JP2004101945A

JP2004101945A - Display device

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Publication number: JP2004101945A
Application number: JP2002264533A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Ito; 伊藤　信行
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2004-04-02
Anticipated expiration: 2022-09-10
Also published as: JP4314000B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device which makes it easy to supply a large current to respective current-driven type light emitting elements functioning as pixels and electronic equipment equipped with the display device. <P>SOLUTION: Many current-driven type light emitting elements are arrayed in matrix on an electrical insulating substrate, and current supply lines for supplying currents to those current-driven type light emitting elements are formed in a plane shape wider than intervals of element rows or element columns in plane view so that they are overlapped with first electrodes arranged on the electrical insulating substrate for the individual current-driven type light emitting elements in plane view. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電流駆動型発光素子を画素として用いた表示装置、および、当該表示装置を備えた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、フラットパネルディスプレイが多くの分野、多くの場所で使われており、情報化が進む中でその重要性が益々高まってきている。
【０００３】
フラットパネルディスプレイの代表といえば液晶表示装置（以下、「ＬＣＤ」と略記する。）であるが、ＬＣＤとは異なる表示原理に基づくフラットパネルディスプレイとして、有機エレクトロルミネセンス（以下、「エレクトロルミネセンス」を「ＥＬ」と略記する。）表示装置、無機ＥＬ表示装置、プラズマディスプレイ、発光ダイオード表示装置、蛍光表示管、電界放出表示装置等の開発も活発に行われている。
【０００４】
上記の表示装置のうち、ＬＣＤ以外の各表示装置は自発光型表示装置と呼ばれるものであり、受光型表示装置と呼ばれるＬＣＤとは下記（１）〜（４）の点で大きく異なる。
（１）消費電力
ＬＣＤにおける個々の画素は、それ自身では発光せず、光を透過、遮断する光シャッターとして機能するため、透過型以外のＬＣＤはバックライトを必要とし、表示情報の様態に拘わらず、表示時には当該バックライトを常に点灯させておくことが必要となる。このため、表示時には常に全表示状態と略変わらない電力を消費することになる。
【０００５】
これに対し、自発光型は個々の画素自身が発光するため、別光源を設ける必要がなく、表示情報の様態に応じて必要箇所の画素のみを点灯させればよいので、受光型表示装置に比較して電力消費が少ない。
（２）コントラスト
ＬＣＤでは、バックライトからの光あるいは周囲照明光を個々の画素が遮断して暗状態を得るわけであるが、個々の画素からの光漏れを完全に無くすことは困難であり、その結果として、コントラストを高めることが困難である。
【０００６】
これに対し、自発光型表示装置では個々の画素が発光していない状態がまさに暗状態であるので、理想的な暗状態を容易に得ることができ、コントラストを容易に高めることができる。
（３）視野角依存性
ＬＣＤでは、液晶分子が複屈折性を有していること、および、液晶分子の配列方向の制御により光の透過、遮断を制御していることから、視野角依存性があり、画面を視認する方向によって表示状態が変わってしまう。これに対し、自発光型表示装置ではこの問題が殆どない。
（４）応答性
ＬＣＤは、液晶分子の誘電率異方性を利用して液晶分子の配列方向を制御するため、原理的に、電気信号に対する応答時間が１ミリ秒以上となる。このため、動画を表示した際に残像を生じることがある。
【０００７】
これに対し、自発光型表示装置ではキャリア遷移、電子放出、プラズマ放電等を利用して画素のオン／オフを制御するため、電気信号に対する応答時間がナノ秒台と高速であり、動画を表示しても残像を生じることがない。
【０００８】
上述した利点を有する自発光型表示装置の中でも、有機ＥＬ素子（有機発光ダイオードとも呼ばれる。）を画素として用いた有機ＥＬ表示装置は、駆動（発光）電圧が低いという実用上非常に優れた特徴を有している。実際、有機ＥＬ素子の発光開始電圧は１０Ｖ以下であり、他の自発光型表示装置に使われている発光素子と比較して、駆動電圧が非常に低い。低電圧駆動が可能であるという特徴を有する有機ＥＬ表示装置は、電源電圧の上限が制限される電池駆動式の携帯電子機器の表示装置等として好適である。このため、今日、有機ＥＬ表示装置の研究が活発に行われている。
【０００９】
有機ＥＬ素子の基本構造は、有機材料によって形成された発光層を陽極と陰極との間に挟持した構造であり、必要に応じて、陽極と発光層との間に正孔注入層や正孔輸送層が形成され、陰極と発光層との間に電子注入層や電子輸送層が形成される。また、発光層に蛍光色素等をドープして発光色を制御することも行われている。
【００１０】
ここで、本明細書においては、電流駆動型発光素子において陰極と陽極との間に形成される全ての層を「発光部」と総称するものとする。また、電流駆動型発光素子が有機ＥＬ素子である場合には、この発光部を特に「ＥＬ層」と称するものとする。ＥＬ層には、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層が含まれる。
【００１１】
図６および図７は、有機ＥＬ素子の断面構造を概略的に示す。図６に示す有機ＥＬ素子３０は、ガラス基板やプラスチック基板といった透光性を有する電気絶縁性基板１に透光性電極３３を形成し、その上にＥＬ層３５および対向電極３７を順次形成することによって製造される。
【００１２】
この有機ＥＬ素子３０は、ＥＬ層３５からの発光Ｅ１を電気絶縁性基板１側から取り出すものであり、「ボトムエミッションタイプ」と呼ばれることもある。一般には、透光性電極３３を陽極とし、対向電極３７を陰極として用いる。対向電極３７は、金属で形成された非透光性電極であることが多い。
【００１３】
図７に示す有機ＥＬ素子４０は、電気絶縁性基板１に電極４３を形成し、その上にＥＬ層４５および透光性対向電極４７を順次形成することによって製造される。
【００１４】
この有機ＥＬ素子４０は、ＥＬ層４５からの発光Ｅ２を電気絶縁性基板１とは反対側から取り出すものであり、「トップエミッションタイプ」と呼ばれることもある。電気絶縁性基板１および電極４３の少なくとも一方は非透光性であることが好ましく、電極４３は、金属で形成された非透光性電極であることが多い。
【００１５】
ＥＬ層３５、４５は、当該ＥＬ層３５、４５の材料として低分子材料を用いる場合には一般に真空蒸着法によって形成され、高分子材料を用いる場合には、溶液化してスピンコート法や印刷法、転写法によって形成される。表示装置の画素を形成する場合のように多数のＥＬ層３５、４５を一度に形成する場合、個々のＥＬ層３５、４５の材料として低分子材料を用いるときには例えばマスク蒸着法が適用され、高分子材料を用いるときには例えばインクジェット法や印刷法、転写法等が用いられる。近年では、塗付可能な低分子材料も報告されている。
【００１６】
有機ＥＬ素子３０、４０は、電極間（陽極と陰極との間）に電圧が印加されてＥＬ層３５、４５に電流が流れることで発光する。従来は、一重項励起状態から基底状態に戻る際の蛍光発光のみを利用していたが、最近の研究により、三重項励起状態から基底状態に戻る際の燐光発光を有効に利用することができるようになり、発光効率が向上している。
【００１７】
図６および図７には示していないが、有機ＥＬ素子３０、４０は一般に水分や酸素による特性劣化が著しいため、いわゆる封止を行って、その信頼性を確保している。有機ＥＬ素子３０、４０の封止は、当該有機ＥＬ素子３０、４０が水分や酸素に触れないように、例えば、電気絶縁性基板１と別基板とを用いて有機ＥＬ素子３０、４０が収容された空間を形成し、当該空間内に不活性ガスを充填することによって行われたり、有機ＥＬ素子３０、４０を蒸着薄膜で覆うことによって行われたりする。
【００１８】
有機ＥＬ素子３０、４０を画素として用いて、フルカラー表示の表示装置を得ることができる。フルカラー化の方法としては、発光色が赤色、緑色、および青色の各有機ＥＬ素子を表示装置の画素毎に精密に配置する３色並置方式の他に、発光色が白色の有機ＥＬ素子と原色（赤色、緑色、および青色）系のカラーフィルター（ＣＦ）とを組み合わせるＣＦ方式や、発光色が青色の有機ＥＬ素子と赤色および緑色の各蛍光変換色素フィルターとを組み合わせるＣＣＭ（ｃｏｌｏｒ　Ｃｈａｎｇｉｎｇ　Ｍｅｄｉｕｍ）方式がある。
【００１９】
有機ＥＬ素子３０、４０を画素として用いた表示装置は、ＬＣＤと同様に、駆動方法によってパッシブマトリクス方式とアクティブマトリクス方式とに大別することができる。
【００２０】
パッシブマトリクス方式の表示装置では、多数の有機ＥＬ素子３０または有機ＥＬ素子４０を行列状に配置するにあたって、例えば素子行毎に透光性電極３３もしくは電極４３が１本形成されると共に、素子列毎に対向電極３７、４７が１本形成され、これらの電極の平面視上の交差部それぞれに、当該透光性電極３３もしくは電極４３と対向電極３７、４７とによって挟持されるＥＬ層３５、４５が形成される。
【００２１】
この方式の表示装置は、構造が簡単であるという利点を有してはいるももの、時分割走査によって画像を表示するためは、アクティブマトリクス方式の表示装置に比べて走査線の本数倍だけ個々の有機ＥＬ素子３０、４０の瞬間輝度を高めなければならないという難点を有している。例えばＶＧＡ（Ｖｉｄｅｏ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ａｒｒａｙ）以上の解像度を有する表示装置を得るためには、個々の有機ＥＬ素子３０、４０の瞬間輝度を１００００ｃｄ／ｍ^２以上にすることが望まれる。
【００２２】
一方、アクティブマトリクス方式の表示装置では、例えば個々の有機ＥＬ素子３０、４０毎に透光性電極３３もしくは電極４３が１つ形成され、大形の１つの導電膜が全ての有機ＥＬ素子３０、４０に共通の対向電極３７、４７として形成される。また、有機ＥＬ素子３０、４０の動作を制御するために、個々の有機ＥＬ素子３０、４０にスイッチング回路部が１つずつ配置される。各スイッチング回路部は、例えば複数の半導体スイッチング素子によって構成されて、素子行毎に配置された走査線から供給される画素選択信号と素子列毎に配置されたデータ線から供給される画像信号とに応じて、当該スイッチング回路部に対応する有機ＥＬ素子３０、４０の動作を制御する。
【００２３】
この方式の表示装置は、パッシブマトリクス方式の表示装置に比べて構造が複雑ではあるももの、個々の有機ＥＬ素子３０、４０の発光輝度をそれほど高めなくてよい、消費電力を抑えることができる、画素間のクロストークが起こり難いといった多くの利点を有している。
【００２４】
さらに、半導体スイッチング素子を形成するにあたって多結晶シリコン（ポリシリコン）膜や連続粒界シリコン（ＣＧシリコン）膜を用いると、これらの膜はアモルファスシリコン膜よりも電荷移動度が高いので、動作速度の速いスイッチング素子を形成することができ、その結果として、各種の制御回路を画素と共に一つの基板上に形成して表示装置の小型化、低コスト化、多機能化等を図り易くなる。また、多結晶シリコン膜や連続粒界シリコン膜を用いて形成した半導体スイッチング素子は、大電流処理が可能であるので、電流駆動型素子である有機ＥＬ素子の駆動制御に適している。
