JP2006503411A

JP2006503411A - フルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置

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Publication number: JP2006503411A
Application number: JP2004544520A
Authority: JP
Inventors: テーハーエフリーデンバウム，クーン; トンヘレン，ヘンドリキュスエフイェーイェーファン
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2003-08-13
Publication date: 2006-01-26
Also published as: TW200421219A; US20060044226A1; CN1689064A; KR20050065605A; WO2004036535A1; EP1556849A1; AU2003253179A1

Abstract

本発明はＲＧＢＸ−ＬＥＤを有するフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、４番目の副画素（Ｘ）がＲＧＢ副画素の効率より高い効率を有する、フルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置に関する。前記表示装置は、従来のＲＧＢ−ＬＥＤに比較して、白色光及び他の色のより高い電力効率の生成、長い寿命、及び、好適には、拡張した色領域を提供する。

Description

本発明は、複数の独立したアドレス可能フルカラー画素を有するフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、各々の画素は４つの副画素（ＲＧＢＸ）を有する、フルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置に関する。

有機エレクトロルミネッセント（ＥＬ）表示装置は、電極間の電位の印加への応答として、電磁波であって、典型的には光を放射する有機発光媒体により分離された、間隔を置いた電極を有する。画像表示装置を得るために、複数の個別に電気的にアドレス可能発光画素が、典型的には、マトリクス状に配置されている。用語、画素は、他の領域に独立して光を発光するように刺激されることができる表示パネルの領域をいう。

フルカラー有機エレクトロルミネッセンスディスプレイにおいては、各々の画素は副画素に分割されている。用語、副画素は、特定の色を発光するために独立してアドレス可能
である画素のいずれの一部を言う。

典型的には、青色、緑色及び赤色の副画素がある。赤色、緑色及び青色は色三角形を構成する三原色である。色三角形内の全ての色はこれらの三原色を適当に混合することにより生成されることができる。各々の副画素間の強度比を変化させることにより、色調を変化させることができる。

従って、各々の画素は、一般に、プレーナ配列の状態にある赤−緑−青（ＲＧＢ）発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成される。ダイオード構造は、一般に、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層、及びアルミニウム等の金属又はマグネシウム−インジウム等の合金より成る陰極層を有する。

有機発光層が低分子量の有機物質より成るとき、ＬＥＤは有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）と呼ばれる。

有機発光層が低分子量の高分子物質より成るとき、ＬＥＤは高分子ＬＥＤ（ＰＬＥＤ）と呼ばれる。

今日まで、白色光は、一般に、赤色、緑色及び青色の混合により生成されてきた。しかしながら、白色光の生成は、電力消費の点で非常に非効率である。白色光は殆どの画素において支配的であるため、白色光の生成は、表示装置の全体的な電力消費に対して非常に重要な因子となっている。

特開２０００−２０００６１号公報において、赤色、緑色、青色及び白色発光副画素（ＲＧＢＷ）から構成された画素を有する有機エレクトロルミネッセンスディスプレイについて開示されている。各々の赤色、緑色及び青色発光副画素を駆動するための色信号の輝度レベルが所定値を上回るとき、白色発光副画素は光を発光するように駆動される。それ故、所定値以下の場合、白色光は、赤色、緑色及び青色光の混合による低効率において尚も生成される。

本発明の目的は、より効率的であり及び／又は長い寿命を有する有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを提供することである。

本発明に従って、前記目的は、複数の独立したアドレス可能フルカラー画素を有するフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、各々のフルカラー画素（ＲＧＢＸ）が副画素であって、即ち、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）発光副画素及び４番目の付加発光副画素（Ｘ）を有する、フルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置であり、４番目の副画素（Ｘ）は、各々のＲ（赤色）、Ｇ（緑色）及びＢ（青色）副画素の効率に伴って非白色の光を発光する、フルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置により達成される。

白色光及び４番目の副画素からの光を混合することにより生成されるいずれの他の色は、４番目の副画素から発光される光と、赤色、緑色又は青色発光副画素の少なくとも１つからの光とを混合することにより効率的に生成される。

それ故、前記４番目の副画素（Ｘ）を有する画素は、ＲＧＢ副画素のみを有する画素より白色光を生成する効率がより高くすることが可能である。

好適には、前記非白色は、ＲＧＢ副画素から発光される光に対応する色座標により規定される色領域の外側の色座標を有する。それ故、拡張された色領域を提供することができることが有利である。

