JP2003243152A

JP2003243152A - Ｅｌ表示装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP2003243152A
Application number: JP2002039497A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Okuya; 聡奥谷; Hiroshi Tsutsu; 博司筒
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2002-02-18
Publication date: 2003-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明はエレクトロルミネッセンス表示装置
及びその製造方法に関するものであり、屋外や照明下に
おいてエレクトロルミネッセンス素子内の鏡面反射によ
る像の映り込みや視認性の低下を改善し優れた表示特性
を示すと共に、長寿命で発光利用効率の高いエレクトロ
ルミネッセンス表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明では上記課題を解決するために、
基板表面に凹部又は凸部の少なくとも一部が所定の規則
に従って配置され、任意の直線状断面における凹凸形状
が不規則となる凹凸を形成し、その上にＥＬ素子を形成
したＥＬ表示装置を作製した。また、凹凸表面と基板表
面が成す傾斜角の凹凸面内での分布を最適化した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロルミネ
ッセンス表示装置および、その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機エレクトロルミネッセンス素子（以
下、ＥＬ素子という）を含むＥＬ表示装置は視野角、応
答速度に優れ、薄型軽量な自発光型の表示装置として注
目されている。一般にＥＬ素子は、一方にエレクトロル
ミネッセンスを取り出すための透明電極、他方に金属電
極があり、その間に有機発光層を有する構成となってい
る。また、金属電極は光の取り出し面と反対の方向に発
光したエレクトロルミネッセンスを光取り出し面に反射
させる作用を有し、エレクトロルミネッセンスの利用効
率を高める効果がある。有機発光層は、正孔輸送層（Ｈ
ＴＬ）、発光層（ＥＭＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）など
の複数の薄膜からなることが多い。また、電極と有機発
光層との間に誘電体層を持つ場合もある。いずれにして
も、ＥＬ素子は複数の薄膜の積層体であり、その作成方
法は、絶縁性を有する透明基板上に透明電極、有機発光
層、金属電極を順次、蒸着法やスパッタ法で成膜、積層
するものである。

【０００３】エレクトロルミネッセンスを取り出すため
の透明電極としてはＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯ
ｘｉｄｅ）を用いることが多いが、成膜時に加熱する必
要がある。ＥＬ層は有機物であり、各層の界面が重要で
あるために熱劣化や融解を避けなければならない。一
方、金属電極、たとえばアルミニウムは、基板の加熱を
抑えて成膜することができる。そのため、透明基板上に
まず透明電極を設け、その上に有機発光層、金属電極を
成膜することが通常行われている。

【０００４】有機発光層の厚さは、積層したものでも２
００ｎｍ以下と非常に薄い。そのため、外部からの光は
有機発光層を容易に透過する。有機発光層、金属電極の
積層は平坦な基板上になされるため、金属電極も平坦で
あり鏡面となることから、有機発光層を透過した外光
は、金属電極で反射される。したがって、ＥＬ表示装置
は鏡のように像の映り込みや金属電極で反射された外光
が情報表示面表示に戻り、視認性を著しく損なうという
問題を有する。

【０００５】金属電極での反射による像の写りこみや視
認性の低下を解決しようとして、いくつかの方法が考え
られている。一つは、散乱板のような反射防止膜をＥＬ
表示装置前面に設けて、ＥＬ表示装置への外光の入射お
よび、結像を抑止する方法である。しかし、散乱板の存
在により、エレクトロルミネッセンスも散乱させられる
ため、表示ボケを引き起こしてしまう。また、偏光板と
波長板をＥＬ表示装置前面に設け、外光をＥＬ表示装置
内に閉じ込めてしまう方法がある。しかし、偏光板を透
過したエレクトロルミネッセンスの強度は半分以下にな
り、エレクトロルミネッセンスの利用効率が低下すると
ともに、偏光板や波長板の視野角特性が問題となる。ま
た、金属電極を低反射率の材料に変更する方法がある。
しかしながら、この構成では金属電極で反射したエレク
トロルミネッセンスも抑制されるため、エレクトロルミ
ネッセンスの利用効率が低下する問題がある。その他、
有機発光層を挟む二つの電極がともに透明電極で、ＥＬ
表示装置の背面に拡散反射板を設ける方法がある。この
場合は、発光部と反射板との距離があるために視差の問
題が生じ、色にじみが発生する問題がある。いずれの方
法も、像の映り込みや視認性の低下を解決する最善の方
法とはいえない。

