JPWO2011158303A1 - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents
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Abstract
基板上に、複数の走査線１２と、複数のデータ線１３と、該走査線１２と該データ線１３との交差部近傍に配置された発光画素１０と、発光画素１０に電流を供給する電源線１１とを具備する有機ＥＬ表示装置であって、発光画素１０の各々は、走査線１２を介して走査信号がゲートに供給されるスイッチング用薄膜トランジスタ１５と、データ線１３からスイッチング用薄膜トランジスタ１５を介して供給されるデータ電圧に応じてゲートの電圧が決定され、ゲートに印加される電圧に応じて発光画素１０に流れる電流を制御するが電流制御用薄膜トランジスタ１６と、下部電極１７ｃ、有機発光層１７ｂ及び上部電極１７ａを含み、電源線１１から電流制御用薄膜トランジスタ１６を介して電流が供給される有機ＥＬ素子１７とを有し、複数の走査線１２が配置されたＴＦＴ層２６上に層間絶縁膜２５が設けられ、層間絶縁膜２５上に電源線１１が配置されている。
Description
本発明は、有機ＥＬ表示装置に関する。
有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置では、有機ＥＬ素子に流す電流を供給するための電源線、つまり、電流制御用薄膜トランジスタ（以下、単に「ＴＦＴ」ともいう。）に接続される電源線は、ＴＦＴを構成するソース・ドレイン層及びゲート層の一方又は双方に配置されていたり（例えば、特許文献１参照）、ＴＦＴが形成されている層（以下、「ＴＦＴ層」という。）の下に配置されていたりする（例えば、特許文献２参照）。あるいは、電源線の幅を太くしたりしている。これは、電源線の配線抵抗による電圧降下を原因とする輝度の不均一化などを防止しようというものである。
しかしながら、上記のような従来の電源線の配置や幅を太くする対策では、有機ＥＬ表示装置の画面を行方向に走る走査線や列方向に走るデータ線などの制御線と電源線との間の寄生容量により、制御線の配線時定数が増大し、高い周波数の信号を伝送させること、つまり、有機ＥＬ素子の高速駆動が困難になるという問題がある。そのために、有機ＥＬ表示装置の画面の大型化及び高精細化が困難になってしまう。
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、画面の大型化及び高精細化を可能にするため、制御線の時定数の増大を抑制するように電源線の配置が工夫された有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の一形態は、基板上に、複数の走査線と、複数のデータ線と、該走査線と該データ線との交差部近傍に配置された発光画素と、該発光画素に電流を供給する電源線とを具備する有機ＥＬ表示装置であって、前記発光画素の各々は、前記走査線を介して走査信号がゲートに供給されるスイッチング用薄膜トランジスタと、前記データ線から前記スイッチング用薄膜トランジスタを介して供給されるデータ電圧に応じてゲートの電圧が決定され、ゲートに印加される電圧に応じて前記発光画素に流れる電流を制御する電流制御用薄膜トランジスタと、下部電極、有機発光層及び上部電極を含み、前記電源線から前記電流制御用薄膜トランジスタを介して電流が供給される有機ＥＬ素子とを有し、前記複数の走査線が配置された層上に層間絶縁膜が設けられ、前記層間絶縁膜上に前記電源線が配置されている。
本発明により、電源線と制御線とで形成される寄生容量が低減され、画面の大型化及び高精細化が可能な有機ＥＬ表示装置が実現される。
よって、画面の大型化及び高精細化が望まれるＴＶやコンピュータ用ディスプレイ等への適用として、本発明の実用的価値は極めて高い。
本発明に係る有機ＥＬ表示装置の一形態は、基板上に、複数の走査線と、複数のデータ線と、該走査線と該データ線との交差部近傍に配置された発光画素と、該発光画素に電流を供給する電源線とを具備する有機ＥＬ表示装置であって、前記発光画素の各々は、前記走査線を介して走査信号がゲートに供給されるスイッチング用薄膜トランジスタと、前記データ線から前記スイッチング用薄膜トランジスタを介して供給されるデータ電圧に応じてゲートの電圧が決定され、ゲートに印加される電圧に応じて前記発光画素に流れる電流を制御する電流制御用薄膜トランジスタと、下部電極、有機発光層及び上部電極を含み、前記電源線から前記電流制御用薄膜トランジスタを介して電流が供給される有機ＥＬ素子とを有し、前記複数の走査線が配置された層上に層間絶縁膜が設けられ、前記層間絶縁膜上に前記電源線が配置されている。
これにより、電源線と走査線とは、層間絶縁膜を挟んで離間されている。よって、電源線と走査線とで形成される寄生容量は、電源線と走査線とが同一の層（例えば、ＴＦＴが形成される層）に形成される従来技術に比べ、より低減され、走査線に高い周波数の信号を伝送させることが可能となる。
また、電源線と走査線とは、層間絶縁膜の厚みだけ離間されて製造されるので、電源線と走査線とが同一の層（例えば、ＴＦＴが形成される）に形成される従来技術と比べ、短絡不良が低減され、有機ＥＬ表示装置の歩留まりが向上される。
さらに、電源線と走査線とで形成される寄生容量を低減するために、特別な離間層を設けるのではなく、ＴＦＴが形成された層を平坦化するための層間絶縁膜が用いられるので、特別な離間層を設ける場合に比べ、製造コストが低減される。
ここで、前記下部電極は、前記層間絶縁膜上に配置され、前記電源線は、前記下部電極と同一層に構成されていてもよい。あるいは、有機ＥＬ表示装置はさらに前記層間絶縁膜上に配置された補助配線を有し、前記上部電極は、前記発光画素の各々に共通して接続され、前記補助配線と電気的に接続されており、前記電源線は、前記補助配線と同一層に構成されていてもよい。要するに、前記電源線と、前記補助配線と、前記下部電極とは同一層に構成されていてもよい。これにより、有機ＥＬ素子の下部電極だけでなく、電源線及び補助配線も同一の層に形成されるので、これらは、一つの配線プロセスで同時に形成することができ、複数の製造プロセスで形成する製法に比べ、製造コストが削減される。
ここで、前記層間絶縁膜が有機物で形成されているのが好ましい。そして、前記層間絶縁膜の比誘電率を前記層間絶縁膜の膜厚で除した値が、４×１０−６ｍ−１よりも小さいのが、さらに、好ましい。これにより、例えば、層間絶縁膜の膜厚は１μｍ以上の厚みが確保され、電源線と走査線とで形成される寄生容量の容量は極めて小さい値に抑制される。
また、前記電源線上に、前記発光画素の各々の有機発光層を離隔する隔壁部が設けられている構成としてもよい。これにより、電源線が絶縁体である隔壁部で覆われる構造となるので、電源線が他の配線等と接触してしまうことによる短絡故障の発生が抑制される。
また、前記補助配線は、前記電源線と並行となるように配置されるのが好ましい。これにより、電位の異なる電源線と補助配線とが交差する箇所が少なくなるので、それらが接触してしまうことによる短絡不良の発生頻度が抑制される。
