JPWO2010116718A1 - 有機エレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents
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Abstract
主基板（１０１）上に赤色発光層（１１１）、緑色発光層（１１２）、青色発光層１１３）を含む複数の有機ＥＬ発光部を配置してなる有機ＥＬ表示装置１は、所望の青色光に対して選択的な透過性を有する第１部位（Ｂ）と、少なくとも前記所望の青色光以外の可視光に対して吸収性を有する第２部位（Ｍ）とを有する第１調光層（１０９）と、所望の赤色光と所望の緑色光との中間の波長の光に対して選択的な吸収性を一面に有する第２調光層（１０６）とを備え、第１部位Ｂが青色発光層（１１３）に重なって配置され、第２部位（Ｍ）が非発光部であるバンク（１０４）に重なって配置されている。第１部位（Ｂ）と第２部位（Ｍ）とが同一材料で一体に形成されてもよく、また、第２部位（Ｍ）が可視光全域に対して吸収性を有してもよい。
Description
本発明は、多色発光が可能な有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置に関する。
有機ＥＬ表示装置は、有機化合物の電界発光現象を利用した発光表示装置であり、携帯電話機などに用いられる小型の表示装置として実用化されている。
有機ＥＬ表示装置は、画素ごとに独立に発光制御可能な複数の有機ＥＬ素子を基板上に配置して構成される。多色発光が可能な有機ＥＬ表示装置は、例えば青、緑、赤といった異なる色（異なる波長）の光を発生する複数の単色発光有機ＥＬ素子を周期的に配列することで構成される。
多色発光有機ＥＬ表示装置を含むカラー表示装置には、その表示品質性能として、出射光の色純度が高いこと、および、コントラストに優れた画像が表示可能であることが求められる。そのような要請に応えるべく、従来、種々の表示装置が提案されている。
ここで、色純度が高いは、色度座標において、可視光領域の単波長の光が描く軌跡で囲まれた領域のより多くの部分を表現可能であることを意味する。
また、コントラストとは、非発光部と発光部の輝度の比（発光部の輝度÷非発光部の輝度）を意味する。本来、非発光である部位が外光反射などで輝度が高い場合、コントラストは低く、表示装置は鮮明な画像を表示できない。逆に非発光である部位の輝度が低い場合、コントラストは高く、より深い黒表示が可能であるため、表示装置は鮮明な画像を表示することが可能となる。
特許文献１は、波長選択層（カラーフィルタ）の各有機ＥＬ素子に合わせた部位に、各有機ＥＬ素子で生じた青、緑、および赤の何れかの光を選択的に透過させる波長選択性を持たせた多色発光有機ＥＬ表示装置を開示している。このような構成に、隣接する有機ＥＬ素子間の非発光領域上に可視光吸収材料を配置する慣用の構成（ブラックマトリクスと呼ばれる）を組み合わせてもよい。
この多色発光有機ＥＬ表示装置によれば、出射光の色に適した波長選択特性を持つカラーフィルタによって各有機ＥＬ素子の出射光の色純度が高められ、かつ、可視光吸収材料によって外光が吸収されることでコントラストに優れた画像が表示できる。
また、特許文献２は、２つの出射光の波長の間の波長（例えば青と緑の間の中間波長および緑と赤の間の中間波長）の光を全面で吸収するディスプレイフィルタ、およびそのようなディスプレイフィルタを用いたプラズマディスプレイパネルを開示している。
このディスプレイフィルタによれば、各発光画素からの出射光に含まれる中間波長の光が吸収されることにより、出射光の色純度が高められる。
しかしながら、特許文献１の多色発光有機ＥＬ表示装置では、カラーフィルタの各有機ＥＬ素子に合わせた部位に出射光の色に適した波長選択特性を持たせるため、優れた色純度が得られる反面、作製コストの面で課題がある。例えば、青、緑、赤用のそれぞれのカラーフィルタに対応する色素材料、およびブラックマトリクスに対応する可視光吸収材料の４種類の材料を塗り分けるといったプロセスが必要となるため、カラーフィルタの作製に要するコストは大きくならざるを得ない。
特許文献２のディスプレイフィルタによれば、全面で均一な波長選択特性を持つため、非常に安価に作製できる反面、青および緑の光の発光ピーク波長が近接している有機ＥＬ表示装置には不向きであるという課題がある。有機ＥＬ表示装置において青と緑の中間波長の光を吸収すれば有用な波長の光まで吸収されてしまい、例えば、青の色純度を得るために緑の発光効率が大きく低減するといった不都合が生じる。
なお、カラーフィルタを用いない構成も考えられる。この場合、有機ＥＬ発光材料に起因する問題で青の色純度が一般に低い問題がある。これを解決するために、光学キャビティ効果を用いて、色純度を改善できることが一般に知られているが、この方法によれば、視野角による色変化が一般に大きくなる問題がある。したがって、カラーフィルタを用いない構成では、高い表示品質性能を得ることは難しい。
