JP2006147598A - 表示素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】反射膜と半透明反射層との間に、少なくとも発光層を有する有機層が挟持されるとともに、有機層が発光層で発光した光を共振させる共振器構造の共振部となるように構成された表示素子において、発光層で発生した光が共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトをΦラジアン、共振部の光学的距離をL、前記光のうちの取り出したい光のスペクトルのピーク波長をλとした場合、(2L)/λ+Φ/(2π)=m(mは整数)を満たす範囲で光学的距離Lが正の最小値となるように構成することで、表示素子から取り出される光のスペクトルのピーク位置のシフト量が、0°〜60°の視野角範囲において30nm未満となるようにする。
【選択図】図4
Description
さらに、図1に示した有機EL素子では、素子の外部から侵入した外光が金属電極6で反射されるため外光反射率が高く、外光下におけるコントラストが低くなる。これを防止する手法として、特開平9−127885号公報には、図3に示すように、表示面側に1/4波長板と直線偏光板とを組み合わせて配置した構成の有機EL表示装置が開示されている。すなわち、この有機EL表示装置は、図1を用いて説明したと同様の構成の有機EL素子における基板1側に、1/4波長板8と直線偏光板9とを組み合わせて配置することで、外光反射を防止するようにしている。また、反射面となる金属電極を透明電極に置き換えて、有機層と反対側の透明電極側に光吸収層を設け、この光吸収層で外光を吸収することによって外光反射を防止した構成も提案されている。ところが、これらの構成の表示装置においては、表示装置内において発生した発光光の取り出しや反射も妨げられるため、輝度が50%程度に低下する。
この発明の他の目的は、輝度の低下を招くことなく外光反射を低下させてコントラストの向上を図ることができる自発光型の表示素子を提供することにある。
この発明のさらに他の目的は、広い視野角において十分な色再現範囲を維持することができ、しかも輝度の低下を招くことなく外光反射を低下させてコントラストの向上を図ることができる自発光型の表示素子を提供することにある。
(2L)/λ+Φ/(2π)=m(mは整数) (1)
(2L)/λ+Φ/(2π)=m(mは整数) (2)
(2L´)/λ+Φ/(2π)=m1+4 (3)
(2L)/λ+Φ/(2π)=m(mは整数) (4)
(2L´)/λ+Φ/(2π)=m1+q (5)
このような構成の表示素子では、共振部で共振して当該第2電極から取り出される光の波長を目的波長とした場合、第2電極側から照射される外光のうち、目的波長を有する外光のみがカラーフィルタを透過して共振部に到達することになる。ここで、この共振部は、目的波長に対する共振器フィルタであるため、この目的波長範囲に対する透過率が非常に高い、すなわちこの目的波長範囲の光に対する反射率が非常に低いことになる。このため、この共振部においては、カラーフィルタを透過した目的波長と同一の波長範囲の外光光の反射が抑えられる。一方、目的波長範囲以外の外光はカラーフィルタによって素子内部への侵入が防止され、またこのカラーフィルタでの反射が抑えられる。この結果、目的波長範囲の発光光の第2電極側からの取り出しを妨げることなく、目的波長範囲の光を含む外光光の反射が防止される。
また、上記のような目的を達成するための他の発明は、第1電極と第2電極との間に発光層が挟持され、第1電極及び第2電極のうちの光が取り出される方のもの及び発光層の少なくとも一方が共振器構造の共振部となるように構成された表示素子において、第1〜第7の表示素子と同様に共振部が構成されていることを特徴としている。
図4はこの発明の第1実施形態による有機EL素子を示す。この図4に示す有機EL素子は、いわゆる上面発光型の有機EL素子であり、基板11上に、下層から順に第1電極12、有機層13、半透明反射層14及び第2電極15が順次積層された構成になっている。
基板11は、例えば、透明ガラス基板や半導体基板等で構成され、フレキシブルなものであってもよい。
(2L)/λ+Φ/(2π)=m(mは整数) (6)
L=n1×d1+n2×d2+…+nk×dk (7)
L=1.9×32+1.8×30+1.7×50=200nm
となる。
また、半透明反射層側の位相シフトも同様に、そのn、kと、この半透明反射層と接している有機層の屈折率n、半透明反射層の膜厚、その上方の各透明膜の屈折率及び膜厚とを用いて計算することができる。なお、有機層、各透明膜の屈折率も分光エリプソメトリー測定装置を用いて測定可能である。
