JP2004111320A - 有機el素子表示装置およびそれを配列させて構成する方法 - Google Patents

有機el素子表示装置およびそれを配列させて構成する方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複数の表示パネルを組合わせてなる単純マトリクス駆動型の有機EL素子表示装置において、大サイズ化し、高解像度を向上させる。
【解決手段】基板上に、第1電極43、発光層、第2電極45及び保護膜を順次形成させ、保護膜上に、第1電極と同方向に延びる第3延伸導線44、その上の第3隔離層及び第2電極と同方向に延びる第4延伸導線48を順次形成させてなる表示パネル。第3延伸導線はもう1つの表示パネル513の第1電極(データ線635)とコモンドライバ53C5とを接続する経路となり、第4延伸導線はもう1つの表示パネル514の第2電極(走査線655)とカラムドライバ55D4とを接続する経路となる。よって、各表示パネルのデータ線と走査線は、対応するコモンドライバとカラムドライバに接続するための経路を持つこととなり、各表示パネルを組合わせて大サイズの表示装置を構成できる。
【選択図】   図5

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機EL素子表示装置に関し、特に、大サイズの表示装置を構成するのに適用される、単純マトリクス駆動型の有機EL素子表示装置およびそれを配列させて構成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
有機EL素子(organic electroluminescent device=OELD)表示装置は、視野角が広く、応答速度が高速で、薄型化が図れ、消費電力が低く、製造工程が簡易で、衝撃に強く、バックライトを要せず、フルカラー表示が可能等といった長所から、次世代の表示装置の中でも特に、各方面から注目され、かつ、幅広く使用されている。
【0003】
図1に示すのは、従来技術による有機EL素子の断面図である。これは、主に、基板11上に第1電極13が形成され、さらに、第1電極13の適所に蒸着法またはスパッタリングにより、少なくとも有機発光層(organic emitting layer)を含んでなる発光層17と、第2電極15と、保護膜19とが順次形成されてなるものである。第1電極13と第2電極15から電子とホールが注入されることにより、電子とホールが発光層17内で再結合(Recombination)し、発光層17内の組成物が励起されて発光する。このような構成により、発光の目的が達成されることとなっている。
【0004】
有機EL素子表示装置の駆動方式は、単純マトリクスとアクティブマトリクスに2種類に大別される。このうち、単純マトリクス駆動型有機EL素子の構造は比較的簡単で、薄膜トランジスタ液晶パネルおよびカラーフィルタの使用を要さないため、製造工程の簡便化と生産コストの低下を図るのに有利である。しかし、各画素を順次駆動させるその方式は、各画素の発光を所定時間保ちたい場合、画素に大電流を瞬時に流す必要があるので、走査線の本数が一定程度に制限されてしまう。よって、大サイズの表示装置を作製するのに適せず、高解像度への要求も満たすことができない。
【0005】
これに対し、アクティブマトリクス駆動型の有機EL素子表示装置は、走査線の本数を増加させるのに適した構造を有するため、大サイズの表示装置に適用され、なおかつ、高解像度の要求も満足させ得る。しかし、アクティブマトリクス駆動型の有機EL素子は、画素毎個別の薄膜トランジスタによる駆動方式を採用しているため、低温ポリシリコン(LT−Poly−Si)TFT技術を利用しない限り、その生産が容易でない。よって、その複雑な構造は、生産コストを大幅に増加させ、生産技術の難度を高めてしまい、かつ、かかる構造を用いるには、低温ポリシリコン(LT−Poly−Si)TFTの量産技術が熟して、使用に供されるようになるまで待つ必要がある。このように、目下のところ、その関連技術がある程度まで熟したことから、量産の実質的価値がある有機EL素子表示装置は主に、単純マトリクス駆動型のものである。
【0006】
