(57)【要約】【課題】  本発明は、必要以上に発光の輝度を上げることなく、表示面の輝度の高い多色有機ＥＬディスプレイを提供することを目的とする。【解決手段】  本発明のカラー有機ＥＬディスプレイは、第１電極、有機ＥＬ層、第２電極を少なくとも含む発光部と、色変換フィルタを組み合わせたものであり、前記色変換フィルタの表示単位としての画素が、赤、緑、青の３種の副画素および光透過性の第４の副画素を有し、これら４種の副画素の制御が、赤、緑、青の信号を線形結合演算により輝度Ｙ、色度ｘおよび色度ｙに変換した各値に基づいて行われる。本発明は、このカラー有機ＥＬディスプレイの制御方法を提供する。【選択図】  図１
2005196075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極、有機ＥＬ層、第２電極を少なくとも含む発光部と、色変換フィルタを組み合わせて、多色の画像を表示させるカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、前記色変換フィルタの表示単位としての画素が、赤、緑、青の３種の副画素および光透過性の第４の副画素を有し、これら４種の副画素の制御は、赤、緑、青の信号を線形結合演算により輝度Ｙ、色度ｘおよび色度ｙに変換した値に基づいて行われることを特徴とするカラー有機ＥＬディスプレイ。
【請求項２】
前記４種の副画素の制御が、赤、緑および青に対しては、前記輝度Ｙ、色度ｘおよび色度ｙに比例した値に基づいて行われ、第４の副画素に対しては、輝度Ｙの値に基づいて行われることを特徴とする請求項１に記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
【請求項３】
前記輝度Ｙの値に基づく第４の副画素の制御が、下式（１）に基づいて行われることを特徴とする請求項２に記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
Ｗ＝Ｒ０・Ｌｒ＋Ｇ０・Ｌｇ＋Ｂ０・Ｌｂ    （１）
ただし、Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０は、赤、緑、青の各入力信号強度を表し、Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂは、白色を点灯させようとしたときの赤、緑、青の各副画素に対する輝度比を表し、Ｗ信号の最大設定値をＷｍａｘとしたとき、Ｗｍａｘ＝Ｌｒ＋Ｌｇ＋Ｌｂとなるように、Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂが規格化されている。
【請求項４】
前記４種の副画素の制御が、赤、緑および青に対しては、前記輝度Ｙ、色度ｘおよび色度ｙに比例した値に基づいて行われ、第４の副画素に対しては、赤、緑および青の信号のうちの最小の信号の値と、最大の信号の値の比に基づいて行われることを特徴とする請求項１に記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
【請求項５】
前記輝度Ｙの値に基づく第４の副画素の制御が、下式（２）に基づいて行われることを特徴とする請求項４に記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
Ｗ＝ＷＭａｘ・Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）／Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）    （２）
ただし、ＷＭａｘはＷ信号の最大設定値を表し、Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は赤、緑、青の入力信号のうち最小のものを選択する関数であり、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は赤、緑、青の入力信号のうち最大のものを選択する関数である。
【請求項６】
第１電極、有機ＥＬ層、第２電極を少なくとも含む発光部と、色変換フィルタを組み合わせて、多色の画像を表示させるカラー有機ＥＬディスプレイの制御方法であって、前記色変換フィルタの表示単位としての画素が、赤、緑、青の３種の副画素および光透過性の第４の副画素を有し、これら４種の副画素が、赤、緑、青の信号を線形結合演算により輝度Ｙ、色度ｘおよび色度ｙに変換した各値に基づいて制御されることを特徴とするカラー有機ＥＬディスプレイの制御方法。
【請求項７】
前記４種の副画素のうち、赤、緑および青は、前記輝度Ｙ、色度ｘおよび色度ｙに比例した値に基づいて制御され、第４の副画素は、輝度Ｙの値に基づいて制御されることを特徴とする請求項６に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの制御方法。
【請求項８】
前記第４の副画素が、下式（１）に基づいて制御されることを特徴とする請求項７に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの制御方法。
Ｗ＝Ｒ０・Ｌｒ＋Ｇ０・Ｌｇ＋Ｂ０・Ｌｂ    （１）
ただし、Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０は、赤、緑、青の各入力信号強度を表し、Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂは、白色を点灯させようとしたときの赤、緑、青の各副画素に対する輝度比を表し、Ｗ信号の最大設定値をＷｍａｘとしたとき、Ｗｍａｘ＝Ｌｒ＋Ｌｇ＋Ｌｂとなるように、Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂが規格化されている。
【請求項９】
前記４種の副画素のうち、赤、緑および青は、前記輝度Ｙ、色度ｘおよび色度ｙに比例した値に基づいて制御され、第４の副画素は、赤、緑および青の信号のうちの最小の信号の値と、最大の信号の値の比に基づいて制御されることを特徴とする請求項６に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの制御方法。
【請求項１０】
前記第４の副画素が、下式（２）に基づいて制御されることを特徴とする請求項９に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの制御方法。
Ｗ＝ＷＭａｘ・Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）／Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）    （２）
ただし、ＷＭａｘはＷ信号の最大設定値を表し、Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は赤、緑、青の入力信号のうち最小のものを選択する関数であり、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は赤、緑、青の入力信号のうち最大のものを選択する関数である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高精細で高視認性の、耐環境性および生産性に優れた多色表示を可能とするカラー有機ＥＬディスプレイおよび該カラー有機ＥＬディスプレイの制御方法に関する。より詳細には、イメージセンサ、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、テレビ、ファクシミリ、オーディオ、カーナビゲーション、電機卓上計算機、電話機、携帯端末機並びに産業用の計器類などの表示用のカラー有機ＥＬディスプレイ、特に色変換方式を用いたカラー有機ＥＬディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の有機ＥＬ発光素子を用いたカラーディスプレイは、表示面にそれぞれ、赤、青、緑の発光部が設けられており、各々の発光の強度を変化させることによって、様々な色や明るさを表現している。この他には、時間的に赤、青、緑の発光を変えてそれぞれの強度を制御することによってフルカラーを呈色させるようなディスプレイも存在するが、発光色を時間によって変化させることは容易ではないので、一般には、空間的に分離することによってフルカラー化を実現する。
【０００３】
ところで、有機ＥＬ発光素子の発光の強度は、アプリケーションサイドからの要求と比較すると、いまだ十分とはいえない。また、発光の強度を上げると、点灯時間と共に有機ＥＬ発光素子の劣化も進み、発光強度が低下してゆくなどの現象が見られる。また、長時間の表示により、画面輝度の低下や、特定の画像を長時間表示したことによるパネルの部分的劣化（いわゆる焼き付き）といった現象により表示品質が劣化することは避けられない。
【０００４】
自己発光デバイスである有機ＥＬ発光素子を用いたディスプレイでは、素子の高輝度化を達成し、ディスプレイの表示品質を確保するには、パネル面での表示明るさを向上する必要がある。
【０００５】
液晶ディスプレイにおいて、画面輝度を高める例として、４つの副画素を設ける例が開示されている（特許文献１から３参照）が、この技術は高輝度のバックライトを用いることができる液晶ディスプレイに対する開示であり、動作原理の異なる（即ち自己発光型デバイスである）有機ＥＬ発光素子ではそのまま適用することができない。即ち、液晶ディスプレイで使用されるカラーフィルタは、単なる波長分離のためのフィルタであり、ディスプレイの明るさはバックライトの高輝度技術の開発により達成されている。このようなバックライトを用いる技術を適用できない有機ＥＬディスプレイでは、ディスプレイの表示面で多色化を行うことや画面輝度を高めることが必須の要件となる。
【０００６】
【特許文献１】特公平４−５４２０７号公報
【特許文献２】特開平１０−１０９９８号公報
【特許文献３】特開２００１−１５４６３６号公報
【特許文献４】特開平５−１３４１１２号公報
【特許文献５】特開平７−２１８７１７号公報
【特許文献６】特開平７−３０６３１１号公報
【特許文献７】特開平５−１１９３０６号公報
【特許文献８】特開平７−１０４１１４号公報
【特許文献９】特開平６−３００９１０号公報
【特許文献１０】特開平７−１２８５１９号公報
【特許文献１１】特開平８−２７９３９４号公報
【特許文献１２】特開平９−３３０７９３号公報
【特許文献１３】特開平５−３６４７５号公報
【特許文献１４】特開平９−３３０７９３号公報
【特許文献１５】特開平７−４８４２４号公報
【非特許文献１】Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ、Ｓ．Ａ．ＶａｎＳｌｙｋｅ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．，５１，９１３（１９８７）
【非特許文献２】月刊素子１９９７年、３巻、７号
