表示装置
【課題】副画素数を増やすことなく、色域の広い表示装置を提供する。
【解決手段】１画素をそれぞれ有機ＥＬ素子を備えた３つの副画素で構成し、該３つの副画素のうち少なくとも１つは、有機ＥＬ素子への印加電圧により発光色の色度が変化するように構成することによって、３つの副画素で４色以上の発光色を発光する表示装置とする。
【解決手段】１画素をそれぞれ有機ＥＬ素子を備えた３つの副画素で構成し、該３つの副画素のうち少なくとも１つは、有機ＥＬ素子への印加電圧により発光色の色度が変化するように構成することによって、３つの副画素で４色以上の発光色を発光する表示装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を備えた表示装置に関するものであり、詳しくは多色表示が可能な表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、自発光型素子、低電圧駆動、薄型、軽量などの特長から、近年、携帯型電子機器（携帯電話、携帯テレビ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ）用のフルカラーディスプレイへの応用が精力的に検討されている。フルカラーディスプレイの実現のためには、１画素で少なくとも光の三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色を発光させる必要があり、このＲＧＢの各色度がフルカラーディスプレイの色域を決定している。
【０００３】
色域は、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｄｅ ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ；国際照明委員会）１９３１色度図（ＣＩＥ色度図）を用いて表すことができる。１画素がＲＧＢの３色の副画素から構成されるフルカラーディスプレイの場合、色域は、ＣＩＥ色度図上のＲＧＢ各色度を頂点とする三角形の三辺上とその内部の領域で表される。この三角形の面積が大きいほどフルカラーディスプレイで表示できる色の範囲が広いことを意味している。
【０００４】
特許文献１には、フルカラーディスプレイの色域を拡大する方法として、ＲＧＢ３色の副画素に加え、ＲＧＢの３色の副画素により規定される色域の外部の色を持つ副画素を導入することが提案されている。一方、特許文献２には、高精細化のために、１画素が、印加電圧により発光色が変化する有機ＥＬ素子を備えた副画素と、印加電圧により発光色が変化しない有機ＥＬ素子を備えた副画素との２副画素から構成される表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６５７０５８４号明細書
【特許文献２】特許第３４６９７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された技術では色域を拡げるために１画素を３副画素よりも多くしなければならない。しかしながら、副画素数を多くすると、１画素の面積が大きくなり、高精細化が困難になるという課題がある。また、特許文献２に開示された技術では、１画素を、発光色が青色の有機ＥＬ素子と印加電圧により発光色が赤色から緑色に変わる有機ＥＬ素子との２副画素で構成することにより高精細化が容易になるが、色域を拡げることに関しては何ら開示されていない。
【０００７】
本発明の課題は、副画素数を増やすことなく、即ち精細度を落とすことなく、色域の広い表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、表示部が複数の画素から構成され、前記各画素が３つの副画素から構成され、前記３つの副画素がそれぞれ有機ＥＬ素子を備え、前記３つの副画素のうち少なくとも１つは有機ＥＬ素子への印加電圧により発光色の色度が変化し、前記画素が表示しうる表示色のＣＩＥ色度図を用いて表される色域が、前記３つの副画素が発光する４色以上の発光色の色度をつないだ多角形を構成していることを特徴とする表示装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、１画素を構成する３つの副画素のうち少なくとも１つの副画素の発光色を２色とすることにより、係る副画素の発光色を４色以上とし、副画素数を３から増やすことなく、１画素が表示しうる色域を従来よりも拡げた表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の表示装置の表示部を構成する画素構造の一例を模式的に表す平面図である。
【図２】本発明の表示装置において、有機ＥＬ素子への印加電圧によって発光色が変化する副画素が１つの場合の画素の表示色の色域をＣＩＥ色度図を用いて表した図である。
【図３】本発明の表示装置において、有機ＥＬ素子への印加電圧によって発光色が変化する副画素が２つの場合の画素の表示色の色域をＣＩＥ色度図を用いて表した図である。
【図４】本発明の表示装置において、有機ＥＬ素子への印加電圧によって発光色が変化する副画素が３つの場合の画素の表示色の色域をＣＩＥ色度図を用いて表した図である。
【図５】印加電圧により発光色が変化しない有機ＥＬ素子の一例（Ａ）と変化する有機ＥＬ素子の一例（Ｂ）の断面模式図である。
【図６】本発明の実施例１の発光色が電圧により変化する青色副画素の発光スペクトルを示す図である。
【図７】本発明の実施例１の画素の表示色の色域をＣＩＥ色度図を用いて表した図である。
【図８】本発明の実施例２の発光色が電圧により変化する青色副画素の発光スペクトルを示す図である。
【図９】本発明の実施例２の画素の表示色の色域をＣＩＥ色度図を用いて表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の表示装置の実施形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の表示装置の表示部を構成する画素構造の一例を模式的に表す上面図である。図１に示すように、１つの画素１００は、赤色（Ｒ）副画素１１０、緑色（Ｇ）副画素１２０、青色（Ｂ）副画素１３０の３つの副画素から構成されている。そして、各副画素はそれぞれ有機ＥＬ素子を備え、その３つの副画素の中で少なくとも１つの副画素については、該副画素が有する有機ＥＬ素子への印加電圧により発光色の色度が変化し、残りの副画素については、印加電圧を変えても発光色は変化しないか、発光色変化が無視できる。
【００１３】
図１では、Ｒ副画素１１０、Ｇ副画素１２０、Ｂ副画素１３０の大きさを同一で描画したが、Ｒ副画素１１０、Ｇ副画素１２０、Ｂ副画素１３０の大きさは、それぞれの副画素の発光効率や駆動寿命に合わせて異なっていても構わない。
【００１４】
印加電圧により発光色の色度が変化する有機ＥＬ素子は以下の２つに大別できる。
（Ａ）印加電圧の変化と共に発光色の色度が連続的に変化する有機ＥＬ素子
（Ｂ）ある印加電圧で発光色の色度が切り替わる有機ＥＬ素子
【００１５】
前記（Ａ）の中で発光色の色度が変化する電圧領域が狭く、現実的には発光色が変化する領域の発光色（色度）が使用できない場合は前記（Ｂ）に該当する。
【００１６】
ところで、本発明の表示装置において、発光色が変化する副画素は、所望の色度を発光する電圧に固定し、パルス駆動のデューティ比を変化させることにより輝度階調制御を行うことが好ましい。より好ましくはＰｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＰＷＭ）制御が好ましい。ＰＷＭ制御とは、電気信号のパルス周波数は一定、即ち１フレームの時間は一定で、パルス幅を変化させることによって、有機ＥＬ素子からの発光輝度の階調を制御する方法である。これによって、印加電圧を変化することなく、輝度だけを制御することができる。つまり、各色の副画素ごとに有機ＥＬ素子に印加する設定電圧で発光スペクトルを決定し、ＰＷＭデューティで輝度階調を制御できるため、本発明の表示装置はフルカラーディスプレイとして利用可能である。
【００１７】
