JPH10214043A - 表示装置 - Google Patents

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JPH10214043A
JPH10214043A JP8329825A JP32982596A JPH10214043A JP H10214043 A JPH10214043 A JP H10214043A JP 8329825 A JP8329825 A JP 8329825A JP 32982596 A JP32982596 A JP 32982596A JP H10214043 A JPH10214043 A JP H10214043A
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    • H10K59/17—Passive-matrix OLED displays

Abstract

(57)【要約】 【課題】光学的クロストークを防止して高精細な画像を
得ることが可能なＥＬ素子を用いた表示装置を提供す
る． 【解決手段】透明絶縁基板１０２上に、透明電極から成
る複数の陽極１０３、第１ホール輸送層１０４、第２ホ
ール輸送層１０５、発光層１０６、電子輸送層１０７、
複数の陰極１０８がこの順番で積層形成されている。各
層１０４〜１０７は有機化合物から成り、その各層１０
４〜１０７と陽極１０３および陰極１０８とによって有
機ＥＬ素子が構成される。各陽極１０３はそれぞれ平行
に配置され、各陰極１０８もそれぞれ平行に配置されて
いる。そして、各陽極１０３と各陰極１０８とはそれぞ
れ直交するように配置されている。各陽極１０３の間に
は、絶縁性を有した遮光膜から成るブラックマトリック
ス２が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は表示装置に係り、詳
しくは、エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】エレクトロルミネッセンス（EL;Electro
Luminescence）素子には、セレンや亜鉛などの無機化合
物薄膜を発光材料として用いる無機ＥＬ素子と、有機化
合物を発光材料として用いる有機ＥＬ素子とがある。有
機ＥＬ素子には、(1) 発光効率が高い、(2) 駆動電圧が
低い、(3) 発光材料を選択することで様々な色（緑、
赤、青、黄など）を表示可能、(4) 自発光型であるため
表示が鮮明でバックライトが不要、(5) 面発光であり、
視野角依存性が無い、(6) 薄型で軽量、(7) 製造プロセ
スの最高温度が低いため、基板材料にプラスチックフィ
ルムなどのような柔らかい材質を用いることが可能、な
どの優れた特徴がある。そこで、近年、ＣＲＴやＬＣＤ
に代わる表示装置として、有機ＥＬ素子を用いた表示装
置（以下、有機ＥＬ表示装置という）が注目されてい
る。
【０００３】マトリックスに配置された点（ドット）で
表示を行うドットマトリックスの有機ＥＬ表示装置に
は、単純マトリックス方式とアクティブマトリックス方
式とがある。
【０００４】単純マトリックス方式は、表示パネル上に
マトリックスに配置された各画素の有機ＥＬ素子を走査
信号に同期して外部から直接駆動する方式であり、有機
ＥＬ素子だけで表示装置の表示パネルが構成されてい
る。そのため、走査線数が増大すると１つの画素に割り
当てられる駆動時間（デューティ）が少なくなり、コン
トラストが低下するという問題がある。
【０００５】一方、アクティブマトリックス方式は、マ
トリックスに配置された各画素に画素駆動素子（アクテ
ィブエレメント）を設け、その画素駆動素子を走査信号
によってオン・オフ状態が切り替わるスイッチとして機
能させる。そして、オン状態にある画素駆動素子を介し
てデータ信号（表示信号、ビデオ信号）を有機ＥＬ素子
の陽極に伝達し、そのデータ信号を有機ＥＬ素子に書き
込むことで、有機ＥＬ素子の駆動が行われる。その後、
画素駆動素子がオフ状態になると、有機ＥＬ素子の陽極
に印加されたデータ信号は電荷の状態で有機ＥＬ素子に
保持され、次に画素駆動素子がオン状態になるまで引き
続き有機ＥＬ素子の駆動が行われる。そのため、走査線
数が増大して１つの画素に割り当てられる駆動時間が少
なくなっても、有機ＥＬ素子の駆動が影響を受けること
はなく、表示パネルに表示される画像のコントラストが
低下することもない。従って、アクティブマトリックス
方式によれば、単純マトリックス方式に比べてはるかに
高画質な表示が可能となる。
【０００６】アクティブマトリックス方式は画素駆動素
子の違いにより、トランジスタ型（３端子型）とダイオ
ード型（２端子型）とに大別される。トランジスタ型
は、ダイオード型に比べて製造が困難である反面、コン
トラストや解像度を高くするのが容易でＣＲＴに匹敵す
る高品位な有機ＥＬ表示装置を実現することができると
いう特徴がある。前記したアクティブマトリックス方式
の動作原理の説明は、主にトランジスタ型に対応したも
のである。
【０００７】図９〜図１１に、従来の単純マトリックス
方式の有機ＥＬ表示装置を示す。図９は、単純マトリッ
クス方式の有機ＥＬ表示装置１０１の一部断面斜視図で
ある。図１０は、図９を矢印Ａ−Ａ方向から見た断面図
である。
【０００８】ガラスや合成樹脂などから成る透明絶縁基
板１０２上に、ＩＴＯ（Indium TinOxide）などの透明
電極から成る複数の陽極１０３、ＭＴＤＡＴＡ（４，
４’−bis(３-methylphenylphenylamino) biphenyl）か
