JPWO2016063846A1 - 表示装置 - Google Patents

Abstract

光の透過を制御するシャッタ素子（３ａ）が行列状に配置された光透過型のシャッタ素子パネル（３）と、有機電界発光素子を有し前記シャッタ素子パネルに重ねて配置されたバックライトパネル（５）とを備え、前記有機電界発光素子として、複数の電極間に各色の発光ユニットをそれぞれ挟持させた積層型素子（ＥＬ１）と、一対の電極間に白色または前記各色のうちの何れかに対する補色となる発光ユニットを挟持した単層型素子（ＥＬ２）とが用いられ、前記積層型素子と前記単層型素子とは、前記シャッタ素子に重なる状態で当該シャッタ素子の配列方向に沿ったストライプ状に配置された表示装置である。

Description

本発明は表示装置に関し、特にはフィールドシーケンシャル方式に好適な表示装置に関する。

近年、時分割でカラー表示を行うフィールドシーケンシャル方式の表示装置が注目されている。フィールドシーケンシャル方式の表示装置は、液晶表示パネルのバックライトとして複数色の発光素子を用い、液晶表示パネルの画素の駆動にあわせて各色の発光素子を時分割で順次に点灯させる構成であり、従来の面分割と比較して画素の開口率が高いといった利点を有する。

このような表示装置においては、バックライトとして有機電界発光素子を用いることが提案されている。例えば下記特許文献１には、「フィールドシーケンシャル液晶表示装置は、透過型の液晶パネルと、その背面側に配置されバックライトとを備えている。」と記載されている。また「バックライトは、基板上に発光色が赤、緑及び青の３つの発光ユニットが積層された有機ＥＬ素子を備えた発光装置で構成されている。」と記載されている。

特開２００７−１７２９４４号公報

しかしながら、引用文献１に記載された表示装置のバックライトに用いられる有機電界発光素子は、３色の発光ユニットを積層させた構成である。このため、下層に配置された発光ユニットからの光取り出し効率が十分ではなく、各色の発光に対して十分な発光効率を得るためには、消費電力の増大が懸念される。

そこで本発明は、有機電界発光素子をバックライトに用いることで軽量化を図りつつも、低消費電力化を図ることが可能なフィールドシーケンシャル方式の表示装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するための表示装置は、光の透過を制御するシャッタ素子が行列状に配置された光透過型のシャッタ素子パネルと、有機電界発光素子を有し前記シャッタ素子パネルに重ねて配置されたバックライトパネルとを備え、前記有機電界発光素子として、複数の電極間に各色の発光ユニットをそれぞれ挟持させた積層型素子と、一対の電極間に白色または前記各色のうちの何れかに対する補色となる発光ユニットを挟持した単層型素子とが用いられ、前記積層型素子と前記単層型素子とは、前記シャッタ素子に重なる状態で当該シャッタ素子の配列方向に沿ったストライプ状に配置されている。

このような構成の表示装置によれば、有機電界発光素子をバックライトに用いることで軽量化を図りつつも、低消費電力化を図ることが可能である。

第１実施形態の表示装置の平面構成を説明する要部の概略平面図である。 第１実施形態の表示装置の層構成を説明する要部の概略断面図である。 表示装置に設けられる積層型素子の概略断面図である。 表示装置に設けられる単層型素子の概略断面図である。 第１実施形態の表示装置の駆動方法を説明するタイミングチャート図である。 第１実施形態の変形例を説明する要部の概略平面図である。 第２実施形態の表示装置の平面構成を説明するための要部の概略平面図である。 第２実施形態の表示装置の層構成を説明するための要部の概略断面図である。 第２実施形態の表示装置の駆動方法を説明するタイミングチャート図である。 第２実施形態の変形例を説明する要部の概略平面図である。

≪第１実施形態≫
図１〜図４は、本発明を適用した第１実施形態の表示装置１の構成を説明する図面である。これらの図に示す表示装置１は、いわゆるフィールドシーケンシャル方式のものであり、透過型のシャッタ素子パネル３と、有機電界発光素子を用いたバックライトパネル５とを積層させた構成である。以下、表示装置１の構成を、シャッタ素子パネル３の平面構成、シャッタ素子パネル３の層構成、バックライトパネル５の平面構成、バックライトパネル５の層構成、表示装置１の駆動方法の順に説明する。

＜シャッタ素子パネル３の平面構成＞
図１は、第１実施形態の表示装置１の平面構成を説明する要部の概略平面図である。この図に示す表示装置１におけるシャッタ素子パネル３は、例えば液晶表示パネルであり、２枚の基板間に液晶層が挟持されたものである。尚、図１においては、シャッタ素子パネル３として、一方の基板（第１基板１１ａ）の平面図を示している。

シャッタ素子パネル３の第１基板１１ａ上には、複数の走査線１３が行方向（ここでは水平方向）に配線され、複数の信号線１５が列方向（垂直方向に）に配線され、これらの各交差部に対して１つのシャッタ素子３ａが設けられている。

また第１基板１１ａ上には、走査線１３と平行に共通配線１７が配線されている。さらに第１基板１１ａ上における周縁部には、走査線１３を走査駆動する走査線駆動回路１３ａと、輝度情報に応じた映像信号（すなわち入力信号）を信号線１５に供給する信号線駆動回路１５ａとが配置されている。

