セグメント化された電極を有するアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ
アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイであって、ディスプレイ基板４と、該ディスプレイ基板の上方に配置された第１電極６と、該第１電極の上方に配置された２つの第２電極１４、１６と、第１電極と第２電極との間に、該第１電極及び該第２電極と電気的に接触して形成されたエレクトロルミネッセント発光層であって、第１電極と各それぞれの第２電極が重なるところに第１のアクティブエリア及び第２のアクティブエリアが画定されるようになっており、該発光層は、第１電極と各それぞれの第２電極との間の電流に応じて各アクティブエリアから発光する、エレクトロルミネッセント発光層と、第１電極に電気的に接続された、エレクトロルミネッセント発光層を通る電流の流れを制御する駆動トランジスタを備える駆動回路と、それぞれの第２電極に接続された、該それぞれの第２電極にそれぞれの電圧を選択的に提供する２つの電源回路と、電源回路に順次又は同時に、それぞれの第２電極に電圧を提供させるコントローラーと、を備える、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極セグメントが解像度の増大をもたらすように駆動される、セグメント化された上部電極を有するアクティブマトリックスエレクトロルミネッセント（ＥＬ）ディスプレイに関する。省電力ＥＬディスプレイ、立体ＥＬディスプレイ、高解像度ＥＬディスプレイ、及びマルチビューＥＬディスプレイを含む、このＥＬディスプレイのいくつかの用途が検討される。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
ここで、Dustin L. Winters他によって２００８年８月１４日に出願された「OLED Device With Embedded Chip Driving」と題する、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１２／１９１，４７８号、Michael E. Miller他によって２００７年１２月１９日に出願された「Drive Circuit And Electro-Luminescent Display System」と題する米国特許出願第１１／９５９，７５５号（米国特許出願公開第２００９／０１６０８２６号）、及びMichael E. Miller他によって２００７年１１月７日に出願された「Electro-Luminescent Display Device」と題する米国特許出願第１１／９３６，２５１号（米国特許出願公開第２００９／０１１５７０５号）が参照される。これらの開示は本明細書中に援用される。
【背景技術】
【０００３】
１つ又は複数のエレクトロルミネッセント（ＥＬ）材料層を含むＥＬディスプレイが当該技術分野において知られている。１つ又は複数のＥＬ材料層は２つの電極間に位置する発光層を含み、これらのＥＬ材料層の全てがディスプレイ基板上にコーティングされる。これらのＥＬディスプレイには、多くの場合に、ＥＬ材料が有機分子を含む有機エレクトロルミネッセントディスプレイが含まれる。これらのディスプレイでは、電極のうちの少なくとも一方がセグメント化され、２つの電極のセグメントが重なった領域が２次元アイランドを形成し、各重なったアイランドが個々の発光素子を画定するようにしている。
【０００４】
ＥＬディスプレイは、パッシブマトリックスディスプレイ又はアクティブマトリックスディスプレイのいずれかとして分類される。パッシブマトリックスディスプレイでは、電極のそれぞれがストリップにパターニングされ、アノードとしての役割を果たす電極のストリップと、カソードとしての役割を果たす電極のストリップとは互いに直交している。このようにして、２つの電極間の重なりによって、互いに分離された領域、すなわち発光素子が形成される。カソード及びアノードの双方を個々の電気信号を用いてアドレス指定することによって、個々の発光素子に、各発光素子の光出力を制御する別個の電流が提供される。しかしながら、クロストークを回避し、各発光素子に別個の電流を提供するために、任意の時点に、１つの方向（通常、行方向）において、１つの電極ストリップ（通常、カソード）にしか電流を提供することができない。各発光素子は、フリッカーを回避するために、好ましくは毎秒少なくとも６０回光を生成し、各発光素子は非常に大きな静電容量を有するので、パッシブマトリックスディスプレイが大型であるか又はパッシブマトリックスディスプレイの解像度が高い場合、大きな電力損失が生じる。したがって、パッシブマトリックスＥＬディスプレイは多くの場合に、小型の又は低解像度のディスプレイを形成するときにのみ実用的である。しかしながら、これらのディスプレイは、各発光素子への電流を制御するアクティブ回路を必要としないという利点を有する。
【０００５】
パッシブマトリックスＥＬディスプレイの１つの例が、特許文献１においてLiedenbaum他によって提供されている。この特許に示されているように、それぞれの電極がストライプの１次元アレイから形成され、アノードを形成するストライプ及びカソードを形成するストライプは互いに直交し、個々の発光素子を規定する。この特許では、電極を駆動する（すなわち電極に駆動電圧又は駆動電流を提供する）ドライバーも検討されている。検討されているように、各ドライバーは各電極のストライプに信号を提供し、各ストライプは複数の発光素子に対応する。この特許が実例で示しているように、ドライバーは、任意の回路が複数の電極ストライプに信号を順次提供するように配列される。
【０００６】
パッシブマトリックスディスプレイの別の例では、特許文献２においてKomatsu他が、２つの領域に分けられ、各領域がアクティブな行電極及び列電極の独自のグループを有するパッシブマトリックスＥＬディスプレイを検討している。この構成によって、発光素子の２つの行を同時にアドレス指定することが可能になり、したがってパッシブマトリックスＥＬディスプレイの実際の解像度が増大する。しかしながら、アクティブ回路を通じていずれかの電極の全ての素子への電流を独立して制御することは不可能であり、したがって、Komatsu他は明らかにパッシブマトリックスディスプレイを提供している。
【０００７】
アクティブマトリックスＥＬディスプレイは、電極のうちの一方のみ、通常アノードを、発光素子を規定するアイランドの２次元アレイにパターニングすることによって形成される。次に、双方の次元において、パターニングされた電極の全てを覆うように対電極がブランケットコーティングされる。パターニングされた電極内の発光素子のそれぞれにアクティブマトリックス回路が取り付けられ、各発光素子への電流を制御する。このアクティブマトリックス回路は通常、少なくとも、金属バスからパターニングされた電極のアイランドへの電流の流れを制御する電力トランジスタと、該電力トランジスタのゲート電圧を制御するコンデンサーと、コンデンサーの選択を可能にし、該コンデンサーに駆動電圧をかけることを可能にする第２のトランジスタとを備える。ＥＬディスプレイとともに用いるためのアクティブマトリックス回路が特許文献３においてCokによって検討されている。
【０００８】
これらのアクティブマトリックス駆動回路の高解像度アレイを用いるディスプレイは、製造が複雑であり、アクティブマトリックス回路は通常、ディスプレイ基板上に大きな空間を必要とする。この理由により、アクティブマトリックスＥＬディスプレイの解像度は通常、ディスプレイ基板上に形成されるアクティブマトリックス回路数によって制限される。この技術を用いて、パッシブマトリックスＥＬディスプレイで可能であるよりもはるかに大型ではるかに高解像度のデバイスが形成されるが、解像度は多くの場合、多くの用途に必要とされる解像度よりも低い。また、こうしたディスプレイを形成するのに必要とされる数十万個又は数百万個のトランジスタを形成する際、不具合が生じる可能性が高く、不具合の可能性はトランジスタ数の増大とともに増大する。したがって、アクティブマトリックス回路数を増大させることによりディスプレイの解像度を増大させた結果、通常、製造からの市場性のあるディスプレイの歩留まりが低くなり、したがってディスプレイの製造コストが増大する。したがって、必要とされるトランジスタ数を増大させることなくディスプレイの解像度を増大させることが望ましい。
【０００９】
非常に高解像度のＥＬディスプレイが特に望ましい多くの用途が存在する。１つの用途は、裸眼立体（auto-stereoscopic）ディスプレイ、特にマルチビュー裸眼立体ディスプレイの作製である。この用途の分野では、障壁、レンズ、又は他の構造を適用して、ディスプレイ内のいくつかの発光素子からの光を空間内の１点又は空間内の限界視角に方向付ける一方で、ディスプレイ内の他の発光素子からの光を空間内の異なる点又は限界視角に方向付けることが知られている。この方法を通じて、ディスプレイ内の２つの異なる発光素子からの光が、裸眼立体画像を提供するようにユーザーの各眼に与えられるか、又は環境内でディスプレイを見ている異なるユーザーに与えられる。不都合なことに、各画像の解像度は、異なる方向の数の逆数に等しい係数だけ低減され、したがって、これらの方法によってディスプレイデバイスの有効解像度が低減する。例えば、Chou他は、非特許文献１において、１２８０×８００のアドレス指定可能なピクセルを用いて従来の２次元画像を提供することが可能なディスプレイを検討している。このディスプレイは、４ビューマルチビューステレオディスプレイを提供するように切り替えることもできる。しかしながら、ディスプレイは、４ビューマルチビューステレオ画像を表示しているとき、９６０×２６６のアドレス指定可能なピクセルしか有しない。したがって、高解像度の画像を提供するために、発光素子数が、従来の２次元ディスプレイ内の発光素子数に、必要とされる異なる方向の数を乗算したものに等しくなるように解像度が増大される。したがって、Chou他によって記載されているような４つのビューを有するディスプレイを、２Ｄディスプレイに一般的な解像度で製造するには、通常の２Ｄディスプレイの４倍のトランジスタ数を用いてディスプレイを形成することが必要となる。同様に、Kao他によって非特許文献２において検討されているように、レンチキュラーレンズアレイ又は類似の特性を有するアドレス指定可能な液晶レンズが立体ディスプレイの作製のために知られている。障壁スクリーンの場合と同様に、これらのタイプのスクリーンは、マルチビューステレオ画像を提示する際にディスプレイの有効解像度を低減する。
【００１０】
時間領域を分けて複数の画像を提供する立体ディスプレイも検討されている。例えば、Huang他は、非特許文献３において、アドレス指定可能なレンズがディスプレイ上に形成され、レンズの形状が、任意の発光ダイオードからの画像を空間内の複数のロケーションに方向付けるように時間とともに変更されるディスプレイの構想を記載している。この方法は、ディスプレイ上の画像が、フリッカーを回避するために、ビュー数の少なくとも６０倍のレートで更新されることを必要とし、同じ更新レートで正確に変更される光学レンズを更に必要とする。さらに、レンズはピクセルごとに複数の電極を必要とする。したがって、この手法は実施が高価となる可能性があり、受容可能な更新レートを達成するにはディスプレイをより低解像度にすることが必要となる可能性がある。不都合なことに、今日商業化可能なディスプレイ技術は、更新レートが限られており、これによって、こうした方法によって提供されるビュー数が制限されることになる。
【００１１】
非常に高解像度のＥＬディスプレイが特に望ましい別の既知の用途は、視角低減を通じて低電力ディスプレイを提供することである。例えば、特許文献４において、Leeは、マイクロレンズのスパースなアレイを、発光素子のはるかに高密度のアレイとともに用いて、ユーザーの眼への光をステアリングすることを検討している。このため、ユーザーの眼への光をステアリングするのに様々な発光素子が選択され、ディスプレイがどの時点においても小さな視野しか提供しない場合であっても、ユーザーがディスプレイを非常に大きな視野を有するものとして知覚できるようにする。ディスプレイの視野を選択的に調整することがこのように可能であることは、ディスプレイの視野を低減することによってディスプレイの電力消費を大量に低減する一方でユーザーに知覚的に広い視野を提供することを可能にする。不都合なことに、こうしたディスプレイは、各ピクセル内に多数の個別にアドレス指定可能な発光素子を必要とする。さらに、今日利用可能な技術では、各ピクセル内に多数の個別にアドレス指定可能な発光素子を有する高解像度ディスプレイを作製することは不可能である。Leeは適用されるマイクロレンズの種類を特定していないが、これらのマイクロレンズには、特許文献５においてTutt他によって教示されているようなレンチキュラーレンズを含めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第６，９２７，５４２号明細書
【特許文献２】米国特許第６，７９１，２６０号明細書
【特許文献３】米国特許第６，６３６，１９１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００７／００９１０３７号明細書
【特許文献５】米国特許第６，５７０，３２４号明細書
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】「A Novel 2-D/3-D Arbitrarily Switchable Autostereoscopic Display」（SID 09 Digest pgs. 1407-1410）
【非特許文献２】「An auto-stereoscopic 3D Display using Tunable Liquid Crystal Lens Array that Mimics Effects of GRIN Lenticular Lens Array」（SID09 Digest pgs. 111-114）
【非特許文献３】「High resolution autostereoscopic 3D display with scanning multi-electrode driving liquid crystal (MeD-LC) Lens」(Society for Information Display 2009 (SID'09) Proceedings, pgs. 336-339)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、非常に高い解像度を有するＥＬディスプレイを提供する必要がある。特に、アクティブマトリックス回路数よりも多くの数の個別にアドレス指定可能な発光素子を有するアクティブマトリックスＥＬディスプレイが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によれば、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイであって、
ディスプレイ基板と、
前記ディスプレイ基板の上方に配置された第１電極と、
前記第１電極の上方に配置された２つの第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に、該第１電極及び該第２電極と電気的に接触して形成されたエレクトロルミネッセント発光層であって、前記第１電極と各それぞれの第２電極が重なるところに第１のアクティブエリア及び第２のアクティブエリアが画定されるようになっており、該発光層は、前記第１電極と各それぞれの第２電極との間の電流に応じて各アクティブエリアから発光する、エレクトロルミネッセント発光層と、
前記第１電極に電気的に接続された、前記エレクトロルミネッセント発光層を通る電流の流れを制御する駆動トランジスタを備える駆動回路と、
それぞれの第２電極に接続された、該それぞれの第２電極にそれぞれの電圧を選択的に提供する２つの電源回路と、
前記電源回路に順次又は同時に、前記それぞれの第２電極に電圧を提供させるコントローラーと、
を備える、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイが提供される。
【００１６】
本発明の構成は、ディスプレイ内のアクティブマトリックス駆動回路数を増大させることなく、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイの有効解像度を改善するという利点を提供する。加えて、この構成には、ディスプレイの電力消費を低減するか又は画像データセットを提供するために光学レンズを設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のアクティブマトリックスＥＬディスプレイにおいて有用なアクティブマトリックスディスプレイパネルの一部分の断面図である。
【図２】本発明のアクティブマトリックスＥＬディスプレイにおいて有用なアクティブマトリックス回路の概略図である。
【図３】本発明のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイの概略図である。
【図４】本発明のアクティブマトリックスＥＬディスプレイにおいて有用なアクティブマトリックスディスプレイパネルの一部分の上面図である。
【図５】本発明のアクティブマトリックスＥＬディスプレイを駆動する際に有用な方法のフローチャートである。
【図６】本発明のアクティブマトリックスＥＬディスプレイにおいて有用なアクティブマトリックス回路の概略図である。
【図７】本発明の構成における、チップレットを用いてアクティブマトリックス回路を提供するアクティブマトリックスディスプレイパネルの一部分の上面図である。
【図８】本発明の一構成による、光学層を含むディスプレイパネルの一部分の断面図である。
【図９】本発明の一構成による、光学層を含むディスプレイパネルの一部分の上面図である。
【図１０】本発明の一構成による、光学層を含むディスプレイパネルの一部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、各個別の発光素子に電流を提供するためのアクティブマトリックス回路数よりも多くの数の個別にアドレス指定可能な発光素子を有するエレクトロルミネッセント（ＥＬ）ディスプレイを提供する。
【００１９】
本発明は、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイを提供する。このアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイはディスプレイパネル２を備え、ディスプレイパネル２の一部分が図１に示されている。このディスプレイパネル２はディスプレイ基板４を備える。少なくとも第１電極６がディスプレイ基板４のエリアの上方に配置される。２つ以上の個別にアドレス指定可能な第２電極８、１０がディスプレイ基板４及び第１電極６の上方に更に配置される。第１電極６と第２電極８、１０のそれぞれとの間に、それらの電極と電気的に接触してエレクトロルミネッセント発光層１２が形成され、それによって第１電極６及び各それぞれの第２電極８、１０が重なる第１のアクティブエリア１４及び第２のアクティブエリア１６が規定される。発光層１２は、第１電極６と各それぞれの第２電極８、１０との間の電流に応じて各アクティブエリア１４、１６内で発光する。また図１には、ディスプレイパネル２が任意選択で、アクティブマトリックス層１８及びピクセル規定層２０等の付加的な層を備えることができることも示されている。
【００２０】
本発明の構成では、「アクティブエリア」１４、１６は、第１電極６のディスクリート素子、発光層１２の一部分、及び第２電極８又は１０のディスクリート素子が重なり、互いに電気的に接触するエリアであり、アクティブエリア１４、１６内の発光層１２の部分が、第１電極６と、第２電極８又は１０のうちの一方との間の電流の流れに応じて発光するようになっている。この規定では、第１電極のいずれの２つのディスクリート素子も互いに電気的に絶縁され、第１電極のいずれのディスクリート素子への電圧も、他のいずれの第１電極からも独立して制御されることが理解される。また、第１電極に重なる第２電極のいずれの２つのディスクリート素子も、互いに電気的に絶縁され、第１電極に重なる第２電極のいずれの２つのディスクリート素子への電圧も、第１電極に重なる第２電極の他のいずれのディスクリート素子に対する電圧からも独立して制御される。この規定は、第１電極に対応するか又は該第１電極に重なる第２電極が、互いに電気的に絶縁され、独立して制御可能な電圧を供給することを必要とすることに留意すべきである。一方、２つの別個の第１電極に対応するか、又はそれらに重なる第２電極は、互いに電気的に絶縁されることも、独立して制御可能とすることもできるが、これは必要ではない。
【００２１】
図２に示す駆動回路３０等の駆動回路も本発明のＥＬディスプレイに含まれる。例えば、図２の駆動回路３０は、図１のアクティブマトリックス層１８内に形成される。図２に示されているように、この駆動回路３０は、駆動トランジスタ３２を備える。駆動トランジスタ３２は、図２のノード３６によって示される図１の第１電極６を通る電力線３４からの電流の流れを変調するアクティブ回路の一部である。このため、駆動回路３０はエレクトロルミネッセント発光層１２（図１に示す）を通る電流の流れを制御する。駆動回路３０は通常、データトランジスタ４０に対するゲートを開き、データ線４２を介して駆動回路３０に制御信号が提供されることを可能にする信号を提供する選択線３８を含む、図２の他の構成要素を備える。この制御信号は、コンデンサー４４に蓄積される。この制御信号は、駆動トランジスタ３２のゲートを制御して、電力線３４と第１電極を表すノード３６との間の電流の流れを制御する。
【００２２】
本発明のアクティブマトリックスＥＬディスプレイ５０は、図３に示されているような２つの電源回路５４、５６を更に備える。図３は、電源回路５４、５６がそれぞれディスプレイパネル５２に接続されていることを示している。ディスプレイパネル５２の一部分は図１に示されている。一方、これらの電源回路５４、５６はそれぞれ、それぞれの第２電極８、１０（図１に示す）にそれぞれの電圧を選択的に提供するために、それぞれの第２電極８、１０に特に接続されている。電源回路５４、５６に、それぞれの第２電極８、１０に電圧を順次又は同時に提供させるために、コントローラー５８が更に含まれる。
【００２３】
本発明のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ５０（図３に示す）のディスプレイパネル７０内の第１電極６及び第２電極８、１０の特に望ましい構成が図４に示されている。図４に示されているように、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ内のディスプレイパネル７０は、ディスプレイ基板７２の上方に配置された第１電極７４ａ、７４ｂ、７４ｃの２次元アレイを更に含み、ここで７４ａ及び７４ｂは２次元アレイの第１の次元に沿って配列され、７４ａ及び７４ｃは２次元アレイの第２の次元に沿って配列される。これらの第１電極７４ａ、７４ｂ、７４ｃの可視性を改善するために、この図の中で第２電極７８ａ、８０ａ、８２ａ、８４ａを通る切欠き７６が与えられている。図４に示す構成では、第２電極７８ａ、８０ａ、８２ａ、８４ａの１次元アレイが提供されている。第２電極７８ａ、８０ａ、８２ａ、及び８４ａのそれぞれが複数の第１電極に重なる。例えば、切欠き７６がなければ、第２電極７８ａ、８０ａ、８２ａ、及び８４ａは第１電極７４ａ及び７４ｂ、並びに第１の次元に沿った全ての他の第１電極に重なる。この構成では、２つ以上の第２電極７８ｂ、８０ｂ、８２ｂ、８４ｂが、第１電極の２次元アレイ内の第１電極７４ｃのそれぞれの上方に配置される。アクティブエリア１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ内で、第１電極のアレイ内の第１電極７４ｃと第２電極７８ｂ、８０ｂ、８２ｂ、８４ｂとの間に、それらの第１電極及び第２電極の双方と電気的に接触してエレクトロルミネッセント発光層１０２が形成される。発光層１０２は、第１電極の２次元アレイ内の第１電極７４ｃのうちの１つと、該第１電極７４ｃの上方に配置された２つ以上の第２電極７８ｂ、８０ｂ、８２ｂ、８４ｂのうちの１つとの間の電流に応じて各アクティブエリア１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄから発光する。示されているように、アクティブマトリックスＥＬパネル内の各第２電極７８ｂ、８０ｂ、８２ｂ、８４ｂは第１の方向に延在し、ディスプレイ基板７２の上方に配置された第１電極７４ａ、７４ｂ、７４ｃの２次元アレイと、第２電極の１次元アレイとを備え、第２電極７８ｂ、８０ｂ、８２ｂ、８４ｂのそれぞれが複数の第１電極７４ａ、７４ｂに重なる。
【００２４】
本発明の「アレイ」は、順序付けされたパターンに配列された複数の類似した構造を含む。１次元アレイは、第１の次元に沿って配列された複数の構造及び第２の次元に沿って配列された単一構造（singular structure）を含み、第２の次元は通常、第１の次元に対し垂直である。２次元アレイは、第１の次元に沿って配列された複数の構造及び第２の次元に沿って配列された複数の構造を含み、第２の次元は通常、第１の次元に対し垂直である。
【００２５】
