發光體及其輝度設計方法和程序、電光學裝置及電子機器的製作方法
2023-04-22 17:01:46 2
專利名稱：發光體及其輝度設計方法和程序、電光學裝置及電子機器的製作方法
技術領域：
本發明涉及適用於顯示體和光源的電致發光元件(electro-luminescence以下簡稱EL)等的發光體、該發光體的輝度設計方法和輝度設計程序以及電光學裝置及電子機器。
為了用有機EL顯示裝置進行彩色顯示，通常需要對應光的三基色的紅(R)、綠(G)和蘭(B)，用發紅色光的有機EL元件(發光單元)、發綠色光的有機EL元件(發光單元)和發蘭色光的有機EL元件(發光單元)構成1個像素，例如，在使任意的像素髮出明亮的白色光時，只需使構成該像素的紅、綠及蘭的各個有機EL元件全部發光即可，而且，只要對構成1個像素的紅、綠、蘭的各個有機EL元件的發光輝度進行適當的控制，能夠使任意像素以所希望的色彩及輝度發出彩色光。
另外，在如上所述的那樣利用3色的有機EL元件進行彩色顯示的情況下，人們知道取得良好的白平衡是非常重要的(例如，特開平2000-353590號公報(專利文獻2))。
因此，以往是根據構成各個像素的3色的EL元件的發光輝度，求出能夠獲得良好的白平衡的各色的發光面積(能夠照射到外部的發光面積)，確定可獲得該發光面積的各個有機EL元件的開口率。
但是，在上述的以往的開口率的確定方法中，存在著以下的未解決的問題，即，雖然在剛剛成為成品時各個有機EL元件的發光輝度可維持良好的白平衡，但由於每個發光材料的老化進程通常不相同，所以從開始使用到經過一定的時間後(發光時間的積累達到一定的時間後)，白平衡將被破壞，即使向各個有機EL元件供給使其發白色光的規定的電流，實際發出的光也達不到理想的白色，而且，即使想要使其他任意色以任意的輝度發光，也不能獲得所希望的彩色發光狀態。
為了達到上述的目的，本發明的發光體，是一種由包含發光特性會隨使用的時間而產生不同變化的多種發光單元而構成的發光體，其特徵在於分別設定所述發光單元的初期輝度，使所述發光單元之間的發光壽命的偏差量小於20％。
另外，理想的是，本發明的發光體的所述發光單元的發光壽命為發光輝度下降到初期輝度的規定比例時所經過的時間，並且所述規定比例最好為50％。
另外，理想的是，所述發光體，通過把能夠發紅色光的發光單元、能夠發綠色光的發光單元及能夠發蘭色光的發光單元的3個光點構成1個像素，使其能夠進行彩色顯示，並且使所述各個發光單元的開口率之比滿足下列比例式ar∶ag∶ab＝WrLgLb∶WgLrLb∶WbLrLg……式(1)其中Lr為所述能夠發紅色光的發光單元的初期輝度，Lg為所述能夠發綠色光的發光單元的初期輝度，Lb為所述能夠發蘭色光的發光單元的初期輝度，ar為所述能夠發紅色光的發光單元的開口率，ag為上述能夠發綠色光的發光單元的開口率，ab為上述能夠發蘭紅色光的發光單元的開口率，Wr∶Wg∶Wb為為了使所述1個像素顯示白色光的各色的輝度比(Wr對應紅色、WgL對應綠色、Wb對應蘭色)。
另外，屬於本發明的又一種發光體，是一種由包含發光特性會隨使用的時間而產生不同變化的多種發光單元而構成的發光體，其特徵在於分別設定所述發光單元的初期輝度及開口率，使所述發光單元之間的在規定時間內的發光量的偏差量小於20％。
理想的是，所述發光體的所述發光單元的在規定時間內的發光量的偏差量是根據通過把所述各個發光單元的發光輝度的衰減曲線除以發光輝度的初期輝度而求得的歸一化衰減曲線所決定。
另外，理想的是，所述發光體，通過把能夠發紅色光的發光單元、能夠發綠色光的發光單元及能夠發蘭色光的發光單元的3個光點構成1個像素，使其能夠進行彩色顯示，並且使所述各個發光單元的開口率之比滿足下列比例式ar∶ag∶ab＝1∶3～8∶8～15 ……式(2)其中ar為所述能夠發紅色光的發光單元的開口率，ag為所述能夠發綠色光的發光單元的開口率，ab為所述能夠發蘭紅色光的發光單元的開口率。
本發明的發光體的輝度設計方法，是一種由包含發光特性會隨使用的時間而產生不同變化的多種發光單元而構成的發光體的輝度設計方法，其特徵在於執行分別設定所述發光單元的初期輝度，使所述發光單元之間的發光壽命的偏差量小於20％的初期值決定處理。
理想的是，在所述發光體的輝度設計方法中，執行根據所述決定的初期值決定每種所述發光單元的開口率的開口率決定處理。
理想的是，在所述發光體的輝度設計方法中，執行根據所述決定的初期值決定對應每種所述發光單元的電流值或電壓值的使用範圍的使用範圍決定處理。
另外，理想的是，在所述發光體的輝度設計方法中，把所述發光單元的發光壽命設定為其發光輝度下降到初期輝度的規定的比例時的經過時間，並且在這種情況下，設定所述規定的比例為50％。
另外，理想的是，在所述發光體的輝度設計方法中，通過把能夠發紅色光的發光單元、能夠發綠色光的發光單元及能夠發蘭色光的發光單元的3個光點構成1個像素，使其能夠進行彩色顯示，並且使所述各個發光單元的開口率之比滿足上述比例式(1)。
