JP2004111082A - Electroluminescence display device and pattern layout method therefor - Google Patents

Electroluminescence display device and pattern layout method therefor Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that the use efficiency of a space is low and it is not suitable for high densification since the interval of each signal line and a drive wire is set according to a color to which an area is set most widely. <P>SOLUTION: The difference of life due to materials is adjusted for every color component by setting the length of a pixel area in a row direction according to the life of a luminescent material. Furthermore, a margin is set in the row or column direction within the pixel area to cope with the change of the material after the design, and a light emitting area is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence:以降ELと言う。)自発光素子及び薄膜トランジスタ(TFT)を用いたカラー表示装置及びその設計方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、EL素子を用いたEL表示装置が、CRTやLCDに代わる表示装置として注目されている。このEL表示装置のカラー化の方法として、赤・緑・青の3原色を発光する発光材料を用いる塗り分け方式や、単色の発光材料にカラーフィルタや色変換層を用いる方式などが提案されている。
【0003】
塗りわけ方式の場合、色ごとに異なる発光材料を用いるが、これらの発光材料は、色度、寿命、発光効率など、固有の特性を有する。一般に、カラー画像表示するディスプレイにおいては、ホワイトバランスを取るため、各発光材料の色度から自動的に各発光に必要な輝度が決められる。それらの輝度は与える電流密度にほぼ比例するため、発光効率の悪い発光材料において必要とされる輝度を得るには、他の発光領域よりも大きな電流密度を与えなければならない。しかしながら、そのような発光効率の悪い材料では、電流密度を大きくする分、発光材料自体に負荷がかかるため、発光材料の寿命が短くなり、その結果、EL表示装置全体の寿命も短くなってしまうという問題があった。
【0004】
図9は、上記の問題を鑑みて提案された特開2000−290441号公報の有機EL表示装置の概略を示す平面図である。ゲート信号線51、ドレイン信号線52ならびに電源駆動線53とに囲まれた領域がマトリクス状に形成されている。その領域内に色ごとに異なる面積を有する発光領域R90、G90、B90が形成されており、これが発光を視認できる領域を示している。なお、本図において、Rは赤色、Gは緑色、Bは青色を示している。
【0005】
色ごとに発光面積を異ならせるための基準は、各色を示す発光材料の発光効率である。発光効率の悪い発光材料を用いる発光領域を他の発光領域よりも大きくすることによって所望の輝度を確保するため、発光効率の悪い発光材料に過度の電流密度をかけずに済むので、寿命を延ばすことができる。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−290441号公報(第1図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図9に示すように、各信号線及び駆動線の間隔は、最も面積が広く設定される色に応じて設定されるため、スペースの利用効率が低く、高密度化に適さない。
【0008】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、以上の点を鑑みてなされ、以下のような特徴を有する。
【0009】
第1に、発光領域を形成可能な画素領域が一定の規則で複数個配置されるエレクトロルミネッセンス表示装置において、前記複数の画素領域は、それぞれ特定の色成分に対応付けられると共に、複数の前記色成分のうちの少なくとも1つの色成分は他の色成分と異なる面積に形成され、少なくとも1つの色成分に対応する前記発光領域は、前記画素領域内に、第1の方向で画素領域と長さが等しく、第1の方向と交差する第2の方向で前記画素領域よりも長さが短くまたは等しく形成されることを特徴とする。
【0010】
これにより、スペースを有効に利用できるので、発光領域を大きくすることができる。
【0011】
第2に、発光領域を形成可能な画素領域が一定の規則で複数個配置されるエレクトロルミネッセンス表示装置のパターンレイアウト方法において、想定された各色を示す発光材料の特性に応じて、第1の方向における各色成分に対応付けられた前記画素領域の長さをそれぞれ決定するステップと、前記第1の方向と交差する第2の方向における前記画素領域の長さを共通に決定するステップと、前記画素領域内に、前記第1の方向及び前記第2の方向の一方を前記画素領域と等しい長さに設定し、他方を前記画素領域よりも短い長さに設定して、少なくとも1つの色成分に対応する発光領域を決定するステップと、を有することを特徴とする。
【0012】
これにより、スペースを有効に利用できるので、発光領域を大きくすることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、第1の実施の形態に係るEL表示装置の発光領域を示す平面図である。この図においては、3原色(赤:R、緑:G、青:B)の各色成分に対応する発光領域が行方向に周期的に配置され、且つ、同じ色が同一列に配置されるストライプ配列の場合を示している。また、各成分の寿命については、G>R>Bの関係にあると仮定している。なお、ここでいう寿命とは、特定の電流密度で連続発光させた時に、輝度が初期輝度の50%になる輝度半減期を指し、時間経過に伴う発光材料の劣化状況を表す要素の1つである。
【0014】
図の画素領域P、P、Pは、各色成分の発光が視認される発光領域E、E、Eを形成可能な領域であり、共通の高さ(垂直方向の長さ)Hと、色成分に応じた固有の幅W、W、W(水平方向の長さ)をそれぞれ有する。また、各色を発光する発光領域E、E、Eは、画素領域P、P、Pの高さHよりも低く、且つ色成分に応じた固有の高さH、H、Hと、対応した発光領域と等しい幅W、W、Wをそれぞれ有する。これにより、画素領域P、P、Pの1辺に沿って、等しい高さを有するマージンM(図のハッチング)が形成される。なお、画素領域及び発光領域の高さ及び幅の長さの設定方法、つまりパターンレイアウト方法については後述する。さらに、発光領域の高さH、H、Hを対応する画素領域の高さHと等しくし、発光領域の幅W、W、Wを各発光領域の幅よりも短い固有の値W’、W’、W’としても良い。または、これらの組合せでも良い。
【0015】
以上のようにして配置された複数の画素領域Pの周辺に、複数のゲート信号線51が水平方向に、複数のドレイン信号線52及び複数の駆動電源線53が垂直方向に形成されている。ゲート信号線51から画素領域までの距離D、駆動電源線53から画素領域までの距離Dは、各画素領域P、P、Pの幅W、W、Wに関係なく、それぞれ一定になるように設定されている。これは、各画素領域Pの周辺にゲート信号線51及び駆動電源線53を配置した時に、画素領域Pの上側及び左側に形成される空間が共通の形状となるようにするためである。画素領域P周辺の平面構造は後述するが、これによって、各信号線に囲まれる領域内に設置されるTFTや保持容量電極などの構成要素を共通の構造・配置にすることができるので、各領域内の設計がしやすくなり、さらには、後述する発光材料の変更に際して、それらの構成要素の構造・配置を変更しなくても良いという利点がある。なお、画素領域周辺のレイアウトはこれに限らず、D、Dの距離をあける場所は、下側及び右側やこれらを組み合わせた位置に設けても良い。
【0016】
以上に述べたようなレイアウトにおいては、各画素領域内のスペースの無駄がなくなると共に、発光領域の面積を修正するために必要なマージンを確保できる。
【0017】