【非特許文献３】公開技報２００１−６０８３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のような現状を鑑みれば、有機ＥＬ発光素子を用いたカラーディスプレイの発光ポテンシャルの向上が求められている。この発光ポテンシャルの向上は、単に輝度の向上のみではなく、様々なトレードオフと共にディスプレイ全体の種々の性能の向上に寄与する。
【０００８】
従って、本発明は、必要以上に発光の輝度を上げることなく、ディスプレイの焼き付きなどの問題の起こりにくい、表示面の輝度の高いカラー有機ＥＬディスプレイ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】
【０００９】
本発明の第１は、４種の副画素を有し、その副画素を特定の制御下で駆動するカラー有機ＥＬディスプレイに関する。具体的には、本発明のカラー有機ＥＬディスプレイは、第１電極、有機ＥＬ層、第２電極を少なくとも含む発光部と、色変換フィルタを組み合わせたものであり、前記色変換フィルタの表示単位としての画素が、赤、緑、青（以下、Ｒ、Ｇ、Ｂとも称する）の３種の副画素および光透過性の第４の副画素を有し、これら４種の副画素の制御が、赤、緑、青の信号を線形結合演算により輝度Ｙ、色度ｘおよび色度ｙに変換した各値に基づいて行われる。
【００１０】
特に本発明では、前記４種の副画素の制御が、赤、緑および青に対しては、前記輝度Ｙ、色度ｘおよび色度ｙに比例した値に基づいて行われ、第４の副画素に対しては、輝度Ｙの値に基づいて行われるか、または、赤、緑および青の信号のうちの最小の信号の値と、最大の信号の値の比に基づいて行われる。特に、第４の副画素の制御は、下式（１）または式（２）に基づいて行われることが好ましい。
【００１１】
Ｗ＝Ｒ０・Ｌｒ＋Ｇ０・Ｌｇ＋Ｂ０・Ｌｂ    （１）
ただし、Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０は、赤、緑、青の各入力信号の強度を表し、Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂは、白色を点灯させようとしたときの赤、緑、青の各副画素に対する輝度比を表し、Ｗ信号の最大設定値をＷｍａｘとしたとき、Ｗｍａｘ＝Ｌｒ＋Ｌｇ＋Ｌｂとなるように、Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂが規格化されている。
【００１２】
Ｗ＝ＷＭａｘ・Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）／Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）    （２）
ただし、ＷＭａｘはＷ信号の最大設定値を表し、Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は赤、緑、青の入力信号のうち最小のものを選択する関数であり、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は赤、緑、青の入力信号のうち最大のものを選択する関数である。
【００１３】
本発明の第２は、４種の副画素を有する、カラー有機ＥＬディスプレイの制御方法に関する。具体的には、第１電極、有機ＥＬ層、第２電極を少なくとも含む発光部と、色変換フィルタを組み合わせて、多色の画像を表示させるカラー有機ＥＬディスプレイの制御方法であって、前記色変換フィルタの表示単位としての画素が、赤、緑、青の３種の副画素および光透過性の第４の副画素を有し、これら４種の副画素が、赤、緑、青の信号を線形結合演算により輝度Ｙ、色度ｘおよび色度ｙに変換した各値に基づいて制御されることを特徴とするカラー有機ＥＬディスプレイの制御方法である。
【００１４】
本発明では、前記４種の副画素のうち、赤、緑および青は、前記輝度Ｙ、色度ｘおよび色度ｙに比例した値に基づいて制御され、第４の副画素は、輝度Ｙの値に基づいて制御されるか、または、第４の副画素は、赤、緑および青の信号のうちの最小の信号の値と、最大の信号の値の比に基づいて制御される。特に、第４の副画素がは、下式（１）または（２）に基づいて制御されることが好ましい。
【００１５】
Ｗ＝Ｒ０・Ｌｒ＋Ｇ０・Ｌｇ＋Ｂ０・Ｌｂ    （１）
ただし、Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０は、赤、緑、青の各入力信号強度を表し、Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂは、白色を点灯させようとしたときの赤、緑、青の各副画素に対する輝度比を表し、Ｗ信号の最大設定値をＷｍａｘとしたとき、Ｗｍａｘ＝Ｌｒ＋Ｌｇ＋Ｌｂとなるように、Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂが規格化されている。
【００１６】
Ｗ＝ＷＭａｘ・Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）／Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）    （２）
ただし、ＷＭａｘはＷ信号の最大設定値を表し、Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は赤、緑、青の入力信号のうち最小のものを選択する関数であり、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は赤、緑、青の入力信号のうち最大のものを選択する関数である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のカラー有機ＥＬディスプレイでは、輝度の大幅な向上が図れる。また、本発明のカラー有機ＥＬディスプレイの制御方法は、４つの副画素を有するカラー有機ＥＬディスプレイの輝度を大幅に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、４種の副画素を有し、その副画素を特定の制御下で駆動するカラー有機ＥＬディスプレイに関し、さらに本発明は、４種の副画素を有するカラー有機ＥＬディスプレイの制御方法に関する。
【００１９】
液晶ディスプレイにおいては、画面輝度を高める例として、４つの副画素を設ける例が開示されている（特許文献１〜３参照）。液晶ディスプレイでは、白色のバックライト、液晶、およびカラーフィルタ（以下、光学フィルタとも称する）により原色を得て、多色表示を行う。このように液晶ディスプレイでは、カラーフィルタにより原色を得ることが特徴であるが、白色のバックライトを用いる液晶ディスプレイの手法を、自己発光型デバイスである色変換方式のカラー有機ＥＬディスプレイへそのまま適用することはできない。これは、色変換方式のカラー有機ＥＬディスプレイで使用されている色変換層と液晶ディスプレイで使用されている光学フィルタの差異に基づく。光学フィルタは、これを通過する光に対して各々の波長で光強度を０〜１００％の範囲で調製（吸収）する。従って、光学フィルタを通った光は、光学フィルタに入射した光の一部分に過ぎず、光の進行方向や、偏光度、偏光方向などは変化しない。これに対し、色変換層は、これに入射した光を、色変換層に含まれる蛍光色素などが一端吸収し、異なる波長の光として放出する。従って、色変換層には、放出される光の光源（蛍光色素など）が存在する。このように、色変換層は光の出発点となるため、光の進行方向や偏光などは、色変換層へ入射する光の性質を保存しない。色変換層から放出される光は、波長、進行方向、偏光などの全ての性質が入射光とは異なることとなる。このように色変換層は、光学フィルタではなく、光−光のエネルギー変換装置というべきものである。
【００２０】
液晶ディスプレイで使用されるカラーフィルタは、単なる波長分離のためのフィルタであり、ディスプレイの明るさはバックライトの高輝度技術の開発により達成されている。従って、ディスプレイの表示面での多色化や、高輝度化の要請は低い。
【００２１】
さらに、４つまたはそれ以上の副画素を設ける場合にはいくつかの問題点がある。例えば、特許文献１に記載の例では、輝度を高めるために、Ｒ、Ｇ、Ｂ３原色の副画素の他に、主に輝度を受け持つ４つ目の副画素（白フィルタ）を画素中に配置する。この白フィルタの副画素には輝度信号を与えるが、この特許文献の方法では、画素の色度が入力信号と大きくかけ離れてしまう。これは、４つの副画素を持つディスプレイでは４つの独立した信号を扱わなければならないため、通常のカラーディスプレイの入力信号であるＲ、Ｇ、Ｂないしはコンポーネント信号またはコンポジット信号などの３つ以下の独立した信号しか含んでいないような、簡単なデコード作業で得られる信号、または直接入力信号で制御が可能な場合と同列に論じることができないからである。即ち、４種類の副画素を持つディスプレイでは、４元３連立方程式を説かなければならず、この解は１つに確定しないため、パラメータを与えなければならない。これは、パラメータ間に関係式を導入することになる。
【００２２】
上述のような４つの副画素を用いて、４つ目の副画素が、主に輝度を受け持つようにすることが考えられる。４つ目の副画素に輝度のみを受け持たせることが可能であれば、理想的であるが、現実のカラーディスプレイでは、輝度を与える際に、必ず一定の発光色を伴う。従って、主に輝度を受け持つ副画素は可能な限り他の副画素に対して余計な影響を与えず、しかもディスプレイ全体として性能の向上を図れるような駆動方法が要求される。
【００２３】
本発明は、４つの副画素を持つカラー有機ＥＬディスプレイと、このようなディスプレイの性能を、全体として向上させることができる駆動方法を提供する。
【００２４】
本発明では、カラー有機ＥＬディスプレイはボトムエミッション型、トップエミッション型のいずれの方式であってもよく、色変換フィルタを有機ＥＬ発光素子上に積層したものまたは色変換フィルタと有機ＥＬ発光素子を貼り合わせたものなど種々の形態のものである。また、カラー有機ＥＬディスプレイは、パッシブマトリックス型でもＴＦＴ型であってもよい。
【００２５】
具体的には、例えば、図１（ａ）および図２（ａ）〜（ｃ）のカラー有機ＥＬディスプレイを挙げることができる。図１（ａ）はボトムエミッション方式で積層型のパッシブマトリックス型カラー有機ＥＬディスプレイ１０（第１の実施形態）であり、図２（ａ）はトップエミッション方式で積層型のパッシブマトリックス型カラー有機ＥＬディスプレイ２０（第２の実施形態）であり、図２（ｂ）はトップエミッション方式で貼り合わせ型のパッシブマトリックス型カラー有機ＥＬディスプレイ３０（第３の実施形態）であり、図２（ｃ）はＴＦＴ型カラー有機ＥＬディスプレイ４０（第４の実施形態）である。なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）のカラー有機ＥＬディスプレイを基板１０２側から見た図である。図１および図２において、カラー有機ＥＬディスプレイは、複雑化を避けるため一画素として表したが、もちろん複数画素からなるカラー有機ＥＬディスプレイであってもよい。
【００２６】
