WO2003081564A1

WO2003081564A1 - Afficheur d'image

Info

Publication number: WO2003081564A1
Application number: PCT/JP2003/003351
Authority: WO
Inventors: Hisao Tanabe
Original assignee: Dai Nippon Printing Co., Ltd.
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2003-10-02
Also published as: US7106282B2; AU2003221436A1; US20050017649A1; US20060132009A1; TW573439B; DE10392143T5; CN1543635A; TW200306128A

Description

[技術分野]

本発明は、有機電界発光素子等の電流駆動型の発光素子を用いた画像表示装置に関するものである。明

[背景技術]

図 4は、有機電界発光素子を用いた画像表示装置の例を示す図で、図 4 ( a ) 書

は断面図、図 4 ( b ) は上面図である。

ガラス基板 1に層間絶縁層 2および 3が積層され、その上に各発光ェリアを規定する透明導電膜からなる陽極 4、全面に有機発光層 5、および陰極 6が形成されている。また、ガラス基板 1には、電源供給線 7を通して電流供給される電流駆動用トランジスタ 8、その電流駆動用トランジスタ 8を O NZO F F制御するためのトランジスタ 9、発光させる表示セルを選択する縦電極 1 0、および横電極 1 1が形成されている。縦電極 1 0およぴ横電極 1 1は層間絶縁層 2で絶縁される。また、各トランジスタは層間絶縁層 3で保護されるとともに、トランジスタ上の面が平滑化され、さらに電流駆動用トランジスタ 8と陽極 4とは層間絶縁層 3のスルーホールを通して接続されている。また、陰極 6全体を覆うように対向封止板 1 2が画像装置の密封用として設けられている。

このような構造の画像表示装置においては、縦電極 1 0および横電極 1 1で選択された表示セルのトランジスタ 9が O Nすると、電流駆動用トランジスタ 8が導通し、電源供給線 7から陽極 4、有機発光層 5、および陰極 6を通して電流が流れ、選択されたセルが発光する。この発光状態はトランジスタ 9に対して O F F用の信号が加えられるまで継続する。こうしてマトリックス状に配置された各発光セルをトランジスタで選択駆動することにより画像表示が行われる。

ここで、有機電界光素子等の電流駆動型発光素子は、電流を流すことにより発光するため、発光状態を保持するためには電流を流し続ける必要がある。このため、電流駆動型発光素子をアクティブマトリックス駆動するためには、電流を流しつづけるための素子と、この素子を制御するための素子との少なくとも合計 2つのアクティブ素子が必要となる。また、電流を流しつづけるためには、専用の電流供給線が必要である。

図 4に示したように、電流駆動型発光素子は電流駆動用トランジスタ 8に接続され、共通の電源供給線 7と共通の設置線（陰極）間に接続されることとなる。そして 1つの電流駆動型発光素子にはトランジスタが少なくとも 2つ必要で、配線は電流駆動型発光素子を選択するためのデータ線、走査線（縦電極と横電極）、電源供給線、および接地線の 4電極が必要となるため、複雑な構造となる。特に、電源供給線は表示画素数が増えると、電流供給能力を高める必要があるため、低抵抗とする必要があり、低抵抗化するため線幅を大きくすると画素の開口率が低下してしまうという問題がある。

また、トランジスタ回路部と電流駆動型発光素子との歩留まりが異なるため、全体として歩留まり良く高い品質のものを確保するのが困難であるという問題もあった。

また、電流駆動型発光素子に色変換方式を用いる場合がある。この色変換方式とは、特定色の発光層の光を蛍光色素により他色の光へ変換する方式であり、例えば青色発光層の光の一部を緑、赤に変換するものであり、この場合、色変換層は発光層と接続して形成される。このような色変換方式の有機電界発光素子を了クティブ駆動するためには、

