(57)【要約】【課題】状況に応じて、視角特性や色相等の光学的特性を変化させ、最適な品質で表示することができる発光素子表示装置を提供する。【解決手段】発光素子表示装置は、マトリクス状に配置され、表示の最小単位である複数の画素を備え、複数の画素の各々は、階調値に基づいた電流が流れることにより発光する発光素子である第１発光素子３０１と、第１発光素子３０１とは光学的特性が異なる発光素子である第２発光素子３０２と、第１発光素子３０１及び第２発光素子３０２のいずれを発光させるかを選択する選択トランジスタ（３０３，３０４）と、第１発光素子３０１及び第２発光素子３０２のいずれかを発光させるための電流を制御する１つの駆動トランジスタ３０５と、を有する。【選択図】図７
2012133165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置され、表示の最小単位である画素を複数備え、
前記画素は、
第１発光素子を備えた第１発光領域と、
第２発光素子を備えた第２発光領域と、
前記第１発光素子及び前記第２発光素子を選択して発光させる選択トランジスタと、
前記第１発光素子及び前記第２発光素子に供給される電流を制御する１つの電流制御トランジスタと、を有する発光素子表示装置。
【請求項２】
前記第１発光素子及び前記第２発光素子は、１フレーム期間に時間をずらして発光することにより、１フレーム期間に前記第１発光素子の光学的特性と前記第２発光素子の光学的特性との中間的な光学的特性の光を出力する、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子表示装置。
【請求項３】
前記光学的特性は視角特性である、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子表示装置。
【請求項４】
前記光学的特性は色相である、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子表示装置。
【請求項５】
前記第１発光素子及び前記第２発光素子のいずれか一方にマイクロレンズを有することにより、前記第１発光素子の視角特性と前記第２発光素子の視角特性とは互いに異なっている、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子表示装置。
【請求項６】
前記第２発光素子のアノード電極を構成する透明電極膜の膜厚と、前記第１発光素子のアノード電極を構成する透明電極膜の膜厚とが異なることにより、前記第１発光素子と前記第２発光素子との前記光学的特性が異なる、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子表示装置。
【請求項７】
前記第１発光素子及び前記第２発光素子の少なくとも一方が発光する期間は、１フレーム期間において３回以上に分割されて発光する、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子表示装置。
【請求項８】
前記第１発光素子及び前記第２発光素子が発光する期間は、１フレーム期間においてそれぞれ３回以上に分割され、前記第１発光素子及び前記第２発光素子は交互に発光する、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子表示装置に関し、より詳しくは、自発光体である発光素子を用いる発光素子表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自発光体である有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode）を用いた画像表示装置（以下、「有機ＥＬ表示装置」という。）が実用化段階にある。この有機ＥＬ表示装置は、従来の液晶表示装置と比較して、自発光体を用いているため、視認性、応答速度の点で優れているだけでなく、バックライトのような補助照明装置を要しないため、更なる薄型化が可能となっている。
【０００３】
特許文献１には、有機ＥＬ素子を封止する酸化窒化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ）膜上に樹脂から成るマイクロレンズアレイを配置して、正面の光取り出し効率を向上させる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０３９５００号公報
【特許文献２】特開２００３−００５７０９号公報
【特許文献３】特開２００７−１４８２２２号公報
【特許文献４】特許第４２９７４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法では、正面の光取り出し効率を向上させることができる。しかしながら、正面の光取り出し効率の向上は、視角特性を狭めることにも繋がってしまっており、画面を観る状況によってはかえって不都合な場合もある。
【０００６】
本発明は、上述の事情を鑑みてしたものであり、状況に応じて、視角特性や色相等の光学的特性を変化させ、最適な品質で表示することのできる発光素子表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発光素子表示装置は、マトリクス状に配置され、表示の最小単位である画素を複数備え、前記画素は、第１発光素子を備えた第１発光領域と、第２発光素子を備えた第２発光領域と、前記第１発光素子及び前記第２発光素子を選択して発光させる選択トランジスタと、前記第１発光素子及び前記第２発光素子に供給される電流を制御する１つの電流制御トランジスタと、を有する発光素子表示装置である。
