JP2005322489A - エレクトロルミネッセンス素子とエレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光効率の向上および外光反射防止がはかれ、そのうえモアレ縞などがなく、視認性にすぐれた有機ＥＬ素子を提供する。

【解決手段】 発光層３からの光を取り出す光取り出し面側に位置する透明電極４の外側に円偏光フィルタ２を設け、光取り出し面側に位置する透明電極４と円偏光フィルタ２との間に偏光状態維持可能で光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域３を配置するとともに、上記領域３を経た光が円偏光フィルタ２を通過するまでの間に実質的に偏光状態維持可能な光拡散層７を設けて、有機ＥＬ素子を構成する。

【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置などのバックライト光源などに使用される、エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬという）素子、とくに有機ＥＬ素子に関し、またこの素子を備えたＥＬ表示装置に関するものである。

電極間に発光層を設け、電気的に発光を得るＥＬ素子は、ディスプレイ表示装置としての利用はもちろん、平面型照明、光ファイバー用光源、液晶ディスプレイ用バックライト、液晶プロジェクタ用バックライトなどの各種の光源としても、盛んに研究開発が進んでいる。とくに、有機ＥＬ素子は、発光効率、低電圧駆動、軽量、低コストという点で、すぐれており、近年、非常に注目を浴びている。

しかしながら、有機ＥＬ素子のように発光層自体から発光を取り出す固体内発光素子では、発光層の屈折率と出射媒質との屈折率により決まる臨界角以上の発光光は全反射して内部に閉じ込められ、導波光として失われる。

古典論的な屈折の法則（スネルの法則）による計算では、発光層の屈折率をｎとすると、発生した光が外部に取り出される光取り出し効率ηはη＝１／２ｎ² で近似される。仮に発光層の屈折率が１．７である場合、η＝１７％程度となり、８０％以上の光は導波光として素子側面方向の損失光として失われていることになる。

導波光を外部に取り出すためには、発光層と出射面との間に、光の反射・伝送角を乱れさせる領域を形成して、スネルの法則を崩し、本来導波光として全反射される光の伝送角を変化させてやる必要がある。このような反射・伝送角を乱れさせる領域をＥＬ素子に具備させることで、取り出し効率を向上させる方法は多数提案されている。

たとえば、基板表面に凹凸構造を設けたもの（特許文献１参照）、基板の光取り出し側をレンズ構造としたもの（特許文献２参照）、ＥＬ素子自体に立体構造や傾斜面を形成したもの（特許文献３参照）、ＥＬ素子内に回折格子を形成したもの（特許文献４参照）などが、開示されている。その他にも、基板の形状を物理的に変化させて、素子内部に閉じ込められた導波光を取り出すという試みは多くなされている。

前述したように、古典論的な計算では有機ＥＬ素子の取り出し効率は１７％程度であり、８０％以上の導波光は素子内部に閉じ込められていると述べたが、ナノメートル程度の薄膜層からなる有機ＥＬ素子では、光の干渉効果やマイクロキャビティー効果などにより、現象はさらに複雑である。

たとえば、Ｍ．Ｈ．Ｌｕらの報告（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．９１，Ｎｏ．２，ｐ．５９５，２００２）では、マイクロキャビティー効果により発光分布は古典論から大きく変化し、実際の取り出し効率はほぼ５０％に達成しているとされている。すなわち、導波光成分は全体の５０％となり、これを取り出すことによる輝度向上効果の最大値は２倍ということになる。

たとえば、Ｓ．メーラーらの報告（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．９１，Ｎｏ．５，ｐ．３３２４，２００２）では、コンピューターシミュレーションを駆使してマイクロレンズの構造を決定し、それを実際に作製して、有機ＥＬ素子のガラス基板上に形成した際の輝度向上度は約１．５倍と報告されている。また、別の例として、Ｓｏｎｅらの報告（ＩＤＷ’０３，ｐ１２９７）でも、同様にレンズ構造を設計して、それを有機ＥＬ素子のガラス基板上に形成した場合の光量の増加は１．４倍であり、古典論から予測される輝度向上度よりも、かなり小さいことが報告されている。

このように、実際の有機ＥＬ素子では、古典論から推測されるほど、導波光の取り出しによる輝度向上効果は大きくならないが、それでも、これらの努力により、有機ＥＬ素子内に閉じ込められた導波光は、ある程度取り出すことができる。

