JP2007042443A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ホワイトバランスの経時劣化を生じ難く且つ表示品位に優れた表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の表示装置は、第1発光素子を含んだ第1サブ画素と、第1発光素子とは発光色が異なると共に等しい電流密度で通電し続けたときに第1発光素子と比較して劣化がより速い第2発光素子を含んだ第2サブ画素と、第1発光素子を挟んで第2発光素子と隣り合い且つ第1及び第2発光素子とは発光色が異なると共に等しい電流密度で通電し続けたときに第1発光素子と比較して劣化がより遅い第3発光素子を含んだ第3サブ画素とを各々が備えた複数の画素を具備し、第1サブ画素の発光領域EA1と第2サブ画素の発光領域EA2との間の中心間距離X12と、第1サブ画素の発光領域EA1と第3サブ画素の発光領域EA3との間の中心間距離X13とは、不等式:0<(X12−X13)/(X12+X13)<0.17に示す関係を満足していることを特徴とする。
【選択図】 図3
【解決手段】本発明の表示装置は、第1発光素子を含んだ第1サブ画素と、第1発光素子とは発光色が異なると共に等しい電流密度で通電し続けたときに第1発光素子と比較して劣化がより速い第2発光素子を含んだ第2サブ画素と、第1発光素子を挟んで第2発光素子と隣り合い且つ第1及び第2発光素子とは発光色が異なると共に等しい電流密度で通電し続けたときに第1発光素子と比較して劣化がより遅い第3発光素子を含んだ第3サブ画素とを各々が備えた複数の画素を具備し、第1サブ画素の発光領域EA1と第2サブ画素の発光領域EA2との間の中心間距離X12と、第1サブ画素の発光領域EA1と第3サブ画素の発光領域EA3との間の中心間距離X13とは、不等式:0<(X12−X13)/(X12+X13)<0.17に示す関係を満足していることを特徴とする。
【選択図】 図3
Description
本発明は、表示装置に係り、特には各画素が互いに異なる色の光を放出する複数の発光素子を含んだ表示装置に関する。
カラー画像を表示可能な表示装置では、通常、各画素は、表示色が青、緑、赤色の3つのサブ画素を含んでいる。例えば、カラー画像を表示可能な有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置では、典型的には、各画素は、発光色が青色の発光素子を含んだサブ画素と、発光色が緑色の発光素子を含んだサブ画素と、発光色が赤色の発光素子を含んだサブ画素とで構成されている。
ところで、青、緑、赤色の有機EL素子に互いに等しい電流密度で通電し続けた場合、一般に、青色の有機EL素子は、緑及び赤色の有機EL素子と比較して、より速やかに劣化する。そのため、例えば、青、緑、赤色の有機EL素子の電流密度を互いに等しくして白色画像を表示する設計を採用した場合、この白色画像は、時間の経過と共に純粋な白色から黄色がかった白色へと変化する。
この問題に対し、特許文献1には、青色の有機EL素子の発光面積を、緑及び赤色の有機EL素子の発光面積と比較してより大きくすることが記載されている。このような構造を採用すると、白色画像表示時において、青色の有機EL素子の電流密度を、緑及び赤色の有機EL素子の電流密度と比較してより小さくすることができる。それゆえ、例えば、青、緑、赤色の有機EL素子で劣化の速度を互いにほぼ等しくすることができ、したがって、ホワイトバランスの経時劣化を生じ難くすることができる。
しかしながら、本発明者らは、本発明を為すに際し、有機EL表示装置に先の構造を採用すると、表示品位の劣化を生じる可能性があることを見い出している。
特開2003−168561号明細書
本発明の目的は、ホワイトバランスの経時劣化を生じ難く且つ表示品位に優れた表示装置を提供することにある。
本発明の一側面によると、第1発光素子を含んだ第1サブ画素と、前記第1発光素子とは発光色が異なると共に等しい電流密度で通電し続けたときに前記第1発光素子と比較して劣化がより速い第2発光素子を含んだ第2サブ画素と、前記第1発光素子を挟んで前記第2発光素子と隣り合い且つ前記第1及び第2発光素子とは発光色が異なると共に等しい電流密度で通電し続けたときに前記第1発光素子と比較して劣化がより遅い第3発光素子を含んだ第3サブ画素とを各々が備えた複数の画素を具備し、前記第1サブ画素の発光領域と前記第2サブ画素の発光領域との間の中心間距離X12と、前記第1サブ画素の発光領域と前記第3サブ画素の発光領域との間の中心間距離X13とは、不等式:0<(X12−X13)/(X12+X13)<0.17に示す関係を満足していることを特徴とする表示装置が提供される。
