説明

有機EL表示装置

【課題】電源線に十分な電流容量を確保する配線幅とすると共に開口率を増大させて高輝度化を実現する。
【解決手段】透明基板SUBの主面に画素毎に形成した下部電極BELと、下部電極のそれぞれの上に積層されて所定の色光を発する複数の有機EL層ILLと、複数の有機EL層を共通に覆って成膜した上部電極UELとを有し、この上部電極を反射性として有機EL素子の発光を透明基板SUB側から出射させる。透明基板SUBの内面に、互いに交差して配置された複数の信号線DLと複数の走査線GL、信号線と走査線で囲まれた各画素領域PXに設けられた有機EL層ILLを有する画素回路と、有機EL層に電流を供給する電源線PLを有し、電源線PLを画素領域PXを横切って配置した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機EL表示装置に係り、特に高輝度化を図るための画素領域の拡大に好適なものである。
【背景技術】
【0002】
フラットパネル型の表示装置として液晶表示装置(LCD)やプラズマ表示装置(PDP)、電界放出型表示装置(FED)、有機EL表示装置(OLED)などが実用化ないしは実用化研究段階にある。中でも、有機EL表示装置は薄型・軽量の自発光型表示装置の典型としてこれからの表示装置として極めて有望な表示装置である。有機EL表示装置には、所謂ボトムエミッション型とトップエミッション型とがある。本発明は、ボトムエミッション型の有機EL表示装置に適用される。
【0003】
ボトムエミッション型の有機EL表示装置は、ガラス基板などの透明基板の内面に画素毎に形成した透明な一方の電極(下部電極)上に所定の色光で発光する多層構造の有機EL発光層(有機EL素子)を積層し、その上に成膜された反射性の他方の電極(上部電極)で構成される。そして、下部電極と上部電極の間に電圧を加えることで、有機EL素子にホールとキャリアを注入して所定の周波数(色光)の発光を透明基板側に出射する。この画素を二次元(マトリクス)に複数配置することで画像表示を行う。このような表示装置を開示したものとしては、例えば特許文献1を挙げることができる。特許文献1には、画像の1フレーム当りの1画素の明るさを表示データで制御することで良好な動画表示特性を持たせた有機EL表示装置が開示されている。
【特許文献1】特開2003−122301号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
図6は、従来のボトムエミッション型の有機EL表示装置の1画素付近の構造例を説明する図で、図6(a)は平面図、図6(b)は図6(a)のX−X'線に沿った断面図を示す。1画素の発光領域PXは、信号線(データ線)DL(m),DL(m+1)と走査線GL(n),GL(n+1)で囲まれた領域に形成される。また、信号線DL(m),DL(m+1)と並行で、かつ発光領域PXの外側に電源線(有機EL素子への電流供給線)PL(m),PL(m+1)が設けられている。
【0005】
ガラスを好適とする透明基板SUBの主面(内面)に信号線、走査線、電源線が形成され、その上にパス膜PASを介して画素毎に下部電極BELが形成される。この有機EL表示装置では、図6(b)に示したように、発光領域PXの両側に形成した絶縁膜からなる堤状部(バンク)BNKを有する。すなわち、バンクBNKの内縁BNK−Aが発光領域PXを規定する開口領域となる。
【0006】
有機EL素子は、透明な下部電極BELの上層に積層した多層構造の有機EL発光層ILLと、複数画素に共通に成膜された上部電極UELで構成される。上部電極UELはクロム−モリブデン(Cr−Mo)やモリブデン−タングステン(Mo−W)を好適とする反射性の金属電極からなる。なお、下部電極BELはITO(インジウム・チン・オキサイド)あるいはIZO(インジウム・ジンク・オキサイド)などの透明導電膜で構成される。また、信号線、走査線、電源線にはアルミニウムが好適である。
【0007】
