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Abstract
Description
本発明は、表示素子、特に、有機EL素子の技術に関する。 The present invention relates to a technology of a display element, particularly an organic EL element.
従来、有機EL素子を用いる有機ELディスプレイが知られている。有機ELディスプレイは、射出側の面、及び射出側とは反対側の面に、透明部材で構成される基板を有する。有機EL素子を構成する各層が極めて薄いことから、基板は、有機EL素子を構成する各層の固定及び補強のために設けられている。有機EL素子の発光部からの光は、有機ELディスプレイの射出側の基板を透過することで、外部へ射出する。このとき発光部からの光のうちの一部の光は、射出側の基板の界面で全反射することで、有機ELディスプレイの内部に取り込まれてしまう場合がある。そこで、有機ELディスプレイにおいて、基板の射出面に対して臨界角以下の角度で入射するように、発光部からの光を角度変換する技術が提案されている。有機ELディスプレイにおいて、発光部からの光を角度変換する技術としては、例えば、特許文献1に提案されているものがある。
Conventionally, an organic EL display using an organic EL element is known. The organic EL display has a substrate made of a transparent member on the surface on the emission side and the surface opposite to the emission side. Since each layer constituting the organic EL element is extremely thin, the substrate is provided for fixing and reinforcing each layer constituting the organic EL element. The light from the light emitting part of the organic EL element is emitted to the outside by passing through the substrate on the emission side of the organic EL display. At this time, a part of the light from the light emitting unit may be taken into the organic EL display by being totally reflected at the interface of the substrate on the emission side. In view of this, a technique has been proposed for converting the angle of light from the light emitting section so that the organic EL display is incident at an angle less than the critical angle with respect to the emission surface of the substrate. In an organic EL display, as a technique for converting the angle of light from a light emitting unit, for example, there is one proposed in
有機ELディスプレイは、室内の照明光や日射等の外光によりコントラストが低下する場合がある。発光部に反射電極を用いる有機ELディスプレイの場合、観察者側から発光部へ入射する外光が反射電極で反射し、外光が表示光とともに観察者側へ進行することによってコントラストの低下が起きる。このようなコントラストの低下を低減するために、有機ELディスプレイの発光部に、低反射性部材からなる低反射電極を用いる技術が考えられている。発光部に低反射電極を設けることで、発光部へ入射する外光が観察者側へ反射することを低減し、コントラスト低下を低減できると考えられる。 In the organic EL display, the contrast may be lowered by outside light such as indoor illumination light or solar radiation. In the case of an organic EL display using a reflective electrode for the light emitting part, external light incident on the light emitting part from the observer side is reflected by the reflective electrode, and the contrast is lowered by the external light traveling to the observer side together with the display light. . In order to reduce such a decrease in contrast, a technique of using a low reflective electrode made of a low reflective member for the light emitting portion of an organic EL display is considered. By providing a low-reflection electrode in the light-emitting portion, it is considered that external light incident on the light-emitting portion is reduced from being reflected toward the viewer, and a reduction in contrast can be reduced.
特許文献1に提案されている技術は、発光部の周辺に反射面を設けるものである。発光部からの光の角度変換と、コントラスト低下の低減とを同時に実現するためには、発光部の周辺の反射面と、発光部の低反射電極とを併設すれば良いと考えることもできる。しかし、発光部の周辺に反射面を設ける場合、反射面に入射した外光がそのまま観察者側の方向へ反射する場合がある。低反射電極に入射することなく反射面から観察者の方向へ進行する外光は、コントラストの低下の原因となるケースが考えられる。また、外光は、反射面に入射した後そのまま観察者側の方向へ反射する以外に、反射面どうしの間を反射した後観察者側の方向へ進行する場合も考えられる。このように、反射面と低反射電極とを併設する場合、観察者側からの外光が低反射電極に入射することなく観察者の方向へ戻ってしまう場合があるため問題である。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、発光部からの光を効率良く射出する上でコントラストの低下を低減可能な表示素子を提供することを目的とする。
The technique proposed in
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、基準平面上に設けられ、光を供給する発光部と、発光部の周辺に反射面を備え、反射面に入射する発光部からの光を射出側へ反射することで角度変換する角度変換部と、を有し、反射面と基準平面とがなす角度をθ(ラジアン)、角度変換部を構成する部材の屈折率をn、とすると、以下の式(1)を満足することを特徴とする表示素子を提供することができる。
{asin(1/n)}/2+π/4<θ<π/2 (1)
In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to the present invention, a light emitting unit that is provided on a reference plane and supplies light, a reflecting surface around the light emitting unit, and incident on the reflecting surface. An angle conversion unit that converts the angle by reflecting the light from the light emitting unit to the exit side, and the angle formed by the reflection surface and the reference plane is θ (radian), and the refractive index of the members constituting the angle conversion unit If n is n, a display element characterized by satisfying the following formula (1) can be provided.
