JP4465992B2

JP4465992B2 - Ｅｌ表示装置

Info

Publication number: JP4465992B2
Application number: JP2003185239A
Authority: JP
Inventors: 学武居; 友之白嵜
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: JP2005019322A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Electro Luminescence）ディスプレイパネルを用いたＥＬ表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子はＥＬ層をカソードとアノードとの間に挟持した構造となっており、カソードとアノードとの間に電圧を印加するとＥＬ層で電界発光する。このようなＥＬ素子を画素として用いるＥＬディスプレイパネルの研究・開発が近年盛んに行われている。一般的に、ＥＬディスプレイパネルは複数のＥＬ素子を基板上にマトリクス状に配列した構造となっており、各ＥＬ素子は基板側からアノード、ＥＬ層、カソードの積層順となっている。特にアノード及びＥＬ層はＥＬ素子ごとに独立して形成されているが、カソードは全てのＥＬ素子に共通してべた一面に形成されており、このカソードは劣化防止のために封止膜によって被覆されている。この際、基板側のアノードを透明電極とし且つ基板を透明基板としたＥＬディスプレイパネルはいわゆるボトムエミッション型といい、基板の裏面が表示面となる。
【０００３】
ＥＬディスプレイパネルの視認性を向上させるために、ＥＬディスプレイパネルの表示面に光学的加工を施すことがある。例えば、外光をＥＬディスプレイパネルの表示面で反射させないために、ＥＬディスプレイパネルの表示面にＡＲ（Anti Reflection）コートを施すことが行われている。また、ＥＬディスプレイパネルの輝度を向上させるために、ＥＬディスプレイの表示面にマイクロレンズアレイを形成することも行われている（例えば、特許文献１参照。）。また、ＥＬディスプレイパネルの正面指向性を向上させ更に輝度を向上させるために、多数の断面三角形状のプリズムが形成されたプリズムシートをＥＬディスプレイパネルの表示面に接着することも行われている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３２２０００号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マイクロレンズアレイ、プリズムシート、ＡＲコート等をＥＬディスプレイパネルの表示面に施した場合、輝度・正面指向性が向上したり映り込みを防止できたりする反面、プリズム内で光散乱し、ある画素の光が周囲の画素上から出射してしまい、互いの本来の色を打ち消しあってしまい、ユーザにとってはあまり鮮明でない像に見えてしまう。
そこで、本発明は、上記のような問題点を解決しようとしてなされたものであり、混色の起きた表示画面を防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明のＥＬ表示装置は、赤、緑、青の色のいずれかの光を選択的に発する複数のＥＬ素子が画素としてマトリクス状に配列され、前記複数のＥＬ素子が光透過性材料で被覆されたＥＬディスプレイパネルと、前記ＥＬディスプレイパネルに光学的特性を付与するために前記光透過性材料の表面に設けられた光学部材と、を備え、
それぞれの前記ＥＬ素子が、前記光透過性材料側から順に、光を透過する光透過性電極、電界発光するＥＬ層、前記ＥＬ層との界面での光の反射を抑制するための透明電極である反射抑制層を積層してなり、
前記反射抑制層の前記光透過性電極とは反対側に積層された、光を反射する反射層をさらに備え、
前記ＥＬ層の屈折率をｎ_１、前記反射抑制層の屈折率をｎ_２、前記反射抑制層の厚さをｄ、ｍを自然数、前記複数のＥＬ素子のうちの或るＥＬ素子から前記光学部材に向けて出射された光のうち、前記光学部材で散乱し、当該或るＥＬ素子の周囲のＥＬ素子の前記反射抑制層に入射される光の波長をλとしたときに、ｎ_１＞ｎ_２の場合、λ＝４ｎ_２ｄ／（２ｍ）、ｎ_１＜ｎ_２の場合、λ＝４ｎ_２ｄ／（２ｍ＋１）を満たすことを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、ＥＬディスプレイパネルの表示面つまり光透過性材料の表面に光学部材を設けると、或るＥＬ素子のＥＬ層から発した光が光透過性電極、光透過性材料を通じて光学部材に入射した場合に光学部材の再帰反射効果により別のＥＬ素子の反射抑制層に入射する。ここで反射抑制層によって反射が抑制されるため、或るＥＬ素子のＥＬ層から発した光が別のＥＬ素子で反射することを抑えることができる。そのため、ＥＬ素子における混色が低減し、鮮明な像が表示される。
