(57)【要約】【課題】表示性能の低下を防止することができ、しかも、製造歩留まりを改善することが可能な表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】  デルタ配列された複数の画素からなる表示エリアを備えた表示装置であって、支持基板上において画素毎に配置された画素回路と、画素毎に配置されるとともに画素回路に接続された第１電極と、各画素を区画するとともに第１電極を正六角形状に露出する隔壁７０と、隔壁７０から露出した第１電極６０上に配置された光活性層６４と、光活性層６４上に配置された第２電極６６と、を備えたことを特徴とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デルタ配列された複数の画素からなる表示エリアを備えた表示装置であって、
支持基板上において画素毎に配置された画素回路と、
画素毎に配置されるとともに前記画素回路に接続された第１電極と、
各画素を区画するとともに前記第１電極を六角形状に露出する隔壁と、
前記隔壁から露出した前記第１電極上に配置された光活性層と、
前記光活性層上に配置された第２電極と、
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記光活性層は、低分子系の有機化合物によって形成された発光層を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１電極は、反射層を含み、
前記発光層で発光した光を前記第２電極側から放射するトップエミッションタイプの自発光性素子を構成することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記画素回路は、前記第１電極と前記支持基板との間に配置されたことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示エリアにおいて、Ｎ行目（但しＮは正の整数）の画素における前記画素回路は、（Ｎ＋１）行目の画素における前記画素回路のパターンを列方向について反転したパターンであることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表示装置に係り、特に、複数の自発光性素子によって構成された表示装置における画素の配列パターンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置が注目されている。この有機ＥＬ表示装置は、自発光性素子の表示素子を備えて構成されていることから、視野角が広く、バックライトを必要とせず薄型化が可能であり、消費電力が抑えられ、且つ応答速度が速いといった特徴を有している。
【０００３】
これらの特徴から、有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置に代わる、次世代平面表示装置の有力候補として注目を集めている。このような有機ＥＬ表示装置は、表示素子として、基板上において陽極と陰極との間に発光機能を有する有機化合物を含む光活性層を保持した有機ＥＬ素子を備えている。光活性層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等を含んでいる。
【０００４】
このような有機ＥＬ表示装置において、画素の配列パターンは種々提案されている。例えば、特許文献１によれば、有機ＥＬ素子の発光領域や、有機ＥＬ素子を駆動する駆動用トランジスタ及び有機ＥＬ素子を選択するための画素選択用トランジスタを形成するトランジスタ形成領域について、デルタ配列したトップエミッションタイプの有機ＥＬ表示装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００５−１００７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
有機ＥＬ素子としては、大別すると、低分子系材料を用いて形成した素子構成と、高分子系材料を用いて形成した素子構成とがある。特に、低分子系材料を用いた素子構成においては、有機分子線蒸着法あるいは真空蒸着法などのドライプロセスを適用することにより形成される例が多く、積層構造を容易に形成しやすい。このような素子構成においては、開口部の形状つまり各画素を区画する隔壁から露出する領域の形状は四角形にしたものが一般的である。
【０００６】
しかしながら、光活性層を構成する低分子系の発光材料そのものは、水分や不純物に敏感である。このため、このような発光材料が隔壁から浸透してきた水分や不純物に触れると、失活してしまい、陽極と陰極との間に電流を流しても発光しない非点灯画素が発生する。また、隔壁から露出した陽極に異物が付着した場合には、後に成膜される陰極とショートを起こすため、非点灯画素が発生する。このため、製造歩留まりが低下するといった問題を引き起こす。
【０００７】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、表示性能の低下を防止することができ、しかも、製造歩留まりを改善することが可能な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】
