JP2005276662A - 発光表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 視点が表示部の正面から逸れた場合であっても、色ずれが生じ難い、発光表示装置を提供する。
【解決手段】 ３原色の各色成分を含む光を発光する有機発光層２０２を含み、白色光を放射する有機発光素子１０１上に、所定波長の光を選択的に透過するカラーフィルタ群１１２が配設された発光表示装置において、有機発光素子１０１は、特定波長の光を共振させ、有機発光層２０２の厚み方向における共振波長が、青色波長領域内に存在するように構成されていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ１００。
【選択図】 図１
【解決手段】 ３原色の各色成分を含む光を発光する有機発光層２０２を含み、白色光を放射する有機発光素子１０１上に、所定波長の光を選択的に透過するカラーフィルタ群１１２が配設された発光表示装置において、有機発光素子１０１は、特定波長の光を共振させ、有機発光層２０２の厚み方向における共振波長が、青色波長領域内に存在するように構成されていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ１００。
【選択図】 図１
Description
本発明は、トップエミッション型の発光表示装置に関し、特に、視認性を向上させる技術に関する。
近年、高効率、高精細、低消費電力及び高速応答性を有する表示デバイスとして、自己発光型素子を薄膜トランジスタ（以下でＴＦＴともいう）を用いて駆動する発光表示装置が注目を浴びており、その中でも、ＴＦＴ基板上に積層した有機発光素子を発光させ、その光をＴＦＴや配線などが形成されている基板側とは反対の方向のいわゆるトップ側から高効率に光を取り出す構成、すなわちトップエミッション型の有機エレクトロ・ルミネッセンスパネル（以下、「有機ＥＬパネル」という。）の開発が進んでいる。（例えば、特許文献１）
このトップエミッション型の有機ＥＬパネルは、有機発光素子で発光した白色光を上述のトップ側に放射し、その先に設けられたカラーフィルタにより３原色を選択的に透過分離させてカラー表示しており、薄型で広視野角などの一般的な有機ＥＬパネルの特徴に加え、発光効率が高く、表示画面が明るいなどの特徴を有する。
特開２００３−２５７６２２号公報
このトップエミッション型の有機ＥＬパネルは、有機発光素子で発光した白色光を上述のトップ側に放射し、その先に設けられたカラーフィルタにより３原色を選択的に透過分離させてカラー表示しており、薄型で広視野角などの一般的な有機ＥＬパネルの特徴に加え、発光効率が高く、表示画面が明るいなどの特徴を有する。
しかしながら、トップエミッション型の有機ＥＬパネルは、発光部である有機発光層が、反射率の高い層でサンドイッチされ、発光光が共振して特定波長の光が強められる共振器構造となっているので、有機発光層内で発光した光は、放射角度毎に共振波長が異なることとなり、表示部を真正面から見た場合と、正面からずれた位置で見た場合とでは、色合いが変化して見えるいわゆる色ずれが生じるという問題がある。
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、トップエミッション型の発光表示装置において、視点が表示部の正面から逸れた場合であっても、色ずれが生じ難い発光表示装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る発光表示装置は、以下を特徴とする。
（１） ３原色の各色成分を含む光を発光する有機発光層を含み、白色光を放射する有機発光素子上に、それぞれ固有の波長の光を選択的に透過する複数のカラーフィルタが配設された発光表示装置において、前記有機発光素子は、前記有機発光層の厚み方向における共振波長が、青色波長領域内に存在するように構成されている。
（２） 上記１の発光表示装置において、前記青色波長領域は、４００ｎｍ以上、かつ、５２０ｎｍ以下の波長帯である。
（３） 上記２の発光表示装置において、前記共振波長が、４００ｎｍ以上、かつ、４５０ｎｍ以下の範囲に存在する。
（４） 上記１から３のいずれかの発光表示装置において、前記複数のカラーフィルタは、それぞれ青色、緑色及び赤色の光を透過する３種からなる。
（５） 上記１から３のいずれかの発光表示装置において、前記有機発光層は、青色と当該青色の補色の光をそれぞれ発光して合成することにより、前記白色光を得ている。
（１） ３原色の各色成分を含む光を発光する有機発光層を含み、白色光を放射する有機発光素子上に、それぞれ固有の波長の光を選択的に透過する複数のカラーフィルタが配設された発光表示装置において、前記有機発光素子は、前記有機発光層の厚み方向における共振波長が、青色波長領域内に存在するように構成されている。
（２） 上記１の発光表示装置において、前記青色波長領域は、４００ｎｍ以上、かつ、５２０ｎｍ以下の波長帯である。
（３） 上記２の発光表示装置において、前記共振波長が、４００ｎｍ以上、かつ、４５０ｎｍ以下の範囲に存在する。
