JP2015090813A

JP2015090813A - 表示装置

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Publication number: JP2015090813A
Application number: JP2013230510A
Authority: JP
Inventors: 足立　昌哉; Masaya Adachi; 昌哉足立
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2013-11-06
Filing date: 2013-11-06
Publication date: 2015-05-11
Also published as: US20150123885A1; US9275575B2

Abstract

【課題】従来技術を白色ＯＬＥＤに適用する場合、干渉強度のピーク波長を青色に相当する発光のピーク波長以下になるような構造を採用することになるが、この場合は赤色に相当する波長領域の干渉強度が小さくなり、赤色の発光強度を下げてしまう。
【解決手段】表示装置は、白色発光素子（有機発光ダイオード素子）を構成する積層膜を干渉強度のピーク波長が青色に相当する発光強度のピーク波長以下となるように構成する。赤色画素に対応する発光素子の発光強度を他の色の画素に対応する発光素子の発光強度より高くできるようにする。
【選択図】図３

Description

本開示は、表示装置に関し、例えば白色有機発光ダイオード素子を備える表示装置に適用可能である。

有機発光ダイオード（Organic Light-Emitting Diode：ＯＬＥＤ）素子は、有機薄膜からなる発光層に正負の電荷を注入することにより電気エネルギーを光エネルギーに変換して発光する素子である。発光素子として有機発光ダイオード素子を備える発光型表示装置（以下「ＯＬＥＤディスプレイ」という。）は、液晶表示装置に代表される非発光型の表示装置とは異なり、自発光型であるためバックライトなどの補助光源が不要なことから薄型、軽量である。さらにＯＬＥＤディスプレイは視野角が広く、表示の応答速度が早いといった特徴を有する。

ＯＬＥＤは厚さが光の波長オーダー以下の薄膜を積層した構造となっているため、光の干渉の影響を受け易い。このため観察する角度を変化させると干渉の影響によって色が変化するという課題を有する。この課題に対して、干渉強度のピーク波長が発光波長のピーク波長より短くなるような構造を採用することで観察する角度の違いにより生じる色の変化を抑制する技術が提案されている（特開２００５−３１２５１号公報（特許文献１））。

特開２００５−３１２５１号公報

特許文献１に開示された技術を白色ＯＬＥＤに適用する場合、干渉強度のピーク波長を青色に相当する発光のピーク波長以下になるような構造を採用することになるが、この場合は赤色に相当する波長領域の干渉強度が小さくなり、赤色の発光強度を下げてしまう。特に白色ＯＬＥＤをＢ（青色）＋Ｙ（黄色）で実現する場合は赤色に相当する波長領域の発光強度は他の色に比較して元々小さいため、より赤色の発光強度が小さくなり、他の色とのバランスが悪くなる。白色ＯＬＥＤの場合は特に発光波長の帯域が広いため、干渉の影響をより広い波長範囲で受けるため、斜め方向から観察した際の色の変化が大きくなることが懸念される。

また、カラーフィルターとしてＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）、Ｗ（白色）を用いる場合は、Ｗの色度を調整するために、Ｗにもカラーフィルターが必要となる。このときのＷのカラーフィルターとしては寿命や効率が低い青色、視感度の高い緑色を吸収するフィルターを採用する必要があるため、電力効率の低下や寿命の短縮が懸念される。

その他の課題と新規な特徴は、本開示の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本開示のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、表示装置は、白色発光素子（有機発光ダイオード素子）を構成する積層膜を干渉強度のピーク波長が青色に相当する発光強度のピーク波長以下となるように構成する。赤色画素に対応する発光素子の発光強度を他の色の画素に対応する発光素子の発光強度より高くできるようにする。

上記表示装置によれば、ＲＧＢ各色のバランスを取ることができる。

実施の形態による表示装置の１画素の概略構造を示す一部断面図である。実施の形態による表示装置の全体のレイアウトを模式的に示すブロック図である。実施の形態による表示部の主要部を構成するアクティブマトリクスの等価回路図である。実施の形態による表示装置のカラーフィルターの配列の一例を示す平面図である。実施の形態による表示装置の視野角０°、４５°、６０°における干渉強度の波長依存性と、発光強度が極大値となる最も短い波長との関係を示す図である。白色発光の有機発光ダイオード素子の発光強度の波長依存性（発光スペクトル）の一例を示すグラフである。実施例１に係る表示装置の画素回路の一例を示す等価回路図である。実施例２に係る表示装置のカラーフィルターの配列の一例を示す平面図である。実施の形態に係る表示装置において、視野角０°における干渉強度の波長依存性と、発光強度が極大値となる最も短い波長との関係の一例を示す図である。

以下、実施の形態および実施例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明は省略する。

図１は実施の形態による表示装置の１画素の概略構造を示す一部断面図である。実施の形態に係る表示装置１は、薄膜トランジスタからなるスイッチング素子および有機発光ダイオード素子を有するアクティブマトリクス駆動型のＯＬＥＤディスプレイである。図２は実施の形態に係る表示装置の全体のレイアウトを模式的に示すブロック図である。図３は実施の形態に係る表示部の主要部を構成するアクティブマトリクスの等価回路図である。