この発明の態様による表示装置は、
デルタ配列された複数の画素からなる表示エリアを備えた表示装置であって、
支持基板上において画素毎に配置された画素回路と、
画素毎に配置されるとともに前記画素回路に接続された第１電極と、
各画素を区画するとともに前記第１電極を六角形状に露出する隔壁と、
前記隔壁から露出した前記第１電極上に配置された光活性層と、
前記光活性層上に配置された第２電極と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、表示性能の低下を防止することができ、しかも、製造歩留まりを改善することが可能な表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態では、表示装置として、自己発光型表示装置、例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置を例にして説明する。
【００１１】
図１に示すように、有機ＥＬ表示装置１は、アレイ基板１００と、アレイ基板１００に対向して配置された封止基板２００とを備えて構成されている。この有機ＥＬ表示装置１は、画像を表示する略矩形状の表示エリア１０１を有している。封止基板２００は、少なくとも表示エリア１０１を密封するようにシール材４００を介してアレイ基板１００に貼り合せられている。
【００１２】
この実施の形態では、特に、表示エリア１０１は、デルタ配列された複数の画素ＰＸによって構成されている。デルタ配列とは、隣接する３つの画素が三角形の頂点に対応するような配列である。カラー表示タイプの有機ＥＬ表示装置１においては、表示エリア１０１は、複数種類の色画素によって構成される。例えば、図１に示した有機ＥＬ表示装置１においては、表示エリア１０１は、３原色に対応した色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成されている。このような構成では、３種類の色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）がデルタ配列され、１単位画素を構成している。
【００１３】
また、この実施の形態では、色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のそれぞれは、六角形状であり、デルタ配列されているため、最密の配列パターン（ハニカムパターン）が構成されている。
【００１４】
アレイ基板１００上において、各色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、画素回路１０及び画素回路１０によって駆動制御される表示素子４０を備えている。この実施の形態では、画素回路１０は、電流駆動方式の回路構成を採用しているが、これ以外の回路構成を採用しても良い。
【００１５】
図２に示すように、画素回路１０は、表示素子４０に供給する電流量を制御する駆動トランジスタＴｒと、サンプル・ホールドスイッチとして機能する第１スイッチ素子Ｓｗ１及び第２スイッチ素子Ｓｗ２と、蓄積容量素子Ｃｓと、を含んでいる。さらに、画素回路１０は、駆動トランジスタＴｒから表示素子４０への駆動電流の供給を制御する第３スイッチ素子Ｓｗ３を含んでいる。
【００１６】
第１スイッチ素子Ｓｗ１及び第２スイッチ素子Ｓｗ２のゲート電極は、選択信号が供給される第１制御線に接続されている。この第１スイッチ素子Ｓｗ１は、駆動トランジスタＴｒのゲート電極とドレイン電極との間に接続されている。第２スイッチ素子Ｓｗ２のソース電極は信号線に接続されており、また、ドレイン電極は駆動トランジスタＴｒのドレイン電極に接続されている。蓄積容量素子Ｃｓは、駆動トランジスタＴｒのゲート電極と定電位端子、ここでは駆動トランジスタＴｒのソース電極との間に接続されている。
【００１７】
駆動トランジスタＴｒのソース電極は電源線に接続されており、また、ドレイン電極は、第３スイッチ素子Ｓｗ３のソース電極に接続されている。第３スイッチ素子Ｓｗ３のゲート電極は、輝度制御信号が供給される第２制御線に接続されている。この第３スイッチ素子Ｓｗ３は、駆動トランジスタＴｒと表示素子４０との間に接続されている。
【００１８】
これら駆動トランジスタＴｒ、第１スイッチ素子Ｓｗ１、第２スイッチ素子Ｓｗ２、及び、第３スイッチ素子Ｓｗ３は、薄膜トランジスタによって構成され、その半導体層は、ポリシリコンによって形成されている。
【００１９】
第１制御線及び第２制御線は、表示エリア１０１における行方向（すなわち図中のＹ方向）に沿って配置されている。これらの第１制御線及び第２制御線は、行方向に直線的に並んだ色画素に対応してこれらの色画素で共有されるように行方向に沿ってほぼ直線状に形成されている。信号線及び電源線は、表示エリア１０１における列方向（すなわち図中のＸ方向）に沿って配置されている。信号線は、列方向にジグザグに並んだ色画素に対応してこれらの色画素で供給されるように列方向に沿って矩形状に形成されている。このように、色画素を六角形状としている一方で、色画素のそれぞれに備えられる画素回路１０については、矩形状の信号線に対応して四角形状としている。
