JP2016133590A - 表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を増大させることなく、トレードオフの関係にある高輝度と広色域とを両立させることが可能な表示装置及び当該表示装置を有する電子機器を提供する。【解決手段】本開示の表示装置は、発光色が異なる複数の副画素から成る単位画素が行列状に配置されており、発光色の発光スペクトルが異なる副画素が画素単位又は副画素単位で混在した構成となっている。また、本開示の電子機器は、上記の構成の表示装置を有する構成となっている。【選択図】 図４

Description

本開示は、表示装置及び電子機器に関する。

液晶表示装置の場合、カラー表示を実現するためには、カラーフィルタは、重要な部品の一つである。自発光素子である有機エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence：ＥＬ）素子を用いた有機ＥＬ表示装置においても、有機ＥＬ素子及び素子間の配線電極における外光反射の防止や色純度の向上を目的として、カラーフィルタが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、有機ＥＬ表示装置において、画素にカラーフィルタを配置すると光利用効率が低下する。また、広色域を実現するためにカラーフィルタの濃度を濃くすると輝度が低下する。このように、色域（色の再現領域）と輝度とはトレードオフの関係にある。

特開２００３−２０３７６２号公報

有機ＥＬ表示装置等の表示装置において、高輝度と広色域とを両立させるには、一般的に、光源（発光部）を高輝度にて発光させることになる。しかし、光源を高輝度発光させると、表示装置の消費電力が増大する。

そこで、本開示は、消費電力を増大させることなく、トレードオフの関係にある高輝度と広色域とを両立させることが可能な表示装置及び当該表示装置を有する電子機器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本開示の表示装置は、発光色が異なる複数の副画素から成る単位画素が行列状に配置されており、
発光色の発光スペクトルが異なる副画素が画素単位又は副画素単位で混在した構成となっている。
また、上記の目的を達成するための本開示の電子機器は、上記の構成の表示装置を有する構成となっている。

上記の構成の表示装置あるいは当該表示装置を有する電子機器において、発光色の発光スペクトルが異なる副画素が混在していることで、発光色が異なる複数の副画素に対してその駆動比率を変えた駆動が可能になる。ここで、発光色の発光スペクトルが異なる副画素が混在しているということは、発光色の発光スペクトルが相対的に高強度の副画素と低強度の副画素とが混在しているということである。そして、発光色の発光スペクトルが相対的に高強度の副画素を主として発光駆動することで高輝度を実現できる。また、発光色の発光スペクトルが相対的に低強度の副画素を主として発光駆動することで広色域を実現できる。

本開示によれば、発光色の発光スペクトルが異なる副画素が混在しているため、トレードオフの関係にある高輝度と広色域とを両立させる駆動を実現できる。
尚、ここに記載された効果に必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載されたいずれかの効果であってもよい。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、これに限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。

図１は、本開示の前提となるアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置の基本的な構成の概略を示すシステム構成図である。 図２は、２Ｔｒ２Ｃの単位画素（画素回路）の回路構成を示す回路図である。 図３Ａは、カラーフィルタを有する表示パネルの構造の一例を示す全体の断面図であり、図３Ｂは、有機ＥＬ素子の拡大断面図である。 図４Ａは、空間方向に光学的濃度が均一の通常のカラーフィルタのカラーコーディングの一例を示す図であり、図４Ｂは、本開示の一実施形態に係るカラーフィルタのカラーコーディングの一例を示す図である。 図５Ａは、図４Ａに示す空間方向に光学的濃度が均一のカラーコーディングの場合の色立体を示す図であり、図５Ｂは、図４Ｂに示すカラーフィルタがチェッカーパターン状に配置されたカラーコーディングの場合の色立体を示す図である。 図６は、色域、輝度、及び、電力について机上計算による比較結果を示す図であり、図６Ａに全画素にカラーフィルタが配されている場合を示し、図６Ｂに全画素にカラーフィルタが配されていない場合を示し、図６Ｃにカラーフィルタがチェッカーパターン状に配置されている場合を示している。 図７は、多原色表示パネルを駆動する映像信号の信号処理回路の構成の一例を示すブロック図である。 図８は、２×２画素の画素群の各画素の輝度もしくは明度及び彩度の関係を示す図である。 図９は、ルックアップテーブルの変換率を求める具体例について説明図である。 図１０は、彩度と輝度の拡張の概念図である。 図１１は、本実施形態に係る表示パネルの各画素の発光状態を模式化した図であり、図１１Ａに図１０の実線Ｌ₁のライン上のＣ点における各画素の発光状態を示し、図１１ＢにＢ点における各画素の発光状態を示し、図１１Ｃに、当該ラインの内部領域のＧ点における各画素の発光状態を示している。 図１２は、本開示の電子機器の具体例１に係るスマートフォンを示す外観図であり、図１２Ａに第１例を示し、図１２Ｂに第２例を示している。 図１３は、本開示の電子機器の具体例２に係るヘッドマウントディスプレイの外観図である。

以下、本開示の技術を実施するための形態（以下、「実施形態」と記述する）について図面を用いて詳細に説明する。本開示の技術は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値や材料などは例示である。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は以下の順序で行う。
１．本開示の表示装置及び電子機器、全般に関する説明
２．本開示の前提となる表示装置
２−１．システム構成
２−２．画素回路
２−３．カラーフィルタ
３．本開示の一実施形態
３−１．カラーフィルタのカラーコーディング
３−２．信号処理アルゴリズム
３−３．実施形態の作用、効果
４．変形例
５．電子機器

＜本開示の表示装置及び電子機器、全般に関する説明＞
本開示の表示装置は、発光色が異なる複数の副画素から成る単位画素が行列状に配置されて成るカラー表示装置である。カラー表示装置において、１つの画素は、赤色を発光する赤色発光副画素、緑色を発光する緑色発光副画素、及び、青色を発光する青色発光副画素の３つの副画素、あるいは、４つ以上の副画素から構成される。

このようなカラー表示装置にあっては、赤色発光副画素を赤色光を発光する発光素子から構成し、緑色発光副画素を緑色光を発光する発光素子から構成し、青色発光副画素を青色光を発光する発光素子から構成してもよい。また、カラーフィルタを備えている構成とし、発光素子は白色光を発光する構成とし、各色発光副画素を、白色光を発光する発光素子とカラーフィルタとの組合せから構成してもよい。

１つの発光素子によって１つの画素（あるいは、副画素）が構成されている形態にあっては、限定するものではないが、画素（あるいは、副画素）の配列として、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、デルタ配列、又は、レクタングル配列を挙げることができる。また、複数の発光素子が集合して１つの画素（あるいは、副画素）が構成されている形態にあっては、限定するものではないが、画素（あるいは副画素）の配列として、ストライプ配列を挙げることができる。

本開示の表示装置及び電子機器は、複数の副画素がカラーフィルタを有しており、カラーフィルタの光学的濃度が画素単位又は副画素単位で異なる構成とすることができる。ここで、カラーフィルタの光学的濃度が異なるということは、カラーフィルタの光透過率／透過スペクトルが異なるということである。そして、光学的濃度が濃いカラーフィルタは光透過率が低い／透過スペクトルが弱い（低強度）のカラーフィルタということになり、光学的濃度が薄いカラーフィルタは光透過率が高い／透過スペクトルが強い（強強度）のカラーフィルタということになる。

上述した好ましい構成を含む本開示の表示装置及び電子機器にあっては、表示装置を、複数の副画素が有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）から成る発光部（発光素子）を有する有機ＥＬ表示装置の構成とすることができる。すなわち、有機ＥＬ表示装置にあっては、有機ＥＬ素子のそれぞれによって副画素が構成される。

有機ＥＬ表示装置は、例えば、パーソナルコンピュータやビデオカメラ、デジタルスチルカメラを構成するモニター装置として使用することができるし、テレビジョン受像機や携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant，携帯情報端末）、ゲーム機器に組み込まれたモニター装置として使用することができる。あるいは又、電子ビューファインダー（Electronic View Finder：ＥＶＦ）や頭部装着型ディスプレイ（Head Mounted Display：ＨＭＤ）に適用することができる。あるいは又、その他、液晶表示装置用のバックライト装置や面状光源装置を含む照明装置を挙げることができる。

有機ＥＬ素子において、発光機能層である有機層は、発光層（例えば、有機発光材料から成る発光層）を備えている。この有機層は、具体的には、例えば、正孔輸送層と発光層と電子輸送層との積層構造、正孔輸送層と電子輸送層を兼ねた発光層との積層構造、正孔注入層と正孔輸送層と発光層と電子輸送層と電子注入層との積層構造等から構成することができる。また、これらの積層構造等をタンデムユニットとする場合、有機層は、第１のタンデムユニット、接続層、及び、第２のタンデムユニットが積層された２段のタンデム構造を有していてもよく、更には、３つ以上のタンデムユニットが積層された３段以上のタンデム構造を有していてもよい。これらの場合、発光色を赤色、緑色、青色と各タンデムユニットで変えることで、全体として白色を発光する有機層を得ることができる。

