JP2002158095A - Self-luminous display element equipped with diffraction structure - Google Patents
Self-luminous display element equipped with diffraction structureInfo
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Abstract
Description
【０００１】[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）素子のような自発光型表示装置に好適
な表示素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device suitable for a self-luminous display device such as an electroluminescence (EL) device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電子的表示装置は、光線の利用方法によ
って大きく２つの種類に分類される。その１つは、表示
装置を形成する制御素子自身は発光せず、外光を透過、
遮断するための、いわゆるシャッターとして動作して表
示装置を構成する受光型表示装置であり、他は、制御素
子自身が発光して輝度として使用者に認識させる自発光
型表示装置である。2. Description of the Related Art Electronic display devices are roughly classified into two types depending on how light rays are used. One is that the control element itself forming the display device does not emit light, transmits external light,
This is a light receiving type display device that operates as a so-called shutter to constitute a display device to shut off, and the other is a self light emitting type display device in which the control element itself emits light and allows the user to recognize it as luminance.
【０００３】受光型表示装置としては、液晶表示装置
（ＬＣＤ）が良く知られており、現在広く普及してい
る。自発光型表示装置としては、現在最も普及している
冷陰極管（ＣＲＴ）をはじめとして、有機ＥＬ（エレク
トロルミネッセンス）、無機ＥＬ、プラズマ・ディスプ
レイ・パネル（ＰＤＰ）、発光ダイオード表示装置（Ｌ
ＥＤ）、蛍光表示管表示装置（ＶＦＤ）、フィールド・
エミッション・ディスプレイ（ＦＥＤ）などがある。自
発光型表示装置の中には既に実用化が始まったものがあ
り、他のものについても活発に開発が行われている。As a light receiving type display device, a liquid crystal display device (LCD) is well known and is now widely used. Examples of the self-luminous display device include a cold cathode tube (CRT) which is currently most widely used, an organic EL (electroluminescence), an inorganic EL, a plasma display panel (PDP), and a light emitting diode display (L).
ED), fluorescent display (VFD), field
Emission display (FED) and the like. Some self-luminous display devices have already been put into practical use, and other devices are being actively developed.
【０００４】ＬＣＤに代表される受光型表示装置は、光
源を必要とするため、バックライトを備えるのが普通で
あり、表示情報の様態に拘わらず常にバックライトが点
灯しているので、全表示状態とほぼ変わらない電力を消
費することになる。これに対して、自発光型表示装置
は、表示情報に応じて、点灯する必要のある箇所だけが
電力を消費するので、受光型表示装置に比較して電力消
費が少ないという利点が原理的にある。[0004] A light-receiving display device represented by an LCD usually has a backlight because it requires a light source. The backlight is always on regardless of the mode of display information. It consumes almost the same power as the state. On the other hand, a self-luminous display device consumes power only in a portion that needs to be turned on in accordance with display information, and thus has an advantage that it consumes less power than a light-receiving display device in principle. is there.
【０００５】また、受光型表示装置の代表であるＬＣＤ
は、液晶の複屈折による偏光制御を利用しているため、
観察する方向によって表示状態が大きく変わる、いわゆ
る視野角依存性が強いのに対して、自発光型表示装置に
はこの問題がほとんど無いという利点もある。An LCD which is a representative of a light receiving type display device
Uses polarization control by birefringence of liquid crystal,
The self-luminous display device has the advantage that this problem hardly occurs, whereas the display state greatly changes depending on the viewing direction, that is, the so-called viewing angle dependency is strong.
【０００６】さらに、ＬＣＤは有機弾性物質である液晶
の誘電異方性に由来する分子配向変化を利用するため、
原理的に、電気信号に対する応答時間は１ミリ秒以上で
あり、このため、こうした応答の遅さに由来する動画残
像の問題が生じる。これに対して、上記のように開発が
進められている自発光型表示装置は、電子及び正孔とい
うキャリアの遷移、電子放出、プラズマ放電などを利用
しているため、応答時間はナノ秒のオーダーであって、
液晶とは比較にならないほど高速であり、応答の遅さに
由来する動画残像が問題になることはない。[0006] Further, since the LCD utilizes a change in molecular orientation due to the dielectric anisotropy of the liquid crystal which is an organic elastic substance,
In principle, the response time to an electric signal is 1 millisecond or more, and therefore, a problem of moving image afterimage resulting from such a slow response occurs. In contrast, the self-luminous display device being developed as described above utilizes a carrier transition of electrons and holes, electron emission, plasma discharge, and the like, so that the response time is nanosecond. An order,
The speed is incomparably faster than liquid crystal, and there is no problem with moving image afterimage caused by slow response.
【０００７】このように多くの利点を持った自発光型表
示装置であるが、現在のところ、完全に実用化されてい
るのはＣＲＴのみであり、今後ますます需要が伸びると
予測される平面表示装置としては未だにＬＣＤが主流で
ある。自発光型表示装置が実用化されない大きな原因の
一つは、その発光効率の低さである。ＬＣＤは、常に照
明のためにバックライトを点灯させなければならないの
で電力消費量が大きいが、その発光効率、輝度、寿命な
ど、どの特性においても完成された技術であり、長時間
安定に効率良く発光し続けるという点においては実用上
ほぼ問題がない。これに対して、自発光型表示装置にお
いては、長時間安定に効率良く発光し続けるという基本
的な特性が実用的なレベルにまで達していないのが実状
である。Although the self-luminous display device has many advantages as described above, only a CRT is currently fully practically used, and a flat panel display, for which demand is expected to further increase in the future, is expected. LCDs are still mainstream as display devices. One of the major reasons that the self-luminous display device is not practically used is its low luminous efficiency. LCDs consume a large amount of power because the backlight must always be turned on for illumination, but are technologies that have been completed in all of their characteristics, such as luminous efficiency, brightness, and lifespan. There is practically no problem in terms of continuing to emit light. On the other hand, in a self-luminous display device, the basic characteristic that light emission is stably and efficiently continued for a long time has not yet reached a practical level.
【０００８】自発光型表示装置の安定性や発光効率を向
上させるために、発光材料の開発が進められているが、
フルカラー表示を行なうためには、赤、青、緑を発光す
る材料のそれぞれについて、こうした技術的課題を解決
する必要がある。このため、フルカラー表示の可能な自
発光型表示装置のための発光材料を開発することは容易
ではない。In order to improve the stability and luminous efficiency of the self-luminous display device, development of a luminescent material has been advanced.
In order to perform full-color display, it is necessary to solve these technical problems for each of the materials that emit red, blue, and green light. Therefore, it is not easy to develop a light emitting material for a self-luminous display device capable of full color display.
【０００９】このため、発光材料に依存しないで安定性
や発光効率を向上させる技術が必要となってくる。特に
ＥＬ表示装置において大きな問題は、発光層から発せら
れた光のうち、表示装置を構成する基板や大気との界面
で全反射されてしまって表示装置の外部に到達すること
のない光が存在するということである。これは、主に、
発光材料の屈折率の方が基板や大気の屈折率よりも大き
いために生じるものである。For this reason, a technique for improving the stability and the luminous efficiency without depending on the luminescent material is required. In particular, a major problem in an EL display device is that among light emitted from the light-emitting layer, there is light which is totally reflected at a substrate constituting the display device or at an interface with the atmosphere and does not reach the outside of the display device. That is to do. This is mainly
This occurs because the refractive index of the light emitting material is higher than the refractive index of the substrate or the atmosphere.
【００１０】ＥＬ表示装置におけるこうした全反射の問
題を解決する方法の一つは、図１４の（ａ）及び（ｂ）
に示すように、ＥＬ表示装置を構成するＥＬ表示素子の
各々に直線状の回折格子を設けることである。回折格子
により光の進行が変化するため、界面への進入角度も変
わり、全反射を減らすことができる。図１４において、
ＥＬ表示素子１は、反射性の背面電極２、発光層４、透
明電極３及び回折格子５をこの順に積層した構造を有す
る。なお、６は発光層４から発せられた光、７は発光層
４の発光中心を示している。こうした構造を採用したこ
とにより、発光層４から発せられた光６のうち界面で全
反射されて外部に到達できなかった光の一部は、回折格
子５によって回折され進行方向を変えられ、全反射条件
を回避して外部に到達することになるので、結果的にＥ
Ｌ表示素子１から外部へ到達する光線の量が増すことに
なり、回折格子５が無い場合よりも発光効率は向上す
る。しかしながら、回折格子５として、いわゆる単純な
回折格子を使用したのでは、図１４から明らかなよう
に、発光中心７から放射される光線のうち、回折格子５
に垂直な光は上記の如く回折されて外部に到達するが、
他の殆どの光は回折の影響を受けないため、発光効率は
それほど向上しないのが実状である。One method for solving such a problem of total reflection in an EL display device is shown in FIGS. 14A and 14B.
As shown in (1), a linear diffraction grating is provided for each of the EL display elements constituting the EL display device. Since the progress of light is changed by the diffraction grating, the angle of approach to the interface is also changed, and total reflection can be reduced. In FIG.
The EL display element 1 has a structure in which a reflective back electrode 2, a light emitting layer 4, a transparent electrode 3, and a diffraction grating 5 are laminated in this order. Note that reference numeral 6 denotes light emitted from the light emitting layer 4, and reference numeral 7 denotes a light emission center of the light emitting layer 4. By adopting such a structure, a part of the light 6 emitted from the light emitting layer 4 that is totally reflected at the interface and cannot reach the outside is diffracted by the diffraction grating 5 to change its traveling direction, and Since the light reaches the outside while avoiding the reflection condition, as a result, E
The amount of light reaching the outside from the L display element 1 is increased, and the luminous efficiency is improved as compared with the case where the diffraction grating 5 is not provided. However, if a so-called simple diffraction grating is used as the diffraction grating 5, as is apparent from FIG.
Light perpendicular to is diffracted as described above and reaches the outside,
Since most other light is not affected by diffraction, the luminous efficiency is not so much improved.
