JP2023121581A - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】サブ画素毎の視野角特性のずれを小さくしつつ、視野角それ自体を拡大する。【解決手段】電気光学装置10は、画素Px1と、X方向で隣り合う画素Px2と、を備え、画素Px1および画素(Px2)は、それぞれ第1色光を出射するサブ画素と、第2色光を出射するサブ画素と、第3色光を出射するサブ画素と、を含み、画素Px1に含まれる複数のサブ画素を平面視した際の配置パターンである第1パターンと、画素Px2に含まれる複数のサブ画素を平面視した際の配置パターンである第2パターンとは、画素Px1および画素Px2の間の仮想線Vi1を基準に互いに線対称の関係にある。【選択図】図8B
Description
本発明は、電気光学装置および電子機器に関する。
発光素子として例えばOLED(Organic Light Emitting Diode)を用いた電気光学装置では、カラー表示を実現するために、1つの画素が複数のサブ画素、例えば赤、緑および青の3つのサブ画素で構成される。3つのサブ画素には、それぞれ赤、緑または青に着色するカラーフィルター(着色層)が設けられて、発光素子からの発せられた光が対応する色で着色されて出射する。このような構成において、視野角がサブ画素毎に異なると、視野角による色変化のばらつきが発生するという問題がある。
そこで、1画素を構成する赤、緑および青のサブ画素のうち、一色を例えば青のサブ画素を2つとして、縦および横の方向で隣り合うサブ画素の色が異なるようにサブ画素が配置されて、赤、緑および青のサブ画素について視野角特性のずれを小さくする技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
上記特許文献1に記載された技術によれば、赤、緑および青のサブ画素について視野角特性のずれを小さくすることができるものの、視野角それ自体は狭くなる、という課題がある。
本開示の一態様に係る電気光学装置は、第1画素と、当該第1画素と第1方向または第2方向で隣り合う第2画素と、を含み、前記第1画素および前記第2画素は、それぞれ第1色光を出射するサブ画素と、第2色光を出射するサブ画素と、第3色光を出射するサブ画素と、を含み、前記第1画素に含まれるサブ画素を平面視した第1パターンと、前記第2画素に含まれるサブ画素を平面視した第2パターンと、は、当該第1画素および当該第2画素の間の仮想線を基準に互いに線対称の関係、または、互いに180度回転した関係にある。
以下、本発明の実施形態に係る電気光学装置について図面を参照して説明する。なお、各図において、各部の寸法および縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
<第1実施形態>
図1は、電気光学装置10を示す斜視図である。電気光学装置10は、例えばヘッドマウントディスプレイなどにおいて画像を表示するマイクロ・ディスプレイ・パネルである。電気光学装置10は、複数の画素回路や当該画素回路を駆動する駆動回路などを含む。当該画素回路および当該駆動回路は半導体基板に集積化される。半導体基板は、典型的にはシリコン基板であるが、他の半導体基板であってもよい。
図1は、電気光学装置10を示す斜視図である。電気光学装置10は、例えばヘッドマウントディスプレイなどにおいて画像を表示するマイクロ・ディスプレイ・パネルである。電気光学装置10は、複数の画素回路や当該画素回路を駆動する駆動回路などを含む。当該画素回路および当該駆動回路は半導体基板に集積化される。半導体基板は、典型的にはシリコン基板であるが、他の半導体基板であってもよい。
この図に示されるように、電気光学装置10は、開口部191を有する枠状のケース192に収納される。電気光学装置10には、FPC(Flexible Printed Circuits)基板194の一端が接続される。FPC基板194の他端には、複数の端子196が設けられる。複数の端子196は、図示省略された上位装置に接続される。上位装置は、映像データや各種の電源電位を、FPC基板194を介して電気光学装置10に供給する。映像データは、電気光学装置10で表示させる映像を示すデータである。
なお、図において、X方向は、電気光学装置10における表示画像の横方向を示し、Y方向は、表示画像の縦方向を示す。また、X方向およびY方向で定まる二次元平面が半導体基板の基板面である。Z方向は、X方向およびY方向に垂直であって、後述するOLEDから発せられる光の出射方向を示す。
図2は、電気光学装置10の電気的な構成を示す図である。電気光学装置10は、制御回路30、データ信号出力回路50、表示領域100および走査線駆動回路120に大別される。
表示領域100では、m行の走査線12が図においてX方向に沿って設けられ、(3n)列のデータ線14が、Y方向に沿って、かつ、各走査線12と互いに電気的に絶縁を保つように設けられる。なお、m、nは、2以上の整数である。
表示領域100では、m行の走査線12が図においてX方向に沿って設けられ、(3n)列のデータ線14が、Y方向に沿って、かつ、各走査線12と互いに電気的に絶縁を保つように設けられる。なお、m、nは、2以上の整数である。
走査線12における行(ロウ)を区別するために、図において上から順に1、2、…、(m-1)、m行と呼ぶことがある。なお、走査線12について、行を特定しないで一般的に説明するために、1以上m以下の整数iを用いて、i行目という表記することがある。
また、データ線14における列(カラム)を区別するために、図において左から順に1、2、3、…、(3n-2)、(3n-1)、(3n)列と呼ぶことがある。なお、データ線14は、3列毎にグループ化される。グループを一般化して説明するために、1以上n以下の整数jを用いると、左から数えてj番目のグループには、(3j-2)列目、(3j-1)列目および(3j)列目の計3列のデータ線14が属している、ということになる。
また、データ線14における列(カラム)を区別するために、図において左から順に1、2、3、…、(3n-2)、(3n-1)、(3n)列と呼ぶことがある。なお、データ線14は、3列毎にグループ化される。グループを一般化して説明するために、1以上n以下の整数jを用いると、左から数えてj番目のグループには、(3j-2)列目、(3j-1)列目および(3j)列目の計3列のデータ線14が属している、ということになる。
サブ画素11R、11Gおよび11Bは、m行で配列する走査線12と、(3n)列で配列するデータ線14とに対応して設けられる。詳細には、サブ画素11Rは、i行目の走査線12と(3j-2)列目のデータ線14との交差に対応して設けられる。サブ画素11Gは、i行目の走査線12と(3j-1)列目のデータ線14との交差に対応して設けられる。サブ画素11Bは、i行目の走査線12と(3j)列目のデータ線14との交差に対応して設けられる。
後述するように、サブ画素11Rは、出射される光に赤色成分を含む発光素子を含み、サブ画素11Gは、出射される光に緑色成分を含む発光素子を含み、サブ画素11Bは、出射される光に青色成分を含む発光素子を含む。サブ画素11R、11Bおよび11Gから出射する光の加法混色によって1つのカラーが表現される。
制御回路30は、図示省略されたホスト装置から供給される映像データVidや同期信号Syncに基づいて各部を制御する。具体的には、制御回路30は、各部を制御するために各種の制御信号を生成する。
映像データVidは、表示すべき画素における階調レベルを例えば8ビットで指定する。同期信号Syncには、映像データVidの垂直走査開始を指示する垂直同期信号や、水平走査開始を指示する水平同期信号、および、映像データの1画素分のタイミングを示すドットクロック信号が含まれる。
映像データVidは、表示すべき画素における階調レベルを例えば8ビットで指定する。同期信号Syncには、映像データVidの垂直走査開始を指示する垂直同期信号や、水平走査開始を指示する水平同期信号、および、映像データの1画素分のタイミングを示すドットクロック信号が含まれる。
本実施形態において表示すべき画像の画素と表示領域100における画素部110とは一対一に対応する。
ホスト装置から供給される映像データVidが示す階調レベルにおける輝度の特性と、画素部110に含まれるOLEDにおける輝度の特性とは、必ずしも一致しない。そこで、制御回路30は、映像データVidが示す階調レベルに対応した輝度でOLEDを発光させるために、映像データVidの8ビットを、例えば10ビットにアップコンバージョンして、映像データVdataとして出力する。このため、10ビットの映像データVdataは、映像データVidで指定される階調レベルに対応したデータになる。
なお、アップコンバージョンには、入力である映像データVidの8ビットと、出力である映像データVdataの10ビットとの対応関係を予め記憶したルックアップテーブルが用いられる。
ホスト装置から供給される映像データVidが示す階調レベルにおける輝度の特性と、画素部110に含まれるOLEDにおける輝度の特性とは、必ずしも一致しない。そこで、制御回路30は、映像データVidが示す階調レベルに対応した輝度でOLEDを発光させるために、映像データVidの8ビットを、例えば10ビットにアップコンバージョンして、映像データVdataとして出力する。このため、10ビットの映像データVdataは、映像データVidで指定される階調レベルに対応したデータになる。
なお、アップコンバージョンには、入力である映像データVidの8ビットと、出力である映像データVdataの10ビットとの対応関係を予め記憶したルックアップテーブルが用いられる。
