JP7253536B2 - 表示装置及び電子機器 - Google Patents

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Description

本開示は、表示装置及び電子機器に関する。
表示装置の性能の指標として、画素解像度、輝度、及び、額縁部のサイズなどを挙げることができる。そして、高い画素解像度、高い輝度、及び、狭額縁の表示装置は、性能の高い表示装置ということができる。
ところで、近年主流のフラットパネル型表示装置の一つとして、有機材料のエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Electro Luminescence）を利用し、有機薄膜に電界をかけると発光する現象を用いた有機ＥＬ素子を発光部として用いた有機ＥＬ表示装置を挙げることができる（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１２－２０９０１８号公報
有機ＥＬ表示装置において、高輝度化を実現するには、有機ＥＬ素子に流す電流量を増やせばよい訳であるが、そのためには、有機ＥＬ素子のカソード電極に接続されたカソード配線は、増加する電流量を流すことができる能力を持たなければならない。カソード配線は、画素アレイ部の周辺領域である額縁部に形成される。
額縁部にレイアウトされる配線は、周辺回路部の配線と共用されているため、周辺回路部の回路構成によっては、カソード配線に増加する電流量を流せるだけの十分な能力を持たせることができない場合がある。例えば、画素解像度の高い表示装置では、画素数の増加に伴って周辺回路部の回路構成が増大することで、額縁部の配線領域が減少し、カソード配線を幅広くレイアウトできなくなるため、カソード配線の配線抵抗が増大する場合がある。
これは、狭額縁化を目指す表示装置においても同様であり、狭額縁化によって、額縁部の配線領域を十分に確保することができず、カソード配線の配線抵抗を十分に下げることができない場合がある。そして、カソード配線の高抵抗化によって、カソード配線に流れる電流が制限されるため、高輝度化の阻害要因となる。
上述したことから明らかなように、有機ＥＬ表示装置等の表示装置の高性能化を進めるに当たって、画素解像度の向上、高輝度化、及び、狭額縁化の全てを満たすことが難しいのが現状である。
そこで、本開示は、高性能化を図るに当たって、高輝度化、及び、狭額縁化を同時に満たすことができる表示装置及び当該表示装置を有する電子機器を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための本開示の表示装置は、
発光部を含む画素が配置されて成る画素アレイ部、及び、
画素アレイ部の周囲に設けられた固定電位線を備え、
画素アレイ部には、固定電位線に電気的に接続された画素部補助配線が設けられている。
また、上記の目的を達成するための本開示の電子機器は、上記の構成の表示装置を有する。
図１は、本開示の技術が適用される有機ＥＬ表示装置の構成の概略を示すシステム構成図である。 図２は、本開示の技術が適用される有機ＥＬ表示装置における画素（画素回路）の回路構成の一例を示す回路図である。 図３Ａは、従来のパネル配線構造を有する表示パネルの概略を示す平面図であり、図３Ｂは、カソード電極、カソード配線、及び、額縁部補助配線の接続関係を概念的に示す、図３ＡのＡ－Ａ線に沿った切断部端面図である。 図４は、本開示の実施形態に係る画素（画素回路）の回路構成の一例を示す回路図である。 図５Ａは、実施例１に係るパネル配線構造を有する表示パネルの概略を示す平面図であり、図５Ｂは、カソード電極、画素部補助配線、カソード配線、及び、額縁部補助配線の接続関係を概念的に示す、図５ＡのＢ－Ｂ線に沿った切断部端面図である。 図６は、実施例２に係るパネル配線構造の断面構造を示す断面図である。 図７は、実施例３に係るパネル配線構造の断面構造を示す断面図である。 図８は、実施例４に係るパネル配線構造の断面構造を示す断面図である。 図９Ａ及び図９Ｂは、実施例５に係るパネル配線構造の概略平面図である。 図１０は、実施例６に係るパネル配線構造の概略平面図である。 図１１は、実施例７に係るパネル配線構造の断面構造を示す断面図である。 図１２は、実施例８に係るパネル配線構造の断面構造を示す断面図である。 図１３Ａは、本開示の電子機器の具体例１に係るレンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラの正面図であり、図１３Ｂは、その背面図である。 図１４は、本開示の電子機器の具体例２に係るヘッドマウントディスプレイの一例を示す外観図である。
以下、本開示の技術を実施するための形態（以下、「実施形態」と記述する）について図面を用いて詳細に説明する。本開示の技術は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値や材料などは例示である。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は以下の順序で行う。
１．本開示の表示装置及び電子機器、全般に関する説明
２．本開示の技術が適用される表示装置
２－１．システム構成
２－２．画素回路
２－３．従来のパネル配線構造
３．本開示の実施形態
３－１．実施形態に係る画素回路
３－２．実施例１（表示パネルの基板として半導体基板を用いる例）
３－３．実施例２（パネル配線構造の断面構造の第１例）
３－４．実施例３（パネル配線構造の断面構造の第２例）
３－５．実施例４（パネル配線構造の断面構造の第３例）
３－６．実施例５（実施例１の変形例：画素部補助配線の配線方向の他の例）
３－７．実施例６（実施例１の変形例：額縁部補助配線のレイアウトの他の例）
３－８．実施例７（表示パネルの基板として絶縁性透明基板を用いる例）
３－９．実施例８（実施例２の変形例：対向基板側に画素部補助配線をレイアウトする例）
４．変形例
５．本開示の電子機器
５－１．具体例１（デジタルスチルカメラの例）
５－２．具体例２（ヘッドマウントディスプレイの例）
６．本開示がとることができる構成
＜本開示の表示装置及び電子機器、全般に関する説明＞