{Asin (1 / n)} / 2 + π / 4 <θ <π / 2 (1)
表示素子は、基準平面に対して反射面を設ける角度を式(1)により限定することで、射出側から反射面に入射した外光を射出側へ反射させず、発光部又は他の反射面に進行させる。反射面で反射した光のうち発光部へ進行する光は、例えば発光部に低反射電極を設けることで、射出側への進行を低減することができる。また、反射面から他の反射面へ進行し、次第に発光部側へ進行する光は、反射面間での反射を繰り返すうちに光量を減衰させることができる。なお、反射面から他の反射面へ進行した光のうち一部の光は、射出側へ進行する場合がある。反射面において2回反射した後射出側へ進行する光は、角度変換部の射出面で全反射することにより、再び発光部側へ進行する。反射面で2回反射した後発光部側へ進行する光は、再び反射面等で反射することにより光量を減衰させることができる。 In the display element, the angle at which the reflection surface is provided with respect to the reference plane is limited by Expression (1), so that external light incident on the reflection surface from the emission side is not reflected to the emission side, and the light emitting unit or other reflection surface Proceed to. Of the light reflected by the reflecting surface, the light traveling to the light emitting part can be reduced in the traveling to the emission side by providing, for example, a low reflective electrode in the light emitting part. Further, the light traveling from the reflecting surface to the other reflecting surface and gradually progressing toward the light emitting unit can be attenuated while repeating the reflection between the reflecting surfaces. Note that some of the light traveling from the reflecting surface to another reflecting surface may travel to the exit side. The light that travels to the exit side after being reflected twice on the reflection surface travels again to the light emitting unit side by being totally reflected by the exit surface of the angle conversion unit. The light that travels toward the light emitting unit after being reflected twice by the reflecting surface can be attenuated by being reflected again by the reflecting surface or the like.
以上から、表示素子は、射出側から反射面に入射する外光が、反射面で1回又は2回反射して観察者側へ射出することを防止できる。反射面で3回以上反射する外光については、反射面における反射を繰り返すことにより光量を減衰させる。また、射出側から発光部に直接入射する外光については、例えば発光部に低反射電極を設けることで、射出側への進行を低減することができる。さらに、角度変換部の射出側に偏光板を設ける場合、特に反射面で2回反射する光は、位相の変化により偏光板で遮蔽できない場合がある。本発明では、反射面で2回反射した後射出側へ進行する光について光量を減衰させることができることから、観察者側へ進行する外光を低減できる。これにより、発光部からの光を効率良く射出する上でコントラストの低下を低減可能な表示素子を得られる。 As described above, the display element can prevent the external light incident on the reflection surface from the emission side from being reflected once or twice on the reflection surface and emitted to the observer side. For external light that is reflected three times or more on the reflecting surface, the amount of light is attenuated by repeating reflection on the reflecting surface. Further, for external light that is directly incident on the light emitting unit from the emission side, for example, a low reflection electrode is provided on the light emitting unit, so that the progression to the emission side can be reduced. Furthermore, when a polarizing plate is provided on the exit side of the angle conversion unit, particularly light that is reflected twice by the reflecting surface may not be blocked by the polarizing plate due to a phase change. In the present invention, since the amount of light that travels toward the exit side after being reflected twice by the reflecting surface can be attenuated, external light that travels toward the viewer can be reduced. As a result, a display element capable of reducing a decrease in contrast while efficiently emitting light from the light emitting unit can be obtained.
また、本発明の好ましい態様によれば、発光部は、基準平面上にて略直交する2方向にマトリクス状に設けられ、反射面は、2方向のうちのいずれか1方向に長手方向を有することが望ましい。表示素子は、略直交する2方向のうちいずれか1方向について反射面を設ける構成であれば、発光部からの光を効率良く射出する上でコントラストの低下を低減することができる。 Moreover, according to the preferable aspect of this invention, a light emission part is provided in matrix form in two directions substantially orthogonal on a reference plane, and a reflective surface has a longitudinal direction in any one direction of two directions. It is desirable. If the display element has a configuration in which a reflective surface is provided in any one of two substantially orthogonal directions, a decrease in contrast can be reduced in efficiently emitting light from the light emitting unit.