ら成る第１ホール輸送層１０４、ＴＰＤ（４，４’，
４”−tris（３-methylphenylphenylamino)triphenylan
ine ）から成る第２ホール輸送層１０５、キナクリドン
（Quinacridone）誘導体を含むＢｅｂｑ2 （１０−ベン
ゾ〔ｈ〕キノリノール−ベリリウム錯体）から成る発光
層１０６、Ｂｅｂｑ2 から成る電子輸送層１０７、マグ
ネシウム・インジウム合金から成る複数の陰極１０８が
この順番で積層形成されている。このように、各層１０
４〜１０７は有機化合物から成り、その各層１０４〜１
０７と陽極１０３および陰極１０８とによって有機ＥＬ
素子１０９が構成されている。
【０００９】各陽極１０３はそれぞれ平行に配置され、
各陰極１０８もそれぞれ平行に配置されている。そし
て、各陽極１０３と各陰極１０８とはそれぞれ直交する
ように配置されている。
【００１０】有機ＥＬ素子１０９においては、陽極１０
３から注入されたホールと、陰極１０８から注入された
電子とが発光層１０６の内部で再結合し、発光層１０６
を形成する有機分子を励起して励起子が生じる。この励
起子が放射失活する過程で発光層１０６から光が放た
れ、矢印γに示すように、この光が透明な陽極１０３か
ら透明絶縁基板１０２を介して外部へ放出される。
【００１１】ここで、各ホール輸送層１０４，１０５
は、陽極１０３からホールを注入させ易くする機能と、
陰極１０８から注入された電子をブロックする機能とを
有する。また、電子輸送層１０７は、陰極１０８から電
子を注入させ易くする機能を有する。
【００１２】このように構成された有機ＥＬ表示装置１
０１によれば、発光効率の高い緑色発光の有機ＥＬ素子
１０９を得ることが可能になり、有機ＥＬ表示装置１０
１の輝度を向上させることができる。
【００１３】図１１に、有機ＥＬ表示装置１０１を陽極
１０３側から見た平面図を示す。尚、図１１において、
陽極１０３および陰極１０８の他の部材については省略
してある。
【００１４】有機ＥＬ素子１０９において、交差した各
陽極１０３（１０３ａ〜１０３ｂ）と各陰極１０８（１
０８ａ〜１０８ｃ）との間にそれぞれ挟まれた領域に各
発光領域Ｂが形成され、その発光領域Ｂが前記した作用
によって発光する。つまり、マトリックスに配置された
各発光領域Ｂが有機ＥＬ表示装置１０１の各画素とな
る。
【００１５】単純マトリックス方式では、発光させたい
発光領域Ｂに対応する陽極１０３に駆動電源のプラス側
を接続し、その発光領域Ｂに対応する陰極１０８に駆動
電源のマイナス側を接続して、その陽極１０３および陰
極１０８に通電する。
【００１６】例えば、陽極１０３ｂと陰極１０８ａとの
交差点Ｃに位置する発光領域Ｂを発光させたい場合に
は、陽極１０３ｂをプラス側、陰極１０８ａをマイナス
側として通電する。すると、矢印αに示すように順方向
電流が流れる。
【００１７】このとき、矢印βに示すように流れるリー
ク電流により、陽極１０３ｂと陰極１０８ａとの交差点
Ｃに位置する発光領域Ｂだけでなく、その交差点Ｃに近
接する交差点に位置した発光領域Ｂにも通電がなされる
ことがある。その結果、交差点Ｃに位置する発光領域Ｂ
だけでなく、陽極１０３ａと陰極１０８ａとの交差点
Ｄ、陽極１０３ｃと陰極１０８ａとの交差点Ｅ、陽極１
０３ｂと陰極１０８ｂとの交差点Ｆにそれぞれ位置する
各発光領域Ｂについても、発光してしまうことがある。
この現象は、ＥＬ素子のリーク電流特性による光学的ク
ロストークの発生と呼ばれる。
【００１８】また、図１０の矢印δに示すように、発光
層１０６から放たれた光が電子輸送層１０７の内部で散
乱し、陽極１０８で反射されて不要な場所から外部へ放
出されることがある。さらに、図１０の矢印εに示すよ
うに、発光層１０６から放たれた光が各ホール輸送層１
０４，１０５の内部で散乱して不要な場所から外部へ放
出されることがある。そして、図１０の矢印ηに示すよ
うに、発光層１０６から放たれた光が、発光層１０６と
各ホール輸送層１０４，１０５との屈折率の差に伴う光
導波効果によって光ガイドされ、不要な場所から外部へ
放出されることもある。これらの結果、有機ＥＬ表示装
置１０１において、所望の画素以外の場所が発光してし
まうことになる。この現象は、ＥＬ素子の構造に起因す
る光散乱による光学的クロストークの発生と呼ばれる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、ＥＬ
素子のリーク電流特性による光学的クロストークや、Ｅ
Ｌ素子の構造に起因する光散乱による光学的クロストー
クが発生すると、有機ＥＬ表示装置１０１のコントラス
トが悪化して解像度が低下し、精細な画像が得られなく
なる。特に、ＥＬ素子を用いたフルカラーの有機ＥＬ表
示装置では、色の「にじみ」が生じたり、鮮やかさに欠
ける画像しか得られなくなる。
【００２０】尚、この問題点は、単純マトリックス方式
の有機ＥＬ表示装置だけでなく、アクティブマトリック
ス方式の有機ＥＬ表示装置についても同様にいえる。ま
た、有機ＥＬ表示装置だけでなく、無機ＥＬ素子を用い
た表示装置についても同様にいえる。
【００２１】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、光学的クロストークの
発生を防止して高精細な画像を得ることが可能なエレク
トロルミネッセンス素子を用いた表示装置を提供するこ
とにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ブラックマトリックスを備えたエレクトロルミネッ
