JP6930565B2 - 電気光学装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、上述した従来の電気光学装置では、内部散乱光がカラーフィルターの開口部から電気光学装置の外部に射出されてしまい、表示画像の品質の低下を招くという問題がある。
以下、本実施形態に係る電気光学装置1を説明する。
図1は、本実施形態に係る電気光学装置1の構成の一例を示すブロック図である。
図1に例示するように、電気光学装置1は、複数の画素Pxを有する表示パネル10と、表示パネル10の動作を制御する制御回路20とを備える。
制御回路20は、同期信号に基づいて、表示パネル10の動作を制御するための制御信号Ctrを生成し、生成した制御信号Ctrを表示パネル10に対して供給する。また、制御回路20は、画像データVideoに基づいて、アナログの画像信号Vidを生成し、生成した画像信号Vidを表示パネル10に対して供給する。ここで、画像信号Vidとは、各画素Pxが画像データVideoの指定する階調を表示するように、当該画素Pxが備える発光素子の輝度を規定する信号である。
以下では、複数の画素Px、複数の走査線13、および複数のデータ線14を互いに区別するために、+Y方向から−Y方向(以下、+Y方向およびY方向を「Y軸方向」と総称する)に向けて順番に、第1行、第2行、…、第M行と称し、−X方向から+X方向(以下、+X方向およびX方向を「X軸方向」と総称する)に向けて順番に、第1列、第2列、…、第3N列と称する。また、以下では、X軸方向およびY軸方向に交差する+Z方向(上方向)およびZ方向(下方向)を「Z軸方向」と総称する。
また、以下では、mを「1≦m≦Mを満たす自然数」とし、kを「1≦k≦3Nを満たす自然数」として、第m行第k列の画素Pxを、画素Px[m][k]と表現する場合がある。すなわち、本実施形態では、例えば、画素PxRを、画素PxR[m][3n-2]と表現することができ、画素PxGを、画素PxG[m][3n-1]と表現することができ、画素PxBを、画素PxB[m][3n]と表現することができる。
また、本実施形態では、X軸方向に隣り合う3つの画素PxR、PxG、およびPxBを、画素ブロックBLと称することがある。すなわち、本実施形態では、表示部12において、M行×N列の画素ブロックBLがマトリクス状に配列されている場合を想定する。以下では、画素PxR[m][3n-2]、画素PxG[m][3n-1]、および画素PxB[m][3n]を含む画素ブロックBLを、画素ブロックBL[m][n]と称する場合がある。
なお、本実施形態では、制御回路20が出力する画像信号Vidはアナログの信号であるが、制御回路20が出力する画像信号Vidはデジタルの信号であってもよい。この場合、データ線駆動回路112は、画像信号VidをD/A変換し、アナログのデータ信号Vd[1]〜Vd[3N]を生成する。
なお、詳細は後述するが、画素PxRが有する発光素子3(以下、発光素子3Rと称する)には、赤色のカラーフィルター81Rが重ねて配置される。画素PxBが有する発光素子3(以下、発光素子3Bと称する)には、青色のカラーフィルター81Bが重ねて配置される。そして、画素PxGが有する発光素子3(以下、発光素子3Gと称する)には、緑色のカラーフィルター81Gが重ねて配置される。このため、画素PxR、PxG、およびPxBにより、フルカラーの表示が可能となる。
トランジスター42は、ゲートが、トランジスター41のソースまたはドレインの他方と、保持容量44の一方の電極と、に電気的に接続され、ソースまたはドレインの一方が、画素電極31に電気的に接続され、ソースまたはドレインの他方が、画素回路100の高電位側の電源電位である電位Velに設定された給電線15に電気的に接続されている。
保持容量44は、保持容量44が有する2つの電極のうち一方の電極が、トランジスター41のソースまたはドレインの他方と、トランジスター42のゲートと、に電気的に接続され、保持容量44が有する2つの電極のうち他方の電極が、給電線15に電気的に接続されている。保持容量44は、トランジスター42のゲートの電位を保持する保持容量として機能する。
その後、走査線駆動回路111が、第m行の走査線13の選択を解除して、トランジスター41がオフした場合、トランジスター42のゲートの電位は、保持容量44により保持される。このため、発光素子3は、トランジスター41がオフした後も、データ信号Vd[k]に応じた輝度で発光することができる。
以下、図3〜図6を参照しつつ、本実施形態に係る表示部12の構成の一例を説明する。
ここで、発光素子3R、3G、および3Bのうち発光素子3Bが最も寿命が短いため、発光素子3Bの寿命が、電気光学装置1の寿命となる。発光素子3の寿命は駆動電流が大きいほど短くなる。そこで、カラーフィルター81Bに開口部82Bを設けることにより、開口部82Bを設けない場合と比較して、小さな駆動電流で同じ輝度のBの光を取り出すことできる。このように、画素PxBに開口部82Bを設けることにより、電気光学装置1の寿命を延ばすことができる。
保護基板9は、接着層90の+Z側に配置される透明な基板である。保護基板9は、カラーフィルター81といった、保護基板9より−Z側に配置される部材を保護する。保護基板9は、例えば、屈折率1.46の石英基板を用いて形成される。保護基板9の膜厚は、1.1mmとする。