另外，屬於本發明的又一種發光體的輝度設計方法，是一種由包含發光特性會隨使用的時間而產生不同變化的多種發光單元而構成的發光體的輝度設計方法，其特徵在於執行分別設定所述發光單元的初期輝度及開口率，使所述發光單元之間的在規定時間內的發光量的偏差量小於20％的初期值決定處理及開口率決定處理。
理想的是，在所述發光體的輝度設計方法中，根據通過把所述各個發光單元的發光輝度的衰減曲線除以發光輝度的初期輝度而求得的歸一化衰減曲線，決定所述發光單元的在規定時間內的發光量的偏差量。
本發明的發光體的輝度設計程序，是一種由包含發光特性會隨使用的時間而產生不同變化的多種發光單元而構成的發光體的輝度設計程序，其特徵在於通過計算機執行分別設定所述發光單元的初期輝度，使所述發光單元之間的發光壽命的偏差量小於20％的初期值決定處理。
理想的是，所述發光體的輝度設計程序可通過計算機執行根據所述決定的初期值決定每種所述發光單元的開口率的開口率決定處理。
另外，理想的是，所述發光體的輝度設計程序可通過計算機執行根據所述決定的初期值決定對應每種所述發光單元的電流值或電壓值的使用範圍的使用範圍決定處理。
另外，理想的是，所述發光體的輝度設計程序把所述發光單元的發光壽命設定為其發光輝度下降到初期輝度的規定的比例時的經過時間，並且在這種情況下設定所述規定的比例為50％。
另外，理想的是，所述發光體的輝度設計程序可通過把能夠發紅色光的發光單元、能夠發綠色光的發光單元及能夠發蘭色光的發光單元的3個光點構成1個像素，使其能夠進行彩色顯示，並且使所述各個發光單元的開口率之比滿足上述比例式(1)。
另外，屬於本發明的又一種發光體的輝度設計程序，是一種由包含發光特性會隨使用的時間而產生不同變化的多種發光單元而構成的發光體的輝度設計程序，其特徵在於通過計算機執行分別設定所述發光單元的初期輝度及開口率，使所述發光單元之間的在規定時間內的發光量的偏差量小於20％的初期值決定處理及開口率決定處理。
理想的是，所述發光體的輝度設計程序，根據通過把所述各個發光單元的發光輝度的衰減曲線除以發光輝度的初期輝度而求得的歸一化衰減曲線，決定所述發光單元的在規定時間內的發光量的偏差量。
本發明的電光學裝置的特徵在於配置有權利要求1～8任意一項所述的作為顯示裝置的發光體。
本發明的電子機器的特徵在於配置有權利要求1～8任意一項所述的作為顯示裝置的發光體。
另外，作為所述發明中的發光體，可適用於有機電致發光屏或無機電致發光屏、等離子顯示屏(PDP)、電場放射型顯示屏(FED)等，特別是使用在有機電致發光屏(有機EL)中最理想。
作為EL元件(發光單元)的發光特性隨時間的變化情況，通過對該發光輝度的衰減曲線(在恆定電流驅動的情況下，在通過相同電流的條件下，在恆定電壓的情況下，在施加相同電壓的條件下，表示隨著使用時間的經過發光輝度的變化的曲線)的觀測，如果是在充分長的時間條件下，發光輝度的初期值，即初期輝度，對衰減曲線的形狀產生很大的影響。這是由於當設定偏高的發光輝度時，流過發光材料的電流的積分值(在恆定電流驅動的情況下)或施加在發光材料上的電壓的積分值(恆定電壓驅動的情況下)在比較短的時間內形成大的值，而相反地如果設定偏低的發光輝度，則上述電流值或電壓值只要不經過比較長的時間，就不會形成大的值。即，所述積分值與發光材料的劣化進程有著密切的關係。
另外，所謂發光輝度的初期值(初期輝度)是指能夠表示發光輝度強弱的值，例如，可以是發光輝度的平均值，也可以是發光輝度的最大值。
而且，在所述本發明的發光體中，分別設定所述發光單元的初期輝度，也就是發光輝度的平均值或最大值等的初期值，使所述發光單元的發光壽命的偏差量小於20％。
另外，在所述本發明的發光體的輝度設計方法和輝度設計程序中，分別設定所述發光單元的初期輝度，也就是發光輝度的平均值或最大值等的初期值，使所述發光單元的發光壽命的偏差量小於20％。
而且，根據該決定的初期值，決定每種所述發光單元的開口率，而且，根據決定的初期值決定每種所述發光單元的電流值(在恆定電流驅動的情況下)或電壓值(在恆定電壓驅動的情況下)的使用範圍。
這裡，之所以要把發光單元的發光壽命的偏差量設定在20％以內，是由於如果在20％以內，則使得通過分別設定適當的開口率而得到的白平衡在發光體的壽命內的容許範圍內，所以該範圍也是不會影響作為商品的價值的範圍。
雖然可以把電流值或電壓值的使用範圍定義成最大值和最小值的兩個值，但在最小值為0安培或0伏的情況下，也可以只定義最大值或只定義中央值。由於使其不發光時的電流值或電壓值(即最小值)通常為0安培或0伏，所以，對於電流值或電壓值的使用範圍，只定義最大值或中央值的各值最為正常且簡單。
而且，只要根據所述電流值或電壓值的使用範圍對實際的電流值或電壓值進行控制，則各個EL元件(發光單元)的發光輝度的實際曲線與由通過初期值決定處理而決定的初期值(初期輝度)所決定的衰減曲線可形成基本一致。
於是，由於分別設定初期輝度，使每種EL元件(發光單元)的發光輝度的初期值(初期輝度)的各個EL元件(發光單元)之間的發光壽命的偏差量在20％以內，所以可以使各個EL元件(發光單元)的劣化進程形成基本一致。
