(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層を含む少なくとも１つの有機層と該有機層を介して互いに対向する一対の電極とを有するＥＬ素子と、前記ＥＬ素子の一対の電極に電圧または電流を印加する電圧または電流印加手段とを備えたＥＬ照明装置を駆動する方法であって、
前記ＥＬ照明装置は異なる色の発光を生じる複数のＥＬ素子を備えており、
各色の前記ＥＬ素子において、当該ＥＬ素子の最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流の大きさを、当該ＥＬ素子の発光効率が最大値となる駆動時の印加電圧または電流の大きさよりも大きくなるように設定し、かつ、前記最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流値の発光効率が前記最大値の８０％以上となるように、前記各色のＥＬ素子毎に駆動時の印加電圧または電流の大きさを設定することを特徴とするＥＬ照明装置の駆動方法。
【請求項２】
発光層を含む少なくとも１つの有機層と該有機層を介して互いに対向する一対の電極とを有するＥＬ素子と、前記ＥＬ素子の一対の電極に電圧または電流を印加する電圧または電流印加手段とを備えたＥＬ照明装置であって、
前記ＥＬ照明装置は異なる色の発光を生じる複数のＥＬ素子を備えており、
各色の前記ＥＬ素子において、当該ＥＬ素子の最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流の大きさが、当該ＥＬ素子の発光効率が最大値となる駆動時の印加電圧または電流の大きさよりも大きくなるように設定され、かつ、前記最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流値の発光効率が前記最大値の８０％以上となるように、前記各色のＥＬ素子毎に駆動時の印加電圧または電流の大きさが設定されていることを特徴とするＥＬ照明装置。
【請求項３】
発光層を含む少なくとも１つの有機層と該有機層を介して互いに対向する一対の電極とを有する複数のＥＬ素子と、前記ＥＬ素子の一対の電極に電圧または電流を印加する電圧または電流印加手段とを備えてなり、前記複数のＥＬ素子がそれぞれ個別に駆動可能であるＥＬディスプレイを駆動する方法であって、
前記ＥＬディスプレイは異なる色の発光を生じる複数のＥＬ素子を備えており、
各色の前記ＥＬ素子において、当該ＥＬ素子の最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流の大きさを、当該ＥＬ素子の発光効率が最大値となる駆動時の印加電圧または電流の大きさよりも大きくなるように設定し、かつ、前記最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流値の発光効率が、前記最大値の８０％以上となるように、前記各色のＥＬ素子毎に駆動時の印加電圧または電流の大きさを設定することを特徴とするＥＬディスプレイの駆動方法。
【請求項４】
発光層を含む少なくとも１つの有機層と該有機層を介して互いに対向する一対の電極とを有する複数のＥＬ素子と、
前記ＥＬ素子の一対の電極に電圧または電流を印加する電圧または電流印加手段と、
前記複数のＥＬ素子のオン・オフを個別に切り替えるスイッチング手段とを備えたＥＬディスプレイであって、
前記ＥＬディスプレイは異なる色の発光を生じる複数のＥＬ素子を備えており、
各色の前記ＥＬ素子において、当該ＥＬ素子の最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流の大きさが、当該ＥＬ素子の発光効率が最大値となる駆動時の印加電圧または電流の大きさよりも大きくなるように設定され、かつ、前記最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流値の発光効率が前記最大値の８０％以上となるように、前記各色のＥＬ素子毎に駆動時の印加電圧または電流の大きさが設定されていることを特徴とするＥＬディスプレイ。
【請求項５】
発光層を含む少なくとも１つの有機層と該有機層を介して互いに対向する一対の電極とを有する複数のＥＬ素子と、
前記ＥＬ素子の一対の電極に電圧または電流を印加する電圧または電流印加手段と、
前記複数のＥＬ素子のオン・オフを個別に切り替えるスイッチング手段とを備えたＥＬディスプレイであって、
前記ＥＬディスプレイは異なる色の発光を生じる複数のＥＬ素子を備えており、
各色の前記ＥＬ素子において、当該ＥＬ素子の最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流の大きさを、当該ＥＬ素子の発光効率が最大値となる駆動時の印加電圧または電流の大きさよりも大きくなるように設定され、かつ、前記最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流値の発光効率が前記最大値の８０％以上となる範囲内で、前記各色のＥＬ素子毎に駆動時の印加電圧または電流の大きさを変化させ得る電圧または電流制御手段を備えてなることを特徴とするＥＬディスプレイ。
