JP5899535B2 - El表示装置 - Google Patents

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Description

本開示は、発光材料として有機材料を用いたエレクトロルミネッセンス(以下、ELという)素子がマトリックス状に配置されたEL表示装置に関するものである。
有機EL素子をマトリックス状に備えたアクティブマトリックス型のEL表示装置がスマートフォンなどの表示パネルに採用され、商品化されている。EL素子は、アノード電極およびカソード電極間にEL層が形成されている。EL素子は、アノード、カソード電極(端子)に供給された電流あるいは電圧により発光する。
EL表示パネルが大型化すると、表示画面にマトリックス状に形成された画素のEL素子に流すアノード電流、カソード電流が大きくなる。そのため、アノード電流などが流れる配線などでの電圧降下が大きくなる。電圧降下が大きいと、電力ロスが大きくなり、EL表示パネルが発熱し劣化する。また、EL表示画面に輝度傾斜、クロストークなどが発生し、表示品位を低下させる。
特許文献1には、アレイ部の外部に、共通電源供給線を形成し、この共通電源供給線に補助配線を接続したEL表示装置が開示されている。
特許文献2には、プリント基板の電圧を、TCPに形成された配線を介して、EL表示装置に供給する構成が開示されている。
EL表示パネルにおいて、表示領域に形成されているカソード電極は、光透過性を有するように形成するため、マグネシウム(Mg)−銀(Ag)が、極薄く、形成されている。したがって、シート抵抗値は高い。シート抵抗値が高いと、カソード電極に流れる電流により電圧降下が大きく、輝度傾斜、クロストークが発生する。また、カソード電極にカソード電圧を供給する配線との接続点に、電流集中が発生し、接続点が過熱、発熱し、溶断するという課題が発生する。
この課題に対応するため、表示領域の周囲に、低抵抗の金属材料からなる配線部を形成し、配線部とカソード電極とを接続していた。しかし、課題を解決するには、配線部を太くし、十分な低抵抗値化を実現する必要があるが、配線部を太くすると、EL表示パネルに占める表示領域の面積が小さくなり、EL表示パネルの額縁が大きくなるという課題が発生する。また、カソード電圧を供給するフレキシブル基板の接続箇所が限定されるため、接続箇所の数を多くできなく、そのため、接続箇所にカソード電流が集中し、接続箇所が溶断するという配線の信頼性に対する課題も発生する。
特開2009−109519号公報 特開2006−039541号公報
本開示のEL表示装置は、画素がマトリックス状に配置された表示領域と、前記画素に映像信号を供給するソース信号線と、画素の発光の選択/非選択を制御する信号を供給するゲート信号線と、表示領域の周囲部分に形成されかつ画素に電圧を供給するための配線パターンとを備えたEL表示パネルを有する。配線パターンに対して電気的に並列となる補強配線パターンおよび補強配線パターンをEL表示パネルの配線パターンに電気的に接続する接続端子を備えた配線基板を有する。配線基板をEL表示パネルの周縁部に配置している。
また、本開示のEL表示装置に用いる配線基板は、画素がマトリックス状に配置された表示領域と、画素に映像信号を供給するソース信号線と、画素の発光の選択/非選択を制御する信号を供給するゲート信号線と、表示領域の周囲部分に形成されかつ画素に電圧を供給するための配線パターンとを備えたEL表示パネルに接続される。配線基板は、配線パターンに対して電気的に並列となる補強配線パターンと、補強配線パターンをEL表示パネルの配線パターンに電気的に接続する接続端子とを有する。配線基板をEL表示パネルのソース信号線またはゲート信号線に接続するとともに、配線パターンに電気的に並列となるように補強配線パターンを接続している。
本開示のEL表示装置によれば、EL表示パネルに占める表示領域の面積を大きくすることができる。
また、本開示のEL表示装置に用いる配線基板によれば、信頼性の高い電気的配線を行うことができる。
一実施の形態におけるEL表示装置の画素の概略構成を示す構成図である。 一実施の形態におけるEL表示装置の画素の動作を説明するための動作説明図である。 一実施の形態におけるEL表示装置の画素の動作を説明するための動作説明図である。 一実施の形態におけるEL表示装置の画素の動作を説明するための動作説明図である。 一実施の形態におけるEL表示装置の画素の動作を説明するための動作説明図である。 一実施の形態におけるEL表示装置のEL表示パネルの一例を示す断面図である。 一実施の形態におけるEL表示装置のEL表示パネルの一例を示す断面図である。 他の実施の形態におけるEL表示装置の配線構造を示す平面図である。 図5に示すEL表示装置において、COFとEL表示パネルとの接続構造の要部を示す平面図である。 一実施の形態におけるEL表示装置のEL表示パネルにおいて、カソード電極とカソードリングとの接続構造およびCOF接続端子部分を拡大して示す概略平面図である。 一実施の形態におけるEL表示装置のEL表示パネルにおいて、カソード電極とカソードリングとの接続構造およびCOF接続端子部分を拡大して示す概略平面図である。 アノードリングとカソードリングの両方を形成した場合の例を示す概略平面図である。 一実施の形態に使用するCOFの一例を示す平面図である。 一実施の形態に使用するCOFの他の例を示す平面図である。 一実施の形態に使用するCOFの他の例を示す平面図である。 図12の13−13線で切断した断面図である。 一実施の形態に使用するCOFの他の例を示す平面図である。 一実施の形態に使用するCOFの他の例を示す平面図である。 図10に示すCOFにおいて、EL表示パネルおよびプリント基板との接続部分を拡大して示す概略平面図である。 図4に示す構造のEL表示パネルにおいて、COFの接続構造の例を示す平面図である。 図17の18−18線で切断した断面図である。 図17の19−19線で切断した断面図である。 一実施の形態に使用するCOFの他の例を示す平面図である。 図20の21−21線で切断した断面図である。 図20に示すCOFにおいて、EL表示パネルおよびプリント基板との接続部分を拡大して示す概略平面図である。 一実施の形態におけるEL表示装置の配線構造の他の例を示す平面図である。 一実施の形態におけるEL表示装置の配線構造の他の例を示す平面図である。