（４） 上記１から３のいずれかの発光表示装置において、前記複数のカラーフィルタは、それぞれ青色、緑色及び赤色の光を透過する３種からなる。
（５） 上記１から３のいずれかの発光表示装置において、前記有機発光層は、青色と当該青色の補色の光をそれぞれ発光して合成することにより、前記白色光を得ている。
一般に、共振器構造を有する発光表示装置では、視点が表示部の正面からずれるのに伴って、表示部と視点とを結ぶ方向の共振波長が短波長側にずれるため、その影響を受けて、視点に到達する光（以下、「到達光」という。）の波長も短波長側にシフトすると共に、その強度も変化する。
上記（１）の構成により、前記有機発光層の厚み方向における共振波長、即ち、通常で言う共振波長が、青色波長領域内に存在するため、上記視点のずれに伴い、共振波長が短波長側にシフトするため、到達光に含まれる緑色及び赤色成分の光の強度が減少することになるが、到達光に含まれる緑色及び赤色成分の光の波長は、共振波長から遠い位置に存在するため、上記共振波長のシフトの影響が緩和され、到達光に含まれる緑色及び赤色成分の光の波長シフト及び強度減少の度合いが緩やかになる。
上記（１）の構成により、前記有機発光層の厚み方向における共振波長、即ち、通常で言う共振波長が、青色波長領域内に存在するため、上記視点のずれに伴い、共振波長が短波長側にシフトするため、到達光に含まれる緑色及び赤色成分の光の強度が減少することになるが、到達光に含まれる緑色及び赤色成分の光の波長は、共振波長から遠い位置に存在するため、上記共振波長のシフトの影響が緩和され、到達光に含まれる緑色及び赤色成分の光の波長シフト及び強度減少の度合いが緩やかになる。
一方、到達光に含まれる青色成分の光の波長については、上記視点のずれに伴う共振波長側の短波長側へのシフトにより、ピーク波長が短波長側にシフトし、短波長側で光の強度が増加することとなる。
しかしながら、短波長側で光の強度が増加する一方で、青色成分の光の一部が、視感度の小さい紫外光領域にシフトすることとなるので、見かけ上到達光に含まれる青色成分の光の強度変化が緩慢になる。
しかしながら、短波長側で光の強度が増加する一方で、青色成分の光の一部が、視感度の小さい紫外光領域にシフトすることとなるので、見かけ上到達光に含まれる青色成分の光の強度変化が緩慢になる。
これにより、視点が表示部の正面からずれた場合でも、青色光、緑色光及び赤色光の各原色光の輝度変化が緩やかであるため色ずれが起こり難い。
また、上記（３）の構成により、上記視点のずれに伴って、到達光に含まれる青色成分の光の強度ピークが上昇傾向となり、到達光に含まれる青色成分の光の強度分布が、紫外光領域に侵入するのと相俟って、見かけ上の到達光に含まれる青色成分の光の強度増加が緩やかになる。
また、上記（３）の構成により、上記視点のずれに伴って、到達光に含まれる青色成分の光の強度ピークが上昇傾向となり、到達光に含まれる青色成分の光の強度分布が、紫外光領域に侵入するのと相俟って、見かけ上の到達光に含まれる青色成分の光の強度増加が緩やかになる。
また、上記（４）の構成により、３原色の光を合成することによりカラー表示を行う通常の発光表示装置において、視点が表示部の正面からずれることによる色ずれが軽減される。
また、上記（５）の構成により、共振波長の影響を最も受けやすい青色領域内の光が単波長であるため、上記視点のずれが生じたとき、到達光に含まれる青色成分の光の強度変化が抑制されるように共振波長を設定することが容易となる。
また、上記（５）の構成により、共振波長の影響を最も受けやすい青色領域内の光が単波長であるため、上記視点のずれが生じたとき、到達光に含まれる青色成分の光の強度変化が抑制されるように共振波長を設定することが容易となる。
（実施の形態）
＜構成＞
図１は、本発明の実施形態における、トップエミッション型の発光表示装置の一例としての有機ＥＬディスプレイの概略断面図である。
本実施の形態における、有機ＥＬディスプレイ１００は、図１に示すように、自己発光する有機発光素子１０１と、特定波長の光のみをそれぞれ透過するカラーフィルタ群１１２が設けられたカラーフィルタ基板１０３とが、封止層１０２を介して対向配置されたものである。
＜構成＞
図１は、本発明の実施形態における、トップエミッション型の発光表示装置の一例としての有機ＥＬディスプレイの概略断面図である。
本実施の形態における、有機ＥＬディスプレイ１００は、図１に示すように、自己発光する有機発光素子１０１と、特定波長の光のみをそれぞれ透過するカラーフィルタ群１１２が設けられたカラーフィルタ基板１０３とが、封止層１０２を介して対向配置されたものである。
カラーフィルタ基板１０３は、透明基板１１０の表面上に、複数のカラーフィルタ群１１２が並列に設けられ、各カラーフィルタ群１１２同士の間にブラックマトリックス１１１が設けられている。
透明基板１１０は、厚さ０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度のガラスからなるが、プラスチックフィルムであっても良い。