【０００８】
請求項１に記載のＥＬ表示装置において、前記反射抑制層は電極であることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明では、反射抑制層が電極であることによりＥＬ層に直接電流又は電界を加えることができ、接触抵抗を低く抑え、効率よく発光させることができる。
【００１０】
請求項１に記載のＥＬ表示装置において、光を反射する反射層が前記反射抑制層の前記光透過性電極とは反対側に積層され、前記反射抑制層が透明電極であることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の発明では、反射抑制層が透明電極であるため、ＥＬ層側から反射抑制層に入射した光の一部は反射抑制電極を通じて反射層で反射する。従って、反射抑制電極で反射した反射光と反射層で反射した反射光が光干渉作用によって打ち消し合うことが可能となる。つまり、反射抑制電極は光学干渉膜として機能し、結果として反射抑制電極における光の反射を防止することができる。そのため、請求項１に記載の発明と同様に、或るＥＬ素子のＥＬ層から発した光が別のＥＬ素子で反射を抑制するため、鮮明な像が表示される。
【００１２】
請求項１に記載のＥＬ表示装置において、前記反射抑制層の厚さは電極であることを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載のＥＬ表示装置において、前記反射抑制層は、前記ＥＬ層から前記反射抑制層内に進入した後再び前記ＥＬ層内に進行する光を、前記ＥＬ層内に進行する光と、逆位相になるような光学的膜厚であることを特徴とする。
【００１４】
前記反射抑制層が光を吸収する黒色体であってもよい。
【００１５】
反射抑制層が光を吸収する黒色体である場合、反射抑制層における光の反射を抑制することができる。そのため、請求項１に記載の発明と同様に、或るＥＬ素子のＥＬ層から発した光が別のＥＬ素子で反射することがないため、ＥＬ素子で混色が起こらず、鮮明な像が表示される。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のＥＬ表示装置において、前記光学部材が複数の断面三角形状のプリズムを前記光透過性材料の表面に互いに平行にして配列してなることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、ＥＬ表示装置の光の正面指向性が向上するため、斜め方向に進行する光が相対的に減少するので周辺のＥＬ素子にまで到達するような光の乱反射を低減することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を実施するための好適な形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。また、以下の説明において、『平面視して』とは、『表示面に対して垂直な方向に向かって見て』という意味である。
【００１９】
〔第一の実施の形態〕
図１は本発明が適用されたＥＬ表示装置１の分解斜視図である。図１に示すように、このＥＬ表示装置１は、画素が列方向にｉ（ｉは２以上の自然数である。）個、行方向にｊ（ｊは２以上の自然数である。）個のマトリクス状に配列されてなるＥＬディスプレイパネル２と、ＥＬディスプレイパネル２の表示光に正面指向性を付与するためにＥＬディスプレイパネル２の光出射面（表示面）２ａに貼着された光学部材としてのプリズムシート３と、を備える。なお、図１において、プリズムシート３の厚さを実際よりも厚く図示しているが、実際にはＥＬディスプレイパネル２よりも十分に薄い。これに伴い、プリズムシート３のマイクロプリズム３ａは誇張して大きく図示されている。
【００２０】
図２を用いてＥＬディスプレイパネル２について説明する。図２（ａ）は、マトリクス状に配列されている複数の画素のうち横方向に隣り合う三つの画素を示した平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示されたＢ−Ｂ線に沿った断面図である。なお、実際には基板１２、封止膜１９は他の層に比較して十分に厚いが、図２（ｂ）において基板１２、封止膜１９を薄く図示している。
【００２１】
このＥＬディスプレイパネル２の画素には自発光素子としてのＥＬ素子１１を用いており、一つの画素を構成するＥＬ素子１１につき二つのトランジスタ３１，３１が設けられており、ＥＬディスプレイパネル２はアクティブマトリクス駆動方式によりドットマトリクス表示を行うものであり、トランジスタ３１，３１のいずれかに流れる電流の電流値により階調を制御する電流階調表示型でもよく、トランジスタ３１，３１のいずれかに印加される電圧の電圧値により階調を制御する電圧階調表示型でもよい。