以下、一実施の形態におけるEL表示装置およびそれに用いる配線基板について、図面を用いて説明する。
図1は一実施の形態におけるEL表示装置の画素の概略構成を示す構成図である。図1に示すように、EL表示装置は、EL表示パネル1と駆動回路を搭載した配線基板とから構成されている。EL表示パネル1は、表示領域2にEL素子を有する複数個の画素をマトリックス状に配置した構成である。
まず、画素の構成について説明する。1個の画素10は、Pチャンネルの駆動用のトランジスタ11aのドレイン端子に、スイッチ用のトランジスタ11dのソース端子が接続され、トランジスタ11dのドレイン端子にEL素子12のアノード端子が接続された構成を有している。トランジスタ11b、11c、11e、11fは、画素10に設けられた他のスイッチ用のトランジスタであり、またコンデンサ13a、13b、13c、13d、13eは、トランジスタ11a〜11fのオンオフを制御するためのコンデンサである。
また、EL素子12のカソード端子には、カソード電圧Vssが印加されており、トランジスタ11aのソース端子には、EL表示装置のアノード電極からアノード電圧Vddが印加されており、それらのアノード電圧Vddとカソード電圧Vssとは、アノード電圧Vdd>カソード電圧Vssの関係になるように設定されている。
図1において、画素10の発光の選択/非選択を制御する信号が供給されるゲート信号線において、ゲート信号線17d(Gd)にオン電圧が印加されると、トランジスタ11dがオンし、トランジスタ11aからの発光電流がEL素子12に供給され、EL素子12は、発光電流の大きさに基づき発光する。発光電流の大きさは、ソース信号線18に印加された映像信号を、スイッチ用のトランジスタ11bを通して画素10に印加することにより決定される。
すなわち、トランジスタ11aのゲート端子とドレイン端子間には、トランジスタ11bのソース端子とドレイン端子が接続され、ゲート信号線17b(Gb)にオン電圧が印加されることにより、トランジスタ11aのゲート端子とドレイン端子間を短絡(接続)する。トランジスタ11aのゲート端子には、コンデンサ13bの一方の端子が接続され、コンデンサ13bの他方の端子は、トランジスタ11bのドレイン端子と接続されている。トランジスタ11cのソース端子は、トランジスタ11bを介してソース信号線18と接続されており、トランジスタ11cのゲート端子にゲート信号線17c(Gc)のオン電圧が印加されると、トランジスタ11cがオンして、ソース信号線18に供給された映像信号に応じて、電圧Vsが画素10に印加される。
また、画素10のコンデンサ13aの一方の端子は、トランジスタ11bのドレイン端子と接続され、他方の端子は、EL表示装置のアノード電極に接続され、アノード電圧Vddが印加されている。
トランジスタ11eのドレイン端子は、トランジスタ11bのドレイン端子と接続され、トランジスタ11eのソース端子は、リセット電圧Vaが印加された信号線と接続されている。ゲート信号線17a(Ga)にオン電圧が印加されることにより、トランジスタ11eがオンし、リセット電圧Vaがコンデンサ13aに印加される。
ここで、トランジスタ11c、11eはPチャンネルにし、LDD構造を採用する。つまり、複数のトランジスタのゲートが直列に接続した構造を採用することにより、トランジスタ11c、11eのオフ特性を良好にできる。トランジスタ11c、11e以外のトランジスタもPチャンネルを採用し、LDD構造を採用することが好ましく、必要に応じて、マルチゲート構造とすることにより、オフリークを抑制でき、良好なコントラスト、オフセットキャンセル動作を実現できる。
なお、コンデンサ13aについて、アノード電圧Vddを印加する構成としているが、これに限定するものではなく、他の任意の直流電圧と接続してもよい。トランジスタ11aについても同様にアノード電圧Vdd以外の任意の直流電圧を印加する構成としてもよい。つまり、コンデンサ13aと、トランジスタ11aのソース端子には、同じ電圧を印加するのではなく、異なる電圧を印加するようにしてもよい。例えば、トランジスタ11aのソース端子は、アノード電圧Vddを印加し、コンデンサ13aには、直流電圧Vb(5(V))の電圧を印加する接続構成としてもよい。
また、PWM駆動方式のように、画素10を点滅あるいはデジタル的に点灯させて表示するデジタル駆動方式の場合は、トランジスタ11bを通して所定の電圧値を画素10に印加し、映像信号の階調に対応するビット数に応じて、トランジスタ11dをオンオフさせて、階調表示することにより発光駆動制御を行う。また、トランジスタ11dをオンオフ制御し、表示領域2に帯状の黒表示(非表示)を発生させ、表示領域2に流れる電流量を制御する。
次に、図1において、点線で示しているコンデンサ13c、13dの作用について説明する。コンデンサ13cは、ゲート信号線17bとトランジスタ11aの間に形成され、コンデンサ13dは、ゲート信号線17dとトランジスタ11aのゲート端子の間に形成される。このコンデンサ13c、13dなどを突き抜けコンデンサと呼び、また、変化させる電圧あるいは変化した電圧を、突き抜け電圧と呼ぶ。