另外，通過初期值決定處理而決定的發光輝度的初期值(初期輝度)首先要考慮如上述的那樣使各個EL元件(發光單元)之間的壽命偏差量在20％以內，由於是在開口率決定處理中，是根據該初期值(初期輝度)來決定每種EL元件(發光單元)的開口率，所以，能夠使各個EL元件(發光單元)之間的輝度比形成所希望的狀態(例如是可得到好看的白色的白平衡的狀態)。
而且，根據上述的初期值(初期輝度)，在上述使用範圍決定處理中可決定各個EL元件的電流值(恆定電流驅動的情況下)或電壓值(恆定電壓驅動的情況下)的使用範圍。
而且，通過使各個像素具有三種色彩的EL元件(發光單元)，即，具有能夠發出紅色光的EL元件(發光單元)、能夠發出綠色光的EL元件(發光單元)和能夠發出蘭色光的EL元件(發光單元)，構成由作為光的3基色的紅(R)、綠(G)、蘭(B)的3個光點組成的1個像素，可以進行彩色顯示。在這種情況下，上述的各個EL元件(發光單元)的開口率只要滿足上述式(1)，則無論通過初期值決定處理所決定的發光輝度的初期值(初期輝度)是任何值，都可得到適宜的白平衡。
另外，在所述的發明中，通過把各個EL元件(發光單元)的發光壽命定義為發光輝度下降到初期輝度(完成製造時的發光輝度)的規定比例時所經過的時間，把EL元件(發光單元)之間的發光壽命的偏差量限制在20％以內。即，在經過一定程度的使用時間後，只要各個EL元件(發光單元)的發光輝度的劣化比例相等，即使的輝度都下降，其輝度比也和初期狀態相同。因此，例如在為了能夠得到所希望的白平衡而設定開口率的情況下，即使經過了一定程度的使用時間，EL元件(發光單元)的發光輝度有了一定程度的下降，也可以保持所希望的白平衡。
另外，通過設定50％的規定比例，即使在EL元件(發光單元)的發光輝度下降到初期值的一半時，也可以保持各個EL元件(發光單元)之間的在初期設定的輝度比，從而可保持所希望的白平衡。
另外，在本發明的發光體中，設定上述發光單元的各個初期輝度及開口率，使在上述發光單元之間的規定時間內的發光量的偏差量在20％的範圍內。
之所以這樣地把發光單元之間的在規定時間內的發光量的偏差量限制在20％以內，是由於，只要在20％以內，使得通過適當地設定各個開口率而得到的白平衡在規定的時間內不超過容許範圍，保持在不影響商品價值的範圍內。
另外，理想的是，根據通過把上述各個發光單元的發光輝度的衰減曲線除以該發光輝度的初期輝度而求得的歸一化衰減曲線來決定所述發光單元之間的在規定時間內的發光量的偏差量。只要各個EL元件(發光單元)的歸一化衰減曲線之間的偏差量小，即使在發光輝度下降的過程中，也可以保持接近初期狀態的輝度比。因此，可長時間地保持良好的輝度比。這裡，歸一化衰減曲線之間的偏差量例如可通過利用最小平方法進行判斷。另外，關於使用時間可根據適當的基準進行設定，例如，可採用與製品的質保期間相對應(基本一致)的時間。
另外，作為歸一化衰減曲線之間的偏差量，只要使用EL元件(發光單元)到達壽命期限時的歸一化衰減曲線之間的偏差量，即使經過數年的使用也可以保持比較好的輝度比。
另外，在上述各個發明中的發光體，最適合作為顯示裝置使用，因此，具備本發明的發光體的電光學裝置及電子機器具有良好的顯示效果。
根據以上說明的本發明，可以可使各個發光單元的發光特性的劣化(隨使用時間而產生的變化)進程保持一致，從而可長時間地保持良好的各個發光元件之間的輝度比。
圖2是表示設計程序的主要處理的流程圖。
圖3是表示初期輝度與壽命之間關係的一例的曲線圖。
圖4是表示一例歸一化衰減曲線的曲線圖。
圖5是表示底端照射型有機EL顯示裝置的一例的模式側剖面圖。
圖6是表示各個發光單元的配置與其開口率之比的模式平面圖。
圖7是表示頂端照射型有機EL顯示裝置的一例的模式側剖面圖。
圖8是表示作為安裝有本發明的有機EL顯示裝置的電子機器的一例的筆記本電腦的立體圖。
圖9是表示作為安裝有本發明的有機EL顯示裝置的電子機器的一例的行動電話機的立體圖。
圖10是表示作為安裝有本發明的有機EL顯示裝置的電子機器的一例的數位照相機的立體圖。
下面，參照附圖，對本發明的實施例進行說明。(實施例1)本實施例是在作為通過由能夠發紅色光的有機EL元件(發光單元)、能夠發綠色光的有機EL元件(發光單元)及能夠發蘭色光的有機EL元件(發光單元)的3個發光點構成1個像素，從而能夠進行彩色顯示的EL裝置(發光體)的顯示裝置(有機EL顯示裝置)中應用本發明的實例。
圖1是表示本發明一實施例的設計程序的功能構成的方框圖。該設計程序通過通常的計算機執行。
即，如果對該設計程序進行功能性的分解，則包括取得各種色彩的有機EL元件的初期輝度(發光輝度的初期值)與該有機EL元件的壽命之間關係的特性取得處理部10、根據各種色彩的有機EL元件的初期輝度與壽命的關係，使一同使用在所設計的有機EL顯示裝置中的有機EL元件的壽命相同地，即，使上述有機EL元件之間的發光壽命的偏差量小於20％地，決定這些有機EL元件的發光輝度的初期值(初期輝度)的初期值決定處理部20、根據所決定的初期值和顯示白光的各色的輝度比，決定每個有機EL元件的發光色的開口率的開口率決定部30及根據所決定的初期值，決定在每個有機EL元件的發光色中的電流值的中央值(恆定電流驅動的情況下)或電壓值的中央值(電壓驅動的情況下)的使用範圍決定處理部40。
