JP6588188B2 - 長寿命および低消費電力のｒｇｂｗｏｌｅｄディスプレイ - Google Patents

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Description

有機材料を使用する光電子デバイスがいくつかの理由でますます望ましくなっている。このようなデバイスを作製するために使用される材料の多くは比較的安価であり、したがって有機光電子デバイスには、無機デバイスと比べて潜在的コスト優位性がある。加えて、有機材料は、その可撓性などの固有の特性により、可撓性基板上に製造することなどの特別な応用に十分に適応させることができる。有機光電子デバイスの例には、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）、有機光トランジスタ、有機光電池、および有機光検出器が含まれる。ＯＬＥＤでは、有機材料が、従来の材料と比べて性能的優位性を有しうる。例えば、有機放出層で放出する光の波長は一般に、適切なドーパントで容易に調整することができる。
ＯＬＥＤでは、そのデバイスの両端に電圧が印加されたときに光を放出する有機薄膜を使用する。ＯＬＥＤは、フラットパネルディスプレイ、照明、および背面照射などの応用例で使用するための、ますます関心が持たれる技術になってきている。いくつかのＯＬＥＤの材料および構成が、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第５８４４３６３号明細書、第６３０３２３８号明細書、および第５７０７７４５号明細書に記載されている。
燐光発光分子の一応用例は、フルカラーディスプレイである。このようなディスプレイの業界標準では、「飽和」色と呼ばれる特定の色を発光するように適合された画素が要求される。具体的には、これらの標準では、飽和した赤、緑、および青の画素が要求される。色は、当技術分野でよく知られているＣＩＥ座標を使用して測定することができる。
緑発光分子の一例は、Ｉｒ（ｐｐｙ）３と表されるトリス（２−フェニルピリジン）イリジウムであり、化学式１の構造を有する。
ここでは、また本明細書の後の方の図で、窒素から金属（ここではＩｒ）への配位結合を直線で表す。
本明細書で「有機」という語は、有機光電子デバイスを製造するのに使用できる高分子材料ならびに小分子有機材料を含む。「小分子」とは、重合体ではないあらゆる有機材料のことを指し、「小分子」は実際には非常に大きいこともある。小分子は、場合によっては繰返し単位を含むことがある。例えば、ある分子が、置換基として長鎖アルキル基を使用することにより、「小分子」類から除かれることはない。小分子はまた、重合体の中に例えば重合体骨格上の懸垂基として、または骨格の一部分として組み込まれることもある。小分子はまた、核部分に構築された一連の化学殻からなるデンドリマーの核部分としての役割を果たすこともある。デンドリマーの核部分は、蛍光性または燐光性の小分子発光体になりうる。デンドリマーは「小分子」でありうるとともに、ＯＬＥＤの分野で現在使用されているすべてのデンドリマーは小分子であると考えられる。
本明細書では、「最上部」は基板から最も遠いことを意味し、「最低部」は基板に最も近いことを意味する。第１の層が第２の層の「上に配置される」と記述される場合、第１の層は基板からより遠くに配置される。第１の層が第２の層と「接触している」と明記されていない限り、第１の層と第２の層の間には他の層がありうる。例えば、様々な有機層が間にあっても、カソードがアノードの「上に配置されている」と記述されることがある。
本明細書では、「溶液処理可能」とは、溶液または懸濁液の形で、液体媒体中に溶解する、分散させる、または送り込む、かつ／または液体媒体から堆積することができることを意味する。
あるリガンドは、発光材料の光活性特性にそのリガンドが直接寄与すると考えられる場合に「光活性である」と呼ばれることがある。あるリガンドは、発光材料の光活性特性にそのリガンドが寄与しないと考えられる場合に「補助的である」と呼ばれることがあるが、補助的リガンドが光活性リガンドの特性を変えることもある。
本明細書でいうように、かつ当業者に一般に理解されるように、第１の「最高占有分子軌道」（ＨＯＭＯ）または最低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルは、第１のエネルギーレベルが真空エネルギーレベルに近い場合には、第２のＨＯＭＯまたはＬＵＭＯのエネルギーレベルよりも「大きい」または「高い」。イオン化電位（ＩＰ）が真空レベルに対して負エネルギーとして測定されるので、より高いＨＯＭＯエネルギーレベルが、より小さい絶対値を有するＩＰ（小さい負のＩＰ）に対応する。同様に、より高いＬＵＭＯエネルギーレベルは、より小さい絶対値を有する電子親和力（ＥＡ）（小さい負のＥＡ）に対応する。真空レベルが上にある従来のエネルギーレベル図では、ある材料のＬＵＭＯエネルギーレベルは、同じ材料のＨＯＭＯエネルギーレベルよりも高い。「より高い」ＨＯＭＯまたはＬＵＭＯのエネルギーレベルは、「より低い」ＨＯＭＯまたはＬＵＭＯのエネルギーレベルよりも、このような図の最上部により近く現れる。
本明細書でいうように、かつ当業者に一般に理解されるように、第１の仕事関数は第２の仕事関数よりも、第１の仕事関数がより高い絶対値を有する場合に、「大きい」または「高い」。仕事関数が一般に、真空レベルに対して負数として測定されるので、この数は、「より高い」仕事関数がより負であることを意味する。真空レベルが上にある従来のエネルギーレベル図では、「より高い」仕事関数は、下向きの真空レベルからより遠くに示される。すなわち、ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯのエネルギーレベル定義は、仕事関数とは異なる慣習に従う。
ＯＬＥＤについてのさらなる詳細、および上述の定義は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第７２７９７０４号明細書に見出すことができる。
米国特許第５８４４３６３号明細書 米国特許第６３０３２３８号明細書 米国特許第５７０７７４５号明細書 米国特許第７２７９７０４号明細書 米国特許第４７６９２９２号明細書 米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号明細書 米国特許第５７０３４３６号明細書 米国特許第６０９７１４７号明細書 米国特許出願公開第２００４／０１７４１１６号明細書 米国特許第５２４７１９０号明細書 米国特許第６０９１１９５号明細書 米国特許第５８３４８９３号明細書 米国特許第６０１３９８２号明細書 米国特許第６０８７１９６号明細書 米国特許第６３３７１０２号明細書 米国特許出願第１０／２３３４７０号明細書 米国特許第６２９４３９８号明細書 米国特許第６４６８８１９号明細書 米国特許第７２７９７０４号明細書 米国特許出願公報第２００６／０１０５１９８号明細書 米国特許出願公報第２０１０／００１３７４８号明細書
Ｂａｌｄｏ他、「Ｈｉｇｈｌｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ」、Ｎａｔｕｒｅ、ｖｏｌ． ３９５、１５１〜１５４頁、１９９８年、（"Ｂａｌｄｏ−Ｉ"） Ｂａｌｄｏ他、「Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｇｒｅｅｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ」、Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．、ｖｏｌ． ７５、Ｎｏ． ３、４−６頁、（１９９９年）、（"Ｂａｌｄｏ−ＩＩ"） ＧＴＩ Ｇｒａｐｈｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｉｎｃ．の「Ｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｖａｒｉｏｕｓ Ｌｉｇｈｔ Ｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｕｓｅ ｉｎ Ｖｉｓｕａｌ Ｃｏｌｏｒ Ｍａｔｃｈｉｎｇ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」 Ｊ．Ｐ． Ｓｐｉｎｄｌｅｒ、Ｔ．Ｋ． Ｈａｔｗａｒ、Ｍ．Ｅ． Ｍｉｌｌｅｒ、Ａ．Ｄ． Ａｒｎｏｌｄ、Ｍ．Ｊ． Ｍｕｒｄｏｃｈ、Ｐ．Ｊ． Ｋａｎｅ、Ｊ．Ｅ． Ｌｕｄｗｉｃｋｉ、Ｐ． Ｊ． Ａｌｅｓｓｉ、およびＳ．Ａ． Ｖａｎ Ｓｌｙｋｅ、「Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ＲＧＢＷ ＯＬＥＤ Ｄｉｓｐｌａｙｓ」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、Ｖｏｌ． １４．１、３７頁（２００６） Ｊ．Ｐ． Ｓｐｉｎｄｌｅｒ、Ｔ．Ｋ． Ｈａｔｗａｒ、Ｍ．Ｅ． Ｍｉｌｌｅｒ、Ａ．Ｄ． Ａｒｎｏｌｄ、Ｍ．Ｊ． Ｍｕｒｄｏｃｈ、Ｐ．Ｊ． Ｋａｎｅ、Ｊ．Ｅ． Ｌｕｄｗｉｃｋｉ、およびＳ．Ａ． Ｖａｎ Ｓｌｙｋｅ、「Ｌｉｆｅｔｉｍｅ−ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＲＧＢＷ Ｄｉｓｐｌａｙｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｗｈｉｔｅ ＯＬＥＤｓ」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、３６頁（２００５） Ｓ．Ａ． Ｖａｎ Ｓｌｙｋｅ、「Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ ＯＬＥＤ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ」、Ｄｉｓｐｌａｙ ａｎｄ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ＯＬＥＤ Ｍｏｄｕｌｅｓ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｕｎｉｔ、Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、ＵＳＡ、Ｉｎｔｅｒｔｅｃｈ （２００４） Ｈａｃｋ他、「Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ ＡＭＯＬＥＤｓ： Ｔｈｅ Ｐａｔｈ ｔｏ Ｌｏｎｇ Ｌｉｆｅｔｉｍｅ ＴＶｓ」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、Ｖｏｌ． ４２．１ （２０１１年５月１５日） Ｋａｗａｍｕｒａ他の「Ｎｅｗ Ｄｅｅｐ Ｂｌｕｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ＯＬＥＤｓ」、Ｐｒｏｃ． Ｓｏｃ． Ｉｎｆ． Ｄｉｓｐ． Ｔｅｃｈ． Ｐａｐｅｒｓ、８２９頁（２０１１）
諸実施形態では、長寿命および／または消費電力低減を実現できる赤色、緑色、青色、および白色（ＲＧＢＷ） ＯＬＥＤを提示する。少なくとも１つの有機発光デバイスを有する第１の光源を含む第１のデバイスを提示する。第１の光源は、６５０４Ｋ未満の相関色温度（ＣＣＴ）を有する光を放出することができる。第１のデバイスはまた、複数の画素を備えうる。それぞれの画素は、第１の光源と光学的に連絡した第１のカラーフィルタを備える第１のサブ画素を含みうる。第１のカラーフィルタは、４００から５００ｎｍの間の可視スペクトル内にピーク波長がある第１の光源からの光を通すように適合させることができる。第１のデバイスのそれぞれの画素はまた、第１の光源と光学的に連絡した第２のカラーフィルタを備える第２のサブ画素を含みうる。第２のカラーフィルタは、第１の光源からの、５００から５８０ｎｍの間の可視スペクトル内にピーク波長がある光を通すように適合させることができる。第１のデバイスのそれぞれの画素はまた、第１の光源と光学的に連絡した第３のカラーフィルタを備える第３のサブ画素を含みうる。第３のカラーフィルタは、第１の光源からの、５８０から７００ｎｍの間の可視スペクトル内にピーク波長がある光を通すように適合させることができる。第１のデバイスのそれぞれの画素はまた、近白色光を放出する第４のサブ画素を含みうる。近白色光は、６５０４Ｋ未満のＣＣＴを有しうる。
いくつかの実施形態では、上述の第１のデバイスにおいて、第４のサブ画素はカラーフィルタを含まない。いくつかの実施形態では、上述の第１のデバイスにおいて、第１の光源の色度は、第４のサブ画素によって放出される光の色度とほぼ同じである。いくつかの実施形態では、上述の第１のデバイスにおいて、第４のサブ画素は、ＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間色度図上の、ＣＩＥＸ ＝ ０．３１５〜０．３５０、ＣＩＥＹ ＝ ０．３３０〜０．３６０によって画定される第１の領域内に第１の点を有する光を放出する。
いくつかの実施形態では、上述の第１のデバイスにおいて、第４のサブ画素は、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図上でプランク軌跡から０．０１０のＤｕｖ距離内にある第１の点を有する光を放出する。好ましくは、第４のサブ画素は、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図上でプランク軌跡から０．００５のＤｕｖ距離内にある第１の点を有する光を放出する。より好ましくは、第４のサブ画素は、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図上でプランク軌跡から０．００２のＤｕｖ距離内にある第１の点を有する光を放出する。