また、本発明の好ましい態様によれば、前記発光部は、基準平面上にて略直交する2方向にマトリクス状に設けられ、角度変換部は、2方向のうちの第1の方向に長手方向を有する反射面と、2方向のうちの第2の方向に長手方向を有する反射面とを有することが望ましい。表示素子は、第1の方向に長手方向を有する反射面と、第2の方向に長手方向を有する反射面とを設けると、対向する反射面間の反射に加え、隣り合う反射面間の反射によっても外光の光量を減衰させることができる。これにより、さらにコントラストの低下を低減することができる。 According to a preferred aspect of the present invention, the light emitting units are provided in a matrix in two directions substantially orthogonal to a reference plane, and the angle conversion unit is a longitudinal direction in a first direction out of the two directions. It is desirable to have the reflective surface which has and the reflective surface which has a longitudinal direction in the 2nd direction of two directions. When the display element is provided with a reflective surface having a longitudinal direction in the first direction and a reflective surface having a longitudinal direction in the second direction, in addition to reflection between the reflective surfaces facing each other, reflection between adjacent reflective surfaces is performed. The amount of external light can also be attenuated. As a result, a reduction in contrast can be further reduced.
また、本発明の好ましい態様としては、発光部は、前記射出側から入射する光の反射率が所定値以下である低反射部を有することが望ましい。発光部に低反射部を設けることにより、発光部に入射する外光が観察者側へ進行することを低減できる。これにより、コントラストの低下を低減することができる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the light emitting unit has a low reflection unit in which the reflectance of light incident from the emission side is a predetermined value or less. By providing the low reflection portion in the light emitting portion, it is possible to reduce the outside light incident on the light emitting portion from traveling to the observer side. Thereby, a reduction in contrast can be reduced.
また、本発明の好ましい態様としては、角度変換部の射出側に、特定の振動方向の偏光光のみを透過する偏光板をさらに有することが望ましい。角度変換部の射出側に偏光板を設ける場合、外光のうち特定の振動方向の偏光光のみが表示素子に入射する。例えば偏光板の発光部側に位相板を設けると、表示素子に入射した偏光光は、位相板で振動方向が変換される。位相板で特定の振動方向とは異なる他の振動方向に変換された偏光光は、偏光板を透過せず遮蔽される。偏光板を設けると、外光が観察者側へ進行することを低減できる。これにより、コントラストの低下を低減することができる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable to further include a polarizing plate that transmits only polarized light in a specific vibration direction on the exit side of the angle conversion unit. When a polarizing plate is provided on the exit side of the angle conversion unit, only polarized light having a specific vibration direction out of external light enters the display element. For example, when a phase plate is provided on the light emitting part side of the polarizing plate, the vibration direction of polarized light incident on the display element is converted by the phase plate. The polarized light converted into another vibration direction different from the specific vibration direction by the phase plate is blocked without passing through the polarizing plate. Providing a polarizing plate can reduce the progression of external light toward the viewer. Thereby, a reduction in contrast can be reduced.
