JP2009169339A - アクティブ駆動表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有機ＥＬ素子等における各画素の輝度の視野角依存性を低減し、輝度ばらつきを抑制した表示装置を提供する。
【解決手段】複数の信号線と、前記複数の信号線と直交して配置された複数の走査線と、前記複数の信号線と前記複数の走査線とで囲まれた複数の画素と、前記複数の画素の各々に配置された薄膜トランジスタと、を有し、複数の画素がマトリクス状に配置されたアクティブマトリクス型の表示装置において、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど、前記画素の法線方向への輝度を大きくさせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、アクティブ駆動表示装置に係り、詳しくは、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度依存性を改善したアクティブ駆動表示装置に関する。

近年、ノートパソコン、携帯電話機、電子手帳等の電子機器において、情報を表示する手段として有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと称す）素子を画素に対応させて複数備える有機ＥＬ表示装置等が提案されている。
このディスプレイには、各種材料によって所望の発色が得られること、また低電圧で駆動可能であること、自発光性でバックライトを要せず、薄型化が容易であること、さらに高速応答性に優れることなどの種々の利点がある。そして、材料開発を含めてデバイス化のための応用研究が精力的に行われており、携帯電話のディスプレイ、車載ディスプレイや、プラスチックフィルム上に形成したシート型ディスプレイ等に応用されつつある。

有機ＥＬ表示装置の駆動方式には、アクティブ駆動とパッシブ駆動がある。図１に、有機ＥＬ表示装置における１画素分の等価回路を示す。アクティブ駆動方式の有機ＥＬ表示装置の画素には、有機ＥＬ素子と、輝度情報を画素に取り込むためのスイッチング用薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）（Ｔｒ１）と、取り込んだ輝度情報に応じて有機ＥＬ素子に供給する電流量を制御するための駆動用ＴＦＴ（Ｔｒ２）との少なくとも２つのスイッチング素子と、保持容量Ｃｓとで構成されている。

画素に接続された走査線が選択されると、輝度情報を画素に取り込むためのスイッチング用ＴＦＴ（Ｔｒ１）によってデータ線から画素の輝度情報である信号電圧Ｖｓを取り込む。取り込んだ信号電圧Ｖｓは走査線が非選択になった際も保持容量Ｃｓによって保持され、有機ＥＬ素子に供給する電流量を制御するための駆動用ＴＦＴ（Ｔｒ２）のゲートに印加される。有機ＥＬ素子のアノードは電源Ｖａに接続されているので、Ｔｒ２のゲート・ソース間電圧依存した直流電流が有機ＥＬ素子に流れて発光し、画素が点灯する。
有機ＥＬ素子は、陽極より注入されたホールと陰極より注入された電子の再結合エネルギーにより蛍光性物質が発光する原理を利用した自発光素子である。有機ＥＬ素子の構造としては、ホール輸送（注入）層、電子輸送性発光層の２層型、またはホール輸送（注入）層、発光層、電子輸送（注入）層の３層型等がよく知られている。

このように、いくつかの層を積層させた有機ＥＬ素子においては、主に次に示す４つの要因により、輝度とスペクトルが画素の法線２０７と前記画素と視点２０８とを結ぶ直線とのなす角度によって変動することが知られている。
第一は、有機電界発光素子を構成する各層界面での反射、透過時の振幅、位相の変化である。複素屈折率Ｎ_０の膜から複素屈折率Ｎ₁の膜へ角度θ_０で光が入射して角度θ_１で透過する場合、振幅反射率及び振幅透過率はフレネルの式（１）〜（４）により表される。
ここで添え字ｓおよびｐは光の電場の入射面に垂直な成分（Ｓ偏光）と平行な成分（Ｐ偏光）を示す。また、ｒ_ｓはＳ偏光の光の振幅反射率、ｔ_ｓはＳ偏光の光の振幅透過率、ｒ_ｐはＰ偏光の光の振幅反射率、ｔ_ｐはＰ偏光の光の振幅透過率である。また、角度θ_０と角度θ_１との間には、スネルの法則式（５）が成り立つ。
ｒ_Ｓ＝（Ｎ_０ＣＯＳθ_０−Ｎ_１ＣＯＳθ_１）／（Ｎ_０ＣＯＳθ_０＋Ｎ_１ＣＯＳθ_１） （１）
ｔ_Ｓ＝２Ｎ_０ＣＯＳθ_０／（Ｎ_０ＣＯＳθ_０＋Ｎ_１ＣＯＳθ_１） （２）
ｒ_ｐ＝（Ｎ_０ＣＯＳθ_１−Ｎ_１ＣＯＳθ_０）／（Ｎ_０ＣＯＳθ_１＋Ｎ_１ＣＯＳθ_０） （３）
ｔ_Ｓ＝２Ｎ_０ＣＯＳθ_０／（Ｎ_０ＣＯＳθ_１＋Ｎ_１ＣＯＳθ_０） （４）
Ｎ_０ＳＩＮθ_０＝Ｎ_１ＳＩＮθ_１ （５）
第二の要素は光吸収である。有機電界発光素子を構成する各層の消衰係数は一般には０ではないので、光波の進行に伴ない光が吸収される。波長λの光波が消衰係数ｋの媒質中を距離ｄだけ進行すると振幅はｅｘｐ（−２πｋｄ／λ）倍となる。また光反射層での反射時には一部の光は反射されずに吸収される。反射時のエネルギー反射率は振幅反射率の絶対値の二乗であり、エネルギー吸収率は１からエネルギー反射率を差し引けば求まる。これら光吸収の結果、光の振幅が減少する。