【００２２】
このＥＬディスプレイパネル２は基板１２を具備し、この基板１２はホウケイ酸ガラス、石英ガラス、その他のガラス、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、その他の樹脂で平板状に形成されたものである。
【００２３】
基板１２の表面１２ａ上には、行方向に長尺となって帯状に形成された複数の走査線（図示略）が互いに平行になって配列されている。これら走査線は絶縁膜（図示略）によって被覆されており、この絶縁膜上には、走査線と直交するように列方向に長尺となって帯状に形成された複数の信号線が互いに平行となって配列されている。更に、トランジスタ３１，３１…は、基板１２の表面１２ａに形成されている。これらトランジスタ３１，３１，…はＭＯＳ型電界効果薄膜トランジスタである。一画素中の二つのトランジスタ３１，３１のうち一方のトランジスタ３１のゲート電極が走査線と接続されており、他方のトランジスタ３１のドレイン電極が信号線と共通となっている。トランジスタ３１，３１は逆スタガ構造でもコプラナ型でもよく、またｎチャネル型トランジスタでもｐチャネル型トランジスタであってもよく、アモルファスシリコンＴＦＴでもポリシリコンＴＦＴであってもよい。
【００２４】
二つのトランジスタ３１，３１は、データドライバ・走査ドライバから信号線及び走査線を介して信号を入力し、入力した信号に従ってＥＬ素子１１に流れる電流の電流値を次の周期まで保持することでＥＬ素子１１の発光輝度を一定に保持する画素回路を構成している。
【００２５】
全てのトランジスタ３１，３１，…は絶縁被覆膜１３によって被覆されている。絶縁被覆膜１３は基板１２のほぼ全面に成膜されており、基板１２の表面１２ａとトランジスタ３１，３１，…との間に生じた段差がこの絶縁被覆膜１３によって緩和され、絶縁被覆膜１３の表面はほぼ平坦な面となっている。この絶縁被覆膜１３は、有機樹脂（例えば、アクリル樹脂（メタクリル樹脂を含む）、エポキシ樹脂）或いは酸化シリコン、窒化シリコン等の無機化合物からなるものである。なお、トランジスタ３１，３１，…の光劣化を防止するために、例えばカーボンブラック等の顔料を混在させるようにして遮光性の絶縁被覆膜１３が遮光性であることが望ましい。
【００２６】
絶縁被覆膜１３上には、ＥＬ素子１１が形成されている。ＥＬ素子１１は、絶縁被覆膜１３側から順に、光を反射させるミラー状の反射層１４、アノードとしての画素電極１５、電界発光を行うためのＥＬ層１６、カソードとしての対向電極１７を積層した積層構造となっている。このうち、反射層１４、画素電極１５及びＥＬ層１６はＥＬ素子１１ごとに独立して形成され、複数の反射層１４、複数の画素電極１５及び複数のＥＬ層１６が平面視してマトリクス状となって配列されているが、対向電極１７は全てのＥＬ素子１１，１１，…に共通して形成され平面視して基板１２の全面に形成されている。
【００２７】
反射層１４は、金属、合金等のＥＬ素子１１の光に対して高反射率の材料から形成されている。反射層１４としては、例えば、アルミニウムがある。反射層１４が導電性材料で形成されているので、画素電極１５自体のシート抵抗が高い場合でも反射層１４が画素電極１５の電気伝導を補助し、低抵抗化する。なお、反射層１４が絶縁体材料から形成されている場合には、反射層１４が全てのＥＬ素子１１，１１，…に共通して形成されていても良い。
【００２８】
画素電極１５は、金属酸化物、合金等の導電性を有した透明な材料で形成されており、ＥＬ層１６に正孔を注入するものである。画素電極１５としては、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛若しくは酸化スズ又はこれらのうちの少なくとも一つを含む混合物（例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム、カドミウム−錫酸化物（ＣＴＯ））で形成されたものが挙げられる。透明な画素電極１５の表面でも可視光領域の光が反射するが、画素電極１５自体の光反射率は反射層１４自体の光反射率よりも低い。
【００２９】
反射層１４及び画素電極１５は、絶縁被覆膜１３に形成されたコンタクトホールを通じて一方のトランジスタ３１のソース電極に電気的に接続されている。
【００３０】
画素電極１５上には、ＥＬ層１６が形成されている。ＥＬ層１６は、発光材料で形成された層であって、画素電極１５から注入された正孔と対向電極１７から注入された電子を再結合させることによって発光する層である。なお、図１においてＥＬ素子１１に付されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）はＥＬ層１６で発する光の色を表している。
