JP2005100789A - Spontaneous light emitting display device and organic el display device - Google Patents

Spontaneous light emitting display device and organic el display device Download PDF

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JP2005100789A JP2003332727A JP2003332727A JP2005100789A JP 2005100789 A JP2005100789 A JP 2005100789A JP 2003332727 A JP2003332727 A JP 2003332727A JP 2003332727 A JP2003332727 A JP 2003332727A JP 2005100789 A JP2005100789 A JP 2005100789A
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Masashi Tanaka
将史 田中
Takashi Osako
崇 大迫
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Rohm Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spontaneous light emitting display device, such as an organic EL display device, suppressing the deterioration of emission luminance of the display itself and achieving a bright display image, even if a polarizing plate is arranged on the screen for preventing outside light reflection. <P>SOLUTION: An organic EL light emitting part 6 is formed by laminating electrode layers 3, 5, and an organic layer 4 on a transparent substrate 1. A reflection polarizing plate 7 is arranged on a surface opposite to the surface on which the organic EL light emitting part 6 is formed. In other words, the organic EL display device has the reflection polarizing plate on the screen side. Over the reflection polarizing plate 7 on the screen side, an absorbing polarizing plate 8 is arranged with the polarizing axes aligned, which allows effective use of the light emitting part, while suppressing reflection light on the screen. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、有機物のエレクトロルミネッセンス(EL)を利用してディスプレイを構成する有機EL表示装置および有機EL表示装置のような自発光型表示装置に関する。さらに詳しくは、外光が表示装置内部で反射して周囲光の映り込みや表示装置の裏側(吸湿剤や反射部材)が透けて見えるのを防止するため、表示面側に偏光板を設ける構造でも、表示画面の輝度の低下を抑制し得る構造の有機EL表示装置などの自発光型表示装置に関する。   The present invention relates to an organic EL display device constituting a display using organic electroluminescence (EL) and a self-luminous display device such as an organic EL display device. More specifically, a structure in which a polarizing plate is provided on the display surface side in order to prevent external light from being reflected inside the display device and preventing ambient light from being reflected and the back side of the display device (a hygroscopic agent or a reflection member) from being seen through. However, the present invention relates to a self-luminous display device such as an organic EL display device having a structure capable of suppressing a decrease in luminance of the display screen.

たとえば有機物質を使用したEL素子は、固体発光型の安価な表示素子として開発が行われている。従来の有機EL表示装置は、たとえば図3(a)に示されるような構造になっている。すなわち、図3(a)において、ガラスなどの透明基板32の一面上に、ITOなどからなる帯状の陽極電極33が複数個並列して設けられ、その間隙部および帯状に形成されたITO膜33上の発光させない(画素とならない)領域に、たとえばポジ型のフォトレジストなどからなる絶縁膜34を、フォトリソグラフィ技術を用いて形成し、さらにその表面に、たとえばネガ型のフォトレジストなどの塗布とパターニングにより、陽極電極33と直角方向(紙面に垂直方向)に隔壁35が複数個並列して形成されている。そして、真空蒸着装置内で、有機層36が成膜され、その表面に、たとえばアルミニウム(Al)を真空蒸着装置で0.1μm程度の厚さ蒸着させることにより、陰極電極37がITOからなる陽極電極33と直交する方向に帯状に形成されている。   For example, an EL element using an organic substance has been developed as an inexpensive display element of a solid light emitting type. A conventional organic EL display device has a structure as shown in FIG. That is, in FIG. 3A, a plurality of strip-like anode electrodes 33 made of ITO or the like are provided in parallel on one surface of a transparent substrate 32 such as glass, and the gap portion and the ITO film 33 formed in a strip shape. An insulating film 34 made of, for example, a positive type photoresist is formed in a region where light is not emitted (will not be a pixel) by using a photolithography technique, and further, for example, a negative type photoresist is applied on the surface thereof. By patterning, a plurality of partition walls 35 are formed in parallel in a direction perpendicular to the anode electrode 33 (in a direction perpendicular to the paper surface). Then, the organic layer 36 is formed in a vacuum deposition apparatus, and aluminum (Al) is deposited on the surface thereof to a thickness of about 0.1 μm by the vacuum deposition apparatus, whereby the cathode electrode 37 is an anode made of ITO. It is formed in a strip shape in a direction orthogonal to the electrode 33.

なお、隔壁35上にも有機層36a(有機層を成膜する際にメタルマスクを用いる場合には、有機層36aは付着しない)および電極材料層37aが積層されるが、隔壁35が高いため、発光部とする各画素列の有機層36および陰極電極
37は隔壁上の膜と電気的に分離され、隣接する画素列の有機層36および陰極電極37も、それぞれこの隔壁35により電気的に分離される。その結果、直交する陽極電極33と陰極電極37とが交差する部分が画素となり、両電極により選択される画素のみに電圧が印加され、所望の画素を点灯させ、透明基板32の他面側から照射されることにより画像を表示させる。
Note that the organic layer 36a (the organic layer 36a is not attached when a metal mask is used when forming the organic layer) and the electrode material layer 37a are stacked on the partition wall 35, but the partition wall 35 is high. The organic layer 36 and the cathode electrode 37 of each pixel column serving as the light emitting portion are electrically separated from the film on the partition, and the organic layer 36 and the cathode electrode 37 of the adjacent pixel column are also electrically connected by the partition 35. To be separated. As a result, a portion where the orthogonal anode electrode 33 and the cathode electrode 37 intersect becomes a pixel, a voltage is applied only to the pixel selected by both electrodes, and the desired pixel is lit, from the other surface side of the transparent substrate 32. An image is displayed by irradiation.

