JP2008257271A

JP2008257271A - 表示装置

Info

Publication number: JP2008257271A
Application number: JP2008175358A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yuki; 修結城
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2008-10-23

Abstract

【課題】有機ＥＬ素子を利用し、より高輝度化、高表示品質化も可能な多色表示用の表示パネル、及びそれを用いた表示装置を提供すること。
【解決手段】一対の電極間に有機発光材料を含む発光層を少なくとも挟持した有機ＥＬ素子からなる画素（９）が複数配列された表示パネル（１）において、前記複数配列された画素が、主に蛍光発光材料を有機発光材料として用いた有機ＥＬ素子からなる蛍光発光画素と、主に燐光発光材料を有機発光材料として用いた有機ＥＬ素子からなる燐光発光画素と、を含むことを特徴とする表示パネル、及び蛍光発光画素と燐光発光画素の発光特性の違いを補正する制御手段を備えた表示装置。
【選択図】図１

Description

本発明は表示パネル、表示装置に係り、更に詳しくは有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）より成る複数の画素が配された表示パネル、表示システムに関する。

有機ＥＬ素子は、高輝度発光が可能な薄膜積層の面状の自発光を特徴とする。この有機ＥＬ素子は有機発光材料を含む発光層を少なくとも含む有機層の機能積層数を増やすことにより（非特許文献１及び非特許文献２）、低電圧で高効率な発光を可能としている。ここで基本となる素子構成は、陽極／正孔輸送層／発光層（有機発光材料を含む層）／陰極という構成でなりたっている。その後、陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極の構成で更なる高効率化が図られてきた。また、発光層を通過するキャリアを阻止する為に発光層と電子輸送層の間にブロッキング層が設けられたり、低電圧でキャリアの注入が可能となるよう陰極と電子輸送層の間に電子注入層としての金属薄膜が設けられたりして、発光効率の改善が試みられてきた。

近年、電極から注入された電子、正孔の７５％を形成する占有確率の高い３重項の励起子（残り、２５％は１重項励起子を形成）からの発光を利用するＩｒ錯体などの発光素子が注目されている（非特許文献３）。ここで１重項励起状態からの遷移による発光は蛍光を、３重項励起状態からの発光は燐光を用いている。

例えば、下記の化１は、コダック（Ｋｏｄａｋ）社のシーダブリュタン（Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ）らによって開発された蛍光を主に用いたＥＬ発光材料Ａｌｑ３の分子図である。Ａｌｑ３は緑色発光材料であり、１重項状態から蛍光を発光する。

一方、下記の（化２）はプリンストン（Ｐｒｉｎｓｔｏｎ）のエムエイバルド（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ）らによって開発されたＩｒ（ｐｐｙ）₃の分子図である。Ｉｒ（ｐｐｙ）₃はＡｌｑ３と同様に緑色発光材料であるが、３重項状態から燐光を発光し、Ａｌｑ３の数倍の効率を得ることが可能である。

このような有機ＥＬ素子は、電極間の電流や薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略）からの電流により高輝度で面状に自発光するため、高密度な表示装置への利用が期待されている。また、赤、緑、青（ＲＧＢ）を発光する有機ＥＬ素子を用いることにより、フルカラーの薄膜ディスプレイが実現できる。

ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，５１，９１３（１９８７）ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，６５，３６１０（１９８９）ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，７５，５（１９９９）

従来の蛍光を用いた表示装置は素子の効率は低いが、消光時の応答速度は高速である。その消光遅延は、数十ｎｓ程度（Ａｌｑ３：（化１）などの発光材料）のものがある。

一方で、燐光を用いて表示装置とした場合は効率は高いが、消光の遅延は約０．８μｓ〜数ｍｓ程度（Ｉｒ（ｐｐｙ）₃：（化２）などの発光材料）のものが知られている。

また、蛍光発光材料と燐光発光材料とでは、その励起子のエネルギー遷移の仕方から初期の発光効率が両者で格段に違う場合がある。

さらに、燐光による発光は、先ず、キャリアが一重項の最低励起状態、および、三重項の最低励起状態以上に励起される。この後、燐光発光では一重項の最低励起状態から三重項の最低励起状態に内部変換され、発光エネルギーを放出しながら基底状態へ戻ろうとする。一方で、蛍光による発光では、励起は燐光の場合と同様に行われるが、三重項の最低励起状態以上に励起されたキャリアはこのエネルギーを熱の形で放出する。このような発光メカニズムを鑑みるに、燐光による発光と、蛍光による発光は、分子間のエネルギー遷移が異なることによる発熱、形態変化からくる寿命の違いがある。

