JP2020080299A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロキャビティ構造を有する発光素子の視野角度に対する変化率を低下させる。【解決手段】表示装置は、基板と、基板上の複数のマイクロキャビティ構造を有する第１発光素子と、を含む。複数の第１発光素子のそれぞれは、第１発光膜と、第１発光膜を挟む第１上部電極及び第１下部電極と、を含む。第１発光膜の発光スペクトルのピーク波長は、比視感度曲線の傾きが負である波長域に存在する。視野角度０°〜６０°におけるマイクロキャビティ構造の多重干渉スペクトルのピーク波長の波長域において、比視感度曲線の傾きは負であり、発光スペクトルの傾きは正である。【選択図】図３Ａ

Description

本開示は、表示装置に関する。

ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子は電流駆動型の自発光素子であるため、バックライトが不要となる上に、低消費電力、広視野角、高コントラスト比が得られるなどのメリットがあり、フラットパネルディスプレイの開発において期待されている。

トップエミッション構造のＯＬＥＤ素子は、ボトムエミッション構造より高い効率を実現できる。また、より高い効率を実現する構造として、上下電極間での光の共振効果を利用するマイクロキャビティ構造が知られている。

トップエミッションマイクロキャビティ構造において、反射材料でアノード電極が構成され、カソード電極は半反射かつ半透明材料、例えばＭｇＡｇで構成される。ＯＬＥＤ素子の各膜厚を調整することで、ＯＬＥＤ素子内部である波長で共振させて輝度を向上させる共振効果（キャビティ効果）を得る事ができる。マイクロキャビティ構造は、特定波長の光を選択的に共振させて強調し、他の波長光を弱める。これにより、輝度と色純度が向上する。

またトップエミッションマイクロキャビティ構造では、カソード電極の直上に空気と接触するキャップ層を形成する場合、特開２０１８−１９０６６６号公報の［００１２］行に記載されているように視野角による色度変化や輝度変化が大きくなる一方で、光取り出し効率が高くなり、正面輝度が増加することが知られている。これは、国際公開第２０１３／１７９５３６号の［０００６］行に記載されているように、キャップ層がその下のカソードよりも屈折率が高いために起こる。つまりキャップ層の屈折率が高いほど正面輝度が向上する一方で視野角の依存性が大きくなるのである。

米国特許出願公開２００３／００３４９３８号 米国特許６４０６８０１号 特開２０１１−９６３７９号公報 特開２０１８−１９０６６６号公報 国際公開第２０１３／１７９５３６号

しかし、素子の正面を基準とする光の出射角度によってマイクロキャビティ構造における光学距離が変化することにより、共振する波長、つまり外部に強調して取出される波長が変化する。そのため、マイクロキャビティ構造は、色度や輝度の変化を起こしやすく、特に、赤色でその変化を大きく感じる。また、ユーザが素子を見る角度（視野角度）に対する色度、輝度の変化が急激であるとユーザの目につきやすく、マイクロキャビティ構造を表示装置に適用した場合に、その課題が顕著になる。

本開示の一態様の表示装置は、基板と、前記基板上の複数のマイクロキャビティ構造を有する第１発光素子と、を含む。前記複数の第１発光素子のそれぞれは、第１発光膜と、前記第１発光膜を挟む第１上部電極及び第１下部電極と、を含む。前記第１発光膜の発光スペクトルのピーク波長は、比視感度曲線の傾きが負である波長域に存在する。視野角度０°〜６０°における前記マイクロキャビティ構造の多重干渉スペクトルのピーク波長の波長域において、前記比視感度曲線の傾きは負であり、前記発光スペクトルの傾きは正である。

本開示の一態様によれば、マイクロキャビティ構造を有する発光素子の視野角度に対する変化率を低下させることができる。

ＯＬＥＤ表示装置の構成例を模式的に示す。 ＯＬＥＤ素子の構造例を示す断面図である。 特定の色のＯＬＥＤ素子の内部発光スペクトル曲線、マイクロキャビティ構造の多重干渉スペクトル曲線、及び、比視感度曲線の関係を示すグラフである。 比視感度曲線と内部発光スペクトル曲線との関係を示すグラフである。 比視感度曲線、多重干渉スペクトル曲線（角度０°）、多重干渉スペクトル曲線（角度６０°）の関係を示すグラフである。 内部発光スペクトル曲線、多重干渉スペクトル曲線（角度０°）、多重干渉スペクトル曲線（角度６０°）の関係を示すグラフである。 内部発光スペクトル曲線の傾きを説明するグラフである。 異なるスペクトル関係を有するＯＬＥＤ素子サンプルの測定結果を示すグラフである。 異なるスペクトル関係を有するＯＬＥＤ素子サンプルの測定結果を示すグラフである。 異なるスペクトル関係を有するＯＬＥＤ素子サンプルの測定結果を示すグラフである。 トップエミッション型ＯＬＥＤ素子サンプルのキャップ層の屈折率と、屈折率が１．６の時のＯＬＥＤ素子の正面輝度で規格化したときの相対正面輝度との、関係を示している。 画素構成例を模式的に示す。 副画素の角度０°における多重干渉スペクトル曲線、及び、赤の副画素の内部発光スペクトル曲線を示す。 基板上に赤（Ｒ１）ＯＬＥＤ素子、赤（Ｒ２）ＯＬＥＤ素子、緑（Ｇ）ＯＬＥＤ素子及び青（Ｂ）ＯＬＥＤ素子を製造するためのステップを示す。 基板上に赤（Ｒ１）ＯＬＥＤ素子、赤（Ｒ２）ＯＬＥＤ素子、緑（Ｇ）ＯＬＥＤ素子及び青（Ｂ）ＯＬＥＤ素子を製造するためのステップを示す。

