JP2011076774A - 発光装置および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数や厚さを増大させずに、偏光光を得ることの可能な発光装置およびそれを備えた表示装置を提供する。
【解決手段】基板２２上に、透明電極２４、有機ＥＬ層２５および反射電極２６を基板２２側から順に有する発光素子２３が設けられている。基板２２の透明電極２４側の表面には、Ｘ軸方向に可視光の波長の上限以下の幅を有する複数の凸部２２Ｂを含む立体構造２２Ａが設けられている。透明電極２４、有機ＥＬ層２５および反射電極２６には、基板２２とは反対側の表面に立体構造２２に倣った立体構造２４Ａが設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）等の発光素子を備えた発光装置およびそれを備えた表示装置に関する。

従来から、液晶表示装置のバックライトには、冷陰極型の蛍光ランプが広く用いられている。冷陰極型の蛍光ランプは、発光波長域や輝度等に関しては優れた特性を有しているものの、面全体を照明するために反射板や導光板等を必要とし、部品コストが嵩んだり、消費電力が高くなったりする等の改善すべき点を有している。そのため、近年、有機ＥＬ素子をバックライトとして用いた液晶表示装置が提案されている（特許文献１参照）。有機ＥＬ素子は自発光素子であり、薄膜プロセスによって製造可能であり、消費電力が低く、波長選択範囲が広い等の数多くの優れた点を有している。

一般に、有機ＥＬ素子は、ガラス基板等の透明基板上に、陽極としての透明電極、有機ＥＬ層を含む発光層および陰極としての反射電極を積層した構成となっている。透明電極は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等で形成され、反射電極はＡｌ（アルミニウム）等で形成されている。発光層は、例えば、正孔輸送層、有機ＥＬ層および電子輸送層の積層構造となっている。

このような構成の有機ＥＬ素子では、透明電極と反射電極との間に直流電圧を印加することにより、透明電極から注入された正孔（ホール）が正孔輸送層を経て、また反射電極から注入された電子が電子輸送層を経て、有機ＥＬ層に導入される。有機ＥＬ層では、導入された正孔と電子の再結合が生じることによって所定の波長で光が発生し、発生した光は透明電極および透明基板を介して外部に射出される。

特開平１０−１２５４６１号公報

ところで、この種の有機ＥＬ素子では、発光層で発生した光は材料自体に異方性を持たせない限り一般的に無偏光となっている。そのため、発光層で発生した光の多くが液晶表示パネルの偏光子によって吸収されてしまう。そこで、バックライトと液晶表示パネルとの間に反射型偏光子を設置することが考えられる。しかし、そのようにした場合には、部品点数が増え、表示装置の厚さも増してしまうという問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数や厚さを増大させずに、偏光光を得ることの可能な発光装置およびそれを備えた表示装置を提供することにある。

本発明による発光装置は、基板上に、第１電極、発光層および第２電極を基板側から順に有する発光素子を備えたものである。基板は、第１電極側の表面に、可視光の波長の上限以下の幅を有する複数の帯状の凸部を含む第１立体構造を有している。第１電極、発光層および第２電極は、基板とは反対側の表面に第１立体構造の凸部に倣った第２立体構造を有している。

本発明による表示装置は、画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、表示パネルを照明する光を発する発光装置とを備えたものである。発光装置は、基板を有すると共に、基板の表示パネルとは反対側の表面上に、第１電極、発光層および第２電極を基板側から順に有している。基板は、第１電極側の表面に、可視光の波長の上限以下の幅を有する複数の帯状の凸部を含む第１立体構造を有している。第１電極、発光層および第２電極は、基板とは反対側の表面に第１立体構造の凸部に倣った第２立体構造を有している。

本発明による発光装置および表示装置では、基板の第１電極側の表面に、可視光の波長の上限以下の幅を有する複数の帯状の凸部を含む第１立体構造が設けられている。第１電極、発光層および第２電極には、基板とは反対側の表面に第１立体構造の凸部に倣った第２立体構造が設けられている。これにより、発光層で発生した光が基板表面の第１立体構造や、第１電極、発光層および第２電極の第２立体構造によって偏光光に変換される。

