JP2003282262A

JP2003282262A - 表示装置

Info

Publication number: JP2003282262A
Application number: JP2002087122A
Authority: JP
Inventors: Taisuke Yamauchi; 泰介山内
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2003-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】高い輝度分布が広い視野角において得られる
表示装置を提供すること。【解決手段】第１の辺１３０ａと、前記第１の辺１３
０ａよりも短い第２の辺１２０ａとを有する長方形形状
の各色用有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ
と、前記各色用有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１
０Ｂの外周に前記各色用有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０
Ｇ、１１０Ｂからの光を観察側に反射させる反射面１３
０ｂ、１２０ｂと、前記各色用有機ＥＬ素子１１０Ｒ、
１１０Ｇ、１１０Ｂを配列する長方形形状のパネル部１
４０とを有し、前記第１の辺１３０ａは、前記パネル１
４０の観察者に対して略水平な辺ＨＬに対して略平行で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置、特に携
帯機器用ディスプレイ又は据置型電子機器用ディスプレ
イに好適な表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エレクトロ・ルミネッセンス素子（以
下、「ＥＬ素子」という）は、ＥＬ材料自体が発光する
ために視野角が広く、完全固体素子であるため高い耐衝
撃性を有する。現在では、発光材料に無機化合物を用い
た無機ＥＬ素子、発光材料に有機化合物を用いた種々の
有機ＥＬ素子が提案されている。特に後者の有機ＥＬ素
子は、低い駆動電圧で高輝度の発光を行うことができる
ため、最近では有機ＥＬ素子を画素として用いた表示装
置の開発が進んでいる。このような表示装置では、複数
の有機ＥＬ素子をマトリックス状に配置形成し、これら
の素子を独立に駆動させることにより表示を行う。

【０００３】一般的に有機ＥＬ素子は、透明基板上に、
透明電極、有機発光層、金属電極を順次積層した構造を
している。この透明電極と金属電極とに電圧を印加する
ことにより有機発光層に正孔と電子とが注入される。こ
れらが再結合するときに生じるエネルギーで蛍光物質を
励起する。当該励起された蛍光物質が基底状態に戻ると
きに発光現象を起こすことを利用して光を出射する。

【０００４】前記透明電極には、例えば酸化インジウム
錫（ＩＴＯ）などの透明導電体を用いる。金属電極に
は、電子注入を容易にして発光効率を上げるため、Ｍｇ
−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉ等の仕事関数の小さな物質を用い
る。透明電極が陽極になり金属電極が陰極になるが、こ
の逆の場合もある。有機発光層の厚さは、数１０ｎｍ程
度で光学的に透明なものである。

【０００５】また、透明電極と有機発光層との間に正孔
輸送層を設けたり、金属電極と有機発光層との間に電子
注入層を設けたり、金属電極と有機発光層との間または
電子注入層と有機発光層との間に接着層を設けたりして
も良い。有機発光層は、一種または複数種の有機発光材
料により構成されるが、有機発光材料と正孔輸送材料ま
たは電子注入材料との混合物により構成してもよい。

【０００６】ところで、有機ＥＬ素子は自発光素子であ
るため、正面のみならず側面周囲も含めた全方向に光が
出射される。また、マトリックス配置した有機ＥＬ素子
の間には、駆動用の配線が格子状に形成され、正面から
観察すると黒く見える部分が存在する。このため、有機
ＥＬパネルの発光面積率は当該格子部分の存在により約
６０％程度となり、その分だけ明るさが低下している。
また、透明電極等の透明媒質の入射面と空気との界面に
対して反射が起こり、出射光の量が低下し、光の利用効
率が悪化する。例えば、有機ＥＬ素子の場合、カバーガ
ラス面での全反射の影響で全発光量の約１／４程度しか
有効に使用できない。このため、表示装置の画素を形成
するＥＬ素子等の自発光素子の外周に、当該自発光素子
の光を観察側に反射させる反射面を形成することが知ら
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、反射面
により光利用効率は向上するが、広い視野角を得ること
は困難となってしまう。従来は反射面により、単にＥＬ
素子からの光を観察側に導くことのみ着目されていたた
め、反射面の傾斜角度と観察側における光の輝度分布特
性との関係は全く考慮されていなかった。この結果、高
輝度で観察できる視野が限られてしまうので、非常に観
察しにくい場合があり問題である。

