JP5209109B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、アクティブ・マトリクス型表示装置に係り、特に有機半導体膜などの発光層に電流を流すことによって発光させるＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子またはＬＥＤ（発光ダイオード）素子等の発光素子で構成した画素と、この画素の発光動作を制御する画素回路を備えた表示装置に関する。

近年、高度情報化社会の到来に伴い、パーソナルコンピュータ、カーナビ、携帯情報端末、情報通信機器あるいはこれらの複合製品の需要が増大している。これらの製品の表示手段には、薄型、軽量、低消費電力のディスプレイデバイスが適しており、液晶表示装置あるいは自発光型のＥＬ素子またはＬＥＤなどの電気光学素子を用いた表示装置が用いられている。

後者の自発光型の電気光学素子を用いた表示装置は、視認性がよいこと、広い視角特性を有すること、高速応答で動画表示に適していることなどの特徴があり、映像表示には特に好適と考えられている。特に、近年の有機物を発光層とする有機ＥＬ素子（有機ＬＥＤ素子とも言う：以下ＯＬＥＤと略称する場合もある）を用いたディスプレイは発光効率の急速な向上と映像通信を可能にするネットワーク技術の進展とが相まって、ＯＬＥＤディスプレイへの期待が高い。ＯＬＥＤは有機発光層を２枚の電極で挟んだダイオード構造を有する。

このようなＯＬＥＤ素子を用いて構成したＯＬＥＤディスプレイ（表示装置）における電力効率を高めるためには、後述するように、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴとも称する）を画素のスイッチング素子としたアクティブ・マトリクス駆動が有効である。ＯＬＥＤディスプレイをアクティブ・マトリクス構造で駆動する技術としては、例えば、特開平４−３２８７９１号公報、特開平８−２４１０４８号公報、あるいは米国特許第５５５００６６号明細書などに記載されており、また、駆動電圧関係については国際特許公報ＷＯ９８／３６４０７号などに開示されている。

ＯＬＥＤディスプレイの典型的な画素構造は、第１と第２のアクティブ素子である２つの薄膜トランジスタＴＦＴ（第１のＴＦＴはスイッチングトランジスタ、第２のＴＦＴはドライバトランジスタ）と１つのコンデンサ（蓄積容量：データ信号保持素子）で構成される画素駆動回路（以下、画素回路とも言う）からなり、この画素回路によりＯＬＥＤの発光輝度を制御する。画素はデータ信号（または、画像信号）が供給されるＭ本のデータ線と、走査信号が供給されるＮ本の走査線（以下、ゲート線とも言う）をＮ行×Ｍ列のマトリクスに配列した各交差部に配置される。

画素の駆動には、Ｎ行のゲート線に順次走査信号（ゲート信号）を供給してスイッチングトランジスタを導通状態に（ターンオン）し、１フレーム期間Ｔｆ内に垂直方向の走査を１回終えて、再び最初（１行目）のゲート線にターンオン電圧を供給する。

この駆動方式では、１本のゲート線にターンオン電圧が供給される時間はＴｆ／Ｎ以下となる。一般的には、１フレーム期間Ｔｆの値としては１／６０秒程度が用いられる。なお、１フレームを２フィールドで表示する場合は、１フィールド期間は１フレーム期間の１／２となる。

あるゲート線にターンオン電圧が供給されている間は、そのデータ線に接続されたスイッチングトランジスタは全て導通状態（オン状態）となり、それに同期してＭ列のデータ線に同時にまたは順次にデータ電圧（画像電圧）が供給される。これはアクティブ・マトリクス液晶装置で一般的に用いられているものである。

データ電圧はゲート線にターンオン電圧（以下、ターンオンを単にオンとも称する。同様に、ターンオフも単にオフとも称する）が供給されている間に蓄積容量（コンデンサ）に蓄えられ（保持され）、１フレーム期間（もしくは、１フィールド期間、以下同様）はほぼそれらの値に保たれる。蓄積容量の電圧値は、ドライバトランジスタのゲート電圧を規定する。

したがって、ドライバトランジスタを流れる電流値が制御されてＯＬＥＤの発光が制御される。ＯＬＥＤに電圧が印加されて、その発光が始まるまでの応答時間は１μｓ以下であることが通常であり、動きの早い画像（動画像）にも追随できる。ドライバトランジスタに電流を供給するために、電流供給線が設けられており、蓄積容量に保持されたデータ信号に応じた表示用の電流が電流供給線から供給される。

ところで、アクティブ・マトリクス駆動では、１フレーム期間にわたって発光が行われることで高効率を実現している。ＴＦＴを設けずに、ＯＬＥＤのダイオード電極をそれぞれ走査線、データ線に直結して駆動する単純マトリクス駆動と比較すると、その差異は明確である。

