JP2002311854A

JP2002311854A - 発光表示素子および情報端末機

Info

Publication number: JP2002311854A
Application number: JP2001121825A
Authority: JP
Inventors: Sadahiro Sako; 禎裕酒匂; Kiyoshi Minoura; 潔箕浦; Masaaki Kabe; 正章加邉; Tadashi Aida; 匡志合田; Hideki Uchida; 秀樹内田; Seiichi Mitsui; 精一三ツ井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2002-10-25

Abstract

(57)【要約】【課題】外部光によるコントラストの低下を防ぎ、か
つ、高輝度の発光表示素子を提供する。【解決手段】基板１０１、発光部１０５および光反射
部１０４を有する発光表示素子において、光反射部１０
４の光反射面を基板１０１の観測者側の面に対して傾け
る。観測者の反対側からパネルに入射する強度が比較的
強い外光１０７は、封止基板１０７に吸収されるか、封
止基板１０７を通って反対側へ向かうか、または光反射
部１０４に反射されて反対側へ向かう。発光部１０５か
らの光１０８は、直接観測者へ向かう光と光反射部１０
４で反射された光からなり、明るい表示が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＰＤＰ（Ｐ
ｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ）、無機ＥＬ
（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、有機Ｅ
Ｌ、ＦＥＤ（ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎＤｉｓｐ
ｌａｙ）、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤ
ｉｏｄｅ）、ＶＦＤ（ＶａｃｕｕｍＦｌｕｏｒｅｓｃ
ｅｎｃｅＤｉｓｐｌａｙ）等の発光表示素子において、
外部光によるコントラストの低下を防ぎ、かつ、高輝度
を実現することができる発光表示素子およびそれをディ
スプレイとして搭載した情報端末機に関する。本発明
は、特に、携帯性を有し、屋外での使用も可能な有機Ｅ
Ｌに好適である。

【０００２】

【従来の技術】現在の高度情報化社会において、マン−
マシンインターフェイスとしてのディスプレイの役割は
非常に重要であり、その市場もまた年々大きく成長し続
けている。近年では、社会および市場のニーズも多岐に
わたるようになり、ディスプレイにおいても革新的な技
術が相次いで開発されている。

【０００３】誕生してから１００年以上が経過するＣＲ
Ｔ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）は、依然とし
てテレビジョンセットやＰＣ（パーソナルコンピュー
タ）のモニタとして家庭やオフィスの主流ディスプレイ
の位置にある。しかし、最近では、その他のフラットパ
ネルディスプレイも台頭してきており、中でも液晶ディ
スプレイはその薄さ、軽さおよび低消費電力等の特性を
活かして、携帯用ディスプレイとして急成長を遂げてい
る。その本発明かにも、ＰＤＰ、無機ＥＬ、有機ＥＬ、
ＦＥＤ、ＬＥＤ、ＶＦＤ等も各々固有の特徴を活かして
市場を拡大しつつある。

【０００４】その中でも、特に、有機ＥＬ表示素子は、
超薄型で自発光表示素子であり、高品位の表示が可能な
ことから、最近では爆発的に市場を拡大している携帯電
話のディスプレイをターゲットとした研究開発が活発に
行われている。現在、薄型のフルカラー表示素子として
広く普及している液晶表示素子と比較すると、広視野角
で高速応答性による視認性に優れている。一方、有機Ｅ
Ｌ表示素子は、発光輝度、発光効率、信頼性および寿命
等の課題も残されている。

【０００５】有機ＥＬ表示素子の先行技術として、Ｓｏ
ｃｉｅｔｙｆｏｒＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＤｉｓ
ｐｌａｙ ’９９Ｄｉｇｅｓｔ（ＰＰ．３７２−３７
５）に、発光ポリマーディスプレイが開示されている。
このディスプレイは、多結晶シリコンからなる薄膜トラ
ンジスタと発光ポリマーとを組み合わせることにより、
高解像度、広視野角、高コントラストおよび高速応答を
実現したフラットパネルディスプレイである。

【０００６】また、特許登録第２６９２６７１号公報
に、共振型有機薄膜ＥＬ表示素子が開示されている。こ
の素子は、多層膜からなる反射鏡等の共振器を配置する
ことにより、発光した光の取り出し効率を向上させて発
光効率の高効率化を図ったものである。

【０００７】また、特許登録第２７７３７２０号公報
に、有機薄膜ＥＬ表示素子が開示されている。この素子
は、レンズを配置することにより、発光した光の取り出
し効率を向上させて発光効率の高効率化を図ったもので
ある。

【０００８】また、特許登録第２９９１１８３号公報
に、有機ＥＬ素子が開示されている。この素子は、回折
格子やゾーンプレートを配置することにより、発光した
光の取り出し効率を向上させて発光効率の高効率化を図
ったものである。

【０００９】また、ＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＩｎｆｏ
ｒｍａｔｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ’９６Ｄｉｇｅｓｔ
（ＰＰ．１８５−１８７）に、有機ＥＬデバイスが開示
されている。このデバイスは、有機ＥＬ層を３層積層
し、高解像度を実現したものである。有機ＥＬ層を３層
積層するためには、前面側からの２層は透光性有機ＥＬ
素子とする必要があるが、金属電極を非常に薄く積層し
て非発光時の光透過率６０％〜８０％を実現している。
金属電極を非常に薄くした場合には抵抗値が大きくなる
が、金属電極の上にＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯ
ｘｉｄｅ）を積層して抵抗値を低くする技術も合わせて
開示されている。