一方、このような導波光を取り出す目的とは別に、有機ＥＬ素子の陰極電極としてもっぱら用いられる鏡面性電極が鏡面として視認され、美観やデザイン性が低下するという問題が指摘されている（特許文献５，６参照）。

これを解決するため、物理的な凹凸面などを設けて、光を散乱させ、金属光沢を防止する技術が提案されている。この方法は、物理的な凹凸面の特性、形成する部位によって、導波光を取り出す効果もあり、有機ＥＬ素子の高効率化にも有効である。この方法により鏡面反射は防止されるため、照明用途などにおいては美観を改善することができる。しかしながら、ディスプレイ用途に適用する場合は、物理的な凹凸面による散乱光が、ディスプレイとしてのコントラスト、とくに明室コントラストを著しく低下させてしまうため、ディスプレイヘの適用は不向きであるという問題がある。

別の方法として、鏡面性電極での鏡面反射を直接防止するため、有機ＥＬ素子に円偏光フィルタを設置する提案もなされている（特許文献７〜９参照）。

金属面などの鏡面反射を防止するため、円偏光フィルタを用いる方法は、有橡ＥＬ素子において初めて提案されたものではなく、古くから知られている。たとえば、吸収型の直線偏光板と位相差板を組み合わせた円偏光フィルタをテレビジョン画面の表面に取り付けると、外光反射が抑制され、視認性が向上することが、既に紹介されている（非特許文献１参照）。また、円偏光フィルタは反射型液晶表示装置にも幅広く応用されている。

しかしながら、円偏光フィルタを用いると、有機ＥＬ素子からの発光光の少なくとも半分以上が、円偏光フィルタを構成する吸収型偏光子により吸収され、結果として発光効率が半減してしまうという問題がある。また、導波光を取り出すために、むやみに有機ＥＬ素子に凹凸構造などの光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域を形成すると、円偏光フィルタを通過する円偏光光が、後方散乱や多重散乱の影響でその偏光状態が崩れ、自然光となってしまうため、円偏光フィルタの効果が発揮できなくなってしまう。

また、光の反射・伝送角に乱れを生じさせる構造のサイズが、回折格子やマイクロレンズなどのように、光の波長程度〜１０μｍ程度である場合、コンパクトディスクに見られるように、光の干渉に起因した虹ムラが発生する場合が少なくない。この虹ムラもディスプレイとする場合は、視認性を大きく低下させる原因となる。

以上説明したように、有機ＥＬ素子の導波光を取り出し、発光効率を高めるには、物理的な凹凸面を設けることである程度可能であり、照明用途などに関しては十分改良が可能である。また、反射性電極からの外光反射を防止するには、円偏光フィルタを用いれば、それらをほぼ完全に解決することができる。

しかしながら、反射性電極からの反射を円偏光フィルタで防止し、かつ導波光を取り出して、有機ＥＬ素子の発光効率を改善するという２つの課題を同時に解決できるような提案はなされておらず、かつモアレ縞や干渉縞などによる僅かな視認性の低下までも解決できるような提案はなされていないのが現状である。

特開平９−６３７６７号公報 特開平９−１７１８９２号公報 特開平１１−２１４１６３号公報 特開平１１−２８３７５１号公報 特許第２９３１２１１号公報 特開２００４−３９５６８号公報 特許第２７６１４５３号公報 特開平８−３２１３８１号公報 特開平９−１２７８８５号公報 ＷＡ．Ａ，シャークリフ著、福富、有賀、二輪ら共訳の著書「偏光とその応用」、第９章、１３６ページ、共立出版株式会社、１９６２年