有機層の形成方法として、真空蒸着法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法といった印刷法；転写用基板上に形成されたレーザ吸収層と有機層の積層構造に対してレーザ光を照射することでレーザ吸収層上の有機層を分離して、有機層を転写するといったレーザ転写法、各種の塗布法を例示することができる。有機層を真空蒸着法に基づき形成する場合、例えば、所謂メタルマスクを用い、当該メタルマスクに設けられた開口を通過した材料を堆積させることで有機層を得ることができるし、有機層を、パターニングすること無く、全面に形成してもよい。

上述した好ましい構成を含む本開示の表示装置及び電子機器にあっては、複数の副画素が有機ＥＬ素子から成る発光部を有するとき、複数の副画素がカラーフィルタを有しており、カラーフィルタの光学的濃度が画素単位又は副画素単位で異なる構成とすることができる。あるいは又、カラーフィルタ有りの副画素とカラーフィルタ無しの副画素とが画素単位又は副画素単位で混在している構成とすることができる。このとき、カラーフィルタ有りの副画素について、カラーフィルタの光学的濃度が画素単位又は副画素単位で異なる構成とすることができる。

更に、上述した好ましい構成を含む本開示の表示装置及び電子機器にあっては、複数の副画素が有機ＥＬ素子から成る発光部を有するとき、有機ＥＬ素子の発光層から発せられる光の発光スペクトルが画素単位又は副画素単位で異なる構成とすることができる。このとき、複数の副画素は、同じ発光色の副画素間において発光層を含む有機層の膜厚が画素単位又は副画素単位で異なり、有機層を挟む２つの電極間での多重反射干渉によって発光スペクトルが異なる発光色を得る構成とすることができる。

更に、上述した好ましい構成を含む本開示の表示装置及び電子機器にあっては、発光色が異なる複数の副画素を駆動する映像信号に対して、発光色の発光スペクトルが異なる副画素を含む複数の単位画素を１信号処理単位として信号処理を行う信号処理回路を有する構成とすることができる。信号処理回路は、発光色の発光スペクトルが異なる副画素の駆動比率を制御する。また、信号処理回路は、発光色が異なる複数の副画素を駆動する映像信号から得られる複数の単位画素毎の輝度もしくは明度の情報と彩度の情報とに基づいて駆動比率を算出する、より具体的には、複数の単位画素の平均輝度もしくは平均明度と平均彩度とに基づいて駆動比率を算出する。

更に、上述した好ましい構成を含む本開示の表示装置及び電子機器にあっては、駆動比率をＫとし、発光スペクトルが相対的に強い副画素の最大輝度をＬ_aとし、発光スペクトルが相対的に弱い副画素の最大輝度をＬ_bとする。このとき、信号処理回路は、発光スペクトルが相対的に弱い副画素の場合、副画素を駆動する映像信号に対して（１．０−Ｋ）を掛ける信号処理を行い、発光スペクトルが相対的に強い副画素の場合、副画素を駆動する映像信号に対して（Ｋ×Ｌ_b／Ｌ_a）を掛ける信号処理を行う構成とすることができる。

＜本開示の前提となる表示装置＞
［システム構成］
図１は、本開示の前提となるアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置の基本的な構成の概略を示すシステム構成図である。

アクティブマトリクス型表示装置は、発光部（発光素子）の駆動を、当該発光部と同じ画素内に設ける能動素子、例えば絶縁ゲート型電界効果トランジスタによって行う表示装置である。絶縁ゲート型電界効果トランジスタとしては、典型的には、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）を用いることができる。

ここでは、一例として、単位画素（画素回路）の発光部（発光素子）が有機ＥＬ素子から成るアクティブマトリクス方式の有機ＥＬ表示装置の場合を例に挙げて説明するものとする。有機ＥＬ素子は、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の電気光学素子である。以下では、「単位画素／画素回路」を単に「画素」と記述する場合もある。

図１に示すように、本開示の前提となるアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置１０は、複数の単位画素２０が行列状（２次元マトリクス状）に２次元配置されて成る画素アレイ部３０と、その周辺領域に配置されて画素２０を駆動する駆動部（周辺回路）とを有する構成となっている。駆動部は、例えば、書込み走査部４０、電源供給走査部５０、及び、信号出力部６０等から成り、画素アレイ部３０の各画素２０を駆動する。

本例では、書込み走査部４０、電源供給走査部５０、及び、信号出力部６０は、画素アレイ部３０の周辺回路として当該画素アレイ部３０と同じ基板上、即ち、表示パネル７０上に搭載されている。但し、書込み走査部４０、電源供給走査部５０、及び、信号出力部６０のいくつか、あるいは全部を表示パネル７０の外部に設ける構成を採ることも可能である。また、書込み走査部４０及び電源供給走査部５０をそれぞれ、画素アレイ部３０の一方側に配置する構成としているが、画素アレイ部３０を挟んで両側に配置する構成を採ることも可能である。表示パネル７０の基板としては、ガラス基板等の透明絶縁性基板を用いることもできるし、シリコン基板等の半導体基板を用いることもできる。

カラー表示対応の有機ＥＬ表示装置１０では、カラー画像を形成する際の単位となる１つの画素（単位画素／ピクセル）は複数の色の副画素（サブピクセル）から構成される。このとき、副画素の各々が図１の画素２０に相当することになる。より具体的には、カラー表示対応の表示装置では、１つの画素は、例えば、赤色（Ｒｅｄ：Ｒ）光を発光する副画素、緑色（Ｇｒｅｅｎ：Ｇ）光を発光する副画素、及び、青色（Ｂｌｕｅ：Ｂ）光を発光する副画素の３つの副画素から構成される。

但し、１つの画素としては、ＲＧＢの３原色の副画素の組み合わせに限られるものではなく、３原色の副画素に更に１色あるいは複数色の副画素を加えて１つの画素を構成することも可能である。より具体的には、例えば、輝度向上のために白色（Ｗｈｉｔｅ；Ｗ）光を発光する副画素を加えて１つの画素を構成したり、色再現範囲を拡大するために補色光を発光する少なくとも１つの副画素を加えて１つの画素を構成したりすることも可能である。

画素アレイ部３０には、ｍ行ｎ列の画素２０の配列に対して、行方向（画素行の画素の配列方向／水平方向）に沿って走査線３１（３１₁〜３１_m）と電源供給線３２（３２₁〜３２_m）とが画素行毎に配線されている。更に、ｍ行ｎ列の画素２０の配列に対して、列方向（画素列の画素の配列方向／垂直方向）に沿って信号線３３（３３₁〜３３_n）が画素列毎に配線されている。

走査線３１₁〜３１_mは、書込み走査部４０の対応する行の出力端にそれぞれ接続されている。電源供給線３２₁〜３２_mは、電源供給走査部５０の対応する行の出力端にそれぞれ接続されている。信号線３３₁〜３３_nは、信号出力部６０の対応する列の出力端にそれぞれ接続されている。

書込み走査部４０は、シフトレジスタ回路等によって構成されている。この書込み走査部４０は、画素アレイ部３０の各画素２０への映像信号の信号電圧の書込みに際して、走査線３１（３１₁〜３１_m）に対して書込み走査信号ＷＳ（ＷＳ₁〜ＷＳ_m）を順次供給することによって画素アレイ部３０の各画素２０を行単位で順番に走査する、所謂、線順次走査を行う。

電源供給走査部５０は、書込み走査部４０と同様に、シフトレジスタ回路等によって構成されている。この電源供給走査部５０は、書込み走査部４０による線順次走査に同期して、第１電源電圧Ｖ_ccpと当該第１電源電圧Ｖ_ccpよりも低い第２電源電圧Ｖ_iniとで切り替わることが可能な電源電圧ＤＳ（ＤＳ₁〜ＤＳ_m）を電源供給線３２（３２₁〜３２_m）に供給する。後述するように、電源電圧ＤＳのＶ_ccp／Ｖ_iniの切替えによって、画素２０の発光／非発光（消光）の制御が行われる。

信号出力部６０は、信号供給源（図示せず）から供給される、輝度情報に応じた映像信号の信号電圧（以下、単に「信号電圧」と記述する場合もある）Ｖ_sigと基準電圧Ｖ_ofsとを選択的に出力する。ここで、基準電圧Ｖ_ofsは、映像信号の信号電圧Ｖ_sigの基準となる電圧（例えば、映像信号の黒レベルに相当する電圧）であり、後述する閾値補正処理の際に用いられる。

信号出力部６０から出力される信号電圧Ｖ_sig／基準電圧Ｖ_ofsは、信号線３３（３３₁〜３３_n）を介して画素アレイ部３０の各画素２０に対して、書込み走査回路４０による走査によって選択された画素行の単位で書き込まれる。すなわち、信号出力部６０は、信号電圧Ｖ_sigを行（ライン）単位で書き込む線順次書込みの駆動形態を採っている。

