(57)【要約】【課題】輝度を容易に制御可能で且つ安価な有機ＥＬディスプレイを提供する。【解決手段】有機ＥＬディスプレイ１は、有機ＥＬディスプレイ１の制御全般を行う制御手段２と、データ線ドライバ３と、走査線ドライバ４と、電圧供給手段５と、電圧発生手段６と、表示部７とを備えている。表示部７は、複数の有機ＥＬ素子Ｅｎｍを有する。有機ＥＬ素子Ｅｎｍは、発光した光を共振することにより、印加される電圧の変化に対して一定の変化量で輝度が変化するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光した光を共振させることにより、印加される電圧の変化に対して一定の変化量で輝度が変化する複数の有機ＥＬ素子がマトリックス状に配列された表示部と、
前記有機ＥＬ素子を制御可能な制御手段とを備え、
前記制御手段は、複数の電圧値によって、前記有機ＥＬ素子の輝度を制御することを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
【請求項２】
前記表示部は、前記各有機ＥＬ素子に対応させてスイッチ素子及びデータを一時的に記憶する記憶素子を有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、小さい電力で発光させることが可能な有機ＥＬ素子や、その有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬディスプレイが注目されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の有機ＥＬ素子５０は、図５に示すように、基板５１上に形成された陽極層５２、正孔注入層５３、正孔輸送層５４、発光層５５、陰極層５６が順次積層されている。
【０００４】
有機ＥＬ素子５０では、陽極層５２と陰極層５６との間に電圧が印加されると、陽極層５２から正孔注入層５３及び正孔輸送層５４を介して発光層５５に正孔が注入されると共に、陰極層５６から電子が注入される。そして、この発光層５５に注入された正孔及び電子が再結合することによって、所定の波長を有する光が発光する。
【０００５】
また、有機ＥＬ素子５０に流れる電流を増加させると有機ＥＬ素子５０の発光の輝度は一定の割合で増加、即ち、有機ＥＬ素子５０に流れる電流と有機ＥＬ素子５０の発光の輝度は線形となることが知られている。
【０００６】
従って、有機ＥＬ素子５０に流れる電流を調節することで、１つの有機ＥＬ素子５０で輝度を変化させて階調を表現することができる。
【特許文献１】特開２００２−１００４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、有機ＥＬ素子５０に所望の値に電流を制御可能な駆動回路は、一般に高価であるため、有機ＥＬ素子５０の輝度を電流によって制御するように構成された有機ＥＬディスプレイは必然的に高価になるといった課題がある。
【０００８】
一方で、有機ＥＬ素子５０に流れる電流は、有機ＥＬ素子５０自身の発熱などにより電圧に対して一定の割合で増加しない。このため、図６に示すように、有機ＥＬ素子５０に印加される電圧と有機ＥＬ素子５０の輝度との関係は線形にならない。従って、有機ＥＬ素子５０の輝度を電圧によって制御することは困難であった。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、輝度を容易に制御可能で且つ安価な有機ＥＬディスプレイを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、発光した光を共振させることにより、印加される電圧の変化に対して一定の変化量で輝度が変化する複数の有機ＥＬ素子がマトリックス状に配列された表示部と、前記有機ＥＬ素子を制御可能な制御手段とを備え、前記制御手段は、複数の電圧値によって、前記有機ＥＬ素子の輝度を制御することを特徴とする有機ＥＬディスプレイである。