第１の実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ１０は、透明な支持基板１０２上に設けられたブラックマトリックス１０８、色変換フィルタ層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂおよび高光透過性層１１０Ｗを有する。これらの層は、平坦化層１１２およびパッシベーション層１１４により被覆される。なお、図１（ａ）では、平坦化層とパッシベーション層の２層を設ける例を示したが、本発明では、平坦化の機能と、色変換フィルタの各要素を密閉し、外部の有害なガスや水分などから、色変換フィルタ層、高光透過性層、ブラックマトリックスなどを保護する機能（保護機能）を合わせ持つ、オーバーコート層としてもよい。パッシベーション層（またはオーバーコート層）上には、発光部が設けられる。発光部はストライプ状に形成された透明な第１電極１０４と、有機ＥＬ層１１６と、第１電極と垂直なストライプパターンの第２電極１０６から構成される。図１（ａ）では示していないが、第１の実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイは、封止基板および外周封止層などにより封止される。
【００２７】
第１の実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイは、１画素中に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各副画素（１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ）に加え、第４の副画素１１０Ｗを有する。図１（ａ）および図１（ｂ）に示されるように、本発明のカラー有機ＥＬディスプレイは、ブラックマトリックス１０８に設けられた４つの開口部（開口部１〜４）に相当する部位に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色変換層（１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ）と高光透過性膜（１１０Ｗ）の４つの層を有する。高光透過性膜１１０Ｗは、開口部１〜４のいずれの位置に設けてもよいが、高光透過性膜１１０Ｗは輝度が高いため、図１（ｂ）に示されるような開口部３の位置か、または、開口部２の位置に設けることが好ましい。また、各副画素は図１（ｂ）に示されるように１画素中に並列に均等に分布するように設けることが好ましい。
【００２８】
第２の実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ２０は、図２（ａ）に示されるトップエミッション型のパッシブマトリックス型のものである。本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイは、支持基板１０２上にストライプ状に形成された第１電極１０４と、有機ＥＬ層１１６と、第１電極と垂直なストライプパターンの第２電極１０６とを有し、これらはパッシベーション層１１４ａで被覆されている。本実施形態では、有機ＥＬ層で発光された光を効率よく利用するため、支持基板上に反射膜（図示せず）を設けてもよい。
【００２９】
パッシベーション層上には、ブラックマトリックス１０８、色変換フィルタ層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂおよび高光透過性層１１０Ｗが配設される。これらの層は、平坦化層１１２およびパッシベーション層１１４により被覆される。なお、本実施形態でも、平坦化層とパッシベーション層の２層を設ける例を示したが、第１の実施形態と同様に本実施形態でも平坦化の機能と、色変換フィルタの各要素を密閉し、外部の有害なガスや水分などから、色変換フィルタ層、高光透過性層、ブラックマトリックスなどを保護する機能（保護機能）を合わせ持つオーバーコート層としてもよい。図２（ａ）では示していないが、第２の実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイは、封止基板および外周封止層などにより封止される。
【００３０】
図２(ａ）のカラー有機ＥＬディスプレイにおいても、高光透過性層は図１（ａ）に示すカラー有機ＥＬディスプレイと同様の構造上の特徴を有する。
【００３１】
第３の実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイは、貼り合わせ型であり、このタイプにはパッシブマトリックス型およびＴＦＴ型を包含する。
【００３２】
第３の実施形態では、有機ＥＬ発光素子と色変換フィルタをそれぞれ作成し、これらを貼り合わせた構造を有する。
【００３３】
有機ＥＬ発光素子は、パッシブマトリックス型の場合、支持基板１０２上にストライプ状に形成された第１電極１０４と、有機ＥＬ層１１６と、第１電極と垂直なストライプパターンの第２電極１０６が配設され、これらはパッシベーション層１１４ａで被覆されている。また、ＴＦＴ型の場合、カラー有機ＥＬディスプレイは、支持基板１０２上にＴＦＴ１２２を有し、この上に平坦化層１１２ａがある。平坦化層上には、第１電極１０４、有機ＥＬ層１１６および第２電極１０６が配設されている。第２電極１０６上には、パッシベーション層１１４ａが設けられている。
【００３４】
一方、色変換フィルタは、透明基板１１８上に、例えばブラックマトリックス１０８、色変換フィルタ層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ、および高光透過性層１１０Ｗを有する。これらの層は平坦化層１１２ｂ、およびパッシベーション層１１４ｂで被覆されている。有機ＥＬ発光素子と色変換フィルタは、ＵＶ硬化接着剤などの外周封止層１２０により封止されている。
【００３５】
図２(ｂ）および（ｃ）のカラー有機ＥＬディスプレイにおいても、高光透過性層は図１（ａ）に示すカラー有機ＥＬディスプレイと同様の構造上の特徴を有する。
【００３６】
以下に本発明の有機ＥＬ発光素子の各要素について説明する。なお、以下の説明では、図１または図２に示されていない任意要素についても説明する。
【００３７】
まず、本発明のカラー有機ＥＬ発光素子の色変換フィルタを説明する。色変換フィルタの各色変換フィルタ層は、それぞれ、赤、緑および青の染料または顔料からなる赤色変換フィルタ層、緑色変換フィルタ層および青色変換フィルタ層と、高光透過性層である。
【００３８】
以下に本発明の色変換フィルタの各要素について説明する。
１．色変換フィルタ
本明細書において、色変換フィルタ層は、カラーフィルタ層、蛍光変換層、およびカラーフィルタ層と蛍光変換層との積層体の総称である。蛍光変換層は、有機ＥＬ層で発光される近紫外領域ないし可視領域の光、特に青色ないし青緑色領域の光を吸収して異なる波長の可視光を蛍光として発光するものである。フルカラー表示を可能にするためには、少なくとも青色（Ｂ）領域、緑色（Ｇ）領域および赤色（Ｒ）領域の光を放出する独立した色変換フィルタ層が設けられる。Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの蛍光変換層は、少なくとも有機蛍光色素とマトリクス樹脂とを含む。本発明の色変換フィルタは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色変換フィルタ層に加え、高光透過性層を含む。
【００３９】
１）Ｒ、Ｇ、Ｂ色変換フィルタ層
本発明では、有機蛍光色素として、少なくとも赤色領域の蛍光を発する蛍光色素の一種類以上が用いられ、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素の一種以上と組み合わせることが好ましい。これは以下の理由による。有機ＥＬ層が発光源である場合、青色ないし青緑色領域の光を発光するものが得やすいが、これを単なる赤色フィルタに通して赤色領域の光に変更しようとすると、元々赤色領域の波長の光が少ないため、極めて暗い出力光になってしまう。従って、十分な強度の出力を持った赤色領域の光を得るためには、発光体としての有機ＥＬ層からの光を蛍光色素によって一旦吸収させ、赤色領域の光に変換させることが必要となる。このように、赤色領域の光は、発光体からの光を蛍光色素によって赤色領域の光に変換させることにより、十分な強度の出力が可能となる。
【００４０】
一方、緑色領域の光は、赤色領域の光と同様に、発光体からの光を別の蛍光色素によって緑色領域の光に変換させて出力させてもよいし、または、発光体の発光が緑色領域の光を十分に含むならば、この発光体からの光を単に緑色フィルタを通して出力してもよい。
【００４１】
また、青色領域の光に関しては、発光源からの光（例えば有機ＥＬ層からの光）を単なる青色フィルタに通して出力させることが可能である。
【００４２】
（有機蛍光色素）
本発明において、有機蛍光色素は、有機ＥＬ層のような発光体から発せられる近紫外領域ないし可視領域の光、特には青色ないし青緑色領域の光を吸収して、該発光体とは異なる波長の可視光を発するものであれば特に限定されない。
【００４３】
有機ＥＬ層から発せられる青色から青緑色領域の光を吸収して、赤色領域の蛍光を発する蛍光色素には、例えば以下のような有機蛍光色素がある。すなわち、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、スルホローダミン、べ一シックバイオレット１１、べーシックレッド２などのローダミン系色素、シアニン系色素、１−エチル−２−［４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１３−ブタジエニル］−ピリジウム−パークロレート（ピリジン１）などのピリジン系色素、あるいはオキサジン系色素などである。さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など）も所望の蛍光を発することができれば使用することができる。
【００４４】
有機ＥＬ層から発せられる青色ないし青緑色領域の光を吸収して、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素には、例えば以下のような有機蛍光色素がある。すなわち、３−（２−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）、３−（２’−ベンゾイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマリン７）、３−（２’−Ｎ−メチルベンゾイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマリン３０）、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフルオロメチルキノリジン（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）などのクマリン系色素、または、クマリン色素系染料であるべーシックイエロー５１、さらにはソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６などのナフタルイミド系色素などである。さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など）も所望の蛍光を発することができれば使用することができる。