センス素子を用いたことをその要旨とする。
【００２３】請求項２に記載の発明は、平行に配置され
た複数の第１の電極と、平行に配置された複数の第２の
電極と、第２の電極は第１の電極と交差するように配置
されていることと、第１の電極と第２の電極との間に挟
まれた発光素子層とを備え、少なくとも第１の電極と第
２の電極との交差する領域を除いて、光が放射される側
の発光素子層の表面を覆う絶縁性を有したブラックマト
リックスが設けられたエレクトロルミネッセンス素子を
用いたことをその要旨とする。
【００２４】請求項３に記載の発明は、透明絶縁基板上
に平行に配置形成された複数の第１の電極と、第１の電
極の間から露出した透明絶縁基板上に形成された絶縁性
を有する遮光膜から成るブラックマトリックスと、第１
の電極およびブラックマトリックスの上に形成された発
光素子層と、発光素子層上に平行に配置形成された複数
の第２の電極とを備え、第２の電極は第１の電極と交差
するように配置されているエレクトロルミネッセンス素
子を用いたことをその要旨とする。
【００２５】請求項４に記載の発明は、透明絶縁基板上
に平行に配置形成された複数の第１の電極と、第１の電
極の間から露出した透明絶縁基板上と、第１の電極の側
壁部とに形成された絶縁膜と、絶縁膜上に形成された遮
光膜から成るブラックマトリックスと、第１の電極およ
びブラックマトリックスの上に形成された発光素子層
と、発光素子層上に平行に配置形成された複数の第２の
電極とを備え、第２の電極は第１の電極と交差するよう
に配置されているエレクトロルミネッセンス素子を用い
たことをその要旨とする。
【００２６】請求項５に記載の発明は、透明絶縁基板上
に平行に配置形成された複数の第１の電極と、第１の電
極の間から露出した透明絶縁基板上に形成された高反射
多層膜と、その高反射多層膜は少なくとも２層以上設け
られていることと、第１の電極および高反射多層膜の上
に形成された発光素子層と、発光素子層上に平行に配置
形成された複数の第２の電極とを備え、第２の電極は第
１の電極と交差するように配置されているエレクトロル
ミネッセンス素子を用いたことをその要旨とする。
【００２７】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の表示装置において、前記高反射多層膜は積層形成され
たシリコン酸化膜とアモルファスシリコン膜とによって
構成され、シリコン酸化膜およびアモルファスシリコン
膜の屈折率および膜厚は発光素子層の発光ピーク波長に
対応して設定されているエレクトロルミネッセンス素子
を用いたことをその要旨とする。
【００２８】請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の
いずれか１項に記載の表示装置において、前記エレクト
ロルミネッセンス素子から成る画素がマトリックス状に
配置された単純マトリックス方式を用いたことをその要
旨とする。
【００２９】請求項８に記載の発明は、請求項１〜６の
いずれか１項に記載の表示装置において、前記エレクト
ロルミネッセンス素子を駆動する画素駆動素子を備え、
エレクトロルミネッセンス素子と画素駆動素子とから成
る画素がマトリックス状に配置されたアクティブマトリ
ックス方式を用いたことをその要旨とする。
【００３０】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
の表示装置において、前記画素駆動素子は薄膜トランジ
スタであることをその要旨とする。請求項１０に記載の
発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の表示装置
において、前記発光素子層が有機化合物から成る有機エ
レクトロルミネッセンス素子を用いたことをその要旨と
する。
【００３１】請求項１１に記載の発明は、請求項１０に
記載の表示装置において、前記発光素子層は発光層と、
少なくともホール輸送層または電子輸送層のいずれか一
方とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子を用い
たことをその要旨とする。
【００３２】尚、以下に述べる発明の実施の形態におい
て、特許請求の範囲または課題を解決するための手段に
記載の「第１の電極」は陽極１０３から構成され、同じ
く「発光素子層」は各層１０４〜１０７から構成され、
同じく「第２の電極」は陰極１０８から構成され、同じ
く「エレクトロルミネッセンス素子」は有機エレクトロ
ルミネッセンス素子１０９から構成され、同じく「画素
駆動素子」は薄膜トランジスタ４３から構成される。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した各実施
形態を図面に従って説明する。尚、各実施形態におい
て、図９〜図１１に示した従来の形態と同じ構成部材に
ついては符号を等しくしてその詳細な説明を省略する。
【００３４】（第１実施形態）図１は、第１実施形態の
単純マトリックス方式の有機ＥＬ表示装置１の一部断面
図である。
【００３５】図１に示す有機ＥＬ表示装置１において、
図１０に示した従来の有機ＥＬ表示装置１０１と異なる
のは、各陽極１０３の間から露出した透明絶縁基板１０
２上に、絶縁性を有した遮光膜から成るブラックマトリ
ックス２が形成されている点だけである。つまり、ブラ
ックマトリックス２は、各陽極１０３の間に埋め込まれ
た状態に形成されている。
【００３６】ブラックマトリックス２の材質としては、
