JPH11345689A

JPH11345689A - 表示装置

Info

Publication number: JPH11345689A
Application number: JP10151447A
Authority: JP
Inventors: Kazuhito Sato; 和仁佐藤
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1998-06-01
Filing date: 1998-06-01
Publication date: 1999-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】高コントラスト比の光アドレス指定による表
示装置を提供する。【解決手段】基板１０上に、互いにほぼ平行な複数の
導光路１４と、前記各導光路１４の一端にある有機ＥＬ
素子１Ａと、前記導光路１４上に前記導光路１４と交差
する複数のデータ電極１５と、を設ける。さらに、前記
導光路１４と前記複数のデータ電極１５との交点には、
アドレス指定光が前記導光路１４を介して入射されると
応答するフォトトランジスタと、フォトトランジスタの
応答により前記データ電極１５の電圧がアノード電極１
７に印加され、カソード電極１９との電位差により有機
ＥＬ層１８が発光する有機ＥＬ素子１Ｂが設けられてい
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、光を用いたアドレ
ス指定により所定の有機エレクトロルミネッセンス画素
が電気エネルギーを光に変換することにより画像を表示
する、光アドレス指定による表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画素としてエレクトロルミネッセンス
（ＥＬ）特性を有する有機ＥＬ表示パネルを有する表示
装置は、液晶の透過光を利用して画像を表示する液晶表
示素子と比較して、画素そのものの発光により直接画像
を表示するため、高視野角などの優れた特性を発揮する
と期待されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画素数
が多くなるにしたがい高デューティ駆動を行うと、クロ
ストークが発生してコントラスト比が低く、表示特性が
低いという問題がある。

【０００４】本発明は、上記問題点を解決するため、高
デューティ駆動においても高コントラスト比で表示でき
る表示装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１記載の発明は、基板上に互いにほぼ平行に
複数設けられた導光路と、前記各導光路の一端にそれぞ
れ設けられたアドレス指定光源と、前記導光路上に前記
導光路と交差するように設けられた複数のデータ電極
と、前記導光路と前記複数のデータ電極との交点に設け
られて、前記アドレス指定光源から発せられたアドレス
指定光により応答するフォトトランジスタと、前記フォ
トトランジスタ上に設けられる接続電極と、前記接続電
極上に設けられた前記接続電極の幅より広い幅を有する
透明電極と前記透明電極上に設けられた電界発光層と前
記電界発光層上に設けられた背面電極とからなる電界発
光素子と、を有することを特徴とする。

【０００６】この請求項１記載の発明によれば、アドレ
ス指定光源からアドレス指定光が照射されない場合、背
面電極とデータ電極との間に電位差が生じてもフォトト
ランジスタが高抵抗であるので電界発光素子の電界発光
層は発光せず、アドレス指定光源からのアドレス指定光
を導光路を介してフォトトランジスタに入射すると、フ
ォトトランジスタのスイッチによりデータ電極からの電
圧が透明電極に印加することができ、背面電極との電位
差により電界発光層が発光することができる。このよう
に光スイッチにより高コントラスト比でアクティブ駆動
できる。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の接
続電極が前記電界発光層の発光を遮光する性質を有する
ことを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の発明によれば、電界発光素
子からの発光がフォトトランジスタを応答する波長域を
含む場合に、この発光によるフォトトランジスタの誤作
動を防止することができる。

【０００９】請求項３記載の発明は、データ電極がフォ
トトランジスタを応答する波長域の光を遮光する性質を
有することを特徴とする。

【００１０】請求項３記載の発明によれば、データ電極
がフォトトランジスタを応答する波長域の光を遮光する
性質を有するので、フォトトランジスタを応答する波長
域を含む外光がフォトトランジスタに入射することを防
止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実
施の形態の有機ＥＬ表示装置の構成を示すブロック図で
ある。図示するように、この有機ＥＬ表示装置は、有機
ＥＬパネル１と、コントローラ２と、選択ドライバ３
と、データドライバ４とから構成される。

【００１２】有機ＥＬパネル１は、導光路を通じて導い
た光によって光アドレス方式により画像をｍ×ｎドット
でマトリクス表示する自発光表示素子であり、選択ドラ
イバ３及びデータドライバ４からの信号によって駆動さ
れる。図２は、有機ＥＬパネル１の構成を示す平面図、
図３は、図２のＫ−Ｋ線断面図である。

【００１３】図示するように、有機ＥＬパネル１は、光
アドレス部Ａｄ及び表示部Ｄｐに分けられる。有機ＥＬ
パネル１の基板１０は、透明のガラス又は樹脂によって
構成されており、その上に行方向に互いに平行に複数の
導光路１４が形成されている。導光路１４は、酸化亜鉛
と酸化インジウムの絶縁性化合物によって形成される。
導光路１４は、基板１０の部分より光の屈折率が高く、
光アドレス部Ａｄの有機ＥＬ素子１Ａが発した光を、基
板１０との界面で反射させながら表示部Ｄｐに導く。

