JP2002251145A

JP2002251145A - 発光表示装置

Info

Publication number: JP2002251145A
Application number: JP2001047879A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Yamanaka; 泰彦山中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2002-09-06

Abstract

(57)【要約】【課題】自発光型の表示装置では、外光が入射したと
きに、外光が表示に重畳してコントラスト比を低下させ
るため、良好な表示を得ることができず、従来は、偏光
板を使用していた。【解決手段】反射膜２の光取り出し面５に対する傾斜
角γを前記全反射角以上の角度にすることによって、反
射膜２で反射した光は、全反射角以上の角度で光取り出
し面５に到達するため、光取り出し面５で全反射し、外
光が発光表示装置の内部に閉じ込めることができる。発
光手段２の発光は、光取り出し面５から出射して発光表
示装置を見ている人の目に入る。このようにして、外光
によるコントラスト比の低下を抑制して偏光板を用いる
ことなく、良好な表示を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自発光で文字や画像
の表示を行う平板状の発光表示装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示
装置、発光ダイオード等の発光表示装置は、自発光であ
ることから視認性が高く、薄型化が可能なため、平板状
の表示装置として注目を集めている。中でも、有機化合
物を発光体とする有機ＥＬ表示装置は、低電圧駆動が可
能なこと、大面積化が容易なこと、適当な色素を選ぶこ
とにより、所望の発光色を容易に得られること等の特徴
を有している。

【０００３】従来の発光表示装置の例として、有機ＥＬ
表示装置の構成の断面図を図１５に示す。図１５におい
て、１５０１は例えばガラス、プラスチック等からなる
透明な基板、１５０２は例えばインジウム錫酸化物（Ｉ
ＴＯ）からなる透明電極、１５０３は光を発光する発光
手段、１５０４は例えばＡｌＬｉ合金からなる電極を兼
ねる反射膜、１５０５は偏光板、１５０６は位相差板で
ある。発光手段１５０３からの発光は、光取り出し面１
５０７から取り出され、発光表示装置を見ている人の目
に入る。

【０００４】このうち、１５０３ａは、例えばＮ，Ｎ’
ージフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）
−１，１’−ビフェニルー４，４’−ジアミン（ＴＰ
Ｄ）からなる正孔輸送層、１５０３ｂは例えばトリス
（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ₃）からな
る電子輸送性発光層である。この表示装置に、図中の矢
印の方向、ずなわち、透明電極１５０２に正、反射膜１
５０４に負の電圧を印加すると、透明電極１５０２から
正孔が正孔輸送層１５０３ａに注入され、反射膜１５０
４から電子が電子輸送性発光層１５０３ｂに注入され
る。透明電極１５０２から注入された正孔は正孔輸送層
１５０３ａ中を通過して、さらに電子輸送性発光層１５
０３ｂに注入される。そして、電子輸送性発光層１５０
３ｂ中で、正孔と電子が再結合し、これによって励起さ
れたＡｌｑ₃分子からの発光が得られる。透明電極は、
ＩＴＯをスパッタ法あるいは電子ビーム蒸着法等により
形成される。また、ＴＰＤ、Ａｌｑ₃等の有機物からな
る正孔輸送層、電子輸送性発光層及びＡｌＬｉ等からな
る反射膜は、抵抗加熱蒸着法により形成される。

【０００５】発光手段１５０３における発光は、励起さ
れた分子から全方位に放射される。このうち、光取り出
し面１５０７側に放射された光は透明電極１５０２、基
板１５０１、位相差板１５０６、偏光板１５０５を透過
し、光取り出し面１５０７から出射して有機ＥＬ表示装
置の表示を見ている人の目に入る。一方、発光手段１５
０３から反射膜１５０４側に放射された光は、反射膜１
５０４で反射し、発光手段１５０３、透明電極１５０
２、基板１５０１、位相差板１５０６、偏光板１５０５
を透過して同様に出射する。このように反射膜は、発光
手段で全方位に発光した光を、表示を見ている人の方向
に反射させ、発光を有効に利用する役割を果たしてい
る。

【０００６】一方、偏光板１５０５および位相差板１５
０６は、外光が発光表示装置に入り、反射膜で反射して
発光手段１５０３の発光に重畳して表示が見にくくなる
ことを防止する役割を果たしている。外光は、偏光板１
５０５を透過すると一方向の直線偏光のみになり、位相
差板１５０６で円偏光に変換される。この光は、反射膜
１５０４で反射して逆方向の円偏光になる。この円偏光
は、位相差板１５０６を透過すると、入射時の直線偏光
と垂直な方向の直線偏光になり、偏光板１５０５を透過
せず発光表示装置から出射しない。このように偏光板お
よび位相差板により、反射膜で反射した外光が表示に重
畳することを防ぎ、表示のコントラストの比の低下を抑
え、良好な表示を確保している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
では偏光板、位相差板を用いてコントラスト比を高めて
いる。しかし、発光手段で発光した光も偏光板を通過し
て出射するため、約半分の発光が偏光板で遮断されてロ
スする。発光表示装置では、高輝度で視認性が良好であ
ること、および、消費電力が小さいことが、最も基本的
かつ重要な性能であり、光利用効率を改善して、消費電
力の低下または高輝度化を図ることが必要である。

【０００８】しかし、単に偏光板、位相差板のない構成
にすると、発光表示装置に外光が入射したときに、外光
が表示に重畳してコントラスト比を低下させるため、良
好な表示を得ることができないという課題があった。

