JP2000098930A

JP2000098930A - ディスプレイデバイス

Info

Publication number: JP2000098930A
Application number: JP11164503A
Authority: JP
Inventors: Ritsuo Inaba; 律夫稲葉
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2000-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】大面積または高精細な画面を実現するディス
プレイデバイスを提供する。【解決手段】ディスプレイデバイス１は、第１基板１
０と、第１基板１０に対向する第２基板１５と、第１基
板１０と第２基板１５との間に設けられた機能材料層１
２とを備えている。共通の信号線に接続された複数の信
号電極１１が第１基板１０上に形成されている。走査電
極１３が複数の信号電極１１に対向するように第２基板
１５上に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイデバ
イスに関し、特に、大面積または高精細な画面を実現す
ることに適したディスプレイデバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】平面型のディスプレイを走査する方法と
しては、点走査とライン走査とが知られている。

【０００３】点走査は、平面を点で走査する方法であ
る。例えば、ブラウン管のように発光点を走査すること
により、その残光を利用して平面全体を発光させること
ができる。ライン走査は、平面を１ラインごとに走査す
る方法である。例えば、ある列に配列された複数の発光
素子を発光させた後に次の列に配列された複数の発光素
子を発光させるという動作を順次繰り返すことにより、
平面全体を発光させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】大面積または高精細な
画面を実現するためには、発光領域を広くしたり、発光
線の密度を増加させたりする必要があった。そのために
は、点走査またはライン走査のいずれの場合でも発光部
のエネルギーを増加させる必要があった。しかし、発光
部のエネルギーを増加させることは、熱の発生、信号の
リーク、電圧の増加、発光の飽和などという種々の問題
を引き起こす。

【０００５】また、大面積または高精細な画面を実現す
るためには、点走査またはライン走査のいずれの場合で
も走査線の数を増加させる必要があった。しかし、走査
線の数を増加させることは、表示の応答速度が遅くなる
という問題を引き起こす。

【０００６】従来、単純マトリックス構造を有するディ
スプレイデバイスと、アクティブマトリックス構造を有
するディスプレイデバイスとが知られている。現在の技
術では、以下の理由から、単純マトリックス構造のディ
スプレイデバイスを用いて大面積または高精細な画面を
実現することは限界があるとされている。

【０００７】１．ディスプレイデバイスの発光面積の限界２．発光サイズと素子密度の限界３．発光輝度４．発光効率５．画素間のクロストークこのため、大面積または高精細な画面を実現するディス
プレイデバイスとしては、アクティブマトリックス構造
のディスプレイデバイスが主流となっている。

【０００８】しかし、アクティブマトリックス構造のデ
ィスプレイデバイスは、画素ごとにスイッチング素子や
サンプルホールド素子などの素子を必要とするため、単
純マトリックス構造のディスプレイデバイスに比べて構
造が複雑であり、コストが増大するという問題を有して
いる。

【０００９】本発明は、大面積または高精細な画面を実
現するディスプレイデバイスを提供することを目的とす
る。特に、本発明は、単純マトリックス構造を利用し
て、低コストで大面積または高精細な画面を実現するデ
ィスプレイデバイスを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のディスプレイデ
バイスは、第１基板と、前記第１基板に対向する第２基
板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた
機能材料層とを備え、共通の信号電圧によって駆動され
る複数の信号電極が前記第１基板上に形成されており、
走査電極が前記複数の信号電極に対向するように前記第
２基板上に形成されており、これにより、上記目的が達
成される。

【００１１】前記第１基板は透明基板であり、前記信号
電極は透明電極であってもよい。

【００１２】前記第２基板は透明基板であり、前記走査
電極は透明電極であってもよい。

【００１３】本発明の他のディスプレイデバイスは、第
１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第
１基板と前記第２基板との間に設けられた機能材料層と
を備え、複数の信号電極群が前記第１基板上に形成さ
れ、前記複数の信号電極群のそれぞれは所定の第１の方
向に配列された複数の信号電極を含み、複数の走査電極
群が前記複数の信号電極群に対向するように前記第２基
板上に形成され、前記複数の走査電極群のそれぞれは所
定の第２の方向に延びる複数の走査電極を含み、前記複
数の走査電極群から選択された複数の走査電極に走査電
圧が印加されるとともに、前記複数の信号電極群のうち
の１つに含まれる前記複数の信号電極に信号電圧が印加
される。これにより、上記目的が達成される。

【００１４】前記第１基板は透明基板であり、前記信号
電極は透明電極であってもよい。

【００１５】前記第２基板は透明基板であり、前記走査
電極は透明電極であってもよい。

【００１６】前記ディスプレイデバイスは、前記第１基
板上に形成された複数の信号線をさらに含み、前記複数
の信号線のうちの１つは、前記複数の信号電極群のうち
の１つに含まれる前記複数の信号電極に接続されていて
もよい。

【００１７】前記複数の信号線は、隣接する信号電極の
間に設けられていてもよい。

【００１８】前記複数の走査電極のうち隣接する走査電
極の隙間に対応する前記第１基板上の位置にパッドが形
成され、前記複数の信号線のうちの１つは、前記パッド
を介して取り出されてもよい。

【００１９】前記信号電極の面抵抗は、１００オーム／
平方センチメートルから１０キロオーム／平方センチメ
ートルであってもよい。

【００２０】前記信号電極は、酸化スズまたは酸化亜鉛
の単体材料あるいはこれらの混合材料からなっていても
よい。

【００２１】前記信号線は、アルミニウムまたは銅を含
む二元合金材料からなっていてもよい。

【００２２】本発明の他のディスプレイデバイスは、多
層構造を有する基板と、前記基板の上に形成された複数
の第１電極と、前記複数の第１電極の上に形成された機
能材料層と、前記機能材料層の上に形成された複数の透
明な第２電極とを備え、前記第１電極および前記第２電
極のそれぞれが、前記多層構造を有する前記基板内に設
けられた配線に電気的に接続されている。これにより、
上記目的が達成される。

