JP2003282255A

JP2003282255A - 表示装置

Info

Publication number: JP2003282255A
Application number: JP2002081595A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Yonekubo; 政敏米窪; Taisuke Yamauchi; 泰介山内; Shigeo Nojima; 重男野島; 秀也 ▲関▼; Hideya Seki; Daisuke Uchikawa; 大介内川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2003-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】光の利用効率を向上して明るい画像を得るこ
と。【解決手段】この有機ＥＬパネル１００は、第一透明
基板１上に画素となる有機ＥＬ素子２をマトリックス状
に成膜し、この有機ＥＬ素子２の有機発光膜上に第二透
明基板３を配置し、これらを接着層４により固着した構
造である。第二透明基板３の第一透明基板１との対向面
には、画素部分を除いて格子状にＶ溝５が形成されてお
り、Ｖ溝５の斜面には反射膜６が形成されている。有機
ＥＬ素子２の側方の光は反射膜６で反射して第二透明基
板３から出射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自発光素子を用
いて構成した表示装置に関し、詳しくは、光の利用効率
を上げて明るい画像を得ることができる表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＥＬ素子は、ＥＬ材料自体が発光するた
めに視野角が広く、完全固体素子であるため高い耐衝撃
性を有する。現在では、発光材料に無機化合物を用いた
無機ＥＬ素子、発光材料に有機化合物を用いた種々の有
機ＥＬ素子が提案されている。特に後者の有機ＥＬ素子
は、低い駆動電圧で高輝度の発光を行うことができるた
め、最近では有機ＥＬ素子を画素として用いた表示装置
の開発が進んでいる。このような表示装置では、複数の
有機ＥＬ素子をマトリックス状に配置形成し、これらの
素子を独立に駆動させることにより表示を行う。

【０００３】一般的に有機ＥＬ素子は、透明基板上に、
透明電極、有機発光層、金属電極を順次積層した構造を
しており、透明電極と金属電極とに電圧を印加すること
により有機発光層に正孔と電子とが注入され、これらが
再結合するときに生じるエネルギーで蛍光物質を励起
し、当該励起された蛍光物質が基底状態に戻るときに発
光現象を起こすことを利用して光を出射する。

【０００４】前記透明電極には、例えば酸化インジウム
錫（ＩＴＯ）などの透明導電体を用いる。金属電極に
は、電子注入を容易にし発光効率を上げるため、Ｍｇ−
Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉ等の仕事関数の小さな物質を用いる。
透明電極が陽極になり金属電極が陰極になるが、この逆
の場合もある。有機発光層の厚さは、数１０ｎｍ程度で
光学的に透明なものである。

【０００５】また、透明電極と有機発光層との間に正孔
輸送層を設けたり、金属電極と有機発光層との間に電子
注入層を設けたり、金属電極と有機発光層との間または
電子注入層と有機発光層との間に接着層を設けたりして
も良い。有機発光層は、一種または複数種の有機発光材
料により構成されるが、有機発光材料と正孔輸送材料ま
たは電子注入材料との混合物により構成してもよい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、有機ＥＬ素
子は自発光素子であるため、正面のみならず側面周囲も
含めた全方向に光が出射される。また、マトリックス配
置した有機ＥＬ素子の間には、駆動用の配線が格子状に
形成され、正面から観察すると黒く見える部分が存在す
る。このため、有機ＥＬパネルの発光面積率は当該格子
部分の存在により約６０％程度となり、その分だけ明る
さが低下している。また、透明電極等の透明媒質の入射
面と空気との界面に対して反射が起こり、出射光の量が
低下し、光の利用効率が悪化する。

【０００７】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであって、光の利用効率を上げて明るい画像を得
ることができる表示装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明による表示装置は、表面に複数の自発光
素子を設けた第一基板と、第一基板と重ねて配置される
共に、第一基板との対向面であって自発光素子の外周に
斜面を有する溝を形成し、この斜面に自発光素子の光を
観察側に反射する反射膜を形成した透明の第二基板と、
第一基板と第二基板との間に介在する透明媒質とを備え
たことを特徴とする。

【０００９】自発光素子の光のうち、正面方向に進む光
は透明媒質を通過すると共に前記透明の第二基板から出
射される。一方、自発光素子の側方周囲に進む光は、当
該自発光素子の外周に位置する反射膜で反射する。この
反射光は、第二基板を通って外部に出射される。このよ
うに、溝の斜面に反射膜を形成することで、従来では側
方に進む光が第二基板表面で全反射等を起こし、有効に
利用されていなかったが、この反射膜で側方に進む光を
反射させて第二基板の表面から出射させることにより、
光の有効利用が実現し、画像を明るくできる。

【００１０】なお、前記第一基板の透明不透明は問わな
い。また、前記溝は自発光素子の全周に渡って形成する
他、一部に形成しても良い。また、前記溝は斜面を有し
ていればその形状は限定されない。例えば溝の断面形状
がＶ字形状、レ形状、台形等であっても良い。

【００１１】つぎの発明による表示装置は、表面に複数
の自発光素子を設けると共に当該自発光素子の外周に自
発光素子の光を観察側に反射する斜面を有する突起を形
成した第一基板と、第一基板と重ねて配置され且つ透明
な第二基板と、第一基板と第二基板との間に介在する透
明媒質とを備えたことを特徴とする。

【００１２】自発光素子の光は透明媒質中を進み、その
うち側方に進むものは、突起の斜面で反射し、この反射
光が第二基板を通過して外部に出射される。これによ
り、光の利用効率が向上し、明るい画像を得られる。突
起は光を反射する斜面を有すれば形状は限定されない。
例えば断面山形、矩形等であっても良い。また、斜面
は、反射膜を形成した構成でも、突起の斜面自体を鏡面
加工した構成でも良い。更に、前記突起は、自発光素子
の全周に渡って形成する他、一部に形成するようにして
も良い。