本開示の表示装置及び電子機器にあっては、固定電位線について、発光部のカソード電極に固定電位を与えるカソード配線である構成とすることができる。カソード配線は、画素アレイ部を囲むように額縁部に設けられていることが好ましい。
上述した好ましい構成を含む本開示の表示装置及び電子機器にあっては、画素部補助配線について、画素アレイ部の行列状の画素配列の列方向、行方向、あるいは、列方向及び行方向に沿って線形状に形成されている構成とすることができる。また、画素部補助配線について、発光部を駆動する回路部が形成される層と発光部が形成される層との間の階層に形成されている、又は、発光部の出射側の階層に形成されている構成とすることができる。発光部を駆動する回路部については、半導体基板上に形成されている構成とすることができる。
また、上述した好ましい構成を含む本開示の表示装置及び電子機器にあっては、画素部補助配線について、発光部を駆動する回路部が形成される層よりも下層の階層に形成されている構成とすることができる。発光部を駆動する回路部ついては、絶縁性透明基板上に形成されている構成とすることができる。
また、上述した好ましい構成を含む本開示の表示装置及び電子機器にあっては、発光部について、有機エレクトロルミネッセンス素子から成る構成とすることができる。
＜本開示の技術が適用される表示装置＞
本開示の技術が適用される表示装置は、電気光学素子に流れる電流を、当該電気光学素子と同じ画素回路内に設けた能動素子、例えば絶縁ゲート型電界効果トランジスタによって制御するアクティブマトリクス型表示装置である。絶縁ゲート型電界効果トランジスタとしては、典型的には、ＭＯＳ(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタやＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）を例示することができる。
ここでは、一例として、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の電気光学素子である例えば有機ＥＬ素子を、画素回路の発光部（発光素子）として用いるアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置を例に挙げて説明するものとする。以下では、「画素回路」を単に「画素」と記述する場合がある。
［システム構成］
図１は、本開示の技術が適用される有機ＥＬ表示装置の構成の概略を示すシステム構成図である。図１に示すように、本適用例に係る有機ＥＬ表示装置１０は、有機ＥＬ素子を含む複数の画素２０が行列状に２次元配置されて成る画素アレイ部３０と、当該画素アレイ部３０の周辺の額縁部に配置される周辺回路（周辺駆動部）とを有する構成となっている。
周辺回路は、例えば、画素アレイ部３０と同じ表示パネル７０上に搭載された書込み走査部４０、第１駆動走査部５０Ａ、第２駆動走査部５０Ｂ、及び、信号出力部６０等から成り、画素アレイ部３０の各画素２０を駆動する。尚、書込み走査部４０、第１駆動走査部５０Ａ、第２駆動走査部５０Ｂ、及び、信号出力部６０のいくつか、あるいは全部を表示パネル７０外に設ける構成を採ることも可能である。
表示パネル７０の基板としては、ガラス基板等の絶縁性透明基板を用いることもできるし、シリコン基板等の半導体基板を用いることもできる。表示パネル７０の基板として、シリコン基板等の半導体基板を用いた有機ＥＬ表示装置は、所謂、マイクロディスプレイ（小型ディスプレイ）と呼称され、デジタルスチルカメラの電子ビューファインダや、ヘッドマウントディスプレイの表示部等として用いて好適なものである。
有機ＥＬ表示装置１０については、モノクロ（白黒）表示対応の構成とすることもできるし、カラー表示対応の構成とすることもできる。有機ＥＬ表示装置１０がカラー表示対応の場合は、カラー画像を形成する単位となる１つの画素（単位画素／ピクセル）は複数の副画素（サブピクセル）から構成される。このとき、副画素の各々が図１の画素２０に相当することになる。より具体的には、カラー表示対応の表示装置では、１つの画素は、例えば、赤色（Ｒｅｄ；Ｒ）光を発光する副画素、緑色（Ｇｒｅｅｎ；Ｇ）光を発光する副画素、青色（Ｂｌｕｅ；Ｂ）光を発光する副画素の３つの副画素から構成される。
但し、１つの画素としては、ＲＧＢの３原色の副画素の組み合わせに限られるものではなく、３原色の副画素に更に１色あるいは複数色の副画素を加えて１つの画素を構成することも可能である。より具体的には、例えば、輝度向上のために白色（Ｗｈｉｔｅ；Ｗ）光を発光する副画素を加えて１つの画素を構成したり、色再現範囲を拡大するために補色光を発光する少なくとも１つの副画素を加えて１つの画素を構成したりすることも可能である。
画素アレイ部３０には、ｍ行ｎ列の画素２０の配列に対して、行方向（画素行の画素の配列方向）に沿って走査線３１1～３１m、第１駆動線３２1～３２m、及び、第２駆動線３３1～３３mが画素行毎に配線されている。更に、ｍ行ｎ列の画素２０の配列に対して、列方向（画素列の画素の配列方向）に沿って信号線３４1～３４nが画素列毎に配線されている。以下、総称して、走査線３１1～３１mを走査線３１と記述し、第１駆動線３２1～３２mを第１駆動線３２と記述し、第２駆動線３３1～３３mを第２駆動線３３と記述し、信号線３４1～３４nを信号線３４と記述する場合がある。
走査線３１1～３１mは、書込み走査部４０の対応する行の出力端にそれぞれ接続されている。駆動線３２1～３２mは、駆動走査部５０の対応する行の出力端にそれぞれ接続されている。信号線３４1～３４nは、信号出力部６０の対応する列の出力端にそれぞれ接続されている。
書込み走査部４０は、シフトレジスタ回路やアドレスデコーダ等によって構成されている。この書込み走査部４０は、画素アレイ部３０の各画素２０への映像信号の信号電圧の書込みに際して、走査線３１に対して書込み走査信号ＷＳ（ＷＳ1～ＷＳm）を順次供給することによって画素アレイ部３０の各画素２０を行単位で順番に走査する、所謂、線順次走査を行う。
第１駆動走査部５０Ａは、書込み走査部４０と同様に、シフトレジスタ回路やアドレスデコーダ等によって構成されている。この第１駆動走査部５０Ａは、書込み走査部４０による線順次走査に同期して、第１駆動線３２に対して発光制御信号ＤＳ（ＤＳ1～ＤＳm）を供給することによって画素２０の発光／非発光（消光）の制御を行う。