又、前記（Ｂ）に該当する有機ＥＬ素子であっても、１フレーム内で、色度が切り替わる電圧より低い電圧と高い電圧の２つのパルス駆動電圧を用いることにより、低電圧駆動時の発光色と高電圧駆動時の発光色の間の発光色（中間色）を出すことが可能である。この中間色の色度は、高電圧駆動時のパルス幅と低電圧駆動時のパルス幅の比により制御することが可能である。
【００１８】
前記（Ａ）に該当する有機ＥＬ素子であっても、１フレーム内で、色度が異なる２つのパルス駆動電圧を用いて、低電圧駆動時の発光色と高電圧駆動時の発光色の間の発光色（中間色）を出してもよい。
【００１９】
発光色が変化しない副画素は、発光色が変化する副画素と同じくパルス駆動のデューティ比を変化させることにより輝度階調制御を行っても構わないし、ＤＣ駆動で電圧値もしくは電流値を変化させることにより輝度階調制御を行っても構わない。
【００２０】
印加電圧によって有機ＥＬ素子の発光色の色度が変化する副画素（以下、「発光色が変化する副画素」と記す。）が１つの場合、１画素を構成する３副画素で４色発光させることがきる。また、発光色が変化する副画素が２つの場合は５色、３つの場合は６色発光させることができる。そして、３つの副画素で４色以上発光させることによって、３つの副画素で３色発光した場合に比べて画素の表示色の色域を拡げることができる。
【００２１】
以下に、１画素において発光色が変化する副画素が１つの場合について、図２を用いて色域の拡大と共に説明する。
【００２２】
図２は、発光色が変化する副画素が１つの場合の本発明の表示装置のＣＩＥ色度図を用いて表される色域の模式図を示している。図２では、発光色が変化する副画素がＧ副画素であり、色度が高電圧側でｘ座標の小さい方に変化する場合を示しているが、Ｇ副画素の発光色の色度が高電圧側でｘ座標の大きい方に変化する場合、或いはｙ座標が変化する場合でも同様に色域を拡げることができる。また、発光色の色度が変化する副画素がＲ副画素又はＢ副画素の場合も同様に色域を拡げることができる。ＣＩＥ色度図中のＲ2はＲ副画素からの発光色の色度、Ｇ2LはＧ副画素の低電圧駆動時の発光色の色度、Ｇ2HはＧ副画素の高電圧駆動時の発光色の色度、Ｂ2はＢ副画素からの発光色の色度をそれぞれ表している。
【００２３】
本構成において、Ｇ2Hの色度をＣＩＥ色度図上の三角形Ｒ2Ｇ2LＢ2の外部にすることにより、色域を拡げることができる。即ち、有機ＥＬ素子への印加電圧の変化と共に発光色の色度が連続的に変化する場合、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域は四角形Ｒ2Ｇ2LＧ2HＢ2となり、三角形Ｂ2Ｇ2LＧ2Hの分だけ電圧上昇により色域が拡がることになる。即ち３副画素で４色発光の表示装置は、３副画素で３色発光の表示装置より、副画素数を増やすことなく、色域が拡がることになる。
【００２４】
また、ある電圧で有機ＥＬ素子の発光色の色度が切り替わる場合も、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域はＲ2Ｇ2LＧ2HＢ2となる。尚、この場合、三角形Ｇ2LＰ2Ｇ2H内の色域は、Ｇ2L、Ｐ2、Ｇ2Hを使って表示することが可能で、具体的には、Ｇ2LとＧ2Hのパルス幅を調整することで表現することができる。
【００２５】
発光色が変化する副画素が１画素に２つの場合、係る３副画素で４色又は５色発光させることができる。以下に図３を用いて色域の拡大と共に説明する。
【００２６】
図３は、発光色が変化する副画素がＧ副画素とＢ副画素の２つの場合の本発明の表示装置のＣＩＥ色度図を用いて表した色域の模式図を示している。図３では、Ｇ副画素からの発光色の色度が高電圧側でｘ座標の小さい方に変化し、且つＢ副画素からの発光色の色度が高電圧側でｙ座標の大きい方に変化する場合を示しているが、これに限定されるわけではない。本発明においては、その他の発光色変化の場合も同様に色域を拡げることができる。また、発光色が変化する副画素が任意の２つの副画素の場合でも同様に色域を拡げることができる。ＣＩＥ色度図中のＢ3LはＢ副画素からの低電圧駆動時の発光色の色度、Ｂ3HはＢ副画素からの高電圧駆動時の発光色の色度を表している。また、Ｇ3LはＧ副画素の低電圧駆動時の発光色の色度、Ｇ3HはＧ副画素の高電圧駆動時の発光色の色度を表している。Ｒ3はＢ副画素からの発光色の色度を表している。
【００２７】
本構成では、Ｂ3H及びＧ3Hの色度をＣＩＥ色度図上の三角形Ｂ3LＧ3LＲ3の外部にすることにより、色域を拡げることができる。即ち、有機ＥＬ素子への印加電圧の変化と共に色度が連続的に移動し、且つＢ3HとＧ3Hの色度が異なる場合、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域は五角形Ｂ3LＢ3HＧ3HＧ3LＲ3となり、四角形Ｂ3LＢ3HＧ3HＧ3Lの分だけ色域が拡がる。
【００２８】
また、有機ＥＬ素子への印加電圧の変化と共に発光色の色度が連続的に移動し、且つＢ3HとＧ3Hの色度が同一であるＣ3の場合、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域は四角形Ｒ3Ｇ3LＣ3Ｂ3Lとなり、三角形Ｇ3LＣ3Ｂ3Lの分だけ色域を拡げることができる。
【００２９】
また、ある電圧で有機ＥＬ素子の発光色の色度が切り替わる場合も、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域はＲ3Ｇ3LＧ3HＢ3HＢ3Lとなる。この場合、三角形Ｇ3LＰ3GＧ3H内の色域はＧ3LとＧ3Hのパルス幅を調整することで表現することができ、三角形Ｂ3HＰ3BＢ3L内の色域はＢ3HとＢ3Lのパルス幅を調整することで表現することができる。また、四角形Ｇ3HＰ3GＰ3BＢ3Hの領域は、Ｇ3LとＧ3Hのパルス幅及びＢ3LとＢ3Hのパルス幅の一方または両方を調整することで表現できる。
【００３０】
さらに、ある電圧で有機ＥＬ素子の発光色の色度が切り替わり、且つＢ3HとＧ3Hの色度が同一であるＣ3の場合、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域は四角形Ｒ3Ｇ3LＣ3Ｂ3Lとなり、三角形Ｇ3LＣ3Ｂ3Lの分だけ色域を拡げることができる。
【００３１】
３副画素で５色発光の表示装置においても、３副画素で３色発光の表示装置より、副画素数を増やすことなく、色域が拡がることになる。
【００３２】
発光色が変化する副画素が３つの場合、係る３副画素で５色又は６色発光させることができる。以下に図４を用いて色域の拡大と共に説明する。
【００３３】
図４は、３つの副画素全てが発光色の変化する副画素で構成されている場合の本発明の表示装置のＣＩＥ色度図を用いて表した色域の模式図を示している。図４では、Ｒ副画素からの発光色の色度が高電圧側でｙ座標の大きい方に変化し、且つＧ副画素からの発光色の色度が高電圧側でｘ座標の小さい方に変化し、さらにＢ副画素からの発光色の色度が高電圧側でｙ座標の大きい方に変化する場合を示している。本発明では、これに限定されるわけではなく、その他の発光色変化の場合も同様に色域を拡げることができる。ＣＩＥ色度図中のＲ4LはＲ副画素からの低電圧駆動時の発光色の色度、Ｒ4HはＲ副画素からの高電圧駆動時の発光色の色度を表している。また、Ｇ4LはＧ副画素の低電圧駆動時の発光色の色度、Ｇ4HはＧ副画素の高電圧駆動時の発光色の色度を表している。Ｂ4LはＢ副画素からの低電圧駆動時の発光色の色度、Ｂ4HはＢ副画素の高電圧駆動時の発光色の色度を表している。
【００３４】
本構成では、Ｒ4H、Ｇ4H、Ｂ4Hの色度をＣＩＥ色度図上の三角形Ｒ4LＧ4LＢ4Lの外部にすることにより、色域を拡げることができる。即ち、有機ＥＬ素子への印加電圧の変化と共に発光色の色度が連続的に移動し、且つＢ4HとＧ4Hの色度が異なる場合、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域は六角形Ｂ4LＢ4HＧ4HＧ4LＲ4HＲ4Lとなる。つまり、四角形Ｂ4LＢ4HＧ4HＧ4L及び三角形Ｇ4LＲ4HＲ4Lの分だけ色域が拡がる。
【００３５】