【００１１】ＥＬ表示素子における全反射の問題を解決
するために、図１５の（ａ）及び（ｂ）に示すように、
千鳥状の格子を設けた２次元回折格子５’を使用する提
案がなされた。しかし、この場合も、回折格子５’に対
して斜め方向に入射される大部分の光線は回折の影響を
受けないため、界面で全反射される光量の低減には余り
役立たない。同じ目的で、図１６の（ａ）及び（ｂ）に
示すようなゾーンプレート５”も提案されている。しか
し、この場合も、ゾーンプレート５”の中心で発光した
光線の全てが理想的に回折されるにすぎず、ゾーンプレ
ート５”の中心以外で発光される他の大部分の光線は回
折の影響を受けないため、図１４及び図１５に示す回折
格子と同様に、図１６のゾーンプレート５”も全反射問
題を有効に解決するものではない。In order to solve the problem of total reflection in an EL display element, as shown in FIGS.
A proposal has been made to use a two-dimensional diffraction grating 5 'with a staggered grating. However, in this case as well, most of the light beams obliquely incident on the diffraction grating 5 'are not affected by the diffraction, and thus are not very useful in reducing the amount of light totally reflected at the interface. For the same purpose, a zone plate 5 "as shown in FIGS. 16 (a) and 16 (b) has also been proposed. However, in this case also, all the light rays emitted at the center of the zone plate 5" are ideally used. Most of the other rays emitted only at the center of the zone plate 5 ″ are not affected by diffraction, so that, like the diffraction gratings shown in FIGS. Plate 5 "also does not effectively solve the total internal reflection problem.
【００１２】このように、図１４〜図１６に示す回折格
子は、原理的には、発光層の材料に対する依存性が無く
且つ自発光型表示素子の発光効率を向上させるものと考
えられるが、実際には、自発光型表示素子において界面
で全反射される光を低減して発光効率を向上させるのに
十分な効果を発揮するものではなかった。As described above, the diffraction gratings shown in FIGS. 14 to 16 are considered in principle to have no dependence on the material of the light emitting layer and to improve the light emitting efficiency of the self-luminous display element. Actually, the self-luminous display element does not exhibit a sufficient effect to reduce the light totally reflected at the interface and improve the luminous efficiency.
【００１３】更に、有機ＥＬ表示素子から取り出し得る
光量を増すため、有機ＥＬ発光層を挟む一対の電極のう
ち一方の電極に突起を形成し、他方の電極に凹部を設け
るようにした表示素子も提案されている。しかし、この
表示素子は回折現象を利用するものではなく、凹部を有
する方の電極での光線の反射を利用して光線の取り出し
効率を上げるようにしているが、他方の電極に形成され
た突起によって有機ＥＬ発光層の発光面積が減少するた
め、突起がない場合に比べて輝度が低下することにな
る。Further, in order to increase the amount of light that can be taken out of the organic EL display element, there is also a display element in which a projection is formed on one of a pair of electrodes sandwiching an organic EL light emitting layer and a recess is provided on the other electrode. Proposed. However, this display element does not use the diffraction phenomenon, but uses the reflection of light rays on the electrode having the concave portion to increase the light extraction efficiency. However, the projection formed on the other electrode is not used. As a result, the light emitting area of the organic EL light emitting layer is reduced, so that the brightness is reduced as compared with the case where there is no projection.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の課
題に鑑みて提案されたものであり、発光層内から発せら
れた光のうち界面で全反射される光の割合を低減した自
発光型表示素子を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems, and has a self-luminous property in which the proportion of light totally reflected at an interface among light emitted from within a light emitting layer is reduced. It is intended to provide a type display element.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、発光層と、該発光層を挟むよ
う設けられて該発光層に電界を印加するための一対の電
極とを備えた自発光型表示素子であって、前記電極の少
なくとも一方に、周期構造を有する回折構造体が設けら
れ、任意の場所での前記周期構造の形状が、前記発光層
から発せられるほぼ全ての方向の光線に対して略同一の
周期を有することを特徴とする自発光型表示素子、を提
供する。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 comprises a light emitting layer and a pair of light emitting layers interposed therebetween for applying an electric field to the light emitting layer. A self-luminous display element including an electrode, wherein at least one of the electrodes is provided with a diffractive structure having a periodic structure, and the shape of the periodic structure at an arbitrary location is emitted from the light emitting layer. A self-luminous display element having substantially the same period for light rays in almost all directions is provided.
【００１６】請求項２の発明は、前記回折構造体が、最
密充填配置から再配置された微小構造物を備えるように
したものである。請求項３の発明は、発光層と、該発光
層を挟むよう設けられて該発光層に電界を印加するため
の一対の電極と、該電極の少なくとも一方に設けられ且
つ周期構造を有するた回折構造体とを備えた自発光型表
示素子であって、前記発光層から発せられる光が直線偏
光或いは略直線偏光であり、前記回折構造体における前
記周期構造の繰り返し方向と前記光の偏光方向とが一致
或いは略一致することを特徴とする自発光型表示素子、
を提供する。According to a second aspect of the present invention, the diffractive structure includes a microstructure rearranged from a close-packed arrangement. The invention according to claim 3 provides a light-emitting layer, a pair of electrodes provided so as to sandwich the light-emitting layer for applying an electric field to the light-emitting layer, and a diffraction element provided on at least one of the electrodes and having a periodic structure. And a light emitted from the light emitting layer is linearly polarized light or substantially linearly polarized light, and a repetition direction of the periodic structure and a polarization direction of the light in the diffraction structure. Are self-luminous display elements, wherein
I will provide a.
【００１７】また、請求項４の発明は、発光層と、該発
光層を挟むよう設けられて該発光層に電界を印加するた
めの一対の電極と、該電極の少なくとも一方に設けられ
且つ周期構造を有するた回折構造体とを備えた自発光型
表示素子であって、前記発光層から発せられる光が直線
偏光或いは略直線偏光であり、前記回折構造体における
前記周期構造の繰り返し方向と前記光の偏光方向とが直
交或いは略直交することを特徴とする自発光型表示素
子、を提供する。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a light-emitting layer, a pair of electrodes provided so as to sandwich the light-emitting layer, and for applying an electric field to the light-emitting layer; A self-luminous display element comprising a diffractive structure having a structure, wherein light emitted from the light-emitting layer is linearly polarized light or substantially linearly polarized light; Provided is a self-luminous display element, wherein a polarization direction of light is orthogonal or substantially orthogonal.
【００１８】請求項５の発明は、前記回折構造体を直線
状の格子を有する回折格子としたものである。請求項６
の発明は、少なくとも基板と発光部とを備えた表示素子
であって、前記基板に周期構造が設けられ、該基板の光
り取出し面側に偏光層を、その偏光方向と前記周期構造
の繰り返し方向とが一致或いは略一致する様に設置した
ことを特徴とする自発光型表示素子、を提供する。According to a fifth aspect of the present invention, the diffraction structure is a diffraction grating having a linear grating. Claim 6
The present invention is a display element comprising at least a substrate and a light emitting portion, wherein the substrate is provided with a periodic structure, and a polarizing layer is provided on a light extraction surface side of the substrate, the polarization direction thereof and the repeating direction of the periodic structure. And a self-luminous display element, wherein the display element is installed so as to match or substantially match.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
に係る自発光型表示素子の若干の実施の形態について説
明する。なお、以下の説明において、図１４〜図１６に
示す従来の自発光型表示素子におけると同じ又は同様の
構成要素には同一の参照数字を付すことにする。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of a self-luminous display element according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same or similar components as those in the conventional self-luminous display device shown in FIGS. 14 to 16 are denoted by the same reference numerals.
【００２０】図１は、この発明に係る自発光型表示素子
の第１の実施の形態を示している。同図において、自発
光型表示素子はＥＬ発光素子１であり、図１４〜図１６
に示す従来の自発光型表示素子と同様に、発光層４と、
該発光層４を挟持して発光層４に電界を印加することに
より発光層４を発光させるための一対の電極２、３とを
有する。実用的には、観察者側の輝度を向上させるた
め、観察者に近い側の電極を透明電極３とし、それに対
向する電極を反射電極２とするのがよい。ＥＬ発光素子
１において、更に、透明電極３の発光層４とは反対側の
面に、発光層４内で発せられた光が装置界面で全反射さ
れるのを抑制するための回折構造体１０が設けられる。
回折構造体１０は、発光層４内の任意の場所での全ての
発光方向の光線に対して略同一の周期を有する構成とな
るよう多数の微小構造物１１を配列した構造を有する。FIG. 1 shows a first embodiment of a self-luminous display element according to the present invention. In FIG. 14, the self-luminous display element is an EL light-emitting element 1, and FIGS.
As in the conventional self-luminous display element shown in FIG.
It has a pair of electrodes 2 and 3 for causing the light emitting layer 4 to emit light by applying an electric field to the light emitting layer 4 with the light emitting layer 4 interposed therebetween. Practically, in order to improve the brightness on the observer side, it is preferable that the electrode on the side closer to the observer be the transparent electrode 3 and the electrode facing it be the reflective electrode 2. In the EL light emitting element 1, a diffractive structure 10 for suppressing the light emitted in the light emitting layer 4 from being totally reflected at the device interface is provided on the surface of the transparent electrode 3 opposite to the light emitting layer 4. Is provided.
The diffractive structure 10 has a structure in which a number of microstructures 11 are arranged so as to have a configuration having substantially the same period for light rays in all light emitting directions at an arbitrary position in the light emitting layer 4.
【００２１】回折構造体１０は、図１に示すように透明
電極３側に設置する代わりに、図２の（ａ）及び（ｂ）
に示すように反射電極２と発光層４との間に配置するよ
うにしても良い。図２において、回折構造体１０は、発
光層４の透明電極３とは反対側の面に多数の微小構造物
１１を形成することにより設けられ、回折構造体１０の
上に反射電極２が形成される。微小構造物１１は、例え
ば、円形の断面を有する孔（ピット）や突起体である。The diffraction structure 10 is not installed on the transparent electrode 3 side as shown in FIG.
May be arranged between the reflective electrode 2 and the light emitting layer 4 as shown in FIG. In FIG. 2, the diffraction structure 10 is provided by forming a large number of microstructures 11 on the surface of the light emitting layer 4 opposite to the transparent electrode 3, and the reflection electrode 2 is formed on the diffraction structure 10. Is done. The microstructure 11 is, for example, a hole (pit) or a protrusion having a circular cross section.