本発明は、このような事情に照らし、素子内部に閉じ込められた導波光を取り出し、発光効率を改善すると同時に、円偏光フィルタによる外光反射防止機能をも両立でき、またモアレ縞や干渉縞などによる視認性の低下が防止され、視認性と発光効率にすぐれるＥＬ素子とこの素子を備えたＥＬ表示装置を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記の課題を解決するため、鋭意検討を重ねた結果、光取り出し面側に位置する電極と円偏光フィルタとの間に配されて、偏光状態維持可能な光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域と、偏光状態維持可能な光拡散層とを組み合わせ使用することにより、良好な結果が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、支持基坂上に発光層を陰極と陽極との両電極間に挟持して設けたＥＬ素子において、発光層からの光を取り出す光取り出し面側に位置する電極の外側に円偏光フィルタを設けるとともに、光取り出し面側に位置する電極と円偏光フィルタとの間に実質的に偏光状態維持可能な光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域を配置し、さらに光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域を経た光が円偏光フィルタを通過するまでの間に実質的に偏光状態維持可能な光拡散層を設けたことを特徴とするＥＬ素子に係るものであり、とくに、上記の光拡散層が、透孔性樹脂中にそれとは屈折率の異なる拡散粒子を分散分布して構成されている、また円偏光フィルタを構成している偏光板と位相差板とを貼着するための粘着剤層で構成されている、さらには円偏光フィルタを貼着するための粘着剤層で構成されている上記構成のＥＬ素子に係るものである。

また、本発明は、上記の光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域が、レプリカ法により作成された物理的凹凸面である上記構成のＥＬ素子を提供できるものである。さらに、本発明は、上記各構成のＥＬ素子を備えていることを特徴とするＥＬ表示装置を提供することができるものである。

このように、本発明のＥＬ素子によれば、発光層からの光の反射・屈折角に乱れを生じさせる領域により、素子内部に閉じ込まれた導波光を効率良く取り出すことができ、かつ円偏光フィルタにより外光反射を防止でき、そのうえ前記乱れを生じさせる領域によって発生してしまうモアレ縞や干渉縞を光拡散層にて効果的に消失させることが可能となり、光の取り出し効率と視認性との双方の向上をはかることができる。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて、説明する。図１は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示装置を示す概略構成図である。

図１において、この有機ＥＬ表示装置Ａは、ガラス基板からなる支持基板１と、ガラス基板１の入光面側に設けられた有機ＥＬ素子１０と、ガラス基板１の出射面側に配置された円偏光フィルタ２と、ガラス基板１における入光面側と有機ＥＬ素子１０との間に設けられて、偏光状態を維持する凹凸状の領域３とを備えており、円偏光フィルタ２に対面して、表示セルの一例としての液晶セル１００が配備されている。

有機ＥＬ素子１０は、支持基板１の入光面側に接合された陽極としての透明電極４と、この透明電極４に対向配設された陰極としての反射性電極（金属電極）６と、これら電極４，６間に設けられた発光層５とを備えている。発光層５は、図示しない電子輸送発光層や正孔輸送層などからなるが、発光主体の層が少なくとも１層あればよい。透明電極４は周知のＩＴＯ層から構成されている。透明電極４と反射性電極６との間に直流電源Ｅの所定電圧を印加すると、有機ＥＬ素子１０が駆動される。

また、上記凹凸状の領域３を経た光が円偏光フィルタ２を通過するまでの問、たとえば図１に示されるように、支持基板１の他側面と円偏光フィルタ２との間に、偏光状態維持可能な光拡散層７が設けられている。

上記構成の有機ＥＬ表示装置においては、発光層５からの光は、凹凸状の領域３により光の反射・屈折角に乱が生じ、これにより発光光の伝送角が変化する。このため、空気界面で全反射する光が減り、有機ＥＬ素子１０の導波光が効率良く取り出される結果、発光効率が改善されることになる。

また、偏光状態維持可能な光拡散層７は、偏光状態を維持するため、拡散力を比較的小さく抑えてあるため、有機ＥＬ素子の導波光取り出し効果はほとんど持たない。ただし、凹凸状の領域３を通過した際、それに起因して発生する発光光の微妙な干渉縞、虹ムラはこの光拡散層７を通過することより解消される。

その後、発光光は、円偏光フィルタ２を通過して外部に出射する。その際、半分以上の発光光は上記フィルタ２で吸収されるが、凹凸状の領域３で取り出された導波光成分だけ発光効率自体が向上しているため、その影響を最小限に抑えられる。

一方、有機ＥＬ素子に入射する外光は、まず円偏光フィルタ２でその半分が吸収され、たとえば、右円偏光光が素子内部に入射する。この右円偏光光は、光拡散層７、凹凸状の領域３を通過するが、その偏光状態は維持したままである。