①色変換層の上に薄膜トランジスタを形成し、さらにその上に有機電界発光層を形成する。

②薄膜トランジスタ上に有機電界発光層を形成し、さらにその上に色変換層を形成する。

の 2方式が考えられる。

①の方式では、色変換層形成後、その上にトランジスタを形成するために、色変換層がトランジスタ形成時のプロセス温度 4 0 0 °C以上の耐熱性をもつことが要求されるため極めて困難である。一方、 ②の方式では、発光層の上に色変換層を形成するが、発光層は湿気等に極めて弱く脆弱であるため、発光層の上に直接色変換層を形成することは極めて困難である。

これらの対策としては、図 4に示したようなガラス基板側から光を取り出すボトムエミッション方式ではなく、陰極側から光を取り出すトップエミッション方式の応用が考えられる。これは、光透過性陰極を用いた発光層を形成した基板と、色変換層を形成した基板を個別に作製し、これらを貼りあわせることにより色変換方式のアクティブ駆動を実現しょうとするものであるが、光透過性陰極の信頼性に問題があることに加え、発光層と色変換層とが光学的に分離されるため、光学的クロストークの発生が避けられず、画質が劣化してしまうという問題があつた。

[発明の開示]

本発明は、上記課題を解決しょうとするもので、画素の開口率を下げることなく、電界発光素子の電流を供給可能にするとともに、歩留まり良く高い品質の発光素子を確保することを目的としている。

また、電流駆動型発光素子に色変換方式を用いた場合には、光学的クロストークがなく、かつ光透過性陰極を使用せずに、電流駆動型発光素：

動できるようにすることを目的としている。

そのために、本発明は、電流駆動型発光素子と、該電流駆動用

を同一基板上に形成し、前記電流駆動型発光素子と前記電流駆動用トランジスタとを電源供給線と接地線間に接続した構造の複数の表示セルを有し、前記電流駆動用トランジスタを選択的に駆動して表示する画像表示装置において、前記基板と平行な対向基板面に形成された電源用共通電極に、各表示セルへ電流を供給するための電源供給電極柱を形成したことを特徴とする画像表示装置を提供する。また上記発明においては、前記電源供給電極柱は、前記電流駆動型発光素子上に形成された陰極の一部に形成した切り欠き部に設けられた電源供給パッドに接続され、該パッドを通して前記駆動用トランジスタに接続されることが好ましい。また、本発明は、電流駆動用トランジスタが形成された基板と、電流駆動型発光素子が形成された基板とを対向させ、前記駆動用トランジスタを駆動して両基板間に延びる電源供給電極柱を通して前記電流駆動型発光素子の各画素へ個別に電流を供給して画像表示することを特徴とする画像表示装置を提供する。

上記発明においては、前記電流駆動型発光素子が形成された基板上には、順次陽極、発光層、陰極が形成されるとともに、前記発光層と前記陰極には各陽極毎に切り欠き部が形成され、前記電流駆動用トランジスタが形成された基板から延びる電源供給電極柱が前記切り欠き部に接続していることが好ましい。

また、本発明においては、前記電流駆動型発光素子が、色変換層を有していてよい。

上記発明においては、前記電流駆動型発光素子が形成された基板上には、順次色変換層、陽極、発光層、陰極が形成されるとともに、前記発光層と前記陰極には各陽極毎に切り欠き部が形成され、前記電流駆動用トランジスタが形成された基板から延びる電源供給電極柱が前記切り欠き部に接続していることが好ましい。

[図面の簡単な説明]

図 1は、本発明の画像表示装置の一例を示す図である。

図 2は、本発明の画像表示装置の他の例を示す図である。

図 3は、本発明の画像表示装置の他の例を示す図である。

図 4は、有機電界発光素子を用いた画像表示装置の従来例を示す図である。

[発明を実施するための最良の形態]

本発明は、有機電界発光素子等の電流駆動型の発光素子を用いた画像表示装置に関するものであり、この画像表示装置において、電流駆動型発光素子が形成された基板と、その電流駆動型発光素子を挟んで対向する基板との間に電流を供給する電、源供給電極柱を設けることを特徴とするものである。本発明においては、上記電源供給電極柱を設けることにより、画素部の開口率を下げることなく、電界発光素子へ電流を供給可能な画像表示装置とすることができるのである。

