JP2000113988A - 有機el表示装置およびその点灯方法 - Google Patents
有機el表示装置およびその点灯方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/80—Constructional details
- H10K59/8791—Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light
Landscapes
- Control Of El Displays (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の有機EL表示装置においては、金属陰
極による反射光を低減させるために、直線偏光板と1/
4波長板からなる円偏光手段を有機EL素子の前面に設
けていた。しかし、従来の円偏光手段は有機EL素子か
らの発光光も約半減させてしまうため、有効に外部に取
り出せないという問題があった。 【解決手段】 円偏光手段として一軸配向処理を施した
基板間に二色性色素を添加したネマチック液晶を挟持し
た液晶表示素子と、1/4波長板とにより構成した。こ
れにより、有機EL表示素子の非点灯箇所においては電
圧無印加状態の液晶層と1/4波長板の働きにより金属
陰極による反射光を遮断し、点灯箇所においては、液晶
表示素子に電圧を加えることで有機EL素子による発光
を液晶層にて吸収することなく外部に通過するものとし
て、従来に比べて明るく、コントラストの高い有機EL
表示装置を得ることができる。
極による反射光を低減させるために、直線偏光板と1/
4波長板からなる円偏光手段を有機EL素子の前面に設
けていた。しかし、従来の円偏光手段は有機EL素子か
らの発光光も約半減させてしまうため、有効に外部に取
り出せないという問題があった。 【解決手段】 円偏光手段として一軸配向処理を施した
基板間に二色性色素を添加したネマチック液晶を挟持し
た液晶表示素子と、1/4波長板とにより構成した。こ
れにより、有機EL表示素子の非点灯箇所においては電
圧無印加状態の液晶層と1/4波長板の働きにより金属
陰極による反射光を遮断し、点灯箇所においては、液晶
表示素子に電圧を加えることで有機EL素子による発光
を液晶層にて吸収することなく外部に通過するものとし
て、従来に比べて明るく、コントラストの高い有機EL
表示装置を得ることができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は有機EL素子、有機エレ
クトロルミネセンス素子、有機電界発光素子、有機LE
D素子等と称され、有機薄膜を発光層に用いる有機エレ
クトロルミネセンス素子(以下、有機EL素子という)
に関するもので、特に、有機ELディスプレイに好適な
有機EL表示装置に係るものである。
クトロルミネセンス素子、有機電界発光素子、有機LE
D素子等と称され、有機薄膜を発光層に用いる有機エレ
クトロルミネセンス素子(以下、有機EL素子という)
に関するもので、特に、有機ELディスプレイに好適な
有機EL表示装置に係るものである。
【0002】
【従来の技術】有機EL素子は、有機物発光層に電流を
注入することにより電気エネルギーを光エネルギーに変
換して発光する自己発光型の表示素子であり、近年、活
発に研究がされている。特に、芳香族ジアミンからなる
有機正孔輸送層と8−ヒドロキシキノリノンのアルミニ
ウム錯体からなる有機発光層とを設けた有機発光層とを
設けた有機EL素子(Appl.Phys.Lett.、Vol.51、P-91
3、1987)により、アントラセン等を用いた電界発光素
子に比して発光効率の改善がなされて以来、活発な開発
が進められている。
注入することにより電気エネルギーを光エネルギーに変
換して発光する自己発光型の表示素子であり、近年、活
発に研究がされている。特に、芳香族ジアミンからなる
有機正孔輸送層と8−ヒドロキシキノリノンのアルミニ
ウム錯体からなる有機発光層とを設けた有機発光層とを
設けた有機EL素子(Appl.Phys.Lett.、Vol.51、P-91
3、1987)により、アントラセン等を用いた電界発光素
子に比して発光効率の改善がなされて以来、活発な開発
が進められている。
【0003】有機EL表示素子の基本的構成を図4に示
す。有機EL表示素子50は、ガラス基板51上にIT
O(Indium Tin Oxide)透明電極層52をストライプ状
に設け、その上にホール輸送層53、有機EL層54、
ストライプ状の陰極層55を真空蒸着法により順次成膜
して積層した構成としている。
す。有機EL表示素子50は、ガラス基板51上にIT
O(Indium Tin Oxide)透明電極層52をストライプ状
に設け、その上にホール輸送層53、有機EL層54、
ストライプ状の陰極層55を真空蒸着法により順次成膜
して積層した構成としている。
【0004】そして、陽極である透明電極層52と陰極
層55との間に直流電圧を印加することにより透明電極
52から注入されたホールと、陰極層55から注入され
た電子が有機層53、54に到達して電子−ホールの再
結合が生じ、電気エネルギーを光エネルギーに変換して
所定波長の発光が生じる。
層55との間に直流電圧を印加することにより透明電極
52から注入されたホールと、陰極層55から注入され
た電子が有機層53、54に到達して電子−ホールの再
