JP2008066366A - 有機ｅｌデバイスを用いたフィールドシーケンシャル駆動ｌｃｄ用のバックライト - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、フィールドシーケンシャル（ＦＳ）駆動によるカラーＬＣＤのバックライトとして用いられる、発光寿命が改善され、経時による白色度の劣化が少ないＯＬＥＤ（有機ＥＬデバイス）を用いたバックライトを提供することにある。
【解決手段】フィールドシーケンシャル駆動ＬＣＤパネルに用いられる有機ＥＬデバイスからなるバックライトであって、前記バックライトの発光部が、異なる色にそれぞれ発光する２以上の有機ＥＬ領域からなり、異なる色にそれぞれ発光する前記有機ＥＬ領域の面積が異なることを特徴とするバックライト。
【選択図】なし

Description

本発明は、異なる色にそれぞれ発光する２以上の有機ＥＬ領域からなるフィールドシーケンシャル駆動ＬＣＤパネル用のバックライトに関する。

現在ＬＣＤにおいてはコスト削減のために部材点数を減らすことが求められている。その一手段としてフィールドシーケンシャル駆動によるＣＦレスが提案されている。

フィールドシーケンシャル方式は、「時分割」による混色を利用したカラー表示方式である。即ち、２色以上の光を継続的に切り替えて発光させ、かつ、その切り替えの速さを人間の眼の時間的分解能を越えた速さとして、人間が２色以上の色を混食して認識することを応用した方式である。

フィールドシーケンシャル方式のフルカラーＬＣＤにおいては、動画表示にそれぞれ、バックライトをＲＧＢの三つの発光色のうちの一つの発光色で発光可能にするとともに、各フィールド毎の継続的にＲＧＢの発光色を切り替えて（時分割して）発光させ、その切り替えの速さを充分に速くすることにより任意の色光を得るようになっている。

即ち、フィールドシーケンシャル方式のフルカラーＬＣＤにおいては、例えば、カラーの各フィールドを、それぞれ、予め、Ｒのフィールドと、Ｇのフィールドと、Ｂのフィールドに分光した状態にわけ、一つのカラーのフィールドを表示する際に、ＲＧＢの各フィールドを順番に時間差を付けてＬＣＤに表示するとともに、Ｒのフィールドを表示する際にはバックライトの発光を赤（Ｒ）とし、Ｂのフィールドを表示する際には、バックライトの発光を青（Ｂ）とし、Ｇのフィールドを表示する際には、バックライトの発光を緑（Ｇ）としている。このように時分割された３色のフィールドからなるカラーの各フィールドを、三つの発光色を切り替えながら連続して表示することにより、カラーの動画を表示できる。

カラーフィルタを用いる方式に比べ吸収による損失がないことや、高価なカラーフィルタを用いないことから、部材点数を減らすことができ、コスト削減のために大きな利点を有する。

尚、フィールドシーケンシャル方式では、各フィールドを、各々Ｒ、Ｇ、Ｂに充分速く切り替えて発光させる必要があるため、ＬＣＤを構成するバックライトと液晶用時パネルともに、従来のＬＣＤと比較して高速応答である必要がある。色の切り替えによる画像のちらつき（フリッカ）が生じないようにするためには、フィールドを約１／６０秒以下で切り替える必要があるといわれている。従って、１フィールドあたり１色の表示を行うのに、約１／１８０秒以下、即ち６ミリ秒以下で切り替える必要がある。さらにこのフィールド内で、画像の描き込みと液晶の応答、バックライトの点灯を行う必要があり、液晶表示パネルには、さらに高速に駆動することが要求される。従って、液晶表示パネルとしては、高速応答可能な点から、共有デンセイ液晶や反強誘電性液晶が有利であるといわれている。ネマチック液晶のなかでは、ＴＮ液晶に対して１０倍の応答速度をもつＯＣＢ液晶も提案されている。以上のように、液晶表示パネルにおいては、高速応答可能な液晶表示パネルの開発が進められている。

フィールドシーケンシャル駆動のＬＣＤのバックライトとしてはＬＥＤが用いられているが、このような、ＬＣＤのバックライトとしてＯＬＥＤ（有機ＥＬデバイス）を用いることが提案されている。例えば、フィールドシーケンシャル（ＦＳ）用ＯＬＥＤバックライトとしてストライプ状発光パターンをもつものが提案されている（特許文献１）。

しかしながら、ＯＬＥＤに置き換えた場合、ＬＥＤバックライトに比べて薄い、低消費電力、色再現性の高さなどが利点としてあげられ、高速応答、色再現などにおいては特に問題はないが、発光寿命などは現在のところまだ劣っており、特に燐光発光の場合に、青発光の寿命が低く、問題となっている。

これに対し、例えば、ＦＳ用ＯＬＥＤバックライトの一色の発光時間に対し、他の色の発光時間が短くする（特許文献２）、また、ＦＳ用ＯＬＥＤバックライトの駆動電流を輝度の経時変化を補正して決める（特許文献３）等の検討がされているが、未だ充分ではなく、より改善が求められている。
特開２００１−１００６４６号公報 特開２００３−２７１１００号公報 特開２００３−３０２９３９号公報

本発明は、フィールドシーケンシャル（ＦＳ）駆動によるカラーＬＣＤのバックライトとして用いられる、発光寿命が改善され、経時による白色度の劣化が少ない有機ＥＬデバイス（ＯＬＥＤ）を用いたバックライトを提供することにある。

本発明の上記課題は、以下の手段により達成される。

１．フィールドシーケンシャル駆動ＬＣＤパネルに用いられる有機ＥＬデバイスを用いたバックライトであって、前記バックライトの発光部が、異なる色にそれぞれ発光する２以上の有機ＥＬ領域からなり、異なる色にそれぞれ発光する前記有機ＥＬ領域の面積が異なることを特徴とするバックライト。