【請求項６】
請求項２に記載のＥＬ照明装置を備えた液晶装置。
【請求項７】
請求項６記載の液晶装置を備えた電子機器。
【請求項８】
請求項４または５に記載のＥＬディスプレイを備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＥＬ素子（エレクトロルミネッセンス素子）の発光特性を利用したＥＬディスプレイおよび照明装置に係り、特にＥＬ素子を駆動させるための消費電力を低減させるのに有効な駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電界発光を利用したＥＬ素子を用いて、ＥＬディスプレイや照明装置を構成することが行われている。
【０００３】
ＥＬ素子としては、例えば、少なくとも発光層を含む有機層を挟んで透明電極と金属電極を対向配置させたものがある。このような構成のＥＬ素子にあっては、透明電極と金属電極との間に電圧または電流を印加して発光層に電流を流すと、発光層が発光し、この発光層からの光が透明電極を透過して外部に放出されるようになっている。一般に、ＥＬ素子は、発光層に流れる電流が大きいほど高輝度で発光する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＥＬディスプレイや照明装置においては、明るい表示、高輝度の発光が要求されるので、ＥＬ素子に高電圧を印加し、発光層に流れる電流密度を大きくすることによって高輝度の発光を得ていたが、消費電力が大きいという欠点があった。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、ＥＬ素子を用いたＥＬディスプレイおよび照明装置における消費電力を低減させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、ＥＬ素子の発光特性について鋭意研究した結果、次の事項を知見した。すなわち、ＥＬ素子の発光層に流れる電流密度（単位：ｍＡ／ｃｍ2）と輝度（単位：ｃｄ／ｍ2）との関係は、図４中実線で示すように、電流密度が大きくなるにしたがって輝度も大きくなる。これに対して、電流密度と、発光効率（単位：ｌｍ／Ｗ）との関係は、図４中破線で示すように、電流密度が小さい領域では電流密度が大きくなるにしたがって発光効率も大きくなるが、やがて発光効率はピークとなり、このピークを過ぎると電流密度が大きくなるにしたがって発光効率が低減するのである。
【０００７】
このことから、従来のように、高輝度の発光を得るためにＥＬ素子に高電圧を印加して電流密度を大きくすると、発光効率が非常に悪くなり、このことが消費電力の増大の要因となっていることがわかった。
【０００８】
ここで、本明細書における発光効率とは、ＥＬ素子に電圧または電流を印加したときにＥＬ素子に流れる電流密度と、ＥＬ素子から発光される光の輝度を測定し、輝度をを光束（単位：ｌｍ）に換算して消費電力（単位：Ｗ）で除した値で表される。
【０００９】
そこで本発明は、ＥＬ素子の駆動条件として、発光効率が最も良い領域を用いることにより、効率良く消費電力の低減を図ったものである。
【００１０】
具体的には、例えば図５に示すように、予め、ＥＬ素子に印加する電圧または電流の大きさ（またはその印加電圧での電流値でもよい）と、その印加電圧値または電流値で得られる発光効率との関係を求めておく。そして、ＥＬ素子の駆動条件として、ＥＬ素子に印加する電圧または電流の値を、発光効率が最大値Ｐとなるときの印加電圧値Ｖ０またはその付近の値に設定するのが好ましい。特に、ＥＬ素子への印加電圧または電流を、発光効率が最大値Ｐの８０％以上となる印加電圧値（または電流値）Ｖ１〜Ｖ２または電流値の範囲内で設定することが、発光効率を増大させて消費電力の低減を図りつつ実用的な輝度を得るうえで好ましく、さらに印加電圧（または電流値）を上記Ｖ１〜Ｖ２の範囲内で可変とすれば、発光光の輝度を制御できるので、カラー表示のＥＬディスプレイにおける中間調表示にも好適に対応することができる。
【００１１】
すなわち、上記の課題を解決するために、本発明のＥＬ照明装置の駆動方法は、発光層を含む少なくとも１つの有機層と該有機層を介して互いに対向する一対の電極とを有するＥＬ素子と、前記ＥＬ素子の一対の電極に電圧または電流を印加する電圧または電流印加手段とを備えたＥＬ照明装置を駆動する方法であって、前記ＥＬ照明装置は異なる色の発光を生じる複数のＥＬ素子を備えており、各色の前記ＥＬ素子において、当該ＥＬ素子の最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流の大きさを、当該ＥＬ素子の発光効率が最大値となる駆動時の印加電圧または電流の大きさよりも大きくなるように設定し、かつ、前記最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流値の発光効率が前記最大値の８０％以上となるように、前記各色のＥＬ素子毎に駆動時の印加電圧または電流の大きさを設定することを特徴とする。
【００１２】
