JP2015072751A - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造上の負荷を抑えつつも、光取出し効率を改善することが出来る有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】有機発光層ＯＬと、有機発光層ＯＬの上側に形成される上部電極Ｃａと、有機発光層ＯＬの下側に形成される反射層ＲＦと、を備えた複数の有機ＥＬ素子を有し、有機発光層ＯＬの上部電極Ｃａが形成される側に画像を表示する有機ＥＬ表示装置であって、有機ＥＬ素子のそれぞれにおける反射層ＲＦは、第１の平面Ｓ１と、第１の平面Ｓ１よりも下側に形成される第２の平面Ｓ２と、第１の平面Ｓ１と第２の平面Ｓ２の間に形成されて、３５度以上５５度以下の所定角度で直線状に傾斜する斜面ＳＷとを有する、ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。【選択図】図３

Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置に関する。

有機エレクトロルミネッセンス（electroluminescence：ＥＬ）表示装置は、基板上に複数の有機ＥＬ素子を有している。

各有機ＥＬ素子は、複数の機能性材料層によって構成される有機発光層と、当該有機発光層を挟持する上部電極（陰極）と下部電極（陽極）とを有しており、上部電極側に映像を出力するトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置では、有機発光層から下部電極側に出射した光を反射する反射層が配置される。

なお、特許文献１には、基板と第１電極間に散乱性を有した反射層を配置して、光取出し効率を向上した有機ＥＬ表示装置が開示されている。また、特許文献２には、観察面と反対側に形成された反射層に凹面を形成して、光取出し効率を向上して高精細化を可能にした有機ＥＬ表示装置が開示されている。

特開２００８−２３４９３３号公報 特開２０１１−２２８２２９号公報

トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置における発光は、反射層から有機発光層を経て外側に至るまでの層構造にて屈折や反射を繰り返して観察者側に出射される。しかしながら、屈折率が異なる層の界面にて全反射される光は、層構造の内部に留まりやすく、有機ＥＬ表示装置の光取出し効率を悪化させる要因になっている。

図８は、有機ＥＬ表示装置の観察者側に出射される光の経路と、有機ＥＬ表示装置の内部で全反射を繰り返す光の経路の例を示す図である。同図においては、有機発光層ＯＬを上側から覆う上部電極と保護膜（窒化シリコン：ＳｉＮ）とが屈折率１．８５となる高屈折率層ＨＩに対応しており、これらのさらに上側を覆う樹脂充填層と封止基板とが屈折率１．５０となる低屈折率層ＬＩに対応するものとしている。

図８における光線ａは、有機発光層ＯＬから出射して有機ＥＬ表示装置の外側に進行する光の経路を示しており、高屈折率層ＨＩや低屈折率層ＬＩの界面で屈折をした後に空気層Ａ１に出射されるようになっている。また、光線ｂは、空気層Ａ１の界面に４１．８度以上の角度で入射して全反射される光の経路を示すものとなっており、光線ｃは、高屈折率層ＨＩと低屈折率層ＬＩとの界面に５４．２度以上の角度で入射して全反射される光の経路を示すものとなっている。

具体的には、有機発光層ＯＬからの出射角度θａが０度≦θａ＜３２．７度となる場合に有機ＥＬ表示装置の外部に出射される光線ａとなる（空気層Ａ１の界面への入射角度θｂが０度≦θｂ＜４１．８度となる）。また有機発光層ＯＬからの出射角度θａが３２．７度≦θａ＜５４．２度となる場合には、空気層Ａ１の界面にて全反射される光線ｂとなり（４１．８度≦θｂ’となる）、さらに有機発光層ＯＬからの出射角度θａが５４．２度以上となる場合には、低屈折率層ＬＩの界面にて全反射される光線ｃとなる（５４．２度≦θａ’となる）ことから、有機発光層ＯＬからの出射角度θａが３２．７度以上となる光線ｂおよび光線ｃは、光取出し効率の向上に寄与しづらいものとなる。

ここで、上記のような有機ＥＬ表示装置の内部で生じる全反射による光の損失を低減するため、特許文献１のように、有機発光層ＯＬの下側に散乱性の反射層を形成して光の伝搬路を変化させて外部への出射を促すことが考えられる。しかしながらこの場合には、視野角特性は改善するものの光取出し効率の向上は十分ではないものとなっている。また、特許文献２のように反射層に凹面を形成することは、製造上の負荷が大きいものとなっている。

