JP2004311440A - 有機電界発光表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】４色駆動のための有機電界発光表示装置を提供する。
【解決手段】
複数のスイッチング素子はソース電極、ドレーン電極及びゲート電極をそれぞれ有し基板上に形成され、複数のピクセル電極はドレーン電極と連結され第１乃至第４サブピクセルを定義する。レッドサブピクセルは第１サブピクセルに対応してレッド光を発光し、グリーンサブピクセルは第２サブピクセルに対応してグリーン光を発光し、ブルーサブピクセルは第３サブピクセルに対応してブルー光を発光し、ホワイトサブピクセルは第４サブピクセルに対応してホワイト光を発光する。これによって、有機電界発光表示装置で１つの画素を定義するレッド、グリーン、ブルーサブピクセルのほかにホワイトサブピクセルをさらに追加することで有機電界発光表示装置の輝度を高めることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は有機電界発光表示装置に関し、より詳細には４色駆動のための有機電界発光表示装置に関する。

一般に、有機電界発光表示装置（ＯＥＬＤ；Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）、特にアクティブマトリックス有機電界発光表示装置（ＡＭＯＥＬＤ）はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）のような透明電極により形成される陽極と低い仕事関数を有する金属の陰極との間に複数の有機薄膜が積層された有機発光層構造を有する。

駆動時、直流電流を印加すると陽極から正孔が、陰極から電子が前記有機層内に注入され前記有機発光層で正孔と電子とが再結合する過程で発光するようになる。

このように、前記有機電界発光表示装置は有機物の自体発光で構造が簡単で光効率が高い長所を有している。

前記有機電界発光表示装置でフルカラーを具現するには３つの代表的な方式がある。即ち、図１に示すように、基板１０上にレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、及びブルー（Ｂ）の光をそれぞれ発光する有機発光層２０、２２、２４を独立的に配列するＲＧＢ独立発光方式、図２に示すように、基板１０と青色発光層３６との間に別途の色変換層３０、３２、３４を介在した色変換方式、そして図３に示すように、基板１０とホワイトの光を発光する有機発光層４６との間に別途のＲ、Ｇ、Ｂそれぞれのカラーフィルター４０，４２、４４を介在したカラーフィルター方式である。

特に、前記ＲＧＢ独立発光方式はシャドーマスクを利用してＲ、Ｇ、Ｂ材料を蒸着及びパターニングしなければならない反面、前記カラーフィルター方式は既存のカラーフィルターフォトリソグラフィ法により行われるので相対的に高解像度の表示パネルを得られるという長所がある。

前記カラーフィルター方式の場合、電界発光（ＥＬ）素子から発光されたホワイトの光の効率がカラーフィルターを経る過程で減少するので、高効率でホワイトの光を発光する材料が必要であるが、未だにＲＧＢ独立発光方式に比べて全体的な効率は低い状態である。

本発明の技術と課題はこのような観点から着案されたもので、本発明の目的は輝度を高めるために４色駆動の有機電界発光表示装置を提供することにある。

前記した本発明の目的を達成するための１つの特徴による有機電界発光表示装置は、陽極と陰極との間に形成された有機発光層に印加される電流に応答して正孔と電子との再結合により発光する有機電界発光表示装置において、基板と、ソース電極、ドレーン電極及びゲート電極をそれぞれ有し前記基板上に形成された複数のスイッチング素子と、前記ドレーン電極とそれぞれ連結されて第１乃至第４サブピクセルを定義する複数のピクセル電極と、前記第１サブピクセルに対応する、レッド光を発光するレッドサブピクセルと、前記第２サブピクセルに対応する、グリーン光を発光するグリーンサブピクセルと、前記第３サブピクセルに対応する、ブルー光を発光するブルーサブピクセルと、前記第４サブピクセルに対応する、ホワイト光を発光するホワイトサブピクセルと、を含んで成る。

このような有機電界発光表示装置によると、有機電界発光表示装置において一つの画素を定義するレッド、グリーン、ブルーサブピクセルのほかにホワイトサブピクセルをさらに追加することで有機電界発光表示装置の輝度を高めることができる。

以下、図面を参照して本発明の望ましい一実施例をより詳細に説明する。

図４は本発明の第１実施例による有機電界発光表示装置を示すための部分断面図であり、特にボトム発光方式とＲＧＢ独立発光方式を採用した有機電界発光表示装置を示す。

図４に示すように、基板１０５上には絶縁膜１１０が形成される。ここで、前記基板１０５は透明基板であり、基板として使用可能である透明基板の典型的な例には、ガラス基板、石英基板、ガラスセラミック基板及び結晶ガラス基板が含まれる。しかし、基板用物質は製造工程時の高い処理温度に対して抵抗性を有することが好ましい。

