JP2005085737A - 自発光型表示装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 画素領域の各発光面積を拡張することなく、発光領域で挟まれた領域を狭くすることにより、表示品位の向上を図ることのできる自発光型表示装置、およびそれを用いた表示装置を提供すること。
【解決手段】 画素領域Ａの各々に、共通のＴＦＴ１２４、および共通の画素電極１１１を介して同一の電源線１３３に接続する第１および第２の有機ＥＬ素子Ｂ１、Ｂ２が形成されており、これらの有機ＥＬ素子Ｂ１、Ｂ２によって、第１および第２のサブ画素Ａ１、Ａ２が形成されている。また、第１のサブ画素Ａ１および第２のサブ画素Ａ２は、共通の画素電極１１１上で所定の間隔をあけて形成されており、その分、第１のサブ画素Ａ１および第２のサブ画素Ａ２は、隣接する画素領域Ａのサブ画素に近接している。
【選択図】 図５

Description

本発明は、自発光型素子によって多数の画素が構成された自発光型表示装置、およびそれを用いた電子機器に関するものである。さらに詳しくは、画素の構造技術に関するものである。

ＴＶ、ＰＣ用モニター、携帯電話機、モバイルコンピュータなどの電子機器に搭載可能な各種の表示装置のうち、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という。）などの自発光型素子によって多数の画素が構成された自発光型表示装置では、図１０に示すように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対応する画素領域Ａの各々に、給電線（図示せず）に接続する画素スイッチング素子（図示せず）と、この画素スイッチング素子を介して給電線に接続された１つの画素電極１１１と、この画素電極１１１および画素スイッチング素子を介して給電線に接続する１つの自発光型素子Ｂとを備えており、この自発光型素子Ｂによって、画素Ｃ（発光領域）が形成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２４６０４号公報

このような自発光型表示装置においては、画素Ｃの発光面積に比例して１画素当りの電流が増大する。例えば、画素Ｃのサイズが縦方向および横方向において２倍になると、１画素当たりに流れる電流は４倍となる。一般的にＴＶなどの用途においては縦ならびに横の画素数は放送フォーマットによって規定されるから、１画素当たりの電流量は表示対角サイズの二乗に伴って増大していく事になる。従って、大型のディスプレイを作るには絵素あたりのスイッチング素子の電流駆動能力、配線の耐電流特性を向上させる必要がある。

しかしながら、配線の太さや画素スイッチング用素子として用いた薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという。）のチャネル幅は、横方向あるいは縦方向のうちの一方向にしか増やせないため、配線や画素スイッチング用のＴＦＴの駆動電流能力（電流容量）は、対角サイズに比例した分しか増大させることができない。また、画素スイッチング用のＴＦＴのサイズは、発熱を抑えるという観点から、一定のサイズ以上に拡大できないという制約もある。このため、１つの画素領域Ａ内の発光面積は、同じ発光効率の発光素子を用いる限り、配線や画素スイッチング用のＴＦＴの駆動電流能力によって一定以下に制限されることになる。

ここに、自発光型素子Ｂについてはその構成部分をインクジェット法により形成することが提案されている。

ここに開示の技術では、撥水性のバンクを形成しておき、その内側に形成された開口内にインクジェット法により液状材料を塗布した際、バンクの表面張力によって、バンクの所望の位置に液状材料を塗布し、薄膜（塗膜）を形成する。このため、開口部が大きいと、その中央部分では、バンクの表面張力の影響が及ばないので、開口内では、中央部分と、バンク付近の縁部分との間に薄膜の厚さに違いが発生する。それ故、このような自発光型素子では、それ自身のプロセス上の制約から、１つの画素内での発光面積を増大させることができない。

また、インクジェット法により液状材料を描画する場合、塗布工程、乾燥工程、塗布工程、乾燥工程を繰り返すため、画素のサイズが大きすぎると、生産性が低下し、かつ、膜厚の均一な薄膜を形成するのも困難である。

一方、蒸着マスク法で自発光型素子Ｂを構成する薄膜を形成する場合、マスクされた部分の縁部分と、開口中央部分では蒸着膜の厚さが相違するという問題があり、このような問題は、画素面積が広いほど顕著である。従って、１つの画素内での発光面積を増大させることができない。

さらに、発光面積があまりに大面積すぎると、自発光型素子Ｂで発生した熱の逃げ場所がなく、温度が過度に上昇して信頼性が低下するという点でも、１つの画素領域Ａでの発光面積を増大させることができない。

従って、発光面積を小さくすればよいが、画素領域Ａのピッチに比較して発光面積を狭くすると、発光領域で挟まれた領域間の幅寸法Ｗが広くなる。このような発光領域で挟まれた領域は、非発光部分であるため、黒線の幅が広くなると、目視でもはっきり視認されてしまい、表示品位が低下する。

また、別の解決手段として全体の駆動電圧を下げて面積当たりの発光強度を落とせば過大な電流は防止できるが、低電圧・低電流での階調制御は技術的に困難であり、特に低階調側の表示品位を損なう場合がある。