図２に示すように、表示装置１は、ガラスやプラスチックなどの絶縁性の基板６の中央の領域に表示部２が設けられる。基板６は、平面視で第１の方向（Ｘ方向）に延在する第１の辺と第２の方向（Ｙ方向）に延在する第２の辺とを有する。図２において、表示部２の上側には、第２の方向（Ｙ方向）に延在するデータ線７に対して画像信号を出力するデータ駆動回路３、左側には第１の方向（Ｘ方向）に延在するゲート線５に対して走査信号を出力する走査駆動回路４が設置されている。データ駆動回路３および走査駆動回路４は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）による回路から構成されるシフトレジスタ回路やレベルシフタ回路、アナログスイッチ回路などから構成される。また、電位配線８がデータ線７と同じ方向（Ｙ方向）に延在して配置される。電位配線８はスイッチング素子を介して、電位供給配線９ａ，９ｂに接続される。

表示装置１では、アクティブマトリクス駆動型の液晶表示装置と同様、基板６上に複数のゲート線（走査信号線）５と、ゲート線５の延在方向（Ｘ方向）に対して交差する方向（Ｙ方向）に延在させた複数のデータ線（データ信号線）７が設けられている。図３に示すごとくｍ本のゲート線Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｍとｎ本のデータ線Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎとの交差するところにマトリクス状に画素６０が配置される。各画素６０は、有機発光ダイオード素子（発光素子）７０と、蓄積容量４０と、画素容量５０と、ＴＦＴからなるスイッチトランジスタ３０と、ＴＦＴからなるドライバトランジスタ（駆動素子）１０とから構成される。スイッチトランジスタ（制御素子）３０は、ゲート電極がゲート線５に接続され、ソース電極がデータ線７に接続され、ドレイン電極が蓄積容量４０に接続されている。データ線７に接続される電極はドレイン電極と呼ばれることがあるが、本開示ではソース電極という。蓄積容量４０に接続される電極はソース電極と呼ばれることがあるが、本開示ではドレイン電極という。ドライバトランジスタ１０は、ゲート電極が蓄積容量４０に接続され、ソース電極がデータ線７と同じ方向（Ｙ方向）に延在する電位供給配線８に接続され、ドレイン電極が有機発光ダイオード素子７０の一方の電極（陽極）と画素容量５０に接続されている。また、発光素子７０を構成する有機発光ダイオード素子の他方の電極（陰極）は、全画素共通の電流供給線（不図示）に接続されて電位Ｖａに保たれる。

画素６０の駆動は１行目のゲート線Ｇ１からターンオン電圧を順次供給し、１フレーム期間内にｍ行のゲート線Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｍに対して順次この電圧（走査信号）を供給する。走査信号によってスイッチトランジスタ３０がオン状態になるとデータ線７から画像信号がスイッチトランジスタ３０を介して蓄積容量４０に書き込まれる。つまり、この駆動方法では、あるゲート線５にターンオン電圧が供給されている間はそのデータ線７に接続されたスイッチトランジスタ３０は全て導通状態となり、それに同期してｎ列のデータ線Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎにデータ電圧が供給される。

データ電圧はゲート線５にターンオン電圧が供給されている間に蓄積容量４０に蓄えられ、ドライバトランジスタ１０のゲート電極は，スイッチトランジスタ３０がオフ状態になっても、蓄積容量４０により画像信号に相当する電位に一定期間はほぼ保持される。蓄積容量４０の電圧値はドライバトランジスタ１０のゲート電圧を規定し、これによりドライバトランジスタ１０を流れる電流値が制御され有機発光ダイオード素子７０の発光が制御される。発光の停止は、ドライバトランジスタ１０をオフ状態とすることで実現する。

つまり、発光量を制御すべき画素６０に対応したゲート線５にターンオン電圧が印加されるのに同期して、画像情報に対応した電圧がデータ線７を介して印加されることで画素６０の発光量を制御することができる。これらの動作により、表示部２を構成する複数の画素の発光量を画像情報に応じて制御することで所望の画像を表示することができる。

次に図１を参照しながら表示装置１の１画素付近の構造を説明する。表示装置１は有機発光ダイオード素子７０が形成された基板６とは反対方向から光を取り出す、いわゆるトップエミッション型のＯＬＥＤディスプレイである。すなわち、表示装置１は、図１において上側（封止部材５００側）にエミッションし、光２０００を観測者１０００が見るようにされる。

表示装置１ではガラスやプラスチックなどの絶縁性の基板６の上にスイッチング素子（ドライバトランジスタ１０やスイッチトランジスタ３０（図１では不図示））を備える。画素回路を構成するドライバトランジスタ１０やスイッチトランジスタ３０などのスイッチング素子は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）から構成される。薄膜トランジスタは、ソース領域１７やドレイン領域１３、チャネルポリシリコン層１４などを含むポリシリコン層の上に、ゲート絶縁膜１６やゲート線層１５、第１の層間絶縁膜１８、ソース電極層２２、ドレイン電極層１９、第２の層間絶縁膜２０を有する。また、基板6がガラス基板の場合には薄膜トランジスタと基板６との間には基板６からチャネルポリシリコン層１４及びゲート絶縁膜１６へのＮａ（ナトリウム）やＫ（カリウム）などのイオンの混入をブロックするためにＳｉＮx（シリコン窒化）膜などからなる第１の下地膜１１を有する。さらに第１の下地膜１１とポリシリコン層の間にはＳｉＯx（シリコン酸化）膜などからなる第２の下地膜１２を有する。

有機発光ダイオード素子７０を構成する下部電極３００は、画素の発光領域となる部分を覆うように島状に形成される。この際、下部電極３００は第２の層間絶縁膜２０を貫通する穴を通してドレイン電極１９と接続される。