また、前記絶縁膜１１０は、移動するイオンを含有する基板または導電性を有する基板を使用するとき効果的である。前記絶縁膜１１０は、石英基板を使用する際には必須とされるものではない。シリコンを含有した絶縁膜は本発明の絶縁膜１１０として使用され得る。このとき、前記シリコン含有絶縁膜は与えられた比率のシリコン内の酸素または窒素を含有する絶縁膜または両方とも含有した絶縁膜であることが望ましい。特に、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、またはシリコン酸化窒化物膜（ＳｉＯｘＮｙで表示される化合物であり、ｘ及びｙは１以上の整数である）が絶縁膜として好ましい。

前記絶縁膜１１０上に形成される電流制御トランジスタはソース領域１１２、チャネル形成領域１１４、ドレーン領域１１６を含む能動層（またはアクティブ層）、前記能動層上に形成され前記ソース領域１１２とドレーン領域１１６とを露出させるゲート絶縁膜１２０、ゲート絶縁膜１２０上に形成されるゲート電極１２５、ゲート電極１２５及びゲート絶縁膜１２０上に形成され前記ソース領域１１２とドレーン領域１１６を露出させる第１層間絶縁膜１２７、第１層間絶縁膜１２７上に形成されソース領域１１２に連結されるソース電極１３０、そして、第１層間絶縁膜１２７上に形成されドレーン領域１１６に連結されるドレーン電極１３５を含む。

図面上ではゲート電極１２５を単一ゲート構造としたが、２重若しくは３重などの多重構造を取ることもできる。前記ソース電極１３０は第１方向に配設されるソース配線から延伸され、ドレーン電極１３５は前記第１方向とは相異する第２方向に配設されるドレーン配線から延伸される。

図示していないが、電流制御トランジスタのゲートにはスイッチングトランジスタ（図示せず）のドレーン領域が接続される。特に、電流制御トランジスタのゲート電極１２５は前記ドレーン配線を通じてスイッチングトランジスタのドレーン領域に電気的に接続され、ソース配線は電力供給線（図示せず）に接続される。

ソース配線から延伸されたソース電極１３０上と、ドレーン配線から延伸されたドレーン電極１３５上と、第１層間絶縁膜１２７上とには第２層間絶縁膜１４０が形成される。ピクセル電極１４５は導電性酸化物からなり、第２層間絶縁膜１４０を開口させたホールを経由して下方に具備される電流制御トランジスタのドレーン電極１３５と連結される。

ピクセル電極１４５上には発光領域を定義する隔壁１５０が形成される。

隔壁１５０上及び前記隔壁１５０が形成されていない領域において露出されるピクセル電極１４５上には、Ｒ（レッド）光を発光するＲ有機発光層１６Ｒ、Ｇ（グリーン）光を発光するＧ有機発光層１６Ｇ、Ｂ（ブルー）光を発光するＢ有機発光層１６Ｂ及びＷ（ホワイト）光を発光するＷ有機発光層１６Ｗが形成される。Ｒ有機発光層１６Ｒ、Ｇ有機発光層１６Ｇ、Ｂ有機発光層１６Ｂ及びＷ有機発光層１６Ｗは、それぞれ、単一層構造または積層構造をとることができる。

前記積層構造で形成されるとき、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ、及びＷ有機発光層１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ、１６Ｗは、それぞれさらによい発光効率を提供することができる。一般に、前記有機発光層はピクセル電極１４５上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を順次に形成することで形成される。代りに、前記有機発光層は正孔輸送層、発光層及び電子輸送層が順次形成された積層構造、または正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層が順次形成された積層構造をとることもできる。

金属電極１７０は前記Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ有機発光層１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ、１６Ｗ上に形成され、外部湿気などから前記Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ有機発光層１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ、１６Ｗを保護する機能を実現し、前記有機発光層のカソードとして動作する。

図面上では前記Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ有機発光層１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ、１６Ｗ上に金属電極１７０を形成してカソードの動作を遂行することを図示したが、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ有機発光層１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ、１６Ｗ上に、仕事関数が低い、マグネシウムＭｇ、リチウムＬｉ及びカルシウムＣａを含有する物質を形成してカソードとして利用し、外部湿気などから前記カソードを保護しそれぞれのピクセルのカソードを接続するための保護電極を形成することもできる。

本発明の第１実施例によると、ＲＧＢ独立発光方式とボトム発光方式を有する有機電界発光表示装置にＲ、Ｇ、Ｂ光をそれぞれ発光する有機発光層のほかに、Ｗ光を発光する有機発光層をさらに形成することで、有機電界発光表示装置の輝度を向上させることができ、これによって光効率を向上させることができる。また、光効率の向上により電力消費を節減させることができる。