【０００８】例えば、携帯電話のような携帯用機器で
は、観察者は携帯電話を上下（垂直）方向において角度
を変えて画面を見る頻度が高い。また、テレビやパーソ
ナルコンピュータのような据置型電子機器では、観察者
は水平方向において角度を変えて画面を見る頻度が高
い。

【０００９】このように、ＥＬ素子が用いられる機器に
よって、広い視野角を必要とする方向が異なる。そし
て、上述のように、従来のＥＬ素子を用いた例えば携帯
電話では、観察者が顔を上下に動かして視野角を変えた
場合、ある角度範囲を超えると、極端に輝度が低下し非
常に観察しにくいので上述の問題が顕著になる。一方、
例えば、テレビにおいて、観察者が顔を左右に動かして
視野角を変えた場合、ある範囲を超えると、極端に輝度
が低下し同様の問題が発生する。

【００１０】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたものであり、高い輝度分布が広い視野角におい
て得られる表示装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、その
目的を達成するために、本発明は、第１の辺と、前記第
１の辺よりも短い第２の辺とを有する長方形形状の自発
光素子と、前記自発光素子の外周に設けられ前記自発光
素子からの光を観察側に反射させる反射面と、前記自発
光素子を配列する長方形形状のパネル部とを有し、前記
第１の辺は、前記パネル部の観察者に対して略水平な辺
に対して略平行又は垂直であることを特徴とする表示装
置を提供する。これにより、高い輝度分布が広い視野角
において得られる。

【００１２】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記第１の辺は、前記パネル部の観察者に対して略水平な
前記辺に対して略平行に設けられ、前記パネル部は据置
型電子機器用ディスプレイに組み込まれることが望まし
い。これにより、観察者は水平方向において、高い輝度
分布が広い視野角において得られる。

【００１３】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記第１の辺は、前記パネル部の観察者に対して略水平な
前記辺に対して略垂直に設けられ、前記パネル部は携帯
機器用ディスプレイに組み込まれることが望ましい。こ
れにより、観察者は垂直方向において、高い輝度分布が
広い視野角において得られる。

【００１４】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記自発光素子は、赤色光用自発光素子と緑色光用自発光
素子と青色光用自発光素子とから構成されていることが
望ましい。これにより、フルカラー像を表示することが
できる。

【００１５】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記反射面は前記第１の辺に沿った方向にのみ設けられて
いることが望ましい。これにより、少なくとも、観察者
が視野角を変える範囲において、広範囲で高輝度な光を
得られる。また、１軸方向にのみ溝を形成するだけでよ
いので、作成が容易である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、本発
明の好適な実施形態を詳細に説明する。（第１実施形態）図１は、本発明の第１実施形態に係る
有機ＥＬ素子ディスプレイ１００の概略構成を示す斜視
図である。また、図２は本実施形態の正面図である。本
実施形態に係る有機ＥＬ素子ディスプレイ１００は据置
型電子機器用ディスプレイに組み込まれて使用される。
有機ＥＬ素子ディスプレイ１００は、第１の辺１３０ａ
と、前記第１の辺１３０ａよりも短い第２の辺１２０ａ
とを有する長方形形状の赤色用有機ＥＬ素子１１０Ｒを
有する。また、赤色用有機ＥＬ素子１１０Ｒの外周に前
記有機ＥＬ素子からの光を観察側に反射させる反射面１
２０ｂ、１３０ｂが設けられている。

【００１７】さらに、図２に示すように、赤色用有機Ｅ
Ｌ素子１１０Ｒは、長方形形状のパネル部１４０に配列
されている。ここで、第１の辺１３０ａは、パネル部１
４０の観察者に対して略水平な辺ＨＬに対して平行とな
るように設けられている。