また、本発明の好ましい態様としては、略直交する2方向のうちの第1の方向に長手方向を有する反射面が形成する構造体と、略直交する2方向のうちの第2の方向に長手方向を有する反射面が形成する構造体とは、基準平面の法線の方向への高さが略同一となるように設けられることが望ましい。反射面は、発光部から射出側へ広がるような斜面で構成されている。ある表示素子に対して設けられる反射面と、隣り合う表示素子に対して設けられる反射面とは、それぞれ射出側の位置で接することで構造体を形成する。構造体の射出側の位置には、それぞれの反射面が接する稜線部が形成されている。第1の方向に長手方向を有する構造体の高さと、第2の方向に長手方向を有する構造体の高さとが異なる場合、ある構造体の稜線部で反射した外光が、隣り合う他の構造体の反射面で反射して射出する場合が考えられる。このように反射面で2回反射する光は、位相が変化することにより偏光板を透過してしまう場合がある。第1の方向に長手方向を有する構造体と、第2の方向に長手方向を有する構造体とについて基準平面からの高さを略同一とすることにより、稜線部で反射した外光が、隣り合う他の構造体の反射面で反射することを防止できる。稜線部のみでの反射であれば位相の変化は少ないことから、稜線部で反射した外光は、偏光板で遮蔽される。このようにして、構造体の稜線部で反射した外光が観察者側へ射出することを低減できる。これにより、コントラストの低下を低減することができる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, a structure formed by a reflecting surface having a longitudinal direction in a first direction out of two substantially orthogonal directions, and a longitudinal direction in a second direction out of two substantially orthogonal directions. The structure formed by the reflecting surface having the direction is preferably provided so that the height in the direction of the normal line of the reference plane is substantially the same. The reflection surface is configured with a slope that extends from the light emitting portion to the emission side. A reflective surface provided for a certain display element and a reflective surface provided for an adjacent display element are in contact with each other at a position on the emission side to form a structure. At the position on the exit side of the structure, a ridge line portion that contacts each reflection surface is formed. When the height of the structure having the longitudinal direction in the first direction is different from the height of the structure having the longitudinal direction in the second direction, the external light reflected by the ridge line portion of a certain structure is not A case where the light is reflected by the reflecting surface of the structure and emitted is conceivable. Thus, the light reflected twice by the reflecting surface may be transmitted through the polarizing plate due to the phase change. By making the height from the reference plane substantially the same for the structure having the longitudinal direction in the first direction and the structure having the longitudinal direction in the second direction, the external light reflected by the ridge line portion is adjacent. It is possible to prevent reflection on the reflecting surface of another structure that matches. If the reflection is only at the ridge line portion, the change in phase is small, so the external light reflected at the ridge line portion is shielded by the polarizing plate. In this way, it is possible to reduce the outside light reflected by the ridge line portion of the structure from being emitted to the observer side. Thereby, a reduction in contrast can be reduced.
また、本発明の好ましい態様としては、角度変換部は、反射面の射出側の位置に、光を吸収する光吸収部を有することが望ましい。ある表示素子に設けられる反射面と、その表示素子に隣り合う表示素子に設けられる反射面とは、それぞれ射出側の位置で接することで稜線部が形成される。この稜線部の位置に光吸収部を設けることで、稜線部に入射する外光の反射を防止する。稜線部に入射する外光の反射を防ぐことにより、観察者側へ進行する外光を低減し、コントラストの低下を低減できる。また、反射面どうしが接する稜線部に光吸収部を設けるため、光吸収部による表示光の吸収を少なくすることもできる。