JP2005317254A - Electroluminescence display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気的に発光を得るエレクトロルミネッセンス素子、とくに有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたエレクトロルミネッセンス表示装置に関する。
The present invention relates to an electroluminescence element that electrically emits light, and particularly to an electroluminescence display device using an organic electroluminescence element.
電極間に発光層を設け、電気的に発光を得るエレクトロルミネッセンス素子は、ディスプレイ表示装置としての利用はもちろん、平面型照明、光ファイバー用光源、液晶ディスプレイ用バックライト、液晶プロジェクタ用バックライトなどの各種光源としても、盛んに研究開発が進んでいる。とくに、有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光効率、低電圧駆動、軽量、低コストという点ですぐれており、近年、注目を浴びている。
Electroluminescent elements that provide light emission layers by providing a light emitting layer between electrodes are not only used for display display devices, but also for various types such as flat illumination, light sources for optical fibers, backlights for liquid crystal displays, and backlights for liquid crystal projectors. As a light source, research and development is actively progressing. In particular, the organic electroluminescence element is excellent in terms of light emission efficiency, low voltage driving, light weight, and low cost, and has attracted attention in recent years.
しかし、有機エレクトロルミネッセンス素子のように発光層自体から発光を取り出す固体内発光素子では、発光層の屈折率と出射媒質との屈折率により決まる臨界角以上の発光光は全反射し内部に閉じ込められ、導波光として失われる。
古典論的な屈折の法則（スネルの法則）による計算では、発光層の屈折率をｎとすると、発生した光が外部に取り出される光取り出し効率ηは、η＝１／２ｎ2 で近似される。仮に発光層の屈折率が１．７である場合、η≒１７％程度となり、８０％以上の光は導波光として素子側面方向の損失光として失われていることになる。
However, in an in-solid light-emitting device that extracts light from the light-emitting layer itself, such as an organic electroluminescence device, light emitted above the critical angle determined by the refractive index of the light-emitting layer and the refractive index of the output medium is totally reflected and confined inside. , Lost as guided light.
In the calculation based on the classical theory of refraction (Snell's law), if the refractive index of the light emitting layer is n, the light extraction efficiency η for extracting the generated light to the outside is approximated by η = 1 / 2n 2. . If the refractive index of the light emitting layer is 1.7, η is about 17%, and 80% or more of light is lost as guided light and lost in the side face direction of the device.
導波光を外部に取り出すには、発光層と出射面との間に、反射・伝送角を乱れさせる領域を形成し、スネルの法則を崩し、本来導波光として全反射される光の伝送角を変化させてやる必要がある。有機エレクトロルミネッセンス素子にこのような構造を形成して、取り出し効率を向上させる方法は、多数提案されている。
たとえば、特開平９−６３７６７号公報には基板表面に凹凸構造を設けた有機エレクトロルミネッセンス素子が、特開平９−１７１８９２号公報には基板の取り出し側をレンズ構造とした有機エレクトロルミネッセンス素子が、特開平１１−２１４１６３号公報には素子自体に立体構造や傾斜面を形成した有機エレクトロルミネッセンス素子が、特開平１１−２８３７５１号公報には素子内に回折格子を形成した有機エレクトロルミネッセンス素子が、開示されている。そのほかにも、基板の形状を物理的に変化させ、素子内部に閉じ込められた導波光を取り出すという試みは多数なされている。
In order to extract guided light to the outside, a region that disturbs the reflection / transmission angle is formed between the light emitting layer and the emission surface, the Snell's law is broken, and the transmission angle of light totally reflected as originally guided light is increased. It is necessary to change. Many methods have been proposed to improve the extraction efficiency by forming such a structure in an organic electroluminescence element.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-63767 discloses an organic electroluminescence element having a concavo-convex structure on the substrate surface, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-171892 discloses an organic electroluminescence element having a lens structure on the substrate extraction side. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 11-214163 discloses an organic electroluminescent element in which a three-dimensional structure or an inclined surface is formed in the element itself, and Japanese Laid-Open Patent Publication No. 11-283755 discloses an organic electroluminescent element in which a diffraction grating is formed in the element. ing. In addition, many attempts have been made to take out guided light confined inside the device by physically changing the shape of the substrate.
前述したように、古典論的な計算では有機エレクトロルミネッセンス素子の取り出し効率は１７％程度であり、８０％以上の導波光は素子内部に閉じ込められると述べたが、ナノメートル程度の薄膜層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子では、光の干渉効果やマイクロキャビティー効果などにより、現象はさらに複雑である。
たとえば、Ｍ．Ｈ．Ｌｕらの報告（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．９１，Ｎｏ．２，ｐ．５９５，２００２）では、マイクロキャビティー効果により発光分布は古典論から大きく変化し、実際の取り出し効率はほぼ５０％に達成しているとされている。すなわち、導波光成分は全体の５０％となり、これを取り出すことによる輝度向上効果の最大値は２倍ということになる。
As described above, in the classical calculation, the extraction efficiency of the organic electroluminescence device is about 17%, and 80% or more of the guided light is confined inside the device, but it is composed of a thin film layer of about nanometers. In an organic electroluminescence element, the phenomenon is further complicated due to a light interference effect and a microcavity effect.
For example, M.M. H. According to a report by Lu et al. (J. Appl. Phys., Vol. 91, No. 2, p. 595, 2002), the light emission distribution greatly changes from the classical theory due to the microcavity effect, and the actual extraction efficiency is almost 50%. % Is achieved. That is, the guided light component is 50% of the total, and the maximum value of the brightness enhancement effect obtained by taking out this is twice.
たとえば、Ｓ．メーラーらの報告（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．９１，Ｎｏ．５，ｐ．３３２４，２００２）では、コンピューターシミュレーションを駆使してマイクロレンズの構造を決定し、それを実際に作製して、有機エレクトロルミネッセンス素子のガラス基板上に形成した際の輝度向上度は約１．５倍と報告されている。
また、別の例として、Ｓｏｎｅらの報告（ＩＤＷ’０３，ｐ１２９７）でも、同様にレンズ構造を設計して、それを有機エレクトロルミネッセンス素子のガラス基板上に形成した場合の光量の増加は１．４倍であり、古典論から予測される輝度向上度よりも、かなり小さいことが報告されている。
For example, S.M. In a report by Mailer et al. (J. Appl. Phys., Vol. 91, No. 5, p. 3324, 2002), the structure of a microlens was determined using computer simulation, and it was actually produced. It has been reported that the brightness enhancement degree when formed on a glass substrate of an organic electroluminescence element is about 1.5 times.
As another example, according to a report by Sone et al. (IDW'03, p1297), the increase in the amount of light when a lens structure is similarly designed and formed on a glass substrate of an organic electroluminescence element is 1. It is reported to be 4 times, which is considerably smaller than the brightness improvement predicted from the classical theory.
このように、実際の有機エレクトロルミネッセンス素子では、古典論から推測されるほど、導波光の取り出しによる輝度向上効果は大きくならないが、それでも、これらの努力により、有機エレクトロルミネッセンス素子内に閉じ込められた導波光は、ある程度取り出すことができる。とくに有機エレクトロルミネッセンス素子を、発光面積の大きい平面照明用途に適応する場合は、前記の提案が好適に応用できる。
As described above, in an actual organic electroluminescence device, the brightness enhancement effect by taking out guided light is not so great as estimated from the classical theory. However, these efforts still do not lead to the confinement in the organic electroluminescence device. Wave light can be extracted to some extent. In particular, when the organic electroluminescence element is applied to a planar illumination application having a large light emitting area, the above proposal can be suitably applied.
ところが、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置、すなわち、ディスプレイ表示装置の場合、導波光を取り出す方法が極めて難しいものとなる。たとえば、近年急速に発達した液晶ディスプレイ表示装置を例に挙げると、年々、高精細化が進み、１画素の１辺の大きさは０．３mm以下にまで微細化されている。
このように有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ表示装置の導波光を取り出し、発光効率を上げるには、多くの課題が発生する。
たとえば、ガラス基板表面に導波光を取り出すための凹凸構造を形成した場合、図５に示すように、ガラス基板の厚さに起因した視差の影響により、実際の画素部分からずれた位置で導波光が取り出され、結果として、表示画像がぼやけたり、にじんだりしてしまう、クロストークが大きな問題となる。
However, in the case of a display device using an organic electroluminescence element, that is, a display display device, a method for extracting guided light is extremely difficult. For example, taking a liquid crystal display device that has been rapidly developed in recent years as an example, higher definition is progressing year by year, and the size of one side of one pixel is reduced to 0.3 mm or less.
Thus, many problems arise in taking out the guided light of the organic electroluminescence display device and increasing the light emission efficiency.
For example, when a concavo-convex structure for extracting guided light is formed on the glass substrate surface, as shown in FIG. 5, the guided light is shifted from the actual pixel portion due to the influence of parallax caused by the thickness of the glass substrate. As a result, the display image is blurred or blurred, and crosstalk becomes a big problem.
このクロストークを解決するためには、図６に示すように、発光層と凹凸構造の距離を、画素寸法に対して十分小さくすれば、紙面上では容易に解決されるように思われる。また、特開２００２−４３０５４号公報では、上記クロストークを防止する目的で、透明基板の厚さを概ね０．２mm以下の厚さとし、その表面に光散乱層を形成するという提案がなされている。さらに、特開２００３−２９７５７２号公報では、凹凸構造を発光層の近くに形成し、かつその凹凸の大きさを０．６μｍ以下にすることで、上記クロストークを防止するという提案がなされている。
In order to solve this crosstalk, as shown in FIG. 6, if the distance between the light emitting layer and the concavo-convex structure is made sufficiently small with respect to the pixel size, it seems to be easily solved on the paper. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-43054 proposes that the thickness of the transparent substrate is approximately 0.2 mm or less and a light scattering layer is formed on the surface thereof in order to prevent the crosstalk. . Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-297572 has proposed that the crosstalk be prevented by forming a concavo-convex structure near the light emitting layer and making the size of the concavo-convex 0.6 μm or less. .
しかし、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光は平行光ではなく、１点から放射状に発生する放射光であり、凹凸構造、回折格子、光拡散層、レンズ構造などを形成しても、その伝送角を容易に変化させ、臨界角条件を破ることは極めて難しい。
たとえば、レンズ構造を例に挙げると、図７の（Ａ）に示すように、平行光に関しては、マイクロレンズなどを形成することにより、光の伝送角を変化させ、集光することが可能である。しかるに、実際の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、発光層の屈折率は通常１．６５前後であり、かつ図７の（Ｂ）に示すように、放射状の発光光であるため、レンズの集光効果はほとんど得られない。
However, the emitted light of the organic electroluminescence element is not parallel light but is emitted radially from one point. Even if an uneven structure, diffraction grating, light diffusion layer, lens structure, etc. are formed, the transmission angle is It is very difficult to change easily and break the critical angle condition.
For example, taking a lens structure as an example, as shown in FIG. 7A, for parallel light, by forming a microlens or the like, the light transmission angle can be changed and condensed. is there. However, in an actual organic electroluminescence element, the refractive index of the light emitting layer is usually around 1.65, and as shown in FIG. Can hardly be obtained.
しかも、発光層とレンズ構造の距離を短くするには、基板内にこれらレンズ構造を埋め込む必要があるため、レンズの材質は基板の屈折率と大きく異なる材料でなければ効果は発揮できない。しかし、通常レンズとして利用可能な材料の屈折率は１．４〜２．０で、この範囲の値ではいずれの場合も大きな集光効果は期待できない。
このため、図７の（Ｃ）に示すように、結局、基板表面で全反射が発生し、輝度の向上効果はほとんど得られない。つまり、図６に示すように、一度その構造を通過させただけで、放射状の発光光の伝送角をすべて基板表面の臨界角以内に集光させうるような、理想的な光学特性を有する構造は、本発明者が知る限り、設計不可能である。
Moreover, in order to shorten the distance between the light emitting layer and the lens structure, it is necessary to embed these lens structures in the substrate. Therefore, the effect cannot be exerted unless the material of the lens is significantly different from the refractive index of the substrate. However, the refractive index of a material that can be used as a normal lens is 1.4 to 2.0, and a large light collection effect cannot be expected in any case within this range.
Therefore, as shown in FIG. 7C, after all, total reflection occurs on the surface of the substrate, and an effect of improving luminance is hardly obtained. That is, as shown in FIG. 6, a structure having ideal optical characteristics such that the transmission angle of the radial emitted light can be condensed within the critical angle of the substrate surface by passing the structure once. As far as the inventor is aware, it is impossible to design.
また、さらに問題となるのは、図８に示すように、凹凸構造を１度通過しても、その伝送角が基板表面の臨界角以上になった光は、表面で全反射され、再度凹凸構造に戻される。この際、凹凸構造により屈折、散乱を受ける結果、そのうち、臨界角条件を破った光が外部に出射してしまう。すなわち、取り出される光量としては増加することになるが、この光はまさに実際に発光している画素とは異なる場所で出射することになり、結局クロストークの原因となってしまう。その結果、実際には、全体的に深い霧の中でディスプレイを見ているような状態になってしまう。
Further, as shown in FIG. 8, even if the light passes through the concavo-convex structure once, the light whose transmission angle is equal to or larger than the critical angle of the substrate surface is totally reflected on the surface, and concavo-convex again. Returned to structure. At this time, as a result of being refracted and scattered by the concavo-convex structure, light that has broken the critical angle condition is emitted to the outside. That is, the amount of light to be extracted increases, but this light is emitted at a location different from the pixel that actually emits light, and eventually causes crosstalk. As a result, in reality, the display is viewed as a whole in a deep fog.
全く別のアプローチとして、特開２００１−１９６１６４号公報、特開２００１−２０２８２７号公報、特開２００４−２２１８２号公報などに、透明電極と基板との間に、不活性ガスやシリカエアロゲルなど、空気とほとんど同じである屈折率が１．０とみなしうるような領域を設ける提案がなされている。
これらの提案では、有機エレクトロルミネッセンス素子において、その発光層と透明電極としてもっぱら用いられる酸化インジウム錫（ＩＴＯ）の膜厚がトータルで２００ｎｍ程度であるため、導波モードが成立する以下の厚みである。
よって、その直上に超低屈折率層を設けると、本来導波光として閉じ込められる光が、超低屈折率層に漏れ出し、一旦、屈折率が１．０の層に漏れ出した光は、全反射を受けることなく外部に出射するという現象を用いたものである。
As a completely different approach, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-196164, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-202827, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-22182, etc. describe an air such as an inert gas or silica airgel between the transparent electrode and the substrate. There is a proposal to provide a region where the refractive index can be regarded as 1.0.
In these proposals, the total thickness of indium tin oxide (ITO) used exclusively as the light emitting layer and the transparent electrode in the organic electroluminescence element is about 200 nm, and therefore the thickness is less than that in which the waveguide mode is established. .
Therefore, when an ultra-low refractive index layer is provided immediately above, light that is originally confined as guided light leaks into the ultra-low refractive index layer, and once the light leaks into the layer with a refractive index of 1.0, This is a phenomenon in which light is emitted outside without being reflected.
このような提案方法は、物理的な凹凸面を設ける必要がなく、しかも前記で問題となった視差によるクロストークも発生しないため、ディスプレイ用途の輝度向上の方法として非常に有効である。しかしながら、この方法の最大の課題は、機械的強度の確保、表面平滑性の確保、ＩＴＯ電極などのパターニングである。
たとえば、シリカエアロゲルを用いた場合、屈折率は、ほぼ空気に等しい値まで空孔を導入することができるが、その機械的強度は、実用に耐えうるものとはいい難い。また、多孔質膜であるため、ＩＴＯ電極をパターニングするためのフォトリソ工程において、ウェットエッチング時に水分を吸収し、本来の機能を失ってしまうなど、実用的に課題が多いのが現状である。つまり、厚さが１００ｎｍ程度のＩＴＯ電極や、さらに有機層、陰極を、この機械的強度に乏しいシリカエアロゲル層の直上に形成する必要があることから、実用的な製造工程では問題になる場合が多い。
Such a proposed method is very effective as a method for improving the luminance of a display because it does not need to provide a physically uneven surface and does not cause crosstalk due to parallax, which is a problem described above. However, the biggest problems with this method are ensuring mechanical strength, ensuring surface smoothness, and patterning of ITO electrodes and the like.