【００２３】本発明の他のディスプレイデバイスは、第
１面と前記第１面に対向する第２面とを有する基板と、
前記基板の前記第１面上に形成された複数の第１電極
と、前記複数の第１電極の上に形成された機能材料層
と、前記機能材料層の上に形成された複数の透明な第２
電極とを備え、前記複数の第１電極に印加される電圧と
前記複数の第２電極に印加される電圧とがいずれも前記
基板の前記第２面から供給される。これにより、上記目
的が達成される。

【００２４】前記複数の第１電極と前記複数の第２電極
とを駆動する手段が前記基板の前記第２面に設けられて
いてもよい。

【００２５】前記機能材料層は、液晶層であってもよ
い。

【００２６】前記機能材料層は、有機エレクトロルミネ
ッセンス発光層であってもよい。

【００２７】前記機能材料層は、無機エレクトロルミネ
ッセンス発光層であってもよい。

【００２８】前記基板は、可撓性を有する材料からなっ
ていてもよい。

【００２９】前記基板の前記第２面から前記第２電極に
至る前記ディスプレイデバイスの厚さが、５０ミクロン
から１５０ミクロンであってもよい。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。

【００３１】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１のディスプレイデバイス１の構造を示す。

【００３２】ディスプレイデバイス１は、第１基板１０
と、第１基板１０に対向する第２基板１５と、第１基板
１０と第２基板１５との間に設けられた機能材料層１２
とを含む。ディスプレイデバイス１は、単純マトリック
ス構造を有している。

【００３３】複数の信号電極１１が第１基板１０上に形
成されている。複数の走査電極１３が複数の信号電極１
１に対向するように第２基板１５上に形成されている。
信号電極１１には信号電圧が印加される。走査電極１３
には走査電圧が印加される。信号電圧が印加されている
信号電極１１と走査電圧が印加されている走査電極１３
とに対応する位置にある機能材料層１２の画素領域が駆
動される。

【００３４】第１基板１０は透明基板であり、かつ、複
数の信号電極１１のそれぞれは透明電極であり得る。こ
の場合には、ディスプレイデバイス１からの出力光は、
透明な信号電極１１を介して透明な第１基板１０から出
力される。あるいは、第２基板１５が透明基板であり、
かつ、複数の走査電極１３のそれぞれが透明電極であっ
てもよい。この場合には、ディスプレイデバイス１から
の出力光は、透明な走査電極１３を介して透明な第２基
板１５から出力される。

【００３５】透明基板は、例えば、ガラス基板またはプ
ラスティック基板である。透明基板に対向する対向基板
は、電極保持材料からなる。

【００３６】複数の信号電極１１が第１基板１０上に形
成された信号線１６−１に電気的に接続されている。同
様にして、複数の信号電極１１が信号線１６−２、１６
−３、１６−４、・・・に電気的に接続されている。信
号線１６−１、１６−２、１６−３、１６−４、・・・
のそれぞれは、複数の信号電極１１に信号電圧を印加す
るために使用される。

【００３７】機能材料層１２は、様々な材料によって構
成され得る。機能材料層１２の材料を変更することによ
って、本発明を任意のタイプのディスプレイデバイスに
適用することができる。例えば、本発明を液晶ディスプ
レイデバイスに適用する場合には、機能材料層１２とし
て液晶層を使用すればよい。本発明を有機発光デバイス
に適用する場合には、機能材料層１２として有機エレク
トロルミネッセンス発光層を使用すればよい。本発明を
無機発光デバイスに適用する場合には、機能材料層１２
として無機エレクトロルミネッセンス発光層を使用すれ
ばよい。

【００３８】なお、ディスプレイデバイス１が液晶ディ
スプレイデバイスである場合には、偏向フィルタやカラ
ーフィルタなどの構成がさらに必要であるが、図１では
これらの構成は省略されている。

【００３９】図２は、第１基板１０の平面図である。第
１基板１０上には複数の信号電極１１が配列されてい
る。複数の信号電極１１のそれぞれは、画素に対応する
大きさを有している。例えば、信号電極１１の大きさは
画素の大きさに一致していてもよいし、画素の大きさよ
り大きくてもよい。画素の大きさは、例えば、１００ミ
クロン角である。また、複数の信号電極１１のそれぞれ
は、画素に対応する位置に配置されている。

【００４０】第１基板１０上に形成されている複数の信
号電極１１は、複数の信号電極群に区分されている。図
２に示される例では、複数の信号電極１１は３つの信号
電極群１１ａ、１１ｂ、１１ｃに区分されている。しか
し、信号電極群の数は３に限定されない。複数の信号電
極１１は、任意の数の信号電極群に区分され得る。

【００４１】信号電極群１１ａは、Ｘ方向に配列された
複数の信号電極１１−１１（例えば、６４個の信号電極
１１−１１）と、Ｘ方向に配列された複数の信号電極１
１−１２（例えば、６４個の信号電極１１−１２）と、
Ｘ方向に配列された複数の信号電極１１−１３（例え
ば、６４個の信号電極１１−１３）と、Ｘ方向に配列さ
れた複数の信号電極１１−１４（例えば、６４個の信号
電極１１−１４）とを含む。複数の信号電極１１−１１
〜１１−１４は、Ｙ方向に隣接して配列される。

【００４２】なお、Ｘ方向は、図２に示される矢印Ｘの
方向である。Ｙ方向は、図２に示されてる矢印Ｙの方向
である。Ｘ方向とＹ方向とは典型的には直交するが、必
ずしも直交しなくてもよい。

【００４３】信号電極群１１ｂおよび信号電極群１１ｃ
の構成は、信号電極群１１ａの構成と同様である。

【００４４】なお、図２では、簡単のため、各信号電極
群において４列分の信号電極のみを示し、５列目以降の
信号電極を省略している。各信号電極群において、Ｙ方
向に配列される信号電極の数は任意の数であり得る。

【００４５】信号線１６−１は、３本の信号線１６−１
１〜１６−３１を含む。信号線１６−１１〜１６−３１
は、複数の信号電極１１−１１〜１１−３１に隣接して
設けられている。信号線１６−１１は、信号電極群１１
ａに含まれる複数の信号電極１１−１１に電気的に接続
されている。信号線１６−２１は、信号電極群１１ｂに
含まれる複数の信号電極１１−２１に電気的に接続され
ている。信号線１６−３１は、信号電極群１１ｃに含ま
れる複数の信号電極１１−３１に電気的に接続されてい
る。