本発明の画像表示装置には、 3つの態様がある。 1つ目の態様としては、電流駆動型発光素子が形成された基板と対向する基板上に電源用共通電極を設け、その電源用共通電極から基板間に形成された電源供給電極柱によつて電流を供給するものであり、 2つ目の態様としては、電流駆動用トランジスタと、有機発光層とをそれぞれ別の基板に形成し、それらの基板間を電源供給電極柱により接続し

、電流を供給するものであり、 3つ目の態様としては、電流駆動用トランジスタと、色変換層を有する有機発光層とをそれぞれ別の基板に形成し、それらの基板間を電源供給電極柱により接続して電流を供給するものである。

以下、本発明の画像表示装置について、各態様ごとに説明する。

1 . 第 1の態様

まず、本発明の画像表示装置における第 1の態様について説明する。本態様の画像表示装置について、図 1を参照しつつ説明する。図 1は、本態様の画像表示装置の例を説明する図で、図 1 ( a ) は断面図、図 1 ( b ) は上面図である。なお、図 4と同一番号は同一内容を示しているので、その詳細な説明は省略する。本態様においては、ガラス基板 1に層間絶縁層 2および 3、透明導電膜からなる陽極 4、有機発光層 5、および陰極 6を形成し、さらにガラス基板 1に形成した電流駆動用トランジスタ 8を通して陽極 4に電流を供給する。

本態様においては、ガラス基板 1に対向して配置される対向基板 1 3 (図 4の対向封止板 1 2に相当）の陰極 6との対向面全面に、電源用共通電極 2 0を形成し、この電源用共通電極 2 0に各表示セルの電流駆動用トランジスタ 8に電流を供給するための電源供給電極柱 2 1を形成する。電源供給電極柱は金属または導電性樹脂からなり、基板間のスぺーサとしての機能も有する。そして、ガラス基板 1側の全面に形成された陰極 6と有機発光層 5との一部に、表示セルの各発光エリアを規定する陽極毎に切り欠き部を形成し、この部分に電源供給パッド 2 2 を形成し、これと各電源供給電極柱 2 1を接続する。

かかる構成においては、対向基板の電源用共通電極 2 0から電源供給電極柱 2 1およぴ電源供給パッド 2 2を通して電流駆動用トランジスタ 8に常時電圧が印加されているので、縦電極 1 0およぴ横電極 1 1で選択された表示セルのトランジスタ 9が O Nすると、該当する電流駆動用トランジスタ 8が導通し、陽極 4、有機発光層 5、および陰極 6を通して電流が流れ、選択されたセルが発光する。このようにガラス基板 1には従来のように電源供給線が形成されず、対向基板から垂直に延びる電源供給電極柱 2 1から電流が供給されるため、電源供給線によって発光エリアが制限されることなく、高い開口率を確保できる。また、対向基板 1 2は従来のものにおいても封止板として設けられており、これを電源供給用共通電極形成に兼用しているため、従来の構造を保持したまま開口率が上げられることとなる。

従来では、有機電界発光素子等の電流駆動型の発光素子をアクティブマトリツタス駆動する場合に、発光素子と同一面に各画素に電源供給する配線が必要であり、これが画素の開口率を下げる要因となっていたが、本態様においては、対向する封止用の基板に電源用共通電極を形成し、ここから電源供給電極柱を通して各画素へ電流供給するようにしたので、発光素子側の基板上に電源供給線が不要になり、高い開口率を実現することが可能となるのである。

2 . 第 2の態様

次に、本明の画像表示装置における第 2の態様について説明する。本態様の画像表示装置について、図 2を参照しつつ説明する。本態様は、電流駆動用トランジスタが形成された基板と、有機発光層が形成された基板とを分離し、両基板を対向させて表示セル毎に両基板間に延びる電源供給電極柱を通して電流を供給するようにし、開口率を下げることなく電流供給し、かつ歩留まりの異なる両基板を別々に作成できるようにしたものである。

