(57)【要約】【課題】  ４色有機発光デバイスのための駆動回路を改良すること。【解決手段】  基板；ロウとコラムをなして配列された複数画素であって、各画素が、該基板上に配置された４つの副画素からなる群を含み、かつ、各副画素が、間隔を置いて配置された第１電極及び第２電極を含む複数画素；各副画素の第１電極と第２電極との間に配置された有機ＥＬ媒体；並びに該基板上の該有機ＥＬ媒体に対し配置され、かつ、４つの副画素からなる各群を駆動するように配列された駆動回路であって、各副画素に対応する第１電極への電気接続を有する駆動回路を含んで成り、そして４つの副画素からなる各群に対する該駆動回路が、４本のデータライン、２本のパワーライン及び１本のセレクトラインを含み、該４本のデータラインが画素配列のコラム毎に共有され、かつ、該セレクトラインが画素配列のロウ毎に共有されることを特徴とする４色有機発光デバイス。【選択図】      図１
2004334204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光画素を有する４色有機発光デバイスであって、
ａ）基板；
ｂ）ロウとコラムをなして配列された複数画素であって、各画素が、該基板上に配置された４つの副画素からなる群を含み、かつ、各副画素が、間隔を置いて配置された第１電極及び第２電極を含む複数画素；
ｃ）各副画素の第１電極と第２電極との間に配置された有機ＥＬ媒体；並びに
ｄ）該基板上の該有機ＥＬ媒体に対し配置され、かつ、４つの副画素からなる各群を駆動するように配列された駆動回路であって、各副画素に対応する第１電極への電気接続を有する駆動回路
を含んで成り、そして
ｅ）４つの副画素からなる各群に対する該駆動回路が、４本のデータライン、２本のパワーライン及び１本のセレクトラインを含み、該４本のデータラインが画素配列のコラム毎に共有され、かつ、該セレクトラインが画素配列のロウ毎に共有される
ことを特徴とする４色有機発光デバイス。
【請求項２】
該２本のパワーラインが画素配列の複数のコラムにより共有される、請求項１に記載の４色有機発光デバイス。
【請求項３】
該２本のパワーラインが画素配列の複数のロウにより共有される、請求項１に記載の４色有機発光デバイス。
【請求項４】
該駆動回路が副画素毎にキャパシタ及び２以上のトランジスタを含む、請求項１に記載の４色有機発光デバイス。
【請求項５】
白色光が得られる有機ＥＬ媒体を配置し、さらに各画素の４つの副画素のうちの３つに対応する赤色、緑色及び青色のカラーフィルターを含む、請求項１に記載の４色有機発光デバイス。
【請求項６】
発光画素を有する４色有機発光デバイスであって、
ａ）基板；
ｂ）ロウとコラムをなして配列された複数画素であって、各画素が、該基板上に配置された４つの副画素からなる群を含み、かつ、各副画素が、間隔を置いて配置された第１電極及び第２電極を含む複数画素；
ｃ）各副画素の第１電極と第２電極との間に配置された有機ＥＬ媒体；並びに
ｄ）該基板上の該有機ＥＬ媒体に対し配置され、かつ、４つの副画素からなる各群を駆動するように配列された駆動回路であって、各副画素に対応する第１電極への電気接続を有する駆動回路
を含んで成り、そして
ｅ）４つの副画素からなる各群に対する該駆動回路が、４本のデータライン、１本のパワーライン及び１本のセレクトラインを含み、該４本のデータラインが画素配列のコラム毎に共有され、かつ、該セレクトラインが画素配列のロウ毎に共有される
ことを特徴とする４色有機発光デバイス。
【請求項７】
発光画素を有する４色有機発光デバイスであって、
ａ）基板；
ｂ）ロウとコラムをなして配列された複数画素であって、各画素が、該基板上に配置された４つの副画素からなる群を含み、かつ、各副画素が、間隔を置いて配置された第１電極及び第２電極を含む複数画素；
ｃ）各副画素の第１電極と第２電極との間に配置された有機ＥＬ媒体；並びに
ｄ）該基板上の該有機ＥＬ媒体に対し配置され、かつ、４つの副画素からなる各群を駆動するように配列された駆動回路であって、各副画素に対応する第１電極への電気接続を有する駆動回路
を含んで成り、そして
ｅ）４つの副画素からなる各群に対する該駆動回路が、２本のデータライン、２本のパワーライン及び２本のセレクトラインを含み、該２本のデータラインが画素配列のコラム毎に共有され、かつ、該セレクトラインが画素配列のロウ毎に共有される
ことを特徴とする４色有機発光デバイス。
【請求項８】
発光画素を有する４色有機発光デバイスであって、
ａ）基板；
ｂ）ロウとコラムをなして配列された複数画素であって、各画素が、該基板上に配置された４つの副画素からなる群を含み、かつ、各副画素が、間隔を置いて配置された第１電極及び第２電極を含む複数画素；
ｃ）各副画素の第１電極と第２電極との間に配置された有機ＥＬ媒体；並びに
ｄ）該基板上の該有機ＥＬ媒体に対し配置され、かつ、４つの副画素からなる各群を駆動するように配列された駆動回路であって、各副画素に対応する第１電極への電気接続を有する駆動回路
を含んで成り、そして
ｅ）４つの副画素からなる各群に対する該駆動回路が、２本のデータライン、１本のパワーライン及び２本のセレクトラインを含み、該２本のデータラインが画素配列のコラム毎に共有され、かつ、該セレクトラインが画素配列のロウ毎に共有される
ことを特徴とする４色有機発光デバイス。
【請求項９】
該パワーラインが画素配列の複数のロウにより共有される、請求項８に記載の４色有機発光デバイス。
【請求項１０】
該駆動回路が副画素毎にキャパシタ及び２以上のトランジスタを含む、請求項８に記載の４色有機発光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は４色発光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
