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Abstract
【課題】視野角を制限すると共に正面輝度を向上させた表示装置を提供する。
【解決手段】封止用基板３０に、各表示素子２０に対向して導光部５０を設ける。導光部５０は、表示素子２０に対向する面に入射面５１、反対側に射出面５２を有すると共に入射面５１から射出面５２に向かって広がる、例えば台形の断面を有し、側面５３には反射膜５４を有する。表示素子２０の視野角αは、ｓｉｎα≧ｎ2 ｓｉｎ［ａｔａｎ｛（ｐ＋ａ）／２ｄ｝］、かつ、ｓｉｎα≧ｎ2 ｓｉｎｕ2 ＝ｎ2 ｓｉｎ（ａｕ1 ／ｐ）を満たす。ｎ2 は導光部５０の屈折率、ａは入射面５１の幅、ｐは射出面５２の幅、ｄは入射面５１と射出面５２との間の距離、ｕ1 は入射面５１に入射する光の最大角、ｕ2 は側面５３の反射膜５４で反射したのち射出面５２から出射する光の最大角をそれぞれ表す。
【選択図】図１
【解決手段】封止用基板３０に、各表示素子２０に対向して導光部５０を設ける。導光部５０は、表示素子２０に対向する面に入射面５１、反対側に射出面５２を有すると共に入射面５１から射出面５２に向かって広がる、例えば台形の断面を有し、側面５３には反射膜５４を有する。表示素子２０の視野角αは、ｓｉｎα≧ｎ2 ｓｉｎ［ａｔａｎ｛（ｐ＋ａ）／２ｄ｝］、かつ、ｓｉｎα≧ｎ2 ｓｉｎｕ2 ＝ｎ2 ｓｉｎ（ａｕ1 ／ｐ）を満たす。ｎ2 は導光部５０の屈折率、ａは入射面５１の幅、ｐは射出面５２の幅、ｄは入射面５１と射出面５２との間の距離、ｕ1 は入射面５１に入射する光の最大角、ｕ2 は側面５３の反射膜５４で反射したのち射出面５２から出射する光の最大角をそれぞれ表す。
【選択図】図１
Description
本発明は、モバイル機器に好適な表示装置に関する。
モバイル機器に搭載されるディスプレイは、バッテリーの持続時間をできるだけ長くとりながら視認性の高い高品位の画像表示をさせることが求められるが、この二つは相反する要求となることが通常である。すなわち、視認性を上げるためには輝度を上げる必要があるが、これは消費電力の増加につながる。消費電力が増大するとバッテリーの持続時間が短くなるか、あるいは長時間動作のためにバッテリーの重量が重くなってモバイル機器の商品性を著しく低下させてしまう。
特開２００３−３０３６７７号公報
モバイル機器は戸外で人の多く集まる場所で使用するケースが少なくないが、他人に画面を覗かれることを気にする傾向が強くなってきており、そのためディスプレイの視野角を意図的に制限することがむしろ付加価値となってきている。例えば、携帯電話の画面に視野角を制限するフィルムを貼るといったことが人気を呼んでいる。
しかし、現在一般的な液晶ディスプレイでは、発光がバックライトから常時一定の強さで発せられているため、このような視野角制限は消費電力の削減にはつながらず、またフィルムを貼ることによる視認性の低下も避けられなかった。
また、従来では、ＥＬ（ElectroLuminescence ），ＰＤＰ（Plasma Display Panel）などの自発光素子に関して、透明基板内に隔壁を設け、発光層から臨界角よりも大きな角度で出射した光をこの隔壁により拡散反射させて視認性を高めることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この従来の隔壁は光取り出し面に対して垂直に形成されていたので、隔壁で拡散反射された光の出射角度を制限することはできず、光取り出し面に対して正面方向の輝度（以下、「正面輝度」という。）を強調する能力はなかった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、視野角を制限して利便性を高めると共に正面輝度を向上させることができる表示装置を提供することにある。
本発明による表示装置は、表示素子と、表示素子に対向して設けられ、表示素子に対向する側に入射面、表示素子とは反対側に射出面、側面に反射面を有すると共に入射面から射出面に向かって広がる断面を有する導光部とを備えたものである。
本発明による表示装置では、導光部の断面が入射面から射出面に向かって広がる形状とされ、側面が反射面となっているので、発光の総量は等しくてもその出射角度範囲が狭められ、射出面に対して正面方向に集中する。よって、視野角が制限されると共に正面輝度も向上する。
