表示装置
【課題】表示輝度を向上することが可能な表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する一対の選択反射層７１及び７２と、これら一対の選択反射層７１及び７２の間に配置され第１電極６０と第２電極６６との間に所定波長を主波長とする光を発光する有機活性層６４を備えた有機ＥＬ素子４０と、を備え、一対の選択反射層７１及び７２間の実質的な光路長が所定波長のｎ／２倍（ｎは整数）であることを特徴とする。
【解決手段】 所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する一対の選択反射層７１及び７２と、これら一対の選択反射層７１及び７２の間に配置され第１電極６０と第２電極６６との間に所定波長を主波長とする光を発光する有機活性層６４を備えた有機ＥＬ素子４０と、を備え、一対の選択反射層７１及び７２間の実質的な光路長が所定波長のｎ／２倍（ｎは整数）であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表示装置に係り、特に、複数の自発光性素子によって構成された表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置に搭載可能な自己発光素子として代表的な有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子は、それに適用される有機発光材料が実用域に達し、低消費電力、広視野角、薄型軽量などの特徴を有する表示素子として注目されている。
【０００３】
一般的な有機ＥＬ素子は、第１電極と第２電極との間に発光層を保持した構造を有している。このような構造の有機ＥＬ素子では、発光層で発光した光の一部は、例えば第２電極から観察者側に向けて出射され、発光層から第１電極側に向かって出射された光の一部は第１電極にて第２電極に向けて反射される。
【０００４】
しかしながら、こうした構造の有機ＥＬ素子の場合、第１電極の反射率が高いほど、コントラスト特性を低下させてしまう。すなわち、発光層を発光させない状態つまり黒表示状態で外光が入射すると、第１電極にて外光を反射してしまうので、黒表示の黒レベルが劣化してしまう。また、発光層を発光させた状態で外光が入射した場合も、外光が表示画面に映り込んでしまいコントラストを低下させてしまう。
【０００５】
このような問題を回避するには、第１電極の反射率を下げる方法（極端に言えばゼロに近づける）や、外光の反射成分を円偏光板にて吸収する方法が考えられている。後者の方法は、次のような原理でコントラストを改善しようとするものである。
【０００６】
すなわち、有機ＥＬ素子の第２電極側から入射した外光は、偏光板及び４分の１波長板を透過することにより例えば右回りの円偏光となる。この右円偏光は、基板界面や第１電極にて反射されると、右円偏光の位相が１８０度ずれるため、左回りの円偏光となる。この左円偏光は、４分の１波長板を透過すると入射したときとは直交する方位の直線偏光となる。このため、この直線偏光は、偏光板の吸収軸と平行であり、偏光板にて吸収される。
【０００７】
したがって、第１電極の反射率に関係なく外光は第１電極にて反射されないのと同様の効果を得る。また、同様の効果は第１電極に限らず、基板界面での誘電反射や配線電極での反射に対しても有効なので、偏光板及び４分の１波長板を設けない場合と比較して、コントラスト特性の改善が可能である（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平９−１２７８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、発光層にて発光した光も右円偏光及び左円偏光を含んでおり、右円偏光は偏光板を透過するが、左円偏光は偏光板にて吸収される。つまり、発光層を出射した光のうち少なくとも５０％は偏光板で吸収される。このため、表示輝度自体が低下するという問題が生ずる。現状実用化されている偏光板を用いた場合、偏光板及び４分の１波長板を設けない場合と比較して、約５６％程度の表示輝度が低下する。
【０００９】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、表示輝度を向上することが可能な表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の第１の様態による表示装置は、
所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する一対の選択反射層と、
これら一対の選択反射層の間に配置され、一対の電極間に前記所定波長を主波長とする光を発光する発光層を備えた表示素子と、を備え、
前記選択反射層間の実質的な光路長が前記所定波長のｎ／２倍（ｎは整数）であることを特徴とする。
【００１１】
この発明の第２の様態による表示装置は、
所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する一対の選択反射層と、
これら一対の選択反射層の間に配置され、一対の電極間に白色光を発光する発光層を備えた表示素子と、を備え、
前記選択反射層のそれぞれは、赤色光、緑色光、及び、青色光の主波長の第１円偏光を反射する機能を有するとともに、
赤色画素に対応して配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が赤色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であり、
緑色画素に対応して配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が緑色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であり、
青色画素に対応して配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が青色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であることを特徴とする。
【００１２】
この発明の第３の様態による表示装置は、
所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する一対の選択反射層と、
これら一対の選択反射層の間に配置され、一対の電極間に赤色光を発光する発光層を備えた赤色表示素子、一対の電極間に緑色光を発光する発光層を備えた緑色表示素子、及び、一対の電極間に青色光を発光する発光層を備えた青色表示素子を有した表示素子部と、を備え、
前記選択反射層のそれぞれは、赤色光、緑色光、及び、青色光の主波長の第１円偏光を反射する機能を有するとともに、
前記赤色表示素子を配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が赤色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であり、
前記緑色表示素子を配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が緑色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であり、
前記青色表示素子を配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が青色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、表示輝度を向上することが可能な表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態では、表示装置として、自己発光型表示装置、例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置を例にして説明する。
【００１５】
有機ＥＬ表示装置１は、図１及び図２に示すように、画像を表示する表示エリア１０２を有するアレイ基板１００と、アレイ基板１００の少なくとも表示エリア１０２を密封する封止体２００とを備えて構成されている。表示エリア１０２は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成されている。
【００１６】
各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、オン画素とオフ画素とを電気的に分離し、かつオン画素への映像信号を保持する機能を有する画素スイッチ１０と、画素スイッチ１０を介して供給される映像信号に基づき表示素子へ所望の駆動電流を供給する駆動トランジスタ２０と、駆動トランジスタ２０のゲート−ソース間電位を所定期間保持する蓄積容量素子３０とを備えている。これら画素スイッチ１０及び駆動トランジスタ２０は、例えば薄膜トランジスタにより構成され、ここでは、半導体層にポリシリコンを用いている。
【００１７】
各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、表示素子としての有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をそれぞれ備えている。すなわち、赤色画素ＰＸＲは、赤色波長に対応した光を出射する。緑色画素ＰＸＧは、緑色波長に対応した光を出射する。青色画素ＰＸＢは、青色波長に対応した光を出射する。これら各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、図示しない隔壁によって分離されている。