【００１１】
また、請求項２の発明は、前記表示部は、前記各有機ＥＬ素子に対応させてスイッチ素子及びデータを一時的に記憶する記憶素子を有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発光した光を共振させることにより、電圧の変化に対して一定の変化量で輝度を変化させることが可能な複数の有機ＥＬ素子を設けることによって、有機ＥＬ素子の輝度を電圧によって制御することができる。従って、安価な電圧発生手段により電圧を制御することによって、有機ＥＬ素子の輝度を容易に制御することができるので、有機ＥＬディスプレイの製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明をアクティブマトリックス方式の有機ＥＬディスプレイに適用した一実施形態を説明する。図１は、本発明による有機ＥＬディスプレイの全体構成を示す。図２は、有機ＥＬディスプレイの表示部の一部の回路構成図である。図３は、有機ＥＬ素子の断面構造を示す図である。図４は、有機ＥＬ素子に印加された電圧と輝度との関係を示すグラフである。
【００１４】
図１に示すように、有機ＥＬディスプレイ１は、有機ＥＬディスプレイ１の制御全般を行う制御手段２と、データ線ドライバ３と、走査線ドライバ４と、電圧供給手段５と、電圧発生手段６と、表示部７とを備えている。
【００１５】
図１及び図２に示すように、制御手段２は、表示部７に設けられた走査線Ｘｎに順次電圧ＶＸを印加するように、走査線ドライバ４を制御する。尚、走査線Ｘｎに印加される電圧ＶＸは、電圧発生手段６を介して走査線ドライバ４に印加される。
【００１６】
また、制御手段２は、表示部７に設けられたデータ線Ｙｍのうち、発光させる有機ＥＬ素子Ｅｎｍが接続されたデータ線Ｙｍに電圧ＶＹを印加するようにデータ線ドライバ３を制御する。尚、データ線Ｙｍに印加される電圧ＶＹは、電圧発生手段６からデータ線ドライバ３を介して印加される。
【００１７】
また、制御手段２は、有機ＥＬ素子Ｅｎｍの輝度に対応させた所望の電圧を電圧供給線Ｓｍに印加するように電圧供給手段５を制御する。電圧供給線Ｓｍに印加される電圧は、電圧電圧発生手段６から電圧供給手段を介して印加される。ここで、電圧発生手段６は、電圧供給線Ｓｍに印加する電圧を４段階の電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４）に設定することができる。これによって、制御手段２は、電圧発生手段６を介して、電圧供給線Ｓｍに印加する電圧の値を、有機ＥＬ素子Ｅｎｍの輝度に応じて４段階のＶ１〜Ｖ４に設定することができる。
【００１８】
表示部７は、図２に示すように、走査線Ｘｎ（ｎ＝１、２・・）と、データ線Ｙｍ（ｍ＝１、２・・）と、電圧供給線Ｓｍと、ドライブ回路Ｄｎｍと、有機ＥＬ素子Ｅｎｍとを備えている。
【００１９】
走査線Ｘｎはｎ本設けられ、各走査線Ｘｎは、横方向に延び、所定の間隔を空けて平行に配列されている。データ線Ｙｍはｍ本設けられ、各データ線Ｙｍは、縦方向に延び、所定の間隔を空けて平行に配列されている。
【００２０】
電圧供給線Ｓｍはｍ本設けられ、各電圧供給線Ｓｍは、縦方向に延び、所定の間隔を空けて平行に配列されている。また、電圧供給線Ｓｍは、データ線Ｙｍとも所定の間隔を空けて、平行に配列されている。
【００２１】
ドライブ回路Ｄｎｍ及び有機ＥＬ素子Ｅｎｍは、ｎ×ｍ個設けられている。各ドライブ回路Ｄｎｍ及び有機ＥＬ素子Ｅｎｍは、隣接する２本の走査線Ｘｎと隣接するデータ線Ｙｍ及び電圧供給線Ｓｍに囲まれる領域に１個ずつ配置されている。
【００２２】
各ドライブ回路Ｄｎｍは、スイッチ素子として機能する薄膜トランジスタ（以下、トランジスタ）Ｔｎｍ１と、データ線Ｙｍから送られてきたデータを記憶するための記憶素子として機能するキャパシタＣｎｍと、電圧供給線Ｓｍから送られる電圧を有機ＥＬ素子Ｅｎｍに印加するための電圧ドライブ素子として機能する薄膜トランジスタ（以下、トランジスタ）Ｔｎｍ２とを有する。