For example, when silica airgel is used, pores can be introduced to a refractive index almost equal to that of air, but the mechanical strength is hardly satisfactory for practical use. Moreover, since it is a porous film, there are many practical problems such as absorbing water during wet etching and losing its original function in the photolithography process for patterning the ITO electrode. In other words, since it is necessary to form an ITO electrode having a thickness of about 100 nm, an organic layer, and a cathode directly on the silica airgel layer having poor mechanical strength, it may be a problem in a practical manufacturing process. Many.
ところで、有機エレクトロルミネッセンス素子をディスプレイ表示装置として実用化するためには、以下に述べるように、さらに大きな課題がある。有機エレクトロルミネッセンス素子は、電界を印加することにより、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子の再結合エネルギーにより、蛍光性または燐光性物質が発光する原理を利用した自発光素子である。通常の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極として透明導電膜である酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を用い、陰極には電子注入に対する電位障壁を小さくする観点から、仕事関数の小さいＭｇ、Ｃａ、Ｌｉなどの金属電極が用いられる。
By the way, in order to put the organic electroluminescence element into practical use as a display device, there is a larger problem as described below. An organic electroluminescence device is a self-luminous device that utilizes the principle that a fluorescent or phosphorescent material emits light by recombination energy of holes injected from an anode and electrons injected from a cathode by applying an electric field. is there. A normal organic electroluminescence element uses indium tin oxide (ITO), which is a transparent conductive film, as an anode, and a metal such as Mg, Ca, Li or the like having a low work function from the viewpoint of reducing a potential barrier against electron injection at the cathode. An electrode is used.
もちろん、耐久性の向上や有機膜との密着性を考慮して、適宜、合金化したり、ＡｇやＡｌなどで保護するなどの方策もとられている。これら金属電極は通常用いられる厚さでは不透明な反射性電極である。したがって、これらの電極間で扶持された有機膜から得られる発光光のうち、陰極側に放射される光は反射性電極で反射され、透明電極側から取り出されるため、利用効率を高める効果もある。
しかしながら、これら有機エレクトロルミネッセンス素子をディスプレイ表示装置などに用いる場合、この反射性電極による外光反射が大きな課題となる。すなわち、明室下、昼光下において、外光が反射性電極に映りこみ、ディスプレイ表示装置としてのコントラストが低下し、著しく視認性を悪化させてしまう。
Of course, in consideration of improvement in durability and adhesion with an organic film, measures such as alloying or protection with Ag, Al, etc. are taken as appropriate. These metal electrodes are reflective electrodes that are opaque at the commonly used thickness. Therefore, among the emitted light obtained from the organic film held between these electrodes, the light radiated to the cathode side is reflected by the reflective electrode and is taken out from the transparent electrode side. .
However, when these organic electroluminescence elements are used in a display device or the like, reflection of external light by the reflective electrode becomes a big problem. That is, outside light is reflected on the reflective electrode in a bright room or in daylight, the contrast of the display device is lowered, and the visibility is remarkably deteriorated.
これらの課題を解決するため、有機エレクトロルミネッセンス素子の光取り出し面側に円偏光フィルタを設ける提案が数多くなされている（特許文献１〜３）。
金属面などの鏡面反射を防止するために、円偏光フィルタを用いる方法は、有機エレクトロルミネッセンス素子の発明に関して、初めて提案されたものではなく、古くから知られている。たとえば、Ｗ．Ａ．シヤークリフ著、福富、有賀、三輪ら共訳の著書（「偏光とその応用」、第９章、１３６ページ、共立出版株式会社、１９６２年）には、吸収型の直線偏光板と位相差板を組み合わせた円偏光フィルタを、テレビジョン画面の表面に取り付けると、外光反射が抑制され、視認性が向上することが、既に紹介されている。また、円偏光フィルタは反射型液晶表示装置にも幅広く応用されている。
In order to solve these problems, many proposals have been made to provide a circularly polarizing filter on the light extraction surface side of the organic electroluminescence element (
In order to prevent specular reflection of a metal surface or the like, a method using a circularly polarizing filter has not been proposed for the first time with respect to the invention of an organic electroluminescence element, and has been known for a long time. For example, W.W. A. In the book written by Shearcliffe, Fukutomi, Ariga, Miwa et al. ("Polarized Light and its Applications", Chapter 9, page 136, Kyoritsu Publishing Co., Ltd., 1962) It has already been introduced that when a combined circular polarizing filter is attached to the surface of a television screen, external light reflection is suppressed and visibility is improved. Further, the circularly polarizing filter is widely applied to a reflection type liquid crystal display device.
円偏光フィルタを用いて、反射性電極による外光反射を防止する場合、反射性電極と円偏光フィルタとの間の光学部材は、光学的等方性を有することと偏光維持特性にすぐれていることの２つが要求される。光学的等方性とは、複屈折性がないこと、つまり、円偏光フィルタと反射性電極との間の位相差（リターデーション）が実質的にゼロであることを意味する。また、偏光維持特性とは、円偏光フィルタを通過した円偏光光が反射性電極に到達するまで、その偏光状態が変化しないことを意味する。
ここで、前者の光学的等方性については、液晶ディスプレイの開発に伴い、多くの知見が得られており、これを有機エレクトロルミネッセンス表示装置にそのまま適応できる。しかるに、後者の偏光維持特性については、有機エレクトロルミネッセンス素子の導波光を取り出し、発光効率を向上させる場合に、大きな問題となる。
すなわち、既述したとおり、導波光を外部に取り出すためには、発光層と出射面との間に反射・伝送角を乱れさせる領域を形成し、スネルの法則を崩して、本来導波光として全反射される光の伝送角を変化させてやる必要がある。
When a circular polarizing filter is used to prevent reflection of external light by the reflective electrode, the optical member between the reflective electrode and the circular polarizing filter has optical isotropy and excellent polarization maintaining characteristics. Two things are required. Optical isotropy means that there is no birefringence, that is, the phase difference (retardation) between the circularly polarizing filter and the reflective electrode is substantially zero. Further, the polarization maintaining property means that the polarization state does not change until the circularly polarized light that has passed through the circularly polarizing filter reaches the reflective electrode.
Here, with regard to the former optical isotropy, a lot of knowledge has been obtained with the development of a liquid crystal display, and this can be applied to an organic electroluminescence display device as it is. However, the latter polarization maintaining characteristic is a serious problem when taking out the guided light of the organic electroluminescence element to improve the light emission efficiency.
In other words, as described above, in order to extract guided light to the outside, a region where the reflection / transmission angle is disturbed is formed between the light emitting layer and the emission surface, and Snell's law is broken, so that all the guided light is originally produced. It is necessary to change the transmission angle of the reflected light.
しかし、偏光光が光拡散層、物理的な凹凸面などに入射すると、後方散乱や多重散乱の影響でその偏光状態が崩れ、自然光となってしまう。拡散性や凹凸面の構造に制限を加えることにより、偏光維持特性を保持することは可能であるが、この場合、効率良く導波光を取り出せなくなる場合がある。すなわち、導波光を取り出すため、従来提案されているような光の反射・伝送角に乱れを生じさせる構造をむやみに形成すると、円偏光フィルタによる外光反射防止機能が損なわれ、コントラストが低い有機エレクトロルミネッセンス表示装置となってしまう問題がある。
また、光の反射・伝送角に乱れを生じさせる構造のサイズが、回折格子やマイクロレンズなどのように、光の波長程度〜１０μｍ程度である場合、コンパクトディスクに見られるように、光の干渉に起因した虹ムラが発生する場合が少なくない。この虹ムラも、表示装置とする場合に、視認性を大きく低下させる原因となる。
However, when polarized light is incident on the light diffusion layer, physical uneven surface, etc., the polarization state is lost due to the influence of backscattering and multiple scattering, and natural light is generated. Although it is possible to maintain the polarization maintaining characteristic by limiting the diffusivity and the structure of the uneven surface, in this case, the guided light may not be extracted efficiently. In other words, if the structure that causes disturbance in the reflection / transmission angle of light as previously proposed is taken out in order to extract guided light, the function of preventing reflection of external light by the circularly polarizing filter is impaired, and the organic matter has low contrast. There is a problem of becoming an electroluminescence display device.
In addition, when the size of the structure that causes the disturbance of the reflection / transmission angle of light is about 10 μm to the wavelength of light, such as a diffraction grating or a micro lens, the interference of light as seen in a compact disk. There are many cases where rainbow unevenness due to the occurrence of rainbow occurs. This rainbow unevenness also causes a significant decrease in visibility when a display device is used.
以上説明したように、有機エレクトロルミネッセンス素子の導波光を取り出し、発光効率を高めることは、物理的な凹凸面を設けることにより、ある程度可能であり、照明用途などに関しては十分改良が可能である。
しかし、それをディスプレイ表示装置に適応する場合は、極めて大きないくつかの課題があり、前述した画像のぼやけやクロストーク、円偏光フィルタを用いた外光反射防止、虹ムラなどの問題を解決し、実用上、有機エレクトロルミネッセンス表示装置に適応できる技術は、未だ提案されていないのが現状である。
However, when it is applied to a display device, there are some very big problems, and it solves the problems such as image blurring and crosstalk, anti-reflection of external light using a circular polarizing filter, and rainbow unevenness. In practice, a technology that can be applied to an organic electroluminescence display device has not yet been proposed.
本発明は、このような事情に照らして、エレクトロルミネッセンス表示装置、とくに、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の画像特性、コントラストなどを低下させずに、素子内部に閉じ込められた導波光成分を効率良く取り出して、発光効率を向上させ、低消費電力で長寿命化可能であり、そのうえ視認性にすぐれる、工業的に有用なエレクトロルミネッセンス表示装置を提供することを目的としている。
In light of such circumstances, the present invention efficiently extracts a guided light component confined inside an element without deteriorating the image characteristics, contrast, etc. of an electroluminescence display device, particularly an organic electroluminescence display device. An object of the present invention is to provide an industrially useful electroluminescent display device that can improve luminous efficiency, extend power consumption with low power consumption, and has excellent visibility.
本発明者らは、上記の課題を解決するため、鋭意検討した結果、光取り出し面に設けた円偏光フィルタと発光層との間に、上記フィルタを含む最表面の可視光反射率に比べて、表示装置全体の可視光反射率を大きく増加させることのない、実質的に偏光状態維持可能な光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域を設けたときに、導波光成分の取り出し性と外光反射の少ない視認性の良好な表示装置が得られることを見出した。
とくに、発光層の光取り出し面側に、異なる屈折率を有する透光性材料の界面に物理的な凹凸構造を設けて光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域を形成し、光取り出し面側の透光性材料を略平坦面とした、画素の大きさに比べてかなり薄肉の保護基板を設けて、上記の略平坦面に空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層を接触させ、この上に円偏光フィルタを配置する構成とすることで、導波光成分の取り出し効率に格段にすぐれ、視認性にもすぐれた表示装置が得られることを見出した。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors have compared the visible light reflectance of the outermost surface including the filter between the circularly polarizing filter provided on the light extraction surface and the light-emitting layer. When a region that causes disturbance in the reflection / transmission angle of light that can substantially maintain the polarization state without significantly increasing the visible light reflectance of the entire display device is provided, It has been found that a display device with good visibility and less external light reflection can be obtained.
In particular, on the light extraction surface side of the light-emitting layer, a physical uneven structure is provided at the interface of a translucent material having a different refractive index to form a region in which the reflection / transmission angle of light is disturbed. The light-transmitting material on the side is a substantially flat surface, and a protective substrate that is considerably thinner than the size of the pixel is provided, and the above-mentioned substantially flat surface has low optical properties that are approximately the same as those of the air layer or air layer. It has been found that a display device having a remarkably excellent extraction efficiency of the guided light component and excellent visibility can be obtained by contacting the refractive index layer and arranging the circularly polarizing filter thereon.
本発明者らは、以上の知見をもとにして、さらに詳細な検討を加えることにより、以下述べるような本発明の完成に至ったものである。
すなわち、本発明は、電極を介して発光層から面状発光を取り出す有機エレクトロルミネッセンス素子を、複数の画素に分割配置してなるエレクトロルミネッセンス表示装置において、光取り出し面に円偏光フィルタを具備し、かつこれと発光層との間に実質的に偏光状態維持可能である光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域が形成されてなり、上記円偏光フィルタを含む最表面の可視光反射率をＲ％としたとき、上記光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域を含む表示装置全体の可視光反射率が（Ｒ＋２）％以内に抑えられていることを特徴とする、導波光成分の取り出し性と外光反射の少ない視認性の良好なエレクトロルミネッセンス表示装置に係るものである。
とくに、本発明は、発光層の光取り出し面側に電極を介して保護基板を有し、この基板は、１画素の対角寸法をｄとしたとき、厚さがｄ／５以下であり、かつ光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域が、異なる屈折率を有する透光性材料の界面に物理的な凹凸構造を設けることにより形成され、光取り出し面側の透光性材料が略平坦面とされ、この略平坦面に空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層が接触し、この上に円偏光フィルタが配置されている、導波光成分の取り出し効率に一段とすぐれた上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置を提供できるものである。
また、本発明は、上記保護基板の厚さがｄ／１０以下である上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置と、上記保護基板における発光層側の透光性材料の屈折率が１．６以上である、上記した本発明の効果をさらに良好に発現できる上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置とを提供できるものである。
さらに、本発明は、上記保護基板を第１の基板とし、この基板に対し空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層を介して第２の基板が設けられてなり、この第２の基板上に円偏光フィルタが配置された構成のボトムエミッション型表示装置である上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置を提供できるものである。
また、本発明は、上記保護基板に空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層を介して円偏光フィルタが配置されてなり、発光層の光取り出し面とは反対面側に表示装置全体を支持する背面基板が配置された構成のトップエミッション型表示装置である上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置、とくに、保護基板または円偏光フィルタのいずれか一方または両方にガスバリア層が設けられている上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置を提供できるものである。
さらに、本発明は、円偏光フィルタと光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域との間に、透光性樹脂中にそれとは異なる屈折率を有する拡散粒子が分散分布された、実質的に偏光状態維持可能である光拡散層が形成されている、光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域を設けたことにより発生する光の干渉に起因した虹ムラを防止できる上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置を提供できるものである。
また、本発明は、円偏光フィルタが、吸収型直線偏光板と１枚または複数枚の位相差板で構成された１／４波長板とを積層した構成からなり、１／４波長板を構成する少なくとも１枚の位相差板は、面内の最大屈折率（ｎｘ）を示す方向に直交する方向の屈折率（ｎｙ）と厚さ方向の屈折率（ｎｙ）とが、ｎｙ＜ｎｚの関係を満たしている、明室コントラストの高い上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置を提供できるものである。
The present inventors have completed the present invention as described below by conducting further detailed studies based on the above knowledge.
That is, the present invention is an electroluminescence display device in which an organic electroluminescence element that extracts planar light emission from a light emitting layer through an electrode is divided and arranged in a plurality of pixels, and includes a circularly polarizing filter on a light extraction surface. In addition, a region that causes a disturbance in the reflection / transmission angle of light that can substantially maintain the polarization state is formed between this and the light emitting layer, and the visible light reflectance of the outermost surface including the circularly polarizing filter is increased. When R%, the visible light reflectance of the entire display device including the region causing the disturbance of the reflection / transmission angle of the light is suppressed to within (R + 2)%. The present invention relates to an electroluminescence display device with good take-out property and good visibility with little external light reflection.