【００４５】
なお、本発明に用いることができる有機蛍光色素を、ポリメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、アルキッド樹脂、芳香族スルホンアミド樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂およびこれらの樹脂混合物などに予め練り込んで顔料化して、有機蛍光顔料としてもよい。また、これらの有機蛍光色素や有機蛍光顔料（本明細書中で、前記２つを合わせて有機蛍光色素と総称する）は単独で用いてもよく、蛍光の色相を調整するために二種以上を組み合わせて用いてもよい。本発明に用いる有機蛍光色素は、色変換フィルタ層に対して、この変換フィルタ層の重量を基準として０．０１〜５重量％、より好ましくは０．１〜２重量％の量で含有される。有機蛍光色素の含有量が０．０１重量％未満の場合には、十分な波長変換を行うことができず、その含有量が５％を越える場合には、濃度消光等の効果により色変換効率の低下が起こる。
【００４６】
２）高光透過性層
高光透過性層は、有機ＥＬ層から発せられた光を高効率で透過できる材料を使用する。本発明ではフォトレジスト材料のような光重合性樹脂や、後述するマトリックス樹脂の欄で説明する材料を使用することができる。
【００４７】
本発明では、色変換フィルタ層および高光透過性層の大きさ、ピッチなどは、特に制限されない。カラー有機ＥＬディスプレイの目的に合わせて適宜選択すればよい。例えば、後述する実施例に記載のピクセルのピッチ、サブピクセルのサイズを採用することができるが、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ピクセルに対して、好ましくは面積が１／４から４倍となるように実施例記載のサブピクセルのサイズを変化させることができる。本発明では、Ｒ、Ｇ、Ｂの色変換フィルタ層と高光透過性層は、同じ大きさであることが好ましいが、必要に応じて、これらの大きさを異なるようにしてもよい。また、色変換フィルタ層、高光透過性層の膜厚は適宜選択することができ、特に制限はないが、例えば１０μｍとすることができる。特に高透過性層の膜厚は、色変換フィルタ層の膜厚に対して±３μｍの範囲に入ることが好ましい。
【００４８】
３）マトリックス樹脂
次に、本発明の色変換フィルタ層に用いられるマトリックス樹脂について説明する。マトリックス樹脂は、光硬化性樹脂または光熱併用型の硬化性樹脂からなる。これを、光および／または熱処理して、ラジカル種やイオン種を発生させて重合または架橋させ、樹脂を不溶不融化させて、色変換フィルタ層等を形成する。
【００４９】
光硬化性または光熱併用型の硬化性樹脂には、（１）アクロイル基やメタクロイル基を複数有するアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマー、（２）ポリビニル桂皮酸エステル、（３）鎖状または環状オレフィン、（４）エポキシ基を有するモノマーなどが含まれる。また、光硬化性樹脂または光熱併用型の硬化性樹脂は、色変換フィルタ層として硬化されない状態では、有機溶媒またはアルカリ溶液に可溶であることが好ましい。
【００５０】
これらの硬化性樹脂は、例えば以下のような組成物として使用され、基板上に塗布された後、パターンニングされる。例えば、（１）の硬化性樹脂は、光または熱重合開始剤と混合され、この組成物を塗布した後、光または熱処理して、光ラジカルや熱ラジカルを発生させて重合させる。また、（２）の硬化性樹脂は、増感剤と混合され、この組成物を塗布した後、光または熱処理により二量化させて架橋する。（３）の硬化性樹脂は、ビスアジドと混合され、この組成物を塗布した後、光または熱処理によりナイトレンを発生させ、オレフィンと架橋させる。（４）の硬化剤は、光酸発生剤と混合され、この組成物を塗布した後、光または熱処理により、酸（カチオン）を発生させて重合させる。本発明では、特に（１）の光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂からなる組成物が高精細でパターンニングが可能であり、耐溶剤性、耐熱性等の信頼性の面でも好ましい。
【００５１】
４）ブラックマトリックス
ブラックマトリックスは、可視光をよく吸収し、発光部および色変換フィルタ層へ悪影響を与えないものであれば特に限定されない。本発明では、黒色の無機層、黒色顔料または黒色染料を樹脂に分散した層等によりブラックマトリックスを形成することが好ましい。例えば、黒色の無機層としては、クロム膜（酸化クロム／クロム積層膜）などを挙げることができる。また、黒色顔料または黒色染料を樹脂に分散した層としては、例えば、カーボンブラック、フタロシアニン、キナクリドン等の顔料または染料をポリイミドなどの樹脂に分散したもの、カラーレジストなどが挙げられる。これらのブラックマトリックスは、スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着等のドライプロセス、スピンコート法のようなウエットプロセスにより形成することができ、フォトリソグラフィー法等によりパターンニングすることができる。
【００５２】
本発明では、ブラックマトリックスの光反射率は、４０％以下、好ましくは３０％以下、より好ましくは１０％以下である。これ以上の反射率であると、外部からの入射光を反射し、コントラストを低下させる原因となる。本発明では、上記クロム膜（数十％）、および顔料分散樹脂層（１０％以下）が好ましい光反射率を有するが、クロム膜よりも顔料分散樹脂層の方が低い反射率を有するため好ましい。ただし、無機層は、材料により電気伝導性を持たせることが可能であり、透明電極の補助電極としての機能を持たせることができる場合があるので、ブラックマトリックスの材料は、色変換フィルタの用途に応じて適宜選択すればよい。  
ブラックマトリックスは、好ましくは０．５〜２．０μｍの厚さを有する。
【００５３】
５）オーバーコート層（１１２、１１２ｂ、１１４、１１４ｂ）
本発明に用いることができるオーバーコート層は、色変換フィルタの各要素を密閉し、外部の有害なガスや水分などから、色変換フィルタ層、高光透過性層、ブラックマトリックスなどを保護する機能を有する。本発明の色変換フィルタでは、オーバーコート層は任意要素であるが、上記機能を発揮するため、オーバーコート層を設けることが好ましい。オーバーコート層の材料は、色変換フィルタ層や高光透過性層へ悪影響を与えないものであれば特に限定されない。また、本発明において、図２（ａ）に示されるように、色変換フィルタを発光部上に設ける場合、オーバーコート層は第１電極、有機ＥＬ層、第２電極、パッシベーション層などへ悪影響を与えないことも必要である。  
また、オーバーコート層は、平坦性を有することも好ましい。
【００５４】
本発明のオーバーコート層層は、例えば、可視域における透明性が高く（４００〜８００ｎｍの範囲で透過率５０％以上）、Ｔｇが１００℃以上であり、表面硬度が鉛筆硬度で２Ｈ以上である層である。本発明の平坦化層に使用できる材料は、基板上に表面が平坦となるように塗膜を形成でき、色変換フィルタ層の機能を低下させない材料であればよい。例えば、イミド変性シリコーン樹脂（特許文献４〜６）等、無機金属化合物（ＴｉＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等）をアクリル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂等の中に分散したもの（特許文献７、８）等、紫外線硬化型樹脂としてのエポキシ変性アクリレート樹脂（特許文献１５））、アクリレートモノマー／オリゴマー／ポリマーの反応性ビニル基を有する樹脂、レジスト樹脂（特許文献９〜１２）等、無機化合物のゾル−ゲル法を用いることができる材料（非特許文献２に記載のもの、特許文献１１）等、フッ素系樹脂（特許文献１３、１４）等の光硬化型樹脂および／または熱硬化型樹脂がある。
【００５５】
また、本発明では、上述のように発光部が水分やアルカリ等に弱い場合、オーバーコート層には、これを保護する機能を付与することが必要である。従って、オーバーコート層には、電気絶縁性を有し、ガス、水分、アルカリ、有機溶剤等に対するバリア性を有し、可視域における透明性が高く（４００〜８００ｎｍの範囲で透過率５０％以上）、電極の成膜に耐えうる硬度として、好ましくは２Ｈ以上の膜硬度を有する材料を用いることができる。例えば、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＺｎＯｘ等の無機酸化物、無機窒化物等が使用できる。なお、これらの材料は、本発明のオーバーコート層の表面の平坦性を損なうことなく、層を形成することができる。
【００５６】
上述のオーバーコート層は単層であっても、または、複数の層が積層された積層体でもよい。また、複数層からなる場合、各層は同じ材料でも異なる材料でもよいが、バリアー性を向上させるためには、異なる材料を用いることが好ましい。
【００５７】
オーバーコート層の膜厚などの諸条件は、表示性能、特に視野角特性に及ぼす影響を考慮して、当業者により適宜選択される。例えば、オーバーコート層の厚さと、有機ＥＬ発光素子の画素の最小幅との関係を開示する文献（非特許文献３）に従って膜厚などを求めることができる。本発明では、オーバーコート層の厚さは、例えば３から２０μｍ、好ましくは５から１５μｍである。
【００５８】
なお、オーバーコート層に色変換フィルタの各要素を密閉し、外部の有害なガスや水分などから、色変換フィルタ層、ブラックマトリックスなどを保護する機能（保護機能）と平坦化の機能を合わせ持つようにしてもよいが、平坦化の機能と保護機能を別々の層として持たせてもよい。例えば、平坦化の機能を有する層を平坦化層とし、保護機能を有する層をパッシベーション層として別々に設けてもよい。図１および図２では、オーバーコート層が複数層（平坦化層１１２、１１２ｂとパッシベーション層１１４、１１４ｂ）からなる場合を示した（この場合の具体的な材料は後述する平坦化層およびパッシベーション層の説明を参照）。
【００５９】
６）基板
図２（ｂ）および（ｃ）に示されるような、貼り合わせ型のカラー有機ＥＬディスプレイの場合、色変換フィルタには基板が含まれる。この基板には、ガラスやプラスチックなどからなる絶縁性基板、または、半導電性や導電性基板に絶縁性の薄膜を形成した基板を用いることができる。あるいはまた、ポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂またはポリイミド樹脂などから形成される可撓性フィルムを基板として用いてもよい。
【００６０】
次に、有機ＥＬ発光素子の各構成要素について説明する。  
（Ｉ）第１電極、有機ＥＬ層および第２電極
本発明のカラー有機ＥＬディスプレイは、一対の電極の間に少なくとも有機発光層を挟持し、必要に応じ、正孔注入層や電子注入層などを導入した構造を有する。即ち、本発明の有機ＥＬ発光素子は、第１電極と、正孔注入層、有機発光層、電子輸送層などを含む有機ＥＬ層と第２電極とを少なくとも含む。具体的には、下記のような層構造を有する。
