有機ＥＬ表示装置
【課題】 有機ＥＬ素子の輝度の補正を精度よく行うことができる有機ＥＬ表示装置を提供する。
【解決手段】 有機ＥＬ素子の輝度を補正する補正部を有する有機ＥＬ表示装置で、有機ＥＬ素子内の、第１電極にある第１反射面と発光面との間の光学距離Ｌ１と、第２電極にある第２反射面と第１反射面との間の光学距離Ｌ２とが、それぞれ式１と式２を満たす。
（ｍ−Φ１／（２π））×λ／２≦Ｌ１≦（ｍ＋１／２−Φ１／（２π））×λ／２ ・・・式１
（ｍ＋１−（Φ１＋Φ２）／（２π））×λ／２≦Ｌ２≦（ｍ＋３／２−（Φ１＋Φ２）／（２π））×λ／２ ・・・式２
ここで、λは有機ＥＬ素子から発せられる光のスペクトルの最大ピーク波長、Φ１は発光層から発せられる光が第１反射面で反射する際の位相シフト量、Φ２は発光層から発せられる光が第２反射面で反射する際の位相シフト量、ｍは自然数である。
【解決手段】 有機ＥＬ素子の輝度を補正する補正部を有する有機ＥＬ表示装置で、有機ＥＬ素子内の、第１電極にある第１反射面と発光面との間の光学距離Ｌ１と、第２電極にある第２反射面と第１反射面との間の光学距離Ｌ２とが、それぞれ式１と式２を満たす。
（ｍ−Φ１／（２π））×λ／２≦Ｌ１≦（ｍ＋１／２−Φ１／（２π））×λ／２ ・・・式１
（ｍ＋１−（Φ１＋Φ２）／（２π））×λ／２≦Ｌ２≦（ｍ＋３／２−（Φ１＋Φ２）／（２π））×λ／２ ・・・式２
ここで、λは有機ＥＬ素子から発せられる光のスペクトルの最大ピーク波長、Φ１は発光層から発せられる光が第１反射面で反射する際の位相シフト量、Φ２は発光層から発せられる光が第２反射面で反射する際の位相シフト量、ｍは自然数である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ表示装置、特に有機ＥＬ素子の輝度を補正する補正部を有する有機ＥＬ表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ素子を備えた表示装置に関して盛んに研究開発されている。有機ＥＬ素子は陽極と発光層を含む有機化合物層と陰極とで構成され、陽極と陰極からそれぞれ正孔と電子が発光層に注入され、正孔と電子の再結合エネルギーを利用して発光層から光が出射される。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、一定電流で連続駆動すると輝度が低下し、駆動電圧が上昇することが知られている。有機ＥＬ素子の輝度の低下を補正するために、特許文献１では有機ＥＬ素子の駆動電圧を検出し駆動電圧に応じて入力信号を補正して有機ＥＬ素子の輝度を補正することについて提案されている。
【０００４】
一方、有機ＥＬ素子の有機化合物層の成膜精度によって、有機化合物層の膜厚が有機ＥＬ素子ごとに異なってしまう（膜厚ばらつきが生じる）。一般的に、有機化合物層はその膜厚によって駆動電圧が異なるので、膜厚ばらつきが生じると、有機ＥＬ表示装置の初期の状態においても、有機ＥＬ素子の駆動電圧に差が生じてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０９１７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このため、駆動電圧を検出して、それに応じて有機ＥＬ素子の輝度を補正する有機ＥＬ表示装置では、膜厚ばらつきによる駆動電圧の差によって正しく補正できなくなる場合がある。
【０００７】
本発明は、上述した課題を鑑み、有機ＥＬ素子の輝度の補正を精度よく行うことができる有機ＥＬ表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の有機ＥＬ表示装置は、第１電極と、発光層と、第２電極と、を有する有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子の駆動電圧を検出し、前記駆動電圧に応じて有機ＥＬ素子の輝度を補正する補正部と、を有し、前記発光層の発光面と前記第１電極にある第１反射面との間の光学距離Ｌ１と、前記第１反射面と前記第２電極にある第２反射面との間の光学距離Ｌ２とが、それぞれ式１と式２を満たしている。
（ｍ−Φ１／（２π））×λ／２≦Ｌ１≦（ｍ＋１／２−Φ１／（２π））×λ／２ ・・・式１
（ｍ＋１−（Φ１＋Φ２）／（２π））×λ／２≦Ｌ２≦（ｍ＋３／２−（Φ１＋Φ２）／（２π））×λ／２ ・・・式２
ここで、λは前記有機ＥＬ素子から発せられる光のスペクトルの最大ピーク波長、Φ１は前記発光層から発せられる光が第１反射面で反射する際の位相シフト量、Φ２は前記発光層から発せられる光が第２反射面で反射する際の位相シフト量、ｍは自然数である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る有機ＥＬ表示装置によれば、有機ＥＬ素子の輝度の補正を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ表示装置を説明する模式図
【図２】本発明に係る有機ＥＬ素子の模式図
【図３】有機ＥＬ素子の正孔輸送層の膜厚に対する輝度の変化を示す図
【図４】光学距離Ｌ１および光学距離Ｌ２の変動に伴う輝度の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明するが、以下の構成に限られるものではない。
【００１２】
図１は、本発明に係る有機ＥＬ表示装置を説明する図である。１は、有機ＥＬ素子１０を含む画素である。２は、画素１内の有機ＥＬ素子１０の駆動電圧を検出して、その駆動電圧に応じて有機ＥＬ素子１０の輝度を補正する補正部である。本発明の有機ＥＬ表示装置は、複数の画素１と補正部２を有している。補正部２は少なくとも１つあればよいが、複数あってもよい。
【００１３】
画素１には、有機ＥＬ素子１０の他に、第１トランジスタ（ＮＭＯＳ）１１、第２トランジスタ（ＮＭＯＳ）１２、第３トランジスタ（ＰＭＯＳ）１３、第４トランジスタ（ＰＭＯＳ）１４、保持容量１５、を有している。補正部２は、電流源２１、電圧検出部２２、演算部２３、記憶部２４を有している。画素１と補正部２は、信号線３０および切替手段４０を介して電気的に接続可能な構成である。なお、切替手段４０は、電流源２１とデータ信号出力源５０とのどちらか一方を信号線３０と接続させるものである。
【００１４】
以下に本発明の動作について説明する。まずは、発光動作について説明する。画素１への書き込み時には、第１選択線３１をＨｉｇｈにし、第２選択線３２をＬｏｗに、第３選択線３３をＬｏｗにする。これにより、第１トランジスタ１１はＯＮになり、第２トランジスタ１２はＯＦＦになり、第４トランジスタ１４はＯＮになる。同時に、信号線３０は、切替手段４０によって、データ信号出力源５０に接続され、信号線３０には有機ＥＬ素子の輝度に応じた信号電圧が印加される。すると、信号電圧は保持容量１５に保持される。この状態で、第１選択線３１、第２選択線３２、第３選択線３３をＬｏｗにすると、第１トランジスタ１１、第２トランジスタ１２はＯＦＦに、第４トランジスタ１４はＯＮになる。そして、第３トランジスタ１３を介して、供給線３４から有機ＥＬ素子１０に保持容量１５に保持された信号電圧に応じた電流が流れ、有機ＥＬ素子１０は所望の輝度で発光する。
【００１５】