図３に示す構成では、第１の次元に沿って第１電極７４ａ、７４ｂに重なる第２電極７８ａ、８０ｂ、８２ｃ、８４ｃが、第２電極のグループ９８を規定する。第１の次元内の第１電極の１次元アレイのそれぞれに重なる第２電極によって、第２電極の他のグループが形成される。例えば、第２電極のグループ１００は、第１電極７４ｃ、及び第１電極７４ｃとともに第１の次元に沿って配列された他の第１電極に重なる電極７８ｂ、８０ｂ、８２ｂ、８４ｂによって形成される。この図に示されているように、第２電極の各グループ９８、１００は、等しい数の第２電極を有し、各グループは対応する第１の第２電極７８ａ、７８ｂ及び第２の第２電極８０ａ、８０ｂを含む。これらの対応する電極７８ａ、７８ｂ及び８０ａ、８０ｂは、互いに電気的に接続されている。図４に示すように、電力バス８６、８８、９０、９２がＥＬパネル７０上に設けられ、絶縁層（図示せず）によって第２電極７８ａ、７８ｂ、８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂのほとんどから電気的に絶縁されている。一方、これらの電力バス８６、８８、９０、９２は、電力バス９２を第２電極７８ａに接続するビア９４を含むビアを通じて、選択された第２電極７８ａ、７８ｂ、８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂに接続されている。電力バス９２は第２電極のグループ９８内の第２電極７８ａ及び第２電極の異なるグループ１００内の対応する第２電極７８ｂに接続されていることに注目されたい。このため、各グループ内の対応する第２電極は、互いに電気的に接続されている。また、ＥＬパネル７０のエッジに電力をバスで供給する電力リード線９６等の電力リード線が形成され、電力バス８６、８８、９０、９２のそれぞれの接続及び電源回路のうちの１つ、例えば電源回路５４又は５６（図３に示す）への接続を可能にする。この構成では、第２電極の複数の同一のグループが形成され、各グループは、第１の方向に沿って配列された複数の対応する第１電極に重なる。この構成では、第２電極の各グループ内の各第２電極は、第２電極の各グループ内の対応する第２電極及び異なる電源回路に電気的に接続されている。
【００２６】
この構成内で、電力バス８６、８８、９０、９２は、好ましくは金属、例えばアクティブマトリックス層１８（図１に示す）内にＴＦＴを形成するのに用いられる金属層から形成され、電力バス８６、８８、９０、９２は、ピクセル規定層２０（図１に示す）を形成するのに用いられる層の一部分によって第２電極７８ａ、７８ｂ、８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂから絶縁されている。こうした構成は、少数の電源回路５４、５６を、通常、第２電極の各グループ内の第２電極の数以下しか必要としないので、特に望ましい。望ましい構成では、第２電極７８ａ、８０ａ、８２ａ、８４ａの数、したがって第２電極の各グループ９８内の電源回路５４、５６の数は、通常２〜５０であり、より好ましくは５〜３０である。また、この構成は、第２電極７８ａ、７８ｂ、８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂへの接続を少数しか必要とせず、これによって、本発明の利点を提供する比較的単純で費用効率が高い解決法が可能になる。
【００２７】
図３の要素を更に検討すると、電源回路５４、５６は通常、少数の電圧レベル間で切り替えるスイッチを備える。例えば、１つの構成では、電源回路５４、５６は２つの異なる電圧、すなわち、第１電極に対する、電流が発光層を通って流れることを可能にするのに十分大きな電位（electrical potential）を提供する基準電圧に対応する一方の電圧、及び第１電極に対する、電流が発光層を通って流れることができないようにするのに十分小さい電位を提供する第２の電圧を提供する電源回路間を切り替えることができる。すなわち、第１電極と第２電極との間の電圧電位は、発光層からの発光しきい値を下回るか、又は発光層に逆バイアスがかけられる。この構成では、コントローラー５８はこれらの２つの電圧レベル間を切り替え、電源回路５４、５６に順次又は同時に、それぞれの第２電極に電圧を提供させ、例えば、電源回路５４、５６に同時に、それぞれの第２電極に異なる電圧を同時に提供させる。この例では、第１電極に対する、電流が発光層を通って流れることを可能にするのに十分大きな電位を電圧が提供するようにスイッチが設定されているとき、発光層は、適切な信号が第１の発光層に提供されている限り、第１電極及び発光層との第２電極の重なりによって画定されたアクティブエリア内で発光することが可能であることに注目されたい。一方、電圧が切り替えられると、発光層は、駆動回路３０（図２に示す）によって第１電極に提供されたいずれの信号についても、第２電極と第１電極及び発光層との重なりによって画定されたアクティブエリア内で発光することが可能でなくなる。電源回路５４、５６が、３つ以上の電圧間を切り替えることも可能であり、例えば、電源回路５４、５６が、発光層を通る電流の流れの段階変化を可能にする第２の基準電圧を提供することに対応する第３の電圧に切り替えることが望ましい。第１の電圧を、第２電極の各グループ内の第２電極の数で除算したものに応じて流れる電流に実質的に等しい電流が発光層を通って流れることを可能にするようにこの第３の電圧を選択することが特に望ましい。
【００２８】
別の構成では、電源回路５４、５６は、第２電極が電圧源に接続されることを可能にするか、又は単に第２電極を電圧源から遮断し、第２電極の電圧がフローティングすることを可能にする。この構成では、電源回路に順次又は同時に、それぞれの第２電極に電圧を提供させるコントローラー５８は、電源回路に同時に第２電極のうちの一方に第１の電圧を提供させることができる一方で、同時に他方の第２電極を遮断し、該第２電極がフローティングすることを可能にすることができる。ここでもまた、第２電極が電圧源に接続されているとき、電圧源は、第１電極に対する、電流が発光層を通って流れることを可能にするのに十分大きな電位を提供することは注目に値する。したがって、発光層は、適切な信号が第１の発光層に提供されている限り、第２電極と第１電極及び発光層との重なりによって画定されたアクティブエリア内で発光することが可能となる。一方、発光層は、電圧源から遮断されると、駆動回路３０（図２に示す）によって第１電極に提供されるいずれの信号についても、第２電極と第１電極及び発光層との重なりによって画定されたアクティブエリア内で発光することが可能でなくなる。
【００２９】
これらの例のそれぞれにおいて、電源回路５４、５６は、少なくとも２つの条件、すなわち、電源回路５４、５６が取り付けられた第２電極８、１０に対応する発光層１２（図１に示す）のアクティブエリア１４、１６からの発光を可能にする一方の条件と、電源回路５４、５６が取り付けられた第２電極８、１０に対応する発光層１２（図１に示す）のアクティブエリア１４、１６からの発光を阻止する第２の条件との間の切り替えを提供することができる。このアクティベート／ディアクティベートスイッチは、駆動回路３０の状態又は駆動回路３０が第１電極６（図１に示す）に与える信号にかかわらず提供されることに更に注目されたい。したがって、アクティブエリアは、スイッチが発光を可能にする電圧を提供するように設定されているときに「アクティベート」され、スイッチが発光を妨げる電圧を提供するように設定されているときに「ディアクティベート」されるように規定される。
【００３０】
ディスプレイ用途では、コントローラー５８が入力画像信号６０を付加的に受信し、電源回路５４、５６に、それぞれの第２電極８、１０（図１に示す）に電圧を提供させるのと同期して、第１の駆動信号６２を駆動回路に提供することが更に望ましい。このようにして、コントローラー５８は、駆動信号６２を駆動回路３０（図２に示す）に提供する。この駆動回路３０は通常、コントローラー５８がアクティブエリアをアクティベートする信号を電源回路５４、５６に提供するときに、アクティブエリア１４、１６を通る電流のアナログ制御を提供する。一方、代替的に、コントローラー５８はアクティブエリアをディアクティベートする信号を電源回路５４、５６に提供することもできる。
【００３１】
このとき、いくつかの状況下では、コントローラー５８が、電源回路５４、５６のうちの少なくとも第１の電源回路に信号を提供してアクティベート信号を提供する一方で、第１の電源回路と異なる少なくとも第２の電源回路に信号を提供してディアクティベーション信号を提供することが望ましい。このため、アクティブエリアの一部分、具体的には、第１の電源回路に取り付けられた第２電極と電気的に接触しているアクティブエリアは、駆動回路によって第１電極に提供された信号に応じて発光する一方で、アクティブエリアの第２の部分、具体的には、第２の電源回路に取り付けられた第２電極と電気的に接触しているアクティブエリアは発光しない。図４を参照すると、こうした選択によって、第２電極の各グループ９８、１００内の対応する第２電極、例えば７８ａ及び７８ｂのうちの１つ又は複数に対応するアクティブエリアが、駆動回路３０（図２に示す）によって提供された信号に応じて発光することが可能になる一方で、第２電極の各グループ９８、１００内の他の対応する第２電極８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂのうちの１つ又は複数は、駆動回路３０（図２に示す）によって提供された信号に応じて発光しない。
【００３２】
上述したようなアクティブマトリックスＥＬディスプレイを用いることによって、個々の発光素子に電流を提供するために、アクティブマトリックス回路数よりも多くの数の個別にアドレス指定可能な発光素子を有するアクティブマトリックスＥＬディスプレイが提供される。こうしたディスプレイを提供するために、図３のコントローラー５８は、図５に示すプロセスを用いることができる。図５において提供されるように、コントローラーは第１電極の数に各グループ内の第２電極の数を乗算したものに等しい解像度を有する入力画像信号６０を受信する（１１０）か、又は信号を受信し、空間スケーリング技術を適用して、この解像度を有する信号を提供する。この入力画像信号６０は、ディスプレイ上に第１の画像を表示するための画像信号を提供する。第１の次元に沿った、７４ａ、７４ｂを含む１７個の第１電極、及び第２の次元に沿った、７４ａ、７４ｃを含む４つの第１電極、並びに各グループ内に４つの第２電極を有する図４に示すディスプレイパネル７０において、入力画像信号は好ましくは、例えば１７列×１６行の、６８個の一意のピクセル用の信号を含む。ここで、１６行は第１電極によって形成された４行を含み、これらの４行のそれぞれが第２電極の各グループ内の第２電極によって４行に分けられる。第２電極はディアクティベートされ（１１２）、各グループ内のそれぞれの第２電極がアクティベーションのために選択される（１１４）。次に、各グループ内のそれぞれの第２電極に対応する画像データの第１のサブセットへの入力画像信号のサブセットが選択される（１１６）。次に、コントローラー５８は、第１電極のそれぞれに接続された駆動回路３０（図２に示す）に駆動信号６２を提供することによって駆動信号を更新する（１１８）。ここで、この駆動信号は画像データの第１のサブセットに対応する。次に、コントローラー５８は、電源回路５４、５６に信号を提供し、電源回路はステップ１１４において選択された第２電極に電圧を提供して、ディスプレイの対応するアクティブエリアをアクティベートする（１２０）。このため、第１電極のうちの１つによって画定されたエリア内の１つのアクティブエリアが照明され、ステップ１１６において選択された第１の画像データの第１のサブセットに対応する光出力を有する。このため、この例では、入力画像信号内の３つおきのデータ線が、各第１電極のアクティブエリアのうちの１つの中で提供される。次に、コントローラー５８はアクティブな第２電極に対応する電源回路に信号を提供し、これらの第２電極に対応するアクティブエリアをディアクティベートし（１２２）、発光を停止する。次に、コントローラーは画像データの第２のサブセット及び第２電極の第２のサブセットを選択し（１２４）、ステップ１１６〜１２２を繰り返す。このプロセスが、少なくとも６０Ｈｚの周波数を有する一意の入力画像信号に応じて全てのアクティブエリアがアクティベートされるようなレートで完了するとき、ユーザーは、第１電極の数に各グループ内の第２電極の数を乗算したものに等しい解像度を有する画像を知覚する。コントローラーは、図５の方法を適用することによって、入力画像信号の第１のサブセットを駆動回路に順次提供する一方で、電源回路に、第１の時間間隔中に第１の光を生成するように第２電極の第１のサブセットをアクティベートさせ、入力画像信号の第２のサブセットを駆動回路に提供する一方で、電源回路に、第２の時間間隔中に第２の光を生成するように第２電極の第２のサブセットをアクティベートさせ、これによってユーザーには高解像度のディスプレイが見える。この高解像度のディスプレイは、各アクティブエリアからの光が人間の眼によって統合されるときに、ディスプレイ内の駆動回路数よりも多くの数の知覚発光素子を有することになり、したがって、このディスプレイは、等しい数の駆動回路を有する従来技術のディスプレイの解像度よりも高い知覚解像度を有することになる。
【００３３】
ディスプレイの複数の行がアクティベートされる図４に示すディスプレイパネル構成では、図２の駆動回路３０が第１のディスプレイ更新サイクル中に第１の駆動信号を受信及び蓄積し、該信号を第２のディスプレイ更新サイクル中に第１電極素子に提供することが望ましい。実際に、駆動回路３０が、存在する第２電極のグループと少なくとも同数の値を受信し蓄積することができる場合、データが駆動回路３０にロードされるレートが大幅に低減される。これを達成するために、駆動回路３０は、複数の値を蓄積し、これらの複数の値のそれぞれについて第１電極に信号を提供するように変更される。この構成において、用語「更新サイクル」は、アクティブマトリックスＥＬディスプレイ内の各駆動回路３０にデータ信号を提供するプロセスを指す。アクティブマトリックスＥＬディスプレイ内の駆動回路３０のそれぞれが更新されるか、又は駆動回路３０の蓄積素子又はコンデンサー４４にちょうど１回書き込まれると、更新サイクルが完了する。
【００３４】
こうした構成において有用なアクティブマトリックス駆動回路１３０が図６に示されている。この図に示すように、このアクティブマトリックス駆動回路１３０は、電力線１３４から、第１電極を表すノード１３６までの電流の流れを制御する。駆動回路１３０では、駆動トランジスタ１３８が、この駆動トランジスタ１３８のゲートに提供された電圧に基づいてノード１３６への電流の流れを制御する。この駆動回路では、駆動トランジスタ１３８のゲートへの電圧が駆動線１４０によって電流制御回路１３２ａ又は電流制御回路１３２ｂのいずれかに提供され、電流制御回路１３２ａ又は電流制御回路１３２ｂのいずれかが、駆動トランジスタ１３８に電圧を提供する。電流制御回路１３２ａ、１３２ｂのそれぞれが、書込みトランジスタ１４０ａ、１４０ｂと、蓄積素子、具体的には蓄積コンデンサー１４２ａ、１４２ｂと、読出しトランジスタ１４４ａ、１４４ｂとを備える。
【００３５】
動作中、選択信号が書込み線１４６ａ、１４６ｂのうちの一方に与えられ、書込みトランジスタ１４０ａ又は１４０ｂの一方のゲートに電圧をかける。この電圧は、選択された書込みトランジスタ１４０ａ又は１４０ｂをアクティベートし、選択された書込みトランジスタを導通させる。データ信号がデータ線１４８に提供され、選択された書込みトランジスタ１４０ａ又は１４０ｂを通過し、選択された書込みトランジスタ１４０ａ又は１４０ｂに接続された蓄積コンデンサー１４２ａ又は１４２ｂを充電する。次に、信号は書込み線１４６ａ又は１４６ｂから、そしてその後、データ線１４８からも除去される。信号がもう片方の（alternate）書込み線１４６ａ又は１４６ｂ上に出され、書込みトランジスタ１４０ａ又は１４０ｂのうちの２番目をアクティベートする。データ信号がデータ線１４８上に出され、もう片方の蓄積コンデンサー１４２ａ又は１４２ｂを充電する。ここでもまた、信号が書込み線１４６ａ、１４６ｂから除去される。このプロセスは反復され、双方の後続の駆動信号を電流制御回路１３２ａ、１３２ｂに与える。同時に、選択信号が読出し線１５２ａ又は１５２ｂ上に交互に出され、蓄積コンデンサー１４２ａ、１４２ｂ上に蓄積された電圧が回路を通過し、駆動トランジスタ１３８のゲートに与えられ、上で電力線１３４からノード１３６への電流の流れを制御することを可能にする。蓄積コンデンサー１４２ａ、１４２ｂの静電容量は、蓄積コンデンサー１４２ａ、１４２ｂ間のクロストークを低減するために、好ましくは駆動トランジスタ１３８のゲートにおける寄生容量よりもはるかに高い。
【００３６】
図６のアクティブマトリックス回路では、読出しトランジスタ１４４ａ、１４４ｂは、書込みトランジスタ１４０ａ、１４０ｂが切り替えられるレートよりも高いレートで切り替えられ、書込みトランジスタ１４４ａ、１４４ｂが読出しトランジスタ１４０ａ、１４０ｂよりも長い期間アクティブであることを可能にする。したがって、この駆動回路は、通常、データ線１４８に与えられたアナログ電圧に応答して駆動トランジスタ１３８に制御回路を提供するマルチプレクサーの機能を果たす。また、マルチプレクサーは、電源から発光層のアクティブエリア及び複数の電流制御回路１３２ａ、１３２ｂへの電流を調整するための、第１の電源及び第１電極に接続された駆動トランジスタ１３８を備える。複数の電流制御回路１３２ａ、１３２ｂはそれぞれ、駆動トランジスタ１３８のゲート電極に接続され、書込みトランジスタ１４０ａ、１４０ｂと、蓄積コンデンサー１４２ａ、１４２ｂと、読出しトランジスタ１４４ａ、１４４ｂとを備える。
【００３７】
当業者であれば、１つ又は複数のマルチプレクサーの機能を提供するために、多数の駆動回路を用いることができることを理解するであろう。例えば、追加の構成要素が各電流制御回路１３２ａ、１３２ｂに付加されるか、若しくは電流制御回路１３２ａ、１３２ｂ間で共有されるか、又は回路は電圧ではなく電流に応じて応答することができる。また、駆動回路の或る特定の単純化が可能である。ＮＭＯＳプロセス又はＰＭＯＳプロセスではなくＣＭＯＳプロセスを用いて代替の駆動回路が形成される。ＮＭＯＳプロセス又はＰＭＯＳプロセスのうちのいずれを用いても図４に示す回路を形成することができる。一方、ＣＭＯＳデバイスでは、読出しトランジスタ１４４ａは第１のドーピングｐ又はｎで形成され、ＰＭＯＳ ＴＦＴ又はＮＭＯＳ ＴＦＴのいずれかが形成され、このとき、読出しトランジスタ１４４ｂは第２のドーピングで形成され、読出しトランジスタ１４４ａを形成するのに用いられたＰＭＯＳ ＴＦＴ又はＮＭＯＳ ＴＦＴのもう片方が形成される。このため、読出し線１５２ａは、読出しトランジスタ１４４ａ、１４４ｂの双方のゲートに取り付けられ、電流制御回路１４０ａ又は１４０ｂのうちの一方を書込み用に選択するために読出し線１５２ａに正電圧が印加され、この場合、電流制御回路１４０ａ、１４０ｂのうちの他方を読出し用に選択するために同じ読出し線１５２ａに負電圧が印加され、読出し線１５２ｂが必要なくなる。
【００３８】
本発明の配置は駆動回路３０（図２に示す）を供給するための多くの異なるバックプレーン技術を用いることができるが、１つの特に優れた構成では、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイは、独立したチップレット基板上に形成され、ディスプレイ基板に取り付けられたチップレットを更に備え、１つ又は複数の駆動回路が該チップレット内に形成される。例えば、図７は、ディスプレイ基板１６４上に搭載されたチップレット１６２を備えるディスプレイパネル１６０の一部分を示している。このチップレット１６２は、電力バス１６６と、第１電極１７０、１７２を含む第１電極に取り付けられた導線１６８との間の電力を変調する、駆動回路３０等の駆動回路を含む。駆動回路を含む各チップレット１６２は、通常、各チップレット１６２が駆動信号を複数の第１電極１７０、１７２に提供するように複数の駆動回路を含むが、一方、チップレットは通常、該チップレットが取り付けられた第１電極１７０、１７２ごとに固有の駆動回路を含む。これらのチップレットは、信号線１７４に提供された信号に応じて駆動信号を変調し、信号線１７４は通常、図３のコントローラー５８等のコントローラーに接続される。
【００３９】
「チップレット」は、ディスプレイ基板上に搭載される、別個に製造された集積回路である。従来のマイクロチップ（又はチップ）と極めて同様に、チップレットはチップレット基板を用いて製造され、集積トランジスタ並びに絶縁体層及び導電体層を含み、これらの層は半導体製造施設（又は製造工場）において堆積され、次にフォトリソグラフィー法を用いてパターニングされる。チップレット内のこれらのトランジスタは、トランジスタ駆動回路内に配列され、本発明の第１電極１７０、１７２に対する電流を変調する。チップレット１６２は従来のマイクロチップよりも小さいが、従来のマイクロチップとは異なり、ワイヤーボンディング又はフリップチップボンディングによってチップレットに対し電気接続が作製されない。代わりに、各チップレットをディスプレイ基板上に搭載した後、導電層及び絶縁体層の堆積及びフォトリソグラフィーによるパターニングを用いて必要な付属品を形成する。したがって、例えば、２マイクロメートル〜１５マイクロメートルの大きさのビアを用いることにより、通常、接続部は小さくされる。このフォトリソグラフィーによるパターニングによって、第１電極及び導線１６８が、金属層等の単一の材料からパターニングされることが可能になる。
【００４０】
チップレットは従来のシリコン製造施設において製造されるので、これらのチップレット内の半導体は、好ましくは結晶質であり、例えば単結晶シリコンであり、極めて安定であり、ロバストであり、優れた電子移動度を有する。このため、第１電極への電流を変調するためにチップレット内に形成されたトランジスタは、多くの場合非常に小型である。チップレット内の回路は、信号線１７４からの低電圧のアナログ制御信号若しくはデジタル制御信号、又は他の高周波数信号に応答することができ、この制御信号に応じて電力バス１６６から第１電極１７０、１７２への電流の流れを変調する。このアーキテクチャでは、チップレットは、本発明のエレクトロルミネッセントディスプレイにおける第１電極１７０、１７２への信号を、毎秒数百回更新することができ、この構成を用いるディスプレイが全てのアクティブエリアを６０Ｈｚ以上の周波数で更新することを可能にする。このレートで駆動トランジスタに対する信号を更新することがこのように可能であることは、本発明の或る特定の構成において特に有利である。また、メモリユニットがチップレット内に形成され、これらのメモリユニットを用いて、様々な駆動トランジスタ値に対応する信号が蓄積される。このため、チップレットが複数の駆動トランジスタ値に対応する値を蓄積し、該チップレットが、単一の制御信号値に応じて複数回駆動トランジスタ値を更新することを可能にし、駆動トランジスタに対する信号が、制御信号が提供されるレートよりも高速なレートで更新されることを可能にすることができる。
【００４１】
いくつかの構成では、これらのチップレットのそれぞれにおいて光の変化を検出し、各チップレット内に光センサーを提供するＣＭＯＳセンサーもこれらのチップレット内に形成される。これらのチップレットは、エレクトロルミネッセントディスプレイが位置する環境をイメージングするために、この後でより詳細に説明する本発明の光学層とともに用いることもできるし、光学的に符号化された制御信号値を受信する等の他の使用のために用いることもできる。
【００４２】
本構成内のチップレットを用いて、電力接続又はバス１７８から第２電極１８０への電力を変調することもできる。例えば、チップレット１７６は、これらの素子間の電力を変調することができる。一方、これらのカソードセグメント上で要求される電力は、多くの場合に従来のＴＦＴが提供できる電力よりも高いことに留意すべきである。したがって、チップレットはこの電力を変調するための別の装置を含むことができる。例えば、チップレット１７６は、中継器としての役割を果たす１つ又は複数の微小電気機械スイッチ（ＭＥＭｓ）とともにＣＭＯＳロジックを含むことができる。代替的に、ＭＥＭｓ構成要素は、チップレット１７６によって指揮される他の構造内に設けることもできる。この構成では、単一の第２電極によって画定されたアクティブエリアの各行が、ディスプレイ内の他のアクティブエリアをアクティベートすることもディアクティベートすることもなくアクティベート又はディアクティベートされることに留意することが重要である。前の構成では、図５に示すような高解像度ディスプレイを設ける方法は、第２電極の全てを同時にディアクティベートした（１１２）。このディアクティベートによって、パネルからの発光の全体時間が低減する可能性があり、第２電極の全てをディアクティベートすることが必要とされない場合よりも、ちらついてみえる画像をもたらす可能性がより高い。第２電極のそれぞれに対し、図７のディスプレイパネル１６０上のチップレット１７６によって提供される別個の電圧制御を適用することによって、第２電極の全てを同時にディアクティベートすること、したがってアクティブエリアの全てをディアクティベートすることはもはや必要でない。この構成では、任意の一時点において単一行のアクティブエリアのみがディアクティベート又はアクティベートされる必要がある。この特徴は、ユーザーがちらつき及び他の潜在的な時間的画像アーティファクトを見る尤度を低減することができる。中間の解決法も可能であり、この解決法では、チップレット１７６又は他のデバイスは、図４のディスプレイパネル７０について説明されたように第２電極の各グループ内のそれぞれの第２電極を同時にアクティベート又はディアクティベートすることなく、複数の第２電極を同時に制御する。図７に示すように、チップレット１７６は通常、ディスプレイ基板１６４上に搭載される。ビア１８２は、ディスプレイ基板１６４上のチップレット１７６を、エレクトロルミネッセント層１８４上に堆積された第２電極１８０に接続することができる。ここで、エレクトロルミネッセント層が第１電極１７０、１７２と第２電極１８０との間に堆積される。また、ディスプレイパネル１６０は通常、第２電極１８０への導線１６８のショートを阻止するための絶縁層１８６も含む。