第２駆動走査部５０Ｂは、書込み走査部４０と同様に、シフトレジスタ回路やアドレスデコーダ等によって構成されている。この第２駆動走査部５０Ｂは、書込み走査部４０による線順次走査に同期して、第２駆動線３３に対して駆動信号ＡＺ（ＡＺ1～ＡＺm）を供給することによって非発光期間において画素２０を発光しないようにする制御を行う。
信号出力部６０は、信号供給源（図示せず）から供給される輝度情報に応じた映像信号の信号電圧（以下、単に「信号電圧」と記述する場合もある）Ｖsigと基準電圧Ｖofsとを選択的に出力する。ここで、基準電圧Ｖofsは、映像信号の信号電圧Ｖsigの基準となる電圧（例えば、映像信号の黒レベルに相当する電圧）に相当する電圧、あるいは、その近傍の電圧である。基準電圧Ｖofsは、補正動作を行う際に、初期化電圧として用いられる。
信号出力部６０から択一的に出力される信号電圧Ｖsig／基準電圧Ｖofsは、信号線３４を介して画素アレイ部３０の各画素２０に対して、書込み走査部４０による線順次走査によって選択された画素行の単位で書き込まれる。すなわち、信号出力部６０は、信号電圧Ｖsigを画素行（ライン）単位で書き込む線順次書込みの駆動形態を採っている。
ところで、画素解像度の高い有機ＥＬ表示装置の場合には、１画素（又は、１サブピクセル）のサイズが小さくなるため、年々、１画素（又は、１サブピクセル）内のレイアウトはタイトになる。そのような理由から、画素アレイ部３０の領域（画素領域）には、画素２０内で使用する配線や電極やトランジスタのみがレイアウトされることになる。
［画素回路］
図２は、本開示の技術が適用される有機ＥＬ表示装置１０における画素（画素回路）の回路構成の一例を示す回路図である。画素２０の発光部は、有機ＥＬ素子２１から成る。有機ＥＬ素子２１は、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の電気光学素子の一例である。
図２に示すように、画素２０は、有機ＥＬ素子２１、及び、有機ＥＬ素子２１に電流を流すことによって当該有機ＥＬ素子２１を駆動する駆動回路（画素駆動回路）によって構成されている。有機ＥＬ素子２１のカソード電極は、全ての画素２０に対して共通の電極として形成されている。そして、有機ＥＬ素子２１のカソード電極には、カソード配線３５を通して所定のカソード電位Ｖcathが与えられる。
有機ＥＬ素子２１を駆動する駆動回路部は、駆動トランジスタ２２、書込みトランジスタ（サンプリングトランジスタ）２３、発光制御トランジスタ２４、スイッチングトランジスタ２５、保持容量２６、及び、補助容量２７を有する、４Ｔｒ（トランジスタ）／２Ｃ（容量素子）の構成となっている。尚、本例にあっては、画素（画素回路）２０は、ガラス基板のような絶縁体上ではなく、シリコン基板のような半導体基板上に形成される。そして、駆動トランジスタ２２は、ｐチャネル型のトランジスタから成る。
また、本例にあっては、書込みトランジスタ２３、発光制御トランジスタ２４、及び、スイッチングトランジスタ２５についても、駆動トランジスタ２２と同様に、ｐチャネル型のトランジスタを用いる構成を採っている。従って、駆動トランジスタ２２、書込みトランジスタ２３、発光制御トランジスタ２４、及び、スイッチングトランジスタ２５は、ソース／ゲート／ドレインの３端子の構成ではなく、ソース／ゲート／ドレイン／バックゲートの４端子の構成となっている。各トランジスタのバックゲートには電源電圧Ｖccが印加される。
上記の構成の画素２０において、書込みトランジスタ２３は、信号出力部６０から信号線３４を通して供給される信号電圧Ｖsigをサンプリングすることによって駆動トランジスタ２２のゲート電極に書き込む。発光制御トランジスタ２４は、電源電圧Ｖccの電源ラインと駆動トランジスタ２２のソース電極との間に接続されており、発光制御信号ＤＳによる駆動の下に、有機ＥＬ素子２１の発光／非発光を制御する。スイッチングトランジスタ２５は、駆動トランジスタ２２のドレイン電極と電流排出先ノード（例えば、共通電源線３５）との間に接続されており、駆動信号ＡＺによる駆動の下に、有機ＥＬ素子２１の非発光期間に有機ＥＬ素子２１が発光しないように制御する。
保持容量２６は、駆動トランジスタ２２のゲート電極とソース電極との間に接続されており、書込みトランジスタ２３によるサンプリングによって書き込まれた信号電圧Ｖsigを保持する。駆動トランジスタ２２は、保持容量２６の保持電圧に応じた駆動電流を有機ＥＬ素子２１に流すことによって有機ＥＬ素子２１を駆動する。補助容量２７は、駆動トランジスタ２２のソース電極と、固定電位のノード（例えば、電源電圧Ｖccの電源ライン）との間に接続されている。この補助容量２７は、信号電圧Ｖsigを書き込んだときに駆動トランジスタ２２のソース電圧の変動を抑制する作用、及び、駆動トランジスタ２２のゲート－ソース間電圧Ｖgsを駆動トランジスタ２２の閾値電圧Ｖthにする作用を為す。
［従来のパネル配線構造］
ここで、有機ＥＬ表示装置１０における従来のパネル配線構造について説明する。従来のパネル配線構造を有する表示パネル７０の概略平面図を図３Ａに示し、図３ＡのＡ－Ａ線に沿った切断部端面図を図３Ｂに示す。図３Ｂは、カソード電極８１、カソード配線３５、及び、額縁部補助配線８３の接続関係を示す概念図でもある。
有機ＥＬ素子２１のカソード電極８１は、透明電極から成り、画素アレイ部３０の領域（画素領域）を含む表示パネル７０の全体に亘って形成されている。カソード電極８１の材料としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウム錫）やＩＺＯ（Indium Zink Oxide：酸化インジウム亜鉛）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）等の材料を用いることができる。
図３Ａには、カソード電極８１について、破線で囲った領域にハッチングを付して示している。また、カソード電極８１の周縁部には、当該カソード電極８１にカソード電位Ｖcathを与えるためのカソード配線３５（図３Ａでは、点線で囲った領域）が、画素アレイ部３０を囲むように設けられている。カソード配線３５の材料としては、例えば、有機ＥＬ素子２１のアノード電極の材料、具体的には、アルミニウム（Ａｌ）や、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）と銀（Ａｇ）との積層等による金属材料を用いることができる。