（１）陽極／有機発光層／陰極
（２）陽極／正孔注入層／有機発光層／陰極
（３）陽極／有機発光層／電子輸送層／陰極
（４）陽極／正孔注入層／有機発光層／電子輸送層／陰極
（５）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
【００６１】
上記の層構造において、陽極および陰極の少なくとも一方は、有機ＥＬ層の発する光の波長域において透明であることが望ましい。この透明な電極を通して光が放出される。
【００６２】
なお、本明細書において、第１電極および第２電極に挟持された有機層（有機発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層および／または電子注入層）の部分を有機ＥＬ層と称する。また、本明細書において、第１電極、有機ＥＬ層、および第２電極を併せて発光部と称する。
【００６３】
（ｉ）電極
本発明では、以下に示す第１電極および第２電極を用いることができる。
【００６４】
イ）第１電極１０４
第１電極１０４は、支持基板１０２上に形成される。第１電極１０４は、有機発光層に対して効率よく電子または正孔を注入することができるものである。第１電極は、陽極または陰極として用いることができるが、本発明では陽極として用いることが好ましい。
【００６５】
第１電極を陽極として用いる場合、正孔の注入を効率よく行うために、仕事関数が大きい材料が用いられる。図１（ａ）に示されるようなボトムエミッション型の場合、第１電極は透明である。この場合の第１電極としては、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの導電性金属酸化物を用いることができる。
【００６６】
ＩＴＯなどの電極は、抵抗率が１０−４Ω・ｃｍ代であり、金属と比較して１桁以上の抵抗率が高い。そこで、ＩＴＯなどの導電性金属酸化物を用いる場合、その下に抵抗率の低いメタル電極を補助電極として用いることが好ましい。このメタル電極は、導電性金属酸化物より抵抗率の低く、所望の形状にパターン形成できるものであれば特に限定されず、金属全般を使用することができる。好ましい材料としては、Ａｌ，Ａｇ，Ｍｏ，Ｗなどを挙げることができる。
【００６７】
一方、トップエミッション型の場合、第１電極は必ずしも透明である必要はないが、上述のようなＩＴＯ、ＩＺＯなどの導電性金属酸化物を電極材料として用いることができる。この場合にも、上記メタル電極を補助電極として用いることができる。このメタル金属は、補助電極として機能すると共に反射性金属層としても機能する。従って、このようなメタル電極を用いると、有機ＥＬ層で発光される光を色変換フィルタ側に反射して光の有効利用を図ることが可能となる。また、トップエミッション型の場合、第１電極は反射機能を持った第１電極とすることもできる。具体的には、ＩＺＯなどの代わりに反射率の高いＮｉやＣｒを紫外線処理して、仕事関数をＩＺＯなどと同等にする。このようにすることにより正孔の注入ができ、所定の反射性金属を陽極として用いることができる。
【００６８】
第１電極を陰極として用いる場合、トップエミッション方式では、仕事関数が小さい材料であるリチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属、またはこれらのフッ化物等からなる電子注入性の金属、その他の金属との合金や化合物が用いられる。また、反射率の高いメタル電極（Ａｌ，Ａｇ，Ｍｏ，Ｗなど）を用いてもよく、その場合には反射による有機発光層の光を有効に利用することができる。
【００６９】
ロ）第２電極（１０６）
第２電極は、有機発光層に対して効率よく電子または正孔を注入することができるものである。
【００７０】
図１（ａ）に示されるようなボトムエミッション型の場合には、第２電極は必ずしも透明である必要はないが、トップエミッション方式である本発明の場合、第２電極は有機発光層の発光波長域において透明であることが求められる。例えば、第２電極は、波長４００〜８００ｎｍの光に対して５０％以上、好ましくは９０％以上の透過率を有することが好ましい。
【００７１】
ボトムエミッション型において、第２電極を陰極として用いる場合には、仕事関数の小さい材料を用いることができる。例えば、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属、またはこれらのフッ化物等からなる電子注入性の金属、その他の金属との合金や化合物などの材料の極薄膜（１０ｎｍ以下）を用いることができる。また、Ａｌ、Ｍｇ／Ａｇのような材料を用いることもできる。
【００７２】
トップエミッション方式において第２電極を陰極として用いる場合、有機発光層の発する光の波長域において透明であることが必要とされる。従って、この場合にはＩＴＯまたはＩＺＯのような透明導電性材料を用いることが好ましい。また、第２電極の材料には、電子を効率よく注入するために仕事関数が小さいことが求められる。上記の仕事関数の小さいことと透明であることの２つの特性を両立するために、本発明において第２電極は透明電極層と仕事関数の小さい材料からなる層（これは、有機ＥＬ層中の電子注入層に相当する。）との複数層からなっていてもよい。一般に、仕事関数の小さい材料は、透明性が低いので、このようにすることは有効である。例えば、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属、またはこれらのフッ化物等からなる電子注入性の金属、その他の金属との合金や化合物などの材料の極薄膜（１０ｎｍ以下）を用いることができる。また、Ａｌ、Ｍｇ／Ａｇのような材料を用いることもできる。
【００７３】
これらの仕事関数の小さい材料を用いることにより効率のよい電子注入を可能とし、さらに極薄膜とすることによりこれら材料による透明性低下を最低限とすることが可能となる。この極薄膜の上には、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明導電膜を形成する。上記の極薄膜は補助電極として機能し、第２電極全体の抵抗値を減少させ有機発光層に対して充分な電流を供給することを可能にする。
【００７４】
第２電極を陽極として用いる場合、正孔注入効率を高めるために仕事関数の大きな材料を用いる必要がある。本発明では、ＩＴＯまたはＩＺＯのような導電性材料を用いることができる。
【００７５】
トップエミッション方式の場合、有機ＥＬ層からの発光が第２電極を通過するために透明性の高い材料を用いる必要がある。従って、この場合にはＩＴＯまたはＩＺＯのような透明導電性材料を用いることが好ましい。
【００７６】
ハ）有機発光層（１１６）
有機ＥＬ層の各層の材料は、公知のものが使用できる。青色から青緑色の発光を得るためには、有機発光層中に、例えばベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、べンゾオキサゾール系などの蛍光増白剤、金属キレート化オキソニウム化合物、スチリルベンゼン系化合物、芳香族ジメチリディン系化合物などが好ましく使用される。電子注入層としては、上記電極の欄で説明した仕事関数の小さな材料を使用することができる。また、電子輸送層としては、金属錯体系（Ａｌｑ３）とオキサジアゾール、トリアゾール系化合物等を用いることができる。また、正孔注入層としては、芳香族アミン化合物、スターバースト型アミンや、ベンジジン型アミンの多量体および銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）などを用いることができる。正孔輸送層としては、スターバースト型アミン、芳香族ジアミンなどを用いることができる。  
上記第１電極、第２電極および有機発光層の各層の厚さは、従来通りである。
【００７７】
（ｉｉ）反射膜
反射膜は、トップエミッション型の場合、発光部から発せられた光のうち第１電極側に向かう光を、反射膜を設けることにより反対の方向に効率よく反射させるものである。本発明で使用されうる反射膜は、特に限定されるものではなく、有機ＥＬ層からの光を所望の方向に効率よく反射させることが可能であればよい。例えば光を反射する金属または合金からなるものが挙げられる。
【００７８】
トップエミッション方式の場合、支持基板上に設けられる反射膜は、有機ＥＬ層の下地層にもなるため平坦性に優れたアモルファス膜とすることが好ましい。アモルファス膜を形成するのに好適な金属および合金としては、ＣｒＢ、ＣｒＰ、またはＮｉＰなどが挙げられる。
【００７９】
反射膜は、ガラスまたはプラスチックなどの支持基板の上面または裏面（背面）に設けることができる。また、第１電極の形状に合わせてパターン化された反射膜を支持基板上に設けてもよい。さらに、支持基板の代りに絶縁層を介して、光を反射する金属または合金からなる基板を用いることにより、基板と反射膜とを兼ねてもよい。反射膜の膜厚などのパラメータは従来の通りであり、当業者により適切に選択されうる。なお、導電性金属を反射膜として用いる場合には、反射膜上に絶縁性の薄膜を形成する。絶縁性の薄膜の材料には、以下に説明するパッシベーション層やオーバーコート層で説明する無機酸化物膜、無機窒化物膜、有機材料などを用いることができる。
【００８０】
（ｉｉｉ）ＴＦＴ（１２２）
ＴＦＴは、アクティブマトリクス駆動を行う場合に設けられる。ＴＦＴは、支持基板１０２上にマトリックス状に配置され、各画素に対応した第１電極１０４にソース電極またはドレイン電極が接続される。好ましくは、ＴＦＴは、ゲート電極をゲート絶縁膜の下に設けたボトムゲートタイプで、能動層として多結晶シリコン膜を用いた構造である。
【００８１】
ＴＦＴのドレイン電極およびゲート電極に対する配線部、並びにＴＦＴ自身の構造は、所望される耐圧性、オフ電流特性、オン電流特性を達成するように、当該技術において知られている方法により作成することができる。また、トップエミッション方式を用いる本発明の有機ＥＬディスプレイにおいてはＴＦＴ部分を光が通過しないので、開口率を増加させるためにＴＦＴを小さくする必要がなく、ＴＦＴ設計の自由度を高くすることができるので、上記の特性を達成するために有利である。
【００８２】
（ｉｖ）支持基板（１０２）
支持基板１０２として、ガラスやプラスチックなどからなる絶縁性基板、または、半導電性や導電性基板に絶縁性の薄膜を形成した基板を用いることができる。あるいはまた、ポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂またはポリイミド樹脂などから形成される可撓性フィルムを、支持基板１０２として用いてもよい。
【００８３】
本発明では、ボトムエミッション方式の場合、支持基板１０２は透明であることが必要である。また、トップエミッション方式の場合、支持基板１０２は、少なくとも基板と上述の反射膜から構成されていてもよい。この基板として上記の材料をそのまま使用できる。また、支持基板の代わりに絶縁層を介して、光を反射する金属または合金からなる基板を用いることもできる。絶縁層の材料には、後述するパッシベーション層や平坦化層で説明する無機酸化物膜、無機窒化物膜、有機材料等を用いることができる。  