いくつかの実施形態では、上述の第１のデバイスにおいて、第４のサブ画素は、４０００Ｋを超え６５０４Ｋ未満のＣＣＴを有する光を放出する。いくつかの実施形態では、第４のサブ画素は、４０００Ｋを超え６４００Ｋ未満の相関色温度を有する光を放出する。いくつかの実施形態では、第４のサブ画素は、４０００Ｋを超え５６００Ｋ未満の相関色温度を有する光を放出する。いくつかの実施形態では、第４のサブ画素は、４０００Ｋを超え５２００Ｋ未満の相関色温度を有する光を放出する。いくつかの実施形態では、第４のサブ画素は、４０００Ｋを超え４８００Ｋ未満の相関色温度を有する光を放出する。いくつかの実施形態では、第４のサブ画素は、５８００Ｋを超え６２００Ｋ未満の相関色温度を有する光を放出する。
いくつかの実施形態では、上述の第１のデバイスは、第４のサブ画素から放出される光の色度とほぼ等しい色度を有したホワイトバランスを備えるディスプレイである。
上述の第１のデバイスが、あるホワイトバランスを有するディスプレイであるいくつかの実施形態では、このホワイトバランスは、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図上に第１の点を有する。第４のサブ画素は、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図上に第２の点を有する光を放出する。いくつかの実施形態では、第１の点と第２の点の間の相違は、ｄｕｖ値が０．００５未満である。好ましくは、第１の点と第２の点の間の相違は、ｄｕｖ値が０．００２未満である。より好ましくは、第１の点と第２の点の間の相違は、ｄｕｖ値が０．００１未満である。
いくつかの実施形態で、上述の第１のデバイスにおいて、第１の光源は、ちょうど２つの有機発光材料、すなわち第１の有機発光材料および第２の有機発光材料を含む。いくつかの実施形態では、第１の有機発光材料は、ＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間色度図上の、ＣＩＥＸ ＝ ０．１００〜０．２００、ＣＩＥＹ ＝ ０．０５０〜０．３００によって画定される第１の領域内に第１の点を有する青色光を放出する。いくつかの実施形態では、第２の有機発光材料は、ＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間色度図上の、ＣＩＥＸ ＝ ０．４５０〜０．６００、ＣＩＥＹ ＝ ０．４００〜０．５５０によって画定される第２の領域内に第２の点を有する黄色光を放出する。いくつかの実施形態では、第１の点および第２の点は、第１の点と第２の点の間に線を引いたとすればその線が、ＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間色度図上でＣＩＥＸ ＝ ０．３１５〜０．３５０、ＣＩＥＹ ＝ ０．３３０〜０．３６０の範囲内に画定される所望の白色領域を通過するような点になっている。第１および第２の有機発光材料の濃度は、第１の光源によって生成される光がＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間色度図上の、所望の白色領域の中の第３の点にあることになるようなものである。いくつかの実施形態では、第１および第２の有機発光材料は燐光性発光体を含む。いくつかの実施形態では、第１の有機発光材料は蛍光性発光体を含み、第２の有機発光材料は燐光性発光体を含む。いくつかの実施形態では、第１の有機発光材料は、４００から５００ｎｍの間に可視スペクトルのピーク波長がある光を放出し、第２の有機発光材料は、５００から７００ｎｍの間に可視スペクトルのピーク波長がある光を放出する。いくつかの実施形態では、第２の有機発光材料は、５７０から６００ｎｍの間に可視スペクトルのピーク波長がある光を放出する。
いくつかの実施形態で、上述の第１のデバイスにおいて、第１の光源は３つの有機発光材料、すなわち、第１の有機発光材料、第２の有機発光材料、および第３の有機発光材料を含む。第１の有機発光材料は、ＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間色度図上の、ＣＩＥＸ ＝ ０．１００〜０．２００、ＣＩＥＹ ＝ ０．０５０〜０．３００によって画定される第１の領域内に第１の点を有する青色光を放出する。第２の有機発光材料は、ＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間色度図上の、ＣＩＥＸ ＝ ０．２００〜０．４００、ＣＩＥＹ ＝ ０．６００〜０．７５０によって画定される第２の領域内に第２の点を有する緑色光を放出する。第３の有機発光材料は、ＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間色度図上の、ＣＩＥＸ ＝ ０．６００〜０．７２０、ＣＩＥＹ ＝ ０．２８０〜０．４００によって画定される第３の領域内に第３の点を有する赤色光を放出する。いくつかの実施形態では、第１、第２、および第３の点は、ＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間色度図上の、ＣＩＥＸ ＝ ０．３１５〜０．３５０、ＣＩＥＹ ＝ ０．３３０〜０．３６０の範囲内に画定される所望の白色領域を含む第４の領域が、第１の点と第２の点の間、第２の点と第３の点の間、および第３の点と第１の点の間に引かれる線によって画定されるようなものである。第１、第２、および第３の有機発光材料の濃度は、第１の光源によって生成される光がＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間色度図上の、所望の白色領域の中の第４の点にあることになるようなものである。いくつかの実施形態では、第１、第２、および第３の有機発光材料は燐光性発光体を含む。いくつかの実施形態では、第１の有機発光材料は蛍光性発光体を含み、第２、および第３の有機発光材料は燐光性発光体を含む。いくつかの実施形態では、第１の有機発光材料は、４００から５００ｎｍの間に可視スペクトルのピーク波長がある光を放出し、第２の有機発光材料は、５００から５７０ｎｍの間に可視スペクトルのピーク波長がある光を放出し、第３の有機発光材料は、５７０から７００ｎｍの間に可視スペクトルのピーク波長がある光を放出する。
いくつかの実施形態では、上述の第１のデバイスにおいて、第４のサブ画素は、ＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間色度図上の、ＣＩＥＸ ＝ ０．３１５〜０．３５０、ＣＩＥＹ ＝ ０．３３０〜０．３６０によって画定される第１の領域内に第１の点を有する光を放出する。いくつかの実施形態では、上述の第１のデバイスにおいて、第１の光源は積層有機発光デバイス（ＳＯＬＥＤ）を備える。いくつかの実施形態では、ＳＯＬＥＤは、燐光性発光体だけを含む。いくつかの実施形態では、上述の第１のデバイスにおいて、第１の光源は単一の電荷発生層（ＣＧＬ）を有する。
いくつかの実施形態では、上述の第１のデバイスにおいて、第１、第２、第３、および第４のサブ画素のそれぞれが、ある開口サイズを有する。いくつかの実施形態では、第４のサブ画素の開口サイズは、第１、第２、および第３のサブ画素それぞれの開口サイズよりも大きい。いくつかの実施形態では、第４のサブ画素の開口サイズは、第１、第２、および第３のサブ画素それぞれの開口サイズよりもかなり大きい。いくつかの実施形態では、第４のサブ画素の開口サイズは、第１、第２、および第３のサブ画素それぞれの開口サイズよりも約１０％から３００％の間だけ大きい。いくつかの実施形態では、第４のサブ画素の開口サイズは、第１、第２、および第３のサブ画素それぞれの開口サイズよりも小さい。いくつかの実施形態では、第４のサブ画素の開口サイズは、第１、第２、および第３のサブ画素それぞれの開口サイズよりも約１０％から３０％の間だけ小さい。
有機発光デバイスを示す図である。 別個の電子輸送層がない反転有機発光デバイスを示す図である。 いくつかの実施形態によるデバイスの例示的な一実施形態である。 いくつかの実施形態による例示的な光源の放出光を表すグラフである。 いくつかの実施形態による例示的なカラーフィルタの通過率を示すグラフである。 いくつかの実施形態による例示的な光源の積層の数に対する消費電力のグラフである。 いくつかの実施形態による、１９３１ ＣＩＥ ＸＹＺ色空間色度図のグラフ上に一光源の例示的な放出光を示した図である。 複数のホワイトバランスに対する、例示的なデバイスによる例示的カラーフィルタの光放出および白色発光スペクトルを示すグラフである。 いくつかの実施形態による例示的なデバイスのＷサブ画素の消費電力および寿命を示すグラフである。
一般にＯＬＥＤは、アノードとカソードの間に配置され電気的に接続された少なくとも１つの有機層を備える。電流が加えられたとき、この有機層（１つまたは複数）の中にアノードはホールを注入し、カソードは電子を注入する。注入されたホールおよび電子はそれぞれ、反対に荷電された電極に向かって移動する。１つの電子およびホールが同じ分子上に局在するとき、ある励起エネルギー状態を有する局在電子−ホール対である「励起子」が形成される。励起子が光放出機構により緩和するとき、光が放出される。場合により、励起子は、エキシマまたはエキシプレックスに局在することもある。熱緩和などの非放射機構もまた生じることがあるが、これは一般に望ましくないと考えられる。
例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第４７６９２９２号明細書に記載されているように、初期のＯＬＥＤでは、一重項状態（「蛍光性」）から発光する放出分子を使用した。蛍光発光は一般に、１０ナノ秒未満の時間枠内に発生する。
もっと最近では、三重項状態（「燐光性」）から発光する発光材料を有するＯＬＥＤが、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＢａｌｄｏ他、「Ｈｉｇｈｌｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ」、Ｎａｔｕｒｅ、ｖｏｌ． ３９５、１５１〜１５４頁、１９９８年、（”Ｂａｌｄｏ−Ｉ”）、およびＢａｌｄｏ他、「Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｇｒｅｅｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ」、Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．、ｖｏｌ． ７５、Ｎｏ． ３、４−６頁、（１９９９年）、（”Ｂａｌｄｏ−ＩＩ”）で論証されている。燐光については、参照により組み込まれる米国特許第７２７９７０４号明細書の段落５〜６に、より詳細に記載されている。
図１は、有機発光デバイス１００を示す。各図は、必ずしも原寸に比例して描かれていない。デバイス１００は、基板１１０、アノード１１５、ホール注入層１２０、ホール輸送層１２５、電子阻止層１３０、放出層１３５、ホール阻止層１４０、電子輸送層１４５、電子注入層１５０、保護層１５５、およびカソード１６０を含みうる。カソード１６０は、第１の導電層１６２および第２の導電層１６４を有する複合カソードである。デバイス１００は、上記の層を順番に堆積することによって製造することができる。これらの様々な層の特性および機能、ならびに例示的な材料は、参照によって組み込まれる米国特許第７２７９７０４号明細書の段落６〜１０に、より詳細に記載されている。
これらの層それぞれのより多くの例が得られる。例えば、可撓性で透明な基板−アノードの組合せが、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第５８４４３６３号明細書に開示されている。ｐドープされたホール輸送層の一例は、５０：１の分子比でＦ４−ＴＣＮＱでドープされたｍ−ＭＴＤＡＴＡであり、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号明細書に開示されている。発光材料およびホスト材料の例は、参照によりその全体が組み込まれる、Ｔｈｏｍｐｓｏｎ他の米国特許第６３０３２３８号明細書に開示されている。ｎドープされた電子輸送層の一例は、１：１の分子比でＬｉを用いてドープされたＢＰｈｅｎであり、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号明細書に開示されている。参照によりその全体が組み込まれる米国特許第５７０３４３６号明細書および第５７０７７４５号明細書では、複合カソードを含むカソードの諸例を開示しており、この複合カソードは、Ｍｇ：Ａｇなどの金属の薄い層を、上にある透明で導電性の、スパッタリング堆積されたＩＴＯ層とともに有する。阻止層の理論および使用法は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第６０９７１４７号明細書および米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号明細書に、より詳細に記載されている。注入層の諸例は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第２００４／０１７４１１６号明細書に提示されている。保護層についての説明は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第２００４／０１７４１１６号明細書に見出すことができる。
