有機ＥＬ表示装置
【課題】画素を同じ色相の二つの領域に分け、各領域にそれぞれ有機ＥＬ素子を設け、一方の有機ＥＬ素子の光出射側にレンズを設けた構成において、二つの領域の色度ずれを低減した有機ＥＬ表示装置を提供する。
【解決手段】第１電極２１と、発光層を含む有機ＥＬ層２３と、第２電極２４と、を備える有機ＥＬ素子が、互いに同じ色相である第１領域と第２領域とからなる画素の第１領域に設けられ、第２領域には第２電極２４の光出射側にレンズを配して設けられ、画素が複数配置された有機ＥＬ表示装置であって、有機ＥＬ素子の発光層で発せられた光が、第１電極２１と第２電極２４の間で干渉によって強められ、少なくとも一部の画素において、第２領域の有機ＥＬ素子が第１領域の有機ＥＬ素子よりも光学膜厚が厚いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【解決手段】第１電極２１と、発光層を含む有機ＥＬ層２３と、第２電極２４と、を備える有機ＥＬ素子が、互いに同じ色相である第１領域と第２領域とからなる画素の第１領域に設けられ、第２領域には第２電極２４の光出射側にレンズを配して設けられ、画素が複数配置された有機ＥＬ表示装置であって、有機ＥＬ素子の発光層で発せられた光が、第１電極２１と第２電極２４の間で干渉によって強められ、少なくとも一部の画素において、第２領域の有機ＥＬ素子が第１領域の有機ＥＬ素子よりも光学膜厚が厚いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）素子を用いた表示装置に関し、特に画素を同じ色相の二つの領域に分け、各領域にそれぞれ有機ＥＬ素子を設け、一方の有機ＥＬ素子の光出射側にレンズを設けた有機ＥＬ表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子の課題として、光取り出し効率が悪いことが知られている。これは有機ＥＬ素子では発光層から光が様々な角度で出射するため、保護膜と外部空間との境界面で全反射成分が多く発生し、発光光が素子内部に閉じ込められてしまうからである。この課題を解決するために、特許文献１では有機ＥＬ素子を封止する酸化窒化シリコン（ＳｉＮxＯy）膜上に樹脂から成るマイクロレンズアレイを配置して正面方向への光取り出し効率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０３９５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように有機ＥＬ素子の上にレンズを配置する構成では、レンズがなければ全反射していた光成分を取り出すことができるという効果に加え、集光の効果が期待できる。これらの効果により有機ＥＬ表示装置の正面輝度（正面方向即ち基板の法線方向への光取り出し効率）の向上を実現できる。しかし、有機ＥＬ表示装置の斜め方向の輝度は減少するため、この構成の場合、広い視野角特性が求められる場面では使いづらくなる。また、有機ＥＬ素子に干渉効果を付与した構成の場合、強め合いの干渉効果が効く方向（光路長）では輝度が高くなる。しかし、強め合いの干渉効果が弱まる方向では輝度が低くなるため、この構成の場合も、広い視野角特性が求められる場面では使いづらくなる。
【０００５】
正面輝度の向上と広い視野角特性の両方を実現するためには、画素を同じ色相の二つの領域に分け、各領域にそれぞれ有機ＥＬ素子を設け、一方の有機ＥＬ素子の光出射側にレンズを設けた構成にすることが考えられる。この構成とすれば、二つの領域のうちのレンズが設けられていない領域を発光させることで広い視野角特性を得ることができ、レンズが設けられている領域を発光させることで正面輝度を向上させることができる。しかし、この構成では、レンズが設けられている領域の色度が、レンズが設けられていない領域の色度よりも悪くなり二つの領域で色度にずれが生じる場合があった。
【０００６】
そこで、本発明は、画素を同じ色相の二つの領域に分け、各領域にそれぞれ有機ＥＬ素子を設け、一方の有機ＥＬ素子の光出射側にレンズを設けた構成において、二つの領域の色度ずれを低減した有機ＥＬ表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された発光層を含む有機ＥＬ層と、を備える有機ＥＬ素子が、互いに同じ色相である第１領域と第２領域とからなる画素の前記第１領域に設けられ、前記第２領域には前記第２電極の光出射側にレンズを配して設けられ、前記画素が複数配置された有機ＥＬ表示装置であって、
前記有機ＥＬ素子の前記発光層で発せられた光が、前記第１電極と前記第２電極の間で干渉によって強められ、
少なくとも一部の前記画素において、前記第２領域の有機ＥＬ素子が前記第１領域の有機ＥＬ素子よりも光学膜厚が厚いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、レンズを設けた第２領域の有機ＥＬ素子の光学膜厚を、レンズを設けない第１領域の有機ＥＬ素子の光学膜厚よりも厚くするため、第２領域において発光色を長波長側にシフトさせることができる。これにより二つの領域の色度ずれを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の表示装置を構成する有機ＥＬパネル及び画素の概略図である。
【図２】本発明の表示装置に用いられる有機ＥＬ素子の輝度−視野角特性である。
【図３】実施例１の表示装置を構成する有機ＥＬパネル及び画素の概略図である。
【図４】実施例１の表示装置に用いられる画素回路である。
【図５】実施例１の表示装置を構成する画素の他の例の概略図である。
【図６】実施例１の有機ＥＬ素子の色度ずれ特性である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の有機ＥＬ表示装置の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１（ａ）は、本発明の有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬパネル１１の一例を示す概略図である。有機ＥＬパネル１１はマトリクス状に複数配置された画素（ｍ行ｎ列画素）、情報線駆動回路１２、走査線駆動回路１３、情報線１５、走査線１６を有する。各画素は各情報線１５と各走査線１６の交点に配置され、各画素には画素回路１４、有機ＥＬ素子が配置されている。情報線駆動回路１２は画像データに応じた情報電圧（情報信号）を情報線１５に印加する回路、走査線駆動回路１３は走査信号を走査線１６に供給する回路、画素回路１４は情報電圧に応じた駆動電流を有機ＥＬ素子に供給する回路である。