次に、駆動電圧の検出動作について説明する。この場合、第１選択線３１をＬｏｗにし、第２選択線３２と第３選択線３３をＨｉｇｈにする。また、信号線３０は電流源２１側に接続し、信号線３０には所定の電流が流れる。こうすると、信号線３０の電位は、所定の電流を流した場合に有機ＥＬ素子１０にかかる駆動電圧と等しくなる。この電位を電圧検出部２２で検出することで、所定の電流を流した際に、有機ＥＬ素子１０に係る駆動電圧を検出することができる。なお、この際、有機ＥＬ素子１０の駆動電圧を検出した画素以外の画素については、第１選択線３１と第２選択線３２をＬｏｗにし、第３選択線３３をＨｉｇｈにすることで、電流源５０からの電流が流れないようにすることができる。
【００１６】
次に、補正動作について説明する。演算部２３は、検出した駆動電圧と、記憶部２４に保存されている該当画素の初期の駆動電圧と、を比較して、有機ＥＬ素子１０の駆動電圧の変化量を演算する。さらに、演算部２３は、この駆動電圧の変化量に対応する有機ＥＬ素子１０に供給するための電流の補正量（または補正係数）を記憶部２４から抽出する。つまり、記憶部２３は、画素の初期の駆動電圧のデータと、駆動電圧の変化量と電流の補正量（または補正係数）の関係のデータテーブルと、を保存している。そして、この電流の補正量（または補正係数）の分だけ、電流源２１から画素に供給される電流に加算、減算あるいは積算して補正された電流を画素に供給する。このように、駆動電圧を検出し、補正動作を行うことで、有機ＥＬ素子の駆動電圧の変化を輝度の変化の認識し、有機ＥＬ素子に流す電流を補正して、有機ＥＬ素子の輝度の補正を行う。
【００１７】
図２は、本発明の有機ＥＬ素子１０の構成を示す模式図である。有機ＥＬ素子１０は、基板１００の上に、反射層１０１ａと酸化物透明導電層１０１ｂからなる第１電極１０１と、正孔輸送層１０２と、発光層１０３と、電子輸送層１０４と、電子注入層１０５と、第２電極１０６と、で構成されている。また、１０３ａは発光面を表し、１０１ｃ、１０６ｃはそれぞれ第１電極１０１にある第１反射面、第２電極にある第２反射面を表している反射面とは、発光層１０３から発せられて光の一部、あるいは全部を反射する面である。なお、第１電極は、反射層１０１ａのみで構成され、反射層１０１ａが電極を兼ねる構成でもよい。
【００１８】
本発明の有機ＥＬ素子は、発光層１０３の発光面１０３ａと第１電極１０１にある第１反射面１０１ｃとの間の光学距離Ｌ１と、第１反射面１０１ｃと第２電極１０６にある第２反射面１０６ｃとの間の光学距離Ｌ２とが、それぞれ下記の式１と式２を満たす構成である。この構成については後述する。
（ｍ−Φ１／（２π））×λ／２≦Ｌ１≦（ｍ＋１／２−Φ１／（２π））×λ／２ ・・・式１
（ｍ＋１−（Φ１＋Φ２）／（２π））×λ／２≦Ｌ２≦（ｍ＋３／２−（Φ１＋Φ２）／（２π））×λ／２ ・・・式２
ここで、λは有機ＥＬ素子から発せられる光のスペクトルの最大ピーク波長、Φ１は発光層から発せられる光が第１反射面１０１ｃで反射する際の位相シフト量、Φ２は発光層から発せられる光が第２反射面１０６ｃで反射する際の位相シフト量、ｍは自然数である。
【００１９】
第１反射面１０１ｃは、第１電極１０１が反射層１０１ａと酸化物透明導電層１０１ｂからなる場合には、反射層１０１ａと酸化物透明導電層１０１ｂの界面である。第１電極１０１が反射層１０１ａのみからなる場合には、反射層１０１ａと正孔輸送層１０２との界面（反射層１０１ａの発光層１０３側の界面）が第１反射面１０１ｃになる。一方、第２反射面１０６ｃは、第２電極１０６が金属薄膜で構成される場合には、第２電極１０６と電子注入層１０５との界面（第２電極１０６の発光層１０３側の界面）である。第２電極１０６が酸化物透明導電層で構成される場合には、第２電極１０６の発光層とは反対側の界面が第２反射面１０６ｃとなる。なお、第２電極１０６が金属薄膜と酸化物透明導電層との積層構成の場合には、金属薄膜の発光層１０３側の界面が第２反射面１０６ｃとなる。
【００２０】
有機ＥＬ素子は、第１反射面１０１ｃと第２反射面１０６ｃの間の距離、より具体的には、その間の光学距離を変えることで、干渉によって発光層１０３から発せられる光が強められる強度が変化する。すなわち、第１反射面１０１ｃと第２反射面１０６ｃの間の距離によって、有機ＥＬ素子の輝度が変化する。図３は図２に示した本発明の有機ＥＬ素子の正孔輸送層１０２の膜厚（第１反射面１０１ｃと第２反射面１０６ｃの間の距離）に対する相対輝度を示した図である。なお、相対輝度は、最大輝度を１として規格化されて表されている。図３に示すように、正孔輸送層１０２の膜厚変化により、輝度は極大値と極小値を繰り返し変化している。
【００２１】
一方、有機ＥＬ素子を構成する有機化合物層は一般的には高抵抗であるため、正孔輸送層１０２の膜厚（第１反射面１０１ｃと第２反射面１０６ｃの間の距離）が大きくなると有機ＥＬ素子の駆動電圧が上昇する。本発明は、有機化合物層の膜厚変化が生じた場合における輝度変化と駆動電圧変化の関係に着目し、精度よく補正することができる有機ＥＬ素子の構成を見出した。具体的には、有機ＥＬ素子の有機化合物層の膜厚が、膜厚変化に対する輝度の変化が負の傾きとなる膜厚に設定されている。なお、膜厚変化に対する輝度の変化が負の傾きとなる膜厚とは、図３で示すような輝度の極大値から極小値の間にある膜厚のことである。
【００２２】
図３で、正孔輸送層１０２の目標膜厚値をＢ０（膜厚変化に対する輝度の変化がゼロとなる膜厚）に設定した場合、成膜ばらつきが生じることによって、膜厚値がＢ０，Ｂ１，Ｂ２となる有機ＥＬ素子（以下それぞれ素子Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２という）が形成される。図３で示すように、素子Ｂ１，Ｂ２は、素子Ｂ０よりも輝度が小さい。一方、素子Ｂ１は素子Ｂ０より駆動電圧が小さく、素子Ｂ２は素子Ｂ０より駆動電圧が大きい。よって、上述した補正部２で輝度の補正を行う有機ＥＬ表示装置が素子Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２を有している場合には、以下のように各素子に流れる電流が補正される。すなわち、駆動電圧が素子Ｂ０より大きい素子Ｂ２には素子Ｂ０より大きい電流が流れ、一方、駆動電圧が素子Ｂ０より小さい素子Ｂ１には素子Ｂ０より小さい電流が流れる。この結果、素子Ｂ２では、素子Ｂ０との輝度差が小さくなるが、素子Ｂ１では、素子Ｂ０との輝度差が大きくなってしまう。つまり、この場合では、精度よく補正を行うことができない。
【００２３】
また、正孔輸送層１０２の目標膜厚値をＣ０（膜厚変化に対する輝度の変化が正の傾きとなる膜厚）に設定した場合、膜厚値がＣ０，Ｃ１，Ｃ２となる有機ＥＬ素子（以下それぞれ素子Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２という）が形成される。図３で示すように、素子Ｃ１，Ｃ０，Ｃ２の順に輝度は大きくなり、その順で駆動電圧も大きくなる。上述した補正部２で輝度の補正を行う有機ＥＬ表示装置有機ＥＬ表示装置が素子Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２を有している場合には、以下のように各素子に流れる電流が補正される。すなわち、駆動電圧が素子Ｃ０より大きい素子Ｃ２には素子Ｃ０より大きい電流が流れ、一方、駆動電圧が素子Ｃ０より小さい素子Ｃ１には素子Ｃ０より小さい電流が流れる。この結果、素子Ｃ１，Ｃ２では、ともに素子Ｃ０との輝度差が大きくなってしまう。この場合も精度よく補正ができない。
【００２４】