本発明は、上記のような課題に鑑みて、製造上の負荷を抑えつつも、光取出し効率を改善することが出来る有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかにする。

本発明にかかる有機ＥＬ表示装置は、上記課題に鑑みて、有機発光層と、前記有機発光層の上側に形成される上部電極と、前記有機発光層の下側に形成される反射層と、を備えた複数の有機ＥＬ素子を有し、前記有機発光層の前記上部電極が形成される側に画像を表示する有機ＥＬ表示装置であって、前記有機ＥＬ素子のそれぞれにおける前記反射層は、第１の平面と、前記第１の平面よりも下側に形成される第２の平面と、前記第１の平面と前記第２の平面の間に形成されて、３５度以上５５度以下の所定角度で直線状に傾斜する斜面とを有する、ことを特徴とする。

また、本発明にかかる有機ＥＬ表示装置の一態様では、前記反射層は、前記第１の平面を基準として陥没するように形成される複数の凹部を有し、前記複数の凹部におけるそれぞれの側壁は、前記斜面によって構成されるとともに、前記複数の凹部におけるそれぞれの底部は、前記第２の平面によって構成される、ことを特徴としてもよい。

また、本発明にかかる有機ＥＬ表示装置の一態様では、前記所定の角度は、４０度以上５０度以下となる、ことを特徴としてもよい。

また、本発明にかかる有機ＥＬ表示装置の一態様では、前記有機発光層の下側に形成される下部電極と前記反射層の間には絶縁層が形成されて、前記絶縁層は、前記複数の凹部によって生じる段差を平坦化するように形成される、ことを特徴としてもよい。

また、本発明にかかる有機ＥＬ表示装置の一態様では、前記有機ＥＬ素子における前記上部電極と前記有機発光層は、前記反射層の前記複数の凹部が配置される位置で凹むように形成される、ことを特徴としてもよい。

また、本発明にかかる有機ＥＬ表示装置の一態様では、前記凹部の底部に形成される前記第２の平面と、当該凹部に隣接して形成される前記第１の平面は、当該第２の平面と当該第１の平面の間に形成される前記斜面の幅に対して、１．５倍以上２．５倍以下の大きさとなる幅を有する、ことを特徴としてもよい。

また、本発明にかかる有機ＥＬ表示装置の一態様では、前記複数の有機ＥＬ素子が形成された第１の基板と、前記第１の基板上の前記複数の有機ＥＬ素子を封止する第２の基板とを有し、前記複数の有機ＥＬ素子における前記有機発光層は白色に発光し、前記第２の基板には、カラーフィルタが形成される、ことを特徴としてもよい。

また、本発明にかかる有機ＥＬ表示装置の一態様では、前記複数の有機ＥＬ素子が形成された第１の基板と、前記第１の基板上の前記複数の有機ＥＬ素子を封止する第２の基板とを有し、前記第１の基板と前記第２の基板との間には、中空層が形成される、ことを特徴としてもよい。

本発明によれば、製造上の負荷を抑えつつも、光取出し効率を改善された有機ＥＬ表示装置を提供できる。

第１の実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置１の上面概略図である。 第１の実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置のガラス基板に設けられる回路の一例を示す回路図である。 第１の実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置の画素領域内における所定方向の断面図である。 第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置において、反射層から封止基板間の層構造の内部を進行する光路の概要を説明するための図である。 第１の実施形態における反射層の平面的構成を示す図である。 第１の実施形態における反射層の平面的構成の他の例を示す図である。 第２の実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置の画素領域内における所定方向の断面図である。 第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置において、反射層から封止基板間の層構造の内部を進行する光路の概要を説明するための図である。 有機ＥＬ表示装置の観察者側に出射される光の経路と、有機ＥＬ表示装置の内部で全反射を繰り返す光の経路の例を示す図である。

以下、本発明の各実施形態に係る有機ＥＬ表示装置について、図面を参照しながら説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置１を概略的に示す上面図である。本実施形態の有機ＥＬ表示装置１は、表示制御の対象となる複数の有機ＥＬ素子がマトリクス状に配列されるガラス基板（第１の基板）と、ガラス基板に貼り合わされる封止基板（第２の基板）を含んで構成される。