以下、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の有機ＥＬ表示装置が備える個々の発光画素１０の回路図である。個々の発光画素１０は、スイッチング用薄膜トランジスタ１５、電流制御用薄膜トランジスタ１６、有機ＥＬ素子１７及びコンデンサ１９を備える。ここには、有機ＥＬ素子１７に流す電流を供給するための電源線１１（つまり、電流制御用薄膜トランジスタ１６に接続される電源線１１）、この有機ＥＬ表示装置の画面の行方向に走り、同一行の発光画素１０を選択する制御信号である走査信号を伝達するための走査線１２、及び、この有機ＥＬ表示装置の画面の列方向に走り、走査線１２で選択された発光画素１０に書き込むデータ（データ電圧）を伝達するためのデータ線１３、有機ＥＬ素子１７のカソードに接続される基準電源１８も併せて図示されている。
スイッチング用薄膜トランジスタ１５は、データ線１３を介して送られてくるデータを当該発光画素１０に書き込むか否かを制御する選択用トランジスタである。このスイッチング用薄膜トランジスタ１５は、例えば、ＮＭＯＳトランジスタであり、ゲートが走査線１２に接続され、ドレインとソースの一方がデータ線１３に接続され、ドレインとソースの他方が電流制御用薄膜トランジスタ１６のゲート及びコンデンサ１９の一端に接続されている。
電流制御用薄膜トランジスタ１６は、有機ＥＬ素子１７に流す電流を制御するＴＦＴである。この電流制御用薄膜トランジスタ１６は、例えば、ＮＭＯＳトランジスタであり、ゲートがスイッチング用薄膜トランジスタ１５のドレインとソースの他方及びコンデンサ１９の一端に接続され、ドレインが電源線１１及びコンデンサ１９の他端に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１７のアノードに接続されている。電流制御用薄膜トランジスタ１６は、ＰＭＯＳであっても良い。この場合、電流制御用薄膜トランジスタ１６のソースが電源線１１に接続され、ドレインが有機ＥＬ素子１７のアノードに接続される。
コンデンサ１９は、電流制御用薄膜トランジスタ１６のゲートと電源線１１との間に接続された容量であり、データ線１３からスイッチング用薄膜トランジスタ１５を介して送られてくるデータを保持する記憶素子として機能する。
有機ＥＬ素子１７は、積層方向における下方から順に、下部電極（アノード）、有機発光層、上部電極（カソード）から構成され、そのアノードが電流制御用薄膜トランジスタ１６のソースに接続され、そのカソードが基準電源１８に接続されている。
図２は、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の断面を示す概略図である。この有機ＥＬ表示装置は、図示されていない最下層の基板から上層に向けて、順に、少なくとも、ＴＦＴ層２６、層間絶縁膜２５、下部電極層２３、発光層２２及び上部電極層２１を備え、発光層２２からの光が上部電極層２１を通過して上方に出射するトップエミッション構造でも良いし、下方に出射するボトムエミッション構造としても良い。
ＴＦＴ層２６は、図示されていないシリコン基板等の基板上に形成された回路及び配線を含む層であり、具体的には、スイッチング用薄膜トランジスタ１５、電流制御用薄膜トランジスタ１６、コンデンサ１９、走査線１２及びデータ線１３が形成された層である。
層間絶縁膜２５は、ＴＦＴ層２６の少なくとも走査線とデータ線上に形成された、ポリイミド、ポリアクリルなどの樹脂を含む有機物からなる絶縁層であり、トップエミッション構造では、例えばＴＦＴ層２６の上に下部電極層２３を形成するためにＴＦＴ層２６を平坦化するための平坦化層である。この層間絶縁膜２５の膜厚は、この層間絶縁膜２５の比誘電率（εｒ）をこの層間絶縁膜２５の膜厚（ｄ）で除した値（εｒ／ｄ）が４×１０−６ｍ−１よりも小さくなる値以上、例えば、１μｍ以上に設定されている。このような設定は、この層間絶縁膜２５を挟む対向電極の面積をＳ、真空の誘電率をε０とすると、その対向電極によって形成される寄生容量Ｃが、Ｃ＝εｒ・ε０・Ｓ／ｄとなることから、その寄生容量Ｃを一定の容量値よりも小さくするためである。
下部電極層２３は、トップエミッション構造の場合には、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、それらのうちの２以上の金属を含む合金からなる導電体を含む層であり、具体的には、有機ＥＬ素子１７の下部電極（アノード）、電源線１１、及び、補助配線が形成された層である。ボトムエミッション構造の場合には、下部電極（アノード）はインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）からなる導電体を含む層であり、電源線１１、及び、補助配線はアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、それらのうちの２以上の金属を含む合金からなる導電体を含む層である。ここで、補助配線は、有機ＥＬ素子１７の上部電極と接続された配線である。
発光層２２は、有機ＥＬ素子１７の有機発光層、及び、発光画素１０ごとに有機発光層を離隔するためのバンクである隔壁部が形成された層である。有機発光層は、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、その誘導体（ＰＰＶ誘導体）、ポリフルオレン（ＰＦＯ）、その誘導体（ＰＦＯ誘導体）、ポリスピロフルオレン誘導体、ポリチオフェン、その誘導体等の高分子発光材料を含む高分子有機材料からなっても良いし、オキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、８−ヒドロキシキノリン化合物の金属鎖体やその誘導体等の低分子発光材料を含む低分子有機材料からなっても良い。隔壁部は、無機物質および有機物質のいずれから構成されてもよいが、発光材料を含む有機材料の形成において、印刷工程を含む場合においては、撥水性が高いことを求められることから、ポリイミド、ポリアクリルなどの樹脂から構成されるのが好ましい。なお、この発光層２２には、有機発光層に正孔を注入する正孔注入層、正孔注入層からの正孔を有機発光層に輸送する正孔輸送層、有機発光層に電子を注入する電子注入層が含まれてもよい。
上部電極層２１は、有機ＥＬ素子１７の上部電極（カソード）が形成された層である。この上部電極層２１は、全ての発光画素１０に含まれる有機ＥＬ素子１７の上部電極を共通に接続しているインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等からなる透明電極であり、補助配線と接続されている。なお、補助配線は、上部電極の配線抵抗、つまり、上部電極で生じる電圧降下を減少させるための補助的な配線であり、バスバーと称する。
次に、以上のように構成された本発明に係る有機ＥＬ表示装置の各層について、詳細に説明する。
図３（ａ）及び（ｂ）は、下部電極層２３のレイアウト図である。図３（ａ）は、赤色発光画素用の下部電極（Ｒ）、緑色発光画素用の下部電極（Ｇ）及び青色発光画素用の下部電極（Ｂ）を１組とする組が行列状に配置されている様子を示している。
