JP2004103532A - 有機発光表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】選択される２色の発光素子の発光色を適宜の色度に設定して、２色の混色でありながら充分な色表現力が得られ、しかも、２色構造にすることによって、開口率が高く、製造を容易にする。
【解決手段】有機発光材料を含有する発光機能膜が一対の電極によって挟持されて基板上に複数の発光素子を形成する発光表示装置において、発光表示装置の画素を形成する２色の発光素子に対して、有機発光材料の含有比率又は異種材料の組み合わせ等を調整して色度設定を行う。例えば、Ｒ（赤）発光素子における発光色の色度を緑よりのＥＲ１に設定することにより、色度ＥＢ３のＢ（青）発光素子との組み合わせで白色の含む混色が可能となる。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機発光材料を含有する発光機能膜からなる有機発光表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電流の注入によって発光する有機化合物材料のエレクトロルミネッセンス（以下、単にＥＬという）を利用した表示装置（有機ＥＬ表示装置）が知られている。この表示装置は、有機ＥＬ材料の薄膜からなる有機ＥＬ表示素子を表示単位として、これを平面基板上に所定のパターンで配列したものである。
【０００３】
このような有機ＥＬ表示装置に代表される有機発光表示装置では、有機化合物材料の研究によって、色純度の高いＲ，Ｇ，Ｂ各発光色を呈する材料が開発されたことを受けて、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色を発光する表示素子を画素毎に配設してフルカラー表示を行うカラー表示装置が開発されている。
【０００４】
図１は、このようなカラー表示を行う有機発光表示装置の従来例（特許文献１参照）を示す説明図である。この有機発光表示装置は、透明基板１上に互いに直交する位置に電気的に離間して配列された走査信号線２及びデータ信号線３と、この走査信号線２及びデータ信号線３に接続された非線形素子４と、この非線形素子４に接続されて、発光部Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する複数の独立パターンからなる第１表示電極５とを有する。そして、各第１表示電極５上には、各色毎に異なる有機発光機能膜が層状に形成され、更にその上には共通の第２表示電極（図示省略）が形成されている。
【０００５】
このような有機発光表示装置によると、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色の発光部を組み合わせて一つの表示単位（画素）が形成されており、各発光部を個別に駆動することによってフルカラーの画像表示を行っている。
【０００６】
一方、特許文献２等に開示されているように、ＬＥＤ（発光ダイオード）を発光素子として、一つの表示単位に２色の発光素子を並べてそれぞれを階調制御することによって２色の混色による多色表示を行うものが提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−２２７２７６号公報
【特許文献２】
特開平１１−５２９０５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前者の従来例のように、３色発光素子からなる発光部によって表示単位が形成される有機発光表示装置では、３つの発光素子の間に配線等による非発光部が形成されることになるので、単位画素面積に対する発光部面積の割合（開口率）が低くなるという問題がある。また、３色の発光素子を基板上に形成するためには各色毎の形成工程を要するので製造が困難になるという問題もある。
【０００９】
これに対して、一つの表示単位を単一の発光素子からなる発光部で形成した場合には、前述のような問題は解消するが、必然的に単色の階調画像しか得られず、表現力の高いカラー画像を得ることができないという問題が生じる。
【００１０】
また、後者の従来例のように、ＬＥＤを発光素子とした場合には、発光色の色度を詳細に設定できないため、混色によって得られる色度範囲が限定されたものとなり、要求される表現力の高い２色カラー表示が得られないという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものであるが、有機発光素子においては、有機発光材料の含有割合，構造設計又は材料選択によって発光色の色度設定が可能であることに着目し、選択される２色の発光素子の発光色を適宜の色度に設定して、２色の混色でありながら充分な色表現力が得られ、しかも、２色構造にすることによって、開口率が高く、製造を容易とし、更に有機材料の使用量が３色の場合に比べて大幅に低減された有機発光表示装置を得ることを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明による有機発光表示装置は、以下の特徴を具備するものである。
