(57)【要約】【課題】正面輝度の低下を抑制しつつ視野角を改善できる発光装置を提供する。【解決手段】封止パネル２０の表面上に、複数の散乱層５１を積層した光制御膜５０を設ける。各散乱層５１は、それぞれ厚み方向の屈折率は一定であると共に、面内の特定方向に屈折率の分布を有する。これら散乱層５１の傾斜角度は臨界角未満であり、かつ互いにその傾斜角度は異なっている。これにより、正面輝度の低下を抑制しつつ視野角特性を改善する。各散乱層５１の積層状態は、発光層に近い側から上層側になるに従って傾斜角度が順に大きくなるよう積層されていることが好ましい。発光層からの入射光の配光特性により生じた光取り出し面４０における輝度視野角特性（曲線）での正の傾きの発生をより抑制し、凹凸を相殺若しくは緩和することが可能になる。【選択図】図１
2007305508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に光を取り出す光取り出し面と、
前記光取り出し面と離間した位置に設けられ、前記光取り出し面に向けて発光する発光層と、
傾斜角度が臨界角未満であると共にその大きさが互いに異なる複数の散乱層の積層構造を有する光制御膜と
を備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記散乱層は、それぞれ厚み方向の屈折率は一定であると共に、面内の特定方向に屈折率分布を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記光制御膜は、各散乱層が相補的に前記光取り出し面における輝度視野角曲線での正の傾きの発生を抑制する
ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項４】
前記複数の散乱層は前記発光層に近い側から順に傾斜角度が大きくなるよう積層されている
ことを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記光制御膜は、互いに傾斜角度の大きさが同じであり、かつ屈折率の分布方向が異なる複数の散乱層を上下に積層したものを１組とし、これを傾斜角度の小さなものから順に複数組積層したものであり、面内の複数の方向に屈折率分布を有する
ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項６】
前記発光層は駆動用基板に設けられた有機発光素子に含まれ、かつ前記有機発光素子を間にして封止用基板が前記駆動用基板に対向配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項７】
前記有機発光素子は、前記発光層で発生した光に対する共振器構造を有する
ことを特徴とする請求項６記載の発光装置。
【請求項８】
前記封止用基板に前記発光層で発生した光を前記光取り出し面側に反射させるための反射鏡を有する
ことを特徴とする請求項６記載の発光装置。
【請求項９】
前記光制御膜は前記封止用基板の表面に設けられている
ことを特徴とする請求項６記載の発光装置。
【請求項１０】
前記光制御膜は前記駆動用基板と前記封止用基板との間に設けられている
ことを特徴とする請求項６記載の発光装置。
【請求項１１】
外部に光を取り出す光取り出し面と、前記光取り出し面と離間した位置に設けられ、前記光取り出し面に向けて発光する発光層とを備えた発光装置の前記光取り出し面に貼着される光制御フィルムであって、
傾斜角度が臨界角未満であると共にその大きさが互いに異なる複数の散乱層の積層構造を有する
ことを特徴とする光制御フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば共振器構造を有する有機ＥＬ（Electro Luminescence) 表示装置などの視野角特性を改善するために用いる光制御フィルム、およびこれを用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子やＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた表示若しくは光源デバイスにおいては、光利用効率を向上させるための多重反射を用いた共振器構造や、反射鏡を用いた構造が種々提案されている。しかしながら、このような共振器などの構造を採用すると、出力光の配向分布は指向性が強くなる場合が多く、このような配向特性は表示装置としては好ましいものではない。特に、斜め方向から見たときの輝度の急激な低下または色ずれ（視野角特性）などは、画品位を著しく低下させる要因となる。
【０００３】
従来より、視野角特性を改善する方法として、樹脂中にビーズを散布した拡散板や、表面凹凸形状を用いた散乱板を用いる方法があるが、これは、入射光に対して均一な効果を出すため、視野角分布に対する均一性を挙げるためには、ビーズ若しくは凹凸形状の臨界角以上の光の入射割合を増やして、光がけられるようにしてやることが必要である。
【０００４】