画素アレイ部３０の行列状の画素配列の列方向の一方側（図の上側）には、表示パネル７０と外部の駆動基板（図示せず）とを電気的に接続するためのフレキシブルプリント基板８２が設けられている。また、画素アレイ部３０の周辺の額縁部７０Ａには、画素アレイ部３０を囲むように、額縁部補助配線８３がレイアウトされている。額縁部補助配線８３は、フレキシブルプリント基板８２を通して外部の駆動基板とを電気的に接続されている。
カソード電極８１の周縁部に設けられたカソード配線３５は、画素アレイ部３０の周辺領域に設けられた額縁部補助配線８３に対して電気的に接続されている。これにより、カソード電極８１には、外部の駆動基板→フレキシブルプリント基板８２の端子部→額縁部補助配線８３→カソード配線３５→カソード電極８１の経路で、カソード電位Ｖcathが外部の駆動基板から与えられることになる。
ところで、有機ＥＬ表示装置１０において、高輝度化を実現する方法の一つに、有機ＥＬ素子２１に流す電流量の増加がある。但し、有機ＥＬ素子２１の単位面積当たりの電流量の増加は、有機ＥＬ素子２１の劣化を早めることなる。その対策としては、画素２０の開口率を増やし、有機ＥＬ素子２１の単位面積当たりの電流量の増加を抑えつつ、１画素当たりの電流量を増加させるようにすればよい。これにより、有機ＥＬ素子２１の劣化を抑えながら高輝度化を実現することができる。
しかし、有機ＥＬ素子２１の単位面積当たりの電流量の増加を抑えつつ、１画素当たりの電流量を増加させる手法で高輝度化を図った場合、有機ＥＬ表示装置１０の全電流量が増加することになる。カソード配線３５を幅広くレイアウトし、増加した電流量を流すことができる程度の能力をカソード配線３５に持たせなければならない。
有機ＥＬ素子２１の発光後のカソード電流は、図３Ａに矢印で示すように、画素２０のカソード電極８１→額縁部補助配線８３→フレキシブルプリント基板８２の端子部の経路を経て外部の駆動基板に流れ込む。従って、額縁部補助配線８３は、カソード電流が流れるの経路の一部であることから、カソード配線と言うこともできる。
ここで、額縁部７０Ａにレイアウトされる配線は、周辺回路部の配線と共用されているため、周辺回路部の回路構成によっては、額縁部７０Ａにレイアウトされるカソード配線３５に十分な能力を持たせることができない場合がある。例えば、高解像度化に伴う画素数の増加によって周辺回路部の回路構成が増大することで、額縁部７０Ａの配線領域が減少し、カソード配線３５を幅広くレイアウトできなくなるため、カソード配線３５の配線抵抗が増大する場合がある。
これは、狭額縁化を目指す表示装置においても同様であり、狭額縁化によって配線領域を確保することができず、カソード配線３５の配線抵抗を十分に下げることができない場合がある。また、額縁部補助配線８３を太くレイアウトできない場合、カソード配線３５が電流の主要パスとなる。これにより、カソード配線３５が高抵抗化し、カソード配線３５に流れる電流が制限されるため、高輝度化の阻害要因となり、画品位に悪影響が生じることになる。すなわち、表示装置の高性能化を進めるに当たって、画素解像度の向上、高輝度化、及び、狭額縁化の全てを満たすことが難しい。
＜本開示の実施形態＞
本開示の実施形態では、表示パネル７０の額縁部７０Ａに、カソード電位Ｖcathが与えられるカソード配線３５がレイアウトされて成る有機ＥＬ表示装置１０において、画素解像度の向上、高輝度化、及び、狭額縁化の全てを満たすために、パネル配線構造として以下の構成を採ることを特徴としている。
すなわち、本実施形態では、図４に示すように、どの電極に対しても電源供給を行わない画素部補助配線３６を画素アレイ部３０内に設け、当該画素部補助配線３６を額縁部７０Ａにおいて、例えば中継配線８４を介してカソード配線３５に電気的に接続した構成を採っている。カソード電位Ｖcathは固定電位であり、従って、カソード配線３５は固定電位線の一例となる。
画素部補助配線３６は、カソード配線３５に対して電気的に接続されることで、カソード配線３５の一部として機能する。これは、有機ＥＬ素子２１のカソード電流が流れるパスが増えることを意味する。そして、電流パスが増えることによって、カソード配線３５の配線抵抗が低減される。これにより、カソード配線３５の配線抵抗を幅広くレイアウトすることを目的として額縁部７０Ａの領域を拡大しなくても、カソード配線３５の配線抵抗を低減できる。
換言すれば、カソード配線３５の配線抵抗を、画素部補助配線３６を設けないときと同じでよいとした場合、カソード配線３５の配線抵抗を低減できる分だけ、額縁部７０Ａの領域の縮小化、即ち、表示パネル７０の狭額縁化を図ることができる。この場合、カソード配線３５の配線抵抗の増加が無いため、輝度を維持し、画品位を悪化させることなく、表示パネル７０の狭額縁化を図ることができることになる。
また、画素解像度の高い表示装置では、画素数の増加に伴って周辺回路部の回路構成が増大し、それに伴って額縁部７０Ａの配線領域が減少するような場合であっても、その影響を受けることなく、カソード配線３５の配線抵抗を低減できる。これにより、カソード配線３５に流れる電流が制限されることがないため、高輝度化を図ることができる。
また、先述したように、高輝度化を実現するに当たって、カソード配線３５が高抵抗化する要因の一つとなる画素２０の開口率について、カソード配線３５に対して画素部補助配線３６を電気的に接続することで、画素２０でコンタクトをとる必要がないため、開口率に影響を及ぼすことなく、カソード配線３５の配線抵抗を低減できる。
上述したように、本実施形態に係るパネル配線構造は、画素アレイ部３０内に画素部補助配線３６を設け、当該画素部補助配線３６をカソード配線３５に対して電気的に接続した構成となっている。このパネル配線構造によれば、カソード配線３５のレイアウト（配線状態）を維持したまま、カソード配線３５の配線抵抗を低減できるため、有機ＥＬ表示装置１０の高性能化を進めるに当たって、画素解像度の向上、高輝度化、及び、狭額縁化の全てを満たすことができる。