【００４６】信号線１６−１２〜１６−３２は、複数の
信号電極１１−１１〜１１−３１と複数の信号電極１１
−１２〜１１−３２との間に設けられている。同様にし
て、信号線１６−１３〜１６−３３および信号線１６−
１４〜１６−３４も、Ｙ方向に隣接した信号電極の間に
設けられている。

【００４７】図３は、第２基板１５の平面図である。第
２基板１５上には複数の走査電極１３が配列されてい
る。なお、走査電極１３は図３の紙面の裏側に形成され
るため、走査電極１３は図３では破線で示されている。

【００４８】第２基板１５上に形成されている複数の走
査電極１３は、複数の走査電極群に区分されている。図
３に示される例では、複数の走査電極１３は、３つの信
号電極群１１ａ、１１ｂ、１１ｃにそれぞれ対応するよ
うに３つの走査電極群１３ａ、１３ｂ、１３ｃに区分さ
れている。しかし、走査電極群の数は３に限定されな
い。複数の走査電極１３は、信号電極群の数に対応して
任意の数の走査電極群に区分され得る。

【００４９】走査電極群１３ａは、Ｘ方向に配列された
複数の走査電極１３（例えば、６４個の走査電極１３）
を含む。複数の走査電極１３のそれぞれは、Ｙ方向に延
びている。

【００５０】走査電極群１３ｂおよび走査電極群１３ｃ
の構成は、走査電極群１３ａの構成と同様である。

【００５１】なお、図３では、簡単のため、走査電極群
１３ａに含まれる複数の走査電極１３のうち３本の走査
電極１３−１１〜１３−１３のみを示し、走査電極群１
３ｂに含まれる複数の走査電極１３のうち３本の走査電
極１３−２１〜１３−２３のみを示し、走査電極群１３
ｃに含まれる複数の走査電極１３のうち３本の走査電極
１３−３１〜１３−３３のみを示している。

【００５２】以下、図２および図３を参照して、ディス
プレイデバイス１の動作を説明する。

【００５３】第１の走査期間において、走査電極群１３
ａに含まれる走査電極１３−１１と、走査電極群１３ｂ
に含まれる走査電極１３−２１と、走査電極群１３ｃに
含まれる走査電極１３−３１とに走査電圧が印加され
る。

【００５４】次に、第２の走査期間において、走査電極
群１３ａに含まれる走査電極１３−１２と、走査電極群
１３ｂに含まれる走査電極１３−２２と、走査電極群１
３ｃに含まれる走査電極１３−３２とに走査電圧が印加
される。

【００５５】次に、第３の走査期間おいて、走査電極群
１３ａに含まれる走査電極１３−１３と、走査電極群１
３ｂに含まれる走査電極１３−２３と、走査電極群１３
ｃに含まれる走査電極１３−３３とに走査電圧が印加さ
れる。

【００５６】このように、各走査期間において、複数の
走査電極群からそれぞれ１本ずつ選択された複数の走査
電極に同時に走査電圧が印加されるように、走査電極が
駆動される。このような駆動は、走査電極駆動回路（図
示せず）によって制御される。

【００５７】信号電極群１１ａに含まれる複数の信号電
極１１−１１、１１−１２、１１−１３、１１−１４に
は、それぞれ、信号線１６−１１、１６−１２、１６−
１３、１６−１４を介して信号電圧が印加される。信号
電極群１１ｂに含まれる複数の信号電極１１−２１、１
１−２２、１１−２３、１１−２４には、それぞれ、信
号線１６−２１、１６−２２、１６−２３、１６−２４
を介して信号電圧が印加される。信号電極群１１ｃに含
まれる複数の信号電極１１−３１、１１−３２、１１−
３３、１１−３４には、それぞれ、信号線１６−３１、
１６−３２、１６−３３、１６−３４を介して信号電圧
が印加される。

【００５８】信号電圧の値は、走査期間の変更に同期し
て更新される。信号電圧の信号電極への印加は、信号電
極駆動回路（図示せず）によって制御される。

【００５９】走査電圧が印加される走査電極と信号電圧
が印加される信号電極とに挟まれた機能材料層１２の画
素領域が駆動される。従って、各走査期間において、３
つの画素領域が同時に駆動される。例えば、機能材料層
１２が有機エレクトロルミネッセンス発光層である場合
には、各走査期間において、３つの画素領域が同時に発
光することになる。

【００６０】例えば、第１の走査期間においては、走査
電極１３−１１と信号電極１１−１１、１１−１２、１
１−１３、１１−１４、・・・とに挟まれた機能材料層
１２の画素領域と、走査電極１３−２１と信号電極１１
−２１、１１−２２、１１−２３、１１−２４、・・・
とに挟まれた機能材料層１２の画素領域と、走査電極１
３−３１と信号電極１１−３１、１１−３２、１１−３
３、１１−３４、・・・とに挟まれた機能材料層１２の
画素領域とが発光する。

【００６１】このように、複数の画素領域を同時に駆動
することにより、単純マトリックス構造のディスプレイ
デバイスを用いて、大面積または高精細な画面を実現す
ることが可能になる。

【００６２】なお、信号電極１１に信号電圧を供給する
ための信号線は、必ずしも、隣接する信号電極１１の間
に配置する必要はない。

【００６３】図４は、第１基板１０上に設けられた信号
線の改良された配置を示す。隣接する走査電極１３の隙
間に対応する第１基板１０上の位置に取り出しパッド３
１が設けられている。取り出しパッド３１のそれぞれか
ら隣接する走査電極１３の隙間に沿って１本の信号線が
引き出される。取り出しパッド３１から引き出された信
号線は、取り出し電極３２に接続される。取り出し電極
３２は、第２基板１５の走査電極１３に対応する位置に
設けられる。取り出し電極３２は、例えば、機械的な応
力による方法によって互いに接続され得る。

【００６４】図４に示される配置によれば、隣接する信
号電極の間には１本の信号線を設けるだけで済む。これ
により、複数の信号線が信号電極（または発光画素）の
間を通ることの煩雑さを避けることができる。