【００３１】
ＥＬ層１６には、電子輸送性の物質が適宜混合されていても良いし、正孔輸送性の物質が適宜混合されても良いし、電子輸送性の物質及び正孔輸送性の物質が適宜混合されていても良い。つまり、ＥＬ層１６は、画素電極１５から正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層した三層構造であっても良いし、正孔輸送層、発光層の順に積層した二層構造であっても良いし、発光層、電子輸送層の順に積層した二層構造であっても良いし、発光層からなる単層構造であっても良い、これらの層構造において適切な層間に電子或いは正孔の注入層が介在した多層構造であっても良い。また、ＥＬ層１６を構成した層全てが有機化合物からなるものであっても良いし、ＥＬ層１６を構成した層全てが無機化合物（例えば、硫化亜鉛）からなるものであっても良いし、ＥＬ層１６が無機化合物からなる層と有機化合物からなる層とを積層したものでも良い。なお、ＥＬ層１６を構成した層全てが無機化合物からなる場合には、ＥＬ素子１１が無機ＥＬ素子であり、ＥＬ層１６を構成した層に有機化合物からなる層がある場合には、ＥＬ素子１１が有機ＥＬ素子である。
【００３２】
ＥＬ層１６が低分子有機材料又は無機物からなる場合、蒸着法、スパッタリング法等の気相成長法によってＥＬ層１６を形成することができる。一方、ＥＬ層１６が高分子有機材料又は低分子有機材料からなる場合、有機化合物含有液を塗布すること（つまり、湿式塗布法）によってＥＬ層１６を形成することができる。有機化合物含有液とは、ＥＬ層１６を構成した有機化合物又はその前駆体を含有した液であり、ＥＬ層１６を構成した有機化合物又はその前駆体が溶質として溶媒に溶けた溶液であっても良いし、ＥＬ層１６を構成した有機化合物又はその前駆体が分散媒に分散した分散液であっても良い。
【００３３】
ここでは、ＥＬ層１６は、湿式塗布法により形成された層であって、導電性高分子であるＰＥＤＯＴ（ポリチオフェン）及びドーパントであるＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）からなる正孔輸送層１６ａ、ポリフルオレン系発光材料からなる発光層１６ｂの順に積層した二層構造である。ここで、発光層１６ｂは発光色ごとに成分が異なっても良いが、正孔輸送層１６ａは何れの色でも成分が同じであるのが良い。なお、ＥＬ層１６が湿式塗布法により形成される場合、液体に対してなじんで液体が４０°以下の接触角で濡れる性質（以下、「親液性」という。）を有した親液性膜を画素電極１５上に形成した状態で有機化合物含有液をその親液性膜に塗布するのが望ましい。
【００３４】
ＥＬ層１６の周囲には、ポリイミド等の感光性樹脂、酸化珪素、窒化珪素等から選択された絶縁膜１８が形成されている。平面視して、絶縁膜１８が網目状に形成されることで、絶縁膜１８によって囲繞された複数の囲繞領域がマトリクス状に配列され、囲繞領域内にＥＬ層１６が形成されている。絶縁膜１８の一部は画素電極１５の外縁の一部に重なっている。なお、ＥＬ層１６を湿式塗布法により形成する場合には、絶縁膜１８の表面に、液体をはじいて液体が５０°以上の接触角で濡れる性質（以下、「撥液性」という。）を有した撥液性膜（例えば、フッ素樹脂膜、反応性シリコン膜）が形成されていても良い。
【００３５】
ＥＬ層１６上には、対向電極１７が形成されている。対向電極１７は基板１２のほぼ全面に形成されている。対向電極１７は、ＥＬ層１６側から電子注入層１７ａ、補助電極１７ｂの順に積層した積層構造である。電子注入層１７ａは、光を透過する程度に非常に薄く形成されており、比較的仕事関数の低い材料（例えば、マグネシウム、カルシウム、リチウム、バリウム若しくは希土類からなる単体金属又はこれらの単体を少なくとも一種を含む合金）からなり、その厚さは可視光波長域よりも薄く、１０〜２００ｎｍである。補助電極１７ｂは、可視光に対して透過性を有するとともに導電性を有し、例えば酸化インジウム、酸化亜鉛若しくは酸化スズ又はこれらのうちの少なくとも一つを含む混合物（例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム、カドミウム−錫酸化物（ＣＴＯ））で形成されている。従って、対向電極１７は光を透過する光透過性電極である。
【００３６】