以下に、カソード配線３５に対して画素部補助配線３６を電気的に接続し、カソード配線３５の配線抵抗を低減する本実施形態の具体的な実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１は、本実施形態に係るパネル配線構造の基本形であり、表示パネル７０の基板として、シリコン基板等の半導体基板を用いる例である。実施例１に係るパネル配線構造を有する表示パネル７０の概略平面図を図５Ａに示し、図５ＡのＢ－Ｂ線に沿った切断部端面図を図５Ｂに示す。図５Ｂは、カソード電極８１、画素部補助配線３６、カソード配線３５、及び、額縁部補助配線８３の接続関係を示す概念図でもある。
図５Ａには、透明電極から成る全画素共通のカソード電極８１について、破線で囲った領域にハッチングを付して示している。また、カソード電極８１の周縁部には、当該カソード電極８１にカソード電位Ｖcathを与えるためのカソード配線３５（図５Ａでは、点線で囲った領域）が、表示パネル７０の額縁部７０Ａにおいて、画素アレイ部３０を囲むように設けられている。
実施例１に係るパネル配線構造では、画素アレイ部３０内において、画素部補助配線３６が少なくとも１本、好ましくは複数本、行列状の画素配列の列方向（図の上下方向）に沿って形成されている。複数本の画素部補助配線３６は、画素アレイ部３０の有効表示領域内のどの電極に対しても電源供給を行わない配線であり、画素アレイ部３０の上部側及び下部側において、中継配線８４に電気的に接続され、更に、当該中継配線８４を介してカソード配線３５に電気的に接続されている。
上記の構成の実施例１に係るパネル配線構造において、カソード配線３５は、例えば、有機ＥＬ素子２１のアノード電極と同じ金属材料（アノードメタル）から成る。また、額縁部補助配線８３は、画素アレイ部３０の周辺回路部の配線と同じ金属材料（回路メタル）から成る。そして、回路メタルを用いた額縁部補助配線８３の配線抵抗は、例えば、アノードメタルを用いたカソード配線３５の配線抵抗に比べて、１／１０～１／１５程度低抵抗である。一例として、アノードメタルを用いたカソード配線３５の配線抵抗は１．４Ω／ｓｑ程度であり、回路メタルを用いた額縁部補助配線８３の配線抵抗は０．１６～０．０９／ｓｑ程度である。
複数本の画素部補助配線３６は、カソード配線３５に対して電気的に接続されることで、カソード配線３５の一部として機能することから、有機ＥＬ素子２１のカソード電流が流れる電流パスが増える。そして、カソード配線３５に関して、カソード電流が流れる電流パスが増えることで、カソード配線３５の配線抵抗を低減できる。図５Ａに、有機ＥＬ素子２１のカソード電流の本来の流れを黒塗りの矢印で示し、実施例１に係るパネル配線構造によって追加される電流パスを白抜きの矢印で示している。
［実施例２］
実施例２は、実施例１のパネル配線構造における断面構造の第１例である。実施例２に係るパネル配線構造の断面構造を図６に示す。
シリコン基板等の半導体基板９１上に、有機ＥＬ素子２１を含む画素２０を駆動する回路部、例えば駆動トランジスタ２２等を含む回路層９２が形成され、当該回路層９２上に、配線層９３が例えば４層積層されている。４層の配線層９３の各配線層には、１層目の金属配線（１ＭＴ）９４11，９４12、２層目の金属配線（２ＭＴ）９４21，９４22、３層目の金属配線（３ＭＴ）９４31，９４32、４層目の金属配線（４ＭＴ）９４41，９４42がそれぞれ形成されている。
４層の配線層９３の各配線層に形成された金属配線は、画素２０に電源を供給する電源配線として用いられる。また、例えば２層目、３層目の配線層には、画素２０の回路素子（保持容量２６及び補助容量２７）として用いることができるＭＩＭ（Metal Insulator Metal〉容量９５，９６が形成されている。
そして、４層目の配線層の上には、アノード電極８５が画素単位で形成され、その上には、有機ＥＬ層８６が形成されている。有機ＥＬ層８６は、アノード電極８５の側から順に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び、電子注入層を積層した積層構造を有している。有機ＥＬ層８６の上には、透明電極から成るカソード電極８１が全画素共通に形成されている。
上記の構成のパネル構造において、４層の配線層９３の各配線層間は、適宜、コンタクト部を介して電気的に接続されている。そして、実施例２に係るパネル配線構造にあっては、カソード配線３５の配線抵抗を低減するための画素部補助配線３６は、４層の配線層９３において、同じ階層に、画素部補助配線３６とは別の機能を有する金属配線（３ＭＴ）９４31，９４32が存在する例えば３層目の配線層に形成されている。画素部補助配線３６は、画素２０内のどこにも接続されていない。ここでは、３層目の配線層に画素部補助配線３６を形成するとしたが、１層、２層目、あるいは、４層目に形成するようにしてもよい。
画素部補助配線３６については、アノード電極８５の下方、即ち、平面視でアノード電極８５と重なるようにレイアウトすることが好ましい。この画素部補助配線３６のレイアウトによれば、画素２０の開口率を低下させることがない。換言すれば、画素２０の開口率を低下させることなく、画素部補助配線３６を画素アレイ部３０内にレイアウトすることができる。
［実施例３］
実施例３は、実施例１のパネル配線構造における断面構造の第２例である。実施例３に係るパネル配線構造の断面構造を図７に示す。
実施例３に係るパネル配線構造にあっては、カソード配線３５の配線抵抗を低減するための画素部補助配線３６は、４層の配線層９３において、例えば、２層目の配線層及び３層目の配線層に跨って形成されている。そして、２層目の画素部補助配線３６と３層目の画素部補助配線３６とはコンタクト部を介して電気的に接続されている。本実施例にあっても、画素部補助配線３６は、画素２０内のどこにも接続されていない。
［実施例４］
実施例４は、実施例１のパネル配線構造における断面構造の第３例である。実施例４に係るパネル配線構造の断面構造を図８に示す。
実施例４に係るパネル配線構造にあっては、カソード配線３５の配線抵抗を低減するための画素部補助配線３６は、４層の配線層９３において、例えば、１層目の配線層及び３層目の配線層に跨って形成されている。本実施例にあっても、画素部補助配線３６は、画素２０内のどこにも接続されていない。