本発明の表示装置によれば、導光部の断面を入射面から射出面に向かって広がる形状とし、側面を反射面とするようにしたので、光の取り出し方向を限定して視野角を制限すると共に正面輝度を向上させることができる。よって、特にモバイル機器のように、表示内容のプライバシーを確保する必要のある用途に好適である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る表示装置の断面構造を表すものである。この表示装置は、例えばモバイル機器に搭載されるものであり、駆動用基板１０に表示素子２０が設けられている。駆動用基板１０の表示素子２０が設けられている側には、封止用基板３０が対向配置されている。駆動用基板１０と封止用基板３０との間の空間は、中間層４０により完全に充填されている。
駆動用基板１０は、例えばガラスなどの絶縁材料により構成されている。
表示素子２０は、例えば、ＥＬ（有機発光素子），ＰＤＰなどの自発光素子でもよいし、液晶層とバックライトとを備えた液晶素子でもよい。
封止用基板３０は、中間層４０と共に表示素子２０を封止するものであり、表示素子２０からの光に対して透明な材料、例えば、ガラス、またはアクリルあるいはＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）などのプラスチック樹脂により構成されている。
封止用基板３０には、各表示素子２０に対向して導光部５０が設けられている。導光部５０は、表示素子２０に対向する面に入射面５１、反対側に射出面５２を有すると共に入射面５１から射出面５２に向かって広がる、例えば台形の断面を有しており、側面５３には反射膜５４が設けられている。これにより、この表示装置では、光の取り出し方向を限定して視野角を制限すると共に正面輝度を向上させることができるようになっている。
反射膜５４の構成材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）または銀（Ａｇ）などの金属の単体または合金が挙げられる。また、反射膜５４は、誘電体多層膜により構成されていてもよい。
更に、表示素子２０の視野角αは数１を満たす。
（数１）
ｓｉｎα≧ｎ2 ｓｉｎ［ａｔａｎ｛（ｐ＋ａ）／２ｄ｝］
ｓｉｎα≧ｎ2 ｓｉｎｕ2 ＝ｎ2 ｓｉｎ（ａｕ1 ／ｐ）
（数１において、ｎ2 は導光部５０の屈折率、ａは入射面５１の幅、ｐは射出面５２の幅、ｄは入射面５１と射出面５２との間の距離、ｕ1 は入射面５１に入射する光の最大角、ｕ2 は側面５３の反射膜５４で反射したのち射出面５２から出射する光の最大角をそれぞれ表す。）
ｓｉｎα≧ｎ2 ｓｉｎ［ａｔａｎ｛（ｐ＋ａ）／２ｄ｝］
ｓｉｎα≧ｎ2 ｓｉｎｕ2 ＝ｎ2 ｓｉｎ（ａｕ1 ／ｐ）
（数１において、ｎ2 は導光部５０の屈折率、ａは入射面５１の幅、ｐは射出面５２の幅、ｄは入射面５１と射出面５２との間の距離、ｕ1 は入射面５１に入射する光の最大角、ｕ2 は側面５３の反射膜５４で反射したのち射出面５２から出射する光の最大角をそれぞれ表す。）
視野角制限をかけるということは、空気中に射出される全ての光が角度α以内に収まることを意味する。そのためには、（１）反射膜５４で反射されることなく直接空気中に出る光と、（２）反射膜５４で一回以上反射されたのちに空気中に出る光と、その両方が同時に角度α以内であることが必要である。
数１の第１式は、（１）反射膜５４で反射されることなく直接空気中に出る光が角度α以内に収まるための条件を表したものである。すなわち、図３に示したように、（１）の光の最大角をθとすると、数２が成り立つ。また、スネルの法則より、数３が成り立つ。よって、（１）の光が角度α内に収まるための条件は数１の第１式のように与えられる。
（数２）
ｔａｎθ＝（ｐ＋ａ）／２ｄ
（数３）
ｓｉｎα≧ｎ2 ｓｉｎθ
ｔａｎθ＝（ｐ＋ａ）／２ｄ
（数３）
ｓｉｎα≧ｎ2 ｓｉｎθ
数１の第２式は、（２）反射膜５４で一回以上反射されたのちに空気中に出る光が角度α以内に収まるための条件を表したものである。すなわち、図４に示したように、入射面５１に入射する光の最大角ｕ1 と、反射膜５４で一回以上反射されたのちに射出面５２から出る光の最大角ｕ2 との関係は、数４のように表される。この数４を、図５に示したように、屈折率ｎ2 を考慮した導光部５０に適用して、スネルの法則と組み合わせることにより数１の第２式が得られる。
（数４）
ａｕ1 ＝ｐｕ2
（ただしｕ2 は臨界角以下である。）
ａｕ1 ＝ｐｕ2
（ただしｕ2 は臨界角以下である。）
