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WO2016063846A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2016063846A1
WO2016063846A1 PCT/JP2015/079502 JP2015079502W WO2016063846A1 WO 2016063846 A1 WO2016063846 A1 WO 2016063846A1 JP 2015079502 W JP2015079502 W JP 2015079502W WO 2016063846 A1 WO2016063846 A1 WO 2016063846A1
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WO
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shutter
light emitting
light
layer
elements
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/079502
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English (en)
French (fr)
Inventor
一由 小俣
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コニカミノルタ株式会社 filed Critical コニカミノルタ株式会社
Priority to JP2016555217A priority Critical patent/JPWO2016063846A1/ja
Priority to US15/518,410 priority patent/US20170309858A1/en
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Definitions

  • the present invention relates to a display device, and more particularly to a display device suitable for a field sequential method.
  • a field sequential display device uses light emitting elements of multiple colors as a backlight of a liquid crystal display panel, and is configured to light up light emitting elements of each color sequentially in a time-sharing manner as the pixels of the liquid crystal display panel are driven. This has an advantage that the aperture ratio of the pixel is higher than that of the surface division.
  • Patent Document 1 describes that “a field sequential liquid crystal display device includes a transmissive liquid crystal panel and a backlight disposed on the back side thereof”. “The backlight is composed of a light-emitting device including an organic EL element in which three light-emitting units of red, green, and blue are stacked on a substrate.”
  • the organic electroluminescent element used for the backlight of the display device described in the cited document 1 has a configuration in which three color light emitting units are laminated. For this reason, the light extraction efficiency from the light emitting units arranged in the lower layer is not sufficient, and there is a concern about an increase in power consumption in order to obtain sufficient light emission efficiency for light emission of each color.
  • an object of the present invention is to provide a field sequential display device capable of reducing power consumption while reducing the weight by using an organic electroluminescent element as a backlight.
  • a display device for achieving such an object includes a light transmission type shutter element panel in which shutter elements for controlling the transmission of light are arranged in a matrix, and an organic electroluminescent element, and is superimposed on the shutter element panel.
  • the organic electroluminescent element a stacked element in which each color light emitting unit is sandwiched between a plurality of electrodes, and white or each of the above colors between a pair of electrodes.
  • the display device having such a configuration, it is possible to reduce the power consumption while reducing the weight by using the organic electroluminescent element for the backlight.
  • FIGS. 1 to 4 are diagrams for explaining the configuration of a display device 1 according to a first embodiment to which the present invention is applied.
  • the display device 1 shown in these drawings is of a so-called field sequential type, and has a configuration in which a transmissive shutter element panel 3 and a backlight panel 5 using an organic electroluminescent element are laminated.
  • the configuration of the display device 1 will be described in the order of the planar configuration of the shutter element panel 3, the layer configuration of the shutter element panel 3, the planar configuration of the backlight panel 5, the layer configuration of the backlight panel 5, and the driving method of the display device 1. To do.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a main part for explaining a planar configuration of the display device 1 according to the first embodiment.
  • the shutter element panel 3 in the display device 1 shown in this figure is, for example, a liquid crystal display panel, and a liquid crystal layer is sandwiched between two substrates.
  • substrate 11a) is shown as the shutter element panel 3.
  • a plurality of scanning lines 13 are wired in the row direction (here horizontal direction), and a plurality of signal lines 15 are wired in the column direction (vertical direction).
  • One shutter element 3a is provided for each intersection.
  • a common wiring 17 is wired in parallel with the scanning line 13 on the first substrate 11a. Further, at the peripheral portion on the first substrate 11a, a scanning line driving circuit 13a that scans and drives the scanning lines 13, and a signal line driving circuit 15a that supplies a video signal (that is, an input signal) corresponding to luminance information to the signal line 15. And are arranged.
