JPH10189237A - 面発光体およびそれを使用する液晶表示装置 - Google Patents
面発光体およびそれを使用する液晶表示装置Info
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- JPH10189237A JPH10189237A JP8345848A JP34584896A JPH10189237A JP H10189237 A JPH10189237 A JP H10189237A JP 8345848 A JP8345848 A JP 8345848A JP 34584896 A JP34584896 A JP 34584896A JP H10189237 A JPH10189237 A JP H10189237A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】EL素子を用いた面発光体として、所定の方向
に出射する光の輝度を高くし、しかも充分な輝度の出射
光が得られる出射角範囲を広くして出射光の輝度分布を
改善することができるものを提供する。 【解決手段】EL素子10の出射面に、面方向に沿って
並ぶ複数の透明部21とこれらの透明部の側面の間に挟
まれた散乱反射膜22とからなる輝度分布制御部材20
を設け、EL素子10を出射して輝度分布制御部材20
の透明部21に入射した光のうち、垂直な方向に向かっ
て入射した光は直進させて出射し、斜め方向に向かって
入射した光は散乱反射膜22で散乱させて出射するよう
にした。
に出射する光の輝度を高くし、しかも充分な輝度の出射
光が得られる出射角範囲を広くして出射光の輝度分布を
改善することができるものを提供する。 【解決手段】EL素子10の出射面に、面方向に沿って
並ぶ複数の透明部21とこれらの透明部の側面の間に挟
まれた散乱反射膜22とからなる輝度分布制御部材20
を設け、EL素子10を出射して輝度分布制御部材20
の透明部21に入射した光のうち、垂直な方向に向かっ
て入射した光は直進させて出射し、斜め方向に向かって
入射した光は散乱反射膜22で散乱させて出射するよう
にした。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、エレクトロルミ
ネッセンス素子(以下、EL素子という)を用いた面発
光体およびそれを使用する液晶表示装置に関するもので
ある。
ネッセンス素子(以下、EL素子という)を用いた面発
光体およびそれを使用する液晶表示装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】面発光体として用いられるEL素子は、
例えば液晶表示装置における液晶表示素子のバックライ
トなどに使用されている。図7は従来のEL素子のハッ
チングを省略した断面図であり、ここでは、有機EL素
子と呼ばれるものを示している。この有機EL素子は、
ガラスからなる透明基板1の一方の面に形成された透明
な出射側電極2と、この出射側電極2と対向する裏側電
極3との間に、有機材料からなる電界発光層4を介在さ
せたものであり、前記出射側電極2はアノードとされ、
裏側電極3はカソードとされている。
例えば液晶表示装置における液晶表示素子のバックライ
トなどに使用されている。図7は従来のEL素子のハッ
チングを省略した断面図であり、ここでは、有機EL素
子と呼ばれるものを示している。この有機EL素子は、
ガラスからなる透明基板1の一方の面に形成された透明
な出射側電極2と、この出射側電極2と対向する裏側電
極3との間に、有機材料からなる電界発光層4を介在さ
せたものであり、前記出射側電極2はアノードとされ、
裏側電極3はカソードとされている。
【0003】なお、前記出射側電極2は、ITO(イン
ジウム・スズ酸化物)またはインジウム・亜鉛酸化物か
らなっており、可視光波長域に対して高い透過性を有し
ている。前記裏側電極3は、電界発光層4への電子注入
の観点から、仕事関数が小さいMg系合金(Mg−In
合金またはMg−Ag合金等)で形成されている。
ジウム・スズ酸化物)またはインジウム・亜鉛酸化物か
らなっており、可視光波長域に対して高い透過性を有し
ている。前記裏側電極3は、電界発光層4への電子注入
の観点から、仕事関数が小さいMg系合金(Mg−In
合金またはMg−Ag合金等)で形成されている。
【0004】また、図では前記電界発光層4を1つの層
として示したが、この電界発光層4は一般に、電子輸送
性発光層のアノード側に正孔輸送層を積層した二層構
造、あるいは、発光層をはさんでアノード側に正孔輸送
層を積層しカソード側に電子輸送層を積層した三層構造
とされている。
として示したが、この電界発光層4は一般に、電子輸送
性発光層のアノード側に正孔輸送層を積層した二層構
造、あるいは、発光層をはさんでアノード側に正孔輸送
層を積層しカソード側に電子輸送層を積層した三層構造
とされている。
【0005】この有機EL素子は、その出射側電極2と
裏側電極3との間に電圧(直流電圧)を印加して発光駆
動されるものであり、この両電極2,3間に電圧を印加
すると、電界発光層4に、出射側電極(アノード)2か
ら正孔が、裏側電極(カソード)3から電子が注入さ
れ、その注入された正孔と電子との再結合により一重項
励起子が発生して発光する。
裏側電極3との間に電圧(直流電圧)を印加して発光駆
動されるものであり、この両電極2,3間に電圧を印加
すると、電界発光層4に、出射側電極(アノード)2か
ら正孔が、裏側電極(カソード)3から電子が注入さ
れ、その注入された正孔と電子との再結合により一重項
励起子が発生して発光する。
【0006】そして、この一重項励起子による光は、電
界発光層4から出射側電極2に入射し、さらに透明基板
1を透過してその表面に出射する。なお、前記一重項励
起子が発する光には、電界発光層4の裏面側に向かう光
もあるが、その光は裏側電極3で反射される。
界発光層4から出射側電極2に入射し、さらに透明基板
1を透過してその表面に出射する。なお、前記一重項励
起子が発する光には、電界発光層4の裏面側に向かう光
もあるが、その光は裏側電極3で反射される。
【0007】上記EL素子における電界発光層4の一点
からの光の出射経路をみると、この点からの光は図7に
矢線で示すように様々な方向に向かって放射するが、そ
のうち、出射面(基板1の表面)に垂直な方向(出射面
に対する垂線に沿った方向)に向かう光は、EL素子の
各層の界面および前記出射面と外気との界面を屈折や反
射を生じることなく透過して垂直方向に出射する。
からの光の出射経路をみると、この点からの光は図7に
矢線で示すように様々な方向に向かって放射するが、そ
のうち、出射面(基板1の表面)に垂直な方向(出射面
に対する垂線に沿った方向)に向かう光は、EL素子の
各層の界面および前記出射面と外気との界面を屈折や反
射を生じることなく透過して垂直方向に出射する。
【0008】一方、斜め方向に向かう放射光は、前記各
層の界面に斜めに入射するため、その光は前記界面で屈
折または反射する。これは、電界発光層4の出射側の屈
折率、例えば三層構造の電界発光層における正孔輸送層
の屈折率が1.40〜1.80、出射側電極2の屈折率
がITOの場合で約2.00、透明基板(ガラス)1の
屈折率が1.45〜1.80であり、また外気である空
気の屈折率は1.0008程度であって、隣り合う層の
屈折率が互いに異なるためである。
層の界面に斜めに入射するため、その光は前記界面で屈
折または反射する。これは、電界発光層4の出射側の屈
折率、例えば三層構造の電界発光層における正孔輸送層
の屈折率が1.40〜1.80、出射側電極2の屈折率
がITOの場合で約2.00、透明基板(ガラス)1の
屈折率が1.45〜1.80であり、また外気である空
気の屈折率は1.0008程度であって、隣り合う層の
屈折率が互いに異なるためである。
【0009】このため、前記斜め方向に向かう放射光
は、まず電界発光層4と出射側電極2との界面Aに入射
し、その光のうち、前記界面Aに対して全反射臨界角よ
り小さい入射角で入射した光がこの界面Aで屈折して出
射側電極2に入射し、全反射臨界角より大きい入射角で
入射した光は前記界面Aで全反射する。
は、まず電界発光層4と出射側電極2との界面Aに入射
し、その光のうち、前記界面Aに対して全反射臨界角よ
り小さい入射角で入射した光がこの界面Aで屈折して出
射側電極2に入射し、全反射臨界角より大きい入射角で
入射した光は前記界面Aで全反射する。
【0010】なお、前記界面Aで全反射した光は、裏側
電極3での反射と前記界面Aおよび電界発光層4の横方
向の端面での反射とを繰り返して電界発光層4中をジグ
ザグに屈折して進み、その過程で、前記界面Aに全反射
臨界角より小さい入射角で入射した光がこの界面Aを透
過して出射側電極2に入射する。
電極3での反射と前記界面Aおよび電界発光層4の横方
向の端面での反射とを繰り返して電界発光層4中をジグ
ザグに屈折して進み、その過程で、前記界面Aに全反射
臨界角より小さい入射角で入射した光がこの界面Aを透
過して出射側電極2に入射する。
【0011】また、出射側電極2に入射した光は、この
出射側電極2を透過して透明基板1との界面Bに入射
し、その光のうち、前記界面Bに対して全反射臨界角よ
り小さい入射角で入射した光がこの界面Bで屈折して透
明基板1に入射し、全反射臨界角より大きい入射角で入
射した光は界面Bで全反射する。
出射側電極2を透過して透明基板1との界面Bに入射
し、その光のうち、前記界面Bに対して全反射臨界角よ
り小さい入射角で入射した光がこの界面Bで屈折して透
明基板1に入射し、全反射臨界角より大きい入射角で入
射した光は界面Bで全反射する。
【0012】この界面Bで全反射した光のうちの一部の
光は、電界発光層4との界面Aでの全反射と前記界面B
および出射側電極2の横方向の端面での反射とを繰り返
して出射側電極2中をジグザグに屈折して進み、その光
のうち、前記界面Bに全反射臨界角より小さい入射角で
入射した光がこの界面Bを透過して透明基板1に入射す
る。
光は、電界発光層4との界面Aでの全反射と前記界面B
および出射側電極2の横方向の端面での反射とを繰り返
して出射側電極2中をジグザグに屈折して進み、その光
のうち、前記界面Bに全反射臨界角より小さい入射角で
入射した光がこの界面Bを透過して透明基板1に入射す
る。
【0013】また、前記界面Bで全反射した他の光は、
前記電界発光層4との界面Aを透過して電界発光層4に
戻るが、その光は、上記界面Aで全反射した光と同様に
電界発光層4中をジグザグに屈折して進み、その過程
で、前記界面Aに全反射臨界角より小さい入射角で入射
した光がこの界面Aを透過して出射側電極2に入射し、
そのうちの出射側電極2との界面Bに全反射臨界角より
小さい入射角で入射した光がこの界面Bを透過して透明
基板1に入射する。
前記電界発光層4との界面Aを透過して電界発光層4に
戻るが、その光は、上記界面Aで全反射した光と同様に
電界発光層4中をジグザグに屈折して進み、その過程
で、前記界面Aに全反射臨界角より小さい入射角で入射
した光がこの界面Aを透過して出射側電極2に入射し、