一方、正孔輸送層１０２の目標膜厚値をＡ０（膜厚変化に対する輝度の変化が負の傾きとなる膜厚）に設定した場合、膜厚値がＡ０，Ａ１，Ａ２となる有機ＥＬ素子（以下それぞれ素子Ａ０，Ａ１，Ａ２という）が形成される。図３で示すように、素子Ａ１，Ａ０，Ａ２の順に輝度は小さくなるが、その順で駆動電圧は大きくなる。上述した補正部を有する有機ＥＬ表示装置が素子Ａ０，Ａ１，Ａ２を有している場合には、以下のように各素子に流れる電流が補正される。すなわち、駆動電圧が素子Ａ０より大きい素子Ａ２には素子Ａ０より大きい電流が流れ、一方、駆動電圧が素子Ａ０より小さい素子Ａ１には素子Ａ０より小さい電流が流れる。この結果、素子Ａ１，Ａ２では、ともに素子Ａ０との輝度差が小さくなる。つまりこの場合は、精度よく補正を行うことができる。
【００２５】
図３は、正孔輸送層１０２、つまり、発光面１０３ａと第１電極１０１の第１反射面１０１ｃとの間の光学距離Ｌ１と輝度との関係を示していた。次は、図４を用いて、発光面１０３ａと第１電極１０１の第１反射面１０１ｃとの間の光学距離Ｌ１と、第１電極１０１の第１反射面１０１ｃと第２電極１０６の第２反射面１０６ｃとの間の光学距離Ｌ２と、輝度と、の関係について説明する。図４は、横軸が発光面１０３ａと第１電極１０１の第１反射面１０１ｃとの間の光学距離Ｌ１を、縦軸が第１電極１０１の第１反射面１０１ｃと第２電極１０６の第２反射面１０６ｃとの間の光学距離Ｌ２を表し、（Ｌ１，Ｌ２）の輝度を示し図である。この図で、輝度は等高線で表されている。
【００２６】
図４で、（ｘ１，ｙ１）は輝度が極大となる１次極大値である。等高線上での輝度は同等であり、同心円の中心ほど輝度が増大し、外側の円に向かうほど、輝度が低下する。（ｘ２，ｙ２）は輝度が極小となる１次極小値である。光学距離Ｌ１，Ｌ２、が大きくなるにつれ、輝度が再び極大となるｎ次極大値、輝度が再び極小となるｎ次極小値が順次現れる（ｎは２以上の整数）。
ここで、上記の式１、式２により表１に示す条件で、図４を４つの領域Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶに分ける。
【００２７】
【表１】
【００２８】
式１、式２をともに満たす領域Ｉは、どの膜厚変化に対しても輝度の変化が負の傾きとなるため好ましい。また、式１のみを満たす領域ＩＩは、Ｌ１を算出するのに含まれる膜厚変化に対して輝度変化が負の傾きとなるため、光学距離Ｌ１の変化のみがある場合にはよい。しかし、Ｌ２のうち、Ｌ１を除いた光学距離を算出するのに含まれる膜厚変化に対して、輝度の変化が負の傾きとはならないため、該膜厚変化がある場合には正しく補正されない。また、式２のみを満たす領域ＩＩＩでは、Ｌ１を算出するのに含まれる膜厚変化に対して輝度変化が負の傾きとならないため、該膜厚変化がある場合には正しく補正されない。Ｌ２のうち、Ｌ１を除いた光学距離を算出するのに含まれる膜厚変化に対して、発光効率変化が負の傾きとなるため、該膜厚変化がある場合にのみ正しく補正される。式１、式２をともに満たさない領域ＩＶでは、どの膜厚変化に対しても輝度変化が負の傾きとはならないため正しく補正されない。
よって、本発明の有機ＥＬ素子は、上述した式１および式２を満たす構成としている。
【００２９】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の構成要素について説明する。
基板１００はＴＦＴ等のスイッチング素子（不図示）が形成された絶縁性の基板であり、ガラス、プラスチック等からなる。
反射層１０１ａは、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｇなどの金属単体やそれらの合金からなる金属層を用いることができる。その膜厚は５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましい。
酸化物透明導電層１０１ｂは、酸化インジウムと酸化錫の化合物層や酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物層などを用いることができる。その膜厚は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。
正孔輸送層１０２、発光層１０３、電子輸送層１０４、電子注入層１０５は、公知の材料が使用することができ、成膜手法も蒸着や転写等公知の成膜手法を用いることができる。また、各層の膜厚は、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。また各層は同一、あるいは異なる材料をからなる２つ以上の層が積層されている構成であってもよい。
第２電極１０６は、上述した反射層１０１ａまたは酸化物透明導電層１０１ｂの材料を用いることができる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明の好適な実施例を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例では、式１および式２においてｍ＝２の干渉条件にあわせ、各層の膜厚を設定した。また、実施例および比較例で使用する各層の材料は同じであり、以下の通りである。
反射層１０１ａ：銀
酸化物透明導電層１０１ｂ：酸化インジウム亜鉛
正孔輸送層１０２：化合物１
発光層１０３：化合物２（７０ｗｔ％）＋化合物３（１０ｗｔ％）＋化合物４（２０ｗｔ％）
電子輸送層１０４：化合物５
電子注入層１０５：化合物５（９０ｗｔ％）＋炭酸セシウム（１０ｗｔ％）
第２電極１０６：酸化インジウム亜鉛
【００３１】
【化１】
【００３２】
また、有機ＥＬ素子から発せられる光のスペクトルの最大ピ−ク波長λは５２０ｎｍであった。また、本実施例および比較例では、Φ１＝π、Φ２＝０であった。従って、式１および式２を満たすＬ１、Ｌ２の条件は、それぞれ以下の通りである。
３９０ｎｍ≦Ｌ１≦５２０ｎｍ ・・・式１ａ
６５０ｎｍ≦Ｌ２≦７８０ｎｍ ・・・式２ａ
また、λ＝５２０ｎｍにおける各層の屈折率は以下の通りである。
酸化物透明導電層、第２電極：２．０３
正孔輸送層：１．８２
発光層：１．９６
電子輸送層、電子注入層：１．６９
補正を行うにあたり、２０ｍＡ／ｃｍ２の電流値を印加して駆動電圧を検出した。本発明では、基準素子との駆動電圧差をΔＶ［Ｖ］とし、αを定数（α＞０）として、補正電流値ΔＩ［ｍＡ／ｃｍ２］をΔＩ＝α×ΔＶからなる１次関数から算出した。例えば、α＝２とした場合、ΔＶ＝０．１Ｖであれば、ΔＩ＝０．２ｍＡ／ｃｍ２となる。αは成膜条件から適宜決めることができる。以下の実施例ではα＝５として補正を行った。
【００３３】
（実施例１）
５つの有機ＥＬ素子（以下、素子Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅという）を作成する。
まず、ガラス基板１００上にスパッタリング法にて銀を２００ｎｍ積層し、各素子の領域の反射層１０１ａを形成した。その上に、スパッタリング法にて酸化インジウム亜鉛を２０ｎｍ積層して酸化物透明導電層１０１ｂを形成し、各素子の領域の第１電極１０１を形成した。その後、第１電極１０１にＵＶ／オゾン洗浄を施した。
【００３４】
次に、真空蒸着装置に洗浄済みの基板１００と材料を取り付け、１×１０−６Ｔｏｒｒまで排気した後、各素子の領域の第１電極１０１上に化合物１を１９３ｎｍの膜厚で成膜し、正孔輸送層１０２を形成した。さらに素子Ｂに２ｎｍ、素子Ｃに４ｎｍの膜厚で成膜し、正孔輸送層１０２を追加形成した。
次に、各素子の領域の正孔輸送層１０２上に、化合物２、化合物３、化合物４を重量比が７：１：２の割合となるように、各々の蒸着速度を調整し、共蒸着し、４０ｎｍの膜厚で発光層１０３を形成した。