図2(a)は、本実施の形態におけるパターンレイアウト方法を説明するフローチャートである。以下、このチャートに沿って、各領域の設定及び変更の仕方について説明する。
【0018】
ステップS1では、各発光材料の輝度を測定する。まず、各色の発光材料の色度から、ホワイトバランスが取れるような理想輝度Lが色成分ごとに決まる。一方で、全ての発光材料の輝度半減期が、おおよその目標値Tになるような電流密度Iを各材料で探し、そのときの発光輝度Lをそれぞれ測定しておく。
【0019】
ステップS2では、ステップS1で測定した輝度Lと理想輝度Lの比L/L(輝度比)を色成分ごとに取り、色成分ごとの輝度比が、各色成分に対応した画素領域Pの幅に対応するように各画素領域Pの幅W、W、Wをそれぞれ設定する。例えば、各色の輝度比がR:G:B=2:1:3の場合、画素領域の幅をW:W:W=2:1:3となるように設定する。
【0020】
ステップS3では、画素領域Pの高さを共通の高さHに設定する。このとき、高さHを、予測される発光領域Eの高さH、H、Hよりもやや長く設定し、マージンMを設けることのできる空間を取っておく。発光領域Eの高さH、H、Hを設定し直すことになった場合や、発光材料を変更する場合に対応するためである。先のステップS2とこのステップS3によって、発光領域Eを最大限に広げることのできる画素領域Pが設定される。
【0021】
ステップS4では、発光領域E、E、Eをそれぞれ設定する。まず、発光領域Eの幅を、対応する画素領域Pの幅W、W、Wと等しく設定する。次に、発光領域Eの高さをステップS3で予測した値、H、H、H(H=H=H)に設定する。この場合、各画素領域の幅W、W、Wが、輝度比に対応して設定されているので、各色成分に対応した発光領域E、E、Eの面積が輝度比に対応する。
【0022】
ステップS5では、以上のステップで設定した値で試作、もしくはシミュレーション等を行い、表示として問題がないか確認する。例えばホワイトバランスが取れているか等である。問題がなければレイアウト終了となり、問題があればステップS4に戻る。例えば、Bの輝度が不足していることがわかった場合、Bに対応する発光領域の高さHを高くするなどすれば良い。
【0023】
以上の方法によって、発光材料の輝度半減期に応じて各色成分に対応した画素領域及び発光領域を設定することができる。なお、本実施の形態においては、発光領域の高さを全て共通にしたが、本発明はこれに限らず、発光領域の高さを設定しても良い。その場合は、各色成分に対応した画素領域Pの幅をおおよそ輝度比に対応させ、発光領域Eの高さを色成分ごとに調節することで、発光面積を輝度比に対応させることができる。
【0024】
図2(b)は、材料の改良その他の理由により発光材料に変更があった場合の、発光領域の変更の方法を示すフローチャートである。一例として、改良によりBの材料が改良前の条件と同じ条件において、輝度半減期Tにおける電流密度がIからI(>I)に変わった場合を考える。
【0025】
ステップS1では、変更された材料の輝度を測定する。変更されたBの発光材料の輝度半減期が、おおよその目標値Tになるような電流密度Iを探し、そのときの発光輝度Lを測定する。
【0026】
ステップS2では、Bの発光領域の高さを設定する。ステップS1で測定した、電流密度Iでの輝度Lと、変更前のBの電流密度Iにおける輝度Lとの変化割合X(=L/L)に応じて各色成分に対応した発光領域Eの高さを変更する。この変更の仕方には3つあり、以下にそれらの方法を説明する。
【0027】
第1の方法は、変化割合Xに応じて、発光材料が変更されるB以外のRおよびGに対応する発光領域の高さを変更前より高くする(H→H’、H→H’、X=H’/H=H’/H)ことで、各色のバランスを取る方法である。本実施の形態においては、最初に画素領域及び発光領域を設定する際に、対応する全ての画素領域内にマージンMを設ける。このため、発光領域を広げる変更を加えれば、各色の輝度が増加し、全体の輝度も増加する。
【0028】
第2の方法は、先に述べた変化割合Xに応じて、発光材料が変更されるBに対応する発光領域の高さを変更前より低くする(H→H’、X=H/H’)ことで、各色のバランスを取る方法である。この方法は、高さの修正の繰り返しなどにより、材料変更のない発光領域R、Gの少なくとも一方が、すでに画素領域と等しい高さになっており、それ以上高さを高くできない時に有効である。
【0029】
第3の方法は、先の第1の方法と第2の方法の組合せであり、この場合、変更に自由度があるため、柔軟な対応ができる。
【0030】
以上の方法は、材料変更によって、輝度半減期Tを実現する輝度が変わることのみを問題としていたが、実際は、材料が変わると色度も変わることが多く、この場合、ホワイトバランスを取るための理想輝度が、各色成分で変わってしまう。そこで、先に述べた色成分ごとに輝度比を求め直し、その輝度比が、各色成分に対応した発光面積に対応するように発光領域の高さをそれぞれ再設定する。この場合、上記第3の方法が有効、且つ実用的である。
【0031】
続いてステップS3では、図2(a)におけるステップS5と同様に、これまでの設定で問題ないかを判定する。ステップS2で設定した値で試作、もしくはシミュレーション等をし、表示装置として問題がないかを確認し、問題がなければレイアウト終了となり、問題があればステップS2に戻る。
【0032】
以上に述べた方法によれば、発光領域Eの高さを変更するだけで、発光領域以外のレイアウトを全く変更しなくても、材料の変更に伴う発光特性の変化に対応することができる。従って、製造工程に用いられるマスクの変更が最小限で良い。具体的には、発光領域を定めるマスクを最少で1枚変更するだけである。また、1つの色成分に対応した発光領域Eの高さを画素領域Pの高さHと等しく形成しても、他の色成分の発光領域の高さを調整することにより、材料の変更に伴う発光特性の変化に対応することができる。この場合、画素領域の高さHと等しい高さに形成する発光領域は、発光面積を最も大きく形成する必要のある色成分に対応する発光領域であることが好ましい。なお、本実施の形態においてはBの発光材料を変更する場合についてのみ説明したが、GまたはRの場合でも同様であり、また、2色以上の発光材料が変更される場合も適用できる。さらに、本実施の形態においては、発光領域の上部にマージンMを設けて材料変更等に対応していたが、発光領域Eの下部または左右どちらか一方にマージンMを設けた場合も同様であり、マージンMが設けられた発光領域Eの幅を変えて材料変更に対応することもできる。この場合は、発光領域の高さを固定したままその幅を変更すれば良い。
【0033】
図3は本実施の形態の画素領域P周辺の構造を示す平面図であり、図4(a)及び(b)は、図3のA−A及びB−B断面図である。以下、図3を用いて本実施の形態の画素領域Pとその周辺の構造について説明する。
【0034】
発光領域Eが、画素領域Pの上部にマージンMを設けるようにして、画素領域P内に配置されている。また、直列に接続される2つの第1のTFT10、及び保持容量電極線54ならびに容量電極55の一部が、画素領域Pとゲート電極51の間に配置されている。さらに、2つのTFT10のゲート11が、ゲート信号線51にそれぞれ接続されている。また、ドレイン信号線52側のTFT10のドレイン13dが、ドレイン信号線52に接続されている。ドレイン信号線52に直接接続されていないTFT10のソース13sが、保持容量電極線54との間で容量をなす容量電極55につながっている。さらに、TFT10のソース13sが、並列に接続される2つの第2のTFT20のゲート電極21に接続されている。2つのTFT20のソース23sが、駆動電源線53にそれぞれ接続されている。また、2つのTFT20のドレイン23dが、ドレイン電極26に接続されており、さらにはそのドレイン電極26を介して有機EL素子70の陽極61に接続されている。
【0035】
また、保持容量電極線54は、ゲート絶縁膜12を介して、TFT10のソース13sに接続された容量電極55を兼ねた導電層13に対向するように形成されている。これにより、保持容量電極線54と容量電極55との間で電荷を蓄積して容量を成している。この容量は、第2のTFT20のゲート電極21に印加される電圧を保持する保持容量となる。
【0036】
この図において、画素領域P及び発光領域Eは長方形で示されているが、実際は少しでも発光面積を確保するために、または設計上の都合で長方形でない場合もある。本明細書においては、厳密に長方形でないものも、大まかに見て長方形と捉えることができる範囲であれば、長方形とみなす。さらに、マージンMを設ける場所は本実施の形態に限らず、画素領域の一辺に偏らせれば良い。なお、本図では、Bに対応した画素領域Pとその周辺構造について説明したが、G及びRに対応した画素領域P及びPとその周辺構造もほぼ共通である。
【0037】