この右円偏光光が反射性電極６で反射されると、位相が１８０度反転することにより、左円偏光光として再び凹凸状の領域３および光拡散層７を通過し、最終的に円偏光フィルタ２で吸収され、外光反射が完全に防止される。

この際、仮に偏光状態維持可能な光拡散層７がなくとも、外光反射を防止可能である。しかし、円偏光フィルタ２を設置しても、外光が凹凸状の領域３により微妙に干渉し合う結果、モアレ縞や干渉縞、虹ムラがどうしても発生してしまう。これら虹ムラは、実際の反射率測定などでは測定しがたいほど光量変化が小さいものであるが、人間の目で見ると明らかに有機ＥＬ表示装置の視認性を損なうものである。

偏光特性維持可能な反射・伝送角に乱れを生じさせる領域３には、とくに限定要件はなく、光の伝送角を変化させられるような構造であれば、どのようなものでも適用できる。物理的な凹凸面の構造は、全く限定されず、たとえば三角錐や四角錐などのピラミッド構造、半球状のマイクロレンズ構造、矩形構造、ロツド状の構造など、光の伝送角を乱すことができる構造であれば、どのようなものも適用できる。

また、凹凸状の領域３の形成方法についても限定なく、既存の方法を用いることができる。たとえば、材料の表面を直接レーザー加工してもよいし、凹凸構造が形成された金型を用い、レプリカ法によりそれらを転写するなどしてもよい。また、高速レーザー光照射により、周期的な屈折率変調構造を形成するなどの方法も適応できる。ただし、製造コストの面から、レプリカ法が最も好適に利用できる。

ここで、肝要なのは、光の反射・伝送角に乱れを生じさせる凹凸状の領域３を、実質的に偏光特性維持可能な範囲で形成することにある。したがって、たとえば、凹凸構造を極端にアスペクト比の大きいものにしたり、界面の屈折率差をあまり大きくしすぎたりすると、本発明の効果は発揮できなくなってしまう。

また、この凹凸状の領域３について、物理的な凹凸面の形状、サイズによっては、光干渉に起因した虹ムラが発生することがある。これは、コンパクトディスクなどが虹色に見えるのと同じ現象である。この虹ムラは、円偏光フィルタ２を設置しても消すことはできないもので、当然、ディスプレイ表示装置としての視認性を著しく低下させる。

本発明では、このような虹ムラらを消す方法として、偏光状態維持可能な光拡散層７を設けてある。光拡散層７は、透光性樹脂中にそれとは異なる屈折率を有する拡散粒子を分散分布させることにより、作製される。ここで、重要なことは、透光性樹脂と拡散粒子の屈折率差、拡散粒子の添加量とその粒子系、さらに光拡散層７の厚さである。

光拡散層７は、反射型液晶表示装置のフロントディフューザーとして既に実用化されており、この技術をそのまま適用できる。技術的な詳細は、たとえば、Ｍｉｙａｔａｋｅらの報告（ＩＤＷ’９９、４０３ページ）に記載されている。

光拡散層７を形成する位置は、円偏光フィルタ２から光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域３までの間であれば、本発明の効果はいかんなく発揮できる。円偏光フィルタ２を基板１に貼り合わせる際に用いられる粘着剤層に光拡散層３の機能を持たせてもよい。さらに、図２に示すように、円偏光フィルタ２を構成する偏光板２１と位相差板２２とを貼り合わせる際の粘着剤層に光拡散層７の機能を持たせてもよい。

有機ＥＬ素子に用いられる有機材料、電極材料、層構成や各層の膜厚などに関しては、とくに限定はなく、従来技術をそのまま適用することができる。有機層については、低分子系の材料を真空蒸着して形成してもよいし、高分子系の材料を塗布法などにより形成してもよく、とくに制限されるものてはない。

円偏光フィルタ２は、前記の図２に示すように、一般に、吸収型偏光板２１と１／４波長位相差板２２とにより構成されている。

吸収型偏光板２１としては、適宜の偏光板を使用でき、とくに限定はない。一般には、ポリビニルアルコ−ルのような親水性高分子からなるフィルムをヨウ素の如き二色性染料で処理して廷伸したものや、ポリ塩化ビニルのようなプラスチックフィルムを処理してポリエンを配向させたものなどからなる偏光フィルム、あるいはその偏光フィルムを封止フィルムでカバーして保護したものなどが用いられる。