【００１０】さらに、特開平８−３２１３８１号公報に
有機ＥＬ素子が開示されている。この曽木は、前面に円
偏光板を配置して、有機ＥＬ層を透過して金属電極で反
射される外部光を偏光板で吸収させることにより、金属
電極の鏡面反射による像の写り込みとコントラストの低
下を防止したものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図１０に、代表的な三
層型（電子輸送層と発光層と正孔輸送層からなる）有機
ＥＬ表示素子の断面図を示す。図１０（ａ）は透光性基
板２０７側へ光を出射する構成であり、図１０（ｂ）は
基板２１７の上側へ光を出射する構成である。有機ＥＬ
表示素子は、一般に、少なくとも１層の有機ＥＬ層２０
２と一対の電極２０１、２０６とから構成されており、
一方の電極２０１からは電子が注入され、他方の電極２
０６からは正孔が注入される。この注入された電子と正
孔が発光層内で再結合するときに発光が生じる。前面側
（観測者側）の電極２０６は発光を取り出すための透光
性（透明）電極であり、背面側の電極２０１は金属電極
であり、有機ＥＬ層２０２は電子輸送層２０３、発光層
２０４および正孔輸送層２０５等の複数の薄膜からなる
ことが多い。これらの複数の薄膜は、前面側の透光性
（透明）基板２０７上に順次蒸着法やスパッタリング法
等により成膜・積層されて形成される。最近では、より
安価に印刷法により成膜する技術も開示されている。

【００１２】通常、陽極（前面側の透光性電極２０６）
としてはＩＴＯ電極を、陰極（背面側の金属電極２０
１）としては光反射性のアルミニウム電極等が用いられ
る。ＩＴＯ電極の方向に発光した光２０８はそのままガ
ラス等からなる透光性基板２０７を透過し、アルミニウ
ム電極の方向に発光した光２０９はアルミニウム電極に
より一旦反射されてガラス基板２０７を透過する。この
ように光反射性の電極を用いると、その電極側に発光し
た光も利用できるため、効率が良い。

【００１３】しかしながら、一般に、有機ＥＬ層の厚さ
は薄く、電子輸送層、発光層および正孔輸送層電子輸送
層を積層したものでも２０００オングストローム以下と
非常ｈに薄いため、外部光のほとんどが有機ＥＬ層を透
過する。そして、金属電極は平坦であって鏡面となるた
め、有機ＥＬ層を通過した外光は金属電極で鏡面反射さ
れ、表示素子の外部へと出射する。従って、有機ＥＬ表
示素子が発光していない状態、すなわち黒状態において
も、観測者が外光を観測してしまい、表示のコントラス
トが著しく低下する。このため、屋外等、外部光強度が
有機ＥＬ層における発光強度よりも強い場所で使用する
場合には、視認性が大きく低下してしまう。以上のよう
に、有機ＥＬ表示素子では、外光の反射を以下に抑える
かが重要な課題となっている。

【００１４】上記外部光の影響を解決するための手法と
して、金属電極の反射率を下げる方法や、特開平８−３
２３１３８１号公報に開示されているように、偏光板お
よび４分の１波長板を有機ＥＬ素子前面に配置して外部
光の反射光を偏光板により吸収させてしまうという方法
が考えられる。しかしながら、これらの手法では、有機
ＥＬ層で発光した光を金属電極や偏光板で５０％以上吸
収することになり、発光の利用効率が低下してしまうと
いう問題がある。

【００１５】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するべくなされたものであり、外部光によるコントラ
ストの低下を防ぎ、かつ、高輝度の発光表示素子および
それを搭載した情報端末機を提供することを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の発光表示素子は、少なくとも基板、発光部および光反
射部を有する発光表示素子において、該光反射部の光反
射面が該基板の少なくとも一方の面に対して傾いている
ことを特徴とする。

【００１７】このような構造の一例として、例えば図１
（ａ）に示すようなパネルが挙げられる。このパネル上
方に位置する透光性基板１０１は、観測者１０９側の面
は平面であり、その反対側の面は断面が鋸歯状になって
いる。鋸歯の傾斜面上には、発光層１０４および光反射
層１０５が積層形成されている。ここで、光反射層１０
５は、観測者方向に反射面を向けるように、一方の傾斜
面のみに形成されていることが好ましい。このパネルの
背面は、封止基板１０３が封止剤１０２を介して透光性
基板１０１と貼り合わせられ、その内部１０６が密封状
態となっている。封止基板１０３は、光反射性を有さな
いものを用いるのが好ましく、さらに光吸収性の材料か
らなるのが好ましい。または、封止基板１０３の内面に
光吸収性の層が設けられていてもよい。発光層１０４が
有機ＥＬ層からなる場合、内部１０６は不活性ガスで充
填されているか、または真空状態であるのが好ましい。

【００１８】この構造において、実際に観測者３０６が
パネルを通して外光を視認する様子を図２および図３を
参照しながら説明する。図２において、断面形状が傾き
角α、頂角βの鋸歯形状である透光性基板３０１に外光
３０４が入射し、発光層３０２を透過した跡、背面側の
光反射層３０３で反射され、パネルの外へ出射光３０５
として出射される場合を考える。このとき、外光の入射
角φと出射角θとの関係は、基板の屈折率をｎとする
と、