しかし、その場合、臨界角以上の光の割合を増やすということから、４０％以上の輝度の低下が生ずる。このような輝度の低下は、消費電流の増大、電流密度上昇というエネルギーの増加や、デバイスに対する負荷の増大という問題が生ずる。また、散乱特性が非常に強い拡散板や散乱板を用いる場合、その散乱効果が強いことによる画像のぼけ，にじみ、さらに反射光の増大という問題が新たに発生し、表示装置を考えた場合には、鮮明な画像を提供することが困難になっている。
【０００５】
一方、ＬＣＤ( Liquid Crystal Display) パネルに用いられる光制御フィルムとして、フィルム法線方向に一定の屈折率を持ち、面内方向に異なる屈折率のエリア（屈折率分布）を設け、屈折率差によって生じる全反射による散乱特性、および臨界角未満の光は透過するという角度選択性を有するものがある（具体的に、住友化学（株）；製品名  ルミスティ）。そして、この光制御フィルムのような散乱特性の角度選択性が高い特徴を応用して、従来では、ＥＬ表示装置素子の光取り出し効率を向上させるための方法が検討されてきた（例えば、特許文献１，２）。これは、光制御フィルムにより、光取り出し面への入射角が臨界角未満の光は透過する一方、臨界角以上の光を散乱させることにより発光素子からの光の取り出し効率の向上を図ろうというものである。
【特許文献１】特開２００３−２０８９７４号公報
【特許文献２】特開２００３−２３４１７８号公報
【特許文献３】特開平２−２８０１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、散乱特性を有する光制御フィルムを用いることによってＥＬ表示装置の視野角特性が改善され、光の取り出し効率の向上を図ることが可能になる。しかしながら、従来の方法では、臨界角以上の光を増加させるものであり、そのトレードオフとして光の取り出し面に対して正面から見た輝度（正面輝度）が低下し、消費電流の増大に繋がるなどの問題は依然として残っていた。特に、共振器構造により、発光層からの配光特性に強い指向性を有する有機ＥＬ表示装置などでは、この問題が顕著であった。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、正面輝度の低下を抑制しつつ視野角特性を改善できる光制御フィルムおよびこれを用いた発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による発光装置は、外部に光を取り出す光取り出し面と、光取り出し面と離間した位置に設けられ、光取り出し面に向けて発光する発光層と、傾斜角度が臨界角未満であると共にその大きさが互いに異なる複数の散乱層の積層構造を有する光制御膜とを備えたものである。
【０００９】
なお、この光制御膜は、フィルム状として光取り出し面に貼り付けるものであってもよく、また、層構造として光取り出し面、あるいは光取り出し面と発光層との間に形成したものでもよい。
【００１０】
また、本発明による光制御フィルムは、外部に光を取り出すための光取り出し面と離間した位置に発光層を有する発光装置に用いられるものであり、上記光制御膜と同様の構成を有している。
【００１１】
本発明の発光装置および本発明の光制御フィルムを用いた発光装置では、発光層から光制御膜に入射した光は、傾斜角度が臨界角未満であり、かつその大きさが互いに異なる複数の散乱層を経て、正面輝度の低下を抑制しつつ視野角特性を改善するよう光取り出し面から取り出される。
【００１２】
より具体的には、各散乱層は、厚み方向の屈折率は一定であると共に、面内の特定方向に屈折率の分布を有し、入射光を特定方向に散乱透過する機能をするものである。本発明の光制御膜では、これら各散乱層が相補的に作用し、光取り出し面における輝度視野角特性（曲線）での正の傾きの発生を抑制、すなわち凹凸を相殺若しくは緩和するようにすることが好ましく、これは例えば複数の散乱層を発光層に近い側から順に傾斜角度が大きくなるよう積層することにより容易に実現できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の発光装置によれば、光制御膜（光制御フィルム）を、複数の散乱層の積層構造により構成すると共に、各散乱層の傾斜角度を臨界角未満とすると共に互いに異なるようにしたので、複数の散乱層の相補的作用によって、正面輝度の低下を抑制しつつ、視野角特性を改善でき、よって低消費電流化を図ることが可能になる。特に、本発明は、共振器構造や反射構造により、発光層からの配光特性に強い指向性を有する表示装置に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の断面構造を表すものである。この表示装置は、極薄型の有機発光ディスプレイとして用いられるものであり、駆動パネル１０と封止パネル２０とが対向配置され、熱硬化型樹脂などよりなる接着層３０により全面が貼り合わせられている。駆動パネル１０は、例えば、ガラスなどの絶縁材料よりなる駆動用基板１１の上に、ＴＦＴ１２および平坦化絶縁膜１３を介して、赤色の光を発生する有機発光素子１０Ｒと、緑色の光を発生する有機発光素子１０Ｇと、青色の光を発生する有機発光素子１０Ｂとが、順に全体としてマトリクス状に設けられている。