ここで、画素電極１５は、干渉作用により所定波長の光を弱めて、表面における光の反射光を防止する光学干渉膜として機能する。従って、画素電極１５は所定波長の光の反射光を防止する反射抑制電極である。詳細に説明すると、所定波長の光がＥＬ層１６から画素電極１５に入射した場合、画素電極１５が、ＥＬ層１６内に進行し再び画素電極１５を透過する光の位相を、ＥＬ層内を進行する光の位相とπだけずれるような光学的膜厚なので、これらの光が画素電極１５で干渉作用によって減衰する。ここで、ＥＬ層１６（特に正孔輸送層１６ａ）の屈折率をｎ₁、画素電極１５の厚さをｄとし、画素電極１５の屈折率をｎ₂とした場合に、次の条件のときに波長λの光が画素電極１５の表面で干渉する。
【００３７】
条件（Ａ）：ｎ₁＞ｎ₂の場合には、画素電極１５とＥＬ層１６との界面が自由端となってその界面で光が反射するので、次式（１）を満たす波長λの光が画素電極１５の表面で干渉する。
λ＝４ｎ₂ｄ／（２ｍ） … （１）
但し、ｍは自然数である。
【００３８】
条件（Ｂ）：ｎ₁＜ｎ₂の場合には、画素電極１５とＥＬ層１６との界面が固定端となってその界面で光が反射するので、次式（２）を満たす波長λの光が画素電極１５の表面で干渉する。
λ＝４ｎ₂ｄ／（２ｍ＋１） … （２）
但し、ｍは自然数である。
【００３９】
従って、画素電極１５が一層の透明導電層からなる場合には、波長λを中心波長とした光を干渉により反射抑制するためには、式（１）又は式（２）のように画素電極１５の厚さｄと画素電極１５の屈折率ｎ₂を光学設計すれば良い。一方、画素電極１５が複数の透明導電層からなる場合（但し、隣り合う透明導電層の屈折率が異なっている。）には、それぞれの界面で干渉作用が生じるので干渉される中心波長が複数になり、可視光領域全体の光が反射抑制される。
【００４０】
特に光の干渉により効率よく光を打ち消すために、ｎ₁＝３ｎ₂となるように、画素電極１５及びＥＬ層１６を光学的に設計するのが良い。
【００４１】
この関係は次のようにして求めている。
即ち、ＥＬ層１６から画素電極１５に入射する光の振幅をＷ₁とした場合、その界面での反射光の振幅Ｗ₂はＷ₁×（ｎ₁−ｎ₂）／（ｎ₁＋ｎ₂）となり、屈折光の振幅Ｗ₃はＷ₁×２ｎ₂／（ｎ₁＋ｎ₂）となる。屈折光が反射層１４で反射すると画素電極１５とＥＬ層１６の界面に入射し、その屈折光が振幅Ｗ₂の反射光と干渉して完全に打ち消し合うとしたら、Ｗ₃＝Ｗ₂となる。従って、ｎ₁＝３ｎ₂となる。
【００４２】
対向電極１７は封止膜１９によって被覆されている。封止膜１９は基板１２の全面に成膜されており、対向電極１７に生じた段差が封止膜１９によって解消され、封止膜１９の表面はほぼ平坦な面となっている。この封止膜１９は光を透過する性質を有し、透明な樹脂（例えば、アクリル樹脂（メタクリル樹脂も含む）、エポキシ樹脂）からなるものである。封止膜１９が光透過性部材であり、封止膜１９の表面１９ａが、図１におけるＥＬディスプレイパネル２の光出射面２ａとなる。
【００４３】
次に、プリズムシート３について説明する。
プリズムシート３の表面には、光学素子である多数のマイクロプリズム３ａが形成されており、マイクロプリズム３ａの裏面には、両面が平滑なシート材３ｂが設けられている。マイクロプリズム３ａ及びシート材３ｂは屈折率がほぼ等しい方が望ましい。マイクロプリズム３ａ及びシート材３ｂのように複数に分割されていた光学シート３の場合、後述する『光学シート３の屈折率』は他に注釈がなければ、光学シート３内の光路となる複数の部材の屈折率を考慮してなされた値とする。光学シート３の厚さは、封止膜１７の厚さに比べて極めて薄いため、複数の部材の屈折率が多少異なっていても光路が大きく変わることはなく、その影響は小さい。プリズムシート３の裏面は平滑に形成されている。どのマイクロプリズム３ａも、縦方向に長尺であり、その長手方向に直交する面で破断した断面形状、つまり、Ｂ−Ｂ線で破断した断面形状が三角形状、より好ましくは二等辺三角形状に形成されている。これら複数のマイクロプリズム３ａは長手方向が互いに平行となってほぼ等間隔に配列されており、マイクロプリズム３ａのピッチａが画素（ＥＬ素子１１）のピッチｂ以下である。また、どのマイクロプリズム３ａの稜角αも互いに等しい。
【００４４】
プリズムシート３は、光透過性の光学接着剤４を介して封止膜１９の表面１９ａに接着されている。光学接着剤４としては、カナダバルサム、紫外線硬化性エポキシ系光学接着剤、紫外線硬化性アクリル系光学接着剤等がある。プリズムシート３の屈折率、光学接着剤４の屈折率、封止膜１９の屈折率は互いに近似していることが望ましい。光学接着剤４は厚いほどＥＬ素子１１の発光領域における隣接するＥＬ素子１１からの光によって混色する幅が広がり、また光学接着剤４を透過する光の割合が減少するので、できるだけ薄い方が好ましい。
【００４５】