このように蛍光発光材料と燐光発光材料とでは発光特性等が異なる等の理由から、複数の画素を配列する表示パネル上には、蛍光発光材料のみ、或いは燐光発光材料のみというように、全ての画素を同一の材料で構成し、高輝度、高表示品質のフルカラーの表示装置を目指した開発が盛んになされているが、このような表示装置においてはさらなる高性能化が求められていた。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、有機ＥＬ素子を利用し、より高輝度化、高表示品質化も可能な多色表示用の表示パネル、及びそれを用いた表示装置を提供することを目的とするものである。

多色表示、特にフルカラーの表示装置を構成する上では、色別の発光材料の効率の違いや視感度の違いからくる要求輝度等があるため、使用する材料を蛍光発光材料と燐光発光材料との両方から選択して用いることによって、より高輝度、高表示品質の表示が可能となることに本発明者らは着眼した。

即ち、上記課題を解決するための第１の発明は、
一対の電極間に有機発光材料を含む発光層を少なくとも挟持した有機エレクトロルミネッセンス素子からなる画素が複数配列された表示パネルにおいて、
前記複数配列された画素が、主に蛍光発光材料を有機発光材料として用いた有機エレクトロルミネッセンス素子からなる蛍光発光画素と、主に燐光発光材料を有機発光材料として用いた有機エレクトロルミネッセンス素子からなる燐光発光画素と、を含むことを特徴とする表示パネルである。

本発明は、上記第１の発明において、
「蛍光発光画素のみを複数配列した第一表示部と、燐光発光画素のみを複数配列した第二表示部とを個別に有すること」、
「蛍光発光画素の面積が燐光発光画素の面積よりも大きいこと」、
更には、
「蛍光発光画素と燐光発光画素との面積の比が、該二つの画素の発光効率の比の逆比となっていること」、
をその好ましい態様として含むものである。

上記課題を解決するための第２の発明は、
上記第１の発明に記載の表示パネルと、該表示パネルに信号を供給する制御手段とを備えた表示装置であって、
前記制御手段は、蛍光発光画素と燐光発光画素とで異なる信号を前記表示パネルに入力可能であることを特徴とする表示装置である。

本発明は、上記第２の発明において、
「前記異なる信号においては、映像信号、及び／又は映像信号の対極の信号の立下りのタイミングが、燐光発光画素に入力する信号よりも蛍光発光画素に入力する信号の方が遅いこと」、
「前記制御手段が、蛍光発光画素と燐光発光画素との夫々の配置及び駆動条件を記憶する記憶手段を備えており、該記憶手段に記憶された記憶内容に基づいて、蛍光発光画素と燐光発光画素とで異なる発光特性に合わせて補正した信号を夫々の画素に入力可能であること」、
「補正する前記異なる発光特性として、発光効率を含むこと」、
「補正する前記異なる発光特性として、発光寿命を含むこと」、
をその好ましい態様として含むものである。

本発明によれば、高効率の３重項材料を用いた燐光発光の素子と、従来、多数の材料が開発されている１重項材料を用いた蛍光発光の素子とを用いて、蛍光発光画素と燐光発光画素が混在した表示パネルや、同一の表示基板（ガラス基板，ＴＦＴ基板）上に製造された、燐光発光素子のみで構成されるの第一表示部と燐光発光素子のみで構成される第二表示部との２種類の表示部からなる表示パネルにより、フルカラー等の多色表示用の表示パネルの高輝度化、高表示品質化が可能となる。

また、このような表示パネルと、上記説明したような、信号立ち下がりタイミングをずらす機能、記憶手段に記憶された情報を基に発光効率の差や発光寿命の差を補正する機能を有する制御手段とを組み合わせた表示装置により、残光、初期表示ムラ、経時変化などを軽減した良好な階調表示が可能となる。なお、上記、映像信号変換メモリやコントローラは、表示パネルと同一基板上にあってもその作用効果は変らない。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面を用いて説明しながら、本発明を詳細に説明する。