次に、各素子の発光層１０３上に、化合物５を１３ｎｍの膜厚で成膜し、電子輸送層１０４を形成した。さらに素子Ａ、素子Ｂ、素子Ｃに２ｎｍ、素子Ｅに４ｎｍの膜厚で電子輸送層１０４を追加で形成した。
次に、各素子の領域の電子輸送層１０４上に、化合物５と炭酸セシウムを重量比が９：１の割合となるように各々の蒸着速度を調整して共蒸着し、６０ｎｍの膜厚で成膜し、電子注入層１０５を形成した。
最後に、各素子の領域の電子注入層１０５まで成膜した基板を、別のスパッタリング装置（大阪真空製）へ移動させ、電子注入層１０５上に酸化インジウム亜鉛をスパッタリング法にて３０ｎｍに成膜し、第２電極１０６を形成した。
【００３５】
各素子の正孔輸送層と電子輸送層の膜厚を表２にまとめた。素子Ｂを所望の素子として、素子Ａ，Ｃは正孔輸送層の膜厚がずれた素子とし、素子Ｄ，Ｅは電子輸送層の膜厚がずれた素子としている。また、ΔＬ１，ΔＬ２は、素子ＢのＬ１，Ｌ２からのずれ量を示している。
【００３６】
【表２】
【００３７】
発光層１０３中の発光面１０３ａから正孔輸送層１０２と発光層１０３の界面までの膜厚をｄ１ｎｍとすると、素子Ｂでは、Ｌ１＝２．０３×２０＋１．８２×１９５＋１．９６×ｄ１＝３９５．５＋１．９６×ｄ１ｎｍとなる。０ｎｍ≦ｄ１≦４０ｎｍであるため、３９５．５ｎｍ≦Ｌ１≦４７３．９ｎｍとなり、式１（式１ａ）を満たす。また表２からもわかるように、他の素子も式１（式１ａ）を満たしている。
【００３８】
また、素子Ｂでは、Ｌ２＝２．０３×（２０ｎｍ＋３０ｎｍ）＋１．８２×１９５ｎｍ＋１．９６×４０ｎｍ＋１．６９×（１５ｎｍ＋６０ｎｍ）＝６６１．５５ｎｍであり、式２（式２ａ）を満たす。また表２からもわかるように、他の素子も式２（式２ａ）を満たしている。
【００３９】
まず、正孔輸送層の膜厚が異なる３つの素子Ａ、Ｂ、Ｃにおいて、従来の有機ＥＬ素子の駆動電圧を検出して有機ＥＬ素子の輝度補正を行う補正部を用いて、輝度補正を行った結果を表３に示す。この結果、素子Ａ，Ｂ，Ｃでの補正前の輝度の差が補正後では低減することができ、精度よく補正を行うことができた。
【００４０】
【表３】
【００４１】
次に、電子輸送層の膜厚が異なる３つの素子Ｂ、Ｄ、Ｅにおいて、輝度補正を行った結果を表４に示す。この結果、素子Ｂ，Ｄ，Ｅでの補正前の輝度の差が補正後では低減することができ、精度よく補正を行うことができた。
【００４２】
【表４】
【００４３】
（比較例１）
比較例１では発光層１０３の膜厚を３０ｎｍ、電子輸送層１０４の膜厚を１０ｎｍ、電子注入層１０５の膜厚を６５ｎｍとした以外は、実施例１と同様の製造方法で５つの有機ＥＬ素子（以下、素子Ｆ、Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊという）を作成した。各素子の正孔輸送層と電子輸送層の膜厚を表５にまとめた。素子Ｇを所望の素子として、素子Ｆ，Ｈは正孔輸送層の膜厚がずれた素子とし、素子Ｉ，Ｊは電子輸送層の膜厚がずれた素子としている。また、ΔＬ１，ΔＬ２は、素子ＧのＬ１，Ｌ２からのずれ量を示している。
【００４４】
【表５】
【００４５】
比較例１では、式１、式２においてｍ＝２の干渉条件に合わせ、式１のみを満たすように各層の膜厚を設定した。発光層１０３中の発光面１０３ａから正孔輸送層１０２と発光層１０３の界面までの膜厚をｄ２ｎｍとすると、素子Ｇでは、Ｌ１＝２．０３×２０＋１．８２×１９５＋１．９６×ｄ１＝３９５．５＋１．９６×ｄ１ｎｍとなる。０ｎｍ≦ｄ１≦３０ｎｍであるため、３９５．５ｎｍ≦Ｌ１≦４５４．３ｎｍとなり、式１（式１ａ）を満たす。また表５からもわかるように、他の素子も式１（式１ａ）を満たしている。
【００４６】
また、素子Ｇでは、Ｌ２＝２．０３×（２０＋３０）＋１．８２×１９５＋１．９６×３０＋１．６９×（１０＋４０）＝６３７．５ｎｍであり、式２（式２ａ）を満たさない。また、表５からもわかるように、他の素子も式２（式２ａ）を満たしていない。
【００４７】
まず、正孔輸送層の膜厚が異なる３つの素子Ｆ、Ｇ、Ｈにおいて、輝度補正を行った結果を表６に示す。この結果、素子Ｆ、Ｇ、Ｈでの補正前の輝度の差が補正後では低減することができ、精度よく補正を行うことができた。
【００４８】
【表６】
【００４９】
次に、電子輸送層の膜厚が異なる３つの素子Ｇ、Ｉ、Ｊにおいて、輝度補正を行った結果を表７に示す。この結果、素子Ｇ、Ｉ、Ｊでの補正前の輝度の差が補正後では、大きくなってしまった。
【００５０】
【表７】
【００５１】
（比較例２）
比較例２では正孔輸送層１０２の膜厚を１４５ｎｍ、電子注入層１０５の膜厚を６５ｎｍ、第２電極１０６の膜厚を７０ｎｍとした以外は、実施例１と同様の製造方法で５つの有機ＥＬ素子（以下、素子Ｋ、Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｏという）を作成した。各素子の正孔輸送層と電子輸送層の膜厚を表８にまとめた。素子Ｌを所望の素子として、素子Ｋ，Ｍは正孔輸送層の膜厚がずれた素子とし、素子Ｎ，Ｏは電子輸送層の膜厚がずれた素子としている。また、ΔＬ１，ΔＬ２は、素子ＬのＬ１，Ｌ２からのずれ量を示している。
【００５２】
【表８】
【００５３】
比較例２では、式１、式２においてｍ＝２の干渉条件に合わせ、式２のみを満たすように各層の膜厚を設定した。発光層１０３の発光面１０３ａから正孔輸送層１０２と発光層１０３の界面までの膜厚をｄ３ｎｍとすると、素子Ｌでは、Ｌ１＝２．０３×２０＋１．８２×１４５＋１．９６×ｄ３＝３０４．５＋１．９６×ｄ３ｎｍとなる。０ｎｍ≦ｄ３≦４０ｎｍであるため、３０４．５ｎｍ≦Ｌ１≦３８２．９ｎｍとなり、式１（式１ａ）を満たさない。また、表８からもわかるように、他の素子も式１（式１ａ）を満たしていない。
【００５４】
また、素子Ｌでは、Ｌ２＝２．０３×（２０＋７０）＋１．８２×１４５＋１．９６×４０＋１．６９×（１５＋６５）＝６６０．２ｎｍであり、式２（式２ａ）を満たす。また表８からもわかるように、他の素子も式２（式２ａ）を満たしている。
【００５５】
まず、正孔輸送層の膜厚が異なる３つの素子Ｋ、Ｌ、Ｍにおいて輝度補正を行った結果を表９に示す。この結果、素子Ｋ、Ｌ、Ｍでの補正前の輝度の差が補正後では、大きくなってしまった。
【００５６】
【表９】
【００５７】
次に、正孔輸送層の膜厚が異なる３つの素子Ｌ、Ｎ、Ｏにおいて、輝度補正を行った結果を表１０に示す。この結果、素子Ｌ、Ｎ、Ｏでの補正前の輝度の差が補正後では低減することができ、精度よく補正を行うことができた。
【００５８】
【表１０】
【符号の説明】
【００５９】
２ 補正部
１０ 有機ＥＬ素子
１０１ 第１電極
１０３ 発光層
１０６ 第２電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ表示装置、特に有機ＥＬ素子の輝度を補正する補正部を有する有機ＥＬ表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ素子を備えた表示装置に関して盛んに研究開発されている。有機ＥＬ素子は陽極と発光層を含む有機化合物層と陰極とで構成され、陽極と陰極からそれぞれ正孔と電子が発光層に注入され、正孔と電子の再結合エネルギーを利用して発光層から光が出射される。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、一定電流で連続駆動すると輝度が低下し、駆動電圧が上昇することが知られている。有機ＥＬ素子の輝度の低下を補正するために、特許文献１では有機ＥＬ素子の駆動電圧を検出し駆動電圧に応じて入力信号を補正して有機ＥＬ素子の輝度を補正することについて提案されている。