反射層52は、発光層30の発光素子3から射出された光を+Z方向側に反射するための構成要素である。反射層52は、画素Pxに含まれる。反射層52として、例えば、チタン(Ti)膜の上に、膜厚0.15μmのアルミニウム(Al)と銅(Cu)との合金(AlCu)膜が形成される。
対向電極33は、複数の画素Pxに跨るように配置された、光透過性と光反射性とを有する導電性の構成要素である。対向電極33は、例えば、MgとAgとの合金等を用いて形成される。対向電極33の膜厚は、0.02μmとする。
画素分離層34は、各画素電極31の周縁部を覆うように配置された、絶縁性の構成要素である。画素分離層34は、第2の距離調整層58、第2の絶縁層55および画素電極31上に積層される。画素分離層34は、絶縁性の材料、例えば、酸化シリコン等を用いて形成される。
発光機能層32は、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、および電子輸送層を備え、複数の画素Pxに跨るように配置されている。発光機能層32の屈折率は、1.7から1.8までの間とし、発光機能層32の膜厚は、おおよそ0.1μmとする。
また、本実施形態では、平面視した場合に、発光素子3が設けられる部分を、画素Pxと看做すこととする。換言すれば、平面視した場合に、画素分離層34は、表示部12の有する複数の画素Pxを互いに区画するように配置される。なお、発光素子3から射出される白色の光とは、赤色の光、緑色の光、および青色の光を含む光である。
本実施形態では、一例として、画素PxRにおいては、610nmの波長の光の強度が強められ、画素PxGにおいては、540nmの波長の光の強度が強められ、画素PxBにおいては、470nmの波長の光の強度が強められるように、画素Pxごとに第1の距離調整層57および第2の距離調整層58の膜厚が設定される。このため、本実施形態において、画素PxRからは、610nmの波長の光の輝度が最大となる赤色光が射出され、画素PxGからは、540nmの波長の光の輝度が最大となる緑色光が射出され、画素PxBからは、470nmの波長の光の輝度が最大となる青色光が射出されることになる。
下側封止層61および上側封止層63は、複数の画素Pxに跨るように配置された、絶縁性を有する透明層である。下側封止層61および上側封止層63は、水分や酸素等の発光層30への侵入を抑止するための構成要素である。下側封止層61および上側封止層63として、例えば、屈折率が1.75から1.8までの間の酸化窒化シリコン(SiON)膜が形成される。下側封止層61の膜厚は、0.4μmとする。また、上側封止層63の膜厚は、0.8μmとする。
平坦化層62は、複数の画素Pxに跨るように配置された透明層であり、平坦な上面(+Z側の面)を提供するための構成要素である。平坦化層62は、例えば、屈折率が1.54のエポキシ樹脂といった無機材料を用いて形成される。平坦化層62の膜厚は、画素PxRにおいておおよそ2.6μmとし、画素PxGにおいておおよそ2.6μmとし、画素PxBにおいておおよそ2.65μmとする。
図5に示すように、カラーフィルター81R、81G、および81Bは、上側封止層63上に形成される。
カラーフィルター81R、81G、81Bは、例えば赤、緑、青の異なる色の光を透過させるような顔料を含む感光性樹脂を塗布してパターン加工を行うことにより形成する。カラーフィルター81R、81G、81Bの屈折率は、おおよそ1.65とする。また、カラーフィルター81Rの膜厚は、1.6μmとし、カラーフィルター81Gの膜厚は、1.0μmとし、カラーフィルター81Bの膜厚は、1.3μmとする。
発光素子3から射出された光が、散乱構造物に入射することにより散乱すると、内部散乱光となる。散乱構造物は、基板50上に積層された各部材の段差、または各部材が均一でない箇所である。例えば、図5に示すように、第1の距離調整層57および第2の距離調整層58が発光層30の−Z方向に積層されることにより、発光層30は、凹凸がある。従って、発光層30に関して、散乱構造物は、画素PxRと画素PxGとの間、および画素PxGと画素PxBとの間となる。本実施形態では、カラーフィルター81Bの構造により、+Z方向からの平面視において、カラーフィルター81Bは画素PxBと重なるため、散乱構造物による内部散乱光がカラーフィルター81Bに吸収され、表示画像の品質を向上させることが可能になる。さらに、開口部82Bにより、発光素子3Bから射出された光の一部がカラーフィルター81Bに吸収されないため、画素RxBの輝度を高めることが可能になる。
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内で適宜に併合され得る。なお、以下に例示する変形例において作用や機能が実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
図7に、第1の変形例における表示部12の一部を、+Z方向から平面視した場合の、表示部12の概略的な構成の一例を示す平面図を示す。本実施形態では、カラーフィルター81Bは、+Z方向からの平面視において、画素PxBの全ての辺と重なる。一方、第1の変形例におけるカラーフィルター81Bは、+Z方向からの平面視において、画素PxBの中心から見て−Y方向にある辺、および+Y方向の辺とは全て重なるが、−X方向にある辺および+X方向にある辺とは重ならない箇所がある。第1の変形例におけるカラーフィルター81Bによれば、本実施形態におけるカラーフィルター81Bに比べて、青色の光の取り出し効率を向上させることが可能である。
