(57)【要約】【課題】有機発光層が積層された構成で、表示ムラが小さい有機ＥＬ表示装置を提供する。【解決手段】２以上の発光層１２、１４、１６が積層され、２以上の発光層間に中間電極１３ａ、１３ｂ、１５ａ、１５ｂが配され、積層された２以上の発光層を挟むように反射電極２１と光取り出し電極１１とがそれぞれ配された画素Ｐ１、Ｐ２を、基板１０上に２次元に配置した表示装置において、隣接する少なくとも２つの画素Ｐ１、Ｐ２について光取り出し電極２１および反射電極１１がそれぞれ同層にて繋がっており、電位が等しい。隣接する少なくとも二つの画素について、光取り出し電極どうし及び反射電極どうしが電気的に接続されるとともに、光取り出し電極と反射電極とが電気的に接続されている構成を取ることができる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二以上の発光層が積層され、該二以上の発光層の間に各一層の中間電極が配され、積層された該二以上の発光層と該中間電極とを挟むように第１の電極と第２の電極とが配された画素を、基板上に２次元に配置した表示装置において、
前記中間電極を画素ごとに分離して設け、
少なくとも一方向に配列された複数の前記画素について、前記第１の電極が同層にて繋がっているとともに、
少なくとも前記一方向又は他方向に配列された前記画素について、前記第２の電極が同層にて繋がっていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１の電極と前記第２の電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記画素は前記発光層を３つ積層してなり、
隣接する二つの画素において、
一の画素は積層された３つの発光層のうち中央の発光層を挟む２つの中間電極が電気的に接続され、
他方の画素は、前記第１の電極又は前記第２の電極と、前記第１の電極又は前記第２の電極に対して発光層を介して対向する中間電極とが電気的に接続されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１の電極と前記第２の電極との電気的な接続が、前記画素が配列された表示領域外で行われることを特徴とする請求項２又は３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記中間電極が透光性を有する導電性材料からなることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１の電極と前記第２の電極が同じ電圧印加手段に接続されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第１の電極は光取り出し電極、前記第２の電極は反射電極であり、
前記基板側に前記光取り出し電極が形成され、前記画素は基板側に光取り出しを行うボトムエミッション型の画素であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第１の電極は光取り出し電極、前記第２の電極は反射電極であり、
前記基板側に前記反射電極が形成され、前記画素は、前記基板と反対側に光取り出しを行うトップエミッション型の画素であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
アクティブマトリクス駆動を行うことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記中間電極に各画素を独立に駆動する駆動トランジスタが接続されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
パッシブマトリクス駆動を行うことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記第１の電極と前記第２の電極のうちの少なくとも一方が、２次元に配置した画素に対して共通な電極となっていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に係わり、積層型の発光素子、特に有機ＥＬ素子を積層した発光素子を用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ表示装置において、異なる色の有機ＥＬ発光層を２層またはそれ以上に積層した積層型の発光素子を画素とする表示装置が提案されている。特許文献１に開示の有機ＥＬ装置においては、１画素が２つのサブピクセルで構成され、１つのサブピクセルは２つの発光素子が積層されている（特許文献の図１）。積層された２つの発光素子は第１電極、第１有機発光層、透明共通電極、第２有機発光層、第２電極の層構成となっており、透明共通電極は引き出し配線により電位が供給される（特許文献１の図３）。そして、第１電極と第２電極とは、サブピクセルごとに、コンタクトホールにより共通に接続されている。
【特許文献１】特開２００５−１７４６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、下電極となる第１電極と、上電極となる第２電極との接続は、第１及び第２有機発光層、即ち２層の有機発光層にコンタクトホールを設ける必要がある。この場合、透明共通電極との短絡を避けてサブピクセルごとに、コンタクトホールを形成することが求められ、製造工程上の歩留まりに影響を与える。そして、透明共通電極との短絡を避けるために、透明共通電極とコンタクトホールとの間に十分なマージンをとると、開口率の低下を招く。
【０００４】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決する為になされたものであり、画素（又はサブピクセル）ごとに、第１電極と第２電極との間でコンタクトホールを形成することが不要な有機ＥＬ表示装置等の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】