【００１９】

【数１】で表される。ここで、一般的なガラスの屈折率ｎ＝１．
５として、φとθの関係を傾斜角α＝０°、１０°、２
０°および３０°の場合につい計算すると、各々図３
（ａ）〜図３（ｄ）のようになる。

【００２０】傾斜角α＝０°の場合には、正反射である
ので説明を省略する。また、傾斜角α＝１０°の場合に
は、図３（ｂ）からθ＝０°、すなわちパネルに正対し
ている観測者がパネルを通して観測する外光は、基板法
線に対してφ＝約３０°観測者側（表示画面下方向）に
傾いた方向から入射してくる光ということになる。ま
た、同様に、傾斜角α＝２０°の場合には、図３（ｃ）
からパネルに正対している観測者は基板法線に対してφ
＝約７５°観測者側（表示画面下方向）に傾いた方向か
ら入射してくる光を観測することになる。さらに、傾斜
角α＝３０°の場合には、図３（ｄ）からパネルに正対
している観測者はもはや外光を観測し得ないことにな
る。ここで、鏡面効果によるパネル周囲の景色の映り込
みを防ぐために、パネル外面に光拡散性のフィルムを配
置したり、光反射面に適度な凹凸構造を設けたりするこ
とも可能である。この場合には、出射光は図３のような
計算値を中心として、おおよそ光拡散の程度に応じた角
度幅を有するものになる。

【００２１】ここで、一般的なオフィス環境（照明５０
２は天井に複数個存在するものとする）において、観測
者５０３がパームタイプのディスプレイや携帯電話のデ
ィスプレイを観測している、図４（ａ）のような状況を
考えることにする。このように取り扱いが比較的容易な
携帯情報端末機５０１を利用する場合、使用者（観測
者）５０３はディスプレイを約４５°の角度で傾斜させ
て使用するのが一般的である。この場合、パネル表面か
ら見た周囲の輝度に関する情報は、例えば図４（ｂ）の
ように表すことができる。これは、パネル法線方向を天
頂とした半天（方位角５０４：０°〜３６０°、極角５
０５：−９０°〜９０°）の輝度に関する等高線図であ
る。５０６は観測者の影で輝度が低い部分を示し、５０
７〜５０９は天井の照明で輝度が高い部分を示してい
る。この図から分るように、パネル法線から観測者側に
３０°乃至７５°傾いた方向というのは、観測者の胸部
から腹部にかけての部分であり、その他の周囲の外光に
比べて輝度が非常に低い。このような状況は、オフィス
環境下に限らず、明るい屋外でも同様であり、場合によ
っては観測者はディスプレイを見易いように、携帯情報
端末機の角度や位置を調整することも当然のことながら
可能である。なお、周囲が暗い環境下においては、外光
の影響も低下するので、表示品位の大きな低下はもとも
と生じにくい。さらに、上記傾斜角α＝３０°の場合の
ように、パネルに正対している観測者が外光を観測し得
ない構造とすることも可能である。

【００２２】このように考えると、図１（ａ）に示した
ように、観測者の反対側からパネルに入射する比較的強
い強度を有する外光１０７は、封止基板１０３に吸収さ
れるか封止基板が透光性部材である場合には背面側へ透
過し、または光反射層１０４で反射されて背面側へ向か
うため、観測者１０９がその反射光を観測することはな
い。また、観測者１０９が観測する発光層１０５からの
光１０８は、直接観測者１０９へ向かう光と背面の光反
射層１０４によって反射された光からなるので、明るい
表示が得られる。さらに、図２の頂角βの値を小さくす
ることによって、発光層の面積を広げることができ、よ
り高輝度の表示も可能となる。なお、実際のβの値は、
画素デザインや製造プロセス技術の観点から制限され
る。

【００２３】ところで、図１（ａ）は透光性基板側に光
を出射する構造であるが、図１（ｄ）に示すように基板
の上部に光を出射する構造についても同様の効果が得ら
れる。この構造では、断面が鋸歯状の基板１２４上に光
反射層１２５および発光層１２６が順に積層され、その
上部は透光性の保護シール１２３によって大気との接触
が遮断されている。観測者１２９の反対側からパネルに
入射する比較的強い強度を有する外光１２７は基板に入
射し、観測者１２９がその反射光を観測することはな
い。また、観測者１２９が観測するは、直接観測者１２
９へ向かう光と背面の光反射層１２５によって反射され
た光からなるので、明るい表示が得られる。透光性保護
シールの代りに、透光性封止基板１３０を用いた図１
（ｅ）の構造や、透光性保護シール１３８と透光性封止
基板１３６を共に用いた図１（ｆ）の構造についても同
様な効果が得られる。

【００２４】なお、上記図４では、携帯表示端末機に搭
載した発光表示素子について考察を行ったが、図５
（ａ）に示すような壁掛けディスプレイ６０１や図５
（ｂ）に示すようなノートブック型ディスプレイに対し
ても本発明は適用可能であり、発光表示素子としては上
述したＰＤＰ、無機ＥＬ、有機ＥＬ、ＦＥＤ、ＬＥＤ、
ＶＦＤ等を用いることができる。この場合にも同様に、
観測者６０３は情報にある外部高原６０２からの光によ
る視認性の低下が抑制され、高品位の表示画像を視認す
ることが可能である。

