JP2014212071A - 発光素子表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを抑えると共に、出光される白色の色温度が調整された発光素子表示装置を提供する。【解決手段】発光素子表示装置は、各画素に配置された白色の発光素子の発光量を制御するトランジスタを有する薄膜トランジスタ基板（２２０）と、薄膜トランジスタ基板に重ねて配置され、各画素でＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のそれぞれに対応する波長領域の光を通過させるカラーフィルタを有する領域、及びＷ（白）に対応する光を通過させる領域を有するカラーフィルタ層（２３３）と、画素領域の全体に渡り配置され、Ｗの色度を補正するフィルタ（２３１）と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、発光素子表示装置に関し、各画素に配置された自発光体である発光素子に発光させて表示を行う発光素子表示装置に関する。

近年、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）と呼ばれる自発光体を用いた画像表示装置（以下、「有機ＥＬ（Electro-luminescent）表示装置」という。）が実用化されている。この有機ＥＬ表示装置は、従来の液晶表示装置と比較して、自発光体を用いているため、視認性、応答速度の点で優れているだけでなく、バックライトのような補助照明装置を要しないため、更なる薄型化が可能となっている。

このような有機ＥＬ表示装置におけるカラー表示は、主に、画素毎にＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３色をそれぞれ発光させる発光素子を有する場合と、発光素子において白色のみを発光し、各画素のカラーフィルタでＲＧＢ３色のそれぞれの波長領域を透過させる場合とがある。また、消費電力を上げることなく、コントラスト比を高めるため、ＲＧＢの画素に加えて、Ｗ（白）の画素を更に設け、輝度を上げることも知られている。

特開２００４−０６３３４９号公報

カラーフィルタを用いてＲＧＢＷの４色を出光する画素を有する発光素子表示装置において、ＲＧＢのカラーフィルタに加え、Ｗのカラーフィルタを更に追加することは、製造コストの観点から好ましくなく、白色の有機ＥＬ素子の発光をそのまま出射できることが望ましい。

しかしながら、白色の有機ＥＬ素子における白色発光スペクトルは、膜厚やドーパント濃度などの成膜条件により変動しやすく、更に設計において、ＲＧＢ３色での輝度及び視野角（発光角度）が最もよい状態になるように調整されるため、Ｗ（白）の色温度（色度）については考慮されず、表示面から出光された場合には、色温度（色度）の条件が不十分であることが多い。

本発明は、上述の事情を鑑みてしたものであり、製造コストを抑えると共に、出光される白色の色温度が調整された発光素子表示装置を提供することを目的とする。

本発明の発光素子表示装置は、各画素に配置された白色の発光素子の発光量を制御するトランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、前記薄膜トランジスタ基板に重ねて配置され、前記各画素でＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のそれぞれに対応する波長領域の光を通過させるカラーフィルタを有する領域、及びＷ（白）に対応する光を通過させる領域を有するカラーフィルタ層と、表示領域の全体に渡り配置され、Ｗの色度を補正するフィルタと、を備えることを特徴とする発光素子表示装置である。

また、本発明の発光素子表示装置において、前記フィルタは、緑色の波長の領域に最も透過率の低い点があり、青色の波長の領域に最も透過率の高い点があってもよい。

また、本発明の発光素子表示装置において、前記フィルタは、前記カラーフィルタ層の表示面側に配置され、表示面側からの反射を防止する反射防止膜の機能を有していてもよい。

また、本発明の発光素子表示装置において、前記フィルタは、前記カラーフィルタ層が成膜される基材である絶縁基板として配置されていてもよい。

また、本発明の発光素子表示装置において、前記フィルタは、アントラキノン系レッド、ジスアゾ系イエロー、ハロゲン化シアニン系グリーン、フタロシアニン系グリーン、フタロシアニン系ブルー及びジオキサジンバイオレットのいずれか２つ以上を含んでいてもよい。