透明基板１１０は、厚さ０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度のガラスからなるが、プラスチックフィルムであっても良い。
カラーフィルタ群１１２は、それぞれ３原色の各成分のみを透過するカラーフィルタ１１２ｒ、ｇ、ｂからなり、その厚さは、およそ１μｍ以上１０μｍ以下である。
各カラーフィルタ１１２ｒ、ｇ、ｂのパターン形状は、各色ごとに分離したストライプパターンとしてもよいし、各画素のサブピクセルごとに分離したパターンとしてもよい。
ブラックマトリックス１１１は、厚さ１〜６μｍ程度の黒色膜であって、隣接するサブピクセルへの光の漏れを防止する機能を有し、にじみの無い蛍光変換色を得ることを可能とする。
各カラーフィルタ１１２ｒ、ｇ、ｂのパターン形状は、各色ごとに分離したストライプパターンとしてもよいし、各画素のサブピクセルごとに分離したパターンとしてもよい。
ブラックマトリックス１１１は、厚さ１〜６μｍ程度の黒色膜であって、隣接するサブピクセルへの光の漏れを防止する機能を有し、にじみの無い蛍光変換色を得ることを可能とする。
封止層１０２は、カラーフィルタ基板１０３及び有機発光素子１０１に挟まれる内部空間を充填して、外部からの酸素、水分等の進入を抑制し、有機発光素子１０１の界面における反射を抑制し、有機発光素子１０１から放射された光をカラーフィルタ群１１２へと効率良く透過する。
封止層１０２の材料としては、可視光透過性を有し、１．３〜２．５の屈折率を有する材料、例えば、透明シリコーンゴム、透明シリコーンゲル、エポキシ樹脂、アクリル樹脂のような有機材料が挙げられる。
封止層１０２の材料としては、可視光透過性を有し、１．３〜２．５の屈折率を有する材料、例えば、透明シリコーンゴム、透明シリコーンゲル、エポキシ樹脂、アクリル樹脂のような有機材料が挙げられる。
有機発光素子１０１は、平坦化絶縁膜（不図示）で覆われた複数のＴＦＴが一方の主面に分散配置されてなるＴＦＴ基板１０４上に、上記ＴＦＴを囲繞するように絶縁層１０５が格子状に形成され、当該各格子内に膜状の陽極１０６が形成され、さらに、これらの形成物を覆うように、発光層を含む有機層１０７、陰極１０８及び保護層１０９が順次積層されてなる。
陽極１０６は、正孔の注入を効率よく行うため、仕事関数が大きい材料、具体的にはＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明性の導電性金属酸化物層からなり、その下に反射率の高いメタル層、例えば、クロム、銀、白金、または、これらを含む合金などを形成することが好ましい。
上記メタル層が形成される場合、このメタル層と上記導電性金属酸化物の層との境界面が共振器構造における第１の反射面を構成する。
上記メタル層が形成される場合、このメタル層と上記導電性金属酸化物の層との境界面が共振器構造における第１の反射面を構成する。
一方、このメタル層がない場合には、陽極１０６に接するＴＦＴ基板１０４が或る程度の割合で光を反射するため、陽極１０６とＴＦＴ基板１０４との境界面が上記第１の反射面となる。
以下、上記メタル層がないものとして説明する。
図２に示すように、陰極１０８は、半透明電極２１１と透明電極２１２とからなる２層構造である。
以下、上記メタル層がないものとして説明する。
図２に示すように、陰極１０８は、半透明電極２１１と透明電極２１２とからなる２層構造である。
透明電極２１２は、半透明電極２１１上に形成されており、ＩＴＯまたはＩＺＯ等の光透過性の金属からなる。
半透明電極２１１は、有機層１０７上に形成されており、有機層１０７から到来する光の一部を透過し、また、一部を反射する性質を有する。
半透明電極２１１は、仕事関数の低い、厚みが２００オングストローム以下の金属薄膜などであり、その材料の具体例としては、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、銀、金等の金属、あるいはこれら金属とリチウム金属等の合金、あるいはマグネシウムと銀との合金等が挙げられる。
半透明電極２１１は、有機層１０７上に形成されており、有機層１０７から到来する光の一部を透過し、また、一部を反射する性質を有する。
半透明電極２１１は、仕事関数の低い、厚みが２００オングストローム以下の金属薄膜などであり、その材料の具体例としては、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、銀、金等の金属、あるいはこれら金属とリチウム金属等の合金、あるいはマグネシウムと銀との合金等が挙げられる。
ちなみに、この半透明電極２１１と有機層１０７との境界面が、共振器構造における第２の反射面を構成している。
保護層１０９は、透明電極２１２の表面を覆って保護する薄膜層であり、可視域における透明性が高く、電気絶縁性を有し、水分、酸素等に対するバリア性を有する材料、例えば、ＳｉＯｘ，ＳｉＮｘ，ＡｌＯｘ等を、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法などで形成することができる。