この画素は、走査線GL(n+1)で選択される。信号線DL(m)から供給される表示データは第1の薄膜トランジスタ(スイッチング・トランジスタ)TFT1を通して容量Cstgに蓄積され、表示タイミングで第2の薄膜トランジスタ(ドライブ・トランジスタ)TFT2が導通して、容量Cstgに蓄積された表示データの大きさに応じた電流を電源線PL(m)から下部電極BELに供給する。下部電極BELから有機EL発光層ILLを通して上部電極UELに電流が流れる途上で、有機EL発光層ILL内でホールと電子との中和で発光が生じる。この発光は発光領域PXから透明基板SUBの外側に出射する。
【0008】
発光領域PXの大きさ、すなわち画素の開口率はバンクBNKの幅で決まる。図6の構成では信号線DL(m)と電源線PL(m)を覆って形成されるため、その幅が広くなり、バンクBNKの内縁BNK−Aが発光領域PX内に大きくはみ出してしまう。このバンクBNKの幅を狭くするためには、信号線DL(m)と電源線PL(m)の配線幅を細くしたり、両配線の間隔を小さくすればよい。しかし、配線幅や間隔の狭小化には限度があり、特に電源線PL(m)には大きな電流を流す必要があるため、所要の幅を確保する必要がある。なお、上記のバンクを設けない形式の有機EL表示装置もあるが、その形式の場合も発光領域PXを規定する絶縁層を信号線と電源線を覆って有しており、上記と同様の問題を有している。
【0009】
本発明の目的は、電源線に十分な電流容量を確保する配線幅とすると共に開口率を増大させて高輝度化を実現した有機EL表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の有機EL表示装置は、透明な基板の主面に画素毎に形成した下部電極と、下部電極のそれぞれの上に積層されて所定の色光を発する複数の有機EL素子と、前記複数の有機EL層を共通に覆って成膜した上部電極とを有し、この上部電極を反射性として有機EL素子の発光を透明な基板側から出射させるボトムエミッション型の有機EL表示装置である。
【0011】
そして、透明基板の内面に、互いに交差して配置された複数の信号線と複数の走査線、前記信号線と前記走査線で囲まれた各画素領域に設けられた有機EL素子を有する画素回路と、前記有機EL素子に電流を供給する電源線を有し、前記電源線を前記画素領域を横切って配置したことを特徴とする。
【0012】
また、本発明は、透明基板の内面に、互いに交差して配置された複数の信号線と複数の走査線、前記信号線と前記走査線で囲まれた各画素領域に設けられた有機EL素子を有する画素回路と、前記有機EL素子に電流を供給する電源線を有し、前記画素領域を前記信号線を覆って形成された堤状部で区画された開口で規定し、前記有機EL素子の発光を前記透明基板側から出射する構成とする。そして、前記電源線を前記画素領域を横切って配置することができる。
【0013】
また、本発明では、前記電源線を前記有機EL素子の下層すなわち前記透明基板側に配置しており、前記有機EL素子が前記画素領域内で筋状に隆起している構成とすることができる。
【発明の効果】
【0014】
画素領域を横切って電源線を配置したことで、電源線に十分な電流容量を確保する配線幅とすることができると共に、画素の開口率を増大させて高輝度化が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態につき、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例1】
【0016】
図1は、本発明のボトムエミッション型の有機EL表示装置の実施例1における1画素付近の構造例を説明する平面図である。また、図2は、図1のX−X'線に沿った断面図である。実施例1における1画素の発光領域PXは、信号線(データ線)DL(m),DL(m+1)と走査線GL(n),GL(n+1)で囲まれた領域に形成される。そして、実施例1では、信号線DL(m),DL(m+1)と並行で、かつ前記画素領域(発光領域PX)を横切って有機EL素子への電流供給線である電源線PLが設けられている。
【0017】
