JP2011170290A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の発光領域に区分けされて発光する面状発光素子を用いた表示装置において、面状発光素子によりパターン表示する際、その駆動回路を簡略化する。
【解決手段】面状発光素子１は、２つ発光領域に区分けされた発光層５を透明電極４を含む電極により挟持すると共に、各発光領域の境界近傍に透明電極４に電力供給するための補助電極７、８を備える。各発光領域は２つのグループＡ、Ｂにグルーピングされ、補助電極７、８は各グループＡ、Ｂに対応して設けられると共に、電力供給対象に指定されたグループの発光領域の透明電極４とは導通され、指定されたグループ以外の発光領域の境界近傍ではその透明電極４と絶縁されている。これにより、各発光領域のグループ別点灯によりパターン表示する際、各グループの発光領域毎に補助電極７、８により給電できるので、各発光領域を個別に駆動する必要がなく駆動回路を簡略化できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の発光領域に区分けされて発光する有機ＥＬ等の面状発光素子を用いた表示装置に関する。

従来より、この種の表示装置として、例えば、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子やＬＥＤ（発光ダイオード）素子を用い、複数のデータ線及び走査線によりマトリクス状に区分けされた複数の画素を、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の駆動回路で個々に駆動して点灯表示するアクティブマトリクス型の表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このような表示装置は、例えば案内標識として、面状発光素子の発光領域を２つに区分けしてパターン表示する際、パターン内の各画素の輝度が同じであったとしても、画素毎に別々に走査駆動するので、駆動回路が複雑となる。

また、面状発光素子を複数個のＥＬ体で構成し、各ＥＬ体を平面的に交互に配置して２つのＥＬ体グループに分け、グループ毎の各ＥＬ体に対向して複数に分割された光透明性パターンをそれぞれ配置し、各グループへの給電を切換えて表示内容を切換える表示装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、この表示装置は隣接するＥＬ体が交互に点灯するだけであり、別途、光透明性パターンを必要とし、面状発光素子だけでパターン表示をすることは困難である。

このようなＥＬ体では、透明体の光放出部から光を取り出すために、それに対応する面の素子電極としてＩＴＯ（酸化インジウム錫）からなる透明電極が用いられる。しかし、ＩＴＯは導電性ではあるが、抵抗率が大きいため、給電された透明電極上では、給電部からの距離が長くなるほど電圧降下が大きくなり、ＥＬ体の発光層への印加電圧が低下して行き、発光層へ供給される電圧が位置によって変動するため、輝度むらを生じ易い。

特許第４３２９７８９号 特開２００３−２５５８７１号公報

本発明は、上記の問題を解決するものであり、複数の発光領域に区分けされて発光する面状発光素子を用いた表示装置において、面状発光素子によるパターン表示をする際、その駆動回路を簡略化することができる表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、複数の発光領域に区分けされた発光層を該発光層に電源供給するための透明電極を含む電極により挟持すると共に、前記各発光領域の境界近傍に前記透明電極に電力供給するための補助電極を配置して成る面状発光素子を備えた表示装置であって、前記複数の発光領域は、少なくとも２つのグループにグルーピングされており、前記補助電極は、前記グループの各々に対応して設けられると共に、電力供給対象であるグループが指定されており、指定されたグループの発光領域の透明電極とは導通され、指定されたグループ以外の発光領域の境界近傍ではその透明電極と絶縁処理されているものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の表示装置において、前記補助電極の電気抵抗が前記透明電極のそれより小さいものである。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の表示装置において、一方の発光領域グループ用の補助電極と、もう一方の発光領域グループ用の補助電極とが発光領域を挟んで交互に配列されているものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の表示装置において、前記面状発光素子は、通常時に複数のグループの発光領域を一定輝度で点灯し、非常時に少なくとも一方の発光領域を点滅させるものである。