尚、画素部補助配線３６を複数の層に跨って形成するに当たって、実施例３では、２層目の配線層及び３層目の配線層に跨って形成し、実施例４では、１層目の配線層及び３層目の配線層に跨って形成するとしたが、他の２層の組み合わせであってもい。また、画素部補助配線３６を形成する複数の層は、２層に限られるものではなく、３層以上であってもよい。
［実施例５］
実施例５は、実施例１の変形例であり、画素部補助配線３６の配線方向の他の例である。実施例５に係る画素部補助配線３６の配線方向の他の例を図９Ａ及び図９Ｂに示す。
実施例１に係るパネル配線構造では、画素アレイ部３０内において、好ましくは複数本の画素部補助配線３６を、行列状の画素配列の列方向（図の上下方向）に沿って形成した構成となっている。これに対して、実施例５に係るパネル配線構造では、好ましくは複数本の画素部補助配線３６を、図９Ａに示すように、行列状の画素配列の行方向（図の左右方向）に沿って、あるいは、図９Ｂに示すように、列方向及び行方向に沿ってメッシュ状に形成した構成となっている。
すなわち、画素部補助配線３６の配線方向については、実施例１の場合のように、行列状の画素配列の列方向の１方向とすることもできるし、実施例５の場合のように、行方向の１方向、あるいは、列方向及び行方向の２方向とすることもできる。いずれの場合にも、カソード配線３５の配線抵抗を低減するための画素部補助配線３６は、面形状ではなく、線形状に形成されることが前提となる。図９Ｂに示すように、画素部補助配線３６を列方向及び行方向に沿ってメッシュ状に形成する場合は、図７や図８に示すように、画素部補助配線３６を複数の層に跨って形成することになる。
［実施例６］
実施例６は、実施例１の変形例であり、額縁部補助配線８３のレイアウトの他の例である。実施例６に係る額縁部補助配線８３のレイアウトの他の例を図１０に示す。
実施例１に係るパネル配線構造では、有機ＥＬ素子２１のカソード電流を流すカソード電極の一部として機能する額縁部補助配線８３を、表示パネル７０の額縁部７０Ａに、画素アレイ部３０を囲むようにレイアウトする構成となっている。これに対して、実施例６に係るパネル配線構造では、額縁部補助配線８３を、図１０に示すように、表示パネル７０におけるフレキシブルプリント基板８２側の額縁部７０Ａにレイアウトする構成となっている。このように、額縁部補助配線８３を額縁部７０Ａの一部にレイアウトする構成であっても、実施例１のように画素アレイ部３０を囲むようにレイアウトする場合と同様の作用、効果を得ることができる。
［実施例７］
実施例７は、表示パネル７０の基板として、光透過性を有する絶縁性透明基板を用いる例である。絶縁性透明基板としては、石英基板やガラス基板等を例示することができる。石英基板やガラス基板等の透明基板上に画素２０が形成され、当該画素２０のトランジスタは、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いて構成される。
ＴＦＴに使われるポリシリコンは、高温環境下で薄膜を形成する高温ポリシリコン、及び、低温環境下で薄膜を形成する低温ポリシリコンに分類される。そして、一般的に、低温ポリシリコン－表示パネルでは、ガラス基板が用いられ、高温ポリシリコン－表示パネルでは、石英基板が用いられる。
実施例７に係るパネル配線構造の断面構造を図１１に示す。ここでは、表示パネル７０の基板として、ガラス基板１０１を用いる低温ポリシリコン－表示パネルの場合を例示している。ガラス基板１０１上には、配線層１０２を介して、有機ＥＬ素子２１を含む画素２０を駆動する回路部、例えば駆動トランジスタ２２を含む回路層１０３が積層されている。配線層１０２における駆動トランジスタ２２の下方の位置には、駆動トランジスタ２２のゲートの補助となるメタル配線３７が形成されている。
回路層１０３の上には、アルミニウム等の配線３８を含む配線層１０４が積層され、その上には、アノード電極８５が画素単位で形成され、その上には、有機ＥＬ層８６が形成されている。アルミニウム等の配線３８は、駆動トランジスタ２２の一方のソース／ドレイン電極及びアノード電極８５に対して電気的に接続されている。有機ＥＬ層８６の上には、透明電極から成るカソード電極８１が全画素共通に形成されている。
上記の構成のパネル構造において、カソード配線３５の配線抵抗を低減するための画素部補助配線３６は、有機ＥＬ素子２１を含む画素２０を駆動する回路部を含む配線層１０２に形成されている。画素部補助配線３６は、画素２０内のどこにも接続されていない。画素部補助配線３６については、画素２０の開口率の観点から、アノード電極８５の下方、即ち、平面視でアノード電極８５と重なるようにレイアウトすることが好ましい。
ここでは、表示パネル７０の基板として、ガラス基板１０１を用いる低温ポリシリコン－表示パネルの場合を例示したが、石英基板が用いる高温ポリシリコン－表示パネルに対しても同様の構成を採ることができる。そして、低温ポリシリコン－表示パネル、及び、高温ポリシリコン－表示パネルのいずれの場合にも、駆動トランジスタ２２を含む回路層１０３よりも下の階層に画素部補助配線３６をレイアウトすることができる。すなわち、画素部補助配線３６をレイアウトする階層については、駆動トランジスタ２２等の回路部を形成する層と有機ＥＬ素子２１を形成する層との間の階層に限定されるものではない。
［実施例８］
実施例８は、実施例２の変形例であり、対向基板側に画素部補助配線３６をレイアウトする例である。実施例８に係るパネル配線構造の断面構造を図１２に示す。
実施例２（図６）では、カラーフィルタ及び対向基板の図示を省略しているが、実際には、図１２に示すように、カソード電極８１の上に保護層９７を介してカラーフィルタ９８が画素単位で形成され、カラーフィルタ９８の上に対向基板９９が形成されたパネル配線構造となっている。対向基板９９は、ガラス基板等から成り、有機ＥＬ素子２１を保護するために設けられている。
上記の構成のパネル配線構造において、カソード配線３５の配線抵抗を低減するための画素部補助配線３６は、有機ＥＬ素子２１の出射側の階層、具体的には、対向基板９９側のカラーフィルタ９８の階層に形成されている。すなわち、画素部補助配線３６をレイアウトする階層は、駆動トランジスタ２２等の回路部を形成する層と有機ＥＬ素子２１を形成する層との間の階層に限定されるものではない。画素部補助配線３６は、画素２０内のどこにも接続されていない。本実施例の場合、額縁部７０Ａの領域において、半導体基板９１と対向基板９９とを導通させる構造を採ることになる。