有機ＥＬ表示装置１における各有機ＥＬ素子は、画像を表示する表示領域ＤＰ内の各画素に配置されて、表示領域ＤＰの周囲には、映像信号線駆動回路ＤＤＲや走査線駆動回路ＧＤＲが配置される。また有機ＥＬ素子のそれぞれは、後述のように、上部電極と、下部電極と、これらの間に挟持された有機発光層とを備えている。

図２は、上記の有機ＥＬ表示装置におけるガラス基板Ｂ１に設けられる回路の一例を示す回路図である。同図のガラス基板Ｂ１では、多数の走査信号線ＧＬが互いに等間隔を置いて図中横方向に延びており、また、多数の映像信号線ＤＬが、互いに等間隔をおいて図中縦方向に延びている。ガラス基板Ｂ１では、これら走査信号線ＧＬと映像信号線ＤＬとにより碁盤状に並ぶ画素のそれぞれが区画され、ＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconductor）構造のスイッチングに用いる薄膜トランジスタＴ１と発光素子の駆動に用いる薄膜トランジスタＴ２、蓄積容量Ｃ１、及び、有機ＥＬ素子ＯＤが形成されて、有機ＥＬ素子ＯＤに電源を供給する電源線ＣＳＬが、映像信号線ＤＬと平行に図中縦方向に延びている。また、各走査信号線ＧＬと各映像信号線ＤＬは、走査線駆動回路ＧＤＲと映像線駆動回路ＤＤＲにそれぞれ接続されて駆動され、各電源線ＣＳＬは電源バスラインＣＳＢＬに接続されて電流が提供される。

ここで特に、本実施形態の有機ＥＬ素子ＯＤと、有機ＥＬ素子ＯＤが備える反射層ＲＦについて、図３を用いて説明をする。図３は、画素領域内における所定方向の断面図を示すものとなっている。図３の断面図で示されるように、本実施形態の反射層ＲＦには、ほぼ４５度で傾斜した斜面ＳＷが形成される。

具体的には、本実施形態の有機ＥＬ素子ＯＤは、有機発光層ＯＬと、下部電極Ａｎと、上部電極Ｃａと、アルミニウムや銀等の反射性の高い金属で構成される反射層ＲＦとを含んで構成されており、反射層ＲＦは、絶縁層ＩＳ２を介して下部電極Ａｎのさらに下側に形成されている。また、上部電極Ｃａの上側は、窒化シリコン（ＳｉＮ）で構成された保護層ＰＲによって覆われて、さらに保護層ＰＲと封止基板Ｂ２との間には有機絶縁膜によって構成される樹脂充填層ＰＫが配置される。

有機発光層ＯＬは、下側からホール輸送層、発光層、電子輸送層が積層されることによって形成されて白色に発光するようになっている。また有機発光層ＯＬとしては、これらのうちの複数層が機能的に複合されて２層又は単層で積層されても良いし、さらにホール注入層や電子注入層等の他の機能を有した層が積層されて構成されても良い。

次に、下部電極Ａｎは、光透過性の酸化インジウム錫（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）等の透明導電膜によって構成され、上部電極Ｃａは、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ（商標）：Indium Zinc Oxide）等の透明導電膜によって構成される。下部電極Ａｎは、陽極（アノード電極）として機能して各画素領域においてそれぞれ個別に形成され、上部電極Ｃａは陰極（カソード電極）として機能して表示領域ＤＰのほぼ全面に渡って、各画素領域に共通となる電極として形成される。

下部電極Ａｎは、回路形成層ＢＰにおける薄膜トランジスタ（図３において不図示）と電気的に接続されて、走査信号線ＧＬに信号が入力されるタイミングにあわせて映像信号線ＤＬからの信号が供給される。また、有機発光層ＯＬでは、下部電極Ａｎから注入されたホールと、上部電極Ｃａから注入された電子とが再結合することにより発光するようになっており、両電極間に生じた電位差により発光層の発光が制御される。

そして特に、本実施形態の反射層ＲＦは、ガラス基板Ｇ１の基板面に対してほぼ平行となる第１の平面Ｓ１と第２の平面Ｓ２を有しており、第２の平面Ｓ２は第１の平面Ｓ１よりも下側に形成されて、第１の平面Ｓ１と第２の平面Ｓ２の間には所定の角度で直線状に傾斜する斜面ＳＷが配置される。斜面ＳＷは、有機ＥＬ表示装置１の内部で全反射して伝搬する有機発光層ＯＬからの光を有機ＥＬ表示装置１の外部に全反射させずに出射するように促して、外部への出射光の比率を向上させるものとなっている。斜面ＳＷで反射した有機発光層ＯＬの発光は、そのまま絶縁層ＩＳ２の上層に進行する、あるいは、さらに第２の平面Ｓ２や他の斜面ＳＷとの反射を経て絶縁層ＩＳ２の上層に進行するようになっている。