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。本実施形態は本開示を実現するための一例に過ぎず、本開示の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。

［全体構成］
以下においては、表示装置の一例として、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）表示装置を説明する。

図１は、ＯＬＥＤ表示装置１０の構成例を模式的に示す。ＯＬＥＤ表示装置１０は、ＯＬＥＤ素子（発光素子）が形成されるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板１００と、ＯＬＥＤ素子を封止する封止基板２００と、ＴＦＴ基板１００と封止基板２００とを接合する接合部（ガラスフリットシール部）１４０を含んで構成されている。ＴＦＴ基板１００と封止基板２００との間には、例えば、乾燥空気が封入されており、接合部１４０により封止されている。

ＴＦＴ基板１００の表示領域１２５の外側において、カソード電極形成領域１１４の周囲に、走査ドライバ１３１、制御ドライバ１３２、保護回路１３３、ドライバＩＣ１３４（ドライバ回路）、デマルチプレクサ１３６が配置されている。ドライバＩＣ１３４は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１３５を介して外部の機器と接続される。

走査ドライバ１３１はＴＦＴ基板１００の走査線を駆動する。制御ドライバ１３２は、例えば、エミッション制御線又はリセット制御線を駆動して、各副画素の発光期間を制御する又はリセットする。ドライバＩＣ１３４は、例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）を用いて実装される。

ドライバＩＣ１３４は、走査ドライバ１３１及び制御ドライバ１３２に電源及びタイミング信号を与える。さらに、ドライバＩＣ１３４は、デマルチプレクサ１３６に、電源及びデータ信号を与える。

デマルチプレクサ１３６は、ドライバＩＣ１３４の一つのピンの出力を、ｄ本（ｄは２以上の整数）のデータ線に順次出力する。デマルチプレクサ１３６は、ドライバＩＣ１３４からのデータ信号の出力先データ線を、走査期間内にｄ回切り替えることで、ドライバＩＣ１３４の出力ピン数のｄ倍のデータ線を駆動する。データ線は、駆動トランジスタＴ１を制御する制御信号（データ信号）を伝送する。

［ＯＬＥＤ素子構造］
図２はＯＬＥＤ素子２５０の構造例を示す断面図である。表示領域１２５は、平面に配列された複数色のＯＬＥＤ素子２５０を含む。典型的には、赤、緑及び青のＯＬＥＤ素子２５０を含む。ＯＬＥＤ素子２５０又は平面視（図２における上下方向）における発光領域を副画素とも呼ぶ。ＯＬＥＤ素子２５０は、ＴＦＴ基板１００に含まれる。

ＴＦＴ基板１００は、絶縁性基板２５１と、絶縁性基板２５１上のＴＦＴアレイ及びＯＬＥＤ素子２５０を含む。図２においてＴＦＴアレイは省略されている。絶縁性基板２５１は、例えばガラス又は樹脂で形成されており、不撓性又は可撓性基板である。ＯＬＥＤ素子２５０は、積層構造を有する。絶縁性基板２５１に近い側を下側、遠い側を上側と記す。

ＯＬＥＤ素子２５０は、下部電極であるアノード電極２５２（下部電極）を含む。アノード電極２５２は、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３等の透明膜、及び、Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ又はこれらの化合物金属の反射膜を含む。

ＯＬＥＤ素子２５０は、上部電極であるカソード電極２５８を含む。一般に、ＯＬＥＤ素子２５０のカソード電極２５８は、表示領域１２５全域を覆う導電層の一部である。カソード電極２５８は、例えば、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ｍｇ又はこれらの合金を蒸着して、形成される。カソード電極１６６の抵抗が高く発光輝度の均一性が損なわれる場合には、さらに、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯまたはＩｎ_２Ｏ_３などの透明電極形成用の材料で補助電極層を追加してもよい。カソード電極２５８上には、光取り出し効率向上のため、ガラスより屈折率の高い絶縁膜を堆積させキャップ層２５９が形成されている。

ＯＬＥＤ素子２５０は、アノード電極２５２とカソード電極２５８との間に、発光層２５５を含む１又は複数の有機層を含む。図２の例において、下層から、正孔注入層２５３、正孔輸送層２５４、発光層２５５、電子輸送層２５６及び電子注入層２５７が積層されている。発光層２５５の材料は、ＯＬＥＤ素子２５０の色毎に異なる。図２の構造は一例であって、正孔注入層２５３、正孔輸送層２５４、電子輸送層２５６及び電子注入層２５７の一つ又は複数の層を省略してもよい。電子ブロッキング層のような他の層を追加してもよい。