  • Each shutter element 3a is provided with a shutter opening / closing circuit composed of, for example, a thin film transistor Tr and a holding capacitor Cs, and a pixel electrode 19 is connected to these opening / closing circuits.
  • This open / close circuit is a so-called pixel circuit.
  • the pixel electrode 19 is provided on an interlayer insulating film that covers the switching circuit, as will be described in detail later using a plan view and a cross-sectional view.
  • Each thin film transistor Tr has a gate electrode connected to the scanning line 13, a source electrode connected to the signal line 15, and a drain electrode connected to the storage capacitor Cs and the pixel electrode 19.
  • the thin film transistor Tr of each shutter element 3 a arranged along the scanning line 13 is connected to the gate electrode in a state where the single scanning line 13 is shared.
  • the other electrode of the capacitive element Cs is connected to the common wiring 17.
  • the common wiring 17 is connected to a common electrode on the second substrate side (not shown here).
  • the video signal written from the signal line 15 via the thin film transistor Tr is held in the holding capacitor Cs, and a voltage corresponding to the held signal amount is supplied to each pixel electrode 19.
  • the configuration of the switching circuit as described above is merely an example, and if necessary, a capacitance element may be provided in the switching circuit, or a plurality of transistors may be provided to configure the switching circuit. Further, a necessary drive circuit may be added to the peripheral region of the first substrate 11a according to the change of the switching circuit.
  • the shutter element panel 3 is not limited to a liquid crystal display panel, and may be an element panel that can freely open and close an optical aperture for each pixel.
  • a shutter element panel may be, for example, a MEMS shutter element panel in which a micro machine (Micro Electro Mechanical Systems: MEMS) shutter is incorporated for each pixel.
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an essential part for explaining the layer structure of the display device 1 according to the first embodiment, and corresponds to a cross section taken along the line AA ′ of FIG.
  • the shutter element panel 3 has a liquid crystal layer LC sandwiched between a first substrate 11a and a second substrate 11b made of a transparent material such as a glass substrate or a plastic substrate.
  • the circuit described with reference to FIG. 1 is formed on the first substrate 11a.
  • a thin film transistor Tr and a capacitor element On the surface of the first substrate 11a facing the liquid crystal layer LC, a thin film transistor Tr and a capacitor element, a scanning line, a signal line, and a common wiring (not shown here) (not shown here) are provided. . These are covered with an interlayer insulating film 21.
  • the pixel electrodes 19 are arrayed on the interlayer insulating film 21. Each pixel electrode 19 is made of a light-transmitting conductive material, and is connected to the drain electrode of the thin film transistor Tr through a connection hole 23 provided in the interlayer insulating film 21.
  • the formation surface side of the pixel electrode 19 in the first substrate 11a on the driving side as described above is covered with an alignment film not shown here, and a liquid crystal layer LC is provided through the alignment film.
  • a common electrode 25 is provided on the surface of the second substrate 11b facing the first substrate 11a via the liquid crystal layer LC toward the liquid crystal layer LC.
  • the common electrode 25 is made of a light-transmitting conductive material, and is provided in the form of a solid film having a potential common to all the shutter elements 3a. Further, the surface of the second substrate 11b where the common electrode 25 is formed is covered with an alignment film not shown here, and a liquid crystal layer LC is provided through the alignment film.
  • the liquid crystal layer LC provided between the alignment film on the first substrate 11 a and the alignment film on the second substrate 11 b as described above includes liquid crystal molecules that are driven by turning on / off the pixel electrodes 19.
  • the layer thickness of the liquid crystal layer LC is maintained at a predetermined layer thickness (cell gap) by sandwiching a spacer (not shown) between the first substrate 11a and the second substrate 11b.
  • a pair of deflecting plates (not shown) are disposed outside the first substrate 11a and the second substrate 11b, and the backlight panel 5 is disposed outside the deflecting plate on the first substrate 11a side.
  • the display device 1 is configured by being arranged.
