JP2024022465A - 発光装置、表示装置、光電変換装置、電子機器、照明装置および移動体 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光素子の温度制御性を向上させ、温度の低下による発光素子の輝度低下を軽減することができる。【解決手段】複数の発光素子を有する発光装置は、前記発光素子は、前記発光素子を駆動するトランジスタ素子を有する基板と、前記基板上に配置される配線層と、前記配線層上に配置され、アノード電極と、前記アノード電極上に配置される発光層と、前記発光層上に配置されるカソード電極とを含む発光部とを有し、少なくとも一部の前記発光素子において、前記発光部と前記配線層との間にヒータ配線が設けられていることを特徴とする。【選択図】図1
Description
本発明は、発光装置、表示装置、光電変換装置、電子機器、照明装置および移動体に関する。
有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機EL)膜を用いた発光装置は、各画素に発光素子が設けられ、個別に発光を制御することで画像を表示する。特許文献1では、有機EL素子を半導体基板上とは別で備えたヒータを用いて、発光効率の低下を抑制することが提案されている。特許文献2では、有機EL素子を含む表示パネルの裏面に配置されたヒータを用いて、低温時の発光効率低下を抑制することが提案されている。
有機ELを用いた発光装置では、複数の有機EL素子間の輝度差を一定値以下に保つために、有機EL素子近傍に別途複数のヒータを配置し、駆動時間を制御することで加熱する量をヒータごとに変える構成が提供されている。また、発光効率が低下する低温等の特定環境下において、有機EL素子の劣化速度が早くなるのを抑制するため、有機EL素子全体に熱が伝わるようにヒータを配置する構成が提供されている。しかしながら、これらの構成では、ヒータの温度制御用に別の制御系を用意し、ヒータと有機EL素子との距離を物理的に確保することが求められる。また、ヒータの熱伝導は外気の影響を受けやすいという課題が挙げられる。
そこで、本発明は、発光素子の温度制御性を向上させ、温度の低下による発光素子の輝度低下を軽減する技術を提供することを目的とする。
本発明に係る発光装置は、複数の発光素子を有する発光装置であって、前記発光素子は、前記発光素子を駆動するトランジスタ素子を有する基板と、前記基板上に配置される配線層と、前記配線層上に配置され、アノード電極と、前記アノード電極上に配置される発光層と、前記発光層上に配置されるカソード電極とを含む発光部とを有し、少なくとも一部の前記発光素子において、前記発光部と前記配線層との間にヒータ配線が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、発光素子の温度制御性を向上させ、温度の低下による発光素子の輝度低下を軽減することができる。
<実施形態1>
本発明の実施形態1について説明する。本実施形態に係る発光装置は、複数の発光素子を有する。発光素子は、基板と、基板上に配置される配線層と、配線層上に配置される発光部とを有し、発光部と配線層との間にヒータ配線が設けられる。発光部は、アノード電極と、アノード電極上に配置される発光層と、発光層上に配置されるカソード電極とを含む。
本発明の実施形態1について説明する。本実施形態に係る発光装置は、複数の発光素子を有する。発光素子は、基板と、基板上に配置される配線層と、配線層上に配置される発光部とを有し、発光部と配線層との間にヒータ配線が設けられる。発光部は、アノード電極と、アノード電極上に配置される発光層と、発光層上に配置されるカソード電極とを含む。
図1は、本技術の各実施形態に係る発光装置の概略構成図である。実施形態1に係る発光装置100(半導体チップ)には、複数の発光素子がアレイ状に配置されている。図1では、3つの発光素子101a、発光素子101b、発光素子101cが示されている。発光素子101a~101cは、総称して発光素子101と記載する。発光素子101の基板127上には、複数の層間膜123および配線層122が配置される。
複数の配線層122上には、層間膜123を介してヒータ配線121が配置される。ヒータ配線121の材料としては、一般的な金属配線を用いることができるが、ヒータ配線121は、金属配線よりも抵抗値が高い材料を用いて形成することも可能である。金属配線よりも抵抗値が高い材料は、例えば、チタン、タンタル、パラジウム、マグネシウム等であり、一般的な金属配線よりも効果的な発熱を実現できる。ヒータ配線121は、金属配線よりも抵抗値が高い材料を用いて形成されることで熱を発生しやすくなる。ヒータ配線121上には、層間膜123を介して発光部110が配置される。ヒータ配線121は、発光部110と配線層122との間の層に設けられている。
発光部110は、アノード電極114、発光層113、カソード電極112、保護層111を含む。本実施形態では、ヒータ配線121は、アノード電極114およびカソード電極112から電気的に独立している。図1では、発光素子101a~101cのそれぞれに対してカラーフィルタ102a、カラーフィルタ102b、カラーフィルタ102cが配置されている。カラーフィルタ102a~102cは、総称してカラーフィルタ102と記載する。
トランジスタ素子130(制御回路)は、半導体基板に不純物をドープして形成されたウェル領域125、ウェル領域125間のチャネルの形成を制御するゲート電極124を有する。トランジスタ素子130は、隣接するトランジスタ素子130との間に素子分離126を有した一般的な構造となっている。
図2は、ヒータ配線を構成する例を示す図である。ヒータ配線203は、図1のヒータ配線121に相当する。ヒータ配線203の一方は制御トランジスタ202を介して電源供給端子201に接続され、他方は接地電源204(基準電源)に接続されている。ヒータ配線203は、両端での電圧差に応じた電流が流れることで、ヒータ配線203の抵抗熱を利用した熱源となり、発光素子101の発光部110を加熱することができる。
