JP2015072761A - Ｏｌｅｄ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＬＥＤ表示装置の表示領域が広くなることに伴うカソード電極の電圧降下により、表示むら等の発生を防止する。
【解決手段】ＴＦＴ素子と前記ＴＦＴ素子に接続されたアノード電極で形成される画素が格子状に複数配置された表示領域を有する基板を備え、基板はＴＦＴ素子を駆動するためのゲート線層、データ線層、アノード電極が配置されるアノード電極層、有機ＥＬ発光材料が配置される有機ＥＬ発光層並びに複数の前記画素で共有されるカソード電極を含み、基板はゲート線層、データ線層、アノード電極層のうちいずれか一つ以上の層に形成される補助配線をさらに含み、補助配線は表示領域の周囲の額縁領域でカソード電極と電気的に接続される。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＯＬＥＤ（organic light-emitting diode：有機発光ダイオード）表示装置に関する。

近年、ディスプレイパネルの薄型化や高輝度化や高速化を目的として、ＯＬＥＤ表示装置の開発が進められている。ＯＬＥＤ表示装置は、各画素が有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ発光素子）から構成されたＯＬＥＤ表示パネルを有し、機械的な動作がない為に反応速度が速く、各画素自体が発光するため高輝度表示が可能になるとともに、バックライトが不要となるため薄型化が可能になるので、次世代の表示装置として期待されている。

かかるＯＬＥＤ表示パネルは、一枚の基板の上に、表示すべき映像の各画素に対応した多数のＯＬＥＤ発光素子がマトリクス状に配置され、表示領域が形成される。なお、ここでいう画素とは、カラーのＯＬＥＤＳ表示パネルの場合は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）いずれかのサブピクセルを意味する。各ＯＬＥＤ発光素子は、ＴＦＴ駆動回路、アノード電極、有機ＥＬ発光層、カソード電極などから構成される。ＴＦＴ駆動回路によってアノード電極とカソード電極との間の電流量を制御し、有機ＥＬ発光層の発光強度を調整することによって、映像が表示される。ＴＦＴ駆動回路は、複数のＴＦＴ素子や蓄積容量等によって構成され、ゲート線、信号線、電源供給線等と接続され、制御される。

このようなＯＬＥＤ表示パネルでは、基板上に、ゲート線層、信号線層、アノード電極層、有機ＥＬ発光層、及びカソード電極層が、この順に積層され形成される。ここで、カソード電極層は表示領域の全面に渡る１枚の透明な導電体で形成されており、ＯＬＥＤ発光素子が発光した光は、カソード電極層を透過して外部に出射される。そのため、表示領域が広くなることはカソード電極層が広くなることを意味し、これによってカソード電極の電圧が降下し、表示むらなどが発生するという問題がある。

そこで、アノード電極層と同一層に格子状の補助配線を形成し、表示領域内で補助配線とカソード電極とを接続孔を介して電気的に接続させることで、カソード電極を低抵抗化して、カソード電極の電圧降下を防止する構造が提案されている。（例えば、特許文献１参照）

特開２００４−２０７２１７号公報

しかしながら、上記方法では、表示領域内でカソード電極と電気的に接続させるための接続孔を形成する必要があるので、開口率を上げる際の制限となる。

さらに、表示領域内で補助配線とカソード電極とを接続させるための接続孔を形成する場合には、製造過程において接続孔部分の有機膜を除去するという工程が必要となるので、歩留りの原因となる。

本発明は、このような従来のＯＬＥＤ表示装置の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、補助配線とカソード電極とを表示領域の外部で電気的に接続させることにより、カソード電極の低抵抗化を実現しつつ、開口率を上げること及び製造工程を削減することを目的とする。

本発明の一実施形態によると、ＴＦＴ素子と前記ＴＦＴ素子に接続されたアノード電極で形成される画素が格子状に複数配置された表示領域を有する基板を備え、基板はＴＦＴ素子を駆動するためのゲート線層、データ線層、アノード電極が配置されるアノード電極層、有機ＥＬ発光材料が配置される有機ＥＬ発光層並びに複数の前記画素で共有されるカソード電極を含み、基板はゲート線層、データ線層、アノード電極層のうちいずれか一つ以上の層に形成される補助配線をさらに含み、補助配線は表示領域の周囲の額縁領域でカソード電極と電気的に接続される、ことを特徴とするＯＬＥＤ表示装置が提供される。