走査線駆動回路120は、制御回路30による制御にしたがって、m行(3n)列で配列する画素部110を1行毎に駆動するための回路である。例えば、走査線駆動回路120は、1、2、3、…、(m-1)、m行目の走査線12に、順に走査信号/Gwr(1)、/Gwr(2)、…、/Gwr(m-1)、/Gwr(m)を供給する。一般的には、i行目の走査線12に供給される走査信号が/Gwr(i)と表記される。
データ信号出力回路50は、走査線駆動回路120によって選択される行に位置する画素部110に、制御回路30による制御にしたがってデータ信号を、データ線14を介して出力する回路である。データ信号は、10ビットの映像データVdataをアナログに変換した電圧信号である。すなわち、データ信号出力回路50は、選択される行における1~(3n)列の画素部110に対応する1行分の映像データVdataをアナログに変換し、この順で1~(3n)列目のデータ線14に出力する。
図において1、2、3、…、(3n-2)、(3n-1)、(3n)列目のデータ線14に出力されるデータ信号が、順にVd(1)、Vd(2)、Vd(3)、…、Vd(3n-2)、Vd(3n-1)、Vd(3n)と表記される。一般的には、j列目におけるデータ線14の電位はVd(j)と表記される。
なお、図2に示されるサブ画素11R、11Gおよび11Bの配列は、あくまでも電気的にみた場合であり、実際には後述する図8Aのような配列である。
なお、図2に示されるサブ画素11R、11Gおよび11Bの配列は、あくまでも電気的にみた場合であり、実際には後述する図8Aのような配列である。
サブ画素11R、11Gおよび11Bにおける電気的な構成は互いに同一である。
そこで、サブ画素11R、11Gおよび11Bにおける電気的な構成については、i行目であって、(3j-2)列目に対応するサブ画素11Rで代表させて説明する。
そこで、サブ画素11R、11Gおよび11Bにおける電気的な構成については、i行目であって、(3j-2)列目に対応するサブ画素11Rで代表させて説明する。
図3は、サブ画素11Rにおける電気的な構成を示す回路図である。図に示されるように、サブ画素11Rは、電気的にみれば、PチャネルMOS型のトランジスター121、122と、OLED130と、容量素子140とを含む。
なお、サブ画素11Rの説明において「電気的にみれば」とは、サブ画素11Rを構成する複数の要素と、当該複数の要素同士の接続関係をいうときに用いている。サブ画素11Rは、機械的または物理的にみれば、電気的な接続関係に寄与しない要素を含んでいるので、このような表現を用いている。
なお、サブ画素11Rの説明において「電気的にみれば」とは、サブ画素11Rを構成する複数の要素と、当該複数の要素同士の接続関係をいうときに用いている。サブ画素11Rは、機械的または物理的にみれば、電気的な接続関係に寄与しない要素を含んでいるので、このような表現を用いている。
OLED130は、発光素子の一例であり、画素電極131Rと共通電極133とで発光層132を挟持する。画素電極131Rはアノードとして機能し、共通電極133はカソードとして機能する。OLED130では、アノードからカソードに向かって電流が流れると、アノードから注入された正孔とカソードから注入された電子とが発光層132で再結合して励起子が生成され、白色光が発生する。
発生した白色光は、図3では省略された反射電極と半反射半透過層とで構成された光共振器にて共振し、サブ画素11Rであれば、赤色に対応して設定された共振波長で出射する。光共振器から光の出射側には当該赤色に対応した着色層が設けられる。したがって、OLED130からの出射光は、光共振器および着色層を経て、観察者に視認される。
なお、サブ画素11Gであれば、緑色に対応して設定された共振波長で出射し、緑色に対応した着色層を経て、観察者に視認され、サブ画素11Bであれば、青色に対応して設定された共振波長で出射し、青色に対応した着色層を経て、観察者に視認される。
発生した白色光は、図3では省略された反射電極と半反射半透過層とで構成された光共振器にて共振し、サブ画素11Rであれば、赤色に対応して設定された共振波長で出射する。光共振器から光の出射側には当該赤色に対応した着色層が設けられる。したがって、OLED130からの出射光は、光共振器および着色層を経て、観察者に視認される。
なお、サブ画素11Gであれば、緑色に対応して設定された共振波長で出射し、緑色に対応した着色層を経て、観察者に視認され、サブ画素11Bであれば、青色に対応して設定された共振波長で出射し、青色に対応した着色層を経て、観察者に視認される。
i行(3j-2)列におけるサブ画素11Rのトランジスター121にあっては、ゲートノードgがトランジスター122のドレインノードに接続され、ソースノードが電圧Velの給電線116に接続され、ドレインノードがOLED130のアノードである画素電極131Rに接続される。
i行(3j-2)列におけるサブ画素11Rのトランジスター122にあっては、ゲートノードがi行目の走査線12に接続され、ソースノードが当該(3j-2)列目のデータ線14に接続される。OLED130のカソードとして機能する共通電極133は、電圧Vctの給電線118に接続される。また、電気光学装置10はシリコン基板に形成されるので、トランジスター121および122の基板電位については例えば電圧Velに相当する電位としている。
i行(3j-2)列におけるサブ画素11Rのトランジスター122にあっては、ゲートノードがi行目の走査線12に接続され、ソースノードが当該(3j-2)列目のデータ線14に接続される。OLED130のカソードとして機能する共通電極133は、電圧Vctの給電線118に接続される。また、電気光学装置10はシリコン基板に形成されるので、トランジスター121および122の基板電位については例えば電圧Velに相当する電位としている。
図3に示されるサブ画素11Rは、電気的にみれば、サブ画素11Gおよび11Bと共通であるが、構造的にみれば、サブ画素11R、11Gおよび11Bは互いに異なる。
例えばサブ画素11Gの画素電極は、サブ画素11Rの画素電極131Rとは形状が異なる。このため、サブ画素11Gの画素電極については符号を131Gとし、サブ画素11Bの画素電極については符号を131Bとする。
例えばサブ画素11Gの画素電極は、サブ画素11Rの画素電極131Rとは形状が異なる。このため、サブ画素11Gの画素電極については符号を131Gとし、サブ画素11Bの画素電極については符号を131Bとする。
図4は、電気光学装置10の動作を説明するためのタイミングチャートである。
電気光学装置10では、m行の走査線12がフレーム(V)の期間に1、2、3、…、m行目という順番で1行ずつ走査される。詳細には、図に示されるように、走査信号/Gwr(1)、/Gwr(2)、…、/Gwr(m-1)、/Gwr(m)が、走査線駆動回路120によって水平走査期間(H)毎に、順次排他的にLレベルになる。
なお、本実施形態では、走査信号/Gwr(1)~/Gwr(m)のうち、隣り合う走査信号においてLレベルになる期間が時間的に隔絶される。具体的には、走査信号/Gwr(i-1)がLレベルからHレベルに変化した後、次の走査信号/Gwr(i)が期間を置いてLレベルになる。この期間は水平帰線期間に相当する。
電気光学装置10では、m行の走査線12がフレーム(V)の期間に1、2、3、…、m行目という順番で1行ずつ走査される。詳細には、図に示されるように、走査信号/Gwr(1)、/Gwr(2)、…、/Gwr(m-1)、/Gwr(m)が、走査線駆動回路120によって水平走査期間(H)毎に、順次排他的にLレベルになる。
なお、本実施形態では、走査信号/Gwr(1)~/Gwr(m)のうち、隣り合う走査信号においてLレベルになる期間が時間的に隔絶される。具体的には、走査信号/Gwr(i-1)がLレベルからHレベルに変化した後、次の走査信号/Gwr(i)が期間を置いてLレベルになる。この期間は水平帰線期間に相当する。
本説明において1フレーム(V)の期間とは、映像データVidで指定される画像の1コマを表示するのに要する期間をいう。1フレーム(V)の期間の長さは、垂直同期期間と同じであれば、例えば同期信号Syncに含まれる垂直同期信号の周波数が60Hzであれば、当該垂直同期信号の1周期分に相当する16.7ミリ秒である。また、水平走査期間(H)とは、走査信号/Gwr(1)~/Gwr(m)が順にLレベルになるの時間の間隔であるが、図では便宜的に、水平走査期間(H)の開始タイミングを水平帰線期間のほぼ中心としている。
走査信号/Gwr(1)~/Gwr(m)のうち、ある走査信号が、例えばi行目の走査線12に供給される走査信号/Gwr(i)がLレベルになると、(3j-2)列目でいえば、i行(3j-2)列のサブ画素11Rにおいて、トランジスター122がオン状態になる。このため、当該サブ画素11Rにおけるトランジスター121のゲートノードgには、(3j-2)列目のデータ線14に電気的に接続された状態になる。
なお、本説明において、トランジスターの「オン状態」とは、トランジスターにおけるソースノード・ドレインノードの間が電気的に閉じて低インピーダンス状態になることをいう。また、トランジスターの「オフ状態」とは、ソースノード・ドレインノードの間が電気的に開いて高インピーダンス状態になることをいう。
また、本説明において「電気的に接続」される、または、単に「接続」される、とは、2以上の要素間の直接的または間接的な接続された、または、結合されている状態を意味する。「電気的に非接続」または、単に「非接続」とは、2以上の要素間が直接的または間接的な接続されていない、または、結合されていない状態を意味する。