【００１３】つぎの発明による表示装置は、上記構成に
おいて、前記透明媒質は窒素やアルゴン等の不活性ガス
であることを特徴とする。不活性ガスを透明媒質として
用いることで、自発光素子が劣化せず、初期性能を長期
間維持できる。また、接着剤のように接着不良により界
面で乱反射を起こすようなことが起こらない。このた
め、表示装置の寿命が長くなり、光の利用効率も向上で
きる。このとき、界面での全反射による出射光量低下を
なくすことができ、また反射膜により正面輝度を向上で
きる。

【００１４】つぎの発明による表示装置は、表面に複数
の自発光素子を設けると共に当該自発光素子の外周に自
発光素子の光を観察側に反射する斜面を有する突起を形
成した透明基板と、この透明基板上に形成した透明層と
を備えたことを特徴とする。

【００１５】自発光素子の光は突起の斜面で反射し、透
明層を通過して観察側に出射される。これにより光が有
効利用され、画像を明るくできる。突起は、上記同様、
光を反射する斜面を有すれば形状は限定されない。

【００１６】つぎの発明による表示装置は、表面に複数
の自発光素子を設けると共に当該自発光素子の外周に自
発光素子の光を反射する斜面を有する溝を形成した透明
基板と、透明基板上に形成した保護層とを備えたことを
特徴とする。

【００１７】自発光素子の光は、透明基板内において外
周の溝の斜面で反射し、透明基板から出射される。保護
層は透明不透明を問わない。これにより、自発光素子の
光を有効利用して、画像を明るくできる。

【００１８】つぎの発明による表示装置は、上記構成に
おいて、前記溝または突起の斜面が湾曲形状をしている
ことを特徴とする。溝または突起の斜面が湾曲形状の場
合、自発光素子から側方に進む光が湾曲部分の集光作用
で平行光に変換される。これにより、光の利用効率が更
に向上する。なお、この発明には、斜面全体が湾曲形状
の場合のみならず、斜面の一部が湾曲形状の場合も含ま
れる。

【００１９】また、上記溝または突起の斜面の角度は、
２０°以上８０°以下とするのが好ましい。

【００２０】つぎの発明による表示装置は、表面に複数
の自発光素子を設けた基板と、当該基板上に設けられ、
上面が一方向で略同じ断面形状となる複数のレンズ構造
であり、各レンズが自発光素子に対応して設けられてい
る透明層とを備えたことを特徴とする。

【００２１】自発光素子の光は透明層を通り、その上面
のレンズ構造によって平行光として出射される。これに
より、透明層内で全反射により閉じ込められる光が殆ど
無くなり、自発光素子の光を有効利用し、明るい画像を
得ることができる。なお、一方向で略同じ断面形状とし
ては、例えばシリンダー形状、プリズム形状、フレネル
レンズ形状等が挙げられる。

【００２２】つぎの発明による表示装置は、表面に複数
の自発光素子を設けた基板と、当該基板上に設けられ、
その上面にシリンダー状の複数のレンズ構造を形成し、
各レンズが自発光素子に対応して設けられていると共に
前記シリンダー状のレンズとレンズの間に切込部が設け
られている透明層とを備えたことを特徴とする。

【００２３】シリンダー形状のレンズ構造により、自発
光素子の光が平行光に変換されて透明層から出射され
る。このため、自発光素子の光が有効利用され、明るい
画像を得ることができる。また、自発光素子の光が切込
部において反射するから、隣の自発光素子の光と混合し
難くなり、画像を鮮明にできる。更に、表示装置を湾曲
させた場合、切込部が広がるから表示装置を湾曲させや
すい。

【００２４】つぎの発明による表示装置は、上記構成に
おいて、更に前記レンズ構造は、自発光素子同士の混色
を避けたい方向と直交する方向に設けることを特徴とす
る。例えばＲ、Ｇ、Ｂの画素については混色しても良い
が、別のＲ、Ｇ、Ｂからなる画素との間で混色を起こす
と画像の解像度が低下する。このため、混色が許容され
る方向にレンズの方向を合わせること、即ち、自発光素
子同士の混色を避けたい方向と直交する方向に設けるこ
とで、画像の解像度を低下させることなく、自発光素子
の光を有効利用できる。

【００２５】つぎの発明による表示装置は、鏡面部分を
有する自発光素子を表面に複数設けた基板と、当該基板
上に設けられ、上面が複数のプリズム構造になっている
透明層とを備えたことを特徴とする。

【００２６】上面がプリズム構造の場合、自発光素子の
光が斜面で屈折して観察側に出射されるが、反射した場
合でも再び自発光素子に戻り、例えば自発光素子が有機
ＥＬ素子のときは鏡面性の金属電極を有するので、この
金属電極で反射が起こる。当該反射光は、プリズムの斜
面で屈折して観察側に出射され、リサイクルされる。こ
れにより、自発光素子の光を有効利用でき、明るい画像
を得ることができる。

【００２７】また、前記透明層の高さは、前記自発光素
子の幅の３倍以下であることが望ましい。

【００２８】つぎの発明による表示装置は、表面に複数
の自発光素子を設けた基板と、当該基板上に設けられ、
透明の微小粒子を混入した透明層とを備えたことを特徴
とする。