各シャッタ素子３ａには、例えば薄膜トランジスタＴｒおよび保持容量Ｃｓからなるシャッタの開閉回路が設けられ、さらにこれらの開閉回路に画素電極１９が接続された構成となっている。この開閉回路は、いわゆる画素回路である。尚、画素電極１９は、以降に平面図および断面図を用いて詳細に説明するように、開閉回路を覆う層間絶縁膜上に設けられていることとする。

各薄膜トランジスタＴｒは、ゲート電極が走査線１３に接続され、ソース電極が信号線１５に接続され、ドレイン電極が保持容量Ｃｓと画素電極１９とに接続されている。ここで、走査線１３に沿って配置された各シャッタ素子３ａの薄膜トランジスタＴｒは、１本の走査線１３を共有する状態でゲート電極を接続させている。また容量素子Ｃｓのもう一方の電極は、共通配線１７に接続されている。尚、共通配線１７は、ここでの図示を省略した第２基板側の共通電極に接続されている。

これにより、薄膜トランジスタＴｒを介して信号線１５から書き込まれた映像信号が保持容量Ｃｓに保持され、保持された信号量に応じた電圧が各画素電極１９に供給される構成となっている。

以上のような開閉回路の構成は、あくまでも一例であり、必要に応じて開閉回路内に容量素子を設けたり、さらに複数のトランジスタを設けて開閉回路を構成しても良い。また、第１基板１１ａの周辺領域には、開閉回路の変更に応じて、さらに必要な駆動回路を追加しても良い。

尚、図面においては、第１基板１１ａ上に３行２列分のシャッタ素子３ａを配置した構成を図示したが、実際の表示装置においては、行方向、列方向共に必要数のシャッタ素子３ａが配置されることになる。またシャッタ素子パネル３は、液晶表示パネルに限定されるものではなく、画素毎に光学開口の開閉が自在な素子パネルであればよい。このようなシャッタ素子パネルは、例えば画素毎にマイクロマシン（Micro Electro Mechanical Systems：ＭＥＭＳ）シャッタを組み込んだＭＥＭＳシャッタ素子パネルであってもよい。

＜シャッタ素子パネル３の層構成＞
図２は、第１実施形態の表示装置１の層構成を説明する要部概略断面図であり、図１のＡ−Ａ’断面に相当する図である。この図に示すように、シャッタ素子パネル３は、ガラス基板やプラスチック基板のような透明材料からなる第１基板１１ａと第２基板１１ｂとの間に液晶層ＬＣを挟持している。このうち第１基板１１ａ上には、図１を用いて説明した回路が形成されている。

第１基板１１ａの液晶層ＬＣ側に向かう面上には、薄膜トランジスタＴｒ、およびここでの図示を省略した容量素子、走査線、信号線、および共通配線（以上図１参照）が設けられている。これらは、層間絶縁膜２１で覆われている。層間絶縁膜２１の上部には、画素電極１９が配列形成されている。各画素電極１９は、光透過性を有する導電性材料で構成され、層間絶縁膜２１に設けた接続孔２３を介して薄膜トランジスタＴｒのドレイン電極に接続されている。

以上のような駆動側の第１基板１１ａにおける画素電極１９の形成面側は、ここでの図示を省略した配向膜で覆われ、この配向膜を介して液晶層ＬＣが設けられている。

一方、液晶層ＬＣを介して第１基板１１ａと対向配置された第２基板１１ｂの液晶層ＬＣ側に向かう面上には、共通電極２５が設けられている。共通電極２５は、光透過性を有する導電性材料で構成され、全てのシャッタ素子３ａに共通な電位をもつベタ膜状に設けられている。また、第２基板１１ｂにおける共通電極２５の形成面側は、ここでの図示を省略した配向膜で覆われ、この配向膜を介して液晶層ＬＣが設けられている。

以上のような第１基板１１ａ上の配向膜と、第２基板１１ｂの配向膜との間に設けられた液晶層ＬＣは、画素電極１９のオン／オフによって駆動される液晶分子を含む。液晶層ＬＣの層厚は、第１基板１１ａ−第２基板１１ｂ間にスペーサ（図示省略）を挟持させることで、所定の層厚（セルギャップ）に保たれていることとする。

そして以上の第１基板１１ａおよび第２基板１１ｂの外側には、ここでの図示を省略した一対の偏向板が配置され、さらに第１基板１１ａ側の偏向板の外側に、バックライトパネル５が配置されて表示装置１を構成している。

＜バックライトパネル５の平面構成＞
図１に示すように、バックライトパネル５は、有機電界発光素子を備えたものであり、シャッタ素子パネル３における第１基板１１ａ側に配置されている。このバックライトパネル５は、透明基板５１の一主面上に、積層型素子ＥＬ１と単層型素子ＥＬ２とを備えたものである。ここでは一例として、透明基板５１におけるシャッタ素子パネル３とは逆側の面上に積層型素子ＥＬ１と単層型素子ＥＬ２とが配置された構成となっている。

透明基板５１上において積層型素子ＥＬ１と単層型素子ＥＬ２とは、シャッタ素子パネル３におけるシャッタ素子３ａの配列方向に沿ってストライプ状に配置され、例えばシャッタ素子パネル３に設けた信号線１５に沿った列方向（垂直方向）に延設されている。また積層型素子ＥＬ１と単層型素子ＥＬ２とは、走査線１３に沿った行方向（垂直方向）に交互に配置されている。

