カラー表示装置
【課題】
十分な輝度を得ることができ、長寿命であり、更に、拡散板を用いずとも均一な発光を得ることができるカラー表示装置を提供する。
【解決手段】
少なくとも概略ベタ若しくはライン状の第一電極と対向する複数のライン状第二電極を有し、該第一電極と該第二電極の間の有機発光媒体から発光する有機エレクトロルミネッセンス素子であり、各ラインの発光色が赤、緑、青である色切換発光素子と透過型モノクロ液晶表示装置を重ねたカラー表示装置において、フルカラー表示する際に、前記モノクロ液晶表示装置の走査に同期して前記色切替発光素子の発光ラインを走査することを特徴とするカラー表示装置とする。
十分な輝度を得ることができ、長寿命であり、更に、拡散板を用いずとも均一な発光を得ることができるカラー表示装置を提供する。
【解決手段】
少なくとも概略ベタ若しくはライン状の第一電極と対向する複数のライン状第二電極を有し、該第一電極と該第二電極の間の有機発光媒体から発光する有機エレクトロルミネッセンス素子であり、各ラインの発光色が赤、緑、青である色切換発光素子と透過型モノクロ液晶表示装置を重ねたカラー表示装置において、フルカラー表示する際に、前記モノクロ液晶表示装置の走査に同期して前記色切替発光素子の発光ラインを走査することを特徴とするカラー表示装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明等に用いる色切換発光素子、あるいはまた、画像表示に用いるカラー表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＲＴやＬＣＤ等、現在のディスプレイのカラー表示は、ＲＧＢの画素を空間的に並べた空間的混色によって行われている。この方法では、ＲＧＢの計３画素によって任意色の１画素を形成するため、高精細化が難しいという問題があった。
【０００３】
そのため、同一画素を時間的にＲＧＢと切り換えて表示する、時間的混色が検討されている。時間的混色によれば、１画素で任意色の１画素を形成するために解像度を３倍に向上できるという特長がある。
【０００４】
時間的混色には、大きく２つの方法がある。１つは、色を時間的に切り換える色切換発光素子からの光が、各色に同期したモノクロ液晶を透過することで輝度変調される方法である。光源としては、３本の蛍光ランプ（図１１）や、ＬＥＤが使用される。もう一つは、輝度変調した白黒表示画像が、変調に同期した液晶カラーシャッターによって色切換される方式である。光源としては、白黒ＣＲＴやＶＦＤ、無機ＥＬが使用される。
【０００５】
前者のように、色別に発光させる場合、発光が有効に使用され、明表示時の効率が良い（失われるのは、輝度変調分である）。一方、後者の場合には、分光による損失が生じる。従って、高輝度化を目指すならば、前者（３色切換発光＋モノクロ液晶）が望ましい。
【０００６】
ところで、時間的混色を行うためには、応答が速いことが必要である。視覚的にフリッカーのない表示を行うためには、フィールド周波数が６０Ｈｚ以上である必要がある。即ち、１フィールドにかけられる時間が１６．７ｍｓ以下ということである。時間的混色を行う場合、ＲＧＢ表示の合計が１６．７ｍｓ以下である必要がある（１色当たり、平均５．６ｍｓ以下である）。この時間内に、３色切換と３回の画像切換を行う必要がある。
【０００７】
画像切換に関しては、強誘電性液晶や反強誘電性液晶を用いることにより５００μｓ以下の高速応答が得られる。ところが、蛍光ランプの応答は遅い（図１２）。蛍光体の応答速度は通常１ｍｓ以上であり、それより速くすることが困難である。また、放電が安定して輝度が充分に立ち上がるのには１秒程度かかる特性を有しており、時間的混色のために１ｍｓ程度の短時間点灯で使用すると低輝度の発光しか得られないという問題があった。また、短時間点灯を繰り返した場合、蛍光ランプの寿命が極端に短くなるという問題もあった。
【０００８】
色切換発光素子としてＬＥＤを使用する提案もあるが、ＬＥＤでは数ｍｍずつ離れた点光源群となり、拡散板を使用しても輝度を均一にすることが難しかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のように、従来の３本の蛍光ランプを用いた切換光源を用いた場合、短時間点灯になるため、連続点灯時の輝度よりも２〜３桁低い輝度しか得られないという問題があった。また、寿命が連続点灯時よりも２〜３桁短くなり、実用化は困難であった。
【００１０】
ＬＥＤを用いた場合には間隔の開いた点光源群となり、拡散板を用いても均一な発光を得ることが難しかった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１としては、少なくとも概略ベタの第一電極と対向する複数のライン状第二電極を有し、該第一電極と該第二電極の間の有機発光媒体から発光する有機エレクトロルミネッセンス素子であり、各ラインの発光色が赤、緑、青である色切換発光素子と透過型モノクロ液晶表示装置を重ねたカラー表示装置において、フルカラー表示する際に、前記モノクロ液晶表示装置の走査に同期して前記色切替発光素子の発光ラインを走査することを特徴とするカラー表示装置である。
【００１２】
請求項２としては、少なくともライン状第一電極とそれに平行かつ重なる複数のライン状第二電極を有し、該第一電極と該第二電極の間の有機発光媒体から発光する有機エレクトロルミネッセンス素子であり、各ラインの発光色が赤、緑、青である色切換発光素子と透過型モノクロ液晶表示装置を重ねたカラー表示装置において、フルカラー表示する際に、前記モノクロ液晶表示装置のモノクロ液晶表示の走査に同期して前記色切替発光素子の発光ラインを走査することを特徴とするカラー表示装置である。
【００１３】
請求項３としては、前記モノクロ液晶表示装置のモノクロ液晶表示の走査方向と前記色切替発光素子の発光ラインを垂直に配列したことを特徴とするカラー表示装置である。
【００１４】
請求項４としては、前記色変換発光素子と前記モノクロ液晶表示装置の間にホログラムレンズを設けたことを特徴とするカラー表示装置である。
【００１５】
請求項５としては、前記色変換発光素子の各ラインの発光輝度が１０％から９０％になる応答時間が５００μｓ以下であり、かつ、発光輝度が９０％から１０％になる応答時間が５００μｓ以下であることを特徴とするカラー表示装置である。
【００１６】
請求項６としては、前記色切換発光素子の赤、緑、青発光時間を、各発光色の必要輝度および発光効率に対応して異なる時間にしたことを特徴とするカラー表示装置である。
【００１７】
有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと表記）は、電極間に有機発光媒体を挟んだものであり、各電極から注入された正孔と電子が再結合することによって発光する。有機ＥＬは、応答が速い、輝度が高い、面発光であるという特徴を有している。従って、切換光源として有機ＥＬを用いれば、応答が速く、高輝度で、かつ均一性のよい面発光が得られる。