【００４３】
本発明の特定の構成は、図８に示すような光学レンズのアレイを備える光学層を備える。この図に示すように、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイはディスプレイパネル２を備える。このディスプレイパネルは、ディスプレイ基板４を含む。少なくとも第１電極６がディスプレイ基板４のエリアの上方に配置される。２つ以上の個別にアドレス指定可能な第２電極８、１０がディスプレイ基板４の上方に更に配置される。第１電極６と第２電極８、１０との間に、それらの電極と電気的に接触してエレクトロルミネッセント発光層１２が形成され、第１電極に重なる２つ以上のアクティブエリア１４、１６が作製される。発光層１２は、電流に応じて各アクティブエリア１４、１６内で発光する。ディスプレイパネル２は、任意選択で、アクティブマトリック層１８、及びピクセル規定層２０等の追加の層を含むことができる。これらの特徴のそれぞれは、図１に表されるものと同じである。しかしながら、図８のディスプレイパネル２は、付加的に光学層１９０を備え、光学層１９０は光学レンズのアレイを備える。ＥＬ発光層１２の屈折率及び光学層１９０の屈折率に近い屈折率を提供する光学マッチング層１９２も備えることができる。しかしながら、この光学マッチング層１２は必須ではなく、或る特定の構成では、第２電極８、１０と光学層１９０との間に不活性ガス又は不活性空気が存在する。光学層１９０は通常、ＥＬ発光層１２のアクティブエリア１４、１６内で発せられた光線１９４、１９６を曲げ、ＥＬ発光層１２のアクティブエリア１４、１６のそれぞれの中から発せられた光がディスプレイ基板４に平行な平面に対して異なる角度に方向付けられるようにする。図８に示すように、線１９８は、ディスプレイ基板４の表面に平行であり、ＥＬ発光層１２を出るときに互いに平行である光線対１９４、１９６と交差する仮想平面を表す。しかしながら、光線１９４、１６が光学層１９０を出るとき、線１９８に対する２つの光線１９４、１９６の角度２００、２０２は互いに異なり、この例では異なる符号を有する。
【００４４】
光学層１９０は、光をディスプレイ基板４に対し異なる方向に方向付ける構造又はレンズの２次元構成を備えることができる。しかしながら、或る特定の構成、特に第２電極が１次元ストライプに分割される構成では、光学層１９０がシリンドリカル光学レンズのアレイを備え、各シリンドリカルレンズが長軸を有し、シリンドリカルレンズは、該シリンドリカルレンズの長軸に対し垂直な軸においてエレクトロルミネッセントディスプレイ内の発光素子によって生成された光を拡大することが望ましい。こうした構成の１つの例が図９に示されている。図９は、分割線２１５に沿って切り取られた（図８に示すような）光学層１９０と、分割線７６によって切り取られた第２電極７８ａ、８０ａ、８２ａ、８４ａとを有するディスプレイパネル２１０の上面図を示している。示すように、光学層１９０は、少なくとも２つのシリンドリカルレンズ２１２ａ、２１２ｂを備える。これらのシリンドリカルレンズ２１２ａ、２１２ｂは、矢印２１４によって示される方向を有する第１の次元に平行に向けられた長軸を有する。これらのシリンドリカルレンズ２１２ａ、２１２ｂは、アレイに配列され、このため、ＥＬ発光層のアクティブエリアによって生成された光を拡大する。図９に示すように、ディスプレイパネル２１０は、矢印２１４によって示される第１の次元に平行に向けられた長軸を有する１次元ストライプとして配列された第２電極８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂ、８６ａ、８６ｂの一次元アレイを備える。ここで、第２電極８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂ、８６ａ、８６ｂの一次元ストライプの長軸は、シリンドリカルレンズ２１２ａ、２１２ｂの長軸に平行に位置合わせされる。この構成において、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイは光学レンズのアレイを備え、ここでこれらの光学レンズはシリンドリカルレンズである。各シリンドリカルレンズは第１の方向に延びる長軸を有し、各シリンドリカルレンズは１つ又は複数の第２電極上に配置され、１つ又は複数の第２電極に対応するアクティブエリアにおいて生成された光を拡大する。また、各シリンドリカルレンズの下に配置された１つ又は複数の第２電極のそれぞれは異なる電源回路に接続される。
【００４５】
図９のシリンドリカルレンズ２１２ａ、２１２ｂは、図９の矢印２１４によって示される長軸に沿って一貫した図８の光学層１９０の断面形状、例えば三角形状を有するという点で、シリンドリカルである。したがって、定義によれば、「シリンドリカルレンズ」は、第２の軸と比較して第１の軸において長い特徴を有し、第２の軸を通る断面が第１の軸に沿って一貫している光学材料の一部分を指す。この定義によれば、シリンドリカルレンズは、円の一部分の形状、楕円の一部分の形状、三角形状、又は他の形状を有する第２の軸を通る断面を有することができる。
【００４６】
図９に示すように、望ましい構成は、各シリンドリカルレンズ２１２ａの下に複数の第２電極８０ａ、８２ａ、８４ａ、８６ａを備え、ディスプレイパネル２１０はシリンドリカルレンズの１次元アレイを備え、この１次元アレイは複数のレンズ２１２ａ、２１２ｂを含む。このレンズのアレイは、いくつかの構成ではディスプレイパネル２１０の他の素子に個別に取り付けられるか、又は光学基板内に形成され、この光学基板はディスプレイパネル２１０のディスプレイ基板４（図８に示す）に取り付けられる。
【００４７】
この構成では、シリンドリカルレンズは、第２電極、第１電極、及びＥＬ発光層の重なりによって画定された各アクティブエリア内のＥＬ発光層によって生成された光が所与の視角内に投影されるような形状にされる。図１０は本発明のディスプレイパネル２２０の一部分を示している。示すように、ディスプレイパネル２２０は、ディスプレイ基板２２２と、第１電極２２４と、ＥＬ発光層２２６と、複数の第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄとを備え、これらが４つのアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２３６ｄを画定する。次に、光学層２３０は、第１電極２２４及び複数のアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄの上方に光学レンズを提供するように位置合わせされる。示すように、光学層２３０の機能は、ＥＬ発光層２２６のアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄ内で生成された光を４つの異なる視角に方向付けることである。このレンズ機能を達成するために、空間２３８は、光学層２３０よりも低い屈折率を有する材料で満たされる。例えば、光学レンズから離れた平面２３２において、アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄのそれぞれからの光は、第１の視角２３４ａ、第２の視角２３４ｂ、第３の視角２３４ｃ、及び第４の視角２３４ｄを含む４つの異なる視角のうちの１つに方向付けられる。視角２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、２３４ｄは互いに異なることに注目されたい。これらの視角２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、２３４ｄは、互いに異なる中心方向を有することによって異ならせることができるか、又はそれらの限界視角が互いに異なる。本発明のほとんどの構成では、異なる視角２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、２３４ｄは異なる中心方向を有し、光を、総限界視角の８０％を超えて重ならない錐体内に投影する。すなわち、輝度の大きさが任意の視角内のピーク輝度の５％未満である光の分布内の点は、近傍の視角の同じ点に、それらの２つの視角のいずれかの限界視角の８０％よりも大きく重ならない。電力低減のために用いられる構成では、この重なりは５０％よりも大きくないことが望ましい。立体ディスプレイとして用いられる本発明の構成において、重なりが１０％よりも大きくないことが望ましい。したがって、アクティブエリア２３６ａ内で発せられた光は、角度２３４ａ内を向くように方向付けられ、アクティブエリア２３６ｂ内で発せられた光は、角度２３４ｂに方向付けられ、アクティブエリア２３６ｃ内で発せられた光は、角度２３４ｃに方向付けられ、アクティブエリア２３６ｄ内で発せられた光は、角度２３４ｄに方向付けられる。
【００４８】
ディスプレイパネル２２０をＥＬ内に適用すると、コントローラー５８（図３に示す）は、電源回路５４、５６に制御信号を提供し、第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄのサブセットへの電圧を制御して第２電極の第１のサブセットをアクティベートし、第１電極２２４に関連付けられた発光層２２６のアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄに狭い視角を有する光を生成させることができる。すなわち、コントローラー５８は、アクティブエリアのサブセット、例えば２３６ｃをアクティベートする制御信号を他の電源回路５４、５６に提供するとき、アクティブエリアのサブセット、例えば２３６ａ、２３６ｂ、及び２３６ｄをディアクティベートする制御信号を電源回路５４、５６に提供することができる。このため、ディスプレイパネルは視角２３４ｃ内にのみ発光する。この構成を用いて、狭い視角を有する光を提供し、それによってディスプレイパネル２２０の電力消費を低減する。すなわち、アクティブエリアのうちの１つのみが第１電極２２４に提供された駆動信号に応じて発光するので、ディスプレイの電力消費が低減する。この例では、ＥＬディスプレイによって消費される電力は、アクティブエリアの総数に対するアクティベートされたアクティブエリアの数に等しい係数だけ、例えば４分の１に低減する。一方、ユーザーが視角２３４ｃの範囲内からティスプレイを見ている限り、ユーザーは、アクティベートされたアクティブエリアの数にかかわらず、ディスプレイの輝度又は画像品質において感知可能な変化を見てとることはない。したがって、この特徴は、ＥＬディスプレイのユーザーの知覚において一切変化を生じることなく、大幅に電力が低減されたディスプレイを提供することができる。
【００４９】
したがって、ディスプレイ基板２２２（図１０）と、ディスプレイ基板２２２の上方に配置された第１電極２２４の２次元アレイとを備える、高い効率の動作モードを有するアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイが提供される。２つ以上の第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄもディスプレイ基板２２２の上方に配置される。より詳細には、２つ以上の第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄは、第１電極２２４の２次元アレイ内の第１電極のそれぞれの上方に配置される。アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄ内で、第１電極２２４と第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄとの間に、それらの電極と電気的に接触してエレクトロルミネッセント発光層２２６が形成される。発光層２２６は、第１電極の２次元アレイ内の第１電極２３６ａのうちの１つと、第１電極２２４の上方に配置された２つ以上の第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄのうちの１つとの間の電流に応じて、各アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄから発光する。例えば、電流が第２電極２２８ａと第１電極２２４との間を流れると、アクティブエリア２３６ａ内の発光層２２６から光が発せられる。アクティブマトリックスディスプレイは、（図２又は図６に示すような）駆動回路３０、１３０の２次元アレイを更に備え、各駆動回路は、第１電極の２次元アレイ内の第１電極２２４のうちの１つに電気的に接続された駆動トランジスタ３２、１３８を備え、駆動回路３０、１３０の２次元アレイは、第１電極の２次元アレイと１対１の対応関係にあり、駆動回路の２次元アレイ内の駆動回路３０、１３０は、第１電極の２次元アレイ内の第１電極２２４のそれぞれに電流を提供する。それぞれの第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄに電圧を選択的に供給するために、それぞれの第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄに接続された２つ以上の電源回路５４、５６（図３に示す）も設けられる。エレクトロルミネッセント発光層２２６の各アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２３６ｄ内で発せられた光を方向付けるために図１０の光学層２３０が設けられる。各アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２３６ｄからの光は異なる視角に方向付けられる。最後に、入力画像信号６０及び視野信号６４を受信し、入力画像信号６０に応じて駆動回路３０、１３０（図２及び図６に示す）の２次元アレイに駆動信号６２を提供し、電源回路５４、５６に順次又は同時に、視野信号６４に応じてそれぞれの第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄに電圧を提供させるコントローラー５８（図３に示す）が設けられる。
【００５０】
前述したように、この構成では、図９の第２電極７８ａ、８０ａ、８２ａ、８４ａによって示すように、第２電極がストライプ２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄのアレイから形成され、ストライプの長軸が矢印２１４によって示すような第１の次元に沿って向けられ、光学層がシリンドリカルレンズ２１２ａ、２１２ｂのアレイを備え、シリンドリカルレンズが長軸を有し、このシリンドリカルレンズの長軸も矢印２１４によって示されるような第１の次元に沿って向けられることが望ましい。
【００５１】
この特定の構成では、第１の次元がディスプレイパネルの水平軸に沿って向けられ、ディスプレイパネルの垂直視角のみが調整されることを可能にすることが望ましい。しかしながら、第１の次元がディスプレイパネルの垂直軸に沿って向けられ、ディスプレイの水平視角が調整されることを可能にする場合も有用である。また、前の例では、任意の時点においてアクティブエリアのうちの１つのみがアクティベートされていた。これは要件ではなく、ディスプレイが高効率の動作モードで動作しているとき、アクティブエリアの任意のサブセットがアクティベートされる。アクティブエリアのうちの１つのみがアクティベートされているとき、最も大きな電力節減、したがって最も高いディスプレイ電力効率が達成される。本発明のＥＬディスプレイのいくつかの構成は、アクティブエリアが毎秒複数回アクティベート及びディアクティベートされることを必要とすることも留意すべきである。しかしながら、これは、この特定の構成における要件ではない。実際、通常の動作条件下では、垂直視角は、ユーザーによって数分に１回手動で切り替えられる可能性が高い。したがって、ディスプレイサイズにかかわらず、この配置が、任意の従来のバックプレーン構成とともに用いられることは確かに可能である。すなわち、高速切替え時間が必要とされないので、駆動回路３０、１３０は、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、又は単結晶シリコンを含む任意の半導体を用いて形成される。頭部追跡器、視線追跡器、又はユーザーの眼のおおまかな位置を検出することが可能な他のこうしたデバイスを含む他の入力デバイスを用いて、ユーザーがディスプレイパネルの前を動くとディスプレイパネルの視野が自動的に調整されるように視野信号６４を生成することも可能である。一方、この例であっても、視野は毎秒数回よりも高いレートで更新される必要がない。
【００５２】
アクティブマトリックスＥＬディスプレイは、より小さな視角を有する画像を表示するとき、より高い電力効率を有するので、ディスプレイは、より狭い視角で動作しているときに、より低い電流を用いて駆動される。より低いピーク電力を提供するのに同じ駆動回路を用いた結果、グレイスケール解像度が損失する可能性がある。この問題は、複数の構成によって克服される。１つの構成では、電源回路５４、５６は、アクティベーション信号を提供する２つの電圧源間で切り替えることが可能となる。ここで、電圧源の一方は、第１電極によって提供されるピーク電圧の電圧により類似した電圧を提供する一方、他方は第１電極によって提供されるピーク電圧により類似していない電圧を提供する。広い視角を有する画像を提示するとき、第１電極によって提供されるピーク電圧により類似していない電圧を有する電圧源が適用され、狭い視角を有する画像を提示するとき、第１電極によって提供されるピーク電圧の電圧により類似した電圧を提供する電圧源が適用される。図２のデータ線４２に提供されるデータ電圧の範囲は、ディスプレイがビット深度の改善をもたらすために広角から狭角に切り替えられるときに調整することもできる。
【００５３】
前の構成では、狭い視角を有するＥＬディスプレイを提供するように、アクティブエリアの第１のサブセットがアクティベートされ、残りのアクティブエリアがディアクティベートされた。別の構成では、アクティブエリアの第１のサブセットが、１つの時間間隔内で狭い視角を有する画像を提示するようにアクティベートされ、アクティブエリアの第２のサブセットが、第２の時間間隔内でより広い視角を有する画像を提示するようにアクティベートされる。すなわち、コントローラーは、電源回路に、より広い視角を有する光を生成するように第２電極の第２のサブセットを付加的にアクティベートさせる。これらの時間間隔中、入力画像信号は、少なくとも第１の画像データ、及びいくつかの事例では第２の画像データを含む複数の画像を形成するための信号を含むことができる。データは駆動信号に変換され、該駆動信号が、第１の画像データ又は第２の画像データに対応する画像を表示するためにディスプレイパネル内の２次元アレイ駆動回路に提供される。この構成では、コントローラー５８（図３に示す）は、電源回路５４、５６に制御信号を提供し、第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄ（図１０に示す）への電圧を制御して、第１電極２２４に関連付けられた発光層２２６のアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄの第１のサブセットを、第１の時間間隔内で狭い視角を有する光を生成するようにアクティベートすることができる。すなわち、第１の時間間隔内で、コントローラー５８は、アクティブエリアのサブセット、例えば２３６ａ、２３６ｂ、及び２３６ｄをディアクティベートする制御信号を電源回路５４、５６に提供する一方で、アクティブエリアのサブセット、例えば２３６ｃをアクティベートする制御信号を他の供給回路５４、５６に提供することができる。この第１の時間間隔中、コントローラー５８は第１の画像データを駆動回路に提供する一方で、電源回路５４、５６に、光を生成するように第２電極の第１のサブセットをアクティベートさせる。このため、ディスプレイパネルは視角２３４ｃ内にのみ第１の画像データに対応する光を発する。一方、後続の時間間隔において、コントローラー５８（図３に示す）は、第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄ（図１０に示す）への電圧を制御する制御信号を電源回路５４、５６（図３に示す）に提供し、第１電極２２４に関連付けられた発光層２２６のアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄの第２のサブセットを、より広い視角を有する光を生成するようにアクティベートすることができる。すなわち、第２の時間間隔において、コントローラー５８は、アクティブエリアの第２のサブセット、例えば２３６ａ、２３６ｂ、及び２３６ｄをアクティベートする制御信号を電源回路５４、５６に提供することができる。この第２の時間間隔中、コントローラー５８は第２の画像データを駆動回路５４、５６に順次提供する一方で、電源回路に、第２の光を生成するように第２電極の第２のサブセットをアクティベートさせることができる。このため、ディスプレイパネルは第２の時間間隔中、第２の画像データに対応する広い視角の光を発する。第１の時間間隔及び第２の時間間隔が十分に短く（例えば１／５０秒未満）、２つのビューが十分高速に連続しているとき（例えばそれぞれ５０Ｈｚ以上の周波数を有する）とき、視角２３４ｃ内から画像を見ている第１のユーザーは、第１の時間間隔及び第２の時間間隔中に提示された画像の組合せである画像を知覚することになる。駆動回路３０が２つの別個の画像信号に応じて十分高速に更新され、第１のユーザー及び第２のユーザーへのこれらの２つの異なる画像信号の提示を可能にする場合、第１のユーザーは、重大なアーティファクトなしで２つの画像の組合せを知覚することになる。一方、異なる角度、例えば２３４ｂからディスプレイを見ている第２のユーザーは、画像のうちの一方のみを見ることになり、したがって第１のユーザーと異なる情報を受け取ることになる。この構成では、コントローラーは、２つの第２電極をアクティベートする制御信号を電源回路に付加的に提供し、第１電極に関連付けられた発光層のアクティブエリアの第２のサブセットを、より広い視角を有する光を生成するように付加的にアクティベートする。この実施形態の可能な利点は、ユーザーのうちの何人かにしか見えなかった字幕等の情報の提示である。しかしながら、第１の画像データ及び第２の画像データが異なることも、第１の光が異なる方向又は視角を有する以外に第２の光と異なることも必要でないことに留意すべきである。
【００５４】
別の構成では、アクティブマトリックスＥＬディスプレイは、第１の時間間隔中に第１の視角２３４ｂを有する第１の画像データを提供するように第１のアクティブエリア２３４ｂのみをアクティベートし、第２の時間間隔中に第２の視角２３４ｃを有する第２の画像データを提供するように第２のアクティブエリア２３６ｃのみをアクティベートする同じプロトコルを用いて、２つの別個の画像を２つの別個の視角、例えば２３４ｂ及び２３４ｃに提供することができる。前の構成と同様に、第１電極２２４に提供される信号は、第１の時間間隔及び第２の時間間隔のそれぞれの中で入力画像信号６０（図３に示す）の変化に基づいて更新され、２つの別個の視角２３４ｂ、２３４ｃからディスプレイを見ている２人の別個のユーザーに２つの別個の画像を提供する。このため、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイはコントローラー５８（図３に示す）を備え、該コントローラー５８は、第１電極２２４と電気的に接触している発光層２２６の選択されたアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄに、第１の方向に向けられかつ第１の狭い視覚２３４ｂを有する光を発せさせる制御信号の第１のセットを複数の第１の回路５４及び第２の回路５６に提供し、第１電極２２４と電気的に接触している発光層２２６の選択されたアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄに、異なる第２の方向に向けられるか又は異なる第２の狭い視覚２３４ｃを有する光を発せさせる制御信号の第２のセットを複数の第１の回路５４及び第２の回路５６に提供する。この応用形態では、コントローラーが、駆動回路に第１の画像データを順次提供する一方で、電源回路に、第１の時間間隔中に第１の光を生成するように第２電極の第１のサブセットをアクティベートさせ、駆動回路に第２の画像データを順次提供する一方で、電源回路に、第２の時間間隔中に第２の光を生成するように第２電極の第２のサブセットをアクティベートさせることが有用である。
【００５５】
この構成は、立体画像又は３Ｄ画像を提供するのに有用であるのと同様に、複数の視聴者位置等の、単一シーンのマルチビューを提供するのにも有用である。この配置では、アクティブマトリックスＥＬディスプレイは、少なくともシーンの第１のビューに対応する第１の画像データ及び第２のビューに対応する第２の画像データを含む、個々のシーンのマルチビューを含む入力画像信号６０を受信するためのコントローラー５８（図３に示す）を更に備える。次に、アクティブマトリックスＥＬディスプレイは、異なる視角を有するこれらのビューを提示するように制御される。ここで、異なる視角は異なる方向又は異なる限界視角を含む。この実施形態では、コントローラーは、第１の時間間隔中に入力画像信号６０に応じて駆動回路３０、１３０（図２、６に示す）に第１の駆動信号を提供する一方で、それと同時に、電源回路５４、５６（図３に示す）に、それぞれの第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄに電圧を提供させ、第１電極２２４と電気的に接触している発光層２２６のアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２３６ｄのうちの１つ又は複数に、第１の方向に向けられかつ第１の狭い視角２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、２３４ｄを有する光を発せさせる。その後、コントローラー５８（図３に示す）は、第２の時間間隔中に入力画像信号６０（図３に示す）に応じて駆動回路３０（図２に示す）に第２の駆動信号６２（図３に示す）を提供する一方で、それと同時に、電源回路５４、５６（図３に示す）に、それぞれの第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄに電圧を提供させ、第１電極２２４と電気的に接触している発光層２２６のアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２３６ｄのうちの１つ又は複数に、第２の方向に向けられているか又は第２の狭い視角２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、２３４ｄを有する光を発せさせる。