したがって、ＥＬ素子の発光効率が最も良い領域を用いて照明を行うので、低消費電力で実用的な輝度を効率良く得ることができ、消費電力の低減を効果的に図ることができる。
【００１３】
前記ＥＬ照明装置が、異なる色の発光を生じる複数のＥＬ素子を備えている場合には、発光色が異なるＥＬ素子毎に、印加電圧または電流の大きさと、その印加電圧値または電流値で得られる発光効率との関係が異なっているので、各色のＥＬ素子毎に、駆動時の印加電圧または電流の大きさを、発光効率が最大値の８０％以上となるように設定するのが好ましい。
【００１４】
かかる構成によれば、照明装置を構成している各色のＥＬ素子にそれぞれにおいて、ＥＬ素子の発光効率が最も良い領域を用いて照明を行うので、低消費電力で実用的な輝度を効率良く得ることができ、消費電力の低減を効果的に図ることができる。
【００１５】
本発明のＥＬ照明装置は、発光層を含む少なくとも１つの有機層と該有機層を介して互いに対向する一対の電極とを有するＥＬ素子と、前記ＥＬ素子の一対の電極に電圧または電流を印加する電圧または電流印加手段とを備えたＥＬ照明装置であって、前記ＥＬ照明装置は異なる色の発光を生じる複数のＥＬ素子を備えており、各色の前記ＥＬ素子において、当該ＥＬ素子の最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流の大きさが、当該ＥＬ素子の発光効率が最大値となる駆動時の印加電圧または電流の大きさよりも大きくなるように設定され、かつ、前記最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流値の発光効率が前記最大値の８０％以上となるように、前記各色のＥＬ素子毎に駆動時の印加電圧または電流の大きさが設定されていることを特徴とする。
【００１６】
したがって、ＥＬ素子の発光効率が最も良い領域で駆動されるので、低消費電力で実用的な輝度を効率良く得ることができ、消費電力が効果的に低減される。
【００１７】
本発明のＥＬ照明装置が、異なる色の発光を生じる複数のＥＬ素子を備えている場合、発光色が異なるＥＬ素子毎に、印加電圧または電流の大きさと、その印加電圧値または電流値で得られる発光効率との関係が異なっているので、各色のＥＬ素子毎に、駆動時の印加電圧または電流の大きさが設定されていることが好ましい。
【００１８】
かかる構成によれば、照明装置を構成している各色のＥＬ素子にそれぞれにおいて、ＥＬ素子の発光効率が最も良い領域を用いて照明が行われるので、低消費電力で実用的な輝度を効率良く得ることができ、消費電力の低減を効果的に図ることができる。
【００１９】
本発明のＥＬディスプレイの駆動方法は、発光層を含む少なくとも１つの有機層と該有機層を介して互いに対向する一対の電極とを有する複数のＥＬ素子と、前記ＥＬ素子の一対の電極に電圧または電流を印加する電圧または電流印加手段とを備えてなり、前記複数のＥＬ素子がそれぞれ個別に駆動可能であるＥＬディスプレイを駆動する方法であって、前記ＥＬディスプレイは異なる色の発光を生じる複数のＥＬ素子を備えており、各色の前記ＥＬ素子において、当該ＥＬ素子の最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流の大きさを、当該ＥＬ素子の発光効率が最大値となる駆動時の印加電圧または電流の大きさよりも大きくなるように設定し、かつ、前記最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流値の発光効率が、前記最大値の８０％以上となるように、前記各色のＥＬ素子毎に駆動時の印加電圧または電流の大きさを設定することを特徴とする。
【００２０】
したがって、ＥＬ素子の発光効率が最も良い領域を用いてディスプレイの表示を行うので、低消費電力で実用的な輝度を効率良く得ることができ、消費電力の低減を効果的に図ることができる。
【００２１】
本発明のＥＬディスプレイの駆動方法は、前記ＥＬディスプレイが、色の異なる発光を生じる複数のＥＬ素子を備えている場合には、各色のＥＬ素子毎に、駆動時の印加電圧または電流の大きさを設定することが好ましい。
【００２２】
かかる構成によれば、ディスプレイを構成している各色のＥＬ素子にそれぞれにおいて、ＥＬ素子の発光効率が最も良い領域を用いて照明が行われるので、低消費電力で実用的な輝度を効率良く得ることができ、消費電力の低減を効果的に図ることができる。
【００２３】
本発明のＥＬディスプレイは、発光層を含む少なくとも１つの有機層と該有機層を介して互いに対向する一対の電極とを有する複数のＥＬ素子と、前記ＥＬ素子の一対の電極に電圧または電流を印加する電圧または電流印加手段と、前記複数のＥＬ素子のオン・オフを個別に切り替えるスイッチング手段とを備えたＥＬディスプレイであって、前記ＥＬディスプレイは異なる色の発光を生じる複数のＥＬ素子を備えており、各色の前記ＥＬ素子において、当該ＥＬ素子の最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流の大きさが、当該ＥＬ素子の発光効率が最大値となる駆動時の印加電圧または電流の大きさよりも大きくなるように設定され、かつ、前記最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流値の発光効率が前記最大値の８０％以上となるように、前記各色のＥＬ素子毎に駆動時の印加電圧または電流の大きさが設定されていることを特徴とする。