第三の要素は光路差である。光路差の分だけ位相が異なることになる。例えば図４に示すように屈折率Ｎの媒質中にある発光面の法線方向に対して画素の法線２０７と前記画素と視点２０８とを結ぶ直線とのなす角度θで発光面から視点に放射される直接光と、発光面から放射されて光反射層で反射された後、画素の法線２０７と前記画素と視点２０８とを結ぶ直線とのなす角度θで観察側に向う反射光との間には光路差２ｎｄ・ｃｏｓθが生じる。したがって直接光と反射光との間には、位相差４πｎｄ・ｃｏｓθ／λ が生じる。

第四の要素は、発光分子から放射される光の振幅の異方性である。
上記の４つの要因により生じる輝度の画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度依存性は、平面状の表示装置や、曲面状の表示装置としての応用を考えた場合、表示装置内に輝度ばらつきが発生するという問題が生じる。

このような問題に対処する技術が特許文献１に開示されており、この特許文献１によれば、干渉条件として画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が０°で弱めあう条件に設定することにより、輝度の画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度依存性を低減させるというものである。

特許第２８４３９２４号公報 特開２００６−１４５６７７号公報 特開２００６−０３０２２５号公報

しかし、特許文献１に開示された技術は、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度依存性の改善に効果を示すものの、表示装置全面における輝度が低下するという問題がある。

特許文献２に開示された技術は、曲面状のスクリーンへの液晶投影装置に関し、曲面状の投影画像の品位が確保されるものの、表示の輝度ばらつきを改善させるには至っていない。

特許文献３に開示された技術は、曲面状の表示パネルに平面パネルのデータを表示させる場合の補正法に関するが、映像信号を補正するための回路を付与させる必要があり、製造コストが増加する。

そこで、本発明の目的は、表示装置の輝度を低下させることなく、表示装置面内の輝度ばらつきを抑制した表示装置を提供することである。

本発明は、前記目的を達成するために、複数の信号線と、前記複数の信号線と直交して配置された複数の走査線と、前記複数の信号線と前記複数の走査線とで囲まれた複数の画素と、前記複数の画素の各々に配置された薄膜トランジスタと、を有し、複数の画素がマトリクス状に配置されたアクティブマトリクス型の表示装置において、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど、前記画素の法線方向への輝度が大きな構成とする。

また、記複数の走査線とで囲まれた複数の画素と、前記複数の画素の各々に配置された薄膜トランジスタと、を有し、複数の画素がマトリクス状に配置されたアクティブマトリクス型の表示装置において、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど、前記画素に含まれるトランジスタのチャネル幅を長くさせた構成とする。

また、複数の信号線と、前記複数の信号線と直交して配置された複数の走査線と、前記複数の信号線と前記複数の走査線とで囲まれた複数の画素と、前記複数の画素の各々に配置された薄膜トランジスタと、を有し、複数の画素がマトリクス状に配置されたアクティブマトリクス型の表示装置において、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど、前記画素に含まれる
また、複数の信号線と、前記複数の信号線と直交して配置された複数の走査線と、前記複数の信号線と前記複数の走査線とで囲まれた複数の画素と、前記複数の画素の各々に配置された薄膜トランジスタと、を有し、複数の画素がマトリクス状に配置されたアクティブマトリクス型の表示装置において、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど、前記画素に含まれるトランジスタの半導体の幅を長くさせた構成とする。