保護層１０９は、透明電極２１２の表面を覆って保護する薄膜層であり、可視域における透明性が高く、電気絶縁性を有し、水分、酸素等に対するバリア性を有する材料、例えば、ＳｉＯｘ，ＳｉＮｘ，ＡｌＯｘ等を、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法などで形成することができる。
有機層１０７は、正孔輸送層２０１、有機発光層２０２及び電子輸送層２０３が順次積層されてなる。
正孔輸送層２０１は、陽極１０６と陰極１０８との間に電圧が印加されることにより、陽極１０６から注入された正孔が有機発光層２０２へと移動する際の経路である。
上記正孔輸送層２０１の材料としては、N,N'-ジ(ナフタレン-１-イル)-N,N'-ジフェニル-ベンジジン(N,N'-Di(naphthalene-１-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine：ＮＰＢ)、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（4,4',4''-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine：ＭＴＤＡＴＡ）、N,N'-ジフェニル-N,N'-ジ(3-メチルフェニル)-1,1'-ビフェニル-4,4'-ジアミン(N,N'-diphenyl-N,N'-di(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine：ＴＰＤ）等が挙げられる。
正孔輸送層２０１は、陽極１０６と陰極１０８との間に電圧が印加されることにより、陽極１０６から注入された正孔が有機発光層２０２へと移動する際の経路である。
上記正孔輸送層２０１の材料としては、N,N'-ジ(ナフタレン-１-イル)-N,N'-ジフェニル-ベンジジン(N,N'-Di(naphthalene-１-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine：ＮＰＢ)、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（4,4',4''-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine：ＭＴＤＡＴＡ）、N,N'-ジフェニル-N,N'-ジ(3-メチルフェニル)-1,1'-ビフェニル-4,4'-ジアミン(N,N'-diphenyl-N,N'-di(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine：ＴＰＤ）等が挙げられる。
電子輸送層２０３は、陽極１０６と陰極１０８との間に電圧が印加されることにより、陰極１０８から注入された電子が有機発光層２０２へと移動する際の経路である。
電子輸送層２０３の材料としては、アルミキノリン錯体（Ａｌｑ3）またはビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体（bis (10-hydroxybenzo[h]quinolinato) beryllium：Ｂｅｂｑ2）等が挙げられる。
電子輸送層２０３の材料としては、アルミキノリン錯体（Ａｌｑ3）またはビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体（bis (10-hydroxybenzo[h]quinolinato) beryllium：Ｂｅｂｑ2）等が挙げられる。
有機発光層２０２は、到来した電子と正孔が正孔輸送層２０１や電子輸送層２０３との界面またはその内部において再結合するとき、その際に発するエネルギーにより内部に存在する有機分子の電子を励起し、そして励起された電子が緩和する際に白色光を発光する。
上記白色光を発光する具体的方法としては、例えば、青色発光する有機層と、青色に対して補色の関係にある橙色発光する有機層とを積層させて有機発光層２０２を構成することにより実現される。
上記白色光を発光する具体的方法としては、例えば、青色発光する有機層と、青色に対して補色の関係にある橙色発光する有機層とを積層させて有機発光層２０２を構成することにより実現される。
有機発光層２０２の材料としては、アルミキノリン錯体（Ａｌｑ3）、またはキナクリドン誘導体を含むビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体（bis (10-hydroxybenzo[h]quinolinato) beryllium：Ｂｅｂｑ2）等が挙げられる。
（設計方法）
本実施の形態の有機ＥＬディスプレイ１００は、従来のように共振波長を考慮せずに設計されているのではなく、共振波長が青色領域内に納まるように設計されている。
（設計方法）
本実施の形態の有機ＥＬディスプレイ１００は、従来のように共振波長を考慮せずに設計されているのではなく、共振波長が青色領域内に納まるように設計されている。