【００２２】図３は、回折構造体１０における微小構造
物１１の配置を説明するための図であって、微小構造物
１１はＥＬ発光素子１における任意の位置を中心に略同
一の周期を有するよう配置した回折構造を示す。即ち、
任意の４個の微小構造物１１の中心を中心とする同心円
を描いて該中心から放射方向を見たとき、いずれの放射
方向においても微小構造物１１が略同一の周期で配置さ
れている。微小構造物１１のこうした配置により、ＥＬ
発光素子１の回折構造体１０に入射する全ての発光方向
の光線に対して略同一の周期を有する回折構造を提供す
ることができるので、従来の回折格子やゾーンプレート
を用いた自発光型表示装置に比べて、ＥＬ発光素子１の
発光効率を大幅に向上させることができる。FIG. 3 is a view for explaining the arrangement of the microstructures 11 in the diffraction structure 10. The microstructures 11 have substantially the same period around an arbitrary position in the EL element 1. FIG. That is,
When a concentric circle centered on the center of any of the four microstructures 11 is drawn and the radial direction is viewed from the center, the microstructures 11 are arranged at substantially the same period in any of the radial directions. With this arrangement of the microstructure 11, EL
Since it is possible to provide a diffraction structure having substantially the same period for light rays in all light emission directions incident on the diffraction structure 10 of the light emitting element 1, a self-luminous display using a conventional diffraction grating or zone plate can be provided. The luminous efficiency of the EL element 1 can be greatly improved as compared with the device.
【００２３】図４の（ａ）及び（ｂ）は、微小構造物１
１が同径のピットである場合に、回折構造体１０の面に
入射する全ての発光方向の光線に対して略同一の周期を
有するよう微小構造物１１を配置する一つの方法を説明
する図である。まず、図４の（ａ）に示すように、微小
構造物１１を最密充填配置した状態を想定する。この状
態においては、任意の隣り合う２つの微小構造物の中心
間の距離ｄは微小構造物の直径に等しく、いずれの隣り
合う２個の微小構造物についても同じ値である。次に、
距離ｄに所定の一定数を乗じた値Ｄを求め、多数の微小
構造物１１を、図４の（ｂ）に示すように、任意の隣り
合う２個の微小構造物１１の中心間の距離がＤになるよ
うに再配置する。これにより、回折構造体１０の面に入
射する全ての発光方向の光線に対して略同一の周期を有
するように微小構造物１１を配置することができる。実
際には、微小構造物１１の周期は１μｍから２０μｍが
望ましい。また、カラー表示装置の場合には、画素毎
に、色の波長に応じて周期を変えることが望ましい。FIGS. 4A and 4B show the microstructure 1.
FIG. 6 is a view for explaining one method of arranging the microstructures 11 so that the pits having the same diameter have substantially the same period for light rays in all light emission directions incident on the surface of the diffractive structure 10 when the pits have the same diameter. It is. First, as shown in FIG. 4A, it is assumed that the microstructures 11 are arranged in a close-packed manner. In this state, the distance d between the centers of any two adjacent microstructures is equal to the diameter of the microstructure, and has the same value for any two adjacent microstructures. next,
A value D obtained by multiplying the distance d by a predetermined constant is obtained, and as shown in FIG. 4B, the number of microstructures 11 is changed to the distance between the centers of any two adjacent microstructures 11. Is rearranged to become D. Thereby, the microstructures 11 can be arranged so as to have substantially the same period for light rays in all light emission directions incident on the surface of the diffraction structure 10. In practice, the period of the microstructure 11 is desirably 1 μm to 20 μm. In the case of a color display device, it is desirable to change the period for each pixel according to the color wavelength.
【００２４】図５は、この発明に係る自発光型表示素子
の第２の実施の形態を示している。この第２の実施の形
態においても、自発光型表示素子はＥＬ発光素子１であ
り、発光層４と、該発光層４を挟持する一対の電極の一
方である反射性の背面電極２と、他方の電極である透明
電極３と、表示素子界面での光の全反射を抑制するため
の回折構造体１２とを備えている。発光層４において発
せられた光線は矢印Ｘの方向に偏光した直線偏光あるい
は略直線偏光であり、回折構造体１２は直線状の格子を
平行に配列した回折格子を有する。この場合、回折構造
体１２の格子の方向は、発光層４から発光された直線偏
光または略直線偏光の光の偏光方向と一致または略一致
する。回折構造体１２の有する回折格子の周期は、１μ
ｍから２０μｍであることが望ましいが、カラー表示素
子の場合には、画素毎に色の波長に応じて周期を変える
ことが望ましい。FIG. 5 shows a second embodiment of the self-luminous display element according to the present invention. Also in the second embodiment, the self-luminous display element is the EL light-emitting element 1, and includes a light-emitting layer 4, a reflective back electrode 2 which is one of a pair of electrodes sandwiching the light-emitting layer 4, A transparent electrode 3, which is the other electrode, and a diffractive structure 12 for suppressing total reflection of light at the display element interface are provided. The light beam emitted from the light emitting layer 4 is linearly polarized light or substantially linearly polarized light polarized in the direction of arrow X, and the diffraction structure 12 has a diffraction grating in which linear gratings are arranged in parallel. In this case, the direction of the grating of the diffraction structure 12 matches or substantially matches the polarization direction of the linearly polarized light or the substantially linearly polarized light emitted from the light emitting layer 4. The period of the diffraction grating of the diffraction structure 12 is 1 μm.
m to 20 μm, but in the case of a color display element, it is desirable to change the period according to the color wavelength for each pixel.
【００２５】ＥＬ表示素子において発光層から直線偏光
を発光し得ることに関しては、例えば、雑誌Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．Ｖｏｌ．６７、Ｎｏ．１１、２
３．Ｏｃｔｏｂｅｒ１９９５、ｐ．２４３６−２４３
８、”Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎ
ｅｓｃｅｎｃｅ ｆｒｏｍ ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｐ−ｓ
ｅｘｉｐｈｅｎｙｌ ｖａｃｕｕｍ-ｄｅｐｏｓｉｔｅ
ｄ ｆｉｌｍ”に記載されており、有機ＥＬにおいては
ラビング等によって方向付けされた発光層がその方向の
直線偏光発光を生じることが知られている。この論文の
Ｆｉｇ.５は、トータルの発光輝度が偏光発光の場合に
も従来の偏光していない発光の場合と変わらないこと、
即ち、発光層の方向付けによって発光分子が配向して発
光が直線偏光状に揃うだけであって発光能力が損なわれ
ることは無いことを示している。Regarding the fact that the EL layer can emit linearly polarized light from the light emitting layer, see, for example, the magazine Appl.
Phys. Lett. Vol. 67, no. 11, 2
3. October 1995, p. 2436-243
8, "Polarized electrolumin
escape from oriented p-s
exphenyl vacuum-deposit
d film ", and it is known that, in an organic EL, a light emitting layer oriented by rubbing or the like generates linearly polarized light emission in that direction. Is the same as in the case of conventional unpolarized light emission in the case of polarized light emission,
In other words, this indicates that the luminescent molecules are oriented by the orientation of the luminescent layer and the luminescence is merely aligned in a linearly polarized light, and the luminescence ability is not impaired.
【００２６】同様に、雑誌Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔ
ｔ．Ｖｏｌ．７３、Ｎｏ．１１、１４Ｓｅｐｔｅｍｂｅ
ｒ １９９８、ｐ．１５９５−１５９７”Ｐｏｌａｒｉ
ｚｅｄ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ ａ
ｃａｌａｍｉｔｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ
ｌｉｎｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｄｏｐｅｄｗ
ｉｔｈ ｄｙｅｓ”は、液晶性半導体に直流バイアスを
印加したときに直線偏光が発光されたことを報告してい
る。ＥＬ表示素子１における発光層として、これらの論
文に記載された発光材料を用いることができる。Similarly, the magazine Appl. Phys. Let
t. Vol. 73, no. 11,14 September
r 1998, p. 1595-1597 "Polari
Zed light emission from a
calamitic liquid crystal
line semiconductor dopedw
"is dyes" report that linearly polarized light was emitted when a DC bias was applied to a liquid crystalline semiconductor. The light emitting material described in these articles was used as the light emitting layer in the EL display element 1. Can be.
【００２７】なお、図５においては回折構造体１２は透
明電極３の発光層４とは反対側の面に設置されている
が、図６の（ａ）及び（ｂ）に示すように、回折構造体
１２を反射電極２と発光層４との間に形成するようにし
てもよい。In FIG. 5, the diffractive structure 12 is provided on the surface of the transparent electrode 3 on the side opposite to the light-emitting layer 4, but as shown in FIGS. The structure 12 may be formed between the reflective electrode 2 and the light emitting layer 4.
【００２８】図５及び図６に示すように、回折構造体１
２の格子の繰り返し構造の方向と発光層４から発せられ
る直線偏光または略直線偏光の偏光方向とを一致または
略一致させることにより、ほとんど全ての光は回折構造
体１２の回折効果により進行方向を変化されて全反射条
件を回避することになるので、素子の外部に到達する光
線の量を従来の無偏光発光に比較して大幅に向上させる
ことができ、従来の素子よりも大幅に発光効率を向上さ
せることができる。As shown in FIGS. 5 and 6, the diffraction structure 1
By making the direction of the repetitive structure of the lattice 2 coincide with or substantially coincide with the polarization direction of the linearly polarized light or the substantially linearly polarized light emitted from the light emitting layer 4, almost all the light has a traveling direction due to the diffraction effect of the diffractive structure 12. Since it is changed to avoid the total reflection condition, the amount of light reaching the outside of the device can be greatly improved as compared with the conventional non-polarized light emission, and the luminous efficiency is significantly higher than the conventional device Can be improved.
