JP2012113965A - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】有機ＥＬ表示装置において、ユーザーシーンに応じて「光の利用効率を高めて正面輝度（発光効率）を増大した表示」か、「視野角が大きい表示」かを選択できる有機ＥＬ表示装置を提供する。
【解決手段】各画素が、互いに光学特性の異なる副画素１０１，１０２で構成され、画素及び副画素がそれぞれ千鳥状に配置され、副画素１０１，１０２が独立して制御される。
【選択図】図５

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を用いた有機ＥＬ表示装置に関する。
有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ素子を有する複数の画素を基板上にマトリクス配置して構成される。それぞれの画素において、有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ素子を駆動するための駆動用ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）と、有機ＥＬ素子に電源供給する電源線とに直列に接続されている。そして、電源線から供給された電源に応じて有機ＥＬ素子が発光し、該発光が有機ＥＬ表示装置外に出射される。
有機ＥＬ素子の課題として、光取り出し効率が悪いことが知られている。これは、有機ＥＬ素子では、発光層から光が様々な角度で出射するため、保護層と外部空間との境界面で全反射成分が多く発生し、発光光が素子内部に閉じ込められてしまうからである。この課題を解決するために、様々な構成が提案されている。例えば、特許文献１には、有機ＥＬ素子を封止する酸化窒化シリコン（ＳｉＮxＯy）膜上に樹脂からなるレンズアレイを配置して正面への光取り出し効率を向上させる構成が開示されている。
特開２００４−３９５００号公報
特許文献１に開示されたレンズアレイを設ける構成では、集光効果により表示装置の正面輝度の向上が実現できる。一方で、表示装置の斜め方向の輝度は減少してしまうため、大きい視野角が得られない。また、前記した課題は、レンズアレイを用いた有機ＥＬ素子に限ったものではなく、緩衝効果を付与した有機ＥＬ素子等でも同様であり、強め合いの干渉効果が効く方向では輝度が高まるが、干渉効果が弱まる方向では輝度は低くなってしまう。このような構成も、大きい視野角が得られない。
ユーザーシーンによっては、大きい視野角が求められる場面もあるが、有機ＥＬ素子の上にレンズアレイを設けた構成は、そのような場面では使用しづらいことになる。
本発明の目的は、有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置において、ユーザーシーンに応じて、「光の利用効率を高めて正面輝度（発光効率）を増大した表示」か、「視野角が大きい表示」かを選択できる表示装置を提供することである。
本願発明は、複数の画素を有し、各画素が、同じ色相で、且つ、光学特性が異なる第１の副画素と第２の副画素を有し、各画素は、前記第１の副画素と第２の副画素それぞれに対応する有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子それぞれに電流を供給する駆動用ＴＦＴと、を有し、第１の副画素は第２の副画素よりも正面輝度が大きく、前記画素の前記第１の副画素と第２の副画素は同一の階調表示信号によって各々独立に発光制御され、前記画素及び前記各画素の第１の副画素どうしが千鳥状に配置されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置である。
本発明では、有機ＥＬ表示装置において、各画素を光学特性の異なる複数の副画素で構成し、各副画素の発光期間を独立して制御する。これにより、ユーザーシーンに応じて「正面輝度（発光効率）の向上」か「視野角が大きい表示」かを選択することができる。
また、正面輝度を増大した副画素のみを用いた駆動では、正面輝度を増大していない副画素と同等の輝度を低電流で得られるため、低消費電力化が実現できる。
また、光学特性の異なる複数の副画素を、同時に或いは時系列に駆動することで、視野角特性を維持しつつ、光の利用効率を高めることができる。
また、本発明では、画素を千鳥状に配置し、複数の副画素のそれぞれを千鳥状に配置していることにより、解像感を向上した有機ＥＬ表示装置を提供することができる。また、画素を千鳥状に配置したことにより、発光期間制御用ＴＦＴのゲート線を交差することなく配置することができ、ゲート線を単層で構成できる。これにより、ゲート線の寄生容量の増加を低減してゲート制御信号の立ち上がり、立ち下がりの遅延を低減し、製造コスト或いは配線短絡可能性を低減した有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