【００２３】
トランジスタＴｎｍ１のゲートは走査線Ｘｎに接続されている。また、トランジスタＴｎｍ１のソースは、データ線Ｙｍに接続されると共に、トランジスタＴｎｍ１のドレインは、キャパシタＣｎｍの一方の電極及びトランジスタＴｎｍ２のゲートに接続されている。
【００２４】
キャパシタＣｎｍの他方の電極は、電圧供給線Ｓｍに接続されている。
【００２５】
トランジスタＴｎｍ２のソースは、電圧供給線Ｓｍに接続されると共に、トランジスタＴｎｍ２のドレインは、有機ＥＬ素子Ｅｎｍの陽極層に接続されている。
【００２６】
有機ＥＬ素子Ｅｎｍは、図３に示すように、基板２０上に、半透明反射膜２１、陽極層２２、正孔注入層２３、正孔輸送層２４、発光層２５、電子輸送層２６、電子注入層２７、陰極層２８が積層されている。
【００２７】
この有機ＥＬ素子では、基板２０側から光が発光するように構成されているので、基板２０は、ガラス基板等の光を透過する透明基板が用いられる。
【００２８】
半透明反射膜２１は、ＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜とが積層された多層構造に形成されている。この半透明反射膜２１は、発光層２５で発光された光の大部分を陰極層２８の方向に反射するが一部の光を透過する。
【００２９】
陽極層２２は、発光層２５により発光された光を透過可能な厚さ約１５０ｎｍ〜約１６０ｎｍのＩＴＯの透明電極からなる。
【００３０】
正孔注入層２３は、陽極層２２からの正孔の注入率を向上させるものであり、厚さ約７０ｎｍの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）からなる。正孔輸送層２４は、正孔注入層２３を介して陽極層２２から注入された正孔を円滑に発光層２５に輸送するためのものであり、厚さ約６０ｎｍのＮＰＢからなる。
【００３１】
発光層２５は、アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）に蛍光色素材料を適量ドープされた材料からなる。電子輸送層２６は、電子注入層２７を介して陰極層２８から注入された電子を円滑に発光層２５に輸送するためのものであり、厚み約３５ｎｍのＡｌｑ３からなる。電子注入層２７は、陰極層２８からの電子の注入率を向上させるものであり、厚さ約０．５ｎｍのＬｉＦからなる。
【００３２】
陰極層２８は、発光層２５によって発光された光を全反射可能な、厚さ約１５０ｎｍのＡｌからなる。
【００３３】
ここで半透明反射膜２１と陰極層２８との間の光学的距離（実際の距離に物質の屈折率をかけたもの）Ｌは、Ｌ＝ｋλ／２となるように構成されている。尚、ｋは整数、λは発光層２５が発光する光の波長とする。従って、発光層２５によって発光された光は、半透明反射膜２１と陰極層２８との間で共振する。そして、その共振した光の一部が半透明反射膜２１及び基板２０を透過して、外部へと放出される。
【００３４】
このように、半透明反射膜２１と陰極層２８との間で、発光層２５によって発光された光を共振させることによって、図４に示すように、有機ＥＬ素子Ｅｎｍに印加される電圧の変化に対して外部に放出される光の輝度（階調）の変化量を一定にすることができる。また、上記共振によって、発光層２５を構成する材料の蛍光スペクトル及びリン光スペクトルよりも、外部に放出される発光スペクトルのピークを鋭くすることができる。
【００３５】
次に、有機ＥＬディスプレイ１の動作説明を行う。
【００３６】
まず、制御手段２が、各走査線Ｘ１〜Ｘｎに順次電圧ＶＸを印加する。例えば、走査線Ｘ１に電圧が印加されている状態で、有機ＥＬ素子Ｅ１２を発光させる場合には、制御手段２が、データ線ドライバ３を介して、データ線Ｙ２に電圧ＶＹを印加するように制御すると共に、電圧Ｖ１〜Ｖ４のうち、所望の輝度に対応する電圧を電圧供給線Ｓ２に印加するように制御する。