本発明による発光装置および表示装置によれば、発光層で発生した光が基板表面の第１立体構造や、第１電極、発光層および第２電極の第２立体構造によって偏光光に変換される。これにより、発光素子から発せられる光そのものを偏光光とすることができるので、部品点数や厚さを増大させずに、偏光光を得ることができる。その結果、偏光を用いる表示装置（代表的には、後述する液晶プロジェクタ、液晶テレビ、液晶モニター等）や照明装置において、高輝度化、高コントラスト化を実現することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の断面図である。 図１の照明装置に含まれる発光装置の斜視図および断面図である。 図２の発光装置の作用について説明するための模式図である。 電流密度と輝度との関係図である。 偏向成分と電力効率との関係図である。 ピッチと消光比との関係図である。 アスペクト比と消光比との関係図である。 本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタの構成図である。 図２の発光装置の一変形例の断面図である。

以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。

１．第１の実施の形態（表示装置）
２．第２の実施の形態（プロジェクタ）

＜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表示装置１の概略構成の一例を表したものである。この表示装置１は、液晶表示パネル１０（表示パネル）と、液晶表示パネル１０の背面側に配置された照明装置２０と、これらを支持する筐体３０と、液晶表示パネル１０を駆動して映像を表示させる駆動回路（図示せず）とを備えている。この表示装置１では、液晶表示パネル１０の正面が観察者（図示せず）側に向けられている。

（液晶表示パネル１０）
液晶表示パネル１０は、映像を表示するためのものである。この液晶表示パネル１０は、例えば、映像信号に応じて各画素が駆動される透過型の表示パネルであり、液晶層を一対の透明基板で挟み込んだ構造となっている。液晶表示パネル１０は、例えば、照明装置２０側から順に、偏光子、透明基板、画素電極、配向膜、液晶層、配向膜、共通電極、カラーフィルタ、透明基板（対向基板）および偏光子（いずれも図示せず）を有している。

透明基板は、可視光に対して透明な基板、例えば板ガラスからなる。なお、液晶表示パネル１０における照明装置２０側の透明基板には、画素電極に電気的に接続されたＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）および配線などを含むアクティブ型の駆動回路が形成されている。画素電極および共通電極は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide；酸化インジウムスズ）からなる。画素電極は、透明基板上に格子配列またはデルタ配列されたものであり、画素ごとの電極として機能する。他方、共通電極は、カラーフィルタ上に一面に形成されたものであり、各画素電極に対して対向する共通電極として機能する。配向膜は、例えばポリイミドなどの高分子材料からなり、液晶に対して配向処理を行う。液晶層は、例えば、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モードまたはＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードの液晶からなり、駆動回路からの印加電圧により、照明装置２０からの射出光の偏光軸の向きを画素ごとに変える機能を有する。なお、液晶の配列を多段階で変えることにより画素ごとの透過軸の向きが多段階で調整される。カラーフィルタは、液晶層を透過してきた光を、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の三原色にそれぞれ色分離したり、または、Ｒ、Ｇ、Ｂおよび白（Ｗ）などの四色にそれぞれ色分離したりするカラーフィルタを、画素電極の配列と対応させて配列したものである。フィルタ配列（画素配列）としては、一般的に、ストライプ配列や、ダイアゴナル配列、デルタ配列、レクタングル配列のようなものがある。偏光子は、光学シャッタの一種であり、ある一定の振動方向の光（偏光）のみを通過させる。偏光子はそれぞれ、偏光軸が互いに９０度異なるように配置されており、これにより照明装置２０からの射出光が液晶層を介して透過し、あるいは遮断されるようになっている。

（照明装置２０）
照明装置２０は、例えば、図２（Ａ）に示したような発光装置２１を直下型の光源として有している。なお、図２（Ａ）は、発光装置２１を斜視的に表したものであり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ-Ａ矢視方向の断面構成の一例を表したものである。発光装置２１は、例えば、基板２２と、発光素子２３とを有している。発光素子２３は、基板２２の一の表面、具体的には、基板２２のうち液晶表示パネル１０とは反対側の表面上に形成されている。すなわち、図２（Ａ）の発光装置２１を図１の照明装置２０として適用した場合に、図１において発光素子２３は基板２２の下側に配置される。発光素子２３は、例えば、有機ＥＬ素子からなり、透明電極２４、有機ＥＬ層２５（発光層）および反射電極２６を基板２２側から順に積層して構成されている。基板２２と透明電極２４とは互いに接触しており、基板２２と透明電極２４との間に界面２１Ｂが存在している。基板２２のうち発光素子２３とは反対側の表面は、発光装置２１の光射出面２１Ａとなっており、液晶表示パネル１０と対向配置されている。図２（Ａ）では、光射出面２１Ａ上に特に何も設けられていない場合が例示されているが、例えば、プリズムシートなどの光学シートが設けられていてもよい。