すなわち、ガラスを好適とする透明基板SUBの主面(内面)に信号線DL(m),DL(m+1)、走査線GL(n),GL(n+1)、電源線PLが形成されている。これらの配線の上にパス膜PASを介して画素毎に下部電極BELが形成される。この有機EL表示装置では、図2に示したように、発光領域PXの両側に形成した絶縁膜からなる堤状部(バンク)BNKを有する。すなわち、バンクBNKの内縁BNK−Aが発光領域PXを規定する開口領域となる。
【0018】
有機EL素子は、透明な下部電極BELの上層に積層した多層構造の有機EL発光層ILLと、複数画素に共通に成膜された上部電極UELで構成される。上部電極UELは、クロム−モリブデン(Cr−Mo)やモリブデン−タングステン(Mo−W)を好適とする反射性の金属電極からなる。下部電極BELは、ITO(インジウム・チン・オキサイド)あるいはIZO(インジウム・ジンク・オキサイド)などの透明導電膜で構成される。また、信号線、走査線、電源線にはアルミニウムを用いるのが好適であるが、他の透明導電体であってよい。
【0019】
この画素は、走査線GL(n+1)で選択される。信号線DL(m)から供給される表示データは第1の薄膜トランジスタ(スイッチング・トランジスタ)TFT1を通して容量Cstgに蓄積され、表示タイミングで第2の薄膜トランジスタ(ドライブ・トランジスタ)TFT2の導通で容量Cstgに蓄積されていた表示データの大きさに応じた電流を電源線PLから下部電極BELに供給する。下部電極BELから有機EL発光層ILLを通して上部電極UELに電流が流れる途上で、有機EL発光層ILL内でホールと電子との中和で発光が生じる。この発光は発光領域PXから透明基板SUBの外側に出射する。
【0020】
図2のAで囲んだ部分に示されたように、発光領域PXの中に電源線PLが配置されているため、下部電極BELと有機EL発光層ILLおよび上部電極UELの積層からなる有機EL素子の上記電源線PLの部分は、当該電源線PLに沿った筋状に隆起している構成となる。
【0021】
図3は、図2のAで囲んだ部分の模式拡大図である。また、図4は、図3の部分において有機EL素子が発光した場合の発光路を説明する模式拡大図である。有機EL素子の図2のAで囲んだ部分には、有機EL発光層ILLの発光の出射側に電源線PLが位置している。そのため、電源線PLの上方に位置する部分の有機EL発光層ILLの発光が金属配線である電源線PLに阻まれてしまい、結果として開口率が減少して輝度が低下するように思われる。しかし、図4に矢印で示したように、例えば点Pでの発光は電源線PLと上部電極UELとの間で反射を繰り返して透明基板SUBから出射する。したがって、発光領域PX内に電源線PLが位置していても、金属電極である電源線PLと上部電極UELとの間の多重反射により有効な表示光となり、輝度の低下とはならない。
【0022】
実施例1により、電源線を十分な電流容量を確保する配線幅とすることができると共に、画素の開口率を増大させて高輝度化を実現した有機EL表示装置を得ることができる。
【0023】
図5は、本発明を適用したボトムエミッション型の有機EL表示装置の構成例を説明する図である。図5(a)は概略全体構成を説明する断面図、図5(b)は単位画素の構造例を説明する断面図である。ボトムエミッション型の有機EL表示装置は、ガラス基板を好適とする透明基板SUBの主面上に、薄膜トランジスタTFTを有し、パス膜を含む絶縁膜INSに形成したコンタクトホールを通して下部電極BELが形成されている。下部電極BELは各単位画素毎に形成されている。
【0024】
薄膜トランジスタTFTの形成領域の上方には絶縁材で形成されたバンクBNKを有し、隣接する単位画素間を区画して電界の印加で発光する有機EL発光層ILLの収容部を構成する。有機EL発光層ILLを覆って反射性の上部電極UELが成膜されている。こうして構成された有機EL素子を主面に有する透明基板SUBは、封止缶CAVで外部雰囲気とは隔離され、接着材等の封止材SELで封止される。なお、封止缶CAVで封止された内部には乾燥剤あるいは吸湿剤DSCが内蔵される。
【0025】