【００２９】図７は、この発明に係る自発光型表示素子
の第３の実施の形態を示している。この第３の実施の形
態においても、自発光型表示素子はＥＬ発光素子１であ
り、発光層４と、該発光層４を挟持する一対の電極の一
方である反射性の背面電極２と、他方の電極である透明
電極３と、表示素子界面での光の全反射を抑制するため
の回折構造体１２とを備えている。発光層４において発
せられた光６は矢印Ｙの方向に偏光した直線偏光あるい
は略直線偏光であり、回折構造体１２は直線状の格子を
平行に配列した回折格子を有する。この場合、回折構造
体１２の格子の方向は、発光層４から発せられた直線偏
光または略直線偏光の光６の偏光方向に垂直または略垂
直の関係にある。回折構造体１２の有する回折格子の周
期は、１μｍから２０μｍであることが望ましいが、カ
ラー表示素子の場合には、画素毎に色の波長に応じて周
期を変えることが望ましい。FIG. 7 shows a third embodiment of the self-luminous display element according to the present invention. Also in the third embodiment, the self-luminous display element is the EL light-emitting element 1, the light-emitting layer 4, the reflective back electrode 2 which is one of a pair of electrodes sandwiching the light-emitting layer 4, A transparent electrode 3, which is the other electrode, and a diffractive structure 12 for suppressing total reflection of light at the display element interface are provided. The light 6 emitted from the light emitting layer 4 is linearly polarized light or substantially linearly polarized light polarized in the direction of arrow Y, and the diffraction structure 12 has a diffraction grating in which linear gratings are arranged in parallel. In this case, the direction of the grating of the diffraction structure 12 is perpendicular or substantially perpendicular to the polarization direction of the linearly or substantially linearly polarized light 6 emitted from the light emitting layer 4. The period of the diffraction grating included in the diffraction structure 12 is desirably 1 μm to 20 μm. In the case of a color display element, the period is desirably changed for each pixel according to the color wavelength.
【００３０】図７に示すＥＬ表示素子１の動作を図８に
より説明すると、発光層４の発光中心７から出た光６
は、発光中心７から全方向に放射される。ただし、光６
は直線偏光であるため、その放射面は２次元である。即
ち、発光中心７から出る光の直線偏光の方向Ｙは光６の
放射進行方向Ｚに対して垂直である。このため、回折構
造体１２の回折格子の有する繰り返し構造の方向と発光
層４からの光６の偏光方向とは垂直または略垂直である
ようにすることにより、ほとんど全ての光が回折構造体
１２の作用により進行方向を変えられて全反射条件を回
避するので、素子の外部に到達する光線の量は従来の無
偏光発光に比較して大幅に向上するので、従来の表示素
子よりも大幅に発光効率を向上させることができる。The operation of the EL display element 1 shown in FIG. 7 will be described with reference to FIG.
Are emitted in all directions from the light emission center 7. However, light 6
Is a linearly polarized light, so its emission surface is two-dimensional. That is, the direction Y of the linearly polarized light emitted from the light emission center 7 is perpendicular to the radiation traveling direction Z of the light 6. Therefore, by setting the direction of the repeating structure of the diffraction grating of the diffraction structure 12 to be perpendicular or substantially perpendicular to the polarization direction of the light 6 from the light emitting layer 4, almost all light can be transmitted to the diffraction structure 12 Since the traveling direction can be changed by the action of, the total reflection condition is avoided, and the amount of light reaching the outside of the element is greatly improved as compared with the conventional non-polarized light emission, so that it is significantly larger than the conventional display element Luminous efficiency can be improved.
【００３１】なお、図７においては回折構造体１２は透
明電極３の発光層４とは反対側の面に設置されている
が、図９に示すように、回折構造体１２を反射電極２と
発光層４との間に形成するようにしてもよい。また、こ
の第３の実施の形態においてＥＬ表示素子１の発光層４
に使用し得る材料は、第２の実施の形態において発光層
４に使用し得る材料と同じであり、前掲の論文に記載さ
れた材料がその一例である。In FIG. 7, the diffractive structure 12 is provided on the surface of the transparent electrode 3 opposite to the light-emitting layer 4, but as shown in FIG. It may be formed between the light emitting layer 4. Further, in the third embodiment, the light emitting layer 4 of the EL display element 1 is used.
The materials that can be used for the light emitting layer 4 are the same as the materials that can be used for the light emitting layer 4 in the second embodiment, and the materials described in the above-mentioned paper are examples.
【００３２】[0032]
【実施例】以下、この発明に係る自発光型表示素子の第
１の実施の形態〜第３の実施の形態のそれぞれについ
て、その実施例を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples of the first to third embodiments of the self-luminous display element according to the present invention will be described below.
【００３３】第１の実施の形態に関する２つの実施例 この発明に係る自発光型表示素子の第１実施例として、
図１に示す構成のＥＬ表示素子を作製した。この第１実
施例は、透明電極３としてＩＴＯ、反射電極２としてＡ
ｌを用い、発光層４は発光有機材料Ａｌｑ３と正孔輸送
層α−ＮＰＤとを、正孔輸送層α−ＮＰＤとＩＴＯとが
接する順で積層したものである。まず、直径１μｍで深
さ５０Åのピットを周期１０μｍとなるよう最密充填構
造から再配置し、ピットをガラス基板上にフォトリソグ
ラフィー法とフッ酸を用いたエッチングにより形成する
ことで回折構造体１０を作成した。続いて、ガラス基板
のピットが形成された面にＩＴＯを蒸着により形成して
透明電極３とし、その上に発光層４、反射電極２として
のＡｌを順に形成してＥＬ表示素子を作製した。発光層
４において、Ａｌｑ３の厚みは２０００Å、α−ＮＰＤ
の厚みは１０００Åとした。 Two Examples of First Embodiment As a first example of the self-luminous display element according to the present invention,
An EL display element having the configuration shown in FIG. 1 was manufactured. In the first embodiment, ITO is used as the transparent electrode 3 and A is used as the reflective electrode 2.
The light emitting layer 4 is formed by laminating a light emitting organic material Alq3 and a hole transport layer α-NPD in the order in which the hole transport layer α-NPD and ITO are in contact. First, pits having a diameter of 1 μm and a depth of 50 ° are rearranged from the closest-packed structure so as to have a period of 10 μm, and the pits are formed on a glass substrate by photolithography and etching using hydrofluoric acid. It was created. Subsequently, ITO was formed on the surface of the glass substrate on which the pits were formed by vapor deposition to form a transparent electrode 3, on which a light emitting layer 4 and Al as a reflective electrode 2 were sequentially formed to produce an EL display element. In the light emitting layer 4, the thickness of Alq3 is 2000 °, α-NPD
Was 1000 ° in thickness.
【００３４】Ａｌを負極性、ＩＴＯを正極性として７Ｖ
の直流電界を発光層４に印加したところ、電流密度０．
２ｍＡ/ｍｍ2で輝度５００ｃｄ/ｍ2の発光を確認するこ
とができた。7 V with Al as negative polarity and ITO as positive polarity
Was applied to the light-emitting layer 4, the current density was 0.1.
It was possible to confirm the emission luminance 500 cd / m 2 at 2 mA / mm 2.
【００３５】この発明に係る自発光型表示素子の第２実
施例として、図２に示すＥＬ表示素子を作製した。この
第２実施例は透明電極３としてＩＴＯを、反射電極２と
してＡｌを用い、発光層４は発光有機材料Ａｌｑ３と正
孔輸送層α−ＮＰＤを、正孔輸送層α−ＮＰＤとＩＴＯ
とが接する順で積層した。まず、直径１μｍで深さ５０
Åのピットを周期１０μｍで最密充填構造から再配置
し、ピットをガラス基板の一方の面にフォトリソグラフ
ィー法とフッ酸を用いたエッチングにより形成して回折
構造体１０を作成した。続いて、ガラス基板のピットが
形成された面にＡｌを蒸着により形成して反射電極２を
形成し、次いで、その上に発光層４とＩＴＯをこの順に
形成してＥＬ表示素子１を作製した。発光層４のＡｌｑ
３の厚みは２０００Å、α−ＮＰＤの厚みは１０００Å
とした。As a second embodiment of the self-luminous display element according to the present invention, an EL display element shown in FIG. 2 was manufactured. In the second embodiment, ITO is used as the transparent electrode 3 and Al is used as the reflective electrode 2, the light emitting layer 4 is made of a light emitting organic material Alq3 and a hole transport layer α-NPD, and the hole transport layer α-NPD and ITO are used.
Were laminated in the order in which First, a diameter of 1 μm and a depth of 50
The pits were relocated from the closest-packed structure at a period of 10 μm from the close-packed structure, and the pits were formed on one surface of the glass substrate by photolithography and etching using hydrofluoric acid to produce the diffraction structure 10. Subsequently, Al was formed by vapor deposition on the surface of the glass substrate on which the pits were formed to form a reflective electrode 2, and then a light emitting layer 4 and ITO were formed thereon in this order to produce an EL display element 1. . Alq of light emitting layer 4
3 is 2000 mm thick, α-NPD is 1000 mm thick
And
【００３６】Ａｌを負極性、ＩＴＯを正極性として７Ｖ
の直流電界を発光層４に印加したところ、第１実施例と
同様に、電流密度０．２ｍＡ/ｍｍ2で輝度５００ｃｄ／
ｍ2の発光を確認することができた。7 V with Al as the negative polarity and ITO as the positive polarity
Was applied to the light-emitting layer 4 at a current density of 0.2 mA / mm 2 and a luminance of 500 cd / similar to the first embodiment.
m 2 could be confirmed.
【００３７】比較例として、第１実施例に回折構造体１
０を設けない通常のＥＬ表示素子を同様の方法で作製
し、Ａｌを負極性、ＩＴＯを正極性として７Ｖの直流電
界を発光層に印加したところ、電流密度０．２ｍＡ/ｍ
ｍ2で輝度は１２０ｃｄ／ｍ2の発光しか確認することが
できなかった。これは、この発明の自発光型表示素子の
方が同一の電力で３倍以上も高輝度の表示素子を作製す
ることができることを示している。この比較例における
発光材料、電極材料等の各種材料は第１実施例と全く同
一であるから、第１実施例は、発光材料が本来持つ発光
能力、即ち、表示素子として必要な光を外部に取出す効
率を向上させただけであると言うことができ、寿命等の
信頼性は全く低下することがない。As a comparative example, the diffraction structure 1 according to the first embodiment was used.
When a normal EL display element having no 0 was prepared in the same manner, and a direct current electric field of 7 V was applied to the light emitting layer using Al as a negative electrode and ITO as a positive electrode, a current density of 0.2 mA / m 2 was obtained.