そして特に、シャッタ素子３ａの列毎に、一対の積層型素子ＥＬ１と単層型素子ＥＬ２とが配置された構成である。尚、説明のため、図１においてはシャッタ素子パネル３とバックライトパネル５とをずらした状態を示しているが、各シャッタ素子３ａに対して１対の積層型素子ＥＬ１と単層型素子ＥＬ２とが積層された配置状態となっている。

また透明基板５１には、積層型素子ＥＬ１および単層型素子ＥＬ２を駆動するための発光駆動回路５３が接続されている。この発光駆動回路５３は、以降に詳細に説明する積層型素子ＥＬ１の第１電極５５-1〜第４電極５５-4、および単層型素子ＥＬ２の第１電極５７-1および第２電極５７-2に対し、各発光ユニットの発光を制御するための電圧を個別に供給する。

＜バックライトパネル５の層構成＞
図１および図２に示すように、バックライトパネル５は、ガラス基板やプラスチック基板のような透明基板５１におけるシャッタ素子パネル３とは逆側の面上に積層型素子ＥＬ１と単層型素子ＥＬ２とが配置された構成である。積層型素子ＥＬ１および単層型素子ＥＬ２で得られた発光光は、透明基板５１を介してシャッタ素子パネル３側に取り出される。積層型素子ＥＬ１および単層型素子ＥＬ２の構成は、次のようである。

［積層型素子ＥＬ１］
図３は、積層型素子ＥＬ１の概略断面構成図である。この図に示すように、積層型素子ＥＬ１は、透明基板５１側から順に、例えば第１電極５５-1、第２電極５５-2、第３電極５５-3、および第４電極５５-4を有している。これらの電極の間には、異なる発光色の発光ユニットが挟持されている。

一例として第１電極５５-1と第２電極５５-2との間には赤色発光ユニット５５ｒが挟持されている。これらの第１電極５５-1および第２電極５５-2は、赤色発光ユニット５５ｒに対して何れか一方が陽極として機能し、何れか他方が陰極として機能する。赤色発光ユニット５５ｒは、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子との再結合によって赤色（Ｒ）の発光光ｈｒが得られる構成である。

また第２電極５５-2と第３電極５５-3との間には緑色発光ユニット５５ｇが挟持されている。これらの第２電極５５-2および第３電極５５-3は、緑色発光ユニット５５ｇに対して何れか一方が陽極として機能し、何れか他方が陰極として機能する。緑色発光ユニット５５ｇは、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子との再結合によって緑色（Ｇ）の発光光ｈｇが得られる構成である。

さらに第３電極５５-3と第４電極５５-4との間には青色発光ユニット５５ｂが挟持されている。これらの第３電極５５-3および第４電極５５-4は、青色発光ユニット５５ｂに対して何れか一方が陽極として機能し、何れか他方が陰極として機能する。青色発光ユニット５５ｂは、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子との再結合によって青色（Ｂ）の発光光ｈｂが得られる構成である。

以上のような第１電極５５-1〜第４電極５５-4のうち、発光ユニット５５ｒ，５５ｇ，５５ｂにおいて得られた発光光ｈｒ，ｈｇ，ｈｂが透過する第１電極５５-1、第２電極５５-2、および第３電極５５-3は、光透過性を有する導電性材料を用いて構成される。このような光透過性を有する導電性材料としては、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＴｉＯ_２（酸化チタン）、ＳｎＯ_２（酸化スズ）、ＩＺＯ（登録商標：酸化インジウム亜鉛）等の酸化物半導体、さらには光透過性を有する程度の薄膜状の銀（Ａｇ）が用いられる。

特に、これらの第１電極５５-1、第２電極５５-2、および第３電極５５-3は、低抵抗でありながらも十分な光透過性を有する銀薄膜によって構成されることが好ましい。銀薄膜を用いた場合、その成膜下地層として、窒素含有層のような銀薄膜の成膜均一性を確保できる層を設けることが好ましい。このような層は、発光ユニットの一部として、例えば正孔注入層や電子注入層を兼ねることが好ましい。尚、銀薄膜は、陽極として用いられることが好ましい。

一方、第４電極５５-4は、光反射性を有する導電性材料を用いて構成される。このような光反射性を有する導電性材料としては、アルミニウムのような金属材料が用いられ、これらの材料の中から仕事関数を考慮した材料が選択して用いられる。

また赤色発光ユニット５５ｒ、緑色発光ユニット５５ｇ、および青色発光ユニット５５ｂは、有機電界発光素子の発光ユニットとして全体的な層構造が限定されることはない。一例として、陽極側から順に［正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層］を積層した構成が例示されるが、このうち少なくとも有機材料を用いて構成された発光層を有することが必須である。正孔注入層および正孔輸送層は、正孔輸送／注入層として設けられても良い。電子輸送層および電子注入層は、電子輸送／注入層として設けられても良い。

また赤色発光ユニット５５ｒ、緑色発光ユニット５５ｇ、および青色発光ユニット５５ｂは、透明基板５１側からの積層順が限定されることはなく、それぞれの特性によって適した積層順で配置されれば良い。また積層型素子ＥＬ１を構成する各色の発光ユニットは、赤色発光ユニット５５ｒ、緑色発光ユニット５５ｇ、および青色発光ユニット５５に限定されることはなく、さらにこれらの補色の発光光が得られるものやＲＧＢを発光するものを積層してもよく、またＲＧＢの各補色を発光する発光ユニットを積層させた構成であってもよい。