また、本説明において「電気的に接続」される、または、単に「接続」される、とは、2以上の要素間の直接的または間接的な接続された、または、結合されている状態を意味する。「電気的に非接続」または、単に「非接続」とは、2以上の要素間が直接的または間接的な接続されていない、または、結合されていない状態を意味する。
走査信号/Gwr(i)がLレベルになる水平走査期間(H)では、データ信号出力回路50が、映像データVdataで示されるi行1列~i行(3n)列のサブ画素の階調レベルをアナログである電位Vd(1)~Vd(n)に変換して、1~(3n)列目のデータ線14にデータ信号として出力する。(3j-2)列目でいえば、データ信号出力回路50は、i行(3j-2)列の画素の階調レベルd(i,3j-2)をアナログ信号の電位Vd(j)に変換して、(3j-2)列目のデータ線14にデータ信号として出力する。
なお、走査信号/Gwr(i)より1行前の走査信号/Gwr(i-1)がLレベルになる水平走査期間(H)では、データ信号出力回路50は、(i-1)行(3j-2)列のサブ画素の階調レベルd(i-1,3j-2)をアナログ信号の電位Vd(3j-2)に変換して、(3j-2)列目のデータ線14にデータ信号として出力する。
なお、走査信号/Gwr(i)より1行前の走査信号/Gwr(i-1)がLレベルになる水平走査期間(H)では、データ信号出力回路50は、(i-1)行(3j-2)列のサブ画素の階調レベルd(i-1,3j-2)をアナログ信号の電位Vd(3j-2)に変換して、(3j-2)列目のデータ線14にデータ信号として出力する。
当該電位Vd(3j-2)のデータ信号は、(3j-2)列目のデータ線14を介して、i行(3j-2)列のサブ画素11Rにおけるトランジスター121のゲートノードgに印加され、当該電位Vd(3j-2)が容量素子140によって保持される。このため、当該トランジスター121がゲートノード・ソースノード間の電圧に応じた電流をOLED130に流す。
走査信号Gwr(i)がHレベルになり、トランジスター122がオフ状態になっても、電位Vd(3j-2)は容量素子140によって保持されるので、OLED130には電流が流れ続ける。したがって、i行(3j-2)列のサブ画素11Rでは、1フレーム(V)の期間が経過してトランジスター122が再度オンしてデータ信号の電圧が再度印加されるまで、OLED130は、容量素子140によって保持された電圧、すなわち階調レベルに応じた明るさで発光し続ける。
走査信号Gwr(i)がHレベルになり、トランジスター122がオフ状態になっても、電位Vd(3j-2)は容量素子140によって保持されるので、OLED130には電流が流れ続ける。したがって、i行(3j-2)列のサブ画素11Rでは、1フレーム(V)の期間が経過してトランジスター122が再度オンしてデータ信号の電圧が再度印加されるまで、OLED130は、容量素子140によって保持された電圧、すなわち階調レベルに応じた明るさで発光し続ける。
なお、ここではi行(3j-2)列のサブ画素11Rについて説明したが、i行目において(3j-2)列以外のOLED130についても、映像データVdataで示される輝度で発光する。
また、i行目以外におけるサブ画素11R、11Gおよび11Bの各OLED130についても、走査信号/Gwr(1)~/Gwr(m)が順にLレベルになることによって、映像データVdataで示される輝度で発光する。
したがって、電気光学装置10では、1フレーム(V)の期間において、1行1列からm行(3n)列までのすべてのサブ画素11R、11Gおよび11Bにおける各OLED130が、映像データVdataで示される輝度で発光し、これにより、1コマの画像が表示される。
また、i行目以外におけるサブ画素11R、11Gおよび11Bの各OLED130についても、走査信号/Gwr(1)~/Gwr(m)が順にLレベルになることによって、映像データVdataで示される輝度で発光する。
したがって、電気光学装置10では、1フレーム(V)の期間において、1行1列からm行(3n)列までのすべてのサブ画素11R、11Gおよび11Bにおける各OLED130が、映像データVdataで示される輝度で発光し、これにより、1コマの画像が表示される。
図5は、表示領域100の発光領域において基本となる配列パターンを示す平面図であり、図6は、画素電極131R、131Gおよび131Bの形状を示す平面図である。
これらの図において枠状のPxは、1つのカラーの表現単位である画素である。画素Pxでは、発光領域r、g1、g2およびbが2行2列で配列し、これらの発光領域からの出射光による加法混色によって1つのカラーが表現される。
発光領域rとは、図6に示される画素電極131Rのうち、発光層132と接する領域である。発光領域g1およびg2は、画素電極131Gのうち、発光層132と接する領域である。発光領域bは、画素電極131Bのうち、発光層132と接する領域である。
これらの図において枠状のPxは、1つのカラーの表現単位である画素である。画素Pxでは、発光領域r、g1、g2およびbが2行2列で配列し、これらの発光領域からの出射光による加法混色によって1つのカラーが表現される。
発光領域rとは、図6に示される画素電極131Rのうち、発光層132と接する領域である。発光領域g1およびg2は、画素電極131Gのうち、発光層132と接する領域である。発光領域bは、画素電極131Bのうち、発光層132と接する領域である。
発光領域r、g1、g2およびbは、順に分離層の開口部Ap_r、Ap_g1、Ap_g2およびAp_bによって規定される。開口部Ap_r、Ap_g1、Ap_g2およびAp_bは、後述するように画素電極131R、131Gおよび131Bを覆うように設けられた絶縁性を有する分離層のパターニングによって形成される。
なお、緑の発光領域がg1およびg2の2つ領域であるのに対し、発光領域rまたは発光領域bの1つ領域になっている理由は、例えば赤、緑、青のうち、緑が最も視認性が高いために、緑の寿命を確保するためである。
説明の便宜上、図5および図6において、X方向を反時計回りで45度回転させた方向をA方向とする。
なお、緑の発光領域がg1およびg2の2つ領域であるのに対し、発光領域rまたは発光領域bの1つ領域になっている理由は、例えば赤、緑、青のうち、緑が最も視認性が高いために、緑の寿命を確保するためである。
説明の便宜上、図5および図6において、X方向を反時計回りで45度回転させた方向をA方向とする。
図6において、画素電極131Rは、平面視で八角形と長方形とをつなげた形状になっている。具体的には、画素電極131Rにおける長方形領域における一辺と八角形領域の一辺とはほぼ同じ長さであり、当該長方形は、当該八角形に対してA方向に位置する。このような画素電極131Rのうち、八角形領域には、当該八角形よりも小さい八角形形状の開口部Ap_rが設けられ、長方形領域には、コンタクトホールCt_rが設けられる。コンタクトホールCt_rは、画素電極131Rにおける下部配線に接続するための領域である。なお、下部配線はさらに複数の要素を介して、サブ画素11Rにおけるトランジスター121のドレインノードに電気的に接続される。
画素電極131Gは、平面視で画素電極131RをA方向に2つ、つながった形状になっている。このような画素電極131Gにおいて、2つの八角形のうち、図において右上に位置する八角形領域には、当該八角形よりも小さい八角形形状の開口部Ap_g1が設けられる。画素電極131Gにおいて、2つの八角形のうち、左下に位置する八角形領域には、当該八角形よりも小さい八角形形状の開口部Ap_g2が設けられる。
また、画素電極131Gにおいて、開口部Ap_g1に対してA方向に位置する長方形領域には、コンタクトホールCt_gが設けられる。
コンタクトホールCt_gは、画素電極131Gにおける下部配線に接続するための領域である。下部配線はさらに複数の要素を介して、サブ画素11Gにおけるトランジスター121のドレインノードに電気的に接続される。
また、画素電極131Gにおいて、開口部Ap_g1に対してA方向に位置する長方形領域には、コンタクトホールCt_gが設けられる。
コンタクトホールCt_gは、画素電極131Gにおける下部配線に接続するための領域である。下部配線はさらに複数の要素を介して、サブ画素11Gにおけるトランジスター121のドレインノードに電気的に接続される。
画素電極131Bは、平面視で画素電極131Rとほぼ同形状である。このような画素電極131Bのうち、八角形領域には、当該八角形よりも小さい八角形形状の開口部Ap_bが設けられ、長方形領域には、コンタクトホールCt_bが設けられる。コンタクトホールCt_bは、画素電極131Bにおける下部配線の接続領域であり、下部配線はさらに複数の要素を介して、画素部110Bにおけるトランジスター121のドレインノードに電気的に接続される。
図7は、着色層において基本になる配列パターンを示す平面図である。この図に示されるように、平面視で赤に対応する着色層Cf_rが発光領域rを覆うように設けられ、緑に対応する着色層Cf_gが発光領域g1およびg2を覆うように設けられる。青に対応する着色層Cf_bは、発光領域bを覆うように設けられる。
発光領域r、g1、g2およびbからの出射光がユーザに視認される。すなわち、平面視したとき、発光領域rが赤のサブ画素として視認され、発光領域g1およびgがそれぞれ緑のサブ画素として視認され、発光領域bが青のサブ画素として視認される。このため、平面視でみれば、発光領域rは赤のサブ画素として扱うこうができ、発光領域g1およびg2はそれぞれ緑のサブ画素として扱うこうができ、発光領域bは青のサブ画素として扱うこうができる。
換言すれば、ある1つの画素Pxに含まれるサブ画素11Gは、発光領域g1、g2の2つと考えることができる。
換言すれば、ある1つの画素Pxに含まれるサブ画素11Gは、発光領域g1、g2の2つと考えることができる。