結合が生じ、電気エネルギーを光エネルギーに変換して
所定波長の発光が生じる。
【0005】有機層53、54は、性能を向上するため
に、ITO透明電極層52側からホール輸送層53およ
び有機EL発光層54の2層構造としたものや、ホール
輸送層、有機EL発光層および電子注入層の3層構造と
したものが用いられる。ホール輸送層は、陽極からホー
ルを注入され易くする機能と電子をブロックする機能を
有し、電子注入層は、陰極から電子を注入され易くする
機能を有する。有機層は有機EL発光層等の厚みを10
0nm程度の厚さに形成している。また、陽極と陰極の
位置は逆転する場合もある。
に、ITO透明電極層52側からホール輸送層53およ
び有機EL発光層54の2層構造としたものや、ホール
輸送層、有機EL発光層および電子注入層の3層構造と
したものが用いられる。ホール輸送層は、陽極からホー
ルを注入され易くする機能と電子をブロックする機能を
有し、電子注入層は、陰極から電子を注入され易くする
機能を有する。有機層は有機EL発光層等の厚みを10
0nm程度の厚さに形成している。また、陽極と陰極の
位置は逆転する場合もある。
【0006】有機EL素子50を構成する一対の電極の
うち、陽極層の材料としては、ニッケル、金、白金、パ
ラジウムやこれらの合金或いは酸化錫(SnO2)、沃
化銅などの仕事関数の大きな金属やそれらの合金、化合
物、更にはポリピロール等の導電性ポリマーなどを用い
ることができるが、一般にはITO透明電極層52が多
く用いられている。
うち、陽極層の材料としては、ニッケル、金、白金、パ
ラジウムやこれらの合金或いは酸化錫(SnO2)、沃
化銅などの仕事関数の大きな金属やそれらの合金、化合
物、更にはポリピロール等の導電性ポリマーなどを用い
ることができるが、一般にはITO透明電極層52が多
く用いられている。
【0007】一方、陰極層55は、電子注入に有効な材
料とする必要があり、電子注入効率の向上が図れる仕事
関数の小さな金属材料金属(低仕事関数金属材料)を用
いることが好ましく、3エレクトロンボルト以下の仕事
関数のものを用いることが望ましいが、アルカリ金属等
の低仕事関数の金属材料は成膜の容易性、安定性等に問
題があるので、例えば特開昭63−295695号等に
記載されているようなアルミニウム、マグネシウム、マ
グネシウムインジウム合金、マグネシウムアルミニウム
合金、マグネシウム銀合金や、アルミニウムリチウム合
金等の単独材料または共蒸着された合金材料が用いられ
ている。また、陰極層55を有機EL層54側から3エ
レクトロンボルト以下の低仕事関数のリチウム第1金属
と前記第1金属を安定化せしめるアルミニウム第2金属
とからなる積層構造としたものも用いられている(特開
平5−121172号公報参照)。
料とする必要があり、電子注入効率の向上が図れる仕事
関数の小さな金属材料金属(低仕事関数金属材料)を用
いることが好ましく、3エレクトロンボルト以下の仕事
関数のものを用いることが望ましいが、アルカリ金属等
の低仕事関数の金属材料は成膜の容易性、安定性等に問
題があるので、例えば特開昭63−295695号等に
記載されているようなアルミニウム、マグネシウム、マ
グネシウムインジウム合金、マグネシウムアルミニウム
合金、マグネシウム銀合金や、アルミニウムリチウム合
金等の単独材料または共蒸着された合金材料が用いられ
ている。また、陰極層55を有機EL層54側から3エ
レクトロンボルト以下の低仕事関数のリチウム第1金属
と前記第1金属を安定化せしめるアルミニウム第2金属
とからなる積層構造としたものも用いられている(特開
平5−121172号公報参照)。
【0008】上記したように、電子、ホールの注入効率
を高めるように電極材料を選択しており、有機EL素子
50を平面表示素子とする場合には、更に発光輝度を良
好にするために陽極層をITO透明電極層51とし、陰
極層55としてMgAg等の低仕事関数で且つ光反射率
の高い金属材料を用いて、有機EL層54での発光によ
る出射光を陰極層55にて反射させ、ITO透明電極層
51を介してガラス基板51側から出射する光量を高め
るものとしている。
を高めるように電極材料を選択しており、有機EL素子
50を平面表示素子とする場合には、更に発光輝度を良
好にするために陽極層をITO透明電極層51とし、陰
極層55としてMgAg等の低仕事関数で且つ光反射率
の高い金属材料を用いて、有機EL層54での発光によ
る出射光を陰極層55にて反射させ、ITO透明電極層
51を介してガラス基板51側から出射する光量を高め
るものとしている。
【0009】このような素子構造としているため、有機
EL表示素子50が発光していない状態においては、ガ
ラス基板51側から観視した際にITO透明電極層5
2、有機層53、54を介して金属材料陰極層55が反
射面として観察され、発光している状態においても図示
したようなドットマトリクス構造の点灯画素間の陰極層
55が観察され有機EL表示素子全体のコントラストを
低下させ、視認性に劣るものであった。
EL表示素子50が発光していない状態においては、ガ
ラス基板51側から観視した際にITO透明電極層5
2、有機層53、54を介して金属材料陰極層55が反
射面として観察され、発光している状態においても図示
したようなドットマトリクス構造の点灯画素間の陰極層
55が観察され有機EL表示素子全体のコントラストを
