(57)【要約】【課題】比較的高密度で作成できる低温ポリシリコンＴＦＴ及び有機ＥＬ素子を共通の基板上に形成した有機ＥＬ表示装置を提供する。【解決手段】基板上に形成された電源ライン、走査ライン及びデータラインの交点近傍にマトリクス状に配置された発光部毎に、対向する１対の電極及び１対の電極の間に積層された有機発光層を含む有機材料層を有する有機ＥＬ素子が設けられた有機ＥＬ表示装置であって、各々が走査ライン及びデータラインに接続されかつこれらから供給される信号に対応して電源ラインから有機ＥＬ素子へ電力を供給する２以上のスイッチ回路を、電源ライン及び有機ＥＬ素子間に、並列接続して設ける。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された電源ライン、走査ライン及びデータラインの交点近傍にマトリクス状に配置された発光部毎に、対向する１対の電極及び前記１対の電極の間に積層された有機発光層を含む有機材料層を有する有機ＥＬ素子が設けられた有機ＥＬ表示装置であって、
各々が前記走査ライン及びデータラインに接続されかつこれらから供給される信号に対応して前記電源ラインから前記有機ＥＬ素子へ電力を供給する２以上のスイッチ回路が、前記電源ライン及び前記有機ＥＬ素子間に、並列接続して設けられていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記スイッチ回路の各々は、少なくとも２つの低温ポリシリコン薄膜トランジスタとコンデンサとから構成されることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記スイッチ回路の各々は、前記走査ライン及びデータラインに接続された第１低温ポリシリコン薄膜トランジスタと、前記第１低温ポリシリコン薄膜トランジスタ、前記電源ライン及び前記有機ＥＬ素子に接続された第２低温ポリシリコン薄膜トランジスタと、前記第１低温ポリシリコン薄膜トランジスタに接続されたコンデンサと、から構成されることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記有機ＥＬ素子の前記基板側の反対側の電極が光透過性の材料からなり、前記スイッチ回路の各々は前記基板と前記有機ＥＬ素子との間に配置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記基板は光透過性の材料からなり、前記有機ＥＬ素子の前記基板側の電極が光透過性の材料からなり、前記スイッチ回路の各々は前記基板上の前記有機ＥＬ素子の周囲に配置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子及びホールの注入によって発光する有機化合物材料のエレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬともいう）を利用した有機ＥＬ材料の薄膜からなる発光層を備えている有機ＥＬ素子からなる複数の発光部が規則的に配置された表示配列を有する有機ＥＬ表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子の複数をマトリクス状に配列して構成される有機ＥＬ表示装置は、低消費電力及び高表示品質並びに薄型化が可能なディスプレイとして注目されている。
有機ＥＬ素子は、例えばインジウム錫酸化物いわゆるＩＴＯからなる透明電極が形成されたガラス板などの透明基板上に、有機電子輸送層、有機発光層、有機ホール輸送層などの少なくとも１層の有機材料層、及び金属電極が積層された自発光素子として知られている。透明電極の陽極に正、金属電極の陰極に負の電圧を加えることにより、電荷が蓄積され、続いて素子固有の障壁電圧または発光閾値電圧を越えると、電流が流れ初め、この直流にほぼ比例した強度で発光する。
【０００３】
有機ＥＬ素子を用いた表示パネルとして、有機ＥＬ素子を単にマトリクス状に配置した単純マトリクス型表示パネルと、マトリクス状に配置した有機ＥＬ素子の各々にトランジスタからなる駆動素子を加えたアクティブマトリクス型表示パネルがある。アクティブマトリクス型表示パネルは単純マトリクス型表示パネルに比べて、低消費電力であり、また画素間のクロストークが少ないなどの利点を有し、特に大画面ディスプレイや高精細度ディスプレイに適している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