本実施形態において、表示領域100では、発光領域および着色層が、図5、図6に示される発光領域の配列パターン、および、図7に示される着色層の配列パターンを、それぞれ基本として次のような配列となっている。
図8Aは、第1実施形態に係る電気光学装置10における発光領域および着色層の配列を示す図である。
発光領域および着色層の配列を説明するために、画素Pxを単位とした行において1、3、5、…、(m-1)行を奇数行とし、2、4、6、…、m行を偶数行とする。なお、画素Pxを単位とした1行は、サブ画素を単位としてみれば、第1行と、当該第1行とY方向で隣り合う第2行との2行で構成される、ということができる。
また、画素Pxを単位とした列において1、3、5、…、(n-1)列を奇数列とし、2、4、6、…、n列を偶数列とする。
発光領域および着色層の配列を説明するために、画素Pxを単位とした行において1、3、5、…、(m-1)行を奇数行とし、2、4、6、…、m行を偶数行とする。なお、画素Pxを単位とした1行は、サブ画素を単位としてみれば、第1行と、当該第1行とY方向で隣り合う第2行との2行で構成される、ということができる。
また、画素Pxを単位とした列において1、3、5、…、(n-1)列を奇数列とし、2、4、6、…、n列を偶数列とする。
図8Aにおいて領域Rは、発光領域rと着色層Cf_rとの位置を簡易的に示す。同様に、領域G1は、発光領域g1と着色層Cf_gとの位置を簡易的に示し、領域G2は、発光領域g2と着色層Cf_gとの位置を簡易的に示し、領域Bは、発光領域bと着色層Cf_bとの位置を簡易的に示す。
なお、実際の発光領域と着色層とは、平面視で図7に示される関係で位置する。
なお、実際の発光領域と着色層とは、平面視で図7に示される関係で位置する。
領域R、G1、G2およびBにおいて基本となる配列パターンが、画素でみて奇数行奇数列に位置するものとする。
当該奇数行奇数列の配列パターンに対してX方向で隣り合う奇数行偶数列の配列パターンは、奇数行奇数列の配列パターンと線対称の関係にある。詳細には、図8Bに示されるように、奇数行奇数列における画素Px1の配列パターンと、奇数行偶数列の画素Px2における配列パターンとは、画素Px1と画素Px2との間においてY方向に沿った仮想線Vi1を基準にして線対称の関係にある。
当該奇数行奇数列の配列パターンに対してX方向で隣り合う奇数行偶数列の配列パターンは、奇数行奇数列の配列パターンと線対称の関係にある。詳細には、図8Bに示されるように、奇数行奇数列における画素Px1の配列パターンと、奇数行偶数列の画素Px2における配列パターンとは、画素Px1と画素Px2との間においてY方向に沿った仮想線Vi1を基準にして線対称の関係にある。
本実施形態では、奇数行において、奇数行奇数列の配列パターンと奇数行偶数列の配列パターンとがX方向に沿って交互に繰り返される。また、本実施形態では、偶数行については、奇数行と同じ配列である。すなわち、偶数行奇数列の配列パターンは、奇数行奇数列の配列パターンと同じであり、偶数行偶数列の配列パターンは、奇数行偶数列の配列パターンと同じである。
なお、図8Aの配列において、領域G1およびG2(サブ画素11G)に接続されるデータ線14が、当該領域G1およびG2の間に位置すれば、電気的にみたサブ画素11R、11Gおよび11Bの配列は、図2と同視することができる。
次に、電気光学装置10における要部の断面構造について説明する。
図9は、図8Aにおいて電気光学装置10をC-C’線で破断した場合の要部断面図であり、図10は、図8Aにおいて電気光学装置10をD-D’線で破断した場合の要部断面図である。
図9は、図8Aにおいて電気光学装置10をC-C’線で破断した場合の要部断面図であり、図10は、図8Aにおいて電気光学装置10をD-D’線で破断した場合の要部断面図である。
図において基板60は、半導体素子基板で構成される電気光学装置10のうち、反射電極61よりも下層を総称したものである。基板60には、トランジスター121、122、走査線12、データ線14が形成されている。
反射電極61は、Z方向の反対方向から入射した光をZ方向に反射させる。反射電極61としては、例えばチタン(Ti)膜に、アルミニウムおよび銅の合金(AlCu)膜を積層した導電層が用いられる。なお、反射電極61は、画素電極131R、131Gおよび131B毎に、上記導電層を、平面視で島状にパターニングすることによって形成される。
反射電極61は、Z方向の反対方向から入射した光をZ方向に反射させる。反射電極61としては、例えばチタン(Ti)膜に、アルミニウムおよび銅の合金(AlCu)膜を積層した導電層が用いられる。なお、反射電極61は、画素電極131R、131Gおよび131B毎に、上記導電層を、平面視で島状にパターニングすることによって形成される。
反射電極61を覆うように、絶縁性および光透過性を有する増反射層62が設けられる。増反射層62は、反射電極61による反射特性を高めるための層である。増反射層62としては、例えば酸化シリコンが用いられる。
増反射層62を覆うように、絶縁層63が設けられる。絶縁層63としては、例えば酸化シリコンが用いられる。
絶縁層63を覆うように、第1光学調整層64および第2光学調整層65が、この順で設けられる。ただし、緑のサブ画素11Gでは、第2光学調整層65が設けられず、青のサブ画素11Bでは、第1光学調整層64および第2光学調整層65が設けられない。第1光学調整層64および第2光学調整層65は、光共振器における光学的距離を調整するための絶縁層であって、光透過性を有する。第1光学調整層64および第2光学調整層65としては、例えば酸化シリコンが用いられる。
絶縁層63を覆うように、第1光学調整層64および第2光学調整層65が、この順で設けられる。ただし、緑のサブ画素11Gでは、第2光学調整層65が設けられず、青のサブ画素11Bでは、第1光学調整層64および第2光学調整層65が設けられない。第1光学調整層64および第2光学調整層65は、光共振器における光学的距離を調整するための絶縁層であって、光透過性を有する。第1光学調整層64および第2光学調整層65としては、例えば酸化シリコンが用いられる。
画素電極131R、131Gおよび131Bは、それぞれ光透過性および導電性を有する導電層をパターニングしたものである。画素電極131Rは、第2光学調整層65に積層され、画素電極131Gは、第1光学調整層64に積層され、画素電極131Bは、絶縁層63に積層される。画素電極131R、131Gおよび131Bを構成する導電層としては、例えばITO(Indium Tin Oxide)が用いられる。
画素電極131Rは、図示省略されたコンタクトホールCt_rを介して、サブ画素11Rにおけるトランジスター121のゲート電極に電気的に接続される。同様に、画素電極131Gは、コンタクトホールCt_gを介して、サブ画素11Gにおけるトランジスター121のゲート電極に電気的に接続され、画素電極131Bは、コンタクトホールCt_bを介して、サブ画素11Bにおけるトランジスター121のゲート電極に電気的に接続される。
画素電極131Rは、図示省略されたコンタクトホールCt_rを介して、サブ画素11Rにおけるトランジスター121のゲート電極に電気的に接続される。同様に、画素電極131Gは、コンタクトホールCt_gを介して、サブ画素11Gにおけるトランジスター121のゲート電極に電気的に接続され、画素電極131Bは、コンタクトホールCt_bを介して、サブ画素11Bにおけるトランジスター121のゲート電極に電気的に接続される。
分離層134は、絶縁層63、第1光学調整層64、第2光学調整層65、画素電極131R、131Gまたは131Bに積層され、画素電極131R、131Gおよび131Bの周縁部を覆うように設けられた絶縁膜である。分離層134は、平面視でみて図5に示されるように、画素部110Rでは開口部Ap_rを有し、画素部110Gでは開口部Ap_g1およびAp_g2を有し、画素部110Bでは開口部Ap_bを有する。分離層134としては、例えば酸化シリコンが用いられる。
発光層132は、画素電極131R、131G、131Bまたは分離層134に積層される。発光層132は、特に図示しないが、正孔注入層、有機発光層および電子輸送層を備え、サブ画素11R、11Gおよび11Bのすべてにわたって共通である。
共通電極133は、光透過性および反射性を有する導電層である。共通電極133は、発光層132を覆うように設けられ、サブ画素11R、11Gおよび11Bのすべてにわたって共通である。共通電極133としては、例えばMgおよびAgの合金等が用いられる。
封止層71は、光透過性を有する絶縁層であり、共通電極133を覆うように設けられる。封止層71は、発光層132に水分や酸素等が侵入するのを防止し、段差をなくして観察面を平坦化させるために設けられる。
発光領域rに対応する領域では、着色層Cf_rが、封止層71を覆うように、平面視では、図7で示されるような形状にて、設けられる。着色層Cf_rは、赤の色光を選択的に透過させる顔料を含む感光性樹脂を、フォトリソグラフィー技術を用いてパターニングすることにより設けられる。これにより、着色層Cf_rは、赤の色光を透過させる機能を有する。なお、赤の色光とは、赤色の波長域を含む光のことを示す。本実施形態において、赤色の波長域とは、580nm以上700nm以下である。
同様に、発光領域g1およびg2に対応する領域では、着色層Cf_gが、封止層71を覆うように、平面視では、図7で示されるような形状で、設けられる。着色層Cf_gは、緑の色光を選択的に透過させる顔料を含む感光性樹脂を、フォトリソグラフィー技術を用いてパターニングすることにより設けられる。これにより、着色層Cf_gは、緑の色光を透過させる機能を有する。緑の色光とは、緑色の波長域を含む光のことを示す。本実施形態において、緑色の波長域とは、500nm以上580nm以下である。