数１の第２式において、ｕ1 は、表示素子２０から屈折率ｎ2 の導光部５０へ入射した光の最大角度となっている。なお、ｕ1 を９０°としないのは、後述する共振器構造、あるいはレンズ等によりあらかじめ、９０°以下で輝度がほぼ０となっている場合を考慮するためである。
実際には、入射面５１の幅ａ、射出面５２の幅ｐ、入射面５１と射出面５２との間の距離ｄは、視野角αが例えば３０°ないし６０°となるように設定されることが好ましい。なお、距離ｄは必ずしも封止用基板３０の厚みＤと同一である必要はなく、図２に示したように、厚みＤのほうが距離ｄよりも大きくてもよい。また、中間層４０の屈折率はｎ1 とする。
隣り合う導光部５０の反射膜５４で囲まれた部分は、空気でもよいし、少なくとも一部が中間層４０で埋め込まれていてもよい。
中間層４０は、例えば、例えば熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂よりなる接着層４１を有しており、駆動用基板１０および表示素子２０と、封止用基板３０とは接着層４１により全面にわたって貼り合わせられている。また、中間層４０は、必要に応じて、表示素子２０と接着層４１との間に、表示素子２０を保護するための窒化ケイ素（ＳｉＮx ）などの保護膜（図示せず）を有していてもよい。
図６は、一様面光源について、導光部５０による視野角制限をかけた場合の照明解析結果を表すものである。なお、解析条件としては、図７に示したように、発光点１１０と目に相当する受光器１２０とを５０ｍｍの距離Ｌをおいて配置している。発光点１１０は、図８に示したように、一辺が０．０５ｍｍの正方形の一様面光源１１１と、上述した導光部５０を設けた隔壁１１２とを、０．０１ｍｍの間隙をおいて配置したものである。導光部５０の入射面５１は一辺が０．０５ｍｍの正方形とし、側面５３の傾斜角度は１７°としている。また、受光器１２０の直径φは１０ｍｍである。
図９は、導光部５０の側面が図１０に示したように垂直である場合について、図６と同様の条件で行った照明解析結果を表すものである。
図６と図９を比較すると、図６では導光部５０から射出する光が図９に比べて正面方向に集中しており、光の取り出し方向を制限する効果が優れていることが分かる。すなわち、導光部５０を入射面５１から射出面５２に向かって広がる断面を有するようにすることによって視野角を制限することができることが分かる。また、本発明者らは、隔壁１１２つまり導光部５０を配設しない一様面光源１１１を単独で設置した場合の照明解析を行い、図６の場合は一様面光源１１１を単独で設置した場合に比べて、出射光の断面強度ピーク値が約６倍になることを確認している。よって、導光部５０を用いることにより正面輝度を約６倍に高めることができ、これにより消費電力を約６分の１に低減することができることが分かる。なお、この照明解析では表示素子２０として一様面光源１１１を用いたが、後述する共振器構造を備えた表示素子２０についてもほぼ同様の結果が得られる。
図１１は、このような表示装置の具体的な構成の一例を表している。この表示装置は、極薄型の有機発光カラーディスプレイ装置などとして用いられるものであり、駆動用基板１０の上に、ＴＦＴ１１および平坦化層１２を間にして、赤色の光を発生する有機発光素子２０Ｒと、緑色の光を発生する有機発光素子２０Ｇと、青色の光を発生する有機発光素子２０Ｂとが、順に全体としてマトリクス状に設けられている。
ＴＦＴ１１のゲート電極（図示せず）は、図示しない走査回路に接続され、ソースおよびドレイン（いずれも図示せず）は、例えば酸化シリコンあるいはＰＳＧ（Phos-Silicate Glass ）などよりなる層間絶縁膜１１Ａを介して設けられた配線１１Ｂに接続されている。配線１１Ｂは、層間絶縁膜１１Ａに設けられた図示しない接続孔を介してＴＦＴ１１のソースおよびドレインに接続され、信号線として用いられる。配線１１Ｂは、例えばアルミニウム（Ａｌ）もしくはアルミニウム（Ａｌ）―銅（Ｃｕ）合金により構成されている。なお、ＴＦＴ１１の構成は、特に限定されず、例えば、ボトムゲート型でもトップゲート型でもよい。