  • the backlight panel 5 includes an organic electroluminescent element, and is disposed on the first substrate 11 a side in the shutter element panel 3.
  • the backlight panel 5 includes a laminated element EL1 and a single-layer element EL2 on one main surface of a transparent substrate 51.
  • the laminated element EL1 and the single-layer element EL2 are arranged on the surface of the transparent substrate 51 opposite to the shutter element panel 3.
  • the multilayer element EL1 and the single-layer element EL2 are arranged in a stripe shape along the direction of arrangement of the shutter elements 3a in the shutter element panel 3, and, for example, are connected to the signal lines 15 provided on the shutter element panel 3. It extends in the row direction (vertical direction) along.
  • the stacked element EL1 and the single layer element EL2 are alternately arranged in the row direction (vertical direction) along the scanning line 13.
  • FIG. 1 shows a state in which the shutter element panel 3 and the backlight panel 5 are shifted, but a pair of stacked element EL1 and single layer element EL2 for each shutter element 3a. Are arranged in a stacked state.
  • the transparent substrate 51 is connected with a light emission drive circuit 53 for driving the multilayer element EL1 and the single layer element EL2.
  • the light emission driving circuit 53 includes a first electrode 55-1 to a fourth electrode 55-4 of the multilayer element EL1 and a first electrode 57-1 and a second electrode 57 of the single-layer element EL2, which will be described in detail later.
  • For -2 supply the voltage to control the light emission of each light emitting unit individually.
  • the backlight panel 5 includes a laminated element EL1 and a single-layer element EL2 on a surface opposite to the shutter element panel 3 in a transparent substrate 51 such as a glass substrate or a plastic substrate. And are arranged.
  • the emitted light obtained by the multilayer element EL1 and the single layer element EL2 is extracted to the shutter element panel 3 side through the transparent substrate 51.
  • the configuration of the multilayer element EL1 and the single layer element EL2 is as follows.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional configuration diagram of the multilayer element EL1.
  • the multilayer element EL1 includes, for example, a first electrode 55-1, a second electrode 55-2, a third electrode 55-3, and a fourth electrode 55-4 in order from the transparent substrate 51 side. Have. Between these electrodes, light emitting units of different emission colors are sandwiched.
  • a red light emitting unit 55r is sandwiched between the first electrode 55-1 and the second electrode 55-2.
  • One of the first electrode 55-1 and the second electrode 55-2 functions as an anode and the other functions as a cathode with respect to the red light emitting unit 55r.
  • the red light emitting unit 55r has a configuration in which red (R) emitted light hr is obtained by recombination of holes injected from the anode and electrons injected from the cathode.
  • a green light emitting unit 55g is sandwiched between the second electrode 55-2 and the third electrode 55-3.
  • One of the second electrode 55-2 and the third electrode 55-3 functions as an anode and the other functions as a cathode with respect to the green light emitting unit 55g.
  • the green light emitting unit 55g is configured to obtain green (G) emitted light hg by recombination of holes injected from the anode and electrons injected from the cathode.
  • a blue light emitting unit 55b is sandwiched between the third electrode 55-3 and the fourth electrode 55-4.
  • One of the third electrode 55-3 and the fourth electrode 55-4 functions as an anode and the other functions as a cathode with respect to the blue light emitting unit 55b.
  • the blue light emitting unit 55b is configured to obtain blue (B) emitted light hb by recombination of holes injected from the anode and electrons injected from the cathode.
  • the electrode 55-2 and the third electrode 55-3 are configured using a light-transmitting conductive material.
  • a light-transmitting conductive material examples include ITO (indium tin oxide), ZnO (zinc oxide), TiO 2 (titanium oxide), SnO 2 (tin oxide), and IZO (registered trademark: indium zinc oxide).
  • ITO indium tin oxide
  • ZnO zinc oxide
  • TiO 2 titanium oxide
  • SnO 2 titanium oxide
  • IZO registered trademark: indium zinc oxide
  • An oxide semiconductor such as thin film silver (Ag) having a light-transmitting property is used.
