(57)【要約】【課題】高い輝度が得られ、かつ、より均質な輝度分布が得られる表示装置を提供する。【解決手段】この表示装置は、駆動トランジスタＴｒ１が埋設された基体１１の上に、第１電極層１３、下部有機層１４、発光層を含む上部有機層１５、および第２電極層１６を順に有する有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを備える。駆動トランジスタＴｒ１は、第１電極層１３と第２電極層１６との間に印加される電圧を制御するものである。さらに、基体１１の最表面には、駆動トランジスタＴｒ１および第１電極層１３と電気的に絶縁されると共に第２電極層１６と電気的に接続された金属層２３が設けられている。この金属層２３は、アルミニウムなどからなり、第２電極層１６の補助電極層として機能する。また、遮光層としても機能し、外光などの不要光が駆動トランジスタＴｒ１へ進入するのを防ぐ。【選択図】図５
2010020926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極層、発光層を含む有機層、および第２電極層が順に積層された発光素子と、
前記第１電極層の、前記第２電極層とは反対側に位置し、前記第１電極層と第２電極層との間に印加される電圧を制御する駆動素子と、
前記駆動素子と前記第１電極層との間に位置し、前記駆動素子および第１電極層と電気的に絶縁されると共に前記第２電極層と電気的に接続された金属層と
を備えた表示装置。
【請求項２】
前記駆動素子はチャネル領域を有する薄膜トランジスタであり、
前記金属層は、遮光性を有すると共に少なくとも前記チャネル領域に対応する領域を占めている
請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記金属層は、その一部に開口を有しており、前記開口において前記駆動素子と前記第１電極層とが導通している
請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
前記金属層は、前記開口に対応する領域以外の領域を全て覆っている
請求項３記載の表示装置。
【請求項５】
前記金属層は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）のうちの少なくとも１種を含む
請求項１記載の表示装置。
【請求項６】
前記金属層は、前記第１電極層の側から順に第１の層および第２の層を含む複合層であり、
前記第１の層は、前記第２の層よりも反射率および導電率の少なくとも一方に優れ、
前記第２の層は、前記第１の層よりも遮光性に優れる
請求項１記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機層を含む自発光型の表示素子を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイに代わる表示装置として、有機層を含む自発光型の有機発光素子を用いた有機ＥＬディスプレイが実用化されている。有機ＥＬディスプレイは、自発光型であるので、液晶などに比較して視野角が広く、また、高精細度の高速ビデオ信号に対しても十分な応答性を有するものである。
【０００３】
これまで有機発光素子については、共振器構造を導入し、発光色の色純度を向上させたり発光効率を高めたりするなど発光層で発生する光を制御することにより、表示性能を向上させる試みがなされている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】国際公開第０１／３９５５４号パンフレット
【０００４】
こうした有機発光素子を複数備えた有機ＥＬディスプレイでは、一般に、一対の電極のうちの一方を複数の有機発光素子に共通した１つの共通電極としている。ところが、有機ＥＬディスプレイの表示画面の面積が増大するに伴い、表示画面内において輝度のばらつきが顕著に表れるという問題が生じることとなった。そのような輝度のばらつきは、共通電極が比較的抵抗値の高いＩＴＯなどの透明電極であり、電源から個々の有機発光素子までの距離に応じた電圧降下が生じることに起因する。そこで、より導電性に優れる銅やアルミニウムなどの不透明な金属を用いて有機発光素子同士の隙間に延在する補助電極を設け、これを共通電極と電気的に接続することで電圧降下を抑制する技術が開発されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献２】特開２００４−２０７２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが最近では、有機ＥＬディスプレイではますます大画面化が進み、有機発光素子同士の間に配設された補助電極を用いても電圧降下を十分に抑えることができなくなる傾向にある。そのため、画面周辺部に比べて画面中央に位置する画素の輝度が不十分となりがちである。そこで、補助電極の断面を大きくすることで電圧降下を抑える方法も考えられるが、補助電極の断面をあまり大きくしすぎると、表示画面全体の面積に対する各画素の発光領域の割合、すなわち、開口率を低下させてしまうこととなる。
【０００６】
そのため、大画面化した場合であっても、開口率を低下させることなく、画面全体に亘ってばらつきの少ない、かつ十分な輝度が得られる有機ＥＬディスプレイが望まれる。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高い輝度が得られ、かつ、より均質な輝度分布が得られる表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の表示装置は、以下の（１）〜（３）の全ての要件を有するものである。
（１）第１電極層、発光層を含む有機層、および第２電極層が順に積層された発光素子。
（２）第１電極層の、第２電極層とは反対側に位置し、第１電極層と第２電極層との間に印加される電圧を制御する駆動素子。
（３）駆動素子と第１電極層との間に位置し、駆動素子および第１電極層と電気的に絶縁されると共に第２電極層と電気的に接続された金属層。
【０００９】