図２は、反転ＯＬＥＤ ２００を示す。このデバイスは、基板２１０、カソード２１５、放出層２２０、ホール輸送層２２５、およびアノード２３０を含む。デバイス２００は、上記の層を順番に堆積することによって製造することができる。最も一般的なＯＬＥＤ構成では、アノードの上に配置されたカソードを有し、デバイス２００は、アノード２３０の下に配置されたカソード２１５を有するので、デバイス２００は「反転」ＯＬＥＤと呼ばれることがある。デバイス１００に関して説明したものと類似の材料は、デバイス２００の対応する層に使用することができる。図２は、デバイス１００の構造からどのようにして一部の層を省くことができるかを提示する。
図１および図２に示された簡単な積層構造は、非限定的な例として提示されており、本発明の諸実施形態は、多種多様な他の構造体と関連して使用できることを理解されたい。説明される特定の材料および構造は、例示的な性質のものであり、他の材料および構造を使用することもできる。機能できるＯＬＥＤは、別々に説明される様々な層を組み合わせることによって実現することができ、あるいは、設計、性能およびコストの要因に基づいて複数の層を完全に省くこともできる。具体的に説明されない他の層もまた含まれうる。具体的に説明されたもの以外の材料が使用されることもある。本明細書に提示された諸例の多くで、様々な層が単一の材料を含むと説明しているが、ホストとドーパントの混合物などの材料の組合せ、またはより一般的に混合物を使用できることを理解されたい。また、各層は様々なサブ層を有しうる。本明細書で様々な層に与えられた名称は、厳格に限定するためのものではない。例えば、デバイス２００で、ホール輸送層２２５は、ホールを輸送し、またホールを放出層２２０に注入し、これらはホール輸送層またはホール注入層と記述されることがある。一実施形態では、ＯＬＥＤが、カソードとアノードの間に配置された「有機層」を有すると説明されることがある。この有機層は単一層を含むことがあり、あるいはさらに、例えば図１および図２に関して説明した異なる有機材料の複数の層を含むこともある。
参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Ｆｒｉｅｎｄ他の米国特許第５２４７１９０号明細書などに開示されている高分子材料からなるＯＬＥＤ（ＰＬＥＤ）など、具体的に説明されていない構造および材料もまた使用されることがある。別の例として、単一の有機層を有するＯＬＥＤが使用されることがある。参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Ｆｏｒｒｅｓｔ他の米国特許第５７０７７４５号明細書に例えば記載されているように、ＯＬＥＤは積層することができる。ＯＬＥＤ構造は、図１および図２に示された簡単な積層構造から逸脱することがある。例えば、その構造は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＦｏｒｒｅｓｔ他の米国特許第６０９１１９５号明細書に記載されているメサ構造、および／またはＢｕｌｏｖｉｃ他の米国特許第５８３４８９３号明細書に記載されているピット構造など、外部結合を改善するための角のある反射面を含むことがある。
特に明記されていない限り、様々な実施形態の層のいずれも、任意の適切な方法で堆積することができる。有機層では、好ましい方法に、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第６０１３９８２号明細書、第６０８７１９６号明細書などに記載されている熱蒸発、インクジェット、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＦｏｒｒｅｓｔ他の米国特許第６３３７１０２号明細書などに記載されている有機気相堆積（ＯＶＰＤ）、ならびに、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願第１０／２３３４７０号明細書などに記載されている、有機蒸気ジェット印刷（ＯＶＪＰ）による堆積が含まれる。他の適切な堆積方法には、スピンコーティングおよび他の溶液ベースの処理が含まれる。溶液ベースの処理は、好ましくは窒素中または不活性雰囲気中で実施される。他の層では、好ましい方法に熱蒸発が含まれる。好ましいパターニング方法には、マスクを介した堆積、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第６２９４３９８号明細書および第６４６８８１９号明細書などに記載されている冷間圧接、ならびにインクジェットおよびＯＶＪＤなどの堆積方法のいくつかと関連したパターニングが含まれる。他の方法もまた使用されてよい。堆積されるべき材料は、それを特定の堆積方法に適合させるために修正することができる。例えば、好ましくは少なくとも３個の炭素を含む、分岐または非分岐のアルキル基またはアリール基などの置換基を小分子に使用して、溶液処理を受けるその能力を高めることができる。２０個以上の炭素を有する置換基を使用することができるが、３〜２０個の炭素が好ましい範囲である。非対称構造を有する材料は、非対称材料では再結晶する傾向が低いことがあるので、対称構造を有するものよりも良好な溶液処理可能性を有しうる。デンドリマー置換基を使用して、溶液処理を受ける小分子の能力を強化することができる。
本発明の諸実施形態により製造されるデバイスは、多種多様な消費者製品に組み込むことができ、これらの製品には、フラットパネルディスプレイ、コンピュータディスプレイ、テレビジョン、ビルボード、屋内または屋外の照明および／または合図用発光体、ヘッドアップディスプレイ、完全に透明なディスプレイ、可撓性ディスプレイ、レーザプリンタ、電話、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、デジタルカメラ、カムコーダ、ビューファインダ、超小型ディスプレイ、自動車、大面積壁面、劇場もしくは競技場のスクリーン、照明器具、または標識が含まれる。本発明により製造されるデバイスを制御するには、受動マトリックスおよび能動マトリックスを含む、様々な制御機構を使用することができる。デバイスの多くは、１８℃から３０℃などの人間にとって快適な温度範囲で、より好ましくは室温（２０〜２５℃）で使用するものである。
本明細書で説明される材料および構造には、ＯＬＥＤ以外のデバイスにも応用分野がありうる。例えば、これらの材料を有機太陽電池および有機光検出器など他の光電子デバイスで使用することができる。より一般的には、これらの材料および構造を、有機トランジスタなどの有機デバイスで使用することができる。
ハロ、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールキル、複素環基、アリール、芳香族基、およびヘテロアリールという用語は当技術分野で知られており、また参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第７２７９７０４号明細書の段落３１〜３２に定義されている。
本出願で用いられる用語の追加定義を以下に提示する。
本明細書では、「サブ画素」は、個々にアドレス指定できる画素のセグメントまたは構成要素を指すことがあり、各セグメントは、画素内で他のセグメントと一緒にできる異なる波長の可視光を放出して、照光デバイス（ディスプレイなど）内で所望の色を生成することができる。「画素」とは通常、ディスプレイ（コンピュータまたはテレビジョンのスクリーンなど）、プリンタ、または他のデバイス上に表示される画像の最も基本的な単位である。画素はどのようにも配列することができ（例えば、行と列に）、様々な輝度値および色値の画素の中での所与の組合せにより画像を形成することができる。各サブ画素は、カラー画像の表示に使用される画素の構成要素でありうる。サブ画素を含む画素の一例が図３に示されており、後で説明する。
本明細書では、サブ画素（もしくは他の構成要素）によって、またはサブ画素（もしくは他の構成要素）から光を「放出すること」は、光をデバイスの画素に通すことを含みうるが、サブ画素が何らかの方法で光を発生することは必要としない。例えば、サブ画素から「放出される」光は、最初は第１の光源から発出することができ（つまり、例えば、ＲＧＢＷディスプレイ中の白色ＯＬＥＤからの放出光を含みうる）、１つまたは複数のカラーフィルタを経由して妨げられずにサブ画素を通過することができ、かつ／または、偏光子など他の任意の数の光学構成要素を通過することができる。
本明細書では、「色度」は、色の特性の客観的基準をその輝度にかかわらずに指すことがある。つまり色度は、色の色相および彩度（または飽和度、クロミナンス、純度、または刺激純度）によって決まる。放出光の色度は、例えばＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間、またはＣＩＥ １９７６（Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間を使用して測定することができる。
本明細書では、「ホワイトバランス」は、画像の符号化または復元において「白」色を規定するのに役立つ色度座標を指すことがある。ホワイトバランスはまた、「ホワイトバランス点」または「白色点」とも呼ばれる。ホワイトバランスは、「白」色を表示するためにデバイス（またはその構成要素）によって生成され、発出され、かつ／または通される色を指定する。当業者には理解されるように、暖色および寒色を含む白色の多くの異なる濃淡の度合いがあり、それぞれが入力色（例えば、赤光、青光、および緑光）の量の別々の相対的バランスを含みうる。すなわち、ホワイトバランスは、所与の画像に対するディスプレイ中の赤、緑および青の画素の相対的輝度を調整する設定でありうる。
本明細書では、「光学的連絡」は、第１の構成要素から発出する、または第１の構成要素を通過する光がまた第２の構成要素を通過する、または第２の構成要素から発出するように構成されている構成要素を指すことがある。例えば、光が光源（ＯＬＥＤデバイスなど）で生成され、次に、生成された放出光が画素（またはサブ画素）の開口を通る場合、ＯＬＥＤと画素（またはサブ画素）は光学的に連絡しているといえる。光学的に連絡では、第１の構成要素から発出する、または第１の構成要素を通過する光のすべてがまた、第２の構成要素を通過する必要はない。４つのサブ画素と光学的に連絡しているＯＬＥＤの一例が図３に示されている。
本明細書では、「Ｄ６５」は、６５０４Ｋの相関色温度（ＣＣＴ）を有する光を指しうる。Ｄ６５は当初、６５００ＫのＣＣＴを有する光を表したが、プランクの法則の定数の補正により、このＣＣＴは後でわずかに高い６５０４ＫのＣＣＴに修正された。ＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間色度図におけるＤ６５の色度座標は、ＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ） ＝ （０．３１３， ０．３２９）である。この白色光は、参照によりその全体が本明細書によって組み込まれるＧＴＩ Ｇｒａｐｈｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｉｎｃ．の「Ｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｖａｒｉｏｕｓ Ｌｉｇｈｔ Ｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｕｓｅ ｉｎ Ｖｉｓｕａｌ Ｃｏｌｏｒ Ｍａｔｃｈｉｎｇ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」に記載されている。手短に述べると、Ｄ６５はさらに、次のように記載されている。「Ｄ６５は、絵の具、プラスチック、布地、未精製インク、および他の製造製品の色合わせ応用分野で使用される明るい青みがかった色の光源である。Ｄ６５は、実際に測定された唯一の昼光光源である。他の昼光光源（Ｄ７５およびＤ５０）は、Ｄ６５の測定値から数学的に導き出された。Ｄ６５は青を強め、緑および赤を抑制しており、通常、色測定計測設備の一次光源として使用される。Ｄ６５は、１年を通して様々な時期の、１日を通して様々な時間に、空一面雲に覆われた日の北半球の北に面する窓に入ってくる光について行われた測定の平均値から導き出される。」
本明細書では、「Ｄ５０」は、５００３Ｋの相関色温度（ＣＣＴ）を有する光を指しうる。Ｄ５０は当初、５０００ＫのＣＣＴを有する光を表したが、プランクの法則の定数の補正により、このＣＣＴは後でわずかに高い５００３ＫのＣＣＴに修正された。ＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間色度図におけるＤ５０の色度座標は、ＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ） ＝ （０．３４６， ０．３５９）である。この白色光もまた、参照によりその全体が本明細書によって組み込まれるＧＴＩ Ｇｒａｐｈｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｉｎｃ．の「Ｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｖａｒｉｏｕｓ Ｌｉｇｈｔ Ｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｕｓｅ ｉｎ Ｖｉｓｕａｌ Ｃｏｌｏｒ Ｍａｔｃｈｉｎｇ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」に記載されている。手短に述べると、Ｄ５０はさらに、次のように記載されている。「Ｄ５０は、グラフィックアートおよび撮像応用分野で使用される近白色光である。Ｄ５０は、赤、緑、および青の同様な量のエネルギーを有する。Ｄ５０は、色を強めることも抑制することもせず、これは、プレスシートおよび元の画像（すなわち写真）を見る場合に、これらが通常その制作品内に評価されるべき多くの色を有するので、主要な要件である。」
本明細書では、「ｄｕｖ」は、種々の照光デバイス（ＯＬＥＤディスプレイ、またはＯＬＥＤディスプレイの構成要素）間の色度の相違を定量化するために使用できる一般的な用語である。これは、
