JP2014135185A - Ｅｌ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＬ表示装置において、斜めから見たときの輝度及び色目の変化を低減すること。
【解決手段】複数の画素が配置されたアレイ基板１０と、アレイ基板１０上に形成されたＥＬ層１５と、一又は複数の画素毎にＥＬ層１５とアレイ基板１０の間に設けられ、アレイ基板１０に対する角度又は垂直方向の位置が可変である反射鏡１４と、を有するＥＬ表示装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＥＬ表示装置に関する。

現在、種々の形式のエレクトロルミネセンス（以降、「ＥＬ」と表記）表示装置が開発され実用に供されている。一般に、ＥＬ装置では、発光層であるＥＬ層の下層に反射層が設けられ、ＥＬ層から下側に向かう向きの光線を反射させ上側に取り出すことで発光効率を向上させている。

ＥＬ層の厚さは、実用的な発光電圧及び発光効率を得るためには数十から数百ｎｍと十分に薄くする必要があるが、このオーダーの厚みの薄膜は可視光に対し干渉を起こすため、ＥＬ層の下層に反射層を設けると、いわゆるマイクロキャビティ効果により、ＥＬ層に対し正面から見たときの輝度が増加し、斜め方向から見たときの輝度は減少する（又はその逆となる）。このマイクロキャビティ効果の程度や角度依存性はＥＬ層の発光色により異なるので、ＥＬ層を正面から見たときに所望の表示輝度が得られるようにＥＬ装置を設計したとしても、かかるＥＬ装置を斜めから見たときには表示される画像の色彩は変化し、意図した通りの画像は得られない。

本発明はかかる観点に鑑みてなされたものであって、その目的は、ＥＬ表示装置において、斜めから見たときの輝度及び色目の変化を低減することである。

本出願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

（１）複数の画素が配置されたアレイ基板と、前記アレイ基板上に形成されたＥＬ層と、一又は複数の画素毎に前記ＥＬ層と前記アレイ基板の間に設けられ、前記アレイ基板に対する角度又は垂直方向の位置が可変である反射鏡と、を有するＥＬ表示装置。

（２）（１）において、前記反射鏡は前記基板に対する角度を可変するものであり、前記ＥＬ層は前記反射鏡の上面に形成され、前記反射鏡と一体に可動するＥＬ表示装置。

（３）（１）において、前記反射鏡は前記アレイ基板に対する角度を可変するものであり、前記ＥＬ層は前記反射鏡と空間を隔てて非可動に配置されるＥＬ表示装置。

（４）（１）において、前記反射鏡は前記アレイ基板に対する垂直方向の位置を可変するものであり、前記ＥＬ層は前記反射鏡と空間を隔てて非可動に配置されるＥＬ表示装置。

（５）（３）又は（４）において、前記ＥＬ層は白色光を発し、前記複数の画素に跨って形成され、前記ＥＬ層の上面側に配置され、下面にカラーフィルタが形成された封止基板を有するＥＬ表示装置。

（６）（１）乃至（５）のいずれかのＥＬ表示装置と、ユーザの視点の方向を検出する視点検出装置と、前記視点検出装置により検出された視点方向に基づいて前記反射鏡を可動するコントローラと、を有するＥＬ表示装置付き電子機器。

（７）（６）において、さらに前記ＥＬ層の発光色毎の輝度の角度依存性に関する情報を記憶する記憶装置を有し、前記コントローラは前記視点方向及び前記角度依存性に関する情報に基づいて前記反射鏡を可動するＥＬ表示装置付き電子機器。

（８）（７）において、前記コントローラは前記視点方向及び前記角度依存性に関する情報に基づいて、前記複数の画素に出力される色毎の輝度信号を補正するＥＬ表示装置付き電子機器。

（９）（４）のＥＬ表示装置を有し、前記ＥＬ層は白色光を発し、前記反射鏡の前記アレイ基板に対する垂直方向の位置を変えることでマイクロキャビティ効果を変化させ、フィールドシーケンシャル方式でカラー表示するＥＬ表示装置付き電子機器。