図8に、第2の変形例における表示部12の一部を、+Z方向から平面視した場合の、表示部12の概略的な構成の一例を示す平面図を示す。第2の変形例は、第1の変形例における表示部12に、透明の障壁材83を設けた形態である。ここで、図8に示す平面図は、図を見易くするため、カラーフィルター81を除いて表示してある。障壁材83は、開口部84R、84G、および84Rを有する。+Z方向からの平面視において、開口部84Rは、画素PxRの中心と重なる。また、開口部84Gは、画素PxGの中心と重なる。また、開口部84Bは、画素PxBの中心と重なる。図7および図8に示すように、表示部12は、障壁材83を有してもよいし有さなくてもよい。
図9に、第3の変形例における表示部12の一部を、+Z方向から平面視した場合の、表示部12の概略的な構成の一例を示す平面図を示す。第3の変形例におけるカラーフィルター81Bは、+Z方向からの平面視において、画素PxBの中心から見て−X方向にある辺、および+X方向の辺とは全て重なるが、−Y方向にある辺および+Y方向にある辺とは重ならない箇所がある。第3の変形例におけるカラーフィルター81Bによれば、本実施形態におけるカラーフィルター81Bに比べて、青色の光の取り出し効率を向上させることが可能である。
上述した実施形態においては、開口部82Bを有するカラーフィルター81に対応する画素PxBは、青色の画素であったが、本発明は、これに限定されるものではなく、どのような色の画素であってもよい。要は、開口部を有する色のカラーフィルターと開口部を有さない色のカラーフィルターが混在する電気光学装置であればよい。さらに、開口部を有るカラーフィルターの開口部以外の領域が、平面視において散乱構造部と重なることによって、内部散乱光が外部に漏れることを抑制しつつ、開口部を有するカラーフィルターの画素の輝度を向上させることができる。
上述した実施形態および変形例に係る電気光学装置1は、各種の電子機器に適用することができる。以下、本発明に係る電子機器について説明する。
図11に、電気光学装置1を採用した可搬型のパーソナルコンピューター400の斜視図を示す。パーソナルコンピューター400は、各種の画像を表示する電気光学装置1と、電源スイッチ401およびキーボード402が設けられた本体部403と、を備える。
なお、本発明に係る電気光学装置1が適用される電子機器としては、図10および図11に例示した機器のほか、携帯電話機、スマートフォン、携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants)、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、車載用の表示器(インパネ)、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、POS端末等が挙げられる。さらに、本発明に係る電気光学装置1は、プリンター、スキャナー、複写機、およびビデオプレーヤー等の電子機器に設けられる表示部として適用することができる。
Claims (5)
- 第1の波長域を含む光を出射する第1の発光素子と、
前記第1の波長域よりも短波長な第2の波長域を含む光を出射する第2の発光素子と、
前記第2の波長域よりも短波長な第3の波長域を含む光を出射する第3の発光素子と、
前記第1の発光素子に対応して配置される第1の着色層と、
前記第2の発光素子に対応して配置される第2の着色層と、
前記第3の発光素子に対応して配置される第3の着色層と、を備え、
前記第1の着色層、前記第2の着色層及び前記第3の着色層のうち、前記第3の着色層のみ開口部を有する
ことを特徴とする電気光学装置。 - 平面視において、前記開口部は、前記第3の発光素子の画素電極と重なることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記第3の発光素子は、青色光を出射することを特徴とする請求項1または2に記載の電気光学装置。
- 前記第3の着色層は、前記第1の着色層および前記第2の着色層と接していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電気光学装置。
- 前記第1の発光素子に対応して配置される第1の反射電極と、
前記第2の発光素子に対応して配置される第2の反射電極と、
前記第3の発光素子に対応して配置される第3の反射電極と、
前記第1の着色層の前記第1の反射電極とは反対側に配置される透明部材と、
を備え、
前記透明部材の厚み方向からの平面視において、前記第2の反射電極と前記第3の反射電極との間の領域の一点と、前記開口部の端部のうち前記第2の発光素子に近い端部と、を通り、前記透明部材と空気との界面に至る直線の入射角が臨界角以上である、
ことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項に記載の電気光学装置。
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