【０００６】ＥＬ表示装置内での外光の反射による視認
性の低下や像の写りこみをなくすと共に、エレクトロル
ミネッセンスを効率よく表示面へ取り出すためには、背
面へのエレクトロルミネッセンスを金属電極で反射さ
せ、表示面側に取り出さなければならない。そのために
は、金属電極の表面に微細な凹凸を多数形成し、その凹
凸によって光を散乱させると良い。このとき、エレクト
ロルミネッセンスは放射する電極表面での凹凸によって
外光が散乱し、像の映り込みが抑制される。ただし、凹
凸が形成された場合、光が反射されるときに回折現象が
起こり、特に凹凸が均等な間隔で繰り返し配置されてい
る場合には、凹凸で回折した光が互いに干渉し合い、特
定の方向に強い光が反射したり、特定の波長の光が干渉
して強め合い、色づいて見えることがある。そのため、
金属電極表面の凹凸は位置的にランダムに配置すること
で、回折光の干渉を抑制することができる。このような
構造を備えたＥＬ素子は、特開２０００−４０５８４号
公報に示されている。この例では、ドット状の凹凸が不
規則に配置されている。具体的にはドット径及び凹凸の
高さが明らかにされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来は凹凸のドット径
及び凹凸の高さについてのみ言及されており、凹凸配置
について具体的な設計方法が明らかにされていないた
め、凹凸配置の最適化が困難な上、ＥＬ表示装置の表示
サイズ変更や、画素構成を有するＥＬ表示装置において
画素配置等の変更による設計時に所望の散乱特性を得る
ための凹凸配置を再現することは実質上不可能であっ
た。また、金属電極での外光の反射による視認性の低下
や像の写りこみを改善するためには凹凸部の形状を最適
化しなければならない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、本発明の請求項１記載のＥＬ表示装置は
ＥＬ素子を形成する基板表面に凹部又は凸部の少なくと
も一部が所定の規則に従って配置され、任意の直線状断
面における凹凸形状が不規則となる凹凸を形成した。か
かる構成にすると、外光によるＥＬ表示装置の視認性の
低下や像の映り込みを改善できるだけでなく、前記凹凸
形状の配置が不規則であるのでＥＬ表示装置内で反射し
た外光の回折光の干渉を解消することができ、かつ凹凸
形状の配置が規則性を有するので、設計時に再現可能な
散乱特性を得ることができる。また、かかる構成にする
と、発光する表面積が大きくなり、長寿命のＥＬ表示装
置を得ることができる。また、かかる構成にすると、エ
レクトロルミネッセンスのＥＬ素子内での干渉も抑制す
ることが出来、視野角に対するＥＬ表示装置内での干渉
による色の変化を低減することができる。

【０００９】本発明の請求項２記載のＥＬ表示装置はＥ
Ｌ素子を形成する基板表面に凹部又は凸部の少なくとも
一部が所定の規則に従って配置され、任意の互いに平行
な直線状断面における凹凸形状に互いに同じ規則性が現
れない凹凸を形成した。かかる構成にすると、外光によ
るＥＬ表示装置の視認性の低下や像の映り込みを改善で
きるだけでなく、前記凹凸形状の配置が不規則であるの
でＥＬ表示装置内で反射した外光の回折光の干渉を解消
することができ、かつ凹凸形状の配置が規則性を有する
ので、設計時に再現可能な散乱特性を得ることができ
る。また、かかる構成にすると、発光する表面積が大き
くなり、長寿命のＥＬ表示装置を得ることができる。ま
た、かかる構成にすると、エレクトロルミネッセンスの
ＥＬ素子内での干渉も抑制することが出来、視野角に対
するＥＬ表示装置内での干渉による色の変化を低減する
ことができる。

【００１０】この場合、上記凹凸形状の凹部又は凸部の
少なくとも一部が略らせん状に配置されてなるものとし
てもよい（請求項３）。かかる構成とすると、任意の互
いに平行な直線状断面における凹凸形状に互いに同じ規
則性が現れない配置を容易に提供できる。

【００１１】この場合、上記らせんの中心からの距離の
順に凹部又は凸部に番号ｎを付与したとき、ｎ番目とｎ
＋１番目との間の中心角が１３７．５度の倍数である凹
部又は凸部を含むものとしてもよい（請求項４）。かか
る構成とすると、隣接する凹部又は凸部同士の距離をほ
ぼ等しくすることができ、均一な散乱特性を持つＥＬ表
示装置ができる。

【００１２】また、上記らせんの中心からの距離の順に
凹部又は凸部に番号ｎを付与したとき、らせんの中心か
ら凹部又は凸部までの距離がｎの平方根に比例する凹部
又は凸部を含むものとしてもよい（請求項５）。かかる
構成としても、隣接する凹部又は凸部同士の距離をほぼ
等しくすることができ、外光によるＥＬ表示装置の視認
性の低下や像の映り込みを改善できるだけでなく、前記
凹凸形状の配置が不規則であるのでＥＬ表示装置内で反
射した外光の回折光の干渉を解消することができ、かつ
凹凸形状の配置が規則性を有するので、設計時に再現可
能な散乱特性を得ることができる。また、かかる構成に
すると、発光する表面積が大きくなり、長寿命のＥＬ表
示装置を得ることができる。また、かかる構成にする
と、エレクトロルミネッセンスのＥＬ素子内での干渉も
抑制することが出来、視野角に対するＥＬ表示装置内で
の干渉による色の変化を低減することができる。