【００１４】光アドレス部Ａｄの基板１０上には、各導
光路１４に対応して有機ＥＬ素子１Ａが設けられてい
る。有機ＥＬ素子１Ａは、基板１０の側から順次積層さ
れて形成されたアノード電極１１と、有機ＥＬ層１２
と、カソード電極１３とからなる。

【００１５】複数のアノード電極１１は、各導光路１４
上にそれぞれ対応して形成され、２０００程度の厚さ
でシート抵抗が８〜１０Ω程度のＩＴＯ（Indium Tin O
xide）やIn2O3(ZnO)ｘ（ｘ＞０）等の可視光に対して十
分な透過性を示す材料からなり、選択ドライバ３からの
選択信号が印加される。

【００１６】有機ＥＬ層１２は、複数のアノード電極１
１上に跨って形成されており、カソード電極１３側に形
成された電子輸送性発光層とアノード電極１１側に形成
された正孔輸送層の２層構造によって構成される。電子
輸送性発光層は、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］
キノリン）化ベリリウムからなり、正孔輸送層は、Ｎ，
Ｎ’−ジ（α−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−
１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンからなる。

【００１７】カソード電極１３は、有機ＥＬ層１２上
を、複数の導光路１４を跨ぐように形成され、有機ＥＬ
層１２の電子輸送性発光層に電子を注入する機能を有す
る厚さが例えば３０００〜５０００程度のＭｇ、Ｍｇ
Ａｇ、ＭｇＩｎ、Ａｌ、Ａｌ−Ｌｉ等の金属から形成さ
れている。またカソード電極１３は、コントローラ２か
らの信号電圧Ｖｃｏｍにより接地されている。

【００１８】アノード電極１１とカソード電極１３との
間に電圧が印加されると、有機ＥＬ層１２内部に電流が
流れ、正孔と電子とが再結合することによって励起され
たエネルギーを電子輸送性発光層が吸収することによっ
て発光する。なお、有機ＥＬ層１２は、電子輸送性発光
層の材料としてＢｅｂｑ２を用いていることにより、緑
色の光を発するものである。

【００１９】表示部Ｄｐの基板１０上には、複数のデー
タ電極１５が、互いに行方向の導光路１４と直交する列
方向に対して平行に形成されている。データ電極１５
は、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌの単体もしくはこれら単体を含む
合金などからなる、シート抵抗が低く、後述するフォト
トランジスタ１６をスイッチする波長域の光に対し不透
明な金属によって構成されている。データ電極１５に
は、データドライバ４からの信号が供給され、後述する
フォトトランジスタ１６のコレクタに接続される電極と
して用いられる。

【００２０】フォトトランジスタ１６は、データ電極１
５上にデータ電極１５に沿って形成され、図４に示すよ
うに、下から高濃度Ｎ型半導体層１６ａ、低濃度Ｎ型半
導体層１６ｂ、イントリンシックＳｉ層１６ｃ、高濃度
Ｐ型半導体層１６ｄ、イントリンシックＳｉ層１６ｅ及
び高濃度Ｎ型半導体層１６ｆがプラズマＣＶＤ法によっ
て積層されたＮＰＮ型のバイポーラトランジスタを構成
している。

【００２１】高濃度Ｎ型半導体層１６ａは、フォトトラ
ンジスタ１６のコレクタとなり、例えば５（nm）の層厚
を有する。低濃度Ｎ型半導体層１６ｂは、ドープされた
不純物が高濃度Ｎ型半導体層１６ａよりも低濃度である
半導体層であり、例えば５(nm)の層厚を有する。イント
リンシックＳｉ層１６ｃは、例えば２００〜７００（n
m）の層厚を有する。高濃度Ｐ型半導体層１６ｄは、フ
ォトトランジスタ１６のベースとなり、例えば２０（n
m）の層厚を有する。イントリンシックＳｉ層１６ｅ
は、例えば２０（nm）の層厚を有する。高濃度Ｎ型半導
体層１６ｆは、例えば７０（nm）の層厚を有する。

【００２２】フォトトランジスタ１６の上には、フォト
トランジスタ１６のエミッタに接続される電極２０が、
フォトトランジスタ１６に沿って形成されている。そし
てフォトトランジスタ１６の周囲には、後述する有機Ｅ
Ｌ素子１Ｂの発光する波長域に対して透過性を示す透明
絶縁膜２８が設けられている。