上記（１）乃至（４）のいずれかによれば、ＥＬ表示装置において、斜めから見たときの輝度及び色目の変化を低減し得る。

上記（５）によれば、カラーフィルタ方式のＥＬ表示装置において、斜めから見たときの輝度及び色目の変化を低減し得る。

上記（６）又は（７）によれば、ＥＬ表示装置付き電子機器において、ユーザの視点の方向に応じてＥＬ表示装置の輝度及び色目の変化を低減することができる。

上記（８）によれば、ＥＬ表示装置付き電子機器において、ユーザの視点の方向に応じて、ＥＬ表示装置の輝度を最大限に確保しつつ、色目の変化を低減することができる。

上記（９）によれば、カラーフィルタを用いないでカラー表示することができる。

本発明の第１の実施形態に係るＥＬ表示装置を搭載したＥＬ表示装置付き電子機器の外観斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るＥＬ表示装置の外観斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るＥＬ表示装置の１画素の構造を示す部分分解斜視図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。 図３のＶ−Ｖ線における断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るＥＬ表示装置付き電子機器のシステムブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係るＥＬ表示装置の１画素の構造を示す部分分解斜視図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るＥＬ表示装置付き電子機器のシステムブロック図である。 反射鏡を回転させない状態における輝度プロファイルの例を示すグラフである。 本発明の第３の実施形態に係るＥＬ表示装置の１画素の構造を示す部分分解斜視図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。

以下、本発明の第１の実施形態に係るＥＬ表示装置及びＥＬ表示装置付き電子機器を図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るＥＬ表示装置１を搭載したＥＬ表示装置付き電子機器１００の外観斜視図である。電子機器１００は、ここでは小型の携帯型電子機器として示されており、筺体２のユーザに向き合う面（以降、上面と呼ぶ）にＥＬ表示装置１とカメラ３を搭載している。電子機器１００は、具体的に例示するならば、スマートフォン、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄａｔａ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、音楽或いはビデオプレーヤ等である。また、筺体２の内部には、電子機器１００の動作を電子的に制御するコントローラと、動力源であるリチウムイオン二次電池等の電池が納められている。

図２は本実施形態に係るＥＬ表示装置１の外観斜視図である。ＥＬ表示装置１は、矩形のアレイ基板１０の上面に、複数の画素が規則的に配置されている領域である矩形の表示領域１１が設けられている。表示領域１１中には、複数の走査信号線と映像信号線が互いに直交するように格子状に配置されており、これら走査信号線と映像信号線により区画された領域が１画素に相当する。走査信号線は、表示領域１１の左右いずれかの辺または両側の辺に隣接して設けられる走査回路に接続されており、映像信号線より送られる映像信号に同期して画素を走査するようになっている。映像信号線は表示領域１１の手前側の辺に隣接して設けられる駆動回路１２に接続されている。なお、本実施形態では駆動回路１２として半導体チップをアレイ基板１０の上面に実装しているが、駆動回路１２をＳＯＧ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）等の手法によりアレイ基板１０の上面に直接形成して設けてもよい。表示領域１１中には、この他にも電源線や接地線、後述する反射鏡を駆動する反射鏡駆動信号線等の各種の配線が配置され、各画素と接続される。なお、駆動回路１２はＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により外部の機器と接続され、画像データやその他必要なデータ、電源電圧及び接地電圧等が供給される。

さらに、アレイ基板１０の上面側には、透明の封止基板１３が配置され、表示領域１１を封止することにより、各画素に使用されているＥＬ層を外部の環境から隔離し、その劣化を防止している。封止基板１３はアレイ基板１０より寸法が小さく、駆動回路１２を覆うことなく露出させるようになっている。本実施形態では、封止基板１３の図中奥行き方向の寸法がアレイ基板１０の奥行き方向の寸法より小さいものとなっており、封止基板１２の図中幅方向の寸法はアレイ基板１０の幅方向の寸法と同じである。

外部の機器から供給された画像データは、駆動回路１２により画素毎の輝度を示す電圧信号に変換されて映像信号線に出力され、走査回路により選択された走査信号線に対応する画素に供給される。画素は、それぞれの画素に設けられた画素回路により、供給された電圧信号に応じた輝度で発光する。このようにして、表示領域１１に設けられた多数の画素が所与の画像データに対応した輝度で発光することにより、ＥＬ表示装置１は表示領域１１に画像を形成する。

図３は、本実施形態に係るＥＬ表示装置の１画素の構造を示す部分分解斜視図である。同図において、アレイ基板１０と封止基板１３は一部分を切り出して図示している。また、反射鏡１４はアレイ基板１０と一体に接続されているのに対し、封止基板１３は反射鏡１４とは若干の空間を隔てて配置されている。

アレイ基板１０は絶縁性の基板であり、その上にはＥＬ層１５や反射鏡１４が設けられる。そして、各画素に対応する位置におけるＥＬ層１５の発光量を制御することにより画像が形成され、また、反射鏡１４のアレイ基板１０に対する角度が可変される。そのため、アレイ基板１０上には、各画素に流れる電流の量を制御し、また反射鏡１４を可動するためのＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）や配線等からなる電気回路が配置される回路層１６が形成される。回路層１６は金属薄膜等の導電膜、絶縁膜、半導体膜等を所望のパターンに形成して多数積層したものであるが、ここではそれらをまとめて単純化し、回路層１６として示している。なお、アレイ基板１０は本実施形態ではガラス基板であるが、絶縁性の基板であればその材質は特に限定されず、合成樹脂その他の材質であってもよい。また、その透明・不透明も問わない。