【００１３】また、上記の場合、上記凹凸形状の凹部又
は凸部の少なくとも一部が略同心円状に規則的に配置さ
れてなるものとしてもよく（請求項６）、また、上記凹
凸形状の凹部又は凸部の少なくとも一部が略放射状に配
置されてなるものとしてもよく（請求項７）、さらに、
上記凹凸形状の凹部又は凸部の少なくとも一部が略らせ
ん状又は略楕円放射状に配置されてなるものとしてもよ
い（請求項８）。これにより、外光によるＥＬ表示装置
の視認性の低下や像の映り込みを改善できるだけでな
く、前記凹凸形状の配置が不規則であるのでＥＬ表示装
置内で反射した外光の回折光の干渉を解消することがで
き、かつ凹凸形状の配置が規則性を有するので、設計時
に再現可能な散乱特性を得ることができる。また、かか
る構成にすると、発光する表面積が大きくなり、長寿命
のＥＬ表示装置を得ることができる。また、かかる構成
にすると、エレクトロルミネッセンスのＥＬ素子内での
干渉も抑制することが出来、視野角に対するＥＬ表示装
置内での干渉による色の変化を低減することができる。

【００１４】また、上記凹凸形状の凹部又は凸部の少な
くとも一部が、任意の平面座標上でｎを自然数とし上記
座標の原点からの半径をｎの平方根、位相角を１３７．
５度のｎ倍として得られた上記平面座標上の複数の点と
相似な位置関係を有するよう配置されてなるものとして
もよい（請求項９）。かかる構成とすると、各凹部又は
凸部が面内に占める面積をほぼ同じにすることができ、
隣接する凹部又は凸部の間の距離がほぼ一定に揃った規
則的な配置を実現することができる。

【００１５】また、全ての上記凹部又は凸部のうちの５
割以上のものが、上記所定の規則に従って配置されたも
のとしてもよい（請求項１０）。かかる構成とすると、
凹凸形状の配置を設計を容易に行うことができる。

【００１６】また、上記凹凸形状の凹部又は凸部の配置
が、マトリクス状に繰り返し配置されてなるものとして
もよい（請求項１１）。

【００１７】本発明の請求項１２記載のＥＬ表示装置の
製造方法は絶縁性を有する基板上に凹凸形状を形成する
工程と、ＥＬ素子を形成する工程を少なくとも含むＥＬ
表示装置の製造方法であって、前記凹凸形状の凹部また
は凸部の少なくとも一部が、所定の規則に従って配置さ
れた遮光領域または透過領域を含むフォトマスクを用い
たマスク露光及び現像を含む工程を経て形成する。かか
る構成とすると、良好な散乱特性を有するＥＬ表示装置
を容易に、かつ再現性よく製造することができる。ま
た、かかる構成にすると、発光する表面積が大きくな
り、長寿命のＥＬ表示装置を得ることができる。また、
かかる構成にすると、エレクトロルミネッセンスのＥＬ
素子内での干渉も抑制することが出来、視野角に対する
ＥＬ表示装置内での干渉による色の変化を低減すること
ができる。

【００１８】本発明の請求項１３記載のＥＬ表示装置は
ＥＬ素子を形成する基板表面に凹部又は凸部の少なくと
も一部が所定の規則に従って配置され、任意の直線状断
面における凹凸形状が不規則となるドット状の凹凸を形
成した。かかる構成にすると、外光によるＥＬ表示装置
の視認性の低下や像の映り込みを改善できるだけでな
く、前記凹凸形状の配置が不規則であるのでＥＬ表示装
置内で反射した外光の回折光の干渉を解消することがで
き、かつ凹凸形状の配置が規則性を有するので、設計時
に再現可能な散乱特性を得ることができる。また、かか
る構成にすると、発光する表面積が大きくなり、長寿命
のＥＬ表示装置を得ることができる。また、かかる構成
にすると、エレクトロルミネッセンスのＥＬ素子内での
干渉も抑制することが出来、視野角に対するＥＬ表示装
置内での干渉による色の変化を低減することができる。

【００１９】また、上記凹凸の表面と基板表面が成す最
大傾斜角が０．５度以上７０度以下で、上記凹凸面にお
ける傾斜角の分布が連続的な分布を有する凹凸を形成し
た。かかる構成とすると、優れた散乱特性を実現できる
（請求項１４）。また、かかる構成にすると、発光する
表面積が大きくなり、長寿命のＥＬ表示装置を得ること
ができる。また、かかる構成にすると、エレクトロルミ
ネッセンスのＥＬ素子内での干渉も抑制することが出
来、視野角に対するＥＬ表示装置内での干渉による色の
変化を低減することができる。