本発明の有機ＥＬ表示装置の一実施形態の構成を模式的に示す図である。 本発明の有機ＥＬ表示装置の一実施形態の画素配列と配線接続形態とを模式的に示す図である。 本発明の有機ＥＬ表示装置の一実施形態の１画素の断面構成を模式的に示す図である。 本発明の有機ＥＬ表示装置の一実施形態の輝度の角度依存性を示す図である。 本発明の有機ＥＬ表示装置の一実施形態の画素回路を示す図である。 図５の画素回路を備えた本発明の有機ＥＬ表示装置の駆動シーケンスを示すタイミングチャートである。 比較例となる有機ＥＬ表示装置の画素配列と配線接続形態とを模式的に示す図である。
以下に、本発明の実施形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置（有機ＥＬ表示装置）の一実施形態の構成を模式的に表す平面図である。本例の有機ＥＬ表示装置は、図１に示すように、複数の画素１００がｍ行×ｎ列の２次元状に配列されて構成された表示領域１０と、表示領域１０の周辺に行制御回路１１、列制御回路１２を有する。ここでｍ、ｎは自然数とする。表示領域内の各画素１００の画素回路は、有機ＥＬ素子と、有機ＥＬ素子に供給される電流を制御するためのＴＦＴ（薄膜トランジスタ；Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）から構成される。各画素１００の中の副画素の配列に関しては後述する。また、有機ＥＬ素子とは、二つの電極と、この二つの電極間に配置された発光層を含む有機化合物層からなる構造のことを表す。
行制御回路１１の各出力端子からは複数のゲート制御信号Ｐ１（１）乃至Ｐ１（ｍ）、Ｐ２（１）乃至Ｐ２（ｍ）、Ｐ３１（１）乃至Ｐ３１（ｍ）、Ｐ３２（１）乃至Ｐ３２（ｍ）が出力される。ゲート制御信号Ｐ１はゲート線１１１を介して、ゲート制御信号Ｐ２はゲート線１１２を介して、ゲート制御信号Ｐ３１はゲート線１１３１を介して、ゲート制御信号Ｐ３２はゲート線１１３２を介して各行の画素回路に入力される。列制御回路１２には映像信号が入力され、各出力端子から階調表示信号であるデータ電圧Ｖｄａｔａ及び基準電圧Ｖｓｌが出力される。階調表示信号であるデータ電圧Ｖｄａｔａ及び基準電圧Ｖｓｌはデータ線１２１を介して各列の画素回路に入力される。尚、データ電圧を出力するデータ配線と、基準電圧を出力する基準電圧線を別々の配線として、接続を切り替えてもよい。階調表示信号として入力されるデータ電圧は、黒表示に対応する最小階調表示信号電圧と、白表示に対応する最大階調表示信号電圧の間の電圧値をとり、これにより、階調表示を行なう。
本例の有機ＥＬ表示装置の画素構成と画素配列について、図２（ａ）を参照して説明する。本例の有機ＥＬ表示装置は、Ｒ（赤），Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三つの異なる色相の画素１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを有する。それらが、図２（ａ）に示すように、表示領域内に平面的に配置されている。表示領域内の各画素１００は、さらに、同じ色相であり、且つ光学特性が異なる複数の副画素を有する。副画素とは、基板に垂直な方向で、有機化合物層が後述する反射電極と上部電極とに直接接して挟まれる領域である。本例では画素１００Ｒが第１の副画素１０１Ｒと第２の副画素１０２Ｒを，画素１００Ｇが第１の副画素１０１Ｇと第２の副画素１０２Ｇを、画素１００Ｂが第１の副画素１０１Ｂと第２の副画素１０２Ｂとを有する。
第１の副画素１０１は、第１の有機ＥＬ素子と、該第１の有機ＥＬ素子に供給される電流を制御するためのＴＦＴから構成される画素回路により構成される。第２の副画素１０２は、第２の有機ＥＬ素子と、該第２の有機ＥＬ素子に供給される電流を制御するためのＴＦＴから構成される画素回路により構成される。各画素１００において、該画素の第１の副画素１０１の画素回路と第２の副画素１０２の画素回路とは、少なくとも駆動用ＴＦＴを共有している。従って、各画素１００において、該画素の第１の副画素１０１の第１の有機ＥＬ素子と、第２の副画素１０２の第２の有機ＥＬ素子とは、同一の駆動用ＴＦＴによって駆動される。
各画素１００において、該画素の第１の副画素１０１の画素回路と第２の副画素１０２の画素回路とは、少なくとも駆動用ＴＦＴを共有している。従って、各画素１００において、該画素の第１の副画素１０１の第１の有機ＥＬ素子と、第２の副画素１０２の第２の有機ＥＬ素子とは、同一の駆動用ＴＦＴによって駆動される。
本例において、第１の副画素１０１は後述するように有機ＥＬ素子の上面にレンズ（集光レンズ）を配した構成により正面輝度を高めた副画素であり、第２の副画素１０２はレンズを持たず、第１の副画素１０１よりも視野角が大きい副画素である。
本発明においては、画素１００は千鳥状に配置（千鳥配置）されている。ここで、千鳥配置とは、ｎ列目の画素、ｎ＋１列目の画素、ｎ＋２列目の画素に着目したとき、３つの画素から２つの画素を選びそれらを結んだ直線上に、これら３つの画素の重心位置がない配置である。このように千鳥配置された画素に対し、光学特性の異なる副画素１０１、１０２の各画素１００内での位置は、全ての画素１００において同一であり、図２においては、それぞれ上側、下側に位置している。即ち、副画素１０１、１０２もそれぞれ千鳥状に配置されている。このように、画素１００を千鳥配置とし、光学特性の異なる副画素１０１、１０２の各画素内での位置を全ての画素において同一とし、副画素１０１、１０２もそれぞれ千鳥状に配置した。