反射鏡１４は、上面側から見た際に光線を反射する鏡としての性質を有しているとともに、適宜のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）構造により支持され、本実施形態では、アレイ基板１０に対する角度を電気的に可変されるようになっている。また、反射鏡１４の上面にはＥＬ層１５が形成されており、ＥＬ層１５は反射鏡１４と一体に可動する。

本実施形態で採用したＭＥＭＳ構造は、反射鏡１４の支持構造の一例として示されているものであり、いわゆるＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）として知られる可動マイクロミラーのものと類似している。アレイ基板１０の回路層１６の上面に、電極スペーサ１７を介してアドレス電極１８が設けられている。また、ヒンジスペーサ１９を介してヒンジ梁２０が設けられている。アドレス電極１８及びヒンジ梁２０は、電極スペーサ１７及びヒンジスペーサ１９により、回路層１６から略同じ高さとなるように支持されている。電極スペーサ１７及びヒンジスペーサ１９は、例えば図示したような柱状構造物である。ヒンジ梁２０は、両端をヒンジスペーサ１９により支持された細長い梁状構造物であり、その中央付近はヒンジ梁２０自身の弾性変形により、ねじり方向に変形可能である。一方、アドレス電極１８は変形する必要はないので、電極スペーサ１７は図示のようにアドレス電極１８をその一部分で支持するものであっても、複数個所あるいは全面で支持するものであってもよい。ヒンジ梁２０は画素の中央付近に配置され、アドレス電極１８はヒンジ梁２０を挟むように画素の対向する両端付近に一対配置される。

反射鏡１４は、反射鏡スペーサ２１を介して、ヒンジ梁２０の中央に固定される。これにより、反射鏡１４が配置される高さは反射鏡スペーサ２１の分だけヒンジ梁２０より高くなる。また、ヒンジ梁２０の中央はねじり方向に変形可能であるため、反射鏡１４は回転支持されることになる。反射鏡１４は画素全体を概ね覆う大きさとなっており、その上面にはＥＬ層１５が形成される。反射鏡１４の上面の一部分、ここでは中央付近には、ＥＬ層１５の下部電極と上部電極の短絡を防ぐための絶縁性の分離膜２２が設けられる。ヒンジ梁２０の上面には、ＥＬ層１５に電流を供給するための配線パターン２３が設けられ、また、必要な電気的接続を得るために適宜の位置にコンタクトホールが設けられる。

このような構造では、配線パターン２３を介してＥＬ層１５に電流が供給されることにより、ＥＬ層１５が所望の輝度で発光する。また、図中左右に配置されたアドレス電極１８のいずれか一方に適当な電位を印加することにより、アドレス電極１８と反射鏡１４との間に静電気力を作用させ、反射鏡１４をヒンジ梁２０を中心として回転させることにより、反射鏡１４のアレイ基板１０に対する角度が可変される。ここで用いる静電気力は、引力、斥力のいずれであってもよく、又その両方であってもよいが、本実施形態では、反射鏡１４を基準電圧（接地電圧）に保つことにより、アドレス電極１８に任意の電位を印加すると引力が作用するようになされている。

なお、図示の例では反射鏡１４は図中左右方向の位置方向にのみ回転可能であるが、図示したと同様のＭＥＭＳ構造をもう一段追加することにより、左右方向に加え、前後方向にも回転可能にしてもよい。

図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。ヒンジ梁２０はその両端をヒンジスペーサ１９により支持されている。また、ヒンジ梁２０上に形成された配線パターン２３は、左右のヒンジスペーサ１９のそれぞれにおいてコンタクトホール２４により回路層１６と接続されている。反射鏡１４は反射鏡スペーサ２１により中央を支持されヒンジ梁２０上に固定されている。反射鏡１４の上面に形成されたＥＬ層１５は、その下面を下部電極２５に、その上面を上部電極２６に挟まれている。下部電極２５はコンタクトホール２７により、上部電極２６はコンタクトホール２８によりそれぞれ別々の配線パターン２３に接続され、独立に回路層１６に電気的に接続される。コンタクトホール２８の周囲には分離膜２２が形成されており、下部電極２５が上部電極２６に短絡しないよう分離されている。