このような構成では、有機層で発光することにより形成される画像の光が透明基板32の他面側から照射される他に、図3(a)に示されるように、外光Bが陰極電極37などの金属膜により反射して映り込むため、背景が明るくなり、表示画像を見ずらくする。このような問題を解決するため、図3(b)に示されるように、表示面側に偏光板(円偏光板)40を設け、内部で反射した光の偏光方向が変ることにより、再度偏光板を通って外部に出てくる光は偏光板の偏光軸と一致しない光が多く減衰することにより、余り目立たなくする構造が用いられている(たとえば特許文献1参照)。   In such a configuration, the light of the image formed by emitting light from the organic layer is irradiated from the other surface side of the transparent substrate 32, and as shown in FIG. Since the image is reflected by the metal film such as the electrode 37, the background becomes bright and the display image is difficult to see. In order to solve such a problem, as shown in FIG. 3B, a polarizing plate (circular polarizing plate) 40 is provided on the display surface side, and the polarization direction of the light reflected inside is changed. A structure is used in which light coming out through the plate is not so noticeable because a large amount of light that does not coincide with the polarization axis of the polarizing plate is attenuated (see Patent Document 1, for example).

すなわち、普通の偏光板を挿入することにより、外部の光が表示装置の内部に入り込む光は、偏光板の偏光軸に沿った方向に振動する光のみで、その他の光は吸収されるため、ほぼ1/2の光が入り込み、内部で反射した光はその振動方向がランダムになり、反射して偏光板を通過し外部に出てくる光は内部に入り込んだ光のさらに1/2となる。そのため、表示装置内に入り込んで中で反射し、外部に出てくる光の割合はほぼ25%に減衰することになり、外光の影響を殆ど受けなくなる。
特開平8−321381号公報(図1)
That is, by inserting an ordinary polarizing plate, the light that enters the display device from outside is only light that vibrates in the direction along the polarizing axis of the polarizing plate, and other light is absorbed. Almost half of the light enters, and the direction of vibration of the light reflected inside becomes random, and the light reflected and passing through the polarizing plate is further reduced to half of the light entering inside. . Therefore, the ratio of the light that enters the display device, reflects inside, and exits to the outside is attenuated to approximately 25%, and is hardly affected by the external light.
Japanese Patent Laid-Open No. 8-321381 (FIG. 1)

前述のように、表示装置の表示面に偏光板が設けられることにより、外光の映り込みにより、背景が明るくなったり、表示画像が見づらくなったりするという問題を解消することができる。しかし、偏光板は、ある一方向に振動する光の成分のみを透過させ、その方向と直交する方向に振動する光は遮断されるため、あらゆる方向に振動する通常の光は、ほぼ半分だけが透過して残りの半分は透過することができず、吸収される。その結果、有機EL発光部で発光する光も半分しか表示に寄与することができず、画面が暗くなり、明るくしようとすると入力を大きくしなければならず、消費電力が大きくなると共に寿命が短くなるという問題がある。このような問題は、有機EL表示装置に限らず、無機EL表示装置や、LEDを用いた表示装置など、自ら発光する自発光型表示装置に共通する。   As described above, by providing the polarizing plate on the display surface of the display device, it is possible to solve the problem that the background becomes bright due to the reflection of external light or the display image is difficult to see. However, the polarizing plate transmits only a component of light that vibrates in one direction and blocks light that vibrates in a direction orthogonal to that direction, so that only about half of normal light that vibrates in any direction is blocked. The other half cannot pass through and is absorbed. As a result, only half of the light emitted from the organic EL light emitting part can contribute to the display, and the screen becomes darker. If the user tries to make it brighter, the input must be increased, resulting in increased power consumption and shorter life. There is a problem of becoming. Such a problem is not limited to organic EL display devices, but is common to self-luminous display devices that emit light themselves, such as inorganic EL display devices and display devices using LEDs.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、自発光型表示装置において、外光の映り込みを防止するために表示面に偏光板を設ける場合でも、表示装置自身の発光輝度の低下を抑制し、明るい表示画像を得ることができる構造の、有機EL表示装置などの自発光型表示装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and in a self-luminous display device, even when a polarizing plate is provided on the display surface in order to prevent reflection of external light, the luminance of the display device itself is reduced. An object of the present invention is to provide a self-luminous display device such as an organic EL display device having a structure capable of suppressing a decrease and obtaining a bright display image.

本発明による自発光型表示装置は、自発光型の表示装置を構成する発光部と、該発光部の表示面側に設けられる反射偏光板とを具備している。また、本発明による有機EL表示装置は、透明基板と、該透明基板の一面上に積層される電極層および有機層を有する有機EL発光部と、前記透明基板の前記有機EL発光部形成面と反対面に設けられる反射偏光板とからなっている。   A self-luminous display device according to the present invention includes a light-emitting portion that constitutes a self-luminous display device, and a reflective polarizing plate provided on the display surface side of the light-emitting portion. The organic EL display device according to the present invention includes a transparent substrate, an organic EL light emitting unit having an electrode layer and an organic layer laminated on one surface of the transparent substrate, and the organic EL light emitting unit forming surface of the transparent substrate. It consists of a reflective polarizing plate provided on the opposite surface.

ここに自発光型表示装置とは、たとえば有機や無機のEL表示装置やLED表示装置などのように、自分で発光しながら表示装置を構成するものを意味する。また、反射偏光板とは、特定方向に振動する光を透過させ、特定方向と交差する方向に振動する光を吸収しないで反射させる偏光板を意味する。   Here, the self-luminous display device means a device that constitutes the display device while emitting light by itself, such as an organic or inorganic EL display device or LED display device. The reflective polarizing plate means a polarizing plate that transmits light that vibrates in a specific direction and reflects light that does not absorb light that vibrates in a direction crossing the specific direction.

