JP2005243549A - 表示素子および表示装置並びに撮像装置 - Google Patents

表示素子および表示装置並びに撮像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 透過率の高いカラーフィルタを用いて色分離特性を向上させることができる、高効率かつ色再現に優れた表示素子を提供する。
【解決手段】 有機発光素子１０Ｍは、青色および赤色を発光すると共に、これら２色よりも相対的に低い強度で緑色を発光する。有機発光素子１０Ｍと緑色のフィルタ層２２Ｇ上との間には、青色の波長成分を吸収して緑色に発光する緑蛍光変換層２３が設けられている。カラーフィルタ２２により青色および赤色を分離する際に色純度を落とす原因になる緑色発光成分を少なくして、透過率の高い、濃度の薄いカラーフィルタ２２を用いて青および赤の色純度を向上させる。少ない緑色発光成分を緑蛍光変換層２３により補って緑色のフィルタ層２２Ｇにより色度を整え、発光効率および色再現性を高める。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機発光素子などの発光素子を備えた表示素子、およびこの表示素子により構成される表示装置、並びにこの表示素子により構成される表示部と撮像部との組み合わせからなる撮像装置に関する。
近年、フラットパネルディスプレイの一つとして、有機発光素子（有機ＥＬ（Electroluminescence)素子）を用いた有機発光ディスプレイが注目されている。有機発光ディスプレイは、自発光型であるので視野角が広く、消費電力が低いという特性を有し、また、高精細度の高速ビデオ信号に対しても十分な応答性を有するものと考えられており、実用化に向けて開発が進められている。
有機発光素子としては、例えば、基板に、第１電極、発光層を含む有機層および第２電極が順に積層されたものが知られており、この素子をフルカラーディスプレーに応用するには色の３原色である赤，青および緑色の光を発する微細な画素を形成する必要がある。この画素はそれぞれ、赤，緑および青を個別に発するが、その形成法には以下の方法がある。
有機層の構成材料としては低分子系のものと高分子系のものとがあり、低分子系の有機層は、一般に、画素塗り分け用の蒸着マスクを用いて真空蒸着法により形成される。しかしながら、蒸着マスクの熱膨脹の影響により、有機層を精度よく形成することが難しく、また、蒸着マスクに付着したパーティクルが有機層などに付着してショートの原因となるおそれがあるなどの問題があった。
蒸着マスクを用いないで有機発光素子で３原色の画素を形成するには、例えば、青色発光素子と赤，青および緑の画素ごとにパターニングされた蛍光変換層とを組み合わせる色変換法がある（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。青色発光素子からの光は色変換層で吸収されて、より低エネルギーな緑色または赤色に変換できる。これを効率よく行えるように工夫し、ＥＬ発光は青色単色のみで行いながら赤，青および緑の画素を形成する方法である。
別の方法は、各種の波長が混ざった白色発光ＥＬと画素に対応して赤，青および緑のパターニングが施されたカラーフィルタとを組み合わせて、単純に色分離を行う白色カラーフィルタ法（例えば、非特許文献１参照。）が知られている。
あるいは、有機発光素子に画素ごとに異なった共振器構造を導入することにより、白色または様々な色を含む発光から、赤，緑および青色を分離・変調する微小共振器法も開発されている。
蛍光変換法は、理想的な条件、つまり青色発光素子から緑色および赤色への蛍光変換の効率が十分で損失がない場合には、最も理想的な方法である。しかし、実際には緑色への変換効率は比較的高くできるものの、赤色への変換効率が充分ではなく、このことが大きな課題となっていた。同時に、青色発光素子自体の寿命も十分ではないため、これを改善することも課題であった。また、色純度を整えるためにカラーフィルタも必要とするので青，緑および赤のカラーフィルタの他に緑および赤の蛍光変換層が必要になり製造工程が複雑になっていた。特に変換効率の悪い赤色変換層は、厚みを大きくする必要があった。
白色カラーフィルタ法においては高輝度の赤，緑および青色を得るためには高輝度の白色発光を必要とするが、単色発光時も白色発光時も同一電流ならば得られる再結合エネルギーは同じである。したがって、原理的には単独（単色）で赤，緑および青色を発光させた場合の１／３程度が上限の発光効率となる。最近では、この白色発光は、特許文献３にも記載されているように、同一電流で比較すると単色の青色よりむしろ輝度半減時間が長いものが多く、発光効率も理論値に近く十分実用的な特性が得られている。
しかしながら、白色カラーフィルタ法は、上述したような発光効率の理論的な上限があることに加え、カラーフィルタで色分離する際の損失が大きな問題となっていた。一般にカラーフィルタは、目的とする波長に対して急峻にカットできるものは殆どなく、赤，緑または青色を中心としたブロードな透過特性を有している。特に、有機発光素子に関しては特許文献４にもそのことは述べられている。そのようなブロードな透過特性を有するカラーフィルタに対しては、赤，緑および青色に対応する波長域に、狭い半値幅でＲ，Ｇ，Ｂの３本のピークを持つ白色光が有利である。しかし、そのような理想的な白色光は有機発光素子では現実的には見いだされていないし、狭い半値幅では十分な輝度が得られない。また、特に青色と緑色との波長域は近いので、そのような理想的な白色光を用いた場合であっても、現実の青のカラーフィルタでは緑色発光成分が混ざってしまう。そのため、十分な青色分離を行うには濃いカラーフィルタが必要となり、カラーフィルタの透過率を落とさなければならない。
このように、従来の白色発光を用いてカラーフィルタで色分離を行う場合には理論的な効率の上限が低い上に、色分離の際の大きな損失が避けられなかった。そのため、表示素子として応用する場合には効率という点で大きな問題があった。
色変換法において、赤の変換効率の悪い原因のひとつには励起光源（ＥＬ発光）は青色を用いるのであるが、赤色変換層の吸収波長域はオレンジ色付近にあるという根本的な問題点がある。最近では、励起光と吸収波長域のオーバーラップを増やし、この問題点を改善する方法が提案された（非特許文献２参照。）。この方法は、オーバーラップのためのＥＬ発光波長としての黄色発光成分を本来の青色発光に加えたＥＬスペクトルを用いるものである。これにより、変換効率が改善された蛍光変換層からの赤色発光に、黄色発光からの赤色成分が加わり、全体として赤色発光の強度が向上する。この場合には、元のＥＬスペクトルは青および黄色の２色発光となるため、発光エネルギーは２種の発光に分散され効率は悪くなる。しかし、上述したように白色発光にすることで輝度半減時間が延びる効果があるため、同一初期輝度で見ると半減時間は蛍光変換法と同等か、よいくらいである。
特開平３−１５２８９７号公報 特開平５−２５８８６０号公報 特開２００１−５２８７０号公報 特開２００２−２９９０５８号公報 「セミコンダクター・サイエンス・アンド・テクノロジー（Semiconductor Science and Technology）」，（英国），英国物理学会（Institute of Physics），１９９１年，第６巻，ｐ．３０５−３２３ 「日経マイクロデバイス別冊［フラットパネルディスプレイ］２００３」，日経ＢＰ社，実務編ｐ．２５８−２６３，戦略編ｐ．１９４−１９９