【００１８】
各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に配置された有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、基本的に同一構成であり、画素ＰＸ毎に独立島状に形成された第１電極６０と、第１電極６０に対向して配置され全画素ＰＸに共通に形成された第２電極６６と、これら第１電極６０と第２電極６６との間に保持された有機活性層６４と、によって構成される。
【００１９】
また、アレイ基板１００は、画素ＰＸの行方向（すなわち図１のＹ方向）に沿って配置された複数の走査線Ｙｍ（ｍ＝１、２、…）と、走査線Ｙｍと略直交する方向（すなわち図１のＸ方向）に沿って配置された複数の信号線Ｘｎ（ｎ＝１、２、…）と、有機ＥＬ素子４０の第１電極６０側に電源を供給するための電源供給線Ｐと、を備えている。さらに、アレイ基板１００は、表示エリア１０２の外周に沿った周辺エリア１０４に、走査線Ｙｍに走査信号を供給する走査線駆動回路１０７の少なくとも一部と、信号線Ｘｎに映像信号を供給する信号線駆動回路１０８少なくとも一部と、を備えている。
【００２０】
すべての走査線Ｙｍは、走査線駆動回路１０７に接続されている。また、すべての信号線Ｘｎは、信号線駆動回路１０８に接続されている。画素スイッチ１０は、ここでは走査線Ｙｍと信号線Ｘｎとの交差部近傍に配置されている。駆動トランジスタ２０は、有機ＥＬ素子４０と直列に接続されている。蓄積容量素子３０は、画素スイッチ１０と直列に、且つ駆動トランジスタ２０と並列に接続されており、蓄積容量素子３０の両電極は、駆動トランジスタ２０のゲート電極及びソース電極にそれぞれ接続されている。
【００２１】
電源供給線Ｐは、表示エリア１０２の周囲に配置された図示しない第１電極電源線に接続されている。有機ＥＬ素子４０の第２電極６６側端は、表示エリア１０２の周囲に配置されコモン電位ここでは接地電位を供給する図示しない第２電極電源線に接続されている。
【００２２】
また、画素スイッチ１０のゲート電極は走査線Ｙｍに接続され、ソース電極は信号線Ｘｎに接続され、ドレイン電極は蓄積容量素子３０の一端及び駆動トランジスタ２０のゲート電極に接続されている。駆動トランジスタ２０のソース電極は蓄積容量素子３０の他端及び電源供給線Ｐに接続され、ドレイン電極は有機ＥＬ素子４０の第１電極６０に接続されている。
【００２３】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１は、図２に示すように、配線基板１２０上に配置された表示素子部４を備えている。この表示素子部４は、図１に示したように、赤色画素ＰＸＲに配置され赤色波長に対応した光を発光する有機ＥＬ素子（赤色表示素子）４０Ｒ、緑色画素ＰＸＧに配置され緑色波長に対応した光を発光する有機ＥＬ素子（緑色表示素子）４０Ｇ、及び、青色画素ＰＸＢに配置され青色波長に対応した光を発光する有機ＥＬ素子（青色表示素子）４０Ｂを有している。なお、配線基板１２０は、ガラス基板やプラスチックシートなどの絶縁性支持基板上に、画素スイッチ１０、駆動トランジスタ２０、蓄積容量素子３０、走査線駆動回路１０７、信号線駆動回路１０８、各種配線（走査線、信号線、電源供給線等）、各種絶縁膜などを備えて構成されたものとする。
【００２４】
第１電極６０は、配線基板１２０の表面に配置される。この第１電極６０は、ここではＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウム・ティン・オキサイド）やＩＺＯ（インジウム・ジンク・オキサイド）などの光透過性を有する導電部材によって形成され、陽極として機能する。
【００２５】
有機活性層６４は、少なくとも発光機能を有する有機化合物を含み、第１電極６０上において各色共通に形成されるホールバッファ層、エレクトロンバッファ層、及び各色画素に形成される有機発光層を含む多層積層で構成されても良く、機能的に複合された複数層または単層で構成されても良い。例えば、ホールバッファ層は、陽極および有機発光層間に配置され、芳香族アミン誘導体やポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体などの薄膜によって形成される。発光層は、赤、緑、または青に発光する発光機能を有する有機化合物によって形成される。この発光層は、例えば高分子系の発光材料を採用する場合には、ＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）やポリフルオレン誘導体またはその前駆体などの薄膜により構成される。
【００２６】
第２電極６６は、有機活性層６４上に各有機ＥＬ素子４０に共通に配置される。この第２電極６６は、例えばＬｉ（リチウム）、Ｃｓ（セシウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｂａ（バリウム）、Ａｇ（銀）、Ｙｂ（イッテルビウム）などの電子注入機能を有する金属膜によって形成され、陰極として機能している。この第２電極６６は、陰極として機能する金属膜の表面をカバーメタルで被覆した２層構造であっても良い。カバーメタルは、例えばアルミニウムによって形成される。
【００２７】
このように構成された有機ＥＬ素子４０では、第１電極６０と第２電極６６との間に挟持された有機活性層６４に電子及びホールを注入し、これらを再結合させることにより励起子を生成し、この励起子の失活時に生じる所定波長の光放出により発光する。すなわち、各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を構成する有機ＥＬ素子４０は、有機活性層（発光層）６４からそれぞれ異なる主波長のＥＬ発光を放出する。例えば、赤色画素ＰＸＲの有機ＥＬ素子４０Ｒは、赤色の主波長（６２０ｎｍ付近）を有する光を発光し、緑色画素ＰＸＧの有機ＥＬ素子４０Ｇは、緑色の主波長（５５０ｎｍ付近）を有する光を発光し、青色画素ＰＸＢの有機ＥＬ素子４０Ｂは、青色の主波長（４４０ｎｍ付近）を有する光を発光し、これらによってカラー表示及び白黒表示を可能としている。
【００２８】
第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置においては、有機活性層６４からのＥＬ発光は、アレイ基板１００の下面側すなわち第１電極６０側及び上面側すなわち第２電極６６側から出射可能である。
【００２９】
また、図２に示すように、有機ＥＬ表示装置１は、一対の選択反射層すなわち第１選択反射層７１及び第２選択反射層７２を備えている。これら一対の選択反射層７１及び７２は、基本的に同一構成であり、所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、所定波長の第１円偏光（例えば右円偏光）を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光（例えば左円偏光）を透過する。
【００３０】
第１選択反射層７１は、配線基板１２０と有機ＥＬ素子４０との間に配置されている。第２選択反射層７２は、第１選択反射層７１との間に有機ＥＬ素子４０を挟持するように配置されている。つまり、各色に発光する有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を有した表示素子部４は、一対の選択反射層７１及び７２の間に配置されている。なお、第２選択反射層７２の表面は、保護フィルム８０によって保護される。
【００３１】
これらの選択反射層７１及び７２は、有機活性層６４の発光波長に応じて、それぞれ所定の発光に対して選択反射を行うように、ＲＧＢごとに別途に形成される。
【００３２】
例えば、青色画素ＰＸＢの有機活性層６４から出射されるＥＬ発光の主波長λ（１）は、４４０ｎｍ付近に存在する。また、緑色画素ＰＸＧの有機活性層６４から出射されるＥＬ発光の主波長λ（２）は、５５０ｎｍ付近に存在する。さらに、赤色画素ＰＸＲの有機活性層６４から出射されるＥＬ発光の主波長λ（３）は、６２０ｎｍ付近に存在する。
【００３３】
したがって、この第１実施形態では、選択反射層７１及び７２は、それぞれ３個の選択反射波長域を有するように構成されている。すなわち、選択反射層７１及び７２のそれぞれは、図３に示すように、第１反射層ＳＲ１、第２反射層ＳＲ２、及び、第３反射層ＳＲ３を備えている。
【００３４】
第１反射層ＳＲ１は、主波長λ（１）に対応する第１螺旋ピッチＰ（１）で配列された液晶分子を含んでいる。この第１反射層ＳＲ１は、主波長λ（１）を含む所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する。
【００３５】
第２反射層ＳＲ２は、主波長λ（２）に対応する第２螺旋ピッチＰ（２）で配列された液晶分子を含んでいる。この第２反射層ＳＲ２は、主波長λ（２）を含む所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する。なお、第２螺旋ピッチＰ（２）は、第１螺旋ピッチＰ（１）より大きく設定されている。
【００３６】
第３反射層ＳＲ３は、主波長λ（３）に対応する第３螺旋ピッチＰ（３）で配列された液晶分子を含んでいる。この第３反射層ＳＲ３は、主波長λ（３）を含む所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する。なお、第３螺旋ピッチＰ（３）は、第２螺旋ピッチＰ（２）より大きく設定されている。