【００１８】例えば、第１の辺１３０ａの長さは約１４
０μｍ、第２の辺１２０ａの長さは約５０μｍである。
そして、同じ大きさ及び反射面を有する緑色用有機ＥＬ
素子１１０Ｇと青色用有機ＥＬ素子１１０Ｂとをｙ方向
に３列ずつ並べる。この３列で１画素を構成する。各有
機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの周囲には反
射面１２０ｂ、１３０ｂが形成されている。

【００１９】図３は、本実施形態に係る有機ＥＬパネル
を示す構成図である。この有機ＥＬパネル１００は、第
一透明基板１上に画素となる有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１
１０Ｇ、１１０Ｂをマトリックス状に成膜し、この有機
ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの有機発光膜上
に第二透明基板３を配置し、これらを透明接着剤（接着
層４）により固着した構造である。また、第二透明基板
３の第一透明基板１との対向面には、画素部分を除いて
格子状にＶ溝５が形成されており、Ｖ溝５の斜面には反
射膜６が形成されている。このように、Ｖ溝５により形
成される夫々の格子毎にＲ、Ｇ、Ｂの画素（１１０Ｒ、
１１０Ｇ、１１０Ｂに相当）が形成される。Ｖ溝５の反
射膜６は正面側から観察できる。そして、反射膜６が形
成されたＶ溝５が、反射面１３０ｂを形成する。

【００２０】第一透明基板１および第二透明基板３の材
料には、ガラス板やポリマー板を用いることができる。
ガラスとしては、石英ガラス、青板ガラス、硼酸塩ガラ
ス、燐酸塩ガラス、燐硅酸ガラス、硅酸塩ガラス等を用
いることができる。また、ポリマー板としては、ポリカ
ーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテ
ルスルホン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート等
を用いることができる。

【００２１】第二透明基板３のＶ溝５は、機械加工等の
除去加工により形成する。また、Ｖ溝５は第二透明基板
３の表面を除去加工する他、溝と溝との間に形作られる
台形部分７（図中点線で表す）をインクジェットや型転
写により形成するようにしても良い。Ｖ溝５に形成した
反射膜６は、陰極に用いる鏡面性の金属電極と同じ材料
を用いて成形することができる。

【００２２】反射膜６は、第二透明基板３の一面に蒸着
法等により所定材料をコーティングし、その後、画素
（１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに相当）となる部分を
エッチングにより除去し、マトリックス状のＶ溝５の内
面を覆う反射膜６とする。

【００２３】次に、有機ＥＬパネル１００の構成要素の
材料を示す（以降、原則的には同じ部材には同じ材料が
用いられる）。有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１
０Ｂは、透明電極、有機発光層、金属電極を順次積層し
た構造であり、その積層法としては、抵抗加熱真空蒸着
法、電子ビーム加熱真空蒸着法、スパッタリング法、イ
オンプレーティング法、キャスト法、スピンコート法等
を適宜用いることができる。まず、透明電極（陽極）と
なるＩＴＯ膜をスパッタリング法により成膜した後、こ
の基板を超音波洗浄、純水洗浄する。洗浄後の基板を市
販の真空蒸着装置のホルダーに固定し、所定減圧下およ
び蒸着速度においてＴＰＤ（Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−
Ｎ，Ｎ′−ビス−（３−メチルフェニル）−［１，１′
−ビフェニル］−４，４′−ジアミン）をＩＴＯ膜上に
堆積させ、正孔輸送層を成膜する。

【００２４】続いて、正孔輸送層が成膜された基板を真
空チャンバーに入れたまま、正孔輸送層上に有機発光層
の成膜を行う。有機発光層の成膜は、Ａｌｑを所定蒸着
速度で正孔輸送層上に堆積させることで行う。次に、加
熱ボードにマグネシウムおよびインジウムを入れて加熱
することで所定蒸着速度で蒸発させ、マグネシウムとイ
ンジウムとの混合金属からなる金属電極（陰極）を有機
発光層上に形成する。