【０００９】本発明は上記課題を解決するものであり、
偏光板用いることなく、外光が入射したときのコントラ
スト比の低下を抑制し、光利用効率を高めた発光表示装
置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の発光表示装置は、基板と、前記基板上に形
成された反射膜と、前記反射膜上に設けられ可視光を発
光する発光手段と、前記発光手段上に設けられ前記発光
手段の反対側に光取り出し面を有する光透過手段とを有
し、前記反射膜が、前記光透過手段と大気との界面にお
ける前記光透過手段からの光の全反射角よりも、前記光
取り出し面からの傾斜角が大きい傾斜面を含むことを特
徴とする。

【００１１】この構成により、外光が発光表示装置に入
射したとき、反射膜で反射した光が発光表示装置内に閉
じ込められることから、外光が反射して発光表示装置を
見ている人の目に到達することを抑制することができ
る。これにより、偏光板を用いることなく、外光による
コントラスト比の低下を抑え、発光表示装置の光利用効
率を高めた明るい発光表示装置を提供することができ
る。

【００１２】また、基板と、前記基板上に形成された反
射膜と、前記反射膜上に設けられ可視光を発光する発光
手段と、前記発光手段上に設けられ前記発光手段の反対
側に光取り出し面を有する光透過手段とを有し、前記反
射膜が、前記光取り出し面から４２度以上傾斜した傾斜
面を含むことを特徴とする。

【００１３】この構成により、光透過手段の屈折率がお
よそ１．５より大きい場合に、外光が反射膜で反射して
発光表示装置を見ている人の目に到達することを抑制す
ることができる。これにより、偏光板を用いることな
く、外光が入射したときのコントラスト比の低下を抑
え、発光表示装置の光利用効率を高めた明るい発光表示
装置を提供することができる。

【００１４】また、反射膜が、基板に対し凹凸状に配置
されており、前記凹凸が前記光取り出し面と反対側に突
出した箇所に可視光を吸収する吸収膜を有することを特
徴とする。

【００１５】この構成により、光取り出し面と反対側に
凹凸が突出した箇所に到達した外光が吸収膜で吸収され
る。これにより、外光が発光手段からの発光に重畳する
ことを抑制し、表示のコントラスト比を高めることがで
きる。

【００１６】また、反射膜が、基板に対し凹凸状に配置
されており、前記凹凸が前記光取り出し面と反対側に突
出した箇所に傾斜面が７６度以上である傾斜面を含むこ
とを特徴とする。

【００１７】この構成により、光取り出し面と反対側に
凹凸が突出した箇所に到達した外光が多重反射して凹凸
の突出した部分に閉じ込められる。これにより、外光が
発光手段からの発光に重畳することを抑制し、表示のコ
ントラスト比を高めることができる。

【００１８】また、反射膜に沿って発光手段が設けられ
ていることを特徴とする。また、反射膜が、基板に対し
凹凸状に配置されており、前記凹凸の高さの間に発光手
段が設けられていることを特徴とする。

【００１９】これらの構成により、反射膜の近傍に発光
手段を形成できる。これにより、発光手段からの発光の
うち、外光の入射とほぼ同じ角度範囲から反射膜に到達
する成分以外の光を多くすることができ、発光が効率的
に反射膜で反射されて、表示のコントラスト比を高める
ことができる。これにより、発光手段での発光を効率よ
く反射させることができ、輝度を高め、発光表示装置の
表示を良好にすることができる。

【００２０】また、可視光を透過し一方の側に光取り出
し面を有する基板と、前記基板の前記光取り出し面と反
対側に形成された発光手段と、前記発光手段上に形成さ
れ前記光取り出し面から傾斜した傾斜面を含む反射膜と
を有し、前記反射膜が、前記基板と大気との界面におけ
る前記基板からの光の全反射角よりも、前記光取り出し
面からの傾斜角が大きい傾斜面を含むことを特徴とす
る。

【００２１】この構成により、外光が発光表示装置に入
射したとき、反射膜で反射した光が発光表示装置内に閉
じ込められることから、発光表示装置を見ている人の目
に到達することを抑制することができる。これにより、
偏光板を用いることなく、外光が入射したときのコント
ラスト比の低下を抑え、発光表示装置の光利用効率を高
めた明るい発光表示装置を提供することができる。

【００２２】また、可視光を透過し一方の側に光取り出
し面を有する基板と、前記基板の前記光取り出し面と反
対側に形成された発光手段と、前記発光手段上に形成さ
れ前記光取り出し面からの傾斜角が４２度以上の傾斜面
を含む反射膜とを有することを特徴とする。

【００２３】この構成により、基板の屈折率がおよそ
１．５より大きい場合に、外光が反射膜で反射して発光
表示装置を見ている人の目に到達することを抑制するこ
とができる。これにより、偏光板を用いることなく、外
光が入射したときのコントラスト比の低下を抑え、発光
表示装置の光利用効率を高めた明るい発光表示装置を提
供することができる。

【００２４】また、反射膜が、基板に対し凹凸状に配置
されており、前記凹凸が前記光取り出し面から離れる方
向に突出した箇所の傾斜面に可視光を吸収する吸収膜を
有することを特徴とする。

【００２５】この構成により、凹凸が光取り出し面から
離れる方向に突出した箇所に到達した外光が吸収膜で吸
収される。これにより、外光が発光手段からの発光に重
畳することを抑制し、表示のコントラスト比を高めるこ
とができる。

【００２６】また、反射膜が、基板に対し凹凸状に配置
されており、前記凹凸の前記光取り出し面から離れる方
向に突出した箇所の傾斜面が７６度以上である傾斜面を
含むことを特徴とする。

【００２７】この構成により、光取り出し面と反対側に
凹凸が突出した箇所に到達した外光が多重反射して凹凸
の突出した部分に閉じ込められる。これにより、外光が
発光手段からの発光に重畳することを抑制し、表示のコ
ントラスト比を高めることができる。