図1において、ゲート信号線17bにオン電圧(VGL)が印加されている時には、トランジスタ11bがオン状態であり、ソース信号線18に印加されている映像信号が画素10に印加される。次に、ゲート信号線17bに印加される電圧が、オン電圧VGLからオフ電圧VGHに変化すると、トランジスタ11bはオフする。その際、コンデンサ13cの一端の電圧もVGLからVGHに変化し、変化に基づいた電圧がトランジスタ11aのゲート端子に伝達される。伝達された電圧は、トランジスタ11aのゲート端子電圧を上昇させる方向であり、またトランジスタ11aがPチャンネルトランジスタであるため、電圧変化は、トランジスタ11aがEL素子12に流す電流を減少させる方向となり、良好な黒表示を実現できる。
このように、コンデンサ13cの容量を介して駆動用のトランジスタ11aのゲート端子電圧(コンデンサ13eの電位)を変化させることにより、良好な黒表示を行うことができる。
また、トランジスタ11dがオンのときは、ゲート信号線17dには、VGL2電圧が印加され、トランジスタ11dがオフのときは、ゲート信号線17dには、VGH2電圧が印加される。トランジスタ11dは、オフセットキャンセル動作の時は、オフ状態であり、EL素子12を発光させるときは、オン状態である。したがって、表示開始時に、ゲート信号線17dは、VGH2電圧→VGL2電圧に変化する。そのため、トランジスタ11aのゲート端子の電圧は、突き抜けコンデンサ13dの作用により低下する。トランジスタ11aのゲート端子の電圧が低下すると、トランジスタ11aは、EL素子12に大きな電流を流すことができ、高輝度表示が可能である。
このように、コンデンサ13dの容量を介して駆動用のトランジスタ11aのゲート端子電圧を変化させることにより、EL素子12に流す電流の振幅を大きくして、高輝度表示が可能となる。
コンデンサ13cの容量は、コンデンサ13aまたはコンデンサ13bの容量の1/12以上で1/3以下とすることが好ましい。コンデンサ13cの容量比が小さすぎると、トランジスタ11aのゲート端子電圧の変化割合が大きくなりすぎ、オフセットキャンセルした状態の理想値からの差異が大きくなりすぎる。また、容量比が大きすぎると、トランジスタ11aのゲート端子電圧の変化は小さくなり、効果が得られにくい。
なお、駆動用のトランジスタ11aのゲート端子電圧を変化させる方法として、コンデンサ13cにより直接に変化させることのみに限定されない。例えば、他のコンデンサを介して、間接的に駆動用のトランジスタ11aのゲート端子電圧を変化させてもよい。
次に、駆動回路を搭載した配線基板および配線構造について説明する。
図1において、駆動回路は、ソースドライバ回路としてのソースドライバIC20と、ゲートドライバ回路としてのゲートドライバIC21a、21bとを有する。それぞれのソースドライバIC20とゲートドライバIC21a、21bは、配線基板としてのフレキシブル基板(以下、COFという)22に搭載されている。
それぞれのCOF22は、EL表示パネル1との接続のための接続電極23および接続端子24を備え、さらにEL表示パネル1の表示領域2の周囲に形成されたリング状の配線パターンであるアノードリング25とカソードリング26それぞれに電気的に並列となるように接続される補強配線パターンであるアノード補強配線27とカソード補強配線28とが設けられている。アノードリング25とカソードリング26は、各画素10に所定の電圧を印加するためにEL表示パネル1の表示領域2の周囲に形成された配線パターンであり、COF22のアノード補強配線27とカソード補強配線28とは、電気的に並列となるように接続端子24において電気的に接続されている。また、一方のCOF22の接続電極23は、EL表示パネル1のソース信号線18に電気的に接続され、他方のCOF22の接続電極23は、EL表示パネル1のゲート信号線17a〜17eに電気的に接続されている。
なお、図1に示す例では、表示領域2の周囲にアノードリング25とカソードリング26を形成しているが、いずれか一方の配線パターンのみを形成してもよく、また表示領域2の周囲の全周に形成しなくてもよい。COF22に設ける補強配線パターンについても、アノード補強配線27およびカソード補強配線28のうちの少なくとも一方の補強配線パターンを形成してもよい。
ここで、アノード補強配線27とカソード補強配線28のシート抵抗値は、アノードリング25とカソードリング26のシート抵抗値に比較して、1/1.5以下となるように設定する。好ましくは、1/2以下となるように設定する。具体的には、アノードリング25とカソードリング26のシート抵抗が、1.5Ωであれば、アノード補強配線27とカソード補強配線28のシート抵抗は、1.5/1.5=1Ω以下となるように、アノード補強配線27とカソード補強配線28の膜厚、配線幅を調整して形成する。
なお、ソースドライバIC20およびゲートドライバIC21a、21bは、単なるドライバ機能だけでなく、電源回路、バッファ回路(シフトレジスタなどの回路を含む)、データ変換回路、ラッチ回路、コマンドデコーダ、シフト回路、アドレス変換回路、画像メモリなどを内蔵させてもよい。
一実施の形態におけるEL表示装置においては、EL表示パネル1の表示領域2の周囲に形成したアノードリング25およびカソードリング26に、COF22に形成したアノード補強配線27およびカソード補強配線28を電気的に並列になるように接続している。これにより、表示領域2の周囲の配線パターンに流れる電流が補強配線パターンに分流されて流れることとなり、COF22に形成する補強配線パターンは容易にシート抵抗値を低く形成することができる。この結果、表示領域2周囲の配線パターンの幅を細くすることができ、EL表示パネル1に占める表示領域2の面積を大きくすることができる。また、EL表示パネル1の配線パターンに電流が集中して溶断するということもなく、信頼性の高い電気的配線を行うことができる。
さらに、アノード電圧Vddなどの電圧降下を抑制することができ、大きな映像振幅を得ることができる。よって、ソースドライバIC20の電源電圧が低くとも、電源電圧に比較して大きな映像振幅を得ることができる。結果的に電源電圧を低く設定することができ、低消費電力のドライバICを使用することができので、EL表示装置の低コスト化を実現することができる。