図１９、２０は有機発光材料を含む発光層を少なくとも含む有機層を一対の電極である陽極および陰極で挟持した有機ＥＬ素子の典型的な構成を示す図であり、１５１はガラス基板、１５２はＩＴＯなどの透明な陽極、１５３は正孔輸送層、１５４は発光層、１５５は電子輸送層、１５６は陰極である。図２０に示すように、陽極１５２側に正電圧、陰極１５６側に負電圧を印加することにより、正孔輸送層１５３を通った正孔１５８と電子輸送層１５５を通った電子１５９が発光層１５４で励起子を形成し、再結合により発光する。

図１は本発明の表示装置の一実施形態を示すブロック図である。１は表示パネルを示しており、複数配列された画素９は、蛍光発光画素と燐光発光画素とを含んでいる。即ち、緑色の画素に用いられる有機ＥＬ素子の発光層は、主に１重項状態から蛍光を発光する蛍光発光材料より成る。また、赤色の画素には３重項状態から燐光を発光する燐光発光材料が用いられている。なお、燐光発光は、上記のように、蛍光発光の数倍の効率を得ることが可能である。そして、青色の画素には、緑色と同様に１重項状態から蛍光を発光する蛍光発光材料を用いた。これらの画素は表示装置の表示パネル部分に、図１に示されるようにマトリックス状に配置されている。ここで、表示パネル１の各絵素（ＲＧＢ画素グループ）は、表示パネル１の部分拡大図となっている図３のように蛍光発光画素３１，３３と燐光発光画素３２が混在している。

従来、赤色の有機ＥＬ素子は高効率化が難しかったが、このように蛍光発光画素と燐光発光画素とから表示パネルを構成することにより、赤色の画素のみに燐光発光画素を用いて他の色との効率差を減少する等が可能となる。従って、例えばＲＧＢによるフルカラー表示をする場合にも、三色の有機ＥＬ素子の輝度バランスを保ちながらも全画素の輝度を高く設定することができ、フルカラー等の多色表示用の表示パネルの高輝度化、高表示品質化が可能となる。

このように蛍光発光画素と燐光発光画素とを含む表示パネルを構成するには、同一基板上に、周知のパターニングを利用して蛍光発光画素と燐光発光画素とを混在させて形成する方法が挙げられるが、他にも、一枚の基板上には蛍光発光画素のみ、燐光発光画素のみの夫々を複数配列したものを２枚用意して第一表示部、第二表示部とし、これらを重ね合わせることで表示パネルを構成するといったことも可能である。但し、この場合には一方の表示部は、他方の表示部の発光が透過可能であるように、他方の表示部の画素の位置に対応する部分が透明である必要がある。第一表示部、第二表示部からなる構成によれば、パターニング等を用いて、蛍光発光画素又は燐光発光画素を形成した後に他方の画素を形成する場合に比べて工程を簡素化することが可能である。

好ましくは、蛍光発光画素の面積が燐光発光画素の面積よりも大きいことである。上記のように、燐光発光は、蛍光発光の数倍の効率を得ることが可能であるため、燐光発光画素の方が単位面積当たりの輝度が大きい。そこで蛍光発光画素と燐光発光画素との面積をこのように変えることで、輝度差を減少することができる。さらに好ましくは、蛍光発光画素と燐光発光画素との面積の比が、該二つの画素の発光効率の比の逆比とすることである。これにより、輝度差をより小さくすることができる。なお、このように面積を異ならせる方法は、パターニング時に形成する有機層の面積を調節し、発光面積自体を異ならせる方法と、遮光部等を設けて開口面積を異ならせる方法とが挙げられる。

一方、これら蛍光発光画素と燐光発光画素との、映像信号電圧の立ち下がりに対する応答の波形は、図４乃至図６のようになっている。ここで、図５、図６のグラフの縦軸は光応答を測定するフォトマルチプライアの電圧出力となっている。図４のグラフの縦軸は各画素の立下りを測定するために用いた映像信号の電圧値である。燐光発光画素３２の光学応答は図５に示されるように１μｓ程度であり、蛍光発光画素３２の光学応答は図６に示されるように３０〜４０ｎｓ程度であるため、源信号遅れを加味しても燐光発光画素よりも蛍光発光画素の方が消光が早い。