  • the first electrode 55-1, the second electrode 55-2, and the third electrode 55-3 are preferably composed of a silver thin film having a low resistance but sufficient light transmission.
  • a silver thin film it is preferable to provide a layer that can ensure film formation uniformity of the silver thin film, such as a nitrogen-containing layer, as the film formation underlayer.
  • a layer preferably serves also as, for example, a hole injection layer or an electron injection layer as a part of the light emitting unit.
  • the silver thin film is preferably used as an anode.
  • the fourth electrode 55-4 is formed using a conductive material having light reflectivity.
  • a conductive material having such light reflectivity a metal material such as aluminum is used, and a material considering a work function is selected and used from these materials.
  • the red light emitting unit 55r, the green light emitting unit 55g, and the blue light emitting unit 55b are not limited in overall layer structure as a light emitting unit of an organic electroluminescent element.
  • a configuration in which [hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer] is stacked in order from the anode side is exemplified, and among these, at least an organic material is used. It is essential to have a light emitting layer.
  • the hole injection layer and the hole transport layer may be provided as a hole transport / injection layer.
  • the electron transport layer and the electron injection layer may be provided as an electron transport / injection layer.
  • the red light emitting unit 55r, the green light emitting unit 55g, and the blue light emitting unit 55b are not limited in the stacking order from the transparent substrate 51 side, and may be arranged in a stacking order suitable for each characteristic. Further, the light emitting units of each color constituting the multilayer element EL1 are not limited to the red light emitting unit 55r, the green light emitting unit 55g, and the blue light emitting unit 55. May be stacked, or a light emitting unit that emits complementary colors of RGB may be stacked.
  • red (R) emitted light hr, green (G ) Emission light hg and blue (B) emission light hb can be freely emitted.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional configuration diagram of the single-layer element EL2.
  • the single-layer element EL2 includes, for example, a first electrode 57-1 and a second electrode 57-2 that are sequentially stacked from the transparent substrate 51 side.
  • a white light emitting unit 57w is sandwiched between these electrodes.
  • the white light emitting unit 57w is configured to obtain white (W) emitted light hw by recombination of holes injected from the anode and electrons injected from the cathode.
  • the first electrode 57-1 through which the emitted light obtained in the white light emitting unit 57w is transmitted is formed using a light-transmitting conductive material.
  • a light-transmitting conductive material the same material as the first electrode 55-1 of the multilayer element EL1 is used in the same manner.
  • the second electrode 57-2 is configured using a conductive material having light reflectivity.
  • the conductive material having such light reflectivity the same material as the fourth electrode 55-4 of the multilayer element EL1 is used in the same manner.
  • the white light emitting unit 57w may be configured to obtain white (W) emitted light hw.
  • the color temperature of the emitted light hw takes a value in the range of 2000K to 12000K.
  • Such a white light-emitting unit 57w may have a configuration in which light-emitting units that can obtain mutually complementary colors of light emission are stacked via an intermediate layer.
  • the configuration of each light emitting unit is the same as that of the multilayer element EL1 without limiting the overall layer structure of the light emitting unit of the organic electroluminescent element.
  • the single-layer element EL2 as described above can freely emit white (W) emitted light hw by controlling the voltage supplied to the first electrode 57-1 and the second electrode 57-2 by the light emission drive circuit 53. Can emit light.
  • any electrode of the stacked EL 1 and any electrode of the stacked EL 2 may be provided as a common electrode.
  • the first electrode 55-1 of the multilayer element EL1 and the first electrode 57-1 of the single layer element EL2 are provided as a common electrode, or the fourth electrode 55-4 of the multilayer element EL1
  • the second electrode 57-2 of the single-layer element EL2 may be provided as a common electrode.