一般に、共振波長λ0、共振部の光学的距離Ｌ0及び位相シフトφとの間には、数１の関係が成り立つので、有機発光素子１０１における共振波長を青色領域内（４００ｎｍ〜５２０ｎｍ）に設定するには、先ず、この領域内の値に共振波長λ0の狙い値を定め、以下の式を満足する共振部の光学的距離Ｌ0及び位相シフトφの値となるように設計すればよい。
λ0：共振波長（ｎｍ）
φ ：位相シフト（Ｒａｄ）
ｍ ：整数
より具体的には、共振波長λ0及び整数ｍは、設計的に決められる値であり、上記共振波長λ0として、青色領域内の波長の範囲である４００ｎｍ以上、かつ、５２０ｎｍ以下（好ましくは、４００ｎｍ以上、かつ、４５０ｎｍ以下）の範囲内の或る値に設定される。
また、整数ｍとしては、通常、０または１に設定される。
位相シフトφは、有機層１０７で発生した光が共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトのことであり、光路を構成する部材の材料や界面の表面性状などによって決まる値である。
ちなみに、位相シフトφは、以下のようにして求めることができる。
位相シフトφは、有機層１０７で発生した光が共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトのことであり、光路を構成する部材の材料や界面の表面性状などによって決まる値である。
ちなみに、位相シフトφは、以下のようにして求めることができる。
先ず、ＴＦＴ基板１０４上に反射率の高い陽極１０６を成膜し、分光エリプソメトリー測定装置を用いて陽極１０６の屈折率ｎ1及び吸収係数ｋを求める。
次に、分光エリプソメトリー測定装置を用いて、陽極１０６と接している正孔輸送層２０１の屈折率ｎ2を求める。
そして、屈折率ｎ1、吸収係数ｋ及び屈折率ｎ2を用いて、公知文献（文献名：Journal of Applied Physics、Vol.80(1996)p6954 ）に記載されている計算方法と同様の方法、即ち、共振器構造を形成する２つの界面についてそれぞれ位相シフトを求め、さらに、これらを足し合わせることにより求めることができる。
次に、分光エリプソメトリー測定装置を用いて、陽極１０６と接している正孔輸送層２０１の屈折率ｎ2を求める。
そして、屈折率ｎ1、吸収係数ｋ及び屈折率ｎ2を用いて、公知文献（文献名：Journal of Applied Physics、Vol.80(1996)p6954 ）に記載されている計算方法と同様の方法、即ち、共振器構造を形成する２つの界面についてそれぞれ位相シフトを求め、さらに、これらを足し合わせることにより求めることができる。
光学的距離Ｌ0は、物理的な距離ではなく、上述の第１の反射面と第２の反射面間における光学的な距離、即ち、本実施の形態においては、１）陽極１０６の透明性の導電性金属酸化物層、２）正孔輸送層２０１、３）有機発光層２０２、４）電子輸送層２０３の各膜厚と各層の屈折率の積で表される。
例えば、上記１）から４）までの各層の厚みが、それぞれ、１）８００オングストローム、２）６５０オングストローム、３）７００オングストローム、４）１００オングストロームとし、また、各層の屈折率が、それぞれ１）２．２、２）１．７、３）１．７、４）１．７とすると、光学的距離Ｌ0は、４３７ｎｍとなる。
例えば、上記１）から４）までの各層の厚みが、それぞれ、１）８００オングストローム、２）６５０オングストローム、３）７００オングストローム、４）１００オングストロームとし、また、各層の屈折率が、それぞれ１）２．２、２）１．７、３）１．７、４）１．７とすると、光学的距離Ｌ0は、４３７ｎｍとなる。
また、（φ／２π）の値が、−０．７とすると、数１に示す式より、共振波長λ0は、５１５ｎｍとなる。
このとき共振波長λ0が、青色領域に共振波長が存在するが、さらに、より好ましい４００ｎｍ以上、かつ、４５０ｎｍの範囲内に共振波長を設定するため、上述の光学的距離Ｌ0の値、即ち、各層の厚みや屈折率、もしくは位相シフトφなどを変更して、目的とする波長に共振波長を近づけてもよい。
このとき共振波長λ0が、青色領域に共振波長が存在するが、さらに、より好ましい４００ｎｍ以上、かつ、４５０ｎｍの範囲内に共振波長を設定するため、上述の光学的距離Ｌ0の値、即ち、各層の厚みや屈折率、もしくは位相シフトφなどを変更して、目的とする波長に共振波長を近づけてもよい。
このように、最初に共振波長λ0の狙い値を定め、共振部の光学的距離Ｌ0及び位相シフトφの値を調整すればよい。
最終的に共振波長λ0の値が目的の値となれば、共振部の光学的距離Ｌ0及び位相シフトφの値をどのように調整しても構わないが、通常、数１において、共振波長λ0と同一項に存在する共振部の光学的距離Ｌ0を調整する方がより現実的である。
（色ずれの原因）
以下、色ずれの原因について説明する。
最終的に共振波長λ0の値が目的の値となれば、共振部の光学的距離Ｌ0及び位相シフトφの値をどのように調整しても構わないが、通常、数１において、共振波長λ0と同一項に存在する共振部の光学的距離Ｌ0を調整する方がより現実的である。
（色ずれの原因）
以下、色ずれの原因について説明する。