【００２８】また、発光手段が、蛍光または燐光の発光
を行う発光層と、前記発光層に電気的な信号を付加する
電極と、からなることを特徴とする。

【００２９】この構成により、反射膜の近傍に容易に発
光手段を形成できる。これにより、発光手段からの発光
のうち、外光の入射とほぼ同じ角度範囲から反射膜に到
達する成分以外の光を多くすることができ、発光が効率
的に反射膜で反射されて、表示のコントラスト比を高め
ることができる。

【００３０】また、表示の上下方向と同じ方向に凹凸が
形成されていることを特徴とする。

【００３１】この構成により、発光表示装置を通常使用
する方向で見ている場合に、外光が反射して到達するこ
とを抑制することができ、表示のコントラスト比を高め
ることができる。

【００３２】また、凹凸の形状が略円錐または略角錐で
あることを特徴とする。

【００３３】この構成により、どの方向から発光表示装
置を見た場合でも、外光が反射して発光表示装置を見て
いる人の目に到達することを抑制することができ、表示
のコントラスト比を高めることができる。

【００３４】また、本発明の発光表示装置の製造方法
は、基板上に、所定の光透過手段と大気との界面におけ
る前記光透過手段からの光の全反射角よりも、所定の光
取り出し面からの傾斜角が大きい傾斜面を含む凹凸を形
成する工程と、前記基板上に、可視光を反射する反射膜
を形成する工程と、前記反射膜上に、可視光を発光する
発光手段を形成する工程と、前記発光手段上に、前記発
光手段と反対側に前記光透過手段を形成する工程と、を
含むことを特徴とする。

【００３５】この方法により、外光が反射膜で反射して
発光表示装置を見ている人の目に到達することを抑制
し、偏光板を用いることなく、外光が入射したときのコ
ントラスト比の低下を抑えた発光表示装置を製造するこ
とができる。

【００３６】また、可視光を透過し一方の側に光取り出
し面を有する基板上に、可視光を発光する発光手段を形
成する工程と、前記発光手段上に、前記基板と大気との
界面における前記基板からの光の全反射角よりも、前記
光取り出し面からの傾斜角が大きい傾斜面を含む凹凸を
有する光透過手段を形成する工程と、前記光透過手段上
に可視光を反射する反射膜を形成する工程と、を含むこ
とを特徴とする。

【００３７】この方法により、外光が反射膜で反射して
発光表示装置を見ている人の目に到達することを抑制
し、偏光板を用いることなく、外光が入射したときのコ
ントラスト比の低下を抑えた発光表示装置を製造するこ
とができる。

【００３８】また、可視光を透過し光取り出し面を有す
る基板の前記光取り出し面の反対側の表面に、前記基板
と大気との界面における前記基板からの光の全反射角よ
りも、前記光取り出し面からの傾斜角が大きい傾斜面を
含む凹凸を有する光透過手段を形成する工程と、前記光
透過手段上に可視光を発光する発光手段と、前記発光手
段上に、可視光を反射する反射膜を形成する工程と、を
含むことを特徴とする。

【００３９】この方法により、外光が反射膜で反射して
発光表示装置を見ている人の目に到達することを抑制
し、偏光板を用いることなく、外光が入射したときのコ
ントラスト比の低下を抑えた発光表示装置を製造するこ
とができる。

【００４０】また、光透過手段を形成する工程が、基板
上に感光性材料を塗膜したのち、前記感光性材料をパタ
ーニングして、表面に凹凸を有する前記感光性材料から
なる光透過手段を形成する工程を含むことを特徴とす
る。

【００４１】この方法により、発光表示装置に微細な凹
凸を有する光透過手段を容易に製造することができる。

【００４２】また、凹凸を形成する工程が、表面に凹凸
を有する金型に基板を型押しする工程を含むことを特徴
とする。

【００４３】この方法により、表面に凹凸を有する光透
過手段を容易に製造することができる。

【００４４】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明の実施の
形態について説明する。図２は本発明に係る発光表示装
置の第１の実施の形態を示す断面図である。図２におい
て、１は基板、２は反射膜、３は発光手段、４は光透過
手段、５は光取り出し面である。

【００４５】基板１は、本発明の発光表示装置を坦持す
るものあり、ガラスあるいはポリカーボネート、ポリメ
チルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレートなど
の樹脂フィルム、またはシリコン基板等を用いることが
できる。また、基板１の発光手段側の表面は、反射膜を
所定の傾斜にするための凹凸１ａが設けられている。凹
凸１ａは、基板を構成するガラス、または樹脂フィルム
または、シリコン基板等の表面に直接凹凸が形成されて
いてもよく、また、表面が平坦なガラス基板、樹脂基
板、シリコン基板の上に、凹凸を有する樹脂層を形成し
て構成してもよい。

【００４６】反射膜２は、基板１表面の凹凸１ａの形状
に従って、光取り出し面５に対し所定の傾斜角以上の傾
斜面を含むように構成されている。反射膜２は、反射率
が高く発光手段で発光された光を効率よく反射させる機
能が備えられていればよく、ＡｌあるいはＡｌ化合物、
銀あるいは銀化合物等の金属膜を用いることが好まし
い。さらに、銀化合物としては、銀・パラジウム・銅
（ＡｇＰｄＣｕ）の合金あるいは銀・金・銅（ＡｇＡｕ
Ｃｕ）の合金を用いるのが好ましい。また、発光手段と
して有機化合物を発光層とする電流注入型の有機ＥＬ表
示装置とする場合、通常反射膜は陰極となり、電子の注
入効率のよい材料、すなわち仕事関数の低い材料を用い
ることが多い。有機ＥＬ表示装置の陰極としては例えば
Ａｌ−Ｌｉ合金、Ｍｇ−Ａｇ合金等の、仕事関数が低い
が反応性の高い金属（Ｌｉ、Ｍｇ等）と反応性が低く安
定な金属（Ａｌ、Ａｇ等）との合金を用いればよい。あ
るいは、Ｌｉ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ａｌ等の仕事関数の低い
金属あるいはその化合物と仕事関数の高い金属の積層電
極などを用いることができる。反射膜２の形成方法とし
ては、スパッタ、エレクトロンビーム蒸着、抵抗加熱蒸
着等の方法を用いればよい。