【００５６】
立体画像又はマルチビュー画像を提供するためのディスプレイでは、シリンドリカルレンズはディスプレイパネル上で垂直に向けられるべきである。加えて、第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄの長軸もディスプレイパネル上で垂直に向けられることが望ましい。この実施形態で説明されるように、コントローラーは、駆動回路に第１の画像データを順次提供する一方で、電源回路に、ユーザーが見る第１の光を生成するように第２電極の第１のサブセットをアクティベートさせ、駆動回路に第２の画像データを提供する一方で、電源回路に、第１の光と異なる方向の、ユーザーが見る第２の光を生成するように第２電極の第２のサブセットをアクティベートさせる。これにより、ユーザーには立体画像が見える。しかしながら、立体画像を見るために、２つのビューしか必要とされない。マルチビュー立体画像を提供する実施形態では、２人以上のユーザーが立体画像を見るように、シーンのより多数のビューを提供することができる。
【００５７】
より具体的な構成では、複数の視角に複数の画像を提供するためのアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイが提供される。このアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ５０（図３）は、ディスプレイパネル２２０（図１０）を備える。ディスプレイパネル２２０はディスプレイ基板２２２を備える。第１電極２２４の２次元アレイがディスプレイ基板２２２上に配置される。２つ以上の第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄもディスプレイ基板２２２上に配置される。この構成では、２つ以上の第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄが第１電極の２次元アレイ内の第１電極２２４のそれぞれの上方に配置される。アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄ内で、第１電極のアレイ内の第１電極２２４と、第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄとの間に、それらの第１電極及び第２電極の双方と電気的に接触してエレクトロルミネッセント発光層２２６が形成され、発光層１０２は、第１電極の２次元アレイ内の第１電極２２４のうちの１つと、第１電極２２４ｃの上方に配置された２つ以上の第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄのうちの１つとの間の電流に応じて各アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄから発光する。駆動回路（例えば図２の駆動回路３０）の２次元アレイであって、各駆動回路は第１電極の２次元アレイ内の第１電極２２４のうちの１つの電気的に接続された駆動トランジスタ３２を備え、該駆動回路の２次元アレイは、第１電極の２次元アレイと１対１の対応関係にあり、該駆動回路の２次元アレイ内の駆動回路３０は第１電極の２次元回路内の第１電極２２４のそれぞれに電流を提供する、駆動回路の２次元アレイ。第１電極の２次元アレイ内の第１電極２２４のそれぞれと、第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄとの間に、それらの電極と電気的に接触して各アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２３６ｄ内にエレクトロルミネッセント発光層２２６が形成され、発光層２２６は、駆動トランジスタ３２（図２）からの電流に応じて各アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２３６ｄから発光する。それぞれの第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄに電圧を選択的に供給するために、それぞれの第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄに２つ以上の電源回路５４、５６（図３に示す）が接続されている。通常、第１電極のうちの任意のものに重なる第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄのそれぞれに異なる電源回路５４、５６（図３に示す）が接続される。ディスプレイパネル２３０は、エレクトロルミネッセント発光層２２６の各アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２３６ｄ内で発せられる光を、異なる方向及び視角範囲２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、２３４ｄを有するように方向付けるための光学層２３０を付加的に備える。アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ５０（図３）はコントローラー５８（図３）を更に備え、該コントローラーは、複数の画像を含む入力画像信号６０を受信し、入力画像信号６０に応じて駆動回路３０（図２）の２次元アレイに第１の駆動信号６２を提供し、電源回路５４、５６に、第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄのうちの第１のもの（例えば２２８ａ）に電圧を供給させて、電極のアレイ内の第１電極２２４のうちの１つに関連付けられたアクティブエリア２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄのうちの１つを含むアクティブエリアの第１のグループ、及び電極のアレイ内の第１電極２２４のうちの第２のものに関連付けられたアクティブエリア内の発光層２２６に、第１の方向及び内在角（subtended angle）２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、２３４ｄを有する光を発せさせ、また、入力画像信号６０（図３）に応じて駆動回路３０（図２）の２次元アレイに第２の駆動信号６２（図３）を提供し、電源回路５４、５６（図３）に、第２電極のうちの第２のもの（例えば２３６ｂ）に電圧を供給させて、電極のアレイ内の第１電極２２４のうちの１つに関連付けられたアクティブエリア２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄの第２の異なるグループ、及び第１電極２２４のうちの第２のものに関連付けられたアクティブエリア内の発光層２２６に、第２の方向又は内在角２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、２３４ｄを有する光を発せさせる。コントローラーは、入力画像信号内のビューのそれぞれに応じて駆動回路３０（図２）の２次元アレイに異なる駆動信号６２（図３）を提供する一方で、ビューのそれぞれが異なる方向で提示されるように、電源回路５４、５６（図３）に、第２電極の後続のセットに電圧を提供させる。
【００５８】
高品質の画像を提示するために、コントローラーは、駆動信号３０のそれぞれへの駆動信号が少なくとも５０Ｈｚの周波数で提供されるように、２次元アレイ内の駆動回路３０のそれぞれに異なる駆動信号を提供する。好ましくは、コントローラーは、少なくとも６０Ｈｚの周波数でこれらの異なる駆動信号を提供し、より好ましくは、少なくとも８０Ｈｚの周波数を提供する。好ましい実施形態では、第１の方向及び第２の方向は異なり、アクティブマトリックスＥＬディスプレイは立体ディスプレイである。別の構成では、第１の内在角は広い視角であり、第２の内在角は比較的狭い視角であり、ディスプレイが、共通画像を広い視角に提供し、選択画像を狭い視角に提供することを可能にする。
【００５９】
ディスプレイがマルチビュー３Ｄ画像を表示する実施形態では、順次表示される画像間のクロストークを低減することが望ましい。メモリを有するチップレット、非常に高速の動作を有するチップレット、アナログメモリを有するピクセル回路（例えば図６）の適用が、電極の第１のセットにおける、信号の或るセットから別のセットへの変更時間として有利であり、非常に高速となる（図５のステップ１１８）。
【００６０】
本発明の実施形態では、図１の複数の第２電極８、１０は通常、本発明のアクティブマトリックスＥＬディスプレイ内のＥＬ発光層の上に形成される。アクティブマトリックスディスプレイの上のこれらの複数の電極８、１０の形成はアクティブマトリックスＥＬディスプレイの技術分野では知られていない。一方、これらのセグメントは複数の方法を用いて形成される。１つの構成では、第２電極は全て材料の単一のシートとして堆積され、次にレーザー切断又は物理的なスクライビングを用いてセグメント化される。別の構成では、第１電極の上に、大きな高さ幅比（すなわち１より大きい比）を有するピラーが形成され、該ピラーが連続フィルムを分断して別個の第２電極８、１０を形成するように、第２電極の材料がこれらのピラーの上方に堆積される。別の構成では、連続フィルムは堆積され、Organic Electronics 7 (2006) pgs. 21-28において発行された「Photolithoghraphic patterning of Organic Electronic Materials」において、DeFranco他によって記載されている技法等の、フォトリソグラフィーによるパターニング技法を用いてパターニングされる。別の構成では、別個の第２電極８、１０は、ノズル（nozzle）技術、インクジェット技術、及び他の印刷技術を用いて個々に印刷される。
【００６１】
本発明の実施形態では、第１電極及び第２電極は、アノード又はカソードのいずれかである。第１電極又は第２電極のいずれかがディスプレイ基板の最も近くに形成される。しかしながら、駆動回路を第１電極に容易に取り付けることを可能にするために、第１電極は通常、ディスプレイ基板上に形成される。光は、ディスプレイ基板を通して、又はディスプレイ基板から離れて発せられる。しかしながら、光学層を用いる構成では、光がディスプレイ基板から離れて発せられるか、ディスプレイ基板自体が光学層を形成するか、又はディスプレイ基板が上面図（例えば図４）に見られるように第１電極の幅及び高さ未満の厚みを有することが好ましい。なぜなら、これらの条件によって、光学層が光を所望の視角内に合焦させることが可能になるためである。
【００６２】
光学層１９０は、別個の第２電極からの光を別個の視角に方向付けることが可能な任意の材料から形成される。１つの構成では、光学層はガラス又はポリマー材料の単一基板において形成された固定レンチキュラーレンズである。こうした実施形態は非常に低コストであるが、光学層は常に動作しているため、この層は、非常に広い視角を有する非常に高い解像度の２次元画像（すなわち、第１電極数に第１電極あたりの第２電極数を乗算した数値に等しい解像度を有する画像）のディスプレイを不要にする。別の実施形態では、光学層１９０は、「Efficiency analysis of multi-view spatially multiplexed autostereoscopic 2-D/3D Displays」（J of SID, 15/11 2007 pgs. 873-881）と題するthe Society for Information Displayの学術論文においてWoodgate及びHarroldによって記載されているような、偏光アクティベートマイクロレンズ又はアクティブレンズを含む可変の光強度を有する光学素子を備えることができる。同様のアクティブレンズは、「High resolution autostereoscopic 3D Display with scanning multi-electrode driving liquid crystal (MeD-LC) Lens」（SID 09, pgs. 336-339）と題する論文においてHuang他にも記載されている。これらのアクティブレンズは、光学層がマルチビュー又は電力節減を提供することが望まれているときに、固定の電力及び形状でアクティベートされ、マルチビューも電力節減も必要とされていないとき、広い視角を用いて非常に高解像度の２次元ディスプレイを提供するようにディアクティベートされる。
【００６３】
本発明は、コーティング可能なエレクトロルミネッセント材料を用いる任意のアクティブマトリックスＥＬディスプレイにおいて実施することができる。好ましい実施形態では、本発明は、限定ではないが、Tang他に対する米国特許第４，７６９，２９２号、及びVanSlyke他に対する米国特許第５，０６１，５６９号において開示されるような小分子ＯＬＥＤ又は低分子ＯＬＥＤで構成されるエレクトロルミネッセント層を含む。本発明は、Kahenによる米国特許出願公開第２００７／００５７２６３号において教示されているような多結晶半導体マトリックスにおいて形成された量子ドットを含むコーティング可能な無機層を用い、かつ有機又は無機の半導体マトリックス及び電荷制御層を用いるデバイスにおいて実施することもできる。当業者であれば、本発明のＥＬ発光層が通常、電荷の注入、輸送、及び再結合のための複数の層を含むことを理解されよう。また、ＥＬ発光層は、各デバイスと連携して動作する２つ以上のデバイスを備えることができ、各デバイス内で、正孔及び電子が結合し、その結果発光するドーピングされた発光層を有する。
【００６４】
本発明は、発光層が、第１電極及び複数の第２電極と電気的に接触して形成されることを必要とする。また、発光は、第１電極と第２電極との間に電位がかけられ、発光層を通る電流の流れが促進されたときのみ生じる。したがって、カソード又はアノードのいずれかに対する電圧を変調することによって、高速で更新されているときに、非常に高い解像度で発光を局所制御することが可能になる。
【００６５】
本発明は、その特定の好ましい実施形態を特に参照しながら詳細に説明されてきたが、本発明の精神及び範囲内で変形及び変更を実施できることが理解されるべきである。
【符号の説明】
【００６６】
２ ディスプレイパネル
４ ディスプレイ基板
６ 第１電極
８ 第２電極
１０ 第２電極
１２ 発光層
１４ アクティブエリア
１６ アクティブエリア
１８ アクティブマトリックス層
２０ ピクセル規定層
３０ 駆動回路
３２ 駆動トランジスタ
３４ 電力線
３６ ノード
３８ 選択線
４０ データトランジスタ
４２ データ線
４４ コンデンサー
５０ アクティブマトリックスＥＬディスプレイ
５２ ディスプレイパネル
５４ 電源回路
５６ 電源回路
５８ コントローラー
６０ 入力画像信号
６２ 駆動信号
６４ 視野信号
７０ ディスプレイパネル
７２ ディスプレイ基板
７４ａ 第１電極
７４ｂ 第１電極
７４ｃ 第１電極
７６ 切欠き
７８ａ 第２電極
７８ｂ 第２電極
８０ａ 第２電極
８０ｂ 第２電極
８２ａ 第２電極
８２ｂ 第２電極
８４ａ 第２電極
８４ｂ 第２電極
８６ 電力バス
８８ 電力バス
９０ 電力バス
９２ 電力バス
９４ ビア
９６ 電力リード線
９８ 第２電極のグループ
１００ 第２電極のグループ
１０２ 発光層
１０４ａ アクティブエリア
１０４ｂ アクティブエリア
１０４ｃ アクティブエリア
１０４ｄ アクティブエリア
１１０ 入力画像信号を受信するステップ
１１２ 第２電極をディアクティベートするステップ
１１４ ディアクティベートのために選択するステップ
１１６ 入力画像信号を選択するステップ
１１８ 駆動信号を更新するステップ
１２０ アクティブエリアをアクティベートするステップ
１２２ 第２電極をディアクティベートするステップ
１２４ 第２電極を選択するステップ
１３０ アクティブマトリックス駆動回路
１３２ａ 電流制御回路
１３２ｂ 電流制御回路
１３４ 電力線
１３６ ノード
１３８ 駆動トランジスタ
１４０ 駆動線
１４０ａ 書込みトランジスタ
１４０ｂ 書込みトランジスタ
１４２ａ 蓄積コンデンサー
１４２ｂ 蓄積コンデンサー
１４４ａ 読出しトランジスタ
１４４ｂ 読出しトランジスタ
１４６ａ 書込み線
１４６ｂ 書込み線
１４８ データ線
１５２ａ 読出し線
１５２ｂ 読出し線
１６０ ディスプレイパネル
１６２ チップレット
１６４ ディスプレイ基板
１６６ 電力バス
１６８ 導線
１７０ 第１電極
１７２ 第１電極
１７４ 信号線
１７６ チップレット
１７８ 電力バス
１８０ 第２電極
１８２ ビア
１８４ 発光層
１８６ 絶縁層
１９０ 光学層
１９２ 光学マッチング層
１９４ 光線
１９６ 光線
１９８ 線
２００ 角度
２０２ 角度
２１０ ディスプレイパネル
２１２ａ シリンドリカルレンズ
２１２ｂ シリンドリカルレンズ
２１４ 矢印
２１５ 分割線
２２０ ディスプレイパネル
２２２ ディスプレイ基板
２２４ 第１電極
２２６ ＥＬ発光層
２２８ａ 第２電極
２２８ｂ 第２電極
２２８ｃ 第２電極
２２８ｄ 第２電極
２３０ 光学層
２３２ 平面
２３４ａ 第１視角
２３４ｂ 第２視角
２３４ｃ 第３視角
２３４ｄ 第４視角
２３６ａ 第１視角を有するアクティブエリア
２３６ｂ 第２視角を有するアクティブエリア
２３６ｃ 第３視角を有するアクティブエリア
２３６ｄ 第４視角を有するアクティブエリア
２３８ 空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極セグメントが解像度の増大をもたらすように駆動される、セグメント化された上部電極を有するアクティブマトリックスエレクトロルミネッセント（ＥＬ）ディスプレイに関する。省電力ＥＬディスプレイ、立体ＥＬディスプレイ、高解像度ＥＬディスプレイ、及びマルチビューＥＬディスプレイを含む、このＥＬディスプレイのいくつかの用途が検討される。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
ここで、Dustin L. Winters他によって２００８年８月１４日に出願された「OLED Device With Embedded Chip Driving」と題する、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１２／１９１，４７８号、Michael E. Miller他によって２００７年１２月１９日に出願された「Drive Circuit And Electro-Luminescent Display System」と題する米国特許出願第１１／９５９，７５５号（米国特許出願公開第２００９／０１６０８２６号）、及びMichael E. Miller他によって２００７年１１月７日に出願された「Electro-Luminescent Display Device」と題する米国特許出願第１１／９３６，２５１号（米国特許出願公開第２００９／０１１５７０５号）が参照される。これらの開示は本明細書中に援用される。
【背景技術】
【０００３】
１つ又は複数のエレクトロルミネッセント（ＥＬ）材料層を含むＥＬディスプレイが当該技術分野において知られている。１つ又は複数のＥＬ材料層は２つの電極間に位置する発光層を含み、これらのＥＬ材料層の全てがディスプレイ基板上にコーティングされる。これらのＥＬディスプレイには、多くの場合に、ＥＬ材料が有機分子を含む有機エレクトロルミネッセントディスプレイが含まれる。これらのディスプレイでは、電極のうちの少なくとも一方がセグメント化され、２つの電極のセグメントが重なった領域が２次元アイランドを形成し、各重なったアイランドが個々の発光素子を画定するようにしている。
【０００４】
ＥＬディスプレイは、パッシブマトリックスディスプレイ又はアクティブマトリックスディスプレイのいずれかとして分類される。パッシブマトリックスディスプレイでは、電極のそれぞれがストリップにパターニングされ、アノードとしての役割を果たす電極のストリップと、カソードとしての役割を果たす電極のストリップとは互いに直交している。このようにして、２つの電極間の重なりによって、互いに分離された領域、すなわち発光素子が形成される。カソード及びアノードの双方を個々の電気信号を用いてアドレス指定することによって、個々の発光素子に、各発光素子の光出力を制御する別個の電流が提供される。しかしながら、クロストークを回避し、各発光素子に別個の電流を提供するために、任意の時点に、１つの方向（通常、行方向）において、１つの電極ストリップ（通常、カソード）にしか電流を提供することができない。各発光素子は、フリッカーを回避するために、好ましくは毎秒少なくとも６０回光を生成し、各発光素子は非常に大きな静電容量を有するので、パッシブマトリックスディスプレイが大型であるか又はパッシブマトリックスディスプレイの解像度が高い場合、大きな電力損失が生じる。したがって、パッシブマトリックスＥＬディスプレイは多くの場合に、小型の又は低解像度のディスプレイを形成するときにのみ実用的である。しかしながら、これらのディスプレイは、各発光素子への電流を制御するアクティブ回路を必要としないという利点を有する。
【０００５】
パッシブマトリックスＥＬディスプレイの１つの例が、特許文献１においてLiedenbaum他によって提供されている。この特許に示されているように、それぞれの電極がストライプの１次元アレイから形成され、アノードを形成するストライプ及びカソードを形成するストライプは互いに直交し、個々の発光素子を規定する。この特許では、電極を駆動する（すなわち電極に駆動電圧又は駆動電流を提供する）ドライバーも検討されている。検討されているように、各ドライバーは各電極のストライプに信号を提供し、各ストライプは複数の発光素子に対応する。この特許が実例で示しているように、ドライバーは、任意の回路が複数の電極ストライプに信号を順次提供するように配列される。
【０００６】
パッシブマトリックスディスプレイの別の例では、特許文献２においてKomatsu他が、２つの領域に分けられ、各領域がアクティブな行電極及び列電極の独自のグループを有するパッシブマトリックスＥＬディスプレイを検討している。この構成によって、発光素子の２つの行を同時にアドレス指定することが可能になり、したがってパッシブマトリックスＥＬディスプレイの実際の解像度が増大する。しかしながら、アクティブ回路を通じていずれかの電極の全ての素子への電流を独立して制御することは不可能であり、したがって、Komatsu他は明らかにパッシブマトリックスディスプレイを提供している。
【０００７】
アクティブマトリックスＥＬディスプレイは、電極のうちの一方のみ、通常アノードを、発光素子を規定するアイランドの２次元アレイにパターニングすることによって形成される。次に、双方の次元において、パターニングされた電極の全てを覆うように対電極がブランケットコーティングされる。パターニングされた電極内の発光素子のそれぞれにアクティブマトリックス回路が取り付けられ、各発光素子への電流を制御する。このアクティブマトリックス回路は通常、少なくとも、金属バスからパターニングされた電極のアイランドへの電流の流れを制御する電力トランジスタと、該電力トランジスタのゲート電圧を制御するコンデンサーと、コンデンサーの選択を可能にし、該コンデンサーに駆動電圧をかけることを可能にする第２のトランジスタとを備える。ＥＬディスプレイとともに用いるためのアクティブマトリックス回路が特許文献３においてCokによって検討されている。
【０００８】
これらのアクティブマトリックス駆動回路の高解像度アレイを用いるディスプレイは、製造が複雑であり、アクティブマトリックス回路は通常、ディスプレイ基板上に大きな空間を必要とする。この理由により、アクティブマトリックスＥＬディスプレイの解像度は通常、ディスプレイ基板上に形成されるアクティブマトリックス回路数によって制限される。この技術を用いて、パッシブマトリックスＥＬディスプレイで可能であるよりもはるかに大型ではるかに高解像度のデバイスが形成されるが、解像度は多くの場合、多くの用途に必要とされる解像度よりも低い。また、こうしたディスプレイを形成するのに必要とされる数十万個又は数百万個のトランジスタを形成する際、不具合が生じる可能性が高く、不具合の可能性はトランジスタ数の増大とともに増大する。したがって、アクティブマトリックス回路数を増大させることによりディスプレイの解像度を増大させた結果、通常、製造からの市場性のあるディスプレイの歩留まりが低くなり、したがってディスプレイの製造コストが増大する。したがって、必要とされるトランジスタ数を増大させることなくディスプレイの解像度を増大させることが望ましい。
【０００９】