【００２０】また、上記凹凸の表面と基板表面が成す傾
斜角の凹凸面内分布のピークが５度以上３０度以下であ
る凹凸を形成した。かかる構成とすると、優れた散乱特
性を実現できる（請求項１５）。また、かかる構成にす
ると、発光する表面積が大きくなり、長寿命のＥＬ表示
装置を得ることができる。また、かかる構成にすると、
エレクトロルミネッセンスのＥＬ素子内での干渉も抑制
することが出来、視野角に対するＥＬ表示装置内での干
渉による色の変化を低減することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図１から図７を用いて説明する。

【００２２】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１に係る構成を示す断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ
線に対応する平面図である。

【００２３】図１に示すように、ＥＬ表示装置１０１は
平坦な基板１上に凹凸層２が形成され、該凹凸層２上に
透明電極５、有機発光層６、金属電極３が順次形成さ
れ、最後に封止カバー７により全体を密封した構成とな
っている。

【００２４】基板１上に２．０μｍの厚みでポジ型感光
性材料からなる感光性材料を塗布し、その後、凹部を形
成すべき箇所に透光領域、それ以外の部分に遮光領域が
それぞれ形成されたフォトマスクによりマスク露光を実
施し、それにより感光性材料の透過領域に対応する部分
を感光させる。次いで、このマスク露光された基板１に
現像を施し、それにより感光性材料の感光部分に開口を
形成する。次いで、この開口が形成された基板１を、硬
化前における感光性材料のガラス転移温度で加熱処理
し、それにより感光性材料をメルトフローさせて表面を
丸めるとともに上記開口を塞いで、基板表面に凹凸を有
する凹凸層２を形成する。ここで、メルトフローとは、
加熱で膜が軟化することにより、膜の表面の角が丸まっ
たり膜が基板上を流動する等、形状変化を起こす性質又
は現象を指す。次いで、この凹凸層２が形成された基板
１を、感光性材料の硬化温度で焼成して、該凹凸層２を
硬化させる。透明電極５および有機発光層６の厚さはそ
れぞれ２００ｎｍ、１５０ｎｍと薄いため、金属電極３
が凹凸層２の表面の凹凸形状に従った凹凸形状を有する
ものとなっている。金属電極３は、反射率の高い金属膜
で構成され、ここでは、厚み０．２μｍのアルミニウム
膜で構成されている。なお、金属電極３は、アルミニウ
ムに限定されず、低仕事関数で反射率の高い金属で構成
してもよい。また、金属電極３は低仕事関数で反射率の
低い金属と反射率の高い金属の積層膜でもよい。また、
透明電極５としてはＩＴＯを用いたが、ＡＴＯ（Ｓｂを
ドープしたＳｎＯ₂）、ＡＺＯ（ＡｌをドープしたＺｎ
Ｏ）等でもよい。

【００２５】また、有機発光層６を構成するＥＭＬ、Ｈ
ＴＬ、ＥＴＬについてだが、ＥＭＬとしては、可視領域
で蛍光特性を有し、かつ成膜性の良い蛍光体からなるも
のが好ましく、Ａｌｑ₃やＢｅ−ベンゾキノリノール
（ＢｅＢｑ₂）の他に、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ
−ペンチル−２−ベンゾオキサゾリル）−１，３，４−
チアジアゾール、４，４’−ビス（５，７−ベンチル−
２−ベンゾオキサゾリル）スチルベン、４，４’−ビス
〔５，７−ジ−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベン
ゾオキサゾリル〕スチルベン、２，５−ビス（５，７−
ジ−ｔ−ベンチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフィ
ン、２，５−ビス（〔５−α，α−ジメチルベンジル〕
−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、２，５−ビス
〔５，７−ジ−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベン
ゾオキサゾリル〕−３，４−ジフェニルチオフェン、
２，５−ビス（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）
チオフェン、４，４’−ビス（２−ベンゾオキサイゾリ
ル）ビフェニル、５−メチル−２−〔２−〔４−（５−
メチル−２−ベンゾオキサイゾリル）フェニル〕ビニ
ル〕ベンゾオキサイゾリル、２−〔２−（４−クロロフ
ェニル）ビニル〕ナフト〔１，２−ｄ〕オキサゾール等
のベンゾオキサゾール系、２，２’−（ｐ−フェニレン
ジビニレン）−ビスベンゾチアゾール等のベンゾチアゾ
ール系、２−〔２−〔４−（２−ベンゾイミダゾリル）
フェニル〕ビニル〕ベンゾイミダゾール、２−〔２−
（４−カルボキシフェニル）ビニル〕ベンゾイミダゾー
ル等のベンゾイミダゾール系等の蛍光増白剤や、トリス
（８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリ
ノール）マグネシウム、ビス（ベンゾ〔ｆ〕−８−キノ
リノール）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラー
ト）アルミニウムオキシド、トリス（８−キノリノー
ル）インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノー
ル）アルミニウム、８−キノリノールリチウム、トリス
（５−クロロ−８−キノリノール）ガリウム、ビス（５
−クロロ−８−キノリノール）カルシウム、ポリ〔亜鉛
（「」−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリノニル）メ
タン）等の８−ヒドロキシキノリン系金属錯体やジリチ
ウムエピンドリジオン等の金属キレート化オキシノイド
化合物や、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼ
ン、１，４−（３−メチルスチリル）ベンゼン、１，４
−ビス（４−メチルスチリル）ベンゼン、ジスチリルベ
ンゼン、１，４−ビス（２−エチルスチリル）ベンゼ
ン、１，４−ビス（３−エチルスチリル）ベンゼン、
１，４−ビス（２−メチルスチリル）２−メチルベンゼ
ン等のスチリルベンゼン系化合物や、２，５−ビス（４
−メチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス（４−エチ
ルスチリル）ピラジン、２，５−ビス〔２−（１−ナフ
チル）ビニル〕ピラジン、２，５−ビス（４−メトキシ
スチリル）ピラジン、２，５−ビス〔２−（４−ビフェ
ニル）ビニル〕ピラジン、２，５−ビス〔２−（１−ピ
レニル）ビニル〕ピラジン等のジスチルピラジン誘導体
や、ナフタルイミド誘導体や、ペリレン誘導体や、オキ
サジアゾール誘導体や、アルダジン誘導体や、シクロペ
ンタジエン誘導体や、スチリルアミン誘導体や、クマリ
ン系誘導体や、芳香族ジメチリディン誘導体等が用いら
れる。さらに、アントラセン、サリチル酸塩、ピレン、
コロネン等も用いられるし、燐光材料を用いることも可
能である。