In particular, the present invention has a protective substrate via an electrode on the light extraction surface side of the light emitting layer, and this substrate has a thickness of d / 5 or less, where d is the diagonal dimension of one pixel, In addition, the region where the reflection / transmission angle of light is disturbed is formed by providing a physical concavo-convex structure at the interface of the translucent material having different refractive indexes, and the translucent material on the light extraction surface side is substantially The guided light component extraction efficiency is a flat surface, and an air layer or a low refractive index layer having substantially the same optical properties as the air layer is in contact with the substantially flat surface, and a circularly polarizing filter is disposed thereon. It is possible to provide an electroluminescent display device having the above-described configuration.
Further, according to the present invention, the refractive index of the electroluminescent display device having the above structure in which the thickness of the protective substrate is d / 10 or less and the light-transmitting layer-side light-transmitting material in the protective substrate is 1.6 or more. It is possible to provide an electroluminescence display device having the above-described configuration that can achieve the above-described effects of the present invention more satisfactorily.
Further, according to the present invention, the protective substrate is a first substrate, and a second substrate is provided on the substrate via an air layer or a low refractive index layer having optical properties substantially equivalent to the air layer. The electroluminescence display device having the above-described structure, which is a bottom emission type display device having a structure in which a circularly polarizing filter is disposed on the second substrate, can be provided.
Further, in the present invention, a circularly polarizing filter is disposed on the protective substrate via an air layer or a low refractive index layer having optical properties substantially equivalent to the air layer, and the surface opposite to the light extraction surface of the light emitting layer. An electroluminescence display device having the above-described configuration, which is a top emission display device having a configuration in which a rear substrate for supporting the entire display device is disposed on the side, and in particular, a gas barrier layer is provided on one or both of a protective substrate and a circularly polarizing filter The electroluminescence display device having the above-described configuration can be provided.
Further, according to the present invention, diffused particles having a refractive index different from that of a circularly polarizing filter and a region causing a disturbance in the reflection / transmission angle of light are dispersed and distributed in the translucent resin. In the above structure, the rainbow unevenness caused by the interference of light generated by providing a region where the light reflection / transmission angle is disturbed is provided with a light diffusion layer capable of maintaining the polarization state. A luminescence display device can be provided.
In the present invention, the circularly polarizing filter has a configuration in which an absorption type linear polarizing plate and a quarter wavelength plate composed of one or a plurality of retardation plates are laminated, and constitutes a quarter wavelength plate. In the at least one retardation plate, the refractive index (ny) in the direction orthogonal to the direction indicating the in-plane maximum refractive index (nx) and the refractive index (ny) in the thickness direction have a relationship of ny <nz. It is possible to provide an electroluminescence display device having the above-described structure and satisfying the above requirements and having a high bright room contrast.
つぎに、本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置、とくに、実質的に偏光状態維持可能である光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域を有する薄層の保護基板を設けて、これに空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層を接触させた構成の上記表示装置に関し、その作用原理について、説明する。
図１は、本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置の基本的な構成例である。
図１において、保護基板１は、屈折率の比較的高い高屈折率層１Ａと低屈折率層１Ｂとの２層構成となっており、両者の界面に凹凸構造１Ｃが形成されている。また、１画素ＥＬn （ＥＬ1 ，ＥＬ2 ，ＥＬ3 ，ＥＬ4 ）の対角寸法をｄとすると、保護基板１は、ｄ／５以下の厚さ、好ましくはｄ／１０以下の厚さで作製されている。この保護基板１の高屈折率層１Ａの面上には、透明電極としてＩＴＯ層（陽極）３が形成されており、さらにこの上に、発光層４、金属電極（陰極）５が、形成されている。
有機エレクトロルミネッセンス素子においては、ＩＴＯ層３および発光層４の厚さは、両者を合わせて２００ｎｍ前後であり、保護基板１の厚さに比べると、無視して差し支えないほどの薄さである。この保護基板１の低屈折率層１Ｂの面上には、空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層６、つまり、屈折率が空気の１．０に非常に近い層が設けられている。また、上記の保護基板１を第１の基板として、この第１の基板１に対して、上記の低屈折率層６を介して、第２の基板２が設置されている。
さらに、金属電極５や、その他の配線、隔壁などによる外光反射を防止し、コントラストを向上させるための円偏光フィルタ７が、光取り出し面側の最表面に設置されている。このような円偏光フィルタ７を最表面に設置することにより、外光反射を防止する点は、従来技術と同様の原理を応用したものである。
上記凹凸面１Ｃは、円偏光フィルタ７を通過した外光光が円偏光光として入射しても、その偏光状態が維持される程度の凹凸面となるように光学設計される。すなわち、あまりアスペクト比の大きな構造にしすぎたり、高屈折率層１Ａと低屈折率層１Ｂの屈折率差を大きくしすぎると、円偏光光が一部偏光解消してしまい、金属電極５などでの反射光が円偏光フィルタ７を通過して外部に出射し、コントラストを低下させてしまう。言い換えると、本発明では、光の反射・伝送角に乱れを生じさせる凹凸面１Ｃは、従来技術のように１度光が入射しただけで、導波光を効率良く取り出せるようなものではなく、むしろ光の反射・伝送角を乱れさせる能力は小さい構造に選ばれている．
Next, the electroluminescent display device of the present invention, in particular, a thin protective substrate having a region that disturbs the reflection / transmission angle of light that can substantially maintain the polarization state is provided. The operation principle of the display device having a configuration in which a low refractive index layer having substantially the same optical properties is brought into contact will be described.
FIG. 1 is a basic configuration example of an electroluminescence display device of the present invention.
In FIG. 1, the
In the organic electroluminescence element, the thickness of the
Furthermore, a circularly
The concavo-
一方、図４は、公知のエレクトロルミネッセンス表示装置の構成例である。
これは、上記した本発明における空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層６を省いた構成である。すなわち、上記した本発明の第１の基板１と第２の基板２とが光学的にひとつの基板を構成している。換言すると、本発明における第１の基板１の低屈折率層１Ｂが非常に厚くなった場合に相当している。
この場合、画素部分から放射される発光光は、屈折率の異なる凹凸構造を通過することにより、光の伝送角がある程度変化する。その後、円偏光フィルタ７を通過し、空気層界面にて臨界角以上の伝送角で伝播する発光光は全反射され、素子外部には出射できない。空気層界面で全反射された光は、再度、凹凸構造を通過し、その伝送角が変化する。
その光は、凹凸構造１Ｃの界面や金属電極５で反射され、再び、空気界面に向かうが、ここで出射した光は、実際の画素ＥＬｎとは異なる位置で出射されるため、クロストークの原因となる。また、凹凸構造は、前記のように、光の伝送角を変化させる能力が小さいため、導波光を効率良く取り出せるとは言いがたい。
その能力を高めるため、凹凸構造をより複雑なものにすると、前記のように円偏光フィルタ７による外光反射防止機能が損なわれてしまうというトレード・オフの関係になる。すなわち、図４に示すような構成では、発光光が伝送角を変え、臨界角条件を破って空気層に出射できる機会が数回しかないことになる。しかも、発光光は、空気界面で全反射され、再び、円偏光フィルタ７を通過して素子内部に戻るため、円偏光フィルタ７の吸収を再び受ける結果、光の強度は大きく低下する。
On the other hand, FIG. 4 is a configuration example of a known electroluminescence display device.
This is a configuration in which the low
In this case, emitted light emitted from the pixel portion passes through the concavo-convex structure having a different refractive index, so that the light transmission angle changes to some extent. Thereafter, the emitted light that passes through the circular
The light is reflected by the interface of the concavo-
If the concavo-convex structure is made more complicated in order to enhance the capability, there is a trade-off relationship that the anti-reflection function of the external light by the circularly
これに対し、本発明の図１に示す構成によると、第１の基板１の厚さが発光画素の対角寸法の１／５、とくに１／１０程度に選ばれ、しかも、その面上が実質的に空気層と略同等の低屈折率層６となっているため、上記とは全く異なる効果が得られる。
図２は、図１の構成を拡大して、実際のディメンジョンを意識して描いたものである。この図２からも明らかなように、発光画素の大きさに比べて、第１の基板１の厚さが十分に薄く設計されていることにより、発光光は幾度となく凹凸面を通過し、幾度となく臨界角条件を破って空気層と略同等の低屈折率層６に出射する機会が与えられる。つまり、凹凸構造により１回で伝送角を大きく変化させるのは事実上困難であるが、それを何度も繰り返させることにより、相当量の導波光を取り出すことができる。
また、このように幾度となく散乱を繰り返しても、その間は円偏光フィルタ７には光が入射しないため、極端に大きな光吸収を受けることなく、散乱が繰り返され、金属電極での反射損失や有機層やＩＴＯ層などの光吸収の影響で、徐々に導波光の強度は低下していく。よって、導波光が隣の画素に到達するころには、もはや導波光は減衰してなくなり、クロストークを防止できる。しかも、幾度となく散乱を繰り返し取り出された導波光は、まさに発光画素面上で出射するため、画像のぼやけは発生せず、その画素領域で輝度を大幅に上げることができる。空気層と略同等の低屈折率層に出射した光は、全反射を受けることなく、第２の基板を通過できることは、反射屈折の法則が教えるところである。
On the other hand, according to the configuration shown in FIG. 1 of the present invention, the thickness of the
FIG. 2 is an enlarged view of the configuration of FIG. 1 and is drawn with the actual dimensions in mind. As is clear from FIG. 2, the thickness of the
Further, even if the scattering is repeated several times in this manner, no light is incident on the circularly
発光層と基板との間に屈折率がほとんど空気と等しいような層を設けるという提案は、前記したとおり、特開２００１−１９６１６４号公報や特開２００１−２０２８２７号公報などですでに公知である。しかしながら、これらの提案では、透明導電膜と基板の間に空気層を形成し、有機エレクトロルミネッセンス素子の厚さが、導波光が発生しないようにすることを特徴としたものである。
これに対し、上記の本発明では、導波光を発生させ、これを凹凸面に導いて、その光学設計を工夫することにより、その光を効率良く取り出すようにしたものであり、上記提案の方法とは本質的に異なる概念を応用したものである。
The proposal of providing a layer having a refractive index almost equal to air between the light emitting layer and the substrate is already known in Japanese Patent Laid-Open Nos. 2001-196164 and 2001-202827, as described above. . However, these proposals are characterized in that an air layer is formed between the transparent conductive film and the substrate, and the thickness of the organic electroluminescence element prevents the generation of guided light.
On the other hand, in the above-mentioned present invention, guided light is generated, guided to an uneven surface, and the optical design is devised to efficiently extract the light. Is an application of an essentially different concept.
このように、本発明は、エレクトロルミネッセンス表示装置、とくに有機エレクトロルミネッセンス表示装置の画像特性、コントラストを低下させることなく、本来素子内部に閉じ込められ、損失光となる導波光を効率良く取り出し、発光効率にすぐれ、低消費電力で視認性の良好なエレクトロルミネッセンス表示装置を提供することができる。さらに、高効率化することにより、必要な駆動電流を低減できる結果、エレクトロルミネッセンス表示装置の長寿命化もはかることができる。
As described above, the present invention efficiently extracts guided light that is originally confined inside the element and becomes lost light without degrading the image characteristics and contrast of the electroluminescence display device, in particular, the organic electroluminescence display device. In addition, an electroluminescence display device with low power consumption and good visibility can be provided. Further, by increasing the efficiency, the required driving current can be reduced. As a result, the life of the electroluminescent display device can be extended.
以下に、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。
図１は、既に説明したとおり、本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置の最も基本的な実施形態を示したものである。この実施形態では、基板側から発光光を取り出す方式のボトムエミッション型表示装置の形態を示している。
ここでは、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を例にとり、画素４つ分について描いてある。図中の長さｄは、１画素ＥＬn （ＥＬ1 ，ＥＬ2 ，ＥＬ3 ，ＥＬ4 ）あたりの対角寸法を示している。対角寸法とは、たとえば、画素サイズが３００μｍ×３００μｍであれば、（√２）×３００μｍ≒４２４μｍである。画素が矩形でない場合は、その画素内の最大長さをｄと考えて、第１の基板１の厚さを決定すればよい。また、画素サイズは、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の解像度や用途によって適宜選ばれ、そのパターニングや形成は既存の製造方法にて行うことができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail.
FIG. 1 shows the most basic embodiment of the electroluminescence display device according to the present invention, as already described. In this embodiment, a form of a bottom emission type display device in which emitted light is extracted from the substrate side is shown.
Here, an organic electroluminescence display device is taken as an example to illustrate four pixels. Length d in the figure indicates a diagonal dimension per pixel ELn (EL 1, EL 2, EL 3, EL 4). For example, when the pixel size is 300 μm × 300 μm, the diagonal dimension is (√2) × 300 μm≈424 μm. If the pixel is not rectangular, the thickness of the
保護基板を構成する第１の基板１は、高屈折率層１Ａと低屈折率層１Ｂで形成され、その界面に物理的な凹凸面１Ｃが設けられている。本発明で肝要なのは、第１の基板１の厚さを画素の対角寸法ｄの１／５以下に設計し、その厚さ内に光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域として上記の凹凸面１Ｃを形成することにある。
たとえば、基板１の厚さがｄ／５より厚くなると、導波光が多重反射する場合の横方向の伝播距離が長くなり、導波光が空気層同等の低屈折率層６に出射する機会が少なくなるばかりか、隣の画素領域まで減衰せずに伝播し、クロストークの原因となる。
このクロストークをより低減し、シャープな画像を得るためには、第１の基板１の厚さは、好ましくはｄ／１０以下、より好ましくはｄ／２０以下、さらに好ましくはｄ／４０以下であるのがよい。画素サイズｄにもよるが、あまり薄くしすぎると、機械的強度を確保することが困難になるなどの問題がある。
The
For example, when the thickness of the
In order to further reduce the crosstalk and obtain a sharp image, the thickness of the
第１の基板１の高屈折率層１Ａの屈折率は、通常１．５以上に選ばれるが、好ましくは１．６以上、さらに好ましくは１．７以上である。高屈折率層１Ａは、有機エレクトロルミネッセンス素子の透明電極であるＩＴＯ層３に隣接して形成される。一般に、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層４の屈折率は１．６〜１．７５程度である。よって、高屈折率層１Ａの屈折率が、発光層４の屈折率より大きくなれば、ＩＴＯ層３と高屈折率層１Ａの界面で生ずる全反射がなくなり、発光光のすべてが反射・伝送角に乱れを生じさせる領域１Ｃに伝播するため、より高効率化をはかれる。
仮に、発光層４の屈折率を１．７、高屈折率層１Ａの屈折率を１．５２とすると、古典論的なスネルの法則から計算すると、発光光のうち、４５％程度の光はＩＴＯ層３と高屈折率層１Ａの界面で全反射され、本発明の構成では、もはや取り出すことができなくなってしまう。また、あまり屈折率を大きくしすぎると、逆に高屈折率層１Ａでの閉じ込め効果が大きくなりすぎ、導波光を取り出しにくくなる。
The refractive index of the high
Assuming that the refractive index of the light emitting layer 4 is 1.7 and the refractive index of the high
具体的な材料としては、光学的な透明性を有していれば、とくに限定なく用いることができる。好適な材料には、ポリエステル、ポリエーテル、ポリエ−テルケトン、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、エポキシ、ポリウレタン、ポリウレタンアクリレート、ポリカーボネートや、これらの主構造にフルオレン、ナフタレン、ビフェニルなどの芳香族構造や塩素、臭素のハロゲンや硫黄を導入した、比較的屈折率の高い高分子樹脂や、酸化チタン、窒化シリコン、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどの無機材料も用いることができる。また、無機ナノ粒子などを樹脂中に分散させて、屈折率を調整した材料なども用いることができる。
A specific material can be used without particular limitation as long as it has optical transparency. Suitable materials include polyester, polyether, polyether ketone, polyimide, polyamide, polyimide amide, epoxy, polyurethane, polyurethane acrylate, polycarbonate, aromatic structures such as fluorene, naphthalene, biphenyl and chlorine in these main structures, Polymer resins having a relatively high refractive index into which bromine halogen or sulfur is introduced, and inorganic materials such as titanium oxide, silicon nitride, indium oxide, tin oxide, zinc oxide, aluminum oxide, and magnesium oxide can also be used. Moreover, the material etc. which adjusted the refractive index by disperse | distributing inorganic nanoparticles etc. in resin can also be used.