また、コントラストを改善するためには、偏光板を用いて外光の反射率を低減する手法が一般に知られている。しかし、偏光板は一般に高価であり、コストの問題が大きい。かつ、偏光板は、デバイス内部からの発光の透過率が低いために輝度の低下や消費電力の増大の問題がある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、色純度およびコントラストに優れる画像が表示可能で、かつ作製コストの低減に適した構成の多色発光有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の多色発光有機ＥＬ表示装置は、主基板上に赤色光、緑色光、または青色光を発する複数の有機ＥＬ発光部と非発光部を配置してなる多色発光有機ＥＬ表示装置であって、所望の青色光に対して選択的な透過性を有する第１部位と、少なくとも前記所望の青色光以外の可視光に対して吸収性を有する第２部位とを有する第１調光層と、所望の赤色と所望の緑色光との中間の波長の光に対して選択的な吸収性を一面に有する第２調光層とを備え、前記第１部位が前記青色光の発光部に重なって配置され、前記第２部位が前記非発光部に重なって配置されている。
ここで、前記第１調光層が複数の開口部を有すると共に、前記第１部位と前記第２部位とが同一材料で一体に形成されており、前記複数の開口部は、前記赤色光の発光部及び前記緑色光の発光部に重なって配置されていてもよく、また、前記第２部位が可視光全域に対して吸収性を有していてもよい。
前記多色発光有機ＥＬ表示装置は、赤色光に対して選択的な透過性を有する調光層、及び、緑色光に対して選択的な透過性を有する調光層を含まないことが望ましい。
このような構成によれば、前記第１部位と前記第２部位の２種類の部位を有する前記第１調光層を作製する場合、３色のカラーフィルタおよびブラックマトリクスとして機能する４種類の部位を有する従来のカラーフィルタを作製する場合と比べて、レジストによるパターニング工程の数が半分以下になることから、作製コストが半分以下になる。前記第２調光層はベタ膜で実現できるため、非常に安価に作製される。
また、前記第１調光層と前記第２調光層とで所望の調光が実現されるため、赤色光に対して選択的な透過性を有する調光層、及び、緑色光に対して選択的な透過性を有する調光層を別途含んでいる必要がない。
前記第２調光層は、緑と赤の中間の波長を吸収することにより緑と赤の色純度を確保する。さらに、当該中間の波長に属する外光（例えば、蛍光灯のピーク波長）も吸収するので、外光反射率が抑えられる結果コントラストが向上する。外光の吸収によるコントラストの向上には、前記第１調光層の前記第１部位も寄与する。
前記第１調光層の前記第１部位は、青用のカラーフィルタとして機能し、青の色純度を確保する。前記第２調光層は、緑と赤の中間波長を選択的に吸収するので、青の発光効率を悪化させない。
本発明の多色発光有機ＥＬ表示装置では、青色光の発光部に重なって配置され青用のカラーフィルタとして機能する第１部位と、非発光部に重なって配置され少なくとも青以外の可視光を吸収する第２部位とを有する第１調光層と、赤色光と緑色光の中間の波長の光に対する選択的な吸収性を一面に有する第２調光層とを用いることにより、好適な出射光の色度、発光効率、外光反射率を得ることができる。
前記第１調光層の前記第２部位は、前記第１部位の青用のカラーフィルタと同一材料で一体に形成されてもよく、また、従来用いられているブラックマトリクスでもよい。
第１調光層は、青用のカラーフィルタのみで構成されるか、または、青用のカラーフィルタおよびブラックマトリクスのみで構成されるので、青、緑、赤用のそれぞれのカラーフィルタおよびブラックマトリクスで構成される従来のカラーフィルタと比べて、少ないコストで作製するのに適している。第２調光層は、ベタ膜で実現できるので、非常に安価に作製できる。
本発明にかかる多色発光有機ＥＬ表示装置（以下、有機ＥＬ表示装置と言う）は、主基板上に赤色光、緑色光、または青色光を発する複数の有機ＥＬ発光部を配置してなる多色発光有機ＥＬ表示装置であって、所望の青色光に対して選択的な透過性を有する第１部位と少なくとも前記所望の青色光以外の可視光に対して吸収性を有する第２部位とを有する第１調光層と、所望の赤色光と所望の緑色光との中間の波長の光に対して選択的な吸収性を一面に有する第２調光層とを備えることによって特徴付けられる。
発明者らは、本発明を行うにあたり、カラー有機ＥＬ表示装置における表示品質性能として、出射光の色度、発光効率、外光反射率に着目した。これらの項目は、有機ＥＬ素子の発光スペクトル（ＥＬスペクトル）と、第１調光層および第２調光層の吸収スペクトルとに基づいて定められる。
出射光の色度は高い色純度を示す色度値に近い方が色再現性の観点から好ましく、発光効率は高い方が消費電力の観点から好ましく、外光反射率は低い方が明所コントラストと映り込みの観点から好ましい。
また、作製コストとして、調光層の作製工程数に着目した。
調光層の作製工程数は、少ない方が作製コストを低減する観点から好ましい。