低下させ、視認性に劣るものであった。
【0010】そこで、上記した問題を解決しコントラス
トの高い有機EL表示素子を提供するために、有機EL
表示素子の外側に偏光層を設けることが提案されてい
る。例えば特開平7−142170号においては、有機
EL層の光取り出し面側に位置する電極の外側にPVA
の一軸延伸配光フィルムにヨウ素や染料を配列させた直
線偏光フィルムまたは、直線偏光フィルムもしくは直線
偏光板と位相差補償板もしくは位相差補償フィルムとを
組み合わせたものを配設した有機EL表示素子が開示さ
れており、特開平9−127885号においては、広波
長範囲でほぼ1/4λの位相差が得られるように複数の
複屈折板によって構成した1/4波長板と直線偏光板と
で構成した円偏光板手段を設けた有機EL表示素子が開
示されている。
トの高い有機EL表示素子を提供するために、有機EL
表示素子の外側に偏光層を設けることが提案されてい
る。例えば特開平7−142170号においては、有機
EL層の光取り出し面側に位置する電極の外側にPVA
の一軸延伸配光フィルムにヨウ素や染料を配列させた直
線偏光フィルムまたは、直線偏光フィルムもしくは直線
偏光板と位相差補償板もしくは位相差補償フィルムとを
組み合わせたものを配設した有機EL表示素子が開示さ
れており、特開平9−127885号においては、広波
長範囲でほぼ1/4λの位相差が得られるように複数の
複屈折板によって構成した1/4波長板と直線偏光板と
で構成した円偏光板手段を設けた有機EL表示素子が開
示されている。
【0011】このように直線偏光板もしくは直線偏光フ
ィルムを有機EL素子50の外側に設けることで、有機
EL表示素子50の非発光状態において外部から入射し
た光は、直線偏光板の偏光軸と平行方向の光のみ透過
し、その直線偏光光は、ITO透明電極層52、有機層
53、54を通過して金属材料陰極層55にて反射され
るが、その際に異なる偏光方向となって反射される反射
光成分は、偏光板を透過しないため、外部出射光側にて
観察される反射光は低減する。
ィルムを有機EL素子50の外側に設けることで、有機
EL表示素子50の非発光状態において外部から入射し
た光は、直線偏光板の偏光軸と平行方向の光のみ透過
し、その直線偏光光は、ITO透明電極層52、有機層
53、54を通過して金属材料陰極層55にて反射され
るが、その際に異なる偏光方向となって反射される反射
光成分は、偏光板を透過しないため、外部出射光側にて
観察される反射光は低減する。
【0012】特に円偏光手段を設けた場合にあっては、
入射するランダムな偏光の光は直線偏光となって1/4
波長板に入射し、1/4波長板の複屈折特性により右ま
たは左の円偏光となって反射面に入射し、反射面である
金属材料陰極層55にて入射時とは逆の円偏光となって
再び円偏光手段に入射すると、偏光板の軸と直交する方
向の直線偏光光となっているため、直線偏光板にて遮蔽
されるものとなり反射光を大幅に低減することができる
ものとなる。
入射するランダムな偏光の光は直線偏光となって1/4
波長板に入射し、1/4波長板の複屈折特性により右ま
たは左の円偏光となって反射面に入射し、反射面である
金属材料陰極層55にて入射時とは逆の円偏光となって
再び円偏光手段に入射すると、偏光板の軸と直交する方
向の直線偏光光となっているため、直線偏光板にて遮蔽
されるものとなり反射光を大幅に低減することができる
ものとなる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た偏光手段を設けた有機EL表示素子において、非発光
時における陰極層55による反射光を低減することはで
きるが、同時に発光時における放射光も低減させてしま
い、有機EL表示素子の輝度を低下させるという問題が
ある。
た偏光手段を設けた有機EL表示素子において、非発光
時における陰極層55による反射光を低減することはで
きるが、同時に発光時における放射光も低減させてしま
い、有機EL表示素子の輝度を低下させるという問題が
ある。
【0014】これは、有機EL表示素子の外側に設けた
偏光手段に直線偏光フィルムもしくは直線偏光板を用い
ているためである。直線偏光板は一方向の振動の光だけ
を選択するものであるため、原理的に50%の光を遮る
ものである。したがって、直線偏光フィルムもしくは直
線偏光板を用いる従来の構造では、有機EL層54にて
発光した光のうち少なくとも50%は外部に取り出すこ
とができず、有機EL表示素子の輝度はこれらを設けな
い場合に比べて50%以下の明るさとしかならないもの
となる。例えば偏光度99.9%のLCD用光学フィル
ムNPF−F1029DUは、平行透過率30.5%、
直交透過率0.04%であり、偏光フィルム自体の単体
透過率は39.0%である。他の種類の偏光フィルムも
同様の40%程度の透過率を示す。
偏光手段に直線偏光フィルムもしくは直線偏光板を用い
ているためである。直線偏光板は一方向の振動の光だけ
を選択するものであるため、原理的に50%の光を遮る
ものである。したがって、直線偏光フィルムもしくは直
線偏光板を用いる従来の構造では、有機EL層54にて
発光した光のうち少なくとも50%は外部に取り出すこ
とができず、有機EL表示素子の輝度はこれらを設けな
い場合に比べて50%以下の明るさとしかならないもの
となる。例えば偏光度99.9%のLCD用光学フィル
ムNPF−F1029DUは、平行透過率30.5%、