【００６５】なお、ディスプレイデバイスによっては、
走査電極１３を第１基板１０の上に設けることも可能で
ある。この場合には、第１基板１０に走査電極１３用の
取り出しパッドを設け、その取り出しパッドを介して走
査電極１３に走査電圧を供給するようにしてもよい。

【００６６】なお、第１基板１０上に形成されている複
数の信号電極１１は、必ずしも、複数の信号電極群に区
分されている必要はない。

【００６７】図５は、第１基板１０上に形成される複数
の信号電極１１の配置を示す平面図である。複数の信号
電極１１のそれぞれは、画素に対応する大きさを有して
いる。例えば、信号電極１１の大きさは画素の大きさに
一致していてもよいし、画素の大きさより大きくてもよ
い。画素の大きさは、例えば、１００ミクロン角であ
る。また、複数の信号電極１１のそれぞれは、画素に対
応する位置に配置されている。

【００６８】図５に示される例では、複数の信号電極１
１−１がＸ方向に配列されており、複数の信号電極１１
−１のそれぞれは共通の信号線１６−１に接続されてい
る。同様にして、複数の信号電極１１−２、１１−３、
１１−４がそれぞれＸ方向に配列されている。複数の信
号電極１１−２のそれぞれは共通の信号線１６−２に接
続されている。複数の信号電極１１−３のそれぞれは共
通の信号線１６−３に接続されている。複数の信号電極
１１−４のそれぞれは共通の信号線１６−４に接続され
ている。

【００６９】なお、図５では、簡単のため、４列分の信
号電極のみを示し、５列目以降の信号電極を省略してい
る。第１基板１０上にＹ方向に配列される信号電極の数
は任意の数であり得る。

【００７０】図５に示されるように複数の信号電極１１
が配置された第１基板１０は、図１に示されるディスプ
レイデバイス１における第１基板１０として使用され得
る。すなわち、第１基板１０に対向するように第２基板
１５が設けられ、第１基板１０と第２基板１５との間に
機能材料層１２が設けられる。

【００７１】複数の走査電極１３が第２基板１５上に形
成される。複数の走査電極１３のそれぞれはＹ方向に延
びている。複数の走査電極１３のうちの１つに選択的に
走査電圧が印加される。信号線１６−１、１６−２、１
６−３、１６−４、・・・のそれぞれに信号電圧が印加
される。その結果、１本の信号線に共通に接続されてい
る複数の信号電極１１に共通の信号電圧が印加される。
信号電圧が印加されている信号電極１１と走査電圧が印
加されている走査電極１３とに対応する位置にある機能
材料層１２の画素領域が駆動される。

【００７２】図１を参照して既に説明したように、第１
基板１０は透明基板であり、かつ、複数の信号電極１１
のそれぞれは透明電極であり得る。この場合には、ディ
スプレイデバイス１からの出力光は、透明な信号電極１
１を介して透明な第１基板１０から出力される。あるい
は、第２基板１５が透明基板であり、かつ、複数の走査
電極１３のそれぞれが透明電極であってもよい。この場
合には、ディスプレイデバイス１からの出力光は、透明
な走査電極１３を介して透明な第２基板１５から出力さ
れる。

【００７３】なお、走査電極１３が、信号電極１１と同
様に、画素に対応する大きさを有していてもよい。この
場合には、複数の走査電極１３が１本の共通の走査線に
接続され、その共通の走査線に接続された複数の走査電
極１３に共通の走査電圧が印加される。

【００７４】図６は、本発明の実施形態１のディスプレ
イデバイス１ａの構造を示す。ディスプレイデバイス１
ａは、有機発光デバイスに適した構造を有している。

【００７５】ディスプレイデバイス１ａは、メタル基板
５１と、メタル基板５１の上に形成された絶縁層５２と
を含む。絶縁層５２から各画素に対応する部分を取り除
くことにより、メタル基板５１をカソード電極として用
いることができる。カソード電極の上に有機機能材料層
が形成され、有機機能材料層の上に透明電極が形成され
る。出力光が透明電極から取り出される。

【００７６】メタル基板５１の金属材料としては、アル
ミニウム（アルミニウム−リチウム合金などを含む）や
ステンレスなどが使用され得る。メタル基板５１の上に
有機機能材料層として電子輸送層とホール輸送層とが形
成される。ホール輸送層の上に透明電極が形成される。
透明電極は、蒸着スパッタリングなどの方法で作製され
る。

【００７７】有機発光デバイスは、発光の各部で発光に
よらない熱の発生を避けることができないため、大面積
化には常に熱の問題を考慮しなければならない。金属基
板を導入することにより、熱の放熱条件が良くなるこ
と、薄くすることが可能でフレキシブルな発光素子が可
能となること、水分の透過率が低いことなどの利点が得
られる。

【００７８】なお、金属基板をカソード電極として用い
てもよいし、金属基板の上にカソード電極を形成するよ
うにしてもよい。金属基板の上に絶縁膜を設け、その絶
縁膜上に配線を形成してもよい。

【００７９】透明基板として使用され得るガラス基板
は、例えば、０．７ｍｍ厚のソーダガラスであり得る。
そのソーダガラスの上にソーダ等のイオンの拡散防止の
ために拡散防止膜が形成され、その拡散防止膜の上に透
明電極が形成される。透明電極は、例えば、０．０５ミ
クロン厚のインジウムスズの酸化物である。

【００８０】信号線は、例えば、アルミニウムで作製さ
れる。信号線は、２ミクロンの線幅と１ミクロンの厚さ
とを有するように形成され得る。

【００８１】１本の信号線の線幅を２ミクロン、信号線
間のギャップを２ミクロンとすることができる。この場
合、３本の信号線を平行して設けるために必要とされる
幅は、（２＋２）ミクロン×３本＋２ミクロン＝１４ミクロンとなる。このように、３本の信号線を平行して設けても
３本の信号線の幅は十分に小さいので、それらの信号線
により発光領域が制限されるおそれはない。

【００８２】走査電極の幅は、信号線の幅に比べて広
い。従って、走査電極は、信号線に比べて容易に作製さ
れ得る。走査電極には１ラインに対応する比較的大きな
電流を流す必要がある。走査電極は、アルミニウムなど
の金属で作製される。走査電極の幅は、画素の大きさに
対応して決定される。例えば、画素の大きさが０．１ｍ
ｍ角である場合には、走査電極の幅は０．１ｍｍであり
得る。

