表示装置
４分の１波長板ＷＰと発光層６４との間に配置され、所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の所定波長の第２円偏光を選択反射する選択反射層ＳＲを備え、発光層６４は少なくとも１つのピーク波長を有し、ピーク波長の数をｍとしたとき、選択反射層ＳＲの選択反射波長域がｍ個あり、発光層６４から出射された光のピーク波長をλ
ｐ（ｋ）（波長の短い順にｋ＝１，２，…，ｍ）としたとき、各ピーク波長λｐ（ｋ）が各選択反射波長域を形成する選択反射層ＳＲの異常光屈折率ｎｅ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｅ（ｋ）Ｐ（ｋ）より小さく、常光屈折率ｎｏ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）より大きい値であり、なおかつ、各選択反射波長域を形成する選択反射層ＳＲ間で、ｎｅ（ｋ−１）Ｐ（ｋ−１）＜ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）であることを特徴とする。
ｐ（ｋ）（波長の短い順にｋ＝１，２，…，ｍ）としたとき、各ピーク波長λｐ（ｋ）が各選択反射波長域を形成する選択反射層ＳＲの異常光屈折率ｎｅ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｅ（ｋ）Ｐ（ｋ）より小さく、常光屈折率ｎｏ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）より大きい値であり、なおかつ、各選択反射波長域を形成する選択反射層ＳＲ間で、ｎｅ（ｋ−１）Ｐ（ｋ−１）＜ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）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、円偏光板を具備し高コントラスト化が可能な自己発光素子を搭載し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、主に光反射性を有する第１電極と主に光透過性を有する第２電極との間に発光層を挟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を第２電極側から取り出す。すなわち、発光層で発光した光の一部は第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は第１電極にて第２電極に向けて反射される。つまり、第１電極は、発光した光をなるべく観察者側に出射させる機能を有している。
【０００４】
しかしながら、こうした構造の有機ＥＬ素子の場合、反射層としての機能を有する第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した場合、第１電極が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、反射層の反射率を下げる方法（極端に言えばゼロに近づける方法）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、基板界面や反射層にて反射されると、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、反射層の反射率に関係なく外光は反射層にて反射されないのと同様の効果を得る。また、同様の効果は反射層に限らず、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、特開平９−１２７８８５号公報参照。）。
【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】
上述したように、有機ＥＬ素子などの自己発光素子では、発光層にて発光した光を効率良く取り出すために設けられた反射層は、コントラスト特性の低下を招く。この問題は、特に明るい環境、つまり外光が強い条件下で顕著となる。これに対処するために、偏光板及び４分の１波長板を設けることにより、コントラスト特性が改善されるものの、表示輝度の低下を招く。
【発明の開示】
【００１０】
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、自己発光素子を搭載した表示装置であって、コントラスト特性を改善することが可能であるとともに、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。
【００１１】
この発明の第１の様態による表示装置は、
反射層、発光層、４分の１波長板、及び、偏光板を備え、前記偏光板と前記発光層との間に前記４分の１波長板が位置するとともに、前記４分の１波長板と前記反射層との間に前記発光層が位置する表示装置であって、
前記４分の１波長板と前記発光層との間に配置され、所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の所定波長の第２円偏光を選択反射する選択反射層を備え、
前記発光層は少なくとも１つのピーク波長を有し、ピーク波長の数をｍとしたとき、前記選択反射層はｍ個の選択反射波長域を有し、
前記発光層から出射された光のピーク波長をλｐ（ｋ）（波長の短い順にｋ＝１，２，…，ｍ）としたとき、各ピーク波長λｐ（ｋ）が前記各選択反射波長域を形成する前記選択反射層の異常光屈折率ｎｅ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｅ（ｋ）Ｐ（ｋ）より小さく、常光屈折率ｎｏ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）より大きい値であり、
なおかつ、前記各選択反射波長域を形成する前記選択反射層間で、ｎｅ（ｋ−１）Ｐ（ｋ−１）＜ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）であることを特徴とする。
【００１２】
この発明の第２の様態による表示装置は、
反射層、発光層、カラーフィルター、４分の１波長板、及び、偏光板を備え、前記偏光板と前記カラーフィルターとの間に前記４分の１波長板が位置するとともに、前記４分の１波長板と前記発光層との間に前記カラーフィルターが位置する表示装置であって、
前記４分の１波長板と前記カラーフィルターとの間に配置され、所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の所定波長の第２円偏光を反射する選択反射層を備え、
前記発光層から出射され前記カラーフィルターを透過した光は少なくとも１つ以上のピーク波長を有し、ピーク波長の数をｍとしたとき、前記選択反射層はｍ個の選択反射波長域を有し、
前記カラーフィルターを透過した光のピーク波長をλｐ（ｋ）（波長の短い順にｋ＝１，２，…，ｍ）としたとき、各ピーク波長λｐ（ｋ）が前記各選択反射波長域を形成する前記選択反射層の異常光屈折率ｎｅ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｅ（ｋ）Ｐ（ｋ）より小さく、常光屈折率ｎｏ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）より大きい値であり、
なおかつ、前記各選択反射波長域を形成する前記選択反射層間で、ｎｅ（ｋ−１）Ｐ（ｋ−１）＜ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
［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斜視図である。
［図２］図２は、図１に示した有機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、有機ＥＬ表示装置を構成する各画素の発光スペクトルの分布を概略的に説明するための図である。
［図４］図４は、図２に示した有機ＥＬ表示装置における選択反射層の構造例を概略的に示す図である。
［図５］図５は、各画素で発光した左円偏光成分の反射率と、選択反射層における選択反射機能との関係を説明するための図である。
［図６］図６は、上面発光方式の表示装置における光学的機能を説明するための図である。
［図７］図７は、この発明の実施例に係る表示装置の構成を概略的に示す図である。
［図８］図８は、選択反射層を設けない表示装置と、選択反射層を設けた表示装置とでの発光光の透過率の相対比較結果を示す図である。
［図９］図９は、選択反射層を設けた表示装置における反射防止機能を説明するための図である。
［図１０］図１０は、この発明の他の実施例に係る表示装置の構成を概略的に示す図である。
［図１１］図１１は、この発明の他の実施例に係る表示装置の構成を概略的に示す図である。
【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】
図１及び図２に示すように、有機ＥＬ表示装置１は、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を密封する封止部材２００とを備えて構成されている。アレイ基板１００の表示エリア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とを備えて構成されている。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、ここではそれらの半導体層にポリシリコンを用いている。
【００１７】
また、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、赤色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｒを備えている。緑色画素ＰＸＧは、緑色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｇを備えている。青色画素ＰＸＢは、青色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｂを備えている。
【００１８】
各種有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の構成は、基本的に同一であって、有機ＥＬ素子４０は、マトリクス状に配置され画素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、によって構成されている。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
また、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と、信号線Ｘｎに映像信号を供給する信号線駆動回路１０８と、を備えている。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。
【００２２】
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。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を構成する一方の電極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を構成する他方の電極及び電源供給線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】
図２に示すように、アレイ基板１００は、配線基板１２０上に配置された有機ＥＬ素子４０を備えている。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）などを備えて構成されたものとする。
【００２４】
有機ＥＬ素子４０を構成する第１電極６０は、配線基板１２０の絶縁膜上に配置されている。この第１電極６０は、主に光透過性を有する透過膜６０Ｔと、主に光反射性を有する反射膜６０Ｒとで構成され、陽極として機能する。ここでは、透過膜６０Ｔは、駆動トランジスタ２０に電気的に接続され、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）などの光透過性導電部材によって形成されている。また、反射膜６０Ｒは、絶縁層ＨＲＣを介して透過膜６０Ｔの下層すなわち配線基板１２０側に配置され、例えばモリブデン（Ｍｏ）／アルミニウム（Ａｌ）／モリブデン（Ｍｏ）の積層膜によって形成されている。この反射膜６０Ｒは、ここでは、透過膜６０Ｔと同様に駆動トランジスタ２０に電気的に接続されているが、必ずしも駆動トランジスタ２０に接続されている必要はない。つまり、第１電極６０においては、陽極として機能するのは透過膜６０Ｔを構成する導電部材であって、反射膜６０Ｒは、有機活性層６４で発生した所定波長の光を反射するように構成されていれば良い。また、第１電極６０は、単層にて形成することも可能である。すなわち図２における透過膜６０Ｔの代わりに陽極になり得る性質と光反射性とを兼ね備える材料を用いることができ、この場合には図２における反射膜６０Ｒは不要となる。このような単層の第１電極に適する材料は例えばＰｔ等がある。
【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、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、及び各色毎に形成される発光層の３層積層で構成されても良く、機能的に複合された２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、主に光透過性を有する金属膜によって形成され、陰極として機能する。ここでは、第２電極６６は、例えばＣａ（カルシウム）、Ａｌ（アルミニウム）、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】