以上のような積層型素子ＥＬ１は、発光駆動回路５３によって第１電極５５-1〜第４電極５５-4に供給する電圧を制御することにより、赤色（Ｒ）の発光光ｈｒ、緑色（Ｇ）の発光光ｈｇ、青色（Ｂ）の発光光ｈｂを自在に発光させることができる。

［単層型素子ＥＬ２］
図４は、単層型素子ＥＬ２の概略断面構成図である。この図に示すように、単層型素子ＥＬ２は、例えば透明基板５１側から順に積層された第１電極５７-1および第２電極５７-2を有している。これらの電極の間には、白色発光ユニット５７ｗが挟持されている。

これらの第１電極５７-1および第２電極５７-2は、白色発光ユニット５７ｗに対して何れか一方が陽極として機能し、何れか他方が陰極として機能する。白色発光ユニット５７ｗは、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子との再結合によって白色（Ｗ）の発光光ｈｗが得られる構成である。

またこのうち白色発光ユニット５７ｗにおいて得られた発光光が透過する第１電極５７-1は、光透過性を有する導電性材料を用いて構成される。このような光透過性を有する導電性材料としては、積層型素子ＥＬ１の第１電極５５-1などと同様のものが、同様に用いられる。一方、第２電極５７-2は、光反射性を有する導電性材料を用いて構成される。このような光反射性を有する導電性材料としては、積層型素子ＥＬ１の第４電極５５-4と同様のものが、同様に用いられる。

また白色発光ユニット５７ｗは、白色（Ｗ）の発光光ｈｗが得られる構成であればよい。発光光ｈｗの色温度は２０００Ｋ〜１２０００Ｋの範囲の値をとる。このような白色発光ユニット５７ｗは、互いに補色となる発光光が得られる発光ユニットを、中間層を介して積層した構成であってもよい。各発光ユニットの構成は、有機電界発光素子の発光ユニットとして全体的な層構造が限定されることはなく、積層型素子ＥＬ１のそれと同様である。

以上のような単層型素子ＥＬ２は、発光駆動回路５３によって第１電極５７-1および第２電極５７-2に供給する電圧を制御することにより、白色（Ｗ）の発光光ｈｗを自在に発光させることができる。

尚、以上においては、積層型ＥＬ１のいずれかの電極と、積層型ＥＬ２のいずれかの電極が共通電極として設けられていてもよい。例えば、積層型素子ＥＬ１の第１電極５５-1と単層型素子ＥＬ２の第１電極５７-1とが、共通電極として設けられているか、または積層型素子ＥＬ１の第４電極５５-4と単層型素子ＥＬ２の第２電極５７-2とが、共通電極として設けられていてもよい。

また以上のような構成の積層型素子ＥＬ１および単層型素子ＥＬ２を構成する各層は、その形成方法が限定されることはなく、蒸着法や塗布法などの適宜の方法が採用される。また、これらの積層型素子ＥＬ１および単層型素子ＥＬ２の各発光ユニットは、少なくとも有機材料を用いて構成された発光層を有する。このため、ここでの図示を省略した封止部材によって封止されていることとするが、その封止構造が限定されることはなく、中空構造であってもシール剤充填構造であってもよい。

＜表示装置１の駆動方法＞
図５は、表示装置１の駆動方法を説明するためのタイミングチャート図であり、１フレームの期間を示している。以下に、図５とともに先の図１〜図４を参照しつつ、表示装置１の駆動方法を説明する。尚、図５において、走査線１３の駆動についてのタイミングチャートは、ハイ期間が薄膜トランジスタＴｒのゲートのオン状態とし、発光ユニットの駆動についてのタイミングチャートは、ハイ期間が各発光ユニットの発光期間を表している。

先ず、シャッタ素子パネル３における走査線駆動回路１３ａは、１フレームを分割した第１期間ｔ１〜第４期間ｔ４毎に、走査線１３に対して順次に行選択信号を供給する。これにより、各第１期間ｔ１〜第４期間ｔ４において、シャッタ素子３ａが行毎に順次選択される。ここで、１フレームの分割数は、バックライトパネル５に設けられた発光ユニットの発光色の数（ここではＷ，Ｒ，Ｇ，Ｂの４色）に対応していることとする。各第１期間ｔ１〜第４期間ｔ４は、バックライトパネル５に設けられた発光ユニットの発光色に割り当てられた期間となっている。

一方、信号線駆動回路１５ａは、走査線１３に対する行選択信号の供給のタイミングに合わせて、各信号線１５に対して輝度情報に応じた映像信号を順次に供給する。

これにより、選択された走査線１３に接続された各シャッタ素子３ａの画素電極１９に対して、各信号線１５から供給された信号量に応じた電圧が印加され、その電圧に応じて各シャッタ素子３ａのシャッタが開口する。ここでは、各画素電極１９部分に対応する液晶層ＬＣの液晶分子が、画素電極１９に印加された電圧に応じた傾きとなることで、各信号線１５から供給された信号量に応じた開口率でシャッタ素子３ａが開口した状態となる。

そして一つの期間（例えば第１期間ｔ１）において、走査線駆動回路１３ａによる全ての走査線１３の選択が終了したところで、全てのシャッタ素子３ａが各信号線１５から供給された信号量に応じて開口した状態となる。