別の問題点として、一つの画素Ｃの面積が増大していくと、肉眼で画素一つ一つがはっきりと視認できるという問題点を有する。このため、大型ディスプレイを間近で見ると、ＲＧＢの各画素が分離して見えてしまって表示品位が低下する。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、画素領域の各発光面積を拡張することなく、発光領域で挟まれた領域を狭くすることにより、表示品位の向上を図ることのできる自発光型表示装置、およびそれを用いた表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、マトリクス状に配置された多数の画素領域の各々は１又は複数の互いに独立したアイランド状の自発光型素子であるサブ画素よりなり、少なくとも１以上の前記画素領域は複数の前記サブ画素を含み、同一の前記画素領域内に含まれる前記１又は複数のサブ画素は互いに同じ画素電極上に配置されていることを特徴とする。このように構成すると画素電極に流れる電流量を一定以下にしつつ、非表示部の幅を狭く出来るため表示品位を向上させられる。

また本発明において、前記画素領域の各々は１又は複数の互いに独立したアイランド状の自発光型素子であるサブ画素よりなり、少なくとも１以上の前記画素領域は複数の前記サブ画素を含み、同一の前記画素領域内に含まれる前記複数のサブ画素は互いに独立したアイランド状の複数の画素電極上に配置されていることを特徴とする。
このように構成すると、複数のサブ画素が冗長性を有することになるので、同一の画素領域内に形成された複数のサブ画素のうちのいずれかに不具合が発生しても、他のサブ画素が正常であれば、これらの画素領域の一部では正常な表示が行われるので、全体からみれば必要最小限の品位での画像の表示を行うことができる。

本発明において、同一の前記画素領域内に形成された前記複数のサブ画素は、同一の波長帯の光を出射することが好ましい。

本発明において、同一の画素領域内に形成された前記複数のサブ画素の各々に最も近接しているサブ画素は、別の画素領域内のサブ画素であることが好ましい。このように構成すると、同一色に対応するサブ画素が接近したまま一列に並ぶことがないので、表示品位を向上することができる。

この場合、前記サブ画素のうち、最も近接し合ってるサブ画素同士は、互いに異なる波長帯の光を出射することが好ましい。

本発明において、前記多数の画素領域には、前記複数のサブ画素同士の間隔および相対位置のうちの少なくとも一方が相違する複数タイプの画素領域が含まれていることが好ましい。このように構成すると、品位の高い自然画を表示することができる。

本発明において、前記同一の波長帯の光を出射する画素領域同士は、１つの画素領域内に形成されたサブ画素の面積の合計が等しいことが好ましい。

本発明において、前記自発光型素子は、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子であり、前記画素電極には能動素子、例えば、ＴＦＴが接続される。このようなＴＦＴは、能動層がアモルファスシリコン膜からなるＴＦＴを用いることができる。この場合、ＴＦＴの性能が比較的低く、一つの画素に流せる電流量のボトルネックとなるために本発明の効果は一層顕著となる。

本発明において、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の構成要素のうち、少なくとも一部がインクジェット法により塗布形成された薄膜から構成されていることが好ましい。インクジェット法では広い面積の発光アイランドを均一に形成する事が難しいために本発明の効果が顕著である。

本発明を適用した自発光型表示装置は、携帯電話機やモバイルコンピュータなどといった電子機器に用いられる。

本発明では、画素領域の各々では、画素電極に自発光型素子が複数、接続され、複数の自発光型素子によって、１つの画素領域内に複数のサブ画素が構成されている。このため、１つの画素領域内におけるサブ画素の面積を拡張してなくても、隣接する画素領域のサブ画素同士の間隔を狭めることができる。従って、ＴＦＴや配線のサイズに見合った消費電流量におさえつつ発光領域で挟まれた非発光領域の間隔を狭めることができるので、黒線が目立たないので、表示品位を向上することができる。また、複数のサブ画素が冗長性を有することになるので、同一の画素領域内に形成された複数の自発光型素子のいずれかに不具合が発生しても、他の自発光型素子で正常な表示が行われるので、全体からみれば必要最小限の品位での画像の表示を行うことができる。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下に説明する各実施の形態に係るディスプレイモジュールは、基本的な構成が図８を参照して説明したものと共通しているので、対応する部分は同一の符号を付して説明する。

以下、図面を参照して、本発明に係る有機ＥＬ装置（自発光型表示装置）、およびそれを用いた電子機器の一実施形態について説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために縮尺が各層や各部材ごとに異なる場合がある。

［実施の形態１］
（有機ＥＬ装置の全体構成）
図１は、本発明に係る自発光型表示装置の一実施形態であるアクティブマトリクス型の有機ＥＬ装置の模式図である。図２は、有機ＥＬ装置の電気的構成を示す説明図である。図３は、本形態の有機ＥＬ装置における画素領域の構成を示す平面図である。図４は、画素領域１つ分の断面構造を拡大して示す断面図である。