下部電極３００の周縁部と、ドライバトランジスタ１０やデータ線７（図１では不図示）、ゲート線８（図１では不図示）などの非発光領域の上には画素の発光領域に対応した開口を有する第３の層間絶縁膜２１が形成される。発光層を含む有機膜１００は下部電極３００上に表示部２の全面を覆うように形成されるが、発光領域以外の領域では第３の層間絶縁膜２１によって下部電極３００と隔離される。有機膜１００の上には表示部２の全面にわたり上部電極２００が形成される。

有機発光ダイオード素子７０の有機膜１００は上部電極２００と下部電極３００との間に陰極（例えば上部電極２００）側から順に電子輸送層、発光層、ホール輸送層を積層配置したものを用いることができる。

このような有機発光ダイオード素子７０は上部電極２００と下部電極３００とに直流電圧を印加すると、陽極（例えば下部電極３００）側から注入されたホールがホール輸送層を経由して、また、陰極側から注入された電子が電子輸送層を経由して、それぞれ発光層に到達し、電子−ホールの再結合が生じてここから所定の波長の発光が生じるものである。なお、有機発光ダイオード素子７０の有機膜１００では発光層と電子輸送層を兼用できる材料を用いてもよい。また、陽極とホール輸送層の間に陽極バッファ層、あるいはホール注入層を配置したものを用いてもよい。

なお、下部電極３００は光の反射率が高い材料から構成されることが、発光層から放射した光の利用効率向上の面から望ましい。また、有機膜１００は陽極と陰極との間に所定の電圧を印加し、電流を流すことで白色発光が得られる材料や構造を採用する。白色発光を実現する有機発光ダイオード素子７０としては、発光色の異なる複数の発光層をマルチフォトンと呼ばれる構造により積層する方法や、一つの発光層中に発光色が異なる色素をドーピングする方法がある。いずれにせよ、白色発光の有機発光ダイオード素子７０として発光効率が高く、寿命の長い白色発光が得られるものを用いることが望ましい。なお、有機膜１００は発光層、ホール輸送層、電子輸送層等、複数の層から構成されており、場合によっては無機材料による層が含まれてもよい。

上部電極２００の上には透明な封止部材５００を配置する。封止部材５００は有機発光ダイオード素子への水分の侵入防止のためガスバリア性が高く、可視光に対して透明であることが望ましい。具体的にはガラス基板やガスバリア性を高める処理を施したプラスチック基板を用いることができる。また、封止部材５００には不図示のカラーフィルターや必要に応じてブラックマトリクスを形成することで発色などの光学機能を付加することが望ましい。封止部材５００と上部電極２００との間には高分子材料からなる透明な充填材６００を充填し、密閉することで固体封止してもよい。あるいは、封止部材５００と上部電極２００との間には窒素などの不活性ガスを封入し、基板６と上記の透明基板の額縁部分をシール材により密閉、封止してもよい。

表示装置１は各画素の有機発光ダイオード素子７０が白色で発光するものであり、３原色に対応したカラーフィルターと組み合わせることでフルカラー表示を実現する。つまり、白色発光の発光素子を所定の順序でマトリクス状に配置し、発光素子の光取り出し側に赤色表示用の画素であれば赤色（Ｒ）の光を透過するカラーフィルター、緑色表示用の画素であれば緑色（Ｇ）の光を透過するカラーフィルター、青色表示用の画素であれば青色（Ｂ）の光を透過するカラーフィルターを備えるものである。

図４は実施の形態に係る表示装置のカラーフィルターの配列の一例を示す平面図である。Ｒの光を透過するカラーフィルター７１１の右隣に、Ｇの光を透過するカラーフィルター７１２が配置される。カラーフィルター７１２の下隣に、Ｂの光を透過するカラーフィルター７１３が配置される。カラーフィルター７１３の右隣に、白色（Ｗ）の光を透過するカラーフィルター７１４が配置される。カラーフィルター７１４の上隣に、カラーフィルター７１１が配置される。ここでは特に、表示装置１の消費電力を下げるため、Ｒ、Ｇ、ＢのほかにＷ表示用の画素を備える表示装置について述べるが、これに限定されるものではない。なお、Ｗ表示用の画素にはカラーフィルターを設けなくてもよいが、Ｗの色度を調整するために必要に応じてカラーフィルターを配置してもよい。カラーフィルターは染色法、顔料分散法、あるいは印刷法などの公知の技術によって塗り分ければよい。

次に本実施の形態の根幹である発光層から放射する光に対する干渉強度の条件について説明する。本実施の形態ではマトリクス状に配置した複数の画素を構成する発光素子を有する表示装置において、少なくとも画素の発光領域における膜の構成を、発光層から放射する光に対する干渉強度（以下、単に「干渉強度」ともいう。）が視野角０°において極大値となる波長が、発光層から放射する光の強度（以下「発光強度」ともいう。）が極大値となる最も短波長側の波長以下となるように設定する。つまり、干渉強度が視野角０°において極大値となる波長をλimax、発光強度が極大値となる最も短波長側の波長λemaxとした場合、次の関係（式（１））を満たす膜構成とする。
λimax≦λemax ・・・・・・（１）
この際、干渉強度が視野角０°において極小値となる波長は、６８０ｎｍ以下の可視波長領域に存在しないことが望ましい。

式（１）を条件とすることで視野角が大きくなり干渉強度が極値（極大値や極小値）となる波長が短波長側に移動しても、干渉強度の極大値は発光波長領域から遠ざかり、干渉強度の極小値は発光強度が大きい波長域には至らない。このため干渉の効果によって観察者側１０００へ取出される光の強度の絶対値は小さくなるものの、各発光波長に対する発光強度の比率（発光スペクトルの形状）の変化は小さいため視野角による色の変化が抑制される。つまり、視野角を振ったときに生じる色の変化は発光強度が極大値となる波長を、干渉強度が極大値あるいは極小値となる波長が通過する場合に大きくなるので、干渉強度が極大値あるいは極小値となる波長が、視野角が変わっても発光強度が極大値となる波長に至らないことが重要である。