【００１３】
請求項１に係る発明では、有機発光材料を含有する発光機能膜が一対の電極によって挟持されて基板上に複数の発光素子を形成する発光表示装置において、該発光表示装置の画素は、設定された色度を有する異なる２色の発光素子からなり、それぞれの色が階調性を有することを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図２は本発明の実施形態を説明するためのＣＩＥｘｙ色度図である。この図に基づいて、本発明の実施形態に係る有機発光表示装置の特徴を以下に説明する。
【００１５】
第１には、前述したように、有機発光材料を含有する発光機能膜が一対の電極によって挟持されて基板上に複数の発光素子を形成する発光表示装置において、該発光表示装置の画素は、設定された色度を有する異なる２色の発光素子からなり、それぞれの色が階調性を有することを特徴とする。
【００１６】
この特徴は、発光色の色度をある程度自由に設定できる有機発光素子の利点を活用したもので、画素を形成する２つの発光素子から発光される各々の光の色度を適宜に調整することによって、２色構造においてもこれらの階調制御により表現力の高い疑似カラー表示を可能にするものである。
【００１７】
これを図２を参照しながら説明する。カラーの要素となるＲＧＢ各色発光素子の発光色を色純度の高い色度（Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，Ｌ_Ｂ）に設定すると、３色構造のフルカラー表示を行う場合には色度域が広くなり、表現力の高いカラー表示が可能となる。しかしながら、ＲＧＢから２色を選択した２色構造で多色表示（疑似カラー表示）を行う場合には、（Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｇ），（Ｌ_Ｇ，Ｌ_Ｂ），（Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｂ）のいずれを選択してもそれらの混色は純白色Ｏ（０．３１，０．３１６）から離れた色となり、表現力の乏しい多色表示にならざるを得ない。
【００１８】
これに対して、有機発光素子は、ＲＧＢの各発光素子から発光される光の色度Ｅ_Ｒ，Ｅ_Ｇ，Ｅ_Ｂが前述の色度（Ｌ_Ｒ，Ｌ_Ｇ，Ｌ_Ｂ）程色純度が高くないだけでなく、それぞれの色度Ｅ_Ｒ，Ｅ_Ｇ，Ｅ_Ｂは、各種の設定によって、Ｅ_ＲはＧ側又はＢ側に、Ｒ_ＧはＲ側又はＢ側に、Ｅ_ＢはＧ側又はＲ側に、それぞれ設定変更が可能である。したがって、例えば、（Ｅ_Ｒ１，Ｅ_Ｂ１）のような２色を選択すると、純白色Ｏに近い混色が可能になり、それぞれの発光素子の階調を制御することによって白色に近い色を中心にしてＥ_Ｒ側、Ｅ_Ｂ側に色変更することができる。これによって表現力の高い疑似カラー表示が可能になる。
【００１９】
第２には、有機発光材料を含有する発光機能膜が一対の電極によって挟持されて基板上に複数の発光素子を形成する発光表示装置において、該発光表示装置の画素は、設定された色度を有する異なる２色の発光素子からなり、それぞれの色が階調性を有すると共に、前記２色の混色によって、ＣＩＥｘｙ色度図（ＪＩＳ
Ｚ　８１１０）の白領域を表現可能にしたことを特徴とする。
【００２０】
これは、前述の色度Ｅ_Ｒ，Ｅ_Ｇ，Ｅ_Ｂに対して、（Ｅ_Ｒ，Ｅ_Ｇ），（Ｅ_Ｇ，Ｅ_Ｂ），（Ｅ_Ｒ，Ｅ_Ｂ）の組み合わせの混色が図３のＪＩＳ　Ｚ　８１１０のＣＩＥｘｙ色度図における白領域Ｓ_Ｗに入るように、選択された２色の色度を設定したものである。これによって、前述したように、白色を中心にしてＥ_Ｒ側、Ｅ_Ｇ側又はＥ_Ｂ側に色変更をすることができ、表現力の高い疑似カラー表示が可能になる。
【００２１】
第３には、有機発光材料を含有する発光機能膜が一対の電極によって挟持されて基板上に複数の発光素子を形成する発光表示装置において、該発光表示装置の画素は、設定された色度を有する異なる２色の発光素子からなり、それぞれの色が階調性を有すると共に、この２色の混色によって、ＣＩＥｘｙ色度図で純白色Ｏ（０．３１，０．３１６）を中心として半径０．１の円領域内の色を表現可能にしたことを特徴とする。
【００２２】
これは、前述の色度Ｅ_Ｒ，Ｅ_Ｇ，Ｅ_Ｂに対して、（Ｅ_Ｒ，Ｅ_Ｇ），（Ｅ_Ｇ，Ｅ_Ｂ），（Ｅ_Ｒ，Ｅ_Ｂ）の組み合わせの混色が図２の円領域内Ｓ_Ｏに入るように、選択された２色の色度を設定したものである。これによって、前述したように、白色に近い色を中心にしてＥ_Ｒ側、Ｅ_Ｇ側又はＥ_Ｂ側に色変更をすることができ、表現力の高い疑似カラー表示が可能になる。
【００２３】
第４には、前述の特徴を前提として、前記の２色は、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）のうちから選択された２色の組み合わせであることを特徴とする。
【００２４】
