JP2000113988A - 有機ｅｌ表示装置およびその点灯方法 - Google Patents
有機ｅｌ表示装置およびその点灯方法Info
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- JP2000113988A JP2000113988A JP10286541A JP28654198A JP2000113988A JP 2000113988 A JP2000113988 A JP 2000113988A JP 10286541 A JP10286541 A JP 10286541A JP 28654198 A JP28654198 A JP 28654198A JP 2000113988 A JP2000113988 A JP 2000113988A
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/80—Constructional details
- H10K59/8791—Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の有機ＥＬ表示装置においては、金属陰
極による反射光を低減させるために、直線偏光板と１／
４波長板からなる円偏光手段を有機ＥＬ素子の前面に設
けていた。しかし、従来の円偏光手段は有機ＥＬ素子か
らの発光光も約半減させてしまうため、有効に外部に取
り出せないという問題があった。 【解決手段】 円偏光手段として一軸配向処理を施した
基板間に二色性色素を添加したネマチック液晶を挟持し
た液晶表示素子と、１／４波長板とにより構成した。こ
れにより、有機ＥＬ表示素子の非点灯箇所においては電
圧無印加状態の液晶層と１／４波長板の働きにより金属
陰極による反射光を遮断し、点灯箇所においては、液晶
表示素子に電圧を加えることで有機ＥＬ素子による発光
を液晶層にて吸収することなく外部に通過するものとし
て、従来に比べて明るく、コントラストの高い有機ＥＬ
表示装置を得ることができる。
極による反射光を低減させるために、直線偏光板と１／
４波長板からなる円偏光手段を有機ＥＬ素子の前面に設
けていた。しかし、従来の円偏光手段は有機ＥＬ素子か
らの発光光も約半減させてしまうため、有効に外部に取
り出せないという問題があった。 【解決手段】 円偏光手段として一軸配向処理を施した
基板間に二色性色素を添加したネマチック液晶を挟持し
た液晶表示素子と、１／４波長板とにより構成した。こ
れにより、有機ＥＬ表示素子の非点灯箇所においては電
圧無印加状態の液晶層と１／４波長板の働きにより金属
陰極による反射光を遮断し、点灯箇所においては、液晶
表示素子に電圧を加えることで有機ＥＬ素子による発光
を液晶層にて吸収することなく外部に通過するものとし
て、従来に比べて明るく、コントラストの高い有機ＥＬ
表示装置を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は有機ＥＬ素子、有機エレ
クトロルミネセンス素子、有機電界発光素子、有機ＬＥ
Ｄ素子等と称され、有機薄膜を発光層に用いる有機エレ
クトロルミネセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という）
に関するもので、特に、有機ＥＬディスプレイに好適な
有機ＥＬ表示装置に係るものである。
クトロルミネセンス素子、有機電界発光素子、有機ＬＥ
Ｄ素子等と称され、有機薄膜を発光層に用いる有機エレ
クトロルミネセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という）
に関するもので、特に、有機ＥＬディスプレイに好適な
有機ＥＬ表示装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】有機ＥＬ素子は、有機物発光層に電流を
注入することにより電気エネルギーを光エネルギーに変
換して発光する自己発光型の表示素子であり、近年、活
発に研究がされている。特に、芳香族ジアミンからなる
有機正孔輸送層と８−ヒドロキシキノリノンのアルミニ
ウム錯体からなる有機発光層とを設けた有機発光層とを
設けた有機ＥＬ素子（Appl.Phys.Lett.、Vol.51、P-91
3、1987）により、アントラセン等を用いた電界発光素
子に比して発光効率の改善がなされて以来、活発な開発
が進められている。
注入することにより電気エネルギーを光エネルギーに変
換して発光する自己発光型の表示素子であり、近年、活
発に研究がされている。特に、芳香族ジアミンからなる
有機正孔輸送層と８−ヒドロキシキノリノンのアルミニ
ウム錯体からなる有機発光層とを設けた有機発光層とを
設けた有機ＥＬ素子（Appl.Phys.Lett.、Vol.51、P-91
3、1987）により、アントラセン等を用いた電界発光素
子に比して発光効率の改善がなされて以来、活発な開発
が進められている。
【０００３】有機ＥＬ表示素子の基本的構成を図４に示
す。有機ＥＬ表示素子５０は、ガラス基板５１上にＩＴ
Ｏ（Indium Tin Oxide）透明電極層５２をストライプ状
に設け、その上にホール輸送層５３、有機ＥＬ層５４、
ストライプ状の陰極層５５を真空蒸着法により順次成膜
して積層した構成としている。
す。有機ＥＬ表示素子５０は、ガラス基板５１上にＩＴ
Ｏ（Indium Tin Oxide）透明電極層５２をストライプ状
に設け、その上にホール輸送層５３、有機ＥＬ層５４、
ストライプ状の陰極層５５を真空蒸着法により順次成膜
して積層した構成としている。
