JP2007149527A - 光学フィルタ及び有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外光反射による有機ＥＬ表示装置の画質低下を防ぐとともに、有機ＥＬ表示装置の高い輝度を維持することのできる光学フィルタと、当該フィルタを用いた有機ＥＬ表示装置とを提供すること。
【解決手段】本発明の光学フィルタ１０は、有機ＥＬ素子２０の観察側４１に配置されるとともに、外方から機ＥＬ素子へ入射する光を吸収する。このうち有機ＥＬ素子２０は、正孔と電子とが再結合することにより発光する発光層１１と、発光層１１の一側に配置されるとともに、発光層１１に正孔を注入する電子注入電極１３と、発光層１１の他側に配置されるとともに、発光層１１に電子を注入する正孔注入電極１２とを有している。光学フィルタ１０は、保持体３１と、保持体３１に保持され、一次元方向に平行に配置されるとともに、外方からの外光３４を吸収する複数の光吸収部１とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、外方反射に起因する画質低下を防止し、高い輝度を維持することができる光学フィルタ及び有機ＥＬ表示装置に関する。

まず図１３により、一般の有機ＥＬ表示装置５０について述べる。図１３に示すように、有機ＥＬ表示装置５０は有機ＥＬ素子２０を備えている。有機ＥＬ素子２０は、正孔と電子とが再結合することにより発光する発光層１１と、発光層１１の観察側４１に配置されるとともに、発光層１１に正孔を注入する透明な正孔注入電極１２と、発光層１１の正孔注入電極１２の反対側に配置されるとともに、発光層１１に電子を注入する電子注入電極１３とを備えている。

また図１３に示す有機ＥＬ素子２０において、電子注入電極（背面電極）１３は金属光沢を有する金属電極であり、そのため外光が反射する、いわゆる映り込みが生じ、この映り込みによって、有機ＥＬ表示装置５０の画質低下が生じてしまうことがある。

このため図１３に示すように、偏光板６２とλ／４板６１から構成される円偏光板６０を、透明な基板６３を介して、有機ＥＬ素子２０に設けることにより、外方からの外光３５が反射して画質が低下することを防止している。

しかしながら、有機ＥＬ素子２０に円偏光板６０を設けると、有機ＥＬ素子２０から発光する光３６も５０％以上をカットされてしまい、有機ＥＬ表示装置５０の輝度が低下してしまう。

この点、有機ＥＬ素子２０の消費電力を高くして輝度の低下を防ぐことも考えられるが、消費電力を高くなると有機ＥＬ素子２０の寿命が短くなってしまい、好ましくない。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、外光反射による有機ＥＬ表示装置の画質低下を防ぐとともに、有機ＥＬ表示装置の高い輝度を維持することができる光学フィルタ、及び当該光学フィルタを用いた有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、正孔と電子とが再結合することにより発光する発光層と、発光層の一側に配置されるとともに、発光層に正孔を注入する正孔注入電極と、発光層の他側に配置されるとともに、発光層に電子を注入する電子注入電極とを有する有機ＥＬ素子の観察側に配置され、外方から有機ＥＬ素子へ入射する外光を吸収する光学フィルタにおいて、保持体と、保持体に保持され、一次元方向に平行に配置されるとともに、外方からの外光を吸収する複数の光吸収部とを備えたことを特徴とする光学フィルタである。

本発明は、保持体は、各光吸収部の一端を保持する基板からなることを特徴とする光学フィルタである。

本発明は、基板は、有機ＥＬ素子の基板としても機能することを特徴とする光学フィルタである。

本発明は、保持体に、光吸収部を外方から囲む外部樹脂層が設けられたことを特徴とする光学フィルタである。

本発明は、保持体は、光吸収部の外方に配置されたフィルタ本体からなることを特徴とする光学フィルタである。

本発明は、光吸収部は、フィルタ本体の観察側に配置されていることを特徴とする光学フィルタである。

本発明は、光吸収部は、有機ＥＬ素子に対して垂直な方向の側断面が、観察側を短辺とし、有機ＥＬ素子側を長辺とする台形からなることを特徴とする光学フィルタである。

本発明は、光吸収部と有機ＥＬ素子との間に、光を拡散する光拡散層を設けたことを特徴とする光学フィルタである。

本発明は、光吸収部と、光拡散層とが一体に成形されていることを特徴とする光学フィルタである。

本発明は、光吸収部の屈折率は、光吸収部を囲む外部の屈折率よりも小さいことを特徴とする光学フィルタである。

本発明は、上述の光学フィルタと、正孔と電子とが再結合することにより発光する発光層と、発光層の一側に配置されるとともに、発光層に正孔を注入する正孔注入電極と、発光層の他側に配置されるとともに、発光層に電子を注入する電子注入電極とを有する有機ＥＬ素子と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ表示装置である。