図３（ｂ）は、この下部電極層２３に形成されている、下部電極以外の構成要素、つまり、電源線１１（１１ａ及び１１ｂ）と補助配線１４の位置を示す図である。なお、図３（ｂ）は、図３（ａ）と平面上の位置が対応するように描かれている。図３（ｂ）に示されるように、電源線１１には、有機ＥＬ表示装置の列方向に走る幹線としての電源線１１ａと、その幹線としての電源線１１ａから行方向に延びて個々の発光画素との接続に用いられる枝線としての電源線１１ｂとが含まれる。図３（ｂ）から分かるように、幹線としての複数の電源線１１ａ及び複数の補助配線１４は、列方向に、互いに並行（あるいは、平行）に配置され、かつ、その電源線１１ａと補助配線１４とが交互に配置されている。これにより、電位の異なる電源線１１と補助配線１４とが交差する箇所がなくなるので、それらが接触してしまうことによる短絡不良の発生頻度が抑制される。
図４（ａ）は、下部電極層２３及びその上に形成された発光層２２中の隔壁部２４のレイアウト図である。図４（ｂ）および図４（ｃ）は、それぞれ図４（ａ）におけるＡＡ’線及びＢＢ’線で切断したときの下部電極層２３及び隔壁部２４の断面図である。
図４（ａ）において、黒色箇所が隔壁部２４の位置を示す。図４（ａ）及び図４（ｂ）から分かるように、隔壁部２４は、発光画素ごとの有機発光層（より正確には、下部電極）、電源線１１を上部電極（カソード）から離隔（つまり、電気的に絶縁）するための絶縁膜として形成されている。
図５（ａ）は、下部電極層２３（ここでは、電流制御用薄膜トランジスタ１６に接続されるビア・コンタクトである第１ＴＦＴコンタクト２３ａ及び第２ＴＦＴコンタクト２３ｂを含む）のレイアウト図である。ここで、第１ＴＦＴコンタクト２３ａは、各発光画素１０を構成する電流制御用薄膜トランジスタ１６のソースと有機ＥＬ素子１７の下部電極１７ｃとを接続するビア・コンタクトである。一方、第２ＴＦＴコンタクト２３ｂは、各発光画素１０を構成する電流制御用薄膜トランジスタ１６のドレインと電源線１１（１１ｂ）とを接続するビア・コンタクトである。
なお、この図５（ａ）には、ＴＦＴ層２６に配置される走査線１２及びデータ線１３も併せて図示されている。ここでは、１組の発光画素（赤色、緑色及び青色の発光画素）に接続される走査線１２及びデータ線１３だけが図示されている。走査線１２は、この有機ＥＬ表示装置の行方向に走る配線であり、１行分の発光画素ごとに配置されている。また、データ線１３は、この有機ＥＬ表示装置の列方向に走り、１列分の発光画素ごとに配置されている。
図５（ｂ）〜図５（ｅ）は、それぞれ、図５（ａ）におけるＣＣ’線、ＤＤ’線、ＥＥ’線及びＦＦ’線で切断したときの有機ＥＬ表示装置の断面図である。
図５（ｂ）は、有機ＥＬ表示装置を列方向（ＣＣ’線）に切断したときの有機ＥＬ表示装置の断面図である。ここには、下層から順に、ＴＦＴ層２６（ここでは、ＴＦＴ回路２６ａ、配線２６ｂ）、層間絶縁膜２５、下部電極層２３（ここでは、有機ＥＬ素子１７の下部電極１７ｃ）、発光層２２（ここでは、有機発光層１７ｂ）、上部電極層２１（ここでは、有機ＥＬ素子の上部電極１７ａ）が示されている。なお、ＴＦＴ回路２６ａは、スイッチング用薄膜トランジスタ１５、電流制御用薄膜トランジスタ１６及びコンデンサ１９である。配線２６ｂは、スイッチング用薄膜トランジスタ１５及び電流制御用薄膜トランジスタ１６のソース、ドレイン及びゲートと接続された配線である。
図５（ｃ）は、有機ＥＬ表示装置を第１ＴＦＴコンタクト２３ａが並ぶ線（ＤＤ’線）で切断したときの有機ＥＬ表示装置の断面図である。ここには、下層から順に、ＴＦＴ層２６（ここでは、ＴＦＴ回路２６ａ、データ線１３）、層間絶縁膜２５、下部電極層２３（ここでは、有機ＥＬ素子１７の下部電極１７ｃ、電源線１１ａ）、発光層２２（ここでは、隔壁部２４）、上部電極層２１（ここでは、有機ＥＬ素子の上部電極１７ａ）が示されている。なお、本図には示されていないが、上述したように、下部電極層２３には、有機ＥＬ素子１７の下部電極１７ｃ及び電源線１１だけでなく、電源線１１ａと並行、かつ、交互に配置された補助配線１４も形成されている。
図５（ｄ）は、有機ＥＬ表示装置を第２ＴＦＴコンタクト２３ｂが並ぶ線（ＥＥ’線）で切断したときの有機ＥＬ表示装置の断面図である。ここには、下層から順に、ＴＦＴ層２６（ここでは、ＴＦＴ回路２６ａ、データ線１３）、層間絶縁膜２５、下部電極層２３（ここでは、電源線１１ｂ）、発光層２２（ここでは、隔壁部２４）、上部電極層２１（ここでは、有機ＥＬ素子の上部電極１７ａ）が示されている。
図５（ｅ）は、有機ＥＬ表示装置の発光画素１０を行方向（ＦＦ’線）に切断したときの有機ＥＬ表示装置の断面図である。ここには、下層から順に、ＴＦＴ層２６（ここでは、ＴＦＴ回路２６ａ、データ線１３）、層間絶縁膜２５、下部電極層２３（ここでは、有機ＥＬ素子１７の下部電極１７ｃ、電源線１１ａ）、発光層２２（ここでは、有機発光層１７ｂ、隔壁部２４）、上部電極層２１（ここでは、有機ＥＬ素子の上部電極１７ａ）が示されている。
これらの図５（ｃ）〜（ｅ）に示されるように、下部電極層２３には、有機ＥＬ素子１７の下部電極１７ｃだけでなく、電源線１１（１１ａ及び１１ｂ）も配置されている。これにより、電源線１１ａと、ＴＦＴ層２６に配置される走査線１２（図５（ａ））とは、直交する位置関係にあり、その交点では、１μｍ以上の厚みをもつ層間絶縁膜２５を挟んで離間されている。よって、電源線１１ａと走査線１２及びデータ線１３を含む制御線とで形成される寄生容量は、電源線と制御線とが同一の層（例えば、ＴＦＴ層）に形成される従来技術に比べ、より低減され、走査線１２及びデータ線１３に高い周波数の信号を伝送させることが可能となる。また、電源線１１ａと走査線１２は、その交点において、層間絶縁膜２５の厚みだけ離間されて製造されるので、電源線と走査線とが同一の層（例えば、ＴＦＴ層）に形成される従来技術と比べ、短絡不良が低減され、有機ＥＬ表示装置の歩留まりが向上される。
また、電源線１１と走査線１２及びデータ線１３とで形成される寄生容量を低減するために、本実施の形態では、特別な離間層を設けるのではなく、ＴＦＴ層２６を平坦化するための平坦化層（層間絶縁膜２５）を用いている。よって、本実施の形態における構造は、コスト的なメリットもある。
さらに、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置では、下部電極層２３に、有機ＥＬ素子１７の下部電極１７ｃだけでなく、電源線１１及び補助配線１４も形成しているので、これらは、一つの配線プロセスで同時に形成することができ、複数の製造プロセスで形成する製法に比べ、製造コストが削減される。
図６（ａ）は、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の下部電極層２３に配置された電源線１１ａ及び補助配線１４と各発光画素１０との接続関係を示す図である。図６（ｂ）は、下部電極層２３に電源線１１を配置しない従来技術における補助配線１４と各発光画素１０との接続関係を示す図である。