また、表示装置１では干渉強度が視野角０°において極大値となる波長をλimax、発光強度が極大値となる最も短波長側の波長をλemaxとした場合に次の関係（式（２））を満たすことが望ましい。
λemax−５０ｎｍ≦λimax＜λemax ・・・・・・（２）
これは、干渉強度が極大値となる波長λimaxが、発光強度が極大値となる波長λemaxから５０ｎｍ以上短波長側にずれると条件によっては実際に観察者に観察される光の強度が半分程度と著しく低下するためである。

なお、視野角の変化による干渉強度が極値となる波長の移動は波長が長いほど大きい。このため、干渉強度が視野角０°において極小値となる波長をλiminとすると、次の関係（式（３））を満たすことが望ましい。
λemax＋２００ｎｍ≦λimin ・・・・・・（３）
視野角が大きくなり干渉強度が極小値となる波長が短波長側に移動しても、干渉強度の極小値は発光強度が極大値になる波長には至らないので、発光スペクトルの形状の変化は小さくなり視野角による色の変化が抑制される。

したがって、式（２）および式（３）の条件を満たすことで視野角０°近傍では干渉により青色に相当する波長の発光強度が強められるため、視野角による色の変化が抑制されると同時に、より青色が明るい表示装置を実現することができる。

図５は実施の形態に係る表示装置の視野角０°、４５°、６０°における干渉強度の波長依存性と、発光強度が極大値となる最も短い波長との関係を示す図である。発光強度が極大値となる最も短い波長は約４６０ｎｍで、干渉強度が視野角０°において極大値となる波長は約４５５ｎｍである。また、干渉強度が視野角０°において極小値となる波長は６８０ｎｍよりも大きい。白色発光の有機発光ダイオード素子７０では発光強度の極大値が可視波長領域に複数存在することが一般的である。図６は実施の形態に係る表示装置の白色発光の有機発光ダイオード素子の発光強度の波長依存性（発光スペクトル）の一例を示すグラフである。発光強度が極大値となる最も短い波長は約４６０ｎｍである。例えば発光層としてＲＧＢのそれぞれに対応した光を放射する発光層を用いた場合は、ＲＧＢに対応した３つの極大値、もしくは、ＲとＧの発光波長が重なり極大値が１つになってトータルでは２つの極大値を有する。或いは、発光層としてＢと黄色（Ｙ）に対応した光を放射する発光層を用いた場合はＢとＹに対応する２つの極大値を有することになる。いずれにしても、白色発光の有機発光ダイオード素子７０では、発光強度が極大値となる最も短波長側の波長は青色に相当する波長となる。

本実施の形態では、発光強度が極大値となる最も短波長側の波長が約４６０ｎｍであるのに対し、干渉強度が視野角０°において極大値となる波長を４５５ｎｍとし、干渉強度の極小値が６８０ｎｍ以下の領域に存在しない状態とした。すなわち、式（１）、式（２）および式（３）を満たす。このような状態は、上部電極２００の膜厚や、有機膜１００、すなわち、図示しないホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層などの各膜厚などを調整することで実現することが可能であり、その具体的な条件は無数に存在し、当業者であれば容易に実現可能である。この際、各層の膜厚は光学的な観点だけでなく、電気的な観点も考慮する必要がある。

視野角が増加すると光学距離が変化するため、干渉強度の極大値や極小値は短波長側に移動するが、図５に例示するように、本実施の形態の要件（式（２）および式（３））を満たせば、視野角が大きくなっても発光強度が大きな波長領域には干渉強度の極大値や極小値が移動してくることがないので、発光スペクトルの形状はほとんど変化しない。このため視野角が変化しても色の変化が小さい表示装置を実現することができる。

なお、図５に例示するとおり、この様な条件を満たす場合には、赤色に相当する波長帯域（６３０ｎｍ〜７５０ｎｍ程度）では干渉強度が小さいため、観察者側へ取出される光の強度が低くなる。

そこで、赤色に対応する画素ではその他の色に対応する画素と比較して発光素子の発光強度を高くする。例えば、赤色に対応する画素ではその他の色に対応する画素と比較して有機発光ダイオードに流すことができる電流を高く（流すことが可能な電流の最大値を大きく）できるようにする。あるいは、赤色に対応する画素ではその他の色に対応する画素と比較して有機発光ダイオードの発光面積を大きくする。この場合、干渉の作用で光の強度が小さくなる赤色画素の有機発光ダイオード素子では、他の色に対応した画素の有機発光ダイオードよりも発光強度を大きくすることが可能となるため、観察者側に取出される赤色の光の強度を高めることができる。