前記反射偏光板の表面に、該反射偏光板の偏光軸と合せた偏光軸を有する吸収偏光板が設けられることにより、偏光板を透過することができない外光が表示面で反射することなく吸収されるため、外光の影響を従来の偏光板が設けられる構造と殆ど同程度に削減しながら、発光部で発光する表示光は、反射偏光板と偏光軸が同じ方向であるため、減衰することなく透過し、反射偏光板を透過できない光は反射を繰り返して偏光軸と振動方向が一致した光は透過することができるため、発光した光の殆どを透過させることができ、表示画面を明るくし過ぎないで非常に明るい表示をすることができる。ここに偏光軸とは、偏光板を透過する光の振動方向を意味する。また、吸収変光板とは、偏光軸と直交する方向に振動する光を吸収する変光板を意味する。   By providing an absorption polarizing plate having a polarization axis combined with the polarization axis of the reflective polarizing plate on the surface of the reflective polarizing plate, external light that cannot pass through the polarizing plate is absorbed without being reflected on the display surface. Therefore, the display light emitted from the light emitting portion is attenuated because the polarization axis is the same direction as that of the reflective polarizing plate, while reducing the influence of external light to almost the same as the structure in which the conventional polarizing plate is provided. Light that is transmitted without being transmitted through the reflective polarizing plate can be reflected repeatedly and transmitted with light whose polarization axis and vibration direction coincide with each other, so that most of the emitted light can be transmitted and the display screen is brightened. A very bright display can be achieved without too much. Here, the polarization axis means the vibration direction of light transmitted through the polarizing plate. The absorption variable plate means a variable plate that absorbs light that vibrates in a direction orthogonal to the polarization axis.

前記反射偏光板に、光軸を前記反射偏光板の偏光軸と45°の角度をなすように設定された1/4波長の位相差板が貼り合され、円偏光板とされることにより、金属膜により反射した円偏光は、偏光方向が反転し、位相が反対の光となって打ち消し合うため、反射した光が円偏光板を透過して戻らなくなる。その結果、内部に進入した光は、反射偏光板があっても、急速に減衰し、表示装置の内面が映り込むという現象がなくなり、非常に視認特性が向上する。   A quarter-wave retardation plate with an optical axis set to form an angle of 45 ° with the polarization axis of the reflective polarizing plate is bonded to the reflective polarizing plate, thereby forming a circular polarizing plate. Since the circularly polarized light reflected by the metal film is inverted in polarization direction and cancels out as light having opposite phases, the reflected light does not pass through the circularly polarizing plate and return. As a result, even if there is a reflective polarizing plate, the light that has entered the interior is rapidly attenuated and the phenomenon that the inner surface of the display device is reflected is eliminated, and the visual characteristics are greatly improved.

前記反射偏光板は、たとえば複屈折性の誘電体多層膜として構成される。   The reflective polarizing plate is configured as a birefringent dielectric multilayer film, for example.

この構造にすることにより、表示面側から発光部内に入射する外光は、ほぼ半分の光が反射偏光板の表面で反射し、ほぼ半分の光が発光部内に入射する。反射偏光板の表面で反射する光は、表示面を観察する観察者に表示画像と共に視認されるが、外光のほぼ半分の光が反射するだけで、全面で均一に反射するため、表示面が明るく見えるだけで、表示画面がギラギラするということはない。また、表示装置内に透過した光は、中で乱反射して反射偏光板に戻るが、乱反射した光の振動方向は反射によりランダムになるため、反射偏光板を透過する光は、ほぼ半分になる。反射偏光板で反射した光は、再度内部で乱反射して反射偏光板を透過する光もあるが、発光部で発光する光よりも減衰は大きい。その結果、内部に進入して反射してくる光は外交の1/6〜2/6程度であり、内部の電極などが映り込むという現象は殆どなく、視認特性を低下させない。   With this structure, about half of the external light that enters the light emitting portion from the display surface side is reflected by the surface of the reflective polarizing plate, and almost half of the light enters the light emitting portion. The light reflected on the surface of the reflective polarizing plate is visually recognized by the observer observing the display surface together with the display image, but only half of the external light is reflected and is reflected uniformly on the entire surface. Just looks bright, and the display screen is not glaring. In addition, the light transmitted through the display device is irregularly reflected and returns to the reflective polarizing plate, but the vibration direction of the irregularly reflected light is randomized by the reflection, so that the light transmitted through the reflective polarizing plate is almost halved. . The light reflected by the reflective polarizing plate is also diffusely reflected inside again and transmitted through the reflective polarizing plate, but the attenuation is larger than the light emitted from the light emitting unit. As a result, the light that enters the interior and is reflected is about 1/6 to 2/6 of the diplomacy, and there is almost no phenomenon that the internal electrodes and the like are reflected, and the visual characteristics are not deteriorated.

一方、発光部で発光する光は、その振動方向がランダムであり、反射偏光板を透過する光はほぼ1/2となる。しかし、発光部で発光する光は、非常に狭い反射偏光板と金属電極との間で発光するため、透過できなくて反射した光は、直ちに有機EL表示装置などの金属電極などで反射して振動方向が変化して反射偏光板に達するため、反射偏光板の偏光軸の方向と一致した振動の光は透過する。すなわち、反射偏光板で反射した発光部の光は、狭い間隔で反射を繰り返しながら振動方向が反射偏光板の偏光軸と一致して反射偏光板を透過するため、発光した光は殆ど他の画素の方には進まないで、表示画面側に進んで利用される。   On the other hand, the light emitted from the light emitting portion has a random vibration direction, and the light transmitted through the reflective polarizing plate is approximately ½. However, since the light emitted from the light emitting part is emitted between the very narrow reflective polarizing plate and the metal electrode, the light that cannot be transmitted and reflected is immediately reflected by the metal electrode such as an organic EL display device. Since the vibration direction changes and reaches the reflective polarizing plate, the vibration light that matches the direction of the polarization axis of the reflective polarizing plate is transmitted. That is, the light of the light emitting part reflected by the reflective polarizing plate is repeatedly reflected at a narrow interval, and the vibration direction coincides with the polarization axis of the reflective polarizing plate and passes through the reflective polarizing plate. Do not proceed to the direction of the screen, but proceed to the display screen side.