ここでは、ヒンジスペーサ１９、ヒンジ梁２０、反射鏡スペーサ２１、反射鏡１４及び分離膜２２は有機あるいは無機の適宜の絶縁材料で形成される。また、配線パターン２３及び下部電極２５は導電性の金属膜であり、特に下部電極２５はその表面が鏡面でありＥＬ層１５からの光線を反射する性質を有している。また、上部電極２６はＩＴＯ（酸化インジウム錫）あるいはＩｎＺｎＯ（酸化インジウム亜鉛）等の透明導電膜である。ＥＬ層１５は、発光材料層の他に正孔注入層、電子注入層を有していてよく、また発光材料層も単層のみならず複数層であってもよい。なお、個々の部材の材料はその機能を損なわない限り任意であり、例えばヒンジスペーサ１９や反射鏡スペーサ２１を金属等の導電材料製とすることもできるし、構造によっては反射鏡１４と下部電極２５を一体のものとしてこれを金属等の導電材料により形成してもよい。また、短絡を防ぐ、信頼性を向上する等の目的で適宜絶縁層を形成してよい。

さらに、ＥＬ層１５は、各画素毎に別々の発光色（例えば、赤、緑及び青）を有するものであってもよいし、白色光を発するものであってもよい。ＥＬ層１５が白色光を発するものである場合には、封止基板１３の下面又は上面にカラーフィルタを設けることによりカラー表示が可能である。

ここで示した構造は反射鏡１４とそれを支持するＭＥＭＳ構造の一例であり、反射鏡１４を回転支持することができ、かつ、反射鏡１４上のＥＬ層１５に電流を加えることができる構造であればどのようなものであってもよい。また、下部電極２５と上部電極２６のいずれをアノードとし、いずれをカソードとするかは任意であるが、本実施形態では、後述する理由により下部電極２５に基準電圧を印加するようにしている。

アレイ基板１０と封止基板１３に挟まれた空間には窒素等の不活性ガスが充填されるとともに、必要に応じて吸湿剤が配置される。

図５は図３のＶ−Ｖ線における断面図である。アドレス電極１８は電極スペーサ１７により支持され、また、アドレス電極１８の上面には導電性の金属膜による電極パターン２７が形成されている。また、電極パターン２７はコンタクトホール２８により、アドレス電極１８及び電極スペーサ１７を貫いて回路層１６に接続されている。なお、本実施形態ではアドレス電極１８は絶縁材料による構造物であるが、アドレス電極１８と電極パターン２７を一体としてこれを金属等の導電材料により形成してもよい。さらに、電極スペーサ１７を金属製としてもよい。

図中左右に配置されたアドレス電極１８上の電極パターン２７に正負いずれかの電圧が印加されると、基準電圧に保持された下部電極２５との間に静電気力が作用する。その結果、電圧が印加された側のアドレス電極１８側に反射鏡１４が引き付けられ、ヒンジ梁２０を中心として反射鏡１４が回転する。その回転角度は、静電気力と、ヒンジ梁２０の弾性復元力との釣り合いによって定まる。なお、本明細書では、電圧の正負は基準電圧に対する電位差の符号により区別するものとする。

ここで、下部電極２５を基準電圧に保持している理由は、反射鏡１４に形成された電極のうち、アドレス電極１８に近い側の電極の電位を一定に保つことにより、ＥＬ層１５の発光にかかわらず反射鏡１４の回転角度を安定して制御するためである。もちろん、下部電極２５、上部電極２６以外に反射鏡１４の姿勢制御のための電極を反射鏡１４の上面又は下面に別途設けるようにしてもよい。

図６は本実施形態に係るＥＬ表示装置付き電子機器１００のシステムブロック図である。同システムブロック図は、重要な部分のみを抜き出して図示したものであり、説明不要と考えられる部分は省略している。なお、以下の説明では必要に応じて図１乃至図３を参照するものとする。

コントローラ２９には、視点検出装置３０により検出されたユーザの視点角度が入力される。視点角度とは電子機器１００に対し、ユーザがどの方角からその上面を見ているかを定量的に示す量であり、ここではＥＬ表示装置１の法線方向に対し、ユーザの視点中心が左右方向にどれだけ傾いた位置にあるかを示す角度である。視点検出装置３０はカメラ３と視点検出回路３１から構成されており、カメラ３により撮像された画像に対し、視点検出回路３１が適宜の画像処理、例えば、公知の顔検出を行うことにより視点角度を検出する。

コントローラ２９は、ＥＬ表示装置１の駆動回路１２に、表示しようとする画像の画像データと、視点角度に基づいて算出した回転角度を出力する。駆動回路１２は入力された画像データを画素毎の電圧信号に変換し、画素回路３２へと出力する。また、入力された回転角度を、反射鏡１４がかかる回転角度となるような電圧信号に変換し、ＭＥＭＳ構造３３へと出力する。これにより、ＥＬ表示装置１の表示領域には所望の画像が表示され、また各画素の反射鏡１４は指示された回転角度まで回転した状態となる。

