部３０が設けられている場合、輝度が分散されるため、装置全体として輝度むらの発生を抑制することができる。
【００４８】
本実施の形態の発光装置の製造方法では、平坦にした状態のフレキシブルな基板１０上に、有機ＥＬ素子１２を形成、封止したのち、所望の周期相当間隔ｗおよび振幅相当間隔ｄの波型形状となるように、折り曲げて固定することにより、発光面積が増大する。また同時に、従来のように、基板の凹凸面に対して素子を形成する場合に比べて、有機ＥＬ素子１２の厚みを均一に形成することができる。従って、電極の短絡や電界集中によるダークスポットの発生を抑制しつつ、輝度を向上させることが可能な発光装置を作製することができる。
【００４９】
また、波型形状を固定する際に、樹脂層４０によって装置の表裏を固めることにより、所望の波型形状を保持し易くなると共に、有機ＥＬ素子１２を湿気等から保護することができる。
【００５０】
本実施の形態の表示装置では、画像データに基づいて、ＴＦＴ５０基板とＣＦ基板５２との間に駆動電圧が印加されると、発光装置１から表示パネル２側に照射された光Ｌが、液晶層５１において透過、変調されることにより、様々な表示が行われる。このとき、発光装置１が、波型形状となるように折り曲げられた基板１０と、この基板１０の波型形状に沿って設けられた発光素子とを有していることにより、暗視野を抑制すると共に、明るい画像表示を行うことができる。
【００５１】
また、発光装置１では、波型形状の波の進行方向において、光Ｌが拡散反射するため、この方向における視野角特性が向上する。従って、表示パネル２内の視野角が求められる方向と、波型形状の波の進行方向とが同一になるように、発光装置１を設置することにより、所望の方向で視野角特性を向上させることができる。例えば、表示パネル２の左右方向において、視野角特性を向上させたい場合には、この左右方向と波型形状の波の進行方向とが一致するように発光装置１を設置するようにすればよい。
【００５２】
以下、本実施の形態の変形例について説明する。
【００５３】
（変形例１）
図７は、本実施の形態の変形例１に係る発光装置について説明するための波型形状の模式図である。変形例１の発光装置は、波型形状を決定する周期相当間隔ｗ以外の構成については、上記実施の形態と同様である。従って、上記実施の形態と異なる構成、作用および効果についてのみ説明する。
【００５４】
この発光装置の波型形状は、基板面内の領域によって、その周期相当間隔ｗが異なっているものである。具体的には、基板面内における中央部Ａの周期相当間隔ｗ（ｗ１）が、周辺部Ｂの周期相当間隔ｗ（ｗ２）よりも小さくなっている（ｗ１＜ｗ２）。すなわち、中央部Ａにおいて波型形状の凸部（凹部）が「密」となり、周辺部Ｂにおいて波型形状の凸部（凹部）が「疎」となっている。通常、中央部Ａでは、電圧降下が生じ易いため、周辺部Ｂに比べて輝度が低下してしまうという問題がある。これに対し、本変形例のような構成とすることにより、周辺部Ｂよりも中央部Ａにおいて、発光面積を広くとることができるため、中央部Ａにおいて発生する電圧降下による輝度の低下が補填され、装置全体として、均一な輝度を保持することができる。
【００５５】
（変形例２）
図８は、本実施の形態の変形例２に係る発光装置の素子構造を表す断面図である。変形例に係る発光装置は、基板１０の一面に設けられた素子形成層２１において、有機ＥＬ素子１２を封止する構成が異なること以外は、上記と同様の構成となっている。従って、上記と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５６】
素子形成層２１では、有機ＥＬ素子１２が、基板１０上のバリア層１３と、これに対向するように設けられたバリア層２２と、バリア層１３およびバリア層２２の間に設けられたシール部２４とによって、封止されている。バリア層２２上には、基板２３が設けられている。バリア層２２は、バリア層１３と同様の材料により構成されている。基板２３は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）等の金属により構成され、厚みは例えば１００μｍである。シール部２４は、エポキシ樹脂等の吸湿性の低い接着材料により構成されている。
【００５７】
このような素子形成層２１は、例えば次のようにして作製する。まず、基板１０上にバリア層１３および有機ＥＬ素子１２を形成する一方で、基板２３上にバリア層２２を形成する。次いで、有機ＥＬ素子１２とバリア層２２とが対向するように、基板１０と基板２３とを、シール部２４を介して貼り合わせたのち、シール部２４を硬化させることにより、有機ＥＬ素子１２を封止する。このとき、基板２３には、折り曲げることが可能な程度の厚みを有する金属基板を用いる。これにより、図８に示した素子構造を有するフレキシブルデバイスを形成することができる。
【００５８】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、素子形成層１１に形成される発光素子として、有機ＥＬ素子１２を用いているが、これに限定されず、無機ＥＬ素子や半導体発光素子等にも適用可能である。また、有機ＥＬ素子１２の積層構造についても、発光層１７において白色光を発生可能な構成であれば、上記構成に限定されるものではない。
【００５９】
また、波型形状としては、半円状の凸部および凹部が配列した形状としているが、このような形状に限定されず、凸部と凹部を交互に配列してなる形状であれば、凸部あるいは凹部の形状が矩形状や三角形状等の断面となっていても、上記とほぼ同様の効果を得ることができる。加えて、波型形状の側面の領域に、連結部３０が設けられた構成としているが、連結部３０が設けられていない構成であってもよく、一枚の基板１０上に素子形成層１１を形成したのち、波型形状に折り曲げて固定したものを、発光装置としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る発光装置の構成を表す斜視図である。
【図２】図１に示した発光装置の断面拡大図である
【図３】図１に示した発光装置の波型形状を説明するための図である。
【図４】図１に示した発光装置の素子構造を表す断面図である。
【図５】図１に示した発光装置の他の構成例を表した斜視図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。
【図７】本実施の形態の変形例１に係る発光装置の波型形状を説明するための模式図である。
【図８】本実施の形態の変形例２に係る発光装置の素子構造を表す断面図である。
【図９】従来例に係る発光装置の構成を表す断面図である。