【００８３】ディスプレイデバイス１、１ａが有機発光
デバイスである場合には、走査電極の材料選択は重要で
ある。この場合、一般的には、走査電極の材料としてア
ルミニウムとリチウムの合金、または、マグネシウムと
銀の合金などが使用されている。本実施の形態では、走
査電極は、アルミニウム−リチウム合金を材料として抵
抗加熱法によりメタルマスクを用いて作製されている。

【００８４】従来のディスプレイデバイスでは、リード
線部における電圧損失をできるだけ低減するために、透
明電極の抵抗値をできるだけ低く抑える必要があった。
このため、本来の画素部分の機能で必要とされる抵抗値
より桁違いに小さい抵抗値が求められていた。その結
果、透明電極の抵抗値を下げるために他のマイナス要因
を犠牲にして透明電極の構造、材料を決定する必要があ
った。

【００８５】具体的には、透明電極の材料をインジウム
スズの酸化物化合物に限定したり、その厚さを限定した
りする必要があった。このような限定は、電力損失の増
加、クロストークの発生、信号の遅れという問題を生じ
させる原因となっていた。

【００８６】これに対し、本発明のディスプレイデバイ
スでは、透明電極の大きさを画素の大きさに対応するよ
うにできるため、透明電極の抵抗値を低く抑える必要が
ない。これは、本発明のディスプレイデバイスによれ
ば、透明電極を流れる電流経路の長さを従来に比べて格
段に短くすることができるからである。例えば、透明電
極の大きさが０．１ｍｍ角である場合には、透明電極を
流れる電流経路の長さはたかだか０．１ｍｍにすぎな
い。このことは、透明電極の材料選択を自由に行うこと
を可能にし、透明電極の膜厚を２桁薄くすることを可能
にする。

【００８７】透明電極の膜厚を薄くすることにより、透
明電極の材料コストを低減することができる。特に、透
明電極としてインジウム電極を使用する場合には、透明
電極のコストを全体のコストの１０分の１以下にするこ
とが可能となった。このことは、材料プロセスコストの
低減、スパッタリングなどのプロセス時間の短縮、信頼
性の向上などにつながる。

【００８８】透明電極の材料と信号線の材料とは、ディ
スプレイデバイスの寿命に影響する。一般に、材料に電
気を流すことにより、その材料がイオン化して物質の移
動（いわゆるマイグレーション）が生じるとディスプレ
イデバイスの特性の維持が妨げられる。上述したよう
に、本発明では、透明電極の材料選択を自由に行うこと
ができる。従って、透明電極の材料と信号線の材料とを
適切に選択することにより、マイグレーションによる特
性劣化の影響をなくすことができる。これにより、ディ
スプレイデバイスの長寿命化を図ることが可能になる。

【００８９】なお、透明電極の抵抗値を比較的高い値に
設定する場合には、透明電極の面抵抗（幅１ｃｍ、距離
１ｃｍあたりの電気抵抗）が１００オーム／平方センチ
メートルから１０キロオーム／平方センチメートルであ
ることが好ましい。

【００９０】透明電極は、酸化スズまたは酸化亜鉛など
の単体材料あるいはこれらの混合材料からなっていても
よい。

【００９１】信号線は、アルミニウムまたは銅を含む二
元合金材料からなっていてもよい。例えば、信号線の材
料は、アルミニウムに他の金属（例えば、銅、スズ、
銀、ニッケル、亜鉛など）を混合した二元合金材料であ
り得る。あるいは、信号線の材料は、銅に他の金属（例
えば、アルミニウム、スズ、ニッケル、銀、亜鉛など）
を少量混合した二元合金材料であってもよい。

【００９２】（実施形態２）図７は、本発明の実施形態
２のディスプレイデバイス２の構造を示す。

【００９３】ディスプレイデバイス２は、基板２１１
と、基板２１１の上に形成された複数のカソード電極２
１２と、複数のカソード電極２１２の上に形成された機
能材料層２１３と、機能材料層２１３の上に形成された
複数の透明なアノード電極２１５とを含む。ディスプレ
イデバイス２は、単純マトリックス構造を有している。

【００９４】複数のカソード電極２１２に印加される電
圧と複数のアノード電極２１５に印加される電圧とはい
ずれも、基板２１１の面のうち、カソード電極２１２が
形成されている面と反対側の面（以下、基板２１１の裏
面という）から供給される。

【００９５】このように、カソード電極２１２に印加さ
れる電圧（マイナスの電源電圧）とアノード電極２１５
に印加される電圧（プラスの電源電圧）とを基板２１１
の裏面から供給することにより、それらの電圧を取り出
すための取り出し電極をディスプレイデバイス２の側面
部に配置する必要がなくなる。このことは、ディスプレ
イデバイス２を２次元的にタイリングすることを可能に
する。

【００９６】例えば、Ｎ×Ｍ個の画素を有するディスプ
レイデバイス２を縦横３個ずつ合計９個配列することに
より、３Ｎ×３Ｍ個の画素を有するディスプレイデバイ
スを構成することが可能になる。これにより、単純マト
リックス構造のディスプレイデバイスを用いて、大画面
または高精細な画面を実現することが可能になる。

【００９７】また、カソード電極２１２に印加される電
圧（マイナスの電源電圧）とアノード電極２１５に印加
される電圧（プラスの電源電圧）とを基板２１１の裏面
から供給することにより、開口率の低下を防止すること
ができる。

【００９８】さらに、アノード電極（透明電極）２１５
を保持するための基板が不要となるため、基板２１１の
裏面からアノード電極２１５に至るディスプレイデバイ
ス２の積層構造の厚さを薄くすることができる。例え
ば、その厚さを５０ミクロン〜１５０ミクロンにするこ
とが可能である。

【００９９】なお、図７では、複数のカソード電極２１
２と機能材料層２１３とが空間的に離れているように示
されているが、これは説明の便宜のためである。実際に
は、複数のカソード電極層２１２と機能材料層２１３と
は、互いに接触するように形成されている。同様にし
て、図７では、機能材料層２１３と複数のアノード電極
２１５とが空間的に離れているように示されているが、
これは説明の便宜のためである。実際には、機能材料層
２１３と複数のアノード電極２１５とは、互いに接触す
るように形成されている。