【００２５】透明電極の材料としては、仕事関数が大き
く且つ所望の透明性電極（透明導電膜）が得られる金
属、合金、電気伝導性化合物、またはこれらの混合物を
用いることができ、具体的にはＡｕ等の金属、ＩＴＯ、
ＳｎＯ₂ 、ＺｎＯ等の誘電性透明材料を適宜用いること
ができる。また、金属電極の材料としては、仕事関数の
小さい金属、合金、電気伝導性化合物、またはこれらの
混合物を用いることができ、具体的には、ナトリウム、
マグネシウム、リチウム、マグネシウムと銀との合金ま
たは混合金属、インジウム、希土類金属等を挙げること
ができる。

【００２６】有機発光層の材料としては、ベンゾチアゾ
ール系、ベンゾイミダゾール系、ベンゾオキサゾール系
等の系の蛍光増白剤、金属キレート化オキシノイド化合
物、スチリルベンゼン系化合物、ジスチリルピラジン誘
導体、芳香族ジメチリジン化合物等を用いることができ
る。

【００２７】また、有機発光層は、有機発光材料のみで
構成する他に、有機発光材料と正孔輸送材料、電子注入
材料との混合物から構成しても良い。この場合、有機発
光層の材料としては、ビスフェノールＡ、ポリカーボネ
ート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート等のポリマー
中にクマリン等の有機発光材料を少量分散させた分子分
散ポリマー系、ポリカーボネート骨格中にジスチリルベ
ンゼン誘導体を入れたポリフェニレンビニル（ＰＰＶ）
誘導体系、ポリマー系、ポリアルキルフルオレン（ＰＡ
Ｆ）誘導体系、ポリアルキルチオフェン（ＰＡＴ）誘導
体系、ポリアリレン（ＰＡ）誘導体系、ポリフェニレン
（ＰＰ）誘導体系等の共役ポリマー中や、或いは正孔輸
送性のポリビニルカルバゾール中に電子注入性のオキサ
ジアゾール系誘導体を分散させた系を適宜用いることが
できる。

【００２８】正孔輸送層の材料としては、トリアゾール
誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、ポリアリールアル
カン誘導体、ピラゾリン誘導体、フェニレンジアミン誘
導体、アニリン系共重合体、オキサジアゾール誘導体、
イミダゾール誘導体、アリールアミン誘導体、ポリシラ
ン系化合物、ピラゾロン誘導体、オキサゾール誘導体、
スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、シ
ラザン誘導体、チオフェンオリゴマー等の特定の導電性
高分子オリゴマー等を用いることができる。

【００２９】また、上記有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０
Ｇ、１１０Ｂには電子注入層を設ける場合があり、その
電子注入層の材料としては、ジフェニルキノン誘導体、
ニトロ置換フルオレノン誘導体、チオピランジオキシド
誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ナフタレンペリ
レン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミ
ド、オキサジアゾール誘導体、アントロン誘導体、フレ
オレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン誘導
体、８−キノリノール誘導体、その他特定の電子伝達性
化合物等を用いることができる。

【００３０】接着層４の材料には、８−キノリノールま
たはその誘導体の金属錯体、例えばトリス（８−キノリ
ノール）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリ
ラート）アルミニウムオキシド、ビス（２−メチル−８
−キノリノール）ベリリウム、ビス（８−キノリノー
ル）マグネシウム、ビス（ベンゾ−８−キノリノール）
亜鉛、トリス（８−キノリノール）インジウム、トリス
（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス
（５−クロロ−８−キノリノール）カルシウム、トリス
（５，７−ジクロル−８−キノリノール）アルミニウ
ム、トリス（５，７−ジブロモ−８−ヒドロキシキノリ
ノール）アルミニウム、８−キノリノールリチウム、ト
リス（５−クロロ−８−キノリノール）ガリウム、ビス
（２−メチル−８−キノリノール）亜鉛、トリス（７−
プロピル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８
−キノリノール）スズ等を用いることができる。