同様に、発光領域bに対応する領域では、着色層Cf_bが、封止層71を覆うように、平面視では、図7で示されるような形状で、設けられる。着色層Cf_bは、青の色光を選択的に透過させる顔料を含む感光性樹脂を、フォトリソグラフィー技術を用いてパターニングすることにより設けられる。これにより、着色層Cf_bは、緑の色光を透過させる機能を有する。青の色光とは、緑色の波長域を含む光のことを示す。本実施形態において、青色の波長域とは、400nm以上500nm以下である。
なお、保護ガラス73は、表示領域100を保護するために、着色層Cf_r、Cf_g、Cf_bとは接着材72を介して接着される。
発光層132には、サブ画素11Rでいえば、画素電極131Rのうち、分離層134により覆われていない領域、すなわち画素電極131Rと接する領域であって、開口部Ap_rで規定される領域から正孔が供給され、白色に発光する。
平面視で発光領域rに相当する部分では、断面視でみて反射電極61と共通電極133とによって光共振器が形成され、増反射層62、絶縁層63、第1光学調整層64および第2光学調整層65の膜厚により、反射電極61と共通電極133との間における光学的距離LRが調整される。
なお、光学的距離について厳密にいえば、反射電極61と共通電極133との間における距離に、反射電極61と共通電極133との間における媒質の屈折率を乗じた値であるが、ここでは単に物理的な距離として図示されている。
平面視で発光領域rに相当する部分では、断面視でみて反射電極61と共通電極133とによって光共振器が形成され、増反射層62、絶縁層63、第1光学調整層64および第2光学調整層65の膜厚により、反射電極61と共通電極133との間における光学的距離LRが調整される。
なお、光学的距離について厳密にいえば、反射電極61と共通電極133との間における距離に、反射電極61と共通電極133との間における媒質の屈折率を乗じた値であるが、ここでは単に物理的な距離として図示されている。
発光領域rに相当する部分において、発光層132から発せられた白色光は、反射電極61と共通電極133との間で繰り返し反射し、光学的距離LRに対応する波長の光の強度が強められる。本実施形態では、一例として、サブ画素11Rにおいて610nmの波長の光の強度が強められる。当該強められた光は、共通電極133を通過し、着色層Cf_rを経てZ方向等に赤色光で出射する。
このようにして、発光領域rから赤色の波長域を含む光がZ方向等に出射する。
このようにして、発光領域rから赤色の波長域を含む光がZ方向等に出射する。
平面視で発光領域g1およびg2に相当する部分では、断面視でみて反射電極61と共通電極133とによって光共振器が形成され、増反射層62、絶縁層63および第1光学調整層64の膜厚により、反射電極61と共通電極133との間における光学的距離LGが調整される。
詳細には、発光領域g1およびg2に相当する部分において反射電極61と画素電極131Gとの間には、第2光学調整層65が設けられないので、光学的距離LGは、第2光学調整層65が存在しない分だけ、光学的距離LRよりも短くなっている。
詳細には、発光領域g1およびg2に相当する部分において反射電極61と画素電極131Gとの間には、第2光学調整層65が設けられないので、光学的距離LGは、第2光学調整層65が存在しない分だけ、光学的距離LRよりも短くなっている。
発光領域g1およびg2に相当する部分において、発光層132から発せられた白色光は、反射電極61と共通電極133との間で繰り返し反射し、光学的距離LGに対応する波長の光の強度が強められる。本実施形態では、一例として、サブ画素11Gにおいて540nmの波長の光の強度が強められる。当該強められた光は、共通電極133を通過し、着色層Cf_gを経てZ方向等に緑色光で出射する。
このようにして、発光領域g1およびg2から緑の波長域を含む光がZ方向等に出射する。
このようにして、発光領域g1およびg2から緑の波長域を含む光がZ方向等に出射する。
同様に、平面視で発光領域bに相当する部分では、断面視でみて反射電極61と共通電極133とによって光共振器が形成されて、増反射層62および絶縁層63により、反射電極61と共通電極133との間における光学的距離LBが調整される。
詳細には、発光領域bに相当する部分において反射電極61と画素電極131Gとの間には、第2光学調整層65が設けられないので、光学的距離LBは、第1光学調整層64が存在しない分だけ、光学的距離LBよりも短くなっている。
詳細には、発光領域bに相当する部分において反射電極61と画素電極131Gとの間には、第2光学調整層65が設けられないので、光学的距離LBは、第1光学調整層64が存在しない分だけ、光学的距離LBよりも短くなっている。
発光領域bに相当する部分において、発光層132から発せられた白色光は、反射電極61と共通電極133との間で繰り返し反射し、光学的距離LBに対応する波長の光の強度が強められる。本実施形態では、一例として、サブ画素11Bにおいて470nmの波長の光の強度が強められる。当該強められた光は、共通電極133を通過し、着色層Cf_bを経てZ方向等に緑色光で出射する。
このようにして、発光領域bから青の波長域を含む光がZ方向等に出射する。
このようにして、発光領域bから青の波長域を含む光がZ方向等に出射する。
第1実施形態における優位性を説明する前に、本実施形態の比較例について説明する。図22は、第1比較例に係る発光領域を示す平面図であり、図23は、図22におけるF-F’線で破断した要部断面図である。
図22に示されるように、第1比較例では、奇数列偶数列の区別なく、発光領域の配列パターンは、すべて共通である。
図22に示されるように、第1比較例では、奇数列偶数列の区別なく、発光領域の配列パターンは、すべて共通である。
第1比較例では、ある色の発光領域に対して、XまたはY方向で隣り合う発光領域の色は必ず異なる。このため、XまたはY方向で隣り合う発光領域では、着色層の色についても必ず異なる。
したがって、発光層132から出射する光のうち、対応する色の着色層のみを通過する光の角度範囲(視野角)は、図23においてθ2になる。
なお、視野角θ2から外れた光は、破線で示されるように、異なる色の着色層を通過するので、正しい色として視認されることはない。また、図23では、赤の色光についての視野角θ2が示されているが、他の色光、例えば緑の色光や青の色光などについても視野角θ2でほぼ赤の色光とほぼ同様になる。
したがって、発光層132から出射する光のうち、対応する色の着色層のみを通過する光の角度範囲(視野角)は、図23においてθ2になる。
なお、視野角θ2から外れた光は、破線で示されるように、異なる色の着色層を通過するので、正しい色として視認されることはない。また、図23では、赤の色光についての視野角θ2が示されているが、他の色光、例えば緑の色光や青の色光などについても視野角θ2でほぼ赤の色光とほぼ同様になる。
第1比較例に対して、本実施形態では、ある色の発光領域が必ずX方向で隣り合う。このため、図8Cに示されるように、X方向に沿って、同じ色の着色層が2つのサブ画素でつながる。
したがって、本実施形態では、発光層132から出射する光のうち、対応する色の着色層のみを通過する視野角は、図11に示されるように、θ1に拡がる。なお、図11では、赤の色光についての視野角θ1が示されているが、他の色光、例えば緑の色光や青の色光などについても視野角θ1でほぼ赤の色光とほぼ同様になる。
したがって、本実施形態では、発光層132から出射する光のうち、対応する色の着色層のみを通過する視野角は、図11に示されるように、θ1に拡がる。なお、図11では、赤の色光についての視野角θ1が示されているが、他の色光、例えば緑の色光や青の色光などについても視野角θ1でほぼ赤の色光とほぼ同様になる。
このように本実施形態では、視野角が、赤、緑および青の各色で揃い、かつ、第1比較例と比べて拡がる、という効果を奏する。
また、第1比較例では、電気光学装置10における小型化に伴って画素ピッチが微細化すると、着色層Cf_r、Cf_gおよびCf_bの配列パターンも微細化する。このため、第1比較例では、着色層の成膜時におけるフォトリソグラフィーにおいて位置合わせに高い精度が要求される。これに対して本実施形態では、X方向で隣り合う2つのサブ画素において同じ色の着色層が共用されるので、フォトリソグラフィーにおける位置合わせにおいて、第1比較例ほど高い精度が要求されない。
また、第1比較例では、電気光学装置10における小型化に伴って画素ピッチが微細化すると、着色層Cf_r、Cf_gおよびCf_bの配列パターンも微細化する。このため、第1比較例では、着色層の成膜時におけるフォトリソグラフィーにおいて位置合わせに高い精度が要求される。これに対して本実施形態では、X方向で隣り合う2つのサブ画素において同じ色の着色層が共用されるので、フォトリソグラフィーにおける位置合わせにおいて、第1比較例ほど高い精度が要求されない。
<第1実施形態の第1変形例>
図12Aは、第1実施形態の第1変形例に係る電気光学装置10における発光領域および着色層の配列を示す図である。
第1変形例では、奇数行奇数列の配列パターンに対してY方向で隣り合う偶数行奇数列の配列パターンが、奇数行奇数列の配列パターンと線対称の関係にある。詳細には、図12Bに示されるように、奇数行奇数列における画素Px1の配列パターンと、偶数行奇数列の画素Px3における配列パターンとは、画素Px1と画素Px3との間においてX方向に沿った仮想線Vi2を基準にして線対称の関係にある。