そのうちの出射側電極2との界面Bに全反射臨界角より
小さい入射角で入射した光がこの界面Bを透過して透明
基板1に入射する。
【0014】さらに、出射側電極2から透明基板1に入
射した光は、この透明基板1を透過してその表面と外気
(空気)との界面Cに入射し、その光のうち、前記界面
Cに対して全反射臨界角より小さい入射角で入射した光
がこの界面Cで屈折して出射し、全反射臨界角より大き
い入射角で入射した光は前記界面Cで全反射する。
射した光は、この透明基板1を透過してその表面と外気
(空気)との界面Cに入射し、その光のうち、前記界面
Cに対して全反射臨界角より小さい入射角で入射した光
がこの界面Cで屈折して出射し、全反射臨界角より大き
い入射角で入射した光は前記界面Cで全反射する。
【0015】この界面Cで全反射した光のうちの一部の
光は、出射側電極2との界面Bでの全反射と前記界面A
および透明基板1の横方向の端面での反射とを繰り返し
て透明基板1中をジグザグに屈折して進み、その光のう
ち、前記界面Cに全反射臨界角より小さい入射角で入射
した光がこの界面Cを透過して出射する。
光は、出射側電極2との界面Bでの全反射と前記界面A
および透明基板1の横方向の端面での反射とを繰り返し
て透明基板1中をジグザグに屈折して進み、その光のう
ち、前記界面Cに全反射臨界角より小さい入射角で入射
した光がこの界面Cを透過して出射する。
【0016】また、前記界面Cで全反射した他の光は、
前記出射側電極2との界面Bを透過して出射側電極2に
戻るか、さらに電界発光層4との界面Aを透過して電界
発光層4に戻るが、その光は、上記のように出射側電極
2中または電界発光層4中をジグザグに屈折して進み、
そのうちの前記界面A,Bに全反射臨界角より小さい入
射角で入射した光が再び透明基板1に入射して、その光
のうち、前記外気との界面Cに対して全反射臨界角より
小さい入射角で入射した光が出射する。
前記出射側電極2との界面Bを透過して出射側電極2に
戻るか、さらに電界発光層4との界面Aを透過して電界
発光層4に戻るが、その光は、上記のように出射側電極
2中または電界発光層4中をジグザグに屈折して進み、
そのうちの前記界面A,Bに全反射臨界角より小さい入
射角で入射した光が再び透明基板1に入射して、その光
のうち、前記外気との界面Cに対して全反射臨界角より
小さい入射角で入射した光が出射する。
【0017】すなわち、上記EL素子では、電界発光層
4と出射側電極2との界面Aおよび出射側電極2と透明
基板1との界面Bに対して全反射臨界角より小さい入射
角で入射してこれらの界面A,Bを透過し、さらに出射
面である前記透明基板1の表面と外気との界面Cに対し
て全反射臨界角より小さい入射角で入射した光が出射光
となる。
4と出射側電極2との界面Aおよび出射側電極2と透明
基板1との界面Bに対して全反射臨界角より小さい入射
角で入射してこれらの界面A,Bを透過し、さらに出射
面である前記透明基板1の表面と外気との界面Cに対し
て全反射臨界角より小さい入射角で入射した光が出射光
となる。
【0018】なお、他の光は各界面A,B,Cのいずれ
かで全反射するが、これらの光は、上述したように、電
界発光層4、出射側電極2、および透明基板1を屈折し
ながら進むが、その過程で、一部の光が前記出射側電極
2や電界発光層4および透明基板1の端面から出射して
漏れ光となる。
かで全反射するが、これらの光は、上述したように、電
界発光層4、出射側電極2、および透明基板1を屈折し
ながら進むが、その過程で、一部の光が前記出射側電極
2や電界発光層4および透明基板1の端面から出射して
漏れ光となる。
【0019】したがって、最終的に出射面に出射する光
は、出射面と外気との界面Cに対して全反射臨界角より
小さい入射角で入射する光であり、図7に示すように、
電界発光層4で発光した光の出射側電極2との界面Aで
の垂直方向(出射面に対する垂線に沿った方向)に対す
る角度を入射角α、出射側電極2と透明基板1との界面
での前記垂直方向に対する角度を入射角β、透明基板1
と外気との界面Cでの前記垂直方向に対する角度を入射
角γ、出射面からの前記垂直方向に対する角度を出射角
δとすると、最終的に出射面から出射する光、つまり出
射角δが90°より小さい範囲の光は、電界発光層4で
発光した光のうちの、前記界面A,B,Cに対して次の
ような入射角α,β,γで入射する光である。
は、出射面と外気との界面Cに対して全反射臨界角より
小さい入射角で入射する光であり、図7に示すように、
電界発光層4で発光した光の出射側電極2との界面Aで
の垂直方向(出射面に対する垂線に沿った方向)に対す
る角度を入射角α、出射側電極2と透明基板1との界面
での前記垂直方向に対する角度を入射角β、透明基板1
と外気との界面Cでの前記垂直方向に対する角度を入射
角γ、出射面からの前記垂直方向に対する角度を出射角
δとすると、最終的に出射面から出射する光、つまり出
射角δが90°より小さい範囲の光は、電界発光層4で
発光した光のうちの、前記界面A,B,Cに対して次の
ような入射角α,β,γで入射する光である。
【0020】ここで、例えば電界発光層4の屈折率を
1.60、出射側電極2の屈折率を2.00、透明基板
1の屈折率を1.45、外気である空気の屈折率を1・
0008とすると、出射角δがδ≦90°となる各界面
A,B,Cへの入射角α,β,γは、α≦38.7°β
≦30.0°γ≦43.6°であり、出射面(透明基板
1の表面と外気との界面C)に入射する光のうち、出射
面に対する入射角γが43.6°より小さい光が出射光
となる。
1.60、出射側電極2の屈折率を2.00、透明基板
1の屈折率を1.45、外気である空気の屈折率を1・
0008とすると、出射角δがδ≦90°となる各界面
A,B,Cへの入射角α,β,γは、α≦38.7°β
≦30.0°γ≦43.6°であり、出射面(透明基板
1の表面と外気との界面C)に入射する光のうち、出射
面に対する入射角γが43.6°より小さい光が出射光
となる。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のE
L素子は、その正面方向つまり出射面に垂直な方向に出
射する光(出射角δ=0°の光)の輝度は高いが、出射
角δが大きくなるのにともなってその輝度が急激に低下
するため、出射光の輝度分布が指向性の強い分布であ
り、したがって、高輝度の出射光が得られる出射角範囲
が狭いという問題をもっている。
L素子は、その正面方向つまり出射面に垂直な方向に出
射する光(出射角δ=0°の光)の輝度は高いが、出射
角δが大きくなるのにともなってその輝度が急激に低下
するため、出射光の輝度分布が指向性の強い分布であ
り、したがって、高輝度の出射光が得られる出射角範囲
が狭いという問題をもっている。
【0022】そして、EL素子は、例えば液晶表示装置
における液晶表示素子のバックライトなどに利用されて
いるが、上記従来のEL素子は、その出射光の輝度分布
が指向性の強い分布であるため、このEL素子を前記バ
ックライトとする液晶表示装置は、その表示を出射面に
垂直な方向に対して斜め方向から観察すると画面がかな
り暗くなってしまうから、表示を充分な明るさで観察で
きる角度範囲が狭いという問題をもっている。
における液晶表示素子のバックライトなどに利用されて
いるが、上記従来のEL素子は、その出射光の輝度分布
が指向性の強い分布であるため、このEL素子を前記バ
ックライトとする液晶表示装置は、その表示を出射面に
垂直な方向に対して斜め方向から観察すると画面がかな
り暗くなってしまうから、表示を充分な明るさで観察で
きる角度範囲が狭いという問題をもっている。
【0023】そこで、従来から、EL素子の出射光を拡
散板で拡散して出射光の輝度分布をほぼ均一にすること
が考えられているが、これでは、EL素子からの高輝度
の出射角範囲の出射光も拡散してその輝度が低下するた
め、所定の方向(例えば正面方向)に出射する光の輝度
を高くすることができない。
散板で拡散して出射光の輝度分布をほぼ均一にすること
が考えられているが、これでは、EL素子からの高輝度
の出射角範囲の出射光も拡散してその輝度が低下するた
め、所定の方向(例えば正面方向)に出射する光の輝度
を高くすることができない。
【0024】この発明は、EL素子を用いた面発光体と
して、所定の方向に出射する光の輝度を高くし、しかも
充分な輝度の出射光が得られる出射角範囲を広くして出
射光の輝度分布を改善することができるものを提供する
とともに、あわせて、その面発光体を用いた液晶表示装
置を提供することを目的としたものである。
して、所定の方向に出射する光の輝度を高くし、しかも
充分な輝度の出射光が得られる出射角範囲を広くして出
射光の輝度分布を改善することができるものを提供する
とともに、あわせて、その面発光体を用いた液晶表示装
置を提供することを目的としたものである。
【0025】
【課題を解決するための手段】この発明の面発光体は、
EL素子の出射面に、その出射面に対向する裏面からの
入射光のうち、所定の方向に向かって入射した光が直進
して表面に出射し、他の方向に向かって入射した光が散
乱して前記表面に出射する特性をもった輝度分布制御部
材を設けたことを特徴とするものである。
EL素子の出射面に、その出射面に対向する裏面からの
入射光のうち、所定の方向に向かって入射した光が直進
して表面に出射し、他の方向に向かって入射した光が散
乱して前記表面に出射する特性をもった輝度分布制御部
材を設けたことを特徴とするものである。
【0026】すなわち、この発明の面発光体は、EL素
子において発光してその表面に出射する光を、前記輝度
分布制御部材を介して出射するようにしたものであり、
この面発光体によれば、前記EL素子を出射して輝度分
布制御部材にその裏面から入射した光のうち、所定の方
向に向かって入射した光は直進して表面に出射し、他の
方向に向かって入射した光は散乱して前記表面に出射す
るため、前記所定の方向への出射光の輝度を高くし、し
かも充分な輝度の出射光が得られる出射角範囲を広くし
て出射光の輝度分布を改善することができる。
子において発光してその表面に出射する光を、前記輝度
分布制御部材を介して出射するようにしたものであり、
この面発光体によれば、前記EL素子を出射して輝度分
布制御部材にその裏面から入射した光のうち、所定の方
向に向かって入射した光は直進して表面に出射し、他の
方向に向かって入射した光は散乱して前記表面に出射す
るため、前記所定の方向への出射光の輝度を高くし、し
かも充分な輝度の出射光が得られる出射角範囲を広くし
て出射光の輝度分布を改善することができる。
【0027】また、この発明の液晶表示装置は、液晶表
示素子の背後に、そのバックライトとして前記面発光体
を配置したものであり、この面発光体は、所定の方向へ
の出射光の輝度が高く、しかも充分な輝度の出射光が得
られる出射角範囲が広いため、この液晶表示装置によれ
ば、その表示を斜め方向から観察したときの画面の明る
さの低下を少なくして、表示を充分な明るさで観察でき
る角度範囲を広くすることができる。
示素子の背後に、そのバックライトとして前記面発光体