２．前記発光部の異なる色にそれぞれ発光する２以上の前記有機ＥＬ領域において、発光寿命が短い有機ＥＬ領域の面積が大きいことを特徴とする前記１に記載のバックライト。

３．フィールドシーケンシャル駆動ＬＣＤパネルに用いられる有機ＥＬデバイスを用いたバックライトであって、バックライトの発光部が、異なる色にそれぞれ発光する２以上の有機ＥＬ領域からなり、異なる色にそれぞれ発光する前記有機ＥＬ領域の単位面積あたりの数が異なることを特徴とするバックライト。

４．前記発光部の異なる色にそれぞれ発光する２以上の前記有機ＥＬ領域において、発光寿命が短い有機ＥＬ領域（発光部）の数が多いことを特徴とする前記３に記載のバックライト。

５．フィールドシーケンシャル駆動ＬＣＤパネルに用いられる有機ＥＬデバイスを用いたバックライトであって、バックライトの発光部が、異なる色にそれぞれ発光する２以上の有機ＥＬ領域からなり、それぞれの有機ＥＬ領域の面積が異なり、かつ、バックライトのエリアによってそれぞれの有機ＥＬ領域の面積比が異なることを特徴とするバックライト。

６．電圧に対する輝度特性（γ特性）における傾きが急峻な発光色をもつ有機ＥＬ領域の面積割合が、これより傾きが小さい発光色をもつ有機ＥＬ領域に対して、給電側から遠いほど大きくなることを特徴とする前記５に記載のバックライト。

本発明により、フィールドシーケンシャル駆動によるカラーＬＣＤに用いられる有機ＥＬデバイスを用いたバックライトにおいて、発光寿命が改善され、経時による白色の色度の劣化が少ないバックライトを得ることが出来る。

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

本発明の一つの態様としては、有機ＥＬデバイスを用いたＦＳ方式フルカラーＬＣＤ用のバックライトにおいて、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の画素（Ｒ、Ｇ、Ｂを発光する有機ＥＬ領域）の面積比を変化させ、発光寿命の短い発光素子となる有機ＥＬ領域、例えば、通常は、Ｂ発光の有機ＥＬ領域の単位面積当たりの輝度を抑えることによって、長寿命化を計る。

有機ＥＬ領域の面積比を変化させることによるもう一つの利点としては、Ｒ、Ｇ、Ｂの発光効率がアンバランスの場合であり、同じく各有機ＥＬ領域（発光部）の大きさや発光期間の調整によって発光輝度のバランスを調整することが可能である。

また、色によって発光輝度の電圧依存性が異なる場合、つまり印加電圧に対する輝度特性（γ特性）が急峻な色は、有機ＥＬ領域の画素電極の給電点付近とこれと離れた場所での輝度差が大きくなる。色によってγ特性が異なると、給電点からの距離によって色バランスが変わってくる。これを補正するために、γ特性が急峻な色は給電点から遠い部分の発光部の面積割合が大きくなるようにすることも有効である。

これらは、バックライトとしての長寿命化、低消費電力化につながる。

以下、本発明を図を用いて説明する。

先ず、図１は、液晶表示パネルとバックライトからなるフィールドシーケンシャル方式のＬＣＤの要部の断面を示すものである。

上記ＬＣＤは、バックライト１００及び液晶表示パネル２００より構成される。

液晶表示パネル２００は、周知のＴＦＴ方式により高速駆動されるフィールシーケンシャル方式用の液晶表示パネルである。該液晶表示パネルにおいては、偏光板２０１を外面側に備えた２枚の透明基板２０２、２０２（例えば、ガラス基板若しくは透明フィルム基板）の間に液晶層２０６が挟まれている。下側の透明基板２０２上には、画素電極２０４及び、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２０３が形成されている。これはＴＦＴ方式における周知の構成と同様であり、透明基板上には、マトリクス状にデータ線２１０及び走査線（図示されていない）が配置されており、データ線２１０と走査線の交点に，ＴＦＴ２０３及び画素電極２０４が配置されている。これらの上方に、配向膜２０５が形成されており、その上方は高速応答可能な液晶材料よりなる液晶層２０６が封入されている。又、液晶層２０６内には、スペーサ２０８、シール２０９、配向膜２０５により、液晶層２０６を封入する空間が構成されている。そして、この液晶表示パネル２００には、カラーフィルタが設けられていない構成とされている。

上記液晶表示パネル２００においては、フィールドシーケンシャル方式によりフルカラーの画像を表示するので、高速応答可能なものが要求されるが、周知の強誘電性液晶や反強誘電液晶を用いた高速応答可能な液晶表示パネルを用いるものとする。また、ＯＣＢ液晶を用いるものとしてもよい。

次に、図１、図２を参照してフィールドシーケンシャル方式に用いられるバックライト１００の構成例を概略図により説明する。

透明基板１０１（例えば、ガラス基板若しくは透明フィルム基板）上に、ストライプ状（帯状で互いにほぼ並行）にＩＴＯ（透明電極）からなるアノード１０２及びアノードと電気的に離間してカソード端子１１１が形成され、透明基板１０１上及びアノード１０２上に、アノード１０２上に開口部を残して絶縁材料からなる隔壁レジスト１０８が形成されている。このアノード１０２に沿った開口部により露出されたアノード１０２上にストライプ状の有機ＥＬ層（１０３ｒ、１０３ｇ、１０３ｂ）が形成され、それらの上、即ち、隔壁レジスト上、並びに周縁の透明基板１０１上に渡って、周知の低仕事関数の材料からなる背面電極であるカソード１０４が、それぞれの段差に応じて堆積されている。そして、一つのアノード１０２と該アノード１０２に重なる一つの有機ＥＬ層（１０３ｒ、１０３ｇ、１０３ｂ）と、カソード１０４の一つの上記有機ＥＬ層（１０３ｒ、１０３ｇ、１０３ｂ）と重なる部分とから一つの有機ＥＬ素子として機能する一つの有機ＥＬ領域（１０９ｒ、１０９ｇ、１０９ｂ）が形成されている。図２にバックライト１００にそれぞれ形成されたストライプ状のＲ、Ｇ、Ｂの有機ＥＬ領域（１０９ｒ、１０９ｇ、１０９ｂ）を示す。なお、図２は、このバックライト１００の概略を図示したものであり、実際には、発光色がそれぞれ赤、緑、青にされた三本の有機ＥＬ領域（１０９ｒ、１０９ｇ、１０９ｂ）が互いに平行に帯状に形成されるとともに、これら三本を一組とする有機ＥＬ領域（１０９ｒ、１０９ｇ、１０９ｂ）が互いに平行に多数配置されている。