図12Aは、第1実施形態の第1変形例に係る電気光学装置10における発光領域および着色層の配列を示す図である。
第1変形例では、奇数行奇数列の配列パターンに対してY方向で隣り合う偶数行奇数列の配列パターンが、奇数行奇数列の配列パターンと線対称の関係にある。詳細には、図12Bに示されるように、奇数行奇数列における画素Px1の配列パターンと、偶数行奇数列の画素Px3における配列パターンとは、画素Px1と画素Px3との間においてX方向に沿った仮想線Vi2を基準にして線対称の関係にある。
このため、第1変形例では、ある色の発光領域が必ずY方向で隣り合い、Y方向で隣り合う発光領域では、同じ色の着色層が連続する。すなわち、同じ色の着色層が、第1実施形態ではX方向で2つにサブ画素でつながるのに対し、第1変形例ではY方向で2つのサブ画素でつながる。
したがって、第1変形例においても、視野角が、赤、緑および青の各色で揃い、かつ、第1比較例と比べて拡がる、という効果を奏する。また、第1変形例では、Y方向で隣り合う2つのサブ画素において同じ色の着色層が共用されるので、フォトリソグラフィーにおける位置合わせにおいて、第1比較例ほど高い精度が要求されない。
したがって、第1変形例においても、視野角が、赤、緑および青の各色で揃い、かつ、第1比較例と比べて拡がる、という効果を奏する。また、第1変形例では、Y方向で隣り合う2つのサブ画素において同じ色の着色層が共用されるので、フォトリソグラフィーにおける位置合わせにおいて、第1比較例ほど高い精度が要求されない。
<第1実施形態の第2変形例>
図13は、第1実施形態の第2変形例に係る電気光学装置10における発光領域および着色層の配列を示す図である。
第2変形例では、領域R、G1、G2およびBの配列パターンが、第1実施形態の配列パターンと同じである。ただし、第2実施形態では、隣り合う2つのサブ画素で連続する同色の着色層に対応して1つのレンズ721が設けられる。
図13は、第1実施形態の第2変形例に係る電気光学装置10における発光領域および着色層の配列を示す図である。
第2変形例では、領域R、G1、G2およびBの配列パターンが、第1実施形態の配列パターンと同じである。ただし、第2実施形態では、隣り合う2つのサブ画素で連続する同色の着色層に対応して1つのレンズ721が設けられる。
図14は、図13において電気光学装置10をE-E’線で破断した場合の要部断面図である。レンズ721は、着色層Cf_r、Cf_g、Cf_bにおいて積層され、隣り合う2つのサブ画素で連続する同色の着色層に対応して設けられる。レンズ721としては、透光性および絶縁性を有する材料が挙げられ、例えば酸化シリコンなどの珪素系の無機材料や、アクリル樹脂などの有機材料などが用いられる。この第2変形例によれば、発光層132からの出射光がレンズ721によって拡散するので、視野角特性を、より改善することができる。
<第2実施形態>
図15Aは、第2実施形態に係る電気光学装置10における発光領域および着色層の配列を示す図である。
第2実施形態では、奇数行奇数列の配列パターンに対してX方向で隣り合う奇数行数列の配列パターンが、奇数行奇数列の配列パターンと線対称の関係にあり、かつ、奇数行奇数列の配列パターンに対してY方向で隣り合う偶数行奇数列の配列パターンが、奇数行奇数列の配列パターンと線対称の関係にある。
詳細には、図15Bに示されるように、奇数行奇数列における画素Px1の配列パターンと、奇数行偶数列の画素Px2における配列パターンとは、画素Px1と画素Px2との間においてY方向に沿った仮想線Vi1を基準にして線対称の関係にある。さらに、画素Px1の配列パターンと、偶数行奇数列の画素Px3における配列パターンとは、画素Px1とPx3との間においてX方向に沿った仮想線Vi2を基準にして線対称の関係にある。
図15Aは、第2実施形態に係る電気光学装置10における発光領域および着色層の配列を示す図である。
第2実施形態では、奇数行奇数列の配列パターンに対してX方向で隣り合う奇数行数列の配列パターンが、奇数行奇数列の配列パターンと線対称の関係にあり、かつ、奇数行奇数列の配列パターンに対してY方向で隣り合う偶数行奇数列の配列パターンが、奇数行奇数列の配列パターンと線対称の関係にある。
詳細には、図15Bに示されるように、奇数行奇数列における画素Px1の配列パターンと、奇数行偶数列の画素Px2における配列パターンとは、画素Px1と画素Px2との間においてY方向に沿った仮想線Vi1を基準にして線対称の関係にある。さらに、画素Px1の配列パターンと、偶数行奇数列の画素Px3における配列パターンとは、画素Px1とPx3との間においてX方向に沿った仮想線Vi2を基準にして線対称の関係にある。
このため、第2実施形態では、各色の発光領域が必ずX方向およびY方向で隣り合うので、同じ色の着色層がサブ画素においてX方向で2つ、Y方向で2つ、で計4個においてまとまって共用される。
したがって、第2実施形態では、視野角が、赤、緑および青の各色で揃い、かつ、縦方向でも横方向でも拡がる、という効果を奏する。
したがって、第2実施形態では、視野角が、赤、緑および青の各色で揃い、かつ、縦方向でも横方向でも拡がる、という効果を奏する。
また、第2実施形態では、図16に示されるように、第1実施形態の第2変形例と同様に、レンズ721が設けられてもよい。第2実施形態では、同じ色の着色層が2×2の計4つのサブ画素において共用されるので、当該4つのサブ画素における同色の着色層に対応して1つのレンズ721が設けられる。
<第3実施形態>
図17Aは、第3実施形態に係る電気光学装置10における発光領域および着色層の配列を示す図である。第3実施形態は、平面視で領域R、GおよびBが三角形で配列して1つの画素を表現する、いわゆるデルタ配列である。デルタ配列では、画素行を構成するサブ画素の2行が、サブ画素における半分のピッチでシフトした関係にある。
第3実施形態では、図17Bに示されるように、ある画素Px1の配列パターンと、当該画素Px1とX方向で隣り合う画素Px4の配列パターンとは互いに180度回転した関係にある。
図17Aは、第3実施形態に係る電気光学装置10における発光領域および着色層の配列を示す図である。第3実施形態は、平面視で領域R、GおよびBが三角形で配列して1つの画素を表現する、いわゆるデルタ配列である。デルタ配列では、画素行を構成するサブ画素の2行が、サブ画素における半分のピッチでシフトした関係にある。
第3実施形態では、図17Bに示されるように、ある画素Px1の配列パターンと、当該画素Px1とX方向で隣り合う画素Px4の配列パターンとは互いに180度回転した関係にある。
第3施形態における優位性を説明する前に、第3実施形態の比較例について説明する。図24は、第2比較例に係る発光領域および着色層を示す平面図である。
図24に示されるように、第2比較例では、画素行を構成するサブ画素の2行において、X方向に沿って領域R、G、Bがこの順で繰り返され、同色の領域についてみれば、サブ画素の1.5個分シフトした関係にある。
このため、第2比較例では、ある色の発光領域に対して、XまたはY方向で隣り合う発光領域の色は必ず異なる。このため、第2比較例において、XまたはY方向で隣り合う発光領域では、着色層の色が必ず異なるので、第1比較例と同様に、視野角が狭くなる。
図24に示されるように、第2比較例では、画素行を構成するサブ画素の2行において、X方向に沿って領域R、G、Bがこの順で繰り返され、同色の領域についてみれば、サブ画素の1.5個分シフトした関係にある。
このため、第2比較例では、ある色の発光領域に対して、XまたはY方向で隣り合う発光領域の色は必ず異なる。このため、第2比較例において、XまたはY方向で隣り合う発光領域では、着色層の色が必ず異なるので、第1比較例と同様に、視野角が狭くなる。
第2比較例に対して、第3実施形態では、領域R、GおよびBのうち、領域Gおよび領域Bが、それぞれサブ画素の半分のピッチで重なった状態で、Y方向で連続する。したがって、第3実施形態では、緑および青のうち、半分のピッチで重なる方向について視野角が第2比較例と比べて改善される。
<第3実施形態の変形例>
図18Aは、第3実施形態の変形例に係る電気光学装置10における発光領域および着色層の配列を示す図である。この変形例は、第3実施形態と同様にデルタ配列であるが、この変形例では、ある画素Px1の配列パターンと、当該画素Px1とX方向で隣り合う画素Px4の配列パターンとは、180度回転した関係にあり、かつ、画素Px1の配列パターンと、当該画素Px14とY方向で隣り合う画素Px5の配列パターンと、は、画素Px1と画素Px5との間においてX方向に沿った仮想線Vi2を基準にして線対称の関係にある。
この変形例では、領域R、GおよびBが、それぞれY方向で2つずつ連続する。したがって、この変形例では、視野角が、赤、緑および青の各色で揃い、かつ、第2比較例と比べて改善される。
図18Aは、第3実施形態の変形例に係る電気光学装置10における発光領域および着色層の配列を示す図である。この変形例は、第3実施形態と同様にデルタ配列であるが、この変形例では、ある画素Px1の配列パターンと、当該画素Px1とX方向で隣り合う画素Px4の配列パターンとは、180度回転した関係にあり、かつ、画素Px1の配列パターンと、当該画素Px14とY方向で隣り合う画素Px5の配列パターンと、は、画素Px1と画素Px5との間においてX方向に沿った仮想線Vi2を基準にして線対称の関係にある。
この変形例では、領域R、GおよびBが、それぞれY方向で2つずつ連続する。したがって、この変形例では、視野角が、赤、緑および青の各色で揃い、かつ、第2比較例と比べて改善される。
<第4実施形態>