第１の基板１の低屈折率層１Ｂの屈折率としては、高屈折率層１Ａの屈折率と異なる屈折率を有する透光性材料であれば、基本的に使用できるが、通常は、高屈折率層１Ａの屈折率よりも低い屈折率を有する透光性材料が選択される。
その屈折率差は、これらの界面に形成される物理的な凹凸面の形状により適宜選択する必要がある。たとえば、物理的な凹凸面の形状が、非常にアスペクト比の小さい、比較的なだらかな構造である場合は、その構造により、円偏光光が偏光解消しないように考慮した上で．できるだけ大きな屈折率差が得られるように材料を選択する。
The refractive index of the low
The refractive index difference needs to be appropriately selected depending on the shape of the physical uneven surface formed at these interfaces. For example, if the shape of the physical uneven surface is a comparatively gentle structure with a very small aspect ratio, consider that the circularly polarized light will not be depolarized by that structure. The material is selected so as to obtain as large a refractive index difference as possible.
このような屈折率差と凹凸構造の関係は、凹凸構造の形状、サイズなどにより微妙に変化するため、あらかじめ実験的に最適値を見出しておくことが必要である。したがって、その屈折率差は、通常０．０５〜０．５程度である。
具体的な材料には、ポリアクリレート、ポリウレタンアクリレート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン、エポキシ、ポリオレフィンや、これらの主構造にフッ素や脂肪族骨格を導入した、比較的屈折率の低い高分子樹脂や、酸化シリコン、フツ化マグネシウムなどの無機材料も用いることができる。また、無機ナノ粒子などを樹脂中に分散させて、屈折率を調整した材料なども用いることができる。
Since the relationship between the refractive index difference and the concavo-convex structure varies slightly depending on the shape and size of the concavo-convex structure, it is necessary to find an optimal value experimentally beforehand. Therefore, the difference in refractive index is usually about 0.05 to 0.5.
Specific materials include polyacrylates, polyurethane acrylates, polyimides, polyamides, polyamideimides, polyurethanes, epoxies, polyolefins, and polymer resins with a relatively low refractive index that incorporate fluorine or an aliphatic skeleton into their main structure. Alternatively, inorganic materials such as silicon oxide and magnesium fluoride can be used. Moreover, the material etc. which adjusted the refractive index by disperse | distributing inorganic nanoparticles etc. in resin can also be used.
本発明において、第１の基板１の光取り出し面側を構成する、上記のような透光性材料からなる低屈折率層１Ｂは、これに空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層６が接触するため、その界面は略平坦面を極力維持することが肝要である。
第１の基板１の光取り出し面側に光の波長以上の凹凸面があると、これと接触する低屈折率層６の屈折率が１に近いため、屈折率差が極端に大きくなり、後方散乱が大きくなりやすい。その結果、僅かな凹凸やアスペクト比の小さい凹凸でも、偏光解消を起こしてしまい、本発明の効果が著しく損なわれることになる。
In the present invention, the low
If the light extraction surface side of the
また、第１の基板１に形成される光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域である凹凸面１Ｃは、光取り出し面側に設けられる円偏光フィルタ７を含む最表面の可視光反射率をＲとしたときに、凹凸面１Ｃを設けた状態において、表示装置全体の可視光反射率が（Ｒ＋２）％以内となるようにすることが肝要である。上記の可視光反射率とは、ＪＩＳ Ｒ３１０６に定められる方法により、測定される値である。
すなわち、凹凸面１Ｃの構造として最表面の可視光反射率Ｒをできるだけ維持しうる構成にすると、この凹凸面での偏光解消が抑制され、十分に実用的な明室コントラストを得ることができる。これに対し、表示装置全体の可視光反射率が（Ｒ＋２）％を超えると、凹凸面での偏光解消が激しく、表示装置の視認性が大きく低下する。
In addition, the
That is, if the structure of the
本発明において、光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域は、上記要件を満たす限りとくに限定はなく、光の伝送角を変化させられる構造であれば、どのようなものでも適用できる。つまり、凹凸面１Ｃの構造には限定はなく、たとえば、三角錐や四角錐などのピラミッド構造、半球状のマイクロレンズ構造、矩形構造、ロッド状の構造など、光の伝送角を乱すことができる構造であれば、どのようなものも適用できる。
本発明では、光が１度、この凹凸構造１Ｃを通過するだけで、その伝送角を完全に制御しようとするのではなく、幾度となく散乱を繰り返すことにより、導波光を取り出すように設計されているため、これらの凹凸構造が精度よく加工されている必要はなく、しかも通常のマクロレンズのように詳細な光学設計を施す必要はない。
凹凸構造のサイズについても、とくに限定はない。ただし、光の波長よりも小さい構造にしてしまうと、光を効率良く散乱させることができないため、通常は０．５μｍ以上の凹凸を設けるようにするのが望ましい。
凹凸面の形成方法についても、とくに限定はなく、既存の方法を用いることができる。たとえば、材料の表面を直接レーザー加工してもよいし、凹凸構造が形成された金型を用いて、レプリカ法によりそれらを転写するなどしてもよい。
In the present invention, the region in which the reflection / transmission angle of light is disturbed is not particularly limited as long as the above requirements are satisfied, and any structure that can change the transmission angle of light can be applied. That is, the structure of the
In the present invention, the light is designed to take out the guided light by repeating the scattering several times rather than trying to completely control the transmission angle only by passing the light once through the concavo-
There is no particular limitation on the size of the uneven structure. However, if the structure is smaller than the wavelength of light, the light cannot be scattered efficiently, so it is usually desirable to provide irregularities of 0.5 μm or more.
The method for forming the uneven surface is not particularly limited, and an existing method can be used. For example, the surface of the material may be directly laser processed, or they may be transferred by a replica method using a mold having a concavo-convex structure.
空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層６は、屈折率が空気層にできるだけ近い値、つまり１．３以下、好ましくは１．２以下、さらに好ましくは１．１以下、理想的には空気層と同じ１．０である層を意味する。この低屈折率層６の厚さは、とくに限定はなく、たとえば０．１μｍ〜１mmの広範囲にわたり、自由に設計できる。
この低屈折率層６は、屈折率が連続的に１．０に近い構成である必要はなく、たとえば発光画素部分にのみ、第１の基板１と第２の基板２の間に空隙が形成され、非発光部分はなんらかのリブを形成して接合した構造であってもよい。また、スペーサを設けて、第１の基板１と第２の基板２との間に空隙を設けるようにしてもよい。本発明において、空気層と略同等の低屈折率層６はこれが仮に不連続であっても、その面積割合が十分広ければ本発明の効果はいかんなく発揮できるものである。
さらに、特開２００１−２０２８２７号公報に開示されているように、シリカエアロゲルなどを用いたナノポーラス材料を用いて形成してもよく、なんら限定されない。ただし、この空気層と同等の低屈折率層６も偏光状態維持可能な構造にする必要がある。したがって、ポーラス材料であっても、その空孔の大きさが光の波長よりも大きい場合は、白化した拡散層となるため偏光維持特性に乏しく、本発明には適用できない。
The low
The low
Furthermore, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-202827, it may be formed using a nanoporous material using silica airgel or the like, and is not limited at all. However, the low
第２の基板２は、光学的透明性を有しているものであれば、なんら限定なく、使用できる。具体的には、ガラス、各種プラスチック基板などが用いられる。その厚さも任意であり、機械的強度や重量を考慮して適宜選択すればよい。また、この第２の基板２を省き、保護基板である第１の基板１上に前記の空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層６を介して円偏光フィルタ７を設ける構造としてもよい。
The
円偏光フィルタ７は、従来より知られているように、吸収型偏光板と１／４波長板とを積層した構成からなっている。
上記の吸収型偏光板としては、とくに限定はないが、一般には、ポリビニルアルコールのような親水性高分子からなるフィルムをヨウ素のような二色性染料で処理して延伸したものや、ポリ塩化ビニルのようなプラスチックフィルムを処理してポリエンを配向させたものなどからなる偏光フィルム、あるいはこの偏光フィルムを封止フィルムでカバーして保護したものなどが用いられる。
また、上記の１／４波長板は、一層の複屈折フィルムで形成されていてもよいが、位相差の波長依存性を小さくし、可視光領域にわたって１／４波長板として機能させるため、複数の複屈折フィルムを積層して形成するのが好ましい。たとえば、単色光に対し１／２波長の位相差を与える複屈折フィルムと、１／４の位相差を与える複屈折フィルムとを、それらの光軸を１／４波長板となるように所定の角度で交差させて積層することにより、位相差の波長依存性を低減することができる。
As is conventionally known, the circularly
The absorptive polarizing plate is not particularly limited, but in general, a film made of a hydrophilic polymer such as polyvinyl alcohol is treated with a dichroic dye such as iodine and stretched. A polarizing film made of, for example, a plastic film such as vinyl obtained by treating a plastic film or the like, or a film obtained by covering the polarizing film with a sealing film and protecting the film is used.
The quarter-wave plate may be formed of a single birefringent film. However, in order to reduce the wavelength dependency of the retardation and function as a quarter-wave plate over the visible light region, a plurality of quarter-wave plates may be used. The birefringent film is preferably laminated. For example, a birefringent film that gives a half-wave phase difference to monochromatic light and a birefringent film that gives a quarter-wave phase difference are set so that their optical axes are quarter-wave plates. By laminating by crossing at an angle, the wavelength dependence of the phase difference can be reduced.
本発明において肝要なことは、上記の１／４波長板において、面内の最大屈折率、それに直交する方向の屈折率および厚さ方向の屈折率を、それぞれ、ｎｘ、ｎｙ、ｎｚとしたとき、ｎｙ＜ｎｚなる関係を持たせることにある。複数の複屈折フィルムを積層させる場合、少なくとも１つの層が上記関係を持つことにより、ある程度、本発明の効果が得られるが、すべての複屈折フィルムが上記関係をもつことが好ましい。
複屈折フィルムに延伸フィルムを用いた場合、０＜（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＜１を満足するのが好ましく、さらには０．３＜（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＜０．７を満足するのが、１／４波長板の角度補正の面から好ましい。
具体的な材料には、とくに限定はなく、高分子フィルムを１軸または２軸などの方式で延伸処理する方法などにより、得ることができる。また、これら延伸フィルムの厚さ方向の屈折率を制御するには、熱収縮性フィルムの接着下で高分子フィルムを延伸処理するなどの方法にて行うことができるが、とくに限定されない。
What is important in the present invention is that, in the above-described quarter-wave plate, when the in-plane maximum refractive index, the refractive index in the direction perpendicular to the in-plane refractive index, and the refractive index in the thickness direction are nx, ny, and nz, respectively. , Ny <nz. When laminating a plurality of birefringent films, the effect of the present invention can be obtained to some extent when at least one layer has the above relationship, but it is preferable that all the birefringent films have the above relationship.
When a stretched film is used as the birefringent film, it is preferable to satisfy 0 <(nx-nz) / (nx-ny) <1, and further 0.3 <(nx-nz) / (nx-ny). It is preferable from the viewpoint of angle correction of the quarter-wave plate that <0.7 is satisfied.
The specific material is not particularly limited, and can be obtained by a method of stretching a polymer film by a uniaxial or biaxial method. Moreover, in order to control the refractive index of the thickness direction of these stretched films, it can carry out by methods, such as extending | stretching a polymer film under adhesion | attachment of a heat-shrinkable film, However It does not specifically limit.
各複屈折フィルムの接着や吸収型偏光板との複合化は、光学的異方性のないアクリル系透明粘着剤（接着剤）を用いて行うことができる。１／４波長板は、３枚以上の複屈折フィルムを用いてもよいが、低コスト性の点より、２枚が適当である。
具体的な材料としては、透明性にすぐれ、延伸処理が可能なものであれば、いずれも、好適に使用することができる。たとえば、ポリカーボネート系高分子、ポリエステル系高分子、ポリスルホン系高分子、ポリエーテルスルホン系高分子、ポリスチレン系高分子、ポリオレフイン系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、酢酸セルロース系高分子、ポリ塩化ビニル系高分子、ポリメチルメタクルート系高分子、ポリアルート系高分子、ポリアミド系高分子などが、好ましく用いられる。
Adhesion of each birefringent film and compounding with an absorption polarizing plate can be performed using an acrylic transparent pressure-sensitive adhesive (adhesive) having no optical anisotropy. Three or more birefringent films may be used for the quarter wavelength plate, but two are suitable from the viewpoint of low cost.
Any specific material can be suitably used as long as it has excellent transparency and can be stretched. For example, polycarbonate polymer, polyester polymer, polysulfone polymer, polyethersulfone polymer, polystyrene polymer, polyolefin polymer, polyvinyl alcohol polymer, cellulose acetate polymer, polyvinyl chloride Polymers, polymethyl methacrylate polymers, polyarote polymers, polyamide polymers and the like are preferably used.
また、本発明の１／４波長板は、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚを満足する位相差板と、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚを満足する位相差板とを積層しても得ることができる。たとえば、厚さ方向の屈折率が制御されていない通常の延伸フィルム（ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ）と、液晶分子が垂直配向（ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ）したフィルムとを複合しても、形成することができる。もちろん、液晶分子が水平配向したフィルムと垂直配向したフィルムとを複合して、本発明の１／４波長板を形成してもよく、とくに限定されるものではない。
The quarter wavelength plate of the present invention can also be obtained by laminating a retardation plate satisfying nx = ny <nz and a retardation plate satisfying nx> ny = nz. For example, a normal stretched film (nx> ny = nz) whose refractive index in the thickness direction is not controlled and a film in which liquid crystal molecules are vertically aligned (nx = ny <nz) can be formed. Can do. Of course, the quarter wavelength plate of the present invention may be formed by combining a film in which liquid crystal molecules are horizontally aligned and a film in which the liquid crystal molecules are vertically aligned, and is not particularly limited.
ホメオトロビック配向液晶層となる材料には、たとえば化学総説４４（「表面の改質」、日本化学会誌、５６〜１６３頁）に記載される、垂直配向剤によりホメオトロビック配向させられる一般的なネマチック液晶化合物が用いられる。このホメオトロビック配向膜は、光学軸がｚ軸（厚さ）方向にあり、しかも面内方向の主屈折率ｎｘおよびｎｙがほぼ同一である、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚの関係を満足するフィルムであり、本発明に好適に使用できる。具体的な作製方法の一つは、特願２００１−１３６８４８号明細書に詳細に記されているが、その方法や材料に関して、とくに制限はない。
The material used for the homeotropic alignment liquid crystal layer is a material that is homeotropically aligned by a vertical alignment agent described in, for example, Chemical Review 44 (“Surface Modification”, Journal of Chemical Society of Japan, pages 56 to 163). Nematic liquid crystal compounds are used. This homeotropic alignment film is a film that satisfies the relationship of nx = ny <nz, in which the optical axis is in the z-axis (thickness) direction, and the main refractive indexes nx and ny in the in-plane direction are substantially the same. And can be suitably used in the present invention. One specific manufacturing method is described in detail in Japanese Patent Application No. 2001-136848, but there is no particular limitation on the method and materials.