を配置したものであり、この面発光体は、所定の方向へ
の出射光の輝度が高く、しかも充分な輝度の出射光が得
られる出射角範囲が広いため、この液晶表示装置によれ
ば、その表示を斜め方向から観察したときの画面の明る
さの低下を少なくして、表示を充分な明るさで観察でき
る角度範囲を広くすることができる。
【0028】
【発明の実施の形態】この発明の面発光体は、上記のよ
うに、EL素子の出射面に、その出射面に対向する裏面
からの入射光のうち、所定の方向に向かって入射した光
が直進して表面に出射し、他の方向に向かって入射した
光が散乱して前記表面に出射する特性をもった輝度分布
制御部材を設けることにより、所定の方向への出射光の
輝度を高くし、しかも充分な輝度の出射光が得られる出
射角範囲を広くして出射光の輝度分布を改善したもので
ある。
うに、EL素子の出射面に、その出射面に対向する裏面
からの入射光のうち、所定の方向に向かって入射した光
が直進して表面に出射し、他の方向に向かって入射した
光が散乱して前記表面に出射する特性をもった輝度分布
制御部材を設けることにより、所定の方向への出射光の
輝度を高くし、しかも充分な輝度の出射光が得られる出
射角範囲を広くして出射光の輝度分布を改善したもので
ある。
【0029】この発明の面発光体において、前記輝度分
布制御部材は、その面方向に沿って並ぶ複数の透明部と
これらの透明部の側面の間に挟まれた散乱反射膜とから
なっており、前記散乱反射膜が、前記所定の方向に沿っ
た面上にあるものが望ましく、輝度分布制御部材をこの
ような構成とすれば、その裏面から前記透明部に入射す
る光のうち、所定の方向に向かって入射した光を直進さ
せ、他の方向に向かって入射した光を前記散乱反射膜に
より散乱することができる。
布制御部材は、その面方向に沿って並ぶ複数の透明部と
これらの透明部の側面の間に挟まれた散乱反射膜とから
なっており、前記散乱反射膜が、前記所定の方向に沿っ
た面上にあるものが望ましく、輝度分布制御部材をこの
ような構成とすれば、その裏面から前記透明部に入射す
る光のうち、所定の方向に向かって入射した光を直進さ
せ、他の方向に向かって入射した光を前記散乱反射膜に
より散乱することができる。
【0030】また、前記輝度分布制御部材は、その裏面
をEL素子の出射面に密着させて設けるのが望ましく、
さらに前記透明部の屈折率は、前記EL素子の出射側の
屈折率とほぼ同じかそれに近い値であるのが好ましい。
をEL素子の出射面に密着させて設けるのが望ましく、
さらに前記透明部の屈折率は、前記EL素子の出射側の
屈折率とほぼ同じかそれに近い値であるのが好ましい。
【0031】このように、前記輝度分布制御部材の裏面
がEL素子の出射面に密着しているとともに、前記透明
部の屈折率がEL素子の出射側の屈折率とほぼ同じかそ
れに近い値であれば、EL素子を出射した光が効率良く
輝度分布制御部材に入射するため、EL素子において発
光した光を高い効率で出射させてより高輝度の出射光を
得ることができる。
がEL素子の出射面に密着しているとともに、前記透明
部の屈折率がEL素子の出射側の屈折率とほぼ同じかそ
れに近い値であれば、EL素子を出射した光が効率良く
輝度分布制御部材に入射するため、EL素子において発
光した光を高い効率で出射させてより高輝度の出射光を
得ることができる。
【0032】また、前記EL素子は有機EL素子でよ
く、その場合は、有機EL素子特有のダークスポットが
発生したときに、EL素子からの出射光の輝度分布に前
記ダークスポットの発生箇所に対応して部分的な輝度の
落ち込みが生じるが、前記輝度分布制御部材の表面に出
射する光は、散乱により前記輝度の落ち込みを解消され
た輝度分布の光になるから、EL素子にダークスポット
が発生しても、部分的な輝度の落ち込みのない良好な輝
度分布の光を出射することができる。
く、その場合は、有機EL素子特有のダークスポットが
発生したときに、EL素子からの出射光の輝度分布に前
記ダークスポットの発生箇所に対応して部分的な輝度の
落ち込みが生じるが、前記輝度分布制御部材の表面に出
射する光は、散乱により前記輝度の落ち込みを解消され
た輝度分布の光になるから、EL素子にダークスポット
が発生しても、部分的な輝度の落ち込みのない良好な輝
度分布の光を出射することができる。
【0033】これは、特に前記面発光体をバックライト
とする液晶表示装置において効果的であり、この液晶表
示装置によれば、前記面発光体のEL素子にダークスポ
ットが発生しても、液晶表示素子には輝度の落ち込みを
解消された輝度分布の光が入射するため、前記ダークス
ポットの発生箇所に対応する画素の輝度低下がない高品
質の画像を表示することができる。
とする液晶表示装置において効果的であり、この液晶表
示装置によれば、前記面発光体のEL素子にダークスポ
ットが発生しても、液晶表示素子には輝度の落ち込みを
解消された輝度分布の光が入射するため、前記ダークス
ポットの発生箇所に対応する画素の輝度低下がない高品
質の画像を表示することができる。
【0034】
【実施例】図1はこの発明の第1の実施例による面発光
体のハッチングを省略した断面図である。この面発光体
は、EL素子10の出射面に、その出射面に対向する裏
面からの入射光のうち、所定の方向に向かって入射した
光が直進して表面に出射し、他の方向に向かって入射し
た光が散乱して前記表面に出射する特性をもった輝度分
布制御部材20を設けたものである。
体のハッチングを省略した断面図である。この面発光体
は、EL素子10の出射面に、その出射面に対向する裏
面からの入射光のうち、所定の方向に向かって入射した
光が直進して表面に出射し、他の方向に向かって入射し
た光が散乱して前記表面に出射する特性をもった輝度分
布制御部材20を設けたものである。
【0035】まず、EL素子10について説明すると、
このEL素子本体10は、ガラスからなる透明基板11
の一方の面に形成された透明な出射側電極12と、この
出射側電極12と対向する裏側電極13との間に、有機
材料からなる電界発光層14を介在させた有機EL素子
であり、その出射側電極12はアノードとされ、裏側電
極13はカソードとされている。
このEL素子本体10は、ガラスからなる透明基板11
の一方の面に形成された透明な出射側電極12と、この
出射側電極12と対向する裏側電極13との間に、有機
材料からなる電界発光層14を介在させた有機EL素子
であり、その出射側電極12はアノードとされ、裏側電
極13はカソードとされている。
【0036】なお、前記出射側電極12は、ITOまた
はインジウム・亜鉛酸化物からなっており、前記裏側電
極13は、仕事関数が小さい、Mg−In合金またはM
g−Ag合金等のMg系合金で形成されている。
はインジウム・亜鉛酸化物からなっており、前記裏側電
極13は、仕事関数が小さい、Mg−In合金またはM
g−Ag合金等のMg系合金で形成されている。
【0037】ただし、前記Mg系合金は反応性が高いた
め、このMg系合金からなる裏側電極13が空気中の水
分と反応して劣化したり、酸素と反応して酸化したりす
るおそれがある。
め、このMg系合金からなる裏側電極13が空気中の水
分と反応して劣化したり、酸素と反応して酸化したりす
るおそれがある。
【0038】そのため、この実施例では、図1に示した
ように、前記EL素子10の周囲をその裏面全体から透
明基板11の下面にわたって気密性の高い樹脂膜15で
被覆し、前記Mg系合金からなる裏側電極13を空気か
ら完全に遮蔽している。
ように、前記EL素子10の周囲をその裏面全体から透
明基板11の下面にわたって気密性の高い樹脂膜15で
被覆し、前記Mg系合金からなる裏側電極13を空気か
ら完全に遮蔽している。
【0039】また、図1では前記電界発光層14を1つ
の層として示したが、この電界発光層14は、電子輸送
性発光層のアノード側に正孔輸送層を積層した二層構造
か、あるいは、発光層をはさんでアノード側に正孔輸送
層を積層しカソード側に電子輸送層を積層した三層構造
となっている。
の層として示したが、この電界発光層14は、電子輸送
性発光層のアノード側に正孔輸送層を積層した二層構造
か、あるいは、発光層をはさんでアノード側に正孔輸送
層を積層しカソード側に電子輸送層を積層した三層構造
となっている。
【0040】なお、例えば電界発光層14を三層構造と
する場合、発光層は、DPVBi{4,4′−ビス
(2,2−ジフェニルビニレン)ビフェニル}とBCz
VBi{4,4′−ビス(2−カルバゾールビニレン)
ビフェニル}とを、DPVBiを96重量%、BCz V
Biを4重量%の割合で混合した高分子材料で形成し、
正孔輸送層は、α−NPD{N,N′−ジ(α−ナフチ
ル)−N,N′−ジフェニル−1,1′−ビフェニル−
4,4′−ジアミン}で形成し、電子輸送層は、Alq
3{トリス(8−ヒドロキシキノリン)化アルミニウ
ム}で形成する。
する場合、発光層は、DPVBi{4,4′−ビス
(2,2−ジフェニルビニレン)ビフェニル}とBCz
VBi{4,4′−ビス(2−カルバゾールビニレン)
ビフェニル}とを、DPVBiを96重量%、BCz V
Biを4重量%の割合で混合した高分子材料で形成し、
正孔輸送層は、α−NPD{N,N′−ジ(α−ナフチ
ル)−N,N′−ジフェニル−1,1′−ビフェニル−
4,4′−ジアミン}で形成し、電子輸送層は、Alq
3{トリス(8−ヒドロキシキノリン)化アルミニウ
ム}で形成する。
【0041】前記電界発光層14の出射側の層の屈折
率、つまりα−NPDからなる正孔輸送層の屈折率は
1.40〜1.80であり、また、出射側電極12の屈
折率はITOの場合で約2.00、透明基板(ガラス)
1の屈折率は1.45〜1.80である。
率、つまりα−NPDからなる正孔輸送層の屈折率は
1.40〜1.80であり、また、出射側電極12の屈
折率はITOの場合で約2.00、透明基板(ガラス)
1の屈折率は1.45〜1.80である。
【0042】このEL素子10は、その出射側電極12
と裏側電極13との間に電圧(直流電圧)を印加して発
光駆動されるものであり、この両電極12,13間に電
圧を印加すると、電界発光層14に、出射側電極(アノ
ード)12から正孔が、裏側電極(カソード)13から
電子が注入され、その注入された正孔と電子との再結合
により一重項励起子が発生して発光する。
と裏側電極13との間に電圧(直流電圧)を印加して発
光駆動されるものであり、この両電極12,13間に電
圧を印加すると、電界発光層14に、出射側電極(アノ
ード)12から正孔が、裏側電極(カソード)13から
電子が注入され、その注入された正孔と電子との再結合
により一重項励起子が発生して発光する。
【0043】そして、この一重項励起子による光は、電
界発光層14から出射側電極12に入射し、さらに透明
基板11を透過してその表面に出射する。なお、前記一
重項励起子が発する光には、電界発光層14の裏面側に
向かう光もあるが、その光は裏側電極13で反射され
る。
界発光層14から出射側電極12に入射し、さらに透明
基板11を透過してその表面に出射する。なお、前記一
重項励起子が発する光には、電界発光層14の裏面側に