【００３７】
このように走査線Ｘ１に電圧ＶＸが印加されることにより、トランジスタＴ１２１はゲートに電圧が印加されてＯＮ状態になっているので、トランジスタＴ１２１のソース及びドレインを介して、電圧ＶＹが印加されているデータ線Ｙ２からキャパシタＣ１２に電荷が供給される。
【００３８】
キャパシタＣ１２に電荷が供給されることにより、トランジスタＴ１２２のゲートに電圧が印加されることになり、トランジスタＴ１２２がＯＮ状態になる。これにより、電圧Ｖ１〜Ｖ４のいずれかが印加されている電圧供給線Ｓ２からトランジスタＴ１２２を介して、有機ＥＬ素子Ｅ１２に電圧Ｖ１〜Ｖ４のいずれかが印加されて、有機ＥＬ素子Ｅ１２が発光する。また、キャパシタＣ１２には、一定の期間電荷が保持されるので、有機ＥＬ素子Ｅ１２は、次に走査線Ｘ１に電圧が印加されるまで、発光し続けることができる。
【００３９】
ここで、電圧供給線Ｓ２から有機ＥＬ素子Ｅ１２に印加される電圧は、制御手段２によって、所望の輝度に合わせて電圧Ｖ１〜Ｖ４から選択されているので、有機ＥＬ素子Ｅ１２は、その印加される電圧に対応した輝度の光を発光する。
【００４０】
上述したように、有機ＥＬ素子Ｅｎｍに半透明反射膜２１を設け、半透明反射膜２１と陰極層２８によって発光層２５により発光された光を共振可能に構成したので、有機ＥＬ素子Ｅｎｍに印加される電圧の変化に対する、発光層２５により発光される光の輝度の変化量を一定にすることができる。従って、安価な電圧発生手段により電圧を制御することによって、有機ＥＬ素子Ｅｎｍの輝度（階調）を容易に制御することができると共に、有機ＥＬディスプレイ１の製造コストを低減することができる。
【００４１】
以上、上記実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更形態として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。
【００４２】
上記実施形態では、アクティブマトリックス方式の有機ＥＬディスプレイ１に本発明を適用したが、パッシブマトリックス方式の有機ＥＬディスプレイに本発明を適用してもよい。
【００４３】
また、上記半透明反射膜２１を構成する材料は、一例であり、誘電体多層膜や、光を透過可能な薄膜金属などを適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による有機ＥＬディスプレイの全体構成を示す。
【図２】有機ＥＬディスプレイの表示部の一部の回路構成図である。図３は、有機ＥＬ素子の断面構造を示す図である。
【図３】有機ＥＬ素子の断面構造を示す図である。
【図４】有機ＥＬ素子に印加された電圧と輝度との関係を示すグラフである。
【図５】従来の有機ＥＬディスプレイが有する有機ＥＬ素子の断面構造を示す図である。
【図６】従来の有機ＥＬ素子における印加された電圧と輝度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１    有機ＥＬディスプレイ
２    制御手段
３    データ線ドライバ
４    走査線ドライバ
５    電圧供給手段
６    電圧発生手段
７    表示部
２０  基板
２１  半透明反射膜
２２  陽極層
２３  正孔注入層
２４  正孔輸送層
２５  発光層
２６  電子輸送層
２７  電子注入層
２８  陰極層
Ｃｎｍ  キャパシタ
Ｄｎｍ  ドライブ回路
Ｅｎｍ  有機ＥＬ素子
Ｓｍ   電圧供給線
Ｔｎｍ１ トランジスタ
Ｔｎｍ２ トランジスタ
Ｖ１〜Ｖ４     電圧値
ＶＸ   電圧
ＶＹ   電圧
Ｘｎ   各走査線
Ｙｍ   データ線
【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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