【００２４】
したがって、ＥＬ素子の発光効率が最も良い領域で駆動されるので、低消費電力で実用的な輝度を効率良く得ることができ、消費電力が効果的に低減される。
【００２５】
本発明のＥＬディスプレイが、色の異なる発光を生じる複数のＥＬ素子を備えている場合、各色のＥＬ素子毎に、駆動時の印加電圧または電流の大きさが設定されていることが好ましい。
【００２６】
かかる構成によれば、ディスプレイを構成している各色のＥＬ素子にそれぞれにおいて、ＥＬ素子の発光効率が最も良い領域を用いてディスプレイの表示が行われるので、低消費電力で実用的な輝度を効率良く得ることができ、消費電力の低減を効果的に図ることができる。
【００２７】
あるいは、本発明のＥＬディスプレイは、発光層を含む少なくとも１つの有機層と該有機層を介して互いに対向する一対の電極とを有する複数のＥＬ素子と、
前記ＥＬ素子の一対の電極に電圧または電流を印加する電圧または電流印加手段と、前記複数のＥＬ素子のオン・オフを個別に切り替えるスイッチング手段とを備えたＥＬディスプレイであって、前記ＥＬディスプレイは異なる色の発光を生じる複数のＥＬ素子を備えており、各色の前記ＥＬ素子において、当該ＥＬ素子の最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流の大きさを、当該ＥＬ素子の発光効率が最大値となる駆動時の印加電圧または電流の大きさよりも大きくなるように設定され、かつ、前記最大輝度を得る駆動時の印加電圧または電流値の発光効率が前記最大値の８０％以上となる範囲内で、前記各色のＥＬ素子毎に駆動時の印加電圧または電流の大きさを変化させ得る電圧または電流制御手段を備えてなる構成とすることもできる。
【００２８】
したがって、中間調表示を行うことができるとともに、ＥＬ素子の発光効率が最も良い領域で中間調表示が行われるので、低消費電力で実用的な輝度を効率良く得ることができ、消費電力が効果的に低減される。
【００２９】
さらに色の異なる発光を生じる複数のＥＬ素子を備えた構成とすれば、フルカラー表示が可能であり、ＥＬ素子の発光効率が最も良い領域でフルカラー表示が行われるので、低消費電力で実用的な輝度を効率良く得ることができ、消費電力が効果的に低減される。
【００３０】
また本発明の液晶装置は、本発明のＥＬ照明装置を備えたものであるので、低消費電力型の液晶装置を実現することができる。
【００３１】
また本発明の電子機器は、本発明の液晶装置、または本発明のＥＬディスプレイを備えたものであるので、低消費電力型の電子機器を実現することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
[第１実施形態のＥＬ照明装置]
図１は、本発明のＥＬ照明装置の一実施形態を示した図であり、ＥＬ照明装置に備えられたＥＬ素子を示した模式断面図である。
【００３４】
符号１は、ガラスなどからなる透明基板を示している。本実施形態のＥＬ照明装置において、透明基板１上には、複数のＥＬ素子１０が配置されており、透明電極２および金属電極５間に電圧または電流を印加するための電圧または電流印加手段１５が設けられている。
【００３５】
ＥＬ素子１０は、透明基板１上に、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ、以下、ＩＴＯと略記する。）膜などからなる透明電極２と、透明電極２から正孔を注入しやすくする正孔輸送層３と、ＥＬ材料からなる発光層４と、金属電極５とが順に積層されたものであり、発光層４を介して透明電極２と金属電極５とが互いに対向するようになっている。
【００３６】
本実施形態におけるＥＬ素子１０では、透明電極２が陽極として機能し、金属電極５が陰極として機能するように構成されている。
【００３７】
正孔輸送層３としては、例えば、４、４’−ビス（ｍ−トリルフェニルアミノ）ビフェニル（ＴＰＤ）、４、４’−ビス［Ｎ−（１ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、４、４’、４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）などのトリフェニルアミン誘導体や、ポリビニルカルバゾール、ポリエチレンジオキシチオフェンなど、従来の正孔輸送層に使用されている材料を使用したものなどが挙げられる。また、正孔輸送層３に使用される材料としては、１種または複数種使用することができる。
【００３８】
発光層４としては、従来の発光層に使用されている有機ＥＬ材料（エレクトロルミネッセンス材料）からなるものを用いることができる。発光層４を構成する有機ＥＬ材料の種類によって、ＥＬ素子１０から発光される光の色が変わるので、得ようとする照明光の色に応じて発光層４の材料を適宜選択すればよい。
【００３９】