なお、図2に示す構成は一例であり、ヒータ配線203は、一方が制御トランジスタ202を介さずに電源供給端子201に直接接続されてもよく、接地電源204側で制御トランジスタ202に接続されてもよい。また、ヒータ配線203は、接地電源204の代わりに、電源供給端子201と電位差を生じさせることができる別の電源に接続されてもよい。
ヒータ配線203は、例えば、基板127の温度が所定の閾値以下になった場合に、電流が流れて発光部110を加熱するように制御される。ヒータ配線203の温度は、ヒータ配線203に流す電流量およびヒータ配線203の抵抗値によって制御される。
図3は、実施形態1に係る発光装置の概略平面図である。発光装置300は複数の発光素子301を有し、発光素子301の断面構造は、図1に示す発光素子101の構成と同様である。平面視において、発光素子301はアノード電極302(アノード電極114に相当)を内包する。ヒータ配線303(ヒータ配線121に相当)は、アノード電極302の一部と重なるように配置される。
図3は、アノード電極302に対するヒータ配線303の重なり方、および配線の引き回し領域(平面視においてヒータ配線303を含む領域)の一例であり、ヒータ配線303は、2つ以上のアノード電極302を跨いで重なるように配置されてもよい。なお、発光素子301ごとにヒータ配線303を配置することで、発光装置100は、各発光素子301の発光効率に応じた温度制御を実現することができる。
ヒータ配線303は、図2で説明した通り、両端での電圧差に応じた電流が流れることで、配線の抵抗熱を利用した熱源となり、発光素子301の発光部110を加熱することができる。また、ヒータ配線303は、アノード電極302の直下に配置されることで、発光部110に対して熱をより伝えやすくなる。発光素子301に熱を与えやすくなるため、温度制御性が向上するとともに、制御回路を配置する面積規模は削減することができる。
また、発光装置300は、発光効率が低下する低温等の環境下においても、発光素子301の輝度低下をより軽減することができ、発光素子301ごとに輝度がばらつく輝度むらを緩和することができる。
ヒータを有しない構成の場合、輝度むらを懸念して発光効率が低くなる発光素子に対して、より多くの電流を流す制御が行われる。しかし、より多くの電流を流すことで発光素子の寿命は低下してしまう。実施形態1の発光装置300は、輝度が低下してしまう発光素子301に対して、アノード電極302の下に配置されたヒータ配線303の電流量を制御することで、発光素子301の輝度むらを軽減し、発光素子301の寿命の低下を抑制することができる。
<実施形態2>
本発明の実施形態2について説明する。図4は、実施形態2に係る発光装置の概略平面図である。発光装置400は複数の画素404を含む。1画素(主画素)404は、発光色が互いに異なる少なくとも3つの副画素を含み、それぞれの副画素には発光素子401が設けられる。発光素子401の断面構造およびヒータ配線403の構成は、実施形態1と同様である。発光素子401はアノード電極402(アノード電極114に相当)を内包する。ヒータ配線403は、平面視において、画素404の各発光素子401にそれぞれ内包されるアノード電極402の一部と重なるように配置される。
本発明の実施形態2について説明する。図4は、実施形態2に係る発光装置の概略平面図である。発光装置400は複数の画素404を含む。1画素(主画素)404は、発光色が互いに異なる少なくとも3つの副画素を含み、それぞれの副画素には発光素子401が設けられる。発光素子401の断面構造およびヒータ配線403の構成は、実施形態1と同様である。発光素子401はアノード電極402(アノード電極114に相当)を内包する。ヒータ配線403は、平面視において、画素404の各発光素子401にそれぞれ内包されるアノード電極402の一部と重なるように配置される。
図4は、アノード電極402に対するヒータ配線403の重なり方および配線の引き回し領域(平面視においてヒータ配線403を含む領域)の一例であり、ヒータ配線403は、様々な形状および長さで配置することができる。例えば、ヒータ配線403は、複数の画素404にまたがって配置されてもよい。また、ヒータ配線403は、発光色が互いに異なる少なくとも3つの発光素子401を含む画素404ごとに配置される場合に限られず、2つの発光素子401ごとに配置されてもよい。
実施形態2の発光装置400では、ヒータ配線403の引き回し領域は、実施形態1のヒータ配線303よりも大きくすることができる。ヒータ配線403の引き回し領域が大きくなる(ヒータ配線403の長さが長くなる)ことで、ヒータ配線403に流す電流量が実施形態1より少ない場合でも、各発光素子401は、実施形態1と同様の発熱量を得ることができる。
例えば、図4に示す発光素子401で、図3のヒータ配線303と同じ発熱量を得るためにヒータ配線403に流す電流量は、ヒータ配線303に流す電流量の約3分の1程度に抑えることが可能となる。ヒータ配線403に流す電流量を実施形態1よりも抑えながらヒータ配線403を加熱することができるため、発光装置400は、電力消費を抑制し、寿命を延ばすことができる。
<実施形態3>
本発明の実施形態3について説明する。図5は、実施形態3に係る発光装置の概略平面図である。発光装置500は複数の画素504を含む。1画素(主画素)504は、発光色が互いに異なる少なくとも3つの副画素を含む。それぞれの副画素には発光素子501が設けられる。発光素子501の断面構造の構成は、実施形態1と同様である。発光素子501はアノード電極502(アノード電極114に相当)を内包する。
本発明の実施形態3について説明する。図5は、実施形態3に係る発光装置の概略平面図である。発光装置500は複数の画素504を含む。1画素(主画素)504は、発光色が互いに異なる少なくとも3つの副画素を含む。それぞれの副画素には発光素子501が設けられる。発光素子501の断面構造の構成は、実施形態1と同様である。発光素子501はアノード電極502(アノード電極114に相当)を内包する。
