JP2008298966A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開口率を大きくしつつ、異なる色の画素を同じ蒸着マスクで蒸着することができ、かつ全絵素で絵素内の異なる色の画素の配置が等しい画像表示装置を提供すること。
【解決手段】有機ＥＬ素子を含んで構成される、異なる色の３個の画素１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂからなる絵素１００が、横方向と縦方向に格子状に複数配列してなる画像表示装置において、前記絵素１００は、３個の画素１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂの全てが、絵素１００内で一方向に配列しないように配置されるとともに、各画素１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂは、その大きさが絵素１００の４分の１の面積に等しくなるように構成され、絵素１００内の同じ色の画素１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂは横方向に直線状に配列するように、そして絵素１００内の同じ色の画素１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂは縦方向に直線状に配列するように、絵素１００内に配置される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、画像表示装置に関するものである。

一般的なカラー画像を表示する画像表示装置では、画像の表示単位となる１つの絵素がマトリックス状に配列され、そして各絵素が複数の異なる色（たとえば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））の画素によって構成される。従来の絵素においては、Ｒ，Ｇ，Ｂの３種類の各画素の縦横比が３：１の長方形で、これらを横方向に配置して絵素を略正方形状としたものが最も多く採用されている。

ところで、トップエミッション型の有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode：以下、ＯＬＥＤという）を用いた画像表示装置を構成する画素は、トランジスタを含む駆動回路層と、その上の平坦化膜と、平坦化膜上のＯＬＥＤ（すなわち発光素子）を含む発光素子層とで構成されるのが一般的である。ここで、駆動回路層と発光素子層とはコンタクトホールを介して導通接続されるだけでよいため、駆動回路層の各駆動回路と発光素子層の各画素とが一対一に対応していればよく、形状や位置までが一致していなくてもよい（たとえば、特許文献１参照）。

この発光素子は、通常、マスクを用いた蒸着やインクジェットを利用した印刷、レーザを用いた転写などの手法を用いて形成される。ただし、ある画素の発光領域（すなわち開口部）に異なる色のＯＬＥＤがはみ出して形成されると色ずれや輝度低下が生じる一方、発光領域の一部領域にＯＬＥＤが形成されなければ滅点や輝度低下が生じ、何れにしても画質の不良を招く。

このため、蒸着、印刷、転写の位置精度および成膜のぼやけを考慮して、隣接する画素の発光領域の間に十分な隙間を設ける必要がある。しかし、この隙間からは光が発せられないため、画面全体に占める発光領域の比率、すなわち各画素の面積に対する各発光領域の面積の比が小さくなってしまう。

また、一般にＯＬＥＤでは電流密度に比例した輝度が得られるが、電流密度が小さいほどＯＬＥＤに印加される電圧が低く、画像表示装置の寿命が長くなることが知られている。このため、画像表示装置の長寿命化に対しては、各画素でＯＬＥＤが発光する領域を大きくすることが重要である。

図８は、最も一般的なストライプ状の画素配列を例示する図である。太線で囲まれたＲ，Ｇ，Ｂの３画素３１０Ｒ，３１０Ｇ，３１０Ｂが１つの略正方形の絵素３００を構成し、この絵素３００が格子状に配列されている。この図では、略正方形の絵素３００を左右方向に三等分した各領域がＲ，Ｇ，Ｂ各色の画素３１０Ｒ，３１０Ｇ，３１０Ｂの領域となっている。すなわち、縦横方向における絵素の配列周期（絵素ピッチ）をａとすると、各画素３１０Ｒ，３１０Ｇ，３１０Ｂの寸法は、縦ａ、横ａ／３の長方形となる。なお、この画素３１０Ｒ，３１０Ｇ，３１０Ｂの面積ａ／３×ａは、開口率を計算するときの基準となる論理的な画素面積である。

このような画素では、蒸着や印刷、転写の精度（位置精度と成膜のぼやけとを含む）、すなわち生じ得る最大誤差をｘとすると、ＯＬＥＤの形成の過不足による不具合を回避するためには、各画素の発光領域を隣接画素の発光領域から縦横それぞれ２ｘだけ離す必要がある。このため、１画素の発光領域は、最大で（ａ／３−２ｘ）×（ａ−２ｘ）となる。ここで、仮に絵素ピッチａが１５０μｍ、蒸着や印刷などの成膜時の精度（すなわち最大誤差）ｘが１５μｍの場合、ｘ＝０．１ａとなり、開口率（論理的な画素面積に対する発光領域の割合）は、最大で０．３２となる。したがって、画面上で実際に光を発する部分の面積は、最大の場合でも画面全体の面積に対して１／３未満に過ぎず、残りの２／３以上の部分は光を発しない。