ＯＬＥＤ素子２５０は、トップエミッション型であり、さらに、マイクロキャビティ構造を有している。トップエミッション型のＯＬＥＤ素子２５０は、絶縁性基板２５１（ＴＦＴアレイ）の反対側から、光が放出する。光が出射する側（図面上側）に、カソード電極２５８が配置されている。トップエミッション構造のＯＬＥＤ素子は、ボトムエミッション構造より高い効率を実現できる。

トップエミッション型マイクロキャビティ構造において、アノード電極２５２は光を反射し、カソード電極２５８は半透過性及び半反射性をもっている。発光層２５５からの光の一部は、カソード電極２５８を透過し、一部は反射される。アノード電極２５２とカソード電極２５８との間の光の反射の繰り返しにより、アノード電極２５２とカソード電極２５８との間の光学距離と一致する波長の光が強調される。

マイクロキャビティ構造は、アノード電極２５２とカソード電極２５８との間の光学距離（膜厚）を調整することで、特定波長の光を選択的に共振させて強調し、他の波長光を弱めることができる。赤、緑、青のＯＬＥＤ素子２５０において、赤のＯＬＥＤ素子２５０の膜厚が最も大きく、青のＯＬＥＤ素子２５０膜厚が最も小さい。なお、本開示の特徴はボトムエミッション型のＯＬＥＤ素子にも適用できる。ボトムエミッション型のＯＬＥＤ素子は、半透明半透過アノード電極と反射カソード電極を有し、絶縁性基板２５１を介して外部に光を出射する。

［スペクトルの関係］
素子の正面を基準とする光の出射角度の変化に応じて、マイクロキャビティ構造における光学距離が変化することにより、共振する波長、つまり外部に強調して取出される波長が変化する。そのため、マイクロキャビティ構造は、色度や輝度の変化を起こしやすく、特に、赤色でその変化を大きく感じる。また、色度、輝度のユーザが見る角度（視野角度）に対する変化が急激であると、ユーザの目につきやすく、マイクロキャビティ構造を表示装置に適用した場合に、その課題が顕著になる。

本実施形態は、特定の色のＯＬＥＤ素子２５０において、マイクロキャビティ構造による多重干渉スペクトルと発光層２５５のスペクトル（内部発光スペクトル）との間に特定の関係を持たせる。これにより、特定の色のＯＬＥＤ素子２５０の、視野角度の変化による輝度及び色度の急激な変化を避けることができる。

内部発光スペクトルは、発光層２５５で発光した光を、マイクロキャビティ構造を通さずに取りだしたときのスペクトルである。多重干渉スペクトルは、マイクロキャビティ構造で光の多重干渉効果により生ずるスペクトル（光学特性）である。マイクロキャビティ構造のＯＬＥＤ素子２５０において、内部発光スペクトルと多重干渉スペクトルとを掛け合わせることにより、取りだされる光、つまり外部で観測される光のスペクトル（外部発光スペクトル）が決まる。

図３Ａは、特定の色のＯＬＥＤ素子２５０の内部発光スペクトル曲線３０１、マイクロキャビティ構造の多重干渉スペクトル曲線３１１、３１２、及び、標準分光比視感度曲線（以下単に比視感度曲線）３２１の関係を示すグラフである。横軸は波長を示し、縦軸は曲線それぞれの相対強度を示す。相対強度は最大値により規格化した（最大値を１とした）強度である。

多重干渉スペクトル曲線３１１は、視野角度（以下において単に角度とも呼ぶ）０°（正面又はアノード電極の法線方向）におけるスペクトルを示し、多重干渉スペクトル曲線３１２は、正面から角度６０°におけるスペクトルを示す。角度６０°は、一般的な表示装置に求められる視野角範囲である。角度０°から６０°への変化に応じて、多重干渉スペクトルは、多重干渉スペクトル曲線３１１から多重干渉スペクトル曲線３１２へと変化する。

図３Ａに示すように、内部発光スペクトル３０１のピーク（強度が最も高い点）の波長３０３は、比視感度曲線３２１のピークの波長３２３よりも大きい。例えば、一般的な赤、緑及び青のＯＬＥＤ素子２５０の内、赤のＯＬＥＤ素子２５０の内部発光スペクトルのピーク波長は、比視感度曲線３２１のピーク波長３２３より大きい。

さらに、図３Ａに示すように、角度０°及び６０°における多重干渉スペクトルのピーク波長（共振波長）３１３及び３１５は、内部発光スペクトル曲線３０１のピーク波長３０３よりも小さい。つまり、角度０°から６０°に範囲において、多重干渉スペクトルのピーク波長は、内部発光スペクトル曲線３０１のピーク波長３０３よりも小さい。

図３Ｂは、比視感度曲線３２１と内部発光スペクトル曲線３０１との関係を示すグラフである。横軸は波長を示し、縦軸は比視感度曲線３２１と内部発光スペクトル曲線３０１それぞれの相対強度を示す。内部発光スペクトル３０１のピーク波長３０３は、比視感度曲線３２１の波長に対する傾きが負となる波長域に存在する。上述のように、例えば、一般的な赤のＯＬＥＤ素子２５０の内部発光スペクトルのピーク波長は、比視感度曲線の波長に対する傾きが負となる波長域３２５に存在する。