【００２３】電極２０上及び透明絶縁膜２８上には、ｍ
×ｎのマトリクス状に配置された矩形の有機ＥＬ素子１
Ｂが設けられている。有機ＥＬ素子１Ｂは、下から可視
光に対して十分な透過性を示すＩＴＯ（Indium Tin Oxi
de）やIn2O3(ZnO)ｘ（ｘ＞０）等からなる矩形のアノー
ド電極１７と、複数のアノード電極１７に跨って形成さ
れた１枚の有機ＥＬ層１８と、複数のアノード電極１７
に跨ぐように有機ＥＬ層１８上に形成された１枚のカソ
ード電極１９とから構成される。各有機ＥＬ素子１Ｂは
発光領域を正孔を注入するアノード電極１７の形状によ
り設定され、アノード電極１７の列方向の幅は電極２０
の列方向の幅より広く設定されている、このアノード電
極１７は有機ＥＬ素子１Ａのアノード電極１１と一括し
て同一工程で形成され、有機ＥＬ層１８は有機ＥＬ素子
１Ａの有機ＥＬ層１２と一括して同一工程で形成され、
カソード電極１９は有機ＥＬ素子１Ａのカソード電極１
３と一括して同一工程で形成される。従って、それぞれ
の構成、特性は有機ＥＬ素子１Ａのものと同一である。
また、カソード電極１９はコントローラ２からの信号電
圧Ｖｃｏｍにより接地されている。

【００２４】フォトトランジスタ１６において、ベース
である高濃度Ｐ型半導体層１６ｄに励起光が照射される
ことによって高濃度Ｐ型半導体層１６ｄ内にキャリアが
発生してエネルギー障壁が減少し、コレクタ−エミッタ
間が低抵抗化し、コレクタ−エミッタ間に所定の電圧が
印加されるとコレクタ−エミッタ間に電流が流れる。こ
れにより、カソード電極１９及びアノード電極１７間に
所定の電位差が発生し、有機ＥＬ層１２にも電流が流
れ、有機ＥＬ素子１Ｂの有機ＥＬ層１８が発光する。一
方、ベースに励起光が照射されていないときは、ベース
にエネルギー障壁があるため、コレクタ−エミッタ間が
高抵抗であるため、カソード電極１９及びアノード電極
１７間の電位差は実質的になく、有機ＥＬ層１８は発光
しない。フォトトランジスタ１６は、図５に示すような
静特性を示し、コレクタ−エミッタ間電圧が所定値以上
となると、コレクタ−エミッタ間電流が飽和するように
設定されている。

【００２５】また、データ電極１５の取り出し端子、光
アドレス部Ａｄの有機ＥＬ素子１Ａのアノード電極１１
の取り出し端子及びカソード電極１３の取り出し端子、
並びに表示部Ｄｐの有機ＥＬ素子１Ｂのカソード電極１
９の取り出し端子を除いて、透明樹脂からなる封止部材
２９によって封止されている。そして、この封止部材２
９の上に、コントラスト比を高くするためにブラックマ
スク３０が設けられている。

【００２６】上記のように構成された有機ＥＬパネル１
の１画素分の等価回路図を図６に示す。図示するよう
に、有機ＥＬパネル１の１画素は、カソード電極１９が
接地された有機ＥＬ素子１Ｂと、エミッタが有機ＥＬ素
子１Ｂのアノード電極１７に接続され、コレクタがデー
タ電極１５に接続されて正電位又は０（Ｖ）の画像デー
タ電圧Ｖdataが印加され、ベースに有機ＥＬ素子１Ａか
らの励起光が入射することによってコレクタ−エミッタ
間電圧に応じてコレクタ−エミッタ間に電流が流れるフ
ォトトランジスタ１６とから構成されるものとなる。

【００２７】図１のコントローラ２は、外部から供給さ
れたビデオ信号中の輝度信号に基づいて２階調の画像信
号ＩＭＧを抽出し、データドライバ４に供給する。また
コントローラ２は、ビデオ信号中の水平同期信号及び垂
直同期信号に基づいて、選択ドライバ３を制御するため
の選択制御信号ＳＣＯＮＴ、及びデータドライバ４を制
御するためのデータ制御信号ＤＣＯＮＴを生成し、生成
された選択制御信号ＳＣＯＮＴ及びデータ制御信号ＤＣ
ＯＮＴを、画像信号ＩＭＧの出力タイミングに合わせ
て、それぞれ所定タイミングで選択ドライバ３あるいは
データドライバ４に供給する。

【００２８】選択ドライバ３は、コントローラ２から供
給された選択制御信号ＳＣＯＮＴに従って、０（Ｖ）か
ら負電位の間の非選択状態の信号と一定の正電位の選択
状態の信号のいずれからからなる選択信号Ｙ１〜Ｙｎを
出力し、光アドレス部Ａｄの有機ＥＬ素子１Ａのアノー
ド電極１１に印加する。すなわち、選択信号Ｙ１〜Ｙｎ
は、いずれか１つのみが排他的に選択状態の信号で正電
位となり、他は非選択状態の信号となり、選択制御信号
ＳＣＯＮＴに応じて選択状態の信号がＹ１、Ｙ２、Ｙ３
・・・の順で有機ＥＬパネル１に供給される。各選択信
号の選択期間は、（１フレーム期間÷ｎ）となる。