本実施形態では、コントローラ２９が出力する回転角度は、反射鏡１４の回転が可能な範囲に限定されるものの、視点角度と等しい。これは、先に述べたとおり、ＥＬ層１５の厚さは正面、すなわちＥＬ層１５の法線方向から見たときに正常な輝度が得られるように設計されることから、ユーザがＥＬ表示装置１を正面以外の角度から観察した際にも、ＥＬ層１５の法線方向がユーザの視線方向を向くようにすることで、常にＥＬ層１５が正面から観察されるようにするためである。これにより、ＥＬ表示装置１の輝度変化や色目の変化が防止される。

なお、図６に示したシステムブロック図は一例であり、同機能を実現する構成であればこれを適宜変形しても差し支えない。例えば、視点検出回路３１はコントローラ２９の一部であってもよいし、また、コントローラ２９がＭＥＭＳ構造３３に直接電圧信号を出力するようにしてもよい。

続いて、本発明の第２の実施形態に係るＥＬ表示装置及びＥＬ表示装置付き電子機器を図面を参照しつつ説明する。第２の実施形態におけるＥＬ表示装置及びＥＬ表示付き電子機器の外観は第１の実施形態におけるそれらと同一であるため、図１及び図２を第２の実施形態のものとして援用する。また、第１の実施形態と構成或いは機能が共通する部材については同符号を付し、その重複する説明を省略するものとする。

図７は、本実施形態に係るＥＬ表示装置の１画素の構造を示す部分分解斜視図である。本実施形態においても、先の実施形態と同様に、ＭＥＭＳ構造により反射鏡１４がアレイ基板１０の上面に形成された回路層１６上に回転支持されている。ここで先の実施形態と異なっている点は、反射鏡１４の上面にはＥＬ層１５は形成されておらず、また、ヒンジ梁２０上の配線パターン２３は、基準電圧を供給する１パターンのみとなっていることである。また、封止基板１３は封止基板スペーサ３４によりアレイ基板１０の上方に空間を挟んで隔てられ支持される。同時に、反射鏡１４と封止基板１３との間にも空間が設けられる。封止基板１３の下面には、ＥＬ構造層３５、封止層３６及びカラーフィルタ層３７がアレイ基板１０側から順に設けられる。ＥＬ構造層３５及びカラーフィルタ層３７は後述するように所定のパターンで形成された複数の層を含んでおり、この名称は説明の便宜上のものである。

図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。反射鏡１４の上面には光線を反射する金属膜によるリファレンス電極３８が形成されており、コンタクトホール３９により配線パターン２３と接続されている。リファレンス電極３８には回路層１６から配線パターン２３を介して基準電圧が供給される。このＭＥＭＳ構造においても、第１の実施形態と同様に、左右いずれかのアドレス電極１８の電極パターン２７に電圧を印加することにより、反射鏡１４を回転させることができる。

封止基板スペーサ３４上には、透明であり、かつ平板状のベース層４０が設けられる。ベース層４０は表示領域１１全体を覆う大きさであり、例えば、適宜のポリマーにより形成される。ベース層４０上には、画素毎に独立して下部電極２５が設けられる。下部電極２５はコンタクトホール４１により回路層１６と接続される。また、下部電極２５は透明導電膜である。コンタクトホール４１を含む画素の周縁部には、絶縁性の画素分離膜（バンクとも呼ばれる）４２が設けられる。画素分離膜４２は絶縁性の材料であればどのようなものであってもよく、ポリイミドやアクリル樹脂等の有機絶縁材料や、シリコンナイトライドにより形成してよい。

画素分離膜４２及び下部電極２５の上面には、ＥＬ層１５が設けられる。ＥＬ層１５は、画素毎に独立しておらず、表示領域１１（図２参照）全面を覆うように設けられる。また、ＥＬ層１５の発光色は白色である。かかる白色の発光は、一般的には、複数色、例えば、赤、緑、青の各色や、黄色と青に発光するＥＬ材料を積層することにより合成色として得られるが、本実施形態においてＥＬ層１５の具体的構成は特に限定されるものではなく、結果として白色発光が得られるものであればどのようなものであってもよい。また、ＥＬ層１５を構成する材料は、有機であっても無機であってもよいが、本実施形態では有機材料を使用している。

ＥＬ層１５の上面には、上部電極２６が設けられる。上部電極２６もまた、画素毎に独立しておらず、表示領域１１（図２参照）全面を覆うように設けられる。本実施形態では、上部電極２６に基準電圧が印加される。そして、上部電極２６のさらに上面にはオーバーコート層４３が設けられる。オーバーコート層４３はＥＬ層１５を保護するためのものであるが、不要であれば省略してもよい。

