JP2002221917A - アクティブマトリクス型表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス型表示装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 TFTを含む画素回路にデルタ配列を用いた
場合、配線を画素配列に沿って折り曲げて設計するなど
複雑な配線形状となり、配線に折れ曲がりが多くなるこ
とに起因して欠陥が増えやすく、歩留まり低下の原因に
なる。 【解決手段】 画素ごとに異なる光を発光する3色分の
有機EL素子が画素単位で配列されてなる素子層38
と、有機EL素子を駆動する画素回路が画素単位で配列
されてなる回路層32とを基板上に積層してなるアクテ
ィブマトリクス型有機EL表示装置において、素子層3
8でのRGBの各光を発光するサブピクセル(有機EL
素子)の画素配列をデルタ配列(A)とする一方、回路
層32での画素回路の画素配列をストライプ配列(B)
とし、両画素配列の各画素を1:1の対応関係を持って
対向配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各画素毎に能動素
子を有して当該能動素子によって画素単位で表示の制御
が行われるアクティブマトリクス型表示装置に関し、特
に各画素の発光素子(電気光学素子)として有機材料の
エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL(electr
oluminescence)素子と記す)を用いたアクティブマトリ
クス型有機エレクトロルミネッセンス表示装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、フラットパネルディスプレイとし
て、画素毎に配される発光素子に有機EL素子を用いた
有機EL表示装置が注目されている。有機EL素子は、
有機材料を陽極・陰極の2つの電極で挟み込む構造を持
ち、電極間に電圧が印加されることにより、陰極から電
子が、陽極から正孔が有機層に注入され、電子・正孔が
再結合することによって発光するものであり、10V以
下の駆動電圧で、数100〜数10000cd/m2
輝度を得ることができる。したがって、この有機EL素
子を画素の発光素子として用いた有機EL表示装置は、
次世代のフラットパネルディスプレイとして有望視され
ている。
【0003】有機EL表示装置の駆動方式としては、単
純(パッシブ)マトリクス方式とアクティブマトリクス
方式とが挙げられる。ディスプレイの大型化・高精細化
を実現するには、単純マトリクス方式の場合は、各画素
の発光期間が走査線(即ち、垂直方向の画素数)の増加
によって減少するため、瞬間的に各画素の有機EL素子
が高輝度で発光することが要求される。
【0004】一方、アクティブマトリクス方式の場合
は、各画素が1フレームの期間に亘って発光を持続する
ため、ディスプレイの大型化・高精細化が容易である。
このアクティブマトリクス型有機EL表示装置におい
て、有機EL素子を駆動する能動素子として、一般的
に、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;TFT)
が用いられている。
【0005】このTFTを含む画素駆動回路(以下、単
に画素回路と称す)と有機EL素子とは、画素ごとに
1:1の対応関係をもってそれぞれ別の層として形成さ
れる。具体的には、基板上にTFTを含む画素回路を作
製して回路層を形成する。この回路層の上に平坦化膜を
成膜し、画素回路と有機EL素子とを電気的に接続する
ためのコンタクト部を作製する。その上にさらに、発光
層を含む有機層が2つの電極間に挟持されてなる有機E
L素子を作製して素子層を形成する。
【0006】ところで、有機EL表示装置に良く用いら
れる低分子系の有機EL素子は、通常、有機層が真空蒸
着法によって成膜される。この低分子系有機EL素子を
画素に持つ有機EL表示装置をマルチカラー化、フルカ
ラー化する場合、各画素の有機EL素子をメタルマスク
等を用いて選択的に蒸着するため、精度の良い蒸着技術
が必要である。蒸着精度は、画素ピッチと解像度、発光
素子の開口率、蒸着のずれによる欠陥に影響を及ぼすた
め、高輝度・高精細・高信頼性の有機EL表示装置を作
製する上で極めて重要である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】1つの絵素が3つの異
なる発光色を持つ画素からなるフルカラーディスプレイ
において、例えばR(赤),G(緑),B(青)の各色
を発光する画素の最も簡単な画素配列は、図18に示す
ように、発光部が画素単位でストライプ状の形状に配置
されるストライプ配列である。このストライプ配列は、
全ての走査線と信号線とが直交することになるため、配
線などのレイアウトがシンプルであるという特長を持っ
ている。しかし、有機EL素子の蒸着を考えた場合、ス
トライプ配列では、1画素の縦横比が1:1/3とな
り、1画素の形状が細長くなるため、高い蒸着精度が要
求される。
【0008】なお、本明細書においては、1つの発光画
素を1画素(サブピクセル)と定義し、隣接するRGB
の3画素を単位として1絵素(ピクセル)と定義するも
のとする。また、画素がマトリクス状(行列状)に配列
されてなる画素部において、各行ごとの画素の配列方
向、即ち行を選択するための走査線に沿った方向を行方
向、各列ごとの画素の配列方向、即ち走査線と直交する
方向を列方向と定義するものとする。
【0009】他の画素配列として、図19に示すよう
に、発光部が画素単位で三角形(デルタ)の形状に配列
されたデルタ配列が挙げられる。このデルタ配列は、見
かけ上のディスプレイの解像度が高く見えるという利点
を持っており、画像表示用のディスプレイにしばしば利
用される。しかも、デルタ配列では、1画素の縦横比が
