JP2006010986A

JP2006010986A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2006010986A
Application number: JP2004186965A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Tsujimura; 隆俊辻村; Atsushi Tanaka; 淳田中; Shinya Ono; 晋也小野
Original assignee: Kyocera Corp; Chi Mei Electronics Corp; Chi Mei Optoelectronics Corp
Current assignee: Kyocera Corp; Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2006-01-12
Also published as: TW200601210A; TWI263956B; US7612499B2; US20060001033A1; CN1713791A

Abstract

【課題】低コストで、単位画素当たりの電流値を低減すること。
【解決手段】電流注入により発光する有機ＥＬ素子と、有機ＥＬ素子に流れる電流の値を制御し、有機ＥＬ素子の輝度を制御する薄膜トランジスタとを備え、単位画素エリアである画素エリア１１₁において、有機ＥＬ素子が平面的に複数（第１発光エリア１２に対応する有機ＥＬ素子、第２発光エリア１３に対応する有機ＥＬ素子）に分割され、複数の有機ＥＬ素子は、電気的に直列に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、有機ＥＬ（Electronic Luminescent）素子を用いた画像表示装置に関するものであり、特に、低コストで、単位画素当たりの電流値を低減することができる画像表示装置に関するものである。

従来より、発光層に注入された正孔と電子とが発光再結合することによって光を生じる機能を有する有機ＥＬ素子を用いた画像表示装置が提案されている。

かかる画像表示装置は、例えば、行列状に配置された複数の画素回路と、複数の画素回路に対して、複数の信号線を介して後述する輝度信号を供給する信号線駆動回路と、画素回路に対して、複数の走査線を介して輝度信号を供給する画素回路を選択するための走査信号を供給する走査線駆動回路とを備える。

図９は、従来の画像表示装置１の構成を示す側面図である。同図に示した画像表示装置１は、ガラス基板２の上に、アノード金属層３、発光層４₁、接続層５₁、発光層４₂、接続層５₂、発光層４₃およびカソード金属層６が順次積層された構成とされている。アノード金属層３とカソード金属層６との間には、図示しない制御回路の制御に基づいて、電源７が接続される。発光層４₁〜４₃のそれぞれは、上述した有機ＥＬ素子に対応しており、電気的に直列接続されている。

上記構成において、アノード金属層３とカソード金属層６とが電源７に接続されると、発光層４₁〜４₃がそれぞれ発光する。このように、従来の画像表示装置１は、複数の発光層４₁〜４₃を接続層５₁および５₂を介して積層することにより、単位画素当たりの輝度を高め、単位画素当たりの電流値を低減する構成とされている。

A.Matsumoto et al., IDW'03,pp.1285

ところで、従来の画像表示装置１では、複数の発光層４₁〜４₃を積層することにより、単位画素当たりの輝度を高め、単位画素当たりの電流値を低減することができるという利点を有しているが、積層数の増加に伴って、製造プロセスも増加し、コストが高くつくという欠点を有している。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低コストで、単位画素当たりの電流値を低減することができる画像表示装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、単位画素エリアにおいて、電流注入により発光する発光手段が平面的に複数に分割され、該分割された発光手段は、電気的に直列に接続されていること、を特徴とする。

また、本発明は、電流注入により発光する発光手段と、前記発光手段に流れる電流の値を制御し、前記発光手段の輝度を制御する制御手段とを備えた画像表示装置であって、単位画素エリアにおいて、前記発光手段が平面的に複数に分割され、該分割された発光手段は、電気的に直列に接続されていること、を特徴とする。

本発明によれば、単位画素エリアにおいて、電流注入により発光する発光手段を平面的に複数に分割し、該分割された発光手段を、電気的に直列に接続することとしたので、従来のように、複数の発光手段を積層する場合に比して、製造プロセスが簡単になり、低コストで、単位画素当たりの電流値を低減することができるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる画像表示装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明にかかる実施例１による画像表示装置１０の構成を示す平面図である。図２は、図１に示したＡ１−Ａ１線視断面図である。図３は、図１に示したＢ１−Ｂ１線視断面図である。

図１に示した画像表示装置１０は、マトリクス状に配された複数の画素エリア１１₁〜１１_n、・・・を有しており、前述した有機ＥＬ素子により発光する表示装置である。これらの画素エリア１１₁〜１１_n、・・・のそれぞれは、１画素に対応しており、同層に隣接して形成されかつ電気的に直列に接続されている。この画像表示装置１０は、周知の蒸着や印刷の技術により製造される。