以上をまとめると次のようになる。
（１）白色発光素子（有機発光ダイオード素子）を構成する積層膜を干渉強度のピーク波長が青色に相当する発光強度のピーク波長以下となるように構成する（構造（１）という。）。
具体的には発光素子を構成する発光層から放射する光に対する干渉の強度が視野角０°において極大値となる波長をλimax、極小値となる波長をλimin、発光層から放射する光の強度が極大値となる波長のうち最も短波長側の波長をλemaxとした場合、
λemax−５０ｎｍ≦λimax≦λemax、及びλemax＋２００ｎｍ≦λimin
の関係を満たすようにする。
（２）赤色用の画素に対応する発光素子の発光強度を他の色用の画素に対応する発光素子の発光強度より高くできるようにする（構造（２）という。）。
（２−１）つまり、赤色用の画素に対応する発光素子に流すことができる電流が他の色用の画素に対応する発光素子に流すことができる電流より大きく（流すことが可能な電流の最大値を大きく）できるようにする（構造（２−１）という。）。
より具体的には赤色に対応する画素の回路では、他の色に対応する画素と比較して、
（ａ）ドライバトランジスタ（画素ＴＦＴ）のＷ／Ｌを大きくする。
（ｂ）画素回路の容量比（＝Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２））を大きくする。
ここで、構造（２−１）は（ａ）および（ｂ）のいずれか一方、または（ａ）および（ｂ）の両方を採用することができる。
（２−２）赤色用の画素に対応する発光素子の発光面積を他の色用の画素に対応した発光素子の発光面積より大きくする（構造（２−２）という。）。

構造（１）、すなわち、発光素子の構造を、発光素子の発光層から出射する光に対する干渉強度のピーク波長が青色に相当する発光強度のピーク波長以下となるようにすることで、視角拡大時に干渉強度が短波長側へシフトした際の発光スペクトルの形状変化が低減する。つまり、斜めから観察した際に干渉強度が短波長側にシフトすると発光強度は低下するが、発光スペクトルの形状、すなわち、各波長の発光強度の大小関係は大きく変化しない。このため、斜めから観察した際には、明るさがやや低下するが色の変化は抑制される。また、構造（１）では、青色に相当する波長では干渉効果、すなわち、マイクロキャビティー効果により、発光強度を高めることができる。一般に青色の発光材料は、寿命や効率が緑色や赤色の発光材料と比較すると劣っており、高い発光効率が得られる三重項材料の実用化も進んでいない。このため、青色の実効的な発光強度が高くなれば、他の色とのバランスがよくなり、発光効率や発光素子の寿命が長くなるという効果も得られる。

構造（２−１）により、赤色用の画素に対応した発光素子の発光強度を他の色用の画素に対応した発光素子よりも高くできるようになる。この作用によって構造（１）の採用により発光強度が弱まった赤色の強度を強くすることが可能となり、ＲＧＢ各色のバランスが取れた表示装置を実現できる。

構造（２−２）では、各画素の有機発光ダイオード素子に流れる電流が同じ場合、赤色用の画素に対応する発光素子の発光領域のみ面積が広いため、発光素子の単位面積当たりに流れる電流は低くなる。ここで、有機発光ダイオード素子からなる発光素子では一般に単位面積当たりの電流値が低くなると発光効率が高まる。このため、一つの画素当たりに流す電流値が同じ場合、発光面積が大きな画素では発光素子の単位面積当たりの電流値が低くなることで発光効率が高くなり、その分、発光強度が高くなる。その結果、構造（１）の採用により発光強度が弱まった赤色の発光強度を高くすることが可能となり、ＲＧＢ各色のバランスが取れた表示装置を実現できる。

また、構造（２−１）の採用により、赤色画素に対応する発光素子に流せる電流を大きくした場合には、他の色に対応する画素の発光素子よりも、寿命が短くなり発光効率が低下して電力が増加することが懸念されるが、構造（２−２）の採用により発光素子の単位面積当たりに流れる電流を下げることで赤色画素に対応する発光素子の寿命や発光効率を改善できる。

上記構造を採用する表示装置によれば、観察する角度を変えたときの色変化が小さくすることができる。また、青色と赤色の発光強度が高まるため、より色純度が高く透過率が低いカラーフィルターと組み合わせても明るさが確保でき、色再現範囲を広くすることができる。

図７は実施例に係る表示装置の画素回路の一例を示す等価回路図である。画素６０は、有機発光ダイオード素子（発光素子）７０と、蓄積容量４０と、画素容量５０と、ＴＦＴからなるスイッチトランジスタ３０と、ＴＦＴからなるドライバトランジスタ１０とから構成される。しかし、図７の等価回路図では、図３の等価回路図に対して、有機発光ダイオード７０の寄生容量５１が追加されている。