この第２電極６６の表面は、乾燥剤として吸湿性を有する材料で被覆されることが望ましい。すなわち、有機ＥＬ素子４０は、水分に触れると、その発光特性が急速に劣化する。このため、有機ＥＬ素子４０を水分から保護する目的で、その表面に相当する第２電極６６上に乾燥剤６８が配置される。この乾燥剤６８は、吸湿性を有する材料であれば良く、例えばリチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）などのアルカリ金属単体またはその酸化物、あるいは、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）などのアルカリ土類金属またはその酸化物などで形成される。
【００２８】
また、アレイ基板１００は、表示エリア１０２において、少なくとも隣接する色毎に画素ＲＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）間を分離する隔壁７０を備えている。隔壁７０は、各画素を分離するよう形成することが望ましく、ここでは、隔壁７０は、各第１電極６０の周縁に沿って格子状に配置され、また、第１電極６０を露出する隔壁の開口形状が円形または多角形となるよう形成されている。
【００２９】
さらに、アレイ基板１００は、配線基板１２０における一方の主面のうち、少なくとも有効部１０６を覆うように配置された封止体３００を備えている。ここでは、有効部１０６は、少なくとも画像を表示するための複数の画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を備えた表示エリア１０２を含むものとするが、走査線駆動回路１０７や信号線駆動回路１０８などを備えた周辺エリア１０４を含んでも良い。この封止体３００の表面は、ほぼ平坦化されている。
【００３０】
封止部材２００は、封止体３００の表面全体に塗布された接着剤により封止体３００に接着されている。この封止部材２００は、プラスチックシートなどの光透過性を有する絶縁性フィルムや、ダイアモンドライクカーボン等によって構成される。
【００３１】
封止体３００は、少なくとも１層のバッファ層３１１…と、バッファ層より形成面積が大きなパターンであってしかもバッファ層を外気から遮蔽するよう被覆する少なくとも２層のバリア層３２０、３２１…と、を積層した構造を有している。ここでは、封止体３００は、第１バリア層３２０、第１バリア層３２０上において有効部１０６に対応するように配置されたバッファ層３１１、及び、バッファ層３１１の側面を含む全体を被覆する第２バリア層３２１によって構成されている。
【００３２】
バッファ層３１１…は、例えばアクリル系樹脂などの有機樹脂材料により、例えば０．１〜２μｍ程度の膜厚で形成される。特に、ここでは、このバッファ層３１１…を形成する材料としては、比較的粘性の低い液体の状態で塗布され下層の凹凸を吸収した状態で硬化するような材料を選択することが望ましい。このような材料を用いて形成されたバッファ層３１１…は、それらの表面を平坦化する平坦化層としての機能を有する。
【００３３】
各バリア層３２０、３２１…は、例えば、アルミニウムやチタンなどの金属材料、ＩＴＯやＩＺＯなどの金属酸化物材料、または、アルミナなどのセラミック系材料などの無機系材料により、例えば０．１μｍオーダの膜厚で形成される。ＥＬ発光を第１電極６０側から取り出す下面発光方式の場合、バリア層３２０、３２１…の少なくとも１層として適用される材料は、遮光性及び光反射性を有していることが望ましい。また、ＥＬ発光を第２電極６６側から取り出す上面発光方式の場合、バリア層３２０、３２１…として適用される材料は光透過性を有していることが望ましい。
【００３４】
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にホール及び電子を注入し、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単一ピーク波長のＥＬ発光を放出する。例えば、３種の画素を１ピクセル単位とした場合、赤色のピーク波長（６２０ｎｍ付近）を有する赤色画素ＰＸＲ、緑色のピーク波長（５５０ｎｍ付近）を有する緑色画素ＰＸＧ、及び、青色のピーク波長（４４０ｎｍ付近）を有する青色画素ＰＸＢによってカラー表示及び白黒表示を可能としている。
【００３５】
上述した構成の上面発光方式では、有機活性層６４の発光層からのＥＬ発光は、アレイ基板１００の上面側すなわち第２電極６６側から出射され、また、第１電極６０側に向かって出射されたＥＬ発光は反射膜６０Ｒにて反射され第２電極６６側から出射される。
【００３６】
ところで、上述した上面発光方式の表示装置は、ＥＬ発光の出射面側すなわち封止部材２００上に、順に積層配置された選択反射層ＳＲ、４分の１波長板ＷＰ、及び、偏光板ＰＰを備えている。すなわち、図２に示した構成例では、偏光板ＰＰと有機活性層（発光層）６４との間に４分の１波長板ＷＰが位置するとともに、４分の１波長板ＷＰと反射膜６０Ｒとの間に有機活性層６４が位置する。
【００３７】
選択反射層ＳＲは、所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含むとともに、第１円偏光（例えば右円偏光）を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の所定波長の第２円偏光（例えば左円偏光）を反射する機能を有している。この選択反射層ＳＲは、有機活性層６４が発生するＥＬ発光のピーク波長の数をｍとしたときに、ｍ個の選択反射波長域を有するように構成されている。
【００３８】
すなわち、この実施の形態では、赤色画素ＰＸＲ、緑色画素ＰＸＧ、及び、青色画素ＰＸＢの３種の画素を平面状に配列し１ピクセル単位を構成する場合、それぞれの画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に設けられた有機ＥＬ素子４０の有機活性層６４は単一のピーク波長のＥＬ発光を出射する。このため、ピーク波長数ｍは３である。例えば、図３に示すように、青色画素ＰＸＢの有機活性層６４から出射されるＥＬ発光は、４４０ｎｍ付近において単一の第１ピーク波長λｐ（１）を有する。また、緑色画素ＰＸＧの有機活性層６４から出射されるＥＬ発光は、５５０ｎｍ付近において単一の第２ピーク波長λｐ（２）を有する。赤色画素ＰＸＲの有機活性層６４から出射されるＥＬ発光は、６２０ｎｍ付近において単一の第３ピーク波長λｐ（３）を有する。つまり、有機活性層６４から出射された光のピーク波長は、短い順に、λｐ（１）、λｐ（２）、λｐ（３）となる。
【００３９】
したがって、この実施の形態では、選択反射層ＳＲは、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ＳＲは、図４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。
【００４０】
第１反射層ＳＲ１は、第１ピーク波長λｐ（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、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の第１ピーク波長λｐ（１）を含む所定波長の第２円偏光を反射する。
【００４１】
第２反射層ＳＲ２は、第２ピーク波長λｐ（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、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の第２ピーク波長λｐ（２）を含む所定波長の第２円偏光を反射する。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。
【００４２】
第３反射層ＳＲ３は、第３ピーク波長λｐ（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、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の第３ピーク波長λｐ（３）を含む所定波長の第２円偏光を反射する。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。
【００４３】
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。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（各反射層の主平面）Ｈとほぼ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）Ｖ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が水平面内で１回転する各反射層の法線方向Ｖ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）としている。
【００４４】
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。図２に示したような構成例の場合、封止部材２００または４分の１波長板ＷＰ上に順次複数の反射層ＳＲ（１，２，３）を直接積層して選択反射層ＳＲを形成しても良いし、ポリイミド樹脂膜などのベースフィルム上に複数の反射層ＳＲ（１，２，３）を積層して選択反射層ＳＲを形成した後に封止部材２００または４分の１波長板ＷＰ上に接着されても良い。また、選択反射層ＳＲが十分に高い外気に対する（つまり水分や酸素に対する）遮蔽性能を有している場合には、封止部材２００としての機能を兼ね備えて封止体３００上に配置されても良いし、封止体３００としての機能を兼ね備えて有機ＥＬ素子４０上に直接配置されても良い。
【００４５】
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）。
【００４６】
図３に示したように、発光ピーク波長は赤色、緑色、青色の３つであり、各々波長の短い順にλｐ（１）、λｐ（２）、λｐ（３）としたとき、λｐ（１）の波長近傍における選択反射層ＳＲ（特に第１反射層ＳＲ１）の常光屈折率ｎｏ（１）と選択反射層ＳＲの螺旋ピッチ（特に第１反射層ＳＲ１の螺旋ピッチ）Ｐ（１）とを乗じた値ｎｏ（１）Ｐ（１）、及び、異常光屈折率ｎｅ（１）と螺旋ピッチＰ（１）とを乗じた値ｎｅ（１）Ｐ（１）は、ピーク波長λｐ（１）に対して、ｎｏ（１）Ｐ（１）＜λｐ（１）＜ｎｅ（１）Ｐ（１）となるように設定されている。
【００４７】
同様に、λｐ（２）の波長近傍における選択反射層ＳＲ（特に第２反射層ＳＲ２）の常光屈折率ｎｏ（２）と選択反射層ＳＲの螺旋ピッチ（特に第２反射層ＳＲ２の螺旋ピッチ）Ｐ（２）とを乗じた値ｎｏ（２）Ｐ（２）、及び、異常光屈折率ｎｅ（２）と螺旋ピッチＰ（２）とを乗じた値ｎｅ（２）Ｐ（２）は、ピーク波長λｐ（２）に対して、ｎｏ（２）Ｐ（２）＜λｐ（２）＜ｎｅ（２）Ｐ（２）となるように設定されている。
【００４８】
同様に、λｐ（３）の波長近傍における選択反射層ＳＲ（特に第３反射層ＳＲ３）の常光屈折率ｎｏ（３）と選択反射層ＳＲの螺旋ピッチ（特に第３反射層ＳＲ３の螺旋ピッチ）Ｐ（３）とを乗じた値ｎｏ（３）Ｐ（３）、及び、異常光屈折率ｎｅ（３）と螺旋ピッチＰ（３）とを乗じた値ｎｅ（３）Ｐ（３）は、ピーク波長λｐ（３）に対して、ｎｏ（３）Ｐ（３）＜λｐ（３）＜ｎｅ（３）Ｐ（３）となるように設定されている。
【００４９】
同時に、選択反射層ＳＲを構成するそれぞれ固有の選択反射波長域を有する各反射層ＳＲ（１，２，３）間では、ｎｅ（１）Ｐ（１）＜ｎｏ（２）Ｐ（２）、ｎｅ（２）Ｐ（２）＜ｎｏ（３）Ｐ（３）となるように、各反射層の螺旋ピッチＰ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）が設定されている。
【００５０】
こうした構造から成る選択反射層ＳＲにおいては、その液晶分子ＬＭの螺旋方向と同じ回転方向の円偏光に対する反射率の波長分散は図５のようになる。図５では、選択反射層ＳＲの螺旋方向が左回りの場合の左円偏光に対する反射率の波長分散を示している。図３及び図５に示すように、選択反射層ＳＲは、選択反射層ＳＲ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発光の発光スペクトルのみ（ピーク波長を含む所定波長の光）を反射する機能を有するものとなっている。
【００５１】
なお、図５に示すように、選択反射層ＳＲ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）がピーク波長λｐ（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より一致するので、前述した効果がさらに高まる。
【００５２】
また、選択反射層が反射する第２円偏光に対する反射率は、ピーク波長λｐ（ｋ）において５０％以上とすることが望ましい。このように設定することにより、各有機ＥＬ素子４０の輝度は、選択反射層を設けない従来の素子と比較して５割以上高くなり、十分な輝度特性を得ることができる。
【００５３】
次に、図６を参照して、上述した上面発光方式の表示装置における光学的機能を説明する。なお、ここでは、説明を簡略化するために、偏光板ＰＰ、４分の１波長板ＷＰ、選択反射層ＳＲ、有機活性層（発光層）６４、反射膜６０Ｒ、有機活性層（発光層）６４を設けた配線基板１２０のみを図示し、これら記載の順に各層を配置した構成を例に説明する。また、ここでは、便宜上、外部から表示装置に入射する外光と、有機活性層６４にて発光した発光光とを別々の光路で図示している。