単純マトリクス駆動では、走査線が選択されている期間にのみＯＬＥＤに電流が流れるので、その短い期間の発光のみで１フレーム期間の発光と同等の輝度を得るためには、アクティブ・マトリクス駆動に比べて略走査線数倍の発光輝度が必要となる。それには、必然的に駆動電圧、駆動電流を大きくしなければならず、発熱などの消費電力の損失が大きくなって電力効率が低下する。

このように、アクティブ・マトリクス駆動は、単純マトリクス駆動に比べて消費電力の低減の観点から優位であると考えられる。

上記した単純マトリクス型の表示装置では、基板上の表示領域に交差配置した走査線とデータ線をそのまま当該表示領域の外部に引き出して駆動回路に接続し、駆動回路を外部回路と接続するための端子パッドを設けている。しかし、このような端子構成をアクティブ・マトリクス型の表示装置にそのまま適用することは困難である。

すなわち、アクティブ・マトリクス駆動のＯＬＥＤ表示装置では、１フレーム期間にわたって表示を保持するためのコンデンサへの電流供給を、当該コンデンサの一方の電極をスイッチングトランジスタの出力端子に接続し、他方の電極をコンデンサ用の共通電位線に接続したり、あるいはＯＬＥＤに電流を供給する電流供給線に接続している。

図９はＯＬＥＤを用いた従来の表示装置の１構成例を模式的に説明するブロック図、図１０は図９における画素構成の説明図である。この表示装置（画像表示装置）は、ガラス等の絶縁材からなる基板ＳＵＢ上に複数のデータ線ＤＬと複数のゲート線すなわち走査線ＧＬとのマトリクス配列で形成した表示部ＡＲ（図中、点線で囲った内部）の周囲にデータ駆動回路ＤＤＲ、走査駆動回路ＧＤＲ、電流供給回路ＣＳＳを配置して構成されている。

データ駆動回路ＤＤＲはＮチャンネル型とＰチャンネル型の薄膜トランジスタＴＦＴによる相補型回路またはＮチャンネルのみかＰチャンネルのみの単チャンネル型の薄膜トランジスタＴＦＴで構成されるシフトレジスタ回路、レベルシフタ回路、アナログスィッチ回路などからなる。なお、電流供給回路ＣＳＳはバスラインのみとし、外部電源から供給するようにも構成できる。

図９は表示部ＡＲにコンデンサ用の共通電位線ＣＯＭＬを設けた方式であり、コンデンサの前記他端の電極は、この共通電位線ＣＯＭＬに接続される。共通電位線ＣＯＭＬは共通電位供給バスラインＣＯＭＢの端子ＣＯＭＴから外部の共通電位源に引き出されている。なお、共通電位線ＣＯＭＬを設けず、コンデンサを電流供給線に接続した方式も既知である。

図１０に示したように、画素ＰＸはデータ線ＤＬとゲート線ＧＬで囲まれた領域に配置されたスイッチングトランジスタである第１の薄膜トランジスタＴＦＴ１、ドライバトランジスタである第２の薄膜トランジスタＴＦＴ２、コンデンサＣＰＲ、および有機発光素子ＯＬＥＤで構成される。薄膜トランジスタＴＦＴ１のゲートはゲート線ＧＬに、ドレインはデータ線ＤＬに接続されている。薄膜トランジスタＴＦＴ２のゲートは薄膜トランジスタＴＦＴ１のソースに接続され、この接続点にコンデンサＣＰＲの一方の電極（＋極）が接続されている。

図１１は図１０の画素構成をもつ図９の表示装置の構成をさらに説明するブロック図である。薄膜トランジスタＴＦＴ２のドレインは電流供給線ＣＳＬに、ソースは有機発光素子ＯＬＥＤの第１の電極（ここでは陽極）ＡＤに接続されている。そして、コンデンサＣＰＲの他端（−極）は共通電位線バスラインＣＯＭＢから分岐した共通電位線ＣＯＭＬに接続されている。データ線ＤＬはデータ駆動回路ＤＤＲで駆動され、走査線（ゲート線）ＧＬは走査駆動回路ＧＤＲで駆動される。また、電流供給線ＣＳＬは電流供給バスラインＣＳＬＢを介して図８の電流供給回路ＣＳＳあるいは端子を介して外部電流源に接続している。

図１０と図１１において、１つの画素ＰＸが走査線ＧＬで選択されて薄膜トランジスタＴＦＴ１がターンオンすると、データ線ＤＬから供給される画像信号がコンデンサＣＰＲに蓄積される。そして、薄膜トランジスタＴＦＴ１がターンオフした時点で薄膜トランジスタＴＦＴ２がターンオンし、電流供給線ＣＳＬからの電流が有機発光素子ＯＬＥＤに流れ、ほぼ１フレーム期間にわたってこの電流が持続する。このとき流れる電流はコンデンサＣＰＲに蓄積されている信号電荷で規定される。

コンデンサＣＰＲの動作レベルは共通電位線ＣＯＭＬの電位で規定される。これにより、画素の発光が制御される。有機発光素子ＯＬＥＤから流れ出る電流は陰極ＣＤから図示しない電流引抜き線に流れる。