例えば緑色の発光を生じるＥＬ材料としては、キナクリドンおよびその誘導体などがある。赤色発光を生じるＥＬ材料としては、ローダミンおよびその誘導体などがある。青色発光を生じるＥＬ材料としては、ジスチリルビフェニルおよびその誘導体、クマリンおよびその誘導体、テトラフェニルブタジエンおよびその誘導体などがある。
【００４０】
１つの発光層４を形成するのに使用されるＥＬ材料は１種でもよく複数種を併用してもよい。
【００４１】
金属電極５としては、例えば、アルミニウム、銀、銀合金、マグネシウムなど、従来の金属電極に使用されている材料を使用したものなどが挙げられる。
【００４２】
かかる構成のＥＬ照明装置を駆動して照明光を得る際には、透明電極２および金属電極５間に所定の電圧または電流を印加して発光層４を発光させる。発光層４からの光は透明電極２および透明基板１を透過して、透明基板１側（図１において下側）から外部に向かって出射される。
【００４３】
印加電圧値または電流値を設定するにあたっては、予め、ＥＬ素子１０について、例えば図５に示すような印加電圧値または電流値（またはその印加電圧での電流値でもよい）と、その印加電圧または電流値で得られる発光効率との関係を求めておく。そして、透明電極２および金属電極５間に印加する電圧または電流の値を、発光効率が最大値Ｐとなるときの印加電圧値（または電流値）Ｖ０またはその付近の値に設定する。好ましくは発光効率が最大値Ｐの８０％以上となる印加電圧値（または電流値）Ｖ１〜Ｖ２の範囲内の値に設定する。特に、この範囲内でも、発光効率が最大値Ｐとなるときの印加電圧値（または電流値）Ｖ０よりも高電圧側（または電流が大きい側）の範囲、すなわちＶ０〜Ｖ２の範囲内の値に設定した方が、同じ発光効率でもより高輝度の発光が得られるのでより好ましい。
【００４４】
ＥＬ照明装置を構成している複数のＥＬ素子１０が、発光層４の材料が異なる複数種のＥＬ素子、すなわち異なる色の発光を生じる複数種のＥＬ素子で構成されている場合には、発光層４の材料が異なるＥＬ素子毎に印加電圧または電流と発光効率との関係が異なるので、各種類のＥＬ素子毎に、駆動時の印加電圧または電流の大きさを、それぞれ上記の好ましい範囲内に設定する。
【００４５】
本実施形態によれば、ＥＬ照明装置を構成しているそれぞれのＥＬ素子１０で、高い発光効率が得られる条件で駆動されるので、低消費電力で実用的な輝度を効率良く得ることができ、駆動時の消費電力の低減を図ることができる。
【００４６】
また、このような駆動方法と合わせて、例えばＥＬ素子１０の透明基板１の外側面上に光散乱層を設けるなど、構造的にＥＬ素子１０からの発光量（輝度）を向上させる構成を採用することにより、低消費電力で、より高輝度の発光が得られるようになる。
【００４７】
本実施形態のＥＬ照明装置は、例えば液晶ディスプレイやプロジェクタなど各種の液晶装置における照明装置として好適に用いられ、低消費電力型の液晶装置を実現することができる。
【００４８】
[第２実施形態のＥＬディスプレイ]
図２は、本発明のＥＬディスプレイの一実施形態を示した図であり、基板側から見た平面図である。図３は、図２に示したＥＬディスプレイの一部を示した概略断面図である。
【００４９】
本実施形態のＥＬディスプレイは、ガラスなどからなる透明基板１上に、赤色の発光を生じるＥＬ素子１０Ｒ、緑色の発光を生じるＥＬ素子１０Ｇ、および青色の発光を生じるＥＬ素子１０Ｂがマトリクス状に配置されている。各ＥＬ素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの周囲には、樹脂ブラックレジストなどからなる隔壁８が設けられている。
【００５０】
各色のＥＬ素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂはいずれも、図１に示したＥＬ照明装置におけるＥＬ素子１０とほぼ同様の構成を有しているが、発光層４を形成しているＥＬ材料がそれぞれ異なっている。
【００５１】
すなわちＥＬ素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは透明基板１上に、ＩＴＯ膜などからなる透明電極２と、正孔輸送層３と、ＥＬ材料からなる発光層４と、金属電極５とが順に積層された構成を有する。
【００５２】
また図示していないが、各ＥＬ素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの透明電極２および金属電極５間に電圧または電流を印加するための電圧または電流印加手段が設けられるとともに、個々のＥＬ素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂにおける電圧または電流印加のオン・オフを個別に切り替える薄膜トランジスタ（Tin  Film  Transistor；TFTともいう）などのスイッチング手段が設けられている。（図示省略）かかる構成のＥＬディスプレイにあっては、各ＥＬ素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが個々の画素を形成する。そして電圧または電流印加手段およびスイッチング素子によって、画像を形成する画素のＥＬ素子１０Ｒ（１０Ｇまたは１０Ｂ）に対して電圧または電流印加を行う。電圧または電流が印加されるとＥＬ素子１０Ｒ（１０Ｇまたは１０Ｂ）に電流が流れて発光層４が発光する。この発光層４からの光は透明電極２および透明基板１を透過して、透明基板１側（図において下側）から外部に向かって出射されるので画素が点灯し、透明基板１側の表示面にカラー画像が表示される。