【０００４】
一方、有機ＥＬ素子の有機化合物層の成膜精度によって、有機化合物層の膜厚が有機ＥＬ素子ごとに異なってしまう（膜厚ばらつきが生じる）。一般的に、有機化合物層はその膜厚によって駆動電圧が異なるので、膜厚ばらつきが生じると、有機ＥＬ表示装置の初期の状態においても、有機ＥＬ素子の駆動電圧に差が生じてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０９１７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このため、駆動電圧を検出して、それに応じて有機ＥＬ素子の輝度を補正する有機ＥＬ表示装置では、膜厚ばらつきによる駆動電圧の差によって正しく補正できなくなる場合がある。
【０００７】
本発明は、上述した課題を鑑み、有機ＥＬ素子の輝度の補正を精度よく行うことができる有機ＥＬ表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の有機ＥＬ表示装置は、第１電極と、発光層と、第２電極と、を有する有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子の駆動電圧を検出し、前記駆動電圧に応じて有機ＥＬ素子の輝度を補正する補正部と、を有し、前記発光層の発光面と前記第１電極にある第１反射面との間の光学距離Ｌ１と、前記第１反射面と前記第２電極にある第２反射面との間の光学距離Ｌ２とが、それぞれ式１と式２を満たしている。
（ｍ−Φ１／（２π））×λ／２≦Ｌ１≦（ｍ＋１／２−Φ１／（２π））×λ／２ ・・・式１
（ｍ＋１−（Φ１＋Φ２）／（２π））×λ／２≦Ｌ２≦（ｍ＋３／２−（Φ１＋Φ２）／（２π））×λ／２ ・・・式２
ここで、λは前記有機ＥＬ素子から発せられる光のスペクトルの最大ピーク波長、Φ１は前記発光層から発せられる光が第１反射面で反射する際の位相シフト量、Φ２は前記発光層から発せられる光が第２反射面で反射する際の位相シフト量、ｍは自然数である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る有機ＥＬ表示装置によれば、有機ＥＬ素子の輝度の補正を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ表示装置を説明する模式図
【図２】本発明に係る有機ＥＬ素子の模式図
【図３】有機ＥＬ素子の正孔輸送層の膜厚に対する輝度の変化を示す図
【図４】光学距離Ｌ１および光学距離Ｌ２の変動に伴う輝度の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明するが、以下の構成に限られるものではない。
【００１２】
図１は、本発明に係る有機ＥＬ表示装置を説明する図である。１は、有機ＥＬ素子１０を含む画素である。２は、画素１内の有機ＥＬ素子１０の駆動電圧を検出して、その駆動電圧に応じて有機ＥＬ素子１０の輝度を補正する補正部である。本発明の有機ＥＬ表示装置は、複数の画素１と補正部２を有している。補正部２は少なくとも１つあればよいが、複数あってもよい。
【００１３】
画素１には、有機ＥＬ素子１０の他に、第１トランジスタ（ＮＭＯＳ）１１、第２トランジスタ（ＮＭＯＳ）１２、第３トランジスタ（ＰＭＯＳ）１３、第４トランジスタ（ＰＭＯＳ）１４、保持容量１５、を有している。補正部２は、電流源２１、電圧検出部２２、演算部２３、記憶部２４を有している。画素１と補正部２は、信号線３０および切替手段４０を介して電気的に接続可能な構成である。なお、切替手段４０は、電流源２１とデータ信号出力源５０とのどちらか一方を信号線３０と接続させるものである。
【００１４】
以下に本発明の動作について説明する。まずは、発光動作について説明する。画素１への書き込み時には、第１選択線３１をＨｉｇｈにし、第２選択線３２をＬｏｗに、第３選択線３３をＬｏｗにする。これにより、第１トランジスタ１１はＯＮになり、第２トランジスタ１２はＯＦＦになり、第４トランジスタ１４はＯＮになる。同時に、信号線３０は、切替手段４０によって、データ信号出力源５０に接続され、信号線３０には有機ＥＬ素子の輝度に応じた信号電圧が印加される。すると、信号電圧は保持容量１５に保持される。この状態で、第１選択線３１、第２選択線３２、第３選択線３３をＬｏｗにすると、第１トランジスタ１１、第２トランジスタ１２はＯＦＦに、第４トランジスタ１４はＯＮになる。そして、第３トランジスタ１３を介して、供給線３４から有機ＥＬ素子１０に保持容量１５に保持された信号電圧に応じた電流が流れ、有機ＥＬ素子１０は所望の輝度で発光する。
【００１５】
次に、駆動電圧の検出動作について説明する。この場合、第１選択線３１をＬｏｗにし、第２選択線３２と第３選択線３３をＨｉｇｈにする。また、信号線３０は電流源２１側に接続し、信号線３０には所定の電流が流れる。こうすると、信号線３０の電位は、所定の電流を流した場合に有機ＥＬ素子１０にかかる駆動電圧と等しくなる。この電位を電圧検出部２２で検出することで、所定の電流を流した際に、有機ＥＬ素子１０に係る駆動電圧を検出することができる。なお、この際、有機ＥＬ素子１０の駆動電圧を検出した画素以外の画素については、第１選択線３１と第２選択線３２をＬｏｗにし、第３選択線３３をＨｉｇｈにすることで、電流源５０からの電流が流れないようにすることができる。
【００１６】
次に、補正動作について説明する。演算部２３は、検出した駆動電圧と、記憶部２４に保存されている該当画素の初期の駆動電圧と、を比較して、有機ＥＬ素子１０の駆動電圧の変化量を演算する。さらに、演算部２３は、この駆動電圧の変化量に対応する有機ＥＬ素子１０に供給するための電流の補正量（または補正係数）を記憶部２４から抽出する。つまり、記憶部２３は、画素の初期の駆動電圧のデータと、駆動電圧の変化量と電流の補正量（または補正係数）の関係のデータテーブルと、を保存している。そして、この電流の補正量（または補正係数）の分だけ、電流源２１から画素に供給される電流に加算、減算あるいは積算して補正された電流を画素に供給する。このように、駆動電圧を検出し、補正動作を行うことで、有機ＥＬ素子の駆動電圧の変化を輝度の変化の認識し、有機ＥＬ素子に流す電流を補正して、有機ＥＬ素子の輝度の補正を行う。
【００１７】
図２は、本発明の有機ＥＬ素子１０の構成を示す模式図である。有機ＥＬ素子１０は、基板１００の上に、反射層１０１ａと酸化物透明導電層１０１ｂからなる第１電極１０１と、正孔輸送層１０２と、発光層１０３と、電子輸送層１０４と、電子注入層１０５と、第２電極１０６と、で構成されている。また、１０３ａは発光面を表し、１０１ｃ、１０６ｃはそれぞれ第１電極１０１にある第１反射面、第２電極にある第２反射面を表している反射面とは、発光層１０３から発せられて光の一部、あるいは全部を反射する面である。なお、第１電極は、反射層１０１ａのみで構成され、反射層１０１ａが電極を兼ねる構成でもよい。
【００１８】
本発明の有機ＥＬ素子は、発光層１０３の発光面１０３ａと第１電極１０１にある第１反射面１０１ｃとの間の光学距離Ｌ１と、第１反射面１０１ｃと第２電極１０６にある第２反射面１０６ｃとの間の光学距離Ｌ２とが、それぞれ下記の式１と式２を満たす構成である。この構成については後述する。
（ｍ−Φ１／（２π））×λ／２≦Ｌ１≦（ｍ＋１／２−Φ１／（２π））×λ／２ ・・・式１