（基板２２）
基板２２は、有機ＥＬ層２５で発生する光に対して透明な材料、例えば、ガラス、プラスチックなどからなる。基板２２の透過率は、有機ＥＬ層２５で発生する光に対しておおむね７０％以上となっていることが好ましい。基板２２に好適に用いることの可能なプラスチックとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）などが挙げられる。基板２２は、リジッド性（自己支持性）を有するものであることが好ましいが、フレキシブル性を有するものであってもよい。

基板２２は、例えば、図２（Ａ），（Ｂ）に示したように、透明電極２４側の表面に、積層面内の一の方向（Ｘ軸方向）に規則性を有する立体構造２２Ａ（第１立体構造）を有している。立体構造２２Ａは、例えば、Ｘ軸方向と直交する方向（Ｙ軸方向）に延在する複数の帯状の凸部２２ＢをＸ軸方向に並列配置して構成されている。凸部２２Ｂは、例えば、図２（Ｂ）に示したように、頂部２２Ｃに丸み（凸状の曲面）を有していることが好ましい。頂部２２Ｃが鋭く尖った形状となっている場合には、発光素子２３のうち頂部２２Ｃに対応する部分が、カバレッジ不良等により破壊され易くなり、寿命が短くなってしまうからである。頂部２２Ｃだけでなく、さらに、互いに隣り合う２つの凸部２２Ｂによって形成される谷部２２Ｄにも丸み（凹状の曲面）が形成されていてもよい。このように、頂部２２Ｃおよび谷部２２Ｄが丸みを帯びている場合には、立体構造２２Ａは、Ｘ軸方向において波打った形状になっている。

なお、頂部２２Ｃおよび谷部２２Ｄの少なくとも一方が平坦となっていてもよい。頂部２２Ｃと谷部２２Ｄとの間の部分の表面は、傾斜面となっていることが好ましいが、積層方向と平行な垂直面となっていてもよい。凸部２２Ｂは、例えば、半円柱状、台形状、多角柱状など、種々の形状をとり得る。また、全ての凸部２２Ｂが同一形状となっていてもよいし、互いに隣り合う凸部２２Ｂ同士が互いに異なる形状となっていてもよい。また、基板２２上の複数の凸部２２Ｂが２種類以上の凸部に分類され、種類ごとに同一形状となっていてもよい。

凸部２２Ｂは、厚み方向（Ｚ軸方向）および配列方向（Ｘ軸方向）のいずれにおいても、可視光の波長（一般的に、約３８０ｎｍ以上、約７８０ｎｍ以下）の上限（約７８０ｎｍ）以下のスケールとなっている。つまり、立体構造２２Ａは、ナノオーダーの規則性もしくは周期性を有している。ここで、各凸部２２Ｂは、有機ＥＬ層２５のうち当該凸部２２Ｂと対向する部分で発生する光の波長帯に対応した幅を有していてもよいし、有機ＥＬ層２５のうち当該凸部２２Ｂと対向する部分で発生する光の波長帯とは拘りなく一定の幅を有していてもよい。

凸部２２Ｂの高さＨは、好ましくは、５０ｎｍ以上２７５ｎｍ以下となっており、例えば、５０ｎｍ以上１９２．５ｎｍ以下となっている。凸部２２Ｂの幅（配列方向のピッチＰ）は、好ましくは、１５０ｎｍ以上２７５ｎｍ以下となっている。特に、ピッチＰを２７５ｎｍ以下とした場合には、図６に示すように、高い消光比（高い偏光度）の偏光光を得ることが可能となる。また、図７より、消光比が極力大きくなるアスペクト比＝１．０を選んだ場合には、凸部２２Ｂの高さＨは、２７５ｎｍ以下とするのが好ましい。なお、凸部２２Ｂの高さＨおよび幅によって規定される谷部２２Ｄのアスペクト比は、０．２以上２以下であることが好ましい。これは、アスペクト比が２を超えると、基板２２上に発光素子２３を積層することが困難となってしまうからである。また、アスペクト比が０．２を下回ると、界面２１Ｂおよびその近傍における積層方向の屈折率変化が急峻になってしまい、後述する全反射低減効果がほとんどなくなってしまうからである。