【００１２】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の有機ＥＬパネル１１における画素（例えば図１（ａ）中のａ行目ｂ列目の画素）に相当する部分を示す部分断面図である。各画素は互いに異なる視野角特性（視野角特性Ａ、視野角特性Ｂ）を有する二つの領域からなる。ここで、画素を構成する「領域」とは、１つの有機ＥＬ素子が設けられた領域を意味する。各画素では、基板２０の上に上記各領域の有機ＥＬ素子毎にパターニングされた第１電極２１が形成され、第１電極２１の上に発光層を含む有機ＥＬ層（有機化合物層）２３、第２電極２４が順に形成されている。発光層で発光した光は直接第２電極側から外部に取り出されるか、又は第１電極２１の反射面で反射された後第２電極側から外部に取り出される。上記各領域内の各有機ＥＬ素子間には二つの領域間を分離する領域分離層２２が形成され、第２電極２４の上には空気中の酸素や水分から有機ＥＬ層２３を保護するための保護膜２５が形成されている。第１電極２１と第２電極２４は一方がアノード電極、他方がカソード電極である。第１電極２１をアノード電極、第２電極２４をカソード電極としても良いし、第１電極２１をカソード電極、第２電極２４をアノード電極としても良い。
【００１３】
第１電極２１は、例えばＡｇ等の高い反射率を持つ導電性の金属材料から形成される。或いはそのような金属材料から成る層とホール注入特性に優れたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電性材料から成る層との積層体から構成しても良い。第１電極２１が金属からなる場合、金属と有機ＥＬ層２３との界面（金属の発光層側の界面）が第１電極２１の反射面である。第１電極２１が金属膜と透明酸化物導電膜との積層体からなる場合、金属膜と透明酸化物導電膜との界面が第１電極２１の反射面である。尚、第１電極２１は同一画素内で連続して形成され、つながっていても良い。この場合、同一画素の二つの有機ＥＬ素子間に領域分離層２２は設けない。
【００１４】
第２電極２４は、複数の有機ＥＬ素子に対して共通に形成されており、発光層で発光した光を素子外部に取り出し可能な半反射性又は光透過性の構成を有している。素子内部での干渉効果を高めるために第２電極２４を半反射性の構成とする場合、第２電極２４はＡｇ、ＡｇＭｇ等の電子注入性に優れた導電性の金属材料から成る層を２ｎｍ〜５０ｎｍの膜厚で形成することにより構成することができる。この場合、第２電極２４の反射面は、金属材料から成る層と有機化合物層との界面である。尚、「半反射性」とは、素子内部で発光した光の一部を反射し一部を透過する性質を意味し、可視光に対して２０〜８０％の反射率を有するものをいい、「光透過性」とは、可視光に対して８０％以上の透過率を有するものをいう。第２電極２４が半透過性、つまり、透明酸化物導電膜からなる場合には、第２電極の２４の反射面は、透明酸化物導電膜の光出射側にある界面（有機ＥＬ層２３とは反対側にある界面）である。
【００１５】
有機ＥＬ層２３は、少なくとも発光層を含む単層又は複数の層からなる。有機ＥＬ層２３の構成例としては、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層からなる４層構成、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層からなる３層構成等が挙げられる。有機ＥＬ層２３を構成する材料は公知の材料を使用することができる。
【００１６】
保護膜２５は、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素等の無機材料からなる。或いは無機材料と有機材料との積層膜からなる。無機膜の膜厚は０．１μｍ以上１０μｍ以下が好ましく、ＣＶＤ法で形成することが好ましい。有機膜は工程中に表面に付着して除去できない異物を覆って保護性能を向上させるために使用するため、有機膜の膜厚は１μｍ以上が好ましい。図１（ｂ）では、保護膜２５を領域分離層２２の形状に沿って形成しているが、保護膜２５の表面が平坦であっても良い。有機材料を使うことで容易に表面を平坦にすることが可能である。
【００１７】
基板２０には各有機ＥＬ素子を駆動できるように画素回路が形成されている（不図示）。これらの画素回路は複数の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒという）から構成されている（不図示）。ＴＦＴが形成された基板２０は、ＴＦＴと第１電極２１とを電気的に接続するためのコンタクトホールが形成された層間絶縁膜に覆われている（不図示）。層間絶縁膜上には、画素回路による表面凹凸を吸収し、表面を平坦にするための平坦化膜が形成されている（不図示）。
【００１８】
図１（ｃ）は、図１（ａ）の有機ＥＬパネル１１における画素配置の一例であり、Ｒ画素３１、Ｇ画素３２、Ｂ画素３３が配置されている。Ｒ画素３１はＲ−１領域３１１、Ｒ−２領域３１２で構成され、各領域は色相が共にＲ、かつ互いに視野角特性が異なる。Ｇ画素３２はＧ−１領域３２１、Ｇ−２領域３２２で構成され、各領域は色相が共にＧ、かつ互いに視野角特性が異なる。Ｂ画素３３はＢ−１領域３３１、Ｂ−２領域３３２で構成され、各領域は色相が共にＢ、かつ互いに視野角特性が異なる。Ｒを発光し視野角特性の異なる二つの領域からなるＲ画素３１、Ｇを発光し視野角特性の異なる二つの領域からなるＧ画素３２、Ｂを発光し視野角特性の異なる二つの領域からなるＢ画素３３が、１つの表示単位である。
【００１９】
本発明の有機ＥＬ表示装置は、図１（ｃ）のように３つの異なる色相を持った有機ＥＬパネルで構成しても良いし、４つの異なる色相を持った有機ＥＬパネルで構成しても良い。３色相の場合には、例えばＲ・Ｇ・Ｂの３色相を持った有機ＥＬパネルとし、Ｒ・Ｇ・Ｂの３色相の有機ＥＬ素子からなる構成としても良いし、白色有機ＥＬ素子にＲ・Ｇ・Ｂの３色相のカラーフィルターを重ねた構成としても良い。４色相の場合には、例えばＲ・Ｇ・Ｂ・Ｗの４色相を持った有機ＥＬパネルとしても良い。
【００２０】
