(57)【要約】【課題】  色純度が良好で、色再現性に優れた、有機ＥＬを用いた画像表示装置を提供すること。【解決手段】  色画素、緑色画素、及び青色画素とともに、これらの画素の補色であるシアン画素、イエロー画素、及びマゼンタ画素の少なくとも１つを有するカラーフィルタ層と、このカラーフィルタ層上に各画素ごとに形成された白色ＥＬ発光層からなる有機ＥＬ素子とを具備することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色画素、緑色画素、及び青色画素とともに、これらの画素の補色であるシアン画素、イエロー画素、及びマゼンタ画素の少なくとも１つを有するカラーフィルタ層と、このカラーフィルタ層上に各画素ごとに形成された白色ＥＬ発光層からなる有機ＥＬ素子とを具備することを特徴とする有機ＥＬ画像表示装置。
【請求項２】
透明基板上に、赤色画素、緑色画素、及び青色画素とともに、これらの画素の補色であるシアン画素、イエロー画素、及びマゼンタ画素の少なくとも１つを有するカラーフィルタ基板と、ＴＦＴ基板とを、間に液晶層を挟持して対向配置してなる液晶表示素子、及び前記ＴＦＴ基板側に配置された有機白色ＥＬ素子からなるバックライトとを具備することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ画像表示装置及び液晶画像表示装置に係り、特に、白色有機ＥＬとカラーフィルタとの組合せに係る有機ＥＬ画像表示装置及び液晶画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置として、プラズマディスプレイ、液晶表示装置等があるが、近年、低消費電力、パネルの薄型化、高速の応答速度を実現する画像表示装置として、有機ＥＬパネルが期待されている。
【０００３】
有機ＥＬパネルにおける多色表示方法として、次の３種類がある。
【０００４】
１）Ｒ，Ｇ、Ｂの発光素子を配置する。
【０００５】
２）Ｒ，Ｇ、Ｂの画素を有するカラーフィルタと白色有機ＥＬを組み合わせてＲ，Ｇ、Ｂの表示を行う。
【０００６】
３）Ｒ，Ｇ、Ｂの微細な蛍光体膜と、それらを励起するための青色有機ＥＬとを組み合わせる。
【０００７】
これらの方式の中では、特に大型ディスプレイ用には、２）のＲ，Ｇ、Ｂの画素を有するカラーフィルタと白色有機ＥＬを組み合わせる方式（例えば、特許文献１参照）が最も現実的である。
【０００８】
しかし、カラーフィルタと白色有機ＥＬとを組み合わせた構成では、白色有機ＥＬの分光特性に合わせてカラーフィルタの分光特性を設計する必要がある。
【０００９】
図７に、２種の白色有機ＥＬ（ＥＬ２、ＥＬ２）及びＣＣＦＬの分光スペクトルを示す。なお、ＣＣＦＬとは、一般に液晶表示装置のバックライトとして用いられている冷陰極蛍光ランプである。
【００１０】
図７から明らかなように、ＣＣＦＬの分光スペクトルは、ＲＧＢの各波長領域、即ち、４４０ｎｍ近辺のブルー領域、５５０ｎｍ近辺のグリーン領域、６１０ｎｍ近辺のレッド領域に急激なピークを有している。これに対し、白色有機ＥＬは、ブロードな分光特性を有しており、広い波長領域にわたって強い光強度を有しているため、ＲＧＢそれぞれの色純度が出にくいという問題がある。そのため、有機ＥＬを用いた画像表示装置は、色純度を確保することが困難であり、色再現性に劣るという問題がある。
【００１１】
なお、バックライトとして有機ＥＬを用いた液晶表示装置についても同様の問題がある。
【特許文献１】特開２００４−２２７８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、以上のような事情の下になされ、色純度が良好で、色再現性に優れた、有機ＥＬを用いた画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、赤色画素、緑色画素、及び青色画素とともに、これらの画素の補色であるシアン画素、イエロー画素、及びマゼンタ画素の少なくとも１つを有するカラーフィルタ層と、このカラーフィルタ層上に各画素ごとに形成された白色ＥＬ発光層からなる有機ＥＬ素子とを具備することを特徴とする有機ＥＬ画像表示装置を提供する。
【００１４】