しかしながら、非特許文献２に記載された方法では、オーバーラップのためにここで加わった黄色発光成分が、カラーフィルタで、青，赤および緑に色分離する際に色純度を落とす原因になってしまうという問題があった。よって、色純度を上げようとする場合にはより一層の効率低下が避けられなかった。例えば、まず、赤色の場合には、色純度を上げるには黄色発光成分を十分にカットするカラーフィルタが必要になっていた。同様に、緑においても、緑色に近い黄色発光成分は十分な濃度のカラーフィルタでカットする必要があり、カラーフィルタの透過率を落とすことになっていた。
このように、赤，緑および青色から少しずれた波長域にも強度を有するＥＬスペクトルを用いて、カラーフィルタにより色純度のよい赤，緑および青色光として分離するには、より濃度の濃いカラーフィルタが必要になる。実際のカラーフィルタ特性が赤，緑および青を中心としたブロードな透過特性であるからである。結果として、カラーフィルタで色分離する限りは、ＥＬスペクトルに所望の赤，緑，青以外の発光成分を含ませると、カラーフィルタの透過率を下げざるを得ず、トータルの効率を落とすことにつながってしまう。よって、そのような黄色またはオレンジ色などの本来利用しない発光成分を増やすことは本発明の意図するところではない。
なお、非特許文献２に記載された方法でも、依然として赤の変換効率は低いので、厚い赤の蛍光変換層が必要であり、工程の簡略化はできなかった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、透過率の高いカラーフィルタを用いて色分離特性を向上させることができる、高効率かつ色再現に優れた表示素子、およびこの表示素子を備えた表示装置、並びにこの表示素子により構成された表示部を備えた撮像装置を提供することにある。
本発明による表示素子は、青色および赤色を発光すると共に前記２色より相対的に低い強度で緑色を発光する発光素子と、発光素子に対向する位置に、青，赤および緑の３色に対応した３種類のフィルタ層を有するカラーフィルタと、発光素子とカラーフィルタの緑色のフィルタ層上との間に設けられ、青色の波長成分を吸収し緑色に発光する緑蛍光変換層とを備えたものである。このとき、発光素子は、数１に示した発光強度比ｒが０．１以上０．４５以下であることが好ましい。
（数１）
発光強度比ｒ＝Ａ／Ｂ
（数１において、Ａは、発光素子のスペクトルにおいて波長４８０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下（緑色領域）の発光強度を積算した値、Ｂは、発光素子のスペクトルにおいて波長４２０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下（可視光領域）の発光強度を積算した値を表す。）
本発明による表示装置は、画素毎に上記本発明の表示素子を有するように構成したものである。
また、本発明による撮像装置は、画像を撮影する撮像部と、この撮像部により撮像された画像を表示する表示部とを含むものであって、表示部を本発明の表示装置により構成したものである。
本発明の表示素子、本発明の表示装置、または本発明の撮像装置では、発光素子が、青色および赤色を発光すると共に、緑色をこれら２色より相対的に低い強度で発光する。よって、カラーフィルタで青および赤を色分離する際に色純度を落とす原因になる緑色発光成分が少なくなり、透過率の高い、濃度の薄いカラーフィルタを用いても高い色純度が得られ、青および赤の色分離特性が向上する。また、少なくなった緑色発光成分は緑蛍光変換層により補われ、緑色のフィルタ層により色度が整えられる。
本発明の表示素子または本発明の表示装置によれば、発光素子における緑色の発光を、青色および赤色より相対的に低い強度にするようにしたので、カラーフィルタで青および赤を色分離する際に色純度を落とす原因になる緑色発光成分を少なくして、透過率の高い、濃度の薄いカラーフィルタを用いて青および赤の色純度を向上させることが可能となり、青および赤の色分離の効率を高めることができる。特に、青のカラーフィルタの透過特性は理想的な形ではないので有効である。また、減らした緑色発光成分のエネルギーは青，赤に振り分けられているので、透過率の高いカラーフィルタと併用することにより、トータルとしての効率を上げることができる。更に、緑色については、発光素子とカラーフィルタの緑色のフィルタ層上との間に、青色の波長成分を吸収し緑色に発光する緑蛍光変換層を設けるようにしたので、少なくなった緑色発光成分を緑蛍光変換層により補い、緑色のフィルタ層により色度を整えることができる。緑蛍光変換層は変換効率が高いので、緑色の輝度も高めることができる。よって、高効率で色再現性に優れた表示素子および表示装置を構成できる。加えて、輝度半減時間は、従来と同様に、多色発光の特徴である十分な長さを維持することができ、長寿命の表示素子および表示装置を得ることができる。
更にまた、カラーフィルタとして、３色のフィルタ層に加え、シアン色のフィルタ層を設け、かつ発光素子とシアン色のフィルタ層上との間に青色の波長成分を吸収しシアン色に発光するシアン蛍光変換層を備えるようにすれば、将来の高品位ディスプレーを見据えて赤，緑，青およびシアンの４原色表示を可能とし、色再現性および表示装置としての表現性を高めることができる。また、このシアンは蛍光変換で得るものであるから、青色成分の色分離には影響を及ぼすことはない。シアン色のフィルタ層およびシアン蛍光変換層は、マスク蒸着を用いずフォトプロセスで容易に形成することができ、簡素な工程で容易に４原色表示を実現することができる。
本発明の撮像装置によれば、本発明の表示素子を有する表示部を備えるようにしたので、撮像部により撮像された画像を、色再現性よく忠実に再生することができ、表現性を高めることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（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素子の断面構造を表すものである。この表示素子は、極薄型の有機発光表示装置などに用いられるものであり、例えば、駆動パネル１０と封止パネル２０とが対向配置され、接着層３０により全面が貼り合わされている。駆動パネル１０は、ガラスなどの絶縁材料よりなる駆動用基板１１上に、青色および赤色と共に緑色を発光する多色発光または白色発光の有機発光素子１０Ｍを有している。封止パネル２０は、有機発光素子１０Ｍで発生した光に対して透明なガラスなどの材料よりなる封止用基板２１上に、青，赤および緑の３種類のフィルタ層２２Ｂ，２２Ｒ，２２Ｇを含むカラーフィルタ２２を有している。
この有機発光素子１０Ｍは、青色および赤色帯域の発光強度がともに可視光領域（波長４２０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下）の２０％以上であることが好ましい。有機発光素子１０ＭにおけるＥＬ発光のみで十分な強度の赤を発光させることで、必要な赤の強度を得ることができるからである。また、従来の蛍光変換法のような変換効率の悪い赤色変換層は不要となり、製造工程を簡素化することができるからである。