各アノード１０２は、アノードのカソード端子１１１側の端部はその位置が揃えられ、他方のアノード端子側の端部は同じ発光色のものは揃えられ、アノードと同じ材料からなる配線部を通して各発光色毎のアノード端子に接続されている。例えば、発光色が赤の有機ＥＬ領域１０９ｒのアノード１０２は、アノードと同じ材料（この場合ＩＴＯ）からなる配線部を通してアノード端子１１６ｒに、発光色が青の有機ＥＬ領域１０９ｂのアノード１０２はアノード端子１１６ｂに、発光色が緑の有機ＥＬ領域１０９ｇのアノード１０２はアノード端子１１６ｇに、それぞれ接続されている。

すなわち、発光色毎にアノード１０２の一方の端部の位置が変えられるとともに、同じ発光色のアノード１０２の一方の端子の位置は、アノード１０２の長さ方向にほぼ直交する直線上にほぼ配置されるようになっている。そして、全てのアノード１０２の側方の透明基板１０１上には、有機ＥＬ領域（１０９ｒ、１０９ｇ、１０９ｂ）の発光色の種類の数（ここでは３つ）に対応する数のアノード端子１０２ｒ、１０２ｇ、１０２ｂが形成されている。

上記アノード端子１０２ｒ、１０２ｇ、１０２ｂは、アノード１０２及びその配線部、カソード端子１１１を形成する際に同時に形成されるとともに、その位置が、各発光色毎のアノード１０２の一方の端部から伸びた配線部の位置に対応しており、同じ発光色に対応するアノード端子１０２ｒ、１０２ｇ、１０２ｂと、アノード１０２の一方の端部がアノード１０２の長さ方向にほぼ直交する線上に並んだ状態となっている。

そして、図２に示すように、各アノード端子１０２ｒ、１０２ｇ、１０２ｂは、同じ発光色に対応するアノード１０２の一方の端部に配線部を介して接続されている。すなわち、発光色が赤となる有機ＥＬ領域１０９ｒの全てのアノード１０２と、発光色が赤用のアノード端子１０２ｒとが短絡させられ、発光色が緑となる有機ＥＬ領域１０９ｇの全てのアノード１０２と、発光色が緑用のアノード端子１０２ｇとが短絡させられ、発光色が青となる有機ＥＬ領域１０９ｂの全てのアノード１０２と、発光色が青用のアノード端子１０２ｂとが短絡させられている。従って、各アノード端子１０２ｒ、１０２ｇ、１０２ｂ毎に駆動制御することができるので、Ｒ、Ｇ、Ｂ各発光色の有機ＥＬ領域（１０９ｒ、１０９ｇ、１０９ｂ）毎にオンオフしたり、また各発光色の有機ＥＬ領域（１０９ｒ、１０９ｇ、１０９ｂ）毎に輝度を変えることが可能となっている。

隔壁レジスト１０８は、例えば、周知の感光性樹脂からなり、フォトリソグラフィーによりパターニングされたものである。そして、図１に示す隔壁レジスト１０８は、その厚みＬ１が例えば、０．０１５ｍｍ（好ましくは、０．００５ｍｍ以上）とされている。

透明基板１０１上のアノード端子１０２ｒ、１０２ｇ、１０２ｂとは、有機ＥＬ層（１０３ｒ、１０３ｇ、１０３ｂ）に対して他方の端部側で、かつ、該有機ＥＬ層（１０３ｒ、１０３ｇ、１０３ｂ）及びアノード１０２から離間した位置にカソード端子１１１が形成され、カソード１０４と、周知の銀等の導電性ペーストをコーティングして形成された導電性層により接続されている。カソード端子１１１は外部回路と接続され、所定の電圧が供給されている。

このようにＲ、Ｇ、Ｂに発光する有機ＥＬ領域がストライプ状に構成された液晶表示装置用のバックライトにおいては、バックライトは、高速でＲ、Ｇ、Ｂに対応する有機ＥＬ領域をそれぞれ切り替えて時分割駆動発光させる。

色の切り替えによる画像のちらつき（フリッカ）が生じないようにするためには、フィールドを約１／６０秒以下で切り替える。従って、１フィールドあたり１色の表示を行うのに、約１／１８０秒以下、即ち６ミリ秒以下で切り替える必要がある。

上記の例では、各アノード端子１０２ｒ、１０２ｇ、１０２ｂ毎にそれぞれ駆動制御して、発光色が赤となる有機ＥＬ領域１０９ｒの全てのアノード１０２と、発光色が緑となる有機ＥＬ領域１０９ｇの全てのアノード１０２と、発光色が青となる有機ＥＬ領域１０９ｂの全てのアノード１０２を、各発光色毎に順次時分割駆動して、Ｒ、Ｇ、Ｂ発光させる。

以上の例においては、それぞれＲ、Ｇ、Ｂに発光する等面積のストライプ状の有機ＥＬ領域を有する例を示したが、それぞれのストライプの形成周期は、時分割駆動したときに平均化して白色表示に問題がない範囲であればよい。例えば携帯電話用の表次画面の場合、各Ｒ、Ｇ、Ｂに発光する有機ＥＬ領域のストライプ幅は、数十μｍ〜数ｍｍの範囲で翼、ストライプ本数も数本〜数十本の範囲で構わない。バックライトの基板又液晶表示パネルに用いる基板等の厚みは数１０〜数１０００μｍであり、微細なストライプ構造或いはモザイク構造は、製造工程を複雑化することもあり必要とされない。

通常のＲＧＢカラーフィルタ方式のＬＣＤは、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれ１画素ずつの合計３画素で１画素となり、１画素の中が３画素に分かれているために、開口率が低く、光の利用効率が低いという問題がある。