非常に高解像度のＥＬディスプレイが特に望ましい多くの用途が存在する。１つの用途は、裸眼立体（auto-stereoscopic）ディスプレイ、特にマルチビュー裸眼立体ディスプレイの作製である。この用途の分野では、障壁、レンズ、又は他の構造を適用して、ディスプレイ内のいくつかの発光素子からの光を空間内の１点又は空間内の限界視角に方向付ける一方で、ディスプレイ内の他の発光素子からの光を空間内の異なる点又は限界視角に方向付けることが知られている。この方法を通じて、ディスプレイ内の２つの異なる発光素子からの光が、裸眼立体画像を提供するようにユーザーの各眼に与えられるか、又は環境内でディスプレイを見ている異なるユーザーに与えられる。不都合なことに、各画像の解像度は、異なる方向の数の逆数に等しい係数だけ低減され、したがって、これらの方法によってディスプレイデバイスの有効解像度が低減する。例えば、Chou他は、非特許文献１において、１２８０×８００のアドレス指定可能なピクセルを用いて従来の２次元画像を提供することが可能なディスプレイを検討している。このディスプレイは、４ビューマルチビューステレオディスプレイを提供するように切り替えることもできる。しかしながら、ディスプレイは、４ビューマルチビューステレオ画像を表示しているとき、９６０×２６６のアドレス指定可能なピクセルしか有しない。したがって、高解像度の画像を提供するために、発光素子数が、従来の２次元ディスプレイ内の発光素子数に、必要とされる異なる方向の数を乗算したものに等しくなるように解像度が増大される。したがって、Chou他によって記載されているような４つのビューを有するディスプレイを、２Ｄディスプレイに一般的な解像度で製造するには、通常の２Ｄディスプレイの４倍のトランジスタ数を用いてディスプレイを形成することが必要となる。同様に、Kao他によって非特許文献２において検討されているように、レンチキュラーレンズアレイ又は類似の特性を有するアドレス指定可能な液晶レンズが立体ディスプレイの作製のために知られている。障壁スクリーンの場合と同様に、これらのタイプのスクリーンは、マルチビューステレオ画像を提示する際にディスプレイの有効解像度を低減する。
【００１０】
時間領域を分けて複数の画像を提供する立体ディスプレイも検討されている。例えば、Huang他は、非特許文献３において、アドレス指定可能なレンズがディスプレイ上に形成され、レンズの形状が、任意の発光ダイオードからの画像を空間内の複数のロケーションに方向付けるように時間とともに変更されるディスプレイの構想を記載している。この方法は、ディスプレイ上の画像が、フリッカーを回避するために、ビュー数の少なくとも６０倍のレートで更新されることを必要とし、同じ更新レートで正確に変更される光学レンズを更に必要とする。さらに、レンズはピクセルごとに複数の電極を必要とする。したがって、この手法は実施が高価となる可能性があり、受容可能な更新レートを達成するにはディスプレイをより低解像度にすることが必要となる可能性がある。不都合なことに、今日商業化可能なディスプレイ技術は、更新レートが限られており、これによって、こうした方法によって提供されるビュー数が制限されることになる。
【００１１】
非常に高解像度のＥＬディスプレイが特に望ましい別の既知の用途は、視角低減を通じて低電力ディスプレイを提供することである。例えば、特許文献４において、Leeは、マイクロレンズのスパースなアレイを、発光素子のはるかに高密度のアレイとともに用いて、ユーザーの眼への光をステアリングすることを検討している。このため、ユーザーの眼への光をステアリングするのに様々な発光素子が選択され、ディスプレイがどの時点においても小さな視野しか提供しない場合であっても、ユーザーがディスプレイを非常に大きな視野を有するものとして知覚できるようにする。ディスプレイの視野を選択的に調整することがこのように可能であることは、ディスプレイの視野を低減することによってディスプレイの電力消費を大量に低減する一方でユーザーに知覚的に広い視野を提供することを可能にする。不都合なことに、こうしたディスプレイは、各ピクセル内に多数の個別にアドレス指定可能な発光素子を必要とする。さらに、今日利用可能な技術では、各ピクセル内に多数の個別にアドレス指定可能な発光素子を有する高解像度ディスプレイを作製することは不可能である。Leeは適用されるマイクロレンズの種類を特定していないが、これらのマイクロレンズには、特許文献５においてTutt他によって教示されているようなレンチキュラーレンズを含めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第６，９２７，５４２号明細書
【特許文献２】米国特許第６，７９１，２６０号明細書
【特許文献３】米国特許第６，６３６，１９１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００７／００９１０３７号明細書
【特許文献５】米国特許第６，５７０，３２４号明細書
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】「A Novel 2-D/3-D Arbitrarily Switchable Autostereoscopic Display」（SID 09 Digest pgs. 1407-1410）
【非特許文献２】「An auto-stereoscopic 3D Display using Tunable Liquid Crystal Lens Array that Mimics Effects of GRIN Lenticular Lens Array」（SID09 Digest pgs. 111-114）
【非特許文献３】「High resolution autostereoscopic 3D display with scanning multi-electrode driving liquid crystal (MeD-LC) Lens」(Society for Information Display 2009 (SID'09) Proceedings, pgs. 336-339)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、非常に高い解像度を有するＥＬディスプレイを提供する必要がある。特に、アクティブマトリックス回路数よりも多くの数の個別にアドレス指定可能な発光素子を有するアクティブマトリックスＥＬディスプレイが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によれば、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイであって、
ディスプレイ基板と、
前記ディスプレイ基板の上方に配置された第１電極と、
前記第１電極の上方に配置された２つの第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に、該第１電極及び該第２電極と電気的に接触して形成されたエレクトロルミネッセント発光層であって、前記第１電極と各それぞれの第２電極が重なるところに第１のアクティブエリア及び第２のアクティブエリアが画定されるようになっており、該発光層は、前記第１電極と各それぞれの第２電極との間の電流に応じて各アクティブエリアから発光する、エレクトロルミネッセント発光層と、
前記第１電極に電気的に接続された、前記エレクトロルミネッセント発光層を通る電流の流れを制御する駆動トランジスタを備える駆動回路と、
それぞれの第２電極に接続された、該それぞれの第２電極にそれぞれの電圧を選択的に提供する２つの電源回路と、
前記電源回路に順次又は同時に、前記それぞれの第２電極に電圧を提供させるコントローラーと、
を備える、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイが提供される。
【００１６】
本発明の構成は、ディスプレイ内のアクティブマトリックス駆動回路数を増大させることなく、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイの有効解像度を改善するという利点を提供する。加えて、この構成には、ディスプレイの電力消費を低減するか又は画像データセットを提供するために光学レンズを設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のアクティブマトリックスＥＬディスプレイにおいて有用なアクティブマトリックスディスプレイパネルの一部分の断面図である。
【図２】本発明のアクティブマトリックスＥＬディスプレイにおいて有用なアクティブマトリックス回路の概略図である。
【図３】本発明のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイの概略図である。
【図４】本発明のアクティブマトリックスＥＬディスプレイにおいて有用なアクティブマトリックスディスプレイパネルの一部分の上面図である。
【図５】本発明のアクティブマトリックスＥＬディスプレイを駆動する際に有用な方法のフローチャートである。
【図６】本発明のアクティブマトリックスＥＬディスプレイにおいて有用なアクティブマトリックス回路の概略図である。
【図７】本発明の構成における、チップレットを用いてアクティブマトリックス回路を提供するアクティブマトリックスディスプレイパネルの一部分の上面図である。
【図８】本発明の一構成による、光学層を含むディスプレイパネルの一部分の断面図である。
【図９】本発明の一構成による、光学層を含むディスプレイパネルの一部分の上面図である。
【図１０】本発明の一構成による、光学層を含むディスプレイパネルの一部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、各個別の発光素子に電流を提供するためのアクティブマトリックス回路数よりも多くの数の個別にアドレス指定可能な発光素子を有するエレクトロルミネッセント（ＥＬ）ディスプレイを提供する。
【００１９】
本発明は、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイを提供する。このアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイはディスプレイパネル２を備え、ディスプレイパネル２の一部分が図１に示されている。このディスプレイパネル２はディスプレイ基板４を備える。少なくとも第１電極６がディスプレイ基板４のエリアの上方に配置される。２つ以上の個別にアドレス指定可能な第２電極８、１０がディスプレイ基板４及び第１電極６の上方に更に配置される。第１電極６と第２電極８、１０のそれぞれとの間に、それらの電極と電気的に接触してエレクトロルミネッセント発光層１２が形成され、それによって第１電極６及び各それぞれの第２電極８、１０が重なる第１のアクティブエリア１４及び第２のアクティブエリア１６が規定される。発光層１２は、第１電極６と各それぞれの第２電極８、１０との間の電流に応じて各アクティブエリア１４、１６内で発光する。また図１には、ディスプレイパネル２が任意選択で、アクティブマトリックス層１８及びピクセル規定層２０等の付加的な層を備えることができることも示されている。
【００２０】
本発明の構成では、「アクティブエリア」１４、１６は、第１電極６のディスクリート素子、発光層１２の一部分、及び第２電極８又は１０のディスクリート素子が重なり、互いに電気的に接触するエリアであり、アクティブエリア１４、１６内の発光層１２の部分が、第１電極６と、第２電極８又は１０のうちの一方との間の電流の流れに応じて発光するようになっている。この規定では、第１電極のいずれの２つのディスクリート素子も互いに電気的に絶縁され、第１電極のいずれのディスクリート素子への電圧も、他のいずれの第１電極からも独立して制御されることが理解される。また、第１電極に重なる第２電極のいずれの２つのディスクリート素子も、互いに電気的に絶縁され、第１電極に重なる第２電極のいずれの２つのディスクリート素子への電圧も、第１電極に重なる第２電極の他のいずれのディスクリート素子に対する電圧からも独立して制御される。この規定は、第１電極に対応するか又は該第１電極に重なる第２電極が、互いに電気的に絶縁され、独立して制御可能な電圧を供給することを必要とすることに留意すべきである。一方、２つの別個の第１電極に対応するか、又はそれらに重なる第２電極は、互いに電気的に絶縁されることも、独立して制御可能とすることもできるが、これは必要ではない。
【００２１】
図２に示す駆動回路３０等の駆動回路も本発明のＥＬディスプレイに含まれる。例えば、図２の駆動回路３０は、図１のアクティブマトリックス層１８内に形成される。図２に示されているように、この駆動回路３０は、駆動トランジスタ３２を備える。駆動トランジスタ３２は、図２のノード３６によって示される図１の第１電極６を通る電力線３４からの電流の流れを変調するアクティブ回路の一部である。このため、駆動回路３０はエレクトロルミネッセント発光層１２（図１に示す）を通る電流の流れを制御する。駆動回路３０は通常、データトランジスタ４０に対するゲートを開き、データ線４２を介して駆動回路３０に制御信号が提供されることを可能にする信号を提供する選択線３８を含む、図２の他の構成要素を備える。この制御信号は、コンデンサー４４に蓄積される。この制御信号は、駆動トランジスタ３２のゲートを制御して、電力線３４と第１電極を表すノード３６との間の電流の流れを制御する。
【００２２】
本発明のアクティブマトリックスＥＬディスプレイ５０は、図３に示されているような２つの電源回路５４、５６を更に備える。図３は、電源回路５４、５６がそれぞれディスプレイパネル５２に接続されていることを示している。ディスプレイパネル５２の一部分は図１に示されている。一方、これらの電源回路５４、５６はそれぞれ、それぞれの第２電極８、１０（図１に示す）にそれぞれの電圧を選択的に提供するために、それぞれの第２電極８、１０に特に接続されている。電源回路５４、５６に、それぞれの第２電極８、１０に電圧を順次又は同時に提供させるために、コントローラー５８が更に含まれる。
【００２３】
本発明のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ５０（図３に示す）のディスプレイパネル７０内の第１電極６及び第２電極８、１０の特に望ましい構成が図４に示されている。図４に示されているように、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ内のディスプレイパネル７０は、ディスプレイ基板７２の上方に配置された第１電極７４ａ、７４ｂ、７４ｃの２次元アレイを更に含み、ここで７４ａ及び７４ｂは２次元アレイの第１の次元に沿って配列され、７４ａ及び７４ｃは２次元アレイの第２の次元に沿って配列される。これらの第１電極７４ａ、７４ｂ、７４ｃの可視性を改善するために、この図の中で第２電極７８ａ、８０ａ、８２ａ、８４ａを通る切欠き７６が与えられている。図４に示す構成では、第２電極７８ａ、８０ａ、８２ａ、８４ａの１次元アレイが提供されている。第２電極７８ａ、８０ａ、８２ａ、及び８４ａのそれぞれが複数の第１電極に重なる。例えば、切欠き７６がなければ、第２電極７８ａ、８０ａ、８２ａ、及び８４ａは第１電極７４ａ及び７４ｂ、並びに第１の次元に沿った全ての他の第１電極に重なる。この構成では、２つ以上の第２電極７８ｂ、８０ｂ、８２ｂ、８４ｂが、第１電極の２次元アレイ内の第１電極７４ｃのそれぞれの上方に配置される。アクティブエリア１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ内で、第１電極のアレイ内の第１電極７４ｃと第２電極７８ｂ、８０ｂ、８２ｂ、８４ｂとの間に、それらの第１電極及び第２電極の双方と電気的に接触してエレクトロルミネッセント発光層１０２が形成される。発光層１０２は、第１電極の２次元アレイ内の第１電極７４ｃのうちの１つと、該第１電極７４ｃの上方に配置された２つ以上の第２電極７８ｂ、８０ｂ、８２ｂ、８４ｂのうちの１つとの間の電流に応じて各アクティブエリア１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄから発光する。示されているように、アクティブマトリックスＥＬパネル内の各第２電極７８ｂ、８０ｂ、８２ｂ、８４ｂは第１の方向に延在し、ディスプレイ基板７２の上方に配置された第１電極７４ａ、７４ｂ、７４ｃの２次元アレイと、第２電極の１次元アレイとを備え、第２電極７８ｂ、８０ｂ、８２ｂ、８４ｂのそれぞれが複数の第１電極７４ａ、７４ｂに重なる。
【００２４】
本発明の「アレイ」は、順序付けされたパターンに配列された複数の類似した構造を含む。１次元アレイは、第１の次元に沿って配列された複数の構造及び第２の次元に沿って配列された単一構造（singular structure）を含み、第２の次元は通常、第１の次元に対し垂直である。２次元アレイは、第１の次元に沿って配列された複数の構造及び第２の次元に沿って配列された複数の構造を含み、第２の次元は通常、第１の次元に対し垂直である。
【００２５】
図３に示す構成では、第１の次元に沿って第１電極７４ａ、７４ｂに重なる第２電極７８ａ、８０ｂ、８２ｃ、８４ｃが、第２電極のグループ９８を規定する。第１の次元内の第１電極の１次元アレイのそれぞれに重なる第２電極によって、第２電極の他のグループが形成される。例えば、第２電極のグループ１００は、第１電極７４ｃ、及び第１電極７４ｃとともに第１の次元に沿って配列された他の第１電極に重なる電極７８ｂ、８０ｂ、８２ｂ、８４ｂによって形成される。この図に示されているように、第２電極の各グループ９８、１００は、等しい数の第２電極を有し、各グループは対応する第１の第２電極７８ａ、７８ｂ及び第２の第２電極８０ａ、８０ｂを含む。これらの対応する電極７８ａ、７８ｂ及び８０ａ、８０ｂは、互いに電気的に接続されている。図４に示すように、電力バス８６、８８、９０、９２がＥＬパネル７０上に設けられ、絶縁層（図示せず）によって第２電極７８ａ、７８ｂ、８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂのほとんどから電気的に絶縁されている。一方、これらの電力バス８６、８８、９０、９２は、電力バス９２を第２電極７８ａに接続するビア９４を含むビアを通じて、選択された第２電極７８ａ、７８ｂ、８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂに接続されている。電力バス９２は第２電極のグループ９８内の第２電極７８ａ及び第２電極の異なるグループ１００内の対応する第２電極７８ｂに接続されていることに注目されたい。このため、各グループ内の対応する第２電極は、互いに電気的に接続されている。また、ＥＬパネル７０のエッジに電力をバスで供給する電力リード線９６等の電力リード線が形成され、電力バス８６、８８、９０、９２のそれぞれの接続及び電源回路のうちの１つ、例えば電源回路５４又は５６（図３に示す）への接続を可能にする。この構成では、第２電極の複数の同一のグループが形成され、各グループは、第１の方向に沿って配列された複数の対応する第１電極に重なる。この構成では、第２電極の各グループ内の各第２電極は、第２電極の各グループ内の対応する第２電極及び異なる電源回路に電気的に接続されている。
【００２６】
この構成内で、電力バス８６、８８、９０、９２は、好ましくは金属、例えばアクティブマトリックス層１８（図１に示す）内にＴＦＴを形成するのに用いられる金属層から形成され、電力バス８６、８８、９０、９２は、ピクセル規定層２０（図１に示す）を形成するのに用いられる層の一部分によって第２電極７８ａ、７８ｂ、８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂから絶縁されている。こうした構成は、少数の電源回路５４、５６を、通常、第２電極の各グループ内の第２電極の数以下しか必要としないので、特に望ましい。望ましい構成では、第２電極７８ａ、８０ａ、８２ａ、８４ａの数、したがって第２電極の各グループ９８内の電源回路５４、５６の数は、通常２〜５０であり、より好ましくは５〜３０である。また、この構成は、第２電極７８ａ、７８ｂ、８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂへの接続を少数しか必要とせず、これによって、本発明の利点を提供する比較的単純で費用効率が高い解決法が可能になる。
【００２７】
図３の要素を更に検討すると、電源回路５４、５６は通常、少数の電圧レベル間で切り替えるスイッチを備える。例えば、１つの構成では、電源回路５４、５６は２つの異なる電圧、すなわち、第１電極に対する、電流が発光層を通って流れることを可能にするのに十分大きな電位（electrical potential）を提供する基準電圧に対応する一方の電圧、及び第１電極に対する、電流が発光層を通って流れることができないようにするのに十分小さい電位を提供する第２の電圧を提供する電源回路間を切り替えることができる。すなわち、第１電極と第２電極との間の電圧電位は、発光層からの発光しきい値を下回るか、又は発光層に逆バイアスがかけられる。この構成では、コントローラー５８はこれらの２つの電圧レベル間を切り替え、電源回路５４、５６に順次又は同時に、それぞれの第２電極に電圧を提供させ、例えば、電源回路５４、５６に同時に、それぞれの第２電極に異なる電圧を同時に提供させる。この例では、第１電極に対する、電流が発光層を通って流れることを可能にするのに十分大きな電位を電圧が提供するようにスイッチが設定されているとき、発光層は、適切な信号が第１の発光層に提供されている限り、第１電極及び発光層との第２電極の重なりによって画定されたアクティブエリア内で発光することが可能であることに注目されたい。一方、電圧が切り替えられると、発光層は、駆動回路３０（図２に示す）によって第１電極に提供されたいずれの信号についても、第２電極と第１電極及び発光層との重なりによって画定されたアクティブエリア内で発光することが可能でなくなる。電源回路５４、５６が、３つ以上の電圧間を切り替えることも可能であり、例えば、電源回路５４、５６が、発光層を通る電流の流れの段階変化を可能にする第２の基準電圧を提供することに対応する第３の電圧に切り替えることが望ましい。第１の電圧を、第２電極の各グループ内の第２電極の数で除算したものに応じて流れる電流に実質的に等しい電流が発光層を通って流れることを可能にするようにこの第３の電圧を選択することが特に望ましい。
【００２８】
別の構成では、電源回路５４、５６は、第２電極が電圧源に接続されることを可能にするか、又は単に第２電極を電圧源から遮断し、第２電極の電圧がフローティングすることを可能にする。この構成では、電源回路に順次又は同時に、それぞれの第２電極に電圧を提供させるコントローラー５８は、電源回路に同時に第２電極のうちの一方に第１の電圧を提供させることができる一方で、同時に他方の第２電極を遮断し、該第２電極がフローティングすることを可能にすることができる。ここでもまた、第２電極が電圧源に接続されているとき、電圧源は、第１電極に対する、電流が発光層を通って流れることを可能にするのに十分大きな電位を提供することは注目に値する。したがって、発光層は、適切な信号が第１の発光層に提供されている限り、第２電極と第１電極及び発光層との重なりによって画定されたアクティブエリア内で発光することが可能となる。一方、発光層は、電圧源から遮断されると、駆動回路３０（図２に示す）によって第１電極に提供されるいずれの信号についても、第２電極と第１電極及び発光層との重なりによって画定されたアクティブエリア内で発光することが可能でなくなる。
【００２９】
これらの例のそれぞれにおいて、電源回路５４、５６は、少なくとも２つの条件、すなわち、電源回路５４、５６が取り付けられた第２電極８、１０に対応する発光層１２（図１に示す）のアクティブエリア１４、１６からの発光を可能にする一方の条件と、電源回路５４、５６が取り付けられた第２電極８、１０に対応する発光層１２（図１に示す）のアクティブエリア１４、１６からの発光を阻止する第２の条件との間の切り替えを提供することができる。このアクティベート／ディアクティベートスイッチは、駆動回路３０の状態又は駆動回路３０が第１電極６（図１に示す）に与える信号にかかわらず提供されることに更に注目されたい。したがって、アクティブエリアは、スイッチが発光を可能にする電圧を提供するように設定されているときに「アクティベート」され、スイッチが発光を妨げる電圧を提供するように設定されているときに「ディアクティベート」されるように規定される。
【００３０】
ディスプレイ用途では、コントローラー５８が入力画像信号６０を付加的に受信し、電源回路５４、５６に、それぞれの第２電極８、１０（図１に示す）に電圧を提供させるのと同期して、第１の駆動信号６２を駆動回路に提供することが更に望ましい。このようにして、コントローラー５８は、駆動信号６２を駆動回路３０（図２に示す）に提供する。この駆動回路３０は通常、コントローラー５８がアクティブエリアをアクティベートする信号を電源回路５４、５６に提供するときに、アクティブエリア１４、１６を通る電流のアナログ制御を提供する。一方、代替的に、コントローラー５８はアクティブエリアをディアクティベートする信号を電源回路５４、５６に提供することもできる。
【００３１】
このとき、いくつかの状況下では、コントローラー５８が、電源回路５４、５６のうちの少なくとも第１の電源回路に信号を提供してアクティベート信号を提供する一方で、第１の電源回路と異なる少なくとも第２の電源回路に信号を提供してディアクティベーション信号を提供することが望ましい。このため、アクティブエリアの一部分、具体的には、第１の電源回路に取り付けられた第２電極と電気的に接触しているアクティブエリアは、駆動回路によって第１電極に提供された信号に応じて発光する一方で、アクティブエリアの第２の部分、具体的には、第２の電源回路に取り付けられた第２電極と電気的に接触しているアクティブエリアは発光しない。図４を参照すると、こうした選択によって、第２電極の各グループ９８、１００内の対応する第２電極、例えば７８ａ及び７８ｂのうちの１つ又は複数に対応するアクティブエリアが、駆動回路３０（図２に示す）によって提供された信号に応じて発光することが可能になる一方で、第２電極の各グループ９８、１００内の他の対応する第２電極８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂのうちの１つ又は複数は、駆動回路３０（図２に示す）によって提供された信号に応じて発光しない。