画素504に含まれる3つの発光素子501はそれぞれ、発光色に応じた長さが異なるヒータ配線503a、ヒータ配線503b、ヒータ配線503cを有する。ヒータ配線503a~503cは、総称してヒータ配線503と記載する。ヒータ配線503は、平面視において、画素504に含まれる発光素子501の発光色ごとに、配線の引き回し領域、長さおよび密度が異なっている。発光素子501の発光効率は発光色ごとに差があることから、発光素子501の発光効率が低くなるほど、当該発光素子501に対して配置されるヒータ配線503は長くすることが好ましい。したがって、発光効率がより低い発光素子501には、より長いヒータ配線503が配置される。
なお、発光効率が低くなりにくい所定の発光色のカラーフィルタ102を有する発光素子501では、ヒータ配線503は配置されないようにしてもよい。また、図5に示すアノード電極502に対するヒータ配線503の配線の重なり方および配線の引き回し領域(平面視においてヒータ配線503を含む領域)は一例であり、ヒータ配線503は、様々な形状、長さ、および密度で配置することができる。
実施形態3の発光装置500では、ヒータ配線503は、発光素子501の発光色の発光効率に応じた長さを有する。発光効率が他の発光色よりも低い発光色の発光素子501に対しては、より長いヒータ配線503が配置される。これにより、発光装置500は、ヒータ配線503に流す電流量を抑制しながら、発光素子501の発光効率に応じて加熱量を緻密に制御することができる。発光装置500は、実施形態1よりも発光装置全体の消費電力を抑えながら、実施形態1と同様に、発光素子501の輝度むらを軽減し、発光素子501の寿命の低下を抑制する効果を得ることができる。
<実施形態4>
本発明の実施形態4について説明する。図6は、実施形態4に係る発光装置の概略平面図のである。発光装置600は、発光素子領域601、発光素子外周領域604および周辺領域605を有する。発光素子領域601は、複数の発光素子602を有する領域である。発光素子外周領域604は、発光素子領域601の外周に設けられ、ダミー用の発光素子(擬似発光素子)等が配置される領域である。周辺領域605は、発光素子602の駆動を制御する各種制御回路を備えた領域である。
本発明の実施形態4について説明する。図6は、実施形態4に係る発光装置の概略平面図のである。発光装置600は、発光素子領域601、発光素子外周領域604および周辺領域605を有する。発光素子領域601は、複数の発光素子602を有する領域である。発光素子外周領域604は、発光素子領域601の外周に設けられ、ダミー用の発光素子(擬似発光素子)等が配置される領域である。周辺領域605は、発光素子602の駆動を制御する各種制御回路を備えた領域である。
発光素子外周領域604は、発光素子領域601と周辺領域605との間に設けられる。発光素子外周領域604に配置されるダミー用の発光素子は、ヒータ配線603を有する。ダミー用発光素子は、発光部110を含んでもよく、または発光部110と一部の発光駆動用素子(トランジスタ素子)とを含んでもよい。また、発光素子外周領域604の一部は、周辺領域605の制御回路と発光素子領域601の発光素子602とを接続する配線が配置される領域となる。ヒータ配線603は、ダミー用の発光素子の発光部110と配線層122との間の層に設けられている。また、ヒータ配線603が電源供給端子201等に接続される構成は、図2で説明した構成と同様である。
なお、図6に示すように、発光素子外周領域604に沿って1つのヒータ配線603が配置された形状は一例であり、ヒータ配線603は、発光素子外周領域604において様々な形状で配置することが可能である。例えば、ヒータ配線603は複数のヒータ配線を含み、複数のヒータ配線は、発光素子領域601の周囲に沿って配置される。
具体的には、発光素子領域601の各辺に4つのヒータ配線が配置されてもよい。また、発光素子602のピッチ(幅)に合わせた複数のヒータ配線が発光素子領域601の各辺に沿って配置されてもよい。また、発光素子領域601の少なくとも1つの辺に沿って1つのヒータ配線が配置され、他の辺では発光素子602のピッチに合わせた複数のヒータ配線が配置されてもよい。この場合、例えば、発光素子領域601の短辺側では1つのヒータ配線が配置され、長辺側では発光素子602のピッチに合わせた複数のヒータ配線が配置される。
図7は、実施形態4に係る発光装置の概略構成図である。図7(A)は、発光素子外周領域604では、制御トランジスタを駆動させない場合の発光装置600の断面構造を示す。図7(B)は、発光素子外周領域604で、制御トランジスタを駆動させる場合の発光装置600の断面構造を示す。図1と同じ構成については、同じ符号を付して説明は省略する。図7(A)および図7(B)において、ヒータ配線603は、発光素子外周領域604のダミー用の発光素子に対して配置され、発光素子領域601の発光素子602に対しては配置されていない。
実施形態4の発光装置600では、発光素子領域601に配置された発光素子602の断面構造を変えることなく、ヒータ配線603を配置することが可能となる。発光素子602内の各種配線の引き回しの制限を受けることなく発光装置600内にヒータ機能を設けることができるため、発光装置600の構造の自由度は、実施形態1~実施形態3の場合よりも高くなる。また、ヒータ配線603を発光素子602ごとに設けないため、ヒータ配線603の配線の引き回しおよびヒータ配線603用の制御トランジスタを減らすことができる。
実施形態4の発光装置600は、既存の発光装置の構成を維持しながら、一定の加熱効果を実現することができる。発光装置600は、発光装置600内の各種電源供給端子およびヒータ配線603用の制御トランジスタが配置される面積を実施形態1~実施形態3より減らすとともに、低温等で発光効率が低下した発光素子602の輝度低下を軽減することができる。
<実施形態5>