発明者らは、数多くのＥＬスペクトルと吸収スペクトルを用いて出射光の色度、発光効率、外光反射率を計算し、その結果を鋭意検討した結果、上述のように構成されたカラー有機ＥＬ装置が、色純度およびコントラストに優れる画像が表示可能で、かつ作製コストの低減に適していることを確認した。
以下、本発明の実施の形態にかかるカラー有機ＥＬ表示装置について、図面を参照しながら説明する。
本実施の形態では、実施例１、２、および比較例１〜５の、異なる７つの構成を比較することで、本発明の有用性と本発明の必然性について説明する。
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１に係る有機ＥＬ表示装置１の構成の一例を示す分解斜視図である。
図１は、本発明の実施例１に係る有機ＥＬ表示装置１の構成の一例を示す分解斜視図である。
図２は、有機ＥＬ表示装置１のＡＡ’断面を示す断面図である。
有機ＥＬ表示装置１は、赤色光、緑色光、青色光の発光部である赤色発光層１１１、緑色発光層１１２、青色発光層１１３、および非発光部であるバンク１０４が設けられた主基板１０１と、第１調光層１０９が形成された副基板１０７とを、第２調光層１０６にて貼り合わせて構成される。
第１調光層１０９は、青色発光層１１３に重なる位置に配置され所望の青色光に対して選択的な透過性を有する第１部位（図１で符号Ｂで示す部分）、および、バンク１０４に重なる位置に配置され前記所望の青色光以外の可視光に対して吸収性を有する第２部位（図１で符号Ｍで示す部分）を有している。
有機ＥＬ表示装置１では、前述した第１部位および第２部位として、青色発光層１１３に重なる位置およびバンク１０４に重なる位置に青カラーフィルタ１２３が一体に形成される。
青カラーフィルタ１２３は、赤色発光層１１１に重なる位置及び緑色発光層１１２に重なる位置には形成されない。これにより、第１調光層１０９は、赤色発光層１１１及び緑色発光層１１２に重なって配置される開口部１０８を有している。
次に、図２を参照して、本発明に係る実施例における有機ＥＬ表示装置１の製造方法を説明する。
本実施例では、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置を例として説明するが、ボトムエミッション型でも同様の効果を得ることが出来る。
まず、主基板１０１を準備する。主基板１０１には、アクティブマトリクス表示装置において周知の、トランジスタアレイなどを含む駆動回路が形成される。
次に、反射性の陽極１０２を形成し、続いて所定の形状にパターニングする。陽極１０２の材料は特に限定されるものではなく、一例として、アルミニウム、銀、クロム、ニッケルなどが挙げられる。発光効率の観点から、反射率の高い材料を好ましく用いることができる。陽極１０２は、複数の層の積層構造でもよく、例えばアルミニウム上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を形成したものであってもよい。
次に、バンク１０４を形成し、続いて陽極１０２の上部を露出させるようにパターニングする。バンク１０４の材料は、特に限定されるものではなく、例えば、絶縁性かつ感光性の樹脂が用いられる。成膜方法およびパターニング方法も、特に限定されるものではなく、例えば、ウェットプロセスにて全面成膜後、フォトリソグラフィー法にてパターニングを行ってもよい。
次に、正孔輸送層１０３を形成する。正孔輸送層１０３の材料は特に限定されるものではなく、一例として、低分子系の材料でも高分子系の材料でも、それらの混合物であってもよい。一般的にはトリアリールアミン誘導体を好ましく用いることができる。また、正孔輸送層１０３の形成方法も、特に限定されるものではなく、インクジェット法のようなウェットプロセスでも、真空蒸着法のようなドライプロセスでもよい。
次に、赤色発光層１１１、緑色発光層１１２、青色発光層１１３を形成する。赤色発光層１１１、緑色発光層１１２、青色発光層１１３のそれぞれに用いられる発光材料は、低分子系の材料でも高分子系の材料でもそれらの混合物であってもよい。これらの発光材料は、出射光として望まれる色度に対してある程度近い色度の光を発する材料である必要がある。発光材料による発生スペクトルと、調光層によって色補正を受けた後の出射光の色度について、後ほど詳細に述べる。
次に、陰極１０５を形成する。陰極１０５は、電子注入機能を有しており、電子注入層としても機能する。陰極１０５の構造としては、特に限定されるものではないが、トップエミッション構造の場合は、可視光透過率がある程度高いことが必要である。例えば、フッ化リチウムとマグネシウムと銀の合金を積層した構成を用いることができる。
上記までの製造工程とは独立して、第１調光層１０９を有する副基板１０７を製造しておく。副基板１０７は、例えばガラス基板である。
第１調光層１０９は、所望の青色光に対して選択的な透過性を有する第１部位および少なくとも前記所望の青色光以外の可視光に対して吸収性を有する第２部位として、青色発光層１１３および非発光部に位置を合わせて同一材料で一体に形成された青カラーフィルタ１２３からなる。ここで、非発光部とは、バンク１０４が存在する所であり、この部分は電気的に絶縁されているために発光しない。