【００５４】
すなわち、偏光板ＰＰは、その面内において、互いに異なる方向に吸収軸及び透過軸を有している。４分の１波長板ＷＰは、所定波長の光に対して常光線と異常光線との間に４分の１波長の位相差を与える。これら偏光板ＰＰ及び４分の１波長板ＷＰは、入射した外光（非偏光）をほぼ円偏光例えば右円偏光となるようにそれぞれの光軸が設定されている。
【００５５】
これにより、表示装置に入射した外光（非偏光）は、これら偏光板ＰＰ及び４分の１波長板ＷＰを透過して右円偏光となる。選択反射層ＳＲを構成する液晶分子は、左捻れの配向としているため、４分の１波長板ＷＰを通過した右円偏光は反射せずに、その偏光状態を維持して透過する。したがって、入射した外光は、波長に関わらず右円偏光となって有機活性層６４を通過して反射膜６０Ｒにて反射される。
【００５６】
反射膜６０Ｒで反射された反射光は、位相が１８０度ずれるため、左円偏光となる。選択反射層ＳＲは、この左円偏光のうち、螺旋ピッチに対応する所定波長（有機活性層６４にて発光する発光光のピーク波長を含む所定波長）の左円偏光は反射するが、それ以外の波長の左円偏光は透過するため、大半の反射光は左円偏光のまま選択反射層ＳＲを透過する。
【００５７】
選択反射層ＳＲを透過した透過光は、４分の１波長板ＷＰにて、偏光板ＰＰの吸収軸と平行な直線偏光に変換されるため、偏光板ＰＰにて吸収される。かくして、外光の大半は、反射膜６０Ｒで反射されても偏光板ＰＰで吸収されるため、十分な反射防止機能を得ることができる。
【００５８】
これに対して、３種の画素においてそれぞれの有機活性層６４にて発光した発光光は、λｐ（１）、λｐ（２）、λｐ（３）のピーク波長を有した非偏光であり、これを成分分離すると左円偏光及び右円偏光に分類できる。λｐ（１）、λｐ（２）、λｐ（３）のピーク波長を有した発光光のうちの右円偏光成分は、選択反射層ＳＲを透過する。一方、λｐ（１）のピーク波長を有した発光光のうちの左円偏光成分は、選択反射層ＳＲを構成する第１反射層ＳＲ１が選択的に反射する機能を有しているため、第１反射層ＳＲ１にて左円偏光として反射膜６０Ｒ側に向けて反射される。同様に、λｐ（２）のピーク波長を有した発光光のうちの左円偏光成分は、選択反射層ＳＲを構成する第２反射層ＳＲ２が選択的に反射する機能を有しているため、第２反射層ＳＲ２にて左円偏光として反射膜６０Ｒ側に向けて反射される。同様に、λｐ（３）のピーク波長を有した発光光のうちの左円偏光成分は、選択反射層ＳＲを構成する第３反射層ＳＲ３が選択的に反射する機能を有しているため、第３反射層ＳＲ３にて左円偏光として反射膜６０Ｒ側に向けて反射される。
【００５９】
選択反射層ＳＲにて反射された左円偏光は、反射膜６０Ｒにて再び選択反射層ＳＲに向けて反射される。反射膜６０Ｒで反射された反射光は、位相が１８０度ずれるため、右円偏光となる。したがって、この反射光は、λｐ（１）、λｐ（２）、λｐ（３）のピーク波長を有した発光光のうちの右円偏光成分と同様に選択反射層ＳＲを透過する。かくして、有機活性層６４にて発光した発光光の全ては、右円偏光となり選択反射層ＳＲを透過する。
【００６０】
選択反射層ＳＲを透過した右円偏光は、４分の１波長板ＷＰにて、偏光板ＰＰの透過軸と平行な直線偏光となるので、偏光板ＰＰを透過する。かくして、有機活性層６４にて発光した発光光は、全て偏光板ＰＰを透過することとなり、表示に寄与する。
【００６１】
したがって、上述した表示装置によれば、入射した外光の殆どの波長に対し、反射防止機能を有し、なおかつ偏光板を用いているにもかかわらず、有機ＥＬ素子にて発光した発光光の殆どは偏光板を透過するので、優れたコントラスト特性と高い表示輝度とを両立することができる。つまり、この実施の形態によれば、コントラスト特性及び表示輝度がともに優れた表示装置を得ることができる。
【実施例】
【００６２】
図７に示すように、配線基板１２０上に反射膜６０Ｒ及び有機活性層６４を含む有機ＥＬ素子４０を配置し封止した後に、有機活性層６４側から順に選択反射層ＳＲ、４分の１波長板ＷＰ、及び、偏光板ＰＰを配置した表示装置を作成した。なお、ここでは、説明を簡略化するために、偏光板ＰＰ、４分の１波長板ＷＰ、選択反射層ＳＲ、有機活性層（発光層）６４、反射膜６０Ｒ、有機活性層（発光層）６４を設けた配線基板１２０のみを図示し、他の構成は省略した。
【００６３】
まず、選択反射層ＳＲは、第１反射層としてのコレステリック液晶ポリマー（ＢＡＳＦ製）、第２反射層としてのコレステリック液晶ポリマー（ＢＡＳＦ製）、及び、第３反射層としてのコレステリック液晶ポリマー（ＢＡＳＦ製）を各々プレーナー配向となるように積層した。第１反射層のコレステリック液晶ポリマーは、螺旋ピッチが２７５ｎｍであり波長４４０ｎｍにおける常光屈折率が１．５３、異常光屈折率が１．６５である。第２反射層のコレステリック液晶ポリマーは、螺旋ピッチが３５０ｎｍであり、５５０ｎｍにおける常光屈折率が１．５２、異常光屈折率が１．６２である。第３反射層のコレステリック液晶ポリマーは、螺旋ピッチが４００ｎｍであり、６２０ｎｍにおける常光屈折率が１．５１、異常光屈折率が１．６１である。
【００６４】
各反射層の膜厚は、それぞれの液晶分子の螺旋ピッチの略１０倍（１ピッチを液晶分子１回転分とすると液晶分子が１０回転した状態の膜厚）とした。各反射層における螺旋ピッチと平均屈折率とを乗じた値は、有機活性層の３つのピーク波長λｐ（１）、λｐ（２）、λｐ（３）と実効的に一致するように設定されている。これにより、各反射層は、螺旋ピッチに平均屈折率を乗じた値の波長の光のうち、捻れ方向と同じ向きの円偏光、たとえば左円偏光を反射する。各反射層の反射率は、膜厚に依存し、螺旋ピッチの１０倍程度の膜厚ではほぼ１００％となる。
【００６５】
したがって、各反射層は、左円偏光のうちそれぞれの螺旋ピッチに平均屈折率を乗じた値の波長の光を中心として異常光屈折率と常光屈折率との差Δｎに螺旋ピッチを乗じたバンド幅の光を反射する。前述したように、螺旋ピッチの異なる３種の反射層を各層で左円偏光の反射率が１００％となる膜厚にて作成し、各層にてΔｎと螺旋ピッチとを乗じたバンド幅の光の反射を可能としているので、ほぼ発光光のバンド幅に等しい波長域の左円偏光を選択的に反射する機能を得る。
【００６６】
ここで適用した液晶ポリマー層は、フィルム状のものや膜状のものとして取り扱えることが望ましく、例えば紫外線硬化型樹脂を含有し、紫外線照射によって生ずる光架橋反応により硬化するものであっても良いし、熱硬化型樹脂を含有し、加熱によって熱重合により硬化するものであっても良い。このような選択反射層ＳＲは、前述したピッチの異なる３種の反射層を積層して得る他に、螺旋ピッチが連続的に変化した層を用いても同様の作用、効果が得られる。また、２枚以上の基板を用いて液晶ポリマーを用いず、液晶層として形成しても光学的効果に変わりはない。
【００６７】
続いて、上述したようにして得られた選択反射層ＳＲ上に素子の長手方向と１２５°の角度（半時計まわりに角度を定義する。以下も同様）となるようにアートン樹脂からなるリターデーション値１４０ｎｍの第１位相差板（日東電工（株）製）を貼り合せる。これに続いて、この第１位相差板の上に素子の長手方向と６２．５°の角度となるようにアートン樹脂からなるリターデーション値２７０ｎｍの第２位相差板（日東電工（株）製）を貼り合せた。
【００６８】
しかる後、第２位相差板の上に素子の長手方向と４５°の角度となるように偏光板ＳＥＧ１２２４ＤＵＡＧＡＲ（日東電工（株）製）を貼り合せた。第１位相差板、第２位相差板、及び、偏光板を上述した角度構成で貼り合せることにより、可視光全域の波長に対し２枚の位相差板が４分の１波長板ＷＰとして作用し、偏光板ＰＰを含めて左円偏光板として機能する。このようにして、前述したような外光の反射を防止するといった機能、及び、発光光の殆どの光を出射させるといった機能を両立することが可能な表示装置が得られた。
【００６９】
従来の表示装置のように選択反射層を設けない構成と、本実施例の構成とで、偏光板を透過した発光光の透過率の相対比較結果を図８に示す。図８に示したように、本実施例に係る表示装置は、従来の表示装置のほぼ倍の透過率を得られることが確認できた。また、本実施例の反射防止効果として、外光スペクトルに対する本実施例に係る表示装置の反射率の波長分散を図９に示す。図９に示したように、反射光は僅かであり、十分な反射防止効果を得られることが確認できた。以上のことから、本実施例の構成は、高いコントラスト特性及び高い表示輝度双方が得られていることがわかる。
【００７０】
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わ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。
【００７１】
上述した実施の形態では、上面発光方式の表示装置であって、赤色画素ＰＸＲが赤色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｒを備え、緑色画素ＰＸＧが緑色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｇを備え、さらに、青色画素ＰＸＢが青色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｂを備えて構成された場合について説明したが、この発明はこの例に限定されるものではない。
【００７２】
例えば、各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）がすべて同一種類の有機ＥＬ素子４０を備え、有機ＥＬ素子４０が白色光を発光する有機活性層を備えて構成されても良い。このような構成の場合、各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、ＥＬ発光の出射面側にそれぞれ赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター、及び、青色カラーフィルターを備えてカラー表示を実現する。つまり、発光層としての機能を有する有機活性層自体は、明確なピーク波長を持たない発光光を出射し、発光光がカラーフィルターを透過することによって所定のピーク波長を有する光となる。
【００７３】
すなわち、図１０に示すように、配線基板１２０上に反射膜６０Ｒ及び有機活性層６４を含む有機ＥＬ素子４０を配置し封止した後に、有機活性層６４側から順にカラーフィルターＣＦ、選択反射層ＳＲ、４分の１波長板ＷＰ、及び、偏光板ＰＰを配置した表示装置を作成した。つまり、偏光板ＰＰとカラーフィルターＣＦとの間に４分の１波長板ＷＰが位置するとともに、４分の１波長板ＷＰと有機活性層（発光層）６４との間にカラーフィルターＣＦが位置する。なお、ここでは、説明を簡略化するために、偏光板ＰＰ、４分の１波長板ＷＰ、選択反射層ＳＲ、カラーフィルターＣＦ、有機活性層（発光層）６４、反射膜６０Ｒ、有機活性層（発光層）６４を設けた配線基板１２０のみを図示し、他の構成は省略した。
【００７４】
カラーフィルターＣＦとしては、例えば、赤色画素は赤色カラーフィルター（例えば６２０ｎｍにピーク透過率を有する）ＣＦＲを備え、緑色画素は緑色カラーフィルター（例えば５５０ｎｍにピーク透過率を有する）ＣＦＧを備え、青色画素は青色カラーフィルター（例えば４４０ｎｍにピーク透過率を有する）ＣＦＢを備えている。
【００７５】
このような構成例においても、有機活性層６４から出射されカラーフィルターＣＦを透過した光について、上述した実施の形態と同様に設定することで、前述した外光の反射防止機能、及び、偏光板におけるカラーフィルターを透過した発光光の吸収の防止効果は同様の原理にて得ることができる。
【００７６】
すなわち、選択反射層ＳＲは、所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含むとともに、第１円偏光（例えば右円偏光）を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の所定波長の第２円偏光（例えば左円偏光）を選択反射する。この選択反射層ＳＲは、有機活性層６４から出射されカラーフィルターＣＦを透過した光のピーク波長の数をｍとしたときに、ｍ個の選択反射波長域を有するように構成されている。
【００７７】
すなわち、このような構成例では、それぞれの画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に設けられた有機ＥＬ素子４０の有機活性層６４から出射された白色のＥＬ発光光は、各カラーフィルターを透過することで単一のピーク波長を有するため、ピーク波長数ｍは３である。例えば、青色画素ＰＸＢのカラーフィルターＣＦＢを透過した光は、４４０ｎｍ付近において単一の第１ピーク波長λｐ（１）を有する。また、緑色画素ＰＸＧのカラーフィルターＣＦＧを透過した光は、５５０ｎｍ付近において単一の第２ピーク波長λｐ（２）を有する。赤色画素ＰＸＲのカラーフィルターＣＦＲを透過した光は、６２０ｎｍ付近において単一の第３ピーク波長λｐ（３）を有する。つまり、有機活性層６４から出射されカラーフィルターＣＦを透過した光のピーク波長は、短い順に、λｐ（１）、λｐ（２）、λｐ（３）となる。
【００７８】
したがって、選択反射層ＳＲは、３個の選択反射波長域を有するように構成され、第１ピーク波長λｐ（１）の光の左円偏光を反射する第１反射層ＳＲ１、第２ピーク波長λｐ（２）の光の左円偏光を反射する第２反射層ＳＲ２、及び、第３ピーク波長λｐ（３）の光の左円偏光を反射する第３反射層ＳＲ３を備えている。
【００７９】