［画素回路］
図２は、単位画素（画素回路）２０の具体的な回路構成の一例を示す回路図である。画素２０の発光部は、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の電気光学素子の一例である有機ＥＬ素子２１から成る。

図２に示すように、画素２０は、有機ＥＬ素子２１と、有機ＥＬ素子２１に電流を流すことによって当該有機ＥＬ素子２１を駆動する駆動回路とによって構成されている。有機ＥＬ素子２１は、全ての画素２０に対して共通に配線された共通電源線３４にカソード電極が接続されている。

有機ＥＬ素子２１を駆動する駆動回路は、駆動トランジスタ２２、書込みトランジスタ２３、保持容量２４、及び、補助容量２５、即ち、２つのトランジスタ（Ｔｒ）と２つの容量素子（Ｃ）を有する、２Ｔｒ２Ｃの回路構成となっている。ここでは、駆動トランジスタ２２及び書込みトランジスタ２３としてＮチャネル型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いている。但し、ここで示した、駆動トランジスタ２２及び書込みトランジスタ２３の導電型の組み合わせは一例に過ぎず、これらの組み合わせに限られるものではない。

駆動トランジスタ２２は、一方の電極（ソース／ドレイン電極）が電源供給線３２（３２₁〜３２_m）に接続され、他方の電極（ソース／ドレイン電極）が有機ＥＬ素子２１のアノード電極に接続されている。書込みトランジスタ２３は、一方の電極（ソース／ドレイン電極）が信号線３３（３３₁〜３３_n）に接続され、他方の電極（ソース／ドレイン電極）が駆動トランジスタ２２のゲート電極に接続されている。また、書込みトランジスタ２３のゲート電極は、走査線３１（３１₁〜３１_m）に接続されている。

駆動トランジスタ２２及び書込みトランジスタ２３において、一方の電極とは、一方のソース／ドレイン領域に電気的に接続された金属配線を言い、他方の電極とは、他方のソース／ドレイン領域に電気的に接続された金属配線を言う。また、一方の電極と他方の電極との電位関係によって一方の電極がソース電極ともなればドレイン電極ともなり、他方の電極がドレイン電極ともなればソース電極ともなる。

保持容量２４は、一方の電極が駆動トランジスタ２２のゲート電極に接続され、他方の電極が駆動トランジスタ２２の他方の電極、及び、有機ＥＬ素子２１のアノード電極に接続されている。補助容量２５は、一方の電極が有機ＥＬ素子２１のアノード電極に、他方の電極が有機ＥＬ素子２１のカソード電極にそれぞれ接続されている、即ち、有機ＥＬ素子２１に対して並列に接続されている。

上記の構成において、書込みトランジスタ２３は、書込み走査部４０から走査線３１を通してゲート電極に印加される、高電圧の状態がアクティブ状態となる書込み走査信号ＷＳに応答して導通状態となる。これにより、書込みトランジスタ２３は、信号線３３を通して信号出力部６０から異なるタイミングで供給される、輝度情報に応じた映像信号の信号電圧Ｖ_sig又は基準電圧Ｖ_ofsをサンプリングし、画素２０内に書き込む。書込みトランジスタ２３によって書き込まれた信号電圧Ｖ_sig又は基準電圧Ｖ_ofsは保持容量２４に保持される。

駆動トランジスタ２２は、電源供給線３２（３２₁〜３２_m）の電源電圧ＤＳが第１電源電圧Ｖ_ccpにあるときには、一方の電極がドレイン電極、他方の電極がソース電極となって飽和領域で動作する。これにより、駆動トランジスタ２２は、電源供給線３２から電流の供給を受けて有機ＥＬ素子２１を電流駆動にて発光駆動する。より具体的には、駆動トランジスタ２２は、飽和領域で動作することにより、保持容量２４に保持された信号電圧Ｖ_sigの電圧値に応じた電流値の駆動電流を有機ＥＬ素子２１に供給し、当該有機ＥＬ素子２１を電流駆動することによって発光させる。

駆動トランジスタ２２は更に、電源電圧ＤＳが第１電源電圧Ｖ_ccpから第２電源電圧Ｖ_iniに切り替わったときには、一方の電極がソース電極、他方の電極がドレイン電極となってスイッチングトランジスタとして動作する。これにより、駆動トランジスタ２２は、有機ＥＬ素子２１への駆動電流の供給を停止し、有機ＥＬ素子２１を非発光状態にする。すなわち、駆動トランジスタ２２は、有機ＥＬ素子２１の発光／非発光を制御するトランジスタとしての機能をも併せ持っている。

この駆動トランジスタ２２のスイッチング動作により、有機ＥＬ素子２１が非発光状態となる期間（非発光期間）を設け、有機ＥＬ素子２１の発光期間と非発光期間の割合（デューティ）を制御することができる。このデューティ制御により、１表示フレーム期間に亘って画素が発光することに伴う残像ボケを低減できるために、特に、動画の画品位をより優れたものとすることができる。

電源供給走査部５０から電源供給線３２を通して選択的に供給される第１，第２電源電圧Ｖ_ccp，Ｖ_iniのうち、第１電源電圧Ｖ_ccpは有機ＥＬ素子２１を発光駆動する駆動電流を駆動トランジスタ２２に供給するための電源電圧である。また、第２電源電圧Ｖ_iniは、有機ＥＬ素子２１に対して逆バイアスを掛けるための電源電圧である。この第２電源電圧Ｖ_iniは、基準電圧Ｖ_ofsよりも低い電圧、例えば、駆動トランジスタ２２の閾値電圧をＶ_thとするときＶ_ofs−Ｖ_thよりも低い電圧、好ましくは、Ｖ_ofs−Ｖ_thよりも十分に低い電圧に設定される。

画素アレイ部３０の各画素２０は、駆動トランジスタ２２の特性のばらつきに起因する駆動電流のばらつきを補正する機能を有している。駆動トランジスタ２２の特性としては、例えば、駆動トランジスタ２２の閾値電圧Ｖ_thや、駆動トランジスタ２２のチャネルを構成する半導体薄膜の移動度ｕ（以下、単に「駆動トランジスタ２２の移動度ｕ」と記述する）を例示することができる。

閾値電圧Ｖ_thのばらつきに起因する駆動電流のばらつきの補正（以下、「閾値補正」と記述する）は、駆動トランジスタ２２のゲート電圧Ｖ_gを基準電圧Ｖ_ofsに初期化することによって行われる。具体的には、駆動トランジスタ２２のゲート電圧Ｖ_gの初期化電圧（基準電圧Ｖ_ofs）を基準として当該初期化電圧から駆動トランジスタ２２の閾値電圧Ｖ_thを減じた電位に向けて、駆動トランジスタ２２のソース電圧Ｖ_sを変化させる動作が行われる。この動作が進むと、やがて、駆動トランジスタ２２のゲート−ソース間電圧Ｖ_gsが駆動トランジスタ２２の閾値電圧Ｖ_thに収束する。この閾値電圧Ｖ_thに相当する電圧は保持容量２４に保持される。そして、保持容量２４に閾値電圧Ｖ_thに相当する電圧が保持されていることで、映像信号の信号電圧Ｖ_sigによる駆動トランジスタ２２の駆動の際に、駆動トランジスタ２２に流れるドレイン−ソース間電流Ｉ_dsの閾値電圧Ｖ_thに対する依存性を抑えることができる。

一方、移動度ｕのばらつきに起因する駆動電流のばらつきの補正（以下、「移動度補正」と記述する）は、書込みトランジスタ２３が導通状態となり、映像信号の信号電圧Ｖ_sigを書き込んでいる状態で、駆動トランジスタ２２を介した電流を保持容量２４に流すことによって行われる。換言すれば、駆動トランジスタ２２に流れる電流Ｉ_dsに応じた帰還量（補正量）で保持容量２４に負帰還をかけることによって行われる。上記の閾値補正により、映像信号を書き込んだときには既にドレイン−ソース間電流Ｉ_dsの閾値電圧Ｖ_thに対する依存性が打ち消されており、当該ドレイン−ソース間電流Ｉ_dsは、駆動トランジスタ２２の移動度ｕに依存したものとなっている。従って、駆動トランジスタ２２に流れる電流Ｉ_dsに応じた帰還量で駆動トランジスタ２２のドレイン−ソース間電圧Ｖ_dsに負帰還をかけることで、駆動トランジスタ２２に流れるドレイン−ソース間電流Ｉ_dsの移動度ｕに対する依存性を抑えることができる。

［カラーフィルタ］
上述した、発光色が異なる複数の副画素から成る単位画素２０が行列状に配置されて成る有機ＥＬ表示装置１０においては、有機ＥＬ素子２１及び素子間の配線電極における外光反射を防止したり、色純度を向上したりする目的でカラーフィルタが用いられている。以下に、カラーフィルタを有する表示パネルの構造の一例について、図３を用いて説明する。図３Ａは、表示パネルの全体の断面図であり、図３Ｂは、有機ＥＬ素子２１の拡大断面図である。