また一実施の形態によれば、突き抜けコンデンサの作用により、駆動用のトランジスタ11aのゲート端子の電圧を変化させることができる。よって、駆動用のトランジスタ11aが流す電流を減少させることができる。これにより、使用する映像信号の振幅値を小さくして、ソースドライバIC20の低消費電力化を図ることができる。
なお、駆動用のトランジスタ11aのゲート端子を変化させる突き抜け電圧を可変するには、図1に示すVGH電圧またはVGL電圧、もしくはVGH電圧とVGL電圧の電位差を変化すればよい。例えば、点灯率に応じて、VGH電圧、VGL電圧を変化あるいは操作する駆動方法が例示される。また、画素10に印加する映像信号の階調あるいは振幅に基づいて、VGH電圧またはVGL電圧もしくは、両方の電圧を変化あるいは可変すればよい。すなわち、アノード補強配線27およびカソード補強配線28に流れる電流の大きさ、または電圧降下の大きさのうち、少なくとも一方の大きさに基づいて、VGH電圧とVGL電圧のうち、少なくとも一方の電圧を可変すればよい。
なお、上記説明では、アノード電圧Vddが印加されるアノードリング25と、カソード電圧Vssが印加されるカソードリング26とを有する構成について説明したが、アノード電圧Vdd、カソード電圧Vssのいずれか一方が接地電位(グランド)あるいは基準電位とされている場合がある。この場合は、表示領域2の周囲に形成する配線パターンは、アノード電圧Vddとカソード電圧Vssのいずれか一方を供給するものでよい。
図2A〜図2Dは、一実施の形態におけるEL表示装置の画素の動作を説明するための動作説明図である。図2A〜図2Dを用いて、画素10の点灯動作についてさらに詳しく説明する。画素に映像信号を書き込む動作、EL素子12の発光動作は、図2A→図2B→図2C→図2Dで進行する。
図2Aは初期動作の説明図である。水平同期信号(HD)後、初期化動作が実施される。図1において、ゲート信号線17a、17d、17eにオン電圧が印加され、トランジスタ11d、11e、11fがオンする。ゲート信号線17b、17cにはオフ電圧が印加され、トランジスタ11b、11cがオフする。リセット電圧Vaが印加された信号線から、リセット電圧Vaが、コンデンサ13aの一方の端子に供給される。
トランジスタ11aには、ソース端子の電位Vddから、トランジスタ11a、11c、11fのチャンネルを介して、トランジスタ11fのドレイン端子の電極に印加された直流電圧Vbに向ってオフセットキャンセル電流Ifが流れる。なお、電圧の大きさは、アノード電圧Vdd>直流電圧Vb、リセット電圧Va>直流電圧Vbなる関係としている。
オフセットキャンセル電流Ifが流れることにより、トランジスタ11aのドレイン端子電位が低下する。また、リセット電圧Vaによりリセット電流Irが流れ、コンデンサ13bの端子にVa電圧が印加される。
トランジスタ11aはオンし、僅かな期間の間、オフセットキャンセル電流Ifを流す。オフセットキャンセル電流Ifにより、少なくともトランジスタ11aのドレイン端子電圧はアノード電圧Vddより降下し、動作可能状態となる。
図2Bはリセット動作である。図1において、ゲート信号線17cにオン電圧が印加され、ゲート信号線17dにオフ電圧が印加される。トランジスタ11dがオフし、トランジスタ11cがオンする。
トランジスタ11dがオフし、トランジスタ11cがオンすることにより、オフセットキャンセル電流Ifが、トランジスタ11aのゲート端子に向かって流れる。オフセットキャンセル電流Ifは、最初は比較的大きな電流が流れる。トランジスタ11aのゲート端子の電位が上昇し、オフ状態に近づくにつれ、流れる電流は減少する。最終的には、0(μA)あるいは0(μA)近傍の電流値となる。
以上の動作により、トランジスタ11aは、オフセットキャンセルの状態となる。オフセットキャンセル電圧は、コンデンサ13bに保持される。コンデンサ13bは、一方の端子がリセット電圧Vaに保持されている。他の端子(トランジスタ11aのゲート端子に接続されている端子)に、オフセットキャンセル電圧が保持される。
図2Cはプログラム動作である。プログラム動作では、図1において、ゲート信号線17a、17c、17dにオフ電圧が印加され、トランジスタ11e、11c、11dがオフする。ゲート信号線17bにオン電圧が印加され、トランジスタ11bがオンする。
一方、ソース信号線18には、映像信号電圧Vsが印加される。トランジスタ11bがオンすることにより、映像信号電圧Vsがコンデンサ13bに印加される。コンデンサ13bの端子は、リセット電圧Vaから映像信号電圧Vsに変化する。したがって、コンデンサ13bには、映像信号電圧Vs+オフセットキャンセル電圧に基づいた電圧が保持されることになる。
なお、映像信号電圧Vsは、アノード電圧Vddを基準とした電圧である。アノード電圧Vddは、パネル内の配線電圧降下により、パネル内で異なる。したがって、映像信号電圧Vsも画素に印加されるアノード電圧Vddに基づいて、可変あるいは変化させる。
図2DはEL素子12の発光動作である。図2Cのプログラム動作後、図1において、ゲート信号線17bにはオフ電圧が印加され、トランジスタ11bはオフ状態となる。画素10はソース信号線18から切り離される。ゲート信号線17dには、オン電圧が印加され、トランジスタ11dがオンし、トランジスタ11aからの発光電流Ieが、EL素子12に供給される。EL素子12は、供給される発光電流Ieに基づいて発光する。
なお、図1、図2A〜図2Dにおいて、トランジスタ11fを削除してもよい。トランジスタ11fがない画素構成では、図2Aにおいて、トランジスタ11dがオンしたとき、オフセットキャンセル電流Ifは、EL素子12に流れる。オフセットキャンセル電流IfがEL素子12に流れることにより、EL素子12が発光するが、オフセットキャンセル電流Ifが流れる時間は、1μsec以下であるので、EL素子12が発光する時間はわずかである。したがって、本実施の形態におけるEL表示装置(EL表示パネル)のコントラスト低下は、ほとんど発生しない。