向かう光もあるが、その光は裏側電極13で反射され
る。
【0044】なお、前記電界発光層14が、上記DPV
BiとBCz VBiからなる発光層と、α−NPDから
なる正孔輸送層と、Alq3からなる電子輸送層とを積
層した三層構造である場合、この電界発光層14におい
て発光する光は、可視光帯域の全ての波長を含むが、そ
のうちの青の波長域の光量が若干多い波長成分の光であ
り、したがって、発光色が青味を帯びた色になる。
BiとBCz VBiからなる発光層と、α−NPDから
なる正孔輸送層と、Alq3からなる電子輸送層とを積
層した三層構造である場合、この電界発光層14におい
て発光する光は、可視光帯域の全ての波長を含むが、そ
のうちの青の波長域の光量が若干多い波長成分の光であ
り、したがって、発光色が青味を帯びた色になる。
【0045】そこで、この実施例では、前記電界発光層
14の発光層または出射側の正孔輸送層中に、赤の蛍光
物質と緑の蛍光物質を適量ずつ分散させ、発光した光の
一部を前記蛍光物質に吸収させて赤と緑の蛍光を発生さ
せることにより、前記EL素子10を出射する光の色を
白色に近づけるようにしている。
14の発光層または出射側の正孔輸送層中に、赤の蛍光
物質と緑の蛍光物質を適量ずつ分散させ、発光した光の
一部を前記蛍光物質に吸収させて赤と緑の蛍光を発生さ
せることにより、前記EL素子10を出射する光の色を
白色に近づけるようにしている。
【0046】次に、上記輝度分布制御部材20について
説明する。図2は前記輝度分布制御部材20の斜視図で
ある。この輝度分布制御部材20は、その面方向に沿っ
て並ぶ複数の透明部21と、これらの透明部21の側面
の間に挟まれた、両面がいずれもである散乱反射膜22
とからなるフィルムからなっており、前記散乱反射膜2
2は、所定の方向に沿った面上にある。以下、この輝度
分布制御部材20を輝度分布制御フィルムという。
説明する。図2は前記輝度分布制御部材20の斜視図で
ある。この輝度分布制御部材20は、その面方向に沿っ
て並ぶ複数の透明部21と、これらの透明部21の側面
の間に挟まれた、両面がいずれもである散乱反射膜22
とからなるフィルムからなっており、前記散乱反射膜2
2は、所定の方向に沿った面上にある。以下、この輝度
分布制御部材20を輝度分布制御フィルムという。
【0047】なお、前記散乱反射膜22としては、アル
ミニウムまたは銀等の無機金属、ポリアセチレン誘導体
を含む有機金属などの反射性微結晶膜や、酸化チタン、
酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の金
属酸化物の焼結体からなる拡散性膜を用いる。
ミニウムまたは銀等の無機金属、ポリアセチレン誘導体
を含む有機金属などの反射性微結晶膜や、酸化チタン、
酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の金
属酸化物の焼結体からなる拡散性膜を用いる。
【0048】この輝度分布制御フィルム20は、前記散
乱反射膜22が、フィルム面に垂直な方向に沿った面上
にあるものであり、この輝度分布制御フィルム20は、
その縦横のいずれかの幅方向に沿った直線状の散乱反射
膜22が前記透明部21の幅に相当する間隔で互いに平
行に並んでいるルーバー状をなしている。
乱反射膜22が、フィルム面に垂直な方向に沿った面上
にあるものであり、この輝度分布制御フィルム20は、
その縦横のいずれかの幅方向に沿った直線状の散乱反射
膜22が前記透明部21の幅に相当する間隔で互いに平
行に並んでいるルーバー状をなしている。
【0049】なお、このルーバー状の輝度分布制御フィ
ルム20は、例えば、前記透明部21の幅に相当する厚
さの透明な樹脂層と前記散乱反射膜22とを交互に積層
し、その積層グロックを厚さ方向(積層方向)に垂直な
切断面に沿ってフィルム状にスライスする方法で製造で
きる。
ルム20は、例えば、前記透明部21の幅に相当する厚
さの透明な樹脂層と前記散乱反射膜22とを交互に積層
し、その積層グロックを厚さ方向(積層方向)に垂直な
切断面に沿ってフィルム状にスライスする方法で製造で
きる。
【0050】また、前記輝度分布制御フィルム20の透
明部21は、屈折率が上記EL素子10の出射側の屈折
率(この実施例では透明基板11の屈折率)とほぼ同じ
かそれに近い値である透明樹脂からなっている。
明部21は、屈折率が上記EL素子10の出射側の屈折
率(この実施例では透明基板11の屈折率)とほぼ同じ
かそれに近い値である透明樹脂からなっている。
【0051】なお、EL素子10の出射側の屈折率、つ
まりガラスからなる透明基板11の屈折率は1.45〜
1.80であるが、それとほぼ同じかまたは近い値の屈
折率をもつ透明樹脂としては、PET(ポリエチレンテ
レフタレート)、PES(ポリエーテルサルフォン)、
PC(ポリカーボネート)等があり、これらの樹脂の屈
折率は1.40〜1.60である。
まりガラスからなる透明基板11の屈折率は1.45〜
1.80であるが、それとほぼ同じかまたは近い値の屈
折率をもつ透明樹脂としては、PET(ポリエチレンテ
レフタレート)、PES(ポリエーテルサルフォン)、
PC(ポリカーボネート)等があり、これらの樹脂の屈
折率は1.40〜1.60である。
【0052】そして、前記輝度分布制御フィルム20
は、上記EL素子10の出射面に、フィルム裏面をEL
素子10の出射面(透明基板11の表面)に密着させて
設けられている。なお、この実施例では、輝度分布制御
フィルム20を、その透明部21の屈折率とEL素子1
0の透明基板11の屈折率のうちの一方とほぼ同じか、
あるいは両方の屈折率の間の屈折率をもった透明接着剤
(図示せず)によりEL素子10に接着している。
は、上記EL素子10の出射面に、フィルム裏面をEL
素子10の出射面(透明基板11の表面)に密着させて
設けられている。なお、この実施例では、輝度分布制御
フィルム20を、その透明部21の屈折率とEL素子1
0の透明基板11の屈折率のうちの一方とほぼ同じか、
あるいは両方の屈折率の間の屈折率をもった透明接着剤
(図示せず)によりEL素子10に接着している。
【0053】上記面発光体は、EL素子10の電界発光
層14において発光してEL素子10の表面に出射する
光を、前記輝度分布制御フィルム20を介して出射する
ようにしたものである。
層14において発光してEL素子10の表面に出射する
光を、前記輝度分布制御フィルム20を介して出射する
ようにしたものである。
【0054】まず、EL素子10の電界発光層14にお
いて発光した光のEL素子表面への出射経路を、前記電
界発光層14の一点からの光についてみると、この点か
らの光は図1に矢線で示すように様々な方向に向かって
放射するが、そのうち、EL素子10の出射面に垂直な
方向(出射面に対する垂線に沿った方向)に向かう光
は、電界発光層14と出射側電極12との界面A′およ
び前記出射側電極12と透明基板11との界面B′を屈
折や反射を生じることなく透過してEL素子表面に垂直
に出射する。
いて発光した光のEL素子表面への出射経路を、前記電
界発光層14の一点からの光についてみると、この点か
らの光は図1に矢線で示すように様々な方向に向かって
放射するが、そのうち、EL素子10の出射面に垂直な
方向(出射面に対する垂線に沿った方向)に向かう光
は、電界発光層14と出射側電極12との界面A′およ
び前記出射側電極12と透明基板11との界面B′を屈
折や反射を生じることなく透過してEL素子表面に垂直
に出射する。
【0055】一方、斜め方向に向かう放射光は、前記各
界面A′,B′に斜めに入射するが、前記電界発光層1
4と出射側電極12および透明基板11の屈折率は上述
したような値であって隣り合う層の屈折率が互いに異な
るため、前記斜め方向に向かう放射光は、前記各界面
A′,B′で屈折または反射する。
界面A′,B′に斜めに入射するが、前記電界発光層1
4と出射側電極12および透明基板11の屈折率は上述
したような値であって隣り合う層の屈折率が互いに異な
るため、前記斜め方向に向かう放射光は、前記各界面
A′,B′で屈折または反射する。
【0056】すなわち、斜め方向に向かう放射光は、ま
ず電界発光層14と出射側電極12との界面A′に入射
し、その光のうち、前記界面A′に対して全反射臨界角
より小さい入射角で入射した光がこの界面A′で屈折し
て出射側電極12内に入射し、全反射臨界角より大きい
入射角で入射した光は前記界面A′で全反射する。
ず電界発光層14と出射側電極12との界面A′に入射
し、その光のうち、前記界面A′に対して全反射臨界角
より小さい入射角で入射した光がこの界面A′で屈折し
て出射側電極12内に入射し、全反射臨界角より大きい
入射角で入射した光は前記界面A′で全反射する。
【0057】なお、前記界面A′で全反射した光は、裏
側電極13で反射されるとともに前記界面A′および電
界発光層14の端面で反射して電界発光層14中をジグ
ザグに屈折して進み、その過程で、前記界面A′に全反
射臨界角より小さい入射角で入射した光がこの界面A′
を透過して出射側電極2内に入射する。
側電極13で反射されるとともに前記界面A′および電
界発光層14の端面で反射して電界発光層14中をジグ
ザグに屈折して進み、その過程で、前記界面A′に全反
射臨界角より小さい入射角で入射した光がこの界面A′
を透過して出射側電極2内に入射する。
【0058】また、出射側電極12に入射した光は、こ
の出射側電極12内を透過して透明基板11との界面
B′に入射し、その光のうち、前記界面B′に対して全
反射臨界角より小さい入射角で入射した光がこの界面
B′で屈折して透明基板11内に入射し、全反射臨界角
より大きい入射角で入射した光は界面B′で全反射す
る。
の出射側電極12内を透過して透明基板11との界面
B′に入射し、その光のうち、前記界面B′に対して全
反射臨界角より小さい入射角で入射した光がこの界面
B′で屈折して透明基板11内に入射し、全反射臨界角
より大きい入射角で入射した光は界面B′で全反射す
る。
【0059】この界面B′で全反射した光のうちの一部
の光は、電界発光層14との界面A′での全反射と前記
界面B′および出射側電極12の横方向の端面での反射
を繰り返して出射側電極12中をジグザグに屈折して進
み、その光のうち、前記界面B′に全反射臨界角より小
さい入射角で入射した光がこの界面B′を透過して透明
基板11に入射する。
の光は、電界発光層14との界面A′での全反射と前記
界面B′および出射側電極12の横方向の端面での反射
を繰り返して出射側電極12中をジグザグに屈折して進
み、その光のうち、前記界面B′に全反射臨界角より小
さい入射角で入射した光がこの界面B′を透過して透明
基板11に入射する。
【0060】また、前記界面B′で全反射した他の光
は、前記電界発光層14との界面A′を透過して電界発
光層14に戻るが、その光は、上記界面A′で全反射し
た光と同様に電界発光層14中をジグザグに屈折して進
み、その過程で、前記界面A′に全反射臨界角より小さ
い入射角で入射した光がこの界面A′を透過して出射側
電極2に入射し、そのうちの出射側電極2との界面B′