その結果、外光で反射する光により、従来の吸収偏光板を使用する場合よりも表示画面を明るくしながら、発光部で発光する光も従来の吸収偏光板を使用する場合よりも遥かに明るいため、外光の影響を大幅に削減しながら、明るい表示画像にすることができる。   As a result, the light reflected by the external light is brighter than the case where the conventional absorption polarizing plate is used, while the display screen is brighter than the case where the conventional absorption polarizing plate is used, and the light emitted from the light emitting portion is much brighter than the case where the conventional absorption polarizing plate is used. Therefore, a bright display image can be obtained while greatly reducing the influence of external light.

すなわち、本発明によれば、表示面側に偏光板を設けることにより、外光の影響を殆ど受けなくしながら、発光部で発光する光を殆ど減衰させることなく表示画像に利用することができるため、非常に明るい表示をすることができ、視認特性の優れた有機EL表示装置などの自発光型表示装置を得ることができる。   That is, according to the present invention, by providing the polarizing plate on the display surface side, the light emitted from the light emitting portion can be used for a display image with almost no attenuation while being hardly affected by external light. A self-luminous display device such as an organic EL display device which can display very bright and has excellent visual characteristics can be obtained.

つぎに、本発明の自発光型表示装置について、有機EL表示装置の例で、図面を参照しながら説明をする。本発明の有機EL表示装置は、その一実施形態の一部斜視説明図が図1に示されるように、透明基板1の一面上に、電極層3、5および有機層4が積層され、有機EL発光部6が形成され、その有機EL発光部6の形成面と反対面に反射偏光板7が設けられている。すなわち、本発明の有機EL表示装置は、透明基板1の表示面A側に反射偏光板7が設けられていることに特徴がある。なお、図1に示される例では、反射偏光板7のさらに表面側に吸収偏光板8が設けられると共に、発光部6側を被覆するように、封止板9が設けられている。   Next, the self-luminous display device of the present invention will be described using an example of an organic EL display device with reference to the drawings. In the organic EL display device of the present invention, as shown in a partially perspective explanatory view of one embodiment of FIG. 1, electrode layers 3 and 5 and an organic layer 4 are laminated on one surface of a transparent substrate 1, and organic An EL light emitting unit 6 is formed, and a reflective polarizing plate 7 is provided on the surface opposite to the surface on which the organic EL light emitting unit 6 is formed. That is, the organic EL display device of the present invention is characterized in that the reflective polarizing plate 7 is provided on the display surface A side of the transparent substrate 1. In the example shown in FIG. 1, an absorption polarizing plate 8 is provided on the further surface side of the reflective polarizing plate 7, and a sealing plate 9 is provided so as to cover the light emitting unit 6 side.

反射偏光板7は、特定方向(偏光軸もという)に振動する光を透過させる一方で、これと交差する方向に振動する光を反射させるもので、たとえば図1に示されるように、ガラスなどからなる透明基板1の一面に、たとえばアクリル系樹脂などの接着剤(図示せず)により接合されている。   The reflective polarizing plate 7 transmits light oscillating in a specific direction (also referred to as a polarization axis), while reflecting light oscillating in a direction intersecting with the specific polarizing plate 7. For example, as shown in FIG. For example, an adhesive (not shown) such as an acrylic resin is joined to one surface of the transparent substrate 1 made of.

この反射偏光板7は、たとえば複屈折性の誘電体多層膜として構成されている。誘電体多層膜は、光弾性率の異なる2つの高分子層、たとえば、PEN(2、6−ボリエチレンテレフタレート)とcoPEN(70−ナフタレート/30−テレフタレートコポリエステル)とを交互に複数組積層し、これをたとえば5倍程度に延伸したものである。これらの高分子層は延伸方向の屈折率が各々異なったものとなる一方、延伸方向と直交する方向の屈折率は同一であり、一方向の延伸により各組が複屈折性を有するものとなり、屈折率の相違により延伸方向に振動する光を反射することが可能となる一方で、延伸方向と直交する方向に振動する光を透過することができる。そして、2つの高分子層の膜厚を半波長とすると、反射が生じるため、膜厚の異なった複数組を積層すれば、延伸方向に振動する光については広い波長範囲に亘って光を反射することができる。   The reflective polarizing plate 7 is configured as a birefringent dielectric multilayer film, for example. The dielectric multilayer film is formed by laminating a plurality of sets of two polymer layers having different photoelastic moduli, for example, PEN (2,6-polyethylene terephthalate) and coPEN (70-naphthalate / 30-terephthalate copolyester) alternately. This is stretched about 5 times, for example. While these polymer layers have different refractive indexes in the stretching direction, the refractive indexes in the direction orthogonal to the stretching direction are the same, and each pair has birefringence by stretching in one direction, While the light oscillating in the stretching direction can be reflected by the difference in refractive index, the light oscillating in the direction orthogonal to the stretching direction can be transmitted. And if the film thickness of the two polymer layers is half-wave, reflection occurs, so if multiple sets with different film thickness are stacked, the light that oscillates in the stretching direction is reflected over a wide wavelength range. can do.