【０１００】図８は、図７に示されるＡ−Ｂ線に沿った
ディスプレイデバイス２の断面を示す。図９は、図７に
示される基板２１１の裏面の構造を示す。

【０１０１】カソード電極２１２は、導入線２１８ａを
介して基板２１１の裏面に設けられている配線２１９ａ
に電気的に接続される。導入線２１８ａは、基板２１１
を貫通するように形成されている。配線２１９ａは、カ
ソード電極２１２を駆動するためのカソード電極駆動回
路２２０ａに電気的に接続される。カソード電極駆動回
路２２０ａは、基板２１１の裏面に設けられている。こ
れにより、カソード電極駆動回路２２０ａから出力され
る電圧が基板２１１の裏面から導入線２１８ａを介して
カソード電極２１２に供給される。

【０１０２】アノード電極２１５は、導入線２１８ｂを
介して基板２１１の裏面に設けられている配線２１９ｂ
に電気的に接続される。導入線２１８ｂは、有機材料層
２１３および基板２１１を貫通するように形成されてい
る。特に、導入線２１８ｂは、基板２１１上に形成され
ている隣接するカソード電極２１２の間を通るように形
成されている。配線２１９ｂは、アノード電極２１５を
駆動するためのアノード電極駆動回路２２０ｂに電気的
に接続される。アノード電極駆動回路２２０ｂは、基板
２１１の裏面に設けられている。これにより、アノード
電極駆動回路２２０ｂから出力される電圧が基板２１１
の裏面から導入線２１８ｂを介してアノード電極２１５
に供給される。

【０１０３】なお、カソード電極駆動回路２２０ａおよ
びアノード電極駆動回路２２０ｂの代わりに、カソード
電極２１２およびアノード電極２１５を駆動する単一の
駆動回路を基板２１１の裏面に設けるようにしてもよ
い。その単一の駆動回路には、配線２１９ａおよび配線
２１９ｂが接続される。

【０１０４】なお、アノード電極２１５を基板２１１の
裏面からではなく、発光素子の表面から取り出すように
してもよい。

【０１０５】カソード電極２１２とアノード電極２１５
との間に電圧が印加されている場合には、そのカソード
電極２１２とそのアノード電極２１５とが交差する位置
にある機能材料層２１３の画素領域が駆動される。例え
ば、機能材料層２１３が有機エレクトロルミネッセンス
発光層である場合には、そのカソード電極２１２とその
アノード電極２１５とが交差する位置にある画素領域が
発光する。

【０１０６】基板２１１は、樹脂、セラミック、金属の
いずれかの材料またはそれらの材料を複合化した材料か
ら作製される。セラミック、金属は、熱伝導の点では優
れている。セラミックは絶縁性であり、金属は導電性で
あるからそれぞれの特徴を活かして基板設計を行う必要
がある。一方、基板材料として有機材料を使用する場合
には、熱伝導は悪いかわりに、デバイス構成の容易さと
電極の入出力の容易なことなどが利点として挙げられ
る。

【０１０７】基板２１１として金属基板を使用する場合
には、金属表面に絶縁層を設けることにより、基板２１
１としてセラミック基板を使用する場合と同様に基板２
１１を扱うことができる。例えば、基板２１１がアルミ
ニウム基板である場合には、そのアルミニウムの表面に
シュウ酸アルミニウムなどの絶縁層を設ければよい。

【０１０８】基板２１１は、可撓性を有していることが
好ましい。例えば、ポリイミドと銅箔とを接着すること
により、可撓性を有する基板２１１を作製することがで
きる。あるいは、ガラスエポキシ樹脂と銅箔とを接着す
ることにより、可撓性を有する基板２１１を作製しても
よい。基板２１１の材料は、画素ピッチにおける穴形成
加工を精度よく行うことができる材料であることが好ま
しい。このような観点から、基板２１１の材料として、
ポリエステル、アラミドその他の各種の汎用フィルムを
広く用いることができる。

【０１０９】カソード電極２１２は、例えば、ＡｌＬｉ
合金またはＭｇＡｇ合金から成り、１５００オングスト
ロームの厚さを有するように形成される。アノード電極
（透明電極）２１５は、例えば、ＩＴＯ、ＺｎＯまたは
Ａｕなどから成る。アノード電極２１５の上には、パッ
シベーション膜２１６が形成され、パッシベーション膜
２１６の上には外部カバー２１７が形成される。

【０１１０】なお、基板２１１は、単一層構造を有して
いてもよいが、多層構造を有していることが好ましい。
多層構造の異なる層に、信号線と走査線とを分離して形
成することができるからである。多層構造における各層
は、樹脂、セラミックまたは金属から成る。

【０１１１】図１０は、基板２１１の多層構造の例を示
す。図１０に示される例では、基板２１１の内部に中間
配線層２２３ａ、２２３ｂが形成されており、基板２１
１の裏面に裏面配線層２１９ａ、２１９ｂが形成されて
いる。

【０１１２】中間配線層２２３ａ、２２３ｂには、信号
線、走査線、アース線、電源線などの線のうち１つない
し２つが形成される。例えば、中間配線層２２３ａに信
号線を形成し、中間配線層２２３ｂに走査線を形成する
ことにより、基板２１１の内部において信号線と走査線
とを分離することができる。裏面配線層２１９ａ、２１
９ｂには、中間配線層２２３ａ、２２３ｂに形成されな
い他の線が形成され得る。

【０１１３】特に、基板２１１の上にアクティブマトリ
ックス素子を形成する場合には、基板２１１を多層構造
とすることが好ましい。アクティブマトリックス素子
は、電力供給線を必要とするからである。