図２は、有機発光素子１０Ｍの構成の一例を表すものである。有機発光素子１０Ｍは、例えば、駆動用基板１１の側から、陽極としての第１電極１２、有機層１３、および陰極としての第２電極１４がこの順に積層された構造とされている。第２電極１４の上には、必要に応じて、保護膜（図示せず）が形成されている。
第１電極１２は、例えば、発光層で発生した光を反射させる反射層１２Ａと、発光層で発生した光に対して透過性を有する第１透明電極１２Ｂとが駆動用基板１１の側からこの順に積層された構造を有しており、有機発光素子１０Ｍで発生した光は反射層１２Ａによりカラーフィルタ２２側に反射されるようになっている。反射層１２Ａは、できるだけ高い反射率を有するようにすることが発光効率を高める上で望ましい。反射層１２Ａは、例えば、積層方向の厚み（以下、単に厚みという。）が５０ｎｍ程度であり、白金（Ｐｔ），金（Ａｕ），銀（Ａｇ），クロム（Ｃｒ）あるいはタングステン（Ｗ）などの金属元素の単体または合金により構成されている。第１透明電極１２Ｂは、有機層１３への正孔注入効率を高めるためのものであり、例えば、厚みが２０ｎｍ程度であり、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide；酸化インジウムスズ）など、発光層で発生した光に対して十分な透光性を有する導電性材料により構成されている。なお、第１電極１２は複数の層の積層構造でもよいし単層構造でもよい。
有機層１３は、例えば、正孔注入層１３Ａ、正孔輸送層１３Ｂ，発光層１３Ｃ，電子輸送層１３Ｄおよび電子注入層１３Ｅが第１電極１２の側からこの順に積層された構造を有している。正孔注入層１３Ａおよび正孔輸送層１３Ｂは発光層１３Ｃへの正孔注入効率を高めるためのものである。発光層１３Ｃは電流の注入により光を発生するものである。電子輸送層１３Ｄおよび電子注入層１３Ｅは、発光層１３Ｃへの電子注入効率を高めるためのものである。
正孔注入層１３Ａは、例えば、厚みが２０ｎｍ程度であり、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）により構成されている。正孔輸送層１３Ｂは、例えば、厚みが１０ｎｍ程度であり、ビス［（Ｎ−ナフチル）−Ｎ−フェニル］ベンジジン（α−ＮＰＤ）により構成されている。
図３は、発光層１３Ｃの構成を拡大して表すものである。発光層１３Ｃは、例えば、青色の光を発生する発光層１３ＣＢと、赤色の光を発生する赤色発光層１３ＣＲとが、第１電極１２の側からこの順に積層された構造を有している。青色発光層１３ＣＢは、例えば、厚みが１５ｎｍ程度であり、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニン）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）にＢＣｚＶＢｉ（４，４’−ビス（３−カルバゾリルビニル）ビフェニルを５体積％混合したものにより構成されている。赤色発光層１３ＣＲは、例えば、厚みが１０ｎｍ程度であり、２，６−ビス［（４’−メトキシジフェニルアミノ）スチリル］−１，５−ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）により構成されている。
図２に示した電子輸送層１３Ｄは、例えば、厚みが３０ｎｍ程度であり、ＤＰＶＢｉにより構成されている。図２に示した電子注入層１３Ｅは、例えば、厚みが１０ｎｍ程度であり、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ3 ）により構成されている。
図２に示した第２電極１４は、例えば、有機層１３への電子注入効率を高めるための緩衝層１４Ａと、発光層１３Ｃで発生した光に対して透過性を有する極薄透過性金属電極１４Ｂと、発光層１３Ｃで発生した光に対して透過性を有する第２透明電極１４Ｃとが有機層１３の側からこの順に積層された構造を有している。緩衝層１４Ａは、例えば、厚みが０．３ｎｍ程度であり、フッ化リチウム（ＬｉＦ）により構成されている。極薄透過性金属電極１４Ｂは、例えば、厚みが１ｎｍ程度であり、銀（Ａｇ），アルミニウム（Ａｌ），マグネシウム（Ｍｇ），カルシウム（Ｃａ），ナトリウム（Ｎａ）などの金属または合金により構成されている。合金材料としては、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）と銀との合金（ＭｇＡｇ合金）が好ましい。第２透明電極１４Ｃは、極薄透過性金属電極１４Ｂの電気抵抗を下げるためのものであり、例えば、厚みが１００ｎｍ程度であり、ＩＴＯなど、発光層で発生した光に対して十分な透光性を有する導電性材料により構成されている。
図１に示した封止用基板２１は、駆動パネル１０の有機発光素子１０Ｍの側に位置しており、接着層３０と共に有機発光素子１０Ｍを封止している。カラーフィルタ２２のフィルタ層２２Ｂ，２２Ｒ，２２Ｇは、顔料を混入した樹脂によりそれぞれ構成されており、顔料を選択することにより、目的とする赤，緑あるいは青の波長域における光透過率が高く、他の波長域における光透過率が低くなるように調整されている。なお、カラーフィルタ２２は、有機発光素子１０Ｍに対向する位置に設けられていれば、封止用基板２１のどちら側の面に設けられてもよいが、駆動パネル１０の側に設けられることが好ましい。カラーフィルタ２２が表面に露出せず、接着層３０により保護することができるからである。
カラーフィルタ２２は、４５５ｎｍおよび６３０ｎｍの各波長成分、すなわち青色および赤色の透過率が７０％以上であることが好ましい。色分離に伴う損失を小さくして、光の取り出し効率および輝度を高めることができるからである。
図１に示した接着層３０は、熱硬化型樹脂または熱硬化併用紫外線硬化型樹脂などにより構成されていることが好ましい。紫外線照射のみでは、封止パネル２０に形成されたカラーフィルタにより紫外線が吸収され硬化が難しくなるからである。
また、この有機発光素子１０Ｍは、青色および赤色よりも相対的に低い強度で緑色の発光をし、かつ、図１に示したように、有機発光素子１０Ｍと緑色のフィルタ層２２Ｇ上との間に、青色の波長成分を吸収して緑色に発光する緑蛍光変換層２３が設けられている。これにより、この表示素子では、青色および赤色を分離する際に色純度を落とす原因になる緑色発光成分を少なくして、透過率の高い、濃度の薄いカラーフィルタ２２を用いて青および赤の色純度を向上させることが可能となると共に、少なくなった緑色発光成分を緑蛍光変換層２３により補って緑色のフィルタ層２２Ｇにより色度を整え、発光効率および色再現性を高めることができるようになっている。
緑蛍光変換層２３は、例えば、厚みが２０μｍ程度であり、ＤＰＶＢｉにクマリン６を１体積％混合したものにより構成されている。
具体的には、有機発光素子１０Ｍは、数２に示した発光強度比ｒが０．１以上０．４５以下であることが好ましい。
（数２）
発光強度比ｒ＝Ａ／Ｂ
（数２において、Ａは、有機発光素子１０Ｍのスペクトルにおいて波長４８０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下の発光強度を積算した値、Ｂは、有機発光素子１０Ｍのスペクトルにおいて波長４２０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の発光強度を積算した値をそれぞれ表す。）