本発明の一実施形態によると、ゲート線層、データ線層及びアノード電極層が、基板上にこの順で積層されてもよい。

本発明の一実施形態によると、補助配線がアノード電極層に形成されてもよい。

本発明の一実施形態によると、補助配線がデータ線層及び前記ゲート線層に形成されてもよい。

本発明の一実施形態によると、データ線層に形成された補助配線と、ゲート線層に形成された補助配線が、コンタクトホールを介して電気的に接続されてもよい。

本発明の一実施形態によると、補助配線がアノード電極層及びデータ線層に形成されてもよい。

本発明の一実施形態によると、アノード電極層に形成された補助配線と、データ線層に形成された補助配線が、コンタクトホールを介して電気的に接続されてもよい。

本発明の一実施形態によると、補助配線がアノード電極層、データ線層及びゲート線層に形成されてもよい。

本発明の一実施形態によると、データ線層に形成された補助配線と、ゲート線層に形成された補助配線が、コンタクトホールを介して電気的に接続され、アノード電極層に形成された補助配線と、データ線層に形成された補助配線が、コンタクトホールを介して電気的に接続されてもよい。

本発明の一実施形態によると、アノード電極層に形成される補助配線が格子状に形成されてもよい。

以上のように構成された本発明のＯＬＥＤ表示装置によれば、カソード配線を低抵抗化するとともに、補助配線とカソード電極との接続部を有機ＥＬ表示装置の表示領域内に設けないことによって開口率を増加させ、さらに、従来の構成で必要であった画素領域内に接続部を設ける際の製造工程を削減する。また、既存プロセスに新たな製造工程を追加することなく、本件発明品を製造することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の平面透視図である。 本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の平面透視図である。 本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の画素部の回路図である。 本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の画素部の回路図である。 本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の断面図である。 本発明の第４実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができる。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るＯＬＥＤ表示装置について、図面を参照しながら説明する。

［全体構成］
図１ａは、本発明の第１実施形態に係るＯＬＥＤ表示装置の、ＯＬＥＤ表示パネルの全体平面概略図である。ＯＬＥＤ表示パネル１００は、画像を表示する表示領域１０１、外部駆動回路との接続を行う端子領域１０３、及び額縁領域１０２から構成される。ここで、額縁領域と１０２とは、表示領域１０１からＯＬＥＤ表示パネルの外周までの間の領域をいう。図１ａでは図示しないが、表示領域１０１の内部には、例えば、横方向に走る複数のゲート線と、縦方向に走る複数のデータ線と電源供給線、さらに、ゲート線とデータ線との交差部付近にＴＦＴ回路等が格子状に複数配置されており、各ＴＦＴ回路に対応した画素部が格子状に配置され、画像を表示する。

図１ｂは、本発明の第１実施形態に係るＯＬＥＤ表示装置の、ＯＬＥＤ表示パネルの平面透視概略図である。カソード電極１２は、一枚の透明な導電体で構成され、表示領域１０１の全面を覆っており、カソード電極１２の外縁は、額縁領域１０２の内部に位置する。アノード電極１５は、表示領域１０１の全体に格子状に配置される。図１ｂでは図示しないが、それぞれのアノード電極１５に対応するＴＦＴ駆動回路も、格子状に配置される。ＴＦＴ駆動回路を制御するゲート線は水平方向に複数配線され、水平方向の一列のＴＦＴ駆動回路とそれぞれ接続される。また、ＴＦＴ駆動回路を制御するデータ線及び電源供給線は垂直方向に複数配線されており、垂直方向の一列のＴＦＴ駆動回路とそれぞれ接続される。ゲート線、データ線及び電源供給線は、全体として格子状に配置される。

本発明の第１実施形態に係るＯＬＥＤ表示装置では、補助配線１４はアノード電極１５が形成されるアノード電極層３１に形成される。補助配線１４は、格子状に配置されたアノード電極１５の間に形成されており、格子状に配置される。なお、補助配線１４とカソード電極１５とは絶縁層等で分離されており、電気的に接続していない。また、本発明の第１実施形態において、補助配線１４は必ずしも格子状である必要はないが、カソード電極の低抵抗化という観点からは、格子状に配置されるのが望ましい。

