JP2010049811A - Electro-optical device and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気光学装置および電子機器に関するものである。 The present invention relates to an electro-optical device and an electronic apparatus.
近年、画像を表示する装置として、液晶表示装置、プラズマディスプレイ、エレクトロルミネッセンスパネルなどの電気光学装置が用いられている。これらの装置には、情報機器の多様化、情報量の拡大等に伴い、表示画面の大型化、高精細化等の高機能化が求められている。 In recent years, electro-optical devices such as liquid crystal display devices, plasma displays, and electroluminescence panels have been used as devices for displaying images. These devices are required to have higher functions such as larger display screens and higher definition with diversification of information devices and expansion of information amount.
しかしながら、表示画面を大型化すると配線長が長くなるため、配線が備える電気抵抗や寄生容量の影響が大きくなり、機器全体の信号供給側から近い箇所と遠い箇所とで信号の供給タイミングが異なってしまう。このタイミングの違いは、例えば画像のちらつき(フリッカ)の原因となり表示品質の低下を引き起こすこととなる。 However, when the display screen is enlarged, the wiring length becomes longer, so the influence of the electrical resistance and parasitic capacitance of the wiring becomes larger, and the signal supply timing differs at locations near and far from the signal supply side of the entire device. End up. This difference in timing causes, for example, flickering of the image and causes a reduction in display quality.
また、高精細化していくと、隣接する配線間隔が狭くなるために、配線間に容量結合が生じやすくなる。すると、配線間の容量を介して一方の電圧変化(信号の変化)が他方にノイズとして伝播し良好な信号伝達を阻害する、いわゆるクロストークを生じ、画質の低下を招く。 Further, as the definition becomes higher, the interval between adjacent wirings becomes narrower, so that capacitive coupling is likely to occur between the wirings. Then, one voltage change (signal change) propagates as noise to the other through the capacitance between the wirings, causing so-called crosstalk that hinders good signal transmission, leading to deterioration in image quality.
更に、例えば素早い画面切り替えをしながら画像を表示させる動画表示など、単位時間あたりの情報量が多い場合には、画面の切り替え速度に対応する速度で信号を伝送させる必要がある。滑らかな動画表示を行うためにはより多くの画像情報を必要とするが、配線抵抗の影響のため、画面切り替え速度に対応する速度で信号を伝送することは難しい。画面を大型化・高精細化すると、上記の理由のためより困難となる。 Furthermore, when there is a large amount of information per unit time, such as a moving image display that displays an image while switching screens quickly, it is necessary to transmit a signal at a speed corresponding to the screen switching speed. In order to display a smooth moving image, more image information is required, but due to the influence of wiring resistance, it is difficult to transmit a signal at a speed corresponding to the screen switching speed. Increasing the size and definition of the screen becomes more difficult for the above reasons.
このような課題を解決するために、画像信号を伝送するデータバスの一部に光信号を採用し、信号伝送速度の高速化を図る構成が提案されている(例えば、特許文献1から4参照)。このような構成を備えると、光信号の伝送においては、電気抵抗に起因する信号の遅れや容量結合によるクロストークなどが生じす、金属配線等を用いた電気信号よりも高速に大容量の信号を伝送することができる。 In order to solve such a problem, a configuration has been proposed in which an optical signal is used as part of a data bus for transmitting an image signal to increase the signal transmission speed (see, for example, Patent Documents 1 to 4). ). With such a configuration, a large-capacity signal can be transmitted at higher speed than an electric signal using metal wiring or the like, in which optical signal transmission causes signal delay due to electric resistance or crosstalk due to capacitive coupling. Can be transmitted.
また、隣接する発光部・受光部間での光信号授受のみならず、発光部と受光部とが光学的に接続された光導波路を設け、発光部から射出された光信号を所定の場所に配置した受光部にまで伝送する構成も知られている(例えば、特許文献5参照)。このような構成では、光信号を伝送する経路を延ばすことができるために発光部および受光部の配置自由度が増す。更に、電気信号と異なり信号経路を延ばすことによるフリッカやクロストーク等の不具合を生じないため、良好な大容量高速通信が可能である。
しかしながら、光導波路を用いて光信号を伝送する場合には、経路が延びることによる光の減衰が問題となる。即ち、光信号の伝送中に光が減衰し強度が低下すると、受光部で電気信号に変換することができなくなり、信号伝達が良好に行えなくなるからである。このように光信号を減衰させる原因の1つとして、光導波路内の壁面の形状による影響が考えられる。 However, when an optical signal is transmitted using an optical waveguide, attenuation of light due to the extension of the path becomes a problem. That is, if the light is attenuated and the intensity is reduced during the transmission of the optical signal, it cannot be converted into an electric signal by the light receiving unit, and the signal transmission cannot be performed satisfactorily. As one of the causes of attenuation of the optical signal in this way, the influence of the shape of the wall surface in the optical waveguide can be considered.
光導波路の内部の壁面(クラッド−コアの界面)が凹凸形状を備えていると、光導波路内を伝達する光信号が壁面で散乱し、信号強度が減衰しやすい。そのため、光導波路の内壁は凹凸形状を備えないほうが良い。 If the inner wall surface of the optical waveguide (cladding-core interface) has an uneven shape, the optical signal transmitted through the optical waveguide is scattered by the wall surface, and the signal intensity tends to be attenuated. Therefore, it is better that the inner wall of the optical waveguide does not have an uneven shape.