ガラス基板 1には、電流駆動用トランジスタ 8、その電流駆動用トランジスタ 8を O N/O F F制御するためのトランジスタ、発光させる表示セルを選択するための縦電極や横電極が形成されるとともに、電流駆動用トランジスタ 8に接続された電¾1供給パッド 2 2から層間絶縁層 3を通して電源供給電極柱 2 1が表面に突出して対向する基板まで延びている。縦電極や横電極は、層間絶縁層 2で絶縁され、各トランジスタは層間絶縁層 3で保護されるとともに、トランジスタ上の面が平滑化されている。なお、本態様では層間絶縁層 3上には電極が形成されないため、これを省略することも可能である。

一方、ガラス基板 1と対向するガラス基板 1 3には、透明電極からなる陽極 2 3が各発光ェリァを規定する区画ごとに形成される。陽極上には基板全面に渡つて有機発光層 2 4、陰極 2 5が積層され、各陽極ごとに有機発光層 2 4と陰極 2 5との一部に切り欠き部を形成し、この部分を通して電源供給電極柱 2 1が陽極 2 3に接続している。電源供給電極柱 2 1は金属または導電性榭脂からなり、両基板間のスぺーサとしての機能も有する。

かかる構成においては、ガラス基板 1側に形成された縦電極および横電極で選択されたトランジスタが O Nすると、該当する電流駆動用トランジスタ 8が導通し、この電流駆動用トランジスタ 8に接続された電源供給電極柱 2 1を通して対応する透明導電膜からなる陽極 2 3、有機発光層 2 4、および陰極 2 5を通して電流が流れ、選択されたセルが発光し、透明導電膜を通してガラス基板 1 3側から光出力が得られる。

このように、本態様においては、ガラス基板 1側を電流駆動型発光素子を選択駆動する回路基板とし、これと対向するガラス基板 1 3側に電流駆動型発光素子を形成し、電流駆動型発光素子への電流供給はガラス基板 1側から垂直に延びる電源供給電極柱 2 1により行うようにしているため、電流駆動型発光素子側基板には電流駆動トランジスタやそれに伴う配線が不要になり、電源供給線等によつて発光エリアが制限されること等がなく、高い開口率を確保できる。また、電流駆動用トランジスタ回路基板と電流駆動型発光素子基板とを別個に品質管理をすることができるのである。，従来、有機電界発光素子等の電流駆動型の発光素子をアクティブマトリックス駆動する場合に、従来では電流駆動型発光素子と同一面に各画素に電源供給する配線が必要であり、これが画素の開口率を下げる要因となっていたが、本態様においては電流駆動用トランジスタ回路基板と電流駆動型発光素子基板とを分離して対向させ、対向する電流駆動用トランジスタ回路基板から各画素へ電流供給するようにしたので、電流駆動型発光素子側基板上の電流駆動用トランジスタとそれに伴う配線が不要になり、高い開口率を実現することができるのである。さらに、電流駆動型堯光素子を形成する基板と駆動素子を形成する基板とを完全に分離できるので、個別の品質管理が可能となり、極めて高い品質が確保可能となる。

3 . 第 3の態様

次に、本発明の画像表示装置における第 3の態様について説明する。本態様の画像表示装置について、図 3を参照しつつ説明する。本態様は、電流駆動用トランジスタが形成された基板と、色変換層を有する有機発光層が形成された基板とを分離し、両基板を対向させて表示セル毎に両基板間に延びる電極柱を通して電流を供給するようにしたものである。

ガラス基板 1には、電流駆動用トランジスタ 8、その電流駆動用トランジスタ 8を O NZO F F制御するためのトランジスタ、発光させる表示セルを選択するための縦電極や横電極が形成されるとともに、電流駆動用トランジスタ 8に接続された電源供給パッド 2 2から層間絶縁層 3を通して電源供給電極柱 2 1が表面に突出して対向する基板まで延びている。縦電極や横電極は、眉間絶縁層 2で絶縁され、各トランジスタは層間絶縁層 3で保護されるとともに、トランジスタ上の面が平滑化されている。なお、本態様では層間絶縁層 3上には電極が形成されないため、これを省略することも可能である。