【０００５】
本発明の表示装置は、表示装置二以上の発光層が積層され、該二以上の発光層の間に各一層の中間電極が配され、積層された該二以上の発光層と該中間電極とを挟むように第１の電極と第２の電極とがそれぞれ配された画素を、基板上に２次元に配置した表示装置において、
前記中間電極を画素ごとに分離して設け、
少なくとも一方向に配列された複数の前記画素について、前記第１の電極が同層にて繋がっているとともに、
少なくとも前記一方向又は他方向に配列された前記画素について、前記第２の電極が同層にて繋がっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、中間電極を画素ごとに分離して設け、第１の電極および第２の電極の夫々が同層にて繋がる構成としたために、第１の電極と第２の電極とを接続するコンタクトホールを、画素ごとに設けなくても良く、開口率が向上する。そして開口率が向上することで、発光面積あたりの電流密度を低く抑えることができ、その結果、寿命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】
【０００７】
以下、本発明に係る表示装置の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書で特に図示または記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知または公知技術を適用する。また以下に説明する実施形態は、発明の一つの実施形態であって、これらに限定されるものではない。
（第１の実施形態）
図１は本発明に係る表示装置の第１の実施形態たる有機ＥＬ表示装置の画素配列の一例を示した上面図である。図２は１画素領域における詳細な断面構造を模式的に示した図である。図３は第１実施形態の有機ＥＬ表示装置の電極の配置を示す斜視図である。図４は第１実施形態の有機ＥＬ表示装置の斜視図である。図１に示す画素配列、図２に示す断面構造を有する画素により、図４の有機ＥＬ表示装置の表示領域１が構成されている。図４において、２は画素を示す。
【０００８】
図２を用いて、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の一実施形態の構成を説明する。並列に配置した２個の画素（第１の画素Ｐ１、第２の画素Ｐ２）で画像信号の１単位を表示する１構成要素を構成し、各画素Ｐ１、Ｐ２は各々が発光素子を３層積層して構成される。各画素は絶縁性基板１０上に２次元に配置される。各発光素子は、異なる色に発光する発光層を含む有機ＥＬ層が電極で挟持された構造をとる。
【０００９】
有機ＥＬ層は、単層型（発光層）、２層型（発光層／正孔注入層）、３層型（電子輸送層／発光層／正孔輸送層）、４層型（電子注入層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層）、５層型（電子注入層／電子輸送層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層）のいずれの構造を採用使用することにしてもよい。
【００１０】
図２に示すように、本実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置はボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。透光性を有する絶縁性基板１０上に、光取り出し電極１１、第１有機発光層１２、第１中間電極１３ａ，１３ｂ、第２有機発光層１４、第２中間電極１５ａ，１５ｂ、第３有機発光層１６、反射電極２１、保護層２２が設けられ、画素Ｐ１，画素Ｐ２が構成される。光取り出し電極１１は第１の電極、反射電極２１は第２の電極となる。光取り出し電極１１と反射電極２１とは、積層された三層の有機発光層を挟むように形成される。中間電極１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂは有機発光層間に形成され、画素ごとに分離した形状にして設けられる。画素Ｐ１では、第１中間電極１３ａと第２中間電極１５ａが短絡され、画素Ｐ２では、第１中間電極１３ｂと反射電極２１が短絡されている。
【００１１】
光取り出し電極１１は透光性の導電性材料からなる。反射電極２１は高反射率の導電性材料からなる。各画素から発せられた光は、絶縁性基板１０を介して取り出される。
【００１２】
第１有機発光層１２、第２有機発光層１４、第３有機発光層１６はいずれも同じ順で下から電子輸送層／発光層／正孔輸送層（つまり上記の層構成のうちの３層型）で構成されている。絶縁性基板１０上には必要に応じて駆動ＴＦＴ、スイッチＴＦＴ等が形成され、駆動ＴＦＴと中間電極とが接続される。図３では、絶縁性基板１０上に駆動ＴＦＴが形成された場合を示している。
【００１３】
図３に示すように、光取り出し電極１１と反射電極２１はそれぞれ、２次元に配置した画素からなる表示領域に渡って共通なベタ電極で形成されている。なお、図３では第１中間電極１３ａ，１３ｂを中間電極１３、第２中間電極１５ａ，１５ｂを中間電極１５として示している。なお、中間電極１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂを絶縁性基板に設けた駆動ＴＦＴと接続する場合には、光取り出し電極１１には接続のためのコンタクトホールが形成されている。ここで、１０２は駆動用ＴＦＴである。
【００１４】