  • each layer constituting the multilayer element EL1 and the single-layer element EL2 having the above configuration is not limited, and an appropriate method such as a vapor deposition method or a coating method is adopted.
  • each light emitting unit of the multilayer element EL1 and the single layer element EL2 has a light emitting layer formed using at least an organic material. For this reason, it is assumed that sealing is performed by a sealing member not shown here, but the sealing structure is not limited, and it may be a hollow structure or a sealing agent filling structure. Good.
  • FIG. 5 is a timing chart for explaining a driving method of the display device 1 and shows a period of one frame.
  • a driving method of the display device 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 4 together with FIG.
  • the high period indicates that the gate of the thin film transistor Tr is on
  • the high period indicates the light emitting period of each light emitting unit. ing.
  • the scanning line driving circuit 13a in the shutter element panel 3 sequentially supplies row selection signals to the scanning lines 13 every first period t1 to fourth period t4 obtained by dividing one frame.
  • the shutter elements 3a are sequentially selected for each row.
  • the number of divisions of one frame corresponds to the number of light emission colors of the light emitting units provided in the backlight panel 5 (here, four colors of W, R, G, and B).
  • Each of the first period t1 to the fourth period t4 is a period assigned to the light emission color of the light emitting unit provided in the backlight panel 5.
  • the signal line driving circuit 15a sequentially supplies video signals corresponding to the luminance information to the signal lines 15 in accordance with the timing of supplying the row selection signals to the scanning lines 13.
  • a voltage corresponding to the amount of signal supplied from each signal line 15 is applied to the pixel electrode 19 of each shutter element 3a connected to the selected scanning line 13, and each shutter according to the voltage.
  • the shutter of the element 3a is opened.
  • the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer LC corresponding to each pixel electrode 19 have an inclination corresponding to the voltage applied to the pixel electrode 19, so that the opening corresponding to the amount of signal supplied from each signal line 15.
  • the shutter element 3a opens at a rate.
  • all the shutter elements 3a correspond to the signal amount supplied from each signal line 15. It becomes an open state.
  • the backlight panel 5 is driven as follows within one frame period. That is, in the first period t1 to the fourth period t4 in which one frame is divided, the light emission drive circuit 53 is arranged in the order of the light emission colors assigned to the first period t1 to the fourth period t4 and the single layer element EL1. The light emitting units of the mold element EL2 are caused to emit light sequentially.
  • each light emitting unit may be so-called local dimming, in which the luminance at the time of each light emission is controlled in accordance with the video signal corresponding to the luminance information supplied to the signal line driving circuit 15a of the shutter element panel 3.
  • the respective emitted lights hw, hr, hg, hb generated in the first period t1 to the fourth period t4 are transmitted through the shutter element 3a according to the aperture ratio of the shutter element 3a in the first period t1 to the fourth period t4. To do.
  • the white (W) emitted light hw, the red (R) emitted light hr, the green (G) emitted light hg, and the blue (B) emitted light hb are displayed in a time-division manner during one frame period.
  • the feed sequential driving is performed.
  • the light emission drive circuit 53 sets a blank period tb from the first line t1 to the fourth period t4 to the end of the selection of the first line scan line to the last line scan line. Stops the light emission in the light emitting unit. Thereby, the black period (Bk) is displayed in the blank period tb in all the shutter elements, and the transmission amount of each color is prevented from being different for each row of the shutter elements. In this driving, a portion corresponding to one shutter element 3a is one pixel.
  • the display device 1 having the above-described configuration has a configuration in which the backlight panel 5 provided with the organic electroluminescent elements is provided on the shutter element panel 3, so that the frame can be reduced in size and thickness. It is.
  • the display device 1 includes a single layer element EL2 including a white light emitting unit 57w as an organic electroluminescent element. Is provided. As a result, the luminance of the entire display screen is improved, as compared with the case where only the emission of red (R) emission light hr, green (G) emission light hg, and blue (B) emission light hb is used. Thus, power consumption can be reduced.