発光層３には、有機エレクトロルミネッセンス素子、無機エレクトロルミネッセンス素子の両方が適用可能である。とくに、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置に好適に応用できる。その形成方法や構造については、とくに限定されず、従来技術に基づいて、形成することができる。
有機エレクトロルミネッセンス素子に用いられる有機材料、電極材料、層構成や各層の膜厚に関しても、とくに限定はなく、従来技術をそのまま適用することができる。有機層については、低分子系の材料を真空蒸着して形成してもよいし、高分子系の材料を塗布法などにより形成してもよく、とくに制限はない。
Both the organic electroluminescent element and the inorganic electroluminescent element can be applied to the
There are no particular limitations on the organic material, electrode material, layer structure, and film thickness of each layer used in the organic electroluminescence element, and the conventional technique can be applied as it is. The organic layer may be formed by vacuum deposition of a low molecular weight material, or a high molecular weight material may be formed by a coating method or the like, and is not particularly limited.
具体的な構成としては、陽極／発光層／陰極、陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、陽極／正孔輸送層／電子輸送性発光層／陰極などが挙げられるが、とくに制限されない。そのほか、陽極界面に正孔注入層や陰極界面に電子注入層を設けたり、また再結合効率を高めるために、電子ブロック層や正孔ブロック層を挿入した構成としてもよい。基本的には、発光効率がより高くなる構成、材料、形成方法を選択すると、少ない消費電力で強い発光が得られ、本発明の効果をより高めることができる。
Specific examples include anode / light emitting layer / cathode, anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode, anode / hole transport layer / electron transport light emitting layer / cathode, and the like. There is no particular restriction. In addition, a hole injection layer or an electron injection layer may be provided at the anode interface, or an electron blocking layer or a hole blocking layer may be inserted in order to increase recombination efficiency. Basically, when a configuration, material, and formation method that increase luminous efficiency are selected, strong light emission can be obtained with low power consumption, and the effects of the present invention can be further enhanced.
電極材料についても、適宜最適なものを選択できる。通常の有機エレクトロルミネッセンス素子では、陽極には酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化錫などの透明導電膜が用いられ、陰極にはＭｇとＡｇをおよそ１０：１の原子比で共蒸着したものや、Ｃａ電極、Ｌｉを微量ドープしたＡｌ電極などが陰極の低仕事関数化による電子注入効率向上の観点から応用されている。しかし、これらにのみ限定されない。
As the electrode material, an optimum material can be selected as appropriate. In a normal organic electroluminescence device, a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO) or tin oxide is used for the anode, and the cathode is co-deposited with an atomic ratio of Mg and Ag of about 10: 1, Ca electrodes, Al electrodes doped with a small amount of Li, and the like are applied from the viewpoint of improving electron injection efficiency by lowering the work function of the cathode. However, it is not limited only to these.
本発明の上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置において、円偏光フィルタ７と金属電極５との間の光学部材は、すべて光学的に等方的な、光学異方性を持たない材料で構成される。光学的異方性があると、そのリターデーションにより、円偏光状態が楕円偏光に変化し、外光反射防止機能が発揮できなくなるからである。
In the electroluminescence display device having the above-described configuration according to the present invention, the optical members between the circularly
本発明の上記構成のエレクトロルミネッセンス表示装置において、第１の基板１内に形成する物理的な凹凸面１Ｃの形状やサイズによっては、光干渉に起因した虹ムラが発生することがある。これはコンパクトディスクなどが虹色に見えるのと同じ現象である。この虹ムラは、円偏光フィルタ７を設置しても消すことはできないものであり、当然、ディスプレイ表示装置としての視認性を著しく低下させる。
このような虹ムラを消すため、上記構成の表示装置において、さらに偏光状態維持可能な光拡散層を設けるのが望ましい。この光拡散層は、透光性樹脂中にそれとは異なる屈折率を有する拡散粒子を分散分布させることにより、作製できる。
In the electroluminescence display device having the above-described configuration of the present invention, rainbow unevenness due to light interference may occur depending on the shape and size of the physical
In order to eliminate such rainbow unevenness, it is desirable to further provide a light diffusion layer capable of maintaining the polarization state in the display device having the above configuration. This light diffusing layer can be prepared by dispersing and distributing diffusing particles having a refractive index different from that in the light transmitting resin.
この際、重要なのは、透光性樹脂と拡散粒子との屈折率差、拡散粒子の添加量とその粒子径、さらには光拡散層の厚さである。このような光拡散層は、反射型液晶表示装置のフロントディフユーザーとしてすでに実用化されており、これらの技術をそのまま適用することができる．技術的な詳細については、たとえば、Ｍｉｙａｔａｋｅらの報告（文献：ＩＤＷ、‘９９、４０３ページ）に記載されている。
このような光拡散層を形成する位置は、とくに限定されず、円偏光フィルタ７と光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域１Ｃとの間であれば、上記効果をいかんなく発揮させることができる。また、円偏光フィルタ７と第２の基板２を貼り合わせる際に使用する粘着剤層に、本発明の光拡散層の機能を持たせるなどしてもよい。
At this time, what is important is the refractive index difference between the translucent resin and the diffusing particles, the added amount of the diffusing particles and the particle diameter thereof, and the thickness of the light diffusing layer. Such a light diffusion layer has already been put into practical use as a front diff user of a reflective liquid crystal display device, and these techniques can be applied as they are. Technical details are described, for example, in a report by Miyatake et al. (Document: IDW, '99, p. 403).
The position where such a light diffusing layer is formed is not particularly limited, and the above effect can be fully exhibited as long as it is between the circularly
ところで、以上の実施形態では、本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置として、基板側から発光光を取り出す方式のボトムエミッション型表示装置について、説明した。しかし、本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置は、基板の反対側から発光光を取り出す方式のトップエミッション型表示装置に対しても、同様に適用可能である。以下に、このトップエミッション型表示装置について、説明する。
By the way, in the above embodiment, the bottom emission type display apparatus of the system which takes out emitted light from the board | substrate side was demonstrated as an electroluminescent display apparatus of this invention. However, the electroluminescence display device of the present invention can be similarly applied to a top emission type display device in which emitted light is extracted from the opposite side of the substrate. Hereinafter, the top emission type display device will be described.
まず、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイは、大別して、バッシブマトリックス駆動方式とアクティブマトリックス駆動方式がある。前者は、電極をストライプ状に形成した簡潔な構成で、単純マトリックス方式とも呼ばれる。有機エレクトロルミネッセンス素子では、応答速度が１μ秒以下でかつ自発光素子であり、しかもダイナミツクレンジが広いため、液晶ディスプレイとは異なり、パッシブマトリックス駆動でも高画質なディスプレイが実現可能である。しかし、ディスプレイの画面サイズが大きくなり、画素数が増加すると、この駆動方式では、基本的に残像を利用して表示を行う方式であるため、瞬間的に高輝度を得るには、１画素あたりに瞬間的に大きな電流を供給する必要があり、有機エレクトロルミネッセンス素子の寿命を著しく低下させる。
First, the organic electroluminescence display is roughly classified into a passive matrix driving method and an active matrix driving method. The former is a simple configuration in which electrodes are formed in a stripe shape, and is also called a simple matrix system. An organic electroluminescence element has a response speed of 1 μsec or less, is a self-luminous element, and has a wide dynamic range. Therefore, unlike a liquid crystal display, a high-quality display can be realized even by passive matrix driving. However, when the screen size of the display is increased and the number of pixels is increased, this driving method is basically a method of performing display using an afterimage. Therefore, in order to obtain high brightness instantaneously, In this case, it is necessary to supply a large current instantaneously to the organic electroluminescence device, which significantly shortens the lifetime of the organic electroluminescence device.
これに対し、アクティブマトリックス方式は、現在の液晶ディスプレイのほとんどで採用されている方式で、各画素毎に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と保持容量を形成する方式であるため、１フレームの間、常に電圧信号に応じて駆動電流を有機エレクトロルミネッセンス素子に印加可能である。したがって、瞬間的に大電流を供給する必要がなく、素子の寿命を駆動方式の制限で低下させてしまう心配はない。しかも、原理的にパッシブマトリックス駆動よりも高画質なディスプレイが製造可能であり、ＴＦＴの製造コストによるディスプレイの高コスト化という観点を除けば、液晶ディスプレイと同様、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイに関しても最適の駆動方法である。
On the other hand, the active matrix method is a method used in most of current liquid crystal displays and is a method in which a thin film transistor (TFT) and a storage capacitor are formed for each pixel. Accordingly, a driving current can be applied to the organic electroluminescence element. Therefore, it is not necessary to supply a large current instantaneously, and there is no fear that the lifetime of the element is reduced due to the limitation of the driving method. Moreover, in principle, it is possible to produce a display with higher image quality than passive matrix driving, and the optimum driving for organic electroluminescence displays is the same as for liquid crystal displays, except for the point of view of higher display costs due to TFT manufacturing costs. Is the method.
しかし、ＴＦＴをスイッチング素子に使用したアクティブマトリックス駆動方式で、ディスプレイを形成する場合、ＴＦＴをガラス基板上に集積するため、図１に示したように発光光を基板側から取り出す方式のボトムエミッション型では、開口面積の大部分がＴＦＴで占められ、開口率が低下する問題がある。とくに、大面積ディスプレイでは、駆動原理から、ＴＦＴの占める面積がより大きくなり、ボトムエミッション型では、アクティブマトリックス駆動方式でも、パッシブマトリックス駆動方式と同様、大面積化が事実上不可能であるのが現状である。
However, when a display is formed by an active matrix driving method using TFTs as switching elements, the TFTs are integrated on a glass substrate. Therefore, a bottom emission type in which emitted light is extracted from the substrate side as shown in FIG. Then, most of the opening area is occupied by the TFT, and there is a problem that the opening ratio is lowered. In particular, in the large area display, the area occupied by the TFT is larger due to the driving principle, and in the bottom emission type, even in the active matrix driving method, it is practically impossible to increase the area as in the passive matrix driving method. Currently.
そこで、最近では、基板の反対倒から発光を取り出す方式のトップエミッション型のエレクトロルミネッセンス表示装置が提案されるようになった。このトップエミッション型では、ＴＦＴが実装される基板との反対面から発光を取り出せるため、原理的に高い開口率が実現可能で、大面積ディスプレイの実現には最適である。
このトップエミッション型では、基板上に有機層（発光層）を形成したのち、その面上に透光性を有する電極を形成する必要があり、たとえば、スパッタリング法で電極を形成する際のプラズマが有機層にダメージを与えるなどの問題がある。しかし、この問題も、日進月歩で改良されており、ボトムエミッション方式と比べても、遜色のない発光効率を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置が作製可能である。
Therefore, recently, a top emission type electroluminescence display device in which light emission is extracted from the opposite side of the substrate has been proposed. In this top emission type, light emission can be taken out from the surface opposite to the substrate on which the TFT is mounted. Therefore, a high aperture ratio can be realized in principle, which is optimal for realizing a large area display.
In this top emission type, after forming an organic layer (light emitting layer) on a substrate, it is necessary to form a translucent electrode on the surface. For example, plasma generated when forming an electrode by sputtering is used. There are problems such as damaging the organic layer. However, this problem is also improving day by day, and an organic electroluminescence display device having a luminous efficiency comparable to that of the bottom emission method can be manufactured.
たとえば、特開２００１−８５１６３号公報に開示されているように、成膜初期にはスパッタ電力を小さくしてダメージを低減する方法や、原理的にプラズマのダメージを低減できる対向ターゲット式スパッタ法を用いる方法が報告されている。また、Ｇ．Ｐａｒｔｈａｓａｒａｔｈｙらの報告〔Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．７２，ｐｐ．２１３８，（１９９８）〕にあるように、電子輸送層とＩＴＯ層の間に通常正孔注入層に用いられるフタロシアニン銅を挿入することにより、ＩＴＯからの電子注入を可能とする方法などにより、ボトムエミッション方式と比べてもなんら遜色のない発光効率が得られるとの報告がなされている。
For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-85163, a method of reducing damage by reducing sputtering power at the initial stage of film formation, or an opposed target sputtering method that can reduce plasma damage in principle. The method used is reported. G. Partasasarathy et al. [Applied Physics letters, Vol. 72, pp. 2138, (1998)], by inserting phthalocyanine copper, which is usually used for the hole injection layer, between the electron transport layer and the ITO layer, a method for enabling electron injection from the ITO, etc. It has been reported that luminous efficiency comparable to that of the emission method can be obtained.
本発明者らは、このようなトップエミッション型表示装置に対しても、本発明の構成を適用でき、これにより前記と同様の効果が奏されることを見出した。
図３は、このトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の一例を示したものである。図中、２０は、表示装置全体を支持する背面基板であり、この上にはデータ配線や、接続配線、ＴＦＴ、コンデンサなどが形成されており、これらが層間絶縁膜２１で保護されている。図では、その大部分を省略して描いている。
The present inventors have found that the configuration of the present invention can also be applied to such a top emission type display device, and the same effect as described above can be obtained.
FIG. 3 shows an example of this top emission type organic electroluminescence display device. In the figure,
層間絶縁膜２１上に、下部電極（陽極）、有機層（発光層）および透光性上部電極（陰極）からなる素子構成群３０が形成され、その上に、高屈折率層１Ａと低屈折率層１Ｂとからなる保護基板１が設けられ、この上に空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層６を介して円偏光フィルタ７が配置されている。
保護基板１の内部には、高屈折率層１Ａと低屈折率層１Ｂとの界面に凹凸面１Ｃが実質的に偏光状態維持可能である光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域として形成され、低屈折率層１Ｂの光取り出し面側が略平坦面とされ、この略平坦面に空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層６が接触している。
On the
Inside the
上記の素子構成群３０などは、隔壁２２にて、多数個の画素ＥＬｎ（ＥＬ1 ，ＥＬ2 ，ＥＬ3 ，ＥＬ4 ）に分割配置されており、各画素ＥＬｎの対角寸法ｄに対して、上記の保護基板１の厚さが、ｄ／５以下、好ましくはｄ／１０以下に設定されている。また、円偏光フィルタ７を含む最表面の可視光反射率をＲ％としたとき、上記光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域である凹凸面１Ｃを含む表示装置全体の可視光反射率が（Ｒ＋２）％以内に抑えられている。その他の構成や各構成材料に関しては、前記の図１の場合と同じであるが、素子構成群３０において、背面基板２０上の下部電極（陽極）には反射層が設けられるなど、公知の所要の構成要素が当然組み込まれる。
The
このようなトップエミッション型表示装置においても、上記の構成をとることにより、図１に示すボトムエミッション表示装置と同様の効果が奏される。
なお、このようなトップエミッション型表示装置においては、通常、保護基板１上に低屈折率層６を介して円偏光フィルタ７が直接配置されるが、場合により低屈折率層６と円偏光フィルタ７との間に図１と同様のガラス基板などの厚手の基板２を介在させ、機械的強度とすぐれたガスバリア性を確保することもできる。
ガスバリア層は、上記のほかに、保護基板１内または保護基板１の高屈折率層１Ａや低屈折率層１Ｂさらには円偏光フィルタ７のいずれかの部分に、各種の無機蒸着薄膜やそれらと有機層との多層構成などとして設けてもよい。これらのガスバリア層の形成により、薄肉の円偏光フィルタ７や保護基板１から侵入する外部雰囲気による素子構成単位３０の腐食や酸化などによる劣化を未然に防止できる。
Even in such a top emission type display device, by adopting the above-described configuration, the same effect as the bottom emission display device shown in FIG.