フルカラー式有機電場発光（ＥＬ）デバイスは、有機発光デバイス又はＯＬＥＤとしても知られ、最近では、赤色、緑色、青色に白色を加えた４色の副画素を有する画素群で構成されるものが記述されている。このような構成はＲＧＢＷ型設計として知られている（米国特許出願第２００２／０１８６２１４号明細書参照）。この種の有機ＥＬデバイスは、白色有機ＥＬ発光層を使用し、これに赤色、緑色及び青色の各カラーフィルターを付けて構成したものが典型的である。白色の副画素領域はフィルターにかけずにおく。この設計は、典型的なＰＤＡ(Personal Digital Assistant)やコンピュータディスプレイのように白色バックグラウンドの使用頻度が高い用途に使用された場合に、３色フィルター式白色発光性有機ＥＬデバイスと比較して、電力消費量及び電流密度が低くなる点で有利である。
【０００３】
有機ＥＬデバイスはアクティブマトリックス回路で駆動されることが多い。当該技術分野では数種類の回路配置が知られている。最も一般的な回路配置としては、各画素が数種類の副画素を一列に整列させてなるストライプパターンが知られている。ストライプ設計用の駆動回路は、画素の各ロウを選択するためのセレクトラインからなる。このセレクトラインに直交するようにデータラインを走らせ、これを使用して当該ロウ内の各画素の輝度を決定する。ストライプパターン型アクティブマトリックス式有機ＥＬデバイスを動作させるためには、セレクトラインに電圧を印加することにより各ロウを選択し、かつ、データライン上に保持された電圧信号によって、各副画素の輝度レベルを制御する。ストライプパターンの例が、米国特許第６２８１６３４号明細書に示されている。
【０００４】
第２のタイプの回路配置としてデルタパターンが知られている。デルタパターンでは、副画素を一列に整列させるのではなく、三角形パターンでレイアウトする。デルタパターンの例は、米国特許第６４５６０１３号明細書及び米国特許出願第２００２／００７０９０９号明細書に示されている。デルタパターンは、ストライプパターンの場合より三つの副画素が互いに近くなるため、観察者に対して好ましい外観を提供することができるので、ストライプパターンより好適となる場合が多い。
【０００５】
しかしながら、従来型のデルタ設計は、異なる３色の副画素を有するデバイスにしか有用とならず、４色系ディスプレイには適さない。従来型のストライプパターン回路を４色副画素設計に適用する場合には、当該副画素を１×４形マトリックスとして配置する必要がある。この方式では、第１副画素と第４副画素との間隔が離れてしまうため、観察者に対する外観がさほど好ましくないものとなる。したがって、副画素同士が近くなるように配置する画素回路が必要となる。
【０００６】
第４の副画素を付加すると、各画素に必要なアクティブマトリックス回路部品（例、トランジスタ及びキャパシタ）並びに接続ライン（例、デルタライン及びパワーライン）の数も増加する。底面発光型デバイス、すなわち回路を含む基板を通して光が出てくるデバイスの場合、当該回路が当該発光の一部を遮蔽することが起こり得る。発光領域の非発光領域に対する比率が開口比として知られている。開口比は、低くなると所望の平均発光輝度を達成するのに要する電流密度が増大するので、高い方が望まれる。有機ＥＬデバイスは、電流密度が高くなるほど劣化速度も高くなり、ひいては当該ディスプレイの有効寿命が短くなることが知られている。上面発光型デバイス、すなわち回路と反対方向に光が出てくるデバイスの場合には、回路部品や接続ラインの数が増えることによって開口比に影響が及ぶことはない。しかしながら、上面発光型デバイスであっても底面発光型デバイスであっても、回路部品や接続ラインの数によって、構築可能な画素の最小サイズ、すなわち全体的な設計の解像度が制約を受けることになる。したがって、回路部品や接続ラインが占める表面積を減らした新規な画素設計が必要となる。
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願第２００２／０１８６２１４号明細書
【特許文献２】米国特許第６２８１６３４号明細書
【特許文献３】米国特許第６４５６０１３号明細書
【特許文献４】米国特許出願第２００２／００７０９０９号明細書
【特許文献５】米国特許第６５２２０７９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、発光画素を有する４色有機発光デバイスのための駆動回路を改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、発光画素を有する４色有機発光デバイスであって、
ａ）基板；
ｂ）ロウ(row)とコラム(column)をなして配列された複数画素であって、各画素が、該基板上に配置された４つの副画素からなる群を含み、かつ、各副画素が、間隔を置いて配置された第１電極及び第２電極を含む複数画素；
ｃ）各副画素の第１電極と第２電極との間に配置された有機ＥＬ媒体；並びに
ｄ）該基板上の該有機ＥＬ媒体に対し配置され、かつ、４つの副画素からなる各群を駆動するように配列された駆動回路であって、各副画素に対応する第１電極への電気接続を有する駆動回路
を含んで成り、そして
ｅ）４つの副画素からなる各群に対する該駆動回路が、４本のデータライン、２本のパワーライン及び１本のセレクトラインを含み、該４本のデータラインが画素配列のコラム毎に共有され、かつ、該セレクトラインが画素配列のロウ毎に共有される
ことを特徴とする４色有機発光デバイスによって達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、４つの副画素を２×２形マトリックスとして配列し駆動させることができる点で、ストライプ回路やデルタ回路のような従来型設計より有利となる。また本発明は、回路部品及び回路接続の表面積を減らす。このため、開口比を向上させ、又は単位面積当たりの可能な画素数を増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