これにより、外光のみを効率良く吸収可能な構成にでき、コントラストの低下を低減することができる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the angle conversion unit has a light absorption unit that absorbs light at a position on the exit side of the reflection surface. A reflection surface provided in a certain display element and a reflection surface provided in a display element adjacent to the display element are in contact with each other at a position on the emission side to form a ridge line portion. By providing the light absorbing portion at the position of the ridge line portion, reflection of external light incident on the ridge line portion is prevented. By preventing reflection of external light incident on the ridge line portion, external light traveling toward the observer can be reduced, and a reduction in contrast can be reduced. Further, since the light absorbing portion is provided at the ridge line portion where the reflecting surfaces are in contact with each other, the absorption of display light by the light absorbing portion can be reduced. Thereby, it can be set as the structure which can absorb only external light efficiently, and the fall of contrast can be reduced.
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1は、実施例1に係る表示素子を用いる表示装置100の要部斜視構成を示す。表示装置100は、本発明に係る表示素子である有機EL素子で構成される、有機ELディスプレイである。表示装置100は、基板112の上に角度変換部110を積層して構成されている。基板112は、複数の発光部120を有する有機ELパネルである。発光部120は、基板112に略平行な基準平面上にて略直交する2方向であるXY方向に、マトリクス状に設けられている。角度変換部110は、屈折率nの透明樹脂部材で構成された平行平板である。角度変換部110は、基板112側の面にプリズム構造体102、104を有する。
FIG. 1 shows a perspective configuration of a main part of a
図2は、表示装置100の要部上面構成を示す。図2に示す上面構成には、X方向に長手方向を有するプリズム構造体102と、Y方向に長手方向を有するプリズム構造体104とが互いに略直交する状態が示されている。プリズム構造体102、104は、それぞれ発光部120どうしの間に設けられている。プリズム構造体102は、第1の方向であるX方向に長手方向を有する反射面で構成されている。プリズム構造体104は、第2の方向であるY方向に長手方向を有する反射面で構成されている。プリズム構造体102、104は、ある有機EL素子に対して設けられる反射面と、隣り合う有機EL素子に対して設けられる反射面とが、それぞれ射出側の位置で接することで形成される構造体である。角度変換部110は、X方向に長手方向を有する反射面と、Y方向に長手方向を有する反射面とを有する。
FIG. 2 shows an upper surface configuration of a main part of the
図1に戻って、角度変換部110は、基板112とは反対側の一面全体に、射出面を有する。射出面は、基準平面に略平行な平面である。ここで、有機EL素子の一単位は、1つの発光部120と、その発光部120に対応する部分の角度変換部110とで構成される。表示装置100は、画素に対応して配列する複数の有機EL素子から構成されている。なお、図1は、表示装置100の要部として、X方向に4つ、Y方向に3つの有機EL素子をマトリクス状に配列する部分の斜視構成を示している。
Returning to FIG. 1, the
発光部120は、詳細には、互いに対向する2つの電極層と、電極層間に設けられた機能層とを有する。発光部120の機能層は、外部電源を用いて2つの電極層の間に電圧を印加することにより光を供給する。各発光部120の一方の電極は、有機EL素子ごとに設けられた不図示のTFT回路に接続されている。表示装置100は、各種配線により各TFT回路に電気的にアクセスすることで各有機EL素子を駆動する、いわゆるアクティブマトリクス方式によって画像を表示する。
Specifically, the
発光部120は、角度変換部110が設けられている側に光を供給する。基準平面に対して垂直に近い向きで発光部120から供給された光は、そのまま角度変換部110の射出面から射出する。また、発光部120から斜めに供給された光は、プリズム構造体102、104の反射面で反射した後、角度変換部110の射出面から射出する。角度変換部110は、発光部120から反射面へ入射する光を射出面の方向へ反射して角度変換する。発光部120から斜めに進行する光は、射出面に対する光の入射角度が臨界角以下となるように角度変換される。角度変換部110は、発光部120からの光を角度変換することで、射出面での全反射を低減する。表示装置100は、角度変換部110を設けることにより、発光部120からの光を効率良く外部へ取り出すことができる。
The
図3は、表示装置100の要部断面構成を示す。図3に示す断面構成には、X方向に並列するプリズム構造体104の断面が図示されている。発光部120は、基準平面SS上に設けられている。発光部120は、基準平面SS上に、低反射電極121を有する。低反射電極121は、入射光の反射率が所定値以下の部材で構成される低反射部である。低反射電極121は、例えば、ITOの上にチタンを積層して構成することができる。プリズム構造体102は、発光部120側に設けられた2つの反射面205を有する。反射面205は、基板112面、言い換えると発光部120が設けられた基準平面SSに平行な平面との間の角度がθとなす略平面状の傾斜面である。反射面205は、発光部120から射出側へ広がるように傾斜して設けられている。また、反射面205は、発光部120の周辺に設けられている。
FIG. 3 shows a cross-sectional configuration of a main part of the
反射面205は、例えば、金属薄膜を成膜することで形成できる。反射面205を構成する金属薄膜としては、例えばアルミニウムや銀を用いることができる。金属薄膜は、角度変換部110と基板112とを貼り合せる前に、角度変換部110の基板112側に形成材料を蒸着、及びパターニングすることで、形成することができる。また、金属薄膜を成膜することで反射面205を形成する場合、プリズム構造体102、104は、接着剤を充填して構成することができる。
The