平坦化層１２は、ＴＦＴ１１が形成された駆動用基板１０の表面を平坦化し、有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの各層の膜厚を均一に形成するための下地層である。平坦化層１２には、有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの第１電極２１と配線１１Ｂとを接続する接続孔１２Ａが設けられている。平坦化層１２は、微細な接続孔１２Ａが形成されるため、パターン精度が良い材料により構成されていることが好ましい。平坦化層１２の材料としては、ポリイミド等の有機材料、あるいは酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）などの無機材料が挙げられる。
有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは、例えば、駆動用基板１０の側から、平坦化層１２を間にして、陽極としての第１電極２１、絶縁膜２２、発光層を含む有機層２３、および陰極としての第２電極２４がこの順に積層されている。第２電極２４の上には、必要に応じて、上述した保護膜（図示せず）が形成されている。
第１電極２１は、反射層としての機能も兼ねており、できるだけ高い反射率を有するようにすることが発光効率を高める上で望ましい。第１電極２１は、例えば、積層方向の厚み（以下、単に厚みと言う）が１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、クロム（Ｃｒ），金（Ａｕ），白金（Ｐｔ），ニッケル（Ｎｉ），銅（Ｃｕ），タングステン（Ｗ）あるいは銀（Ａｇ）などの金属元素の単体または合金により構成されている。
絶縁膜２２は、第１電極２１と第２電極２４との絶縁性を確保するとともに発光領域を正確に所望の形状にするためのものであり、例えば感光性樹脂により構成されている。絶縁膜２２には、発光領域に対応して開口部が設けられている。なお、有機層２３および第２電極２４は、絶縁膜２２の上にも連続して設けられているが、発光が生じるのは絶縁膜２２の開口部だけである。
有機層２３は、例えば、図１２に示したように、第１電極２１の側から順に、正孔注入層２３Ａ，正孔輸送層２３Ｂ，発光層２３Ｃおよび電子輸送層２３Ｄを積層した構成を有するが、これらのうち発光層２３Ｃ以外の層は必要に応じて設ければよい。また、有機層２３は、有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの発光色によってそれぞれ構成が異なっていてもよい。正孔注入層２３Ａは、正孔注入効率を高めるためのものであると共に、リークを防止するためのバッファ層である。正孔輸送層２３Ｂは、発光層２３Ｃへの正孔輸送効率を高めるためのものである。発光層２３Ｃは、電界をかけることにより電子と正孔との再結合が起こり、光を発生するものである。電子輸送層２３Ｄは、発光層２３Ｃへの電子輸送効率を高めるためのものである。なお、電子輸送層２３Ｄと第２電極２４との間には、ＬｉＦ，Ｌｉ2 Ｏなどよりなる電子注入層（図示せず）を設けてもよい。
有機発光素子２０Ｒの正孔注入層２３Ａは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）あるいは４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）により構成されている。有機発光素子２０Ｒの正孔輸送層２３Ｂは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、ビス［（Ｎ−ナフチル）−Ｎ−フェニル］ベンジジン（α−ＮＰＤ）により構成されている。有機発光素子２０Ｒの発光層２３Ｃは、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、８−キノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ3 ）に２，６−ビス［４−［Ｎ−（４−メトキシフェニル）−Ｎ−フェニル］アミノスチリル］ナフタレン−１，５−ジカルボニトリル（ＢＳＮ−ＢＣＮ）を４０体積％混合したものにより構成されている。有機発光素子２０Ｒの電子輸送層２３Ｄは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 により構成されている。