（１）手段１：
ドライバトランジスタ１０のチャネル幅をＷとチャネル長さをＬとして、Ｗ／Ｌが、赤色に対応する画素ではその他の色に対応する画素よりも大きくなるように構成する。赤色用の画素のドライバトランジスタ１０を構成する薄膜トランジスタのチャネル幅をＷ_Ｒ、チャネル長さをＬ_Ｒとし、緑色用の画素のドライバトランジスタ１０を構成する薄膜トランジスタのチャネル幅をＷ_Ｇ、チャネル長さをＬ_Ｇとし、青色用の画素のドライバトランジスタ１０を構成する薄膜トランジスタのチャネル幅をＷ_Ｂ、チャネル長さをＬ_Ｂとし、白色用の画素のドライバトランジスタ１０を構成する薄膜トランジスタのチャネル幅をＷ_Ｗ、チャネル長さをＬ_Ｗとした場合、下記の関係式を満たすように構成する。
Ｗ_Ｒ／Ｌ_Ｒ＞Ｗ_Ｇ／Ｌ_Ｇ、Ｗ_Ｒ／Ｌ_Ｒ＞Ｗ_Ｂ／Ｌ_Ｂ、Ｗ_Ｒ／Ｌ_Ｒ＞Ｗ_Ｗ／Ｌ_Ｗ
（２）手段２：
蓄積容量４０の容量をＣ１、画素容量５０の容量をＣ２’、さらに画素容量５１の容量をＣ３’としたとき、Ｃ１／（Ｃ１＋（Ｃ２’＋Ｃ３’））の値が、赤色に対応する画素ではその他の色に対応する画素よりも小さくなるように構成する。ここで、画素容量５０の容量Ｃ２’と画素容量５１の容量Ｃ３’とをまとめた画素容量をＣ２とすると、Ｃ１／（Ｃ１＋（Ｃ２’＋Ｃ３’））＝Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２）である。赤色用の画素の蓄積容量をＣ１_Ｒ、画素容量をＣ２_Ｒとし、緑色用の画素の蓄積容量をＣ１_Ｇ、画素容量をＣ２_Ｇとし、青色用の画素の蓄積容量をＣ１_Ｂ、画素容量をＣ２_Ｂとし、白色用の画素の蓄積容量をＣ１_Ｗ、画素容量をＣ２_Ｗとした場合、下記の関係式を満たすように構成する。
Ｃ１_Ｒ／（Ｃ１_Ｒ＋Ｃ２_Ｒ）＜Ｃ１_Ｇ／（Ｃ１_Ｇ＋Ｃ２_Ｇ）
Ｃ１_Ｒ／（Ｃ１_Ｒ＋Ｃ２_Ｒ）＜Ｃ１_Ｂ／（Ｃ１_Ｂ＋Ｃ２_Ｂ）
Ｃ１_Ｒ／（Ｃ１_Ｒ＋Ｃ２_Ｒ）＜Ｃ１_Ｗ／（Ｃ１_Ｗ＋Ｃ２_Ｗ）
手段１または手段２のいずれか、もしくは両方の手段を適用することで、赤色に対応する画素の有機発光ダイオード素子に流すことができる電流は他の色の画素に対応する有機発光ダイオードに流すことができる電流よりも高く（流すことが可能な電流の最大値を大きく）することができるようになる。この場合、干渉強度の条件によって観察者側へ取出される光の強度が小さくなる赤色画素に対する有機発光ダイオード素子にのみ、より多くの電流を流して発光強度を高めることができるため、ＲＧＢ各色の発光強度のバランスが取れた表示装置を実現することができる。

また、色純度を高くできるカラーフィルターは一般的に透過率が低くなるが、実施の形態の干渉強度の条件（式（２）および式（３））によって青色の発光強度を高め、さらに手段（１）または手段（２）により赤色に対応する画素の電流値を高くし赤色画素の発光強度を高めたうえで高色純度のカラーフィルターと組み合わせることで、色再現範囲が広く、明るい表示装置を実現することができる。

また、青色については高い発光効率が得られる三重項材料は本格的に実用化されておらず、寿命や効率が緑色や赤色の発光材料に対して劣っている。本実施例では青色の発光強度を干渉の作用で高めることができるため、青色の寿命や効率を改善することができる。

図８は実施例２に係る表示装置のカラーフィルターの配列の一例を示す平面図である。図８のカラーフィルターの配列は、図４のカラーフィルターの配列と同じであるが、Ｒの光を透過するカラーフィルター７１１ａの大きさが、Ｇの光を透過するカラーフィルター７１２ａ、Ｂの光を透過するカラーフィルター７１３ａ、およびＷの光を透過するカラーフィルター７１４ａの大きさよりも大きくなっている。カラーフィルター７１１ａの右辺側がカラーフィルター７１２ａの方向に広がり、下辺側がカラーフィルター７１４ａの方向に広がっている。本実施例は、実施の形態における干渉強度の条件（式（２）及び式（３））において、赤色に対応する画素の発光面積を他の色に対応した画素よりも大きくしたものである。すなわち、有機発光ダイオード素子７０を構成する下部電極３００の面積を赤色に対応する画素では他の色に対応する画素よりも大きくし、さらに下部電極３００の周縁部に形成する絶縁膜２１によって規定される発光面積が赤色に対応する画素では他の色に対応する画素よりも大きくなるように構成する。すなわち、有機発光ダイオード素子７０を構成する下部電極３００の周縁部に形成される絶縁膜によって形成される発光面積を赤色用の画素ではＡＲ、緑色用の画素ではＡＧ、青色用の画素ではＡＢ、白色用の画素ではＡＷとした場合、下記の関係式を満たすように構成する。上記した構成以外は、実施例１と同じである。
ＡＲ＞ＡＧ、ＡＲ＞ＡＢ、ＡＲ＞ＡＷ
この場合、ドライバトランジスタ１０のサイズ、蓄積容量４０、画素容量５０及び有機発光ダイオード素子７０の容量が同じであれば赤色に対応する画素では有機発光ダイオード素子に単位面積当たりに流れる電流が小さくなる。ここで、有機発光ダイオード素子からなる発光素子では一般に単位面積当たりの電流値が低くなると発光効率は高まり、寿命が長くなる。このため、一つの画素当たりに流す電流値が同じ場合、発光面積が大きな画素では発光素子の単位面積当たりの電流値が低くなることで発光効率が高くなり、その分、発光強度が高くなる。このため、実施の形態における干渉強度の条件（式（２）および式（３））により、赤色に対応する波長の発光強度は弱められるが、赤色に対応する画素では面積を広くすることで発光量を増やし、発光強度の低下を抑制することで、ＲＧＢ各色の発光強度のバランスが取れた表示装置を実現することができる。

また、実施例１の場合は、赤色に対応する画素の有機発光ダイオード素子に流すことができる電流が大きくなり発光強度を高くできるが、有機発光ダイオード素子の単位面積当たりに流す電流が大きくなると、発光効率の低下や寿命が短くなるといったことが懸念される。しかし、本実施例のように赤色に対応する画素の発光面積を他の色に対応する画素よりも大きくし、赤色に対応する画素の有機発光ダイオード素子の単位面積当たりに流れる電流を低くすることで、赤色に対応する画素の発光素子の発光効率の向上と寿命の改善といった効果が得られる。つまり、より低消費電力で長寿命の表示装置が実現できる。なお、実施例１および実施例２を組み合わせてもよい。