【００２５】
アクティブマトリクス方式の表示装置における画素をトップエミッションタイプの有機ＥＬ素子４０によって構成すると、スイッチング回路部やバスラインといった回路構成部材によって発光面積率が制限されないので、より多機能で複雑な回路を電気絶縁性基板１に形成し易くなる。
【００２６】
図８は、有機ＥＬ素子３０を画素として用いたアクティブマトリクス方式の表示装置１００における画素回路の構成例を示す。
【００２７】
同図に示すように、表示装置１００では多数の有機ＥＬ素子３０が行列状に配置列され、各素子行に１本ずつ、当該素子行に沿って走査線１１が配されていると共に、各素子列に１本ずつ、当該素子列に沿ってデータ線１３と電源供給線１５とが配されている。
【００２８】
実際の表示装置１００では、走査線１１は、隣り合う素子行同士の間に平面視上位置しており、データ線１３および電源供給線１５は、隣り合う素子列同士の間に平面視上位置している。
【００２９】
個々の有機ＥＬ素子３０に１つずつ、スイッチング回路部２０が接続されている。図示のスイッチング回路部２０は、第１薄膜トランジスタ２１と、第２薄膜トランジスタ２５と、第１薄膜トランジスタ２１および第２薄膜トランジスタ２５に接続されたゲート保持容量２９とによって構成されている。ゲート保持容量２９は、電源供給線１５とも接続されている。
【００３０】
第１薄膜トランジスタ２１におけるゲートと、当該第１薄膜トランジスタ２１を含んでいるスイッチング回路部２０に対応する走査線１１とが電気的に接続され、第１薄膜トランジスタ２１のソースはデータ線１３に、ドレインはゲート保持容量２９に電気的に接続される。また、第２薄膜トランジスタ２５におけるゲートは、当該第２薄膜トランジスタ２５に対応している第１薄膜トランジスタ２１とゲート保持容量２９とを接続する配線２３ｄに電気的に接続され、この第２薄膜トランジスタ２５のソースは電源供給線１５に、ドレインは有機ＥＬ素子３０に電気的に接続される。
【００３１】
所定の走査線１１に画素選択信号を供給すると、当該走査線１１に接続されている各第１薄膜トランジスタ２１のゲートが開になる。また、所定のデータ線１３に画像信号を供給すると、上記画素選択信号によってゲートが開になった第１薄膜トランジスタ２１に対応している第２薄膜トランジスタ２５のゲートが、前記画像信号の大きさ応じてアナログ的に開になる。第２薄膜トランジスタ２５のゲートの開き具合は、当該第２薄膜トランジスタ２５に対応するゲート保持容量２９によって保持される。この状態で電源供給線１５に電圧を印加すると、ゲートが開になった第２薄膜トランジスタ２５に接続されている有機ＥＬ素子３０へ、当該第２薄膜トランジスタ２５のゲートの開き具合に応じた値の電流が電源供給線１５から流れ、有機ＥＬ素子３０が発光する。すなわち、上記画像信号の大きさに応じて有機ＥＬ素子３０が発光する。
【００３２】
上述した構成を有する表示装置１００は、アクティブマトリクス方式であることから、前述した種々の利点を有している。しかしながら、この表示装置１００は、有機ＥＬ素子が電流駆動型発光素子であること、および、有機ＥＬ素子の発光効率がそれ程高くないことから、特に精細化あるいは大型化を図ったときには駆動が困難になる。
【００３３】
有機ＥＬ素子は前述のように低電圧で駆動させることができるが、このことは、発光効率が同じであれば駆動電流が多く必要であることを意味する。表示装置の効率は、下式で表される発光効率で示すことができる。
【００３４】
発光効率（ｌｍ／Ｗ）＝輝度（ｃｄ／ｍ^２）・π／［（電圧（Ｖ）・電流密度（Ａ／ｍ^２）］
表示装置に対しては、一般には２ｌｍ／Ｗ以上の発光効率を有していることが求められる。このような発光効率を有機ＥＬ表示装置において得るためには、個々の有機ＥＬ素子について概ね１００ｃｄ／ｍ^２以上の輝度を得ることが必要であり、そのためには、各有機ＥＬ素子での電流密度を１５Ａ／ｍ^２以上にすることが必要となる。
【００３５】
１５Ａ／ｍ^２という電流密度は、他の自発光型表示装置の画素、例えば無機ＥＬ表示装置の画素やプラズマディスプレイの画素での電流密度１〜２Ａ／ｍ^２と比べて、極めて大きな値である。ＬＣＤは原理的に電界駆動型であるので、個々の画素に電流を流す必要が殆どない。
【００３６】
有機ＥＬ表示装置において個々の有機ＥＬ素子に上述のような大電流を供給するためには、電源供給線の配線抵抗を小さくすることが非常に重要である。この配線抵抗が高いと、電源供給端子に近い側において電源供給線に接続さている有機ＥＬ素子には十分な電流を供給することができても、電源供給端子に遠い側において電源供給線に接続さている有機ＥＬ素子には、電圧降下によって十分な電流を供給することができなくなり、表示ムラが生じる。電源供給線の配線抵抗を小さくすることの重要性は、画素数が多くなるほど、また表示画面が大きくなるほど高まる。
【００３７】
例えば、特許文献１には、隣り合う素子列同士の間のみならず、隣り合う素子行同士の間にも電源供給線を配置することによって、個々の有機ＥＬ素子に大電流を供給可能にした有機ＥＬ表示装置が記載されている。
【００３８】
また、特許文献２には、基板の周回において電源供給線をまとめて取り出した有機ＥＬ表示装置が記載され、特許文献３には、電源供給線の両端を電源端子に接続した有機ＥＬ表示装置が記載されている。これら特許文献２および特許文献３に記載されている有機ＥＬ表示装置では、いずれも、電源からみた電源供給線の実質的長さを短くすることによって、電源供給線の配線抵抗を低減している。
【００３９】
しかしながら、これら特許文献１〜特許文献３に記載されているいずれの有機ＥＬ表示装置においても、精細化や大画面化を図るうえからは、電源供給線の配線抵抗が比較的高い。
【００４０】
有機ＥＬ表示装置の回路構成、駆動方法としては、上述した以外にも、個々のスイッチング回路部における薄膜トランジスタの数を更に多くしたもの（非特許文献１参照）や、デジタル階調を行うもの（非特許文献２および非特許文献３参照）が知られているが、いずれも、精細化や大画面化を図るうえからは、電源供給線の配線抵抗が比較的高い。
【００４１】
【特許文献１】
特開２００２−３２０３７号公報
【特許文献２】
特開２００２−４０９６１号公報
【特許文献３】
特開２００２−１０８２６２号公報
【非特許文献１】
Ｙｕｍｏｔｏら、「Ｐｉｘｅｌ−Ｄｒｉｖｉｎｇ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　Ｌａｒｇｅ−Ｓｉｚｅｄ　Ｐｏｌｙ−Ｓｉ　ＡＭ−ＯＬＥＤ　Ｄｉｓｐｌａｙｓ」、Ａｓｉａ　Ｄｉｓｐｌａｙ／ＩＤＷ’０１、Ｐ．１３９５−１３９８．
【非特許文献２】
Ｍｉｚｕｋａｍｉら、「６−ｂｉｔ　Ｄｉｇｉｔａｌ　ＶＧＡ　ＯＬＥＤ」、ＳＩＤ’００、Ｐ．９１２−９１５．
【非特許文献３】
Ｍｉｙａｓｈｉｔａら、「Ｆｕｌｌ　Ｃｏｌｏｒ　Ｄｉｓｐｌａｙｓ　Ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｙ　Ｉｎｋ−Ｊｅｔ　Ｐｒｉｎｔｉｎｇ」、Ａｓｉａ　Ｄｉｓｐｌａｙ／ＩＤＷ’０１、Ｐ．１３９９−１４０２．
【００４２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、画素として機能する電流駆動型発光素子の各々に大電流を供給することが容易な表示装置、および当該表示装置を備えた電子機器の提供を主目的とする。
【００４３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、請求項１に記載するように、電気絶縁性基板と、該電気絶縁性基板上に行列状に配列された多数個の電流駆動型発光素子と、１つの素子行に少なくとも１本ずつ配置された走査線と、１または２つの素子列に少なくとも１本ずつ配置されたデータ線と、上記電気絶縁性基板上に配置された電源供給線と、少なくとも１個の電流駆動型発光素子に少なくとも１つずつ配置されて、上記走査線に供給される画素選択信号および上記データ線に供給される画像信号に応じて上記電流駆動型発光素子と上記電源供給線との導通を制御することができるスイッチング回路部とを備え、上記スイッチング回路部が複数のスイッチング素子を含む表示装置であって、上記電流駆動型発光素子の各々は、上記電気絶縁性基板側に配置された第１電極と、該第１電極上に積層された発光部と、該発光部上に形成された第２電極とを有し、上記電源供給線は、平面視上、上記素子行同士のピッチまたは上記素子列同士のピッチよりも幅広の面状に形成され、該電源供給線と上記第１電極とが平面視上重なることを特徴とする表示装置を提供する。
【００４４】
電源供給線を上記のように形成することにより、表示装置の精細化や大画面化を図った場合でも電源供給線の配線抵抗を低減させることが容易になり、その分、各電流駆動型発光素子に大電流を供給することが容易になる。
【００４５】
個々の電流駆動型発光素子に大電流を供給することができれば、表示ムラが生じることが抑制される他に、各電流駆動型発光素子の輝度の向上によって再現可能な階調や色範囲等の幅が広がるので、高画質の表示装置を得易くなる。
【００４６】
上記請求項１に記載の表示装置においては、請求項２に記載するように、上記電源供給線と上記スイッチング素子とを、平面視上、互いに離隔させることが好ましい。
【００４７】
ここで、本明細書でいう「電源供給線とスイッチング素子とが、平面視上、互いに離隔している」とは、スイッチング素子に接続されている配線を除き、当該スイッチング素子と電源供給線とが、平面視上、互いに離隔していることを意味する。
【００４８】
電源供給線とスイッチング素子とが重なるようにこれらを配置すると、寄生容量の発生等によって表示装置の信頼性が低下することがある。上述のように電源供給線とスイッチング素子とを配置することにより、信頼性の高い表示装置を製造し易くなる。
【００４９】
また、上記請求項１または請求項２に記載の表示装置においては、請求項３に記載するように、上記電源供給線と上記走査線または上記データ線とを、電気的絶縁膜を介して積層することが好ましい。電源供給線と走査線またはデータ線とをこのように形成することにより、電源供給線の平面視上の幅を広げ易くなるので、当該電源供給線の配線抵抗を低減させ易くなる。
【００５０】
上記請求項１から請求項３のいずれかの請求項に記載した表示装置においては、請求項４に記載するように、上記第２電極に透光性を付与して、上記発光部からの発光を上記第２電極側から取り出すように構成することができる。表示装置をこのように構成すると、スイッチング回路部や走査線、データ線等の回路構成部材によって発光面積率が制限されなくなるので、より多機能で複雑な回路を上記の電気絶縁性基板に形成し易くなる。
【００５１】
上記請求項１から請求項３のいずれかの請求項に記載した表示装置においては、請求項５に記載するように、上記電源供給線に透光性を付与して、上記発光部からの発光を上記電気絶縁性基板側から取り出すように構成することができる。表示装置をこのように構成すると、電流駆動型発光素子として有機ＥＬ素子を用い易くなる。
【００５２】
上記請求項１から請求項５のいずれかの請求項に記載した表示装置においては、請求項６に記載するように、上記電流駆動型発光素子として有機ＥＬ素子を用いることが好ましい。有機ＥＬ素子は駆動電圧が低いので、当該有機ＥＬ素子を用いることによって、電源電圧の上限が制限される電池駆動式の携帯電子機器の表示装置に好適な表示装置を得易くなる。また、商用電源によって駆動される表示装置を得る場合でも、有機ＥＬ素子の駆動電圧が低いことから、表示装置内で所望の電源電圧を得るための電源回路の構成が容易になる。
【００５３】
本発明はまた、上記課題を解決するために、請求項７に記載するように、表示装置を備えた電子機器であって、上記表示装置が上記請求項１から上記請求項６までのいずれかの請求項に記載された表示装置であることを特徴とする電子機器を提供する。
【００５４】
上記請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載された表示装置は、電流駆動型発光素子を用いた自発光型表示装置であるので、この表示装置を電子機器の表示装置として用いることにより、受光型表示装置を用いた場合に比べて当該電子機器の消費電力を低減させることができる。
【００５５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。まず、本発明の表示装置の構成部材について説明し、その後、電流駆動型発光素子として有機ＥＬ素子を用いた場合を例にとり、図面を用いて各構成部材の具体的な配置について説明する。次いで、本発明の電子機器の実施形態について説明する。
【００５６】
１．表示装置