また、有機ＥＬ素子への印加電圧の変化と共に発光色の色度が連続的に移動し、且つＢ4HとＧ4Hの色度が同一であるＣ4の場合、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域は五角形Ｂ4LＣ4Ｇ4LＲ4HＲ4Lとなる。即ち、三角形Ｂ4LＣ4Ｇ4Lと三角形Ｇ4LＲ4HＲ4Lの分だけ色域を拡げることができる。
【００３６】
３副画素で６色発光の表示装置においても、３副画素で３色発光の表示装置より、副画素数を増やすことなく、色域が拡がることになる。
【００３７】
また、ある電圧で有機ＥＬ素子の発光色の色度が切り替わり、Ｂ4HとＧ4Hの色度が異なる場合も、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域は六角形Ｂ4LＢ4HＧ4HＧ4LＲ4HＲ4Lとなる。よって、四角形Ｂ4LＢ4HＧ4HＧ4L及び三角形Ｇ4LＲ4HＲ4Lの分だけ色域が拡がる。尚、三角形Ｇ4LＰ4GＧ4Hの領域は、Ｇ4LとＧ4Hのパルス幅を調整することで表現することができ、三角形Ｂ4HＰ4BＢ4Lの領域は、Ｂ4LとＢ4Hのパルス幅を調整することで表現することができる。また、四角形Ｇ4LＰ4GＰ4BＢ4Hの領域は、Ｇ4LとＧ4Hのパルス幅及びＢ4LとＢ4Hのパルス幅の一方または両方を調整することで表現できる。
【００３８】
さらに、ある電圧で発光色の色度が切り替わり、且つＢ4HとＧ4Hの色度が同一であるＣ4の場合、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域は五角形Ｂ3LＣ4Ｇ4LＲ4HＲ4Lとなり、三角形Ｂ4LＣ4Ｇ4Lと三角形Ｇ4LＲ4HＲ4Lの分だけ色域を拡げることができる。
【００３９】
図２乃至図４を用いた前記説明の通り、１画素を構成する３副画素が発する４色以上の発光色の色度がＣＩＥ色度図上で多角形を形成する場合、副画素数を増やすことなく色域を拡げることができる。また、印加電圧により発光色が変化する副画素数が多いほど色域を拡げることができる。従って、色域を拡げるためには前記多角形を形成するための、有機ＥＬ素子への印加電圧により発光色の色度が変化する副画素が少なくとも１つ必要である。また、好ましくは２つの副画素が印加電圧により発光色が変化し、さらに好ましくは３副画素全てが印加電圧により発光色が変化する副画素であることがよい。
【００４０】
本発明に用いられる有機ＥＬ素子は、蛍光性有機化合物を用いた蛍光型有機ＥＬ素子と燐光性化合物を用いた燐光型有機ＥＬ素子とに分類される。蛍光型有機ＥＬ素子は一般に内部量子効率は２５％と言われており、Ｔｒｉｐｌｅｔ−ｔｒｉｐｌｅｔ ｆｕｓｉｏｎを用いた高効率タイプの蛍光型有機ＥＬ素子においても内部量子効率は最大で４０％と言われている。一方、燐光型有機ＥＬ素子は一般に内部量子効率は最大で１００％が可能であり、効率の面からは燐光型有機ＥＬ素子の方が好ましい。
【００４１】
しかしながら、青色燐光素子は、未だ実用に耐えられるものは開発されていない。そのため、Ｂ副画素は蛍光型有機ＥＬ素子を用い、Ｇ副画素及びＢ副画素は燐光型有機ＥＬ素子を用いることが、効率の面から好ましい。
【００４２】
特に、有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、以下のＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）のＲＧＢの色度座標と近い値で発光させることが多い。
Ｒ：ＣＩＥｘ＝０．６７、ＣＩＥｙ＝０．３３
Ｇ：ＣＩＥｘ＝０．２１、ＣＩＥｙ＝０．７１
Ｇ：ＣＩＥｘ＝０．１４、ＣＩＥｙ＝０．０８
【００４３】
この場合、シアン領域の色再現性が乏しくなる。従って、Ｂ副画素の発光色を印加電圧により青色からシアンに変化させる、或いはＧ副画素の発光色を印加電圧により緑色からシアンに変化させることが好ましい。より好ましくは、燐光型有機ＥＬ素子を用いたＧ副画素の発光色を印加電圧により緑色からシアンに変化させることである。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、以下の実施例では、Ｒ副画素の有機ＥＬ素子及びＢ副画素の有機ＥＬ素子は電圧により発光色は変化せず、Ｇ副画素の有機ＥＬ素子は電圧により発光色が変化する画素について説明する。
【００４５】
図５（Ａ）に電圧により発光色が変化しないＲ副画素及びＢ副画素の有機ＥＬ素子の断面模式図の一例を、図５（Ｂ）に電圧により発光色が変化するＧ副画素の有機ＥＬ素子の断面模式図の一例を示す。
【００４６】
図５（Ａ）の有機ＥＬ素子は、陽極９、ホール注入層１０、ホール輸送層１１、第１発光層１２、電子輸送層１４、電子注入層１５及び陰極１６を順次設けてある有機ＥＬ素子である。また、図５（Ｂ）の有機ＥＬ素子は、陽極９、ホール注入層１０、ホール輸送層１１、第１発光層１２、第２発光層１３、電子輸送層１４、電子注入層１５及び陰極１６を順次設けてある有機ＥＬ素子である。
【００４７】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）の有機ＥＬ素子において、陽極９が反射電極の場合は、陰極１６が光透過性電極であり、逆に陽極９が光透過性電極の場合は、陰極１６が反射電極である。
【００４８】
（実施例１）
表示装置の表示部を構成する画素を下記の工程により作製した。
【００４９】
先ずスパッタ法により、ガラス基板上に、膜厚１３０ｎｍの酸化錫インジウム（ＩＴＯ）を成膜し、フォトレジストを用いたウエットエッチング方式によりストライプ状にパターニングして陽極９を形成した。次に、陽極９が形成されている基板を、アセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次超音波洗浄し、次いでＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄した。以上のようにして処理した基板を透明導電性支持基板として以下の工程で用いた。
【００５０】
下記に示す化合物１とクロロホルムとを混合して０．１質量％のトルエン溶液を調製した。このトルエン溶液を陽極９上に滴下し、最初に回転数５００ｒｍｐで１０秒、次に回転数１０００ｒｐｍで１分間スピンコートを行い、薄膜を形成した後、８０℃の真空オーブンで１０分間乾燥して、薄膜中の溶剤を完全に除去した。以上の方法にて形成されたホール注入層１０の膜厚は１１ｎｍであった。
【００５１】
次に、真空蒸着法により、ホール注入層１０上に、下記に示す化合物２を成膜してホール輸送層１１を形成した。この時、ホール輸送層１１の膜厚を１５ｎｍとした。
【００５２】
次に、真空蒸着法により、ホール輸送層１１上に、シャドーマスクを用いてＲ，Ｇ，Ｂ各色の副画素の発光層を順次成膜した。
【００５３】
Ｒ発光層として、ＣＢＰとＩｒ（ｐｉｑ）3を、それぞれ別のボートから同時蒸着した。この時、ＣＢＰとＩｒ（ｐｉｑ）3の濃度を、それぞれ９０質量％、１０質量％、となるように蒸着レートを調節し、膜厚を３０ｎｍとした。
【００５４】
次に、Ｇ副画素として下記に示す化合物３と、下記に示す化合物４を、それぞれ別のボートから同時蒸着して第１発光層１２を形成した。この時、発光層１２に含まれる化合物３、化合物４の濃度を、それぞれ９９質量％、１質量％、となるように蒸着レートを調節し、第１発光層１２の膜厚を５ｎｍとした。
【００５５】
真空蒸着法により、第１発光層上に、下記に示す化合物３と、下記に示す化合物５を、それぞれ別のボートから同時蒸着して第２発光層１３を形成した。この時、第２発光層１３に含まれる化合物３、化合物５の濃度を、それぞれ９９質量％、１質量％、となるように蒸着レートを調節し、第２発光層１３の膜厚を２５ｎｍとした。
【００５６】
Ｂ発光層として、化合物８と化合物９を、それぞれ別のボートから同時蒸着した。この時、化合物８と化合物９を、それぞれ９５質量％、５質量％、となるように蒸着レートを調節し、膜厚を２０ｎｍとした。
【００５７】
次に、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各発光層の上に、真空蒸着法により、下記に示す化合物６を成膜することにより電子輸送層１４を形成した。この時、電子輸送層１４の膜厚を１０ｎｍとした。
【００５８】