さらに、実際の画素は、Ｒ，Ｇ，Ｂを同じマスクで蒸着するため、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素は同じ形状と同じ寸法を持たなければならないという制約を有する。また、図８で縦方向に一列に並ぶ同じ色の画素３１０Ｒ（または３１０Ｇ，３１０Ｂ）すべてを含むように蒸着マスクに開口部を設けると、蒸着マスクの強度が不足してしまうので、この強度不足を回避するような蒸着マスクの構造が必要となる。その結果、各画素は蒸着マスクの構造、すなわち開口部の構造に影響を受けてしまうという制約も有する。

図９は、ストライプ状の画素配列の各画素を形成するための蒸着マスクの一例を示す図である。この図において、ハッチングが施されている部分が開口部３５１であり、１つの画素（絵素）は、開口部３５１の下部に所定幅ｂの金属部３５２が設けられている。そして、この金属部３５２で上下の開口部３５１間が区切られている。これにより、蒸着マスク３５０の開口部３５１の寸法は、横ａ／３、縦ａ−ｂとなり、蒸着精度をｘとすると、１画素の実際の発光領域の寸法は横ａ／３−２ｘ、縦ａ−ｂ−２ｘとなる。たとえば、ａ＝１５０μｍ、ｂ＝４０μｍ、ｘ＝１５μｍとすると、発光領域の寸法は、横２０μｍ、縦８０μｍとなり、開口率は、０．２１３となる。

このような蒸着マスク３５０を用いると、上下の画素間には、図の上下方向の幅がｂ−２ｘの非蒸着領域が形成されるが、この部分は、ＯＬＥＤと画素回路とのコンタクト領域として有効に利用されている。また、陰極と陽極のどちらかを画素ごとに分離する画素境界を設ける必要があるが、この画素境界は、陽極をエッチングで部分除去したり、陰極隔壁を設けて陰極を分離したりして設けられている。

図１０は、ストライプ状の画素配列の各画素における発光部と配線とコンタクトとの間の関係を示す上面図である。各画素領域（画素３１０）を囲む実線は、画素境界であり、陽極隙間または陰極隔壁を示している。また、各画素３１０内には発光領域３１１が設けられ、各画素３１０の下部（上下に配置される２つの発光領域３１１の間）には非蒸着領域３３０が形成される。この非蒸着領域３３０には、下層の配線と発光素子層の電極とを接続するためのコンタクト３３１が形成される。

ここで、画素の輝度は、発光領域の輝度に、絵素面積に対する開口面積の比とデューティー（１フレームにおける発光時間の比）とを乗じたものである。たとえば、発光領域の輝度が１０００ｃｄ／ｍ²、開口率が２１．３％、デューティーが３０％ならば、図１０に示されるストライプ状の画素配列を有する画像表示装置での視認される輝度は２１．３ｃｄ／ｍ²となる。

このように、一般的なストライプ状の画素配列では、各画素が細長くなるため、また実用に耐え得る強度を有するように形成された蒸着マスクの開口部によって画素の大きさが制限されるため、画面を占める発光領域の比率が小さくなる。そこで、このような問題を解決すべく、絵素の寸法に対して発光領域の面積を増大させるための技術が提案されている（たとえば、特許文献１，２参照）。

図１１は、従来の画素配列の一例を示す図である。この図１１に示される画素配列は特許文献１に示されるものであり、Ｒ，Ｇ，Ｂの３画素３１０Ｒ，３１０Ｇ，３１０Ｂが太線で囲まれるようにデルタ状に配置されて１つの絵素３００を構成している。ここで、縦横方向における絵素３００の配列周期をａとすると、各画素３１０Ｒ，３１０Ｇ，３１０Ｂの寸法が縦ａ／２、横２ａ／３となり、上記ストライプ状の画素配列よりも各画素の形状が正方形に近づくため、開口率を高くすることができる。

図１２は、従来の画素配列の他の一例を示す図である。この図１２に示される画素配列は特許文献２に示されるものであり、太線で囲まれた相互に横方向に隣接配置されたＲ，Ｇ，Ｂの３画素３１０Ｒ，３１０Ｇ，３１０Ｂが１つの絵素３００を構成しているが、左右に隣接し合う絵素３００ごとにＲ，Ｇ，Ｂの配列が逆転している。これにより、同じ色の画素が横方向に２つ連続して形成されることになる。このような構成では、絵素３００を跨いで左右に隣接し合う赤色（Ｒ）の２画素３１０Ｒまたは青色（Ｂ）の２画素３１０Ｂを、１個の蒸着マスクの開口部を介して蒸着することも可能となり、同時に蒸着される２画素間における蒸着のずれを無視することができる。