【００２５】以上のように、本発明の請求項１に記載の
発光表示素子によれば、外部光によるコントラストの低
下を防ぎ、かつ、高輝度の表示を得ることが可能とな
る。

【００２６】本発明の請求項２に記載の発光表示素子
は、前記受記光反射面が表示画面の下方向に傾いている
ことを特徴とする。

【００２７】表示画面の下方向とは、一般に観測者がい
る方向であるため、これによって観測者がパネルを通し
て観測する外部光を大幅に低減させ、かつ、発光部から
の出射光を効率よく観測することが可能となる。

【００２８】本発明の請求項３に記載の発光表示素子
は、前記発光部が有機ＥＬ層からなることを特徴とす
る。

【００２９】有機ＥＬ表示素子は、超薄型化が可能な自
発光表示素子であり、高品位の表示が可能であることか
ら、高性能なディスプレイへの応用、特に最近では携帯
電話用ディスプレイをターゲットとした研究開発が活発
に行われており、現在、薄型でフルカラー表示が可能な
表示素子として広く普及している液晶表示素子と比較し
て、広視野角や高速応答性による視認性に優れている。
特に、図４（ａ）のように使用される発光表示素子とし
て、有機ＥＬ表示素子は非常に有望である。

【００３０】本発明の請求項４に記載の発光表示素子
は、前記基板の断面形状が鋸歯状であり、該鋸歯の少な
くとも一方向の傾斜面に前記発光部と前記光反射部が基
板側からこの順にまたは逆の順に形成されていることを
特徴とする。

【００３１】これは、上述した図１（ａ）のような構造
を表しており、基板、発光部および光反射部としては、
例えば図１０に示したような構成のものを用いることが
できる。この構成によれば、外部光によるコントラスト
の低下を防ぎ、かつ、高輝度の発光表示素子を実現する
ことが可能となる。

【００３２】本発明の請求項５に記載の発光表示素子
は、前記光反射部が前記鋸歯の一方向の傾斜面にのみ形
成されていることを特徴とする。

【００３３】上記構成によれば、例えば図１（ａ）に示
すように、外部光１０７は光反射部が設けられていない
透光性基板の斜面を通過して観測者側へ返ってこない。

【００３４】本発明の請求項６に記載の発光表示素子
は、前記発光部が一対の透光性平板基板に挟持され、そ
の背面に断面形状が鋸歯状であって、該鋸歯の少なくと
も一方向の傾斜面に前記光反射部を有する構造体が配置
されていることを特徴とする。

【００３５】これは、図１（ｂ）のような構造を表して
おり、２枚の透明基板１１０と１１３が発光層１１２を
挟んで封止剤１１１を介して貼り合わせられており。そ
の背面に断面形状が鋸歯状で、その鋸歯の一方向の傾斜
面に光反射層１１５を有する基板１１４が気体（一般的
には空気）１１６を含有した状態で配置されている。透
光性を有する有機ＥＬ素子については、上述したＳｏｃ
ｉｅｔｙＩｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ
’９６Ｄｉｇｅｓｔ（ｐｐ．１８５−１８７）にも
紹介されており、このような素子を発光層１１２として
用いることができる。この構成によれば、図１（ａ）の
場合と同様に、外部光によるコントラストの低下を防
ぎ、かつ、高輝度の発光表示素子を実現することが可能
となる。

【００３６】本発明の請求項７に記載の発光表示素子
は、前記鋸歯の凹凸ピッチが表示画素ピッチに略等しい
ことを特徴とする。

【００３７】上記構成によれば、外部光の光反射面によ
る反射を最小限に抑えて、表示品位の低下をより一層抑
制することが可能となる。

【００３８】本発明の請求項８に記載の発光表示素子
は、前記透光性基板が楔型であることを特徴とする。

【００３９】これは、図１（ｃ）のような構造を表して
おり、観測者側に配置された楔型透光性基板１１７が、
発光層１１９、光反射部１２１、不活性ガス（または真
空）１２２を挟んで封止剤１１８を介して封止基板１２
０と貼り合わせられている。封止基板１２０は平板であ
っても楔型であっても、形状に制限はないが、光吸収性
を有するものが好ましい。この構成によれば、図１
（ａ）および図１（ｂ）の場合と同様に、外部光による
コントラストの低下を防ぎ、かつ、高輝度の発光表示素
子を実現することが可能となる。

【００４０】ところで、図１（ｃ）は透光性基板側へ光
を出射する構造であるが、図１（ｇ）に示すように基板
の上部へ光を出射する構造についても同様の効果が得ら
れる。この構造では、断面が鋸歯状の基板１４４上に光
反射層１４５および発光層１４６がこの順に積層され、
その上部は透光性の保護シール１４３によって大気との
接触を遮断されている．また、透光性封止基板１４７を
用いた図１（ｈ）の構造についても同様の効果が得られ
る。

【００４１】本発明の請求項１０に記載の情報端末機
は、折畳式可動部を有するディスプレイ搭載情報端末機
において、該ディスプレイが設けられていない方の可動
部の内面が光吸収性を有し、該ディスプレイが本発明の
発光表示素子からなることを特徴とする。