そして、カラーフィルターを透過した光のピーク波長は赤色、緑色、青色の３つであり、各々波長の短い順にλｐ（１）、λｐ（２）、λｐ（３）としたとき、λｐ（１）の波長近傍における選択反射層ＳＲ（特に第１反射層ＳＲ１）の常光屈折率ｎｏ（１）と選択反射層ＳＲの螺旋ピッチ（特に第１反射層ＳＲ１の螺旋ピッチ）Ｐ（１）とを乗じた値ｎｏ（１）Ｐ（１）、及び、異常光屈折率ｎｅ（１）と螺旋ピッチＰ（１）とを乗じた値ｎｅ（１）Ｐ（１）は、ピーク波長λｐ（１）に対して、ｎｏ（１）Ｐ（１）＜λｐ（１）＜ｎｅ（１）Ｐ（１）となるように設定されている。
【００８０】
同様に、λｐ（２）の波長近傍における選択反射層ＳＲ（特に第２反射層ＳＲ２）の常光屈折率ｎｏ（２）と選択反射層ＳＲの螺旋ピッチ（特に第２反射層ＳＲ２の螺旋ピッチ）Ｐ（２）とを乗じた値ｎｏ（２）Ｐ（２）、及び、異常光屈折率ｎｅ（２）と螺旋ピッチＰ（２）とを乗じた値ｎｅ（２）Ｐ（２）は、ピーク波長λｐ（２）に対して、ｎｏ（２）Ｐ（２）＜λｐ（２）＜ｎｅ（２）Ｐ（２）となるように設定されている。
【００８１】
同様に、λｐ（３）の波長近傍における選択反射層ＳＲ（特に第３反射層ＳＲ３）の常光屈折率ｎｏ（３）と選択反射層ＳＲの螺旋ピッチ（特に第３反射層ＳＲ３の螺旋ピッチ）Ｐ（３）とを乗じた値ｎｏ（３）Ｐ（３）、及び、異常光屈折率ｎｅ（３）と螺旋ピッチＰ（３）とを乗じた値ｎｅ（３）Ｐ（３）は、ピーク波長λｐ（３）に対して、ｎｏ（３）Ｐ（３）＜λｐ（３）＜ｎｅ（３）Ｐ（３）となるように設定されている。
【００８２】
同時に、選択反射層ＳＲを構成するそれぞれ固有の選択反射波長域を有する各反射層ＳＲ（１，２，３）間では、ｎｅ（１）Ｐ（１）＜ｎｏ（２）Ｐ（２）、ｎｅ（２）Ｐ（２）＜ｎｏ（３）Ｐ（３）となるように、各反射層の螺旋ピッチＰ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）が設定されている。
【００８３】
このような構成であっても、コントラスト特性及び表示輝度がともに優れた表示装置を得ることができる。
【００８４】
また、上述した上面発光方式の表示装置では、偏光板ＰＰ、４分の１波長板ＷＰ、選択反射層ＳＲ、有機活性層（発光層）６４、反射膜６０Ｒ、有機活性層６４を設けた配線基板１２０の順に各層を配置すれば、有機活性層と反射膜６０Ｒとが隣接するので、選択反射層ＳＲにて反射されたほぼすべての円偏光を反射膜６０Ｒにて反射させることができるので前述した効果を十分に得ることができたが、配線基板１２０（第１電極側）側からＥＬ発光を取り出す下面発光方式の表示装置にもこの発明を適用できることはいうまでもない。
【００８５】
下面発光方式の場合、第１電極６０は主に光透過性を有する導電部材によって形成され、第２電極６６は主に光反射性を有する導電部材によって形成され、これら第１電極６０と第２電極６６との間に発光層としての機能を有する有機活性層６４を保持して有機ＥＬ素子４０が構成されている。このよう構成例では、第１電極６０は反射膜を含まず、第２電極６６が反射膜として機能する。
【００８６】
すなわち、図１１に示すように、下面発光方式の表示装置は、配線基板１２０上に反射膜６０Ｒ及び有機活性層６４を含む有機ＥＬ素子４０を配置し封止した後に、配線基板１２０側から順に、選択反射層ＳＲ、４分の１波長板ＷＰ、及び、偏光板ＰＰを配置することで構成可能である。つまり、偏光板ＰＰ、４分の１波長板ＷＰ、選択反射層ＳＲ、有機活性層（発光層）６４を設けた配線基板１２０、有機活性層６４、反射膜（第２電極）６６の順に各層を配置して構成される。なお、ここでは、説明を簡略化するために、偏光板ＰＰ、４分の１波長板ＷＰ、選択反射層ＳＲ、有機活性層（発光層）６４、反射膜６０Ｒ、有機活性層（発光層）６４を設けた配線基板１２０のみを図示し、他の構成は省略した。
【００８７】
このような構成の場合、配線基板１２０及び有機活性層６４の厚みの分だけ、選択反射層ＳＲと反射膜６６との距離が離れてしまう。つまり、視差が生じる。この場合、画素サイズに対して選択反射層ＳＲと反射膜６６との距離を最適化しないと、有機活性層６４から直接選択反射層ＳＲを透過する円偏光と、一旦選択反射層ＳＲで反射された後に反射膜６６で反射されて位相が１８０度ずれた後に再度選択反射層ＳＲを透過した光とがずれてしまう。こうした視差の問題を解消するには、配線基板１２０の厚みを画素ピッチの１０倍以下とすれば、実用的な視野角（一般的な縦横比４：３や１６：９のディスプレイにおいて画像の歪が気にならない視野であり角度で言えば±６０°）の範疇で視差は気にならなくなる。
【００８８】
当然の如く、このような下面発光方式であっても、選択反射層ＳＲを上述した実施の形態と同様の構成とすることにより、コントラスト特性及び表示輝度がともに優れた表示装置を得ることができる。
【００８９】
またこの発明は、発光層を有し、外光の反射防止を防ぐ手段として偏光板及び４分の１波長板からなる円偏光板を用いた表示装置であれば、上述したような選択反射層ＳＲを設けることによって全て有効な効果を得ることができる。すなわち、発光層の種類にとらわれることなく、例えば、上述した有機ＥＬ素子の他にも、無機ＥＬ素子、ＦＥＤ素子、ＰＤＰ素子などを備えた表示装置でも同様の効果を得ることができるが、特に有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子の場合、発光輝度を高めるために、発光層の下に反射電極（または反射膜）が設けられているので前述した選択反射層で反射された発光光を観察者側へ出射する機能が高く、より有効な効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上説明したように、この発明によれば、自己発光素子を搭載した表示装置であって、コントラスト特性を改善することが可能であるとともに、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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表示装置に係り、特に、円偏光板を具備し高コントラスト化が可能な自己発光素子を搭載し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、主に光反射性を有する第１電極と主に光透過性を有する第２電極との間に発光層を挟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を第２電極側から取り出す。すなわち、発光層で発光した光の一部は第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は第１電極にて第２電極に向けて反射される。つまり、第１電極は、発光した光をなるべく観察者側に出射させる機能を有している。
【０００４】
しかしながら、こうした構造の有機ＥＬ素子の場合、反射層としての機能を有する第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した場合、第１電極が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、反射層の反射率を下げる方法（極端に言えばゼロに近づける方法）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、基板界面や反射層にて反射されると、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、反射層の反射率に関係なく外光は反射層にて反射されないのと同様の効果を得る。また、同様の効果は反射層に限らず、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、特開平９−１２７８８５号公報参照。）。
【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】
上述したように、有機ＥＬ素子などの自己発光素子では、発光層にて発光した光を効率良く取り出すために設けられた反射層は、コントラスト特性の低下を招く。この問題は、特に明るい環境、つまり外光が強い条件下で顕著となる。これに対処するために、偏光板及び４分の１波長板を設けることにより、コントラスト特性が改善されるものの、表示輝度の低下を招く。
【発明の開示】
【００１０】
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、自己発光素子を搭載した表示装置であって、コントラスト特性を改善することが可能であるとともに、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。
【００１１】
この発明の第１の様態による表示装置は、
反射層、発光層、４分の１波長板、及び、偏光板を備え、前記偏光板と前記発光層との間に前記４分の１波長板が位置するとともに、前記４分の１波長板と前記反射層との間に前記発光層が位置する表示装置であって、
前記４分の１波長板と前記発光層との間に配置され、所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の所定波長の第２円偏光を選択反射する選択反射層を備え、
前記発光層は少なくとも１つのピーク波長を有し、ピーク波長の数をｍとしたとき、前記選択反射層はｍ個の選択反射波長域を有し、
前記発光層から出射された光のピーク波長をλｐ（ｋ）（波長の短い順にｋ＝１，２，…，ｍ）としたとき、各ピーク波長λｐ（ｋ）が前記各選択反射波長域を形成する前記選択反射層の異常光屈折率ｎｅ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｅ（ｋ）Ｐ（ｋ）より小さく、常光屈折率ｎｏ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）より大きい値であり、
なおかつ、前記各選択反射波長域を形成する前記選択反射層間で、ｎｅ（ｋ−１）Ｐ（ｋ−１）＜ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）であることを特徴とする。
【００１２】
この発明の第２の様態による表示装置は、
反射層、発光層、カラーフィルター、４分の１波長板、及び、偏光板を備え、前記偏光板と前記カラーフィルターとの間に前記４分の１波長板が位置するとともに、前記４分の１波長板と前記発光層との間に前記カラーフィルターが位置する表示装置であって、
前記４分の１波長板と前記カラーフィルターとの間に配置され、所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の所定波長の第２円偏光を反射する選択反射層を備え、
前記発光層から出射され前記カラーフィルターを透過した光は少なくとも１つ以上のピーク波長を有し、ピーク波長の数をｍとしたとき、前記選択反射層はｍ個の選択反射波長域を有し、
前記カラーフィルターを透過した光のピーク波長をλｐ（ｋ）（波長の短い順にｋ＝１，２，…，ｍ）としたとき、各ピーク波長λｐ（ｋ）が前記各選択反射波長域を形成する前記選択反射層の異常光屈折率ｎｅ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｅ（ｋ）Ｐ（ｋ）より小さく、常光屈折率ｎｏ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）より大きい値であり、
なおかつ、前記各選択反射波長域を形成する前記選択反射層間で、ｎｅ（ｋ−１）Ｐ（ｋ−１）＜ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
［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斜視図である。
［図２］図２は、図１に示した有機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、有機ＥＬ表示装置を構成する各画素の発光スペクトルの分布を概略的に説明するための図である。
［図４］図４は、図２に示した有機ＥＬ表示装置における選択反射層の構造例を概略的に示す図である。
［図５］図５は、各画素で発光した左円偏光成分の反射率と、選択反射層における選択反射機能との関係を説明するための図である。
［図６］図６は、上面発光方式の表示装置における光学的機能を説明するための図である。
［図７］図７は、この発明の実施例に係る表示装置の構成を概略的に示す図である。
［図８］図８は、選択反射層を設けない表示装置と、選択反射層を設けた表示装置とでの発光光の透過率の相対比較結果を示す図である。
［図９］図９は、選択反射層を設けた表示装置における反射防止機能を説明するための図である。
［図１０］図１０は、この発明の他の実施例に係る表示装置の構成を概略的に示す図である。
［図１１］図１１は、この発明の他の実施例に係る表示装置の構成を概略的に示す図である。
【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】
図１及び図２に示すように、有機ＥＬ表示装置１は、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を密封する封止部材２００とを備えて構成されている。アレイ基板１００の表示エリア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とを備えて構成されている。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、ここではそれらの半導体層にポリシリコンを用いている。
【００１７】
また、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、赤色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｒを備えている。緑色画素ＰＸＧは、緑色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｇを備えている。青色画素ＰＸＢは、青色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｂを備えている。