【００２０】
表示エリア１０１においては、図２に示すように、Ｎ行目（但しＮは正の整数）の色画素における画素回路１０は、（Ｎ＋１）行目の色画素における画素回路１０のパターンを列方向について反転したパターンとなっている。つまり、Ｎ行目の色画素における画素回路１０のパターンと、（Ｎ＋１）行目の色画素における画素回路１０のパターンとは、列方向について線対称となるように各構成を配置している。このようなパターンを採用したことにより、必要以上に配線長が長くなることを防止でき、また、蓄積容量素子Ｃｓの容量を十分に確保することができ、さらに、他の配線と容量を持つといった設計上の制約がなくなる。
【００２１】
表示素子４０は、自発光素子である有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成されている。すなわち、赤色画素ＰＸＲは、主に赤色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｒを備えている。緑色画素ＰＸＧは、主に緑色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｇを備えている。青色画素ＰＸＢは、主に青色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｂを備えている。
【００２２】
各種有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の構成は、基本的に同一である。すなわち、図３に示すように、アレイ基板１００は、配線基板１２０の主面側に配置された複数の有機ＥＬ素子４０を備えている。なお、配線基板１２０は、ガラス基板やプラスチックシートなどの絶縁性の支持基板１１０を用いて形成されている。すなわち、配線基板１２０は、支持基板１１０上において色画素毎に配置された画素回路１０や、表示エリア１０１の周辺に配置された駆動回路の少なくとも一部、フレキシブル基板などの外部信号源と接続される接続部、さらに、表示エリア１０１に配置された各種配線（第１制御線、第２制御線、信号線、電源線等）などを備えて構成されている。
【００２３】
図３に示すように、支持基板１１０上には、アンダーコート層１１１が配置されている。アンダーコート層１１１上には、画素回路１０を構成する各種薄膜トランジスタの半導体層１１２が配置されている（図３においては、第３スイッチ素子Ｓｗ３のみを図示している）。この半導体層１１２は、例えばポリシリコン層であり、ソース１１２Ｓとドレイン１１２Ｄとでチャネル１１２Ｃを挟持している。半導体層１１２上には、ゲート絶縁膜１１３が配置されている。
【００２４】
ゲート絶縁膜１１３上には、各種薄膜トランジスタのゲート電極Ｇのほかに、図示しない第１制御線や第２制御線などが配置されている。ゲート絶縁膜１１３やゲート電極Ｇなどは、層間絶縁膜１１４によって被覆されている。層間絶縁膜１１４上には、各種薄膜トランジスタのソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄのほかに、図示しない信号線などが配置されている。層間絶縁膜１１４やソース・ドレイン電極などは、パッシベーション膜１１５によって被覆されている。
【００２５】
パッシベーション膜１１５上には、有機ＥＬ素子４０が配置されている。つまり、画素回路１０は、支持基板１１０と有機ＥＬ素子４０を構成する第１電極６０との間に配置されている。
【００２６】
この有機ＥＬ素子４０は、色画素ＰＸ毎に配置され画素回路１０に接続された第１電極６０と、第１電極６０に対向して配置され（すなわち第１電極６０よりも封止基板２００側に配置され）複数の色画素ＰＸに共通に配置された第２電極６６と、これら第１電極６０と第２電極６６との間に保持された光活性層６４と、によって構成されている。
【００２７】
有機ＥＬ素子４０を構成する第１電極６０は、略六角形に形成され、パッシベーション膜１１５上に配置されている。この第１電極６０は、６角形のうちの少なくとも１頂点については３画素が隣接する箇所まで延在し、パッシベーション膜１１５に設けたコンタクトホール１１６を介して第３スイッチ素子Ｓｗ３のドレイン電極Ｄに接続されている。
【００２８】
トップエミッションタイプを採用した構成では、この第１電極６０は、光反射性を有する反射層を含んでいる。すなわち、第１電極６０は、図３に示したように、光反射性を有する導電材料を用いて電極としての機能と反射層としての機能を兼ね備えた単層として形成しても良いが、光透過性を有する導電材料を用いて第１電極６０を形成した場合には、第１電極６０の配線基板１２０側に光反射性を有する導電材料を用いて形成された反射層と組み合わせた２層構造としても良い。また、ボトムエミッションタイプを採用した構成では、この第１電極６０は、光透過性を有する導電材料、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）などを用いて形成される。