また、１／４波長位相差板２２としては、一層の複屈折フィルムで形成されていてもよいが、位相差の波長依存性を小さくし、可視光領域にわたって１／４波長板として機能させるため、複数の複屈折フィルムを積層して形成するのが好ましい。たとえば、単色光に対して１／２波長の位相差を与える複屈折フィルムと、１／４の位相差を与える複屈折フィルムとを、それらの光軸を１／４波長板となるよう所定の角度で交差させて積層することにより、位相差の波長依存性を低減することができる。

ここで、重要なことは、１／４波長位相差板２２において、面内の最大屈折率、それに直交する方向の屈折率および厚さ方向の屈折率を、それぞれ、ｎｘ、ｎｙ、ｎｚとしたとき、ｎｙ＜ｎｚなる関係を持たせることにある。複数の複屈折フィルムを積層させる場合、少なくとも１つの層が上記関係を持つことにより、ある程度本発明の効果が得られるが、すべての複屈折フィルムが上記関係を持つことが好ましい。

複屈折フィルムに延伸フィルムを用いた場合、０＜（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＜１を満足するのが好ましく、さらには０．３＜（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＜０．７を満足するのが、１／４波長位相差板２２の角度補正の面から好ましい。

具体的な材料には、とくに限定はなく、高分子フィルムを１軸または２軸などの方式で廷伸処理する方法などにより、得ることができる。また、これら廷伸フィルムの厚さ方向の屈折率を制御するには、熱収縮性フィルムの接着下で高分子フィルムを廷伸処理するなどの方法にて行うことができるが、とくに限定されない。

各複屈折フィルムの接着や吸収型偏光板２１との複合比は、光学的異方性のないアクリル系透明粘着剤（接着剤）を用いて行うことができる。１／４波長位相差板は、３枚以上の複屈折フィルムを用いてもよいが、低コスト性の点より、２枚が適当である。

具体的な材料としては、透明性にすぐれ、延伸処理が可能なものであれば、いずれも、好適に用いることができる。たとえば、ポリカーボネート系高分子、ポリエステル系高分子、ポリスルホン系高分子、ポリエーテルスルホン系高分子、ポリスチレン系高分子、ポリオレフィン系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、酢酸セルロース系高分子、ポリ塩化ビニル系高分子、ポリメチルメタクルート系高分子、ポリアリレート系高分子、ポリアミド系高分子などが、好ましく用いられる。

また、１／４波長位相差板２２は、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚを満足する位相差板と、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚを満足する位相差板を積層しても得ることができる。たとえば、厚さ方向の屈折率が制御されていない通常の延伸フィルム（ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ）と、液晶分子が垂直配向（ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ）したフィルムとを複合しても、形成することができる。もちろん、液晶分子が水平配向したフィルムと垂直配向したフィルムとを複合して、１／４波長位相差板２２を構成してもよく、とくに限定されるものではない。

ホメオトロピック配向液晶層となる材料には、たとえば化学総説４４（「表面の改質」、日本化学会編、１５６〜１６３頁）に記載されているような、垂直配向剤によりホメオトロピック配向させられる一般的なネマチック液晶化合物が用いられうる。このようなホメオトロピック配向膜は、光学軸がｚ軸（厚み）方向にあり、しかも面内方向の主屈折率ｎｘおよびｎｙがほぼ同一である、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚを満足するフィルムであり、本発明に好適に用いることができる。具体的な作製方法の一つは、特願２００１−１３６８４８号明細書に詳細に記されているが、その方法や材料に関して、とくに制限はない。

本発明のＥＬ素子において、円偏光フィルタ２と反射性電極６との間の光学部材は、すべて光学的に等方的な、光学異方性を持たない材料で構成される。光学的異方性があると、そのリターデーションにより、円偏光状態が楕円偏光に変化し、外光反射防止機能が発揮できなくなるからである。

つぎに、本発明の実施例を記載して、より具体的に説明する。たたし、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。

１辺が１０μｍ、高さが３μｍの四角錐の微小ピラミッド構造が隙間なく形成されたニッケル製金型（表面剥離処理済み）を準備した。これに紫外線硬化型エポキシ樹脂（ナガセケムテックス社製の「ＸＮＲ５５０６」）をキャストし、高圧水銀ランプにより、紫外線硬化した。この樹脂層の厚さは２００μｍ、屈折率は１．５４であった。この樹脂層を金型から剥離し、その表面に、ポリエーテルスルホン樹脂のＮ−メチル−２−ピロリドン２０重量％溶液をキャストし、乾燥後の膜厚が２０μｍとなるように塗布した。ポリエーテルスルホン樹脂層の屈折率は１．６５であった。