【０００８】
また、本発明の発光素子表示装置において、前記第１発光素子及び前記第２発光素子は、１フレーム期間に時間をずらして発光することにより、１フレーム期間に前記第１発光素子の光学的特性と前記第２発光素子の光学的特性との中間的な光学的特性の光を出力する、とすることができる。
【０００９】
また、本発明の発光素子表示装置において、前記光学的特性は視角特性である、とすることができる。
【００１０】
また、本発明の発光素子表示装置において、前記光学的特性は色相である、とすることができる。
【００１１】
また、本発明の発光素子表示装置において、前記第１発光素子及び前記第２発光素子のいずれか一方にマイクロレンズを有することにより、前記第１発光素子の視角特性と前記第２発光素子の視角特性とは互いに異なっている、とすることができる。
【００１２】
また、本発明の発光素子表示装置では、前記第２発光素子のアノード電極を構成する透明電極膜の膜厚と、前記第１発光素子のアノード電極を構成する透明電極膜の膜厚とが異なることにより、前記第１発光素子と前記第２発光素子との前記光学的特性が異なる、こととしてもよい。
【００１３】
また、本発明の発光素子表示装置において、前記第１発光素子及び前記第２発光素子の少なくとも一方が発光する期間は、１フレーム期間において３回以上に分割されて発光する、とすることができる。
【００１４】
また、本発明の発光素子表示装置において、前記第１発光素子及び前記第２発光素子が発光する期間は、１フレーム期間においてそれぞれ３回以上に分割され、前記第１発光素子及び前記第２発光素子は交互に発光する、とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態係る有機ＥＬ表示装置について概略的に示す図である。
【図２】図１の有機ＥＬパネルの概略図が示されている。
【図３】図２の有機ＥＬパネルにおける画素の配置について示す部分図である。
【図４】図３のIV−IV線における断面図である。
【図５】第１実施形態の画素の変形例について図４と同一視野で示す、有機ＥＬ素子の断面図である。
【図６】２種類の有機ＥＬ素子の輝度視角特性について示す図である。
【図７】図２の画素の回路を示す図である。
【図８】２種類の有機ＥＬ素子の発光制御について示すタイミングチャートである。
【図９】発光制御の違いによる輝度視角特性について示す図である。
【図１０】発光制御の違いによる消費電力について示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る画素の有機ＥＬ素子の断面図である。
【図１２】Ｒ色相の有機ＥＬ素子の各層の膜厚を示す表である。
【図１３】Ｒ色相の有機ＥＬ素子の輝度−視角特性を示すグラフである。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る画素の有機ＥＬ素子の発光制御について示すタイミングチャートである。
【図１５】本発明の第４実施形態に係る画素の画素回路を示す図である。
【図１６】本発明の第５実施形態に係る画素の画素回路を示す図である。
【図１７】本発明の第６実施形態に係る有機ＥＬ素子の発光期間の制御を行うためのシステム構成について示す図である。
【図１８】図１７の静止画検出判定部の構成について示す図である。
【図１９】図１７の発光モード判定部の判定動作のフローチャートについて示す図である。
【図２０】各発光モードにより駆動される選択制御線の変化のタイミングチャートを比較するための表である。
【図２１】発光期間を変化させた場合の階調電圧と輝度との関係について示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の画像表示装置の駆動方法にかかる好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。なお、実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１００について示す図である。この図に示されるように、有機ＥＬ表示装置１００は、表示領域を有し、駆動回路１１０が搭載された有機ＥＬパネル２００と、表示される画像の情報を生成する制御基板１４０と、制御基板１４０で生成された画像情報を有機ＥＬパネル２００に伝えるフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）１３０とから構成される。
【００１８】
なお、図１では、駆動回路１１０は、１個の半導体チップで構成される場合を示しているが、駆動回路１１０を、例えば、半導体層に低温ポリシリコンを使用する薄膜トランジスタを用いて、有機ＥＬパネル２００の基板上に直接形成するようにしてもよい。また、駆動回路１１０の一部の回路を分割し、駆動回路１１０を複数個の半導体チップで構成してもよく、有機ＥＬパネル２００の基板の半導体層に低温ポリシリコンを使用する薄膜トランジスタとして形成してもよい。さらに、駆動回路１１０あるいは駆動回路１１０の一部の回路を、フレキシブル配線基板１３０上に形成するようにしてもよい。
【００１９】
駆動回路１１０には、本体側のグラフィックコントローラなどから、表示データと表示コントロール信号が入力される。制御基板１４０は、グラフィックコントローラで形成された画像データと、データ取り込み用のクロックとを連続的に出力し、本実施形態の有機ＥＬ表示装置１００では、従来のパーソナルコンピュータに使用されるドライバと同様に取り込み用クロックに合わせて画像データを順次出力する。