以上のベース層４０、下部電極２５、画素分離膜４２、ＥＬ層１５、上部電極２６及びオーバーコート層４３がＥＬ構造層３５を構成している。そして、ＥＬ構造層３５は封止基板スペーサ３４によりアレイ基板１０に固定されるため、本実施形態ではＥＬ層１５はアレイ基板１０に対して非可動である。

ＥＬ構造層３５と封止層３６を隔てて配置される封止基板１３の下面には、カラーフィルタ４４とブラックマトリクス４５が形成され、その両者を覆うようにオーバーコート層４６が設けられる。カラーフィルタ４４は、ＥＬ層１５からの白色発光を所望の色に変換する色膜であり、フォトリソグラフィの手法により封止基板１３の表面に設けられる。カラーフィルタ４４の色は、画素毎にその発光色に対応したものが選択される。ブラックマトリクス４５は、画素の周縁部に設けられ、各画素を区画する黒色の膜である。本実施形態では、ブラックマトリクス４５はおおむね画素分離膜４２と対応する位置に設けられる。なお、ブラックマトリクス４５及びオーバーコート層４６は不要であれば省略してもよい。

以上のカラーフィルタ４４、ブラックマトリクス４５及びオーバーコート層４６がカラーフィルタ層３７を構成している。

封止層３６は、適宜のポリマー等の透明材料層であり、アレイ基板１０と、封止基板１３を貼り合わせる際に両者の間に充填されるものである。

かかる構造では、反射鏡１４が回転すると、ＥＬ層１５と反射鏡１４の上面までの距離が面内で変化する。これにより、マイクロキャビティ効果による光の輝度の角度依存性が変化する。すなわち、反射鏡１４を適切に回転させることにより、観察方向に対する輝度の変化を緩和することができるのである。また、光の輝度の角度依存性は発光色毎に異なる（ＥＬ層１５からの白色光は、赤、緑及び青の光線を含んでいる）ため、画素の色、すなわち、カラーフィルタ４４の色毎に反射鏡１４の回転角度を変化させることにより観察方向に対する色目の変化も緩和することができるのである。

図９は本実施形態に係るＥＬ表示装置付き電子機器２００のシステムブロック図である。同システムブロック図は、図６のものに比して、輝度プロファイル記憶する記憶装置４７が追加されている点が異なっている。

コントローラ２９は、視点検出装置３０より入力された視点角度に基づいて、例えば不揮発性メモリなどにより構成される記憶装置４７に記憶された輝度プロファイルを参照することにより回転角度を算出し、駆動回路１２に出力することにより反射鏡１４を可動する。ここでいう輝度プロファイルとは、ＥＬ層１５の発光色毎の輝度の角度依存性に関する情報であり、具体的には、ＥＬ層１５を発光させた際の正面方向の輝度に対する斜め方向の輝度の変化を、反射鏡１４の角度毎に記憶したマップである。

図１０は反射鏡１４を回転させない状態における輝度プロファイルの例を示すグラフである。横軸はＥＬ層１５の法線方向に対する観察方向の角度、縦軸は相対輝度である。また、Ｒ、Ｇ、Ｂはそれぞれ赤、緑、青の発光色を示している。

このような輝度プロファイルが与えられたときに、コントローラ２９が行う処理としては、例えば、視点角度θが与えられたとすると、まず青色の画素に対して回転角度θ／２を算出する。これは、図１０に示すプロファイルから明らかなように、青色光の輝度は正面方向が最も大きくなることから、ＥＬ層１５から法線方向下側に向かい出射する光線を視点角度θに向かって反射させることにより最大の輝度が得られるためである。

続いて、コントローラ１９は、反射鏡１４の回転角度θ／２の輝度プロファイルを参照し、視点角度θにおける青色光の輝度を得る。その後、赤色光、緑色光のそれぞれについて、視点角度θにおいて青色光の輝度とバランスのとれる反射鏡１４の回転角度を輝度プロファイルより選ぶ。

なお、コントローラ１９は、赤色光又は緑色光について視点角度θにおいて青色光とバランスのとれる反射鏡１４の回転角度が存在しない場合には、画像データの赤色又は緑色成分を補正して色目を調整する。

以上のように、コントローラ１９は、視点角度と輝度プロファイルに基づいて反射鏡１４を可動し、また色毎の輝度信号を補正することにより、画像全体としての輝度の変化を抑えつつ、色目の変化をも抑制する。なお、ここで説明したコントローラ１９の動作は例示であり、そのアルゴリズムを限定するものではない。

続いて、本発明の第３の実施形態に係るＥＬ表示装置及びＥＬ表示装置付き電子機器を図面を参照しつつ説明する。第３の実施形態におけるＥＬ表示装置及びＥＬ表示装置付き電子機器の外観もまた第１の実施形態におけるそれらと同一であるため、図１及び図２を第３の実施形態のものとして援用する。また、第１の実施形態と構成或いは機能が共通する部材については同符号を付し、その重複する説明を省略するものとする。