【００１８】
この場合、有機ＥＬで赤、緑、青の３色の面発光を得るためには、点状の素子である必要はなく、ライン状に配列することで充分である。赤ラインを同時に駆動すれば、全面赤色の発光が得られ、緑ラインを同時に駆動すれば、全面緑色の発光が得られる。青も同様である。厳密には、３色ピッチ分だけトビトビのライン状発光であるが、拡散板で容易に均一化できる。また、３色ピッチを液晶の画素開口サイズと同等あるいはそれより小さくすることで、拡散板が不要になる。あるいは拡散板としてホログラムレンズを用いれば、視野を限定することで輝度を稼ぐことができる。また、各色の輝度を、ライン幅を変えることで補正することができる。
【００１９】
また、ラインを液晶の走査方向と垂直に配列し、液晶の書き換えに追随して色を換えることも可能である。従来は、赤色画面表示後、全面発光停止、液晶の書き換え、緑色画面表示、・・・という駆動方式のため、非発光時間が長く、平均輝度が落ちるという問題があった。本発明の場合、例えば上から下への走査の場合で、例えば全面赤色発光の状態から、上部から発光停止→液晶の書き換え→緑色発光を連続して行い、赤色画面を徐々に緑色画面に換えていくことができる。この方法を用いることで、非点灯時間を大幅に減少させ、輝度をさらに向上することができる。
【００２０】
また、色切換発光素子の応答が速いことにより、各色の輝度バランスに合わせて各色の表示時間を変えるという方法が可能になる。従来は、色切換光源の応答が遅いことにより、各色の発光時間を変えることは不可能であった。本発明の色切換発光素子では、応答が速いことにより、発光時間を自由に変えることができ、各発光色の輝度バランスを時間でも補正することができる。
【００２１】
ライン状有機ＥＬ素子の基板として最適なのが、隔壁付き基板である。第一電極上に形成した隔壁が、有機発光媒体や第二電極のパターニングをする上で非常に有用になる。
【００２２】
ライン状発光部となる予定の部分の間に、あらかじめ隔壁を形成しておく。続いて、マスク蒸着によって各ラインに有機発光媒体を形成する。赤予定の部分には赤色発光媒体を、緑予定の部分には緑色発光媒体を形成する（有機発光媒体は、通常、複数の材料を積層した構造である）。隔壁の存在によって、マスクが発光媒体を傷付けることがなく、また、発光媒体が隣のラインに拡散することがない。
【００２３】
さらに、全体に第二電極材料を蒸着することで、自動的にパターニングがなされ、かつ、第二電極端での短絡を防止できる。これは、隔壁がひさしとすそを有し、すその幅がひさしの幅よりも長いことによる。第二電極材料は発光面上と隔壁上に分離して蒸着される。また、発光面上の有機発光媒体と第二電極ラインの端部がすそ上に乗るため、第二電極と第一電極の接触や、第二電極ライン端への電界集中を妨げる。
【００２４】
第一電極としては、ベタでもよいし、第二電極と平行かつ重なるライン状でもよい。また、輝度の面内均一性を得るため、第一電極は透明電極と金属電極の両方からなることが望ましい。透明電極のみでは、電気抵抗が高いために電圧降下が大きくなり、接続部から離れるほど暗くなる。金属電極を接触させることで電気抵抗を下げれば、輝度の均一性を高め、かつ効率を上げることができる。さらには、第一電極ラインと第二電極ラインの等価抵抗を同じにしておけば、ライン全体で全く同じ輝度が得られる。金属電極は、透明電極の上側に形成してもよいし、下側でもよい。
【００２５】
ただし、金属電極は光を透過しないので、金属電極の面積の占める面積割合をなるべく小さくする必要がある。隔壁も発光に寄与しない部分であるから、隔壁の真下に金属電極を形成することで、開口部を大きくすることができる。金属電極をライン状にし、全て隔壁下に収めれば最も開口率が大きくなる。金属電極をメッシュ状にし、その面積の１／２以上を隔壁下に収めることで、開口率増加量は小さくなるものの、冗長化によって信頼性を上げることが可能になる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の色切換発光素子によれば、複数のライン状有機エレクトロルミネッセンス素子からなることにより、色切換を５００μｓ以下の短時間で行うことができる。
【００２７】
また、本発明の色切換発光素子用基板を用いれば、ライン状の有機エレクトロルミネッセンス素子を容易に形成できる。さらに、面内輝度が均一で、色バランスのよい発光を得ることができる。
【００２８】
また、本発明のカラー表示装置によれば、拡散板を省略できる。あるいは視野限定・輝度向上ができる。さらに、色バランスのよい表示ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を詳細に説明する。まず、切換発光素子用基板について、説明する。透明基板１上に、ベタまたはストライプの透明電極２ａと（図１（ａ）、図４（ａ）、図７（ｂ））、ストライプ状またはメッシュ状の金属電極２ｂを形成する（図１（ｂ）、図４（ｂ）、図７（ａ））。これらが、第一電極２となる。
【００３０】
その上に、色材またはＵＶ吸収材を含有したネガレジストを使用して、隔壁４を形成する（図１（ｃ）、図４（ｃ）、図７（ｃ））。隔壁４は、ひさしとすそを有しており、有機発光媒体５蒸着時の各色の混合防止と第二電極６のパターニングをする役割を持っている。また、金属電極２ｂの全部あるいは５０％以上を隔壁の下にすることで、開口率の低減を最小限に抑えることができる。これで、色切換発光素子用基板が完成する。
【００３１】
次に、色切換素子について説明する。作製した色切換発光素子用基板上に有機発光媒体５を蒸着する（図１（ｄ）、図４（ｄ）、図７（ｄ））。有機発光媒体５は、通常、正孔輸送層／発光層／電子輸送層のような積層構造にする。正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層のような構造にすることもある。材料を変えることで、赤、緑、青の発光を得る。各色の塗り分けは、マスク蒸着法によって行うことができる。各色を隔壁間のライン状の発光部に形成するわけである。蒸着物のマスクと基板との距離によって若干の回り込みが生じるが、それらは隔壁４の側面や上面に付着するだけで、隣のラインに回り込むことはない。
【００３２】
さらに、第二電極６を蒸着する（図１（ｅ）、図４（ｅ）図７（ｅ））。第二電極６は隔壁４間のライン状の発光部と、隔壁上に分断され、自動的にパターニングされる。また、第二電極６の端は隔壁のすそ上に乗り上げた形になり、第一電極２との短絡を防止できる。最後に、封止層の形成あるいはガラスや金属等の封止容器７によって封止することにより、色切換発光素子が完成する（図１（ｆ）、図４（ｆ）、図７（ｆ））。
【００３３】