1/2:2/3となり、1画素の形状が正方形に近く、
ストライプ配列に比べて蒸着精度のマージンが大きい。
【0010】このように、発光部を画素単位でデルタ配
列した場合、従来は、TFTを含む画素回路について
も、同様にデルタ配列を採っていた。しかしながら、画
素回路にデルタ配列を用いた場合、上下で隣り合う画素
の配置される位置が、画素ピッチの2分の1となるた
め、走査線、信号線の配線を画素配列に沿って折り曲げ
て設計するなど複雑な配線形状となり、配線に折れ曲が
りが多くなることに起因して欠陥が増えやすく、歩留ま
り低下の原因になるなどの問題点があった。また、配線
レイアウトによっては配線が画素を横切るような場合が
発生し、このような場合には開口率の低下の原因となる
ことも考えられる。
【0011】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、発光部を画素単位で
デルタ配列した場合の特長を活かしつつ画素回路の信頼
性を向上し、高輝度・高精細・高信頼性のアクティブマ
トリクス型表示装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、発光部が画素単位で配列されてなる素
子層と、発光部の発光素子を駆動する画素回路が画素単
位で配列されてなる回路層とを基板上に積層してなるア
クティブマトリクス型表示装置において、画素回路が行
方向、列方向のいずれも直線上に存在するストライプ状
の画素配列(以下、ストライプ配列と称す)を持ち、発
光素子が画素回路の画素配列の行方向に2倍、列方向に
1/2倍の画素ピッチを有し、隣接する2行の画素配列
の位相差が1/2であるデルタ状の画素配列(以下、デ
ルタ配列と称す)を持つ構成を採っている。
【0013】上記構成のアクティブマトリクス型表示装
置において、デルタ配列は、見かけ上のディスプレイの
解像度が高く見えるとともに、精度の良い発光素子の蒸
着が可能となり、発光素子の信頼性を向上できるなどの
利点を持っている。したがって、発光部の画素配列をデ
ルタ配列とすることにより、ディスプレイの高精細化・
高輝度化に寄与できる。一方、画素回路の画素配列をス
トライプ配列とすることにより、配線を折り曲げる箇所
が少なくなり、配線形状を簡素化できるため、画素回路
の信頼性を高めることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の一
実施形態に係るアクティブマトリクス型表示装置、例え
ばアクティブマトリクス型有機EL表示装置の構成例を
示す回路図である。
【0015】図1において、画素回路(以下、単に画素
と記す場合もある)11がマトリクス状に多数配置され
て表示領域を構成している。ここでは、図面の簡略化の
ために、i行〜i+2行、i列〜i+2列の3行3列分
の画素配列を例に採って示している。この表示領域に
は、画素回路11の各々に対して、走査信号2X(i)
〜X(i+2)が順に与えられることによって各画素を
行単位で選択する走査線12i 〜12i+2 と、各画素に
画像データ、例えば輝度データY(i)〜Y(i+2)
を供給するデータ線(信号線)13i 〜13i+2 とが配
線されている。
【0016】以下の説明では、画素回路11として、i
行i列の画素(i,i)を例に採って説明する。ただ
し、他の画素の画素回路についても、全く同じ回路構成
となっている。また、表示素子として有機EL素子EL
iiを用いるとともに、画素トランジスタとしてTFT
(薄膜トランジスタ)を用いている。なお、画素回路1
1としては、この回路例に限定されるものではない。
【0017】この画素回路11は、画素を選択するため
の選択トランジスタTRiiaと、データ電圧を保持する
ための保持容量Ciiと、有機EL素子ELiiを駆動する
ための駆動トランジスタTRiibとを有する構成となっ
ている。そして、輝度データがデータ線13i から電圧
の形で与えられ、有機EL素子ELiiにはデータ電圧に
応じた電流が流れるようになっている。
【0018】具体的な接続関係としては、有機EL素子
ELiiは、そのアノードが共通電源線(電源電圧Vo)
14に接続されている。駆動トランジスタTRiibは、
有機EL素子ELiiのカソードと共通グランド線15と
の間に接続されている。保持容量Ciiは、駆動トランジ
スタTRiibのゲートと共通グランド線15との間に接
続されている。選択トランジスタTRiiaは、データ線
13i と駆動トランジスタTRiibのゲートとの間に接
続され、そのゲートが走査線12i に接続されている。
【0019】ここで、有機EL素子の構造の一例につい
て説明する。図2に、有機EL素子の断面構造を示す。
同図から明らかなように、有機EL素子は、透明ガラス
などからなる基板21上に、透明導電膜からなる第1の
電極(例えば、陽極)22を形成し、その上にさらに正
孔輸送層23、発光層24、電子輸送層25および電子
注入層26を順次堆積させて有機層27を形成した後、
この有機層27の上に低仕事関数の金属からなる第2の
電極(例えば、陰極)28を形成した構成となってい
る。
【0020】この有機EL素子において、第1の電極2
2と第2の電極28との間に直流電圧Eを印加すること
により、正孔は第1の電極(陽極)22から正孔輸送層
23を経て、電子は第2の電極(陰極)28は電子輸送
層25を経て、それぞれ発光層24内に注入される。そ
して、注入された正負のキャリアによって発光層24内
の蛍光分子が励起状態となり、この励起分子の緩和過程
で発光が得られるようになっている。
【0021】上記構成の本実施形態に係るアクティブマ
トリクス型有機EL表示装置の断面構造を図3に示す。
なお、図3には、ある1つの画素(サブピクセル)を構
成する有機EL素子とその画素回路を示している。
【0022】図3において、ガラス基板31上に先ず、
先述した選択トランジスタTRiiaおよび駆動トランジ