ここで、スイッチング用のボトムゲート型TFTである第1のTFT10の構造について説明する。基板10上に、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)等の高融点金属からなるゲート電極11及び保持容量電極線54が形成されている。その上に、ゲート絶縁膜12を介して及び多結晶シリコン(以降、p−Siと略す)膜からなる能動層13が積層されている。その能動層13上には、ゲート電極11に対応した位置に、能動層13へのイオン注入の際のマスクとなるストッパ14が形成されている。そして、能動層13には、ドレイン13d、ソース13s及びその間に位置するチャネル13cが設けられている。これにより、第1のTFT10及び保持容量が形成される。さらに、ゲート絶縁膜12、能動層13及びストッパ14上の全面にはSiO膜、SiN膜等からなる層間絶縁膜15が形成されている。この層間絶縁膜15のドレイン13dに対応する位置に形成したコンタクトホールを通して、Al等の金属からなるドレイン電極16が設けられ、さらに基板全面に、有機樹脂からなり表面を平坦にする平坦化膜17が形成されている。
【0038】
次に、有機EL素子の駆動用のボトムゲート型TFTである第2のTFT20の構造について説明する。基板10上に、Cr、Mo等の高融点金属からなるゲート電極21、ゲート絶縁膜12及びp−Si膜からなる能動層23が順に形成されている。その能動層23上には、ゲート電極21に対応した位置に、能動層23へのイオン注入の際のマスクとなるストッパ24が形成されている。能動層23には、ドレイン23d、ソース23s及びその間に位置するチャネル23cが設けられている。これにより、第2のTFTが形成される。そして、ゲート絶縁膜12及び能動層23上の全面に、SiO膜、SiN膜等からなる層間絶縁膜15を形成し、この層間絶縁膜15のドレイン23d及びソース23sに対応した位置に形成したコンタクトホールを通して、金属からなるドレイン電極26と、駆動電源に接続された駆動電源線53と、が配置されている。さらに、表面を平坦にするための有機樹脂からなる平坦化膜17が積層され、その平坦化膜17を貫通し、ドレイン電極26に接続したITO(Indium Tin Oxide)からなる陽極61が平坦化膜17上に形成されている。次いで、陽極61上に、ホール輸送層62と、発光層63と、電子輸送層64との3層からなる発光素子層65が積層形成され、さらにこの発光素子層65を覆うようにして、アルミニウム合金などからなる陰極66が形成されている。ここで、ホール輸送層62と陽極61の間には、絶縁樹脂からなる第2平坦化膜67が積層形成されており、陽極61上に設けられる開口部によって、陽極61が露出する領域を制限している。つまり、発光領域Eは、第2平坦化膜67の開口部分によって定義される。さらに、本図における画素領域Pは、陽極61によって定義される。
【0039】
本実施の形態のEL表示装置の発光領域Eを設定された形状に製造する方法としては、先に述べた第2平坦化膜67を用いる第1の方法の他に、第2平坦化膜67を用いず、図5(a)に示すように、有機EL素子の陽極61の形状によって調節する第2の方法がある。この場合の発光領域Eは陽極61で定義され、画素領域Pは発光層63で定義される。また、同じく第2平坦化膜67を用いず、図5(b)に示すように、発光層63によって調節する第3の方法もある。この場合の発光領域Eは発光層63で定義され、画素領域Pは陽極61で定義される。
【0040】
図6(a)〜(d)は本実施の形態におけるEL表示装置の製造方法を示す製造工程別の断面図である。これらの図は図3のB−B断面図に一致する。この図に沿って、第1の方法を用いたEL表示装置の製造工程について説明する。
【0041】
図6(a)は第1の工程における断面図である。この工程では、まず、既存の方法により第2のTFT20を形成し、TFT20を覆うように層間絶縁膜15を積層した後、TFT20のソース23sと接続された駆動電源線53、TFT20のドレイン23dと接続されたドレイン電極26を形成する。その上に平坦化膜17を積層した後に、この平坦化膜17を貫通し、且つドレイン電極26に到達するようなコンタクトホールCTを形成する。そして、このコンタクトホールCTを通して、平坦化膜17の全面を覆うような透明な陽極材料、ITO28をスパッタ法により積層する。
【0042】
図6(b)は第2の工程における断面図である。この工程では、まず、ITO28の上にレジストを塗布し、マスクを用いて露光し、現像することによってレジストをパターニングする。次に、そのレジストをマスクとし、ITO28をエッチングすることによって、陽極61を形成する。
【0043】
図6(c)は第3の工程における断面図である。この工程では、まず、陽極61及び平坦化膜17上に、有機樹脂からなる第2平坦化膜材料をスピンコート法などによって積層する。次に、マスク105を用いてこの第2平坦化膜材料を露光し、現像することによって第2平坦化膜67を形成する。ここで用いるマスク105は、例えば図7に示すように、複数の開口部R50、G50、B50を有している。マスクの各開口部R50、G50、B50は、発光領域を決定するものであり、所定の幅W、W、W及び高さH、H、Hを有する。これにより、発光領域Eに対応する形状と位置に、第2平坦化膜67の開口部が形成される。その開口部が形成された領域に、陽極61が露出する。
【0044】
図6(d)は第4の工程における断面図である。この工程では、まず、露出した陽極61を覆うようにして平坦化膜67上にホール輸送層62を基板全面に蒸着する。次に、マスクを用いて、発光材料ごとに蒸着し、発光層63を形成する。続いて、電子輸送層64を基板全面に蒸着する。以上より形成されたホール輸送層62、発光層63、電子輸送層64からなる発光素子層65上に、マスクを用いて陰極66を蒸着する。なお、これらの発光材料の抵抗は比較的高いので、陽極と陰極に挟まれている領域にある発光素子層65が発光領域となる。また、ホール輸送層62と電子輸送層64は共に基板全面に形成したが、発光材料ごとに異なる輸送層材料を用いても良い。
【0045】
以上より、各色ごとに所望の発光領域を有する有機EL素子を用いたカラー表示装置が得られる。
【0046】
次に、第2の方法である、陽極61によって発光領域Eを調節する製造方法について説明する。この方法は、先に説明した第1の方法とほぼ同様な工程で良いが、第2平坦化膜67を形成しない点で異なる。つまり、マスクを用いて陽極61を発光領域と同じ形状と位置に形成し、その上に、陽極61を覆うような発光素子層65と陰極66を形成する。これによって、図5(a)のような断面構造を有するEL表示装置が得られる。なお、陽極61形成用のマスクは、例えば先の図7のマスクと同様に、発光領域Eに対応する位置と形状に開口部を有するものを用いれば良い。
【0047】
次に、第3の方法である、発光層63によって発光領域Eを調節する製造方法について説明する。この方法は先に説明した第2の方法とほぼ同様な工程で良いが、陽極61を発光領域より大きく形成し、マスクを用いて発光層63を発光領域Eと同じ形状と位置に形成する。これによって、図5(b)のような断面構造を有するEL表示装置が得られる。なお、発光層63形成用のマスクは、例えば先の図7のマスクと同様に、発光領域Eに対応する位置と形状に開口部を有するものを用いれば良い。ただし、色成分ごとに異なる発光材料を用いるので、その数だけマスクが必要である。この場合、各マスクは、1つの色成分に対応する発光領域Eに対応する開口部をそれぞれ有する。
【0048】
本実施の形態においては、画素領域P内にマージンMを設けて発光領域Eを設定することにより、既に設計された発光領域の幅を変えずに、画素領域の範囲内において発光領域の高さを調節することができる。これによって、材料の変更があっても、同じホワイトバランスを得ることができる。この時、ゲート信号線51、ドレイン信号線52及び駆動電源線53に囲まれる領域自体の大きさやレイアウトを変える必要がないので、マスクを変更する枚数が最少で1枚に抑えることができる。例えば、第2平坦化膜67を用いてEL表示装置を製造する場合は、発光領域の高さの変更にあわせて、第2平坦化膜67形成用のマスク105の開口部の高さを変更するだけで良い。つまり、第2平坦化膜67形成用のマスクを1枚変えるのみで対応できる。また、陽極61が、発光領域Eよりは大きいものの、画素領域Pよりは小さく形成されている、つまり画素領域Pが陽極61で定義されない場合も考えられる。この場合、発光領域Eの高さを高くすることによって陽極61より高くなってしまうときには、発光領域Eの高さを変えるために第2平坦化膜67形成用のマスクを変更すると共に、陽極61形成用のマスクも変更しなければならない。この場合は、マスクを2枚変更する必要がある。
【0049】
次に、第2の実施の形態に係るEL表示装置の発光領域を示す平面図を図8に示す。図8では、第1の実施の形態と同様にして設定された画素領域P、P、Pと発光領域E、E、Eが、奇数行と偶数行とで約1.5画素領域分ずれて配置されており、互いに隣接する3つの画素領域をどのように選んでも、R・G・Bの組み合わせになる、いわゆるデルタ配列となっている。