At m 2 , only a light emission with a luminance of 120 cd / m 2 could be confirmed. This indicates that the self-luminous display element of the present invention can produce a display element with three or more times higher luminance with the same power. Since various materials such as a light emitting material and an electrode material in this comparative example are exactly the same as those in the first embodiment, the first embodiment has a light emitting capability inherent in the light emitting material, that is, light necessary for a display element is externally provided. It can be said that only the extraction efficiency has been improved, and the reliability such as the service life does not decrease at all.
【００３８】第２の実施の形態に関する２つの実施例 本発明に係る自発光型表示素子の第３実施例として、図
５に示すＥＬ表示素子を作製した。この第３実施例は、
透明電極３としてＩＴＯを、反射電極２としてＡｌを用
い、発光層４は発光有機材料Ａｌｑ３と正孔輸送層α−
ＮＰＤを、正孔輸送層α−ＮＰＤとＩＴＯとが接する順
で積層したものである。まず、ガラス基板の一方の面
に、フォトリソグラフィー法とフッ酸を用いたエッチン
グにより、幅１μｍ、周期１μｍの回折格子である回折
構造体１２を形成し、ガラス基板の回折格子が形成され
た面にＩＴＯを蒸着により形成して透明電極３とした。
次いで、ＩＴＯの上にα−ＮＰＤを厚み１０００Åだ
け、更にＡｌｑ３を厚み３００Åだけ蒸着形成して発光
層４を形成した。その後、回折格子の繰り返し方向と同
じ方向にＡｌｑ３をラビングし、再びＡｌｑ３をトータ
ル膜厚２０００Åとなるように蒸着形成した。最後に、
発光層４の上にＡｌを形成して反射電極２を形成し、素
子１を作製した。 Two Examples of Second Embodiment As a third example of the self-luminous display element according to the present invention, an EL display element shown in FIG. 5 was manufactured. In the third embodiment,
The transparent electrode 3 is made of ITO, the reflective electrode 2 is made of Al, and the light emitting layer 4 is made of a light emitting organic material Alq3 and a hole transport layer α-.
NPDs are stacked in the order in which the hole transport layer α-NPD and ITO are in contact with each other. First, a diffraction structure 12 which is a diffraction grating having a width of 1 μm and a period of 1 μm is formed on one surface of a glass substrate by photolithography and etching using hydrofluoric acid, and the surface of the glass substrate on which the diffraction grating is formed Was formed by vapor deposition to form a transparent electrode 3.
Next, α-NPD was deposited on the ITO by a thickness of 1000 ° and Alq3 was deposited on the ITO by a thickness of 300 ° to form a light emitting layer 4. Thereafter, Alq3 was rubbed in the same direction as the repetition direction of the diffraction grating, and Alq3 was again formed by vapor deposition so as to have a total film thickness of 2000 °. Finally,
The reflective electrode 2 was formed by forming Al on the light emitting layer 4, and the device 1 was manufactured.
【００３９】Ａｌを負極性、ＩＴＯを正極性として７Ｖ
の直流電界を発光層４に印加したところ、電流密度０.
２ｍＡ/ｍｍ2で輝度５００ｃｄ／ｍ2の発光を確認する
ことができた。偏光板を用いて光を観察したところ、ラ
ビングを施した方向に光が偏光していることが確認され
た。7 V with Al as negative polarity and ITO as positive polarity
When a DC electric field of
It was possible to confirm the emission luminance 500 cd / m 2 at 2 mA / mm 2. When the light was observed using a polarizing plate, it was confirmed that the light was polarized in the rubbing direction.
【００４０】この発明に係る自発光型表示素子の第４実
施例として、図６に示すＥＬ表示素子を作製した。この
第４実施例は、透明電極３としてＩＴＯを、反射電極２
としてＡｌを用い、発光層４は発光有機材料Ａｌｑ３と
正孔輸送層α−ＮＰＤを、正孔輸送層α−ＮＰＤとＩＴ
Ｏとが接する順で積層したものである。まず、ガラス基
板の一方の面に、フォトリソグラフィー法とフッ酸を用
いたエッチングにより、幅１μｍ、周期１μｍの回折格
子である回折構造体１２を形成し、ガラス基板の回折格
子が形成された面にＡｌを蒸着により形成して反射電極
２とした。次いで、その上にＡｌｑ３を厚み３００Åだ
け蒸着形成した。こうして形成したＡｌｑ３を回折格子
の繰り返し方向と同じ方向にラビングした後、再びＡｌ
ｑ３をトータル膜厚 ２０００Åとなるように蒸着形成
した。その上にα−ＮＤＰを厚み１０００Åだけ形成し
て発光層４を形成し、最後にＩＴＯを形成してＥＬ表示
素子１を作製した。As a fourth embodiment of the self-luminous display element according to the present invention, an EL display element shown in FIG. 6 was manufactured. In the fourth embodiment, ITO is used as the transparent electrode 3 and the reflective electrode 2 is used.
As the light emitting layer 4, the light emitting organic material Alq3 and the hole transport layer α-NPD were used, and the hole transport layer α-NPD and the IT
They are laminated in the order in which O contacts. First, a diffraction structure 12 which is a diffraction grating having a width of 1 μm and a period of 1 μm is formed on one surface of a glass substrate by photolithography and etching using hydrofluoric acid, and the surface of the glass substrate on which the diffraction grating is formed Was formed by vapor deposition to form a reflective electrode 2. Next, Alq3 was formed thereon by vapor deposition to a thickness of 300 °. After rubbing the thus formed Alq3 in the same direction as the repetition direction of the diffraction grating,
q3 was deposited by vapor deposition so as to have a total film thickness of 2000 °. An α-NDP was formed thereon to a thickness of 1000 ° to form a light-emitting layer 4, and finally, ITO was formed to manufacture an EL display element 1.
【００４１】Ａｌを負極性、ＩＴＯを正極性として７Ｖ
の直流電界を発光層４に印加したところ、電流密度０.
２ｍＡ/ｍｍ2で輝度５００ｃｄ／ｍ2の発光を確認する
ことができた。偏光板を用いて光を観察したところ、ラ
ビングを施した方向に光が偏光していることが確認され
た。7 V with Al as negative polarity and ITO as positive polarity
When a DC electric field of
It was possible to confirm the emission luminance 500 cd / m 2 at 2 mA / mm 2. When the light was observed using a polarizing plate, it was confirmed that the light was polarized in the rubbing direction.
【００４２】比較例として、第３実施例及び第４実施例
においてラビング処理をしない発光層を有し且つ通常の
回折格子を有するＥＬ表示素子を同様の手順で作製し、
Ａｌを負極性、ＩＴＯを正極性として７Ｖの直流電界を
発光層に印加したところ、電流密度０.２ｍＡ/ｍｍ2で
輝度は２００ｃｄ／ｍ2の発光しか確認することができ
なかった。偏光板を用いて光を観察したところ、光は無
偏光であった。As a comparative example, an EL display element having a light emitting layer not subjected to rubbing treatment and having a normal diffraction grating in the third and fourth embodiments was manufactured in the same procedure.
When a direct current electric field of 7 V was applied to the light emitting layer with Al having a negative polarity and ITO being a positive polarity, only a light emission of 200 cd / m 2 at a current density of 0.2 mA / mm 2 could be confirmed. When the light was observed using a polarizing plate, the light was unpolarized.
【００４３】第３の実施の形態に関する２つの実施例 この発明の自発光型表示素子の第５実施例として、図７
に示すＥＬ表示素子を作製した。この第５実施例は、透
明電極３としてＩＴＯを、反射電極２としてＡｌを用
い、発光層４は発光有機材料Ａｌｑ３と正孔輸送層α−
ＮＰＤを、正孔輸送層α−ＮＰＤとＩＴＯとが接する順
で積層したものである。まず、ガラス基板の一方の面
に、フォトリソグラフィー法とフッ酸を用いたエッチン
グにより、幅１μｍ、周期１μｍの回折格子である回折
構造体１２を形成し、次いで、ＩＴＯを蒸着により形成
して透明電極３とし、その上にα−ＮＰＤを厚み１００
０Åだけ、更にＡｌｑ３を厚み３００Åだけ蒸着形成し
た。その後、回折格子の繰り返し方向に対して垂直な方
向にＡｌｑ３をラビングし、再びＡｌｑ３をトータル膜
厚２０００Åとなるように蒸着形成して発光層４とし
た。最後にＡｌを形成し、ＥＬ表示素子１を作製した。 Two Examples of the Third Embodiment As a fifth embodiment of the self-luminous display element of the present invention, FIG.
The EL display element shown in (1) was produced. In the fifth embodiment, ITO is used as the transparent electrode 3 and Al is used as the reflective electrode 2. The light emitting layer 4 is made of a light emitting organic material Alq3 and a hole transport layer α-.
NPDs are stacked in the order in which the hole transport layer α-NPD and ITO are in contact with each other. First, on one surface of a glass substrate, a diffraction structure 12 that is a diffraction grating having a width of 1 μm and a period of 1 μm is formed by photolithography and etching using hydrofluoric acid, and then ITO is formed by vapor deposition to form a transparent structure. The electrode 3 was formed thereon, and α-NPD was formed thereon with a thickness of 100.
Only 0 °, and further Alq3 was deposited by a thickness of 300 °. Thereafter, Alq3 was rubbed in a direction perpendicular to the repetition direction of the diffraction grating, and Alq3 was again formed by vapor deposition so as to have a total film thickness of 2000 °, thereby forming a light emitting layer 4. Finally, Al was formed, and EL display element 1 was produced.
【００４４】この発明に係る自発光型表示素子の第６実
施例として、図９に示すＥＬ表示素子１を作製した。こ
の第６実施例は、透明電極３としてＩＴＯを、反射電極
２としてＡｌを用い、発光層４は発光有機材料Ａｌｑ３
と正孔輸送層α−ＮＰＤを、正孔輸送層α−ＮＰＤとＩ
ＴＯとが接する順で積層したものである。まず、ガラス
基板の一方の面に、フォトリソグラフィー法とフッ酸を
用いたエッチングにより、幅１μｍ、周期１μｍの回折
格子である回折構造体１２を形成し、次いで、ガラス基
板の回折格子が形成された面にＡｌを蒸着により形成し
て反射電極２とした。続いて、その上にＡｌｑ３を厚み
３００Åだけ蒸着により形成し、回折格子の繰り返し方
向に対して垂直な方向にＡｌｑ３をラビングし、再びＡ
ｌｑ３をトータル膜厚２０００Åとなるように蒸着によ
り形成し、最後にＩＴＯを形成してＥＬ表示素子１を作
製した。As a sixth embodiment of the self-luminous display element according to the present invention, an EL display element 1 shown in FIG. 9 was manufactured. In the sixth embodiment, ITO is used as the transparent electrode 3 and Al is used as the reflective electrode 2, and the light emitting layer 4 is made of a light emitting organic material Alq3.