図１において、本形態の有機ＥＬ装置１は、基板２の上に回路素子として薄膜トランジスタを含む回路素子部１４、画素電極（陽極）１１１、有機ＥＬ層（発光層）を含む有機機能層（機能層）１１０を備えた有機ＥＬ素子（自発光型素子）、対向電極（陰極）１２、および封止部３等を順次、積層した画素領域Ａをマトリクス状に複数配置したものである。

基板２として、本実施形態ではガラス基板が用いられている。基板２は、ガラス基板の他にもシリコン基板、石英基板、セラミックス基板、プラスチック基板、プラスチックフィルム基板等、電気光学装置や回路基板に用いられる公知の様々な基板が適用される。この基板２の表面（図１における下面）は、外光の反射を抑制する減反射処理が施してあることが好ましい。基板２の表面に減反射処理を施すことによって外光の反射を抑制できるので本有機ＥＬ装置１のコントラストを向上させることが可能となる。

基板２内には、複数の画素領域Ａがマトリクス状に配列形成されており、カラー表示を行う場合、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応する画素領域Ａが所定の配列で配置されている。

各画素領域Ａには画素電極１１１が配置され、その近傍には信号線１３２、電源線１３３、走査線１３１、及び図示しない他の画素電極用の走査線等が配置されている。画素領域Ａの平面形状は、図示するような矩形の他に円形、長円形など任意の形状が適用される。

封止部３は、水や酸素の浸入を防ぐことによって陰極１２あるいは有機機能層１１０の酸化を防止するものであり、基板２に塗布される封止樹脂、及び基板２に貼り合わされる封止基板３ｂ（封止缶）等を含む。封止樹脂の材料としては、例えば、熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂等が用いられ、特に、熱硬化樹脂の一種であるエポキシ樹脂が好ましく用いられる。封止樹脂は、基板２の周縁に環状に塗布されており、例えば、マイクロディスペンサ等によって塗布される。封止基板３ｂは、ガラスや金属等からなり、基板２と封止基板３ｂとは封止樹脂を介して貼り合わされる。

図２において、基板２上には複数の走査線１３１と、走査線１３１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１３２と、信号線に並列に延びる複数の電源線１３３とが配線されている。また、走査線１３１及び信号線１３２の各交点毎に上記画素領域Ａが形成されている。信号線１３２には、例えば、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを含むデータ側駆動回路１０３が接続されている。また、走査線１３１にはシフトレジスタ及びレベルシフタを含む走査側駆動回路１０４が接続されている。

画素領域Ａには、走査線１３１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の薄膜トランジスタ１２３と、このスイッチング用のＴＦＴ１２３を介して信号線１３２から供給される画像信号を保持する保持容量１３５と、保持容量１３５によって保持された画像信号がゲート電極に供給される駆動用のＴＦＴ１２４と、この駆動用のＴＦＴ１２４を介して電源線１３３に電気的に接続したときに電源線１３３から駆動電流が流れ込む画素電極（陽極）１１１と、画素電極（陽極）１１１と陰極１２との間に挟み込まれる有機機能層１１０を備えた有機ＥＬ素子とが設けられている。

画素領域Ａでは、走査線１３１が駆動されてＴＦＴ１２３がオン状態になると、そのときの信号線１３２の電位が保持容量１３５に保持され、この保持容量１３５の状態に応じて駆動用のＴＦＴ１２４の導通状態が制御される。また、駆動用のＴＦＴ１２４がオン状態になったとき、そのチャネルを介して電源線１３３から画素電極１１１に電流が流れ、さらに、有機ＥＬ素子では、有機機能層１１０を通じて陰極１２に電流が流れる。そして、このときの電流量に応じて有機機能層１１０が発光する。

図３に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１において、画素領域Ａでは、画素電極１１１の周縁部を取り囲んで平面視略矩形枠状の主隔壁１１２ｃが形成されており、この主隔壁１１２ｃに囲まれた領域の短辺方向中央部を上下に横断する分割壁１１２ｄにより、画素領域Ａが２つの領域に区画されている。

図４に示すように、有機ＥＬ装置１は、基板２上にＴＦＴなどの回路等が形成された回路素子部１４と、画素電極１１１及び有機機能層１１０が形成された発光素子部１１と、陰極１２とが順次積層されて構成されている。この有機ＥＬ装置１では、有機機能層１１０から基板２側に発した光が回路素子部１４及び基板２を透過して基板２の下側（観測者側）に出射されると共に、有機機能層１１０からの基板２の反対側に発した光が陰極１２によって反射されて回路素子部１４及び基板２を透過して基板２の下側（観測者側）の放出されるようになっている。