直交透過率0.04%であり、偏光フィルム自体の単体
透過率は39.0%である。他の種類の偏光フィルムも
同様の40%程度の透過率を示す。
【0015】そこで、本発明の目的は、金属電極による
反射光の低減による視認性の向上と、有機EL発光層か
らの放射光の外部取り出し効率の向上を図り、コントラ
ストの高く、視認性に優れた有機EL表示装置を提供す
ることにある。
反射光の低減による視認性の向上と、有機EL発光層か
らの放射光の外部取り出し効率の向上を図り、コントラ
ストの高く、視認性に優れた有機EL表示装置を提供す
ることにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の有機EL表示装置は、有機エレクトロルミネ
センス素子の発光の光出射面側に液晶表示素子と位相差
板とからなる円偏光手段が設けられ、前記液晶表示素子
を一軸配向処理を施した基板間に二色性色素を添加した
ネマチック液晶を挟持したものとした有機EL表示装置
を提供するものである。
に本発明の有機EL表示装置は、有機エレクトロルミネ
センス素子の発光の光出射面側に液晶表示素子と位相差
板とからなる円偏光手段が設けられ、前記液晶表示素子
を一軸配向処理を施した基板間に二色性色素を添加した
ネマチック液晶を挟持したものとした有機EL表示装置
を提供するものである。
【0017】さらに、前記液晶表示素子を駆動させて液
晶層を垂直配向状態とし、該垂直配向状態に対応する箇
所の前記有機エレクトロルミネセンス素子を該垂直配向
状態となっている間に点灯させることとした有機EL表
示装置の点灯方法を提供するものである。
晶層を垂直配向状態とし、該垂直配向状態に対応する箇
所の前記有機エレクトロルミネセンス素子を該垂直配向
状態となっている間に点灯させることとした有機EL表
示装置の点灯方法を提供するものである。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の有機EL表示装置
1を図1〜図2に示す発明の実施形態に沿って詳細に説
明する。まず、本発明に用いる有機EL素子について説
明する。有機EL素子2は、図1に示すように透光性基
板21上にITO透明電極層22と有機EL素子層23
を積層し、その上に低仕事関数の金属材料陰極層24を
設けた構成とされ、ここまでの構成は上述した従来の有
機EL素子50と同じ構成とされている。また、これら
の表面はパッシベーション膜25にて被覆されると共
に、ガラス等からなる封止基板26と透光性基板21を
接着剤27にて固定するものとしている。
1を図1〜図2に示す発明の実施形態に沿って詳細に説
明する。まず、本発明に用いる有機EL素子について説
明する。有機EL素子2は、図1に示すように透光性基
板21上にITO透明電極層22と有機EL素子層23
を積層し、その上に低仕事関数の金属材料陰極層24を
設けた構成とされ、ここまでの構成は上述した従来の有
機EL素子50と同じ構成とされている。また、これら
の表面はパッシベーション膜25にて被覆されると共
に、ガラス等からなる封止基板26と透光性基板21を
接着剤27にて固定するものとしている。
【0019】このような構成とした有機EL素子2の放
射光の出射側である透光性基板21側には、液晶表示素
子を用いた円偏光手段3を配設する。円偏光手段3は液
晶表示素子32と、液晶表示素子3と有機EL素子2の
間に設けた1/4波長板31とからなる。
射光の出射側である透光性基板21側には、液晶表示素
子を用いた円偏光手段3を配設する。円偏光手段3は液
晶表示素子32と、液晶表示素子3と有機EL素子2の
間に設けた1/4波長板31とからなる。
【0021】液晶表示素子32はITO透明電極35及
び配向膜36を形成したガラス基板33、34の間に液
晶層37を挟持したものである。液晶層37には正の誘
電異方性を示すネマチック液晶38に2色性色素39が
添加されており、配向膜には一軸配向処理が施してあ
る。これにより液晶層に電圧を印加しない状態において
は水平配向し、電圧印加状態においては液晶分子が垂直
に配向するものとなる。また、液晶表示素子32の一軸
配向処理方向32aが、1/4波長板31の偏光軸31
aと45度の角度となるようにして配置されている。
び配向膜36を形成したガラス基板33、34の間に液
晶層37を挟持したものである。液晶層37には正の誘
電異方性を示すネマチック液晶38に2色性色素39が
添加されており、配向膜には一軸配向処理が施してあ
る。これにより液晶層に電圧を印加しない状態において
は水平配向し、電圧印加状態においては液晶分子が垂直
に配向するものとなる。また、液晶表示素子32の一軸
配向処理方向32aが、1/4波長板31の偏光軸31
aと45度の角度となるようにして配置されている。
【0022】液晶表示素子32に電圧を印加しない場合
には、液晶表示素子32は一軸配向処理が施されている
ため、ネマチック液晶38は、図1の左側に示したよう
に配向処理方向32aに沿って基板面に対し一定のチル
ト角を持ってガラス基板33、34に対してほぼ平行に
配列し、それに伴い二色性色素39もネマチック液晶3
8と同様に配列する。したがって、二色性色素39は液
晶層37内において、その長軸方向が一軸配向処理方向
32aと平行に配列し、液晶表示素子32内に入射する
光の一方向の光を吸収して直線偏光を出射するものとな