カラー表示装置について説明する。図２のように、色切換発光素子の３色のピッチが組み合わせるモノクロ液晶表示装置８の画素ピッチと同等以下であれば、拡散板９を省略することができ、工程やコストを減らすことができる。即ち、色切換発光素子の３色ピッチを液晶表示装置８の画素開口サイズに合わせた場合には、色切換素子と液晶表示装置８の位置によらず液晶開口に対応する発光色面積が等しくなるので、拡散板９が不要になる（図２（ｂ））。また、３色ピッチを液晶表示装置８の画素開口サイズより小さくすることで、実質的には白色面発光となり拡散板９が不要になる（図２（ｃ））。また、図８のようにホログラムレンズ１０を使用すれば、図９のように光を一方向にそろえることができ、視野を限定することや輝度を高めることができる。
【００３４】
赤、緑、青の発光効率の違い等を補正する色バランスの調整に関しては、図３、図１０のように時間を変えることによっても可能であるし、図４のように発光ライン幅を変えることによっても可能である。また、全ての場合において、印加電圧を変えることによっても可能である。
【００３５】
また、図６、図１０のようにモノクロ液晶表示の走査に同期して色も走査することにより、発光時間の割合を増加させ、輝度を高めることができる。
【実施例】
【００３６】
［実施例１］
（ベタ透明電極＋ライン状金属電極、拡散板なし、時間で色バランス）
まず、ガラス基板１上にスパッタリングで透明導電膜としてＩＴＯ層を０．１μｍ形成し、透明性と導電性を向上させるために、空気中で加熱処理を行いＩＴＯを結晶化した。そして、フォトエッチングによって発光面全体にＩＴＯのベタのパターン２ａを形成した（図１（ａ））。次に、金属電極としてＡｌを０．２μｍ蒸着し、フォトエッチングによってライン幅５μｍ、間隔９５μｍのパターン２ｂに加工した（図１（ｂ））。
【００３７】
その上に黒色材含有ネガ型感光性樹脂を塗布・プリベークし、露光・現像・ＥＢ硬化・ポストベークによって高さ５μｍ、ひさし幅１０μｍ、すそ幅１５μｍの隔壁４を形成した。隔壁４は、金属電極２ｂを囲むように形成した。（図１（ｃ））。これで、色切換発光素子用基板ができた。
【００３８】
さらに、隔壁４の間の発光ラインに有機発光媒体５を形成した（図１（ｄ））。赤にする部分には、赤色発光媒体５Ｒとして、銅フタロシアニンを１００Å、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（以下、α−ＮＰＤと表記する）を４００Å、Ａｌオキシン錯体に４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（以下、ＤＣＭと表記する）を５ｗｔ％ドーピングしたものを２５０Å、Ａｌオキシン錯体を２５０Å、連続蒸着した。緑にする部分には、緑色発光媒体５Ｇとして、銅フタロシアニンを１００Å、α−ＮＰＤを４００Å、Ａｌオキシン錯体を５００Å、連続蒸着した。青にする部分には、青色発光媒体５Ｂとして、銅フタロシアニンを１００Å、α−ＮＰＤを４００Å、２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセンを４００Å、Ａｌオキシン錯体を１００Å、連続蒸着した。なお、これらの有機発光媒体４の形成には、マスク蒸着法を用いた。
【００３９】
次に、発光面全体に第二電極６として、ＡｌＬｉ合金を２００Å、Ａｌを２００Å連続蒸着した（図１（ｅ））。最後に、窒素封入状態で封止容器７を接着することで、色切換発光素子を完成した（図１（ｆ））。電圧を印加し、各ライン内の輝度が均一であり接続端からの距離によらないことを確認した。
【００４０】
この色切換発光素子に、ピッチ０．３２ｍｍ、開口幅０．３ｍｍの反強誘電性液晶パネル８を重ねた（図２（ａ）、（ｂ））。そして、駆動回路によって図３の駆動を行うことにより、色切換発光素子による時間的混色と反強誘電性液晶による輝度制御によってフルカラー表示できることを確認した。
【００４１】
また、同じ色切換発光素子に、ピッチ１ｍｍ、開口幅０．９ｍｍの反強誘電性液晶パネル８を重ねた（図２（ｃ））。そして、駆動回路によって図３の駆動を行うことにより、色切換発光素子による時間的混色と反強誘電性液晶による輝度制御によってフルカラー表示できることを確認した。
【００４２】
第二電極６として、ＡｌＬｉ合金を１００Å、Ａｌを１００Å連続蒸着した場合、第二電極６の接続端から遠い部分が暗くなった。第二電極６として、ＡｌＬｉ合金を４００Å、Ａｌを４００Å連続蒸着した場合、第二電極６の接続端に近い部分が暗くなった。これらは、第一電極２との等価抵抗の違いが原因である。ＡｌＬｉ合金を１５０Å、Ａｌを１５０Å連続蒸着した場合、ＡｌＬｉ合金を３００Å、Ａｌを３００Å連続蒸着した場合には、輝度の違いは容認できる程度であった。各々３００Åの時、第二電極の等価抵抗は第一電極の６６％であり、第一電極の等価抵抗は第二電極の１５０％である。
【００４３】
［実施例２］
（ライン状透明電極＋ライン状金属電極、ライン幅で色バランス）
まず、ガラス基板１上にスパッタリングで透明導電膜としてＩＴＯ層を０．１μｍ形成し、透明性と導電性を向上させるために、空気中で加熱処理を行いＩＴＯを結晶化した。そして、フォトエッチングによって発光面全体にＩＴＯのライン状パターン２ａを形成した。幅は赤用が１３５μｍ、緑用が５５μｍ、青用が９５μｍ、間隔が５μｍである（図４（ａ））。次に、金属電極２ｂとしてＡｌを０．２μｍ蒸着し、フォトエッチングによって赤用１２μｍ、緑用４μｍ、青用８μｍ幅に加工した（図４（ｂ））。
【００４４】
その上に黒色材含有ネガ型感光性樹脂を塗布・プリベークし、露光・現像・ＥＢ硬化・ポストベークによって高さ５μｍ、ひさし幅１５μｍ、すそ幅２０μｍの隔壁４を形成した。隔壁４は、金属電極２ｂを囲むように形成した。（図４（ｃ））。これで、色切換発光素子用基板ができた。
【００４５】
さらに、隔壁４の間の発光ラインに有機発光媒体５を形成した（図４（ｄ））。赤にする部分には、赤色発光媒体５Ｒとして、銅フタロシアニンを１００Å、α−ＮＰＤを４００Å、Ａｌオキシン錯体にＤＣＭを５ｗｔ％ドーピングしたものを２５０Å、Ａｌオキシン錯体を２５０Å、連続蒸着した。緑にする部分には、緑色発光媒体５Ｇとして、銅フタロシアニンを１００Å、α−ＮＰＤを４００Å、Ａｌオキシン錯体を５００Å、連続蒸着した。青にする部分には、青色発光媒体５Ｂとして、銅フタロシアニンを１００Å、α−ＮＰＤを４００Å、２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセンを４００Å、Ａｌオキシン錯体を１００Å、連続蒸着した。なお、これらの有機発光媒体５の形成には、マスク蒸着法を用いた。
【００４６】
次に、発光面全体に第二電極６として、ＡｌＬｉ合金を１００Å、Ａｌを１００Å連続蒸着した（図４（ｅ））。最後に、窒素封入状態で封止容器７を接着することで、色切換発光素子を完成した（図４（ｆ））。電圧を印加し、各ライン内の輝度が均一であり接続端からの距離によらないことを確認した。
【００４７】