【００４２】この構造としては、例えば、図６（ａ）〜
図６（ｃ）に示すようなディスプレイ搭載情報端末機が
挙げられる。図６（ａ）では、ディスプレイ７０２を有
する筐体７０１（ここでは入力部７０３も同一の筐体に
設けられているものとする）は、内面が光吸収性を有す
る可動部７０４（ここでは入力部の保護カバーのような
機能も兼ねているものとする）と下部で接合している。
観測者７０６はディスプレイ内部の下方に傾斜した光反
射板によって、光路７０５のようにディスプレイを通し
て可動部７０４の光吸収性を有する内面を視認すること
になる。

【００４３】また、図６（ｂ）では、ディスプレイ７０
２を有する筐体７０１（ここでは入力部７０３も同一の
筐体に設けられているものとする）は、内面が光吸収性
を有する可動部７０４（ここでは入力部の保護カバーの
ような機能も兼ねているものとする）と上部で接合して
いる。観測者７０６はディスプレイ内部の上方に傾斜し
た光反射板によって、光路７０５のようにディスプレイ
を通して可動部７０４の光吸収性を有する内面を視認す
ることになる。

【００４４】さらに、図６（ｃ）では、ディスプレイ７
０７と内面が光吸収性を有する入力部７０８が分離して
設けられ、観測者７０６はディスプレイ内部の下方に傾
斜した光反射板によって、光路７０５のようにディスプ
レイを通して入力部７０８の光吸収性を有する内面を視
認することになる。

【００４５】以上のように、折畳式可動部の内面を利用
することにより、外部光によるコントラストの低下を防
ぎ、かつ、高輝度の発光表示素子を実現することが可能
となる。いずれも、観測者が情報端末機を使用する環境
に応じて本体や可動部を動かして、最も視認性が良い位
置や角度に調整することも可能である。

【００４６】本発明の請求項１１に記載の情報端末機
は、観測者が非表示時の前記ディスプレイを通して前記
光吸収性を有する可動部の内面を視認可能なように、デ
ィスプレイが設けられていない方の可動部とディスプレ
イが設けられている方の可動部とが観測者に対して配置
されることを特徴とする。

【００４７】上記構成によれば、観測者が情報端末機を
使用する環境に応じて可動部や視線方向を調整して、良
好な黒状態を視認することが可能となる。

【００４８】本発明の請求項１２に記載の情報端末機
は、フリップ型携帯電話として構成されていることを特
徴とする。

【００４９】この構造としては、図７（ｃ）のような情
報端末機が挙げられる。この構造は、一般に携帯電話に
おいてフリップ型と称されて広く使用されているもので
ある。なお、本発明は、従来のノートブック型パーソナ
ルコンピュータやメール用端末機の構成とすることも可
能であり、広い用途に適用可能である。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００５１】（実施形態１）本実施形態では、図１
（ａ）に示すような発光表示素子を作製した。ここで
は、図２における傾斜角α＝２０°、頂角β＝１２０°
として鋸歯状の傾斜構造を設計した。

【００５２】図７に図１（ａ）の傾斜構造部分を拡大し
た図を示す。鋸歯状の傾斜構造を有する透光性基板８０
１としては、ガラス、アクリル、高分子樹脂等の一般的
な透光性材料を用いることが可能である。さらに、透光
性を有する平板基板上に傾斜構造を他の材料により形成
したものであってもよい。傾斜構造は、ＥＢ（電子ビー
ム）、描画、光造形や金型などによって作製することが
できる。その上に、ＩＴＯなどの透光性材料からなる電
極８０２を傾斜のなす溝と垂直な方向にストライプ状に
形成した。

【００５３】発光層８０３としては、有機ＥＬ層を用
い、ここでは透光性電極８０２側から正孔輸送層ＴＰＤ
（トリフェニルアミン誘導体）、発光層Ａｌｑ₃（アル
ミニウム醋体）と積層されたものであろ、その上にＡｌ
−Ｌｉ（アルミニウム−リチウム）合金が光反射層８０
４として傾斜のなす溝方向（透光性電極８０２とは垂直
方向）に、面積の広い方の一方の斜面にのみストライプ
状に形成されており、この鋸歯の凹凸ピッチは画素ピッ
チに対応している。なお、この光反射層８０４は、背面
側の電極としても兼用される。その背面には、光吸収性
の黒色樹脂８０５を内面に塗布して形成した光吸収部８
０５を有するガラスからなる封止基板８０６が配置され
ている。また、基板内部（封止基板８０６と透光性基板
８０１の間）には窒素ガスが充填されており、その他に
乾燥剤も封入されている。この乾燥剤は、一般に、パネ
ルに存在する中空部分に配置される。例えば、図１
（ａ）の構造では１０６の部分であり、封止基板内部１
０３に付着させる。また、図１（ｄ）の構造では、透光
性保護シール１２３が乾燥剤の役目を兼用することがで
きる。

【００５４】有機ＥＬ層の材料としては、上記材料に限
らず、種々のものがある。例えば発光材料として使用可
能な有機化合物としては、特に限定されるものではない
が、ベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、ベン
ゾオキサゾール系等の蛍光増白剤、金属キレート化オキ
シノイド化合物およびスチリルベンゼン系化合物等を挙
げることができる。