本発明の表示装置では、第２電極層と電気的に接続された金属層が第２電極層の補助電極層として機能する。よって、大画面化した場合であっても、画像表示動作時における第２電極層の電圧降下が低減される。また、その金属層が不透明な材料からなる場合には、駆動素子と第１電極層との間に配置されるので、外光や、隣り合う他の発光素子において多重反射した光などの不要光が駆動素子へ進入するのを防ぐ遮光層としても機能する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の表示装置によれば、第１電極層、発光層を含む有機層、および第２電極層を順に有する発光素子と、第１電極層と第２電極層との間に印加される電圧を制御する駆動素子と、第２電極層と電気的に接続された金属層とを備えるようにしたので、金属層を、第２電極層の補助電極層として機能させることができる。よって、表示画面全体に亘ってより均質化された輝度分布を得ることができる。ここで、金属層を、積層方向における駆動素子と発光素子との間に設けるようにしたので、各発光素子の発光領域を十分に確保することができ、開口率を低下させることがない。そのため、従来のように補助電極層を発光素子同士の隙間に設けるようにした場合よりも、表示画面全体の輝度を向上させることができる。したがって、さらなる大画面化に十分に対応可能である。
【００１１】
特に、金属層が遮光性を有する場合には、不要光が駆動素子へ進入するのを防ぐ遮光層としても機能するので、例えば駆動素子として薄膜トランジスタを用いた場合、薄膜トランジスタを構成する半導体層において光リーク電流が発生するのを抑制することができ、フリッカ等の不具合を回避し、表示特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明における一実施の形態に係る有機発光素子を用いた表示装置の構成を表すものである。この表示装置は、極薄型の有機発光カラーディスプレイ装置などとして用いられる。この表示装置は、基体１１の上に表示領域１１０が形成されたものである。基体１１上の表示領域１１０の周辺には、例えば映像表示用のドライバである信号線駆動回路１２０、走査線駆動回路１３０および電源供給線駆動回路１４０が形成されている。
【００１４】
表示領域１１０には、マトリクス状に二次元配置された複数の有機発光素子１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）と、それらを駆動するための画素駆動回路１５０とが形成されている。画素駆動回路１５０において、列方向には複数の信号線１２０Ａ（１２０Ａ１，１２０Ａ２，・・・，１２０Ａｍ，・・・）が配置され、行方向には複数の走査線１３０Ａ（１３０Ａ１，・・・，１３０Ａｎ，・・・）および複数の電源供給線１４０Ａ（１４０Ａ１，・・・，１４０Ａｎ，・・・）が配置されている。各信号線１２０Ａと各走査線１３０Ａとの各交差点に、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのいずれか一つが対応して設けられている。各信号線１２０Ａは信号線駆動回路１２０に接続され、各走査線１３０Ａは走査線駆動回路１３０に接続され、各電源供給線１４０Ａは電源供給線駆動回路１４０に接続されている。
【００１５】
信号線駆動回路１２０は、信号供給源（図示せず）から供給される輝度情報に応じた映像信号の信号電圧を、信号線１２０Ａを介して選択された有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに供給するものである。
【００１６】
走査線駆動回路１３０は、入力されるクロックパルスに同期してスタートパルスを順にシフト（転送）するシフトレジスタなどによって構成されている。走査線駆動回路１３０は、各有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂへの映像信号の書き込みに際し行単位でそれらを走査し、各走査線１３０Ａに走査信号を順次供給するものである。
【００１７】
電源供給線駆動回路１４０は、入力されるクロックパルスに同期してスタートパルスを順にシフト（転送）するシフトレジスタなどによって構成されている。電源供給線駆動回路１４０は、走査線駆動回路１３０による行単位の走査と同期して、各電源供給線１４０Ａに対し互いに異なる第１電位および第２電位のいずれかを適宜供給する。これにより、後述する駆動トランジスタＴｒ１の導通状態または非導通状態の選択が行われる。
【００１８】
図２は、画素駆動回路１５０の一例を表したものである。この画素駆動回路１５０は、後述する第１電極層１３の下層に形成され、駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２と、その間のキャパシタ（保持容量）Ｃｓと、電源供給線１４０Ａおよび共通電源供給線（ＧＮＤ）の間において駆動トランジスタＴｒ１と直列に接続された有機発光素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）とを有するアクティブ型の駆動回路である。駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２は、一般的な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ（Thin Film Transistor））により構成され、その構成は例えば逆スタガー構造（いわゆるボトムゲート型）でもよいしスタガー構造（トップゲート型）でもよく特に限定されない。
【００１９】
書き込みトランジスタＴｒ２は、例えばドレイン電極が信号線１２０Ａと接続されており、信号線駆動回路１２０からの映像信号が供給されるようになっている。また、書き込みトランジスタＴｒ２のゲート電極は走査線１３０Ａと接続されており、走査線駆動回路１３０からの走査信号が供給されるようになっている。さらに、書き込みトランジスタＴｒ２のソース電極は、駆動トランジスタＴｒ１のゲート電極と接続されている。
【００２０】
駆動トランジスタＴｒ１は、例えばドレイン電極が電源供給線１４０Ａと接続されており、電源供給線駆動回路１４０による第１電位または第２電位のいずれかに設定される。駆動トランジスタＴｒ１のソース電極は、有機発光素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）と接続されている。
【００２１】
保持容量Ｃｓは、駆動トランジスタＴｒ１のゲート電極（書き込みトランジスタＴｒ２のソース電極）と、駆動トランジスタＴｒ１のソース電極との間に形成されるものである。