によって定量化することができ、ここで（ｕ’， ｖ’）は、種々の照光デバイスのＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図における座標である。ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間は、ＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間よりも好まれて使用される。というのは、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図では距離が、知覚される色の相違とほぼ比例するからである。ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図の別称は、ＣＩＥ １９７６ ＵＣＳ（等分色度目盛）図である。これらの色空間の座標間の換算は非常に簡単である。すなわち、ｕ’ ＝ ４ｘ ／ （−２ｘ ＋ １２ｙ ＋ ３）、およびｖ’ ＝ ９ｙ ／ （−２ｘ ＋ １２ｙ ＋ ３）となり、ここで（ｘ， ｙ）はＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間色度図の座標である。
「Ｄｕｖ」という用語は、「ｄｕｖ」のある特定の例である。この関連でＤｕｖは、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図において、照光デバイス色度の黒体曲線からの最小距離を指す。つまりＤｕｖは、照光デバイスと等価相関色温度の黒体放射体との間の色度の相違の尺度である。これは、
によって定量化することができ、ここで（ｕ１’， ｖ１’）は照光デバイスの座標であり、（ｕ２’， ｖ２’）は、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図における、照光デバイスから最小距離にある黒体曲線の座標である。
諸実施形態では、寿命を延長し、かつ／または消費電力を低減した可能性があるデバイス設計（ディスプレイ用など）を提示する。このデバイスでは、デバイス内の各画素が４つのサブ画素に分割されるＲＧＢＷ配置を用いることができる。４つのサブ画素ごとに放出光を得るのに白色ＯＬＥＤを使用することができ、またサブ画素のどれかまたは全部にカラーフィルタを使用することができる。例えば、赤色フィルタをサブ画素の１つ（Ｒ）に結合し、緑色フィルタをサブ画素の１つ（Ｇ）に結合し、青色フィルタをサブ画素の別の１つ（Ｂ）に結合することができる。いくつかの実施形態では、４番目のサブ画素にはカラーフィルタを使用せず、したがって白色光（Ｗ）を放出する。しかし、諸実施形態ではそのように限定されず、カラーフィルタまたは他の着色構成要素を含むことがある。諸実施形態でさらに、デバイス（例えば、ディスプレイ）のホワイトバランスが、以前に用いられていた、または考えられていたよりも暖色の白色に設定されることを提示することができる。
例示的なＲＧＢＷデバイスの諸例、ならびにこれらの実施および利益についての詳細な議論は、参照によりその全体が本明細書によって組み込まれる以下の説明的な参照文献に記載されている。
Ｊ．Ｐ． Ｓｐｉｎｄｌｅｒ、Ｔ．Ｋ． Ｈａｔｗａｒ、Ｍ．Ｅ． Ｍｉｌｌｅｒ、Ａ．Ｄ． Ａｒｎｏｌｄ、Ｍ．Ｊ． Ｍｕｒｄｏｃｈ、Ｐ．Ｊ． Ｋａｎｅ、Ｊ．Ｅ． Ｌｕｄｗｉｃｋｉ、Ｐ． Ｊ． Ａｌｅｓｓｉ、およびＳ．Ａ． Ｖａｎ Ｓｌｙｋｅ、「Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ＲＧＢＷ ＯＬＥＤ Ｄｉｓｐｌａｙｓ」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、Ｖｏｌ． １４．１、３７頁（２００６）。
Ｊ．Ｐ． Ｓｐｉｎｄｌｅｒ、Ｔ．Ｋ． Ｈａｔｗａｒ、Ｍ．Ｅ． Ｍｉｌｌｅｒ、Ａ．Ｄ． Ａｒｎｏｌｄ、Ｍ．Ｊ． Ｍｕｒｄｏｃｈ、Ｐ．Ｊ． Ｋａｎｅ、Ｊ．Ｅ． Ｌｕｄｗｉｃｋｉ、およびＳ．Ａ． Ｖａｎ Ｓｌｙｋｅ、「Ｌｉｆｅｔｉｍｅ−ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＲＧＢＷ Ｄｉｓｐｌａｙｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｗｈｉｔｅ ＯＬＥＤｓ」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、３６頁（２００５）。
Ｓ．Ａ． Ｖａｎ Ｓｌｙｋｅ、「Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ ＯＬＥＤ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ」、Ｄｉｓｐｌａｙ ａｎｄ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ＯＬＥＤ Ｍｏｄｕｌｅｓ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｕｎｉｔ、Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、ＵＳＡ、Ｉｎｔｅｒｔｅｃｈ （２００４）。
Ｈａｃｋ他、「Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ ＡＭＯＬＥＤｓ： Ｔｈｅ Ｐａｔｈ ｔｏ Ｌｏｎｇ Ｌｉｆｅｔｉｍｅ ＴＶｓ」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、Ｖｏｌ． ４２．１ （２０１１年５月１５日）。
Ｓｐｉｎｄｌｅｒ他の「Ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ｗｈｉｔｅ ｐｏｉｎｔ ｆｏｒ ＯＬＥＤ ｄｅｖｉｃｅｓ」という名称の米国特許出願公報第２００６／０１０５１９８号明細書。
Ｃｏｋ他の「Ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ Ｔｈｒｅｅ−Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｔｏ Ｆｏｕｒ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｍａｇｅ」という名称の米国特許出願公報第２０１０／００１３７４８号明細書。
上に列挙した参照文献は単に説明のためのものであり、限定のためでは決してないことを理解されたい。さらに、これらの参照文献のどれも、ＲＧＢＷデバイスで使用するための暖色化白色光（例えば、６５０４Ｋ未満のＣＣＴを有する）を放出する光源を利用すること、および／またはこのような例示的なデバイスのホワイトバランスを暖色化白色に設定することを、とりわけ特定せず、示唆せず、または扱ってさえいないことに留意されたい。以下で説明するように、本発明者らは、暖色化白色光源、および／またはこのようなデバイスで暖色化ホワイトバランスを利用して寿命および性能を向上した可能性がある例示的なデバイスを認識し、開発した。
いくつかの実施形態では、白色のサブ画素からの放出光は、デバイスのホワイトバランスとよく一致した。上記のように、諸実施形態で、デバイスのホワイトバランスをＤ５０（ＣＣＴ ＝ ５００３Ｋである標準発光体）などの暖色化白色に設定できることが提示される。この関連で、諸実施形態では一般に、デバイスのホワイトバランスをＤ６５（６５０４Ｋに等しいＣＣＴを有する）未満であるＣＣＴを有する白色に設定できることが提示される。本発明者らは、以前に使用された寒色化白色（６５０４Ｋを超えるＣＣＴを有するＤ６５、またはさらに寒色の白色（例えば、９０００Ｋにほぼ等しいＣＣＴを有するＤ９０）など）ではなく、暖色化白色を使用することが好ましいことを見出した。というのは、暖色化白色を生成する場合には、必要とされる青色放出光が少なくてすむからである。青色放出光は、白色ＯＬＥＤを制限する成分であることが多いので、用いる青色放出光が少ないとそれによって、ＲＧＢＷディスプレイの寿命を決める重要なサブ画素であることが多いＷサブ画素の寿命を伸ばすことができる。つまり、白色サブ画素は、デバイスの劣化（例えば、デバイスの使用状況、および動作温度、動作電力などの要因に基づく）がデバイスの性能に、その性能がもはや完璧ではなくなる、あるいはその意図した目的に対し許容できなくなる点に至るまで影響を及ぼす１番目のサブ画素であることが多い。このようにして、本発明者らは、例えば、寒色化ホワイトバランスを用いる類似のデバイスと比べて寿命の延長が実現するように、デバイスのホワイトバランスを最適にすることによって得られる利益のいくつかを認識した。
デバイスの寿命を改善するために暖色化ホワイトバランスを利用することに加えて、本発明者らは、いくつかの実施形態で、ＲＧＢＷディスプレイでは、少なくとも２つの有機積層を備える白色ＯＬＥＤ有機層設計を用いることが好ましいといえることを認識した。後で図６を参照して説明するように、複数の積層を使用することにより、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を利用するデバイスの消費電力が低減する。というのは、いくつかの実施形態では、ＯＬＥＤ積層がＴＦＴ電圧オフセットを含むからである。したがって、一般にこのようなデバイスが備える有機積層が多ければ多いほど、デバイスはより効率的になる。しかし、ＯＬＥＤに追加積層を導入すると、追加層を堆積することに伴う製造コストの上昇などで、デバイスに別途コストが加わりうる。
本発明者らはまた、いくつかの実施形態で、同じ光出力を得るのに必要なＯＬＥＤの電流密度を低減するようにＷサブ画素が拡張される（例えば、白色光を放出するサブ画素の開口）ことが好ましいといえることを認識した。つまり、白色光を放出するサブ画素の面積を拡張することによって、同じ総放出光値を得るのに必要な単位面積当たりの輝度が低くなり、したがって、ＯＬＥＤに供給される必要がある電流が少なくなる。実際、多くのディスプレイでは、白色光がディスプレイからの放出光の大部分を構成し、その結果、このサブ画素が最大の発光開口面積を有することが好ましいことがある。
本発明者らはまた、いくつかの実施形態で、Ｗサブ画素のサイズを低減することが好ましい場合があることを認識した。いくつかの実施形態では、これにより、解像度が改善されることになり、またディスプレイ全色域が広くなりうる。しかし、Ｗサブ画素のサイズを低減することは、それがサブ画素の単位面積当たりの輝度の増加を必要とするので、照光デバイスに悪影響を及ぼした可能性がある。こうすると次には、より高い電流密度が必要になり、それによってデバイスの寿命が低減する。
本発明者らはまた、より効率的、かつ／またはより長期の耐久性があるデバイスを得ることができる他の方法および設計を認識した。例えば、いくつかの実施形態で、ＲＧＢＷディスプレイは、ＯＬＥＤの駆動電流を低減するように有機光源に燐光性発光体を使用することが好ましいことがある。駆動電流を低減すると白色ＯＬＥＤの動作温度が低減され、したがってデバイスの寿命が伸びる可能性がある（温度上昇が有機デバイスをより早く劣化させることに注意されたい）。この関連で、すべての発光体が燐光性であることが好ましいことがある。しかし、例えば、燐光性の赤色および緑色の構成要素と、蛍光発光性の青色構成要素とを備えるデバイス設計もまた適切でありうる。
図３は、例示的なＲＧＢＷディスプレイ構成を示す。図示のように、例示的なデバイス３００は、好ましくは白色光を放出する単一のＯＬＥＤ ３０１を有する画素を備える。デバイス３００の画素はまた、４つのサブ画素を備え、このサブ画素３０２〜３０５のそれぞれが、単一のＯＬＥＤ ３０１と光学的に連絡して示されている。つまり、ＯＬＥＤ ３０１から放出された光は、サブ画素３０２〜３０５のそれぞれを通過することができ、またサブ画素３０２〜３０５のそれぞれから放出することができる。図示のように、４つのサブ画素は、カラーフィルタなしで示された白色（「Ｗ」）サブ画素３０２、赤色フィルタを含む赤色（「Ｒ」）サブ画素３０３、青色フィルタを含む青色（「Ｂ」）サブ画素３０４、および緑色フィルタを含む緑色（「Ｇ」）サブ画素３０５を備える。つまり、サブ画素３０３のカラーフィルタは、５７０〜７００ｎｍの範囲にピーク波長がある光だけが通過できるように構成され、サブ画素３０４のカラーフィルタは、４００〜５００ｎｍの範囲にピーク波長がある光だけが通過できるように構成され、サブ画素３０５のカラーフィルタは、５００〜５７０ｎｍの範囲にピーク波長がある光だけが通過できるように構成される。Ｗサブ画素３０２は、カラーフィルタを備えないものとして示されており、そのため、ＯＬＥＤ ３０１からの光を、色に基づく（すなわち、放出光波長に基づく）いかなるフィルタリングもしないでサブ画素から放出することができる。しかし、こうである必要はなく、いくつかの実施形態では、白色サブ画素３０２にカラーフィルタを備えることもできる。
サブ画素３０２〜３０５のそれぞれからの放出光は、任意の所与の時間にサブ画素からのそれぞれの発光量をそれぞれが決定する複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって制御される。しかし、サブ画素のそれぞれからの放出光を制御する任意の適切な方法が使用されてよい。加えて、デバイス３００は、偏光子、外部結合デバイスなど、サブ画素のどれかまたは全部に結合される任意の追加の層または構成要素を有してよい。このようにして、単一の白色ＯＬＥＤ ３０１は、複数のサブ画素（通常１つまたは複数のカラーフィルタを含む）と組み合わせて使用して、対応するサブ画素それぞれから放出される青色、緑色、赤色、および白色の光の量に基づく多種多様の色を実現することができる。図３で、サブ画素３０２〜３０５は線を形作って描かれているが、諸実施形態ではそのように限定されず、正方形、行もしくは列、または他の任意の適切な配置などの、いかなるサブ画素（および画素）の配置も形作ることができることに留意されたい。加えて、図３では各サブ画素が同じ開口サイズを備えて表されているが、諸実施形態ではそのように限定されず、あらゆる異なる形状およびサイズのサブ画素が含まれうる。これにより、デバイスを特定の目的のために設計できるようになることがあり、あるいは上記のように、Ｗサブ画素に他のサブ画素よりも大きい開口サイズを備えることなどによって、デバイスを最適化するように設計することができる。