【００２０】
図２には、有機ＥＬパネル２００の概略図が示されている。本実施形態においては、有機ＥＬパネル２００は、データ信号線２１２に信号電圧を印加するデータ信号線駆動回路２１０と、走査信号線２２２を駆動する走査信号線駆動回路２２０と、データ信号電圧の値に従って画素に流す電流量を制御する画素回路３１０（後述）を有する画素３００と、発光領域の選択を行う２本の選択制御線２３２及び２３４に電圧を印加する選択制御線駆動回路２３０とから構成される。ここで画素３００は、各データ信号線２１２と各走査信号線２２２と交点に配置され、対応するデータ信号に基づく表示を行う。
【００２１】
図３は、有機ＥＬパネル２００における画素３００の配置について示す部分図である。画素３００は、Ｒ画素３００Ｒ、Ｇ画素３００Ｇ及びＢ画素３００Ｂが順に行方向に配置され、更に、Ｒ画素３００Ｒは領域Ｒ１及び領域Ｒ２の２つの領域で構成されている。領域Ｒ１は、発光面側が平坦な有機ＥＬ素子３０１で形成され、領域Ｒ２は、発光面側にマイクロレンズ３１９が形成された有機ＥＬ素子３０２で形成されている。同様にして、Ｇ画素３００Ｇは、有機ＥＬ素子３０１で形成された領域Ｇ１、及び有機ＥＬ素子３０２で形成された領域Ｇ２の２つの領域で構成され、Ｂ画素３００Ｂは、有機ＥＬ素子３０１で形成された領域Ｂ１、及び有機ＥＬ素子３０２で形成された領域Ｂ２の２つの領域で構成されている。
【００２２】
図４は、図３のIV−IV線における断面を示す図である。この図に示されるように、画素３００は、基板上に形成された有機ＥＬ素子３０１及び３０２の上面から、上方向に光を取り出すトップエミッション型である。本発明の有機ＥＬ表示装置の画素３００は、複数の発光領域からなる。本実施形態では、発光素子としての第１有機ＥＬ素子３０１が第１発光領域に形成され、第２有機ＥＬ素子３０２が第２発光領域に形成されている。有機ＥＬ素子３０１及び３０２間には領域間を分離する領域分割層３１８が設けられている。また、有機ＥＬ素子３０１及び３０２の各々は、一対の電極であるアノード電極３１１及びカソード電極３１２と、それらの電極間に担持された発光層を含む有機化合物（以下、「有機ＥＬ層３１４」という。）を備えている。
【００２３】
具体的には、基板の上に、画素毎にパターニングされたアノード電極３１１が形成され、そのアノード電極３１１上に有機ＥＬ層３１４が形成され、さらに、有機ＥＬ層３１４上にカソード電極３１２が形成されている。アノード電極３１１は例えば、Ａｇ等の高い反射率を有する導電性の金属材料から形成される。また、アノード電極３１１は、そのような金属材料から成る層とホール注入特性に優れたＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）などの透明導電性材料から成る層との積層体から構成してもよい。一方、カソード電極３１２は、有機ＥＬ素子３０１及び３０２に対して共通に形成されており、また、有機ＥＬ層３１４で発光した光を素子外部に取り出し可能な半反射性あるいは光透過性の構成を有している。具体的には、素子内部での干渉効果を高めるためにカソード電極３１２を半反射性の構成とする場合、カソード電極３１２はＡｇやＭｇ−Ａｇ合金などの電子注入性に優れた導電性金属材料から成る層を２〜５０ｎｍの膜厚で形成することにより構成されている。なお、半反射性とは、素子内部で発光した光の一部を反射し、一部を透過する性質を意味し、可視光に対して２０〜８０％の反射率を有するものをいう。また、光透過性とは、可視光に対して８０％以上の透過率を有するものをいう。
【００２４】
また、有機ＥＬ層３１４は、少なくとも発光層を含む単層または複数の層から成る。例えば、有機ＥＬ層３１４の構成例としては、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層からなる４層構成や、正孔輸送層、発光層および電子輸送層からなる３層構成等が挙げられる。有機ＥＬ層３１４を構成する材料は、公知の材料を使用することができる。
【００２５】
基板３１５には各有機ＥＬ素子３０１及び３０２を独立に駆動可能なように画素回路３１０（後述）が形成されている。これらの画素回路３１０は、複数のトランジスタから構成されている。このトランジスタは、トランジスタとアノード電極３１１とを電気的に接続するためのコンタクトホールが形成された層間絶縁膜に覆われている（不図示）。更に層間絶縁膜上には、画素回路３１０による表面凹凸を吸収し、表面を平坦にするための平坦化膜が形成されている（不図示）。
【００２６】
また、カソード電極３１２の上には、空気中の酸素や水分から有機ＥＬ層を保護するために保護層３１６が形成されている。保護層３１６は、ＳｉＮ、ＳｉＯＮなどの無機材料から成る。あるいは、無機材料と有機材料との積層膜からなる。また、無機膜の膜厚は０．１μｍ以上１０μｍ以下が好ましく、ＣＶＤ法で形成することが望ましい。有機膜は工程中に表面に付着して除去できない異物を覆って保護性能を向上させるために使用するため、１μｍ以上が好ましい。
【００２７】
保護層３１６は、図４では領域分割層３１８の形状に沿って形成されているが、表面が平坦であってもよい。有機材料を使用することで、容易に表面を平坦にすることが可能である。また、本実施形態の有機ＥＬパネル２００の画素３００はＲＧＢの３つの異なる色相の画素３００を有している。ＲＧＢの３色相の有機ＥＬ素子３０１及び３０２からなる構成でも、白色有機ＥＬ素子にＲＧＢの３色相のカラーフィルターを重ねた構成の有機ＥＬパネルでもよい。また、ＲＧＢの３色相に限らず、ＲＧＢＷの４色相を有する有機ＥＬパネルでもよい。