And the hole transport layer α-NPD, and the hole transport layer α-NPD and I
They are stacked in the order in which they contact the TO. First, on one surface of a glass substrate, a diffraction structure 12 which is a diffraction grating having a width of 1 μm and a period of 1 μm is formed by photolithography and etching using hydrofluoric acid, and then a diffraction grating of the glass substrate is formed. The reflective electrode 2 was formed by depositing Al on the bent surface. Subsequently, Alq3 was formed thereon by vapor deposition to a thickness of 300 °, and Alq3 was rubbed in a direction perpendicular to the repetition direction of the diffraction grating.
1q3 was formed by vapor deposition so as to have a total film thickness of 2000 °, and finally, ITO was formed to manufacture the EL display element 1.
【００４５】Ａｌを負極性、ＩＴＯを正極性として７Ｖ
の直流電界を発光層４に印加したところ、電流密度０.
２ｍＡ/ｍｍ2で輝度５００ｃｄ／ｍ2の発光を確認する
ことができた。偏光板を用いて光を観察したところ、ラ
ビングを施した方向に光が偏光していることが確認され
た。7 V with Al as negative polarity and ITO as positive polarity
When a DC electric field of
It was possible to confirm the emission luminance 500 cd / m 2 at 2 mA / mm 2. When the light was observed using a polarizing plate, it was confirmed that the light was polarized in the rubbing direction.
【００４６】比較例として、第５実施例及び第６実施例
においてラビング処理をしない発光層を備え且つ通常の
回折格子を有するＥＬ表示素子を作製し、Ａｌを負極
性、ＩＴＯを正極性として７Ｖの直流電界を発光層に印
加したところ、電流密度０.２ｍＡ/ｍｍ2で輝度は２０
０ｃｄ／ｍ2の発光しか確認することができなかった。
また、偏光板を用いて光を観察したところ、光は無偏光
であった。As a comparative example, an EL display element having a light-emitting layer not subjected to rubbing treatment and having a normal diffraction grating in the fifth and sixth embodiments was manufactured. Was applied to the light emitting layer, the current density was 0.2 mA / mm 2 and the luminance was 20
Emission of only 0 cd / m 2 could be confirmed.
When the light was observed using a polarizing plate, the light was unpolarized.
【００４７】これまで、この発明に係る自発光型表示素
子の第１〜第３の実施の形態とその実施例について説明
してきたが、実際に自発光表示装置を一般に考えれられ
る幅広い環境下で使用できるようにするためには、発光
効率の向上ばかりでなく、外光の反射を防止するという
大きな問題を解決しなければならない。Although the first to third embodiments and examples of the self-luminous display element according to the present invention have been described above, the self-luminous display device is actually used in a wide range of environments that can be generally considered. In order to be able to do so, it is necessary not only to improve the luminous efficiency but also to solve a major problem of preventing reflection of external light.
【００４８】反射型表示装置は、文字どうり、外光を反
射することによって輝度変化を制御するため、外光の強
い明るい場所では認識し易いが外光の弱い暗い場所では
認識しにくいという特性がある。反対に自発光表示装置
は、装置内部あるいは表面での外光反射が発光の相対コ
ントラストを下げるため、外光の弱い暗い場所では認識
し易いが外光の強い明るい場所では認識しにくいという
特性がある。発光型表示装置の、明るい場所では認識し
にくいという問題を解決するために、従来から円偏光板
を使う方法が提案されている。この円偏光板を使う方法
は、円偏光板を通過して装置内部或いは表面で反射して
逆方向になった円偏光は円偏光板を透過することができ
ないという特性を利用したものである。The reflection-type display device controls the change in luminance by reflecting the external light in accordance with the character, so that it is easy to recognize in a bright place with strong external light but difficult to recognize in a dark place with weak external light. There is. Conversely, a self-luminous display device has a characteristic that it is easy to recognize in a dark place where external light is weak, but difficult to recognize in a bright place where external light is strong, because reflection of external light inside or on the surface lowers the relative contrast of light emission. is there. In order to solve the problem that the light-emitting display device is difficult to recognize in a bright place, a method using a circularly polarizing plate has been conventionally proposed. This method of using a circularly polarizing plate utilizes the characteristic that circularly polarized light that has passed through the circularly polarizing plate and reflected inside or on the surface of the device and in the opposite direction cannot pass through the circularly polarizing plate.
【００４９】上記の従来方法について図１０により簡単
に説明する。自発光表示装置として例えばＥＬ表示装置
を考える。金属等の反射性電極２とＩＴＯ等の透明電極
３により発光層４を挟持し電界を印加することで発光１
３が発生する。外光１４の反射を防いで実用的なコント
ラストを得るために、１／４波長位相差素子１５と直線
偏光素子１６を積層した円偏光素子１７を透明電極３の
外側に設置する。１／４波長位相差素子１５及び直線偏
光素子１６は、それらの主軸が互いに４５°の角度を成
すように配置される。直線偏光素子１６及び１／４波長
位相差素子１５の順に円偏光素子１７を通過して円偏光
となった外光１４は、ＥＬ表示装置内を通過した後、反
射電極２で反射されて逆方向の円偏光に変換され、再
度、ＥＬ表示装置内を通過する。この状態で１／４波長
位相差素子１５を再度通過することにより、直線偏光素
子１６の偏光軸に対して垂直な偏光面の直線偏光に変換
される。この状態では直線偏光素子１６を通過すること
ができないため、観察者には外光反射が認識されない良
好な暗状態になり、実用的なコントラストを得ることが
できる。The above-mentioned conventional method will be briefly described with reference to FIG. For example, an EL display device is considered as a self-luminous display device. A light emitting layer 4 is sandwiched between a reflective electrode 2 made of metal or the like and a transparent electrode 3 made of ITO or the like, and light emission 1
3 occurs. In order to prevent reflection of external light 14 and obtain a practical contrast, a circularly polarizing element 17 in which a quarter-wave phase difference element 15 and a linearly polarizing element 16 are stacked is provided outside the transparent electrode 3. The quarter-wave phase difference element 15 and the linear polarization element 16 are arranged such that their main axes form an angle of 45 ° with each other. The external light 14 that has passed through the circular polarizing element 17 in the order of the linear polarizing element 16 and the quarter-wave phase difference element 15 and has become circularly polarized light passes through the EL display device, is reflected by the reflective electrode 2 and is inverted. The light is converted into circularly polarized light in the direction, and passes through the EL display device again. In this state, by passing through the quarter-wave phase difference element 15 again, the light is converted into linearly polarized light having a polarization plane perpendicular to the polarization axis of the linearly polarizing element 16. In this state, the light cannot pass through the linear polarizing element 16, so that the observer is in a good dark state where external light reflection is not recognized, and a practical contrast can be obtained.
【００５０】こうした円偏光素子による外光反射は、Ｅ
Ｌ表示装置において欠かすことの出来ない重要な技術で
あり、実用にあたっては、実験室レベルでＥＬ素子の発
光効率を検討するだけでは不十分であり、常に光り取り
出し側に偏光素子を設置することを考慮する必要があ
る。External light reflection by such a circularly polarizing element is expressed by E
This is an important technology that is indispensable in L display devices. In practical use, it is not enough to consider the luminous efficiency of EL elements at the laboratory level. It is necessary to always install a polarizing element on the light extraction side. It needs to be considered.
【００５１】以下、図１１の（ａ）及び（ｂ）を用い
て、この発明に係る自発光型表示素子の第４の実施の形
態について説明をする。図５に示す自発光型表示素子と
同じく、第４の実施の形態の自発光型表示素子１も、反
射性の背面電極２、発光層４、透明電極３をこの順に積
層し、透明電極３の上に回折構造体１２を設け、回折構
造体１２の上を透明基板１８で覆い、更に、透明基板１
８の上に円偏光素子１７を設ける構造となっている。図
１１の（ｂ）に示すように、回折構造体１２は直線状の
格子を平行に配列した回折格子を有しており、回折格子
の繰り返し方向と円偏光素子１７の偏光方向１９とが一
致する或いは略一致するよう円偏光素子１７に対して配
置される。Hereinafter, a fourth embodiment of the self-luminous display element according to the present invention will be described with reference to FIGS. 11 (a) and 11 (b). Like the self-luminous display element shown in FIG. 5, the self-luminous display element 1 of the fourth embodiment also has a reflective back electrode 2, a light-emitting layer 4, and a transparent electrode 3 laminated in this order, and a transparent electrode 3 The diffraction structure 12 is provided on the transparent substrate 18, and the top of the diffraction structure 12 is covered with a transparent substrate 18.
8 is provided with a circularly polarizing element 17. As shown in FIG. 11B, the diffraction structure 12 has a diffraction grating in which linear gratings are arranged in parallel, and the repetition direction of the diffraction grating coincides with the polarization direction 19 of the circularly polarizing element 17. Or is arranged with respect to the circularly polarizing element 17 so as to substantially match.
【００５２】こうした構造を採用して円偏光素子１７を
自発光型表示素子１の光り取り出し側に設置することに
より、外光の反射を防止することが可能になる。回折構
造体１２によって全反射が回避され且つ取出し効率が改
良された結果、発光の分布は、図１１の（ｂ）に数字２
０で示すようになる。By adopting such a structure and disposing the circularly polarizing element 17 on the light extraction side of the self-luminous display element 1, reflection of external light can be prevented. As a result of avoiding total reflection and improving the extraction efficiency by the diffractive structure 12, the distribution of light emission is indicated by numeral 2 in FIG.
0.