青カラーフィルタ１２３は、青色発光層１１３で生じた光に含まれる所望の青色光を選択的に透過することで青色の純度を向上させる。また、バンク１０４上で外光に含まれる前記所望の青色光以外の可視光を吸収することにより表示画像のコントラストを改善する。
青カラーフィルタ１２３の材質は特に限定されるものではないが、樹脂に顔料あるいは染料を分散したものを好ましく用いることができる。その吸収スペクトルは重要であり、発光スペクトルとの関係は後ほど詳述する。
副基板１０７上に青カラーフィルタ１２３およびブラックマトリクス１２４を製造する方法も特に限定されるものではないが、例えば、感光性の樹脂に顔料を分散したものを用いて、フォトリソグラフィー法を用いる方法が挙げられる。
最後に、第１調光層１０９を担持した副基板１０７と有機ＥＬ発光部を担持した主基板１０１を第２調光層１０６で貼り合わせる。
この方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、顔料を光硬化性の樹脂に分散し、この樹脂で主基板１０１と副基板１０７とを接着させた後、光照射により固定する方法が挙げられる。なお、図２に示すように、青カラーフィルタ１２３の第２部位として形成された部分とバンク１０４の位置を合わせる必要がある。
第２調光層１０６の吸収スペクトルは重要であり、所望の赤色光と所望の緑色光との中間の波長の光に対して選択的な吸収性を有している必要がある。一例として、６００ｎｍと５２０ｎｍとの間の波長で吸収率が極大となるような吸収スペクトルを有してもよい。吸収スペクトルと出射光の色度との関係については、後ほど詳述する。
（実施例２）
実施例２では、実施例１と比べて、有機ＥＬ発光部の形成方法は同じであるが、第１調光層１１０の構成が異なる。
実施例２では、実施例１と比べて、有機ＥＬ発光部の形成方法は同じであるが、第１調光層１１０の構成が異なる。
図３は、実施例２に係る有機ＥＬ表示装置２の構成の一例を示す断面図であり、図２の有機ＥＬ表示装置１のＡＡ’断面に対応する。有機ＥＬ表示装置２の第１調光層１１０は、下記のように作製した。
主基板１０１上に有機ＥＬ発光部を製造する工程とは独立して、第１調光層１１０を有する副基板１０７を製造しておく。副基板１０７は、例えばガラス基板である。
第１調光層１１０は、青色発光層１１３に位置を合わせて形成され、所望の青色光に対して選択的な透過性を有する第１部位である青カラーフィルタ１２３と、非発光部に位置を合わせて形成され、可視光全域に対して吸収性を有する第２部位であるブラックマトリクス１２４とからなる。ここで、非発光部とは、バンク１０４が存在する所であり、この部分は電気的に絶縁されているために発光しない。
青カラーフィルタ１２３およびブラックマトリクス１２４は、赤色発光層１１１に重なる位置及び緑色発光層１１２に重なる位置には形成されない。これにより、第１調光層１１０は、赤色発光層１１１及び緑色発光層１１２に重なって配置される開口部１０８を有している。
青カラーフィルタ１２３は、青色発光層１１３で生じた光に含まれる所望の青色光を選択的に透過することで青色の純度を向上させる。青カラーフィルタ１２３の材質は特に限定されるものではないが、樹脂に顔料あるいは染料を分散したものを好ましく用いることができる。その吸収スペクトルは重要であり、発光スペクトルとの関係は後ほど詳述する。
ブラックマトリクス１２４は、可視光全域で、例えば９０％以上（望ましくは、ほぼ１００％）の吸収率を有し、外光を吸収することにより表示画像のコントラストを改善する。ブラックマトリクス１２４の材質は特に限定されるものではないが、樹脂に顔料あるいは染料を分散したものを好ましく用いることができる。
副基板１０７上に青カラーフィルタ１２３およびブラックマトリクス１２４を製造する方法も特に限定されるものではないが、例えば、感光性の樹脂に顔料を分散したものを用いて、フォトリソグラフィー法を用いる方法が挙げられる。
最後に、第１調光層１１０を担持した副基板１０７と有機ＥＬ発光部を担持した主基板１０１を第２調光層１０６で貼り合わせる。
この方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、顔料を光硬化性の樹脂に分散し、この樹脂で主基板１０１と副基板１０７とを接着させた後、光照射により固定する方法が挙げられる。なお、図３に示すように、ブラックマトリクス１２４とバンク１０４の位置を合わせる必要がある。
次に、比較例１〜５について説明する。比較例１〜５は、実施例１および２との対照のため、それぞれ実施例１、２の一部を変更して構成される。
（比較例１）
第１調光層１０９および第２調光層１０６を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ表示装置を作製した。
第１調光層１０９および第２調光層１０６を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ表示装置を作製した。