次に、真空蒸着法により、電子輸送層１４上に、下記に示す化合物７を成膜することにより電子注入層１５を形成した。この時、電子輸送層７の膜厚を２０ｎｍとした。
【００５９】
【化１】
【００６０】
有機ＥＬ素子を構成する有機化合物層は、ホール注入層１０、ホール輸送層１１、第１発光層１２、第２発光層１３、電子輸送層１４、電子注入層１５からなる。また、この有機化合物層を真空蒸着法により形成する際には、蒸着時の真空度を７．０×１０-5Ｐａ以下とし、成膜速度を０．０８ｎｍ／ｓｅｃ以上０．１０ｎｍ／ｓｅｃ以下とした。但し、第１発光層１２、第２発光層１３はホスト及びドーパントの両者を合わせた蒸着速度である。
【００６１】
次に、真空蒸着法により、電子注入層１５上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を成膜してＬｉＦ膜を形成した。この時、ＬｉＦ膜の膜厚を０．５ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．０５ｎｍ／ｓｅｃとした。次に、真空蒸着法により、ＬｉＦ膜上に、アルミニウムを成膜してＡｌ膜を形成した。この時、Ａｌ膜の膜厚を１５０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を１．０ｎｍ／ｓｅｃ以上１．２ｎｍ／ｓｅｃ以下の条件とした。尚、ＬｉＦ膜及びＡｌ膜は電子注入電極（陰極１６）として機能する。
【００６２】
最後に、素子が大気中の水分を吸着しないように、露点−７０℃以下の窒素雰囲気下において保護用ガラス板をかぶせ、エポキシ系接着材で封止した。尚、保護ガラスの接着面側には掘り込みを入れ、水分吸着用のシート（有機ＥＬ用水分ゲッターシート、ダイニック株式会社製）を封入した。以上のようにしてＧ副画素の発光色が電圧により変化する画素を得た。
【００６３】
得られた画素について、ＩＴＯ電極（陽極９）を正極、アルミニウム電極（陰極１６）を負極にして、Ｒ，Ｇ，Ｂ各副画素に電圧を印加した。
【００６４】
Ｒ副画素に４．０Ｖの電圧を印加したところ、ＣＩＥｘｙ色度（０．６５、０．３５）の赤色発光が観測された。
【００６５】
また、Ｇ副画素に３．２Ｖの電圧を印加したところ、ＣＩＥｘｙ色度（０．２５、０．４９）の緑色発光が観測された。Ｇ副画素に３．８Ｖの電圧を印加したところ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１６、０．２３）の青色発光が観測された。図６にＧ副画素の発光スペクトルを示す。先ず素子に３．２Ｖの電圧を印加し、そこから徐々に３．８Ｖまで印加電圧を大きくすると、最初に緑色の発光が見られ、次いで印加電圧の上昇に伴い、緑色の発光比率が低下し、青色の発光比率が連続的に増加した。
【００６６】
また、Ｂ副画素に４．０Ｖの電圧を印加したところ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１４、０．１１）の青色発光が観測された。
【００６７】
図７に実施例１の画素を用いた表示装置の色域を示す。ＣＩＥ色度図中のＢ7はＢ副画素からの発光色の色度、Ｒ7はＲ副画素からの発光色の色度を表している。また、Ｇ7LはＧ副画素からの３．２Ｖ駆動時の発光色の色度を、Ｇ7HはＧ副画素からの３．８Ｖ駆動時の発光色の色度を表している。３．２Ｖ駆動時の色域は三角形Ｂ7Ｇ7LＲ7、３．８Ｖ駆動時の色域は三角形Ｂ7Ｇ7HＲ7で表される。即ち、３．２Ｖ駆動時に比べて、Ｇ副画素の発光色が高電圧で変化することにより、三角形Ｂ7Ｇ7HＧ7L分色域が増加した。
【００６８】
実施例１の場合、発光色の色度が変化する電圧領域が狭いため、１フレーム中のＧ7HとＧ7Lをそれぞれ発光させるためのパルス幅の比を変えることにより、Ｇ7HとＧ7Lの間の発光色が表せる。
【００６９】
（実施例２）
化合物１を下記に示す化合物８に置き換えた以外、実施例１と同じ構成で、Ｒ副画素の有機ＥＬ素子及びＢ副画素の有機ＥＬ素子は電圧により発光色は変化せず、Ｇ副画素の有機ＥＬ素子は電圧により発光色が変化する画素を作製した。
【００７０】
【化２】
【００７１】
得られた画素について、ＩＴＯ電極（陽極９）を正極、アルミニウム電極（陰極１６）を負極にして、Ｒ，Ｇ，Ｂ各副画素に電圧を印加した。
【００７２】
Ｒ副画素に４．０Ｖの電圧を印加したところ、ＣＩＥｘｙ色度（０．６５、０．３５）の赤色発光が観測された。
【００７３】
また、Ｇ副画素に３．４Ｖの電圧を印加したところ、ＣＩＥｘｙ色度（０．２８、０．５８）の緑色発光が観測された。Ｇ副画素に７．４Ｖの電圧を印加したところ、ＣＩＥｘｙ色度（０．２１、０．４）の青みがかった緑色発光が観測された。図８にＧ副画素の発光スペクトルを示す。先ず素子に３．４Ｖの電圧を印加し、そこから徐々に７．４Ｖまで印加電圧を大きくすると、最初に緑色の発光が見られ、次いで印加電圧の上昇に伴い、緑色の発光比率が低下し、青色の発光比率が連続的に増加した。
【００７４】
また、Ｂ副画素に４．０Ｖの電圧を印加したところ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１５、０．１４）の青色発光が観測された。
【００７５】
図９に本実施例の色域を示す。ＣＩＥ色度図中のＢ9はＢ副画素からの発光色の色度、Ｒ9はＲ副画素からの発光色の色度を表している。また、Ｇ9LはＧ副画素からの３．２Ｖ駆動時の発光色の色度を、Ｇ9HはＧ副画素からの７．４Ｖ駆動時の発光色の色度を表している。３．２Ｖ駆動時の色域は三角形Ｂ9Ｇ9LＲ9、７．４Ｖ駆動時の色域は三角形Ｂ9Ｇ9HＲ9で表される。即ち、３．２Ｖ駆動時に比べて、Ｇ副画素の発光色が高電圧で変化することにより、三角形Ｂ9Ｇ9HＧ9L分色域が増加した。
【００７６】
前記実施例１及び実施例２の電圧により発光色が変化する有機ＥＬ素子は、発光色により発光位置が異なる。そのため有機ＥＬ素子から放出される光を効率良く利用するために、発光色毎に有機ＥＬ素子の光学的干渉距離を調整して、取り出し効率を高めることが好ましい。特に、有機ＥＬ素子の発光領域と反射電極の反射面との光学距離が、発光波長の１／４倍、又は３／４倍であることが好ましい。
【００７７】
前記実施例１及び実施例２では、発光色が電圧により変化する有機ＥＬ素子として、発光色の異なる発光層を直接積層した構成を用いて説明したが、これに限定されるものではない。２つの発光層の間に発光層以外の層が入っても構わないし、１つの発光層で電圧により発光色が変化する有機ＥＬ素子でも構わない。
【００７８】
前記実施例１及び実施例２では、有機ＥＬ素子の光取り出し方向に関してボトムエミッション構成で説明したが、これに限定されるものではなく、トップエミッション構成でも構わない。
【００７９】
また、前記実施例１及び実施例２では、パッシブタイプの表示装置の画素で説明したが、これに限定されるものではなく、アクティブタイプでも構わない。
【符号の説明】
【００８０】
９：陽極、１０：ホール注入層、１１：ホール輸送層、１２：第１発光層、１３：第２発光層、１４：電子輸送層、１５：電子注入層、１６：陰極、１００：画素、１１０：Ｒ副画素、１２０：Ｇ副画素、１３０：Ｂ副画素
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を備えた表示装置に関するものであり、詳しくは多色表示が可能な表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、自発光型素子、低電圧駆動、薄型、軽量などの特長から、近年、携帯型電子機器（携帯電話、携帯テレビ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ）用のフルカラーディスプレイへの応用が精力的に検討されている。フルカラーディスプレイの実現のためには、１画素で少なくとも光の三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色を発光させる必要があり、このＲＧＢの各色度がフルカラーディスプレイの色域を決定している。
【０００３】