In such a top emission type display device, the circular
In addition to the above, the gas barrier layer includes various inorganic vapor-deposited thin films and the like in the
つぎに、本発明を実施例を記載して、より具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の記載において、部とあるのは重量部を意味するものとする。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited only to the following examples. In the following description, “parts” means parts by weight.
実施例１−１
撹拌装置、滴下漏斗、還流冷却器、温度計を取り付けた５００ｍｌの四つ口フラスコに、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート８９．０１ｇ（３５５．６８ミリモル）、ナフタレンジイソシアネート２４．９２ｇ（１１８．５６ミリモル）、ヘキサメチレンジイソシアネート４４．８７ｇ（２６６．７６ミリモル）、トルエン２１６．５６ｇを投入し、混合した。さらに、１−ナフチルイソシアネート７．５２ｇ（４４．４６ミリモル）と３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−２−オキシド０．７１ｇ（３．７０５ミリモル）を添加し、２５℃で３時間撹拌したのち、撹拌しながら１００℃に昇温し、さらに２時間保持した。反応終了後、反応液を室温まで冷却することにより、ポリカルボジイミド溶液を得た。
Example 1-1
In a 500 ml four-necked flask equipped with a stirrer, a dropping funnel, a reflux condenser and a thermometer, 89.01 g (355.68 mmol) of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and 24.92 g (118.56 mmol) of naphthalene diisocyanate were added. ), 44.87 g (266.76 mmol) of hexamethylene diisocyanate and 216.56 g of toluene were added and mixed. Further, 7.52 g (44.46 mmol) of 1-naphthyl isocyanate and 0.71 g (3.705 mmol) of 3-methyl-1-phenyl-2-phospholene-2-oxide were added and stirred at 25 ° C. for 3 hours. After that, the temperature was raised to 100 ° C. with stirring, and was further maintained for 2 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature to obtain a polycarbodiimide solution.
１辺が１０μｍ、高さが３μｍの四角錐の微小ピラミッド構造が、隙間なく１２mm×１２mmの領域に形成されたニッケル製金型（表面剥離処理済み）を準備し、スピンコーターに設置した。上記のポリカルボジイミド溶液を、金型に滴下し、スピンコートすることにより、厚さが１９μｍのポリカルボジイミド塗布層を形成した。ただし、上記の１９μｍとは、微小ピラミッド構造が形成されていない部分の塗膜厚さを、ダイアルゲージで後に測定した値である。
熱剥離シート（日東電工社製の「リバアルファ」、剥離温度１７０℃タイプ）を、金型上に形成した上記のポリカルボジイミド樹脂層に、ハンドローラを用いて貼り合わせた。その後、熱剥離シートとともに、ポリカルボジイミド樹脂層を金型から剥離することで、微小ピラミッド構造をレプリカ法により転写成型した。
その後、１２０℃で１時間キュアすることで、ポリカルボジイミド樹脂を硬化させた。同条件で硬化したポリカルボジイミド樹脂の屈折率をアッベ屈折計（ＡＴＡＧＯ社製の「ＤＲ−Ｍ４」）で測定したところ、１．７３であった。
A nickel metal mold (surface peel-treated) having a square pyramid structure with a side of 10 μm and a height of 3 μm formed in a 12 mm × 12 mm region without gaps was prepared and placed on a spin coater. The polycarbodiimide solution was dropped into a mold and spin coated to form a polycarbodiimide coating layer having a thickness of 19 μm. However, said 19 micrometers is the value which measured the coating-film thickness of the part in which the micro pyramid structure is not formed later with the dial gauge.
A thermal release sheet (“Riva Alpha” manufactured by Nitto Denko Corporation, type with a release temperature of 170 ° C.) was bonded to the polycarbodiimide resin layer formed on the mold using a hand roller. Thereafter, together with the heat release sheet, the polycarbodiimide resin layer was peeled off from the mold to transfer and mold the micro pyramid structure by the replica method.
Thereafter, the polycarbodiimide resin was cured by curing at 120 ° C. for 1 hour. When the refractive index of the polycarbodiimide resin cured under the same conditions was measured with an Abbe refractometer (“DR-M4” manufactured by ATAGO), it was 1.73.
上記サンプルを、微小ピラミッド部分がちょうど中央付近となるように、およそ６０mm×６０mmの大きさに切り出し、ガラス基板上に四辺を粘着テープで仮固定した。スピンコーターにこのガラス基板を設置し、屈折率が１．５７の紫外線硬化型エポキシ樹脂（ナガセケムテック社製の「ＸＮＲ５６２３」）をポリカルボジイミド樹脂層面に、厚さが１０μｍとなるようにスピンコートし、高圧水銀ランプで紫外線硬化させた。
このようにして、熱剥離シートで支持された、ポリカルボジイミド樹脂からなる高屈折率層と紫外線硬化型樹脂からなる低屈折率層とで構成され、両層の界面に微小ピラミッド構造が形成された領域を含む、保護基板を作製した。
The sample was cut into a size of approximately 60 mm × 60 mm so that the minute pyramid portion was just near the center, and four sides were temporarily fixed on the glass substrate with an adhesive tape. This glass substrate is placed on a spin coater, and an ultraviolet curable epoxy resin having a refractive index of 1.57 (“XNR5623” manufactured by Nagase Chemtech Co., Ltd.) is spin coated on the surface of the polycarbodiimide resin layer so as to have a thickness of 10 μm. Then, UV curing was performed with a high-pressure mercury lamp.
In this way, it was composed of a high refractive index layer made of a polycarbodiimide resin and a low refractive index layer made of an ultraviolet curable resin, supported by a heat release sheet, and a micro pyramid structure was formed at the interface between both layers. A protective substrate including a region was manufactured.
つぎに、厚さが２５μｍのポリエチレンテレルフタレート（ＰＥＴ）フィルムを５５mm×５５mmに切り出し、その両面に、剥離ライナーが付いた厚さが２５μｍのアクリル系粘着剤を貼り合わせ、中央部分１８mm×１８mmの大きさだけ切り抜いた。
この粘着剤付きＰＥＴフィルムの片面の剥離ライナーを剥がし、その粘着剤を介して、６０mm×６０mm、厚さ１．１mmのガラス基板（第２の基板）に貼り合わせた。さらに、他面例の剥離ライナーを剥がし、その粘着剤を介して、上記熱剥離シートで支持された保護基板（第１の基板）の紫外線硬化型樹脂からなる低屈折率層面と貼り合わせた。
その際、保護基板における１２mm×１２mmの領域に形成された微小ピラミッド構造が、ちょうど１８mm×１８mmに切り抜いた部分の中央になるように貼り合わせた。したがって、微小ピラミッド構造が形成された領域を含む１８mm×１８mmの領域のみ、保護基板とガラス基板とが空気層を介して配置されている構成となる。
Next, a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 25 μm is cut out to 55 mm × 55 mm, an acrylic adhesive having a thickness of 25 μm with a release liner is bonded to both sides, and a central portion of 18 mm × 18 mm is attached. Cut out only the size.
The release liner on one side of this PET film with pressure-sensitive adhesive was peeled off, and bonded to a glass substrate (second substrate) having a size of 60 mm × 60 mm and a thickness of 1.1 mm via the pressure-sensitive adhesive. Further, the release liner of the other surface example was peeled off, and bonded to the low refractive index layer surface made of an ultraviolet curable resin of the protective substrate (first substrate) supported by the thermal release sheet via the adhesive.
At that time, the micropyramid structure formed in the 12 mm × 12 mm region of the protective substrate was bonded to the center of the portion cut out to exactly 18 mm × 18 mm. Therefore, the protection substrate and the glass substrate are arranged via the air layer only in the 18 mm × 18 mm region including the region where the micro pyramid structure is formed.
その後、１７０℃に加熱したホットプレートにこのサンプルをおき、熱剥離シートをポリカルボジイミド樹脂からなる高屈折率層面から完全に剥離した。
このポリカルボジイミド樹脂からなる高屈折率層面に、ＩＴＯセラミックターゲット（Ｉｎ2 Ｏ3 ：ＳｎＯ2 ＝９０重量％：１０重量％）から、ＤＣスパッタリング法にて、厚さが１００ｎｍのＩＴＯを透明電極（陽極電極）として成膜した。
Thereafter, this sample was placed on a hot plate heated to 170 ° C., and the thermal release sheet was completely peeled off from the surface of the high refractive index layer made of polycarbodiimide resin.
On the surface of the high refractive index layer made of this polycarbodiimide resin, an ITO ceramic target (In 2 O 3 : SnO 2 = 90% by weight: 10% by weight) was coated with a transparent electrode (100 nm thick ITO by DC sputtering). A film was formed as an anode electrode).
このＩＴＯ成膜面に、ポジ型フォトレジスト（シプレー・フアー・イースト社製の「ＭＩＣＲＯＰＯＳＩＴ ＳＲＣ−３００Ａ」）を、スピンコートした。
Ｌ／Ｓ＝５００μｍ／５００μｍのマスクを用い、所定のフォトリソ工程にしたがい、仮乾燥、露光、現像、硬化、酸によるＩＴＯのエッチング、レジスト除去を行い、ストライプ状の電極パターンを形成した。
その後、再度、ポジ型フォトレジストをスピンコートし、ストライプ状の電極パターンと垂直になるように、同様のマスクで露光、現像硬化を行い、画素間を絶縁するためのレジスト隔壁を形成した。この画素パターンは、微小ピラミッド構造が形成された領域を含む、１８mm×１８mmの領域に形成された。
A positive photoresist (“MICROPOSIT SRC-300A” manufactured by Shipley Far East Co., Ltd.) was spin-coated on the ITO film formation surface.
Using a mask of L / S = 500 μm / 500 μm, according to a predetermined photolithography process, provisional drying, exposure, development, curing, etching of ITO with acid, and resist removal were performed to form a striped electrode pattern.
Thereafter, a positive photoresist was spin-coated again, and exposure and development / curing were performed with a similar mask so as to be perpendicular to the stripe-shaped electrode pattern, thereby forming a resist partition for insulating pixels. This pixel pattern was formed in an area of 18 mm × 18 mm including the area where the micro pyramid structure was formed.
綿棒を用い、パターニングしたＩＴＯ電極を、イオン交換水で薄めた中性洗剤で、サンプルが裂けないように軽くワイピングし、最後にイオン交換水で十分に洗浄し、窒素エアーガンにて水分を除去し、８０℃で十分に乾燥させた。
低圧紫外線ランプを用いて、１５分間オゾン洗浄したのち、サンプルを真空蒸着装置にセットし、真空蒸着法により、有機薄膜層を順次形成した。まず、正孔注入層として、式（１）で表されるＣｕＰｃを、蒸着速度０．３ｎｍ／ｓで１５ｎｍの厚さに形成した。つぎに、正孔輸送層として、式（２）で表されるα−ＮＰＤを、蒸着速度０．３ｎｍ／ｓで５０ｎｍの厚さに形成した。最後に、電子輸送性発光層として、式（３）で表されるＡｌｑを、蒸着速度０．３ｎｍ／ｓで８０ｎｍの厚さに形成した。
その後、ＬｉＦを０．２ｎｍ／ｓの蒸着速度にて１ｎｍの厚さに形成し、最後に、Ａｌを１５０ｎｍの厚さに形成して、陰極電極とした。真空蒸着装置から取り出したのち、陰極電極側に紫外線硬化性エポキシ樹脂を滴下し、その上にスライドガラスを被せ、十分にエポキシ樹脂が広がった時点で、高圧紫外線ランプを用いてエポキシ樹脂を硬化させ、有機エレクトロルミネッセンス素子を封止した。
Using a cotton swab, lightly wipe the patterned ITO electrode with a neutral detergent diluted with ion-exchanged water so that the sample does not tear, and finally wash thoroughly with ion-exchanged water, and remove moisture with a nitrogen air gun. And sufficiently dried at 80 ° C.
After ozone cleaning for 15 minutes using a low-pressure ultraviolet lamp, the sample was set in a vacuum deposition apparatus, and organic thin film layers were sequentially formed by vacuum deposition. First, as a hole injection layer, CuPc represented by the formula (1) was formed to a thickness of 15 nm at a deposition rate of 0.3 nm / s. Next, α-NPD represented by the formula (2) was formed to a thickness of 50 nm at a deposition rate of 0.3 nm / s as a hole transport layer. Finally, as the electron transporting light emitting layer, Alq represented by the formula (3) was formed to a thickness of 80 nm at a deposition rate of 0.3 nm / s.
Thereafter, LiF was formed to a thickness of 1 nm at a deposition rate of 0.2 nm / s, and finally, Al was formed to a thickness of 150 nm to form a cathode electrode. After taking out from the vacuum evaporation system, drop UV curable epoxy resin on the cathode electrode side, cover it with a slide glass, and when the epoxy resin spreads sufficiently, cure the epoxy resin using a high pressure UV lamp. The organic electroluminescence element was sealed.
つぎに、屈折率１．５９、厚さ５０μｍのポリカーボネートフィルムを熱収縮性フィルムの接着下にて１５０℃で５％延伸処理し、波長５５０ｎｍの光に対して１／２波長の位相差を与える１／２波長板を得た。
また、屈折率１．５１、厚さ１００μｍの環状ポリオレフィンフィルム（ＪＳＲ社製の「ＡＲＴＯＮ」、以下同じ）を熱収縮性フィルムの接着下にて１７５℃で２５％延伸処理し、波長５５０ｎｍの光に対して１／４波長の位相差を与える１／４波長板を得た。
上記の１／２波長板と上記の１／４波長板とを、それらの延伸軸を交差させてアクリル系粘着剤を介して積層して、１／４波長板を作製したのち、その１／２波長板側と反射防止膜付き偏光板（日東電工社製の「ＮＰＦ、ＡＲＳタイブ」）を、上記同様にアクリル系粘着剤を介して積層して、円偏光フィルタを作製した。
Next, a polycarbonate film having a refractive index of 1.59 and a thickness of 50 μm is stretched 5% at 150 ° C. under the adhesion of a heat-shrinkable film to give a half-wave phase difference with respect to light having a wavelength of 550 nm. A half-wave plate was obtained.
In addition, a cyclic polyolefin film having a refractive index of 1.51 and a thickness of 100 μm (“ARTON” manufactured by JSR Co., Ltd., the same shall apply hereinafter) was stretched by 25% at 175 ° C. under the adhesion of a heat-shrinkable film, and light having a wavelength of 550 nm A quarter-wave plate giving a quarter-wave phase difference was obtained.
After the above-described half-wave plate and the above-described quarter-wave plate are laminated via an acrylic pressure-sensitive adhesive with their stretching axes crossed, a quarter-wave plate is produced. A two-wavelength plate side and a polarizing plate with an antireflection film (“NPF, ARS type” manufactured by Nitto Denko Co., Ltd.) were laminated with an acrylic adhesive in the same manner as described above to produce a circularly polarizing filter.
この円偏光フィルタの裏面を黒塗りし、裏面反射を除去した状態で、表面の反射スペクトルを分光光度計（日立製作所製の「Ｕ３４１０」）を用いて測定し、ＪＩＳ Ｒ３１０６にしたがい算出した可視光反射率は、０．４８％であった。
この円偏光フィルタを、アクリル系粘着剤を介して、前記のように作製しエポキシ樹脂で封止した素子のガラス基板（第１の基板）上に貼り合わせることにより、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。この表示装置においては、Ａｌ電極からの鏡面反射がなくなり、黒色化されていた。微小ピラミツド構造を形成した１２mm×１２mmの部分の可視光反射率を測定したところ、１．４３％であった。また、微小ビラミツド構造を形成していない部分の可視光反射率は、０．５１％であった。
Visible light calculated by JIS R3106 after measuring the reflection spectrum of the surface with a spectrophotometer ("U3410" manufactured by Hitachi, Ltd.) with the back surface of this circularly polarizing filter blacked out and the back surface reflection removed. The reflectance was 0.48%.