図３Ａに示すように、表示パネル７０（図１参照）は、例えば、駆動パネル７０Ａと封止パネル７０Ｂとが対向配置され、接着層７１により全面に亘って貼り合わされたパネル構造となっている。駆動パネル７０Ａは、例えば、ガラスなどの絶縁材料から成る駆動用基板７２の上に、赤色（Ｒ）の光を発光する有機ＥＬ素子２１Ｒと、緑色（Ｇ）の光を発光する有機ＥＬ素子２１Ｇと、青色（Ｂ）の光を発光する有機ＥＬ素子２１Ｂとが、順に全体としてマトリクス状に設けられた構成となっている。

図３Ｂに示すように、有機ＥＬ素子２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、例えば、駆動用基板７２側から、第１電極としての陽極２１１、絶縁層２１２、有機層２１３、及び、第２電極としての陰極２１４がこの順に積層された構造となっている。陽極２１１及び陰極２１４は、有機ＥＬ素子２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに電流を供給する機能を持っている。

陽極２１１は、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）あるいはタングステン（Ｗ）などの金属、又は、その合金によって構成されている。絶縁層２１２は、陽極２１１と陰極２１４との絶縁性を確保するとともに、有機ＥＬ素子２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂにおける発光領域の形状を所望の形状とするためのものである。絶縁層２１２は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）などの絶縁材料によって構成され、発光領域に対応して開口部２１２Ａが設けられている。

発光機能層である有機層２１３は、それぞれ有機材料から成る正孔注入層２１３Ａ、正孔輸送層２１３Ｂ、発光層２１３Ｃ、及び、電子輸送層２１３Ｄが陽極２１１側からこの順に積層された構造となっている。正孔注入層２１３Ａ及び正孔輸送層２１３Ｂは、発光層２１３Ｃへの正孔注入効率を高めるためのものである。発光層２１３Ｃは、電流が流れることにより光を発するものであり、絶縁層２１２の開口部２１２Ａに対応した領域で発光するようになっている。電子輸送層２１３Ｄは、発光層２１３Ｃへの電子注入効率を高めるためのものである。

陰極２１４は、発光層２１３Ｃで発生した光に対して半透過性を有する半透過電極２１４Ａと、発光層２１３Ｃで発生した光に対して透過性を有する透明電極２１４Ｂとが、有機層２１３側からこの順に積層された構造となっている。これにより、この駆動パネル７０Ａでは、図３Ａ及び図３Ｂにおいて破線の矢印で示すように、発光層２１３Ｃで発生した光を陰極２１４側から取り出すようになっている。

半透過電極２１４Ａは、発光層２１３Ｃで発生した光を陽極２１１との間で反射させるためのものであり、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）と銀との合金（ＭｇＡｇ合金）によって構成されている。すなわち、半透過電極２１４Ａと陽極２１１とは、発光層２１３Ｃで発生した光を共振させる共振器を構成している。

この共振器構造によれば、発光層２１３Ｃで発生した光が多重干渉を起こし、一種の狭帯域フィルタとして作用する。これにより、取り出される光の発光スペクトルの半値幅が減少し、色純度を向上させることができる。また、封止パネル７０Ｂから入射した外光についても多重干渉によって減衰させることができる。そして、この共振器構造と後述するカラーフィルタ７４（図３Ａ参照）とを組み合わせることにより、有機ＥＬ素子２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂにおける外光の反射率を極めて小さくすることができる。

透明電極２１４Ｂは、半透過電極２１４Ａの電気抵抗を下げるためのものであり、発光層２１３Ｃで発生した光に対して十分な透光性を有する導電性材料によって構成されている。透明電極２１４Ｂを構成する材料としては、例えば、インジウム（Ｉｎ）と亜鉛（Ｚｎ）と酸素とを含む化合物が好ましい。何故なら、室温で成膜しても良好な導電性を得ることができるからである。

封止パネル７０Ｂは、図３Ａに示すように、駆動パネル７０Ａの陰極２１４側に位置しており、接着層７１と共に有機ＥＬ素子２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂを封止する封止用基板７３を有している。封止用基板７３は、ガラスなどの材料によって構成されている。封止用基板７４には、例えば、カラーフィルタ７４及びブラックマトリクスとしての反射光吸収膜７５が設けられている。カラーフィルタ７４及び反射光吸収膜７５は、有機ＥＬ素子２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂが発する光を取り出すとともに、有機ＥＬ素子２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ及び素子間に位置する配線電極（陽極２１１と陰極２１４）において反射された外光を吸収する。この外光反射を防ぐことにより、コントラストを改善することができる。

カラーフィルタ７４及び反射光吸収膜７５は、封止パネル７０Ｂのどちら側の面に設けられてもよいが、駆動パネル７０Ａ側の面に設けられるのが好ましい。何故なら、カラーフィルタ７４及び反射光吸収膜７５が表面に露出せず、接着層７１によって保護することができるからである。カラーフィルタ７４は、有機ＥＬ素子２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの各色に対応する色のフィルタ７４Ｒ，７４Ｇ，７４Ｂを有しており、有機ＥＬ素子２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに対応して順に配置されている。

上述したように、本開示の前提となる有機ＥＬ表示装置１０は、有機ＥＬ素子２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂをそれぞれ含む副画素毎に、フィルタ７４Ｒ，７４Ｇ，７４Ｂを含むカラーフィルタ７４が配置された構成となっている。そして、先述した共振器構造にカラーフィルタ７４を組み合わせることにより、有機ＥＬ素子２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ及び素子間の配線電極における外光反射を防ぐことができるとともに、色純度の向上を図ることができる。結果として、低消費電力で、且つ、長寿命、高画質を実現できる。

ところで、カラーフィルタ７４の各フィルタ７４Ｒ，７４Ｇ，７４Ｂは、通常、空間方向（フィルタの面内方向）に均一の光学的濃度（透過率／透過スペクトル）となっている。ここで、「均一」とは、厳密に均一である場合の他、実質的に均一である場合も含む意味であり、設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。

図４Ａに、カラーフィルタ７４のカラーコーディングの一例を示す。ここでは、有機ＥＬ素子２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂのカラーコーディングが例えばストライプ配列である場合を例示している。従って、カラーフィルタ７４のカラーコーディングも、有機ＥＬ素子２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂのカラーコーディングに対応したストライプ配列となっている。

ストライプ配列のカラーフィルタ７４において、行方向（図の左右方向）で隣接する３つの副画素の各々に配された３つのフィルタ７４Ｒ，７４Ｇ，７４Ｂが、カラー画像を形成する際の単位となる１つの画素（単位画素／ピクセル）２０に対応することになる。図４Ａでは、理解を容易にするために、１つの画素２０に対応する３つのフィルタ７４Ｒ，７４Ｇ，７４Ｂを単位として、行方向及び列方向において一定の間隔をあけて図示しているが、実際のカラーコーディングでは当該間隔は存在しない。図４Ｂにおいても同様である。

有機ＥＬ表示装置１０において、画素（副画素）２０にカラーフィルタ７４を配置すると、有機ＥＬ素子２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの光利用効率が低下する。また、広色域を実現するためにカラーフィルタの濃度を濃くすると輝度が低下する。このようにトレードオフの関係にある色域（色の再現領域）と輝度とを両立させるには、有機ＥＬ素子２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂを高輝度にて発光させればよい訳であるが、高輝度発光させると有機ＥＬ表示装置１０の消費電力が増大する。

＜本開示の一実施形態＞
そこで、本開示の一実施形態では、消費電力を増大させることなく、トレードオフの関係にある高輝度と広色域との両立を実現するために、発光色の発光スペクトルが異なる副画素を、画素単位又は副画素単位で混在させる。ここで、「発光スペクトル」とは、光の波長に対する光強度の分布を示すものである。発光色の発光スペクトルが異なる副画素を混在させるために、本実施形態では、有機ＥＬ素子２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂをそれぞれ含む副画素毎にカラーフィルタ７４が配置されて成る有機ＥＬ表示装置１０において、カラーフィルタ７４の光学的濃度を画素単位又は副画素単位で異ならせる構成を採る。カラーフィルタ７４の光学的濃度を異ならせることは、カラーフィルタ７４の光透過率／透過スペクトルを異ならせることと等価である。

［カラーフィルタのカラーコーディング］
図４Ｂは、本開示の一実施形態に係るカラーフィルタのカラーコーディングの一例を示す図である。ここでは、図４Ａに示す通常のカラーコーディングの場合と同様に、ストライプ配列のカラーコーディングにおいて、行方向で隣接する３つのフィルタ７４Ｒ，７４Ｇ，７４Ｂが１つの画素２０に対応する場合を例示している。