（ｍ＋１−（Φ１＋Φ２）／（２π））×λ／２≦Ｌ２≦（ｍ＋３／２−（Φ１＋Φ２）／（２π））×λ／２ ・・・式２
ここで、λは有機ＥＬ素子から発せられる光のスペクトルの最大ピーク波長、Φ１は発光層から発せられる光が第１反射面１０１ｃで反射する際の位相シフト量、Φ２は発光層から発せられる光が第２反射面１０６ｃで反射する際の位相シフト量、ｍは自然数である。
【００１９】
第１反射面１０１ｃは、第１電極１０１が反射層１０１ａと酸化物透明導電層１０１ｂからなる場合には、反射層１０１ａと酸化物透明導電層１０１ｂの界面である。第１電極１０１が反射層１０１ａのみからなる場合には、反射層１０１ａと正孔輸送層１０２との界面（反射層１０１ａの発光層１０３側の界面）が第１反射面１０１ｃになる。一方、第２反射面１０６ｃは、第２電極１０６が金属薄膜で構成される場合には、第２電極１０６と電子注入層１０５との界面（第２電極１０６の発光層１０３側の界面）である。第２電極１０６が酸化物透明導電層で構成される場合には、第２電極１０６の発光層とは反対側の界面が第２反射面１０６ｃとなる。なお、第２電極１０６が金属薄膜と酸化物透明導電層との積層構成の場合には、金属薄膜の発光層１０３側の界面が第２反射面１０６ｃとなる。
【００２０】
有機ＥＬ素子は、第１反射面１０１ｃと第２反射面１０６ｃの間の距離、より具体的には、その間の光学距離を変えることで、干渉によって発光層１０３から発せられる光が強められる強度が変化する。すなわち、第１反射面１０１ｃと第２反射面１０６ｃの間の距離によって、有機ＥＬ素子の輝度が変化する。図３は図２に示した本発明の有機ＥＬ素子の正孔輸送層１０２の膜厚（第１反射面１０１ｃと第２反射面１０６ｃの間の距離）に対する相対輝度を示した図である。なお、相対輝度は、最大輝度を１として規格化されて表されている。図３に示すように、正孔輸送層１０２の膜厚変化により、輝度は極大値と極小値を繰り返し変化している。
【００２１】
一方、有機ＥＬ素子を構成する有機化合物層は一般的には高抵抗であるため、正孔輸送層１０２の膜厚（第１反射面１０１ｃと第２反射面１０６ｃの間の距離）が大きくなると有機ＥＬ素子の駆動電圧が上昇する。本発明は、有機化合物層の膜厚変化が生じた場合における輝度変化と駆動電圧変化の関係に着目し、精度よく補正することができる有機ＥＬ素子の構成を見出した。具体的には、有機ＥＬ素子の有機化合物層の膜厚が、膜厚変化に対する輝度の変化が負の傾きとなる膜厚に設定されている。なお、膜厚変化に対する輝度の変化が負の傾きとなる膜厚とは、図３で示すような輝度の極大値から極小値の間にある膜厚のことである。
【００２２】
図３で、正孔輸送層１０２の目標膜厚値をＢ０（膜厚変化に対する輝度の変化がゼロとなる膜厚）に設定した場合、成膜ばらつきが生じることによって、膜厚値がＢ０，Ｂ１，Ｂ２となる有機ＥＬ素子（以下それぞれ素子Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２という）が形成される。図３で示すように、素子Ｂ１，Ｂ２は、素子Ｂ０よりも輝度が小さい。一方、素子Ｂ１は素子Ｂ０より駆動電圧が小さく、素子Ｂ２は素子Ｂ０より駆動電圧が大きい。よって、上述した補正部２で輝度の補正を行う有機ＥＬ表示装置が素子Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２を有している場合には、以下のように各素子に流れる電流が補正される。すなわち、駆動電圧が素子Ｂ０より大きい素子Ｂ２には素子Ｂ０より大きい電流が流れ、一方、駆動電圧が素子Ｂ０より小さい素子Ｂ１には素子Ｂ０より小さい電流が流れる。この結果、素子Ｂ２では、素子Ｂ０との輝度差が小さくなるが、素子Ｂ１では、素子Ｂ０との輝度差が大きくなってしまう。つまり、この場合では、精度よく補正を行うことができない。
【００２３】
また、正孔輸送層１０２の目標膜厚値をＣ０（膜厚変化に対する輝度の変化が正の傾きとなる膜厚）に設定した場合、膜厚値がＣ０，Ｃ１，Ｃ２となる有機ＥＬ素子（以下それぞれ素子Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２という）が形成される。図３で示すように、素子Ｃ１，Ｃ０，Ｃ２の順に輝度は大きくなり、その順で駆動電圧も大きくなる。上述した補正部２で輝度の補正を行う有機ＥＬ表示装置有機ＥＬ表示装置が素子Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２を有している場合には、以下のように各素子に流れる電流が補正される。すなわち、駆動電圧が素子Ｃ０より大きい素子Ｃ２には素子Ｃ０より大きい電流が流れ、一方、駆動電圧が素子Ｃ０より小さい素子Ｃ１には素子Ｃ０より小さい電流が流れる。この結果、素子Ｃ１，Ｃ２では、ともに素子Ｃ０との輝度差が大きくなってしまう。この場合も精度よく補正ができない。
【００２４】
一方、正孔輸送層１０２の目標膜厚値をＡ０（膜厚変化に対する輝度の変化が負の傾きとなる膜厚）に設定した場合、膜厚値がＡ０，Ａ１，Ａ２となる有機ＥＬ素子（以下それぞれ素子Ａ０，Ａ１，Ａ２という）が形成される。図３で示すように、素子Ａ１，Ａ０，Ａ２の順に輝度は小さくなるが、その順で駆動電圧は大きくなる。上述した補正部を有する有機ＥＬ表示装置が素子Ａ０，Ａ１，Ａ２を有している場合には、以下のように各素子に流れる電流が補正される。すなわち、駆動電圧が素子Ａ０より大きい素子Ａ２には素子Ａ０より大きい電流が流れ、一方、駆動電圧が素子Ａ０より小さい素子Ａ１には素子Ａ０より小さい電流が流れる。この結果、素子Ａ１，Ａ２では、ともに素子Ａ０との輝度差が小さくなる。つまりこの場合は、精度よく補正を行うことができる。
【００２５】
図３は、正孔輸送層１０２、つまり、発光面１０３ａと第１電極１０１の第１反射面１０１ｃとの間の光学距離Ｌ１と輝度との関係を示していた。次は、図４を用いて、発光面１０３ａと第１電極１０１の第１反射面１０１ｃとの間の光学距離Ｌ１と、第１電極１０１の第１反射面１０１ｃと第２電極１０６の第２反射面１０６ｃとの間の光学距離Ｌ２と、輝度と、の関係について説明する。図４は、横軸が発光面１０３ａと第１電極１０１の第１反射面１０１ｃとの間の光学距離Ｌ１を、縦軸が第１電極１０１の第１反射面１０１ｃと第２電極１０６の第２反射面１０６ｃとの間の光学距離Ｌ２を表し、（Ｌ１，Ｌ２）の輝度を示し図である。この図で、輝度は等高線で表されている。
【００２６】
図４で、（ｘ１，ｙ１）は輝度が極大となる１次極大値である。等高線上での輝度は同等であり、同心円の中心ほど輝度が増大し、外側の円に向かうほど、輝度が低下する。（ｘ２，ｙ２）は輝度が極小となる１次極小値である。光学距離Ｌ１，Ｌ２、が大きくなるにつれ、輝度が再び極大となるｎ次極大値、輝度が再び極小となるｎ次極小値が順次現れる（ｎは２以上の整数）。
ここで、上記の式１、式２により表１に示す条件で、図４を４つの領域Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶに分ける。
【００２７】
【表１】
【００２８】