一方、バックライトパネル５は、１フレームの期間内に次のように駆動される。すなわち発光駆動回路５３は、１フレームを分割した第１期間ｔ１〜第４期間ｔ４において、第１期間ｔ１〜第４期間ｔ４に対して割り当てられた発光色の順に、積層型素子ＥＬ１および単層型素子ＥＬ２の各発光ユニットを順次に発光させる。

例えば第１期間ｔ１に白色（Ｗ）の発光が割り当てられていれば、第１期間ｔ１では単層型素子ＥＬ２の白色発光ユニット５７ｗを発光させる。同様に、第２期間ｔ２では積層型素子ＥＬ１の赤色発光ユニット５５ｒを発光させ、第３期間ｔ３では緑色発光ユニット５５ｇを発光させ、第４期間ｔ４では青色発光ユニット５５ｂを発光させる。尚、各発光ユニットの発光は、シャッタ素子パネル３の信号線駆動回路１５ａに供給される輝度情報に応じた映像信号に合わせて各発光に際しての輝度を制御する、いわゆるローカルディミング対応としても良い。

第１期間ｔ１〜第４期間ｔ４において発生したそれぞれの発光光ｈｗ，ｈｒ，ｈｇ，ｈｂは、第１期間ｔ１〜第４期間ｔ４においてのシャッタ素子３ａの開口率にしたがって当該シャッタ素子３ａを透過する。

以上により、１フレームの期間において白色（Ｗ）の発光光ｈｗ、赤色（Ｒ）の発光光ｈｒ、緑色（Ｇ）の発光光ｈｇ、および青色（Ｂ）の発光光ｈｂが、時分割で表示されたフィードシーケンシャル方式の駆動が行われる。

尚、発光駆動回路５３は、第１期間ｔ１〜第４期間ｔ４において、１行目の走査線から最終行目の走査線が選択し終わるまでの間をブランク期間ｔｂとし、このブランク期間ｔｂには発光ユニットにおける発光を停止させる。これにより、全てのシャッタ素子においてブランク期間ｔｂは黒表示（Ｂｋ）となり、シャッタ素子の行毎に各色の透過量が異なることを防止する。またこの駆動においては、１つのシャッタ素子３ａに対応する部分が１画素となる。

＜第１実施形態の効果＞
以上のような構成の表示装置１は、シャッタ素子パネル３に重ねて有機電界発光素子を設けたバックライトパネル５を設けた構成であるため、額縁の小型化と薄型化を達成することが可能である。

またこの表示装置１は、有機電界発光素子として、赤色発光ユニット５５ｒ，緑色発光ユニット５５ｇ，青色発光ユニット５５ｂを備えた積層型素子ＥＬ１の他に、白色発光ユニット５７ｗを備えた単層型素子ＥＬ２を設けた構成である。これにより表示画面全体の輝度の向上が図られ、赤色（Ｒ）の発光光ｈｒ、緑色（Ｇ）の発光光ｈｇ、および青色（Ｂ）の発光光ｈｂの発光のみを用いた場合と比較して消費電力を削減することが可能である。また積層型素子ＥＬ１とは別に、白色発光ユニット５７ｗを備えた単層型素子ＥＬ２を設けたことにより、赤色発光ユニット５５ｒ，緑色発光ユニット５５ｇ，青色発光ユニット５５ｂからの各色発光光の発光が妨げられることがなく、これによってもさらなる低消費電力化の達成が可能である。

この結果、特にバッテリー容量が不足しがちなスマートデバイスの表示部としてこの表示装置１を用いた場合であっても、デバイスの駆動時間の向上を図ることが可能になる。

≪第１実施形態の変形例≫
図６は、第１実施形態の変形例を説明する要部の概略平面図である。この図に示す表示装置１Ａが、第１実施形態の表示装置１と異なるところは、バックライトパネル５Ａの構成にある。すなわちバックライトパネル５Ａは、行方向に隣接して配置されたシャッタ素子３ａの列間において、積層型素子ＥＬ１が共通素子として配置されると共に、単層型素子ＥＬ２が共通素子して配置されているところにある。他の構成は、駆動方法も含めて第１実施形態と同様である。

この様な変形例の構成とすることにより、積層型素子ＥＬ１および単層型素子ＥＬ２のパターンの大型化を図ることができ、さらに画素の微細化への対応が容易となる。

≪第２実施形態≫
図７および図８は、本発明を適用した第２実施形態の表示装置１’の構成を説明する図面である。これらの図に示す表示装置１’が、図１〜図５を用いて説明した第１実施形態の表示装置と異なるところは、シャッタ素子パネル３’の平面構成、走査線駆動回路１３ａによる走査線の選択手順、および発光駆動回路５３’による発光制御にある。シャッタ素子３ａ、積層型素子ＥＬ１、単層型素子ＥＬ２、およびその他の構成は、第１実施形態と同様である。このため以下において第１実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

＜シャッタ素子パネル３’の平面構成＞
図７は、第２実施形態の表示装置１’の平面構成を説明する要部の概略平面図である。この図に示すように、シャッタ素子パネル３’の第１基板１１ａ上には、第１走査線１３-1と第２走査線１３-2とを１組とし、複数組の第１走査線１３-1と第２走査線１３-2とが行方向（ここでは水平方向）に配線されている。1組の第１走査線１３-1と第２走査線１３-2とは、近接して配線される。