この方式では、画素領域の一部を貫通して共通電位線ＣＯＭＬを設ける必要があるため、所謂開口率の低下をもたらし、表示装置全体としての明るさ向上を抑制してしまう。

図１２はＯＬＥＤを用いた従来の表示装置の他の構成例を模式的に説明する図１１と同様のブロック図である。この例では、各画素を構成する薄膜トランジスタＴＦＴ１、ＴＦＴ２およびコンデンサＣＰＲの基本配列は図９と同様であるが、コンデンサＣＰＲの他端を電流供給線ＣＳＬに接続した点で異なる。

すなわち、１つの画素ＰＸが走査線ＧＬで選択されて薄膜トランジスタＴＦＴ１がターンオンすると、データ線ＤＬから供給される画像信号がコンデンサＣＰＲに蓄積され、薄膜トランジスタＴＦＴ１がターンオフした時点で薄膜トランジスタＴＦＴ２がターンオンしたとき、電流供給線ＣＳＬからの電流が有機発光素子ＯＬＥＤに流れ、図１０と同様に、ほぼ１フレーム期間（または、１フィールド期間）にわたってこの電流が持続する。このとき流れる電流はコンデンサＣＰＲに蓄積されている信号電荷で規定される。コンデンサＣＰＲの動作レベルは電流供給線ＣＳＬの電位で規定される。これにより、画素の発光が制御される。

図９〜図１２で説明したこの種の表示装置においては、有機発光素子ＯＬＥＤの第１の電極（例えば陽極、以下第１の電極層とも称する）ＡＤとなる薄膜トランジスタＴＦＴ２のソース電極はＩＴＯ（インジウム・チン・オキサイド）等の導電性薄膜で形成され、かつ各画素ＰＸの第１の電極ＡＤは個別に分離されている。

また、発光素子を構成する第２の電極（例えば陰極、以下第２の電極層とも称する）ＣＤは素子の最上層に位置するため、直接外気に触れて腐食が生じる恐れがある。通常、第２の電極層は全画素について共通のべた膜に形成されており、外部と電気的に接続をとる必要がある。この第２の電極層ＣＤへの電流供給のための端子は当該第２の電極層の延長で基板の端子部（端子パッド）に直接引き出した場合は、その端子部近傍では外気との接触で腐食の発生が起こり易い。

図１３は有機発光素子を用いた表示装置の１画素付近の構造を説明する断面図である。この表示装置は、ガラス基板ＳＵＢの上に低温ポリシリコンを好適とするポリシリコン半導体層ＰＳＩ、第１の絶縁層ＩＳ１、走査配線であるゲート配線（ゲート電極）ＧＬ、第２の絶縁層ＩＳ２、アルミニウム配線で形成したソース電極ＳＤ，第３の絶縁層ＩＳ３、保護膜ＰＳＶ、第１の電極層ＡＤ、有機発光層ＯＬＥ、第２の電極層ＣＤを積み上げて構成される。

ポリシリコン半導体層ＰＳＩとゲート配線ＧＬ、ソース電極ＳＤで構成される薄膜トランジスタ（この薄膜トランジスタはドライバトランジスタ）が選択されると、ソース電極ＳＤに接続した第１の電極層ＡＤと有機発光層ＯＬＥおよび第２の電極層ＣＤで形成される有機発光素子が発光し、その光Ｌが基板ＳＵＢ側から外部に出射する。

このとき、当該画素の第２の電極層ＣＤに部分的な腐食や劣化があると、電流供給線ＣＳＬから流れる電流が充分に供給されず、あるいは当該画素を迂回して流れ、発光が不十分になったり全く発光しないことになる。その結果、所謂点欠陥、領域欠陥等の表示不良をもたらす。

本発明の目的は、画素を構成する第２の電極層への給電構造を改良して第２の電極層の腐食を防止し、高品質の表示を可能とした表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、第２の電極層と基板の一辺の端部に形成されて当該第２の電極層に電気的に接続される端子パッドとを、当該基板の当該一辺とは異なる他辺に設けられ且つ保護膜で被覆された第２電極接続電極層を介して接続し、第２の電極層が第２電極接続電極層に接するコンタクトホールを端子パッドの位置より遠ざけた。