本発明の表示装置は、前述したように、電気絶縁性基板、電流駆動型発光素子、走査線、データ線、電源供給線、およびスイッチング回路部を備えている。以下、各構成部材について説明する。
【００５７】
Ａ．電気絶縁性基板
電気絶縁性基板は、他の構成部材を実装するためのものであり、当該電気絶縁性基板としては、例えばガラス基板、ガラスフィルム、合成樹脂基板、合成樹脂フィルム等を用いることができる。
【００５８】
電流駆動型発光素子からの発光を電気絶縁性基板側から取り出す場合には、当該電気絶縁性基板として、前記発光に対して透光性を有するものを用いる。
【００５９】
電流駆動型発光素子を構成する後述の第２電極側から前記発光を取り出す場合には、電気絶縁性基板は前記発光に対して透光性を有していてもよいし、透光性を有していなくてもよい。ただし、この場合には、後述する電源供給線を前記発光に対して非透光性にすることが好ましい。
【００６０】
Ｂ．電流駆動型発光素子
電流駆動型発光素子としては、有機ＥＬ素子、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子等を用いることができる。
【００６１】
低電圧での駆動が容易であるという観点から、電流駆動型発光素子としては、有機ＥＬ素子が最も好ましい。
【００６２】
Ｃ．走査線およびデータ線
走査線は、各電流駆動型発光素子に素子行単位で画素選択信号を供給するために、１つの素子行に少なくとも１本ずつ配されるものであり、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウムとニオブ（Ｎｂ）との合金、クロム（Ｃｒ）等の導電性材料によって形成することができる。
【００６３】
データ線は、各電流駆動型発光素子に素子列単位で画像信号を供給するためのものであり、走査線と同様に導電性材料によって形成することができる。
【００６４】
電流駆動型発光素子をモザイク型に配置する場合のように、多数個の電流駆動型発光素子を正方行列（ただし、行数と列数とが異なる場合を含むものとする。）に配置する場合には、１つの素子列に少なくとも１本ずつ、データ線が配置される。一方、電流駆動型発光素子をトライアングル型に配置する場合のように、１つの素子行と当該素子行に隣接する素子行とで電流駆動型発光素子の配置が略１／２ピッチずれるように多数個の電流駆動型発光素子を配置する場合には、２つの素子列に少なくとも１本ずつ、データ線を配置することができる。
【００６５】
なお、本明細書においては、１つの素子行と当該素子行に隣接する素子行とで電流駆動型発光素子の配置が略１／２ピッチずれるように配列された多数個の電流駆動型発光素子も、「行列状に配列された多数個の電流駆動型発光素子」に含まれるものとする。
【００６６】
Ｄ．電源供給線
電源供給線は、各電流駆動型発光素子に駆動電流を供給するためのものであり、平面視上、素子行同士のピッチまたは素子列同士のピッチよりも幅広の面状に形成される。
【００６７】
この電源供給線は、上記の走査線と同様に導電性材料によって形成することができる。配線抵抗をできるだけ低くするうえから、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ等、導電性の高い材料によって形成することが好ましい。
【００６８】
電流駆動型発光素子からの発光を述した電気絶縁性基板側から取り出す場合には、電源供給線を前記発光に対して透光性にすることが好ましい。透光性を有する電源供給線は、その材質または膜厚を適宜選定することによって得ることができる。
【００６９】
Ｅ．スイッチング回路部
スイッチング回路部は、走査線に供給される画素選択信号とデータ線に供給される画像信号とに応じて、電流駆動型発光素子と電源供給線との導通を制御するためのものである。
【００７０】
このスイッチング回路部は、薄膜トランジスタ、ダイオード等の半導体スイッチング素子を用いて構成することができる。例えば半導体スイッチング素子として薄膜トランジスタを用いる場合には、少なくとも２つの薄膜トランジスタを組み合わせてスイッチング回路部を構成することが好ましい。必要に応じて、特定の薄膜トランジスタのゲートの開き具合を保持するためのゲート保持容量を併用することができる。
【００７１】
以下、図６に示したタイプの有機ＥＬ素子３０を電流駆動型発光素子として用いた場合を例にとり、３つの実施形態を挙げて各構成部材の具体的な配置について説明する。
【００７２】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の表示装置での走査線、データ線、電源供給線、スイッチング回路部、および、有機ＥＬ素子を構成する透光性電極（第１電極）の平面配置を概略的に示す。また図２は、図１に示したＩＩ−ＩＩ線断面を概略的に示す。
【００７３】
これらの図面に示す構成部材のうち、図６または図８に示した構成部材と機能上共通する構成部材については、電源供給線を除いて、図６または図８で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００７４】
図１および図２に示す表示装置６０では、透光性を有する電気絶縁性基板１の一表面上に走査線１１、データ線１３、電源供給線１７、スイッチング回路部２０、および、有機ＥＬ素子３０が配置される。
【００７５】
電源供給線１７は、電気絶縁性基板１を平面視したときに多数個の有機ＥＬ素子３０が配置されることになる領域を略覆うようにして、上記の一表面に面状に形成されている。図１においては、便宜上、電源供給線１７にスマッジングを付してある。
【００７６】
この電源供給線１７の所定箇所には、後述するスイッチング素子（第１および第２薄膜トランジスタ）と当該電源供給線１７とが平面視上離隔するように、開口部１７ａが設けられている。
【００７７】
データ線１３は、電源供給線１７上に電気的絶縁膜５０を介して形成され、走査線１１は、電源供給線１７上およびデータ線１３上の所定領域に形成された電気的絶縁膜５１上に形成されている。
【００７８】
スイッチング回路部２０は、第１薄膜トランジスタ２１、第２薄膜トランジスタ２５、およびゲート保持容量２９によって構成されている。
【００７９】
第１薄膜トランジスタ２１は、電気絶縁性基板１の上記一表面上に形成された半導体層２２を有し、この半導体層２２には、チャネル領域、ソース領域、およびドレイン領域が形成されている。ゲート絶縁膜２３ｉが、第１薄膜トランジスタ２１のチャネル領域上に形成されている。
【００８０】
配線２３ｇの一端がゲート絶縁膜２３ｉ上に配され、当該配線２３ｇの他端は走査線１１に接続されている。配線２３ｇにおけるゲート絶縁膜２３ｉ上の領域が、第１薄膜トランジスタ２１のゲート電極として機能する。半導体層２２のソース領域は配線２３ｓによってデータ線１３に電気的に接続され、ドレイン領域は配線２３ｄによってゲート保持容量２９に電気的に接続される。
【００８１】
第１薄膜トランジスタ２１と同様に、第２薄膜トランジスタ２５は、電気絶縁性基板１の上記一表面上に形成された半導体層２６を有し、この半導体層２６にもチャネル領域、ソース領域、およびドレイン領域が形成されている。ゲート絶縁膜２７ｉが、第２薄膜トランジスタ２５のチャネル領域上に形成されている。
【００８２】
配線２７ｇの一端がゲート絶縁膜２７ｉ上に配され、当該配線２７ｇの他端は配線２３ｄに接続されている。配線２７ｇにおけるゲート絶縁膜２７ｉ上の領域が、第２薄膜トランジスタ２５のゲート電極として機能する。半導体層２６のソース領域は配線２７ｓによって電源供給線１７に電気的に接続され、ドレイン領域は配線２７ｄを介して透光性電極３３に電気的に接続される。配線２７ｄと電源供給線１７とは、電気的絶縁膜５２によって、電気的に分離されている。
【００８３】
透光性電極３３は、電源供給１７と平面視上重なるようにして、当該電源供給線１７の上方に配置されている。
【００８４】
なお、図１においては、便宜上、電気的絶縁膜５０、５１、５２、およびゲート絶縁膜２３ｉ、２７ｉにハッチングを付してある。
【００８５】
図２に示すように、上述した走査線１１、データ線１３、電源供給線１７、スイッチング回路部２０、および電気的絶縁膜５０〜５２は、例えば感光性ポリイミドによって形成されたパッシベーション膜５４によって覆われている。パッシベーション膜５４の上面は平坦面となっており、当該上面に透光性電極３３が形成されている。透光性電極３３と前述の配線２７ｄとは、パッシベーション膜５４の所定箇所に形成されたコンタクトプラグ５５によって電気的に接続されている。
【００８６】
透光性電極３３上にＥＬ層３５が形成され、当該ＥＬ層３５の上面とパッシベーション膜５４の上面との段差は、例えば感光性樹脂で形成されたエッジ絶縁膜５６によって埋められている。エッジ絶縁膜５６は、電極エッジ部の電界集中によって透光性電極（第１電極）３３と対向電極（第２電極）３７との間で絶縁不良が生じる所謂電極間リークを防ぐためのものである。
【００８７】
有機ＥＬ素子３０を構成する対向電極（第２電極）３７は、ＥＬ層３５の上面に接するようにして、ＥＬ層３５およびエッジ絶縁膜５６を覆っている。
【００８８】
有機ＥＬ素子３０を封止するために、対向電極３７上には、紫外線硬化型のシール材５８によって、ガラス板５９が固着されている。
【００８９】
このように構成されている表示装置６０では、前述のように電源供給線１７が面状に形成されているので、表示装置６０の精細化や大画面化を図った場合でも電源供給線１７の配線抵抗を低減させることが容易であり、その分、各有機ＥＬ素子３０に大電流を供給することが容易である。
【００９０】
個々の有機ＥＬ素子３０に大電流を供給することができれば、表示ムラの発生が抑制され、また、各有機ＥＬ素子３０の輝度の向上によって再現可能な階調や色範囲等の幅が広がるので、表示装置６０の画質を高め易くなる。
【００９１】
＜第２実施形態＞
図３は、第２実施形態の表示装置７０での走査線、データ線、電源供給線、スイッチング回路部、および、有機ＥＬ素子を構成する透光性電極（第１電極）の平面配置を概略的に示す。
【００９２】
同図に示す構成部材のうち、図１または図２に示した構成部材と機能上共通する構成部材については、電源供給線を除いて、図１または図２で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００９３】
図示の表示装置７０は、電源供給線１８が１つの素子行に１本ずつ配置されているという点で、第１実施形態の表示装置６０と大きく異なる。個々の電源供給線１８は、素子行同士のピッチよりも幅広の面状に形成されており、当該電源供給線１８は、対応する素子行中の各透光性電極（第１電極）３３と平面視上重なっている。ただし、第１薄膜トランジスタ２１および第２薄膜トランジスタ２５とは、平面視上、互いに離隔している。
【００９４】
電源供給線１８が上述のように形成されていることに伴って、走査線１１は、データ線１３との平面視上の交差部およびその近傍を除き、電気絶縁性基板１の一表面上に直に形成されている。電気的絶縁膜５１は、走査線１１とデータ線１３との平面視上の交差部およびその近傍に形成されており、当該電気的絶縁膜５１によって走査線１１とデータ線１３とが電気的に分離されている。データ線１３は、素子行同士の間において、電気絶縁性基板１の一表面上に直に形成されている。表示装置７０における他の構成は、第１実施形態の表示装置６０の構成と同様である。
【００９５】
このような構成を有する表示装置７０は、第１実施形態の表示装置６０に比べれば電源供給線１８の配線抵抗が高いが、従来の有機ＥＬ表示装置に比べれば、電源供給線１８の配線抵抗が低い。
【００９６】
したがって、当該表示装置７０では、従来の有機ＥＬ表示装置に比して、精細化や大画面化を図った場合でも電源供給線１８の配線抵抗を低減させることが容易であり、その分、各有機ＥＬ素子３０に大電流を供給することが容易である。その結果として、各有機ＥＬ素子３０の輝度を向上させることができ、これに伴って画質を高め易い。
【００９７】
＜第３実施形態＞
図４は、第３実施形態の表示装置８０での走査線、データ線、電源供給線、スイッチング回路部、および、有機ＥＬ素子を構成する透光性電極（第１電極）の平面配置を概略的に示す。
【００９８】
同図に示す構成部材のうち、図１または図２に示した構成部材と機能上共通する構成部材については、電源供給線を除いて、図１または図２で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００９９】
図示の表示装置８０は、電源供給線１９が１つの素子列に１本ずつ配置されているという点で、第１実施形態の表示装置６０と大きく異なる。
【０１００】
個々の電源供給線１９は、素子列同士のピッチよりも幅広の面状に形成されており、当該電源供給線１９は、対応する素子列中の各透光性電極（第１電極）３３と平面視上重なっている。ただし、第１薄膜トランジスタ２１および第２薄膜トランジスタ２５とは、平面視上、互いに離隔している。