【００２２】
図３に、表示領域１１０の平面構成の一例を表す。表示領域１１０には、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが順に、全体としてマトリックス状に形成されている。各有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂでは、開口規定絶縁層２４によって取り囲まれた領域に発光部２０が順に配置されている。有機発光素子１０Ｒの発光部２０は赤色光を発生し、有機発光素子１０Ｇの発光部２０は緑色光を発生し、有機発光素子１０Ｂの発光部２０は青色光を発生する。ここで、隣り合う有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの組み合わせが一つの画素（ピクセル）を構成している。なお、図３に示した環状の接続領域ＡＲ１および島状の接続領域ＡＲ２は、それぞれ、第２電極層１６（後出）と金属層２３（後出）とが電気的に接続された領域である。また、図３では、２行×５列の計１０個の有機発光素子１０Ｒ（１０Ｇ，１０Ｂ）を示したが、その数はこれに限定されるものではない。
【００２３】
次に、図４〜図７を参照して、基体１１およびその上に形成される有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの詳細な構成について説明する。なお、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、互いに下部有機層１４および上部有機層１５（いずれも後出）の構成が一部異なることを除き、他は共通の構成である。したがって、以下では、共通の部分については有機発光素子１０Ｒを代表して説明する。
【００２４】
図４および図５は、いずれも、図３に示した有機発光素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）の断面構成を表すものである。より詳細には、図４は図３に示したＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図であり、図５は図３に示したＶ−Ｖ線に沿った断面図である。また、図６は、図３に示した有機発光素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）のうちの、第１電極層１３（後出）を含む階層における平面構成を表すものである。
【００２５】
有機発光素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）は、基体１１の上に設けられた発光部２０を有している。発光部２０は発光が生じる部分であり、絶縁層１２、アノード電極としての第１電極層１３、下部有機層１４、後述する発光層１５Ａを含む上部有機層１５、およびカソード電極としての第２電極層１６がこの順に積層された構成である。発光部２０の上には、保護膜１８と封止基板１９とが順に設けられている。この有機発光素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）では、第１電極層１３は反射層としての機能を発揮する一方、第２電極層１６が半透過性反射層としての機能を発揮する。これら第１電極層１３および第２電極層１６により、発光層１５Ａにおいて発生した光を多重反射させるようになっている。
【００２６】
すなわち、有機発光素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）は、第１電極層１３の発光層１５Ａ側の端面を第１端部Ｐ１とし、第２電極層１６の発光層１５Ａ側の端面を第２端部Ｐ２とし、上部有機層１５および下部有機層１４を共振部として、発光層１５Ａで発生した光を共振させて第２端部Ｐ２の側から取り出す共振器構造を有している。このような共振器構造を有することで、発光層１５Ａで発生した光が多重反射を起こし、一種の狭帯域フィルタとして作用することによって、取り出される光のスペクトルの半値幅が減少し色純度を高めることができる。また、封止基板１９の側から入射した外光についても多重反射により減衰させることができ、さらに位相差板や偏光板（図示せず）との組み合わせにより有機発光素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）における外光の反射率を極めて小さくすることができる。
【００２７】
絶縁層１２は、その表面が極めて高い平坦性を有するものであることが望ましい。また、絶縁層１２の一部領域には、微細な接続孔１２４が設けられている（図４，図６参照）。さらに、絶縁層１２には、領域ＡＲ１に対応した位置に接続孔１２５が設けられており、領域ＡＲ２に対応した位置に接続孔１２６が設けられている（図４，図５参照）。絶縁層１２は、微細な接続孔１２４〜１２６が形成されるため、パターン精度が良い材料により構成されていることが好ましい。具体的には、例えばポリイミド等の有機材料が好適である。接続孔１２４には第１電極層１３が、接続孔１２５には金属層１７が、接続孔１２６には第２電極層１６がそれぞれ設けられている。
【００２８】
第１電極層１３は、反射層としての機能も兼ねており、できるだけ高い反射率を有する材料によって構成することが発光効率を高める上で望ましい。第１電極層１３は、例えば厚みが１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、銀（Ａｇ），アルミニウム（Ａｌ），クロム（Ｃｒ），チタン（Ｔｉ），鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎｉ），モリブデン（Ｍｏ），銅（Ｃｕ），タンタル（Ｔａ），タングステン（Ｗ），白金（Ｐｔ），ネオジウム（Ｎｄ）あるいは金（Ａｕ）などの金属元素の単体またはそれらの合金により構成されている。但し、後述する金属層２３をアルミニウムなどの高反射率材料によって構成し、それを反射層として機能させる場合には、第１電極層１３を酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）あるいは酸化スズ（ＳｎＯ2 ）などの透明導電材料によって構成してもよい。第１電極層１３は、絶縁層１２の表面の一部を覆うと共に接続孔１２４を充填するように形成されている。これにより、第１電極層１３は、接続孔１２４を介して駆動トランジスタＴｒ１（のうちの金属層２１６Ｓ（後出））と導通された状態となる。