このように、立体構造２２Ａは、幾何光学的には平坦面に近い表面形状となっている。ただし、後述するように、立体構造２２Ａは、単なる平坦面や、マイクロオーダーの規則性を有する立体構造とは異なる特異な作用を発現する。なお、基板２２が樹脂からなる場合には、基板２２の立体構造２２Ａは、例えば、ナノインプリント技術を利用して作製可能である。例えば、立体構造２２Ａは、支持基板上に、基板２２の材料である樹脂を塗布したのち、その樹脂に、立体構造２２Ａを反転させた立体構造を有する型をプレスすると共に、熱や紫外線を照射することによって作製することが可能である。基板２２がガラスからなる場合には、例えば、以下のようにして立体構造２２Ａを作製することが可能である。まず、ガラス表面に熱硬化樹脂もしくは紫外線硬化樹脂を均一に塗布する。次に、その上から、立体構造２２Ａを反転させた立体構造を有する型を押し当て、熱あるいは紫外光線を用いて、樹脂表面に型の形状を転写する。次に、リアクティブイオンエッチング法などにより、表面を均一に腐食させ（除去し）、それにより、立体構造２２Ａをガラス基板上に形成することが可能である。また、例えば、ガラス転移点温度の比較的低いガラス等に、上述した型を押し当て、加熱することにより立体構造２２Ａをガラス基板上に形成することも可能である。

（透明電極２４）
透明電極２４は、有機ＥＬ層２５で発生した光に対して透明な材料であって、かつ導電性を有する材料によって構成されている。そのような材料としては、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＳｎＯ（酸化スズ）、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）などが挙げられる。透明電極２４は、基板２２の立体構造２２Ａの表面に形成されており、基板２２とは反対側の表面に立体構造２２Ａに倣った立体構造２４Ａ（第２立体構造）を有している。つまり、立体構造２４Ａは、おおむね、立体構造２２Ａと同様の表面形状となっており、凸部２２Ｂに近似した凸部をＸ軸方向に並列配置してなる立体構造の表面形状となっている。例えば、立体構造２４Ａにおいて、互いに隣り合う２つの凸部によって形成される谷部２４Ｂの深さ（当該凸部の頂点から谷部２４Ｂの底部までの距離）は、谷部２２Ｄの深さ（凸部２２Ｂの頂点から谷部２２Ｄの底部までの距離）と同等かそれよりも浅い深さとなっており、谷部２４Ｂのアスペクト比は、谷部２２Ｄのアスペクト比と同等かそれよりも小さくなっている。有機ＥＬ層２５、透明電極２４および反射電極２６などの良好なカバレッジを確保するためには、谷部２４Ｂの深さは、谷部２２Ｄの深さと同等かそれよりも浅い深さとなっているのが望ましいが、逆に谷部２４Ｂの深さが、谷部２２Ｄの深さより深くなっていてもよい。なお、本明細書等において「倣う」という場合には、各立体構造が同様の表面形状となっている場合のみならず、上記のように各立体構造の谷部の深さに変化を設ける場合も含むものとする。

透明電極２４の厚さは、基板２２上に透明電極２４を成膜したときに可視光の波長の上限以下のスケールの立体構造２４Ａが形成されるような値となっていることが好ましい。透明電極２４の厚さは、例えば、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下となっていることが好ましく、８０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下となっていることがさらに好ましい。

（有機ＥＬ層２５）
有機ＥＬ層２５は、例えば、透明電極２４側から順に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層および電子輸送層を積層してなる積層構造を有している。なお、有機ＥＬ層２５は、必要に応じて、上で例示した層以外の層を含んでいてもよいし、正孔輸送層および電子輸送層のいずれかまたは両方を含んでいなくてもよい。ここで、正孔注入層は、正孔注入効率を高めるためのものである。正孔輸送層は、発光層への正孔輸送効率を高めるためのものである。発光層は、透明電極２４と反射電極２６との間に発生する電界によって電子と正孔との再結合を起こさせ、光を発生させるためものである。電子輸送層は、発光層への電子輸送効率を高めるためのものである。有機ＥＬ層２５は、一の波長帯（例えば、赤色帯、青色帯または緑色帯）の光を発生するようになっていてもよいし、場所によって波長帯の異なる光を発生するようになっていてもよい。

有機ＥＬ層２５は、透明電極２４の立体構造２４Ａの表面に形成されており、基板２２とは反対側の表面に立体構造２４Ａにおおむね倣った形状を有している。つまり、有機ＥＬ層２５は、Ｘ軸方向において可視光の波長の上限以下のスケールでうねった形状（立体構造）となっている。これにより、有機ＥＬ層２５（特に、発光層）において、積層方向から見た単位面積あたりの表面積が、有機ＥＬ層２５が平坦面上に形成されている場合と比べて大きくなっている。なお、有機ＥＬ層２５は、透明電極２４の表面全体に形成されていてもよいし、パターン状に分布形成されてもよい。パターン形状は特に制限されず、マス状、ストライプ状などの種々の形状が採用可能である。有機ＥＬ層２５の厚さは、透明電極２４上に有機ＥＬ層２５を成膜したときに上述した可視光の波長の上限以下のスケールのうねりが形成されるようにするためには、例えば、５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下となっていることが好ましい。