また、複数の信号線と、前記複数の信号線と直交して配置された複数の走査線と、前記複数の信号線と前記複数の走査線とで囲まれた複数の画素と、前記複数の画素の各々に配置された薄膜トランジスタと、を有し、複数の画素がマトリクス状に配置されたアクティブマトリクス型の表示装置において、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど画素の面積大きくさせた構成とする。

表示装置の輝度を低下させることなく、表示装置面内の輝度ばらつきを抑制した表示装置を提供することができる。

以下に図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１〜図４を用いて本発明の第１の実施例について説明する。
図１、図２および図３は、本実施形態に係るアクティブマトリクス型表示装置の画素、配線構造および有機ＥＬ素子の断面示す模式図である。表示装置は、複数の走査線２０１と、各走査線２０１に対して直角に交差する方向に延びる複数の信号２０２と、各信号線２０２に並列に延びる複数の電源線２０３とがそれぞれ配線された構成を有するとともに、複数の走査線２０１と複数の信号線２０２と複数の電源線２０３とで囲まれた複数の画素２０４が設けられている。
走査線２０１には走査ドライバ２０５が接続されている。また、信号線２０２には信号ドライバ２０６が接続されている。

画素２０４の各々には、少なくとも走査線２０１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ＴＦＴ１０１と、このスイッチング用ＴＦＴ１０１ を介して信号線２０２から共有される画素信号を保持する保持容量１０２と、保持容量１０２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ＴＦＴ１０３と、この駆動用ＴＦＴ１０３を介して電源線２０３に電気的に接続したときに電源線２０３から駆動電流が流れ込む陽極３０１と、この陽極３０１と陰極３０２との間に挟み込まれたいくつかの有機膜からなる発光層３０３とが設けられている。これら陽極３０１と陰極３０２と発光層３０３により、有機ＥＬ素子が構成されている。
走査線２０１が選択されてスイッチング用ＴＦＴ１０１ がオン状態になると、そのときの信号線２０２の電位が保持容量１０２に保持され、保持容量１０２の状態に応じて、駆動用ＴＦＴ１０３のゲート電圧が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１０３を介して、電源線２０３から陽極３０１に電流が流れ、更に発光層１１２を介して陰極１１１に電流が流れる際に、発光層３０３が電流量に応じて発光する。発光層３０３の発光量、すなわち輝度は発光層３０３を流れる電流にほぼ比例する。

次に、発光層３０３の構成について説明する。発光層３０３は、陽極３０１と陰極３０２に挟まれる何層かの有機膜層があり、陽極３０１側から順に、正孔輸送（注入）層３０４と、有機ＥＬ層３０５と、電子輸送層３０６から形成されている。
陽極３０１は、例えばＩＴＯ(ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ)で構成され、印加された電圧によって、正孔を有機ＥＬ層３０５に注入させる。ＩＴＯ以外にも、例えばＩＺＯ(ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ)等を用いることができる。正孔輸送(注入層)３０４は、導電性高分子材料の一つであり、陽極３０１の正孔を有機ＥＬ層３０５に注入するための正孔注入層を構成するものであり、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール等を用いることができる
有機ＥＬ層３０５では、陽極３０１から正孔輸送（注入層）３０４を経て注入された正孔と、陰極３０２からの注入された電子とが結合して発光する。有機ＥＬ層３０５を形成するための材料としては、蛍光発光あるいは燐光発光する材料を用いることができる。具体的には、ポリフルオレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリフェニレン、ポリパラフェニレン、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン、ポリメチルフェニルシランなどが用いられる。

電子輸送層３０６は、有機ＥＬ層３０５に電子を注入する役割を果たすものであり、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウムが用いられる。

陰極３０２は、ＩＴＯやＩＺＯ等を用いることができる。
次に、スイッチング用ＴＦＴ１０７および駆動用ＴＦＴ１０９の構成について説明する。
次に、発光層１１２の構成について説明する。