【００１６】
ＴＦＴ１２は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各々に対応する能動素子であり、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂはアクティブマトリクス方式により駆動されるようになっている。ＴＦＴ１２のゲート電極（図示せず）は、図示しない走査回路に接続され、ソースおよびドレイン（いずれも図示せず）は、例えば酸化シリコンあるいはＰＳＧ（Phos-Silicate Glass ）などよりなる層間絶縁膜１２Ａを介して設けられた配線１２Ｂに接続されている。配線１２Ｂは、層間絶縁膜１２Ａに設けられた図示しない接続孔を介してＴＦＴ１２のソースおよびドレインに接続され、信号線として用いられる。配線１２Ｂは、例えば厚みが１．０μｍ程度であり、アルミニウム（Ａｌ）もしくはアルミニウム（Ａｌ）―銅（Ｃｕ）合金により構成されている。なお、ＴＦＴ１２の構成は、特に限定されず、例えば、ボトムゲート型でもトップゲート型でもよい。
【００１７】
平坦化膜１３は、ＴＦＴ１２が形成された駆動用基板１１の表面を平坦化し、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各層の膜厚を均一に形成するための下地層である。平坦化膜１３には、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの第１電極１４と配線１２Ｂとを接続する接続孔１３Ａが設けられている。
【００１８】
有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、例えば、駆動用基板１１の側から、ＴＦＴ１２および平坦化膜１３を間にして、陽極としての第１電極１４、絶縁膜１５、発光層を含む有機層１６、および陰極としての第２電極１７がこの順に積層された構成を有している。第２電極１７の上には、必要に応じて、保護層１８が形成されている。
【００１９】
第１電極１４は、反射層としての機能も兼ねており、できるだけ高い反射率を有するようにすることが発光効率を高める上で望ましい。第１電極１４は、例えば、積層方向の厚み（以下、単に厚みと言う。）が１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、クロム（Ｃｒ），金（Ａｕ），白金（Ｐｔ），ニッケル（Ｎｉ），銅（Ｃｕ），タングステン（Ｗ）あるいは銀（Ａｇ）などの金属元素の単体または合金により構成されている。
【００２０】
絶縁膜１５は、第１電極１４と第２電極１７との絶縁性を確保すると共に、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにおける発光領域の形状を正確に所望の形状とするためのものであり、例えばポリイミド等の感光性樹脂により構成されている。絶縁膜１５には、発光領域に対応して開口部１５Ａが設けられている。
【００２１】
有機層１６は、例えば、図２に示したように、第１電極１４の側から順に、正孔注入層１６Ａ，正孔輸送層１６Ｂ，発光層１６Ｃおよび電子輸送層１６Ｄを積層した構成を有するが、これらのうち発光層１６Ｃ以外の層は必要に応じて設ければよい。また、有機層１６は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの発光色によってそれぞれ構成が異なっていてもよい。正孔注入層１６Ａは、正孔注入効率を高めるためのものであると共に、リークを防止するためのバッファ層である。正孔輸送層１６Ｂは、発光層１６Ｃへの正孔輸送効率を高めるためのものである。発光層１６Ｃは、電界をかけることにより電子と正孔との再結合が起こり、光を発生するものである。電子輸送層１６Ｄは、発光層１６Ｃへの電子輸送効率を高めるためのものである。
【００２２】
有機発光素子１０Ｒの正孔注入層１６Ａは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）あるいは４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）により構成されている。有機発光素子１０Ｒの正孔輸送層１６Ｂは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、ビス［（Ｎ−ナフチル）−Ｎ−フェニル］ベンジジン（α−ＮＰＤ）により構成されている。有機発光素子１０Ｒの発光層１６Ｃは、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、８−キノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ3 ）に２，６−ビス［４−［Ｎ−（４−メトキシフェニル）−Ｎ−フェニル］アミノスチリル］ナフタレン−１，５−ジカルボニトリル（ＢＳＮ−ＢＣＮ）を４０体積％混合したものにより構成されている。有機発光素子１０Ｒの電子輸送層１６Ｄは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 により構成されている。