【００２８】
マイクロレンズ３１９は樹脂材料を加工することにより形成されている。具体的には、マイクロレンズ３１９は型押しなどの方法により形成可能である。それ以外にも、マイクロレンズ３１９は以下のいずれかの方法によっても製造可能である。
【００２９】
１）．フォリソグラフィーなどによってパターニングされた樹脂層を熱処理し、リフローによって樹脂層をマイクロレンズ形状に変形させる方法。
２）．均一の厚さに形成された光硬化性樹脂を、面内方向に分布を有する光で露光し、この樹脂層を現像することによってマイクロレンズを形成する方法。
３）．イオンビームあるいは、電子ビーム、レーザ等を用いて、均一の厚さに形成された樹脂材料の表面をマイクロレンズ形状に加工する方法。
４）．各画素に適量の樹脂を滴下して自己整合的にマイクロレンズを形成する方法。
５）．有機ＥＬ素子が形成された基板とは個別に、マイクロレンズが予め形成された樹脂シートを用意し、両者をアライメント後、貼り合わせることによりマイクロレンズを形成する方法。
【００３０】
また、保護層３１６を多層にして、一部の層に有機樹脂を用いる場合、その樹脂をレンズ形状に加工してもよい。このような構成により、マイクロレンズ３１９がある有機ＥＬ素子３０２では、有機ＥＬ層３１４から出射された光は、透明なカソード電極３１２を透過する。次いで保護層３１６、マイクロレンズ３１９を透過して、有機ＥＬ素子３０２の外部へ出射される。マイクロレンズ３１９が形成されている構成では、マイクロレンズ３１９が無い場合に比べて、出射角度が基板垂直方向への集光効果が向上する。すなわち、表示装置としては、正面方向における光の利用効率を高めることができる。
【００３１】
また、マイクロレンズ３１９が形成された構成においては、発光層から斜めに出射された光の出射界面に対する入射角度が垂直に近くなるため、全反射する光量が減少する。その結果、光取り出し効率も向上する。一方、マイクロレンズ３１９が形成されていない有機ＥＬ素子３０１では、有機ＥＬ層３１４の発光層から斜めに出射された光は、保護層３１６から出射する際に、さらに斜めになって出射する。
【００３２】
図５には、本実施形態の画素３００の変形例である画素３９０について図４と同一視野で示されている。画素３９０の保護層３９６は、図４では領域分割層３１８の形状に沿って形成されているが、図５のように表面が平坦であってもよい。有機材料を使用することで容易に表面を平坦にすることが可能となる。
【００３３】
図６には、有機ＥＬ素子３０１及び有機ＥＬ素子３０２の輝度視角特性が示されている。ここでは、有機ＥＬ素子３０１及び３０２ともに同じ電力を投入し、また、有機ＥＬ素子３０１及び３０２のいずれにおいても、有機ＥＬ素子３０１の正面輝度を１とした相対輝度値を基準に示されている。図６に示されるように、有機ＥＬ素子３０１は視角特性の広い光学的特性を有し、有機ＥＬ素子３０２は、視角特性は狭いけれども、正面の輝度は有機ＥＬ素子３０１の正面輝度よりも約４倍高い特性を有する。
【００３４】
図７には、本実施形態の画素３００における画素回路３１０が示されている。画素回路３１０はＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）のいずれかの色を表示するための有機ＥＬ素子３０１及び３０２を有する。走査信号線２２２はトランジスタ３０６のゲートに接続され、選択制御線２３２及び２３４は、それぞれ選択トランジスタ３０３及び３０４のゲートに接続されている。データ信号としてデータ電圧Ｖｄａｔａがデータ信号線２１２から入力される。有機ＥＬ素子３０１のアノード電極は選択トランジスタ３０３のドレイン端子に接続されており、カソード電極は接地電位３０９に接続されている。有機ＥＬ素子３０２のアノード電極は選択トランジスタ３０４のドレイン端子に接続されており、カソード電極は接地電位３０９に接続されている。選択トランジスタ３０３及び３０４のソース端子は駆動トランジスタ３０５のドレイン端子に接続されている。即ち、本実施形態では、１つの画素内に、１つの駆動トランジスタ３０５と、２つの発光素子である有機ＥＬ素子３０１及び３０２と、各発光素子に夫々つながる２つの選択トランジスタ３０３及び３０４が形成されている。
【００３５】
次に、有機ＥＬパネル２００の動作について述べる。ＲＧＢ各画素の光学的特性の異なる２領域は、独立して点灯・消灯を選択可能な画素回路３１０で駆動する。例えば、Ｒ画素３００Ｒは、領域Ｒ１と領域Ｒ２を独立して点灯・消灯することが可能である。視角特性の広い光学的特性をもった領域である領域Ｒ１、領域Ｇ１及び領域Ｂ１を点灯させた場合は、有機ＥＬパネル２００は視角特性の広い性能が得られる。また、視角特性は狭いけれども、正面の輝度は高い光学的特性をもっている領域である領域Ｒ２、領域Ｇ２及び領域Ｂ２を点灯させた場合は有機ＥＬパネル２００は正面輝度が高い性能が得られる。さらに、領域Ｒ２、領域Ｇ２及び領域Ｂ２を低電流で点灯して正面輝度を領域Ｒ１、領域Ｇ１及び領域Ｂ１を点灯させた場合と同等にすることで低消費電力になる。
【００３６】