色域は、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｄｅ ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ；国際照明委員会）１９３１色度図（ＣＩＥ色度図）を用いて表すことができる。１画素がＲＧＢの３色の副画素から構成されるフルカラーディスプレイの場合、色域は、ＣＩＥ色度図上のＲＧＢ各色度を頂点とする三角形の三辺上とその内部の領域で表される。この三角形の面積が大きいほどフルカラーディスプレイで表示できる色の範囲が広いことを意味している。
【０００４】
特許文献１には、フルカラーディスプレイの色域を拡大する方法として、ＲＧＢ３色の副画素に加え、ＲＧＢの３色の副画素により規定される色域の外部の色を持つ副画素を導入することが提案されている。一方、特許文献２には、高精細化のために、１画素が、印加電圧により発光色が変化する有機ＥＬ素子を備えた副画素と、印加電圧により発光色が変化しない有機ＥＬ素子を備えた副画素との２副画素から構成される表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６５７０５８４号明細書
【特許文献２】特許第３４６９７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された技術では色域を拡げるために１画素を３副画素よりも多くしなければならない。しかしながら、副画素数を多くすると、１画素の面積が大きくなり、高精細化が困難になるという課題がある。また、特許文献２に開示された技術では、１画素を、発光色が青色の有機ＥＬ素子と印加電圧により発光色が赤色から緑色に変わる有機ＥＬ素子との２副画素で構成することにより高精細化が容易になるが、色域を拡げることに関しては何ら開示されていない。
【０００７】
本発明の課題は、副画素数を増やすことなく、即ち精細度を落とすことなく、色域の広い表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、表示部が複数の画素から構成され、前記各画素が３つの副画素から構成され、前記３つの副画素がそれぞれ有機ＥＬ素子を備え、前記３つの副画素のうち少なくとも１つは有機ＥＬ素子への印加電圧により発光色の色度が変化し、前記画素が表示しうる表示色のＣＩＥ色度図を用いて表される色域が、前記３つの副画素が発光する４色以上の発光色の色度をつないだ多角形を構成していることを特徴とする表示装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、１画素を構成する３つの副画素のうち少なくとも１つの副画素の発光色を２色とすることにより、係る副画素の発光色を４色以上とし、副画素数を３から増やすことなく、１画素が表示しうる色域を従来よりも拡げた表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の表示装置の表示部を構成する画素構造の一例を模式的に表す平面図である。
【図２】本発明の表示装置において、有機ＥＬ素子への印加電圧によって発光色が変化する副画素が１つの場合の画素の表示色の色域をＣＩＥ色度図を用いて表した図である。
【図３】本発明の表示装置において、有機ＥＬ素子への印加電圧によって発光色が変化する副画素が２つの場合の画素の表示色の色域をＣＩＥ色度図を用いて表した図である。
【図４】本発明の表示装置において、有機ＥＬ素子への印加電圧によって発光色が変化する副画素が３つの場合の画素の表示色の色域をＣＩＥ色度図を用いて表した図である。
【図５】印加電圧により発光色が変化しない有機ＥＬ素子の一例（Ａ）と変化する有機ＥＬ素子の一例（Ｂ）の断面模式図である。
【図６】本発明の実施例１の発光色が電圧により変化する青色副画素の発光スペクトルを示す図である。
【図７】本発明の実施例１の画素の表示色の色域をＣＩＥ色度図を用いて表した図である。
【図８】本発明の実施例２の発光色が電圧により変化する青色副画素の発光スペクトルを示す図である。
【図９】本発明の実施例２の画素の表示色の色域をＣＩＥ色度図を用いて表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の表示装置の実施形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の表示装置の表示部を構成する画素構造の一例を模式的に表す上面図である。図１に示すように、１つの画素１００は、赤色（Ｒ）副画素１１０、緑色（Ｇ）副画素１２０、青色（Ｂ）副画素１３０の３つの副画素から構成されている。そして、各副画素はそれぞれ有機ＥＬ素子を備え、その３つの副画素の中で少なくとも１つの副画素については、該副画素が有する有機ＥＬ素子への印加電圧により発光色の色度が変化し、残りの副画素については、印加電圧を変えても発光色は変化しないか、発光色変化が無視できる。
【００１３】
図１では、Ｒ副画素１１０、Ｇ副画素１２０、Ｂ副画素１３０の大きさを同一で描画したが、Ｒ副画素１１０、Ｇ副画素１２０、Ｂ副画素１３０の大きさは、それぞれの副画素の発光効率や駆動寿命に合わせて異なっていても構わない。
【００１４】
印加電圧により発光色の色度が変化する有機ＥＬ素子は以下の２つに大別できる。
（Ａ）印加電圧の変化と共に発光色の色度が連続的に変化する有機ＥＬ素子
（Ｂ）ある印加電圧で発光色の色度が切り替わる有機ＥＬ素子
【００１５】
前記（Ａ）の中で発光色の色度が変化する電圧領域が狭く、現実的には発光色が変化する領域の発光色（色度）が使用できない場合は前記（Ｂ）に該当する。
【００１６】
ところで、本発明の表示装置において、発光色が変化する副画素は、所望の色度を発光する電圧に固定し、パルス駆動のデューティ比を変化させることにより輝度階調制御を行うことが好ましい。より好ましくはＰｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＰＷＭ）制御が好ましい。ＰＷＭ制御とは、電気信号のパルス周波数は一定、即ち１フレームの時間は一定で、パルス幅を変化させることによって、有機ＥＬ素子からの発光輝度の階調を制御する方法である。これによって、印加電圧を変化することなく、輝度だけを制御することができる。つまり、各色の副画素ごとに有機ＥＬ素子に印加する設定電圧で発光スペクトルを決定し、ＰＷＭデューティで輝度階調を制御できるため、本発明の表示装置はフルカラーディスプレイとして利用可能である。
【００１７】
又、前記（Ｂ）に該当する有機ＥＬ素子であっても、１フレーム内で、色度が切り替わる電圧より低い電圧と高い電圧の２つのパルス駆動電圧を用いることにより、低電圧駆動時の発光色と高電圧駆動時の発光色の間の発光色（中間色）を出すことが可能である。この中間色の色度は、高電圧駆動時のパルス幅と低電圧駆動時のパルス幅の比により制御することが可能である。
【００１８】
前記（Ａ）に該当する有機ＥＬ素子であっても、１フレーム内で、色度が異なる２つのパルス駆動電圧を用いて、低電圧駆動時の発光色と高電圧駆動時の発光色の間の発光色（中間色）を出してもよい。
【００１９】
発光色が変化しない副画素は、発光色が変化する副画素と同じくパルス駆動のデューティ比を変化させることにより輝度階調制御を行っても構わないし、ＤＣ駆動で電圧値もしくは電流値を変化させることにより輝度階調制御を行っても構わない。
【００２０】
印加電圧によって有機ＥＬ素子の発光色の色度が変化する副画素（以下、「発光色が変化する副画素」と記す。）が１つの場合、１画素を構成する３副画素で４色発光させることがきる。また、発光色が変化する副画素が２つの場合は５色、３つの場合は６色発光させることができる。そして、３つの副画素で４色以上発光させることによって、３つの副画素で３色発光した場合に比べて画素の表示色の色域を拡げることができる。
【００２１】
以下に、１画素において発光色が変化する副画素が１つの場合について、図２を用いて色域の拡大と共に説明する。
【００２２】