つまり、画素どうし、副画素１０１どうし、副画素１０２どうし、が千鳥状に配置されている。係る構成により、図２に示すように、一列おきに、副画素１０１、１０２の位置が列方向にずれた構成となるため、列方向の解像感を向上した表示を行うことができる。
また、このように解像感を向上した表示が可能な配置において、後述するように、発光期間制御用ＴＦＴとこの発光期間制御用ＴＦＴに制御信号を入力するゲート線との接続配線を、同画素内の別の副画素の発光期間制御用ＴＦＴに制御信号を入力するゲート線と交差することなく配置することができる。
また、本例では、このように解像感を向上した表示が可能な配置において、千鳥配置された第１の副画素１０１の第１の有機ＥＬ素子の上面にレンズ２６が配置されている。即ち、図２（ａ）に示すように、レンズ２６も千鳥配置されている。このように、レンズ２６が千鳥配置されていることで、レンズ２６を直線状に配置する構成と比較して、レンズ径を約１．６倍とすることができ、レンズによる集光に寄与する範囲を約２．５倍にすることができる。即ち、レンズの集光効果を高めることができる。
図３は、本例の有機ＥＬ表示装置の１画素領域の断面構成を模式的に表す図である。本例の有機ＥＬ表示装置は、図３（ａ）に示すように、基板２０上に回路素子部（不図示）が形成されている。回路素子部には、スイッチング用ＴＦＴ（不図示）、駆動用ＴＦＴ（不図示）と走査信号線を含むゲート線、データ線、電源線の配線構造（不図示）が形成されている。回路素子部上には、平坦化層（不図示）が形成されている。平坦化層には、平坦化層上部に形成される電極と回路素子部との導通をとるためのコンタクトホール（不図示）が形成されている。
表示領域１０では、平坦化層上に反射電極２１が形成されている。反射電極２１は、コンタクトホールを介して、駆動用ＴＦＴと接続されている。反射電極２１は、光反射性の部材であることが好ましく、例えばＣｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の材料を用いることができる。反射電極２１に光反射性の部材を用いることで、光取り出し効率を向上できる。また、反射機能を上記したような光反射性部材によって確保し、電極としての機能を、前記光反射性部材上に形成したＩＴＯ膜等の透明導電膜によって確保するような構成も反射電極２１に含まれる。この場合の反射電極２１の反射面は前記光反射性部材の表面となる。反射電極の成膜及びパターニング手法としては、公知の手法を適用することができる。反射電極は、第１の副画素１０１と第２の副画素１０２において分離され、それぞれ回路素子部と接続されており、第１の有機ＥＬ素子１７１と第２の有機ＥＬ素子１７２を独立に駆動できる構成となっている。
反射電極２１上には、反射電極２１のエッジを覆うように隔壁（バンク）２２が形成されている。隔壁２２には、反射電極２１の中央部が露出されるように開口部が設けられている。隔壁２２の材料としては、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の公知の材料を用いることができる。反射電極２１上の開口部には、有機化合物層（有機ＥＬ層）２３が形成されている。有機化合物層２３は、シャドーマスクを用いた蒸着法により形成される。有機化合物層２３は、発光層を含み、その他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等を含んでいても良い。有機化合物層２３を構成する、発光層を含む有機層には、公知の材料を用いることができる。
有機化合物層２３上には、半透明性の上部電極２４が形成されている。上部電極２４には、ＩＴＯなどの透明導電膜や、Ａｇ、Ａｌなどの金属材料を１０ｎｍ乃至３０ｎｍ程度の膜厚で形成した半透過膜を用いることができ、蒸着法やスパッタリング法等の公知の手法で形成される。上部電極２４は、表示領域１０の外側にてコンタクト部（不図示）を介して回路素子部と接続されている。
上記に説明した反射電極２１、有機化合物層２３、上部電極２４により、副画素１０１、１０２に、それぞれ有機ＥＬ素子１７１、１７２が形成されている。
上部電極２４上には、有機ＥＬ素子１７１，１７２を水分や酸素から保護するための封止層２５が形成されている。封止層２５は、無機材料からなる無機層を含んでいる。封止層２５の構成として、無機層単層構成であってもよいし、無機層と有機樹脂等からなる有機層が積層された構成であってもよい。封止層２５中の無機層には、ＳｉＮ等の公知の無機材料を用いることができる。無機層の層厚は０．１μｍ以上１０μｍ以下が好ましく、スパッタリング法やＣＶＤ法等の手法により形成するのが好ましい。このようにすることで、有機ＥＬ素子を良好に被覆することができ、保護性を高めることができる。また、有機樹脂を積層する構成では、有機樹脂の膜厚は、工程中に表面に付着して除去できない異物を覆って保護性能を向上させるために、１μｍ以上が好ましい。尚、保護層２５は、図３（ａ）では、隔壁２２の形状に沿って形成させているが、表面が平坦であってもよい。有機材料を用いることで、表面を平坦にすることが可能である。