このような画素配列における蒸着では、一般に１つの蒸着マスクをずらしつつ異なる色を蒸着するため、各色の蒸着領域は所定距離だけずらすと正確に重畳し合うようになっていなければならない。したがって、図１２で示した画素配列では蒸着領域の寸法（蒸着領域寸法）は、横ａ／２、縦ａである必要がある。このとき、緑色（Ｇ）の１画素３１０Ｇ、隣り合う赤色（Ｒ）の２画素３１０Ｒ、および隣り合う青色（Ｂ）の２画素３１０Ｂのそれぞれが同じ蒸着領域寸法となる。そして、このような画素配列でも開口率を高くすることができる。

特許第３６２０４９０号 特開２００４−２０７１２６号公報

しかしながら、特許文献１で提案された構成では、図１１に示されるように、縦方向には同じ画素配列の絵素３００が並ぶが、横方向には１絵素３００ごとに絵素３００の向きが上下逆さになるため、同じ色の画素３１０Ｒ（または３１０Ｇ，３１０Ｂ）が直線上に並ばない。図１３は、図１１の画素配列で１色のみ発光した状態を模式的に示す図である。この図１３に示されるように、単色発光（図１３では、たとえば赤色のみ発光した場合を示している）を行った際、縦方向には、発光している画素３１０Ｒは一列に並ぶが、横方向に関しては、発光している画素３１０Ｒが一列には並ばず、ジグザグ状に配列される。したがって、たとえば、画像上において横方向に沿った輪郭が凸凹状となったり、一般的な動画では被写体や撮影方向が横方向に移動することが多いが、そのような動画における被写体の動きがぎこちないものとなったりするような不具合を生じてしまう。すなわち、画質の低下を招いてしまうという問題点があった。

また、特許文献２で提案された構成では、図１２に示されるように、赤色および青色の画素３１０Ｒ，３１０Ｂについては、同色の画素が離隔される距離が緑色の画素３１０Ｇよりも横方向で長くなっている。図１４は、図１２の画素配列で１色のみ発光した状態を模式的に示す図である。この図１４に示されるように、赤色または青色の単色発光（図１４では、たとえば赤色のみ発光した場合を示している）を行った際、発光していない画素（図１４では、画素３１０Ｇ，３１０Ｂ）によって形成される縦に沿った領域（黒線）の幅が３ａ／２と太くなり、顕在化してしまう。ここで、絵素３００の幅がａであることを考慮すると、幅が３ａ／２の黒線は太すぎて画質上容認できないものとなる。すなわち画質の低下を招いてしまうという問題点があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、開口率を大きくしつつ、異なる色の画素を同じ蒸着マスクで蒸着することができ、かつ全絵素で絵素内の異なる色の画素の配置が等しい画像表示装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる画像表示装置は、有機ＥＬ素子を含んで構成される、異なる色のｎ個（ｎは３以上の自然数）の画素からなる絵素が、第１の方向と、前記第１の方向に直角な第２の方向に格子状に複数配列してなる画像表示装置において、前記絵素は、ｎ個の画素の全てが、前記絵素内で一方向に配列しないように配置されるとともに、各画素は、その大きさが前記絵素のｍ分の１（ｍは４以上の自然数）の面積に等しくなるように構成され、前記第１の方向に隣接する絵素内の同じ色の画素は、前記第１の方向に直線状に配列するように、前記絵素内に配置され、前記第２の方向に隣接する絵素内の同じ色の画素は、前記第２の方向に直線状に配列するように、前記絵素内に配置され、前記絵素内の前記画素が配置されない領域に、前記有機ＥＬ素子と該有機ＥＬ素子を駆動する回路素子とを電気的に接続するコンタクトが形成されることを特徴とする。

この発明によれば、従来のストライプ状の画素配列の画像表示装置に比べて開口率を大きくすることができるとともに、異なる色の画素を同じ蒸着マスクで蒸着することができるという効果を有する。また、全絵素で絵素内の異なる色の画素の配置が等しいので、画像表示装置内ではたとえばある色の画素は、縦方向および横方向に一直線上に配列することになり、従来のデルタ構造などの画素配列を有する画像表示装置などに比して、画像表示装置で表示される画質を低下させずに表示させることができるという効果も有する。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる画像表示装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