本発明の実施形態5について説明する。図8は、実施形態5に係る発光装置の概略平面図である。発光装置800には、図1の発光装置100と同様に、複数の発光素子801がアレイ状に配置されている。図8では、3つの発光素子801a、発光素子801b、発光素子801cが示されている。発光素子801a~801cは、総称して発光素子801と記載する。発光素子801は、基板827上には、複数の層間膜823および配線層822が配置される。
本発明の実施形態5について説明する。図8は、実施形態5に係る発光装置の概略平面図である。発光装置800には、図1の発光装置100と同様に、複数の発光素子801がアレイ状に配置されている。図8では、3つの発光素子801a、発光素子801b、発光素子801cが示されている。発光素子801a~801cは、総称して発光素子801と記載する。発光素子801は、基板827上には、複数の層間膜823および配線層822が配置される。
複数の配線層822上には、層間膜823を介してヒータ用駆動配線821(ヒータ配線)が配置される。ヒータ用駆動配線821は発光素子801を駆動する駆動用配線と機能を兼ねている。ヒータ用駆動配線821の平面視における配置には、実施形態1~実施形態4におけるヒータ配線(ヒータ配線303~ヒータ配線603)の配置を適用することができる。ヒータ用駆動配線821上には、層間膜823を介して発光部810が配置される。ヒータ用駆動配線821は、発光部810と配線層822との間の層に設けられている。
発光部810は、アノード電極814、発光層813、カソード電極812、保護層811を含む。図8では、発光素子801a~801cのそれぞれに対してカラーフィルタ802a、カラーフィルタ802b、カラーフィルタ802cが配置されている。カラーフィルタ802a~802cは、総称してカラーフィルタ802と記載する。
実施形態5では、発光装置800は、実施形態1と異なり別途ヒータ用の配線を設けないため、既存の配線構造をそのまま活用してヒータ機能を実現することができる。ヒータ用の電源電圧供給端子および専用の電源電圧を設けないため、発光装置800内および発光装置800外の基板827に対する面積は、既存の発光装置と変わらない。したがって、発光装置800は、ヒータ用駆動配線821を実施形態1~実施形態4と同様に配置することで、面積の増加を抑制するとともに、それぞれの実施形態と同様の効果を提供することができる。なお、実施形態4では、ヒータ用駆動配線821は、図7(B)に示す配線構造のヒータ配線603に代えて配置することができる。
<実施形態6>
本発明の実施形態6について説明する。本実施形態では、実施形態1~5に係る発光装置(発光装置100,300,400,500,600,800)を各種装置に適用した例を説明する。
本発明の実施形態6について説明する。本実施形態では、実施形態1~5に係る発光装置(発光装置100,300,400,500,600,800)を各種装置に適用した例を説明する。
図9は、本実施形態に係る表示装置の一例である表示装置1000を示す模式図である。表示装置1000は、上部カバー1001と、下部カバー1009と、の間に、タッチパネル1003、表示パネル1005、フレーム1006、回路基板1007、バッテリー1008、を有してよい。
表示パネル1005は、実施形態1~5に係る発光装置を有する表示部であり、発光装置から発せられた光を用いて表示を行う。タッチパネル1003および表示パネル1005には、フレキシブルプリント回路FPC1002,1004が接続されている。回路基板1007には、トランジスタを含む制御回路がプリントされており、表示パネル1005の制御などの各種制御を行う。バッテリー1008は、表示装置1000が携帯機器でなければ、設けなくてもよいし、携帯機器であっても、別の位置に設けてもよい。表示装置1000は、赤色、緑色、青色にそれぞれ対応する3種類のカラーフィルタを有してよい。複数のカラーフィルタは、デルタ配列で配置されてよい。
表示装置1000は、携帯端末の表示部に用いられてもよい。その際には、表示装置1000は、表示機能と操作機能との双方を有してもよい。携帯端末としては、スマートフォン等の携帯電話、タブレット、ヘッドマウントディスプレイ等が挙げられる。
表示装置1000は、複数のレンズを有する光学部と、当該光学部を通過した光を受光する撮像素子とを有する撮像装置の表示部に用いられてよい。撮像装置は、撮像素子が取得した情報(撮像素子が撮像した画像など)を表示する表示部を有してよい。また、表示部は、撮像装置の外部に露出した表示部であっても、ファインダ内に配置された表示部であってもよい。撮像装置は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラであってよい。
図12(a)は、本実施形態に係る撮像装置の一例である撮像装置1100を示す模式図である。撮像装置1100は、ビューファインダ1101、背面ディスプレイ1102、操作部1103、筐体1104を有してよい。ビューファインダ1101は、本実施形態に係る表示装置(実施形態1~5に係る発光装置を有し、発光装置から発せられた光を用いて表示を行う表示装置)を有してよい。その場合、表示装置は、撮像する画像のみならず、環境情報、撮像指示等を表示してよい。環境情報には、外光の強度、外光の向き、被写体の動く速度、被写体が遮蔽物に遮蔽される可能性等であってよい。背面ディスプレイ1102も、本実施形態に係る表示装置を有してよい。
撮像に好適なタイミングはわずかな時間であるため、少しでも早く情報を表示した方がよい。したがって、応答速度が速い有機発光素子を用いた表示装置を用いるのが好ましい。有機発光素子を用いた表示装置は、表示速度が要求される装置において、液晶表示装置などよりも好適に用いることができる。
撮像装置1100は、不図示の光学部を有する。光学部は複数のレンズを有し、筐体1104内に収容されている撮像素子に光を結像する。複数のレンズは、それらの相対位置を調整することで、焦点を調整することができる。この操作を自動で行うこともできる。撮像装置1100は光電変換装置と呼ばれてもよい。光電変換装置は逐次撮像するのではなく、前画像からの差分を検出する方法、記録されている画像の一部を切り出す方法等を撮像の方法として含むことができる。