本例では、さらに第１の副画素１０１の第１の有機ＥＬ素子１７１上にレンズ（集光レンズ）２６が形成されている。第２の有機ＥＬ素子１７２の上は平坦面である。この構成により、第１の有機ＥＬ素子１７１からの出射光をレンズ２６により集光することで、第１の副画素１０１の正面輝度を、第２の副画素１０２の正面輝度よりも増大させている。
レンズ２６は樹脂材料を加工することにより形成されている。具体的には、レンズ２６は、型押しなどの方法により形成可能である。それ以外にも、レンズは、下記ｉ）乃至ｖ）のいずれかの方法によっても作製可能である。
ｉ）フォトリソグラフィーなどによってパターニングされた樹脂層を熱処理し、リフローによって樹脂層をレンズ形状に変形させる方法。
ｉｉ）均一の厚さに形成された光硬化型樹脂層を、面内方向に分布を持った光で露光し、この樹脂層を現像することによってレンズを形成する方法。
ｉｉｉ）イオンビーム或いは電子ビーム、レーザー等を用いて、均一の厚さに形成された樹脂材料の表面をレンズ形状に加工する方法。
ｉｖ）各画素に適量の樹脂を滴下して自己整合的にレンズを形成する方法。
ｖ）有機ＥＬ素子が形成された基板とは別個に、レンズが予め形成された樹脂シートを用意し、両者をアライメントした後、貼り合せることによりレンズを形成する方法。
保護層２５を多層にして、一部の層に有機樹脂を用いる場合、その樹脂をレンズ形状に加工してもよい。この場合、図３（ｂ）のような断面構成になる。樹脂を用いると表面を平坦にすることが可能になり、図３（ｂ）のようにレンズ無しの領域も平坦にすることができる。
このような構成により、レンズ２６が形成された第１の有機ＥＬ素子１７１では、有機化合物層２３から出射された光は、上部電極２４を透過する。次いで保護層２５、レンズ２６を透過して、有機ＥＬ表示装置の外部へ出射される。レンズ２６が形成されている構成では、レンズが無い場合に比べて、出射角度が基板垂直方向に近づく。従って、レンズ２６があった場合の方が基板垂直方向への集光効果が向上する。即ち、表示装置としては、正面方向における光の利用効率を高めることができる。また、レンズ２６が形成された構成においては、発光層から斜めに出射された光の出射界面に対する入射角度が垂直に近くなるため、全反射する光量が減少する。その結果、光取り出しの効率も向上する。
一方、レンズが形成されていない有機ＥＬ素子１７２では、有機化合物層２３の発光層から斜めに出射された光は、保護層２５から出射する際に、さらに斜めになって出射する。
本例では、このようにして副画素１０１と１０２の光学特性を異ならせている。第１の副画素１０１はレンズの集光効果により正面輝度を高めた副画素であり、第２の副画素１０２はレンズによる集光を行なわない視野角が大きい副画素である。
図４に、Ｒ画素における第１の副画素１０１Ｒと第２の副画素１０２Ｒの輝度の角度依存性を示す。図４では、第２の副画素１０２Ｒの正面輝度を１とし、正面から傾いた角度での輝度を相対輝度値として示している。図４に示すように、第１の副画素１０１Ｒは正面輝度の高い光学特性を示し、第２の副画素１０２Ｒは視野角の大きい光学特性を有する。Ｇ画素、Ｂ画素についても、同じ構成であれば同様の特性を持っている。
本発明において、画素を構成する複数の副画素が互いに光学特性が異なる具体的な構成としては、上述のように副画素のうちの一つにおいて、有機ＥＬ素子の発光面側にレンズを設ける構成に限定されない。例えば、有機ＥＬ素子１７１と１７２を光学干渉条件の異なる有機ＥＬ素子とすることで、一方の副画素（第１の副画素）の正面輝度を増大させることができる。
以下、本例の有機ＥＬ装置の駆動方法、及び配線配置について説明する。
図５は、本発明の有機ＥＬ表示装置の一実施形態の各画素の画素回路の構成例を表す図である。本例の有機ＥＬ表示装置では、図５に示すように、画素毎に、スイッチング用ＴＦＴである選択用ＴＦＴ１６１、消去用ＴＦＴ１６３、第１の発光期間制御用ＴＦＴ１６４１、第２の発光期間制御用ＴＦＴ１６４２を有している。さらに、駆動用ＴＦＴ１６２、保持容量１５、第１の有機ＥＬ素子１７１、第２の有機ＥＬ素子１７２を備えている。また、画素回路には電源線１３、データ線１２１、ゲート線１１１、１１２、１１３１、１１３２が接続されている。そして、本例では、選択用ＴＦＴ１６１、第１の発光期間制御用ＴＦＴ１６４１、第２の発光期間制御用ＴＦＴ１６４２、消去用ＴＦＴ１６３はＮ型ＴＦＴ、駆動用ＴＦＴ１６２はＰ型ＴＦＴである。