スタTRiibを含む画素回路(TFT回路)が作製され
て回路層32を形成するとともに、配線33がパターン
化されて形成され、その上に平坦化膜34が成膜され
る。平坦化膜34の上にはさらに、先述したように、2
つの電極35,36に有機層37が挟持されてなる有機
EL素子が作製されて素子層38を形成している。
【0023】図2に示した有機EL素子の断面構造との
関係において、下部電極35が第1の電極(例えば、陽
極)22に対応し、上部電極36が第2の電極(例え
ば、陰極)に対応し、有機層37が発光層24を含む有
機層27に対応している。そして、回路層32の画素回
路と素子層38の有機EL素子とは、平坦化膜34に形
成されるコンタクト部(接続部)39によって電気的に
接続される。
【0024】ここで、有機EL素子の画素配列と画素回
路の画素配列との組み合わせについて、図4の平面パタ
ーン図を用いて説明する。
【0025】本実施形態に係るアクティブマトリクス型
有機EL表示装置では、素子層38でのRGBの各光を
発光するサブピクセル(有機EL素子)の画素配列を、
図4(A)に示すデルタ配列とする一方、回路層32で
の画素回路の画素配列を、図4(B)に示すストライプ
配列とし、両画素配列の各画素を、図4(C)に示すよ
うに、1:1の対応関係を持って対向配置した構成を採
っている。なお、図4(A),(C)において、点線の
領域内が各画素の発光領域となっている。
【0026】このように、サブピクセル(有機EL素
子)の画素配列をデルタ配列とし、このデルタ配列のピ
クセルを互い違いに配置した場合、ディスプレイとして
は、デルタ配列の画像が得られる。デルタ配列は、先述
したように、見かけ上のディスプレイの解像度が高く見
えるという利点を持っており、特に画像表示用のディス
プレイに最適である。
【0027】ところで、特に低分子系有機EL素子は、
通常、有機層が蒸着によって成膜される。この有機EL
素子を画素に持つ有機EL表示装置をマルチカラー化、
フルカラー化する場合、これら有機EL素子を、メタル
マスクなどを用いて選択的に蒸着するため、精度の良い
蒸着技術が必要である。蒸着のずれは、有機層37が蒸
着されず下部電極36と上部電極37とが短絡したり、
隣接画素に蒸着されることで、混色や非発光の原因にな
る、などの問題が生じる。
【0028】また、蒸着精度が十分でない場合、所望の
画素ピッチを持つ有機EL素子を作製できないため、有
機ELディスプレイの高精細化が不可能となる。さら
に、通常、電極や絶縁膜等の加工精度に比べて、有機層
の蒸着精度の方が悪いため、たとえ、ある解像度のディ
スプレイの作成が可能としても、画素の精度は有機層に
よって律束される。すなわち、有機層の蒸着精度の低下
は、発光層の開口率の低下の原因となる。
【0029】これに対して、本実施形態に係る有機EL
表示装置では、サブピクセル(有機EL素子)の画素配
列としてデルタ配列を採っており、隣接するRGBの3
サブピクセルを単位とする1絵素(ピクセル)が占める
面積を一定とした場合、図5から明らかなように、デル
タ配列(B)の1サブピクセルの画素形状は、ストライ
プ配列(A)の1サブピクセルの画素形状に比べて正方
形に近い。
【0030】したがって、有機EL素子の有機層を蒸着
で成膜する場合、同一色のサブピクセル間の特に列方向
における距離を大きくとれるため、デルタ配列(B)の
方がストライプ配列(A)に比べて、蒸着用のメタルマ
スクの精度に余裕ができる。逆に、同一の精度をもつ蒸
着を行う場合には、デルタ配列(B)の方がストライプ
配列(A)に比べて開口率を大きくすることが可能とな
る。
【0031】また、メタルマスクの開口の形状が、スト
ライプ配列(A)の場合には、図6(A)に示すよう
に、長方形形状の画素に対応して細長い長方形(スリッ
ト状)となるのに対して、デルタ配列(B)の場合に
は、図6(B)に示すように、画素の形状に対応してよ
り正方形に近い形状となる。
【0032】ここで、蒸着ソースから飛んでくる粒子の
斜め成分に着目すると、開口形状が細長い長方形のマス
ク(A)の場合は、マスクによるけられが大きいため、
蒸着の斜め成分に対して弱い。マスクによるけられが大
きいと、画素内膜厚分布が悪化するため、有機EL素子
の信頼性低下の要因となる。これに対して、開口形状が
ほぼ正方形のマスク(B)の場合は、マスクによるけら
れが小さいため、蒸着の斜め成分に対して強く、画素内
膜厚分布を均一にできる。
【0033】近年のディスプレイの高精細化に伴い、蒸
着マスクが大型になり、剛性を保つために蒸着マスクの
肉厚も厚くなる傾向にある。蒸着マスクの肉厚が厚くな
ることで、マスクによるけられがさらに大きくなる。し
たがって、画素内膜厚分布を均一にする観点からして
も、サブピクセルの画素配列としては、ストライプ配列
よりもデルタ配列の方が有利である。
【0034】上述したことから明らかなように、サブピ
クセルの画素配列としてデルタ配列(B)を用いること
により、ストライプ配列(A)を用いる場合に比べて、
精度の良い有機EL素子の蒸着が可能となり、有機EL
素子の信頼性の向上および微細化が図れるため、高信頼
性でかつ高精細・高輝度な有機ELディスプレイを実現
できる。
【0035】一方、画素回路の画素配列についてはスト
ライプ配列を採用することにより、デルタ配列の場合の
ように、配線を画素配列に沿って折り曲げて設計する必
要がなく、配線を折り曲げる箇所が少なくて済むため、
配線形状を簡素化できる。その結果、画素回路の信頼性
を高めることができる。また、発光素子の発光領域につ
いては、必ずしも四辺形または四角形である必要はな
く、例えば図7に示すような六角形であっても良い。
【0036】なお、上記実施形態におけるデルタ配列と
は、図8に示すように、太線で囲ったデルタ配列の1ピ
クセル(1RGB)、即ち同一発光色のサブピクセルが
互いに隣接しない関係を有し、かつ異なる3色の3サブ
ピクセルの中心位置が互いに隣接しながら三角形を形成