図６（ａ）から分かるように、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置では、下部電極層２３では、電源線１１ａ及び補助配線１４は、有機ＥＬ表示装置の列方向に、互いに並行に、かつ、交互に配置されるので、補助配線１４の１列あたりに流れる平均電流は、画素２列分となる。一方、図６（ｂ）から分かるように、従来の技術では、下部電極層２３には補助配線１４だけが配置されるので、補助配線１４の１列あたりに流れる平均電流は、画素１列分となる。
なお、各電源線１１ａと発光画素との接続関係についても、各補助配線１４と発光画素との接続関係と同様である。つまり、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置では、各電源線１１ａは、その両側に位置する発光画素（より厳密には、発光画素の電流制御用薄膜トランジスタ１６）に接続される。
以上、本発明に係る有機ＥＬ表示装置について、実施の形態を用いて説明したが、本発明は、本実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で、本実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態も、本発明に含まれる。
たとえば、本実施の形態では、下部電極層２３に、幹線として列方向に走る電源線１１ａと、枝線として行方向に走る電源線１１ｂとが配置されたが、いずれかの電源線１１ａ又は１１ｂだけが配置されてもよい。電源線１１の少なくとも一部が層間絶縁膜２５上（下部電極層２３）に形成されることで、ＴＦＴ層２６に配置された走査線１２及びデータ線１３と電源線１１との間で形成される寄生容量が削減され得るからである。
また、本実施の形態では、層間絶縁膜２５は、１μｍ以上の膜厚に設定されていたが、より詳しい膜厚として、最も薄い箇所で１μｍ以上となるような膜圧に設定されていてもよいし、ＴＦＴ層２６に形成された走査線１２の層から１μｍ以上となるような膜厚に設定されていてもよい。
また、本実施の形態では、ＴＦＴ層は２つのＴＦＴと１つの容量から構成されているが、一般的に駆動トランジスタの特性変動やバラツキを補償するために３つ以上のＴＦＴで構成される回路も提案されている。その場合においても、本発明は有効である。
また、本実施の形態では、ＴＦＴ層を構成するトランジスタはＮＭＯＳとしたが、ＰＭＯＳとしても良いし、ＮＭＯＳとＰＭＯＳが混在した形態であっても良い。
また、本実施の形態では、上部電極をカソードとしたが、アノードとしても良い。
また、本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、２次元状に発光画素が形成された表示パネルとして実現できるだけでなく、図７に示される、薄型フラットパネルを有するＴＶ３０のように、表示パネルを備える各種電子機器として実現できるのは言うまでもない。
本発明は、有機ＥＬ表示装置として、例えば、表示パネル、表示パネルを有するテレビ、携帯電話、コンピュータ用ディスプレイ、各種モニター等として、特に、大型の画面、あるいは、高精細な画面をもつＴＶ、コンピュータ用ディスプレイ等として、利用できる。
１０ 発光画素
１１、１１ａ、１１ｂ 電源線
１２ 走査線
１３ データ線
１４ 補助配線
１５ スイッチング用薄膜トランジスタ
１６ 電流制御用薄膜トランジスタ
１７ 有機ＥＬ素子
１７ａ 上部電極
１７ｂ 有機発光層
１７ｃ 下部電極
１８ 基準電源
１９ コンデンサ
２１ 上部電極層
２２ 発光層
２３ 下部電極層
２３ａ 第１ＴＦＴコンタクト
２３ｂ 第２ＴＦＴコンタクト
２４ 隔壁部
２５ 層間絶縁膜
２６ ＴＦＴ層
２６ａ ＴＦＴ回路
２６ｂ 配線
３０ ＴＶ
１１、１１ａ、１１ｂ 電源線
１２ 走査線
１３ データ線
１４ 補助配線
１５ スイッチング用薄膜トランジスタ
１６ 電流制御用薄膜トランジスタ
１７ 有機ＥＬ素子
１７ａ 上部電極
１７ｂ 有機発光層
１７ｃ 下部電極
１８ 基準電源
１９ コンデンサ
２１ 上部電極層
２２ 発光層
２３ 下部電極層
２３ａ 第１ＴＦＴコンタクト
２３ｂ 第２ＴＦＴコンタクト
２４ 隔壁部
２５ 層間絶縁膜
２６ ＴＦＴ層
２６ａ ＴＦＴ回路
２６ｂ 配線
３０ ＴＶ
【０００２】
大型化及び高精細化を可能にするため、制御線の時定数の増大を抑制するように電源線の配置が工夫された有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［０００６］
上記目的を達成するために、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の一形態は、基板上に、複数の走査線と、複数のデータ線と、該走査線と該データ線との交差部近傍に配置された発光画素と、該発光画素に電流を供給する電源線とを具備する有機ＥＬ表示装置であって、前記発光画素の各々は、前記走査線を介して走査信号がゲートに供給されるスイッチング用薄膜トランジスタと、前記データ線から前記スイッチング用薄膜トランジスタを介して供給されるデータ電圧に応じてゲートの電圧が決定され、ゲートに印加される電圧に応じて前記発光画素に流れる電流を制御する電流制御用薄膜トランジスタと、下部電極、有機発光層及び上部電極を含み、前記電源線から前記電流制御用薄膜トランジスタを介して電流が供給される有機ＥＬ素子とを有し、前記複数の走査線及び前記複数のデータ線が配置された層上に平坦化層が設けられ、前記平坦化層上に、前記電源線、前記下部電極、及び前記上部電極と電気的に接続された補助配線が配置され、前記電源線は、前記発光画素が複数配置された領域内において、前記平坦化層を挟んで前記走査線と交わる点、及び前記平坦化層を挟んで前記データ線と交わる点を有する。
発明の効果
［０００７］
本発明により、電源線と制御線とで形成される寄生容量が低減され、画面の大型化及び高精細化が可能な有機ＥＬ表示装置が実現される。
［０００８］
よって、画面の大型化及び高精細化が望まれるＴＶやコンピュータ用ディスプレイ等への適用として、本発明の実用的価値は極めて高い。
図面の簡単な説明
［０００９］
［図１］図１は、本発明の実施の形態における有機ＥＬ表示装置が備える個々の発光画素の回路図である。
［図２］図２は、同有機ＥＬ表示装置の断面を示す概略図である。
［図３］図３（ａ）及び（ｂ）は、同有機ＥＬ表示装置の下部電極層のレイアウト図である。
［図４］図４（ａ）は、同有機ＥＬ表示装置の下部電極層及び発光層（隔壁部）
大型化及び高精細化を可能にするため、制御線の時定数の増大を抑制するように電源線の配置が工夫された有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［０００６］