【００２３】
有機発光素子１０Ｇの正孔注入層１６Ａは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、ｍ−ＭＴＤＡＴＡあるいは２−ＴＮＡＴＡにより構成されている。有機発光素子１０Ｇの正孔輸送層１６Ｂは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、α−ＮＰＤにより構成されている。有機発光素子１０Ｇの発光層１６Ｃは、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 にクマリン６（Ｃｏｕｍａｒｉｎ６）を３体積％混合したものにより構成されている。有機発光素子１０Ｇの電子輸送層１６Ｄは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 により構成されている。
【００２４】
有機発光素子１０Ｂの正孔注入層１６Ａは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、ｍ−ＭＴＤＡＴＡあるいは２−ＴＮＡＴＡにより構成されている。有機発光素子１０Ｂの正孔輸送層１６Ｂは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、α−ＮＰＤにより構成されている。有機発光素子１０Ｂの発光層１６Ｃは、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、スピロ６Φ（ｓｐｉｒｏ６Φ）により構成されている。有機発光素子１０Ｂの電子輸送層１６Ｄは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 により構成されている。
【００２５】
第２電極１７は、例えば、厚みが５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、アルミニウム（Ａｌ），マグネシウム（Ｍｇ），カルシウム（Ｃａ），ナトリウム（Ｎａ）などの金属元素の単体または合金により構成されている。中でも、マグネシウムと銀との合金（ＭｇＡｇ合金）、またはアルミニウム（Ａｌ）とリチウム（Ｌｉ）との合金（ＡｌＬｉ合金）が好ましい。第２電極１７は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのすべてを覆うように形成され、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの共通電極となっている。
【００２６】
第２電極１７は、また、半透過性反射層としての機能を兼ねている。すなわち、この有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、第１電極１４の発光層１６Ｃ側の端面を第１端部Ｐ１、第２電極１７の発光層１６Ｃ側の端面を第２端部Ｐ２とし、有機層１６を共振部として、発光層１６Ｃで発生した光を共振させて第２端部Ｐ２の側から取り出す共振器構造を有している。このように共振器構造を有するようにすれば、発光層１６Ｃで発生した光が多重干渉を起こし、一種の狭帯域フィルタとして作用することにより、取り出される光のスペクトルの半値幅が減少し、色純度を向上させることができる。また、封止用基板２１側から入射した外光についても多重干渉により減衰させることができ、後述する位相差板および偏光板、またはカラーフィルタとの組合せにより有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにおける外光の反射率を極めて小さくすることができる。
【００２７】
そのためには、共振器の第１端部Ｐ１と第２端部Ｐ２との間の光学的距離Ｌは数１を満たすようにし、共振器の共振波長（取り出される光のスペクトルのピーク波長）と、取り出したい光のスペクトルのピーク波長とを一致させることが好ましい。また、光学的距離Ｌは、実際には、数１を満たす正の最小値となるように選択することが好ましい。
【００２８】
（数１）
（２Ｌ）／λ＋Φ／（２π）＝ｍ
（式中、Ｌは第１端部Ｐ１と第２端部Ｐ２との間の光学的距離、Φは第１端部Ｐ１で生じる反射光の位相シフトΦ1 と第２端部Ｐ２で生じる反射光の位相シフトΦ2 との和（Φ＝Φ1 ＋Φ2 ）（ｒａｄ）、λは第２端部Ｐ２の側から取り出したい光のスペクトルのピーク波長、ｍはＬが正となる整数をそれぞれ表す。なお、数１においてＬおよびλは単位が共通すればよいが、例えば（ｎｍ）を単位とする。）
【００２９】