図10(b)は、本実施形態に係る電子機器の一例である電子機器1200を示す模式図である。電子機器1200は、表示部1201と、操作部1202と、筐体1203とを有する。表示部1201は、実施形態1~5に係る発光装置を有し、発光装置から発せられた光を用いて表示を行う。電子機器1200は、筐体1203に、回路、当該回路を有するプリント基板、バッテリー、外部と通信する通信部、を有してよい。操作部1202は、ボタンであってもよいし、タッチパネル方式の反応部であってもよい。操作部は、指紋を認識してロックの解除等を行う、生体認識部であってもよい。通信部を有する電子機器は通信機器ということもできる。電子機器は、レンズと、撮像素子とを備えることでカメラ機能をさらに有してよい。カメラ機能により撮像された画像が表示部に映される。電子機器としては、スマートフォン、ノートパソコン等が挙げられる。
図11は、本実施形態に係る表示装置の一例である表示装置1300を示す模式図である。表示装置1300は、テレビモニタやPCモニタ等の表示装置である。表示装置1300は、額縁1301と、表示部1302と、額縁1301および表示部1302を支える土台1303とを有する。表示部1302は、実施形態1~5に係る発光装置を有し、発光装置から発せられた光を用いて表示を行う。土台1303の形態は、図11(a)の形態に限られない。額縁1301の下辺が土台1303を兼ねてもよい。また、額縁1301および表示部1302は、曲がっていてもよい。その曲率半径は、5000mm以上6000mm以下であってよい。
図11(b)は、本実施形態に係る別の表示装置の一例である表示装置1310を示す模式図である。表示装置1310は、折り曲げ可能に構成された、いわゆるフォルダブルな表示装置である。表示装置1310は、第1表示部1311、第2表示部1312、筐体1313、屈曲点1314を有する。第1表示部1311と第2表示部1312とのそれぞれは、実施形態1~5に係る発光装置を有し、発光装置から発せられた光を用いて表示を行う。第1表示部1311と第2表示部1312とは、つなぎ目のない1枚の表示装置であってよい。第1表示部1311と第2表示部1312とは、屈曲点1314で分けることができる。第1表示部1311と第2表示部1312とは、それぞれに異なる画像を表示してもよいし、第1表示部1311と第2表示部1312とで一つの画像を表示してもよい。
図12(a)は、本実施形態に係る照明装置の一例である照明装置1400を示す模式図である。照明装置1400は、筐体1401と、光源1402と、回路基板1403と、光学フィルム1404と、光拡散部1405と、を有してよい。光源1402は、実施形態1~5に係る発光装置を有する。光学フィルム1404は光源1402の演色性を向上させるフィルタ(光学フィルタ)であってよい。光拡散部1405は、ライトアップ等、光源1402の光を効果的に拡散し、広い範囲に光を届けることができる。光学フィルム1404および光拡散部1405は、光源1402からの光を透過する。光学フィルム1404および光拡散部1405は、照明装置1400の光出射側に設けられてよい。必要に応じて、最外部にカバーを設けてもよい。
照明装置1400は例えば室内を照明する装置である。照明装置1400は白色、昼白色、その他の色(青色から赤色までのいずれの色)を発光するものであってよい。白色とは色温度が4200Kの色であり、昼白色とは色温度が5000Kの色である。照明装置1400は、照明装置1400の発光色を調光する調光回路を有してよい。照明装置1400は、光源1402に接続される電源回路を有してよい。電源回路は、交流電圧を直流電圧に変換する回路である。また、照明装置1400はカラーフィルタを有してもよい。また、照明装置1400は、放熱部を有していてもよい。放熱部は装置内の熱を装置外へ放出するものであり、比熱の高い金属、液体シリコン等が挙げられる。
図12(b)は、本実施形態に係る移動体の一例である自動車1500を示す模式図である。自動車1500は灯具の一例であるテールランプ1501を有してよい。テールランプ1501は、ブレーキ操作等に応じて点灯する。
テールランプ1501は、実施形態1~5に係る発光装置を有する。テールランプ1501は、発光装置を保護する保護部材を有してよい。保護部材はある程度高い強度を有し、透明であれば材料は問わないが、ポリカーボネート等で構成されることが好ましい。ポリカーボネートにフランジカルボン酸誘導体、アクリロニトリル誘導体等を混ぜてよい。
自動車1500は、車体1503と、車体1503に取り付けられている窓1502とを有してよい。窓1502は、自動車1500の前後を確認するための窓でなければ、透明なディスプレイであってもよい。透明なディスプレイは、実施形態1~5に係る発光装置を有してよい。この場合、発光装置が有する電極等の構成材料は透明な部材で構成される。
本実施形態に係る移動体は、船舶、航空機、ドローン等であってよい。移動体は、機体と当該機体に設けられた灯具を有してよい。灯具は、機体の位置を知らせるための発光をしてよい。灯具は実施形態1~5に係る発光装置を有する。
本実施形態に係る表示装置(実施形態1~5に係る発光装置を有し、発光装置から発せられた光を用いて表示を行う表示装置)は、例えばスマートグラス、HMD、スマートコンタクトのようなウェアラブルデバイスにも適用できる。本実施形態に係る表示装置は、ウェアラブルデバイスなどを有するシステムにも適用できる。ウェアラブルデバイスなどとして使用される撮像表示装置は、可視光を光電変換可能な撮像装置と、可視光を発光可能な表示装置とを有する。
図13(a)は、本実施形態に係るウェアラブルデバイスの一例である眼鏡1600(スマートグラス)を示す模式図である。眼鏡1600のレンズ1601の表面側に、CMOSセンサやSPADのような撮像装置1602が設けられている。また、レンズ1601の裏面側には、本実施形態に係る表示装置(実施形態1~5に係る発光装置を有し、発光装置から発せられた光を用いて表示を行う表示装置)が設けられている。