この構成としたことにより、陰極の腐食を防止し、高品質の表示を可能とした高信頼性の表示装置が提供される。本発明のより具体的な構成例を記述すると以下のとおりである。すなわち、
（１）基板SUB上の封止領域SL内にマトリクス配列された複数の走査線GLと前記複数の走査線GLに交差する複数のデータ線DLとの交差部毎に設けられた複数の画素PXからなる表示領域AR、
前記基板SUB上の前記封止領域SL内且つ前記表示領域ARの外側に設けられた前記複数の走査線GLに走査信号を供給する走査駆動回路GDR及び前記複数のデータ線DLにデータ信号を供給するデータ駆動回路DDR、
前記画素PXの夫々に設けられた発光素子OLEDに電流を供給する複数の電流供給線CSL、及び
前記基板SUBの第１辺にはデータ駆動回路が設けられ、該第１辺の前記封止領域SLより外側に夫々設けられて、前記データ駆動回路DDRと電気的に接続される第１の端子パッドPAD1、前記走査駆動回路GDRと電気的に接続される第２の端子パッドPAD2、並びに前記複数の電流供給線CSLと電気的に接続される第３の端子パッドPAD3、を備えた表示装置において、
前記複数の画素PXの各々に、前記複数の走査線GLの一つに供給される前記走査信号によりターンオンされる第１のアクティブ素子TFT1と、該第１のアクティブ素子TFT1のターンオンに応じて前記データ線DLの一つから供給されるデータ信号を保持するデータ保持素子CPRと、該データ保持素子CPRに保持されたデータ信号に従って前記電流供給線CSLからの電流を前記発光素子OLEDに供給して該発光素子OLEDを発光させる第２のアクティブ素子TFT2とを有する画素回路を設け、
前記複数の画素PXの各々に設けられた前記発光素子OLEDを、前記画素回路を覆う保護膜PSV上に形成され且つ前記第２のアクティブ素子TFT2から前記電流を受ける第１の電極層ADと、該第１の電極層AD上に形成された有機発光層OLEと、該有機発光層OLE上に形成され且つ該複数の画素PXを覆う第２の電極層CDとで構成し、
前記基板SUBの前記第１辺とは異なる第２辺に沿う前記封止領域SL内に、前記第２の電極層CDに電気的に接続される第２電極接続電極層CNTBを、該第２の電極層CDより下層に且つ前記保護膜PSVで被覆させて形成し、該第２の電極層CDを前記保護膜PSVに形成されたコンタクトホールCNTを通して該第２電極接続電極層CNTBに接触させ、
前記第２電極接続電極層CNTBを、前記基板SUBの前記第２辺から前記第１辺へ延在する第２電極接続電極引き回しラインCNTLにより該基板SUBの該第１辺の前記封止領域SLより外側に夫々設けられた第４の端子パッドPAD4に電気的に接続させた。

（２）、（１）において、前記複数の電流供給線CSLを、前記基板SUBの前記第１辺とは異なる他辺の前記封止領域SL内に前記保護膜PSVで被覆されて形成された電流供給線バスラインCSBに電気的に接続し、
前記電流供給線バスラインCSBを、前記基板SUBの前記他辺から前記第１辺へ延在する電流供給線引回しラインCSLLにより第３の端子パッドPAD3に電気的に接続した。

（３）、（２）において、前記第２電極接続電極層CNTB及び前記電流供給線バスラインCSBの双方を、前記画素回路に形成された絶縁層IS上に設け、且つ前記保護膜PSVで被覆した。

（４）、（２）において、前記基板SUBの前記第２辺を該基板SUBの前記第１辺に隣接したものとし、該基板SUBの前記他辺は該基板SUBの該第２辺に隣接し且つ該第１辺に前記表示領域ARを介して対向するものとした。

（５）、（４）において、前記電流供給線引回しラインCSLLを、前記封止領域SL内の前記基板SUBの前記第２辺に沿う側にて、前記表示領域ARと前記第２電極接続電極層CNTBとに挟まれるように形成した。

（６）、（５）において、前記走査駆動回路GDR及び前記データ駆動回路DDRを、前記基板SUBの前記第１辺及び該第１辺に隣接し且つ前記表示領域ARを介して前記第２辺と対向する第３辺に設けた。

（７）、（２）において、前記基板SUBの前記第２辺と前記他辺とを、ともに前記表示領域ARを介して該基板SUBの前記第１辺と対向しているものとした。

（８）、（７）において、前記電流供給線バスラインCSBを、前記基板SUBの前記第２辺に沿う前記封止領域SL内にて、前記表示領域ARと前記第２電極接続電極層CNTBとに挟まれるように形成した。

（９）、（８）において、前記第２電極接続電極引き回しラインCNTL及び前記電流供給線引回しラインCSLLを、前記基板SUBの前記第１辺及び前記第２辺に夫々隣接する第３辺に沿う前記封止領域SL内に形成し、該電流供給線引回しラインCSLLを前記表示領域ARと該第２電極接続電極引き回しラインCNTLとの間に配置した。

なお、本発明は上記の構成および後述する実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく種々の変更が可能であることは言うまでもない。本発明の他の目的および構成は後述する実施の形態の記載から明らかになるであろう。

本発明によれば、表示装置の画素を構成する電極層やその端子近傍での腐食が防止されるため表示不良の発生がない。また、電流供給線を通して電流を安定かつ充分に供給でき、高品質の表示を可能とした表示装置を提供することができる。