【０００４】そして、陽極である透明電極層５２と陰極
層５５との間に直流電圧を印加することにより透明電極
５２から注入されたホールと、陰極層５５から注入され
た電子が有機層５３、５４に到達して電子−ホールの再
結合が生じ、電気エネルギーを光エネルギーに変換して
所定波長の発光が生じる。
層５５との間に直流電圧を印加することにより透明電極
５２から注入されたホールと、陰極層５５から注入され
た電子が有機層５３、５４に到達して電子−ホールの再
結合が生じ、電気エネルギーを光エネルギーに変換して
所定波長の発光が生じる。
【０００５】有機層５３、５４は、性能を向上するため
に、ＩＴＯ透明電極層５２側からホール輸送層５３およ
び有機ＥＬ発光層５４の２層構造としたものや、ホール
輸送層、有機ＥＬ発光層および電子注入層の３層構造と
したものが用いられる。ホール輸送層は、陽極からホー
ルを注入され易くする機能と電子をブロックする機能を
有し、電子注入層は、陰極から電子を注入され易くする
機能を有する。有機層は有機ＥＬ発光層等の厚みを１０
０ｎｍ程度の厚さに形成している。また、陽極と陰極の
位置は逆転する場合もある。
に、ＩＴＯ透明電極層５２側からホール輸送層５３およ
び有機ＥＬ発光層５４の２層構造としたものや、ホール
輸送層、有機ＥＬ発光層および電子注入層の３層構造と
したものが用いられる。ホール輸送層は、陽極からホー
ルを注入され易くする機能と電子をブロックする機能を
有し、電子注入層は、陰極から電子を注入され易くする
機能を有する。有機層は有機ＥＬ発光層等の厚みを１０
０ｎｍ程度の厚さに形成している。また、陽極と陰極の
位置は逆転する場合もある。
【０００６】有機ＥＬ素子５０を構成する一対の電極の
うち、陽極層の材料としては、ニッケル、金、白金、パ
ラジウムやこれらの合金或いは酸化錫（ＳｎＯ２）、沃
化銅などの仕事関数の大きな金属やそれらの合金、化合
物、更にはポリピロール等の導電性ポリマーなどを用い
ることができるが、一般にはＩＴＯ透明電極層５２が多
く用いられている。
うち、陽極層の材料としては、ニッケル、金、白金、パ
ラジウムやこれらの合金或いは酸化錫（ＳｎＯ２）、沃
化銅などの仕事関数の大きな金属やそれらの合金、化合
物、更にはポリピロール等の導電性ポリマーなどを用い
ることができるが、一般にはＩＴＯ透明電極層５２が多
く用いられている。
【０００７】一方、陰極層５５は、電子注入に有効な材
料とする必要があり、電子注入効率の向上が図れる仕事
関数の小さな金属材料金属（低仕事関数金属材料）を用
いることが好ましく、３エレクトロンボルト以下の仕事
関数のものを用いることが望ましいが、アルカリ金属等
の低仕事関数の金属材料は成膜の容易性、安定性等に問
題があるので、例えば特開昭６３−２９５６９５号等に
記載されているようなアルミニウム、マグネシウム、マ
グネシウムインジウム合金、マグネシウムアルミニウム
合金、マグネシウム銀合金や、アルミニウムリチウム合
金等の単独材料または共蒸着された合金材料が用いられ
ている。また、陰極層５５を有機ＥＬ層５４側から３エ
レクトロンボルト以下の低仕事関数のリチウム第１金属
と前記第１金属を安定化せしめるアルミニウム第２金属
とからなる積層構造としたものも用いられている（特開
平５−１２１１７２号公報参照）。
料とする必要があり、電子注入効率の向上が図れる仕事
関数の小さな金属材料金属（低仕事関数金属材料）を用
いることが好ましく、３エレクトロンボルト以下の仕事
関数のものを用いることが望ましいが、アルカリ金属等
の低仕事関数の金属材料は成膜の容易性、安定性等に問
題があるので、例えば特開昭６３−２９５６９５号等に
記載されているようなアルミニウム、マグネシウム、マ
グネシウムインジウム合金、マグネシウムアルミニウム
合金、マグネシウム銀合金や、アルミニウムリチウム合
金等の単独材料または共蒸着された合金材料が用いられ
ている。また、陰極層５５を有機ＥＬ層５４側から３エ
レクトロンボルト以下の低仕事関数のリチウム第１金属
と前記第１金属を安定化せしめるアルミニウム第２金属
とからなる積層構造としたものも用いられている（特開
平５−１２１１７２号公報参照）。
【０００８】上記したように、電子、ホールの注入効率
を高めるように電極材料を選択しており、有機ＥＬ素子
５０を平面表示素子とする場合には、更に発光輝度を良
好にするために陽極層をＩＴＯ透明電極層５１とし、陰
極層５５としてＭｇＡｇ等の低仕事関数で且つ光反射率
の高い金属材料を用いて、有機ＥＬ層５４での発光によ
る出射光を陰極層５５にて反射させ、ＩＴＯ透明電極層
５１を介してガラス基板５１側から出射する光量を高め
るものとしている。
を高めるように電極材料を選択しており、有機ＥＬ素子
５０を平面表示素子とする場合には、更に発光輝度を良
好にするために陽極層をＩＴＯ透明電極層５１とし、陰
極層５５としてＭｇＡｇ等の低仕事関数で且つ光反射率
の高い金属材料を用いて、有機ＥＬ層５４での発光によ
る出射光を陰極層５５にて反射させ、ＩＴＯ透明電極層
５１を介してガラス基板５１側から出射する光量を高め
るものとしている。
【０００９】このような素子構造としているため、有機
ＥＬ表示素子５０が発光していない状態においては、ガ
ラス基板５１側から観視した際にＩＴＯ透明電極層５
２、有機層５３、５４を介して金属材料陰極層５５が反
射面として観察され、発光している状態においても図示
したようなドットマトリクス構造の点灯画素間の陰極層
５５が観察され有機ＥＬ表示素子全体のコントラストを
低下させ、視認性に劣るものであった。
ＥＬ表示素子５０が発光していない状態においては、ガ
ラス基板５１側から観視した際にＩＴＯ透明電極層５