【００２９】
隣り合う発光部２０における各第１電極層１３同士の隙間には、その隙間を埋めると共に第１電極層１３の端面および周縁部の上面を覆うように、例えばポリイミド等の有機材料からなる開口規定絶縁層２４が設けられている。開口規定絶縁層２４は、第１電極層１３と第２電極層１６との絶縁性を確保すると共に、発光部２０の発光領域を正確に所望の形状とするためのものである。
【００３０】
下部有機層１４は、第１電極層１３の上面および端面を隙間無く覆うように設けられている。例えば図７に示したように、第１電極層１３の側から正孔注入層１４Ａと正孔輸送層１４Ｂとが順に積層された構成を有する。この下部有機層１４により、上部有機層１５が存在しない領域において第１電極層１３と第２電極層１６とが直接接することがなくなり、両者の絶縁性が確保される。また、上部有機層１５は、第１電極層１３の側から順に、発光層１５Ａと電子輸送層１５Ｂとが積層された構成を有する。なお、図７は、図４および図５に示した下部有機層１４および上部有機層１５の一部を拡大して表す断面図である。
【００３１】
正孔注入層１４Ａは、正孔注入効率を高めるためのものであると共に、リークを防止するためのバッファ層である。正孔輸送層１４Ｂは、発光層１５Ａへの正孔輸送効率を高めるためのものである。発光層１５Ａは、電界をかけることにより電子と正孔との再結合が起こり、光を発生するものである。電子輸送層１５Ｂは、発光層１５Ａへの電子輸送効率を高めるためのものである。なお、電子輸送層１５Ｂと第２電極層１６との間には、ＬｉＦ，Ｌｉ2 Ｏなどよりなる電子注入層（図示せず）を設けてもよい。
【００３２】
また、下部有機層１４および上部有機層１５は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの発光色によってそれぞれ構成が異なっている。有機発光素子１０Ｒの正孔注入層１４Ａは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）あるいは４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）により構成されている。有機発光素子１０Ｒの正孔輸送層１４Ｂは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、ビス［（Ｎ−ナフチル）−Ｎ−フェニル］ベンジジン（α−ＮＰＤ）により構成されている。有機発光素子１０Ｒの発光層１５Ａは、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、８−キノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ3 ）に２，６−ビス［４−［Ｎ−（４−メトキシフェニル）−Ｎ−フェニル］アミノスチリル］ナフタレン−１，５−ジカルボニトリル（ＢＳＮ−ＢＣＮ）を４０体積％混合したものにより構成されている。有機発光素子１０Ｒの電子輸送層１５Ｂは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 により構成されている。
【００３３】
有機発光素子１０Ｇの正孔注入層１４Ａは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、ｍ−ＭＴＤＡＴＡあるいは２−ＴＮＡＴＡにより構成されている。有機発光素子１０Ｇの正孔輸送層１４Ｂは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、α−ＮＰＤにより構成されている。有機発光素子１０Ｇの発光層１５Ａは、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 にクマリン６（Ｃｏｕｍａｒｉｎ６）を３体積％混合したものにより構成されている。有機発光素子１０Ｇの電子輸送層１５Ｂは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 により構成されている。
【００３４】
有機発光素子１０Ｂの正孔注入層１４Ａは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、ｍ−ＭＴＤＡＴＡあるいは２−ＴＮＡＴＡにより構成されている。有機発光素子１０Ｂの正孔輸送層１４Ｂは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、α−ＮＰＤにより構成されている。有機発光素子１０Ｂの発光層１５Ａは、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、スピロ６Φ（ｓｐｉｒｏ６Φ）により構成されている。有機発光素子１０Ｂの電子輸送層１５Ｂは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 により構成されている。
【００３５】
第２電極層１６は、例えば、厚みが５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、アルミニウム（Ａｌ），マグネシウム（Ｍｇ），カルシウム（Ｃａ），ナトリウム（Ｎａ）などの金属元素の単体または合金により構成されている。中でも、マグネシウムと銀との合金（ＭｇＡｇ合金）、またはアルミニウム（Ａｌ）とリチウム（Ｌｉ）との合金（ＡｌＬｉ合金）が好ましい。第２電極層１６は、例えば全ての有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに共通に設けられており、各有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの第１電極層１３と対向配置されている。さらに第２電極層１６は、絶縁層１２の凹部１２１のみならず、溝部１２２および凸部１２３をも覆うように形成されている。したがって、第２電極層１６は金属層１７と電気的に接続された状態となっている。
【００３６】