本例の有機ＥＬ表示装置では、図５に示すように、選択用ＴＦＴ１６１、消去用ＴＦＴ１６３、駆動用ＴＦＴ１６２、保持容量１５、電源線１３、データ線１２１、ゲート線１１１，１１２からなる部分を第１の副画素１０１と第２の副画素１０２で共用している。そして、駆動用ＴＦＴ１６２のドレイン端子が消去用ＴＦＴ１６３の片側の端子と接続された先で、第１の発光期間制御用ＴＦＴ１６４１及び第２の発光期間制御用ＴＦＴ１６４２とに分岐して接続されている。
以下、接続形態の詳細について説明する。
選択用ＴＦＴ１６１は、ゲート端子がゲート線１１１に、片側の端子がデータ線１２１に、残りの端子が保持容量１５に接続されている。
消去用ＴＦＴ１６３は、ゲート端子がゲート線１１２に、片側の端子が駆動用ＴＦＴ１６２のゲート端子に接続されている。そして、残りの端子が駆動用ＴＦＴ１６２のドレイン端子及び第１の発光期間制御用ＴＦＴ１６４１及び第２の発光期間制御用ＴＦＴ１６４２のドレイン端子と接続されている。
駆動用ＴＦＴ１６２は、ソース端子が電源線１３に、ドレイン端子が消去用ＴＦＴ１６３の片側の端子及び第１の発光期間制御用ＴＦＴ１６４１、第２の発光期間制御用ＴＦＴ１６４２のドレイン端子に接続されている。
第１の発光期間制御用ＴＦＴ１６４１、第２の発光期間制御用ＴＦＴ１６４２は、それぞれゲート端子がゲート線１１３１、ゲート線１１３２に、ソース端子が第１の有機ＥＬ素子１７１、第２の有機ＥＬ素子１７２の陽極に接続されている。第１の有機ＥＬ素子１７１、第２の有機ＥＬ素子１７２は、陰極が接地線１４に接続されている。保持容量１５は、選択用ＴＦＴ１６１と駆動用ＴＦＴ１６２のゲート端子及び消去用ＴＦＴ１６３の片側の端子間に配置されている。
本例の有機ＥＬ表示装置では、有機ＥＬ素子１７１が第１の副画素１０１に、有機ＥＬ素子１７２が第２の副画素１０２と対応し、それぞれの有機ＥＬ素子は、第１の発光期間制御用ＴＦＴ１６４１及び第２の発光期間制御用ＴＦＴ１６４２により発光制御される。本例の構成では、第１の発光期間制御用ＴＦＴ１６４１と第２の発光期間制御用ＴＦＴ１６４２のゲート端子が、それぞれ独立なゲート線１１３１、１１３２と接続されている。そのため、ゲート制御信号Ｐ３１とＰ３２により、第１の副画素１０１と第２の副画素１０２を独立に発光制御することができる。従って、第１の副画素１０１と第２の副画素１０２は、同時に点灯・消灯することもできるし、独立して点灯・消灯させて駆動することもできる。また、第１の有機ＥＬ素子１７１と第２の有機ＥＬ素子１７２には、同じ駆動用ＴＦＴ１６２から電流が供給されるため、同一の階調表示信号によって発光が制御される。
第１の副画素１０１と第２の副画素１０２とを独立して駆動する場合、第２の副画素１０２のみを点灯させた場合に、視野角が大きい表示が実現可能である。また、第１の副画素１０１のみを点灯させた場合、視野角は小さくなるが、正面輝度が高い表示が実現できる。また、正面輝度を増大した第１の副画素１０１を低電流で駆動することで、正面輝度を増大していない画素と同じ輝度を低電流で得られるため、低消費電力が実現できる。
従って、本例の有機ＥＬ表示装置では、ユーザーがその必要性に応じて、「光の利用効率を高めて正面輝度を増大した表示」か「視野角が大きい表示」か「低消費電力の表示」か、を選択できる。
第１の副画素１０１と第２の副画素１０２を同時に駆動する場合、正面輝度を増大した第１の副画素１０１により、正面輝度を高めつつ、視野角が大きい第２の副画素１０２によって斜め方向への輝度の低下が抑制され、視野角特性が改善される。即ち、視野角特性を維持しつつ、光の利用効率を高めた表示を実現可能である。
次に、本発明の有機ＥＬ表示装置の配線接続形態と配線配置について説明する。
図２（ｂ）は、本発明の有機ＥＬ表示装置の一実施形態の配線接続形態と配線配置の概略を示す図である。図２（ｂ）では、図２（ａ）に対し、レンズの図示を省略している。また、ゲート線については、発光期間制御用ＴＦＴのゲート線１１３１、１１３２のみを図示し、選択用ＴＦＴと消去用ＴＦＴのゲート線１１１、１１２の図示は省略している。図２（ｂ）において、黒丸部は結線部を表す。
本発明の有機ＥＬ表示装置では、画素１００を千鳥配置とし、千鳥配置された画素に対し光学特性の異なる副画素１０１、１０２の各画素内での位置を全ての画素において同一としてそれぞれ千鳥配置としている。そのため、各行目の画素は、１列おきに列方向に半画素分（副画素分）ずれて配置されている。ａ行ｂ＋１列目の画素１００の列方向の配置位置は、ａ行ｂ列目の画素１００の列方向の配置位置とａ＋１行ｂ列目の画素１００の列方向の配置位置の間の位置である。また、ａ行ｂ＋２列目の画素１００の列方向の配置位置は、ａ−１行ｂ＋１列目の画素１００の列方向の配置位置とａ行ｂ＋１列目の画素１００の列方向の配置位置の間の位置である。つまり、ａ行ｂ＋２列目の画素１００の列方向の配置位置は、ａ行ｂ列目と同じ列方向の配置位置となる。そして、ａ行のゲート線１１３１は、ａ行ｂ列目の画素１００内の第１の副画素１０１と第２の副画素１０２の間に配置され、ａ−１行ｂ＋１列目の画素１００の第２の副画素１０２とａ行ｂ＋１列目の画素１００の第１の副画素１０１の間に配置されている。そして、ａ行のゲート線１１３２は、ａ行ｂ列目の画素１００の第２の副画素１０２とａ＋１行ｂ列目の画素１００の第１の副画素１０１との間に配置され、ａ行ｂ＋１列目の画素１００内の第１の副画素１０１と第２の副画素１０２の間に配置されている。ここで、ａ、ｂは自然数である。