圖2是表示設計程序所執行的主要處理的流程圖。以下，參照圖2對本實施例進行進一步的說明。
當開始執行設計程序後，首先，在步驟101中，從使用在作為設計對象的有機EL顯示裝置的每種發光材料，取得其初期輝度與壽命之間的關係。
在本實施例中，把預先測得的關於每種使用在有機EL元件中的初期輝度與其發光特性隨時間變化而變化(壽命)之間關係的多個結果保存在計算機的硬碟中，在步驟101中，執行把該保存的初期輝度與隨時間變化而變化(壽命)的關係讀出的處理。
這裡，如圖3所示，即使是同一發光材料，當偏高地設定初期輝度(例如，600cd/m2)，並持續地施加能夠得到該初期輝度的電流或電壓時，儘管施加的電流或電壓值保持不變，發光輝度在比較短的時間內也形成了很大的衰減。而當設定中等程度的初期輝度(例如400cd/m2)，並持續地施加可得到該初期輝度的電流或電壓時，與設定偏高的初期輝度的情況相比，發光輝度的衰減曲線變得平緩。進而，當設定偏低的初期輝度(例如，100cd/m2)，並持續地施加可得到該初期輝度的電流或電壓時，儘管經過了比較長的時間，發光輝度也只有微量的衰減。
順便說一句，這樣的初期輝度與發光特性的隨時間變化而變化(壽命)的關係，對於每種發光材料都不同。因此，在初期輝度的期間為了實現白平衡而調整好的RGB輝度比，當經過了一定的時間後，當初的輝度比發生變化，從而導致不能維持白平衡。
從步驟101進入步驟102，初期值決定處理部20根據在步驟101取得的各個發光材料的如圖3所示的特性，求出每種發光材料的在以同一電流值或電壓值進行持續發光的情況下的發光輝度下降到初期輝度的規定比例(在本實施例中為50％)的需要時間(半衰期)為1000小時的初期輝度Lr、Lg、Lb。即，如圖3所示，由於各個發光材料的衰減曲線的形狀因初期輝度的值而有很大的不同，所以，通過選擇適當的初期輝度值，可求出每個色的半衰期為1000小時的初期輝度。結果是，初期值決定部20求出的每個色的初期輝度為，例如Lr＝800cd/m2Lg＝800cd/m2Lb＝150cd/m2。
另外，雖然在這裡求出了半衰期為1000小時的初期輝度，但對於設定的半衰期時間不限於1000小時，可以採用例如對應產品的質量保證期間(基本一致的期間)的時間的適當的時間。
在步驟102求出的各色的初期輝度後，進入步驟103，參考RGB各色的發光頻譜，並根據在步驟102求出的每個色的初期輝度Lr、Lg、Lb，通過下式計算出在1個像素中的每個色的開口率ar、ag、ab。
ar∶ag∶ab＝WrLgLb∶WgLrLb∶WbLrLg
其中的ar為上述能夠發紅色光的EL元件的開口率，ag為上述能夠發綠色光的EL元件的開口率，ab為上述能夠發蘭紅色光的EL元件的開口率。
另外，Wr∶Wg∶Wb為使1個像素顯示白色光的各色的輝度比(Wr對應紅色、Wg對應綠色、Wb對應蘭色)，是根據RGB各色的發光光譜來設定。
例如，在色度R(0.67、0.33)、G(0.35、0.6)、B(0.15、0.16)的情況下，由於要顯示白色光(0.33、0.33)，則RGB的輝度比Wr∶Wg∶Wb應為1∶8∶2，通過把該輝度比和每個色的初期輝度Lr、Lg、Lb代入上式進行計算，可求出每個色的開口率ar、ag、ab。
如果把Lr＝800cd/m2、Lg＝800cd/m2、Lb＝150cd/m2、Wr∶Wg∶Wb＝1∶8∶2代入上式，則ar、ag、ab＝15∶120∶160。
通過把該數值除以1/100，換算成開口率百分比，則紅色的開口率為1.5％、綠色的開口率為12％、蘭色的開口率為16％。在這個情況下的1個像素的全體發光輝度(不是指單位面積，而是指像素全體的發光輝度)為Lr×0.01 5+Lg×0.12+Lb×0.16，代入數值後，等於132cd/m2。
另外，當把上述開口率(每個像素的開口率)換算為各個點(子像素)的開口率時，則分別為3倍，即紅色為4.5％、綠色為36％、蘭色為48％。因此，是接近於通過使用在目前的有機EL顯示裝置中的TFT(薄膜電晶體)基板所得到的開口率的值。另外，對於蘭色來說，由於其開口率大，即使是以3點等分1個像素的面積還不夠，可以通過把開口率小的紅色的面積分配給蘭色加以補償。
在完成步驟103的處理後，進入步驟104，根據在步驟102求出的每個色的初期輝度Lr、Lg、Lb決定每個色的在使用時的電流值的中央值Icr、Icg、Icb(在以恆定電流驅動的情況下)或電壓值的中央值Vcr、Vcg、Vcb(在以電壓驅動的情況下)。
例如，在以恆定電流驅動的情況下，雖然是對應發光輝度在有機EL元件中流過大電流或小電流，但從充分長的時間考慮(例如是1000小時)，可認為是等同於連續地流過最大電流值與最小電流值(通常為0安培)的平均值(通常為最大電流值的1/2)。因此，在圖3所示的例中，可以把縱軸的「初期輝度」讀作「電流值的中央值」，作為「電流值的中央值」，也是以同樣的趨勢使發光輝度衰減。另外，在恆定電壓驅動的情況下也是同樣。