眼鏡1600は、制御装置1603をさらに備える。制御装置1603は、撮像装置1602と上記表示装置に電力を供給する電源として機能する。また、制御装置1603は、撮像装置1602と表示装置の動作を制御する。レンズ1601には、撮像装置1602に光を集光するための光学系が形成されている。
図13(b)は、本実施形態に係るウェアラブルデバイスの一例である眼鏡1610(スマートグラス)を示す模式図である。眼鏡1610は、制御装置1612を有しており、制御装置1612に、撮像装置1602に相当する撮像装置と、本実施形態に係る表示装置とが搭載される。レンズ1611には、制御装置1612内の撮像装置と、表示装置からの発光を投影するための光学系が形成されており、レンズ1611に画像が投影される。制御装置1612は、撮像装置および表示装置に電力を供給する電源として機能するとともに、撮像装置および表示装置の動作を制御する。
制御装置は、眼鏡1610の装着者の視線を検知する視線検知部を有してもよい。視線の検知は赤外線を用いてよい。赤外発光部は、表示画像を注視しているユーザーの眼球に対して、赤外光を発する。発せられた赤外光の眼球からの反射光を、受光素子を有する撮像部が検出することで眼球の撮像画像が得られる。平面視における赤外発光部から表示部への光を低減する低減部を有することで、表示装置からレンズ1611に投影された画像の品位低下が低減される。
制御装置は、赤外光の撮像により得られた眼球の撮像画像から表示画像に対するユーザーの視線を検出する。眼球の撮像画像を用いた視線検出には任意の公知の手法が適用できる。一例として、角膜での照射光の反射によるプルキニエ像に基づく視線検出方法を用いることができる。
より具体的には、瞳孔角膜反射法に基づく視線検出処理が行われる。瞳孔角膜反射法を用いて、眼球の撮像画像に含まれる瞳孔の像とプルキニエ像とに基づいて、眼球の向き(回転角度)を表す視線ベクトルが算出されることにより、ユーザーの視線が検出される。
なお、視認検知(視線検知)に基づいて表示制御を行う場合には、実施形態1~5に係る発光装置は、外部を撮像する撮像装置を有するスマートグラスに好ましく適用できる。スマートグラスは、撮像した外部情報をリアルタイムで表示することができる。
なお、本実施形態に係る表示装置(実施形態1~5に係る発光装置を有し、発光装置から発せられた光を用いて表示を行う表示装置)は、受光素子を有する撮像装置を有し、撮像装置からのユーザーの視線情報に基づいて表示画像を制御してよい。
具体的には、視線情報に基づいて、ユーザーが注視する第1の視界領域と、第1の視界領域以外の第2の視界領域とが決定される。第1の視界領域と第2の視界領域は、表示装置の制御装置が決定してもよいし、外部の制御装置が決定したものを表示装置が受信してもよい。表示装置の表示領域において、第1の視界領域の表示解像度を第2の視界領域の表示解像度よりも高く制御してよい。つまり、第2の視界領域の解像度を第1の視界領域よりも低くしてよい。
また、表示領域は、第1の表示領域、第1の表示領域とは異なる第2の表示領域とを有し、視線情報に基づいて、第1の表示領域および第2の表示領域から優先度が高い領域を決定してもよい。第1の表示領域および第2の表示領域は、表示装置の制御装置が決定してもよいし、外部の制御装置が決定したものを表示装置が受信してもよい。優先度の高い領域の解像度を、優先度が高い領域以外の領域の解像度よりも高く制御してよい。つまり優先度が相対的に低い領域の解像度を低くしてよい。
なお、第1の視界領域や優先度が高い領域などの決定には、AIを用いてもよい。AIは、眼球の画像と当該画像の眼球が実際に視ていた方向とを教師データとして、眼球の画像から視線の角度、視線の先の目的物までの距離を推定するよう構成されたモデルであってよい。AIプログラムは、表示装置が有しても、撮像装置が有しても、外部装置が有してもよい。外部装置が有する場合は、通信を介して、表示装置に伝えられる。
以上説明した通り、実施形態1~5に係る発光装置を用いることにより、各種装置は良好な画質で、長時間安定した表示をすることが可能になる。
なお、実施形態6で説明した各種装置の各機能部(構成)は、個別のハードウェアであってもよいし、そうでなくてもよい。2つ以上の機能部の機能が、共通のハードウェアによって実現されてもよい。1つの機能部の複数の機能のそれぞれが、個別のハードウェアによって実現されてもよい。1つの機能部の2つ以上の機能が、共通のハードウェアによって実現されてもよい。また、各機能部は、ASIC、FPGA、DSPなどのハードウェアによって実現されてもよいし、そうでなくてもよい。例えば、装置が、プロセッサと、制御プログラムが格納されたメモリ(記憶媒体)とを有していてもよい。そして、装置が有する少なくとも一部の機能部の機能が、プロセッサがメモリから制御プログラムを読み出して実行することにより実現されてもよい。
<その他の実施形態>
本発明は、上記の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
本発明は、上記の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
本実施形態の開示は、以下の構成を含む。
(構成1)
複数の発光素子を有する発光装置であって、
前記発光素子は、
前記発光素子を駆動するトランジスタ素子を有する基板と、
前記基板上に配置される配線層と、
前記配線層上に配置され、アノード電極と、前記アノード電極上に配置される発光層と、前記発光層上に配置されるカソード電極とを含む発光部と
を有し、
少なくとも一部の前記発光素子において、前記発光部と前記配線層との間にヒータ配線が設けられている
ことを特徴とする発光装置。
(構成2)
前記ヒータ配線は前記アノード電極および前記カソード電極から電気的に独立していることを特徴とする構成1に記載の発光装置。
(構成3)