上記目的を達成するために、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の一形態は、基板上に、複数の走査線と、複数のデータ線と、該走査線と該データ線との交差部近傍に配置された発光画素と、該発光画素に電流を供給する電源線とを具備する有機ＥＬ表示装置であって、前記発光画素の各々は、前記走査線を介して走査信号がゲートに供給されるスイッチング用薄膜トランジスタと、前記データ線から前記スイッチング用薄膜トランジスタを介して供給されるデータ電圧に応じてゲートの電圧が決定され、ゲートに印加される電圧に応じて前記発光画素に流れる電流を制御する電流制御用薄膜トランジスタと、下部電極、有機発光層及び上部電極を含み、前記電源線から前記電流制御用薄膜トランジスタを介して電流が供給される有機ＥＬ素子とを有し、前記複数の走査線及び前記複数のデータ線が配置された層上に平坦化層が設けられ、前記平坦化層上に、前記電源線、前記下部電極、及び前記上部電極と電気的に接続された補助配線が配置され、前記電源線は、前記発光画素が複数配置された領域内において、前記平坦化層を挟んで前記走査線と交わる点、及び前記平坦化層を挟んで前記データ線と交わる点を有する。
発明の効果
［０００７］
本発明により、電源線と制御線とで形成される寄生容量が低減され、画面の大型化及び高精細化が可能な有機ＥＬ表示装置が実現される。
［０００８］
よって、画面の大型化及び高精細化が望まれるＴＶやコンピュータ用ディスプレイ等への適用として、本発明の実用的価値は極めて高い。
図面の簡単な説明
［０００９］
［図１］図１は、本発明の実施の形態における有機ＥＬ表示装置が備える個々の発光画素の回路図である。
［図２］図２は、同有機ＥＬ表示装置の断面を示す概略図である。
［図３］図３（ａ）及び（ｂ）は、同有機ＥＬ表示装置の下部電極層のレイアウト図である。
［図４］図４（ａ）は、同有機ＥＬ表示装置の下部電極層及び発光層（隔壁部）
本発明は、有機ＥＬ表示装置に関する。
有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置では、有機ＥＬ素子に流す電流を供給するための電源線、つまり、電流制御用薄膜トランジスタ（以下、単に「ＴＦＴ」ともいう。）に接続される電源線は、ＴＦＴを構成するソース・ドレイン層及びゲート層の一方又は双方に配置されていたり（例えば、特許文献１参照）、ＴＦＴが形成されている層（以下、「ＴＦＴ層」という。）の下に配置されていたりする（例えば、特許文献２参照）。あるいは、電源線の幅を太くしたりしている。これは、電源線の配線抵抗による電圧降下を原因とする輝度の不均一化などを防止しようというものである。
しかしながら、上記のような従来の電源線の配置や幅を太くする対策では、有機ＥＬ表示装置の画面を行方向に走る走査線や列方向に走るデータ線などの制御線と電源線との間の寄生容量により、制御線の配線時定数が増大し、高い周波数の信号を伝送させること、つまり、有機ＥＬ素子の高速駆動が困難になるという問題がある。そのために、有機ＥＬ表示装置の画面の大型化及び高精細化が困難になってしまう。
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、画面の大型化及び高精細化を可能にするため、制御線の時定数の増大を抑制するように電源線の配置が工夫された有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の一形態は、基板上に、複数の走査線と、複数のデータ線と、該走査線と該データ線との交差部近傍に配置された発光画素と、該発光画素に電流を供給する電源線とを具備する有機ＥＬ表示装置であって、前記発光画素の各々は、前記走査線を介して走査信号がゲートに供給されるスイッチング用薄膜トランジスタと、前記データ線から前記スイッチング用薄膜トランジスタを介して供給されるデータ電圧に応じてゲートの電圧が決定され、ゲートに印加される電圧に応じて前記発光画素に流れる電流を制御する電流制御用薄膜トランジスタと、下部電極、有機発光層及び上部電極を含み、前記電源線から前記電流制御用薄膜トランジスタを介して電流が供給される有機ＥＬ素子とを有し、前記複数の走査線及び前記複数のデータ線が配置された層上に平坦化層が設けられ、前記平坦化層上に、前記電源線、前記下部電極、及び前記上部電極と電気的に接続された補助配線が配置され、前記電源線は、前記平坦化層を挟んで前記走査線と交わる点、及び前記平坦化層を挟んで前記データ線と交わる点を有する。
本発明により、電源線と制御線とで形成される寄生容量が低減され、画面の大型化及び高精細化が可能な有機ＥＬ表示装置が実現される。
よって、画面の大型化及び高精細化が望まれるＴＶやコンピュータ用ディスプレイ等への適用として、本発明の実用的価値は極めて高い。
本発明に係る有機ＥＬ表示装置の一形態は、基板上に、複数の走査線と、複数のデータ線と、該走査線と該データ線との交差部近傍に配置された発光画素と、該発光画素に電流を供給する電源線とを具備する有機ＥＬ表示装置であって、前記発光画素の各々は、前記走査線を介して走査信号がゲートに供給されるスイッチング用薄膜トランジスタと、前記データ線から前記スイッチング用薄膜トランジスタを介して供給されるデータ電圧に応じてゲートの電圧が決定され、ゲートに印加される電圧に応じて前記発光画素に流れる電流を制御する電流制御用薄膜トランジスタと、下部電極、有機発光層及び上部電極を含み、前記電源線から前記電流制御用薄膜トランジスタを介して電流が供給される有機ＥＬ素子とを有し、前記複数の走査線が配置された層上に層間絶縁膜が設けられ、前記層間絶縁膜上に前記電源線が配置されている。
これにより、電源線と走査線とは、層間絶縁膜を挟んで離間されている。よって、電源線と走査線とで形成される寄生容量は、電源線と走査線とが同一の層（例えば、ＴＦＴが形成される層）に形成される従来技術に比べ、より低減され、走査線に高い周波数の信号を伝送させることが可能となる。
また、電源線と走査線とは、層間絶縁膜の厚みだけ離間されて製造されるので、電源線と走査線とが同一の層（例えば、ＴＦＴが形成される）に形成される従来技術と比べ、短絡不良が低減され、有機ＥＬ表示装置の歩留まりが向上される。
さらに、電源線と走査線とで形成される寄生容量を低減するために、特別な離間層を設けるのではなく、ＴＦＴが形成された層を平坦化するための層間絶縁膜が用いられるので、特別な離間層を設ける場合に比べ、製造コストが低減される。
ここで、前記下部電極は、前記層間絶縁膜上に配置され、前記電源線は、前記下部電極と同一層に構成されていてもよい。あるいは、有機ＥＬ表示装置はさらに前記層間絶縁膜上に配置された補助配線を有し、前記上部電極は、前記発光画素の各々に共通して接続され、前記補助配線と電気的に接続されており、前記電源線は、前記補助配線と同一層に構成されていてもよい。要するに、前記電源線と、前記補助配線と、前記下部電極とは同一層に構成されていてもよい。これにより、有機ＥＬ素子の下部電極だけでなく、電源線及び補助配線も同一の層に形成されるので、これらは、一つの配線プロセスで同時に形成することができ、複数の製造プロセスで形成する製法に比べ、製造コストが削減される。
ここで、前記層間絶縁膜が有機物で形成されているのが好ましい。そして、前記層間絶縁膜の比誘電率を前記層間絶縁膜の膜厚で除した値が、４×１０−６ｍ−１よりも小さいのが、さらに、好ましい。これにより、例えば、層間絶縁膜の膜厚は１μｍ以上の厚みが確保され、電源線と走査線とで形成される寄生容量の容量は極めて小さい値に抑制される。