有機発光素子２０Ｇの正孔注入層２３Ａは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、ｍ−ＭＴＤＡＴＡあるいは２−ＴＮＡＴＡにより構成されている。有機発光素子２０Ｇの正孔輸送層２３Ｂは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、α−ＮＰＤにより構成されている。有機発光素子２０Ｇの発光層２３Ｃは、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 にクマリン６（Ｃｏｕｍａｒｉｎ６）を３体積％混合したものにより構成されている。有機発光素子２０Ｇの電子輸送層２３Ｄは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 により構成されている。
有機発光素子２０Ｂの正孔注入層２３Ａは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、ｍ−ＭＴＤＡＴＡあるいは２−ＴＮＡＴＡにより構成されている。有機発光素子２０Ｂの正孔輸送層２３Ｂは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、α−ＮＰＤにより構成されている。有機発光素子２０Ｂの発光層２３Ｃは、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、スピロ６Φ（ｓｐｉｒｏ６Φ）により構成されている。有機発光素子２０Ｂの電子輸送層２３Ｄは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 により構成されている。
第２電極２４は、例えば、厚みが５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、アルミニウム（Ａｌ），マグネシウム（Ｍｇ），カルシウム（Ｃａ），ナトリウム（Ｎａ）などの金属元素の単体または合金により構成されている。中でも、マグネシウムと銀との合金（ＭｇＡｇ合金）、またはアルミニウム（Ａｌ）とリチウム（Ｌｉ）との合金（ＡｌＬｉ合金）が好ましい。第２電極２４は、有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂのすべてを覆うように形成され、有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの共通電極となっている。第２電極２４の電圧降下を抑制するため、絶縁膜２２の上には補助電極２４Ａが設けられていることが好ましい。補助電極２４Ａは、有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの隙間を縫って設けられており、その端部は、駆動用基板１０の周辺部に、有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂが設けられた領域を取り囲むように形成された図示しない母線となる幹状補助電極に接続されている。補助電極２４Ａおよび図示しない母線となる幹状補助電極は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）あるいはクロム（Ｃｒ）のような低抵抗の導電性材料を単層あるいは積層構造としたものにより構成されている。
第２電極２４は、また、半透過性反射層としての機能を兼ねている。すなわち、この有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは、第１電極２１の発光層２３Ｃ側の端面を第１端部Ｐ１、第２電極２４の発光層２３Ｃ側の端面を第２端部Ｐ２とし、有機層２３を共振部として、発光層２３Ｃで発生した光を共振させて第２端部Ｐ２の側から取り出す共振器構造を有している。このように共振器構造を有するようにすれば、発光層２３Ｃで発生した光が多重干渉を起こし、一種の狭帯域フィルタとして作用することにより、取り出される光のスペクトルの半値幅が減少し、色純度を向上させることができる。また、封止用基板３０側から入射した外光についても多重干渉により減衰させることができ、後述する位相差板および偏光板、またはカラーフィルタとの組合せにより有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにおける外光の反射率を極めて小さくすることができる。
そのためには、共振器の第１端部Ｐ１と第２端部Ｐ２との間の光学的距離Ｌは数５を満たすようにし、共振器の共振波長（取り出される光のスペクトルのピーク波長）と、取り出したい光のスペクトルのピーク波長とを一致させることが好ましい。光学的距離Ｌは、実際には、数５を満たす正の最小値となるように選択することが好ましい。