図2に示すのは、従来技術による単純マトリクス駆動型有機EL素子表示パネルのブロック図である。表示パネル21は、複数の第1電極からなるデータ線(Date Electrode/Line)235と、複数の第2電極からなる走査線(Scanning Line/Line)255との組合せにより構成される。全てのデータ線235および走査線255は、個別に対応するコモンドライバ23およびカラムドライバ25とそれぞれ接続されており、さらに、コモンドライバ23およびカラムドライバ25は、整合制御機能を有する中央コントローラ27に接続されている。こうした構成により、中央コントローラ27、コモンドライバ23およびカラムドライバ25の制御により、どの画素(黒い点で示した部分)に通電して点灯させるかが決定される。
【0007】
製品を実際に応用するにあたり、業界では、複数の有機EL素子表示パネルを組み合わせて大サイズの表示パネル31を構成させようとする試みがなされている。例として、図3に示すような、2×2パネルの組合せで構成される表示装置がある。各パネルにおける各データ線335および各走査線355は、独立かつ直接に、対応するコモンドライバ33A1〜33A4およびカラムドライバ35B1〜35B4にそれぞれ接続されている。さらに、コモンドライバ33A1〜33A4およびカラムドライバ35B1〜35B4は、それぞれ中央コントローラ37に接続されており、どのパネルのどの画素(黒い点で示す部分)に通電して、点灯させるかを制御し、決定する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
この種の構造によれば、表示装置をある程度大型化させることができるが、各パネルのデータ線335および走査線355がいずれも、コモンドライバ33A1〜33A4およびカラムドライバ35B1〜35B4にそれぞれ直接に接続される必要があるため、2×2以下のパネルの組合せで構成されるパネル表示装置にしか適用されず、つまり、2×3以上のパネルの組合せで構成されるパネル表示装置には適用され得ない。これは、第3行または第3列以上のパネルは、データ線および走査線を、対応するコモンドライバおよびカラムドライバにそれぞれ直接に接続させることができないことに起因しており、かかる問題は、単純マトリクス駆動型の有機EL素子表示装置の大サイズ化が図れない最大のネックとなっている。
【0009】
従って、従来技術による単純マトリクス駆動型の有機EL素子表示装置の構造上の欠点を効果的に解決して、大サイズの表示装置への適用を可能とし、かつ、高解像度の要求を満足させる単純マトリクス駆動型有機EL素子を如何に設計するかが、本発明の重点である。
【0010】
上記問題に鑑みて、本発明は、主に、複数の表示パネルを並列に配置させて、比較的大きなサイズの有機EL素子表示装置を構成させることにより、各種サイズ・各種タイプの表示装置に作製させ得る単純マトリクス駆動型の有機EL素子表示装置を提供することを目的とする。
【0011】
また、本発明は、簡単な構成要素の変更および組合せの方式によって、単純マトリクス駆動型有機EL素子表示装置の大サイズ化を可能とするとともに、高解像度の要求を満たすことのできる有機EL素子表示装置の配列構成方法を提供することも目的とする。
【0012】
さらに、本発明の目的は、構成要素に簡単な変更を施して、各種サイズ・各種タイプに容易に適用させることのできる有機EL素子表示装置を提供する点にもある。
【0013】
そして、本発明は、アクティブマトリクス駆動型有機EL素子を使用せずに、大サイズ表示装置への適用および高解像度要求の満足を可能とすることにより、量産やコスト削減に有利なだけでなく、低温ポリシリコンTFT技術が熟するのを待つことなく、即時量産が行えて、多数の表示装置の消費者に利益をもたらすことのできる有機EL素子表示装置を提供することをも目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の有機EL素子表示装置は、少なくとも1つの表示パネルから構成され、その表示パネルが、基板上に、第1電極、発光層、第2電極および保護膜を順次形成させた後、保護膜上に、第1電極と同方向に延びる第3延伸導線、第3隔離層および第2電極と同方向に延びる第4延伸導線を順次形成させてなっている。第3延伸導線は、もう1つの表示パネルの第1電極(データ線)とコモンドライバとを接続する経路となり、第4延伸導線は、もう1つの表示パネルの第2電極(走査線)とカラムドライバとを接続する経路となる。よって、各表示パネルのデータ線と走査線は、いずれも対応するコモンドライバとカラムドライバに接続するための経路を持つため、各表示パネルを配列させることで、大サイズの有機EL素子表示装置として構成することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