ここで、複数の画素２０、例えば上下左右に隣接する４つの画素２０を単位（組／グループ）とする。そして、単位となる４つの画素２０のうち、斜めに隣接する２つの画素ずつを対とし、一方の対の２つの画素のカラーフィルタ７４_{_1}の光学的濃度を相対的に濃くし、他方の対の２つの画素のカラーフィルタ７４_{_2}の光学的濃度を相対的に薄くする。カラーフィルタ７４全体では、光学的濃度が濃いカラーフィルタ７４_{_1}と光学的濃度が薄いカラーフィルタ７４_{_2}とを画素単位でチェッカーパターン状に混在させる。

図４Ｂでは、光学的濃度が濃いカラーフィルタ７４_{_1}については太めの線で図示し、光学的濃度が薄いカラーフィルタ７４_{_2}については細めの線で図示している。光学的濃度が濃い方のカラーフィルタ７４_{_1}の濃度については、例えば、図４Ａに示す通常のカラーコーディングの場合のカラーフィルタ７４の光学的濃度と同程度とする。光学的濃度については、例えば、カラーフィルタ７４を構成する材料などによって調整することが可能である。

このように、光学的濃度が濃いカラーフィルタ７４_{_1}と光学的濃度が薄いカラーフィルタ７４_{_2}とを混在させることで、発光色の発光スペクトルが異なる副画素Ｒ，Ｇ，Ｂが画素単位で混在することになる。発光色の発光スペクトルが異なる副画素Ｒ，Ｇ，Ｂが混在していることで、発光色が異なる複数の副画素Ｒ，Ｇ，Ｂに対してその駆動比率を変えた駆動が可能になる。

ここで、カラーフィルタ７４_{_1}の光学的濃度が相対的に濃いということは、カラーフィルタ７４_{_1}の光透過率が相対的に低いということになる。逆に、カラーフィルタ７４_{_2}の光学的濃度が相対的に薄いということは、カラーフィルタ７４_{_2}の光透過率が相対的に高いということになる。従って、発光色の発光スペクトルが異なる副画素が混在しているということは、発光色の発光スペクトルが相対的に高強度の副画素（光学的濃度が相対的に薄い副画素）と低強度の副画素（光学的濃度が相対的に濃い副画素）とが混在しているということになる。

尚、光学的濃度が相対的に薄いカラーフィルタ７４_{_2}には、光透過率が略１００［％］のフィルタも含まれるものとする。そして、光透過率が略１００［％］のフィルタが配された画素は、フィルタ無しの画素（フィルタが配されない画素）と等価である。光学的濃度が相対的に薄いカラーフィルタ７４_{_2}を有する画素を、フィルタが存在しない（無い）画素とした場合は、カラーフィルタ７４全体として、光学的濃度が濃いカラーフィルタ７４_{_1}がチェッカーパターン状に配されたカラーコーディングとなる。

以下では、光学的濃度が濃いカラーフィルタ７４_{_1}と光学的濃度が薄いカラーフィルタ７４_{_2}とがチェッカーパターン状に混在するカラーコーディングとして、カラーフィルタ７４_{_1}がチェッカーパターン状に配されたカラーコーディングを例に挙げて説明するものとする。この場合、カラーフィルタ７４_{_1}が存在する画素（フィルタ有りの画素）と存在しない画素（フィルタ無しの画素）とがチェッカーパターン状に混在することになる。

そして、フィルタ有りの画素とフィルタ無しの画素とが混在する有機ＥＬ表示装置１０において、発光色の発光スペクトルが相対的に高強度の副画素を主として発光駆動することで高輝度を実現できる。また、発光色の発光スペクトルが相対的に低強度の副画素を主として発光駆動することで広色域を実現できる。図５Ａに、図４Ａに示す空間方向に光学的濃度が均一のカラーコーディングの場合の色立体を示し、図５Ｂに、図４Ｂに示すカラーフィルタ７４_{_1}がチェッカーパターン状に配されたカラーコーディングの場合の色立体を示す。

図４Ａに示す空間方向に光学的濃度が均一のカラーコーディングの場合には、図５Ａに示すように、色域は広いものの、輝度は低い。これに対し、図４Ｂに示すカラーフィルタ７４_{_1}がチェッカーパターン状に配置されたカラーコーディングの場合には、空間解像度は低下するものの色域が広い。また、図５Ｂに示すように、フィルタ無しの画素（光学的濃度が薄いカラーフィルタ７４_{_2}が配された画素）の数が増える分だけ輝度が高くなる。このことから明らかなように、発光色の発光スペクトルが異なる副画素の駆動比率を制御することで、トレードオフの関係にある高輝度と広色域とを両立させることができる。

先述したように、共振器構造にカラーフィルタ７４を組み合わせることにより、有機ＥＬ素子２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ及び素子間の配線電極における外光反射の防止及び色純度の向上を図ることができるため、低消費電力で、且つ、長寿命、高画質を実現できる。ここで、全画素にカラーフィルタが配されている場合、全画素にカラーフィルタが配されていない場合、及び、カラーフィルタがチェッカーパターン状に配置されている場合の、色域、輝度、及び、電力について机上計算により比較すると図６に示す通りである。

図６Ａに、全画素にカラーフィルタが配されている場合、即ちカラーフィルタ有りの場合を示している。図６Ｂに、全画素にカラーフィルタが配されていない場合、即ちカラーフィルタ無しの場合を示している。図６Ｃに、カラーフィルタがチェッカーパターン状に配置されている場合、即ちカラーフィルタ有り／無し混在の場合を示している。図６Ａ、図６Ｂ、及び、図６Ｃにおいて、カラーフィルタが配されている画素２０_{_1}を太めの線で図示し、カラーフィルタが配されていない画素２０_{_2}を細めの線で図示している。

色域（ｓＲＧＢ比）については、図６Ａの場合１５０［％］、図６Ｂの場合１００［％］、図６Ｃの場合１５０［％］である。電流同一条件での輝度比については、図６Ａの場合１００［％］、図６Ｂの場合１５０［％］、図６Ｃの場合１２５［％］である。電流同一条件での電力比については、図６Ａの場合１００［％］、図６Ｂの場合６７［％］、図６Ｃの場合８０［％］である。図６Ａの全画素にカラーフィルタが配されている場合と、図６Ｂの全画素にカラーフィルタが配されていない場合とを比較すると、色域及び電力の点で前者が優れており、輝度の点で後者が優れている。これに対して、図６Ｃのカラーフィルタがチェッカーパターン状に配されている場合は、電力の点で前者よりも若干劣るものの、色域及び輝度共に両者よりも優れている。以上から、発光色の発光スペクトルが相対的に高強度の副画素と低強度の副画素とを混在させ、発光色の発光スペクトルが異なる副画素の駆動比率を制御することで、トレードオフの関係にある高輝度と広色域とを両立できることがわかる。

尚、上記の例では、カラーフィルタ有りの副画素において、カラーフィルタの濃度を均一としているが、カラーフィルタの光学的濃度を画素単位又は副画素単位で異ならせる構成を採ることも可能である。

［信号処理アルゴリズム］
以下に、具体的な信号処理アルゴリズムの動作について、図７を用いて説明する。図７は、多原色表示パネルを駆動する映像信号の信号処理回路の構成の一例を示すブロック図である。

本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１０では、図４Ｂに示すように、カラーフィルタ７４_{_1}を例えばチェッカーパターン状に配置し、空間方向に原色を分散させる構成を採っている。この場合、映像信号に対応した色で正常に発色させるには、ある１つの画素の信号処理を行うのに、周辺の画素情報が必要になる。そのため、原色の分散の単位、具体的には、例えば図４Ｂにおいて上下左右に隣接する４画素（２×２画素）を単位として信号処理を行う。但し、信号処理を行う単位は、２×２画素の４画素に限られるものではない。

図７に示すように、本実施形態に係る信号処理回路８０は、輝度突き上げ部８１、多原色変換部８２、輝度変換部８３、彩度変換部８４、メモリ部８５、及び、変換率算出部８６から構成されている。信号処理回路８０は、ＲＧＢの映像信号を入力とし、図４Ｂに破線で囲んで示す４つの画素２０を１信号処理単位として信号処理を行う。

信号処理回路８０において、輝度突き上げ部８１は、ＲＧＢの入力映像信号Ｒ_in，Ｇ_in，Ｂ_inに対して突き上げゲインを乗算する処理を行う。具体的には、突き上げゲインをＧとし、輝度突き上げ部８１から出力される映像信号をＲ_{out_0}，Ｇ_{out_0}，Ｂ_{out_0}とすると、輝度突き上げ部８１では、
Ｒ_{out_0}＝Ｒ_in×Ｇ
Ｇ_{out_0}＝Ｇ_in×Ｇ
Ｂ_{out_0}＝Ｂ_in×Ｇ
の演算処理が行われる。すなわち、輝度突き上げ部８１は、入力映像信号Ｒ_in，Ｇ_in，Ｂ_inに対して突き上げゲインＧを乗算することによって輝度を突き上げる（強調する）処理を行う。