図８は、有機ＥＬ素子３０１及び有機ＥＬ素子３０２の発光制御について示すタイミングチャートである。まず、図８の書込期間における、図７の画素回路３１０の動作について、説明する。まず、走査信号線２２２にはＨＩＧＨレベルの信号が、選択制御線２３２及び２３４にはＬＯＷレベルの信号が入力され、トランジスタ３０６がＯＮ、選択トランジスタ３０３及び３０４はＯＦＦとなる。このとき選択トランジスタ３０３及び３０４は導通状態ではないため、有機ＥＬ素子３０１及び３０２には電流が流れない。データ信号電圧によりトランジスタ３０６の電流駆動能力に応じた電圧が、駆動トランジスタ３０５のゲート端子と電源電圧の間に配置された容量３０７に生じる。駆動トランジスタ３０５は有機ＥＬ素子３０１及び３０２に供給する電流量を制御しているため、電流制御トランジスタとも呼ばれる。ここで、選択トランジスタ３０３、３０４及びトランジスタ３０６はｎ−ＭＯＳ型の場合を述べている。ｐ−ＭＯＳ型の場合には、ＨＩＧＨ、ＬＯＷレベルを逆にする必要がある。また、駆動トランジスタ３０５はｐ−ＭＯＳ型の場合を述べている。
【００３７】
一方、図８の発光期間において、有機ＥＬ素子３０１に電流を供給する時は、走査信号線２２２はＬＯＷレベル、選択制御線２３２はＨＩＧＨレベル、選択制御線２３４はＬＯＷレベルの信号を入力する。このときトランジスタ３０６がＯＦＦ、選択トランジスタ３０３がＯＦＦ、選択トランジスタ３０４がＯＮとなる。選択トランジスタ３０４が導通状態であるため、容量３０７に生じた電位差により、駆動トランジスタ３０５の電流駆動能力に応じた電流が有機ＥＬ素子３０２に供給され、その供給された電流に応じた輝度で有機ＥＬ素子３０２が発光する。また、選択制御線２３４がＨＩＧＨの期間中、有機ＥＬ素子３０２が発光することになり、その積算光量が有機ＥＬ素子３０２の輝度となる。
【００３８】
図８のタイミングチャートは、横軸を時間にとり、縦軸は選択制御線２３２及び２３４のＨＩＧＨ及びＬＯＷを示し、それぞれ有機ＥＬ素子３０１及び３０２の点灯のＯＮ及びＯＦＦを表している。上述したように、有機ＥＬ素子３０１及び有機ＥＬ素子３０２は、その点灯時間を変えて駆動できるが、図８のＡ．〜Ｅ．には、その具体例が示されている。図６において正面輝度が有機ＥＬ素子３０１：有機ＥＬ素子３０２＝１：４になっていることを考慮して、図８のＡ．〜Ｅ．では、それぞれ１フレームあたりの電流・時間積の比を４：０、３：１、２：２、１：３、０：４としている。つまり、発光期間で表すと、Ａ．は、（有機ＥＬ素子３０１の発光期間）：（有機ＥＬ素子３０２の発光期間）＝１６：０、同様にＢ．は１２：１、Ｃ．は８：２、Ｄ．は４：３、Ｅ．は０：４となる。また、画素回路３１０において有機ＥＬ素子３０１及び３０２を流れる電流はどの点灯タイミングにおいても同じである。
【００３９】
このように点灯した場合の輝度視角特性を図９に示す。図９のＡ．〜Ｅ．は図８のＡ．〜Ｅ．に対応する。図９に示すようにＥ．からＡ．に遷移するに従って、広い視角特性が得られる。また、このように点灯した場合の相対消費電力を図１０に示す。図１０のＡ．〜Ｅ．は、図８のＡ．〜Ｅ．に対応する。図１０に示すようにＡ．〜Ｅ．に遷移するに従って、消費する電力は少なくて済む。
【００４０】
また、図８のＡ．〜Ｅ．のように駆動した場合、有機ＥＬ素子３０１及び３０２が点灯する時に投入される瞬時電流は一定であるから、その効果により、画素回路３１０は有機ＥＬ素子３０１及び３０２を同程度の電流値で駆動することができる。具体的には、図８のＡ．及びＥ．の有機ＥＬ素子３０１及び３０２のいずれかのみ発光する場合については、入力する信号電圧は同様の値でよいので、信号のダイナミックレンジを広く取る必要がない。また、図８のＢ．、Ｃ．及びＤ．については、電流値を同じ値で駆動できれば、画素回路のデータ信号書き換え数を増加させることなく、１回で有機ＥＬ素子３０１及び３０２を駆動することができる。
【００４１】
したがって、本実施形態の有機ＥＬ表示装置では、状況に応じて、視角特性等の光学的特性を変化させ、最適な品質で表示することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、図８のＡ．〜Ｅ．の５段階の説明をしているが、段階を増やしたり、Ａ．からＥ．を可逆的に無段階に可変させたりすることも可能である。
【００４３】
また、同じ有機ＥＬ素子３０１及び３０２において点灯時間比率を４：０、３：１、２：２、１：３、０：４（１フレーム期間あたりの電流・時間積の比では４：０、３：４、２：８、１：１２、０：１６）とすると、「屋外視認モード」と「広視角モード」とを実現でき、また、これらのモードの中間的な状態も選択可能である。
【００４４】
［第２実施形態］
第１実施形態においては、「正面輝度（発光効率）優先の特性」をもった有機ＥＬ素子として、マイクロレンズ３１９を備えた素子を例に挙げて説明したが、それに限るものではない。本実施形態では、発光効率が異なる有機ＥＬ素子として、干渉条件が異なる有機ＥＬ素子について述べる。本実施形態における有機ＥＬ表示装置の構成、画素回路の構成及び画素配列は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４５】
図１１は、本実施形態に係る画素の有機ＥＬ素子４０１及び４０２の断面図である。アノード電極４１０及び４２０以外は、図４に示す有機ＥＬ素子３０１及び３０２の部分断面図と同様である。アノード電極４１０及び４２０について詳細に述べる。
【００４６】