本発明の第２の態様は、透明基板上に、赤色画素、緑色画素、及び青色画素とともに、これらの画素の補色であるシアン画素、イエロー画素、及びマゼンタ画素の少なくとも１つを有するカラーフィルタ基板と、ＴＦＴ基板とを、間に液晶層を挟持して対向配置してなる液晶表示素子、及び前記ＴＦＴ基板側に配置された有機白色ＥＬ素子からなるバックライトとを具備することを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、白色有機ＥＬに対し、Ｒ，Ｂ、Ｇ、及びこれらの補色の画素を含むカラーフィルタとを組み合わせることにより、色純度が良好で、色再現性に優れた、有機ＥＬを用いた画像表示装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る下面出射型有機ＥＬ画像表示装置の１画素の部分を示す断面図である。図１において、ガラス基板１上にバッファ層２が形成され、このバッファ層２上に薄膜トランジスタ３が設けられている。薄膜トランジスタ３は、能動層３ａ上にゲート絶縁膜３ｂ及びゲート電極３ｃを設けることにより構成されている。
【００１８】
薄膜トランジスタ３を覆うように層間絶縁膜４が形成され、この層間絶縁膜４上にカラーフィルタ層５が設けられている。
【００１９】
カラーフィルタ層５は、赤色画素、緑色画素、及び青色画素とともに、これらの画素の補色であるシアン画素、イエロー画素、及びマゼンタ画素の少なくとも１つを有するものであり、図１では１画素のみを示している。
【００２０】
カラーフィルタ層５上に平坦化層６が設けられ、この平坦化層６上の、カラーフィルタ層５に対応する領域に透明電極７が形成され、この透明電極７の上に有機白色ＥＬ層８が形成されている。そして、この有機白色ＥＬ層８上には、陰極９が形成され、この構造が封止基板１０により封止されている。なお、透明電極７は、ドレイン電極３ｄに接続されている。参照符号３ｅは、ソース電極を示す。
【００２１】
以上のように構成される下面出射型有機ＥＬ画像表示装置では、赤色画素、緑色画素、及び青色画素とともに、これらの画素の補色であるシアン画素、イエロー画素、及びマゼンタ画素の少なくとも１つを有するカラーフィルタ層に対し、各画素ごとに形成された白色ＥＬ発光層８が配置されている。そのため、補色の画素を含まないカラーフィルタを用いた場合に比べ、色再現域を拡大することが可能である。
【００２２】
図２は、本発明の第２の実施形態に係る上面出射型有機ＥＬ画像表示装置の１画素の部分を示す断面図である。図２において、ガラス基板１上にバッファ層２が形成され、このバッファ層２上に薄膜トランジスタ３が設けられている。薄膜トランジスタ３は、能動層３ａ上にゲート絶縁膜３ｂ及びゲート電極３ｃを設けることにより構成されている。
【００２３】
薄膜トランジスタ３を覆うように層間絶縁膜４が形成され、更に平坦化層６が形成され、この平坦化層６の上に金属反射板１１が形成されている。金属反射板１１上には、ドレイン電極３ｄに接続された透明電極７が形成され、透明電極７上には白色ＥＬ発光層８が形成され、その上に透明陰極１２が形成されている。即ち、白色ＥＬ発光層８は、透明電極７と透明陰極１２とにより挟まれている。
【００２４】
透明電極１２の上方の白色ＥＬ発光層８に対応する位置には、封止基板１０上に形成されたカラーフィルタ層５が配置されている。
【００２５】
カラーフィルタ層５は、赤色画素、緑色画素、及び青色画素とともに、これらの画素の補色であるシアン画素、イエロー画素、及びマゼンタ画素の少なくとも１つを有するものであり、図２では１画素のみを示している。
【００２６】
以上のように構成される上面出射型有機ＥＬ画像表示装置では、赤色画素、緑色画素、及び青色画素とともに、これらの画素の補色であるシアン画素、イエロー画素、及びマゼンタ画素の少なくとも１つを有するカラーフィルタ層５に対し、各画素ごとに形成された白色ＥＬ発光層８が配置されている。そのため、補色の画素を含まないカラーフィルタを用いた場合に比べ、色再現域を拡大することが可能である。
【００２７】
図３は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。図３において、ガラス基板１上にバッファ層２が形成され、このバッファ層２上に薄膜トランジスタ３が設けられている。薄膜トランジスタ３は、能動層３ａ上にゲート絶縁膜３ｂ及びゲート電極３ｃを設けることにより構成されている。
【００２８】