図９は実施の形態の表示装置において、視野角０°における干渉強度の波長依存性と、発光強度が極大値となる最も短い波長との関係の一例を示す図である。この場合、干渉強度の極値が可視波長域に複数存在することになるが、本実施の形態では干渉強度の微小な周期は考慮しないことが重要である。具体的には干渉強度の周期、つまり、隣接する干渉強度の極大値と極大値の波長の幅が２０ｎｍ以下の場合には、干渉強度の振幅の中間値、つまり隣接する極大値と極小値の平均を干渉強度として考える。換言すると干渉強度の短周期成分は干渉強度の振幅が小さくその影響は小さいので、本実施の形態では干渉強度の微小振幅の平均値を結んだ線を干渉強度の波長依存性として考慮することとするものである（図９中、点線で例示）。

なお、上記では発光素子の構造を、発光素子の発光層から出射する光に対する干渉強度のピーク波長が青色に相当する発光強度のピーク波長以下となるようにすることで、視角拡大時に干渉強度が短波長側へシフトした際の発光スペクトルの形状変化を最大限に低減する場合を述べたが、本発明はこれに限定されない。

つまり、視野角を大きくした場合の色変化に対し、最大限の抑制効果が得られないにしても、発光素子の発光層から出射する光に対する干渉強度のピーク波長を赤色に相当する波長領域（６００ｎｍ以上の可視波長領域）以外、すなわち緑色に相当する波長領域よりも短い波長領域（６００ｎｍ以下の可視波長領域）にすることで、色の変化を小さくすることが可能である。この場合も赤色に対応する波長の発光強度は青色や緑色に対応する波長の発光強度よりも相対的に小さくなる。このため、実施例1に記載の手段１や手段２、或いは実施例２に記載の技術を適用することで、赤色に対応する画素の発光量を増やし、発光強度の低下を抑制することで、ＲＧＢ各色の発光強度のバランスが取れた表示装置、或いは、より低消費電力で長寿命の表示装置が実現できる。

換言すると、実施の形態における干渉強度の条件（式（２）および式（３））によって赤色に対応する波長の発光強度が弱められる場合以外であっても、赤色の干渉強度が青色及び緑色よりも相対的に小さい場合には、実施例1や実施例２に記載の技術によって赤色に対応する画素の発光量を増やし、発光強度の低下を抑制することで、ＲＧＢ各色の発光強度のバランスが取れた表示装置、或いは、より低消費電力で長寿命の表示装置が実現できる。

なお、これまで述べてきた実施の形態および実施例の表示装置には外光反射を抑制するための手段として偏光板と１／４波長フィルムからなる、いわゆる円偏光板を設けるとよい。円偏光板はボトムエミッション型であれば透明基板の観察者側に、トップエミッション型であれば透明封止部材の観察者側に配置するとよい。円偏光板を備えたＯＬＥＤディスプレイでは、配線や反射電極などによる外光の反射が円偏光板の作用により低減できるため、明るい環境下でも高いコントラスト比を実現することができる。

また、表示装置の表示部を構成する画素の配置はストライプ配置、モザイク配置、デルタ配置などいずれの配置でもよく、表示装置の仕様に合せて適切な配置を選択すればよい。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態および実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。

２・・・表示部
５・・・ゲート線
７・・・データ線
８・・・電位配線
９ａ、９ｂ・・・電位供給配線
１０・・・ドライバトランジスタ（駆動素子）
３０・・・スイッチトランジスタ（制御素子）
４０・・・蓄積容量
５０・・・画素容量
６０・・・画素
７０・・・有機発光ダイオード素子（発光素子）