基板３１５上に、アノード電極４１０及び４２０の一部となる、パターンニングされた反射メタル層４１１及び４２１を形成する。反射メタル層４１１及び４２１は例えば、Ａｇ等の高い反射率を有する導電性の金属材料から形成される。その反射メタル層４１１及び４２１の上に透明アノード電極４１２及び４２２を形成する。透明アノード電極４１２及び４２２は、ホール注入特性に優れたＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電性材料で形成する。このとき、透明アノード電極４１２及び４２２はそれぞれ異なる膜厚で形成する。また、透明アノード電極４１２及び４２２よりも上の各層は、同じ膜厚で形成する。以上のように各層を形成することで、干渉条件が異なる有機ＥＬ素子４０１及び４０２が形成できる。
【００４７】
図１２は、Ｒ色相の有機ＥＬ素子４０１及び４０２の各層膜厚を示す表である。また、図１３は、Ｒ色相の有機ＥＬ素子４０１及び４０２の輝度−視角特性を示すグラフである。図１３に示すように、有機ＥＬ素子４０１は視角特性の広い光学的特性をもった領域であり、有機ＥＬ素子４０２は、視角特性は狭いけれども、正面輝度は高い光学的特性をもった領域である。また、有機ＥＬ素子４０１の正面色度（ＣＩＥｘ、ＣＩＥｙ）は（０．６９、０．３１）、有機ＥＬ素子４０２の正面色度（ＣＩＥｘ、ＣＩＥｙ）は（０．６７、０．３３）であった。ここでは、Ｒ色相の有機ＥＬ素子について説明したが、Ｇ色相、Ｂ色相の有機ＥＬ素子についても同様である。本実施形態における画素回路の動作は、第１実施形態と同様である。
【００４８】
本実施形態の有機ＥＬ表示装置では、状況に応じて、視角特性や色相等の光学的特性を変化させ、最適な品質で表示することができる。
【００４９】
また、２つの領域の色度が異なることから、２つの発光時間を調整することにより、理想的な色度に調節することが可能であり、更に、表示装置毎の色度の個体差を調節し、適切な色度とすることにより、製造歩留まりを向上させることができる。
【００５０】
［第３実施形態］
第１実施形態においては、図８に示すように、１フレーム期間中にそれぞれ有機ＥＬ素子３０１及び３０２が１回点灯した。この場合、フレーム周波数が６０Ｈｚ程度の場合、連続した発光期間が長いと有機ＥＬ素子３０１及び３０２の光が分離して見えたり、フリッカとして見えたりすることがある。本実施形態では、データ信号の書き込みは１フレーム期間に１回、有機ＥＬ素子３０１及び３０２の点灯は１フレーム期間中に２回以上にした場合について述べる。本実施形態における有機ＥＬ表示装置の構成、画素回路の構成及び画素の配列は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５１】
第１実施形態と異なる点は、画素回路３１０の動作のみであるため、画素回路３１０の動作について説明する。図１４は、本実施形態に係る有機ＥＬ素子３０１及び３０２の発光制御について示すタイミングチャートである。図１４のタイミングチャートは、図８と同様に、横軸を時間にとり、縦軸は選択制御線２３２及び２３４のＨＩＧＨ及びＬＯＷを示し、それぞれ有機ＥＬ素子３０１及び３０２の点灯のＯＮ及びＯＦＦを表している。この図に示すように、本実施形態では、有機ＥＬ素子３０１及び３０２は、その点灯期間比率を変えて駆動する。
【００５２】
選択制御線２３２及び２３４は、有機ＥＬ素子３０１及び３０２の発光を制御する信号であって、Ｆ．は（有機ＥＬ素子３０１の発光期間）：（有機ＥＬ素子３０２の発光期間）＝１６：０、同様にＧ．は８：２、Ｈ．は０：４となる。具体的な動作方法は、第１実施形態と同様である。図１４は、Ｆ．〜Ｈ．を、更に多段階に、又は連続的に変化させることも可能である。
【００５３】
図１４のＧ．では、１フレーム期間中に有機ＥＬ素子３０１及び３０２はともに４回発光する。また、図１４のＨ．では、１フレーム期間中に有機ＥＬ素子３０２が４回発光する。ここで、フレーム周波数が６０Ｈｚの場合、図１４のＧ．及びＨ．ともに２４０Ｈｚ相当で点滅していることになる。これは、フリッカを感じなくなる臨界融合周波数（６０〜７０Ｈｚ程度）を大きく超える値である。したがって、図１４のＧ．及びＨ．の状態では、フリッカを感じなくなる。また、図１４のＦ．は６０Ｈｚで点滅するが、消灯時間は十分に短い場合は、フリッカとして認知できない。
【００５４】
また、Ｆ．〜Ｈ．のいずれの場合においても、情報の書き込みは１フレーム期間中に１回でよい。よって、フレーム周波数を上げる必要はない。
【００５５】
したがって、本実施形態の有機ＥＬ表示装置では、状況に応じて、視角特性等の光学的特性を変化させ、最適な品質で表示することができる。
【００５６】
［第４実施形態］
第４実施形態に係る本発明の有機ＥＬ表示装置について説明する。第４実施形態における有機ＥＬ表示装置の構成及び画素配列等は第１実施形態と同様であり、第１実施形態と異なる点は画素回路のみであるため、その他の説明については省略する。図１５には、本実施形態の画素回路６１０が示されている。画素回路６１０では、選択制御線が選択制御線２３２の１本のみであり、２つの選択トランジスタ６１３及び６１４のうち、有機ＥＬ素子３０１に接続される選択トランジスタ６１３はｎ−ＭＯＳ型で形成され、有機ＥＬ素子３０２に接続される選択トランジスタ６１４はｐ−ＭＯＳ型で形成されている点で、第１実施形態の画素回路と異なっている。選択制御線２３２は、選択トランジスタ６１３及び６１４の両方のゲート電極に接続されている。
【００５７】
このような構成として場合であっても、有機ＥＬ表示装置は、状況に応じて、視角特性及び各画素の色相等の光学的特性を連続的に変化させて表示することができる。
【００５８】
［第５実施形態］
第５実施形態に係る本発明の有機ＥＬ表示装置について説明する。第５実施形態における有機ＥＬ表示装置の構成及び画素配列等は第１実施形態と同様であり、第１実施形態と異なる点は画素回路のみであるため、その他の説明については省略する。図１６には、本実施形態の画素回路６２０が示されている。