【００４７】発光手段３は、電気信号を印加して可視光
の発光を行う機能を備えていればよい。実施の形態１で
は、電気信号を印加する透明電極３ｂと、透明電極に印
加された電気信号により可視光を発光する発光層３ａを
含む。電気信号を発光層に印加するためには２つの電極
が必要であるが、本実施の形態では、２つの電極のうち
一方を反射膜２が兼ねる構成としている。発光手段３を
構成する透明電極３ｂは、可視光を透過するものを用い
る。材質としては、ＩＴＯ、酸化錫等の酸化物透明電極
あるいは５〜数十ｎｍ程度の金属薄膜を用いればよい。
透明電極の形成は、スパッタ法、抵抗加熱蒸着法、エレ
クトロンビーム蒸着法、イオンプレーティング法等を用
いて成膜する。発光層３ａは、例えば有機ＥＬ表示装置
の場合、従来技術と同様、例えばＮ，Ｎ’ージフェニル
−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−
ビフェニルー４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）からなる正
孔輸送層、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム
（Ａｌｑ₃）からなる電子輸送性発光層から構成する。
透明電極３ｂおよび反射膜２に図２の矢印の方向に電圧
を印加すると、透明電極３ｂから正孔が正孔輸送層に注
入され、反射膜２から電子輸送性発光層に注入される。
透明電極３ｂから注入された正孔は正孔輸送層中を通過
して、さらに電子輸送性発光層に注入される。そして、
電子輸送性発光層中で、正孔と電子が再結合し、これに
よって励起されたＡｌｑ₃分子からの発光が得られる。
有機ＥＬ表示装置の場合、発光層の形成は主に抵抗加熱
蒸着法を用いるが、エレクトロンビーム蒸着法、スパッ
タ法等を用いてもよい。この場合、発光層３ａが付着し
た基板を高温に加熱すると、発光層３ａが劣化してしま
うため、透明電極３ｂは低温成膜する必要がある。さら
に、透明電極としてＩＴＯ等をスパッタ法やエレクトロ
ンビーム蒸着法等により有機発光層上に形成する場合、
発光層へのダメージを軽減するため、発光層上にバッフ
ァ層を形成してから透明電極を形成するのが好ましい。
バッファ層としては、銅フタロシアニン等の熱的に安定
な有機化合物あるいは例えば膜厚１０ｎｍ程度のＭｇＡ
ｇ等の透明金属薄膜等を用いればよい。

【００４８】光透過手段４は、発光手段に接する部分で
は、表面の凹凸に沿った形状をしているが、発光手段と
反対側の光取り出し面５では、平坦な面を成しており、
大気と接している。光透過手段４は、発光手段３で発光
した可視光を透過する材質であればよく、ガラスや、ア
クリル系、エポキシ系など光透過性を有する材料で構成
される。

【００４９】本発明の実施の形態１の作用について説明
する。図１は、実施の形態１の作用を説明するための模
式図である。図１において、発光表示装置を見る人は、
光取り出し面５の側から表示を観察する。従来技術で
は、外光が反射膜で反射して発光手段からの光に重畳す
るため、コントラスト比が低下するという課題があっ
た。そこで、本発明の実施の形態１では、光取り出し面
５から入射した外光７ａが反射膜２で反射して発光表示
装置を見ている人に到達しないようにし、コントラスト
比の低下を抑制している。

【００５０】図１において、光取り出し面５から入射す
る外光７ａは、発光表示装置を使用する際の環境光であ
り、室内であれば照明光や窓からの採光、屋外であれ
ば、太陽光、天空光や街路灯などからの光である。この
ような外光７ａは、光取り出し面５に対し、あらゆる方
向から入射する。光取り出し面５に入射した光７ａは、
光取り出し面５と大気との界面で反射する成分７ｂと、
光透過手段４に入射する成分７ｃに分かれる。後者は、
大気と光透過手段４の屈折率の違い基づいて、光取り出
し面５で屈折して光透過手段４に入る。このとき、図１
に示す角度θ、すなわち入射した光の光取り出し面５に
対する角度は、所定の角度θａよりも小さくなる。所定
の角度θａは、空気と光透過手段４の屈折率によって決
まる臨界角である。この臨界角は、光透過手段と大気と
の界面において、光透過手段から大気に向かって光が透
過するとき、界面への入射角が所定の角度以上におい
て、光が全反射する角度に等しい。この角度は全反射角
と呼ばれている。

【００５１】光透過手段４の屈折率を１．５、大気の屈
折率を１とするとき、θａはおよそ４２度である。光透
過手段４の屈折率が１．５よりも大きい場合には、θａ
は、４２度よりも小さくなる。