【００３７】
各反射層ＳＲ（１，２，３）は、螺旋ピッチの異なるコレステリック液晶層を備えて構成されている。すなわち、各反射層ＳＲ（１，２，３）ともに、図示するように液晶分子（一般的にはネマティック液晶分子）ＬＭが水平面方向（各反射層の主平面に平行な方向）に配列し、かつ法線方向（層厚方向；各反射層の主平面に対して垂直な方向）に捩れを持って配列している。上述した各反射層ＳＲ（１，２，３）の螺旋ピッチとは、液晶分子ＬＭが１回転する各反射層の層厚方向の長さに相当する。ここでは、螺旋ピッチは、短い順に、Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）としてある。
【００３８】
このような反射層ＳＲ（１，２，３）は、コレステリック液晶層、コレステリック液晶層をポリマー化させたもの、若しくは、コレステリック液晶層をフィルム化させたもののいずれかによって構成されることが望ましい。
【００３９】
各反射層ＳＲ（１，２，３）の螺旋ピッチは、液晶材料や液晶分子を配向するためのカイラル材の種類を適宜最適な組み合わせで選択することで制御可能であるし、同一カイラル材を用いた場合であってもカイラル材の濃度を調整することでも制御可能である（濃度が高いほど螺旋ピッチが短い）。
【００４０】
なお、選択反射層７１及び７２を構成する各反射層ＳＲ（１，２，３）の平均屈折率ｎ（ｋ）（＝（｛ｎｅ（ｋ）２＋ｎｏ（ｋ）２｝／２）１／２；但し、異常光線波長λｅ＞常光線波長λｏ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）を乗じた値ｎ（ｋ）Ｐ（ｋ）が主波長λ（ｋ）と略等しくすることが望ましい。このように設定することにより、発光光のスペクトルと選択反射層の反射率波長分散とがほぼ一致するため、選択反射層７１及び７２における液晶分子ＬＭの螺旋方向と同じ回転方向の円偏光のうち、有機活性層６４から出射されるＥＬ発光の主波長付近の円偏光が選択反射層７１及び７２によって反射される。
【００４１】
上述したような構成の第１実施形態においては、第１選択反射層７１と第２選択反射層７２との間の実質的な光路長は、所定波長のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されている。ここで、実質的な光路長とは、一対の選択反射層７１及び７２の間に配置されるそれぞれの層（例えば第１電極６０、有機活性層６４、第２電極６６、その他の絶縁層など）の厚みと所定波長に対する屈折率とを乗じた値の和に相当する。
【００４２】
青色画素ＰＸＢにおいては、有機ＥＬ素子４０Ｂなどを挟持する一対の選択反射層７１及び７２間の実質的な光路長は、有機ＥＬ素子４０Ｂから出射される青色光の主波長λ（１）のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されている。
【００４３】
緑色画素ＰＸＧにおいては、有機ＥＬ素子４０Ｇなどを挟持する一対の選択反射層７１及び７２間の実質的な光路長は、有機ＥＬ素子４０Ｇから出射される緑色光の主波長λ（２）のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されている。
【００４４】
赤色画素ＰＸＲにおいては、有機ＥＬ素子４０Ｒなどを挟持する一対の選択反射層７１及び７２間の実質的な光路長は、有機ＥＬ素子４０Ｒから出射される赤色光の主波長λ（３）のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されている。
【００４５】
上述したような設定により、各色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）において、有機ＥＬ素子４０から出射されたＥＬ発光の一部は、一対の選択反射層７１及び７２の間で共振し、マイクロキャビティ効果により増幅される。すなわち、有機ＥＬ素子４０から出射されたＥＬ発光は、右円偏光及び左円偏光を含んでいる。このうち、左円偏光は、一対の選択反射層７１及び７２を透過するため、表示に寄与する。一方、右円偏光は、一対の選択反射層７１及び７２によって反射される。このとき、一対の選択反射層７１及び７２の間の実質的な光路長が有機ＥＬ素子４０から出射された右円偏光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されているため、右円偏光は一対の選択反射層７１及び７２の間で共振し、増幅される。そして、マイクロキャビティ効果により増幅された高輝度な右円偏光のうち、一対の選択反射層７１及び７２による反射条件から外れた光（偏光状態が右円偏光とは異なる状態となった光）が一対の選択反射層７１及び７２を透過し、表示に寄与する。したがって、上述した第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置装置によれば、表示輝度を向上することが可能となる。
【００４６】
なお、上述した第１実施形態に係る表示装置においては、ＥＬ発光は、アレイ基板１００の下面側及び上面側から出射可能であるが、一方の側を主出射面としても良い。
【００４７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成要素については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。第２実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１は、図４に示すように、配線基板１２０上に配置された有機ＥＬ素子４０を備えている。この有機ＥＬ素子４０は、赤色画素ＰＸＲ、緑色画素ＰＸＧ、及び、青色画素ＰＸＢにそれぞれ配置され、第１電極６０と第２電極６６との間に白色光を発光する有機活性層６４を備えている。この第２実施形態に係る有機ＥＬ表示装置においては、有機活性層６４からのＥＬ発光は、アレイ基板１００の下面側すなわち第１電極６０側から出射されるものとする。
【００４８】
また、図４に示すように、有機ＥＬ表示装置１は、一対の選択反射層すなわち選択反射カラーフィルタ層７３及び第２選択反射層７２を備えている。これら一対の選択反射層７３及び７２は、所定波長の第１円偏光（例えば右円偏光）を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光（例えば左円偏光）を透過する。
【００４９】
選択反射カラーフィルタ層７３は、配線基板１２０と有機ＥＬ素子４０との間に配置され、赤色光、緑色光、及び、青色光の主波長の第１円偏光を反射する機能を有している。すなわち、選択反射カラーフィルタ層７３は、青色画素ＰＸＢに対応して青色光の主波長λ（１）（例えば４４０ｎｍ付近）の第１円偏光を反射する青色反射部７３Ｂ、緑色画素ＰＸＧに対応して緑色光の主波長λ（２）（例えば５５０ｎｍ付近）の第１円偏光を反射する緑色反射部７３Ｇ、及び、赤色画素ＰＸＲに対応して赤色光の主波長λ（３）（例えば６２０ｎｍ付近）の第１円偏光を反射する赤色反射部７３Ｒを有している。
【００５０】
この選択反射カラーフィルタ層７３は、図３示すように、第１反射層ＳＲ１、第２反射層ＳＲ２、及び、第３反射層ＳＲ３を備えている。
【００５１】
すなわち、青色反射部７３Ｂは、主に第１反射層ＳＲ１によって構成され、主波長λ（１）に対応する第１螺旋ピッチＰ（１）で配列された液晶分子を含んでいる。この第１反射層ＳＲ１は、主波長λ（１）を含む所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する。
【００５２】
緑色反射部７３Ｇは、主に第２反射層ＳＲ２によって構成され、主波長λ（２）に対応する第２螺旋ピッチＰ（２）で配列された液晶分子を含んでいる。この第２反射層ＳＲ２は、主波長λ（２）を含む所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する。なお、第２螺旋ピッチＰ（２）は、第１螺旋ピッチＰ（１）より大きく設定されている。
【００５３】
赤色反射部７３Ｒは、主に第３反射層ＳＲ３によって構成され、主波長λ（３）に対応する第３螺旋ピッチＰ（３）で配列された液晶分子を含んでいる。この第３反射層ＳＲ３は、主波長λ（３）を含む所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する。なお、第３螺旋ピッチＰ（３）は、第２螺旋ピッチＰ（２）より大きく設定されている。
【００５４】
第２選択反射層７２は、第１実施形態と同様に構成されている。なお、第２選択反射層７２の表面は、保護フィルム８０によって保護される。
【００５５】
また、第２実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１は、有機活性層６４で発光した光の主出射面側に位置する選択反射層の表面に光吸収層９０を備えている。すなわち、光吸収層９０は、選択反射カラーフィルタ層７３と配線基板１２０との間に配置され、赤色光、緑色光、及び、青色光の主波長の光を吸収する機能を有している。すなわち、光吸収層９０は、青色画素ＰＸＢに対応して緑色光及び赤色光を吸収するとともに青色光を透過する青色透過部９０Ｂ、緑色画素ＰＸＧに対応して青色光及び赤色光を吸収するとともに緑色光を透過する緑色透過部９０Ｇ、及び、赤色画素ＰＸＲに対応して青色光及び緑色光を吸収するとともに赤色光を透過する赤色透過部９０Ｒを有している。
【００５６】