図4は、射出面207を透過して外部から表示装置100に入射する外光の振舞いを説明するものである。表示装置100は、室内の照明光や日射等の外光が発光部120からの光と同じように観察者側へ進行することにより、コントラストの低下を引き起こす場合がある。本発明の有機EL素子は、低反射電極121を設けることにより、射出側から発光部120へ進行した外光が観察者側へ反射することを低減することができる。
FIG. 4 illustrates the behavior of external light that passes through the
表示装置100における本発明の有機EL素子は、式(1)を満足するように構成されている。
{asin(1/n)}/2+π/4<θ<π/2 (1)
θは、反射面205と基準平面SSとがなす角度(ラジアン)である。nは、角度変換部110を構成する部材の屈折率である。図4では、角度θは、反射面205と、基準平面SSに平行な面との間の角度として示している。例えば、角度変換部110の屈折率n=1.5とすると、反射面205は、上記の式(1)により、基準平面SSに対して65.9°より大きく90°より小さい角度θで設けることができる。
The organic EL element of the present invention in the
{Asin (1 / n)} / 2 + π / 4 <θ <π / 2 (1)
θ is an angle (radian) formed by the reflecting
表示装置100の有機EL素子は、基準平面SSに対する反射面205の角度を式(1)により限定することで、射出側から反射面205に入射した外光L1を射出側へ反射させず、発光部120の方向へ進行させる。発光部120の方向へ進行する外光L1は、発光部120の低反射電極121に入射することで、射出側への進行を低減することができる。また、外光L1より大きい入射角で表示装置100に入射する外光L2については、反射面205に入射した後、対向する他の反射面に入射させる。反射面205に対して下向きに入射する外光L2は、反射面205間における反射を繰り返すうちに光量を減衰させることができる。
The organic EL element of the
なお、反射面205から他の反射面205へ進行した光のうち一部の光は、射出側へ進行する場合がある。反射面205において2回反射した後射出側へ進行する光については、射出面207で全反射することにより、再び発光部120側へ進行する。反射面205で2回反射した後発光部120側へ進行する光は、再び反射面205等で反射することにより光量を減衰させることができる。
Note that some of the light traveling from the reflecting
図5は、プリズム構造体102の反射面205と、プリズム構造体104の反射面205との間で反射を繰り返す外光L3を示す。表示装置100の有機EL素子は、対向する反射面205間の反射のみならず、隣り合う反射面205間における反射によっても外光の光量を減衰させることができる。図5に示すように発光部120の周囲を旋回するように進行する外光L3は、反射面205における反射回数が多くなることにより光量を大幅に減衰させることができる。
FIG. 5 shows external light L <b> 3 that repeats reflection between the reflecting
以上から、表示装置100の有機EL素子は、射出側から反射面205に入射する外光が、反射面205で1回又は2回反射して観察者側へ射出することを防止できる。また、反射面205で3回以上反射する外光については、反射面205における反射を繰り返すことにより光量を減衰させる。さらに、射出側から発光部120に入射する外光については、低反射電極121を設けることにより、射出側への進行を低減することができる。これにより、発光部120からの光を効率良く射出する上でコントラストの低下を低減することができるという効果を奏する。
As described above, the organic EL element of the
本発明の有機EL素子は、特に、明室環境下において画像のコントラストの低下を低減することができる。また、有機EL素子は、角度変換部110の射出面207に、反射防止のための光学フィルムを設ける構成としても良い。例えば、射出面207での外光反射を防止しかつ発光部120からの光を透過可能な光学フィルムを設けることにより、さらにコントラストの低下を低減することができる。
The organic EL device of the present invention can reduce a decrease in image contrast, particularly in a bright room environment. In addition, the organic EL element may have a configuration in which an optical film for preventing reflection is provided on the
図6は、実施例1の変形例に係る有機EL素子の説明図である。表示装置600の有機EL素子は、基準平面上にて略直交する2方向のうちX方向に長手方向を有するプリズム構造体は設けられず、Y方向に長手方向を有するプリズム構造体604のみを有する。本変形例の有機EL素子は、反射面が、略直交する2方向のうちの1方向であるY方向に長手方向を有する。表示装置600の有機EL素子は、2方向のうちのいずれか1方向のみに式(1)を満足する角度θを有する反射面を長手方向に設けることにより、コントラストの低下を低減することができる。なお、略直交する2方向のうちいずれを反射面の長手方向とするかについては、表示装置600へ入射する外光の主な入射方向に応じて、適宜決定することができる。
FIG. 6 is an explanatory diagram of an organic EL element according to a modification of the first embodiment. The organic EL element of the
図7は、本発明の実施例2に係る表示素子を用いる表示装置700の要部断面構成を示す。本発明の表示素子である有機EL素子は、光吸収部707を有することを特徴とする。上記実施例1の表示素子と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。プリズム構造体704は、Y方向に長手方向を有する。プリズム構造体704は、1つの有機EL素子に対して設けられる反射面205と、その有機EL素子に隣り合う有機EL素子に設けられる反射面205とが射出側の位置で接することで構成されている。プリズム構造体704は、2つの反射面205が接する射出側の位置に稜線部を有する。光吸収部707は、プリズム構造体704の稜線部に設けられている。図7に示す断面構成において、光吸収部707は、二等辺三角形形状のプリズム構造体704の先端部に設けられている。
FIG. 7 shows a cross-sectional configuration of a main part of a