このように作製した紫外線硬化エポキシ樹脂層とポリエーテルスルホン樹脂層とからなり、両層の界面に微小ピラミッド構造が転写形成された薄層基板を使用し、これをガラス基板に貼り合わせた。この支持基板の上記ポリエーテルスルホン樹脂層の表面に、ＩＴＯセラミックターゲット（Ｉｎ₂ Ｏ₃ ：ＳｎＯ₂ ＝９０重量％：１０重量％）から、ＤＣスパッタリング法にて厚さ１００ｎｍのＩＴＯを透明電極として成膜した。

その後、フォトリソ工程により、発光面積が５mm×５mmとなるように、ＩＴＯをエッチングした。低圧紫外線ランプを用いて、１５分間オゾン洗浄したのち、サンプルを真空蒸着装置にセットし、真空蒸着法により、下記のように有機薄膜層を順次形成した。

まず、正孔注入層として、下記の式（１）で表されるＣｕＰｃを、蒸着速度０．３ｎｍ／ｓで１５ｎｍの厚さに形成した。つぎに、正孔輸送層として、かきの式（２）で表されるα−ＮＰＤを、蒸着速度０．３ｎｍ／ｓで５０ｎｍの厚さに形成した。最後に、電子輸送性発光層として、下記の式（３）で表されるＡｌｑを、蒸着速度０．３ｎｍ／ｓで８０ｎｍの厚さに形成した。

その後、ＬｉＦを0 ．２ｎｍ／ｓの蒸着速度にて１ｎｍの厚さに形成し、最後に、Ａｌを１５０ｎｍの厚さに形成して、陰極電極とした。真空蒸着装置から取り出したのち、陰極電極側に紫外線硬化性エポキシ樹脂を滴下し、その上にスライドガラスを被せ、十分にエポキシ樹脂が広がった時点で、高圧紫外線ランプを用いてエポキシ樹脂を硬化させて、素子を封止した。

つぎに、屈折率１．５９、厚さ５０μｍのポリカーボネートフィルムを熱収縮性フィルムの接着下にて１５０℃で５％延伸処理し、波長５５０ｎｍの光に対して１／２波長の位相差を与える１／２波長板を得た。

また、屈折率１．５１、厚さ１００μｍの環状ポリオレフィンフィルム（ＪＳＲ社製の「ＡＲＴＯＮ」、以下同じ）を熱収縮性フィルムの接着下にて１７５℃で２５％廷伸処理し、波長５５０ｎｍの光に対して１／４波長の位相差を与える１／４波長板を得た。

上記の１／２波長板と上記の１／４波長板とを、それらの廷伸軸を交差させてアクリル系粘着剤を介して積層して、１／４波長板を作製したのち、その１／２波長板側と反射防止膜付き偏光板（日東電工社製の「ＮＰＦ、ＡＲＳタイプ」）を、上記同様にアクリル系粘着剤を介して積層して、円偏光フィルタを作製した。

この円偏光フィルタを、光拡散層として、全光線透過率が９２％、平行光線透過率が４３％、拡散光透過率が４９％、ヘイズ値が５４％の偏光維持特性を有する光拡散粘着剤（日東電工社製の「フロントディフューザ」）を介して、前記サンプルの電極および発光層形成面とは反対側のガラス基板上に貼り合わせ、有機ＥＬ表示素子を作製した。

この有機ＥＬ素子に対し、６Ｖの直流電圧を印加したところ、発光が観測された。その正面輝度は９．７ｃｄ／ｍ² であった。また、電圧をオフにし、蛍光灯による室内照明下で観察したところ、外光反射はほぼ完全に防止され、有機ＥＬ素子の金属電極やＩＴＯ電極などによる外光反射は見られず、黒味を呈したサンプルが得られた。また、干渉縞などの虹ムラも全く観察されなかった。

一辺が５μｍ、高さが２μｍの微小ピラミッド構造が形成された金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、有機ＥＬ素子を作製した。