Claims

表示装置は、発光素子と、前記発光素子の発光を制御する駆動素子と、前記駆動素子を制御する制御素子と、蓄積容量と、画素容量と、から構成される画素を具備し、
前記画素がマトリクス状に複数配置され、
複数の前記画素は、複数の赤色画素を含み、
前記発光素子が白色有機発光ダイオード素子であり、
前記発光素子を構成する積層膜を干渉強度のピーク波長が赤色に対応する波長領域よりも短い波長となるように構成し、
前記赤色画素に対応する前記発光素子の発光強度を他の色の画素に対する前記発光素子の発光強度より高くするようにされる。
請求項１に記載の表示装置において、
前記積層膜を干渉強度のピーク波長が青色に相当する発光強度のピーク波長以下となるように構成される。
請求項１または請求項２に記載の表示装置において、
前記発光素子を構成する発光層から放射する光に対する干渉の強度が視野角０°において極大値となる波長をλimax、極小値となる波長をλimin、前記発光層から放射する光の強度が極大となる最も短い波長をλemaxとした場合、
λemax−５０ｎｍ≦λimax＜λemax、およびλemax＋２００ｎｍ≦λiminの関係を満たすようにされる。
請求項１または請求項２に記載の表示装置において、
前記赤色画素に対応する前記発光素子に流すことが可能な電流の最大値を、他の色の画素に対する前記発光素子に流すことが可能な電流の最大値より大きくするようにされる。
請求項４の表示装置において、
複数の前記画素は、前記複数の赤色画素と共に、複数の緑色画素、複数の青色画素、複数の白色画素を含み
前記赤色画素の駆動素子を構成する薄膜トランジスタのチャネル幅をＷ_Ｒ、チャネル長さをＬ_Ｒとし、前記緑色画素の駆動素子を構成する薄膜トランジスタのチャネル幅をＷ_Ｇ、チャネル長さをＬ_Ｇとし、前記青色画素の駆動素子を構成する薄膜トランジスタのチャネル幅をＷ_Ｂ、チャネル長さをＬ_Ｂとし、前記白色画素の駆動素子を構成する薄膜トランジスタのチャネル幅をＷ_Ｗ、チャネル長さをＬ_Ｗとした場合、
Ｗ_Ｒ／Ｌ_Ｒ＞Ｗ_Ｇ／Ｌ_Ｇ、Ｗ_Ｒ／Ｌ_Ｒ＞Ｗ_Ｂ／Ｌ_Ｂ、Ｗ_Ｒ／Ｌ_Ｒ＞Ｗ_Ｗ／Ｌ_Ｗ
の関係を満たすようにされる。
請求項４又は請求項５に記載の表示装置において、
複数の前記画素は、前記複数の赤色画素と共に、複数の緑色画素、複数の青色画素、複数の白色画素を含み、
前記赤色画素の蓄積容量をＣ１_Ｒ、画素容量をＣ２_Ｒとし、前記緑色画素の蓄積容量をＣ１_Ｇ、画素容量をＣ２_Ｇとし、前記青色画素の蓄積容量をＣ１_Ｂ、画素容量をＣ２_Ｂとし、前記白色画素の蓄積容量をＣ１_Ｗ、画素容量をＣ２_Ｗとし、とした場合、
Ｃ１_Ｒ／（Ｃ１_Ｒ＋Ｃ２_Ｒ）＜Ｃ１_Ｇ／（Ｃ１_Ｇ＋Ｃ２_Ｇ）、Ｃ１_Ｒ／（Ｃ１_Ｒ＋Ｃ２_Ｒ）＜Ｃ１_Ｂ／（Ｃ１_Ｂ＋Ｃ２_Ｂ）、Ｃ１_Ｒ／（Ｃ１_Ｒ＋Ｃ２_Ｒ）＜Ｃ１_Ｗ／（Ｃ１_Ｗ＋Ｃ２_Ｗ）
の関係を満たすようにされる。
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の表示装置において、
前記発光素子が形成される基板とは反対側から光を取り出すようにされる。
請求項１から請求項７の何れか１項に表示装置において、
前記赤色画素に対応する発光素子の発光面積を他の色の画素に対する発光素子の発光面積より大きくするようにされる。
請求項８の表示装置において、
複数の前記画素は、前記複数の赤色画素と共に、複数の緑色画素、複数の青色画素、複数の白色画素を含み、
前記有機発光ダイオード素子を構成する電極の周縁部に形成される絶縁膜によって形成される前記複数の画素の各々の発光面積を、前記赤色画素ではＡＲ、前記緑色画素ではＡＧ、前記青色画素ではＡＢ、前記白色画素ではＡＷとした場合、
ＡＲ＞ＡＧ、ＡＲ＞ＡＢ、ＡＲ＞ＡＷ
の関係を満たすようにされる。
請求項９記載の表示装置において、
前記有機発光ダイオード素子を構成する前記電極は、前記積層膜よりも前記発光素子が形成される基板側に形成されている電極である。
表示装置は、白色有機発光ダイオード素子と、前記白色有機発光ダイオード素子の発光を制御する駆動素子と、前記駆動素子を制御する制御素子と、から構成される複数の画素を具備し、
前記白色有機発光ダイオード素子が形成される基板とは反対側から光を取り出すように形成され、
前記複数の画素は、複数の赤色画素を含み、
前記白色有機発光ダイオード素子を構成する発光層から放射する光に対する干渉の強度が視野角０°において極大値となる波長をλimaxとした場合、
λimax＜６００nmの関係を満たし、
前記赤色画素に対応する前記白色有機発光ダイオード素子の発光強度を、他の色の画素に対する前記白色有機発光ダイオード素子の発光強度より高くするようにされる。
表示装置は、白色有機発光ダイオード素子と、前記白色有機発光ダイオード素子の発光を制御する駆動素子と、前記駆動素子を制御する制御素子と、から構成される複数の画素を具備し、
前記白色有機発光ダイオード素子が形成される基板とは反対側から光を取り出すように形成され、
前記複数の画素は、複数の赤色画素を含み、
前記白色有機発光ダイオード素子を構成する発光層から放射する光に対する干渉の強度が視野角０°において極大値となる波長をλimax、極小値となる波長をλimin、前記発光層から放射する光の強度が最大となる波長をλemaxとした場合、
λemax−５０ｎｍ≦λimax＜λemax、およびλemax＋２００ｎｍ≦λiminの関係を満たし、
前記赤色画素に対応する前記白色有機発光ダイオード素子の発光強度を、他の色の画素に対する前記白色有機発光ダイオード素子の発光強度より高くするようにされる。
請求項１２の表示装置において、
λimax＜６００ｎｍの関係を満たすようにされる。
請求項１１から請求項１３の何れか１項に記載の表示装置において、
前記赤色画素に対応する前記白色有機発光ダイオード素子に流すことが可能な電流の最大値を、他の色の画素に対する前記白色有機発光ダイオード素子に流すことが可能な電流の最大値より大きくするようにされる。
請求項１１から請求項１３の何れか１項に記載の表示装置において、
前記赤色用の画素に対応する前記白色有機発光ダイオード素子の発光面積を、他の色の画素に対する前記白色有機発光ダイオード素子の発光面積より大きくするようにされる。