図4に示すのは、本発明の好適な実施形態による有機EL素子の断面図である。
図示するように、本発明の有機EL素子は、基板41上に第1電極43が形成され、第1電極43の適所に蒸着法またはスパッタリングを施して、少なくとも有機発光層を含む発光層47と、第2電極45と、保護膜49とが順次形成されてなる。保護膜49表面の一部には、第2電極45と同一の方向に延伸する少なくとも1つの第4延伸導線48が配設されており、この第4延伸導線48は、第4接続線484を介してもう1つの表示パネル(第4表示パネル)の第2電極(第4走査線、図5に示す655)に接続される。第4延伸導線48上には、絶縁性を有する第4隔離層485が設けられ、さらに、第4絶縁層485表面の一部に、第1電極43と同一の方向に延びる第3延伸導線44が配設されている。第3延伸導線路44は、さらに別の表示パネル(第3表示パネル)の第1電極(第3データ線、図5に示す635)に接続されている。
【0016】
図5および図6に示すのはそれぞれ、本発明の実施形態に基づき、表示パネルを配列させて大型の有機EL素子表示装置を構成した態様を示すブロック図、およびその局部を示すブロック図である。図示するように、表示装置51は、複数の表示パネルを組み合わせてなり、例えば、本実施形態におけるように、4×4の表示装置であって、各表示パネルは、第1電極43からなるデータ線(Date Electrode/Line)および第2電極45からなる走査線(Scanning Line/Line)、例として、第1パネル511の第1データ線435および第1走査線455を含んでなるものである。コモンドライバ53C1〜53C8またはカラムドライバ55D1〜55D8に隣接するパネルの各データ線および各走査線は、これらが対応するコモンドライバ53C1〜53C8またはカラムドライバ55D1〜55D8にそれぞれ直接に接続される。例えば、表示パネル511の第1データ線435および第1走査線455は、これらが対応するコモンドライバ53C5およびカラムドライバ55D4とそれぞれ直接に接続される。
【0017】
また、第1パネル511内に位置し、かつ、第1走査線435と同一の方向に延びる第3延伸導線44(長い点の点線で示す)は、第3表示パネル513側辺の第3接続線444を介して第3表示パネル513の第1電極635(第3データ線;長い点の点線で示す)に接続される。このように構成することにより、コモンドライバ53C3に隣接していない第3表示パネル513の第3データ線635は、第3延伸導線44および第3接続線444を介し、第1パネル511を横切ってコモンドライバ53C5に接続されるようになる。よって、第3表示パネル513の第3データ線635および第3走査線653は、これらが対応するコモンドライバ53C5およびカラムドライバ55D3にそれぞれ接続されることとなる。さらに、中央コントローラ57からの制御命令により、コモンドライバ53C1〜53C8およびカラムドライバ55D1〜55D8の整合が行われ、第3パネル513の各画素(黒い点で示す)が通電されて点灯する。
【0018】
また、カラムドライバ55D4に隣接していない第4表示パネル514につき、その第2電極655(第4走査線;短い点の点線で示す)も同様に、第4延伸導線48および第4接続線484を介し、第1表示パネル511を横切ってカラムドライバ55D4に接続される。つまり、そのデータ線および走査線は、それらが対応するコモンドライバ53C6およびカラムドライバ55D4にそれぞれ接続されることとなる。
【0019】
同様の原理で、コモンドライバまたはカラムドライバのいずれにも隣接しない表示パネル、例えば、第6表示パネル516も、各延伸導線および接続線を介して、第3表示パネル513および第4表示パネル514を横切って、対応するコモンドライバ53C6およびカラムドライバ55D3にそれぞれ接続され、そのデータ線および走査線が中央コントローラ57の制御を受けられるようになる。