本発明によると、ホワイトバランスの経時劣化を生じ難く且つ表示品位に優れた表示装置が提供される。
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
図1は、本発明の一態様に係る表示装置を概略的に示す平面図である。図2は、図1の表示装置に採用可能な構造の一例を概略的に示す断面図である。なお、図2では、表示装置を、その表示面,すなわち前面又は光出射面,が下方を向き、背面が上方を向くように描いている。
図1の表示装置は、アクティブマトリクス型駆動方式を採用した下面発光型の有機EL表示装置である。この表示装置はカラー画像を表示可能であり、各々の画素PXは3つのサブ画素PX1乃至PX3を含んでいる。
この有機EL表示装置は、アレイ基板ASと、映像信号線ドライバXDRと、走査信号線ドライバYDRとを含んでいる。
アレイ基板ASは、例えば、ガラス基板などの絶縁基板SUBを含んでいる。
基板SUB上には、図2に示すように、アンダーコート層UCとして、例えば、SiNx層とSiOx層とが順次積層されている。
基板SUB上には、図2に示すように、アンダーコート層UCとして、例えば、SiNx層とSiOx層とが順次積層されている。
アンダーコート層UC上には、例えばチャネル及びソース・ドレインが形成されたポリシリコン層である半導体層SC、例えばTEOS(TetraEthyl OrthoSilicate)などを用いて形成され得るゲート絶縁膜GI、及び例えばMoWなどからなるゲートGが順次積層されており、それらは電界効果トランジスタであるトップゲート型の薄膜トランジスタを構成している。この例では、これら薄膜トランジスタは、pチャネル薄膜トランジスタであり、図1の駆動制御素子DR及びスイッチSWa乃至SWcとして利用している。
ゲート絶縁膜GI上には、図1に示す走査信号線SL1及びSL2と、図示しない下部電極とがさらに配置されている。走査信号線SL1及びSL2並びに下部電極は、ゲートGと同一の工程で形成可能である。
走査信号線SL1及びSL2は、図1に示すように、各々が画素PXの行方向(X方向)に延びており、画素PXの列方向(Y方向)に交互に配列している。これら走査信号線SL1及びSL2は、走査信号線ドライバYDRに接続されている。
下部電極は、駆動制御素子DRのゲートに接続されている。下部電極は、後述するキャパシタCの一方の電極として利用する。
ゲート絶縁膜GI、ゲートG、走査信号線SL1及びSL2、並びに下部電極は、図2に示す層間絶縁膜IIで被覆されている。層間絶縁膜IIは、例えばプラズマCVD法などにより成膜されたSiOxなどからなる。この層間絶縁膜IIのうち下部電極上の部分は、キャパシタCの誘電体層として利用する。
層間絶縁膜II上には、図2に示すソース電極SE及びドレイン電極DE、図1に示す映像信号線DL、電源線PSL、並びに図示しない上部電極が配置されている。これらは、同一工程で形成可能であり、例えば、Mo/Al/Moの三層構造を有している。
ソース電極SE及びドレイン電極DEは、層間絶縁膜IIに設けられたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタのソース及びドレインに電気的に接続されている。
映像信号線DLは、図1に示すように、各々がY方向に延びており、X方向に配列している。これら映像信号線DLの各々の一端は、映像信号線ドライバXDRに接続されている。
電源線PSLは、この例では、各々がY方向に延びており、X方向に配列している。また、この例では、電源線PSLは、映像信号線ドライバXDRに接続されている。
上部電極は、電源線PSLに接続されている。上部電極は、キャパシタCの他方の電極として利用する。
ソース電極SE、ドレイン電極DE、映像信号線DL、電源線PSL、及び上部電極は、図2に示すパッシベーション膜PSで被覆されている。パッシベーション膜PSは、例えばSiNxなどからなる。
パッシベーション膜PS上には、前面電極として、光透過性の第1電極PEが互いから離間して並置されている。各第1電極PEは、画素電極であり、パッシベーション膜PSに設けた貫通孔を介して、スイッチSWaのドレイン電極DEに接続されている。