請求項１の発明によれば、電力供給対象に指定されたグループの個々の発光領域は、各発光領域の境界近傍に配置される補助電極を介して給電され、指定されないグループとは絶縁されるので、グループの各発光領域によりパターン表示する際、グループの個々の発光領域を点灯するための駆動回路を個別に設ける必要がなく、各グループに対し１つ用意すればよいため、駆動回路を簡略化できる。

請求項２の発明によれば、補助電極で接続される発光領域間の電位差を、発光領域内の透明電極による電位差よりも小さくできるので、各発光領域同士の輝度むらが各発光領域内の輝度むらより小さくなる。これにより、発光領域を複数並べて面状発光素子を構成する際、少なくとも発光領域間の輝度むらが見え難くなる。

請求項３の発明によれば、発光領域グループ間で補助電極を共用できるので、補助電極の本数を少なくでき、非発光部の面積を小さくできると共に、電力給電のための駆動回路と補助電極との接続数が減り、それらの電気接続が容易になる。

請求項４の発明によれば、非常時に少なくとも一方の発光領域を点滅させるので、通常時に比べ、誘目性が高くなる。

（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る表示装置の素子基板を透視した平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ１−Ｘ１線断面図。 同表示装置の面状発光素子と駆動回路との接続を示す図。 （ａ）は本発明の第２の実施形態に係る表示装置の素子基板を透視した平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ２−Ｘ２線断面図。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る表示装置について図１（ａ）、（ｂ）及び図２を参照して説明する。本実施形態における表示装置は、有機分子で構成された有機ＥＬ発光素子等を有する面状発光素子１と、この面状発光素子１を駆動するための表示駆動部２０と備える。面状発光素子１は、有機ＥＬの発光層５が設けられる素子基板２と、素子基板２と対向し発光層５を封止するための封止基板３と、発光層５を挟持して給電するための透明電極４及びアルミ電極６と、透明電極４に給電するための補助電極７、８とを備える。透明電極４は正電極となり、アルミ電極６は負電極となる。なお、発光層５は、通常、正電極側に正孔輸送層（不図示）及びに負電極側に電子輸送層（不図示）等が形成されるが、ここでは、これら各輸送層を含めて発光層とし、また、それらの構造は上記に限定されるものでない。

素子基板２は、ガラス等の矩形の透明部材から成り、その上に透明電極４が形成され、この透明電極４上に発光層５及びアルミ電極６が積層され、その上からシリコン樹脂等からなる封止基板３により封止されて、面状発光素子１が形成される。素子基板２の発光層５が形成された反対面側（裏面側）は、ＥＬ発光の光放出面となっており、この光放出面より発光層５からの光を出射するため、透明電極４は透明性を成す、例えばＩＴＯ（酸化インジウム錫）で構成される。

発光層５は、複数の矩形の発光領域に区分けされ、各発光領域はそれぞれ別々の透明電極４を持ち、アルミ電極６を互いに共通の負電極とし、別々に電力駆動されるようになっている。これら発光領域は、少なくとも２つのグループ（ここでは、グループＡ、Ｂ）にグルーピングされており、各発光領域の境界近傍に沿って透明電極４に電力供給するための補助電極７、８が配置されている。４つの発光領域は、四角状に隣接して配置され、グループＡはＬ字状に配置された３つの発光領域Ａから成り、グループＢは発光領域Ａに隣接する１つの発光領域Ｂから成る。ここでは、グループＡの発光領域を発光領域Ａとし、グループＢの発光領域を発光領域Ｂとする。

補助電極７、８は、例えば導電性がＩＴＯに比較して極めて高い矩形状の金属薄膜から成り、グループＡ、Ｂの各々に対応して設けられる。補助電極７、８は、電力供給対象であるグループがそれぞれＡ、Ｂと指定されており、それぞれ指定されたグループＡ、Ｂの発光領域Ａ、Ｂの各透明電極４と導通され、指定されたグループ以外の発光領域の境界近傍では、絶縁層９により透明電極４と絶縁されている。