An organic electroluminescence display device is manufactured by pasting this circularly polarizing filter on a glass substrate (first substrate) of an element manufactured as described above and sealed with an epoxy resin through an acrylic adhesive. did. In this display device, specular reflection from the Al electrode disappeared and the display was blackened. When the visible light reflectance of a 12 mm × 12 mm portion where the fine pyramid structure was formed was measured, it was 1.43%. Moreover, the visible light reflectance of the part which has not formed the micro-village structure was 0.51%.
実施例１−２
実施例１−１において、Ｌ／Ｓ＝３００μｍ／３００μｍのマスクを用い、画素サイズを３００μｍ×３００μｍに変更した以外は、実施例１−１と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
Example 1-2
In Example 1-1, an organic electroluminescence display device was manufactured in the same manner as in Example 1-1 except that a mask of L / S = 300 μm / 300 μm was used and the pixel size was changed to 300 μm × 300 μm.
実施例１−３
実施例１−１において、Ｌ／Ｓ＝３００μｍ／１００μｍのマスクを用い、画素サイズを３００μｍ／３００μｍに変更した以外は、実施例１−１と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
Example 1-3
An organic electroluminescence display device was fabricated in the same manner as in Example 1-1 except that a mask with L / S = 300 μm / 100 μm was used and the pixel size was changed to 300 μm / 300 μm.
実施例１−４
実施例１−１において、ポリカルボジイミド樹脂からなる高屈折率層の厚さを４０μｍ、紫外線硬化型樹脂からなる低屈折率層の厚さを２０μｍに、それぞれ変更した以外は、実施例１−１と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
Example 1-4
Example 1-1 is the same as Example 1-1 except that the thickness of the high refractive index layer made of polycarbodiimide resin is changed to 40 μm, and the thickness of the low refractive index layer made of ultraviolet curable resin is changed to 20 μm. In the same manner, an organic electroluminescence display device was produced.
比較例１−１
実施例１−３において、ポリカルボジイミド樹脂からなる高屈折率層の厚さを５０μｍ、紫外線硬化型樹脂からなる低屈折率層の厚さを５０μｍに、それぞれ変更した以外は、実施例１−３と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
Comparative Example 1-1
Example 1-3 is the same as Example 1-3 except that the thickness of the high refractive index layer made of polycarbodiimide resin is changed to 50 μm and the thickness of the low refractive index layer made of ultraviolet curable resin is changed to 50 μm. In the same manner, an organic electroluminescence display device was produced.
比較例１−２
実施例１−１において、ＰＥＴフィルムの中央部分を切り抜かず、第１の基板と厚さが１．１mmのガラス基板（第２の基板）とが、空気層を介することなく、アクリル系粘着剤で貼り合わされた状態にした以外は、実施例１−１と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
Comparative Example 1-2
In Example 1-1, an acrylic pressure-sensitive adhesive is used without cutting out the central portion of the PET film, and without interposing an air layer between the first substrate and a glass substrate (second substrate) having a thickness of 1.1 mm. An organic electroluminescence display device was produced in the same manner as in Example 1-1 except that the state was affixed together.
上記の実施例１−１〜４および比較例１−１，２で作製した各有機エレクトロルミネッセンス表示装置について、その画素サイズ、１画素の対角寸法および第１の基板の厚さに関し、表１にまとめて示した。また、微小ピラミツド構造を形成した部分と形成していない部分の可視光反射率を測定し、表１に併記した。なお、比較例１−２の有機エレクトロルミネッセンス表示装置では、第１の基板と第２の基板との間に空気層がないため、みかけ上、両基板の合計厚さを第１の基板として表記した。
Table 1 shows the pixel size, the diagonal dimension of the pixel, and the thickness of the first substrate for each of the organic electroluminescence display devices manufactured in Examples 1-1 to 1-4 and Comparative Examples 1-1 and 2 described above. Are summarized in Further, the visible light reflectance of the portion where the fine pyramid structure was formed and the portion where the fine pyramid structure was not formed was measured and listed in Table 1. In the organic electroluminescence display device of Comparative Example 1-2, since there is no air layer between the first substrate and the second substrate, the total thickness of both substrates is apparently expressed as the first substrate. did.
表１
┌──────┬────┬─────┬─────┬─────┬──────┐
│ │微小ピラ│画素サイズ│対角寸法ｄ│第１の基板│可視光反射率│
│ │ミッド構│ │ │の厚さ │ │
│ │造の有無│ （μｍ）│ （μｍ）│ （μｍ）│ （％） │
├──────┼────┼─────┼─────┼─────┼──────┤
│ │ なし │ │ │ │ ０．５１ │
│実施例１−１├────┤ 500×500 │ ７０７ │ ２９ ├──────┤
│ │ あり │ │ │ │ １．４３ │
├──────┼────┼─────┼─────┼─────┼──────┤
│ │ なし │ │ │ │ ０．５１ │
│実施例１−２├────┤ 300×300 │ ４２４ │ ２９ ├──────┤
│ │ あり │ │ │ │ １．４２ │
├──────┼────┼─────┼─────┼─────┼──────┤
│ │ なし │ │ │ │ ０．５１ │
│実施例１−３├────┤ 300×300 │ ４２４ │ ２９ ├──────┤
│ │ あり │ │ │ │ １．４２ │
├──────┼────┼─────┼─────┼─────┼──────┤
│ │ なし │ │ │ │ ０．５１ │
│実施例１−４├────┤ 500×500 │ ７０７ │ ６０ ├──────┤
│ │ あり │ │ │ │ １．４４ │
├──────┼────┼─────┼─────┼─────┼──────┤
│ │ なし │ │ │ │ ０．５１ │
│比較例１−１├────┤ 300×300 │ ４２４ │ １００ ├──────┤
│ │ あり │ │ │ │ １．４０ │
├──────┼────┼─────┼─────┼─────┼──────┤
│ │ なし │ │ │ │ ０．５０ │
│比較例１−２├────┤ 500×500 │ ７０７ │１１５４ ├──────┤
│ │ あり │ │ │ │ １．３９ │
└──────┴────┴─────┴─────┴─────┴──────┘
Table 1
┌──────┬────┬─────┬─────┬─────┬──────┐
│ │Small Pillar │ Pixel size │ Diagonal dimension d │ First substrate │ Visible light reflectance │
│ │ Mid structure │ │ thickness │ │
│ │Presence / absence│ (μm) │ (μm) │ (μm) │ (%) │
├──────┼────┼─────┼─────┼─────┼──────┤
│ │ None │ │ │ │ 0.51 │
│Example 1-1 ├────┤ 500 × 500 │ 707 │ 29 ├──────┤
│ │ Yes │ │ │ │ 1.43 │
├──────┼────┼─────┼─────┼─────┼──────┤
│ │ None │ │ │ │ 0.51 │
│Example 1-2 ├────┤ 300 × 300 │ 424 │ 29 ├──────┤
│ │ Yes │ │ │ │ 1.42 │
├──────┼────┼─────┼─────┼─────┼──────┤
│ │ None │ │ │ │ 0.51 │
│Example 1-3 ├────┤ 300 × 300 │ 424 │ 29 ├──────┤
│ │ Yes │ │ │ │ 1.42 │
├──────┼────┼─────┼─────┼─────┼──────┤
│ │ None │ │ │ │ 0.51 │
│Example 1-4 ├────┤ 500 × 500 │ 707 │ 60 ├──────┤
│ │ Yes │ │ │ │ 1.44 │
├──────┼────┼─────┼─────┼─────┼──────┤
│ │ None │ │ │ │ 0.51 │
│Comparative example 1-1 ├────┤ 300 × 300 │ 424 │ 100 ├──────┤
│ │ Yes │ │ │ │ 1.40 │
├──────┼────┼─────┼─────┼─────┼──────┤
│ │ None │ │ │ │ 0.50 │
│Comparative Example 1-2 ├────┤ 500 × 500 │ 707 │1154 ├──────┤
│ │ Yes │ │ │ │ 1.39 │
└──────┴────┴─────┴─────┴─────┴──────┘
つぎに、上記の実施例１−１〜４および比較例１−１，２の各有機エレクトロルミネッセンス表示装置に対して、６Ｖの直流電圧を印加したところ、パターニングされた緑色の発光が観測された。以下の方法で、正面輝度の測定、画素のぼやけ、クロストークの観察を行った。これらの結果は、表２に示されるとおりであった。
Next, when a DC voltage of 6 V was applied to each of the organic electroluminescence display devices of Examples 1-1 to 1-4 and Comparative Examples 1-1 and 2, patterned green light emission was observed. . The following method was used to measure front luminance, blur pixels, and observe crosstalk. These results were as shown in Table 2.
＜正面輝度の測定＞
市販の輝度計（トプコン社製の品名「ＢＭ９」、測定角０．２°、最小測定径０．９５mm）を用い、発光画素１つ１つにピントを合わせ、測定径の中央部分に１つの画素が入るようにして、便宜上、正面輝度を測定した。この測定は、微小ピラミッド構造が形成されている１２mm×１２mmの領域について、無作為に５点、その周辺の微小ピラミッド構造が形成されていない部分について、無作為に５点、測定した。
<Measurement of front brightness>
Using a commercially available luminance meter (product name “BM9” manufactured by Topcon Corporation, measuring angle 0.2 °, minimum measuring diameter 0.95 mm), focus on each luminescent pixel, and place one in the center of the measuring diameter. For the sake of convenience, the front luminance was measured so that the pixels entered. In this measurement, 5 points were randomly measured in a 12 mm × 12 mm region where a micro pyramid structure was formed, and 5 points were randomly measured in a portion where the surrounding micro pyramid structure was not formed.
＜画素のぼやけ、クロストークの観察＞
画素のぼやけ、クロストークは、そのままの状態で観察する、またはルーペを用いて観察するなどして、下記の評価基準で、目視評価した。
◎：ぼやけ、クロストークは発生せず、微小ピラミッド構造のない部分と比較して違い が全く視認されない。
○：微小ピラミッド構造のない部分と比較すると僅かに違いが視認されるが、ぼやけ、 クロストークはほとんどない。
△：僅かにぼやけ、クロストークが視認される。
×：明らかにぼやけ、クロストークが視認される。
<Observation of pixel blur and crosstalk>
Pixel blurring and crosstalk were visually evaluated according to the following evaluation criteria by observing them as they are or by observing them using a magnifying glass.
A: Blurring and crosstalk do not occur, and no difference is visible at all compared to a portion without a micro pyramid structure.
○: A slight difference is visible compared to the part without the micro pyramid structure, but there is almost no blurring or crosstalk.
Δ: Slightly blurred and crosstalk is visually recognized.
X: Obviously blurred and crosstalk is visually recognized.
表２
┌──────┬────┬───────────────────┬─────┐
│ │微小ピラ│ 輝度（ｃｄ／cm2 ） │クロストー│
│ │ミッド構├──┬──┬──┬──┬──┬────┤ク目視評価│
│ │造の有無│ １│ ２│ ３│ ４│ ５│平均値 │ │
├──────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼────┼─────┤
│ │ なし │ ８│ ７│ ８│ ７│ ７│ ７．５│ ◎ │
│実施例１−１│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ あり │１０│１０│１０│ ９│ ９│ ９．６│ ◎ │
├──────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼────┼─────┤
│ │ なし │ ６│ ７│ ６│ ６│ ７│ ６．４│ ◎ │
│実施例１−２│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ あり │ ８│１０│ ９│ ８│ ９│ ８．８│ ◎ │
├──────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼────┼─────┤
│ │ なし │ ７│ ７│ ８│ ６│ ７│ ７．０│ ◎ │
│実施例１−３│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ あり │ ９│１０│１１│ ９│ ９│ ９．６│ ◎ │
├──────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼────┼─────┤
│ │ なし │ ８│ ８│ ７│ ８│ ７│ ７．６│ ◎ │
│実施例１−４│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ あり │１０│１０│ ９│１１│ ９│ ９．８│ ○ │
├──────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼────┼─────┤
│ │ なし │ ８│ ６│ ７│ ８│ ７│ ７．２│ ◎ │
│比較例１−１│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ あり │１０│ ７│ ９│１０│ ８│ ８．８│ ○ │
├──────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼────┼─────┤
│ │ なし │ ７│ ８│ ８│ ７│ ８│ ７．６│ ◎ │
│比較例１−２│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ あり │ ９│ ８│ ９│ ９│１０│ ９．０│ × │
└──────┴────┴──┴──┴──┴──┴──┴────┴─────┘
Table 2
┌──────┬────┬───────────────────┬─────┐
│ │Small Pillar│ Luminance (cd / cm 2 ) │Cross Toe│
│ │Mid construction ──┬──┬──┬──┬──┬────┤ Visual evaluation │
│ │Presence / absence│ 1│ 2│ 3│ 4│ 5│Average value │ │
├──────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼────┼─────┤
│ │ None │ 8│ 7│ 8│ 7│ 7│ 7.5│ ◎ │
│Example 1-1│ │ │ │ │ │ │ │
│ │ Yes │10│10│10│ 9│ 9│ 9.6│ ◎ │
├──────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼────┼─────┤
│ │ None │ 6│ 7│ 6│ 6│ 7│ 6.4│ ◎ │
│Example 1-2│ │ │ │ │ │ │ │
│ │ Available │ 8│10│ 9│ 8│ 9│ 8.8│ ◎ │
├──────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼────┼─────┤
│ │ None │ 7│ 7│ 8│ 6│ 7│ 7.0│ ◎ │
│Example 1-3│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ Yes │ 9│10│11│ 9│ 9│ 9.6│ ◎ │ │
├──────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼────┼─────┤
│ │ None │ 8│ 8│ 7│ 8│ 7│ 7.6│ ◎ │
│Example 1-4│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ Yes │10│10│ 9│11│ 9│ 9.8│ ○ │
├──────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼────┼─────┤
│ │ None │ 8│ 6│ 7│ 8│ 7│ 7.2│ ◎ │
│Comparative Example 1-1│ │ │ │ │ │ │ │
│ │ Yes │10│ 7│ 9│10│ 8│ 8.8│ ○ │
├──────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼────┼─────┤
│ │ None │ 7│ 8│ 8│ 7│ 8│ 7.6│ ◎ │
│Comparative Example 1-2│ │ │ │ │ │ │ │
│ │ Yes │ 9│ 8│ 9│ 9│10│ 9.0│ × │
└──────┴────┴──┴──┴──┴──┴──┴────┴─────┘
上記の結果から明らかなように、実施例１−１〜４の各有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、いずれも、微小ピラミッド構造を形成した部分の可視光反射率が、円偏光フィルタの最表面の可視光反射率（０．４８％）に比べて、最高で０．９６％しか増加しておらず、十分に黒色を維持したものであった。
また、保護基板（第１の基板）の厚さが画素の対角寸法のｄ／１０以下という薄さのため、微小ピラミッド構造を形成していない部分の画素と比較しても、ぼやけ、クロストークを抑制した状態で、円偏光フィルタによる上記外光反射防止効果を維持したまま、正面輝度を大きく高めることができた。
なお、実施例１〜１〜４において、正面輝度の測定値がサンプル間で異なっているのは発光画素が輝度計の測定径より小さいことが原因である。
これに対して、比較例１−１の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、保護基板の厚さが画素の対角寸法のｄ／５を超えるため、輝度の向上効果は見られたものの、画素のぼやけが目視で観察できるほど発生した。また、比較例１−２の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、保護基板と第２の基板との間に空気層を設けなかったため、輝度の向上効果も小さいうえに、ぼやけが激しいものであった。
As is clear from the above results, in each of the organic electroluminescence display devices of Examples 1-1 to 4, the visible light reflectance of the portion where the micro pyramid structure is formed is the visible value of the outermost surface of the circular polarizing filter. Compared to the light reflectance (0.48%), it increased only by 0.96% at the maximum, and the black color was sufficiently maintained.