（比較例２）
第２調光層１０６を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ表示装置を作製した。
第２調光層１０６を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ表示装置を作製した。
（比較例３）
第１調光層１０９を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ表示装置を作製した。
第１調光層１０９を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ表示装置を作製した。
（比較例４）
第１調光層１１０にブラックマトリクスを設けなかったこと以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬ表示装置を作製した。
第１調光層１１０にブラックマトリクスを設けなかったこと以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬ表示装置を作製した。
（比較例５）
第１調光層１１０として、実施例２の青カラーフィルタおよびブラックマトリクスに加えて、緑色発光層の位置に合わせて緑カラーフィルタを設け、赤色発光層の位置に合わせて赤カラーフィルタを設けたこと、および第２調光層１０６を用いなかったこと以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬ表示装置を作製した。
第１調光層１１０として、実施例２の青カラーフィルタおよびブラックマトリクスに加えて、緑色発光層の位置に合わせて緑カラーフィルタを設け、赤色発光層の位置に合わせて赤カラーフィルタを設けたこと、および第２調光層１０６を用いなかったこと以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬ表示装置を作製した。
次に、検討の前提とした各種のスペクトルについて説明する。
図４は、実施例１、２および比較例１〜５に用いた赤、緑および青の発光材料にて発生する光のスペクトル（以下、ＥＬスペクトルと言う）を示すグラフである。これらは、第１調光層１０９、第１調光層１１０および第２調光層１０６を透過する前のスペクトルである。
これらは、有機ＥＬの発光スペクトルの形状として典型的なものであり、正規分布関数類似の関数を用いて再現したものである。
図５は、実施例１、２および比較例１〜５に用いた第１調光層１０９および第１調光層１１０の青カラーフィルタ１２３の赤、緑および青の吸収スペクトル、および第２調光層１０６の吸収スペクトルを示すグラフである。これらは、液晶表示装置用あるいは有機ＥＬ表示装置用のカラーフィルタの吸収スペクトルの形状として典型的なものであり、正規分布関数類似の関数を用いて再現したものである。
図６は、実施例１、２および比較例１〜５において、外光反射率を計算するために用いた蛍光灯のスペクトルを示すグラフである。参考のため、第２調光層１０６を２度透過した場合の吸収スペクトルと蛍光灯のスペクトルを合わせて示している。
このようなスペクトルを前提として、実施例および比較例１〜５の、赤、緑、青の出射光の色度、赤、緑、青の出射光の輝度比（比較例１を１００％とする）、外光反射率（比較例１を１００％とする）を計算で求めた。
表１に、実施例１、２および比較例１〜５について、これらの計算結果とともに、構造、および調光層の成膜工程数をまとめる。
ここで、調光層透過後のスペクトルは、上述したＥＬスペクトルに調光層の吸収スペクトルを掛け合せて計算した。
色度は、調光層透過後のスペクトルから計算した。
輝度比は、調光層透過後のスペクトルの面積比（視感度曲線を考慮）から計算した。
外光反射率は、図６の蛍光灯のスペクトルが調光層を入射時と出射時の２度透過して得られるスペクトルの面積比（視感度曲線を考慮）から計算した。
なお、これらの計算結果は、実測とよく一致する有効なものであることを別途確認している。
表１を参照して、まず、比較例１と実施例１および実施例２との比較から、以下のことが分かる。
実施例１および実施例２では赤、青、緑全ての色度が向上していることが分かる。特に、青の色度は大きく改善し、実用領域に入っている。青の色度は、青の画素と位置を合わせた青カラーフィルタにより改善されており、緑と赤の色度は、第２調光層１０６によって改善されている。
また、外光反射率が大きく低減されている。外光反射率は、第２調光層１０６と第１調光層１０９または第１調光層１１０による外光の吸収で改善されている。
以上から、第１調光層１０９、第１調光層１１０、および第２調光層１０６が色度と外光反射の改善に大きく寄与していることが分かる。
また、比較例２と実施例１および実施例２の比較から、以下のことが分かる。
実施例１および実施例２においては、赤と緑の色度が改善されていることがわかる。これは、第２調光層１０６による色補正に基づいている。