図２は、発光色が変化する副画素が１つの場合の本発明の表示装置のＣＩＥ色度図を用いて表される色域の模式図を示している。図２では、発光色が変化する副画素がＧ副画素であり、色度が高電圧側でｘ座標の小さい方に変化する場合を示しているが、Ｇ副画素の発光色の色度が高電圧側でｘ座標の大きい方に変化する場合、或いはｙ座標が変化する場合でも同様に色域を拡げることができる。また、発光色の色度が変化する副画素がＲ副画素又はＢ副画素の場合も同様に色域を拡げることができる。ＣＩＥ色度図中のＲ2はＲ副画素からの発光色の色度、Ｇ2LはＧ副画素の低電圧駆動時の発光色の色度、Ｇ2HはＧ副画素の高電圧駆動時の発光色の色度、Ｂ2はＢ副画素からの発光色の色度をそれぞれ表している。
【００２３】
本構成において、Ｇ2Hの色度をＣＩＥ色度図上の三角形Ｒ2Ｇ2LＢ2の外部にすることにより、色域を拡げることができる。即ち、有機ＥＬ素子への印加電圧の変化と共に発光色の色度が連続的に変化する場合、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域は四角形Ｒ2Ｇ2LＧ2HＢ2となり、三角形Ｂ2Ｇ2LＧ2Hの分だけ電圧上昇により色域が拡がることになる。即ち３副画素で４色発光の表示装置は、３副画素で３色発光の表示装置より、副画素数を増やすことなく、色域が拡がることになる。
【００２４】
また、ある電圧で有機ＥＬ素子の発光色の色度が切り替わる場合も、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域はＲ2Ｇ2LＧ2HＢ2となる。尚、この場合、三角形Ｇ2LＰ2Ｇ2H内の色域は、Ｇ2L、Ｐ2、Ｇ2Hを使って表示することが可能で、具体的には、Ｇ2LとＧ2Hのパルス幅を調整することで表現することができる。
【００２５】
発光色が変化する副画素が１画素に２つの場合、係る３副画素で４色又は５色発光させることができる。以下に図３を用いて色域の拡大と共に説明する。
【００２６】
図３は、発光色が変化する副画素がＧ副画素とＢ副画素の２つの場合の本発明の表示装置のＣＩＥ色度図を用いて表した色域の模式図を示している。図３では、Ｇ副画素からの発光色の色度が高電圧側でｘ座標の小さい方に変化し、且つＢ副画素からの発光色の色度が高電圧側でｙ座標の大きい方に変化する場合を示しているが、これに限定されるわけではない。本発明においては、その他の発光色変化の場合も同様に色域を拡げることができる。また、発光色が変化する副画素が任意の２つの副画素の場合でも同様に色域を拡げることができる。ＣＩＥ色度図中のＢ3LはＢ副画素からの低電圧駆動時の発光色の色度、Ｂ3HはＢ副画素からの高電圧駆動時の発光色の色度を表している。また、Ｇ3LはＧ副画素の低電圧駆動時の発光色の色度、Ｇ3HはＧ副画素の高電圧駆動時の発光色の色度を表している。Ｒ3はＢ副画素からの発光色の色度を表している。
【００２７】
本構成では、Ｂ3H及びＧ3Hの色度をＣＩＥ色度図上の三角形Ｂ3LＧ3LＲ3の外部にすることにより、色域を拡げることができる。即ち、有機ＥＬ素子への印加電圧の変化と共に色度が連続的に移動し、且つＢ3HとＧ3Hの色度が異なる場合、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域は五角形Ｂ3LＢ3HＧ3HＧ3LＲ3となり、四角形Ｂ3LＢ3HＧ3HＧ3Lの分だけ色域が拡がる。
【００２８】
また、有機ＥＬ素子への印加電圧の変化と共に発光色の色度が連続的に移動し、且つＢ3HとＧ3Hの色度が同一であるＣ3の場合、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域は四角形Ｒ3Ｇ3LＣ3Ｂ3Lとなり、三角形Ｇ3LＣ3Ｂ3Lの分だけ色域を拡げることができる。
【００２９】
また、ある電圧で有機ＥＬ素子の発光色の色度が切り替わる場合も、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域はＲ3Ｇ3LＧ3HＢ3HＢ3Lとなる。この場合、三角形Ｇ3LＰ3GＧ3H内の色域はＧ3LとＧ3Hのパルス幅を調整することで表現することができ、三角形Ｂ3HＰ3BＢ3L内の色域はＢ3HとＢ3Lのパルス幅を調整することで表現することができる。また、四角形Ｇ3HＰ3GＰ3BＢ3Hの領域は、Ｇ3LとＧ3Hのパルス幅及びＢ3LとＢ3Hのパルス幅の一方または両方を調整することで表現できる。
【００３０】
さらに、ある電圧で有機ＥＬ素子の発光色の色度が切り替わり、且つＢ3HとＧ3Hの色度が同一であるＣ3の場合、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域は四角形Ｒ3Ｇ3LＣ3Ｂ3Lとなり、三角形Ｇ3LＣ3Ｂ3Lの分だけ色域を拡げることができる。
【００３１】
３副画素で５色発光の表示装置においても、３副画素で３色発光の表示装置より、副画素数を増やすことなく、色域が拡がることになる。
【００３２】
発光色が変化する副画素が３つの場合、係る３副画素で５色又は６色発光させることができる。以下に図４を用いて色域の拡大と共に説明する。
【００３３】
図４は、３つの副画素全てが発光色の変化する副画素で構成されている場合の本発明の表示装置のＣＩＥ色度図を用いて表した色域の模式図を示している。図４では、Ｒ副画素からの発光色の色度が高電圧側でｙ座標の大きい方に変化し、且つＧ副画素からの発光色の色度が高電圧側でｘ座標の小さい方に変化し、さらにＢ副画素からの発光色の色度が高電圧側でｙ座標の大きい方に変化する場合を示している。本発明では、これに限定されるわけではなく、その他の発光色変化の場合も同様に色域を拡げることができる。ＣＩＥ色度図中のＲ4LはＲ副画素からの低電圧駆動時の発光色の色度、Ｒ4HはＲ副画素からの高電圧駆動時の発光色の色度を表している。また、Ｇ4LはＧ副画素の低電圧駆動時の発光色の色度、Ｇ4HはＧ副画素の高電圧駆動時の発光色の色度を表している。Ｂ4LはＢ副画素からの低電圧駆動時の発光色の色度、Ｂ4HはＢ副画素の高電圧駆動時の発光色の色度を表している。
【００３４】
本構成では、Ｒ4H、Ｇ4H、Ｂ4Hの色度をＣＩＥ色度図上の三角形Ｒ4LＧ4LＢ4Lの外部にすることにより、色域を拡げることができる。即ち、有機ＥＬ素子への印加電圧の変化と共に発光色の色度が連続的に移動し、且つＢ4HとＧ4Hの色度が異なる場合、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域は六角形Ｂ4LＢ4HＧ4HＧ4LＲ4HＲ4Lとなる。つまり、四角形Ｂ4LＢ4HＧ4HＧ4L及び三角形Ｇ4LＲ4HＲ4Lの分だけ色域が拡がる。
【００３５】
また、有機ＥＬ素子への印加電圧の変化と共に発光色の色度が連続的に移動し、且つＢ4HとＧ4Hの色度が同一であるＣ4の場合、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域は五角形Ｂ4LＣ4Ｇ4LＲ4HＲ4Lとなる。即ち、三角形Ｂ4LＣ4Ｇ4Lと三角形Ｇ4LＲ4HＲ4Lの分だけ色域を拡げることができる。
【００３６】
３副画素で６色発光の表示装置においても、３副画素で３色発光の表示装置より、副画素数を増やすことなく、色域が拡がることになる。
【００３７】
また、ある電圧で有機ＥＬ素子の発光色の色度が切り替わり、Ｂ4HとＧ4Hの色度が異なる場合も、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域は六角形Ｂ4LＢ4HＧ4HＧ4LＲ4HＲ4Lとなる。よって、四角形Ｂ4LＢ4HＧ4HＧ4L及び三角形Ｇ4LＲ4HＲ4Lの分だけ色域が拡がる。尚、三角形Ｇ4LＰ4GＧ4Hの領域は、Ｇ4LとＧ4Hのパルス幅を調整することで表現することができ、三角形Ｂ4HＰ4BＢ4Lの領域は、Ｂ4LとＢ4Hのパルス幅を調整することで表現することができる。また、四角形Ｇ4LＰ4GＰ4BＢ4Hの領域は、Ｇ4LとＧ4Hのパルス幅及びＢ4LとＢ4Hのパルス幅の一方または両方を調整することで表現できる。
【００３８】
さらに、ある電圧で発光色の色度が切り替わり、且つＢ4HとＧ4Hの色度が同一であるＣ4の場合、ＣＩＥ色度図を用いて表した色域は五角形Ｂ3LＣ4Ｇ4LＲ4HＲ4Lとなり、三角形Ｂ4LＣ4Ｇ4Lと三角形Ｇ4LＲ4HＲ4Lの分だけ色域を拡げることができる。
【００３９】