２、有機層５３、５４を介して金属材料陰極層５５が反
射面として観察され、発光している状態においても図示
したようなドットマトリクス構造の点灯画素間の陰極層
５５が観察され有機ＥＬ表示素子全体のコントラストを
低下させ、視認性に劣るものであった。
【００１０】そこで、上記した問題を解決しコントラス
トの高い有機ＥＬ表示素子を提供するために、有機ＥＬ
表示素子の外側に偏光層を設けることが提案されてい
る。例えば特開平７−１４２１７０号においては、有機
ＥＬ層の光取り出し面側に位置する電極の外側にＰＶＡ
の一軸延伸配光フィルムにヨウ素や染料を配列させた直
線偏光フィルムまたは、直線偏光フィルムもしくは直線
偏光板と位相差補償板もしくは位相差補償フィルムとを
組み合わせたものを配設した有機ＥＬ表示素子が開示さ
れており、特開平９−１２７８８５号においては、広波
長範囲でほぼ１／４λの位相差が得られるように複数の
複屈折板によって構成した１／４波長板と直線偏光板と
で構成した円偏光板手段を設けた有機ＥＬ表示素子が開
示されている。
トの高い有機ＥＬ表示素子を提供するために、有機ＥＬ
表示素子の外側に偏光層を設けることが提案されてい
る。例えば特開平７−１４２１７０号においては、有機
ＥＬ層の光取り出し面側に位置する電極の外側にＰＶＡ
の一軸延伸配光フィルムにヨウ素や染料を配列させた直
線偏光フィルムまたは、直線偏光フィルムもしくは直線
偏光板と位相差補償板もしくは位相差補償フィルムとを
組み合わせたものを配設した有機ＥＬ表示素子が開示さ
れており、特開平９−１２７８８５号においては、広波
長範囲でほぼ１／４λの位相差が得られるように複数の
複屈折板によって構成した１／４波長板と直線偏光板と
で構成した円偏光板手段を設けた有機ＥＬ表示素子が開
示されている。
【００１１】このように直線偏光板もしくは直線偏光フ
ィルムを有機ＥＬ素子５０の外側に設けることで、有機
ＥＬ表示素子５０の非発光状態において外部から入射し
た光は、直線偏光板の偏光軸と平行方向の光のみ透過
し、その直線偏光光は、ＩＴＯ透明電極層５２、有機層
５３、５４を通過して金属材料陰極層５５にて反射され
るが、その際に異なる偏光方向となって反射される反射
光成分は、偏光板を透過しないため、外部出射光側にて
観察される反射光は低減する。
ィルムを有機ＥＬ素子５０の外側に設けることで、有機
ＥＬ表示素子５０の非発光状態において外部から入射し
た光は、直線偏光板の偏光軸と平行方向の光のみ透過
し、その直線偏光光は、ＩＴＯ透明電極層５２、有機層
５３、５４を通過して金属材料陰極層５５にて反射され
るが、その際に異なる偏光方向となって反射される反射
光成分は、偏光板を透過しないため、外部出射光側にて
観察される反射光は低減する。
【００１２】特に円偏光手段を設けた場合にあっては、
入射するランダムな偏光の光は直線偏光となって１／４
波長板に入射し、１／４波長板の複屈折特性により右ま
たは左の円偏光となって反射面に入射し、反射面である
金属材料陰極層５５にて入射時とは逆の円偏光となって
再び円偏光手段に入射すると、偏光板の軸と直交する方
向の直線偏光光となっているため、直線偏光板にて遮蔽
されるものとなり反射光を大幅に低減することができる
ものとなる。
入射するランダムな偏光の光は直線偏光となって１／４
波長板に入射し、１／４波長板の複屈折特性により右ま
たは左の円偏光となって反射面に入射し、反射面である
金属材料陰極層５５にて入射時とは逆の円偏光となって
再び円偏光手段に入射すると、偏光板の軸と直交する方
向の直線偏光光となっているため、直線偏光板にて遮蔽
されるものとなり反射光を大幅に低減することができる
ものとなる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た偏光手段を設けた有機ＥＬ表示素子において、非発光
時における陰極層５５による反射光を低減することはで
きるが、同時に発光時における放射光も低減させてしま
い、有機ＥＬ表示素子の輝度を低下させるという問題が
ある。
た偏光手段を設けた有機ＥＬ表示素子において、非発光
時における陰極層５５による反射光を低減することはで
きるが、同時に発光時における放射光も低減させてしま
い、有機ＥＬ表示素子の輝度を低下させるという問題が
ある。
【００１４】これは、有機ＥＬ表示素子の外側に設けた
偏光手段に直線偏光フィルムもしくは直線偏光板を用い
ているためである。直線偏光板は一方向の振動の光だけ
を選択するものであるため、原理的に５０％の光を遮る
ものである。したがって、直線偏光フィルムもしくは直
線偏光板を用いる従来の構造では、有機ＥＬ層５４にて
発光した光のうち少なくとも５０％は外部に取り出すこ
とができず、有機ＥＬ表示素子の輝度はこれらを設けな
い場合に比べて５０％以下の明るさとしかならないもの
となる。例えば偏光度９９．９％のＬＣＤ用光学フィル
ムＮＰＦ−Ｆ１０２９ＤＵは、平行透過率３０．５％、
直交透過率０．０４％であり、偏光フィルム自体の単体
透過率は３９．０％である。他の種類の偏光フィルムも
同様の４０％程度の透過率を示す。
偏光手段に直線偏光フィルムもしくは直線偏光板を用い
ているためである。直線偏光板は一方向の振動の光だけ
を選択するものであるため、原理的に５０％の光を遮る
ものである。したがって、直線偏光フィルムもしくは直
線偏光板を用いる従来の構造では、有機ＥＬ層５４にて
発光した光のうち少なくとも５０％は外部に取り出すこ
とができず、有機ＥＬ表示素子の輝度はこれらを設けな
い場合に比べて５０％以下の明るさとしかならないもの
となる。例えば偏光度９９．９％のＬＣＤ用光学フィル