図19Aは、第4実施形態に係る電気光学装置10における発光領域および着色層の配列を示す図である。第4実施形態は、第3実施形態と同様にデルタ配列である。第4実施形態では、図19Bに示されるように、ある画素Px1の配列パターンと、当該画素Px1とY方向で隣り合う画素Px5の配列パターンとは、画素Px1と画素Px5との間においてX方向に沿った仮想線Vi2を基準にして線対称の関係にある。
図19Aは、第4実施形態に係る電気光学装置10における発光領域および着色層の配列を示す図である。第4実施形態は、第3実施形態と同様にデルタ配列である。第4実施形態では、図19Bに示されるように、ある画素Px1の配列パターンと、当該画素Px1とY方向で隣り合う画素Px5の配列パターンとは、画素Px1と画素Px5との間においてX方向に沿った仮想線Vi2を基準にして線対称の関係にある。
第4実施形態では、領域R、GおよびBにおいて、それぞれサブ画素の半分のピッチで重なった状態で、Y方向で2つ連続する。したがって、この変形例では、視野角が、赤、緑および青の各色で揃い、かつ、第2比較例と比べて改善される。
第4実施形態では、領域R、GおよびBのうち、領域GおよびBが、それぞれサブ画素の半分のピッチで重なった状態で、Y方向で連続する。また、領域Rが、Y方向で2つずつ連続する。したがって、第4実施形態では、視野角が、緑および青で揃い、かつ、第2比較例と比べて改善される。
上述した第1乃至第4実施形態およびそれの変形例(以下「実施形態等」と称呼する)では、以下のように種々の変形または応用が可能である。
上述した実施形態等では、発光素子の一例としてOLED130を例示して説明したが、他の発光素子を用いてもよい。例えば発光素子として、LED、ミニLED、マイクロLED等を用いてもよい。また、発光素子ではなく、表示素子として液晶素子を用いてもよい。
上述した実施形態等では、発光素子の一例としてOLED130を例示して説明したが、他の発光素子を用いてもよい。例えば発光素子として、LED、ミニLED、マイクロLED等を用いてもよい。また、発光素子ではなく、表示素子として液晶素子を用いてもよい。
<電子機器>
次に、実施形態等に係る電気光学装置10を適用した電子機器について説明する。電気光学装置10は、画素が小サイズで高精細な表示な用途に向いている。そこで、電子機器として、ヘッドマウントディスプレイを例に挙げて説明する。
次に、実施形態等に係る電気光学装置10を適用した電子機器について説明する。電気光学装置10は、画素が小サイズで高精細な表示な用途に向いている。そこで、電子機器として、ヘッドマウントディスプレイを例に挙げて説明する。
図20は、ヘッドマウントディスプレイの外観を示す図であり、図21は、その光学的な構成を示す図である。
まず、図20に示されるように、ヘッドマウントディスプレイ300は、外観的には、一般的な眼鏡と同様にテンプル310や、ブリッジ320、レンズ301L、301Rを有する。また、ヘッドマウントディスプレイ300は、図21に示されるように、ブリッジ320近傍であってレンズ301L、301Rの奥側(図において下側)には、左眼用の電気光学装置10Lと右眼用の電気光学装置10Rとが設けられる。
電気光学装置10Lの画像表示面は、図21において左になるように配置している。これによって電気光学装置10Lによる表示画像は、光学レンズ302Lを介して図において9時の方向に出射する。ハーフミラー303Lは、電気光学装置10Lによる表示画像を6時の方向に反射させる一方で、12時の方向から入射した光を透過させる。電気光学装置10Rの画像表示面は、電気光学装置10Lとは反対の右になるように配置している。これによって電気光学装置10Rによる表示画像は、光学レンズ302Rを介して図において3時の方向に出射する。ハーフミラー303Rは、電気光学装置10Rによる表示画像を6時方向に反射させる一方で、12時の方向から入射した光を透過させる。
まず、図20に示されるように、ヘッドマウントディスプレイ300は、外観的には、一般的な眼鏡と同様にテンプル310や、ブリッジ320、レンズ301L、301Rを有する。また、ヘッドマウントディスプレイ300は、図21に示されるように、ブリッジ320近傍であってレンズ301L、301Rの奥側(図において下側)には、左眼用の電気光学装置10Lと右眼用の電気光学装置10Rとが設けられる。
電気光学装置10Lの画像表示面は、図21において左になるように配置している。これによって電気光学装置10Lによる表示画像は、光学レンズ302Lを介して図において9時の方向に出射する。ハーフミラー303Lは、電気光学装置10Lによる表示画像を6時の方向に反射させる一方で、12時の方向から入射した光を透過させる。電気光学装置10Rの画像表示面は、電気光学装置10Lとは反対の右になるように配置している。これによって電気光学装置10Rによる表示画像は、光学レンズ302Rを介して図において3時の方向に出射する。ハーフミラー303Rは、電気光学装置10Rによる表示画像を6時方向に反射させる一方で、12時の方向から入射した光を透過させる。
この構成において、ヘッドマウントディスプレイ300の装着者は、電気光学装置10L、10Rによる表示画像を、外の様子と重ね合わせたシースルー状態で観察することができる。
また、このヘッドマウントディスプレイ300において、視差を伴う両眼画像のうち、左眼用画像を電気光学装置10Lが表示し、右眼用画像を電気光学装置10Rが表示すると、装着者に、表示された画像があたかも奥行きや立体感を持つかのように知覚させることができる。
また、このヘッドマウントディスプレイ300において、視差を伴う両眼画像のうち、左眼用画像を電気光学装置10Lが表示し、右眼用画像を電気光学装置10Rが表示すると、装着者に、表示された画像があたかも奥行きや立体感を持つかのように知覚させることができる。
なお、電気光学装置10を含む電子機器については、ヘッドマウントディスプレイ300のほかにも、ビデオカメラやレンズ交換式のデジタルカメラなどにおける電子式ビューファインダー、携帯情報端末、腕時計の表示部、投写式プロジェクターのライトバルブなどにも適用可能である。
<付記>
以上の記載から、例えば以下のように本開示の好適な態様が把握される。なお、各態様の理解を容易にするために、以下では、図面の符号を便宜的に括弧書で併記するが、本発明を図示の態様に限定する趣旨ではない。
以上の記載から、例えば以下のように本開示の好適な態様が把握される。なお、各態様の理解を容易にするために、以下では、図面の符号を便宜的に括弧書で併記するが、本発明を図示の態様に限定する趣旨ではない。
ひとつの態様(態様1)に係る電気光学装置(10)は、第1画素(Px1)と、当該第1画素(Px1)と第1方向(X方向)または第2方向(Y方向で隣り合う第2画素(Px2、Px3またはPx4)と、を備え、第1画素(Px1)および第2画素(Px2、Px3またはPx4)は、それぞれ第1色光を出射するサブ画素(11R)と、第2色光を出射するサブ画素(11G)と、第3色光を出射するサブ画素(11B)と、を含み、第1画素(Px1)に含まれる複数のサブ画素を平面視した際の配置パターンである第1パターンと、第2画素(Px2、Px3またはPx4)に含まれる複数のサブ画素を平面視した際の配置パターンである第2パターンと、は、当該第1画素(Px1)および当該第2画素(Px2、Px3またはPx4)の間の仮想線(Vi1またはVi2)を基準に互いに線対称の関係、または、互いに180度回転した関係にある。
態様1によれば、第1色光と第2色光と第3色光との視野角特性のずれを小さくしつつ、視野角の拡大を図ることができる。
態様1によれば、第1色光と第2色光と第3色光との視野角特性のずれを小さくしつつ、視野角の拡大を図ることができる。
態様1の具体的な態様2に係る電気光学装置(10)において、第2画素(Px2)は、第1画素(Px1)と第1方向(X方向)に沿って隣り合い、第1画素(Px2)と第2方向(Y方向)で隣り合う第3画素(Px3)を備え、第3画素(Px3)は、第1色光を出射するサブ画素(11R)と、第2色光を出射するサブ画素(11G)と、第3色光を出射するサブ画素(11B)と、を含み、第1パターンと、第2パターンとは、当該第1画素(Px1)および当該第2画素(Px2の間の第1仮想線(Vi1)を基準に互いに線対称の関係にあり、第1パターンと、第3画素(Px3)に含まれる複数のサブ画素を平面視した際の配置パターンである第3パターンとは、当該第1画素(Px1)および当該第3画素(Px3)の間の第2仮想線(Vi2)を基準に互いに線対称の関係にある。
態様2によれば、態様1と比較してさらに視野角の拡大を図ることができる。
態様2によれば、態様1と比較してさらに視野角の拡大を図ることができる。
態様1の具体的な態様3に係る電気光学装置(10)において、第2画素(Px4)は、第1画素(Px1)と第1方向(X方向)で隣り合い、第1画素(Px1)と第2方向(Y方向)で隣り合う第3画素(Px5)を備え、第3画素(Px5)は、第1色光を出射するサブ画素(11R)と、第2色光を出射するサブ画素(11G)と、第3色光を出射するサブ画素(11B)と、を含み、第1パターンと、第2パターンとは、互いに180度回転した関係にあり、第1パターンと、第3画素(Px5)に含まれる複数のサブ画素を平面視した際の配置パターンである第3パターンとは、当該第1画素(Px1)および当該第3画素(Px5)の間の仮想線(Vi2)を基準に互いに線対称の関係にある。
態様3によれば、第1色光と第2色光と第3色光との視野角特性のずれを小さくしつつ、視野角の拡大を図ることができる。
態様3によれば、第1色光と第2色光と第3色光との視野角特性のずれを小さくしつつ、視野角の拡大を図ることができる。