図２乃至図４を用いた前記説明の通り、１画素を構成する３副画素が発する４色以上の発光色の色度がＣＩＥ色度図上で多角形を形成する場合、副画素数を増やすことなく色域を拡げることができる。また、印加電圧により発光色が変化する副画素数が多いほど色域を拡げることができる。従って、色域を拡げるためには前記多角形を形成するための、有機ＥＬ素子への印加電圧により発光色の色度が変化する副画素が少なくとも１つ必要である。また、好ましくは２つの副画素が印加電圧により発光色が変化し、さらに好ましくは３副画素全てが印加電圧により発光色が変化する副画素であることがよい。
【００４０】
本発明に用いられる有機ＥＬ素子は、蛍光性有機化合物を用いた蛍光型有機ＥＬ素子と燐光性化合物を用いた燐光型有機ＥＬ素子とに分類される。蛍光型有機ＥＬ素子は一般に内部量子効率は２５％と言われており、Ｔｒｉｐｌｅｔ−ｔｒｉｐｌｅｔ ｆｕｓｉｏｎを用いた高効率タイプの蛍光型有機ＥＬ素子においても内部量子効率は最大で４０％と言われている。一方、燐光型有機ＥＬ素子は一般に内部量子効率は最大で１００％が可能であり、効率の面からは燐光型有機ＥＬ素子の方が好ましい。
【００４１】
しかしながら、青色燐光素子は、未だ実用に耐えられるものは開発されていない。そのため、Ｂ副画素は蛍光型有機ＥＬ素子を用い、Ｇ副画素及びＢ副画素は燐光型有機ＥＬ素子を用いることが、効率の面から好ましい。
【００４２】
特に、有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、以下のＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）のＲＧＢの色度座標と近い値で発光させることが多い。
Ｒ：ＣＩＥｘ＝０．６７、ＣＩＥｙ＝０．３３
Ｇ：ＣＩＥｘ＝０．２１、ＣＩＥｙ＝０．７１
Ｇ：ＣＩＥｘ＝０．１４、ＣＩＥｙ＝０．０８
【００４３】
この場合、シアン領域の色再現性が乏しくなる。従って、Ｂ副画素の発光色を印加電圧により青色からシアンに変化させる、或いはＧ副画素の発光色を印加電圧により緑色からシアンに変化させることが好ましい。より好ましくは、燐光型有機ＥＬ素子を用いたＧ副画素の発光色を印加電圧により緑色からシアンに変化させることである。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、以下の実施例では、Ｒ副画素の有機ＥＬ素子及びＢ副画素の有機ＥＬ素子は電圧により発光色は変化せず、Ｇ副画素の有機ＥＬ素子は電圧により発光色が変化する画素について説明する。
【００４５】
図５（Ａ）に電圧により発光色が変化しないＲ副画素及びＢ副画素の有機ＥＬ素子の断面模式図の一例を、図５（Ｂ）に電圧により発光色が変化するＧ副画素の有機ＥＬ素子の断面模式図の一例を示す。
【００４６】
図５（Ａ）の有機ＥＬ素子は、陽極９、ホール注入層１０、ホール輸送層１１、第１発光層１２、電子輸送層１４、電子注入層１５及び陰極１６を順次設けてある有機ＥＬ素子である。また、図５（Ｂ）の有機ＥＬ素子は、陽極９、ホール注入層１０、ホール輸送層１１、第１発光層１２、第２発光層１３、電子輸送層１４、電子注入層１５及び陰極１６を順次設けてある有機ＥＬ素子である。
【００４７】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）の有機ＥＬ素子において、陽極９が反射電極の場合は、陰極１６が光透過性電極であり、逆に陽極９が光透過性電極の場合は、陰極１６が反射電極である。
【００４８】
（実施例１）
表示装置の表示部を構成する画素を下記の工程により作製した。
【００４９】
先ずスパッタ法により、ガラス基板上に、膜厚１３０ｎｍの酸化錫インジウム（ＩＴＯ）を成膜し、フォトレジストを用いたウエットエッチング方式によりストライプ状にパターニングして陽極９を形成した。次に、陽極９が形成されている基板を、アセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次超音波洗浄し、次いでＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄した。以上のようにして処理した基板を透明導電性支持基板として以下の工程で用いた。
【００５０】
下記に示す化合物１とクロロホルムとを混合して０．１質量％のトルエン溶液を調製した。このトルエン溶液を陽極９上に滴下し、最初に回転数５００ｒｍｐで１０秒、次に回転数１０００ｒｐｍで１分間スピンコートを行い、薄膜を形成した後、８０℃の真空オーブンで１０分間乾燥して、薄膜中の溶剤を完全に除去した。以上の方法にて形成されたホール注入層１０の膜厚は１１ｎｍであった。
【００５１】
次に、真空蒸着法により、ホール注入層１０上に、下記に示す化合物２を成膜してホール輸送層１１を形成した。この時、ホール輸送層１１の膜厚を１５ｎｍとした。
【００５２】
次に、真空蒸着法により、ホール輸送層１１上に、シャドーマスクを用いてＲ，Ｇ，Ｂ各色の副画素の発光層を順次成膜した。
【００５３】
Ｒ発光層として、ＣＢＰとＩｒ（ｐｉｑ）3を、それぞれ別のボートから同時蒸着した。この時、ＣＢＰとＩｒ（ｐｉｑ）3の濃度を、それぞれ９０質量％、１０質量％、となるように蒸着レートを調節し、膜厚を３０ｎｍとした。
【００５４】
次に、Ｇ副画素として下記に示す化合物３と、下記に示す化合物４を、それぞれ別のボートから同時蒸着して第１発光層１２を形成した。この時、発光層１２に含まれる化合物３、化合物４の濃度を、それぞれ９９質量％、１質量％、となるように蒸着レートを調節し、第１発光層１２の膜厚を５ｎｍとした。
【００５５】
真空蒸着法により、第１発光層上に、下記に示す化合物３と、下記に示す化合物５を、それぞれ別のボートから同時蒸着して第２発光層１３を形成した。この時、第２発光層１３に含まれる化合物３、化合物５の濃度を、それぞれ９９質量％、１質量％、となるように蒸着レートを調節し、第２発光層１３の膜厚を２５ｎｍとした。
【００５６】
Ｂ発光層として、化合物８と化合物９を、それぞれ別のボートから同時蒸着した。この時、化合物８と化合物９を、それぞれ９５質量％、５質量％、となるように蒸着レートを調節し、膜厚を２０ｎｍとした。
【００５７】
次に、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各発光層の上に、真空蒸着法により、下記に示す化合物６を成膜することにより電子輸送層１４を形成した。この時、電子輸送層１４の膜厚を１０ｎｍとした。
【００５８】
次に、真空蒸着法により、電子輸送層１４上に、下記に示す化合物７を成膜することにより電子注入層１５を形成した。この時、電子輸送層７の膜厚を２０ｎｍとした。
【００５９】
【化１】
【００６０】
有機ＥＬ素子を構成する有機化合物層は、ホール注入層１０、ホール輸送層１１、第１発光層１２、第２発光層１３、電子輸送層１４、電子注入層１５からなる。また、この有機化合物層を真空蒸着法により形成する際には、蒸着時の真空度を７．０×１０-5Ｐａ以下とし、成膜速度を０．０８ｎｍ／ｓｅｃ以上０．１０ｎｍ／ｓｅｃ以下とした。但し、第１発光層１２、第２発光層１３はホスト及びドーパントの両者を合わせた蒸着速度である。
【００６１】
次に、真空蒸着法により、電子注入層１５上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を成膜してＬｉＦ膜を形成した。この時、ＬｉＦ膜の膜厚を０．５ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．０５ｎｍ／ｓｅｃとした。次に、真空蒸着法により、ＬｉＦ膜上に、アルミニウムを成膜してＡｌ膜を形成した。この時、Ａｌ膜の膜厚を１５０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を１．０ｎｍ／ｓｅｃ以上１．２ｎｍ／ｓｅｃ以下の条件とした。尚、ＬｉＦ膜及びＡｌ膜は電子注入電極（陰極１６）として機能する。
【００６２】
最後に、素子が大気中の水分を吸着しないように、露点−７０℃以下の窒素雰囲気下において保護用ガラス板をかぶせ、エポキシ系接着材で封止した。尚、保護ガラスの接着面側には掘り込みを入れ、水分吸着用のシート（有機ＥＬ用水分ゲッターシート、ダイニック株式会社製）を封入した。以上のようにしてＧ副画素の発光色が電圧により変化する画素を得た。
【００６３】