このように、本発明の第一の特徴は各画素が異なる視野角特性を有する二つの領域からなることである。具体的にはＲ−１領域３１１、Ｇ−１領域３２１、Ｂ−１領域３３１を視野角の広い特性を持つ領域で構成し、Ｒ−２領域３１２、Ｇ−２領域３２２、Ｂ−２領域３３２を正面輝度の高い特性を持つ領域で構成する。ここで、「正面輝度の高い特性」とは、正面方向即ち基板の法線方向への光取り出し効率が高い特性を意味する。以下、Ｒ−１領域３１１、Ｇ−１領域３２１、Ｂ−１領域３３１を「第１領域」、Ｒ−２領域３１２、Ｇ−２領域３２２、Ｂ−２領域３３２を「第２領域」という。第１領域と第２領域が上記各特性を持つためには、例えば第２領域のみに有機ＥＬ素子の光出射側に集光性の高い素子を配置する。集光性の高い素子としては、レンズ等を用いるのが好ましい。
【００２１】
画素内の第１領域と第２領域の視野角特性をグラフで示すと図２のようになる。図２中の（ａ）はＲ−１領域３１１の相対輝度−視野角特性、図２中の（ｂ）はＲ−２領域３１２の相対輝度−視野角特性である。輝度はＲ−１領域３１１・Ｒ−２領域３１２共に同じ電流を注入し、Ｒ−１領域３１１の正面輝度を１としたときの相対輝度値で表している。図２より、Ｒ−１領域３１１は視野角が広いことが分かる。一方、Ｒ−２領域３１２は視野角が狭いが、正面輝度がＲ−１領域３１１の約４倍になることが分かる。Ｇ画素３２の上記二つの領域及びＢ画素３３の上記二つの領域についても図２と同様の特性を有する。
【００２２】
次に、本発明のもう一つの特徴について説明する。本発明の第二の特徴は、有機ＥＬ素子の発光層で発せられた光が、第１電極と第２電極の間で干渉によって強められ、かつ、少なくとも一部の画素において、第２領域の有機ＥＬ素子が第１領域の有機ＥＬ素子よりも光学膜厚が厚いことである。具体的には光学干渉に寄与する部分の膜厚を異なる値に設定する。なお、光学膜厚とは、第１電極２１の反射面と第２電極２４の反射面との間にある各層の膜厚と各層の屈折率の積の和のことである。例えばトップエミッション型の有機ＥＬ素子の場合には、発光層と第１電極２１の反射面との間の光学膜厚を第２領域の方が第１領域よりも厚い値に設定するのが効果的である。このように光学膜厚を設定することにより第２領域において発光色を長波長側にシフトさせることができる。これにより、第２領域の有機ＥＬ素子の光学膜厚が第１領域の有機ＥＬ素子の光学膜厚よりも厚い構成をとる画素において、二つの領域の色度ずれを低減することができる。詳細については後述の実施例で説明する。
【００２３】
続いて、有機ＥＬパネル１１の動作について説明する。Ｒ・Ｇ・Ｂ各画素における視野角特性の異なる二つの領域は画素回路で駆動する。第１電極２１が同一画素内で連続して形成され、つながっている場合には二つの領域を同時に駆動することができ、つながっていない場合には二つの領域を独立して駆動することができる。図４の画素回路を用いることにより例えば以下の駆動を行うことができる。
【００２４】
視野角の広い特性を持った領域であるＲ−１領域３１１、Ｇ−１領域３２１、Ｂ−１領域３３１のみを点灯させると有機ＥＬパネル１１は視野角の広い性能が得られる。視野角は狭いが、正面輝度の高い特性を持った領域であるＲ−２領域３１２、Ｇ−２領域３２２、Ｂ−２領域３３２のみを点灯させると有機ＥＬパネル１１は正面輝度の高い性能が得られる。これらの駆動を組み合わせることにより正面輝度の向上と広い視野角特性の両方を実現できる。
【００２５】
また、Ｒ−２領域３１２、Ｇ−２領域３２２、Ｂ−２領域３３２を低電流で点灯させ、正面輝度をＲ−１領域３１１、Ｇ−１領域３２１、Ｂ−１領域３３１を点灯させた場合と同等にすると消費電力を低減できる。
【実施例】
【００２６】
図３（ａ）は、本実施例の有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬパネル１１の概略図である。本実施例の有機ＥＬパネル１１は図１（ａ）の有機ＥＬパネル１１に発光領域の選択制御線駆動回路１７、２本の選択制御線１８、１９を追加した構成としている。各画素はＲ・Ｇ・Ｂいずれかの色相である。画素回路１４は図４の回路を用いる。図４において、Ｐ１は走査線、Ｐ２は有機ＥＬ素子Ａの選択制御線、Ｐ３は有機ＥＬ素子Ｂの選択制御線である。情報信号として情報電圧Ｖｄａｔａが情報線１５から入力される。有機ＥＬ素子Ａのアノード電極はＴＦＴ（Ｍ３）のドレイン端子に接続されており、カソード電極は接地電位ＣＧＮＤに接続されている。有機ＥＬ素子Ｂのアノード電極はＴＦＴ（Ｍ４）のドレイン端子に接続されており、カソード電極は接地電位ＣＧＮＤに接続されている。
【００２７】
図３（ｂ）は、本実施例の有機ＥＬパネル１１における画素に相当する部分を示す部分断面図である。本実施例の各画素は図１（ｂ）の画素において第２領域のみに有機ＥＬ素子の光出射側にレンズを設けた構成としており、保護膜２５より下の層は図１（ｂ）と同じ構成である。本実施例では第１電極２１をアノード電極、第２電極２４をカソード電極とした。
【００２８】
レンズ２６は樹脂材料を加工することにより形成されている。具体的にはレンズは型押し等の方法により形成可能である。また、保護膜２５を無機膜で厚膜形成した後、その無機膜をエッチングしてレンズ形状に加工しても良い。この場合、図５のような構成になる。このように保護膜２５がレンズ形状も兼ねると単層で形成できる点で好ましい。
【００２９】
上記構成をとることにより、レンズ２６が設けられた第２領域の有機ＥＬ素子Ｂでは、有機ＥＬ層２３から出射された光が透明な第２電極２４を透過し、更に保護膜２５、レンズ２６を透過して有機ＥＬ素子Ｂの外部へ出射される。レンズ２６が設けられた構成ではレンズ２６が設けられていない構成と比べて出射角度が基板の法線方向に近づく。従ってレンズ２６が設けられた構成の方が基板の法線方向への集光効果が向上する。即ち表示装置としては正面方向における光の利用効率を高めることができる。また、レンズ２６が設けられた構成では、発光層から斜めに出射された光の出射界面に対する入射角度が垂直に近くなるため、全反射する光量が減少する。その結果、光取り出し効率も向上する。
【００３０】
一方、レンズが設けられていない第１領域の有機ＥＬ素子Ａでは、有機ＥＬ層２３の発光層から斜めに出射された光は、保護膜２５から出射する際に更に斜めになって出射するため、広角で光を放出できるが正面方向に多くの光を取り出せない。
【００３１】