アクティブマトリクス駆動方式の表示装置は、発光部毎に、例えば低温ポリシリコンからなる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いてスイッチングによって画素毎に電流を供給して有機ＥＬ素子を発光させるようにしたものである。
有機ＥＬ表示装置としては大型ディスプレイパネルに対する需要が多いので、アクティブマトリクス型表示パネルの駆動トランジスタには、低温ポリシリコンＴＦＴが有効である。
【０００５】
しかしながら、低温ポリシリコンＴＦＴを有機ＥＬ表示装置に適用する場合には次のような問題がある。例えば、大型基板上のポリシリコンＴＦＴの良品比率を極めて高く維持しないと、発光部の欠落を引き起こし、製品の歩留まりが低下する。また、ポリシリコンＴＦＴはチャネル部が多結晶であるので、単結晶シリコンＴＦＴより電気特性バラツキが大きい。よって、低温ポリシリコンＴＦＴをアクティブマトリクス駆動方式の有機ＥＬ表示装置の大型ディスプレイパネルに用いる場合、表示装置の高価格化は避けられない。
【０００６】
そこで、本発明の解決しようとする課題には、比較的高密度で作成できる低温ポリシリコンＴＦＴ及び有機ＥＬ素子を共通の基板上に形成した有機ＥＬ表示装置を提供することが一例として挙げられる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の有機ＥＬ表示装置は、基板上に形成された電源ライン、走査ライン及びデータラインの交点近傍にマトリクス状に配置された発光部毎に、対向する１対の電極及び前記１対の電極の間に積層された有機発光層を含む有機材料層を有する有機ＥＬ素子が設けられた有機ＥＬ表示装置であって、各々が前記走査ライン及びデータラインに接続されかつこれらから供給される信号に対応して前記電源ラインから前記有機ＥＬ素子へ電力を供給する２以上のスイッチ回路が、前記電源ライン及び前記有機ＥＬ素子間に、並列接続して設けられていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明による実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１に、アクティブマトリクス駆動方式による実施形態の有機ＥＬ表示装置を示す。表示装置は、表示パネル１０１と、アドレスドライバ１１０と、データドライバ１２０と、コントローラ１３０と、を有している。
【０００９】
表示パネル１０１は、図１に示すように、それぞれ所定間隔で平行に形成されているｎ本の走査ラインＳＬ１〜ＳＬｎとそれぞれ所定間隔で平行に形成されているｍ本のデータラインＤＬ１〜ＤＬｍとを備えており、走査ライン及びデータラインは所定間隔を隔てて互いに直角となるように形成されている。さらに、表示パネル１０１は、それぞれが走査ライン及びデータラインとの各交点に対応する部分に形成されているｎ×ｍ個の発光部１０２を備えている。各走査ラインの一端はアドレスドライバ１１０に接続され、各データラインの一端はデータドライバ１２０に接続されている。
【００１０】
アドレスドライバ１１０は、走査ラインＳＬ１〜ＳＬｎに１本ずつ順に電圧を印加する。
データドライバ１２０は、発光部１０２を発光させるためのデータ電圧を、データラインＤＬ１〜ＤＬｍに印加する。
コントローラ１３０は、アドレスドライバ１１０及びデータドライバ１２０に接続され、予め供給された画像データに従って、アドレスドライバ１１０及びデータドライバ１２０の動作を制御する。
【００１１】
発光部１０２は、図２に示すように、それぞれが走査ラインＳＬ及びデータラインＤＬにラインＳｓｕｂ及びＤｓｕｂを介して接続されかつこれら走査ラインＳＬ及びデータラインＤＬから供給される信号に対応して電源ラインＶｃｃＬからラインＶｓｕｂを介して有機ＥＬ素子１５へ電力を供給する３つのスイッチ回路ＳＷを備えている。３つのスイッチ回路ＳＷは電源ラインＶｃｃＬ及び前記有機ＥＬ素子１５の間に並列接続されている。
【００１２】