図1に示される例では、反射偏光板7のさらに外側に、反射偏光板7と偏光軸を合せた吸収偏光板8が設けられている。この吸収偏光板9は、前述の図3に示されるように、外光の映り込みを抑制するために従来設けられている偏光板と同様に、特定の方向に強く振動する光だけを透過し、他の成分を吸収する機能を有しており、液晶表示装置の液晶パネルの両面に設けられる偏光板と同様のものである。すなわち、たとえばH膜と呼ばれる偏光膜を酢酸セルローズなどの支持フィルムの間に挟み込んだフィルム状のものを使用することができる。H膜は、たとえばポリビニルアルコール(PVA)の薄い膜を加熱しながら延伸し、ヨウ素を大量に含有するHインキと呼ばれる溶液に浸漬させることにより、PVAの膜がHインキ中のヨウ素を吸収して、偏光能をもつ膜とされたものである。   In the example shown in FIG. 1, an absorbing polarizing plate 8 having the polarizing axis aligned with the reflective polarizing plate 7 is provided on the outer side of the reflective polarizing plate 7. As shown in FIG. 3, the absorption polarizing plate 9 transmits only light that vibrates strongly in a specific direction in the same manner as a polarizing plate conventionally provided to suppress reflection of external light. It has the function of absorbing other components and is the same as the polarizing plate provided on both surfaces of the liquid crystal panel of the liquid crystal display device. That is, for example, a film-like film in which a polarizing film called an H film is sandwiched between support films such as cellulose acetate can be used. For example, the H film is stretched while heating a thin film of polyvinyl alcohol (PVA) and immersed in a solution called H ink containing a large amount of iodine, so that the PVA film absorbs iodine in the H ink. The film has a polarizing ability.

図1には示されていないが、反射偏光板7のような振動方向がランダムな光を一定方向の振動方向のみの光にする直線偏光板と、光軸を直線偏光板の偏光軸と45°の角度をなすように設定された1/4波長の位相差板とを貼り合せることにより、円偏光板とすることもできる。このような円偏光板にすることにより、金属膜により反射した円偏光は、偏光方向が反転し、位相が反対の光となって打ち消し合うため、反射した光を表示面A側に戻らなくすることができる。   Although not shown in FIG. 1, a linearly polarizing plate that makes light whose vibration direction is random, such as the reflective polarizing plate 7, light only in a certain vibration direction, and an optical axis that is the polarization axis of the linearly polarizing plate and 45. A circularly polarizing plate can be formed by bonding a quarter-wave retardation plate set to make an angle of °. By making such a circularly polarizing plate, the circularly polarized light reflected by the metal film is reversed in polarization direction and cancels out as light having opposite phases, so that the reflected light does not return to the display surface A side. be able to.

透明基板1としては、ガラス、およびポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリフェニレンスルフィド膜、ポリパラキシレン膜などの各種絶縁性プラスティックなどの透明基板を用いることができる。   As the transparent substrate 1, transparent substrates such as glass and various insulating plastics such as a polyimide film, a polyester film, a polyethylene film, a polyphenylene sulfide film, and a polyparaxylene film can be used.

第1電極層3は、図1に示される例では陽極電極として形成されており、表面側に光を取り出すため、透明電極を用いる必要があり、蒸着などにより設けられるITO(Indium Tin Oxide)、酸化インジウムなどが用いられる。   In the example shown in FIG. 1, the first electrode layer 3 is formed as an anode electrode, and in order to extract light on the surface side, it is necessary to use a transparent electrode. ITO (Indium Tin Oxide) provided by vapor deposition or the like, Indium oxide or the like is used.

有機EL発光部6は、前述の図3に示されるような隔壁を有する構造でも、隔壁を有しないで、メタルマスクを用いて必要な部分のみに有機層や電極層を成膜する構造のものでもよく、たとえば透明基板1上に第1電極層3、有機層4、第2電極層5が積層される構造に形成される。有機層4は、第1電極層3が陽極電極の場合、たとえば図2に示されるように、正孔輸送層41、発光層42および電子輸送層43からなる構造に形成され、さらに第2電極層(陰極電極)5との間に電子注入層5aが形成されるが、有機層4は、この3層構造に制限されるものではなく、少なくとも発光層が形成されていればよく、また、それぞれの層もさらに複層にすることもできる。また、陽極と陰極が上下逆になる場合には、有機層4の積層構造も逆になる。   The organic EL light emitting unit 6 has a structure having a partition wall as shown in FIG. 3 described above, but has a structure in which an organic layer or an electrode layer is formed only on a necessary portion using a metal mask without a partition wall. For example, the first electrode layer 3, the organic layer 4, and the second electrode layer 5 are formed on the transparent substrate 1. When the first electrode layer 3 is an anode electrode, the organic layer 4 is formed in a structure including a hole transport layer 41, a light emitting layer 42, and an electron transport layer 43 as shown in FIG. The electron injection layer 5a is formed between the layer (cathode electrode) 5 and the organic layer 4 is not limited to this three-layer structure, and at least a light emitting layer may be formed. Each layer can also be made into multiple layers. Further, when the anode and the cathode are turned upside down, the laminated structure of the organic layer 4 is also reversed.

正孔輸送層41は、一般的には発光層42への正孔注入性の向上と正孔の安定な輸送向上のため、イオン化エネルギーがある程度小さく、発光層42への電子の閉込め(エネルギー障壁)が可能であることを求められており、アミン系の材料、たとえばトリフェニルジアミン誘導体、スチリルアミン誘導体、芳香族縮合環をもつアミン誘導体などが用いられ、10〜100nm、好ましくは20〜50nm程度の厚さに設けられる。また、図には示されていないが、正孔輸送層41と陽極電極3との間に正孔注入層を設け、正孔輸送層41へのキャリアの注入性をさらに向上させることも行われる。この場合も、陽極電極3からの正孔の注入性を向上させるため、イオン化エネルギーの整合性の良い材料が用いられ、代表例として、アミン系やフタロシアニン系が用いられる。図2に示される例では、正孔輸送層41として、NPBが35nmの厚さに設けられている。   The hole transport layer 41 generally has a small ionization energy to improve the hole injection property to the light emitting layer 42 and improve the stable transport of holes, and confine electrons (energy) to the light emitting layer 42. And an amine-based material such as a triphenyldiamine derivative, a styrylamine derivative, an amine derivative having an aromatic condensed ring, and the like is used, and it is 10 to 100 nm, preferably 20 to 50 nm. Provided to a thickness of about. Although not shown in the drawing, a hole injection layer is provided between the hole transport layer 41 and the anode electrode 3 to further improve the carrier injection property to the hole transport layer 41. . Also in this case, in order to improve the injectability of holes from the anode electrode 3, a material having good ionization energy consistency is used, and as a representative example, an amine or phthalocyanine is used. In the example shown in FIG. 2, NPB is provided as a hole transport layer 41 with a thickness of 35 nm.