結果として得られる４つの副画素を有する画素は、以下、ＲＧＢＸ−ＬＥＤ（発光ダイオード）という。

本発明に従ったＲＧＢＸ−ＬＥＤの他の優位性は、いずれの色に対して、２組の原色が利用可能であることである。このことは、原色における負荷（寿命に関して）が二分の一に削減されることができることを表している。

４番目の副画素（Ｘ）における発光成分は、低分子の有機化合物か又は（有機）高分子のどちらかであることが可能である。

好適には、４番目の副画素はエレクトロルミネッセンス高分子化合物を有する。それ故、ＲＧＢＸ−ＬＥＤは、好適には、ＲＧＢＸ−ＰＬＥＤ（高分子発光ダイオード）である。

好適なエレクトロルミネッセンス高分子化合物は、非置換及び置換のポリ（パラ−フェニレン−ビニレン）（ＰＰＶ）である。

本発明に従ったフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置において白色光を生成するための一方法は、黄色／緑色発光を有する負荷副画素からの光と、青色発光副画素からの光とを混合することである。

従って、４番目の副画素（Ｘ）から発光される非白色は、好適には、黄色／緑色光である。それ故、４番目の副画素（Ｘ）におけるエレクトロルミネッセンス化合物は、有利には、ＣｏｖｉｏｎＯｒｇａｎｉｃＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓＧｍｂＨ（独国、フランクフルト市）製の黄色／緑色発光ポリ（パラ−フェニレン−ビニレン）（以下、Ｃｏｖｉｏｎ黄色／緑色という）等の黄色／緑色発光化合物である。

Ｃｏｖｉｏｎ黄色／緑色は、高ＤＣ効率（約１０ｃｄ／Ａ）、寿命における高安定性（３００００時間以上の動作寿命、及び、ＲＧＢ原色から発光される光に対応する色座標により規定される色領域の外側の色座標等の幾つかの有利点を有して、表示する。

例えば、ＲＧＢ副画素から発光される光に対応する色座標により規定される色領域の外側の色座標を有する青色／緑色発光は又、有利に使用されることが可能であることに留意する必要がある。

本発明に従ったフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、好ましい色の光を発光するために利用可能である副画素の複数の副集合を有する。本発明に従った前記フルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、好適には、副画素の最も長い寿命又は最も高い効率を有する、好ましい色を提供する複数の副集合間の副集合を選択的にアドレス指定するための駆動手段を有する。駆動手段は、必要とされる選択を実行するように、適合された電子回路から構成されることが可能であり、又は、プログラム可能電子回路が用いられる場合、更に特定的にプログラムされることが可能である。回路構成は、従来通り、集積回路の形で備えられる。本発明の他の特徴及び有利点については、以下の実施形態の詳細説明から理解されるであろう。

図１は、一般に、“色三角形”と呼ばれている領域を示している。所謂ＥＢＵ（ＥｕｒｏｐｅａｎＴＶ−ｐｒｉｍａｒｉｅｓ）座標は＋印により示され、基準としての役割を果たす。直線により区画された領域及び色三角形の縁は、一般に、原色座標範囲としての役割を果たす。

従って、赤色原色からの光は、一般に、図１に示すように、ｘ＞０．６１である色三角形の範囲内の色座標を有する。

緑色原色からの光は、一般に、図１に示すように、０．２３＜ｘ＜０．３９及び０．５２＜ｙ＜０．７０である色三角形の範囲内の色座標を有する。

青色原色からの光は、一般に、図１に示すように、０．１０＜ｘ＜０．２５及びｙ＜０．２２である色三角形の範囲内の色座標を有する。

図２は、特定のＲＧＢ原色により生成された光に対する色座標により規定される色を示している。その領域内のいずれの光は、ＲＧＢの三原色からの光の適切な部分を混合することにより生成される。例えば、白色は、赤色、青色及び緑色光を混合することにより生成されることができる。

ここでは、白色光は色を失った色合いと定義する。

ここでは、非白色光は色を有する色合いと定義する。

ここでは、用語、“色合い”は、色における視覚的に区別可能な差を表す異なる色合いを有する、視覚的スペクトルの範囲内の発光の強度プロファイルを表す。

図３及び図４は、本発明に従った表示装置により得ることが可能である色領域の例を現している。色領域は、本発明に従った付加発光副画素（Ｘ）及びＲＧＢ原色により生成された光に対する色座標により規定される。