遮光性を有した微粒子（カーボンブラックなど）を含有
した塗布絶縁膜（シリコン系樹脂膜、ポリイミド系樹脂
膜、ＳＯＧ（Spin On Glass ）膜など）や、遮光性を有
した高分子フィルムなどがあり、その形成時に陽極１０
３に対して悪影響を及ぼさないものであればどのような
材質であってもよい。
【００３７】このように構成された本実施形態によれ
ば、以下の作用および効果を得ることができる。 （１）各陽極１０３の間に絶縁性を有したブラックマト
リックス２が形成されているため、各陽極１０３間の絶
縁特性が改善され、リーク電流が流れ難くなる。従っ
て、ＥＬ素子のリーク電流特性による光学的クロストー
クは発生し難くなる。
【００３８】（２）図１の矢印δに示すように、発光層
１０６から放たれた光が電子輸送層１０７の内部で散乱
し、陽極１０８で反射された場合でも、その光はブラッ
クマトリックス２によって遮られる。また、図１の矢印
εに示すように、発光層１０６から放たれた光が各ホー
ル輸送層１０４，１０５の内部で散乱した場合でも、そ
の光はブラックマトリックス２によって遮られる。そし
て、図１の矢印ηに示すように、発光層１０６から放た
れた光が、発光層１０６と各ホール輸送層１０４，１０
５との屈折率の差に伴う光導波効果によって光ガイドさ
れた場合でも、その光はブラックマトリックス２によっ
て遮られる。従って、有機ＥＬ表示装置１において、所
望の画素以外の場所が発光する恐れは少なくなり、ＥＬ
素子の構造に起因する光散乱による光学的クロストーク
は発生し難くなる。
【００３９】（３）上記（１），（２）より、有機ＥＬ
表示装置１のコントラストが良好になって解像度が向上
するため、高精細な画像を得ることができる。特に、本
実施形態をフルカラーの有機ＥＬ表示装置に適用した場
合には、色の「にじみ」が少ない鮮やかな画像を得るこ
とができる。
【００４０】尚、有機ＥＬ素子１０９の発光色を変える
には、発光層１０６を形成する有機化合物の材質を変え
ればよく、青色発光の場合はＯＸＤ（オキサジアゾー
ル）またはＡＺＭ（アゾメチン−亜鉛錯体）、青緑色発
光の場合はＰＹＲ（ピラゾリン）、黄色発光の場合はＺ
ｎｑ2 （８−キノリノール−亜鉛錯体）、赤色発光の場
合はＺｎＰｒ（ポリフィリン−亜鉛錯体）を用いればよ
い。
【００４１】（第２実施形態）図２は、第２実施形態の
単純マトリックス方式の有機ＥＬ表示装置１１の一部断
面図である。
【００４２】図２に示す有機ＥＬ表示装置１１におい
て、図１０に示した従来の有機ＥＬ表示装置１０１と異
なるのは以下の点である。 (1) 各陽極１０３の間から露出した透明絶縁基板１０２
上と、各陽極１０３の側壁部とに、陽極１０３の膜厚よ
りも薄い膜厚の絶縁膜１２が形成されている。絶縁膜１
２の材質としては、ＣＶＤ（Chemical Vapor Depositio
n ）法を用いて形成されたシリコン酸化膜またはシリコ
ン窒化膜や、塗布絶縁膜（シリコン系樹脂膜、ポリイミ
ド系樹脂膜、ＳＯＧ（Spin On Glass ）膜など）などが
あり、その形成時に陽極１０３に対して悪影響を及ぼさ
ないものであればどのような材質であってもよい。
【００４３】(2) 絶縁膜１２上に遮光膜から成るブラッ
クマトリックス１３が形成されている。つまり、ブラッ
クマトリックス１３は、絶縁膜１２を介して各陽極１０
３の間に埋め込まれた状態に形成されている。ブラック
マトリックス１３の材質としては、遮光性を有した金属
膜（クロム膜、チタン膜など）などがあり、その形成に
はＰＶＤ（Phisical Vapor Deposition ）法を用いれば
よい。
【００４４】このように構成された本実施形態によれ
ば、絶縁膜１２を設けることによって第１実施形態の前
記（１）と同様の作用および効果を得ることができ、ブ
ラックマトリックス１３を設けることによって第１実施
形態の前記（２）と同様の作用および効果を得ることが
できる。つまり、本実施形態では、ブラックマトリック
ス１３として導電性を有した金属膜を用いることから、
各陽極１０３間を絶縁するために絶縁膜１２を設けてい
るわけである。
【００４５】（第３実施形態）図３は、第３実施形態の
単純マトリックス方式の有機ＥＬ表示装置２１の一部断
面図である。
【００４６】図３に示す有機ＥＬ表示装置２１におい
て、図１０に示した従来の有機ＥＬ表示装置１０１と異
なるのは以下の点である。 (1) 各陽極１０３の間から露出した透明絶縁基板１０２
上と、各陽極１０３の側壁部とに、陽極１０３の膜厚よ
りも薄い膜厚のシリコン酸化膜２２が形成されている。
そして、シリコン酸化膜２２上にアモルファスシリコン
膜２３が形成されている。この各膜２２，２３によって
高反射多層膜２４が構成されている。つまり、高反射多
層膜２４は各陽極１０３の間に埋め込まれた状態に形成
されている。尚、各膜２２，２３はＣＶＤ法を用いて形
成すればよい。
【００４７】(2) 高反射多層膜２４上にさらに高反射多
層膜２４が形成されている。つまり、２層の高反射多層
膜２４が設けられている。このように構成された本実施
形態によれば、以下の作用および効果を得ることができ
る。
【００４８】〔１〕シリコン酸化膜２２を設けることに
より、第１実施形態の前記（１）と同様の作用および効
果を得ることができる。 〔２〕各膜２２，２３の屈折率および膜厚を発光層１０
６の発光ピーク波長に対応して設定することにより、２
層に設けられた高反射多層膜２４の全体としての反射率
を高くすることができる。
【００４９】例えば、発光層１０６の発光ピーク波長が
５４００Åの場合、シリコン酸化膜２２の屈折率ｎを