このように、表示信号に対して残光時間の違う画素が表示パネル１に混在することは、特定の表示色だけが浮かび上がって消光する原因となる。

また、図２１、図２２で示されるように、燐光による発光は、先ず、キャリアが一重項の最低励起状態Ｓ１、および、三重項の最低励起状態Ｔ１以上に励起される。この後、燐光発光ではＳ１からＴ１状態に内部変換され、発光エネルギーを放出しながら基底状態へ戻ろうとする。一方で、蛍光による発光では、励起は燐光の場合と同様に行われるが、Ｔ１状態以上に励起されたキャリアはこのエネルギーを熱の形で放出する。このような発光メカニズムを鑑みるに、燐光による発光と、蛍光による発光は、分子間のエネルギー遷移が異なることによる発熱、形態変化からくる寿命の違いがある。

従って、本発明においては、表示パネルに加えて、このように発光特性が異なる蛍光発光画素と燐光発光画素との夫々に異なる信号を入力可能である制御手段を備えた表示装置をも提供する。これにより、それぞれの発光特性に合わせて表示パネルに信号供給が可能となる。

具体的には、先ず、映像信号、及び／又は映像信号の対極の信号の立下りのタイミングを、燐光発光画素に入力する信号よりも蛍光発光画素に入力する信号の方を遅くすることにより、上記の消光タイミングの違いによる特定色の残光を防止することができる。

さらに好ましくは、制御手段が、蛍光発光画素と燐光発光画素との夫々の配置及び駆動条件を記憶する記憶手段を備えており、該記憶手段に記憶された記憶内容に基づいて、蛍光発光画素と燐光発光画素とで異なる発光特性に合わせて補正した信号を夫々の画素に入力可能であることである。駆動条件とは、具体的には、駆動に用いる電圧値や、印加電圧の時系列波形等を指す。

これにより、例えば蛍光発光画素と燐光発光画素との発光効率の違いを補正するために、記憶手段に記憶された配置及び駆動条件に基づいて、蛍光発光画素の方に高い電圧を印加し、発光効率に違いがあっても両者に輝度差が生じないようにすることができる。また、発光寿命の違いを補正するために、予め測定しておいた蛍光発光画素と燐光発光画素との一定時間後の発光効率の比を記憶手段に記憶しておき、これに合わせて一定時間後に印加する電圧値の比を決定することで、発光寿命の違いにより一定時間後における発光効率の比の変化にも対応することができ、長時間に渡って両者の輝度差の防止効果を持続することも可能となる。

（実施の形態１）
まず図１に示した本発明の表示装置を、図９を合わせて参照しながら詳細に説明する。

１は複数の画素９をマトリクス状に配置した表示パネルである。また、Ｖシフトレジスタ２、タイミング変換回路３、Ｈシフトレジスタ５、ラッチ４は、表示パネル１と同一面に設けられ、画素９に設けられた薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略）に映像信号、および、走査信号を供給する。本発明における制御手段は、図１においては表示パネル１以外の要素、即ち、Ｖシフトレジスタ２、タイミング変換回路３、Ｈシフトレジスタ５、ラッチ４、及びコントローラ７と映像信号変換メモリ（記憶手段）８とを含む表示制御部６に対応する。表示制御部６からはタイミング信号、および、映像信号が供給される。

画素９内の回路の一例を図９に示す。画素９内では、Ｐチャネル型のＴＦＴ９３のソースが電源に、有機ＥＬ素子の陰極は接地電位に接続される。他方の陽極はＴＦＴ９３のドレインに接続されている。また、Ｎチャネル型のＴＦＴ９１のゲートは垂直走査の保持信号線に接続され、ソースは画像信号線に接続され、残りのドレイン線は保持容量９２、および、ＴＦＴ９３のゲートに接続されている。画素の発光は、先ず、垂直走査の保持信号線を選択状態とし、画像信号線に水平ラッチ回路４にラッチされた映像信号が電圧として印加される。ＴＦＴ９１のソースとドレインは導通し、保持容量９２が充電または放電される。そして、ＴＦＴ９３のゲート電位は、映像信号の電位に一致する。垂直走査の保持信号を非選択状態とすると、ＴＦＴ９１がオフとなる。このとき、ＴＦＴ９３は画像信号から切り離されるが、ＴＦＴ９３のゲートに接続された保持容量９２により該電位は安定に保持される。こうして、ＴＦＴ９３のゲート、ソース間の保持容量９２に応じた電流が有機ＥＬ素子９４に供給される。

図１の表示パネル１には、画素が正方状に配置され、図３に示されるように蛍光発光画素と燐光発光画素とが同一走査ラインに混在している。

このような場合、同一走査ラインの各画素の消光時間は異なり、図１６に示される消光時間の違いＴｄ１が両画素間に生じる。

これを補正するために、図１７に示されるように燐光発光の画素３２の映像信号の立下り、即ち、水平ブランクＨＢＬＫへの信号切り換えを時間Ｔｄ１だけ他の蛍光発光画素より早めている。