フィールドシーケンシャル駆動（以下ＦＳ駆動）ＬＣＤは単位時間（フレーム）にＲ、Ｇ、Ｂがそれぞれ時分割で発光する。そのため、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの光っている時間の開口率は大きくなる。サブ画素は大きく取れるため、画素間の無駄が少ない、ＴＦＴなどの回路が１／３で単純、などの利点がある（図１）。

ＦＳ（フィールドシーケンシャル）駆動ＬＣＤのバックライトは高速でＲ、Ｇ、Ｂをそれぞれ切り替えて駆動する必要がある。有機ＥＬは高速応答性に優れるためＦＳ駆動ＬＣＤ用バックライトの方式として向いている。しかし現在のＲ、Ｇ、Ｂの各材料の寿命が同一でないために、単純に均等にＲ、Ｇ、Ｂの有機ＥＬ発光領域（画素）を等しい面積で並べた場合、寿命の短い色の画素は早く劣化し、色バランスがずれてくる。

請求項１に記載の発明は、フィールドシーケンシャル駆動ＬＣＤパネルに用いられる有機ＥＬデバイスからなるバックライトであって、前記バックライトの発光部が、異なる色にそれぞれ発光する２以上の有機ＥＬ領域からなり、異なる色にそれぞれ発光する前記有機ＥＬ領域の面積が異なることを特徴とするバックライトである。

本発明においては、寿命の短い発光部の面積を大きくすることによって、寿命の短い有機ＥＬ発光部の負担を減らすことができる。ある色の有機ＥＬ発光領域の面積が大きいと、他の色に対して輝度が低くても良いため、電流密度を小さくすることができる。その結果、その発光色の寿命が長くなる。寿命の短い発光色の発光部面積を大きくしておけば、発光色の間の劣化度合いの違いを小さくすることが可能である（図３、図４）。

図３は、図１、２において示したような、Ｒ、Ｇ、Ｂ発光の各有機ＥＬ領域（画素）をストライプ状に単純に並べたバックライトの各有機ＥＬ領域のみを取り出して図示したものである。Ｒ、Ｇ、Ｂ発光の各有機ＥＬ領域は、それぞれ均等な面積でストライプ状に並べられている。

Ｒ、Ｇ、Ｂ発光の各有機ＥＬ発光領域（画素電極）の面積を均等な面積に設定したのち、白色バランスを達成するような所定の輝度（電流密度）に設定する。このとき、青色発光は有機ＥＬ素子寿命が他の色の発光素子と比べ最も寿命が短いので、経時での劣化が速く、使用により白色バランスがずれてくる。

図４は、尤も寿命の短い、例えば、青色発光の有機ＥＬ領域の面積を大きくした例を示す。各発光寿命のバランスは異なるが、そのバランスに合わせて、経時での白色バランスの変動が少なくなる様、尤も寿命の短い発光について、その発光領域の面積を大きくし、発光領域の輝度を下げる。

図３には、同時に、Ｒ、Ｇ、Ｂ発光の有機ＥＬ領域（画素）を均等な面積で並べた場合について、Ｒ、Ｇ、Ｂ各フィールドを順に駆動して１フレームとするときのＲ、Ｇ、Ｂの駆動パルスのタイミングチャートを示した。

図４には、Ｂ発光の有機ＥＬ領域の面積を大きくした場合のＢ発光における駆動パルス電圧のタイミングチャートを示している。輝度を調整して他色との色バランスをとるため、図３のＢ発光の駆動パルス電圧に対し、駆動パルス電圧を発光領域の面積増加に反比例し低下させる例を示している。

即ち、発光寿命の短い有機ＥＬ発光を、発光寿命が長い有機ＥＬ領域の発光寿命とあわせるよう電流密度を調製し（即ち、発光輝度をおとして）、その分、発光寿命の長い有機ＥＬ領域に対して、発光寿命が短い有機ＥＬ領域の面積を増大させ、低下した発光量をカバーするようにするものである。尚、ここで発光寿命とは発光の半減期をいう。

これにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの寿命をそろえることが出来、経時劣化しても色度の変化が少ない。

また、発光部の大きさを初期輝度で白色バランスを達成する一定の比率とし、単位面積あたりの発光部（有機ＥＬ領域）の数を色によって変化させることも可能である。通常はＲＧＢ各発光部の数が同数で、１フレームを３等分で各色を光らせる。これに対し、例えば寿命の短いＢの発光部だけ２倍の数にして、１フレームを４等分で光らせる場合、３等分の場合と同じ輝度を得るには、ＲＧＢ３等分で光らせる場合に比べて、ＲＧに必要な電流密度は発光期間が短くなった分４／３倍になるが、Ｂは発光期間が長くなった分２／３倍でよい（図５）。つまりＢの発光部に流れる電流を少なくでき、発光部にかかる負担を小さくできるため、寿命に有利となる。

なお、ＯＬＥＤのマトリクスディスプレイにおいて、各色の画素の大きさを材料の寿命、効率に合わせて変化させる技術は知られている。しかしＯＬＥＤマトリクスディスプレイの場合、常時点灯していないので、寿命、効率の差が影響する割合も小さい。バックライトの場合、ほぼ常時点灯しているため影響が大きい。また、ＯＬＥＤディスプレイの場合は、発光部の単位は基本的に画素になるが、バックライトの場合はストライプやエリアなどＬＣＤパネルの複数の画素にまたがるような大きさで発光部を形成することも可能であり（例えばストライプ）、その場合の面積の変え方にはストライプの幅を変える等、画素の場合と異なる方法が考えられる。これらは画素単位の面積変化では実現できない。また、画素の面積を色で変える技術は、単位エリア内での色の面積比が一定であるが、本発明ではエリアごとに面積比を変えることも可能である。

請求項５に記載の発明は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各発光の有機ＥＬ領域の面積比が異なるフィールドシーケンシャル駆動ＬＣＤパネルに用いられる有機ＥＬデバイスからなるバックライトであって、バックライトの発光部が、異なる色にそれぞれ発光する２以上の有機ＥＬ領域からなり、それぞれの有機ＥＬ領域の面積が異なり、かつ、バックライトのエリアによってそれぞれの有機ＥＬ領域の面積比が異なることを特徴とするバックライトである。