【００５５】上記発光材料を用いた発光層は、例えば蒸
着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法および印刷
法等の公知の方法により薄膜を形成して作製することが
できるが、特に、分子堆積膜であるのがより好ましい。
ここで、分子堆積膜とは、これらの化合物の気相状態か
ら沈着されて形成された薄膜やこれらの化合物の溶液状
態または液相状態から固体化されて形成された膜のこと
である。通常、この分子堆積膜は、ＬＢ法により形成さ
れた薄膜（分子累積膜）とは凝集構造の相違や高次構造
の相違、およびそれに起因する機能的な相違により区別
することができる。また、発光層は、樹脂等の結着剤と
化合物とを溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピン
コート法等により薄膜化して形成してもよい。このよう
にして形成された発光層の膜厚については、特に制限さ
れないが、通常５ｎｍ〜５μｍの範囲であるのが好まし
い。

【００５６】なお、本実施形態では、発光表示素子の駆
動はパッシブマトリックス方式とし、表示は単色とし
た。さらに、各傾斜構造のライン毎に赤、緑、青三色の
発光層を別々に配置することによって、フルカラー表示
を行うことも可能である。

【００５７】次に、実際に屋外、オフィス、暗室の３箇
所において、本実施形態で作製した発光表示素子（表示
パネル）と、外光防止対策を施していない通常の有機Ｅ
Ｌディスプレイおよび表面に円偏光板を配置して外光防
止対策を施した有機ＥＬディスプレイとを比較観察し
た。その結果をまとめたものを、下記表１に示す。

【００５８】

【表１】この表１から分かるように、本実施形態の表示パネル
は、特にオフィス環境下において、他の２つのものに比
べて高輝度および高コントラストが同時に実現されてい
ることを確認することができた。屋外においては、通常
のものと比べると視認性が向上しているが、多方向から
の強い外光によって完全な黒状態を実現することはでき
ていなかった。但し、光源（太陽）を背にして表示パネ
ルを観測した場合には、まずまずの視認性を確認するこ
とができた。さらに、観測者が黒っぽい色の上着を着た
場合や、図７に示したように反射面の傾いた方向に光吸
収板（例えばクロム等の黒色金属や黒色樹脂、または黒
色樹脂を含有する有機膜等）を配置した場合には、さら
に良好な表示品位を確認することができた。

【００５９】（実施形態２）本実施形態では、図１
（ｂ）に示すような発光表示素子を作製した。ここで
は、傾斜角＝３０°、頂角＝６０°として鋸歯状の傾斜
構造を設計した。

【００６０】本実施形態では、傾斜構造上に直接有機Ｅ
Ｌ層を形成する必要はないので、傾斜角度をほぼ自由に
設定することが可能となる。なお、反射層としては、ア
ルミニウムを用いており、傾斜基板に対して斜めからア
ルミニウムを真空蒸着することによって傾斜面にのみア
ルミニウム層を形成している。

【００６１】発光層としての有機ＥＬ層の材料や構造は
実施形態１と同様のものを用いることができるが、背面
側の金属電極としては、透光性を有するほど非常に薄い
（例えば３０ｎｍ〜５０ｎｍ程度）アルミニウム電極を
形成している。その薄さのためにアルミニウム電極の抵
抗が高くなる場合には、アルミニウム電極の上にさらに
ＩＴＯ膜等の透光性電極を配置してもよい。また、後述
するように、本実施形態ではＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌ
ｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）によるアクティブマトリッ
クス駆動方式を採用しているので、この背面側電極は一
面べたパターンで形成されている。

【００６２】図１（ｂ）の透光性基板１１３は、視差の
問題があるため、なるべく薄い基板（例えばガラスやプ
ラスティックからなる５０μｍ〜５００μｍ程度の基
板）を用いるのが好ましい。また、本実施形態では、上
方のガラス等からなる透光性基板１１０にＴＦＴを形成
してアクティブマトリックス駆動方式により駆動を行っ
ている。アクティブマトリックス方式の表示素子は、素
子構造が複雑で高コストであるという点でパッシブマト
リックス方式に比べて不利であるが、高輝度化および高
精細化が可能であるという点で優れている。

【００６３】図８（ａ）に、トランジスタを用いた基本
的な有機ＥＬ駆動回路の一例を示す。有機ＥＬディスプ
レイは、有機ＥＬ素子に電流を流すために電流駆動型の
画素回路となり、階調電圧９０２が電流駆動用ＴＦＴ９
０１に印加されることによって、有機ＥＬ９０３に流れ
る電流量が制御される。実際のアクティブマトリックス
駆動方式の有機ＥＬディスプレイにおける画素の回路構
成は図８（ｂ）に示すようなものである。基本的な原理
は図８（ａ）と同様であり、有機ＥＬ９０９は駆動用Ｔ
ＦＴ９１０を通して電源ライン９０５から電流を共有さ
れる。駆動用ＴＦＴ９１０は、信号保持キャパシタ９１
２に保持された電圧によって制御され、その電圧信号は
操作時に制御用ＴＦＴ９１１を通して信号ライン９０４
から書き込まれる。