図７には、上記、時間差を生じさせるための構成（タイミング変換回路３）の一実施形態が描かれている。ここで、ｎ走査線保持信号は図１のＶシフトレジスタ２より供給される。図７の画素７３は燐光発光の画素であり、画素７４は蛍光発光の画素である。各ライン毎に配置されたこれらの画素には、第一素子保持信号と第二素子保持信号の２種のタイミングの映像信号保持信号が与えられる。第一素子保持信号の立下りはフリップフロップ７１，７２で構成されたシフトレジスタにより、該信号が図１７のＴｄ１だけ遅らされている（時間はフリップフロップの段数とＨシフトクロックの周期で決めることができる）。第一素子保持信号と第二素子保持信号の立ち上がりは、図示しない水平ブランクの生成に合わせて、図１７のように一致させられる。

次に初期の発光効率の違いを補正する部分を説明する。

蛍光による発光画素３１，３３と燐光による発光画素３２では、前述のように内部のエネルギー遷移が異なるので、初期の発光効率が著しく異なる。

両者の発光比を視感度比に揃えるために、表示制御部６の映像信号変換メモリ８により、映像信号の電圧を燐光発光画素３２と蛍光発光画素３１，３３で倍率を変えて水平映像信号ラッチ４へ供給する。図１１には、この映像信号変換メモリの内容が示されている。ここでは、表示パネル１の画素マトリクスは１２×７で構成されている。燐光発光材料の発光効率は、蛍光発光材料の発光効率の３倍が理論値として知られている。これにより、図１１においては燐光発光画素３２の発光効率と蛍光発光画素３１，３３の倍率比は１：３に指定された好ましい形態が示されているが、この限りではない。

図１１の映像信号の倍率は図１２に示されるように映像信号と一緒に読み出され、映像信号が乗算で所定の倍率にされて水平映像信号ラッチ４へ供給される。水平映像信号ラッチ４でラッチされた映像信号は、上述したようにＶシフトレジスタ２のタイミングにより、画素内ＴＦＴ９３から発光素子９４へ電流として供給される。これにより、発光効率の異なる蛍光発光画素と燐光発光画素とを用いた表示装置の初期表示を視感度上略均一としている。なお、これらの画素の発光輝度は、その面積比を変えることで、視感度上略均一にすることもできる。

有機ＥＬ素子は経時とともに電流に対する発光輝度が落ちてくることが知られている。上述のように、この劣化も燐光発光画素３２と蛍光発光画素３１，３３では輝度の落ち方が異なった傾向を示す。図１３には、これに対応するための映像信号変換メモリの内容が示されている。ここでは、表示パネル１の画素マトリクスは１２×７で構成されている。

初期の段階では図１１のように、燐光発光画素３２の発光効率と蛍光発光画素３１，３３の倍率比は１：３に指定されている。そして１０００時間後の図１３の映像信号の倍率は、燐光発光画素３２の発光効率と蛍光発光画素３１，３３の倍率比は１：２に指定されている。この映像信号変換メモリ８の書き換えは、コントローラ７の計時により１０００時間カウント後、初期に設定された変化率に応じてメモリの書き換えをおこなう。なお、倍率比は１：２は、燐光発光画素の方が蛍光発光画素より早く劣化したことによる。これらの倍率は、図１２に示されるように映像信号と一緒に順次読み出されて、乗算器８４で映像信号は所定の倍率にされて水平映像信号ラッチ４へ供給される。水平映像信号ラッチ４でラッチされた映像信号は、上述したようにＶシフトレジスタ２のタイミングにより、画素内ＴＦＴ９３から有機ＥＬ素子９４へ電流として供給される。これにより、発光寿命の異なる蛍光発光画素と燐光発光画素とを用いた表示装置の経時後の表示を視感度上略均一としている。

（実施の形態２）
本形態も、実施形態１の図１に示される形態とほとんど同様であるが、本形態においては、図１５に示されるように蛍光発光画素３２と燐光発光画素３３が別々の走査ラインに分かれて表示パネル１に混在している。