この色切換発光素子に、拡散板９と、ピッチ０．３２ｍｍ、開口幅０．３ｍｍの反強誘電性液晶パネル８を重ねた（図５）。そして、駆動回路によって図６の駆動を行うことにより、色切換発光素子による時間的混色と反強誘電性液晶による輝度制御によってフルカラー表示できることを確認した。
【００４８】
［実施例３］
（メッシュ状金属電極＋ライン状透明電極、ホログラムレンズ）
まず、ガラス基板１上に金属電極２ｂとしてＣｕを０．２μｍ蒸着し、フォトエッチングによってメッシュ状２０μｍ幅に加工した。そして、透明ネガレジストをコート、裏露光、現像、ベークすることにより、Ｃｕ以外の部分を埋め込んだ（図７（ａ））。次に、スパッタリングで透明導電膜としてＩＴＯ層を０．１μｍ形成し、透明性と導電性を向上させるために、空気中で加熱処理を行いＩＴＯを結晶化した。そして、フォトエッチングによってＩＴＯのライン状パターン２ａを形成した。幅は８８０μｍ、間隔が２０μｍである（図７（ｂ））。
【００４９】
その上に黒色材含有ネガ型感光性樹脂を塗布・プリベークし、露光・現像・ＥＢ硬化・ポストベークによって高さ５μｍ、ひさし幅２５μｍ、すそ幅３０μｍの隔壁４を形成した。隔壁４は、金属電極２ｂの長手方向ラインを隠すように形成した（図７（ｃ））。これで、色切換発光素子用基板ができた。
【００５０】
さらに、隔壁４の間の発光ラインに有機発光媒体５を形成した（図７（ｄ））。赤にする部分には、赤色発光媒体５Ｒとして、銅フタロシアニンを１００Å、α−ＮＰＤを４００Å、Ａｌオキシン錯体にＤＣＭを５ｗｔ％ドーピングしたものを２５０Å、Ａｌオキシン錯体を２５０Å、連続蒸着した。緑にする部分には、緑色発光媒体５Ｇとして、銅フタロシアニンを１００Å、α−ＮＰＤを４００Å、Ａｌオキシン錯体を５００Å、連続蒸着した。青にする部分には、青色発光媒体５Ｂとして、銅フタロシアニンを１００Å、α−ＮＰＤを４００Å、２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセンを４００Å、Ａｌオキシン錯体を１００Å、連続蒸着した。なお、これらの有機発光媒体５の形成には、マスク蒸着法を用いた。
【００５１】
次に、発光面全体に第二電極６として、ＡｌＬｉ合金を２００Å、Ａｌを３００Å連続蒸着した（図７（ｅ））。最後に、窒素封入状態で封止容器７を接着することで、色切換発光素子を完成した（図７（ｆ））。電圧を印加し、各ライン内の輝度が均一であり接続端からの距離によらないことを確認した。
【００５２】
一方、各色の発光をほぼ平行光に変換するようなホログラムレンズ１０を設計・製作した。即ち、ガラス基板にホログラム用レジストを塗布した後、赤のラインを発した赤色光をほぼ平行光にするパターンと、緑のラインを発した緑色光をほぼ平行光にするパターンと、青のラインを発した青色光をほぼ平行光にするパターンを多重露光し、現像することによって作製した。
【００５３】
前述の色切換発光素子に、このホログラムレンズ１０と、ピッチ０．３２ｍｍ、開口幅０．３ｍｍの反強誘電性液晶パネル８を重ねた（図８）。その際、色切換素子とホログラムレンズ１０の位置関係により、縦方向（色切換発光素子ラインに垂直な方向）に関して視野を限定することができ（図９（ａ））、その方向の輝度を高めることができた。また、設計を変えることで、視野限定の方向を変えることができた（図９（ｂ））。さらに、駆動回路によって図１０の駆動を行うことにより、色切換発光素子による時間的混色と反強誘電性液晶による輝度制御によってフルカラー表示できることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の色切換発光素子用基板および色切換発光素子の製造プロセスを示す説明図である。
【図２】本発明のカラー表示装置を示す説明図である。
【図３】図２のカラー表示装置の駆動方法を示す説明図である。
【図４】本発明の色切換発光素子用基板および色切換発光素子の製造プロセスを示す説明図である。
【図５】図４の色切換発光素子を用いたカラー表示装置を示す説明図である。
【図６】図５のカラー表示装置の駆動方法を示す説明図である。
【図７】本発明の色切換発光素子用基板および色切換発光素子の製造プロセスを示す説明図である。
【図８】本発明のカラー表示装置を示す説明図である。
【図９】図８のカラー表示装置の動作原理を示す説明図である。
【図１０】本発明のカラー表示装置の駆動方法を示す説明図である。
【図１１】従来のカラー表示装置を示す説明図である。
【図１２】従来のカラー表示装置の駆動方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 基板
２ 第一電極
２ａ 透明電極
２ｂ 金属電極
３ 埋め込み層
４ 隔壁
５ 有機発光媒体
５Ｒ 赤色発光媒体
５Ｇ 緑色発光媒体
５Ｂ 青色発光媒体
６ 第二電極
７ 封止容器
８ モノクロ液晶表示装置
９ 通常の拡散板
１０ ホログラムレンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明等に用いる色切換発光素子、あるいはまた、画像表示に用いるカラー表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＲＴやＬＣＤ等、現在のディスプレイのカラー表示は、ＲＧＢの画素を空間的に並べた空間的混色によって行われている。この方法では、ＲＧＢの計３画素によって任意色の１画素を形成するため、高精細化が難しいという問題があった。
【０００３】
そのため、同一画素を時間的にＲＧＢと切り換えて表示する、時間的混色が検討されている。時間的混色によれば、１画素で任意色の１画素を形成するために解像度を３倍に向上できるという特長がある。
【０００４】
時間的混色には、大きく２つの方法がある。１つは、色を時間的に切り換える色切換発光素子からの光が、各色に同期したモノクロ液晶を透過することで輝度変調される方法である。光源としては、３本の蛍光ランプ（図１１）や、ＬＥＤが使用される。もう一つは、輝度変調した白黒表示画像が、変調に同期した液晶カラーシャッターによって色切換される方式である。光源としては、白黒ＣＲＴやＶＦＤ、無機ＥＬが使用される。
【０００５】
前者のように、色別に発光させる場合、発光が有効に使用され、明表示時の効率が良い（失われるのは、輝度変調分である）。一方、後者の場合には、分光による損失が生じる。従って、高輝度化を目指すならば、前者（３色切換発光＋モノクロ液晶）が望ましい。
【０００６】
ところで、時間的混色を行うためには、応答が速いことが必要である。視覚的にフリッカーのない表示を行うためには、フィールド周波数が６０Ｈｚ以上である必要がある。即ち、１フィールドにかけられる時間が１６．７ｍｓ以下ということである。時間的混色を行う場合、ＲＧＢ表示の合計が１６．７ｍｓ以下である必要がある（１色当たり、平均５．６ｍｓ以下である）。この時間内に、３色切換と３回の画像切換を行う必要がある。
【０００７】