本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す図である。 図１の有機ＥＬパネルの構成を示す図である。 有機ＥＬパネルの表示領域にあるＲＧＢ画素の一部断面図である。 フィルタの光の各波長に対する透過率を示すグラフである。 色度補正の機能がない場合の各波長における光の発光強度を示すグラフである。 色度補正の機能を有する場合の各波長における光の発光強度を示すグラフである。 色度補正の機能を有するフィルタを用いた場合と、用いない場合とにおけるＷ画素から出射された光の色度座標の違いについて示すグラフである。 図７の色度座標について拡大して示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面において、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１には、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１００が概略的に示されている。この図に示されるように、有機ＥＬ表示装置１００は、上フレーム１１０及び下フレーム１２０に挟まれるように固定された有機ＥＬパネル２００から構成されている。

図２には、図１の有機ＥＬパネル２００の構成が示されている。有機ＥＬパネル２００は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）基板２２０とカラーフィルタ基板２３０の２枚の基板を有し、これらの基板の間には透明樹脂２４０（後述）が充填されている。ＴＦＴ基板２２０は、走査信号線Ｇ１〜Ｇｎに対して順に、各画素のＴＦＴのソース・ドレイン間を導通させるための電位を印加する駆動回路２１０と、表示領域２０２において走査信号線Ｇ１〜Ｇｎに垂直に交差するように延びる不図示の複数のデータ信号線に対して画素の階調値に対応する電圧を印加すると共に、駆動回路２１０を制御する駆動ＩＣ（Integrated Circuit）２６０とを有している。

図３は、有機ＥＬパネル２００の表示領域２０２のＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）Ｗ（白）の副画素の一部断面図である。この図に示されるように、有機ＥＬパネル２００は、カラーフィルタ基板２３０とＴＦＴ基板２２０とが透明樹脂２４０を挟むように重ね合わされて形成されている。ここで、カラーフィルタ基板２３０は、ガラス基板である絶縁基板２３２と、絶縁基板２３２のＴＦＴ基板２２０側に形成されたカラーフィルタ層２３３と、その反対側に貼付されたフィルタ２３１により構成されている。カラーフィルタ層２３３は、Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＷの波長領域の光を出射するための副画素を有し、ＲＧＢにおいては、それぞれ対応する波長領域の光を出射するカラーフィルタを有し、Ｗにおいては、カラーフィルタなしにＴＦＴ基板２２０からの光をそのまま透過させている。

ＴＦＴ基板２２０は、ガラス基板である絶縁基板２２１と、電気配線やトランジスタが形成されたＴＦＴ層と、各副画素において白色の光を発光する発光層２２３と、発光層２２３を封止する有機絶縁材料からなる封止膜２２４とを有している。ここで、発光層２２３はＯＬＥＤからなる。一般的には、白色の発光する発光層２２３は、Ｂ発光層とＲＧ発光層とを有している場合と、Ｂ発光層とＹ（黄）発光層とを有している場合があるが、これ以外の構成であってもよい。

本実施形態においては、フィルタ２３１は、色度補正の機能を有すると共に、観察者側からの光の反射を防止する反射防止膜の機能を有するものを用いており、表示領域２０２の全体を覆うように形成されている。色度補正の機能を付加させるためには、アントラキノン系レッド、ジスアゾ系イエロー、ハロゲン化シアニン系グリーン、フタロシアニン系グリーン、フタロシアニン系ブルー及びジオキサジンバイオレットのうち、いずれか２つ以上の材料を含むことにより製造することができる。選択される材料の種類、量及び選択された複数の材料の比率は、吸収させるべき波長等により適宜調整される。

図４は、フィルタ２３１の光の各波長に対する透過率を示すグラフである。このグラフに示されるように、本実施形態に用いられたフィルタ２３１では、５００〜６００ｎｍの領域を含む緑色の領域において透過率が低く、つまり光の吸収率が高く、６００〜７００ｎｍの領域を含む赤色の領域において２番目に透過率が低く、４００〜５００ｎｍの領域を含む青色の領域において一番透過率が高くなっている。