【０１０１】
電源供給線１９が上述のように形成されていることに伴って、データ線１３は、電気絶縁性基板１の一表面上に直に形成されている。走査線１１は、電気絶縁性基板１の一表面上に直に形成されている領域を含んでいる。表示装置８０における他の構成は、第１実施形態の表示装置６０の構成と同様である。
【０１０２】
このような構成を有する表示装置８０は、第１実施形態の表示装置６０に比べれば電源供給線１９の配線抵抗が高いが、従来の有機ＥＬ表示装置に比べれば、電源供給線１９の配線抵抗が低い。
【０１０３】
したがって、当該表示装置８０は、第２実施形態の表示装置７０と同様の技術的効果を奏する。
【０１０４】
なお、前述した第１実施形態の表示装置６０では、電源供給線１７の形成後に走査線１１、データ線１３、およびスイッチング回路部２０を構成する各配線を形成する構造となっているが、走査線１１、データ線１３、およびスイッチング回路部２０を構成する各配線を形成した後に電気絶縁膜を介して電源供給線１７を形成する構造とすることもできる。同様のことが、第２実施形態の表示装置７０および第３実施形態の表示装置８０についてもいえる。
【０１０５】
２．電子機器
本発明の電子機器は、表示装置として前述した本発明の表示装置を備えたものである。この電子機器は、表示装置を搭載することができるものであれば基本的にどのような用途のものであってもよい。
【０１０６】
本発明の表示装置の特徴を活かすうえからは、画像表示が望まれる用途の電子機器、例えば図５（Ａ）に概略的に示す携帯電話２１０、図５（Ｂ）に概略的に示す携帯端末２２０、図５（Ｃ）に示すモニタ（テレビ受像機やコンピュータの表示装置等）２３０、図５（Ｄ）に概略的に示すデジタルカメラ２４０等であることが特に好ましい。なお、図５（Ａ）〜図５（Ｄ）においては、本発明の表示装置を参照符号２００で示している。
【０１０７】
以上、本発明の表示装置および電子機器に係る実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述の実施形態は例示であり、本明細書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の構成を有し、同様の効果を奏するものは、如何なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１０８】
【実施例】
以下、図１、図２、図６、または図７で用いた参照符号を適宜引用しつつ実施例を挙げて、本発明について更に詳述する。
【０１０９】
＜実施例１＞
図７に示した有機ＥＬ素子４０を用いた以外は図１および図２に示した表示装置６０と同様の構成を有する表示装置を、下記の要領で作製した。
【０１１０】
まず、電気絶縁性基板１として、対角１７インチ（約４２５ｍｍ）のガラス基板（平面視上の大きさは３００ｍｍ×３７０ｍｍ）を用意した。
【０１１１】
このガラス基板の一表面上にポリシリコン膜を成膜し、所定のイオン注入および注入したイオンの活性化を行って、第１薄膜トランジスタ２１用の半導体層２２および第２薄膜トランジスタ２５用の半導体層２６を作製した。
【０１１２】
次いで、上記の一表面上に膜厚２００ｎｍのアルミニウム膜をスパッタ法によって成膜した後にパターニングして、電源供給線１７を得た。
【０１１３】
電気的絶縁膜５０、５１、５２としてシリコン酸化膜を形成し、アルミニウムを材料として用いて、走査線１１、データ線１３、スイッチング回路部２０を構成する各配線、およびゲート保持容量２９を形成した。アルミニウムに代えて、アルミニウムとニオブとの合金や、クロム等を使用してもよい。
【０１１４】
次いで、感光性ポリイミドを用いてパッシベーション膜５４を形成してから、当該パッシベーション膜５４に、コンタクトプラグ５５を形成するためのコンタクトホールを形成した。
【０１１５】
スパッタリング法によって、パッシベーション膜５４上にアルミニウムとＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）とがこの順番で積層された積層物を形成し、この積層物をパターニングして、有機ＥＬ素子４０用の電極（第１電極）４３を得た。上記の積層物を形成するにあたっては、パッシベーション膜５４に形成したコンタクトホール内にも当該積層物が堆積してコンタクトプラグ５５が形成されるように条件を選択した。
【０１１６】
感光性樹脂を用いて膜厚１μｍのエッジ絶縁膜５６を形成した後、各第１電極４３上に赤色光用、緑色光用、または青色光用のＥＬ層４５をマスク蒸着によって形成し、その上に金（Ａｕ）とＩＴＯとの積層物によって対向電極（第２電極）４７を形成した。
【０１１７】
赤色光用のＥＬ層４５は、正孔注入層として機能するＴＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチル−フェニル）−１，１−ジフェニル−４，４’−ジアミン）層を形成した後、その上に、赤色発光用の発光層を積層することによって形成した。このときの発光層の材料としては、Ａｌｑ_３（トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム）にＤＣＭ（ジシアノメチレンピラン誘導体）を１．０ｗｔ％添加した物質を用いた。
【０１１８】
緑色光用のＥＬ層４５は、正孔注入層として機能するＴＰＤ層上に、発光層として機能するＡｌｑ_３層を積層することによって形成した。
【０１１９】
青色光用のＥＬ層４５は、正孔注入層として機能するＴＰＤ層上に、発光層として機能するＤＰＶＢｉ（１，４−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル）層を積層することによって形成した。
【０１２０】
なお、ＴＰＤ層を形成するにあたっては、高真空下で予熱を十分に行った昇華精製装置で精製したＴＰＤを用い、このＴＰＤをタングステンボードに装荷して、抵抗加熱法により５０ｎｍの膜厚に成膜した。また、発光層を形成するにあたっては、昇華精製された発光材料を石英ボードに装荷し、抵抗加熱法により３０ｎｍの膜厚に成膜した。
【０１２１】
この後、別途用意したガラス板５９を紫外線硬化型のシール材５８によって対向電極（第２電極）４７上に固着して封止を行い、有機ＥＬ表示装置を得た。この有機ＥＬ表示装置では、ガラス基板５９側が画面となる。
【０１２２】
この有機ＥＬ表示装置は、ＸＧＡ（７６８×１０２４）規格の画素設計となっており、個々の画素は、発光色が赤色、緑色、および青色のサブピクセル（有機ＥＬ素子）を１つずつ有している。
【０１２３】
このようにして作製した有機ＥＬ表示装置に映像信号を入力し、個々の有機ＥＬ素子４０における電極（第１電極）４３を陽極、対向電極（第２電極）４７を陰極にして表示装置を駆動したところ、画面全体で均一な画像表示を行うことができた。
【０１２４】
＜比較例＞
電源供給線の形状を、隣り合う素子列同士の間に当該電源供給線が平面視上位置することになるように変更した以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ表示装置を作製した。
【０１２５】
この有機ＥＬ表示装置に映像信号を入力し、駆動したところ、電源入力端子から遠い側で電源供給線に接続されている有機ＥＬ素子の輝度が低下してしまい、均一な画像表示を行うことができなかった。
【０１２６】
＜実施例２＞
電源供給線の材料としてＩＴＯを用い、かつ、個々の有機ＥＬ素子を図６に示したタイプに変更した以外は実施例１と同様にして、有機ＥＬ表示装置を得た。この有機ＥＬ表示装置では、電気絶縁性基板１側が画面となる。
【０１２７】
なお、この表示装置において個々の有機ＥＬ素子を構成している透光性電極（第１電極）３３はＩＴＯによって形成され、対向電極（第２電極）３７は、ＥＬ層上に膜厚１５０ｎｍのマグネシウム（Ｍｇ）−銀（Ａｇ）合金層（Ｍｇ：Ａｇ＝１０：１）と膜厚２００ｎｍの銀（Ａｇ）層をこの順番で積層することによって形成されている。銀（Ａｇ）層は、保護層として機能する。
【０１２８】
このように作製した有機ＥＬ表示装置に映像信号を入力し、透光性電極（第１電極）３３を陽極、対向電極（第２電極）３７を陰極にして表示装置を駆動したところ、実施例１の有機ＥＬ表示装置と同様に画面全体で均一な画像表示を行うことができた。
【０１２９】
＜実施例３＞
ＴＰＤに代えてＰＥＤＯＴ（ポリ（エチレンジオキシドチオフェン））：バイエルン社製のＣＨ８０００）を用いると共に、赤色光、緑色光、および青色光用の発光材料として下記の物質を用い、これらを用いて下記の条件の下に正孔注入層および発光層を形成し、さらに、カルシウム（Ｃａ）層上に銀（Ａｇ）層を積層することによって陰極を形成し、他は実施例１または実施例２と同様にして、有機ＥＬ表示装置を得た。
【０１３０】
（ｉ）正孔注入層の形成条件
スピンコート法によってＰＥＤＯＴを８０ｎｍの膜厚で塗布し、その後、１６０℃で焼成して、正孔注入層を形成した。
【０１３１】
（ｉｉ）発光層の形成条件
７０重量部のポリビニルカルバゾールと、３０重量部のオキサジアゾール化合物と、１重量部の蛍光色素とを４９００重量部のモノクロロベンゼンに溶解させてコーティング溶液を調製し、このコーティング溶液をインクジェット法によって所定箇所に塗布することによって、発光層を形成した。このとき、赤色光用の蛍光色素としてはＤＣＭを用い、緑色光用の蛍光色素としてはクマリン６を用い、青色光用の蛍光色素としてはペリレンを用いた。
【０１３２】
このように作製した有機ＥＬ表示装置に映像信号を入力し、駆動したところ、実施例１または実施例２の有機ＥＬ表示装置と同様に、画面全体で均一な画像表示を行うことができた。
【０１３３】
【発明の効果】
以上説明したように、電気絶縁性基板上に行列状に配列された多数個の電流駆動型発光素子によって表示を行う本発明の表示装置では、電源供給線が、平面視上、素子行同士のピッチまたは素子列同士のピッチよりも幅広の面状に形成され、かつ、当該電源供給線が、個々の電流駆動型発光素子において前記電気絶縁性基板に配置されている第１電極と平面視上重なる大きさを有しているので、表示装置の精細化や大画面化を図った場合でも電源供給線の配線抵抗を低減させることが容易であり、その分、各電流駆動型発光素子に大電流を供給することが容易である。その結果として、表示ムラがなく、再現可能な階調や色範囲等の幅が広い表示装置、および、このような表示装置を備えた電子機器を得ることが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の表示装置での走査線、データ線、電源供給線、スイッチング回路部、および、有機ＥＬ素子を構成する透光性電極（第１電極）の平面配置を示す概略図である。
【図２】図１に示したＩＩ−ＩＩ線断面の概略図である。
【図３】第２実施形態の表示装置での走査線、データ線、電源供給線、スイッチング回路部、および、有機ＥＬ素子を構成する透光性電極（第１電極）の平面配置を示す概略図である。
【図４】第３実施形態の表示装置での走査線、データ線、電源供給線、スイッチング回路部、および、有機ＥＬ素子を構成する透光性電極（第１電極）の平面配置を示す概略図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｄ）は、それぞれ、本発明による電子機器の一例を示す概略図である。
【図６】有機ＥＬ素子の一例を概略的に示す断面図である。
【図７】有機ＥＬ素子の他の一例を概略的に示す断面図である。
【図８】従来の有機ＥＬ表示装置の一例を示す等価回路図である。
【符号の説明】
１　…　電気絶縁性基板
１１　…　走査線
１３　…　データ線
１７、１８，１９　…　電源供給線
２０　…　スイッチング回路部
３０、４０　…　有機ＥＬ素子
３３、４３　…　第１電極
３５、４５　…ＥＬ層
３７、４７　…　第２電極
６０、７０、８０、２００　…　表示装置
２１０、２２０、２３０、２４０　…　電子機器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a display device using a current-driven light-emitting element as a pixel, and an electronic device including the display device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, flat panel displays have been used in many fields and many places, and their importance has been increasing as computerization has progressed.