【００１８】
各種有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の構成は、基本的に同一であって、有機ＥＬ素子４０は、マトリクス状に配置され画素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、によって構成されている。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
また、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と、信号線Ｘｎに映像信号を供給する信号線駆動回路１０８と、を備えている。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。
【００２２】
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。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を構成する一方の電極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を構成する他方の電極及び電源供給線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】
図２に示すように、アレイ基板１００は、配線基板１２０上に配置された有機ＥＬ素子４０を備えている。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）などを備えて構成されたものとする。
【００２４】
有機ＥＬ素子４０を構成する第１電極６０は、配線基板１２０の絶縁膜上に配置されている。この第１電極６０は、主に光透過性を有する透過膜６０Ｔと、主に光反射性を有する反射膜６０Ｒとで構成され、陽極として機能する。ここでは、透過膜６０Ｔは、駆動トランジスタ２０に電気的に接続され、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）などの光透過性導電部材によって形成されている。また、反射膜６０Ｒは、絶縁層ＨＲＣを介して透過膜６０Ｔの下層すなわち配線基板１２０側に配置され、例えばモリブデン（Ｍｏ）／アルミニウム（Ａｌ）／モリブデン（Ｍｏ）の積層膜によって形成されている。この反射膜６０Ｒは、ここでは、透過膜６０Ｔと同様に駆動トランジスタ２０に電気的に接続されているが、必ずしも駆動トランジスタ２０に接続されている必要はない。つまり、第１電極６０においては、陽極として機能するのは透過膜６０Ｔを構成する導電部材であって、反射膜６０Ｒは、有機活性層６４で発生した所定波長の光を反射するように構成されていれば良い。また、第１電極６０は、単層にて形成することも可能である。すなわち図２における透過膜６０Ｔの代わりに陽極になり得る性質と光反射性とを兼ね備える材料を用いることができ、この場合には図２における反射膜６０Ｒは不要となる。このような単層の第１電極に適する材料は例えばＰｔ等がある。
【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、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、及び各色毎に形成される発光層の３層積層で構成されても良く、機能的に複合された２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、主に光透過性を有する金属膜によって形成され、陰極として機能する。ここでは、第２電極６６は、例えばＣａ（カルシウム）、Ａｌ（アルミニウム）、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】
この第２電極６６の表面は、乾燥剤として吸湿性を有する材料で被覆されることが望ましい。すなわち、有機ＥＬ素子４０は、水分に触れると、その発光特性が急速に劣化する。このため、有機ＥＬ素子４０を水分から保護する目的で、その表面に相当する第２電極６６上に乾燥剤６８が配置される。この乾燥剤６８は、吸湿性を有する材料であれば良く、例えばリチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）などのアルカリ金属単体またはその酸化物、あるいは、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）などのアルカリ土類金属またはその酸化物などで形成される。
【００２８】
また、アレイ基板１００は、表示エリア１０２において、少なくとも隣接する色毎に画素ＲＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）間を分離する隔壁７０を備えている。隔壁７０は、各画素を分離するよう形成することが望ましく、ここでは、隔壁７０は、各第１電極６０の周縁に沿って格子状に配置され、また、第１電極６０を露出する隔壁の開口形状が円形または多角形となるよう形成されている。
【００２９】
さらに、アレイ基板１００は、配線基板１２０における一方の主面のうち、少なくとも有効部１０６を覆うように配置された封止体３００を備えている。ここでは、有効部１０６は、少なくとも画像を表示するための複数の画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を備えた表示エリア１０２を含むものとするが、走査線駆動回路１０７や信号線駆動回路１０８などを備えた周辺エリア１０４を含んでも良い。この封止体３００の表面は、ほぼ平坦化されている。
【００３０】
封止部材２００は、封止体３００の表面全体に塗布された接着剤により封止体３００に接着されている。この封止部材２００は、プラスチックシートなどの光透過性を有する絶縁性フィルムや、ダイアモンドライクカーボン等によって構成される。
【００３１】
封止体３００は、少なくとも１層のバッファ層３１１…と、バッファ層より形成面積が大きなパターンであってしかもバッファ層を外気から遮蔽するよう被覆する少なくとも２層のバリア層３２０、３２１…と、を積層した構造を有している。ここでは、封止体３００は、第１バリア層３２０、第１バリア層３２０上において有効部１０６に対応するように配置されたバッファ層３１１、及び、バッファ層３１１の側面を含む全体を被覆する第２バリア層３２１によって構成されている。
【００３２】
バッファ層３１１…は、例えばアクリル系樹脂などの有機樹脂材料により、例えば０．１〜２μｍ程度の膜厚で形成される。特に、ここでは、このバッファ層３１１…を形成する材料としては、比較的粘性の低い液体の状態で塗布され下層の凹凸を吸収した状態で硬化するような材料を選択することが望ましい。このような材料を用いて形成されたバッファ層３１１…は、それらの表面を平坦化する平坦化層としての機能を有する。
【００３３】
各バリア層３２０、３２１…は、例えば、アルミニウムやチタンなどの金属材料、ＩＴＯやＩＺＯなどの金属酸化物材料、または、アルミナなどのセラミック系材料などの無機系材料により、例えば０．１μｍオーダの膜厚で形成される。ＥＬ発光を第１電極６０側から取り出す下面発光方式の場合、バリア層３２０、３２１…の少なくとも１層として適用される材料は、遮光性及び光反射性を有していることが望ましい。また、ＥＬ発光を第２電極６６側から取り出す上面発光方式の場合、バリア層３２０、３２１…として適用される材料は光透過性を有していることが望ましい。
【００３４】
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にホール及び電子を注入し、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単一ピーク波長のＥＬ発光を放出する。例えば、３種の画素を１ピクセル単位とした場合、赤色のピーク波長（６２０ｎｍ付近）を有する赤色画素ＰＸＲ、緑色のピーク波長（５５０ｎｍ付近）を有する緑色画素ＰＸＧ、及び、青色のピーク波長（４４０ｎｍ付近）を有する青色画素ＰＸＢによってカラー表示及び白黒表示を可能としている。
【００３５】
上述した構成の上面発光方式では、有機活性層６４の発光層からのＥＬ発光は、アレイ基板１００の上面側すなわち第２電極６６側から出射され、また、第１電極６０側に向かって出射されたＥＬ発光は反射膜６０Ｒにて反射され第２電極６６側から出射される。
【００３６】
ところで、上述した上面発光方式の表示装置は、ＥＬ発光の出射面側すなわち封止部材２００上に、順に積層配置された選択反射層ＳＲ、４分の１波長板ＷＰ、及び、偏光板ＰＰを備えている。すなわち、図２に示した構成例では、偏光板ＰＰと有機活性層（発光層）６４との間に４分の１波長板ＷＰが位置するとともに、４分の１波長板ＷＰと反射膜６０Ｒとの間に有機活性層６４が位置する。
【００３７】
選択反射層ＳＲは、所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含むとともに、第１円偏光（例えば右円偏光）を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の所定波長の第２円偏光（例えば左円偏光）を反射する機能を有している。この選択反射層ＳＲは、有機活性層６４が発生するＥＬ発光のピーク波長の数をｍとしたときに、ｍ個の選択反射波長域を有するように構成されている。
【００３８】
すなわち、この実施の形態では、赤色画素ＰＸＲ、緑色画素ＰＸＧ、及び、青色画素ＰＸＢの３種の画素を平面状に配列し１ピクセル単位を構成する場合、それぞれの画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に設けられた有機ＥＬ素子４０の有機活性層６４は単一のピーク波長のＥＬ発光を出射する。このため、ピーク波長数ｍは３である。例えば、図３に示すように、青色画素ＰＸＢの有機活性層６４から出射されるＥＬ発光は、４４０ｎｍ付近において単一の第１ピーク波長λｐ（１）を有する。また、緑色画素ＰＸＧの有機活性層６４から出射されるＥＬ発光は、５５０ｎｍ付近において単一の第２ピーク波長λｐ（２）を有する。赤色画素ＰＸＲの有機活性層６４から出射されるＥＬ発光は、６２０ｎｍ付近において単一の第３ピーク波長λｐ（３）を有する。つまり、有機活性層６４から出射された光のピーク波長は、短い順に、λｐ（１）、λｐ（２）、λｐ（３）となる。
【００３９】
したがって、この実施の形態では、選択反射層ＳＲは、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ＳＲは、図４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。
【００４０】
第１反射層ＳＲ１は、第１ピーク波長λｐ（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、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の第１ピーク波長λｐ（１）を含む所定波長の第２円偏光を反射する。
【００４１】
第２反射層ＳＲ２は、第２ピーク波長λｐ（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、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の第２ピーク波長λｐ（２）を含む所定波長の第２円偏光を反射する。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。
【００４２】
第３反射層ＳＲ３は、第３ピーク波長λｐ（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、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の第３ピーク波長λｐ（３）を含む所定波長の第２円偏光を反射する。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。
【００４３】
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。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（各反射層の主平面）Ｈとほぼ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）Ｖ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が水平面内で１回転する各反射層の法線方向Ｖ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）としている。
【００４４】
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。図２に示したような構成例の場合、封止部材２００または４分の１波長板ＷＰ上に順次複数の反射層ＳＲ（１，２，３）を直接積層して選択反射層ＳＲを形成しても良いし、ポリイミド樹脂膜などのベースフィルム上に複数の反射層ＳＲ（１，２，３）を積層して選択反射層ＳＲを形成した後に封止部材２００または４分の１波長板ＷＰ上に接着されても良い。また、選択反射層ＳＲが十分に高い外気に対する（つまり水分や酸素に対する）遮蔽性能を有している場合には、封止部材２００としての機能を兼ね備えて封止体３００上に配置されても良いし、封止体３００としての機能を兼ね備えて有機ＥＬ素子４０上に直接配置されても良い。