しかしながら、通常の電気光学装置では、画素電極や、画素電極に接続されたTFT(Thin Film Transistor)等の駆動素子、これらに接続される配線、等が3次元的に積層して形成されている。そのため、画素電極が形成される素子基板側の表面は凹凸形状となっている。特許文献5では、発光部および受光部が形成された基板上に光導波路を形成することとしているが、基板には発光部や受光部を駆動させるための駆動素子や配線が形成されていると考えられ、凹凸形状を備えた箇所を下地として光導波路を形成することとなる。凹凸形状を備えた面を下地として光導波路を形成すると、光導波路の内壁の形状が下地面の形状を反映して凹凸を有することになり、光信号が減衰しやすくなる。 However, in a normal electro-optical device, a pixel electrode, a driving element such as a TFT (Thin Film Transistor) connected to the pixel electrode, a wiring connected to the driving element, and the like are three-dimensionally stacked. . Therefore, the surface on the element substrate side on which the pixel electrode is formed has an uneven shape. In Patent Document 5, an optical waveguide is formed on a substrate on which a light emitting unit and a light receiving unit are formed. When a driving element and wiring for driving the light emitting unit and the light receiving unit are formed on the substrate, It is conceivable that an optical waveguide is formed using a portion having an uneven shape as a base. When an optical waveguide is formed using a surface having an uneven shape as a base, the shape of the inner wall of the optical waveguide has the unevenness reflecting the shape of the base surface, and the optical signal is easily attenuated.
また、光導波路には、特許文献5のように基板上に形成する構成の他に、基板を掘り下げて溝部を形成し、形成した溝部の中に光導波路を形成する構成も知られている。しかし、この場合も、光導波路の形成面が凹凸形状を備えていると、掘り下げた溝部の底面が表面の凹凸を反映した底部形状となることが予想される。そのため、この場合でも良好な光導波路を形成しにくい。 In addition to the structure formed on the substrate as in Patent Document 5, a structure in which a groove is formed by digging the substrate and the optical waveguide is formed in the formed groove is also known. However, in this case as well, if the formation surface of the optical waveguide has an uneven shape, it is expected that the bottom surface of the groove portion dug down will have a bottom shape reflecting the unevenness of the surface. Therefore, even in this case, it is difficult to form a good optical waveguide.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、光信号の減衰が少ない光配線部を備えた電気光学装置を提供することを目的とする。また、このような電気光学装置を備える電子機器を提供することを合わせて目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an electro-optical device provided with an optical wiring portion with little attenuation of an optical signal. Another object is to provide an electronic apparatus including such an electro-optical device.
上記の課題を解決するため、本発明の電気光学装置は、互いに対向して配置された第1基板および第2基板を備え、前記第1基板の前記第2基板と対向する面には、画素電極と、前記画素電極と接続された駆動回路と、電気信号を光信号に変換して射出する発光部と、前記発光部から射出された光信号を受光し電気信号に変換して前記駆動回路に供給する受光部と、が設けられ、前記第2基板の前記第1基板と対向する面には、前記発光部から射出された光信号を前記受光部に伝送する光導波路が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、配線の一部を光配線としているため、クロストークやフリッカ等の画像乱れの要因となる信号の伝送不具合が生じにくい。また、光導波路が対向基板の平坦面に形成されているため、光導波路内を伝送中に光信号が減衰しにくく、良好な信号伝達が可能となる。したがって、表示品質に優れた高品質な電気光学装置とすることができる。
In order to solve the above-described problem, an electro-optical device according to an embodiment of the present invention includes a first substrate and a second substrate that are arranged to face each other, and a surface of the first substrate that faces the second substrate has pixels. An electrode; a drive circuit connected to the pixel electrode; a light emitting unit that converts an electrical signal into an optical signal and emits the light; and an optical signal emitted from the light emitting unit that receives the light signal and converts the signal into an electrical signal. A light receiving portion for supplying light to the light receiving portion, and an optical waveguide for transmitting an optical signal emitted from the light emitting portion to the light receiving portion is provided on a surface of the second substrate facing the first substrate. It is characterized by that.
According to this configuration, since a part of the wiring is an optical wiring, a signal transmission failure that causes image disturbance such as crosstalk and flicker hardly occurs. Further, since the optical waveguide is formed on the flat surface of the counter substrate, the optical signal is hardly attenuated during transmission through the optical waveguide, and good signal transmission is possible. Therefore, a high-quality electro-optical device having excellent display quality can be obtained.
本発明においては、前記発光部は、前記光信号を射出する第1の有機エレクトロルミネッセンス素子を有し、前記画素電極は、該画素電極に対向する電極と共に有機発光層を挟持し、光を射出する第2の有機エレクトロルミネッセンス素子の一部を構成することが望ましい。
この構成によれば、画素電極が構成する発光素子と発光部とが同じく有機EL素子であるため、構造や形成材料を共通化することができる。そのため、製造工程を共通化することが可能となり、容易に良好な表示特性を備える電気光学装置を製造することができる。
In the present invention, the light emitting unit includes a first organic electroluminescence element that emits the optical signal, and the pixel electrode sandwiches an organic light emitting layer together with an electrode facing the pixel electrode, and emits light. It is desirable to constitute a part of the second organic electroluminescence element.
According to this configuration, since the light emitting element and the light emitting portion which are formed by the pixel electrode are the same organic EL element, the structure and the forming material can be shared. Therefore, the manufacturing process can be made common, and an electro-optical device having good display characteristics can be easily manufactured.
本発明においては、前記第1の有機エレクトロルミネッセンス素子と前記第2の有機エレクトロルミネッセンス素子とは、異なる波長の光を射出することが望ましい。
この構成によれば、第2の有機EL素子が、受光部の受光感度に応じた波長とは異なる波長の光を射出可能とすると、第1の有機EL素子からの光でのみ受光部を駆動させることができ、誤動作を防止することができる。例えば、第2の有機EL素子から発せられた光が装置内部で反射し受光部に到達したとしても、受光感度に応じた波長とは異なるため、誤動作を防止することができ好適である。
In the present invention, it is desirable that the first organic electroluminescence element and the second organic electroluminescence element emit light having different wavelengths.