本発明に従ったフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置において白色光を生成する方法は、赤色、緑色又は青色発光副画素の少なくとも１つからの光と付加副画素からの光とを混合することである。

付加副画素（Ｘ）は、好適には、ＲＧＢ副画素から発光される光に対応する色座標により規定される色領域の外側の色座標を有する光を発光する。

図３は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）及び黄色／緑色（Ｙ）発光副画素を有する、本発明に従った表示装置を用いて得られた色領域を示している。

図４は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）及び青色／緑色（Ｂｇ）発光副画素を有する、本発明に従った表示装置を用いて得られた色領域を示している。

従って、図３及び図４に示すことができるように、拡張された色領域は、有利なことに、本発明に従った表示装置を用いて、得られる。色四角形（ＲＧＢＸ）が、従来の色三角形（ＲＧＢ）の代わりに得られる。

更に、得られた色領域は幾つかの色三角形に分割されることができる。図３においては、これらの色三角形は、ＲＧＢ、ＲＢＹ、ＲＧＹ及びＧＢＹである。それ故、図３に示す色Ｃのような、いずれの色の生成に対して、原色の２組、即ち、図３におけるＲＧＹ及びＧＢＹが利用可能である。換言すれば、各々のＲＧＢＹフルカラー画素は、好ましい色の光を発光するために利用可能である２組の副画素を有する。このことは、原色の負荷（寿命に関して）は二分の一に減少される。

特定の色の生成のための副画素の少なくとも２組の有効な副集合は、本発明に従ったフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置により与えられるため、装置を駆動する間の前記集合間の選択は、効率の観点からか又は副画素の寿命の観点から最適化されることが可能である。

本発明については、以下の非限定的実施例により更に説明することにする。

実施例
非置換及び置換のポリ（パラ−フェニレン−ビニレン）（ＰＰＶ）であって、例えば、ジアルコキシ置換ＰＰＶ及びポリフルオレンのような種々の共役系高分子の種類がある。

非置換ポリ（パラ−フェニレン−ビニレン）は視覚的スペクトルの黄色−緑色領域で発光する。

ジアルコキシ置換ポリ（パラ−フェニレン−ビニレン）は、通常、スペクトルのオレンジ色（及び、一部の場合、黄色）領域で発光する。実施例は、ジアルコキシ置換ＰＰＶ及びＭＥＨ−ＰＰＶ（ポリ（２−メトキシ−５（２´−エチル−ヘキシルオキシ）−パラーフェニレン−ビニレン）であって、それはＣｏｖｉｏｎＯｒｇａｎｉｃＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓＧｍｂＨ（独国、フランクフルト市）製である。

ポリフルオレンは、通常、スペクトルの青色−緑色領域で光を発光する。実施例は、９，９−ジメチル−置換ポリフルオレンであって、それはＣｏｖｉｏｎＯｒｇａｎｉｃＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓＧｍｂＨ（独国、フランクフルト市）製である。

又、低分子量の発光有機化合物の種々の種類があり、例えば、ＣｏｖｉｏｎＯｒｇａｎｉｃＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓＧｍｂＨ（独国、フランクフルト市）製の、所謂、Ｓｐｉｒｏ化合物が利用可能である。

表１は、現在、市販されている、幾つかの市販されている高分子ＬＥＤの原色を示している。

ＣＤＴ−ＤＲｅｄは、ＣａｍｂｒｉｄｇｅＤｉｓｐｌａｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（英国）社製の赤色発光ポリフルオレンである。

Ｄｏｗ−Ｋ４Ｇｒｅｅｎは、ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ社製の緑色発光ポリフルオレンである。

ＣｏｖｉｏｎＢｌｕｅは、ＣｏｖｉｏｎＯｒｇａｎｉｃＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓＧｍｂＨ（独国、フランクフルト市）製の青色発光ポリ（９，９−スピロ−ビスフルオレン）である。

ＣｏｖｉｏｎＹｅｌｌｏｗ／Ｇｒｅｅｎは、ＣｏｖｉｏｎＯｒｇａｎｉｃＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓＧｍｂＨ（独国、フランクフルト市）製の黄色／緑色発光ポリ（パラーフェニレンービニレン）である。それは、次のような一般式で示す単位を有する。