図３Ｃは、比視感度曲線３２１と多重干渉スペクトル曲線３１１（角度０°）、３１２（角度６０°）の関係を示すグラフである。横軸は波長を示し、縦軸は比視感度曲線３２１と多重干渉スペクトル曲線３１１、３１２それぞれの相対強度を示す。多重干渉スペクトル曲線３１１、３１２のピーク波長３１３、３１５は、比視感度曲線３２１のピークの波長３２３よりも大きい。多重干渉スペクトル曲線３１１、３１２のピーク波長３１３、３１５は、比視感度曲線３２１の波長に対する傾きが負となる波長域３２５に存在する。

図３Ｄは、内部発光スペクトル曲線３０１と多重干渉スペクトル曲線３１１（角度０°）、３１２（角度６０°）の関係を示すグラフである。横軸は波長を示し、縦軸は内部発光スペクトル曲線３０１と多重干渉スペクトル曲線３１１、３１２それぞれの相対強度を示す。

内部発光スペクトル曲線３０１のピーク波長３０３は、角度０°における多重干渉スペクトル曲線のピーク波長３１３から角度６０°における多重干渉スペクトル曲線のピーク波長３１５までの波長域（共振波長域）３１７の外側にある。より具体的には、内部発光スペクトル曲線３０１のピーク波長３０３は、波長域３１７の外の長波長側に存在する。

多重干渉スペクトル曲線のピーク波長域３１７において、内部発光スペクトル曲線３０１の傾き、つまり、波長（１ｎｍあたり）に対する強度の傾きは正である。図３Ｅは、内部発光スペクトル曲線３０１の傾きを説明するグラフである。横軸は波長を示し、縦軸は内部発光スペクトル曲線３０１の相対強度を示す。

ピーク波長３０３において、内部発光スペクトル曲線３０１の傾きは０である。ピーク波長３０３より短い波長域３０５において、傾きは正である。ピーク波長３０３より長い波長域３０６において、傾きは負である。

ピーク波長３０３より短い波長域３０５は、ピーク波長３０３に近い波長域３０７とピーク波長３０３から遠い波長域３０８とを含む。波長域３０７において、内部発光スペクトル曲線３０１は上に凸である。つまり、波長域３０７において、内部発光スペクトル曲線３０１の二階微分は負である。

一方、波長域３０８において、内部発光スペクトル曲線３０１は下に凸である。つまり、波長域３０７において、内部発光スペクトル曲線３０１の二階微分は正である。波長域３０７と波長域３０８との境界の波長において、内部発光スペクトル曲線３０１は直線であり、つまり、その二階微分は０である。好ましくは、角度０°から６０°における多重干渉スペクトル曲線のピーク波長域３１７は、内部発光スペクトル曲線３０１の二階微分が０以上の波長域に含まれる。

図３Ａに示すように、比視感度曲線３２１の波長に対する傾きが負となる波長域において、角度０°から角度６０°への変化に対して多重干渉スペクトルのピーク波長は、波長３１３から波長３１５へと、短波長側にシフトする。波長３１３から波長３１５への変化に対して、比視感度曲線３２１の強度は増加する。そのため、ユーザが見る角度が変化したときに、ユーザは、輝度、色度の変化をより強く感じる。

上述のように、本実施形態の特定色のＯＬＥＤ素子２５０において、比視感度曲線３２１の波長に対する傾きが負となる波長域３２５において、角度０°から６０°の間で変化する多重干渉スペクトルのピーク波長域（共振波長域）３１７の外側、より具体的には長波長側に内部発光スペクトルの最も強いピーク波長３１３が存在する。さらに、角度０°から６０°の間で変化する多重干渉スペクトルのピーク波長域（共振波長域）３１７において、内部発光スペクトル（強度）の波長に対する傾きは、常に０より大きい。

上記構成により、角度０°から６０°の範囲おいて、多重干渉スペクトルと内部発光スペクトルのピーク波長が一致することがなく、両スペクトルの重なりが漸減し、輝度、色度の急激な変化を避けることができる。

一例として、角度０°から６０°の間で変化する多重干渉スペクトルのピーク波長域３１７において、内部発光スペクトル曲線は下に凸又は直線の関数で表わされる、つまり、内部発光スペクトル（強度）の波長による二階微分の値は、常に０以上である。この構成により、角度に対する輝度、色度の変化をより緩やかにすることができる。

図４は、異なるスペクトル関係を有するＯＬＥＤ素子サンプルの測定結果を示すグラフである。図４のグラフにおいて、横軸は角度を示し、縦軸は規格化輝度を示す。規格化輝度は、正面輝度で規格化した輝度である。測定されたサンプルの最小傾き量が異なる。最小傾き量は、角度０°から６０°の多重干渉スペクトルのピーク波長域における、内部発光スペクトルの傾きの最小値である。

最小傾き量が０であるサンプルにおいて、内部発光スペクトルのピーク波長は、角度０°の多重干渉スペクトルのピーク波長と一致する。最小傾き量が負であるサンプルにおいて、内部発光スペクトルのピーク波長は、角度０°の多重干渉スペクトルのピーク波長よりも小さい。最小傾き量が正であるサンプルの内部発光スペクトルの傾きは、図３Ａ〜３Ｅを参照して説明したように、角度０°から６０°の多重干渉スペクトルのピーク波長域において常に正である。