回路素子部１４には、基板２上にシリコン酸化膜からなる下地保護膜２ｃが形成され、この下地保護膜２ｃ上にアモルファスシリコン膜からなる島状の半導体膜１４１が形成されている。なお、半導体膜１４１として多結晶シリコン膜が用いられる場合もある。半導体膜１４１にはソース領域１４１ａ及びドレイン領域１４１ｂが高濃度Ｐイオン打ち込みによって形成され、Ｐが導入されなかった部分がチャネル領域１４１ｃとなっている。さらに、回路素子部１４には、下地保護膜２ｃ及び半導体膜１４１を覆う透明なゲート絶縁膜１４２が形成され、ゲート絶縁膜１４２上にはＡｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ等からなるゲート電極１４３（走査線）が形成され、ゲート電極１４３及びゲート絶縁膜１４２上には透明な第１層間絶縁膜１４４ａと、第２層間絶縁膜１４４ｂが形成されている。ゲート電極１４３は半導体膜１４１のチャネル領域１４１ｃに対応する位置に設けられている。また、第１、第２層間絶縁膜１４４ａ、１４４ｂを貫通して半導体膜１４１のソース、ドレイン領域１４１ａ、１４１ｂにそれぞれ接続されるコンタクトホール１４５、１４６が形成されている。

そして、第２層間絶縁膜１４４ｂ上には、ＩＴＯ等からなる透明な画素電極１１１が所定の形状にパターニングされて形成され、一方のコンタクトホール１４５がこの画素電極１１１に接続されている。このようにして、回路素子部１４には各画素電極１１１に接続された駆動用のスイッチング用のＴＦＴ１２３が形成されている。なお、図示を省略するが、回路素子部１４には、上述した保持容量１３５及び駆動用のＴＦＴ１２４も形成されている。

発光素子部１１は、各画素領域Ａ毎に主隔壁１１２ｃと分割壁１１２ｄとに領域分割され、これら領域毎に画素電極１１１上には、第１の有機ＥＬ素子Ｂ１および第２の有機ＥＬ素子Ｂ２が互いに独立したアイランド状に形成されている。従って、画素電極１１１上に積層された有機機能層１１０は、主隔壁１１２ｃと分割壁１１２ｄとによって分離され、第１の有機ＥＬ素子Ｂ１および第２の有機ＥＬ素子Ｂ２を構成している。

本形態において、２つの有機ＥＬ素子Ｂ１、Ｂ２はいずれも、画素電極１１１の上層側に、陰極１２及び有機機能層１１０等を含んで構成される。ここで、画素電極１１１は、ＩＴＯにより形成されてなり、平面視略矩形状にパターニングされて形成されている。この画素電極１１１の厚さは、５０〜２００ｎｍの範囲が好ましく、特に１５０ｎｍ程度が良い。

主隔壁１１２ｃは、基板２側に位置する無機物バンク層１１２ａと基板２から離れて位置する有機物バンク層１１２ｂとが積層されて構成されている。無機物バンク層１１２ａは、例えば、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂等の無機材料からなる。また、有機物バンク層１１２ｂは、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性のあるレジストから形成されている。また、分割壁１１２ｄは、画素電極１１１上にその主要部が形成されており、上記有機物バンク層１１２ｂと同層に同一材料で形成されている。また、本実施形態の場合、分割壁１１２ｄと有機物バンク１１２ｂ（主隔壁）とが、基板２に対してほぼ同一の高さに形成されている。

２つの有機ＥＬ素子Ｂ１、Ｂ２のいずれにおいても、有機機能層１１０は、画素電極１１１上に積層された正孔注入／輸送層１１０ａと、正孔注入／輸送層１１０ａ上に隣接して形成された発光層（有機ＥＬ層）１１０ｂと、発光層１１０ｂ及びバンク部１１２上かつ全面に亘って形成された電子注入／輸送層１１０ｃとから構成されている。正孔注入／輸送層１１０ａは、正孔を発光層１１０ｂに注入する機能を有すると共に、正孔を正孔注入／輸送層１１０ａ内部において輸送する機能を有する。このような正孔注入／輸送層１１０ａ、を画素電極１１１と発光層１１０ａの間に設け、電子注入／輸送層１１０ｃを陰極１２と発光層１１０ｂの間に設けることによって発光層１１０ｂの発光効率、寿命等の素子特性が向上する。また、発光層１１０ｂでは、正孔注入／輸送層１１０ａから注入された正孔と、電子注入／輸送層１１０ｃから注入される電子が発光層１１０ｂで再結合し、発光が得られる。

図４では、発光層１１０ｂとして、赤色（Ｒ）に発光する赤色発光層１１０ｂ１を図示しているが、本実施形態の有機ＥＬ装置１は、緑色（Ｇ）に発光する緑色発光層と、青色（Ｂ）に発光する青色発光層とを合わせ、発光する波長帯域が互いに異なる３種類の発光層を備えている。これらの発光層は、所定の配列（例えばストライプ状）で配置されている。

陰極１２は、発光素子部１１の全面に形成されており、電子注入／輸送層１１０ｃに電子を注入する役割を果たす。この陰極１２は、カルシウム層１２ａとアルミニウム層１２ｂとが積層されて構成されている。カルシウム層の層厚は例えば２〜５０ｎｍの範囲が好ましい。また、アルミニウム層１２ｂは、発光層１１０ｂから発せられた光を基板２側に反射させるもので、Ａｌ膜の他、Ａｇ膜、ＡｌとＡｇの積層膜等からなることが好ましい。また、その厚さは、例えば１００〜１０００ｎｍの範囲が好ましい。