本発明による表示装置の第１実施例の構成を模式的に説明するブロック図である。 図１における１画素の画素回路の構成図である。 本発明による表示装置の発光メカニズムを説明する１画素付近の模式図である。 本発明による表示装置の第２の電極層と第２電極接続電極層との接続部分を説明する模式図である。 本発明による表示装置の第２実施例の構成を模式的に説明するブロック図である。 本発明による表示装置の第３実施例の構成を模式的に説明するブロック図である。 本発明による表示装置の第４実施例の構成を模式的に説明するブロック図である。 本発明による表示装置の第５実施例の構成を模式的に説明するブロック図である。 有機発光素子を用いた従来の表示装置の構成例を説明するブロック図である。 図９における画素構成の説明図である。 図１０の画素構成をもつ図９の表示装置の構成をさらに説明するブロック図である。 有機発光素子を用いた従来の表示装置の他の構成例を模式的に説明する図１１と同様のブロック図である。 有機発光素子を用いた表示装置の１画素付近の構造を説明する断面図である。

以下、本発明の実施の形態につき、実施例の図面を参照して詳細に説明する。図示しないが、以降で説明する各画素に有する有機発光層は電流値に比例した輝度で、かつその有機材料に依存した色（白色も含む）で発光させてモノクロあるいはカラー表示を行わせるものと、白色発光の有機層に赤、緑、青等のカラーフィルタを組み合わせてカラー表示を行わせるものとがある。

図１は本発明による表示装置の第１実施例の構成を模式的に説明するブロック図である。本実施例の表示装置は、ガラス基板ＳＵＢ上に走査駆動回路ＧＤＲとデータ駆動回路ＤＤＲを有する。

そして、マトリクスに形成された走査駆動回路ＧＤＲで駆動される（走査される）走査線ＧＬ、データ駆動回路ＤＤＲで駆動されるデータ線ＤＬ、電流供給線ＣＳＬで囲まれた領域に１画素が形成される。また、基板ＳＵＢの１の辺には外部回路からデータ駆動回路ＤＤＲ、走査駆動回路ＧＤＲへの信号や電圧を供給するための端子パッドＰＡＤ１、ＰＡＤ２が形成されている。

図２は図１における１画素の画素回路の構成図である。本実施例の概略構成は、１画素はデータ線ＤＬ（ｍ＋１）と走査線ＧＬ（ｎ＋１）、ＧＬ（ｎ）および電流供給線ＣＳＬで囲まれた領域に形成される。ここでは、現在走査されている（選択されている）走査線をＧＬ（ｎ＋１）として説明する。

走査線ＧＬ（ｎ＋１）で選択されている複数の画素のうち、画素ＰＸに着目する。アクティブ素子である第１の薄膜トランジスタＴＦＴ１はスイッチングトランジスタ、第２の薄膜トランジスタＴＦＴ２はドライバトランジスタである。第１の薄膜トランジスタＴＦＴ１のゲートは走査線ＧＬ（ｎ＋１）に接続され、そのドレインはデータ線ＤＬ（ｍ＋１）に、ソースは第２薄膜トランジスタＴＦＴ２のゲートに接続されている。

第２の薄膜トランジスタＴＦＴ２のドレインは図１に示した電流供給線バスラインＣＳＢから電流が供給される電流供給線ＣＳＬに接続されている。そして、そのソースはＯＬＥＤ２４の第１の電極層ＡＤに接続されている。第１の薄膜トランジスタＴＦＴ１のソースと第２の薄膜トランジスタＴＦＴ２のゲートの接続点にはデータ信号保持素子としてのコンデンサＣＰＲの一方の端子が接続され、他方の端子は直前の走査線ＧＬ（ｎ）に接続されている。

図２に示した１画素の回路構成において、第１の薄膜トランジスタＴＦＴ１のソースと第２の薄膜トランジスタＴＦＴ２のゲートの接続点に接続されるコンデンサＣＰＲの一方の端子は＋極であり、走査線ＧＬ（ｎ）に接続される他方の端子は−極である。

また、有機発光素子ＯＬＥＤは第１の電極層ＡＤと第２の電極層ＣＤの間に有機発光層（図示せず）を挟んだ構成であり、第１の電極層ＡＤは第２の薄膜トランジスタＴＦＴ２のソース電極に接続し、第２の電極層ＣＤは全画素にわたってべた形成されて図１の第２電極接続電極層ＣＮＴＢに接続している。

この第２電極接続電極層ＣＮＴＢは、所謂電流引抜き配線（電極）であり、基板の下層に前記端子パッドＰＡＤ１、ＰＡＤ２と同層に形成されており、第２の電極層ＣＤをコンタクトホールＣＮＴで接続し、第２電極接続電極引回しラインＣＮＴＬで前記端子パッドＰＡＤ１、ＰＡＤ２と同層に形成された端子ＰＡＤ４に接続されている。

なお、第１の電極層の配線である電流供給線ＣＳＬも電流供給線バスラインＣＳＢと電流供給線引回しラインＣＳＬＬで前記端子パッドＰＡＤ１、ＰＡＤ２と同層に形成された端子ＰＡＤ３に接続されている。上記第２電極接続電極層ＣＮＴＢは電流供給線バスラインＣＳＢよりも基板の外側、かつ点線で示した基板の封止領域ＳＬの内側に配置されている。