図４は、青（色度ｙ＝０．０８）および赤（色度ｘ＝０．６７）を得るのに必要なカラーフィルタの透過率（濃さ）と発光強度比ｒとの関係を、そのときの赤色および青色の輝度と共に示したものであり、図５に示したような測定システムを構築して行った測定結果である。この測定システムは、赤色の光を発生する赤色有機発光素子１００Ｒと、青色の光を発生する青色有機発光素子１００Ｂと、緑色の光を発生する緑色有機発光素子１００Ｇとを重ねて、反射板１１０およびカラーフィルタ１２０との間に配置すると共に、カラーフィルタ１２０の反対側に測定器１３０を配置して色分離後のスペクトルを測定するようにしたものである。赤色有機発光素子１００Ｒ，緑色有機発光素子１００Ｇおよび青色有機発光素子１００Ｂは、図示しないが、ＩＴＯよりなる透明陽極と透明陰極との間に発光層を含む有機層を挟んだ透明な素子構成とした。それぞれの素子で有機層の構成および材料を変えることにより発光色を異ならせた。
測定条件としては、赤色有機発光素子１００Ｒおよび青色有機発光素子１００Ｂに流す電流密度を１ｍＡ／ｃｍ2 に固定し、緑色有機発光素子１００Ｇに流す電流密度を変化させることにより、カラーフィルタ１２０に入射するスペクトルにおける緑色の発光強度を図６に示したように変化させ、これにより発光強度比ｒを変化させた。図６に示した各スペクトルについて、青（色度ｙ＝０．０８）、赤（色度ｘ＝０．６７）を得るにはどの程度の透過率（濃さ）のカラーフィルタ１２０が必要かをそれぞれ測定した。カラーフィルタ１２０は、図７に示した透過特性のものを用い、目的とする波長は赤６３０ｎｍ、青４５５ｎｍとし、厚みを変えることにより透過率すなわちフィルタとしての強さを変化させた。なお、図６において電流密度−０．１ｍＡ／ｃｍ2 のスペクトルのみは合成により求めたものであり、電流密度０．１ｍＡ／ｃｍ2 の値を計算で減じたものである。
図４から分かるように、まず青に着目すると、発光強度比ｒ＝０．４５では５５％程度の透過率のカラーフィルタを用いる必要があり、得られる輝度は１３ｃｄ／ｍ2 である。ｒが０．４５以上では変化しない。ところが、ｒを小さく（緑を弱く）していくにしたがって、必要なカラーフィルタの濃度を薄くでき、同時に輝度も上昇する。これらのことから、元のスペクトルの青色の発光強度は図６に示したようにまったく同一であるのに、カラーフィルタで所望の色度に色分離する際、スペクトルに含まれる緑色発光成分の割合、すなわち発光強度比ｒによって色分離後の青の輝度が変わってしまうことが分かる。一方、赤の場合には、発光強度比ｒが変わってもそれほど色分離後の輝度低下がなく、常に透過率８０％以上のカラーフィルタを使うことができることが分かる。すなわち、発光強度比ｒを０．４５以下にすることにより、透過率の高いカラーフィルタを用いることができ、青の色純度を上げると共に青色分離後の青の輝度減少を少なくすることができることが分かる。
青と赤とのこのような色分離の違いはそのカラーフィルタの透過特性に起因するものと考えられる。図７から分かるように、赤は比較的急峻に短波長成分をカットできるのに対して青は長波長成分を急峻にカットできていない。このため所望の色度を得る際、青の場合には（ｙ＝０．０８程度の小さな値が好まれる）、ｙの値を大きくする４８０ｎｍ以上の波長成分がＥＬ光に多く含まれていると、カラーフィルタの濃度を上げてそれをカットしなければならず、同時に必要な４５５ｎｍ付近の透過率も落としてしまう。これに対して、赤は、緑成分を急峻にカットできるので、発光強度比ｒが変動してもカラーフィルタの濃さを増す必要がない。
発光強度比ｒは原理的には零でもよいが、例えば０．１以上であることが好ましい。図６に示したように、緑色有機発光素子１００Ｇの電流密度を０．０ｍＡ／ｃｍ2 として（発光強度比ｒ＝０．２５）青色有機発光素子１００Ｂおよび赤色有機発光素子１００Ｒのみを発光させた場合にも、緑色の発光強度は零にならないことが分かるからである。
この表示素子は、例えば、次のようにして製造することができる。
まず、例えば、上述した材料よりなる駆動用基板１１の上に、例えば真空蒸着法およびスパッタ法により、上述した厚みおよび材料よりなる第１電極１２，有機層１３および第２電極を順次成膜する。このとき、真空蒸着の場合では、圧力１Ｅ-4Ｐａとし、抵抗加熱法により成膜する。また、ＩＴＯよりなる第１透明電極１２Ｂおよび第２透明電極１４Ｃは、例えばＤＣマグネトロンスパッタ方式により成膜し、成膜条件は、例えば、スパッタガスとして酸素（Ｏ2 ）を１％混合したアルゴン（Ａｒ）ガスを用い、流量５ｓｃｃｍ、圧力０．３Ｐａ、出力１５０Ｗとする。これにより、図１に示した有機発光素子１０Ｍを有する駆動パネル１０が形成される。
次いで、上述した材料よりなる封止用基板２１の上に、例えばスピンコート法およびフォトリソグラフィ技術、印刷法、真空蒸着、スパッタリング法、インクジェット塗布法により、カラーフィルタ２２のフィルタ層２２Ｂ，２２Ｒ，２２Ｇを順次形成する。続いて、緑のフィルタ層２２Ｇの上に、例えばスピンコート法およびフォトリソグラフィ技術、印刷法、真空蒸着、スパッタリング法、インクジェット塗布法により、上述した厚みおよび材料よりなる緑蛍光変換層２３を形成する。これにより、封止パネル２０が形成される。
そののち、駆動パネル１０の有機発光素子１０Ｍを形成した側に、上述した材料よりなる接着層３０を塗布形成する。塗布は、例えば、スリットノズル型ディスペンサーから樹脂を吐出させて行うようにしてもよく、ロールコートあるいはスクリーン印刷などにより行うようにしてもよい。続いて、図１に示したように、駆動パネル１０と封止パネル２０とを接着層３０を介して貼り合わせる。その際、封止パネル２０のうちカラーフィルタ２２を形成した側の面を、駆動パネル１０と対向させて配置することが好ましい。また、接着層３０に気泡などが混入しないようにすることが好ましい。そののち、封止パネル２０のカラーフィルタ２２と駆動パネル１０の有機発光素子１０Ｍとの相対位置を整合させてから接着層３０を硬化させる。以上により、図１ないし図３に示した表示素子が完成する。
この表示素子では、例えば、第１電極１２と第２電極１４との間に所定の電圧が印加されると、有機層１３の赤色発光層１３ＣＲおよび青色発光層１３ＣＢに電流が注入され、正孔と電子とが再結合することにより、赤色発光層１３ＣＲでは赤色の光、青色発光層１３ＣＢでは青色の光が発生し、第２電極１４、接着層３０および封止パネル２０を透過して取り出される。ここでは、有機発光素子１０Ｍが、青色および赤色より相対的に低い強度で緑色を発光するので、カラーフィルタ２２で青および赤を色分離する際に色純度を落とす原因になる緑色発光成分が少なくなり、透過率の高い、濃度の薄いカラーフィルタ２２を用いても高い色純度が得られ、青および赤の色分離特性が向上する。また、少なくなった緑色発光成分は緑蛍光変換層２３により補われ、緑色のフィルタ層２２Ｇにより色度が整えられる。