（数５）
（２Ｌ）／λ＋Φ／（２π）＝ｍ
（式中、Ｌは第１端部Ｐ１と第２端部Ｐ２との間の光学的距離、Φは第１端部Ｐ１で生じる反射光の位相シフトΦ1 と第２端部Ｐ２で生じる反射光の位相シフトΦ2 との和（Φ＝Φ1 ＋Φ2 ）（ｒａｄ）、λは第２端部Ｐ２の側から取り出したい光のスペクトルのピーク波長、ｍはＬが正となる整数をそれぞれ表す。なお、数５においてＬおよびλは単位が共通すればよいが、例えば（ｎｍ）を単位とする。）
（２Ｌ）／λ＋Φ／（２π）＝ｍ
（式中、Ｌは第１端部Ｐ１と第２端部Ｐ２との間の光学的距離、Φは第１端部Ｐ１で生じる反射光の位相シフトΦ1 と第２端部Ｐ２で生じる反射光の位相シフトΦ2 との和（Φ＝Φ1 ＋Φ2 ）（ｒａｄ）、λは第２端部Ｐ２の側から取り出したい光のスペクトルのピーク波長、ｍはＬが正となる整数をそれぞれ表す。なお、数５においてＬおよびλは単位が共通すればよいが、例えば（ｎｍ）を単位とする。）
封止用基板３０には、上述した導光部５０が設けられている。なお、隣り合う導光部５０の側面５３どうしは、図１に示したように逆Ｖ字状につながっている必要はなく、断面台形状をなしていてもよい。
また、封止用基板３０には、例えば、有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂとは反対側の面に位相差板３１および偏光板３２が貼り合わせられており、外光反射を遮断すると共に十分なコントラストを保つようになっている。なお、封止用基板３０は、位相差板３１および偏光板３２の代わりにカラーフィルタ（図示せず）が設けられていてもよく、これによりコントラストを保ちながら輝度低下を防ぐようにしてもよい。
この表示装置は、例えば次のようにして製造することができる。
図１３ないし図１５は、この表示装置の製造方法を工程順に表すものである。この製造方法は、図１１に示したような有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを備えた表示装置を製造する場合を表している。
まず、図１３（Ａ）に示したように、上述した材料よりなる駆動用基板１０の上に、ＴＦＴ１１，層間絶縁膜１１Ａおよび配線１１Ｂを形成し、全面に例えばスピンコート法により上述した材料よりなる平坦化層１２を形成し、露光および現像により平坦化層１２を所定の形状にパターニングすると共に接続孔１２Ａを形成し、焼成する。
次いで、図１３（Ｂ）に示したように、例えばスパッタ法により、上述した材料よりなる第１電極２１を形成し、エッチングにより所定の形状に成形する。
続いて、図１４（Ａ）に示したように、駆動用基板１０の全面にわたり感光性樹脂を塗布し、例えばフォトリソグラフィ法により成形して第１電極２１に対応する部分に開口部を設け、焼成して、絶縁膜２２を形成する。
そののち、同じく図１４（Ａ）に示したように、絶縁膜２２の上に、駆動用基板１０の全面にわたり補助電極２４Ａを形成し、例えばリソグラフィ技術を用いて選択的にエッチングし、所定の形状にパターニングする。
補助電極２４Ａを形成したのち、図１４（Ｂ）に示したように、例えば蒸着法により、上述した厚みおよび材料よりなる正孔注入層２３Ａ，正孔輸送層２３Ｂ，発光層２３Ｃ，電子輸送層２３Ｄおよび第２電極２４を順次成膜し、図１２に示したような有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを形成する。続いて、有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの上に、必要に応じて保護膜（図示せず）を形成する。
また、図１５に示したように、上述した材料よりなる封止用基板３０に導光部５０を設け、この導光部５０の側面５３に上述した材料よりなる反射膜５４を形成する。導光部５０は、封止用基板３０をプラスチック樹脂により構成する場合はスタンパーを用いて形成することができ、ガラスよりなる封止用基板３０を用いる場合にはバイト研削により形成することができる。反射膜５４は、例えば、蒸着またはスパッタリングにより形成することができる。
そののち、有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂおよびそれを覆う保護膜の上に、中間層４０として接着層４１を形成し、この接着層４１を間にして封止用基板３０を貼り合わせる。その際、封止用基板３０の導光部５０を形成した面を、有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ側にして配置する。最後に、封止用基板３０の表面に位相差板３１および偏光板３２を貼り合わせる。以上により、図１１に示した表示装置が完成する。