【００５２】図１において、光透過手段４に入った光７
ｃは、発光手段３を透過し、反射膜２に到達する。反射
膜２は鏡面であるため、反射膜の微細な面から見て入射
角と反射角が等しくなるように光が全反射する。反射膜
での反射光７ｄは、再び発光手段３、光透過手段４を透
過し、光取り出し面５に至る。ここで、空気と光透過手
段４の屈折率の違いに基づいて、光取り出し面５から屈
折して空気中に出射する光７ｆと、光取り出し面５で反
射して発光表示装置内部に戻る光７ｅに分かれる。ここ
で、光取り出し面５に到達する反射光７ｄの、光取り出
し面５に対する角度を図１のようにφとするとき、角度
φが前記の全反射角よりも大きい場合には、光取り出し
面５で全ての光が反射し、発光表示装置の内部に閉じ込
められる。外光が反射膜２で反射したのち光取り出し面
５に到達したとき、この全反射角よりも大きい角度で到
達するように反射膜２の傾斜角を構成しておくことによ
り、外光を光取り出し面５で全反射させて光を発光表示
装置内部に閉じ込めることができ、外光が表示に重畳す
ることを防ぐことができる。

【００５３】つまり、図１において、外光７は全方位か
ら入射するが、光透過手段と空気の屈折率の差異によっ
て光取り出し面５で屈折し、発光表示装置の内側では光
取り出し面５に対して全反射角θａよりも小さい範囲の
光のみとなる。そこで、反射膜の光取り出し面に対する
傾斜角γを前記全反射角θａ以上の角度にした傾斜面を
設けることによって、反射膜で反射した光は、全反射角
θａ以上の角度で光取り出し面に到達するため、光取り
出し面５で全反射し、外光が発光表示装置の内部に閉じ
込めることができる。

【００５４】また、図１の７ｃ’のように反射膜２の膜
面に対し浅い角度で入射する光は、反射膜２では光取り
出し面５から遠ざかる方向に反射する７ｄ’のようにな
るため、反射膜で再度反射する、いわゆる多重反射した
のちに光取り出し面に到達する。このように多重反射し
た光は、発光手段や光透過部材での光の吸収、また、反
射膜の反射率などのために、減衰し影響が小さくなる。

【００５５】以上より、反射膜の傾斜面の角度γを光透
過手段から空気を光が通過するときの全反射角θａ以上
の角度を含む構成にすることによって、外光を発光表示
素子の内部に閉じ込めることができる。

【００５６】なお、反射膜で多重反射したのちに光取り
出し面に到達する光は、減衰し影響が小さくなるものの
皆無とはいえない。そこで、次の構成により、多重反射
した光によるコントラストの低下を防ぎ、本発明の効果
をより大きなものとすることができる。

【００５７】この構成のうち一つは、図３のように、凹
凸が光取り出し面５と反対側に突出した箇所８に可視光
を吸収する吸収膜９を有するものである。これにより、
図１の７ｄ’の光のように、反射膜２で反射した外光の
うち、光取り出し面５と反側に向かった光を吸収膜９で
吸収することができ、多重反射して光取り出し面に戻っ
てこなくなる。吸収膜は、例えば、カーボンを含有した
黒色のフォトレジスト材料をマスク露光、現像すること
によって形成することができる。

【００５８】もう一つの構成は、図４のように、凹凸が
光取り出し面５と反対側に突出した箇所８’の角度γ’
が７６度以上である傾斜面を反射膜が含むものである。
これにより、図１の７ｄ’のように、反射膜２で反射し
た光のうち、光取り出し面５と反対側に向かった光は、
さらに角度γ’以上の傾斜面を含む反射膜に到達して光
取り出し面５と反対側に向かい、光取り出し面５に戻っ
てこなくなる。この構成の場合、必要な傾斜面γ’は基
板上に凹凸を形成する工程と同じ工程で形成することが
できる。

【００５９】以上のような構成により、外光を発光表示
装置内に閉じ込める効果をさらに高めることができ、本
発明の効果を大きくすることができる。

【００６０】一方、発光手段３で発光した光について図
５に示す。図５のように、発光手段における発光１０
は、全方位に放射される。このうち、光取り出し面５の
方向に放射され、全反射角よりも小さい角度で光取り出
し面５入射した光１０ａは、１０ｂのように発光表示装
置から外に出て表示に寄与する。一方、発光の一部は、
反射膜で反射して光１０ａと同じように光取り出し面５
に到達し、表示に寄与する。このように、反射膜を用い
ていることにより、光取り出し面の方向への発光だけで
なく、反射膜で反射した発光の一部を表示に寄与でき
る。なお、発光手段３における発光のうち、光取り出し
面に対して全反射角以上の角度で入射した光１０ｃは、
光取り出し面５で全反射し、これらは表示に利用するこ
とができない。この点は、偏光板、位相差板を設けた従
来の構成の発光表示装置と同じである。

【００６１】なお、図６のように、反射膜２と発光手段
３との間の間隔を大きくした場合には、発光手段からの
発光が、外光が入射する方向と同じ光取り出し面５の方
向から反射膜２に到達することになるため、発光手段３
で発光し反射膜２で反射した光の多くが発光表示装置内
に閉じ込められる。これを避けるために、発光手段３は
反射膜２との間隔を小さくするように配置するほうがよ
い。望ましくは、本発明の図２のように、反射膜に沿っ
て発光手段３を設けるとよい。反射膜に沿って発光手段
を設けていない場合でも、図７のように凹凸の高さの間
１１に発光手段３を光取り出し面と平行に設けることに
より、反射膜２に沿って発光手段２を設けた場合と同様
の効果を得ることができる。

【００６２】以上の構成によって、発光手段で発光した
光を反射膜で反射させて有効に利用するとともに、偏光
板、位相差板を用いることなく、外光の重畳を防ぎ、コ
ントラスト比を向上した発光表示装置を形成することが
できる。

【００６３】なお、図２では本実施の形態の断面の一部
のみを示したが、このような構成を有する発光表示装置
において、電極をマトリクス状などの画素に分割するこ
とによって、さまざまな表示を行うことができる。