According to this configuration, when the second organic EL element can emit light having a wavelength different from the wavelength according to the light reception sensitivity of the light receiving unit, the light receiving unit is driven only by the light from the first organic EL element. And malfunction can be prevented. For example, even if the light emitted from the second organic EL element is reflected inside the apparatus and reaches the light receiving portion, it is different from the wavelength according to the light receiving sensitivity, which is preferable because it can prevent malfunction.
本発明においては、1つの前記光導波路に対して2以上の受光部が共通して接続されていることが望ましい。
この構成によれば、光導波路の形成数・形成領域を少なくすることができ、装置の小型化や大画面化を図ることができる。
In the present invention, it is desirable that two or more light receiving portions are commonly connected to one optical waveguide.
According to this configuration, it is possible to reduce the number and area of optical waveguides to be formed, and to reduce the size and the screen size of the device.
本発明においては、前記光導波路は、前記第2基板の前記第1基板と対向する面に溝部を形成し、前記溝部に前記光導波路の形成材料を充填して形成されていることが望ましい。
この構成によれば、平坦な第2基板に溝部を形成するため、掘り下げた溝部の底面も表面の平坦さを反映した底部形状となり、光損失の少ない良好な光導波路を形成することができる。
In the present invention, it is preferable that the optical waveguide is formed by forming a groove on a surface of the second substrate facing the first substrate and filling the groove with a material for forming the optical waveguide.
According to this configuration, since the groove portion is formed in the flat second substrate, the bottom surface of the groove portion dug down also has a bottom shape reflecting the flatness of the surface, and a good optical waveguide with little optical loss can be formed.
本発明においては、前記光導波路は、前記発光部から射出された前記光信号が入射する入射口と、前記光導波路内を伝播する前記光信号が射出される射出口と、を有し、前記光導波路内の前記入射口および前記射出口に平面的に重なる領域には、前記光信号を散乱させる光散乱機構を有することが望ましい。
この構成によれば、光導波路内に入射または光導波路から射出する光信号の進行方向を散乱により変化させることで、光信号の光導波路内の伝播と射出とが確実となり、良好な信号伝達が可能となる。
In the present invention, the optical waveguide has an entrance through which the optical signal emitted from the light emitting unit is incident, and an exit through which the optical signal propagating through the optical waveguide is emitted, It is desirable to have a light scattering mechanism that scatters the optical signal in a region overlapping the entrance and exit in the optical waveguide.
According to this configuration, by changing the traveling direction of the optical signal entering or exiting the optical waveguide by scattering, propagation and emission of the optical signal in the optical waveguide are ensured, and good signal transmission is achieved. It becomes possible.
本発明においては、前記光散乱機構は、前記入射口または前記射出口と平面的に重なる前記溝部の深さを変化させて形成されていることが望ましい。
この構成によれば、溝部の加工に変化をつけることにより、容易に良好な信号伝達が可能な光導波路とすることができる。
In the present invention, it is preferable that the light scattering mechanism is formed by changing a depth of the groove portion that overlaps the entrance port or the exit port in a plane.
According to this configuration, an optical waveguide capable of easily transmitting good signals can be obtained by changing the processing of the groove.
本発明においては、前記光散乱機構は、複数の凹凸形状を有することが望ましい。
この構成により、複数の凹凸形状の各々の表面で光信号が散乱し、確実に光導波路内での光信号の伝播と射出とが可能となるため、良好な信号伝達が可能となる。
In the present invention, the light scattering mechanism preferably has a plurality of uneven shapes.
With this configuration, the optical signal is scattered on each surface of the plurality of concave and convex shapes, and the optical signal can be reliably propagated and emitted in the optical waveguide, so that good signal transmission is possible.
本発明の電子機器は、上述の電気光学装置を備えることを特徴とする。
この構成によれば、クロストークやフリッカ等の表示不具合の無い良好な電子機器とすることができる。
An electronic apparatus according to an aspect of the invention includes the above-described electro-optical device.
According to this configuration, it is possible to obtain a good electronic device free from display problems such as crosstalk and flicker.
[第1実施形態]
以下、図1〜図6を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る電気光学装置について説明する。ここでは、発光素子として複数の有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)を備えた有機EL装置を例に挙げ、本発明を説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
[First Embodiment]
The electro-optical device according to the first embodiment of the invention will be described below with reference to FIGS. Here, the present invention will be described by taking as an example an organic EL device including a plurality of organic electroluminescence elements (organic EL elements) as light emitting elements. In all the drawings below, the film thicknesses and dimensional ratios of the constituent elements are appropriately changed in order to make the drawings easy to see.