【００２９】自発光素子の光は、透明層内の微小粒子で
反射を繰り返し、透明層から出射さされる。これによ
り、自発光素子の光を有効利用して、明るい画像を得る
ことができる。なお、上記同様、鏡面部分を有する自発
光素子を表面に複数設けた基板を用いた場合は、微小粒
子で反射した光が当該鏡面部分で反射し、透明層から出
射させることでリサイクルできる。これにより、更に光
を有効利用できるようになる。

【００３０】つぎの発明による表示装置は、上記構成に
おいて、前記透明層内には、自発光素子と自発光素子と
の間に突起部が位置していることを特徴とする。突起部
を設けることで自発光素子の光が、隣接する自発光素子
の光と混合し難くなる。このため、画像の解像度を向上
できる。なお、突起部は自発光素子の間に位置していれ
ば十分で、基板に設けても或いは透明層に設けても良
い。

【００３１】つぎの発明による表示装置は、表示装置の
画素を形成するＥＬ素子等の自発光素子の外周に、当該
自発光素子の光を観察側に反射させる反射面を形成した
ことを特徴とする。

【００３２】自発光素子で発生した光が正面および側方
周囲の全方向に進むため、自発光素子の外周に反射面を
形成すると、側方に進む光、特に従来から無駄になりや
すかった光を観察側に反射できる。なお、観察側は、表
示装置のユーザが観察する側である（以下同じ）。これ
により、自発光素子の光の利用効率が高まり、明るい画
像を得ることができる。ここで、自発光素子の外周の全
てに反射面を形成しても良いし、一部に形成しても良
い。また、反射面は、平面および曲面の何れでも良い。
自発光素子は、例えばアクティブ駆動のためにマトリッ
クス状に配置する他、特定の形状でスタティックに駆動
するような形状或いは配列であっても良い。

【００３３】つぎの発明による表示装置は、上記構成に
おいて、更に、自発光素子の光が透過する透明媒体の界
面に対し、全反射を起こす臨界角を超えて入射する自発
光素子の光を前記反射面で反射し、この反射光を前記界
面に臨界角未満で入射させることを特徴とする。

【００３４】一つの問題として自発光素子が表示装置と
して組み込まれると、何らかの透明媒体（ガラス等の透
明基板や透明保護膜等）の界面を通過して観察側に光を
出射することになる。また、自発光素子が全方向に光を
放つため、特に側方に進む光が界面で臨界角を超え、全
反射して外部に出られない場合がある。このため、反射
面では、臨界角を超えて界面に入射するような光を補足
して反射させることで、光を臨界角未満に修正し、全反
射させることなく外部に出射させるようにしている。こ
れにより、自発光素子の光をより有効利用できるように
なり、画像を明るくできるようになる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。また、この実施の形
態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの或
いは実質的同一ものが含まれる。

【００３６】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１に係る有機ＥＬパネルを示す構成図である。こ
の有機ＥＬパネル１００は、第一透明基板１上に画素と
なる有機ＥＬ素子２をマトリックス状に成膜し、この有
機ＥＬ素子２の有機発光膜上に第二透明基板３を配置
し、これらを透明接着剤（接着層４）により固着した構
造である。また、第二透明基板３の第一透明基板１との
対向面には、画素部分を除いて格子状にＶ溝５が形成さ
れており、Ｖ溝５の斜面には反射膜６が形成されてい
る。図２に、有機ＥＬパネルの一部の拡大平面図を示
す。このように、Ｖ溝５により形成される夫々の格子毎
にＲ、Ｇ、Ｂの画素（２）が形成される。Ｖ溝５の反射
膜６は正面側から観察できる。

【００３７】第一透明基板１および第二透明基板３の材
料には、ガラス板やポリマー板を用いることができる。
ガラスとしては、石英ガラス、青板ガラス、硼酸塩ガラ
ス、燐酸塩ガラス、燐硅酸ガラス、硅酸塩ガラス等を用
いることができる。また、ポリマー板としては、ポリカ
ーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテ
ルスルホン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート等
を用いることができる。

【００３８】第二透明基板３のＶ溝５は、所定の型を用
いた転写や機械加工により形成する。また、Ｖ溝５は第
二透明基板３の表面を除去加工する他、溝と溝との間に
形作られる台形部分７（図中点線で表す）をインクジェ
ットや型転写により形成するようにしても良い。Ｖ溝５
に形成した反射膜６は、陰極に用いる鏡面性の金属電極
と同じ材料を用いて成形することができる。反射膜６
は、第二透明基板３の一面に蒸着法等により所定材料を
コーティングし、その後、画素（２）となる部分をエッ
チングにより除去し、マトリックス状のＶ溝５の内面を
覆う反射膜６とする。

【００３９】第二透明基板３にＶ溝５を形成するのは、
第一透明基板１に高価なガラス板を用いる場合にＶ溝を
形成すると、加工不良が生じることで歩留まりが低下す
るからである。しかしながら、以下に開示するが、第一
透明基板１にＶ溝を形成することを発明から除くもので
はない。

【００４０】次に、有機ＥＬパネル１００の構成要素の
材料を示す（以降、原則的には同じ部材には同じ材料が
用いられる）。有機ＥＬ素子２は、透明電極、有機発光
層、金属電極を順次積層した構造であり、その積層法と
しては、抵抗加熱真空蒸着法、電子ビーム加熱真空蒸着
法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、キャ
スト法、スピンコート法等を適宜用いることができる。
まず、透明電極（陽極）となるＩＴＯ膜をスパッタリン
グ法により成膜した後、この基板を超音波洗浄、純水洗
浄する。洗浄後の基板を市販の真空蒸着装置のホルダー
に固定し、所定減圧下および蒸着速度においてＴＰＤ
（Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス−（３−メチ
ルフェニル）−［１，１′−ビフェニル］−４，４′−
ジアミン）をＩＴＯ膜上に堆積させ、正孔輸送層を成膜
する。