画像切換に関しては、強誘電性液晶や反強誘電性液晶を用いることにより５００μｓ以下の高速応答が得られる。ところが、蛍光ランプの応答は遅い（図１２）。蛍光体の応答速度は通常１ｍｓ以上であり、それより速くすることが困難である。また、放電が安定して輝度が充分に立ち上がるのには１秒程度かかる特性を有しており、時間的混色のために１ｍｓ程度の短時間点灯で使用すると低輝度の発光しか得られないという問題があった。また、短時間点灯を繰り返した場合、蛍光ランプの寿命が極端に短くなるという問題もあった。
【０００８】
色切換発光素子としてＬＥＤを使用する提案もあるが、ＬＥＤでは数ｍｍずつ離れた点光源群となり、拡散板を使用しても輝度を均一にすることが難しかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のように、従来の３本の蛍光ランプを用いた切換光源を用いた場合、短時間点灯になるため、連続点灯時の輝度よりも２〜３桁低い輝度しか得られないという問題があった。また、寿命が連続点灯時よりも２〜３桁短くなり、実用化は困難であった。
【００１０】
ＬＥＤを用いた場合には間隔の開いた点光源群となり、拡散板を用いても均一な発光を得ることが難しかった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１としては、少なくとも概略ベタの第一電極と対向する複数のライン状第二電極を有し、該第一電極と該第二電極の間の有機発光媒体から発光する有機エレクトロルミネッセンス素子であり、各ラインの発光色が赤、緑、青である色切換発光素子と透過型モノクロ液晶表示装置を重ねたカラー表示装置において、フルカラー表示する際に、前記モノクロ液晶表示装置の走査に同期して前記色切替発光素子の発光ラインを走査することを特徴とするカラー表示装置である。
【００１２】
請求項２としては、少なくともライン状第一電極とそれに平行かつ重なる複数のライン状第二電極を有し、該第一電極と該第二電極の間の有機発光媒体から発光する有機エレクトロルミネッセンス素子であり、各ラインの発光色が赤、緑、青である色切換発光素子と透過型モノクロ液晶表示装置を重ねたカラー表示装置において、フルカラー表示する際に、前記モノクロ液晶表示装置のモノクロ液晶表示の走査に同期して前記色切替発光素子の発光ラインを走査することを特徴とするカラー表示装置である。
【００１３】
請求項３としては、前記モノクロ液晶表示装置のモノクロ液晶表示の走査方向と前記色切替発光素子の発光ラインを垂直に配列したことを特徴とするカラー表示装置である。
【００１４】
請求項４としては、前記色変換発光素子と前記モノクロ液晶表示装置の間にホログラムレンズを設けたことを特徴とするカラー表示装置である。
【００１５】
請求項５としては、前記色変換発光素子の各ラインの発光輝度が１０％から９０％になる応答時間が５００μｓ以下であり、かつ、発光輝度が９０％から１０％になる応答時間が５００μｓ以下であることを特徴とするカラー表示装置である。
【００１６】
請求項６としては、前記色切換発光素子の赤、緑、青発光時間を、各発光色の必要輝度および発光効率に対応して異なる時間にしたことを特徴とするカラー表示装置である。
【００１７】
有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと表記）は、電極間に有機発光媒体を挟んだものであり、各電極から注入された正孔と電子が再結合することによって発光する。有機ＥＬは、応答が速い、輝度が高い、面発光であるという特徴を有している。従って、切換光源として有機ＥＬを用いれば、応答が速く、高輝度で、かつ均一性のよい面発光が得られる。
【００１８】
この場合、有機ＥＬで赤、緑、青の３色の面発光を得るためには、点状の素子である必要はなく、ライン状に配列することで充分である。赤ラインを同時に駆動すれば、全面赤色の発光が得られ、緑ラインを同時に駆動すれば、全面緑色の発光が得られる。青も同様である。厳密には、３色ピッチ分だけトビトビのライン状発光であるが、拡散板で容易に均一化できる。また、３色ピッチを液晶の画素開口サイズと同等あるいはそれより小さくすることで、拡散板が不要になる。あるいは拡散板としてホログラムレンズを用いれば、視野を限定することで輝度を稼ぐことができる。また、各色の輝度を、ライン幅を変えることで補正することができる。
【００１９】
また、ラインを液晶の走査方向と垂直に配列し、液晶の書き換えに追随して色を換えることも可能である。従来は、赤色画面表示後、全面発光停止、液晶の書き換え、緑色画面表示、・・・という駆動方式のため、非発光時間が長く、平均輝度が落ちるという問題があった。本発明の場合、例えば上から下への走査の場合で、例えば全面赤色発光の状態から、上部から発光停止→液晶の書き換え→緑色発光を連続して行い、赤色画面を徐々に緑色画面に換えていくことができる。この方法を用いることで、非点灯時間を大幅に減少させ、輝度をさらに向上することができる。
【００２０】
また、色切換発光素子の応答が速いことにより、各色の輝度バランスに合わせて各色の表示時間を変えるという方法が可能になる。従来は、色切換光源の応答が遅いことにより、各色の発光時間を変えることは不可能であった。本発明の色切換発光素子では、応答が速いことにより、発光時間を自由に変えることができ、各発光色の輝度バランスを時間でも補正することができる。
【００２１】
ライン状有機ＥＬ素子の基板として最適なのが、隔壁付き基板である。第一電極上に形成した隔壁が、有機発光媒体や第二電極のパターニングをする上で非常に有用になる。
【００２２】
ライン状発光部となる予定の部分の間に、あらかじめ隔壁を形成しておく。続いて、マスク蒸着によって各ラインに有機発光媒体を形成する。赤予定の部分には赤色発光媒体を、緑予定の部分には緑色発光媒体を形成する（有機発光媒体は、通常、複数の材料を積層した構造である）。隔壁の存在によって、マスクが発光媒体を傷付けることがなく、また、発光媒体が隣のラインに拡散することがない。
【００２３】
さらに、全体に第二電極材料を蒸着することで、自動的にパターニングがなされ、かつ、第二電極端での短絡を防止できる。これは、隔壁がひさしとすそを有し、すその幅がひさしの幅よりも長いことによる。第二電極材料は発光面上と隔壁上に分離して蒸着される。また、発光面上の有機発光媒体と第二電極ラインの端部がすそ上に乗るため、第二電極と第一電極の接触や、第二電極ライン端への電界集中を妨げる。
【００２４】
第一電極としては、ベタでもよいし、第二電極と平行かつ重なるライン状でもよい。また、輝度の面内均一性を得るため、第一電極は透明電極と金属電極の両方からなることが望ましい。透明電極のみでは、電気抵抗が高いために電圧降下が大きくなり、接続部から離れるほど暗くなる。金属電極を接触させることで電気抵抗を下げれば、輝度の均一性を高め、かつ効率を上げることができる。さらには、第一電極ラインと第二電極ラインの等価抵抗を同じにしておけば、ライン全体で全く同じ輝度が得られる。金属電極は、透明電極の上側に形成してもよいし、下側でもよい。