突き上げゲインＧは、入力映像信号Ｒ_in，Ｇ_in，Ｂ_inから求められる。例えば、入力映像信号Ｒ_in，Ｇ_in，Ｂ_inの階調値を輝度もしくは明度に変換し、輝度もしくは明度に対応する突き上げゲインＧを保存するルックアップテーブル（ＬＵＴ）を参照することによって突き上げゲインＧを求めることができる。ここでは、突き上げゲインＧを入力映像信号Ｒ_in，Ｇ_in，Ｂ_inから求めるとしたが、入力映像信号Ｒ_in，Ｇ_in，Ｂ_inに依らず固定値とすることも可能である。

輝度突き上げ部８１から出力される映像信号Ｒ_{out_0}，Ｇ_{out_0}，Ｂ_{out_0}は、多原色変換部８２に入力されるとともに、分岐されて輝度変換部８３及び彩度変換部８４に入力される。輝度変換部８３は、ＲＧＢの映像信号Ｒ_{out_0}，Ｇ_{out_0}，Ｂ_{out_0}の値を画素毎に輝度もしくは明度に変換する。彩度変換部８４は、ＲＧＢの映像信号Ｒ_{out_0}，Ｇ_{out_0}，Ｂ_{out_0}の値を画素毎に彩度に変換する。輝度変換部８３及び彩度変換部８４の変換処理には、周知の技術を用いることができる。

輝度変換部８３で得られた画素毎の輝度もしくは明度の情報と、彩度変換部８４で得られた画素毎の彩度の情報とは、メモリ部８５に入力される。メモリ部８５は、ある１つの画素の信号処理を行うのに、周辺の画素情報が必要になることから、これら周辺の画素情報に記憶するために設けられている。これにより、２×２画素を１信号処理単位として考えた場合、その４画素の情報を後段の変換率算出部８６が参照することが可能になる。

変換率算出部８６は、メモリ部８５に記憶されている複数画素の情報、具体的には、２×２画素を１信号処理単位として考えるならば４画素の輝度もしくは明度と彩度とを参照する。そして、変換率算出部８６は、４画素の輝度もしくは明度と彩度とに基づいて、濃いＲＧＢ画素と薄いＲＧＢ画素のどちらをどの程度発光させるかを決める「変換率」を算出する。ここで、濃いＲＧＢ画素とは、カラーフィルタ（ＣＦ）７４_{_1}が配された画素（ＣＦ有りの画素）を言い、薄いＲＧＢ画素とは、カラーフィルタが配されていない画素（ＣＦ無しの画素）を言う。また、変換率は、濃いＲＧＢ画素と薄いＲＧＢ画素との駆動比率である。

変換率は、小数点表記すると０〜１．０の範囲の値をとる。変換率が０のとき、薄いＲＧＢ画素の発光輝度をゼロとし、濃いＲＧＢ画素の発光輝度をできるだけ高めるように動作する。一方、変換率が１．０のとき、濃いＲＧＢ画素の発光輝度をゼロとし、薄いＲＧＢ画素の発光輝度をできるだけ高めるように動作する。また、変換率が０〜１．０の中間値の場合は、濃いＲＧＢ画素及び薄いＲＧＢ画素のどちらも発光するように動作する。

変換率は、以下のようにして求めることができる。すなわち、図８に示す２×２画素の画素群の中で、
左上画素２０_{_11}の輝度もしくは明度をＬ₁₁、彩度をＳ₁₁とする。
右上画素２０_{_12}の輝度もしくは明度をＬ₁₂、彩度をＳ₁₂とする。
右上画素２０_{_21}の輝度もしくは明度をＬ₂₁、彩度をＳ₂₁とする。
右下画素２０_{_22}の輝度もしくは明度をＬ₂₂、彩度をＳ₂₂とする。

ここで、２×２画素の平均輝度もしくは平均明度をＬ_ave、平均彩度をＳ_aveとすると、平均輝度もしくは平均明度Ｌ_aveと平均彩度Ｓ_aveとは、次式で与えられる。
Ｌ_ave＝（Ｌ₁₁＋Ｌ₁₂＋Ｌ₂₁＋Ｌ₂₂）／４
Ｓ_ave＝（Ｓ₁₁＋Ｓ₁₂＋Ｓ₂₁＋Ｓ₂₂）／４

変換率算出部８６は、例えば、平均輝度もしくは平均明度Ｌ_aveと平均彩度Ｓ_aveとに対応する変換率を保存するルックアップテーブル（ＬＵＴ）を有しており、算出した平均輝度もしくは平均明度Ｌ_aveと平均彩度Ｓ_aveとから変換率を求める。ここでは、ルックアップテーブルを用いて変換率を求めるとしたが、演算処理によって平均輝度もしくは平均明度Ｌ_aveと平均彩度Ｓ_aveとから変換率を求めるようにすることも可能である。

ルックアップテーブルの変換率を求める具体例について、図９を用いて説明する。図９において、平均彩度Ｓ_ave＝１．０は濃いＲＧＢ画素の最大濃度で規格化した値である。図９の例では、薄いＲＧＢ画素の平均彩度Ｓ_aveは０．８３であり、濃いＲＧＢ画素と薄いＲＧＢ画素とを同時に発光させたときの平均彩度Ｓ_aveは０．６７である。また、平均輝度（平均明度）Ｌ_ave＝１．０は濃いＲＧＢ画素の最大輝度で規格化した値である。図９の例では、薄いＲＧＢ画素と濃いＲＧＢ画素とを合わせた平均輝度Ｌ_aveは２．５である。

このルックアップテーブルの変換率の設定において、平均彩度Ｓ_aveもしくは平均輝度Ｌ_aveが最大となる領域以外の領域では、薄いＲＧＢ画素と濃いＲＧＢ画素との配分（即ち、変換率）に自由度がある領域となる。図９に示す具体例は、Ｓ_ave＝０．０〜０．６７、且つ、Ｌ_ave＝０．０〜１．０の領域で一律の変換率Ｋ₀を適用し、それに連動して周囲の変換率を滑らかにつなぐように設定した場合の一例となっている。変換率Ｋ₀の値は０．０〜１．０の間で自由に決めることができる。従って、ルックアップテーブルの変換率について、後述する通り、解像度、消費電力、寿命の観点で最適な値を選ぶことができる。

変換率算出部８６は、モード適用によって変換率を制御する構成を採るようにすることもできる。具体的には、有機ＥＬ表示装置１０の消費電力の観点では変換率を上げる。寿命（有機ＥＬ素子２１の劣化状態）の観点では変換率を下げる。あるいは、解像度（画像空間周波数）の観点では変換率を下げる。このように、モード適用によってどのモードを優先した発光状態にするかなどの多彩な制御を行うことができる。

変換率算出部８６は、上記のモード適用によって変換率を制御する他、有機ＥＬ表示装置１０の消費電力、有機ＥＬ素子２１の劣化状態、画像空間周波数等の情報に基づいて、リアルタイムに所望の変換率が得られるようにルックアップテーブルを制御する構成を採るようにすることもできる。消費電力の情報については、ハードウェア的に検出することもできるし、映像信号の積算値から検出することもできる。劣化状態の情報については、有機ＥＬ素子２１の点灯時間から検出することもできるし、表示した映像信号の履歴から検出することもできる。画像空間周波数の情報については、数学的に周波数解析することによって検出することができる。

多原色変換部８２は、変換率算出部８６で求められた変換率に基づいて、該当画素の入力映像信号を出力映像信号に変換する。ここで、多原色変換部８２の入力映像信号をＲ_{in_0}，Ｇ_{in_0}，Ｂ_{in_0}（＝Ｒ_{out_0}，Ｇ_{out_0}，Ｂ_{out_0}）とし、出力映像信号をＲ_out，Ｇ_out，Ｂ_outとする。また、変換率（駆動比率）をＫとし、該当画素の水平座標をｘ、垂直座標をｙとする。水平座標ｘ及び垂直座標ｙの値より、該当画素が濃いＲＧＢ画素であるのか、薄いＲＧＢ画素であるのを判定する。

以下に、濃いＲＧＢ画素（発光スペクトルが相対的に弱い／低強度）の場合と、薄いＲＧＢ画素（発光スペクトルが相対的に強い／高強度）の場合との２通りに分けて変換式を示す。

（１）濃いＲＧＢ画素の場合
濃いＲＧＢ画素の場合には、次式に示すように、入力映像信号をＲ_{in_0}，Ｇ_{in_0}，Ｂ_{in_0}に（１．０−Ｋ）を掛けることによって、出力映像信号Ｒ_out，Ｇ_out，Ｂ_outに変換することができる。
Ｒ_out＝（１．０−Ｋ）×Ｒ_{in_0}
Ｇ_out＝（１．０−Ｋ）×Ｇ_{in_0}
Ｂ_out＝（１．０−Ｋ）×Ｂ_{in_0}