【００４１】続いて、正孔輸送層が成膜された基板を真
空チャンバーに入れたまま、正孔輸送層上に有機発光層
の成膜を行う。有機発光層の成膜は、Ａｌｑを所定蒸着
速度で正孔輸送層上に堆積させることで行う。次に、加
熱ボードにマグネシウムおよびインジウムを入れて加熱
することで所定蒸着速度で蒸発させ、マグネシウムとイ
ンジウムとの混合金属からなる金属電極（陰極）を有機
発光層上に形成する。

【００４２】透明電極の材料としては、仕事関数が大き
く且つ所望の透明性電極（透明導電膜）が得られる金
属、合金、電気伝導性化合物、またはこれらの混合物を
用いることができ、具体的にはＡｕ等の金属、ＩＴＯ、
ＳｎＯ₂ 、ＺｎＯ等の誘電性透明材料を適宜用いること
ができる。また、金属電極の材料としては、仕事関数の
小さい金属、合金、電気伝導性化合物、またはこれらの
混合物を用いることができ、具体的には、ナトリウム、
マグネシウム、リチウム、マグネシウムと銀との合金ま
たは混合金属、インジウム、希土類金属等を挙げること
ができる。

【００４３】有機発光層の材料としては、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
等の系の蛍光増白剤、金属キレート化オキシノイド化合
物、スチリルベンゼン系化合物、ジスチリルピラジン誘
導体、芳香族ジメチリジン化合物等を用いることができ
る。

【００４４】また、有機発光層は、有機発光材料のみで
構成する他に、有機発光材料と正孔輸送材料、電子注入
材料との混合物から構成しても良い。この場合、有機発
光層の材料としては、ビスフェノールＡ、ポリカーボネ
ート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート等のポリマー
中にクマリン等の有機発光材料を少量分散させた分子分
散ポリマー系、ポリカーボネート骨格中にジスチリルベ
ンゼン誘導体を入れたポリフェニレンビニル（ＰＰＶ）
誘導体系、ポリマー系、ポリアルキルフルオレン（ＰＡ
Ｆ）誘導体系、ポリアルキルチオフェン（ＰＡＴ）誘導
体系、ポリアリレン（ＰＡ）誘導体系、ポリフェニレン
（ＰＰ）誘導体系等の共役ポリマー中や、或いは正孔輸
送性のポリビニルカルバゾール中に電子注入性のオキサ
ジアゾール系誘導体を分散させた系を適宜用いることが
できる。

【００４５】正孔輸送層の材料としては、トリアゾール
誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、ポリアリールアル
カン誘導体、ピラゾリン誘導体、フェニレンジアミン誘
導体、アニリン系共重合体、オキサジアゾール誘導体、
イミダゾール誘導体、アリールアミン誘導体、ポリシラ
ン系化合物、ピラゾロン誘導体、オキサゾール誘導体、
スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、シ
ラザン誘導体、チオフェンオリゴマー等の特定の導電性
高分子オリゴマー等を用いることができる。

【００４６】また、上記有機ＥＬ素子２には電子注入層
を設ける場合があり、その電子注入層の材料としては、
ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導
体、チオピランジオキシド誘導体、アントラキノジメタ
ン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボ
ン酸無水物、カルボジイミド、オキサジアゾール誘導
体、アントロン誘導体、フレオレニリデンメタン誘導
体、アントラキノジメタン誘導体、８−キノリノール誘
導体、その他特定の電子伝達性化合物等を用いることが
できる。

【００４７】透明層４の材料には、８−キノリノールま
たはその誘導体の金属錯体、例えばトリス（８−キノリ
ノール）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリ
ラート）アルミニウムオキシド、ビス（２−メチル−８
−キノリノール）ベリリウム、ビス（８−キノリノー
ル）マグネシウム、ビス（ベンゾ−８−キノリノール）
亜鉛、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、ビス
（５−クロロ−８−キノリノール）カルシウム、トリス
（５，７−ジクロル−８−キノリノール）アルミニウ
ム、トリス（５，７−ジブロモ−８−ヒドロキシキノリ
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
（２−メチル−８−キノリノール）亜鉛、トリス（７−
プロピル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８
−キノリノール）スズ等を用いることができる。

【００４８】次に、この有機ＥＬパネル１００の動作に
ついて説明する。図３は、有機ＥＬパネル１００の一部
拡大図である。有機ＥＬ素子２は自発光素子であるた
め、発生した光Ｌが正面および側方の全方向に拡散す
る。正面に出射された光Ｌｆは、極薄の接着層４を透過
し、第二透明基板３内に進入する。第二透明基板３内を
正面方向に進行する光Ｌｆは、殆ど反射光を生じさせず
に第二透明基板３から観察側に出射される。また、第二
透明基板３内の側方に進む光ＬｓはＶ溝５の反射膜６で
反射し、この反射光Ｌｒが第二透明基板３の表面で屈折
して出射される。一方、従来のように有機ＥＬ素子２で
構成する画素間にＶ溝５を形成しない場合、同図の点線
で示す方向に光Ｌｅが進み、第二透明基板３の表面（空
気との界面）で全反射して第二透明基板３内に閉じ込め
られることになる。