１．４にすると共に膜厚を９６０Åにし、アモルファス
シリコン膜２３の屈折率ｎを３．０にすると共に膜厚を
４５０Åにする。このようにすれば、２層に設けられた
高反射多層膜２４の全体としての反射率を９０％以上に
することができる。
【００５０】その結果、２層の高反射多層膜２４はブラ
ックマトリックスとして機能し、第１実施形態の前記
（２）と同様の作用および効果を得ることができる。 〔３〕上記〔２〕より、２層の高反射多層膜２４の反射
率は発光層１０６の発光波長に対して依存性を有する。
そのため、本実施形態を単色の有機ＥＬ表示装置に適用
した場合、発光層１０６の発光波長だけを選択的に遮光
することが可能になるため、ＥＬ素子の構造に起因する
光散乱による光学的クロストークの発生を防止するのに
特に有効となる。
【００５１】〔４〕第３実施形態において、高反射多層
膜２４を３層以上にしてもよい。図４は、３層の高反射
多層膜２４を設けた場合の有機ＥＬ表示装置３１の一部
断面図である。高反射多層膜２４を多層にすればするほ
ど、その反射率は高くなるため、ＥＬ素子の構造に起因
する光散乱による光学的クロストークの発生をより確実
に防止することができる。
【００５２】（第４実施形態）本実施形態において、第
１実施形態と同じ構成部材については符号を等しくして
その詳細な説明を省略する。
【００５３】図５は、本実施形態のアクティブマトリッ
クス方式の有機ＥＬ表示装置４１の表示パネル２０１を
示す概略断面図である。図６は、有機ＥＬ表示装置４１
の１つの画素４２を示す概略断面図である。
【００５４】各画素４２には、画素駆動素子としての薄
膜トランジスタ（TFT;Thin Film Transistor）４３が設
けられている。プレーナ型のＴＦＴ４３は、能動層とし
て多結晶シリコン膜４４を用い、ＬＤＤ（Lightly Dope
d Drain ）構造をとる。多結晶シリコン膜４４は透明絶
縁基板１０２上に形成されている。多結晶シリコン膜４
４上には、ゲート絶縁膜４５を介してゲート電極４６が
形成されている。多結晶シリコン膜４４には、高濃度の
ドレイン領域４７ａ、低濃度のドレイン領域４７ｂ、高
濃度のソース領域４８ａ、低濃度のソース領域４８ｂが
それぞれ形成されている。
【００５５】ＴＦＴ４３上には層間絶縁膜４９が形成さ
れている。高濃度のドレイン領域４７ａは、層間絶縁膜
４９に形成されたコンタクトホール５０を介して、ドレ
イン電極５１と接続されている。高濃度のソース領域４
８ａは、層間絶縁膜４９に形成されたコンタクトホール
５２を介して、ソース電極５３と接続されている。
【００５６】各電極５１，５３および層間絶縁膜４９の
上には、平坦化絶縁膜５４が形成されている。ソース電
極５３は、平坦化絶縁膜５４に形成されたコンタクトホ
ール５５を介して、陽極１０３と接続されている。各陽
極１０３の間から露出した平坦化絶縁膜５４上には、ブ
ラックマトリックス２が形成されている。つまり、ブラ
ックマトリックス２は、各陽極１０３の間に埋め込まれ
た状態に形成されている。また、ブラックマトリックス
２は、多結晶シリコン膜４４上を覆うように配置されて
いる。
【００５７】尚、各絶縁膜４５，４９はシリコン酸化
膜，シリコン窒化膜，シリコン窒酸化膜などから形成さ
れている。平坦化絶縁膜５４はシリコン酸化膜，シリコ
ン窒化膜，シリコン窒酸化膜，シリケートガラス膜，Ｓ
ＯＧ（Spin On Glass ）膜，合成樹脂膜（ポリイミド系
樹脂膜、有機シリカ膜、アクリル系樹脂膜など）などか
ら形成されている。各電極５１，５３はアルミ合金膜か
ら形成されている。
【００５８】図７に、本実施形態の有機ＥＬ表示装置４
１のブロック構成を示す。有機ＥＬ表示装置４１は、表
示パネル２０１、ゲートドライバ２０２、ドレインドラ
イバ（データドライバ）２０３から構成されている。
【００５９】表示パネル２０１には各ゲート配線（走査
線）Ｇ1 …Ｇn,Ｇn+1 …Ｇm と各ドレイン配線（データ
線）Ｄ1 …Ｄn,Ｄn+1 …Ｄm とが配置されている。各ゲ
ート配線Ｇ1 〜Ｇm と各ドレイン配線Ｄ1 〜Ｄm とはそ
れぞれ直交し、その直交部分にそれぞれ画素４２が設け
られている。つまり、マトリックス状に配置された各画
素４２によって表示パネル２０１が形成されている。
【００６０】そして、各ゲート配線Ｇ1 〜Ｇm はゲート
ドライバ２０２に接続され、ゲート信号（走査信号）が
印加されるようになっている。また、各ドレイン配線Ｄ
1 〜Ｄm はドレインドライバ２０３に接続され、データ
信号が印加されるようになっている。これらのドライバ
２０２，２０３によって周辺駆動回路２０４が構成され
ている。
【００６１】ここで、各ゲート配線Ｇ1 〜Ｇm は、ＴＦ
Ｔ４３のゲート電極４６によって形成されている。ま
た、各ドレイン配線Ｄ1 〜Ｄm は、ＴＦＴ４３のドレイ
ン電極５１によって形成されている。
【００６２】図８に、ゲート配線Ｇn とドレイン配線Ｄ
n との直交部分に設けられている画素４２の等価回路を
示す。有機ＥＬ素子１０９の陰極１０８には定電圧Ｖco
m が印加されている。
【００６３】本実施形態においては、第１実施形態の作
用および効果に加えて、以下の作用および効果を得るこ
とができる。 〔１〕画素４２において、ゲート配線Ｇn を正電圧にし
てＴＦＴ４３のゲート電極４６に正電圧を印加すると、
ＴＦＴ４３がオン状態となる。すると、ドレイン配線Ｄ
n に印加されたデータ信号で、有機ＥＬ素子１０９の静
電容量が充電され、画素４２にデータ信号が書き込まれ
る。そのデータ信号によって有機ＥＬ素子１０９の駆動