よって、各画素(黒い点で示す)への電力供給オン・オフ機能を持つこととなる。このように、延伸導線および接続線を埋設することで、各表示パネルは、コモンドライバまたはカラムドライバに隣接されて配置されると否とにかかわらず、そのデータ線および走査線がいずれも、対応するコモンドライバおよびカラムドライバにそれぞれ接続するための経路を備えるものとなる。
【0020】
図7に示すのは、別な実施形態に基づき、表示パネルを配列させて大型の有機EL素子表示装置を構成した場合の局部を示すブロック図である。図示するように、この実施形態では、上述した実施形態の2倍数×2倍数からなる表示パネルを、2倍数×3倍数からなる表示パネル71とした。このうち、第5表示パネル715の第1電極735(第5データ線:短い点の点線で示す)も同じく、第5延伸導線74および第5接続線744を介し、第3表示パネル513と第1表示パネル511とを横切って、対応するコモンドライバ73EAに接続される。このため、各表示パネルがコモンドライバまたはカラムドライバに隣接しているか否かにかかわらず、そのデータ線および走査線はいずれも、対応するコモンドライバ73EA〜73EDまたはカラムドライバ75F4〜75F6に接続するための経路を持つこととなる。このように、たとえ単純マトリクス駆動型の有機EL素子表示装置であっても、各表示パネル並列に配置して構成させ、各種サイズ・各種態様に形成できるようにしたことで、従来の単純マトリクス駆動型の有機EL素子表示装置の大サイズ化を図る上での制約が大幅に解消され得る。
【0021】
この実施形態より、第1表示パネル511および第4表示パネル514の側辺に位置するコモンドライバ73EA〜73EDは、接続される走査線の本数に応じて増加させ得るもので、つまり、表示パネル(例えば、第1表示パネル511)の側辺に複数のコモンドライバ(例えば、コモンドライバ73EAと73EB)を設置できることがわかる。そして、中央コントローラが各コモンドライバおよび各カラムドライバを整合するため、こうした拡充後に制御が錯乱するような事態は発生しない。さらに、これと同様の設計概念で、サイズが同じ各表示パネルにおいて、走査線およびデータ線を増加させることにより、画素数を増加させて解像度を高めることができる。
【0022】
最後に、図8に示すのは、本発明による別な実施形態による有機EL素子の断面図である。図示するように、製造工程の便宜のため、ならびに有機EL素子からの光線の出光位置に対応させるべく、この実施形態によれば、主に、基板41上に、第3延伸導線84、第3隔離層845、第4延伸導線88および第4隔離層885が順次形成された後さらに、絶縁性を有する第4隔離層885表面に、第1電極43、発光層47、第2電極45および保護膜49が順次形成される。よって、同じように、第3延伸導線84は、第3接続線844を介し、別の表示パネルの第1電極に接続され、第4延伸導線88は、第4接続線884を介して、別の表示パネルの第2電極に接続される。
【0023】
言うまでもなく、第1電極、第2電極、延伸導線および接続線は、各種タイプの有機EL素子或いは出光位置に応じて、透過性の導電材料により作製させることができる。
【0024】
以上は、本発明を説明するために実施形態を例示して記載しただけであって、これによって本発明の実施の範囲が限定されるものではなく。また、本発明による形状、構造、特徴および主旨に基づく均等な変化や修飾は、特許請求の範囲内で行われなければならない。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の有機EL素子表示装置によれば、各表示パネルのデータ線と走査線が、いずれも対応するコモンドライバとカラムドライバに接続するための経路を持つため、各表示パネルを配列させて大サイズの有機EL素子表示装置に構成することができる。従って、従来技術による単純マトリクス駆動型の有機EL素子表示装置の構造上の欠点が効果的に解決され、大サイズの表示装置に適用でき、かつ、高解像度の要求を満足させ得る。
【0026】
さらに、本発明によれば、アクティブマトリクス駆動型有機EL素子を使用せずに、単純マトリクス駆動型有機EL素子表示装置であっても、大サイズ表示装置への適用および高解像度要求の満足を可能としたため、量産やコスト削減に有利となるばかりでなく、低温ポリシリコンTFT技術が熟するのを待つことなく、今すぐに量産が行えるようになり、多くの消費者に利益をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の有機EL素子の断面図である。