また、前記電源線上に、前記発光画素の各々の有機発光層を離隔する隔壁部が設けられている構成としてもよい。これにより、電源線が絶縁体である隔壁部で覆われる構造となるので、電源線が他の配線等と接触してしまうことによる短絡故障の発生が抑制される。
また、前記補助配線は、前記電源線と並行となるように配置されるのが好ましい。これにより、電位の異なる電源線と補助配線とが交差する箇所が少なくなるので、それらが接触してしまうことによる短絡不良の発生頻度が抑制される。
以下、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の有機ＥＬ表示装置が備える個々の発光画素１０の回路図である。個々の発光画素１０は、スイッチング用薄膜トランジスタ１５、電流制御用薄膜トランジスタ１６、有機ＥＬ素子１７及びコンデンサ１９を備える。ここには、有機ＥＬ素子１７に流す電流を供給するための電源線１１（つまり、電流制御用薄膜トランジスタ１６に接続される電源線１１）、この有機ＥＬ表示装置の画面の行方向に走り、同一行の発光画素１０を選択する制御信号である走査信号を伝達するための走査線１２、及び、この有機ＥＬ表示装置の画面の列方向に走り、走査線１２で選択された発光画素１０に書き込むデータ（データ電圧）を伝達するためのデータ線１３、有機ＥＬ素子１７のカソードに接続される基準電源１８も併せて図示されている。
スイッチング用薄膜トランジスタ１５は、データ線１３を介して送られてくるデータを当該発光画素１０に書き込むか否かを制御する選択用トランジスタである。このスイッチング用薄膜トランジスタ１５は、例えば、ＮＭＯＳトランジスタであり、ゲートが走査線１２に接続され、ドレインとソースの一方がデータ線１３に接続され、ドレインとソースの他方が電流制御用薄膜トランジスタ１６のゲート及びコンデンサ１９の一端に接続されている。
電流制御用薄膜トランジスタ１６は、有機ＥＬ素子１７に流す電流を制御するＴＦＴである。この電流制御用薄膜トランジスタ１６は、例えば、ＮＭＯＳトランジスタであり、ゲートがスイッチング用薄膜トランジスタ１５のドレインとソースの他方及びコンデンサ１９の一端に接続され、ドレインが電源線１１及びコンデンサ１９の他端に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１７のアノードに接続されている。電流制御用薄膜トランジスタ１６は、ＰＭＯＳであっても良い。この場合、電流制御用薄膜トランジスタ１６のソースが電源線１１に接続され、ドレインが有機ＥＬ素子１７のアノードに接続される。
コンデンサ１９は、電流制御用薄膜トランジスタ１６のゲートと電源線１１との間に接続された容量であり、データ線１３からスイッチング用薄膜トランジスタ１５を介して送られてくるデータを保持する記憶素子として機能する。
有機ＥＬ素子１７は、積層方向における下方から順に、下部電極（アノード）、有機発光層、上部電極（カソード）から構成され、そのアノードが電流制御用薄膜トランジスタ１６のソースに接続され、そのカソードが基準電源１８に接続されている。
図２は、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の断面を示す概略図である。この有機ＥＬ表示装置は、図示されていない最下層の基板から上層に向けて、順に、少なくとも、ＴＦＴ層２６、層間絶縁膜２５、下部電極層２３、発光層２２及び上部電極層２１を備え、発光層２２からの光が上部電極層２１を通過して上方に出射するトップエミッション構造でも良いし、下方に出射するボトムエミッション構造としても良い。
ＴＦＴ層２６は、図示されていないシリコン基板等の基板上に形成された回路及び配線を含む層であり、具体的には、スイッチング用薄膜トランジスタ１５、電流制御用薄膜トランジスタ１６、コンデンサ１９、走査線１２及びデータ線１３が形成された層である。
層間絶縁膜２５は、ＴＦＴ層２６の少なくとも走査線とデータ線上に形成された、ポリイミド、ポリアクリルなどの樹脂を含む有機物からなる絶縁層であり、トップエミッション構造では、例えばＴＦＴ層２６の上に下部電極層２３を形成するためにＴＦＴ層２６を平坦化するための平坦化層である。この層間絶縁膜２５の膜厚は、この層間絶縁膜２５の比誘電率（εｒ）をこの層間絶縁膜２５の膜厚（ｄ）で除した値（εｒ／ｄ）が４×１０−６ｍ−１よりも小さくなる値以上、例えば、１μｍ以上に設定されている。このような設定は、この層間絶縁膜２５を挟む対向電極の面積をＳ、真空の誘電率をε０とすると、その対向電極によって形成される寄生容量Ｃが、Ｃ＝εｒ・ε０・Ｓ／ｄとなることから、その寄生容量Ｃを一定の容量値よりも小さくするためである。
下部電極層２３は、トップエミッション構造の場合には、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、それらのうちの２以上の金属を含む合金からなる導電体を含む層であり、具体的には、有機ＥＬ素子１７の下部電極（アノード）、電源線１１、及び、補助配線が形成された層である。ボトムエミッション構造の場合には、下部電極（アノード）はインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）からなる導電体を含む層であり、電源線１１、及び、補助配線はアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、それらのうちの２以上の金属を含む合金からなる導電体を含む層である。ここで、補助配線は、有機ＥＬ素子１７の上部電極と接続された配線である。
発光層２２は、有機ＥＬ素子１７の有機発光層、及び、発光画素１０ごとに有機発光層を離隔するためのバンクである隔壁部が形成された層である。有機発光層は、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、その誘導体（ＰＰＶ誘導体）、ポリフルオレン（ＰＦＯ）、その誘導体（ＰＦＯ誘導体）、ポリスピロフルオレン誘導体、ポリチオフェン、その誘導体等の高分子発光材料を含む高分子有機材料からなっても良いし、オキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、８−ヒドロキシキノリン化合物の金属鎖体やその誘導体等の低分子発光材料を含む低分子有機材料からなっても良い。隔壁部は、無機物質および有機物質のいずれから構成されてもよいが、発光材料を含む有機材料の形成において、印刷工程を含む場合においては、撥水性が高いことを求められることから、ポリイミド、ポリアクリルなどの樹脂から構成されるのが好ましい。なお、この発光層２２には、有機発光層に正孔を注入する正孔注入層、正孔注入層からの正孔を有機発光層に輸送する正孔輸送層、有機発光層に電子を注入する電子注入層が含まれてもよい。
上部電極層２１は、有機ＥＬ素子１７の上部電極（カソード）が形成された層である。この上部電極層２１は、全ての発光画素１０に含まれる有機ＥＬ素子１７の上部電極を共通に接続しているインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等からなる透明電極であり、補助配線と接続されている。なお、補助配線は、上部電極の配線抵抗、つまり、上部電極で生じる電圧降下を減少させるための補助的な配線であり、バスバーと称する。