保護層１８は、例えば、厚みが５００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、透明誘電体からなるパッシベーション膜である。保護層１８は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ），窒化シリコン（ＳｉＮ）などにより構成されている。
【００３０】
封止パネル２０は、駆動パネル１０の第２電極１７の側に位置しており、接着層３０と共に有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを封止する封止用基板２１を有している。封止用基板２１は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂで発生した光に対して透明なガラスなどの材料により構成されている。封止用基板２１には、例えば、封止用基板２１には、例えば、カラーフィルタ２２およびブラックマトリクスとしての反射光吸収膜２３が設けられており、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂで発生した光を取り出すと共に、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ並びにその間の配線において反射された外光を吸収し、コントラストを改善するようになっている。
【００３１】
これらカラーフィルタ２２および反射光吸収膜２３は、封止用基板２１のどちら側の面に設けられてもよいが、駆動パネル１０の側に設けられることが好ましい。カラーフィルタ２２および反射光吸収膜２３が表面に露出せず、接着層３０により保護することができるからである。カラーフィルタ２２は、赤色フィルタ２２Ｒ，緑色フィルタ２２Ｇおよび青色フィルタ２２Ｂを有しており、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに対応して順に配置されている。
【００３２】
赤色フィルタ２２Ｒ，緑色フィルタ２２Ｇおよび青色フィルタ２２Ｂは、それぞれ例えば矩形状で隙間なく形成されている。これら赤色フィルタ２２Ｒ，緑色フィルタ２２Ｇおよび青色フィルタ２２Ｂは、顔料を混入した樹脂によりそれぞれ構成されており、顔料を選択することにより目的とする赤，緑あるいは青の波長域における光透過率が高く、他の波長域における光透過率が低くなるように調整されている。
【００３３】
反射光吸収膜２３は、赤色フィルタ２２Ｒ，緑色フィルタ２２Ｇおよび青色フィルタ２２Ｂの境界に沿って設けられている。反射光吸収膜２３は、例えば黒色の着色剤を混入した光学濃度が１以上の黒色の樹脂膜、または薄膜の干渉を利用した薄膜フィルターにより構成されている。このうち黒色の樹脂膜により構成するようにすれば、安価で容易に形成することができるので好ましい。薄膜フィルターは、例えば、金属，金属窒化物あるいは金属酸化物よりなる薄膜を１層以上積層し、薄膜の干渉を利用して光を減衰させるものである。薄膜フィルターとしては、具体的には、クロムと酸化クロム（ＩＩＩ）（Ｃｒ2 Ｏ3 ）とを交互に積層したものが挙げられる。
【００３４】
封止パネル２０の表面上には光制御膜５０が設けられている。光制御膜５０は複数の散乱層５１を積層したものであって、各散乱層５１は、それぞれ厚み方向の屈折率は一定であると共に、面内の特定方向に屈折率の分布を有するものである。本実施の形態において、これら散乱層５１の傾斜角度は臨界角未満であり、かつ互いにその傾斜角度は異なっている。これにより、この有機ＥＬ表示装置では、正面輝度の低下を抑制しつつ視野角特性を改善することができるようになっている。
【００３５】
ここに、「傾斜角度」とは、上記のような散乱層５１において、層構造の傾斜している角度をいい、「散乱角」はその広がりをいう。「臨界角」とは、光取り出し面４０における臨界角をいい、封止パネル２０の表面上に光制御膜５０を設けた場合には、光制御膜５０を構成する樹脂の屈折率と空気との界面が光取り出し面４０となる。また、散乱層５１の傾斜角度が臨界角未満である理由は、臨界角以上の光を視野角改善に使うことは低角側に光を配分することが非常に困難であるからである。
【００３６】
ここで、各散乱層５１の積層状態は、発光層１６Ｃに近い側から上層側になるに従って傾斜角度が順に大きくなるよう積層されていることが好ましい。このような構成によって、発光層１６Ｃからの入射光の配光特性により生じた光取り出し面における輝度視野角特性（曲線）での正の傾きの発生をより抑制し、凹凸を相殺若しくは緩和することが可能になる。
【００３７】
なお、散乱膜５１としては例えば上記ルミスティ（製品名）を用いることができ、その製造方法は、例えば、特許文献３に開示されている方法を適用することができる。また、各散乱膜５１の傾斜角度は屈折率の分布状態を傾斜させることによって任意に選択できるものである。
【００３８】