このような場合、走査ライン毎の画素の消光時間が異なり、図１６に示される消光時間の違いＴｄ１が該両素に生じる。

これを補正するために、図１８の燐光の消光の立下り時間の遅延Ｔｄ１を面積で換算した分の時間分Ｔｄ２を図１７のＴｄ１として、即ち、水平ブランクＨＢＬＫへの信号切り換えを時間Ｔｄ１だけ燐光発光画素の立ち下がりを蛍光発光画素より早めている。

図８には、上記、時間差を生じさせるための構成の一実施形態が描かれている。ここで、ｎ走査線保持信号は図１のＶシフトレジスタ２より供給される。図８の画素７３は燐光発光画素であり、画素７４は蛍光発光画素である。各ライン毎に配置されたこれらの画素には、第一素子保持信号と第二素子保持信号の２種のタイミングの映像信号保持信号が与えられる。第一素子保持信号の立下りは、抵抗８１と容量８２で時定数を設定することにより該信号が図１７のＴｄ１だけ遅らされている（時間は抵抗８１と容量８２値で決めることができる）。第一素子保持信号と第二素子保持信号の立ち上がりは、図示しない水平ブランクの生成に合わせて、図１７のように一致させられる。

次に初期の発光効率の違いを補正する部分を説明する。

蛍光発光画素３３と燐光発光画素３２では、前述のように内部のエネルギー遷移が異なるので、初期の発光効率が著しく異なる。

両者の発光比を視感度比に揃えるために、表示制御部６の映像信号変換メモリ８により、映像信号の電圧を燐光発光画素３２と蛍光発光画素３３で倍率を変えて水平映像信号ラッチ４へ供給する。図１４には、この映像信号変換メモリの内容が示されている。ここでは、表示パネル１の画素マトリクスは１２×８で構成されている（不図示）。燐光発光材料の発光効率は、蛍光発光材料の発光効率の３倍が理論値として知られている。これにより、燐光発光画素３２の発光効率と蛍光発光画素３３の倍率比は１：３に指定された好ましい形態が示されているが、この限りではない。

図１４の映像信号の倍率は走査線毎に映像信号と一緒に読み出され、映像信号が乗算で所定の倍率にされて水平映像信号ラッチ４へ供給される。水平映像信号ラッチ４でラッチされた映像信号は、上述したようにＶシフトレジスタ２のタイミングにより、画素内ＴＦＴ９３から有機ＥＬ素子９４へ電流として供給される。例えば、図１５の一重項発光素子よりなる走査線３３には、図１４の３の倍率が映像信号に乗算された信号が供給されることになる。次の三重項発光素子よりなる走査線３２には、図１４の１の倍率が映像信号に乗算された信号が供給されることになる。これにより、発光効率の異なる蛍光発光画素と燐光発光画素とを用いた表示装置の初期表示を視感度上略均一としている。これらの画素の発光輝度は、その面積比を変えることでも視感度上略均一にすることができる。

有機ＥＬ素子は経時とともに電流に対する発光輝度が落ちてくることが知られている。上述のように、この劣化も燐光発光画素３２と蛍光発光画素３３では輝度の落ち方が異なった傾向を示す。初期の段階では図１４のように、燐光発光画素３２の発光効率と蛍光発光画素３３の倍率比は１：３に指定されている。１０００時間後の映像信号の倍率は、燐光発光画素３２の発光効率と蛍光発光画素３３の倍率比を１：２に映像信号変換メモリ８へ指定し直す。この映像信号変換メモリ８の書き換えは、コントローラ７の計時により１０００時間カウント後、初期に設定された変化率に応じてメモリの書き換えをおこなう。なお、倍率比１：２は、燐光発光画素の方が蛍光発光画素より早く劣化したことによる。１：２に書き換えられた図１４の映像信号の倍率は走査線毎に映像信号と一緒に読み出され、映像信号が乗算で所定の倍率にされて水平映像信号ラッチ４へ供給される。水平映像信号ラッチ４でラッチされた映像信号は、上述したようにＶシフトレジスタ２のタイミングにより、画素内ＴＦＴ９３から有機ＥＬ素子９４へ電流として供給される。これにより、発光寿命の異なる蛍光発光画素と燐光発光画素とを用いた表示装置の経時後の表示を視感度上略均一としている。