用語「OLEDデバイス」は、当該技術分野で認識されている意味で使用され、有機発光ダイオードを画素として含む表示装置をさし、また有機発光デバイスとも称される。カラーOLEDデバイスは、少なくとも１色の光を発する。用語「多色」は、異なる領域で異なる色相の光を発することができるディスプレイパネルをさし、具体的には、異なる色の画像を表示することができるディスプレイパネルをさす。これらの領域は必ずしも隣接しなくてもよい。用語「フルカラー」は、可視スペクトルの赤、緑及び青の各色域で発光し、任意の組合せの色相で画像を表示することができる多色ディスプレイパネルをさす。赤色、緑色及び青色は三原色を構成し、これらの三原色を適宜混合することにより他のすべての色を発生させることができる。用語「色相」は、可視スペクトル内の発光強度プロファイルをさし、異なる色相は視覚的に識別できる色差を示す。用語「画素」は、当該技術分野で認識されている意味で使用され、ディスプレイパネルの一領域であって、他の領域とは独立に発光するように刺激され得る領域をさす。画素又は副画素とは、一般に、ディスプレイパネルにおいてアドレス指定可能な最小単位をさす。用語「副画素」は、多色ディスプレイパネルにおいて使用され、特定の色の光を放出させるために独立にアドレスすることができる画素の部分をさす。例えば、青色副画素は、青光を放出させるためにアドレスすることができる画素の当該部分である。
【００１２】
図１に、本発明の第１態様の回路パターン図を示す。このディスプレイは、ロウとコラムをなして配列された複数の発光性画素２０から形成される４色有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）である。各画素２０には、異なる色の光を放出する４つの個別アドレス指定可能な副画素２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄからなる群が含まれる。これらの副画素は、画素領域内で２×２形マトリックスをなすように配列される。画素２０は、均等サイズの赤色、緑色、青色及び白色の副画素（ＲＧＢＷ）を含むものとして図示されている。しかしながら、本発明の本態様その他すべての態様について、副画素２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄが、所望の表示特性を与える４つの副画素の任意の色の組合せを含み得ることを理解されたい。ＲＧＢＷ態様では、白色発光副画素の色がＣＩＥ色空間内の赤色、緑色及び青色の間の点を構成し、一般に、観察者には白色として認識される。
【００１３】
本明細書に記載した態様では、各種の発光要素が異なる効率及び寿命を有していてもよい。各種用途に対して表示装置を最適化するため、サイズの異なる要素を使用することが有用となる場合がある。例えば、黒白使用が主流となる用途では、追加の白色ＯＬＥＤ要素のサイズを大きくすることができる。また、追加要素にささげられる輝度量が操作されるので、それらの相対サイズを変えることが望ましい場合もある。米国特許第６３６６０２５号明細書（Yamada）に、発光要素の発光効率及び輝度比が異なることを考慮に入れて異なる面積を有する発光要素を有する電場発光カラー表示装置が記載されている。Yamadaに記載された概念を本発明の表示装置に適用することができる。
【００１４】
本発明の目的のため、ＯＬＥＤデバイスの各画素の副画素の有機ＥＬ媒体は、各種の方法により異なる色の光を放出することができる。例えば、画素２０の異なる色の副画素は、副画素毎に異なる色の光を発生する、例えば、赤色、緑色、青色及び白色を発生するような、異なる有機ＥＬ媒体を含むことができる。別態様として、有機ＥＬ媒体を色の異なる各種副画素間で共通にし、かつ、白色光を発生させるように配列することができ、また副画素がさらに、各画素の４つの各副画素のうちの３つに対応する赤色、緑色及び青色のカラーフィルターを含むこともできる。
【００１５】
ディスプレイは、４つの副画素からなる各群について、駆動回路を含む。駆動回路は有機ＥＬ媒体に対し配置される。すなわち、駆動回路は、４つの副画素からなる各群を駆動することにより所望のパターン又は様式で光を放出するように配列される。駆動回路はセレクトライン、データライン、パワーライン、トランジスタ及びキャパシタを含むことができる。アクティブマトリックス式ディスプレイは、基板上に配置された駆動回路を含む。
【００１６】
駆動回路は、画素２０の配列の単一ロウ毎に共有される単一のセレクトライン１１３を含む。画素２０の各ロウは、それ自身のセレクトライン１１３を含む。セレクトライン１１３は、その一方側に第１及び第２の副画素２０ａ及び２０ｂが位置し、その反対側に第３及び第４の副画素２０ｃ及び２０ｄが位置するように、配置されている。画素２０の１ロウは、そのロウのセレクトライン１１３に電圧信号を印加することにより、任意の一定時間アドレス指定される。あるロウが選択されると、そのロウに含まれる各画素２０の４つの副画素２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄがすべて同時に選択される。さらに駆動回路は、画素配列のコラム毎に共有され、かつ、セレクトライン１１３に対してほぼ直交するデータライン１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ及び１１２ｄを含み、これらを使用して当該ロウに含まれる各副画素の輝度を決定する。画素２０のコラム毎に４本のデータラインがある。これは、４つの副画素からなる群に含まれる副画素毎に１本のデータラインがあるためである。これにより、全副画素２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄの輝度レベルを、あるロウを選択しながら同時に設定することができる。さらに駆動回路は、画素のコラム毎に２本のパワーライン１１１ａ及び１１１ｂを含む。通常、パワーライン１１１ａ及び１１１ｂはすべての副画素に対して同一電圧に設定されるため、各画素２０の異なる２つの副画素に電力を供給するために各パワーラインを配列することができる。２つの副画素２０ａ及び２０ｃを第１パワーライン１１１ａと接続させ、残る２つの副画素２０ｂ及び２０ｄを第２パワーライン１１１ｂと接続させることができる。図示した態様では、２本のパワーライン１１１ａ及び１１１ｂが画素２０の配列の複数コラムにより共有されている。２本のパワーライン１１１ａ及び１１１ｂが画素２０の配列の複数ロウにより共有される別の態様も可能である。