この例を図７を用いて示す。

バックライトのエリアによってそれぞれの有機ＥＬ領域の面積比が異なるとは、バックライトにおいて、Ｒ、Ｇ、Ｂに発光する各有機ＥＬ領域を少なくとも一つずつ含み、かつ、各有機ＥＬ領域（Ｒ、ＧまたはＢ）が並ぶ方向に沿った（平行な）線分（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、・・・）をひいたとき、その二つの線分及び各Ｒ、Ｇ、Ｂの各領域を少なくとも１組含む発光領域の両端によって区切られる矩形のいずれかのエリア（図７の例えば、Ａ領域及びＢ領域）において、それぞれの発光を示す有機ＥＬ領域の面積比が異なるというものである。

図７では、Ａ領域におけるＲ、Ｇ、Ｂの各発光領域面積の比は、Ｂ領域における各発光面積の比と異なり、Ｂ領域において、例えばＧの発光領域の比率が大きくなっている。

バックライトのエリアによってそれぞれの有機ＥＬ領域の面積比が異なるものは、印加電圧に対する輝度特性（γ特性）における傾きが急峻な発光色がある場合に、適用することができる。

図６に代表的なＲ、Ｇ、Ｂ発光の有機ＥＬ素子（実施例記載）に対する印加電圧と発光（輝度）の曲線についてグラフ化したものである。実施例で用いた各Ｒ、Ｇ、Ｂの有機ＥＬ素子の特性。これによれば、Ｒ、Ｂの輝度−電圧の発光特性に対し、Ｇ発光の輝度−電圧特性は、電圧の上昇とともに輝度の立ち上がりが急峻である。

印加電圧に対する輝度特性（γ特性）における傾きが急峻な発光色をもつ場合、この発光色を放射する有機ＥＬ領域に対して、給電側の電極面積よりも、反対側の電極面積を大きくする。即ち、上記Ａ領域における各発光領域（面積）の比率とＧ領域における各発光領域（面積）の比率とが異なっている。即ちバックライトのエリアによってそれぞれの有機ＥＬ領域の面積比率が異なっている。

図７において、例えば、Ｇ発光の有機ＥＬ領域については、面積の小さい方を陽極（例えばＩＴＯ）については通電側（アノード端子側）とする。

光取り出し側の透明電極としてはＩＴＯが使われることが多いが、ＩＴＯでは、金属電極と異なり抵抗率が１．５〜２．０×１０^-4Ω・ｃｍ程度であり、金属の抵抗率が１０^-6Ω・ｃｍ台程度と比べると、金属（例えば陰極のアルミニウム）に比べて電気を通しにくい。

従って、表示装置の画素レベル（〜１００μｍ）に比べバックライトにおける画素サイズは大きいので、例えば、前記ストライプ電極の例では、アノードの給電側、即ち、アノード端子側に近い領域とアノード端子とは反対側の領域までの間に、電極材料そのものの抵抗によって、電圧降下が起こることになる。また、アノードと、配線部の材料が同じ場合には、電源の供給側（給電側）例えばアノード端子からアノード端までの配線の距離が長くなると、やはり距離の応じた電位の低下が引き起こされる。

従って、アノードにおいても、給電側（アノード端子側）の電極領域の方が、これから反対側の（給電側から遠い）領域に比べ、電位が高く、従って電極間電位が高いため、有機ＥＬ層における電流密度が大きくなる。

このことは、図６に示されるように印加電圧に対する輝度特性（γ特性）における傾きが急峻な発光色の場合には、電圧降下が起こった場合の輝度の相対的な低下が、他の発光色より大きくなる。従って、γ特性における傾きが急峻な発光の有機ＥＬ領域の面積割合を、これより傾きが小さい発光色をもつ有機ＥＬ領域の面積割合に対して、給電側から遠いほど大きくとることで、単位面積当たりの輝度低下を補償することができ、これにより、ストライプ方向の輝度が均一化されるという効果をうることが出来る。

また、有機ＥＬ発光領域が、給電側から遠い場合として、同じ発光色の給電側（上記の例ではアノード端子側）に近いストライプ（有機ＥＬ領域）と、給電側から離れたストライプ（有機ＥＬ領域）とでは、配線抵抗がある場合、同様の電位低下が起こる。これはアノード端子等の給電側への配線は、電極のパターニングによる形成時に、電極材料と同じ材料を用い形成するために起こる。従って、図６に示されるような輝度のγ特性を有する発光色の給電側に近い有機ＥＬ領域と給電側から遠い有機ＥＬ領域の面積を変える、即ち、遠い有機ＥＬ領域の面積を大きくし、他の発光色を持つ有機ＥＬ領域との比率を変えることで、同じ発光色のストライプ（有機ＥＬ領域）の単位面積当たりの輝度低下を補償することができる。

尚、請求項５に係わる発明において、特に陽極としてＩＴＯが用いられる場合について説明したが、電極として抵抗率の比較的大きいものを用いた場合、陰極であっても同様の電圧降下が起こるので、本発明は陽極のＩＴＯに限定されるのではない。

有機ＥＬ層は、電極間に単数又は複数の有機層を積層した構造であり、例えば、陽極／正孔注入・輸送層／発光層／電子注入・輸送層／陰極等の構成からなり、最も単純には、陽極／発光層／陰極からなる構造であう。層構成はこれらに限定されない。

以下に、本発明において各色の有機ＥＬ領域を形成する材料として用いられ、蒸着或いは塗布等の各種の手段によって積層され有機ＥＬ層を形成する。

正孔注入・輸送層に用いられる有機材料としては、フタロシアニン誘導体、ヘテロ環アゾール類、芳香族三級アミン類、ポリビニルカルバゾール、ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）などに代表される導電性高分子等の高分子材料が用いられる。