る。すなわち、電圧無印加状態においては直線偏光板と
同等の働きを示すものとなる。
には、液晶表示素子32は一軸配向処理が施されている
ため、ネマチック液晶38は、図1の左側に示したよう
に配向処理方向32aに沿って基板面に対し一定のチル
ト角を持ってガラス基板33、34に対してほぼ平行に
配列し、それに伴い二色性色素39もネマチック液晶3
8と同様に配列する。したがって、二色性色素39は液
晶層37内において、その長軸方向が一軸配向処理方向
32aと平行に配列し、液晶表示素子32内に入射する
光の一方向の光を吸収して直線偏光を出射するものとな
る。すなわち、電圧無印加状態においては直線偏光板と
同等の働きを示すものとなる。
【0023】従って、液晶表示素子32が電圧無印加状
態で、有機EL素子2も非点灯状態の有機EL表示装置
1を外部から観た際には、外部から液晶表示素子32に
入射する光は直線偏光に変換されて通過し、その光が1
/4波長板31にて位相差がつくことにより右回りもし
くは左回りの円偏光となって通過して有機EL素子2に
入射する。有機EL素子2に入射した光は反射性を有す
る陰極層24により反射されるが、この反射光は反射す
る以前とは逆方向の左回りもしくは右回りの円偏光とな
っている。この反射光は1/4波長板31により位相差
が設けられ直線偏光となって通過する。この際、入射す
るときの直線偏光と異なる方向の偏光光に変換されるの
で。この光は液晶表示素子32にて吸収され外部に視認
されることはない。よって、有機EL表示装置1の陰極
層24による反射光は観視されなくなり、反射性を有す
陰極層24の反射光による表示への悪影響が低減され
る。
態で、有機EL素子2も非点灯状態の有機EL表示装置
1を外部から観た際には、外部から液晶表示素子32に
入射する光は直線偏光に変換されて通過し、その光が1
/4波長板31にて位相差がつくことにより右回りもし
くは左回りの円偏光となって通過して有機EL素子2に
入射する。有機EL素子2に入射した光は反射性を有す
る陰極層24により反射されるが、この反射光は反射す
る以前とは逆方向の左回りもしくは右回りの円偏光とな
っている。この反射光は1/4波長板31により位相差
が設けられ直線偏光となって通過する。この際、入射す
るときの直線偏光と異なる方向の偏光光に変換されるの
で。この光は液晶表示素子32にて吸収され外部に視認
されることはない。よって、有機EL表示装置1の陰極
層24による反射光は観視されなくなり、反射性を有す
陰極層24の反射光による表示への悪影響が低減され
る。
【0024】一方、液晶表示素子32に電圧を印加した
場合には、印加された電圧によりネマチック液晶38は
図1右側に示したように、基板面に対し垂直に配向する
ものとなる。それゆえ液晶表示素子32内に入射した光
は液晶層37の作用を全く受けずに通過する。したがっ
て、有機EL素子2が点灯したときには、その点灯光は
1/4波長板31にて位相差が設けられるものの、その
状態のまま液晶表示素子32及び1/4波長板31を通
過するものとされる。よって、円偏光手段3においては
有機EL素子2による放射光を殆ど吸収することなく外
部に出射するものとなり、従来の円偏光手段を設けた場
合のように点灯時の明るさを半減させるようなことはな
い。
場合には、印加された電圧によりネマチック液晶38は
図1右側に示したように、基板面に対し垂直に配向する
ものとなる。それゆえ液晶表示素子32内に入射した光
は液晶層37の作用を全く受けずに通過する。したがっ
て、有機EL素子2が点灯したときには、その点灯光は
1/4波長板31にて位相差が設けられるものの、その
状態のまま液晶表示素子32及び1/4波長板31を通
過するものとされる。よって、円偏光手段3においては
有機EL素子2による放射光を殆ど吸収することなく外
部に出射するものとなり、従来の円偏光手段を設けた場
合のように点灯時の明るさを半減させるようなことはな
い。
【0025】そこで、例えば、図2に示したようにセブ
ンセグメントによる8の字を表示する場合には、液晶表
示素子32および有機EL素子2の両素子の電極を同じ
セブンセグメント状の表示を行なう電極形状に形成して
おき、8の字に対応する有機EL素子2の表示電極2
2、24に通電して点灯させると共に、これに対応する
液晶表示素子32の表示電極35にも電圧を印加して液
晶層37を垂直に配列したものとする。これにより点灯
しているセブンセグメント表示部分においては、液晶層
37が垂直に配列しているので有機EL素子2からの発
光の輝度を殆ど低下させることなく外部に出射できるも
のとなり、それ以外の領域においては、液晶層37に電
圧が印加されていないので水平に配列し、有機EL素子
2の金属材料陰極層24からの反射光を遮断して、高い
コントラストを実現できる。
ンセグメントによる8の字を表示する場合には、液晶表
示素子32および有機EL素子2の両素子の電極を同じ
セブンセグメント状の表示を行なう電極形状に形成して
おき、8の字に対応する有機EL素子2の表示電極2
2、24に通電して点灯させると共に、これに対応する
液晶表示素子32の表示電極35にも電圧を印加して液
晶層37を垂直に配列したものとする。これにより点灯
しているセブンセグメント表示部分においては、液晶層
37が垂直に配列しているので有機EL素子2からの発
光の輝度を殆ど低下させることなく外部に出射できるも