（反射電極２６）
反射電極２６は、有機ＥＬ層２５で発生した光を高反射率で反射する材料、例えば、アルミニウム、白金、金、クロム、タングステン、ニッケル、またはそれらのいずれかを含む合金などによって形成されている。反射電極２６は、有機ＥＬ層２５の表面（うねった表面）に形成されており、基板２２とは反対側の表面に、有機ＥＬ層２５の表面のうねりにおおむね倣った形状となっている。つまり、反射電極２６は、有機ＥＬ層２５と同様、Ｘ軸方向において可視光の波長の上限以下のスケールでうねった形状（立体構造）となっている。

次に、本実施の形態の表示装置１の作用および効果について説明する。

本実施の形態では、透明電極２４と反射電極２６との間に電圧が印加されることにより、透明電極２４からは正孔が有機ＥＬ層２５内の発光層へ導入され、反射電極２６からは電子が有機ＥＬ層２５内の発光層へ導入される。発光層において、導入された正孔と電子の再結合により有機ＥＬ分子が励起され、所定の波長の光が発生する。発生した光は、透明電極２４および基板２２を通じて、光射出面２１Ａから液晶表示パネル１０の背面へ面状に射出される。液晶表示パネル１０において、照明装置２０からの入射光が画像信号に基づいて変調されると共に、カラーフィルタによって色分離され、観察側に射出する。これにより、カラーの画像表示が行われる。

ところで、本実施の形態では、基板２２の透明電極２４側の表面に、Ｘ軸方向に可視光の波長の上限以下の規則性を有する立体構造２２Ａが設けられている。透明電極２４、有機ＥＬ層２５および反射電極２６には、基板２２とは反対側の表面に立体構造２２Ａに倣った立体構造２４Ａが設けられている。一般に、基板２２および透明電極２４の屈折率差は大きいので、基板２２と透明電極２４との界面２１Ｂが平坦面となっている場合にはその反射率は高い。しかし、本実施の形態では、界面２１Ｂには可視光の波長の上限以下の規則性を有する立体構造２２Ａが設けられているので、界面２１Ｂおよびその近傍において、積層方向の屈折率の変化がなだらかとなっている。これにより、界面２１Ｂにおける反射率が低くなるので、図３に示したように、有機ＥＬ層２５で発生した光Ｌが界面２１Ｂを透過し、光射出面２１Ａから外部に射出される割合が大きくなる。

また、本実施の形態では、透明電極２４の表面にも可視光の波長の上限以下の規則性を有する立体構造２４Ａが形成されているので、有機ＥＬ層２５（特に有機ＥＬ層２５内の発光層）が可視光の波長の上限以下のスケールでうねった形状となる。これにより、発光層が平坦な形状となっている場合と比べて、発光層の表面積が大きくなるので、電流密度も大きくなる。また、透明電極２４に可視光の波長の上限以下の規則性を有する立体構造２４Ａが形成されていることから、電界の局所的に強い部分が発光層内に可視光の波長の上限以下で規則的に発生する。これにより、基板２２が平坦となっている場合や、基板２２にマイクロオーダーの規則性を有する立体構造を設けた場合と比べて、電流効率（＝輝度／電流密度）および電力効率（＝輝度／（電流密度×印加電圧））の双方の効率が大幅に向上する。従って、基板２２が平坦となっている場合や、基板２２にマイクロオーダーの規則性を有する立体構造を設けた場合と比べて、輝度を高くすることができる。

例えば、図４に示したように、凸部２２Ｂのピッチが２７５ｎｍとなっている場合（図４の実線）には、基板２２が平坦となっている場合（図４の破線）と比べて、輝度が高くなっていることがわかる。

また、本実施の形態では、基板２２の透明電極２４側の表面に、Ｘ軸方向に可視光の波長の上限以下の規則性を有する立体構造２２Ａが設けられている。透明電極２４、有機ＥＬ層２５および反射電極２６には、基板２２とは反対側の表面に立体構造２２Ａに倣った立体構造２４Ａが設けられている。これにより、有機ＥＬ層２５（特に有機ＥＬ層２５内の発光層）で発生した光が基板２２の表面の立体構造２２Ａや、透明電極２４、有機ＥＬ層２５および反射電極２６によって偏光光に変換される。これにより、発光素子２３から発せられる光そのものを偏光光とすることができる。