上述したような構成の第２実施形態においても第１実施形態と同様に、一対の選択反射層７３及び７２の間の実質的な光路長は、所定波長のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されている。
【００５７】
青色画素ＰＸＢにおいては、有機ＥＬ素子４０などを挟持する選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間の実質的な光路長は、青色光の主波長λ（１）のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されている。
【００５８】
緑色画素ＰＸＧにおいては、有機ＥＬ素子４０などを挟持する選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間の実質的な光路長は、緑色光の主波長λ（２）のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されている。
【００５９】
赤色画素ＰＸＲにおいては、有機ＥＬ素子４０などを挟持する選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間の実質的な光路長は、赤色光の主波長λ（３）のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されている。
【００６０】
上述したような設定により、各色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）において、有機ＥＬ素子４０から出射された白色のＥＬ発光の一部は、選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間で共振し、マイクロキャビティ効果により増幅される。すなわち、有機ＥＬ素子４０から出射されたＥＬ発光は、右円偏光及び左円偏光を含んでいる。このうち、左円偏光は、一対の選択反射層７３及び７２を透過するため、表示に寄与する。一方、右円偏光は、一対の選択反射層７３及び７２によって反射される。
【００６１】
このとき、青色画素ＰＸＢにおいては、選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間の実質的な光路長が青色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されているため、青色の右円偏光は選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間で共振し増幅される。そして、マイクロキャビティ効果により増幅された高輝度な青色の右円偏光のうち、選択反射カラーフィルタ層７３及び第２選択反射層７２による反射条件から外れた光が選択反射カラーフィルタ層７３の青色反射部７３Ｂを透過した後に、光吸収層９０の青色透過部９０Ｂを透過し、表示に寄与する。また、青色画素ＰＸＢにおいては、赤色光及び緑色光は選択反射カラーフィルタ層７３の青色反射部７３Ｂを透過するが、光吸収層９０の青色透過部９０Ｂに吸収され、表示に寄与しない。
【００６２】
緑色画素ＰＸＧにおいては、選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間の実質的な光路長が緑色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されているため、緑色の右円偏光は選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間で共振し増幅される。そして、マイクロキャビティ効果により増幅された高輝度な緑色の右円偏光のうち、選択反射カラーフィルタ層７３及び第２選択反射層７２による反射条件から外れた光が選択反射カラーフィルタ層７３の緑色反射部７３Ｇを透過した後に、光吸収層９０の緑色透過部９０Ｇを透過し、表示に寄与する。また、緑色画素ＰＸＧにおいては、赤色光及び青色光は選択反射カラーフィルタ層７３の緑色反射部７３Ｇを透過するが、光吸収層９０の緑色透過部９０Ｇに吸収され、表示に寄与しない。
【００６３】
赤色画素ＰＸＲにおいては、選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間の実質的な光路長が赤色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されているため、赤色の右円偏光は選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間で共振し増幅される。そして、マイクロキャビティ効果により増幅された高輝度な赤色の右円偏光のうち、選択反射カラーフィルタ層７３及び第２選択反射層７２による反射条件から外れた光が選択反射カラーフィルタ層７３の赤色反射部７３Ｒを透過した後に、光吸収層９０の赤色透過部９０Ｒを透過し、表示に寄与する。また、赤色画素ＰＸＲにおいては、青色光及び緑色光は選択反射カラーフィルタ層７３の赤色反射部７３Ｒを透過するが、光吸収層９０の赤色透過部９０Ｒに吸収され、表示に寄与しない。
【００６４】
したがって、上述した第２実施形態に係る有機ＥＬ表示装置装置によれば、表示輝度を向上することが可能となる。
【００６５】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構造を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示した有機ＥＬ表示装置に適用可能な選択反射層の構造を概略的に示す図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構造を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１…有機ＥＬ表示装置、１０…画素スイッチ、２０…駆動トランジスタ、３０…蓄積容量素子、４０…有機ＥＬ素子、６０…第１電極、６４…有機活性層、６６…第２電極、７１…選択反射層、７２…選択反射層、７３…選択反射カラーフィルタ層、８０…保護フィルム、９０…光吸収層、１２０…配線基板、ＰＸ…画素
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表示装置に係り、特に、複数の自発光性素子によって構成された表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置に搭載可能な自己発光素子として代表的な有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子は、それに適用される有機発光材料が実用域に達し、低消費電力、広視野角、薄型軽量などの特徴を有する表示素子として注目されている。
【０００３】
一般的な有機ＥＬ素子は、第１電極と第２電極との間に発光層を保持した構造を有している。このような構造の有機ＥＬ素子では、発光層で発光した光の一部は、例えば第２電極から観察者側に向けて出射され、発光層から第１電極側に向かって出射された光の一部は第１電極にて第２電極に向けて反射される。
【０００４】
しかしながら、こうした構造の有機ＥＬ素子の場合、第１電極の反射率が高いほど、コントラスト特性を低下させてしまう。すなわち、発光層を発光させない状態つまり黒表示状態で外光が入射すると、第１電極にて外光を反射してしまうので、黒表示の黒レベルが劣化してしまう。また、発光層を発光させた状態で外光が入射した場合も、外光が表示画面に映り込んでしまいコントラストを低下させてしまう。
【０００５】
このような問題を回避するには、第１電極の反射率を下げる方法（極端に言えばゼロに近づける）や、外光の反射成分を円偏光板にて吸収する方法が考えられている。後者の方法は、次のような原理でコントラストを改善しようとするものである。
【０００６】
すなわち、有機ＥＬ素子の第２電極側から入射した外光は、偏光板及び４分の１波長板を透過することにより例えば右回りの円偏光となる。この右円偏光は、基板界面や第１電極にて反射されると、右円偏光の位相が１８０度ずれるため、左回りの円偏光となる。この左円偏光は、４分の１波長板を透過すると入射したときとは直交する方位の直線偏光となる。このため、この直線偏光は、偏光板の吸収軸と平行であり、偏光板にて吸収される。
【０００７】
したがって、第１電極の反射率に関係なく外光は第１電極にて反射されないのと同様の効果を得る。また、同様の効果は第１電極に限らず、基板界面での誘電反射や配線電極での反射に対しても有効なので、偏光板及び４分の１波長板を設けない場合と比較して、コントラスト特性の改善が可能である（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平９−１２７８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、発光層にて発光した光も右円偏光及び左円偏光を含んでおり、右円偏光は偏光板を透過するが、左円偏光は偏光板にて吸収される。つまり、発光層を出射した光のうち少なくとも５０％は偏光板で吸収される。このため、表示輝度自体が低下するという問題が生ずる。現状実用化されている偏光板を用いた場合、偏光板及び４分の１波長板を設けない場合と比較して、約５６％程度の表示輝度が低下する。
【０００９】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、表示輝度を向上することが可能な表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の第１の様態による表示装置は、