支持基板の膜厚などのパラメータは従来の通りであり、当業者により適切に選択されうる。
【００８４】
（ｖ）平坦化層（１１２、１１２ａ）
ＴＦＴ型の場合、平坦化層１１２ａを、ＴＦＴ１２２の上部に形成することが好ましい。平坦化層は、ＴＦＴのソース電極またはドレイン電極と第１電極１０４との接続およびその他の回路の接続に必要な部分以外に設けられ、基板表面を平坦化して引き続く層の高精細なパターン形成を容易にする。平坦化層は、当該技術に知られている任意の材料により形成することができる。好ましくは、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＺｎＯｘ等の無機酸化物または窒化物、あるいはポリイミドまたはアクリル樹脂から形成される。
【００８５】
（ｖｉ）パッシベーション層（１１４、１１４ａ）
本発明の有機ＥＬ発光素子では、第２電極以下の各層を覆うパッシベーション層１１４ａを設けることが好ましい。パッシベーション層は、外部環境からの酸素、低分子成分および水分の透過を防止し、それらによる有機ＥＬ層の機能低下を防止することに有効である。パッシベーション層は、任意選択の層であるが、上記目的のために設けることが好ましい。パッシベーション層は、有機ＥＬ層の発光を外部へと透過させるために、その発光波長域において透明であることが好ましい。
【００８６】
これらの要請を満たすために、パッシベーション層は、可視域における透明性が高く（４００〜８００ｎｍの範囲で透過率５０％以上）、電気絶縁性を有し、水分、酸素および低分子成分に対するバリア性を有し、好ましくは鉛筆硬度２Ｈ以上の膜硬度を有する材料で形成される。例えば、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＺｎＯｘ等の無機酸化物、無機窒化物等の材料を使用できる。
【００８７】
また、パッシベーション層として種々のポリマー材料を用いることができる。イミド変性シリコーン樹脂（特許文献４〜６）等、無機金属化合物（ＴｉＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等）をアクリル、ポリイミド、シリコーン樹脂等の中に分散した材料（特許文献７、８）等、アクリレートモノマー／オリゴマー／ポリマーの反応性ビニル基を有した樹脂、レジスト樹脂（特許文献９〜１２）等、フッ素系樹脂（特許文献１３、１４）等、または高い熱伝導率を有するメソゲン構造を有するエポキシ樹脂などの光硬化性樹脂および／または熱硬化性樹脂を挙げることができる。
【００８８】
上述のパッシベーション層は、単層であっても、複数の層が積層されたものであってもよい。パッシベーション層の厚さ（複数の層の積層物である場合は全厚）は、０．１〜１０μｍであることが好ましい。
【００８９】
（ｖｉｉ）絶縁膜
本発明のカラー有機ＥＬディスプレイでは、第１電極と第２電極の間に絶縁膜（図示せず）を配設することができる。絶縁膜により素子の発光部位を制御し、消費電力を押さえることができる。例えばパッシブマトリックス型で、絶縁層を設けない場合、色変換フィルタ層の側面だけでなく、ブラックマトリックスの部分でも発光が起こる。この部分で発光した光は、色変換フィルタ層や外部へ到達できない。従って、カラー有機ＥＬディスプレイとして有効に活用することができないため、カラー有機ＥＬディスプレイの消費電力を増大させる原因になる。
【００９０】
絶縁膜の材料としては、発光部の駆動電圧に対し、十分な絶縁耐性を有し、且つ、発光部へ悪影響を及ぼさないものであればよい。例えば、無機酸化物膜または無機窒化物膜を用いることができる。このような無機酸化物膜または無機窒化物膜には、例えば、窒化ケイ素、酸化チタン、酸化タンタル、窒化アルミニウム等がある。また、フォトレジスト等の有機材料を用いることもできる。フォトレジスト材料を用いれば、フォトリソグラフィ法によりパターンニングが可能であるので、微細な形状の加工が容易にでき、好ましい。
【００９１】
絶縁膜の膜厚などのパラメータは従来の通りであり、当業者により適切に選択されうる。例えば、膜厚は、２００〜４００ｎｍ、好ましくは２５０〜３５０ｎｍである。
【００９２】
次に、外周封止層、封止用基板および充填剤層について説明する。これらは、本発明の有機ＥＬ発光素子の気密性を保つために必要に応じて設けられるものである。
【００９３】
（ｖｉｉｉ）外周封止層１２０
外周封止層は、封止用基板と、発光部（第１電極、有機ＥＬ層、第２電極）を設けた支持基板を接着すると共に、内部の各構成要素を外部環境の酸素、水分などから保護する機能を有する。外周封止層は、例えば紫外線硬化型樹脂から形成することができる。
【００９４】
封止用基板と支持基板とのアライメントが完了したならば、紫外線を照射して、紫外線硬化型樹脂を硬化させればよい。
【００９５】
また、外周封止層に用いる前記紫外線硬化型樹脂は、直径５〜５０μｍ、好ましくは直径５〜２０μｍのガラスビーズ、シリカビーズなどを含ませることができる。これらのビーズ類は、封止用基板と色変換フィルタとの貼り合わせにおいて、基板間距離（基板と封止用基板との間の距離）を規定すると共に、接着のために印加される圧力を負担する。
【００９６】
なお、内部空間に充填剤を封入する場合には、外周封止層の一部に孔を設けて外周封止層を硬化させ、この孔から充填剤を注入した後、この孔を塞げばよい。
【００９７】
（ｉｘ）封止用基板
封止用基板は、本発明のカラー有機ＥＬディスプレイを封止し、外部の水分や有害なガスなどを透過させないものであれば特に限定されない。また、膜厚等も従来の通りである。例えば、色変換フィルタの透明基板と同じ材料や、従来の封止用の基板をそのまま使用することができる。
【００９８】
（ｘ）充填剤層
充填剤層は、カラー有機ＥＬディスプレイ内の内部空間を充填して、素子の密閉性を高めるためのものである。
【００９９】
充填剤層を形成するための充填剤は、発光部、色変換フィルタ層などの特性に悪影響を及ぼさない不活性液体または不活性なゲルであればよい。また、充填剤は、内部空間に注入した後にゲル化する液体であってもよい。本発明で使用しうるこのタイプの充填剤の例は、シリコーン樹脂、フッ素系不活性液体、またはフッ素系オイルなどを含む。充填剤の所要量は、当業者によって容易に決定されうる。
【０１００】
図１（ａ）や図２（ａ）に示すタイプのカラー有機ＥＬディスプレイでは、封止用基板、外周封止層および充填剤層は、例えば紫外線硬化樹脂または熱光併用型硬化樹脂などの樹脂を、発光部または色変換フィルタ上に均一に塗布し、これを硬化することで一体に形成してもよい。
【０１０１】
次に、本発明のカラー有機ＥＬディスプレイの駆動方法について図３を参照して説明する。  
本発明のカラー有機ＥＬディスプレイの駆動回路３００の概略を図３に示す。この駆動回路は、データ表示用ドライバＩＣ３０４、走査用ドライバＩＣ３０６、信号制御回路（コントローラ）３０８およびフレームメモリー３１０から構成される。
【０１０２】
画像信号は、信号制御回路３０８に入力され、必要に応じてフレームメモリー３１０に格納される。信号制御回路では、走査用ドライバＩＣへ送られ、走査電極を制御するための信号と、Ｒ、Ｇ、Ｂの各副画素および高光透過性層からなる副画素（Ｗ副画素とも称する）の各々に出力される出力信号が画像信号から演算される。本発明では、画像信号のＲ、Ｇ、Ｂの入力信号に基づいて各副画素の出力信号が演算される。具体的には、入力されるＲ、Ｇ、Ｂの各信号の値を、それぞれ線形結合演算により、輝度Ｙ、色度ｘおよび色度ｙに変換する。これらの値に所定の演算を施して各副画素を制御するための信号を出力する。制御の一例として、Ｒ、ＧおよびＢの各副画素は、線形結合演算により得られた輝度Ｙ、色度ｘおよび色度ｙに比例係数を乗じた演算により出力信号を得、Ｗ副画素は、輝度Ｙの値に基づいて制御する方法を挙げることができる。特にＷ副画素は、以下の式（１）に従った演算を行うことにより出力信号を得ることが好ましい。
【０１０３】
Ｗ＝Ｒ０・Ｌｒ＋Ｇ０・Ｌｇ＋Ｂ０・Ｌｂ    （１）
ただし、Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各入力信号強度を表し、Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂは、白色を点灯させようとしたときのＲ、Ｇ、Ｂの各副画素に対する輝度比を表す。また、Ｗ信号の最大設定値をＷｍａｘとしたとき、Ｗｍａｘ＝Ｌｒ＋Ｌｇ＋Ｌｂとなるように、Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂを規格化しておく。
【０１０４】
また、別の制御方法として、例えば、Ｒ、ＧおよびＢの各副画素は、線形結合演算により得られた輝度Ｙ、色度ｘおよび色度ｙに比例係数を乗じた演算により出力信号を得、Ｗ副画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂの信号のうちの最小の信号値と最大の信号値の比に基づいて制御する方法を挙げることができる。特にＷ副画素は、以下の式（２）に従った演算を行うことにより出力信号を得ることが好ましい。
【０１０５】
Ｗ＝ＷＭａｘ・Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）／Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）    （２）
ただし、ＷＭａｘはＷ信号の最大設定値を表し、Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）はＲ、Ｇ、Ｂの入力信号のうち最小のものを選択する関数であり、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）はＲ、Ｇ、Ｂの入力信号のうち最大のものを選択する関数である。
【０１０６】
このように、本発明では、上記式（１）による演算のように、Ｗ副画素をＲ、Ｇ、Ｂの各信号の輝度Ｙによって制御すること、または、上記式（２）による演算のように、Ｗ副画素をＲ、Ｇ、Ｂの各信号のうちの最小の信号値と最大の信号値との比によって制御することが好ましい。
【０１０７】
データ用表示ドライバＩＣからの出力は、有機ＥＬパネル３０２のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）およびＷ（第４の副画素）の各副画素に個別に接続されており、信号制御回路からのこのドライバＩＣへの入力（各副画素の対応した、信号制御回路からの出力信号）に応じて有機ＥＬパネルへ信号を出力する。この信号の有機ＥＬパネルへの入力は、信号強度または検討時間の制御で行うことができる。一方、走査ドライバＩＣ３０６は、逐次走査電極を選択し、これと同期したデータ用表示ドライバＩＣからの出力信号とにより２次元の画像を表示することができる。
【０１０８】