また、実施例１および実施例２では、外光反射率が改善されている、これは第２調光層１０６による外光吸収で改善されている。
以上から、第２調光層１０６を用いることで緑と赤の色度および外光反射率が改善されることが分かる。
また、比較例３と実施例１および実施例２の比較から、以下のことが分かる。
実施例１および実施例２においては、青の色度と外光反射率が改善されていることが分かる。これは、第１調光層１０９または第１調光層１１０の青色を透過する第１部位によって青の色度が改善されていることに基づく。
また、外光反射率が改善されていることが分かる。これは、実施例１においては、第１調光層１０９の青色以外の可視光を吸収する第２部位によって外光が吸収されることに基づいている。実施例２においては、非発光部に合わせてブラックマトリクス１２４を形成したため、さらに外光反射が抑制されていることが分かる。
以上から、第１調光層１０９および第１調光層１１０が青色の色度改善と外光反射率の改善に重要であることが分かる。
また、比較例４と実施例１および実施例２との比較から、以下のことが分かる。
実施例１および実施例２において、外光反射率が改善していることが分かる。これは、第１調光層１０９の青色以外の可視光を吸収する第２部位あるいはブラックマトリクス１２４によってバンク１０４上の外光が吸収されていることに基づいている。
以上から、第１調光層１０９の青色以外の可視光を吸収する第２部位あるいはブラックマトリクス１２４が外光反射率の改善に重要であることがわかる。
また、比較例５と実施例１および２との比較から、以下のことが分かる。
色度と発光輝度比と外光反射率は同程度であるが、実施例１および２の方が製造工程が少なくてよいことが分かる。
第２調光層１０６をベタ膜として形成する工程は、３色カラーフィルタおよびブラックマトリクスを形成する工程よりも非常にコストが小さいため、実施例のカラーフィルタ部の作製コストは比較例５に比較して実施例１では半分以下、実施例２では半分程度でよいことが分かる。
結論として、本発明に係る実施例の有機ＥＬ表示装置によれば、従来の３色カラーフィルタおよびブラックマトリクスと同等の色度、輝度比、外光反射率の性能を示し、かつカラーフィルタの作製にかかるコストを半分以下にできる。
また、さらに別のＥＬスペクトル、調光層の吸収スペクトルを用いて数多くの計算を行った結果、上述の結論は、スペクトルの形状（ピーク波長位置および半値幅やスペクトルの裾の広がり）を多少変えても成り立つものであることを確認した。
以上、本発明の有機ＥＬ表示装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものも本発明の範囲内に含まれる。
本発明にかかる有機ＥＬ表示装置は、特に、薄膜トランジスタと組み合わせた大画面アクティブマトリクス型の多色発光が可能な表示装置への応用に適性があり、例えば、テレビ、パーソナルコンピュータなどのあらゆる表示装置に利用できる。
１、２ 有機ＥＬ表示装置
１０１ 主基板
１０２ 陽極
１０３ 正孔輸送層
１０４ バンク
１０５ 陰極
１０６ 第２調光層
１０７ 副基板
１０８ 開口部
１０９、１１０ 第１調光層
１１１ 赤色発光層
１１２ 緑色発光層
１１３ 青色発光層
１２３ 青カラーフィルタ
１２４ ブラックマトリクス
１０１ 主基板
１０２ 陽極
１０３ 正孔輸送層
１０４ バンク
１０５ 陰極
１０６ 第２調光層
１０７ 副基板
１０８ 開口部
１０９、１１０ 第１調光層
１１１ 赤色発光層
１１２ 緑色発光層
１１３ 青色発光層
１２３ 青カラーフィルタ
１２４ ブラックマトリクス
【０００３】
コストは大きくならざるを得ない。
［００１３］
特許文献２のディスプレイフィルタによれば、全面で均一な波長選択特性を持つため、非常に安価に作製できる反面、青および緑の光の発光ピーク波長が近接している有機ＥＬ表示装置には不向きであるという課題がある。有機ＥＬ表示装置において青と緑の中間波長の光を吸収すれば有用な波長の光まで吸収されてしまい、例えば、青の色純度を得るために緑の発光効率が大きく低減するといった不都合が生じる。
［００１４］
なお、カラーフィルタを用いない構成も考えられる。この場合、有機ＥＬ発光材料に起因する問題で青の色純度が一般に低い問題がある。これを解決するために、光学キャビティ効果を用いて、色純度を改善できることが一般に知られているが、この方法によれば、視野角による色変化が一般に大きくなる問題がある。したがって、カラーフィルタを用いない構成では、高い表示品質性能を得ることは難しい。
［００１５］
また、コントラストを改善するためには、偏光板を用いて外光の反射率を低減する手法が一般に知られている。しかし、偏光板は一般に高価であり、コストの問題が大きい。かつ、偏光板は、デバイス内部からの発光の透過率が低いために輝度の低下や消費電力の増大の問題がある。
［００１６］
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、色純度およびコントラストに優れる画像が表示可能で、かつ作製コストの低減に適した構成の多色発光有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［００１７］