スイッチ回路ＳＷの各々は、図３に示すように、選択用トランジスタのアドレス用低温ポリシリコンＴＦＴ１１と、駆動用トランジスタのドライブ用低温ポリシリコンＴＦＴ１２と、コンデンサ１３と、有機ＥＬ素子１５と、から構成されている。
図２及び図３において、アドレス用低温ポリシリコンＴＦＴ１１のゲート電極Ｇは、アドレス信号が供給される走査ラインＳＬにラインＳｓｕｂを介して接続され、アドレス用低温ポリシリコンＴＦＴ１１のソース電極Ｓはデータ信号が供給されるデータラインＤＬにラインＤｓｕｂを介して接続されている。アドレス用低温ポリシリコンＴＦＴ１１のドレイン電極Ｄはドライブ用低温ポリシリコンＴＦＴ１２のゲート電極Ｇに接続され、コンデンサ１３の一方の端子に接続されている。ドライブ用低温ポリシリコンＴＦＴ１２のソース電極Ｓはコンデンサ１３の他方の端子と共に電源ラインＶｃｃＬにラインＶｓｕｂを介して接続されている。ドライブ用低温ポリシリコンＴＦＴ１２のドレイン電極Ｄは有機ＥＬ素子１５の陽極にラインＯＵＴを介して接続され、有機ＥＬ素子１５の陰極は共通電極ｃｏｍに接続されている。
【００１３】
図２に示す電源ラインＶｃｃＬ及び各有機ＥＬ素子１５の陰極が接続された共通電極ｃｏｍは、これらに電力を供給する電圧源に接続されている。
この回路の発光制御動作について述べると、先ず、図１に示すアドレスドライバ１１０からスイッチ回路ＳＷのアドレス用低温ポリシリコンＴＦＴ１１のゲート電極Ｇにオン電圧が供給されると、アドレス用低温ポリシリコンＴＦＴ１１はソース電極Ｓに供給されるデータの電圧に対応した電流をソース電極Ｓからドレイン電極Ｄへ流す。アドレス用低温ポリシリコンＴＦＴ１１のゲート電極Ｇがオフ電圧であるとアドレス用低温ポリシリコンＴＦＴ１１はいわゆるカットオフとなり、アドレス用低温ポリシリコンＴＦＴ１１のドレイン電極Ｄはオープン状態となる。従って、アドレス用低温ポリシリコンＴＦＴ１１のゲート電極Ｇがオン電圧の期間に、コンデンサ１３は充電され、その電圧がドライブ用低温ポリシリコンＴＦＴ１２のゲート電極Ｇに供給されて、ドライブ用低温ポリシリコンＴＦＴ１２にはそのゲート電圧とソース電圧に基づいた電流がソース電極Ｓからドレイン電極Ｄへ流れ、ラインＯＵＴを介して有機ＥＬ素子１５を発光せしめる。また、アドレス用低温ポリシリコンＴＦＴ１１のゲート電極Ｇがオフ電圧になると、アドレス用低温ポリシリコンＴＦＴ１１はオープン状態となり、ドライブ用低温ポリシリコンＴＦＴ１２はコンデンサ１３に蓄積された電荷によりゲート電極Ｇの電圧が保持され、次の走査まで駆動電流を維持し、有機ＥＬ素子１５の発光も維持される。
【００１４】
かかる実施形態によれば、有機ＥＬ素子１５を駆動するスイッチ回路ＳＷの複数をを、電源ラインＶｃｃＬ及び有機ＥＬ素子１５間に、並列接続して設けてあるので、有機ＥＬ表示装置の大型基板上にて大量のＴＦＴ作製工程途中においても、発光部あたり全てのＴＦＴが同時に不良とならない限り、残存するＴＦＴで有機ＥＬ素子１５のスイッチング駆動が可能となるので、発光部の欠落発生が減少し、製品の歩留まりが向上する。
【００１５】
有機ＥＬ表示装置の大型基板パネルを作る際に、ガラス基板にシリコン膜を塗布する工程には高温度を必要とする。アモルファスシリコンを使った通常のＴＦＴ基板では、ほぼ５００度を越える温度で行なわれるが、これがポリシリコンＴＦＴ場合、さらに高温の１０００度程度必要であり、耐熱性の高価な石英ガラスが要求されていた。
【００１６】
比較的低温でポリシリコン膜の塗布を行なって作製しているＴＦＴが低温ポリシリコンＴＦＴであるが、具体的には、シリコン膜塗布に炉などを使うのではなく、シリコン膜を形成する際に例えばエキシマレーザーを使うなど部分的加熱方法が実行される。局所加熱でシリコンを瞬時に融解、結晶化させ、すなわち、瞬間的に溶融し冷却して結晶化が起こるため、基板の温度上昇を低く抑えることができる。このように、摂氏６００度以下や４５０度以下というような低い温度でポリシリコン薄膜が形成できるようになり、その後の素子の形成方法はどんな方法でも構わないが、例えばスパッタ法、ＥＢ蒸着法、抵抗加熱蒸着法、ＣＶＤ法、印刷法、などを組み合わせて用いることができる。パターン形成法も任意の方法で構わないが、例えばフォトエッチング法、マスク蒸着法、などを用いることができる。
【００１７】