図４は、本実施形態のスイッチング用ＴＦＴ１０１および駆動用ＴＦＴ１０３の構成を説明するための平面構造、及び平面構造上に示した点線（Ａ）−（Ａ’）で切断した断面構造の一例である。スイッチング用ＴＦＴ１０１および駆動用ＴＦＴ１０３は、例えばアモルファスシリコンＴＦＴであって、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース/ドレイン電極、半導体を含んで構成される。

画素(ａ)と画素（ｂ）とでは、表示パネルにおける位置が異なり、輝度ばらつきを抑制するために、電源線２０３およびドレイン電極４０７の形状を変えることにより、駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル幅を変えた例を示している。駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル幅は半導体幅を変えることによっても調整可能である。

スイッチング用ＴＦＴ１０１および駆動用ＴＦＴ１０３は次のように形成される。
絶縁基板４０１上にＣｒでゲート電極４０２を形成する。絶縁基板４０１は、絶縁性の材料であれば広い範囲から選択することが可能である。具体的には、石英、サファイア、シリコン等の無機基板、アルミニウム、ステンレス等の金属を絶縁膜でコーティングした基板、アクリル、エポキシ、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエステル、ポリノルボルネン、ポリフェニレンオキシド、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリケトン、ポリフェニレンスルフィド等の有機プラスチック基板を用いることができる。また、これらの基板の表面に、酸化シリコン、窒化シリコン等の膜を設けたものを用いてもよい。

ゲート電極４０２としては、導電体であれば特に限定されるものではなく、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｍｏのような金属および合金の他、単結晶シリコン、ポリシリコンのようなシリコン材料、ＩＴＯ、ＩＺＯのような透明導電材料、あるいはポリアニリンやポリ3,4-エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォネートのような有機導電体等を用い、プラズマＣＶＤ法、熱蒸着法、スパッタ法、スクリーン印刷法、インクジェット法、電解重合法、無電解メッキ法、電気メッキ法、ホットスタンピング法等の公知の方法によって形成することができる。上記ゲート電極は単層構造としてだけでなく、例えばＣｒ層とＡｕ層との重ね合わせ、あるいはＴｉ層とＰｔ層との重ね合わせ等、複数層を重ね合わせた構造でも使用できる。

その上に、プラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法を用いて、以下のように薄膜を順次形成する。まず、ＳｉＨ_４, ＮＨ_３, Ｎ_２等の混合ガスを用いて窒化シリコン膜からなるゲート絶縁膜４０３を形成する。その上に、例えばＳｉＨ４及びＨ２の混合ガスを用いてアモルファスシリコンを、ＳｉＨ及びＰＨ_３の混合ガスを用いてｎ＋型アモルファスシリコン膜を順次形成する。ホトエッチングによりｎ＋型アモルファスシリコン膜とアモルファスシリコン膜を同時に島状に加工することにより、半導体層４０４を形成する。

次に、スパッタリング法を用いて形成したＣｒ膜を、ホトエッチングによりパターニングして、ソース電極４０６及びドレイン電極４０７を形成する。さらに、ソース/ドレイン電極間のｎ＋型アモルファスシリコン膜と燐が拡散している恐れのある半導体層の表面をエッチング除去することにより、ソース電極４０６及びドレイン電極４０７と半導体層４０４の間にコンタクト層４０５が形成される。

最後にＴＦＴ全体を覆うように、スピンコーティング等の低コストの塗布法で形成できる保護絶縁膜４０８、たとえば厚さ１μｍのポリイミドからなる有機絶縁膜や、ポリジシラザンを２００℃で熱処理して得られる塗布型酸化シリコン膜を形成してスイッチング用ＴＦＴ１０１および駆動用ＴＦＴ１０３が完成する。
保護絶縁膜４０８を貫通して形成したコンタクトホールを介して陽極３０１が駆動用ＴＦＴ１０３のドレイン電極４０７と接続されている。
このように作製された表示装置は、例えば、自動車のフロントガラスや机上面に貼り付けて使用する。

これらの例では、例えば、運転席や椅子などのある定められた位置から表示装置上のある位置Ａの画素とある位置Ｂの画素に輝度の差が生じる。このような輝度の差を低減させるために、本実施例では、画素の法線２０７と前記画素と視点２０８とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど、駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル幅が大きくなるように構成されている。