カソード電極１２と補助配線１４は、カソードコンタクト１３で電気的に接続される。カソードコンタクト１３は、カソード電極１２の外縁部分で、かつ、表示領域１０１の外側に配置される。カソード電極１２と補助配線１４は、カソードコンタクト１３でのみ電気的に接続され、それ以外の部分でカソード電極１２と補助配線１４は電気的に接続されない。なお、図１ｂではＯＬＥＤ表示パネル１００の上下左右にカソードコンタクト１３（図示せず）が配置されているがこれに限られず、例えばＯＬＥＤ表示パネル１００の下側にはカソードコンタクトを設けない構成もとってよい。

図２ａは、本発明の第１実施形態に係るＯＬＥＤ表示装置１００の、画素２００の構成を説明する回路図である。図２ａで示す回路は、ＯＬＥＤ表示装置１００の表示領域１０１の内部に格子状に配置されており、全体でマトリクス状の回路となって表示領域１０１の回路を構成する。なお、図２ａで示す回路はＯＬＥＤ表示装置の最も基本的な構成例であり、他の回路構成もとりうる。画素２００は、カラー表示機能を有するＯＬＥＤ表示装置の場合には、副画素（サブピクセル）を示し、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれかとなる。

画素２００の回路は、ゲート線１７とデータ線１６に接続したスイッチング用の薄膜トランジスタ２１、ゲート線１７で選択されたスイッチング用薄膜トランジスタ２１のオンでデータ線１６から供給される表示データを電荷として蓄積する蓄積容量ＣＰＲ、有機ＥＬ発光材料を含む有機ＥＬ発光素子ＯＬＥＤの駆動用薄膜トランジスタ２２、及び電源供給線２３から構成される。図２ａでは、蓄積容量ＣＰＲの図示は省略した。また、薄膜トランジスタ２１及び２２の詳細な図示も省略し、おおよその位置と構成を示した。

薄膜トランジスタ２１のゲート電極はゲート線１７に、ドレイン電極はデータ線１６に接続される。また、薄膜トランジスタ２２のゲート電極は薄膜トランジスタ２１のソース電極に接続され、この接続点に蓄積容量ＣＰＲの陽極が接続されている。薄膜トランジスタ２２のドレイン電極は電源供給線２３に接続され、ソース電極は有機ＥＬ発光素子ＯＬＥＤのアノード電極１５に接続される。

画素２００がゲート線１７で選択されて薄膜トランジスタ２１がオンになると、データ線１６から供給される表示データが蓄積容量ＣＰＲに蓄積される。そして、薄膜トランジスタ２１がオフした時点で薄膜トランジスタ２２がオンとなり、電源供給線２３から有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに電流が流れ、ほぼ１フレームの周期（または、１フィールド期間）にわたってこの電流を持続させる。このとき流れる電流は、蓄積容量ＣＰＲに蓄積されているデータ信号に対応する電荷で規定される。

データ線１６及び電源供給線２３は垂直方向に配線され、ゲート線１７は水平方向に配線される。上下をゲート線１７、左側をデータ線１６、右側を電源供給線２３で囲まれた部分が、ＯＬＥＤ表示装置の一つの画素領域に相当する。ただし、図２ａで示すように、アノード電極１５の平面形状は、上記範囲と完全に一致しておらず、またその必要もないので、上記の囲まれた部分が一つの画素と完全に一致しているわけではない。本発明の第１実施形態に係るＯＬＥＤ表示装置全体をみると、データ線１６及び電源供給線２３は水平方向の画素数分だけ配置され、ゲート線１７は垂直方向の画素数分だけ配置される。

図２ｂは、画素２００の構成を説明する回路図に、補助配線１４を重ねて図示したものである。上述のように、第１実施形態では補助配線１４はアノード電極１５が形成されるアノード電極層３１に形成され、両者は電気的に接続されないので、補助配線１４とアノード電極１５は、ＯＬＥＤ表示装置１００の表示面から見た場合に、重なって形成されることはない。図２ｂを見ると、補助配線１４は、アノード電極１５とこれに対応する薄膜トランジスタ２１及び２２が配置されている部分の、隙間を縫うように配置されていることがわかる。ただし、第１実施形態における補助配線１４の平面上の形状は、図２ｂに限定されるものではなく、アノード電極１４と重ならず、かつ、ＯＬＥＤ表示装置を構成する各構成要素の形成上支障の無い範囲で、任意の形状を取ることが可能である。