実施の形態１．
図１は、本発明が適用される画像表示装置の全体構造の一例を模式的に示す図であり、図２は、図１の画素回路の構成の一例を示す図である。図１に示されるように、この画像表示装置は、ガラス基板などの基板１上に第１の方向（横方向）と、第１の方向に垂直な第２の方向（縦方向）に格子状に多数配置された画素回路２と、信号線５に接続され、複数の画素回路２に対して輝度信号を供給する信号線駆動回路３と、走査線６およびアース線７に接続され、輝度信号を供給する画素回路２を選択するための走査信号を画素回路２に供給する走査線駆動回路４と、画素回路２に備えられた電流発光素子に対して電流を供給する電流源８と、を備える。ここで画像表示装置は、アクティブマトリックス方式であるものとする。

図２に示されるように、画素回路２は、正側（アノード側）が正電源Ｖｄｄに接続された発光素子２１と、ドレイン電極が発光素子２１の負側（カソード側）に接続され、ソース電極がグランドに接続されたＴＦＴからなるドライバ素子２２と、ドライバ素子２２のゲート電極とグランドとの間に接続されたコンデンサ２３と、ドレイン電極がドライバ素子２２のゲート電極に接続され、ソース電極が信号線５に接続され、ゲート電極が走査線６に接続されたＴＦＴからなるスイッチング素子２４と、を有する構造をとる。

ここで、発光素子２１は、電流注入によって発光する機構を有し、たとえば有機ＥＬ素子によって形成される。有機ＥＬ素子は、抵抗率の低い導電性材料によって形成されるアノード層およびカソード層と、アノード層とカソード層との間にフタルシアニン、トリスアルミニウム錯体、ベンゾキノリノラト、ベリリウム錯体などの有機系の材料によって形成された発光層とを少なくとも備えた構造を有し、発光層に注入された正孔と電子とが再結合することによって光を生じる機能を有する。

この画素回路２の動作の概略について説明する。走査線６の電位を高レベルとすると、スイッチング素子２４がオン状態となり、信号線５に書き込み電位を印加すると、コンデンサ２３が充電または放電され、ドライバ素子２２のゲート電極には所定の電位が書き込まれる。一方、走査線６の電位を低レベルとすると、スイッチング素子２４は導通せず、走査線６とスイッチング素子２４とは電気的に切り離されるが、ドライバ素子２２のゲート電位はコンデンサ２３によって安定に保持される。

そして、ドライバ素子２２と発光素子２１に流れる電流は、ドライバ素子２２のゲート−ソース間電位Ｖｇｓに応じた値となり、発光素子２１はその電流値に応じた輝度で発光し続ける。つまり、図２に示す画素回路２では一度電位の書き込みを行えば、つぎに書き込みが行われるまでの間、発光素子２１は所定の輝度で発光を継続する。

つぎに、このような回路構成を有する画像表示装置の構造の一例について説明する。図３は、本発明が適用される画像表示装置の断面構造の一例を模式的に示す図である。この図３は、画像表示装置内における画素１個分の断面構造を模式的に示すものであるが、層の厚みと幅との関係や各層の厚みの比率などは現実のものとは異なる。

この図３に示されるように、画像表示装置は、ＴＦＴ２２２，２２４などの回路素子と回路素子間を配線する導電層２２５が配設された基板１上に平坦化層２２１を備え、平坦化層２２１上に発光素子を配設した立体構造を備える。具体的には、図３に示すように、発光素子２１に対してそれぞれスイッチング素子２４、ドライバ素子２２として機能するＴＦＴ２２４，２２２などの回路素子が基板１上に配設されるのに対し、発光素子２１は、平坦化層２２１上に配設されている。さらに、発光素子２１のアノード側には図示を省略した電源線まで延伸した構造を有するアノード配線層２１２が配設され、カソード側にはカソード配線層２１３が配設され、アノード配線層２１２とカソード配線層２１３との間には、発光層２１１が挟持されている。なお、アノード配線層２１２およびカソード配線層２１３のうち、発光層２１１を挟持する領域に相当する部分はそれぞれ発光素子２１のアノード電極、カソード電極として機能する。

発光素子２１とドライバ素子２２としてのＴＦＴとの間を電気的に接続するため、平坦化層２２１は、導電層２２５の一部領域を露出させるための穴構造２２６を有する。そして、カソード配線層２１３はこの穴構造２２６の底の導電層２２５が露出した領域まで延伸して、導電層２２５と電気的に接続した構造を有する。この部分が後述するコンタクト２３０に対応する。

この図３の構造では、発光素子２１から発せられる光は鉛直上方に出力されるため、発光素子２１上に配設されるカソード配線層２１３は良好な光透過特性を備える必要がある。そのため、カソード配線層２１３は非常に薄く形成され、１０ｎｍ程度以下の膜厚を有する。一方、平坦化層２２１は寄生容量を低減するため膜厚を大きくする必要があり、一般には２〜５μｍ程度の膜厚を有する。このため、カソード配線層２１３を穴構造２２６まで延伸させた場合、特に穴構造２２６の側面において断線するおそれが生じることから、断線を防止するため、穴構造２２６の側面を含む領域において、カソード配線層２１３の下層に十分な膜厚を有する接続補助層２１４を配設している。