に全反射臨界角より小さい入射角で入射した光がこの界
面B′を透過して透明基板11に入射する。
は、前記電界発光層14との界面A′を透過して電界発
光層14に戻るが、その光は、上記界面A′で全反射し
た光と同様に電界発光層14中をジグザグに屈折して進
み、その過程で、前記界面A′に全反射臨界角より小さ
い入射角で入射した光がこの界面A′を透過して出射側
電極2に入射し、そのうちの出射側電極2との界面B′
に全反射臨界角より小さい入射角で入射した光がこの界
面B′を透過して透明基板11に入射する。
【0061】そして、出射側電極12から透明基板11
に入射した光は、この透明基板11を透過してその表面
に出射し、上記輝度分布制御フィルム20の透明部21
にその裏面から入射する。
に入射した光は、この透明基板11を透過してその表面
に出射し、上記輝度分布制御フィルム20の透明部21
にその裏面から入射する。
【0062】この場合、この実施例では、前記輝度分布
制御フィルム20の透明部21の屈折率を、EL素子1
0の出射側の屈折率(透明基板11の屈折率)とほぼ同
じかそれに近い値にするとともに、この輝度分布制御フ
ィルム20を、その透明部21の屈折率とEL素子10
の透明基板11の屈折率のうちの一方とほぼ同じか、あ
るいは両方の屈折率の間の屈折率をもった図示しない透
明接着剤によりEL素子10に接着しているため、EL
素子10の表面と輝度分布制御フィルム20との界面
C′に入射した光は、その入射角がどのような角度であ
っても、そのほとんどが全反射することなく前記界面
C′を透過して輝度分布制御フィルム20の透明部21
に入射する。
制御フィルム20の透明部21の屈折率を、EL素子1
0の出射側の屈折率(透明基板11の屈折率)とほぼ同
じかそれに近い値にするとともに、この輝度分布制御フ
ィルム20を、その透明部21の屈折率とEL素子10
の透明基板11の屈折率のうちの一方とほぼ同じか、あ
るいは両方の屈折率の間の屈折率をもった図示しない透
明接着剤によりEL素子10に接着しているため、EL
素子10の表面と輝度分布制御フィルム20との界面
C′に入射した光は、その入射角がどのような角度であ
っても、そのほとんどが全反射することなく前記界面
C′を透過して輝度分布制御フィルム20の透明部21
に入射する。
【0063】次に、前記輝度分布制御フィルム20の透
明部21に入射した光の出射経路を説明すると、この透
明部21にその裏面から入射した光のうち、散乱反射膜
22に沿った方向、つまり輝度分布制御フィルム20の
フィルム面に垂直な方向に向かって入射した光(EL素
子10から垂直に出射した光)は、前記透明部21を直
進して輝度分布制御フィルム20の表面に垂直に出射す
る。
明部21に入射した光の出射経路を説明すると、この透
明部21にその裏面から入射した光のうち、散乱反射膜
22に沿った方向、つまり輝度分布制御フィルム20の
フィルム面に垂直な方向に向かって入射した光(EL素
子10から垂直に出射した光)は、前記透明部21を直
進して輝度分布制御フィルム20の表面に垂直に出射す
る。
【0064】一方、前記透明部21に他の方向に向かっ
て入射した光、つまり輝度分布制御フィルム20のフィ
ルム面に対して斜めに入射した光は、透明部21を斜め
に透過してその側面の散乱反射膜22に入射し、その散
乱反射面で散乱する。
て入射した光、つまり輝度分布制御フィルム20のフィ
ルム面に対して斜めに入射した光は、透明部21を斜め
に透過してその側面の散乱反射膜22に入射し、その散
乱反射面で散乱する。
【0065】なお、前記透明部21を斜めに透過する光
のなかには、前記散乱反射膜22に入射せずにそのまま
透明部21の表面に達する光もあり、その光は、散乱す
ることなく輝度分布制御フィルム20の表面に出射す
る。この出射光は、透明部21の表面と外気との界面
D′において、この界面D′に対する入射角と、前記透
明部21と外気(空気)との屈折率差に応じて屈折し、
その方向に出射する。
のなかには、前記散乱反射膜22に入射せずにそのまま
透明部21の表面に達する光もあり、その光は、散乱す
ることなく輝度分布制御フィルム20の表面に出射す
る。この出射光は、透明部21の表面と外気との界面
D′において、この界面D′に対する入射角と、前記透
明部21と外気(空気)との屈折率差に応じて屈折し、
その方向に出射する。
【0066】前記散乱反射膜22で散乱した光は、透明
部21中を様々な方向に向かって進み、そのうちの透明
部21の表面に向かう光が、前記外気との界面D′に入
射する。
部21中を様々な方向に向かって進み、そのうちの透明
部21の表面に向かう光が、前記外気との界面D′に入
射する。
【0067】なお、他の方向に向かう光は、直接は前記
界面D′に入射しないが、その光のほとんどが反対側の
散乱反射膜22に入射して再び散乱し、その散乱光のう
ちの透明部21の表面に向かう光が前記界面D′に入射
するため、前記透明部21に入射した光はそのほとんど
が前記界面D′に入射する。
界面D′に入射しないが、その光のほとんどが反対側の
散乱反射膜22に入射して再び散乱し、その散乱光のう
ちの透明部21の表面に向かう光が前記界面D′に入射
するため、前記透明部21に入射した光はそのほとんど
が前記界面D′に入射する。
【0068】そして、前記透明部21の表面と外気との
界面D′に入射した光のうち、前記界面D′に対して全
反射臨界角より小さい入射角で入射した光は、この界面
D′を透過して輝度分布制御フィルム20の表面に出射
する。この出射光は、前記界面D′において、この界面
D′に対する入射角と、前記透明部21と外気(空気)
との屈折率差に応じて屈折し、その方向に出射する。
界面D′に入射した光のうち、前記界面D′に対して全
反射臨界角より小さい入射角で入射した光は、この界面
D′を透過して輝度分布制御フィルム20の表面に出射
する。この出射光は、前記界面D′において、この界面
D′に対する入射角と、前記透明部21と外気(空気)
との屈折率差に応じて屈折し、その方向に出射する。
【0069】また、前記界面D′に全反射臨界角より大
きい入射角で入射した光は、この界面D′で全反射する
が、その光はその反射方向の散乱反射膜22に入射して
再び散乱するため、これらの光も最終的には前記界面
D′に全反射臨界角より小さい入射角で入射し、この界
面D′を透過して輝度分布制御フィルム20の表面に出
射する。
きい入射角で入射した光は、この界面D′で全反射する
が、その光はその反射方向の散乱反射膜22に入射して
再び散乱するため、これらの光も最終的には前記界面
D′に全反射臨界角より小さい入射角で入射し、この界
面D′を透過して輝度分布制御フィルム20の表面に出
射する。
【0070】このように、上記面発光体によれば、EL
素子10を出射して輝度分布制御フィルム20にその裏
面から入射した光のうち、垂直な方向に向かって入射し
た光は直進して表面に出射し、他の方向に向かって入射
した光は散乱して前記表面に出射するため、前記垂直な
方向への出射光の輝度を高くし、しかも充分な輝度の出
射光が得られる出射角範囲を広くして出射光の輝度分布
を改善することができる。
素子10を出射して輝度分布制御フィルム20にその裏
面から入射した光のうち、垂直な方向に向かって入射し
た光は直進して表面に出射し、他の方向に向かって入射
した光は散乱して前記表面に出射するため、前記垂直な
方向への出射光の輝度を高くし、しかも充分な輝度の出
射光が得られる出射角範囲を広くして出射光の輝度分布
を改善することができる。
【0071】なお、輝度分布制御フィルム20において
散乱した光のなかには、前記輝度分布制御フィルム20
の表面と外気との界面D′に垂直に入射する光もあり、
その光は前記界面D′で屈折することなく垂直に出射す
るため、前記垂直な方向への出射光の輝度は、輝度分布
制御フィルム20を垂直に透過して表面に出射する直進
光の輝度よりもさらに高くなる。
散乱した光のなかには、前記輝度分布制御フィルム20
の表面と外気との界面D′に垂直に入射する光もあり、
その光は前記界面D′で屈折することなく垂直に出射す
るため、前記垂直な方向への出射光の輝度は、輝度分布
制御フィルム20を垂直に透過して表面に出射する直進
光の輝度よりもさらに高くなる。
【0072】しかも、上記面発光体によれば、EL素子
10を出射して輝度分布制御フィルム20の各透明部2
1に入射した光のうち、最終的な出射面である前記透明
部21の表面と外気との界面D′に向かって全反射臨界
角より大きい入射角で進む光が散乱して方向を変え、そ
の光が前記界面D′に全反射臨界角より小さい入射角で
入射してこの界面D′を透過して出射するため、EL素
子10から輝度分布制御フィルム20に入射した光の出
射効率を高くすることができる。
10を出射して輝度分布制御フィルム20の各透明部2
1に入射した光のうち、最終的な出射面である前記透明
部21の表面と外気との界面D′に向かって全反射臨界
角より大きい入射角で進む光が散乱して方向を変え、そ
の光が前記界面D′に全反射臨界角より小さい入射角で
入射してこの界面D′を透過して出射するため、EL素
子10から輝度分布制御フィルム20に入射した光の出
射効率を高くすることができる。
【0073】さらに、従来のEL素子では、図7に示し
たように、各界面A,B,Cで全反射した光が電界発光
層4、出射側電極2、および透明基板1を屈折しながら
進む過程で、その一部の光が前記出射側電極2や電界発
光層4および透明基板1の端面から出射して漏れ光とな
るため、EL素子を出射するまでの過程での光のロスが
大きく、したがって電界発光層4での発光エネルギーに
比べて出射光量がかなり少なくなるが、上記面発光体に
よれば、EL素子10を出射するまでの過程での光のロ
スも少ない。
たように、各界面A,B,Cで全反射した光が電界発光
層4、出射側電極2、および透明基板1を屈折しながら
進む過程で、その一部の光が前記出射側電極2や電界発
光層4および透明基板1の端面から出射して漏れ光とな
るため、EL素子を出射するまでの過程での光のロスが
大きく、したがって電界発光層4での発光エネルギーに
比べて出射光量がかなり少なくなるが、上記面発光体に
よれば、EL素子10を出射するまでの過程での光のロ
スも少ない。
【0074】すなわち、上記面発光体においても、図1
に示したように、界面A′およびB′で全反射した光が
電界発光層14および出射側電極12を屈折しながら進
む過程で、その一部の光が前記出射側電極2や電界発光
層4および透明基板1の端面から出射して漏れ光となる
が、透明基板11に入射した光は、上述したように、透
明基板11と輝度分布制御フィルム20との界面C′に
対する入射角がどのような角度であっても、そのほとん
どが全反射することなく前記界面C′を透過して輝度分
布制御フィルム20の透明部21に入射するため、従来
のEL素子のような透明基板の端面からの漏れ光はほと
んど生じない。
に示したように、界面A′およびB′で全反射した光が
電界発光層14および出射側電極12を屈折しながら進
む過程で、その一部の光が前記出射側電極2や電界発光