表１に示すように、ＣｏｖｉｏｎＹｅｌｌｏｗ／Ｇｒｅｅｎは、ＲＧＢ原色の効率より大きい、高パワー効率（約、１０ｃｄ／Ａ）を有する黄色／緑色光を発光する。これらの効率の値は、直流電流（ＤＣ）を用いて、得られる。

更に、ＣｏｖｉｏｎＹｅｌｌｏｗ／Ｇｒｅｅｎは、他の既知の原色に比較して、寿命の点で極めて高い安定性を示す。安定性は、通常、加速試験により調べられ、試験に供される高分子は、８０℃において長時間の間、一定電流レベルで動作される。一定間隔で、発光及び必要電圧が測定される。一般に、原色の寿命は、発光輝度が初期値の５０％になった時点と定義される。それ故、原色としてＣｏｖｉｏｎＹｅｌｌｏｗ／Ｇｒｅｅｎを用いることにより、全体的な表示装置の安定性を改善することができる。

白色光は、黄色／緑色光と青色光とを混合することにより効率的に生成されることができる。

効率の改善に対する感触を得るために、下で説明するように、モデル学習が実行される。

実施例１
表１に示すＣｏｖｉｏｎＹｅｌｌｏｗ／Ｇｒｅｅｎの発光スペクトルは、適切なＲＧＢ原色の色座標及び効率の評価を得るためにシフトされた。このようにして得られた色の軌跡を図５に示している。フルカラーＰＬＥＤディスプレイにより実行されるべき色のための基準として、所謂、ＲＧＢＷ−モニタ（ＲＧＢＷ）の色領域が示されている。

表２は、ＣｏｖｉｏｎＹｅｌｌｏｗ／Ｇｒｅｅｎと結合される適切なＲＧＢ原色を示している。前記の適切な赤色／緑色／青色発光（ＬＥ）高分子に対する色座標及び効率の計算値を表２に示している。

ｘ＝０．３３３及びｙ＝０．３２７の色座標を有する白色光は、１６％の青色光と８４％の黄色／緑色光との輝度混合により得られる。計算により、白色光生成の効率は５．１８ｃｄ／Ａである。

ＲＧＢ原色（３０％の赤色光、５７％の緑色光及び１３％の青色光）の輝度混合により得られる白色光の効率は、計算により、４．５４ｃｄ／Ａである。

従って、１５％の効率の改善が得られる。しかしながら、実際には、実行される原色は、しばしば、理論的な最大値をかなり下回り、それ故、非常に大きい効率の改善を提供することとなる（実施例２参照）。

他の色の効率を計算するために、前記色の生成のために用いられることができる原色のどのような組み合わせであるかを、先ず決定する。

白色光の座標と各々のＲ／Ｇ／Ｂ原色の座標との間の色距離（ｄ）は１であるとする。

例として、ＲＧＢＹ−ＬＥＤとＲＧＢ−ＬＥＤとを用いて得られた効率の間の比（η_ＲＧＢＹ／η_ＲＧＢ）が、Ｒ−Ｗ、Ｇ−Ｗ及びＢ−Ｗカラーラインそれぞれに沿った座標を有する色に対して計算される。これらの計算により得られた比を図６に示す。図６に示すように、効率比は、ｄ＞１を有するＢ−Ｗカラーラインに沿った色に対して著しく増加する。ｄ＝１までの色全ては、青色光で薄められた白色光である。しかしながら、ｄ＞１に対しては、更に黄色／緑色光が必要とされ、それ故、高効率の黄色／緑色発光副画素の十分な優位性がもたらされる。

実施例２
実施例１において与えられているＲＧＢ原色が、表２において与えられているＲＧＢ原色の効率の半分において実行されると仮定する。しかしながら、ＣｏｖｉｏｎＹｅｌｌｏｗ／Ｇｒｅｅｎの効率は、補正されるように設定された値であるため、尚も１０ｃｄ／Ａである。これらの原色の色座標及び効率について、表３に挙げている。

白色光を生成するために、実施例１に示す場合と同じ輝度混合（１６％の青色光と８４％の黄色／緑色光）が尚も必要とされるが、実施例１と同じ電流の２倍が、青色光を生成するために必要である。