図３は、本発明の第１実施形態に係るＯＬＥＤ表示装置のアレイ基板の断面図であり、図２に示すＡ−Ａ´線、Ｂ−Ｂ´線およびカソードコンタクト付近の断面図を示したものである。なお、図３では、蓄積容量ＣＰＲ、薄膜トランジスタ２１、２２及び電源供給線２３について、全部又は一部の図示を省略している。

本発明の第１実施形態に係るＯＬＥＤ表示装置のアレイ基板は、基板１９に、ゲート線１７が配置されるゲート線層３３、データ線１６が配置されるデータ線層３２及びアノード電極１５が配置されるアノード電極層３１が、この順で積層され形成される。データ線１６は、薄膜トランジスタ２１のドレインに、コンタクトホールを介して電気的に接続される。アノード電極１５は、薄膜トランジスタ２２のソースとコンタクトホール１８を介して電気的に接続される。アノード電極１５とＯＬＥＤ発光素子１１の接続部分が発光し、画素（サブピクセル）となる。カソード電極１２は、ＯＬＥＤ発光素子１１の上部に形成される。なお、後述する第２実施形態ないし第４実施形態においても、以上のアレイ基板の構成が基本構成となる。

第１実施形態においては、補助配線１４がアノード配線層３１に形成されることを特徴とする。補助配線１４は、例えばアノード電極１５を形成する際の既存の製造プロセスにおいて、補助配線用のパターンを追加することによって、簡単に形成することが可能であり、新たな製造プロセスを要しない。ただし、補助配線１４は、アノード電極１５とは電気的に接続しないように形成されなければならない。

アノード電極１５は、図１ｂ及び図２で示したように、矩形状に形成され、ＯＬＥＤ表示装置の表示部１０１に格子状に配置される。したがって、それぞれのアノード電極１５の間に補助配線１４を配置することによって、補助配線１４を格子状に形成することができる。なお、第１実施形態ではアノード電極層３１に補助配線１４が配置されていればよいので、補助配線１４を平面上で見たときの配置は格子状に限られない。ただし、カソード電極１２の低抵抗化という本件発明における目的を達成するためには、補助配線１４は格子状に形成されることが望ましい。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係るＯＬＥＤ表示装置について、図面を参照しながら説明する。

図４は、本発明の第２実施形態に係るＯＬＥＤ表示装置のアレイ基板の断面図であり、図２に示すＡ−Ａ´線、Ｂ−Ｂ´線およびカソードコンタクト付近の断面図を示したものである。第２実施形態において、補助配線１４は、データ線層３２及びゲート線層３３に形成されることを特徴とする。

図４を参照すると、データ線層３２に形成された補助配線１４と、ゲート線層３３に形成された補助配線１４が、コンタクトホールを介して電気的に接続していることがわかる。ただし、データ線層３２に形成された補助配線１４と、ゲート線層３３に形成された補助配線１４は必ずしも電気的に接続されなくてもよく、また、電気的に接続する場合の位置は、他のＯＬＥＤ表示装置の構成要素の形成に支障の無い限り、任意の場所でコンタクトを取りうる。

補助配線１４は、データ線層３２及びゲート線層３３に形成されるが、補助配線１４又はゲート線１７と電気的に接続されない。したがって、例えばデータ線１６がＯＬＥＤ表示装置の垂直方向に配置されている場合には、データ線層３２に形成される補助配線１４もＯＬＥＤ表示装置の垂直方向に配置される。同様の理由により、ゲート線１７がＯＬＥＤ表示装置の水平方向に配置されている場合には、ゲート線層３３に形成される補助配線１４もＯＬＥＤ表示装置の水平方向に配置される。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係るＯＬＥＤ表示装置について、図面を参照しながら説明する。

図５は、本発明の第３実施形態に係るＯＬＥＤ表示装置のアレイ基板の断面図であり、図２に示すＡ−Ａ´線、Ｂ−Ｂ´線およびカソードコンタクト付近の断面図を示したものである。第３実施形態において、補助配線１４は、アノード配線層３１及びデータ線層３２に形成されることを特徴とする。