接続補助層２１４と発光素子２１の下層に位置するアノード配線層２１２とを絶縁するとともに、アノード配線層２１２をその上位に設けられる他の配線層と絶縁するために、発光素子２１と穴構造２２６との境界部分と、発光素子２１と穴構造２２６とを含む画素同士の境界部分には絶縁層２１５が設けられている。また、発光素子２１と穴構造２２６が形成された範囲を１画素として区切るための樹脂で構成された隔壁２２７が所定の絶縁層２１５上に設けられる。この隔壁２２７は、隣接する画素のカソード配線層２１３と自画素内のカソード配線層２１３とを電気的に絶縁する役目も有している。さらに、画像表示装置を構成する基板１の全面を覆うように、隔壁２２７上には封止基板２２８が載置され、隔壁２２７の上端部と封止基板２２８とは密着される。

ここで、本発明の実施の形態１にかかる画素配列について説明する。なお、この明細書において、画像表示装置における画像の表示単位を絵素という。また、絵素は、複数の異なる種類の色の画素によって構成される。画像表示装置における画素は通常、光の３原色となる赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの色によって構成される。その結果、絵素自体の色は、Ｒ，Ｇ，Ｂの光の組み合わせによって表現されるものとなる。

図４は、本発明の実施の形態１にかかる画素配列の一例を示す平面図である。この図４に示されるように、絵素１００は、略正方形状を有している。絵素１００の正方形の１辺をａとすると、絵素１００の面積を４等分して得られる（ａ／２）×（ａ／２）の形状の３つの小正方形１０１を絵素１００内に配置し、残りの１個分の小正方形の面積相当の領域を、絵素内の３つの小正方形１０１が配置されない領域に分配する。

ここでは、絵素１００の上半分に、２つの（ａ／２）×（ａ／２）の形状の小正方形１０１を配置し、絵素１００の下半分の横方向の中央に、（ａ／２）×（ａ／２）の形状の小正方形１０１の横方向の中心が重なるように配置する。すなわち、絵素１００の上半分の長方形を２つの小正方形１０１で埋め、絵素１００の下半分の長方形の右端を基準にしてａ／４〜３ａ／４までの範囲に（ａ／２）×（ａ／２）の形状の１つの小正方形１０１を配置する。そして、これらの３つの（ａ／２）×（ａ／２）の形状の小正方形１０１が画素１１０となる。また、絵素１００の下半分の左右の両端〜ａ／４の範囲は、各画素１１０のコンタクト２３０が形成されるコンタクト形成領域１２０となる。この図４の場合、各画素１１０とコンタクト２３０との間の距離はすべて等しくなるように形成される。

ここで、絵素１００は第１の方向（図の横方向）に高さを同じくして配列されるとともに、第１の方向とは垂直な方向（図の縦方向）にも幅を同じくして配列される。さらに、すべての絵素１００において、その内部の画素の色の配置は一致しているものとする。すなわち、この図４の例では、それぞれの絵素１００内の左上の画素は赤色（Ｒ）の画素１１０Ｒであり、右上の画素は青色（Ｂ）の画素１１０Ｂであり、下の画素は緑色（Ｇ）の画素１１０Ｇである。

このように、１つの絵素１００内において、３つの画素１１０Ｒ，１１０Ｂ，１１０Ｇが一方向に配列しないように複数の画素１１０Ｒ，１１０Ｂ，１１０Ｇが配置される領域が分割される。すなわち、１つの絵素１００内において、３つの画素（１１０Ｒ、１１０Ｂ、１１０Ｇ）全てが一直線上に配列されることはない。また、隣接する絵素同士における同じ色の画素１１０が縦方向および横方向に一直線上に配列するように、正方形状の絵素１００が縦横に周期的に配置される。

また、この図４において、点線は、画素１１０と当該画素１１０の発光素子２１を回路素子に接続するためのコンタクトが形成されるコンタクト領域１２０との区切りを示す仮想の線を示している。また、画素１１０およびコンタクト形成領域１２０を囲む実線は、画素１１０及びコンタクト形成領域１２０を合わせてなる画素領域の境界を示している。この画素領域の境界に沿って陽極隙間または陰極隔壁が形成される。画素１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂが形成されないコンタクト形成領域１２０には、画素１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂ内に形成される有機ＥＬ素子が全く蒸着されない非蒸着領域１２１が存在する。この非蒸着領域１２１中に有機ＥＬ素子と下層の配線層（導電層２２５）と電気的に接続するためのコンタクト２３０が形成される。