するピクセルが、互い違いに配置されたピクセル配列の
ことを言っている。このデルタ配列に対して、画素回路
の画素配列をストライプ配列とする場合、データ信号か
ら適切な画像を得るためには、走査線やデータ線をデル
タ配列の画素配列にしたがって複雑に配線したり、駆動
システムでデータ信号をデルタ配列用のデータ信号に変
換したりするなどが必要となる。
【0037】ところで、デルタ配列の問題点として、行
方向に隣接するピクセル間の列方向の位相差が1/2ピ
クセル分存在することが挙げられ、デルタ配列では、縦
方向の直線の正確な画像表示が難しい。したがって、キ
ャラクタ(文字)表示を必要とするPC(パーソナルコ
ンピュータ)モニタ用ディスプレイでは、ストライプ配
列が用いられるのが一般的である。
【0038】図9に、デルタ配列の変形例を示す。この
変形例に係るデルタ配列は、太線で囲ったデルタ配列の
1ピクセル(1RGB)が、ストライプ状に配置された
デルタ配列となっている。すなわち、画素2行内で互い
に上下が反転した三角形である正デルタ状、逆デルタ状
が交互に配置されたピクセル配列となっている。このデ
ルタ配列の場合には、ディスプレイとしては、ストライ
プ配列と同様に、行方向に隣接するピクセルが互いに同
じ位置に配置されることになる。
【0039】したがって、有機EL素子の配列はデルタ
配列であることから、先述したように、同一色間のメタ
ルマスクの距離を大きくとれるため、精度の良い蒸着が
可能となり、有機EL素子の信頼性の向上および微細化
が図れる。しかも、デルタ配列の1ピクセル(1RG
B)がストライプ状に配置されているため、有機EL素
子がストライプ配列の場合と同様に駆動できる。したが
って、デルタ配列の場合に比べて、正確なキャラクタ表
示が可能となる。
【0040】これにより、デルタ配列の有機EL素子を
駆動する場合のように、走査線やデータ線を複雑に配線
したり、駆動システムでデータ信号をデルタ配列用のデ
ータ信号に変換したりする必要がないため、簡単な配線
および駆動システムで、高信頼性、高精細で、かつデル
タ配列と比較してキャラクタ表示に適した有機ELディ
スプレイの作製が可能となる。
【0041】ところで、先述した実施形態に係るアクテ
ィブマトリクス型有機EL表示装置のように、画素回路
の画素配列をストライプ配列とし、発光部の画素配列を
デルタ配列とした構成を採る場合、図10に示すよう
に、行間に直線状にコンタクト部39を形成し、このコ
ンタクト部39を介して回路層32の画素回路と、素子
層38の対応する有機EL素子とを電気的に接続する構
成が一般的に採られると考えられる。
【0042】図10において、実線で示す領域が発光部
(画素)を示し、点線で示す領域が発光領域を示してい
る。しかしながら、コンタクト部39を行間に直線状に
配置するには、行間にコンタクト部39を形成するため
に幅Wの領域を確保しなければならない。これにより、
列方向(垂直方向)の画素ピッチを小さく設定できなく
なる。逆に、ある一定の画素ピッチを確保するために
は、発光領域の面積(以下、発光面積と称す)を小さく
せざるを得ない。
【0043】このコンタクト部39の形成に伴う上記の
問題点を解消するために、本発明では、次のような構成
を採る。以下、回路層32の画素回路と素子層38の有
機EL素子とを電気的に接続するコンタクト部39を形
成する際の構成について、いくつか例を挙げて説明す
る。
【0044】[第1構成例]第1構成例では、画素回路
に対してコンタクト部39を、行方向で隣り合う2画素
を単位とし、これら2画素間で異なる位置に、例えば図
11に示すように、行間の境界線を挟んで上下にジグザ
グになるように配置する構成を採っている。これは、図
4(C)に示す構成そのものである。図4(C)からも
明らかなように、コンタクト部39は、走査線方向(行
方向)で隣り合う2画素間、即ちR画素とG画素間、G
画素とB画素間、B画素とR画素間で位置が異なり、行
間の境界線を挟んで上下にジグザグの配置となってい
る。
【0045】このように、画素回路の画素配列をストラ
イプ配列とし、発光部の画素配列をデルタ配列とした構
成のアクティブマトリクス型有機EL表示装置におい
て、画素回路に対してコンタクト部39を行方向で隣り
合う2画素を単位とし、これら2画素間で異なる位置に
配置することにより、行間にコンタクト部39を配置す
るための領域を確保する必要がなくなるため、その分だ
け発光面積をより大きくとることができるとともに、垂
直方向の画素ピッチをより小さく設定できる。
【0046】[第1構成例の変形例]なお、発光部およ
び発光領域の形状については、図11に示すような矩形
に限られるものではなく任意である。一例として、図1
2に示すように、発光部および発光領域の形状を五角形
とし、隣り合う2行間で各発光部の突出部分を噛み合わ
せるように配置する構成が考えられる。この場合、コン
タクト部39については、図12に示すように、発光領
域の突出部分に配置するようにする。この場合にも、コ
ンタクト部39は画素回路に対して2画素を単位とし、
これら2画素間で異なる位置に配置されることになる。
【0047】このように、発光部および発光領域の形状
を五角形とし、その突出部分にコンタクト部39を配置
することにより、五角形の発光領域のうち、実際に発光
に寄与する領域(以下、実発光領域と称す)を突出部分
を除くほぼ矩形領域とすることができるため、発光面積
をより大きくとることができる。すなわち、コンタクト
部39の形成部分には段差が生じ、発光に寄与しない領
域となるため、発光部および発光領域の形状を図11に
示すような矩形とした場合には、その矩形領域がそのま
ま実発光領域となるのではなく、コンタクト部39の形
成部分だけ実発光領域が狭くなる。
【0048】これに対して、本変形例の場合のように、
発光部および発光領域の形状を五角形とし、その突出部
分にコンタクト部39を配置する、換言すれば、発光部