図３（Ａ）は、この光制御膜５０の一例を表したものであり、ここでは、表示画面６０の左右に同じ大きさで傾斜方向の異なる２つの層を１組とし、これを３組、合計６層の構成を有している。すなわち、この光制御膜５０は、封止パネル２０側から順に低角散乱層（傾斜方向Ｉ）Ｌ１，低角散乱層（傾斜方向ＩＩ）Ｌ２、中角散乱層（傾斜方向Ｉ）Ｌ３，中角散乱層（傾斜方向ＩＩ）Ｌ４、高角散乱層（傾斜方向Ｉ）Ｌ５および高角散乱層（傾斜方向ＩＩ）Ｌ６を積層したものである。なお、傾斜方向Ｉ，ＩＩは図３（Ｂ）に示したように表示画面６０の面内の左右方向に互いに逆向きの方向に屈折率の分布を有することを示している。ここに、低角散乱層とは、傾斜角度が相対的に小さな角度（例えば７°（樹脂中傾斜角度、空気中では１０°に相当）のもの、高角散乱層とは、傾斜角度が相対的に大きな角度（例えば２０°（樹脂中傾斜角度、空気中では３０°に相当）のものをいい、中角散乱層とは、低角と高角との間の角度（例えば１３°（樹脂中傾斜角度、空気中では２０°に相当）を有するものである。勿論、中角を省略して、低角と高角のみの組み合わせ（すなわち４層構造）としても、あるいはより多く、６層以上の積層構造としてもよい。
【００３９】
なお、この光制御膜５０の位置は、ここでは封止パネル２０の表面（光取り出し面４０）上としたが、発光層１６Ｃに対してできるだけ近くし、発光層１６Ｃと光制御膜５０との間の間隔ができるだけ短くなるようにすることが好ましい。散乱によるボケが発生しにくくなり、より鮮明な画像を得ることができるからである。
【００４０】
光制御膜５０の上には、この光制御膜５０を保持および保護するための保護膜７０が設けられている。この保護膜７０は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）により構成されている。
【００４１】
この表示装置は、例えば次のようにして製造することができる。
【００４２】
まず、例えば、上述した材料よりなる封止用基板２１の上に、上述した材料よりなる反射光吸収膜２３を成膜し、所定の形状にパターニングする。次いで、封止用基板２１の上に、赤色フィルタ２２Ｒの材料をスピンコートなどにより塗布し、フォトリソグラフィ技術によりパターニングして焼成することにより赤色フィルタ２２Ｒを形成する。パターニングの際には、赤色フィルタ２２Ｒの周縁部が反射光吸収膜２３にかかるようにすることが好ましい。反射光吸収膜２３にかからないように高精度にパターニングすることは難しく、また反射光吸収膜２３の上に重なった部分は画像表示に影響を与えないからである。続いて、赤色フィルタ２２Ｒと同様にして、青色フィルタ２２Ｂおよび緑色フィルタ２２Ｇを順次形成する。これにより、封止パネル２０が形成される。
【００４３】
また、例えば、上述した材料よりなる駆動用基板１１の上に、ＴＦＴ１２，層間絶縁膜１２Ａおよび配線１２Ｂを形成し、全面に例えばスピンコート法により上述した材料よりなる平坦化膜１３を形成し、露光および現送により平坦化膜１３を所定の形状にパターニングすると共に接続孔１３Ａを形成し、焼成する。
【００４４】
次いで、例えばスパッタ法により、上述した材料よりなる第１電極１４を形成し、エッチングにより所定の形状に成形する。
【００４５】
続いて、駆動用基板１１の全面にわたり感光性樹脂を塗布し、例えばフォトリソグラフィ法により成形して第１電極１４に対応する部分に開口部１５Ａを設け、焼成して、絶縁膜１５を形成する。
【００４６】
そののち、例えば蒸着法により、絶縁膜１５の開口部１５Ａに対応して、上述した厚みおよび材料よりなる正孔注入層１６Ａ，正孔輸送層１６Ｂ，発光層１６Ｃ，電子輸送層１６Ｄおよび第２電極１７を順次成膜し、図２に示したような有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを形成する。続いて、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの上に、必要に応じて保護層１８を形成する。これにより、駆動パネル１０が形成される。
【００４７】
封止パネル２０および駆動パネル１０を形成したのち、駆動用基板１１の有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを形成した側に、上述した材料よりなる接着層３０を塗布形成し、この接着層３０を間にして駆動パネル１０と封止パネル２０とを貼り合わせる。最後に、上述した光制御膜５０を用意し、この光制御膜５０を封止用基板２１の表面に貼り付ける。以上により、図１に示した表示装置が完成する。
【００４８】
以下、この光制御膜５０の具体的な機能についてシミュレーション結果および実施例に基づいて説明する。
【００４９】
まず、図４は上記のような共振器構造を有する有機ＥＬ表示装置の視野角特性（視野角曲線）を表したものである。このように、従来の表示装置では輝度視野角の影響が大きく、４５°では正面輝度に対して５０％以下の輝度に低下している。一方、図５に示したような、屈折率分布を有する単層の散乱フィルム（例えば，上記ルミスティ（製品名））では、１．５５と１．５１の屈折率差０．０４で±１５°の範囲が図６に示したようなヘイズ特性で散乱しているという特徴を有している。
【００５０】