また、発光層に用いられる、例えば、４，４′−ジカルバゾリルビフェニル、１，３−ジカルバゾリルベンゼン等のカルバゾール系発光材料、（ジ）アザカルバゾール類、１，３，５−トリピレニルベンゼンなどのピレン系発光材料に代表される低分子発光材料、ポリフェニレンビニレン類、ポリフルオレン類、ポリビニルカルバゾール類などに代表される高分子発光材料などが挙げられる。これらのうちで、発光材料として好ましいものは分子量１００００以下の低分子系発光材料が用いられ本発明の成膜材料として用いることができる。

また発光層中、発光材料には、好ましくは０．１〜２０質量％程度のドーパントが含まれてもよく、ドーパントとしては、ペリレン誘導体、ピレン誘導体等公知の蛍光色素、また、りん光色素、例えば、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム、ビス（２−フェニルピリジン）（アセチルアセトナート）イリジウム、ビス（２，４−ジフルオロフェニルピリジン）（ピコリナート）イリジウム、などに代表されるオルトメタル化イリジウム錯体等の錯体化合物がある。

電子注入・輸送層材料としては、８−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）亜鉛等の金属錯体化合物もしくは以下に挙げられる含窒素五員環誘導体がある。即ち、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾールもしくはトリアゾール誘導体が好ましい。具体的には、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−チアゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−（４′−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４″−ビフェニル）１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサジアゾリル）］ベンゼン、１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサジアゾリル）−４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン］、２−（４′−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４″−ビフェニル）−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−チアジアゾール、１，４−ビス［２−（５−フェニルチアジアゾリル）］ベンゼン、２−（４′−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４″−ビフェニル）−１，３，４−トリアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−トリアゾール、１，４−ビス［２−（５−フェニルトリアゾリル）］ベンゼン等が挙げられる。

因みに陽極に使用される導電性材料としては、４ｅＶより大きな仕事関数を持つものが適しており、銀、金、白金、パラジウム等及びそれらの合金、酸化スズ、酸化インジウム、ＩＴＯ等の酸化金属、さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が用いられる。

また、陰極に使用される導電性物質としては、４ｅＶより小さな仕事関数を持つものが適しており、マグネシウム、アルミニウム等。合金としては、マグネシウム／銀、リチウム／アルミニウム等が代表例として挙げられる。

また、バックライト基板としては、ガラス基板及び透明性樹脂フィルムがある。厚さ１００μｍ〜２ｍｍ程度の厚みを有するものが使用される。透明性樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリメチルメタアクリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエーテルイミド等が挙げられるが限定されない。

以上、本発明に係わるバックライトにおいては、異なる色の発光のバランスを駆動期間の長さ、また電流値ではなく、画素面積の違いによってＲ、Ｇ、Ｂの各有機ＥＬの負担を調節する。こうすることによって、複雑な駆動を行う必要がなく、駆動回路のコストダウンが可能になる。また、最も寿命の短い色に合わせて最適化が可能なため、材料への負担軽減効果が大きい。

以下実施例により、本発明を具体的に説明するが本発明はこれにより限定されない。

実施例１（請求項１、２に対応）
図１、２に示した構成に準じ、２．２インチ（電極長３４ｍｍ）サイズの有機ＥＬバックライトを作製した。Ｒ、Ｇ、Ｂの各ストライプ発光部（有機ＥＬ領域）は、Ｒ、Ｇ＝３００μｍ幅、Ｂ＝４５０μｍ幅、ストライプ間スペース各５０μｍ幅で配置した（図４）。

即ち、ＩＴＯ（１００ｎｍ）付きガラス基板（厚み１．０ｍｍ）をＩＴＯをストライプ状にパターニングした後、各アノード端子、隔壁を設け、さらに各色有機ＥＬ層、さらにアルミニウムからなる陰極（又カソード端子等の配線）の順で順次蒸着によりパターニング、積層した。

陽極上に以下の有機ＥＬ層を蒸着により順次積層した。各色有機ＥＬ層の構成は以下の通りである。尚、陰極はアルミニウム（１５０ｎｍ）。
Ｒ： 正孔注入層（ＰＥＤＯＴ：４０ｎｍ）／正孔輸送層（α−ＮＰＤ：３０ｎｍ）／発光層（ＣＢＰ、Ｉｒ（ｐｉｑ）₃（１１％）：３５ｎｍ）／正孔阻止層（ＢＡｌｑ：１０ｎｍ）／電子輸送層（Ａｌｑ₃：４０ｎｍ）／ＬｉＦ（０．５ｎｍ）
Ｇ： 正孔注入層（ＰＥＤＯＴ：４０ｎｍ）／正孔輸送層（α−ＮＰＤ：２０ｎｍ）／発光層（ＣＢＰ、Ｉｒ（ｐｐｙ）₃（６％）：３０ｎｍ）／正孔阻止層（ＢＡｌｑ：１０ｎｍ）／電子輸送層（Ａｌｑ₃：３０ｎｍ）／ＬｉＦ（０．５ｎｍ）
Ｂ： 正孔注入層（ＰＥＤＯＴ：４０ｎｍ）／正孔輸送層（α−ＮＰＤ：３０ｎｍ）／発光層（ホストＡ、青発光Ｂ（６％）：４０ｎｍ）／正孔阻止層（ＢＡｌｑ：１０ｎｍ）／電子輸送層（Ａｌｑ₃：４０ｎｍ）／ＬｉＦ（０．５ｎｍ）
尚、ＰＥＤＯＴ：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３

作製した各有機ＥＬ素子を用いてそれぞれ、
Ｒ：初期輝度６００ｃｄ／ｍ²
Ｇ：初期輝度１２００ｃｄ／ｍ²
Ｂ：初期輝度３００ｃｄ／ｍ²
で発光させると白色が達成される。

この輝度となるよう各アノード端子の電位を調整し通電し半減寿命（輝度が１／２になる時間）を測定したところ、
Ｒ：初期輝度６００ｃｄ／ｍ²で半減寿命約１万ｈ、
Ｇ：初期輝度１２００ｃｄ／ｍ²で半減寿命約１万ｈ、
Ｂ：初期輝度３００ｃｄ／ｍ²で半減寿命５千ｈ、
また、初期輝度を２００ｃｄ／ｍ²としたところ半減寿命約１万ｈという結果であった。尚、輝度測定は分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いた。