の決められた発光領域(本例の場合、図11に示す矩形
領域)に対してその発光領域外に配置することにより、
突出部分だけが発光に寄与しない領域となるだけであ
り、図11に示す矩形領域と同等の大きさの領域を実発
光領域とすることができるため、発光面積をより大きく
とることができるのである。
【0049】上記構成例およびその変形例においては、
コンタクト部39の位置についてのみ特定するものであ
り、画素回路を構成するTFT等の回路素子のレイアウ
トについては特に問わない。ただし、回路素子のレイア
ウトが画素間で異なると、一般的に、画素回路の特性も
画素間でばらつく可能性がある。
【0050】[第2構成例]そこで、第2構成例では、
図13(A)に示すように、コンタクト部39を行方向
で隣り合う2画素(F,F′)を単位とし、これら2画
素(F,F′)間で異なる位置に、即ち上下にジグザグ
になるように配置する一方、画素回路を構成するTFT
等の回路素子のレイアウトを画素間で同一(一定)にす
る構成を採っている。なお、図13(A)では、回路層
32の画素形状および発光部とのコンタクト部39のみ
を示している。また、F,F′は、コンタクト部39の
位置のみが異なり、回路素子のレイアウトは同じである
ことを意味している。
【0051】このように、コンタクト部39のみを行方
向で隣り合う2画素を単位とし、これら2画素で異なる
位置に配置する一方、画素回路を構成するTFT等の回
路素子のレイアウトを画素間で同一にすることにより、
コンタクト部39の位置の設定によって発光面積をより
広くとり、発光領域の最適化を図ることができるととも
に、回路素子のレイアウトによる画素ごとの画素回路の
特性変動を最小限に抑え、一様な特性を持つ画素回路部
を実現することができる。
【0052】[第2構成例の変形例]この変形例では、
図13(B)に示すように、画素回路を構成するTFT
等の回路素子のレイアウトを画素間で同一(一定)にす
るとともに、画素回路に対してコンタクト部39を中心
からずれた位置に配置し、この画素回路を行方向に隣り
合う2画素間で反転させた構成を採っている。これによ
り、回路素子のレイアウトが画素間で同一であるのに対
し、コンタクト部39のみが行方向で隣り合う2画素を
単位とし、これら2画素間で上下にジグザグに配置され
ることになる。
【0053】この変形例の場合にも、コンタクト部39
の位置の設定によって発光面積をより広くとり、発光領
域の最適化を図ることができるとともに、回路素子のレ
イアウトによる画素ごとの画素回路の特性変動を最小限
に抑え、一様な特性を持つ画素回路部を実現することが
できる。特に、画素回路として、走査線が1本だけの回
路構成のものを使用する場合には、当該走査線を画素回
路の真ん中に行方向に沿って配線することができる。
【0054】[第3構成例]第3構成例では、画素回路
を構成するTFT等の回路素子のレイアウトを画素間で
同一(一定)にするとともに、画素回路に対してコンタ
クト部39の位置も画素間で同一にし、図14(A)に
示すように、各画素回路を行方向に隣り合う2画素間で
列方向にずらした構成を採っている。これにより、コン
タクト部39のみが行方向で隣り合う2画素を単位と
し、これら2画素間で上下にジグザグに配置されること
になる。
【0055】この構成例の場合にも、コンタクト部39
の位置の設定によって発光面積をより広くとり、発光領
域の最適化を図ることができるとともに、回路素子のレ
イアウトによる画素ごとの画素回路の特性変動を最小限
に抑え、一様な特性を持つ画素回路部を実現することが
できる。なお、図14(B)に示すように、画素回路を
行方向に隣り合う2画素間で反転させかつ列方向にずら
した構成を採った場合にも、同様の作用効果を得ること
ができる。
【0056】[第4構成例]図15は、第4構成例に係
るレイアウトを示すパターン図であり、画素回路が図1
6に示す電流書き込み型画素回路からなる場合のレイア
ウトの実例を示している。
【0057】先ず、電流書き込み型画素回路の回路構成
について説明する。ここでは、図面の簡略化のために、
i列において互いに隣り合うi行目およびi+1行目の
2画素(i,i),(i,i+1)の画素回路P1,P
2のみを示している。
【0058】図16において、画素(i,i)の画素回
路P1は、カソードが第1電源(本例では、グランド)
に接続された有機EL素子41−1と、ドレインが有機
EL素子41−1のアノードに接続され、ソースが第2
電源(本例では、正電源Vdd)に接続されたTFT4
2−1と、このTFT42−1のゲートと正電源Vdd
との間に接続されたキャパシタ43−1と、ドレインが
TFT42−1のゲートに、ゲートが走査線48B−1
にそれぞれ接続されたTFT44−1とを有している。
【0059】同様に、画素(i,i+1)の画素回路P
2は、カソードがグランドに接続された有機EL素子4
1−2と、ドレインが有機EL素子41−2のアノード
に接続され、ソースが正電源Vddに接続されたTFT
42−2と、このTFT42−2のゲートと正電源Vd
dとの間に接続されたキャパシタ43−2と、ドレイン
がTFT42−2のゲートに、ゲートが走査線48B−
2にそれぞれ接続されたTFT44−2とを有してい
る。
【0060】そして、これら2画素分の画素回路P1,
P2に対して、ドレインとゲートが電気的に短絡された
いわゆるダイオード接続のTFT45と、このTFT4
5とデータ線47との間に接続されたTFT46とが共
通に設けられている。すなわち、TFT45は、ドレイ
ン・ゲートが画素回路P1のTFT44−1のソースお
よび画素回路P2のTFT44−2のソースにそれぞれ
接続され、ソースが正電源Vddに接続されている。ま
た、TFT46は、ドレインがTFT45のドレイン・
ゲートに、ソースがデータ線47に、ゲートが走査線4
8Aにそれぞれ接続されている。
【0061】この回路例では、TFT42−1,42−