例えば、凸部２２Ｂのピッチが２７５ｎｍとなっている場合には、図５に示したように、ＴＭ（Transverse Magnetic）偏光の電力効率（図５の実線）と、ＴＥ（Transverse Electric）偏光の電力効率（図５の破線）との差を大きくすることができる。そして、電力効率の差を大きくすることにより、偏光光の偏光度を上げることができる。なお、ＴＭ偏光とは格子に垂直な偏光を意味し、ＴＥ偏光とは格子に平行な偏光を意味する。また、例えば、凸部２２Ｂのピッチが２７５ｎｍとなっているときに、谷部２２Ｄのアスペクト比を０．３から１．０まで変化させた場合には、図６に示したように、赤色波長（５９０ｎｍ）、緑色波長（５３０ｎｍ）、および青色波長（４７０ｎｍ）のいずれの波長においても、消光比を１よりも大きくすることができる。また、例えば、谷部２２Ｄのアスペクト比が０．３となっているときに、凸部２２Ｂのピッチを１５０ｎｍから４００ｎｍまで変化させた場合には、図７に示したように、赤色波長（５９０ｎｍ）、緑色波長（５３０ｎｍ）、および青色波長（４７０ｎｍ）のいずれの波長においても、消光比を１よりも大きくすることができる。すなわち、上記のように、消光比を１より大きく（または小さく）することにより、偏光度が得られる。なお、図６、図７に示した消光比は、正面方向の光（具体的には、放射角度±２．５°の範囲内の光）の強度を積分することにより導出されたものである。

このように、本実施の形態では、部品点数や厚さを増大させずに、偏光光を得ることができる。また、発光装置２１から偏光光が発せられることにより、発光装置２１から発せられた偏光光の偏光方向が液晶表示パネル１０の発光装置２１側の偏光子の透過軸と平行となっている場合には、例えば、以下に示した効果を得ることができる。すなわち、発光装置２１側の偏光子に入射する光が無偏光光である場合と比べて、表示輝度を高くすることができる。また、発光装置２１側の偏光子に入射する光が無偏光光である場合と比べて、液晶表示パネル１０の発光装置２１側の偏光子の透過軸と交差（直交）する偏光成分を少なくすることができ、コントラストを高くすることができる。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタ２について説明する。図８は、本実施の形態のプロジェクタ２の概略構成の一例を表したものである。プロジェクタ２は、上記実施の形態の発光装置２１をプロジェクタ２の光源として備えたものである。

プロジェクタ２は、例えば、３板式の透過型プロジェクタであり、例えば、図８に示したように、発光装置２１、光路分岐部４０、空間光変調部５０、合成部６０および投影部７０を備えている。

発光装置２１は、空間光変調部５０の被照射面を照射する光束を供給するものである。なお、必要に応じて、発光装置２１の光３１が通過する領域（光軸ＡＸ上）に、何らかの光学素子が設けられていてもよい。例えば、光軸ＡＸ上に、発光装置２１からの光３１のうち可視光以外の光を減光するフィルタと、空間光変調部５０の被照射面上の照度分布を均一にするオプティカルインテグレータとを発光装置２１側からこの順に設けることが可能である。

光路分岐部４０は、発光装置２１から出力された光３１を波長帯の互いに異なる複数の色光に分離して、各色光を空間光変調部５０の被照射面に導くものであり、例えば、図８に示したように、１つのクロスミラー４１と、４つのミラー４２を含んで構成されている。クロスミラー４１は、発光装置２１から出力された光３１を波長帯の互いに異なる複数の色光に分離する共に各色光の光路を分岐するものである。クロスミラー４１は、例えば、光軸ＡＸ上に配置されており、互いに異なる波長選択性を持つ２枚のミラーを互いに交差させて連結して構成されている。４つのミラー４２は、クロスミラー４１により光路分岐された色光（図８では赤色光３１Ｒ，青色光３１Ｂ）を反射するものであり、光軸ＡＸとは異なる場所に配置されている。４つのミラー４２のうち２つのミラー４２は、クロスミラー４１に含まれる一のミラーによって光軸ＡＸと交差する一の方向に反射された光（図８では赤色光３１Ｒ）を後述の空間光変調部５０Ｒの被照射面に導くように配置されている。また、４つのミラー４２のうち残りの２つのミラー４２は、クロスミラー４１に含まれる他のミラーによって光軸ＡＸと交差する他の方向に反射された光（図８では青色光３１Ｂ）を後述の空間光変調部５０Ｂの被照射面に導くように配置されている。なお、発光装置２１から出力された光３１のうちクロスミラー４１を透過して光軸ＡＸ上を通過する光(図６では緑色光３１Ｇ)は、光軸ＡＸ上に配置された空間光変調部５０Ｇ（後述）の被照射面に入射するようになっている。