すなわち、例えば、前述した色度（Ｅ_Ｒ，Ｅ_Ｇ），（Ｅ_Ｇ，Ｅ_Ｂ），（Ｅ_Ｒ，Ｅ_Ｂ）の組み合わせは（Ｒ，Ｇ）、（Ｇ，Ｂ）、（Ｒ，Ｂ）の組み合わせであり、また、Ｅ_ＲをＧ側にシフトするとイエロー（Ｙ）になるので（Ｙ，Ｂ）の組み合わせにもなる。これによって、これらの組み合わせによる混色が白色に近い色を中心にしてＥ_Ｒ側、Ｅ_Ｇ側又はＥ_Ｂ側に色変更をすることができ、表現力の高い疑似カラー表示が可能になる。
【００２５】
第５には、前記の２色は、白色と赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）のうちから選択された１色の組み合わせであることを特徴とする。
【００２６】
これによると、白色から各色に至る色変更が可能になり、これによって表現力の高い疑似カラー表示が可能になる。
【００２７】
第６には、前述の特徴を前提として、色度の設定は、有機発光材料の含有比率又は異種材料の組み合わせによって行われることを特徴とする。
【００２８】
有機発光素子は、発光機能膜中に含有される有機発光材料（ドーパント）の含有比率又は異種材料の組み合わせによって発光色の色度を設定することができることが知られている。これを利用して、前述の色度Ｅ_Ｒ，Ｅ_Ｇ，Ｅ_Ｂを適宜に設定して、これから選択される２色による疑似カラー表示を表現力の高いものにすることができる。
【００２９】
第７には、前述の特徴を前提として、色度の設定は、前記の発光機能膜を構成する膜の膜厚制御によってなされることを特徴とする。
【００３０】
有機発光素子の中には、多層の各種機能膜（正孔注入層，正孔輸送層，発光層，電子輸送層等）を積層させて発光機能膜を構成したものがある。このような有機発光素子では、発光機能膜を構成する膜の膜厚を変化させると、光学的多層膜構造に基づく光の干渉現象によって発光色の色度が変化することが知られている。これを利用して、前述の色度Ｅ_Ｒ，Ｅ_Ｇ，Ｅ_Ｂを適宜に設定して、これから選択される２色による疑似カラー表示を表現力の高いものにすることができる。
【００３１】
第８には、有機発光材料を含有する発光機能膜が一対の電極によって挟持されて基板上に複数の発光素子を形成する発光表示装置において、該発光表示装置の画素は、設定された色度を有する異なる２色の発光素子からなり、それぞれの色が階調性を有すると共に、前述の各特徴を前提として、前記複数の発光素子は前記発光機能膜に対するフォトブリーチングによって形成されることを特徴とする。
【００３２】
これは、一様に形成された発光機能膜に対してフォトブリーチング法により異なる２色の発光素子を形成するものである。すなわち、この場合には、画素を形成する２つの発光素子におけるそれぞれの発光機能膜が同一構造又は同一材料で形成されるものも含まれる。フォトブリーチング法は、発光中心となる有機色素を含む有機発光機能膜に、部分的に電磁波照射（或いは光照射）を行い、その部分の有機色素を光酸化や光分解により変性させ、光照射部分と未露光部分の発光色を異なるものとすることで２色を形成するものである。このとき、有機色素は単数でも複数含んでも良く、複数含んでいる場合は、任意の１種類またはそれ以上の色素を変性させればよい。
【００３３】
電磁波の照射としては、フォトマスクを用いた密着露光法や投影露光法に加え、レーザー光の走査など、公知の露光法が使用できる。使用する電磁波は、真空波長にして１０^−１７〜１０^５ｍ程度の範囲のものであり、γ線、Ｘ線、紫外線、可視光線、赤外線などを包含するが、特に紫外線や可視光線が使用される。
【００３４】
このようなフォトブリーチングによる２色形成によっても、白色に近い色を中心にして２色の色度設定を行うことで、表現力の高い疑似カラー表示が可能になるが、これによると、特に、各発光素子毎に発光機能膜を塗り分ける塗り分け法と比較して、発光機能膜を塗り分ける必要がないので、製造が容易である。この場合における色度の設定は、照射する電磁波の強度或いは照射時間の設定、発光機能膜に含有させる有機色素の材質選択或いは組み合わせによって行うことができる。
【００３５】
第９には、有機発光材料を含有する発光機能膜が一対の電極によって挟持されて基板上に複数の発光素子を形成する発光表示装置において、該発光表示装置の画素は、設定された色度を有する異なる２色の発光素子からなり、それぞれの色が階調性を有すると共に、前述の各特徴を前提として、前記複数の発光素子は前記発光機能膜の発光色を変換する色フィルタ毎に形成されることを特徴とする。
【００３６】
これは、一様に形成された発光機能膜に対して色フィルタ法により異なる２色の発光素子を形成するものである。すなわち、この場合にも、画素を形成する２つの発光素子におけるそれぞれの発光機能膜が同一構造又は同一材料で形成されるものが含まれる。色フィルタ法としては、後述するカラーフィルタによるものと色変換フィルタによるものがある。このような色フィルタ法による２色形成によっても、白色に近い色を中心にして２色の色度設定を行うことで、表現力の高い疑似カラー表示が可能になるが、これによると、特に、各発光素子毎に発光機能膜を塗り分ける塗り分け法と比較して、発光機能膜を塗り分ける必要がないので、製造が容易である。