所以，在步驟104中，對於為了得到初期輝度Lr、Lg、Lb所必要的電流值或電壓值，只要設定電流值的中央值Icr、Icg、Icb或電壓值的中央值Vcr、Vcg、Vcb便可。
在完成了步驟104的處理後，進入步驟105，把在步驟102～104決定的各個值輸出到利用者所指定的文件夾中，到此結束這次的圖2所示的處理。
而且，根據經過上述的而設計成的有機EL顯示裝置，由於使各色的有機EL元件(發光單元)的發光輝度的衰減(隨時間的經過而發生的變化)形成一致，因此，具有即使使用時間到達1000小時左右，也不會破壞其白平衡的優點。
另外，在本實施例中，是設計成使發光輝度下降到初期輝度的50％時的經過時間在各個有機EL元件中相一致，但不限於50％，也可以是其他的比例。而且，也可以不用設計成在各個有機EL元件中相一致，而設定上述有機EL元件的各個初期輝度，使在各個有機EL元件之間的發光壽命的偏差量小於20％。(實施例2)下面說明本發明的實施例2。
本實施例也與上述的實施例1相同，是在作為通過把RGB的3個發光點構成1個像素而進行彩色顯示的EL裝置(發光體)的顯示裝置中應用本發明的實例。
只不過在本實施例中，不是使各個有機EL元件(發光元件)的發光輝度下降到初期輝度的規定的比例(例如是50％)的值時所需要的時間達到一致，而是設計成參考其中1色的有機EL元件的發光輝度下降到初期輝度的規定比例(例如50％)的值時間，在到達該時間之前的使用期間內，儘量使各色的發光輝度以相同的趨勢衰減。
另外，由於在本實施例中的設計程序的主要處理流程與上述實施例1的情況相同，因此利用圖2對本實施例的設計程序的內容進行說明。
雖然在本實施例中也是經過步驟101進入步驟102，決定初期輝度Lr、Lg、Lb，但在步驟102中的處理內容與上述實施例1有若干不同。
即，在進入步驟102後，首先通過對RGB各色的衰減曲線分別用各自的初期輝度進行除法運算，求出如圖4所示的歸一化的衰減曲線(用初期輝度歸一化的輝度)，從這些歸一化衰減曲線中選擇出呈現所希望的趨勢(最接近右肩下降的直線的衰減趨勢)的衰減曲線。在圖4所示的例中，選擇綠色的衰減曲線。
然後，根據綠色的歸一化衰減曲線作為綠色有機EL元件的壽命結束的時間，求出綠色有機EL元件的發光輝度下降到初期輝度的規定比例(例如50％)時的經過時間。該時間例如為達到1000小時的時間。
然後，求出在到達如上述的那樣求出的1000小時之前的期間內的綠色有機EL元件的歸一化衰減曲線與紅色有機EL元件的歸一化衰減曲線的偏差量最小的紅色有機EL元件的初期輝度Lr。同樣地求出在到達如上述的那樣求出的1000小時之前的期間內的綠色有機EL元件的歸一化衰減曲線與蘭色有機EL元件的歸一化衰減曲線的偏差量最小的蘭色有機EL元件的初期輝度Lb。
在求出適當的初期輝度Lr、Lb的情況下，把其與在用於判斷偏差量的綠色有機EL元件的衰減曲線中的初期輝度Lg構成一組數據，作為步驟102的處理結果。但是在未能求出偏差量小的初期輝度Lr及Lb的情況下，可適當地改變綠色有機EL元件的初期輝度，求出歸一化衰減曲線，在此基礎上，再一次求出初期輝度Lr及Lb。
另外，關於歸一化衰減曲線之間的偏差量大小的判斷，例如可以通過對在如上述那樣求出的到達1000小時之前的時間積分值之間進行比較，或也可以利用最小平方法進行。但是，在通過步驟101取得的初期輝度與壽命之間關係的種類少時，利用時間積分值進行偏差量大小的判斷的情況下，也可以根據把綠色的時間積分值夾在中間的2個紅色的時間積分值，利用插值法求出與綠色的時間積分值形成一致的紅色的初期輝度。
而且，在步驟101中，所求出的每個色的初期輝度為，例如Lr＝700cd/m2Lg＝900cd/m2Lb＝110cd/m2。
這裡，在步驟102求出的初期輝度Lr、Lg、Lb為以上的這值，當為了顯示白色的RGB的輝度比Wr∶Wg∶Wb為1∶8∶2時，每個色的開口率ar、ag、ab為ar∶ag∶ab＝99∶616∶12601∶6∶13以適當的比例使紅色的開口率為2％、綠色的開口率為12％、蘭色的開口率為26％。在這種情況下的的1個像素的全體發光輝度(不是單位面積，而是像素全體的發光輝度)可用Lr×0.02+Lg×0.12+Lb×0.26求出，代入數值後等於150.6cd/m2。
另外，在本發明的發光體中，這樣求得的開口率以及在上述實施例中求得的開口率之比，尤其是上述各個EL元件(發光元件)之間的開口率之比，最好在下式所表示的範圍內。
ar、ag、ab＝1∶3～8∶8～15隻要RGB的輝度比在這個範圍內，可獲得良好的白平衡，並且在EL裝置(發光體)的壽命期間內可始終保持該良好的白平衡。
另外，當把上述開口率(每個像素的開口率)換算為各個點(子像素)的開口率時，則分別為3倍，即紅色為6％、綠色為36％、蘭色為78％。如果把其平均化，則是接近於目前的有機EL顯示裝置中的TFT基板的開口率的值，所以，對於蘭色的不足部分，可以通過把紅色的面積分配給蘭色加以補償。
在完成步驟102的處理後，進入步驟103，由於步驟103以後的處理與上述實施例1的處理相同，故省略說明。