具体的には、画素エリア１１₁は、第１発光エリア１２および第２発光エリア１３という２つの発光エリアを有している。これらの第１発光エリア１２および第２発光エリア１３の発光面積は、略等しい。第１発光エリア１２と第２発光エリア１３との間には、凹状のビア１４、ビア１５およびビア１６が形成されている。これらのビア１４、ビア１５およびビア１６は、層間接続に用いられるビアである。また、画素エリア１１₁においては、電流は、同図に示した経路Ｘを流れる。

つぎに、図２および図３を参照して、画像表示装置１０の断面構成について説明する。図２に示した画像表示装置１０において、ガラス基板１７の上には、スイッチング素子等を有する回路層１８と、絶縁材料からなる平坦化絶縁膜１９とが積層されている。平坦化絶縁膜１９の表面には、アノード金属層２０、アノード金属層２１、アノード金属層２２および絶縁膜２３が形成されている。

図２において、アノード金属層２０は、第１発光エリア１２（有機ＥＬ層２５）におけるアノードである。アノード金属層２１は、ビア１５（図３参照）に対応する位置に形成されている。このアノード金属層２１は、第２発光エリア１３（有機ＥＬ層２６）におけるアノードである。アノード金属層２２は、ビア１４（図２参照）に対応する位置に形成されている。絶縁膜２３は、アノード金属層２０およびアノード金属層２１を覆うように形成されている（図３参照）。

有機ＥＬ層２５は、注入された正孔と電子とが発光再結合することによって、第１発光エリア１２で光を生じさせる発光層である。カソード金属層２７は、有機ＥＬ層２５、絶縁膜２３およびアノード金属層２１の表面に形成されており、第１発光エリア１２（有機ＥＬ層２５）におけるカソードである。このカソード金属層２７は、ビア１４でアノード金属層２１に電気的に接続されている。これらのアノード金属層２０、有機ＥＬ層２５およびカソード金属層２７は、第１発光エリア１２における有機ＥＬ素子に対応している。

有機ＥＬ層２６は、注入された正孔と電子とが発光再結合することによって、第２発光エリア１３で光を生じさせる発光層である。カソード金属層２８は、有機ＥＬ層２６の表面に形成されており、第２発光エリア１３（有機ＥＬ層２６）におけるカソードである。これらのアノード金属層２１、有機ＥＬ層２６およびカソード金属層２８は、第２発光エリア１３における有機ＥＬ素子に対応している。第２発光エリア１３は、第１発光エリア１２と発光面積が略等しく（第１発光エリア１２の発光面積の９０％〜１１０％の範囲内）設定されており、これによって第１発光エリア１２及び第２発光エリア１３のいずれか一方の電流密度が極端に大きくなることはなく、両発光手段を長期にわたり良好に機能させることができる。

カソード分離絶縁膜２９は、絶縁膜２３の表面に形成されている。このカソード分離絶縁膜２９の表面には、有機ＥＬ層３０およびカソード金属層３１が形成されている。但し、カソード金属層３１および有機ＥＬ層３０は製造プロセス上形成されるものであって、発光に一切寄与しない。

このように、画像表示装置１０の画素エリア１１₁においては、第１発光エリア１２における有機ＥＬ素子（アノード金属層２０、有機ＥＬ層２５およびカソード金属層２７）と、第２発光エリア１３における有機ＥＬ素子（アノード金属層２１、有機ＥＬ層２６およびカソード金属層２８）とが同層に隣接して形成されかつ電気的に直列に接続されている。

上記構成においては、図２に示したアノード金属層２０→有機ＥＬ層２５→カソード金属層２７→アノード金属層２２→図３に示したアノード金属層２１→有機ＥＬ層２６→カソード金属層２８という経路Ｘを電流が流れることにより、有機ＥＬ層２５（第１発光エリア１２）および有機ＥＬ層２６（第２発光エリア１３）の双方が同時に発光する。

以上説明したように、実施例１によれば、画素エリア１１₁（単位画素エリア）において、電流注入により発光する有機ＥＬ素子を平面的に複数に分割し、分割された有機ＥＬ素子を電気的に直列に接続することとしたので、従来のように、複数の発光層（図９参照）を積層する場合に比して、製造プロセスが簡単になり、低コストで、単位画素当たりの電流値を低減することができる。

さて、前述した実施例１においては、凹状のビア（ビア１４：図２参照）を介して、第１発光エリア１２のカソード（カソード金属層２７）と、第２発光エリア１３のアノード（アノード金属層２１）とを接続する構成例について説明したが、ビアに代えて、ビアに比して平坦なパッドを介して、アノードとカソードとを接続する構成例としてもよい。以下では、この構成例を実施例２として説明する。