ソースドライバ回路としてのソースドライバIC20は、単なるドライバ機能だけでなく、電源回路、バッファ回路(シフトレジスタなどの回路を含む)、データ変換回路、ラッチ回路、コマンドデコーダ、シフト回路、アドレス変換回路、画像メモリなどを内蔵させてもよい。
図3は一実施の形態におけるEL表示パネルの一例を示す断面図である。図3に示すように、EL表示パネルの背面側には封止板30が配置されるとともに、表示面側にはアレイ基板31が配置され、そしてアレイ基板31の表示面には偏光板32が配置されている。このアレイ基板31の構成材料としては、光透過性を有するガラス基板、シリコンウエハ、金属基板、セラミック基板、プラスチックシートなどや放熱性を良好にするためにサファイアガラスなどが用いられる。封止板30の構成材料としては、アレイ基板31と同様な材料が用いられる。なお、封止板30とアレイ基板31との空間には、湿度に弱いEL材料の劣化を防止するために乾燥剤(図示せず)が配置されている。前記封止板30とアレイ基板31とは、周辺部を封止樹脂(図示せず)により封止されている。
また、封止板30とアレイ基板31との間の空間、あるいは封止板30の表面などには、温度センサ(図示せず)が配置されており、この温度センサの出力結果により、EL表示パネルのデューティ比制御や点灯率制御などを実施する。さらに、パネル検査時、温度センサの検出出力に基づいて、ゲートドライバ回路の動作速度を調整するようにしている。
まず、薄膜トランジスタアレイ基板側について説明すると、図3において、アレイ基板31内面には、赤(R)、緑(G)、青(B)からなるカラーフィルター33(33R、33G、33B)が形成されている。なお、カラーフィルターは、RGBに限定されものではない、シアン(C)、マゼンダ(M)、イエロー(Y)色の画素を形成してもよい。また、白(W)の画素を形成してもよい。カラー表示を行うための1つの画素は、RGBの3画素で正方形の形状となるように作製されている。なお、R、G、Bの画素開口率は、異ならせてもよい。開口率を異ならせることにより、各画素のRGBのEL素子12に流れる電流密度を異ならせることができ、これにより、RGBのEL素子12の劣化速度を同一にすることができる。
EL表示パネル1において、カラー表示を行う方法としては、上記のようにカラーフィルター33を用いる以外に、青色発光のEL層を形成し、発光する青色光を、R、G、Bの色変換層でR、G、B光に変換してもよい。
また、アレイ基板31上に形成される各画素は、図1に示すように、複数個のトランジスタ11を有しており、そして画素間にはゲート信号線17が配置されている。そして、カラーフィルター33上には、トランジスタ11やゲート信号線17およびソース信号線(図示せず)を覆うように層間絶縁膜としての絶縁膜34が形成され、さらにカラーフィルター33間にはブラックマトリクス35が形成されるとともに、トランジスタ11を形成している部分には遮光膜36が形成されている。また、絶縁膜34内には、アレイ基板31側のトランジスタ11と発光部側の画素電極を接続するための接続部37が配置されている。さらに、絶縁膜34上には、光散乱層38が形成されている。この光散乱層38は、樹脂材料に、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどを拡散させたものや、オパールガラスなどの光拡散物で構成すればよい。光散乱層38は、パネル内から放射される光を増加させることに寄与する。
次に、発光部側について説明すると、図3において、絶縁膜34上には、各画素間を仕切るようにリブ39が形成され、そのリブ39内に、ITO、IGZO、IZOなどの透明電極からなるアノード電極40と、赤(R)、緑(G)、青(B)のEL層41R、41G、41Bが形成されている。そして、EL層41R、41G、41B上には、アノード電極40とでEL層41R、41G、41Bを挟むようにカソード電極42が形成されている。
このカソード電極42としては、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)あるいはこれらの合金や、ITO、IGZO、IZOなどの透明電極を用いることができる。
ここで、図3に示す例は、アレイ基板31側から光を取り出す構成の例であるが、図4に示すように、発光部側から光を取り出す構成のEL表示パネルを用いてもよい。
図4に示す例のパネルにおいては、カソード電極42の上層あるいは下層に、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銅(Cu)の中から選ばれる金属の積層構造や複数の金属材料の合金金属薄膜からなる低抵抗化配線43を形成している。そして、この低抵抗化配線43を含め、カソード電極42を封止膜44で覆った後、ガラス基板や光透過性のフィルムからなる封止基板45を接着層46により接着した構成としている。
図5は他の実施の形態におけるEL表示装置の配線構造を示す平面図である。図1と同一部分については同一番号を付している。
図5に示すように、EL表示パネル1の3辺の周縁部には、複数個のCOF22が電気的に接続されて配置されている。ソースドライバ回路側のCOF22には、ソース信号線18に接続されるソースドライバIC20が搭載され、ゲートドライバ回路側のCOF22には、ゲート信号線17a〜17e(以下の説明ではまとめてゲート信号線17と呼ぶ)に接続されるゲートドライバIC21a、21bが搭載されている。また、ソースドライバ回路側のCOF22は、ソースドライバIC20を駆動制御するための駆動回路が構成されたプリント基板29aに接続され、ゲートドライバ回路側のCOF22は、ゲートドライバIC21a、21bを駆動制御するための駆動回路が構成されたプリント基板29bに接続されている。COF22の電気的接続には、異方導電性接着材が用いられる。