光吸収部707は、黒色の樹脂部材等、可視光を吸収する性質の部材により構成することができる。射出側から光吸収部707に入射した外光L4は、光吸収部707に吸収される。光吸収部707を設けることにより、射出側からプリズム構造体704の稜線部に入射した光が再び射出側へ反射することを防ぐことができる。稜線部に入射する外光の反射を防ぐことにより、外光が射出側へ進行することを低減し、コントラストの低下を低減できる。また、反射面205どうしが接する稜線部に光吸収部707を設けるため、光吸収部707による表示光の吸収を少なくすることもできる。これにより、外光のみを吸収可能な構成にでき、コントラストの低下を低減できるという効果を奏する。
The
なお、光吸収部707における表示光の吸収をさらに少なくするためには、光吸収部707は、表示光の射出方向、即ちZ方向への長さをできるだけ短くして設けることが望ましい。光吸収部707のZ方向への長さをできるだけ短くすることにより、発光部120からの光が光吸収部707に入射することを防ぎ、光吸収部707における表示光の吸収をさらに少なくすることができる。なお、光吸収部707は、Y方向に長手方向を有するプリズム構造体704に設ける場合に限らず、X方向に長手方向を有するプリズム構造体にも設けることができる。
In order to further reduce the absorption of display light in the
図8は、本発明の実施例3に係る表示素子を用いる表示装置800の要部断面構成を示す。本発明の表示素子である有機EL素子は、偏光板801を有することを特徴とする。上記実施例1の表示装置100と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。角度変換部110の射出面には、λ/4位相板802が設けられている。偏光板801は、λ/4位相板802の射出面に設けられている。偏光板801は、特定の振動方向の偏光光、例えばp偏光光のみを透過する。
FIG. 8 shows a cross-sectional configuration of a main part of a
射出側から表示装置800に外光が入射する場合、偏光板801は、外光のうちp偏光成分の光のみを透過する。偏光板801を透過したp偏光成分の光は、λ/4位相板802で直線偏光から円偏光に変換される。そして、円偏光に変換された光は、反射面205や発光部820の反射電極で反射してλ/4位相板802に入射する。λ/4位相板802に入射する光のうち円偏光のままの光は、今度はs偏光光に変換される。s偏光光に変換されλ/4位相板802から射出した光は、偏光板801で遮蔽される。表示装置800は、偏光板801を設けることにより、外光が射出側へ戻ることを低減することができる。
When external light enters the
直線偏光は、λ/4位相板802を2回透過することにより、位相がλ/2変化する。このため、偏光板801を透過した特定の振動方向の偏光光を、再度偏光板801に入射するまでに特定の振動方向以外の振動方向の偏光光に変換することができる。ここで、角度変換部110を進行する円偏光は、発光部820の反射電極や反射面205での反射により位相の変化を起こす場合がある。反射電極や反射面205での反射により位相が約π/2変化した光は、特定の振動方向の偏光光となって偏光板801に入射することが考えられる。特定の振動方向の偏光光となった光は、偏光板801を透過して射出側へ戻ることでコントラスト低減の原因となり得る。
The linearly polarized light is transmitted through the λ / 4
金属薄膜で反射面205を構成する場合、反射面205で反射する光は、入射角に応じて位相が変化する。本実施例の表示装置800は、上記実施例1の表示装置100と同様に、基準平面SSに対して所定の角度で反射面205が設けられている。反射面205から他の反射面205へ進行した光は、上記実施例1の説明と同様に、角度変換部110の射出面で全反射して発光部820側へ進行する。反射面205で2回反射した後発光部820側へ進行する光は、再び反射面205等で反射することにより光量を減衰させることができる。以上から、反射面205で2回反射して偏光板801に入射する光を低減することができる。これにより、偏光板801を透過して射出側へ戻る外光を減少し、コントラストの低下を低減することができるという効果を奏する。
When the
さらに、表示装置800の有機EL素子は、上記実施例1と同様に、発光部820に低反射電極を設ける構成としても良い。発光部820に低反射電極を設ける構成により、直接又は反射面205で反射してから発光部820に入射する光が偏光板801の方向へ進行することを低減できる。これにより、さらに、偏光板801を透過して射出側へ戻る外光を低減することができる。
Further, the organic EL element of the
表示装置800の有機EL素子は、上記実施例1と同様にプリズム構造体102、104を有する。プリズム構造体102、104は、基板112面から基準平面SSの法線の方向、即ちZ軸方向への高さhが略同一となるように設けられている。プリズム構造体102、104の高さhは、基板112面から稜線部805までの距離である。
The organic EL element of the
次に、プリズム構造体102の稜線部805で反射する光の振舞いを説明する。図9は、本実施例の有機EL素子との比較として、プリズム構造体104がプリズム構造体102より高く設けられる場合の光の振舞いを示す。プリズム構造体102の稜線部805で反射した外光L5は、プリズム構造体102に隣り合うプリズム構造体104の反射面905で反射して、射出側へ進行する場合がある。このように稜線部805、反射面205及び反射面905で複数回反射して射出側へ進行する光は、位相のずれが大きいため偏光板801を透過してしまうことが考えられる。
Next, the behavior of light reflected by the
図10は、本実施例の有機EL素子であって、プリズム構造体102及びプリズム構造体104を略同一の高さhで設ける場合の光の振舞いを示す。プリズム構造体102とプリズム構造体104とを略同一の高さで設けると、稜線部805で反射した外光L5が隣り合う反射面205で反射することを防止できる。稜線部805のみで反射する場合であれば位相の変化は少ないことから、稜線部805で反射した外光L5は、偏光板801で遮蔽される。このようにして、プリズム構造体102、104の稜線部805で反射した外光が射出側へ進行することを低減できる。これにより、コントラストの低下を低減することができるという効果を奏する。
FIG. 10 shows the behavior of light when the