第1電極PEは、この例では陽極である。第1電極PEの材料としては、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)のような透明導電性酸化物を使用することができる。
パッシベーション膜PS上には、さらに、図2に示す隔壁絶縁層PIが配置されている。隔壁絶縁層PIには、第1電極PEに対応した位置に貫通孔が設けられているか、或いは、第1電極PEが形成する列又は行に対応した位置にスリットが設けられている。ここでは、一例として、隔壁絶縁層PIには、第1電極PEに対応した位置に貫通孔が設けられていることとする。
隔壁絶縁層PIは、例えば、有機絶縁層である。隔壁絶縁層PIは、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。
第1電極PE上には、活性層として、発光層を含んだ有機物層ORGが配置されている。発光層は、例えば、発光色が赤色、緑色、又は青色のルミネセンス性有機化合物を含んだ薄膜である。この有機物層ORGは、発光層に加え、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層などもさらに含むことができる。
隔壁絶縁層PI及び有機物層ORGは、背面電極である第2電極CEで被覆されている。第2電極CEは、サブ画素PX1乃至PX3間で互いに接続された対向電極,すなわち共通電極,であり、この例では光反射性の陰極である。第2電極CEは、例えば、パッシベーション膜PSと隔壁絶縁層PIとに設けられたコンタクトホールを介して、映像信号線DLと同一の層上に形成された電極配線(図示せず)に電気的に接続されている。各々の有機EL素子OLEDは、第1電極PE、有機物層ORG及び第2電極CEで構成されている。
各々の画素PXにおいて、サブ画素PX1は、サブ画素PX2及びPX3間に位置している。サブ画素PX1乃至PX3の各々は、画素回路と有機EL素子OLEDとを含んでいる。
サブ画素PX1乃至PX3が含む有機EL素子OLEDは、発光色が互いに異なっている。サブ画素PX2が含む有機EL素子OLEDは、サブ画素PX1が含む有機EL素子OLEDと比較して、等しい電流密度で通電し続けたときに劣化がより速い。また、サブ画素PX3が含む有機EL素子OLEDは、サブ画素PX1が含む有機EL素子OLEDと比較して、等しい電流密度で通電し続けたときに劣化がより遅い。この例では、サブ画素PX1が含む有機EL素子OLEDの発光色は緑色であり、サブ画素PX2が含む有機EL素子OLEDの発光色は青色であり、サブ画素PX3が含む有機EL素子OLEDの発光色は赤色である。
サブ画素PX1乃至PX3の各々が含む画素回路は、この例では、駆動制御素子(駆動トランジスタ)DRと、出力制御スイッチSWaと、映像信号供給制御スイッチSWbと、ダイオード接続スイッチSWcと、キャパシタCとを含んでいる。上記の通り、この例では、駆動制御素子DR及びスイッチSWa乃至SWcはpチャネル薄膜トランジスタである。また、この例では、映像信号供給制御スイッチSWbとダイオード接続スイッチSWcとは、駆動制御素子DRのドレインと映像信号線DLと駆動制御素子DRのゲートとの接続状態を、それらが互いに接続された第1状態と、それらが互いから遮断された第2状態との間で切り替えるスイッチ群を構成している。
駆動制御素子DRと出力制御スイッチSWaと有機EL素子OLEDとは、第1電源端子ND1と第2電源端子ND2との間で、この順に直列に接続されている。この例では、第1電源端子ND1は高電位電源端子であり、第2電源端子ND2は低電位電源端子である。
出力制御スイッチSWaのゲートは、走査信号線SL1に接続されている。映像信号供給制御スイッチSWbは映像信号線DLと駆動制御素子DRのドレインとの間に接続されており、そのゲートは走査信号線SL2に接続されている。ダイオード接続スイッチSWcは駆動制御素子DRのゲートとドレインとの間に接続されており、そのゲートは走査信号線SL2に接続されている。
キャパシタCは、駆動制御素子DRのゲートと定電位端子ND1’との間に接続されている。定電位端子ND1’は、例えば第1電源端子ND1に接続する。
なお、この有機EL表示装置のうち絶縁基板SUBから隔壁絶縁層PIまでの構造がアレイ基板ASに相当している。