ムＮＰＦ−Ｆ１０２９ＤＵは、平行透過率３０．５％、
直交透過率０．０４％であり、偏光フィルム自体の単体
透過率は３９．０％である。他の種類の偏光フィルムも
同様の４０％程度の透過率を示す。
【００１５】そこで、本発明の目的は、金属電極による
反射光の低減による視認性の向上と、有機ＥＬ発光層か
らの放射光の外部取り出し効率の向上を図り、コントラ
ストの高く、視認性に優れた有機ＥＬ表示装置を提供す
ることにある。
反射光の低減による視認性の向上と、有機ＥＬ発光層か
らの放射光の外部取り出し効率の向上を図り、コントラ
ストの高く、視認性に優れた有機ＥＬ表示装置を提供す
ることにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の有機ＥＬ表示装置は、有機エレクトロルミネ
センス素子の発光の光出射面側に液晶表示素子と位相差
板とからなる円偏光手段が設けられ、前記液晶表示素子
を一軸配向処理を施した基板間に二色性色素を添加した
ネマチック液晶を挟持したものとした有機ＥＬ表示装置
を提供するものである。
に本発明の有機ＥＬ表示装置は、有機エレクトロルミネ
センス素子の発光の光出射面側に液晶表示素子と位相差
板とからなる円偏光手段が設けられ、前記液晶表示素子
を一軸配向処理を施した基板間に二色性色素を添加した
ネマチック液晶を挟持したものとした有機ＥＬ表示装置
を提供するものである。
【００１７】さらに、前記液晶表示素子を駆動させて液
晶層を垂直配向状態とし、該垂直配向状態に対応する箇
所の前記有機エレクトロルミネセンス素子を該垂直配向
状態となっている間に点灯させることとした有機ＥＬ表
示装置の点灯方法を提供するものである。
晶層を垂直配向状態とし、該垂直配向状態に対応する箇
所の前記有機エレクトロルミネセンス素子を該垂直配向
状態となっている間に点灯させることとした有機ＥＬ表
示装置の点灯方法を提供するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の有機ＥＬ表示装置
１を図１〜図２に示す発明の実施形態に沿って詳細に説
明する。まず、本発明に用いる有機ＥＬ素子について説
明する。有機ＥＬ素子２は、図１に示すように透光性基
板２１上にＩＴＯ透明電極層２２と有機ＥＬ素子層２３
を積層し、その上に低仕事関数の金属材料陰極層２４を
設けた構成とされ、ここまでの構成は上述した従来の有
機ＥＬ素子５０と同じ構成とされている。また、これら
の表面はパッシベーション膜２５にて被覆されると共
に、ガラス等からなる封止基板２６と透光性基板２１を
接着剤２７にて固定するものとしている。
１を図１〜図２に示す発明の実施形態に沿って詳細に説
明する。まず、本発明に用いる有機ＥＬ素子について説
明する。有機ＥＬ素子２は、図１に示すように透光性基
板２１上にＩＴＯ透明電極層２２と有機ＥＬ素子層２３
を積層し、その上に低仕事関数の金属材料陰極層２４を
設けた構成とされ、ここまでの構成は上述した従来の有
機ＥＬ素子５０と同じ構成とされている。また、これら
の表面はパッシベーション膜２５にて被覆されると共
に、ガラス等からなる封止基板２６と透光性基板２１を
接着剤２７にて固定するものとしている。
【００１９】このような構成とした有機ＥＬ素子２の放
射光の出射側である透光性基板２１側には、液晶表示素
子を用いた円偏光手段３を配設する。円偏光手段３は液
晶表示素子３２と、液晶表示素子３と有機ＥＬ素子２の
間に設けた１／４波長板３１とからなる。
射光の出射側である透光性基板２１側には、液晶表示素
子を用いた円偏光手段３を配設する。円偏光手段３は液
晶表示素子３２と、液晶表示素子３と有機ＥＬ素子２の
間に設けた１／４波長板３１とからなる。
【００２１】液晶表示素子３２はＩＴＯ透明電極３５及
び配向膜３６を形成したガラス基板３３、３４の間に液
晶層３７を挟持したものである。液晶層３７には正の誘
電異方性を示すネマチック液晶３８に２色性色素３９が
添加されており、配向膜には一軸配向処理が施してあ
る。これにより液晶層に電圧を印加しない状態において
は水平配向し、電圧印加状態においては液晶分子が垂直
に配向するものとなる。また、液晶表示素子３２の一軸
配向処理方向３２ａが、１／４波長板３１の偏光軸３１
ａと４５度の角度となるようにして配置されている。
び配向膜３６を形成したガラス基板３３、３４の間に液
晶層３７を挟持したものである。液晶層３７には正の誘
電異方性を示すネマチック液晶３８に２色性色素３９が
添加されており、配向膜には一軸配向処理が施してあ
る。これにより液晶層に電圧を印加しない状態において
は水平配向し、電圧印加状態においては液晶分子が垂直
に配向するものとなる。また、液晶表示素子３２の一軸
配向処理方向３２ａが、１／４波長板３１の偏光軸３１
ａと４５度の角度となるようにして配置されている。
【００２２】液晶表示素子３２に電圧を印加しない場合
には、液晶表示素子３２は一軸配向処理が施されている
ため、ネマチック液晶３８は、図１の左側に示したよう
に配向処理方向３２ａに沿って基板面に対し一定のチル
ト角を持ってガラス基板３３、３４に対してほぼ平行に
配列し、それに伴い二色性色素３９もネマチック液晶３
８と同様に配列する。したがって、二色性色素３９は液
晶層３７内において、その長軸方向が一軸配向処理方向
３２ａと平行に配列し、液晶表示素子３２内に入射する
光の一方向の光を吸収して直線偏光を出射するものとな
る。すなわち、電圧無印加状態においては直線偏光板と
同等の働きを示すものとなる。
には、液晶表示素子３２は一軸配向処理が施されている