【0050】
画素領域Pと発光領域Eは、第1の実施の形態と同様であり、これらの画素領域と発光領域を取り囲むように、複数のゲート信号線51が水平方向に配置されている。また、複数のドレイン信号線52及び複数の駆動電源線53が図の垂直/水平方向に配置されている。さらに、ゲート信号線51とドレイン信号線52または駆動電源線53は互いに交差している。
【0051】
なお、本実施の形態のようなデルタ配列の場合、パターンレイアウトの都合上、隣り合う行に配置された同色の画素領域の幅が多少異なってしまうことがあり、そのときは、互いが同面積になるように発光領域の高さまたは幅を調節すれば良い。なお、本実施の形態において発光材料を変更する場合も、発光領域を変更するだけで良く、変更すべきマスク数は最少で1枚に抑えることができる。
【0052】
本発明は、以上の実施の形態に限られるものではなく、各発光領域の配列方法はストライプ配列・デルタ配列の他にダイアゴナル配列などでも良い。また、発光領域の形状は長方形に限らず平行四辺形やL字型などでも良い。なお、L字型の場合は、L字から合理的に長方形等を取り出し、その高さを発光領域の高さH、H、Hとみなし、この高さを色成分毎の輝度比に応じて調節することによって、発光領域を設定・再レイアウトすれば良い。発光領域をTFTの製造方法・各材料は既存のものを用いれば良く、TFTの構造は、ボトムゲート型だけでなく、ゲート電極が能動層の上に設けられるいわゆるトップゲート型でも良い。また、輝度半減期に基づいて発光面積を設定・変更することについてのみ説明したが、例えば発光効率のように、発光材料に固有な特性や時間経過に伴って変化する特性に基づいて発光面積を設定・変更することも可能である。その場合、寿命を発光効率などに読みかえれば良い。
【0053】
本実施の形態では、発光層からの光を、TFT基板側を通して裏面側へ出力するボトムエミッション型のEL表示装置を説明したが、発光層からの光をTFT基板表面側から出力するトップエミッション型のEL表示装置にも適用できる。
【0054】
【発明の効果】
以上、本願発明によれば、無駄なスペースが生じることなく発光領域を配置することができるので、各発光領域をより大きく形成することができる。加えて、各発光材料の寿命を揃えることもできるので、累積使用時間が多くなってもホワイトバランスの取れた状態が保たれる、高品質なEL表示装置を提供することができる。
【0055】
また、画素領域内に発光領域が設けられているので、その画素領域の範囲内で発光領域の大きさを変更することによって、材料を変更した後の発光材料の寿命や発光効率など、経時変化する特性に対応することができる。よって、発光領域以外のTFTや保持容量のレイアウトを変更する必要がなく、平面レイアウトの設計期間や製造期間を短縮することができる。加えて、平面レイアウトを変更する場合、それに伴って、EL表示装置の構成要素を形成する各層も設計・製造変更しなおす必要が生じるが、本発明では発光領域のみを変更するので、各層の設計・製造変更に要する期間が短縮できる。ゆえに、これらの設計・製造期間の短縮によって、設計・製造にかかるコストを大幅に削減することができる。この際、発光領域に関係するEL素子の構成要素である陽極、陽極上に形成される平坦化膜、及び発光層のうち、変更が必要なものだけを作りかえれば良い。つまり、変更のある構成要素を形成するためのマスクのみを作り直すだけで良く、変更するマスク数は最少1枚で良い。ゆえに、マスクを再び作ることによって生じるコストも大幅に削減することができる。
【0056】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるEL表示装置の発光領域を示す平面図
【図2】本発明の実施の形態におけるEL表示装置のレイアウトのフローチャート
【図3】本発明の実施の形態におけるEL表示装置の画素領域周辺の平面図
【図4】本発明の実施の形態におけるEL表示装置の断面図
【図5】本発明の実施の形態におけるEL表示装置の第2のTFTの断面図
【図6】本発明の実施の形態におけるEL表示装置の製造工程別断面図
【図7】本発明の実施の形態におけるEL表示装置の陽極極形成用マスク
【図8】本発明の他の実施の形態におけるEL表示装置の発光領域を示す平面図
【図9】従来のEL表示装置の発光領域を示す平面図
【0057】
【符号の説明】
11、21    ゲート電極
12       ゲート絶縁膜
13s、23s  ソース
13d、23d  ドレイン
16、26       ドレイン電極
10、20    TFT
51       ゲート信号線
52       ドレイン信号線
53       駆動電源線
54       保持容量電極線
61       陽極
62       ホール輸送層
63       発光層
64       電子輸送層
66       陰極
67       平坦化膜
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a color display device using electroluminescence (hereinafter referred to as EL) self-luminous element and a thin film transistor (TFT), and a design method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an EL display device using an EL element has attracted attention as a display device replacing a CRT or an LCD. As a method of colorizing the EL display device, a method of separately using a light emitting material emitting three primary colors of red, green, and blue, and a method of using a color filter or a color conversion layer for a single color light emitting material have been proposed. I have.
[0003]
In the case of the coloring method, different light-emitting materials are used for each color. These light-emitting materials have unique characteristics such as chromaticity, lifetime, and luminous efficiency. Generally, in a display for displaying a color image, in order to obtain a white balance, the luminance required for each light emission is automatically determined from the chromaticity of each light emitting material. Since their luminance is almost proportional to the applied current density, in order to obtain the required brightness in a light-emitting material having low luminous efficiency, a higher current density must be applied than in other light-emitting regions. However, in the case of such a material having low luminous efficiency, the load on the luminescent material itself is increased as the current density is increased, so that the life of the luminescent material is shortened. As a result, the life of the entire EL display device is also shortened. There was a problem.