【００６４】また、実施の形態１の発光表示装置の反射
膜の凹凸を表示面上から見た様子を図８に示す。図８の
ように、反射膜の凹凸は、表示の上下方向と同じ方向に
形成されている。発光表示装置は、一般的に表示の上の
方向から光が入射することが多い。そこで、上方向から
入射する光を発光表示装置内に閉じ込めるため、この方
向に凹凸を形成する。なお、凹凸の形状は、本発明のよ
うに表示の上下方向以外の構成であってもよい。例え
ば、図９のように、円錐状に凸または凹が複数形成され
た反射膜でも同様の効果を得ることができる。また、角
錐状の場合でも同様である。

【００６５】実施の形態１の発光表示装置の製造方法に
ついて図１０に基づいて説明する。図１０は、図２に示
す発光表示装置の断面を示すものである。

【００６６】ガラスからなる基板１上に、所定の傾斜角
を有する凹凸を形成した。具体的には、図１０（ａ）の
ように、前記基板１上にアクリル系の樹脂１ａ’を塗膜
したのち、この樹脂のガラス転移点異以上の温度に基板
および樹脂を加熱し、図１０（ａ）、図１０（ｂ）のよ
うに、所定の凹凸形状を有する金型１２を、前記樹脂１
ａ’に押し付けて型押しした。この状態で温度を前記の
ガラス点移転以下に低下させたのち、金型１２を取り外
す。この工程により、図１０（ｃ）のように、基板１上
に必要な傾斜角を有する凹凸1aを容易に形成できる。

【００６７】なお、基板は、例えばシリコン基板、また
はプラスチックなど、ガラス基板以外のものを用いても
よい。また、凹凸を形成する工程は、基板上に凹凸を形
成する別の工程で実施してもよい。例えば、基板上にア
クリル系の感光性樹脂を塗布し、マスク露光および現像
を行なったのち、感光性材料を加熱により形状を変形さ
せ、所定の傾斜角を有する凹凸を形成してもよい。ま
た、例えば、基板上に凹凸を形成する材料、例えばシリ
コン窒化膜などの無機材料を製膜した上にフォトレジス
ト材料を塗布し、マスク露光および現像を行なったの
ち、シリコン窒化膜の断面に所定の傾斜を形成するよう
にドライエッチングし、フォトレジスト材料を剥離する
ことにより、シリコン窒化膜に凹凸を形成するという方
法を用いてもよい。

【００６８】次に図１０（ｄ）のように、凹凸を形成し
た基板１上に、反射膜２を形成した。反射膜は、反射率
が高いアルミニウム、銀などを主成分とする金属を用い
ることができる。製膜は、蒸着やスパッタなどの方法に
より行うことができる。

【００６９】次に図１０（ｅ）のように、発光手段３を
形成した。すなわち、反射電極２上にＬｉからなる電子
注入層７１１、Ａｌｑ₃からなる発光層、ＴＰＤからな
る正孔輸送層、銅フタロシアニンからなるバッファ層を
それぞれ抵抗加熱蒸着法により成膜した。各層の膜厚
は、電子注入層が１．５ｎｍ、発光層が５０ｎｍ、正孔
輸送層が５０ｎｍ、バッファ層が５ｎｍであった。この
上に、ＩＴＯからなる透明電極をスパッタ法により成膜
した。成膜は室温で行い、膜厚は１００ｎｍとした。

【００７０】次に、図１０（ｆ）のように、光透過手段
４を形成した。具体的には、可視光を透過する光硬化性
のアクリル系樹脂を発光手段上に塗布し、同樹脂を硬化
させるための光を照射した。これによって、アクリル系
樹脂からなる光透過手段４を形成し、平坦な面を有する
光取り出し面５を作ることができた。光透過手段４の材
料は、光透過性の材料であれば、ガラス、シリコン窒化
膜などの無機材料などを用いても良い。ここで、光透過
手段４の屈折率と大気の屈折率によって、反射膜の適切
な傾斜角が異なる。このため、光透過手段４の屈折率に
応じて傾斜角を適切に選ぶことにより、本発明の効果を
高めることができる。すなわち、実施の形態１では、光
透過手段の屈折率が約１．５のものを用い、反射膜の傾
斜角を光取り出し面５からの傾斜が４２度以上の傾斜面
を含む反射膜を構成した。光透過手段４の屈折率が１．
５と異なる場合には、反射膜を、屈折率に応じた傾斜角
とすることで、本発明の効果を得ることができる。

【００７１】以上の発光表示装置の製造方法により、本
発明の効果を有する発光表示装置を製造することができ
た。

【００７２】（実施の形態２）本発明の実施の形態２に
ついて図面に基づいて説明する。実施の形態２の断面を
図１１に示す。実施の形態２は実施の形態１と基板１の
位置が異なる。

【００７３】図１１において、基板１は可視光を透過す
るものであり、例えばガラス、アクリル系樹脂などから
形成される。基板の片側は光取り出し面５をなしてい
る。基板１の光取り出し面５の反対側の面には、発光手
段３が形成されれいる。発光手段３は、透明電極と発光
層から形成されている。発光手段３上には可視光を透過
する光透過手段４’が設けられており、発光手段と反対
側の面は、凹凸の形状をなしている。光透過手段４’
は、ガラス、アクリル系樹脂などから形成されている。
光透過手段４’上には、凹凸の形状に沿って反射膜２が
形成されている。このように、光透過手段４’の凹凸の
形状によって反射膜２の傾斜角が決まる。反射膜２の傾
斜面は、基板１の光取り出し面５からの傾斜γが、実施
の形態１と同様に基板１と大気との界面における基板か
らの光の全反射角よりも大きな傾斜を含んでいる。基板
としてガラスを用いた場合、ガラスの屈折率は１．５で
あり、このときの反射膜は、４２度以上の傾斜面を含む
構成とした。