【００２５】
ただし、金属電極は光を透過しないので、金属電極の面積の占める面積割合をなるべく小さくする必要がある。隔壁も発光に寄与しない部分であるから、隔壁の真下に金属電極を形成することで、開口部を大きくすることができる。金属電極をライン状にし、全て隔壁下に収めれば最も開口率が大きくなる。金属電極をメッシュ状にし、その面積の１／２以上を隔壁下に収めることで、開口率増加量は小さくなるものの、冗長化によって信頼性を上げることが可能になる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の色切換発光素子によれば、複数のライン状有機エレクトロルミネッセンス素子からなることにより、色切換を５００μｓ以下の短時間で行うことができる。
【００２７】
また、本発明の色切換発光素子用基板を用いれば、ライン状の有機エレクトロルミネッセンス素子を容易に形成できる。さらに、面内輝度が均一で、色バランスのよい発光を得ることができる。
【００２８】
また、本発明のカラー表示装置によれば、拡散板を省略できる。あるいは視野限定・輝度向上ができる。さらに、色バランスのよい表示ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を詳細に説明する。まず、切換発光素子用基板について、説明する。透明基板１上に、ベタまたはストライプの透明電極２ａと（図１（ａ）、図４（ａ）、図７（ｂ））、ストライプ状またはメッシュ状の金属電極２ｂを形成する（図１（ｂ）、図４（ｂ）、図７（ａ））。これらが、第一電極２となる。
【００３０】
その上に、色材またはＵＶ吸収材を含有したネガレジストを使用して、隔壁４を形成する（図１（ｃ）、図４（ｃ）、図７（ｃ））。隔壁４は、ひさしとすそを有しており、有機発光媒体５蒸着時の各色の混合防止と第二電極６のパターニングをする役割を持っている。また、金属電極２ｂの全部あるいは５０％以上を隔壁の下にすることで、開口率の低減を最小限に抑えることができる。これで、色切換発光素子用基板が完成する。
【００３１】
次に、色切換素子について説明する。作製した色切換発光素子用基板上に有機発光媒体５を蒸着する（図１（ｄ）、図４（ｄ）、図７（ｄ））。有機発光媒体５は、通常、正孔輸送層／発光層／電子輸送層のような積層構造にする。正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層のような構造にすることもある。材料を変えることで、赤、緑、青の発光を得る。各色の塗り分けは、マスク蒸着法によって行うことができる。各色を隔壁間のライン状の発光部に形成するわけである。蒸着物のマスクと基板との距離によって若干の回り込みが生じるが、それらは隔壁４の側面や上面に付着するだけで、隣のラインに回り込むことはない。
【００３２】
さらに、第二電極６を蒸着する（図１（ｅ）、図４（ｅ）図７（ｅ））。第二電極６は隔壁４間のライン状の発光部と、隔壁上に分断され、自動的にパターニングされる。また、第二電極６の端は隔壁のすそ上に乗り上げた形になり、第一電極２との短絡を防止できる。最後に、封止層の形成あるいはガラスや金属等の封止容器７によって封止することにより、色切換発光素子が完成する（図１（ｆ）、図４（ｆ）、図７（ｆ））。
【００３３】
カラー表示装置について説明する。図２のように、色切換発光素子の３色のピッチが組み合わせるモノクロ液晶表示装置８の画素ピッチと同等以下であれば、拡散板９を省略することができ、工程やコストを減らすことができる。即ち、色切換発光素子の３色ピッチを液晶表示装置８の画素開口サイズに合わせた場合には、色切換素子と液晶表示装置８の位置によらず液晶開口に対応する発光色面積が等しくなるので、拡散板９が不要になる（図２（ｂ））。また、３色ピッチを液晶表示装置８の画素開口サイズより小さくすることで、実質的には白色面発光となり拡散板９が不要になる（図２（ｃ））。また、図８のようにホログラムレンズ１０を使用すれば、図９のように光を一方向にそろえることができ、視野を限定することや輝度を高めることができる。
【００３４】
赤、緑、青の発光効率の違い等を補正する色バランスの調整に関しては、図３、図１０のように時間を変えることによっても可能であるし、図４のように発光ライン幅を変えることによっても可能である。また、全ての場合において、印加電圧を変えることによっても可能である。
【００３５】
また、図６、図１０のようにモノクロ液晶表示の走査に同期して色も走査することにより、発光時間の割合を増加させ、輝度を高めることができる。
【実施例】
【００３６】
［実施例１］
（ベタ透明電極＋ライン状金属電極、拡散板なし、時間で色バランス）
まず、ガラス基板１上にスパッタリングで透明導電膜としてＩＴＯ層を０．１μｍ形成し、透明性と導電性を向上させるために、空気中で加熱処理を行いＩＴＯを結晶化した。そして、フォトエッチングによって発光面全体にＩＴＯのベタのパターン２ａを形成した（図１（ａ））。次に、金属電極としてＡｌを０．２μｍ蒸着し、フォトエッチングによってライン幅５μｍ、間隔９５μｍのパターン２ｂに加工した（図１（ｂ））。
【００３７】
その上に黒色材含有ネガ型感光性樹脂を塗布・プリベークし、露光・現像・ＥＢ硬化・ポストベークによって高さ５μｍ、ひさし幅１０μｍ、すそ幅１５μｍの隔壁４を形成した。隔壁４は、金属電極２ｂを囲むように形成した。（図１（ｃ））。これで、色切換発光素子用基板ができた。
【００３８】
さらに、隔壁４の間の発光ラインに有機発光媒体５を形成した（図１（ｄ））。赤にする部分には、赤色発光媒体５Ｒとして、銅フタロシアニンを１００Å、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（以下、α−ＮＰＤと表記する）を４００Å、Ａｌオキシン錯体に４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（以下、ＤＣＭと表記する）を５ｗｔ％ドーピングしたものを２５０Å、Ａｌオキシン錯体を２５０Å、連続蒸着した。緑にする部分には、緑色発光媒体５Ｇとして、銅フタロシアニンを１００Å、α−ＮＰＤを４００Å、Ａｌオキシン錯体を５００Å、連続蒸着した。青にする部分には、青色発光媒体５Ｂとして、銅フタロシアニンを１００Å、α−ＮＰＤを４００Å、２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセンを４００Å、Ａｌオキシン錯体を１００Å、連続蒸着した。なお、これらの有機発光媒体４の形成には、マスク蒸着法を用いた。
【００３９】
次に、発光面全体に第二電極６として、ＡｌＬｉ合金を２００Å、Ａｌを２００Å連続蒸着した（図１（ｅ））。最後に、窒素封入状態で封止容器７を接着することで、色切換発光素子を完成した（図１（ｆ））。電圧を印加し、各ライン内の輝度が均一であり接続端からの距離によらないことを確認した。
【００４０】