このようにすることで、ゲート線１１３１を、ゲート線１１３２と交差することなく、各画素のレンズを配した第１の副画素１０１の発光制御用ＴＦＴ１６４１のゲート端子と接続することができる。また、ゲート線１１３２を、ゲート線１１３１と交差することなく、各画素のレンズを配していない第２の副画素１０２の発光制御用ＴＦＴ１６４２のゲート端子と接続することができる。
本例の比較例として、図７（ａ）に一例を挙げて、画素配列、配線接続形態、配線配置について説明する。本比較例の有機ＥＬ表示装置は、画素配列、配線接続形態、配線配置を除いて、表示装置の層構成や画素回路等は本発明の有機ＥＬ表示装置と同様である。以下に違いのある点を説明する。
本比較例では、画素１００は、行及び列のいずれの方向にも直線状に配置されている。直線状に配置された画素に対し、光学特性の異なる副画素１０１、１０２の各画素内での位置を、ｂ列目とｂ＋１列目において交互に異ならせて配置している。図７においては、上下位置を行方向において互い違いにしている。このようにして副画素１０１、１０２をそれぞれ千鳥配置とし、本発明と同様に解像感を向上した表示を可能とした構成としている。即ち、副画素どうしのみが千鳥配置されている。また、千鳥配置された第１の副画素１０１中の有機ＥＬ素子の上面にレンズが配置され、レンズ２６も千鳥配置にすることで、レンズ径を約１．６倍とすることができ、レンズによる集光に寄与する範囲を約２．５倍にできる。即ち、レンズ２６の集光効果を高めることができる。
図７（ｂ）は本比較例の有機ＥＬ表示装置の配線接続形態と配線配置の概略を示す図である。図７（ｂ）では、図７（ａ）に対し、レンズの図示を省略している。また、ゲート線について、発光期間制御用ＴＦＴのゲート線１１３１、１１３２のみを図示している。選択用ＴＦＴと消去用ＴＦＴのゲート線１１１、１１２の図示は省略している。
本比較例の有機ＥＬ表示装置では、画素が直線状に配置されている。そのため、発光制御用ＴＦＴ１６４１，１６４２のゲート端子と接続するためには、図７（ｂ）に示すように、ａ行に対応するゲート線１１３１、１１３２が、ａ行の画素１００中を通るよう配置される。ゲート線１１３１，１１３２を単一層で構成した場合には、一列おきに、ゲート線１１３１から発光期間制御用ＴＦＴ１６４１を介して第１の有機ＥＬ素子１７１へ接続する配線経路と、ゲート線１１３２とが交差する箇所が発生する。同様に、一列おきに、ゲート線１１３２から発光期間制御用ＴＦＴ１６４２を介して第２の有機ＥＬ素子１７２へ接続する配線経路と、ゲート線１１３１とが交差する箇所が発生する。
このため、本比較例の有機ＥＬ表示装置では、この交差箇所の配線構成を以下のような構成としなければならない。例えば、ゲート線１１３１，１１３２を二層からなる構成とし、この二層の間に絶縁層を配する構成とする。或いは、発光期間制御用ＴＦＴ１６４１、１６４２から有機ＥＬ素子１７１、１７２へゲート線とは異なる層で形成された配線により、ゲート線１１３１或いは１１３２を横切って接続する構成等としなければならない。
交差箇所において、このいずれの配線構成においても、ゲート線１１３１或いは１１３２と、これと交差する配線間との寄生容量により、ゲート線１１３１或いは１１３２の寄生容量が増加する。このため、ゲート制御信号Ｐ３１或いはＰ３２の立ち上がり、立ち下がりに遅延が生じる。
ゲート制御信号は表示領域１０の周辺の行制御回路１１から入力されるが、本比較例では、一列おきにゲート線１１３１或いは１１３２に交差箇所が発生する。そのため、表示領域１０の内側ほど、上述したゲート制御信号Ｐ３１或いはＰ３２の立ち上がり、立ち下がりの遅延が大きくなる。このため、輝度むらが生じることがある。
また、ゲート線１１３１、１１３２を二層からなる構成として、この二層の間に絶縁層を配する構成では、製造コストが増加する。
また、発光期間制御用ＴＦＴ１６４１、１６４２からゲート線１１３１，１１３２を横切って有機ＥＬ素子１７１、１７２へと接続する配線として、ゲート線とは異なる層を用いる場合は以下の問題が生じる。即ち、その層に新たな配線が形成される分だけ、製造工程における異物等によって特にその層と同層の配線と短絡する可能性が高まる。
比較例の有機ＥＬ表示装置では、副画素１０１、１０２どうしが千鳥配置され、解像感を向上した表示とレンズ径の増大を可能としている。しかしながら、比較例では画素が直線状で、副画素１０１、１０２の各画素内での位置を、一列おきに異ならせている。そのため、一列おきに、ゲート線１１３１、１１３２と副画素１０１，１０２の発光期間制御用ＴＦＴ１６４１，１６４２のゲート端子との接続配線が、ゲート線１１３１、１１３２と交差する箇所が発生する。