薄膜トランジスタ３を覆うように層間絶縁膜４ａ,４ｂが形成され、この層間絶縁膜４ｂの上に、ドレイン電極３ｄに接続された透明電極７が形成されて、ＴＦＴ基板が構成されている。
【００２９】
このＴＦＴ基板に対向して、対向面にカラーフィルタ層５及び透明電極９が形成されたガラス基板１０からなるカラーフィルタ基板が配置され、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との間に液晶層２１を介在させて、液晶表示素子が構成されている。
【００３０】
このような液晶表示素子のＴＦＴ基板の裏面に、バックライトとしての、一対の透明電極２２に挟持された白色有機ＥＬ層２３からなる白色有機ＥＬ素子が配置されている。
【００３１】
カラーフィルタ層５は、赤色画素、緑色画素、及び青色画素とともに、これらの画素の補色であるシアン画素、イエロー画素、及びマゼンタ画素の少なくとも１つを有するものであり、図３では１画素のみを示している。
【００３２】
以上のように構成される液晶表示装置では、赤色画素、緑色画素、及び青色画素とともに、これらの画素の補色であるシアン画素、イエロー画素、及びマゼンタ画素の少なくとも１つを有するカラーフィルタ層を有するカラーフィルタ基板を用い、バックライトとして白色有機ＥＬ素子が配置されている。そのため、補色の画素を含まないカラーフィルタを用いた場合に比べ、色再現域を拡大することが可能である。
【００３３】
図４に赤色画素、緑色画素、青色画素、シアン画素、イエロー画素、及びマゼンタ画素の分光スペクトルを示す。このような画素を含むカラーフィルタに図７に示すブロードな分光特性を示す白色有機ＥＬを組み合わせることで、色再現性を改善することができる。
【００３４】
以下に本発明の実施例と比較例を示し、本発明についてより具体的に説明する。なお、イエロ−画素Ｙ、シアン画素Ｃ、及びマゼンタ画素Ｍについては、下記表１に示す組成のレジストを用いて作製した。
【表１】
2008287926.tif 000003
【００３５】
上記表１において、Ｇペーストは顔料ＰＧ（ピグメントグリーン）７、ＢペーストはＰＢ（ピグメントブルー）１５：６、Ｙペースト１はＰＹ（ピグメントイエロー）１３９、Ｙペースト２はＰＹ（ピグメントイエロー）１５０、ＣペーストはＰＲ（ピグメントレッド）１２２をそれぞれ含有する顔料ペーストである。
【００３６】
なお、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇ、及び青色画素Ｂを有する通常のカラーフィルタＡを用い、バックライトとしてＣＣＦＬ（Ｗ）を備える液晶表示装置についての、各画素の色度及びＮＴＳＣ比（７２％）を、対照として下記表２に示す。
【表２】
2008287926.tif 000004
【００３７】
実施例１
透明基板１上に、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇ、青色画素Ｂ、及びイエロ−画素Ｙを形成してカラーフィルタＢを作製した。同様に、透明基板１上に、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇ、青色画素Ｂ、イエロ−画素Ｙ、及びシアン画素Ｃを形成してカラーフィルタＣを、透明基板１上に、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇ、青色画素Ｂ、イエロ−画素Ｙ、シアン画素Ｃ、及びマゼンタ画素Ｍを形成してカラーフィルタＤをそれぞれ形成した。
【００３８】
これらのカラーフィルタ、及びバックライトとして白色ＥＬ１を備える液晶表示装置についての、各画素の色度及びＮＴＳＣ比を、下記表３に示す。
【００３９】
なお、（ａ）はカラーフィルタＡ、（ｂ）はカラーフィルタＢ、（ｃ）はカラーフィルタＣ、（ｄ）はカラーフィルタＤについての各画素の色度及びＮＴＳＣ比を示す。
【表３】
2008287926.tif 000005
【００４０】
上記表３から、バックライトとして白色ＥＬ１を用いた場合のＮＴＳＣ比は、通常のカラーフィルタＡを及びＣＣＦＬを用いた場合の７２％から、カラーフィルタＡについては６０％と大幅に低下したが、カラーフィルタＢを用いた場合には６８％と低下の度合いは少なく、カラーフィルタＣを用いた場合には７２％と低下せず、カラーフィルタＤを用いた場合には７７％と上昇した。
【００４１】