信号制御回路において演算されるＲ、Ｇ、ＢおよびＷの信号の値は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号をデジタル変換した後、デジタル処理により求めてもよいし、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号をアナログ値のままで演算を行ってＲ、Ｇ、ＢおよびＷの各信号値を求め、この値をデジタル値に変換した後、またはアナログ値のままでデータ表示用ドライバＩＣに出力してもよい。本発明では、制御回路の実現の容易性およびコストの点から、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号をデジタル変換した後、デジタル処理によりＲ、Ｇ、ＢおよびＷの信号の値を求めることが好ましい。
【０１０９】
次に本発明のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法について説明する。  
第１の実施形態は、図１（ａ）のボトムエミッション方式で積層型のパッシブマトリックス型カラー有機ＥＬディスプレイである。以下の説明では、第１電極１０４が陽極であり、第２電極１０６が陰極である場合を例に取る。この製造方法では、透明な支持基板１０２上に、ブラックマトリックス１０８をパターン形成し、色変換フィルタ１１０をまず形成する。
【０１１０】
具体的な製造方法は、例えば黒色の無機層、黒色顔料または黒色染料を樹脂に分散した層等を、例えばコーニング社製のガラスのような透明基板上に、スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着等のドライプロセス、スピンコート法のようなウエットプロセスにより形成することができ、フォトリソグラフィー法等によりパターンニングしてブラックマトリックス１０８を形成することができる。本発明では、図１（ｂ）に示されるように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の色変換フィルタ層に加え、高光透過性層を設けるため、この層に対応する開口部を、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の色変換フィルタ層の形成手順と同様の手順で形成する。
【０１１１】
次に、染料または顔料を含有したマトリックス樹脂を、ブラックマトリックス１０８を設けた透明基板１０２上にスピンコート法などを用いて塗布し、フォトリソグラフィー法などによりパターンニングを行うことにより色変換フィルタ層１１０を形成する。より具体的には、例えば、マトリックス樹脂は、光硬化性樹脂または光熱併用型の硬化性樹脂からなるので、これを光および／または熱処理して、ラジカル種やイオン種を発生させることができる。従って、樹脂を塗布した後、光および／または熱処理により樹脂を必要なパターンのみ重合または架橋させて硬化させる。次いで、未硬化の部分を除去して、色変換フィルタ層を形成する。このような成膜の条件は、従来通りである。ただし、本発明では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の色変換フィルタ層に加え、高光透過性層１１０Ｗを形成する。高光透過性層は、高光透過性の光硬化性樹脂をスピンコート法などで塗布し、フォトリソグラフィ法によりパターンニングを行うことで形成できる。高光透過性層は、図１（ｂ）に示される開口部のいずれに形成してもよいが、開口部２または開口部３に設けることが好ましい。
【０１１２】
本発明では、続いて平坦化層１１２、パッシベーション層１１４を形成する。平坦化層の形成方法は、例えば、上記の色変換フィルタ層および高光透過性層上に、平滑化層を形成するための材料を、スピンコート法等で塗布し、オーブンのような加熱手段でベーキングすることが含まれる。
【０１１３】
また、有機ＥＬ発光素子の発光部が水分やアルカリ等に弱いことがある。そのような場合、色変換フィルタの各要素を密閉し、保護するためのパッシベーション層１１４を設けることが好ましい。パッシベーション層は、スパッタ法などで成膜することができる。平坦化層およびパッシベーション層の材料、膜厚、成膜などの諸条件は従来の通りである。
【０１１４】
次に、第１電極１０４、有機ＥＬ層１１６および第２電極１０６の作製について説明する。  
パッシベーション層の上面にスパッタ法などにより透明な第１電極（陽極）１０４を全面成膜する。この第１電極上にレジスト剤を塗布した後、フォトリソグラフィー法などによりパターンニングを行い、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの色の発光部および高光透過性層の発光部の位置する部分に、ストライプパターンからなる第１電極（陽極）を形成することができる。
【０１１５】
次に、第１電極上に有機ＥＬ層１１６を形成する。有機ＥＬ層１１６は、抵抗加熱蒸着装置などを用いて、例えば正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層を、真空を破らずに順次成膜すればよい。
【０１１６】
この後、第１電極のラインと垂直なストライプパターンが得られるマスクを用いて第２電極（陰極）１０６を、真空を破らずに形成する。
【０１１７】
次に、第２の実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法を説明する。第２の実施形態は、図２（ａ）に示されるトップエミッション方式で積層型のカラー有機ＥＬディスプレイ２０の製造方法である。
【０１１８】
第２の実施形態では、支持基板１０２上に第１電極１０４、有機ＥＬ層１１６、第２電極１０６、パッシベーション層１１４ａを設けて有機ＥＬ発光素子を形成し、さらにその上に色変換フィルタを形成すればよい。有機ＥＬ発光素子は、支持基板１０２上に第１の実施形態で説明した手順に従い第１電極、有機ＥＬ層および第２電極を形成すればよい。この第２電極を形成した後に、パッシベーション層１１４ａをさらに形成する。パッシベーション層の形成は、上述の通りである。
【０１１９】
次いで、このパッシベーション層上に、スピンコート法およびフォトリソグラフ法を併用して、ブラックマトリックス１０８、色変換フィルタ層および高光透過性層を形成する。ブラックマトリックス、色変換フィルタおよび高光透過性層の形成は、第１の実施形態で説明した方法を適用すればよい。本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ブラックマトリックスには４つの開口部を設け、この開口部のいずれか１つの位置に高光透過性層を形成する。
【０１２０】
次に、第３の実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法を説明する。第３の実施形態は、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示されるトップエミッション方式で貼り合わせ型のカラー有機ＥＬディスプレイ３０、４０の製造方法である。本実施形態は、パッシブマトリックス型（図２（ｂ））およびＴＦＴ型（図２（ｃ））の両カラー有機ＥＬディスプレイを包含する。
【０１２１】
第３の実施形態では、パッシブマトリックス型の場合、支持基板１０２上に第１電極１０４、有機ＥＬ層１１６および第２電極１０６を作製する。また、ＴＦＴ型の場合、支持基板１０２上にＴＦＴ１２２を形成し、平坦化層１１２ａを形成し、この上に第１電極１０４、有機ＥＬ層１１６および第２電極１０６を形成する。支持基板上または平坦化層上に有機ＥＬ層１１６を設ける手順は、高光透過性層に対応する電極を設ける以外は従来の方法と同様である。  
第２電極１０６を設けた後、パッシベーション層１１４ａを従来の手順に従って設ける。
【０１２２】
次に、透明基板１１８上に、例えばブラックマトリックス１０８、色変換フィルタ層１１０Ｒ、１１０Ｒ、１１０Ｂ、および高光透過性層１１０Ｗをスピンコート法およびフォトリソグラフ法を併用して形成し、次いで平坦化層１１２ｂ、およびパッシベーション層１１４ｂを形成して色変換フィルタを作製する。次いで、上述のように形成された有機ＥＬ発光素子と色変換フィルタを、ＵＶ硬化接着剤などの外周封止層１２０を用いて接着し、封止すればよい。
【０１２３】
以上のようにして、各カラー有機ＥＬディスプレイを製造するが、上記製造方法は例示であり、従来から公知の各種構成要素を付加することができ、また、種々の公知の手法を併用してカラー有機ＥＬディスプレイを製造することができる。
【実施例】
【０１２４】
図１に示すカラー有機ＥＬディスプレイを例に取り、実施例によりさらに具体的に本発明を説明する。以下に各要素の製造工程を示す。
【０１２５】
（実施例１）
［ブラックマトリックス１０８の作製］
ガラス基板の一表面の全面にスピンコート法により、ブラックマスク塗液（ＣＫ８４００Ｌ、富士フイルムＡＲＣＨ社製）を塗布し、８０℃で加熱乾燥した。この後、フォトリソグラフィ法を用いて、図１（ｂ）に示すような４つの開口部を有するパターンを得た。図１（ｂ）では、各サブピクセルはブラックマトリックスの各開口部に相当する。得られたパターンは、３３０μｍピッチで、サブピクセルサイズは８０μｍ×３００μｍである。
【０１２６】
［青色変換膜１１０Ｂの作製］
透明性光重合性樹脂固形分１００重量部に対して、青色染料として構造式（１）で示される色素２重量部を添加し、さらに第２の色素（Ｌａｍｂｄａ  Ｐｈｙｓｉｋ社製  ＨＤＩＴＣＩ）を１重量部添加した、透明性光重合性樹脂（新日鐵化学（株）製、２５９ＰＡＰ５）を塗液として用いた。ガラス基板上に、この塗液をスピンコート法により塗布し、８０℃で加熱乾燥した。この後、フォトリソグラフィ法によりパターンニングを行い、青色変換膜を形成した。青色変換膜のエリアの大きさは８０μｍ×３００μｍである。
【０１２７】
【化１】
2005196075.tif 000003
【０１２８】
［緑色変換膜１１０Ｇの作製］
蛍光色素としてクマリン６（０．７重量部）を、溶剤としてのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１２０重量部へ溶解した。これに、光重合性樹脂「Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５（新日鐵化学（株）製）１００重量部を加えて溶解し、塗布液を得た。この塗布液を、青色変換膜を形成済みの透明基板上にスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフィ法によりパターンを形成した。緑色変換膜のエリアの大きさは８０μｍ×３００μｍである。
【０１２９】
［高透過率膜１１０Ｗの作製］
溶剤としてのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１２０重量部に光重合性樹脂「Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５（新日鐵化学（株）製）１００重量部を加えて溶解し、塗布液を得た。この塗布液を、青色および緑色変換膜を形成済みの透明基板上にスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフィ法によりパターンを形成した。高透過率膜のエリアの大きさは８０μｍ×３００μｍである。