この有機ＥＬ素子に対し、６Ｖの直流電圧を印加したところ、発光が観測された。その正面輝度は１０．３ｃｄ／ｍ² であった。また、蛍光灯による室内照明下での外観は、実施例１と同様に、虹ムラのない外光反射が防止された黒味を呈したものであった。

比較例１
厚さが０．６mm、屈折率が１．５２のガラス基板に対し、ＩＴＯを直接成膜するようにした以外は、実施例１と同様にして、微小ピラミッド構造が形成されていない通常の有機ＥＬ素子を作製した。

この有機ＥＬ素子に対し、６Ｖの直流電圧を印加したところ、発光が観測された。その正面輝度は７．７ｃｄ／ｍ² となり、実施例１に比べて、低下した。蛍光灯による室内照明下での外観は、実施例１と同様に、虹ムラのない外光反射が防止されたものであり、黒味はさらに引き締まった完全な反射防止が実現されたものであった。

比較例２
円偏光フィルタを貼り合わせるための光拡散粘着剤に代えて、通常のアクリル系透明粘着剤を用いた以外は、実施例１と同様にして、有機ＥＬ素子を作製した。

この有機ＥＬ素子に対し、６Ｖの直流電圧を印加したところ、発光が観測された。その正面輝度は９．８ｃｄ／ｍ² であった。また、蛍光灯による室内照明下での外観は、黒味に関しては、実施例１と同様に外光反射が防止され、引き締まったものであったが、微小ピラミッド構造による干渉縞が見られた。

比較例３
円偏光フィルタを貼り合わせるための光拡散粘着剤を５枚重ねた状態で使用した以外は、実施例１と同様にして、有機ＥＬ素子を作製した。

この有機ＥＬ素子に対し、６Ｖの直流電圧を印加したところ、発光が観測された。その正面輝度は９．３ｃｄ／ｍ² であった。また、蛍光灯による室内照明下での外観は、５枚重ね合わせた拡散粘着剤層の光拡散による偏光解消が原因で、黒味は明らかに低下し、円偏光フィルタの効果が相殺されたものとなった。

比較例４
一辺が２μｍ、高さが２．５μｍの角柱構造が２μｍおきに形成された金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、有機ＥＬ素子を作製した。

この有機ＥＬ素子に対し、６Ｖの直流電圧を印加したところ、発光が観測された。その正面輝度は１１．２ｃｄ／ｍ² であった。また、蛍光灯による室内照明下での外観は、形成した凹凸構造による偏光解消が原因で、黒味は明らかに低下し、円偏光フィルタの効果が相殺されたものとなったばかりか、僅かに虹ムラもみられた。

本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示装置を示す概略構成図である。 上記の有機ＥＬ表示装置における円偏光フィルタを示す断面図である。

符号の説明

１ 支持基板（ガラス基板）
２ 円偏光フィルタ
３ 光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域（凹凸構造）
４ 透明電極（陽極）
５ 発光層（有機層）
６ 反射性電極（陰極）
７ 光拡散層（光拡散粘着剤）
１０ 有機ＥＬ素子
Ａ 有機ＥＬ表示装置
２１ 吸収型偏光板
２２ １／４波長位相差板

Claims (6)

1. 支持基坂上に発光層を陰極と陽極との両電極間に挟持して設けたエレクトロルミネッセンス素子において、発光層からの光を取り出す光取り出し面側に位置する電極の外側に円偏光フィルタを設けるとともに、光取り出し面側に位置する電極と円偏光フィルタとの間に実質的に偏光状態維持可能な光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域を配置し、さらに光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域を経た光が円偏光フィルタを通過するまでの間に実質的に偏光状態維持可能な光拡散層を設けたことを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。
   
2. 光拡散層は、透孔性樹脂中にそれとは屈折率の異なる拡散粒子を分散分布して構成されている請求項１に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
   
3. 光拡散層は、円偏光フィルタを構成している偏光板と位相差板とを貼着するための粘着剤層で構成されている請求項２に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
   
4. 光拡散層は、円偏光フィルタを貼着するための粘着剤層で構成されている請求項２に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
   
5. 光の反射・伝送角に乱れを生じさせる領域は、レプリカ法により作成された物理的凹凸面である請求項１〜４のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス素子。
   
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス素子を備えていることを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
   

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