隣接する画素Ｐ１と画素Ｐ２との間では、図２に示すように、光取り出し電極１１と反射電極２１はそれぞれ、共通電極となっている。さらに、光取り出し電極１１と反射電極２１とは接続されており、同じ電圧が供給される。光取り出し電極１１と反射電極２１との接続箇所は表示領域内であっても表示領域外でもよいが、本実施形態では図３に示すように、表示領域の外で電気的な接続が行われる。表示領域内で光取り出し電極１１と反射電極２１とが接続される場合、表示領域内に３画素に１つなどの適当な間隔でコンタクトホールを設けて接続することができる。光取り出し電極１１と反射電極２１を導通させるコンタクトホールは表示領域内にて、反射電極２１の電位が等しく保たれるように任意数配置してよい。
【００１５】
光取り出し電極１１の電極材料としては、透過率の高い材料が好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯなどの透明導電膜、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌなどの金属を１０ｎｍ〜３０ｎｍ程度形成した半透過膜でもよい。光取り出し電極１１のシート抵抗を小さくする為に、透明導電膜とシート抵抗の小さい金属とを組み合わせること、金属半透過膜の膜厚を適正値に設定することができる。
【００１６】
図１及び図３を用いて、光取り出し１１、第１中間電極１３、第２中間電極１５、反射電極２１の平面レイアウトを説明する。
【００１７】
本実施形態では、光取り出し１１、反射電極２１が表示領域に渡たるベタ電極で形成されるので、隣接する全ての画素の光取り出し１１、反射電極２１が同層にて繋がった連続膜により導通することになる。
【００１８】
第１中間電極１３ａ，１３ｂ、第２中間電極１５ａ，１５ｂは各画素に対応するパターン電極から構成されている。光取り出し電極１１と反射電極２１は隣接する全ての画素に共通の電極として形成され、図４の表示領域外にて接続される。接続された光取り出し電極１１と反射電極２１、第２中間電極１５ａ，１５ｂが図２の電源２３に接続されている。
【００１９】
光取り出し電極１１のパターンと反射電極２１のパターンは、有機ＥＬ表示装置の表示方法と関連するものであり、例えば、図１の構成では、面順次駆動を行うことができる。
【００２０】
本実施形態では上述の構成のため、表示領域面内において光取り出し電極１１と反射電極２１は全画素内において電位が等しい。
【００２１】
この電位を基準として、第２中間電極１５ａにプラスまたはマイナスの電位を与えることにより、画素Ｐ１の積層した３つの有機発光層うちの電極が短絡されていない第１有機発光層１２と第３有機発光層１６のいずれか一方に電流が流れる。そして、電流が流れた発光層を発光させることができる。また、第２中間電極１５ｂにプラスまたはマイナスの電位を与えることにより、画素Ｐ２の積層した３つの有機発光層うちの電極が短絡されていない第２有機発光層１４と第３有機発光層１６のいずれか一方に電流が流れる。そして、電流が流れた発光層を発光させることができる。いずれの有機発光層が発光するかは中間電極の電位の極性で決められる。駆動方法は以下でさらに詳細に説明される。本実施形態では、光取り出し電極１１と反射電極２１を隣接する全ての画素に共通の電極として形成し、表示領域外で接続したので、光取り出し電極１１と反射電極２１とを接続するためのコンタクトホールを画素ごとに設けなくても良い。その結果、開口率が向上し、発光面積あたりの電流密度を低く抑えることが出来、有機発光層の寿命向上がもたらされる。
【００２２】
また本実施形態では、光取り出し電極１１と反射電極２１とがともにベタ電極（共通電極）で形成されている。したがって、有機ＥＬ表示装置として表示されうるどのような表示パターンを形成した時にも、反射電極および光取り出し電極に起因するシェーディングが発生しにくい。シェーディングを認識させないためには、画素間における電位差が±１ｍＶ以下であることが好ましい。電位差±１ｍＶは、表示領域の端と中央で電圧降下を許容輝度分布限界以下に抑えるために必要な画素間電圧降下量である。
【００２３】
電位差±１ｍＶは、次のように算出した。発光制御に必要となる電圧幅を３Vとし（３Vの範囲内で非発光状態から最高輝度まで制御する）、表示領域面内において±５％の輝度分布が発生した場合に、表示ムラとして認識されると設定する。そして、解像度がＱＶＧＡ（３２０ｘ２４０ピクセル）の時、表示領域中央画素までの長辺側ピクセル数を１６０とする。３ｖ×（±０．０５）／１６０＝±０．９４ｍＶとなり、誤差を考慮すると、±１ｍＶ以下であることが望ましいことが分かる。
【００２４】
本実施形態では、光取り出し電極１１と反射電極２１とがともにベタ電極（共通電極）で形成することで、画素間における電位差が±１ｍＶ以下とすることができる。よって、本実施形態の構成では、表示領域面内にて共通電極となる光取り出し電極１１ならびに反射電極２１での電位ムラを抑制し、シェーディングの発生を抑制することができる。
【００２５】
光取り出し電極１１が形成された基板に対して、公知の手段により、第１有機発光層を堆積する。
【００２６】
第１有機発光層は、有機発光材料、正孔注入材料、電子注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料より選ばれる少なくとも１種を用いることができる。正孔注入材料又は正孔輸送材料に有機発光材料をドーピングする、または電子注入材料又は電子輸送材料に有機発光材料をドーピングする等により発色の選択の幅を広げることができる。さらに、有機発光層は、発光効率の観点からアモルファス膜であることが好ましい。
【００２７】
各色の有機発光材料は、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、芳香族縮合多環化合物、芳香族複素環化合物、芳香族複素縮合環化合物、金属錯体化合物等及びこれらの単独オリゴ体あるいは複合オリゴ体が使用できる。ただし、本実施形態の材料はこれら例示の材料に限定されるものではない。