それ故、白色光に対する効率は３．３１ｃｄ／Ａのみである。

この効率は、赤色、緑色及び青色の輝度混合からの白色光の生成に対する効率、２．２７ｃｄ／Ａと比較される必要がある。

各々の半分の効率の組み合わせを用いて、白色光の生成に対する効率の計算値を表４に挙げている。例えば、コード［１／２１１］は、赤色原色の効率が実施例に比べて半分になっている一方、緑色及び青色原色は実施例１と同様であることを示している。コード［１１１］及び［１１１１］は実施例１に一致している。

表４に示しているように、青色光と黄色／緑色光の輝度混合（ＢＹ−白色）からの白色光の生成は、常に、赤色、緑色及び青色光（ＲＧＢ−白色）の輝度混合を用いる場合に比べてより効率的である。８０％までの効率の改善を得ることが可能である。

例えば、赤色及び緑色ＥＬ高分子の効率は、実施例１において与えられている値の半分、即ち、表４におけるコード［１／２１／２１］及び［１／２１／２１１］である場合、図７に与えられている効率比η_ＲＧＢＹ／η_ＲＧＢが得られる。図７に示されているように、ｄ＞１を有するＢ−Ｗカラーラインに沿った色に対して、効率の改善は非常に大きい。

従って、上記の開示及び実施例は、本発明に従った表示装置は、単なるＲＧＢ原色を有する画素に比べて、より高効率の白色光及び他の色の生成を提供することを示しており、このことは、必要な電力消費量がより小さいことを意味する。

本発明について、上記のように特定の実施形態に関して詳細に説明したが、本発明の主旨及び範囲から逸脱することなく、種々の変形及び変更をなすことができることを当業者は理解していることであろう。

フルカラー表示における原色の色座標範囲を示す図である。ＲＧＢの原色を有する表示装置を用いて得られた色領域を示す図である。本発明に従ったＲＧＢＸ顔色を有する表示装置の実施形態を用いて得られた色領域を示す図である。本発明に従ったＲＧＢＸ顔色を有する表示装置の実施形態を用いて得られた色領域を示す図である。黄色／緑色Ｃｏｖｉｏｎの発光スペクトルのシフトにより得られた色軌跡の評価について示す図である。実施例１において説明した原色に対する色距離（ｄ）の関数としての効率比η_ＲＧＢＹ／η_ＲＧＢを示す図である。実施例２において説明した原色に対する色距離（ｄ）の関数としての効率比η_ＲＧＢＹ／η_ＲＧＢを示す図である。

Claims

複数の独立したアドレス可能フルカラー画素を有するフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって：
各々のフルカラー画素は、４つの副画素、即ち、赤色（Ｒ）副画素、緑色（Ｇ）副画素、青色（Ｂ）副画素及び４番目の副画素を有する；
フルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置であり、
前記の４つの副画素は、赤色副画素、緑色副画素及び青色副画素の各々の効率より高い効率を有する４番目の非白色の光を発光する；
ことを特徴とするフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
請求項１に記載のフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、前記非白色は、ＲＧＢ副画素から発光される光に対応する色座標により規定される色領域の外側の色座標を有する、ことを特徴とするフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
請求項１又は２に記載のフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、前記の４番目の副画素はエレクトロルミネッセンス高分子化合物を有する、ことを特徴とするフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
請求項３に記載のフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、前記エレクトロルミネッセンス高分子化合物はポリ（フェニレン−ビニレン）である、ことを特徴とするフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
請求項１乃至４のいずれ一項に記載のフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、前記の４番目の副画素から発光される前記非白色光は黄色／緑色光である、ことを特徴とするフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
請求項１乃至５のいずれ一項に記載のフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、各々のフルカラー画素は好ましい色の光を発光するために利用可能である副画素の複数の副集合を有し、前記フルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、最も高い効率を有する前記好ましい色を与える前記の複数の副集合の間の副集合を選択的にアドレス指定するための駆動手段を有する、ことを特徴とするフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
請求項１乃至５のいずれ一項に記載のフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、各々のフルカラー画素は好ましい色の光を発光するために利用可能である副画素の複数の副集合を有し、前記フルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、最も長い前記副画素の寿命を有する前記好ましい色を与える前記の複数の副集合の間の副集合を選択的にアドレス指定するための駆動手段を有する、ことを特徴とするフルカラー有機エレクトロルミネッセンス表示装置。