例示的な諸実施形態
暖色化ホワイトバランス、および／またはデバイスの暖色化白色放出光を利用することによって寿命延長および／または消費電力低減を実現できる、赤色、緑色、青色、および白色（ＲＧＢＷ）デバイス設計（ＯＬＥＤディスプレイなど）を含むデバイスの例示的な諸実施形態を以下で説明する。以下で説明する実施形態は、説明だけが目的であり、それによって限定するものではない。本開示を読んだ後で、当業者には、以下で説明する様々な構成要素を、説明される原理を実践しながら特定の実施形態で組み合わせる、または省くことができることが明らかになろう。
少なくとも１つの有機発光デバイスを有する第１の光源を含む第１のデバイスを提示する。好ましくは、この光源は白色光を、その放出光が１つまたは複数のカラーフィルタを通されて様々な異なる色が得られるように、放出する。いくつかの実施形態では、例えば第１の光源は、少なくとも２つの発光体（黄色光および青色光を放出する発光材料など）を有する白色ＯＬＥＤを備えうるが、任意の数の材料（赤色、緑色、および青色の光を放出する各発光材料など）を含んでよい。このような実施形態では、１つまたは複数の共通放出層を使用する利点が得られ（すなわち、微細メタルマスクを通して有機材料を堆積する必要がない可能性がある）、それによって、必要とされるＯＬＥＤ処理ステップを少なくし、かつ／または老化の差異が低減されたデバイスを利用することができる（白色ＯＬＥＤは非常に安定である傾向があるので）。しかし、諸実施形態はそのように限定されず、複数の着色照光デバイス（すなわち、マルチカラー発光ＯＬＥＤ）を有する、または例えば、個別にパターニングされた複数の白色ＯＬＥＤを有する第１の光源を備えうる。
第１の光源は、６５０４Ｋ（Ｄ６５白色光に相当する）未満の相関色温度（ＣＣＴ）を有する光を放出することができる。暖色化白色を発光することによって、第１の光源は、寒色化白色放出光に比べて高いレベルの青色放出光を有する必要がない。青色発光材料は、有機発光デバイスの制約材料であることが多いので、本発明者らは、白色放出光を最適化すること（すなわち、暖色化白色光を選ぶこと）でデバイスの寿命および効率を向上できることを見出した。加えて、諸実施形態では暖色化ホワイトバランス（これは、以下で説明するように、いくつかの実施形態では第１の光源および／または第４のサブ画素からの白色放出光に対応するように設計される）を利用することができ、その結果、必要とされる青色放出光が少なくてすむことによって（例えば、ディスプレイ上に画像を表示しているときに）、デバイスの寿命が伸びる。上で定義したように、ホワイトバランスとは、デバイスの白色光の色を決定する第１のデバイス（ディスプレイなど）の設定である。典型的な画像コンテンツの大部分が、刺激純度によって定量化できる著しく白色の成分を含む。したがって、利用する青色光が少ないホワイトバランスを選ぶことでまた、デバイスが動作するのに必要な青色放出光の量が低減する。それによって本発明者らはさらに、ホワイトバランスの選択を最適化すること（すなわち、暖色化ホワイトバランスを選ぶこと、および／または暖色化ホワイトバランスと調和させるための照光デバイスの白色放出光を選ぶこと）で、照光デバイス（上述の、図３の例示的な実施形態で示したＲＧＢＷディスプレイなど）の寿命および／または効率を著しく向上できることを発見した。
第１のデバイスはまた、複数の画素を備えうる。画素のそれぞれは、第１の光源と光学的に連絡した第１のカラーフィルタを備える第１のサブ画素を含みうる。第１のカラーフィルタは、第１の光源からの、４００から５００ｎｍの間の可視スペクトル内にピーク波長がある光を通すように適合させることができる。つまり、第１のサブ画素は青色フィルタを備えることができ、第１の光源から放出された光がこのサブ画素を通過できるように構成することができる。これは図３に示されている。光は、サブ画素を通過するとき、所望の波長の光だけが通ることができるカラーフィルタを通過する。このようにして第１のサブ画素は、白色（または近白色）光源から放出された光を利用して、青色光を放出することができる。
第１のデバイスの画素のそれぞれはまた、第１の光源と光学的に連絡した第２のカラーフィルタを有する第２のサブ画素を含みうる。第２のカラーフィルタは、第１の光源からの、５００から５８０ｎｍの間の可視スペクトル内にピーク波長がある光を通すように適合させることができる。第１のサブ画素と同様に、第２のサブ画素は緑色フィルタを備えることができ、第１の光源から放出された光がこのサブ画素を通過できるように構成することができる。これもやはり図３に示されている。光は、サブ画素を通過するとき、所望の波長の光だけが通ることができるカラーフィルタを通過する。このようにして第２のサブ画素は、白色（または近白色）光源から放出された光を利用して、緑色光を放出することができる。
第１のデバイスの画素のそれぞれはまた、第１の光源と光学的に連絡した第３のカラーフィルタを有する第３のサブ画素を含みうる。第３のカラーフィルタは、第１の光源からの、５８０から７００ｎｍの間の可視スペクトル内にピーク波長がある光を通すように適合させることができる。第１および第２のサブ画素と同様に、第３のサブ画素は赤色フィルタを備えることができ、第１の光源から放出された光がこのサブ画素を通過できるように構成することができる。これもやはり図３に示されている。光は、サブ画素を通過するとき、所望の波長の光だけが通ることができるカラーフィルタを通過する。このようにして第３のサブ画素は、白色（または近白色）光源から放出された光を利用して、赤色光を放出することができる。
第１のデバイスの画素のそれぞれはまた、近白色光を放出する第４のサブ画素を含みうる。近白色光は、６５０４Ｋ未満のＣＣＴを有することができる。第１、第２、および第３のサブ画素とは異なり、第４のサブ画素はカラーフィルタを備える必要がない（しかし備えることもある）。実際、いくつかの諸実施形態では、第１の光源から放出された光は、いかなるカラーフィルタリングも用いずに第４のサブ画素を通過でき、またこのサブ画素から放出されうる。つまり、例えば、第４のサブ画素からの放出光には、第１の光源から放出された白色光に相当する白色光が含まれうる。このようにして、第１の光源が６５０４Ｋ未満のＣＣＴを有する場合（すなわち、それ以前にＲＧＢＷディスプレイ用に考えられた暖色化白色光）、それによって第４のサブ画素もまた暖色化白色光を放出する。以下で説明するように、いくつかの実施形態では、白色放出光（すなわち、第４のサブ画素から放出される白色光）は、第１のデバイスのホワイトバランス設定とよく一致しうる。
上記のように、いくつかの実施形態で、第１の光源と、第１、第２、第３、および第４のサブ画素とを有する上述の第１のデバイスにおいて、第４のサブ画素はカラーフィルタを含まず、その結果、第１のデバイスから放出された白色光は、このようなフィルタによる吸収によって相対的に妨げられない第４のサブ画素を通過できることになる（それによって、より効率的に動作する）。いくつかの実施形態では、第１の光源の色度は、第４のサブ画素によって放出される光の色度とほぼ同じであり、ここで色度は上で定義されている。つまり、前に暗示したように、第４のサブ画素から放出される光は、第１の光源から放出される同じ（またはほぼ同じ）白色光を含みうる（これによりやはり、第４のサブ画素からの白色光の放出に伴う損失が少ないので、より効率的なデバイスが得られることになりうる）。いくつかの実施形態では、上述の第１のデバイスにおいて第４のサブ画素は、ＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）色度図上の、ＣＩＥＸ ＝ ０．３１５〜０．３５０、ＣＩＥＹ ＝ ０．３３０〜０．３６０によって画定される第１の領域内に第１の点を有する光を放出する。これらの座標によってＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間に画定される領域は、暖色化白色光（すなわち、６５０４Ｋ未満のＣＣＴを有する）に対応する。第４のサブ画素がディスプレイの白色放出光を供給できるこのような実施形態では、そのデバイスは、より高い効率で動作することができ、また、第４のサブ画素からの白色放出光を暖色化白色光として設定することによって青色放出光の需要が低減することに一部は基づき、より長い寿命を有することができる。しかし、１９３１ ＣＩＥ ＸＹＺ色空間の領域に与えられた範囲によって示されるように、第４のサブ画素は、プランク軌跡上に正確に位置するＣＩＥ座標を有する光を放出しなくてもよい。
この関連で、いくつかの実施形態では、第１の光源と、第１、第２、第３、および第４のサブ画素とを有する上述の第１のデバイスにおいて、第４のサブ画素は、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図上でプランク軌跡から０．０１０のＤｕｖ距離内にある第１の点を有する光を放出し、ここでＤｕｖは上記のように定義することができる。好ましくは、第４のサブ画素は、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図上でプランク軌跡から０．００５のＤｕｖ距離内にある第１の点を有する光を放出する。さらに好ましくは、第４のサブ画素は、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図上でプランク軌跡から０．００２のＤｕｖ距離内にある第１の点を有する光を放出する。つまり、第４のサブ画素は、プランク軌跡に可能な限り近い光を放出することが好ましい。例えば、第４のサブ画素からの放出白色光の色度がプランク軌跡からより遠くに位置するほど、色が白熱黒体のように見えることが少なくなる。これにより、第４のサブ画素からの白色放出光が、赤色、緑色、または青色のどれかまたは全部の余分な痕跡を含むように見えることになり（例えば、光は「青みを帯びて」、「赤みを帯びて」、「緑を帯びて」見えることになりうる）、かつ／または、プランク軌跡から遠くに位置する点の方向に応じて、これらの色のどれかまたは全部の何らかの組合せが生じることになる。また、白色光がディスプレイの多くのカラー画像の一構成要素であることが一部には理由で（つまり、第４のサブ画素からの光が、色を表示しているときでも供給されることが多い）、第４のサブ画素から放出される白色光は、それがプランク軌跡からの距離があまりに遠い色度を有する場合、表示されるカラー画像中に目に見えて分かる色相を生じさせることになりうる。したがって、第４のサブ画素によって放出される光は、黒体曲線とよく一致していることが望ましい。
いくつかの実施形態で、第１の光源と、第１、第２、第３、および第４のサブ画素とを有する上述の第１のデバイスにおいて、第４のサブ画素は、４０００Ｋを超え６５０４Ｋ未満のＣＣＴを有する光を放出する。つまり、上記のように、本発明者らは、デバイス（ＲＧＢＷディスプレイなど）に暖色化白色光（すなわち、６５０４Ｋ未満のＣＣＴを有する）を利用することで、デバイスの効率および寿命を向上できると判断した。しかし白色放出光が、低すぎるＣＣＴ値を有する場合（すなわち、４０００Ｋ未満）、この白色光は、画像を表示するのに、または他の望ましい機能を果たすのにもはや理想的ではない、または適切ではないことがある。したがって、いくつかの実施形態では、第４のサブ画素から放出される白色光は、４０００Ｋを超えるＣＣＴ値を有することが好ましい。いくつかの実施形態では、第４のサブ画素は、４０００Ｋを超え６４００Ｋ未満のＣＣＴを有する光を放出する。再び、第４のサブ画素（および／または第１の光源、および／またはデバイスのホワイトバランスの設定）によって放出される白色光は、暖色化ＣＣＴ値に対応するように構成されるので、本発明者らはこのことが、青色発光材料からの光放出の必要レベルが低下することに一部は基づいて、より効率的なデバイスおよび／またはより長い寿命をもたらしうることを見出した。いくつかの実施形態では、第４のサブ画素は、４０００Ｋを超え５６００Ｋ未満のＣＣＴを有する光を放出する。いくつかの実施形態では、第４のサブ画素は、４０００Ｋを超え５２００Ｋ未満のＣＣＴを有する光を放出する。いくつかの実施形態では、第４のサブ画素は、４０００Ｋを超え４８００Ｋ未満のＣＣＴを有する光を放出する。いくつかの実施形態では、第４のサブ画素は、５８００Ｋを超え６２００Ｋ未満のＣＣＴを有する光を放出する。本発明者らは、いくつかの実施形態について、第４のサブ画素からの白色放出光のこのＣＣＴの範囲に、デバイスの好ましい性能を維持しながら寿命および電力効率を向上するための好ましい設定が含まれうることを見出した。つまり、本発明者らは、５８００Ｋから６２００Ｋの間のＣＣＴを有する白色放出光を利用することによって、第１のデバイスがディスプレイの場合に画像の描画および表示などの第１のデバイスの機能上の特性の一部を著しく犠牲にすることなく、効率および寿命の向上という利益のいくらかをデバイスが受けられることを見出した。例えば、いくつかの実施形態で、放出される白色光があまりに暖色である場合には（すなわち６５０４Ｋよりもずっと低いＣＣＴを有する）、このことが、黄色または赤い色調を作り出すことによって画像の品質または色に影響を及ぼすことがある。したがって、いくつかの実施形態では、５８００Ｋから６２００Ｋの間のＣＣＴを有する白色放出光の範囲が好ましいことがある。特に消費者は、Ｄ６５（６５０４ＫのＣＣＴ）近辺のホワイトバランスを有するディスプレイをよく知っている。消費者はまた、Ｄ９０（約９０００ＫのＣＣＴ）近辺のかなり寒色のホワイトバランスを有するディスプレイもよく知っている。これらのホワイトバランスは一般に、ＯＬＥＤを利用する照光技術ではなく、寒色化白色（すなわち高いＣＣＴ値）で動作するときにより効率的になる無機ＬＥＤおよび蛍光管などの照光技術により適している。これらの寒色化ホワイトバランスは、青を強調する傾向があり、表示される画像の色に人為的な鮮やかさを加える。消費者は現在、これらの特性を有するディスプレイに慣れており、表示される画像の見え方のあらゆる極端な変化に対する抵抗がありうる。