図４のグラフから理解されるように、最小傾き量が０のサンプル及び最小傾き量が負のサンプルの輝度は、角度２０°において正面（角度０°）より高くなり（規格化強度が１より大きくなり）、その後、急激に減少している。一方、最小傾き量が正のサンプル輝度変化は緩やかである。

このように、角度０°から６０°の多重干渉スペクトルピーク波長域において、規格化内部発光スペクトル（最高強度で規格化したスペクトル）の波長に対する傾きが常に０より大きいとき、角度に対する輝度の急激な変化を避けることができる。

図５は、異なるスペクトル関係を有するＯＬＥＤ素子サンプルの測定結果を示すグラフである。図５のグラフにおいて、横軸は角度を示し、縦軸はｕ’ｖ’色度図における変化量を示す。測定されたサンプルの最小傾き量が異なる。最小傾き量は、図４を参照して説明した通りである。

図５のグラフから理解されるように、角度０°から６０°の多重干渉スペクトルのピーク波長域において、規格化内部発光スペクトルの波長に対する強度の傾きが常に０より大きいサンプルにおいて（最小傾き量が正のサンプルにおいて）、角度の変化に対する色度の変化が小さい。

図５のグラフに示すように、角度０°から角度６０°への角度変化において、最小傾き量が正のサンプルのΔｕ’ｖ’が０．０７以下である。角度０°から角度６０°への角度変化において、色ずれの指標Δｕ’ｖ’が０．０７以下である場合に、角度の変化に対する色度の急激な変化を避けることができる。

図６Ａは、異なるスペクトル関係を有するＯＬＥＤ素子サンプルの測定結果を示すグラフである。図６Ａのグラフにおいて、横軸は、角度０°における多重干渉スペクトルのピーク波長での、内部発光スペクトルの二階微分値を示す。縦軸は、角度０°から６０°の範囲おいて、角度１°当たりの規格化輝度の最大変化量（最も変化したときの値）を示す。

図６Ａのグラフに示すように、角度０°から６０°の多重干渉スペクトルのピーク波長域において、内部発光スペクトルの波長による二階微分が０未満であるときと比較して、０以上、つまり、波長に対して内部発光スペクトルが下に凸又は直線の関数になっている場合、内部発光スペクトルの波長による二階微分に対する角度１°当たりの規格化輝度の変化量が大きく減少しており、輝度変化をより抑制できることがわかる。図６Ａのグラフに示すように、内部発光スペクトルの波長による二階微分が０以上のサンプルにおいて、角度１°当たりの規格化輝度の変化量が−０．０２５以上である。角度１°当たりの規格化輝度の変化量が−０．０２５以上０以下である場合に、角度変化による輝度変化をより抑制できる。

近年、色域を広げる要求が強く、より深く赤い色域（波長６１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下）が望まれている。また、赤色単色としても警告表示などに用いられる場合も同様の要求がある。

しかし、Ｘ刺激値の等色関数のピークである６００ｎｍ付近（黄赤色）を越えた波長域はＸ、Ｙ刺激値の等色関数の波長に対する傾きが大きい領域であり、ユーザが見る角度による色度変化を感じやすい。特に、Ｘ刺激値の等色関数の傾きが大きい６２５ｎｍを超えるあたりでより顕著である。

したがって、正面での外部発光スペクトルのピーク波長域が６１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の可視光赤色領域において、上記色度変化の範囲及び規格化輝度の変化量の範囲は、有効である。特に、正面での外部発光スペクトルのピーク波長域が６２５ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲において有効である。

つまり、正面での外部発光スペクトルのピーク波長域が６１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲、さらには、６２５ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲において、かつ、角度０°から６０°の間で変化する多重干渉スペクトルのピーク波長域３１７において、内部発光スペクトル曲線３０１の傾き、つまり、波長（１ｎｍあたり）に対する強度の傾きは正であり、さらに内部発光スペクトル曲線は下に凸又は直線の関数で表わされる、つまり、内部発光スペクトル（強度）の波長による二階微分の値は、常に０以上であるＯＬＥＤ素子は、光の出射角度の変化による輝度及び色度の急激な変化をより抑制することができる。

また、具体的には、正面での外部発光スペクトルのピーク波長域が６１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲、さらには、６２５ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲において、角度０°から角度６０°への角度変化において、色ずれの指標Δｕ’ｖ’が０．０７以下であり、角度１°当たりの規格化輝度の変化量が−０．０２５以上０以下であるＯＬＥＤ素子は、角度に対する輝度及び色度の変化を有効に抑制することができる。

図６Ｂはトップエミッション型ＯＬＥＤ素子サンプルのキャップ層の屈折率と、屈折率が１．６の時のＯＬＥＤ素子の正面輝度で規格化したときの相対正面輝度との、関係を示している。前述のように角度による色度変化や輝度変化は大きくなってしまうが、一方でこの図のようにキャップ層の屈折率の増加にともない、正面輝度を増加することができる。