【００２９】データドライバ４は、コントローラ２から
供給されるデータ制御信号ＤＣＯＮＴに従って、コント
ローラ２から供給された画像信号ＩＭＧを順次取り込
む。データドライバ４は、１行分の画像信号ＩＭＧを取
り込むと、コントローラ２から供給されたデータ制御信
号ＤＣＯＮＴに従って、取り込んだ１行分の画像信号Ｉ
ＭＧを所定のレベルに変換した駆動信号Ｘ１〜Ｘｍ（０
（Ｖ）または画像データ電圧Ｖdata（Ｖ））を表示部Ｄ
ｐのデータ電極１５に印加する。

【００３０】以下、この実施の形態の有機ＥＬ表示装置
の駆動動作について説明する。

【００３１】１フレーム期間が開始する前の前のフレー
ム期間において、選択ドライバ３によって第ｑ行が選択
されているとき（第ｑ行の選択期間）に、データドライ
バ４は、コントローラ２から供給されるデータ制御信号
ＤＣＯＮＴに従って第（ｑ＋１）行の画像信号ＩＭＧを
順次取り込んでいく。

【００３２】前のフレーム期間が終了すると、コントロ
ーラ２は、選択ドライバ３に選択制御信号ＳＣＯＮＴを
出力し、選択ドライバ３から第１行の選択信号Ｙ１を正
電位とさせて出力させる。これにより、光アドレス部Ａ
ｄの第１行の有機ＥＬ素子１Ａに順バイアス電圧がかか
り、第１行の有機ＥＬ素子１Ａがアドレス光を発する。
発光したアドレス光は、第１行の導光路１４を通じて光
入射用開口部１５ａから第１行のフォトトランジスタ１
６に入射される。フォトトランジスタ１６は、この光を
吸収することによってベースにキャリアを発生させる。
この発生したキャリアによってエネルギー障壁が取り除
かれ、第１行のフォトトランジスタ１６が低抵抗化す
る。

【００３３】選択ドライバ３が、上記のように第１行が
選択されているとき（第１行の選択期間）に、データド
ライバ４は、コントローラ２から供給されるデータ制御
信号ＤＣＯＮＴに従って、前のフレームの第ｎ行の選択
期間で取り込んだ第１行の画像信号ＩＭＧに対応する０
（Ｖ）または正電位の駆動信号Ｘ１〜Ｘｍをデータ電極
１５に出力する。このように第ｑ行の選択期間におい
て、データドライバ４は、第ｑ行に駆動信号Ｘ１〜Ｘｍ
を出力するとともにコントローラ２から供給されるデー
タ制御信号ＤＣＯＮＴに従って第（ｑ＋１）行の画像信
号ＩＭＧを順次取り込んでいく。

【００３４】次に、第１行の選択期間が終了すると、コ
ントローラ２は、選択ドライバ３に選択制御信号ＳＣＯ
ＮＴを出力し、選択ドライバ３から第２行の選択信号Ｙ
２を正電位とさせて出力させる。これにより、光アドレ
ス部Ａｄの第２行の有機ＥＬ素子１Ａに順バイアス電圧
がかかり、第２行の有機ＥＬ素子１Ａがアドレス光を発
する。発光したアドレス光は、第２行の導光路１４を通
じて光入射用開口部１５ａから第２行のフォトトランジ
スタ１６に入射される。フォトトランジスタ１６は、こ
の光を吸収することによってベースにキャリアを発生さ
せる。この発生したキャリアによってエネルギー障壁が
取り除かれ、第２行のフォトトランジスタ１６が低抵抗
化する。

【００３５】選択ドライバ３が、上記のように第２行が
選択されているとき（第２行の選択期間）に、データド
ライバ４は、コントローラ２から供給されるデータ制御
信号ＤＣＯＮＴに従って、第１行の選択期間で取り込ん
だ第２行の画像信号ＩＭＧに対応する０（Ｖ）または正
電位の駆動信号Ｘ１〜Ｘｍをデータ電極１５に出力す
る。この第２行の選択期間において、データドライバ４
は、また、コントローラ２から供給されるデータ制御信
号ＤＣＯＮＴに従って第３行の画像信号ＩＭＧを順次取
り込んでいく。

【００３６】以下同様にして、選択ドライバ３は、順次
各行を選択していき、その選択期間中に前の行の選択期
間で取り込んだ当該行の画像信号ＩＭＧに対応する駆動
信号Ｘ１〜Ｘｍをデータ電極１５に出力していく。こう
して、１フレーム期間全体で１フレーム分の画像が有機
ＥＬパネル１の表示部Ｄｐに表示される。以下、上記の
駆動動作による表示部Ｄｐの有機ＥＬ素子１Ｂの発光に
ついて、図７（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。な
お、ここでは、２行２列分の有機ＥＬ素子１Ｂの発光に
ついてのみ説明するものとし、この図中、上から第１行
及び第２行、左から第１列及び第２列と呼ぶものとす
る。そして、図示するように、各画素を画素１−１、画
素１−２、画素２−１、画素２−２と呼ぶこととする。