  • the single-layer element EL2 including the white light emitting unit 57w, light emission of each color light from the red light emitting unit 55r, the green light emitting unit 55g, and the blue light emitting unit 55b is hindered. In this way, even lower power consumption can be achieved.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of a main part for explaining a modification of the first embodiment.
  • the display device 1A shown in this figure is different from the display device 1 of the first embodiment in the configuration of the backlight panel 5A. That is, in the backlight panel 5A, the multilayer element EL1 is disposed as a common element and the single-layer element EL2 is disposed as a common element between the columns of the shutter elements 3a disposed adjacent to each other in the row direction. Is where you are. Other configurations are the same as those of the first embodiment including the driving method.
  • Second Embodiment 7 and 8 are diagrams illustrating the configuration of a display device 1 'according to the second embodiment to which the present invention is applied.
  • the display device 1 ′ shown in these drawings differs from the display device of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 5 in that the planar configuration of the shutter element panel 3 ′ and the scanning lines by the scanning line driving circuit 13a. And the light emission control by the light emission drive circuit 53 ′.
  • the shutter element 3a, the stacked element EL1, the single layer element EL2, and other configurations are the same as those in the first embodiment. For this reason, the same code
  • FIG. 7 is a schematic plan view of a main part for explaining the planar configuration of the display device 1 ′ of the second embodiment.
  • a first scanning line 13-1 and a second scanning line 13-2 are set as one set, and a plurality of sets of first scanning lines 13 are set.
  • -1 and the second scanning line 13-2 are wired in the row direction (here, the horizontal direction).
  • One set of the first scanning line 13-1 and the second scanning line 13-2 are wired close to each other.
  • the first signal line 15-1 and the second signal line 15-1 are set as one set, and a plurality of sets of the first signal line 15-1 and the second signal line 15-2 are set.
  • a pair of the first signal line 15-1 and the second signal line 15-2 are wired so as to be spaced apart from each other so that the shutter element 3a is disposed between them.
  • the first signal line 15- 1 and the second signal line 15-2 are alternately wired.
  • one shutter element 3a is provided at each intersection of the first scanning line 13-1, the second scanning line 13-2, and the first signal line 15-1.
  • one shutter element 3a is provided at each intersection of the first scanning line 13-1, the second scanning line 13-2, and the second signal line 15-2.
  • a common wiring 17 is wired on the first substrate 11a in parallel with the first scanning line 13-1 and the second scanning line 13-2.
  • a first scanning line driving circuit 13a-1 for driving the first scanning line 13-1 and a second scanning line for driving the second scanning line 13-2.
  • a two-signal line drive circuit 15a-2 is arranged.
  • each shutter element 3a is the same as that of the first embodiment including the open / close circuit. However, the shutter element 3a is arranged in such a manner that one row of shutter elements 3a is overlaid on one multilayer element EL1 in the backlight panel 5 ′, and one row of shutter elements 3a is overlaid on one single layer type element EL2. Has been.
  • the shutter element 3a disposed so as to overlap the stacked element EL1 is connected to the first scanning line 13-1 and the first signal line 15-1.
  • the shutter element 3a disposed so as to overlap the single-layer element EL2 is connected to the second scanning line 13-2 and the second signal line 15-2.
  • the shutter elements 3a arranged in the row direction parallel to the first scanning line 13-1 and the second scanning line 13-2 are:
  • the first scanning line 13-1 and the second scanning line 13-2 are alternately connected, and the first signal line 15-1 and the second signal line 15-2 are alternately connected.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a main part for explaining the layer structure of the display device 1 ′ of the second embodiment, and is a view corresponding to the cross section AA ′ of FIG.
  • the layer configuration of the shutter element panel 3 ′ of the second embodiment is the same as the layer configuration of the shutter element panel of the first embodiment.