式１、式２をともに満たす領域Ｉは、どの膜厚変化に対しても輝度の変化が負の傾きとなるため好ましい。また、式１のみを満たす領域ＩＩは、Ｌ１を算出するのに含まれる膜厚変化に対して輝度変化が負の傾きとなるため、光学距離Ｌ１の変化のみがある場合にはよい。しかし、Ｌ２のうち、Ｌ１を除いた光学距離を算出するのに含まれる膜厚変化に対して、輝度の変化が負の傾きとはならないため、該膜厚変化がある場合には正しく補正されない。また、式２のみを満たす領域ＩＩＩでは、Ｌ１を算出するのに含まれる膜厚変化に対して輝度変化が負の傾きとならないため、該膜厚変化がある場合には正しく補正されない。Ｌ２のうち、Ｌ１を除いた光学距離を算出するのに含まれる膜厚変化に対して、発光効率変化が負の傾きとなるため、該膜厚変化がある場合にのみ正しく補正される。式１、式２をともに満たさない領域ＩＶでは、どの膜厚変化に対しても輝度変化が負の傾きとはならないため正しく補正されない。
よって、本発明の有機ＥＬ素子は、上述した式１および式２を満たす構成としている。
【００２９】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の構成要素について説明する。
基板１００はＴＦＴ等のスイッチング素子（不図示）が形成された絶縁性の基板であり、ガラス、プラスチック等からなる。
反射層１０１ａは、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｇなどの金属単体やそれらの合金からなる金属層を用いることができる。その膜厚は５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましい。
酸化物透明導電層１０１ｂは、酸化インジウムと酸化錫の化合物層や酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物層などを用いることができる。その膜厚は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。
正孔輸送層１０２、発光層１０３、電子輸送層１０４、電子注入層１０５は、公知の材料が使用することができ、成膜手法も蒸着や転写等公知の成膜手法を用いることができる。また、各層の膜厚は、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。また各層は同一、あるいは異なる材料をからなる２つ以上の層が積層されている構成であってもよい。
第２電極１０６は、上述した反射層１０１ａまたは酸化物透明導電層１０１ｂの材料を用いることができる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明の好適な実施例を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例では、式１および式２においてｍ＝２の干渉条件にあわせ、各層の膜厚を設定した。また、実施例および比較例で使用する各層の材料は同じであり、以下の通りである。
反射層１０１ａ：銀
酸化物透明導電層１０１ｂ：酸化インジウム亜鉛
正孔輸送層１０２：化合物１
発光層１０３：化合物２（７０ｗｔ％）＋化合物３（１０ｗｔ％）＋化合物４（２０ｗｔ％）
電子輸送層１０４：化合物５
電子注入層１０５：化合物５（９０ｗｔ％）＋炭酸セシウム（１０ｗｔ％）
第２電極１０６：酸化インジウム亜鉛
【００３１】
【化１】
【００３２】
また、有機ＥＬ素子から発せられる光のスペクトルの最大ピ−ク波長λは５２０ｎｍであった。また、本実施例および比較例では、Φ１＝π、Φ２＝０であった。従って、式１および式２を満たすＬ１、Ｌ２の条件は、それぞれ以下の通りである。
３９０ｎｍ≦Ｌ１≦５２０ｎｍ ・・・式１ａ
６５０ｎｍ≦Ｌ２≦７８０ｎｍ ・・・式２ａ
また、λ＝５２０ｎｍにおける各層の屈折率は以下の通りである。
酸化物透明導電層、第２電極：２．０３
正孔輸送層：１．８２
発光層：１．９６
電子輸送層、電子注入層：１．６９
補正を行うにあたり、２０ｍＡ／ｃｍ２の電流値を印加して駆動電圧を検出した。本発明では、基準素子との駆動電圧差をΔＶ［Ｖ］とし、αを定数（α＞０）として、補正電流値ΔＩ［ｍＡ／ｃｍ２］をΔＩ＝α×ΔＶからなる１次関数から算出した。例えば、α＝２とした場合、ΔＶ＝０．１Ｖであれば、ΔＩ＝０．２ｍＡ／ｃｍ２となる。αは成膜条件から適宜決めることができる。以下の実施例ではα＝５として補正を行った。
【００３３】
（実施例１）
５つの有機ＥＬ素子（以下、素子Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅという）を作成する。
まず、ガラス基板１００上にスパッタリング法にて銀を２００ｎｍ積層し、各素子の領域の反射層１０１ａを形成した。その上に、スパッタリング法にて酸化インジウム亜鉛を２０ｎｍ積層して酸化物透明導電層１０１ｂを形成し、各素子の領域の第１電極１０１を形成した。その後、第１電極１０１にＵＶ／オゾン洗浄を施した。
【００３４】
次に、真空蒸着装置に洗浄済みの基板１００と材料を取り付け、１×１０−６Ｔｏｒｒまで排気した後、各素子の領域の第１電極１０１上に化合物１を１９３ｎｍの膜厚で成膜し、正孔輸送層１０２を形成した。さらに素子Ｂに２ｎｍ、素子Ｃに４ｎｍの膜厚で成膜し、正孔輸送層１０２を追加形成した。
次に、各素子の領域の正孔輸送層１０２上に、化合物２、化合物３、化合物４を重量比が７：１：２の割合となるように、各々の蒸着速度を調整し、共蒸着し、４０ｎｍの膜厚で発光層１０３を形成した。
次に、各素子の発光層１０３上に、化合物５を１３ｎｍの膜厚で成膜し、電子輸送層１０４を形成した。さらに素子Ａ、素子Ｂ、素子Ｃに２ｎｍ、素子Ｅに４ｎｍの膜厚で電子輸送層１０４を追加で形成した。
次に、各素子の領域の電子輸送層１０４上に、化合物５と炭酸セシウムを重量比が９：１の割合となるように各々の蒸着速度を調整して共蒸着し、６０ｎｍの膜厚で成膜し、電子注入層１０５を形成した。
最後に、各素子の領域の電子注入層１０５まで成膜した基板を、別のスパッタリング装置（大阪真空製）へ移動させ、電子注入層１０５上に酸化インジウム亜鉛をスパッタリング法にて３０ｎｍに成膜し、第２電極１０６を形成した。
【００３５】
各素子の正孔輸送層と電子輸送層の膜厚を表２にまとめた。素子Ｂを所望の素子として、素子Ａ，Ｃは正孔輸送層の膜厚がずれた素子とし、素子Ｄ，Ｅは電子輸送層の膜厚がずれた素子としている。また、ΔＬ１，ΔＬ２は、素子ＢのＬ１，Ｌ２からのずれ量を示している。
【００３６】
【表２】
【００３７】
発光層１０３中の発光面１０３ａから正孔輸送層１０２と発光層１０３の界面までの膜厚をｄ１ｎｍとすると、素子Ｂでは、Ｌ１＝２．０３×２０＋１．８２×１９５＋１．９６×ｄ１＝３９５．５＋１．９６×ｄ１ｎｍとなる。０ｎｍ≦ｄ１≦４０ｎｍであるため、３９５．５ｎｍ≦Ｌ１≦４７３．９ｎｍとなり、式１（式１ａ）を満たす。また表２からもわかるように、他の素子も式１（式１ａ）を満たしている。
【００３８】
また、素子Ｂでは、Ｌ２＝２．０３×（２０ｎｍ＋３０ｎｍ）＋１．８２×１９５ｎｍ＋１．９６×４０ｎｍ＋１．６９×（１５ｎｍ＋６０ｎｍ）＝６６１．５５ｎｍであり、式２（式２ａ）を満たす。また表２からもわかるように、他の素子も式２（式２ａ）を満たしている。
【００３９】
まず、正孔輸送層の膜厚が異なる３つの素子Ａ、Ｂ、Ｃにおいて、従来の有機ＥＬ素子の駆動電圧を検出して有機ＥＬ素子の輝度補正を行う補正部を用いて、輝度補正を行った結果を表３に示す。この結果、素子Ａ，Ｂ，Ｃでの補正前の輝度の差が補正後では低減することができ、精度よく補正を行うことができた。
【００４０】
【表３】
【００４１】
次に、電子輸送層の膜厚が異なる３つの素子Ｂ、Ｄ、Ｅにおいて、輝度補正を行った結果を表４に示す。この結果、素子Ｂ，Ｄ，Ｅでの補正前の輝度の差が補正後では低減することができ、精度よく補正を行うことができた。