【００１７】
各副画素の駆動回路は、セレクトトランジスタ１２０と、ストレージキャパシタ１３０と、パワートランジスタ１４０と、第１電極（図示なし）及びそれとの接続を含む電気接続１０と、有機発光ダイオードである有機ＥＬ媒体３１０とを含む。第１セレクトトランジスタ１２０のゲートはセレクトライン１１３と接続され、第２端子がデータラインの１本１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ又は１１２ｄと接続され、各副画素は独立したデータラインを有する。セレクトトランジスタ１２０の第３端子は、パワートランジスタ１４０のゲート並びにストレージキャパシタ１３０の一方の側と接続される。ストレージキャパシタ１３０は、セレクトライン１１３が活性化されていない間に、データライン電圧を保持するように作用する。ストレージキャパシタ１３０の第２の側は、キャパシタライン（当該副画素によって第１キャパシタライン１１４ａ又は第２キャパシタライン１１４ｂとなる）と接続される。典型的には、すべての画素のすべてのキャパシタラインが共通の電圧に接続される。パワートランジスタ１４０の他方の端子は、一方の側で、第１パワーライン１１１ａ又は第２パワーライン１１１ｂに接続され、他方の側で、対応する副画素の有機ＥＬ媒体３１０に接続される。典型的には、すべての画素のすべてのパワーラインが共通の電圧に接続される。有機ＥＬ要素の第２電極３２０は、すべての画素に対して共通であることが典型的である。図１中、有機ＥＬ媒体３１０はダイオード記号で示される。
【００１８】
駆動回路は、当該技術分野でよく知られているように作動する。セレクトライン１１３に電圧信号を印加すると、各副画素のセレクトトランジスタ１２０がオンになり、画素の各ロウが選択される。各副画素の輝度レベルは、データライン１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄで設定された電圧信号によって制御される。次いで、各副画素のストレージキャパシタ１３０を当該副画素に組み合わされたデータラインの電圧レベルに帯電させ、次のイメージフレームに際して当該ロウが再度選択されるまで、そのデータ電圧を維持する。ストレージキャパシタ１３０は、パワートランジスタ１４０のゲートに接続され、ストレージキャパシタ１３０に保持された電圧レベルがパワートランジスタ１４０から有機ＥＬ媒体３１０（有機発光ダイオードである）への電流を調節することにより、輝度を制御する。次いで、各ロウを、セレクトライン１１３へ電圧信号を印加してセレクトトランジスタ１２０をオフにすることにより選択解除する。次いで、データライン１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ及び１１２ｄの電圧を次のロウに望まれるレベルに設定し、そして次のロウのセレクトラインをオンにする。これを各画素ロウについて繰り返す。
【００１９】
図２に、本発明の上記第１態様についての配置パターン図を示す。駆動回路部品は、従来型の集積回路技術を利用して製作される。各副画素に対し、当該技術分野で周知の技法を使用して第１半導体領域１２１からセレクトトランジスタ１２０を形成させる。同様に、第２半導体領域１４１においてパワートランジスタ１４０を形成することができる。典型的には、同一の半導体層において、第１半導体領域１２１と第２半導体領域１４１とを形成させる。この半導体層は、典型的にはシリコンであり、アモルファス、多結晶性又は結晶性であることができる。この第１半導体領域１２１は、ストレージキャパシタ１３０の一方の側をも形成する。第１半導体領域１２１と第２半導体領域１４１の上に、セレクトトランジスタ１２０のゲート絶縁体、パワートランジスタ１４０のゲート絶縁体及びストレージキャパシタ１３０の絶縁層を形成する絶縁層（図示なし）が存在する。セレクトトランジスタ１２０のゲートは、第１導体層において形成されたセレクトライン１１３の一部から形成される。パワートランジスタ１４０は、同様に第１導体層において形成されることが好ましい独立したパワートランジスタゲート１４３を有する。ストレージキャパシタ１３０の他方の電極は、同様に第１導体層において形成されることが好ましいキャパシタライン１１４ａの一部として形成される。第１及び第２パワーライン１１１ａ及び１１１ｂ、並びに第１、第２、第３及び第４データライン１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ及び１１２ｄは、それぞれ、第２導体層において形成されることが好ましい。信号ライン（例、セレクトライン１１３）の１本又は２本以上は、別の信号ライン（例、データライン１１２ａ）の少なくとも１本又は２本以上と交差する場合が多い。このため、これらのラインを、少なくとも１つの中間絶縁層（図示なし）と共に複数の導電層から加工製作する必要がある。第１半導体領域を特定のデータラインへ接続するために、別のデータラインを交差させてもよい。このような場合を、図３において配列された副画素２０ａ及び２０ｂに示す。この場合、導電性ブリッジ１２４を使用することができる。導電性ブリッジは第１導体層から形成させることができる。導電性ブリッジの使用は、本発明の実施を成功させる上で必須ではなく、当業者であれば、第１半導体領域１２１がデータラインを交差して別のデータラインと接続する他の態様を実現することもできる。図３において配列された２０ｃ及び２０ｄのような他の副画素については、交差するデータラインはなく、そして第１半導体領域を適当なデータラインと直接接続させることができる。有機ＥＬ要素は、各画素の第１電極１８１をパターン化し、１又は２以上の有機ＥＬ媒体（図示なし）及び第２電極（図示なし）を付着させることにより形成される。