上述した本発明の第１実施例においては、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ光をそれぞれ発光する有機発光層上にカソード機能を有する金属電極を形成し、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ光を基板１０５を経由して出射するボトム発光方式を採用する有機電界発光表示装置について説明した。しかし、後述する本発明の第２実施例のようにトップ発光方式を採用する有機電界発光表示装置にも同様に適用することができる。

本発明による４色駆動の有機電界発光表示装置のための画素配置を図５乃至図７を参照して説明する。

図５に示すように、４色を実現ためのＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）、Ｗ（ホワイト）サブピクセルはそれぞれストライプ形状に形成されて１つのピクセルを定義する。即ち、従来の３色駆動の有機電界発光表示装置においては、１つのピクセルは３つのサブピクセル、すなわちＲ、Ｇ、Ｂサブピクセルにより定義されるが、本発明によるとＲ、Ｇ、Ｂサブピクセルのほかにホワイト光を出力するＷサブピクセルがさらに追加されることで、表示装置の輝度を高めることができる。

図５上ではＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗサブピクセルそれぞれが同一の面積を有するものを図示したが、互いに異なる面積を有するように構成することもできる。勿論、このときにはＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗサブピクセルにそれぞれ対応するスイッチングトランジスタや電流供給トランジスタに連結されるデータ配線やゲート配線の間隔を互いに異なる間隔にすることが望ましいが、同一の間隔に形成することもできる。

例えば、図６に示すように、レッド、グリーン、ブルー、ホワイトサブピクセルそれぞれ、２×２の格子形状に組み合わせられて１つのピクセルを定義する。

また、例えば、図７に示すように、レッド、グリーン、ブルー、ホワイトサブピクセルのうちレッドサブピクセルＲ１、Ｒ２とグリーンサブピクセルＧ１、Ｇ２をそれぞれ２つずつ備え、ブルーサブピクセルとホワイトサブピクセルをそれぞれ１つずつ備え、２×３の格子形状に組み合わせて１つのピクセルを定義する。図面上では、２×３格子形状にピクセルが配置されるとき隣接するサブピクセル間の色が連続することを回避するために２つのレッドサブピクセル及び２つのグリーンサブピクセルＲ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２を互いに離隔されるように配置したが、同色が連続配置されるように配置することもできる。

図８は本発明の第２実施例による有機電界発光表示装置を示すための部分断面図であり、特にトップ発光方式及びＲＧＢ独立発光方式を採用する有機電界発光表示装置を示す。

図８に示すように、基板２０５上には絶縁膜２１０が形成され、前記絶縁膜２１０上には電流制御トランジスタが形成される。このとき、電流制御トランジスタはソース領域２１２、チャネル形成領域２１４、ドレーン領域２１６を含む能動層、前記能動層上に形成され前記ソース領域２１２とドレーン領域２１６を露出させるゲート絶縁膜２２０、ゲート絶縁膜２２０上に形成されるゲート電極２２５、ゲート電極２２５とゲート絶縁膜２２０上に形成され前記ソース領域２１２とドレーン領域２１６を露出させる第１層間絶縁膜２２７、第１層間絶縁膜２２７上に形成されソース領域に連結されるソース電極２３０、そして、第１層間絶縁膜２２７上に形成されドレーン領域に連結されるドレーン電極２３５を含む。

ソース配線から延伸されたソース電極２３０上と、ドレーン配線から延伸されたドレーン電極２３５上と、第１層間絶縁膜２２７上には第２層間絶縁膜２４０が形成される。この層間絶縁膜２４０は平坦化の役割も有する。

ピクセル電極２４５は導電性酸化物からなり、第２層間絶縁膜２４０を開口させたホールを経由して下方に具備される電流制御トランジスタのドレーン電極２３５と連結される。

ピクセル電極２４５上には発光領域を定義する隔壁２５０が形成される。

隔壁２５０上、及び前記隔壁２５０が形成されていない領域において露出されるピクセル電極２４５上には、Ｒ光を発光するＲ有機発光層２６Ｒ、Ｇ光を発光するＧ有機発光層２６Ｇ、Ｂ光を発光するＢ有機発光層２６Ｂ及びＷ光を発光するＷ有機発光層２６Ｗが形成される。Ｒ有機発光層２６Ｒ、Ｇ有機発光層２６Ｇ、Ｂ有機発光層２６Ｂ及びＷ有機発光層２６Ｗは、それぞれ単一層構造または積層構造をとることができる。

透明電極２７０はＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗ有機発光層２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ、２６Ｗ上に形成され、カソードとして動作し、透明保護層２８０は外部湿気から前記透明電極２７０を保護する。