【図2】従来の有機EL素子表示装置を構成する表示パネルのブロック図である。
【図3】従来の有機EL素子表示装置が大型の表示パネルとして構成された態様を示すブロック図である。
【図4】本発明の好適な実施形態による有機EL素子の断面図である。
【図5】本発明の実施形態に基づき、表示パネルを配列させて大型の有機EL素子 表示装置を構成した態様を示すブロック図である。
【図6】図5の局部を示すブロック図である。
【図7】本発明の別な実施形態に基づき、表示パネルを配列させて大型の有機EL 素子表示装置を構成した場合の局部を示すブロック図
【図8】本発明による別な実施形態による有機EL素子の断面図である。
【符号の説明】
41 基板
43 第1電極
435 第1データ線
44 第3延伸導線
444 第3接続線
45 第2電極
455 第1走査線
47 発光層
48 第4延伸導線
484 第4接続線
485 第4隔離層
49 保護膜
51 表示パネル
511 第1表示パネル
513 第3表示パネル
514 第4表示パネル
516 第6表示パネル
55C1〜55C8 コモンドライバ
55D1〜55D8 カラムドライバ
57 中央コントローラ
61 表示パネル
635 第3データ線
653 第3走査線
655 第4走査線
67 中央コントローラ
71 表示パネル
715 第5表示パネル
73EA〜73ED コモンドライバ
735 第5データ線
74 第5延伸導線
744 第5接続線
75F4〜75F6 カラムドライバ
84 第3延伸導線
844 第3接続線
845 第3隔離層
884 第4接続線
88 第4延伸導線
885 第4隔離層

Claims (20)

  1. 少なくとも第1表示パネルを含んでなる有機EL素子表示装置であって、前記第1表示パネルが、主に、
    基板と、
    前記基板表面に形成され、少なくとも1つの発光層、第2電極および保護膜とをその表面の一部に順次形成させる少なくとも1つの第1電極と、
    前記保護膜表面の一部に配設され、第3接続線を介して第3表示パネルの第1電極または第2電極のうちいずれか1つに接続される少なくとも1つの第3延伸導線と
    からなる有機EL素子表示装置。
  2. 前記第1表示パネルの第1電極、第2電極および第3延伸導線が、対応するコモンドライバ、カラムドライバ、またはその組合せのうちいずれか1つにそれぞれ接続される請求項1記載の有機EL素子表示装置。
  3. 前記第3延伸導線表面に配設される第3隔離層と、
    前記第3隔離層表面の一部に配設される少なくとも1つの第4延伸導線と、をさらに備え、
    前記第4延伸導線が、第4接続線を介して第4表示パネルの第1電極または第2電極のうちいずれか1つに接続されるものである請求項1記載の有機EL素子表示装置。
  4. 前記第4延伸導線が、対応するコモンドライバ、カラムドライバ、またはこれらの組合せのうち、少なくともいずれか1つに接続されるものである請求項3記載の有機EL素子表示装置。
  5. 前記第4延伸導線表面に配設される第5隔離層と、
    対応するコモンドライバ、カラムドライバ、またはこれらの組合せのうちいずれか1つに接続される少なくとも1つの第5延伸導線と、をさらに備え、
    前記第5延伸導線が、第5接続線を介して第5表示パネルの第1電極または第2電極に接続されるものである請求項3記載の有機EL素子表示装置。
  6. 全ての前記コモンドライバおよび前記カラムドライバに接続される中央コントローラをさらに備えてなる請求項1記載の有機EL素子表示装置。
  7. 前記第3延伸導線が、前記第1表示パネルの第1電極と同一の方向に延伸されるものである請求項1記載の有機EL素子表示装置。
  8. 前記第4延伸導線が、前記第1表示パネルの第2電極と同一の方向に延伸されるものである請求項3記載の有機EL素子表示装置。
  9. 前記第5延伸導線が、前記第1表示パネルの第1電極および第1延伸導線と同一の方向に延伸されるものである請求項5記載の有機EL素子表示装置。