［画素構成］
上記ＯＬＥＤ素子２５０の構成において、角度０°における多重干渉スペクトルのピーク波長と内部発光スペクトルのピーク波長と異なる。これらの差異が大きい場合、ＯＬＥＤ素子２５０の正面輝度が大きく低下する。以下において、角度による輝度変化を低減しつつ、正面輝度を向上する構成を説明する。

図７は、本例の画素構成を模式的に示す。画素５０１は、二つの赤の副画素５１Ｒ１及び５１Ｒ２、緑の副画素５１Ｇ、並びに青の副画素５１Ｂで構成されている。赤の副画素５１Ｒ１と赤の副画素５１Ｒ２の発光光の波長は異なる。より具体的には、赤の副画素５１Ｒ１及び５１Ｒ２は、異なる内部発光ピーク波長を有している。副画素５１Ｒ１、５１Ｒ、５１Ｇ、及び５１Ｇは、それぞれ、ＯＬＥＤ素子又はＯＬＥＤ素子の発光領域である。

図８は、副画素５１Ｒ１、５１Ｒ２、５１Ｇ、及び５１Ｂの角度０°における多重干渉スペクトル曲線５５Ｒ、５５Ｇ、及び５５Ｂ、並びに、副画素５１Ｒ１及び５１Ｒ２の内部発光スペクトル曲線５６Ｒ１及びＲ２を示す。図８のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は曲線それぞれの相対強度を示す。多重干渉スペクトル曲線５５Ｒは、副画素５１Ｒ１及び５１Ｒ２に共通である。なお、副画素５１Ｒ１と副画素５１Ｒ２の多重干渉スペクトル曲線が異なっていてもよい。

副画素５１Ｒ１の内部発光スペクトル５６Ｒ１のピーク波長は、副画素５１Ｒ２の内部発光スペクトル５６Ｒ２のピーク波長よりも短い。副画素５１Ｒ１の内部発光スペクトル５６Ｒ１のピーク波長は、角度０°における多重干渉スペクトル曲線５５Ｒのピーク波長と一致している。副画素５１Ｒ２の内部発光スペクトル５６Ｒ２と多重干渉スペクトルは、図３〜図６Ａを参照して説明したいずれかの関係を有する。

副画素５１Ｒ１の内部発光スペクトル５６Ｒ１のピーク波長が角度０°における多重干渉スペクトル曲線５５Ｒのピーク波長と一致しているので、マイクロキャビティ効果により、輝度がより高くなる。このため、副画素５１Ｒ１により正面輝度を高めつつ、副画素Ｒ２により角度変化による色度及び輝度変化を小さくできる。副画素５１Ｒ１と副画素５１Ｒ２の面積比は、必要な輝度に応じて設計により決定される。

上述のように、赤、緑、青の３つの色で構成される画素５０１において、視感度曲線の波長に対する傾きが負である波長域で発光する副画素５１Ｒ１、５１Ｒ２の内部発光スペクトルは、二つの異なるピーク波長を有している。副画素５１Ｒ１の内部発光スペクトルピーク波長は、角度０°における多重干渉スペクトルピーク波長と一致する。

副画素５１Ｒ２の内部発光スペクトルピーク波長は、角度０°から６０°の多重干渉スペクトルピーク波長域外に存在する。さらに、かつ角度０°から６０°の多重干渉スペクトルピーク波長域において、内部発光スペクトルの波長に傾きが常に０より大きい、又は、内部発光スペクトル曲線が下に凸もしくは直線の関数になっている。

他の例において、角度０°から角度６０°への角度変化において、副画素５１Ｒ２からの光の色ずれの指標Δｕ’ｖ’が０．０７以下であり、副画素５１Ｒ２の角度１°当たりの規格化輝度の変化量が−０．０２５以上０以下である。

一例において、副画素５１Ｒ１の角度０°における輝度に対して、副画素５１Ｒ２の角度０°における輝度は７０％である。角度０°から角度６０°への角度変化において、副画素５１Ｒ１からの光の色ずれの指標Δｕ’ｖ’が０．０９９であり、副画素５１Ｒ２からの光の色ずれの指標Δｕ’ｖ’が０．０４３である。角度０°から角度６０°への角度変化において、副画素５１Ｒ１の角度１°当たりの規格化輝度の変化量が−０．０２９であり、副画素５１Ｒ２の角度１°当たりの規格化輝度の変化量が−０．０２５である。

上記構成例において、副画素５１Ｒ１の内部発光スペクトル５６Ｒ１のピーク波長は、角度０°における多重干渉スペクトル曲線５５Ｒのピーク波長と一致している。これと異なり、これらピーク波長が一致していなくてもよい。この場合、多重干渉スペクトル曲線５５Ｒのピーク波長と内部発光スペクトル５６Ｒ１のピーク波長との差は、副画素５１Ｒ２の多重干渉スペクトル曲線５５Ｒのピーク波長と内部発光スペクトル５６Ｒ２のピーク波長との差よりも小さい。これにより、副画素５１Ｒ１の正面輝度は、副画素５１Ｒ２の正面輝度よりも大きくなる。