【００４５】
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）。
【００４６】
図３に示したように、発光ピーク波長は赤色、緑色、青色の３つであり、各々波長の短い順にλｐ（１）、λｐ（２）、λｐ（３）としたとき、λｐ（１）の波長近傍における選択反射層ＳＲ（特に第１反射層ＳＲ１）の常光屈折率ｎｏ（１）と選択反射層ＳＲの螺旋ピッチ（特に第１反射層ＳＲ１の螺旋ピッチ）Ｐ（１）とを乗じた値ｎｏ（１）Ｐ（１）、及び、異常光屈折率ｎｅ（１）と螺旋ピッチＰ（１）とを乗じた値ｎｅ（１）Ｐ（１）は、ピーク波長λｐ（１）に対して、ｎｏ（１）Ｐ（１）＜λｐ（１）＜ｎｅ（１）Ｐ（１）となるように設定されている。
【００４７】
同様に、λｐ（２）の波長近傍における選択反射層ＳＲ（特に第２反射層ＳＲ２）の常光屈折率ｎｏ（２）と選択反射層ＳＲの螺旋ピッチ（特に第２反射層ＳＲ２の螺旋ピッチ）Ｐ（２）とを乗じた値ｎｏ（２）Ｐ（２）、及び、異常光屈折率ｎｅ（２）と螺旋ピッチＰ（２）とを乗じた値ｎｅ（２）Ｐ（２）は、ピーク波長λｐ（２）に対して、ｎｏ（２）Ｐ（２）＜λｐ（２）＜ｎｅ（２）Ｐ（２）となるように設定されている。
【００４８】
同様に、λｐ（３）の波長近傍における選択反射層ＳＲ（特に第３反射層ＳＲ３）の常光屈折率ｎｏ（３）と選択反射層ＳＲの螺旋ピッチ（特に第３反射層ＳＲ３の螺旋ピッチ）Ｐ（３）とを乗じた値ｎｏ（３）Ｐ（３）、及び、異常光屈折率ｎｅ（３）と螺旋ピッチＰ（３）とを乗じた値ｎｅ（３）Ｐ（３）は、ピーク波長λｐ（３）に対して、ｎｏ（３）Ｐ（３）＜λｐ（３）＜ｎｅ（３）Ｐ（３）となるように設定されている。
【００４９】
同時に、選択反射層ＳＲを構成するそれぞれ固有の選択反射波長域を有する各反射層ＳＲ（１，２，３）間では、ｎｅ（１）Ｐ（１）＜ｎｏ（２）Ｐ（２）、ｎｅ（２）Ｐ（２）＜ｎｏ（３）Ｐ（３）となるように、各反射層の螺旋ピッチＰ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）が設定されている。
【００５０】
こうした構造から成る選択反射層ＳＲにおいては、その液晶分子ＬＭの螺旋方向と同じ回転方向の円偏光に対する反射率の波長分散は図５のようになる。図５では、選択反射層ＳＲの螺旋方向が左回りの場合の左円偏光に対する反射率の波長分散を示している。図３及び図５に示すように、選択反射層ＳＲは、選択反射層ＳＲ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発光の発光スペクトルのみ（ピーク波長を含む所定波長の光）を反射する機能を有するものとなっている。
【００５１】
なお、図５に示すように、選択反射層ＳＲ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）がピーク波長λｐ（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より一致するので、前述した効果がさらに高まる。
【００５２】
また、選択反射層が反射する第２円偏光に対する反射率は、ピーク波長λｐ（ｋ）において５０％以上とすることが望ましい。このように設定することにより、各有機ＥＬ素子４０の輝度は、選択反射層を設けない従来の素子と比較して５割以上高くなり、十分な輝度特性を得ることができる。
【００５３】
次に、図６を参照して、上述した上面発光方式の表示装置における光学的機能を説明する。なお、ここでは、説明を簡略化するために、偏光板ＰＰ、４分の１波長板ＷＰ、選択反射層ＳＲ、有機活性層（発光層）６４、反射膜６０Ｒ、有機活性層（発光層）６４を設けた配線基板１２０のみを図示し、これら記載の順に各層を配置した構成を例に説明する。また、ここでは、便宜上、外部から表示装置に入射する外光と、有機活性層６４にて発光した発光光とを別々の光路で図示している。
【００５４】
すなわち、偏光板ＰＰは、その面内において、互いに異なる方向に吸収軸及び透過軸を有している。４分の１波長板ＷＰは、所定波長の光に対して常光線と異常光線との間に４分の１波長の位相差を与える。これら偏光板ＰＰ及び４分の１波長板ＷＰは、入射した外光（非偏光）をほぼ円偏光例えば右円偏光となるようにそれぞれの光軸が設定されている。
【００５５】
これにより、表示装置に入射した外光（非偏光）は、これら偏光板ＰＰ及び４分の１波長板ＷＰを透過して右円偏光となる。選択反射層ＳＲを構成する液晶分子は、左捻れの配向としているため、４分の１波長板ＷＰを通過した右円偏光は反射せずに、その偏光状態を維持して透過する。したがって、入射した外光は、波長に関わらず右円偏光となって有機活性層６４を通過して反射膜６０Ｒにて反射される。
【００５６】
反射膜６０Ｒで反射された反射光は、位相が１８０度ずれるため、左円偏光となる。選択反射層ＳＲは、この左円偏光のうち、螺旋ピッチに対応する所定波長（有機活性層６４にて発光する発光光のピーク波長を含む所定波長）の左円偏光は反射するが、それ以外の波長の左円偏光は透過するため、大半の反射光は左円偏光のまま選択反射層ＳＲを透過する。
【００５７】
選択反射層ＳＲを透過した透過光は、４分の１波長板ＷＰにて、偏光板ＰＰの吸収軸と平行な直線偏光に変換されるため、偏光板ＰＰにて吸収される。かくして、外光の大半は、反射膜６０Ｒで反射されても偏光板ＰＰで吸収されるため、十分な反射防止機能を得ることができる。
【００５８】
これに対して、３種の画素においてそれぞれの有機活性層６４にて発光した発光光は、λｐ（１）、λｐ（２）、λｐ（３）のピーク波長を有した非偏光であり、これを成分分離すると左円偏光及び右円偏光に分類できる。λｐ（１）、λｐ（２）、λｐ（３）のピーク波長を有した発光光のうちの右円偏光成分は、選択反射層ＳＲを透過する。一方、λｐ（１）のピーク波長を有した発光光のうちの左円偏光成分は、選択反射層ＳＲを構成する第１反射層ＳＲ１が選択的に反射する機能を有しているため、第１反射層ＳＲ１にて左円偏光として反射膜６０Ｒ側に向けて反射される。同様に、λｐ（２）のピーク波長を有した発光光のうちの左円偏光成分は、選択反射層ＳＲを構成する第２反射層ＳＲ２が選択的に反射する機能を有しているため、第２反射層ＳＲ２にて左円偏光として反射膜６０Ｒ側に向けて反射される。同様に、λｐ（３）のピーク波長を有した発光光のうちの左円偏光成分は、選択反射層ＳＲを構成する第３反射層ＳＲ３が選択的に反射する機能を有しているため、第３反射層ＳＲ３にて左円偏光として反射膜６０Ｒ側に向けて反射される。
【００５９】
選択反射層ＳＲにて反射された左円偏光は、反射膜６０Ｒにて再び選択反射層ＳＲに向けて反射される。反射膜６０Ｒで反射された反射光は、位相が１８０度ずれるため、右円偏光となる。したがって、この反射光は、λｐ（１）、λｐ（２）、λｐ（３）のピーク波長を有した発光光のうちの右円偏光成分と同様に選択反射層ＳＲを透過する。かくして、有機活性層６４にて発光した発光光の全ては、右円偏光となり選択反射層ＳＲを透過する。
【００６０】
選択反射層ＳＲを透過した右円偏光は、４分の１波長板ＷＰにて、偏光板ＰＰの透過軸と平行な直線偏光となるので、偏光板ＰＰを透過する。かくして、有機活性層６４にて発光した発光光は、全て偏光板ＰＰを透過することとなり、表示に寄与する。
【００６１】
したがって、上述した表示装置によれば、入射した外光の殆どの波長に対し、反射防止機能を有し、なおかつ偏光板を用いているにもかかわらず、有機ＥＬ素子にて発光した発光光の殆どは偏光板を透過するので、優れたコントラスト特性と高い表示輝度とを両立することができる。つまり、この実施の形態によれば、コントラスト特性及び表示輝度がともに優れた表示装置を得ることができる。
【実施例】
【００６２】
図７に示すように、配線基板１２０上に反射膜６０Ｒ及び有機活性層６４を含む有機ＥＬ素子４０を配置し封止した後に、有機活性層６４側から順に選択反射層ＳＲ、４分の１波長板ＷＰ、及び、偏光板ＰＰを配置した表示装置を作成した。なお、ここでは、説明を簡略化するために、偏光板ＰＰ、４分の１波長板ＷＰ、選択反射層ＳＲ、有機活性層（発光層）６４、反射膜６０Ｒ、有機活性層（発光層）６４を設けた配線基板１２０のみを図示し、他の構成は省略した。
【００６３】
まず、選択反射層ＳＲは、第１反射層としてのコレステリック液晶ポリマー（ＢＡＳＦ製）、第２反射層としてのコレステリック液晶ポリマー（ＢＡＳＦ製）、及び、第３反射層としてのコレステリック液晶ポリマー（ＢＡＳＦ製）を各々プレーナー配向となるように積層した。第１反射層のコレステリック液晶ポリマーは、螺旋ピッチが２７５ｎｍであり波長４４０ｎｍにおける常光屈折率が１．５３、異常光屈折率が１．６５である。第２反射層のコレステリック液晶ポリマーは、螺旋ピッチが３５０ｎｍであり、５５０ｎｍにおける常光屈折率が１．５２、異常光屈折率が１．６２である。第３反射層のコレステリック液晶ポリマーは、螺旋ピッチが４００ｎｍであり、６２０ｎｍにおける常光屈折率が１．５１、異常光屈折率が１．６１である。
【００６４】
各反射層の膜厚は、それぞれの液晶分子の螺旋ピッチの略１０倍（１ピッチを液晶分子１回転分とすると液晶分子が１０回転した状態の膜厚）とした。各反射層における螺旋ピッチと平均屈折率とを乗じた値は、有機活性層の３つのピーク波長λｐ（１）、λｐ（２）、λｐ（３）と実効的に一致するように設定されている。これにより、各反射層は、螺旋ピッチに平均屈折率を乗じた値の波長の光のうち、捻れ方向と同じ向きの円偏光、たとえば左円偏光を反射する。各反射層の反射率は、膜厚に依存し、螺旋ピッチの１０倍程度の膜厚ではほぼ１００％となる。
【００６５】
したがって、各反射層は、左円偏光のうちそれぞれの螺旋ピッチに平均屈折率を乗じた値の波長の光を中心として異常光屈折率と常光屈折率との差Δｎに螺旋ピッチを乗じたバンド幅の光を反射する。前述したように、螺旋ピッチの異なる３種の反射層を各層で左円偏光の反射率が１００％となる膜厚にて作成し、各層にてΔｎと螺旋ピッチとを乗じたバンド幅の光の反射を可能としているので、ほぼ発光光のバンド幅に等しい波長域の左円偏光を選択的に反射する機能を得る。
【００６６】
ここで適用した液晶ポリマー層は、フィルム状のものや膜状のものとして取り扱えることが望ましく、例えば紫外線硬化型樹脂を含有し、紫外線照射によって生ずる光架橋反応により硬化するものであっても良いし、熱硬化型樹脂を含有し、加熱によって熱重合により硬化するものであっても良い。このような選択反射層ＳＲは、前述したピッチの異なる３種の反射層を積層して得る他に、螺旋ピッチが連続的に変化した層を用いても同様の作用、効果が得られる。また、２枚以上の基板を用いて液晶ポリマーを用いず、液晶層として形成しても光学的効果に変わりはない。
【００６７】
続いて、上述したようにして得られた選択反射層ＳＲ上に素子の長手方向と１２５°の角度（半時計まわりに角度を定義する。以下も同様）となるようにアートン樹脂からなるリターデーション値１４０ｎｍの第１位相差板（日東電工（株）製）を貼り合せる。これに続いて、この第１位相差板の上に素子の長手方向と６２．５°の角度となるようにアートン樹脂からなるリターデーション値２７０ｎｍの第２位相差板（日東電工（株）製）を貼り合せた。
【００６８】
しかる後、第２位相差板の上に素子の長手方向と４５°の角度となるように偏光板ＳＥＧ１２２４ＤＵＡＧＡＲ（日東電工（株）製）を貼り合せた。第１位相差板、第２位相差板、及び、偏光板を上述した角度構成で貼り合せることにより、可視光全域の波長に対し２枚の位相差板が４分の１波長板ＷＰとして作用し、偏光板ＰＰを含めて左円偏光板として機能する。このようにして、前述したような外光の反射を防止するといった機能、及び、発光光の殆どの光を出射させるといった機能を両立することが可能な表示装置が得られた。
【００６９】
従来の表示装置のように選択反射層を設けない構成と、本実施例の構成とで、偏光板を透過した発光光の透過率の相対比較結果を図８に示す。図８に示したように、本実施例に係る表示装置は、従来の表示装置のほぼ倍の透過率を得られることが確認できた。また、本実施例の反射防止効果として、外光スペクトルに対する本実施例に係る表示装置の反射率の波長分散を図９に示す。図９に示したように、反射光は僅かであり、十分な反射防止効果を得られることが確認できた。以上のことから、本実施例の構成は、高いコントラスト特性及び高い表示輝度双方が得られていることがわかる。
【００７０】
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わ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。
【００７１】
上述した実施の形態では、上面発光方式の表示装置であって、赤色画素ＰＸＲが赤色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｒを備え、緑色画素ＰＸＧが緑色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｇを備え、さらに、青色画素ＰＸＢが青色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｂを備えて構成された場合について説明したが、この発明はこの例に限定されるものではない。
【００７２】
例えば、各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）がすべて同一種類の有機ＥＬ素子４０を備え、有機ＥＬ素子４０が白色光を発光する有機活性層を備えて構成されても良い。このような構成の場合、各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、ＥＬ発光の出射面側にそれぞれ赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター、及び、青色カラーフィルターを備えてカラー表示を実現する。つまり、発光層としての機能を有する有機活性層自体は、明確なピーク波長を持たない発光光を出射し、発光光がカラーフィルターを透過することによって所定のピーク波長を有する光となる。