【００７４】実施の形態２では、発光表示装置を基板１
の光取り出し面５の側から観察する。光取り出し面５か
ら入射した外光は、反射膜２で反射したのち実施の形態
１と同様に光取り出し面で全反射して発光表示装置の中
に閉じ込められる。これにより、実施の形態１と同様の
効果を得ることができる。

【００７５】実施の形態２の発光表示装置の製造方法を
図１２をもとに説明する。図１２は、実施の形態２の発
光表示装置の断面を示す説明図である。

【００７６】可視光を透過する基板１は、少なくとも一
方に平坦な表面を有する。この面が光取り出し面５とな
る。図１２（ａ）のように、光取り出し面５と反対側の
基板面上に、可視光を発光する発光手段３を形成する。
次に図１２（ｂ）のように、発光手段３上に、凹凸を有
する光透過手段４’を形成する。傾斜面γは、前記基板
と大気との界面における基板からの光の全反射角より
も、前記光取り出し面からの傾斜角が大きい傾斜面を含
むものとする。光透過手段４’は、実施の形態１の光透
過手段と同様の方法で形成することができる。図１２
（ｃ）のように、光透過手段４’上には、可視光を反射
する反射膜２を形成する。この方法によって、実施の形
態２の発光表示装置を製造することができる。（実施の形態３）本発明の実施の形態３について図面に
基づいて説明する。実施の形態３の断面を図１３に示
す。実施の形態３は実施の形態２と光透過手段の位置が
異なる。

【００７７】図１３において、基板１は可視光を透過す
るものであり、基板の片側は平坦な光取り出し面５をな
している。基板１の光取り出し面５の反対側の面には、
表面に凹凸の形状を有する光透過手段４が形成されれい
る。光透過手段４上には、透明電極と発光層から構成さ
れた発光手段３が設けられている。さらに、発光手段３
上に沿って反射膜２が設けられている。ここで、光透過
手段４の凹凸の形状によって反射膜の傾斜角γが決まっ
ており、実施の形態２と同様の傾斜面を含む構成とし
た。実施の形態３も、実施の形態２と同様に、発光表示
装置を基板１の光取り出し面５の側から観察する。光取
り出し面５から入射した外光は、反射膜で反射したのち
実施の形態１と同様に光取り出し面で全反射して発光表
示装置の中に閉じ込められる。これにより、実施の形態
１と同様の効果を得ることができる。

【００７８】実施の形態２の発光表示装置の製造方法を
図１４をもとに説明する。図１４は、実施の形態２の発
光表示装置の断面を示す説明図である。

【００７９】可視光を透過する基板１は、少なくとも一
方に平坦な表面を有するものを用いる。この面が光取り
出し面５となる。光取り出し面５と反対側の基板面上
に、図１４（ａ）のように、凹凸を有する傾斜面を有す
る光透過手段４を形成する。光透過手段４の形成は、実
施の形態１、実施の形態２と同様の方法で実施できる。
図１４（ｂ）のように、光透過手段４を形成した上に、
可視光を発光する発光手段３を形成する。この上に図１
４（ｃ）のように、可視光を反射する反射膜を形成す
る。この方法によって、実施の形態３の発光表示装置を
製造することができる。

【００８０】

【発明の効果】上記の構成により本発明は、偏光板を用
いることなく、外光が入射したときのコントラスト比の
低下を抑制し、光利用効率を高めることができた。これ
によって、発光表示装置の消費電力を抑えるとともに、
発光表示装置の輝度を高めた発光表示装置を実現するこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の発光表示装置の断面図