【００３１】次に、本実施形態に係る有機ＥＬ素子ディ
スプレイ１００の視野角と輝度分布との関係について説
明する。図４は、有機ＥＬ素子が反射面を有さない場合
の輝度分布を示す図である。実線ｘｘはｘ方向の輝度分
布、破線ｙｙはｙ方向の輝度分布をそれぞれ示す。ま
た、図５は、有機ＥＬ素子が反射面を有する場合の輝度
分布を示す図である。

【００３２】図４と図５と比較して明らかなように、反
射面を設けると、光の利用効率が正面において約３倍向
上する。また、その明るさを全方向に対して維持でき
る。そして、輝度が約半分になる視野角は正面を基準と
して±６０°である。このようにｘ方向（水平方向）に
おいて、明るく、広い視野角を得ることができる。

【００３３】据置型電子機器としては、例えば、１３．
３インチクラス程度までのディスプレイを備えるノート
パソコンやデスクトップ・パソコン等の機器、又は１４
インチ以上のテレビ等が挙げられる。

【００３４】（第２実施形態）図６は、本発明の第２実
施形態に係る有機ＥＬ素子ディスプレイ２００の概略構
成を示す図である。本実施形態では、各色用有機ＥＬ素
子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの第１の辺１３０ａ
が、パネル１４０の観察者に対して略水平な辺ＨＬに対
して垂直となるように設けられている点が上記第１実施
形態と異なる。その他の上記第１実施形態と同様の部分
には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【００３５】本実施形態では、ｙ方向（垂直方向）に明
るく、広い視野角が得られる。このため、例えば携帯電
話、腕時計、携帯型の個人用情報端末（ＰＤＡ）のため
のディスプレイに好適である。

【００３６】また、上記各実施形態では、第１の辺１３
０ａに沿った方向のみに反射面１３０ｂを設けても良
い。これにより、他の反射面１２０ｂを設けなくとも、
観察者が視野角を変える範囲において、広範囲で高輝度
な光を得られる。また、１軸方向にのみ溝を形成するだ
けでよいので、作成が容易である。なお、本発明は、上
記各実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で
様々な変形例をとることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高い輝度分布が広い視野角において得られる表示装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ素子ディ
スプレイの概略構成を示す斜視図である。

【図２】上記第１実施形態に係る有機ＥＬ素子ディスプ
レイ自発光表示ディスプレイの概略構成を示す正面図で
ある。

【図３】上記第１実施形態に係る有機ＥＬ素子ディスプ
レイの断面構成を示す図である。

【図４】反射面が無い場合の輝度分布を示す図である。

【図５】反射面が有る場合の輝度分布を示す図である。

【図６】本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子ディ
スプレイの概略構成を示す正面図である。

【符号の説明】

１第一透明基板３第二透明基板４接着層５Ｖ溝６反射膜７台形部分１００有機ＥＬ素子ディスプレイ１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ各色用有機ＥＬ素子１２０ａ第２の辺１３０ａ第１の辺１２０ｂ、１３０ｂ反射面１４０パネル部ＨＬパネル部の水平な辺

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の辺と、前記第１の辺よりも短い第
２の辺とを有する長方形形状の自発光素子と、前記自発光素子の外周に設けられ前記自発光素子からの
光を観察側に反射させる反射面と、前記自発光素子を配列する長方形形状のパネル部とを有
し、前記第１の辺は、前記パネル部の観察者に対して略水平
な辺に対して略平行又は垂直であることを特徴とする表
示装置。
【請求項２】前記第１の辺は、前記パネル部の観察者
に対して略水平な前記辺に対して略平行に設けられ、前記パネル部は据置型電子機器用ディスプレイに組み込
まれることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】前記第１の辺は、前記パネル部の観察者
に対して略水平な前記辺に対して略垂直に設けられ、前記パネル部は携帯機器用ディスプレイに組み込まれる
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】前記自発光素子は、赤色光用自発光素子
と緑色光用自発光素子と青色光用自発光素子とから構成
されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の表
示装置。
【請求項５】前記反射面は前記第１の辺に沿った方向
にのみ設けられていることを特徴とする請求項４に記載
の表示装置。