【００５３】発光の分布が図１１の（ｂ）において数字
２０で示すようになる理由は以下のとおりである。先
に、この発明に係る自発光型表示素子の第１〜第３の実
施の形態について説明した際、回折構造体１０によって
発光効率が向上するのは、この回折構造体１０の周期構
造に沿った発光のためであることを述べた。しかし、こ
の発明の第１〜第３の実施の形態における自発光型表示
素子１においては、回折構造体をなす微小構造物１１や
回折格子１２の影響を受けない発光の方が圧倒的に多
い。このため、円偏光素子１７を設置しない状態では、
全体の発光効率は期待ほどには向上しない。The reason why the distribution of light emission is indicated by numeral 20 in FIG. 11B is as follows. First, when the first to third embodiments of the self-luminous display element according to the present invention have been described, the luminous efficiency is improved by the diffractive structure 10 in accordance with the periodic structure of the diffractive structure 10. That's because of the luminescence. However, in the self-luminous display element 1 according to the first to third embodiments of the present invention, the light emission which is not affected by the minute structure 11 or the diffraction grating 12 forming the diffractive structure is overwhelmingly larger. . Therefore, in a state where the circular polarization element 17 is not installed,
The overall luminous efficiency does not improve as expected.
【００５４】しかしながら、実用上不可欠な円偏光素子
１７を考慮した場合、回折構造体１２の周期構造の繰り
返し方向と円偏光素子１７の偏光方向とを一致或いは略
一致させれば、回折構造体１２によって取出し効率を向
上された分布の発光だけを円偏光素子１７によって取出
すことができるので、実用上、発光効率を大幅に向上さ
せることができる。However, in consideration of the circularly polarizing element 17 which is indispensable for practical use, if the repetition direction of the periodic structure of the diffraction structure 12 and the polarization direction of the circularly polarizing element 17 match or substantially match, the diffraction structure 12 As a result, only the light having a distribution with improved extraction efficiency can be extracted by the circularly polarizing element 17, so that the luminous efficiency can be significantly improved in practical use.
【００５５】図１１では透明電極３を回折構造体１２上
に直接形成するので、回折構造体１２の形状が透明電極
３に反映されてしまい、場合によっては電界印加不良や
キャリア注入不良といった悪影響が出ることもある。こ
うした悪影響を回避するには、図１２に示すように、透
明電極３の上に、樹脂製等の透明な平坦化層２１を設置
し、平坦化層２１に回折構造体１２を設けるようにすれ
ばよい。In FIG. 11, since the transparent electrode 3 is formed directly on the diffractive structure 12, the shape of the diffractive structure 12 is reflected on the transparent electrode 3, and in some cases, adverse effects such as an electric field application defect and a carrier injection defect may occur. Sometimes it comes out. In order to avoid such adverse effects, as shown in FIG. 12, a transparent flattening layer 21 made of resin or the like is provided on the transparent electrode 3, and the diffraction structure 12 is provided on the flattening layer 21. I just need.
【００５６】なお、この発明の第４の実施の形態におい
ては、回折構造体１２を発光層４に関して、図１１及び
図１２のように透明電極３の側に設置しても、図１３に
示すように反射電極２の側に形成しても良い。In the fourth embodiment of the present invention, even if the diffraction structure 12 is provided on the transparent electrode 3 side with respect to the light emitting layer 4 as shown in FIGS. As described above, it may be formed on the reflective electrode 2 side.
【００５７】以上説明したように、この発明の第４の実
施の形態においては、回折構造体１２の周期構造の繰り
返し方向と円偏光素子１７の偏光軸とを一致或いは略一
致させたので、従来の装置に比較して、実用的に大幅に
発光効率を向上させることができる。回折構造体１２の
構造的周期は、図１４に示す従来の自発光型表示素子の
場合と同一でよいが、１μｍから２０μｍであることが
望ましい。また、第４の実施の形態における自発光型表
示素子をカラー表示装置に適用する場合には、画素毎
に、色の波長に応じて回折構造体１２の構造的周期を変
えることが望ましい。As described above, in the fourth embodiment of the present invention, the repetition direction of the periodic structure of the diffractive structure 12 coincides with or substantially coincides with the polarization axis of the circularly polarizing element 17. The luminous efficiency can be greatly improved practically as compared with the device of the above. The structural period of the diffractive structure 12 may be the same as that of the conventional self-luminous display element shown in FIG. 14, but is preferably 1 μm to 20 μm. When the self-luminous display element according to the fourth embodiment is applied to a color display device, it is desirable to change the structural period of the diffraction structure 12 according to the color wavelength for each pixel.
【００５８】第４の実施の形態に関する３つの実施例 この発明に係る自発光型表示素子の第７実施例として、
図１１に示すＥＬ表示素子を作製した。このＥＬ表示素
子において、発光層４は発光有機材料Ａｌｑ３と正孔輸
送層α−ＮＰＤとを積層したものであり、透明電極３に
はＩＴＯを、反射電極２にはＡｌを用い、正孔輸送層α
−ＮＰＤとＩＴＯが接する順で積層した。まず、回折構
造体１２として、ガラス基板にフォトリソグラフィー法
とフッ酸を用いたエッチングにより幅１μｍ、周期１μ
ｍの回折格子を形成し、続いて、このガラス基板にＩＴ
Ｏを蒸着により形成し、α−ＮＰＤを１０００Å、Ａｌ
ｑ３を２０００Å蒸着によって形成し、最後にＡｌを形
成してＥＬ表示素子を作製した。次いで、１／４波長位
相差素子と偏光板とを各々の主軸が４５°の角度になる
ように組み合わせた円偏光素子を、１／４波長位相差素
子がＥＬ表示素子の光り取り出し側の面と接触するよ
う、且つ、円偏光素子の偏光方向が回折格子の周期構造
の繰り返し方向と一致するよう、位置を決めて配置し
た。 Three Examples of the Fourth Embodiment As a seventh example of the self-luminous display device according to the present invention,
The EL display element shown in FIG. 11 was manufactured. In this EL display element, the light emitting layer 4 is formed by laminating a light emitting organic material Alq3 and a hole transport layer α-NPD. The transparent electrode 3 is made of ITO, the reflective electrode 2 is made of Al, and the hole transport layer is made of Alq3. Layer α
-Laminated in the order in which NPD and ITO were in contact. First, as the diffraction structure 12, a glass substrate was photolithographically etched and etched using hydrofluoric acid to a width of 1 μm and a period of 1 μm.
m is formed on the glass substrate.
O is formed by evaporation, α-NPD is 1000 °, Al
An EL display element was produced by forming q3 by 2,000 ° evaporation and finally forming Al. Next, a circularly polarizing element in which a quarter-wave retardation element and a polarizing plate are combined so that their main axes are at an angle of 45 ° is formed on the surface on the light extraction side of the EL display element. And the position is determined so that the polarization direction of the circularly polarizing element coincides with the repetition direction of the periodic structure of the diffraction grating.
【００５９】こうして形成されたＥＬ表示素子におい
て、Ａｌを負極性、ＩＴＯを正極性として７Ｖの直流電
界を印加したところ、電流密度０.２Ａ/ｍｍ2で輝度２
５０ｃｄ/ｍ2の発光を確認することができた。[0059] Thus in the formed EL display element, upon application of a direct current electric field of 7V to Al negative polarity, the ITO as the positive polarity, the luminance at a current density of 0.2 A / mm 2 2
Light emission of 50 cd / m 2 could be confirmed.
【００６０】この発明に係る自発光型表示素子の第８実
施例として、図１２に示すＥＬ表示素子を作製した。こ
のＥＬ表示素子は、上記の第７実施例においてガラス基
板に形成した回折格子上に、平坦化層として、ＬＣＤ用
カラー・フィルターで使われている樹脂オーバーコート
を形成したものである。そこで、Ａｌを負極性、ＩＴＯ
を正極性として７Ｖの直流電界を印加したところ、電流
密度０.３ｍＡ/ｍｍ2で輝度３００ｃｄ/ｍ2の発光を確
認することができた。As an eighth embodiment of the self-luminous display element according to the present invention, an EL display element shown in FIG. 12 was manufactured. This EL display element is obtained by forming a resin overcoat used in an LCD color filter as a flattening layer on a diffraction grating formed on a glass substrate in the seventh embodiment. Therefore, Al is negative polarity, ITO
When a DC electric field of 7 V was applied with the positive polarity, light emission with a luminance of 300 cd / m 2 at a current density of 0.3 mA / mm 2 could be confirmed.
【００６１】この発明に係る自発光型表示素子の第９実
施例として、図１３に示すＥＬ表示素子を作製した。こ
のＥＬ表示素子は、透明電極と反射電極とを逆にし、発
光層の積層順も逆にした以外は第７実施例と同様の手順
で作製された。そこで、Ａｌを負極性、ＩＴＯを正極性
として７Ｖの直流電界を印加したところ、電流密度０.
２ｍＡ/ｍｍ2で輝度２５０ｃｄ/ｍ2と、第７実施例と同
様な発光を確認することができた。As a ninth embodiment of the self-luminous display element according to the present invention, an EL display element shown in FIG. 13 was manufactured. This EL display element was manufactured in the same procedure as in the seventh embodiment except that the transparent electrode and the reflective electrode were reversed, and the lamination order of the light emitting layers was also reversed. Then, when a direct current electric field of 7 V was applied with Al being negative polarity and ITO being positive polarity, the current density was 0.4%.
In 2 mA / mm 2 and luminance 250 cd / m 2, it was possible to confirm the same light emission and the seventh embodiment.
【００６２】比較例として、第７実施例から回折格子を
除去した構造の通常のＥＬ表示素子を同様に作製した。
このＥＬ表示素子においてＡｌを負極性、ＩＴＯを正極
性として７Ｖの直流電界を印加したところ、電流密度
０．２ｍＡ/ｍｍ2で輝度が８０ｃｄ/ｍ2の発光しか確認
することができなかった。As a comparative example, a normal EL display element having a structure in which the diffraction grating was removed from the seventh embodiment was similarly manufactured.
When a DC electric field of 7 V was applied to this EL display element with Al as the negative polarity and ITO as the positive polarity, emission of only 80 cd / m 2 at a current density of 0.2 mA / mm 2 could be confirmed.