[0004]
FIG. 9 is a plan view schematically showing an organic EL display device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-290441 in view of the above problem. A region surrounded by the gate signal line 51, the drain signal line 52, and the power supply drive line 53 is formed in a matrix. Light emitting regions R90, G90, and B90 having different areas for each color are formed in the region, and this indicates a region where light emission can be visually recognized. In this figure, R indicates red, G indicates green, and B indicates blue.
[0005]
The criterion for making the light emitting area different for each color is the luminous efficiency of the light emitting material showing each color. Since a desired luminance is secured by making a light-emitting region using a light-emitting material with low luminous efficiency larger than other light-emitting regions, it is not necessary to apply an excessive current density to the light-emitting material with low luminous efficiency. be able to.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-290441 (FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, as shown in FIG. 9, the intervals between the signal lines and the drive lines are set according to the color whose area is set to be the widest, so that the space utilization efficiency is low, and it is not suitable for high density.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above points, and has the following features.
[0009]
First, in an electroluminescence display device in which a plurality of pixel regions capable of forming a light emitting region are arranged according to a predetermined rule, the plurality of pixel regions are respectively associated with a specific color component, and At least one color component of the components is formed to have a different area from the other color components, and the light emitting region corresponding to the at least one color component has a length within the pixel region in a first direction that is equal to the length of the pixel region. Are equal to each other, and are formed to be shorter or equal in length to the pixel region in a second direction intersecting the first direction.
[0010]
As a result, the space can be used effectively, and the light emitting area can be enlarged.
[0011]
Secondly, in a pattern layout method for an electroluminescent display device in which a plurality of pixel regions capable of forming a light emitting region are arranged in a predetermined rule, the first direction is determined according to the characteristics of a light emitting material showing each assumed color. Determining the lengths of the pixel regions associated with the respective color components in the above, and commonly determining the length of the pixel regions in a second direction that intersects the first direction; In the region, one of the first direction and the second direction is set to have the same length as the pixel region, and the other is set to have a shorter length than the pixel region. Determining a corresponding light emitting area.
[0012]
As a result, the space can be used effectively, and the light emitting area can be enlarged.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a plan view showing a light emitting region of the EL display device according to the first embodiment. In this figure, light-emitting areas corresponding to each color component of three primary colors (red: R, green: G, blue: B) are periodically arranged in the row direction, and the same colors are arranged in the same column. The case of an array is shown. It is assumed that the life of each component is in a relationship of G>R> B. Note that the term “lifetime” as used herein refers to a half-life of luminance at which the luminance becomes 50% of the initial luminance when light is continuously emitted at a specific current density, and is one of the factors indicating the state of deterioration of a light-emitting material over time. It is.
[0014]
Pixel area P in the figure R , P G , P B Is a light emitting area E in which light emission of each color component is visually recognized. R , E G , E B Where a common height (length in the vertical direction) H and a unique width W corresponding to a color component are formed. R , W G , W B (Length in the horizontal direction). Further, a light emitting area E for emitting each color is provided. R , E G , E B Is the pixel area P R , P G , P B Height H, which is lower than the height H R , H G , H B And the width W equal to the corresponding light emitting area R , W G , W B Respectively. Thereby, the pixel area P R , P G , P B Are formed along one side of the margin M (hatching in the figure) having the same height. A method for setting the height and width of the pixel region and the light emitting region, that is, a pattern layout method will be described later. Further, the height H of the light emitting area R , H G , H B Is equal to the height H of the corresponding pixel area, and the width W of the light emitting area is R , W G , W B Is a unique value W shorter than the width of each light emitting region. R ', W G ', W B 'Also good. Alternatively, a combination of these may be used.
[0015]
Around the plurality of pixel regions P arranged as described above, a plurality of gate signal lines 51 are formed in a horizontal direction, and a plurality of drain signal lines 52 and a plurality of drive power supply lines 53 are formed in a vertical direction. Distance D from gate signal line 51 to pixel area H , The distance D from the drive power supply line 53 to the pixel area W Represents each pixel area P R , P G , P B Width W R , W G , W B Is set to be constant regardless of This is because when the gate signal lines 51 and the drive power supply lines 53 are arranged around each pixel region P, the spaces formed above and on the left side of the pixel region P have a common shape. The planar structure around the pixel region P will be described later, but this allows the components such as the TFT and the storage capacitor electrode provided in the region surrounded by each signal line to have a common structure and arrangement. There is an advantage that the design in the region is facilitated, and further, when the light emitting material described later is changed, the structure and arrangement of those components need not be changed. Note that the layout around the pixel area is not limited to this. H , D W May be provided at the lower side, the right side, or a combination thereof.
[0016]
In the layout as described above, the space in each pixel region is not wasted, and a margin necessary for correcting the area of the light emitting region can be secured.
[0017]
FIG. 2A is a flowchart illustrating a pattern layout method according to the present embodiment. Hereinafter, how to set and change each area will be described along this chart.
[0018]
In step S1, the luminance of each light emitting material is measured. First, based on the chromaticity of the light emitting material of each color, an ideal luminance L such that white balance can be obtained. I Is determined for each color component. On the other hand, the current density I such that the luminance half-lives of all the luminescent materials become the approximate target value T 0 For each material, and the emission luminance L at that time 0 Are measured in advance.
[0019]
In step S2, the luminance L measured in step S1 0 And ideal luminance L I Ratio L I / L 0 (Luminance ratio) is taken for each color component, and the width W of each pixel region P is set so that the luminance ratio for each color component corresponds to the width of the pixel region P corresponding to each color component. R , W G , W B Is set respectively. For example, when the luminance ratio of each color is R: G: B = 2: 1: 3, the width of the pixel region is set to W. R : W G : W B = 2: 1: 3.
[0020]
In step S3, the height of the pixel region P is set to a common height H. At this time, the height H is set to the predicted height H of the light emitting region E. R , H G , H B It is set to be slightly longer than that, and a space is provided in which a margin M can be provided. Height H of light emitting area E R , H G , H B Is set again, or when the light emitting material is changed. By the previous step S2 and step S3, a pixel area P in which the light emitting area E can be maximized is set.
[0021]
In step S4, the light emitting area E R , E G , E B Is set respectively. First, the width of the light emitting region E is set to the width W of the corresponding pixel region P. R , W G , W B Set equal to Next, the value of the height of the light emitting region E, which is predicted in step S3, H R , H G , H B (H R = H G = H B ). In this case, the width W of each pixel region R , W G , W B Are set in accordance with the luminance ratio, so that the light emitting area E corresponding to each color component R , E G , E B Corresponds to the luminance ratio.
[0022]
In step S5, a prototype or simulation is performed using the values set in the above steps, and it is checked whether there is any problem in display. For example, whether or not a white balance is obtained. If there is no problem, the layout ends, and if there is a problem, the process returns to step S4. For example, if it is found that the luminance of B is insufficient, the height H of the light emitting area corresponding to B is obtained. B May be raised.
[0023]
According to the above method, the pixel region and the light emitting region corresponding to each color component can be set according to the luminance half life of the light emitting material. In the present embodiment, the height of the light emitting region is all common, but the present invention is not limited to this, and the height of the light emitting region may be set. In that case, the light emitting area can be made to correspond to the luminance ratio by making the width of the pixel region P corresponding to each color component roughly correspond to the luminance ratio and adjusting the height of the light emitting region E for each color component.
[0024]
FIG. 2B is a flowchart illustrating a method of changing the light emitting region when the light emitting material is changed due to improvement of the material or other reasons. As an example, the current density at the luminance half-life T is I 0 From I 1 (> I 0 ).