これに対し、本発明の有機ＥＬ表示装置では、画素１００を千鳥配置とし、千鳥配置された画素に対し光学特性の異なる副画素１０１、１０２の各画素内での位置を全ての画素において同一とすることで副画素１０１、１０２をそれぞれ千鳥配置とした。この構成により、副画素１０１、１０２の発光期間制御用ＴＦＴ１６４１，１６４２のゲート端子と、ゲート線１１３１、１１３２とが、ゲート線１１３１，１１３２と交差することなく、接続可能な構成となっている。具体的には、ゲート線１１３１，１１３２のうち、一方が画素１００内の、第１の副画素１０１と第２の副画素１０２との間に配置され、他方は、隣の画素との間に配置されている。より具体的には、ｂ列目では、ゲート線１１３１は、画素１００内の第１の副画素１０１Ｒと第２の副画素１０２Ｒとの間に配置され、ゲート線１１３２は、隣接する２つの画素１００Ｒの間に配置されている。ｂ＋１列目では、ゲート線１１３１は、隣接する２つの画素１００Ｇの間に配置され、ゲート線１１３２は、画素１００内の第１の副画素１０１Ｇと第２の副画素１０２Ｇとの間に配置されている。これにより、上述したゲート線１１３１、１１３２の寄生容量が増加することを抑制できる。また、ゲート線１１３１、１１３２を単一の層で形成することができる。これにより、上述した、製造コストの増加、配線短絡可能性の増加の問題を発生させずに済む。
図６に、図５の画素回路を備えた本発明の有機ＥＬ表示装置のｉ行目にある画素回路の駆動シーケンスのタイミングチャートの一例を示す。本例の駆動シーケンスは、１フレーム内において、階調表示信号が各画素に書き込まれるプログラム期間（Ａ）乃至（Ｄ）を有する。そして、残りの期間は任意の比率により、対象画素の有機ＥＬ素子が発光する発光期間（Ｅ）と、対象画素の有機ＥＬ素子が非発光に制御される非発光期間（Ｆ）とに分かれている。
プログラム期間である期間（Ａ）乃至（Ｄ）は、対象列の対象行に関し、階調表示信号が対象画素に書き込まれる自行プログラム期間（Ｂ）、（Ｃ）と、対象行以外の画素に階調表示信号が書き込まれる他行プログラム期間（Ａ）、（Ｄ）とからなる。自行プログラム期間は、ディスチャージ期間（Ｂ）と、書き込み期間（Ｃ）とからなる。Ｖ（ｉ−１）、Ｖ（ｉ）、Ｖ（ｉ＋１）は、対象列の、１フレーム期間におけるｉ−１行（対象行の１行前）、ｉ行（対象行）、ｉ＋１行（対象行の１行後）の画素回路に入力されるデータ電圧Ｖｄａｔａを示す。
以下、駆動シーケンス中の各期間における動作を説明する。
（Ａ）他行プログラム期間（対象行よりも前）
この期間では、対象行の画素回路において、ゲート線１１１にＰ１（ｉ）としてＬｏｗレベル（Ｌレベル）の信号が入力され、選択用ＴＦＴ１６１はオフ状態となっている。また、ゲート線１１２にＰ２（ｉ）としてＬレベルの信号が入力され、消去用ＴＦＴ１６３はオフ状態となっている。この状態では、対象行であるｉ行の画素回路には、前の行に関する階調表示信号であるデータ電圧Ｖｄａｔａは入力されない。ゲート線１１３１、１１３２には共にＬレベルの信号が入力され、発光期間制御用ＴＦＴ１６４１、１６４２は共にオフ状態となっている。
（Ｂ）ディスチャージ期間
この期間では、ゲート線１１１、１１２、及び１１３１にＨｉｇｈレベル（Ｈレベル）の信号が入力され、選択用ＴＦＴ１６１、消去用ＴＦＴ１６３、発光期間制御用ＴＦＴ１６４１はオン状態となっている。ゲート線１１３２にはＬレベルの信号が入力され、発光期間制御用ＴＦＴ１６４２はオフ状態となっている。また、データ線１２１には対象行の階調表示信号であるデータ電圧Ｖ（ｉ）が設定され、保持容量１５のデータ線側にデータ電圧Ｖ（ｉ）が入力される。
消去用ＴＦＴ１６３がオン状態になるため、駆動用ＴＦＴ１６２のゲート端子と接地線１４が、発光期間制御用ＴＦＴ１６４１及び有機ＥＬ素子１７１を介して接続される。そして、駆動用ＴＦＴ１６２のゲート電圧が直前の状態での電圧に関わらず、接地線電位Ｖｏｃｏｍに近い電圧となり、駆動用ＴＦＴ１６２がオン状態となる。
（Ｃ）書き込み期間
この期間では、ゲート線１１３１、１１３２にＬレベルの信号が入力され、発光期間制御用ＴＦＴ１６４１，１６４２はオフ状態となっている。これにより、駆動用ＴＦＴ１６２のドレイン端子からゲート端子へと電流が流れ、駆動用ＴＦＴ１６２のゲート−ソース間電圧が駆動用ＴＦＴ１６２の閾値電圧に近づく。保持容量１５の、駆動用ＴＦＴ１６２のゲート端子と接続されている側に、この時の駆動用ＴＦＴ１６２のゲート電圧が入力される。また、データ線１２１には、期間（Ｂ）から引き続き、対象行の階調表示信号であるデータ電圧Ｖ（ｉ）が設定されており、保持容量１５のデータ線側にデータ電圧Ｖ（ｉ）が入力される。保持容量１５には、駆動用ＴＦＴ１６２のゲート電圧と、データ電圧Ｖ（ｉ）の差分の電圧に対応する電荷が充電され、階調表示信号のプログラムが行なわれる。
（Ｄ）他行プログラム期間（対象行よりも後）
この期間では、ゲート線１１１、１１２、１１３１、１１３２にＬレベルの信号が入力され、選択用ＴＦＴ１６２、消去用ＴＦＴ１６３、発光期間制御用ＴＦＴ１６４１、１６４２はオフ状態となっている。このため、データ線電圧が後の行に関する階調表示信号であるデータ電圧Ｖｄａｔａに変化しても、（Ｃ）の期間で保持容量１５に充電された電荷は保持される。
（Ｅ）発光期間