副画素５１Ｒ１において、多重干渉スペクトル曲線５５Ｒのピーク波長は、内部発光スペクトル５６Ｒ１のピーク波長より大きくてもよいが、多重干渉スペクトル曲線５５Ｒのピーク波長が内部発光スペクトル５６Ｒ１の傾きが０以上の波長域に存在することで、負の波長域に存在する場合よりも角度による輝度変化を小さくできる。

さらに、図６Ｂに示す関係から、副画素５１Ｒ１のキャップ層の屈折率をｎ１、副画素５１Ｒ２のキャップ層の屈折率をｎ２、としたときにｎ１＞ｎ２とする。このようにすることで副画素５１Ｒ１の正面輝度をより高くすることができる一方で、副画素５１Ｒ２により角度変化による色度、輝度変化を抑制できる。

［製造方法］
以下において、ＯＬＥＤ素子の製造方法を説明する。図９Ａ及び９Ｂは、基板上に赤（Ｒ１）ＯＬＥＤ素子、赤（Ｒ２）ＯＬＥＤ素子、緑（Ｇ）ＯＬＥＤ素子及び青（Ｂ）ＯＬＥＤ素子を製造するためのステップを示す。各ステップは、メタルマスクを介して、材料を基板上に蒸着する。メタルマスクは、材料を蒸着する各領域に対応する開口を有する。

図９Ａを参照して、製造ステップＳ１１は、絶縁性基板上に形成されているアノード電極６０１及び画素定義層（ＰＤＬ）６０２の上に、メタルマスク６５１を介して、正孔注入層及び正孔輸送層６０３を蒸着する。画素定義層６０２は、開口パターンを有する樹脂層であって、各開口においてアノード電極６０１が露出している。

製造ステップＳ１２は、メタルマスク６５２を介して、副画素５１Ｒ１のアノード電極上に赤Ｒ１の発光層６０４を蒸着する。製造ステップＳ１３は、メタルマスク６５３を介して、副画素５１Ｒ２のアノード電極上に赤Ｒ２の発光層６０５を蒸着する。

図９Ｂを参照して、製造ステップＳ１４は、メタルマスク６５４を介して、副画素５１Ｇのアノード電極上に緑の発光層６０６を蒸着する。製造ステップＳ１５は、メタルマスク６５５を介して、副画素５１Ｂのアノード電極上に青の発光層６０７を蒸着する。なお、発光層６０４〜６０７の形成順序は任意である。

ステップＳ１６は、メタルマスク６５６を介して、全てのＯＬＥＤ素子を覆うように（表示領域の全域に）、電子輸送層及び電子注入層６０８を蒸着する。ステップＳ１７は、メタルマスク６５７を介して、全てのＯＬＥＤ素子を覆うように（表示領域の全域に）、カソード電極６０９を蒸着する。

また、場合によってはカソード電極の上にメタルマスクを介して副画素５１Ｒ１のキャップ層を蒸着した後、メタルマスクを介して副画素５１Ｒ２、副画素５１Ｇ、副画素５１Ｂのキャップ層を蒸着する。

上記製造工程において、副画素５１Ｒ１及び副画素５１Ｒ２の発光層６０４及び６０５の材料、並びに、副画素５１Ｒ１及び副画素５１Ｒ２のアノード電極６０１とカソード電極６０９との間の有機膜厚は、図８を参照しつつ説明した条件が満たされるように設計される。

以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本開示の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。

１０ 表示装置、５１Ｒ１、５１Ｒ２ 赤副画素、５１Ｂ 青副画素、５１Ｇ 緑副画素、５５Ｒ 赤副画素の多重干渉スペクトル曲線、５５Ｇ 緑副画素の多重干渉スペクトル曲線、５５Ｂ 青副画素の多重干渉スペクトル曲線、５６Ｒ１ Ｒ１副画素の内部発光スペクトル曲線、５６Ｒ２ Ｒ２副画素の内部発光スペクトル曲線、１００ ＴＦＴ基板、１１４ カソード電極形成領域、１２５ 表示領域、１３１ 走査ドライバ、１３２ 制御ドライバ、１３３ 保護回路、１３４ ドライバＩＣ、１３６ デマルチプレクサ、１４０ 接合部、１６６ カソード電極、２００ 封止基板、２５０ ＯＬＥＤ素子、２５１ 絶縁性基板、２５２ アノード電極、２５３ 正孔注入層、２５４ 正孔輸送層、２５５ 発光層、２５６ 電子輸送層、２５７ 電子注入層、２５８ カソード電極、３０１ 内部発光スペクトル曲線、３０３ ピーク波長、３０５ 傾きが正の波長域、３０６ 傾きが負の波長域、３０７ 二階微分が負の波長域、３０８ 二階微分が正の波長域、３１１ 角度０°における多重干渉スペクトル曲線、３１２ 角度６０°における多重干渉スペクトル曲線、３１３、３１５ ピーク波長、３１７ 角度０°から６０°のピーク波長域、３２１ 比視感度曲線、３２３ ピーク波長、３２５ 傾きが負の波長域、５０１ 画素、６０１ アノード電極、６０２ 画素定義層、６０３ 正孔輸送層、６０４ Ｒ１発光層、６０５ Ｒ２発光層、６０６ Ｇ発光層、６０７ Ｂ発光層、６０８ 電子注入層、６０９ カソード電極、６５１−６５７ メタルマスク