本発明は、正孔と電子とが再結合することにより発光する発光層と、発光層の一側に配置されるとともに、発光層に正孔を注入する正孔注入電極と、発光層の他側に配置されるとともに、発光層に電子を注入する電子注入電極とを有する有機ＥＬ素子と、当該有機ＥＬ素子に一端で保持される複数の光吸収部と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ表示装置である。

本発明によれば、保持体に、一次元方向に平行になった複数の光吸収部が保持されているので、この光吸収部により外方からの光を吸収することができる。このため、外光反射による有機ＥＬ表示装置の画質低下を防ぐとともに、有機ＥＬ表示装置の高い輝度を維持することができる。

第１の実施の形態
以下、本発明に係る有機ＥＬ表示装置５０の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１乃至図６は本発明の第１の実施の形態を示す図である。

図１（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態の有機ＥＬ表示装置５０は、平板状の有機ＥＬ素子２０と、有機ＥＬ素子２０の観察側４１に配置されるとともに、外方から有機ＥＬ素子２０へ入射する外光３５を吸収する光学フィルタ１０とを備えている。

このうち有機ＥＬ素子２０は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、正孔と電子とが再結合することにより発光する発光層１１と、発光層１１の観察側４１に配置されるとともに、発光層１１に正孔を注入する透明な正孔注入電極１２と、発光層１１の正孔注入電極１２と反対側に配置されるとともに、発光層１１に電子を注入する電子注入電極１３とを有している。

また、光学フィルタ１０は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、平板状保持体３１と、保持体３１により一端が保持され、有機ＥＬ素子２０に対して直交する方向、すなわち有機ＥＬ素子２０の画素（図示せず）の配置方向に直交する方向に延びるとともに、外方からの外光３５を吸収する複数の光吸収部１と、保持体３１に設けられ光吸収部１を外方から囲む外部樹脂層４とを有している。この場合、保持体３１は有機ＥＬ素子２０の基板３１としても機能するが、有機ＥＬ素子２０と別個独立して設けてもよい。なお、有機ＥＬ素子２０の画素の配置方向に直交する光吸収部１の配置方向は、一次元方向となる。

上記各構成部分のうち、各光吸収部１は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、有機ＥＬ素子２０に垂直な方向への側断面が、観察側４１を短辺１ａとし、有機ＥＬ素子２０側を長辺１ｂとする台形からなっている。

また図１（ａ）（ｂ）において、光吸収部１の屈折率は、光吸収部１を囲む外部樹脂層４の屈折率よりも小さくなっている。

また図１（ａ）（ｂ）に示すように、有機ＥＬ素子２０の内部には、有機ＥＬ素子２０の基板３１上に、青色、緑色及び赤色のカラーフィルタ５ａ，５ｂ、５ｃが配置されている。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。

従来の光学フィルタ１０は、外方から入射する外光３５を偏光板６２とλ／４板６１から構成される円偏光板６０によって遮断する（図１３参照）。これに対して本発明によれば、光学フィルタ１０は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、有機ＥＬ素子２０の観察側４１に、有機ＥＬ素子２０に対して直交する方向に延びる複数の光吸収部１を有するので、この光吸収部１によって、外方から入射する外光３５を吸収することができる。この場合、光学フィルタ１０の各光吸収部１は、互いに並列に複数配置されている。

このため、有機ＥＬ素子２０から発光される光３６が必要以上に遮断されることなく、光の映り込みによる画質低下を防ぐことができる。

ここで光が屈折する際の入射角と出射角との関係について、図２（ａ）（ｂ）を参照して、更に説明する。図２（ａ）（ｂ）に示すように、光が屈折する際、その入射角と出射角との関係はスネルの法則に従い、入射角をθ1、出射角をθ2、入射側媒質の屈折率をn1、出射側の屈折率n2（ｎ２＜ｎ１）とすると、n1sinθ1= n2sinθ2となる。このため、入射角θ1を所定の角度以上にすると、図２（ｂ）に示すように出射角θ２が９０°になり、出射光は全反射するようになる。

本実施の形態においては、図１（ａ）（ｂ）に示すように、光吸収部１の有機ＥＬ素子２０に垂直な方向の側断面が、観察側４１を短辺１ａとし、有機ＥＬ素子２０側を長辺１ｂとする台形になっており、かつ光吸収部１表面の屈折率が、光吸収部１を囲む外部樹脂層４の屈折率よりも小さくなっていることから、有機ＥＬ素子２０から発光される光３６が光吸収部１で全反射する割合を、有機ＥＬ素子２０へと入射する外方からの外光３５の光吸収部１で全反射する割合よりも大きくすることができる。