【００２８】
有機発光層は、正孔注入、正孔輸送、電子注入、電子輸送の各単機能を持つ層であってもよいし、複合機能を持つ層であってもよい。
【００２９】
有機発光層の膜厚は０．０５μｍ〜０．３μｍ程度が良く、好ましくは０．０５〜０．１５μｍ程度である。
【００３０】
正孔注入及び輸送材料としては、フタロシアニン化合物、トリアリールアミン化合物、導電性高分子、ペリレン系化合物、Ｅｕ錯体等が使用できるが、本発明の構成として限定されるものではない。
【００３１】
電子注入及び輸送材料の例としては、アルミに８−ヒドロキシキノリンの３量体が配位したＡｌｑ３、アゾメチン亜鉛錯体、ジスチリルビフェニル誘導体系等を使用できる。
【００３２】
次にコンタクトホール１８ｂを形成する。形成方法としては、レーザー加工が好ましく、ＹＡＧレーザー（ＳＨＧ、ＴＨＧ含む）、エキシマレーザーなど一般に薄膜加工に使用するものを用いる。これらのレーザー光を数μｍに絞って走査したり、面状光源にしてコンタクトホール部分を透過するマスクを介したりして、基板上に所定のパターンで照射する。コンタクトホールの径としては、２μｍ〜１５μｍが好ましい。
【００３３】
次に、透明電極を成膜、及び、パターニングを行い、第１中間電極１３ａ、１３ｂを形成する。このとき、コンタクトホール１８ｂを介して、光取り出し電極１１と第１中間電極１３ｂとが接続される。電極材料としては、透過率の高い材料が好ましく、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯなどの透明導電膜や、ポリアセチレンなどの有機導電膜からなることが好ましい、さらに、Ａｇ、Ａｌなどの金属を１０ｎｍ〜３０ｎｍ程度形成した半透過膜でもよい。パターニング方法としては、前述のレーザー加工で行うことができるが、電極材料を加熱し、メタルマスクを使用して蒸着によって形成しても良い。また、電極材料が形成された基板を基板１０と対向させてレーザーアブレーションにより転写しても良い。
【００３４】
次に、上述と同様の方法で、第２有機発光層１４、コンタクトホール１９ａ、第２中間電極１５ａ，１５ｂ、第３有機発光層１６を順次形成する。第２中間電極１５ａ，１５ｂの材料としては、第１中間電極１３ａ、１３ｂと同様に透過率の高い材料が好ましい。
【００３５】
次に、反射電極２１をスパッタ、蒸着等により形成する。電極材料としては、光反射性の部材であることが好ましく、例えばＣｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の金属を５０〜３００ｎｍ程度形成した膜からなることが好ましい。反射率が高い部材であるほど、光取り出し効率を向上できるからである。上述の構成による反射電極はシート抵抗を低くすることができ、表示領域面内における電位降下の発生を極めて小さく抑えられる。
【００３６】
さらに保護膜２２として、窒化酸化シリコンを成膜し、有機ＥＬ表示装置を得た。
【００３７】
このようにして形成された有機ＥＬ表示装置の等価回路を図５に示す。
【００３８】
図５において、各画素の画素回路は、スイッチング用ＴＦＴ１０１ａ、１０１ｂと、駆動用ＴＦＴ１０２ａ、１０２ｂと、有機発光素子１２ａ〜１６ａ，１２ａ〜１６ａと、コンデンサ１０３ａ、１０３ｂで構成されている。
【００３９】
ここで、スイッチング用ＴＦＴ１０１ａ、１０１ｂのゲート電極は、ゲート信号線１０５に接続されている。また、スイッチング用ＴＦＴ１０１ａ、１０１ｂのソース電極はソース信号線１０６ａ、１０６ｂに、ドレイン電極は駆動用ＴＦＴ１０２ａ、１０２ｂのゲート電極に接続されている。また、駆動用ＴＦＴ１０２ａ、１０２ｂのソース電極は電源供給線１０７に、ドレイン電極は有機ＥＬ素子１６ａ，１６ｂのアノード電極に接続されている。駆動用ＴＦＴ１０２ａのソース電極は有機ＥＬ素子１２ａのカソード電極に接続され、有機ＥＬ素子１４ａはアノード電極とカソード電極間がショートされている。駆動用ＴＦＴ１０２ｂのソース電極は有機ＥＬ素子１４ｂのカソード電極に接続され、有機ＥＬ素子１２ｂはアノード電極とカソード電極間がショートされている。
【００４０】
図２を参照して説明すると、第１の画素Ｐ１においては、駆動用ＴＦＴ１０２ａのソース電極が第２中間電極１５ａに接続され、第２の画素Ｐ２においては、駆動用ＴＦＴ１０２ｂのソース電極が第２中間電極１５ｂに接続される。なお、有機ＥＬ素子１６ａ，１６ｂのカソード電極は図５の反射電極２１（図２の反射電極２１に対応する）に接続され、有機ＥＬ素子１２ａ，１２ｂのアノード電極は図４の光取り出し電極１１（図２の第１電極１１に対応する）に接続されている。またコンデンサ１０３ａ、１０３ｂは電極のそれぞれが、駆動用ＴＦＴ１０２ａ、１０２ｂのゲート電極とＧＮＤ（かならずしもＧＮＤでなくてもよく、固定電位であればよい）とに接続されるように形成されている。このように、駆動用ＴＦＴ１０２ａ、１０２ｂと、有機ＥＬ素子１６ａ，１２ａ、１６ｂ，１４ｂとが接続されており、有機ＥＬ素子１６ａ，１２ａ、１６ｂ，１４ｂに流れる電流を駆動用ＴＦＴ１０２ａ、１０２ｂで制御する。
【００４１】
本実施形態において、第２中間電極１５ａ，１５ｂに駆動ＴＦＴが接続され、光取り出し電極１１、反射電極２１が全画素に対して共通電極として接続されている。更に、光取り出し電極１１と反射電極２１は表示領域外にて導通しており、同電位となっている。上述の構成により、基板上に形成される光取り出し電極１１に電源線としての機能を持たせることが容易な構成となり、共通電極の電位降下を極めて小さくすることが可能となり、シェーディングを抑制することができる。
【００４２】