図３（ｃ）は、本実施例の有機ＥＬパネル１１における画素配置であり、図１（ｃ）と同じ画素配置である。Ｒ−１領域３１１、Ｇ−１領域３２１、Ｂ−１領域３３１では有機ＥＬ素子Ａの光出射側を平坦とし、Ｒ−２領域３１２、Ｇ−２領域３２２、Ｂ−２領域３３２では有機ＥＬ素子Ｂの光出射側にレンズを設けている。また、本実施例では少なくとも一部の画素において、第２領域の有機ＥＬ素子の光学膜厚を第１領域の有機ＥＬ素子の光学膜厚よりも厚くしている。以下、第１領域の有機ＥＬ素子Ａと第２領域の有機ＥＬ素子Ｂの膜厚構成、レンズ構成及び色度ずれ特性を示す。
【００３２】
（膜厚構成）
表１にＧ画素における有機ＥＬ素子Ａと有機ＥＬ素子Ｂの膜厚を示す。Ｇ−１領域３２１に設けられているのは第２電極２４の光出射側が平坦な有機ＥＬ素子Ａ、Ｇ−２領域３２２に設けられているのは第２電極２４の光出射側にレンズが形成された有機ＥＬ素子Ｂである。第１電極２１はＡｇとＩＴＯ（１０ｎｍ）を積層している。第１電極２１の上に、ホール輸送層（ＨＴＬ）（１７８ｎｍ、１８８ｎｍ）、発光層（ＥＭＬ）（２０ｎｍ）、電子輸送層（ＥＴＬ）（２０ｎｍ）、電子注入層（ＥＩＬ）（１５ｎｍ）をこの順に積層する。ＨＴＬの膜厚は有機ＥＬ素子Ａでは１７８ｎｍ、有機ＥＬ素子Ｂでは１８８ｎｍとしている。更にその上に、第２電極２４としてＡｇ（１２ｎｍ）を成膜し、保護膜２５としてＳｉＮを成膜している。尚、Ｒ画素３１、Ｂ画素３３についても有機ＥＬ素子ＢのＨＴＬの膜厚を有機ＥＬ素子ＡのＨＴＬの膜厚よりも厚くした。また、第１電極２１をカソード電極、第２電極２４をアノード電極とした場合には、第１電極２１の上に、ＥＩＬ、ＥＴＬ、ＥＭＬ、ＨＴＬの順で積層して有機ＥＬ層２３を形成し、更にその上に、第２電極２４、保護膜２５を順に形成する。
【００３３】
【表１】
【００３４】
（レンズ構成）
本実施例の有機ＥＬ素子Ｂの第２電極２４の光出射側には、ＳｉＮ膜をエッチングしてレンズを形成する。尚、有機ＥＬ素子Ｂの発光開口サイズは８μｍφ、レンズの曲率半径は１６μｍ、発光層とレンズの先端までの距離は８μｍという関係に設定する。
【００３５】
（色度ずれ特性）
本実施例の有機ＥＬ素子Ａと有機ＥＬ素子Ｂの色度ずれ特性を図６（ａ）に示す。比較例として有機ＥＬ素子ＢのＨＴＬの膜厚を１７８ｎｍ（有機ＥＬ素子Ａと同じ膜厚）に設定した場合の色度ずれ特性を図６（ｂ）に示す。また、各角度における色度差Δｘｙを表２に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】
図６（ａ）（ｂ）、表２より、本実施例のように有機ＥＬ素子Ａと有機ＥＬ素子ＢとでＨＴＬの膜厚を変えた場合の方が、各角度における色度の差が小さくなることが分かる。また、図６（ｂ）から分かるように、レンズ２６が設けられた第２領域の有機ＥＬ素子Ｂの場合、第１領域の有機ＥＬ素子Ａに比べ、発光色が短波長側にシフトする。この作用を打ち消すために、有機ＥＬ素子Ｂは、発光色を長波長側にシフトさせるべく膜厚を厚くする。こうすることにより図６（ａ）のように色度のずれが小さくなる。
【００３８】
本実施例では、有機ＥＬ素子Ａと有機ＥＬ素子Ｂの光学膜厚のうちＨＴＬ膜厚を異なる値に設定したが、これに限定されるものではない。例えば第１電極の一部であるＩＴＯの膜厚を異なる値に設定しても良い。有機ＥＬ素子Ａと有機ＥＬ素子Ｂの光学膜厚のうち、ＥＴＬの膜厚を異なる値に設定しても良い。
【００３９】
ここで、どの程度まで光学膜厚を厚くする必要があるかについて説明する。第１領域の有機ＥＬ素子Ａで屈折率が２の保護膜２５を用いる場合、保護膜２５中の０〜３０度までの光が外部へ取り出される。即ち正面にキャビティを合わせた場合、３０度の干渉ずれまでが観察される。レンズ２６が設けられた第２領域の有機ＥＬ素子Ｂでは保護膜２５中の３０度よりも大きい角度の光が外部へ取り出される。レンズ２６の屈折率を１．７程度とすると、保護膜２５中の０〜約６０度までの光が外部へ取り出される。このため、同じ光学干渉の場合、更に高角側の干渉ずれまでが観察される。このため、光学干渉を正面でなく３０度の方向に合わせることで、正面側は−３０度のずれまでで済む。これは第１領域の有機ＥＬ素子Ａでの取り出しの角度と同等であるので、この範囲以下にしておくことが好ましい。従って、大きく見積もっても３０度の角度に相当する分、光学膜厚を調整すれば良い。強め合い干渉に関しては下記式が成り立つ。
２×Ｌ×ＣＯＳθ＝（ｍ＋φ／２π）×λ
Ｌ：発光層と第１電極２１の反射面との間の光学距離
ｍ：０以上の整数
φ：第１電極２１の反射面での位相変化量
λ：干渉波長
【００４０】
上記式から、例えばθ＝０°、ｍ＝１、φ＝π、λ＝５５０ｎｍとした場合、Ｌ＝４１２ｎｍとなる。同様にθ＝３０°、ｍ＝１、φ＝π、λ＝５５０ｎｍとした場合、４７６ｎｍとなる。従ってレンズ２６が設けられた第２領域の有機ＥＬ素子Ｂの光学膜厚は、第１領域の有機ＥＬ素子Ａの光学膜厚よりも６４ｎｍ以下の範囲で厚く設定する。この時、例えばＨＴＬで光学膜厚を調整する場合、ＨＴＬの屈折率を１．７程度とすると３８ｎｍまでの範囲で厚く設定する。そして、レンズ２６の形状・集光度合いが小さいほど、この調整膜厚は薄くて良い。
【００４１】
以上より、本実施例では、少なくとも一部の画素でレンズ２６を設けた第２領域の有機ＥＬ素子Ｂの光学膜厚を、レンズ２６を設けない第１領域の有機ＥＬ素子Ａの光学膜厚よりも厚くする。これにより第２領域の有機ＥＬ素子の光学膜厚が第１領域の有機ＥＬ素子の光学膜厚よりも厚い画素において、二つの領域の色度ずれを低減することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１１：有機ＥＬパネル、１２：情報線駆動回路、１３：走査線駆動回路、１４：画素回路、１７：発光領域の選択制御線駆動回路、２０：基板、２１：第１電極、２２：領域分離層、２３：有機ＥＬ層、２４：第２電極、２５：保護膜、２６：レンズ、３１：Ｒ画素、３２：Ｇ画素、３３：Ｂ画素、３１１：Ｒ画素のＲ−１領域、３１２：Ｒ画素のＲ−２領域、３２１：Ｇ画素のＧ−１領域、３２２：Ｇ画素のＧ−２領域、３３１：Ｂ画素のＢ−１領域、３３２：Ｂ画素のＢ−２領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）素子を用いた表示装置に関し、特に画素を同じ色相の二つの領域に分け、各領域にそれぞれ有機ＥＬ素子を設け、一方の有機ＥＬ素子の光出射側にレンズを設けた有機ＥＬ表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子の課題として、光取り出し効率が悪いことが知られている。