図1は、本実施形態の電気光学装置(有機EL装置)1Aを示す概略図であり、図1(a)は概略斜視図、図1(b)は有機EL装置1Aが備える素子基板10の概略平面図を示す。
FIG. 1 is a schematic view showing an electro-optical device (organic EL device) 1A of the present embodiment, FIG. 1 (a) is a schematic perspective view, and FIG. 1 (b) is an
図1(a)に示すように、本実施形態の有機EL装置1Aは、有機EL素子を含む有機EL素子部12が設けられた素子基板(第1基板)10と、素子基板10に対向して配置される対向基板(第2基板)20と、素子基板10および対向基板20にまたがって配置された光配線部30と、を備えている。光配線部30は、電気信号を光信号に変換する発光部32と、光信号を受光し電気信号に変換する受光部36と、発光部32と受光部36とに光学的に接続された光導波路34と、を備えている。これら光配線部30を構成する部材のうち、発光部32と受光部36とは素子基板10に、光導波路34は対向基板20に、それぞれ設けられている。
As shown in FIG. 1A, an
素子基板10は、ガラスや石英、プラスチック等からなる基板本体10Aを基体としている。基板本体10Aの上面(対向基板20側)には、有機EL素子部12や発光部32等を駆動させる薄膜トランジスタ(TFT)等のスイッチング素子、各種配線等を有する素子形成層11が設けられている。これらスイッチング素子や各種配線を覆って絶縁膜が設けられている。これら素子形成層11に含まれる各構成要素のために、素子形成層11の上面は凹凸形状となっている。
The
素子形成層11上には、電気信号を光信号に変換して射出する発光部32と、光信号を受光して電気信号に変換する複数(図では4つ)の受光部36と、複数の受光部36の各々に接続された配線16と、複数の配線16がそれぞれ接続された駆動回路14と、受光部36と同数の有機EL素子122を有する有機EL素子部12と、が設けられている。
On the
発光部32は、電気信号を光信号に変換する光変換素子322として、周囲を隔壁324で囲まれた有機EL素子を備えている。光変換素子322は、対向基板20側に光を射出する、所謂トップエミッション方式の有機EL素子である。本実施形態の光変換素子322は、赤色の光を射出する構成としている。
The
受光部36は、例えばフォトダイオードや、フォトダイオードにトランジスタ(増幅回路)が組み合わされたフォトトランジスタ等の、通常知られた受光素子を用いる事ができる。フォトダイオードとしては、PIN型フォトダイオード、APD(アバランシェフォトダイオード)、MSM型フォトダイオード等の中から選ぶことができる。APDは、受光感度、応答周波数ともに高い特性を備えている。MSM型フォトダイオードは、構造が単純で増幅用トランジスタとともに集積化しやすいという特徴を有する。受光部36では、発光部32から射出された光信号を受光し、受光量に応じた電気信号に変換して、配線16を介して駆動回路14に供給する。本実施形態では、受光部36として、光変換素子322が発する光の波長の受光感度が高いフォトダイオードを用いる。
As the
駆動回路14は、受光部36を介して供給される電気信号(画像信号)をラッチし、例えば不図示の配線を介して供給されるクロック信号のタイミングに応じて放出する。画像信号は、駆動回路14内で、信号に応じた発光を有機EL素子122にさせるためのデジタル信号に変換され、有機EL素子部12に向けて供給される。
The
有機EL素子部12には、受光部36と同数の有機EL素子122を有している。各々の有機EL素子122が備える画素電極は駆動回路14と接続されており、有機EL素子122は駆動回路14から供給されるデジタル信号に基づいて光を射出する。また、各々の有機EL素子122は、隔壁124に周囲を囲まれており、ひとつずつ隔離されている。有機EL素子122も光変換素子322と同じく、トップエミッション方式を採用している。本実施形態の有機EL素子122は、白色の光を射出する構成としている。
The organic
有機EL素子122と光変換素子322とは、いずれもトップエミッション方式を採用しており、構造が類似している。したがって、各々が備える発光層の材料を変更する点以外は全て同じ工程で形成することが可能である。発光層の形成材料が低分子発光材料の場合、マスク蒸着等を用いて発光層の作り分けを行う必要があるが、該発光層の形成材料に高分子発光材料を用いると、例えば液滴吐出法を用いて容易に発光層を作り分けることが可能であるため好適である。
The
また、本実施形態の有機EL装置1Aでは、有機EL素子122と光変換素子322とが異なる色(波長)の光を射出することとしている。通常、受光部36に用いるフォトダイオードは、種類によって受光する光の波長に対する感度が異なる。そのため、有機EL素子122が発する光の波長とは異なる光に対して受光感度が高い受光部36を用いると、例えば有機EL素子122から発せられた光が装置内部で反射し受光部36に到達したとしても、誤動作を防止することができる。
Further, in the
対向基板20は、ガラスや石英、プラスチック等からなる基板本体20Aを基体としている。対向基板20は、素子基板10を物理的に保護する保護基板としての機能を備えており、基板本体20Aの素子基板10と対向する面は平坦面となっている。この平坦面の一部を掘り下げて光導波路34が形成されている。
The
光導波路34は、発光部32から射出された光(光信号)を伝送し、複数の受光部36の各々に導く機能を備えている。本実施形態の光導波路34は、基板本体20Aの平坦面を掘り下げて形成されているため、光導波路34の基板本体20A側の底部に凹凸が少ない良好な形状を備えている。また、光導波路34は、図1(b)に示すように、発光部32が備える光変換素子322、および受光部36に平面的に重なって設けられている。
The
有機EL装置1Aは、所謂缶封止構造を採用して、素子基板10と対向基板20とを貼り合わすこととしても良く、エポキシ樹脂等で素子基板10と対向基板20との間の空間を充填する固体封止構造としても良い。缶封止構造を採用する場合には、通常、内部に水分を捕集する捕集材を封止するが、捕集材は光配線部30と平面的に重ならない位置に設けるとよい。
The
図2は、有機EL素子122の概略断面図であり、図1(b)の線分A−Aに対応する図である。有機EL素子122は、素子基板(基板)10上に設けられた画素電極51、有機機能層52、共通電極53を有している。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
画素電極51は、仕事関数が高い(例えば5eV以上)導電材料、ここではインジウム錫酸化物(ITO)からなっている。
The
共通電極53は、仕事関数が低い(例えば5eV以下)材料からなっている。仕事関数が低い材料としては、カルシウムやマグネシウム、ナトリウム、リチウム等が挙げられる。また、これらの材料だけでは、電気抵抗が大きく電極として機能しないため、発光部分を避けるようにアルミニウムや金、銀、銅などの金属層をパターン形成したり、ITOや酸化錫などの透明な金属酸化物導電層との積層体と組み合わせて用いたりしてもよい。なお、本実施形態では、マグネシウム−銀合金(MgAg)を透明性が得られる20nm以下の膜厚に調整して用いている。
The
有機機能層52は、画素電極51と共通電極53との間に有機発光層523を有するものである。本例の有機機能層52は、画素電極51側から順に設けられた正孔注入層521、正孔輸送層522、有機発光層523、電子輸送層524を有している。