2およびTFT45としてPチャネルMOSトランジス
タを、TFT44−1,44−2およびTFT46とし
てNチャネルMOSトランジスタを用いている。ただ
し、これらの導電型に限られるものではない。
【0062】上記構成の画素回路P1,P2において、
TFT46は、データ線47から与えられる電流Iwを
TFT45に選択的に供給する第1の走査スイッチとし
ての機能を持つ。TFT45は、データ線47からTF
T46を通して与えられる電流Iwを電圧に変換する変
換部としての機能を持つとともに、TFT42−1,4
2−2と共にカレントミラー回路を形成している。ここ
で、TFT45を画素回路P1,P2間で共用できるの
は、TFT45が電流Iwの書き込みの瞬間だけ利用さ
れる素子だからである。
【0063】TFT44−1,44−2は、TFT45
で変換された電圧をキャパシタ43−1,43−2に選
択的に供給する第2の走査スイッチとしての機能を持
つ。キャパシタ43−1,43−2は、TFT45で電
流から変換され、TFT44−1,44−2を通して与
えられる電圧を保持する保持部としての機能を持つ。T
FT42−1,42−2は、キャパシタ43−1,43
−2に保持された電圧を電流に変換し、有機EL素子4
1−1,41−2に流すことによってこれら有機EL素
子41−1,41−2を発光駆動する駆動部としての機
能を持つ。
【0064】ここで、上記構成の電流書き込み型画素回
路における輝度データの書き込み動作について説明す
る。
【0065】先ず、画素(i,i)に対する輝度データ
の書き込みを考えると、走査線48A,48B−1が共
に選択された状態で、データ線47に輝度データに応じ
た電流Iwが与えられる。この電流Iwは、導通状態に
あるTFT46を通してTFT45に供給される。TF
T45に電流Iwが流れることにより、TFT45のゲ
ートには電流Iwに応じた電圧が発生する。この電圧
は、導通状態にあるTFT44−1を通してキャパシタ
43−1に保持される。
【0066】そして、キャパシタ43−1に保持された
電圧に応じた電流がTFT42−1を通して有機EL素
子41−1に流れる。これにより、有機EL素子41−
1が発光を開始する。走査線48A,48B−1が非選
択状態になると、画素(i,i)への輝度データの書き
込み動作が完了する。この一連の動作において、走査線
48B−2が非選択状態にあるので、画素(i,i+
1)の有機EL素子41−2はキャパシタ43−2に保
持された電圧に応じた輝度で発光しており、画素(i,
i)への書き込み動作は有機EL素子41−2の発光状
態に何らの影響も与えない。
【0067】次いで、画素(i,i+1)に対する輝度
データの書き込み動作について考えると、走査線48
A,48B−2が共に選択された状態で、データ線47
に輝度データに応じた電流Iwが与えられる。この電流
IwがTFT46を通してTFT45に流れることで、
TFT45のゲートには電流Iwに応じた電圧が発生す
る。この電圧は、導通状態にあるTFT44−2を通し
てキャパシタ43−2に保持される。
【0068】そして、キャパシタ43−2に保持された
電圧に応じた電流がTFT42−2を通して有機EL素
子41−2に流れ、よって有機EL素子41−2が発光
を開始する。この一連の動作において、走査線48B−
1が非選択状態にあるので、画素(i,i)の有機EL
素子41−1はキャパシタ43−1に保持された電圧に
応じた輝度で発光しており、画素(i,i+1)への書
き込み動作は有機EL素子41−1の発光状態に何らの
影響も与えない。
【0069】続いて、上記構成の電流書き込み型画素回
路を用いた場合のレイアウトの実例について、図15の
パターン図を用いて説明する。
【0070】本レイアウトの例では、行方向(走査線方
向)で隣り合う2画素(i,i),(i,i+1)の画
素回路を組とし、これら2画素の画素回路を構成する回
路素子、特にTFTおよびその配線パターンについて
は、列間の境界線に関して対称となるレイアウトとして
いる。ただし、素子層の有機EL素子と画素回路とを電
気的に接続するコンタクト部39については、先述した
第1〜第3構成例の場合と同様に、この組をなす2画素
を単位とし、これら2画素間で上下にジグザグになるよ
うに、画素回路に対して異なる位置に配置するようにし
ている。
【0071】図15のレイアウトパターン図において、
各回路素子を図16の画素回路の回路図における画素
(i,i)の画素回路P1の各回路素子と対応させる
と、T1がTFT45に、T2がTFT42−1に、T
3がTFT46に、T4がTFT44−1に、Cs(ハ
ッチング領域)がキャパシタ43−1にそれぞれ対応し
ている。
【0072】そして、図15から明らかなように、行方
向(図の左右方向)で隣り合う2画素(i,i),(i
+1,i)の画素回路間において、2画素単位でジグザ
グになるように配置されたコンタクト部39を除いて、
回路素子のレイアウトが列間の境界線Lyに関して対称
となるように構成されている。また、列方向(図の上下
方向)で隣り合う2画素(i,i),(i,i+1)、
即ち隣り合う2行の画素回路間において、コンタクト部
39を除いて、回路素子のレイアウトが行間の境界線L
xに関して対称となるように構成されている。
【0073】これら各画素のレイアウトパターンにおい
て、行方向で隣り合う2画素を単位とし、これら2画素
間、即ち図15の例では、画素(i,i)と画素(i+
1,i)間、画素(i,i+1)と画素(i+1,i+
1)間には、境界線Lyに沿って電源(Vdd)線51
が配線されている。そして、この電源線51を行方向で
隣り合う2画素間で共用するようにしている。この構成
を採ることで、2列分の電源線を1本の電源線として配
線できるため、図15から明らかなように、電源線51
の配線幅を太く設定できることになる。
【0074】また、列方向で隣り合う2画素を単位と