のとなり、それ以外の領域においては、液晶層37に電
圧が印加されていないので水平に配列し、有機EL素子
2の金属材料陰極層24からの反射光を遮断して、高い
コントラストを実現できる。
【0026】以下、具体的な実施例について説明する。
液晶表示素子32を次の条件により作成した。ガラス基
板33、34上にストライプ状のITO電極層35を形
成し、その上にポリイミド系配向膜であるSE−510
(日産化学製)を800オングストローム形成した。一
方のガラス基板33の配向膜36を図1右方向から左方
向に向かってラビング処理を施し、他方のガラス基板3
4の配向膜36を図1左方向から右方向に向かってラビ
ング処理を施した。ラビング処理はレーヨン製のベルベ
ット布を用いた。両基板を配向膜36に施したラビング
方向が平行でラビング処理の向きが反対側となるように
して重ね合わせ、基板間に毛細管現象を利用した注入法
により液晶層37を注入した。基板間には液晶層37の
厚みが10μmとなるように図示しないギャップコント
ロール材を設けた。液晶層37はメルク社製のZLI−
2293ネマチック液晶38に黒色の二色性色素である
三井東圧化学製のS−428を1.0wt%添加したも
のを用いた。
液晶表示素子32を次の条件により作成した。ガラス基
板33、34上にストライプ状のITO電極層35を形
成し、その上にポリイミド系配向膜であるSE−510
(日産化学製)を800オングストローム形成した。一
方のガラス基板33の配向膜36を図1右方向から左方
向に向かってラビング処理を施し、他方のガラス基板3
4の配向膜36を図1左方向から右方向に向かってラビ
ング処理を施した。ラビング処理はレーヨン製のベルベ
ット布を用いた。両基板を配向膜36に施したラビング
方向が平行でラビング処理の向きが反対側となるように
して重ね合わせ、基板間に毛細管現象を利用した注入法
により液晶層37を注入した。基板間には液晶層37の
厚みが10μmとなるように図示しないギャップコント
ロール材を設けた。液晶層37はメルク社製のZLI−
2293ネマチック液晶38に黒色の二色性色素である
三井東圧化学製のS−428を1.0wt%添加したも
のを用いた。
【0027】有機EL素子2は、ガラス基板21上に液
晶表示素子32に形成したITO電極層35による表示
と同じ表示を点灯できるように同じストライプ状とした
ITO透明電極層22を100nmの厚みにて形成し
た。次にこの基板を蒸着装置にセットし、正孔輸送材料
としてPVCzを50nm蒸着し、続いて有機EL発光
材料としてAlq3を50nm蒸着して100nmの有
機EL層23を形成した。続いてMgにAgを添加した
金属材料を500nm蒸着した。この上にGeOパッシ
ベーション膜を設け、これを封止基板26に接着材27
にて接着して有機EL素子2を作成した。
晶表示素子32に形成したITO電極層35による表示
と同じ表示を点灯できるように同じストライプ状とした
ITO透明電極層22を100nmの厚みにて形成し
た。次にこの基板を蒸着装置にセットし、正孔輸送材料
としてPVCzを50nm蒸着し、続いて有機EL発光
材料としてAlq3を50nm蒸着して100nmの有
機EL層23を形成した。続いてMgにAgを添加した
金属材料を500nm蒸着した。この上にGeOパッシ
ベーション膜を設け、これを封止基板26に接着材27
にて接着して有機EL素子2を作成した。
【0028】上記のようにして作成した有機EL素子2
のガラス基板21に日東電工製NRZ1/4波長板31
を貼り付け、その上に液晶表示素子32を貼り付けた。
その際1/4波長板31の偏光軸31aと液晶表示素子
32の配向処理方向32aとが45度の角度となるよう
にして有機EL表示装置1を作成した。液晶表示素子3
2には図3(a)に示すような交流信号を加え、有機E
L素子2には図3(b)に示すような直流信号を加えて
点灯させた。有機EL表示装置1の非点灯時間Dにおい
ては、金属材料陰極層24による反射光が遮断され、点
灯時間Cにおいては円偏光手段3による吸収が殆どな
い。そのため表示コントラストが著しく向上した。従来
の直線偏光板と1/4波長板とからなる円偏光手段を設
けたものに比べて、点灯箇所においては約2倍以上の明
るさとなり、非点灯箇所においては従来と同等の遮光性
を備えていた。従って、コントラストおよび視認性が向
上した。
のガラス基板21に日東電工製NRZ1/4波長板31
を貼り付け、その上に液晶表示素子32を貼り付けた。
その際1/4波長板31の偏光軸31aと液晶表示素子
32の配向処理方向32aとが45度の角度となるよう
にして有機EL表示装置1を作成した。液晶表示素子3
2には図3(a)に示すような交流信号を加え、有機E
L素子2には図3(b)に示すような直流信号を加えて
点灯させた。有機EL表示装置1の非点灯時間Dにおい
ては、金属材料陰極層24による反射光が遮断され、点
灯時間Cにおいては円偏光手段3による吸収が殆どな
い。そのため表示コントラストが著しく向上した。従来
の直線偏光板と1/4波長板とからなる円偏光手段を設
けたものに比べて、点灯箇所においては約2倍以上の明
るさとなり、非点灯箇所においては従来と同等の遮光性
を備えていた。従って、コントラストおよび視認性が向
上した。
【0029】また、液晶表示素子32の駆動信号を調整
して液晶分子が斜めに配列するようにすれば、液晶表示
素子の透過率、即ち偏光度を調整できるものとなる。従