また、第１基板１１ａ上には、第１信号線１５-1と第２信号線１５-1とを１組とし、複数組の第１信号線１５-1と第２信号線１５-2とが列方向（垂直方向に）に配線されている。1組の第１信号線１５-1と第２信号線１５-2とは、これらの間にシャッタ素子３ａが配置される程度に間隔を保って配線され、ここではの第１信号線１５-1と第２信号線１５-2とが交互に配線されている。

そして、第１走査線１３-1および第２走査線１３-2と、第１信号線１５-1との各交差部に、１つのシャッタ素子３ａが設けられている。同様に、第１走査線１３-1および第２走査線１３-2と、第２信号線１５-2との各交差部に、１つのシャッタ素子３ａが設けられている。この他、第１基板１１ａ上には、第１走査線１３-1および第２走査線１３-2と平行に共通配線１７が配線されている。

さらに第１基板１１ａ上における周縁部には、第１走査線１３-1を駆動するための第１走査線駆動回路１３ａ-1、第２走査線１３-2を駆動するための第２走査線駆動回路１３ａ-2、輝度情報に応じた映像信号（すなわち入力信号）を第１信号線１５-1に供給する第１信号線駆動回路１５ａ-1および第２信号線１５-2に供給する第２信号線駆動回路１５ａ-2が配置されている。

各シャッタ素子３ａの構成は、開閉回路を含めて第１実施形態と同様である。ただし、シャッタ素子３ａは、バックライトパネル５’における１つの積層型素子ＥＬ１に１列分のシャッタ素子３ａを重ね、１つの単層型素子ＥＬ２に１列分のシャッタ素子３ａを重ねる状態で配置されている。

以上のシャッタ素子３ａのうち、積層型素子ＥＬ１に重ねて配置されたシャッタ素子３ａは、第１走査線１３-1および第１信号線１５-1に接続される。一方、単層型素子ＥＬ２に重ねて配置されたシャッタ素子３ａは、第２走査線１３-2および第２信号線１５-2に接続される。

これにより、第１基板１１ａ上に行列状に配置されたシャッタ素子３ａのうち、第１走査線１３-1および第２走査線１３-2と平行な行方向に配置されたシャッタ素子３ａは、第１走査線１３-1および第２走査線１３-2に対して交互に接続され、また第１信号線１５-1および第２信号線１５-2に対して交互に接続された状態となる。

＜シャッタ素子パネル３’の層構成＞
図８は、第２実施形態の表示装置１’の層構成を説明する要部の概略断面図であり、図７のＡ−Ａ’断面に相当する図である。この図に示すように、第２実施形態のシャッタ素子パネル３’の層構成は、第１実施形態のシャッタ素子パネルの層構成と同様である。ただし、１つのシャッタ素子３ａは、バックライトパネル５’における１つの積層型素子ＥＬ１または１つの単層型素子ＥＬ２のみに重ねて配置されている。

＜バックライトパネル５’の平面構成および層構成＞
図７および図８に示すように、バックライトパネル５’の平面構成および層構成は、第１実施形態と同様である。また、積層型素子ＥＬ１および単層型素子ＥＬ２の構成は、第1実施形態において図３および図４を用いて説明した構成と同様である。ただし、積層型素子ＥＬ１と単層型素子ＥＬ２とは、シャッタ素子３ａの列毎に交互に配置されている。ただし、発光駆動回路５３’による積層型素子ＥＬ１と単層型素子ＥＬ２の駆動手順は、以降に説明するように、第１実施形態とは異なる手順となっている。

＜表示装置１’の駆動方法＞
図９は、表示装置１’の駆動方法を説明するためのタイミングチャート図であり、１フレームの期間を示している。以下に、図９とともに先の図３〜図４および図７〜図８を参照しつつ、表示装置１’の駆動方法を説明する。尚、図９において、第１走査線１３-１の駆動および第２走査線１３−２の駆動についてのタイミングチャートは、ハイ期間が薄膜トランジスタＴｒのゲートのオン状態とし、発光ユニットのタイミングチャートは、ハイ期間が各発光ユニットの発光期間を表している。

先ず、シャッタ素子パネル３’における第１走査線駆動回路１３ａ-1は、１フレームを分割した第１期間ｔ１〜第３期間ｔ３毎に、第１走査線１３-1に対して順次に行選択信号を供給する。これにより、各第１期間ｔ１〜第３期間ｔ３において、積層型素子ＥＬ１に重ねられたシャッタ素子３ａが行毎に順次選択される。ここで、１フレームの分割数は、バックライトパネル５’の積層型素子ＥＬ１に設けられた発光ユニットの発光色の数（ここではＲ，Ｇ，Ｂの３色）に対応していることとする。各第１期間ｔ１〜第３期間ｔ３は、積層型素子ＥＬ１に設けられた発光ユニットの発光色に割り当てられた期間となっている。

また第２走査線駆動回路１３ａ-2は、１フレーム毎に、第２走査線１３-2に対して順次に行選択信号を供給する。これにより、１フレームにおいて、単層型素子ＥＬ２に重ねられたシャッタ素子３ａが行毎に順次選択される。

一方、第１信号線駆動回路１５ａ-1は、第１走査線１３-1に対する行選択信号の供給のタイミングに合わせて、各第１信号線１５-1に対して輝度情報に応じた映像信号を順次に供給する。この際、１フレームを分割した第１期間ｔ１〜第３期間ｔ３毎に、第１信号線１５-1から映像信号が供給される。