【０１１４】なお、基板２１１が３層以上の多層構造を
有し得ることはいうまでもない。特に、基板２１１の内
部に２層以上の中間配線層を設けるようにしてもよい。

【０１１５】なお、基板２１１が多層構造を有する場合
には、図９に示されるカソード電極駆動回路２２０ａ、
アノード電極駆動回路２２０ｂの一方または両方を基板
２１１の多層構造内に形成するようにしてもよい。例え
ば、カソード電極駆動回路２２０ａは、基板２１１の内
部に設けられた中間配線層２２３ａを介してカソード電
極２１２に電気的に接続され得る。アノード電極駆動回
路２２０ｂは、基板２１１の内部に設けられた中間配線
層２２３ｂを介してアノード電極２１５に電気的に接続
され得る。基板２１１の多層構造内にカソード電極２１
２およびアノード電極２１５を駆動するために必要なす
べての回路が形成される場合には、基板２１１の裏面に
裏面配線層を形成する必要はない。

【０１１６】基板２１１の多層構造内には、カソード電
極駆動回路２２０ａ、アノード電極駆動回路２２０ｂの
他に、ディスプレイデバイス２を動作させるためのメモ
リ素子、制御素子、メモリ表示コントローラ、ドライバ
などの任意の素子が設けられ得る。

【０１１７】機能材料層２１３は、様々な材料によって
構成され得る。機能材料層２１３の材料を変更すること
によって、本発明を任意のタイプのディスプレイデバイ
スに適用することができる。例えば、本発明を液晶ディ
スプレイデバイスに適用する場合には、機能材料層２１
３として液晶層を使用すればよい。本発明を有機発光デ
バイスに適用する場合には、機能材料層２１３として有
機エレクトロルミネッセンス発光層を使用すればよい。
この場合には、機能材料層２１３は、電子輸送層２１３
ａと、ホール輸送層２１３ｂとを含む。本発明を無機発
光デバイスに適用する場合には、機能材料層２１３とし
て無機エレクトロルミネッセンス発光層を使用すればよ
い。

【０１１８】なお、ディスプレイデバイス２が液晶ディ
スプレイデバイスである場合には、偏向フィルタやカラ
ーフィルタなどの構成がさらに必要であるが、図７およ
び図８ではこれらの構成は省略されている。

【０１１９】図１１は、基板２１１の裏面にアクティブ
マトリックス素子を形成した例を示す。アクティブマト
リックス素子（例えば、ＭＯＳトランジスタ）は、基板
２１１上にアモルファスシリコンまたはポリシリコンな
どの薄膜やゲート層をＣＶＤ、スパッタリングなどの方
法を用いて形成することによって形成される。

【０１２０】アクティブマトリックス素子を形成する際
には、高温プロセスが必要である。従って、基板２１１
の材料は３００度以上の耐熱性を有するセラミックまた
は金属であることが好ましい。

【０１２１】アクティブマトリックス駆動を行うために
は、画素に供給する信号を走査線の１周期に相当する期
間中メモリし、その１周期に相当する時間信号に応じた
電流をその画素に送り続ける必要がある。そのために
は、メモリ機能（すなわち、信号をメモリして、そのメ
モリ量に応じた電流を画素に供給する機能）を有するメ
モリ素子と、逆流防止機能（すなわち、特定の画素のみ
に電力が供給され、他の画素に電力が供給されることを
防止するスイッチング機能）を有する制御素子とが少な
くとも必要になる。

【０１２２】このような機能を有するメモリ素子と制御
素子とは、公知のプロセスを用いて基板２１１の上に直
接的に形成され得る。

【０１２３】図１１において、２３１は電流のゲート回
路素子、２３２は電流のコントロール回路素子を示す。
２３３は時定数を決めるためのコンデンサを示す。さら
に、電力を供給するための電力線２３４とグランド線２
３５（アース）とが設けられている。なお、２３６はド
レイン、２３７はゲート、２３８はソース、２３９は信
号線、２４０は走査線を示す。

【０１２４】図１２は、図１１に示される回路素子の回
路構成を示す。

【０１２５】このように、ディスプレイデバイス２の発
光面と反対側の面（すなわち、基板の裏面）に、ディス
プレイデバイス２を動作させるためのメモリ素子、制御
素子、メモリ表示コントローラ、ドライバなどを設ける
ことにより、配線の長さの短縮化とシステムのコンパク
ト化とを図ることができる。配線の長さを短縮すること
により、配線の低抵抗化を図ることができる。さらに、
上述したように、基板の裏面に配線および素子を設ける
ことは、大面積または高精細な画面を実現する上で非常
に有効である。

【０１２６】

【発明の効果】本発明によれば、複数の画素領域が同時
に駆動される。これにより、単純マトリックス構造のデ
ィスプレイデバイスを用いて、大面積または高精細な画
面を実現することが可能になる。

【０１２７】本発明では、単純マトリックス構造を利用
するため、アクティブマトリックス構造に比較して、デ
ィスプレイデバイスの作製に要するプロセスが短く、か
つ、その作製プロセスにおいて高温プロセスが不要であ
るという利点がある。これにより、コストの低減を図る
ことができる。

【０１２８】また、本発明によれば、透明電極の抵抗値
を低く抑える必要がない。これにより、透明電極の材料
選択を自由に行うことができる。また、透明電極の厚さ
を薄くすることができる。このことは、コストを低減
し、かつ、信頼性を向上させる。

【０１２９】このように、本発明は、低コストで、大面
積または高精細な画面を実現するディスプレイデバイス
を提供することを可能にする。さらに、本発明は、様々
なディスプレイに適用可能な共通の基本技術である。従
って、本発明による複合的な効果が大きい。

【０１３０】また、本発明では、複数の画素領域を同時
に駆動するため、走査すべき画面の面積を低減すること
ができる。その結果、ディスプレイデバイスの応答速度
が向上する。また、走査すべき画面の面積が低減される
ため、走査電極および信号電極に印加される電圧を低く
することができる。これにより、クロストークの発生を
抑制することが可能になる。その結果、ディスプレイデ
バイスの品質が向上する。また、走査電極および信号電
極に印加される電圧の低下によって、消費電力の低下、
信頼性の向上、駆動回路のコストの低減を図ることがで
きる。

【０１３１】さらに、本発明によれば、カソード電極を
駆動する駆動回路とアノード電極を駆動する駆動回路と
が基板の多層構造内に設けられる。あるいは、カソード
電極に印加される電圧とアノード電極に印加される電圧
とが基板の裏面から供給される。これにより、それらの
電圧を取り出すための取り出し電極をディスプレイデバ
イスの側面部に配置する必要がなくなる。このことは、
ディスプレイデバイスを２次元的にタイリングすること
を可能にする。その結果、単純マトリックス構造のディ
スプレイデバイスを用いて、大画面または高精細な画面
を実現することが可能になる。