アノード配線層３１及びデータ線層３２に形成された補助配線１４は、図５に示すように、アノード電極１５が配置されない部分で電気的に接続される。ただし、アノード配線層３１に形成された補助配線１４とデータ線層３２に形成された補助配線１４は必ずしも電気的に接続されなくてもよく、また、電気的に接続する場合の位置は、他のＯＬＥＤ表示装置の構成要素の形成に支障の無い限り、任意の場所でコンタクトを取りうる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態に係るＯＬＥＤ表示装置について、図面を参照しながら説明する。

図６は、本発明の第４実施形態に係るＯＬＥＤ表示装置のアレイ基板の断面図であり、図２に示すＡ−Ａ´線、Ｂ−Ｂ´線およびカソードコンタクト付近の断面図を示したものである。第４実施形態において、補助配線１４は、アノード配線層３１、データ線層３２及びゲート線層３３に形成されることを特徴とする。

図６に示すように、データ線層３２及びゲート線層３３に形成される補助配線１４は、コンタクトホールを介して電気的に接続されうる。また、図６では図示しないが、アノード配線層３１及びデータ配線層３２に形成される補助配線１４は、図５のように電気的に接続されうる。

１００ ＯＬＥＤ表示装置
１０１ 表示領域
１０２ 額縁領域
１０３ 接続領域
１１ ＯＬＥＤ発光素子
１２ カソード電極
１３ カソードコンタクト
１４ 補助配線
１５ アノード電極
１６ データ線
１７ ゲート線
１８ コンタクトホール
１９ 基板
２００ 画素
２１、２２ 薄膜トランジスタ
２３ 電源供給線
３１ アノード電極層
３２ データ線層
３３ ゲート線層

Claims (10)

1. ＴＦＴ素子と前記ＴＦＴ素子に接続されたアノード電極で形成される画素が格子状に複数配置された表示領域を有する基板を備え、
   前記基板は、前記ＴＦＴ素子を駆動するためのゲート線層、データ線層、前記アノード電極が配置されるアノード電極層、有機ＥＬ発光材料が配置される有機ＥＬ発光層並びに複数の前記画素で共有されるカソード電極を含み、
   前記基板は、前記ゲート線層、前記データ線層、前記アノード電極層のうちいずれか一つ以上の層に形成される補助配線をさらに含み、
   前記補助配線は、前記表示領域の周囲の額縁領域で、前記カソード電極と電気的に接続されることを特徴とするＯＬＥＤ表示装置。
2. 前記ゲート線層、前記データ線層及び前記アノード電極層は、前記基板上にこの順で積層されることを特徴とする、請求項１に記載のＯＬＥＤ表示装置。
3. 前記補助配線は、前記アノード電極層に形成されることを特徴とする、請求項２に記載のＯＬＥＤ表示装置。
4. 前記補助配線は、前記データ線層及び前記ゲート線層に形成されることを特徴とする、請求項２に記載のＯＬＥＤ表示装置。
5. 前記データ線層に形成された補助配線と、前記ゲート線層に形成された補助配線が、コンタクトホールを介して電気的に接続されていることを特徴とする、請求項４に記載のＯＬＥＤ表示装置。
6. 前記補助配線は、前記アノード電極層及び前記データ線層に形成されることを特徴とする、請求項２に記載のＯＬＥＤ表示装置。
7. 前記アノード電極層に形成された補助配線と、前記データ線層に形成された補助配線が、コンタクトホールを介して電気的に接続されていることを特徴とする、請求項６に記載のＯＬＥＤ表示装置。
8. 前記補助配線は、前記アノード電極層、前記データ線層及び前記ゲート線層に形成されることを特徴とする、請求項２に記載のＯＬＥＤ表示装置。
9. 前記アノード電極層に形成された補助配線と、前記データ線層に形成された補助配線が、コンタクトホールを介して電気的に接続され、
   前記データ線層に形成された補助配線と、前記ゲート線層に形成された補助配線が、コンタクトホールを介して電気的に接続される、
   ことを特徴とする請求項８に記載のＯＬＥＤ表示装置。
10. 前記アノード電極層に形成された補助配線は、格子状に形成されることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一つに記載のＯＬＥＤ表示装置。

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