また反射層ＲＦとしては、図３のように複数の凹部ＣＣを有しているのが好適である。同図で示されるように、各凹部ＣＣは、第１の平面Ｓ１に対して陥没するように形成されて、第２の平面Ｓ２および斜面ＳＷは、凹部ＣＣにおける底部と側壁とを構成するようになっている。斜面ＳＷは、有機ＥＬ素子ＯＤが形成されたガラス基板Ｂ１の基板平面（あるいは第１の平面Ｓ１や第２の平面Ｓ２）を基準として３５度以上５５度以下の角度で直線状に傾斜する斜面とし、傾斜角度をほぼ４５度とするのが最も好適であるが、４０度以上５０度以下、あるいは、４２度以上４８度以下の傾斜角度となるようにしてもよい。４５度付近の角度で傾斜した斜面ＳＷは、全反射して内部を伝搬する光の外部への出射を効率的に促進するものとなっており、傾斜角度が定まっていない散乱性の凹凸と比べて有効光としての取り出し効率が向上する。

また、第１の平面Ｓ１と第２の平面Ｓ２の間は、直線状に傾斜した斜面ＳＷによってほぼ占有されるようにするのが望ましく、第１の平面Ｓ１および第２の平面Ｓ２と、斜面ＳＷとが直接的に連なって形成されるのが好適であり、斜面ＳＷとしては、第１の平面Ｓ１の境界から第２の平面Ｓ２の境界まで一定の傾斜角度で傾斜して形成されるようにするのが望ましい。また、本明細書における「ほぼ平行」、「ほぼ４５度」、「ほぼ占有」とは、完全に平行となる場合や、完全に４５度となる場合、完全に占有される場合に加えて、製造上や設計上の誤差を許容してこれらの誤差範囲を含むものをいう。なお、斜面ＳＷの傾斜角度は、例えば、ＦＩＢ等によって切断面を形成し、当該切断面を撮影した画像を処理することで計測される。

バンク層ＢＵは、ガラス基板Ｂ１上に形成される複数の下部電極Ａｎや有機発光層ＯＬ、反射層ＲＦの間を隔てるように形成される絶縁層である。本実施形態のバンク層ＢＵは、各画素領域に対応して格子状に形成される画素分離膜となっており、図３で示されるように、下部電極Ａｎと、反射層ＲＦと、絶縁層ＩＳ２、絶縁層ＩＳ１の端部を覆うものとなっている。有機ＥＬ素子ＯＤは、格子状に形成されたバンク層ＢＵにおける各格子の内側に形成される。

絶縁層ＩＳ１は、反射層ＲＦの下地として回路形成層ＢＰ上に形成される絶縁層となっており、絶縁層ＩＳ２は、反射層ＲＬにおける第１の平面Ｓ１と第２の平面Ｓ２の間の段差を平坦化するための絶縁層となっている。同図で示されるように、絶縁層ＩＳ２の上面に接して下部電極Ａｎが形成されて、有機発光層ＯＬからの発光は、下部電極Ａｎと絶縁層ＩＳ２を介して反射層ＲＦに進行する。

また、絶縁層ＩＳ１は、反射層ＲＦの下地として形成される絶縁層であり、絶縁層ＩＳ１における凹凸によって凹部ＣＣ等が形成されるようになっている。絶縁層ＩＳ１としては、例えば、感光性のアクリルを用い、凹部ＣＣを形成する箇所を露光して凹凸を形成してもよいし、無機絶縁膜で絶縁層ＩＳ１を形成して凹部ＣＣをエッチングによって形成するようにしてもよい。また、凹部ＣＣとしては、上述したように、側面ＳＷが３５度以上５５度以下のテーパー角で直線状に傾斜するようにプロセスを制御すればよく、側面ＳＷの傾斜角度を４５度にするのが好適である。

また、本実施形態における封止基板Ｂ２は不図示のカラーフィルタを有しており、これにより、白色で発光する有機発光層ＯＬが着色される。封止基板Ｂ２と上部電極Ｃａの間には、窒化シリコンＳｉＮによって構成された保護層ＰＲと有機絶縁膜によって構成された樹脂充填層ＰＫが配置されて、これにより有機発光層ＯＬが水分から保護される。