一例としてプリズムシート３のシート材３ｂは、ポリエステル（屈折率１．５８〜１．６８）又はポリエチレンテレフタレートからなり、マイクロプリズム３ａは、アクリル樹脂（屈折率１．４９〜１．５１）又は紫外線硬化樹脂からなる。マイクロプリズム３ａ及びシート材３ｂは同一材料で一体化して形成されていてもよく、プリズムシート３を封止膜１９の表面１９ａに接着する代わりに、多数のマイクロプリズム３ａをフォトリソグラフィー法によって封止膜１９の表面１９ａに直接形成しても良い。
【００４６】
このようなプリズムシート３をＥＬディスプレイパネル２の光出射面２ａに接着することによって、ＥＬ表示装置１の出射光の正面指向性が高くなり、ＥＬ表示装置１の表示画面に対して正面からＥＬ表示装置１を見た場合にはその表示画面が明るく見え、表示画面に対して所定の傾斜角をもってＥＬ表示装置１を見た場合には表示画面が暗く見える。特に、マイクロプリズム３ａの稜角αが７０〜１１０°の場合には、出射光の正面指向性がより高くなり、稜角αが１００°の場合には、正面指向性が最も高い。
【００４７】
マイクロプリズム３ａのピッチａが画素のピッチｂ以下であるため、隣り合う画素間で混色の起きた表示画面や像ずれのおきた表示画面を防ぐことができる。
【００４８】
また、プリズムシート３の再帰反射効果により、或るＥＬ素子１１のＥＬ層１６から発した光がマイクロプリズム３ａの表面で反射し、別のＥＬ素子１１に入射し、別のＥＬ素子１１に入射した光はそのＥＬ素子１１の画素電極１５に入射する。ところが、上述したように画素電極１５の表面で干渉作用が生ずるので、画素電極１５で光が反射しないから、プリズムシート３の再帰反射効果により別のＥＬ素子１１に入射した光と、その周囲のＥＬ素子１１のＥＬ層１６が発した光とが混色した状態とならない。そのため、混色が起きず、各画素の色調を損なうことのない鮮明な像を実現することができる。
【００４９】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、上記実施形態では画素電極１５が干渉により表面反射を防止するものであったが、酸化クロム、クロム、炭素繊維等の黒色体（光吸収体）で画素電極１５を形成することによって画素電極１５で表面反射を防止するようにしても良い。この場合には、ミラー状の反射層１４を形成しなくても良い。
【００５０】
また、プリズムシート３は断面三角形状のマイクロプリズム３ａを多数配列したものであるが、マイクロプリズム３ａの代わりに断面半円状のシリンドリカルレンズを多数配列したものでも良い。断面半円状のシリンドリカルレンズが形成されている場合であっても、正面指向性が高く且つ混色のない表示画面となる。
【００５１】
また、上記実施形態では出射光の正面指向性を付与するためにプリズムシート３をＥＬディスプレイパネル２の光出射面２ａに接着しているが、プリズムシート３の代わりに別の光学部材をＥＬディスプレイパネル２の光出射面２ａに設けても良い。例えば、ＥＬディスプレイパネル２の表面反射（映り込み）を防止するために偏光フィルム、アンチグレアフィルム、アンチリフレクションフィルムをＥＬディスプレイパネル２の光出射面２ａに接着しても良いし、同等の光学的作用を有する偏光コーティング、アンチグレアコーティング、アンチリフレクションコーティングをＥＬディスプレイパネル２の光出射面２ａに直接施しても良い。何れの場合でも、混色のない鮮明な像を画素電極１５の干渉作用によって実現することができる。
【００５２】
また、上記実施形態では対向電極１７がカソードであり、画素電極１５がアノードであったが、逆に対向電極１７がアノードであり、画素電極１５がカソードであっても良い。つまり、対向電極１７がＩＴＯ等の透明導電層からなり、画素電極１５が反射層１４から透明な補助電極、電子注入層の順に積層した積層構造であっても良い。この場合において、正孔輸送層１６ａと発光層１６ｂの積層順番も変わり、ＥＬ層１６は画素電極１５から発光層、正孔輸送層の順に積層した積層構造となり、更に、補助電極が光干渉膜として発光層からの光を干渉する機能する。
【００５３】
また、上記実施形態ではＥＬ素子１１の積層順番が基板１２側から順に画素電極１５、ＥＬ層１６、対向電極１７の順であるが、逆に基板１２側から順に対向電極、ＥＬ層、画素電極の順でも良い。この場合において、対向電極がカソードであるときには、ＥＬ素子１１は、基板１２側から反射層（共通又は独立）、透明な補助電極（共通）、電子注入層（共通）、発光層（独立）、正孔輸送層（独立）、アノードとしての透明な画素電極（独立）の順に積層した積層構造となり、補助電極が光干渉膜として機能する。逆に対向電極がアノードであるときには、ＥＬ素子１１は、基板１２側から反射層（共通又は独立）、アノードとしての透明な対向電極（共通）、正孔輸送層（独立）、発光層（独立）、電子注入層（独立）、補助電極（独立）の順に積層した積層構造となり、対向電極が光干渉膜として機能する。ここで、括弧書きはＥＬ素子１１ごとに独立して形成されているか、それとも全てのＥＬ素子１１に共通して形成されているかを表している。