【００３７】
第１０には、この色フィルタ法として、カラーフィルタを用いたことを特徴とする。ここで用いられるカラーフィルタは、既知の方法で形成することができる。例えば、染色法として知られる、ゼラチン、グリュー、ポリビニルアルコール等に重クロム酸処理を施し光感光性を持たせた染色基材を各色毎にパターン形成する方法、顔料分散法として知られる、ポリイミド等の樹脂に顔料を分散させた着色樹脂を各色毎にパターニングする方法や、顔料をアクリル・エポキシ系や光架橋タイプのポリビニルアルコール等の紫外線硬化樹脂（ネガレシスト）に分散した着色樹脂をカラーレジストにより各色毎にパターニングする方法、電着法として知られる、電解質溶媒中にポリエステル樹脂やメラニン樹脂等のアニオン型樹脂を溶解し、顔料を分散させ、電気化学的に析出（電着）させ各色毎のパターンを形成する方法、印刷法として知られる、顔料，オレイン酸やステアリン酸，フェノール，アルコール，添加剤（乾燥促進や粘性調整のため）が調合させている望みの色のインキを印刷によって各色毎にパターニングする方法等を挙げることができる。
【００３８】
このようなカラーフィルタによる２色形成によっても、白色に近い色を中心にして２色の色度設定を行うことで、表現力の高い疑似カラー表示が可能になり、また、各発光素子毎に発光機能膜を塗り分ける塗り分け法と比較して、発光機能膜を塗り分ける必要がないので、製造が容易である。この場合には色度の設定は、カラーフィルタを構成する材料、顔料、着色樹脂、インキ等の選択によって行うことができる。
【００３９】
第１１には、色フィルタ法として、蛍光変換フィルタを用いたことを特徴とする。ここで用いられる色フィルタは、有機発光機能膜からの近紫外光発光、青色発光もしくは青緑色発光の発光を吸収し、青色もしくは青緑色から赤色までの可視光を蛍光発光する機能を有している。また、使用する蛍光材料として一例を示すが、上記機能を有しているものであれば、特に限定されるものではない。前記有機発光機能膜からの近紫外光を受けて青色発光する蛍光材料として、Ｂｉｓ−ＭＳＢ（１，４−ビス（２−メテルステリン）ベンゼン）、ＤＰＳ（トランス−４，４’−ジフェニルスチルベンゼン）、クマリン４（７一ヒドロキシー４−メチルクマリン）等があり、青色発光を受けて緑色発光する蛍光材料として、クマリン１５３（２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフロルメチルキノリジノ（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン）、クマリン６（３−（２’−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン）、クマリン７（３−（２’−ベンズイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン）等があり、青緑色発光を受けて赤色発光する蛍光材料として、ＤＣＭ（４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチルリン）−４Ｈ−ピラン）、ピリジン１（１−エチル−２−（４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル）−ピリジウム−パーコラレイト）、ローダミン系色素等が上げられる。例示したような蛍光材料もしくは樹脂等、好ましくは透明なフォトレジスト（感光性樹脂〉に蛍光材料を含有させたものを蒸着，スパッタリングまたは上記カラーフィルターの形成と同様にフォトリソグラフィー法等で透明基板上に堆積し、色変換フィルターを形成する。
【００４０】
さらに、カラーフィルター上にカラーフィルターの色に合わせて色変換フィルターを設けた構成としてもよい。このようにすることにより、ディスプレイのコントラスト低下の原因の一つとして考えられる、色変換フィルターが外光により励起され蛍光が生じるといった問題を防ぐことができる。
【００４１】
このような蛍光変換フィルタによる２色形成によっても、白色に近い色を中心にして２色の色度設定を行うことで、表現力の高い疑似カラー表示が可能になり、また、各発光素子毎に発光機能膜を塗り分ける塗り分け法と比較して、発光機能膜を塗り分ける必要がないので、製造が容易である。この場合には色度の設定は、色変換層の厚さ、蛍光材料の選択等により行うことができる。
【００４２】
第１２には、有機発光材料を含有する発光機能膜が一対の電極によって挟持されて基板上に複数の発光素子を形成する発光表示装置において、該発光表示装置の画素は、設定された色度を有する異なる２色の発光素子からなり、それぞれの色が階調性を有すると共に、前述の各特徴を前提として、前記発光機能膜はコーティング又は印刷法によって形成されることを特徴とする。
【００４３】