次に、図４を用いて、反射層ＲＦから封止基板Ｂ２間の層構造の内部を進行する光路について説明をする。

図４においては、図８の場合と同様に、上部電極Ｃａと保護層ＰＲとを高屈折率層ＨＩとして、樹脂充填層ＰＫと封止基板Ｂ２とを低屈折率層ＬＩとして簡略化して表示している。また、高屈折率層ＨＩや下部電極Ａｎにおける屈折率を１．８５とし、低屈折率層ＬＩや有機発光層ＯＬ、絶縁層ＩＳ２における屈折率を１．５としているが、絶縁層ＩＳ２の表面に形成された反射層ＲＦについては表示を省略している。また同図においては、有機発光層ＯＬを基準として対称な方向に進む光路ｇ１と光路ｇ２、及び、光路ｈ１と光路ｈ２を代表例としており、これらの一対の光線では、高屈折率層ＨＩへの出射角度と下部電極Ａｎへの出射角度が対称的な角度となり、高屈折率層ＨＩから低屈折率層ＬＩへの出射角度と、下部電極Ａｎから絶縁層ＩＳ２への出射角度が対称的な角度となる。

まず、光路ｇ１は、低屈折率層ＬＩと空気層Ａ１との界面にて全反射され有機ＥＬ表示装置１の外部に出射されない光となっており、これに対して光路ｇ２は、有機発光層ＯＬから反射層ＲＦ側に出射される光となっている。反射層ＲＦに凹部ＣＣがなく一画素の領域の全般に平坦に形成されているような場合には、光路ｇ２は、光路ｇ１の場合と同様に、空気層Ａ１の界面にて全反射されて外部に出射されない光となるが、凹部ＣＣにおける底部や側壁にて反射されることで外部に取り出される光となる。

具体的には、光路ｇ１における低屈折率層ＬＩへの出射角度（空気層Ａ１の界面への入射角度）をθｂとすると、光路ｇ２における下部電極Ａｎから絶縁層ＩＳ２への出射角度もθｂとなり、第２の平面Ｓ２に対して４５度で傾斜した斜面ＳＷで反射した後の下部電極Ａｎへの入射角度θｃ（図４において不図示）は、９０度−θｂとなる。また、空気層Ａ１にて全反射される光路ｇ１を考慮するとθｂは４１．８度以上となることから、低屈折率層ＬＩを進行する光路ｇ２の光は、０度≦θｃ≦４８．２度の範囲の光となり、このうち０度≦θｃ≦４１．８度の範囲の光が全反射されずに外部に取り出されることとなる。

すなわち光路ｇ１及びｇ２のように、低屈折率層ＬＩや絶縁膜ＩＳ２への出射角度θｂが４１．８度以上９０度以下となる光は、画素領域全域で反射層ＲＦが平坦となるような場合には空気層Ａ１の界面で全反射されて外部に取り出されにくかったものの、反射層ＲＦに凹部ＣＣが形成されることにより、０度以上４８．２度以下の範囲で空気層Ａ１の界面に入射するように進行方向が変化させられて、そのうちの比較的大きな割合を占める０度以上４１．８度以下の範囲の光が外部に取り出されるようになる。

次に、光路ｈ１は、有機発光層ＯＬの上側に進行して空気層Ａ１との界面から外部に出射する有効光となっており、光路ｈ２は、有機発光層ＯＬを基準として反射層ＲＦ側に進む光となっている。光路ｈ２の光は、画素領域全域で反射層ＲＦが平坦となるような場合には有効光となる入射角度θｂの範囲（０度≦θｂ≦４１．８度）であるものの、第２の平面Ｓ２や側面ＳＷにて反射されることで４８．２度以上９０度以下の角度で絶縁層ＩＳ２を進行して下部電極Ａｎに入射することになるために無効光となる。しかしながら、光路ｈ２の光は、層構造の内部で反射を繰り返すことで再び側面ＳＷによって反射されて、有効光として取り出されうるものとなっている（このことは、光路ｇ１の場合も同様である。）。

以上から本実施形態の有機ＥＬ表示装置１では、反射層ＲＦにおいて第１の平面Ｓ１よりも下側に形成される第２の平面Ｓ２と、第１の平面Ｓ１と第２の平面の間に形成される４５度で傾斜した側面ＳＷとにより、有効光量を増大することができる。