層4および透明基板1の端面から出射して漏れ光となる
が、透明基板11に入射した光は、上述したように、透
明基板11と輝度分布制御フィルム20との界面C′に
対する入射角がどのような角度であっても、そのほとん
どが全反射することなく前記界面C′を透過して輝度分
布制御フィルム20の透明部21に入射するため、従来
のEL素子のような透明基板の端面からの漏れ光はほと
んど生じない。
【0075】したがって、上記面発光素子によれば、E
L素子10を出射し、さらに輝度分布制御フィルム20
を透過して出射する光量を、従来のEL素子の出射光量
に比べて飛躍的に多くして(少なくとも2倍以上)、高
輝度の出射光を得ることができる。
L素子10を出射し、さらに輝度分布制御フィルム20
を透過して出射する光量を、従来のEL素子の出射光量
に比べて飛躍的に多くして(少なくとも2倍以上)、高
輝度の出射光を得ることができる。
【0076】図3は上記面発光体の出射光の輝度分布
を、従来のEL素子の輝度分布およびそのEL素子の出
射面に拡散板を配置したときの輝度分布と比較して示す
図であり、実線は上記実施例の面発光体の輝度分布、破
線は従来のEL素子の輝度分布、一点鎖線は従来のEL
素子の出射面に拡散板を配置したときの輝度分布を示し
ている。
を、従来のEL素子の輝度分布およびそのEL素子の出
射面に拡散板を配置したときの輝度分布と比較して示す
図であり、実線は上記実施例の面発光体の輝度分布、破
線は従来のEL素子の輝度分布、一点鎖線は従来のEL
素子の出射面に拡散板を配置したときの輝度分布を示し
ている。
【0077】なお、図3に示した上記面発光体の輝度分
布は、面発光体の出射面(輝度分布制御フィルム20の
表面)に垂直でかつ輝度分布制御フィルム20の透明部
21および散乱反射膜22の長さ方向に対して直交する
方向に沿った面上における輝度分布であり、図におい
て、+θは出射面に垂直な方向(出射角θ=0°の方
向)に対して一方の方向に出射する光の出射角、−θは
前記垂直な方向に対して反対方向に出射する光の出射角
である。
布は、面発光体の出射面(輝度分布制御フィルム20の
表面)に垂直でかつ輝度分布制御フィルム20の透明部
21および散乱反射膜22の長さ方向に対して直交する
方向に沿った面上における輝度分布であり、図におい
て、+θは出射面に垂直な方向(出射角θ=0°の方
向)に対して一方の方向に出射する光の出射角、−θは
前記垂直な方向に対して反対方向に出射する光の出射角
である。
【0078】この図3のように、従来のEL素子の輝度
分布は、正面方向(出射面に垂直な方向)に出射する光
の輝度は高いが、出射角が大きくなるのにともなってそ
の輝度が急激に低下する、指向性の強い分布であり、し
たがって、高輝度の出射光が得られる出射角範囲が狭
い。
分布は、正面方向(出射面に垂直な方向)に出射する光
の輝度は高いが、出射角が大きくなるのにともなってそ
の輝度が急激に低下する、指向性の強い分布であり、し
たがって、高輝度の出射光が得られる出射角範囲が狭
い。
【0079】また、従来のEL素子の出射面に拡散板を
配置したときの輝度分布は、ほぼ均一な分布であるが、
EL素子からの高輝度の出射角範囲の出射光も拡散する
ため、正面方向に出射する光の輝度が、従来のEL素子
に比べてかなり低い。
配置したときの輝度分布は、ほぼ均一な分布であるが、
EL素子からの高輝度の出射角範囲の出射光も拡散する
ため、正面方向に出射する光の輝度が、従来のEL素子
に比べてかなり低い。
【0080】これらに比べて、上記実施例の面発光体の
輝度分布は、正面方向への出射光の輝度が高く、しかも
充分な輝度の出射光が得られる出射角範囲が広い分布で
あり、しかも、輝度分布制御フィルム20を垂直に透過
して表面に出射する直進光のほかに、前記輝度分布制御
フィルム20において散乱した光のうちの外気との界面
D′に垂直に入射した光も垂直に出射するため、正面方
向に出射する光の輝度が従来のEL素子よりもさらに高
い。
輝度分布は、正面方向への出射光の輝度が高く、しかも
充分な輝度の出射光が得られる出射角範囲が広い分布で
あり、しかも、輝度分布制御フィルム20を垂直に透過
して表面に出射する直進光のほかに、前記輝度分布制御
フィルム20において散乱した光のうちの外気との界面
D′に垂直に入射した光も垂直に出射するため、正面方
向に出射する光の輝度が従来のEL素子よりもさらに高
い。
【0081】また、上記実施例の面発光体は、そのEL
素子10として、導電性高分子からなる電界発光層14
を備えた有機EL素子を用いており、有機EL素子はそ
の電界発光層14の光の透過率が高いため、発光した光
を効率良く出射することができる。
素子10として、導電性高分子からなる電界発光層14
を備えた有機EL素子を用いており、有機EL素子はそ
の電界発光層14の光の透過率が高いため、発光した光
を効率良く出射することができる。
【0082】また、前記有機EL素子は、その電界発光
層14が有機材料からなっているため、この電界発光層
14と金属材料からなる出射側電極12との界面にダー
クスポットと呼ばれる発光不良部分が発生することがあ
り、このダークスポットが発生すると、EL素子10か
らの出射光の輝度分布に前記ダークスポットの発生箇所
に対応して部分的な輝度の落ち込みが生じるが、前記輝
度分布制御フィルム20の表面に出射する光は、散乱に
より前記輝度の落ち込みを解消された輝度分布の光であ
るため、上記面発光体によれば、EL素子10に有機E
L素子特有のダークスポットが発生しても、輝度の落ち
込みを解消された輝度分布の光になるから、EL素子1
0にダークスポットが発生しても、部分的な輝度の落ち
込みのない良好な輝度分布の光を出射することができ
る。
層14が有機材料からなっているため、この電界発光層
14と金属材料からなる出射側電極12との界面にダー
クスポットと呼ばれる発光不良部分が発生することがあ
り、このダークスポットが発生すると、EL素子10か
らの出射光の輝度分布に前記ダークスポットの発生箇所
に対応して部分的な輝度の落ち込みが生じるが、前記輝
度分布制御フィルム20の表面に出射する光は、散乱に
より前記輝度の落ち込みを解消された輝度分布の光であ
るため、上記面発光体によれば、EL素子10に有機E
L素子特有のダークスポットが発生しても、輝度の落ち
込みを解消された輝度分布の光になるから、EL素子1
0にダークスポットが発生しても、部分的な輝度の落ち
込みのない良好な輝度分布の光を出射することができ
る。
【0083】図4はこの発明の第2の実施例による面発
光体のハッチングを省略した断面図である。この実施例
の面発光体は、EL素子10の透明基板を輝度分布制御
フィルム20で兼用したものであり、EL素子10の基
本的な構造と、輝度分布制御フィルム20の構造は、上
記第1の実施例と同じである。
光体のハッチングを省略した断面図である。この実施例
の面発光体は、EL素子10の透明基板を輝度分布制御
フィルム20で兼用したものであり、EL素子10の基
本的な構造と、輝度分布制御フィルム20の構造は、上
記第1の実施例と同じである。
【0084】ただし、この実施例では、前記輝度分布制
御フィルム20の透明部21を、屈折率が、EL素子1
0の出射側の屈折率(電界発光層14を三層構造とする
場合は、その出射側の層である正孔輸送層の屈折率)と
ほぼ同じかそれに近い値である透明樹脂で形成してい
る。
御フィルム20の透明部21を、屈折率が、EL素子1
0の出射側の屈折率(電界発光層14を三層構造とする
場合は、その出射側の層である正孔輸送層の屈折率)と
ほぼ同じかそれに近い値である透明樹脂で形成してい
る。
【0085】この実施例の面発光体によれば、EL素子
10を出射する光、つまりEL素子10と輝度分布制御
フィルム20との界面に入射した光が、その入射角がど
のような角度であっても、全反射することなく前記界面
を透過して輝度分布制御フィルム20の透明部21に入
射するため、EL素子10の電界発光層14で発光した
光がEL素子10を出射する過程での全反射は、その出
射経路を図4に矢線で示したように、電界発光層14と
出射側電極12との界面で発生するだけであり、したが
って全反射した光の漏れは、ほぼ電界発光層14の端面
からの漏れだけになるため、上記第1の実施例よりもさ
らに出射光量を多くすることができる。
10を出射する光、つまりEL素子10と輝度分布制御
フィルム20との界面に入射した光が、その入射角がど
のような角度であっても、全反射することなく前記界面
を透過して輝度分布制御フィルム20の透明部21に入
射するため、EL素子10の電界発光層14で発光した
光がEL素子10を出射する過程での全反射は、その出
射経路を図4に矢線で示したように、電界発光層14と
出射側電極12との界面で発生するだけであり、したが
って全反射した光の漏れは、ほぼ電界発光層14の端面
からの漏れだけになるため、上記第1の実施例よりもさ
らに出射光量を多くすることができる。
【0086】なお、上記第1および第2の実施例では、
輝度分布制御フィルム20として、散乱反射膜22がフ
ィルム面に垂直な方向に沿った面上にあるものを用いた
が、前記散乱反射膜22の散乱反射面は傾斜面であって
もよい。
輝度分布制御フィルム20として、散乱反射膜22がフ
ィルム面に垂直な方向に沿った面上にあるものを用いた
が、前記散乱反射膜22の散乱反射面は傾斜面であって
もよい。
【0087】このような輝度分布制御フィルムを用いれ
ば、EL素子を出射して輝度分布制御フィルムにその裏
面から入射した光のうち、散乱反射膜22に沿った方向
に向かって入射した光が直進して表面に出射し、他の方
向に向かって入射した光は散乱して前記表面に出射する
ため、斜め方向への出射光の輝度を高くし、しかも充分
な輝度の出射光が得られる出射角範囲を広くして出射光
の輝度分布を改善することができる。
ば、EL素子を出射して輝度分布制御フィルムにその裏
面から入射した光のうち、散乱反射膜22に沿った方向
に向かって入射した光が直進して表面に出射し、他の方
向に向かって入射した光は散乱して前記表面に出射する
ため、斜め方向への出射光の輝度を高くし、しかも充分
な輝度の出射光が得られる出射角範囲を広くして出射光
の輝度分布を改善することができる。
【0088】また、上記実施例では電界発光層14とし
て、青色の光を発する発光層に赤の蛍光を発する蛍光物
質と緑の蛍光を発する蛍光物質とを分散状態に含有させ
たものを用いたが、これに限らず、例えば赤色の光を発
するドット状の発光層と、緑色の光を発するドット状の
発光層と、青色の光を発するドット状の発光層とを交互
に並べて形成して、EL素子10を出射する光の色を白
色にするようにしてもよい。
て、青色の光を発する発光層に赤の蛍光を発する蛍光物
質と緑の蛍光を発する蛍光物質とを分散状態に含有させ
たものを用いたが、これに限らず、例えば赤色の光を発
するドット状の発光層と、緑色の光を発するドット状の
発光層と、青色の光を発するドット状の発光層とを交互
に並べて形成して、EL素子10を出射する光の色を白
色にするようにしてもよい。
【0089】さらに、上記実施例では、EL素子10の