前記ヒータ配線は、一方が第1電源供給端子または制御トランジスタに接続され、他方が前記第1電源供給端子と電位差を生じさせることができる第2電源供給端子または接地電源に接続される
ことを特徴とする構成1または2に記載の発光装置。
(構成4)
前記ヒータ配線は、平面視において前記発光素子に設けられる前記アノード電極の一部と重なるように配置される
ことを特徴とする構成1~3のいずれかに記載の発光装置。
(構成5)
前記ヒータ配線は、発光色が互いに異なる少なくとも3つの前記発光素子を含む画素ごとに配置される
ことを特徴とする構成1~4のいずれかに記載の発光装置。
(構成6)
前記発光素子に配置される前記ヒータ配線は、前記発光素子の発光色の発光効率に応じた長さを有する
ことを特徴とする構成5に記載の発光装置。
(構成7)
前記ヒータ配線は、所定の発光色のカラーフィルタを有する前記発光素子には配置されない
ことを特徴とする構成5または6に記載の発光装置。
(構成8)
平面視において前記発光素子が配置される発光素子領域の外周に位置する外周領域に、前記発光部と前記配線層とを有する擬似発光素子が配置され、
前記ヒータ配線は、前記擬似発光素子の前記発光部と前記配線層との間の層に設けられている
ことを特徴とする構成1~3のいずれかに記載の発光装置。
(構成9)
前記ヒータ配線は、複数のヒータ配線を含み、前記複数のヒータ配線は、前記発光素子領域の周囲に沿って配置される
ことを特徴とする構成8に記載の発光装置。
(構成10)
前記ヒータ配線は、前記発光素子を駆動する駆動用配線と同じ配線を用いて形成されることを特徴とする構成1~9のいずれかに記載の発光装置。
(構成11)
前記ヒータ配線は、金属配線よりも抵抗値が高い材料を用いて形成される
ことを特徴とする構成1~9のいずれかに記載の発光装置。
(構成12)
前記金属配線よりも抵抗値が高い材料は、チタン、タンタル、パラジウム、マグネシウムのうち少なくともいずれかを含む
ことを特徴とする構成11に記載の発光装置。
(構成13)
構成1~12のいずれかに記載の発光装置を有する表示部と、
前記表示部を制御する制御回路と
を有することを特徴とする表示装置。
(構成14)
光学部と、
前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、
前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部と
を有し、
前記表示部は構成1~12のいずれかに記載の発光装置を有することを特徴とする光電変換装置。
(構成15)
構成1~12のいずれかに記載の発光装置を有する表示部と、
前記表示部が設けられた筐体と、
前記筐体に設けられ、外部と通信する通信部と
を有することを特徴とする電子機器。
(構成16)
構成1~12のいずれかに記載の発光装置を有する光源と、
前記光源が発する光を透過する光拡散部または光学フィルムと
を有することを特徴とする照明装置。
(構成17)
構成1~12のいずれかに記載の発光装置を有する灯具と、
前記灯具が設けられた機体と
を有することを特徴とする移動体。
(構成1)
複数の発光素子を有する発光装置であって、
前記発光素子は、
前記発光素子を駆動するトランジスタ素子を有する基板と、
前記基板上に配置される配線層と、
前記配線層上に配置され、アノード電極と、前記アノード電極上に配置される発光層と、前記発光層上に配置されるカソード電極とを含む発光部と
を有し、
少なくとも一部の前記発光素子において、前記発光部と前記配線層との間にヒータ配線が設けられている
ことを特徴とする発光装置。
(構成2)
前記ヒータ配線は前記アノード電極および前記カソード電極から電気的に独立していることを特徴とする構成1に記載の発光装置。
(構成3)
前記ヒータ配線は、一方が第1電源供給端子または制御トランジスタに接続され、他方が前記第1電源供給端子と電位差を生じさせることができる第2電源供給端子または接地電源に接続される
ことを特徴とする構成1または2に記載の発光装置。
(構成4)
前記ヒータ配線は、平面視において前記発光素子に設けられる前記アノード電極の一部と重なるように配置される
ことを特徴とする構成1~3のいずれかに記載の発光装置。
(構成5)
前記ヒータ配線は、発光色が互いに異なる少なくとも3つの前記発光素子を含む画素ごとに配置される
ことを特徴とする構成1~4のいずれかに記載の発光装置。
(構成6)
前記発光素子に配置される前記ヒータ配線は、前記発光素子の発光色の発光効率に応じた長さを有する
ことを特徴とする構成5に記載の発光装置。
(構成7)
前記ヒータ配線は、所定の発光色のカラーフィルタを有する前記発光素子には配置されない
ことを特徴とする構成5または6に記載の発光装置。
(構成8)
平面視において前記発光素子が配置される発光素子領域の外周に位置する外周領域に、前記発光部と前記配線層とを有する擬似発光素子が配置され、
前記ヒータ配線は、前記擬似発光素子の前記発光部と前記配線層との間の層に設けられている
ことを特徴とする構成1~3のいずれかに記載の発光装置。
(構成9)
前記ヒータ配線は、複数のヒータ配線を含み、前記複数のヒータ配線は、前記発光素子領域の周囲に沿って配置される
ことを特徴とする構成8に記載の発光装置。
(構成10)
前記ヒータ配線は、前記発光素子を駆動する駆動用配線と同じ配線を用いて形成されることを特徴とする構成1~9のいずれかに記載の発光装置。
(構成11)
前記ヒータ配線は、金属配線よりも抵抗値が高い材料を用いて形成される
ことを特徴とする構成1~9のいずれかに記載の発光装置。
(構成12)
前記金属配線よりも抵抗値が高い材料は、チタン、タンタル、パラジウム、マグネシウムのうち少なくともいずれかを含む
ことを特徴とする構成11に記載の発光装置。
(構成13)
構成1~12のいずれかに記載の発光装置を有する表示部と、
前記表示部を制御する制御回路と
を有することを特徴とする表示装置。
(構成14)
光学部と、
前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、