前記した本発明の第２実施例によると、ＲＧＢ独立発光方式及びトップ発光方式を採用する有機電界発光表示装置において、Ｒ、Ｇ、Ｂ光をそれぞれ発光する有機発光層のほかにＷ光を発光する有機発光層をさらに形成することで、有機電界発光表示装置の輝度を向上させることができ、これによって、光効率を向上させることができる。また、上述した光効率の向上により電力消費を節減させることができる。

上述した本発明の第１実施例及び第２実施例においては基板上にＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４色をそれぞれ発光する有機発光層を互いに独立して形成した高解像度の有機電界発光表示装置を説明した。しかし、ＲＧＢ独立発光方式を有機電界発光表示装置に採用するためには別途に用意されるシャドーマスクを利用してＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗ光を発光する材料を蒸着及びパターニングしなければならないという短所がある。

以下、第３実施例及び第４実施例においては、上述したシャドーマスク工程を採用せずに高解像度の表示パネルを得ることができる、フォトリソグラフィ法を採用するカラーフィルター方式を用いた有機電界発光表示装置について説明する。

図９は本発明の第３実施例による有機電界発光表示装置を示す部分断面図であり、特にボトム発光方式及びカラーフィルター方式を採用した有機電界発光表示装置を示す。

図９に示すように、基板３０５上には絶縁膜３１０が形成され、前記絶縁膜３１０上には電流制御トランジスタが形成される。このとき、前記電流制御トランジスタはソース領域３１２、チャネル形成領域３１４、ドレーン領域３１６を含む能動層、前記能動層上に形成され前記ソース領域３１２とドレーン領域３１６を露出させるゲート絶縁膜３２０、ゲート絶縁膜３２０上に形成されるゲート電極３２５、ゲート電極３２５とゲート絶縁膜３２０上に形成され前記ソース領域３１２とドレーン領域３１６を露出させる第１層間絶縁膜３２７、第１層間絶縁膜３２７上に形成されソース領域に連結されるソース電極３３０、そして、第１層間絶縁膜３２７上に形成されドレーン領域に連結されるドレーン電極３３５を含む。

ソース配線から延伸されたソース電極３３０上と、ドレーン配線から延伸されたドレーン電極３３５上と、第１層間絶縁膜３２７上には色画素層３４０が形成される。このとき、色画素層３４０はＲ（レッド）カラーフィルター、Ｇ（グリーン）カラーフィルター、Ｂ（ブルー）カラーフィルター、Ｗ（ホワイト）カラーフィルターからなり、各カラーフィルターはそれぞれ一つの電流制御トランジスタにより定義される領域上に形成される。

それぞれのカラーフィルター上には第２層間絶縁膜３４２が形成される。第２層間絶縁膜３４２はそれぞれのカラーフィルターを平坦化するためのもので、望ましい物質はポリイミド膜、ポリアミド膜、アクリル膜、またはＢＣＢ膜のような有機樹脂膜である。上述した有機樹脂膜は平坦化表面を形成しやすく、誘電率が低いという長所がある。

ピクセル電極３４５は導電性酸化物からなり、第２層間絶縁膜３４２と色画素層３４０を開口させて形成したホールを経由して下方に具備される電流制御トランジスタのドレーン電極３３５と連結される。

ピクセル電極３４５上には互いに異なるＲ、Ｇ、Ｂ、及びＷ発光領域を定義する隔壁３５０が形成される。

隔壁３５０上、及び隔壁３５０が形成されていない領域により露出されるピクセル電極３４５上にはＥＬ層、望ましくはホワイト有機発光層が形成される。

金属電極３７０はホワイト有機発光層３６０上に形成され、外部湿気などからホワイト有機発光層３６０を保護する機能を有すると同時にＥＬ素子のカソードとして動作する。

図面上ではホワイト有機発光層３６０上に金属電極３７０を形成してカソードとしての動作を行わせることを示したが、ホワイト有機発光層３６０上に仕事関数が低い、マグネシウムＭｇ、リチウムＬｉ及びカルシウムＣａを含有する物質を形成してカソードとして利用し、外部湿気から前記カソードを保護し、それぞれのピクセルのカソードを他のピクセルのカソードに接続するための保護電極を形成することもできる。

図９では、Ｗ光を出射するために透明材質のＷカラーフィルターを形成することを図示したが、Ｗカラーフィルターを省略することもできる。勿論、上述したＷカラーフィルターを省略する場合には、Ｗピクセル領域に第２層間絶縁膜３４２を厚く形成してホワイト有機発光層３６０により発光されるＷ光を透過できるようにすることが望ましい。