このように、第２の電極層ＣＤをコンタクトホールＣＮＴで接続する第２電極接続電極層ＣＮＴＢを電流供給線バスラインＣＳＢよりも基板ＳＵＢの外側で、かつシール領域の内側に配置したことで、フレキシブルプリント基板を介して１辺で外部回路と接続する方式における基板上のレイアウトが容易となる。

第１の薄膜トランジスタＴＦＴ１のターンオンでコンデサＣＰＲに書き込まれ、電荷量として保持されたデータ信号は第１の薄膜トランジスタＴＦＴ１のターンオフに伴う第２の薄膜トランジスタＴＦＴ２のターンオンで電流供給線ＣＳＬからの電流を当該コンデンサＣＰＲに保持された電荷量（データ信号の階調を示す）で制御された電流量として有機発光素子ＯＬＥに流す。

有機発光素子ＯＬＥＤは供給される電流量にほぼ比例した輝度で、かつ当該有機発光素子を構成する有機発光層ＯＬＥの材料に依存した色で発光する。カラー表示の場合は、通常は赤、緑、青の画素毎に有機発光層材料を変えるか、あるいは白色の有機発光層材料と各色のカラーフィルタの組合せを用いる。

なお、データ信号の与え方はアナログ量でも、あるいは時分割のデジタル量でもよい。また、階調制御は、赤、緑、青の各画素の面積を分割した面積階調方式を組合せてもよい。

本実施例では、電流供給線バスラインＣＳＢと、各画素回路の発光動作後に第２の電極層ＣＤから流れ出る電流を基板の下層に形成した全画素共通に形成した電流引抜き配線である第２電極接続電極層ＣＮＴＢから第２電極接続電極引回しラインＣＮＴＬで端子パッドＰＡＤ４から外部回路に流出させるように構成したものである。

そのため、本実施例では、上層にべた形成した全画素共通の第２の電極層ＣＤをコンタクトホールＣＮＴで第２電極接続電極層ＣＮＴＢに接続している。第２電極接続電極引回しラインＣＮＴＬも第２電極接続電極層ＣＮＴＢと同層に形成される。

通常、この種の表示装置では、信頼性を確保するために缶などを用いた封止構造を採用している。基板ＳＵＢには、この封止缶詰を接着するためのシール領域が設けられている。このシール領域の内側に上記の第２電極接続電極層ＣＮＴＢや第２電極接続電極引回しラインＣＮＴＬを形成している。そして、少なくとも上記の第２電極接続電極層ＣＮＴＢを電流供給線バスラインＣＳＢの外側に配置している。

上記第２電極接続電極層ＣＮＴＢ等は基板の下層に形成され、その上に絶縁層や保護膜が積層されるので、第２電極や第２電極接続電極層、好ましくは第２電極接続電極引回しラインも含めて外気との接触がなくなり、その腐食が防止されるため、信頼性が向上し、高品質の表示を可能とした表示装置を提供することができる。なお、上記のコンタクトホールの個数は１つでもよいが、複数個設けた方がより多くの電流を安定して流すことができるため、本実施例では複数個設けている。

図３は本発明による表示装置の発光メカニズムを説明する１画素付近の模式図、図４は第２電極層と第２電極接続電極層との接続部分を説明する模式図である。図１と同一参照符号は同一部分に対応する。また、図中の参照符号Ｉで示した矢印は発光に寄与する電流の経路を示す。

薄膜トランジスタＴＦＴ２はドライバトランジスタである。この薄膜トランジスタＴＦＴ２がゲート線ＧＬで選択されたとき、電流供給線バスラインから分岐した電流供給線より、コンデンサに保持されたデータ信号に応じた階調の電流値の電流Ｉが当該薄膜トランジスタＴＦＴ２を通して有機発光素子ＯＬＥＤの第１の電極層ＡＤに供給される。

有機発光素子ＯＬＥＤは、その有機発光層ＯＬＥ内で第２の電極層ＣＤからの電子と第１の電極層ＡＤからのホールとが再結合し、当該有機発光層ＯＬＥの材料特性に応じたスペクトルの光Ｌを発光する。第１の電極層ＡＤは各画素毎に独立であるが、第２の電極層ＣＤは全画素についてべた膜状に形成されている。薄膜トランジスタＴＦＴ２から有機発光素子ＯＬＥＤを通った電流Ｉは第２の電極層ＣＤから図４に示した第２電極接続電極層ＣＮＴＢを通して図１の第２電極接続電極引回しラインＣＮＴＬから端子パッドＰＡＤ４に流出する。このような画素が多数マトリクス配列されて２次元の表示装置が構成される。