カラーフィルタＡを用いた場合と、カラーフィルタＤを用いた場合の色度値をｘｙ座標にプロットした結果を図５に示す。図５から、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇ、青色画素Ｂに対し、それらの補色のイエロ−画素Ｙ、及びシアン画素Ｃ、及びマゼンタ画素Ｍを加えることにより、色再現域が明らかに拡大していることがわかる。
【００４２】
実施例２
バックライトとして白色ＥＬ２を用いたことを除いて、実施例１と同様にして、各画素の色度及びＮＴＳＣ比を求めた。その結果を下記表４に示す。
【００４３】
なお、（ａ）はカラーフィルタＡ、（ｂ）はカラーフィルタＢ、（ｃ）はカラーフィルタＣ、（ｄ）はカラーフィルタＤについての各画素の色度及びＮＴＳＣ比を示す。
【表４】
2008287926.tif 000006
【００４４】
上記表４から、バックライトとして白色ＥＬ２を用いた場合のＮＴＳＣ比は、通常のカラーフィルタＡを及びＣＣＦＬを用いた場合の７２％から、カラーフィルタＡについては５８％と大幅に低下したが、カラーフィルタＢを用いた場合には６３％、カラーフィルタＣを用いた場合には６８％と低下の度合いは少なく、カラーフィルタＤを用いた場合には７２％と低下しなかった。
【００４５】
カラーフィルタＡを用いた場合と、カラーフィルタＤを用いた場合の色度値をｘｙ座標にプロットした結果を図６に示す。図６から、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇ、青色画素Ｂに対し、それらの補色のイエロ−画素Ｙ、シアン画素Ｃ、及びマゼンタ画素Ｍを加えることにより、色再現域が明らかに拡大していることがわかる。
【００４６】
実施例３
本実施例は、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇ、青色画素Ｂからなるカラーフィルタと、白色有機ＥＬとの組み合わせによる色再現域の低下を、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇ、青色画素Ｂの膜厚を増加させることにより防止した例を示す。
【００４７】
即ち、白色ＥＬ１を用い、通常のカラーフィルタＡのそれぞれの画素の膜厚１．２９μｍに対し、それぞれの画素の膜厚を１．７３μｍに増加させた場合、下記表５に示す色度及びＮＴＳＣ比を得た。
【表５】
2008287926.tif 000007
【００４８】
上記表５から、色再現域は拡大し、ＮＴＳＣ比は７２％と低下していないことがわかる。
【００４９】
また、白色ＥＬ２を用い、通常のカラーフィルタＡのそれぞれの画素の膜厚１．２９μｍに対し、それぞれの画素の膜厚を１．７４μｍに増加させた場合、下記表６に示す色度及びＮＴＳＣ比を得た。
【表６】
2008287926.tif 000008
【００５０】
上記表６から、色再現域は拡大し、ＮＴＳＣ比は７２％と低下していないことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る下面出射型有機ＥＬ画像表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る上面出射型有機ＥＬ画像表示装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図４】赤色画素、緑色画素、青色画素、シアン画素、イエロー画素、及びマゼンタ画素の分光スペクトルを示す図である。
【図５】カラフィルターと白色ＥＬ１との組合せに係る色度値を示す図である。
【図６】カラフィルターと白色ＥＬ２との組合せに係る色度値を示す図である。
【図７】２種の白色有機ＥＬ（ＥＬ２、ＥＬ２）及びＣＣＦＬの分光スペクトルを示す図である
【符号の説明】
【００５２】
１…ガラス基板、２…バッファ層、３…薄膜トランジスタ、３ａ…能動層、３ｂ…ゲート絶縁膜、３ｃ…ゲート電極、３ｄ…ドレイン電極、３ｅ…ソース電極、４,４ａ,４ｂ…層間絶縁膜、５…カラーフィルタ層、６…平坦化層、７…透明電極、８…有機白色ＥＬ層、９…陰極、１０…封止基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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