いくつかの実施形態で、第１の光源と、第１、第２、第３、および第４のサブ画素とを有する上述の第１のデバイスにおいて、第１のデバイスはディスプレイである。第１のデバイスはさらに、第４のサブ画素から放出される光の色度とほぼ等しい色度を有するホワイトバランスを含む。いくつかの実施形態では、ディスプレイのホワイトバランスを第４のサブ画素から放出される光の色度とほぼ等しく設定すると、デバイスは、第１の光源（例えば、白色ＯＬＥＤ）によって放出される光だけを利用して白色を描画でき、この光は、第４の画素から直接放出される（例えば、白色光がカラーフィルタリングされない）、またその必要はないが、他のサブ画素からの光を含みうることに一部は基づいて、効率の向上が実現しうる。さらに、上述のように、ホワイトバランスはまた、白色光がほとんどの画像のかなりの部分を構成するので、ディスプレイによって他の色を描画するための放出光の特性を決定する。したがって、ホワイトバランスを第１の光源から放出される白色光の色度とほぼ等しく設定することによって、第１のデバイスは、それぞれ異なるカラー画像を描画するためにカラーフィルタを通過させる必要がある（吸収損失が生じる）光が少なくなりうるので、第１のデバイスの電力効率を最適にすることができる。
いくつかの実施形態で、第１の光源と、第１、第２、第３、および第４のサブ画素とを有する上述の第１のデバイスにおいて、第１のデバイスは、あるホワイトバランスを有するディスプレイであり、このホワイトバランスは、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図上に第１の点を有する。つまり、ホワイトバランスは、ＣＩＥ １９７６ （ｕ’， ｖ’）座標を有する色によって表すことができる。同様に、第４のサブ画素は、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図上に第２の点を有する光を放出する。いくつかの実施形態では、第１の点と第２の点の間の相違は、ｄｕｖ値（すなわち、上述のように、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図上の２つの点の間の相違の尺度）が０．００５未満である。好ましくは、第１の点と第２の点の間の相違は、ｄｕｖ値が０．００２未満である。より好ましくは、第１の点と第２の点の間の相違は、ｄｕｖ値が０．００１未満である。上記のように、いくつかの実施形態では、第１の光源から放出される光の色度は、第４のサブ画素によって放出される光の色度とほぼ等しいことが好ましい。これら２つの値の間の相違の尺度の単位としてｄｕｖを使用することは、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図を使用して相違を定量化する一方法である。ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図内の２つの点の間のｄｕｖの値が小さければ小さいほど、その相違が観察者の目に見えて分かることが少なくなりうる。第４のサブ画素の色度を表す点とホワイトバランスを表す点との間の相違が０．００５のｄｕｖよりもずっと大きい値であれば、第１のデバイスは、ディスプレイの白色がホワイトバランス設定と一致するように、例えば、他のサブ画素のうちの１つまたは複数からの追加放出光を第４のサブ画素によって放出される光に追加するという形で、補正を行う必要がありうる（第４のサブ画素にカラーフィルタを追加するなどの他の補正もまた用いることができる）。これらの補正の多くがデバイスの効率を低下させうる（例えば、カラーフィルタを使用すると、フィルタが光を吸収することにより損失が増大する）。したがって、第４のサブ画素（および第１の光源）の色度がディスプレイのホワイトバランスと可能な限りよく一致し、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図内の点間のｄｕｖ値が相対的に小さいことが好ましいといえる。
いくつかの実施形態で、第１の光源と、第１、第２、第３、および第４のサブ画素とを有する上述の第１のデバイスにおいて、第１の光源は、ちょうど２つの有機発光材料、すなわち第１の有機発光材料および第２の有機発光材料を含む。いくつかの実施形態では、第１の有機発光材料は、ＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）色度図上の、ＣＩＥＸ ＝ ０．１００〜０．２００、ＣＩＥＹ ＝ ０．０５０〜０．３００によって画定される第１の領域内に第１の点を有する青色光を放出する。いくつかの実施形態では、第２の有機発光材料は、ＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）色度図上の、ＣＩＥＸ ＝ ０．４５０〜０．６００、ＣＩＥＹ ＝ ０．４００〜０．５５０によって画定される第２の領域内に第２の点を有する黄色光を放出する。いくつかの実施形態では、第１の点および第２の点は、第１の点と第２の点の間に線が引かれたとすればその線が、ＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）色度図上でＣＩＥＸ ＝ ０．３１５〜０．３５０、ＣＩＥＹ ＝ ０．３３０〜０．３６０の範囲内に画定される所望の白色領域を通過するような点になっている。これらのＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）座標によって画定されるこの所望の白色領域は、６５０４Ｋよりも暖色であるＣＣＴ値を有する白色光に対応する。というのは、上記のように本発明者らは、第１のデバイスによって放出される白色に暖色化値を利用することで必要な青色発光が少なくてすみ、それによって第１のデバイスの寿命を向上できることを見出したからである。加えて、第１および第２の有機発光材料の濃度は、第１の光源によって生成される光が色度図上の、所望の白色領域の中の第３の点にあることになるようなものである。
このような一実施形態の説明図が図７に示されており、線７０１は、青色放出光に対応する第１の点７０３（ＣＩＥＸ ＝ ０．１００〜０．２００、ＣＩＥＹ ＝ ０．０５０〜０．３００によって示された領域内に位置する）と、黄色放出光に対応する第２の点７０４（ＣＩＥＸ ＝ ０．４５０〜０．６００、ＣＩＥＹ ＝ ０．４００〜０．５５０によって示された領域内に位置する）との間に引かれている。青色発光材料および黄色発光材料のそれぞれの濃度は、線７０１に沿って動くように調整することができる（すなわち、黄色放出光と比較して青色放出光が多ければ多いほど、組み合わされた放出光は点７０３に近くなり、逆も同様である）。このようにして、第１の光源の所望の白色放出光を選び、第１のデバイス用に実施することができる。
いくつかの実施形態では、第１および第２の有機発光材料は燐光性発光体を含む。上記のように、燐光性材料を使用することで動作温度が低下し、それによって第１のデバイスの寿命が向上しうる。いくつかの実施形態では、第１の有機発光材料は蛍光性発光体を含み、第２の有機発光材料は燐光性発光体を含む。このことは、燐光性青色材料の寿命が現在、蛍光性青色材料ほど長くなく、そのため青色用に蛍光性材料系を使用することによる寿命の大きな利益を受けることができるので、好ましいことがある。いくつかの実施形態では、第１の有機発光材料は、４００から５００ｎｍの間に可視スペクトルのピーク波長がある光を放出し（青色スペクトルの光に相当する）、第２の有機発光材料は、５００から７００ｎｍの間に可視スペクトルのピーク波長がある光を放出する。いくつかの実施形態では、第２の有機発光材料は、５７０から６００ｎｍの間に可視スペクトルのピーク波長がある光を放出する（黄色スペクトルの光に相当する）。上記のように、青色および黄色の発光体は、ＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）色度図上の２つの点を結ぶ線が所望の白色点を通過するように選ぶことができる。次に、所望のＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）座標を有する白色光の組合せ放出光を第１の光源に与えるように、２つの材料の適正な濃度が選ばれる。
いくつかの実施形態で、第１の光源と、第１、第２、第３、および第４のサブ画素とを有する上述の第１のデバイスにおいて、第１の光源は３つの有機発光材料、すなわち、第１の有機発光材料、第２の有機発光材料、および第３の有機発光材料を含む。第１の有機発光材料は、ＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）色度図上の、ＣＩＥＸ ＝ ０．１００〜０．２００、ＣＩＥＹ ＝ ０．０５０〜０．３００によって画定される第１の領域内に第１の点を有する青色光を放出する。第２の有機発光材料は、ＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）色度図上の、ＣＩＥＸ ＝ ０．２００〜０．４００、ＣＩＥＹ ＝ ０．６００〜０．７５０によって画定される第２の領域内に第２の点を有する緑色光を放出する。第３の有機発光材料は、ＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）色度図上の、ＣＩＥＸ ＝ ０．６００〜０．７２０、ＣＩＥＹ ＝ ０．２８０〜０．４００によって画定される第３の領域内に第３の点を有する赤色光を放出する。３つの異なる発光材料を利用することによって、２つだけの発光材料を有することによっては得ることができない多くの色を含む、様々な色を得ることが可能になりうる。いくつかの実施形態では、カラーフィルタを使用することで、（例示的な一実施形態で上述した）２つだけの発光体を使用することをより経済的（すなわち、製造するのに低コスト）にすることができる。というのは、第１のデバイスによって放出される様々な色が、サブ画素の組合せによって与えられるからである（つまり、第１の光源は、いくつかの実施形態で、２つだけの発光材料によって得ることができる白色光しか放出する必要がない）。しかし、いくつかの実施形態では、第１の光源は、異なる色の光（すなわち、異なる波長を有する光）をそれぞれが放出する複数のデバイス（または単一デバイス中の複数の発光材料）を備えることができ、各放出光は組み合わされる。
この例示的な実施形態を続けると、第１、第２、および第３の点は、ＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）色度図上の、ＣＩＥＸ ＝ ０．３１５〜０．３５０、ＣＩＥＹ ＝ ０．３３０〜０．３６０の範囲内に画定される所望の白色領域を含む第４の領域が、第１の点と第２の点の間、第２の点と第３の点の間、および第３の点と第１の点の間に引かれる線によって画定されるようなものとすることができる。例えば、所望の領域は、第１、第２、および第３の有機発光材料からの各放出光を結ぶ線によって作られる三角形の中にありうる。上で論じた実施形態と同様に、所望の領域は、６５０４Ｋ未満のＣＣＴ値を有する白色光に対応しうる。というのは、上記のように本発明者らは、第１のデバイスによって放出される白色に暖色化値を利用することで必要な青色発光が少なくてすみ、それによって第１のデバイスの寿命を向上できることを見出したからである。第１、第２、および第３の有機発光材料の濃度は、第１の光源によって生成される光がＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）色度図上の、所望の白色領域の中の第４の点にあることになるようなものである。
いくつかの実施形態では、第１、第２、および第３の有機発光材料は燐光性発光体を含む。上記のように本発明者らは、デバイスの動作温度を低下させるように第１の光源に１つまたは複数の燐光性発光体を使用することによって、第１のデバイスの寿命向上が実現することを認識した。いくつかの実施形態では、第１の有機発光材料は蛍光性発光体を含み、第２、および第３の有機発光材料は燐光性発光体を含む。こうすると、燐光性青色材料の寿命が現在、蛍光性青色材料ほど長くなく、そのため青色用に蛍光性材料系を使用することにより大きな寿命上の利益を受けることができるので、好ましいことがある。いくつかの実施形態では、第１の有機発光材料は、４００から５００ｎｍの間に可視スペクトルのピーク波長がある光を放出し（青色光に相当する）、第２の有機発光材料は、５００から５７０ｎｍの間に可視スペクトルのピーク波長がある光を放出し（緑色光に相当する）、第３の有機発光材料は、５７０から７００ｎｍの間に可視スペクトルのピーク波長がある光を放出する（赤色光に相当する）。
いくつかの実施形態では、上述の第１のデバイスにおいて、第４のサブ画素は、ＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）色度図上の、ＣＩＥＸ ＝ ０．３１５〜０．３５０、ＣＩＥＹ ＝ ０．３３０〜０．３６０によって画定される第１の領域内に第１の点を有する光を放出する。上記の例示的な諸実施形態のいくつかに関して説明したように、これらの座標によって１９３１ ＣＩＥ ＸＹＺ色空間内に画定される領域は、６５０４Ｋ未満のＣＣＴを有する白色光に対応しうる。この関連で、第１のデバイスの寿命（第１の光源の劣化の制限措置に対応する第４のサブ画素の寿命に基づく）は、青色発光のレベルの低下に一部は起因して改善されうる（青色発光材料が制限要因であることが多いので）。いくつかの実施形態では、上述の第１のデバイスにおいて、第１の光源は積層有機発光デバイス（ＳＯＬＥＤ）を備える。いくつかの実施形態では、ＳＯＬＥＤは、低温および／または高効率で動作できる燐光性発光体だけを含む。いくつかの実施形態では、上述の第１のデバイスにおいて、第１の光源は単一の電荷発生層（ＣＧＬ）を有する。