映像信号線ドライバXDR及び走査信号線ドライバYDRは、この例では、アレイ基板AS上に配置されている。すなわち、この例では、映像信号線ドライバXDR及び走査信号線ドライバYDRをCOG(chip on glass)実装している。映像信号線ドライバXDR及び走査信号線ドライバYDRは、COG実装する代わりに、TCP(tape carrier package)実装してもよい。
この有機EL表示装置で画像を表示する場合、例えば、走査信号線SL1及びSL2の各々を線順次駆動する。そして、或る行のサブ画素PX1乃至PX3に映像信号を書き込む書込期間では、まず、走査信号線ドライバYDRから、先のサブ画素PX1乃至PX3が接続された走査信号線SL1にスイッチSWaを開く(OFF)走査信号を電圧信号として出力し、続いて、先のサブ画素PX1乃至PX3が接続された走査信号線SL2にスイッチSWb及びSWcを閉じる(ON)走査信号を電圧信号として出力する。この状態で、映像信号線ドライバXDRから、先のサブ画素PX1乃至PX3が接続された映像信号線DLに映像信号を電流信号としてそれぞれ出力し、駆動制御素子DRのゲート−ソース間電圧を、先の映像信号に対応した大きさに設定する。その後、走査信号線ドライバYDRから、先のサブ画素PX1乃至PX3が接続された走査信号線SL2にスイッチSWb及びSWcを開く(OFF)走査信号を電圧信号として出力し、続いて、先のサブ画素PX1乃至PX3が接続された走査信号線SL1にスイッチSWaを閉じる(ON)走査信号を電圧信号として出力する。
スイッチSWaを閉じ(ON)ている有効表示期間では、有機EL素子OLEDには、駆動制御素子DRのゲート−ソース間電圧に対応した大きさの駆動電流が流れる。有機EL素子OLEDは、駆動電流の大きさに対応した輝度で発光する。
図3は、図1の表示装置をその表示面側から見た平面図である。図3において、参照符号EA1乃至EA3は、サブ画素PX1乃至PX3の発光領域,すなわち、表示面を正面から見たときに発光を視認可能な領域,をそれぞれ示している。参照符号X12は、発光領域EA1の中心と発光領域EA2の中心との間の距離を示し、参照符号X13は、発光領域EA1の中心と発光領域EA3の中心との間の距離を示している。参照符号X1乃至X3は、発光領域EA1乃至EA3のX方向に沿った寸法をそれぞれ示している。
この表示装置では、寸法X2は寸法X1よりも大きく、寸法X3は寸法X1よりも小さい。また、発光領域EA1乃至EA3のY方向に沿った寸法は互いに等しい。すなわち、発光領域EA2は発光領域EA1と比較して面積がより大きく、発光領域EA3は発光領域EA1と比較して面積がより小さい。これら面積は、この表示装置に白色画像を表示させ続けたときの輝度半減寿命がサブ画素PX1乃至PX3間で互いにほぼ等しくなるように定められている。
ところで、寸法X1乃至X3が互いに等しく且つ発光領域EA1乃至EA3のY方向に沿った寸法が互いに等しい構造を採用した表示装置では、距離X12と距離X13とが互いに等しい場合に最も優れた表示品位を実現できる。本発明者らは、寸法X1乃至X3を互いに異ならしめると、寸法X1乃至X3が互いに等しい場合と比較して、表示品位が劣化することを見い出した。すなわち、寸法X1乃至X3を互いに異ならしめた表示装置では、距離X12と距離X13とを互いに等しくした場合、優れた表示品位は実現できない。
この表示装置では、距離X12と距離X13とは、不等式:0<(X12−X13)/(X12+X13)<0.17に示す関係を満足している。典型的には、距離X12と距離X13とは、不等式:0.08<(X12−X13)/(X12+X13)<0.12に示す関係を満足している。距離X12と距離X13とが上記不等式に示す関係を満足している場合、ホワイトバランスの経時劣化を生じ難くすることができると共に、優れた表示品位を実現することができる。これについて、以下に詳細に説明する。
図4乃至図6は、図1の表示装置で表示可能な画像の例を概略的に示す平面図である。図4乃至図6において、表示領域EA1乃至EA3のうち、白抜きの領域は発光していない領域を示し、ハッチングを付している領域は発光している領域を示している。
ここでは、寸法X1乃至X3が互いに等しく且つ比(X12−X13)/(X12+X13)がゼロである有機EL表示装置と、寸法X1乃至X3が互いに異なり且つ比(X12−X13)/(X12+X13)がゼロよりも大きい有機EL表示装置とで、図4乃至図6の画像を表示した。これら画像を屋内で30名の被験者に観察させ、相違を識別できるか否かを調べた。なお、ここでは、全ての有機EL表示装置にQCIF(quarter common intermediate format)を採用すると共に、画素PXの寸法を198μm×198μmとした。また、ここでは、画像は画面から15cmだけ離れた位置から観察した。結果を以下の表に示す。