低温ポリシリコンＴＦＴであれば、例えば光学ガラス、ガラス板とプラスチック板の張り合わせたものを基板として用いることができる。例えば、図４に示すように光透過性ガラス基板１上に、データラインＤＬ及び走査ラインＳＬを埋設して配線し、それぞれに接続するラインＤｓｕｂ及びＳｓｕｂをビア又はスルーホールとして配線し、その上に４つのスイッチ回路ＳＷをそれぞれ図３に示す回路にて作製する。有機ＥＬ素子１５の基板１側の電極は光透過性の材料例えばＩＴＯからなり、スイッチ回路ＳＷの各々は基板１上の有機ＥＬ素子１５の周囲に配置されている。このようにして、いわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置が得られる。
【００１８】
なお、アドレス用低温ポリシリコンＴＦＴ１１及びドライブ用低温ポリシリコンＴＦＴ１２の各々は、例えばボトムゲート型の場合、基板１上にゲート電極が成膜され、その上にゲート絶縁膜が成膜され、その上に低温ポリシリコン膜が成膜され、その上に対向離間するようにソース電極及びドレイン電極がフォトリソグラフィやエッチング技術により形成され、その上に保護膜などが成膜される。ゲート電極によりソース電極及びドレイン電極の間に電界を印加せしめると、その間にチャネルを形成できるように構成されている。
【００１９】
有機ＥＬ素子１５は画素電極、有機材料層及び共通電極から構成される。有機材料層は、通常、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層など複数の層で構成されるが、少なくとも発光層を含んでいればよい。有機材料層はその発光色により画素毎に塗り分けられる。
図５に本発明の他の実施形態、いわゆるトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置を示す。図示のように、有機ＥＬ素子１５へ電力を供給する２つのスイッチ回路ＳＷを基板１側に設け、その上に有機ＥＬ素子１５を重ねて配置することもできる。図５と先の図１から図４で同一符号で示される部材は同一なので説明は省略する。この場合、共通電極ｃｏｍを光透過性材料で形成することが望ましい。この構造では、有機ＥＬ素子１５の面積を大きくできるので開口率が高まるというメリットがある。
【００２０】
コンデンサ、アドレス用低温ポリシリコンＴＦＴ及びドライブ用低温ポリシリコンＴＦＴからなるスイッチ回路ＳＷを形成後、画素電極１５ａとの接続部１９を除き、保護絶縁膜を兼ねた平坦化層２０を形成する。スイッチ回路ＳＷのポリシリコンＴＦＴによる凹凸があると、有機ＥＬ素子の画素電極と共通電極ｃｏｍが短絡しやすくなるため、平坦化層２０はこの凹凸を滑らかに覆う必要がある。
【００２１】
平坦化層２０を形成後、スイッチ回路ＳＷと接続して基板側の画素電極を形成、更に有機材料層、共通電極ｃｏｍを形成し、本発明による有機ＥＬ表示装置の表示パネルが完成する。
上記例では、有機ＥＬ素子を駆動するために最も単純な構成である２、３及び４トランジスタの場合を示したが、本発明は５以上のトランジスタを用いた素子にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態の有機ＥＬ表示装置の表示パネルの構成を示すブロック図。
【図２】本発明による実施形態の有機ＥＬ表示装置の発光部を示すブロック回路図。
【図３】本発明による実施形態の有機ＥＬ表示装置の発光部におけるスイッチ回路を示す回路図。
【図４】本発明による他の実施形態の有機ＥＬ表示装置の発光部を示す概略斜視図。
【図５】本発明による他の実施形態の有機ＥＬ表示装置の発光部を示す概略一部切欠斜視図。
【符号の説明】
１１　アドレス用低温ポリシリコンＴＦＴ
１２　ドライブ用低温ポリシリコンＴＦＴ
１３　コンデンサ
１５　有機ＥＬ素子
１０１　表示パネル
１０２　発光部
１１０　アドレスドライバ
１２０　データドライバ
１３０　コントローラ
ｃｏｍ　共通電極
Ｄ　ドレイン電極
ＤＬ、ＤＬ１〜ＤＬｍ　データライン
Ｇ　ゲート電極
Ｓ　ソース電極
ＳＬ、ＳＬ１〜ＳＬｎ　走査ライン
ＶｃｃＬ　電源ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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