面状発光素子１の作成においては、素子基板２上に４つに区分けされた発光領域Ａ、Ｂに対応する位置に透明電極４をＩＴＯで薄膜形成し、１列に並ぶ２つの発光領域Ａ、及び１列に並ぶ発光領域Ａ、Ｂの側辺に沿って、それらの左右に補助電極７、８をそれぞれ接合して配置する。このとき、発光領域Ａ、Ｂの左または右側辺では、補助電極７を発光領域Ｂの透明電極４と絶縁する部分と、補助電極８を発光領域Ａの透明電極４と絶縁する部分とに、それらの部分以外をマスクカバーして蒸着等により絶縁層９が部分的に形成される。

補助電極７、８が発光領域Ｂ、Ａの透明電極４とそれぞれ絶縁層９で絶縁された状態で、補助電極７、８は、発光領域Ａ及びＢの透明電極４とそれぞれ直接接合するように、各発光領域Ａ、Ｂの周辺に沿ってそれぞれ形成される。ここで、透明電極４上に有機薄膜を有する発光層５が形成される。さらに、その上を覆い、補助電極７、８をアルミ電極６と絶縁するために、再度、絶縁層９が形成される。この状態で、アルミ電極６が発光領域全体を覆うように、素子基板２上に蒸着等で形成された後、素子基板２が矩形の蓋状を成す絶縁性の封止基板３で覆われて面状発光素子１が形成される。なお、これら透明電極４、発光層５、アルミ電極６、補助電極７、８、及び絶縁層９等は蒸着や印刷技術等で形成され、また、その製作プロセスは上記に限られたものではない。

素子基板２の封止基板３側の面には、封止基板３の周縁の少なくとも一部から導出された補助電極７、８及びアルミ電極６が延在配置され、補助電極７、８は、各端部でそれぞれグループＡ、Ｂに給電するための接続端子１０、接続端子１１に接続され、アルミ電極６は、共通給電端子となる接続端子１２に接続される。

ここで、図２を参照して表示駆動部２０について説明する。表示駆動部２０は、グループＡ、Ｂの各発光領域Ａ、Ｂをそれぞれ点灯駆動するための駆動回路２１、２２と、これらを制御するための制御部２３とを有し、面状発光素子１に駆動電力を供給する。駆動回路２１、２２は、面状発光素子１の接続端子１０、接続端子１１にそれぞれ接続され、制御部２３により制御されて面状発光素子１を点灯制御する駆動電圧（駆動電力）を供給する。また、制御部２３は、通常時に複数のグループ、例えば、グループＡ、Ｂの発光領域Ａ、Ｂを一定輝度で点灯し、非常時に少なくとも一方のグループの発光領域を点滅させる制御を可能とする。

上記のような構成の面状発光素子１は、発光層５のグループＡに対応する補助電極７とアルミ電極６とに通電すると、発光層５のグループＡの発光領域Ａが発光し、グループＢの発光領域Ｂに対応する補助電極８とアルミ電極６とを通電すると、グループＢの発光領域Ｂが点灯する。また、グループＡ、Ｂは、それらの複数の発光領域Ａ、Ｂの透明電極４と、各発光領域の境界近傍に位置する補助電極７、８とをそれぞれ接続、または絶縁することにより、順次隣接する発光領域を組合わせて、任意の発光パターンを形成することができる。なお、電気接続部材や電気接続手段は上記の例に限るものではない。

本実施形態によれば、電力供給対象に指定されたグループＡ、Ｂの個々の発光領域Ａ、Ｂは、補助電極７、８を介してそれぞれ給電され、指定されないグループとは絶縁されるので、グループの各発光領域によりパターン表示する際、グループの個々の発光領域を点灯するための駆動回路を個別に設ける必要がなく、グループＡ、Ｂに対応して駆動回路２１、２２のように、各グループに対し１つ用意すればよいため、駆動回路を簡略化できる。