出射面に設ける輝度分布制御部材として、直線状の散乱
反射膜22が透明部21の幅に相当する間隔で互いに平
行に並んでいるルーバー状の輝度分布制御フィルム20
を用いたが、前記輝度分布制御部材は、透明なフィルム
中に散乱反射膜を格子状に設けたものでも、透明フィル
ム中に長さの短い散乱反射膜を縦幅方向および横幅方向
に適当なピッチで設けたものでもよい。
出射面に設ける輝度分布制御部材として、直線状の散乱
反射膜22が透明部21の幅に相当する間隔で互いに平
行に並んでいるルーバー状の輝度分布制御フィルム20
を用いたが、前記輝度分布制御部材は、透明なフィルム
中に散乱反射膜を格子状に設けたものでも、透明フィル
ム中に長さの短い散乱反射膜を縦幅方向および横幅方向
に適当なピッチで設けたものでもよい。
【0090】図5は輝度分布制御部材の変形例を示す斜
視図であり、この輝度分布制御部材は、上記実施例で用
いたルーバー状の輝度分布制御フィルム20を2枚、そ
れぞれの散乱反射膜22の長さ方向を互いに直交させて
重ね合わせたものである。
視図であり、この輝度分布制御部材は、上記実施例で用
いたルーバー状の輝度分布制御フィルム20を2枚、そ
れぞれの散乱反射膜22の長さ方向を互いに直交させて
重ね合わせたものである。
【0091】このような輝度分布制御部材を用いれば、
散乱反射膜22が格子状に設けられているため、入射光
が互いに直交する2つの方向に散乱するから、前記2つ
の方向の出射光の輝度分布をそれぞれ図3のような分布
にすることができる。
散乱反射膜22が格子状に設けられているため、入射光
が互いに直交する2つの方向に散乱するから、前記2つ
の方向の出射光の輝度分布をそれぞれ図3のような分布
にすることができる。
【0092】なお、上記輝度分布制御部材は、透明なフ
ィルム中に散乱反射膜を設けたものに限らず、裏面から
の入射光のうち、所定の方向に向かって入射した光が直
進して表面に出射し、他の方向に向かって入射した光が
散乱して前記表面に出射する特性をもったものであれば
よい。
ィルム中に散乱反射膜を設けたものに限らず、裏面から
の入射光のうち、所定の方向に向かって入射した光が直
進して表面に出射し、他の方向に向かって入射した光が
散乱して前記表面に出射する特性をもったものであれば
よい。
【0093】次に、上記面発光体を用いた液晶表示装置
について説明する。図6は前記液晶表示装置の一実施例
を示す側面図であり、この液晶表示装置は、液晶表示素
子30の背後に、そのバックライト36として、上述し
た面発光体を配置したものである。
について説明する。図6は前記液晶表示装置の一実施例
を示す側面図であり、この液晶表示装置は、液晶表示素
子30の背後に、そのバックライト36として、上述し
た面発光体を配置したものである。
【0094】上記液晶表示素子30は、単純マトリック
スまたはアクティブマトリックス方式のECB(複屈折
効果)型液晶表示素子であり、枠状シール材33を介し
て接合した一対の透明な電極形成基板31,32間に、
液晶分子が所定の配向状態(例えばツイスト配向状態)
に配向した液晶層を設けるとともに、前記基板31,3
2の外面にそれぞれ偏光板34,35を配置したもので
ある。
スまたはアクティブマトリックス方式のECB(複屈折
効果)型液晶表示素子であり、枠状シール材33を介し
て接合した一対の透明な電極形成基板31,32間に、
液晶分子が所定の配向状態(例えばツイスト配向状態)
に配向した液晶層を設けるとともに、前記基板31,3
2の外面にそれぞれ偏光板34,35を配置したもので
ある。
【0095】このECB型液晶表示素子30は、液晶層
の複屈折作用と偏光板34,35の偏光作用とを利用し
て着色光を得るものであり、一方の偏光板を透過して入
射した直線偏光が、液晶層を透過する過程で液晶の複屈
折作用により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円
偏光となった光となり、その光が他方の偏光板に入射し
て、この他方の偏光板を透過した光が、その光を構成す
る各波長光の光強度の比に応じた色の着色光になる。
の複屈折作用と偏光板34,35の偏光作用とを利用し
て着色光を得るものであり、一方の偏光板を透過して入
射した直線偏光が、液晶層を透過する過程で液晶の複屈
折作用により各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円
偏光となった光となり、その光が他方の偏光板に入射し
て、この他方の偏光板を透過した光が、その光を構成す
る各波長光の光強度の比に応じた色の着色光になる。
【0096】すなわち、このECB型液晶表示素子30
は、カラーフィルタを用いずに着色光を得るものであ
り、したがってカラーフィルタによる光の吸収がないか
ら、光の透過率を高くして、明るいカラー表示を得るこ
とができる。
は、カラーフィルタを用いずに着色光を得るものであ
り、したがってカラーフィルタによる光の吸収がないか
ら、光の透過率を高くして、明るいカラー表示を得るこ
とができる。
【0097】そして、ECB型液晶表示素子30は、そ
の両基板31,32の電極間に印加される電圧に応じた
液晶分子の配向状態によって液晶の複屈折性が変化し、
それに応じて他方の偏光板に入射する各波長光の偏光状
態が変化するため、印加電圧を制御することによって着
色光の色を変化させ、同じ画素で複数の色を表示して、
フルカラー画像等の多色カラー画像を表示することがで
きる。
の両基板31,32の電極間に印加される電圧に応じた
液晶分子の配向状態によって液晶の複屈折性が変化し、
それに応じて他方の偏光板に入射する各波長光の偏光状
態が変化するため、印加電圧を制御することによって着
色光の色を変化させ、同じ画素で複数の色を表示して、
フルカラー画像等の多色カラー画像を表示することがで
きる。
【0098】また、この実施例では、前記バックライト
36として、図1に示した第1の実施例の面発光体を用
いている。この面発光体の構成の説明は、図に同符号を
付して省略する。
36として、図1に示した第1の実施例の面発光体を用
いている。この面発光体の構成の説明は、図に同符号を
付して省略する。
【0099】この液晶表示装置は、その液晶表示素子3
0のバックライト36として、上述したような、所定の
方向への出射光の輝度が高く、しかも充分な輝度の出射
光が得られる出射角範囲が広い面発光体を用いているた
め、その表示を斜め方向から観察したときの画面の明る
さの低下を少なくして、表示を充分な明るさで観察でき
る角度範囲を広くすることができる。
0のバックライト36として、上述したような、所定の
方向への出射光の輝度が高く、しかも充分な輝度の出射
光が得られる出射角範囲が広い面発光体を用いているた
め、その表示を斜め方向から観察したときの画面の明る
さの低下を少なくして、表示を充分な明るさで観察でき
る角度範囲を広くすることができる。
【0100】しかも、上記面発光体は、EL素子10を
出射し、さらに輝度分布制御フィルム20を透過して出
射する光量が、従来のEL素子の出射光量に比べて飛躍
的に多いものであるため、高輝度の光を液晶表示素子3
0に入射させ、高輝度の画像を表示させることができ
る。
出射し、さらに輝度分布制御フィルム20を透過して出
射する光量が、従来のEL素子の出射光量に比べて飛躍
的に多いものであるため、高輝度の光を液晶表示素子3
0に入射させ、高輝度の画像を表示させることができ
る。
【0101】また、上記液晶表示装置は、バックライト
36に上記面発光体を用いたものであり、この面発光体
の発光源であるEL素子10の裏側電極13で光を反射
することができるため、前記EL素子10を発光駆動せ
ずに、液晶表示素子30の出射面側から入射する外光
(自然光または室内照明光)を図6に破線で示すように
前記EL素子10の裏側電極13で反射させて表示する
ことも可能であり、したがって、バックライト36から
の光を利用する透過型表示と、外光を利用する反射型表
示との両方を行なえる、いわゆる2ウエイ表示装置とし
て使用することができる。
36に上記面発光体を用いたものであり、この面発光体
の発光源であるEL素子10の裏側電極13で光を反射
することができるため、前記EL素子10を発光駆動せ
ずに、液晶表示素子30の出射面側から入射する外光
(自然光または室内照明光)を図6に破線で示すように
前記EL素子10の裏側電極13で反射させて表示する
ことも可能であり、したがって、バックライト36から
の光を利用する透過型表示と、外光を利用する反射型表
示との両方を行なえる、いわゆる2ウエイ表示装置とし
て使用することができる。
【0102】この場合、上記実施例の面発光体は、EL
素子10に、その電界発光層14の光の透過率が高い有
機EL素子を用いたものであるため、発光した光を効率
良く出射することができるだけでなく、反射型表示を行
なう場合も、入射した外光を裏側電極13で効率良く反
射して明るい表示を得ることができる。
素子10に、その電界発光層14の光の透過率が高い有
機EL素子を用いたものであるため、発光した光を効率
良く出射することができるだけでなく、反射型表示を行
なう場合も、入射した外光を裏側電極13で効率良く反
射して明るい表示を得ることができる。
【0103】また、前記面発光体の輝度分布制御フィル
ム20を、その各散乱反射膜22を液晶表示素子30の
各画素の行間および列間にそれぞれ対応させて格子状に
設けたものとし、前記液晶表示素子30に前記格子状の
散乱反射膜22に対応したブラックマスクを設ければ、
散乱反射膜22自体の光反射による表示のちらつきを防
止できるとともに、EL素子10からの出射光を効率良
く液晶表示素子30の各画素に入射することができる。
ム20を、その各散乱反射膜22を液晶表示素子30の
各画素の行間および列間にそれぞれ対応させて格子状に
設けたものとし、前記液晶表示素子30に前記格子状の
散乱反射膜22に対応したブラックマスクを設ければ、
散乱反射膜22自体の光反射による表示のちらつきを防
止できるとともに、EL素子10からの出射光を効率良
く液晶表示素子30の各画素に入射することができる。
【0104】なお、前記EL素子10は、有機EL素子
特有のダークスポットを発生することがあるが、その場
合でも、面発光体からの出射光(輝度分布制御部材の表
面に出射する光)は、散乱により前記輝度の落ち込みを
解消された輝度分布の光になるから、部分的な輝度の落
ち込みのない良好な輝度分布の光を液晶表示素子30に
入射させて、高品質の画像を表示することができる。
特有のダークスポットを発生することがあるが、その場
合でも、面発光体からの出射光(輝度分布制御部材の表
面に出射する光)は、散乱により前記輝度の落ち込みを
解消された輝度分布の光になるから、部分的な輝度の落
ち込みのない良好な輝度分布の光を液晶表示素子30に
入射させて、高品質の画像を表示することができる。
【0105】しかも、この液晶表示装置では、液晶表示
素子30として、カラーフィルタを用いずに着色光を得
るECB型液晶表示素子を用いているため、外光を利用
する反射型表示においても、充分に明るいカラー画像を
表示することができる。