【００７３】
すなわち、図１０に示すように、配線基板１２０上に反射膜６０Ｒ及び有機活性層６４を含む有機ＥＬ素子４０を配置し封止した後に、有機活性層６４側から順にカラーフィルターＣＦ、選択反射層ＳＲ、４分の１波長板ＷＰ、及び、偏光板ＰＰを配置した表示装置を作成した。つまり、偏光板ＰＰとカラーフィルターＣＦとの間に４分の１波長板ＷＰが位置するとともに、４分の１波長板ＷＰと有機活性層（発光層）６４との間にカラーフィルターＣＦが位置する。なお、ここでは、説明を簡略化するために、偏光板ＰＰ、４分の１波長板ＷＰ、選択反射層ＳＲ、カラーフィルターＣＦ、有機活性層（発光層）６４、反射膜６０Ｒ、有機活性層（発光層）６４を設けた配線基板１２０のみを図示し、他の構成は省略した。
【００７４】
カラーフィルターＣＦとしては、例えば、赤色画素は赤色カラーフィルター（例えば６２０ｎｍにピーク透過率を有する）ＣＦＲを備え、緑色画素は緑色カラーフィルター（例えば５５０ｎｍにピーク透過率を有する）ＣＦＧを備え、青色画素は青色カラーフィルター（例えば４４０ｎｍにピーク透過率を有する）ＣＦＢを備えている。
【００７５】
このような構成例においても、有機活性層６４から出射されカラーフィルターＣＦを透過した光について、上述した実施の形態と同様に設定することで、前述した外光の反射防止機能、及び、偏光板におけるカラーフィルターを透過した発光光の吸収の防止効果は同様の原理にて得ることができる。
【００７６】
すなわち、選択反射層ＳＲは、所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含むとともに、第１円偏光（例えば右円偏光）を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の所定波長の第２円偏光（例えば左円偏光）を選択反射する。この選択反射層ＳＲは、有機活性層６４から出射されカラーフィルターＣＦを透過した光のピーク波長の数をｍとしたときに、ｍ個の選択反射波長域を有するように構成されている。
【００７７】
すなわち、このような構成例では、それぞれの画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に設けられた有機ＥＬ素子４０の有機活性層６４から出射された白色のＥＬ発光光は、各カラーフィルターを透過することで単一のピーク波長を有するため、ピーク波長数ｍは３である。例えば、青色画素ＰＸＢのカラーフィルターＣＦＢを透過した光は、４４０ｎｍ付近において単一の第１ピーク波長λｐ（１）を有する。また、緑色画素ＰＸＧのカラーフィルターＣＦＧを透過した光は、５５０ｎｍ付近において単一の第２ピーク波長λｐ（２）を有する。赤色画素ＰＸＲのカラーフィルターＣＦＲを透過した光は、６２０ｎｍ付近において単一の第３ピーク波長λｐ（３）を有する。つまり、有機活性層６４から出射されカラーフィルターＣＦを透過した光のピーク波長は、短い順に、λｐ（１）、λｐ（２）、λｐ（３）となる。
【００７８】
したがって、選択反射層ＳＲは、３個の選択反射波長域を有するように構成され、第１ピーク波長λｐ（１）の光の左円偏光を反射する第１反射層ＳＲ１、第２ピーク波長λｐ（２）の光の左円偏光を反射する第２反射層ＳＲ２、及び、第３ピーク波長λｐ（３）の光の左円偏光を反射する第３反射層ＳＲ３を備えている。
【００７９】
そして、カラーフィルターを透過した光のピーク波長は赤色、緑色、青色の３つであり、各々波長の短い順にλｐ（１）、λｐ（２）、λｐ（３）としたとき、λｐ（１）の波長近傍における選択反射層ＳＲ（特に第１反射層ＳＲ１）の常光屈折率ｎｏ（１）と選択反射層ＳＲの螺旋ピッチ（特に第１反射層ＳＲ１の螺旋ピッチ）Ｐ（１）とを乗じた値ｎｏ（１）Ｐ（１）、及び、異常光屈折率ｎｅ（１）と螺旋ピッチＰ（１）とを乗じた値ｎｅ（１）Ｐ（１）は、ピーク波長λｐ（１）に対して、ｎｏ（１）Ｐ（１）＜λｐ（１）＜ｎｅ（１）Ｐ（１）となるように設定されている。
【００８０】
同様に、λｐ（２）の波長近傍における選択反射層ＳＲ（特に第２反射層ＳＲ２）の常光屈折率ｎｏ（２）と選択反射層ＳＲの螺旋ピッチ（特に第２反射層ＳＲ２の螺旋ピッチ）Ｐ（２）とを乗じた値ｎｏ（２）Ｐ（２）、及び、異常光屈折率ｎｅ（２）と螺旋ピッチＰ（２）とを乗じた値ｎｅ（２）Ｐ（２）は、ピーク波長λｐ（２）に対して、ｎｏ（２）Ｐ（２）＜λｐ（２）＜ｎｅ（２）Ｐ（２）となるように設定されている。
【００８１】
同様に、λｐ（３）の波長近傍における選択反射層ＳＲ（特に第３反射層ＳＲ３）の常光屈折率ｎｏ（３）と選択反射層ＳＲの螺旋ピッチ（特に第３反射層ＳＲ３の螺旋ピッチ）Ｐ（３）とを乗じた値ｎｏ（３）Ｐ（３）、及び、異常光屈折率ｎｅ（３）と螺旋ピッチＰ（３）とを乗じた値ｎｅ（３）Ｐ（３）は、ピーク波長λｐ（３）に対して、ｎｏ（３）Ｐ（３）＜λｐ（３）＜ｎｅ（３）Ｐ（３）となるように設定されている。
【００８２】
同時に、選択反射層ＳＲを構成するそれぞれ固有の選択反射波長域を有する各反射層ＳＲ（１，２，３）間では、ｎｅ（１）Ｐ（１）＜ｎｏ（２）Ｐ（２）、ｎｅ（２）Ｐ（２）＜ｎｏ（３）Ｐ（３）となるように、各反射層の螺旋ピッチＰ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）が設定されている。
【００８３】
このような構成であっても、コントラスト特性及び表示輝度がともに優れた表示装置を得ることができる。
【００８４】
また、上述した上面発光方式の表示装置では、偏光板ＰＰ、４分の１波長板ＷＰ、選択反射層ＳＲ、有機活性層（発光層）６４、反射膜６０Ｒ、有機活性層６４を設けた配線基板１２０の順に各層を配置すれば、有機活性層と反射膜６０Ｒとが隣接するので、選択反射層ＳＲにて反射されたほぼすべての円偏光を反射膜６０Ｒにて反射させることができるので前述した効果を十分に得ることができたが、配線基板１２０（第１電極側）側からＥＬ発光を取り出す下面発光方式の表示装置にもこの発明を適用できることはいうまでもない。
【００８５】
下面発光方式の場合、第１電極６０は主に光透過性を有する導電部材によって形成され、第２電極６６は主に光反射性を有する導電部材によって形成され、これら第１電極６０と第２電極６６との間に発光層としての機能を有する有機活性層６４を保持して有機ＥＬ素子４０が構成されている。このよう構成例では、第１電極６０は反射膜を含まず、第２電極６６が反射膜として機能する。
【００８６】
すなわち、図１１に示すように、下面発光方式の表示装置は、配線基板１２０上に反射膜６０Ｒ及び有機活性層６４を含む有機ＥＬ素子４０を配置し封止した後に、配線基板１２０側から順に、選択反射層ＳＲ、４分の１波長板ＷＰ、及び、偏光板ＰＰを配置することで構成可能である。つまり、偏光板ＰＰ、４分の１波長板ＷＰ、選択反射層ＳＲ、有機活性層（発光層）６４を設けた配線基板１２０、有機活性層６４、反射膜（第２電極）６６の順に各層を配置して構成される。なお、ここでは、説明を簡略化するために、偏光板ＰＰ、４分の１波長板ＷＰ、選択反射層ＳＲ、有機活性層（発光層）６４、反射膜６０Ｒ、有機活性層（発光層）６４を設けた配線基板１２０のみを図示し、他の構成は省略した。
【００８７】
このような構成の場合、配線基板１２０及び有機活性層６４の厚みの分だけ、選択反射層ＳＲと反射膜６６との距離が離れてしまう。つまり、視差が生じる。この場合、画素サイズに対して選択反射層ＳＲと反射膜６６との距離を最適化しないと、有機活性層６４から直接選択反射層ＳＲを透過する円偏光と、一旦選択反射層ＳＲで反射された後に反射膜６６で反射されて位相が１８０度ずれた後に再度選択反射層ＳＲを透過した光とがずれてしまう。こうした視差の問題を解消するには、配線基板１２０の厚みを画素ピッチの１０倍以下とすれば、実用的な視野角（一般的な縦横比４：３や１６：９のディスプレイにおいて画像の歪が気にならない視野であり角度で言えば±６０°）の範疇で視差は気にならなくなる。
【００８８】
当然の如く、このような下面発光方式であっても、選択反射層ＳＲを上述した実施の形態と同様の構成とすることにより、コントラスト特性及び表示輝度がともに優れた表示装置を得ることができる。
【００８９】
またこの発明は、発光層を有し、外光の反射防止を防ぐ手段として偏光板及び４分の１波長板からなる円偏光板を用いた表示装置であれば、上述したような選択反射層ＳＲを設けることによって全て有効な効果を得ることができる。すなわち、発光層の種類にとらわれることなく、例えば、上述した有機ＥＬ素子の他にも、無機ＥＬ素子、ＦＥＤ素子、ＰＤＰ素子などを備えた表示装置でも同様の効果を得ることができるが、特に有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子の場合、発光輝度を高めるために、発光層の下に反射電極（または反射膜）が設けられているので前述した選択反射層で反射された発光光を観察者側へ出射する機能が高く、より有効な効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上説明したように、この発明によれば、自己発光素子を搭載した表示装置であって、コントラスト特性を改善することが可能であるとともに、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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射層、発光層、４分の１波長板、及び、偏光板を備え、前記偏光板と前記発光層との間に前記４分の１波長板が位置するとともに、前記４分の１波長板と前記反射層との間に前記発光層が位置する表示装置であって、
前記４分の１波長板と前記発光層との間に配置され、所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の所定波長の第２円偏光を反射する選択反射層を備え、
前記発光層は少なくとも１つのピーク波長を有し、ピーク波長の数をｍとしたとき、前記選択反射層はｍ個の選択反射波長域を有し、
前記発光層から出射された光のピーク波長をλｐ（ｋ）（波長の短い順にｋ＝１，２，…，ｍ）としたとき、各ピーク波長λｐ（ｋ）が前記各選択反射波長域を形成する前記選択反射層の異常光屈折率ｎｅ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｅ（ｋ）Ｐ（ｋ）より小さく、常光屈折率ｎｏ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）より大きい値であり、
なおかつ、前記各選択反射波長域を形成する前記選択反射層間で、ｎｅ（ｋ−１）Ｐ（ｋ−１）＜ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）であることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
反射層、発光層、カラーフィルター、４分の１波長板、及び、偏光板を備え、前記偏光板と前記カラーフィルターとの間に前記４分の１波長板が位置するとともに、前記４分の１波長板と前記発光層との間に前記カラーフィルターが位置する表示装置であって、
前記４分の１波長板と前記カラーフィルターとの間に配置され、所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の所定波長の第２円偏光を反射する選択反射層を備え、
前記発光層から出射され前記カラーフィルターを透過した光は少なくとも１つ以上のピーク波長を有し、ピーク波長の数をｍとしたとき、前記選択反射層はｍ個の選択反射波長域を有し、
前記カラーフィルターを透過した光のピーク波長をλｐ（ｋ）（波長の短い順にｋ＝１，２，…，ｍ）としたとき、各ピーク波長λｐ（ｋ）が前記各選択反射波長域を形成する前記選択反射層の異常光屈折率ｎｅ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｅ（ｋ）Ｐ（ｋ）より小さく、常光屈折率ｎｏ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）より大きい値であり、
なおかつ、前記各選択反射波長域を形成する前記選択反射層間で、ｎｅ（ｋ−１）Ｐ（ｋ−１）＜ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）であることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
前記選択反射層の平均屈折率ｎ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎ（ｋ）Ｐ（ｋ）が前記発光層のピーク波長λｐ（ｋ）と略等しいことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記選択反射層の平均屈折率ｎ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎ（ｋ）Ｐ（ｋ）が前記発光層のピーク波長λｐ（ｋ）と略等しいことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記選択反射層が反射する第２円偏光に対する反射率は、前記発光層のピーク波長λｐ（ｋ）において５０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記選択反射層が反射する第２円偏光に対する反射率は、前記発光層のピーク波長λｐ（ｋ）において５０％以上であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項７】