一方、ガラス基板 1と対向するガラス基板 1 3には、色変換層 2 6がフォトリソ工程によりパターエングして形成され、その上に透明電極からなる陽極 2 3が各発光ェリァを規定する区画ごとに形成される。陽極上には基板全面に渡つて有機発光層 2 4、陰極 2 5が積層され、各陽極ごとに有機発光層 2 4と陰極 2 5との一部に切り欠き部を形成し、この部分を通して電源供給電極柱 2 1が陽極 2 3 に接続している。電源供給電極柱 2 1は金属または導電性樹脂からなり、両基板間のスぺーサとしての機能も有する。

かかる構成においては、ガラス基板 1側に形成された縦電極、および横電極で選択されて電流駆動用トランジスタ 8が導通し、この電流駆動用トランジスタに接続された電源供給電極柱 2 1を通して対応する透明導電膜からなる陽極 2 2、有機発光層 2 3、陰極 2 4を通して電流が流れ、選択されたセルが発光し、透明導電膜を通った光は一部色変換層 2 6で変換され、ガラス基板 1 3側からカラーの光出力が得られる。

このように、本態様においては、ガラス基板 1側を、電流駆動型発光素子を選択駆動する回路基板とし、これと対向するガラス基板 1 3側に色変換層を有する電流駆動型努光素子を形成するようにしているため、極めて簡単に色変換層を有する電流駆動型発光素子を形成し、かつ高精細な画像表示を行うことができるとともに、電流駆動用トランジスタ回路基板と電流駆動型発光素子基板とを個別に品質管理をすることができるのである。従来は、有機電界発光素子等の電流駆動型の発光素子を色変換方式で：プマトリックス駆動する場合に、極めて複雑な層構成にするか、トップミツション方式で光透過性陰極の使用や光学的ク口ストークの発生が避けられなかったが、本態様によれば電流駆動用トランジスタが形成された基板と、色変換層を有する電流駆動型発光素子とを形成することにより、高精細な画像表示装置が得られるとともに、両基板の個別品質管理が可能となり、極めて高い品質を確保することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

Claims

請求の範囲

1 .電流駆動型発光素子と、該電流駆動用トランジスタとを同一基板上に形成し、前記電流駆動型発光素子と前記電流駆動用トランジスタとを電源供給線と接地線間に接続した構造の複数の表示セルを有し、前記電流駆動用トランジスタを選択的に駆動して表示する画像表示装置において、前記基板と平行な対向基板面に形成された電源用共通電極に、各表示セルへ電流を供給するための電源供給電極柱を形成したことを特徴とする画像表示装置。

2 . 前記電源供給電極柱は、前記電流駆動型発光素子上に形成された陰極の一部に形成した切り欠き部に設けられた電源供給パッドに接続され、該パッドを通して前記駆動用トランジスタに接続されることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の画像表示装置。

3 . 電流駆動用トランジスタが形成された基板と、電流駆動型発光素子が形成された基板とを対向させ、前記駆動用トランジスタを駆動して両基板間に延びる電源供給電極柱を通して前記電流駆動型発光素子の各画素へ個別に電流を供給して画像表示することを特徴とする画像表示装置。

4 . 前記電流駆動型発光素子が形成された基板上には、順次陽極、発光層、陰極が形成されるとともに、前記発光層と前記陰極には各陽極毎に切り欠き部が形成され、前記電流駆動用トランジスタが形成された基板から延びる電源供給電極柱が前記切り欠き部に接続していることを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の

5 . 前記電流駆動型発光素子が、色変換層を有することを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の画像表示装置。

6 . 前記電流駆動型発光素子が形成された基板上には、順次色変換層、陽極、発光層、陰極が形成されるとともに、前記発光層と前記陰極には各陽極毎に切り欠き部が形成され、前記電流駆動用トランジスタが形成された基板から延びる電源供給電極柱が前記切り欠き部に接続していることを特徴とする請求の範囲第 5 項に記載の画像表示装置。