このように本実施の形態では、有機発光素子１０Ｍにおける緑色のＥＬ発光を、青色および赤色より相対的に低い強度にするようにしたので、カラーフィルタ２２で青および赤を色分離する際に色純度を落とす原因になる緑色ＥＬ発光成分を少なくして、透過率の高い、濃度の薄いカラーフィルタ２２を用いて青および赤の色純度を向上させることが可能となり、青および赤の色分離の効率を高めることができる。特に、青のカラーフィルタの透過特性は理想的な形ではないので有効である。また、減らした緑色ＥＬ発光成分のエネルギーは青，赤に振り分けられているので、透過率の高いカラーフィルタ２２と併用することにより、トータルとしての効率を上げることができる。更に、緑色については、有機発光素子１０Ｍとカラーフィルタの緑色のフィルタ層２２Ｇ上との間に、青色の波長成分を吸収し緑色に発光する緑蛍光変換層２３を設けるようにしたので、少なくなった緑色ＥＬ発光成分を緑蛍光変換層２３により補い、緑色のフィルタ層２２Ｇにより色度を整えることができる。緑蛍光変換層２３は変換効率が高いので、緑色の輝度も高めることができる。よって、高効率で色再現性に優れた表示素子を構成できる。加えて、輝度半減時間は、従来と同様に、多色あるいは白色発光の特徴である十分な長さを維持することができ、長寿命の表示素子を得ることができる。更にまた、緑蛍光変換層２３の劣化は小さいので無視できる。
（第２の実施の形態）
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る表示素子における有機発光素子の構成を表している。この表示素子は、駆動用基板１１上に、第１電極１２，青色発光層を含む青色有機層１３Ｂ，中間電極１５，赤色発光層を含む赤色有機層１３Ｒおよび第２電極１４が駆動用基板１１側から順に積層されたいわゆるタンデム型有機発光素子を備えたことを除き、第１の実施の形態で説明した表示素子と同一である。したがって、同一の構成要素には同一の符号を付して説明する。
タンデム型有機発光素子は、電気的には直列に赤色有機発光素子と青色有機発光素子とを接続したものに等しい。したがって、電流当たりの発光効率は通常の２倍であるが、駆動電圧も２倍となるため、電力あたりの効率には変化がない。しかし、駆動電流値を半減することができるので、輝度半減時間は長くなることから、最近注目されている。
青色有機層１３Ｂは、例えば、図９に示したように、正孔注入層１３ＢＡ、正孔輸送層１３ＢＢ，青色発光層１３ＢＣおよび電子注入層１３ＢＥが第１電極１２の側からこの順に積層された構造を有している。正孔注入層１３ＢＡは、例えば、厚みが２０ｎｍ程度であり、ｍ−ＭＴＤＡＴＡにより構成されている。正孔輸送層１３ＢＢは、例えば、厚みが１０ｎｍ程度であり、α−ＮＰＤにより構成されている。青色発光層１３ＢＣは、例えば、厚みが２０ｎｍ程度であり、ＤＰＶＢｉにＢＣｚＶＢｉを５体積％混合したものにより構成されている。電子注入層１３ＢＥは、例えば、厚みが８ｎｍ程度であり、Ａｌｑ3 により構成されている。
中間電極１５は、例えば、第２電極１４と同様に、緩衝層１４Ａと、極薄透過性金属電極１４Ｂと、第２透明電極１４Ｃとが青色有機層１３Ｂの側からこの順に積層された構成を有している。緩衝層１４Ａおよび極薄透過性金属電極１４Ｂは、第２電極１４と同様に構成されている。第２透明電極１４Ｃは、厚みが例えば１０ｎｍ程度であることを除いては、第２電極１４と同様に構成されている。
赤色有機層１３Ｒは、例えば、図１０に示したように、正孔輸送層１３ＲＢ，青色発光層１３ＲＣおよび電子注入層１３ＲＥが第１電極１２の側からこの順に積層された構造を有している。正孔輸送層１３ＲＢは、例えば、厚みが１０ｎｍ程度であり、α−ＮＰＤにより構成されている。赤色発光層１３ＲＣは、例えば、厚みが２０ｎｍ程度であり、ＢＳＮにより構成されている。電子注入層１３ＲＥは、例えば、厚みが８ｎｍ程度であり、Ａｌｑ3 により構成されている。
この表示素子は第１の実施の形態と同様にして製造することができ、その作用および効果は第１の実施の形態と同様である。
（第３の実施の形態）
図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る表示素子の断面構造を表すものである。この表示素子は、青，赤および緑の３色のフィルタ層２２Ｂ，２２Ｒ，２２Ｇに加え、シアン色のフィルタ層２２Ｃを有し、かつ有機発光素子１０Ｍとシアン色のフィルタ層２２Ｃ上との間にシアン蛍光変換層２４を備えたことを除いては、、第１の実施の形態で説明した表示素子と同一である。したがって、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
シアン蛍光変換層２４は、青色の波長成分を吸収しシアン色に発光するものである。シアン色のフィルタ層２２Ｃは、シアン蛍光変換層２４によりシアン色に変換された光の色度を整えるものであり、フィルタ層２２Ｂ，２２Ｒ，２２Ｇと同様に、顔料を混入した樹脂により構成されている。シアン色のフィルタ層２２Ｃおよびシアン蛍光変換層２４を設けることにより、この表示素子では、将来の高品位ディスプレーを見据えて赤，緑，青およびシアンの４原色表示を可能とし、色再現性および表示装置としての表現性を高めることができるようになっている。
この表示素子は、封止パネル２０を形成する工程において、封止用基板２１の上に、フィルタ層２２Ｂ，２２Ｒ，２２Ｇに加えてシアン色のフィルタ層２２Ｃを形成すること、および、シアン色のフィルタ層２２Ｃの上に、例えばスピンコート法およびフォトリソグラフィ技術、印刷法、真空蒸着、スパッタリング法、インクジェット塗布法により、シアン蛍光変換層２４を形成することを除いては、第１の実施の形態と同様にして製造することができる。
この表示素子では、例えば、第１の実施の形態と同様に、第１電極１２と第２電極１４との間に所定の電圧が印加されると、有機層１３の赤色発光層１３ＣＲおよび青色発光層１３ＣＢに電流が注入され、正孔と電子とが再結合することにより、赤色発光層１３ＣＲでは赤色の光、青色発光層１３ＣＢでは青色の光が発生し、第２電極１４、接着層３０および封止パネル２０を透過して取り出される。ここでは、シアン色のフィルタ層２２Ｃおよびシアン蛍光変換層２４が設けられているので、青色の光の一部がシアン蛍光変換層２４に吸収されてシアン色に変換され、シアン色のフィルタ層２２Ｃにより色度が整えられて、青，赤，緑およびシアンの４原色表示がなされる。このシアンは蛍光変換で得るものであるから、青色成分の色分離には影響を及ぼすことはない。
本実施の形態では、３色のフィルタ層２２Ｂ，２２Ｒ，２２Ｇに加え、シアン色のフィルタ層２２Ｃを設け、かつシアン蛍光変換層２４を備えるようにしたので、第１の実施の形態の効果に加えて、将来の高品位ディスプレーを見据えて赤，緑，青およびシアンの４原色表示を可能とし、色再現性および表示装置としての表現性を高めることができる。また、このシアンは蛍光変換で得るものであるから、青色成分の色分離には影響を及ぼすことはない。シアン色のフィルタ層２２Ｃおよびシアン蛍光変換層２４は、マスク蒸着を用いずフォトプロセスで容易に形成することができ、簡素な工程で容易に４原色表示を実現することができる。
（第４の実施の形態）
図１２は、本発明に係る撮像装置の外観を表すものであり、図１３は、この撮像装置の概略構成を表すものである。この撮像装置は、例えばデジタルスチルカメラとして用いられるものであり、画像を撮影する撮像部４０と、撮像部４０により撮像された画像を表示する表示部５０とを含んでいる。撮像部４０と表示部５０とは、有線または無線により接続されている。