し、これら2画素間、即ち図15の例では、画素(i,
i)と画素(i,i+1)間、画素(i+1,i)と画
素(i+1,i+1)間、画素(i+2,i)と画素
(i+2,i+1)間には、境界線Lxに沿ってX1
(i,i+1)の走査線52が配線されている。そし
て、この走査線52を列方向で隣り合う2画素間で共用
することで、図16の画素回路におけるTFT46、即
ち図15のトランジスタT3の2画素間での共用化を図
っている。
【0075】さらに、面積の大きい配線パターン、例え
ば電源線51の配線パターン中に存在するトランジスタ
T1(図16のTFT45)のソースのコンタクト部A
や、トランジスタT2(図16のTFT42−1)のソ
ースのコンタクト部Bなどの近傍には、配線方向に沿っ
て延びるスリット53,54が形成されている。図17
に、例えばコンタクト部Aの近傍にスリット53を有す
るトランジスタT1の構造を示す。ここで、スリット5
3(54)の作用について説明する。
【0076】トランジスタT1の横に大きい領域(面
積)の配線パターン、本例では電源線51の配線パター
ンが存在すると、製造の段階で熱を与えたときに配線材
料(例えば、アルミニウム)がトランジスタ側に拡散
し、トランジスタを破壊する懸念がある。これに対し
て、トランジスタT1のコンタクト部Aの近傍にスリッ
ト53を形成することで、トランジスタ側に拡散する配
線材料の供給源を減らすことができる。その結果、配線
材料のトランジスタ側への拡散を抑えることができるた
め、製造段階でのトランジスタの破壊を未然に防止でき
る。また、電源線51の配線パターンの配線方向に沿っ
てスリット53(54)を形成しているため、スリット
形成に伴う配線抵抗の増大を最小限に抑えることができ
る。
【0077】上述したように、上記の各構成例によれ
ば、コンタクト部39を2画素を単位とし、これら2画
素間で上下にジグザグになるように、画素回路に対して
異なる位置に配置するようにしたことにより、発光面
積、即ち開口率を大きくとれるため、アクティブマトリ
クス型有機EL表示装置の高輝度化を図ることができ
る。しかも、画素回路間の特性を一様にできるため、ア
クティブマトリクス型有機EL表示装置の高品位化も図
ることができる。
【0078】なお、上記実施形態では、画素回路の発光
素子として、有機EL素子を用いたアクティブマトリク
ス型有機EL表示装置に適用した場合を例に採って説明
したが、本発明はこれに限られるものではなく、回路層
上に発光層を含む素子層を積層してなるアクティブマト
リクス型表示装置全般に適用し得るものである。
【0079】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アクティブマトリクス型表示装置において、発光部が画
素単位で配列されてなる素子層と、発光部の発光素子を
駆動する画素回路が画素単位で配列されてなる回路層と
を基板上に積層するに当たり、画素回路の画素配列をス
トライプ配列とする一方、発光素子の画素配列をデルタ
配列としたことにより、発光素子のデルタ配列の特長を
活かしつつ画素回路の信頼性を向上し、高信頼性でかつ
高精細・高輝度な表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るアクティブマトリク
ス型有機EL装置の構成例を示す回路図である。
【図2】有機EL素子の構造の一例を示す断面図であ
る。
【図3】本実施形態に係るアクティブマトリクス型有機
EL表示装置の断面構造を示す断面図である。
【図4】有機EL素子の画素配列と画素回路の画素配列
との組み合わせを示す平面パターン図である。
【図5】有機EL素子のストライプ配列(A)、デルタ
配列(B)による画素間距離の違いを示す図である。
【図6】メタルマスクの開口形状を示す図である。
【図7】発光素子の発光領域の他の形状を示す図であ
る。
【図8】有機EL素子のデルタ配列の一例を示す図であ
る。
【図9】有機EL素子のデルタ配列の変形例を示す図で
ある。
【図10】コンタクト部の形成に伴う問題点を説明する
図である。
【図11】コンタクト部形成の第1構成例を示す図であ
る。
【図12】第1構成例の変形例を示す図である。
【図13】コンタクト部形成の第2構成例を示す図であ
る。
【図14】コンタクト部形成の第3構成例を示す図であ
る。
【図15】コンタクト部形成の第4構成例を示すレイア
ウトパターン図である。
【図16】電流書き込み型画素回路の構成の一例を示す
回路図である。
【図17】コンタクト部近傍にスリットを持つトランジ
スタの構造を示す斜視図である。
【図18】ストライプ配列の構成図である。
【図19】デルタ配列の構成図である。
【符号の説明】
11…画素回路、12i 〜12i+2 ,52…走査線、1
3i 〜13i+2 …データ線、14,51…共通電源線、
15…共通グランド線、22…第1の電極、24…発光
層、27,37…有機層、31…ガラス基板、32…回
路層、34…平坦化膜、35…下部電極、36…上部電
極、38…素子層、39…コンタクト部(接続部)、5
3,54…スリット、Cii…保持容量、ELii…有機E
L素子、P1,P2…画素回路、TRiia…選択トラン
ジスタ、TRiib…駆動トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // G09G 3/30 G09G 3/30 Z (72)発明者 森 敬郎 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 関谷 光信 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 3K007 AB02 AB04 AB17 AB18 BA06 DA01 DB03 EB00 GA04 5C080 AA06 BB05 CC03 DD28 FF11 JJ03 JJ06 5C094 AA05 AA08 AA10 AA21 AA31 AA42 AA43 AA48 AA53 BA03 BA12 BA27 CA19 CA20 CA24 DA09 DA13 DB01 DB04 EA04 EA07 EB02 FA01 FB01 FB12 FB14 FB15 FB20 GA10 JA01