【００２６】また、ＨＴＬとしては、ホール移動度が高
く、透明で成膜性の良いものが好ましく、α―ＮＰＤの
他に、トリフェニルジアミン（ＴＰＤ）、ポルフィン、
テトラフェニルポルフィン銅、フタロシアニン、銅フタ
ロシアニン、チタニウムフタロシアニンオキサイド等の
ポリフィリン化合物や、１，１−ビス｛４−（ジ−Ｐ−
トリルアミノ）フェニル｝シクロヘキサン、４，４’，
４’’−トリメチルトリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，
Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（Ｐ−トリル）−Ｐ−フェニレ
ンジアミン、１−（Ｎ，Ｎ−ジ−Ｐ−トリルアミノ）ナ
フタレン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）−２−
２’−ジメチルトリフェニルメタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，
Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノビフェニ
ル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ−ｍ−トリル
−４，Ｎ，Ｎ−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチ
ルフェニル）−１，１’−４，４’−ジアミン、４’−
ジアミノビフェニル、Ｎ−フェニルカルバゾール等の芳
香族第三級アミンや、４−ジ−Ｐ−トリルアミノスチル
ベン、４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）−４’−〔４−
（ジ−Ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン等のス
チルベン化合物や、トリアゾール誘導体や、オキサジザ
ゾール誘導体や、イミダゾール誘導体や、ポリアリール
アルカン誘導体や、ピラゾリン誘導体や、ピラゾロン誘
導体や、フェニレンジアミン誘導体や、アニールアミン
誘導体や、アミノ置換カルコン誘導体や、オキサゾール
誘導体や、スチリルアントラセン誘導体や、フルオレノ
ン誘導体や、ヒドラゾン誘導体や、シラザン誘導体や、
ポリシラン系アニリン系共重合体や、高分子オリゴマー
や、スチリルアミン化合物や、芳香族ジメチリディン系
化合物や、ポリ３−メチルチオフェン等の有機材料が用
いられる。また、ポリカーボネート等の高分子中に低分
子のＨＴＬの有機材料を分散させた、高分子分散系のＨ
ＴＬも用いられる。

【００２７】また、ＥＴＬとしては、Ａｌｑ₃、１，３
−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−１，３，４−
オキサジアゾリル）フェニレン（ＯＸＤ−７）等のジョ
キサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン誘導体、
ジフェニルキノン誘導体等も用いられる。

【００２８】なお、本実施の形態１では低分子系材料を
用いたが、高分子系の有機エレクトロルミネッセンス材
料、または無機エレクトロルミネッセンス材料を用いる
ことも可能である。また、透明電極５としてはＩＴＯを
用いたが、ＡＴＯ（ＳｂをドープしたＳｎＯ₂）、ＡＺ
Ｏ（ＡｌをドープしたＺｎＯ）等も用いられる。また、
封止カバー７としては、ガラスカバーを用いたが、金属
カバーでもよい。

【００２９】また、本実施の形態１ではＥＬ表示装置内
のＥＬ素子部は透明電極、有機発光層、金属電極の順に
形成したが、金属電極、有機発光層、透明電極の順に形
成し、透明性を有する封止カバー側から光を取り出して
もよく、この時、有機発光層は低分子材料以外に、高分
子材料や無機材料でもよく、透明性を有する封止カバー
の変わりに材料が異なる薄膜の積層封止でもよい。