このように構成した有機ＥＬ装置１において、有機ＥＬ素子Ｂ１、Ｂ２を構成する有機機能層１１０を形成するには、主隔壁１１２ｃおよび分割壁１１２ｄで区画された領域毎にインクジェット法（液体吐出法）により、液状材料を吐出、塗布する。その結果、主隔壁１１２ｃおよび分割壁１１２ｄからなるバンクの表面張力によって、液状材料が均一な厚さで形成される。

（サブ画素の構成）
図５（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置の画素領域に形成したサブ画素の平面的なレイアウトを示す説明図、およびその等価回路を示す説明図である。

このように構成した有機ＥＬ装置１においては、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、画素領域Ａの各々に、共通のＴＦＴ１２４、および共通の画素電極１１１を介して同一の電源線１３３に接続する第１および第２の有機ＥＬ素子Ｂ１、Ｂ２が形成され、これらの有機ＥＬ素子Ｂ１、Ｂ２によって、第１および第２のサブ画素Ａ１、Ａ２が形成されている。

ここで、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応するいずれの画素領域Ａにおいても、１つの画素領域Ａ内に形成されたサブ画素Ａ１、Ａ２の面積の合計は各色ごとに等しい。すなわち、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応する画素領域Ａにおいて、各画素領域Ａ内に形成されたサブ画素Ａ１、Ａ２の面積の合計は各色ごとに等しい。各色の面積の合計はそれぞれに対応する発光材料の発光効率などから定めれば良い。なお、図５（Ａ）に示す例では、第１のサブ画素Ａ１と第２のサブ画素Ａ２の面積が互いに等しいが、第１のサブ画素Ａ１と第２のサブ画素Ａ２の面積の和が等しければ、第１のサブ画素Ａ１と第２のサブ画素Ａ２の面積が相違していてもよい。

また、第１のサブ画素Ａ１および第２のサブ画素Ａ２は、共通の画素電極１１１上で所定の間隔をあけて形成されており、その分、第１のサブ画素Ａ１および第２のサブ画素Ａ２は、隣接する画素領域Ａのサブ画素に近接している。従って、本形態によれば、第１のサブ画素Ａ１および第２のサブ画素Ａ２と、隣接する画素領域Ａのサブ画素との間隔Ｗが狭いので、画像を表示したとき、黒線が目立たない。それ故、表示品位を向上することができる。

また、１つの画素領域Ａ内に形成された第１および第２のサブ画素Ａ１、Ａ２の面積の和は、図１０に示した従来の有機ＥＬ装置の画素領域に形成されていた１つの発光領域の面積と同等である。従って、第１のサブ画素Ａ１および第２のサブ画素Ａ２と、隣接する画素領域のサブ画素との間隔を狭めて画像の品位を向上させた場合でも、電源線１３３およびＴＦＴ１２４を流れる電流は、従来構造と比較して増大することがない。それ故、給電線１３３やＴＦＴ１２４に過大な負荷がかからない。また、一つの発光素子面積（サブ画素面積）を小さく出来るため、発光素子の自己発熱を逃がし易くなり、発熱対策を施し易い。

しかも、各画素領域Ａでは、２つのサブ画素Ａ１、Ａ２で表示を行うので、冗長性を有する。すなわち、同一の画素領域Ａ内に形成された２つの有機ＥＬ素子Ｂ１、Ｂ２のいずれかに不具合が発生しても、この画素領域Ａでは、他方の有機ＥＬ素子で正常な表示が行われるので、全体からみれば必要最小限の品位での画像の表示を行うことができる。

さらに、有機ＥＬ素子Ｂ１、Ｂ２を構成する薄膜をインクジェット法により形成する際には、主隔壁１１２ｃおよび分離壁１１２ｄで囲まれた各領域（開口部）に親水性の液状材料を吐出していくが、その際、主隔壁１１２ｃおよび分離壁１１２ｄの有する撥水性により、液状材料が均等な厚さに塗布される。従って、本形態のように、１つの画素領域Ａを分離壁１１２ｄで分離しておけば、その分、液状材料の塗布領域の１つ当りの面積が狭いので、主隔壁１１２ｃおよび分離壁１１２ｄ付近と、その中央部分との間で薄膜の厚さがの差が許容範囲内になる。

なお、インクジェット法により薄膜を塗布形成する場合に限らず、蒸着マスク法で有機ＥＬ素子Ｂ１、Ｂ２を構成する薄膜を形成する場合も、マスクされた部分の縁部分と、開口中央部分では蒸着膜の厚さが相違するという問題があるので、本形態のように、画素領域Ａを２分割しておけば、１つの領域における面積を縮小できる。それ故、マスクされた部分の縁部分と、開口中央部分で発生しがちな蒸着膜の厚さが相違するという問題を解消できる。