素子30として、カラーフィルタを用いずに着色光を得
るECB型液晶表示素子を用いているため、外光を利用
する反射型表示においても、充分に明るいカラー画像を
表示することができる。
【0106】また、前記ECB型液晶表示素子30は、
液晶層の複屈折作用と偏光板34,35の偏光作用とを
利用して着色光を得るものであるため、例えば各画素の
色を赤、緑、青に変化させてフルカラー画像を表示しよ
うとしても、全ての表示色を高い色純度で得られるとは
限らないが、ECB型液晶表示素子30では高い色純度
が得にくい色に対応した色の蛍光を発する蛍光物質を上
記EL素子10の電界発光層14に添加しておけば、色
バランスの良いカラー画像を表示することができる。
液晶層の複屈折作用と偏光板34,35の偏光作用とを
利用して着色光を得るものであるため、例えば各画素の
色を赤、緑、青に変化させてフルカラー画像を表示しよ
うとしても、全ての表示色を高い色純度で得られるとは
限らないが、ECB型液晶表示素子30では高い色純度
が得にくい色に対応した色の蛍光を発する蛍光物質を上
記EL素子10の電界発光層14に添加しておけば、色
バランスの良いカラー画像を表示することができる。
【0107】なお、上記実施例の液晶表示装置に用いた
液晶表示素子30はECB型のものであるが、バックラ
イト36である面発光体からの光を利用する透過型専用
の表示装置の場合は、前記液晶表示素子30はカラーフ
ィルタを用いてカラー画像を表示するものであってもよ
い。
液晶表示素子30はECB型のものであるが、バックラ
イト36である面発光体からの光を利用する透過型専用
の表示装置の場合は、前記液晶表示素子30はカラーフ
ィルタを用いてカラー画像を表示するものであってもよ
い。
【0108】
【発明の効果】この発明の面発光体は、EL素子の出射
面に、その出射面に対向する裏面からの入射光のうち、
所定の方向に向かって入射した光が直進して表面に出射
し、他の方向に向かって入射した光が散乱して前記表面
に出射する特性をもった輝度分布制御部材を設けたもの
であるから、所定の方向に出射する光の輝度を高くし、
しかも充分な輝度の出射光が得られる出射角範囲を広く
して出射光の輝度分布を改善することができる。
面に、その出射面に対向する裏面からの入射光のうち、
所定の方向に向かって入射した光が直進して表面に出射
し、他の方向に向かって入射した光が散乱して前記表面
に出射する特性をもった輝度分布制御部材を設けたもの
であるから、所定の方向に出射する光の輝度を高くし、
しかも充分な輝度の出射光が得られる出射角範囲を広く
して出射光の輝度分布を改善することができる。
【0109】この発明の面発光体において、前記輝度分
布制御部材は、その面方向に沿って並ぶ複数の透明部と
これらの透明部の側面の間に挟まれた散乱反射膜とから
なっており、前記散乱反射膜が、前記所定の方向に沿っ
た面上にあるものが望ましく、輝度分布制御部材をこの
ような構成とすれば、その裏面から前記透明部に入射す
る光のうち、所定の方向に向かって入射した光を直進さ
せ、他の方向に向かって入射した光を前記散乱反射膜に
より散乱することができる。
布制御部材は、その面方向に沿って並ぶ複数の透明部と
これらの透明部の側面の間に挟まれた散乱反射膜とから
なっており、前記散乱反射膜が、前記所定の方向に沿っ
た面上にあるものが望ましく、輝度分布制御部材をこの
ような構成とすれば、その裏面から前記透明部に入射す
る光のうち、所定の方向に向かって入射した光を直進さ
せ、他の方向に向かって入射した光を前記散乱反射膜に
より散乱することができる。
【0110】また、前記輝度分布制御部材は、その裏面
をEL素子の出射面に密着させて設けるのが望ましく、
さらに前記透明部の屈折率は、前記EL素子の出射側の
屈折率とほぼ同じかそれに近い値であるのが好ましい。
このようにすれば、EL素子を出射した光が効率良く輝
度分布制御部材に入射するため、EL素子において発光
した光を高い効率で出射させてより高輝度の出射光を得
ることができる。
をEL素子の出射面に密着させて設けるのが望ましく、
さらに前記透明部の屈折率は、前記EL素子の出射側の
屈折率とほぼ同じかそれに近い値であるのが好ましい。
このようにすれば、EL素子を出射した光が効率良く輝
度分布制御部材に入射するため、EL素子において発光
した光を高い効率で出射させてより高輝度の出射光を得
ることができる。
【0111】また、前記EL素子は有機EL素子でよ
く、その場合は、有機EL素子特有のダークスポットが
発生したときに、EL素子からの出射光の輝度分布に前
記ダークスポットの発生箇所に対応して部分的な輝度の
落ち込みが生じるが、前記輝度分布制御部材の表面に出
射する光は、散乱により前記輝度の落ち込みを解消され
た輝度分布の光になる。
く、その場合は、有機EL素子特有のダークスポットが
発生したときに、EL素子からの出射光の輝度分布に前
記ダークスポットの発生箇所に対応して部分的な輝度の
落ち込みが生じるが、前記輝度分布制御部材の表面に出
射する光は、散乱により前記輝度の落ち込みを解消され
た輝度分布の光になる。
【0112】また、この発明の液晶表示装置は、液晶表
示素子の背後に、そのバックライトとして前記面発光体
を配置したものであり、この面発光体は、所定の方向へ
の出射光の輝度が高く、しかも充分な輝度の出射光が得
られる出射角範囲が広いため、この液晶表示装置によれ
ば、その表示を斜め方向から観察したときの画面の明る
さの低下を少なくして、表示を充分な明るさで観察でき
る角度範囲を広くすることができる。
示素子の背後に、そのバックライトとして前記面発光体
を配置したものであり、この面発光体は、所定の方向へ
の出射光の輝度が高く、しかも充分な輝度の出射光が得
られる出射角範囲が広いため、この液晶表示装置によれ
ば、その表示を斜め方向から観察したときの画面の明る
さの低下を少なくして、表示を充分な明るさで観察でき
る角度範囲を広くすることができる。
【図1】この発明の第1の実施例による面発光体のハッ
チングを省略した断面図。
チングを省略した断面図。
【図2】前記面発光体に用いた輝度分布制御部材の斜視
図。
図。
【図3】前記面発光体の出射光の輝度分布を、従来のE
L素子の輝度分布およびそのEL素子の出射面に拡散板
を配置したときの輝度分布と比較して示す図。
L素子の輝度分布およびそのEL素子の出射面に拡散板
を配置したときの輝度分布と比較して示す図。
【図4】この発明の第2の実施例による面発光体のハッ
チングを省略した断面図。
チングを省略した断面図。
【図5】輝度分布制御部材の変形例を示す斜視図。
【図6】この発明の液晶表示装置の一実施例を示す側面
図。
図。
【図7】従来のEL素子のハッチングを省略した断面
図。
図。
10…EL素子 11…透明基板 12…出射側電極 13…裏側電極 14…電界発光層 20…輝度分布制御部材 21…透明部 22…散乱反射膜 30…液晶表示素子 36…バックライト(面発光体)
Claims (6)
- 【請求項1】エレクトロルミネッセンス素子の出射面
に、その出射面に対向する裏面からの入射光のうち、所
定の方向に向かって入射した光が直進して表面に出射
し、他の方向に向かって入射した光が散乱して前記表面
に出射する特性をもった輝度分布制御部材を設けたこと
を特徴とする面発光体。 - 【請求項2】前記輝度分布制御部材は、その面方向に沿
って並ぶ複数の透明部とこれらの透明部の側面の間に挟
まれた散乱反射膜とからなっており、前記散乱反射膜
が、前記所定の方向に沿った面上にあることを特徴とす
る請求項1に記載の面発光体。 - 【請求項3】前記輝度分布制御部材の裏面は前記エレク
トロルミネッセンス素子の出射面に密着していることを
特徴とする請求項2に記載の面発光体。 - 【請求項4】前記輝度分布制御部材の透明部の屈折率
は、前記エレクトロルミネッセンス素子の出射側の屈折
率とほぼ同じかそれに近い値であることを特徴とする請
求項3に記載の面発光体。 - 【請求項5】前記エレクトロルミネッセンス素子は有機
エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする
請求項1に記載の面発光体。 - 【請求項6】液晶表示素子と、その背後に配置された請
求項1に記載の面発光体とからなることを特徴とする液
晶表示装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8345848A JPH10189237A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 面発光体およびそれを使用する液晶表示装置 |
US08/922,265 US6025894A (en) | 1996-09-04 | 1997-09-02 | Scatter control member for organic electroluminescent light source for passing light with or without scattering depending upon an incident angle |
KR1019970045833A KR100272046B1 (ko) | 1996-09-04 | 1997-09-04 | 표시장치및그구동방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8345848A JPH10189237A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 面発光体およびそれを使用する液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10189237A true JPH10189237A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18379403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8345848A Pending JPH10189237A (ja) | 1996-09-04 | 1996-12-25 | 面発光体およびそれを使用する液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10189237A (ja) |
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---|---|---|---|---|
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CN112882283A (zh) * | 2019-11-29 | 2021-06-01 | 海信视像科技股份有限公司 | 一种显示装置 |
-
1996
- 1996-12-25 JP JP8345848A patent/JPH10189237A/ja active Pending
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