In addition, since the thickness of the protective substrate (first substrate) is as thin as d / 10 or less of the diagonal dimension of the pixel, the protective substrate (first substrate) is blurred or crossed even when compared with the pixel in the portion where the micropyramid structure is not formed. While the talk was suppressed, the front luminance could be greatly increased while maintaining the effect of preventing reflection of external light by the circular polarizing filter.
In Examples 1 to 4, the measured values of the front luminance are different between samples because the luminescent pixels are smaller than the measured diameter of the luminance meter.
On the other hand, in the organic electroluminescence display device of Comparative Example 1-1, the thickness of the protective substrate exceeds d / 5 of the diagonal dimension of the pixel. Occurred so that it could be visually observed. Moreover, since the organic electroluminescent display device of Comparative Example 1-2 did not provide an air layer between the protective substrate and the second substrate, the effect of improving luminance was small and blurring was severe.
比較例１−３
実施例１において、微小ビラミツド構造に、１辺が１０μｍの正四角錐が形成された金型を用い、屈折率が１．５７の紫外線硬化型エポキシ樹脂に代えて、屈折率が１．５１の紫外線硬化型樹脂（東芝シリコーン社製の「ＵＶＨＣ１１０１」）を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
この表示装置について、前記と同様に評価した。その結果、微小ピラミッド構造形成部分の正面輝度の平均値は９．９ｃｄ／ｍ2 であり、実施例１よりも大きな輝度向上効果が得られ、クロストークも全く発生しなかった。しかし、可視光反射率は２．６３％にまで増加し、円偏光フィルタでの外光反射防止効果に乏しいものであった。
Comparative Example 1-3
In Example 1, an ultraviolet ray having a refractive index of 1.51 was used instead of an ultraviolet curable epoxy resin having a refractive index of 1.57, using a mold having a square pyramid with a side of 10 μm formed in a micro-villaged structure. An organic electroluminescence display device was produced in the same manner as in Example 1 except that a curable resin (“UVHC1101” manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.) was used.
This display device was evaluated in the same manner as described above. As a result, the average value of the front luminance at the portion where the micro pyramid structure was formed was 9.9 cd / m 2 , a luminance improvement effect greater than that of Example 1 was obtained, and no crosstalk occurred at all. However, the visible light reflectance increased to 2.63%, and the effect of preventing reflection of external light by the circularly polarizing filter was poor.
比較例１−４
実施例１−１において、保護基板に代えて、下記に示す光拡散性基板を使用し、それ以外は、実施例１−１と同様に、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
すなわち、ポリカルボジイミド樹脂溶液に、屈折率が１．４１、平均粒子径が２μｍの拡散粒子（東芝シリコーン社製の「トスパール」）、ポリカルボジイミド樹脂固形分に対して、５％添加した。この分散液を、表面剥離処理したＰＥＴフィルム上にアプリケータを用いて塗布し、１２０℃で１時間キュアーして、硬化した。その後、この硬化したポリカルボジイミド樹脂層を剥離し、光拡散性基板とした。
このように作製した表示装置について、前記と同様に評価した。その結果、微小ピラミッド構造形成部分の正面輝度の平均値は１０．１ｃｄ／ｍ2 であり、クロストークはとくに発生しなかった。しかし、可視光反射率は５．１％にまで増加し、円偏光フィルタでの外光反射防止効果に乏しいものであった。
Comparative Example 1-4
In Example 1-1, an organic electroluminescence display device was produced in the same manner as in Example 1-1 except that the light diffusing substrate shown below was used instead of the protective substrate.
That is, 5% was added to the polycarbodiimide resin solution with respect to the solid content of diffusing particles having a refractive index of 1.41 and an average particle diameter of 2 μm (“Tospearl” manufactured by Toshiba Silicone) and polycarbodiimide resin solids. This dispersion was applied onto a PET film subjected to surface peeling treatment using an applicator, cured at 120 ° C. for 1 hour, and cured. Thereafter, the cured polycarbodiimide resin layer was peeled off to obtain a light diffusing substrate.
The display device thus manufactured was evaluated in the same manner as described above. As a result, the average value of the front luminance at the portion where the micro pyramid structure was formed was 10.1 cd / m 2 , and no crosstalk occurred. However, the visible light reflectance increased to 5.1%, and the effect of preventing reflection of external light with the circularly polarizing filter was poor.
比較例１−５
実施例１−１において、ポリカルボジイミド樹脹層の厚さが３０μｍとなるようにスピンコートし、紫外線硬化型樹脂層を形成せずに、微小ピラミッド構造がむき出しになっている状態にした以外は、実施例１−１と同様の方法で、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
この有機エレクトロルミネッセンス表示装置について、前記と同様に評価した。その結果、微小ピラミッド構造形成部分の正面輝度の平均値は１１．３ｃｄ／ｍ2 であり、非常に大きな輝度向上効果が得られた。また、クロストークは全く発生しなかった。しかし、空気層に面してピラミッド構造の凹凸面が接触しているため、偏光解消度が大きく、その可視光線透過率は２．８１％となり、微小ピラミッド構造を形成していない部分に比べ、明らかに散乱し、黒みが低下したものとなった。
Comparative Example 1-5
In Example 1-1, except that the polycarbodiimide expanded layer was spin-coated so that the thickness of the polycarbodiimide resin layer was 30 μm, and the micropyramid structure was exposed without forming the ultraviolet curable resin layer. In the same manner as in Example 1-1, an organic electroluminescence display device was produced.
This organic electroluminescence display device was evaluated in the same manner as described above. As a result, the average value of the front luminance of the micro pyramid structure forming portion was 11.3 cd / m 2 , and a very large luminance improvement effect was obtained. Moreover, no crosstalk occurred. However, since the uneven surface of the pyramid structure is in contact with the air layer, the degree of depolarization is large, and the visible light transmittance is 2.81%, compared with the part not forming the micro pyramid structure, It was clearly scattered and the blackness was reduced.
実施例１−５
実施例１−１において、ポリカルボジイミド樹脂に代えて、ポリエーテルスルホン樹脂を用いた。ポリエ−テルスルホン樹脂をＮ−メチル−２−ピロリドンに２０重量％の濃度で溶解し、アプリケータを用いて、Ｎｉ金型上に、乾燥後の膜厚が２０μｍとなるように塗布した。ポリエーテルスルホンの屈折率は１．６５であった。それ以外は、実施例１−１と同様の方法で、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
この表示装置について、前記と同様に評価した。その結果、微小ピラミッド構造形成部分の正面輝度の平均値は８．８ｃｄ／ｍ2 であり、輝度向上効果が得られ、またクロスト−クは全く発生しなかった。さらに、可視光反射率も１．１９％であり、円偏光フィルタの効果を十分に維持するものであった。
Example 1-5
In Example 1-1, a polyethersulfone resin was used instead of the polycarbodiimide resin. Polyethersulfone resin was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone at a concentration of 20% by weight and applied onto a Ni mold using an applicator so that the film thickness after drying was 20 μm. The refractive index of polyethersulfone was 1.65. Other than that was the same method as Example 1-1, and produced the organic electroluminescent display apparatus.
This display device was evaluated in the same manner as described above. As a result, the average value of the front luminance at the portion where the micro pyramid structure was formed was 8.8 cd / m 2 , an effect of improving the luminance was obtained, and no crosstalk occurred. Further, the visible light reflectance was 1.19%, and the effect of the circularly polarizing filter was sufficiently maintained.
実施例１−６
実施例１−１において、微小ピラミッド構造に用いた正四角錐の１辺を５μｍ、高さを２μｍに変更した金型を使用し、それ以外は、実施例１−１と同様の方法で、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
この表示装置について、前記と同様に評価した。その結果、微小ピラミッド構造形成部分の正面輝度の平均値は９．６ｃｄ／ｍ2 であり、輝度向上効果が得られ、またクロスト−クは全く発生しなかった。さらに、可視光反射率も１．７９％であり、円偏光フィルタの効果を十分に維持するものであった。
Example 1-6
In Example 1-1, a mold in which one side of the regular pyramid used in the micro pyramid structure is changed to 5 μm and the height is changed to 2 μm is used. An electroluminescent display device was produced.
This display device was evaluated in the same manner as described above. As a result, the average value of the front luminance at the portion where the micro pyramid structure was formed was 9.6 cd / m 2 , an effect of improving the luminance was obtained, and no crosstalk occurred. Further, the visible light reflectance was 1.79%, and the effect of the circularly polarizing filter was sufficiently maintained.
実施例１−７
実施例１−１において、微小ピラミッド構造を用いる代わりに、半径５μｍの半球状構造が形成された金型を使用し、それ以外は、実施例１−１と同様の方法で、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
この表示装置について、前記と同様に評価した。その結果、微小ピラミッド構造形成部分の正面輝度の平均値は９．１ｃｄ／ｍ2 であり、輝度向上効果が得られ、またクロスト−クは全く発生しなかった。さらに、可視光反射率も１．２２％であり、円偏光フィルタの効果を十分に維持するものであった。
Example 1-7
In Example 1-1, instead of using the micropyramid structure, a mold having a hemispherical structure with a radius of 5 μm was used, and other than that, organic electroluminescence display was performed in the same manner as in Example 1-1. A device was made.
This display device was evaluated in the same manner as described above. As a result, the average value of the front luminance at the portion where the micro pyramid structure was formed was 9.1 cd / m 2 , an effect of improving the luminance was obtained, and no crosstalk occurred. Furthermore, the visible light reflectance was 1.22%, and the effect of the circularly polarizing filter was sufficiently maintained.
実施例１−８
実施例１−６において、円偏光フィルタを貼り合わせるアクリル系粘着剤に代えて、全光線透過率が９２％、平行光線透過率が４３％、拡散光透過率が４９％、ヘイズ値が５４％の偏光維持特性を有する拡散粘着剤（日東電工社製の「フロントディフユーザ」）を用いて、ガラス基板に貼り合わせた以外は、実施例１−６と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
この表示装置について、前記と同様に評価した。その結果、微小ピラミッド構造形成部分の正面輝度の平均値は８．９ｃｄ／ｍ2 であり、輝度向上効果が得られ、またクロスト−クは全く発生しなかった。さらに、可視光反射率も１．８４％であり、円偏光フィルタの効果を十分に維持するものであった。
また、実施例１−６の有機エレクトロルミネッセンス表示装置では、僅かに虹ムラが見られ、見る方向によりそれが変化して、表示装置として用いた場合、視認性を損なうおそれがあったが、フロントディフユーザを挿入した本実施例１−８では、上記虹ムラは完全になくなり、ディスプレイ表示装置としての視認性にすぐれていた。
Example 1-8
In Example 1-6, instead of the acrylic adhesive to which the circularly polarizing filter is attached, the total light transmittance is 92%, the parallel light transmittance is 43%, the diffused light transmittance is 49%, and the haze value is 54%. An organic electroluminescence display device was prepared in the same manner as in Example 1-6, except that it was bonded to a glass substrate using a diffusion adhesive having a polarization maintaining property ("Front Diffuser" manufactured by Nitto Denko Corporation). Produced.
This display device was evaluated in the same manner as described above. As a result, the average value of the front luminance at the portion where the micro pyramid structure was formed was 8.9 cd / m 2 , an effect of improving the luminance was obtained, and no crosstalk occurred. Further, the visible light reflectance was 1.84%, and the effect of the circularly polarizing filter was sufficiently maintained.
In addition, in the organic electroluminescence display device of Example 1-6, a slight rainbow unevenness was seen, which changed depending on the viewing direction, and when used as a display device, there was a risk of impairing visibility. In Example 1-8 in which a diff user was inserted, the rainbow unevenness was completely eliminated, and the visibility as a display device was excellent.
１ 保護基板（第１の基板）
１Ａ 高屈折率層
１Ｂ 低屈折率層
１Ｃ 凹凸面（光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域）
２ 第２の基板
３ ＩＴＯ層（陽極電極）
４ 発光層
５ 金属電極（陰極電極）
６ 空気層または空気層と略同等の光学的性質を有する低屈折率層
７ 円偏光フィルタ
ＥＬｎ（ＥＬ1 ，ＥＬ2 ，ＥＬ3 ，ＥＬ4 ） 画素
２０ 背面基板（支持基板）
２１ 層間絶縁膜
３０ 素子構成群
２２ 隔壁
ｄ 画素の対角寸法
1 Protection board (first board)
1A High-
2
4
6 Air layer or low refractive index layer having optical properties substantially equivalent to
21
Claims (9)
In an electroluminescence display device in which an organic electroluminescence element that extracts planar light emission from a light emitting layer through an electrode is divided and arranged in a plurality of pixels, the light extraction surface includes a circular polarizing filter, and the light emitting layer and A region that causes a disturbance in the reflection / transmission angle of light that can substantially maintain the polarization state is formed, and when the visible light reflectance of the outermost surface including the circular polarization filter is R%, An electroluminescence display device, wherein the visible light reflectance of the entire display device including a region in which the reflection / transmission angle of light is disturbed is suppressed to within (R + 2)%.
A protective substrate is provided on the light extraction surface side of the light emitting layer via an electrode. This substrate has a thickness of d / 5 or less, where d is the diagonal dimension of one pixel, and light reflection / transmission. A region that causes a disturbance in the corner is formed by providing a physical uneven structure at the interface of a light-transmitting material having different refractive indexes, and the light-transmitting material on the light extraction surface side is formed into a substantially flat surface. 2. The electroluminescence display device according to claim 1, wherein an air layer or a low refractive index layer having optical properties substantially equivalent to the air layer is in contact with the substantially flat surface, and a circularly polarizing filter is disposed thereon.
The electroluminescent display device according to claim 2, wherein the protective substrate has a thickness of d / 10 or less.
The electroluminescent display device according to claim 2, wherein the protective substrate has a refractive index of the light-transmitting material on the light emitting layer side of 1.6 or more.
The protective substrate is a first substrate, and a second substrate is provided on the second substrate via an air layer or a low refractive index layer having optical properties substantially equivalent to the air layer. The electroluminescence display device according to any one of claims 2 to 4, wherein the electroluminescence display device is a bottom emission type display device having a configuration in which a circularly polarizing filter is disposed on the bottom.
A circularly polarizing filter is arranged on the protective substrate through an air layer or a low refractive index layer having optical properties substantially equivalent to that of the air layer, and the entire display device is supported on the side opposite to the light extraction surface of the light emitting layer. The electroluminescence display device according to any one of claims 2 to 4, which is a top emission display device having a configuration in which a rear substrate is disposed.
The electroluminescence display device according to claim 6, wherein a gas barrier layer is provided on one or both of the protective substrate and the circularly polarizing filter.
Diffuse particles with different refractive index are dispersed and distributed in the translucent resin between the circular polarizing filter and the region where the reflection / transmission angle of light is disturbed. The electroluminescence display device according to claim 1, wherein a certain light diffusion layer is formed.
The circularly polarizing filter has a configuration in which an absorption linearly polarizing plate and a quarter wavelength plate composed of one or more retardation plates are laminated, and at least one unit constituting the quarter wavelength plate. The phase difference plate has a refractive index (ny) in a direction orthogonal to a direction showing the in-plane maximum refractive index (nx) and a refractive index (ny) in a thickness direction satisfying a relationship of ny <nz. The electroluminescent display apparatus in any one of 1-8.
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