前記した本発明の第３実施例によると、カラーフィルター方式及びボトム発光方式を採用する有機電界発光表示装置で、電流制御トランジスタが形成される平面とＥＬ層間にレッド、グリーン、ブルー、のカラーフィルターのほかにホワイトカラーフィルターをさらに形成することで、有機電界発光表示装置の輝度を向上させることができる、これによって、光効率を向上させることができる。また、上述した光効率により電力消費を節減させることができる。

図１０は本発明の第４実施例による有機電界発光表示装置を示す部分断面図であり、特にトップ発光方式及びカラーフィルター方式を採用した有機電界発光表示装置を示す。

図１０に示すように、基板４０５上には絶縁膜４１０が形成され、前記絶縁膜４１０上には電流制御トランジスタが形成される。このとき、前記電流制御トランジスタはソース領域４１２、チャネル形成領域４１４、ドレーン領域４１６を含む能動層、前記能動層上に形成され前記ソース領域４１２とドレーン領域４１６を露出させるゲート絶縁膜４２０、ゲート絶縁膜４２０上に形成されるゲート電極４２５、ゲート電極４２５とゲート絶縁膜４２０上に形成され前記ソース領域４１２とドレーン領域４１６を露出させる第１層間絶縁膜４２７、第１層間絶縁膜４２７上に形成されソース領域に連結されるソース電極４３０、そして、第１層間絶縁膜４２７上に形成されドレーン領域に連結されるドレーン電極４３５を含む。

第１層間絶縁膜４２７上にはドレーン電極４３５を露出させる第２層間絶縁膜４４０が形成される。前記第２層間絶縁膜４４０は平坦化の役割を有することもできる。

ピクセル電極４４５は導電性酸化物からなり、第２層間絶縁膜４４０を開口させたホールを経由して下方に具備される電流制御トランジスタのドレーン電極４３５と連結される。

ピクセル電極４４５上には互いに異なるＲ発光領域、Ｇ発光領域、Ｂ発光領域、Ｗ発光領域を定義する隔壁４５０が形成される。

隔壁４５０上、及び前記隔壁４５０が形成されていない領域に露出されるピクセル電極４４５上には、ＥＬ層、望ましくはホワイト有機発光層が形成される。前記ホワイト有機発光層４６０は単一層構造または積層構造をとることができる。

透明電極４７０はホワイト有機発光層４６０上に形成され、カソードとして動作し、透明保護層４８０は外部湿気などから前記透明電極２７０を保護する。

色画素層４９０はＲカラーフィルター、Ｇカラーフィルター、Ｂカラーフィルター、Ｗカラーフィルターからなり、各カラーフィルターはそれぞれ1つの電流制御トランジスタにより定義される領域に対応するように形成される。好ましくは、Ｗカラーフィルターは、透過性を有する絶縁材料、例えば有機膜で形成される。

上述した本発明の第４実施例によると、カラーフィルター方式及びトップ発光方式を採用する有機電界発光表示装置で、電流制御トランジスタが形成される平面とＥＬ層との間にレッドカラーフィルター、グリーンカラーフィルター、ブルーカラーフィルターのほかにホワイトカラーフィルターをさらに形成することにより、有機電界発光表示装置の輝度を向上させることができ、これによって光効率を向上させることができる。また、前記した光効率の向上により電力消費を節減することができる。

また、トップ発光方式の場合、ＥＬ素子を形成した後透明保護層を形成しその上にカラーフィルターを形成することで開口率を向上させることができ前記ボトム発光方式に比べて高解像度が可能である。

従来の３色駆動方式を採用する有機電界発光表示装置の光効率と本発明による４色駆動方式を採用する有機電界発光表示装置の光効率とを比較する。

一般に、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色駆動を採用する有機電界発光表示装置の効率は下記の数式１のようになる。

ここで、Ｌはホワイトを表示している有機電界発光表示装置の輝度であり、Ｉはホワイトを表示している有機電界発光表示装置に流れる全体電流であり、Ｂは表示面積であり、表示面積Ｂに開口率を乗算すると実際の発光面積となる。Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂはそれぞれ、レッドのサブピクセルがレッドを表示しているときの有機電界発光表示装置の輝度、グリーンのサブピクセルがグリーンを表示しているときの有機電界発光表示装置の輝度、ブルーのサブピクセルがブルーを表示しているときの有機電界発光表示装置の輝度であり、Ｉｒ、Ｉｇ、Ｉｂは、それぞれ、レッドのサブピクセルがレッドを表示しているときの有機電界発光表示装置を流れる電流、グリーンのサブピクセルがグリーンを表示しているときの有機電界発光表示装置を流れる電流、ブルーのサブピクセルがブルーを表示しているときの有機電界発光表示装置を流れる電流である。

上述した数式１の輝度Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂは、以下に示す数式２乃至４のように整理することができる。