少なくとも赤色のピーク波長を有する赤色画素、緑色のピーク波長を有する緑色画素、及び、青色のピーク波長を有する青色画素を平面状に配列し、これらの各画素を個別に駆動する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
少なくとも赤色のピーク波長を有する赤色画素、緑色のピーク波長を有する緑色画素、及び、青色のピーク波長を有する青色画素を平面状に配列し、これらの各画素を個別に駆動する手段を有することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項９】
基板上に、前記反射層、前記発光層、前記選択反射層、前記４分の１波長板、及び、前記偏光板をそれらの順に配置したことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
基板上に、前記反射層、前記発光層、前記選択反射層、前記４分の１波長板、及び、前記偏光板をそれらの順に配置したことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項１１】
基板の一方の主面上に、前記選択反射層、前記４分の１波長板、及び、前記偏光板をそれらの順に配置するとともに、前記基板の他方の主面上に、前記発光層、及び、前記反射層をそれらの順に配置し、
しかも、前記基板の厚みは、前記画素を配列するピッチの１０倍以下であることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項１２】
基板の一方の主面上に、前記選択反射層、前記４分の１波長板、及び、前記偏光板をそれらの順に配置するとともに、前記基板の他方の主面上に、前記発光層、及び、前記反射層をそれらの順に配置し、
しかも、前記基板の厚みは、前記画素を配列するピッチの１０倍以下であることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記発光層は一対の電極間に保持され、ＥＬ素子を構成することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記発光層は一対の電極間に保持され、ＥＬ素子を構成することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項１５】
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に記載の表示装置。
【請求項１６】
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２に記載の表示装置。
【請求項１７】
反射層、発光層、選択反射層、４分の１波長板、偏光板の順に各層を配置した表示装置であって、
前記発光層は、単一の第１ピーク波長の光を出射する第１発光層及び単一の第２ピーク波長の光を出射する第２発光層を含み、
前記選択反射層は、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の所定波長の第２円偏光を反射するものであって、前記第１ピーク波長に対応する第１螺旋ピッチで配列された液晶分子を含みしかも前記第１ピーク波長を含む所定波長の第２円偏光を反射する第１反射層と、前記第２発光層のピーク波長に対応する第２螺旋ピッチで配列された液晶分子を含みしかも前記第２ピーク波長を含む所定波長の第２円偏光を反射する第２反射層と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１８】
反射層、発光層、４分の１波長板、及び、偏光板を備え、前記偏光板と前記発光層との間に前記４分の１波長板が位置するとともに、前記４分の１波長板と前記反射層との間に前記発光層が位置する表示装置であって、
前記４分の１波長板と前記発光層との間に配置され、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の所定波長の第２円偏光を反射する選択反射層を備え、
前記発光層から出射される光は少なくとも１つのピーク波長λｐを有し、
前記選択反射層は、前記ピーク波長λｐを含む特定範囲の波長域に対応した光を反射することを特徴とする表示装置。
【請求項１】
反射層、発光層、４分の１波長板、及び、偏光板を備え、前記偏光板と前記発光層との間に前記４分の１波長板が位置するとともに、前記４分の１波長板と前記反射層との間に前記発光層が位置する表示装置であって、
前記４分の１波長板と前記発光層との間に配置され、所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の所定波長の第２円偏光を反射する選択反射層を備え、
前記発光層は少なくとも１つのピーク波長を有し、ピーク波長の数をｍとしたとき、前記選択反射層はｍ個の選択反射波長域を有し、
前記発光層から出射された光のピーク波長をλｐ（ｋ）（波長の短い順にｋ＝１，２，…，ｍ）としたとき、各ピーク波長λｐ（ｋ）が前記各選択反射波長域を形成する前記選択反射層の異常光屈折率ｎｅ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｅ（ｋ）Ｐ（ｋ）より小さく、常光屈折率ｎｏ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）より大きい値であり、
なおかつ、前記各選択反射波長域を形成する前記選択反射層間で、ｎｅ（ｋ−１）Ｐ（ｋ−１）＜ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）であることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
反射層、発光層、カラーフィルター、４分の１波長板、及び、偏光板を備え、前記偏光板と前記カラーフィルターとの間に前記４分の１波長板が位置するとともに、前記４分の１波長板と前記発光層との間に前記カラーフィルターが位置する表示装置であって、
前記４分の１波長板と前記カラーフィルターとの間に配置され、所定の螺旋ピッチで配列された液晶分子を含み、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の所定波長の第２円偏光を反射する選択反射層を備え、
前記発光層から出射され前記カラーフィルターを透過した光は少なくとも１つ以上のピーク波長を有し、ピーク波長の数をｍとしたとき、前記選択反射層はｍ個の選択反射波長域を有し、
前記カラーフィルターを透過した光のピーク波長をλｐ（ｋ）（波長の短い順にｋ＝１，２，…，ｍ）としたとき、各ピーク波長λｐ（ｋ）が前記各選択反射波長域を形成する前記選択反射層の異常光屈折率ｎｅ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｅ（ｋ）Ｐ（ｋ）より小さく、常光屈折率ｎｏ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）より大きい値であり、
なおかつ、前記各選択反射波長域を形成する前記選択反射層間で、ｎｅ（ｋ−１）Ｐ（ｋ−１）＜ｎｏ（ｋ）Ｐ（ｋ）であることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
前記選択反射層の平均屈折率ｎ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎ（ｋ）Ｐ（ｋ）が前記発光層のピーク波長λｐ（ｋ）と略等しいことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記選択反射層の平均屈折率ｎ（ｋ）と螺旋ピッチＰ（ｋ）とを乗じた値ｎ（ｋ）Ｐ（ｋ）が前記発光層のピーク波長λｐ（ｋ）と略等しいことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記選択反射層が反射する第２円偏光に対する反射率は、前記発光層のピーク波長λｐ（ｋ）において５０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記選択反射層が反射する第２円偏光に対する反射率は、前記発光層のピーク波長λｐ（ｋ）において５０％以上であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項７】
少なくとも赤色のピーク波長を有する赤色画素、緑色のピーク波長を有する緑色画素、及び、青色のピーク波長を有する青色画素を平面状に配列し、これらの各画素を個別に駆動する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
少なくとも赤色のピーク波長を有する赤色画素、緑色のピーク波長を有する緑色画素、及び、青色のピーク波長を有する青色画素を平面状に配列し、これらの各画素を個別に駆動する手段を有することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項９】
基板上に、前記反射層、前記発光層、前記選択反射層、前記４分の１波長板、及び、前記偏光板をそれらの順に配置したことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
基板上に、前記反射層、前記発光層、前記選択反射層、前記４分の１波長板、及び、前記偏光板をそれらの順に配置したことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項１１】
基板の一方の主面上に、前記選択反射層、前記４分の１波長板、及び、前記偏光板をそれらの順に配置するとともに、前記基板の他方の主面上に、前記発光層、及び、前記反射層をそれらの順に配置し、
しかも、前記基板の厚みは、前記画素を配列するピッチの１０倍以下であることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項１２】
基板の一方の主面上に、前記選択反射層、前記４分の１波長板、及び、前記偏光板をそれらの順に配置するとともに、前記基板の他方の主面上に、前記発光層、及び、前記反射層をそれらの順に配置し、
しかも、前記基板の厚みは、前記画素を配列するピッチの１０倍以下であることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記発光層は一対の電極間に保持され、ＥＬ素子を構成することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記発光層は一対の電極間に保持され、ＥＬ素子を構成することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項１５】
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に記載の表示装置。
【請求項１６】
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２に記載の表示装置。
【請求項１７】
反射層、発光層、選択反射層、４分の１波長板、偏光板の順に各層を配置した表示装置であって、
前記発光層は、単一の第１ピーク波長の光を出射する第１発光層及び単一の第２ピーク波長の光を出射する第２発光層を含み、
前記選択反射層は、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の所定波長の第２円偏光を反射するものであって、前記第１ピーク波長に対応する第１螺旋ピッチで配列された液晶分子を含みしかも前記第１ピーク波長を含む所定波長の第２円偏光を反射する第１反射層と、前記第２発光層のピーク波長に対応する第２螺旋ピッチで配列された液晶分子を含みしかも前記第２ピーク波長を含む所定波長の第２円偏光を反射する第２反射層と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１８】
反射層、発光層、４分の１波長板、及び、偏光板を備え、前記偏光板と前記発光層との間に前記４分の１波長板が位置するとともに、前記４分の１波長板と前記反射層との間に前記発光層が位置する表示装置であって、
前記４分の１波長板と前記発光層との間に配置され、第１円偏光を透過するとともに第１円偏光とは逆極性の所定波長の第２円偏光を反射する選択反射層を備え、
前記発光層から出射される光は少なくとも１つのピーク波長λｐを有し、
前記選択反射層は、前記ピーク波長λｐを含む特定範囲の波長域に対応した光を反射することを特徴とする表示装置。
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４１１５５
【国際公開日】平成１７年５月６日（２００５．５．６）
【発行日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１４９８４（Ｐ２００５−５１４９８４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１５７３１
【国際出願日】平成１６年１０月２２日（２００４．１０．２２）
【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）】
【国際公開日】平成１７年５月６日（２００５．５．６）
【発行日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１５７３１
【国際出願日】平成１６年１０月２２日（２００４．１０．２２）
【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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