空間光変調部５０は、外部から入力された変調信号に応じて、複数の色光を色光ごとに変調して色光ごとに変調光を生成するものである。この空間光変調部５０は、例えば、赤色光３１Ｒを変調する空間光変調部５０Ｒと、緑色光３１Ｇを変調する空間光変調部５０Ｇと、青色光３１Ｂを変調する空間光変調部５０Ｂとを含んでいる。空間光変調部５０は、さらに、空間光変調部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを挟み込む一対の偏光子５１，５２を有している。

空間光変調部５０Ｒは、例えば、透過型の液晶パネルであり、合成部６０の一の面との対向領域に配置されている。この空間光変調部５０Ｒは、入射した赤色光３１Ｒを変調信号（画像信号に対応する信号）に基づいて変調して赤画像光３２Ｒを生成し、この赤画像光３２Ｒを空間光変調部５０Ｒの背後にある合成部６０の一の面に出力するようになっている。空間光変調部５０Ｇは、例えば、透過型の液晶パネルであり、合成部６０の他の面との対向領域に配置されている。この空間光変調部５０Ｇは、入射した緑色光３１Ｇを変調信号（画像信号に対応する信号）に基づいて変調して緑画像光３２Ｇを生成し、この緑画像光３２Ｇを空間光変調部５０Ｒの背後にある合成部６０の他の面に出力するようになっている。空間光変調部５０Ｂは、例えば、透過型の液晶パネルであり、合成部６０のその他の面との対向領域に配置されている。この空間光変調部５０Ｂは、入射した青色光３１Ｂを変調信号（画像信号に対応する信号）に基づいて変調して青画像光３２Ｂを生成し、この青画像光３２Ｂを空間光変調部５０Ｒの背後にある合成部６０のその他の面に出力するようになっている。

偏光子５１は、空間光変調部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの光入射側に配置された偏光子であり、偏光子５２は、空間光変調部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの光射出側に配置された偏光子である。偏光子５１，５２は、光学シャッタの一種であり、ある一定の振動方向の光（偏光）のみを通過させるものである。偏光子５１，５２はそれぞれ、偏光軸が互いに９０度異なるように配置されており、これにより発光装置２１からの光が空間光変調部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを介して透過し、あるいは遮断されるようになっている。

合成部６０は、複数の変調光を合成して画像光を生成するものである。この合成部６０は、例えば、光軸ＡＸ上に配置されており、例えば、４つのプリズムを接合して構成されたクロスプリズムである。これらのプリズムの接合面には、例えば、多層干渉膜等により、互いに異なる波長選択性を持つ２つの選択反射面が形成されている。一の選択反射面は、例えば、空間光変調部５０Ｒから出力された赤画像光３２Ｒを光軸ＡＸと平行な方向に反射して投影部７０の方向に導くようになっている。また、他の選択反射面は、例えば、空間光変調部５０Ｂから出力された青画像光３２Ｂを光軸ＡＸと平行な方向に反射して投影部７０の方向に導くようになっている。また、空間光変調部５０Ｇから出力された緑画像光３２Ｇは、２つの選択反射面を透過して、投影部７０の方向に進むようになっている。結局、合成部６０は、空間光変調部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂによってそれぞれ生成された赤色画像光３２Ｒ、緑色画像光３２Ｇおよび青色画像光３２Ｂを合成して画像光３３を生成し、生成した画像光３３を投影部７０に出力するように機能する。

投影部７０は、合成部６０から出力された画像光３３をスクリーン（図示せず）上に投影して画像を表示させるものである。この投影部７０は、例えば、光軸ＡＸ上に配置されており、例えば、投影レンズによって構成されている。

本実施の形態では、発光装置２１がプロジェクタ２の発光装置２１内の光源として用いられている。これにより、発光装置２１内の部品点数や、発光装置２１の厚さを増大させずに、偏光光を得ることができるので、プロジェクタ２を小型化することができる。また、発光装置２１から偏光光が発せられることにより、発光装置２１から発せられた偏光光の偏光方向がクロスプリズムの面と平行となっている場合には、例えば、以下に示した効果を得ることができる。すなわち、発光装置２１側の偏光子に入射する光が無偏光光である場合と比べて、表示輝度を高くすることができる。また、発光装置２１側の偏光子に入射する光が無偏光光である場合と比べて、クロスプリズムの面と交差（直交）する偏光成分を少なくすることができ、コントラストを高くすることができる。