【００５３】
本実施形態のＥＬディスプレイにおいて、各ＥＬ素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂに印加する電圧または電流の大きさは次のようにして設定する。すなわち、予め、各色のＥＬ素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂについて、例えば図５に示すような印加電圧値または電流値（またはその印加電圧での電流値でもよい）と、その印加電圧値または電流値で得られる発光効率との関係を、それぞれ求めておく。印加電圧値（電流値）と発光効率との関係は発光層４を形成しているＥＬ材料によって異なる。
【００５４】
そして、各色のＥＬ素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ毎に、透明電極２および金属電極５間に印加する電圧または電流の値を、発光効率が最大値Ｐとなるときの印加電圧値（または電流値）Ｖ０またはその付近の値にそれぞれ設定する。好ましくは発光効率が最大値Ｐの８０％以上となる印加電圧値（または電流値）Ｖ１〜Ｖ２の範囲内の値に設定する。特に、この範囲内でも、発光効率が最大値Ｐとなるときの印加電圧値（または電流値）Ｖ０よりも高電圧側（または電流が大きい側）の範囲、すなわちＶ０〜Ｖ２の範囲内の値に設定した方が、同じ発光効率でもより高輝度の発光が得られるのでより好ましい。
【００５５】
本実施形態によれば、ＥＬディスプレイを構成している各色のＥＬ素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが、それぞれ高い発光効率が得られる条件で駆動されるので、低消費電力で実用的な輝度を効率良く得ることができ、駆動時の消費電力の低減を効果的に図ることができる。
【００５６】
また、このような駆動方法と合わせて、例えば透明基板１の外側面上に光散乱層を設けるなど、構造的にＥＬ素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂからの発光量（輝度）を向上させる構成を採用することにより、低消費電力で、より高輝度の発光が得られるようになる。
【００５７】
また、本実施形態のＥＬディスプレイにおいて、個々のＥＬ素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂに印加される電圧または電流の大きさを個別に変化させることができる電圧または電流制御手段（図示せず）を設けると、カラー画像における中間調表示も可能となる。
【００５８】
この場合には、各色のＥＬ素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ毎に、発光効率が最大値Ｐの８０％以上となる印加電圧値（または電流値）Ｖ１〜Ｖ２の範囲を求めておき、各画素において得ようとする色調に応じて、この範囲内の印加電圧値（または電流値）をＥＬ素子１０Ｒ（１０Ｇまたは１０Ｂ）に印加する。
【００５９】
特に、この印加電圧値（または電流値）Ｖ１〜Ｖ２の範囲内でも、発光効率が最大値Ｐとなるときの印加電圧値（または電流値）Ｖ０よりも高電圧側（または電流が大きい側）の範囲、すなわちＶ０〜Ｖ２の範囲内の値に設定した方が、同じ発光効率でもより高輝度の発光が得られるので、印加電圧（または電流）Ｖ２での輝度を最大輝度として、これよりも印加電圧または電流が小さい範囲で中間調表示を行うのが好ましい。
【００６０】
ＥＬ素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂから発光される光は、これに印加される電圧または電流の大きさに応じて輝度が変化するので、印加電圧または電流を制御して、ＥＬ素子１０Ｒから発光される赤色の光、および／またはＥＬ素子１０Ｇから発光される緑色の光、および／またはＥＬ素子１０Ｂから発光される青色の光の輝度を変化させることによって、視認される画像の色調を微妙に変化させることができ、精細な中間調表示が可能となる。
【００６１】
また、ＥＬ素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂへの印加電圧または電流の変化は、高い発光効率が得られる範囲（Ｖ１〜Ｖ２）で行われるので、低消費電力で実用的な輝度を効率良く得ることができ、駆動時の消費電力の低減を図ることができる。
【００６２】
よって、低消費電力でのフルカラー表示を行うことが可能となる。
【００６３】
なお、上記の各実施形態においては、本発明のＥＬ素子の一例として、図１に示すように、透明電極２と、正孔輸送層３と、発光層４Ｇと、金属電極５とからなるものを例に挙げて説明したが、本発明のＥＬ素子はこの例に限定されるものではない。
【００６４】
［電子機器］