所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する一対の選択反射層と、
これら一対の選択反射層の間に配置され、一対の電極間に前記所定波長を主波長とする光を発光する発光層を備えた表示素子と、を備え、
前記選択反射層間の実質的な光路長が前記所定波長のｎ／２倍（ｎは整数）であることを特徴とする。
【００１１】
この発明の第２の様態による表示装置は、
所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する一対の選択反射層と、
これら一対の選択反射層の間に配置され、一対の電極間に白色光を発光する発光層を備えた表示素子と、を備え、
前記選択反射層のそれぞれは、赤色光、緑色光、及び、青色光の主波長の第１円偏光を反射する機能を有するとともに、
赤色画素に対応して配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が赤色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であり、
緑色画素に対応して配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が緑色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であり、
青色画素に対応して配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が青色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であることを特徴とする。
【００１２】
この発明の第３の様態による表示装置は、
所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する一対の選択反射層と、
これら一対の選択反射層の間に配置され、一対の電極間に赤色光を発光する発光層を備えた赤色表示素子、一対の電極間に緑色光を発光する発光層を備えた緑色表示素子、及び、一対の電極間に青色光を発光する発光層を備えた青色表示素子を有した表示素子部と、を備え、
前記選択反射層のそれぞれは、赤色光、緑色光、及び、青色光の主波長の第１円偏光を反射する機能を有するとともに、
前記赤色表示素子を配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が赤色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であり、
前記緑色表示素子を配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が緑色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であり、
前記青色表示素子を配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が青色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、表示輝度を向上することが可能な表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態では、表示装置として、自己発光型表示装置、例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置を例にして説明する。
【００１５】
有機ＥＬ表示装置１は、図１及び図２に示すように、画像を表示する表示エリア１０２を有するアレイ基板１００と、アレイ基板１００の少なくとも表示エリア１０２を密封する封止体２００とを備えて構成されている。表示エリア１０２は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成されている。
【００１６】
各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、オン画素とオフ画素とを電気的に分離し、かつオン画素への映像信号を保持する機能を有する画素スイッチ１０と、画素スイッチ１０を介して供給される映像信号に基づき表示素子へ所望の駆動電流を供給する駆動トランジスタ２０と、駆動トランジスタ２０のゲート−ソース間電位を所定期間保持する蓄積容量素子３０とを備えている。これら画素スイッチ１０及び駆動トランジスタ２０は、例えば薄膜トランジスタにより構成され、ここでは、半導体層にポリシリコンを用いている。
【００１７】
各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、表示素子としての有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をそれぞれ備えている。すなわち、赤色画素ＰＸＲは、赤色波長に対応した光を出射する。緑色画素ＰＸＧは、緑色波長に対応した光を出射する。青色画素ＰＸＢは、青色波長に対応した光を出射する。これら各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、図示しない隔壁によって分離されている。
【００１８】
各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に配置された有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、基本的に同一構成であり、画素ＰＸ毎に独立島状に形成された第１電極６０と、第１電極６０に対向して配置され全画素ＰＸに共通に形成された第２電極６６と、これら第１電極６０と第２電極６６との間に保持された有機活性層６４と、によって構成される。
【００１９】
また、アレイ基板１００は、画素ＰＸの行方向（すなわち図１のＹ方向）に沿って配置された複数の走査線Ｙｍ（ｍ＝１、２、…）と、走査線Ｙｍと略直交する方向（すなわち図１のＸ方向）に沿って配置された複数の信号線Ｘｎ（ｎ＝１、２、…）と、有機ＥＬ素子４０の第１電極６０側に電源を供給するための電源供給線Ｐと、を備えている。さらに、アレイ基板１００は、表示エリア１０２の外周に沿った周辺エリア１０４に、走査線Ｙｍに走査信号を供給する走査線駆動回路１０７の少なくとも一部と、信号線Ｘｎに映像信号を供給する信号線駆動回路１０８少なくとも一部と、を備えている。
【００２０】
すべての走査線Ｙｍは、走査線駆動回路１０７に接続されている。また、すべての信号線Ｘｎは、信号線駆動回路１０８に接続されている。画素スイッチ１０は、ここでは走査線Ｙｍと信号線Ｘｎとの交差部近傍に配置されている。駆動トランジスタ２０は、有機ＥＬ素子４０と直列に接続されている。蓄積容量素子３０は、画素スイッチ１０と直列に、且つ駆動トランジスタ２０と並列に接続されており、蓄積容量素子３０の両電極は、駆動トランジスタ２０のゲート電極及びソース電極にそれぞれ接続されている。
【００２１】
電源供給線Ｐは、表示エリア１０２の周囲に配置された図示しない第１電極電源線に接続されている。有機ＥＬ素子４０の第２電極６６側端は、表示エリア１０２の周囲に配置されコモン電位ここでは接地電位を供給する図示しない第２電極電源線に接続されている。
【００２２】
また、画素スイッチ１０のゲート電極は走査線Ｙｍに接続され、ソース電極は信号線Ｘｎに接続され、ドレイン電極は蓄積容量素子３０の一端及び駆動トランジスタ２０のゲート電極に接続されている。駆動トランジスタ２０のソース電極は蓄積容量素子３０の他端及び電源供給線Ｐに接続され、ドレイン電極は有機ＥＬ素子４０の第１電極６０に接続されている。
【００２３】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１は、図２に示すように、配線基板１２０上に配置された表示素子部４を備えている。この表示素子部４は、図１に示したように、赤色画素ＰＸＲに配置され赤色波長に対応した光を発光する有機ＥＬ素子（赤色表示素子）４０Ｒ、緑色画素ＰＸＧに配置され緑色波長に対応した光を発光する有機ＥＬ素子（緑色表示素子）４０Ｇ、及び、青色画素ＰＸＢに配置され青色波長に対応した光を発光する有機ＥＬ素子（青色表示素子）４０Ｂを有している。なお、配線基板１２０は、ガラス基板やプラスチックシートなどの絶縁性支持基板上に、画素スイッチ１０、駆動トランジスタ２０、蓄積容量素子３０、走査線駆動回路１０７、信号線駆動回路１０８、各種配線（走査線、信号線、電源供給線等）、各種絶縁膜などを備えて構成されたものとする。
【００２４】
第１電極６０は、配線基板１２０の表面に配置される。この第１電極６０は、ここではＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウム・ティン・オキサイド）やＩＺＯ（インジウム・ジンク・オキサイド）などの光透過性を有する導電部材によって形成され、陽極として機能する。
【００２５】
有機活性層６４は、少なくとも発光機能を有する有機化合物を含み、第１電極６０上において各色共通に形成されるホールバッファ層、エレクトロンバッファ層、及び各色画素に形成される有機発光層を含む多層積層で構成されても良く、機能的に複合された複数層または単層で構成されても良い。例えば、ホールバッファ層は、陽極および有機発光層間に配置され、芳香族アミン誘導体やポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体などの薄膜によって形成される。発光層は、赤、緑、または青に発光する発光機能を有する有機化合物によって形成される。この発光層は、例えば高分子系の発光材料を採用する場合には、ＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）やポリフルオレン誘導体またはその前駆体などの薄膜により構成される。