これは有機ＥＬ素子では発光層から光が様々な角度で出射するため、保護膜と外部空間との境界面で全反射成分が多く発生し、発光光が素子内部に閉じ込められてしまうからである。この課題を解決するために、特許文献１では有機ＥＬ素子を封止する酸化窒化シリコン（ＳｉＮxＯy）膜上に樹脂から成るマイクロレンズアレイを配置して正面方向への光取り出し効率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０３９５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように有機ＥＬ素子の上にレンズを配置する構成では、レンズがなければ全反射していた光成分を取り出すことができるという効果に加え、集光の効果が期待できる。これらの効果により有機ＥＬ表示装置の正面輝度（正面方向即ち基板の法線方向への光取り出し効率）の向上を実現できる。しかし、有機ＥＬ表示装置の斜め方向の輝度は減少するため、この構成の場合、広い視野角特性が求められる場面では使いづらくなる。また、有機ＥＬ素子に干渉効果を付与した構成の場合、強め合いの干渉効果が効く方向（光路長）では輝度が高くなる。しかし、強め合いの干渉効果が弱まる方向では輝度が低くなるため、この構成の場合も、広い視野角特性が求められる場面では使いづらくなる。
【０００５】
正面輝度の向上と広い視野角特性の両方を実現するためには、画素を同じ色相の二つの領域に分け、各領域にそれぞれ有機ＥＬ素子を設け、一方の有機ＥＬ素子の光出射側にレンズを設けた構成にすることが考えられる。この構成とすれば、二つの領域のうちのレンズが設けられていない領域を発光させることで広い視野角特性を得ることができ、レンズが設けられている領域を発光させることで正面輝度を向上させることができる。しかし、この構成では、レンズが設けられている領域の色度が、レンズが設けられていない領域の色度よりも悪くなり二つの領域で色度にずれが生じる場合があった。
【０００６】
そこで、本発明は、画素を同じ色相の二つの領域に分け、各領域にそれぞれ有機ＥＬ素子を設け、一方の有機ＥＬ素子の光出射側にレンズを設けた構成において、二つの領域の色度ずれを低減した有機ＥＬ表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された発光層を含む有機ＥＬ層と、を備える有機ＥＬ素子が、互いに同じ色相である第１領域と第２領域とからなる画素の前記第１領域に設けられ、前記第２領域には前記第２電極の光出射側にレンズを配して設けられ、前記画素が複数配置された有機ＥＬ表示装置であって、
前記有機ＥＬ素子の前記発光層で発せられた光が、前記第１電極と前記第２電極の間で干渉によって強められ、
少なくとも一部の前記画素において、前記第２領域の有機ＥＬ素子が前記第１領域の有機ＥＬ素子よりも光学膜厚が厚いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、レンズを設けた第２領域の有機ＥＬ素子の光学膜厚を、レンズを設けない第１領域の有機ＥＬ素子の光学膜厚よりも厚くするため、第２領域において発光色を長波長側にシフトさせることができる。これにより二つの領域の色度ずれを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の表示装置を構成する有機ＥＬパネル及び画素の概略図である。
【図２】本発明の表示装置に用いられる有機ＥＬ素子の輝度−視野角特性である。
【図３】実施例１の表示装置を構成する有機ＥＬパネル及び画素の概略図である。
【図４】実施例１の表示装置に用いられる画素回路である。
【図５】実施例１の表示装置を構成する画素の他の例の概略図である。
【図６】実施例１の有機ＥＬ素子の色度ずれ特性である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の有機ＥＬ表示装置の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１（ａ）は、本発明の有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬパネル１１の一例を示す概略図である。有機ＥＬパネル１１はマトリクス状に複数配置された画素（ｍ行ｎ列画素）、情報線駆動回路１２、走査線駆動回路１３、情報線１５、走査線１６を有する。各画素は各情報線１５と各走査線１６の交点に配置され、各画素には画素回路１４、有機ＥＬ素子が配置されている。情報線駆動回路１２は画像データに応じた情報電圧（情報信号）を情報線１５に印加する回路、走査線駆動回路１３は走査信号を走査線１６に供給する回路、画素回路１４は情報電圧に応じた駆動電流を有機ＥＬ素子に供給する回路である。
【００１２】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の有機ＥＬパネル１１における画素（例えば図１（ａ）中のａ行目ｂ列目の画素）に相当する部分を示す部分断面図である。各画素は互いに異なる視野角特性（視野角特性Ａ、視野角特性Ｂ）を有する二つの領域からなる。ここで、画素を構成する「領域」とは、１つの有機ＥＬ素子が設けられた領域を意味する。各画素では、基板２０の上に上記各領域の有機ＥＬ素子毎にパターニングされた第１電極２１が形成され、第１電極２１の上に発光層を含む有機ＥＬ層（有機化合物層）２３、第２電極２４が順に形成されている。発光層で発光した光は直接第２電極側から外部に取り出されるか、又は第１電極２１の反射面で反射された後第２電極側から外部に取り出される。上記各領域内の各有機ＥＬ素子間には二つの領域間を分離する領域分離層２２が形成され、第２電極２４の上には空気中の酸素や水分から有機ＥＬ層２３を保護するための保護膜２５が形成されている。第１電極２１と第２電極２４は一方がアノード電極、他方がカソード電極である。第１電極２１をアノード電極、第２電極２４をカソード電極としても良いし、第１電極２１をカソード電極、第２電極２４をアノード電極としても良い。
【００１３】