【００３０】また、ＥＬ表示装置内のＥＬ素子部は基板
上の凹凸に反射率の高い電極を形成し、透明電極、有機
発光層を形成し、電子注入を行う金属電極を光が透過す
るよう薄く形成し、透明性を有する電極を形成した構成
でも良い。

【００３１】また、本実施の形態１では基板上に凹凸層
を形成したが、基板と凹凸層の間に１層以上の層が存在
しても良く、ＥＬ素子駆動に必要な配線やトランジスタ
等が存在しても良い。

【００３２】また、本実施の形態１では凹凸層上に透明
電極を形成したが、凹凸の配置および形状が大きく変わ
らなければ１層以上の層を凹凸層と透明電極の間に形成
しても良い。

【００３３】図２には、金属電極３の凹凸形状のうち、
凹部４が円で示されている。図２に示すように、凹部４
は、基板１の主面上の所定の点Ｃを中心とする略らせん
状の軌跡上に配置されている。この配置については、後
で詳述する。このように、ＥＬ表示装置１０１では、そ
の表面の凹部４が所定の規則に従って配置されており、
その一方、任意の直線状断面における表面形状は、図１
に示すように、不規則な凹凸形状を有するものとなって
いる。

【００３４】以上のように構成されたＥＬ表示装置１０
１では、外光が入射すると、金属電極３／有機発光層６
界面で反射される。その際、金属電極３の任意の直線状
断面における表面形状が不規則であるので、反射光の回
折による干渉が解消され、良好な散乱特性が得られる。
また、有機発光層内でのエレクトロルミネッセンスは全
方位に放射されるため、基板方向に放射される光だけで
なく、金属電極３で反射されたエレクトロルミネッセン
スの一部も基板方向に反射され、エレクトロルミネッセ
ンスの利用効率は従来の平坦構造のＥＬ表示装置と同等
である。また、金属電極３の凹部４が一定の規則に従っ
て配置されているので、設計変更等をする際にも、その
規則に従って凹部４を配置することができるので、一定
の散乱特性を有するＥＬ表示装置１０１を設計すること
が可能である。この効果については、以下で詳しく説明
する。

【００３５】図２のＥＬ表示装置１０１は、上述のよう
に、所定の規則に基づいて、所定の点Ｃをらせんの中心
とする略らせん状に、かつその中心から離れる方向に順
に規則的に配置されたものであり、略同心円状の配置と
なっている。図３は、この規則に従った配置について示
すものである。図３において、多数の点３０１の位置
は、平面座標（極座標）によって表されている。そし
て、各点３０１は、ｎを自然数とするとき、その平面座
標の原点を中心として、そこからの半径ｒがｎの平方根
に比例し、位相角θが１３７．５度のｎ倍となるように
位置している。図３にはｎ＝６まで番号を示している。
より具体的には、１番目の点は、Ａを比例定数とすると
き、ｒ＝Ａ×√１＝Ａ（μｍ）、θ＝１３７．５
（度）、２番目の点は、ｒ＝Ａ×√２（μｍ）、θ＝２
×１３７．５（度）、ｎ番目の点は、ｒ＝Ａ×√ｎ（μ
ｍ）、θ＝ｎ×１３７．５（度）、となるように位置し
ている。図３に示すこの配置は、ひまわりの種等、自然
界に見られる配置である。

【００３６】１３７．５度という角度は、フィボナッチ
数列と呼ばれる理論から数学的に導かれ、この角度のと
き、隣接する点３０１との間隔がほぼ等しく揃った規則
的な配置にすることが可能である。また、中心からの距
離をｎの平方根に比例するように配置することで、中心
から周辺に向かって順に点３０１を配置したときに、各
点３０１が上記平面座標上に占める面積をほぼ同じにす
ることができ、隣接する点３０１との間隔をほぼ等しく
揃った配置にすることが可能である。

【００３７】この方法により凹凸を規則的に配置した場
合、図２に示すように、ＥＬ表示装置１０１の任意の直
線状の断面において、同じ凹凸が繰り返し並ぶのではな
く、さまざまな形状が組み合わされた不規則な表面形状
が形成できる。このように、任意の直線状の断面が不規
則な表面形状を有するＥＬ表示装置１０１は、凹凸によ
って回折した反射光が干渉して強め合うことがなく、そ
のため、干渉を解消することができる。

【００３８】なお、上記の比例定数ＡがＡ＝１（μｍ）
の場合、隣接する凹部同士の間隔は、およそ１．９（μ
ｍ）となる。比例定数Ａの値を任意に変化させることに
より、隣接する凹部同士の間隔を任意に設計することが
可能となる。以上のように、簡便な計算によって凹凸の
配置を決定することができる。