（２）薄いＲＧＢ画素の場合
薄いＲＧＢ画素（発光スペクトルが相対的に強い副画素）の最大輝度をＬ_aとし、濃いＲＧＢ画素（発光スペクトルが相対的に弱い副画素）の最大輝度をＬ_bとする。２×２画素の画素群の各画素の輝度もしくは明度Ｌ₁₁，Ｌ₁₂，Ｌ₂₁，Ｌ₂₂は、ディスプレイ設計により一意に決定されるので、事前にＬ_b／Ｌ_aを計算してレジスタ等に設定しておけばよい。

薄いＲＧＢ画素と濃いＲＧＢ画素とを同じレベルの映像信号で駆動したときに、薄いＲＧＢ画素と濃いＲＧＢ画素とで最大輝度が異なる。例えば、濃いＲＧＢ画素の輝度１に対して、薄いＲＧＢ画素がその２倍の輝度が得られるとしたら、Ｌ_b／Ｌ_aは１／２＝０．５となる。

薄いＲＧＢ画素の場合には、次式に示すように、入力映像信号をＲ_{in_0}，Ｇ_{in_0}，Ｂ_{in_0}に変換率Ｋ及びＬ_b／Ｌ_aを掛けることによって、出力映像信号Ｒ_out，Ｇ_out，Ｂ_outに変換することができる。
Ｒ_out＝（Ｋ×Ｌ_b／Ｌ_a）×Ｒ_{in_0}
Ｇ_out＝（Ｋ×Ｌ_b／Ｌ_a）×Ｇ_{in_0}
Ｂ_out＝（Ｋ×Ｌ_b／Ｌ_a）×Ｂ_{in_0}

［実施形態の作用、効果］
以上の信号処理を施した映像信号によって多原色の表示パネルを駆動することにより、濃いＲＧＢ画素だけの表示装置よりも高輝度表示が可能になり、また、薄いＲＧＢ画素だけの表示装置よりも高色域表示が可能になる。そして、濃いＲＧＢ画素と薄いＲＧＢ画素との駆動比率を制御することで、発光部を高輝度にて発光させなくても、トレードオフの関係にある高輝度と広色域とを両立できる。

図１０は、彩度と輝度の拡張の概念図である。図１０の概念図は、図５Ｂに示す色立体を、中心軸（無彩色軸）を含むようにして垂直な平面で切断したときの等色相面を示す図である。

彩度と明度によりマッピングした色空間を示す図１０において、本実施形態に係る表示パネル、即ち、カラーフィルタ（ＣＦ）有り／無し混在の表示パネルの最大再現範囲を実線Ｌ₁で示している。また、カラーフィルタ有りの画素を非点灯、カラーフィルタ無しの画素を点灯としたときの最大再現範囲を一点鎖線Ｌ₂で示し、カラーフィルタ有りの画素を点灯、カラーフィルタ無しの画素を非点灯としたときの最大再現範囲を破線Ｌ₃で示している。

本実施形態に係る表示パネルの最大再現範囲を示す実線Ｌ₁のライン上において、明度０％、彩度１００％（例えば、シアン）の点をＡ点とし、明度１００％、彩度１００％の点をＢ点とし、明度２５０％、彩度８３％の点をＣ点とする。また、明度０％、彩度１００％（例えば、赤）の点をＤ点とし、明度１００％、彩度１００％の点をＥ点とし、明度２５０％、彩度８３％の点をＦ点とする。

図１１Ａ、図１１Ｂ、及び、図１１Ｃに、実線Ｌ₁のライン上のＣ点、Ｂ点における各画素、及び、当該ラインの内部領域のＧ点における各画素の発光状態（各画素の駆動イメージ）を模式化して示している。

図１１Ａ、図１１Ｂ、及び、図１１Ｃにおいて、１．０は最大信号レベルを表わし、０．０は最小信号レベルを表わし、０．３や０．５は最大信号レベルと最小信号レベルとの間の信号レベルを表わしている。また、図１０にも示したように、ハッチングを付した画素はＣＦ（カラーフィルタ）有りの画素を表わし、ハッチングを付していない画素（白抜きや網掛けの画素）はＣＦ無しの画素を表わしている。

最大の輝度（白）を表現するＣ点では、図１１Ａに示すように、２×２画素の全ての画素を最大信号レベル（１．０）にて駆動、即ち全ての画素を点灯状態とすることになる。また、最大の彩度を表現するＢ点では、図１１Ｂに示すように、ＣＦ有りの画素を最大信号レベル（１．０）にて駆動、即ち点灯状態とし、ＣＦ無しの画素を最小信号レベル（０．０）にて駆動、即ち非点灯状態とすることになる。これら実線Ｌ₁のライン上のＣ点、Ｂ点における各画素のように、表示パネルの最大再現範囲のライン上の色は変換率Ｋの自由度が無い。

一方、実線Ｌ₁のラインの内部の領域では、ＣＦ有りの画素とＣＦ無しの画素とをどのような割合（駆動比率）で駆動するかの自由度、即ち変換率Ｋの自由度が存在する。特に、図１０に示すＧ点を含む網掛け領域（彩度６７％内、明度１００％内の領域）においては、変換率Ｋを０．０〜１．０の間で自由に設定することができる。図１１Ｃにおいて、解像度、消費電力、寿命の観点で、○印が優れている、△印がやや優れている、×印が劣るを表わしている。

図１１Ｃにおいて、一番左側の変換率Ｋ＝０．０の場合には、解像度、消費電力、寿命の全ての観点が劣ることになる。一番右側の変換率Ｋ＝１．０の場合には、ＣＦ無しの画素のみを点灯させることで、消費電力が下がるため、消費電力の観点からすると一番効率が高い、即ち優れているということになる。但し、この場合は、間引き点灯となるため、解像度が犠牲になる。

解像度を犠牲にしたくない場合には、真ん中の変換率Ｋ＝０．５の場合のように、ＣＦ無しの画素をどの位の割合で点灯させるかを選択する。これにより、２×２画素が全体的に点灯することになり、解像度が上がるため、解像度の観点で優れているということになる。その反面、消費電力の観点では、変換率Ｋ＝１．０の場合よりも劣ることになる。有機ＥＬ素子は、駆動する信号レベルが高いほど劣化が早まる特性を持っている。従って、デバイスの寿命の観点では、２×２画素を低い信号レベルで全体的に駆動する真ん中の変換率Ｋ＝０．５の場合が一番優れているということになる。

このようにして、解像度、消費電力、及び、デバイスの寿命のいずれを優先するか、即ち、解像度、消費電力、寿命の観点で最適な変換率Ｋの値を選定することにより、表示パネルについて、用途や入力映像信号毎に最適化設計が可能になる。そして、消費電力を増大させることなく、トレードオフの関係にある高輝度と広色域とを両立させる駆動を実現できる。

＜変形例＞
以上、本開示の技術について、好ましい実施形態に基づいて説明したが、本開示の技術は、上記の実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態において説明した表示装置の構成、構造についてはあくまでも例示に過ぎず、適宜、変更することができる。例えば、上記の実施形態では、発光色の発光スペクトルが異なる副画素を画素単位で混在させるとしたが、副画素単位で混在させる構成を採ることも可能である。

また、上記の実施形態では、カラーフィルタの光学的濃度（透過率／透過スペクトル）を変える（カラーフィルタ無しも含む）ことで、発光色の発光スペクトルを異ならせるとしたが、これはあくまでも一例である。他の例として、例えば、発光層を含む有機層から発せられる光の発光スペクトルを異ならせる構成を例示することができる。具体的には、例えば、発光層の材料を画素単位又は副画素単位で変えることによって発光色の発光スペクトルを異ならせる。あるいは、同じ発光色の副画素間において発光層を含む有機層の膜厚を画素単位又は副画素単位で異ならせる。これにより、有機層を挟む２つの電極（図３Ｂの陽極２１１と半透過電極２１４Ａ）間での多重反射干渉によって発光スペクトルが異なる発光色を得ることができる。あるいは又、外光反射を防ぐ目的で、偏光板をパネル表面に備える有機ＥＬ表示装置にあっては、偏光板の材料を画素単位又は副画素単位で変えることによっても、発光スペクトルが異なる発光色を得ることができる。

また、上記の実施形態では、本開示の表示装置として有機ＥＬ表示装置を例示したが、本発明の技術は、有機ＥＬ表示装置への適用に限られるものではなく、液晶表示装置等の平面型（フラットパネル型）表示装置全般に対して適用可能である。

＜電子機器＞
以上説明した本開示の表示装置は、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示部（表示装置）として用いることができる。一例として、テレビジョンセット、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機等の携帯端末装置、ビデオカメラ、スマートフォン、ヘッドマウントディスプレイ（頭部装着型ディスプレイ）等の表示部として用いることができる。

このように、あらゆる分野の電子機器において、その表示部として本開示の表示装置を用いることにより、以下のような効果を得ることができる。すなわち、本開示の技術によれば、発光部を高輝度にて発光させなくても、トレードオフの関係にある高輝度と広色域とを両立させる駆動を実現できるため、電子機器の消費電力を増大させることなく、高輝度と広色域とを両立させることができる。