この表示装置では、各有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにおいて、第１電極２１と第２電極２４との間に所定の電圧が印加されることにより、発光層２３Ｃに電流が注入され、正孔と電子とが再結合して発光が起こる。この光は、第１電極２１と第２電極２４との間で多重反射し、第２電極２４および封止用基板３０を透過して取り出される。このとき、導光部５０の断面が入射面５１から射出面５２に向かって広がる形状とされており、側面５３に反射膜５４が設けられているので、発光の総量は等しくてもその出射角度範囲が狭められ、射出面５２に対して正面方向に集中する。よって、視野角αが制限されると共に正面輝度も向上する。
このように本実施の形態では、導光部５０の断面を入射面５１から射出面５２に向かって広がる形状とすると共に、側面５３に反射膜５４を設けるようにしたので、光の取り出し方向を限定して視野角αを制限すると共に正面輝度を向上させることができる。
また、表示素子２０からの発光として消費されるエネルギーを表示装置を見る人にだけ使用させることができ、それだけ消費電力を無駄に使わず、かつそれが利用者にとって表示内容のプライバシーを確保するという付加価値になる。とりわけ有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂのような自発光型の表示装置の場合は、発光の取り出し方向を限定することによって、その方向での輝度を十分に保った上で発光の総量を削減でき、従って消費電力を削減することができる。
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、導光部５０の側面５３を反射面とするため、側面５３に反射膜５４を設けた場合について説明したが、導光部５０内外に屈折率差をつけることにより側面５３で全反射を生じさせるようにしてもよい。
また、上記実施の形態では側面５３が傾斜平面であり、導光部５０が台形断面を有する場合について説明したが、側面５３は曲面でもよい。
更に、上記実施の形態では発光層２３Ｃで発生した光を第１端部Ｐ１と第２端部Ｐ２との間で多重反射させる共振器構造を形成した場合について説明したが、本発明は共振器構造を有しない有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにも適用可能である。
加えて、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。例えば、上記実施の形態においては、駆動用基板１０の上に、第１電極２１，有機層２３および第２電極２４を駆動用基板１０の側から順で積層し、封止用基板３０に設けた導光部５０から光を取り出すようにした場合について説明したが、積層順序を逆にして、駆動用基板１０の上に、第２電極２４，有機層２３および第１電極２１を駆動用基板１０の側から順に積層し、駆動用基板１０の側から光を取り出すようにすることもできる。この場合、導光部５０は駆動用基板１０に形成すればよい。
更にまた、例えば、上記実施の形態では、第１電極２１を陽極、第２電極２４を陰極とする場合について説明したが、陽極および陰極を逆にして、第１電極２１を陰極、第２電極２４を陽極としてもよい。さらに、第１電極２１を陰極、第２電極２４を陽極とすると共に、駆動用基板１０の上に、第２電極２４，有機層２３および第１電極２１を駆動用基板１０の側から順に積層し、駆動用基板１０の側から光を取り出すようにすることもできる。
加えてまた、上記実施の形態では、有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層を更に備えていてもよい。例えば、第１電極２１と有機層２３との間に、酸化クロム（ＩＩＩ）（Ｃｒ2 Ｏ3 ），ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide：インジウム（Ｉｎ）およびスズ（Ｓｎ）の酸化物混合膜）などからなる正孔注入用薄膜層を備えていてもよい。また、例えば第１電極２１は、誘電体多層膜とすることもできる。