[0025]
In step S1, the luminance of the changed material is measured. The current density I such that the luminance half-life of the changed light emitting material of B becomes an approximate target value T 1 And the emission luminance L at that time 1 Is measured.
[0026]
In step S2, the height of the light emitting area of B is set. The current density I measured in step S1 1 Brightness L at 1 And the current density I of B before the change 0 Luminance L at 0 And change rate X (= L 1 / L 0 ), The height of the light emitting area E corresponding to each color component is changed. There are three ways to make this change, and these methods will be described below.
[0027]
In the first method, the heights of the light emitting regions corresponding to R and G other than B whose light emitting material is changed are made higher than before the change according to the change ratio X (H R → H R ', H G → H G ', X = H R '/ H R = H G '/ H G This is a way to balance each color. In the present embodiment, when a pixel area and a light emitting area are first set, a margin M is provided in all corresponding pixel areas. For this reason, if a change for expanding the light emitting area is made, the luminance of each color increases, and the overall luminance also increases.
[0028]
In the second method, the height of the light-emitting region corresponding to B in which the light-emitting material is changed is made lower than before the change in accordance with the change ratio X described above (H B → H B ', X = H B / H B ') Is a way to balance each color. This method is effective when at least one of the light emitting regions R and G without material change is already at the same height as the pixel region due to repeated height correction or the like, and the height cannot be further increased. .
[0029]
The third method is a combination of the first method and the second method. In this case, since there is a degree of freedom in changing, a flexible response can be made.
[0030]
The above method has only a problem that the luminance for realizing the luminance half-life T changes due to the material change. However, in practice, the chromaticity often changes when the material changes. The ideal luminance changes for each color component. Therefore, the luminance ratio is calculated again for each color component described above, and the height of the light emitting region is reset so that the luminance ratio corresponds to the light emitting area corresponding to each color component. In this case, the third method is effective and practical.
[0031]
Subsequently, in step S3, similarly to step S5 in FIG. 2A, it is determined whether there is no problem with the settings so far. Prototype or simulation is performed using the values set in step S2, and it is confirmed whether there is no problem as a display device.
[0032]
According to the method described above, it is possible to cope with a change in the light emission characteristics due to a change in the material only by changing the height of the light emitting region E without changing the layout other than the light emitting region. Therefore, the change of the mask used in the manufacturing process can be minimized. Specifically, at least one mask for defining the light emitting region is changed. Further, even if the height of the light emitting region E corresponding to one color component is formed equal to the height H of the pixel region P, it is possible to change the material by adjusting the height of the light emitting region of another color component. It is possible to cope with the accompanying change in the light emission characteristics. In this case, it is preferable that the light emitting region formed at a height equal to the height H of the pixel region is a light emitting region corresponding to a color component whose light emitting area needs to be formed the largest. Although only the case where the light emitting material of B is changed is described in the present embodiment, the same applies to the case of G or R, and the case where the light emitting material of two or more colors is changed can be applied. Further, in the present embodiment, the margin M is provided above the light emitting region to cope with a material change or the like. However, the same applies to the case where the margin M is provided below the light emitting region E or at one of the left and right sides. In addition, the width of the light emitting region E provided with the margin M can be changed to cope with the material change. In this case, the width of the light emitting region may be changed while the height of the light emitting region is fixed.
[0033]
FIG. 3 shows a pixel region P according to the present embodiment. B FIG. 4A is a plan view showing a peripheral structure, and FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views taken along lines AA and BB of FIG. Hereinafter, the structure of the pixel region P and the periphery thereof according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0034]
Light emitting area E B Is the pixel area P B Is provided with a margin M above the pixel region P. B Is located within. In addition, two first TFTs 10 connected in series, and a part of the storage capacitor electrode line 54 and the capacitor electrode 55 are partially connected to the pixel region P. B And the gate electrode 51. Further, the gates 11 of the two TFTs 10 are connected to gate signal lines 51, respectively. Further, the drain 13 d of the TFT 10 on the drain signal line 52 side is connected to the drain signal line 52. The source 13 s of the TFT 10 that is not directly connected to the drain signal line 52 is connected to a capacitance electrode 55 that forms a capacitance with the storage capacitance electrode line 54. Further, the source 13 s of the TFT 10 is connected to the gate electrodes 21 of two second TFTs 20 connected in parallel. The sources 23s of the two TFTs 20 are connected to the drive power supply line 53, respectively. The drains 23d of the two TFTs 20 are connected to the drain electrode 26, and further connected to the anode 61 of the organic EL element 70 via the drain electrodes 26.
[0035]
The storage capacitor electrode line 54 is formed so as to face the conductive layer 13 serving also as the capacitor electrode 55 connected to the source 13 s of the TFT 10 via the gate insulating film 12. Thereby, a charge is accumulated between the storage capacitor electrode line 54 and the capacitor electrode 55 to form a capacitor. This capacitance serves as a storage capacitor that holds a voltage applied to the gate electrode 21 of the second TFT 20.
[0036]
In this figure, a pixel area P B And light emitting area E B Is shown as a rectangle, but it may not actually be a rectangle in order to secure a light emitting area at all or for design reasons. In the present specification, a non-rectangular shape is regarded as a rectangle if it can be roughly regarded as a rectangle. Further, the place where the margin M is provided is not limited to the present embodiment, but may be biased to one side of the pixel region. Note that, in this drawing, in the pixel region P corresponding to B, B And its peripheral structure, the pixel regions P corresponding to G and R G And P R And its peripheral structure are almost the same.
[0037]
Here, the structure of the first TFT 10 which is a bottom gate type TFT for switching will be described. A gate electrode 11 and a storage capacitor electrode line 54 made of a high melting point metal such as chromium (Cr) and molybdenum (Mo) are formed on a substrate 10. An active layer 13 made of a polycrystalline silicon (hereinafter abbreviated as p-Si) film is laminated thereon via a gate insulating film 12. On the active layer 13, a stopper 14 is formed at a position corresponding to the gate electrode 11 and serves as a mask for ion implantation into the active layer 13. The active layer 13 is provided with a drain 13d, a source 13s, and a channel 13c located therebetween. Thereby, the first TFT 10 and the storage capacitor are formed. Further, the entire surface of the gate insulating film 12, the active layer 13, and the stopper 14 is covered with SiO 2. 2 An interlayer insulating film 15 made of a film, a SiN film or the like is formed. A drain electrode 16 made of a metal such as Al is provided through a contact hole formed at a position corresponding to the drain 13d of the interlayer insulating film 15, and a flattening film 17 made of an organic resin and flattening the surface is provided on the entire surface of the substrate. Is formed.
[0038]
Next, the structure of the second TFT 20, which is a bottom gate type TFT for driving the organic EL element, will be described. On a substrate 10, a gate electrode 21 made of a refractory metal such as Cr and Mo, a gate insulating film 12, and an active layer 23 made of a p-Si film are sequentially formed. A stopper 24 is formed on the active layer 23 at a position corresponding to the gate electrode 21 to serve as a mask for ion implantation into the active layer 23. The active layer 23 is provided with a drain 23d, a source 23s, and a channel 23c located therebetween. Thus, a second TFT is formed. Then, the entire surface on the gate insulating film 12 and the active layer 23 is covered with SiO 2 2 An interlayer insulating film 15 made of a film, a SiN film or the like is formed, and is connected to a drain electrode 26 made of metal and a driving power supply through contact holes formed at positions corresponding to the drain 23d and the source 23s of the interlayer insulating film 15. And a driving power supply line 53. Further, a flattening film 17 made of an organic resin for flattening the surface is laminated. 17 is formed. Next, on the anode 61, a light-emitting element layer 65 including a hole transport layer 62, a light-emitting layer 63, and an electron transport layer 64 is laminated and formed. A cathode 66 made of an alloy or the like is formed. Here, a second flattening film 67 made of an insulating resin is laminated between the hole transport layer 62 and the anode 61, and an opening provided on the anode 61 limits a region where the anode 61 is exposed. are doing. That is, the light emitting region E is defined by the opening of the second planarization film 67. Further, the pixel region P in the figure is defined by the anode 61.