が行われる。
【００６４】反対に、ゲート配線Ｇn を負電圧にしてＴ
ＦＴ４３のゲート電極４６に負電圧を印加すると、ＴＦ
Ｔ４３がオフ状態となり、その時点でドレイン配線Ｄn
に印加されていたデータ信号は、電荷の状態で有機ＥＬ
素子１０９の静電容量によって保持される。このよう
に、画素４２へ書き込みたいデータ信号を各ドレイン配
線Ｄ1 〜Ｄm に与えて、各ゲート配線Ｇ1 〜Ｇm の電圧
を制御することにより、各画素４２に任意のデータ信号
を保持させておくことができる。そして、次に、ＴＦＴ
４３がオン状態になるまで、引き続き有機ＥＬ素子１０
９の駆動が行われる。
【００６５】〔２〕上記〔１〕より、ゲート配線数（走
査線数）が増大して１つの画素４２に割り当てられる駆
動時間が少なくなっても、有機ＥＬ素子１０９の駆動が
影響を受けることはなく、表示パネル２０１に表示され
る画像のコントラストが低下することもない。従って、
アクティブマトリックス方式の有機ＥＬ表示装置４１に
よれば、第１実施形態の単純マトリックス方式の有機Ｅ
Ｌ表示装置１に比べてはるかに高画質な表示が可能とな
る。
【００６６】〔３〕ＴＦＴ４３は、能動層として多結晶
シリコン膜４４を用い、ＬＤＤ構造をとる。そのため、
ＴＦＴ４３のオン・オフ比を大きくすると共に、オフ状
態におけるリーク電流を小さくすることができる。従っ
て、上記〔２〕の作用および効果をより確実に得ること
ができる。
【００６７】〔４〕ＴＦＴの能動層に光が照射される
と、ＴＦＴの電気特性が劣化する恐れがある。しかし、
画素４２においては、ＴＦＴ４３の能動層である多結晶
シリコン膜４４上を覆うように、ブラックマトリックス
２が配置されている。そのため、発光層１０６から放た
れた光はブラックマトリックス２よって遮られ、多結晶
シリコン膜４４に照射されることはない。従って、ＴＦ
Ｔ４３の電気特性の劣化を防止することが可能になり、
上記〔２〕の作用および効果をより確実に得ることがで
きる。
【００６８】〔５〕高濃度のソース領域４８ａと陽極１
０３とがソース電極５３を介して接続されているのは、
高濃度のソース領域４８ａと陽極１０３との良好なオー
ミックコンタクトをとるためである。すなわち、ソース
電極５３を省くと、多結晶シリコン膜４４から成る高濃
度のソース領域４８ａと、ＩＴＯから成る陽極１０３と
が直接接続される。その結果、高濃度のソース領域４８
ａと陽極１０３とのヘテロ接合によってバンドギャップ
差によるエネルギーギャップが生じ、良好なオーミック
コンタクトを得られなくなる。高濃度のソース領域４８
ａと陽極１０３とのオーミックコンタクトがとれていな
いと、ドレイン配線Ｄ1 〜Ｄm に印加されたデータ信号
が画素４２へ正確に書き込まれなくなり、有機ＥＬ表示
装置４１の画質が低下することになる。そこで、アルミ
合金膜から成るソース電極５３を設けることで、高濃度
のソース領域４８ａと陽極１０３とを直接接続した場合
に比べて、良好なオーミックコンタクトを得られるよう
にするわけである。
【００６９】ところで、ＴＦＴ４３において、各ドレイ
ン領域４７ａ，４７ｂがソース領域と呼ばれ、ドレイン
電極５１がソース電極と呼ばれ、各ソース領域４８ａ，
４８ｂがドレイン領域と呼ばれ、ソース電極５３がドレ
イン電極と呼ばれることがある。この場合、ドレイン配
線Ｄ1 〜Ｄm はソース配線と呼ばれ、ドレインドライバ
２０３はソースドライバと呼ばれる。
【００７０】尚、上記各実施形態は以下のように変更し
てもよく、その場合でも同様の作用および効果を得るこ
とができる。 ｛１｝第１〜第３実施形態において、各陽極１０３の間
だけにブラックマトリックス２，１３または高反射多層
膜２４を設けるのではなく、図１１に示す各発光領域Ｂ
に対応する各陽極１０３の表面だけが露出するように、
ブラックマトリックス２，１３または高反射多層膜２４
を形成する。つまり、各発光領域Ｂに対応する各陽極１
０３の表面を除く各陽極１０３の表面上にもブラックマ
トリックス２，１３または高反射多層膜２４を形成す
る。このようにすれば、上記した効果をさらに高めるこ
とができる。
【００７１】｛２｝有機ＥＬ素子１０９の各部材（各層
１０４〜１０７、陽極１０３、陰極１０８）の材質に
は、上記したもの以外に種々のものが提案されている。
しかし、本発明は有機ＥＬ素子の各部材の材質に関係な
く適用することができる。
【００７２】｛３｝有機ＥＬ素子１０９の構造には、図
１〜図６に示したもの以外に、第１ホール輸送層１０４
または第２ホール輸送層１０５のいずれか一方または両
方を省いた構造、電子輸送層１０７を省いた構造などが
ある。しかし、本発明はどのような素子構造の有機ＥＬ
素子に対しても適用することができる。
【００７３】｛４｝ＬＤＤ構造のＴＦＴ４３を、ＳＤ
（Single Drain）構造またはダブルゲート構造のＴＦＴ
に置き代える。 ｛５｝プレーナ型のＴＦＴ４３を、逆プレーナ型，スタ
ガ型，逆スタガ型などの他の構造のＴＦＴに置き代え
る。
【００７４】｛６｝能動層として多結晶シリコン膜を用
いるＴＦＴ４３を、能動層として非晶質シリコン膜を用
いるＴＦＴに置き代える。 ｛７｝ＴＦＴを画素駆動素子として用いたトランジスタ
型のアクティブマトリックス方式の有機ＥＬ表示装置だ
けでなく、バルクトランジスタを画素駆動素子として用
いたトランジスタ型や、ダイオード型のアクティブマト
リックス方式の有機ＥＬ表示装置に適用する。ダイオー
ド型の画素駆動素子には、ＭＩＭ（Metal Insulator Me
tal ），ＺｎＯ（酸化亜鉛）バリスタ，ＭＳＩ（Metal