有機発光素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）は、図４および図５に示したように、さらに、第２電極層１６を覆うように設けられた窒化ケイ素（ＳｉＮx ）などの保護膜１８と、その保護膜１８上に設けられた封止基板１９とを有している。封止基板１９は、保護膜１８や接着層（図示せず）などと共に発光部２０を封止するものであり、発光部２０で発生した光を透過する透明なガラスなどの材料により構成されている。
【００３７】
次に、図４および図５に加え図８および図９を参照して、基体１１の詳細な構成を説明する。基体１１は、ガラス，シリコン（Ｓｉ）ウェハあるいは樹脂などよりなる基板１１１に、画素駆動回路１５０を含む画素駆動回路形成層１１２と、それを覆う金属層２３とが順に設けられたものである。なお、図８は、図６に示した有機発光素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）の平面図に対応しており、基体１１のうちの金属層２３を含む階層の平面構成を表すものである。さらに、図９は、画素駆動回路形成層１１２に設けられた画素駆動回路１５０の平面構成を表す概略図であり、やはり図６に示した有機発光素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）の平面図に対応している。
【００３８】
金属層２３は、積層方向において駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２と、第１電極層１３との間に位置し、それらとは電気的に絶縁されている。その一方で、金属層２３は、直接的に、および間接的に第２電極層１６と電気的に接続されている。具体的には、図３〜図５に示したように、表示領域１１０の外縁に沿って全ての有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを取り囲むように位置する環状の接続領域ＡＲ１において、金属層２３が金属層１７を介して第２電極層１６と接続されている。さらに、金属層２３は、表示領域１１０の中央部分の接続領域ＡＲ２において、第２電極層１６と直接接続されている。また、金属層２３には、絶縁層１２の接続孔１２４と対応する位置に開口２３Ｋが設けられており、第１金属層１３と駆動トランジスタＴｒ１の金属層２１６Ｓとの電気的接続を可能としている。金属層２３は、主たる電極としての第２電極層１６における電圧降下を補う補助電極層として機能するものである。これらの金属層２３が存在しない場合、電源（図示せず）から個々の有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂまでの距離に応じた電圧降下により、共通電源供給線ＧＮＤ（図２参照）と接続された第２電極層１６の電位が各有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ間で一定とならず、顕著なばらつきを生じ易い。このような第２電極層１６の電位のばらつきは、表示領域１１０における輝度むらの原因となるので好ましくない。金属層２３は、表示装置が大画面化した場合であっても電源から第２電極層１６に至るまでの電圧降下を最小限度に抑え、このような輝度むらの発生を抑制するように機能する。なお、接続領域ＡＲ１には、金属層２１６Ｓと同一の階層に設けられた銅などからなる環状の金属層２５が設けられており、金属層２３と接触させることで電圧降下をより低減するようにしている。
【００３９】
また、金属層２３は、遮光性を有すると共に少なくとも駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２のチャネル領域２１３Ｒ，２２３Ｒ（後出）に対応する領域を占めるように設けられている。このため、外光や、隣り合う他の有機発光素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）において多重反射した光などの不要光が駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２のチャネル領域２１３Ｒ，２２３Ｒへ進入するのを防ぐ遮光層としても機能する。なお、金属層２３は、開口２３Ｋに対応する領域以外の領域を全て覆っていることが望ましい。上記した電圧降下の抑制や遮光性の点で、より効果的となるからである。
【００４０】
金属層２３を構成する材料としては、単層構造であればアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）などの高導電性の金属材料が好ましい。特に、第１金属層１３が透明導電材料からなる場合には、金属層２３をアルミニウムなどの高反射率材料によって構成し、第１金属層１３の代わりに金属層２３を反射層として機能させる必要がある。
【００４１】
また、金属層２３は、単層構造に限らず、複数の層が積層された複合層であってもよい。例えば、第１電極層１３の側から順に第１の層と第２の層とが配置された複合層とし、第１の層を、第２の層よりも反射率あるいは導電率に優れた材料によって構成する一方、第２の層を、第１の層よりも遮光性に優れる材料によって構成するとよい。より具体的には、アルミニウムや、銅、銀などを用いて第１の層を構成し、窒化チタン（ＴｉＮ）やモリブデン（Ｍｏ）などによって第２の層を構成するとよい。こうすることで、第２電極層１６の電圧降下を低減する補助電極層としての機能と、駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２への不要光の進入を抑制する遮光層としての機能とをバランス良く発揮することができる。
【００４２】