【００５９】
第１実施形態では、発光期間においてデータ信号線２１２に発光基準電圧を印加することにより発光させていたが、本実施形態では、データ信号線２１２とは異なる基準電圧線６３２に発光基準電圧を印加することとしている。発光基準電圧は有機ＥＬ素子３０１と３０２とで異なる電圧を用いることができる。発光期間と書込期間で切替線６３４をＯＮ／ＯＦＦすることにより、トランジスタ６３０及び６３１を導通又は非導通とし、容量３０７及び６２９への接続を、データ信号線２１２と基準電圧線６３２とで切替えることができる。
【００６０】
このような構成として場合であっても、有機ＥＬ表示装置は、状況に応じて、視角特性や色相等の光学的特性を変化させ、最適な品質で表示することができる。
【００６１】
［第６実施形態］
第６実施形態に係る本発明の有機ＥＬ表示装置について説明する。第６実施形態における有機ＥＬ表示装置の構成及び画素回路の構成は、第１実施形態と同様である。
【００６２】
図１７には、図４の有機ＥＬ素子３０１及び３０２の発光期間の制御を行うためのシステム構成が示されている。この図１７に示されるように、画像信号は、表示のためのデータを作成し、データ信号線駆動回路２１０に処理データを送信する画像信号処理部５０８と、入力画像データの特性を検出し、検出結果に基づいて表示画像に適した発光期間条件（発光期間の数、配置位置、期間長）を選択制御線駆動回路２３０に設定する発光期間条件設定部５１０と、に入力される。
【００６３】
発光期間条件設定部５１０は、１フレーム平均画像レベル算出部５１２と、最大発光輝度制御部５１７と、静止画検出判定部５１１と、外光レベル判定部５１６と、発光モード判定部５１３と、ユーザ設定部５１５と、発光期間設定部５１４と、を有している。以下に各々の機能について説明する。
【００６４】
１フレーム平均画像レベル算出部５１２は、１フレーム画面を構成する全画素に対応する入力画像データの平均画像レベルを算出するブロックである。入力画像は例えば、Ｒ（赤）画素データ、Ｇ（緑）画素データ、Ｂ（青）画素データのデータ形成により与えられる。１フレーム平均輝度レベル算出部は、平均輝度レベルの算出に際し、まず各画素に対応するＲ画素データ、Ｇ画素データ、Ｂ画素データを輝度レベルに変換する。また、ここでの平均輝度レベルは、１フレーム毎に算出値を後段に出力してもよいし、複数フレームの平均値を出力しても良い。
【００６５】
最大発光輝度制御部５１７は、算出された平均輝度レベルに基づいて該当するフレーム画面の表示に使用する最大輝度レベルを設定する。例えば、平均画像レベルの低いフレーム画面には、ダイナミックレンジの高い最大輝度レベルを設定する。また、外光レベル検出部５０４及び外光レベル判定部５１６により、外光レベルを検出・判定し、外光レベルに応じて最大輝度レベルを設定することもできる。さらにユーザ設定部５１５を用いユーザにより最大輝度レベルを設定することもできる。
【００６６】
静止画検出判定部５１１は、フレーム画面が動画か静止画かを入力画像データに基づいて判定する回路デバイスである。図１８に、静止画検出判定部５１１の構成を示す。静止画検出判定部５１１は、フレームメモリ５２１、動き量検出部５２２、及び静止画動画判定部５２３で構成される。このうち、動き量検出部５２２は、入力画像データに基づいて動き量を検出する処理機能部に対応する。昨今では、動き検出技術として、コムフィルタを用いる動き検出システムやフレーム補間用の動き検出システム等が実用化されている。基本的には、動き量検出部５２２として、これらの既存の動き検出システムを使用する。静止画検出判定部５１１は、１フレーム分の画像信号を記憶可能なフレームメモリと演算器を備えている。フレームメモリ５２１は書き込みポートから今回のフレームの画像信号を書き込み、同時並行的に読み出しポートから前回のフレーム（１フレーム前）の画像信号を読み出す。演算器は、今回のフレームの画像信号と前回のフレームの画像信号を用いて両画像信号の差分をとってもよい。
【００６７】
また、数フィールドから数百フィールドの入力画像データを比較し、それらの変化量が微量であれば静止画と判定する簡易型のシステムを使用することもできる。なお、本実施形態の場合、動き量検出部５２２には動き量の検出機能さえ搭載されていれば良く、動き方向の検出機能は有していなくても良い。
【００６８】
静止画動画判定部５２３は、検出結果に基づいて、該当画像が静止画像か動画像かを判
定する処理機能部に対応する。基本的に動き量がゼロの画像を静止画像と判定するが、動き量が非常に小さい画像も静止画像と判定する。ここでの判定閾値は、経験等を加味した設計上の値として与えられる。
【００６９】
この実施形態の場合、静止画像と判定された画像以外は全て動画像と判定される。しかし、適用するシステムによっては、動き量の大きさ情報を判定結果に含める方法（動き量が大きいか小さいかの２値で表す方法）や、テロップ付きの画像か否かを判定結果に含める方法を採用することもできる。
【００７０】
発光モード判定部５１３は、検出された動き判定結果に基づいて、対象画面の表示に使用する発光モードを判定する回路デバイスである。図１９に、この実施形態で採用する発光モード判定部５１３の判定動作のフローチャートを示す。まず、発光モード判定部５１３は、対象画像が静止画か否かを判定する（ステップＳ１１）。ここで、肯定結果が得られた場合（静止画の場合）、発光モード判定部５１３は、対象画像の発光モードを静止画モードに設定する。一方、否定結果が得られた場合（動画の場合）、発光モード判定部５１３は、対象画像（フレーム）の平均輝度レベルＡＰＬの大きさに基づいて発光モードを判定する（ステップＳ１２）。