[0003]
A liquid crystal display device (hereinafter abbreviated as “LCD”) is a representative of the flat panel display, but as a flat panel display based on a display principle different from that of the LCD, organic electroluminescence (hereinafter, “electroluminescence”) is used. Is abbreviated as “EL”.) A display device, an inorganic EL display device, a plasma display, a light emitting diode display device, a fluorescent display tube, a field emission display device, and the like are also being actively developed.
[0004]
Among the above display devices, each display device other than the LCD is called a self-luminous display device, and is greatly different from an LCD called a light receiving display device in the following points (1) to (4).
(1) Power consumption
Since each pixel in the LCD does not emit light by itself and functions as an optical shutter that transmits and blocks light, LCDs other than the transmissive type require a backlight, regardless of the form of display information. It is necessary to keep the backlight on. For this reason, at the time of display, power that is almost the same as in the full display state is consumed.
[0005]
On the other hand, in the self-luminous type, since each pixel emits light itself, there is no need to provide a separate light source, and only the pixels at the necessary locations need to be lit according to the form of display information. Low power consumption compared to.
(2) Contrast
In the LCD, individual pixels block light from the backlight or ambient illumination light to obtain a dark state. However, it is difficult to completely eliminate light leakage from individual pixels, and as a result, It is difficult to increase contrast.
[0006]
On the other hand, in the self-luminous display device, since the state in which each pixel does not emit light is the dark state, an ideal dark state can be easily obtained, and the contrast can be easily increased.
(3) Viewing angle dependence
In an LCD, since the liquid crystal molecules have birefringence and the transmission and blocking of light are controlled by controlling the alignment direction of the liquid crystal molecules, the LCD has viewing angle dependence, and the screen is viewed. The display state changes depending on the direction. In contrast, the self-luminous display device hardly has this problem.
(4) Responsiveness
In the LCD, the arrangement direction of the liquid crystal molecules is controlled using the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules. Therefore, in principle, the response time to an electric signal is 1 millisecond or more. For this reason, an afterimage may occur when a moving image is displayed.
[0007]
In contrast, a self-luminous display device controls on / off of pixels using carrier transition, electron emission, plasma discharge, etc., so that the response time to an electric signal is as fast as nanoseconds, and a moving image is displayed. Even afterimages do not occur.
[0008]
Among the self-luminous display devices having the above-mentioned advantages, an organic EL display device using an organic EL element (also referred to as an organic light-emitting diode) as a pixel has a very excellent driving (light-emission) voltage, which is extremely excellent in practical use. have. Actually, the light emission starting voltage of the organic EL element is 10 V or less, and the driving voltage is very low as compared with the light emitting element used in other self-luminous display devices. An organic EL display device having a feature that it can be driven at a low voltage is suitable as a display device of a battery-driven portable electronic device or the like in which an upper limit of a power supply voltage is limited. For this reason, research on organic EL display devices is being actively conducted today.
[0009]
The basic structure of an organic EL device is a structure in which a light-emitting layer formed of an organic material is sandwiched between an anode and a cathode. If necessary, a hole injection layer or a hole is provided between the anode and the light-emitting layer. A transport layer is formed, and an electron injection layer and an electron transport layer are formed between the cathode and the light emitting layer. Further, the emission color is controlled by doping the emission layer with a fluorescent dye or the like.
[0010]
Here, in this specification, all layers formed between a cathode and an anode in a current-driven light-emitting device are collectively referred to as a “light-emitting portion”. When the current-driven light-emitting device is an organic EL device, this light-emitting portion is particularly called an “EL layer”. The EL layer includes a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
[0011]
6 and 7 schematically show the cross-sectional structure of the organic EL device. In an organic EL element 30 shown in FIG. 6, a light-transmitting electrode 33 is formed on a light-transmitting electrically insulating substrate 1 such as a glass substrate or a plastic substrate, and an EL layer 35 and a counter electrode 37 are sequentially formed thereon. Manufactured by
[0012]
The organic EL element 30 extracts light emission E1 from the EL layer 35 from the electrically insulating substrate 1 side, and is sometimes called a “bottom emission type”. Generally, the translucent electrode 33 is used as an anode, and the counter electrode 37 is used as a cathode. The counter electrode 37 is often a non-translucent electrode formed of metal.
[0013]
The organic EL element 40 shown in FIG. 7 is manufactured by forming an electrode 43 on the electrically insulating substrate 1 and sequentially forming an EL layer 45 and a translucent counter electrode 47 thereon.
[0014]
The organic EL element 40 extracts the light emission E2 from the EL layer 45 from the side opposite to the electrically insulating substrate 1, and is sometimes called a “top emission type”. At least one of the electrically insulating substrate 1 and the electrode 43 is preferably non-light-transmitting, and the electrode 43 is often a non-light-transmitting electrode formed of metal.
[0015]
The EL layers 35 and 45 are generally formed by a vacuum deposition method when a low-molecular material is used as the material of the EL layers 35 and 45, and when a high-molecular material is used, a solution is formed by spin coating or printing. , Formed by a transfer method. When a large number of EL layers 35 and 45 are formed at a time as in the case of forming a pixel of a display device, when a low-molecular material is used as a material for each of the EL layers 35 and 45, for example, a mask vapor deposition method is applied. When a molecular material is used, for example, an inkjet method, a printing method, a transfer method, or the like is used. In recent years, low molecular weight materials that can be applied have been reported.
[0016]
The organic EL elements 30 and 40 emit light when a voltage is applied between the electrodes (between the anode and the cathode) and a current flows through the EL layers 35 and 45. In the past, only the fluorescence emission when returning from the singlet excited state to the ground state was used, but recent research has made it possible to effectively use the phosphorescence emission when returning from the triplet excited state to the ground state. As a result, the luminous efficiency is improved.
[0017]
Although not shown in FIGS. 6 and 7, the organic EL elements 30 and 40 generally have remarkable deterioration in characteristics due to moisture and oxygen. Therefore, so-called sealing is performed to ensure the reliability. The organic EL elements 30 and 40 are sealed by, for example, using the electrically insulating substrate 1 and another substrate so that the organic EL elements 30 and 40 are not exposed to moisture or oxygen. This is performed by forming a space formed and filling the space with an inert gas, or by covering the organic EL elements 30 and 40 with a vapor-deposited thin film.
[0018]
A display device of full color display can be obtained by using the organic EL elements 30 and 40 as pixels. As a method of full-color display, in addition to a three-color juxtaposition method in which organic EL elements emitting red, green, and blue light are precisely arranged for each pixel of a display device, an organic EL element emitting white light and a primary color are used. (CF, combining a (red, green, and blue)) color filter (CF), and CCM (color Changing Medium), combining an organic EL element emitting blue light and each of a red and green fluorescence conversion dye filter. There is.
[0019]
A display device using the organic EL elements 30 and 40 as pixels can be roughly classified into a passive matrix system and an active matrix system depending on the driving method, similarly to the LCD.
[0020]
In a passive matrix type display device, when a large number of organic EL elements 30 or organic EL elements 40 are arranged in a matrix, for example, one translucent electrode 33 or one electrode 43 is formed for each element row, and an element column is formed. One counter electrode 37, 47 is formed for each, and an EL layer 35 sandwiched between the translucent electrode 33 or the electrode 43 and the counter electrodes 37, 47 is provided at each intersection of these electrodes in plan view. 45 are formed.
[0021]
Although this type of display device has the advantage of a simple structure, in order to display an image by time-division scanning, the number of scanning lines is multiple times that of an active matrix type display device. There is a disadvantage that the instantaneous luminance of each of the organic EL elements 30 and 40 must be increased. For example, in order to obtain a display device having a resolution of VGA (Video Graphics Array) or higher, the instantaneous luminance of each of the organic EL elements 30 and 40 is set to 10,000 cd / m. ² It is desired to do the above.
[0022]
On the other hand, in the display device of the active matrix system, for example, one translucent electrode 33 or one electrode 43 is formed for each of the organic EL elements 30 and 40, and one large conductive film is formed on all the organic EL elements 30 and 40. 40 are formed as common counter electrodes 37 and 47. In addition, in order to control the operation of the organic EL elements 30 and 40, one switching circuit unit is arranged in each of the organic EL elements 30 and 40. Each switching circuit unit is constituted by, for example, a plurality of semiconductor switching elements, and includes a pixel selection signal supplied from a scanning line arranged for each element row and an image signal supplied from a data line arranged for each element column. , The operation of the organic EL elements 30 and 40 corresponding to the switching circuit unit is controlled.
[0023]
Although the display device of this system has a complicated structure as compared with the display device of the passive matrix system, it is not necessary to increase the light emission luminance of the individual organic EL elements 30 and 40 so much, and it is possible to suppress power consumption. It has many advantages such that crosstalk between pixels is unlikely to occur.
[0024]
Further, when a polycrystalline silicon (polysilicon) film or a continuous grain silicon (CG silicon) film is used to form a semiconductor switching element, these films have a higher charge mobility than an amorphous silicon film, so that the operation speed is reduced. A fast switching element can be formed, and as a result, various control circuits are formed together with pixels on a single substrate, so that the display device can be easily reduced in size, cost, multifunctionality, and the like. Further, a semiconductor switching element formed using a polycrystalline silicon film or a continuous grain silicon film is capable of processing a large current, and thus is suitable for drive control of an organic EL element which is a current-driven element.
[0025]
When the pixels in the active matrix type display device are configured by the top emission type organic EL element 40, the light emitting area ratio is not limited by the circuit components such as the switching circuit portion and the bus line, so that a more multifunctional and complicated circuit is electrically insulated. It can be easily formed on the conductive substrate 1.
[0026]
FIG. 8 shows a configuration example of a pixel circuit in an active matrix display device 100 using the organic EL element 30 as a pixel.
[0027]
As shown in the figure, in the display device 100, a large number of organic EL elements 30 are arranged and arranged in a matrix, and one scanning line 11 is arranged in each element row along the element row. The data line 13 and the power supply line 15 are arranged one by one along the element row.