発光層42としては、発光波長に応じて選択されるが、たとえば青色系の材料として、DSA系などの材料が用いられ、緑色および赤色の発光材料として、Alqなどが用いられ、35nm程度の厚さに設けられる。この発光層42は、有機物蛍光材料をドーピングすることにより、ドーピング材料固有の発光色を得ることができ、また、発光効率や安定性を向上させることができる。このドーピングは、発光材料に対して数重量(wt)%程度(0.1〜20wt%)で行われる。   The light emitting layer 42 is selected according to the emission wavelength. For example, a DSA-based material is used as a blue material, and Alq is used as a green and red light-emitting material, and has a thickness of about 35 nm. Is provided. The light emitting layer 42 can obtain an emission color unique to the doping material by doping an organic fluorescent material, and can improve the light emission efficiency and stability. This doping is performed at about several weight (wt)% (0.1 to 20 wt%) with respect to the light emitting material.

蛍光性物質としては、キナクリドン、ルブレン、スチリル系色素などを用いることができる。また、キノリン誘導体、テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、12−フタロペリノン誘導体、フェニルアントラセン誘導体、テトラアリールエテン誘導体などを用いることができる。また、それ自体で発光が可能なホスト物質と組み合せて使用することが好ましく、ホスト物質としては、キノリノラト錯体が好ましく、8−キノリノールまたはその誘導体を配位子とするアルミニウム錯体が好ましく、その他に、フェニルアントラセン誘導体やテトラアリールエテン誘導体などを用いることができる。   As the fluorescent substance, quinacridone, rubrene, styryl dyes and the like can be used. Alternatively, quinoline derivatives, tetraphenylbutadiene, anthracene, perylene, coronene, 12-phthaloperinone derivatives, phenylanthracene derivatives, tetraarylethene derivatives, and the like can be used. Further, it is preferably used in combination with a host material capable of emitting light by itself, and as the host material, a quinolinolato complex is preferable, an aluminum complex having 8-quinolinol or a derivative thereof as a ligand is preferable, A phenylanthracene derivative, a tetraarylethene derivative, or the like can be used.

電子輸送層43は、陰極電極5からの電子の注入性を向上させる機能および電子を安定に輸送する機能を有するもので、図2に示される例では、Alq3(トリス(8−キノリノラト)アルミニウム)が25nmの厚さに設けられている。この層が余り厚くなると、発光層ではなくこの層で発光するため、余り厚くはしないで、通常は10〜80nm、好ましくは20〜50nm程度の厚さに設けられる。電子輸送層43としては、上記材料の他に、キノリン誘導体、8−キノリノールないしその誘導体を配位子とする金属錯体、フェニルアントラセン誘導体、テトラアリールエテン誘導体などを用いることができる。この電子輸送層43と陰極電極5との間でギャップが大きい場合には、正孔側と同様に、LiFなどからなる電子注入層5aが設けられる。   The electron transport layer 43 has a function of improving the injectability of electrons from the cathode electrode 5 and a function of stably transporting electrons. In the example shown in FIG. 2, Alq3 (tris (8-quinolinolato) aluminum) Is provided with a thickness of 25 nm. When this layer becomes too thick, light is emitted from this layer instead of the light emitting layer. Therefore, the layer is not excessively thick, and is usually provided in a thickness of about 10 to 80 nm, preferably about 20 to 50 nm. As the electron transport layer 43, in addition to the above materials, a quinoline derivative, a metal complex having 8-quinolinol or a derivative thereof as a ligand, a phenylanthracene derivative, a tetraarylethene derivative, or the like can be used. When the gap between the electron transport layer 43 and the cathode electrode 5 is large, an electron injection layer 5a made of LiF or the like is provided similarly to the hole side.

陰極電極とする第2電極層5としては、電子注入性を向上させるため、仕事関数の小さい金属が主に用いられる。代表例としては、Mg、K、Li、Na、Ca、Sr、Ba、Al、Ag、In、Sn、Zn、Zrなどが一般には用いられる。また、酸化インジウムのような透明膜を用いることもできる。これらの金属の酸化などを防止して安定化させるため、他の金属との合金化をさせることが多く、図2に示される例も、LiF層5aを介してAl層が110nm程度成膜されることにより、陰極電極5が形成されている。   As the second electrode layer 5 serving as a cathode electrode, a metal having a small work function is mainly used in order to improve the electron injection property. As typical examples, Mg, K, Li, Na, Ca, Sr, Ba, Al, Ag, In, Sn, Zn, Zr and the like are generally used. A transparent film such as indium oxide can also be used. In order to prevent oxidation of these metals and stabilize them, they are often alloyed with other metals. In the example shown in FIG. 2, an Al layer is formed to a thickness of about 110 nm through the LiF layer 5a. Thus, the cathode electrode 5 is formed.