このため、光吸収部１によって外方からの外光３５を効果的に吸収して有機ＥＬ表示装置５０の画質の低下を防止することができ、かつ有機ＥＬ素子２０から発光される光３６を光吸収部１によって全反射することができる。このようにして、有機ＥＬ表示装置５０の高い輝度を維持することができる。

なお、図３に示すように、光吸収部１の周りから外部樹脂層４を取り除くこともでき、このような構成をとることによって、有機ＥＬ表示装置５０の厚みＴを薄くすることができる。また、外部樹脂層４を設けなる必要が無くなるので、有機ＥＬ表示装置５０の製造コストを削減することができる。

次に本実施の形態のへ変形例について図４乃至図６を用いて説明する。

変形例１−１
図４により本発明の第１の実施の形態における変形例１−１について説明する。図４に示す変形例１−１は、光吸収部１と、有機ＥＬ素子２０の基板３１としても機能する保持体３１との間に、光吸収部１と一体に成形された光を拡散する光拡散層８を設けたものであり、他は図１乃至図３に示す第１の実施の形態と略同一である。

図４に示す第１の実施の形態における変形例１−１において、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図４に示すように光吸収部１と保持体３１との間に、光拡散層８を設けることにより、有機ＥＬ素子２０からの発光される光３６が、光拡散層８内を幅広く広がる。このため、有機ＥＬ素子２０から一様な強さの光を発光することができる。

また、図４に示すように、光吸収部１と光拡散層８とが一体となって成形されているため、光学フィルタ１０の製造工程を少なくすることができる。

変形例１−２
次に、図５及び図６により本発明の第１の実施の形態における変形例１−２について説明する。図５に示す変形例１−２は、青色、緑色及び赤色のカラーフィルタ５ａ，５ｂ，５ｃの各々を、保持体３１の有機ＥＬ素子２０側表面に設ける代わりに、青色、緑色及び赤色のカラーフィルタ５ａ，５ｂ，５ｃを保持体３１内部の観察側４１に設けたものであり、他は図１及び図２に示す第１の実施の形態と略同一である。

図５及び図６に示す第１の実施の形態における変形例１−２において、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図５に示すように、青色、緑色及び赤色のカラーフィルタ５ａ，５ｂ、５ｃは各々、保持体３１内部の観察側４１に設けられているため、保持体３１からカラーフィルタ５ａ，５ｂ、５ｃが突出することはない。このため有機ＥＬ表示装置５０の厚みＴを薄くすることができる。

なお、図６に示すように、光吸収部１の周りから外部樹脂層４を取り除くこともでき、このような構成をとることによって、有機ＥＬ表示装置５０の厚みＴを小さくすることができる。また、外部樹脂層４を設ける必要がなくなるので、有機ＥＬ表示装置５０の製造コストを削減することができる。

第２の実施の形態
次に、図７により本発明の第２の実施の形態について説明する。図７に示す第２の実施の形態において、光学フィルタ１０は観察側４１に設けられた保持体（光学フィルタ基板）３３と、保持体３３に保持され、有機ＥＬ素子２０に対して直交する方向に延びる複数の光吸収部１と、光吸収部１の有機ＥＬ素子２０側に設けられた基板３１とを有している。このうち基板３１は、有機ＥＬ素子２０の基板３１として機能する。また保持体３３と、基板３１との間には光吸収部１を外方から囲む外部樹脂層４が設けられている。他の構成は図５に示す第１の実施の形態の変形例１−２と略同一である。

また図７に示すように、本実施の形態においては、光吸収部１の有機ＥＬ素子２０に垂直な方向への側断面は、長方形となっている。

図７に示す第２の実施の形態において、図５に示す第１の実施の形態の変形例１−２と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図７に示すように、光吸収部１を設けた保持体３３が観察側４１に設けられているため、光吸収部１を観察側４１により近い位置に配置することができる。このため、光吸収部１によって外方からの外光３５を効率よく吸収することができ、有機ＥＬ素子２０の画質低下を、より確実に防ぐことができる。また基板３１内の観察側４１側には、青色、緑色及び赤色のカラーフィルタ５ａ，５ｂ、５ｃが設けられている。