次に、上記構造の有機ＥＬ装置の駆動方法について図６を参照して説明する。図６は電源手段２３により有機ＥＬ表示装置の駆動波形の一例を示す図である。
【００４３】
時間ｔ１において、ゲート信号線１０５の電位をＶｇに設定すると、スイッチングＴＦＴ１０１ａ、１０１ｂがＯＮ状態となる。すると、ソース信号線１０６ａ、１０６ｂの電位Ｖｓｉｇ１がスイッチングＴＦＴ１０１ａ、１０１ｂを介してコンデンサ１０３ａ、１０３ｂ及び駆動ＴＦＴ１０２ａ、１０２ｂのゲート容量に充電される。
【００４４】
時間ｔ２において、ゲート信号線１０５の電位が０Ｖに設定され、スイッチングＴＦＴ１０１ａ、１０１ｂがＯＦＦ状態となり、コンデンサ１０３ａ、１０３ｂに充電された電圧が保持される。
【００４５】
時間ｔ３において、光取り出し電極１１及び反射電極２１の電位がＶｃに設定される。このとき、電源供給線１０７は０Ｖのままなので、有機発光層及び駆動ＴＦＴ１０２ａ、１０２ｂのソースドレイン間に電位差が生じる。これにより、第１有機発光層１２及び第２有機発光層１４に第１中間電極１３ａと第２中間電極１５ｂから電子が注入されるとともに、光取り出し電極１１及び第１中間電極１３ｂからホールが注入される。すると、電子とホールの再結合により励起された有機分子が基底状態に緩和するときに発光が得られ、この発光光が絶縁性基板１０側から射出される。こうして有機ＥＬ素子１２ａ、１４ｂが発光する。なお、第３有機発光層１６には逆方向電圧が印加されるため発光しない。第１有機発光層１２及び第２有機発光層１４に流れる電流は駆動用ＴＦＴ１０２ａ、１０２ｂで制御され、コンデンサ１０３ａ、１０３ｂに充電された電圧に応じて、駆動用ＴＦＴ１０２ａ、１０２ｂのソースドレイン間に電流Ｉ１が流れる。この状態は、時間ｔ４まで維持される。
【００４６】
時間ｔ４において、光取り出し電極１１及び反射電極２１の電位が０Ｖに設定される。すると、有機発光層及び駆動ＴＦＴ１０２ａ、１０２ｂのソースドレイン間に電位差が無くなるので、第１有機発光層１２及び第２有機発光層１４は発光しなくなる。続いて、第３有機発光層を発光させるための信号Ｖｓｉｇ２がソース信号線１０６ａ、１０６ｂに設定される。
【００４７】
時間ｔ５において、ゲート信号線１０５の電位がＶｇに設定される。スイッチングＴＦＴ１０１ａ、１０１ｂがＯＮ状態となり、ソース信号線１０６ａ、１０６ｂの電位Ｖｓｉｇ２がスイッチングＴＦＴ１０１ａ、１０１ｂを介してコンデンサ１０３ａ、１０３ｂ及び駆動ＴＦＴ１０２ａ、１０２ｂのゲート容量に充電される。
【００４８】
時間ｔ６において、ゲート信号線１０５の電位が０Ｖに設定され、スイッチングＴＦＴ１０１ａ、１０１ｂがＯＦＦ状態となり、コンデンサ１０３ａ、１０３ｂに充電された電圧が保持される。
【００４９】
時間ｔ７において、電源供給線１０７の電位がＶｃに設定される。このとき、光取り出し電極１１及び反射電極２１の電位が０Ｖなので、有機発光層及び駆動ＴＦＴ１０２ａ、１０２ｂのソースドレイン間に電位差が生じる。これにより、第３有機発光層１６に反射電極２１から電子が注入されるとともに、第２中間電極１５ａ、１５ｂからホールが注入される。すると、電子とホールの再結合により励起された有機分子が基底状態に緩和するときに発光が得られ、この発光光が絶縁性基板１０側から射出される。こうして有機ＥＬ素子１６ａ、１６ｂが発光する。なお、第１有機発光層１２及び第２有機発光層１４には逆方向電圧が印加されるため発光しない。発光層に流れる電流は駆動用ＴＦＴ１０２ａ、１０２ｂで制御され、コンデンサ１０３ａ、１０３ｂに充電された電圧に応じて、駆動用ＴＦＴ１０２ａ、１０２ｂのソースドレイン間に電流I２が流れる。この状態は、時間ｔ８まで維持される。
【００５０】
時間ｔ８において、電源供給線１０７の電位が０Ｖに設定される。すると、有機発光層及び駆動ＴＦＴ１０２ａ、１０２ｂのソースドレイン間に電位差が無くなるので、第３有機発光層１６は発光しなくなる。
【００５１】
上述の動作を繰り返すことで、有機発光層１２、１４、１６を時分割で発光させることができる。具体的には、電源２３は、人間が識別できない程度、例えば６０Ｈｚ程度あるいはそれ以上高い周期で駆動することにより、第１有機発光層１２、第２有機発光層１４の発光色と第３有機発光層１６の発光色との任意の混合色の光を表現することができる。電源２３は電圧印加手段となる。
【００５２】
このような有機ＥＬ表示装置においては、表示領域面内にて共通電極となる光取り出し電極１１ならびに反射電極２１での電位ムラを抑制し、シェーディングを抑制することができる。故に、表示ムラを軽減又はなくすことができる。
【００５３】
本実施形態では、基板側から光取り出しを行うボトムエミッション型の積層型有機ＥＬ表示装置をアクティブマトリクス駆動で表示する構成を示した。しかし、基板と反対側に光取り出しを行うトップエミッション型の積層型有機ＥＬ表示装置をアクティブマトリクス駆動で表示する構成でも同様の効果が得られる。
【００５４】
更には、共通電極を接続する為のコンタクトホールを画素ごとに設けなくても良い為、開口率が向上し、発光面積あたりの電流密度を低く抑えることが出来るため寿命向上に繋がる。
（第２の実施形態）
図７、図８は本発明に係る表示装置の第２の実施形態たる有機ＥＬ表示装置の画素配列の一例を示した斜視図である。図９は１画素領域における詳細な断面構造を模式的に示した図である。図７もしくは図８に示す画素配列、図９に示す断面構造を有する画素により、図４に示した有機ＥＬ表示装置の表示領域１が構成されている。
【００５５】