【００２０】
層間の接続は、絶縁層にホール（又はバイア）、例えば、第１半導体領域１２１を導電性ブリッジ１２４と接続させる第１ブリッジバイア１２３、導電性ブリッジを有する副画素について導電性ブリッジ１２４をデータライン１１２ａと接続させる第２ブリッジバイア１２５、をエッチングすることにより形成される。導電性ブリッジを有しない画素については、データライン１１２ａをセレクトトランジスタ１２０の第１半導体領域１２１と接続させる第１バイア１２２が存在する。他のバイアとして、パワートランジスタゲート１４３をストレージキャパシタ１３０及びセレクトトランジスタ１２０の第１半導体領域１２１と接続させる第２バイア１４２、パワートランジスタの第２半導体領域１４１をパワーライン１１１ａと接続させる第３バイア１４６、並びにパワートランジスタの第２半導体領域１４１を第１電極１８１と接続させる第４バイア１４５が含まれる。
【００２１】
図３に、図２に示した線Ｘ−Ｘ’に沿って切断されたデバイスの副画素２０ｃの横断面図を示す。本発明のＯＬＥＤデバイス及びその中の副画素は、典型的には、図示されているように支持基板２００の上に配置される。基板は、意図される発光方向に依存して、透光性又は不透明のいずれかであることができる。ＥＬ発光を基板を通して観察する場合には透光性が望まれる。このような場合、透明なガラス又はプラスチックが通常用いられる。ＥＬ発光を上部電極を通して観察する用途の場合には、底部支持体の透過性は問題とならないため、透光性、吸光性又は光反射性のいずれであってもよい。この場合の用途向け基板には、ガラス、プラスチック、半導体材料、シリコン、セラミックス及び回路基板材料が含まれるが、これらに限定はされない。
【００２２】
図３は、各副画素（例、２０ｃ）に含まれる各種層並びに間隔を置いて配置された第１電極１８１及び第２電極３２０の縦配置を示している。駆動回路１００は、本明細書で説明するように、基板２００の上で、かつ、有機ＥＬ媒体３１０の下に配置される。基板２００の上に半導体層２１１を形成させ、ドープ処理し、そしてパターン化する。半導体層２１１の上にゲート絶縁層２１２を形成させる。ゲート絶縁層２１２の上に、第１導体層からゲート導体１５３を形成させる。次いで、周知の方法によって、半導体層２１１をドープ処理し、ゲート導体１５３のいずれかの側にソース領域及びドレイン領域を形成させる。ゲート導体１５３の上に第１中間絶縁体層２１３を形成させる。第１中間絶縁体層２１３の上に、第２導体層を付着させてパターン化することにより、第１パワーライン（例、１１１ａ）及びデータライン（例、１１２ａ及び１１２ｂ）を形成させる。パワーライン及びデータライン（例、１１１ａ、１１２ａ、等）の上に第２中間絶縁体層２１４を形成させる。第２中間絶縁体層２１４の上に副画素２０ｃの第１電極１８１を形成させる。第１電極１８１をパターン化する。第１電極１８１の周囲に、第１電極１８１と第２電極３２０の間の短絡を減少させるため、電極絶縁膜２２０を形成させる。このような電極絶縁膜を第１電極１８１の上に使用することについては、米国特許第６２４６１７９号明細書に記載されている。電極絶縁膜２２０を使用すると有益な効果を得ることができるが、本発明の実施を成功させる上で必須なものではない。
【００２３】
基板に最も近い電極が、便宜上、底部電極又は第１電極１８１と称される。第１電極１８１は、これを通してＥＬ発光を観察する場合には、当該発光に対して透明又は実質的に透明であることが必要である。本発明に用いられる一般的な透明第１電極材料はインジウム錫酸化物（ITO）、インジウム亜鉛酸化物（IZO）及び酸化錫であるが、例示としてアルミニウム又はインジウムをドープした酸化亜鉛、マグネシウムインジウム酸化物及びニッケルタングステン酸化物をはじめとする他の金属酸化物でも使用することができる。これらの酸化物の他、第１電極１８１としては、窒化ガリウムのような金属窒化物、セレン化亜鉛のような金属セレン化物、及び硫化亜鉛のような金属硫化物を使用することができる。第２電極３２０を通してのみＥＬ発光を観察する用途の場合には、第１電極１８１の透過性は問題とならず、透明、不透明又は反射性を問わずどのような導電性材料でも使用することができる。このような用途向けの導体の例として、金、イリジウム、モリブデン、パラジウム及び白金が挙げられるが、これらに限定はされない。第１電極１８１は、アノードとしてバイアスされることが典型的であるが、本発明はそのような構成に限定されるものではない。典型的なアノード材料は、透過性であってもそうでなくても、仕事関数が４．１ｅＶ以上である。望ましい第１電極材料は、一般に、蒸発法、スパッタ法、化学的気相成長(CVD)法又は電気化学法のような適当な手段のいずれかによって付着される。第１電極１８１は、周知のフォトリソグラフ法によってパターン化することもできる。必要に応じ、短絡を減らし、又は反射性を高めるために、他の層を適用する前に第１電極１８１を磨き、その表面粗さを低下させてもよい。
【００２４】
有機ＥＬ媒体３１０は、各副画素の第１電極１８１と第２電極３２０の間に配置される。当該技術分野では、本発明を使用することができる有機ＥＬ層構造体が数多く知られている。例えば、有機ＥＬ媒体３１０は、正孔注入層３１１、正孔輸送層３１２、発光層３１３及び電子輸送層３１４を含むことができる。