トップエミッション型有機ＥＬパネルに代表される共振型の発光表示装置においては、上記数１の式の関係が成り立つが、厳密には、この共振波長λ0は、有機層１０７の厚み方向、即ち、ディスプレイの正面に向かって進む光に限り当てはまる値である。
例えば、図３に示すように、ディスプレイ正面から角度θ°傾斜した位置からディスプレイを見た場合、そこで確認される光は、有機層１０７内で角度θ°傾いた経路を通って到達したものである。
例えば、図３に示すように、ディスプレイ正面から角度θ°傾斜した位置からディスプレイを見た場合、そこで確認される光は、有機層１０７内で角度θ°傾いた経路を通って到達したものである。
このとき、この光にとっての共振器構造における反射面同士の間隔は、反射面同士の間に挟まれた斜め方向の距離Ｌ1に該当するため、共振波長は、以下の式で表される。
Ｌ1 ：角度θ°の光路上における共振部の光学的距離
φ ：位相シフト（Ｒａｄ）
ｍ ：整数
位相シフトφ及びｍは、数１と同一の値を取る。
また、Ｌ0とＬ1との関係は、以下の式の通りである。
上記数１、数２及び数３の式の関係から、以下の式が成り立つ。
λ1：ディスプレイ正面から角度θ°傾いた方向から到達する光の共振波長（ｎｍ）
φ ：位相シフト（Ｒａｄ）
ｍ ：整数
つまり、光路の角度がディスプレイ正面からずれるほど、共振波長が短波長側へとシフトすることになり、その影響を受けて、上記ずれた光路上を通過する光の波長は、ディスプレイ正面に向かう光の波長を基準として、その強度ピークが短波長側へとシフトすると共に、強度ピークの高さ、即ち、強度自体も変化する。
このように、光路の角度によって、その光の共振波長が異なるため、便宜的にディスプレイ正面方向、即ち、有機層１０７の厚み方向に向かう光の共振波長を固有共振波長といい、ディスプレイ正面から或る角度傾いた方向に向かう光の共振波長を特定共振波長ということとする。
続いて、有機層１０７で発光した光の波長（以下、「光源波長」という。）及び発光強度と、固有共振波長の位置と、実際に確認される光の波長（以下、「出力波長」という。）及び実際に確認される光の強度（以下、「出力強度」という。）との相関関係について説明する。
続いて、有機層１０７で発光した光の波長（以下、「光源波長」という。）及び発光強度と、固有共振波長の位置と、実際に確認される光の波長（以下、「出力波長」という。）及び実際に確認される光の強度（以下、「出力強度」という。）との相関関係について説明する。
図４（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、光源波長と共振波長とが一致する場合における、上記相関関係を示すイメージ図である。
より具体的には、図４（Ａ）は、光源波長と発光強度との関係を示す図であり、図４（Ｂ）は、共振波長の位置を示す図であり、また、図４（Ｃ）は、図４（Ａ）及び（Ｂ）の両方の条件が重複した場合における、出力波長と出力強度との関係を示す図である。
より具体的には、図４（Ａ）は、光源波長と発光強度との関係を示す図であり、図４（Ｂ）は、共振波長の位置を示す図であり、また、図４（Ｃ）は、図４（Ａ）及び（Ｂ）の両方の条件が重複した場合における、出力波長と出力強度との関係を示す図である。
これらの図が示すように、光源波長と共振波長とが一致する場合には、出力強度が増幅され、出力強度が発光強度よりも大きくなる。
一方、 図４（Ｄ）、（Ｅ）及び（Ｆ）は、光源波長と共振波長とが一致しない場合における、上記相関関係を示すイメージ図である。
より具体的には、図４（Ｄ）は、光源波長と発光強度との関係を示す図であり、図４（Ｅ）は、共振波長の位置を示す図であり、また、図４（Ｆ）は、図４（Ｄ）及び（Ｅ）の両方の条件が重複した場合における、出力波長と出力強度との関係を示す図である。
一方、 図４（Ｄ）、（Ｅ）及び（Ｆ）は、光源波長と共振波長とが一致しない場合における、上記相関関係を示すイメージ図である。
より具体的には、図４（Ｄ）は、光源波長と発光強度との関係を示す図であり、図４（Ｅ）は、共振波長の位置を示す図であり、また、図４（Ｆ）は、図４（Ｄ）及び（Ｅ）の両方の条件が重複した場合における、出力波長と出力強度との関係を示す図である。
この場合、出力強度が発光強度以下となると共に、その強度のピーク位置が共振波長に近い側へとシフトするが、発光強度と出力強度との開きは、光源波長と共振波長とが一致する場合に比べて小さい。
（共振波長設定の目的）
発明者らは、上述の相関関係にもとづいて、有機発光素子１０１の共振波長を青色領域に設定することにより、視点が正面からずれることによる色ずれの発生を抑制できることを見出した。
（共振波長設定の目的）
発明者らは、上述の相関関係にもとづいて、有機発光素子１０１の共振波長を青色領域に設定することにより、視点が正面からずれることによる色ずれの発生を抑制できることを見出した。
以下、その詳細について説明する。
図５（Ａ）は、ディスプレイ正面から次第に斜め方向へと視点をずらした場合における、有機層１０７から出力される光の波長の遷移状況を示す図である。