このような単層の散乱フィルムをそれぞれ図４に示したような視野角特性を有する表示装置の封止パネル２０上に貼り付けたときには、図７および図８に示したような視野角特性を示す。ここに、図７は視野角と輝度との関係を表し、図８は図７を基にして得られた視野角と相対輝度との関係をそれぞれ表している。なお、図７，図８において、Ｐ（破線）は散乱フィルムがない場合の視野角曲線、Ｐ１〜Ｐ４は散乱フィルムを用いた場合の視野角曲線をそれぞれ示している。Ｐ１は散乱フィルムが−１５°〜＋１５°の散乱角を有する場合であり、同じくＰ２は５°〜３５°、Ｐ３は１５°〜４５°、Ｐ４は２５°〜５５°の各範囲での散乱角を有する場合をそれぞれ表している。
【００５１】
相対輝度による視野角特性（図８）をみると、散乱フィルムの傾斜角度が異なると、発光素子本来の配向特性よりも向上している領域が異なった範囲で存在していることが分かる。このことは、図５に示したような特性を有する散乱フィルムを用いることによって輝度視野角特性を向上させることが可能であることを示している。また、そのときの正面輝度の低下は１２．５％であり、従来の拡散板や散乱板を用いたときの輝度低下分の５０％前後をはるかに下回っている。
【００５２】
もう一つ注目すべき点は、図８および図８の一部を取り出した図９からも明らかなように、散乱により、輝度視野角特性が改善している範囲の低角側に輝度の凹部８１が存在することである。この凹部８１の発生している部分が散乱フィルムの実際の傾斜角度と考えられるが、凹部８１は表示エリアの画角によって図１０に示したような暗帯８１Ａを発生させていることを意味しており、これは画品位上では重大な欠陥となる。
【００５３】
これを解消するには、図１１に示したように、例えば散乱角２５°〜５５°の散乱フィルムの凹部（図ではＡ点）に対して、それよりも散乱角が低角側（例えば１５°〜４５°）の散乱フィルムの凸部を重ねればよく、これにより高角側の散乱フィルムの凹部を解消することが可能になる。なお、このとき低角側の散乱フィルムの凹部は、図中のＢ点のように残るが、これは同様の手法によって、すなわち、より多くの散乱フィルムを積層し、傾斜角度を法線方向の近くまで持っていくことにより解消することが可能になる。つまり、複数の散乱膜を傾斜角度が小さいものから次第に大きくなるように積層することによって各フィルム毎の凹凸を相殺ないし緩和することができるものである。
【００５４】
図１２〜図１４は、上記のことを試作によって確認した例を表すものである。
【００５５】
図１２は、３種類の散乱フィルムをそれぞれ単独でデバイスと組み合わせたときの輝度視野角特性を示したものである。これを表１に示した構成で、ＲＧＢの画素を備えた表示装置（図１）に長手方向の左右各３枚ずつ積層して、２カ所の輝度の急峻な凹凸の発生を抑制するものとした。
【００５６】
【表１】
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【００５７】
図１３および図１４はこのときの輝度視野角特性を示したものである。積層時の輝度凹凸に若干のずれがあることから、滑らかな変化とはなっていないが、フィルム単独で発生していた凹凸は略解消され、暗帯も観察されなかった。正面輝度の低下は、多層の積層により−２０％と単独のときよりも高くなっているが、それでも拡散板等を用いた場合よりも正面輝度の低下は低く抑えることができている。また、斜視輝度は、積層フィルムがない場合で４０％程度の輝度であったものが、約３０ポイント改善された。
【００５８】
なお、図１５は視野角の色度ずれを表したものであり、これからも明らかなように視野角の色度ずれについても、積層フィルムを用いない場合に比べて、拡散の効果により１／４程度に減少している。
【００５９】
以上のように本実施の形態では、共振器構造を備え、光取り出し効率が高く、そのトレードオフとして配向特性に高い指向性が生じている発光層１６Ｃに対して、角度選択性を持って高い散乱特性を有する複数の散乱膜５１を、傾斜角度を臨界角未満に設定し、かつ互いの傾斜角度が異なるようにして用いるようにしたので、正面輝度の低下を抑制しつつ、視野角特性を改善することができると共に、色度視野角特性の色ずれを低減でき、消費電力の低減、更には電流密度の上昇を抑えることができ、延いてはデバイスの劣化を抑え、長寿命化を実現することができる。また、光制御膜５０を極力発光層１６Ｃに近づけることにより、視野角改善に伴う画像のぼけの発生を抑制し、鮮明な画像を得ることができる。
【００６０】
以下、本発明の他の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成要素については適宜その説明を省略する。
【００６１】
［第２の実施の形態］
図１６および図１７は本発明の第２の実施の形態を表すものである。本実施の形態は、光制御膜５０を構成する散乱膜５１の屈折率分布を図１７（Ｂ）に示したように、表示画面の長手方向だけではなく、それに対して垂直な方向にも実現したものである。このような構成により、表示画面の上下左右の全方向に対して視野角を改善することが可能になる。