【００２５】
常に必要であるわけではないが、第１電極１８１と正孔輸送層３１２の間に正孔注入層３１１を設けることがしばしば有用となる。正孔注入層３１１は、後続の有機層の薄膜形成性を改良し、かつ、正孔輸送層３１２への正孔注入を促進するように作用し得る。正孔注入層３１１に用いるのに好適な材料として、米国特許第４７２０４３２号明細書に記載されているポルフィリン系化合物、米国特許第６１２７００４号、米国特許第６２０８０７５号及び米国特許第６２０８０７７号明細書に記載されているプラズマ蒸着フルオロカーボンポリマー、及びある種の芳香族アミン、例えば、m-MTDATA｛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｝が挙げられるが、これらに限定はされない。有機ＥＬデバイス用の代わりの正孔注入性材料が、欧州特許出願公開第０８９１１２１号及び同第１０２９９０９号明細書に記載されている。
【００２６】
正孔輸送層３１２は、芳香族第三アミンのような少なくとも１種の正孔輸送性化合物を含む。芳香族第三アミンとは、少なくとも一つが芳香族環の環員である炭素原子にのみ結合している３価窒素原子を１個以上含有する化合物であると解される。一つの形態として、芳香族第三アミンはアリールアミン、例えば、モノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリールアミン又は高分子アリールアミンであることができる。トリアリールアミン単量体の例が、Klupfelらの米国特許第３１８０７３０号明細書に示されている。１以上のビニル基で置換された、及び／又は少なくとも一つの活性水素含有基を含む、その他の好適なトリアリールアミンが、Brantleyらの米国特許第３５６７４５０号及び同第３６５８５２０号明細書に記載されている。
【００２７】
より好ましい種類の芳香族第三アミンは、米国特許第４７２０４３２号及び同第５０６１５６９号明細書に記載されているような芳香族第三アミン部分を２個以上含有するものである。正孔輸送層３１２は、芳香族第三アミン化合物の単体又は混合物で形成することができる。有用な芳香族第三アミンを例示する。
【００２８】
1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)シクロヘキサン
1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)-4-フェニルシクロヘキサン
4,4’-ビス(ジフェニルアミノ)クアドリフェニル
ビス(4-ジメチルアミノ-2-メチルフェニル)-フェニルメタン
N,N,N-トリ(p-トリル)アミン
4-(ジ-p-トリルアミノ)-4’-[4(ジ-p-トリルアミノ)-スチリル]スチルベン
N,N,N’,N’-テトラ-p-トリル-4,4’-ジアミノビフェニル
N,N,N’,N’-テトラフェニル-4,4’-ジアミノビフェニル
N,N,N’,N’-テトラ-1-ナフチル-4,4’-ジアミノビフェニル
N,N,N’,N’-テトラ-2-ナフチル-4,4’-ジアミノビフェニル
N-フェニルカルバゾール
4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-(2-ナフチル)アミノ]ビフェニル
4,4”-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]-p-ターフェニル
4,4’-ビス[N-(2-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(3-アセナフテニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
1,5-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ナフタレン
4,4’-ビス[N-(9-アントリル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4”-ビス[N-(1-アントリル)-N-フェニルアミノ]-p-ターフェニル
4,4’-ビス[N-(2-フェナントリル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(8-フルオルアンテニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(2-ピレニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(2-ナフタセニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(2-ペリレニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(1-コロネニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
2,6-ビス(ジ-p-トリルアミノ)ナフタレン
2,6-ビス[ジ-(1-ナフチル)アミノ]ナフタレン
2,6-ビス[N-(1-ナフチル)-N-(2-ナフチル)アミノ]ナフタレン
N,N,N’,N’-テトラ(2-ナフチル)-4,4”-ジアミノ-p-ターフェニル
4,4’-ビス｛N-フェニル-N-[4-(1-ナフチル)-フェニル]アミノ｝ビフェニル
4,4’-ビス[N-フェニル-N-(2-ピレニル)アミノ]ビフェニル
2,6-ビス[N,N-ジ(2-ナフチル)アミン]フルオレン
1,5-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ナフタレン
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
【００２９】