上記の2つの位相シフトの和がΦである。
Φの値の一例を挙げると、λ=535nmに対してΦ=−4.7ラジアンである。
(2L)/λ´×cosθ+Φ/(2π)=m(mは整数)(8)
ここで、λ´=λ+Δλ(λは、発光面を正面から見た場合のフィルタ特性のスペクトルのピーク波長)とすると、式(8)からΔλ=(1−cosθ)λとなり、共振器構造を構成するための有機層の膜厚を規定する整数mによらず、フィルタ特性のスペクトルのピークのシフト量Δλは視野角にのみ依存することがわかる。
δ=2π・2L/λ+Φ (9)
である。ここで、
δ=2π・m(mは整数) (10)
が成り立つλが狭帯域フィルターのピーク波長となる。これをλmax とすると、式(9)、(10)から、
2L/λmax +Φ/2π=m(mは整数) (11)
を得る。式(9)で有機層13の光学的距離Lが小さくなると、λの変化量に対するδの変化量が減少することから理解できるように、mの小さい方が狭帯域フィルターのスペクトルの幅がブロードになる。
(2L1 )/λ+Φ/(2π)=m(mは整数) (12)
(2L2 )/λ+Φ/(2π)=m1+4 (13)
(2L1 )/λ+Φ/(2π)=m(mは整数) (14)
(2L3 )/λ+Φ/(2π)=m1+q (15)
Rt(λ)=T(λ)×R(λ)×T(λ) (16)
しかも、第1実施形態と同様に、有機EL素子から取り出される光hを多重干渉させながらも、そのスペクトルの幅をある程度の広さに保つことが可能になるため、広い視野角の範囲で色純度の向上を図ることもできる。
Claims (8)
- 反射膜と半透明反射層との間に、少なくとも発光層を有する有機層が挟持されるとともに、前記有機層が前記発光層で発光した光を共振させる共振器構造の共振部となるように構成された表示素子において、
前記発光層で発生した光が前記共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトをΦラジアン、前記共振部の光学的距離をL、前記光のうちの取り出したい光のスペクトルのピーク波長をλとした場合、式
(2L)/λ+Φ/(2π)=m(mは整数)
を満たす範囲で前記光学的距離Lが正の最小値となるように構成することで、前記表示素子から取り出される光のスペクトルのピーク位置のシフト量が、0°〜60°の視野角範囲において30nm未満となるようにした
ことを特徴とする表示素子。 - 反射膜と半透明反射層との間に、少なくとも発光層を有する有機層が挟持されるとともに、前記有機層が前記発光層で発光した光を共振させる共振器構造の共振部となるように構成された表示素子において、
前記半透明反射層の上方に、前記共振部で共振して当該半透明反射層側から取り出される光を透過するカラーフィルタが設けられるとともに、
前記発光層で発生した光が前記共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトをΦラジアン、前記共振部の光学的距離をL、前記光のうちの取り出したい光のスペクトルのピーク波長をλとした場合、式
(2L)/λ+Φ/(2π)=m(mは整数)
を満たす範囲で前記光学的距離Lが正の最小値となるように構成することで、前記表示素子から取り出される光のスペクトルのピーク位置のシフト量が、0°〜60°の視野角範囲において30nm未満となるようにした
ことを特徴とする表示素子。 - 基板上に光反射材料からなる第1電極、透明導電膜、少なくとも発光層を有する有機層及び第2電極が順次積層され、前記第2電極側から光が取り出されるとともに、前記透明導電膜及び前記有機層が前記発光層で発光した光を共振させる共振器構造の共振部となるように構成された表示素子において、
前記発光層で発生した光が前記共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトをΦラジアン、前記共振部の光学的距離をL、前記光のうちの取り出したい光のスペクトルのピーク波長をλとした場合、式
(2L)/λ+Φ/(2π)=m(mは整数)
を満たす範囲で前記光学的距離Lが正の最小値となるように構成することで、前記表示素子から取り出される光のスペクトルのピーク位置のシフト量が、0°〜60°の視野角範囲において30nm未満となるようにした
ことを特徴とする表示素子。 - 基板上に光反射材料からなる第1電極、透明導電膜、少なくとも発光層を有する有機層及び第2電極が順次積層され、前記第2電極側から光が取り出されるとともに、前記透明導電膜及び前記有機層が前記発光層で発光した光を共振させる共振器構造の共振部となるように構成された表示素子において、