次に、以上のように構成された本発明に係る有機ＥＬ表示装置の各層について、詳細に説明する。
図３（ａ）及び（ｂ）は、下部電極層２３のレイアウト図である。図３（ａ）は、赤色発光画素用の下部電極（Ｒ）、緑色発光画素用の下部電極（Ｇ）及び青色発光画素用の下部電極（Ｂ）を１組とする組が行列状に配置されている様子を示している。
図３（ｂ）は、この下部電極層２３に形成されている、下部電極以外の構成要素、つまり、電源線１１（１１ａ及び１１ｂ）と補助配線１４の位置を示す図である。なお、図３（ｂ）は、図３（ａ）と平面上の位置が対応するように描かれている。図３（ｂ）に示されるように、電源線１１には、有機ＥＬ表示装置の列方向に走る幹線としての電源線１１ａと、その幹線としての電源線１１ａから行方向に延びて個々の発光画素との接続に用いられる枝線としての電源線１１ｂとが含まれる。図３（ｂ）から分かるように、幹線としての複数の電源線１１ａ及び複数の補助配線１４は、列方向に、互いに並行（あるいは、平行）に配置され、かつ、その電源線１１ａと補助配線１４とが交互に配置されている。これにより、電位の異なる電源線１１と補助配線１４とが交差する箇所がなくなるので、それらが接触してしまうことによる短絡不良の発生頻度が抑制される。
図４（ａ）は、下部電極層２３及びその上に形成された発光層２２中の隔壁部２４のレイアウト図である。図４（ｂ）および図４（ｃ）は、それぞれ図４（ａ）におけるＡＡ’線及びＢＢ’線で切断したときの下部電極層２３及び隔壁部２４の断面図である。
図４（ａ）において、黒色箇所が隔壁部２４の位置を示す。図４（ａ）及び図４（ｂ）から分かるように、隔壁部２４は、発光画素ごとの有機発光層（より正確には、下部電極）、電源線１１を上部電極（カソード）から離隔（つまり、電気的に絶縁）するための絶縁膜として形成されている。
図５（ａ）は、下部電極層２３（ここでは、電流制御用薄膜トランジスタ１６に接続されるビア・コンタクトである第１ＴＦＴコンタクト２３ａ及び第２ＴＦＴコンタクト２３ｂを含む）のレイアウト図である。ここで、第１ＴＦＴコンタクト２３ａは、各発光画素１０を構成する電流制御用薄膜トランジスタ１６のソースと有機ＥＬ素子１７の下部電極１７ｃとを接続するビア・コンタクトである。一方、第２ＴＦＴコンタクト２３ｂは、各発光画素１０を構成する電流制御用薄膜トランジスタ１６のドレインと電源線１１（１１ｂ）とを接続するビア・コンタクトである。
なお、この図５（ａ）には、ＴＦＴ層２６に配置される走査線１２及びデータ線１３も併せて図示されている。ここでは、１組の発光画素（赤色、緑色及び青色の発光画素）に接続される走査線１２及びデータ線１３だけが図示されている。走査線１２は、この有機ＥＬ表示装置の行方向に走る配線であり、１行分の発光画素ごとに配置されている。また、データ線１３は、この有機ＥＬ表示装置の列方向に走り、１列分の発光画素ごとに配置されている。
図５（ｂ）〜図５（ｅ）は、それぞれ、図５（ａ）におけるＣＣ’線、ＤＤ’線、ＥＥ’線及びＦＦ’線で切断したときの有機ＥＬ表示装置の断面図である。
図５（ｂ）は、有機ＥＬ表示装置を列方向（ＣＣ’線）に切断したときの有機ＥＬ表示装置の断面図である。ここには、下層から順に、ＴＦＴ層２６（ここでは、ＴＦＴ回路２６ａ、配線２６ｂ）、層間絶縁膜２５、下部電極層２３（ここでは、有機ＥＬ素子１７の下部電極１７ｃ）、発光層２２（ここでは、有機発光層１７ｂ）、上部電極層２１（ここでは、有機ＥＬ素子の上部電極１７ａ）が示されている。なお、ＴＦＴ回路２６ａは、スイッチング用薄膜トランジスタ１５、電流制御用薄膜トランジスタ１６及びコンデンサ１９である。配線２６ｂは、スイッチング用薄膜トランジスタ１５及び電流制御用薄膜トランジスタ１６のソース、ドレイン及びゲートと接続された配線である。
図５（ｃ）は、有機ＥＬ表示装置を第１ＴＦＴコンタクト２３ａが並ぶ線（ＤＤ’線）で切断したときの有機ＥＬ表示装置の断面図である。ここには、下層から順に、ＴＦＴ層２６（ここでは、ＴＦＴ回路２６ａ、データ線１３）、層間絶縁膜２５、下部電極層２３（ここでは、有機ＥＬ素子１７の下部電極１７ｃ、電源線１１ａ）、発光層２２（ここでは、隔壁部２４）、上部電極層２１（ここでは、有機ＥＬ素子の上部電極１７ａ）が示されている。なお、本図には示されていないが、上述したように、下部電極層２３には、有機ＥＬ素子１７の下部電極１７ｃ及び電源線１１だけでなく、電源線１１ａと並行、かつ、交互に配置された補助配線１４も形成されている。
図５（ｄ）は、有機ＥＬ表示装置を第２ＴＦＴコンタクト２３ｂが並ぶ線（ＥＥ’線）で切断したときの有機ＥＬ表示装置の断面図である。ここには、下層から順に、ＴＦＴ層２６（ここでは、ＴＦＴ回路２６ａ、データ線１３）、層間絶縁膜２５、下部電極層２３（ここでは、電源線１１ｂ）、発光層２２（ここでは、隔壁部２４）、上部電極層２１（ここでは、有機ＥＬ素子の上部電極１７ａ）が示されている。
図５（ｅ）は、有機ＥＬ表示装置の発光画素１０を行方向（ＦＦ’線）に切断したときの有機ＥＬ表示装置の断面図である。ここには、下層から順に、ＴＦＴ層２６（ここでは、ＴＦＴ回路２６ａ、データ線１３）、層間絶縁膜２５、下部電極層２３（ここでは、有機ＥＬ素子１７の下部電極１７ｃ、電源線１１ａ）、発光層２２（ここでは、有機発光層１７ｂ、隔壁部２４）、上部電極層２１（ここでは、有機ＥＬ素子の上部電極１７ａ）が示されている。
これらの図５（ｃ）〜（ｅ）に示されるように、下部電極層２３には、有機ＥＬ素子１７の下部電極１７ｃだけでなく、電源線１１（１１ａ及び１１ｂ）も配置されている。これにより、電源線１１ａと、ＴＦＴ層２６に配置される走査線１２（図５（ａ））とは、直交する位置関係にあり、その交点では、１μｍ以上の厚みをもつ層間絶縁膜２５を挟んで離間されている。よって、電源線１１ａと走査線１２及びデータ線１３を含む制御線とで形成される寄生容量は、電源線と制御線とが同一の層（例えば、ＴＦＴ層）に形成される従来技術に比べ、より低減され、走査線１２及びデータ線１３に高い周波数の信号を伝送させることが可能となる。また、電源線１１ａと走査線１２は、その交点において、層間絶縁膜２５の厚みだけ離間されて製造されるので、電源線と走査線とが同一の層（例えば、ＴＦＴ層）に形成される従来技術と比べ、短絡不良が低減され、有機ＥＬ表示装置の歩留まりが向上される。
また、電源線１１と走査線１２及びデータ線１３とで形成される寄生容量を低減するために、本実施の形態では、特別な離間層を設けるのではなく、ＴＦＴ層２６を平坦化するための平坦化層（層間絶縁膜２５）を用いている。よって、本実施の形態における構造は、コスト的なメリットもある。
さらに、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置では、下部電極層２３に、有機ＥＬ素子１７の下部電極１７ｃだけでなく、電源線１１及び補助配線１４も形成しているので、これらは、一つの配線プロセスで同時に形成することができ、複数の製造プロセスで形成する製法に比べ、製造コストが削減される。