得られた画素について、ＩＴＯ電極（陽極９）を正極、アルミニウム電極（陰極１６）を負極にして、Ｒ，Ｇ，Ｂ各副画素に電圧を印加した。
【００６４】
Ｒ副画素に４．０Ｖの電圧を印加したところ、ＣＩＥｘｙ色度（０．６５、０．３５）の赤色発光が観測された。
【００６５】
また、Ｇ副画素に３．２Ｖの電圧を印加したところ、ＣＩＥｘｙ色度（０．２５、０．４９）の緑色発光が観測された。Ｇ副画素に３．８Ｖの電圧を印加したところ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１６、０．２３）の青色発光が観測された。図６にＧ副画素の発光スペクトルを示す。先ず素子に３．２Ｖの電圧を印加し、そこから徐々に３．８Ｖまで印加電圧を大きくすると、最初に緑色の発光が見られ、次いで印加電圧の上昇に伴い、緑色の発光比率が低下し、青色の発光比率が連続的に増加した。
【００６６】
また、Ｂ副画素に４．０Ｖの電圧を印加したところ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１４、０．１１）の青色発光が観測された。
【００６７】
図７に実施例１の画素を用いた表示装置の色域を示す。ＣＩＥ色度図中のＢ7はＢ副画素からの発光色の色度、Ｒ7はＲ副画素からの発光色の色度を表している。また、Ｇ7LはＧ副画素からの３．２Ｖ駆動時の発光色の色度を、Ｇ7HはＧ副画素からの３．８Ｖ駆動時の発光色の色度を表している。３．２Ｖ駆動時の色域は三角形Ｂ7Ｇ7LＲ7、３．８Ｖ駆動時の色域は三角形Ｂ7Ｇ7HＲ7で表される。即ち、３．２Ｖ駆動時に比べて、Ｇ副画素の発光色が高電圧で変化することにより、三角形Ｂ7Ｇ7HＧ7L分色域が増加した。
【００６８】
実施例１の場合、発光色の色度が変化する電圧領域が狭いため、１フレーム中のＧ7HとＧ7Lをそれぞれ発光させるためのパルス幅の比を変えることにより、Ｇ7HとＧ7Lの間の発光色が表せる。
【００６９】
（実施例２）
化合物１を下記に示す化合物８に置き換えた以外、実施例１と同じ構成で、Ｒ副画素の有機ＥＬ素子及びＢ副画素の有機ＥＬ素子は電圧により発光色は変化せず、Ｇ副画素の有機ＥＬ素子は電圧により発光色が変化する画素を作製した。
【００７０】
【化２】
【００７１】
得られた画素について、ＩＴＯ電極（陽極９）を正極、アルミニウム電極（陰極１６）を負極にして、Ｒ，Ｇ，Ｂ各副画素に電圧を印加した。
【００７２】
Ｒ副画素に４．０Ｖの電圧を印加したところ、ＣＩＥｘｙ色度（０．６５、０．３５）の赤色発光が観測された。
【００７３】
また、Ｇ副画素に３．４Ｖの電圧を印加したところ、ＣＩＥｘｙ色度（０．２８、０．５８）の緑色発光が観測された。Ｇ副画素に７．４Ｖの電圧を印加したところ、ＣＩＥｘｙ色度（０．２１、０．４）の青みがかった緑色発光が観測された。図８にＧ副画素の発光スペクトルを示す。先ず素子に３．４Ｖの電圧を印加し、そこから徐々に７．４Ｖまで印加電圧を大きくすると、最初に緑色の発光が見られ、次いで印加電圧の上昇に伴い、緑色の発光比率が低下し、青色の発光比率が連続的に増加した。
【００７４】
また、Ｂ副画素に４．０Ｖの電圧を印加したところ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１５、０．１４）の青色発光が観測された。
【００７５】
図９に本実施例の色域を示す。ＣＩＥ色度図中のＢ9はＢ副画素からの発光色の色度、Ｒ9はＲ副画素からの発光色の色度を表している。また、Ｇ9LはＧ副画素からの３．２Ｖ駆動時の発光色の色度を、Ｇ9HはＧ副画素からの７．４Ｖ駆動時の発光色の色度を表している。３．２Ｖ駆動時の色域は三角形Ｂ9Ｇ9LＲ9、７．４Ｖ駆動時の色域は三角形Ｂ9Ｇ9HＲ9で表される。即ち、３．２Ｖ駆動時に比べて、Ｇ副画素の発光色が高電圧で変化することにより、三角形Ｂ9Ｇ9HＧ9L分色域が増加した。
【００７６】
前記実施例１及び実施例２の電圧により発光色が変化する有機ＥＬ素子は、発光色により発光位置が異なる。そのため有機ＥＬ素子から放出される光を効率良く利用するために、発光色毎に有機ＥＬ素子の光学的干渉距離を調整して、取り出し効率を高めることが好ましい。特に、有機ＥＬ素子の発光領域と反射電極の反射面との光学距離が、発光波長の１／４倍、又は３／４倍であることが好ましい。
【００７７】
前記実施例１及び実施例２では、発光色が電圧により変化する有機ＥＬ素子として、発光色の異なる発光層を直接積層した構成を用いて説明したが、これに限定されるものではない。２つの発光層の間に発光層以外の層が入っても構わないし、１つの発光層で電圧により発光色が変化する有機ＥＬ素子でも構わない。
【００７８】
前記実施例１及び実施例２では、有機ＥＬ素子の光取り出し方向に関してボトムエミッション構成で説明したが、これに限定されるものではなく、トップエミッション構成でも構わない。
【００７９】
また、前記実施例１及び実施例２では、パッシブタイプの表示装置の画素で説明したが、これに限定されるものではなく、アクティブタイプでも構わない。
【符号の説明】
【００８０】
９：陽極、１０：ホール注入層、１１：ホール輸送層、１２：第１発光層、１３：第２発光層、１４：電子輸送層、１５：電子注入層、１６：陰極、１００：画素、１１０：Ｒ副画素、１２０：Ｇ副画素、１３０：Ｂ副画素
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部が複数の画素から構成され、前記各画素が３つの副画素から構成され、前記３つの副画素がそれぞれ有機ＥＬ素子を備え、前記３つの副画素のうち少なくとも１つは有機ＥＬ素子への印加電圧により発光色の色度が変化し、前記画素が表示しうる表示色のＣＩＥ色度図を用いて表した色域が、前記３つの副画素が発光する４色以上の発光色の色度をつないだ多角形を構成していることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記３つの副画素の発光色の組み合わせの少なくとも１つが赤色、緑色、青色であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記３つの副画素のうち、青色を表示する副画素の有機ＥＬ素子は蛍光型であり、緑色を表示する副画素の有機ＥＬ素子が印加電圧により発光色が緑色からシアン色に変化する燐光型であり、赤色を表示する副画素の有機ＥＬ素子が燐光型であることを特徴とする請求項２項に記載の表示装置。
【請求項１】
表示部が複数の画素から構成され、前記各画素が３つの副画素から構成され、前記３つの副画素がそれぞれ有機ＥＬ素子を備え、前記３つの副画素のうち少なくとも１つは有機ＥＬ素子への印加電圧により発光色の色度が変化し、前記画素が表示しうる表示色のＣＩＥ色度図を用いて表した色域が、前記３つの副画素が発光する４色以上の発光色の色度をつないだ多角形を構成していることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記３つの副画素の発光色の組み合わせの少なくとも１つが赤色、緑色、青色であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記３つの副画素のうち、青色を表示する副画素の有機ＥＬ素子は蛍光型であり、緑色を表示する副画素の有機ＥＬ素子が印加電圧により発光色が緑色からシアン色に変化する燐光型であり、赤色を表示する副画素の有機ＥＬ素子が燐光型であることを特徴とする請求項２項に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２２１６４１（Ｐ２０１２−２２１６４１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８４１９４（Ｐ２０１１−８４１９４）
【出願日】平成２３年４月６日（２０１１．４．６）
【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１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月６日（２０１１．４．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]