［実施の形態１の変形例］
図６は、本発明の実施の形態１の変形例に係る有機ＥＬ装置の画素領域に形成したサブ画素の平面的なレイアウトを示す説明図である。

上記実施の形態１では、有機ＥＬ素子Ｂ１、Ｂ２を構成する薄膜をインクジェット法、あるいはマスク蒸着法により形成する際の膜厚の均一性と、給電線１３３およびＴＦＴ１２４の負荷の観点から、１つの画素領域Ａ内に形成された第１および第２のサブ画素Ａ１、Ａ２の面積の和を、従来の有機ＥＬ装置の画素領域に形成されていた１つの発光領域の面積と同等としたが、給電線１３３およびＴＦＴ１２４の電流容量に余裕がある場合には、図６に示すように、第１および第２のサブ画素Ａ１、Ａ２の各々の面積を、図１０に示す従来の有機ＥＬ装置の画素領域に形成されていた発光領域と同等にしてもよい。このように構成すると、薄膜をインクジェット法、あるいはマスク蒸着法により形成する際の膜厚の均一性を維持しながら、発光面積を拡張することができる。

その他の構成は実施の形態１と同様であるため、対応する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ装置の画素領域に形成したサブ画素の平面的なレイアウトを示す説明図である。本形態、および後述する実施の形態３，４の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、対応する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

実施の形態１では、画素領域Ａおよび画素電極１１１はいずれも矩形形状を有していたが、本形態では、図７に示すように、いずれの画素領域Ａ、およびそこに形成されている画素電極１１１も、互いに離間する２つの略矩形部分１１１Ｘ、１１１Ｙと、これらの略矩形部分１１１Ｘ、１１１Ｙを結ぶ連結部分１１１Ｚとから構成されている。

また、本形態では、各画素領域Ａの略矩形部分１１１Ｘ、１１１Ｙの各々に、共通のＴＦＴ１２４、および共通の画素電極１１１を介して同一の電源線１３３に接続する第１および第２の有機ＥＬ素子１００がそれぞれ形成されており、これらの有機ＥＬ素子Ｂ１、Ｂ２によって、第１および第２のサブ画素Ａ１、Ａ２が形成されている。

ここで、いずれの画素領域Ａにおいても、２つのサブ画素Ａ１、Ａ２の間隔および相対位置は一致している。但し、いずれの画素領域Ａにおいても、画素領域Ａおよび画素電極１１１では、略矩形部分１１１Ｘ、１１１Ｙを結ぶ連結部分１１１Ｚが長く延びて、隣接する画素領域Ａの間にまで延びている。このため、例えば、赤（Ｒ）の画素領域Ａにおいて、第２のサブ画素Ａ２は、隣接する緑（Ｇ）の画素領域Ａに形成されている第１のサブ画素Ａ１の間に位置している。従って、いずれの画素領域Ａにおいても、第１のサブ画素Ａ１および第２のサブ画素Ａ２に最も近接しているサブ画素は、別の色に対応する画素領域Ａ内のサブ画素である。

このように構成した有機ＥＬ装置において、いずれの画素領域Ａにおいても、第１のサブ画素Ａ１および第２のサブ画素Ａ２に最も近接しているサブ画素は、別の画素領域Ａ内のサブ画素であり、隣接するサブ画素同士は、対応する色が相違している。このため、同一色に対応するサブ画素が接近したまま一列に並ぶことがないので、自然画などを表示する際、品位の高い画像を表示することができる。

［実施の形態３］
図８は、本発明の実施の形態３に係る有機ＥＬ装置の画素領域に形成したサブ画素の平面的なレイアウトを示す説明図である。

実施の形態１ならびに形態２では、いずれの画素領域Ａにおいても、２つのサブ画素Ａ１、Ａ２の間隔および相対位置は一致していたが、本形態では、以下に説明するように、サブ画素同士の間隔および相対位置のうちの少なくとも一方が相違する複数タイプの画素領域が含まれている。

すなわち、本形態では、図８に示すように、いずれの画素領域Ａ、およびそこに形成されている画素電極１１１も、互いに離間する２つの略矩形部分１１１Ｘ、１１１Ｙと、これらの略矩形部分１１１Ｘ、１１１Ｙを結ぶ連結部分１１１Ｚとから構成されているが、矩形部分１１１Ｘ、１１１Ｙの大きさ、および連結部分１１１Ｚの長さは、対応する色が相違する画素領域Ａで相違している。また、同一の色に対応する画素領域Ａにおいても、矩形部分１１１Ｘ、１１１Ｙの大きさ、および連結部分１１１Ｚの長さが相違している。従って、本形態では、多数の画素領域Ａの中には、サブ画素Ａ１、Ａ２同士の間隔および相対位置が相違する複数タイプの画素領域が含まれている。本形態では、このようなパターンの異なる複数の画素領域Ａを１つのユニットと、それを基板上で繰り返し配置することにより、画素領域Ａがマトリクス状に配置されている。