図５Ａは、本実施形態の反射層ＲＦの平面的構成を示す図であり、約３０ミクロン×４８ミクロンのサイズとなる一画素内の反射層ＲＦに１２個の凹部ＣＣが形成されたものとなっている。凹部ＣＣの配置としては、図５Ａのように、画素領域の区画（走査信号線ＧＬや映像信号線ＤＬの延伸方向に平行となる方向）に沿って縦・横方向に一定の間隔を置いて配列されてもよいし、図５Ｂのように千鳥配列とするようにしてもよい。また、図５Ａ等のように、側面ＳＷとしては平面状に形成されるようにするのが好適である。

また、反射層ＲＦにおける凹部ＣＣの寸法としては、図４における第１の平面Ｓ１の幅となる寸法Ａと、第２の平面Ｓ２の幅となる寸法Ｃとを、側面ＳＷの幅や高さとなる寸法Ｂ又はＤを基準として、１．５倍以上２．５倍以下とするのが望ましく、１．８倍以上２．２倍以下とするのが好適である。図４における寸法Ａ〜Ｄは、複数の凹部ＣＣのうちの互いに隣接する２つの凹部ＣＣの中心を通る断面において定義される長さとしており、Ａ：Ｂ：Ｃ：Ｄを２：１：２：１とすることで、反射層ＲＦが平坦に形成される場合と比べて有効光量がおよそ１．５倍となり好適である。

［変形例１］
次に、本実施形態の変形例１について説明をする。上記の第１の実施形態においては、封止基板Ｂ２と保護層ＰＲとの間に樹脂充填層ＰＫが充填されるようになっているが、変形例１では、樹脂充填層ＰＫの代わりに気体が充填された中空層が配置されるようになっている。

樹脂充填層ＰＫよりも屈折率の低い中空層が配置されると、有機発光層ＯＬから発光した光の一部は、中空層と保護層ＰＲとの界面にて全反射して層構造の内部を進行することとなる。第１の実施形態の図４における光路ｇ１やｈ１は、空気層Ａ１との界面で全反射されることから、発光した有機発光層ＯＬが存在する画素から遠く離れた画素領域で外部に出射される場合がある。しかしながら変形例１のように、樹脂充填層ＰＫの代わりに中空層を配置することで、発光した有機発光層ＯＬからの広がりが抑えられて反射層ＲＦ側全反射されるため、誤表示による不具合が生じにくくなる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置１について説明をする。上述の第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置１では、反射層ＲＦと下部電極Ａｎの間にて絶縁層ＩＳ２が配置されて有機発光層ＯＬ等が平坦化されて形成されているが、第２の実施形態では、図６で示されるように、反射層ＲＦの複数の凹部ＣＣが平坦化されておらず、複数の凹部ＣＣに対応して下部電極Ａｎと有機発光層ＯＬと上部電極Ｃａと保護層ＰＲに凹凸が形成される。

図７は、第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置１の反射層ＲＦから封止基板Ｂ２間の層構造の内部を進行する光路の概要を説明するための図である。以下においては、同図を用いて、内部を進行する光路の代表例についての説明をする。

図７では、図４の場合と同様に、上部電極Ｃａと保護層ＰＲとを高屈折率層ＨＩとして、樹脂充填層ＰＫと封止基板Ｂ２とを低屈折率層ＬＩとして表示しており、高屈折率層ＨＩや下部電極Ａｎにおける屈折率を１．８５とし、低屈折率層ＬＩや有機発光層ＯＬにおける屈折率を１．５としている。また、有機発光層ＯＬの上面にて発光する光と、有機発光層ＯＬの下面にて発光して反射層ＲＦで反射される光をほぼ同じものとして近似して扱うこととしており、下部電極Ａｎや反射層ＲＦの表記を適宜省略している。

ここで光路ｋ１およびｋ２は、第２の平面Ｓ２から出射する光を示しており、光路ｍ１、ｍ２は第１の平面Ｓ１から出射する光を示している。以下においては、まず、第２の平面Ｓ２から出射して、高屈折率層ＨＩと低屈折率層ＬＩの斜めに形成された界面（斜め形成界面ＳＬ）に入射する光について説明する。