上記の課題を解決するために、本発明の多色発光有機ＥＬ表示装置は、主基板上に、赤色光を発する赤色発光部、緑色光を発する緑色発光部、青色光を発する青色発光部からなる複数の有機ＥＬ発光部と、非発光部とを配置してなる多色発光有機ＥＬ表示装置であって、所望の青色光に対して選択的な透過性を有する第１部位と、少なくとも前記所望の青色光以外の可視光に対して吸収性を有する第２部位とを有する第１調光層と、所望の赤色と所望の緑色光との中間の波長の光に対して選択的な吸収性を有する第２調光層とを
コストは大きくならざるを得ない。
［００１３］
特許文献２のディスプレイフィルタによれば、全面で均一な波長選択特性を持つため、非常に安価に作製できる反面、青および緑の光の発光ピーク波長が近接している有機ＥＬ表示装置には不向きであるという課題がある。有機ＥＬ表示装置において青と緑の中間波長の光を吸収すれば有用な波長の光まで吸収されてしまい、例えば、青の色純度を得るために緑の発光効率が大きく低減するといった不都合が生じる。
［００１４］
なお、カラーフィルタを用いない構成も考えられる。この場合、有機ＥＬ発光材料に起因する問題で青の色純度が一般に低い問題がある。これを解決するために、光学キャビティ効果を用いて、色純度を改善できることが一般に知られているが、この方法によれば、視野角による色変化が一般に大きくなる問題がある。したがって、カラーフィルタを用いない構成では、高い表示品質性能を得ることは難しい。
［００１５］
また、コントラストを改善するためには、偏光板を用いて外光の反射率を低減する手法が一般に知られている。しかし、偏光板は一般に高価であり、コストの問題が大きい。かつ、偏光板は、デバイス内部からの発光の透過率が低いために輝度の低下や消費電力の増大の問題がある。
［００１６］
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、色純度およびコントラストに優れる画像が表示可能で、かつ作製コストの低減に適した構成の多色発光有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［００１７］
上記の課題を解決するために、本発明の多色発光有機ＥＬ表示装置は、主基板上に、赤色光を発する赤色発光部、緑色光を発する緑色発光部、青色光を発する青色発光部からなる複数の有機ＥＬ発光部と、非発光部とを配置してなる多色発光有機ＥＬ表示装置であって、所望の青色光に対して選択的な透過性を有する第１部位と、少なくとも前記所望の青色光以外の可視光に対して吸収性を有する第２部位とを有する第１調光層と、所望の赤色と所望の緑色光との中間の波長の光に対して選択的な吸収性を有する第２調光層とを
【０００４】
備え、前記第１部位が前記青色光の発光部に重なって配置され、前記第２部位が前記非発光部に重なって配置され、前記第２調光層は、前記有機ＥＬ発光部及び前記非発光部に重なって配置されている。
［００１８］
ここで、前記第１調光層が複数の開口部を有すると共に、前記第１部位と前記第２部位とが同一材料で一体に形成されており、前記複数の開口部は、前記赤色発光部及び前記緑色発光部に重なって配置されていてもよく、また、前記第２部位が可視光全域に対して吸収性を有していてもよい。
［００１９］
前記多色発光有機ＥＬ表示装置は、赤色光に対して選択的な透過性を有する調光層、及び、緑色光に対して選択的な透過性を有する調光層を含まないことが望ましい。
［００２０］
このような構成によれば、前記第１部位と前記第２部位の２種類の部位を有する前記第１調光層を作製する場合、３色のカラーフィルタおよびブラックマトリクスとして機能する４種類の部位を有する従来のカラーフィルタを作製する場合と比べて、レジストによるパターニング工程の数が半分以下になることから、作製コストが半分以下になる。前記第２調光層はベタ膜で実現できるため、非常に安価に作製される。
［００２１］
また、前記第１調光層と前記第２調光層とで所望の調光が実現されるため、赤色光に対して選択的な透過性を有する調光層、及び、緑色光に対して選択的な透過性を有する調光層を別途含んでいる必要がない。
［００２２］
前記第２調光層は、緑と赤の中間の波長を吸収することにより緑と赤の色純度を確保する。さらに、当該中間の波長に属する外光（例えば、蛍光灯のピーク波長）も吸収するので、外光反射率が抑えられる結果コントラストが向上する。外光の吸収によるコントラストの向上には、前記第１調光層の前記第１部位も寄与する。
［００２３］
前記第１調光層の前記第１部位は、青用のカラーフィルタとして機能し、青の色純度を確保する。前記第２調光層は、緑と赤の中間波長を選択的に吸収するので、青の発光効率を悪化させない。
発明の効果
［００２４］
本発明の多色発光有機ＥＬ表示装置では、青色光の発光部に重なって配置され青用のカラーフィルタとして機能する第１部位と、非発光部に重なって