【００２６】
第２電極６６は、有機活性層６４上に各有機ＥＬ素子４０に共通に配置される。この第２電極６６は、例えばＬｉ（リチウム）、Ｃｓ（セシウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｂａ（バリウム）、Ａｇ（銀）、Ｙｂ（イッテルビウム）などの電子注入機能を有する金属膜によって形成され、陰極として機能している。この第２電極６６は、陰極として機能する金属膜の表面をカバーメタルで被覆した２層構造であっても良い。カバーメタルは、例えばアルミニウムによって形成される。
【００２７】
このように構成された有機ＥＬ素子４０では、第１電極６０と第２電極６６との間に挟持された有機活性層６４に電子及びホールを注入し、これらを再結合させることにより励起子を生成し、この励起子の失活時に生じる所定波長の光放出により発光する。すなわち、各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を構成する有機ＥＬ素子４０は、有機活性層（発光層）６４からそれぞれ異なる主波長のＥＬ発光を放出する。例えば、赤色画素ＰＸＲの有機ＥＬ素子４０Ｒは、赤色の主波長（６２０ｎｍ付近）を有する光を発光し、緑色画素ＰＸＧの有機ＥＬ素子４０Ｇは、緑色の主波長（５５０ｎｍ付近）を有する光を発光し、青色画素ＰＸＢの有機ＥＬ素子４０Ｂは、青色の主波長（４４０ｎｍ付近）を有する光を発光し、これらによってカラー表示及び白黒表示を可能としている。
【００２８】
第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置においては、有機活性層６４からのＥＬ発光は、アレイ基板１００の下面側すなわち第１電極６０側及び上面側すなわち第２電極６６側から出射可能である。
【００２９】
また、図２に示すように、有機ＥＬ表示装置１は、一対の選択反射層すなわち第１選択反射層７１及び第２選択反射層７２を備えている。これら一対の選択反射層７１及び７２は、基本的に同一構成であり、所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、所定波長の第１円偏光（例えば右円偏光）を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光（例えば左円偏光）を透過する。
【００３０】
第１選択反射層７１は、配線基板１２０と有機ＥＬ素子４０との間に配置されている。第２選択反射層７２は、第１選択反射層７１との間に有機ＥＬ素子４０を挟持するように配置されている。つまり、各色に発光する有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を有した表示素子部４は、一対の選択反射層７１及び７２の間に配置されている。なお、第２選択反射層７２の表面は、保護フィルム８０によって保護される。
【００３１】
これらの選択反射層７１及び７２は、有機活性層６４の発光波長に応じて、それぞれ所定の発光に対して選択反射を行うように、ＲＧＢごとに別途に形成される。
【００３２】
例えば、青色画素ＰＸＢの有機活性層６４から出射されるＥＬ発光の主波長λ（１）は、４４０ｎｍ付近に存在する。また、緑色画素ＰＸＧの有機活性層６４から出射されるＥＬ発光の主波長λ（２）は、５５０ｎｍ付近に存在する。さらに、赤色画素ＰＸＲの有機活性層６４から出射されるＥＬ発光の主波長λ（３）は、６２０ｎｍ付近に存在する。
【００３３】
したがって、この第１実施形態では、選択反射層７１及び７２は、それぞれ３個の選択反射波長域を有するように構成されている。すなわち、選択反射層７１及び７２のそれぞれは、図３に示すように、第１反射層ＳＲ１、第２反射層ＳＲ２、及び、第３反射層ＳＲ３を備えている。
【００３４】
第１反射層ＳＲ１は、主波長λ（１）に対応する第１螺旋ピッチＰ（１）で配列された液晶分子を含んでいる。この第１反射層ＳＲ１は、主波長λ（１）を含む所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する。
【００３５】
第２反射層ＳＲ２は、主波長λ（２）に対応する第２螺旋ピッチＰ（２）で配列された液晶分子を含んでいる。この第２反射層ＳＲ２は、主波長λ（２）を含む所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する。なお、第２螺旋ピッチＰ（２）は、第１螺旋ピッチＰ（１）より大きく設定されている。
【００３６】
第３反射層ＳＲ３は、主波長λ（３）に対応する第３螺旋ピッチＰ（３）で配列された液晶分子を含んでいる。この第３反射層ＳＲ３は、主波長λ（３）を含む所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する。なお、第３螺旋ピッチＰ（３）は、第２螺旋ピッチＰ（２）より大きく設定されている。
【００３７】
各反射層ＳＲ（１，２，３）は、螺旋ピッチの異なるコレステリック液晶層を備えて構成されている。すなわち、各反射層ＳＲ（１，２，３）ともに、図示するように液晶分子（一般的にはネマティック液晶分子）ＬＭが水平面方向（各反射層の主平面に平行な方向）に配列し、かつ法線方向（層厚方向；各反射層の主平面に対して垂直な方向）に捩れを持って配列している。上述した各反射層ＳＲ（１，２，３）の螺旋ピッチとは、液晶分子ＬＭが１回転する各反射層の層厚方向の長さに相当する。ここでは、螺旋ピッチは、短い順に、Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）としてある。
【００３８】
このような反射層ＳＲ（１，２，３）は、コレステリック液晶層、コレステリック液晶層をポリマー化させたもの、若しくは、コレステリック液晶層をフィルム化させたもののいずれかによって構成されることが望ましい。
【００３９】
各反射層ＳＲ（１，２，３）の螺旋ピッチは、液晶材料や液晶分子を配向するためのカイラル材の種類を適宜最適な組み合わせで選択することで制御可能であるし、同一カイラル材を用いた場合であってもカイラル材の濃度を調整することでも制御可能である（濃度が高いほど螺旋ピッチが短い）。
【００４０】
なお、選択反射層７１及び７２を構成する各反射層ＳＲ（１，２，３）の平均屈折率ｎ（ｋ）（＝（｛ｎｅ（ｋ）２＋ｎｏ（ｋ）２｝／２）１／２；但し、異常光線波長λｅ＞常光線波長λｏ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）を乗じた値ｎ（ｋ）Ｐ（ｋ）が主波長λ（ｋ）と略等しくすることが望ましい。このように設定することにより、発光光のスペクトルと選択反射層の反射率波長分散とがほぼ一致するため、選択反射層７１及び７２における液晶分子ＬＭの螺旋方向と同じ回転方向の円偏光のうち、有機活性層６４から出射されるＥＬ発光の主波長付近の円偏光が選択反射層７１及び７２によって反射される。
【００４１】
上述したような構成の第１実施形態においては、第１選択反射層７１と第２選択反射層７２との間の実質的な光路長は、所定波長のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されている。ここで、実質的な光路長とは、一対の選択反射層７１及び７２の間に配置されるそれぞれの層（例えば第１電極６０、有機活性層６４、第２電極６６、その他の絶縁層など）の厚みと所定波長に対する屈折率とを乗じた値の和に相当する。
【００４２】
青色画素ＰＸＢにおいては、有機ＥＬ素子４０Ｂなどを挟持する一対の選択反射層７１及び７２間の実質的な光路長は、有機ＥＬ素子４０Ｂから出射される青色光の主波長λ（１）のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されている。
【００４３】
緑色画素ＰＸＧにおいては、有機ＥＬ素子４０Ｇなどを挟持する一対の選択反射層７１及び７２間の実質的な光路長は、有機ＥＬ素子４０Ｇから出射される緑色光の主波長λ（２）のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されている。
【００４４】
赤色画素ＰＸＲにおいては、有機ＥＬ素子４０Ｒなどを挟持する一対の選択反射層７１及び７２間の実質的な光路長は、有機ＥＬ素子４０Ｒから出射される赤色光の主波長λ（３）のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されている。
【００４５】
上述したような設定により、各色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）において、有機ＥＬ素子４０から出射されたＥＬ発光の一部は、一対の選択反射層７１及び７２の間で共振し、マイクロキャビティ効果により増幅される。すなわち、有機ＥＬ素子４０から出射されたＥＬ発光は、右円偏光及び左円偏光を含んでいる。このうち、左円偏光は、一対の選択反射層７１及び７２を透過するため、表示に寄与する。一方、右円偏光は、一対の選択反射層７１及び７２によって反射される。このとき、一対の選択反射層７１及び７２の間の実質的な光路長が有機ＥＬ素子４０から出射された右円偏光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されているため、右円偏光は一対の選択反射層７１及び７２の間で共振し、増幅される。そして、マイクロキャビティ効果により増幅された高輝度な右円偏光のうち、一対の選択反射層７１及び７２による反射条件から外れた光（偏光状態が右円偏光とは異なる状態となった光）が一対の選択反射層７１及び７２を透過し、表示に寄与する。したがって、上述した第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置装置によれば、表示輝度を向上することが可能となる。