[0039]
As a method of manufacturing the light emitting region E of the EL display device of the present embodiment into a set shape, in addition to the above-described first method using the second flattening film 67, the second flattening film 67 may be used. As shown in FIG. 5A, there is a second method of adjusting the shape of the anode 61 of the organic EL element without using the method. In this case, the light emitting region E is defined by the anode 61, and the pixel region P is defined by the light emitting layer 63. In addition, there is also a third method in which the second flattening film 67 is not used and adjustment is performed by the light emitting layer 63 as shown in FIG. In this case, the light emitting region E is defined by the light emitting layer 63, and the pixel region P is defined by the anode 61.
[0040]
FIGS. 6A to 6D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the EL display device according to the present embodiment, which is performed according to different manufacturing steps. These drawings correspond to the sectional view taken along the line BB of FIG. The manufacturing process of the EL display device using the first method will be described with reference to FIG.
[0041]
FIG. 6A is a cross-sectional view in the first step. In this step, first, the second TFT 20 is formed by an existing method, the interlayer insulating film 15 is laminated so as to cover the TFT 20, and then the driving power supply line 53 connected to the source 23s of the TFT 20 and the drain 23d of the TFT 20 are formed. The connected drain electrode 26 is formed. After laminating the flattening film 17 thereon, a contact hole CT penetrating the flattening film 17 and reaching the drain electrode 26 is formed. Then, through this contact hole CT, a transparent anode material, ITO 28, which covers the entire surface of the flattening film 17, is deposited by sputtering.
[0042]
FIG. 6B is a cross-sectional view in the second step. In this step, first, a resist is applied on the ITO 28, exposed using a mask, and developed to pattern the resist. Next, the anode 28 is formed by etching the ITO 28 using the resist as a mask.
[0043]
FIG. 6C is a cross-sectional view in the third step. In this step, first, a second planarizing film material made of an organic resin is laminated on the anode 61 and the planarizing film 17 by a spin coating method or the like. Next, the second planarizing film material is exposed to light using the mask 105 and developed to form a second planarizing film 67. The mask 105 used here has a plurality of openings R50, G50, and B50, for example, as shown in FIG. Each opening R50, G50, B50 of the mask determines a light emitting area and has a predetermined width W. R , W G , W B And height H R , H G , H B Having. Thus, an opening of the second planarization film 67 is formed at a shape and position corresponding to the light emitting region E. The anode 61 is exposed in the region where the opening is formed.
[0044]
FIG. 6D is a cross-sectional view in the fourth step. In this step, first, a hole transport layer 62 is deposited on the flattening film 67 over the entire surface of the substrate so as to cover the exposed anode 61. Next, a light-emitting material is deposited using a mask to form a light-emitting layer 63. Subsequently, an electron transport layer 64 is deposited on the entire surface of the substrate. A cathode 66 is deposited using a mask on the light emitting element layer 65 including the hole transport layer 62, the light emitting layer 63, and the electron transport layer 64 formed as described above. Since the resistance of these light-emitting materials is relatively high, the light-emitting element layer 65 in a region between the anode and the cathode serves as a light-emitting region. Although the hole transport layer 62 and the electron transport layer 64 are both formed on the entire surface of the substrate, different transport layer materials may be used for each light emitting material.
[0045]
As described above, a color display device using an organic EL element having a desired light emitting region for each color can be obtained.
[0046]
Next, a second method, that is, a manufacturing method of adjusting the light emitting region E by the anode 61 will be described. This method may be substantially the same as the first method described above, except that the second planarizing film 67 is not formed. That is, the anode 61 is formed in the same shape and position as the light emitting region using the mask, and the light emitting element layer 65 and the cathode 66 covering the anode 61 are formed thereon. As a result, an EL display device having a sectional structure as shown in FIG. Note that, as the mask for forming the anode 61, for example, a mask having an opening at a position and a shape corresponding to the light emitting region E may be used, similarly to the mask of FIG.
[0047]
Next, a third method, that is, a manufacturing method of adjusting the light emitting region E by the light emitting layer 63 will be described. This method may be substantially the same as the second method described above, except that the anode 61 is formed larger than the light emitting region, and the light emitting layer 63 is formed in the same shape and position as the light emitting region E using a mask. Thus, an EL display device having a cross-sectional structure as shown in FIG. 5B is obtained. Note that, as the mask for forming the light emitting layer 63, for example, a mask having an opening at a position and a shape corresponding to the light emitting region E may be used, similarly to the mask of FIG. However, since a different light emitting material is used for each color component, masks are required in that number. In this case, each mask has an opening corresponding to the light emitting region E corresponding to one color component.
[0048]
In the present embodiment, by setting the light emitting region E by providing a margin M in the pixel region P, the height of the light emitting region within the range of the pixel region can be maintained without changing the width of the light emitting region already designed. Can be adjusted. Thus, the same white balance can be obtained even when the material is changed. At this time, since it is not necessary to change the size and layout of the region itself surrounded by the gate signal line 51, the drain signal line 52, and the drive power supply line 53, the number of masks to be changed can be minimized to one. For example, when an EL display device is manufactured using the second planarization film 67, the height of the opening of the mask 105 for forming the second planarization film 67 is changed in accordance with the change in the height of the light emitting region. Just do it. That is, it can be dealt with by changing only one mask for forming the second flattening film 67. The anode 61 may be formed larger than the light emitting region E but smaller than the pixel region P, that is, the pixel region P may not be defined by the anode 61. In this case, when the height of the light emitting region E is higher than that of the anode 61 by increasing the height of the light emitting region E, the mask for forming the second planarization film 67 is changed to change the height of the light emitting region E, and the anode 61 is changed. The forming mask must also be changed. In this case, it is necessary to change two masks.
[0049]
Next, FIG. 8 is a plan view showing a light emitting region of the EL display device according to the second embodiment. In FIG. 8, a pixel region P set in the same manner as in the first embodiment is shown. R , P G , P B And light emitting area E R , E G , E B Are arranged so as to be shifted from each other by approximately 1.5 pixel regions in the odd-numbered rows and the even-numbered rows, and a combination of R, G, and B is obtained regardless of how three pixel regions adjacent to each other are selected. It has become.
[0050]
The pixel region P and the light emitting region E are the same as in the first embodiment, and a plurality of gate signal lines 51 are arranged in a horizontal direction so as to surround the pixel region and the light emitting region. Further, a plurality of drain signal lines 52 and a plurality of drive power supply lines 53 are arranged in the vertical / horizontal direction in the figure. Further, the gate signal line 51 and the drain signal line 52 or the drive power supply line 53 cross each other.
[0051]
In the case of the delta arrangement as in the present embodiment, the widths of the pixel regions of the same color arranged in adjacent rows may be slightly different due to the pattern layout. The height or width of the light emitting region may be adjusted so that In the present embodiment, even when the light emitting material is changed, it is only necessary to change the light emitting region, and the number of masks to be changed can be suppressed to a minimum of one.