また第２信号線駆動回路１５ａ-2は、第２走査線１３-2に対する行選択信号の供給のタイミングにあわせて、各第２信号線１５-2に対して輝度情報に応じた映像信号を順次に供給する。この際、１フレーム毎に信号線１５から映像信号が供給される。

これにより、選択された第１走査線１３-1および第２走査線１３-2に接続された各シャッタ素子３ａの画素電極１９に対して、第１信号線１５-1または第２信号線１５-2から供給された信号量に応じた電圧が印加され、その電圧に応じて各シャッタ素子３ａのシャッタが開口する。ここでは、各画素電極１９部分に対応する液晶層ＬＣの液晶分子が、画素電極１９に印加された電圧に応じた傾きとなることで、各信号線１５から供給された信号量に応じて開口した状態となる。

この際、第１走査線１３-1が接続され積層型素子ＥＬ１に接続されたシャッタ素子３ａは、１フレームを分割した第１期間ｔ１〜第３期間ｔ３毎に、信号量に応じて開口状態が変化する。一方、第２走査線１３-2が接続され単層型素子ＥＬ２に接続されたシャッタ素子３ａは、１フレームごとに信号量に応じて開口状態が変化する。

一方、バックライトパネル５’は、１フレームの期間内に次のように駆動される。すなわち発光駆動回路５３’は、１フレームの第１期間ｔ１〜第３期間ｔ３において、第１期間ｔ１〜第３期間ｔ３に対して割り当てられた発光色の順に、積層型素子ＥＬ１の各発光ユニットを順次に発光させる。

例えば第１期間ｔ１に赤色（Ｒ）の発光が割り当てられていれば、第１期間ｔ１では積層型素子ＥＬ１の赤色発光ユニット５５ｒを発光させる。同様に、第２期間ｔ２では積層型素子ＥＬ１の緑色発光ユニット５５ｇを発光させ、第３期間ｔ３では青色発光ユニット５５ｂを発光させる。尚、各発光ユニットの発光は、シャッタ素子パネル３’の第１信号線駆動回路１５ａ-1および第２信号線駆動回路１５ａ-2に供給される輝度情報に応じた映像信号に合わせて各発光に際しての輝度を制御する、いわゆるローカルディミング対応としても良い。

第１期間ｔ１〜第３期間ｔ３において、積層型素子ＥＬ１から発生したそれぞれの発光光ｈｒ，ｈｇ，ｈｂは、第１期間ｔ１〜第３期間ｔ３においてのシャッタ素子３ａの開口率にしたがって当該シャッタ素子３ａを透過する。

また発光駆動回路５３’は、１フレームの期間において積層型素子ＥＬ１の各発光ユニットを順次に発光させると共に、単層型素子ＥＬ２の白色発光ユニット５７ｗを発光させる。

１フレームの期間において、単層型素子ＥＬ２から発生した発光光ｈｗは、１フレームの期間においてのシャッタ素子３ａの開口率にしたがって当該シャッタ素子３ａを透過する。

以上により、１フレームの期間において赤色（Ｒ）の発光光ｈｒ、緑色（Ｇ）の発光光ｈｇ、および青色（Ｂ）の発光光ｈｂが時分割で表示されたフィードシーケンシャル方式の駆動が行われる。またこれと並行して、１フレームの期間において、白色（Ｗ）の発光光ｈｗが表示される。

尚、発光駆動回路５３’は、第１期間ｔ１〜第３期間ｔ３において、１行目の第１走査線１３-1から、最終行目の第１走査線１３-1が選択し終わるまでの間をブランク期間ｔｂとする。また１フレームの期間において、１行目の第２走査線１３-2から、最終行目の第２走査線１３-2が選択し終わるまでの間をブランク期間ｔｂとする。そして、このブランク期間ｔｂには発光ユニットにおける発光を停止させる。これにより、全てのシャッタ素子３ａにおいてブランク期間ｔｂは黒表示（Ｂｋ）となり、シャッタ素子３ａの行毎に各色の透過量が異なることを防止する。またこの駆動においては、積層型素子ＥＬ１と単層型素子ＥＬ２とに重なる２つのシャッタ素子３ａに対応する部分がそれぞれサブ画素を構成し、これらの２つのシャッタ素子３ａで１画素となる。

＜第２実施形態の効果＞
以上のような構成の表示装置１’は、シャッタ素子パネル３’に重ねて有機電界発光素子を設けたバックライトパネル５’を設けた構成であるため、第１実施形態の表示装置と同様に、額縁の小型化と薄型化を達成することが可能である。

しかも、第１実施形態の表示装置と同様に、有機電界発光素子として、赤色発光ユニット５５ｒ，緑色発光ユニット５５ｇ，青色発光ユニット５５ｂを備えた積層型素子ＥＬ１の他に、白色発光ユニット５７ｗを備えた単層型素子ＥＬ２を設けた構成であるため、第１実施形態の表示装置と同様に低消費電力化の達成が可能である。