図４は、本発明にかかる実施例２による画像表示装置４０の構成を示す平面図である。図５は、図４に示したＡ２−Ａ２線視断面図である。

図４に示した画像表示装置４０は、マトリクス状に配された複数の画素エリア４１₁〜４１_n、・・・を有しており、前述した有機ＥＬ素子により発光する表示装置である。これらの画素エリア４１₁〜４１_n、・・・のそれぞれは、１画素に対応しており、同層に隣接して形成されかつ電気的に直列に接続されている。この画像表示装置４０は、周知の蒸着や印刷の技術により製造される。

具体的には、画素エリア４１₁は、第１発光エリア４２および第２発光エリア４３という２つの発光エリアを有している。第１発光エリア４２と第２発光エリア４３との間には、パッド４４、ビア４５およびパッド４６が形成されている。これらのパッド４４およびパッド４６では、アノードとカソードとが接続される。

つぎに、図５を参照して、画像表示装置４０の断面構成について説明する。図５に示した画像表示装置４０において、ガラス基板４７の上には、スイッチング素子等を有する回路層４８と、絶縁材料からなる平坦化絶縁膜４９とが積層されている。平坦化絶縁膜４９の表面には、アノード金属層５０、アノード金属層５１および絶縁膜５２が形成されている。

アノード金属層５０は、第１発光エリア４２（有機ＥＬ層５３）におけるアノードである。アノード金属層５１は、第２発光エリア４３（有機ＥＬ層５４）におけるアノードである。絶縁膜５２は、カソード金属層５５もしくはカソード金属層５６と、アノード金属層５０もしくはアノード金属層５１とが、有機層５３、５４の形成領域外で短絡しないように形成されている。

有機ＥＬ層５３は、注入された正孔と電子とが発光再結合することによって、第１発光エリア４２で光を生じさせる発光層である。カソード金属層５５は、有機ＥＬ層５３、絶縁膜５２およびアノード金属層５１の表面に形成されており、第１発光エリア４２（有機ＥＬ層５３）におけるカソードである。このカソード金属層５５は、パッド４４でアノード金属層５１に電気的に接続されている。このパッド４４は、回路層４８を被覆する平坦化絶縁膜４９上に存在している。これらのアノード金属層５０、有機ＥＬ層５３およびカソード金属層５５は、第１発光エリア４２における有機ＥＬ素子に対応している。

有機ＥＬ層５４は、注入された正孔と電子とが発光再結合することによって、第２発光エリア４３で光を生じさせる発光層である。カソード金属層５６は、有機ＥＬ層５４の表面に形成されており、第２発光エリア４３（有機ＥＬ層５４）におけるカソードである。これらのアノード金属層５１、有機ＥＬ層５４およびカソード金属層５６は、第２発光エリア４３における有機ＥＬ素子に対応している。

カソード分離絶縁膜５７は、絶縁膜５２の表面に形成されている。このカソード分離絶縁膜５７の表面には、有機ＥＬ層５８およびカソード金属層５９が形成されている。但し、有機ＥＬ層５８およびカソード金属層５９は製造プロセス上形成されるものであって、発光に一切寄与しない。

このように、画像表示装置４０の画素エリア４１₁においては、実施例１と同様にして、第１発光エリア４２における有機ＥＬ素子（アノード金属層５０、有機ＥＬ層５３およびカソード金属層５５）と、第２発光エリア４３における有機ＥＬ素子（アノード金属層５１、有機ＥＬ層５４およびカソード金属層５６）とが同層に隣接して形成されかつ電気的に直列に接続されている。また、第１発光エリア４２と第２発光エリア４３とがビアを介さずにパッド４４を介して電気的に接続されているため、単位画素エリアに形成するビアの数の増加を抑えることができ、発光エリアを広く維持することが可能となる。

上記構成においては、図５に示したアノード金属層５０→有機ＥＬ層５３→カソード金属層５５→アノード金属層５１→有機ＥＬ層５４→カソード金属層５６という経路Ｙ（図４参照）を電流が流れることにより、有機ＥＬ層５３（第１発光エリア４２）および有機ＥＬ層５４（第２発光エリア４３）の双方が同時に発光する。

以上説明したように、実施例２によれば、実施例１と同様の効果を奏する。

さて、前述した実施例１および２においては、具体的な回路への適用例について、言及しなかったが、図６〜図８に示した回路に適用してもよい。以下では、この適用例を実施例３として説明する。図６に示した回路は、画像表示装置における１画素に対応しており、走査線Ｓ₆₀およびデータ線Ｄ₆₀に接続された薄膜トランジスタ６０と、薄膜トランジスタ６１と、第１有機ＥＬ素子６２と、第２有機ＥＬ素子６３とから構成されている。同回路は、ドレイン接地型の回路である。