なお、上記各実施例の表示装置は、表示素子として有機EL素子を用いているが、これに限られない。例えば、表示素子としては、無機EL素子や、発光ダイオード素子(LED)等の固体発光素子を用いても良い。本発明に係る表示素子を用いる表示装置は、電子機器の表示パネルに適用することができる。本発明に係る表示素子を備える表示パネルは、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、携帯型情報機器であるPDA、テレビ、カーナビゲーション等の電子機器に広く適用することができる。さらに、本発明に係る表示素子は、表示パネル以外に照明装置、電子ペーパー等に適用することもできる。 In addition, although the display apparatus of each said Example uses the organic EL element as a display element, it is not restricted to this. For example, as the display element, a solid light emitting element such as an inorganic EL element or a light emitting diode element (LED) may be used. The display device using the display element according to the present invention can be applied to a display panel of an electronic device. A display panel including the display element according to the present invention can be widely applied to electronic devices such as a mobile phone, a personal computer, a word processor, a PDA that is a portable information device, a television, and a car navigation system. Furthermore, the display element according to the present invention can be applied to a lighting device, electronic paper, and the like in addition to the display panel.
以上のように、本発明に係る表示素子は、プレゼンテーションや動画を表示する場合に有用である。 As described above, the display element according to the present invention is useful when displaying a presentation or a moving image.
100 表示装置、102、104 プリズム構造体、110 角度変換部、112 基板、120 発光部、121 低反射電極、205 反射面、207 射出面、SS 基準平面、600 表示装置、604 プリズム構造体、700 表示装置、704 プリズム構造体、707 光吸収部、800 表示装置、801 偏光板、802 λ/4位相板、805 稜線部、820 発光部、905 反射面
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記発光部の周辺に反射面を備え、前記反射面に入射する前記発光部からの光を射出側へ反射することで、前記発光部からの光を角度変換して射出する角度変換部と、を有し、
前記反射面と前記基準平面とがなす角度をθ(ラジアン)、前記角度変換部を構成する部材の屈折率をn、とすると、以下の条件式を満足することを特徴とする表示素子。
{asin(1/n)}/2+π/4<θ<π/2 A light emitting unit provided on a reference plane for supplying light;
An angle conversion unit that includes a reflection surface around the light emitting unit and reflects the light from the light emitting unit incident on the reflection surface to an emission side, thereby converting the angle of the light from the light emitting unit and emitting the light. Have
A display element characterized by satisfying the following conditional expression, where θ (radian) is an angle formed by the reflection surface and the reference plane, and n is a refractive index of a member constituting the angle conversion unit.
{Asin (1 / n)} / 2 + π / 4 <θ <π / 2
前記反射面は、前記略直交する2方向のうちのいずれか1方向に長手方向を有することを特徴とする請求項1に記載の表示素子。 The light emitting units are provided in a matrix in two directions substantially orthogonal to the reference plane,
The display element according to claim 1, wherein the reflection surface has a longitudinal direction in any one of the two directions substantially orthogonal to each other.
前記角度変換部は、前記略直交する2方向のうちの第1の方向に長手方向を有する前記反射面と、前記略直交する2方向のうちの第2の方向に長手方向を有する前記反射面とを有することを特徴とする請求項1に記載の表示素子。 The light emitting units are provided in a matrix in two directions substantially orthogonal to the reference plane,
The angle conversion unit includes the reflection surface having a longitudinal direction in a first direction of the two directions substantially orthogonal to each other, and the reflection surface having a longitudinal direction in a second direction of the two directions substantially orthogonal to each other. The display element according to claim 1, comprising:
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