図６（ａ）は、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の下部電極層２３に配置された電源線１１ａ及び補助配線１４と各発光画素１０との接続関係を示す図である。図６（ｂ）は、下部電極層２３に電源線１１を配置しない従来技術における補助配線１４と各発光画素１０との接続関係を示す図である。
図６（ａ）から分かるように、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置では、下部電極層２３では、電源線１１ａ及び補助配線１４は、有機ＥＬ表示装置の列方向に、互いに並行に、かつ、交互に配置されるので、補助配線１４の１列あたりに流れる平均電流は、画素２列分となる。一方、図６（ｂ）から分かるように、従来の技術では、下部電極層２３には補助配線１４だけが配置されるので、補助配線１４の１列あたりに流れる平均電流は、画素１列分となる。
なお、各電源線１１ａと発光画素との接続関係についても、各補助配線１４と発光画素との接続関係と同様である。つまり、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置では、各電源線１１ａは、その両側に位置する発光画素（より厳密には、発光画素の電流制御用薄膜トランジスタ１６）に接続される。
以上、本発明に係る有機ＥＬ表示装置について、実施の形態を用いて説明したが、本発明は、本実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で、本実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態も、本発明に含まれる。
たとえば、本実施の形態では、下部電極層２３に、幹線として列方向に走る電源線１１ａと、枝線として行方向に走る電源線１１ｂとが配置されたが、いずれかの電源線１１ａ又は１１ｂだけが配置されてもよい。電源線１１の少なくとも一部が層間絶縁膜２５上（下部電極層２３）に形成されることで、ＴＦＴ層２６に配置された走査線１２及びデータ線１３と電源線１１との間で形成される寄生容量が削減され得るからである。
また、本実施の形態では、層間絶縁膜２５は、１μｍ以上の膜厚に設定されていたが、より詳しい膜厚として、最も薄い箇所で１μｍ以上となるような膜圧に設定されていてもよいし、ＴＦＴ層２６に形成された走査線１２の層から１μｍ以上となるような膜厚に設定されていてもよい。
また、本実施の形態では、ＴＦＴ層は２つのＴＦＴと１つの容量から構成されているが、一般的に駆動トランジスタの特性変動やバラツキを補償するために３つ以上のＴＦＴで構成される回路も提案されている。その場合においても、本発明は有効である。
また、本実施の形態では、ＴＦＴ層を構成するトランジスタはＮＭＯＳとしたが、ＰＭＯＳとしても良いし、ＮＭＯＳとＰＭＯＳが混在した形態であっても良い。
また、本実施の形態では、上部電極をカソードとしたが、アノードとしても良い。
また、本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、２次元状に発光画素が形成された表示パネルとして実現できるだけでなく、図７に示される、薄型フラットパネルを有するＴＶ３０のように、表示パネルを備える各種電子機器として実現できるのは言うまでもない。
本発明は、有機ＥＬ表示装置として、例えば、表示パネル、表示パネルを有するテレビ、携帯電話、コンピュータ用ディスプレイ、各種モニター等として、特に、大型の画面、あるいは、高精細な画面をもつＴＶ、コンピュータ用ディスプレイ等として、利用できる。
１０ 発光画素
１１、１１ａ、１１ｂ 電源線
１２ 走査線
１３ データ線
１４ 補助配線
１５ スイッチング用薄膜トランジスタ
１６ 電流制御用薄膜トランジスタ
１７ 有機ＥＬ素子
１７ａ 上部電極
１７ｂ 有機発光層
１７ｃ 下部電極
１８ 基準電源
１９ コンデンサ
２１ 上部電極層
２２ 発光層
２３ 下部電極層
２３ａ 第１ＴＦＴコンタクト
２３ｂ 第２ＴＦＴコンタクト
２４ 隔壁部
２５ 層間絶縁膜
２６ ＴＦＴ層
２６ａ ＴＦＴ回路
２６ｂ 配線
３０ ＴＶ
１１、１１ａ、１１ｂ 電源線
１２ 走査線
１３ データ線
１４ 補助配線
１５ スイッチング用薄膜トランジスタ
１６ 電流制御用薄膜トランジスタ
１７ 有機ＥＬ素子
１７ａ 上部電極
１７ｂ 有機発光層
１７ｃ 下部電極
１８ 基準電源
１９ コンデンサ
２１ 上部電極層
２２ 発光層
２３ 下部電極層
２３ａ 第１ＴＦＴコンタクト
２３ｂ 第２ＴＦＴコンタクト
２４ 隔壁部
２５ 層間絶縁膜
２６ ＴＦＴ層
２６ａ ＴＦＴ回路
２６ｂ 配線
３０ ＴＶ
Claims (9)
- 基板上に、複数の走査線と、複数のデータ線と、該走査線と該データ線との交差部近傍に配置された発光画素と、該発光画素に電流を供給する電源線とを具備する有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置であって、
前記発光画素の各々は、
前記走査線を介して走査信号がゲートに供給されるスイッチング用薄膜トランジスタと、
前記データ線から前記スイッチング用薄膜トランジスタを介して供給されるデータ電圧に応じてゲートの電圧が決定され、ゲートに印加される電圧に応じて前記発光画素に流れる電流を制御する電流制御用薄膜トランジスタと、
下部電極、有機発光層及び上部電極を含み、前記電源線から前記電流制御用薄膜トランジスタを介して電流が供給される有機ＥＬ素子とを有し、
前記複数の走査線が配置された層上に層間絶縁膜が設けられ、
前記層間絶縁膜上に前記電源線が配置されている、
有機ＥＬ表示装置。 - 前記下部電極は、前記層間絶縁膜上に配置され、
前記電源線は、前記下部電極と同一層に構成されている、
請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。 - さらに、前記層間絶縁膜上に配置された補助配線を有し、
前記上部電極は、前記発光画素の各々に共通して接続され、前記補助配線と電気的に接続されており、
前記電源線は、前記補助配線と同一層に構成されている、
請求項１または２に記載の有機ＥＬ表示装置。 - 前記電源線と、前記補助配線と、前記下部電極とは同一層に構成されている、
請求項３に記載の有機ＥＬ表示装置。 - 前記層間絶縁膜が有機物で形成されている、
請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。 - 前記層間絶縁膜の比誘電率を前記層間絶縁膜の膜厚で除した値が、４×１０−６ｍ−１よりも小さい、
請求項５に記載の有機ＥＬ表示装置。 - 前記電源線は、前記複数の走査線と直交する方向に配置されている、
請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。 - 前記電源線上に、前記発光画素の各々の有機発光層を離隔する隔壁部が設けられている、
請求項７に記載の有機ＥＬ表示装置。 - 前記補助配線は、前記電源線と並行となるように配置されている、
請求項３に記載の有機ＥＬ表示装置。
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