これは、発光機能膜として高分子発光層を用い、これをコーティング又は印刷によって膜形成するものである。高分子発光層は、高分子蛍光体の単層であっても、正孔輸送層、高分子蛍光体層などからなる多層構造であってもよい。高分子蛍光体層としては、クマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系などの低分子の蛍光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾールなどの高分子中に溶解させたものや、ポリアリールビニレン系やポリプルオレン系などの高分子蛍光体を用いることができる。これらの高分子蛍光体層は、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、水などの単独または混合溶媒に高分子蛍光体材料を溶解させ、スピンコート、スプレーコート、フレキソ、グラビア、マイクログラビア、凹版オフセットなどのコーティング、印刷方法を用いて全面またはパターン状に製膜することができる。
【００４４】
これによっても、白色に近い色を中心にして２色の色度設定を行うことで、表現力の高い疑似カラー表示が可能になり、また、印刷技術を使用するので大画面の表示装置の製造に適している。この場合の色度設定は、発光機能膜の材料選択、又は蛍光色素の材料選択、添付量によって行うことができる。
【００４５】
第１３には、有機発光材料を含有する発光機能膜が一対の電極によって挟持されて基板上に複数の発光素子を形成する発光表示装置において、該発光表示装置の画素は、設定された色度を有する異なる２色の発光素子からなり、それぞれの色が階調性を有すると共に、前述の各特徴を前提として、前記異なる２色の発光素子は、前記発光素子毎の寿命バランスにより前記発光素子毎の発光面積比が設定されることを特徴とする。
【００４６】
これは、前述のように異なる２色の発光素子における色度設定を行った場合、２色の発光素子間で発光寿命に違いが生じることがあり、この寿命の違いを発光素子毎の面積比によって相殺しようとするものである。例えば、色度設定をした後に２色の発光素子（発光素子Ａと発光素子Ｂ）における寿命を比較すると、発光素子Ａ：発光素子Ｂ＝３：１であったとすると、これをバランスするために、発光面積は、発光素子Ａ：発光素子Ｂ＝１：３となるように設定する。
【００４７】
これによると、発光素子毎の寿命差が発光面積比の設定によってバランスされるので、表示装置の寿命設定が容易になり、また、２色の発光素子に色度設定を行う際の素子設計においてもバリエーションを高めることができる。
【００４８】
第１４には、前述の特徴を前提として、前記の発光素子は、電流駆動されて、各々の色毎に異なる電流値で駆動されることを特徴とする。また、第１５には、前述の特徴を前提として、前記の発光素子は、電圧駆動されて、各々の色毎に異なる電圧値で駆動されることを特徴とする。
【００４９】
これらの特徴によると、画素を形成する２色の発光素子を電流駆動又は電圧駆動によって階調制御することで、２色構造であっても表現力の高い疑似カラー表示を行うことができる。
【００５０】
そして、以上の特徴によると、２つの発光素子によって一つの画素が形成されるので、１画素単位の開口率がＲＧＢ３色カラーの場合に比べて向上すると共に、２色の発光素子をそれぞれ形成するだけでよいので、３色カラーの場合に比べて製造が容易である。
【００５１】
【実施例】
以下実施例においては、各発光素子を塗り分け法で形成する例を説明するが、前述のように本発明はこれに限定されるものではない。以下に説明する塗り分け法においては、画素を形成する２つの発光素子は、それぞれの発光機能膜の構造或いは材料が異なるものであるが、前述したフォトブリーチング或いは色フィルタ（カラーフィルタ又は蛍光変換フィルタ）によって発光素子を形成する場合には、画素を形成する２つの発光素子は、それぞれの発光素子における発光機能膜が同一の構造・材料で形成されるものを含むことになる。
【００５２】
［発光表示装置の構成例］
図４及び図５は、本発明の一実施例に係る有機発光表示装置を示す説明図であり、図４は有機発光表示装置の一部を平面視した概念図、図５は有機発光表示装置の画素部周辺の断面図（Ｘ−Ｘ断面図）である。これらの図において、有機発光表示装置１０は、基板１１上に互いに直交する位置に電気的に離間して配列された走査信号線１２及びデータ信号線１３と、この走査信号線１２及びデータ信号線１３に（図示省略したＴＦＴ等の非線形素子を介して又は直接）接続されて、発光素子Ｒ，Ｂに対応する複数の独立パターンからなる第１表示電極５とを有する。そして、各第１表示電極５上には、各色毎に異なる有機発光機能膜２０が層状に形成され、更にその上には共通の第２表示電極１６が形成されている。ここでは、データ信号線１３を基板１１の片側にのみ引き出しているが、発光素子Ｒと発光素子Ｂに対するデータ信号線１３を基板の両側に分けて引き出してもよい。
【００５３】
このような有機発光表示装置１０によると、Ｒ（赤），Ｂ（青）２色の発光素子を組み合わせて一つの画素Ｐが形成されており、各発光素子Ｒ，Ｂを個別に駆動（パッシブマトリクス駆動又はアクティブマトリクス駆動）して階調制御することによって多色の画像表示を行うようにしている。