更にまた、上記実施の形態では、第２電極２４が半透過性反射層により構成されている場合について説明したが、第２電極２４は、半透過性反射層と透明電極とが第１電極２１の側から順に積層された構造としてもよい。この透明電極は、半透過性反射層の電気抵抗を下げるためのものであり、発光層２３Ｃで発生した光に対して十分な透光性を有する導電性材料により構成されている。透明電極を構成する材料としては、例えば、ＩＴＯまたはインジウムと亜鉛（Ｚｎ）と酸素とを含む化合物が好ましい。室温で成膜しても良好な導電性を得ることができるからである。透明電極の厚みは、例えば３０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることができる。また、この場合、半透過性反射層を一方の端部とし、透明電極を挟んで半透過性電極に対向する位置に他方の端部を設け、透明電極を共振部とする共振器構造を形成するようにしてもよい。さらに、そのような共振器構造を設けた上で、有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを保護膜で覆うようにし、この保護膜を、透明電極を構成する材料と同程度の屈折率を有する材料により構成すれば、保護膜を共振部の一部とすることができ、好ましい。
加えてまた、本発明は、第２電極２４を透明電極により構成すると共に、この透明電極の有機層２３と反対側の端面の反射率が大きくなるように構成し、第１電極２１の発光層２３Ｃ側の端面を第１端部、透明電極の有機層と反対側の端面を第２端部とした共振器構造を構成した場合についても適用することができる。例えば、透明電極を大気層に接触させ、透明電極と大気層との境界面の反射率を大きくして、この境界面を第２端部としてもよい。また、接着層との境界面での反射率を大きくして、この境界面を第２端部としてもよい。さらに、有機発光素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを保護膜で覆い、この保護膜との境界面での反射率を大きくして、この境界面を第２端部としてもよい。
１０…駆動用基板、１１…ＴＦＴ、１２…平坦化層、２０…表示素子、２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ…有機発光素子、２１…第１電極、２２…絶縁膜、２３…有機層、２３Ａ…正孔注入層、２３Ｂ…正孔輸送層、２３Ｃ…発光層、２３Ｄ…電子輸送層、２４…第２電極、３０…封止用基板、３１…位相差板、３２…偏光板、４０…中間層、４１…接着層、５０…導光部、５１…入射面、５２…射出面、５３…側面、５４…反射膜
Claims (6)
- 表示素子と、
前記表示素子に対向して設けられ、前記表示素子に対向する側に入射面、前記表示素子とは反対側に射出面、側面に反射面を有すると共に前記入射面から前記射出面に向かって広がる断面を有する導光部と
を備えたことを特徴とする表示装置。 - 前記表示素子の視野角αは数１を満たす
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
（数１）
ｓｉｎα≧ｎ2 ｓｉｎ［ａｔａｎ｛（ｐ＋ａ）／２ｄ｝］
ｓｉｎα≧ｎ2 ｓｉｎｕ2 ＝ｎ2 ｓｉｎ（ａｕ1 ／ｐ）
（数１において、ｎ2 は前記導光部の屈折率、ａは前記入射面の幅、ｐは前記射出面の幅、ｄは前記入射面と前記射出面との間の距離、ｕ1 は前記入射面に入射する光の最大角、ｕ2 は前記反射面で反射したのち前記射出面から出射する光の最大角をそれぞれ表す。） - 前記反射面に反射膜が設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。 - 前記表示素子は、第１電極と第２電極との間に、発光層を含む有機層を備えた有機発光素子である
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。 - 前記表示素子は、前記発光層で発生した光を第１端部と第２端部との間で共振させる共振器構造を有する
ことを特徴とする請求項４記載の表示装置。 - 前記表示素子は駆動用基板に設けられ、前記駆動用基板の表示素子が設けられている側に封止用基板が対向配置され、前記封止用基板に前記導光部が設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
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