上記表において、「直線」で示す行には図4の画像を表示した場合に得られた結果を示し、「点線」で示す行には図5の画像を表示した場合に得られた結果を示し、「斜線」で示す行には図6の画像を表示した場合に得られた結果を示している。「比X1:X2:X3」で示す行には、寸法X1と寸法X2と寸法X3との比を示している。また、評価「A」は全ての被験者が相違を識別できなかったことを示し、評価「B」は1名乃至5名の被験者が相違を識別したことを示し、評価「C」はそれよりも多くの被験者が相違を識別したことを示している。
上記表から明らかなように、距離X12と距離X13とが先の不等式に示す関係を満足している場合、優れた表示品位を実現することができる。また、寸法X2が寸法X1よりも大きく且つ寸法X3が寸法X1よりも小さい場合には、サブ画素PX1乃至PX3間で有機EL素子OLEDの劣化の速度を互いにほぼ等しくすることができる。したがって、本態様によると、ホワイトバランスの経時劣化を生じ難くすることができると共に、優れた表示品位を実現することができる。
本態様では、本発明を下面発光型の有機EL表示装置に適用したが、本発明は上面発光型の有機EL表示装置にも適用可能である。また、本態様では、画素回路に映像信号として電流信号を書き込む構成を採用したが、画素回路に映像信号として電圧信号を書き込む構成を採用することも可能である。
AS…アレイ基板、C…キャパシタ、CE…対向電極、DE…ドレイン電極、DL…映像信号線、DR…駆動制御素子、EA1…発光領域、EA2…発光領域、EA3…発光領域、G…ゲート、GI…ゲート絶縁膜、II…層間絶縁膜、ND1…電源端子、ND1’…定電位端子、ND2…電源端子、OLED…有機EL素子、ORG…有機物層、PE…画素電極、PI…隔壁絶縁層、PS…パッシベーション膜、PSL…電源線、PX…画素、PX1…サブ画素、PX2…サブ画素、PX3…サブ画素、SC…半導体層、SE…ソース電極、SL1…走査信号線、SL2…走査信号線、SUB…絶縁基板、SWa…出力制御スイッチ、SWb…映像信号供給制御スイッチ、SWc…ダイオード接続スイッチ、UC…アンダーコート層、XDR…映像信号線ドライバ、YDR…走査信号線ドライバ。
Claims (5)
- 第1発光素子を含んだ第1サブ画素と、前記第1発光素子とは発光色が異なると共に等しい電流密度で通電し続けたときに前記第1発光素子と比較して劣化がより速い第2発光素子を含んだ第2サブ画素と、前記第1発光素子を挟んで前記第2発光素子と隣り合い且つ前記第1及び第2発光素子とは発光色が異なると共に等しい電流密度で通電し続けたときに前記第1発光素子と比較して劣化がより遅い第3発光素子を含んだ第3サブ画素とを各々が備えた複数の画素を具備し、
前記第1サブ画素の発光領域と前記第2サブ画素の発光領域との間の中心間距離X12と、前記第1サブ画素の発光領域と前記第3サブ画素の発光領域との間の中心間距離X13とは、不等式:0<(X12−X13)/(X12+X13)<0.17に示す関係を満足していることを特徴とする表示装置。 - 前記中心間距離X12及びX13は、不等式:0.08<(X12−X13)/(X12+X13)<0.12に示す関係を満足していることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記複数の画素のそれぞれにおいて、前記第2サブ画素の発光領域は前記第1サブ画素の発光領域と比較してそれらの配列方向に沿った寸法がより大きく、前記第3サブ画素の発光領域は前記第1サブ画素の発光領域と比較してそれらの配列方向に沿った寸法がより小さいことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1発光素子の発光色は緑色であり、前記第2発光素子の発光色は青色であり、前記第1発光素子の発光色は赤色であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1乃至第3発光素子は有機EL素子であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
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