（実施の形態３）
本形態においては、図２に示すように、蛍光発光画素のみを複数配列した第一表示部と、燐光発光画素のみを複数配列した第二表示部とを個別に有し、これらを重ね合わせて表示パネル１を構成している。即ち、一方は、蛍光発光をなす一重項材料が図９に示すＴＦＴを多数配置した基板上に蒸着されている。他方は、燐光発光をなす三重項材料が図９に示すＴＦＴを多数配置した基板上に蒸着されている。

これらの表示部の消光時間は異なり、図１６に示される消光時間の違いＴｄ１が該両表示部間に生じる。

これを補正するために、図１７に示されるように蛍光発光の第一表示部１−１を用いたときの映像信号の立下り、即ち、水平ブランクＨＢＬＫへの信号切り換えを時間Ｔｄ１だけ燐光発光の第二表示部１−２を用いるときより遅くしている。

使用する表示部毎に第一素子保持信号と第二素子保持信号の２種のタイミングのどちらかが映像信号保持信号として与えられる。これらの保持信号の生成には図７に示された時間差を生じさせるための構成を用いる。走査線保持信号は図１のＶシフトレジスタ２より供給される。第二表示部１−２を用いるときは信号の立下りが遅延しない第二素子保持信号を用いる。また、第一表示部１−１を用いるときはＴｄ１だけ遅らされている第一素子保持信号を用いる。第一素子保持信号の立下りはフリップフロップ７１，７２で構成されたシフトレジスタによりＴｄ１だけ遅らされている（時間はフリップフロップの段数とＨシフトクロックの周期で決めることができる）。第一素子保持信号と第二素子保持信号の立ち上がりは、図示しない水平ブランクの生成に合わせて図１７のように一致させられる。

これらの遅延は図８に示すように、抵抗８１と容量８２で時定数を設定することでも実現できる。

次に初期の発光効率の違いを補正する部分を説明する。

蛍光による第一表示部１−１と燐光による第二表示部１−２では、前述のように内部のエネルギー遷移が異なるので、初期の発光効率が著しく異なる。

それぞれ用いる表示部により発光比を視感度比に揃えるために、表示制御部６の映像信号変換メモリ８により、映像信号の電圧を蛍光発光を用いた第一表示部１−１と燐光発光を用いた第二表示部１−２で倍率を変えて水平映像信号ラッチ４へ供給する。図１４には、この表示部へ適用するための映像信号変換メモリの内容が示されている。燐光発光材料の発光効率は、蛍光発光材料の発光効率の３倍が理論値として知られている。これにより、蛍光発光の第一表示部１−１と燐光発光の第二表示部１−２を用いる場合の倍率比は３：１に指定されている。しかしながら、燐光材料の内部エネルギー遷移状態やドーパント濃度による消光などで効率は変るため、倍率比はこの限りでない。

図１４の映像信号の倍率は走査線毎に映像信号と一緒に読み出され、映像信号が乗算で所定の倍率にされて水平映像信号ラッチ４へ供給される。水平映像信号ラッチ４でラッチされた映像信号は、上述したようにＶシフトレジスタ２のタイミングにより、画素内ＴＦＴ９３から有機ＥＬ素子９４へ電流として供給される。例えば、図１５の一重項発光素子よりなる走査線３３には、図１４の３の倍率が映像信号に乗算された信号が供給されることになる。次の三重項発光素子よりなる走査線３２には、図１４の１の倍率が映像信号に乗算された信号が供給されることになる。これにより、発光効率の異なる蛍光発光画素と燐光発光画素とを用いた夫々の表示部の初期表示を視感度上略均一としている。

有機ＥＬ素子は経時とともに電流に対する発光輝度が落ちてくることが知られている。上述のように、この劣化も燐光発光画素３２と蛍光発光画素３３では輝度の落ち方が異なった傾向を示す。ここでは、表示パネル１の画素マトリクスは１２×８で構成されている。初期の段階では図１４のように、燐光発光画素３２の発光効率と蛍光発光画素３３の倍率比は１：３に指定されている。１０００時間後の映像信号の倍率は、燐光発光画素３２の発光効率と蛍光発光画素３３の倍率比を１：２に映像信号変換メモリ８へ指定し直す。この映像信号変換メモリ８の書き換えは、コントローラ７の計時により１０００時間カウント後、初期に設定された変化率に応じてメモリの書き換えをおこなう。なお、倍率比は１：２は、燐光発光画素の方が蛍光発光画素より早く劣化したことによる。１：２に書き換えられた図１４の映像信号の倍率（不図示）は走査線毎に映像信号と一緒に読み出され、映像信号が乗算で所定の倍率にされて水平映像信号ラッチ４へ供給される。水平映像信号ラッチ４でラッチされた映像信号は、上述したようにＶシフトレジスタ２のタイミングにより、画素内ＴＦＴ９３から有機ＥＬ素子９４へ電流として供給される。これにより、発光寿命の異なる第一表示部１−１と第二表示部１−２とを用いた表示装置の経時後の表示を視感度上略均一としている。