図１１は、本実施形態に係るＥＬ表示装置の１画素の構造を示す部分分解斜視図である。本実施形態では、ＭＥＭＳ構造により反射鏡１４がアレイ基板１０の上面に形成された回路層１６上に上下動可能なように支持されている。すなわち、反射鏡１４はアレイ基板１０に対する垂直方向の位置を可変するものであり、その位置の変化にかかわらずアレイ基板１０に対する角度は変化しない。

封止基板１３が封止基板スペーサ３４によりアレイ基板１０の上方に空間を挟んで隔てられ支持される点、封止基板１３の下面にＥＬ構造層３５、封止層３６及びカラーフィルタ層３７がアレイ基板１０側から順に設けられる点については第２の実施形態と同様であり、特段の相違はない。

反射鏡１４は、フォトリソグラフィ等の手法によりパターンとして一体に形成された弾性支持構造４８によりアレイ基板１０の回路層１６上面に支持される。そして、反射鏡１４は、平面視における位置は変化しないが、その垂直方向の位置は弾性支持構造４８が弾性変形をすることにより可変である。反射鏡１４は絶縁材料で形成され、その上面に金属膜を形成する等により光線を反射する性質が付与されている。

また、別の弾性支持構造４９により、アレイ基板１０の回路層１６上面に楔状部材５０が支持されている。楔状部材５０は、回路層１６上面に形成された駆動電極５１に所定の電圧を印加することにより、画素の中央に向かって水平に移動する。楔状部材５０の移動距離は、駆動電極５１に加える電圧や、電圧を加える駆動電極５１の位置を選択することにより制御される。駆動電極５１は、一の楔状部材５０に対し、その移動方向に関して複数設けてよい。図示の例では、一の楔状部材５０に対し二の駆動電極５１が設けられている。楔状部材５０及び弾性支持構造４９はフォトリソグラフィ等の手法によりパターンとして一体に形成され、またその材料はここでは金属である。

なお、ここで図示した弾性支持構造４８、４９の形状は一例である。それぞれの弾性支持構造４８，４９は反射鏡１４又は楔状部材５０と反対側の端部においてアレイ基板１０と固定される。

図１２は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。図示の通り、楔状部材５０は、その内側（画素の中心に向く側）が傾斜面となっており、断面は全体として三角形の楔状である。反射鏡１４は、楔状部材５０が移動した際に、楔状部材５０の傾斜面が端部に突き当たる位置に保持されている。

ここで、駆動電極５１に電圧を印加し、楔状部材５０との間に静電引力を作用させると、楔状部材５０が内側に向かって水平に移動し、反射鏡１４と接触してこれを垂直上方に押し上げる。反射鏡１４の垂直方向の位置は、楔状部材５０の移動距離によって定まる。このようにして反射鏡１４を垂直方向に移動させることにより、ＥＬ層１５と反射鏡１４との間の距離を変化させることができる。なお、ここで示した反射鏡１４を垂直方向に移動させるＭＥＭＳ構造は一例であり、反射鏡１４を垂直方向に移動させ得る構造であれば図示のものに限定されない。

ここで、マイクロキャビティ効果によるＥＬ層１５からの光の輝度の角度依存性は、ＥＬ層１５と反射鏡１４との距離に依存して変化する。したがって、発色光ごとの輝度の角度依存性と、ＥＬ層１５と反射鏡１４との距離との関係を輝度プロファイルとして求めておけば、第２の実施形態と同様に画像全体としての輝度の変化を抑えつつ、色目の変化をも抑制することが可能である。

本実施形態に係るＥＬ表示装置を有するＥＬ表示装置付き電子機器のシステムブロック図は、図９に示したものにおいて、コントローラ２９が駆動回路１２に出力する値が回転角度ではなく、反射鏡１４の位置（又は移動距離）である点において異なっており、その他においては同様である。したがって、図９のシステムブロック図を本実施形態のものとして（前述の点を除き）援用する。コントローラ２９が実行する処理についても同様である。

なお、本実施形態に係るＥＬ表示装置を有するＥＬ表示装置付き電子機器では、マイクロキャビティ効果をより積極的に利用することによりカラーフィルタレスのフルカラー表示を実現可能である。すなわち、反射鏡１４のアレイ基板１０に対する垂直方向の位置を変えることでマイクロキャビティ効果が変化するが、この変化は、干渉により特定波長の光の強度を強め、他の光の強度を弱めるため、反射鏡１４の位置によって画素から出射する光の色目を変化させられるのである。この場合にも当然にＥＬ層１５は白色光を発するものとされ、また、カラーフィルタ４４は不要であるため、カラーフィルタ４４のみ又はカラーフィルタ層３７ごと省略されることとなる。