【００３９】また、凹部４は、全てが上記の規則に従っ
た点に配置される必要はなく、上記規則に従った凹部４
の配置に加えて、その規則に従わない任意の点に凹部４
を配置してもよい。図４は、図２の配置を基に、点Ｃ付
近で凹部４が疎になる箇所に、上記の規則に従わない凹
部４ａを付加したものである。このように、規則に従っ
た凹部４の配置以外の凹部４ａを付加し、規則的に配置
された凹部４と任意に配置された凹部４ａとを混在させ
ることもできる。このときにも、任意に配置された凹部
４ａに比べて、規則的に配置された凹部４の割合が多い
方が好ましく、全ての凹部のうち少なくとも５割が規則
的な配置に従うように凹部の配置を設計することが望ま
しい。

【００４０】また、規則的な配置を基に、凹部を間引く
ことにより、凹部の数を減らして凹部の配置を設計して
もよい。図５は、図２の配置を基に、数個の凹部を除去
したものである。凹部の数を減らした場合でも、同様に
干渉を抑制したＥＬ表示装置の設が可能である。

【００４１】また、らせんの中心は、かならずしも凹凸
を配置する領域内にある必要はなく、図６のように、ら
せんの中心Ｃが、凹部４が配置される領域中にない配置
でもよい。

【００４２】このように、上記に示す凹凸の配置により
回折した反射光の干渉を解消することは可能であるが、
外光によるＥＬ表示装置の視認性の低下および像の映り
込みを改善するためには凹凸の配置だけでなく凹凸の形
状も重要になる。

【００４３】基板面と凹凸表面が成す角度を傾斜角とし
た場合、金属電極での外光反射による像の映り込みを改
善するためには少なくとも凹凸面の最大傾斜角が０．５
度以上であり、凹凸面における傾斜角の分布が連続的な
分布をもつ凹凸が好ましい。しかし、傾斜角が大きくな
ると有機発光層が電気的にショートしやすくなることか
ら凹凸面の最大傾斜角が７０度以下であることが好まし
い。また、凹凸面の最大傾斜角が２度以上６０度以下で
あり、凹凸面における傾斜角の分布が連続的な分布をも
つ凹凸形状がより好ましい。

【００４４】また、金属電極で反射された外光がＥＬ表
示装置の上表表示面に戻ってくることによる視認性の低
下を改善するためには凹凸の表面と基板表面が成す傾斜
角の凹凸面内分布のピークが５度以上３０度以下である
凹凸が好ましい。図７に、基板上に凹凸層を有するＥＬ
表示装置内での光の伝搬を模式的に示す。図７におい
て、簡単化のためにガラス基板および凹凸層、有機発光
層は同程度の屈折率Ｎｍとみなし、媒質２０１とする。
また、金属電極３に関して、基板面と凹凸表面が成す傾
斜角をθｍとすると、基板面に垂直に入射した外光２０
２は入射方向から２θｍ傾いた方向に反射される。そし
て、金属電極３で反射された外光２０２は媒質２０１／
空気２０４界面を透過し、その伝搬方向は基板面法線よ
りθａｉｒ傾く。図７において、エレクトロルミネッセ
ンス２０３は全方位に放射されるので、基板方向に放射
される光だけでなく、金属電極３で反射されたエレクト
ロルミネッセンス２０３の一部も基板方向に反射され、
エレクトロルミネッセンスの利用効率は従来の平坦構造
のＥＬ表示装置と同等となる。また、ｓｉｎ（θａｉ
ｒ）＝Ｎｍ×ｓｉｎ（２θｍ）の関係が成り立つ。媒質
２０１の屈折率Ｎｍが１．６とすると、θｍ＝１９．３
度でθａｉｒ＝９０度となり、金属電極３で反射された
外光２０２は媒質２０１／空気２０４界面を透過するこ
となく、媒質２０１内に閉じ込められる。このことよ
り、傾斜角は２０度以上であることが望まれるが、凹凸
面での傾斜角は広く分布していることから、傾斜角の凹
凸面内分布のピークが５度以上である凹凸が好ましい。
しかし、傾斜角が大きくなると有機発光層が電気的にシ
ョートしやすくなることから、傾斜角の凹凸面内分布の
ピークが３０度以下であることが好ましい。また、凹凸
の表面と基板表面が成す傾斜角の凹凸面内分布のピーク
が７度以上２０度以下である凹凸がより好ましい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明を行ってきたように、本発明の
エレクトロルミネッセンス表示装置及びその製造方法に
よれば、外光によるＥＬ表示装置の視認性の低下や像の
映り込みを改善できるだけでなく、凹凸形状の配置が不
規則であるのでＥＬ表示装置内で反射した外光の回折光
の干渉を解消することができ、さらにエレクトロルミネ
ッセンスのＥＬ素子内での干渉も抑制することが出来、
視野角に対するＥＬ表示装置内での干渉による色の変化
を低減することができる優れた表示特性をもつエレクト
ロルミネッセンス表示装置を提供できることから、実用
上の効果は大きい。