有機ＥＬ素子の輝度は、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きくなるにつれて低減する。
また、前述のとおり、発光層３０３の発光量、すなわち輝度は有発光層３０３を流れる電流にほぼ比例する。このため、同じ輝度を得るのに必要な発光層３０３に流す電流は、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど大きくする必要がある。

駆動用ＴＦＴがオン状態の際にＴＦＴに流れるドレイン電流I_dは次式によって近似することができる。
飽和領域 (V_d<V_g-V_th, V_g>V_th) ： (1)
線形領域 (V_d≧V_g-V_th, V_g>V_th) ： (2)
ここで、μ_FEは電界効果による電荷の移動度，C_gはゲート絶縁膜の単位面積あたりのキャパシタンス，V_thは閾値電圧，Wはチャネル幅，Lはチャネル長，εはゲート絶縁膜の比誘電率，tはゲート絶縁膜の膜厚を示す。
同じ信号電圧である画素の輝度を増加させるには、駆動用ＴＦＴ１０３のＷを大きくすればよいことがわかる。輝度の画素の法線２０７と前記画素と視点２０８とを結ぶ直線とのなす角度依存性は例えば輝度計を用いて測定する。

一定の信号電圧を、スイッチング用ＴＦＴ１０１に与えた時の、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度０°位置する画素の輝度をＩ_０、画素の法線２０７と前記画素と視点２０８とを結ぶ直線とのなす角度θに位置する画素の輝度をＩ_θとすると、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度θに位置する画素の駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル幅Ｗ_θは、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度０°位置する画素の駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル幅Ｗ_０のおよそ、Ｉ_０／Ｉ_θ倍になるように形成されている。

また、各画素の駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル幅は、各画素の駆動用ＴＦＴ１０３のソース／ドレイン電極の幅、もしくは半導体の幅により調整されている。
本実施例は、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど、画素の駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル幅を大きくすることにより、表示装置の輝度むらを低減する例を示したが、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど、画素の駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル長を小さくしてもよい。この場合には、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度θに位置する画素の駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル長さＬ_θは、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度０°位置する画素の駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル長Ｌ_０のおよそ、Ｉ_θ／Ｉ_ｏ倍になるように形成されている。

また、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど、画素の駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル幅を大きくし、かつ画素の駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル長を小さくすることにより、表示装置の輝度むらを低減してもよい。
あるいは、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど、画素に与える信号電圧を大きくすることにより、表示装置の輝度むらを低減してもよい。
以上のように表示装置を作成することにより、ある決まった視点から見た輝度ばらつきを３％未満にまで低減することが可能になった。
本実施例では、有機ＥＬ素子を用いたアクティブマトリクス型表示装置を示したが、液晶素子や電気泳動素子等を用いたアクティブマトリクス型表示装置にも応用することが可能である。

図５〜図８を用いて本発明の第２の実施例について説明する。表示装置の各部材は実施例１と同様の方法で形成されている。
表示装置をある定位置から見る場合、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど実際の面積よりも小さく見える。図５に示すように、表示面上の画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度θの位置にある画素の面積は、実際の画素の面積のおよそsinθ倍の面積として視界に入るため、図５のように等ピッチで画素を形成した表示装置では、映像の歪が生じてしまう。このため、本実施例の表示装置では、このような映像の歪を解消するために、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど面積を大きくし、発光領域の面積が大きく形成されている。画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度０°に位置する画素の発光領域の面積を基準に、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度θに位置する画素の発光領域は、およそ１／sinθ倍の面積で形成されている。

各画素の面積は、走査線２０１か信号線２０２の一方、もしくは走査線２０１および信号線２０２の両方を疎密にすることで調整されている。図６は、信号線２０２を疎密にすることにより、走査線方向のみ、各画素の面積を調整させた例である。また、発光領域の面積４０９は、有機ＥＬ層の面積により調整されている。

更に、図７のように曲面上に設置された表示装置では、各画素の発光領域の面積４０９を調整するだけではなく、走査線２０１か信号線２０２の一方、もしくは走査線２０１および信号線２０２の両方を曲線にすることにより、映像の歪を解消させる場合もある。曲面上に設置された表示装置における画素の開口部の面積も画素が微細なので平面として近似することができるが、正確に補正するには、画素の開口部の面積を微分して補正させるとよい。