【００５４】
何れの場合でも、ＥＬ素子の二つの電極のうち、光出射面２ａ側にある電極が光透過性電極であり、反射層側にある電極が光干渉膜としての反射抑制電極である。
【００５５】
〔第二の実施の形態〕
次に、本発明を適用した第二実施形態について説明する。
第一実施形態のＥＬ表示装置１では、ＥＬディスプレイパネル２が、封止膜１９側から外部に光出射する、いわゆるトップエミッション型のパネルであった。それに対して、図３に示すように、第二実施形態のＥＬ表示装置１０１では、ＥＬディスプレイパネル２が、基板１２側から外部に光出射する、いわゆるボトムエミッション型のパネルである。従って、基板１２の裏面１２ｂが光出射面２ａとなる。以下、第一実施形態のＥＬ表示装置１と第二実施形態のＥＬ表示装置１０１と異なる点について詳細に説明する。なお、第二実施形態のＥＬ表示装置１０１と第一実施形態のＥＬ表示装置１と互いに対応する部分に同じ符号を付して説明する。
【００５６】
基板１２はガラス、アクリル樹脂等からなる透明基板である。基板１２側に絶縁被覆膜１３及び反射層１４が形成されておらず、複数の画素電極１５が基板１２上にマトリクス状に配列されている。第二実施形態では、基板１２が光透過性部材となる。
【００５７】
ＥＬ素子１１は、第一実施形態の場合と同様に、基板１２側から画素電極１５、ＥＬ層１６、対向電極１７の順に積層した積層構造であり、このうち画素電極１５とＥＬ層１６がＥＬ素子１１ごとに独立して形成されており、対向電極１７は全てのＥＬ素子１１に共通して形成されている。但し、第二実施形態では、画素電極１５が光透過性電極であり、対向電極１７が反射抑制電極である。
【００５８】
詳細に説明すると、画素電極１５はＩＴＯ等からなる透明電極であるが、画素電極１５の下に反射層１４が形成されていないので画素電極１５が光干渉膜として機能しない。ＥＬ１６は、第一実施形態の場合と同様に、画素電極１５側から正孔輸送層１６ａ、発光層１６ｂの順に積層した積層構造となっている。対向電極１７は、ＥＬ層１６側から電子注入層１７ａ、補助電極１７ｂの順に積層した積層構造となっている。電子注入層１７ａは、光を透過する程度に非常に薄く形成されており、比較的仕事関数の低い材料からなる。補助電極１７ｂは、ＩＴＯ等の透明電極である。透明な補助電極１７ｂの表面でも可視光領域の光が反射するが、補助電極１７ｂ自体の光反射率は反射層１４自体の光反射率よりも低い。
【００５９】
補助電極１７ｂ上に反射層１４がべた一面に形成されており、全てのＥＬ素子１１に共通して形成されている。反射層１４は、金属、合金等の高反射率の材料（例えばアルミニウム）で形成されている。反射層１４上には封止膜１９がべた一面に形成されている。
【００６０】
以上の構成において対向電極１７特に補助電極１７ｂは、干渉作用により所定波長の光を弱めて、光の反射光を防止する光学干渉膜として機能する。即ち、ＥＬ層１６（特に発光層１６ｂ）の屈折率をｎ₁、補助電極１７ｂの厚さをｄとし、補助電極１７ｂの屈折率をｎ₂とした場合に、次の条件のときに波長λの光が補助電極１７ｂと電子注入層１７ａとの界面で干渉する。
【００６１】
条件（Ａ）：ｎ₁＞ｎ₂の場合には、次式（３）を満たす波長λの光が干渉する。
λ＝４ｎ₂ｄ／（２ｍ） … （３）
但し、ｍは自然数である。
【００６２】
条件（Ｂ）：ｎ₁＜ｎ₂の場合には、次式（４）を満たす波長λの光が干渉する。
λ＝４ｎ₂ｄ／（２ｍ＋１） … （４）
但し、ｍは自然数である。
【００６３】
また、光の干渉により効率よく光を打ち消すために、ｎ₁＝３ｎ₂となるように、補助電極１７ｂ及びＥＬ層１６を光学的に設計すると良い。
【００６４】
なお、補助電極が一層の透明導電層ではなく複数層の透明導電層からなれば、反射抑制される光の波長域が広域になる。
【００６５】
第二実施形態のＥＬ表示装置１０１では、ＥＬディスプレイパネル２の光出射面２ａが基板１２の裏面１２ｂであるため、プリズムシート３が透明な光学接着剤４を介して基板１２の裏面１２ｂに接着されている。なお、プリズムシート３の代わりに、偏光フィルム、アンチグレアフィルム、アンチリフレクションフィルムをＥＬディスプレイパネル２の光出射面２ａに接着しても良いし、同等の光学的作用を有する偏光コーティング、アンチグレアコーティング、アンチリフレクションコーティングをＥＬディスプレイパネル２の光出射面２ａに直接施しても良い。ＥＬ素子１１の二つの電極のうち光出射面２ａ側にある画素電極１５が第一電極であり、反射層側にある対向電極１７（特に補助電極１７ｂ）が光干渉膜としての第二電極である。
【００６６】