【００２９】
光活性層６４は、第１電極６０上に配置され、少なくとも発光層６４Ａを含んでいる。この光活性層６４は、発光層６４Ａ以外の機能層を含むことができ、例えば、ホール注入層、ホール輸送層、ホールブロック層、電子輸送層、電子注入層、バッファ層などの機能層を含むことができる。この光活性層６４は、複数の機能層を複合した単層で構成されても良いし、各機能層を積層した多層構造であっても良い。光活性層６４においては、発光層６４Ａが有機系材料であればよく、発光層６４Ａ以外の層は無機系材料でも有機系材料でも構わない。光活性層６４において、発光層６４Ａ以外の機能層は共通層であってもよい。発光層６４Ａは、赤、緑、または青にそれぞれ発光する発光機能を有した低分子系材料の有機化合物によって形成される。このような構成の光活性層６４は、真空蒸着法などのドライプロセスを用いて形成可能である。
【００３０】
第２電極６６は、各色画素の光活性層６４上に配置されている。トップエミッションタイプを採用した構成では、この第２電極６６は、光透過性を有する導電材料を用いて形成される。また、ボトムエミッションタイプを採用した構成では、第２電極６６は、光反射性を有する導電材料、例えばアルミニウム（Ａｌ）などを用いて形成される。
【００３１】
また、アレイ基板１００は、表示エリア１０１において、少なくとも隣接する色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）間を分離する（すなわち各画素を区画する）隔壁７０を備えている。この隔壁７０は、第１電極６０の縁に沿って配置され、第１電極６０を露出する隔壁７０の開口形状が正六角形となるよう形成されている。この隔壁７０は、例えば樹脂材料によって形成される。上述した説明では、第１電極６０を正六角形としたが、少なくとも隔壁７０から露出する第１電極６０が正六角形であれば、第１電極６０自体の形状は正六角形に限らない。
【００３２】
この実施の形態によれば、画素の有効部が同一面積で四角形の場合と比べて外周の長さを短縮することが可能となる。ここでは、画素ＰＸにおいて、光活性層６４が第１電極６０と第２電極６６とで挟持された部分（つまり第１電極６０が隔壁７０から露出している部分）を実質的に表示に寄与する有効部とする。
【００３３】
すなわち、図４に示すように、正六角形の有効部ＡＣＴ１と、この有効部ＡＣＴ１と同一面積で且つ長方形の有効部ＡＣＴ２とで、それぞれの有効部の外周を比較する。有効部ＡＣＴ１の一辺の長さをａとした場合、有効部ＡＣＴ１の外周は６ａとなり、また、有効部ＡＣＴ１の面積は（３＊（３）１／２＊ａ２）／２となる。この有効部ＡＣＴ１と同一面積の有効部ＡＣＴ２は、たとえば長辺が（３）１／２＊ａであり短辺が（３＊ａ）／２の長方形となり、有効部ＡＣＴ２の外周は（３＋２＊（３）１／２）＊ａとなる。この場合、有効部ＡＣＴ１の外周の長さは、有効部ＡＣＴ２の外周に比べて７．１％減となる。また、有効部ＡＣＴ１と同一面積の正方形の有効部を考えた場合、有効部ＡＣＴ１の外周の長さは、正方形の有効部の外周に比べて６．９％減となる。
【００３４】
このように、有効部の外周の長さを短縮することができたため、有効部を囲む隔壁７０の長さも短縮することができる。このため、隔壁７０に含まれる水分及び隔壁７０を介して浸透する水分の光活性層６４への浸入を抑制することができ、また、隔壁７０からの不純物の浸入も抑制することができる。
【００３５】
したがって、水分や不純物に敏感な低分子系材料からなる発光材料を適用した場合であっても劣化を抑制することができる。このため、表示性能の劣化を防止することができ、信頼性の高い表示装置を提供することが可能となる。また、製造歩留まりを改善することも可能となる。
【００３６】
また、この実施の形態によれば、画素の有効部における内角を拡大することが可能となる。すなわち、図５Ａに示すように、正六角形の有効部ＡＣＴ１については、隔壁７０が交差する部分の内角は１２０°となる。一方、図５Ｂに示すように、四角形、特に長方形または正方形の有効部ＡＣＴ２については、内角は９０°となる。このような構成により、隔壁７０を形成した工程の後、第２電極６６が形成されるまでの間に、有効部内への固形異物の堆積を低減させることが可能となる。
【００３７】
したがって、固形異物の付着に伴う第１電極６０と第２電極６６との間のショートを防止することが可能となる。このため、表示性能の劣化を防止することができ、信頼性の高い表示装置を提供することが可能となる。また、製造歩留まりを改善することも可能となる。
【００３８】
さらに、上述した実施の形態によれば、表示素子４０は、発光層６４Ａで発光した光を第２電極６６側から放射するトップエミッションタイプを採用することにより、発光効率を改善することが可能となる。すなわち、画素回路１０は、支持基板１１０と表示素子４０との間に配置されている。画素回路１０の構成が複雑化した場合や、十分な容量を確保する必要がある場合には、隔壁７０の下層だけを利用して画素回路１０を配置することは困難である。また、この実施の形態のように、画素が列方向にジグザグに配置されるような場合には、列方向に延びる配線を隔壁７０に沿って配置しようとすると、直線的に形成することは困難であり、配線長が長くなってしまう。