ある一定のゲート電圧を駆動用ＴＦＴ１０３に印加した際の単位面積あたりの発光量は発光領域の面積に反比例する。一方、画素の発光量は、発光領域の面積４０９に比例する。このため、ある一定のゲート電圧を駆動用ＴＦＴ１０３に印加した際の画素の発光量は、発光領域の面積によらずほぼ一定になる。

このため、本実施例でも実施例１と同様に、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど、駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル幅が大きくなるように構成することにより、表示装置の輝度むらを低減させている。
一定の信号電圧を、スイッチング用ＴＦＴ１０１に与えた時の、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度０°位置する画素の輝度をＩ_０、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度θに位置する画素の輝度をＩ_θとすると、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度θに位置する画素の駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル幅Ｗ_θは、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度０°位置する画素の駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル幅Ｗ０のおよそ、Ｉ_ｏ／Ｉ_θ倍になるように形成されている。
また、各画素の駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル幅は、各画素の駆動用ＴＦＴ１０３のソース／ドレイン電極の幅、もしくは半導体の幅により調整されている。

本実施例は、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど、画素の駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル幅を大きくすることにより、表示装置の輝度むらを低減する例を示したが、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど、画素の駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル長を小さくしてもよい。この場合には、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度θに位置する画素の駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル長さＬ_θは、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度０°位置する画素の駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル長Ｌ_０のおよそ、Ｉ_θ／Ｉ_ｏ倍になるように形成されている。

また、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど、画素の駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル幅を大きくし、かつ画素の駆動用ＴＦＴ１０３のチャネル長を小さくすることにより、表示装置の輝度むらを低減してもよい。
あるいは、画素の法線と前記画素と視点とを結ぶ直線とのなす角度が大きな画素ほど、画素に与える信号電圧を大きくすることにより、表示装置の輝度むらを低減してもよい。

また、図８に示すように、画素を等ピッチで配置させた表示装置のドライバを併用可能なように、ドライバとの接続部の走査線２０１および信号線２０２は、等間隔に配置させた。
本実施例では、有機ＥＬ素子を用いたアクティブマトリクス型表示装置を示したが、液晶素子や電気泳動素子等を用いたアクティブマトリクス型表示装置にも応用することが可能である。

図９を用いて本発明の第３の実施例について説明する。
実施例１では、スイッチング用ＴＦＴ１０１および駆動用ＴＦＴ１０３にアモルファスシリコンＴＦＴを用いたが、微結晶シリコンＴＦＴ、多結晶シリコンＴＦＴ、単結晶シリコンＴＦＴ、有機ＴＦＴ、および酸化物ＴＦＴを用いても構わない。また、ＴＦＴの構造も、本実施例のような逆スタガ構造に限らず、トップゲート構造やボトムコンタクト構造等を用いることができる。特に、ソース/ドレイン電極や、半導体を印刷で形成することができれば、表示装置の用途により容易に画素毎のチャネル長やチャネル幅を変更することができる。このため、本実施例ではスイッチング用ＴＦＴ１０１および駆動用ＴＦＴ１０３に有機ＴＦＴを使用した。

図９に、有機薄膜トランジスタの断面概略図を示す。絶縁基板９０１には、ガラス基板を用いた。絶縁基板９０１は、絶縁性の材料であれば広い範囲から選択することが可能である。具体的には、石英、サファイア、シリコン等の無機基板、アクリル、エポキシ、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリノルボルネン、ポリフェニレンオキシド、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリケトン、ポリフェニレンスルフィド等の有機プラスチック基板を用いることができる。また、これらの基板の表面に、酸化シリコン、窒化シリコン等の膜を設けたものを用いてもよい。その上に、Ｃｒのゲート電極９０２を形成した。ゲート電極９０２としては、導電体であれば特に限定されるものではなく、例えばAl、Cu、Ti、Cr、Au、Ag、Ni、Pd、Pt、Taのような金属の他、単結晶シリコン、ポリシリコンのようなシリコン材料、ITO、酸化スズのような透明導電材料、あるいはポリアニリンやポリ３,４-エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォネートのような有機導電体等を用い、プラズマCVD法、熱蒸着法、スパッタ法、スクリーン印刷法、インクジェット法、電解重合法、無電解メッキ法、電気メッキ法、ホットスタンピング法等の公知の方法によって形成することができる。上記ゲート電極９０２は単層構造としてだけでなく、複数層を重ね合わせた構造でも使用できる。また、上記ゲート電極９０２は、フォトリソグラフィー法、シャドーマスク法、マイクロプリンティング法、レーザーアブレーション法等を用いて、所望の形状に加工される。