【００３７】第１行の選択期間では、図７（Ａ）に示す
ように、第１行の導光路１４を通じて画素１−１及び画
素１−２に対応するフォトトランジスタ１６に光が入射
する。これにより、画素１−１及び画素１−２に対応す
るフォトトランジスタ１６が低抵抗化する。一方、第２
行の画素２−１及び画素２−２に対応するフォトトラン
ジスタ１６には光が入射せず、フォトトランジスタ１６
は高抵抗である。このとき、画像信号ＩＭＧに従って第
１列のデータ電極兼エミッタ電極１５に０（Ｖ）を、第
２列のデータ電極１５にＶdata（Ｖ）をそれぞれデータ
ドライバ４から印加する。有機ＥＬ素子１Ｂのカソード
電極１９には、０（Ｖ）が印加されているので、データ
電極１５とカソード電極１９との間の電圧は、画素１−
１では０（Ｖ）、画素１−２ではＶdata（Ｖ）、画素２
−１では０（Ｖ）、画素２−２ではＶdata（Ｖ）とな
る。

【００３８】データ電極１５とカソード電極１９との間
の電圧がこのようになった場合、画素１−１及び画素２
−１に対応する有機ＥＬ素子１Ｂは、アノード電極１７
とカソード電極１９との間の電圧がいずれにしても０
（Ｖ）なので、発光しない。画素１−２対応するフォト
トランジスタ１６が低抵抗となっているため、画素１−
２に対応する有機ＥＬ素子１Ｂのアノード電極１７とカ
ソード電極１９との間に電流が流れ、画素１−２に対応
する有機ＥＬ素子１Ｂが発光して基板１０側に出射し表
示する。一方、画素２−２に対応するフォトトランジス
タ１６が高抵抗となっているため、画素１−２に対応す
る有機ＥＬ素子１Ｂのアノード電極１７とカソード電極
１９との間に電圧Ｖdata（Ｖ）が分圧されず、電極間に
印加される電圧は、ほぼ０（Ｖ）もしくは有機ＥＬ素子
１Ｂの閾値未満の電圧値となる。このため、画素２−２
に対応する有機ＥＬ素子１Ｂは、意図しない電圧が印加
されて発光することがない。すなわち、クロストークの
発生がない。

【００３９】第２行の選択期間では、図７（Ｂ）に示す
ように、第２行の導光路１４を通じて画素２−１及び画
素２−２に対応するフォトトランジスタ１６に光が入射
する。これにより、画素２−１及び画素２−２に対応す
るフォトトランジスタ１６が低抵抗化する。一方、第１
行の画素１−１及び画素１−２に対応するフォトトラン
ジスタ１６には光が入射せず、フォトトランジスタ１６
は再び高抵抗となる。このとき、第１列データ電極１５
にＶdata（Ｖ）、第２列のデータ電極１５に０（Ｖ）の
駆動信号を印加したとする。第１行の選択期間で発光し
ていた画素１−１、１−２に対応する有機ＥＬ素子１Ｂ
は、対応するフォトトランジスタ１６が高抵抗となるこ
とによって発光しない。すなわち、意図しない電圧の印
加によって発光しない。このかわりに、対応するフォト
トランジスタ１６が低抵抗となった画素２−１に対応す
る有機ＥＬ素子１Ｂが、電極間の電圧がほぼＶdata
（Ｖ）となるために発光する。また、画素２−２に対応
する有機ＥＬ素子１Ｂは、対応するフォトトランジスタ
１６が低抵抗であるが、アノード電極１７とカソード電
極１９との間に印加された電圧が０（Ｖ）であるので発
光しない。

【００４０】以上説明したように、この実施の形態の有
機ＥＬ表示装置では、選択ドライバ３によって選択さ
れ、選択信号Ｙ１〜Ｙｎがアノード電極１１に印加され
ると、有機ＥＬ素子１Ａが発光する。この発光した光
は、対応する導光路１４を通じて透明絶縁膜２８からフ
ォトトランジスタ１６に入射され、フォトトランジスタ
１６のベースにキャリアが発生する。このため、データ
ドライバ４からデータ電極１５に正電位のデータ信号Ｘ
１〜Ｘｎが印加されると、フォトトランジスタ１６に順
バイアス電圧がかかり、コレクタ−エミッタ間に電流が
流れる。そして、フォトトランジスタ１６に接続された
有機ＥＬ素子１Ｂに電流が流れることによって発光す
る。一方、選択ドライバ３によって選択されていない有
機ＥＬ素子１Ａは発光せず、対応するフォトトランジス
タ１６のコレクタ−エミッタ間は高抵抗のままとなる。
このため、データドライバ４からデータ電極１５に正電
位のデータ信号Ｘ１〜Ｘｎが印加されても、有機ＥＬ素
子１Ｂに電圧が印加されない。従って、この実施の形態
の有機ＥＬ表示装置は、クロストークが発生しない高画
質の画像を表示することができる。