有機層１０７は、発光光には、３原色の各成分、即ち、赤色光、緑色光及び青色光が含まれており、これらが合成されることにより白色光が得られる。
図５（Ａ）は、ディスプレイ正面から次第に斜め方向へと視点をずらした場合における、有機層１０７から出力される光の波長の遷移状況を示す図である。
有機層１０７は、発光光には、３原色の各成分、即ち、赤色光、緑色光及び青色光が含まれており、これらが合成されることにより白色光が得られる。
また、図５（Ａ）には、白色光から赤色、緑色及び青色を選択的に透過する各カラーフィルタ群１１２ｒ、ｇ、ｂの透過特性も示されている。
本実施の形態における有機ＥＬディスプレイ１００は、従来の共振型有機ＥＬディスプレイのように、固有共振波長が特に決められていないのではなく、図５（Ａ）に示すように、固有共振波長が青色領域内の紫外線領域近傍に設定されている。
本実施の形態における有機ＥＬディスプレイ１００は、従来の共振型有機ＥＬディスプレイのように、固有共振波長が特に決められていないのではなく、図５（Ａ）に示すように、固有共振波長が青色領域内の紫外線領域近傍に設定されている。
白色光に含まれている成分のうち、緑色及び赤色の光に着目すると、これらの光の波長は、青色に光に比べ、上記固有共振波長から離れているので、視点が上記表示部の正面側からずれることにより生じる出力光における強度ピーク位置の短波長側へのシフト及びそのピーク点強度の減少が、青色光に比べて緩やかであり、出力強度の変化度合いが抑えられている。
一方、青色の光の波長は、上記固有共振波長に近いため、上記視点のずれに伴って生じる、出力される光の強度ピーク位置の短波長側へのシフト及びそのピーク点における強度が上昇し、その変化の度合いが、赤色及び緑色の光よりも顕著となるが、一方で、波長が短波長側にシフトするのに伴って、発光強度分布の一部分が視感度の小さい紫外光領域に入り込むため、トータル的には発光強度の変化が緩やかになる。
したがって、視点が正面からずれた場合であっても、青色光、緑色光及び赤色光の各原色光の輝度変化が緩やかであるため、色ずれが起こり難い。
ちなみに、固有共振波長が青色波長領域外、例えば、緑色領域にある場合、図５（Ｂ）に示すように、視点が正面からずれるにつれ、緑色の出力強度が大きく変化し、さらに、青色光の出力強度が増加傾向、赤色光の出力強度が減少傾向となって、３原色のバランスが大きく崩れるため、色ずれが生じる。
ちなみに、固有共振波長が青色波長領域外、例えば、緑色領域にある場合、図５（Ｂ）に示すように、視点が正面からずれるにつれ、緑色の出力強度が大きく変化し、さらに、青色光の出力強度が増加傾向、赤色光の出力強度が減少傾向となって、３原色のバランスが大きく崩れるため、色ずれが生じる。
また、図示していないが、固有共振波長が、赤色領域にある場合、視点が正面からずれるにつれ、赤色の出力強度が大きく変化し、さらに、青色光の出力強度が増加傾向、緑色光の出力強度も増加傾向となって、色ずれが生じる。
なお、本実施の形態では、便宜上、１つの固有共振波長のみに着目して説明を行ったが、実際には、固有共振波長は、或る波長間隔で複数存在するものである。
なお、本実施の形態では、便宜上、１つの固有共振波長のみに着目して説明を行ったが、実際には、固有共振波長は、或る波長間隔で複数存在するものである。
ここで、或る１つの固有共振波長Ａが、赤外光領域内や紫外光領域内にあることも考えられるが、その場合、固有共振波長Ａと隣り合う固有波長ＢまたはＣが、可視光領域内に入り込むものと考えられ、固有共振波長が、赤外光領域内や紫外光領域内のみに存在する場合については、特に考慮していない。
（効果の検証）
発明者らは、青色領域に固有共振波長を設定することにより、色ずれを軽減することができることを確認するため、固有共振波長の位置を下記条件において設定した場合における、カラーフィルタ群１１２ｒ、ｇ及びｂを透過した透過光の色度表上の変化について、シミュレーションを実施した。
＜固有共振波長の設定＞
固有共振波長が、それぞれ６１０ｎｍ（赤色領域）、５５０ｎｍ（緑色領域）及び５１５ｎｍ（青色領域）の３点に存在するものと想定した。
＜正面からの視点のずれ位置の設定＞
ディスプレイ正面、ディスプレイ正面から３０°傾いた角度及びディスプレイ正面から４５°傾いた角度からそれぞれ見る場合を想定した。
＜シミュレーション結果＞
図６は、視点の位置及び固有共振波長を変えて、有機層１０７から出力された白色光が緑色のカラーフィルタ群１１２ｇを透過した後における色度表上の位置をシミュレーションで求めた結果である。
（効果の検証）
発明者らは、青色領域に固有共振波長を設定することにより、色ずれを軽減することができることを確認するため、固有共振波長の位置を下記条件において設定した場合における、カラーフィルタ群１１２ｒ、ｇ及びｂを透過した透過光の色度表上の変化について、シミュレーションを実施した。
＜固有共振波長の設定＞
固有共振波長が、それぞれ６１０ｎｍ（赤色領域）、５５０ｎｍ（緑色領域）及び５１５ｎｍ（青色領域）の３点に存在するものと想定した。
＜正面からの視点のずれ位置の設定＞