【００５４】
ここで、例えば、基板１１はガラス等からなる透明基板が用いられ、第１表示電極１４はＩＴＯ等の透明導電材料からなる透明電極が用いられる。そして各信号線が形成される第１表示電極１４，１４間には、ポリイミド等からなる絶縁膜１５が形成されており、第２表示電極１６はＡｌ等の金属電極によって形成されている。
【００５５】
更に、第１表示電極１４上に形成される有機発光機能膜２０の構造例を図５を参照して説明する（ここでは、上述の信号線１２，１３を省略している。）。基板１１上の第１表示電極１４及び絶縁膜１５上に、正孔注入層２１と正孔輸送層２２が形成されており、その正孔輸送層２２上に、第１色目となる第１表示電極１４上の領域が選択されて、その領域に第１の発光層２３Ｒ，電子輸送層２４Ｒ，電子注入層２５Ｒが順次形成されている。更に、第２色目として選択された第１表示電極１４上の領域に、第２の発光層２３Ｂ，電子輸送層２４Ｂ，電子注入層２５Ｂが順次形成さている。そして、このような各色毎に選択された領域に形成された有機発光機能膜２０の上を覆って第２表示電極１６が形成され、この第２表示電極１６と第１表示電極１４との交差領域において、各色の発光素子Ｒ，Ｂが形成されている。
【００５６】
［ドーパントの調整による発光色の色度設定］
このような有機発光表示装置１０においては、発光層２３Ｒ，２３Ｂのドーパント材料の選択又はドーパント含量の調整によって、発光色のＣＩＥ色度を要求される値に設定することができる。一例として、発光素子Ｒ（赤）における発光層２３ＲにおいてはＡｌｑ３をホスト材料として、ＤＣＭ（Ｄｉ　Ｃｙａｎｏ　Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）をドーパント材料とすることにより、図２におけるＣＩＥ色度Ｅ_Ｒ２（０．５２，０．４３）を設定するできる。また、ドーパント含有率を０．１〜数％の範囲で調整することでＣＩＥ色度を適宜に変更できる。
【００５７】
他の例としては、発光素子Ｒ（赤）における発光層２３Ｒにおいて、Ａｌｑ３をホスト材料として、２種類のドーパント（ゲスト）材料を組み合わせることもできる。２種類のドーパント材料の一例としては、ルブレン＋ＤＣＭ２（Ｄｉ　Ｃｙａｎｏ　Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ２）を挙げることができる。ドーパント材料含有比率（ホストに対するドープ濃度）として、ルブレンを０〜１０％、ＤＣＭ２を１〜２％等に設定することで微妙な色制御が可能である。
【００５８】
また、発光素子Ｂ（青）における発光層２３ＢにおいてはＡｌｑ３をホスト材料として、ペリレンをドーパント材料とすることにより、図２におけるＣＩＥ色度Ｅ_Ｂ２（０．１４，０．１５）を設定することができる。
【００５９】
そして、この発光素子ＲにおけるＣＩＥ色度Ｅ_Ｒ２（０．５２，０．４３）と発光素子ＢにおけるＣＩＥ色度Ｅ_Ｂ２（０．１４，０．１５）を組み合わせて混色を得ることによって、図２に示されるように純白色Ｏ（０．３１，０．３１６）を中心にして半径０．１の円領域Ｓ_Ｏの中で混色を表現することが可能になる。
【００６０】
更には、Ａｌｑ３をホスト材料として、ＤＣＭ（Ｄｉ　Ｃｙａｎｏ　Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）をドーパント材料とした発光素子Ｒ（赤）における発光層２３Ｒにおいては、ＤＣＭの含有量が多い場合に赤（Ｒ）となり、これを少なくするにつれてイエロー（Ｙ）に近づく。赤（Ｒ）におけるドーパント含有量の１／５程度でイエローＹ（０．４，０．５３）を得ることができる。また、ドーパント含有量をゼロにすると緑（Ｇ）に近い色になる。
【００６１】
つまり、Ａｌｑ３をホスト材料として、ＤＣＭ（Ｄｉ　Ｃｙａｎｏ　Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）をドーパント材料とした場合には、ドーパント含有量によって、赤（Ｒ）からイエロー（Ｙ）を経て緑（Ｇ）に至る色変化を連続的に得ることが可能になる。そこで、色度Ｙ（０．４，０．５３）を設定して、前述の発光素子Ｂにおける色度Ｅ_Ｂ２（０．１４，０．１５）を組み合わせて混色を得ることによって、図２に示されるように純白色Ｏ（０．３１，０．３１６）を中心にして半径０．１の円領域Ｓ_Ｏの中で混色を表現することが可能になる。
【００６２】
［白色発光素子との組み合わせ］
前述の発光素子Ｂ（青）において、青色発光層２３Ｂの上に前述したイエロー発光層を成膜する２色積層構造の発光素子によって、色度（０．３１，０．３４）の白色を実現することができる。この白色発光素子と前述の発光素子Ｒとの組み合わせ、又は白色発光素子と緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）のうちから選択された１色の組み合わせにより、白色から各単色へ至る色変更を実現することができる。
【００６３】
［発光機能膜の膜厚調整による発光色の色度設定］