【００６２】
すなわち、この光制御膜５０は、封止パネル２０側から順に低角散乱層（傾斜方向Ｉ）Ｌ１，低角散乱層（傾斜方向ＩＩ）Ｌ２、低角散乱層（傾斜方向ＩＩＩ）Ｌ３，低角散乱層（傾斜方向ＩＶ）Ｌ４、中角散乱層（傾斜方向Ｉ）Ｌ５，中角散乱層（傾斜方向ＩＩ）Ｌ６、中角散乱層（傾斜方向ＩＩＩ）Ｌ７，中角散乱層（傾斜方向ＩＶ）Ｌ８、高角散乱層（傾斜方向Ｉ）Ｌ９，高角散乱層（傾斜方向ＩＩ）Ｌ１０、高角散乱層（傾斜方向ＩＩＩ）Ｌ１１，高角散乱層（傾斜方向ＩＶ）Ｌ１２となっており、Ｉ〜ＩＶの４方向それぞれに３層の計１２層の積層構造となっている。
【００６３】
その他、１２０°おきの３方向の視野角を改善するようにしてもよく、この場合には３方向それぞれ３層として計９層とすればよい。
【００６４】
［第３の実施の形態］
本実施の形態は、図１８に示したように、第１の実施の形態の光制御膜５０の保護膜７０の表面にＡＲ（Anti-Reflection ）処理を施し反射防止膜９０を形成したものである。このような構成により、別途反射防止膜を用意することなく、表面からの正反射を防止することができると共に、コストを抑えることができる。
【００６５】
［第４の実施の形態］
本実施の形態は、図１９に示したように、光制御膜５０を駆動パネル１０と封止パネル２０との間に設けるものである。このような構成とすることにより、光制御膜５０が発光層１６Ｃに近づくので、図１６および図１７に示したような多層構造であっても画像のぼけの発生を最小限に抑えることができる。
【００６６】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、共振器構造によって、発光層１６Ｃからの出力光の配光分布が指向性の強いものとなっている例について説明したが、共振器に限らず、その他、例えば図２０に示したように、発光層１６Ｃの近傍に光取り出しの向上のために反射鏡１００を設けた場合も前述の問題が顕著になることから、同様に適用することができる。また、共振器構造と反射構造とを併用した表示装置にも適用できることはいうまでもない。
【００６７】
また、本発明は、有機発光素子を用いた有機ＥＬ表示装置に限らず、ＬＥＤなど他の自発光素子にも広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した有機層の構成を表す断面図である。
【図３】図１に示した光制御膜の構成を表す断面図および平面図である。
【図４】共振器構造を有する有機ＥＬ表示装置の視野角特性を表す図である。
【図５】屈折率分布を有する単層の散乱フィルムの構成を模式的に表す断面図である。
【図６】図５に示した散乱フィルムの散乱特性を表す図である。
【図７】図５に示した散乱フィルムを図４に示した表示装置に適用した場合の視野角と輝度との関係を表す図である。
【図８】図７に基づいて得られた視野角と相対輝度との関係を表す図である。
【図９】図８の一部を抜粋して表す図である。
【図１０】図９に示した凹部の問題点を説明するための図である。
【図１１】散乱フィルムの重ね貼りにより図９に示した凹部を低減する具体例を表す図である。
【図１２】試作に用いた３種類の散乱フィルムをそれぞれ単独で表示装置に組み合わせた場合の視野角特性を表す図である。
【図１３】試作の視野角と輝度との関係を表す図である。
【図１４】図１３に基づいて得られた視野角と相対輝度との関係を表す図である。
【図１５】試作の視野角と色度との関係を表す図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。
【図１７】図１６に示した光制御膜の構成を表す断面図および平面図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。
【図１９】本発明の第４の実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。
【図２０】本発明の変形例を表す断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０…駆動パネル、１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…有機発光素子、１１…駆動用基板、１２…ＴＦＴ、１３…平坦化層、１４…第１電極、１５…絶縁膜、１６…有機層、１６Ａ…正孔注入層、１６Ｂ…正孔輸送層、１６Ｃ…発光層、１６Ｄ…電子輸送層、１７…第２電極、１８…保護層、２０…封止パネル、２１…封止用基板、２２…カラーフィルタ、２３…反射光吸収膜、３０…接着層、４０…光取り出し面、５０…光制御膜、５１…散乱膜、６０…表示画面、７０…保護膜、８１…凹部、８１Ａ…暗帯、９０…反射防止膜、１００…反射鏡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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