いくつかの実施形態では、上述の第１のデバイスにおいて、第１、第２、第３、および第４のサブ画素のそれぞれが、ある開口サイズを有する。第４のサブ画素の開口サイズは、第１、第２、および第３のサブ画素それぞれの開口サイズよりも大きい。つまり、第４のサブ画素（すなわち白色サブ画素）の開口サイズ（および／またはこのサブ画素自体のサイズ）は、他のサブ画素よりも大きい方が好ましいことがある。というのは、第４のサブ画素で放出される白色光は、それが多くの画像色の一構成要素を成すので、最も多く使用されるからである。より大きい開口サイズを有することにより（この開口を通って白色光はサブ画素から放出される）、デバイスを低い電流密度で動作させてもなお同じ輝度を得ることができる。そのために、こうすることがデバイスの寿命を伸ばしうる。いくつかの実施形態では、第４のサブ画素の開口サイズは、第１、第２、および第３のサブ画素それぞれの開口サイズよりもかなり大きい。かなり大きいということによって、光が通って放出される開口部が少なくとも５％大きいことを意味する。いくつかの実施形態では、第４のサブ画素の開口サイズは、第１、第２、および第３のサブ画素それぞれの開口サイズよりも約１０％から３００％の間だけ大きい。上記のように、第４のサブ画素の開口サイズが大きければ大きいほど、所望の輝度を得るために第１の光源で必要とされる電流密度が低減する可能性が高くなる。
本発明者らはまた、いくつかの実施形態では、Ｗサブ画素のサイズを低減することが好ましい場合もあることを認識した。いくつかの実施形態では、こうすることで、解像度が改善され、表示色域が広くなることがある。いくつかの実施形態では、第４のサブ画素の開口サイズは、第１、第２、および第３のサブ画素それぞれの開口サイズより小さく約１／１．１から１／３．０の間になりうる。しかし、Ｗサブ画素のサイズを低減すると、サブ画素の単位面積当たりの輝度を増加させる必要がありうるので、照光デバイスに悪影響が及ぶ可能性がある。これによりひいては、より高い電流密度が必要になり、その結果デバイスの寿命が低減する可能性がある。
例示的な実施形態の例示的なシミュレーション
以上で説明したように、諸実施形態で、暖色化ホワイトバランスを有するＲＧＢＷ照光デバイス（ＯＬＥＤディスプレイなど）を実現することができる。例えば、ディスプレイのホワイトバランスは、約６５０４Ｋ未満の相関色温度（ＣＣＴ）を有することができる。いくつかの実施形態では、白色（Ｗ）サブ画素からの放出光は、ディスプレイのホワイトバランスとよく一致する場合があり、その結果このデバイスは、より効率的に動作できることになる。いくつかの実施形態では、ＯＬＥＤは少なくとも２つの有機積層を含むことが好ましい。いくつかの実施形態では、Ｗサブ画素は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）のサブ画素の開口サイズよりも大きい開口サイズを有することが好ましく、またＷサブ画素の開口サイズは、このサブ画素からの放出光がこのようなデバイスから放出される光の最大部分を成すことが多いので、かなり大きいことが好ましい。いくつかの実施形態では、白色放出光は、ＯＬＥＤの動作温度を低下させ寿命を向上させるために、全燐光性発光体を使用して得られることが好ましい。これにより、消費電力が少ないデバイスを得ることができる。いくつかの実施形態では、赤色および緑色の燐光性構成要素を青色の蛍光性構成要素とともに使用することが好ましいことがある。以下に、本発明者らが実施した、上述の概念の一部を示すシミュレーションの結果を提示する。
いくつかの実施形態で、また上記のように、特にＲＧＢＷ ＯＬＥＤディスプレイにおいては、白色（「Ｗ」）サブ画素が一般に最も高頻度に使用され、したがって、ディスプレイの寿命を決めるのはＷサブ画素の寿命になる。本明細書に開示されたように、本発明者らは、Ｗサブ画素放出光（例えば、照光デバイスの白色放出光）が、寒色化ホワイトバランス（例えば、ＣＣＴがＤ６５以上のホワイトバランスを有する）ではなく暖色化ホワイトバランス（例えば、６５０４ＫのＣＣＴを有するＤ６５未満のＣＣＴ値を有する）と一致すれば、Ｗサブ画素の寿命が改善されうることを実証した。これは、本発明者らが実施し、以下で詳細に説明する下記のシミュレーションで示される。説明されるデバイスは、特定の構成要素、値、設定などの選択を含めて、説明だけが目的であり、それによって限定するものではないことを理解されたい。
説明のために、また簡単にするために、この例示的なシミュレーションでは温度の影響を無視した。より高度のモデルでは、各サブ画素内の電流密度を用いてＷサブ画素動作温度を見積もることができ、また追加の寿命補正係数を導入することもできることに留意されたい。この関連で、低消費電力、および特に小さい電流密度は、それにより一般にＷサブ画素の動作温度が低下し、この温度低下でひいてはサブ画素の寿命が向上しうるので、有利なことがある。加えて、動作温度の低下を実現するためのいくつかの方法がありうる。動作温度の低下を効果的に実現するための、本発明者らが認識した（いくつかの実施形態で好ましいことがある）１つの方法は、ＯＬＥＤに高効率の燐光性発光体を使用するものである。
次のＷサブ画素ＯＬＥＤ構成、すなわち、１つの内部接合（または電荷発生層（ＣＧＬ））を伴う２積層ＯＬＥＤデバイスを、このシミュレーションのために使用した。黄色放出光は図４（ａ）に示され、青色放出光は図４（ｂ）に示されている。図４（ａ）で分かるように、黄色放出光は５６６ｎｍでピークに達し、半値全幅（ＦＷＨＭ）が８４ｎｍに等しい。図４（ｂ）に示されるように、青色放出光は４５５ｎｍでピークに達し、ＦＷＨＭが４７ｎｍに等しい。青色発光スペクトルは、参照によりその全体が本明細書によって組み込まれるＫａｗａｍｕｒａ他の「Ｎｅｗ Ｄｅｅｐ Ｂｌｕｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ＯＬＥＤｓ」、Ｐｒｏｃ． Ｓｏｃ． Ｉｎｆ． Ｄｉｓｐ． Ｔｅｃｈ． Ｐａｐｅｒｓ、８２９頁（２０１１）から取られている。結果として得られるすべてのサブ画素の（カラーフィルタ吸収損失前の）外部量子効率（ＥＱＥ）は４０％と想定した。このＥＱＥは、黄色および青色両方の放出光が燐光性材料系からのものであれば妥当である。
図５（ａ）〜（ｃ）は、例示的なデバイスのシミュレーションにおいてＲ、ＧおよびＢのサブ画素に使用された例示的カラーフィルタの光透過率を示す。これらのカラーフィルタは、図３でサブ画素３０３〜３０５のそれぞれに対し示されたカラーフィルタに対応しうる。図５（ａ）は、赤カラーフィルタについて光透過率を波長に応じて示し、このフィルタは約５８０ｎｍを超える波長の光を通過させる一方で、それ未満の波長を阻止する。図５（ｂ）は、緑カラーフィルタについて光透過率を波長に応じて示し、このフィルタは約４８０ｎｍから５８０ｎｍの間の波長の光を通過させる一方で、他の波長を阻止する。図５（ｃ）は、青カラーフィルタについて光透過率を波長に応じて示し、このフィルタは約３９０ｎｍから５２０ｎｍの間の波長の光を通過させる一方で、他の波長を阻止する。本明細書で説明するカラーフィルタおよび特性は例示的なものにすぎず、また他のデバイスが、サブ画素用の各カラーフィルタのどれかまたは全部について光透過率の範囲がわずかに異なるカラーフィルタを有しうることを理解されたい。
サブ画素からの放出光を制御するのに使用される、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含めた例示的なディスプレイの電圧は１２Ｖと想定した（例えば、各ＯＬＥＤ積層（例示的デバイスの２積層）に対し４Ｖ、またＴＦＴに対し４Ｖ）。一般に、複数の積層を含むＯＬＥＤデバイス構成が、駆動ＴＦＴからの電力損を低減できるので好ましいことがある。これは、ＯＬＥＤの積層の数が増えるにつれ、所与の明るさにおける電流が低減することに基づいて、駆動ＴＦＴによる百分率電力損失が低減することを意味する。この関係は図６に示されている。
図６に示されているように、シミュレーションされた例示的なデバイスの消費電力は、１積層設計から２積層設計の間で相対的に大きく低下する。追加の積層を含む設計（すなわち、３積層および４積層）では、継続して消費電力が低減するが、その利益は一般に、各積層の追加に見合うほど大きくない。特に図６は、Ｄ９０のホワイトバランス（すなわち、（０．２８７， ０．２９６）のＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）座標および約９０００ＫのＣＣＴを有する）と、（０．２９１， ０．２９１）のＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）座標を有するホワイトバランスとよく一致したＷサブ画素からの放出光とを伴う、例示的なＲＧＢＷ ＯＬＥＤディスプレイのデータを示す。１積層設計から２積層設計へ移ることによって、２４．９％の電力節減を実現することができる。加えて、所与の明るさに対し、積層の数を増すことによって寿命もまた向上できることを理解されたい。これは、同じ光出力に対して必要とされる電流密度の低減に一部は起因する。この例示的なシミュレーションでは、本発明者らは２積層設計に注目した。追加の積層もまた使用できるが（それにより消費電力が低下しうる）、追加の積層を使用することで製造コストが上昇し、光吸収損失が増大する可能性がある。
例示的なシミュレーションを続けると、図４（ａ）および図４（ｂ）それぞれに示された例示的な黄色発光体および青色発光体からの黄色放出光と青色放出光の比を変えることによって、Ｄ５０、Ｄ６５およびＤ９０の各ホワイトバランス点とよく一致する白色放出光色度を示すことが可能である。これは、図７に線７０１で示されている。線７０２は、プランク軌跡（または黒体軌跡）を表し、これは白熱黒体の色が、その黒体温度が変化したときに特定の色度空間内で取る経路または軌跡である。
図８（ａ）〜（ｃ）は、例示的なデバイスからの白色発光スペクトルを示す。図８（ａ）は、Ｄ５０のホワイトバランスを有するデバイスの発光スペクトルを示す。図８（ｂ）は、Ｄ６５のホワイトバランスを有するデバイスの発光スペクトルを示す。図８（ｃ）は、Ｄ９０のホワイトバランスを有するデバイスの発光スペクトルを示す。黒線８０１は、第１の光源の白色発光スペクトルを示し（これはまた、例示的なシミュレーションにおけるＷサブ画素の色でもある）、影付きの各領域は、それぞれの白色発光スペクトルに対し各カラーフィルタによって予想される透過を示す。つまり、影付き領域８０２は、各透過スペクトルに対する青カラーフィルタの透過を示し、影付き領域８０３は、各発光スペクトルに対する緑カラーフィルタの透過を示し、影付き領域８０４は、各発光スペクトルに対する赤カラーフィルタの透過を示す。Ｄ５０のホワイトバランスに対応する白色発光に必要とされる青色発光が、Ｄ６５またはＤ９０のホワイトバランスに対するものよりもかなり少ないことが分かる。
例示的なシミュレーションの目的で、１０枚の典型的なサンプル画像を表示しているときの例示的な３２インチＲＧＢＷ ＯＬＥＤディスプレイについて、消費電力をモデル化した。例示的なディスプレイは、全白色時（すなわち、ディスプレイ画素のすべてが白色を表示するように設定されたとき）に３６０ｃｄ／ｍ２で動作した。消費電力は、サブ画素のそれぞれについてモデル化され、次に、例示的な表示をするための消費電力が、各サブ画素の消費電力を合計することによって計算された。この計算を１０枚のサンプル画像それぞれについて行い、次にその平均値を用いてディスプレイの消費電力を確定した。ディスプレイの消費電力を、（１） Ｄ５０、約（０．３４６， ０．３５９）のＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）座標を有する、（２） Ｄ６５、約（０．３１３， ０．３２９）のＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）座標を有する、および（３） Ｄ９０、約（０．２８７， ０．２９６）のＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）座標を有する、の３つの異なるホワイトバランスについて計算した。それぞれの場合で、第１の光源（したがってＷサブ画素）の白色放出光を、（１）約（０．３４６， ０．３５７）のＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）座標を有する白色放出光Ｄ５０、（２）約（０．３１８， ０．３２４）のＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）座標を有する白色放出光Ｄ６５、および（３）約（０．２９１， ０．２９２）のＣＩＥ １９３１ （ｘ， ｙ）座標を有する白色放出光Ｄ９０の、それぞれのホワイトバランスによく一致するように制御した。白色放出光は、それぞれのホワイトバランスとともに表２に示されている。例示的なデバイスに対するシミュレーションのこの部分の結果は、以下のＴａｂｌｅ １（表１）に示されている。