第２の平面Ｓ２からの出射角度θａは、０度＜θａ＜９．２度となる場合に斜め形成界面ＳＬへの入射角度が臨界角（５４．２度）以下となって低屈折率層ＬＩに出射される。そして出射角度θａが０度＜θａ＜９．２度となる光は、斜め形成界面ＳＬを基準とする低屈折率層ＬＩへの出射角度θｐが、θｐ＝arcsin（1.85/1.5×sin（θa））となり、この光の空気層Ａ１との界面への入射角度θｑは、θｑ＝４５度−θｐとなる（θｐおよびθｑは、図７において不図示）。したがって、空気層Ａ１との界面における臨界角が４１．８度であることから、有機発光層ＯＬからの出射角度θａが０度＜θａ≦２．７度のときに空気層Ａ１との界面で全反射される光となり、２．７度＜θａ＜９．２度のときに空気層Ａ１から出射される光となる。

つぎに、第２の平面Ｓ２からの出射角度θａが、９．２度≦θａ＜４５度となる場合について説明をする。図７における光路ｋ１で示されるように、９．２度≦θａ＜４５度となる光は、臨界角（５４．２度）よりも大きな角度で斜め形成界面ＳＬに入射されることから、高屈折率層ＨＩと低屈折率層ＬＩの平坦に形成された上側の界面Ｓ３に向けて全反射される光となる。そしてこのうち第２の平面Ｓ２からの出射角度θａが、９．２度≦θａ≦３５．８度となる場合には光路ｋ１のように上側の界面Ｓ３にて全反射され、３５．８度≦θａ≦４５度となる場合には、上側の界面Ｓ３から低屈折率層ＬＩに進行して空気層Ａ１にて全反射される。そしてさらに、光路ｋ１のように上側の界面Ｓ３にて全反射された光は、対向する斜め形成界面ＳＬと第２の平面Ｓ２による反射を経て有効光として外部に出射される。

次に、第２の平面Ｓ２からの出射角度θａが、４５度＜θａ＜９０度となる場合には、図７における光路ｋ２で示されるように、側面ＳＷによって上側に反射される。４５度＜θａ≦５４．２度の場合には、上側の界面Ｓ３を通過後、空気層Ａ１との界面によって全反射されるが、光路ｋ２のように５４．２度＜θａ＜９０度の場合には、上側の界面Ｓ外部に有効光として出射される。

次に、第１の平面Ｓ１から出射して斜め形成界面ＳＬに入射する光について説明する。

第１の平面Ｓ１から０度≦θａ≦４５度の角度で出射して斜め形成界面ＳＬに入射すると、低屈折率層ＬＩを進行する角度θｂ（空気層Ａ１の界面へ入射する角度）は、１４．７度≦θｂ≦４５度となり、このうち、１４．７度≦θｂ≦４１．８度が有効光となる（したがって斜面ＳＷの存在により、新たに３２．７度以上４２．４度以下の範囲の光が有効光になる）。具体的には光路ｍ1が、１４．７度≦θｂ≦４１．８度で低屈折率層ＬＩ内を進行する光の一例であり、図７で示されるように外部に出射されるものとなっている（０度≦θａ≦４２．４度で高屈折率層ＨＩに出射される光に対応する）。

また、光路ｍ２は、４５度＜θａ＜９０度の出射角度で第１の平面Ｓ１から出射して、斜め形成界面ＳＬに入射する光となっている。光路ｍ２は、斜め形成界面ＳＬから低屈折率層ＬＩに入射し、４５度＜θｂ＜１０５．７度で低屈折率層ＬＩ内を進行して空気層Ａ１の界面にて全反射されることとなる（無効光となる）。

上述したように、第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置１では、凹部ＣＣにより外部への出射が促進されて、第１の平面Ｓ１および第２の平面Ｓ２から斜め形成界面ＳＬに入射する光についての有効光の割合が増大することとなる。また、空気層Ａ１との界面等で全反射される無効光となる場合であっても、再び反射層ＲＦの凹部ＣＣ等で反射されることで、有効光として取り出されうるものとなる。

なお、上記の各実施形態においては、反射層ＲＦにおいて所定の角度で傾斜した斜面を有する複数の凹部を形成するようにしているが、例えば、凸部を形成することで、第１の平面Ｓ１と第２の平面Ｓ２、および、所定の角度で傾斜した斜面を形成するようにしてもよい。

なお、第２の実施形態においては、下部電極Ａｎと反射層ＲＦを形成するようにしているが、反射層が下部電極Ａｎを兼ねるようにして形成をするようにしてもよい。また、上記の各実施形態においては、上部電極Ｃａは、なるべく反射性を有さないように形成するのが望ましい（ハーフミラーとして機能しないようにするのが望ましい）。