なお、図８に示すように、青色、緑色及び赤色のカラーフィルタ５ａ，５ｂ、５ｃを各々、基板３１内に設ける代わりに、基板３１を取り除くとともに、青色、緑色及び赤色のカラーフィルタ５ａ，５ｂ、５ｃを外部樹脂層４内部の観察側４１に設けてもよい。このように基板３１を取り除くことによって、有機ＥＬ表示装置５０の全体の厚みＴを薄くすることができる。

第３の実施の形態
次に図９により本発明の第３の実施の形態について説明する。図９に示す第３の実施の形態において、光学フィルタ１０は、観察側４１に設けられた保持体（光学フィルタ本体）３２と、保持体３２内に保持され、有機ＥＬ素子２０に対して直交する方向に延びる複数の光吸収部１と、光吸収部１の有機ＥＬ素子２０側に設けられた基板３１とを有している。このうち基板３１は、有機ＥＬ素子２０の基板３１として機能する。図９において、保持体３２の観察側４１に開口部１７が設けられ、各光吸収部１は、当該開口部１７内に保持されている。他の構成は図５に示す第１の実施の形態の変形例１−２と略同一である。

図９に示す第３の実施の形態において、図５に示す第１の実施の形態の変形例１−２と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図９に示すように、光学フィルタ本体３２内の開口部１７は、有機ＥＬ素子２０に垂直な方向の側断面が、観察側４１を短辺１７ａとし、有機ＥＬ素子２０側を長辺１７ｂとする台形形状をしている。

また図９に示すように、基板３１内の観察側には、青色、緑色及び赤色のカラーフィルタ５ａ，５ｂ、５ｃが設けられている。

図９において、保持体３２に、観察側４１を短辺１７ａとし、有機ＥＬ素子２０側を長辺１７ｂとする開口部１７を設ける。その後、光吸収部１の材料を開口部１７に流し込んで、固めることにより、有機ＥＬ素子２０に垂直な方向の側断面が、観察側４１を短辺１ａとし、有機ＥＬ素子２０側を長辺１ｂとする台形からなる光吸収部１を、保持体３２内に容易かつ確実に設けることができる。

なお、保持体３２の素材としてはガラスなど、開口部１７の形状を一定に保つことができるものを用いることが好ましい。

また、図１０に示すように、青色、緑色及び赤色のカラーフィルタ５ａ，５ｂ、５ｃを各々、基板３１内に設ける代わりに、外部樹脂層４内部の観察側４１に設け、基板３１を取り除いてもよい。このように基板３１を取り除くことによって、有機ＥＬ表示装置５０の全体の厚みＴを薄くすることができる。

第４の実施の形態
次に図１１により本発明の第４の実施の形態について説明する。図１１に示す第４の実施の形態における有機ＥＬ表示装置５０は、発光層１１と、発光層の一側に配置された正孔注入電極１２と、発光層１１の他側に配置された電子注入電極１３とを有する有機ＥＬ素子２０と、有機ＥＬ素子２０の正孔注入電極１２側に設けられた光学フィルタ１０とを備えている。このうち光学フィルタ１０は、正孔注入電極１２の側面１８に光吸収部１を外方から囲む外部樹脂層４を有している。他の構成は、図１乃至図６に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、青色、緑色及び赤色のカラーフィルタ５ａ，５ｂ、５ｃは各々、外部樹脂層４内部の観察側４１に設けられている。

図１１に示す第４の実施の形態において、図１乃至図６に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１１に示すように、有機ＥＬ素子２０の正孔注入電極１２側の側面１８に光吸収部１を設けて、有機ＥＬ素子２０の基板３１及び光学フィルタ基板３３を取り除くことにより、有機ＥＬ表示装置５０の厚みＴを小さくすることができる。また、有機ＥＬ素子２０の基板３１や光学フィルタ基板３３を設ける必要がないので、製造コストを削減することができる。

また図１２に示すように、光吸収部１の周りから外部樹脂層４取り除くこともできる。このような構成をとることにより、外部樹脂層４を設ける必要がないので有機ＥＬ表示装置５０の厚みＴを小さくすることができ、かつ有機ＥＬ表示装置５０の製造コストを削減することができる。

なお、図１乃至図１２に示す上述した各実施の形態においては、白色発光する発色層１１を用い、当該発色層１１から発色する白色の光を、青色、緑色及び赤色のカラーフィルタ５ａ，５ｂ，５ｃによって色をつけるカラーフィルタ方式の有機ＥＬ表示装置５０を示したが、これに限らず、発色層１１が各々、青色、緑色及び赤色の異なる色に発色する独立発光方式の有機ＥＬ表示装置５０や、青色に発光する発色層１１を用いて、青色についてはカラーフィルタ５ａを通さず、緑色及び赤色については緑色及び赤色のカラーフィルタ５ｂ，５ｃを通して青色の光に色を付ける色変換方式の有機ＥＬ表示装置５０を用いても良い。