本発明の表示装置の一実施形態を示すブロック図である。本発明の表示装置の別の実施形態を示すブロック図である。一走査ライン中に燐光発光画素と蛍光発光画素が混在した例を示す概念図である。表示パネルに入力する映像信号の立下りを示す波形図である。図４に示す波形を持つ映像信号に対する燐光発光画素の光応答を測定する測定器が示した電圧値の波形図である。図４に示す波形を持つ映像信号に対する蛍光発光画素の光応答を測定する測定器が示した電圧値の波形図である。燐光発光画素と蛍光発光画素との映像信号保持信号生成する手段の一実施形態を説明するための図である。燐光発光画素と蛍光発光画素との映像信号保持信号生成する手段の一実施形態を説明するための図である。画素内電流駆動ＴＦＴ回路を示す図である。映像信号変換メモリの構成例を示す図である。映像信号変換メモリの構成例を示す図である。映像信号変換メモリを用いた映像信号補正の方法の一例を示す図である。映像信号変換メモリの構成例を示す図である。映像信号変換メモリの構成例を示す図である。走査ライン別に燐光発光画素と蛍光発光画素が混在する例を示す図である。燐光発光画素と蛍光発光画素の消光のタイミングの違いを示す図である。燐光発光画素と蛍光発光画素へ供給する映像信号保持タイミングの違いを示す図である。燐光発光画素と蛍光発光画素の消光のタイミングの違いを示す図である。有機ＥＬ素子の構成を示す図である。有機ＥＬの発光原理を説明するための図である。燐光発光を説明するためのエネルギー準位を示す図である。蛍光発光を説明するためのエネルギー準位を示す図である。

符号の説明

１表示パネル
１−１第一表示部
１−２第二表示部
２Ｖシフトレジスタ
３タイミング変換回路
４ラッチ
５Ｈシフトレジスタ
６表示制御部
７コントローラ
８映像信号変換メモリ（記憶手段）
９画素
３１蛍光発光画素（Ｇ）
３２燐光発光画素（Ｒ）
３３蛍光発光画素（Ｂ）
７１フリップフロップ
７２フリップフロップ
７３燐光発光画素
７４蛍光発光画素
８１抵抗
８２容量
８４乗算器
８５画素倍率
８６画素倍率
８７画素倍率
９１ＴＦＴ
９２保持容量
９３ＴＦＴ
９４有機ＥＬ素子
１５１ガラス基板
１５２陽極
１５３正孔輸送層
１５４発光層
１５５電子輸送層
１５６陰極
１５７電源
１５８正孔
１５９電子

Claims

一対の電極間に有機発光材料を含む発光層を少なくとも挟持した有機エレクトロルミネッセンス素子からなる画素が複数配列された表示パネルと、前記表示パネルに保持信号と映像信号を供給する制御手段とを備えた表示装置において、
前記複数配列された画素が、蛍光発光画素と、燐光発光画素と、を含み、
前記制御手段は、前記蛍光発光画素と、前記燐光発光画素とで異なる保持信号を前記表示パネルに入力可能であることを特徴とする表示装置。
前記制御手段によって前記蛍光発光画素に供給される前記映像信号の立下りのタイミングが、前記制御手段によって前記燐光発光画素に供給される前記映像信号の立下りのタイミングよりも遅いことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
一対の電極間に有機発光材料を含む発光層を少なくとも挟持した有機エレクトロルミネッセンス素子からなる画素が複数配列された表示パネルと、前記表示パネルに走査線を介して保持信号を供給する制御手段とを備えた表示装置において、
前記複数配列された画素が、蛍光発光画素と、燐光発光画素と、を含み、
蛍光発光画素に接続されている前記走査線と、前記燐光発光画素に接続されている前記走査線とが異なることを特徴とする表示装置。
蛍光発光画素の面積が燐光発光画素の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の表示装置。
蛍光発光画素と燐光発光画素との面積の比が、該二つの画素の発光効率の比の逆比となっていることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。