[0028]
In the actual display device 100, the scanning lines 11 are located in plan view between adjacent element rows, and the data lines 13 and the power supply lines 15 are located in plan view between adjacent element columns. are doing.
[0029]
The switching circuit unit 20 is connected to each of the organic EL elements 30 one by one. The illustrated switching circuit unit 20 includes a first thin film transistor 21, a second thin film transistor 25, and a gate holding capacitor 29 connected to the first thin film transistor 21 and the second thin film transistor 25. The gate holding capacitor 29 is also connected to the power supply line 15.
[0030]
The gate of the first thin film transistor 21 is electrically connected to the scanning line 11 corresponding to the switching circuit unit 20 including the first thin film transistor 21, the source of the first thin film transistor 21 is connected to the data line 13, and the drain is connected to the gate. The storage capacitor 29 is electrically connected. The gate of the second thin film transistor 25 is electrically connected to a wiring 23d that connects the first thin film transistor 21 corresponding to the second thin film transistor 25 and the gate holding capacitor 29, and the source of the second thin film transistor 25 is The drain is electrically connected to the power supply line 15 and the organic EL element 30.
[0031]
When a pixel selection signal is supplied to a predetermined scanning line 11, the gate of each first thin film transistor 21 connected to the scanning line 11 is opened. When an image signal is supplied to the predetermined data line 13, the gate of the second thin film transistor 25 corresponding to the first thin film transistor 21 whose gate is opened by the pixel selection signal is changed according to the magnitude of the image signal. It opens analogously. The degree of opening of the gate of the second thin film transistor 25 is held by the gate holding capacitor 29 corresponding to the second thin film transistor 25. When a voltage is applied to the power supply line 15 in this state, a current having a value corresponding to the degree of opening of the gate of the second thin film transistor 25 is supplied to the organic EL element 30 connected to the second thin film transistor 25 whose gate is open. Flows from the power supply line 15, and the organic EL element 30 emits light. That is, the organic EL element 30 emits light according to the magnitude of the image signal.
[0032]
The display device 100 having the above-described configuration is of an active matrix type, and thus has the various advantages described above. However, since the organic EL element is a current-driven light emitting element and the luminous efficiency of the organic EL element is not so high, it is difficult to drive the display apparatus 100 particularly when the definition or the size is increased. Become.
[0033]
The organic EL element can be driven at a low voltage as described above, which means that a large drive current is required if the luminous efficiency is the same. The efficiency of the display device can be represented by the luminous efficiency represented by the following equation.
[0034]
Luminous efficiency (lm / W) = luminance (cd / m ² ) · Π / [(voltage (V) · current density (A / m ² )]
A display device is generally required to have a luminous efficiency of 2 lm / W or more. In order to obtain such luminous efficiency in an organic EL display device, about 100 cd / m. ² It is necessary to obtain the above luminance, and for that purpose, the current density in each organic EL element is set to 15 A / m ² This is necessary.
[0035]
15A / m ² Is a current density of 1 to 2 A / m in a pixel of another self-luminous display device, for example, a pixel of an inorganic EL display device or a pixel of a plasma display. ² This is an extremely large value as compared with. Since the LCD is an electric field driving type in principle, there is almost no need to supply a current to each pixel.
[0036]
In order to supply such a large current to each organic EL element in the organic EL display device, it is very important to reduce the wiring resistance of the power supply line. If this wiring resistance is high, even if a sufficient current can be supplied to the organic EL element connected to the power supply line on the side near the power supply terminal, the organic EL element connected to the power supply line on the side far from the power supply terminal can be supplied. A sufficient current cannot be supplied to the organic EL element due to a voltage drop, and display unevenness occurs. The importance of reducing the wiring resistance of the power supply line increases as the number of pixels increases and as the display screen increases.
[0037]
For example, in Patent Document 1, a large current can be supplied to each organic EL element by disposing a power supply line not only between adjacent element columns but also between adjacent element rows. An organic EL display device is described.
[0038]
Patent Document 2 describes an organic EL display device in which power supply lines are collectively taken out around a substrate. Patent Document 3 describes an organic EL display device in which both ends of a power supply line are connected to power terminals. Has been described. In the organic EL display devices described in Patent Literature 2 and Patent Literature 3, the wiring resistance of the power supply line is reduced by shortening the substantial length of the power supply line as viewed from the power supply. .
[0039]
However, in any of the organic EL display devices described in Patent Literatures 1 to 3, the wiring resistance of the power supply line is relatively high in order to achieve a higher definition and a larger screen.
[0040]
As the circuit configuration and the driving method of the organic EL display device, in addition to those described above, those in which the number of thin film transistors in each switching circuit portion is further increased (see Non-Patent Document 1) and those in which digital gradation is performed (non Patent Document 2 and Non-Patent Document 3) are known, but in each case, the wiring resistance of the power supply line is relatively high in order to achieve a higher definition and a larger screen.
[0041]
[Patent Document 1]
JP 2002-32037 A
[Patent Document 2]
JP-A-2002-40961
[Patent Document 3]
JP-A-2002-108262
[Non-patent document 1]
Yumoto et al., "Pixel-Driving Methods for Large-Size Poly-Si AM-OLED Displays", Asia Display / IDW'01, P.S. 1395-1398.
[Non-patent document 2]
Mizukami et al., "6-bit Digital VGA OLED", SID'00, P.E. 912-915.
[Non-Patent Document 3]
Miyashita et al., "Full Color Displays Fabricated by Ink-Jet Printing", Asia Display / IDW'01, P.S. 1394-1402.
[0042]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a display device capable of easily supplying a large current to each of current-driven light-emitting elements functioning as pixels, and an electronic device including the display device The main purpose is to provide.
[0043]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the present invention provides an electric insulating substrate, and a plurality of current-driven light emitting elements arranged in a matrix on the electric insulating substrate, as described in claim 1. At least one scanning line arranged in one element row, at least one data line arranged in one or two element columns, and a power supply line arranged on the electrically insulating substrate; The current-driven light-emitting elements are arranged at least one for each current-driven light-emitting element, and the current-driven light-emitting element and the power supply are supplied according to a pixel selection signal supplied to the scanning line and an image signal supplied to the data line. A switching circuit unit capable of controlling conduction with a line, wherein the switching circuit unit includes a plurality of switching elements, wherein each of the current-driven light-emitting elements has the electrical insulating property. A first electrode disposed on the plate side, a light-emitting portion stacked on the first electrode, and a second electrode formed on the light-emitting portion; A display device is provided which is formed in a planar shape wider than the pitch between the element rows or the pitch between the element columns, and wherein the power supply line and the first electrode overlap in plan view.
[0044]
By forming the power supply lines as described above, it is easy to reduce the wiring resistance of the power supply lines even when the display device is made finer and the screen is enlarged, and accordingly, each current-driven light emission It becomes easy to supply a large current to the element.
[0045]
If a large current can be supplied to each of the current-driven light-emitting elements, display unevenness can be suppressed, and the gradation and color range that can be reproduced by improving the luminance of each current-driven light-emitting element can be reduced. Since the width is widened, it is easy to obtain a high-quality display device.
[0046]
In the display device according to the first aspect, as described in the second aspect, it is preferable that the power supply line and the switching element are separated from each other in a plan view.
[0047]
Here, "the power supply line and the switching element are separated from each other in a plan view" in the present specification means that the switching element and the power supply line are not connected except for the wiring connected to the switching element. Mean that they are separated from each other in plan view.
[0048]
When the power supply line and the switching element are arranged so as to overlap with each other, the reliability of the display device may be reduced due to generation of parasitic capacitance and the like. By arranging the power supply lines and the switching elements as described above, a highly reliable display device can be easily manufactured.
[0049]
Further, in the display device according to the first or second aspect, as described in the third aspect, the power supply line and the scanning line or the data line are stacked with an electrical insulating film interposed therebetween. Is preferred. By forming the power supply line and the scanning line or the data line in this manner, the width of the power supply line in a plan view can be easily increased, so that the wiring resistance of the power supply line can be easily reduced.
[0050]
In the display device according to any one of the first to third aspects, as described in the fourth aspect, the second electrode is provided with translucency to emit light from the light emitting unit. Can be taken out from the second electrode side. When the display device is configured as described above, the light emitting area ratio is not limited by the circuit components such as the switching circuit portion, the scanning line, and the data line. Therefore, a more multifunctional and complicated circuit is formed on the electric insulating substrate. It will be easier.
[0051]
In the display device according to any one of the first to third aspects, as described in the fifth aspect, the power supply line is provided with translucency to emit light from the light emitting unit. Can be taken out from the electrically insulating substrate side. With such a configuration of the display device, it is easy to use the organic EL element as the current-driven light emitting element.
[0052]
In the display device according to any one of the first to fifth aspects, as described in the sixth aspect, it is preferable to use an organic EL element as the current drive type light emitting element. Since the organic EL element has a low driving voltage, the use of the organic EL element makes it easy to obtain a display device suitable for a display device of a battery-driven portable electronic device in which the upper limit of the power supply voltage is limited. Further, even when a display device driven by a commercial power supply is obtained, the configuration of a power supply circuit for obtaining a desired power supply voltage in the display device is facilitated because the drive voltage of the organic EL element is low.
[0053]
According to another aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus including a display device according to claim 7, wherein the display device includes the display device according to any one of claims 1 to 6. An electronic device characterized by being a display device according to the present invention.
[0054]
Since the display device according to any one of the first to sixth aspects is a self-luminous display device using a current-driven light-emitting element, this display device is used as a display device of an electronic device. With the use, power consumption of the electronic device can be reduced as compared with the case where a light-receiving display device is used.
[0055]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. First, the components of the display device of the present invention will be described, and then the specific arrangement of each component will be described with reference to the drawings using an example in which an organic EL element is used as a current-driven light emitting element. Next, an embodiment of an electronic device of the present invention will be described.
[0056]
1. Display device
As described above, the display device of the present invention includes an electrically insulating substrate, a current-driven light-emitting element, a scanning line, a data line, a power supply line, and a switching circuit unit. Hereinafter, each component will be described.
[0057]
A. Electrically insulating substrate
The electrically insulating substrate is for mounting other constituent members, and as the electrically insulating substrate, for example, a glass substrate, a glass film, a synthetic resin substrate, a synthetic resin film, or the like can be used.
[0058]
When light emission from the current-driven light-emitting element is extracted from the electrically insulating substrate side, a material having a light-transmitting property with respect to the light emission is used as the electrically insulating substrate.
[0059]
In the case where the light emission is extracted from a second electrode side, which will be described later, which constitutes a current-driven light-emitting element, the electrically insulating substrate may have a light-transmitting property with respect to the light emission, or may have a light-transmitting property. You don't have to. However, in this case, it is preferable that a power supply line described later is made non-transparent to the light emission.
[0060]
B. Current driven light emitting device
As the current-driven light emitting element, an organic EL element, an LED (light emitting diode) element, or the like can be used.
[0061]
From the viewpoint that driving at a low voltage is easy, an organic EL element is most preferable as the current-driven light-emitting element.
[0062]
C. Scan and data lines
At least one scanning line is provided for each element row in order to supply a pixel selection signal to each current drive type light emitting element on a device row basis. Aluminum (Al), aluminum and niobium (Nb) ) And a conductive material such as chromium (Cr).
[0063]
The data line is for supplying an image signal to each current drive type light emitting element in a unit of an element row, and can be formed of a conductive material similarly to the scanning line.
[0064]
When a large number of current driven light emitting devices are arranged in a square matrix (including a case where the number of rows is different from the number of columns) as in the case where the current driven light emitting devices are arranged in a mosaic type. At least one data line is arranged in one element column. On the other hand, as in the case of arranging the current-driven light-emitting elements in a triangle shape, the arrangement of the current-driven light-emitting elements in one element row and the element row adjacent to the element row is displaced by about 1/2 pitch. When two current-driven light emitting elements are arranged, at least one data line can be arranged in two element columns.