次に、主に図５および図９を参照して、画素駆動回路１５０の詳細な構成を説明する。基板１１１の表面には、第１階層の金属層として、駆動トランジスタＴｒ１のゲート電極である金属層２１１Ｇと、書き込みトランジスタＴｒ２のゲート電極である金属層２２１Ｇと、信号線１２０Ａ（図９）とがそれぞれ設けられている。これら金属層２１１Ｇ，２２１Ｇおよび信号線１２０Ａは、窒化ケイ素や酸化ケイ素などからなるゲート絶縁膜２１２によって覆われている。ゲート絶縁膜２１２上の、金属層２１１Ｇ，２２１Ｇに対応する領域には、アモルファスシリコンなどの半導体薄膜からなるチャネル層２１３，２２３が設けられている。チャネル層２１３，２２３上には、その中心領域であるチャネル領域２１３Ｒ，２２４Ｒを占めるように絶縁性のチャネル保護膜２１４，２２４が設けられており、その両側の領域には、ｎ型アモルファスシリコンなどのｎ型半導体薄膜からなるドレイン電極２１５Ｄ，２２５Ｄおよびソース電極２１５Ｓ，２２５Ｓが設けられている。これらドレイン電極２１５Ｄ，２２５Ｄおよびソース電極２１５Ｓ，２２５Ｓは、チャネル保護膜２１４，２２４によって互いに分離されており、それらの端面がチャネル領域２１３Ｒ，２２３Ｒを挟んで互いに離間している。さらに、ドレイン電極２１５Ｄ，２２５Ｄおよびソース電極２１５Ｓ，２２５Ｓをそれぞれ覆うように、第２階層の金属層として、ドレイン配線としての金属層２１６Ｄ，２２６Ｄおよびソース配線としての金属層２１６Ｓ，２２６Ｓが設けられている。金属層２１６Ｄ，２２６Ｄおよび金属層２１６Ｓ，２２６Ｓは、例えばチタン（Ｔｉ）層、アルミニウム（Ａｌ）層、およびチタン層を順に積層した構造を有するものである。第２階層の金属層としては、上記の金属層２１６Ｄ，２２６Ｄおよび金属層２１６Ｓ，２２６Ｓのほか、走査線１３０Ａおよび電源供給線１４０Ａ（図９）が設けられている。さらに、全体が窒化ケイ素などからなるパッシベーション膜２１７によって覆われている。なお、ここでは、逆スタガー構造（いわゆるボトムゲート型）の駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２について説明したが、スタガー構造（いわゆるトップゲート型）のものであってもよい。
【００４３】
この表示装置は、例えば次のようにして製造することができる。以下、図４、図５および図９と共に図１０〜図１５を参照して、本実施の形態の表示装置の製造方法について説明する。なお、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの製造方法についても併せて以下に説明する。図１０〜図１５は、この表示装置の製造方法を工程順に表すものであり、図４の断面図に対応している。
【００４４】
まず、上述した材料よりなる基板１１１の上に、駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２を含む画素駆動回路１５０を形成する。具体的には、まず、基板１１１上に例えばスパッタリングにより金属膜を形成する。そののち、例えばフォトリソグラフィ法やドライエッチング、あるいはウェットエッチングによりその金属膜をパターニングすることで、図５および図９に示したように基板１１１上に金属層２１１Ｇ，２２１Ｇおよび信号線１２０Ａを形成する。次いで、全面をゲート絶縁膜２１２によって覆う。さらに、ゲート絶縁膜２１２の上に、チャネル層２１３，２２３、チャネル保護膜２１４，２２４、ドレイン電極２１５Ｄ，２２５Ｄおよびソース電極２１５Ｓ，２２５Ｓ、ならびに、金属層２１６Ｄ，２２６Ｄおよび金属層２１６Ｓ，２２６Ｓを順に、所定形状に形成する。ここで、金属層２１６Ｄ，２２６Ｄおよび金属層２１６Ｓ，２２６Ｓの形成と併せて、金属層２５、走査線１３０Ａおよび電源供給線１４０Ａを第２の金属層として各々形成する。その際、金属層２２１Ｇと走査線１３０Ａとを接続する接続部、金属層２２６Ｄと信号線１２０Ａとを接続する接続部、金属層２２６Ｓと金属層２１１Ｇとを接続する接続部を予め形成しておく。そののち、全体をパッシベーション膜２１７で覆うことにより、画素駆動回路１５０を完成させる。
【００４５】
画素駆動回路１５０を形成したのち、図１０に示したように、金属層２５の上面に達する開口をパッシベーション膜２１７に形成したのち、図１１に示したように、金属層２５およびパッシベーション膜２１７の上に金属層２３を形成する。具体的には、金属層２５およびパッシベーション膜２１７を全面に亘って覆うように、上述した所定の金属材料を用いて所定の厚みを有する金属膜を例えばスパッタリングにより形成する。そののち、例えばフォトリソグラフィ法やドライエッチング、あるいはウェットエッチングによりその金属膜をパターニングすることで、接続孔１２４が設けられることとなる位置に開口２３Ｋを形成する。さらに、開口２３Ｋの形成と併せて、信号線１２０Ａ、走査線１３０Ａおよび電源供給線１４０Ａとそれぞれ対応した位置に、それらとの電気的な短絡を確実に避けるための開口や切り欠きを設けるようにしてもよい。
【００４６】
そののち、図１２に示したように、有機材料として例えばポリイミドを主成分とする感光性樹脂を全面に亘って塗布して絶縁膜１２Ｚを形成する。次に、その絶縁膜１２Ｚに対しフォトリソグラフィ処理を施すことにより、図１３に示したように、接続孔１２４〜１２６を有する絶縁層１２を形成する。具体的には、マスクＭ１を用いた選択的な露光および現像により、一部領域において絶縁膜１２Ｚを厚み方向に一部除去して掘り下げることで接続孔１２４〜１２６を一括して形成する。そののち、絶縁層１２を必要に応じて焼成する。
【００４７】
さらに図１４に示したように、上述した材料よりなる第１電極層１３および金属層１７を形成する。具体的には、例えばスパッタリングによって上述の材料からなる金属膜を全面成膜したのち、その金属膜上に所定のマスクを用いて所定形状のレジストパターン（図示せず）を形成し、さらにそのレジストパターンをマスクとして用い、金属膜の選択的なエッチングを行う。その際、第１電極層１３については、接続孔１２４を充填すると共に絶縁層１２の表面の一部を覆うように形成する。また、金属層１７については、接続孔１２５を埋めるように形成する。金属層１７は、第１電極層１３と同種の材料によって同時に形成することが望ましい。さらに、金属層１３の周縁を覆うように開口規定絶縁層２４を形成する。
【００４８】
次いで、図１５に示したように、第１電極層１３を完全に覆うように上述した所定の材料および厚みの正孔注入層１４Ａおよび正孔輸送層１４Ｂを順に積層することで下部有機層１４を形成する。さらに、下部有機層１４上の、第１電極層１３と対応する領域に、例えば蒸着法によって上述した厚みおよび材料よりなる発光層１５Ａと電子輸送層１５Ｂとを順次積層することで上部有機層１５を形成する。さらに、上部有機層１５および下部有機層１４を挟んで第１電極層１３と対向し、かつ、金属層１７，２３を覆うように全面に亘って第２電極層１６を形成することで発光部２０を完成させる。
【００４９】
こののち、発光部２０を覆うように、上述した材料よりなる保護膜１８を形成する。最後に、保護膜１８の上に、接着層を形成し、この接着層を間にして封止基板１９を貼り合わせる。以上により、表示装置が完成する。