従って、発光の半減寿命がほぼ同じである、初期輝度がそれぞれ
Ｒ：６００ｃｄ／ｍ²、
Ｇ：１２００ｃｄ／ｍ²、
Ｂ：２００ｃｄ／ｍ²、
という条件で、作製したバックライトを用いて各色フィールドを１／１８０秒で駆動、発光させ、経時で輝度の変化をみた。
、Ｂ発光の有機ＥＬ領域は面積をＲ、Ｇ発光の有機ＥＬ領域よりも面積を大きくしており、電流密度を低下させ、発光輝度を調整、その分寿命を他の発光と同じとしているが、劣化しても色度が変わらない結果であった。

比較例１
実施例１と同様に、２．２インチ（電極長３４ｍｍ）のストライプ状に、Ｒ、Ｇ、Ｂ各発光領域（有機ＥＬ領域）を有するバックライトを作製した。但し、ストライプ間スペース各５０μｍ幅としたが、実施例１とは異なり、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのストライプ幅をそれぞれ３５０μｍと同じ幅とした（図３）。有機ＥＬバックライトについて、以下の初期輝度条件でそれぞれのフィールドを１／１８０秒で駆動させ、発光させ、経時で各色の輝度の変化をみた。

Ｒ：初期輝度６００ｃｄ／ｍ²、
Ｇ：初期輝度１２００ｃｄ／ｍ²、
Ｂ：初期輝度３００ｃｄ／ｍ²で発光させた。

この例では、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのストライプ幅を３５０μｍと同じ幅としたため、Ｂ発光の寿命が短く、劣化してオレンジ系に色度が変化した。

実施例２（請求項５、６に対応）
実施例１と同様の２．２インチ（電極長３４ｍｍ）サイズのバックライトを作製した。但し、各Ｒ、Ｇ、Ｂ発光部は図７に示すストライプ形状となる様に各有機ＥＬ領域を配置した。
Ｒ、Ｂ発光部：給電側４１０μｍ幅から反対側が３９０μｍ幅に減少させた、
Ｇ発光部：給電側から３８０μｍ幅から反対側が４２０μｍ幅に増加させた、また、各スペースは５０μｍ幅とした（図７）。

上記各実施例１で用いた各有機ＥＬ素子は、図６の電圧−輝度特性をもった素子であり、この場合、Ｇ発光素子の特性の傾きが最も急峻である。

作製したバックライトを用いて、それぞれの素子を用いたストライプ状の有機ＥＬ領域において、各色のアノード端子の電位を調整し、陽極の給電側領域（エリア）における発光輝度を、表１の記載の値とし、発光強度（発光輝度×発光面積）の比率がＲ：Ｇ：Ｂ＝２：４：１になるようにした。尚、輝度測定には分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いた。

このバックライトを実施例１と同様にして駆動した。

このときの、各色素子の発光輝度（給電側及び反対側）を測定した結果を示す。尚、発光輝度は各有機ＥＬ領域の給電側に最も近接した領域（給電側輝度）及び最も離れた反対側の領域（反対側輝度）をそれぞれ測定した。また、表には給電側に最も近接した電極領域（給電側電圧）と最も離れた反対側の電極領域（反対側電圧）の電極間電位を測定した結果も示した。

電圧降下が供給側電圧数Ｖに対し０．６Ｖ程度と比較的大きく、給電側と反対側において、Ｒ、Ｇ、Ｂの輝度比率が異なるが（ＧはＲ、Ｂに比べ落ちが大きい）、Ｇ発光の有機ＥＬ領域の電極幅を給電側に比べ反対側で大きくしたことで発光強度としてみれば、面積を考慮した色間の発光強度差は比較的小さく、Ｒ：Ｇ：Ｂ≒２：４：１となっており、バランスは変わっていない。

比較例２
実施例２と同様に、２．２インチ（電極長３４ｍｍ）サイズのバックライトを作製した。但し、Ｒ、Ｇ、Ｂストライプ発光部、ストライプの一方を給電側とし、Ｒ、Ｇ、Ｂ発光部（有機ＥＬ領域）がそれぞれ全て４００μｍの一定幅、各スペース幅５０μｍで、給電側と反対側の各色発光部比率（各有機ＥＬ領域の面積比）が変わらないバックライトを作製した。

各色のアノード端子の電位を調整し、給電側エリアの発光強度（発光輝度×発光面積）の比率がＲ：Ｇ：Ｂ＝２：４：１になるようにした。

実施例１と同様にして駆動した。

このときの、各色素子の発光輝度（給電側及び反対側）を測定した結果を示す。
実施例２と同様に、発光輝度は各有機ＥＬ領域の給電側に最も近接した領域（給電側輝度）及び最も離れた反対側の領域（反対側輝度）を測定した。

Ｇ発光またＲ、Ｂについてもストライプ状有機ＥＬ領域の給電側と反対側との面積が同じため、給電側と反対側においてＲ、Ｇ、Ｂの輝度比率（輝度×面積）が異なり、色バランスが崩れる。Ｒ：Ｇ：Ｂ≒２：３．３：１。

実施例３（請求項５、６に対応）
実施例１と同様に、２．２インチ（電極長３４ｍｍ）サイズ、図８で示すようにＲ、Ｇ、Ｂストライプ発光部を配置したバックライトを作製した。

Ｒ、Ｂ発光部は、アノード端子側、アノード端子から遠い側のストライプともに４００μｍ幅、但し、Ｇ発光部は、給電側（アノード端子側）のストライプは４００μｍ幅、アノード端子から遠い最端側のストライプは４８０μｍ幅とした。ストライプ間スペースは各５０μｍ幅とした（図８）。尚、図８には、Ｒ、Ｇ、Ｂ発光の各アノードからアノード端子、１０２ｒ、１０２ｇ、１０２ｂまでの配線部を示した。アノード端子からアノード端子まで最も遠い側（最端側）のＧ発光の有機ＥＬ領域におけるアノード端までの配線抵抗は８５０Ωであった（Ｒ、Ｂも同様）。