【００４９】以上から、第二透明基板３内を側方に進行
する光ＬｓをＶ溝５の反射膜６で反射させ、第二透明基
板３の表面から観察側に出射させることで、光の利用効
率を著しく向上できる。また、Ｖ溝５が画素となる有機
ＥＬ素子２の外周に配置されることで、正面から見た場
合に有機ＥＬ素子２の虚像ができ、見かけ上、発光部の
面積率が向上したように見える。一方、通常の有機ＥＬ
パネルの発光面積率が６０％程度であるのに対し、この
有機ＥＬパネル１００の発光面積率は１００％近くにま
で向上するため、極めて明るい画像が得られる。更に、
画素（２）の境目の黒い部分がなくなるため、表示した
画像がきめこまやかになる。また、画素（２）の境目の
黒い部分は、画素間部分が鏡面性であるため反射を起こ
して観察時に邪魔になっていたが、Ｖ溝５の反射膜６に
より鏡面反射が発生し難くなる。

【００５０】上記Ｖ溝５の勾配角度θは、一般的には２
０°以上８０°以下とするのが好ましい。より好ましく
は、所定角度を持った反射膜６による反射光Ｌｒが第二
透明基板３の表面で全反射を起こさないようにその臨界
角を考慮に入れて角度θを設定する。また、Ｖ溝５の寸
法（幅および高さ）については、有機ＥＬ素子２から側
方に進む光Ｌｓを反射して、第二透明基板３の表面に臨
界角未満で入射するような寸法であることが望ましい。
具体的には、画素サイズや第二透明基板３の厚さ等によ
り異なるので、好ましい寸法を計算して設計する必要が
ある。また、Ｖ溝５の形状は左右対象である必要はな
く、一方側の斜面が大きくても良い。更に、Ｖ溝５のよ
うに斜面を有する形状であれば、溝形状はＶ字形に限定
されない。例えば台形であっても良い。

【００５１】更に、側方に進む光Ｌの殆どを第二透明基
板３の表面に対して、略垂直に反射させる形状としても
良い。図４は、上記有機ＥＬパネルの変形例を示す断面
図である。この有機ＥＬパネル１０１は、第一透明基板
１上であって有機ＥＬ素子２の外周に斜面が湾曲した山
形突起８を有する。この山形突起８の表面には反射膜９
が形成されており、対向する山形突起８同士でライト等
のリフレクターとして機能させることができる。山形突
起８が金属であるときにはそれ自体が反射面となるお
で、反射膜９は不要である。

【００５２】この山形突起８は、有機ＥＬ素子２から側
方に進む光Ｌｓを正面方向に平行な光Ｌｐとする。これ
により、第二透明基板３表面における反射を著しく低減
させ、光の利用効率を向上できる。湾曲斜面の曲率半径
は、有機ＥＬ素子２の中心を点光源と考え、側方に進む
光Ｌｓが反射して正面方向に進むことが可能な範囲で適
宜決定する。

【００５３】図５は、上記有機ＥＬパネルの変形例を示
す断面図である。この有機ＥＬパネル１０２は、第一透
明基板１と第二透明基板３との間に透明の接着層４がな
く、両基板の周囲に設けたシール１０により内部が密封
されており、この内部に窒素ガス、ヘリウムガス、アル
ゴンガス等の不活性ガス１１を充填した構造である。シ
ール１０は、第一透明基板１と第二透明基板３との周囲
に設けても良いし、画素である有機ＥＬ素子２を避けて
格子状に設けても良い。シール１０には、従来公知であ
る液晶パネルの封止材等を用いることができる。

【００５４】有機ＥＬ素子２で発生した光は、第二透明
基板３の入口でいったん屈折するため、出口では全反射
が起こらず効率が良い。上記有機ＥＬパネル１００と同
様の経路により第二透明基板３から出射される。この有
機ＥＬパネル１０２では上記のような接着層４がないた
め、接着層４と第一透明基板１や有機ＥＬ素２子等との
密着性が問題にならない。接着層４との間にできる隙間
は、出射光の乱反射等を起こして画像に影響を与えてし
まうからである。また、不活性ガスは、有機ＥＬ素子が
空気に曝されるのが好ましくないために充填したもので
あり、これにより劣化を起こすことなく初期性能を維持
できる。また、反射面により正面輝度が向上する。

【００５５】また、図６は、有機ＥＬパネルの別の変形
例を示す断面図である。同図に示す有機ＥＬパネル１０
３では、第一透明基板１上に有機ＥＬ素子２をマトリッ
クス状に設け、当該有機ＥＬ素子２からなる画素を避け
るように格子状の山形突起１２を設けている。この山形
突起１２は断面が三角形であり且つその表面には反射膜
が形成されるか、或いは山形突起が金属であるときには
それ自体が反射面となる。山形突起１２はアルミニウ
ム、チタン等の材料からなり、所定型による転写、エッ
チング、プリンタ技術の応用であるインクジェットによ
り形成される。山形突起１２の斜面に対する反射膜の形
成は、各種蒸着法、各種ＣＶＤ法等により行われる。な
お、山形突起１２自体がアルミニウムからなる場合、山
形突起１２の斜面が反射面となるので、上記有機ＥＬパ
ネル２のように反射膜６の形成工程が不要である。

【００５６】山形突起１２の形成後、有機ＥＬ素子２の
上面に透明の保護層１３を形成する。この保護層１３
は、抵抗加熱真空蒸着法、高周波誘導加熱真空蒸着、電
子ビーム加熱真空蒸着法、蒸着重合法、プラズマ蒸着
法、クラスターイオンビーム法、ＭＢＥ（分子線エピタ
キシ）法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法
（高周波励起イオンプレーティング法）、スパッタリン
グ法、キャスト法、スピンコート法、反応性スパッタリ
ング法、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、レーザーＣＶ
Ｄ法等を用いて形成できる。