図５は本発明による表示装置の第２実施例の構成を模式的に説明するブロック図である。図１と同一参照符号は同一機能部分に対応する。本実施例では、電流供給線ＣＳＬを接続する電流供給線バスラインＣＳＢの２つの端子パッドＰＡＤ３とＰＡＤ３’、および第２電極接続電極層ＣＮＴＢの端子パッドＰＡＤ４をデータ駆動回路の端子パッドＰＡＤ１および走査駆動回路ＧＤＲの端子パッドＰＡＤ２が配置される基板の１の辺と反対側の辺に設けた。

本実施例によっても、第２の電極層ＣＤをコンタクトホールＣＮＴで接続する第２電極接続電極層ＣＮＴＢを電流供給線バスラインＣＳＢよりも基板ＳＵＢの外側で、かつシール領域の内側に配置したことで基板上のレイアウトが容易となる。

本実施例のように、電流供給線バスラインＣＳＢからその端子パッドＰＡＤ３とＰＡＤ３’に引き回す電流供給線引回しラインＣＳＬＬ、および第２電極接続電極層ＣＮＴＢと端子パッドＰＡＤ４間を接続する第２電極接続電極引回しラインＣＮＴＬの基板上での引回し長さが短くなるため、より均一な電流供給と電流引抜きが可能となる。これにより、表示領域での発光分布が均一となり、より高品質の表示が得られる。なお、電流供給線引回しラインＣＳＬＬは２本としているが、何れか一方であってもよい。図５に示したように、電流供給線引回しラインＣＳＬＬを電流供給線バスラインＣＳＢの一方及び他方からそれぞれ引き出して２本とした場合は対称性が良くなるという効果がある。

本実施例によって、第２の電極層ＣＤをコンタクトホールＣＮＴで接続する第２電極接続電極層ＣＮＴＢを電流供給線バスラインＣＳＢよりも基板ＳＵＢの外側で、かつシール領域の内側に配置したことで、フレキシブルプリント基板を介して対向する２辺で外部回路と接続する方式における基板上のレイアウトが容易となる。

また、本実施例の構成としたことで、シール領域の近傍における配線パターンが少なくなるため、シール材料をＵＶ硬化させる際のＵＶ光の遮蔽物が少なくなり、当該シール材料を効果的に硬化させることができる。これにより、確実な封止が可能となり、表示装置の信頼性をさらに向上できる。

図６は本発明による表示装置の第３実施例の構成を模式的に説明するブロック図である。図１と同一参照符号は同一機能部分に対応する。本実施例では、電流供給線ＣＳＬを接続する電流供給線バスラインＣＳＢのパッドＰＡＤ３と第２電極接続電極層ＣＮＴＢの端子パッドＰＡＤ４をデータ駆動回路の端子パッドＰＡＤ１および走査駆動回路ＧＤＲの端子パッドＰＡＤ２が配置される基板の１の辺の両端に振り分けて設けた。

前記第１〜第２実施例と同様に、第２の電極層ＣＤをコンタクトホールＣＮＴで接続する第２電極接続電極層ＣＮＴＢを電流供給線バスラインＣＳＢよりも基板ＳＵＢの外側で、かつシール領域の内側に配置した。他の構成は図１と同様なので繰り返しの説明は省略する。

本実施例によっても、第２の電極層ＣＤをコンタクトホールＣＮＴで接続する第２電極接続電極層ＣＮＴＢを電流供給線バスラインＣＳＢよりも基板ＳＵＢの外側で、かつシール領域の内側に配置したことで、フレキシブルプリント基板を介して１辺で外部回路と接続する方式における基板上のレイアウトが容易となる。

図７は本発明による表示装置の第４実施例の構成を模式的に説明するブロック図である。図１と同一参照符号は同一機能部分に対応する。本実施例では、電流供給線ＣＳＬを接続する電流供給線バスラインＣＳＢのパッドＰＡＤ３と第２電極接続電極層ＣＮＴＢの端子パッドＰＡＤ４をデータ駆動回路の端子パッドＰＡＤ１および走査駆動回路ＧＤＲの端子パッドＰＡＤ２が配置される基板の１の辺と反対側の辺に設けた。

前記第１〜第３実施例と同様に、第２の電極層ＣＤをコンタクトホールＣＮＴで接続する第２電極接続電極層ＣＮＴＢを電流供給線バスラインＣＳＢよりも基板ＳＵＢの外側で、かつシール領域の内側に配置した。

本実施例によっても、第２の電極層ＣＤをコンタクトホールＣＮＴで接続する第２電極接続電極層ＣＮＴＢを電流供給線バスラインＣＳＢよりも基板ＳＵＢの外側で、かつシール領域の内側に配置したことで、フレキシブルプリント基板を介して対向する２辺で外部回路と接続する方式における基板上のレイアウトが容易となる。他の構成は図６と同様なので繰り返しの説明は省略する。

本実施例のように、電流供給線バスラインＣＳＢからその端子パッドＰＡＤ３に引き回す電流供給線引回しラインＣＳＬＬ、および第２電極接続電極層ＣＮＴＢと端子パッドＰＡＤ４間を接続する第２電極接続電極引回しラインＣＮＴＬの基板上での引回し長さが短くなるため、より均一な電流供給と電流引抜きが可能となる。これにより、表示領域での発光分布が均一となり、より高品質の表示が得られる。