【００６４】ＴＦＴには、一般に低温プロセスで作製し
たｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）が用いられる。低温ｐ−Ｓ
ｉＴＦＴは、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）Ｔ
ＦＴに比べて電界移動度が高く、有機ＥＬを充分に駆動
することが可能であるため、パネルの高精細化および大
型化が可能である。また、低温ｐ−ＳｉＴＦＴ技術を
用いることにより、図９に示すように、画素１００４を
駆動するための水平駆動回路１００１および垂直駆動回
路１００２を上記ＴＦＴと同じプロセスにより作製し
て、これらの駆動回路を内蔵したパネルを作製すること
が可能である。ここで、液晶ディスプレイと異なる点
は、各画素の有機ＥＬを電流駆動するための電源ライン
（駆動回路１００３に接続されている配線）がデータラ
インと平行に配置されていることである。

【００６５】次に、実際に屋外、オフィス、暗室の３箇
所において、本実施形態で作製した発光表示素子（表示
パネル）と、外光防止対策を施していない通常の有機Ｅ
Ｌディスプレイおよび表面に円偏光板を配置して外光防
止対策を施した有機ＥＬディスプレイとを比較観察した
ところ、上記実施形態１と同様の結果が得られた。

【００６６】（実施形態３）本実施形態では、図１
（ｃ）に示すような発光表示素子を作製した。ここで
は、傾斜角＝２０°とした楔型の透光性ガラス基板を用
いた。

【００６７】本実施形態では、楔型基板を用いるだけで
あるので、通常の有機ＥＬ素子と同様の材料および作製
方法を用いることが可能である。本実施形態では、上記
実施形態１と同様の材料を用いて、上下電極をストライ
プ構造としたパッシブマトリックス方式を適用してい
る。また、背面側の基板には光吸収性の樹脂を内面に塗
布したガラス基板を用いている。

【００６８】次に、実際に屋外、オフィス、暗室の３箇
所において、本実施形態で作製した発光表示素子（表示
パネル）と、外光防止対策を施していない通常の有機Ｅ
Ｌディスプレイおよび表面に円偏光板を配置して外光防
止対策を施した有機ＥＬディスプレイとを比較観察した
ところ、上記実施形態１および実施形態２と同様の結果
が得られた。

【００６９】なお、実施形態１および実施形態３ではパ
ッシブマトリックス方式、実施形態２ではアクティブマ
トリックス方式を適用したが、これに限定されるもので
はない。また、実施形態１〜実施形態３を比較すると、
画面の見易さの点で実施形態１が最も良好であった。実
施形態２では、表示画像が少しぼやけたような感じであ
った。この原因としては、視差または傾斜構造と画素が
ずれたことが考えられる。実施形態３では表示画像自体
には問題は無かったが、観測者から見て手前と奥（図で
は上下）でガラスの厚さが異なるため、やや違和感が感
じられた。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
少なくとも透光性基板、発光部および光反射部がこの順
に配置された発光表示素子において、外部光によるコン
トラストの低下を防ぎ、かつ、高輝度な発光表示素子を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｈ）は本発明に係る発光表示素子の
一例を示す断面図である。

【図２】傾斜面上に光反射層を形成した場合の外光の光
路を説明するための模式図である。

【図３】（ａ）は図２においてα＝０°とした場合の入
射角と出射角との関係を表わす図であり、（ｂ）は図２
においてα＝１０°とした場合の入射角と出射角との関
係を表わす図であり、（ｃ）は図２においてα＝２０°
とした場合の入射角と出射角との関係を表わす図であ
り、（ｄ）は図２においてα＝３０°とした場合の入射
角と出射角との関係を表わす図である。

【図４】（ａ）は携帯情報端末機の使用状態を示す模式
図であり、（ｂ）は一般的なオフィス環境において表示
パネルを４５°傾けた場合にパネル表面が受光する光の
輝度を表す等高線図である。

【図５】（ａ）は壁掛けディスプレイの使用状態を示す
模式図であり、（ｂ）はノートブック型ディスプレイの
使用状態を示す模式図である。

【図６】（ａ）は光吸収性の折り畳み可動部をディスプ
レイ下部に有する携帯情報端末機の一例を示す図であ
り、（ｂ）は光吸収性の折り畳み可動部をディスプレイ
上部に有する携帯情報端末機の一例を示す図であり、
（ｃ）は光吸収性の入力部を有するフリップ型携帯情報
端末機の一例を示す図である。

【図７】実施形態１の発光表示素子の構成を説明するた
めの斜視図である。

【図８】（ａ）はトランジスタを用いた基本的な有機Ｅ
Ｌ駆動回路の一例を示す図であり、（ｂ）はアクティブ
マトリックス方式の有機ＥＬディスプレイにおける画素
構成を示す図である。