【００５７】保護層１３の材料としては、テトラフルオ
ロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノ
マー混合物を共重合させて得られる共重合体、環状構造
を有する含フッ素共重合体、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリユ
リア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフ
ルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、ク
ロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレ
ンとの共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質および吸
水率０．１％以下の防湿性物質等を用いることができ
る。

【００５８】係る構成における光の進路は、上記図１に
示した構成の場合と略同じであり、これにより光の利用
効率を高めて、明るい画像を提供できる。また、図７に
示す有機ＥＬパネル１０４のように、第一透明基板１上
に有機ＥＬ素子２をマトリックス状に設けると共に当該
有機ＥＬ素子２からなる画素を避けるように格子状の山
形突起１２を設け、且つ第二透明基板１４を透明な接着
層１５を介して固着するようにしても良い。山形突起１
２の斜面には同様に反射面を設ける。接着層１５の材料
は、上記同様、トリス（８−キノリノール）アルミニウ
ム等である。係る構成においても、光の利用効率を高め
て、明るい画像を提供できる。

【００５９】（実施の形態２）図８は、この発明の実施
の形態２に係る有機ＥＬパネルを示す断面図である。こ
の有機ＥＬパネル２００は第一透明基板２１側から光を
出射するものであり、第一透明基板２１に格子状のＶ溝
２２を形成し、このＶ溝２２の斜面に反射膜２３をコー
ティングしたものである。格子状に形成したＶ溝２２間
の画素領域には、マトリックス状に有機ＥＬ素子２が設
けられている。更に、有機ＥＬ素子２の上には透明の保
護層２４が積層形成されている。

【００６０】有機ＥＬ素子２から発生した光は、正面方
向および側方に進むが、この正面方向に進む光Ｌｆは第
一透明基板２１から出射され、側方に進む光ＬｓはＶ溝
２２の反射膜２３で反射し、その反射光Ｌｒが第一透明
基板２１の表面で全反射することなく出射される。これ
により、光の利用効率が向上して明るい画像を得ること
ができる。また、係る構成は、構造が簡単であるから製
造が容易である。なお、Ｖ溝２２の斜面を図４に示すよ
うな湾曲面としても良い。

【００６１】（実施の形態３）図９は、この発明の実施
の形態３に係る有機ＥＬパネルを示す断面図である。こ
の有機ＥＬパネル３００は、透明基板３１上に有機ＥＬ
素子２をマトリックス状に形成し、この有機ＥＬ素子２
上に保護層３２を形成すると共に、この保護層３２の表
面をシリンダー形状のマイクロレンズ３３に成形した構
造である。マイクロレンズ３３は、透明基板３１上に保
護膜を塗布した状態で所定の金型を押し当て、硬化した
後に剥離するようにして形成する。或いは、保護膜を塗
布硬化させた後、熱により型転写を行うようにしても良
い。

【００６２】シリンダー状のマイクロレンズ３３は、図
１０に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの形成方向（図中ｘ方
向）の混色より（１つの画素Ｐ中ではＲ，Ｇ，Ｂが混色
したほうがよい）、当該方向に直交する方向（図中ｙ方
向）の混色を低減する必要があり、このためシリンダー
軸の方向（図中符号３４で示す）がｘ方向と平行になる
ように形成する。有機ＥＬ素子２で発生した光Ｌは、図
９に示す有機ＥＬパネル３０１のように、マイクロレン
ズ３３の表面で屈折して正面方向に進むようになる。こ
のため、有機ＥＬ素子２で発生した光の利用効率が向上
する。

【００６３】また、マイクロレンズ３３間に、図１１に
示すような切込部３４を設けても良い。この切込部３４
により、有機ＥＬ素子２の光Ｌが、隣接する有機ＥＬ素
子２のレンズに入って混色を起こすのを防止できる。更
に、切込部３４を設けることで、有機ＥＬパネル３０１
を湾曲させたときに、当該切込部３４が開くので全体的
に曲げやすくなる。

【００６４】また、図１２に示す有機ＥＬパネル３０２
のように、マイクロレンズ３３間に遮光用の突起部３５
を形成して、混色を防止するようにしても良い。突起部
３５は、エッチングやインクジェットにより画素を囲む
ようにして格子状に形成する。このようにすれば、隣接
するマイクロレンズ３３に光Ｌが漏れ難くなるので、混
色が防止され、鮮明が画像が得られるようになる。マイ
クロレンズは、シリンダー形状に限定されない。例えば
一方向（前記シリンダー軸方向と同じ方向）で同一階段
形状のフレネルレンズ形状等であっても良い。

【００６５】なお、上記保護層の高さｈは、図中ｙ方向
の混色を防止するため、有機ＥＬ素子２の幅ｄの３倍以
下とするのが好ましい（図９参照）。また、保護層３２
の高さｈを、有機ＥＬ素子２の幅ｄの２倍以下にする
と、混色を更に防止できる。

【００６６】（実施の形態４）図１３は、この発明の実
施の形態４に係る有機ＥＬパネルを示す構成図である。
この有機ＥＬパネル４００では、透明基板４１に有機Ｅ
Ｌ素子２を形成し、その上に保護膜４２を塗布すると共
に型を押し当て、一方向に複数のプリズム４３を形成し
た構造である。このプリズム４３の形状は上記マイクロ
レンズ３３のように有機ＥＬ素子２毎に対応しているも
のではなく、その一つの幅４３ｄが有機ＥＬ素子２の幅
ｄよりも小さく、多数形成されている。このため、個々
の有機ＥＬ素子２との位置関係を規定する必要がなく、
製造しやすい。