ため、ネマチック液晶３８は、図１の左側に示したよう
に配向処理方向３２ａに沿って基板面に対し一定のチル
ト角を持ってガラス基板３３、３４に対してほぼ平行に
配列し、それに伴い二色性色素３９もネマチック液晶３
８と同様に配列する。したがって、二色性色素３９は液
晶層３７内において、その長軸方向が一軸配向処理方向
３２ａと平行に配列し、液晶表示素子３２内に入射する
光の一方向の光を吸収して直線偏光を出射するものとな
る。すなわち、電圧無印加状態においては直線偏光板と
同等の働きを示すものとなる。
【００２３】従って、液晶表示素子３２が電圧無印加状
態で、有機ＥＬ素子２も非点灯状態の有機ＥＬ表示装置
１を外部から観た際には、外部から液晶表示素子３２に
入射する光は直線偏光に変換されて通過し、その光が１
／４波長板３１にて位相差がつくことにより右回りもし
くは左回りの円偏光となって通過して有機ＥＬ素子２に
入射する。有機ＥＬ素子２に入射した光は反射性を有す
る陰極層２４により反射されるが、この反射光は反射す
る以前とは逆方向の左回りもしくは右回りの円偏光とな
っている。この反射光は１／４波長板３１により位相差
が設けられ直線偏光となって通過する。この際、入射す
るときの直線偏光と異なる方向の偏光光に変換されるの
で。この光は液晶表示素子３２にて吸収され外部に視認
されることはない。よって、有機ＥＬ表示装置１の陰極
層２４による反射光は観視されなくなり、反射性を有す
陰極層２４の反射光による表示への悪影響が低減され
る。
態で、有機ＥＬ素子２も非点灯状態の有機ＥＬ表示装置
１を外部から観た際には、外部から液晶表示素子３２に
入射する光は直線偏光に変換されて通過し、その光が１
／４波長板３１にて位相差がつくことにより右回りもし
くは左回りの円偏光となって通過して有機ＥＬ素子２に
入射する。有機ＥＬ素子２に入射した光は反射性を有す
る陰極層２４により反射されるが、この反射光は反射す
る以前とは逆方向の左回りもしくは右回りの円偏光とな
っている。この反射光は１／４波長板３１により位相差
が設けられ直線偏光となって通過する。この際、入射す
るときの直線偏光と異なる方向の偏光光に変換されるの
で。この光は液晶表示素子３２にて吸収され外部に視認
されることはない。よって、有機ＥＬ表示装置１の陰極
層２４による反射光は観視されなくなり、反射性を有す
陰極層２４の反射光による表示への悪影響が低減され
る。
【００２４】一方、液晶表示素子３２に電圧を印加した
場合には、印加された電圧によりネマチック液晶３８は
図１右側に示したように、基板面に対し垂直に配向する
ものとなる。それゆえ液晶表示素子３２内に入射した光
は液晶層３７の作用を全く受けずに通過する。したがっ
て、有機ＥＬ素子２が点灯したときには、その点灯光は
１／４波長板３１にて位相差が設けられるものの、その
状態のまま液晶表示素子３２及び１／４波長板３１を通
過するものとされる。よって、円偏光手段３においては
有機ＥＬ素子２による放射光を殆ど吸収することなく外
部に出射するものとなり、従来の円偏光手段を設けた場
合のように点灯時の明るさを半減させるようなことはな
い。
場合には、印加された電圧によりネマチック液晶３８は
図１右側に示したように、基板面に対し垂直に配向する
ものとなる。それゆえ液晶表示素子３２内に入射した光
は液晶層３７の作用を全く受けずに通過する。したがっ
て、有機ＥＬ素子２が点灯したときには、その点灯光は
１／４波長板３１にて位相差が設けられるものの、その
状態のまま液晶表示素子３２及び１／４波長板３１を通
過するものとされる。よって、円偏光手段３においては
有機ＥＬ素子２による放射光を殆ど吸収することなく外
部に出射するものとなり、従来の円偏光手段を設けた場
合のように点灯時の明るさを半減させるようなことはな
い。
【００２５】そこで、例えば、図２に示したようにセブ
ンセグメントによる８の字を表示する場合には、液晶表
示素子３２および有機ＥＬ素子２の両素子の電極を同じ
セブンセグメント状の表示を行なう電極形状に形成して
おき、８の字に対応する有機ＥＬ素子２の表示電極２
２、２４に通電して点灯させると共に、これに対応する
液晶表示素子３２の表示電極３５にも電圧を印加して液
晶層３７を垂直に配列したものとする。これにより点灯
しているセブンセグメント表示部分においては、液晶層
３７が垂直に配列しているので有機ＥＬ素子２からの発
光の輝度を殆ど低下させることなく外部に出射できるも
のとなり、それ以外の領域においては、液晶層３７に電
圧が印加されていないので水平に配列し、有機ＥＬ素子
２の金属材料陰極層２４からの反射光を遮断して、高い
コントラストを実現できる。
ンセグメントによる８の字を表示する場合には、液晶表
示素子３２および有機ＥＬ素子２の両素子の電極を同じ
セブンセグメント状の表示を行なう電極形状に形成して
おき、８の字に対応する有機ＥＬ素子２の表示電極２
２、２４に通電して点灯させると共に、これに対応する
液晶表示素子３２の表示電極３５にも電圧を印加して液
晶層３７を垂直に配列したものとする。これにより点灯
しているセブンセグメント表示部分においては、液晶層
３７が垂直に配列しているので有機ＥＬ素子２からの発
光の輝度を殆ど低下させることなく外部に出射できるも
のとなり、それ以外の領域においては、液晶層３７に電
圧が印加されていないので水平に配列し、有機ＥＬ素子
２の金属材料陰極層２４からの反射光を遮断して、高い
コントラストを実現できる。
【００２６】以下、具体的な実施例について説明する。
液晶表示素子３２を次の条件により作成した。ガラス基
板３３、３４上にストライプ状のＩＴＯ電極層３５を形