The organic
図3は、有機EL装置1Aにおける電気信号(画像信号)の流れを説明するブロック図である。本実施形態の有機EL装置1Aは、外部から入力される複数の画像信号は、図1では不図示のシフトレジスタ42に入力されて適切な数のデータに再分割され、光配線部30を介して駆動回路14に入力されることで、駆動信号に応じて有機EL素子122を駆動させる。以下、各構成について説明する。
FIG. 3 is a block diagram illustrating the flow of an electrical signal (image signal) in the
外部から入力される電気信号は、4つの有機EL素子122に対応して4つのデータが含まれている。そのため、まずシフトレジスタ42によって分割される。分割された電気信号は発光部32に入力され、電気信号に対応した光信号が射出される。即ち、発光部32において電気信号が光信号に変換される。
The electric signal input from the outside includes four data corresponding to the four
射出された光信号は、光導波路34内を伝送して受光部36で受光される。受光部36では、受光した光量に応じて電気信号を出力する。即ち、受光部36において光信号が電気信号に変換される。
The emitted optical signal is transmitted through the
ここで、本実施形態の有機EL装置1Aは、受光部36から出力される電気信号と発光部32に入力される電気信号とを比較し、発光部32から射出される光の強度の制御にフィードバックする同期回路44を備える。光導波路34内で光の強度が低下することがあったとしても、光配線部30の前後の信号強度を比較してフィードバックするために、安定した信号供給が可能である。
Here, the organic EL device 1 </ b> A of the present embodiment compares the electric signal output from the
受光部36から出力された電気信号は、駆動回路14に供給される。本実施形態の駆動回路14は、サンプリングラッチ141、ロードラッチ142、発光制御回路143,レベルシフタ144、DAC回路145、を含んで構成されている。
The electrical signal output from the
受光部36から入力される電気信号は、まずサンプリングラッチ141で一度ラッチされた後にロードラッチ142に伝送され、所定のタイミングでロードラッチ142から発光制御回路143にロードされる。これらのラッチ回路は、それぞれの回路に入力される不図示の基本クロック信号のタイミングに合わせてラッチおよびロードを行う。
The electric signal input from the
発光制御回路143では、入力される画像信号(電気信号)を、有機EL素子122を発光させる発光制御信号(電気信号)に変換する。この発光制御信号に基づき、有機EL素子122の発光強度、発光時間が設定される。
The light
レベルシフタ144は、高電圧(例えば15V)で駆動する発光制御回路143と、低電圧(例えば3.5V)で駆動するDAC回路145との駆動電圧の電位差を緩和するために両回路の間に設けられる、降圧型のレベルシフタである。
The
DAC回路145は、各種の制御信号に同期して、レベルシフタ144を介して発光制御回路143から入力される発光制御信号をラッチし、当該ラッチした電気信号をアナログ変換して駆動信号(電気信号)を生成し、有機EL素子122に出力する。すると、各々の有機EL素子122は、駆動信号に基づいて発光を行う。本実施形態の有機EL装置1Aは、このようにして入力される画像信号を処理し駆動する。
The
図4は、光導波路34の構成を説明する概略断面図である。光導波路34は、基板本体20Aをマスクパターニングしてエッチングすることで溝部を形成し、該溝部に光導波路34の形成材料を充填することで形成することができる。光導波路34の形成材料には、透明樹脂またはゾルゲル法を用いて形成するガラス(ゾルゲルガラス)を用いることができる。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the
図4(a)に示す光導波路34Aは、図1で示した発光部32から射出される光信号Lを光導波路34に導く入射口340Aと、受光部36に向けて光信号Lを射出する射出口340Bと、を備えている。また、入射口340Aおよび射出口340Bの近傍に、光散乱機構341aをなす光散乱粒子が分散されている。光散乱粒子としては、例えばシリカ粒子、ガラス粒子又は金属粒子などが用いられる。このような光導波路34Aは、例えば、インクジェットノズルなどから液状の光導波路材(樹脂など)を所定部位に吐出するとともに、他のインクジェットノズルなどから光散乱粒子を含んだ液状の光導波路材を所定部位に吐出することで形成することができる。
The
図4(b)に示す光導波路34Bは、基板本体20A側の表面に射出口340Bと平面的に重なって光散乱機構341bが設けられている。光散乱機構341bは、光導波路34をなす溝部の深さを変化させた構成としている。更に、図4(c)に示す光導波路34Cは、基板本体20A側の表面の入射口340Aおよび射出口340Bと平面的に重なる位置に、複数の凹凸形状の光散乱機構341cを設けた構成としている。
The
このような光導波路では、発光部32から射出される光信号L(L1)が入射口340Aから光導波路内に入射する。光導波路内を伝播する光信号L(L2)は、光散乱機構で散乱する。散乱する光信号Lのうち射出口340Bから射出される光信号L(L3)は、受光部36へ向けて射出され、射出口340Bから射出されない光信号L2は、更に光導波路内を伝播する。射出口340Bには、散乱して射出される光信号を受光部36へ収束するため、集光素子等の部材が設けられていても良い。
In such an optical waveguide, the optical signal L (L1) emitted from the
また、光導波路は、図4に示したように基板本体20Aに溝部を設けて形成するのみならず、基板本体20Aの表面に形成することとしても良い。図5は、光導波路34Dの構成を説明する概略断面図である。このような光導波路34Dは、基板本体20Aの表面にクラッド材50を設け、該クラッド材50をマスクパターニングしてエッチングし光導波路の形成材料を充填することで形成することができる。ここでは光導波路34Dは、図4(a)で示した光導波路34Aと同様の光散乱機構を備えるものとして図示している。
Further, the optical waveguide may be formed on the surface of the
図6は、上記のような構成を備える本実施形態の有機EL装置1Aにおける信号の流れを示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a signal flow in the
まず、外部から入力された電気信号は、素子基板10に設けられている発光部32で光信号L1に変換され、対向基板20に設けられている光導波路34に入射する。光導波路34内を伝播する光信号L2は、素子基板10に設けられている受光部36へ向けて射出され(光信号L3)、受光部36で電気信号E1に変換される。受光部36から出力される電気信号E1は、駆動回路14において駆動信号E2に変換され、有機EL素子部12に供給される。有機EL素子部12は、駆動信号E2に基づき発光する。