そして、例えば下部電極BELを陽極(アノード)とし、上部電極UELを陰極(カソード)として両者の間に電界を印加して電流を流すことで有機EL素子にキャリア(電子と正孔)が注入されて発光する。有機EL素子の発光Lは透明基板SUBを通して表示光として外部に出射される。この有機EL素子の単位画素を赤(R)、緑(G)、青(B)をカラー画素とし、このカラー画素をマトリクス状に複数配列することで、フルカラーの画像表示が得られる。
【0026】
なお、上記の実施例では、電源線PLを信号線DLと並行に発光領域PX内に配置したが、これに限るものではなく、走査線GLと並行に、あるいは非並行に、直線状に、もしくは非直線状に、任意形状で配置することができる。また、電源線PLを画素毎に複数本配置することで電流容量を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明のボトムエミッション型の有機EL表示装置の実施例1における1画素付近の構造例を説明する平面図である。
【図2】図1のX−X'線に沿った断面図である。
【図3】図2のAで囲んだ部分の模式拡大図である。
【図4】図3の部分において有機EL素子が発光した場合の発光路を説明する模式拡大図である。
【図5】本発明を適用したボトムエミッション型の有機EL表示装置の構成例を説明する図である。
【図6】従来のボトムエミッション型の有機EL表示装置の1画素付近の構造例を説明する図である。
【符号の説明】
【0028】
GL(n),GL(n+1)・・・走査線、DL(m),DL(m+1)・・・信号線、PX・・・画素領域(発光領域)、PL・・・電源線、SUB・・・透明基板、DL(m),DL(m+1)・・・信号線、GL(n),GL(n+1)・・・走査線、PL・・・電源線、BNK・・・堤状部(バンク)、BNK−A・・・バンクBNKの内縁、ILL・・・多層構造の有機EL発光層、TFT1・・・スイッチング・トランジスタ、TFT2・・・ドライブ・トランジスタ、BEL・・・下部電極、UEL・・・上部電極。



【特許請求の範囲】
【請求項1】
透明基板の内面に、互いに交差して配置された複数の信号線と複数の走査線、前記信号線と前記走査線で囲まれた各画素領域に設けられた有機EL素子を有する画素回路と、前記有機EL素子に電流を供給する電源線を有し、前記有機EL素子の発光を前記透明基板側から出射する有機EL表示装置であって、
前記電源線が、前記画素領域を横切って配置されていることを特徴とする有機EL表示装置。
【請求項2】
請求項1において、
前記電源線は、前記有機EL素子の前記透明基板側に配置されていることを特徴とする有機EL表示装置。
【請求項3】
請求項2において、
前記有機EL素子が前記画素領域内で筋状に隆起していることを特徴とする有機EL表示装置。
【請求項4】
透明基板の内面に、互いに交差して配置された複数の信号線と複数の走査線、前記信号線と前記走査線で囲まれた各画素領域に設けられた有機EL素子を有する画素回路と、前記有機EL素子に電流を供給する電源線を有し、前記画素領域は前記信号線を覆って形成された堤状部で区画された開口で規定され、前記有機EL素子の発光を前記透明基板側から出射する有機EL表示装置であって、
前記電源線が、前記画素領域を横切って配置されていることを特徴とする有機EL表示装置。
【請求項5】
請求項4において、
前記電源線は、前記有機EL素子の前記透明基板側に配置されていることを特徴とする有機EL表示装置。
【請求項6】
請求項5において、
前記有機EL素子が前記画素領域内で筋状に隆起していることを特徴とする有機EL表示装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate


【公開番号】特開2007−286212(P2007−286212A)
【公開日】平成19年11月1日(2007.11.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−111473(P2006−111473)
【出願日】平成18年4月14日(2006.4.14)
【出願人】(502356528)株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【Fターム(参考)】