而且，根據經過以上的處理而設計成的有機EL顯示裝置，通過求出每個色的有機EL元件的發光輝度的歸一化衰減曲線，然後求出各個有機EL元件的使歸一化衰減曲線之間的偏差量小的初期輝度，進一步決定開口率、電流值或電壓值的中央值，即使在各個有機EL元件的發光輝度逐漸衰減的過程中，與以往的相比，也可以保持良好的白平衡。
另外，在本實施例中，是把發光輝度下降到初期輝度的50％時的期間作為有機EL元件的壽命期間，但並不限於50％，也可以是其他的比例。
下面，說明這樣設計而成的有機EL顯示裝置(發光體)的實例。
圖5是表示從形成有驅動元件的基板側發射光的，所謂底端照射型有機EL顯示裝置的一例的模式側剖面圖。該圖5中所示的有機EL顯示裝置(發光體)100具有基板101、電路元件部102、像素電極(陽極)103、隔柵部104、發光元件(發光單元)105、對向電極(陰極)106及密封基板107，並通過把可彎曲的基板(未圖示)的布線和驅動IC連接而構成。
基板101，由於有機EL顯示裝置100為底部端照射型，所以必須具有透光性，因此，理想的是使用厚度為0.5mm左右的玻璃板。
電路元件部102為在基板101上的形成有由TFT等構成的驅動元件(有源元件)108的部分，在該電路元件部102上，配置有形成規定圖形的多哥像素電極103。像素電極103為由ITO等構成的透明電極，由此使從發光元件105發出的光可透過像素電極103。
在各個像素電極103之間形成有例如由感光性的環氧樹脂等構成的隔柵部104，通過該隔柵部104在形成的凹部開口109內形成發光元件105。另外，把所述驅動元件108和其布線等配置在隔柵部104的正下方的位置上，由此使得這些驅動元件108等不會防礙從發光元件105發出的出射光。
發光元件105，在本實施例中，具有形成在像素電極103上的空穴注入層110和形成在該層上的發光層111，由成為發紅色(R)光的發光元件(發光單元)105R、成為發綠色(G)光的發光元件(發光單元)105G、及成為發蘭色(B)光的發光元件(發光單元)105B構成，通過把這3個光點組成1個像素，來實現彩色顯示。另外，也可以根據需要，在發光層111上形成電子注入層，構成包含該電子注入層的發光元件105。
對向電極106形成在覆蓋隔柵部104及發光元件105的上部的全體面上，按前後順序形成有LiF、Ca、Al層。另外，在該對向電極106中最上層為Al層，同時被作為用於反射從發光元件105發出的光的反射膜。
而且，在這樣形成的對向電極106上通過密封樹脂(未圖示)疊層由玻璃等構成的密封基板107。
在這樣構成的有機EL顯示裝置100中，所述各個發光元件105的開口率，由例如在凹部開口109底部側的開口，即，空穴注入層110與像素電極103相接的面積所決定。該面積(開口率)，以如上述那樣設定的各個發光元件(發光單元)105的初期輝度，應實現良好的白平衡，例如是通過決定各個發光元件(發光單元)105之間的開口率之比，使該開口率之比在上述式(2)所示的範圍內，而決定。也就是，通過對於該開口率之比而決定的白平衡，求出使顯示裝置具有適當範圍輝度的比率，對預先決定的開口率之比分別乘以該比率，來決定可保持上述的白平衡，並能夠實現作為顯示裝置的良好輝度的開口面積(開口率)。
另外，這些發光元件(發光單元)105的配置和其開口率之比，例如上是圖6所示的情況。即，由於B(蘭色)的發光元件(發光單元)105B的開口率之比要比R(紅色)的發光元件(發光單元)105R、G在(綠色)的發光元件(發光單元)105G的大，所以如圖6所示，增大了該開口率(開口面積)。而且，為了減少無效區域以確保全體的開口率，在B(蘭色)的發光元件(發光單元)105B的一方側配置R(紅色)的發光元件(發光單元)105R和G(綠色)的發光元件(發光單元)105G。
圖7是表示從密封基板107側射出光的所謂頂端照射型有機EL顯示裝置的一例的模式側剖面圖。該圖7所示的有機EL顯示裝置(發光體)150與圖5所示的有機EL顯示裝置(發光體)100的主要不同之處在於，作為基板101，可使用由非透光性的金屬或樹脂等構成的基板、作為像素電極103，可使用不透明的電極、作為對向電極106，使用透光性的電極和作為密封基板107也使用透光性的密封基板。另外，理想的是，作為像素電極103尤其是使用具有反射性的電極，或者使用具有在透明電極中設置Al等的反射層的疊層結構的電極。
另外，在本實施例中，所述各個發光元件105的開口率(開口面積)是由例如凹部開口109的上部側的開口，即，發光層111與對向電極106相接的面積所決定。
在這樣的有機EL顯示裝置150中，也採取如圖6所示的各個發光元件(發光單元)105的配置和其開口率之比。
另外，由於該有機EL顯示裝置150為頂部照射型，所以與圖7所示的結構不同，沒有必要把驅動元件108和其布線配置在隔柵部104的正下方，可自由選擇配置位置。換言之，各個發光元件(發光單元)105的配置及其開口率(開口面積)的設定與驅動元件108及其布線等的位置無關，從而提高了設計自由度，並且與底端照射型相比可增大開口率(開口面積)。