成し、その上にポリイミド系配向膜であるＳＥ−５１０
（日産化学製）を８００オングストローム形成した。一
方のガラス基板３３の配向膜３６を図１右方向から左方
向に向かってラビング処理を施し、他方のガラス基板３
４の配向膜３６を図１左方向から右方向に向かってラビ
ング処理を施した。ラビング処理はレーヨン製のベルベ
ット布を用いた。両基板を配向膜３６に施したラビング
方向が平行でラビング処理の向きが反対側となるように
して重ね合わせ、基板間に毛細管現象を利用した注入法
により液晶層３７を注入した。基板間には液晶層３７の
厚みが１０μｍとなるように図示しないギャップコント
ロール材を設けた。液晶層３７はメルク社製のＺＬＩ−
２２９３ネマチック液晶３８に黒色の二色性色素である
三井東圧化学製のＳ−４２８を１．０ｗｔ％添加したも
のを用いた。
液晶表示素子３２を次の条件により作成した。ガラス基
板３３、３４上にストライプ状のＩＴＯ電極層３５を形
成し、その上にポリイミド系配向膜であるＳＥ−５１０
（日産化学製）を８００オングストローム形成した。一
方のガラス基板３３の配向膜３６を図１右方向から左方
向に向かってラビング処理を施し、他方のガラス基板３
４の配向膜３６を図１左方向から右方向に向かってラビ
ング処理を施した。ラビング処理はレーヨン製のベルベ
ット布を用いた。両基板を配向膜３６に施したラビング
方向が平行でラビング処理の向きが反対側となるように
して重ね合わせ、基板間に毛細管現象を利用した注入法
により液晶層３７を注入した。基板間には液晶層３７の
厚みが１０μｍとなるように図示しないギャップコント
ロール材を設けた。液晶層３７はメルク社製のＺＬＩ−
２２９３ネマチック液晶３８に黒色の二色性色素である
三井東圧化学製のＳ−４２８を１．０ｗｔ％添加したも
のを用いた。
【００２７】有機ＥＬ素子２は、ガラス基板２１上に液
晶表示素子３２に形成したＩＴＯ電極層３５による表示
と同じ表示を点灯できるように同じストライプ状とした
ＩＴＯ透明電極層２２を１００ｎｍの厚みにて形成し
た。次にこの基板を蒸着装置にセットし、正孔輸送材料
としてＰＶＣｚを５０ｎｍ蒸着し、続いて有機ＥＬ発光
材料としてＡｌｑ３を５０ｎｍ蒸着して１００ｎｍの有
機ＥＬ層２３を形成した。続いてＭｇにＡｇを添加した
金属材料を５００ｎｍ蒸着した。この上にＧｅＯパッシ
ベーション膜を設け、これを封止基板２６に接着材２７
にて接着して有機ＥＬ素子２を作成した。
晶表示素子３２に形成したＩＴＯ電極層３５による表示
と同じ表示を点灯できるように同じストライプ状とした
ＩＴＯ透明電極層２２を１００ｎｍの厚みにて形成し
た。次にこの基板を蒸着装置にセットし、正孔輸送材料
としてＰＶＣｚを５０ｎｍ蒸着し、続いて有機ＥＬ発光
材料としてＡｌｑ３を５０ｎｍ蒸着して１００ｎｍの有
機ＥＬ層２３を形成した。続いてＭｇにＡｇを添加した
金属材料を５００ｎｍ蒸着した。この上にＧｅＯパッシ
ベーション膜を設け、これを封止基板２６に接着材２７
にて接着して有機ＥＬ素子２を作成した。
【００２８】上記のようにして作成した有機ＥＬ素子２
のガラス基板２１に日東電工製ＮＲＺ１／４波長板３１
を貼り付け、その上に液晶表示素子３２を貼り付けた。
その際１／４波長板３１の偏光軸３１ａと液晶表示素子
３２の配向処理方向３２ａとが４５度の角度となるよう
にして有機ＥＬ表示装置１を作成した。液晶表示素子３
２には図３（ａ）に示すような交流信号を加え、有機Ｅ
Ｌ素子２には図３（ｂ）に示すような直流信号を加えて
点灯させた。有機ＥＬ表示装置１の非点灯時間Ｄにおい
ては、金属材料陰極層２４による反射光が遮断され、点
灯時間Ｃにおいては円偏光手段３による吸収が殆どな
い。そのため表示コントラストが著しく向上した。従来
の直線偏光板と１／４波長板とからなる円偏光手段を設
けたものに比べて、点灯箇所においては約２倍以上の明
るさとなり、非点灯箇所においては従来と同等の遮光性
を備えていた。従って、コントラストおよび視認性が向
上した。
のガラス基板２１に日東電工製ＮＲＺ１／４波長板３１
を貼り付け、その上に液晶表示素子３２を貼り付けた。
その際１／４波長板３１の偏光軸３１ａと液晶表示素子
３２の配向処理方向３２ａとが４５度の角度となるよう
にして有機ＥＬ表示装置１を作成した。液晶表示素子３
２には図３（ａ）に示すような交流信号を加え、有機Ｅ
Ｌ素子２には図３（ｂ）に示すような直流信号を加えて
点灯させた。有機ＥＬ表示装置１の非点灯時間Ｄにおい
ては、金属材料陰極層２４による反射光が遮断され、点
灯時間Ｃにおいては円偏光手段３による吸収が殆どな
い。そのため表示コントラストが著しく向上した。従来
の直線偏光板と１／４波長板とからなる円偏光手段を設
けたものに比べて、点灯箇所においては約２倍以上の明
るさとなり、非点灯箇所においては従来と同等の遮光性
を備えていた。従って、コントラストおよび視認性が向
上した。
【００２９】また、液晶表示素子３２の駆動信号を調整
して液晶分子が斜めに配列するようにすれば、液晶表示
素子の透過率、即ち偏光度を調整できるものとなる。従
って、有機ＥＬ表示素子２に流す電流値等を変えること
による輝度調整と共に、液晶表示素子の駆動信号を調整
することで、より一層細かな階調表示が可能になる。
して液晶分子が斜めに配列するようにすれば、液晶表示
素子の透過率、即ち偏光度を調整できるものとなる。従
って、有機ＥＬ表示素子２に流す電流値等を変えること
による輝度調整と共に、液晶表示素子の駆動信号を調整
することで、より一層細かな階調表示が可能になる。
【００３０】また、ここまでの説明は、理解しやすくす
るためにストライプ状もしくはセブンセグメント状の表