前述の有機発光表示装置１０においては、特に、正孔注入層２１及び正孔輸送層２２（正孔輸送機能層）等の膜厚を制御することによって、有機発光機能膜２０の材料が同じであっても発光色の色度を変化させることができる。これは前述したように反射干渉現象を利用したものであるが、Ｒ，Ｂ（又はＧ（緑））の各発光素子からの発光色において、ＣＩＥ色度をＲはＧ側へ、ＢはＧ側に（ＧはＲ側に）シフトさせることができる。これによって、設定された色度での２色の組み合わせにより、図２に示されるように純白色Ｏ（０．３１，０．３１６）を中心にして半径０．１の円領域Ｓ_Ｏの中で対応する混色を表現することが可能になる。
【００６４】
［発光素子の配列例］
ドットマトリクス表示を行う有機発光表示装置１０における発光素子Ｒ，Ｂ（第１表示電極１４）の配列は、前述した図４に示されるように、格子状に配置されて、この格子の少なくとも一列毎に異なる色を交互に配置した配列にすることができるが、これに限られるものではない。
【００６５】
発光素子の配列構造の他の例を図６に示す。同図（ａ）に示す例は、発光素子Ｒ，Ｂを格子状に配置して、この格子の少なくとも一行毎に異なる色を交互に配置したものである。また、同図（ｂ）は同様の配置で、第１表示電極１４の向きを横長としたものである。これらの例では、基板１１の左端に走査信号線１２が引き出され、上端にデータ信号線１３が引き出されているが、データ信号線１３は各色毎に上下に分けて引き出すようにしてもよい。また、同様の配列で、一行一列毎に異なる色を交互に配置することもできる。
【００６６】
同図（ｃ）に示す例は、発光素子Ｒ，Ｂを千鳥状に配置して、この配置の少なくとも一行毎に異なる色を交互に配置したものである。これらの例では、基板１１の左端に走査信号線１２が引き出され、上端にデータ信号線１３が引き出されているが、データ信号線１３は各色毎に上下に分けて引き出すようにしてもよい。また、同様の配列で、一列毎に異なる色を交互に配置することもできる。
【００６７】
同図（ｄ）に示す例は、発光素子Ｒ，Ｂを千鳥状に配置して、この配置の少なくとも一行一列毎に異なる色を交互に配置したものである。この例では、基板１１の左端に走査信号線１２が引き出され、データ信号線１３は各色毎に上下に分けて引き出している。
【００６８】
このような発光素子Ｒ，Ｂを形成する有機発光素子の駆動方法は、電流駆動又は電圧駆動がなされ、各色毎に異なる電流値又は電圧値で駆動される。これによって、各色を独立に制御して階調制御することにより、２色構造であっても白色を中心にした色表現が可能になり、表現力の高い疑似カラー表示を実現することができる。
【００６９】
［具体的設定例］
（色度設定例）発光素子Ｒと発光素子Ｂにおける色度設定例を下記の表１に示す。
【００７０】
【表１】

【００７１】
このように設定した色度Ｅ_Ｒ１（０．６１，０．３９），Ｅ_Ｂ１（０．１７，０．３０）をＣＩＥｘｙ色度図に表すと、図７に示すようになる。
【００７２】
（輝度設定例）図７におけるＥ_Ｒ１，Ｅ_Ｂ１間の直線上の色が、２色の色度設定がなされた発光素子を階調制御することによって、発光表示装置が表現可能な色である。この直線上にあり、最も純白（０．３１，０．３１６）に近い点を目標白色とすると、この場合には色度Ｅｏ（０．３１，０．３３）を得る。この目標白色Ｅｏ（０．３１，０．３３）において５０ｃｄ／ｍ^２の輝度を表現するためには、発光素子Ｒの必要輝度は１８ｃｄ／ｍ^２、発光素子Ｂの必要輝度は３２ｃｄ／ｍ^２となる。
【００７３】
このような設定輝度を中心として発光素子Ｒ及び発光素子Ｂの輝度を制御して発光表示装置の階調制御を行うことにより、図７の直線状の多色を用いた疑似カラー表示が可能になる。このような白色を中心とした２色の疑似カラー表示は、２色の多色カラー表示でありながら表現力の高いカラー表示が可能であり、３色カラー表示に比べて、開口率が高く、製造を容易とし、更に有機材料の使用量が大幅に低減されることから、有機発光表示装置におけるカラー表示としては非常に有効な表示形態になる。
【００７４】
（寿命バランスの設定）前述のように設定された輝度比（発光素子Ｒ１８ｃｄ／ｍ^２，発光素子Ｂ３２ｃｄ／ｍ^２）に対して寿命を測定し、この測定寿命をバランスするように各発光素子の面積比を設定することができる。
【００７５】
開口率５０％のパッシブマトリクスパネル、１／６４デューティ駆動において、時間対輝度減衰率による常温寿命の測定値を求めると、発光素子Ｂが２５００時間、発光素子Ｒが５０００時間になる。この寿命に対する面積比の設定は下記の表２に示すとおりである。
【００７６】
【表２】

【００７７】
このような設定によると、前述した表現力の高い疑似カラー表示が可能であると同時に、発光素子Ｒ、発光素子Ｂともに必要輝度に対して同じ寿命の素子に設定できる。これによって、発光表示装置の寿命設定が容易になる。
【００７８】