【００７１】
平均輝度レベルＡＰＬが第１の閾値Ｃ１より小さい場合、発光モード判定部５１３は、対象画像の発光モードを動画重視モードに設定する。平均輝度レベルが第１の閾値Ｃ１より大きく、かつ、第２の閾値Ｃ２より小さい場合、発光モード判定部５１３は、対象画像の発光モードを静止画・動画バランスモードに設定する。平均輝度レベルＡＰＬが第２の閾値Ｃ２より大きい場合、発光モード判定部５１３は、対象画像の発光モードをフリッカ抑制モードに設定する。
【００７２】
ここで、動画重視モードとは、ホールド型の動画ぼやけの発生が抑制されるように、特定の点灯期間の後に、非発光期間を連続して配置する発光モードをいう。また、フリッカ抑制モードとは、複数の点灯期間が１フレーム期間全体に分散的に配置しかつ、１ライン毎に選択制御線２３２又は２３４の位相をずらした発光モードをいう。
【００７３】
また、静止画・動画バランスモードは、動画重視モードとフリッカ抑制モードの中間的な点灯期間の配置が採用される発光モードをいう。具体的には、規定の発光期間（５０〜８０％）以下で発光期間を分散する。分散数はＮ（Ｎは、Ｎ≧３）個の発光期間にする。但し、分散数Ｎの増加はオンオフ動作に起因するドライバＩＣの消費電力増大の観点から４個以下が望ましい。
【００７４】
なお、本実施形態の場合、動画重視モードとフリッカ抑制モードについては、検出レベルに応じて、２段階のうちの１つを設定する。
【００７５】
ユーザ設定部５１５は、ユーザの志向に合わせた点灯期間の設定動作に反映させるために配置される回路デバイスである。すなわち、操作画面を通じて受け付けた表示画質に対するユーザの志向を記憶領域に保持する回路デバイスである。表示画質に対するユーザの好みとしては、例えば最大発光輝度の設定や、動画の表示品質を重視するかとか、静止画の表示品質を重視する等の情報の他、動画ボケとフリッカのいずれを重視するかと言った情報も含む。
【００７６】
発光期間設定部５１４は、入力画像データに応じて設定されるピーク輝度レベルが得られるように、判別された発光モードについて規定された設定条件に従って、１フレーム期
間内に配置される点灯期間の数、配置位置及び期間長を具体的に設定する回路デバイスをいう。この設定動作には、ユーザの設定情報も参照する。
【００７７】
図２０は、発光モード判定部５１３で決定された発光モードにより駆動される選択制御線２３２及び２３４の変化のタイミングチャートを比較するための表である。なお、表中の高輝度モード、中輝度モード及び低輝度モードは、ユーザ設定部５１５により決定されるものとする。ここで、静止画・動画バランスモードでは、発光デューティが６０％以下である場合に、４分割の分散発光することとしているが、３分割以上であればよい。また、図２１の発光期間を変化させた場合の階調電圧と輝度との関係のグラフに示されるように、階調電圧が高くとも、発光期間が短ければ輝度は低くなるため、各モードのタイミングチャートはこの点を考慮している。
【００７８】
したがって、本実施形態の有機ＥＬ表示装置は、状況に応じて、視角特性等の光学的特性を変化させ、最適な品質で表示することができる。
【００７９】
なお、上述の各実施形態では、選択トランジスタ３０３及び３０４により、発光期間を制御することとしたが、発光基準電圧を矩形波信号とすることにより発光期間を制御してもよい。
【００８０】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００８１】
１００  表示装置、１１０  駆動回路、１３０  フレキシブル配線基板、１４０  制御基板、２００  有機ＥＬパネル、２１０  データ信号線駆動回路、２１２  データ信号線、２２０  走査信号線駆動回路、２２２  走査信号線、２３０  選択制御線駆動回路、２３２，２３４  選択制御線、３００  画素、３００Ｂ  画素、３００Ｇ  画素、３００Ｒ  画素、３０１，３０２  有機ＥＬ素子、３０３，３０４  選択トランジスタ、３０５  駆動トランジスタ，３０６  トランジスタ、３０７  容量、３０９  接地電位、３１０  画素回路、３１１  アノード電極、３１２  カソード電極、３１４  有機ＥＬ層、３１５  基板、３１６  保護層、３１８  領域分割層、３１９  マイクロレンズ、３９０  画素、３９６  保護層、４０１，４０２  有機ＥＬ素子、４１０，４２０  アノード電極、４１１，４２１  反射メタル層、４１２，４２２  透明アノード電極、５０４  外光レベル検出部、５０８  画像信号処理部、５１０  発光期間条件設定部、５１１  静止画検出判定部、５１２  フレーム平均画像レベル算出部、５１３  発光モード判定部、５１４  発光期間設定部、５１５  ユーザ設定部、５１６  外光レベル判定部、５１７  最大発光輝度制御部、５２１  フレームメモリ、５２２  量検出部、５２３  静止画動画判定部、６１０  画素回路、６１３，６１４  選択トランジスタ、６２０  画素回路、６２９  容量、６３０，６３１  トランジスタ、６３２  基準電圧線、６３４  切替線。
【図１】
2012133165.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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