本開示の表示装置は、封止された構成のモジュール形状のものをも含む。一例として、画素アレイ部に透明なガラス等の対向部が貼り付けられて形成された表示モジュールが該当する。尚、表示モジュールには、外部から画素アレイ部への信号等を入出力するための回路部やフレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）などが設けられていてもよい。以下に、本開示の表示装置を用いる電子機器の具体例として、スマートフォン及びヘッドマウントディスプレイを例示する。但し、ここで例示する具体例は一例に過ぎず、これに限られるものではない。

（具体例１）
図１２は、本開示の電子機器の具体例１に係るスマートフォンを示す外観図であり、図１２Ａに第１例を示し、図１２Ｂに第２例を示している。第１例のスマートフォン１００Ａ及び第２例のスマートフォン１００Ｂは、表示部１１０と操作部１２０とを備えている。第１例のスマートフォン１００Ａの場合には、操作部１２０は、筐体１３０の表示部１１０の下方部に設けられている。第２例のスマートフォン１００Ｂの場合には、操作部１２０は、筐体１３０の上面部に設けられている。そして、スマートフォン１００Ａ，１００Ｂの表示部１１０として、本開示の表示装置を用いることができる。すなわち、本具体例１に係るスマートフォン１００Ａ，１００Ｂは、その表示部１１０として、本開示の表示装置を用いることによって作製される。

（具体例２）
図１３は、本開示の電子機器の具体例２に係るヘッドマウントディスプレイの外観図である。ヘッドマウントディスプレイは、例えば、眼鏡形の表示部２１１の両側に、使用者の頭部に装着するための耳掛け部２１２を有している。このヘッドマウントディスプレイにおいて、その表示部２１１として本開示の表示装置を用いることができる。すなわち、本具体例２に係るヘッドマウントディスプレイは、その表示部２１１として本開示の表示装置を用いることによって作製される。

尚、本開示は以下のような構成をとることもできる。
［１］発光色が異なる複数の副画素から成る単位画素が行列状に配置されており、
発光色の発光スペクトルが異なる副画素が画素単位又は副画素単位で混在している、
表示装置。
［２］複数の副画素は、カラーフィルタを有しており、
カラーフィルタの光学的濃度が画素単位又は副画素単位で異なる、
上記［１］に記載の表示装置。
［３］複数の副画素は、有機エレクトロルミネッセンス素子から成る発光部を有している、
上記［１］に記載の表示装置。
［４］複数の副画素は、カラーフィルタを有しており、
カラーフィルタの光学的濃度が画素単位又は副画素単位で異なる、
上記［３］に記載の表示装置。
［５］カラーフィルタ有りの副画素とカラーフィルタ無しの副画素とが画素単位又は副画素単位で混在している、
上記［３］に記載の表示装置。
［６］複数の副画素は、有機エレクトロルミネッセンス素子から成る発光部を有しており、
有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層から発せられる光の発光スペクトルが画素単位又は副画素単位で異なる、
上記［１］に記載の表示装置。
［７］複数の副画素は、同じ発光色の副画素間において発光層を含む有機層の膜厚が画素単位又は副画素単位で異なり、有機層を挟む２つの電極間での多重反射干渉によって発光スペクトルが異なる発光色を得る、
上記［６］に記載の表示装置。
［８］発光色が異なる複数の副画素を駆動する映像信号に対して、発光色の発光スペクトルが異なる副画素を含む複数の単位画素を１信号処理単位として信号処理を行う信号処理回路を有し、
信号処理回路は、発光色の発光スペクトルが異なる副画素の駆動比率を制御する、
上記［１］から上記［７］のいずれかに記載の表示装置。
［９］信号処理回路は、発光色が異なる複数の副画素を駆動する映像信号から得られる複数の単位画素毎の輝度もしくは明度の情報と彩度の情報とに基づいて駆動比率を算出する、
上記［８］に記載の表示装置。
［１０］信号処理回路は、複数の単位画素の平均輝度もしくは平均明度と平均彩度とに基づいて駆動比率を算出する、
上記［９］に記載の表示装置。
［１１］駆動比率をＫとし、発光スペクトルが相対的に強い副画素の最大輝度をＬ_aとし、発光スペクトルが相対的に弱い副画素の最大輝度をＬ_bとするとき、
信号処理回路は、発光スペクトルが相対的に弱い副画素の場合、副画素を駆動する映像信号に対して（１．０−Ｋ）を掛ける信号処理を行い、発光スペクトルが相対的に強い副画素の場合、副画素を駆動する映像信号に対して（Ｋ×Ｌ_b／Ｌ_a）を掛ける信号処理を行う、
上記［８］から上記［１０］のいずれか１項に記載の表示装置。
［１２］発光色が異なる複数の副画素から成る単位画素が行列状に配置されており、
発光色の発光スペクトルが異なる副画素が画素単位又は副画素単位で混在している、
表示装置を有する電子機器。

１０・・・有機ＥＬ表示装置、２０・・・単位画素（画素／画素回路）、２１（２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ）・・・有機ＥＬ素子、２２・・・駆動トランジスタ、２３・・・書込みトランジスタ、２４・・・保持容量、２５・・・補助容量、３０・・・画素アレイ部、３１（３１₁〜３１_m）・・・走査線、３２（３２₁〜３２_m）・・・電源供給線、３３（３３₁〜３３_n）・・・信号線、３４・・・共通電源線、４０・・・書込み走査部、５０・・・電源供給走査部、６０・・・信号出力部、７０・・・表示パネル、７４（７４Ｒ，７４Ｇ，７４Ｂ）・・・カラーフィルタ、７４_{_1}・・・光学的濃度が相対的に濃いカラーフィルタ、７４_{_2}・・・光学的濃度が相対的に薄いカラーフィルタ、８０・・・信号処理回路、８１・・・輝度突き上げ部、８２・・・多原色変換部、８３・・・輝度変換部、８４・・・彩度変換部、８５・・・メモリ部、８６・・・変換率算出部

Claims (12)

1. 発光色が異なる複数の副画素から成る単位画素が行列状に配置されており、
   発光色の発光スペクトルが異なる副画素が画素単位又は副画素単位で混在している、
   表示装置。
2. 複数の副画素は、カラーフィルタを有しており、
   カラーフィルタの光学的濃度が画素単位又は副画素単位で異なる、
   請求項１に記載の表示装置。
3. 複数の副画素は、有機エレクトロルミネッセンス素子から成る発光部を有している、
   請求項１に記載の表示装置。
4. 複数の副画素は、カラーフィルタを有しており、
   カラーフィルタの光学的濃度が画素単位又は副画素単位で異なる、
   請求項３に記載の表示装置。
5. カラーフィルタ有りの副画素とカラーフィルタ無しの副画素とが画素単位又は副画素単位で混在している、
   請求項３に記載の表示装置。
6. 複数の副画素は、有機エレクトロルミネッセンス素子から成る発光部を有しており、
   有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層から発せられる光の発光スペクトルが画素単位又は副画素単位で異なる、
   請求項１に記載の表示装置。
7. 複数の副画素は、同じ発光色の副画素間において発光層を含む有機層の膜厚が画素単位又は副画素単位で異なり、有機層を挟む２つの電極間での多重反射干渉によって発光スペクトルが異なる発光色を得る、
   請求項６に記載の表示装置。
8. 発光色が異なる複数の副画素を駆動する映像信号に対して、発光色の発光スペクトルが異なる副画素を含む複数の単位画素を１信号処理単位として信号処理を行う信号処理回路を有し、
   信号処理回路は、発光色の発光スペクトルが異なる副画素の駆動比率を制御する、
   請求項１に記載の表示装置。
9. 信号処理回路は、発光色が異なる複数の副画素を駆動する映像信号から得られる複数の単位画素毎の輝度もしくは明度の情報と彩度の情報とに基づいて駆動比率を算出する、
   請求項８に記載の表示装置。
10. 信号処理回路は、複数の単位画素の平均輝度もしくは平均明度と平均彩度とに基づいて駆動比率を算出する、
    請求項９に記載の表示装置。
11. 駆動比率をＫとし、発光スペクトルが相対的に強い副画素の最大輝度をＬ_aとし、発光スペクトルが相対的に弱い副画素の最大輝度をＬ_bとするとき、
    信号処理回路は、発光スペクトルが相対的に弱い副画素の場合、副画素を駆動する映像信号に対して（１．０−Ｋ）を掛ける信号処理を行い、発光スペクトルが相対的に強い副画素の場合、副画素を駆動する映像信号に対して（Ｋ×Ｌ_b／Ｌ_a）を掛ける信号処理を行う、
    請求項８に記載の表示装置。
12. 発光色が異なる複数の副画素から成る単位画素が行列状に配置されており、
    発光色の発光スペクトルが異なる副画素が画素単位又は副画素単位で混在している、
    表示装置を有する電子機器。

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