[0065]
In this specification, a large number of current-driven light-emitting elements are arranged such that the arrangement of current-driven light-emitting elements is shifted by approximately 1/2 pitch between one element row and an element row adjacent to the element row. Are included in “a large number of current-driven light-emitting elements arranged in a matrix”.
[0066]
D. Power supply line
The power supply line is for supplying a drive current to each current drive type light emitting element, and is formed in a planar shape wider than a pitch between element rows or a pitch between element columns in plan view.
[0067]
This power supply line can be formed of a conductive material similarly to the above-described scanning line. In order to reduce the wiring resistance as much as possible, it is preferable that the wiring layer is formed of a highly conductive material such as Al, Cu, or Ag.
[0068]
When light emission from the current-driven light-emitting element is taken out from the above-described electrically insulating substrate side, it is preferable that a power supply line be transparent to the light emission. A light-transmitting power supply line can be obtained by appropriately selecting its material or thickness.
[0069]
E. FIG. Switching circuit section
The switching circuit is for controlling conduction between the current driving type light emitting element and the power supply line according to a pixel selection signal supplied to the scanning line and an image signal supplied to the data line.
[0070]
This switching circuit section can be configured using semiconductor switching elements such as thin film transistors and diodes. For example, when a thin film transistor is used as a semiconductor switching element, it is preferable that at least two thin film transistors are combined to form a switching circuit portion. If necessary, a gate holding capacitor for holding the opening state of the gate of the specific thin film transistor can be used together.
[0071]
Hereinafter, the specific arrangement of each component will be described with reference to three embodiments, taking an example in which an organic EL element 30 of the type shown in FIG. 6 is used as a current-driven light emitting element.
[0072]
<First embodiment>
FIG. 1 is a schematic plan view of a scan line, a data line, a power supply line, a switching circuit, and a light-transmitting electrode (first electrode) constituting an organic EL element in the display device according to the first embodiment. Shown in FIG. 2 schematically shows a cross section taken along line II-II shown in FIG.
[0073]
Of the constituent members shown in these drawings, those having the same functions as the constituent members shown in FIG. 6 or FIG. 8 have the same reference numerals as those used in FIG. 6 or FIG. 8 except for the power supply line. The description is omitted by attaching the reference numerals.
[0074]
In the display device 60 shown in FIGS. 1 and 2, the scanning line 11, the data line 13, the power supply line 17, the switching circuit unit 20, and the organic EL element are formed on one surface of the electrically insulating substrate 1 having translucency. 30 are arranged.
[0075]
The power supply line 17 is formed on one surface of the above-described surface so as to substantially cover a region where a large number of organic EL elements 30 are to be arranged when the electrically insulating substrate 1 is viewed in plan. I have. In FIG. 1, for convenience, the power supply line 17 is provided with smudging.
[0076]
An opening 17a is provided at a predetermined position of the power supply line 17 so that a switching element (first and second thin film transistors) described later and the power supply line 17 are separated from each other in plan view.
[0077]
The data line 13 is formed on the power supply line 17 via the electrical insulating film 50, and the scanning line 11 is formed on the power supply line 17 and the electrical insulating film 51 formed in a predetermined region on the data line 13. Is formed.
[0078]
The switching circuit unit 20 includes a first thin film transistor 21, a second thin film transistor 25, and a gate holding capacitor 29.
[0079]
The first thin film transistor 21 has a semiconductor layer 22 formed on the one surface of the electrically insulating substrate 1, and a channel region, a source region, and a drain region are formed in the semiconductor layer 22. The gate insulating film 23i is formed on the channel region of the first thin film transistor 21.
[0080]
One end of the wiring 23g is disposed on the gate insulating film 23i, and the other end of the wiring 23g is connected to the scanning line 11. A region on the gate insulating film 23i in the wiring 23g functions as a gate electrode of the first thin film transistor 21. The source region of the semiconductor layer 22 is electrically connected to the data line 13 by the wiring 23s, and the drain region is electrically connected to the gate holding capacitor 29 by the wiring 23d.
[0081]
Like the first thin film transistor 21, the second thin film transistor 25 has a semiconductor layer 26 formed on the one surface of the electrically insulating substrate 1, and the semiconductor layer 26 also has a channel region, a source region, and a drain region. Is formed. The gate insulating film 27i is formed on the channel region of the second thin film transistor 25.
[0082]
One end of the wiring 27g is provided on the gate insulating film 27i, and the other end of the wiring 27g is connected to the wiring 23d. A region on the gate insulating film 27i in the wiring 27g functions as a gate electrode of the second thin film transistor 25. The source region of the semiconductor layer 26 is electrically connected to the power supply line 17 through a wiring 27s, and the drain region is electrically connected to the light-transmitting electrode 33 through a wiring 27d. The wiring 27d and the power supply line 17 are electrically separated by an electrical insulating film 52.
[0083]
The translucent electrode 33 is disposed above the power supply line 17 so as to overlap the power supply 17 in plan view.
[0084]
In FIG. 1, for convenience, the electrical insulating films 50, 51, 52 and the gate insulating films 23i, 27i are hatched.
[0085]
As shown in FIG. 2, the above-described scanning line 11, data line 13, power supply line 17, switching circuit section 20, and electrical insulating films 50 to 52 are covered with a passivation film 54 formed of, for example, photosensitive polyimide. Has been done. The upper surface of the passivation film 54 is a flat surface, and the translucent electrode 33 is formed on the upper surface. The translucent electrode 33 and the above-described wiring 27d are electrically connected by a contact plug 55 formed at a predetermined position of the passivation film 54.
[0086]
An EL layer 35 is formed on the translucent electrode 33, and a step between the upper surface of the EL layer 35 and the upper surface of the passivation film 54 is filled with an edge insulating film 56 made of, for example, a photosensitive resin. The edge insulating film 56 is for preventing so-called inter-electrode leakage in which insulation failure occurs between the translucent electrode (first electrode) 33 and the counter electrode (second electrode) 37 due to electric field concentration at the electrode edge. is there.
[0087]
The counter electrode (second electrode) 37 constituting the organic EL element 30 covers the EL layer 35 and the edge insulating film 56 so as to be in contact with the upper surface of the EL layer 35.
[0088]
In order to seal the organic EL element 30, a glass plate 59 is fixed on the counter electrode 37 by a UV-curable sealing material 58.
[0089]
In the display device 60 configured as described above, since the power supply lines 17 are formed in a planar shape as described above, the power supply lines 17 are formed even when the display device 60 is refined or has a large screen. It is easy to reduce the wiring resistance, and accordingly, it is easy to supply a large current to each organic EL element 30.
[0090]
If a large current can be supplied to each organic EL element 30, the occurrence of display unevenness is suppressed, and the range of reproducible gradations and color ranges is widened by improving the luminance of each organic EL element 30. Therefore, the image quality of the display device 60 can be easily improved.
[0091]
<Second embodiment>
FIG. 3 schematically illustrates a planar arrangement of scanning lines, data lines, power supply lines, switching circuit units, and light-transmitting electrodes (first electrodes) constituting an organic EL element in the display device 70 according to the second embodiment. Is shown.
[0092]
Of the components shown in FIG. 5, those components that are functionally common to the components shown in FIG. 1 or 2 are denoted by the same reference numerals as those used in FIG. 1 or 2 except for the power supply line. And the description is omitted.
[0093]
The illustrated display device 70 is significantly different from the display device 60 of the first embodiment in that the power supply lines 18 are arranged one by one in one element row. Each power supply line 18 is formed in a planar shape wider than the pitch between element rows, and the power supply line 18 is connected to each translucent electrode (first electrode) 33 in the corresponding element row. They overlap in plan view. However, the first thin film transistor 21 and the second thin film transistor 25 are separated from each other in plan view.
[0094]
As the power supply line 18 is formed as described above, the scanning line 11 is formed on one surface of the electrically insulating substrate 1 except for the intersection with the data line 13 in plan view and its vicinity. It is formed directly. The electrical insulating film 51 is formed at the intersection of the scanning line 11 and the data line 13 in plan view and in the vicinity thereof, and the electrical insulating film 51 electrically connects the scanning line 11 and the data line 13. Are separated. The data lines 13 are formed directly on one surface of the electrically insulating substrate 1 between the element rows. The other configuration of the display device 70 is the same as the configuration of the display device 60 of the first embodiment.
[0095]
The display device 70 having such a configuration has a higher wiring resistance of the power supply line 18 than the display device 60 of the first embodiment, but has a higher wiring resistance than the conventional organic EL display device. Is low.
[0096]
Therefore, in the display device 70, it is easy to reduce the wiring resistance of the power supply line 18 even when the definition and the size of the screen are increased, as compared with the conventional organic EL display device. It is easy to supply a large current to the organic EL element 30. As a result, the brightness of each organic EL element 30 can be improved, and accordingly, the image quality can be easily improved.
[0097]
<Third embodiment>
FIG. 4 schematically illustrates a planar arrangement of scanning lines, data lines, power supply lines, switching circuit units, and light-transmitting electrodes (first electrodes) constituting an organic EL element in the display device 80 according to the third embodiment. Is shown.
[0098]
Of the components shown in FIG. 5, those components that are functionally common to the components shown in FIG. 1 or 2 are denoted by the same reference numerals as those used in FIG. 1 or 2 except for the power supply line. And the description is omitted.
[0099]
The illustrated display device 80 is greatly different from the display device 60 of the first embodiment in that the power supply lines 19 are arranged one by one in one element row.
[0100]
Each power supply line 19 is formed in a planar shape wider than the pitch between the element rows, and the power supply line 19 is connected to each of the translucent electrodes (first electrodes) 33 in the corresponding element row. They overlap in plan view. However, the first thin film transistor 21 and the second thin film transistor 25 are separated from each other in plan view.
[0101]
With the power supply lines 19 formed as described above, the data lines 13 are formed directly on one surface of the electrically insulating substrate 1. The scanning line 11 includes a region directly formed on one surface of the electrically insulating substrate 1. The other configuration of the display device 80 is the same as the configuration of the display device 60 of the first embodiment.
[0102]
The display device 80 having such a configuration has a higher wiring resistance of the power supply line 19 than the display device 60 of the first embodiment, but has a higher wiring resistance than the conventional organic EL display device. Is low.
[0103]
Therefore, the display device 80 has the same technical effect as the display device 70 of the second embodiment.
[0104]
The display device 60 according to the first embodiment has a structure in which the scanning lines 11, the data lines 13, and the wirings forming the switching circuit unit 20 are formed after the power supply lines 17 are formed. A structure in which the power supply line 17 is formed via an electric insulating film after forming the line 11, the data line 13, and the respective wirings forming the switching circuit unit 20 may be employed. The same applies to the display device 70 of the second embodiment and the display device 80 of the third embodiment.
[0105]
2. Electronics
An electronic apparatus of the present invention includes the above-described display device of the present invention as a display device. This electronic device may be of basically any use as long as it can mount a display device.
[0106]
In order to take advantage of the features of the display device of the present invention, an electronic device for an application for which image display is desired, for example, a mobile phone 210 schematically illustrated in FIG. 5A and a mobile terminal schematically illustrated in FIG. 220, a monitor (such as a television receiver or a display device of a computer) 230 shown in FIG. 5C, and a digital camera 240 schematically shown in FIG. 5D are particularly preferable. In FIGS. 5A to 5D, the display device of the present invention is denoted by reference numeral 200.
[0107]
The embodiments of the display device and the electronic device according to the invention have been described above, but the invention is not limited to the embodiments described above. The above-described embodiment is an exemplification, and has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present specification, and those having the same effects are provided by the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
[0108]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples with reference to the reference numerals used in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 6, or FIG.