備え、前記第１部位が前記青色光の発光部に重なって配置され、前記第２部位が前記非発光部に重なって配置され、前記第２調光層は、前記有機ＥＬ発光部及び前記非発光部に重なって配置されている。
［００１８］
ここで、前記第１調光層が複数の開口部を有すると共に、前記第１部位と前記第２部位とが同一材料で一体に形成されており、前記複数の開口部は、前記赤色発光部及び前記緑色発光部に重なって配置されていてもよく、また、前記第２部位が可視光全域に対して吸収性を有していてもよい。
［００１９］
前記多色発光有機ＥＬ表示装置は、赤色光に対して選択的な透過性を有する調光層、及び、緑色光に対して選択的な透過性を有する調光層を含まないことが望ましい。
［００２０］
このような構成によれば、前記第１部位と前記第２部位の２種類の部位を有する前記第１調光層を作製する場合、３色のカラーフィルタおよびブラックマトリクスとして機能する４種類の部位を有する従来のカラーフィルタを作製する場合と比べて、レジストによるパターニング工程の数が半分以下になることから、作製コストが半分以下になる。前記第２調光層はベタ膜で実現できるため、非常に安価に作製される。
［００２１］
また、前記第１調光層と前記第２調光層とで所望の調光が実現されるため、赤色光に対して選択的な透過性を有する調光層、及び、緑色光に対して選択的な透過性を有する調光層を別途含んでいる必要がない。
［００２２］
前記第２調光層は、緑と赤の中間の波長を吸収することにより緑と赤の色純度を確保する。さらに、当該中間の波長に属する外光（例えば、蛍光灯のピーク波長）も吸収するので、外光反射率が抑えられる結果コントラストが向上する。外光の吸収によるコントラストの向上には、前記第１調光層の前記第１部位も寄与する。
［００２３］
前記第１調光層の前記第１部位は、青用のカラーフィルタとして機能し、青の色純度を確保する。前記第２調光層は、緑と赤の中間波長を選択的に吸収するので、青の発光効率を悪化させない。
発明の効果
［００２４］
本発明の多色発光有機ＥＬ表示装置では、青色光の発光部に重なって配置され青用のカラーフィルタとして機能する第１部位と、非発光部に重なって
Claims (12)
- 主基板上に赤色光、緑色光、または青色光を発する複数の有機ＥＬ発光部と非発光部を配置してなる多色発光有機ＥＬ表示装置であって、
所望の青色光に対して選択的な透過性を有する第１部位と、少なくとも前記所望の青色光以外の可視光に対して吸収性を有する第２部位とを有する第１調光層と、
所望の赤色と所望の緑色光との中間の波長の光に対して選択的な吸収性を一面に有する第２調光層と
を備え、
前記第１部位が前記青色光の発光部に重なって配置され、前記第２部位が前記非発光部に重なって配置されている
多色発光有機ＥＬ表示装置。 - 前記第１調光層が複数の開口部を有すると共に、前記第１部位と前記第２部位とが同一材料で一体に形成されており、
前記複数の開口部は、前記赤色光の発光部及び前記緑色光の発光部に重なって配置されている
請求項１に記載の多色発光有機ＥＬ表示装置。 - 赤色光に対して選択的な透過性を有する調光層、及び、緑色光に対して選択的な透過性を有する調光層を含まない
請求項１または２に記載の多色発光有機ＥＬ表示装置。 - 前記第２部位が可視光全域に対して吸収性を有する
請求項１に記載の多色発光有機ＥＬ表示装置。 - 前記第１調光層は、前記主基板とは別体の副基板上に形成され、
前記主基板と前記副基板とは、前記第１調光層と前記有機ＥＬ発光部とが向かい合う向きに貼り合わされている
請求項１に記載の多色発光有機ＥＬ表示装置。 - 前記多色発光有機ＥＬ表示装置の厚さ方向に、前記有機ＥＬ発光部、前記第１調光層、および前記第２調光層が、この順に配置されている
請求項５に記載の多色発光有機ＥＬ表示装置。 - 前記第２調光層は、前記中間の波長の１／４の厚さを有する１／４波長板、または着色された偏光板である
請求項６に記載の多色発光有機ＥＬ表示装置。 - 前記多色発光有機ＥＬ表示装置の厚さ方向に、前記有機ＥＬ発光部、前記第２調光層、および前記第１調光層が、この順に配置されている
請求項５に記載の多色発光有機ＥＬ表示装置。 - 前記第１調光層および前記第２調光層は、前記主基板とは別体の副基板上にこの順に形成され、
前記主基板と前記副基板とは、前記第２調光層と前記有機ＥＬ発光部とが向かい合う向きに貼り合わされている
請求項８に記載の多色発光有機ＥＬ表示装置。 - 前記主基板と前記副基板とは、着色された樹脂層によって貼り合わされ、
前記樹脂層が前記第２調光層として機能する
請求項５に記載の多色発光有機ＥＬ表示装置。 - 前記副基板は、着色されたガラスまたはプラスチックからなり、前記第２調光層として機能する
請求項５に記載の多色発光有機ＥＬ表示装置。 - 多色発光有機ＥＬ表示装置における陽極から陰極の間に配置される１層以上の有機層が着色されており、当該着色された有機層が前記第２調光層として機能する
請求項５に記載の多色発光有機ＥＬ表示装置。
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