別の種類の有用な正孔輸送性材料として、欧州特許第１００９０４１号明細書に記載されているような多環式芳香族化合物が挙げられる。オリゴマー材料をはじめとする、アミン基を３個以上含有する芳香族第三アミンを使用してもよい。さらに、ポリ(N-ビニルカルバゾール)(PVK)、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン及びPEDOT/PSSとも呼ばれているポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)／ポリ(4-スチレンスルホネート)のようなコポリマー、といった高分子正孔輸送性材料を使用することもできる。
【００３０】
米国特許第４７６９２９２号及び同第５９３５７２１号明細書に詳述されているように、副画素２０ｃの発光層（LEL）は発光材料又は蛍光材料を含み、その領域において電子-正孔対が再結合する結果として電場発光が生じ、光３４０が得られる。光３４０は、底面発光型デバイスの場合として図示されているが、副画素２０ｃを、別の態様として上面発光型デバイスとしてもよいことを理解されたい。発光層３１３は、単一材料で構成することもできるが、より一般的には、ホスト材料に単一又は複数種のゲスト化合物をドーピングしてなり、そこで主として当該ドーパントから発光が生じ、その発光色にも制限はない。発光層３１３に含まれるホスト材料は、後述するような電子輸送性材料、上述したような正孔輸送性材料、又は正孔-電子再結合を支援する別の材料もしくはその組合せ、であることができる。ドーパントは、通常は高蛍光性色素の中から選ばれるが、リン光性化合物、例えば、国際公開第９８／５５５６１号、同第００／１８８５１号、同第００／５７６７６号及び同第００／７０６５５号の各パンフレットに記載されているような遷移金属錯体も有用である。ドーパントは、ホスト材料中、０．０１〜１０質量％の範囲内でコーティングされることが典型的である。ホスト材料として、ポリフルオレンやポリビニルアリーレン（例、ポリ(p-フェニレンビニレン)、PPV）のような高分子材料を使用することもできる。この場合、高分子ホスト中に低分子ドーパントを分子レベルで分散させること、又はホストポリマー中に二次成分を共重合させることによりドーパントを付加すること、が可能である。
【００３１】
ドーパントとしての色素を選定するための重要な関係は、当該分子の最高被占軌道と最低空軌道との間のエネルギー差として定義されるバンドギャップポテンシャルの対比である。ホストからドーパント分子へのエネルギー伝達の効率化を図るためには、当該ドーパントのバンドギャップがホスト材料のそれよりも小さいことが必須条件となる。リン光性発光体の場合には、ホストの三重項エネルギー準位が、ホストからドーパントへのエネルギー移動を可能ならしめるに十分な高さであることも重要である。
【００３２】
有用性が知られているホスト及び放出性分子として、米国特許第４７６９２９２号、同第５１４１６７１号、同第５１５０００６号、同第５１５１６２９号、同第５４０５７０９号、同第５４８４９２２号、同第５５９３７８８号、同第５６４５９４８号、同第５６８３８２３号、同第５７５５９９９号、同第５９２８８０２号、同第５９３５７２０号、同第５９３５７２１号及び同第６０２００７８号の各明細書に記載されているものが挙げられるが、これらに限定はされない。
【００３３】
8-ヒドロキシキノリン（オキシン）及び類似の誘導体の金属錯体は、電場発光を支援することができる有用なホスト化合物の一種となる。以下、有用なキレート化オキシノイド系化合物の例を示す。
CO-1：アルミニウムトリスオキシン〔別名、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム(III)〕
CO-2：マグネシウムビスオキシン〔別名、ビス(8-キノリノラト)マグネシウム(II)〕
CO-3：ビス[ベンゾ｛f｝-8-キノリノラト]亜鉛(II)
CO-4：ビス(2-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)-μ-オキソ-ビス(2-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)
CO-5：インジウムトリスオキシン〔別名、トリス(8-キノリノラト)インジウム〕
CO-6：アルミニウムトリス(5-メチルオキシン)〔別名、トリス(5-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)〕
CO-7：リチウムオキシン〔別名、(8-キノリノラト)リチウム（Ｉ）〕
CO-8：ガリウムオキシン〔別名、トリス(8-キノリノラト)ガリウム(III)〕
CO-9：ジルコニウムオキシン〔別名、テトラ(8-キノリノラト)ジルコニウム(IV)〕
【００３４】
有用なホスト材料の別の種類として、米国特許第５９３５７２１号明細書に記載されている9,10-ジ-(2-ナフチル)アントラセン及びその誘導体のようなアントラセン誘導体、米国特許第５１２１０２９号明細書に記載されているジスチリルアリーレン誘導体、並びに2,2’,2”-(1,3,5-フェニレン)トリス[1-フェニル-1H-ベンズイミダゾール]のようなベンズアゾール誘導体が挙げられるが、これらに限定はされない。リン光性発光体の場合には、カルバゾール誘導体が特に有用なホストとなる。
【００３５】
有用な蛍光性ドーパントには、アントラセン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、ルブレン、クマリン、ローダミン、キナクリドン、ジシアノメチレンピラン類、チオピラン類、ポリメチン類、ピリリウム類及びチアピリリウム類の各誘導体、フルオレン誘導体、ペリフランテン誘導体、インデノペリレン誘導体、ビス（アジニル）アミンホウ素類、ビス（アジニル）メタン類並びにカルボスチリル類が包含される。