＜変形例＞
以上、本開示の技術について、好ましい実施形態に基づき説明したが、本開示の技術は当該実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態において説明した表示装置の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができる。
例えば、上記の実施形態では、画素部補助配線３６の接続先である固定電位線としてカソード配線３５を例示したが、カソード配線３５は一例であってこれに限定されるものではない。すなわち、画素部補助配線３６の接続先は、カソード電流を流し込むことができる、固定電位が与えられた配線であればよく、従って、電源電圧Ｖccの電源配線を画素部補助配線３６の接続先とすることもできる。
また、上記の実施形態では、有機ＥＬ表示装置に適用した場合について説明したが、有機ＥＬ表示装置への適用に限られるものではなく、表示パネルの額縁部に、カソード配線３５に相当する電流パスを有する表示装置全般に対して適用することができる。
＜本開示の電子機器＞
以上説明した本開示の表示装置は、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示する、あらゆる分野の電子機器の表示部（表示装置）として用いることができる。電子機器としては、テレビジョンセット、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、携帯電話機等の携帯端末装置、ヘッドマウントディスプレイ等を例示することができる。但し、これらに限られるものではない。
このように、あらゆる分野の電子機器において、その表示部として本開示の表示装置を用いることにより、以下のような効果を得ることができる。すなわち、本開示の表示装置によれば、画素解像度の向上、高輝度化、及び、狭額縁化の全てを満たすことができる。従って、本開示の表示装置を用いることにより、電子機器の表示部の高性能化、及び、電子機器本体の小型化に寄与できる。
本開示の表示装置は、封止された構成のモジュール形状のものをも含む。一例として、画素アレイ部に透明なガラス等の対向部が貼り付けられて形成された表示モジュールが該当する。尚、表示モジュールには、外部から画素アレイ部への信号等を入出力するための回路部やフレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）などが設けられていてもよい。以下に、本開示の表示装置を用いる電子機器の具体例として、デジタルスチルカメラ及びヘッドマウントディスプレイを例示する。但し、ここで例示する具体例は一例に過ぎず、これらに限られるものではない。
（具体例１）
図１３は、本開示の電子機器の具体例１に係るレンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラの外観図であり、図１３Ａにその正面図を示し、図１３Ｂにその背面図を示す。
本具体例１に係るレンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラは、例えば、カメラ本体部（カメラボディ）２１１の正面右側に交換式の撮影レンズユニット（交換レンズ）２１２を有し、正面左側に撮影者が把持するためのグリップ部２１３を有している。
そして、カメラ本体部２１１の背面略中央にはモニタ２１４が設けられている。モニタ２１４の上部には、電子ビューファインダ（接眼窓）２１５が設けられている。撮影者は、電子ビューファインダ２１５を覗くことによって、撮影レンズユニット２１２から導かれた被写体の光像を視認して構図決定を行うことが可能である。
上記の構成のレンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラにおいて、その電子ビューファインダ２１５として本開示の表示装置を用いることができる。すなわち、本具体例１に係るレンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラは、その電子ビューファインダ２１５として本開示の表示装置を用いることによって作製される。
［具体例２］
図１４は、本開示の電子機器の具体例２に係るヘッドマウントディスプレイの一例を示す外観図である。
本具体例２に係るヘッドマウントディスプレイ３００は、本体部３０１、アーム部３０２及び鏡筒３０３を有する透過式ヘッドマウントディスプレイ構成となっている。本体部３０１は、アーム部３０２及び眼鏡３１０と接続されている。具体的には、本体部３０１の長辺方向の端部はアーム部３０２に取り付けられている。また、本体部３０１の側面の一方側は、接続部材（図示せず）を介して眼鏡３１０に連結されている。尚、本体部３０１は、直接的に人体の頭部に装着されてもよい。
本体部３０１は、ヘッドマウントディスプレイ３００の動作を制御するための制御基板や表示部を内蔵している。アーム部３０２は、本体部３０１と鏡筒３０３とを連結させることで、本体部３０１に対して鏡筒３０３を支える。具体的には、アーム部３０２は、本体部３０１の端部及び鏡筒３０３の端部と結合されることで、本体部３０１に対して鏡筒３０３を固定する。また、アーム部３０２は、本体部３０１から鏡筒３０３に提供される画像に係るデータを通信するための信号線を内蔵している。
鏡筒３０３は、本体部３０１からアーム部３０２を経由して提供される画像光を、眼鏡３１０のレンズ３１１を透して、ヘッドマウントディスプレイ３００を装着するユーザの目に向かって投射する。
上記の構成のヘッドマウントディスプレイ３００において、本体部３０１に内蔵される表示部として、本開示の表示装置を用いることができる。すなわち、本具体例２に係るヘッドマウントディスプレイ３００は、その表示部として、本開示の表示装置を用いることによって作製される。
＜本開示がとることができる構成＞
尚、本開示は、以下のような構成をとることもできる。
≪Ａ．表示装置≫
［Ａ－１］発光部を含む画素が配置されて成る画素アレイ部、及び、
画素アレイ部の周囲に設けられた固定電位線を備え、