示とした例にて説明したが、ドットマトリクス状の表示
装置にも同様に適用できる。
るためにストライプ状もしくはセブンセグメント状の表
示とした例にて説明したが、ドットマトリクス状の表示
装置にも同様に適用できる。
【００３１】１／４波長板３１は、波長板３１に入射す
る入射光の光軸を１／４波長の位相差、すなわち４５度
遅相させて透過するもので、可視光の広い波長域にわた
って１／４の位相差を設けることができるものが好まし
い。また、１／４波長板はフィルムに限らず他のもので
も良く、例えば有機ＥＬ素子もしくは液晶表示素子の基
板に位相差を生じる材料を用いてもよい。また、液晶層
３７と有機ＥＬ発光層２２との間において、１／４の位
相を生じるものならば、複数の位相差材料により形成す
るものであってもよい。
る入射光の光軸を１／４波長の位相差、すなわち４５度
遅相させて透過するもので、可視光の広い波長域にわた
って１／４の位相差を設けることができるものが好まし
い。また、１／４波長板はフィルムに限らず他のもので
も良く、例えば有機ＥＬ素子もしくは液晶表示素子の基
板に位相差を生じる材料を用いてもよい。また、液晶層
３７と有機ＥＬ発光層２２との間において、１／４の位
相を生じるものならば、複数の位相差材料により形成す
るものであってもよい。
【００３２】液晶表示素子３２は一軸配向処理を施し、
二色性色素を添加したネマチック液晶層を挟持するもの
とし、黒色の二色性色素を０．５〜５．０ｗｔ％程度添
加すると良い。また液晶層の厚みは４μｍ〜２０μｍ程
度が好ましい。
二色性色素を添加したネマチック液晶層を挟持するもの
とし、黒色の二色性色素を０．５〜５．０ｗｔ％程度添
加すると良い。また液晶層の厚みは４μｍ〜２０μｍ程
度が好ましい。
【００３３】有機ＥＬ素子２は、前記した構成に限られ
るものではなく、有機ＥＬ層を正孔輸送層／有機ＥＬ発
光層／電子輸送層とした多層構造としてもよい。正孔輸
送層としてはＰＶＣｚ（ポリビニルカルバゾール）、Ｔ
ＰＤ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、ＰＤＡ、ＰＡＮＩ、Ｐｃ等
を、有機ＥＬ発光層としては、Ａｌｑ３、Ｅｕ（ＤＢ
Ｍ） ３（Ｐｈｅｎ）、ＢｅＢｑ、ＤＴＶＢｉ、Ｃｏｕｍ
ａｒｉｎ６、ＤＣＭ−１、Ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ、
Ｒｕｂｒｅｎｅ、ＮｉｌｅＲｅｄ、ＴＰＢ、ＰＰＶ、Ｃ
Ｎ−ＰＰＶ、ＭＥＨ−ＰＰＶ等を、電子輸送材料材料と
してはＰＢＤ、ＴＡＺ、ＢＮＤ、ＯＸＤ、Ａｌｑ３等を
用いることができる。また、陽極材料としてはＩＴＯ、
Ａｕ、カーボン、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ等を、陰極材料とし
てはＭｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｂａ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃ
ａ、Ｋ、Ｎａ、Ｃｒ及びこれらとアルカリ金属またはア
ルカリ土類金属とで構成されている合金等を用いること
ができる。パッシベーション膜２５は必ずしも設ける必
要はなく、封止基板２６も必須ではない。しかし、有機
ＥＬ素子２が外気に曝されないようにするべく封止基板
等を設け、その内部に窒素等のガスを封止するようにす
ると寿命を長くでき好ましいものとなる。
るものではなく、有機ＥＬ層を正孔輸送層／有機ＥＬ発
光層／電子輸送層とした多層構造としてもよい。正孔輸
送層としてはＰＶＣｚ（ポリビニルカルバゾール）、Ｔ
ＰＤ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、ＰＤＡ、ＰＡＮＩ、Ｐｃ等
を、有機ＥＬ発光層としては、Ａｌｑ３、Ｅｕ（ＤＢ
Ｍ） ３（Ｐｈｅｎ）、ＢｅＢｑ、ＤＴＶＢｉ、Ｃｏｕｍ
ａｒｉｎ６、ＤＣＭ−１、Ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ、
Ｒｕｂｒｅｎｅ、ＮｉｌｅＲｅｄ、ＴＰＢ、ＰＰＶ、Ｃ
Ｎ−ＰＰＶ、ＭＥＨ−ＰＰＶ等を、電子輸送材料材料と
してはＰＢＤ、ＴＡＺ、ＢＮＤ、ＯＸＤ、Ａｌｑ３等を
用いることができる。また、陽極材料としてはＩＴＯ、
Ａｕ、カーボン、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ等を、陰極材料とし
てはＭｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｂａ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃ
ａ、Ｋ、Ｎａ、Ｃｒ及びこれらとアルカリ金属またはア
ルカリ土類金属とで構成されている合金等を用いること
ができる。パッシベーション膜２５は必ずしも設ける必
要はなく、封止基板２６も必須ではない。しかし、有機
ＥＬ素子２が外気に曝されないようにするべく封止基板
等を設け、その内部に窒素等のガスを封止するようにす
ると寿命を長くでき好ましいものとなる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
円偏光手段に一軸配向処理を施した基板間に二色性色素
を添加したネマチック液晶を挟持した液晶表示素子を用
いたので、有機ＥＬ層の非点灯時における金属陰極層の
反射光を遮断できる。また、点灯時においては、対応す
る領域の液晶表示素子に電圧を印加することで有機ＥＬ