図５は、色度補正がない場合の各波長における光の発光強度を示すグラフであり、図６は、色度補正の機能を有するフィルタを用いた場合の各波長における光の発光強度を示すグラフである。これらのグラフを比較すると、フィルタ２３１を用いた場合では、特に緑色の波長領域５００〜６００ｎｍにおいて発光強度が抑えられているのが分かる。

図７は、フィルタ２３１を用いた場合と、用いない場合とにおけるＷ画素から出射された光の色度座標系における位置の違いについて示すグラフであり、図８はその位置の座標近傍について拡大して示すグラフである。ここで表示装置から出射される白色において理想的な色度は白色（ｘ／ｙ）＝０．３１／０．３３である。グラフに示されるとおり、フィルタ２３１を用いない場合は、少し黄緑色がかった白色（ｘ／ｙ）＝０．３４／０．３５であるが、フィルタ２３１を用いた場合には、（ｘ／ｙ）＝０．３１／０．３３であり、理想的な色度に調整されている。フィルタ２３１は、表示領域２０２の全体を覆っていることから、ＲＧＢのカラーフィルタを通過した光もフィルタ２３１により発光強度が抑えられてしまう恐れがあるが、白色による輝度調整の効果と比較すると視覚に与える影響は小さく、全体として目標色度を有する有機ＥＬ表示装置を構成することができる。

ここで、上述の実施形態においては、フィルタ２３１は、反射防止膜の機能を兼ねることとしたが、封止膜２２４、透明樹脂２４０、絶縁基板２３２に上述の材料を添加することにより、色度補正の機能を付加させ、フィルタ２３１とすることもできる。また、絶縁基板２３２に新しく色度補正の機能を有するフィルタ２３１を貼付させることとしてもよい。

以上説明したように、本実施形態においては、Ｗ画素に対して特別なカラーフィルタを設けることがないため、製造コストを抑えることができ、さらに出光される白色の色度を調整することができる。

１００ 表示装置、１１０ 上フレーム、１２０ 下フレーム、２００ 有機ＥＬパネル、２０２ 表示領域、２１０ 駆動回路、２２０ ＴＦＴ基板、２２１ 絶縁基板、２２３ 発光層、２２４ 封止膜、２３０ カラーフィルタ基板、２３１ フィルタ、２３２ 絶縁基板、２３３ カラーフィルタ層、２４０ 透明樹脂。

Claims (5)

1. 各画素に配置された白色の発光素子の発光量を制御するトランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、
   前記薄膜トランジスタ基板に重ねて配置され、前記各画素でＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のそれぞれに対応する波長領域の光を通過させるカラーフィルタを有する領域、及びＷ（白）に対応する光を通過させる領域を有するカラーフィルタ層と、
   表示領域の全体に渡り配置され、Ｗの色度を補正するフィルタと、を備えることを特徴とする発光素子表示装置。
2. 請求項１に記載の発光素子表示装置であって、
   前記フィルタは、緑色の波長の領域に最も透過率の低い点があり、青色の波長の領域に最も透過率の高い点がある、ことを特徴とする発光素子表示装置。
3. 請求項１又は２に記載の発光素子表示装置であって、
   前記フィルタは、前記カラーフィルタ層の表示面側に配置され、表示面側からの反射を防止する反射防止膜の機能も有している、ことを特徴とする発光素子表示装置。
4. 請求項１又は２に記載の発光素子表示装置であって、
   前記フィルタは、前記カラーフィルタ層が成膜される基材である絶縁基板として配置される、ことを特徴とする発光素子表示装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光素子表示装置であって、
   前記フィルタは、アントラキノン系レッド、ジスアゾ系イエロー、ハロゲン化シアニン系グリーン、フタロシアニン系グリーン、フタロシアニン系ブルー及びジオキサジンバイオレットのいずれか２つ以上を含むことを特徴とする発光素子表示装置。

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