この色切換発光素子に、ピッチ０．３２ｍｍ、開口幅０．３ｍｍの反強誘電性液晶パネル８を重ねた（図２（ａ）、（ｂ））。そして、駆動回路によって図３の駆動を行うことにより、色切換発光素子による時間的混色と反強誘電性液晶による輝度制御によってフルカラー表示できることを確認した。
【００４１】
また、同じ色切換発光素子に、ピッチ１ｍｍ、開口幅０．９ｍｍの反強誘電性液晶パネル８を重ねた（図２（ｃ））。そして、駆動回路によって図３の駆動を行うことにより、色切換発光素子による時間的混色と反強誘電性液晶による輝度制御によってフルカラー表示できることを確認した。
【００４２】
第二電極６として、ＡｌＬｉ合金を１００Å、Ａｌを１００Å連続蒸着した場合、第二電極６の接続端から遠い部分が暗くなった。第二電極６として、ＡｌＬｉ合金を４００Å、Ａｌを４００Å連続蒸着した場合、第二電極６の接続端に近い部分が暗くなった。これらは、第一電極２との等価抵抗の違いが原因である。ＡｌＬｉ合金を１５０Å、Ａｌを１５０Å連続蒸着した場合、ＡｌＬｉ合金を３００Å、Ａｌを３００Å連続蒸着した場合には、輝度の違いは容認できる程度であった。各々３００Åの時、第二電極の等価抵抗は第一電極の６６％であり、第一電極の等価抵抗は第二電極の１５０％である。
【００４３】
［実施例２］
（ライン状透明電極＋ライン状金属電極、ライン幅で色バランス）
まず、ガラス基板１上にスパッタリングで透明導電膜としてＩＴＯ層を０．１μｍ形成し、透明性と導電性を向上させるために、空気中で加熱処理を行いＩＴＯを結晶化した。そして、フォトエッチングによって発光面全体にＩＴＯのライン状パターン２ａを形成した。幅は赤用が１３５μｍ、緑用が５５μｍ、青用が９５μｍ、間隔が５μｍである（図４（ａ））。次に、金属電極２ｂとしてＡｌを０．２μｍ蒸着し、フォトエッチングによって赤用１２μｍ、緑用４μｍ、青用８μｍ幅に加工した（図４（ｂ））。
【００４４】
その上に黒色材含有ネガ型感光性樹脂を塗布・プリベークし、露光・現像・ＥＢ硬化・ポストベークによって高さ５μｍ、ひさし幅１５μｍ、すそ幅２０μｍの隔壁４を形成した。隔壁４は、金属電極２ｂを囲むように形成した。（図４（ｃ））。これで、色切換発光素子用基板ができた。
【００４５】
さらに、隔壁４の間の発光ラインに有機発光媒体５を形成した（図４（ｄ））。赤にする部分には、赤色発光媒体５Ｒとして、銅フタロシアニンを１００Å、α−ＮＰＤを４００Å、Ａｌオキシン錯体にＤＣＭを５ｗｔ％ドーピングしたものを２５０Å、Ａｌオキシン錯体を２５０Å、連続蒸着した。緑にする部分には、緑色発光媒体５Ｇとして、銅フタロシアニンを１００Å、α−ＮＰＤを４００Å、Ａｌオキシン錯体を５００Å、連続蒸着した。青にする部分には、青色発光媒体５Ｂとして、銅フタロシアニンを１００Å、α−ＮＰＤを４００Å、２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセンを４００Å、Ａｌオキシン錯体を１００Å、連続蒸着した。なお、これらの有機発光媒体５の形成には、マスク蒸着法を用いた。
【００４６】
次に、発光面全体に第二電極６として、ＡｌＬｉ合金を１００Å、Ａｌを１００Å連続蒸着した（図４（ｅ））。最後に、窒素封入状態で封止容器７を接着することで、色切換発光素子を完成した（図４（ｆ））。電圧を印加し、各ライン内の輝度が均一であり接続端からの距離によらないことを確認した。
【００４７】
この色切換発光素子に、拡散板９と、ピッチ０．３２ｍｍ、開口幅０．３ｍｍの反強誘電性液晶パネル８を重ねた（図５）。そして、駆動回路によって図６の駆動を行うことにより、色切換発光素子による時間的混色と反強誘電性液晶による輝度制御によってフルカラー表示できることを確認した。
【００４８】
［実施例３］
（メッシュ状金属電極＋ライン状透明電極、ホログラムレンズ）
まず、ガラス基板１上に金属電極２ｂとしてＣｕを０．２μｍ蒸着し、フォトエッチングによってメッシュ状２０μｍ幅に加工した。そして、透明ネガレジストをコート、裏露光、現像、ベークすることにより、Ｃｕ以外の部分を埋め込んだ（図７（ａ））。次に、スパッタリングで透明導電膜としてＩＴＯ層を０．１μｍ形成し、透明性と導電性を向上させるために、空気中で加熱処理を行いＩＴＯを結晶化した。そして、フォトエッチングによってＩＴＯのライン状パターン２ａを形成した。幅は８８０μｍ、間隔が２０μｍである（図７（ｂ））。
【００４９】
その上に黒色材含有ネガ型感光性樹脂を塗布・プリベークし、露光・現像・ＥＢ硬化・ポストベークによって高さ５μｍ、ひさし幅２５μｍ、すそ幅３０μｍの隔壁４を形成した。隔壁４は、金属電極２ｂの長手方向ラインを隠すように形成した（図７（ｃ））。これで、色切換発光素子用基板ができた。
【００５０】
さらに、隔壁４の間の発光ラインに有機発光媒体５を形成した（図７（ｄ））。赤にする部分には、赤色発光媒体５Ｒとして、銅フタロシアニンを１００Å、α−ＮＰＤを４００Å、Ａｌオキシン錯体にＤＣＭを５ｗｔ％ドーピングしたものを２５０Å、Ａｌオキシン錯体を２５０Å、連続蒸着した。緑にする部分には、緑色発光媒体５Ｇとして、銅フタロシアニンを１００Å、α−ＮＰＤを４００Å、Ａｌオキシン錯体を５００Å、連続蒸着した。青にする部分には、青色発光媒体５Ｂとして、銅フタロシアニンを１００Å、α−ＮＰＤを４００Å、２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセンを４００Å、Ａｌオキシン錯体を１００Å、連続蒸着した。なお、これらの有機発光媒体５の形成には、マスク蒸着法を用いた。
【００５１】
次に、発光面全体に第二電極６として、ＡｌＬｉ合金を２００Å、Ａｌを３００Å連続蒸着した（図７（ｅ））。最後に、窒素封入状態で封止容器７を接着することで、色切換発光素子を完成した（図７（ｆ））。電圧を印加し、各ライン内の輝度が均一であり接続端からの距離によらないことを確認した。
【００５２】
一方、各色の発光をほぼ平行光に変換するようなホログラムレンズ１０を設計・製作した。即ち、ガラス基板にホログラム用レジストを塗布した後、赤のラインを発した赤色光をほぼ平行光にするパターンと、緑のラインを発した緑色光をほぼ平行光にするパターンと、青のラインを発した青色光をほぼ平行光にするパターンを多重露光し、現像することによって作製した。
【００５３】
前述の色切換発光素子に、このホログラムレンズ１０と、ピッチ０．３２ｍｍ、開口幅０．３ｍｍの反強誘電性液晶パネル８を重ねた（図８）。その際、色切換素子とホログラムレンズ１０の位置関係により、縦方向（色切換発光素子ラインに垂直な方向）に関して視野を限定することができ（図９（ａ））、その方向の輝度を高めることができた。また、設計を変えることで、視野限定の方向を変えることができた（図９（ｂ））。さらに、駆動回路によって図１０の駆動を行うことにより、色切換発光素子による時間的混色と反強誘電性液晶による輝度制御によってフルカラー表示できることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の色切換発光素子用基板および色切換発光素子の製造プロセスを示す説明図である。