ここで、Ｘｒ、Ｘｇ、Ｘｂはレッド、グリーン、ブルーそれぞれの色混合比率で、Φｒ、Φｇ、Φｂはレッド、グリーン、ブルーそれぞれの、単位電流あたりの輝度［ｃｄ/ａｍｐｅｒｅ］であり、光効率を示す。

上述した数式２乃至４を数式１に代入して整理すると、従来のＲ、Ｇ、Ｂの３色駆動を採用する有機電界発光表示装置の効率は数式５のようになる。

一方、本発明によるＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４色駆動を採用する有機電界発光表示装置の効率は次の数式６のようになる。

ここで、Ｌは全ての画素が発光してホワイトを表示するときの輝度であり、Ｌｗはホワイトサブピクセルのみが発光してホワイトを表示するときの輝度である。

ここで、Ｓはスケーリングファクターである。

結果として、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４色駆動の有機電界発光表示装置の光効率は、数式９のように表される。

ここで、説明の便宜のために有機電界発光表示装置がホワイトレベルである６３階調を表現するときの光効率を比較する。

ＲＧＢ独立発光方式及び３色駆動を採用する有機電界発光表示装置がＣＩＥ色座標計でＲ、Ｇ及びＢそれぞれの座標として（０．６３、０．３５）、（０．２８、０．６７）及び（０．１５、１．１５）を有し、７１％の色再現性を有する条件において、（０．２９、０．３２）のホワイト色座標のための混合比はＸｒ：Ｘｇ：Ｘｂ＝０．２５：０．５０：０．２５であり、レッド、グリーン、ブルーそれぞれに対応する単位電流あたりの輝度［ｃｄ/ａｍｐｅｒｅ］はΦｒ＝３．０、Φｇ＝７．０、Φｂ＝６．０であるので、光効率Ｅは５．１［ｃｄ/Ａ］である。

また、カラーフィルター方式と３色駆動を採用する有機電界発光表示装置がＣＩＥ色座標計でＲ、Ｇ及びＢそれぞれの座標として（０．６３、０．３５）、（０．２７、０．６０）及び（０．１５、０．１９）を有し、５６％の色再現像を有する条件において、（０．２９、０．３２）のホワイト色座標のための混合比はＸｒ：Ｘｇ：Ｘｂ＝０．２６：０．４２：０．３２であり、レッド、グリーン、ブルーそれぞれに対応する単位電流あたりの輝度［ｃｄ/ａｍｐｅｒｅ］はΦｒ＝１．８、Φg＝５．７、Φｂ＝５．７であるので、光効率Ｅは３．７［ｃｄ/Ａ］である。

このように、３色駆動を採用するとき、カラーフィルター方式を採用する有機電界発光表示装置の光効率は、ＲＧＢ独立発光方式を採用する有機電界発光表示装置の光効率の７３％であることを確認することができる。

一方、本発明の第３及び第４実施例によるカラーフィルター方式と４色駆動を採用する有機電界発光表示装置がＣＩＥ色座標計でＲ、Ｇ及びＢそれぞれの座標として（０．６３、０．３５）、（０．２７、０．６０）及び（０．１５、０．１９）を有する条件において、（０．２９、０．３２）のホワイト色座標のための混合比はＸｒ：Ｘｇ：Ｘｂ＝０．２６：０．４２：０．３２であり、レッド、グリーン、ブルーそれぞれに対応する単位電流あたりの輝度［ｃｄ/ａｍｐｅｒｅ］はΦｒ＝１．８、Φｇ＝５．７、Φｗ＝１５であり、スケーリングファクターを２にするとき、光効率Ｅは５．９［ｃｄ/Ａ］である。

結果として、従来の３色駆動方式及びカラーフィルター方式を採用する有機電界発光表示装置と比較するとき、本発明による４色駆動方式及びカラーフィルター方式を採用する有機電界発光表示装置の光効率は３色駆動方式及びカラーフィルター方式を採用する有機電界発光表示装置の光効率の１５９％であることを確認することができる。

また、従来の３色駆動方式及びＲＧＢ独立発光方式を採用有する有機電界発光表示装置と比較するとき、本発明による４色駆動方式及びカラーフィルター方式を採用する有機電界発光表示装置の光効率は３色駆動方式及びＲＧＢ独立発光方式を採用する有機電界発光表示装置の光効率の１１６％であることを確認することができる。

なお、一般にマトリックス型で具現される有機電界発光表示装置にホワイト画素を追加すると、1つのピクセルを定義するＲ、Ｇ、Ｂそれぞれのトランジスタのほかにホワイト画素用に別途のＴＦＴが追加されるので、1つの画素面積が３/４減少するという短所がある。