First, an electrical signal input from the outside is converted into an optical signal L 1 by a
このように、本実施形態の有機EL装置1Aでは、光配線部30において有機EL素子部12を駆動させるための信号が対向基板20を伝播する。光導波路34は、素子基板10の表面よりも相対的に平坦な対向基板20上に設けられるために、素子基板10に設ける場合よりも、散乱による減衰がすくない良好な品質を備える。したがって、良好に信号伝達を行うことができる。
As described above, in the organic EL device 1 </ b> A of the present embodiment, a signal for driving the organic
以上のような構成の有機EL装置1Aによれば、配線の一部を光配線としているため、クロストークやフリッカ等の画像乱れの要因となる信号の伝送不具合が生じにくい。また、光配線の光導波路34は、対向基板の平坦面に形成されているため、光導波路内を伝送中に光信号が減衰しにくく、良好な信号伝達が可能となる。したがって、表示品質に優れた高品質な有機EL装置1Aとすることができる。
According to the
また、本実施形態では、駆動回路14に接続された画素電極は有機EL素子122の一部を構成しており、また発光部32の光変換素子322も有機EL素子であることとしている。有機EL素子を共通して備えることで、構造や形成材料を共通化し、製造工程を共通化することできる。そのため、容易に良好な表示特性を備える有機EL装置1Aを製造することができる。
In the present embodiment, the pixel electrode connected to the
また、本実施形態では、有機EL素子122と光変換素子322とは、異なる波長の光を射出することとしている。そのため、誤動作を防止することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、光配線部30は2以上の受光部36を有し、1つの光導波路34に対して2以上の受光部36が共通して接続されている。そのため、光導波路34の形成数・形成領域を少なくすることができ、装置の小型化や大画面化を図ることができる。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態においては、光変換素子322として有機EL素子を用いる事としたが、発光ダイオード(LED)や半導体レーザ(LD)等、他の光源を用いることもできる。
In this embodiment, an organic EL element is used as the
また、本実施形態においては、有機EL素子122と光変換素子322とは異なる色の光を射出することとしたが、同じ色の光を射出することとしても良い。その場合には、同じ有機EL素子122と光変換素子322とを同じ製造工程で形成することができるため、製造が容易となる。
In this embodiment, the
また、本実施形態においては、1つの光導波路34に対して4つの受光部36が接続され、4つの有機EL素子122へ信号を供給することとしたが、受光部と光導波路とを1対1で対応させ、1つの光導波路34には1つの受光部36が接続されることとしても良い。
In the present embodiment, four
また、本実施形態においては、有機EL素子部12は白色光を射出することとしたが、これにかぎらない。例えば、対向基板20に、有機EL素子122から射出された光を種々の色光に変換するカラーフィルタ層を備えていても良い。その場合には、カラーフィルタ層のうち光が透過する着色部と重ならない位置に光導波路を設けるものとする。このような場合であっても、カラーフィルタ層は一様な厚みに形成することが可能であるため、素子形成層11の表面の凹凸と比べると遙かに平坦な表面形状となる。したがって、素子基板10に形成する場合と比べると良好な光導波路が得られる。
In the present embodiment, the organic
[第2実施形態]
図7は、本発明の第2実施形態に係る有機EL装置1Bの説明図である。本実施形態の有機EL装置1Bは、第1実施形態の有機EL装置1Aと一部共通している。異なるのは、直線状に4つの有機EL素子(発光素子)を備えた有機EL装置1Aに対し、有機EL装置1Bでは、マトリクス状に複数配列している点である。したがって、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明について省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is an explanatory diagram of an
図7は、有機EL装置1Bの構成を模式的に示す平面図である。図7に示す通り、有機EL装置1Bは、光透過性と電気絶縁性とを備える基板本体10Aと、基板本体10Aの略中央部分に位置し、有機EL素子で形成されるサブ画素Xがマトリクス状に配置された、平面視ほぼ矩形の表示領域AR(図7中二点鎖線枠内)とを備えて構成されている。
FIG. 7 is a plan view schematically showing the configuration of the
各々のサブ画素Xは、発光することで赤色(R)、緑色(G)または青色(B)のいずれかの光を取り出すことが可能となっている。これらの各色の光は、サブ画素Xが備える有機EL素子が直接各色の光を射出してもよく、サブ画素Xが白色光を射出した後に、R、G、Bに対応するカラーフィルタを介することで各色の光に変調することとしてもよい。表示領域ARにおいては、図の縦方向に同一色のサブ画素Xが配列しており、いわゆるストライプ配置を構成している。表示領域ARでは、マトリクス状に配置されたサブ画素Xが射出するRGBの光を混色させてフルカラー表示を行うことが可能となっている。 Each sub-pixel X can extract red (R), green (G), or blue (B) light by emitting light. The light of each color may be emitted directly from each color by the organic EL element included in the sub-pixel X. After the sub-pixel X emits white light, the light passes through the color filters corresponding to R, G, and B. Thus, the light may be modulated to light of each color. In the display area AR, the sub-pixels X of the same color are arranged in the vertical direction in the figure, forming a so-called stripe arrangement. In the display area AR, full-color display can be performed by mixing RGB light emitted from the sub-pixels X arranged in a matrix.