また、EL表示パネル1の1辺の周縁部には、補強配線パターンであるアノード補強配線27とカソード補強配線28のみが設けられた配線基板としてのCOF221が配置されている。このCOF221の補強配線パターンも、画素10に電圧を供給するための配線パターンであるアノードリング25とカソードリング26それぞれに接続端子を介して電気的に並列となるように接続されている。
また、ソースドライバIC20は、映像信号を出力し、ソース信号線18に入力され、各画素に印加される。一方、ゲートドライバIC21a、21bは、選択/非選択電圧(オン/オフ電圧)を出力し、ゲート信号線17に入力され、各画素に印加される。
図6は、図5に示すEL表示装置において、COFとEL表示パネルとの接続構造の要部を示す平面図である。図6に示すように、EL表示パネル1のアノードリング25とカソードリング26において、COF22の接続端子24が電気的に接続される部分には、COF接続端子25a、26aが形成されている。このCOF接続端子25a、26aとCOF22の接続端子24とが異方導電性接着材を介して電気的かつ機械的に接続される。
図7は一実施の形態におけるEL表示装置のEL表示パネルにおいて、カソード電極とカソードリングとの接続構造およびCOF接続端子部分を拡大して示す概略平面図である。
図7に示すように、表示領域2の周辺部には、カソードリング26が形成され、カソードリング26には、COF接続端子26aが形成されている。図示していないが、ゲート信号線17とカソードリング26とは、絶縁膜34で絶縁されている。COF接続端子26aに、COF22の接続部37が電気的かつ機械的に接続される。
なお、図7に示す幅広のCOF接続端子26aを設けてもよいが、図8に示すように、複数に分離した細幅のCOF接続端子26aを設けてもよい。
図9はアノードリングとカソードリングの両方を形成した場合の例を示す概略平面図である。表示領域2の周囲に、アノード電圧Vddが印加されているアノードリング25と、カソードリング26が形成されている。
アノードリング25、カソードリング26には、上述したようにCOF接続端子25a、26aが形成され、COF22の接続端子24に異方導電性接着材を介して接続される。
図10は一実施の形態に使用するCOFの一例を示す平面図である。なお、図10においては、ソースドライバ回路側のCOF22を例に説明するが、ゲートドライバ回路側のCOF22も同様な構成としている。
図10に示すように、COF22には、ソースドライバIC20が実装されている。ソースドライバIC20の入力側は、COF22の入力信号配線22aを介して入力端子22bに接続されている。ソースドライバIC20の出力側は、COF22の出力信号配線22cを介して接続電極23に接続されている。
COF22は、ポリイミドフィルムなどの耐熱性、絶縁性を有する絶縁フィルム22a間に、銅箔からなる導体パターンを形成し、導体パターン上に金やスズからなるメッキ層を形成することにより、入力信号配線22b、出力信号配線22cを形成した構成である。なお、入力端子22d側は、COF22の作製時、入力端子22dとともに短絡パターン22eを形成し、その後、図10のA−A線で切断される。接続電極23側も同様な方法で形成されている。
一方、出力側の接続端子24およびアノード補強配線27とカソード補強配線28は、銅箔により形成され、接続電極23とアノード補強配線27とカソード補強配線28との間には、接続電極23とアノード補強配線27およびカソード補強配線28とが接触しないように、図10のB−B線に沿って打ち抜き加工により溝が形成されている。
図11は一実施の形態に使用するCOFの他の例を示す平面図である。この図11に示す例においては、接続電極23と接続端子24との間の間隔Dを広げたものである。
COF22に設けるアノード補強配線27とカソード補強配線28は、アノードリング25とカソードリング26の抵抗値を低減させる目的で配置するものである。アノード補強配線27およびカソード補強配線28は、アノードリング25およびカソードリング26に対して切れ目なく配置されるのが望ましい。図11に示すような構成とすることにより、複数のCOF22において、アノードリング25およびカソードリング26との接続間隔が狭くなるので、アノード補強配線27およびカソード補強配線28は、アノードリング25およびカソードリング26に対して切れ目なく配置できることとなる。
図12は、一実施の形態に使用するCOFの他の例を示す平面図、図13は図12の13−13線で切断した断面図である。この図12、図13に示す例においては、接続電極23を形成した面に接続端子24のみ形成し、接続端子24とは反対側の面に、アノード補強配線27およびカソード補強配線28を形成したものである。そして、接続端子24と、アノード補強配線27およびカソード補強配線28とは、スルーホール24aを介して電気的に接続したものである。
なお、図12、図13に示す例では、アノード補強配線27およびカソード補強配線28は、接続端子24を形成した側とは反対側の面にのみ形成したが、両面にアノード補強配線27およびカソード補強配線28を形成し、接続端子24に設けたスルーホール24aを介して電気的に接続してもよい。
図14は一実施の形態に使用するCOFの他の例を示す平面図である。上述の実施の形態においては、COF22にアノード補強配線27およびカソード補強配線28のいずれか一方を形成する例を示したが、この図14に示す例においては、COF22にアノード補強配線27およびカソード補強配線28を形成したものである。
この図14に示す例においては、COF22の作製時は、アノード補強配線27およびカソード補強配線28とは短絡部22fにより電気的に接続された状態で作製する。その後、図10において説明したように、接続電極23とカソード補強配線28とが接触しないように、図14のB−B線に沿って打ち抜き加工により溝を形成するとともに、図14のC−C線に沿って打ち抜き加工により溝を形成し、短絡部22fを除去することにより作製されている。