撮像部４０は、例えば、レンズ（図示せず）と、電荷転送型のＣＣＤ（Charge Coupled Device ) イメージセンサまたはＸ−Ｙのアドレスを指定して読み出すＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor ）イメージセンサなどにより構成されたイメージセンサ部（図示せず）とを備えている。イメージセンサ部は、青，赤，緑およびシアンの４原色撮像が可能となっている。
表示部５０は、例えば第３の実施の形態で説明した、シアン色のフィルタ層２２Ｃおよびシアン蛍光変換層２４を有する表示素子を画素毎に備えた有機発光表示装置により構成されている。これにより、この撮像装置では、撮像部４０により４原色撮像された画像を、表示部５０において４原色表示で色再現性よく忠実に再生することができ、表現性を高めることができるようになっている。
このように本実施の形態では、撮像装置に、本発明の表示素子により構成された表示部５０を備えるようにしたので、撮像部４０により撮像された画像を、色再現性よく忠実に再生することができ、表現性を高めることができる。
なお、本実施の形態において、表示部５０は、第１の実施の形態または第２の実施の形態で説明した表示素子を画素毎に備えた有機発光表示装置により構成されていてもよい。
更に、本発明の具体的な実施例について詳細に説明する。
（実施例１）
第１の実施の形態と同様にして、表示素子を作製した。まず、ガラスよりなる駆動用基板１１上に第１電極１２、有機層１３および第２電極１４が順に積層された有機発光素子１０Ｍを作製した。その際、第１電極１２は、厚み５０ｎｍのクロム（Ｃｒ）よりなる反射層１２Ａおよび厚み２０ｎｍのＩＴＯよりなる第１透明電極１２Ｂを駆動用基板１１側から順に積層した構成とした。有機層１３は、厚み２０ｎｍのｍ−ＭＴＤＡＴＡよりなる正孔注入層１３Ａ、厚み１０ｎｍのα−ＮＰＤよりなる正孔輸送層１３Ｂ、ＤＰＶＢｉにＢＣｚＶＢｉを５体積％混合したものよりなる厚み１５ｎｍの青色発光層１３ＣＢ、厚み１０ｎｍのＢＳＮよりなる赤色発光層１３ＣＲ、厚み３０ｎｍのＤＰＶＢｉよりなる電子輸送層１３Ｄ、および厚み１０ｎｍのＡｌｑ3 よりなる電子注入層１３Ｅを第１電極１２側から順に積層した構成とした。第２電極１４は、厚み０．３ｎｍのフッ化リチウム（ＬｉＦ）よりなる緩衝層１４Ａ、厚み１ｎｍのＭｇＡｇ合金よりなる極薄透過性金属電極１４Ｂおよび厚み１００ｎｍのＩＴＯよりなる第２透明電極１４Ｃを、有機層１３側から順に積層した構成とした。次いで、封止用基板２１にカラーフィルタ２２および緑蛍光変換層２３を形成した。緑蛍光変換層２３は、厚みを２０μｍとし、ＤＰＶＢｉにクマリン６を１体積％混合したものにより構成した。
得られた有機発光素子１０Ｍについて、スペクトルを測定した。測定条件は、電流密度１ｍＡ／ｃｍ2 、４．５Ｖであった。得られたスペクトルＰを図１４に示す。なお、この有機発光素子１０Ｍでは赤色と青色のみ発生しているので、ももいろの発光が得られた。また、このスペクトルについて数２により発光強度比ｒを求めたところ、ｒ＝０．２１２であった。
また、有機発光素子１０Ｍに青のフィルタ層２２Ｂを組み合わせて、色度ｙ＝０．０８となるようにした。青のフィルタ層２２Ｂの透過率が８５％のときのスペクトルＢを図１４に合わせて示すと共に、そのときの色度座標および輝度を表１に示す。
Figure 2005243549
更に、有機発光素子１０Ｍに赤のフィルタ層２２Ｒを組み合わせて、色度ｘ＝０．６７となるようにした。赤のフィルタ層２２Ｒの透過率が８５％のときのスペクトルＲを図１４に合わせて示すと共に、そのときの色度座標および輝度を表１に合わせて示す。
更にまた、有機発光素子１０Ｍに緑のフィルタ層２２Ｇを組み合わせて緑色を取り出したときのスペクトルＧＦを図１４に合わせて示す。加えてまた、有機発光素子１０Ｍに緑のフィルタ層２２Ｇおよび緑蛍光変換層２３を組み合わせたときのスペクトルＧＣＣＭを図１４に合わせて示すと共に、そのときの色度座標および輝度を表１に合わせて示す。
この有機発光素子１０Ｍの輝度半減時間を測定したところ、電流密度１００ｍＡ／ｃｍ2 、平均輝度白色時６０００ｃｄ／ｍ2 時 ６００ｈｒであった。
図１４および表１から分かるように、青および赤についてはスペクトル、色度および輝度のいずれについても良好な結果が得られた。また、緑についても、発光強度比ｒが小さいにもかかわらず、緑蛍光変換層２３の高い変換効率により十分な輝度が得られた。すなわち、発光強度比ｒを０．２１２として緑色の発光を青色および赤色より相対的に低い強度にすると共に、緑蛍光変換層２３を設けるようにすれば、透過率の高い、濃度の薄いカラーフィルタ２２を用いて青および赤の色純度および輝度を向上させることができると共に、少なくなった緑色発光成分を緑蛍光変換層２３により補い、緑色のフィルタ層２２Ｇにより色度を整えることができることが分かった。
（実施例２）
第２の実施の形態と同様にして、表示素子を作製した。まず、駆動用基板１１上に、第１電極１２，青色発光層１３ＢＣを含む青色有機層１３Ｂ，中間電極１５，赤色発光層１３ＲＣを含む赤色有機層１３Ｒおよび第２電極１４が駆動用基板１１側から順に積層されたタンデム型の有機発光素子１０Ｍを形成した。その際、青色有機層１３Ｂは、厚み２０ｎｍのｍ−ＭＴＤＡＴＡよりなる正孔注入層１３ＢＡ、厚み１０ｎｍのα−ＮＰＤよりなる正孔輸送層１３ＢＢ、ＤＰＶＢｉにＢＣｚＶＢｉを５体積％混合したものよりなる厚み２０ｎｍの青色発光層１３ＢＣ、および厚み８ｎｍのＡｌｑ3 よりなる電子注入層１３ＢＥを第１電極１２側から順に積層した構成とした。中間電極１５は、第２透明電極１４Ｃの厚みが１０ｎｍであることを除いては、第２電極１４と同様に構成した。赤色有機層１３Ｒは、厚み１０ｎｍのα−ＮＰＤよりなる正孔輸送層１３ＲＢ、厚み２０ｎｍのＢＳＮよりなる赤色発光層１３ＲＣ、および、厚み８ｎｍのＡｌｑ3 よりなる電子注入層１３ＲＥを中間電極１５側から順に積層した構成とした。第１電極１２および第２電極１４は実施例１と同様に構成した。次いで、実施例１と同様にして、封止用基板２１にカラーフィルタ２２および緑蛍光変換層２３を形成した。
得られた有機発光素子１０Ｍについて、スペクトルを測定したところ、実施例１と同様の結果が得られた。測定条件は電流密度１ｍＡ／ｃｍ2 、９．０Ｖであり、そのときの発光強度は実施例１の約２倍となった。また、このスペクトルについて数２により発光強度比ｒを求めたところ、ｒ＝０．２５２であった。
また、有機発光素子１０Ｍに青のフィルタ層２２Ｂを組み合わせて、色度ｙ＝０．０８となるようにした。青のフィルタ層２２Ｂの透過率が８２％のときに、実施例１と同様のスペクトルＢが得られた。
更に、有機発光素子１０Ｍに赤のフィルタ層２２Ｒを組み合わせて、色度ｘ＝０．６７となるようにした。そのときの赤のフィルタ層２２Ｒの透過率は、８２％であった。
更にまた、有機発光素子１０Ｍに緑のフィルタ層２２Ｇを組み合わせて緑色を取り出したときのスペクトルＧＦ、および、有機発光素子１０Ｍに緑のフィルタ層２２Ｇおよび緑蛍光変換層２３を組み合わせたときのスペクトルＧＣＣＭをそれぞれ測定したところ、実施例１と同様の結果が得られた。
この有機発光素子１０Ｍの色度を測定したところ、いずれも実施例１と同等の結果が得られたが、輝度は、電流密度１ｍＡ／ｃｍ2 、９．０Ｖで、青４５ｃｄ／ｍ2 、緑２１０ｃｄ／ｍ2 、赤６５ｃｄ／ｍ2 となり、実施例１に比べて電流当たりの効率は２倍になった。