第１電極２１は、例えばＡｇ等の高い反射率を持つ導電性の金属材料から形成される。或いはそのような金属材料から成る層とホール注入特性に優れたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電性材料から成る層との積層体から構成しても良い。第１電極２１が金属からなる場合、金属と有機ＥＬ層２３との界面（金属の発光層側の界面）が第１電極２１の反射面である。第１電極２１が金属膜と透明酸化物導電膜との積層体からなる場合、金属膜と透明酸化物導電膜との界面が第１電極２１の反射面である。尚、第１電極２１は同一画素内で連続して形成され、つながっていても良い。この場合、同一画素の二つの有機ＥＬ素子間に領域分離層２２は設けない。
【００１４】
第２電極２４は、複数の有機ＥＬ素子に対して共通に形成されており、発光層で発光した光を素子外部に取り出し可能な半反射性又は光透過性の構成を有している。素子内部での干渉効果を高めるために第２電極２４を半反射性の構成とする場合、第２電極２４はＡｇ、ＡｇＭｇ等の電子注入性に優れた導電性の金属材料から成る層を２ｎｍ〜５０ｎｍの膜厚で形成することにより構成することができる。この場合、第２電極２４の反射面は、金属材料から成る層と有機化合物層との界面である。尚、「半反射性」とは、素子内部で発光した光の一部を反射し一部を透過する性質を意味し、可視光に対して２０〜８０％の反射率を有するものをいい、「光透過性」とは、可視光に対して８０％以上の透過率を有するものをいう。第２電極２４が半透過性、つまり、透明酸化物導電膜からなる場合には、第２電極の２４の反射面は、透明酸化物導電膜の光出射側にある界面（有機ＥＬ層２３とは反対側にある界面）である。
【００１５】
有機ＥＬ層２３は、少なくとも発光層を含む単層又は複数の層からなる。有機ＥＬ層２３の構成例としては、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層からなる４層構成、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層からなる３層構成等が挙げられる。有機ＥＬ層２３を構成する材料は公知の材料を使用することができる。
【００１６】
保護膜２５は、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素等の無機材料からなる。或いは無機材料と有機材料との積層膜からなる。無機膜の膜厚は０．１μｍ以上１０μｍ以下が好ましく、ＣＶＤ法で形成することが好ましい。有機膜は工程中に表面に付着して除去できない異物を覆って保護性能を向上させるために使用するため、有機膜の膜厚は１μｍ以上が好ましい。図１（ｂ）では、保護膜２５を領域分離層２２の形状に沿って形成しているが、保護膜２５の表面が平坦であっても良い。有機材料を使うことで容易に表面を平坦にすることが可能である。
【００１７】
基板２０には各有機ＥＬ素子を駆動できるように画素回路が形成されている（不図示）。これらの画素回路は複数の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒという）から構成されている（不図示）。ＴＦＴが形成された基板２０は、ＴＦＴと第１電極２１とを電気的に接続するためのコンタクトホールが形成された層間絶縁膜に覆われている（不図示）。層間絶縁膜上には、画素回路による表面凹凸を吸収し、表面を平坦にするための平坦化膜が形成されている（不図示）。
【００１８】
図１（ｃ）は、図１（ａ）の有機ＥＬパネル１１における画素配置の一例であり、Ｒ画素３１、Ｇ画素３２、Ｂ画素３３が配置されている。Ｒ画素３１はＲ−１領域３１１、Ｒ−２領域３１２で構成され、各領域は色相が共にＲ、かつ互いに視野角特性が異なる。Ｇ画素３２はＧ−１領域３２１、Ｇ−２領域３２２で構成され、各領域は色相が共にＧ、かつ互いに視野角特性が異なる。Ｂ画素３３はＢ−１領域３３１、Ｂ−２領域３３２で構成され、各領域は色相が共にＢ、かつ互いに視野角特性が異なる。Ｒを発光し視野角特性の異なる二つの領域からなるＲ画素３１、Ｇを発光し視野角特性の異なる二つの領域からなるＧ画素３２、Ｂを発光し視野角特性の異なる二つの領域からなるＢ画素３３が、１つの表示単位である。
【００１９】
本発明の有機ＥＬ表示装置は、図１（ｃ）のように３つの異なる色相を持った有機ＥＬパネルで構成しても良いし、４つの異なる色相を持った有機ＥＬパネルで構成しても良い。３色相の場合には、例えばＲ・Ｇ・Ｂの３色相を持った有機ＥＬパネルとし、Ｒ・Ｇ・Ｂの３色相の有機ＥＬ素子からなる構成としても良いし、白色有機ＥＬ素子にＲ・Ｇ・Ｂの３色相のカラーフィルターを重ねた構成としても良い。４色相の場合には、例えばＲ・Ｇ・Ｂ・Ｗの４色相を持った有機ＥＬパネルとしても良い。
【００２０】
このように、本発明の第一の特徴は各画素が異なる視野角特性を有する二つの領域からなることである。具体的にはＲ−１領域３１１、Ｇ−１領域３２１、Ｂ−１領域３３１を視野角の広い特性を持つ領域で構成し、Ｒ−２領域３１２、Ｇ−２領域３２２、Ｂ−２領域３３２を正面輝度の高い特性を持つ領域で構成する。ここで、「正面輝度の高い特性」とは、正面方向即ち基板の法線方向への光取り出し効率が高い特性を意味する。以下、Ｒ−１領域３１１、Ｇ−１領域３２１、Ｂ−１領域３３１を「第１領域」、Ｒ−２領域３１２、Ｇ−２領域３２２、Ｂ−２領域３３２を「第２領域」という。第１領域と第２領域が上記各特性を持つためには、例えば第２領域のみに有機ＥＬ素子の光出射側に集光性の高い素子を配置する。集光性の高い素子としては、レンズ等を用いるのが好ましい。
【００２１】
画素内の第１領域と第２領域の視野角特性をグラフで示すと図２のようになる。図２中の（ａ）はＲ−１領域３１１の相対輝度−視野角特性、図２中の（ｂ）はＲ−２領域３１２の相対輝度−視野角特性である。輝度はＲ−１領域３１１・Ｒ−２領域３１２共に同じ電流を注入し、Ｒ−１領域３１１の正面輝度を１としたときの相対輝度値で表している。図２より、Ｒ−１領域３１１は視野角が広いことが分かる。一方、Ｒ−２領域３１２は視野角が狭いが、正面輝度がＲ−１領域３１１の約４倍になることが分かる。Ｇ画素３２の上記二つの領域及びＢ画素３３の上記二つの領域についても図２と同様の特性を有する。
【００２２】