本發明的電光學裝置具有作為顯示裝置的上述發光體，具體的是，除了所述有機電致發光屏(有機EL顯示裝置)以外，還可以例舉出無機電致發光屏、等離子顯示裝置(PDP)、電場放射顯示裝置(FED)等。(實施例3)圖8是表示作為安裝有本發明的有機EL顯示裝置的電子機器的一例的筆記本電腦的立體圖。
筆記本電腦200包括具有鍵盤201的主機部202、和由上述實施例1或實施例2的有機EL顯示裝置(發光體)構成的顯示部分203。(實施例4)圖9是表示作為安裝有本發明的有機EL顯示裝置的電子機器的一例的行動電話機的立體圖。
行動電話機300包括多哥操作鍵301、受話口302、送話口303和上述實施例1或實施例2的有機EL顯示裝置(發光體)304。(實施例5)圖10是表示作為安裝有本發明的有機EL顯示裝置的電子機器的一例的數位照相機的立體圖。另外，簡單地圖示了與外部機器的連接。
數位照相機400包括外殼401、設置在後背的由上述實施例1或實施例2的有機EL顯示裝置(發光體)構成的顯示屏402、設置在外殼401的觀察側(圖中的背面側)的包含光學鏡頭和CCD(Charge Coupleddevice)等的受光部分403、快門按鈕404、在按下該快門按鈕404時傳送並存儲CCD的拍攝圖象的電路板405。在該顯示屏402上，根據由CCD等的受光元件的光電轉換而生成的拍攝信號進行圖象顯示。
另外，在該數位照相機400中在外殼401的側面上設有視頻信號輸出端子406和數據通信用的輸入輸出端子407。而且，如圖所示，根據需要，前者的視頻信號輸出端子406可與電視監視器500、或後者的數據通信用輸入輸出端子可與個人計算機600連接，通過規定的操作，把存儲在電路板405的存儲器中的圖象信號輸出到電視監視器500或個人計算機600中。
另外，作為具有本發明的有機EL顯示裝置(發光體)的電子機器，不限於上述種類，也可以是其他的例如電視機、可攜式電視機、監視器一體型視頻磁帶錄象機、PDA、可攜式遊戲機、車載型音響機器、汽車儀表、CRT、汽車導航裝置、尋呼機、電子記事本、計算器、手錶、文字處理機、工作站、可視電話、POS終端和配置有觸控螢幕的機器等。
另外，在上述各個實施例中，說明了把本發明的發光體的輝度設計方法及輝度設計程序運用於有機EL顯示裝置的輝度設計的情況，但本發明並不限於此，也可以把本發明運用於無機EL顯示裝置的設計。
權利要求
1.一種發光體，其構成中包括發光特性會隨使用時間而產生不同變化的多種發光單元，其特徵在於分別設定所述發光單元的初期輝度，使所述發光單元之間的發光壽命的偏差量小於20％。
2.根據權利要求1所述的發光體，其特徵在於所述發光單元的發光壽命為發光輝度下降到初期輝度的規定比例時所需要的時間。
3.根據權利要求2所述的發光體，其特徵在於所述規定比例為50％。
4.根據權利要求1所述的發光體，通過把能夠發紅色光的發光單元、能夠發綠色光的發光單元及能夠發蘭色光的發光單元的3個光點構成1個像素，使其能夠進行彩色顯示，其特徵在於所述各個發光單元的開口率之比滿足下列比例式ar∶ag∶ab＝WrLgLb∶WgLrLb∶WbLrLg其中Lr為所述能夠發紅色光的發光單元的初期輝度，Lg為所述能夠發綠色光的發光單元的初期輝度，Lb為所述能夠發蘭色光的發光單元的初期輝度，ar為所述能夠發紅色光的發光單元的開口率，ag為上述能夠發綠色光的發光單元的開口率，ab為上述能夠發蘭紅色光的發光單元的開口率，Wr∶Wg∶Wb是為了使所述1個像素顯示白色光的各色的輝度比(Wr對應紅色、WgL對應綠色、Wb對應蘭色)。
5.一種發光體，其構成中包括發光特性會隨使用時間而產生不同變化的多種發光單元，其特徵在於分別設定所述發光單元的初期輝度及開口率，使所述發光單元之間的在規定時間內的發光量的偏差量小於20％。
6.根據權利要求5所述的發光體，其特徵在於所述發光單元的在規定時間內的發光量的偏差量是根據通過把所述各個發光單元的發光輝度的衰減曲線除以發光輝度的初期輝度而求得的歸一化衰減曲線所決定。
7.根據權利要求1所述的發光體，通過把能夠發紅色光的發光單元、能夠發綠色光的發光單元及能夠發蘭色光的發光單元的3個光點構成1個像素，使其能夠進行彩色顯示，其特徵在於所述各個發光單元的開口率之比滿足下列比例式ar∶ag∶ab＝1∶3～8∶8～15其中ar為所述能夠發紅色光的發光單元的開口率，ag為所述能夠發綠色光的發光單元的開口率，ab為所述能夠發蘭紅色光的發光單元的開口率。
8.根據權利要求5所述的發光體，通過把能夠發紅色光的發光單元、能夠發綠色光的發光單元及能夠發蘭色光的發光單元的3個光點構成1個像素，使其能夠進行彩色顯示，其特徵在於所述各個發光單元的開口率之比滿足下列比例式ar∶ag∶ab＝1∶3～8∶8～15其中ar為所述能夠發紅色光的發光單元的開口率，ag為所述能夠發綠色光的發光單元的開口率，ab為所述能夠發蘭紅色光的發光單元的開口率。
9.一種發光體的輝度設計方法，是一種由包含發光特性會隨使用時間而產生不同變化的多種發光單元而構成的發光體的輝度設計方法，其特徵在於執行分別設定所述發光單元的初期輝度，使所述發光單元之間的發光壽命的偏差量小於20％的初期值決定處理。