【００４６】
なお、上述した第１実施形態に係る表示装置においては、ＥＬ発光は、アレイ基板１００の下面側及び上面側から出射可能であるが、一方の側を主出射面としても良い。
【００４７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成要素については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。第２実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１は、図４に示すように、配線基板１２０上に配置された有機ＥＬ素子４０を備えている。この有機ＥＬ素子４０は、赤色画素ＰＸＲ、緑色画素ＰＸＧ、及び、青色画素ＰＸＢにそれぞれ配置され、第１電極６０と第２電極６６との間に白色光を発光する有機活性層６４を備えている。この第２実施形態に係る有機ＥＬ表示装置においては、有機活性層６４からのＥＬ発光は、アレイ基板１００の下面側すなわち第１電極６０側から出射されるものとする。
【００４８】
また、図４に示すように、有機ＥＬ表示装置１は、一対の選択反射層すなわち選択反射カラーフィルタ層７３及び第２選択反射層７２を備えている。これら一対の選択反射層７３及び７２は、所定波長の第１円偏光（例えば右円偏光）を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光（例えば左円偏光）を透過する。
【００４９】
選択反射カラーフィルタ層７３は、配線基板１２０と有機ＥＬ素子４０との間に配置され、赤色光、緑色光、及び、青色光の主波長の第１円偏光を反射する機能を有している。すなわち、選択反射カラーフィルタ層７３は、青色画素ＰＸＢに対応して青色光の主波長λ（１）（例えば４４０ｎｍ付近）の第１円偏光を反射する青色反射部７３Ｂ、緑色画素ＰＸＧに対応して緑色光の主波長λ（２）（例えば５５０ｎｍ付近）の第１円偏光を反射する緑色反射部７３Ｇ、及び、赤色画素ＰＸＲに対応して赤色光の主波長λ（３）（例えば６２０ｎｍ付近）の第１円偏光を反射する赤色反射部７３Ｒを有している。
【００５０】
この選択反射カラーフィルタ層７３は、図３示すように、第１反射層ＳＲ１、第２反射層ＳＲ２、及び、第３反射層ＳＲ３を備えている。
【００５１】
すなわち、青色反射部７３Ｂは、主に第１反射層ＳＲ１によって構成され、主波長λ（１）に対応する第１螺旋ピッチＰ（１）で配列された液晶分子を含んでいる。この第１反射層ＳＲ１は、主波長λ（１）を含む所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する。
【００５２】
緑色反射部７３Ｇは、主に第２反射層ＳＲ２によって構成され、主波長λ（２）に対応する第２螺旋ピッチＰ（２）で配列された液晶分子を含んでいる。この第２反射層ＳＲ２は、主波長λ（２）を含む所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する。なお、第２螺旋ピッチＰ（２）は、第１螺旋ピッチＰ（１）より大きく設定されている。
【００５３】
赤色反射部７３Ｒは、主に第３反射層ＳＲ３によって構成され、主波長λ（３）に対応する第３螺旋ピッチＰ（３）で配列された液晶分子を含んでいる。この第３反射層ＳＲ３は、主波長λ（３）を含む所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する。なお、第３螺旋ピッチＰ（３）は、第２螺旋ピッチＰ（２）より大きく設定されている。
【００５４】
第２選択反射層７２は、第１実施形態と同様に構成されている。なお、第２選択反射層７２の表面は、保護フィルム８０によって保護される。
【００５５】
また、第２実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１は、有機活性層６４で発光した光の主出射面側に位置する選択反射層の表面に光吸収層９０を備えている。すなわち、光吸収層９０は、選択反射カラーフィルタ層７３と配線基板１２０との間に配置され、赤色光、緑色光、及び、青色光の主波長の光を吸収する機能を有している。すなわち、光吸収層９０は、青色画素ＰＸＢに対応して緑色光及び赤色光を吸収するとともに青色光を透過する青色透過部９０Ｂ、緑色画素ＰＸＧに対応して青色光及び赤色光を吸収するとともに緑色光を透過する緑色透過部９０Ｇ、及び、赤色画素ＰＸＲに対応して青色光及び緑色光を吸収するとともに赤色光を透過する赤色透過部９０Ｒを有している。
【００５６】
上述したような構成の第２実施形態においても第１実施形態と同様に、一対の選択反射層７３及び７２の間の実質的な光路長は、所定波長のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されている。
【００５７】
青色画素ＰＸＢにおいては、有機ＥＬ素子４０などを挟持する選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間の実質的な光路長は、青色光の主波長λ（１）のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されている。
【００５８】
緑色画素ＰＸＧにおいては、有機ＥＬ素子４０などを挟持する選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間の実質的な光路長は、緑色光の主波長λ（２）のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されている。
【００５９】
赤色画素ＰＸＲにおいては、有機ＥＬ素子４０などを挟持する選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間の実質的な光路長は、赤色光の主波長λ（３）のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されている。
【００６０】
上述したような設定により、各色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）において、有機ＥＬ素子４０から出射された白色のＥＬ発光の一部は、選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間で共振し、マイクロキャビティ効果により増幅される。すなわち、有機ＥＬ素子４０から出射されたＥＬ発光は、右円偏光及び左円偏光を含んでいる。このうち、左円偏光は、一対の選択反射層７３及び７２を透過するため、表示に寄与する。一方、右円偏光は、一対の選択反射層７３及び７２によって反射される。
【００６１】
このとき、青色画素ＰＸＢにおいては、選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間の実質的な光路長が青色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されているため、青色の右円偏光は選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間で共振し増幅される。そして、マイクロキャビティ効果により増幅された高輝度な青色の右円偏光のうち、選択反射カラーフィルタ層７３及び第２選択反射層７２による反射条件から外れた光が選択反射カラーフィルタ層７３の青色反射部７３Ｂを透過した後に、光吸収層９０の青色透過部９０Ｂを透過し、表示に寄与する。また、青色画素ＰＸＢにおいては、赤色光及び緑色光は選択反射カラーフィルタ層７３の青色反射部７３Ｂを透過するが、光吸収層９０の青色透過部９０Ｂに吸収され、表示に寄与しない。
【００６２】
緑色画素ＰＸＧにおいては、選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間の実質的な光路長が緑色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されているため、緑色の右円偏光は選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間で共振し増幅される。そして、マイクロキャビティ効果により増幅された高輝度な緑色の右円偏光のうち、選択反射カラーフィルタ層７３及び第２選択反射層７２による反射条件から外れた光が選択反射カラーフィルタ層７３の緑色反射部７３Ｇを透過した後に、光吸収層９０の緑色透過部９０Ｇを透過し、表示に寄与する。また、緑色画素ＰＸＧにおいては、赤色光及び青色光は選択反射カラーフィルタ層７３の緑色反射部７３Ｇを透過するが、光吸収層９０の緑色透過部９０Ｇに吸収され、表示に寄与しない。
【００６３】