素子にて発光した光を殆ど吸収することなく外部に放射
でき、外部取り出し効率が著しく向上する。したがっ
て、点灯箇所と非点灯箇所とのコントラストが著しく向
上し、視認性に優れた有機ＥＬ表示装置が得られる等の
優れた効果を奏する。
円偏光手段に一軸配向処理を施した基板間に二色性色素
を添加したネマチック液晶を挟持した液晶表示素子を用
いたので、有機ＥＬ層の非点灯時における金属陰極層の
反射光を遮断できる。また、点灯時においては、対応す
る領域の液晶表示素子に電圧を印加することで有機ＥＬ
素子にて発光した光を殆ど吸収することなく外部に放射
でき、外部取り出し効率が著しく向上する。したがっ
て、点灯箇所と非点灯箇所とのコントラストが著しく向
上し、視認性に優れた有機ＥＬ表示装置が得られる等の
優れた効果を奏する。
【００３５】また、有機ＥＬ表示素子を点灯させ、その
際に液晶表示素子の駆動電圧を調整することで、有機Ｅ
Ｌ素子の輝度をより一層細かく調整することができ、特
にいわゆるスタティック表示の場合に有効である。
際に液晶表示素子の駆動電圧を調整することで、有機Ｅ
Ｌ素子の輝度をより一層細かく調整することができ、特
にいわゆるスタティック表示の場合に有効である。
【図１】 本発明の有機ＥＬ表示装置を説明する概略
断面図である。
断面図である。
【図２】 図１の有機ＥＬ表示装置を分解して示す説
明図である。
明図である。
【図３】 本発明の駆動信号の説明図である。
【図４】 有機ＥＬ素子の基本的構成を示す説明図で
ある。
ある。
１ 有機ＥＬ表示装置 ２ 有機ＥＬ素子 ３ 円偏光手段 ２１ 透光性基板 ２２ ＩＴＯ透明電極層 ２３ 有機ＥＬ層 ２４ 金属材料陰極層 ２５ パッシベーション膜 ２６ 封止基板 ３１ １／４波長板 ３２ 液晶表示素子 ３３、３４ ガラス基板 ３５ ＩＴＯ電極 ３６ 配向膜 ３７ 液晶層 ３８ ネマチック液晶 ３９ 二色性色素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 徹 神奈川県横浜市青葉区荏田西１−３−１ スタンレー電気株式会社技術研究所内 (72)発明者 梶川 政隆 神奈川県横浜市青葉区荏田西１−３−１ スタンレー電気株式会社技術研究所内 (72)発明者 塚田 桂 神奈川県横浜市青葉区荏田西１−３−１ スタンレー電気株式会社技術研究所内 (72)発明者 酒井 悟 神奈川県横浜市青葉区荏田西１−３−１ スタンレー電気株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB03 AB17 BB00 CA01 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 GA04 5C080 AA06 BB02 DD03 DD30 EE05 EE25 FF07 FF09 JJ01 JJ04 JJ06
Claims (3)
- 【請求項１】 反射性の金属電極を設けた有機エレク
トロルミネセンス素子を用いた有機ＥＬ表示装置におい
て、前記有機エレクトロルミネセンス素子の発光の光出
射面側には、液晶表示素子と位相差板とからなる円偏光
手段が設けられており、前記液晶表示素子は、一軸配向
処理を施した基板間に二色性色素を添加したネマチック
液晶を挟持したものであることを特徴とする有機ＥＬ表
示装置。 - 【請求項２】 前記位相差板が１／４波長板よりな
り、その偏光軸と前記液晶表示素子の一軸配向処理方向
とが略４５度となるように配設してあることを特徴とす
る請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置の
点灯方法であって、前記液晶表示素子を駆動させて液晶
層を垂直配向状態とし、該垂直配向状態に対応する箇所
の前記有機エレクトロルミネセンス素子を該垂直配向状
態となっている間に点灯させることを特徴とする有機Ｅ
Ｌ表示装置の点灯方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10286541A JP2000113988A (ja) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | 有機ｅｌ表示装置およびその点灯方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10286541A JP2000113988A (ja) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | 有機ｅｌ表示装置およびその点灯方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000113988A true JP2000113988A (ja) | 2000-04-21 |
Family
ID=17705758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10286541A Pending JP2000113988A (ja) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | 有機ｅｌ表示装置およびその点灯方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000113988A (ja) |
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1998
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