また、補助電極７、８の電気抵抗を透明電極４のそれより小さくしたことにより、補助電極７、８で接続される発光領域間の電位差を、発光領域内の透明電極４による電位差よりも小さくできるので、各発光領域同士の輝度むらが各発光領域内の輝度むらより小さくなる。これにより、発光領域を複数並べて面状発光素子を構成する際、少なくとも発光領域間の輝度むらが見え難くなる。さらに、補助電極７、８から透明電極４に給電する際、各発光領域Ａ、Ｂの境界近傍に沿って補助電極７、８と発光領域Ａ、Ｂの各透明電極４とを接合させることにより、透明電極４の電気抵抗を低下することができるので、透明電極内の電位差を小さくでき、発光領域Ａ、Ｂ内の輝度むらを低減できる。

また、面状発光素子１に有機ＥＬ発光素子を用いたことにより、低電圧、低電流の駆動が可能となり、供給電力に対して発光輝度が大きく、発光効率が良い。また、面状発光素子１はグループＡ、Ｂの発光色を、オンオフの白黒だけでなく、例えば白と緑のように、有色の発光素子等を用いて２色構成などとしてもよい。

また、面状発光素子１は制御部２３により、通常時にグループＡ、Ｂの発光領域Ａ、Ｂを一定輝度で点灯し、非常時に少なくとも一方のグループの発光領域を点滅させることにより、通常時に比べ、誘目性を高くできる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る表示装置について図３を参照して説明する。本実施形態は、前記実施形態において、一方の発光領域グループ用の補助電極と、もう一方の発光領域グループ用の補助電極とが発光領域を挟んで交互に配列されているものである。

本実施形態においては、補助電極７、８は発光領域グループＡの発光領域Ａ、又は発光領域グループＢの発光領域Ｂを挟んで交互に位置される。ここでは、発光領域Ａと隣接する発光領域Ｂとの間に補助電極８が形成され、補助電極８を挟む発光領域Ａ及び発光領域Ｂの領域境界の各反対側に補助電極７がそれぞれ配置されている。発光領域Ｂの透明電極４は、その矩形の領域境界に沿う一辺が補助電極８と略平行して接合され、他辺が補助電極７と絶縁層９により絶縁されている。これと同様に、発光領域Ａの透明電極４は、絶縁層９により補助電極８と絶縁され、補助電極７と接合されている。

本実施形態によれば、発光領域グループＡ、Ｂ間で補助電極７又は８を共用できるので、面状発光素子１の補助電極の本数が少なくなり、発光領域間隔を狭くでき非発光部の面積を小さくできると共に、電力給電用の駆動回路と補助電極との接続数が減るので、それらの電気接続が容易になる。

なお、本発明は上記各種実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態においては、面状発光素子の発光領域を４領域とし、発光領域グループを２グループとしたが、これに限らず発光領域を４領域以上、発光領域グループを２グループ以上としてもよい。また、発光領域Ａ、Ｂを正方形状としたが、他の多角形や曲線を含む形状等としてもよい。

１ 面状発光素子
４ 透明電極
５ 発光層
７、８ 補助電極
９ 絶縁層
Ａ、Ｂ 発光領域、グループ（発光領域グループ）

Claims (4)

1. 複数の発光領域に区分けされた発光層を該発光層に電源供給するための透明電極を含む電極により挟持すると共に、前記各発光領域の境界近傍に前記透明電極に電力供給するための補助電極を配置して成る面状発光素子を備えた表示装置であって、
   前記複数の発光領域は、少なくとも２つのグループにグルーピングされており、
   前記補助電極は、前記グループの各々に対応して設けられると共に、電力供給対象であるグループが指定されており、指定されたグループの発光領域の透明電極とは導通され、指定されたグループ以外の発光領域の境界近傍ではその透明電極と絶縁処理されていることを特徴とする表示装置。
2. 前記補助電極の電気抵抗が前記透明電極のそれより小さいことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 一方の発光領域グループ用の補助電極と、もう一方の発光領域グループ用の補助電極とが発光領域を挟んで交互に配列されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
4. 前記面状発光素子は、通常時に複数のグループの発光領域を一定輝度で点灯し、非常時に少なくとも一方の発光領域を点滅させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。

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