【００５０】
このようにして得られた表示装置では、各画素に対して走査線駆動回路１３０から書き込みトランジスタＴｒ２のゲート電極（金属層２２１Ｇ）を介して走査信号が供給されると共に、信号線駆動回路１２０から画像信号が書き込みトランジスタＴｒ２を介して保持容量Ｃｓに保持される。その一方で、電源供給線駆動回路１４０が、走査線駆動回路１３０による行単位の走査と同期して、各電源供給線１４０Ａに対し第２電位よりも高い第１電位を供給する。これにより駆動トランジスタＴｒ１の導通状態が選択され、各有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに駆動電流Ｉｄが注入されることにより、正孔と電子とが再結合して発光が起こる。この光は、第１電極層１３と第２電極層１６との間で多重反射し、第２電極層１６、保護膜１８および封止基板１９を透過して取り出される。
【００５１】
本実施の形態では、各有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにおいて発光部２０の下層部分に第２電極層１６の補助電極層として機能する金属層２３を設けるようにしたので、大画面化した場合であっても、画像表示動作時における第２電極層１６の電圧降下が低減される。しかも、金属層２３を採用することは、開口率向上の妨げにもならない。こうしたことから、表示領域１１０全体に亘ってより均質化された輝度分布を得ることができ、かつ、表示領域１１０全体の輝度を向上させることができる。したがって、さらなる大画面化に十分に対応可能である。
【００５２】
また、本実施の形態では、特に、金属層２３が遮光性を有する場合には、不要光が駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２のチャネル領域２１３Ｒ，２２３Ｒへ進入するのを防ぐ遮光層としても機能する。このため、半導体薄膜からなるチャネル層２１３，２２３において光リーク電流が発生するのを抑制することができ、フリッカ等の不具合を回避し、表示特性をより向上させることができる。従来は第１電極層のみが遮光層としての機能を果たしていたが、隣り合う有機発光素子同士の隙間から不要光が入射する可能性が少なくなかった。これに対し、本実施の形態では、金属層２３を第１電極層１３よりも広範囲に亘って形成することができるので、不要光の入射を、より確実に回避することができる。
【００５３】
また、本実施の形態では、従来のような格子状の補助電極層を設けるかわりに発光部２９とは異なる階層に金属層２３を設けるようにしたので、上部有機層１５の形成面積、すなわち発光部２０の発光領域を広げることができ、開口率を高めることができる。
【００５４】
本実施の形態では、開口率の向上により、有機発光素子１０Ｒ（１０Ｇ，１０Ｂ）の容量が増加し、以下の数１で表される書込ゲインgainが向上する。その結果、信号振幅が小さくなり低消費電力化が実現される。
【００５５】
【数１】
2010020926.tif 000003
【００５６】
数１において、Ｃｓは保持容量を表し、Ｃgsは駆動トランジスタＴｒ１におけるゲート電極とソース電極との間の容量を表し、Coledは有機発光素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）の容量を表す（図１６参照）。なお、図１６は、書込ゲインgainを説明するための説明図であり、図２の回路図に対応するものである。
【００５７】
（第１の変形例）
図１７は、本実施の形態における第１の変形例としての有機発光素子５０Ｒ（または５０Ｇ，５０Ｂ）を表す断面図であり、図５に対応するものである。本変形例は、開口規定絶縁層２４を省略するようにしたものである。この場合、絶縁層１２上のパターン化された第１電極層１３を下部有機層１４で覆い、第１電極層１３と対応する領域に上部有機層１５を選択的に設け、さらに全体を覆うように第２電極層１６を設ける。このような構成であれば、薄型化と開口率の向上とを両立し易くなるので好ましい。
【００５８】
（第２の変形例）
さらに、図１８に示した本実施の形態における第２の変形例としての有機発光素子６０Ｒ（または６０Ｇ，６０Ｂ）のように、複数（図１８では３つ）に分割されたサブ素子６１〜６３を有するようにしてもよい。図１９は、図１８の有機発光素子６０Ｒ（または６０Ｇ，６０Ｂ）を備えた表示装置における画素駆動回路の一例を表している。有機発光素子６０Ｒ（または６０Ｇ，６０Ｂ）では、サブ素子６１〜６３の各々に対応して保持容量Ｃｓ１〜Ｃｓ３と駆動トランジスタＤＳ１〜ＤＳ３とが設けられている。また、１つの書込トランジスタＷＳ１が、駆動トランジスタＤＳ１〜ＤＳ３の各ゲート電極と共通して接続されるように設けられている。駆動トランジスタＤＳ１〜ＤＳ３の各ドレイン電極には、電源供給線１４０Ａが共通して接続されている。サブ素子６１〜６３は、一端が駆動トランジスタＤＳ１〜ＤＳ３の各ソース電極と接続されている。上記の点を除き、本変形例としての有機発光素子６０Ｒ（または６０Ｇ，６０Ｂ）は、上記実施の形態における有機発光素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）と同様の構成である。
【００５９】
このような有機発光素子６０Ｒ（または６０Ｇ，６０Ｂ）では、製造プロセスにおいて例えばサブ素子６１に欠陥が生じた場合、サブ素子６２を駆動させることで、有機発光素子６０Ｒ（または６０Ｇ，６０Ｂ）自体を機能不全にすることなく、表示領域１１０のなかで有効に利用することができる。なお、サブ素子６１〜６３同士は、互いに開口規定絶縁層２４によって区切られている。従来は、各サブ素子６１〜６３の第１電極層１３同士の隙間から駆動トランジスタＤＳ１〜ＤＳ３へ不要光が進入する可能性があったが、本変形例では、そのような不要光の進入をより低減することができる。