また、上述した各実施の形態においては、有機ＥＬ素子２０の正孔注入電極１２側から発光するボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置５０を示したが、これに限らず、有機ＥＬ素子２０の電子注入電極１３側から発光するトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置５０を用いても良い。このようなトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置５０を用いることにより、有機ＥＬ表示装置５０の輝度を高くすることができる。

本発明による有機ＥＬ表示装置の第１の実施の形態を示す概略断面図。 スネルの法則を説明する概略図。 本発明による有機ＥＬ表示装置の第１の実施の形態において、外部樹脂層を取り除いた態様を示す概略断面図。 本発明による有機ＥＬ表示装置の第１の実施の形態の変形例１−１を示す概略断面図。 本発明による有機ＥＬ表示装置の第１の実施の形態の変形例１−２を示す概略断面図。 本発明による有機ＥＬ表示装置の第１の実施の形態の変形例１−２において、外部樹脂層を取り除いた態様を示す概略断面図。 本発明による光学フィルタの第２の実施の形態を示す概略断面図。 本発明による光学フィルタの第２の実施の形態において、カラーフィルタを外部樹脂層に配置した態様を示す概略断面図。 本発明による有機ＥＬ表示装置の第３の実施の形態を示す概略断面図。 本発明による有機ＥＬ表示装置の第３の実施の形態において、カラーフィルタをフィルタ本体に配置した態様を示す概略断面図。 本発明による有機ＥＬ表示装置の第４の実施の形態を示す概略断面図。 本発明による有機ＥＬ表示装置の第４の実施の形態において、外部樹脂層とカラーフィルタを取り除いた態様を示す概略断面図。 従来の有機ＥＬ表示装置を示す概略断面図。

符号の説明

１ 光吸収部
４ 外部樹脂層
８ 光拡散層
１０ 光学フィルタ
１１ 発光層
１２ 正孔注入電極
１３ 電子注入電極
２０ 有機ＥＬ素子
３１ 有機ＥＬ素子の基板
３２ フィルタ本体
３３ 光学フィルタ基板
４１ 観察側
５０ 有機ＥＬ表示装置

Claims (12)

1. 正孔と電子とが再結合することにより発光する発光層と、発光層の一側に配置されるとともに、発光層に正孔を注入する正孔注入電極と、発光層の他側に配置されるとともに、発光層に電子を注入する電子注入電極とを有する有機ＥＬ素子の観察側に配置され、外方から有機ＥＬ素子へ入射する外光を吸収する光学フィルタにおいて、
   保持体と、
   保持体に保持され、少なくとも一次元方向に平行に配置されるとともに、外方からの光を吸収する複数の光吸収部とを備えたことを特徴とする光学フィルタ。
2. 保持体は、各光吸収部の一端を保持する基板からなることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。
3. 基板は、有機ＥＬ素子の基板としても機能することを特徴とする請求項２記載の光学フィルタ。
4. 保持体に、光吸収部を外方から囲む外部樹脂層が設けられたことを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。
5. 保持体は、光吸収部の外方に配置されたフィルタ本体からなることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。
6. 光吸収部は、フィルタ本体の観察側に配置されていることを特徴とする請求項５記載の光学フィルタ。
7. 光吸収部は、有機ＥＬ素子に対して垂直な方向の側断面が、観察側を短辺とし、有機ＥＬ素子側を長辺とする台形からなることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。
8. 光吸収部と有機ＥＬ素子との間に、光を拡散する光拡散層を設けたことを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。
9. 光吸収部と、光拡散層とが一体に成形されていることを特徴とする請求項８記載の光学フィルタ。
10. 光吸収部の屈折率は、光吸収部を囲む外部の屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の光学フィルタと、
    正孔と電子とが再結合することにより発光する発光層と、発光層の一側に配置されるとともに、発光層に正孔を注入する正孔注入電極と、発光層の他側に配置されるとともに、発光層に電子を注入する電子注入電極とを有する有機ＥＬ素子と、
    を備えたことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
12. 正孔と電子とが再結合することにより発光する発光層と、発光層の一側に配置されるとともに、発光層に正孔を注入する正孔注入電極と、発光層の他側に配置されるとともに、発光層に電子を注入する電子注入電極とを有する有機ＥＬ素子と、
    当該有機ＥＬ素子に一端で保持される複数の光吸収部と、
    を備えたことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。

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