次に、ＳｉＯ_２膜をＣＶＤで成膜し、ゲート絶縁膜９０３を形成した。ゲート絶縁膜９０３には、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化タンタル等の無機膜、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミド、パリレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリ（パーフロロエチレン−コ−ブテニルビニルエーテル）、ポリイソブチレン、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）、ポリ（プロピレン−コ−（１−ブテン））、ベンゾシクロブテン樹脂等の有機膜またはそれらの積層膜を用い、プラズマCVD法、熱蒸着法、スパッタ法、陽極酸化法、スプレー法、スピンコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ドクターロール法、スクリーン印刷法、インクジェット法等によって形成することができる。次に、Ａｇナノインクを用いてインクジェット装置でパターニング後、１５０℃で焼成してソース電極９０４・ドレイン電極９０５を形成した。ソース電極９０４・ドレイン電極９０５の材料は、導電体であれば特に限定されるものではなく、例えばＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔのような金属の他、ＩＴＯ、酸化スズのような透明導電材料、ポリアニリンやポリ３,４-エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォネートのような有機導電体等を用い、スクリーン印刷法、インクジェット法等の公知の印刷方法によって形成することができる。上記ソース／ドレイン電極は単層構造としてだけでなく、複数層を重ね合わせた構造でも使用できる。

次に、可溶性のペンタセン誘導体をインクジェットで塗布し、１５０℃で焼成して厚さ１００ｎｍの半導体層９０６を形成した。半導体層９０６は銅フタロシアニン、ルテチウムビスフタロシアニン、アルミニウム塩化フタロシアンニンのようなフタロシアニン系化合物、テトラセン、クリセン、ペンタセン、ピレン、ペリレン、コロネンのような縮合多環芳香族系化合物、ポリアニリン、ポリチエニレンビニレン、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）、ポリ（３−ブチルチオフェン）、ポリ（３−デシルチオフェン）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−コ−ベンゾチアジアゾール）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−コ−ジチオフェン）のような共役系ポリマー等を用い、スプレー法、スピンコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ドクターロール法、スクリーン印刷法、インクジェット法等によって形成することができる。

次に、半導体層を密閉するように、アジド感光基をアセタール結合させたポリビニルアルコールを基板の一部に塗布し、紫外線を照射して第１の保護膜９０７を厚さ３００ｎｍで形成した。第１の保護膜９０７には、ポリビニルフェノール、ポリイミド、ポリアミド、パリレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリ（パーフロロエチレン−コ−ブテニルビニルエーテル）、ポリイソブチレン、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）、ポリ（プロピレン−コ−（１−ブテン））、ベンゾシクロブテン樹脂等を、ロールコート法、ブレードコート法、ドクターロール法、スクリーン印刷法、インクジェット法等によって形成することができる。

最後に、基板の全面を覆うように酸化シリコンの溶液をスピンコートし、１２０℃で焼成して第２の保護膜９０８を３００ｎｍの厚さに塗布形成した。第２の保護膜９０８は酸化シリコンに限らず、窒化シリコン等の無機膜、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミド、パリレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリ（パーフロロエチレン−コ−ブテニルビニルエーテル）、ポリイソブチレン、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）、ポリ（プロピレン−コ−（１−ブテン））、ベンゾシクロブテン樹脂等の有機膜またはそれらの積層膜を用い、プラズマCVD法、熱蒸着法、スパッタ法、陽極酸化法、スプレー法、スピンコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ドクターロール法、スクリーン印刷法、インクジェット法等によって形成することができる。
その他の部材の構成は、実施例１や実施例２と同様である。

本実施例では、駆動用ＴＦＴ１０３のソース電極９０４・ドレイン電極９０５や半導体層９０６を印刷で形成することができるため、実施例１および実施例２に比べて安価に表示装置の輝度むらを低減することができる。