【００４１】また、データドライバ４から出力する正電
位のデータ信号Ｘ１〜Ｘｎは、フォトトランジスタ１６
のエミッタ電流が飽和する領域にて駆動するものとして
いる。各フォトトランジスタ１６の静特性にばらつきが
あっても、有機ＥＬ素子１Ｂを流れる飽和電流にばらつ
きはほとんど生じない。このため、図８に示すように選
択される有機ＥＬ素子１Ｂに流れるＥＬ電流が一定であ
るので、フォトトランジスタ１６の静特性のばらつきが
仮にあるにも関わらず、各有機ＥＬ素子１Ｂをほぼ同じ
輝度で発光させることができ、有機ＥＬパネル１全体の
輝度を均一にすることができる。

【００４２】また、この実施の形態の有機ＥＬパネル１
では、画素に対応して設けられる有機ＥＬ素子１Ｂは、
フォトトランジスタ１６に積層されて形成されている。
このため、各画素の有機ＥＬ素子１Ｂの周囲にアクティ
ブ素子を形成する必要がない。従って、この実施の形態
の有機ＥＬ表示装置に用いられている有機ＥＬパネル１
は、画素の開口率が大きいものとなる。フォトトランジ
スタ１６を励起する波長域を含む外光が基板１０側から
フォトトランジスタ１６に向けて入射してもデータ電極
１５が遮光性の材料からなるためフォトトランジスタ１
６には入射されず、外光による誤作動を起こすことはな
い。

【００４３】次に、有機ＥＬパネル１の製造方法につい
て説明する。

【００４４】まず、基板１０上の不要部分にメタルマス
クをかぶせて、酸化亜鉛と酸化インジウムからなる化合
物をＣＶＤやスパッタリングにより所定厚ほど被覆して
導光路１４を形成する。続いて、基板１０上にＣｒやＡ
ｇやＣｕなどを真空蒸着法により５００ほど積層させ
てから不要部分を取り除いたり、あるいは予め前記不要
部分にメタルマスクをかぶせた状態でＣｒやＡｇやＣｕ
などを真空蒸着法により５００ほど積層させることに
より、導光路１４に直交する複数のデータ電極１５，１
５・・・を形成する。

【００４５】次に、基板１０上の導光路１４と複数のデ
ータ電極１５，１５・・・との交点を含んだ所定領域以
外にメタルマスクをかぶせたのちに、各半導体層１６ａ
〜１６ｆを順次プラズマＣＶＤ法により作成し、続いて
ＣｒやＡｇやＣｕ、Ａｌなどの単体またはこの単体を含
む合金を真空蒸着法により２０００ほど堆積させ、電
極２０・・・を作成する。

【００４６】次に、光アドレス部Ａｄを形成する位置
と、データ電極１５，１５・・・と各半導体層１６ａ〜
１６ｆと電極２０・・・と、を除いた基板１０上の部分
に、透明絶縁膜２８を、データ電極１５の厚さとフォト
トランジスタ１６の厚さと電極２０の厚さとを足した厚
さほど塗布する。

【００４７】次に、メタルマスクをかぶせて不要部を覆
い、酸素を加えた雰囲気下にてスパッタリングを行うこ
とにより、導光路１４上の光アドレス部Ａｄを形成する
位置と、及び表示部Ｄｐを形成する位置と、に酸素雰囲
気中でＩＴＯ（Indium Tin Oxide）又はIn2O3(ZnO)ｘ
（ｘ＞０）を積層させ、アノード電極１１，１７を作成
する。

【００４８】次に、メタルマスクを用いて、アノード電
極１１，１７上及び透明絶縁膜２８上に有機ＥＬ層１
２，１８を積層させ、続いて、ＡｌやＣｒやＡｇやＣｕ
などの金属単体又は合金を真空蒸着法により２０００
ほど堆積させ、カソード電極１３と、カソード電極１
９，１９・・・とを作成する。

【００４９】次に、形成された各構成部材を透明樹脂か
らなる封止部材２９によって封止する。さらに封止部材
２９の上にブラックマスク３０を取り付けて、図３に示
す構造を有する有機ＥＬパネル１を完成させる。