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、有機ＥＬ層２５および反射電極２６の、基板２２とは反対側の表面は、共に基板２２の凸部２２Ｂの影響を受けてうねった形状となっていたが、例えば、図９の変形例に示したように、これらの表面が、おおむね平坦（すなわち、緩やかなうねりを有する形状）となっていてもよい。

また、上記実施の形態では、透明電極２４を陽極とし、反射電極２６を陰極とする場合について説明したが、陽極および陰極を逆にして、透明電極２４を陰極とし、反射電極２６を陽極としてもよい。

また、上記実施の形態等では、基板２２において複数の立体構造２２ＡがＸ軸方向に並列配置されていたが、例えば、錐体状の凸部がＸ軸方向およびＹ軸方向に２次元配置されていてもよい。

また、上記実施の形態では、発光素子２３が、ボトムエミッション型（基板の下側（発光層等が形成されていない側）から光を取り出す方式。図１参照）となっていたが、トップエミッション型となっていてもよい。この場合には、上記実施の形態等において、透明電極２４を反射電極２６の材料で構成し、反射電極２６を透明電極２４の材料で構成すればよい。

なお、上記実施の形態においては、本発明に係る発光装置が、プロジェクタに適用される場合について説明したが、偏光を必要とする他の表示装置（液晶テレビ、液晶モニター等）や、各種ＡＶ機器、照明装置等にも適用可能である。

１…表示装置、２…プロジェクタ、１０…液晶表示パネル、２０…照明装置、２１…発光装置、２１Ａ…光射出面、２１Ｂ…界面、２２…基板、２２Ａ，２４Ａ…立体構造、２２Ｂ…凸部、２２Ｃ…頂部、２２Ｄ…谷部、２３…発光素子、２４…透明電極、２４Ｂ…谷部、２５…有機ＥＬ層、２６…反射電極、３０…筐体、３１…光、３１Ｒ…赤色光、３１Ｇ…緑色光、３１Ｂ…青色光、３２Ｒ…赤色画像光、３２Ｇ…緑色画像光、３２Ｂ…青色画像光、３３…画像光、４０…光路分岐部、４１…クロスミラー、４２…ミラー、５０，５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ…空間光変調部、５１，５２…偏光子、６０…合成部、７０…投影部、ＡＸ…光軸、Ｈ…凸部の高さ、Ｌ…光、Ｐ…ピッチ。

Claims (9)

1. 基板上に、第１電極、発光層および第２電極を前記基板側から順に有する発光素子を備え、
   前記基板は、前記第１電極側の表面に、可視光の波長の上限以下の幅を有する複数の帯状の凸部を含む第１立体構造を有し、
   前記第１電極、前記発光層および前記第２電極は、前記基板とは反対側の表面に前記第１立体構造の凸部に倣った第２立体構造を有する
   発光装置。
2. 前記第１立体構造に含まれる複数の凸部は、互いに同一形状となっている
   請求項１に記載の発光装置。
3. 前記第１立体構造は、２種類以上の凸部を有し、
   前記凸部は、種類ごとに同一形状となっている
   請求項１に記載の発光装置。
4. 前記複数の凸部は、互いに等しいピッチを有する
   請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
5. 前記複数の凸部は、前記発光層の発光波長に対応した幅を有する
   請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
6. 前記第１立体構造のアスペクト比は、０．２以上２以下である
   請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
7. 前記第１電極の第２立体構造は、頂部に丸みを有する
   請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
8. 前記基板および前記第１電極は共に、前記発光層で発生する光に対して透明な材料によって形成されている
   請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
9. 画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、
   前記表示パネルを照明する光を発する発光装置と
   を備え、
   前記発光装置は、基板を有すると共に、前記基板の前記表示パネルとは反対側の表面上に、第１電極、発光層および第２電極を前記基板側から順に有し、
   前記基板は、前記第１電極側の表面に、可視光の波長の上限以下の幅を有する複数の帯状の凸部を含む第１立体構造を有し、
   前記第１電極、前記発光層および前記第２電極は、前記基板とは反対側の表面に前記第１立体構造の凸部に倣った第２立体構造を有する
   表示装置。

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