10.根據權利要求9所述的發光體的輝度設計方法，其特徵在於執行根據所述決定的初期值決定每種所述發光單元的開口率的開口率決定處理。
11.根據權利要求9所述的發光體的輝度設計方法，其特徵在於執行根據所述決定的初期值決定對應每種所述發光單元的電流值或電壓值的使用範圍的使用範圍決定處理。
12.根據權利要求9所述的發光體的輝度設計方法，其特徵在於把所述發光單元的發光壽命設定為其發光輝度下降到初期輝度的規定的比例時所需要的時間。
13.根據權利要求12所述的發光體的輝度設計方法，其特徵在於設定所述規定的比例為50％。
14.根據權利要求9所述的發光體的輝度設計方法，通過把能夠發紅色光的發光單元、能夠發綠色光的發光單元及能夠發蘭色光的發光單元的3個光點構成1個像素，使其能夠進行彩色顯示，其特徵在於使所述各個發光單元的開口率之比滿足下列比例式ar∶ag∶ab＝WrLgLb∶WgLrLb∶WbLrLg其中Lr為所述能夠發紅色光的發光單元的初期輝度，Lg為所述能夠發綠色光的發光單元的初期輝度，Lb為所述能夠發蘭色光的發光單元的初期輝度，ar為所述能夠發紅色光的發光單元的開口率，ag為上述能夠發綠色光的發光單元的開口率，ab為上述能夠發蘭紅色光的發光單元的開口率，Wr∶Wg∶Wb為為了使所述1個像素顯示白色光的各色的輝度比(Wr對應紅色、WgL對應綠色、Wb對應蘭色)。
15.一種發光體的輝度設計方法，是一種由包含發光特性會隨使用時間而產生不同變化的多種發光單元而構成的發光體的輝度設計方法，其特徵在於執行分別設定所述發光單元的初期輝度及開口率，使所述發光單元之間的在規定時間內的發光量的偏差量小於20％的初期值決定處理及開口率決定處理。
16.根據權利要求15所述的發光體的輝度設計方法，其特徵在於根據通過把所述各個發光單元的發光輝度的衰減曲線除以發光輝度的初期輝度而求得的歸一化衰減曲線，決定所述發光單元的在規定時間內的發光量的偏差量。
17.一種發光體的輝度設計程序，是一種由包含發光特性會隨使用時間而產生不同變化的多種發光單元而構成的發光體的輝度設計程序，其特徵在於通過計算機執行分別設定所述發光單元的初期輝度，使所述發光單元之間的發光壽命的偏差量小於20％的初期值決定處理。
18.根據權利要求17所述的發光體的輝度設計程序，其特徵在於通過計算機執行根據所述決定的初期值決定每種所述發光單元的開口率的開口率決定處理。
19.根據權利要求17所述的發光體的輝度設計程序，其特徵在於通過計算機執行根據所述決定的初期值決定對應每種所述發光單元的電流值或電壓值的使用範圍的使用範圍決定處理。
20.根據權利要求17所述的發光體的輝度設計程序，其特徵在於把所述發光單元的發光壽命設定為其發光輝度下降到初期輝度的規定的比例時所需要的時間。
21.根據權利要求20所述的發光體的輝度設計程序，其特徵在於設定所述規定的比例為50％。
22.根據權利要求17所述的發光體的輝度設計程序，通過把能夠發紅色光的發光單元、能夠發綠色光的發光單元及能夠發蘭色光的發光單元的3個光點構成1個像素，使其能夠進行彩色顯示，其特徵在於使所述各個發光單元的開口率之比滿足下列比例式ar∶ag∶ab＝WrLgLb∶WgLrLb∶WbLrLg其中Lr為所述能夠發紅色光的發光單元的初期輝度，Lg為所述能夠發綠色光的發光單元的初期輝度，Lb為所述能夠發蘭色光的發光單元的初期輝度，ar為所述能夠發紅色光的發光單元的開口率，ag為上述能夠發綠色光的發光單元的開口率，ab為上述能夠發蘭紅色光的發光單元的開口率，Wr∶Wg∶Wb為為了使所述1個像素顯示白色光的各色的輝度比(Wr對應紅色、WgL對應綠色、Wb對應蘭色)。
23.一種發光體的輝度設計程序，是一種由包含發光特性會隨使用時間而產生不同變化的多種發光單元而構成的發光體的輝度設計程序，其特徵在於通過計算機執行分別設定所述發光單元的初期輝度及開口率，使所述發光單元之間的在規定時間內的發光量的偏差量小於20％的初期值決定處理及開口率決定處理。
24.根據權利要求23所述的發光體的輝度設計程序，其特徵在於根據通過把所述各個發光單元的發光輝度的衰減曲線除以發光輝度的初期輝度而求得的歸一化衰減曲線，決定所述發光單元的在規定時間內的發光量的偏差量。
25.一種電光學裝置，其特徵在於配置有權利要求1～8任意一項所述的作為顯示裝置的發光體。
26.一種電子機器，其特徵在於配置有權利要求1～8任意一項所述的作為顯示裝置的發光體。
全文摘要
本發明為一種發光體(例如EL裝置)，其構成中包括發光特性隨使用時間會產生不同變化的多種發光單元(例如是EL元件)。設定發光單元的各個初期輝度，使發光單元之間的發光壽命偏差量在20％的範圍內。本發明的發光體即使在經過一定程度的使用時間後，也能夠保持良好的發光狀態。另外，本發明還提供了該發光體的輝度設計方法和輝度設計程序以及採用該發光體的電光學裝置和電子機器。
文檔編號H05B33/12GK1427651SQ0215712
公開日2003年7月2日 申請日期2002年12月17日 優先權日2001年12月20日
發明者小林英和 申請人:精工愛普生株式會社