[0109]
<Example 1>
A display device having the same configuration as the display device 60 shown in FIGS. 1 and 2 except that the organic EL element 40 shown in FIG. 7 was used was produced in the following manner.
[0110]
First, a 17-inch (about 425 mm) diagonal glass substrate (300 mm × 370 mm in plan view) was prepared as the electrically insulating substrate 1.
[0111]
A polysilicon film is formed on one surface of the glass substrate, and predetermined ions are implanted and the implanted ions are activated to form a semiconductor layer 22 for the first thin film transistor 21 and a semiconductor layer 26 for the second thin film transistor 25. Was prepared.
[0112]
Next, an aluminum film having a thickness of 200 nm was formed on the one surface by a sputtering method and then patterned to obtain a power supply line 17.
[0113]
Silicon oxide films were formed as the electrical insulating films 50, 51, and 52, and the scanning lines 11, the data lines 13, the wirings forming the switching circuit unit 20, and the gate holding capacitors 29 were formed using aluminum as a material. . Instead of aluminum, an alloy of aluminum and niobium, chromium, or the like may be used.
[0114]
Next, after a passivation film 54 was formed using photosensitive polyimide, a contact hole for forming a contact plug 55 was formed in the passivation film 54.
[0115]
By a sputtering method, a laminate in which aluminum and ITO (indium / tin oxide) are laminated in this order on the passivation film 54 is formed, and the laminate is patterned to form an electrode (the first electrode) for the organic EL element 40. (One electrode) 43 was obtained. In forming the above laminate, conditions were selected so that the laminate was deposited in the contact hole formed in the passivation film 54 to form the contact plug 55.
[0116]
After forming a 1 μm-thick edge insulating film 56 using a photosensitive resin, an EL layer 45 for red light, green light, or blue light is formed on each first electrode 43 by mask vapor deposition. An opposing electrode (second electrode) 47 was formed on the upper surface by a laminate of gold (Au) and ITO.
[0117]
The EL layer 45 for red light is made of TPD (N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methyl-phenyl) -1,1-diphenyl-4,4′-) which functions as a hole injection layer. After forming a (diamine) layer, a red light-emitting layer was formed thereon by laminating the light-emitting layer. The material of the light emitting layer at this time is Alq ₃ A substance obtained by adding 1.0 wt% of DCM (dicyanomethylenepyran derivative) to (tris (8-hydroxyquinoline) aluminum) was used.
[0118]
An EL layer 45 for green light is formed by forming an Alq layer functioning as a light emitting layer on the TPD layer functioning as a hole injection layer. ₃ It was formed by stacking layers.
[0119]
The EL layer 45 for blue light is formed by stacking a DPVBi (1,4-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl) layer serving as a light emitting layer on a TPD layer serving as a hole injection layer. did.
[0120]
In forming the TPD layer, TPD purified by a sublimation purification apparatus sufficiently preheated under a high vacuum is used, and the TPD is loaded on a tungsten board and formed to a thickness of 50 nm by a resistance heating method. Filmed. In forming the light-emitting layer, a sublimated purified light-emitting material was loaded on a quartz board, and a 30-nm-thick film was formed by a resistance heating method.
[0121]
Thereafter, a separately prepared glass plate 59 was fixed on the counter electrode (second electrode) 47 with an ultraviolet-curable sealing material 58 and sealed, thereby obtaining an organic EL display device. In this organic EL display device, the screen is on the glass substrate 59 side.
[0122]
This organic EL display device has a pixel design of the XGA (768 × 1024) standard, and each pixel has one sub-pixel (organic EL element) with red, green, and blue emission colors. ing.
[0123]
A video signal is input to the organic EL display device thus manufactured, and the display device is driven using the electrode (first electrode) 43 of each organic EL element 40 as an anode and the counter electrode (second electrode) 47 as a cathode. As a result, a uniform image was displayed over the entire screen.
[0124]
<Comparative example>
An organic EL display device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the shape of the power supply line was changed so that the power supply line was located in plan view between adjacent element rows.
[0125]
When a video signal is input to this organic EL display device and driven, the brightness of the organic EL element connected to the power supply line on the side far from the power input terminal is reduced, and uniform image display can be performed. could not.
[0126]
<Example 2>
An organic EL display device was obtained in the same manner as in Example 1 except that ITO was used as the material of the power supply line and each organic EL element was changed to the type shown in FIG. In this organic EL display device, the screen is on the electrically insulating substrate 1 side.
[0127]
In this display device, the translucent electrode (first electrode) 33 constituting each organic EL element is formed of ITO, and the opposing electrode (second electrode) 37 has a thickness of 150 nm on the EL layer. It is formed by stacking a magnesium (Mg) -silver (Ag) alloy layer (Mg: Ag = 10: 1) and a silver (Ag) layer having a thickness of 200 nm in this order. The silver (Ag) layer functions as a protective layer.
[0128]
An image signal was input to the organic EL display device thus manufactured, and the display device was driven using the translucent electrode (first electrode) 33 as an anode and the counter electrode (second electrode) 37 as a cathode. As in the case of the first organic EL display device, a uniform image display could be performed on the entire screen.
[0129]
<Example 3>
In place of TPD, PEDOT (poly (ethylenedioxidethiophene): CH8000 manufactured by Bayern AG) is used, and the following substances are used as luminescent materials for red light, green light, and blue light, and the following substances are used. A hole injection layer and a light emitting layer are formed under the conditions described above, and a cathode is formed by laminating a silver (Ag) layer on a calcium (Ca) layer. Similarly, an organic EL display device was obtained.
[0130]
(I) Conditions for forming hole injection layer
PEDOT was applied to a thickness of 80 nm by spin coating, and then baked at 160 ° C. to form a hole injection layer.
[0131]
(Ii) Conditions for forming light emitting layer
A coating solution is prepared by dissolving 70 parts by weight of polyvinyl carbazole, 30 parts by weight of an oxadiazole compound, and 1 part by weight of a fluorescent dye in 4900 parts by weight of monochlorobenzene. The light emitting layer was formed by applying to the location. At this time, DCM was used as a fluorescent dye for red light, coumarin 6 was used as a fluorescent dye for green light, and perylene was used as a fluorescent dye for blue light.
[0132]
When a video signal was input to and driven in the organic EL display device thus manufactured, a uniform image could be displayed on the entire screen as in the case of the organic EL display device of Example 1 or 2.
[0133]
【The invention's effect】
As described above, in the display device of the present invention in which display is performed by a large number of current-driven light-emitting elements arranged in a matrix on an electrically insulating substrate, the power supply lines are arranged such that, when viewed in plan, the power supply lines The power supply line is formed in a planar shape wider than the pitch or the pitch between the element rows, and the power supply line is arranged in plan view with the first electrode disposed on the electrically insulating substrate in each of the current driven light emitting elements. Since they have overlapping sizes, it is easy to reduce the wiring resistance of the power supply lines even if the display device is made finer and the screen is enlarged, and accordingly, each current-driven light emitting element has a large size. It is easy to supply current. As a result, it becomes easy to obtain a display device having a wide range of reproducible gradations and color ranges without display unevenness, and an electronic device provided with such a display device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a planar arrangement of a scanning line, a data line, a power supply line, a switching circuit, and a light-transmitting electrode (first electrode) constituting an organic EL element in a display device according to a first embodiment. FIG.
FIG. 2 is a schematic view of a cross section taken along line II-II shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a planar arrangement of a scanning line, a data line, a power supply line, a switching circuit, and a light-transmitting electrode (first electrode) constituting an organic EL element in a display device according to a second embodiment. FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a planar arrangement of a scanning line, a data line, a power supply line, a switching circuit unit, and a light-transmitting electrode (first electrode) constituting an organic EL element in a display device according to a third embodiment. FIG.
FIGS. 5A to 5D are schematic diagrams each showing an example of an electronic device according to the present invention.
FIG. 6 is a sectional view schematically showing an example of an organic EL element.
FIG. 7 is a sectional view schematically showing another example of the organic EL element.
FIG. 8 is an equivalent circuit diagram illustrating an example of a conventional organic EL display device.
[Explanation of symbols]
1 ... electrically insulating substrate
11 ... scanning line
13 ... data line
17, 18, 19 ... power supply line
20… Switching circuit part
30, 40 ... Organic EL element
33, 43 ... first electrode
35, 45 ... EL layer
37, 47 ... second electrode
60, 70, 80, 200 Display device
210, 220, 230, 240 ... electronic equipment

Claims

電気絶縁性基板と、該電気絶縁性基板上に行列状に配列された多数個の電流駆動型発光素子と、１つの素子行に少なくとも１本ずつ配置された走査線と、１または２つの素子列に少なくとも１本ずつ配置されたデータ線と、前記電気絶縁性基板上に配置された電源供給線と、少なくとも１個の電流駆動型発光素子に少なくとも１つずつ配置されて、前記走査線に供給される画素選択信号および前記データ線に供給される画像信号に応じて前記電流駆動型発光素子と前記電源供給線との導通を制御することができるスイッチング回路部とを備え、前記スイッチング回路部が複数のスイッチング素子を含む表示装置であって、
前記電流駆動型発光素子の各々は、前記電気絶縁性基板側に配置された第１電極と、該第１電極上に積層された発光部と、該発光部上に形成された第２電極とを有し、
前記電源供給線は、平面視上、前記素子行同士のピッチまたは前記素子列同士のピッチよりも幅広の面状に形成され、該電源供給線と前記第１電極とが平面視上重なることを特徴とする表示装置。An electrically insulating substrate, a plurality of current-driven light-emitting elements arranged in a matrix on the electrically insulating substrate, at least one scanning line arranged in one element row, and one or two elements At least one data line arranged in a column, a power supply line arranged on the electric insulating substrate, and at least one current-driven light-emitting element arranged on at least one current-driven light-emitting element; A switching circuit unit that can control conduction between the current-driven light-emitting element and the power supply line according to a supplied pixel selection signal and an image signal supplied to the data line; Is a display device including a plurality of switching elements,
Each of the current-driven light emitting elements includes a first electrode disposed on the electrically insulating substrate side, a light emitting unit stacked on the first electrode, and a second electrode formed on the light emitting unit. Has,
The power supply line is formed in a planar shape wider than the pitch between the element rows or the pitch between the element columns in plan view, and the power supply line and the first electrode overlap in plan view. Characteristic display device.

前記電源供給線と前記スイッチング素子とが、平面視上、互いに離隔していることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。The display device according to claim 1, wherein the power supply line and the switching element are separated from each other in plan view.

前記電源供給線と前記走査線または前記データ線とが、電気的絶縁膜を介して積層されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。The display device according to claim 1, wherein the power supply line and the scanning line or the data line are stacked via an electrical insulating film.

前記第２電極が透光性を有し、前記発光部からの発光を該第２電極側から取り出すことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の表示装置。4. The display device according to claim 1, wherein the second electrode has a light-transmitting property, and light emitted from the light emitting unit is extracted from the second electrode. 5. .

前記電源供給線が透光性を有し、前記発光部からの発光を該電気絶縁性基板側から取り出すことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の表示装置。The display according to any one of claims 1 to 3, wherein the power supply line has a light-transmitting property, and emits light from the light emitting unit from the electrically insulating substrate side. apparatus.

前記電流駆動型発光素子が有機エレクトロルミネセンス素子である請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載の表示装置。The display device according to claim 1, wherein the current-driven light-emitting device is an organic electroluminescence device.

表示装置を備えた電子機器であって、前記表示装置が前記請求項１から前記請求項６までのいずれかの請求項に記載された表示装置であることを特徴とする電子機器。An electronic device comprising a display device, wherein the display device is the display device according to any one of claims 1 to 6.