[0052]
The present invention is not limited to the above embodiments, and the arrangement method of each light emitting region may be a diagonal arrangement other than the stripe arrangement and the delta arrangement. The shape of the light emitting region is not limited to a rectangle, but may be a parallelogram or an L-shape. In the case of the L-shape, a rectangle or the like is rationally extracted from the L-shape, and the height is taken as the height H of the light emitting region. R , H G , H B By adjusting this height in accordance with the luminance ratio of each color component, the light emitting area may be set and laid out again. The light emitting region may be manufactured by using a conventional TFT manufacturing method and each material. The structure of the TFT may be not only a bottom gate type but also a so-called top gate type in which a gate electrode is provided on an active layer. Also, only the setting and changing of the light emitting area based on the luminance half-life has been described. However, for example, the light emitting area is set based on a characteristic unique to the light emitting material or a characteristic that changes with time, such as luminous efficiency. It is also possible to set and change. In that case, the life may be read as luminous efficiency or the like.
[0053]
In this embodiment mode, a bottom emission type EL display device in which light from the light emitting layer is output to the back surface side through the TFT substrate side is described. However, a top emission type EL device in which light from the light emitting layer is output from the front surface side of the TFT substrate. Of the present invention can be applied to the EL display device.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the light emitting regions can be arranged without generating useless space, each light emitting region can be formed larger. In addition, since the life of each light emitting material can be made uniform, a high-quality EL display device in which a white balance is maintained even when the accumulated use time is long can be provided.
[0055]
Further, since the light emitting region is provided in the pixel region, by changing the size of the light emitting region within the range of the pixel region, the aging of the light emitting material after the material is changed, such as the life and luminous efficiency, is changed. It can respond to the characteristics of Therefore, there is no need to change the layout of the TFT and the storage capacitor other than the light emitting region, and the design time and the manufacturing time of the planar layout can be shortened. In addition, when the plane layout is changed, it is necessary to redesign and manufacture the layers forming the components of the EL display device accordingly. However, in the present invention, since only the light emitting region is changed, the design of each layer is changed.・ The time required for manufacturing changes can be shortened. Therefore, by shortening the design / manufacturing period, the cost required for the design / manufacturing can be significantly reduced. At this time, it is only necessary to re-make, of the anode which is a component of the EL element related to the light emitting region, the flattening film formed on the anode, and the light emitting layer which need to be changed. In other words, it is only necessary to recreate only the masks for forming the changed constituent elements, and the number of masks to be changed may be at least one. Therefore, the cost caused by recreating the mask can be significantly reduced.
[0056]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a light emitting region of an EL display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a layout of the EL display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view around a pixel region of the EL display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an EL display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a second TFT of an EL display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the EL display device according to the embodiment of the present invention, which is manufactured by different manufacturing steps.
FIG. 7 is a mask for forming an anode electrode of an EL display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing a light emitting region of an EL display device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view showing a light emitting area of a conventional EL display device.
[0057]
[Explanation of symbols]
11, 21 Gate electrode
12 Gate insulating film
13s, 23s sauce
13d, 23d drain
16, 26 drain electrode
10, 20 TFT
51 Gate signal line
52 Drain signal line
53 Drive power supply line
54 Storage capacitance electrode wire
61 anode
62 Hole transport layer
63 Light-emitting layer
64 electron transport layer
66 cathode
67 Flattening film

Claims (8)

発光領域を形成可能な画素領域が一定の規則で複数個配置されるエレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記複数の画素領域は、それぞれ特定の色成分に対応付けられると共に、複数の前記色成分のうちの少なくとも1つの色成分は、他の色成分と異なる面積に形成され、
少なくとも1つの色成分に対応する前記発光領域は、前記画素領域内に、第1の方向で画素領域と長さが等しく、第1の方向と交差する第2の方向で前記画素領域よりも長さが短く形成されることを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
In an electroluminescent display device in which a plurality of pixel regions capable of forming a light emitting region are arranged according to a certain rule,
The plurality of pixel regions are respectively associated with specific color components, and at least one color component of the plurality of color components is formed in a different area from other color components;
The light emitting region corresponding to at least one color component has a length equal to the pixel region in the first direction in the pixel region, and is longer than the pixel region in a second direction intersecting the first direction. An electroluminescent display device characterized by having a short length.
各色成分に対応付けられた前記複数の画素領域は、前記第1の方向及び前記第2の方向のうち、一方が等しい長さに形成されることを特徴とする請求項1に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。2. The electroluminescence according to claim 1, wherein one of the plurality of pixel regions associated with each color component has an equal length in the first direction and the second direction. Display device. 前記複数の画素領域の配列に沿って複数の信号線が設けられ、前記複数の信号線は、前記複数の画素領域からそれぞれ一定の距離に形成されることを特徴とする請求項2に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。The signal line according to claim 2, wherein a plurality of signal lines are provided along the arrangement of the plurality of pixel regions, and the plurality of signal lines are respectively formed at a fixed distance from the plurality of pixel regions. Electroluminescence display device. 前記複数の画素領域の配列に沿って複数の駆動電源線が設けられ、前記複数の駆動電源線は、前記複数の画素領域からそれぞれ一定の距離に形成されることを特徴とする請求項2に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。A plurality of drive power lines are provided along the arrangement of the plurality of pixel regions, and the plurality of drive power lines are formed at a fixed distance from the plurality of pixel regions, respectively. An electroluminescent display device as described in the above. 前記画素領域の第1の方向の長さは各色を示す発光材料の特性の経時変化に応じて設定されることを特徴とする請求項2から請求項4のいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。The electroluminescent display device according to any one of claims 2 to 4, wherein the length of the pixel region in the first direction is set according to a change over time in characteristics of a light emitting material showing each color. . 発光領域を形成可能な画素領域が一定の規則で複数個配置されるエレクトロルミネッセンス表示装置のパターンレイアウト方法において、
想定された各色を示す発光材料の特性に応じて、第1の方向における各色成分に対応付けられた前記画素領域の長さをそれぞれ決定するステップと、
前記第1の方向と交差する第2の方向における前記画素領域の長さを共通に決定するステップと、
前記画素領域内に、前記第1の方向及び前記第2の方向の一方を前記画素領域と等しい長さに設定し、他方を前記画素領域よりも短い長さに設定して、少なくとも1つの色成分に対応する前記発光領域を決定するステップと、
を有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置のパターンレイアウト方法。
In a pattern layout method for an electroluminescent display device, in which a plurality of pixel regions capable of forming a light emitting region are arranged according to a certain rule,
Determining a length of the pixel region associated with each color component in the first direction, in accordance with a property of the light emitting material indicating each assumed color;
Commonly determining the length of the pixel region in a second direction that intersects the first direction;
In the pixel region, at least one of the first direction and the second direction is set to have a length equal to the pixel region, and the other is set to a length shorter than the pixel region. Determining the light emitting area corresponding to the component;
A pattern layout method for an electroluminescent display device, comprising:
前記発光材料の変更に伴う特性の変化に応じて、前記発光領域の前記他方の長さを変更して前記発光領域を再レイアウトすることを特徴とする請求項6に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置のパターンレイアウト方法。The electroluminescent display device according to claim 6, wherein the length of the other one of the light emitting regions is changed and the light emitting region is laid out again according to a change in the characteristic accompanying the change of the light emitting material. Pattern layout method. 前記発光材料の特性は、発光材料の経時変化によるものであることを特徴とする請求項7に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置のパターンレイアウト方法。8. The pattern layout method for an electroluminescent display device according to claim 7, wherein the characteristic of the light emitting material is based on a temporal change of the light emitting material.
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