各々のサブ画素Xは、データ線85と走査線95との交点付近に構成されており、データ線85は、サブ画素Xの配列方向において表示領域ARと隣り合う位置(図では表示領域ARの上側)に配置されたデータ線駆動回路80に一端が接続されている。また、走査線95は、サブ画素Xの配列方向と交わる方向において表示領域ARと隣り合う位置(図では表示領域ARの左側)に配置された走査線駆動回路90に一端が接続されている。
Each sub-pixel X is configured near the intersection of the
装置外部から入力されるデータ信号(電気信号)は、電子回路60、光配線部30、集積回路70を順に介してデータ線駆動回路80に入力される。光配線部30は必要に応じて複数設ける事ができるが、図では省略している。
A data signal (electrical signal) input from the outside of the apparatus is input to the data line driving
電子回路60は、入力される複数のデータ信号を分割するシフトレジスタを有している。シフトレジスタでは、光配線部30の配置数に応じてデータ信号を分割し、各々の光配線部30に伝送する。
The
各々の光配線部30は、第1実施形態の光配線と同様の構成を備えている。有機EL装置1Bは、基板本体10Aに対向する対向基板(不図示)を備えており、光配線部30の備える光導波路34は、対向基板に配置されている。発光部32および受光部36は、それぞれ基板本体10Aを有する素子基板側に形成されている。
Each
集積回路70では、供給されるデータ信号をラッチし、例えば不図示の配線を介して供給されるクロック信号のタイミングに応じて放出する。データ信号は、集積回路70内でデジタル信号に変換され、データ線駆動回路80に向けて供給される。
In the
その他、有機EL装置1Bの作動状況を検査し、製造途中や出荷時における表示装置の品質、欠陥の検査を行うことができる検査回路を備えることとしても良い。
In addition, it is good also as providing the test | inspection circuit which can test | inspect the operating condition of the
図8は、有機EL装置1Bにおけるデータ信号の流れを説明するブロック図である。以下の説明では、第1実施形態の有機EL装置1Aと共通する内容については説明を省略する。
FIG. 8 is a block diagram illustrating the flow of data signals in the
外部から入力されるデータ信号は、形成された光配線部30の数に応じてシフトレジスタ42によって分割される。分割されたデータ信号は、発光部32に入力されデータ信号に対応した光信号が射出される。光信号は、光導波路34内を介して伝送し受光部36で受光される。受光部36では、受光した光量に応じて電気信号を出力する。
Data signals input from the outside are divided by the
受光部36から出力された電気信号は、集積回路70に供給される。本実施形態の集積回路70は、サンプリングラッチ71、ロードラッチ72、発光制御回路73を含んで構成されている。入力された電気信号は、サンプリングラッチ71でラッチされ、ロードラッチ72でロードされる。発光制御回路73では、サブ画素Xの有機EL素子を発光させる発光制御信号に変換する。
The electrical signal output from the
集積回路70から出力される駆動信号は、データ線駆動回路80に入力される。本実施形態のデータ線駆動回路80は、レベルシフタ81、DAC回路82、アンプ83を含んで構成されている。入力される駆動信号は、降圧型のレベルシフタ81で電位が下げられDAC回路82に入力される。DAC回路82では発光制御信号をアナログ変換して駆動信号を生成する。該駆動信号はアンプ83で増幅され、各種の制御信号に同期してデータ線85を介してサブ画素Xに出力される。すると、各々のサブ画素Xでは、駆動信号に基づいて発光(表示)を行う。本実施形態の有機EL装置1Bは、このようにしてデータ信号を処理し駆動する。
The drive signal output from the integrated
以上のような構成の有機EL装置1Bによれば、配線の一部を光配線としているため、クロストークやフリッカ等の画像乱れの要因となる信号の伝送不具合が生じにくい。また、光配線の光導波路34は、対向基板の平坦面に形成されているため、光導波路内を伝送中に光信号が減衰しにくく、良好な信号伝達が可能となる。したがって、表示品質に優れた高品質な有機EL装置1Bとすることができる。
According to the
[電子機器]
次に、本発明の電子機器の実施形態について説明する。図9は、本発明の有機EL装置を用いた電子機器の例を示すものであり、図9(a)は上記電気光学装置をラインヘッドとして備えた画像形成装置(光プリンタ)1000を示す概略構成図、図9(b)は携帯電話を示す斜視図である。
[Electronics]
Next, an embodiment of the electronic device of the present invention will be described. FIG. 9 shows an example of an electronic apparatus using the organic EL device of the present invention, and FIG. 9A schematically shows an image forming apparatus (optical printer) 1000 provided with the electro-optical device as a line head. FIG. 9B is a perspective view showing a mobile phone.