また、第二実施形態のＥＬ表示装置１０１では、基板１２の裏面１２ｂが光出射面２ａであるため、封止膜１９が透明である必要はない。
【００６７】
このＥＬ表示装置１０１は、以上のことを除いて、図２に示されたＥＬ表示装置１と同様の構成をしている。このＥＬ表示装置１０１でも、混色が起きていない鮮明な像を実現することができる。
【００６８】
なお、上述の説明では補助電極１７ｂが干渉により表面反射を防止するものであったが、酸化クロム、クロム、炭素繊維等の黒色体で補助電極１７ｂを形成することによって画素電極１５で表面反射を防止するようにしても良い。この場合には、ミラー状の反射層１４を形成しなくても良い。
【００６９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて、本発明について更に具体的に説明する。
図４は、図２に示したＥＬ表示装置１において干渉膜として機能する画素電極１５の屈折率ｎ₂と波長との関係、下面が画素電極１５に接する膜である正孔輸送層１６ａの屈折率ｎ₁と波長との関係を示したグラフである。図５は、このような屈折率の画素電極１５と５０ｎｍ厚の正孔輸送層１６ａを用いて、画素電極１５の厚さｄが５０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍのそれぞれの場合において画素電極１５の表面における反射率と波長との関係を示したグラフである。図５からわかるように、画素電極１５と正孔輸送層１６ａの屈折率が図４に示すような場合、画素電極１５の厚さｄが１００ｎｍのＥＬ表示装置１が比視感度の高い可視光波長域（主に４００ｎｍ〜６５０ｎｍ）に対して低い反射率、すなわち効率よく干渉作用を生じた。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、或るＥＬ素子のＥＬ層から発した光が別のＥＬ素子で反射することがないため、ＥＬ素子で混色が起こらず、鮮明な像が表示される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたＥＬ表示装置の分解斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示されたＥＬ表示装置の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図３】（ａ）は図２に示されたＥＬ表示装置とは別のＥＬ表示装置の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図４】画素電極の屈折率と波長との関係、正孔輸送層の屈折率と波長との関係を示したグラフである。
【図５】図４に示すような画素電極と正孔輸送層を用いた場合に画素電極における反射率と波長との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
１、１０１ … ＥＬ表示装置
２ … ＥＬディスプレイパネル
３ … プリズムシート
３ａ … マイクロプリズム
４ … 光学接着剤
１２ … 基板
１４ … 反射層
１５ … 画素電極
１６ … ＥＬ層
１６ａ … 正孔輸送層
１６ｂ … 発光層
１７ … 対向電極
１７ａ … 電子注入層
１７ｂ … 補助電極
１９ … 封止膜

Claims

赤、緑、青の色のいずれかの光を選択的に発する複数のＥＬ素子が画素としてマトリクス状に配列され、前記複数のＥＬ素子が光透過性材料で被覆されたＥＬディスプレイパネルと、前記ＥＬディスプレイパネルに光学的特性を付与するために前記光透過性材料の表面に設けられた光学部材と、を備え、
それぞれの前記ＥＬ素子が、前記光透過性材料側から順に、光を透過する光透過性電極、電界発光するＥＬ層、前記ＥＬ層との界面での光の反射を抑制するための透明電極である反射抑制層を積層してなり、
前記反射抑制層の前記光透過性電極とは反対側に積層された、光を反射する反射層をさらに備え、
前記ＥＬ層の屈折率をｎ_１、前記反射抑制層の屈折率をｎ_２、前記反射抑制層の厚さをｄ、ｍを自然数、前記複数のＥＬ素子のうちの或るＥＬ素子から前記光学部材に向けて出射された光のうち、前記光学部材で散乱し、当該或るＥＬ素子の周囲のＥＬ素子の前記反射抑制層に入射される光の波長をλとしたときに、ｎ_１＞ｎ_２の場合、λ＝４ｎ_２ｄ／（２ｍ）、ｎ_１＜ｎ_２の場合、λ＝４ｎ_２ｄ／（２ｍ＋１）を満たすことを特徴とするＥＬ表示装置。
前記反射抑制層の厚さは５０ｎｍ〜１５０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ表示装置。
前記光学部材は、複数の断面三角形状のプリズムを前記光透過性材料の表面に互いに平行にして配列してなることを特徴とする請求項１又は２に記載のＥＬ表示装置。