【図２】本発明のカラー表示装置を示す説明図である。
【図３】図２のカラー表示装置の駆動方法を示す説明図である。
【図４】本発明の色切換発光素子用基板および色切換発光素子の製造プロセスを示す説明図である。
【図５】図４の色切換発光素子を用いたカラー表示装置を示す説明図である。
【図６】図５のカラー表示装置の駆動方法を示す説明図である。
【図７】本発明の色切換発光素子用基板および色切換発光素子の製造プロセスを示す説明図である。
【図８】本発明のカラー表示装置を示す説明図である。
【図９】図８のカラー表示装置の動作原理を示す説明図である。
【図１０】本発明のカラー表示装置の駆動方法を示す説明図である。
【図１１】従来のカラー表示装置を示す説明図である。
【図１２】従来のカラー表示装置の駆動方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 基板
２ 第一電極
２ａ 透明電極
２ｂ 金属電極
３ 埋め込み層
４ 隔壁
５ 有機発光媒体
５Ｒ 赤色発光媒体
５Ｇ 緑色発光媒体
５Ｂ 青色発光媒体
６ 第二電極
７ 封止容器
８ モノクロ液晶表示装置
９ 通常の拡散板
１０ ホログラムレンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも概略ベタの第一電極と対向する複数のライン状第二電極を有し、該第一電極と該第二電極の間の有機発光媒体から発光する有機エレクトロルミネッセンス素子であり、各ラインの発光色が赤、緑、青である色切換発光素子と透過型モノクロ液晶表示装置を重ねたカラー表示装置において、
フルカラー表示する際に、前記モノクロ液晶表示装置の走査に同期して前記色切替発光素子の発光ラインを走査することを特徴とするカラー表示装置。
【請求項２】
少なくともライン状第一電極とそれに平行かつ重なる複数のライン状第二電極を有し、該第一電極と該第二電極の間の有機発光媒体から発光する有機エレクトロルミネッセンス素子であり、各ラインの発光色が赤、緑、青である色切換発光素子と透過型モノクロ液晶表示装置を重ねたカラー表示装置において、
フルカラー表示する際に、前記モノクロ液晶表示装置のモノクロ液晶表示の走査に同期して前記色切替発光素子の発光ラインを走査することを特徴とするカラー表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のカラー表示装置であって、前記モノクロ液晶表示装置のモノクロ液晶表示の走査方向と前記色切替発光素子の発光ラインを垂直に配列したことを特徴とするカラー表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３に記載のカラー表示装置であって、前記色変換発光素子と前記モノクロ液晶表示装置の間にホログラムレンズを設けたことを特徴とするカラー表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４に記載のカラー表示装置であって、前記色変換発光素子の各ラインの発光輝度が１０％から９０％になる応答時間が５００μｓ以下であり、かつ、発光輝度が９０％から１０％になる応答時間が５００μｓ以下であることを特徴とするカラー表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５に記載のカラー表示装置であって、前記色切換発光素子の赤、緑、青発光時間を、各発光色の必要輝度および発光効率に対応して異なる時間にしたことを特徴とするカラー表示装置。
【請求項１】
少なくとも概略ベタの第一電極と対向する複数のライン状第二電極を有し、該第一電極と該第二電極の間の有機発光媒体から発光する有機エレクトロルミネッセンス素子であり、各ラインの発光色が赤、緑、青である色切換発光素子と透過型モノクロ液晶表示装置を重ねたカラー表示装置において、
フルカラー表示する際に、前記モノクロ液晶表示装置の走査に同期して前記色切替発光素子の発光ラインを走査することを特徴とするカラー表示装置。
【請求項２】
少なくともライン状第一電極とそれに平行かつ重なる複数のライン状第二電極を有し、該第一電極と該第二電極の間の有機発光媒体から発光する有機エレクトロルミネッセンス素子であり、各ラインの発光色が赤、緑、青である色切換発光素子と透過型モノクロ液晶表示装置を重ねたカラー表示装置において、
フルカラー表示する際に、前記モノクロ液晶表示装置のモノクロ液晶表示の走査に同期して前記色切替発光素子の発光ラインを走査することを特徴とするカラー表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のカラー表示装置であって、前記モノクロ液晶表示装置のモノクロ液晶表示の走査方向と前記色切替発光素子の発光ラインを垂直に配列したことを特徴とするカラー表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３に記載のカラー表示装置であって、前記色変換発光素子と前記モノクロ液晶表示装置の間にホログラムレンズを設けたことを特徴とするカラー表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４に記載のカラー表示装置であって、前記色変換発光素子の各ラインの発光輝度が１０％から９０％になる応答時間が５００μｓ以下であり、かつ、発光輝度が９０％から１０％になる応答時間が５００μｓ以下であることを特徴とするカラー表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５に記載のカラー表示装置であって、前記色切換発光素子の赤、緑、青発光時間を、各発光色の必要輝度および発光効率に対応して異なる時間にしたことを特徴とするカラー表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−２８５２６３（Ｐ２００６−２８５２６３Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２３３００（Ｐ２００６−１２３３００）
【出願日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【分割の表示】特願平１１−５２２９１の分割
【原出願日】平成１１年３月１日（１９９９．３．１）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【分割の表示】特願平１１−５２２９１の分割
【原出願日】平成１１年３月１日（１９９９．３．１）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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