  • one shutter element 3a is disposed so as to overlap only one stacked element EL1 or one single layer element EL2 in the backlight panel 5 ′.
  • planar configuration and layer configuration of backlight panel 5 ′ are the same as those in the first embodiment.
  • the configurations of the multilayer element EL1 and the single-layer element EL2 are the same as those described with reference to FIGS. 3 and 4 in the first embodiment.
  • the multilayer element EL1 and the single-layer element EL2 are alternately arranged for each column of the shutter elements 3a.
  • the driving procedure of the multilayer element EL1 and the single-layer element EL2 by the light emission driving circuit 53 ′ is different from the first embodiment as will be described later.
  • FIG. 9 is a timing chart for explaining a driving method of the display device 1 ′, and shows a period of one frame.
  • a driving method of the display device 1 ′ will be described with reference to FIGS. 3 to 4 and FIGS. 7 to 8 together with FIG.
  • the timing chart for the driving of the first scanning line 13-1 and the driving of the second scanning line 13-2 is that the gate of the thin film transistor Tr is on during the high period, and the timing chart of the light emitting unit is The high period represents the light emission period of each light emitting unit.
  • the first scanning line driving circuit 13a-1 in the shutter element panel 3 ′ sequentially selects rows for the first scanning line 13-1 every first to third periods t1 to t3 obtained by dividing one frame. Supply signal.
  • the shutter elements 3a overlaid on the multilayer element EL1 are sequentially selected for each row.
  • the number of divisions of one frame corresponds to the number of emission colors of the light emitting units provided in the multilayer element EL1 of the backlight panel 5 ′ (here, three colors of R, G, and B).
  • Each of the first period t1 to the third period t3 is a period assigned to the light emission color of the light emitting unit provided in the multilayer element EL1.
  • the second scanning line driving circuit 13a-2 sequentially supplies row selection signals to the second scanning line 13-2 for each frame. As a result, in one frame, the shutter elements 3a overlaid on the single-layer element EL2 are sequentially selected for each row.
  • the first signal line driving circuit 15a-1 supplies a video signal corresponding to the luminance information to each first signal line 15-1 in accordance with the timing of supplying the row selection signal to the first scanning line 13-1. Are sequentially supplied. At this time, a video signal is supplied from the first signal line 15-1 every first period t1 to third period t3 obtained by dividing one frame.
  • the second signal line driving circuit 15a-2 outputs a video signal corresponding to the luminance information to each second signal line 15-2 in accordance with the timing of supplying the row selection signal to the second scanning line 13-2. Supply sequentially. At this time, a video signal is supplied from the signal line 15 for each frame.
  • the first signal line 15-1 or the second signal line 15 is applied to the pixel electrode 19 of each shutter element 3a connected to the selected first scanning line 13-1 and second scanning line 13-2.
  • a voltage corresponding to the amount of signal supplied from -2 is applied, and the shutter of each shutter element 3a opens according to the voltage.
  • the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer LC corresponding to each pixel electrode 19 have an inclination corresponding to the voltage applied to the pixel electrode 19, so that an opening is formed according to the amount of signal supplied from each signal line 15. It will be in the state.
  • the shutter element 3a to which the first scanning line 13-1 is connected and connected to the multilayer element EL1 is in an open state in accordance with the signal amount every first period t1 to third period t3 obtained by dividing one frame. Changes.
  • the opening state of the shutter element 3a connected to the single-layer element EL2 to which the second scanning line 13-2 is connected changes according to the signal amount for each frame.
  • the backlight panel 5 ' is driven as follows within a period of one frame.
  • the light emission drive circuit 53 ′ includes the light emitting units of the stacked element EL1 in the order of the light emission colors assigned to the first period t1 to the third period t3 in the first period t1 to the third period t3 of one frame. In sequence.