また、この有機発光素子１０Ｍの輝度半減時間を測定したところ、電流密度５５ｍＡ／ｃｍ2 、平均輝度白色時６０００ｃｄ／ｍ2 時 １０００ｈｒであった。
以上の結果から分かるように、実施例２においても、実施例１と同様に、スペクトル、色度および輝度のいずれについても良好な結果が得られた。すなわち、発光強度比ｒを０．２５２として緑色の発光を青色および赤色より相対的に低い強度にすると共に、緑蛍光変換層２３を設けるようにすれば、透過率の高い、濃度の薄いカラーフィルタ２２を用いて青および赤の色純度および輝度を向上させることができると共に、少なくなった緑色発光成分を緑蛍光変換層２３により補い、緑色のフィルタ層２２Ｇにより色度を整えることができることが分かった。更に、有機発光素子１０Ｍをタンデム構造とすることにより、初期輝度が同じでも電流値を小さくして輝度半減時間を延ばすことができた。
（比較例１）
緑蛍光変換層を設けないことを除いては、実施例１と同様にして表示素子を作製した。得られた有機発光素子について、スペクトルを測定した。また、実施例１と同様にして青，赤および緑を分離し、各色のスペクトル，色度および輝度を測定した。それらの結果を図１５および表２に示す。
Figure 2005243549
図１５および表２から分かるように、青および赤については実施例１と同様にスペクトル、色度および輝度のいずれについても良好な結果が得られた。しかし、緑は、十分な色度が得られなかった。これは、緑蛍光変換層が設けられていないためであると考えられる。
以下の比較例２および比較例３では、有機発光素子の発光層の構成を変化させることにより発光強度比ｒを異ならせた場合について検討した。
（比較例２）
有機発光素子の発光層の構成が異なることを除いては、実施例１と同様にして表示素子を作製した。その際、発光層を、ＤＰＶＢｉにＢＣｚＶＢｉを５体積％混合したものよりなる厚み９ｎｍの青色発光層、ＤＰＶＢｉにクマリン６を１体積％混合したものよりなる厚み３ｎｍの緑色発光層、および厚み１０ｎｍのＢＳＮよりなる赤色発光層を第１電極側から順に積層した構成とした。すなわち、本比較例では、有機発光素子として、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ピークを持つ３波長型白色有機発光素子を作製した。
得られた有機発光素子について、スペクトルを測定した。測定条件は、電流密度１ｍＡ／ｃｍ2 、５．２Ｖであった。得られたスペクトルＷを図１６に示す。また、このスペクトルについて数２により発光強度比ｒを求めたところ、ｒ＝０．５１６であった。
また、この有機発光素子に青のフィルタ層を組み合わせて、色度ｙ＝０．０８となるようにした。青のフィルタ層の透過率が６２％のときのスペクトルＢを図１６に合わせて示すと共に、そのときの色度座標および輝度を表３に示す。
Figure 2005243549
更に、この有機発光素子に赤のフィルタ層を組み合わせて、色度ｘ＝０．６７となるようにした。赤のフィルタ層の透過率が８３％のときのスペクトルＲを図１６に合わせて示すと共に、そのときの色度座標および輝度を表３に合わせて示す。
更にまた、この有機発光素子に緑のフィルタ層を組み合わせて緑色を取り出したときのスペクトルＧＦを図１６に合わせて示す。そのときのフィルタ層の透過率は５３％であった。また、そのときの色度座標および輝度を表３に合わせて示す。
図１６および表３から分かるように、１ｍＡ／ｃｍ2 の電流値での輝度は実施例１の約半分しか得られなかった。これは、発光強度比ｒ＝０．５１６と大きいスペクトルＷを用いたために、カラーフィルタの透過率が落ちたからである。また、発光エネルギーが赤，緑および青と３つの発光に分散されてしまったからである。すなわち、発光強度比ｒが０．５１６と大きい場合には、カラーフィルタによる色分離の際の損失が増えて効率が低くなってしまうことが分かった。
（比較例３）
有機発光素子の発光層の構成が異なることを除いては、実施例１と同様にして表示素子を作製した。その際、発光層を、ＤＰＶＢｉにＰＡＶＢを５体積％混合したものよりなる厚み１５ｎｍの青緑色発光層、および厚み１０ｎｍのＢＳＮよりなる赤色発光層を第１電極側から順に積層した構成とした。すなわち、本比較例では、実施例１に比べてスペクトルに含まれる青緑色発光成分を多くした。
得られた有機発光素子について、スペクトルを測定した。測定条件は、電流密度１ｍＡ／ｃｍ2 、４．９Ｖであった。得られたスペクトルＰを図１７に示す。また、このスペクトルについて数２により発光強度比ｒを求めたところ、ｒ＝０．４５７であった。
また、この有機発光素子に青のフィルタ層を組み合わせて、色度ｙ＝０．０８となるようにした。青のフィルタ層の透過率が２１％のときのスペクトルＢを図１７に合わせて示すと共に、そのときの色度座標および輝度を表４に示す。
Figure 2005243549
更に、この有機発光素子に赤のフィルタ層を組み合わせて、色度ｘ＝０．６７となるようにした。赤のフィルタ層の透過率が７５％のときのスペクトルＲを図１７に合わせて示すと共に、そのときの色度座標および輝度を表４に合わせて示す。
更にまた、この有機発光素子に緑のフィルタ層を組み合わせて緑色を取り出したときのスペクトルＧＦを図１７に合わせて示す。加えてまた、有機発光素子に緑のフィルタ層および緑蛍光変換層を組み合わせたときの発光強度ＧＣＣＭを図１７に合わせて示すと共に、そのときの色度座標および輝度を表４に合わせて示す。
また、この有機発光素子の輝度半減時間を測定したところ、実施例１と同等の結果が得られた。
図１７および表４から分かるように、緑については緑蛍光変換層を用いたので比較的良好な色度が得られた。しかし、青の効率が著しく低かった。これは、発光強度比ｒ＝０．４５７と大きいスペクトルＰを用いたので、青の色度を得るために、透過率の低い、より高濃度の青のカラーフィルタを用いたからである。すなわち、発光強度比ｒが０．４５７と大きい場合には、カラーフィルタによる色分離の際の損失が増えて効率が低くなってしまうことが分かった。
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および上記実施の形態および上記実施例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、上記実施の形態および上記実施例において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。例えば、上記実施の形態および上記実施例では、発光層１３Ｃを蛍光発光材料により構成する場合について説明したが、近年性能向上が著しい燐光材料を用いてもよい。その場合、複数の発光層のすべてを燐光材料により構成してもよいし、寿命などとの兼ね合いから一部に用いてもよい。また、例えば、上記実施の形態および上記実施例では、緑蛍光変換層２３の構成材料としてクマリン６を用いた場合について説明したが、緑蛍光変換層２３は他の材料により構成してもよい。例えば、将来燐光を利用した高効率な色変換層が開発されればそれを利用することにより更に効率を高めることができる。
また、例えば、上記実施の形態および上記実施例では、有機発光素子、表示素子、表示装置および撮像装置の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層または構成要素を備える必要はなく、また、他の層または構成要素を更に備えていてもよい。例えば、第２電極１４を透明電極としてもよい。