【００３２】
上述したようなアクティブマトリックスＥＬディスプレイを用いることによって、個々の発光素子に電流を提供するために、アクティブマトリックス回路数よりも多くの数の個別にアドレス指定可能な発光素子を有するアクティブマトリックスＥＬディスプレイが提供される。こうしたディスプレイを提供するために、図３のコントローラー５８は、図５に示すプロセスを用いることができる。図５において提供されるように、コントローラーは第１電極の数に各グループ内の第２電極の数を乗算したものに等しい解像度を有する入力画像信号６０を受信する（１１０）か、又は信号を受信し、空間スケーリング技術を適用して、この解像度を有する信号を提供する。この入力画像信号６０は、ディスプレイ上に第１の画像を表示するための画像信号を提供する。第１の次元に沿った、７４ａ、７４ｂを含む１７個の第１電極、及び第２の次元に沿った、７４ａ、７４ｃを含む４つの第１電極、並びに各グループ内に４つの第２電極を有する図４に示すディスプレイパネル７０において、入力画像信号は好ましくは、例えば１７列×１６行の、６８個の一意のピクセル用の信号を含む。ここで、１６行は第１電極によって形成された４行を含み、これらの４行のそれぞれが第２電極の各グループ内の第２電極によって４行に分けられる。第２電極はディアクティベートされ（１１２）、各グループ内のそれぞれの第２電極がアクティベーションのために選択される（１１４）。次に、各グループ内のそれぞれの第２電極に対応する画像データの第１のサブセットへの入力画像信号のサブセットが選択される（１１６）。次に、コントローラー５８は、第１電極のそれぞれに接続された駆動回路３０（図２に示す）に駆動信号６２を提供することによって駆動信号を更新する（１１８）。ここで、この駆動信号は画像データの第１のサブセットに対応する。次に、コントローラー５８は、電源回路５４、５６に信号を提供し、電源回路はステップ１１４において選択された第２電極に電圧を提供して、ディスプレイの対応するアクティブエリアをアクティベートする（１２０）。このため、第１電極のうちの１つによって画定されたエリア内の１つのアクティブエリアが照明され、ステップ１１６において選択された第１の画像データの第１のサブセットに対応する光出力を有する。このため、この例では、入力画像信号内の３つおきのデータ線が、各第１電極のアクティブエリアのうちの１つの中で提供される。次に、コントローラー５８はアクティブな第２電極に対応する電源回路に信号を提供し、これらの第２電極に対応するアクティブエリアをディアクティベートし（１２２）、発光を停止する。次に、コントローラーは画像データの第２のサブセット及び第２電極の第２のサブセットを選択し（１２４）、ステップ１１６〜１２２を繰り返す。このプロセスが、少なくとも６０Ｈｚの周波数を有する一意の入力画像信号に応じて全てのアクティブエリアがアクティベートされるようなレートで完了するとき、ユーザーは、第１電極の数に各グループ内の第２電極の数を乗算したものに等しい解像度を有する画像を知覚する。コントローラーは、図５の方法を適用することによって、入力画像信号の第１のサブセットを駆動回路に順次提供する一方で、電源回路に、第１の時間間隔中に第１の光を生成するように第２電極の第１のサブセットをアクティベートさせ、入力画像信号の第２のサブセットを駆動回路に提供する一方で、電源回路に、第２の時間間隔中に第２の光を生成するように第２電極の第２のサブセットをアクティベートさせ、これによってユーザーには高解像度のディスプレイが見える。この高解像度のディスプレイは、各アクティブエリアからの光が人間の眼によって統合されるときに、ディスプレイ内の駆動回路数よりも多くの数の知覚発光素子を有することになり、したがって、このディスプレイは、等しい数の駆動回路を有する従来技術のディスプレイの解像度よりも高い知覚解像度を有することになる。
【００３３】
ディスプレイの複数の行がアクティベートされる図４に示すディスプレイパネル構成では、図２の駆動回路３０が第１のディスプレイ更新サイクル中に第１の駆動信号を受信及び蓄積し、該信号を第２のディスプレイ更新サイクル中に第１電極素子に提供することが望ましい。実際に、駆動回路３０が、存在する第２電極のグループと少なくとも同数の値を受信し蓄積することができる場合、データが駆動回路３０にロードされるレートが大幅に低減される。これを達成するために、駆動回路３０は、複数の値を蓄積し、これらの複数の値のそれぞれについて第１電極に信号を提供するように変更される。この構成において、用語「更新サイクル」は、アクティブマトリックスＥＬディスプレイ内の各駆動回路３０にデータ信号を提供するプロセスを指す。アクティブマトリックスＥＬディスプレイ内の駆動回路３０のそれぞれが更新されるか、又は駆動回路３０の蓄積素子又はコンデンサー４４にちょうど１回書き込まれると、更新サイクルが完了する。
【００３４】
こうした構成において有用なアクティブマトリックス駆動回路１３０が図６に示されている。この図に示すように、このアクティブマトリックス駆動回路１３０は、電力線１３４から、第１電極を表すノード１３６までの電流の流れを制御する。駆動回路１３０では、駆動トランジスタ１３８が、この駆動トランジスタ１３８のゲートに提供された電圧に基づいてノード１３６への電流の流れを制御する。この駆動回路では、駆動トランジスタ１３８のゲートへの電圧が駆動線１４０によって電流制御回路１３２ａ又は電流制御回路１３２ｂのいずれかに提供され、電流制御回路１３２ａ又は電流制御回路１３２ｂのいずれかが、駆動トランジスタ１３８に電圧を提供する。電流制御回路１３２ａ、１３２ｂのそれぞれが、書込みトランジスタ１４０ａ、１４０ｂと、蓄積素子、具体的には蓄積コンデンサー１４２ａ、１４２ｂと、読出しトランジスタ１４４ａ、１４４ｂとを備える。
【００３５】
動作中、選択信号が書込み線１４６ａ、１４６ｂのうちの一方に与えられ、書込みトランジスタ１４０ａ又は１４０ｂの一方のゲートに電圧をかける。この電圧は、選択された書込みトランジスタ１４０ａ又は１４０ｂをアクティベートし、選択された書込みトランジスタを導通させる。データ信号がデータ線１４８に提供され、選択された書込みトランジスタ１４０ａ又は１４０ｂを通過し、選択された書込みトランジスタ１４０ａ又は１４０ｂに接続された蓄積コンデンサー１４２ａ又は１４２ｂを充電する。次に、信号は書込み線１４６ａ又は１４６ｂから、そしてその後、データ線１４８からも除去される。信号がもう片方の（alternate）書込み線１４６ａ又は１４６ｂ上に出され、書込みトランジスタ１４０ａ又は１４０ｂのうちの２番目をアクティベートする。データ信号がデータ線１４８上に出され、もう片方の蓄積コンデンサー１４２ａ又は１４２ｂを充電する。ここでもまた、信号が書込み線１４６ａ、１４６ｂから除去される。このプロセスは反復され、双方の後続の駆動信号を電流制御回路１３２ａ、１３２ｂに与える。同時に、選択信号が読出し線１５２ａ又は１５２ｂ上に交互に出され、蓄積コンデンサー１４２ａ、１４２ｂ上に蓄積された電圧が回路を通過し、駆動トランジスタ１３８のゲートに与えられ、上で電力線１３４からノード１３６への電流の流れを制御することを可能にする。蓄積コンデンサー１４２ａ、１４２ｂの静電容量は、蓄積コンデンサー１４２ａ、１４２ｂ間のクロストークを低減するために、好ましくは駆動トランジスタ１３８のゲートにおける寄生容量よりもはるかに高い。
【００３６】
図６のアクティブマトリックス回路では、読出しトランジスタ１４４ａ、１４４ｂは、書込みトランジスタ１４０ａ、１４０ｂが切り替えられるレートよりも高いレートで切り替えられ、書込みトランジスタ１４４ａ、１４４ｂが読出しトランジスタ１４０ａ、１４０ｂよりも長い期間アクティブであることを可能にする。したがって、この駆動回路は、通常、データ線１４８に与えられたアナログ電圧に応答して駆動トランジスタ１３８に制御回路を提供するマルチプレクサーの機能を果たす。また、マルチプレクサーは、電源から発光層のアクティブエリア及び複数の電流制御回路１３２ａ、１３２ｂへの電流を調整するための、第１の電源及び第１電極に接続された駆動トランジスタ１３８を備える。複数の電流制御回路１３２ａ、１３２ｂはそれぞれ、駆動トランジスタ１３８のゲート電極に接続され、書込みトランジスタ１４０ａ、１４０ｂと、蓄積コンデンサー１４２ａ、１４２ｂと、読出しトランジスタ１４４ａ、１４４ｂとを備える。
【００３７】
当業者であれば、１つ又は複数のマルチプレクサーの機能を提供するために、多数の駆動回路を用いることができることを理解するであろう。例えば、追加の構成要素が各電流制御回路１３２ａ、１３２ｂに付加されるか、若しくは電流制御回路１３２ａ、１３２ｂ間で共有されるか、又は回路は電圧ではなく電流に応じて応答することができる。また、駆動回路の或る特定の単純化が可能である。ＮＭＯＳプロセス又はＰＭＯＳプロセスではなくＣＭＯＳプロセスを用いて代替の駆動回路が形成される。ＮＭＯＳプロセス又はＰＭＯＳプロセスのうちのいずれを用いても図４に示す回路を形成することができる。一方、ＣＭＯＳデバイスでは、読出しトランジスタ１４４ａは第１のドーピングｐ又はｎで形成され、ＰＭＯＳ ＴＦＴ又はＮＭＯＳ ＴＦＴのいずれかが形成され、このとき、読出しトランジスタ１４４ｂは第２のドーピングで形成され、読出しトランジスタ１４４ａを形成するのに用いられたＰＭＯＳ ＴＦＴ又はＮＭＯＳ ＴＦＴのもう片方が形成される。このため、読出し線１５２ａは、読出しトランジスタ１４４ａ、１４４ｂの双方のゲートに取り付けられ、電流制御回路１４０ａ又は１４０ｂのうちの一方を書込み用に選択するために読出し線１５２ａに正電圧が印加され、この場合、電流制御回路１４０ａ、１４０ｂのうちの他方を読出し用に選択するために同じ読出し線１５２ａに負電圧が印加され、読出し線１５２ｂが必要なくなる。
【００３８】
本発明の配置は駆動回路３０（図２に示す）を供給するための多くの異なるバックプレーン技術を用いることができるが、１つの特に優れた構成では、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイは、独立したチップレット基板上に形成され、ディスプレイ基板に取り付けられたチップレットを更に備え、１つ又は複数の駆動回路が該チップレット内に形成される。例えば、図７は、ディスプレイ基板１６４上に搭載されたチップレット１６２を備えるディスプレイパネル１６０の一部分を示している。このチップレット１６２は、電力バス１６６と、第１電極１７０、１７２を含む第１電極に取り付けられた導線１６８との間の電力を変調する、駆動回路３０等の駆動回路を含む。駆動回路を含む各チップレット１６２は、通常、各チップレット１６２が駆動信号を複数の第１電極１７０、１７２に提供するように複数の駆動回路を含むが、一方、チップレットは通常、該チップレットが取り付けられた第１電極１７０、１７２ごとに固有の駆動回路を含む。これらのチップレットは、信号線１７４に提供された信号に応じて駆動信号を変調し、信号線１７４は通常、図３のコントローラー５８等のコントローラーに接続される。
【００３９】
「チップレット」は、ディスプレイ基板上に搭載される、別個に製造された集積回路である。従来のマイクロチップ（又はチップ）と極めて同様に、チップレットはチップレット基板を用いて製造され、集積トランジスタ並びに絶縁体層及び導電体層を含み、これらの層は半導体製造施設（又は製造工場）において堆積され、次にフォトリソグラフィー法を用いてパターニングされる。チップレット内のこれらのトランジスタは、トランジスタ駆動回路内に配列され、本発明の第１電極１７０、１７２に対する電流を変調する。チップレット１６２は従来のマイクロチップよりも小さいが、従来のマイクロチップとは異なり、ワイヤーボンディング又はフリップチップボンディングによってチップレットに対し電気接続が作製されない。代わりに、各チップレットをディスプレイ基板上に搭載した後、導電層及び絶縁体層の堆積及びフォトリソグラフィーによるパターニングを用いて必要な付属品を形成する。したがって、例えば、２マイクロメートル〜１５マイクロメートルの大きさのビアを用いることにより、通常、接続部は小さくされる。このフォトリソグラフィーによるパターニングによって、第１電極及び導線１６８が、金属層等の単一の材料からパターニングされることが可能になる。
【００４０】
チップレットは従来のシリコン製造施設において製造されるので、これらのチップレット内の半導体は、好ましくは結晶質であり、例えば単結晶シリコンであり、極めて安定であり、ロバストであり、優れた電子移動度を有する。このため、第１電極への電流を変調するためにチップレット内に形成されたトランジスタは、多くの場合非常に小型である。チップレット内の回路は、信号線１７４からの低電圧のアナログ制御信号若しくはデジタル制御信号、又は他の高周波数信号に応答することができ、この制御信号に応じて電力バス１６６から第１電極１７０、１７２への電流の流れを変調する。このアーキテクチャでは、チップレットは、本発明のエレクトロルミネッセントディスプレイにおける第１電極１７０、１７２への信号を、毎秒数百回更新することができ、この構成を用いるディスプレイが全てのアクティブエリアを６０Ｈｚ以上の周波数で更新することを可能にする。このレートで駆動トランジスタに対する信号を更新することがこのように可能であることは、本発明の或る特定の構成において特に有利である。また、メモリユニットがチップレット内に形成され、これらのメモリユニットを用いて、様々な駆動トランジスタ値に対応する信号が蓄積される。このため、チップレットが複数の駆動トランジスタ値に対応する値を蓄積し、該チップレットが、単一の制御信号値に応じて複数回駆動トランジスタ値を更新することを可能にし、駆動トランジスタに対する信号が、制御信号が提供されるレートよりも高速なレートで更新されることを可能にすることができる。
【００４１】
いくつかの構成では、これらのチップレットのそれぞれにおいて光の変化を検出し、各チップレット内に光センサーを提供するＣＭＯＳセンサーもこれらのチップレット内に形成される。これらのチップレットは、エレクトロルミネッセントディスプレイが位置する環境をイメージングするために、この後でより詳細に説明する本発明の光学層とともに用いることもできるし、光学的に符号化された制御信号値を受信する等の他の使用のために用いることもできる。
【００４２】
本構成内のチップレットを用いて、電力接続又はバス１７８から第２電極１８０への電力を変調することもできる。例えば、チップレット１７６は、これらの素子間の電力を変調することができる。一方、これらのカソードセグメント上で要求される電力は、多くの場合に従来のＴＦＴが提供できる電力よりも高いことに留意すべきである。したがって、チップレットはこの電力を変調するための別の装置を含むことができる。例えば、チップレット１７６は、中継器としての役割を果たす１つ又は複数の微小電気機械スイッチ（ＭＥＭｓ）とともにＣＭＯＳロジックを含むことができる。代替的に、ＭＥＭｓ構成要素は、チップレット１７６によって指揮される他の構造内に設けることもできる。この構成では、単一の第２電極によって画定されたアクティブエリアの各行が、ディスプレイ内の他のアクティブエリアをアクティベートすることもディアクティベートすることもなくアクティベート又はディアクティベートされることに留意することが重要である。前の構成では、図５に示すような高解像度ディスプレイを設ける方法は、第２電極の全てを同時にディアクティベートした（１１２）。このディアクティベートによって、パネルからの発光の全体時間が低減する可能性があり、第２電極の全てをディアクティベートすることが必要とされない場合よりも、ちらついてみえる画像をもたらす可能性がより高い。第２電極のそれぞれに対し、図７のディスプレイパネル１６０上のチップレット１７６によって提供される別個の電圧制御を適用することによって、第２電極の全てを同時にディアクティベートすること、したがってアクティブエリアの全てをディアクティベートすることはもはや必要でない。この構成では、任意の一時点において単一行のアクティブエリアのみがディアクティベート又はアクティベートされる必要がある。この特徴は、ユーザーがちらつき及び他の潜在的な時間的画像アーティファクトを見る尤度を低減することができる。中間の解決法も可能であり、この解決法では、チップレット１７６又は他のデバイスは、図４のディスプレイパネル７０について説明されたように第２電極の各グループ内のそれぞれの第２電極を同時にアクティベート又はディアクティベートすることなく、複数の第２電極を同時に制御する。図７に示すように、チップレット１７６は通常、ディスプレイ基板１６４上に搭載される。ビア１８２は、ディスプレイ基板１６４上のチップレット１７６を、エレクトロルミネッセント層１８４上に堆積された第２電極１８０に接続することができる。ここで、エレクトロルミネッセント層が第１電極１７０、１７２と第２電極１８０との間に堆積される。また、ディスプレイパネル１６０は通常、第２電極１８０への導線１６８のショートを阻止するための絶縁層１８６も含む。
【００４３】
本発明の特定の構成は、図８に示すような光学レンズのアレイを備える光学層を備える。この図に示すように、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイはディスプレイパネル２を備える。このディスプレイパネルは、ディスプレイ基板４を含む。少なくとも第１電極６がディスプレイ基板４のエリアの上方に配置される。２つ以上の個別にアドレス指定可能な第２電極８、１０がディスプレイ基板４の上方に更に配置される。第１電極６と第２電極８、１０との間に、それらの電極と電気的に接触してエレクトロルミネッセント発光層１２が形成され、第１電極に重なる２つ以上のアクティブエリア１４、１６が作製される。発光層１２は、電流に応じて各アクティブエリア１４、１６内で発光する。ディスプレイパネル２は、任意選択で、アクティブマトリック層１８、及びピクセル規定層２０等の追加の層を含むことができる。これらの特徴のそれぞれは、図１に表されるものと同じである。しかしながら、図８のディスプレイパネル２は、付加的に光学層１９０を備え、光学層１９０は光学レンズのアレイを備える。ＥＬ発光層１２の屈折率及び光学層１９０の屈折率に近い屈折率を提供する光学マッチング層１９２も備えることができる。しかしながら、この光学マッチング層１２は必須ではなく、或る特定の構成では、第２電極８、１０と光学層１９０との間に不活性ガス又は不活性空気が存在する。光学層１９０は通常、ＥＬ発光層１２のアクティブエリア１４、１６内で発せられた光線１９４、１９６を曲げ、ＥＬ発光層１２のアクティブエリア１４、１６のそれぞれの中から発せられた光がディスプレイ基板４に平行な平面に対して異なる角度に方向付けられるようにする。図８に示すように、線１９８は、ディスプレイ基板４の表面に平行であり、ＥＬ発光層１２を出るときに互いに平行である光線対１９４、１９６と交差する仮想平面を表す。しかしながら、光線１９４、１６が光学層１９０を出るとき、線１９８に対する２つの光線１９４、１９６の角度２００、２０２は互いに異なり、この例では異なる符号を有する。
【００４４】
光学層１９０は、光をディスプレイ基板４に対し異なる方向に方向付ける構造又はレンズの２次元構成を備えることができる。しかしながら、或る特定の構成、特に第２電極が１次元ストライプに分割される構成では、光学層１９０がシリンドリカル光学レンズのアレイを備え、各シリンドリカルレンズが長軸を有し、シリンドリカルレンズは、該シリンドリカルレンズの長軸に対し垂直な軸においてエレクトロルミネッセントディスプレイ内の発光素子によって生成された光を拡大することが望ましい。こうした構成の１つの例が図９に示されている。図９は、分割線２１５に沿って切り取られた（図８に示すような）光学層１９０と、分割線７６によって切り取られた第２電極７８ａ、８０ａ、８２ａ、８４ａとを有するディスプレイパネル２１０の上面図を示している。示すように、光学層１９０は、少なくとも２つのシリンドリカルレンズ２１２ａ、２１２ｂを備える。これらのシリンドリカルレンズ２１２ａ、２１２ｂは、矢印２１４によって示される方向を有する第１の次元に平行に向けられた長軸を有する。これらのシリンドリカルレンズ２１２ａ、２１２ｂは、アレイに配列され、このため、ＥＬ発光層のアクティブエリアによって生成された光を拡大する。図９に示すように、ディスプレイパネル２１０は、矢印２１４によって示される第１の次元に平行に向けられた長軸を有する１次元ストライプとして配列された第２電極８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂ、８６ａ、８６ｂの一次元アレイを備える。ここで、第２電極８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂ、８６ａ、８６ｂの一次元ストライプの長軸は、シリンドリカルレンズ２１２ａ、２１２ｂの長軸に平行に位置合わせされる。この構成において、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイは光学レンズのアレイを備え、ここでこれらの光学レンズはシリンドリカルレンズである。各シリンドリカルレンズは第１の方向に延びる長軸を有し、各シリンドリカルレンズは１つ又は複数の第２電極上に配置され、１つ又は複数の第２電極に対応するアクティブエリアにおいて生成された光を拡大する。また、各シリンドリカルレンズの下に配置された１つ又は複数の第２電極のそれぞれは異なる電源回路に接続される。
【００４５】
図９のシリンドリカルレンズ２１２ａ、２１２ｂは、図９の矢印２１４によって示される長軸に沿って一貫した図８の光学層１９０の断面形状、例えば三角形状を有するという点で、シリンドリカルである。したがって、定義によれば、「シリンドリカルレンズ」は、第２の軸と比較して第１の軸において長い特徴を有し、第２の軸を通る断面が第１の軸に沿って一貫している光学材料の一部分を指す。この定義によれば、シリンドリカルレンズは、円の一部分の形状、楕円の一部分の形状、三角形状、又は他の形状を有する第２の軸を通る断面を有することができる。
【００４６】
図９に示すように、望ましい構成は、各シリンドリカルレンズ２１２ａの下に複数の第２電極８０ａ、８２ａ、８４ａ、８６ａを備え、ディスプレイパネル２１０はシリンドリカルレンズの１次元アレイを備え、この１次元アレイは複数のレンズ２１２ａ、２１２ｂを含む。このレンズのアレイは、いくつかの構成ではディスプレイパネル２１０の他の素子に個別に取り付けられるか、又は光学基板内に形成され、この光学基板はディスプレイパネル２１０のディスプレイ基板４（図８に示す）に取り付けられる。
【００４７】
この構成では、シリンドリカルレンズは、第２電極、第１電極、及びＥＬ発光層の重なりによって画定された各アクティブエリア内のＥＬ発光層によって生成された光が所与の視角内に投影されるような形状にされる。図１０は本発明のディスプレイパネル２２０の一部分を示している。示すように、ディスプレイパネル２２０は、ディスプレイ基板２２２と、第１電極２２４と、ＥＬ発光層２２６と、複数の第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄとを備え、これらが４つのアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２３６ｄを画定する。次に、光学層２３０は、第１電極２２４及び複数のアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄの上方に光学レンズを提供するように位置合わせされる。示すように、光学層２３０の機能は、ＥＬ発光層２２６のアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄ内で生成された光を４つの異なる視角に方向付けることである。このレンズ機能を達成するために、空間２３８は、光学層２３０よりも低い屈折率を有する材料で満たされる。例えば、光学レンズから離れた平面２３２において、アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄのそれぞれからの光は、第１の視角２３４ａ、第２の視角２３４ｂ、第３の視角２３４ｃ、及び第４の視角２３４ｄを含む４つの異なる視角のうちの１つに方向付けられる。視角２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、２３４ｄは互いに異なることに注目されたい。これらの視角２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、２３４ｄは、互いに異なる中心方向を有することによって異ならせることができるか、又はそれらの限界視角が互いに異なる。本発明のほとんどの構成では、異なる視角２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、２３４ｄは異なる中心方向を有し、光を、総限界視角の８０％を超えて重ならない錐体内に投影する。すなわち、輝度の大きさが任意の視角内のピーク輝度の５％未満である光の分布内の点は、近傍の視角の同じ点に、それらの２つの視角のいずれかの限界視角の８０％よりも大きく重ならない。電力低減のために用いられる構成では、この重なりは５０％よりも大きくないことが望ましい。立体ディスプレイとして用いられる本発明の構成において、重なりが１０％よりも大きくないことが望ましい。したがって、アクティブエリア２３６ａ内で発せられた光は、角度２３４ａ内を向くように方向付けられ、アクティブエリア２３６ｂ内で発せられた光は、角度２３４ｂに方向付けられ、アクティブエリア２３６ｃ内で発せられた光は、角度２３４ｃに方向付けられ、アクティブエリア２３６ｄ内で発せられた光は、角度２３４ｄに方向付けられる。
【００４８】