次に、上記実施形態のＥＬ照明装置またはＥＬディスプレイを備えた電子機器の具体例について説明する。
【００６５】
図６（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図６（ａ）において、２００は携帯電話本体を示し、２０１は表示部を示している。
【００６６】
かかる構成の携帯電話本体２０１において、表示部２０１を、上記実施形態のＥＬ照明装置を備えた液晶表示装置、または上記実施形態のＥＬディスプレイを用いて構成することができる。
【００６７】
図６（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図６（ｂ）において、３００は情報処理装置、３０１はキーボードなどの入力部、３０３は情報処理本体、３０２は表示部を示している。
【００６８】
かかる構成の情報処理装置３００において、表示部３０１を、上記実施形態のＥＬ照明装置を備えた液晶表示装置、または上記実施形態のＥＬディスプレイを用いて構成することができる。
【００６９】
図６（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図６（ｃ）において、４００は時計本体を示し、４０１は表示部を示している。
【００７０】
かかる構成の腕時計本体４００において、表示部４０１を、上記実施形態のＥＬ照明装置を備えた液晶表示装置、または上記実施形態のＥＬディスプレイを用いて構成することができる。
【００７１】
図６（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上記実施形態のＥＬ照明装置または上記実施形態のＥＬディスプレイを備えたものであるので、小さい消費電力で実用的な明るさの画像が得られる。
【００７２】
【実施例】
「試験例１」
上記実施形態にしたがって、図２および図３に示した構成を有するＥＬディスプレイを作製した。ただし、全部の画素を緑色の発光を生じるＥＬ素子１０Ｇで構成した。またこのＥＬディスプレイの表示画面の大きさは、２インチサイズの携帯電話の表示画面と同じ大きさとした。
【００７３】
ここで用いたＥＬ素子１０Ｇに印加する電圧または電流の大きさを変化させたときの輝度の変化および発光効率の変化は、図４に示すとおりである。図４において、横軸はＥＬ素子１０Ｇの電極間に流れる電流密度（単位：ｍＡ／ｃｍ2）を示す。左側の縦軸はその電流密度の電流が流れたときに発光した光の輝度（単位：ｃｄ／ｍ2）を示し、右側の縦軸はその電流密度の電流が流れたときの発光効率（単位：ｌｍ／Ｗ）を示す。また実線Ｂは電流密度と輝度との関係を示すグラフであり、破線Ｃは電流密度と発光効率との関係を示すグラフである。
【００７４】
このグラフからわかるように、この例で用いたＥＬ素子１０Ｇの発光効率の最大値Ｐは約６ルーメン(ｌｍ)／Ｗである。したがって発光効率の最大値Ｐの８０％の値は約４．８ルーメン(ｌｍ)／Ｗとなるので、発光効率が約４．８ルーメン(ｌｍ)／Ｗとなる電流密度０．４５ｍＡ／ｃｍ2よりも小さい電流密度で中間調表示を行った。即ち、電流密度０．４５ｍＡ／ｃｍ2での輝度５０ｃｄ／ｍ2が最大輝度となるように設定し、電流密度０．４５ｍＡ／ｃｍ2よりも小さい電流密度での輝度で中間調を設定する。
【００７５】
実際に、輝度が０〜５０ｃｄ／ｍ2の範囲となるように印加電圧または電流を変化させて中間調表示を行ったところ、消費電力の最大値は約２５ｍＷであり、平均値は約４ｍＷであった。
【００７６】
ところで、上記試験例１のＥＬ素子１０Ｇと同じＥＬ素子が用いられている従来の携帯電話のカラー画面表示においては、通常、電流密度９ｍＡ／ｃｍ2で得られる約１０００ｃｄ／ｍ2を最大輝度として、これよりも小さい電流密度で中間調表示を行っていた。そしてこの場合に必要な消費電力は、最大で約８８５ｍＷであり、平均的には約４００ｍＷであった。
【００７７】
なお、上記試験例１は、緑色の発光を生じるＥＬ素子１０Ｇに関する試験であったが、赤色の発光を生じるＥＬ素子１０Ｒにおいても、また青色の発光を生じるＥＬ素子１０Ｂにおいても、同様に、電流密度が大きくなるにしたがって輝度は大きくなるが、発光効率はピークを示す傾向があることが認められた。
【００７８】
また各色のＥＬ素子１０Ｒ（１０Ｂ）についても、同様にして、それぞれＥＬ素子１０Ｒ（１０Ｂ）に印加する電圧または電流の大きさを変化させたときの輝度の変化および発光効率の変化を調べた。そして、それぞれに発光効率が最大値の８０％となるとき輝度を最大輝度として、２インチサイズの表示画面で中間調表示を行ったところ、消費電力が、従来の携帯電話のカラー画面表示に比べて著しく小さくなることが認められた。
【００７９】
このように、ＥＬディスプレイを構成している、各ＥＬ素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂについて、それぞれに発光効率が最大値の８０％となるとき輝度を最大輝度として中間調表示を行えば、発光効率が最も良い範囲で表示を行うことができるので、消費電力を大幅に低減することができる。
【００８０】
よって、超低消費電力でフルカラー表示を行うことが可能である。