しかし、本発明の第３及び第４実施例によるカラーフィルター方式ではシャドーマスクを採用しないので、前記シャドーマスクのためのマージンが不必要であり、配線数が減少されるので、別途に追加されるトランジスタの増加分を補償することができ、同一またはそれ以上の開口率を確保可能である。

以上、本発明によると、有機電界発光表示装置において、1つの画素を定義するＲ、Ｇ、ＢサブピクセルのほかにＷサブピクセルをさらに追加することで、有機電界発光表示装置の輝度を高めることができる。特に、ＲＧＢ独立発光方式を採用する有機電界発光表示装置をボトム方式やトップ方式で具現する場合にも、ホワイト光を発光する有機発光層をさらに追加することにより４色駆動が可能になって輝度を高めることができる。また、カラーフィルター方式を採用する有機電界発光表示装置をボトム方式やトップ方式で具現する場合にも、ホワイト光を透過するカラーフィルターをさらに追加することで４色駆動が可能となり、輝度を高めることができる。

以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。

従来のフルカラーのための有機電界発光表示装置を示す図面である。 従来のフルカラーのための有機電界発光表示装置を示す図面である。 従来のフルカラーのための有機電界発光表示装置を示す図面である。 本発明の第１実施例による有機電界発光表示装置を示すための図面であり、特にボトム発光方式及びＲＧＢ独立発光方式を採用する有機電界発光表示装置を示す。 本発明による有機電界発光表示装置で４色駆動具現のための画素配置を示すための図面である。 本発明による有機電界発光表示装置で４色駆動具現のための画素配置を示すための図面である。 本発明による有機電界発光表示装置で４色駆動具現のための画素配置を示すための図面である。 本発明の第２実施例による有機電界発光表示装置を示すための図面で、特にトップ発光方式とＲＧＢ独立発光方式を採用する有機電界発光表示装置を示す。 本発明の第３実施例による有機電界発光表示装置を示す図面で、特にボトム発光方式とカラーフィルター方式を採用する有機電界発光表示装置を示す。 本発明の第４実施例による有機電界発光表示装置を示す図面で、特にトップ発光方式とカラーフィルター方式を採用する有機電界発光表示装置を示す。

符号の説明

１１２、２１２、３１２、４１２ ソース領域
１１４、２１４、３１４、４１４ チャネル形成領域
１１６、２１６、３１６、４１６ ドレーン領域
１２０、２２０、３２０、４２０ ゲート絶縁膜
１２５、２２５、３２５、４２５ ゲート電極
１２７、２２７、３２７、４２７ 第１層間絶縁膜
１３０、２３０、３３０、４３０ ソース電極
１３５、２３５、３３５、４３５ ドレーン電極
１４０、２４０、３４２、４４０ 第２層間絶縁膜
１４５、２４５、３４５、４４５ ピクセル電極
１５０、２５０、３５０、４５０ 隔壁
３６０、４６０ ホワイト有機発光層
１６Ｒ、２６Ｂ レッド有機発光層
１６Ｇ、２６Ｇ グリーン有機発光層
１６Ｂ、２６Ｂ ブルー有機発光層
１６Ｗ、２６Ｗ ホワイト有機発光層
１７０、３７０ 金属電極
２８０、４８０ 保護層
２７０、４７０ 透明電極
３４０、４９０ 色画素層

Claims (11)