【００５０】上述の構成を有する光アドレスによる有機
ＥＬパネル１において、高濃度Ｎ型半導体層１６ｆの上
には真空蒸着法により形成可能な金属薄膜製の電極２０
を配置しており、また、電極２０の上にアノード電極１
７を配置しているので、高濃度Ｎ型半導体層１６ｆの表
面は、酸素雰囲気中で行われるアノード電極１７製造工
程において露出されないので高濃度Ｎ型半導体層１６ｆ
の表面は酸化されずアノード電極１７との導通不良を生
じない。また、有機ＥＬ層１２，１８の上に形成される
カソード電極１３，１９も真空蒸着法により形成可能な
金属薄膜なので、有機ＥＬ層１２，１８はアノード電極
１１、１７製造工程に起因する酸化による発光特性の低
下を生じない。

【００５１】また、導光路１４に酸化亜鉛と酸化インジ
ウムの絶縁性化合物を用いており、さらにはフォトトラ
ンジスタ１６としてａ−Ｓｉを用いているので、有機Ｅ
Ｌ素子１Ｂの微細構造化を比較的容易に行うことが可能
なため、同一表示面積においてより多くの画素を作成で
きる。従って、より分解能の高い画像を容易に得ること
ができる。

【００５２】さらに、有機ＥＬ素子１Ｂの有機ＥＬ層１
８からの発光は、電極２０により遮光されるため、有機
ＥＬ層１８からの発光によりフォトトランジスタ１６を
低抵抗化させることはないので、光アドレス指定による
有機ＥＬパネル１の誤動作の原因となることはない。

【００５３】また、上述した光アドレス指定による有機
ＥＬパネル１によると、アノード電極１１とアノード電
極１７とは同時に形成され、続いて有機ＥＬ層１２と有
機ＥＬ層１８とは同時に形成され、さらに続いてカソー
ド電極１３とカソード電極１９とは同時に形成される。
そのため、有機ＥＬ素子１Ａはアノード電極１７と有機
ＥＬ層１８とカソード電極１９とを形成する工程により
形成されるので、製造工程を簡略化できる。

【００５４】なお、導光路１４の材料及び形成方法とし
ては、上述した材料及び方法に限られるものではなく、
基板１０の内部にＰｂ等のイオンをドーピングし、高温
雰囲気下においてＰｂを基板１０表層に拡散させる方法
を用いてもよい。また、フォトトランジスタ１６のかわ
りに、従来技術と同様の構造を有するフォトダイオード
を用いてもよい。さらに、有機ＥＬ素子１Ｂのカソード
電極１９が有機ＥＬ層１８の光に対し透過性があれば有
機ＥＬ素子１Ｂのカソード電極１７、有機ＥＬ層１８及
びアノード電極１９とする逆順で表裏を反転するような
配置にしてアノード電極１９を電極２０に接続させ、さ
らにフォトトランジスタ１６のエミッタ及びコレクタを
反転させた構造でもよい。同様に有機ＥＬ素子１Ａのカ
ソード電極１３、有機ＥＬ層１２及びアノード電極１１
を逆順で表裏を反転させた構造にしてもよい。また、有
機ＥＬ素子１Ａ、１Ｂは同じ材料からなる有機ＥＬ層１
２、１８からなるが、有機ＥＬ層材料又は印加電圧の制
御により互いに異なる波長域の光を発光するように設定
してもよい。この場合、有機ＥＬ層１８が可視光を発光
し、有機ＥＬ層１２が非可視光、例えば紫外線を発光す
るように設定し、フォトトランジスタ１６はこの非可視
光に励起されて低抵抗化するように設定することが望ま
しい。さらに、可視光の光に対し表示に十分な程度に透
過性を示し、非可視光に対し少なくとも外部からの光の
うちの非可視光成分によりフォトトランジスタ１６が低
抵抗化しない程度の不透過性を示す非可視光遮光部材を
基板１０の表示部Ｄｐのうち、フォトトランジスタ１６
より視認する側に設けることが望ましい。

【００５５】上記の実施の形態では、導光路１４内にお
いて、アドレス光がより多く基板１０との界面で反射す
るため、すなわち全反射の臨界角を小さくするために
は、基板１０の屈折率ｎ１と、導光路１４の屈折率ｎ２
は、ｎ２ｎ１の関係になることが望ましい。すなわ
ち、この関係を満たすように、基板１０と導光路１４の
材料を選択することが望ましい。そして、アドレス光が
アノード電極１１から導光路１４に進行する際に透明電
極層１１ａと導光路１４との界面での反射を抑制するた
めには、アノード電極１１の屈折率ｎ３が、ｎ２ｎ３
あるいはｎ２≧ｎ３の関係になることが望ましい。ま
た、導光路１４をによって導かれたアドレス光が導光路
１４に接するフォトトランジスタ１６のエミッタ又はコ
レクタに効率よく入射するためには、透明絶縁膜２８の
屈折率ｎ４は、ｎ２ｎ４あるいはｎ２≦ｎ４の関係に
なることが望ましい。

【００５６】上記の実施の形態では、フォトトランジス
タ１６にはＮＰＮ型のものを用いたが、本発明ではＰＮ
Ｐ型のフォトトランジスタを用いることもできる。また
上記の実施の形態では、有機ＥＬ素子１Ｂが発光／非発
光の２階調であったがデータ電極１５に印加される電圧
を制御し３値以上の階調制御を行ってもよい。