【００８１】
図７（ａ）は、ＥＬ素子１０Ｇに印加する電流の大きさを変化させたときの輝度の変化および発光効率の変化をあらわしたものである。図７（ａ）において、横軸はＥＬ素子１０Ｇの電極間に流れる電流密度（単位：ｍＡ／ｃｍ2）を示す。左側の縦軸はその電流密度の電流が流れたときに発光した光の輝度（単位：ｃｄ／ｍ2）を示し、右側の縦軸はその電流密度の電流が流れたときの発光効率（単位：ｌｍ／Ｗ）を示す。また実線Ｂは電流密度と輝度との関係を示すグラフであり、破線Ｃは電流密度と発光効率との関係を示すグラフである。
【００８２】
このグラフからわかるように、この例で用いたＥＬ素子１０Ｇの発光効率の最大値Ｐは約６ルーメン(ｌｍ)／Ｗである。したがって発光効率の最大値Ｐの８０％の値は約４．８ルーメン(ｌｍ)／Ｗとなるので、発光効率が約４．８ルーメン(ｌｍ)／Ｗとなる電流密度は０．００４ｍＡ／ｃｍ2と０．４５ｍＡ／ｃｍ2が存在する。ここで、上限側の電流密度０．４５ｍＡ／ｃｍ2での輝度５０ｃｄ／ｍ2が最大輝度となるように設定して表示し、電流密度０．４５ｍＡ／ｃｍ2よりも小さい電流密度での輝度で中間調を設定して表示を行った。
【００８３】
ここで、フル階調表示とされる一般的な自然画の画像を解像度ＶＧＡ（６４０ｘＲＧＢｘ４８０）のＥＬ素子で表示したときのＧ画素の輝度を調べた結果が図７（ｂ）である。図７（ｂ）において、横軸はＧ画素の輝度であり、縦軸はその輝度の画素総数を調べた結果である。なお、輝度が０〜５０ｃｄ／ｍ2の範囲で表示を行った。
【００８４】
このグラフからわかるように、図７（ｂ）において中間調表示で表示頻度（画素数）の最も多いときの輝度をＰ´とすると、図７（ａ）においてこの輝度Ｐ´に相当する部分は発光効率の最大値Ｐ付近に相当することになる。一般的な自然画の画像では階調表示範囲が発光効率が最大値Ｐの概ね８０％の範囲にあるうえ、一般的な自然画の画像では輝度Ｐ´付近となる中間調が占める割合が非常に高く、この割合の高い輝度Ｐ´付近となる中間調を表示するときの発光効率が最大値Ｐ付近に相当することになる。つまり、一般的な自然画の表示において、表示頻度が最も多い中間調表示において大幅に消費電力を低減することができる。
【００８５】
また、破線Ｃの特性から判るように発光効率はある所定の電流密度の値でピークを有するため、発光効率８０％における電流密度の値は、発光効率が最大となる所定の電流密度の値を挟んで二つ（下限側０．００４ｍＡ／ｃｍ2、上限側０．４５ｍＡ／ｃｍ2）存在する。従って、図７（ｂ）の表示画素の階調分布からしても、最大輝度を発光効率が最大値の８０％以上となるように設定するとともに、とり得る電流密度の値が発光効率が最大となるときの所定の電流密度の値よりも大きい値となるように設定することが好ましい。
【００８６】
以上のことから、最大輝度を発光効率が最大値の８０％以上となるように設定すると、発光効率が最も良い範囲で画素の多数を占める中間調の表示を行うことができるので、消費電力を大幅に低減することができる。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＥＬ素子を用いてなるＥＬ照明装置およびＥＬディスプレイにおいて、ＥＬ素子の駆動時に印加する電圧または電流の大きさを、そのＥＬ素子における発光効率が、最大値の８０％以上となるように設定することによって、低消費電力で実用的な輝度を効率良く得ることができ、消費電力の低減を効果的に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のＥＬ照明装置の一例を模式的に示した部分断面図である。
【図２】  本発明のＥＬディスプレイの一例を示した図であり、基板側から見た平面図である。
【図３】  図２に示したＥＬディスプレイの一部を示した概略断面図であり、図２のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】  ＥＬ素子における電流密度と、輝度および発光効率との関係を示したグラフである。
【図５】  本発明における電圧または電流の設定範囲を説明するためのグラフである。
【図６】  図６（ａ）は、上記実施形態のＥＬディスプレイを備えた携帯電話の一例を示す図であり、図６（ｂ）は、上記実施形態のＥＬディスプレイを備えた携帯型情報処理装置の一例を示す図であり、図６（ｃ）は、上記実施形態のＥＬディスプレイを備えた腕時計型電子機器の一例を示す図である。
【図７】  図７（ａ）は、ＥＬ素子１０Ｇに印加する電流の大きさを変化させたときの輝度の変化および発光効率の変化をあらわしたものであり、図７（ｂ）は、Ｇ画素の輝度およびその輝度の画素総数を調べた結果である。
【符号の説明】
１  透明基板
２  透明電極
４  発光層
５  金属電極
８  隔壁
１０、１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ  ＥＬ素子
【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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