って、有機EL表示素子2に流す電流値等を変えること
による輝度調整と共に、液晶表示素子の駆動信号を調整
することで、より一層細かな階調表示が可能になる。
して液晶分子が斜めに配列するようにすれば、液晶表示
素子の透過率、即ち偏光度を調整できるものとなる。従
って、有機EL表示素子2に流す電流値等を変えること
による輝度調整と共に、液晶表示素子の駆動信号を調整
することで、より一層細かな階調表示が可能になる。
【0030】また、ここまでの説明は、理解しやすくす
るためにストライプ状もしくはセブンセグメント状の表
示とした例にて説明したが、ドットマトリクス状の表示
装置にも同様に適用できる。
るためにストライプ状もしくはセブンセグメント状の表
示とした例にて説明したが、ドットマトリクス状の表示
装置にも同様に適用できる。
【0031】1/4波長板31は、波長板31に入射す
る入射光の光軸を1/4波長の位相差、すなわち45度
遅相させて透過するもので、可視光の広い波長域にわた
って1/4の位相差を設けることができるものが好まし
い。また、1/4波長板はフィルムに限らず他のもので
も良く、例えば有機EL素子もしくは液晶表示素子の基
板に位相差を生じる材料を用いてもよい。また、液晶層
37と有機EL発光層22との間において、1/4の位
相を生じるものならば、複数の位相差材料により形成す
るものであってもよい。
る入射光の光軸を1/4波長の位相差、すなわち45度
遅相させて透過するもので、可視光の広い波長域にわた
って1/4の位相差を設けることができるものが好まし
い。また、1/4波長板はフィルムに限らず他のもので
も良く、例えば有機EL素子もしくは液晶表示素子の基
板に位相差を生じる材料を用いてもよい。また、液晶層
37と有機EL発光層22との間において、1/4の位
相を生じるものならば、複数の位相差材料により形成す
るものであってもよい。
【0032】液晶表示素子32は一軸配向処理を施し、
二色性色素を添加したネマチック液晶層を挟持するもの
とし、黒色の二色性色素を0.5〜5.0wt%程度添
加すると良い。また液晶層の厚みは4μm〜20μm程
度が好ましい。
二色性色素を添加したネマチック液晶層を挟持するもの
とし、黒色の二色性色素を0.5〜5.0wt%程度添
加すると良い。また液晶層の厚みは4μm〜20μm程
度が好ましい。
【0033】有機EL素子2は、前記した構成に限られ
るものではなく、有機EL層を正孔輸送層/有機EL発
光層/電子輸送層とした多層構造としてもよい。正孔輸
送層としてはPVCz(ポリビニルカルバゾール)、T
PD、m−MTDATA、PDA、PANI、Pc等
を、有機EL発光層としては、Alq3、Eu(DB
M) 3(Phen)、BeBq、DTVBi、Coum
arin6、DCM−1、Quinacridone、
Rubrene、NileRed、TPB、PPV、C
N−PPV、MEH−PPV等を、電子輸送材料材料と
してはPBD、TAZ、BND、OXD、Alq3等を
用いることができる。また、陽極材料としてはITO、
Au、カーボン、Cu、Co、Ni等を、陰極材料とし
てはMg、Al、Au、Ag、Ba、Pt、Ni、C
a、K、Na、Cr及びこれらとアルカリ金属またはア
ルカリ土類金属とで構成されている合金等を用いること
ができる。パッシベーション膜25は必ずしも設ける必
要はなく、封止基板26も必須ではない。しかし、有機
EL素子2が外気に曝されないようにするべく封止基板
等を設け、その内部に窒素等のガスを封止するようにす
ると寿命を長くでき好ましいものとなる。
るものではなく、有機EL層を正孔輸送層/有機EL発
光層/電子輸送層とした多層構造としてもよい。正孔輸
送層としてはPVCz(ポリビニルカルバゾール)、T
PD、m−MTDATA、PDA、PANI、Pc等
を、有機EL発光層としては、Alq3、Eu(DB
M) 3(Phen)、BeBq、DTVBi、Coum
arin6、DCM−1、Quinacridone、
Rubrene、NileRed、TPB、PPV、C
N−PPV、MEH−PPV等を、電子輸送材料材料と
してはPBD、TAZ、BND、OXD、Alq3等を
用いることができる。また、陽極材料としてはITO、
Au、カーボン、Cu、Co、Ni等を、陰極材料とし
てはMg、Al、Au、Ag、Ba、Pt、Ni、C
a、K、Na、Cr及びこれらとアルカリ金属またはア
ルカリ土類金属とで構成されている合金等を用いること
ができる。パッシベーション膜25は必ずしも設ける必
要はなく、封止基板26も必須ではない。しかし、有機
EL素子2が外気に曝されないようにするべく封止基板
等を設け、その内部に窒素等のガスを封止するようにす
ると寿命を長くでき好ましいものとなる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
円偏光手段に一軸配向処理を施した基板間に二色性色素
を添加したネマチック液晶を挟持した液晶表示素子を用
いたので、有機EL層の非点灯時における金属陰極層の
反射光を遮断できる。また、点灯時においては、対応す
る領域の液晶表示素子に電圧を印加することで有機EL
素子にて発光した光を殆ど吸収することなく外部に放射
でき、外部取り出し効率が著しく向上する。したがっ
て、点灯箇所と非点灯箇所とのコントラストが著しく向
上し、視認性に優れた有機EL表示装置が得られる等の