この期間では、ゲート線１１１にＨレベルの信号が入力され、選択用ＴＦＴ１６１がオン状態となっている。また、データ線１２１に、基準電圧Ｖｓｌが設定される。このため、保持容量１５のデータ線側に基準電圧Ｖｓｌが入力される。この期間では消去用ＴＦＴ１６３はオフ状態となっているため、（Ｃ）の期間で保持容量１５に充電された電荷は保持されている。このため、データ電圧Ｖ（ｉ）と基準電圧Ｖｓｌの差分だけ、駆動用ＴＦＴ１６２のゲート電圧が変化する。
ゲート線１１１には、この後、期間（Ｅ）、期間（Ｆ）の間、Ｈレベルの信号が入力され、ゲート線１１２には、この後、期間（Ｅ）、期間（Ｆ）の間、Ｌレベルの信号が入力される。このため、選択用ＴＦＴ１６１のオン状態、及び消去用ＴＦＴ１６３のオフ状態は、期間（Ｅ）、期間（Ｆ）の間で維持され、駆動用ＴＦＴ１６２のゲート電圧は、この期間で一定電圧に保たれる。また、この期間では、ゲート線１１３１にＨレベルの信号が入力され、発光期間制御用ＴＦＴ１６４１がオン状態となる。このため、駆動用ＴＦＴ１６２のゲート電圧に応じた電流が有機ＥＬ素子１７１に供給され、この供給電流に応じた階調の輝度で有機ＥＬ素子１７１（第１の副画素１０１）が発光する。また、この期間では、ゲート線１１３２にＬレベルの信号が入力され、発光期間制御用ＴＦＴ１６４２はオフ状態となっている。このため有機ＥＬ素子１７２は通電されず、第２の副画素１０２では発光が起こらない。
本実施形態では、第１の副画素１０１中の有機ＥＬ素子１７１は、正面輝度を増大した有機ＥＬ素子であるので、この発光期間（Ｅ）において正面輝度の高い表示が実現される。
（Ｆ）非発光期間
この期間では、データ線１１３１、１１３２にＬレベルの信号が入力され、発光期間制御用ＴＦＴ１６４１、１６４２がオフ状態となる。このため、この期間では有機ＥＬ素子１７１、１７２は非発光となる。
上述の駆動シーケンスによる駆動では、発光期間（Ｅ）において、第１の副画素１０１を発光させたが、本発明ではこれに限定されない。本発明の有機ＥＬ装置では、発光期間（Ｅ）における発光期間制御用ＴＦＴ１６４１、１６４２のオン、オフ状態を切り替えることにより、第１の副画素１０１と第２の副画素１０２を任意に選択して発光させることが可能である。例えば、発光期間（Ｅ）において、発光期間制御用ＴＦＴ１６４１をオフとし、発光期間制御用ＴＦＴ１６４２をオンとすることにより、視野角が大きい表示を実現することができる。
また、発光期間（Ｅ）において、発光期間制御用ＴＦＴ１６４１、１６４２を共にオンとした駆動を行なってもよい。この場合、正面輝度を増大した第１の副画素１０１により、正面輝度を高めつつ、視野角が大きい第２の副画素１０２によって斜め方向への輝度の低下が抑制され、視野角特性が改善される。即ち、視野角特性を維持しつつ、光の利用効率を高めた表示を実現可能である。
尚、図５に示した画素回路、及び図６に示した駆動シーケンスは、本発明の実施形態の一例であり、本発明はこの画素回路、駆動シーケンスに限定されるものではない。
１００：画素、１０１：第１の副画素、１０２：第２の副画素、２６：レンズ、１７１，１７２：有機ＥＬ素子、１６２：駆動用ＴＦＴ、１６４１，１６４２：発光期間制御用ＴＦＴ

Claims (3)

  1. 複数の画素を有し、
    各画素が、同じ色相で、且つ、光学特性が異なる第１の副画素と第２の副画素を有し、
    各画素は、前記第１の副画素と第２の副画素それぞれに対応する有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子それぞれに電流を供給する駆動用ＴＦＴと、を有し、
    第１の副画素は第２の副画素よりも正面輝度が大きく、
    前記画素の前記第１の副画素と第２の副画素は同一の階調表示信号によって各々独立に発光制御され、
    前記画素及び前記各画素の第１の副画素どうしが千鳥状に配置されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
  2. 前記第１の副画素は、前記有機ＥＬ素子の光取り出し側にレンズを有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
  3. 前記各画素は、前記第１の副画素に対応する前記有機ＥＬ素子の発光期間を制御する第１の発光期間制御用ＴＦＴと、前記第２の副画素に対応する前記有機ＥＬ素子の発光期間を制御する第２の発光期間制御用ＴＦＴを有し、
    前記駆動用ＴＦＴは、前記第１の発光期間制御用ＴＦＴ又は第２の発光期間制御用ＴＦＴを介して前記第１の副画素又は第２の副画素に対応する有機ＥＬ素子に電流を供給し、
    前記各画素には、前記第１の発光期間制御用ＴＦＴを制御する第１のゲート線と前記第２の発光期間制御用ＴＦＴを制御する第２のゲート線のうちいずれか一方が配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置。
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