【００３９】
これらの理由から、画素回路１０は、隔壁７０の下層のみにとどまらず、有効部の下層も利用して配置することが望ましい。このような構成により、画素回路１０の設計の自由度が増し、必要な性能を確保しやすくなる。
【００４０】
一方で、発光層６４Ａで発光した光を第１電極６０側から放射するボトムエミッションタイプを採用した場合、有効部の下層に配置された画素回路１０によって遮光されてしまう。すなわち、第１電極６０を透過した光の一部は、画素回路１０を構成する電極や配線によって反射されたり吸収されたりしてロスとなり、結果的に表示に寄与しなくなる。
【００４１】
これに対して、トップエミッションタイプを採用した場合には、画素回路１０の影響を受けることなく、第２電極６６を透過した光の略すべてを表示に寄与させることができる。このため、発光効率を向上することが可能となる。
【００４２】
（実施例）
この実施例においては、ボトムエミッションタイプを採用した場合について説明する。
【００４３】
まず、支持基板１１０上に絶縁層、半導体層、金属層などについて、成膜やパターンニングなどを繰り返し行うことにより、縦２４０画素、横３２０×３（Ｒ，Ｇ，Ｂ）画素のそれぞれに対応して画素回路１０を備えた配線基板１２０を用意する。そして、この配線基板１２０上に光透過性を有する導電材料としてＩＴＯを成膜した後、パターニングする。これにより、各画素に対応するように六角形の第１電極６０が形成される。この第１電極６０は、パッシベーション膜のコンタクトホールを介して第３スイッチ素子Ｓｗ３のドレイン電極とコンタクトしている。
【００４４】
続いて、アクリル樹脂を成膜した後、各画素の有効部に対応するようにパターニングする。このとき、アクリル樹脂は、第１電極６０自身が作り出す段差によって短絡しないようにするために第１電極６０の端部を覆うとともに、六角形状に第１電極６０を露出するように除去される。そして、アクリル樹脂を硬化した後に、さらに２２０℃で３０分間のベーク処理を行う。これにより、隔壁７０が形成され、有効部を構成するように隔壁７０から露出した第１電極６０は平坦となった。
【００４５】
続いて、真空蒸着法により、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、ホールブロック層、電子輸送層、及び、電子注入層としてそれぞれ機能する低分子系の有機化合物を成膜する。これにより、第１電極６０上に光活性層６４が形成される。さらに、真空蒸着法により、光反射性を有する導電材料としてアルミニウムを成膜する。これにより、光活性層６４上に第２電極６６が形成される。
【００４６】
このようにして配線基板１２０上に有機ＥＬ素子４０を配置したアレイ基板１００に対して、乾燥剤を貼りつけた封止基板２００を貼り合せ、表示装置を完成させた。この表示装置を温度８５℃、湿度８５％の条件下で信頼性試験を行った。なお、比較例として、有効部の面積が同一であり且つ有効部を長方形とした以外は同一条件で作成した表示装置を用意し、これについても同様の信頼性試験を行った。
【００４７】
これによれば、比較例では、発光層の失活により８０００時間で非点灯画素の発生が確認されたのに対して、本実施形態では、８５００時間で非点灯画素の発生が確認され、有効部を六角形とすることによって、発光材料が失活しにくいことが確認された。
【００４８】
なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した有機ＥＬ表示装置の画素回路の構成を概略的に示す図である。
【図３】図３は、図１に示した有機ＥＬ表示装置の１画素分の構造を概略的に示す断面図である。
【図４】図４は、六角形の画素とこれと同一面積の四角形の画素とでの辺の長さの差を比較するための図である。
【図５Ａ】図５Ａは、四角形の画素における隔壁の内角を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、六角形の画素における隔壁の内角を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…色画素、１…有機ＥＬ表示装置、１０…画素回路、４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…有機ＥＬ素子、６０…第１電極、６４…光活性層、６６…第２電極、７０…隔壁、１００…アレイ基板、１０１…表示エリア、１１０…支持基板、１２０…配線基板、２００…封止基板、４００…シール材
【図１】
2008123867.tif 000003
【図２】
2008123867.tif 000004
【図３】
2008123867.tif 000005
【図４】
2008123867.tif 000006
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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