また、本実施例の構成としたことで、シール領域の近傍における配線パターンが少なくなるため、シール材料をＵＶ硬化させる際のＵＶ光の遮蔽物が少なくなり、当該シール材料を効果的に硬化させることができる。これにより、確実な封止が可能となり、表示装置の信頼性をさらに向上できる。

以上説明した第２〜第４実施例では、電流路である電流供給線引回しラインＣＳＬＬと第２電極接続電極引回しラインＣＮＴＬは、それぞれ基板上の広い領域に充分な太さの配線を形成でき、安定な電流路を確保することができる。また、特に第２実施例および第４実施例のように、パッドとの間の距離が短い場合は、より安定な電流路を確保することができる。

図８は本発明による表示装置の第５実施例の構成を模式的に説明するブロック図である。図１と同一参照符号は同一機能部分に対応する。本実施例では、基板上において、第２電極接続電極層ＣＮＴＢを端子ＰＡＤ１〜４を配置した辺に隣接して前記ゲート走査駆動回路ＧＤＲとは反対側の辺、かつ前記電流供給線引回しラインＣＳＬＬよりも外側に設けた。

本実施例によって、第２の電極層ＣＤをコンタクトホールＣＮＴで接続する第２電極接続電極層ＣＮＴＢを電流供給線バスラインＣＳＢを端子パッドＰＡＤ３に引き回す電流供給線引回しラインＣＳＬＬよりも基板ＳＵＢの外側で、かつシール領域の内側に配置したことで、ゲート走査駆動回路ＧＤＲと対称配置のレイアウトとなり、全体としてバランスの取れた配置とすることができる。他の構成は図１と同様なので繰り返しの説明は省略する。

また、本実施例のように、端子パッドＰＡＤ４と第２電極接続電極引回しラインＣＮＴＬの基板上での引回し長さが短くなるため、より均一な電流供給と電流引抜きが可能となる。これにより、表示領域での発光分布が均一となり、より高品質の表示が得られる。

なお、上記の各実施例は、第１の電極層と第２の電極層のそれぞれを陰極層と陽極層に対応させることができるが、本発明はこれらを入れ換えた構造に対しても同様に適用できる。また、本発明は上記したＯＬＥＤを用いた表示装置に限るものではなく、ＯＬＥＤと同様の発光動作で表示を行う他の表示装置にも同様に適用できる。

ＳＵＢ 基板
ＧＬ ゲート線（走査線）
ＤＬ データ線
ＣＳＬ 電流供給線
ＣＳＢ 電流供給線バスライン
ＣＳＬＬ 電流供給線引回しライン
ＣＤ 陰極
ＣＮＴ コンタクトホール
ＣＮＴＢ 陰極接続電極層
ＣＮＴＬ 陰極接続電極引回しライン
ＡＤ 陽極
ＯＬＥ 有機発光層
ＯＬＥＤ 有機発光素子。

Claims (1)

1. 表示領域を構成する複数の画素と、走査線と、前記画素ヘデータ信号を供給するデータ線と、前記画素へ電流を供給する電流供給線と、前記走査線に走査信号を供給する走査駆動回路と、前記データ線ヘデータ信号を供給するデータ駆動回路と、を矩形の基板上に備えた有機ＥＬ表示装置であって、
   前記画素は、
   前記電流供給線から電流が供給される第１の電極層と、該第１の電極層上に形成された有機発光層と、該有機発光層上に形成された第２の電極層とを備える発光素子と、
   前記発光素子の下層に保護膜を介して配置され、前記電流供給線、前記データ線、前記発光素子に電気的に接続され、前記電流供給線から前記発光素子に流れる電流を前記データ信号の大きさで制御するアクティブ素子と、
   を基板上に備え、
   前記データ駆動回路は、フレキシブルプリント基板が接続する外部端子が配置された前記基板の第１辺と前記表示領域の間の前記基板上に配置され、
   前記走査駆動回路は、前記第１辺と隣接する辺の前記基板上に配置され、
   前記基板の第２辺と前記表示領域の間で、前記保護膜よりも下層に、前記第２の電極層と電気的に接続された第２電極接続電極層を備え、
   前記外部端子は、前記データ駆動回路に接続される端子、前記走査駆動回路に接続される端子、前記電流供給線に接続される端子、前記第２電極接続電極層に接続される端子とを含み、
   前記第２の電極層と前記第２電極接続電極層とは、前記第２電極接続電極層の上に形成された複数のコンタクトホールを介して接続され、
   前記電流供給線は、前記基板の第２辺の前記封止領域内に前記保護膜で被覆されて形成された電流供給線バスラインに電気的に接続され、
   前記第２電極接続電極層は前記電流供給バスラインよりも外側にあることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。

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