本実施形態に係る表示装置の画素の等価回路を示した図である。 本実施形態に係る表示装置の等価回路を示した図である。 本発明に係る有機ＥＬ素子の断面を示した図である。 本発明に係る表示装置の画素部の平面構造例を示した図である。 本発明に係る表示装置の画素部の平面構造例を示した図である。 本発明に係る表示装置の画素部の薄膜トランジスタ断面構造例を示した図である。 本発明に係る等ピッチで画素を形成した表示装置を示した図である。 本発明に係る表示装置の信号線を疎密にすることにより、走査線方向のみ、各画素の面積を調整させた例である。 本発明に係る曲面上に設置された表示装置を示した図である。 本発明に係るドライバとの接続部の走査線および信号線を等間隔に配置させた例を示した図である。 本発明の薄膜トランジスタの他の断面構造例を示した図である。

符号の説明

１０１…スイッチング用ＴＦＴ、１０２…保持容量、１０３…駆動用ＴＦＴ、２０１…走査線、２０２…信号線、２０３…電源線、２０４…画素、２０５…走査ドライバ、２０６…信号ドライバ、２０７…画素に対する法線、２０８…視点、３０１…陽極、３０２…陰極、３０３…発光層、３０４…正孔輸送（注入）層、３０５…有機ＥＬ層、３０６…電子輸送層、４０１…絶縁基板、４０２…ゲート電極、４０３…ゲート絶縁膜、４０４…半導体層、４０５…コンタクト層、４０６…ソース電極、４０７…ドレイン電極、４０８…保護絶縁膜、４０９…画素中の発光領域、９０１…絶縁基板、９０２…ゲート電極、９０３…ゲート絶縁膜、９０４…ソース電極、９０５…ドレイン電極、９０６…半導体層、９０７…第一の保護絶縁膜、９０８…第二の保護絶縁膜。

Claims (11)

1. 所定の方向に配置された複数の信号線と、
   前記複数の信号線のそれぞれと交叉して配置された複数の走査線と、
   前記複数の信号線の一つと該信号線に隣接する信号線、および前記複数の走査線の一つと該走査線に隣接する走査線とで囲まれ、発光素子を備えた複数の画素と、
   前記複数の画素のそれぞれに配置され、前記発光素子を駆動する薄膜トランジスタと、を有し、
   前記複数の画素のうち、前記画素の法線方向への輝度が互いに異なる画素を含むことを特徴とする表示装置。
2. 前記薄膜トランジスタのチャネル幅が、前記輝度が大きい画素ほど、長く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記薄膜トランジスタのチャネル長が、前記輝度が大きい画素ほど、短く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 互いに隣接する前記走査線の間隔、または互いに隣接する前記信号線の間隔のいずれか少なくとも一つの間隔が異なる領域を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 同一方向に配置された複数の信号線と、
   前記複数の信号線のそれぞれと交叉して配置された複数の走査線と、
   前記複数の信号線の一つと該信号線に隣接する信号線、および前記複数の走査線の一つと該走査線に隣接する走査線とで囲まれ、発光素子を備えた複数の画素と、
   前記複数の画素のそれぞれに配置され、前記発光素子を駆動する薄膜トランジスタと、
   前記複数の画素が、マトリクス状に配置されてなる表示面とを有し、
   前記複数の画素のうち、前記画素の法線方向への輝度が互いに異なる画素を含み、
   前記輝度が大きいほど、前記画素の面積が大きいことを特徴とする表示装置。
6. 前記薄膜トランジスタのチャネル幅が、前記輝度が大きい画素ほど、長く設定されていることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 前記薄膜トランジスタのチャネル長が、前記輝度が大きい画素ほど、短く設定されていることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
8. 前記表示面が、曲面状であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
9. 互いに隣接する前記走査線の間隔が、前記表示面上で異なる領域を有し、
   前記走査線を駆動する走査線ドライバと前記走査線との接続部において、
   互いに隣接する前記走査線の間隔が等間隔であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
10. 互いに隣接する前記信号線の間隔が、前記表示面上で異なる領域を有し、
    前記信号線を駆動する信号線ドライバと前記信号線との接続部において、
    互いに隣接する前記信号線の間隔が等間隔であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
11. 前記表示面を見込む所定の位置を視点とするとき、
    前記表示面を構成する画素に対する法線と、前記画素と前記視点とを結ぶ直線とがなす角度が大きな画素ほど、前記画素の法線方向への輝度が大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。

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