図15は一実施の形態に使用するCOFの他の例を示す平面図である。この図15に示す例においては、図14に示す例のCOF22において、アノード補強配線27およびカソード補強配線28に、接続端子24からCOF22の入力側に延長させた延長配線部27a、28aを設けるとともに、COF22の入力端子22bに並設させた接続部27b、28bを設け、プリント基板29a(29b)に接続するように構成したものである。
この図15に示す例によれば、アノード補強配線27およびカソード補強配線28の延長配線部27a、28aを通して、プリント基板29a(29b)の電源配線からアノード電圧Vdd、カソード電圧Vssを供給することができる。
図16は図10に示すCOFにおいて、EL表示パネルおよびプリント基板との接続部分を拡大して示す概略平面図である。
図16に示すように、EL表示パネル1の表示領域2の周辺部には、アノードリング25およびカソードリング26が形成されている。そして、アノードリング25にはCOF接続端子25aが形成され、カソードリング26にはCOF接続端子26aが形成されている。このCOF接続端子25a、26aにCOF22の接続端子24が異方導電性接着材を介して電気的かつ機械的に接続され、これによりアノードリング25およびカソードリング26に、COF22に形成したアノード補強配線27およびカソード補強配線28が電気的に並列になるように接続されている。図16の矢印は、電流経路を示している。
上述したように、アノードリング25、カソードリング26は、蒸着工法で形成されるため、抵抗値が高いが、アノード補強配線27、カソード補強配線28は、十分な厚みの銅箔をパターンニングして形成することから抵抗値を低く形成することができる。したがって、COF22にアノード補強配線27およびカソード補強配線28を形成し、アノードリング25およびカソードリング26に対して、アノード補強配線27およびカソード補強配線28を電気的に並列に接続することにより、等価回路としては配線抵抗を低くすることができる。
なお、図16に示す例では、アノード補強配線27およびカソード補強配線28の両端部にのみ接続端子24を形成しているが、アノード補強配線27およびカソード補強配線28の中間部部にも接続端子24を形成し、アノードリング25、カソードリング26に電気的に接続するように構成してもよい。
また、図10に示す例で説明したように、COF22において、接続電極23を形成する部分と、アノード補強配線27およびカソード補強配線28を形成する部分との間には、打ち抜き加工による溝が形成され、この溝により電気的に分離されている。したがって、接続電極23と接続端子24とは直線状に配置することが可能で、一度にEL表示パネル1との接続作業を行うことができる。なお、COF22に設ける溝としては、0.2mm以上の幅を有することが好ましい。
図17〜図19は図4に示す構造のEL表示パネルの場合のCOFの接続構造の例を示す図である。すなわち、アレイ基板31に、所定の厚みを有するカラーフィルターが形成された封止基板45が配置されたパネルにおける接続構造を示す例である。図18は図17の18−18線で切断した断面図、図19は図17の19−19線で切断した断面図である。図17において、22gはCOF22に設けられた溝であり、図10のB−B線に沿って打ち抜き加工することにより形成されたものである。
図17、図18、図19に示すように、COF22は、接続端子24部分においてCOF接続端子25a、26aに異方導電性接着材50を介して電気的かつ機械的に接続され、接続電極23部分においてゲート信号線17に異方導電性接着材50を介して電気的かつ機械的に接続されている。
COF22において、接続端子24間のアノード補強配線27およびカソード補強配線28が形成されている部分は、溝22gが形成されている。これにより、図19に示すように、アノード補強配線27およびカソード補強配線28が折り曲がるので、溝22gが形成された部分には、シリコン樹脂からなる保護樹脂51を塗布し、溝22gの部分を保護するように構成している。
図20、図21は一実施の形態に使用するCOFの他の例を示す図であり、図20は平面図、図21は図20の21−21線で切断した断面図である。
この図20、図21に示す例においては、図10に示す例のCOF22において、図15に示すように、アノード補強配線27およびカソード補強配線28に、接続端子24からCOF22の入力側に延長させた延長配線部27a(28a)を設けている。そして、ソースドライバIC20の実装箇所に、遮蔽電極22hを形成し、その遮蔽電極22hをアノード補強配線27およびカソード補強配線28の延長配線部27a(28a)にスルーホール52を介して電気的に接続したものである。なお、図21において、53はソースドライバIC20の端子電極である。
このようにソースドライバIC20の裏面に遮蔽電極22hを形成することにより、ノイズを抑制することができる。なお、ここではソースドライバIC20側に遮蔽電極22hを形成する例を示したが、勿論ゲートドライバIC21a、21bが搭載されるCOF22についても同様な構成をとることにより、ノイズの抑制の効果が得られる。また、遮蔽電極22hの材質として、熱伝導性に優れた材料を用いることにより、ドライバICから発生する熱を効果的に放熱することもできる。
図22は図20に示すCOFにおいて、EL表示パネルおよびプリント基板との接続部分を拡大して示す概略平面図である。
以上のように一実施の形態に用いるCOFの実施の形態について説明したが、図5に示すEL表示装置の配線構造の他の例として、図23、図24に示す構成を用いてもよい。