【００６７】有機ＥＬ素子２で発生した光Ｌは、プリズ
ム４３の斜面で屈折して正面方向に出射される。また、
斜面で反射した光Ｌｒは、有機ＥＬ素子２の鏡面性の金
属電極により再び反射し、同様にプリズム４３の斜面で
屈折して出射される。これにより、反射光Ｌｒがリサイ
クルされて光の利用効率が向上し、明るい画面を得るこ
とができる。なお、プリズム４３の形成方向は、マトリ
ックス状に形成した有機ＥＬ素子の直交２軸方向と平行
である必要はなく、自由に設定できる。

【００６８】（実施の形態５）図１４は、この発明の実
施の形態５に係る有機ＥＬパネルを示す構成図である。
この有機ＥＬパネル５００は、透明基板５１上に有機Ｅ
Ｌ素子２をマトリックス状に配置し、この上から保護膜
５２を塗布すると共に、当該保護膜５２中にエポキシ系
の透明粒子５３（またはファイバー）を混ぜた構成であ
る。粒子径は、数μｍ〜数十μｍ程度とするのが好まし
い。また、透明粒子５３の間隔は、有機ＥＬ素子２の幅
より小さくするのが好ましい。透明粒子５３を混合する
ことで保護膜５２の表面がランダムな凹凸形状となる。

【００６９】有機ＥＬ素子２で発生した光Ｌは、透明粒
子５３の表面で乱反射すると共に凹凸形状の保護膜表面
で屈折して出射される。また、保護膜５２の表面で反射
した光Ｌｒは、再び透明粒子５３の表面や鏡面性の金属
電極で反射し、保護膜５２の表面から出射される。これ
により、光の利用効率が向上して、明るい画面を得るこ
とができる。

【００７０】また、図１５に示す有機ＥＬパネル５０１
のように、有機ＥＬ素子２間に仕切部５４を設けても良
い。仕切部５４は、エッチングやインクジェットにより
形成する。仕切部５４を設けることで、有機ＥＬ素子２
の光が隣接する有機ＥＬ素子２の光と混合しなくなる。
これにより、高解像度の画像を得ることができる。

【００７１】以上の実施の形態では、自発光素子の例と
して有機ＥＬ素子を挙げて説明したが、有機ＥＬ素子以
外の自発光素子、例えば無機ＥＬ素子等で表示装置を構
成する場合も上記同様に反射する斜面を形成すること
で、光の利用効率を向上させることができる。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の表示装
置では、表面に複数の自発光素子を設けた第一基板と、
第一基板と重ねて配置される共に、第一基板との対向面
であって自発光素子の外周に斜面を有する溝を形成し、
この斜面に自発光素子の光を反射する反射膜を形成した
透明の第二基板と、第一基板と第二基板との間に介在す
る透明媒質とを備えたので、自発光素子の光を第二基板
に閉じ込めることなく出射できるので、光の利用効率が
向上して、画像を明るくできる。

【００７３】また、この発明の表示装置では、表面に複
数の自発光素子を設けると共に当該自発光素子の外周に
自発光素子の光を反射する斜面を有する突起を形成した
第一基板と、第一基板と重ねて配置され且つ透明な第二
基板と、第一基板と第二基板との間に介在する透明媒質
とを備えたので、光の利用効率が向上して、画像を明る
くできる。

【００７４】また、この発明の表示装置では、透明媒質
に、窒素やアルゴン等の不活性ガスを用いることで、出
口における全反射が起こらず、正面輝度も向上する。ま
た、表示装置の寿命を延ばし、更に光の利用効率を向上
できる。

【００７５】また、この発明の表示装置では、表面に複
数の自発光素子を設けると共に当該自発光素子の外周に
自発光素子の光を観察側に反射する斜面を有する突起を
形成した透明基板と、この透明基板上に形成した透明層
とを備えたので、自発光素子の光が有効利用されて、画
像を明るくできる。

【００７６】また、この発明の表示装置では、表面に複
数の自発光素子を設けると共に当該自発光素子の外周に
自発光素子の光を反射する斜面を有する溝を形成した透
明基板と、透明基板上に形成した保護層とを備えたの
で、自発光素子の光を有効利用して、画像を明るくでき
る。

【００７７】また、この発明の表示装置では、溝または
突起の斜面が湾曲形状をしているので、自発光素子の光
の利用効率が更に向上する。また、前記溝または突起の
斜面の角度が２０°以上８０°以下である場合に、有効
な光の利用が可能となる。

【００７８】また、この発明の表示装置では、表面に複
数の自発光素子を設けた基板と、当該基板上に設けら
れ、上面が一方向で略同じ断面形状となる複数のレンズ
構造であり、各レンズが自発光素子に対応して設けられ
ている透明層とを備えたので、自発光素子の光を有効利
用し、明るい画像を得ることができる。

【００７９】また、この発明の表示装置では、表面に複
数の自発光素子を設けた基板と、当該基板上に設けら
れ、その上面にシリンダー状の複数のレンズ構造を形成
し、各レンズが自発光素子に対応して設けられていると
共に前記シリンダー状のレンズとレンズの間に切込部が
設けられている透明層とを備えたので、自発光素子の光
が有効利用され、明るい画像を得ることができる。ま
た、隣の自発光素子の光と混合し難くなり、画像を鮮明
にできる。

【００８０】また、この発明の表示装置では、レンズ構
造を、自発光素子同士の混色を避けたい方向と直交する
方向に設けるので、画像の解像度を低下させることな
く、自発光素子の光を有効利用できる。