封止板9は、透明基板1上に有機EL発光部6を被覆するように設けられ、その内部に乾燥窒素などが充填されたり、図示しない吸湿剤が封入される。封止板9としては、ステンレスなどによりキャンタイプにプレス加工されたキャップが透明基板1に貼り付けられる場合もあるが、一般的にはガラス板などの非金属板に、たとえばサンドブラストなどによりザグリ穴が設けられ、そのザグリ穴内に前述の有機EL発光部6などが収まるように透明基板1の一面側に貼り付けられる。この封止板9は、有機EL発光部6を外気から遮断するためのもので、キャップやガラス板でなくても、たとえばSiなどのパシベーション膜が被膜される構造でのものでもよい。 The sealing plate 9 is provided on the transparent substrate 1 so as to cover the organic EL light emitting unit 6, and the inside thereof is filled with dry nitrogen or the like, or a hygroscopic agent (not shown) is enclosed. As the sealing plate 9, a cap pressed into a can type with stainless steel or the like may be attached to the transparent substrate 1. Is attached to the one surface side of the transparent substrate 1 so that the organic EL light emitting unit 6 and the like are accommodated in the counterbored hole. The sealing plate 9 is for blocking the organic EL light emitting unit 6 from the outside air. The sealing plate 9 may not be a cap or a glass plate but may have a structure in which a passivation film such as Si x N y is coated. .

この構造にすることにより、外部からの光が発光部内に入り込んで発光部内の部品などが映り込んだり、表示画面の全面でギラギラ反射したりして視認特性を低下させることがなく、また、発光部で発光した光の輝度が低下して、表示画面が見づらくなるということがなくなる。   By adopting this structure, light from the outside does not enter the light emitting part, and the parts in the light emitting part are reflected, or glare reflected on the entire surface of the display screen. The luminance of the light emitted from the screen does not decrease, and the display screen does not become difficult to see.

すなわち、表示面側に反射偏光板が設けられているため、外部から有機EL発光部に向かう光は、振動方向が不規則であり、反射偏光板の偏光軸と同じ方向に振動しない光は反射して、同じ方向に振動する光のみが進入する。すなわちほぼ1/2の光は反射偏光板の表面で反射し、残りのほぼ1/2の光が有機EL発光部の方に進入する。表面で反射する光は、直接反射するほぼ1/2の光と、反射偏光板を透過して内部で反射して戻ってくる光の合計で、4/6〜5/6程度となるが、後述するように、内部の映り込みが殆どないため、表示画面が明るくなるだけで、視認特性は殆ど低下しない。なお、図1に示される例のように、表面に吸収偏光板が設けられることにより、吸収偏光板を透過できない方向に振動する光は吸収されて反射しないため、表面での反射をなくすることができる。   That is, since the reflective polarizing plate is provided on the display surface side, the light traveling from the outside to the organic EL light emitting unit has an irregular vibration direction, and the light that does not vibrate in the same direction as the polarization axis of the reflective polarizing plate is reflected. Only light that vibrates in the same direction enters. That is, approximately 1/2 of the light is reflected by the surface of the reflective polarizing plate, and the remaining approximately 1/2 of the light enters the organic EL light emitting unit. The light reflected on the surface is approximately 4/6 to 5/6 in total of approximately 1/2 light directly reflected and light reflected through the reflective polarizing plate and returned internally. As will be described later, since there is almost no internal reflection, only the display screen becomes bright, and the visual recognition characteristics hardly deteriorate. As shown in the example shown in FIG. 1, by providing an absorption polarizing plate on the surface, light that vibrates in a direction that cannot pass through the absorption polarizing plate is absorbed and not reflected, so that reflection on the surface is eliminated. Can do.

有機EL発光部内に進入した光は、金属電極などにより反射して反射偏光板の方に戻るが、反射する際に、振動方向が変り、ランダムとなるため、反射偏光板の偏光軸と同じ方向に振動する光は透過して観察者の方に戻るものの、それ以外の光は反射偏光板で反射して再度有機EL発光部の方に戻る。これを繰り返すが、元々外表面側から斜め方向に入射した光であるため、斜め方向に反射する光が多く、減衰して消滅する光が多く、反射偏光板を透過して戻る光は、内部に進入した光の1/3〜2/3程度であり、表示装置に向かう外光全体の1/6〜2/6程度で、発光部内部の映り込みは、殆ど現れない。   The light entering the organic EL light emitting part is reflected by the metal electrode and returns to the reflective polarizing plate, but when reflected, the vibration direction changes and becomes random, so the same direction as the polarization axis of the reflective polarizing plate The light that vibrates in the light is transmitted and returns to the observer, but the other light is reflected by the reflective polarizing plate and returns to the organic EL light emitting unit again. This is repeated, but since it was originally incident in an oblique direction from the outer surface side, much light is reflected in the oblique direction, much light is attenuated and extinguished, and the light that passes through the reflective polarizing plate returns to the inside. Is about 1/3 to 2/3 of the light entering the light source, and is about 1/6 to 2/6 of the entire outside light directed to the display device, and the reflection inside the light emitting portion hardly appears.

一方、有機EL発光部6で発光する光は、同様に振動方向がランダムな光であり、反射偏光板の偏光軸と同じ方向に振動する光のみが透過するが、振動方向が異なって反射する光は狭い間隔で設けられている金属電極(第2電極層)5により再度反射して反射偏光板8に達する。この反射の際に振動方向も変るため、一部の光は振動方向が反射偏光板の偏光軸の方向と一致して透過し、一致しない光は再度反射偏光板で反射して反射を繰り返し、やがて殆どの光が反射偏光板を透過する。すなわち、図1では発光層4や透明基板1が厚く書かれているが、実際には反射偏光板8と金属電極5との間隔は非常に狭く、この間で発光した光はこの間で反射を繰り返して、他の画素の方に反射することはなく、殆ど減衰することなく反射偏光板を透過する。その結果、有機EL発光部6で発光する光は80%以上が反射偏光板を透過し、偏光板が設けられていても、非常に明るい表示画像を呈することができる。   On the other hand, the light emitted from the organic EL light emitting unit 6 is similarly light having a random vibration direction, and only light that vibrates in the same direction as the polarization axis of the reflective polarizing plate is transmitted, but is reflected with a different vibration direction. The light is reflected again by the metal electrode (second electrode layer) 5 provided at a narrow interval and reaches the reflective polarizing plate 8. Since the direction of vibration also changes during this reflection, some of the light is transmitted with the direction of vibration coinciding with the direction of the polarization axis of the reflective polarizer, and the light that does not match is reflected again by the reflective polarizer, Eventually most of the light passes through the reflective polarizer. That is, although the light emitting layer 4 and the transparent substrate 1 are written thick in FIG. 1, the distance between the reflective polarizing plate 8 and the metal electrode 5 is actually very narrow, and the light emitted during this time is repeatedly reflected between them. Thus, it does not reflect toward the other pixels and passes through the reflective polarizing plate with almost no attenuation. As a result, 80% or more of the light emitted from the organic EL light emitting unit 6 is transmitted through the reflective polarizing plate, and a very bright display image can be exhibited even when the polarizing plate is provided.