次に、本発明のもう一つの特徴について説明する。本発明の第二の特徴は、有機ＥＬ素子の発光層で発せられた光が、第１電極と第２電極の間で干渉によって強められ、かつ、少なくとも一部の画素において、第２領域の有機ＥＬ素子が第１領域の有機ＥＬ素子よりも光学膜厚が厚いことである。具体的には光学干渉に寄与する部分の膜厚を異なる値に設定する。なお、光学膜厚とは、第１電極２１の反射面と第２電極２４の反射面との間にある各層の膜厚と各層の屈折率の積の和のことである。例えばトップエミッション型の有機ＥＬ素子の場合には、発光層と第１電極２１の反射面との間の光学膜厚を第２領域の方が第１領域よりも厚い値に設定するのが効果的である。このように光学膜厚を設定することにより第２領域において発光色を長波長側にシフトさせることができる。これにより、第２領域の有機ＥＬ素子の光学膜厚が第１領域の有機ＥＬ素子の光学膜厚よりも厚い構成をとる画素において、二つの領域の色度ずれを低減することができる。詳細については後述の実施例で説明する。
【００２３】
続いて、有機ＥＬパネル１１の動作について説明する。Ｒ・Ｇ・Ｂ各画素における視野角特性の異なる二つの領域は画素回路で駆動する。第１電極２１が同一画素内で連続して形成され、つながっている場合には二つの領域を同時に駆動することができ、つながっていない場合には二つの領域を独立して駆動することができる。図４の画素回路を用いることにより例えば以下の駆動を行うことができる。
【００２４】
視野角の広い特性を持った領域であるＲ−１領域３１１、Ｇ−１領域３２１、Ｂ−１領域３３１のみを点灯させると有機ＥＬパネル１１は視野角の広い性能が得られる。視野角は狭いが、正面輝度の高い特性を持った領域であるＲ−２領域３１２、Ｇ−２領域３２２、Ｂ−２領域３３２のみを点灯させると有機ＥＬパネル１１は正面輝度の高い性能が得られる。これらの駆動を組み合わせることにより正面輝度の向上と広い視野角特性の両方を実現できる。
【００２５】
また、Ｒ−２領域３１２、Ｇ−２領域３２２、Ｂ−２領域３３２を低電流で点灯させ、正面輝度をＲ−１領域３１１、Ｇ−１領域３２１、Ｂ−１領域３３１を点灯させた場合と同等にすると消費電力を低減できる。
【実施例】
【００２６】
図３（ａ）は、本実施例の有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬパネル１１の概略図である。本実施例の有機ＥＬパネル１１は図１（ａ）の有機ＥＬパネル１１に発光領域の選択制御線駆動回路１７、２本の選択制御線１８、１９を追加した構成としている。各画素はＲ・Ｇ・Ｂいずれかの色相である。画素回路１４は図４の回路を用いる。図４において、Ｐ１は走査線、Ｐ２は有機ＥＬ素子Ａの選択制御線、Ｐ３は有機ＥＬ素子Ｂの選択制御線である。情報信号として情報電圧Ｖｄａｔａが情報線１５から入力される。有機ＥＬ素子Ａのアノード電極はＴＦＴ（Ｍ３）のドレイン端子に接続されており、カソード電極は接地電位ＣＧＮＤに接続されている。有機ＥＬ素子Ｂのアノード電極はＴＦＴ（Ｍ４）のドレイン端子に接続されており、カソード電極は接地電位ＣＧＮＤに接続されている。
【００２７】
図３（ｂ）は、本実施例の有機ＥＬパネル１１における画素に相当する部分を示す部分断面図である。本実施例の各画素は図１（ｂ）の画素において第２領域のみに有機ＥＬ素子の光出射側にレンズを設けた構成としており、保護膜２５より下の層は図１（ｂ）と同じ構成である。本実施例では第１電極２１をアノード電極、第２電極２４をカソード電極とした。
【００２８】
レンズ２６は樹脂材料を加工することにより形成されている。具体的にはレンズは型押し等の方法により形成可能である。また、保護膜２５を無機膜で厚膜形成した後、その無機膜をエッチングしてレンズ形状に加工しても良い。この場合、図５のような構成になる。このように保護膜２５がレンズ形状も兼ねると単層で形成できる点で好ましい。
【００２９】
上記構成をとることにより、レンズ２６が設けられた第２領域の有機ＥＬ素子Ｂでは、有機ＥＬ層２３から出射された光が透明な第２電極２４を透過し、更に保護膜２５、レンズ２６を透過して有機ＥＬ素子Ｂの外部へ出射される。レンズ２６が設けられた構成ではレンズ２６が設けられていない構成と比べて出射角度が基板の法線方向に近づく。従ってレンズ２６が設けられた構成の方が基板の法線方向への集光効果が向上する。即ち表示装置としては正面方向における光の利用効率を高めることができる。また、レンズ２６が設けられた構成では、発光層から斜めに出射された光の出射界面に対する入射角度が垂直に近くなるため、全反射する光量が減少する。その結果、光取り出し効率も向上する。
【００３０】
一方、レンズが設けられていない第１領域の有機ＥＬ素子Ａでは、有機ＥＬ層２３の発光層から斜めに出射された光は、保護膜２５から出射する際に更に斜めになって出射するため、広角で光を放出できるが正面方向に多くの光を取り出せない。
【００３１】
図３（ｃ）は、本実施例の有機ＥＬパネル１１における画素配置であり、図１（ｃ）と同じ画素配置である。Ｒ−１領域３１１、Ｇ−１領域３２１、Ｂ−１領域３３１では有機ＥＬ素子Ａの光出射側を平坦とし、Ｒ−２領域３１２、Ｇ−２領域３２２、Ｂ−２領域３３２では有機ＥＬ素子Ｂの光出射側にレンズを設けている。また、本実施例では少なくとも一部の画素において、第２領域の有機ＥＬ素子の光学膜厚を第１領域の有機ＥＬ素子の光学膜厚よりも厚くしている。以下、第１領域の有機ＥＬ素子Ａと第２領域の有機ＥＬ素子Ｂの膜厚構成、レンズ構成及び色度ずれ特性を示す。
【００３２】
（膜厚構成）
表１にＧ画素における有機ＥＬ素子Ａと有機ＥＬ素子Ｂの膜厚を示す。Ｇ−１領域３２１に設けられているのは第２電極２４の光出射側が平坦な有機ＥＬ素子Ａ、Ｇ−２領域３２２に設けられているのは第２電極２４の光出射側にレンズが形成された有機ＥＬ素子Ｂである。第１電極２１はＡｇとＩＴＯ（１０ｎｍ）を積層している。第１電極２１の上に、ホール輸送層（ＨＴＬ）（１７８ｎｍ、１８８ｎｍ）、発光層（ＥＭＬ）（２０ｎｍ）、電子輸送層（ＥＴＬ）（２０ｎｍ）、電子注入層（ＥＩＬ）（１５ｎｍ）をこの順に積層する。ＨＴＬの膜厚は有機ＥＬ素子Ａでは１７８ｎｍ、有機ＥＬ素子Ｂでは１８８ｎｍとしている。更にその上に、第２電極２４としてＡｇ（１２ｎｍ）を成膜し、保護膜２５としてＳｉＮを成膜している。尚、Ｒ画素３１、Ｂ画素３３についても有機ＥＬ素子ＢのＨＴＬの膜厚を有機ＥＬ素子ＡのＨＴＬの膜厚よりも厚くした。また、第１電極２１をカソード電極、第２電極２４をアノード電極とした場合には、第１電極２１の上に、ＥＩＬ、ＥＴＬ、ＥＭＬ、ＨＴＬの順で積層して有機ＥＬ層２３を形成し、更にその上に、第２電極２４、保護膜２５を順に形成する。