この場合における画素からの発光色の制御は、赤、青、緑のそれぞれの色目となる反射鏡１４の位置を記憶しておき、同一画素において時分割により各色の発光輝度を制御する、いわゆるフィールドシーケンシャル方式によりなされる。ＭＥＭＳ構造である反射鏡１４の位置に対する応答速度は高速であることから、フィールドシーケンシャル方式によるカラー表示が可能である。時分割は、各色毎に一定時間毎の分割としてＥＬ層１５からの発光強度を各色毎に制御することにより各色の発光輝度を制御してもよいし、ＥＬ層１５からの発光強度はその画素が発光すべき輝度に応じて一定とし、各色毎の分割時間を変更することにより各色の発光輝度を制御してもよい。

なお、以上説明した実施形態において示した各部材の具体的な形状や配置、数等は一例であり、特に断りのない限り本発明をこれらに限定するものではない。また図示したシステムブロック図についても、同等の機能を奏する構成であればこれに限定されない。当業者は本発明を実施するにあたり、その実施の態様に応じてこれら各部材の形状等やシステムを任意に設計及び変更してよい。

１ ＥＬ表示装置、２ 筺体、３ カメラ、１０ アレイ基板、１１ 表示領域、１２ 駆動回路、１３ 封止基板、１４ 反射鏡、１５ ＥＬ層、１６ 回路層、１７ 電極スペーサ、１８ アドレス電極、１９ ヒンジスペーサ、２０ ヒンジ梁、２１ 反射鏡スペーサ、２２ 分離膜、２３ 配線パターン、２４ コンタクトホール、２５ 下部電極、２６ 上部電極、２７ 電極パターン、２８ コンタクトホール、２９ コントローラ、３０ 視点検出装置、３１ 視点検出回路、３２ 画素回路、３３ ＭＥＭＳ構造、３４ 封止基板スペーサ、３５ ＥＬ構造層、３６ 封止層、３７ カラーフィルタ層、３８ リファレンス電極、３９ コンタクトホール、４０ ベース層、４１ コンタクトホール、４２ 画素分離膜、４３ オーバーコート層、４４ カラーフィルタ、４５ ブラックマトリクス、４６ オーバーコート層、４７ 記憶装置、４８ 弾性支持構造、４９ 弾性支持構造、５０ 楔状部材、５１ 駆動電極、１００，２００ 電子機器。

Claims (9)

1. 複数の画素が配置されたアレイ基板と、
   前記アレイ基板上に形成されたＥＬ層と、
   一又は複数の画素毎に前記ＥＬ層と前記アレイ基板の間に設けられ、前記アレイ基板に対する角度又は垂直方向の位置が可変である反射鏡と、
   を有するＥＬ表示装置。
2. 前記反射鏡は前記アレイ基板に対する角度を可変するものであり、前記ＥＬ層は前記反射鏡の上面に形成され、前記反射鏡と一体に可動する
   請求項１記載のＥＬ表示装置。
3. 前記反射鏡は前記アレイ基板に対する角度を可変するものであり、前記ＥＬ層は前記反射鏡と空間を隔てて非可動に配置される
   請求項１記載のＥＬ表示装置。
4. 前記反射鏡は前記アレイ基板に対する垂直方向の位置を可変するものであり、前記ＥＬ層は前記反射鏡と空間を隔てて非可動に配置される
   請求項１記載のＥＬ表示装置。
5. 前記ＥＬ層は白色光を発し、前記複数の画素に跨って形成され、
   前記ＥＬ層の上面側に配置され、下面にカラーフィルタが形成された封止基板を有する請求項３又は４記載のＥＬ表示装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載のＥＬ表示装置と、
   ユーザの視点の方向を検出する視点検出装置と、
   前記視点検出装置により検出された視点方向に基づいて前記反射鏡を可動するコントローラと、
   を有するＥＬ表示装置付き電子機器。
7. さらに前記ＥＬ層の発光色毎の輝度の角度依存性に関する情報を記憶する記憶装置を有し、
   前記コントローラは前記視点方向及び前記角度依存性に関する情報に基づいて前記反射鏡を可動する
   請求項６記載のＥＬ表示装置付き電子機器。
8. 前記コントローラは前記視点方向及び前記角度依存性に関する情報に基づいて、前記複数の画素に出力される色毎の輝度信号を補正する請求項７記載のＥＬ表示装置付き電子機器。
9. 請求項４に記載のＥＬ表示装置を有し、
   前記ＥＬ層は白色光を発し、前記反射鏡の前記アレイ基板に対する垂直方向の位置を変えることでマイクロキャビティ効果を変化させ、フィールドシーケンシャル方式でカラー表示するＥＬ表示装置付き電子機器。

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