  10. 少なくとも第1表示パネルを含んでなる有機EL素子表示装置であって、前記第1表示パネルが、主に、
    基板と、
    前記基板表面に形成され、かつ、第3接続線を介して第3表示パネルの第1電極または第2電極に接続される第3延伸導線と、
    前記第3延伸導線表面の一部に配設される第3隔離層と、
    前記第3隔離層表面の一部に配設され、かつ、少なくとも1つの発光層および第2電極がその表面の一部に順次形成された少なくとも1つの第1電極と、
    からなる有機EL素子表示装置。
  11. 前記第3隔離層表面の一部に配設され、第4接続線を介して第4表示パネルの第1電極または第2電極に接続される少なくとも1つの第4延伸導線と、
    前記第4延伸導線表面に配設され、かつ、前記第1表示パネルの第1電極、発光層および第2電極をその表面の一部に形成させる第4隔離層と
    をさらに備えてなる請求項10記載の有機EL素子表示装置。
  12. 前記第1表示パネルの第1電極、第2電極および第3延伸導線が、対応するコモンドライバ、カラムドライバまたはこれらの組合せのうち、少なくともいずれか1つにそれぞれ接続されるものである請求項10記載の有機EL素子表示装置。
  13. 前記第4延伸導線が、対応するコモンドライバ、カラムドライバまたはこれらの組合せのうち、少なくともいずれか1つに接続されるものである請求項11記載の有機EL素子表示装置。
  14. 前記第4延伸導線上に配設される第5隔離層と、
    コモンドライバ、カラムドライバまたはこれらの組合せのうちいずれか1つに接続される第5延伸導線と、をさらに含み、
    前記第5延伸導線が、第5接続線を介して第5表示パネルの第1電極または第2電極に接続されるものである請求項11記載の有機EL素子表示装置。
  15. 単純マトリクス駆動型の有機EL素子表示装置である請求項10記載の有機EL素子表示装置。
  16. 主に、少なくとも1つのデータ線および少なくとも1つの走査線をそれぞれ有する複数の有機EL素子表示パネルを配列させて比較的大サイズの表示装置を構成する方法であって、
    前記表示装置の外周部分に配置される前記表示パネルのデータ線、走査線またはこれらの組合せのうちいずれか1つを、対応するコモンドラバ、カラムドライバまたはこれらの組合せのうちいずれか1つにそれぞれ接続させ、
    コモンドライバ、カラムドライバまたはこれらの組合せのいずれにも隣接しない前記表示パネルのコモンドライバ、カラムドライバまたはこれらの組合せのうちいずれか1つを、第3延伸導線、第3接続線、第4延伸導線、第4接続線またはこれらの組合せのうち少なくともいずれか1つを介して、対応するコモンドライバ、カラムドライバまたはこれらの組合せのうちいずれか1つにそれぞれ間接的に接続させ、かつ、
    前記第3延伸導線および前記第4延伸導線を、コモンドライバ、カラムドライバまたはこれらの組合せのうちいずれか1つに隣接する前記表示パネルを横切るように配してなる有機EL素子表示装置を配列させて構成する方法。
  17. コモンドライバ、カラムドライバまたはこれらの組合せのいずれにも隣接しない前記表示パネルのデータ線、走査線またはこれらの組合せのうちいずれか1つを、さらに、第5延伸導線、第5接続線、第6延伸導線、第6接続線またはこれらの組合せのうち、少なくともいずれか1つを介して、対応するコモンドライバ、カラムドライバまたはこれらの組合せのうちいずれか1つにそれぞれ間接的に接続させ、かつ、
    前記第5延伸導線および前記第6延伸導線を、コモンドライバ、カラムドライバまたはこれらの組合せのうちいずれにも隣接しない表示パネルから、コモンドライバ、カラムドライバまたはこれらの組合せのいずれか1つに隣接する表示パネルに亘って横切るように配してなる請求項16記載の方法。
  18. 前記データ線は有機EL素子表示パネルの第1電極であり、前記走査線は有機EL素子表示パネルの第2電極である請求項16記載の方法。
  19. 前記コモンドライバおよび前記カラムドライバが、中央コントローラに接続されるものである請求項16記載の有機EL素子表示装置を構成する方法。
  20. 前記表示パネルが、単純マトリクス駆動型の有機EL素子からなる請求項16記載の方法。
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