【００３３】
【表１】
【００３４】
（レンズ構成）
本実施例の有機ＥＬ素子Ｂの第２電極２４の光出射側には、ＳｉＮ膜をエッチングしてレンズを形成する。尚、有機ＥＬ素子Ｂの発光開口サイズは８μｍφ、レンズの曲率半径は１６μｍ、発光層とレンズの先端までの距離は８μｍという関係に設定する。
【００３５】
（色度ずれ特性）
本実施例の有機ＥＬ素子Ａと有機ＥＬ素子Ｂの色度ずれ特性を図６（ａ）に示す。比較例として有機ＥＬ素子ＢのＨＴＬの膜厚を１７８ｎｍ（有機ＥＬ素子Ａと同じ膜厚）に設定した場合の色度ずれ特性を図６（ｂ）に示す。また、各角度における色度差Δｘｙを表２に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】
図６（ａ）（ｂ）、表２より、本実施例のように有機ＥＬ素子Ａと有機ＥＬ素子ＢとでＨＴＬの膜厚を変えた場合の方が、各角度における色度の差が小さくなることが分かる。また、図６（ｂ）から分かるように、レンズ２６が設けられた第２領域の有機ＥＬ素子Ｂの場合、第１領域の有機ＥＬ素子Ａに比べ、発光色が短波長側にシフトする。この作用を打ち消すために、有機ＥＬ素子Ｂは、発光色を長波長側にシフトさせるべく膜厚を厚くする。こうすることにより図６（ａ）のように色度のずれが小さくなる。
【００３８】
本実施例では、有機ＥＬ素子Ａと有機ＥＬ素子Ｂの光学膜厚のうちＨＴＬ膜厚を異なる値に設定したが、これに限定されるものではない。例えば第１電極の一部であるＩＴＯの膜厚を異なる値に設定しても良い。有機ＥＬ素子Ａと有機ＥＬ素子Ｂの光学膜厚のうち、ＥＴＬの膜厚を異なる値に設定しても良い。
【００３９】
ここで、どの程度まで光学膜厚を厚くする必要があるかについて説明する。第１領域の有機ＥＬ素子Ａで屈折率が２の保護膜２５を用いる場合、保護膜２５中の０〜３０度までの光が外部へ取り出される。即ち正面にキャビティを合わせた場合、３０度の干渉ずれまでが観察される。レンズ２６が設けられた第２領域の有機ＥＬ素子Ｂでは保護膜２５中の３０度よりも大きい角度の光が外部へ取り出される。レンズ２６の屈折率を１．７程度とすると、保護膜２５中の０〜約６０度までの光が外部へ取り出される。このため、同じ光学干渉の場合、更に高角側の干渉ずれまでが観察される。このため、光学干渉を正面でなく３０度の方向に合わせることで、正面側は−３０度のずれまでで済む。これは第１領域の有機ＥＬ素子Ａでの取り出しの角度と同等であるので、この範囲以下にしておくことが好ましい。従って、大きく見積もっても３０度の角度に相当する分、光学膜厚を調整すれば良い。強め合い干渉に関しては下記式が成り立つ。
２×Ｌ×ＣＯＳθ＝（ｍ＋φ／２π）×λ
Ｌ：発光層と第１電極２１の反射面との間の光学距離
ｍ：０以上の整数
φ：第１電極２１の反射面での位相変化量
λ：干渉波長
【００４０】
上記式から、例えばθ＝０°、ｍ＝１、φ＝π、λ＝５５０ｎｍとした場合、Ｌ＝４１２ｎｍとなる。同様にθ＝３０°、ｍ＝１、φ＝π、λ＝５５０ｎｍとした場合、４７６ｎｍとなる。従ってレンズ２６が設けられた第２領域の有機ＥＬ素子Ｂの光学膜厚は、第１領域の有機ＥＬ素子Ａの光学膜厚よりも６４ｎｍ以下の範囲で厚く設定する。この時、例えばＨＴＬで光学膜厚を調整する場合、ＨＴＬの屈折率を１．７程度とすると３８ｎｍまでの範囲で厚く設定する。そして、レンズ２６の形状・集光度合いが小さいほど、この調整膜厚は薄くて良い。
【００４１】
以上より、本実施例では、少なくとも一部の画素でレンズ２６を設けた第２領域の有機ＥＬ素子Ｂの光学膜厚を、レンズ２６を設けない第１領域の有機ＥＬ素子Ａの光学膜厚よりも厚くする。これにより第２領域の有機ＥＬ素子の光学膜厚が第１領域の有機ＥＬ素子の光学膜厚よりも厚い画素において、二つの領域の色度ずれを低減することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１１：有機ＥＬパネル、１２：情報線駆動回路、１３：走査線駆動回路、１４：画素回路、１７：発光領域の選択制御線駆動回路、２０：基板、２１：第１電極、２２：領域分離層、２３：有機ＥＬ層、２４：第２電極、２５：保護膜、２６：レンズ、３１：Ｒ画素、３２：Ｇ画素、３３：Ｂ画素、３１１：Ｒ画素のＲ−１領域、３１２：Ｒ画素のＲ−２領域、３２１：Ｇ画素のＧ−１領域、３２２：Ｇ画素のＧ−２領域、３３１：Ｂ画素のＢ−１領域、３３２：Ｂ画素のＢ−２領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された発光層を含む有機ＥＬ層と、を備える有機ＥＬ素子が、互いに同じ色相である第１領域と第２領域とからなる画素の前記第１領域に設けられ、前記第２領域には前記第２電極の光出射側にレンズを配して設けられ、前記画素が複数配置された有機ＥＬ表示装置であって、
前記有機ＥＬ素子の前記発光層で発せられた光が、前記第１電極と前記第２電極の間で干渉によって強められ、
少なくとも一部の前記画素において、前記第２領域の有機ＥＬ素子が前記第１領域の有機ＥＬ素子よりも光学膜厚が厚いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項１】
第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された発光層を含む有機ＥＬ層と、を備える有機ＥＬ素子が、互いに同じ色相である第１領域と第２領域とからなる画素の前記第１領域に設けられ、前記第２領域には前記第２電極の光出射側にレンズを配して設けられ、前記画素が複数配置された有機ＥＬ表示装置であって、
前記有機ＥＬ素子の前記発光層で発せられた光が、前記第１電極と前記第２電極の間で干渉によって強められ、
少なくとも一部の前記画素において、前記第２領域の有機ＥＬ素子が前記第１領域の有機ＥＬ素子よりも光学膜厚が厚いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２４３７１４（Ｐ２０１２−２４３７１４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１５６４４（Ｐ２０１１−１１５６４４）
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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