【０１３２】また、それらの電圧を基板の裏面から供給
することにより、開口率を大きくすることができる、配
線の作業と発光素子の作製作業とを分離することができ
る、アクティブマトリックス素子を基板上に直接的に作
製することができる、基板を多層構造にすることにより
多層配線を実現することができるという利点が得られ
る。

【０１３３】また、基板材料をガラス以外のセラミッ
ク、金属とすることにより、放熱特性を改善することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１のディスプレイデバイス１
の構造を示す図である。

【図２】図１に示される第１基板１０の平面図である。

【図３】図１に示される第２基板１５の平面図である。

【図４】第１基板１０上に設けられた信号線の改良され
た配置を示す図である。

【図５】第１基板１０上に形成される複数の信号電極１
１の配置を示す平面図である。

【図６】本発明の実施形態１のディスプレイデバイス１
ａの構造を示す図である。

【図７】本発明の実施形態２のディスプレイデバイス２
の構造を示す図である。

【図８】図７に示されるＡ−Ｂ線に沿ったディスプレイ
デバイス２の断面を示す図である。

【図９】図７に示される基板２１１の裏面の構造を示す
図である。

【図１０】基板２１１の多層構造の例を示す図である。

【図１１】基板２１１の裏面にアクティブマトリックス
素子を形成した例を示す図である。

【図１２】図１１に示される回路素子の回路構成を示す
図である。

【符号の説明】１、１ａ、２ディスプレイデバイス１０第１基板１１信号電極１２機能材料層１３走査電極１５第２基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１基板と、前記第１基板に対向する第
２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けら
れた機能材料層とを備え、共通の信号電圧によって駆動される複数の信号電極が前
記第１基板上に形成されており、走査電極が前記複数の信号電極に対向するように前記第
２基板上に形成されている、ディスプレイデバイス。
【請求項２】前記第１基板は透明基板であり、前記信
号電極は透明電極である、請求項１に記載のディスプレ
イデバイス。
【請求項３】前記第２基板は透明基板であり、前記走
査電極は透明電極である、請求項１に記載のディスプレ
イデバイス。
【請求項４】第１基板と、前記第１基板に対向する第
２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けら
れた機能材料層とを備え、複数の信号電極群が前記第１基板上に形成され、前記複
数の信号電極群のそれぞれは所定の第１の方向に配列さ
れた複数の信号電極を含み、複数の走査電極群が前記複数の信号電極群に対向するよ
うに前記第２基板上に形成され、前記複数の走査電極群
のそれぞれは所定の第２の方向に延びる複数の走査電極
を含み、前記複数の走査電極群から選択された複数の走査電極に
走査電圧が印加されるとともに、前記複数の信号電極群
のうちの１つに含まれる前記複数の信号電極に信号電圧
が印加される、ディスプレイデバイス。
【請求項５】前記第１基板は透明基板であり、前記信
号電極は透明電極である、請求項４に記載のディスプレ
イデバイス。
【請求項６】前記第２基板は透明基板であり、前記走
査電極は透明電極である、請求項４に記載のディスプレ
イデバイス。
【請求項７】前記ディスプレイデバイスは、前記第１
基板上に形成された複数の信号線をさらに含み、前記複
数の信号線のうちの１つは、前記複数の信号電極群のう
ちの１つに含まれる前記複数の信号電極に接続されてい
る、請求項４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項８】前記複数の信号線は、隣接する信号電極
の間に設けられている、請求項７に記載のディスプレイ
デバイス。
【請求項９】前記複数の走査電極のうち隣接する走査
電極の隙間に対応する前記第１基板上の位置にパッドが
形成され、前記複数の信号線のうちの１つは、前記パッ
ドを介して取り出される、請求項７に記載のディスプレ
イデバイス。
【請求項１０】前記信号電極の面抵抗は、１００オー
ム／平方センチメートルから１０キロオーム／平方セン
チメートルである、請求項１から請求項９のいずれかに
記載のディスプレイデバイス。
【請求項１１】前記信号電極は、酸化スズまたは酸化
亜鉛の単体材料あるいはこれらの混合材料からなる、請
求項１から請求項１０のいずれかに記載のディスプレイ
デバイス。
【請求項１２】前記信号線は、アルミニウムまたは銅
を含む二元合金材料からなる、請求項７から請求項１１
のいずれかに記載のディスプレイデバイス。
【請求項１３】多層構造を有する基板と、前記基板の上に形成された複数の第１電極と、前記複数の第１電極の上に形成された機能材料層と、前記機能材料層の上に形成された複数の透明な第２電極
とを備え、前記第１電極および前記第２電極のそれぞれが、前記多
層構造を有する前記基板内に設けられた配線に電気的に
接続されている、ディスプレイデバイス。
【請求項１４】第１面と前記第１面に対向する第２面
とを有する基板と、前記基板の前記第１面上に形成された複数の第１電極
と、前記複数の第１電極の上に形成された機能材料層と、前記機能材料層の上に形成された複数の透明な第２電極
とを備え、前記複数の第１電極に印加される電圧と前記複数の第２
電極に印加される電圧とがいずれも前記基板の前記第２
面から供給される、ディスプレイデバイス。
【請求項１５】前記複数の第１電極と前記複数の第２
電極とを駆動する手段が前記基板の前記第２面に設けら
れている、請求項１４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１６】前記機能材料層は、液晶層である、請
求項１４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１７】前記機能材料層は、有機エレクトロル
ミネッセンス発光層である、請求項１４に記載のディス
プレイデバイス。
【請求項１８】前記機能材料層は、無機エレクトロル
ミネッセンス発光層である、請求項１４に記載のディス
プレイデバイス。
【請求項１９】前記基板は、可撓性を有する材料から
なる、請求項１４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２０】前記基板の前記第２面から前記第２電
極に至る前記ディスプレイデバイスの厚さが、５０ミク
ロンから１５０ミクロンである、請求項１４に記載のデ
ィスプレイデバイス。