【００６３】以上、この発明に係る自発光型表示素子の
若干の実施の形態及び実施例について説明してきたが、
本発明はこれらに限定されるものではない。Although some embodiments and examples of the self-luminous display element according to the present invention have been described above,
The present invention is not limited to these.
【００６４】[0064]
【発明の効果】以上、この発明の実施の形態及び実施例
を説明したところから理解されるとおり、この発明は、
発光材料に依存することなく自発光型表示素子の発光効
率を大幅に向上させることができ、しかも、表示素子の
寿命や信頼性等には一切影響を与えることがないという
格別の効果を奏する。As will be understood from the description of the embodiments and examples of the present invention, the present invention
The luminous efficiency of the self-luminous display element can be greatly improved without depending on the luminescent material, and furthermore, there is an extra effect that the life and reliability of the display element are not affected at all.
【図１】（ａ）は、この発明に係る自発光型表示素子の
第１の実施の形態の断面図であり、（ｂ）は、発光層か
らの光と微小構造物の配置との関係を示す図である。FIG. 1 (a) is a cross-sectional view of a first embodiment of a self-luminous display element according to the present invention, and FIG. 1 (b) is a relation between light from a light-emitting layer and the arrangement of microstructures. FIG.
【図２】（ａ）は、この発明に係る自発光型表示素子の
第１の実施の形態の変形例の断面図であり、（ｂ）は、
発光層からの光と微小構造物の配置との関係を示す図で
ある。FIG. 2A is a cross-sectional view of a modification of the first embodiment of the self-luminous display element according to the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between light from a light emitting layer and arrangement of a microstructure.
【図３】微小構造物の配置を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining an arrangement of a microstructure.
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、回折構造体における微小
構造物の配置の仕方を説明するための図である。FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining a method of arranging a microstructure in a diffraction structure. FIGS.
【図５】（ａ）は、この発明に係る自発光型表示素子の
第２の実施の形態の断面図であり、（ｂ）は、発光層か
らの光と回折構造体の配置との関係を示す図である。FIG. 5A is a cross-sectional view of a second embodiment of a self-luminous display element according to the present invention, and FIG. 5B is a relation between light from a light-emitting layer and the arrangement of a diffraction structure. FIG.
【図６】（ａ）は、この発明に係る自発光型表示素子の
第２の実施の形態の変形例の断面図であり、（ｂ）は、
発光層からの光と回折構造体の配置との関係を示す図で
ある。FIG. 6A is a cross-sectional view of a modification of the second embodiment of the self-luminous display element according to the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between light from a light emitting layer and arrangement of a diffraction structure.
【図７】（ａ）は、この発明に係る自発光型表示素子の
第３の実施の形態の断面図であり、（ｂ）は、発光層か
らの光と回折構造体の配置との関係を示す図である。FIG. 7A is a cross-sectional view of a third embodiment of a self-luminous display element according to the present invention, and FIG. 7B is a relation between light from a light-emitting layer and the arrangement of a diffraction structure. FIG.
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施の形態におけ
る光の偏光方向と放射進行方向との関係を説明するため
の図である。FIGS. 8A and 8B are diagrams for explaining the relationship between the polarization direction of light and the traveling direction of light in the third embodiment.
【図９】（ａ）は、この発明に係る自発光型表示素子の
第３の実施の形態の変形例の断面図であり、（ｂ）は、
発光層からの光と微小構造物の配置との関係を示す図で
ある。FIG. 9A is a sectional view of a modification of the third embodiment of the self-luminous display element according to the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between light from a light emitting layer and arrangement of a microstructure.
【図１０】円偏光板を用いた外光反射防止技術を説明す
るための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an external light reflection prevention technique using a circularly polarizing plate.
【図１１】（ａ）は、この発明に係る自発光型表示素子
の第４の実施の形態の断面図であり、（ｂ）は発光層か
らの光と回折構造体との関係を示す図である。FIG. 11A is a cross-sectional view of a fourth embodiment of a self-luminous display element according to the present invention, and FIG. 11B is a diagram showing a relationship between light from a light-emitting layer and a diffraction structure. It is.
【図１２】図１１に示す第４の実施の形態の変形例を示
す図である。FIG. 12 is a diagram showing a modification of the fourth embodiment shown in FIG. 11;
【図１３】図１１に示す第４の実施の形態の他の変形例
を示す図である。FIG. 13 is a view showing another modification of the fourth embodiment shown in FIG. 11;
【図１４】（ａ）は、従来の自発光型表示素子の断面図
であり、（ｂ）は、発光層からの光と回折格子との関係
を示す図である。14A is a cross-sectional view of a conventional self-luminous display element, and FIG. 14B is a diagram illustrating a relationship between light from a light emitting layer and a diffraction grating.
【図１５】（ａ）は、従来の他の自発光型表示素子の断
面図であり、（ｂ）は、発光層からの光と回折格子との
関係を示す図である。FIG. 15A is a cross-sectional view of another conventional self-luminous display element, and FIG. 15B is a diagram illustrating a relationship between light from a light emitting layer and a diffraction grating.
【図１６】（ａ）は、従来の別の自発光型表示素子の断
面図であり、（ｂ）は、発光層からの光と回折格子との
関係を示す図である。FIG. 16A is a cross-sectional view of another conventional self-luminous display element, and FIG. 16B is a diagram showing a relationship between light from a light-emitting layer and a diffraction grating.
１：ＥＬ表示素子、 ２：反射電極、 ３：透明電極、
４：発光層、 ６：光、 ７：発光中心、 １０：回
折構造体、 １１：微小構造物、 １２：回折構造体、
Ｘ、Ｙ：偏光方向、 Ｚ：放射進行方向、 １３：発
光、 １４：外光、 １５：１／４波長位相差素子、
１６：直線偏光素子、 １７：円偏光素子、 １８：透
明基板、 １９：偏光方向、 ２０：発光分布、 ２
１：平坦化層1: EL display element, 2: reflective electrode, 3: transparent electrode,
4: light-emitting layer, 6: light, 7: emission center, 10: diffraction structure, 11: microstructure, 12: diffraction structure,
X, Y: polarization direction, Z: radiation traveling direction, 13: light emission, 14: external light, 15: 1/4 wavelength phase difference element,
16: linear polarizing element, 17: circular polarizing element, 18: transparent substrate, 19: polarization direction, 20: emission distribution, 2
1: Flattening layer
フロントページの続き (72)発明者 加邉 正章 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャ ープ株式会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB03 BB06 CB01 CC01 DA01 DB03 EB00 5C094 AA10 BA29 CA19 CA24 DA13 EA04 EA05 EA06 EA07 EB02 ED14 ED20 5G435 AA03 BB05 EE33 FF03 FF05Continued on the front page (72) Inventor Masaaki Kanabe 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka F-term (reference) 3K007 AB03 BB06 CB01 CC01 DA01 DB03 EB00 5C094 AA10 BA29 CA19 CA24 DA13 EA04 EA05 EA06 EA07 EB02 ED14 ED20 5G435 AA03 BB05 EE33 FF03 FF05
Claims (6)
て該発光層に電界を印加するための一対の電極とを備え
た自発光型表示素子であって、 前記電極の少なくとも一方に、周期構造を有する回折構
造体が設けられ、任意の場所での前記周期構造の形状
が、前記発光層から発せられるほぼ全ての方向の光線に
対して略同一の周期を有することを特徴とする自発光型
表示素子。1. A self-luminous display element comprising a light-emitting layer and a pair of electrodes provided so as to sandwich the light-emitting layer and for applying an electric field to the light-emitting layer, wherein at least one of the electrodes has A diffractive structure having a periodic structure is provided, and the shape of the periodic structure at an arbitrary location has substantially the same period for light rays emitted from the light emitting layer in almost all directions. Self-luminous display element.
配置された微小構造物を備えることを特徴とする請求項
１記載の自発光型表示素子。2. The self-luminous display element according to claim 1, wherein the diffraction structure includes a microstructure rearranged from a close-packed arrangement.
て該発光層に電界を印加するための一対の電極と、該電
極の少なくとも一方に設けられ且つ周期構造を有するた
回折構造体とを備えた自発光型表示素子であって、 前記発光層から発せられる光が直線偏光或いは略直線偏
光であり、 前記回折構造体における前記周期構造の繰り返し方向と
前記光の偏光方向とが一致或いは略一致することを特徴
とする自発光型表示素子。3. A light emitting layer, a pair of electrodes provided so as to sandwich the light emitting layer for applying an electric field to the light emitting layer, and a diffractive structure provided on at least one of the electrodes and having a periodic structure Wherein the light emitted from the light emitting layer is linearly polarized light or substantially linearly polarized light, and the direction of repetition of the periodic structure in the diffractive structure coincides with the direction of polarization of the light. Alternatively, a self-luminous display element, which substantially matches.
て該発光層に電界を印加するための一対の電極と、該電
極の少なくとも一方に設けられ且つ周期構造を有するた
回折構造体とを備えた自発光型表示素子であって、 前記発光層から発せられる光が直線偏光或いは略直線偏
光であり、 前記回折構造体における前記周期構造の繰り返し方向と
前記光の偏光方向とが直交或いは略直交することを特徴
とする自発光型表示素子。4. A light emitting layer, a pair of electrodes provided so as to sandwich the light emitting layer for applying an electric field to the light emitting layer, and a diffraction structure provided on at least one of the electrodes and having a periodic structure Wherein the light emitted from the light emitting layer is linearly polarized light or substantially linearly polarized light, and the direction of repetition of the periodic structure in the diffractive structure is orthogonal to the direction of polarization of the light. Or a self-luminous display element characterized by being substantially orthogonal.
回折格子であることを特徴とする請求項３又は４記載の
自発光型表示素子。5. The self-luminous display device according to claim 3, wherein the diffraction structure is a diffraction grating having a linear grating.
示素子であって、 前記基板に周期構造が設けられ、該基板の光り取出し面
側に偏光層を、その偏光方向と前記周期構造の繰り返し
方向とが一致或いは略一致する様に設置したことを特徴
とする自発光型表示素子。6. A display element comprising at least a substrate and a light-emitting portion, wherein the substrate has a periodic structure, and a polarizing layer is provided on a light extraction surface side of the substrate, and the polarization direction and the periodic structure are repeated. A self-luminous display device, wherein the display device is installed so that its direction matches or substantially matches.
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