図５は、図４の画素配列を形成する蒸着マスクの一例を示す図である。この図に示されるように、蒸着マスク１５０の開口部１５１は、正方形状であり、その寸法は、縦横ともにａ／２となる。そして、この開口部１５１が横方向および縦方向にａのピッチで配置されている。この蒸着マスク１５０には、開口部１５１の横方向および上下方向の両方に間隔（ａ／２）が設けられているので、この蒸着マスク１５０は、蒸着時の使用に耐え得るだけの強度を有している。

この蒸着マスク１５０で赤色の画素１１０Ｒの有機ＥＬ素子を蒸着する場合には、蒸着マスク１５０を、開口部１５１が基板上の赤色の画素形成位置に一致するように位置合わせを行って配置した後に、赤色の画素１１０Ｒを構成する有機ＥＬ素子を蒸着する。その後、青色の画素１１０Ｂの有機ＥＬ素子を蒸着する場合には、図４において、蒸着マスク１５０を左右いずれかの方向にａ／２だけずらして位置合わせをした後に、青色の画素１１０Ｒを構成する有機ＥＬ素子を蒸着すればよい。また、緑色の画素１１０Ｇの有機ＥＬ素子を蒸着する場合には、図４において、赤色の画素１１０Ｒまたは青色の画素１１０Ｂの形成後に、左右いずれかの方向にａ／４ずらし、さらに上下いずれかの方向にａ／４ずらして位置合わせをした後に、緑色の画素１１０Ｇを構成する有機ＥＬ素子を蒸着すればよい。

このような蒸着マスク１５０を使用して有機ＥＬ素子を形成すると、各画素の実際の発光領域の寸法は、蒸着精度をｘとすると、縦横ともにａ／２−２ｘとなる。たとえば、ａ＝１５０μｍ、ｘ＝１５μｍとすると、発光領域の寸法は縦横ともに４５μｍとなる。また、論理的な画素面積に対する発光領域の面積の比である開口率は、０．２７となり、背景技術で説明した図９の金属部３５２を有するストライプ状の蒸着マスク３５０で画素を形成した場合の開口率の０．２１３に比して大幅に改善される。

また、本実施の形態１により得られる開口率０．２７の画像表示装置で、背景技術で説明した開口率０．２１３の画像表示装置と同じ視認輝度２１．３ｃｄ／ｍ²を得るためには、デューティーが３０％とすると、発光領域の輝度は約７９０ｃｄ／ｍ²でよくなる。これは、開口率０．２１３の画像表示装置の発光領域の輝度１，０００ｃｄ／ｍ²の場合に比して２０％以上、輝度を抑制することができる。上述したように、ＯＬＥＤは電流密度と輝度が比例する関係にあり、また電流密度が高いと劣化が速いことが知られているので、発光領域の輝度を抑えることができれば、ＯＬＥＤに注入される電流密度も抑えることができ、その結果、ＯＬＥＤの寿命を伸ばすことができる。

なお、図４に示される絵素１００内のＲ，Ｇ，Ｂの配列は一例であり、これに限定される趣旨ではない。つまり、図４に示されるＲ，Ｇ，Ｂの配列はすべて上下逆でもよいし、図４を右にまたは左に９０度回転させて、Ｒ，Ｇ，Ｂのうち２つの画素が縦に並ぶようにしてもよい。さらに、各画素１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂの１つの絵素１００内での並び順も限定されるものではなく、すべての絵素１００間で統一が取れていれば、各画素１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂの並び順は任意でよい。

図６は、本発明の実施の形態１にかかる画素配列の他の一例を示す平面図である。この図６では、正方形状の１つの絵素１００を、寸法が（ａ／２）×（ａ／２）の形状を有する４つの小正方形１０１−１〜１０１−４に分割し、このうち３つの小正方形１０１−１〜１０１−３にＲ，Ｇ，Ｂの各画素１１０Ｒ，１１０Ｂ，１１０Ｇを配置し、残りの１つの小正方形１０１−４を各画素１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂのコンタクト形成領域１２０としている。つまり、１つの絵素１００中で各画素１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０ＢがＬ字状に配列されている。また、コンタクト形成領域１２０の非蒸着領域１２１には、各画素１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂの３つのコンタクト２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂが形成される。ただし、この場合Ｌ字型の角部に配置される画素とコンタクト（図６の場合には、Ｒの有機ＥＬ素子が形成される画素１１０Ｒとコンタクト２３０Ｒ）との間の距離が、他の画素とコンタクトとの間の距離よりも長くなることとなる。なお、この画素配列を形成するための蒸着マスクは、図４の画素配列の場合と同じ図５の蒸着マスク１５０を用いることができる。