【０１３０】
［赤色変換膜１１０Ｒの作製］
蛍光色素としてクマリン６（０．７重量部）、ローダミン６Ｇ（０．３重量部）、およびベーシックバイオレット１１（０．３重量部）を、溶剤としてのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１２０重量部へ溶解した。これに、光重合性樹脂「Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５（新日鐵化学（株）製）１００重量部を加えて溶解し、塗布液を得た。この塗布液を、青色変換膜、緑色変換膜および高透過率膜を形成済みの透明基板上にスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフィ法によりパターンを形成した。赤色変換膜のエリアの大きさは８０μｍ×３００μｍである。
【０１３１】
［平滑化層１１２の作製］
シリコン系のハードコート剤（ＫＰ８４５、信越化学工業製）をスピンコート法で塗布し、その後１３０℃のオーブンでベーキングすることにより０．５μｍの厚さの平滑化層を得た。
【０１３２】
［第１電極１０４の作製］
透明電極（ＩＴＯ）をスパッタ法で、平滑化層を形成した基板上に全面成膜した。ＩＴＯ上にレジスト剤（ＯＦＰＲ−８００、東京応化製）を塗布した後、フォトリソグラフィ法によりパターンニングを行い、各色変換膜上にライン状の透明電極１０４を形成した。
【０１３３】
［有機ＥＬ層１１６および第２電極１０６の作製］
第１電極を形成した基板を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層を、真空を破らずに順次成膜した。成膜に際して、真空槽の内圧を１×１０−４Ｐａまで減圧した。正孔注入層は、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を１００ｎｍ積層した。正孔輸送層は、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミン］ビフェニル（α−ＮＰＤ）を２０ｎｍ積層した。有機発光層は、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を３０ｎｍ積層した。電子注入層は、アルミキレート（Ａｌｑ）を２０ｎｍ積層した。
【０１３４】
この後、第１電極（ＩＴＯ）のラインと垂直に幅３０μｍ、３３０μｍピッチのストライプパターンが得られるマスクを用いて、厚さ２００ｎｍのＭｇ／Ａｇ（１０：１の重量比）層からなる第２電極１０６を、真空を破らずに形成した。
【０１３５】
［封止］
グローブボックス内において、乾燥窒素雰囲気下（酸素および水分濃度共に１０ｐｐｍ以下）、封止ガラスとＵＶ硬化接着剤を用いて、上述のように作製した基板を封止した。
【０１３６】
［ドライバＩＣの実装と接続］
ドライバＩＣをフレキシブルプリント基板上に実装した後、有機ＥＬパネルと異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）を用いて接続した。さらに、画像入力用コントロール回路の実装されたプリント基板上へコネクタを用いて接続した。
【０１３７】
［駆動回路］
本実施例のカラー有機ＥＬディスプレイの駆動回路３００の概略を、図３を参照して説明する。この駆動回路は、データ表示用ドライバＩＣ３０４、走査用ドライバＩＣ３０６、信号制御回路（コントローラ）３０８およびフレームメモリー３１０から構成される。データ用表示ドライバＩＣの出力は、個別にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）およびＷ（第４の副画素）の各副画素に接続されており、ドライバＩＣへの入力に応じてドライバＩＣから有機ＥＬパネルへ入力を行い、走査ドライバＩＣ３０６によって逐次走査線を操作することにより２次元の画像を表示することができる。
【０１３８】
本実施例では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各副画素に対しては、Ｒ、Ｇ、Ｂの入力信号に比例してＲ、Ｇ、Ｂの出力信号が作成されるように信号制御回路３０８を設定した。この信号に基づいてデータ用表示ドライバＩＣから表示用の信号が出力される。高光透過性層の副画素に対しては、信号制御回路３０８で、Ｒ、Ｇ、Ｂの入力信号および有機ＥＬパネルのＲ、Ｇ、Ｂ副画素の輝度比（Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂ）（これは、白色を点灯させようとしたときのＲ、Ｇ、Ｂの各副画素に対する輝度比である。）からＷ副画素の出力信号Ｗを下式（１）のように算出した。
【０１３９】
Ｗ＝Ｒ０・Ｌｒ＋Ｇ０・Ｌｇ＋Ｂ０・Ｌｂ    （１）
ただし、Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各入力信号強度を表し、Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂは、白色を点灯させようとしたときのＲ、Ｇ、Ｂの各副画素に対する輝度比を表す。また、Ｗ信号の最大設定値をＷｍａｘとしたとき、Ｗｍａｘ＝Ｌｒ＋Ｌｇ＋Ｌｂとなるように、Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂを規格化しておく。
【０１４０】
また、信号制御回路３０８は、Ｒ、Ｇ、Ｂの入力信号および有機ＥＬパネルのＲ、Ｇ、Ｂ副画素の輝度比（Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂ）をパラメータとして予め保持している。
【０１４１】
Ｒ、Ｇ、ＢおよびＷ副画素の出力信号に基づいてデータ用表示ドライバＩＣから表示用の信号が出力されが、この信号の有機ＥＬパネルへの入力は、信号強度または検討時間の制御で行うことができる。
【０１４２】
（実施例２）
実施例１と同様のカラー有機ＥＬディスプレイを作成した。また、駆動方法は、Ｗ副画素の出力信号を下式（２）により算出した以外、実施例１と同様とした。
【０１４３】
Ｗ＝ＷＭａｘ・Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）／Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）    （２）
ただし、ＷＭａｘはＷ信号の最大設定値を表し、Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）はＲ、Ｇ、Ｂの入力信号のうち最小のものを選択する関数であり、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）はＲ、Ｇ、Ｂの入力信号のうち最大のものを選択する関数である。
【０１４４】
（比較例）
図４に示すカラー有機ＥＬディスプレイ４００を作成した。このディスプレイは、透明な支持基板上に、ブラックマトリックス１０８、色変換フィルタ層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂが設けられ、平坦化層１１２、パッシベーション層１１４がこれらの層を被覆している。パッシベーション層上には、第１電極１０４、有機ＥＬ層１１６および第２電極１０６が形成されている。このカラー有機ＥＬディスプレイは、図示しない封止基板および外周封止層で封止されている。
【０１４５】
本比較例のカラー有機ＥＬディスプレイは、上記実施例１と同様の材料および手順を用いて作製することができる。ただし、実施例１で高光透過性層を形成するための手順は除外した。
【０１４６】
本比較例では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各副画素に対してデータ表示用ドライバＩＣから所望の出力信号を供給できるように構成した。本比較例では、Ｒ、Ｇ、Ｂの入力信号に比例してＲ、Ｇ、Ｂの出力信号が作成されるように信号制御回路３０８を設定した。
【０１４７】
（評価）
線順次走査ドライバに接続して、パッシブマトリックス型カラー有機ＥＬディスプレイとして点灯した際に、副画素の全てを最大に点灯した場合のパネルの輝度を各実施例と比較例で比較した。結果を表１に示す。表１中の白色、赤、緑、青は、カラー有機ＥＬディスプレイをそれぞれの色に点灯した場合を表している。表１には、各色でカラー有機ＥＬディスプレイを点灯した場合の輝度、色度ｘおよび色度ｙをそれぞれ表した。実施例１および２では、白色に点灯した場合、比較例に比べ輝度が２倍であった。
【０１４８】
【表１】
2005196075.tif 000004
【０１４９】
表１に示されるように、実施例１および実施例２の両方で、比較例と比べて白色の輝度が２倍に向上した。また、赤、緑、青では、実施例１で、比較例に比べて輝度が約２倍に向上したが、実施例２では比較例と同じ輝度であった。
【０１５０】
一方、色度に関しては、実施例１において比較例よりも若干の変化が見られたが、実施例２では、比較例と同じであった。
【０１５１】
（実施例３〜８）
図２（ａ）〜（ｃ）に記載の本発明のカラー有機ＥＬディスプレイについても実施例１および２と同様にＷ副画素の出力信号を算出して、輝度および色度を測定した。  
結果は上記と同様であり、輝度の向上が確認できた。
【０１５２】
以上のように、本発明のカラー有機ＥＬディスプレイは、本発明の駆動方法で駆動することにより輝度の大幅な向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明の有機ＥＬディスプレイの一実施形態を表す図であり、（ａ）は概略断面図であり、（ｂ）は、概略底面図である。
【図２】（ａ）から（ｃ）は、本発明の有機ＥＬディスプレイの別の実施形態を表す図である。
【図３】本発明の有機ＥＬディスプレイの駆動回路の概略図である。
【図４】従来の有機ＥＬディスプレイを表す図であり、（ａ）は概略断面図であり、（ｂ）は、概略底面図である。
【符号の説明】
【０１５４】
１０、２０、３０、４０    カラー有機ＥＬディスプレイ
１０２    支持基板
１０４    第１電極
１０６    第２電極
１０８    ブラックマトリックス
１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ    色変換フィルタ層
１１０Ｗ    高光透過性層
１１２、１１２ａ、１１２ｂ    平坦化層
１１４、１１４ａ、１１４ｂ    パッシベーション層
１１６    有機ＥＬ層
１１８    透明基板
１２０    外周封止層
１２２    ＴＦＴ
３００    駆動回路
３０２    有機ＥＬパネル
３０４    データドライバＩＣ
３０６    走査ドライバＩＣ
３０８    信号制御回路（コントローラ）
３１０    フレームメモリー
４００    従来のカラー有機ＥＬディスプレイ
【図１】
2005196075.tif 000005
【図２】
2005196075.tif 000006
【図３】
2005196075.tif 000007
【図４】
2005196075.tif 000008