【図１０】図９に示した発光装置の発光面積を表す特性図である。
【符号の説明】
【００６１】
１…発光装置、２…表示パネル、１０、２３…基板、１１…素子形成層、１２…有機ＥＬ素子、１４…アノード電極層、１５…ホール注入層、１６…ホール輸送層、１７…発光層、１８…電子輸送層、１９…カソード電極層、１３，２０，２２…バリア層、２４…シール部、３０…連結部、４０…樹脂層４０…ＴＦＴ基板、５１…液晶層、５２…ＣＦ基板、５３ａ，５３ｂ…偏光板、１００…凸部、１０１…凹部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面が波型形状となるように折り曲げられた基板と、
前記基板の一の面に、前記基板の波型形状に沿って設けられた発光素子と
を備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記基板の少なくとも一面側に、樹脂層が設けられた
ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記波型形状の周期相当間隔は、基板面内の領域ごとに異なっている
ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項４】
前記波型形状の周期相当間隔は、基板面内の周辺部よりも中央部において小さい
ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項５】
前記波型形状の周期相当間隔は、２．０ｍｍより大きい
ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項６】
前記波型形状の振幅相当間隔は、０．５ｍｍより大きい
ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項７】
前記基板が、前記波型形状の波の進行方向に沿って連結された複数のサブ基板を含み、
隣り合うサブ基板同士を連結する連結部が、前記波型形状の振幅相当間隔の中間部に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項８】
前記発光素子は、有機ＥＬ（ＥＬ；Electro Luminescence）素子である
ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項９】
柔軟性を有する基板の一面に発光素子を形成する工程と、
前記発光素子を形成した基板を、波状に折り曲げる工程と、
前記波状に折り曲げた基板の形状を、その折り曲げた状態で固定する工程と
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記波状に折り曲げた基板の形状を、その基板の少なくとも一面側に樹脂層を形成することにより固定する
ことを特徴とする請求項８記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
画像データに基づいて駆動される表示パネルと、前記表示パネルの表示面とは反対側に設けられた発光装置とを備えた表示装置であって、
前記発光装置は、断面が波型形状となるように折り曲げられた基板と、この基板の一面側に、前記波型形状に沿って設けられた発光素子とを有する
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１】
断面が波型形状となるように折り曲げられた基板と、
前記基板の一の面に、前記基板の波型形状に沿って設けられた発光素子と
を備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記基板の少なくとも一面側に、樹脂層が設けられた
ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記波型形状の周期相当間隔は、基板面内の領域ごとに異なっている
ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項４】
前記波型形状の周期相当間隔は、基板面内の周辺部よりも中央部において小さい
ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項５】
前記波型形状の周期相当間隔は、２．０ｍｍより大きい
ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項６】
前記波型形状の振幅相当間隔は、０．５ｍｍより大きい
ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項７】
前記基板が、前記波型形状の波の進行方向に沿って連結された複数のサブ基板を含み、
隣り合うサブ基板同士を連結する連結部が、前記波型形状の振幅相当間隔の中間部に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項８】
前記発光素子は、有機ＥＬ（ＥＬ；Electro Luminescence）素子である
ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項９】
柔軟性を有する基板の一面に発光素子を形成する工程と、
前記発光素子を形成した基板を、波状に折り曲げる工程と、
前記波状に折り曲げた基板の形状を、その折り曲げた状態で固定する工程と
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記波状に折り曲げた基板の形状を、その基板の少なくとも一面側に樹脂層を形成することにより固定する
ことを特徴とする請求項８記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
画像データに基づいて駆動される表示パネルと、前記表示パネルの表示面とは反対側に設けられた発光装置とを備えた表示装置であって、
前記発光装置は、断面が波型形状となるように折り曲げられた基板と、この基板の一面側に、前記波型形状に沿って設けられた発光素子とを有する
ことを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１５９３０９（Ｐ２００８−１５９３０９Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４４５２５（Ｐ２００６−３４４５２５）
【出願日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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