優れた効果を奏する。
円偏光手段に一軸配向処理を施した基板間に二色性色素
を添加したネマチック液晶を挟持した液晶表示素子を用
いたので、有機EL層の非点灯時における金属陰極層の
反射光を遮断できる。また、点灯時においては、対応す
る領域の液晶表示素子に電圧を印加することで有機EL
素子にて発光した光を殆ど吸収することなく外部に放射
でき、外部取り出し効率が著しく向上する。したがっ
て、点灯箇所と非点灯箇所とのコントラストが著しく向
上し、視認性に優れた有機EL表示装置が得られる等の
優れた効果を奏する。
【0035】また、有機EL表示素子を点灯させ、その
際に液晶表示素子の駆動電圧を調整することで、有機E
L素子の輝度をより一層細かく調整することができ、特
にいわゆるスタティック表示の場合に有効である。
際に液晶表示素子の駆動電圧を調整することで、有機E
L素子の輝度をより一層細かく調整することができ、特
にいわゆるスタティック表示の場合に有効である。
【図1】 本発明の有機EL表示装置を説明する概略
断面図である。
断面図である。
【図2】 図1の有機EL表示装置を分解して示す説
明図である。
明図である。
【図3】 本発明の駆動信号の説明図である。
【図4】 有機EL素子の基本的構成を示す説明図で
ある。
ある。
1 有機EL表示装置 2 有機EL素子 3 円偏光手段 21 透光性基板 22 ITO透明電極層 23 有機EL層 24 金属材料陰極層 25 パッシベーション膜 26 封止基板 31 1/4波長板 32 液晶表示素子 33、34 ガラス基板 35 ITO電極 36 配向膜 37 液晶層 38 ネマチック液晶 39 二色性色素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 徹 神奈川県横浜市青葉区荏田西1−3−1 スタンレー電気株式会社技術研究所内 (72)発明者 梶川 政隆 神奈川県横浜市青葉区荏田西1−3−1 スタンレー電気株式会社技術研究所内 (72)発明者 塚田 桂 神奈川県横浜市青葉区荏田西1−3−1 スタンレー電気株式会社技術研究所内 (72)発明者 酒井 悟 神奈川県横浜市青葉区荏田西1−3−1 スタンレー電気株式会社技術研究所内 Fターム(参考) 3K007 AB02 AB03 AB17 BB00 CA01 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 GA04 5C080 AA06 BB02 DD03 DD30 EE05 EE25 FF07 FF09 JJ01 JJ04 JJ06
Claims (3)
- 【請求項1】 反射性の金属電極を設けた有機エレク
トロルミネセンス素子を用いた有機EL表示装置におい
て、前記有機エレクトロルミネセンス素子の発光の光出
射面側には、液晶表示素子と位相差板とからなる円偏光
手段が設けられており、前記液晶表示素子は、一軸配向
処理を施した基板間に二色性色素を添加したネマチック
液晶を挟持したものであることを特徴とする有機EL表
示装置。 - 【請求項2】 前記位相差板が1/4波長板よりな
り、その偏光軸と前記液晶表示素子の一軸配向処理方向
とが略45度となるように配設してあることを特徴とす
る請求項1記載の有機EL表示装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載の有機EL表示装置の
点灯方法であって、前記液晶表示素子を駆動させて液晶
層を垂直配向状態とし、該垂直配向状態に対応する箇所
の前記有機エレクトロルミネセンス素子を該垂直配向状
態となっている間に点灯させることを特徴とする有機E
L表示装置の点灯方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10286541A JP2000113988A (ja) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | 有機el表示装置およびその点灯方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10286541A JP2000113988A (ja) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | 有機el表示装置およびその点灯方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000113988A true JP2000113988A (ja) | 2000-04-21 |
Family
ID=17705758
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10286541A Pending JP2000113988A (ja) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | 有機el表示装置およびその点灯方法 |
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- 1998-10-08 JP JP10286541A patent/JP2000113988A/ja active Pending
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