ディスプレイパネル２２０をＥＬ内に適用すると、コントローラー５８（図３に示す）は、電源回路５４、５６に制御信号を提供し、第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄのサブセットへの電圧を制御して第２電極の第１のサブセットをアクティベートし、第１電極２２４に関連付けられた発光層２２６のアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄに狭い視角を有する光を生成させることができる。すなわち、コントローラー５８は、アクティブエリアのサブセット、例えば２３６ｃをアクティベートする制御信号を他の電源回路５４、５６に提供するとき、アクティブエリアのサブセット、例えば２３６ａ、２３６ｂ、及び２３６ｄをディアクティベートする制御信号を電源回路５４、５６に提供することができる。このため、ディスプレイパネルは視角２３４ｃ内にのみ発光する。この構成を用いて、狭い視角を有する光を提供し、それによってディスプレイパネル２２０の電力消費を低減する。すなわち、アクティブエリアのうちの１つのみが第１電極２２４に提供された駆動信号に応じて発光するので、ディスプレイの電力消費が低減する。この例では、ＥＬディスプレイによって消費される電力は、アクティブエリアの総数に対するアクティベートされたアクティブエリアの数に等しい係数だけ、例えば４分の１に低減する。一方、ユーザーが視角２３４ｃの範囲内からティスプレイを見ている限り、ユーザーは、アクティベートされたアクティブエリアの数にかかわらず、ディスプレイの輝度又は画像品質において感知可能な変化を見てとることはない。したがって、この特徴は、ＥＬディスプレイのユーザーの知覚において一切変化を生じることなく、大幅に電力が低減されたディスプレイを提供することができる。
【００４９】
したがって、ディスプレイ基板２２２（図１０）と、ディスプレイ基板２２２の上方に配置された第１電極２２４の２次元アレイとを備える、高い効率の動作モードを有するアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイが提供される。２つ以上の第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄもディスプレイ基板２２２の上方に配置される。より詳細には、２つ以上の第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄは、第１電極２２４の２次元アレイ内の第１電極のそれぞれの上方に配置される。アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄ内で、第１電極２２４と第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄとの間に、それらの電極と電気的に接触してエレクトロルミネッセント発光層２２６が形成される。発光層２２６は、第１電極の２次元アレイ内の第１電極２３６ａのうちの１つと、第１電極２２４の上方に配置された２つ以上の第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄのうちの１つとの間の電流に応じて、各アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄから発光する。例えば、電流が第２電極２２８ａと第１電極２２４との間を流れると、アクティブエリア２３６ａ内の発光層２２６から光が発せられる。アクティブマトリックスディスプレイは、（図２又は図６に示すような）駆動回路３０、１３０の２次元アレイを更に備え、各駆動回路は、第１電極の２次元アレイ内の第１電極２２４のうちの１つに電気的に接続された駆動トランジスタ３２、１３８を備え、駆動回路３０、１３０の２次元アレイは、第１電極の２次元アレイと１対１の対応関係にあり、駆動回路の２次元アレイ内の駆動回路３０、１３０は、第１電極の２次元アレイ内の第１電極２２４のそれぞれに電流を提供する。それぞれの第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄに電圧を選択的に供給するために、それぞれの第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄに接続された２つ以上の電源回路５４、５６（図３に示す）も設けられる。エレクトロルミネッセント発光層２２６の各アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２３６ｄ内で発せられた光を方向付けるために図１０の光学層２３０が設けられる。各アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２３６ｄからの光は異なる視角に方向付けられる。最後に、入力画像信号６０及び視野信号６４を受信し、入力画像信号６０に応じて駆動回路３０、１３０（図２及び図６に示す）の２次元アレイに駆動信号６２を提供し、電源回路５４、５６に順次又は同時に、視野信号６４に応じてそれぞれの第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄに電圧を提供させるコントローラー５８（図３に示す）が設けられる。
【００５０】
前述したように、この構成では、図９の第２電極７８ａ、８０ａ、８２ａ、８４ａによって示すように、第２電極がストライプ２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄのアレイから形成され、ストライプの長軸が矢印２１４によって示すような第１の次元に沿って向けられ、光学層がシリンドリカルレンズ２１２ａ、２１２ｂのアレイを備え、シリンドリカルレンズが長軸を有し、このシリンドリカルレンズの長軸も矢印２１４によって示されるような第１の次元に沿って向けられることが望ましい。
【００５１】
この特定の構成では、第１の次元がディスプレイパネルの水平軸に沿って向けられ、ディスプレイパネルの垂直視角のみが調整されることを可能にすることが望ましい。しかしながら、第１の次元がディスプレイパネルの垂直軸に沿って向けられ、ディスプレイの水平視角が調整されることを可能にする場合も有用である。また、前の例では、任意の時点においてアクティブエリアのうちの１つのみがアクティベートされていた。これは要件ではなく、ディスプレイが高効率の動作モードで動作しているとき、アクティブエリアの任意のサブセットがアクティベートされる。アクティブエリアのうちの１つのみがアクティベートされているとき、最も大きな電力節減、したがって最も高いディスプレイ電力効率が達成される。本発明のＥＬディスプレイのいくつかの構成は、アクティブエリアが毎秒複数回アクティベート及びディアクティベートされることを必要とすることも留意すべきである。しかしながら、これは、この特定の構成における要件ではない。実際、通常の動作条件下では、垂直視角は、ユーザーによって数分に１回手動で切り替えられる可能性が高い。したがって、ディスプレイサイズにかかわらず、この配置が、任意の従来のバックプレーン構成とともに用いられることは確かに可能である。すなわち、高速切替え時間が必要とされないので、駆動回路３０、１３０は、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、又は単結晶シリコンを含む任意の半導体を用いて形成される。頭部追跡器、視線追跡器、又はユーザーの眼のおおまかな位置を検出することが可能な他のこうしたデバイスを含む他の入力デバイスを用いて、ユーザーがディスプレイパネルの前を動くとディスプレイパネルの視野が自動的に調整されるように視野信号６４を生成することも可能である。一方、この例であっても、視野は毎秒数回よりも高いレートで更新される必要がない。
【００５２】
アクティブマトリックスＥＬディスプレイは、より小さな視角を有する画像を表示するとき、より高い電力効率を有するので、ディスプレイは、より狭い視角で動作しているときに、より低い電流を用いて駆動される。より低いピーク電力を提供するのに同じ駆動回路を用いた結果、グレイスケール解像度が損失する可能性がある。この問題は、複数の構成によって克服される。１つの構成では、電源回路５４、５６は、アクティベーション信号を提供する２つの電圧源間で切り替えることが可能となる。ここで、電圧源の一方は、第１電極によって提供されるピーク電圧の電圧により類似した電圧を提供する一方、他方は第１電極によって提供されるピーク電圧により類似していない電圧を提供する。広い視角を有する画像を提示するとき、第１電極によって提供されるピーク電圧により類似していない電圧を有する電圧源が適用され、狭い視角を有する画像を提示するとき、第１電極によって提供されるピーク電圧の電圧により類似した電圧を提供する電圧源が適用される。図２のデータ線４２に提供されるデータ電圧の範囲は、ディスプレイがビット深度の改善をもたらすために広角から狭角に切り替えられるときに調整することもできる。
【００５３】
前の構成では、狭い視角を有するＥＬディスプレイを提供するように、アクティブエリアの第１のサブセットがアクティベートされ、残りのアクティブエリアがディアクティベートされた。別の構成では、アクティブエリアの第１のサブセットが、１つの時間間隔内で狭い視角を有する画像を提示するようにアクティベートされ、アクティブエリアの第２のサブセットが、第２の時間間隔内でより広い視角を有する画像を提示するようにアクティベートされる。すなわち、コントローラーは、電源回路に、より広い視角を有する光を生成するように第２電極の第２のサブセットを付加的にアクティベートさせる。これらの時間間隔中、入力画像信号は、少なくとも第１の画像データ、及びいくつかの事例では第２の画像データを含む複数の画像を形成するための信号を含むことができる。データは駆動信号に変換され、該駆動信号が、第１の画像データ又は第２の画像データに対応する画像を表示するためにディスプレイパネル内の２次元アレイ駆動回路に提供される。この構成では、コントローラー５８（図３に示す）は、電源回路５４、５６に制御信号を提供し、第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄ（図１０に示す）への電圧を制御して、第１電極２２４に関連付けられた発光層２２６のアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄの第１のサブセットを、第１の時間間隔内で狭い視角を有する光を生成するようにアクティベートすることができる。すなわち、第１の時間間隔内で、コントローラー５８は、アクティブエリアのサブセット、例えば２３６ａ、２３６ｂ、及び２３６ｄをディアクティベートする制御信号を電源回路５４、５６に提供する一方で、アクティブエリアのサブセット、例えば２３６ｃをアクティベートする制御信号を他の供給回路５４、５６に提供することができる。この第１の時間間隔中、コントローラー５８は第１の画像データを駆動回路に提供する一方で、電源回路５４、５６に、光を生成するように第２電極の第１のサブセットをアクティベートさせる。このため、ディスプレイパネルは視角２３４ｃ内にのみ第１の画像データに対応する光を発する。一方、後続の時間間隔において、コントローラー５８（図３に示す）は、第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄ（図１０に示す）への電圧を制御する制御信号を電源回路５４、５６（図３に示す）に提供し、第１電極２２４に関連付けられた発光層２２６のアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄの第２のサブセットを、より広い視角を有する光を生成するようにアクティベートすることができる。すなわち、第２の時間間隔において、コントローラー５８は、アクティブエリアの第２のサブセット、例えば２３６ａ、２３６ｂ、及び２３６ｄをアクティベートする制御信号を電源回路５４、５６に提供することができる。この第２の時間間隔中、コントローラー５８は第２の画像データを駆動回路５４、５６に順次提供する一方で、電源回路に、第２の光を生成するように第２電極の第２のサブセットをアクティベートさせることができる。このため、ディスプレイパネルは第２の時間間隔中、第２の画像データに対応する広い視角の光を発する。第１の時間間隔及び第２の時間間隔が十分に短く（例えば１／５０秒未満）、２つのビューが十分高速に連続しているとき（例えばそれぞれ５０Ｈｚ以上の周波数を有する）とき、視角２３４ｃ内から画像を見ている第１のユーザーは、第１の時間間隔及び第２の時間間隔中に提示された画像の組合せである画像を知覚することになる。駆動回路３０が２つの別個の画像信号に応じて十分高速に更新され、第１のユーザー及び第２のユーザーへのこれらの２つの異なる画像信号の提示を可能にする場合、第１のユーザーは、重大なアーティファクトなしで２つの画像の組合せを知覚することになる。一方、異なる角度、例えば２３４ｂからディスプレイを見ている第２のユーザーは、画像のうちの一方のみを見ることになり、したがって第１のユーザーと異なる情報を受け取ることになる。この構成では、コントローラーは、２つの第２電極をアクティベートする制御信号を電源回路に付加的に提供し、第１電極に関連付けられた発光層のアクティブエリアの第２のサブセットを、より広い視角を有する光を生成するように付加的にアクティベートする。この実施形態の可能な利点は、ユーザーのうちの何人かにしか見えなかった字幕等の情報の提示である。しかしながら、第１の画像データ及び第２の画像データが異なることも、第１の光が異なる方向又は視角を有する以外に第２の光と異なることも必要でないことに留意すべきである。
【００５４】
別の構成では、アクティブマトリックスＥＬディスプレイは、第１の時間間隔中に第１の視角２３４ｂを有する第１の画像データを提供するように第１のアクティブエリア２３４ｂのみをアクティベートし、第２の時間間隔中に第２の視角２３４ｃを有する第２の画像データを提供するように第２のアクティブエリア２３６ｃのみをアクティベートする同じプロトコルを用いて、２つの別個の画像を２つの別個の視角、例えば２３４ｂ及び２３４ｃに提供することができる。前の構成と同様に、第１電極２２４に提供される信号は、第１の時間間隔及び第２の時間間隔のそれぞれの中で入力画像信号６０（図３に示す）の変化に基づいて更新され、２つの別個の視角２３４ｂ、２３４ｃからディスプレイを見ている２人の別個のユーザーに２つの別個の画像を提供する。このため、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイはコントローラー５８（図３に示す）を備え、該コントローラー５８は、第１電極２２４と電気的に接触している発光層２２６の選択されたアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄに、第１の方向に向けられかつ第１の狭い視覚２３４ｂを有する光を発せさせる制御信号の第１のセットを複数の第１の回路５４及び第２の回路５６に提供し、第１電極２２４と電気的に接触している発光層２２６の選択されたアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄに、異なる第２の方向に向けられるか又は異なる第２の狭い視覚２３４ｃを有する光を発せさせる制御信号の第２のセットを複数の第１の回路５４及び第２の回路５６に提供する。この応用形態では、コントローラーが、駆動回路に第１の画像データを順次提供する一方で、電源回路に、第１の時間間隔中に第１の光を生成するように第２電極の第１のサブセットをアクティベートさせ、駆動回路に第２の画像データを順次提供する一方で、電源回路に、第２の時間間隔中に第２の光を生成するように第２電極の第２のサブセットをアクティベートさせることが有用である。
【００５５】
この構成は、立体画像又は３Ｄ画像を提供するのに有用であるのと同様に、複数の視聴者位置等の、単一シーンのマルチビューを提供するのにも有用である。この配置では、アクティブマトリックスＥＬディスプレイは、少なくともシーンの第１のビューに対応する第１の画像データ及び第２のビューに対応する第２の画像データを含む、個々のシーンのマルチビューを含む入力画像信号６０を受信するためのコントローラー５８（図３に示す）を更に備える。次に、アクティブマトリックスＥＬディスプレイは、異なる視角を有するこれらのビューを提示するように制御される。ここで、異なる視角は異なる方向又は異なる限界視角を含む。この実施形態では、コントローラーは、第１の時間間隔中に入力画像信号６０に応じて駆動回路３０、１３０（図２、６に示す）に第１の駆動信号を提供する一方で、それと同時に、電源回路５４、５６（図３に示す）に、それぞれの第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄに電圧を提供させ、第１電極２２４と電気的に接触している発光層２２６のアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２３６ｄのうちの１つ又は複数に、第１の方向に向けられかつ第１の狭い視角２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、２３４ｄを有する光を発せさせる。その後、コントローラー５８（図３に示す）は、第２の時間間隔中に入力画像信号６０（図３に示す）に応じて駆動回路３０（図２に示す）に第２の駆動信号６２（図３に示す）を提供する一方で、それと同時に、電源回路５４、５６（図３に示す）に、それぞれの第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄに電圧を提供させ、第１電極２２４と電気的に接触している発光層２２６のアクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２３６ｄのうちの１つ又は複数に、第２の方向に向けられているか又は第２の狭い視角２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、２３４ｄを有する光を発せさせる。
【００５６】
立体画像又はマルチビュー画像を提供するためのディスプレイでは、シリンドリカルレンズはディスプレイパネル上で垂直に向けられるべきである。加えて、第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄの長軸もディスプレイパネル上で垂直に向けられることが望ましい。この実施形態で説明されるように、コントローラーは、駆動回路に第１の画像データを順次提供する一方で、電源回路に、ユーザーが見る第１の光を生成するように第２電極の第１のサブセットをアクティベートさせ、駆動回路に第２の画像データを提供する一方で、電源回路に、第１の光と異なる方向の、ユーザーが見る第２の光を生成するように第２電極の第２のサブセットをアクティベートさせる。これにより、ユーザーには立体画像が見える。しかしながら、立体画像を見るために、２つのビューしか必要とされない。マルチビュー立体画像を提供する実施形態では、２人以上のユーザーが立体画像を見るように、シーンのより多数のビューを提供することができる。
【００５７】
より具体的な構成では、複数の視角に複数の画像を提供するためのアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイが提供される。このアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ５０（図３）は、ディスプレイパネル２２０（図１０）を備える。ディスプレイパネル２２０はディスプレイ基板２２２を備える。第１電極２２４の２次元アレイがディスプレイ基板２２２上に配置される。２つ以上の第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄもディスプレイ基板２２２上に配置される。この構成では、２つ以上の第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄが第１電極の２次元アレイ内の第１電極２２４のそれぞれの上方に配置される。アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄ内で、第１電極のアレイ内の第１電極２２４と、第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄとの間に、それらの第１電極及び第２電極の双方と電気的に接触してエレクトロルミネッセント発光層２２６が形成され、発光層１０２は、第１電極の２次元アレイ内の第１電極２２４のうちの１つと、第１電極２２４ｃの上方に配置された２つ以上の第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄのうちの１つとの間の電流に応じて各アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、及び２３６ｄから発光する。駆動回路（例えば図２の駆動回路３０）の２次元アレイであって、各駆動回路は第１電極の２次元アレイ内の第１電極２２４のうちの１つの電気的に接続された駆動トランジスタ３２を備え、該駆動回路の２次元アレイは、第１電極の２次元アレイと１対１の対応関係にあり、該駆動回路の２次元アレイ内の駆動回路３０は第１電極の２次元回路内の第１電極２２４のそれぞれに電流を提供する、駆動回路の２次元アレイ。第１電極の２次元アレイ内の第１電極２２４のそれぞれと、第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄとの間に、それらの電極と電気的に接触して各アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２３６ｄ内にエレクトロルミネッセント発光層２２６が形成され、発光層２２６は、駆動トランジスタ３２（図２）からの電流に応じて各アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２３６ｄから発光する。それぞれの第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄに電圧を選択的に供給するために、それぞれの第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄに２つ以上の電源回路５４、５６（図３に示す）が接続されている。通常、第１電極のうちの任意のものに重なる第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄのそれぞれに異なる電源回路５４、５６（図３に示す）が接続される。ディスプレイパネル２３０は、エレクトロルミネッセント発光層２２６の各アクティブエリア２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、２３６ｄ内で発せられる光を、異なる方向及び視角範囲２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、２３４ｄを有するように方向付けるための光学層２３０を付加的に備える。アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ５０（図３）はコントローラー５８（図３）を更に備え、該コントローラーは、複数の画像を含む入力画像信号６０を受信し、入力画像信号６０に応じて駆動回路３０（図２）の２次元アレイに第１の駆動信号６２を提供し、電源回路５４、５６に、第２電極２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄのうちの第１のもの（例えば２２８ａ）に電圧を供給させて、電極のアレイ内の第１電極２２４のうちの１つに関連付けられたアクティブエリア２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄのうちの１つを含むアクティブエリアの第１のグループ、及び電極のアレイ内の第１電極２２４のうちの第２のものに関連付けられたアクティブエリア内の発光層２２６に、第１の方向及び内在角（subtended angle）２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、２３４ｄを有する光を発せさせ、また、入力画像信号６０（図３）に応じて駆動回路３０（図２）の２次元アレイに第２の駆動信号６２（図３）を提供し、電源回路５４、５６（図３）に、第２電極のうちの第２のもの（例えば２３６ｂ）に電圧を供給させて、電極のアレイ内の第１電極２２４のうちの１つに関連付けられたアクティブエリア２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄの第２の異なるグループ、及び第１電極２２４のうちの第２のものに関連付けられたアクティブエリア内の発光層２２６に、第２の方向又は内在角２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、２３４ｄを有する光を発せさせる。コントローラーは、入力画像信号内のビューのそれぞれに応じて駆動回路３０（図２）の２次元アレイに異なる駆動信号６２（図３）を提供する一方で、ビューのそれぞれが異なる方向で提示されるように、電源回路５４、５６（図３）に、第２電極の後続のセットに電圧を提供させる。
【００５８】
高品質の画像を提示するために、コントローラーは、駆動信号３０のそれぞれへの駆動信号が少なくとも５０Ｈｚの周波数で提供されるように、２次元アレイ内の駆動回路３０のそれぞれに異なる駆動信号を提供する。好ましくは、コントローラーは、少なくとも６０Ｈｚの周波数でこれらの異なる駆動信号を提供し、より好ましくは、少なくとも８０Ｈｚの周波数を提供する。好ましい実施形態では、第１の方向及び第２の方向は異なり、アクティブマトリックスＥＬディスプレイは立体ディスプレイである。別の構成では、第１の内在角は広い視角であり、第２の内在角は比較的狭い視角であり、ディスプレイが、共通画像を広い視角に提供し、選択画像を狭い視角に提供することを可能にする。