【００６０】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、絶縁層１２の構成材料として、感光性樹脂などの有機材料を例示し、それを用いた製造方法について説明するようにしたが、それに限定されるものではない。例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）や窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）などの無機材料を用いて絶縁層１２の構成するようにしてもよい。その場合、例えばＣＶＤ法（化学気相成長法）などにより基体１１上に絶縁膜１２Ｚを形成したのち、マスクＭ１を用いてフォトリソグラフィ処理を施したのち、フッ素ガスエッチングやイオンビームエッチングなどのドライエッチング処理によって凹部１２１、溝部１２２および接続孔１２４を形成すればよい。
【００６１】
また、本発明は、上記実施の形態において説明した各層の材料や積層順序、あるいは成膜方法などに限定されるものではない。例えば、上記実施の形態においては、基体１１の上に、第１電極層１３，上部有機層１５および第２電極層１６を基板１１の側から順で積層し、封止基板１９の側から光を取り出すようにした場合について説明したが、積層順序を逆にして、基体１１の上に、第２電極層１６，上部有機層１５および第１電極層１３を基体１１の側から順に積層し、基体１１の側から光を取り出すようにすることもできる。
【００６２】
加えてまた、例えば、上記実施の形態では、第１電極層１３をアノード電極、第２電極層１６をカソード電極とする場合について説明したが、第１電極層１３をカソード電極、第２電極層１６をアノード電極としてもよい。さらに、第１電極層１３をカソード電極、第２電極層１６をアノード電極とすると共に、基体１１の上に、第２電極層１６，上部有機層１５および第１電極層１３を基体１１の側から順に積層し、基体１１の側から光を取り出すようにすることもできる。
【００６３】
さらにまた、上記実施の形態では、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層をさらに備えていてもよい。例えば、第１電極層１３と下部有機層１４との間に、酸化クロム（ＩＩＩ）（Ｃｒ2 Ｏ3 ），ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide：インジウム（Ｉｎ）およびスズ（Ｓｎ）の酸化物混合膜）などからなる正孔注入用薄膜層を備えていてもよい。
【００６４】
加えてまた、上記各実施の形態では、アクティブマトリクス型の表示装置の場合について説明したが、本発明はパッシブマトリクス型の表示装置への適用も可能である。更にまた、アクティブマトリクス駆動のための画素駆動回路の構成は、上記各実施の形態で説明したものに限られず、必要に応じて容量素子やトランジスタを追加してもよい。その場合、画素駆動回路の変更に応じて、上述した信号線駆動回路１２０や走査線駆動回路１３０、あるいは電源供給線駆動回路１４０のほかに、必要な駆動回路を追加してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る表示装置の構成を表す図である。
【図２】図１に示した画素駆動回路の一例を表す図である。
【図３】図１に示した表示領域の構成を表す平面図である。
【図４】図３に示した有機発光素子の構成を表す断面図である。
【図５】図３に示した有機発光素子の構成を表す他の断面図である。
【図６】図３に示した有機発光素子の構成を表す平面図である。
【図７】図４，図５に示した有機層を拡大して表す断面図である。
【図８】図４，図５に示した金属層の構成を表す平面図である。
【図９】図４，図５に示した画素駆動回路形成層の構成を表す平面図である。
【図１０】図１に示した表示装置の製造方法における一工程を表す断面図である。
【図１１】図１０に続く工程を表す断面図である。
【図１２】図１１に続く工程を表す断面図である。
【図１３】図１２に続く工程を表す断面図である。
【図１４】図１３に続く工程を表す断面図である。
【図１５】図１４に続く工程を表す断面図である。
【図１６】図２に示した画素駆動回路の要部を拡大して表す回路図である。
【図１７】図１に示した表示装置の第１の変形例を表す断面図である。
【図１８】図１に示した表示装置の第２の変形例を表す断面図である。
【図１９】図１８に示した表示装置に対応した画素駆動回路の一例を表す回路図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）…有機発光素子、１１…基体、１１１…基板、１１２…画素駆動回路形成層、１２…絶縁層、１２１…凹部、１２２…溝部、１２３…凸部、１２４…接続孔、１３…第１電極層、１４…下部有機層、１４Ａ…正孔注入層、１４Ｂ…正孔輸送層、１５…上部有機層、１５Ａ…発光層、１５Ｂ…電子輸送層、１６…第２電極層、１７…金属層、１８…保護膜、１９…封止基板、２０…発光部、２３…金属層、２４…開口規定絶縁層、２５…金属層、１１０…表示領域、１２０…信号線駆動回路、１２０Ａ…信号線、１３０…走査線駆動回路、１３０Ａ…走査線、１４０…電源供給線駆動回路、１４０Ａ…電源供給線、１５０…画素駆動回路、Ｃｓ…キャパシタ（保持容量）、Ｐ１…第１端部、Ｐ２…第２端部、Ｔｒ１…駆動トランジスタ、Ｔｒ２…書込トランジスタ。
【図１】
2010020926.tif 000004
【図２】
2010020926.tif 000005
【図３】
2010020926.tif 000006
【図４】
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【図５】
2010020926.tif 000008
【図６】
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【図７】
2010020926.tif 000010
【図８】
2010020926.tif 000011
【図９】
2010020926.tif 000012
【図１０】
2010020926.tif 000013
【図１１】
2010020926.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2010020926.tif 000018
【図１６】
2010020926.tif 000019
【図１７】
2010020926.tif 000020
【図１８】
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【図１９】
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