  • each light emitting unit emits light according to a video signal corresponding to luminance information supplied to the first signal line drive circuit 15a-1 and the second signal line drive circuit 15a-2 of the shutter element panel 3 ′. It is good also as what corresponds to what is called local dimming which controls the brightness
  • the respective emitted light hr, hg, hb generated from the multilayer element EL1 corresponds to the shutter according to the aperture ratio of the shutter element 3a in the first period t1 to the third period t3. It passes through the element 3a.
  • the light emission drive circuit 53 causes each light emitting unit of the multilayer element EL1 to sequentially emit light and emits the white light emitting unit 57w of the single layer element EL2 during one frame period.
  • the emitted light hw generated from the single-layer element EL2 passes through the shutter element 3a according to the aperture ratio of the shutter element 3a in the period of one frame.
  • feed sequential driving is performed in which the red (R) emission light hr, the green (G) emission light hg, and the blue (B) emission light hb are displayed in a time-division manner during one frame period. .
  • white (W) emitted light hw is displayed in a period of one frame.
  • the light emission drive circuit 53 ′ continues from the first scanning line 13-1 in the first row until the first scanning line 13-1 in the last row has been selected in the first period t 1 to the third period t 3.
  • the interval is a blank period tb.
  • a period from the second scanning line 13-2 in the first row to the end of selection of the second scanning line 13-2 in the last row is set as a blank period tb.
  • the blank period tb light emission in the light emitting unit is stopped.
  • the blank period tb is displayed in black (Bk), and the transmission amount of each color is prevented from being different for each row of the shutter elements 3a.
  • the portions corresponding to the two shutter elements 3a overlapping the multilayer element EL1 and the single layer element EL2 constitute subpixels, respectively, and these two shutter elements 3a constitute one pixel.
  • the display device 1 ′ having the above-described configuration has a configuration in which a backlight panel 5 ′ provided with an organic electroluminescent element is provided on the shutter element panel 3 ′, and thus is similar to the display device of the first embodiment. It is possible to achieve a smaller and thinner frame.
  • a white light emitting unit 57w is provided as an organic electroluminescent element in addition to the stacked element EL1 including the red light emitting unit 55r, the green light emitting unit 55g, and the blue light emitting unit 55b. Further, since the single-layer element EL2 is provided, low power consumption can be achieved as in the display device of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic plan view of a main part for explaining a modification of the second embodiment.
  • the display device 1A ′ shown in this figure is different from the display device 1 ′ of the second embodiment in the configuration of the backlight panel 5A ′. That is, in the backlight panel 5A ′, the stacked element EL1 is disposed as a common element and the single-layer element EL2 is disposed as a common element between the columns of the shutter elements 3a disposed adjacent to each other in the row direction. There is. In this case, the pair of the first signal line 15-1 and the second signal line 15-2 are wired with the arrangement being alternately changed, and the first column is the second signal line 15-2, the first signal.
  • next column is arranged in the order of the first signal line 15-1 and the second signal line 15-2, and in the next column, the order is changed and wired.
  • Other configurations are the same as those of the second embodiment including the connection state with the shutter element 3a and the driving method.
  • the configuration using an organic electroluminescent element including the white light emitting unit 57w as the single-layer element EL2 is exemplified.
  • the single-layer element EL2 is not limited to such a configuration, and includes, for example, a light-emitting unit that can obtain complementary light emission with respect to the single-color light emission obtained in the multilayer element EL1. Also good. Even with such a configuration, since the luminance of the entire display screen is improved, the same effect can be obtained.
  • Red light emitting unit 55g ... Green light emitting unit, 55b ... Blue light emitting unit, 57-1 ... First electrode (single layer type element), 57-2 ... Second electrode (single layer type element), 57w ... White Light emitting unit, EL1 ... stacked element (organic electroluminescent element), EL2 ... single layer element (organic electroluminescent element)

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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

表示装置
　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）、ＴｉＯ２（酸化チタン）、ＳｎＯ２（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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