図23に示す例は、1本のゲート信号線17の一端にゲートドライバIC21aを接続し、他端にゲートドライバIC21bを接続してものである。また、アノード補強配線27、カソード補強配線28のみが設けられた配線基板としてのCOF221に、アノード電圧Vdd、カソード電圧Vssを印加する電圧供給基板53を接続したものである。
さらに、図24に示す例は、ソース信号線またはゲート信号線に接続されるCOF22とは別に、EL表示パネル1の4辺の周縁部に、アノード補強配線27およびカソード補強配線28のみが設けられた配線基板としてのCOF221を別途配置した例である。このCOF221の補強配線パターンも、画素10に電圧を供給するための配線パターンであるアノードリング25およびカソードリング26に電気的に並列となるように接続されている。
以上説明したように一実施の形態におけるEL表示装置においては、EL表示パネル1の表示領域2の周囲に形成したアノードリング25、カソードリング26の少なくとも一方に、COF22、221に形成したアノード補強配線27、カソード補強配線28の少なくとも一方を電気的に並列になるように接続している。これにより、表示領域2の周囲の配線パターンに流れる電流が補強配線パターンに分流されて流れることになる。よって、COF22、221に形成する補強配線パターンは容易にシート抵抗値を低く形成することができる。この結果、表示領域2周囲の配線パターンの幅を細くすることができ、EL表示パネルに占める表示領域2の面積を大きくすることができる。また、EL表示パネル1の配線パターンに電流が集中して溶断するということもなく、信頼性の高い電気的配線を行うことができる。
本開示は、表示装置を備えた様々な電子機器、例えばビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末に適用可能で、これらの電子機器の性能向上に寄与することができる。
以上のように本開示は、EL表示装置の性能を向上させる上で有用である。
1 EL表示パネル
2 表示領域
10 画素
11,11a,11b,11c,11d,11e,11f トランジスタ
12 EL素子
13a,13b,13c,13d,13e コンデンサ
17,17a,17b,17c,17d,17e ゲート信号線
18 ソース信号線
20 ソースドライバIC
21a,21b ゲートドライバIC
22,221 COF
23 接続電極
24 接続端子
25 アノードリング
25a COF接続端子
26 カソードリング
26a COF接続端子
27 アノード補強配線
28 カソード補強配線
29a,29b プリント基板

Claims (6)

  1. 画素がマトリックス状に配置された表示領域と、前記画素に映像信号を供給するソース信号線と、前記画素の発光の選択/非選択を制御する信号を供給するゲート信号線と、前記表示領域の周囲部分に形成されかつ前記画素に電圧を供給するための配線パターンとを備えたEL表示パネルを有し、
    前記EL表示パネルの周縁部に配置される配線基板を有し、
    前記配線基板は、前記配線パターンに対して電気的に並列となる補強配線パターンと、前記補強配線パターンを前記EL表示パネルの配線パターンに電気的に接続する接続端子を備え、
    前記補強配線パターンは、前記配線基板の一辺に沿って配置され、
    当該一辺は、前記配線基板の辺のうちEL表示パネル側の辺である
    EL表示装置。
  2. 画素がマトリックス状に配置された表示領域と、前記画素に映像信号を供給するソース信号線と、前記画素の発光の選択/非選択を制御する信号を供給するゲート信号線と、前記表示領域の周囲部分に形成されかつ前記画素に電圧を供給するための配線パターンとを備えたEL表示パネルを有し、
    前記EL表示パネルの前記ソース信号線またはゲート信号線に接続される接続電極を備えた配線基板を有し、
    前記配線基板は、前記配線パターンに対して電気的に並列となる補強配線パターンと、前記補強配線パターンを前記EL表示パネルの配線パターンに電気的に接続する接続端子を有し、かつ前記配線基板は、前記配線パターンに電気的に並列となるように前記補強配線パターンを接続し、
    前記補強配線パターンは、前記配線基板の一辺に沿って配置され、
    当該一辺は、前記配線基板の辺のうちEL表示パネル側の辺である
    EL表示装置。
  3. 画素がマトリックス状に配置された表示領域と、前記画素に映像信号を供給するソース信号線と、前記画素の発光の選択/非選択を制御する信号を供給するゲート信号線と、前記表示領域の周囲部分に形成されかつ前記画素に電圧を供給するための配線パターンとを備えたEL表示パネルを有し、
    前記EL表示パネルの周縁部に配置される第1、第2の配線基板を有し、
    前記第1の配線基板は、EL表示パネルの前記ソース信号線またはゲート信号線に接続される接続電極を備え、
    前記第2の配線基板は、EL表示パネルの配線パターンに対して電気的に並列となる補強配線パターンと、前記補強配線パターンを前記EL表示パネルの配線パターンに電気的に接続する接続端子を備え、
    前記補強配線パターンは、前記第2の配線基板の一辺に沿って配置され、
    当該一辺は、前記第2の配線基板の辺のうちEL表示パネル側の辺である
    EL表示装置。
  4. 前記配線基板は、直線状に配列された前記接続電極および前記接続端子と、前記ソース信号線またはゲート信号線に信号を供給するドライバICと、前記補強配線パターンとを有し、前記接続電極および前記接続端子は、前記ドライバICと前記補強配線パターンの間に配置される請求項2に記載のEL表示装置。
  5. 前記補強配線パターンのシート抵抗値は、前記配線パターンのシート抵抗値に比較して、1/1.5以下である請求項4に記載のEL表示装置。
  6. 補強配線パターンのシート抵抗値は、前記配線パターンのシート抵抗値に比較して、1/2以下である請求項4に記載のEL表示装置。
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