更に、例えば、上記実施の形態および上記実施例では、第１電極１２を陽極、第２電極１４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、第１電極１２を陰極、第２電極１４を陽極としてもよい。
加えて、例えば、上記第２の実施の形態では、青色有機層１３Ｂと赤色有機層１３Ｒとを中間電極１５を介して積層したタンデム構造の場合について説明したが、赤色発光層および青色発光層を有する有機層を複数積層してタンデム構造を形成するようにしてもよい。更にまた、タンデム構造は２層の有機層を積層したものに限られず、３層以上の有機層を有していてもよい。
加えて、例えば、上記実施の形態および上記実施例では、発光素子として有機発光素子１０Ｍを例に挙げて説明したが、本発明は、有機発光素子のほか、無機材料よりなる発光層を用いて交流駆動を行う無機ＥＬ素子などの他の発光素子を有する表示素子にも適用することができる。
本発明の第１の実施の形態に係る表示素子の構成を表す断面図である。 図１に示した有機発光素子の構成を表す断面図である。 図２に示した発光層の構成を表す断面図である。 青（色度ｙ＝０．０８）および赤（色度ｘ＝０．６７）を得るのに必要なカラーフィルタの透過率（濃さ）と発光強度比ｒとの関係を、そのときの赤色および青色の輝度と共に示した図である。 図４の測定に使用した測定システムの構成を表すブロック図である。 図４の測定に使用したスペクトルを表す図である。 図４の測定に使用したカラーフィルタの透過特性を表す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る表示素子の構成を表す断面図である。 図８に示した青色有機層の構成を表す断面図である。 図８に示した赤色有機層の構成を表す断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る撮像装置の外観を表す斜視図である。 図１２に示した撮像装置の構成を表すブロック図である。 本発明の実施例１の表示素子のスペクトルを表す図である。 本発明の比較例１の表示素子のスペクトルを表す図である。 本発明の比較例２の表示素子のスペクトルを表す図である。 本発明の比較例３の表示素子のスペクトルを表す図である。
符号の説明
１０…駆動パネル、１１…駆動用基板、１２…第１電極、１３…有機層、１３Ａ…正孔注入層、１３Ｂ…正孔注入層、１３Ｃ…発光層、１３Ｄ…電子輸送層、１３Ｅ…電子注入層、１４…第２電極、２０…封止パネル、２１…封止用基板、２２…カラーフィルタ、２３…緑蛍光変換層、３０…接着層

Claims (14)

  1. 青色および赤色を発光すると共に前記２色より相対的に低い強度で緑色を発光する発光素子と、
    前記発光素子に対向する位置に、青，赤および緑の３色に対応した３種類のフィルタ層を有するカラーフィルタと、
    前記発光素子と前記カラーフィルタの緑色のフィルタ層上との間に設けられ、青色の波長成分を吸収し緑色に発光する緑蛍光変換層と
    を備えたことを特徴とする表示素子。
  2. 前記発光素子は、有機材料よりなる発光層を備えた有機発光素子である
    ことを特徴とする請求項１記載の表示素子。
  3. 前記カラーフィルタは前記３色のフィルタ層に加え、シアン色のフィルタ層を有し、かつ前記発光素子と前記シアン色のフィルタ層上との間に青色の波長成分を吸収しシアン色に発光するシアン蛍光変換層を備えた
    ことを特徴とする請求項１記載の表示素子。
  4. 前記発光素子は、数１に示した発光強度比ｒが０．１以上０．４５以下である
    ことを特徴とする請求項１記載の表示素子。
    (数１)
    発光強度比ｒ＝Ａ／Ｂ
    （数１において、Ａは、前記発光素子のスペクトルにおいて波長４８０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下の発光強度を積算した値、Ｂは、前記発光素子のスペクトルにおいて波長４２０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の発光強度を積算した値をそれぞれ表す。）
  5. 前記カラーフィルタは、４５５ｎｍおよび６３０ｎｍの各波長成分の透過率が７０％以上である
    ことを特徴とする請求項１記載の表示素子。
  6. 前記発光素子において、青色および赤色帯域の発光強度はともに可視光領域の２０％以上である
    ことを特徴とする請求項１記載の表示素子。
  7. 前記発光素子は、前記カラーフィルタに対向する面と反対側に反射層を備え、前記発光素子で発生した光を前記カラーフィルタ側に反射させる
    ことを特徴とする請求項１記載の表示素子。
  8. 前記発光素子は、前記反射層を備えた駆動用基板上に形成されて駆動パネルを構成し、前記カラーフィルタは前記緑蛍光変換層と共に封止用基板上に形成されて封止パネルを構成し、前記駆動パネルと前記封止パネルとが接着層を介して貼り合わせられている
    ことを特徴とする請求項１記載の表示素子。
  9. 画素毎に表示素子を有する表示装置であって、
    前記表示素子は、
    青色および赤色を発光すると共に前記２色より相対的に低い強度で緑色を発光する発光素子と、
    前記発光素子に対向する位置に、青，赤および緑の３色に対応した３種類のフィルタ層を有するカラーフィルタと、
    前記発光素子と前記カラーフィルタの緑色のフィルタ層上との間に設けられ、青色の波長成分を吸収し緑色に発光する緑蛍光変換層と
    を備えたことを特徴とする表示装置。
  10. 前記発光素子は、有機材料よりなる発光層を備えた有機発光素子である
    ことを特徴とする請求項９記載の表示装置。
  11. 前記カラーフィルタは前記３色のフィルタ層に加え、シアン色のフィルタ層を有し、かつ前記発光素子と前記シアン色のフィルタ層上との間に青色の波長成分を吸収しシアン色に発光するシアン蛍光変換層を備えている
    ことを特徴とする請求項９記載の表示装置。
  12. 画像を撮影する撮像部と、画素毎に表示素子を備え、前記撮像部により撮像された画像を表示する表示部とを含む撮像装置であって、
    前記表示素子は、
    青色および赤色を発光すると共に前記２色より相対的に低い強度で緑色を発光する発光素子と、
    前記発光素子に対向する位置に、青，赤および緑の３色に対応した３種類のフィルタ層を有するカラーフィルタと、
    前記発光素子と前記カラーフィルタの緑色のフィルタ層上との間に設けられ、青色の波長成分を吸収し緑色に発光する緑蛍光変換層と
    を備えたことを特徴とする撮像装置。
  13. 前記発光素子は、有機材料よりなる発光層を備えた有機発光素子である
    ことを特徴とする請求項１２記載の撮像装置。
  14. 前記カラーフィルタは前記３色のフィルタ層に加え、シアン色のフィルタ層を有し、かつ前記発光素子と前記シアン色のフィルタ層上との間にシアン蛍光変換層を備えている
    ことを特徴とする請求項１３記載の撮像装置。


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