なお、図1に示される例のように、表面側に吸収偏光板が設けられている場合、前述のように振動方向が偏光板の偏光軸と一致しない光を反射させないで吸収し、表示面を明るくし過ぎないで表示することができる。一方、発光部で発光した光は、吸収偏光板と反射偏光板との偏光軸が一致しているため、反射偏光板を透過した光はそのまま吸収偏光板を透過し、反射偏光板を透過できない光は、前述のように金属電極との間で反射を繰り返しながら、反射偏光板を透過できるようになれば、そのまま吸収偏光板も透過する。そのため、吸収偏光板が設けられることにより、有機EL発光部で発光した光は反射偏光板により殆ど減衰させることなく表示画像に利用しながら、外光は殆ど反射させることなく、非常に視認特性を向上させることができる。   In the case where an absorption polarizing plate is provided on the surface side as in the example shown in FIG. 1, the light whose vibration direction does not coincide with the polarization axis of the polarizing plate is absorbed without reflection as described above, and the display surface Can be displayed without making it too bright. On the other hand, since the light emitted from the light emitting unit has the same polarization axis as the absorption polarizing plate and the reflection polarizing plate, the light transmitted through the reflection polarizing plate passes through the absorption polarizing plate as it is and cannot pass through the reflection polarizing plate. If the light can be transmitted through the reflective polarizing plate while repeating reflection with the metal electrode as described above, the light also passes through the absorbing polarizing plate as it is. Therefore, by providing the absorption polarizing plate, the light emitted from the organic EL light emitting part is used for the display image with almost no attenuation by the reflective polarizing plate, and the external light is hardly reflected, and the visual characteristic is very low. Can be improved.

前述の例は、有機EL表示装置の例であったが、無機EL表示装置でも有機層の代りに無機層が用いられるだけで同様であり、また、LEDの場合は発光部の輝度が大きいため余り外光の影響は受けにくいが、LEDを用いた表示装置でも同様の構成にすることができ、有機EL表示装置に限らず、自発光型表示装置に同様に適用することができる。   The above-described example is an example of an organic EL display device, but an inorganic EL display device is similar in that an inorganic layer is used instead of an organic layer, and in the case of an LED, the luminance of the light emitting unit is large. Although it is hardly affected by external light, a display device using LEDs can have the same structure, and can be applied not only to an organic EL display device but also to a self-luminous display device.

本発明による有機EL表示装置の一実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows one Embodiment of the organic electroluminescent display apparatus by this invention. 図1に示される有機EL発光部の構造例を示す断面説明図である。FIG. 2 is a cross-sectional explanatory diagram illustrating a structural example of the organic EL light emitting unit illustrated in FIG. 1. 従来の有機EL表示装置の構造例を示す断面説明図である。It is sectional explanatory drawing which shows the structural example of the conventional organic electroluminescence display.

符号の説明Explanation of symbols

1 透明基板
3 第1電極層
4 有機層
5 第2電極層
6 有機EL発光部
7 反射偏光板
8 吸収偏光板
9 封止板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 3 1st electrode layer 4 Organic layer 5 2nd electrode layer 6 Organic electroluminescent light emission part 7 Reflective polarizing plate 8 Absorbing polarizing plate 9 Sealing plate

Claims (5)

自発光型の表示装置を構成する発光部と、該発光部の表示面側に設けられる反射偏光板とを具備する自発光型の表示装置。   A self-luminous display device comprising a light-emitting portion constituting a self-luminous display device and a reflective polarizing plate provided on a display surface side of the light-emitting portion. 透明基板と、該透明基板の一面上に積層される電極層および有機層を有する有機EL発光部と、前記透明基板の前記有機EL発光部の形成面と反対面に設けられる反射偏光板とからなる有機EL表示装置。   From a transparent substrate, an organic EL light emitting unit having an electrode layer and an organic layer laminated on one surface of the transparent substrate, and a reflective polarizing plate provided on the surface opposite to the surface on which the organic EL light emitting unit is formed on the transparent substrate An organic EL display device. 前記反射偏光板の表面に、該反射偏光板の偏光軸と合せた偏光軸を有する吸収偏光板が設けられてなる請求項1または2記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein an absorption polarizing plate having a polarization axis combined with the polarization axis of the reflective polarizing plate is provided on a surface of the reflective polarizing plate. 前記反射偏光板に、光軸を前記反射偏光板の偏光軸と45°の角度をなすように設定された1/4波長の位相差板が貼り合され、円偏光板とされてなる請求項1、2または3記載の表示装置。   A quarter-wave retardation plate whose optical axis is set to form an angle of 45 ° with the polarization axis of the reflective polarizing plate is bonded to the reflective polarizing plate to form a circularly polarizing plate. The display device according to 1, 2, or 3. 前記反射偏光板が、複屈折性の誘電体多層膜として構成されてなる請求項1、2、3または4記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein the reflective polarizing plate is configured as a birefringent dielectric multilayer film.
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