図６の電位−輝度特性（γ特性）をもつ各素子を用いた有機ＥＬ領域において、アノード端子側（給電側）に最も近い各ストライプにおいて、発光輝度×発光面積の比率がＲ：Ｇ：Ｂ＝２：４：１になるように、各色のアノード端子電位を調整し、実施例１と同様に駆動した。

このときの、各素子の発光輝度（給電側の各素子及びアノード端子から遠い最端側の各素子）を測定した結果を示す。

尚、発光輝度は給電側に最も近接した各色有機ＥＬ領域及び最も離れた最端側の各色有機ＥＬ領域でそれぞれ測定した（いずれも給電側のアノード端部で測定した）。

アノード端子に最も近接した側とアノード端子から最も遠い最端側のＲ、Ｇ、Ｂの各輝度比率が異なるが、面積を考慮した色間の輝度差は変わっていない。Ｒ：Ｇ：Ｂ≒２：４：１
比較例３
実施例３と同様に、２．２インチ（電極長３４ｍｍ）サイズのバックライトを作製した。但し、Ｒ、Ｇ、Ｂストライプ各発光部の幅は全て均一な４００μｍ幅とし、ストライプ間スペースは５０μｍ（図９）。各有機ＥＬ素子は実施例３で用いたものと同じものを用いた。各アノード端子（給電側）から、アノード端子から最も遠い最端の各色のストライプ状有機ＥＬ領域アノード端までの配線抵抗８５０Ωであった。図９に、各色発光のアノード、アノード端子１０２ｂ及びこれを連結する配線部を示した。

各色のアノードに連結する各アノード端子の電位を調整して、アノード端子側（給電側）に近接したＲ、Ｇ、Ｂの各発光領域の発光輝度×発光面積の比率を表に示すように、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２：４：１になるように設定した。

これを実施例１と同様に駆動した。このときの、各色素子の発光輝度（給電側の各素子及びアノード端子から遠い最端側の各素子）を測定した結果を示す。

尚発光輝度は各有機ＥＬ領域の給電側に最も近接した領域及びアノード端子から最も離れた最端側の各色の有機ＥＬ領域の発光を測定した（いずれも給電側のアノード端部で測定した）。

結果を表４に示した。

アノード端子側の各色の発光部面積とアノード端子側から最も遠い最端側の各色の発光部面積が同一であるため、アノード端子側のＲ、Ｇ、Ｂの発光比率と、アノード端子側から遠い最端側のＲ、Ｇ、Ｂの発光比率が異なり、色差が大きな差になることがわかる。Ｒ：Ｇ：Ｂ≒２：３．３：１。

液晶表示パネルとバックライトからなるフィールドシーケンシャル方式のＬＣＤの要部の断面図である。 フィールドシーケンシャル方式に用いられるバックライトの構成例の概略図である。 Ｒ、Ｇ、Ｂ発光の各有機ＥＬ領域をストライプ状に単純に並べたバックライトの各有機ＥＬ領域のみを取り出して図示したものである。 青色発光の有機ＥＬ領域の面積を大きくした例を示す図である。 単位面積あたりの有機ＥＬ領域の数を色によって変化させた例を示す図である。 代表的なＲ、Ｇ、Ｂ発光の有機ＥＬ素子（実施例記載）の印加電圧と発光（輝度）の関係を示すグラフである。 バックライトのエリアによってそれぞれの有機ＥＬ領域の面積比が異なる例を示す図である。 アノードからアノード端子１０２ｂまでの配線部を示す図である。 アノードからアノード端子１０２ｂまでの配線部を示す図である。

符号の説明

１００ 有機ＥＬバックライト
１０１ 透明基板
１０２ アノード
１０３ 有機ＥＬ層
１０４ カソード
１０８ 隔壁レジスト
１１１ カソード端子
２００ 液晶表示パネル
２０１ 偏光板
２０２ 透明基板
２０３ ＴＦＴ
２０４ 画素電極
２０６ 液晶層

Claims (6)

1. フィールドシーケンシャル駆動ＬＣＤパネルに用いられる有機ＥＬデバイスを用いたバックライトであって、前記バックライトの発光部が、異なる色にそれぞれ発光する２以上の有機ＥＬ領域からなり、異なる色にそれぞれ発光する前記有機ＥＬ領域の面積が異なることを特徴とするバックライト。
2. 前記発光部の異なる色にそれぞれ発光する２以上の前記有機ＥＬ領域において、発光寿命が短い有機ＥＬ領域の面積が大きいことを特徴とする請求項１に記載のバックライト。
3. フィールドシーケンシャル駆動ＬＣＤパネルに用いられる有機ＥＬデバイスを用いたバックライトであって、バックライトの発光部が、異なる色にそれぞれ発光する２以上の有機ＥＬ領域からなり、異なる色にそれぞれ発光する前記有機ＥＬ領域の単位面積あたりの数が異なることを特徴とするバックライト。
4. 前記発光部の異なる色にそれぞれ発光する２以上の前記有機ＥＬ領域において、発光寿命が短い有機ＥＬ領域（発光部）の数が多いことを特徴とする請求項３に記載のバックライト。
5. フィールドシーケンシャル駆動ＬＣＤパネルに用いられる有機ＥＬデバイスを用いたバックライトであって、バックライトの発光部が、異なる色にそれぞれ発光する２以上の有機ＥＬ領域からなり、それぞれの有機ＥＬ領域の面積が異なり、かつ、バックライトのエリアによってそれぞれの有機ＥＬ領域の面積比が異なることを特徴とするバックライト。
6. 電圧に対する輝度特性（γ特性）における傾きが急峻な発光色をもつ有機ＥＬ領域の面積割合が、これより傾きが小さい発光色をもつ有機ＥＬ領域に対して、給電側から遠いほど大きくなることを特徴とする請求項５に記載のバックライト。

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