図９は本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の断面を模式的に示した図である。図９において、本実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。本実施形態の有機ＥＬ表示装置は、画像信号の１単位を表示する１構成要素が第１の画素Ｐ１と第２の画素Ｐ２とで構成されている。３０は絶縁性基板、３１は反射電極、３２は第１有機発光層、３３ａ，３３ｂは第１中間電極、３４は第２有機発光層、３５ａ，３５ｂは第２中間電極、３６は第３有機発光層、４１は光取り出し電極、３８ｂ，３９ａはコンタクトホールを示している。４２は透光性を有する保護層である。各画素から発せられた光は、光取り出し電極４１を介して取り出される。中間電極３３ａ，３３ｂ、３５ａ，３５ｂは画素ごとに分離して設けられる。
【００５６】
第１有機発光層３２、第２有機発光層３４、第３有機発光層３６はそれぞれ４層構成となっており、電子注入層／電子輸送層／発光層／正孔輸送層で構成されている。
【００５７】
必要に応じて、駆動ＴＦＴ、スイッチＴＦＴ等が形成された絶縁性基板３０上には、その画素領域に反射電極３１が形成されている。
【００５８】
図７、図８を用いて、反射電極３１、第１中間電極３３、第２中間電極３５、光取り出し電極４１のレイアウトを説明する。
【００５９】
図７の構成例では、反射電極３１、光取り出し電極４１ともにＸ軸方向に隣接する画素と同層にて繋がった連続膜により導通している場合を示している。図８の構成例では、反射電極３１がＸ軸方向に隣接する画素と導通し、光取り出し電極４１がＹ軸方向に隣接する画素と同層にて繋がった連続膜により導通している場合を示している。ここでは、一方向に配列された複数の画素はＸ方向に配列された複数の画素、他方向に配列された複数の画素はＹ方向に配列された複数の画素をいう。一方向に配列された複数の画素をＹ方向に配列された複数の画素、他方向に配列された複数の画素をＸ方向に配列された複数の画素としてもよい。
【００６０】
第１中間電極３３、第２中間電極３５は各画素に対応するパターン電極から構成されている。反射電極３１と光取り出し電極４１は図４の表示領域外にて同層にて繋がった連続膜を接続することで導通している。反射電極３１と光取り出し電極４１、第２中間電極３５が図９の電源４３に接続されている。
【００６１】
本実施形態においても、各画素の第１中間電極３３、第２中間電極３５を分離したパターンの電極として構成し、反射電極３１と光取り出し電極４１をそれぞれ隣接する画素に共通の電極として形成した。そのため、反射電極３１と光取り出し電極４１を接続する為のコンタクトホールを画素ごとに設けなくても良い。この結果、開口率が向上し、発光面積あたりの電流密度を低く抑えることが出来、有機発光層の寿命が向上する。
【００６２】
図７では、反射電極３１のパターンと光取り出し電極４１のパターンが一致している場合、図８では、反射電極３１のパターンと光取り出し電極４１のパターンが交差している場合を示している。しかし、反射電極３１のパターンと光取り出し電極４１のパターンは上記実施形態に限定されるものではなく、隣接する画素間を接続する反射電極３１のパターンと光取り出し電極４１のパターンはどのように配置されても構わない。
【００６３】
反射電極３１のパターンと光取り出し電極４１のパターンは、有機ＥＬ表示装置の表示方法と関連するものであり、例えば、図７の構成では線順次駆動が可能であり、図８の構成では点順次駆動を行うことができる。具体的には、１ライン毎の駆動、ライン反転パターン駆動、ドット反転パターン駆動、などを選択できる。
【００６４】
上述のいずれの電極パターンにおいても、電極パターン幅が画素幅程度確保することができ、更に電極膜厚を適正値に設定することにより、シート抵抗を小さくし、隣接する画素間で電位降下を小さくすることができる。
【００６５】
反射電極３１は光反射性の部材であることが好ましく、例えばＣｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の金属を５０〜３００ｎｍ程度形成した膜からなることが好ましい。反射率が高い部材であるほど、光取り出し効率を向上できるからである。反射電極３１はＸ方向について共通電極となっており、隣接する画素間で同層にて繋がった連続膜により導通している。
【００６６】
レーザー加工により、コンタクトホール３８ｂ、３９ａが形成されており、第１の画素Ｐ１の第１中間電極３３ａと第２中間電極３５ａとが接続され、第２の画素Ｐ２の反射電極３１と第１中間電極３３ｂがそれぞれ接続されている。
【００６７】
上述の構成による反射電極３１はシート抵抗を低くすることができ、表示領域面内における電位降下の発生を極めて小さく抑えられる。
【００６８】
本実施形態では、上述の構成のため、同時に発光駆動を行う反射電極３１と光取り出し電極４１は表示領域面内の画素において電位が等しい。任意の画素において、隣接する少なくとも２以上の画素において、反射電極および光取り出し電極の電位が等しい関係にある。よって、本実施形態の構成では、表示領域面内にて共通電極となる反射電極３１ならびに光取り出し電極４１での電位ムラを抑制し、シェーディングを抑制することができる。
【００６９】
本実施形態の有機ＥＬ表示装置の駆動は実施形態１と同様の方法で行うことができる。ただし、本実施形態では図７の構成では反射電極３１と光取り出し電極４１は線順次走査が行われ、図８の構成では反射電極３１と光取り出し電極４１は点順次走査が行われる。線順次操作、点順次走査の構成及び動作は公知なので、ここでは説明を省略する。
【００７０】
このような有機ＥＬ表示装置においては、表示領域面内にて共通電極となる反射電極３１ならびに光取り出し電極４１での電位ムラを抑制し、シェーディングの発生を抑制することができる。故に、表示ムラを軽減又はなくすことができる。
【００７１】
本実施形態では、トップエミッション型の積層型有機ＥＬ表示装置をアクティブマトリクス駆動で表示する構成を示したが、ボトムエミッション型の積層型有機ＥＬ表示装置をアクティブマトリクス駆動で表示する構成でも同様の効果が得られる。