Semi-Insulator），ＢＴＢ（Back To Back diode），Ｒ
Ｄ（Ring Diode）などがある。
【００７５】｛８｝第２実施形態または第３実施形態と
第４実施形態とを組み合わせて実施する。すなわち、第
４実施形態の画素４２におけるブラックマトリックス２
を、第２実施形態のブラックマトリックス１３に置き代
える。また、第４実施形態の画素４２におけるブラック
マトリックス２を、第３実施形態の多層に設けられた高
反射多層膜２４から成るブラックマトリックスに置き代
える。
【００７６】｛９｝有機ＥＬ素子を用いた表示装置だけ
でなく、無機ＥＬ素子を用いた表示装置に適用する。 以上、各実施形態について説明したが、各実施形態から
把握できる請求項以外の技術的思想について、以下にそ
れらの効果と共に記載する。
【００７７】（イ）請求項１１において、前記ホール輸
送層は第１ホール輸送層と第２ホール輸送層との２層構
造から成る有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた
表示装置。
【００７８】このようにすれば、発光効率の極めて高い
有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることが可能に
なり、表示装置の輝度をさらに向上させることができ
る。 （ロ）請求項１０において、前記発光素子層はＭＴＤＡ
ＴＡから成る第１ホール輸送層と、ＴＰＤから成る第２
ホール輸送層と、キナクリドン誘導体を含むＢｅｂｑ2
から成る発光層と、Ｂｅｂｑ2 から成る電子輸送層とを
備え、第２の電極はマグネシウム・インジウム合金から
成る有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装
置。
【００７９】このようにすれば、発光効率の高い緑色発
光の有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることが可
能になり、表示装置の輝度を向上させることができる。
【００８０】
【発明の効果】請求項１〜１０のいずれか１項に記載の
発明によれば、光学的クロストークを防止して高精細な
画像を得ることが可能なエレクトロルミネッセンス素子
を用いた表示装置を提供することができる。
【００８１】請求項２または請求項３に記載の発明によ
れば、複数設けられた第１の電極の間に絶縁性を有した
ブラックマトリックスが形成されているため、第１の電
極間の絶縁特性が改善され、リーク電流が流れ難くな
る。従って、エレクトロルミネッセンス素子のリーク電
流特性による光学的クロストークは発生し難くなる。ま
た、発光素子層から放たれた光が散乱したり光ガイドさ
れた場合でも、その光はブラックマトリックスによって
遮られ不要な場所から放出される恐れはない。従って、
所望の画素以外の場所が発光する恐れは少なくなり、エ
レクトロルミネッセンス素子の構造に起因する光散乱に
よる光学的クロストークは発生し難くなる。その結果、
表示装置のコントラストが良好になって解像度が向上す
るため、高精細な画像を得ることができる。
【００８２】請求項４に記載の発明によれば、発光素子
層から放たれた光が散乱したり光ガイドされた場合で
も、その光はブラックマトリックスによって遮られ不要
な場所から放出される恐れはない。ここで、ブラックマ
トリックスとして導電性を有した金属膜を用いた場合で
も、複数設けられた第１の電極の間に絶縁膜が形成され
ているため、第１の電極間の絶縁特性が改善され、リー
ク電流が流れ難くなる。従って、請求項３に記載の発明
と同様の作用および効果を得ることができる。
【００８３】請求項５に記載の発明によれば、複数設け
られた第１の電極の間に絶縁性を有したシリコン酸化膜
が形成されているため、第１の電極間の絶縁特性が改善
され、リーク電流が流れ難くなる。また、発光素子層か
ら放たれた光が散乱したり光ガイドされた場合でも、そ
の光はブラックマトリックスとして機能する高反射多層
膜によって遮られ不要な場所から放出される恐れはな
い。従って、請求項３に記載の発明と同様の作用および
効果を得ることができる。
【００８４】請求項６に記載の発明によれば、シリコン
酸化膜およびアモルファスシリコン膜屈折率および膜厚
を発光素子層の発光ピーク波長に対応して設定すること
により、高反射多層膜の全体としての反射率を高くする
ことができる。従って、請求項５に記載の発明の効果を
さらに高めることができる。
【００８５】請求項７に記載の発明によれば、単純マト
リックス方式の表示装置を得ることができる。請求項８
に記載の発明によれば、アクティブマトリックス方式の
表示装置を得ることができる。
【００８６】請求項９に記載の発明によれば、画素駆動
素子として薄膜トランジスタを用いることにより、トラ
ンジスタ型の優れた特徴を備えたアクティブマトリック
ス方式の表示装置を得ることができる。請求項１０に記
載の発明によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子
の優れた特徴を備えた表示装置を得ることができる。
【００８７】請求項１１に記載の発明によれば、発光効
率の高い有機エレクトロルミネッセンス素子を得ること
が可能になり、表示装置の輝度を向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の概略断面図。
【図２】第２実施形態の概略断面図。
【図３】第３実施形態の概略断面図。
【図４】第３実施形態を変更した実施形態の概略断面
図。