前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部と
を有し、
前記表示部は構成1~12のいずれかに記載の発光装置を有することを特徴とする光電変換装置。
(構成15)
構成1~12のいずれかに記載の発光装置を有する表示部と、
前記表示部が設けられた筐体と、
前記筐体に設けられ、外部と通信する通信部と
を有することを特徴とする電子機器。
(構成16)
構成1~12のいずれかに記載の発光装置を有する光源と、
前記光源が発する光を透過する光拡散部または光学フィルムと
を有することを特徴とする照明装置。
(構成17)
構成1~12のいずれかに記載の発光装置を有する灯具と、
前記灯具が設けられた機体と
を有することを特徴とする移動体。
100,300,400,500,600,800・・・発光装置
101,301,401,501,602,801・・・発光素子
110,810・・・発光部
112,812・・・カソード電極
113,813・・・発光層
114,302,402,502,814・・・アノード電極
121,203,303,403,503,603,821・・・ヒータ配線
122,822・・・配線層
127,827・・・基板
130,830・・・トランジスタ素子
101,301,401,501,602,801・・・発光素子
110,810・・・発光部
112,812・・・カソード電極
113,813・・・発光層
114,302,402,502,814・・・アノード電極
121,203,303,403,503,603,821・・・ヒータ配線
122,822・・・配線層
127,827・・・基板
130,830・・・トランジスタ素子
Claims (17)
- 複数の発光素子を有する発光装置であって、
前記発光素子は、
前記発光素子を駆動するトランジスタ素子を有する基板と、
前記基板上に配置される配線層と、
前記配線層上に配置され、アノード電極と、前記アノード電極上に配置される発光層と、前記発光層上に配置されるカソード電極とを含む発光部と
を有し、
少なくとも一部の前記発光素子において、前記発光部と前記配線層との間にヒータ配線が設けられている
ことを特徴とする発光装置。 - 前記ヒータ配線は前記アノード電極および前記カソード電極から電気的に独立していることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記ヒータ配線は、一方が第1電源供給端子または制御トランジスタに接続され、他方が前記第1電源供給端子と電位差を生じさせることができる第2電源供給端子または接地電源に接続される
ことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 前記ヒータ配線は、平面視において前記発光素子に設けられる前記アノード電極の一部と重なるように配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 前記ヒータ配線は、発光色が互いに異なる少なくとも3つの前記発光素子を含む画素ごとに配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 前記発光素子に配置される前記ヒータ配線は、前記発光素子の発光色の発光効率に応じた長さを有する
ことを特徴とする請求項5に記載の発光装置。 - 前記ヒータ配線は、所定の発光色のカラーフィルタを有する前記発光素子には配置されない
ことを特徴とする請求項5に記載の発光装置。 - 平面視において前記発光素子が配置される発光素子領域の外周に位置する外周領域に、前記発光部と前記配線層とを有する擬似発光素子が配置され、
前記ヒータ配線は、前記擬似発光素子の前記発光部と前記配線層との間の層に設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 前記ヒータ配線は、複数のヒータ配線を含み、前記複数のヒータ配線は、前記発光素子領域の周囲に沿って配置される
ことを特徴とする請求項8に記載の発光装置。 - 前記ヒータ配線は、前記発光素子を駆動する駆動用配線と同じ配線を用いて形成されることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記ヒータ配線は、金属配線よりも抵抗値が高い材料を用いて形成される
ことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 前記金属配線よりも抵抗値が高い材料は、チタン、タンタル、パラジウム、マグネシウムのうち少なくともいずれかを含む
ことを特徴とする請求項11に記載の発光装置。 - 請求項1~12のいずれか一項に記載の発光装置を有する表示部と、
前記表示部を制御する制御回路と
を有することを特徴とする表示装置。 - 光学部と、
前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、
前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部と
を有し、
前記表示部は請求項1~12のいずれか一項に記載の発光装置を有することを特徴とする光電変換装置。 - 請求項1~12のいずれか一項に記載の発光装置を有する表示部と、
前記表示部が設けられた筐体と、
前記筐体に設けられ、外部と通信する通信部と
を有することを特徴とする電子機器。 - 請求項1~12のいずれか一項に記載の発光装置を有する光源と、
前記光源が発する光を透過する光拡散部または光学フィルムと
を有することを特徴とする照明装置。 - 請求項1~12のいずれか一項に記載の発光装置を有する灯具と、
前記灯具が設けられた機体と
を有することを特徴とする移動体。
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2023
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