（第３の実施形態）
図１０は本発明に係る表示装置の第３の実施形態たる有機ＥＬ表示装置の画素配列の一例を示した斜視図である。図１１は１画素領域における詳細な断面構造を模式的に示した図である。図１０に示す画素配列、図１１に示す断面構造を有する画素により、図４に示した有機ＥＬ表示装置の表示領域１が構成されている。
【００７２】
図１１は本発明の第３の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の断面を模式的に示した図である。図１１において、本実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。本実施形態の有機ＥＬ表示装置は、画像信号の１単位を表示する１構成要素が第１画素Ｐ１と第２画素Ｐ２とで構成されている。５０は絶縁性基板、５１は反射電極、５２は第１有機発光層、５３ａ，５３ｂは第１中間電極、５４は第２有機発光層、５５ａ，５５ｂは第２中間電極、５６は第３有機発光層、６１は光取り出し電極、５８ｂ，５９ａはコンタクトホールを示している。中間電極５３ａ，５３ｂ、５５ａ，５５ｂは画素ごとに分離して設けられる。
【００７３】
第１有機発光層５２、第２有機発光層５４、第３有機発光層５６はそれぞれ５層構成となっており、電子注入層／電子輸送層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層で構成されている。
【００７４】
必要に応じて駆動ＴＦＴ、スイッチＴＦＴ等が形成された絶縁性基板５０上には、その画素領域に反射電極５１が形成されている。
【００７５】
図１０、図１１を用いて、反射電極５１、第１中間電極５３、第２中間電極５５、光取り出し電極６１のレイアウトを説明する。
【００７６】
反射電極５１はＸ軸方向に隣接する画素間で同層にて繋がった連続膜により導通している。光取り出し電極６１は各画素でパターン形成されており、Ｘ軸方向に延びた配線６４により表示領域外に引き出されている。配線６４は充分にシート抵抗の低い材料と構成とし、高反射性の導電性材料を用いることも出来る。高反射性の導電性材料を用いる場合には、発光画素領域以外に配置する。
【００７７】
本実施形態の構成も、反射電極５１と光取り出し電極６１を接続する為のコンタクトホールを設けなくても良い為、開口率が向上し、発光面積あたりの電流密度を低く抑えることが出来、寿命向上に繋がる。
【００７８】
また、光取り出し電極６１にはより透過率の高い電極材料を用いることができ、光取り出し効率を向上させることができる。透過率の高い電極材料を採用することでシート抵抗が高くなる場合に、配線を配置することにより電位降下を防止することができる。
【００７９】
反射電極５１のパターンと光取り出し電極６１のパターンは、有機ＥＬ表示装置の表示方法と関連するものであり、例えば図１０の構成では面順次駆動、線順次駆動、点順次駆動などを行うことができる。
【００８０】
上述の電極パターンにおいて、反射電極５１は画素幅にてライン上にパターン形成されており、更に電極膜厚を適正値に設定することにより、シート抵抗を小さくし、隣接する画素間で電位降下を極めて小さくすることができる。
【００８１】
反射電極５１と光取り出し電極６１は同じ電源６３に接続されているが、別に電圧を制御できる電源に接続されていても良い。同じ電源に接続されている場合には、反射電極５１と光取り出し電極６１とを接続させることができ、接続箇所は表示領域内であっても表示領域外でもよく、同じ電圧が供給される。
【００８２】
レーザー加工により、コンタクトホール５８ｂ、５９ａが形成されており、第１画素の第１中間電極５３ａと第２中間電極５５ａとが接続され、第２画素の反射電極５１と第２中間電極５３ｂがそれぞれ接続されている。
【００８３】
上述の構成による反射電極５１はシート抵抗を低くすることができ、表示領域面内における電位降下の発生を極めて小さく抑えられる。
【００８４】
また、光取り出し電極６１においても、配線層、反射層５１との接続により隣接する画素間で電位降下を極めて小さくすることができる。
【００８５】
本実施形態では、上述の構成のため、同時に発光駆動を行う反射電極５１と光取り出し電極６１は表示領域面内の画素において電位が等しい。任意の画素において、隣接する少なくとも２以上の画素において、反射電極および光取り出し電極の電位が等しい関係にある。よって、本実施形態の構成では、表示領域面内にて共通電極となる反射電極５１ならびに光取り出し電極６１での電位ムラを抑制し、シェーディングを抑制することができる。
【００８６】
本実施形態の有機ＥＬ表示装置の駆動は実施形態１と同様の方法で行うことができる。
（第４の実施形態）
図１２は本発明に係る表示装置の第４の実施形態たる有機ＥＬ表示装置の画素配列の一例を示した斜視図である。
【００８７】
図１２において、７１は反射電極、７３は第１中間電極、７５は第２中間電極、８１は光取り出し電極を示している。８４ａ、８４ｂは第２中間電極７５に接続される引き出し配線である。本実施形態の構成は、図７に示した有機ＥＬ表示装置の構成に対して、絶縁性基板上に駆動ＴＦＴを設けず、絶縁性基板上に引き出し配線８４ａ、８４ｂを設けて表示領域外に設けた駆動トランジスタで駆動するようにしている。つまり、第２の実施形態ではデータの書き込みを画素回路で行い、発光を線順次や点順次で行うようにしているが、本実施形態では、反射電極７１と光取り出し電極８１に順次走査信号を加え、中間電極７３、７５と接続される引き出し配線８４ａ、８４ｂにデータを信号を与えるパッシブマトリクス駆動を行っている。本実施形態では、駆動トランジスタをＴＦＴで構成しなくともよい。
【００８８】