なお、上記の各実施形態のように、斜面ＳＷとしては平面状に形成されるのが望ましいが、例えば、凹部ＣＣが、４５°の角度で傾斜した逆円錐台状によって構成されてもよく、斜面ＳＷが直線状に傾斜しているものであればよい。

なお、上記の各実施形態では、各有機ＥＬ素子の有機発光層ＯＬは白色で発光して、カラーフィルタにより着色をしているが、例えば、異なる発光色の有機発光層ＯＬが各画素に配置されていてもよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成、又は同一の目的を達成することができる構成でおきかえることが出来る。

１ 有機ＥＬ表示装置、Ｂ１ ガラス基板、Ｂ２ 封止基板、ＤＰ 表示領域、ＤＤＲ 映像信号線駆動回路、ＧＤＲ 走査信号線駆動回路、ＤＬ 映像信号線、ＧＬ 走査信号線、Ｃ１ 蓄積容量、Ｔ１，Ｔ２ 薄膜トランジスタ、ＣＳＢＬ 電源バスライン、ＣＳＬ 電源線、ＯＬ 有機発光層、ＯＤ 有機ＥＬ素子、ＬＩ 低屈折率層、ＨＩ 光屈折率層、Ａ１ 空気層、Ｃａ 上部電極、Ａｎ 下部電極、ＢＵ バンク層、ＢＰ 回路形成層、ＩＳ１，ＩＳ２ 絶縁層、ＰＲ 保護層、ＣＣ 凹部、Ｓ１ 第１の平面、Ｓ２ 第２の平面、ＳＷ 斜面、ＳＬ 斜め形成界面、Ｓ３ 上側の界面。

Claims (8)

1. 有機発光層と、
   前記有機発光層の上側に形成される上部電極と、
   前記有機発光層の下側に形成される反射層と、を備えた複数の有機ＥＬ素子を有し、前記有機発光層の前記上部電極が形成される側に画像を表示する有機ＥＬ表示装置であって、
   前記有機ＥＬ素子のそれぞれにおける前記反射層は、
   第１の平面と、
   前記第１の平面よりも下側に形成される第２の平面と、
   前記第１の平面と前記第２の平面の間に形成されて、３５度以上５５度以下の所定角度で直線状に傾斜する斜面とを有する、
   ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
2. 請求項１に記載された有機ＥＬ表示装置であって、
   前記反射層は、
   前記第１の平面を基準として陥没するように形成される複数の凹部を有し、前記複数の凹部におけるそれぞれの側壁は、前記斜面によって構成されるとともに、前記複数の凹部におけるそれぞれの底部は、前記第２の平面によって構成される、
   ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
3. 請求項１又は２に記載された有機ＥＬ表示装置であって、
   前記所定の角度は、４０度以上５０度以下となる、
   ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
4. 請求項２に記載された有機ＥＬ表示装置であって、
   前記有機発光層の下側に形成される下部電極と前記反射層の間には絶縁層が形成されて、
   前記絶縁層は、前記複数の凹部によって生じる段差を平坦化するように形成される、
   ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
5. 請求項２に記載された有機ＥＬ表示装置であって、
   前記有機ＥＬ素子における前記上部電極と前記有機発光層は、前記反射層の前記複数の凹部が配置される位置で凹むように形成される、
   ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
6. 請求項２に記載された有機ＥＬ表示装置であって、
   前記凹部の底部に形成される前記第２の平面と、当該凹部に隣接して形成される前記第１の平面は、当該第２の平面と当該第１の平面の間に形成される前記斜面の幅に対して、１．５倍以上２．５倍以下の大きさとなる幅を有する、
   ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
7. 請求項２に記載された有機ＥＬ表示装置であって、
   前記複数の有機ＥＬ素子が形成された第１の基板と、前記第１の基板上の前記複数の有機ＥＬ素子を封止する第２の基板とを有し、
   前記複数の有機ＥＬ素子における前記有機発光層は白色に発光し、
   前記第２の基板には、カラーフィルタが形成される、
   ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
8. 請求項２に記載された有機ＥＬ表示装置であって、
   前記複数の有機ＥＬ素子が形成された第１の基板と、前記第１の基板上の前記複数の有機ＥＬ素子を封止する第２の基板とを有し、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間には、中空層が形成される、
   ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。

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