1. 陽極と陰極との間に形成された有機発光層に印加される電流に応答して正孔と電子との再結合により発光する有機電界発光表示装置において、
   基板と、
   ソース電極、ドレーン電極及びゲート電極をそれぞれ有し、前記基板上に形成された複数のスイッチング素子と、
   前記ドレーン電極とそれぞれ連結されて第１乃至第４サブピクセルを定義する複数のピクセル電極と、
   前記第１サブピクセルに対応する、レッド光を発光するレッドサブピクセルと、
   前記第２サブピクセルに対応する、グリーン光を発光するグリーンサブピクセルと、
   前記第３サブピクセルに対応する、ブルー光を発光するブルーサブピクセルと、
   前記第４サブピクセルに対応する、ホワイト光を発光するホワイトサブピクセルと、を備える有機電界発光表示装置。
2. 前記レッドサブピクセル、グリーンサブピクセル、ブルーサブピクセル及びホワイトサブピクセルはそれぞれストライプ形状で隣接配置され１つのピクセルを定義することを特徴とする請求項１記載の有機電界発光表示装置。
3. 前記レッドサブピクセル、グリーンサブピクセル、ブルーサブピクセル及びホワイトサブピクセルは２×２格子形状で配置され１つのピクセルを定義することを特徴とする請求項１記載の有機電界発光表示装置。
4. 前記レッドサブピクセル、グリーンサブピクセル、ブルーサブピクセル及びホワイトサブピクセルのうち少なくとも一つ以上のサブピクセルが複数個備えられて２×３格子形状で配置されて１つのピクセルを定義することを特徴とする請求項１記載の有機電界発光表示装置。
5. 前記ピクセル電極上に形成された金属電極をさらに含み、
   前記レッドサブピクセルは前記ピクセル電極と前記金属電極との間に形成されレッド光を発光するレッド有機発光層により定義され、前記グリーンサブピクセルは前記ピクセル電極と前記金属電極との間に形成されてグリーン光を発光するグリーン有機発光層により定義され、前記ブルーサブピクセルは前記ピクセル電極と前記金属電極との間に形成されブルー光を発光するブルー有機発光層により定義され、前記ホワイトサブピクセルは前記ピクセル電極と前記金属電極との間に形成されホワイト光を発光するホワイト有機発光層により定義されることを特徴とする請求項１記載の有機電界発光表示装置。
6. 前記ピクセル電極上に形成された透明電極と、
   前記透明電極上に形成された保護層とをさらに含み、
   前記レッドサブピクセルは前記ピクセル電極と前記透明電極との間に形成されレッド光を発光するレッド有機発光層により定義され、前記グリーンサブピクセルは前記ピクセル電極と前記透明電極との間に形成されグリーン光を発光するグリーン有機発光層により定義され、前記ブルーサブピクセルは前記ピクセル電極と前記透明電極との間に形成されブルー光を発光するブルー有機発光層により定義され、前記ホワイトサブピクセルは前記ピクセル電極と前記透明電極との間に形成されホワイト光を発光するホワイト有機発光層により定義されることを特徴とする請求項１記載の有機電界発光表示装置。
7. 前記ピクセル電極上に形成されたホワイト発光層と、
   前記ホワイト発光層上に形成された金属電極とをさらに含み、
   前記レッドサブピクセルは前記スイッチング素子と前記ピクセル電極との間に形成され前記ホワイト発光層による光のうちレッド成分のみを透過するレッドカラーフィルター層により定義され、前記グリーンサブピクセルは前記スイッチング素子と前記ピクセル電極との間に形成され前記ホワイト発光層による光のうちグリーン成分のみを透過するグリーンカラーフィルター層により定義され、前記ブルーサブピクセルは前記スイッチング素子と前記ピクセル電極との間に形成され前記ホワイト発光層による光のうちブルー成分のみを透過するブルーカラーフィルター層により定義され、前記ホワイトサブピクセルは前記スイッチング素子と前記ピクセル電極との間に形成され前記ホワイト発光層による光のうちホワイト成分のみを透過するホワイトカラーフィルター層により定義されることを特徴とする請求項１記載の有機電界発光表示装置。
8. 前記ピクセル電極上に形成されたホワイト発光層と、
   前記ホワイト発光層上に形成された透明電極と、
   前記透明電極上に形成された保護層とをさらに含み、
   前記レッドピクセルは前記保護層上に形成され前記ホワイト発光層による光のうちレッド成分のみを透過するレッドカラーフィルターにより定義され、前記グリーンサブピクセルは前記保護層上に形成され前記ホワイト発光層による光のうちグリーン成分のみを透過するグリーンカラーフィルターにより定義され、前記ブルーサブピクセルは前記保護層上に形成され前記ホワイト発光層による光のうちブルー成分のみを透過するブルーカラーフィルターにより定義され、前記ホワイトサブピクセルは前記保護層上に形成され前記ホワイト発光層による光のうちホワイト成分のみを透過するホワイトカラーフィルターにより定義されることを特徴とする請求項１記載の有機電界発光表示装置。
9. 前記ホワイトカラーフィルターは透過性を有する絶縁材料であることを特徴とする請求項８記載の有機電界発光表示装置。
10. 前記絶縁材料は有機膜であることを特徴とする請求項９記載の有機電界発光表示装置。
11. 前記ピクセル電極上に形成されたホワイト発光層と、
    前記ホワイト発光層上に形成された有機発光層と、
    前記有機発光層上に形成された保護層をさらに含み、
    前記レッドサブピクセルは前記保護層上に形成され前記ホワイト発光層による光のうちレッド成分のみを透過するレッドカラーフィルターにより定義され、前記グリーンサブピクセルは前記保護層上に形成され前記ホワイト発光層による光のうちグリーン成分のみを透過するグリーンカラーフィルターにより定義され、前記ブルーサブピクセルは前記保護層上に形成され前記ホワイト発光層による光のうちブルー成分のみを透過するブルーカラーフィルターにより定義され、前記ホワイトサブピクセルは前記保護層上で前記ホワイト発光層による光を透過する領域により定義されることを特徴とする請求項１記載の有機電界発光表示装置。
    
    
    

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