【００４６】また、凹凸形状の配置が規則性を有するの
で、設計時に再現可能な散乱特性を得ることができる。
また、発光する表面積が大きくなり、長寿命のＥＬ表示
装置を得ることができ、低消費電力で省資源、エネルギ
ーにも寄与できるため、地球環境保護の観点からも、実
用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくエレクトロルミネッセンス表示
装置の断面図

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に対応する本発明に基づく
エレクトロルミネッセンス表示装置の平面図

【図３】基板上の凹凸形状の凹部の規則に従った配置を
示す図

【図４】本発明の実施の形態の凹部配置の変形例を示す
平面図

【図５】本発明の実施の形態の凹部配置の変形例を示す
平面図

【図６】本発明の実施の形態の凹部配置の変形例を示す
平面図

【図７】本発明に基づくエレクトロルミネッセンス表示
装置での光の伝搬を示す模式図

【符号の説明】

１基板２凹凸層３金属電極４，４ａ凹部５透明電極６有機発光層７封止カバー１０１ＥＬ表示装置２０１媒質２０２外光２０３エレクトロルミネッセンス２０４空気３０１点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性を有する基板上に形成されたＥＬ
素子を含むＥＬ表示装置において、前記基板上に凹凸が
形成されており、前記凹凸の凹部または凸部の少なくと
も一部が所定の規則に従って配置され、任意の互いに平
行な直線断面における前記凹凸形状が不規則であること
を特徴とするＥＬ表示装置。
【請求項２】絶縁性を有する基板上に形成されたＥＬ
素子を含むＥＬ表示装置において、前記基板上に凹凸が
形成されており、前記凹凸の凹部または凸部の少なくと
も一部が所定の規則に従って配置され、任意の互いに平
行な直線状断面における前記凹凸形状に互いに同じ規則
性が現れないことを特徴とするＥＬ表示装置。
【請求項３】前記凹凸形状の凹部または凸部の少なく
とも一部がらせん状に配置されてなることを特徴とする
請求項１または２のいずれかに記載のＥＬ表示装置。
【請求項４】前記らせんの中心からの距離の順に凹部
または凸部に番号ｎを付与した時、ｎ番目とｎ＋１番目
との間の中心角が１３７．５度の倍数である凹部または
凸部を含むことを特徴とする請求項３に記載のＥＬ表示
装置。
【請求項５】前記らせんの中心からの距離の順に凹部
または凸部に番号ｎを付与した時、らせん中心から凹部
または凸部までの距離がｎの平方根に比例する凹部また
は凸部を含むことを特徴とする請求項３に記載のＥＬ表
示装置。
【請求項６】前記凹凸形状の凹部または凸部の少なく
とも一部が略同心円状に規則的に配置されていることを
特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のＥＬ表
示装置。
【請求項７】前記凹凸形状の凹部または凸部の少なく
とも一部が略放射状に規則的に配置されていることを特
徴とする請求項１または２のいずれかに記載のＥＬ表示
装置。
【請求項８】前記凹凸形状の凹部または凸部の少なく
とも一部が略らせん状に規則的に配置されていることを
特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のＥＬ表
示装置。
【請求項９】前記凹凸形状の凹部または凸部の少なく
とも一部が、任意の平面座標上でｎを自然数とし前記座
標の原点からの半径をｎの平方根、位相角を１３７．５
度のｎ倍として得られた上記平面座標上の複数の点と相
似な位置関係を有するように配置されてなることを特徴
とする請求項１または２のいずれかに記載のＥＬ表示装
置。
【請求項１０】全ての前記凹凸形状の凹部または凸部
のうち５割以上のものが、前記所定の規則に従って配置
されたものである請求項１または２のいずれかに記載の
ＥＬ表示装置。
【請求項１１】前記凹凸形状の凹部または凸部の配置
がマトリクス状に繰り返し配置されてなることを特徴と
する請求項１に記載のＥＬ表示装置。
【請求項１２】絶縁性を有する基板上に凹凸形状を形
成する工程と、ＥＬ素子を形成する工程を少なくとも含
むＥＬ表示装置の製造方法であって、前記凹凸形状の凹
部または凸部の少なくとも一部が、一部が所定の規則に
従って配置された遮光領域または透過領域を含むフォト
マスクを用いたマスク露光及び現像を含む工程を経て形
成されたものであることを特徴とするＥＬ表示装置の製
造方法。
【請求項１３】前記凹凸の形状がドット状であること
を特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のＥＬ
表示装置。
【請求項１４】前記凹凸の表面と基板表面が成す最大
傾斜角が０．５度以上７０度以下であり、前記凹凸面に
おける前記傾斜角の分布が前記最大傾斜角をピークとす
る連続的なる分布を有することを特徴とする請求項１３
に記載のＥＬ表示装置。
【請求項１５】前記凹凸の表面と基板表面が成す傾斜
角の凹凸面内分布のピークが５度以上３０度以下である
ことを特徴とする請求項１３に記載のＥＬ表示装置。