Claims (13)

1. 基板と、
   前記基板上の複数のマイクロキャビティ構造を有する第１発光素子と、を含み、
   前記複数の第１発光素子のそれぞれは、
   第１発光膜と、
   前記第１発光膜を挟む第１上部電極及び第１下部電極と、を含み、
   前記第１発光膜の発光スペクトルのピーク波長は、比視感度曲線の傾きが負である波長域に存在し、
   視野角度０°〜６０°における前記マイクロキャビティ構造の多重干渉スペクトルのピーク波長の波長域において、
   前記比視感度曲線の傾きは負であり、
   前記発光スペクトルの傾きは正である、
   表示装置。
2. 請求項１に記載の表示装置であって、
   視野角度０°〜６０°における前記マイクロキャビティ構造の多重干渉スペクトルのピーク波長の波長域において、前記発光スペクトルの二階微分の値は０以上である、
   表示装置。
3. 請求項２に記載の表示装置であって、
   視野角度０°における前記第１発光素子の外部発光スペクトルのピーク波長は、６２５ｎｍ〜７００ｎｍの範囲にある、
   表示装置。
4. 請求項１に記載の表示装置であって、
   さらに、前記基板上の複数のマイクロキャビティ構造を有する第２発光素子を含み、
   前記複数の第２発光素子のそれぞれは、
   第２発光膜と、
   前記第２発光膜を挟む第２上部電極及び第２下部電極と、を含み、
   前記第２発光膜の発光スペクトルのピーク波長は、比視感度曲線の傾きが負である波長域に存在し、
   視野角度０°において、前記第２発光膜の発光スペクトルのピーク波長と前記第２発光素子のマイクロキャビティ構造の多重干渉スペクトルのピーク波長との差は、前記第１発光膜の発光スペクトルのピーク波長と前記第１発光素子のマイクロキャビティ構造の多重干渉スペクトルのピーク波長との差より小さい、
   表示装置。
5. 請求項４に記載の表示装置であって、
   視野角度０°において、前記第２発光素子のマイクロキャビティ構造の多重干渉スペクトルのピーク波長は、前記第２発光膜の発光スペクトルの傾きが０以上の波長域に存在する、
   表示装置。
6. 請求項５に記載の表示装置であって、
   視野角度０°において、前記第２発光膜の発光スペクトルのピーク波長と前記第２発光素子のマイクロキャビティ構造の多重干渉スペクトルのピーク波長とは一致する、
   表示装置。
7. 請求項４に記載の表示装置であって、
   前記第１発光素子のキャップ層の屈折率をｎ１、前記第２発光素子のキャップ層の屈折率をｎ２とした場合、ｎ２＞ｎ１の関係が満たされる、
   表示装置。
8. 基板と、
   前記基板上の複数のマイクロキャビティ構造を有する第１発光素子と、を含み、
   前記複数の第１発光素子のそれぞれは、
   第１発光膜と、
   前記第１発光膜を挟む第１上部電極及び第１下部電極と、を含み、
   前記第１発光膜の発光スペクトルのピーク波長は、比視感度曲線の傾きが負である波長域に存在し、
   視野角度０°〜６０°において前記第１発光素子の外部発光スペクトルのピーク波長が変化する波長域において、Δｕ´ｖ´が０．０７以下であり、視野角度１°当たりの規格化輝度の変化量は−０．０２５以上０以下である、
   表示装置。
9. 請求項８に記載の表示装置であって、
   視野角度０°における前記外部発光スペクトルのピーク波長は、６２５ｎｍ〜７００ｎｍの範囲にある、
   表示装置。
10. 請求項８に記載の表示装置であって、
    さらに、前記基板上の複数のマイクロキャビティ構造を有する第２発光素子を含み、
    前記複数の第２発光素子のそれぞれは、
    第２発光膜と、
    前記第２発光膜を挟む第２上部電極及び第２下部電極と、を含み、
    前記第２発光膜の発光スペクトルのピーク波長は、比視感度曲線の傾きが負である波長域に存在し、
    視野角度０°において、前記第２発光膜の発光スペクトルのピーク波長と前記第２発光素子のマイクロキャビティ構造の多重干渉スペクトルのピーク波長との差は、前記第１発光膜の発光スペクトルのピーク波長と前記第１発光素子のマイクロキャビティ構造の多重干渉スペクトルのピーク波長との差より小さい、
    表示装置。
11. 請求項１０に記載の表示装置であって、
    視野角度０°において、前記第２発光素子のマイクロキャビティ構造の多重干渉スペクトルのピーク波長は、前記第２発光膜の発光スペクトルの傾きが０以上の波長域に存在する、
    表示装置。
12. 請求項１１に記載の表示装置であって、
    視野角度０°において、前記第２発光膜の発光スペクトルのピーク波長と前記第２発光素子のマイクロキャビティ構造の多重干渉スペクトルのピーク波長とは一致する、
    表示装置。
13. 請求項１０に記載の表示装置であって、
    前記第１発光素子のキャップ層の屈折率をｎ１、前記第２発光素子のキャップ層の屈折率をｎ２とした場合、ｎ２＞ｎ１の関係が満たされる、
    表示装置。

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