本実施の形態１によれば、従来のストライプ状の画素配列の画像表示装置に比べて開口率を大きくすることができるとともに、異なる色の画素を同じ蒸着マスクで蒸着することができるという効果を有する。また、全絵素１００で絵素１００内の異なる色の画素１１０の配置が等しいので、画像表示装置内ではたとえばある色の画素１１０は、縦方向および横方向に一直線上に配列することになり、従来のデルタ構造などの画素配列を有する画像表示装置などに比して、画像表示装置で表示される画質を低下させずに表示させることができるという効果も有する。さらに、ストライプ状の画素配列の場合と異なり、同色の画素１１０が上下左右ともに離れているので、蒸着マスク１５０の強度が低下することがないという効果も有する。

実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２にかかる画素配列の他の一例を示す平面図である。この図７では、各画素を六角形状としている。つまり、実施の形態１では、１つの絵素を正方形状に４等分していたが、この実施の形態２では、１つの絵素１００を六角形状に４等分するようにしている。このとき、１つの絵素１００は略正方形状を有しているが、絵素１１０上下のラインに対応する輪郭線（実線で示される画素領域の境界線）は、六角形の画素１１０の形状に合わせて波打った形状を有している。一方、絵素１１０の左右のラインに対応する輪郭線は、直線となっている。

図７の例では、絵素１００の面積をＳとすると、Ｓ／４の面積を有する３つの六角形１１１を絵素１００内に配置する。これによって、絵素１００内の３つの六角形１１１が配置されない領域の面積は、残りの１つの六角形１１１の面積と等しくなる。つまり、絵素１００の上半分に、面積Ｓ／４の２つの合同な六角形１１１を配置して画素１１０Ｒ，１１０Ｂとし、絵素１００の下半分の横方向の中央に、上半分に配置した六角形１１１に接するように面積Ｓ／４の１つの六角形１１１を配置して画素１１０Ｇとする。そして、下半分に配置した六角形１１１の左右両側には、それぞれ、面積（Ｓ／４）／２のコンタクト形成領域１２０が形成される。このコンタクト形成領域１２０は、上記の六角形１１１の画素１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂを半分にした形状となっている。なお、この図７の場合には、各画素１１０Ｒ，１１０Ｂ，１１０Ｇとコンタクト２３０との間の距離はすべて等しくなるように、コンタクト２３０が形成される。

ここで、絵素１００は第１の方向（横方向）に高さを同じくして配列されるとともに、第１の方向とは垂直な方向（縦方向）にも幅を同じくして配列される。さらに、すべての絵素１００において、その内部の画素１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂの色の配置は一致している必要がある。すなわち、この図７の例では、絵素１００内の左上の画素は赤色（Ｒ）の画素１１０Ｒであり、右上の画素は青色（Ｂ）の画素１１０Ｂであり、下の画素は緑色（Ｇ）の画素１１０Ｇである。

このように、１つの絵素１００内においては、異なる色の画素１１０が一直線上に配列せず、かつ表示領域においては、同じ色の画素１１０が縦方向および横方向に一直線上に配列するように、絵素１００が格子状に縦横に周期的に配置される。すなわち、１つの絵素１００内において、３つの画素（１１０Ｒ、１１０Ｂ、１１０Ｇ）全てが一直線上に配列されることはない。

この図７において、点線は、画素が形成される画素境界を示し、この点線内にＲ，Ｇ，Ｂの画素１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂを構成する有機ＥＬ素子が形成される。また、点線に重なって描かれる実線は、画素境界（陽極隙間または陰極隔壁）を示している。画素１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂが形成されないコンタクト形成領域１２０には、画素を形成する有機ＥＬ素子が全く蒸着されない非蒸着領域１２１が存在する。この非蒸着領域１２１中には有機ＥＬ素子が下層の配線層と電気的に接続するためのコンタクト２３０が形成される。

この図７の画素配列を形成する蒸着マスクは、開口部１５１を六角形状としたものである点を除いて、実施の形態１の図５において、図５と同様ものとなる。

このような蒸着マスクを使用して有機ＥＬ素子を形成すると、たとえば、画素ピッチをａ＝１５０μｍとし、蒸着誤差をｘ＝１５μｍとした場合に、各画素１１０の実際の発光領域の面積は２，２０６μｍ²となる。一方、ストライプ状の画素配列における論理的な画素面積は、７，５００μｍ²であるので、論理的な画素面積に対する発光領域の面積の比である開口率は、０．２９４となり、背景技術で説明した図９の金属部３５２を有するストライプ状の蒸着マスク３５０で画素を形成した場合の開口率の０．２１３に比して大幅に改善される。