【図９】低温ｐ−ＳｉＴＦＴを用いたアクティブマト
リックス方式の有機ＥＬ用ＴＦＴ基板の構成を示す図で
ある。

【図１０】（ａ）は透光性基板側へ光を出射する代表的
な三層型有機ＥＬ表示素子の構成を示す断面図であり、
（ｂ）は基板の上部へ光を出射する代表的な三層型有機
ＥＬ表示素子の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１０１断面が鋸歯状の透光性基板１０２封止剤１０３封止基板１０４光反射部（光反射層）１０５発光部（発光層）１０６不活性ガスまたは真空（内部）１０７外光１０８発光層からの光１０９観測者１１０透光性基板（前面側）１１１封止剤１１２発光部（発光層）１１３透光性基板（背面側）１１４断面が鋸歯状の基板１１５光反射部（光反射層）１１６空気（内部）１１７楔型の透光性基板１１８封止剤１１９発光部（発光層）１２０封止基板１２１光反射部（光反射層）１２２不活性ガスまたは真空（内部）１２３透光性保護シール１２４断面が鋸歯状の基板１２５光反射部（光反射層）１２６発光部（発光層）１２７外光１２８発光層からの光１２９観測射１３０透光性封止基板１３１封止剤１３２断面が鋸歯状の基板１３３光反射部（光反射層）１３４発光部（発光層）１３５不活性ガスまたは真空（内部）１３６透光性封止基板１３７封止剤１３８透光性保護シール１３９断面が鋸歯状の基板１４０光反射部（光反射層）１４１発光部（発光層）１４２不活性ガスまたは真空（内部）１４３透光性封止基板１４４楔型の基板１４５光反射部（光反射層）１４６発光部（発光層）１４７楔型の透光性基板１４８封止剤１４９透光性保護シール１５０楔型の基板１５１光反射部（光反射層）１５２発光部（発光層）１５３不活性ガスまたは真空（内部）２０１背面側の金属電極２０２有機ＥＬ層２０３電子輸送層２０４発光層２０５正孔輸送層２０６前面側の透光性電極２０７透光性基板（ガラス基板）２０８発光層からの直接光２０９金属電極で反射された光２１０透光性保護シール２１１前面側の透光性電極２１２有機ＥＬ層２１３正孔輸送層２１４発光層２１５電子輸送層２１６背面側の金属電極２１７基板２１８発光層からの直接光２１９金属電極で反射された光３０１透光性基板３０２発光層３０３光反射層３０４外光３０５出射光３０６観測者５０１携帯情報端末機５０２照明５０３観測者５０４方位角５０５極角５０６観測者の影５０７〜５０９照明６０１壁掛けディスプレイ６０２照明６０３観測者６０４ノートブック型ディスプレイ７０１筺体７０２ディスプレイ７０３入力部７０４内面が光吸収性を有する可動部７０５視線の光路７０６観測者７０７ディスプレイ７０８入力部８０１透光性基板８０２透光性電極８０３発光層８０４光反射層（金属電極）８０５光吸収部（黒色樹脂）８０６封止基板９０１電流駆動用ＴＦＴ９０２階調電圧９０３有機ＥＬ９０４信号ライン９０５電源ライン９０６キャパシタライン９０７走査ライン９０８カソード電極９０９有機ＥＬ９１０駆動用ＴＦＴ９１１制御用ＴＦＴ９１２信号保持キャパシタ１００１水平駆動回路１００２垂直駆動回路１００３有機ＥＬ駆動用の駆動回路１００４画素

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ 33/24 33/24 (72)発明者加邉正章大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者合田匡志大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者内田秀樹大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者三ツ井精一大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB17 BA06 BB01 BB04 CA01 CB01 CC01 DA01 DB03 EB00 5C094 AA01 AA06 AA11 AA48 BA03 BA21 BA27 CA19 DA12 DA13 DB04 EA04 EA05 EA06 EB02 EB04 ED11 FA01 FA02 FB01 HA01 HA02 HA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも基板、発光部および光反射部
を有する発光表示素子において、該光反射部の光反射面が該基板の少なくとも一方の面に
対して傾いていることを特徴とする発光表示素子。
【請求項２】前記光反射面が表示画面の下方向に傾い
ていることを特徴とする請求項１に記載の発光表示素
子。
【請求項３】前記発光部が有機ＥＬ層からなることを
特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光表示素
子。
【請求項４】前記基板の断面形状が鋸歯状であり、該
鋸歯の少なくとも一方向の傾斜面に前記発光部と前記光
反射部が基板側からこの順にまたは逆の順に形成されて
いることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか
に記載の発光表示素子。
【請求項５】前記光反射部が前記鋸歯の一方向の傾斜
面にのみ形成されていることを特徴とする請求項４に記
載の発光表示素子。
【請求項６】前記発光部が一対の透光性平板基板に挟
持され、その背面に断面形状が鋸歯状であって、該鋸歯
の少なくとも一方向の傾斜面に前記光反射部を有する構
造体が配置されていることを特徴とする請求項１乃至請
求項３のいずれかに記載の発光表示素子。
【請求項７】前記鋸歯の凹凸ピッチが表示画素ピッチ
に略等しいことを特徴とする請求項４乃至請求項６のい
ずれかに記載の発光表示素子。
【請求項８】前記基板が楔型であることを特徴とする
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発光表示素
子。
【請求項９】折畳式可動部を有するディスプレイ搭載
情報端末機において、該ディスプレイが設けられていない方の可動部の内面が
光吸収性を有し、該ディスプレイが請求項１乃至請求項
８のいずれかに記載の発光表示素子からなることを特徴
とする情報端末機。
【請求項１０】観測者が非表示時の前記ディスプレイ
を通して前記光吸収性を有する可動部の内面を視認可能
なように、ディスプレイが設けられていない方の可動部
とディスプレイが設けられている方の可動部とが観測者
に対して配置されることを特徴とする請求項９に記載の
情報端末機。
【請求項１１】フリップ型携帯電話として構成されて
いることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載
の情報端末機。