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光部が画素単位で配列されてなる素子
    層と、前記発光部の発光素子を駆動する画素回路が画素
    単位で配列されてなる回路層とが基板上に積層されてな
    るアクティブマトリクス型表示装置であって、 前記画素回路が行方向、列方向のいずれも直線上に存在
    するストライプ状の画素配列を持ち、 前記発光部が前記画素回路の画素配列の行方向に2倍、
    列方向に1/2倍の画素ピッチを有し、隣接する2行の
    画素配列の位相差が1/2であるデルタ状の画素配列を
    持つことを特徴とするアクティブマトリクス型表示装
    置。
  2. 【請求項2】 前記発光素子は異なる3色の光を発光す
    る3個を単位として1絵素を構成しており、 同一発光色の画素が互いに隣接しない関係を有し、かつ
    1絵素内の異なる3色の3画素の中心位置が互いに隣接
    しながら三角形を形成するデルタ状の関係に配置され、 さらに列方向に隣接する画素が、画素2行内で互いに上
    下が反転した三角形である正デルタ状、逆デルタ状に交
    互に配置されていることを特徴とする請求項1記載のア
    クティブマトリクス型表示装置。
  3. 【請求項3】 前記発光部と前記画素回路とを接続する
    接続部が、前記画素回路に対して行方向で隣り合う2画
    素を単位とし、これら2画素間で異なる位置に配置され
    ていることを特徴とする請求項1記載のアクティブマト
    リクス型表示装置。
  4. 【請求項4】 前記接続部は、前記発光部の決められた
    形状の発光領域に対してその発光領域外に配置されてい
    ることを特徴とする請求項1記載のアクティブマトリク
    ス型表示装置。
  5. 【請求項5】 前記接続部は、前記発光部の決められた
    形状の発光領域に対してその発光領域外に配置されてい
    ることを特徴とする請求項3記載のアクティブマトリク
    ス型表示装置。
  6. 【請求項6】 前記画素回路は、前記2画素間で回路素
    子のレイアウトが同じであることを特徴とする請求項3
    記載のアクティブマトリクス型表示装置。
  7. 【請求項7】 前記画素回路は、前記2画素の回路素子
    のレイアウトが列間の境界線に関して対称であることを
    特徴とする請求項1記載のアクティブマトリクス型表示
    装置。
  8. 【請求項8】 前記画素回路は、前記2画素の回路素子
    のレイアウトが列間の境界線に関して対称であることを
    特徴とする請求項6記載のアクティブマトリクス型表示
    装置。
  9. 【請求項9】 前記画素回路は、前記2画素ごとに画素
    の境界に列方向に沿って配線された電源線を有し、この
    電源線を2画素間で共用することを特徴とする請求項7
    記載のアクティブマトリクス型表示装置。
  10. 【請求項10】 前記画素回路は、隣り合う2行を単位
    とし、これら2行の画素間で回路素子のレイアウトが行
    間の境界線に関して対称であることを特徴とする請求項
    1記載のアクティブマトリクス型表示装置。
  11. 【請求項11】 前記画素回路は、隣り合う2行を単位
    とし、これら2行の画素間で回路素子のレイアウトが行
    間の境界線に関して対称であることを特徴とする請求項
    6記載のアクティブマトリクス型表示装置。
  12. 【請求項12】 前記画素回路は、前記2行ごとに画素
    の境界に行方向に沿って配線された走査線を有し、この
    走査線を2行の画素間で共用することを特徴とする請求
    項10記載のアクティブマトリクス型表示装置。
  13. 【請求項13】 前記画素回路は、配線パターン中に存
    在する回路素子の接続部の近傍に配線方向に沿って形成
    されたスリットを有することを特徴とする請求項1記載
    のアクティブマトリクス型表示装置。
  14. 【請求項14】 前記発光素子は、第1,第2の電極お
    よびこれら電極間に発光層を含む有機層を有する有機エ
    レクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請
    求項1記載のアクティブマトリクス型表示装置。
  15. 【請求項15】 前記画素回路は、薄膜トランジスタ回
    路であることを特徴とする請求項1記載のアクティブマ
    トリクス型表示装置。
  16. 【請求項16】 発光部の発光素子を駆動する画素回路
    が画素単位でマトリクス状に配列されてなるアクティブ
    マトリクス型表示装置であって、 前記画素回路は、配線パターン中に存在する回路素子の
    接続部の近傍に配線方向に沿って形成されたスリットを
    有することを特徴とするアクティブマトリクス型表示装
    置。
  17. 【請求項17】 前記発光素子は、第1,第2の電極お
    よびこれら電極間に発光層を含む有機層を有する有機エ
    レクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請
    求項16記載のアクティブマトリクス型表示装置。
  18. 【請求項18】 前記画素回路は、薄膜トランジスタ回
    路であることを特徴とする請求項16記載のアクティブ
    マトリクス型表示装置。
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