第１有機ＥＬ素子６２および第２有機ＥＬ素子６３は、直列に接続されており、図１に示した第１発光エリア１２の有機ＥＬ素子および第２発光エリア１３の有機ＥＬ素子に対応している。または、第１有機ＥＬ素子６２および第２有機ＥＬ素子６３は、直列に接続されており、図４に示した第１発光エリア４２の有機ＥＬ素子および第２発光エリア４３の有機ＥＬ素子に対応している。薄膜トランジスタ６１は、第１有機ＥＬ素子６２および第２有機ＥＬ素子６３を流れる電流の量を制御し、第１有機ＥＬ素子６２および第２有機ＥＬ素子６３の輝度を変化させる。

また、図７に示した回路は、画像表示装置における１画素に対応しており、走査線Ｓ₇₀およびデータ線Ｄ₇₀に接続された薄膜トランジスタ７０と、薄膜トランジスタ７１と、第１有機ＥＬ素子７２と、第２有機ＥＬ素子７３とから構成されている。同回路は、ソース接地型の回路である。

第１有機ＥＬ素子７２および第２有機ＥＬ素子７３は、直列に接続されており、図１に示した第１発光エリア１２の有機ＥＬ素子および第２発光エリア１３の有機ＥＬ素子に対応している。または、第１有機ＥＬ素子７２および第２有機ＥＬ素子７３は、直列に接続されており、図４に示した第１発光エリア４２の有機ＥＬ素子および第２発光エリア４３の有機ＥＬ素子に対応している。薄膜トランジスタ７１は、第１有機ＥＬ素子７２および第２有機ＥＬ素子７３を流れる電流の量を制御し、第１有機ＥＬ素子７２および第２有機ＥＬ素子７３の輝度を変化させる。

また、図８に示した回路は、画素の選択時に即時発光するパッシブ制御型の画像表示装置に対応しており、ｍ本の走査線Ｓ₁〜Ｓ_mと、ｎ本のデータ線Ｄ₁〜Ｄ_nと、これらの各交点にそれぞれ設けられた１対の有機ＥＬ素子８０₁₁および８１₁₁、・・・、有機ＥＬ素子８０_mnおよび８１_mnとから構成されている。

１対の有機ＥＬ素子８０₁₁および８１₁₁、・・・、有機ＥＬ素子８０_mnおよび８１_mnのそれぞれは、直列に接続されており、図１に示した第１発光エリア１２の有機ＥＬ素子および第２発光エリア１３の有機ＥＬ素子に対応している。または、１対の有機ＥＬ素子８０₁₁および８１₁₁、・・・、有機ＥＬ素子８０_mnおよび８１_mnのそれぞれは、図４に示した第１発光エリア４２の有機ＥＬ素子および第２発光エリア４３の有機ＥＬ素子に対応している。

以上説明したように、実施例３によれば、実施例１と同様の効果を奏する。

以上のように、本発明にかかる画像表示装置は、低コスト化、単位画素当たりの電流値の低減に対して有用である。

本発明にかかる実施例１による画像表示装置１０の構成を示す平面図である。図１に示したＡ１−Ａ１線視断面図である。図１に示したＢ１−Ｂ１線視断面図である。本発明にかかる実施例２による画像表示装置４０の構成を示す平面図である。図４に示したＡ２−Ａ２線視断面図である。本発明にかかる実施例３による回路例１を示す図である。本発明にかかる実施例３による回路例２を示す図である。本発明にかかる実施例３による回路例３を示す図である。従来の画像表示装置１の構成を示す側面図である。

符号の説明

１０画像表示装置
１２第１発光エリア
１３第２発光エリア
１４ビア
２０アノード金属層
２１アノード金属層
２５有機ＥＬ層
２６有機ＥＬ層
２７カソード金属層
２８カソード金属層
４０画像表示装置
４２第１発光エリア
４３第２発光エリア
４４パッド
５０アノード金属層
５１アノード金属層
５３有機ＥＬ層
５４有機ＥＬ層
５５カソード金属層
５６カソード金属層

Claims

単位画素エリアにおいて、電流注入により発光する発光手段が平面的に複数に分割され、該分割された発光手段は、電気的に直列に接続されていること、
を特徴とする画像表示装置。
電流注入により発光する発光手段と、前記発光手段に流れる電流の値を制御し、前記発光手段の輝度を制御する制御手段とを備えた画像表示装置であって、
単位画素エリアにおいて、前記発光手段が平面的に複数に分割され、該分割された発光手段は、電気的に直列に接続されていること、
を特徴とする画像表示装置。
前記制御手段は、薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
前記発光手段は、有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の画像表示装置。
分割された複数の発光手段は、ビアを介して直列に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像表示装置。
分割された複数の発光手段は、パッドを介して直列に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像表示装置。
前記発光手段は、絶縁膜に被覆された回路層を有する基板上に形成されており、前記パッドは、前記絶縁膜上に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
分割された複数の発光手段の発光面積は、略等しいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の画像表示装置。