[发明专利]光提取装置、光提取装置制造方法以及显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及设置在诸如有机电致发光显示器的自发光显示器 的显示面上以提高其光提取效率的光提取装置、其制造方法以及设 置有光提取装置的显示设备。

背景技术

近年来，使用诸如发光二极管(LED)和电致发光(EL)器件 的自发光装置的显示设备得到了大力发展。这种类型的自发光装置 的发光部被构造为具有高于空气层的折射率，这引起了生成的光不 能被有效提取至外部的不便。因此，需要提高光提取效率。此外， 采取增加色纯度和对比度的措施。

作为用于增加光提取效率的装置，已知在发光层的光出射面上 设置反射器的结构(例如，参见专利文献1)。在图7中示出了典型 反射器的结构实例。

在面板基板2的前表面上形成包括红色(R)、绿色(G)和蓝 色(B)的发光装置1R、1G和1B的发光层1，并通过结合层4将 反射器3结合在发光层1的光出射面上。反射器3包括透明基板5， 并且在透明基板5的内表面侧上设置多个用于引导来自发光层1的 出射光的透光部6。透光部6被配置为分别对应于各个发光装置。 例如，每个透光部6都是具有倒置平头圆锥形状并由透光性树脂材 料形成的结构。在其倾斜的侧外围面上形成反射膜7。结合层4、 透明基板5和透光部6具有相似的折射率(1.5～1.6)，并且发光层 1通常具有大于这些折射率的折射率(1.8以上)。

通过斯涅耳法则(Snell’s law)控制不同介质间的界面上的光 的折射。在光从具有n1折射率的介质传播至具有n2折射率的介质 的情况下，在n1＞n2的条件下，当光相对于界面的入射角θ是临 界角(sin^-1(n2/n1))以上时，光在界面上被全反射。因此，光无法 被提取到外部。

这里，在不设置反射器3的情况下，如图8(A)所示，从发 光层1出射的光通过覆盖发光层1的透光层9被出射到空气层8。 然而，因为透光层9具有高于空气层8的折射率，所以相对于空气 层8和透光层9间的界面的入射角θ等于或大于临界角的光Lθ在 界面上被全反射，因此不能被提取到空气层8侧。因此，来自发光 层1的出射光的提取效率根据来自发光层1的光的出射角而被大大 限制。

相反，在设置反射器3的情况下，如图8(B)所示，从发光 层1射出的光通过透光部6和透明基板5出射到空气层8。在该光 中，以对应于图8(A)所示的光Lθ的出射角从发光层1出射的光 被透光部6的侧面反射，并通过改变出射角被导向透明基板5侧。 因此，到达透明基板5和空气层8间的界面的光(Lθ)的入射角变 得小于临界角，因此，光(Lθ)以预定折射角被折射，并出射至空 气层8侧。结果，可以提高从发光层1出射的光的提取效率。

另一方面，作为提高发光装置的色纯度或对比度的措施，提出 了在面板的前表面上设置滤色片的结构(例如，参见专利文献2)。 图9示出了对自发光显示器设置滤色片的实例。

在图9中，在面板基板12的前表面上形成包括红色(R)、绿 色(G)和蓝色(B)的发光装置11R、11G和11B的发光层11， 并通过结合层14将滤色片13结合至发光层11的光出射面。滤色 片13包括红色滤光部13R、绿色滤光部13G和蓝色滤光部13B， 并且这些颜色的滤光部被配置为分别对应于相同颜色的发光装置 11R、11G和11B。

通过在发光层1的前表面上设置滤色片，可以提高色纯度，并 且可以抑制光外部的反射。因此，可以提高亮处的对比度。

专利文献1：日本专利第3573393号

专利文献2：日本专利申请公开第2005-322623号

发明内容

本发明所要解决的问题

上述的两种装置(反射器3、滤色片13)用于提高自发光显示 器的特性。然而，如果不能使这两种装置更接近发光装置，就不能 期待所期望的效果。

反射器的光提取效率随着使反射器更接近于发光装置而变高。 相反，当反射器和发光装置设置为分开预定距离以上时，光提取效 率变低。另一方面，类似地，当滤色片远离发光装置时，发生色度 干扰(来自特定颜色的发光装置的出射光穿过相邻另一种颜色的滤 光部)。因此，在两个装置附于显示器的情况下，当装置中的一个 更接近显示器，另外一个装置远离显示器时，很难在发挥所期望的 光学特性的状态下将两个装置设置到显示器上。