【図２】本発明の実施の形態１の発光表示装置の一構成
を示す断面図

【図３】本発明の実施の形態１の発光表示装置の別の構
成を示す断面図

【図４】本発明の実施の形態１の発光表示装置の別の構
成を示す断面図

【図５】本発明の実施の形態１の発光表示装置の発光手
段で発光した光の説明図

【図６】本発明の実施の形態１の発光表示装置の発光手
段の位置を示す説明図

【図７】本発明の実施の形態１の発光表示装置の発光手
段の位置を示す説明図

【図８】本発明の実施の形態１の発光表示装置の凹凸の
配置を示す説明図

【図９】本発明の実施の形態１の発光表示装置の凹凸の
配置を示す説明図

【図１０】本発明の実施の形態１の発光表示装置の製造
方法を示す説明図

【図１１】本発明の実施の形態２の発光表示装置の一構
成を示す断面図

【図１２】本発明の実施の形態２の発光表示装置の製造
方法を示す説明図

【図１３】本発明の実施の形態３の発光表示装置の一構
成を示す断面図

【図１４】本発明の実施の形態３の発光表示装置の製造
方法を示す説明図

【図１５】従来の発光表示装置の断面図

【符号の説明】

１基板２反射膜３発光手段４光透過手段５光取り出し面６観察者７外光１５０１基板１５０２透明電極１５０３発光手段１５０４反射膜１５０５偏光板１５０６位相差板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ 33/24 33/24 Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB17 AB18 BB01 BB06 CA01 CA03 CA05 CB01 CB04 CC01 DA01 DB03 EB00 FA01 FA02 5C094 AA06 AA11 AA43 BA23 BA27 DA13 EA04 EA05 EA06 EB02 EB04 EB05 ED11 FA04 FB12 FB15 GB10 JA09 5G435 AA03 AA16 AA17 BB04 BB05 FF03 KK05 KK10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、前記基板上に形成された反射膜
と、前記反射膜上に設けられ可視光を発光する発光手段
と、前記発光手段上に設けられ前記発光手段の反対側に
光取り出し面を有する光透過手段とを有し、前記反射膜
が、前記光透過手段と大気との界面における前記光透過
手段からの光の全反射角よりも、前記光取り出し面から
の傾斜角が大きい傾斜面を含むことを特徴とする発光表
示装置。
【請求項２】基板と、前記基板上に形成された反射膜
と、前記反射膜上に設けられ可視光を発光する発光手段
と、前記発光手段上に設けられ前記発光手段の反対側に
光取り出し面を有する光透過手段とを有し、前記反射膜
が、前記光取り出し面から４２度以上傾斜した傾斜面を
含むことを特徴とする発光表示装置。
【請求項３】反射膜が、基板に対し凹凸状に配置されて
おり、前記凹凸が前記光取り出し面と反対側に突出した
箇所に可視光を吸収する吸収膜を有することを特徴とす
る請求項１乃至２記載の発光表示装置。
【請求項４】反射膜が、基板に対し凹凸状に配置されて
おり、前記凹凸が前記光取り出し面と反対側に突出した
箇所に傾斜面が７６度以上である傾斜面を含むことを特
徴とする請求項１乃至２記載の発光表示装置。
【請求項５】反射膜に沿って発光手段が設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至２記載の発光表示装置。
【請求項６】反射膜が、基板に対し凹凸状に配置されて
おり、前記凹凸の高さの間に発光手段が設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至２記載の発光表示装置。
【請求項７】可視光を透過し一方の側に光取り出し面を
有する基板と、前記基板の前記光取り出し面と反対側に
形成された発光手段と、前記発光手段上に形成され前記
光取り出し面から傾斜した傾斜面を含む反射膜とを有
し、前記反射膜が、前記基板と大気との界面における前
記基板からの光の全反射角よりも、前記光取り出し面か
らの傾斜角が大きい傾斜面を含むことを特徴とする発光
表示装置。
【請求項８】可視光を透過し一方の側に光取り出し面を
有する基板と、前記基板の前記光取り出し面と反対側に
形成された発光手段と、前記発光手段上に形成され前記
光取り出し面からの傾斜角が４２度以上の傾斜面を含む
反射膜とを有することを特徴とする発光表示装置。
【請求項９】反射膜が、基板に対し凹凸状に配置されて
おり、前記凹凸が光取り出し面から離れる方向に突出し
た箇所の傾斜面に可視光を吸収する吸収膜を有すること
を特徴とする請求項７乃至８記載の発光表示装置。
【請求項１０】反射膜が、基板に対し凹凸状に配置され
ており、前記凹凸の前記光取り出し面から離れる方向に
突出した箇所の傾斜面が７６度以上である傾斜面を含む
ことを特徴とする請求項７乃至８記載の発光表示装置。
【請求項１１】反射膜に沿って発光手段が設けられてい
ることを特徴とする請求項７乃至８記載の発光表示装
置。
【請求項１２】反射膜が、基板に対し凹凸状に配置され
ており、前記凹凸の高さの間に発光手段が設けられてい
ることを特徴とする請求項７乃至８記載の発光表示装
置。
【請求項１３】発光手段が、蛍光または燐光の発光を行
う発光層と、前記発光層に電気的な信号を付加する電極
と、からなることを特徴とする請求項１乃至１２記載の
発光表示装置。
【請求項１４】表示の上下方向と同じ方向に凹凸が形成
されていることを特徴とする請求項１乃至１３記載の発
光表示装置。
【請求項１５】凹凸の形状が略円錐または略角錐である
ことを特徴とする請求項１乃至１３記載の発光表示装
置。
【請求項１６】基板上に、所定の光透過手段と大気との
界面における前記光透過手段からの光の全反射角より
も、所定の光取り出し面からの傾斜角が大きい傾斜面を
含む凹凸を形成する工程と、前記基板上に、可視光を反
射する反射膜を形成する工程と、前記反射膜上に、可視
光を発光する発光手段を形成する工程と、前記発光手段
上に、前記発光手段と反対側に前記光取り出し面を有す
る前記光透過手段を形成する工程と、を含むことを特徴
とする発光表示装置の製造方法。
【請求項１７】可視光を透過し一方の側に光取り出し面
を有する基板上に、可視光を発光する発光手段を形成す
る工程と、前記発光手段上に、前記基板と大気との界面
における前記基板からの光の全反射角よりも、前記光取
り出し面からの傾斜角が大きい傾斜面を含む凹凸を有す
る光透過手段を形成する工程と、前記光透過手段上に可
視光を反射する反射膜を形成する工程と、を含むことを
特徴とする発光表示装置の製造方法。
【請求項１８】可視光を透過し一方の側に光取り出し面
を有する基板の前記光取り出し面の反対側の表面に、前
記基板と大気との界面における前記基板からの光の全反
射角よりも、前記光取り出し面からの傾斜角が大きい傾
斜面を含む凹凸を有する光透過手段を形成する工程と、
前記光透過手段上に可視光を発光する発光手段を形成す
る工程と、前記発光手段上に可視光を反射する反射膜を
形成する工程と、を含むことを特徴とする発光表示装置
の製造方法。
【請求項１９】光透過手段を形成する工程が、基板上に
感光性材料を塗膜したのち、前記感光性材料をパターニ
ングして、表面に凹凸を有する前記感光性材料からなる
光透過手段を形成する工程を含むことを特徴とする請求
項１６乃至１８記載の発光表示装置の製造方法。
【請求項２０】光透過手段を形成する工程が、表面に凹
凸を有する金型に基板を型押しする工程を含むことを特
徴とする請求項１６乃至１８記載の発光表示装置の製造
方法。