≪第２実施形態の変形例≫
図１０は、第２実施形態の変形例を説明する要部の概略平面図である。この図に示す表示装置１Ａ’が、第２実施形態の表示装置１’と異なるところは、バックライトパネル５Ａ’の構成にある。すなわちバックライトパネル５Ａ’は、行方向に隣接して配置されたシャッタ素子３ａの列間において、積層型素子ＥＬ１が共通素子として配置されると共に、単層型素子ＥＬ２が共通素子して配置されているところにある。またこの場合、1組の第１信号線１５-1と第２信号線１５-2とは、交互に配置を入れ替えて配線されて、１列目が第２信号線１５-2、第１信号線１５-1の順であれば、次の列は第１信号線１５-1、第２信号線１５-2の順で配置され、さらに次の列では順番を入れ替えて配線されることになる。他の構成は、シャッタ素子３ａとの接続状態および駆動方法も含めて第２実施形態と同様である。

この様な変形例の構成とすることにより、積層型素子ＥＬ１および単層型素子ＥＬ２のパターンの大型化を図ることができ、さらに画素の微細化への対応が容易となる。

尚、以上の第１実施形態および第２実施形態、さらにこれらの変形例においては、単層型素子ＥＬ２として、白色発光ユニット５７ｗを備えた有機電界発光素子を用いる構成を例示した。しかしながら、単層型素子ＥＬ２は、このような構成に限定されることはなく、例えば積層型素子ＥＬ１において得られる単色の発光光に対する補色の発光光が得られる発光ユニットを備えたものであっても良い。このような構成であっても表示画面全体の輝度の向上が図られるため、同様の効果を得ることが可能である。

１，１’，１Ａ，１Ａ’…表示装置、３ａ…シャッタ素子、３，３’，３Ａ’…シャッタ素子パネル、５，５’，５Ａ，５Ａ’…バックライトパネル、１３…走査線、１３-1…第１走査線、１３-2…第２走査線、１５…信号線、１５-1…第１信号線、１５-2…第２信号線、５３，５３’…発光駆動回路、５５-1…第１電極（積層型素子）、５５-2…第２電極（積層型素子）、５５-3…第３電極（積層型素子）、５５-4…第４電極（積層型素子）、５５ｒ…赤色発光ユニット、５５ｇ…緑色発光ユニット、５５ｂ…青色発光ユニット、５７-1…第１電極（単層型素子）、５７-2…第２電極（単層型素子）、５７ｗ…白色発光ユニット、ＥＬ１…積層型素子（有機電界発光素子）、ＥＬ２…単層型素子（有機電界発光素子）

Claims (7)

1. 光の透過を制御するシャッタ素子が行列状に配置された光透過型のシャッタ素子パネルと、
   有機電界発光素子を有し前記シャッタ素子パネルに重ねて配置されたバックライトパネルとを備え、
   前記有機電界発光素子として、複数の電極間に各色の発光ユニットをそれぞれ挟持させた積層型素子と、一対の電極間に白色または前記各色のうちの何れかに対する補色となる発光ユニットを挟持した単層型素子とが用いられ、
   前記積層型素子と前記単層型素子とは、前記シャッタ素子に重なる状態で当該シャッタ素子の配列方向に沿ったストライプ状に配置された
   表示装置。
2. 前記シャッタ素子の列毎に、一対の前記積層型素子と前記単層型素子とが配置された
   請求項１記載の表示装置。
3. 行方向に隣接して配置された前記シャッタ素子の列間において、前記積層型素子が共通素子として配置されると共に前記単層型素子が共通素子して配置された
   請求項２記載の表示装置。
4. 前記シャッタ素子パネルは、複数の走査線および当該走査線と異なる方向に延設された複数の信号線を有し、
   前記走査線と前記信号線との各交差部に、これらの走査線および信号線に接続された状態で前記各シャッタ素子が配置され、
   前記バックライトパネルは、前記積層型素子の各電極および単層型素子の各電極に接続された発光駆動回路を有し、
   前記発光駆動回路は、前記走査線の駆動による前記シャッタ素子の選択に合わせて、前記積層型素子を構成する前記各色の発光ユニットおよび前記単層型素子を構成する発光ユニットを順次発光させる
   請求項２または３に記載の表示装置。
5. 前記シャッタ素子の２列を１組とし、当該２列のシャッタ素子列毎に、前記積層型素子と単層型素子とが配置された
   請求項１記載の表示装置。
6. 行方向に隣接して配置された前記シャッタ素子の列間において、前記積層型素子が共通素子として配置されると共に前記単層型素子が共通素子して配置された
   請求項５記載の表示装置。
7. 前記シャッタ素子パネルは、複数組の第１走査線および第２走査線と、当該第１走査線および第２走査線と異なる方向に延設された複数組の第１信号線および第２信号線とを有し、
   前記各組の第１走査線および前記第２走査線と前記各第１信号線との交差部に、前記積層型素子に重ねて配置された前記シャッタ素子が、当該第１走査線および当該第１信号線に接続された状態で配置され、
   前記各組の第１走査線および前記第２走査線と前記各第２信号線との交差部に、前記単層型素子に重ねて配置された前記シャッタ素子が、当該第２走査線および当該第２信号線に接続された状態で配置され、
   前記バックライトパネルは、前記積層型素子の各電極および単層型素子の各電極に接続された発光駆動回路を有し、
   前記発光駆動回路は、前記第１走査線の駆動による前記シャッタ素子の選択に合わせて、前記積層型素子を構成する前記各色の発光ユニットを順次発光させ、前記第２走査線の駆動による前記シャッタ素子の選択に合わせて、前記単層型素子を構成する発光ユニットを発光させる
   請求項５または６記載の表示装置。

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