ディスプレイ正面、ディスプレイ正面から３０°傾いた角度及びディスプレイ正面から４５°傾いた角度からそれぞれ見る場合を想定した。
＜シミュレーション結果＞
図６は、視点の位置及び固有共振波長を変えて、有機層１０７から出力された白色光が緑色のカラーフィルタ群１１２ｇを透過した後における色度表上の位置をシミュレーションで求めた結果である。
図６に示すように、青色領域内の５１５ｎｍに固有共振波長を設定したものが、他の固有共振波長に設定したものよりも、視点を変えた場合における色度表上の変化が少ない。
この結果は、青色領域内の５１５ｎｍに固有共振波長を設定したものについては、緑色成分の光の波長変化が抑えられていることを意味している。
図７は、視点の位置及び固有共振波長を変えて、有機層１０７から出力された白色光が青色のカラーフィルタ群１１２ｂを透過した後における色度表上の位置をシミュレーションで求めた結果である。
この結果は、青色領域内の５１５ｎｍに固有共振波長を設定したものについては、緑色成分の光の波長変化が抑えられていることを意味している。
図７は、視点の位置及び固有共振波長を変えて、有機層１０７から出力された白色光が青色のカラーフィルタ群１１２ｂを透過した後における色度表上の位置をシミュレーションで求めた結果である。
図７に示すように、青色領域内の５１５ｎｍに固有共振波長を設定したものが、他の固有共振波長に設定したものよりも、視点を変えた場合における色度表上の変化が少ない。
つまり、青色領域内の５１５ｎｍに固有共振波長を設定したものについては、青色成分の光の波長変化が抑えられている。
図８は、視点の位置及び固有共振波長を変えて、有機層１０７から出力された白色光が赤色のカラーフィルタ群１１２ｒを透過した後における色度表上の位置をシミュレーションで求めた結果である。
つまり、青色領域内の５１５ｎｍに固有共振波長を設定したものについては、青色成分の光の波長変化が抑えられている。
図８は、視点の位置及び固有共振波長を変えて、有機層１０７から出力された白色光が赤色のカラーフィルタ群１１２ｒを透過した後における色度表上の位置をシミュレーションで求めた結果である。
図８に示すように、固有共振波長が、６１０ｎｍ（赤色領域）、５５０ｎｍ（緑色領域）及び５１５ｎｍ（青色領域）のいずれに存在する場合であっても、視点を変えた場合における色度表上の変化が少ない。
つまり、固有共振波長の位置に関係なく、もともと赤色成分の光については、波長変化が小さい。
つまり、固有共振波長の位置に関係なく、もともと赤色成分の光については、波長変化が小さい。
本願発明の発光表示装置は、携帯電話やＰＤＡなどの高効率で薄型の表示デバイスが望まれる機器に利用可能である。
１００ 有機ＥＬディスプレイ
１０１ 有機発光素子
１０２ カラーフィルター
１０２ 封止層
１０３ カラーフィルタ基板
１０４ ＴＦＴ基板
１０５ 絶縁層
１０６ 陽極
１０７ 有機層
１０８ 陰極
１０９ 保護層
１１０ 透明基板
１１１ ブラックマトリックス
１１２ カラーフィルタ群
１１２ｒ カラーフィルタ
１１２ｇ カラーフィルタ
１１２ｂ カラーフィルタ
２０１ 正孔輸送層
２０２ 有機発光層
２０３ 電子輸送層
２１１ 半透明電極
２１２ 透明電極
１０１ 有機発光素子
１０２ カラーフィルター
１０２ 封止層
１０３ カラーフィルタ基板
１０４ ＴＦＴ基板
１０５ 絶縁層
１０６ 陽極
１０７ 有機層
１０８ 陰極
１０９ 保護層
１１０ 透明基板
１１１ ブラックマトリックス
１１２ カラーフィルタ群
１１２ｒ カラーフィルタ
１１２ｇ カラーフィルタ
１１２ｂ カラーフィルタ
２０１ 正孔輸送層
２０２ 有機発光層
２０３ 電子輸送層
２１１ 半透明電極
２１２ 透明電極
Claims (5)
- ３原色の各色成分を含む光を発光する有機発光層を含み、白色光を放射する有機発光素子上に、それぞれ固有の波長の光を選択的に透過する複数のカラーフィルタが配設された発光表示装置において、
前記有機発光素子は、前記有機発光層の厚み方向における共振波長が、青色波長領域内に存在するように構成されていることを特徴とする発光表示装置。 - 前記青色波長領域は、４００ｎｍ以上、かつ、５２０ｎｍ以下の波長帯であることを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
- 前記共振波長が、４００ｎｍ以上、かつ、４５０ｎｍ以下の範囲に存在することを特徴とする請求項２に記載の発光表示装置。
- 前記複数のカラーフィルタは、それぞれ青色、緑色及び赤色の光を透過する３種からなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の発光表示装置。
- 前記有機発光層は、青色と当該青色の補色の光をそれぞれ発光して合成することにより、前記白色光を得ていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の発光表示装置。
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