上記のように、典型的なＲＧＢＷ ＯＬＥＤディスプレイの寿命は、Ｗサブ画素によって決まり、より具体的にはＷサブ画素の青色要素によって決まる。したがって、本発明者らはまた、例示的なデバイスについて、１０枚のサンプル画像のそれぞれに対するＷサブ画素の平均電流密度を計算した。次に、この平均電流密度を用いて例示的なディスプレイの予想寿命を計算した。この目的のために、初期輝度の９５％までの青色構成要素の寿命を、１，０００ｃｄ／ｍ２においてＬＴ９５ ＝ ２，０００時間とした。これは、Ｋａｗａｍｕｒａ他のＳｏｃ． Ｉｎｆ． Ｄｉｓｐ． Ｔｅｃｈ． Ｐａｐｅｒｓ、８２９頁（２０１１）に報告されているように、妥当な寿命である。１．５の加速係数（ＡＦ）を想定した。例示的なデバイスでは、各サブ画素のサブ画素開口率は４０％と想定した。例示的なディスプレイの寿命は、同じ３つの異なるホワイトバランスと白色放出光について計算した。シミュレーションのこの部分の結果は、以下のＴａｂｌｅ ２（表２）に示されている。
表１は、３つの異なるホワイトバランスそれぞれでの、各サブ画素の消費電力、ならびに総ディスプレイ消費電力を示す。例示的なシミュレーションで、消費電力はＤ５０が最少であることが分かる。つまり、Ｄ５０でのシミュレーションにおいて消費電力は、Ｄ６５よりも３．４Ｗ少なく、Ｄ９０よりも５．８Ｗ少ないと計算された。このデータは、さらに表２に要約されている（「電力」の欄）。「Ｂ係数」は、青色放出光のピーク高さと、赤色または緑色放出光ピークの最高のピーク高さとの比を示す。
表２から、例示的なシミュレーションでは、Ｄ６５ホワイトバランスからＤ５０ホワイトバランスに移したとき、９．８％の消費電力の低減、および４７．１％のＷサブ画素の寿命向上（ここではＬＴ９０（すなわち、サブ画素が初期輝度の９０％になる時間）に対して見積もった）があることが分かる。ホワイトバランスに応じた消費電力および寿命のデータは、図９に示されている（寿命データ９０１は、図９のグラフの右側の目盛に基づく時間が尺度とされ、消費電力データ９０２は、図９のグラフの左側の目盛に基づくワットが尺度とされていることに注意されたい）。図９に示されるように、白色サブ画素の寿命９０１は、消費電力９０２が減少するにつれて向上する。さらに、ホワイトバランスがＤ９０からＤ６５、Ｄ５０へと低下するにつれて、白色サブ画素の寿命９０１は向上する。上述のように、どのホワイトバランスレベルでも消費電力を最少にするには（それに応じて最長の寿命を得るには）、ディスプレイの白色放出光は、選択されたホワイトバランスにほぼ一致しなければならないことに留意されたい。
例示的なシミュレーションにより、以前に考えられていたよりも暖色化白色である（例えば、ＣＣＴが６５０４ＫのＤ６５よりも低いＣＣＴ値を有する）ホワイトバランス点を選択することによって、またこのホワイトバランス点にＷサブ画素放出光をよく一致させることによって、ディスプレイ消費電力を最少にし、動作寿命を最大にすることが可能であることが示される。加えて、寿命のさらなる向上を、例えばより大きいＷサブ画素開口を使用することによって（その結果、必要な電流密度が低減されることになる）、および／または複数のＯＬＥＤ積層を使用することによって実現することができる。上記のように、本発明者らは、以前のデバイスとは異なり、ホワイトバランス点をＤ６５の値に恣意的に設定しないで、それを最適にした。
本明細書で説明した様々な実施形態は例示的なものにすぎず、本発明の範囲を限定するものではないことを理解されたい。例えば、本明細書で説明した材料および構造物の多くは、本発明の趣旨から逸脱することなく他の材料および構造物で置き換えることができる。したがって、本明細書で特許請求する本発明は、当業者には明らかであるように、本明細書で説明した特定の諸例および好ましい諸実施形態からの変形形態を含みうる。本発明がなぜ効果を現すかについての様々な理論は限定的なものではないことを理解されたい。
「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、または「その（ｔｈｅ）」という記述は「１つまたは複数の」ということを、それとは反対の指示が特にない限り意味するものである。
１００ 有機発光デバイス
１１０ 基板
１１５ アノード
１２０ ホール注入層
１２５ ホール輸送層
１３０ 電子阻止層
１３５ 放出層
１４０ ホール阻止層
１４５ 電子輸送層
１５０ 電子注入層
１５５ 保護層
１６０ カソード
１６２ 第１の導電層
１６４ 第２の導電層
２００ 反転ＯＬＥＤ
２１０ 基板
２１５ カソード
２２０ 放出層
２２５ ホール輸送層
２３０ アノード
３００ デバイス
３０１ ＯＬＥＤ
３０２〜３０５ サブ画素
７０１ 線
７０２ 線（プランク軌跡を表す）
７０３ 第１の点
７０４ 第２の点
８０１ 黒線（第１の光源の白色発光スペクトルを示す）
８０２ 影付き領域（発光スペクトルに対する青カラーフィルタの透過を示す）
８０３ 影付き領域（発光スペクトルに対する緑カラーフィルタの透過を示す）
８０４ 影付き領域（発光スペクトルに対する赤カラーフィルタの透過を示す）
９０１ 寿命データ
９０２ 消費電力データ

Claims (18)

  1. 少なくとも１つの有機発光デバイスを含む第１の光源であって、５６００Ｋ未満の相関色温度（ＣＣＴ）を有した近白色光を放出する第１の光源と、
    複数の画素とを備える第１のデバイスであって、それぞれの画素が、
    前記第１の光源と光学的に連絡する第１のカラーフィルタを含む第１のサブ画素であって、前記第１のカラーフィルタが前記第１の光源からの光を通すように適合され、前記第１のカラーフィルタを通った光が４００から５００ｎｍの間の可視スペクトル内にピーク波長を有する、第１のサブ画素と、
    前記第１の光源と光学的に連絡する第２のカラーフィルタを含む第２のサブ画素であって、前記第２のカラーフィルタが前記第１の光源からの光を通すように適合され、前記第２のカラーフィルタを通った光が５００から５８０ｎｍの間の可視スペクトル内にピーク波長を有する、第２のサブ画素と、
    前記第１の光源と光学的に連絡する第３のカラーフィルタを含む第３のサブ画素であって、前記第３のカラーフィルタが前記第１の光源からの光を通すように適合され、前記第３のカラーフィルタを通った光が５８０から７００ｎｍの間の可視スペクトル内にピーク波長を有する、第３のサブ画素と、
    相関色温度（ＣＣＴ）が５６００Ｋ未満である近白色光を放出する第４のサブ画素とを含み、
    それぞれの画素が、前記第１、第２、第３及び第４のサブ画素のみを含み、
    前記第４のサブ画素がカラーフィルタを含まず、
    前記第１の光源が、青色発光体を備える第１の有機発光材料並びに燐光性の赤色及び緑色の発光体を備える第２の有機発光材料の２つの有機発光材料を含み、
    前記第１の有機発光材料の放出する光の強度を減少させることにより、５６００Ｋ未満の前記相関色温度（ＣＣＴ）を得る、第１のデバイス。
  2. 前記第１の光源の色度が、前記第４のサブ画素によって放出される光の色度と同じである、請求項１に記載の第１のデバイス。
  3. 前記第４のサブ画素が、ＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間色度図上の、ＣＩＥＸ ＝ ０．３１５〜０．３５０、ＣＩＥＹ ＝ ０．３３０〜０．３６０によって画定される第１の領域内に第１の点を有する光を放出する、請求項１に記載の第１のデバイス。
  4. 前記第４のサブ画素が、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図上でプランク軌跡から０．０１０のＤｕｖ距離内にある第１の点を有する光を放出する、請求項１に記載の第１のデバイス。
  5. 前記第４のサブ画素が、４０００Ｋを超え５６００Ｋ未満の相関色温度（ＣＣＴ）を有する光を放出する、請求項１に記載の第１のデバイス。
  6. 前記第１のデバイスが、あるホワイトバランスを有するディスプレイであり、前記ディスプレイの前記ホワイトバランスの色度が、前記第４のサブ画素から放出される光の色度と等しい、請求項１に記載の第１のデバイス。
  7. 前記第１のデバイスが、あるホワイトバランスを有するディスプレイであり、
    前記ホワイトバランスが、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図上に第１の点を有し、
    前記第４のサブ画素が、ＣＩＥ １９７６ （Ｌ＊， ｕ＊， ｖ＊）色空間色度図上に第２の点を有する光を放出し、
    前記第１の点と前記第２の点の間の相違のｄｕｖ値が０．００５未満である、請求項１に記載の第１のデバイス。
  8. 前記第１の光源が、第１の有機発光材料および第２の有機発光材料のちょうど２つの有機発光材料を含む、請求項１に記載の第１のデバイス。
  9. 前記第１および第２の有機発光材料の濃度が、前記第１の光源によって生成される光がＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間色度図上の所望の白色領域内の第３の点にあることになるものである、請求項８に記載の第１のデバイス。
  10. 前記第１および第２の有機発光材料が燐光性発光体を含む、請求項８に記載の第１のデバイス。
  11. 前記第１の有機発光材料が蛍光性発光体を含み、前記第２の有機発光材料が燐光性発光体を含む、請求項８に記載の第１のデバイス。
  12. 前記第１の光源が積層有機発光デバイス（ＳＯＬＥＤ）を含む、請求項１に記載の第１のデバイス。
  13. 少なくとも１つの有機発光デバイスを含む第１の光源であって、５６００Ｋ未満の相関色温度（ＣＣＴ）を有した近白色光を放出する第１の光源と、
    複数の画素とを備える第１のデバイスであって、それぞれの画素が、
    前記第１の光源と光学的に連絡する第１のカラーフィルタを含む第１のサブ画素であって、前記第１のカラーフィルタが前記第１の光源からの光を通すように適合され、前記第１のカラーフィルタを通った光が４００から５００ｎｍの間の可視スペクトル内にピーク波長を有する、第１のサブ画素と、
    前記第１の光源と光学的に連絡する第２のカラーフィルタを含む第２のサブ画素であって、前記第２のカラーフィルタが前記第１の光源からの光を通すように適合され、前記第２のカラーフィルタを通った光が５００から５８０ｎｍの間の可視スペクトル内にピーク波長を有する、第２のサブ画素と、
    前記第１の光源と光学的に連絡する第３のカラーフィルタを含む第３のサブ画素であって、前記第３のカラーフィルタが前記第１の光源からの光を通すように適合され、前記第３のカラーフィルタを通った光が５８０から７００ｎｍの間の可視スペクトル内にピーク波長を有する、第３のサブ画素と、
    相関色温度（ＣＣＴ）が５６００Ｋ未満である近白色光を放出する第４のサブ画素とを含み、
    それぞれの画素が、前記第１、第２、第３及び第４のサブ画素のみを含み、
    前記第４のサブ画素がカラーフィルタを含まず、
    前記第１の光源が、蛍光性の青色発光体を備える第１の有機発光材料、燐光性の緑色発光体を備える第２の有機発光材料および燐光性の赤色発光体を備える第３の有機発光材料の３つの有機発光材料を含み、
    前記第１の有機発光材料の放出する光の強度を減少させることにより、５６００Ｋ未満の前記相関色温度（ＣＣＴ）を得る、第１のデバイス。
  14. 前記第１、第２、および第３の有機発光材料の濃度が、前記第１の光源によって生成される光がＣＩＥ １９３１ ＸＹＺ色空間色度図上の所望の白色領域内の第４の点にあることになるものである、請求項１３に記載の第１のデバイス。
  15. 前記第１、第２、第３、および第４のサブ画素それぞれが、ある開口サイズを有し、前記第４のサブ画素の開口サイズが、前記第１、第２、および第３のサブ画素それぞれの開口サイズよりも大きい、請求項１に記載の第１のデバイス。
  16. 前記第４のサブ画素の開口サイズが、前記第１、第２、および第３のサブ画素それぞれの開口サイズよりも１０％から３００％の間だけ大きい、請求項１５に記載の第１のデバイス。
  17. 前記第１、第２、第３、および第４のサブ画素それぞれが、ある開口サイズを有し、前記第４のサブ画素の開口サイズが、前記第１、第２、および第３のサブ画素それぞれの開口サイズよりも小さい、請求項１に記載の第１のデバイス。
  18. 少なくとも１つの有機発光デバイスを含む第１の光源であって、５６００Ｋ未満の相関色温度（ＣＣＴ）を有した近白色光を放出する第１の光源と、
    複数の画素とを備える第１のデバイスであって、それぞれの画素が、
    前記第１の光源と光学的に連絡する第１のカラーフィルタを含む第１のサブ画素であって、前記第１のカラーフィルタが前記第１の光源からの光を通すように適合され、前記第１のカラーフィルタを通った光が４００から５００ｎｍの間の可視スペクトル内にピーク波長を有する、第１のサブ画素と、
    前記第１の光源と光学的に連絡する第２のカラーフィルタを含む第２のサブ画素であって、前記第２のカラーフィルタが前記第１の光源からの光を通すように適合され、前記第２のカラーフィルタを通った光が５００から５８０ｎｍの間の可視スペクトル内にピーク波長を有する、第２のサブ画素と、
    前記第１の光源と光学的に連絡する第３のカラーフィルタを含む第３のサブ画素であって、前記第３のカラーフィルタが前記第１の光源からの光を通すように適合され、前記第３のカラーフィルタを通った光が５８０から７００ｎｍの間の可視スペクトル内にピーク波長を有する、第３のサブ画素と、
    相関色温度（ＣＣＴ）が５６００Ｋ未満である近白色光を放出する第４のサブ画素とを含み、
    それぞれの画素が、前記第１、第２、第３及び第４のサブ画素のみを含み、
    前記第４のサブ画素がカラーフィルタを含まず、
    前記第１の光源が、燐光性の青色発光体を備える第１の有機発光材料、燐光性の緑色発光体を備える第２の有機発光材料および燐光性の赤色発光体を備える第３の有機発光材料の３つの有機発光材料を含み、
    前記第１の有機発光材料の放出する光の強度を減少させることにより、５６００Ｋ未満の前記相関色温度（ＣＣＴ）を得る、第１のデバイス。
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