【００４２】
【表４】
【００４３】
（比較例１）
比較例１では発光層１０３の膜厚を３０ｎｍ、電子輸送層１０４の膜厚を１０ｎｍ、電子注入層１０５の膜厚を６５ｎｍとした以外は、実施例１と同様の製造方法で５つの有機ＥＬ素子（以下、素子Ｆ、Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊという）を作成した。各素子の正孔輸送層と電子輸送層の膜厚を表５にまとめた。素子Ｇを所望の素子として、素子Ｆ，Ｈは正孔輸送層の膜厚がずれた素子とし、素子Ｉ，Ｊは電子輸送層の膜厚がずれた素子としている。また、ΔＬ１，ΔＬ２は、素子ＧのＬ１，Ｌ２からのずれ量を示している。
【００４４】
【表５】
【００４５】
比較例１では、式１、式２においてｍ＝２の干渉条件に合わせ、式１のみを満たすように各層の膜厚を設定した。発光層１０３中の発光面１０３ａから正孔輸送層１０２と発光層１０３の界面までの膜厚をｄ２ｎｍとすると、素子Ｇでは、Ｌ１＝２．０３×２０＋１．８２×１９５＋１．９６×ｄ１＝３９５．５＋１．９６×ｄ１ｎｍとなる。０ｎｍ≦ｄ１≦３０ｎｍであるため、３９５．５ｎｍ≦Ｌ１≦４５４．３ｎｍとなり、式１（式１ａ）を満たす。また表５からもわかるように、他の素子も式１（式１ａ）を満たしている。
【００４６】
また、素子Ｇでは、Ｌ２＝２．０３×（２０＋３０）＋１．８２×１９５＋１．９６×３０＋１．６９×（１０＋４０）＝６３７．５ｎｍであり、式２（式２ａ）を満たさない。また、表５からもわかるように、他の素子も式２（式２ａ）を満たしていない。
【００４７】
まず、正孔輸送層の膜厚が異なる３つの素子Ｆ、Ｇ、Ｈにおいて、輝度補正を行った結果を表６に示す。この結果、素子Ｆ、Ｇ、Ｈでの補正前の輝度の差が補正後では低減することができ、精度よく補正を行うことができた。
【００４８】
【表６】
【００４９】
次に、電子輸送層の膜厚が異なる３つの素子Ｇ、Ｉ、Ｊにおいて、輝度補正を行った結果を表７に示す。この結果、素子Ｇ、Ｉ、Ｊでの補正前の輝度の差が補正後では、大きくなってしまった。
【００５０】
【表７】
【００５１】
（比較例２）
比較例２では正孔輸送層１０２の膜厚を１４５ｎｍ、電子注入層１０５の膜厚を６５ｎｍ、第２電極１０６の膜厚を７０ｎｍとした以外は、実施例１と同様の製造方法で５つの有機ＥＬ素子（以下、素子Ｋ、Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｏという）を作成した。各素子の正孔輸送層と電子輸送層の膜厚を表８にまとめた。素子Ｌを所望の素子として、素子Ｋ，Ｍは正孔輸送層の膜厚がずれた素子とし、素子Ｎ，Ｏは電子輸送層の膜厚がずれた素子としている。また、ΔＬ１，ΔＬ２は、素子ＬのＬ１，Ｌ２からのずれ量を示している。
【００５２】
【表８】
【００５３】
比較例２では、式１、式２においてｍ＝２の干渉条件に合わせ、式２のみを満たすように各層の膜厚を設定した。発光層１０３の発光面１０３ａから正孔輸送層１０２と発光層１０３の界面までの膜厚をｄ３ｎｍとすると、素子Ｌでは、Ｌ１＝２．０３×２０＋１．８２×１４５＋１．９６×ｄ３＝３０４．５＋１．９６×ｄ３ｎｍとなる。０ｎｍ≦ｄ３≦４０ｎｍであるため、３０４．５ｎｍ≦Ｌ１≦３８２．９ｎｍとなり、式１（式１ａ）を満たさない。また、表８からもわかるように、他の素子も式１（式１ａ）を満たしていない。
【００５４】
また、素子Ｌでは、Ｌ２＝２．０３×（２０＋７０）＋１．８２×１４５＋１．９６×４０＋１．６９×（１５＋６５）＝６６０．２ｎｍであり、式２（式２ａ）を満たす。また表８からもわかるように、他の素子も式２（式２ａ）を満たしている。
【００５５】
まず、正孔輸送層の膜厚が異なる３つの素子Ｋ、Ｌ、Ｍにおいて輝度補正を行った結果を表９に示す。この結果、素子Ｋ、Ｌ、Ｍでの補正前の輝度の差が補正後では、大きくなってしまった。
【００５６】
【表９】
【００５７】
次に、正孔輸送層の膜厚が異なる３つの素子Ｌ、Ｎ、Ｏにおいて、輝度補正を行った結果を表１０に示す。この結果、素子Ｌ、Ｎ、Ｏでの補正前の輝度の差が補正後では低減することができ、精度よく補正を行うことができた。
【００５８】
【表１０】
【符号の説明】
【００５９】
２ 補正部
１０ 有機ＥＬ素子
１０１ 第１電極
１０３ 発光層
１０６ 第２電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、発光層と、第２電極と、を有する有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子の駆動電圧を検出し、前記駆動電圧に応じて有機ＥＬ素子の輝度を補正する補正部と、を有し、
前記発光層の発光面と前記第１電極にある第１反射面との間の光学距離Ｌ１と、前記第１反射面と前記第２電極にある第２反射面との間の光学距離Ｌ２とが、それぞれ式１と式２を満たすことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
（ｍ−Φ１／（２π））×λ／２≦Ｌ１≦（ｍ＋１／２−Φ１／（２π））×λ／２ ・・・式１
（ｍ＋１−（Φ１＋Φ２）／（２π））×λ／２≦Ｌ２≦（ｍ＋３／２−（Φ１＋Φ２）／（２π））×λ／２ ・・・式２
ここで、λは前記有機ＥＬ素子から発せられる光のスペクトルの最大ピーク波長、Φ１は前記発光層から発せられる光が第１反射面で反射する際の位相シフト量、Φ２は前記発光層から発せられる光が第２反射面で反射する際の位相シフト量、ｍは自然数である。
【請求項１】
第１電極と、発光層と、第２電極と、を有する有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子の駆動電圧を検出し、前記駆動電圧に応じて有機ＥＬ素子の輝度を補正する補正部と、を有し、
前記発光層の発光面と前記第１電極にある第１反射面との間の光学距離Ｌ１と、前記第１反射面と前記第２電極にある第２反射面との間の光学距離Ｌ２とが、それぞれ式１と式２を満たすことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
（ｍ−Φ１／（２π））×λ／２≦Ｌ１≦（ｍ＋１／２−Φ１／（２π））×λ／２ ・・・式１
（ｍ＋１−（Φ１＋Φ２）／（２π））×λ／２≦Ｌ２≦（ｍ＋３／２−（Φ１＋Φ２）／（２π））×λ／２ ・・・式２
ここで、λは前記有機ＥＬ素子から発せられる光のスペクトルの最大ピーク波長、Φ１は前記発光層から発せられる光が第１反射面で反射する際の位相シフト量、Φ２は前記発光層から発せられる光が第２反射面で反射する際の位相シフト量、ｍは自然数である。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−４３７２７（Ｐ２０１２−４３７２７Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８６０７２（Ｐ２０１０−１８６０７２）
【出願日】平成２２年８月２３日（２０１０．８．２３）
【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３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２３日（２０１０．８．２３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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