【００５７】上記の実施の形態では、１フレーム画像
は、選択ドライバ３により各導光路１４毎に１回の選択
して行っていた。しかしながら、１フレームを複数のサ
ブフレームに分割して駆動する場合にも、上記の実施の
形態の有機ＥＬ表示装置を適用することができる。また
フォトトランジスタ１６のコレクタ−エミッタ間電流
は、ベースに入射する光の強度（輝度×照射時間）によ
って増加するため、光アドレス部Ａｄの有機ＥＬ素子１
Ａの輝度を調整することによって、表示部Ｄｐの有機Ｅ
Ｌ素子１Ｂの輝度を変化させることができる。

【００５８】上記の実施の形態では、単色発光表示であ
ったが、表示部Ｄｐの各画素が所定の順序で、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色を発することができ
るように有機ＥＬ層１８に適用する材料を選ぶことによ
って、マルチカラー表示あるいはフルカラー表示を行う
ことも可能である。また、このように有機ＥＬ層１８に
適用する材料を画素毎に変えるかわりに、所定の波長域
の光をＲ、Ｇ、Ｂの３色の光に変換する光変換層を用い
たり、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のカラーフィルタを用いてカラ
ー表示を行ってもよい。上記の実施の形態では、導光路
１４から導かれた光を吸収してキャリアを発生するアク
ティブ素子としてａ−Ｓｉからなるフォトトランジスタ
１６を用いていた。しかしながら、本発明は、フォトダ
イオードなどの光を吸収してキャリアを発生させる性質
を有する他のアクティブ素子を使用した自発光表示素子
（装置）にも適用することができる。上記の実施の形態
では、本発明を有機ＥＬ層を発光層として用いた有機Ｅ
Ｌ表示素子（装置）に適用した場合について説明した。
しかしながら、本発明は、無機ＥＬ素子などの他の発光
素子を使用した自発光表示素子（装置）にも適用するこ
とができる。

【００５９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、アドレス
指定光源からアドレス指定光が照射されない場合、背面
電極とデータ電極との間に電位差が生じてもフォトトラ
ンジスタが高抵抗であるので電界発光素子の電界発光層
は発光せず、アドレス指定光源からのアドレス指定光を
導光路を介してフォトトランジスタに入射すると、フォ
トトランジスタのスイッチによりデータ電極からの電圧
が透明電極に印加することができ、背面電極との電位差
により電界発光層が発光することができる。このように
光スイッチにより高コントラスト比でアクティブ駆動で
きる。また、請求項２記載の発明によれば、電界発光素
子からの発光がフォトトランジスタを応答する波長域を
含む場合に、この発光によるフォトトランジスタの誤作
動を防止することができる。さらに請求項３記載の発明
によれば、データ電極がフォトトランジスタを応答する
波長域の光を遮光する性質を有するので、フォトトラン
ジスタを応答する波長域を含む外光がフォトトランジス
タに入射することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態としての有機ＥＬ表示
装置の構造を示す回路図である。

【図２】図１の有機ＥＬパネル１を示す平面図である。

【図３】図２の有機ＥＬパネル１の構造を示す断面図で
ある。

【図４】図３のフォトトランジスタ１６の構造を示す断
面図である。

【図５】図３のフォトトランジスタ１６の飽和電流を示
す特性図である。

【図６】有機ＥＬ素子１Ａと１画素に相当する有機ＥＬ
素子１Ｂの構成を示す回路図である。

【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、ともに有機ＥＬ表示装置の
駆動を示す図である。

【図８】有機ＥＬ素子１Ｂの輝度特性を示す図である。

【符号の説明】

１有機ＥＬパネル１０ガラス基板（基板）１１、１７アノード電極１２、１８有機ＥＬ層１３、１９カソード電極１４導光路１５データ電極１６フォトトランジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に互いにほぼ平行に複数設けられた
導光路と、前記各導光路の一端にそれぞれ設けられたアドレス指定
光源と、前記導光路上に前記導光路と交差するように設けられた
複数のデータ電極と、前記導光路と前記複数のデータ電極との交点に設けられ
て、前記アドレス指定光源から発せられたアドレス指定
光により応答するフォトトランジスタと、前記フォトトランジスタ上に設けられる接続電極と、前記接続電極上に設けられた前記接続電極の幅より広い
幅を有する透明電極と、前記透明電極上に設けられた電
界発光層と、前記電界発光層上に設けられた背面電極
と、からなる電界発光素子と、を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】前記接続電極は、前記電界発光層の発光を
遮光する性質を有することを特徴とする請求項１記載の
表示装置。
【請求項３】前記データ電極は、前記フォトトランジス
タを応答する波長域の光を遮光する性質を有することを
特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。