なお、図８に示す例では、第１のサブ画素Ａ１と第２のサブ画素Ａ２の面積が相違しているが、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応するいずれの画素領域Ａにおいても、１つの画素領域Ａ内に形成されたサブ画素Ａ１、Ａ２の面積の合計は各色毎に等しい。すなわち、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応する画素領域Ａにおいて、各画素領域Ａ内に形成されたサブ画素Ａ１、Ａ２の面積の合計は各色毎に等しい。

このように構成した有機ＥＬ装置１でも、同一色に対応するサブ画素Ａ１、Ａ２、が接近したまま一列に並ぶことがないので、自然画などを表示する際、品位の高い画像を表示することができる。

なお、本形態では、多数の画素領域Ａの中には、サブ画素Ａ１、Ａ２同士の間隔および相対位置が相違する複数タイプの画素領域を示したが、サブ画素Ａ１、Ａ２同士の間隔および相対位置のいずれか一方が相違する複数タイプの画素領域を構成してもよい。また、本形態では、画素電極１１１の形状も相違させたが、同一形状の画素電極１１１の上で、サブ画素Ａ１、Ａ２同士の間隔および相対位置のいずれか一方を相違させてもよい。

また、本形態ではサブ画素Ａ１、Ａ２同士の間隔および相対位置が同一色画素領域でも違う構成をとったが、同一色画素領域では同じ間隔および相対位置の構成としても良い。

［実施の形態４］
図９（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態４に係る有機ＥＬ装置の画素領域に形成したサブ画素Ａ１、Ａ２の平面的なレイアウトを示す説明図、およびその等価回路を示す説明図である。

上記の実施の形態１、２、３のいずれにおいても、共通の画素電極１１１に対して、２つのサブ画素Ａ１、Ａ２（有機ＥＬ素子Ｂ１、Ｂ２）が接続していたが、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本形態では、１つの画素領域Ａ内に２つの画素電極１１１Ａ、１１１Ｂが形成されており、第１のサブ画素Ａ１（有機ＥＬ素子Ｂ１）は、第１の画素電極１１１Ａに接続し、第２のサブ画素Ａ２（有機ＥＬ素子Ｂ２）は、第２の画素電極１１１Ｂに接続している。このようにして、互いに独立したアイランド状の自発光型素子によって複数のサブ画素が形成されている。

また、１つの画素領域Ａには、薄膜トランジスタ１２３Ａ、１２３Ｂ、保持容量１３５Ａ、１３５Ｂと、ＴＦＴ１２４Ａ、１２４Ｂが形成されているが、いずれの画素電極１１１Ａ、１１１Ｂ、およびサブ画素Ａ１、Ｂ２（有機ＥＬ素子Ｂ１、Ｂ２）も、共通の走査線１３１のもと、共通の電源線１３３から駆動電流が流れ込む。

このように構成した有機ＥＬ装置１においても、画素領域Ａの各々に第１および第２のサブ画素Ａ１、Ａ２を分離して形成したため、隣接する画素領域Ａのサブ画素と間隔が狭いので、画像を表示したとき、黒線が目立たないなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。

また、本形態ではそれぞれのサブ画素を別のＴＦＴで駆動しているため、ＴＦＴのチャネル幅が電流のボトルネックとなっている場合にはＴＦＴあたりの負荷を半分にできるため、発光効率の劣る発光材料を用いる場合には効果的である。

また、本形態では、２つのサブ画素Ａ１、Ａ２は、各々独立した２つの画素電極１１１Ａ、１１１Ｂ、およびＴＦＴ１２４Ａ、１２４Ｂを介して共通の電源線１３３に接続しており、冗長性を有している。従って、同一の画素領域Ａ内に形成されたＴＦＴ１２４Ａ、１２４Ｂのうちの一方に不具合が発生しても、他のＴＦＴ１２４Ｂが正常であれば、ＴＦＴ１２４Ｂに接続するサブ画素Ａ２では正常な表示が行われるので、全体からみれば必要最小限の品位での画像の表示を行うことができる。

［その他の実施の形態］
なお、上記形態では、１つの画素領域に２つのサブ画素を形成した例を説明したが、１つの画素領域に形成するサブ画素の数については、３つ以上であってもよい。また、サブ画素の平面形状については矩形のものを示して説明したが、その形状については、その他の多角形あるいは円形であってもよい。

さらに、上記形態では薄膜トランジスターを用いた有機ＥＬディスプレイを例にとったが、自発光型素子を用いたディスプレイであれば画素面積と画素当たり電流の関係は原理的に同じであるので、例えば無機ＬＥＤディスプレイやＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）などにおいても本発明の内容は有効であるし、有機ＥＬディスプレイでも薄膜トランジスターを用いないパッシブ型のディスプレイでも同じように有効である。

［電子機器への適用］
本発明を適用した有機ＥＬ装置については、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、モバイルコンピュータ、エンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、あるいは携帯電話機、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの電子機器において、表示部を構成するのに搭載される。