以上説明した各実施形態では、表示装置の代表的な一例として有機ＥＬ表示装置を取り上げて説明したが、本発明は有機ＥＬ表示装置に限定されず、無機ＥＬ表示装置やその他の積層型表示装置にも適用可能である。また、第１の電極が光取り出し電極、第２の電極が反射電極である反射型表示装置を説明したが、反射電極を光取り出し電極として両面が表示可能な表示装置を構成することもできる。
【００８９】
本発明は二以上の発光層を有する表示装置に適用できる。各実施形態では、二層の中間電極が三層の発光層間に形成されているが、二層の発光層を有する場合には、中間電極は一層となる。
【００９０】
また、各実施形態では、三層の発光層と二層の中間電極とを有し、うち一層の中間電極を他の電極と短絡した画素を有する表示装置について説明した。しかし、二層の中間電極のいずれも短絡せず独立に駆動して、三層の発光層をすべて発光させる画素を持つ表示装置にも、本発明を適用することができる。
【００９１】
また、各実施形態では、Ｐ１とＰ２の２画素が組みになって１つの画像データを表示する構成になっている。しかし、本発明はこれに限定されず、上記の三層の発光層をすべて発光させる画素を用いて、１画素にＲＧＢの３原色を発光させ、それを１つの画像データの表示単位とするような表示装置にも適用できる。
【００９２】
さらに、第２から第４の実施形態では、反射電極、光取り出し電極がライン状に設けられているが、画素がハニカム状等に配置される場合もあり、かかる場合には画素配置に合わせて蛇行して反射電極、光取り出し電極が配置される場合もある。したがって、本発明おいては、反射電極、光取り出し電極がライン状に設けられなくてもよい。
【００９３】
また、第１の実施形態では反射電極、光取り出し電極がベタ電極で形成され、第２〜第４の実施形態では反射電極、光取り出し電極がライン状に形成された例について説明したが、反射電極、光取り出し電極の一方がベタ電極、他方がライン状に形成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明はＥＬ表示装置、特に有機ＥＬ表示装置に用いられる。具体的には、携帯電話の表示部、平面テレビ、カメラのビューファインダ等に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明に係わる表示装置の第１の実施形態たる有機ＥＬ表示装置の画素配列の一例を示した上面図である。
【図２】第１の実施形態における有機ＥＬ表示装置の１画素を示す概略断面図である。
【図３】第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置の電極の配置を示す斜視図である。
【図４】第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置の斜視図である。
【図５】第１の実施形態における有機ＥＬ表示装置の等価回路を示す図である。
【図６】第１の実施形態における有機ＥＬ表示装置において、電源の波形の一例を示す図である。
【図７】本発明に係る表示装置の第２の実施形態を示す有機ＥＬ表示装置の画素配列の一例を示した斜視図である。
【図８】本発明に係る表示装置の第２の実施形態における別の構成例を示す有機ＥＬ表示装置の画素配列の一例を示した斜視図である。
【図９】本発明に係る表示装置の第２の実施形態を示す有機ＥＬ表示装置の１画素を示す概略断面図である。
【図１０】本発明に係る表示装置の第３の実施形態を示す有機ＥＬ表示装置の画素配列の一例を示した斜視図である。
【図１１】本発明に係る表示装置の第３の実施形態を示す有機ＥＬ表示装置の１画素を示す概略断面図である。
【図１２】本発明に係る表示装置の第４の実施形態を示す有機ＥＬ表示装置の画素配列の一例を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００９６】
１  表示領域
２  画素
１０  絶縁性基板
１１  光取り出し電極
１２  第１有機発光層
１３ａ、１３ｂ  第１中間電極
１４  第２有機発光層
１５ａ、１５ｂ  第２中間電極
１６  第３有機発光層
１７ａ、１７ｂ  コンタクトホール
２１  反射電極
２２  保護膜
２３  電源
３０  絶縁性基板
３１  反射電極
３２  第１有機発光層
３３ａ、３３ｂ  第１中間電極
３４  第２有機発光層
３５ａ、３５ｂ  第２中間電極
３６  第３有機発光層
３８ｂ、３９ａ  コンタクトホール
４１  光取り出し電極
４２  保護膜
４３  電源手段
５０  絶縁性基板
５１  反射電極
５２  第１有機発光層
５３ａ、５３ｂ  第１中間電極
５４  第２有機発光層
５５ａ、５５ｂ  第２中間電極
５６  第３有機発光層
５８ｂ  コンタクトホール
６１  光取り出し電極
６２  保護膜
６３  電源手段
１０１ａ、１０１ｂ  スイッチング用ＴFＴ
１０２ａ、１０２ｂ  駆動用ＴFＴ
１０３ａ、１０３ｂ  コンデンサ
１０５  ゲート信号線
１０６ａ、１０６ｂ  ソース信号線
１０７  電源供給線
Ｐ１  第１画素
Ｐ２  第２画素
【図１】
2010021098.tif 000003
【図２】
2010021098.tif 000004
【図３】
2010021098.tif 000005
【図４】
2010021098.tif 000006
【図５】
2010021098.tif 000007
【図６】
2010021098.tif 000008
【図７】
2010021098.tif 000009
【図８】
2010021098.tif 000010
【図９】
2010021098.tif 000011
【図１０】
2010021098.tif 000012
【図１１】
2010021098.tif 000013
【図１２】
2010021098.tif 000014