赤色画素ＰＸＲにおいては、選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間の実質的な光路長が赤色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）に設定されているため、赤色の右円偏光は選択反射カラーフィルタ層７３と第２選択反射層７２との間で共振し増幅される。そして、マイクロキャビティ効果により増幅された高輝度な赤色の右円偏光のうち、選択反射カラーフィルタ層７３及び第２選択反射層７２による反射条件から外れた光が選択反射カラーフィルタ層７３の赤色反射部７３Ｒを透過した後に、光吸収層９０の赤色透過部９０Ｒを透過し、表示に寄与する。また、赤色画素ＰＸＲにおいては、青色光及び緑色光は選択反射カラーフィルタ層７３の赤色反射部７３Ｒを透過するが、光吸収層９０の赤色透過部９０Ｒに吸収され、表示に寄与しない。
【００６４】
したがって、上述した第２実施形態に係る有機ＥＬ表示装置装置によれば、表示輝度を向上することが可能となる。
【００６５】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構造を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示した有機ＥＬ表示装置に適用可能な選択反射層の構造を概略的に示す図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構造を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１…有機ＥＬ表示装置、１０…画素スイッチ、２０…駆動トランジスタ、３０…蓄積容量素子、４０…有機ＥＬ素子、６０…第１電極、６４…有機活性層、６６…第２電極、７１…選択反射層、７２…選択反射層、７３…選択反射カラーフィルタ層、８０…保護フィルム、９０…光吸収層、１２０…配線基板、ＰＸ…画素
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する一対の選択反射層と、
これら一対の選択反射層の間に配置され、一対の電極間に前記所定波長を主波長とする光を発光する発光層を備えた表示素子と、を備え、
前記選択反射層間の実質的な光路長が前記所定波長のｎ／２倍（ｎは整数）であることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する一対の選択反射層と、
これら一対の選択反射層の間に配置され、一対の電極間に白色光を発光する発光層を備えた表示素子と、を備え、
前記選択反射層のそれぞれは、赤色光、緑色光、及び、青色光の主波長の第１円偏光を反射する機能を有するとともに、
赤色画素に対応して配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が赤色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であり、
緑色画素に対応して配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が緑色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であり、
青色画素に対応して配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が青色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する一対の選択反射層と、
これら一対の選択反射層の間に配置され、一対の電極間に赤色光を発光する発光層を備えた赤色表示素子、一対の電極間に緑色光を発光する発光層を備えた緑色表示素子、及び、一対の電極間に青色光を発光する発光層を備えた青色表示素子を有した表示素子部と、を備え、
前記選択反射層のそれぞれは、赤色光、緑色光、及び、青色光の主波長の第１円偏光を反射する機能を有するとともに、
前記赤色表示素子を配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が赤色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であり、
前記緑色表示素子を配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が緑色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であり、
前記青色表示素子を配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が青色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
前記選択反射層は、コレステリック液晶層、コレステリック液晶層をポリマー化させたもの、若しくは、コレステリック液晶層をフィルム化させたもののいずれかであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記発光層で発光した光の主出射面側に位置する前記選択反射層の表面に光吸収層を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記選択反射層の平均屈折率と螺旋ピッチとを乗じた値が所定波長とほぼ等しいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１】
所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する一対の選択反射層と、
これら一対の選択反射層の間に配置され、一対の電極間に前記所定波長を主波長とする光を発光する発光層を備えた表示素子と、を備え、
前記選択反射層間の実質的な光路長が前記所定波長のｎ／２倍（ｎは整数）であることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する一対の選択反射層と、
これら一対の選択反射層の間に配置され、一対の電極間に白色光を発光する発光層を備えた表示素子と、を備え、
前記選択反射層のそれぞれは、赤色光、緑色光、及び、青色光の主波長の第１円偏光を反射する機能を有するとともに、
赤色画素に対応して配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が赤色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であり、
緑色画素に対応して配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が緑色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であり、
青色画素に対応して配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が青色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、所定波長の第１円偏光を反射するとともに第１円偏光とは逆極性の第２円偏光を透過する一対の選択反射層と、
これら一対の選択反射層の間に配置され、一対の電極間に赤色光を発光する発光層を備えた赤色表示素子、一対の電極間に緑色光を発光する発光層を備えた緑色表示素子、及び、一対の電極間に青色光を発光する発光層を備えた青色表示素子を有した表示素子部と、を備え、
前記選択反射層のそれぞれは、赤色光、緑色光、及び、青色光の主波長の第１円偏光を反射する機能を有するとともに、
前記赤色表示素子を配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が赤色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であり、
前記緑色表示素子を配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が緑色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であり、
前記青色表示素子を配置した前記選択反射層間の実質的な光路長が青色光の主波長のｎ／２倍（ｎは整数）であることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
前記選択反射層は、コレステリック液晶層、コレステリック液晶層をポリマー化させたもの、若しくは、コレステリック液晶層をフィルム化させたもののいずれかであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記発光層で発光した光の主出射面側に位置する前記選択反射層の表面に光吸収層を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記選択反射層の平均屈折率と螺旋ピッチとを乗じた値が所定波長とほぼ等しいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−１００１３８（Ｐ２００６−１００１３８Ａ）
【公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２８５３８０（Ｐ２００４−２８５３８０）
【出願日】平成１６年９月２９日（２００４．９．２９）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２９日（２００４．９．２９）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
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