画素アレイ部には、固定電位線に電気的に接続された画素部補助配線が設けられている、
表示装置。
［Ａ－２］固定電位線は、発光部のカソード電極に固定電位を与えるカソード配線である、
上記［Ａ－１］に記載の表示装置。
［Ａ－３］カソード配線は、画素アレイ部を囲むように額縁部に設けられている、
上記［Ａ－２］に記載の表示装置。
［Ａ－４］画素部補助配線は、画素アレイ部の行列状の画素配列の列方向、行方向、あるいは、列方向及び行方向に沿って線形状に形成されている、
上記［Ａ－１］乃至上記［Ａ－３］のいずれかに記載の表示装置。
［Ａ－５］画素部補助配線は、発光部を駆動する回路部が形成される層と発光部が形成される層との間の階層に形成されている、
上記［Ａ－４］に記載の表示装置。
［Ａ－６］画素部補助配線は、発光部の出射側の階層に形成されている、
上記［Ａ－４］に記載の表示装置。
［Ａ－７］発光部を駆動する回路部は、半導体基板上に形成されている、
上記［Ａ－５］又は上記［Ａ－６］に記載の表示装置。
［Ａ－８］画素部補助配線は、発光部を駆動する回路部が形成される層よりも下層の階層に形成されている、
上記［Ａ－４］に記載の表示装置。
［Ａ－９］発光部を駆動する回路部は、絶縁性透明基板上に形成されている、
上記［Ａ－８］に記載の表示装置。
［Ａ－１０］発光部は、有機エレクトロルミネッセンス素子から成る、
上記［Ａ－１］乃至上記［Ａ－９］のいずれかに記載の表示装置。
≪Ｂ．電子機器≫
［Ｂ－１］発光部を含む画素が配置されて成る画素アレイ部、及び、
画素アレイ部の周囲に設けられた固定電位線を備え、
画素アレイ部には、固定電位線に電気的に接続された画素部補助配線が設けられている、
表示装置を有する電子機器。
［Ｂ－２］固定電位線は、発光部のカソード電極に固定電位を与えるカソード配線である、
上記［Ｂ－１］に記載の電子機器。
［Ｂ－３］カソード配線は、画素アレイ部を囲むように額縁部に設けられている、
上記［Ｂ－２］に記載の電子機器。
［Ｂ－４］画素部補助配線は、画素アレイ部の行列状の画素配列の列方向、行方向、あるいは、列方向及び行方向に沿って線形状に形成されている、
上記［Ｂ－１］乃至上記［Ｂ－３］のいずれかに記載の電子機器。
［Ｂ－５］画素部補助配線は、発光部を駆動する回路部が形成される層と発光部が形成される層との間の階層に形成されている、
上記［Ｂ－４］に記載の電子機器。
［Ｂ－６］画素部補助配線は、発光部の出射側の階層に形成されている、
上記［Ｂ－４］に記載の電子機器。
［Ｂ－７］発光部を駆動する回路部は、半導体基板上に形成されている、
上記［Ｂ－５］又は上記［Ｂ－６］に記載の電子機器。
［Ｂ－８］画素部補助配線は、発光部を駆動する回路部が形成される層よりも下層の階層に形成されている、
上記［Ｂ－４］に記載の電子機器。
［Ｂ－９］発光部を駆動する回路部は、絶縁性透明基板上に形成されている、
上記［Ｂ－８］に記載の電子機器。
［Ｂ－１０］発光部は、有機エレクトロルミネッセンス素子から成る、
上記［Ｂ－１］乃至上記［Ｂ－９］のいずれかに記載の電子機器。
１０・・・有機ＥＬ表示装置、２０・・・画素、２１・・・有機ＥＬ素子、２２・・・駆動トランジスタ、２３・・・書込みトランジスタ（サンプリングトランジスタ）、２４・・・発光制御トランジスタ、２５・・・スイッチングトランジスタ、２６・・・保持容量、２７・・・補助容量、３０・・・画素アレイ部、３１（３１1～３１m）・・・走査線、３２（３２1～３２m）・・・第１駆動線、３３（３３1～３３m）・・・第２駆動線、３４（３４1～３４n）・・・信号線、３５・・・カソード配線、３６・・・画素部補助配線、４０・・・書込み走査部、５０・・・駆動走査部、６０・・・信号出力部、７０・・・表示パネル、７０Ａ・・・額縁部、８１・・・カソード電極、８２・・・フレキシブルプリント基板、８３・・・額縁部補助配線、８４・・・中継配線、８５・・・アノード電極、８６・・・有機ＥＬ層

Claims (4)

  1. 発光部をそれぞれ含む複数の画素が配置されて成る画素アレイ部、及び、
    前記画素アレイ部の周囲に設けられた固定電位線を備え、
    前記画素アレイ部には、前記固定電位線と電気的に接続された複数の画素部補助配線が設けられており、
    前記固定電位線は、前記発光部のカソード電極に固定電位を与えるカソード配線であって、前記画素アレイ部を囲むように額縁部に設けられており、
    前記複数の画素部補助配線のそれぞれは、
    ２箇所以上で前記固定電位線と電気的に接続されており、
    前記画素アレイ部の行列状の画素配列の列方向、行方向、あるいは、列方向及び行方向に沿って線形状に形成されており、
    前記発光部を駆動する回路部が形成される層と前記発光部が形成される層との間の階層に形成されており、
    平面視において、前記発光部のアノード電極と重なっている、
    表示装置。
  2. 前記発光部を駆動する回路部は、半導体基板上に形成されている、
    請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記発光部は、有機エレクトロルミネッセンス素子から成る、
    請求項１又は２に記載の表示装置。
  4. 発光部をそれぞれ含む複数の画素が配置されて成る画素アレイ部、及び、
    前記画素アレイ部の周囲に設けられた固定電位線を備える表示装置を有する電子機器であって、
    前記表示装置においては、
    前記画素アレイ部には、前記固定電位線と電気的に接続された複数の画素部補助配線が設けられており、
    前記固定電位線は、前記発光部のカソード電極に固定電位を与えるカソード配線であって、前記画素アレイ部を囲むように額縁部に設けられており、
    前記複数の画素部補助配線のそれぞれは、
    ２箇所以上で前記固定電位線と電気的に接続されており、
    前記画素アレイ部の行列状の画素配列の列方向、行方向、あるいは、列方向及び行方向に沿って線形状に形成されており、
    前記発光部を駆動する回路部が形成される層と前記発光部が形成される層との間の階層に形成されており、
    平面視において、前記発光部のアノード電極と重なっている、
    電子機器。
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