【図５】第４実施形態の概略断面図。
【図６】第４実施形態の要部概略断面図。
【図７】第４実施形態のブロック図。
【図８】第４実施形態の画素の等価回路図。
【図９】従来の形態の一部断面斜視図。
【図１０】従来の形態の一部概略断面図。
【図１１】第１〜第３実施形態および従来の形態の部分
透視平面図。
【符号の説明】
２，１３…ブラックマトリックス １２…絶縁膜 ２２…シリコン酸化膜 ２３…アモルファスシリコン膜 ４３…画素駆動素子としての薄膜トランジスタ １０２…透明絶縁基板 １０３…第１の電極としての陽極 １０４…発光素子層を構成する第１ホール輸送層 １０５…発光素子層を構成する第２ホール輸送層 １０６…発光素子層を構成する発光層 １０７…発光素子層を構成する電子輸送層 １０８…第２の電極としての陰極 １０９…有機エレクトロルミネッセンス素子

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ブラックマトリックスを備えたエレクト
    ロルミネッセンス素子を用いた表示装置。
  2. 【請求項２】 平行に配置された複数の第１の電極と、 平行に配置された複数の第２の電極と、第２の電極は第
    １の電極と交差するように配置されていることと、 第１の電極と第２の電極との間に挟まれた発光素子層と
    を備え、 少なくとも第１の電極と第２の電極との交差する領域を
    除いて、光が放射される側の発光素子層の表面を覆う絶
    縁性を有したブラックマトリックスが設けられたエレク
    トロルミネッセンス素子を用いた表示装置。
  3. 【請求項３】 透明絶縁基板上に平行に配置形成された
    複数の第１の電極と、 第１の電極の間から露出した透明絶縁基板上に形成され
    た絶縁性を有する遮光膜から成るブラックマトリックス
    と、 第１の電極およびブラックマトリックスの上に形成され
    た発光素子層と、 発光素子層上に平行に配置形成された複数の第２の電極
    とを備え、第２の電極は第１の電極と交差するように配
    置されているエレクトロルミネッセンス素子を用いた表
    示装置。
  4. 【請求項４】 透明絶縁基板上に平行に配置形成された
    複数の第１の電極と、 第１の電極の間から露出した透明絶縁基板上と、第１の
    電極の側壁部とに形成された絶縁膜と、 絶縁膜上に形成された遮光膜から成るブラックマトリッ
    クスと、 第１の電極およびブラックマトリックスの上に形成され
    た発光素子層と、 発光素子層上に平行に配置形成された複数の第２の電極
    とを備え、第２の電極は第１の電極と交差するように配
    置されているエレクトロルミネッセンス素子を用いた表
    示装置。
  5. 【請求項５】 透明絶縁基板上に平行に配置形成された
    複数の第１の電極と、 第１の電極の間から露出した透明絶縁基板上に形成され
    た高反射多層膜と、その高反射多層膜は少なくとも２層
    以上設けられていることと、 第１の電極および高反射多層膜の上に形成された発光素
    子層と、 発光素子層上に平行に配置形成された複数の第２の電極
    とを備え、第２の電極は第１の電極と交差するように配
    置されているエレクトロルミネッセンス素子を用いた表
    示装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の表示装置において、前
    記高反射多層膜は積層形成されたシリコン酸化膜とアモ
    ルファスシリコン膜とによって構成され、シリコン酸化
    膜およびアモルファスシリコン膜の屈折率および膜厚は
    発光素子層の発光ピーク波長に対応して設定されている
    エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置。
  7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項に記載の表
    示装置において、前記エレクトロルミネッセンス素子か
    ら成る画素がマトリックス状に配置された単純マトリッ
    クス方式の表示装置。
  8. 【請求項８】 請求項１〜６のいずれか１項に記載の表
    示装置において、前記エレクトロルミネッセンス素子を
    駆動する画素駆動素子を備え、エレクトロルミネッセン
    ス素子と画素駆動素子とから成る画素がマトリックス状
    に配置されたアクティブマトリックス方式の表示装置。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の表示装置において、前
    記画素駆動素子は薄膜トランジスタである表示装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか１項に記載の
    表示装置において、前記発光素子層が有機化合物から成
    る有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装
    置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の表示装置におい
    て、前記発光素子層は発光層と、少なくともホール輸送
    層または電子輸送層のいずれか一方とを備える有機エレ
    クトロルミネッセンス素子を用いた表示装置。
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