【００８１】また、この発明の表示装置では、鏡面部分
を有する自発光素子を表面に複数設けた基板と、当該基
板上に設けられ、上面が複数のプリズム構造になってい
る透明層とを備えたので、自発光素子の光を有効利用で
き、且つ再利用できる。このため、明るい画像を得るこ
とができる。また、前記透明層の高さを、前記自発光素
子の幅の３倍以下とすることで、好ましい結果を得るこ
とができる。

【００８２】また、この発明の表示装置は、表面に複数
の自発光素子を設けた基板と、当該基板上に設けられ、
透明の微小粒子を混入した透明層とを備えたので、自発
光素子の光を有効利用して、明るい画像を得ることがで
きる。

【００８３】また、この発明の表示装置では、透明層内
の自発光素子と自発光素子との間に突起部が位置してい
るので、隣接する自発光素子の光と混合し難くなるか
ら、画像の解像度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係る有機ＥＬパネル
を示す構成図である。

【図２】図１に示した有機ＥＬパネルの一部の拡大平面
図である。

【図３】図１に示した有機ＥＬパネルの一部拡大図であ
る。

【図４】有機ＥＬパネルの変形例を示す断面図である。

【図５】有機ＥＬパネルの変形例を示す断面図である。

【図６】有機ＥＬパネルの別の変形例を示す断面図であ
る。

【図７】有機ＥＬパネルの別の変形例を示す断面図であ
る。

【図８】この発明の実施の形態２に係る有機ＥＬパネル
を示す断面図である。

【図９】この発明の実施の形態３に係る有機ＥＬパネル
を示す断面図である。

【図１０】Ｒ，Ｇ，Ｂとレンズとの関係を示す説明図で
ある。

【図１１】図９に示した有機ＥＬパネルの変形例を示す
断面図である。

【図１２】図９に示した有機ＥＬパネルの変形例を示す
断面図である。

【図１３】この発明の実施の形態４に係る有機ＥＬパネ
ルを示す構成図である。

【図１４】この発明の実施の形態５に係る有機ＥＬパネ
ルを示す構成図である。

【図１５】図１４に示した有機ＥＬパネルの変形例を示
す断面図である。

【符号の説明】

１００有機ＥＬパネル１第一透明基板２有機ＥＬ素子３第二透明基板４接着層５Ｖ溝６反射膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野島重男長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者 ▲関▼ 秀也長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者内川大介長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内Ｆターム(参考） 3K007 AB03 AB11 AB13 AB17 BB06 DB03 FA02 5G435 AA03 BB05 CC09 DD11 FF03 GG03 GG06 HH20 LL06 LL07 LL08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に複数の自発光素子を設けた第一基
板と、第一基板と重ねて配置される共に、第一基板との対向面
であって自発光素子の外周に斜面を有する溝を形成し、
この斜面に自発光素子の光を観察側に反射する反射膜を
形成した透明の第二基板と、第一基板と第二基板との間に介在する透明媒質と、を備
えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】表面に複数の自発光素子を設けると共に
当該自発光素子の外周に自発光素子の光を観察側に反射
する斜面を有する突起を形成した第一基板と、第一基板と重ねて配置され且つ透明な第二基板と、第一基板と第二基板との間に介在する透明媒質と、を備
えたことを特徴とする表示装置。
【請求項３】前記透明媒質は、窒素やアルゴン等の不
活性ガスであることを特徴とする請求項１または２に記
載の表示装置。
【請求項４】表面に複数の自発光素子を設けると共に
当該自発光素子の外周に自発光素子の光を観察側に反射
する斜面を有する突起を形成した透明基板と、この透明基板上に形成した透明層と、を備えたことを特
徴とする表示装置。
【請求項５】表面に複数の自発光素子を設けると共に
当該自発光素子の外周に自発光素子の光を反射する斜面
を有する溝を形成した透明基板と、透明基板上に形成した保護層と、を備えたことを特徴と
する表示装置。
【請求項６】前記溝または突起の斜面が湾曲形状をし
ていることを特徴とする１〜５のいずれか一つに記載の
表示装置。
【請求項７】前記溝または突起の斜面の角度が、２０
°以上８０°以下であることを特徴とする請求項１〜６
のいずれか一つに記載の表示装置。
【請求項８】表面に複数の自発光素子を設けた基板
と、当該基板上に設けられ、上面が一方向で略同じ断面形状
となる複数のレンズ構造であり、各レンズが自発光素子
に対応して設けられている透明層と、を備えたことを特
徴とする表示装置。
【請求項９】表面に複数の自発光素子を設けた基板
と、当該基板上に設けられ、その上面にシリンダー状の複数
のレンズ構造を形成し、各レンズが自発光素子に対応し
て設けられていると共に前記シリンダー状のレンズとレ
ンズの間に切込部が設けられている透明層と、を備えた
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１０】更に、前記レンズ構造は、自発光素子
同士の混色を避けたい方向と直交する方向に設けること
を特徴とする請求項８または９に記載の表示装置。
【請求項１１】鏡面部分を有する自発光素子を表面に
複数設けた基板と、当該基板上に設けられ、上面が複数のプリズム構造にな
っている透明層と、を備えたことを特徴とする表示装
置。
【請求項１２】前記透明層の高さは、前記自発光素子
の幅の３倍以下であることを特徴とする請求項８〜１１
のいずれか一つに記載の表示装置。
【請求項１３】表面に複数の自発光素子を設けた基板
と、当該基板上に設けられ、透明の微小粒子を混入した透明
層と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１４】前記透明層内には、自発光素子と自発
光素子との間に突起部が位置していることを特徴とする
請求項８〜１３のいずれか一つに記載の表示装置。