前記第2電極の上方に、前記共振部で共振して当該第2電極側から取り出される光を透過するカラーフィルタが設けられるとともに、
前記発光層で発生した光が前記共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトをΦラジアン、前記共振部の光学的距離をL、前記光のうちの取り出したい光のスペクトルのピーク波長をλとした場合、式
(2L)/λ+Φ/(2π)=m(mは整数)
を満たす範囲で前記光学的距離Lが正の最小値となるように構成することで、前記表示素子から取り出される光のスペクトルのピーク位置のシフト量が、0°〜60°の視野角範囲において30nm未満となるようにした
ことを特徴とする表示素子。 - 反射膜と半透明反射層との間に、少なくとも発光層を有する有機層が挟持されるとともに、前記有機層が前記発光層で発光した光を共振させる共振器構造の共振部となるように構成された表示素子において、
前記発光層で発生した光が前記共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトをΦラジアン、前記共振部の光学的距離をL、前記光のうちの取り出したい光のスペクトルのピーク波長をλとした場合、式
(2L)/λ+Φ/(2π)=m(mは整数)
を満たす範囲で前記光学的距離Lが正の最小値となるように構成することで、0°〜60°の視野角範囲における発光強度が、0°における発光強度の50%以上となるようにした
ことを特徴とする表示素子。 - 反射膜と半透明反射層との間に、少なくとも発光層を有する有機層が挟持されるとともに、前記有機層が前記発光層で発光した光を共振させる共振器構造の共振部となるように構成された表示素子において、
前記半透明反射層の上方に、前記共振部で共振して当該半透明反射層側から取り出される光を透過するカラーフィルタが設けられるとともに、
前記発光層で発生した光が前記共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトをΦラジアン、前記共振部の光学的距離をL、前記光のうちの取り出したい光のスペクトルのピーク波長をλとした場合、式
(2L)/λ+Φ/(2π)=m(mは整数)
を満たす範囲で前記光学的距離Lが正の最小値となるように構成することで、0°〜60°の視野角範囲における発光強度が、0°における発光強度の50%以上となるようにした
ことを特徴とする表示素子。 - 基板上に光反射材料からなる第1電極、透明導電膜、少なくとも発光層を有する有機層及び第2電極が順次積層され、前記第2電極側から光が取り出されるとともに、前記透明導電膜及び前記有機層が前記発光層で発光した光を共振させる共振器構造の共振部となるように構成された表示素子において、
前記発光層で発生した光が前記共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトをΦラジアン、前記共振部の光学的距離をL、前記光のうちの取り出したい光のスペクトルのピーク波長をλとした場合、式
(2L)/λ+Φ/(2π)=m(mは整数)
を満たす範囲で前記光学的距離Lが正の最小値となるように構成することで、0°〜60°の視野角範囲における発光強度が、0°における発光強度の50%以上となるようにした
ことを特徴とする表示素子。 - 基板上に光反射材料からなる第1電極、透明導電膜、少なくとも発光層を有する有機層及び第2電極が順次積層され、前記第2電極側から光が取り出されるとともに、前記透明導電膜及び前記有機層が前記発光層で発光した光を共振させる共振器構造の共振部となるように構成された表示素子において、
前記第2電極の上方に、前記共振部で共振して当該第2電極側から取り出される光を透過するカラーフィルタが設けられるとともに、
前記発光層で発生した光が前記共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトをΦラジアン、前記共振部の光学的距離をL、前記光のうちの取り出したい光のスペクトルのピーク波長をλとした場合、式
(2L)/λ+Φ/(2π)=m(mは整数)
を満たす範囲で前記光学的距離Lが正の最小値となるように構成することで、0°〜60°の視野角範囲における発光強度が、0°における発光強度の50%以上となるようにした
ことを特徴とする表示素子。
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