図9(a)に示す光プリンタ1000は、転写媒体220の走行経路の近傍に、像担持体としての感光体ドラム160を備えている。感光体ドラム160の周囲には、感光体ドラム160の回転方向(図中の矢印方向)に沿って、露光装置100L、現像装置180及び転写ローラ210が順次配設されている。感光体ドラム160は、回転軸170の周りに回転可能に設けられており、その外周面には、回転軸方向中央部に感光面160Aが形成されている。露光装置100L及び現像装置180は感光体ドラム160の回転軸170に沿って長軸状に配置されており、その長軸方向の幅は、感光面160Aの幅と概ね一致している。
The
露光装置100Lには、複数の有機EL素子100Aを有するラインヘッド(電気光学装置)100と、該ラインヘッド100から放射された光を正立等倍結像させる複数のレンズ素子120Aを有する結像光学素子120とを備えている。ラインヘッド100と結像光学素子120とは、互いにアライメントされた状態で図示略のヘッドケースによって保持され、感光体ドラム160上に固定されている。ここで、ラインヘッド100は、上述した構造を有する光配線を備えている。そのため、この光プリンタ1000は、露光不良の生じ難いものとなっている。
The
図9(b)に示す携帯電話1300は、本発明の有機EL装置を小サイズの表示部1301として備え、複数の操作ボタン1302、受話口1303、及び送話口1304を備えて構成されている。これにより、本発明の電気光学装置により構成された表示品質に優れる表示部を具備した携帯電話1300を提供することができる。
A
これらの電子機器は、本発明の電気光学装置を備えているため、クロストークやフリッカ等が生じず高品質な電子機器とすることができる。 Since these electronic apparatuses are provided with the electro-optical device of the present invention, crosstalk and flicker do not occur, and high-quality electronic apparatuses can be obtained.
また本発明の電気光学装置は、上記の電子機器に限らず、電子ブック、プロジェクタ、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、テレビジョン受像機、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、かかる構成とすることで、クロストークやフリッカ等の画像乱れがなく表示品質が高い表示部を備えた電子機器を提供できる。 In addition, the electro-optical device of the present invention is not limited to the electronic device described above, but an electronic book, a projector, a personal computer, a digital still camera, a television receiver, a viewfinder type or a monitor direct-view type video tape recorder, a car navigation device, It can be suitably used as image display means for devices such as pagers, electronic notebooks, calculators, word processors, workstations, videophones, POS terminals, touch panels, etc. With such a configuration, images such as crosstalk and flicker can be used. An electronic device including a display portion with high display quality without any disturbance can be provided.
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態においては、画素電極を含む有機EL素子を備えた有機EL装置としたが、液晶装置としても構わない。その場合は、液晶装置の駆動方式によって対向基板側に共通電極を形成する場合があるが、光導波路の形成領域を平坦に保つため、該形成領域には共通電極を設けないこととすると良い。その他、液晶装置が備える配向膜等も同様である。同様にプラズマ表示装置とすることも可能である。 For example, in the above embodiment, an organic EL device including an organic EL element including a pixel electrode is used, but a liquid crystal device may be used. In that case, a common electrode may be formed on the counter substrate side depending on the driving method of the liquid crystal device. However, in order to keep the formation region of the optical waveguide flat, it is preferable not to provide the common electrode in the formation region. The same applies to the alignment film provided in the liquid crystal device. Similarly, a plasma display device can be provided.
1A,1B…有機EL装置(電気光学装置)、10…素子基板(第1基板)、20…対向基板(第2基板)、30…光配線部、32…発光部、34,34A,34B,34C,34D…光導波路、36…受光部、51…画素電極、340A…入射口、340B…射出口、341a,341b,341c…光散乱機構、1000…画像形成装置(電子機器)、1300…携帯電話(電子機器)、X…サブ画素
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記第1基板の前記第2基板と対向する面には、画素電極と、
前記画素電極と接続された駆動回路と、
電気信号を光信号に変換して射出する発光部と、
前記発光部から射出された光信号を受光し電気信号に変換して前記駆動回路に供給する受光部と、が設けられ、
前記第2基板の前記第1基板と対向する面には、前記発光部から射出された光信号を前記受光部に伝送する光導波路が設けられていることを特徴とする電気光学装置。 A first substrate and a second substrate disposed to face each other;
On the surface of the first substrate facing the second substrate, a pixel electrode;
A drive circuit connected to the pixel electrode;
A light emitting unit for converting an electric signal into an optical signal and emitting the light signal;
A light receiving unit that receives an optical signal emitted from the light emitting unit, converts the light signal into an electrical signal, and supplies the electric signal to the drive circuit; and
An electro-optical device, wherein an optical waveguide that transmits an optical signal emitted from the light emitting unit to the light receiving unit is provided on a surface of the second substrate facing the first substrate.
前記画素電極は、該画素電極に対向する電極と共に有機発光層を挟持し、光を射出する第2の有機エレクトロルミネッセンス素子を構成することを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 The light emitting unit includes a first organic electroluminescence element that emits the optical signal,
The electro-optical device according to claim 1, wherein the pixel electrode constitutes a second organic electroluminescence element that sandwiches an organic light emitting layer together with an electrode facing the pixel electrode and emits light.
前記光導波路内の前記入射口および前記射出口に平面的に重なる領域には、前記光信号を散乱させる光散乱機構を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の電気光学装置。 The optical waveguide has an entrance through which the optical signal emitted from the light emitting unit is incident, and an exit through which the optical signal propagating through the optical waveguide is emitted,
6. The light scattering mechanism according to claim 1, further comprising a light scattering mechanism that scatters the optical signal in a region overlapping the entrance and the exit in the optical waveguide. Electro-optic device.
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