なお、前述の実施形態又は実施例では発光素子をＲ（赤）とＢ（青）の２色としているが、同様に、Ｒ（赤）とＧ（緑）、Ｇ（緑）とＢ（青）の組み合わせ、或いはイエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ）を含めた６色から選択された２色構造として各種の設定を行うことができる。また、白色発光素子と他の６色とを組み合わせることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラー表示を行う有機発光表示装置の従来例を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態を説明するためのＣＩＥｘｙ色度図である。
【図３】ＪＩＳ　Ｚ　８１１０のＣＩＥｘｙ色度図における白領域を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施例に係る有機発光表示装置を示す説明図であり、有機発光表示装置の一部を平面視した概念図。
【図５】本発明の一実施例に係る有機発光表示装置を示す説明図であり、有機発光表示装置の画素部周辺の断面図（Ｘ−Ｘ断面図）である。
【図６】本発明の一実施例における発光素子の配列構造の例を示す説明図である。
【図７】実施例の色度設定例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０　有機発光表示装置
１１　基板
１２　走査信号線
１３　データ信号線
１４　第１表示電極
１５　絶縁膜
１６　第２表示電極
Ｒ，Ｂ　発光素子

Claims (15)

1. 有機発光材料を含有する発光機能膜が一対の電極によって挟持されて基板上に複数の発光素子を形成する発光表示装置において、該発光表示装置の画素は設定された色度を有する異なる２色の発光素子からなり、それぞれの色が階調性を有することを特徴とする有機発光表示装置。
2. 前記２色の混色によって、ＣＩＥｘｙ色度図（ＪＩＳ　Ｚ　８１１０）の白領域を表現可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
3. 前記２色の混色によって、ＣＩＥｘｙ色度図で純白色（ｘ，ｙ）＝（０．３１，０．３１６）を中心として半径０．１の円領域内の色を表現可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
4. 前記２色は、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）のうちから選択された２色の組み合わせであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機発光表示装置。
5. 前記２色は、白色と赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）のうちから選択された１色との組み合わせであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機発光表示装置。
6. 前記色度の設定は、前記有機発光材料の含有比率又は異種材料の組み合わせによって行われることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機発光表示装置。
7. 前記色度の設定は、前記発光機能膜を構成する膜の膜厚制御によってなされることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機発光表示装置。
8. 前記複数の発光素子は前記発光機能膜に対するフォトブリーチングによって形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機発光表示装置。
9. 前記複数の発光素子は前記発光機能膜の発光色を変換する色フィルタ毎に形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機発光表示装置。
10. 前記色フィルタはカラーフィルタであることを特徴とする請求項９に記載の有機発光表示装置。
11. 前記色フィルタは蛍光変換フィルタであることを特徴とする請求項９に記載の有機発光表示装置。
12. 前記発光機能膜はコーティング又は印刷法によって形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機発光表示装置。
13. 前記異なる２色の発光素子は、前記発光素子毎の寿命バランスにより前記発光素子毎の発光面積比が設定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機発光表示装置。
14. 前記発光素子は、電流駆動されて、各々の色毎に異なる電流値で駆動されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の有機発光表示装置。
15. 前記発光素子は、電圧駆動されて、各々の色毎に異なる電圧値で駆動されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の有機発光表示装置。

Images