本実施の形態２によっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、上述した説明では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色で画素を形成した場合を例に挙げたが、４色以上の色で画素を形成する場合にも適用することができる。たとえば、１つの絵素内にｎ色の画素を形成する場合には、絵素の面積Ｓをｍ等分し（ここで、ｎ，ｍともに自然数で、ｍ＞ｎ）、Ｓ／ｍの面積を有するｎ個の正方形状または六角形状の画素を絵素内に配置し、残りの領域をコンタクト形成領域とすればよい。そして、絵素内のある色の画素が、横方向と縦方向のそれぞれに一直線上に配列するように、絵素内に画素を配置するとともに、絵素を配置すればよい。

また、上述した説明では、トップエミッション型の画像表示装置の場合を例に挙げたが、これに限られる趣旨ではなく、ボトムエミッション型の画像表示装置の場合でも、上記の実施の形態１〜２を適用することができる。

以上のように、この発明にかかる画像表示装置は、有機ＥＬ素子を発光層として用いる画像表示装置に有用である。

本発明が適用される画像表示装置の全体構造の一例を模式的に示す図である。 図１の画素回路の構成の一例を示す図である。 本発明が適用される画像表示装置の断面構造の一例を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる画素配列の一例を示す平面図である。 図４の画素配列を形成する蒸着マスクの一例を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる画素配列の他の一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態２にかかる画素配列の他の一例を示す平面図である。 ストライプ状の画素配列を例示する図である。 ストライプ状の画素配列の各画素を形成するための蒸着マスクの一例を示す図である。 ストライプ状の画素配列の各画素における発光部と配線とコンタクトとの間の関係を示す上面図である。 従来の画素配列の一例を示す図である。 従来の画素配列の他の一例を示す図である。 図１１の画素配列で１色のみ発光した状態を模式的に示す図である。 図１２の画素配列で１色のみ発光した状態を模式的に示す図である。

符号の説明

１ 基板
２ 画素回路
３ 信号線駆動回路
４ 走査線駆動回路
５ 信号線
６ 走査線
７ アース線
８ 電流源
２１ 発光素子
２２ ドライバ素子
２３ コンデンサ
２４ スイッチング素子
１００ 絵素
１０１，１０１−１〜１０１−４ 小正方形
１１１ 六角形
１１０，１１０−１〜１１０−３，１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂ 画素
１２０ コンタクト形成領域
１２１ 非蒸着領域
１５０ 蒸着マスク
１５１ 開口部
２１０ 配線領域
２１１ 発光層
２１２ アノード配線層
２１３ カソード配線層
２１４ 接続補助層
２１５ 絶縁層
２２１ 平坦化層
２２２，２２４ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
２２５ 導電層
２２６ 穴構造
２２７ 隔壁
２２８ 封止基板
２３０，２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂ コンタクト

Claims (5)

1. 有機ＥＬ素子を含んで構成される、異なる色のｎ個（ｎは３以上の自然数）の画素からなる絵素が、第１の方向と、前記第１の方向に直角な第２の方向に格子状に複数配列してなる画像表示装置において、
   前記絵素は、ｎ個の画素の全てが、前記絵素内で一方向に配列しないように配置されるとともに、各画素は、その大きさが前記絵素のｍ分の１（ｍは４以上の自然数）の面積に等しくなるように構成され、
   前記第１の方向に隣接する絵素内の同じ色の画素は、前記第１の方向に直線状に配列するように、前記絵素内に配置され、
   前記第２の方向に隣接する絵素内の同じ色の画素は、前記第２の方向に直線状に配列するように、前記絵素内に配置され、
   前記絵素内の前記画素が配置されない領域に、前記有機ＥＬ素子と該有機ＥＬ素子を駆動する回路素子とを電気的に接続するコンタクトが形成されることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記絵素は、正方形状を有し、前記絵素の４分の１の面積に等しい３個の正方形状の画素が配置された構造を有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記正方形状の画素は、前記正方形状の絵素を面積の等しい２つの長方形に分割した一方の長方形内に２つ配置され、他方の長方形内の中央に１つ配置されることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記絵素は、略正方形状を有し、前記絵素の４分の１の面積に等しい３個の六角形状の画素が、その輪郭を接するように配置された構造を有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
5. 前記絵素内の前記各画素と前記コンタクトとの間の距離が等しくなるように前記コンタクトが形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像表示装置。

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