本発明において、画素領域の各々では、画素電極に自発光型素子が複数、接続され、複数の自発光型素子によって、１つの画素領域内に複数のサブ画素が構成されている。このため、１つの画素領域内におけるサブ画素の面積を拡張してなくても、隣接する画素領域のサブ画素同士の間隔を狭めることができる。従って、発光領域で挟まれた非発光領域の間隔を狭めることができるので、黒線が目立たないので、表示品位を向上することができる。また、複数のサブ画素が冗長性を有することになるので、同一の画素領域内に形成された複数の自発光型素子のいずれかに不具合が発生しても、他の自発光型素子で正常な表示が行われるので、全体からみれば必要最小限の品位での画像の表示を行うことができる。

本発明に係る自発光型表示装置の一実施形態であるアクティブマトリクス型の有機ＥＬ装置の模式図である。 有機ＥＬ装置の電気的構成を示す説明図である。 本発明に係る有機ＥＬ装置における画素領域の構成を示す平面図である。 本発明に係る有機ＥＬ装置の画素領域１つ分の断面構造を拡大して示す断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置の画素領域に形成したサブ画素の平面的なレイアウトを示す説明図、およびその等価回路を示す説明図である。 本発明の実施の形態１の変形例に係る有機ＥＬ装置の画素領域に形成したサブ画素の平面的なレイアウトを示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ装置の画素領域に形成したサブ画素の平面的なレイアウトを示す説明図である。 本発明の実施の形態３に係る有機ＥＬ装置の画素領域に形成したサブ画素の平面的なレイアウトを示す説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態４に係る有機ＥＬ装置の画素領域に形成したサブ画素の平面的なレイアウトを示す説明図、およびその等価回路を示す説明図である。 従来の有機ＥＬ装置の画素の平面的なレイアウトを示す説明図である。

符号の説明

１ 有機ＥＬ装置（自発光型表示装置）、１１１、１１１Ａ、１１１Ｂ 画素電極、１１１Ｘ、１１１Ｙ 略矩形部分、１１１Ｚ 連結部分、１３１ 走査線、１３２ 信号線、１３３ 電源線（給電線）、Ａ 画素領域、Ｂ１、Ｂ２ 有機ＥＬ素子、Ａ１、Ａ２ サブ画素

Claims (12)

1. マトリクス状に配置された多数の画素領域を有する自発光型表示装置において、
   前記画素領域は各々１又は複数の互いに独立したアイランド状の自発光型素子であるサブ画素よりなり、
   少なくとも１以上の前記画素領域は複数の前記サブ画素を含み、
   同一の前記画素領域内に含まれる前記１又は複数のサブ画素は互いに同じ画素電極上に配置されていることを特徴とする自発光型表示装置。
2. マトリクス状に配置された多数の画素領域を有する自発光型表示装置において、
   前記画素領域は各々１又は複数の互いに独立したアイランド状の自発光型素子であるサブ画素よりなり、
   少なくとも１以上の前記画素領域は複数の前記サブ画素を含み、
   同一の前記画素領域内に含まれる前記複数のサブ画素は互いに独立したアイランド状の複数の画素電極上に配置されてなり、
   同一の前記画素領域内に含まれる前記複数のサブ画素が配置された前記複数の画素電極は互いに概略同一の駆動電流を供給される事を特徴とした自発光型表示装置。
3. 請求項１または２において、同一の前記画素領域内に形成された前記複数のサブ画素は、概略同一の波長帯の光を出射することを特徴とする自発光型表示装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、同一の画素領域内に形成された前記複数のサブ画素の各々に最も近接しているサブ画素は、別の画素領域内のサブ画素であることを特徴とする自発光型表示装置。
5. 請求項４において、前記サブ画素のうち、最も近接し合っているサブ画素同士は、互いに異なる波長帯の光を出射することを特徴とする自発光型表示装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記多数の画素領域には、前記複数のサブ画素同士の間隔および相対位置のうちの少なくとも一方が相違する複数タイプの画素領域が含まれていることを特徴とする自発光型表示装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかにおいて、前記同一の波長帯の光を出射する画素領域同士は、１つの画素領域内に形成されたサブ画素の面積の合計が概略等しいことを特徴とする自発光型表示装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかにおいて、前記自発光型素子は、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自発光型表示装置。
9. 請求項１ないし８のいずれかにおいて、前記複数の画素電極はそれぞれ複数の薄膜トランジスタに接続されてなることを特徴とする自発光型表示装置。
10. 請求項９において、前記薄膜トランジスタは、能動層がアモルファスシリコン膜からなることを特徴とする自発光型表示装置。
11. 請求項８ないし１０のいずれかにおいて、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の構成要素のうち、少なくとも一部がインクジェット法により塗布形成された薄膜から構成されていることを特徴とする自発光型表示装置。
12. 請求項１ないし１１のいずれかに規定する自発光型表示装置を有することを特徴とする電子機器。
    
    

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