態様1乃至3のいずれかの具体的な態様4に係る電気光学装置(10)は、第1画素(Px1)で第1色光を出射するサブ画素(11R)、および、第2画素(Px2、Px3またはPx4)で第1色光を出射するサブ画素(11R)には、第1色光に対応した第1着色層(Cf_r)が設けられ、第1画素(Px1)で第2色光を出射するサブ画素(11G)、および、第2画素(Px2、Px3またはPx4)で第2色光を出射するサブ画素(11G)には、第2色光に対応した第2着色層(Cf_g)が設けられ、第1画素(Px1)で第3色光を出射するサブ画素(11B)、および、第2画素(Px2、Px3またはPx4)で第3色光を出射するサブ画素(11B)には、第3色光に対応した第3着色層(Cf_b)が設けられる。
態様4の具体的な態様5に係る電気光学装置(10)は、第1色光を出射するサブ画素(11R)、第2色光を出射するサブ画素(11G)、および、第3色光を出射するサブ画素(11B)は、それぞれ画素電極(131R、131G、131B)と共通電極(133)とで発光層(133)を挟持した発光素子(130)を含み、発光素子(130)と、第1着色層(Cf_r)、第2着色層(Cf_g)および第3着色層(Cf_b)との間には封止層(71)が設けられる。
態様5の具体的な態様6に係る電気光学装置(10)において、画素電極(131R、131G、131B)は、反射電極(61)と共通電極(133)との間に設けられ、反射電極(61)と共通電極(131)との間の光学的距離(LR、LG、LB)は、第1サブ画素(11R)、第2サブ画素(11G)および第3サブ画素(11B))で異なる。
態様1乃至6のいずれかの具体的な態様7に係る電気光学装置(10)は、平面視で互いに隣り合う同一色光を出射する2または4つのサブ画素に対して一のレンズ(721)を有する。
別の態様(態様8)に係る電気光学装置(10)は、第1行に設けられる複数のサブ画素は、第1色光を出射するサブ画素(11R)と、第2色光を出射するサブ画素(11G)と、が含まれ、第1行と隣り合う第2行に設けられる複数のサブ画素は、第1色光を出射するサブ画素(11R)と、第3色光を出射するサブ画素(11B)と、が含まれ、第1行において、第1色光を出射する複数のサブ画素(11R)は、2つのサブ画素が並んで配置され、第2色光を出射する複数のサブ画素(11G)は、2つのサブ画素が並んで配置され、第2行において、第1色光を出射する複数のサブ画素(11R)は、2つのサブ画素が並んで配置され、第3色光を出射する複数のサブ画素(11G)は、2つのサブ画素が並んで配置される。
態様1によれば、第1色光と第2色光と第3色光との視野角特性のずれを小さくしつつ、視野角の拡大を図ることができる。
態様1によれば、第1色光と第2色光と第3色光との視野角特性のずれを小さくしつつ、視野角の拡大を図ることができる。
また、態様9の電子機器(300)は、態様1乃至8のいずれかの態様に係る電気光学装置(10)を有する。
10…電気光学装置、11R、11G、11B…サブ画素、12…走査線、14…データ線、60…基板、61…反射電極、100…表示領域、131R、131G、131B…画素電極、133…共通電極、721…レンズ、Cf_r、Cf_g、Cf_b…着色層、LR、LG、LB…光学的距離。
Claims (9)
- 第1画素と、当該第1画素と第1方向または第2方向で隣り合う第2画素と、
を備え、
前記第1画素および前記第2画素は、それぞれ
第1色光を出射するサブ画素と、
第2色光を出射するサブ画素と、
第3色光を出射するサブ画素と、
を含み、
前記第1画素に含まれる複数のサブ画素を平面視した際の配置パターンである第1パターンと、
前記第2画素に含まれる複数のサブ画素を平面視した際の配置パターンである第2パターンと、
は、
当該第1画素および当該第2画素の間の仮想線を基準に互いに線対称の関係、または、互いに180度回転した関係にある
電気光学装置。
- 前記第2画素は、前記第1画素と前記第1方向で隣り合い、
前記第1画素と前記第2方向で隣り合う第3画素を備え、
前記第3画素は、
第1色光を出射するサブ画素と、
第2色光を出射するサブ画素と、
第3色光を出射するサブ画素と、
を含み、
前記第1パターンと、前記第2パターンとは、当該第1画素および当該第2画素の間の第1仮想線を基準に互いに線対称の関係にあり、
前記第1パターンと、前記第3画素に含まれる複数のサブ画素を平面視した際の配置パターンである第3パターンとは、当該第1画素および当該第3画素の間の第2仮想線を基準に互いに線対称の関係にある
請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記第2画素は、前記第1画素と前記第1方向に沿って隣り合い、
前記第1画素と前記第2方向で隣り合う第3画素を備え、
前記第3画素は、
第1色光を出射するサブ画素と、
第2色光を出射するサブ画素と、
第3色光を出射するサブ画素と、
を含み、
前記第1パターンと、前記第2パターンとは、互いに180度回転した関係にあり、
前記第1パターンと、前記第3画素に含まれる複数のサブ画素を平面視した際の配置パターンである第3パターンとは、当該第1画素および当該第3画素の間の仮想線を基準に互いに線対称の関係にある
請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記第1画素で第1色光を出射するサブ画素、および、前記第2画素で第1色光を出射するサブ画素には、前記第1色光に対応した第1着色層が設けられ、
前記第1画素で第2色光を出射するサブ画素、および、前記第2画素で第2色光を出射するサブ画素には、前記第2色光に対応した第2着色層が設けられ、
前記第1画素で第3色光を出射するサブ画素、および、前記第2画素で第3色光を出射するサブ画素には、前記第3色光に対応した第3着色層が設けられる
請求項1乃至3のいずれかに記載の電気光学装置。
- 前記第1色光を出射するサブ画素、前記第2色光を出射するサブ画素、および、前記第3色光を出射するサブ画素は、それぞれ画素電極と共通電極とで発光層を挟持した発光素子を含み、
前記発光素子と、前記第1着色層、前記第2着色層および前記第3着色層との間には封止層が設けられた
請求項4に記載の電気光学装置。
- 前記画素電極は、反射電極と前記共通電極との間に設けられ、
前記反射電極と前記共通電極との間の光学的距離は、
前記第1サブ画素、前記第2サブ画素および前記第3サブ画素で異なる
請求項5に記載の電気光学装置。
- 平面視で互いに隣り合う同一色光を出射する2または4個のサブ画素に対して一のレンズを有する
請求項1乃至6のいずれかに記載の電気光学装置。
- 第1行に設けられる複数のサブ画素は、第1色光を出射するサブ画素と、第2色光を出射するサブ画素と、が含まれ、
前記第1行と隣り合う第2行に設けられる複数のサブ画素は、前記第1色光を出射するサブ画素と、第3色光を出射するサブ画素と、が含まれ、
第1行において、第1色光を出射する複数のサブ画素は、2つのサブ画素が並んで配置され、第2色光を出射する複数のサブ画素は、2つのサブ画素が並んで配置され、
第2行において、第1色光を出射する複数のサブ画素は、2つのサブ画素が並んで配置され、第3色光を出射する複数のサブ画素は、2つのサブ画素が並んで配置される
電気光学装置。
- 請求項1乃至8のいずれかに記載の電気光学装置を有する電子機器。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022024998A JP2023121581A (ja) | 2022-02-21 | 2022-02-21 | 電気光学装置および電子機器 |
US18/171,381 US20230269988A1 (en) | 2022-02-21 | 2023-02-20 | Electro-optical device and electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022024998A JP2023121581A (ja) | 2022-02-21 | 2022-02-21 | 電気光学装置および電子機器 |
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---|---|
JP2023121581A true JP2023121581A (ja) | 2023-08-31 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2022024998A Pending JP2023121581A (ja) | 2022-02-21 | 2022-02-21 | 電気光学装置および電子機器 |
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US (1) | US20230269988A1 (ja) |
JP (1) | JP2023121581A (ja) |
-
2022
- 2022-02-21 JP JP2022024998A patent/JP2023121581A/ja active Pending
-
2023
- 2023-02-20 US US18/171,381 patent/US20230269988A1/en active Pending
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Publication number | Publication date |
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US20230269988A1 (en) | 2023-08-24 |
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