【００５９】
ディスプレイがマルチビュー３Ｄ画像を表示する実施形態では、順次表示される画像間のクロストークを低減することが望ましい。メモリを有するチップレット、非常に高速の動作を有するチップレット、アナログメモリを有するピクセル回路（例えば図６）の適用が、電極の第１のセットにおける、信号の或るセットから別のセットへの変更時間として有利であり、非常に高速となる（図５のステップ１１８）。
【００６０】
本発明の実施形態では、図１の複数の第２電極８、１０は通常、本発明のアクティブマトリックスＥＬディスプレイ内のＥＬ発光層の上に形成される。アクティブマトリックスディスプレイの上のこれらの複数の電極８、１０の形成はアクティブマトリックスＥＬディスプレイの技術分野では知られていない。一方、これらのセグメントは複数の方法を用いて形成される。１つの構成では、第２電極は全て材料の単一のシートとして堆積され、次にレーザー切断又は物理的なスクライビングを用いてセグメント化される。別の構成では、第１電極の上に、大きな高さ幅比（すなわち１より大きい比）を有するピラーが形成され、該ピラーが連続フィルムを分断して別個の第２電極８、１０を形成するように、第２電極の材料がこれらのピラーの上方に堆積される。別の構成では、連続フィルムは堆積され、Organic Electronics 7 (2006) pgs. 21-28において発行された「Photolithoghraphic patterning of Organic Electronic Materials」において、DeFranco他によって記載されている技法等の、フォトリソグラフィーによるパターニング技法を用いてパターニングされる。別の構成では、別個の第２電極８、１０は、ノズル（nozzle）技術、インクジェット技術、及び他の印刷技術を用いて個々に印刷される。
【００６１】
本発明の実施形態では、第１電極及び第２電極は、アノード又はカソードのいずれかである。第１電極又は第２電極のいずれかがディスプレイ基板の最も近くに形成される。しかしながら、駆動回路を第１電極に容易に取り付けることを可能にするために、第１電極は通常、ディスプレイ基板上に形成される。光は、ディスプレイ基板を通して、又はディスプレイ基板から離れて発せられる。しかしながら、光学層を用いる構成では、光がディスプレイ基板から離れて発せられるか、ディスプレイ基板自体が光学層を形成するか、又はディスプレイ基板が上面図（例えば図４）に見られるように第１電極の幅及び高さ未満の厚みを有することが好ましい。なぜなら、これらの条件によって、光学層が光を所望の視角内に合焦させることが可能になるためである。
【００６２】
光学層１９０は、別個の第２電極からの光を別個の視角に方向付けることが可能な任意の材料から形成される。１つの構成では、光学層はガラス又はポリマー材料の単一基板において形成された固定レンチキュラーレンズである。こうした実施形態は非常に低コストであるが、光学層は常に動作しているため、この層は、非常に広い視角を有する非常に高い解像度の２次元画像（すなわち、第１電極数に第１電極あたりの第２電極数を乗算した数値に等しい解像度を有する画像）のディスプレイを不要にする。別の実施形態では、光学層１９０は、「Efficiency analysis of multi-view spatially multiplexed autostereoscopic 2-D/3D Displays」（J of SID, 15/11 2007 pgs. 873-881）と題するthe Society for Information Displayの学術論文においてWoodgate及びHarroldによって記載されているような、偏光アクティベートマイクロレンズ又はアクティブレンズを含む可変の光強度を有する光学素子を備えることができる。同様のアクティブレンズは、「High resolution autostereoscopic 3D Display with scanning multi-electrode driving liquid crystal (MeD-LC) Lens」（SID 09, pgs. 336-339）と題する論文においてHuang他にも記載されている。これらのアクティブレンズは、光学層がマルチビュー又は電力節減を提供することが望まれているときに、固定の電力及び形状でアクティベートされ、マルチビューも電力節減も必要とされていないとき、広い視角を用いて非常に高解像度の２次元ディスプレイを提供するようにディアクティベートされる。
【００６３】
本発明は、コーティング可能なエレクトロルミネッセント材料を用いる任意のアクティブマトリックスＥＬディスプレイにおいて実施することができる。好ましい実施形態では、本発明は、限定ではないが、Tang他に対する米国特許第４，７６９，２９２号、及びVanSlyke他に対する米国特許第５，０６１，５６９号において開示されるような小分子ＯＬＥＤ又は低分子ＯＬＥＤで構成されるエレクトロルミネッセント層を含む。本発明は、Kahenによる米国特許出願公開第２００７／００５７２６３号において教示されているような多結晶半導体マトリックスにおいて形成された量子ドットを含むコーティング可能な無機層を用い、かつ有機又は無機の半導体マトリックス及び電荷制御層を用いるデバイスにおいて実施することもできる。当業者であれば、本発明のＥＬ発光層が通常、電荷の注入、輸送、及び再結合のための複数の層を含むことを理解されよう。また、ＥＬ発光層は、各デバイスと連携して動作する２つ以上のデバイスを備えることができ、各デバイス内で、正孔及び電子が結合し、その結果発光するドーピングされた発光層を有する。
【００６４】
本発明は、発光層が、第１電極及び複数の第２電極と電気的に接触して形成されることを必要とする。また、発光は、第１電極と第２電極との間に電位がかけられ、発光層を通る電流の流れが促進されたときのみ生じる。したがって、カソード又はアノードのいずれかに対する電圧を変調することによって、高速で更新されているときに、非常に高い解像度で発光を局所制御することが可能になる。
【００６５】
本発明は、その特定の好ましい実施形態を特に参照しながら詳細に説明されてきたが、本発明の精神及び範囲内で変形及び変更を実施できることが理解されるべきである。
【符号の説明】
【００６６】
２ ディスプレイパネル
４ ディスプレイ基板
６ 第１電極
８ 第２電極
１０ 第２電極
１２ 発光層
１４ アクティブエリア
１６ アクティブエリア
１８ アクティブマトリックス層
２０ ピクセル規定層
３０ 駆動回路
３２ 駆動トランジスタ
３４ 電力線
３６ ノード
３８ 選択線
４０ データトランジスタ
４２ データ線
４４ コンデンサー
５０ アクティブマトリックスＥＬディスプレイ
５２ ディスプレイパネル
５４ 電源回路
５６ 電源回路
５８ コントローラー
６０ 入力画像信号
６２ 駆動信号
６４ 視野信号
７０ ディスプレイパネル
７２ ディスプレイ基板
７４ａ 第１電極
７４ｂ 第１電極
７４ｃ 第１電極
７６ 切欠き
７８ａ 第２電極
７８ｂ 第２電極
８０ａ 第２電極
８０ｂ 第２電極
８２ａ 第２電極
８２ｂ 第２電極
８４ａ 第２電極
８４ｂ 第２電極
８６ 電力バス
８８ 電力バス
９０ 電力バス
９２ 電力バス
９４ ビア
９６ 電力リード線
９８ 第２電極のグループ
１００ 第２電極のグループ
１０２ 発光層
１０４ａ アクティブエリア
１０４ｂ アクティブエリア
１０４ｃ アクティブエリア
１０４ｄ アクティブエリア
１１０ 入力画像信号を受信するステップ
１１２ 第２電極をディアクティベートするステップ
１１４ ディアクティベートのために選択するステップ
１１６ 入力画像信号を選択するステップ
１１８ 駆動信号を更新するステップ
１２０ アクティブエリアをアクティベートするステップ
１２２ 第２電極をディアクティベートするステップ
１２４ 第２電極を選択するステップ
１３０ アクティブマトリックス駆動回路
１３２ａ 電流制御回路
１３２ｂ 電流制御回路
１３４ 電力線
１３６ ノード
１３８ 駆動トランジスタ
１４０ 駆動線
１４０ａ 書込みトランジスタ
１４０ｂ 書込みトランジスタ
１４２ａ 蓄積コンデンサー
１４２ｂ 蓄積コンデンサー
１４４ａ 読出しトランジスタ
１４４ｂ 読出しトランジスタ
１４６ａ 書込み線
１４６ｂ 書込み線
１４８ データ線
１５２ａ 読出し線
１５２ｂ 読出し線
１６０ ディスプレイパネル
１６２ チップレット
１６４ ディスプレイ基板
１６６ 電力バス
１６８ 導線
１７０ 第１電極
１７２ 第１電極
１７４ 信号線
１７６ チップレット
１７８ 電力バス
１８０ 第２電極
１８２ ビア
１８４ 発光層
１８６ 絶縁層
１９０ 光学層
１９２ 光学マッチング層
１９４ 光線
１９６ 光線
１９８ 線
２００ 角度
２０２ 角度
２１０ ディスプレイパネル
２１２ａ シリンドリカルレンズ
２１２ｂ シリンドリカルレンズ
２１４ 矢印
２１５ 分割線
２２０ ディスプレイパネル
２２２ ディスプレイ基板
２２４ 第１電極
２２６ ＥＬ発光層
２２８ａ 第２電極
２２８ｂ 第２電極
２２８ｃ 第２電極
２２８ｄ 第２電極
２３０ 光学層
２３２ 平面
２３４ａ 第１視角
２３４ｂ 第２視角
２３４ｃ 第３視角
２３４ｄ 第４視角
２３６ａ 第１視角を有するアクティブエリア
２３６ｂ 第２視角を有するアクティブエリア
２３６ｃ 第３視角を有するアクティブエリア
２３６ｄ 第４視角を有するアクティブエリア
２３８ 空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイであって、
（ａ）ディスプレイ基板と、
（ｂ）前記ディスプレイ基板の上方に配置された第１電極と、
（ｃ）前記第１電極の上方に配置された２つの第２電極と、
（ｄ）前記第１電極と前記第２電極との間に、該第１電極及び該第２電極と電気的に接触して形成されたエレクトロルミネッセント発光層であって、前記第１電極と各それぞれの第２電極が重なるところに第１のアクティブエリア及び第２のアクティブエリアが画定されるようになっており、該発光層は、前記第１電極と各それぞれの第２電極との間の電流に応じて各アクティブエリアから発光する、エレクトロルミネッセント発光層と、
（ｅ）前記第１電極に電気的に接続された、前記エレクトロルミネッセント発光層を通る電流の流れを制御する駆動トランジスタを備える駆動回路と、
（ｆ）それぞれの第２電極に接続された、該それぞれの第２電極にそれぞれの電圧を選択的に提供する２つの電源回路と、
（ｇ）前記電源回路に順次又は同時に、前記それぞれの第２電極に前記電圧を提供させるコントローラーと、
を備える、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項２】
各第２電極は第１の方向に延在し、前記アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイは、前記ディスプレイ基板の上方に配置された第１電極の２次元アレイと、第２電極の１次元アレイとを更に備え、前記第２電極のそれぞれは複数の第１電極に重なる、請求項１に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項３】
第２電極の複数の同一のグループを更に備え、各グループは前記第１の方向に沿って配列された複数の対応する第１電極に重なり、第２電極の各グループ内の各第２電極は、第２電極の各グループ内の対応する第２電極及び異なる電源回路に電気的に接続される、請求項２に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項４】
前記コントローラーは、前記電源回路に、前記それぞれの第２電極に異なる電圧を同時に提供させる、請求項１に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項５】
前記コントローラーは、前記電源回路に、同時に前記第２電極のうちの一方に第１の電圧を提供させ、他方の第２電極を遮断させる、請求項１に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項６】
前記コントローラーは入力画像信号を更に受信し、前記駆動回路に第１の駆動信号を提供し、それと同時に前記電源回路に、前記それぞれの第２電極に前記電圧を提供させる、請求項１に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項７】
前記駆動回路は、第１のディスプレイ更新サイクル中に前記第１の駆動信号を受信して蓄積し、該信号を第２のディスプレイ更新サイクル中に前記第１電極に提供する、請求項６に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項８】
前記コントローラーは、前記入力画像信号の第１のサブセットを前記駆動回路に順次提供し、前記電源回路に、第１の時間間隔中に第１の光を生成するように第２電極の第１のサブセットをアクティベートさせ、前記入力画像信号の第２のサブセットを前記駆動回路に提供し、前記電源回路に、第２の時間間隔中に第２の光を生成するように第２電極の第２のサブセットをアクティベートさせ、それによってユーザーには高解像度ディスプレイが見える、請求項６に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項９】
前記ディスプレイ基板に取り付けられた独立したチップレット基板を有するチップレットを更に備え、前記駆動回路は該チップレット内に形成される、請求項１に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１０】
光学レンズのアレイを含む光学層を更に備える、請求項２に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１１】
前記光学レンズはシリンドリカルレンズであり、それぞれが前記第１の方向に延びる長軸を有し、各シリンドリカルレンズは１つ又は複数の第２電極の上方に配置され、該１つ又は複数の第２電極に対応するアクティブエリア内に生成された前記光を拡大し、前記１つ又は複数の第２電極のそれぞれが異なる電源回路に接続される、請求項１０に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１２】
前記コントローラーは、前記電源回路に、狭い視角を有する光を生成するように前記第２電極の第１のサブセットをアクティベートさせる、請求項１１に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１３】
前記コントローラーは、前記電源回路に、広い視角を有する光を生成するように前記第２電極の第２のサブセットを更にアクティベートさせる、請求項１２に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１４】
前記コントローラーは、第１の画像データを前記駆動回路に提供する一方で、前記電源回路に、第１の光を生成するように第２電極の第１のサブセットをアクティベートさせる、請求項１１に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１５】
前記コントローラーは、第２の画像データを前記駆動回路に順次提供する一方で、前記電源回路に、第２の光を生成するように第２電極の第２のサブセットをアクティベートさせる、請求項１４に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１６】
前記第１の画像データ及び前記第２の画像データはそれぞれ、少なくとも５０Ｈｚの周波数で提供される、請求項１５に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１７】
前記コントローラーは、前記駆動回路に第１の画像データを順次提供する一方で、前記電源回路に、ユーザーが見る第１の光を生成するように第２電極の第１のサブセットをアクティベートさせ、前記駆動回路に第２の画像データを提供する一方で、前記電源回路に、前記第１の光と異なる方向の、前記ユーザーが見る第２の光を生成するように第２電極の第２のサブセットをアクティベートさせ、それによって前記ユーザーには立体画像が見える、請求項１１に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１】
アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイであって、
（ａ）ディスプレイ基板と、
（ｂ）前記ディスプレイ基板の上方に配置された第１電極と、
（ｃ）前記第１電極の上方に配置された２つの第２電極と、
（ｄ）前記第１電極と前記第２電極との間に、該第１電極及び該第２電極と電気的に接触して形成されたエレクトロルミネッセント発光層であって、前記第１電極と各それぞれの第２電極が重なるところに第１のアクティブエリア及び第２のアクティブエリアが画定されるようになっており、該発光層は、前記第１電極と各それぞれの第２電極との間の電流に応じて各アクティブエリアから発光する、エレクトロルミネッセント発光層と、
（ｅ）前記第１電極に電気的に接続された、前記エレクトロルミネッセント発光層を通る電流の流れを制御する駆動トランジスタを備える駆動回路と、
（ｆ）それぞれの第２電極に接続された、該それぞれの第２電極にそれぞれの電圧を選択的に提供する２つの電源回路と、
（ｇ）前記電源回路に順次又は同時に、前記それぞれの第２電極に前記電圧を提供させるコントローラーと、
を備える、アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項２】
各第２電極は第１の方向に延在し、前記アクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイは、前記ディスプレイ基板の上方に配置された第１電極の２次元アレイと、第２電極の１次元アレイとを更に備え、前記第２電極のそれぞれは複数の第１電極に重なる、請求項１に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項３】
第２電極の複数の同一のグループを更に備え、各グループは前記第１の方向に沿って配列された複数の対応する第１電極に重なり、第２電極の各グループ内の各第２電極は、第２電極の各グループ内の対応する第２電極及び異なる電源回路に電気的に接続される、請求項２に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項４】
前記コントローラーは、前記電源回路に、前記それぞれの第２電極に異なる電圧を同時に提供させる、請求項１に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項５】
前記コントローラーは、前記電源回路に、同時に前記第２電極のうちの一方に第１の電圧を提供させ、他方の第２電極を遮断させる、請求項１に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項６】
前記コントローラーは入力画像信号を更に受信し、前記駆動回路に第１の駆動信号を提供し、それと同時に前記電源回路に、前記それぞれの第２電極に前記電圧を提供させる、請求項１に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項７】
前記駆動回路は、第１のディスプレイ更新サイクル中に前記第１の駆動信号を受信して蓄積し、該信号を第２のディスプレイ更新サイクル中に前記第１電極に提供する、請求項６に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項８】
前記コントローラーは、前記入力画像信号の第１のサブセットを前記駆動回路に順次提供し、前記電源回路に、第１の時間間隔中に第１の光を生成するように第２電極の第１のサブセットをアクティベートさせ、前記入力画像信号の第２のサブセットを前記駆動回路に提供し、前記電源回路に、第２の時間間隔中に第２の光を生成するように第２電極の第２のサブセットをアクティベートさせ、それによってユーザーには高解像度ディスプレイが見える、請求項６に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項９】
前記ディスプレイ基板に取り付けられた独立したチップレット基板を有するチップレットを更に備え、前記駆動回路は該チップレット内に形成される、請求項１に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１０】
光学レンズのアレイを含む光学層を更に備える、請求項２に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１１】
前記光学レンズはシリンドリカルレンズであり、それぞれが前記第１の方向に延びる長軸を有し、各シリンドリカルレンズは１つ又は複数の第２電極の上方に配置され、該１つ又は複数の第２電極に対応するアクティブエリア内に生成された前記光を拡大し、前記１つ又は複数の第２電極のそれぞれが異なる電源回路に接続される、請求項１０に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１２】
前記コントローラーは、前記電源回路に、狭い視角を有する光を生成するように前記第２電極の第１のサブセットをアクティベートさせる、請求項１１に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１３】
前記コントローラーは、前記電源回路に、広い視角を有する光を生成するように前記第２電極の第２のサブセットを更にアクティベートさせる、請求項１２に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１４】
前記コントローラーは、第１の画像データを前記駆動回路に提供する一方で、前記電源回路に、第１の光を生成するように第２電極の第１のサブセットをアクティベートさせる、請求項１１に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１５】
前記コントローラーは、第２の画像データを前記駆動回路に順次提供する一方で、前記電源回路に、第２の光を生成するように第２電極の第２のサブセットをアクティベートさせる、請求項１４に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１６】
前記第１の画像データ及び前記第２の画像データはそれぞれ、少なくとも５０Ｈｚの周波数で提供される、請求項１５に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１７】
前記コントローラーは、前記駆動回路に第１の画像データを順次提供する一方で、前記電源回路に、ユーザーが見る第１の光を生成するように第２電極の第１のサブセットをアクティベートさせ、前記駆動回路に第２の画像データを提供する一方で、前記電源回路に、前記第１の光と異なる方向の、前記ユーザーが見る第２の光を生成するように第２電極の第２のサブセットをアクティベートさせ、それによって前記ユーザーには立体画像が見える、請求項１１に記載のアクティブマトリックスエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２０１３−５０９６１６（Ｐ２０１３−５０９６１６Ａ）
【公表日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３６８９９（Ｐ２０１２−５３６８９９）
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５３７１１
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５９６６３
【国際公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（５１００４８４１７）グローバル・オーエルイーディー・テクノロジー・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー (95)
【氏名又は名称原語表記】ＧＬＯＢＡＬ ＯＬＥＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＬＣ．
【住所又は居所原語表記】１３８７３ Ｐａｒｋ Ｃｅｎｔｅｒ Ｒｏａｄ， Ｓｕｉｔｅ ３３０， Ｈｅｒｎｄｏｎ， ＶＡ ２０１７１， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５３７１１
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５９６６３
【国際公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（５１００４８４１７）グローバル・オーエルイーディー・テクノロジー・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー (95)
【氏名又は名称原語表記】ＧＬＯＢＡＬ ＯＬＥＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＬＣ．
【住所又は居所原語表記】１３８７３ Ｐａｒｋ Ｃｅｎｔｅｒ Ｒｏａｄ， Ｓｕｉｔｅ ３３０， Ｈｅｒｎｄｏｎ， ＶＡ ２０１７１， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
【Ｆターム（参考）】
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