【００３６】
本発明の有機ＥＬ要素の電子輸送層３１４を形成するのに用いるのに好ましい薄膜形成性材料は、オキシン（通称8-キノリノール又は8-ヒドロキシキノリン）自体のキレートをはじめとする金属キレート化オキシノイド系化合物である。このような化合物は、電子の注入及び輸送を助長し、高い性能レベルを示すと共に、薄膜への加工が容易である。オキシノイド系化合物の例は先に列挙した通り。
【００３７】
その他の電子輸送性材料として、米国特許第４３５６４２９号明細書に記載されている各種ブタジエン誘導体、及び米国特許第４５３９５０７号明細書に記載されている各種複素環式蛍光増白剤が挙げられる。ベンズアゾール及びトリアジンもまた有用な電子輸送性材料である。
【００３８】
第２電極３２０は、カソードとしてバイアスされることが典型的である。発光を基板２００のみを通して観察する場合には、本発明に用いられる第２電極３２０は、ほとんどすべての導電性材料を含んでなることができる。望ましい材料は、下部の有機層との良好な接触が確保されるよう良好な薄膜形成性を示し、低電圧での電子注入を促進し、かつ、良好な安定性を有する。有用なカソード材料は、低仕事関数金属（＜４．０ｅＶ）又は合金を含むことが多い。好適なカソード材料の１種に、米国特許第４８８５２２１号明細書に記載されているMg:Ag合金（銀含有率１〜２０％）を含むものがある。別の好適な種類のカソード材料として、有機層（例、電子輸送層３１４）に接している薄い電子注入層（EIL）に、これより厚い導電性金属層をキャップしてなる二層形が挙げられる。この場合、EILは低仕事関数の金属又は金属塩を含むことが好ましく、そのときは、当該より厚いキャップ層は低仕事関数を有する必要はない。このようなカソードの一つに、米国特許第５６７７５７２号明細書に記載されているような、LiF薄層にこれより厚いAl層を載せてなるものがある。その他の有用なカソード材料のセットとして、米国特許第５０５９８６１号、同第５０５９８６２号及び同第６１４０７６３号明細書に記載されているものが挙げられるが、これらに限定はされない。
【００３９】
第２電極３２０を通して発光を観察する場合には、第２電極３２０は透明又はほぼ透明でなければならない。このような用途の場合、金属が薄くなければならないか、又は透明導電性酸化物もしくはこれら材料の組合せを使用しなければならない。透光性カソードについては、米国特許第４８８５２１１号、米国特許第５２４７１９０号、ＪＰ３２３４９６３号、米国特許第５７０３４３６号、米国特許第５６０８２８７号、米国特許第５８３７３９１号、米国特許第５６７７５７２号、米国特許第５７７６６２２号、米国特許第５７７６６２３号、米国特許第５７１４８３８号、米国特許第５９６９４７４号、米国特許第５７３９５４５号、米国特許第５９８１３０６号、米国特許第６１３７２２３号、米国特許第６１４０７６３号、米国特許第６１７２４５９号、欧州特許第１０７６３６８号、米国特許第６２７８２３６号及び米国特許第６２８４３９３号の各明細書に詳しく記載されている。第２電極３２０の材料は、蒸発法、スパッタ法又は化学的気相成長法により付着させることが典型的である。
【００４０】
場合によっては、必要に応じて、発光層３１３と電子輸送層３１４を、発光と電子輸送の両方を支援する機能を発揮する単一層に置き換えることが可能である。当該技術分野では、ホストとして作用できる正孔輸送層３１２に発光性ドーパントを添加できることも知られている。白色発光性OLEDを製造するため、１又は２以上の層に複数のドーパントを添加することができ、例えば、青色発光性材料と黄色発光性材料、シアン色発光性材料と赤色発光性材料又は赤色発光性材料と緑色発光性材料と青色発光性材料を組み合わせることができる。白色発光性デバイスについては、例えば、欧州特許第１１８７２３５号、米国特許出願公開第２００２／００２５４１９号、欧州特許第１１８２２４４号、米国特許第５６８３８２３号、米国特許第５５０３９１０号、米国特許第５４０５７０９号及び米国特許第５２８３１８２号の各明細書に記載されている。
【００４１】
本発明のデバイスには、当該技術分野で教示されているような追加の層、例えば、電子阻止層又は正孔阻止層を採用することができる。例えば、米国特許出願公開第２００２／００１５８５９号明細書に記載されているように、正孔阻止層は、通常、リン光性発光体系デバイスの効率を高めるために用いられる。
【００４２】
上述した有機材料は、昇華法のような気相法により適宜付着されるが、流体から、例えば、薄膜形成性を高める任意のバインダーと共に溶剤から付着させてもよい。当該材料がポリマーである場合には、溶剤付着法が有用であるが、その他の方法、例えば、スパッタ法やドナーシートからの熱転写法を採用することもできる。昇華法により付着すべき材料は、例えば、米国特許第６２３７５２９号明細書に記載されているように、タンタル材料を含むことが多い昇華体「ボート」から気化させることができ、また、最初にドナーシート上に被覆し、次いで基板に近接させて昇華させてもよい。複数材料の混合物を含む層は、独立した複数の昇華体ボートを利用してもよいし、当該複数材料を予め混合した後単一のボート又はドナーシートからコーティングしてもよい。パターン化付着は、シャドーマスク、一体式シャドーマスク（米国特許第５２９４８７０号）、ドナーシートからの空間画定型感熱色素転写（米国特許第５６８８５５１号、同第５８５１７０９号及び同第６０６６３５７号）並びにインクジェット法（米国特許第６０６６３５７号）を用いて行なうことができる。
【００４３】
ほとんどのOLEDデバイスは湿分及び／又は酸素に対して感受性を示すため、窒素又はアルゴンのような不活性雰囲気において、アルミナ、ボーキサイト、硫酸カルシウム、クレー、シリカゲル、ゼオライト、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、スルフェート、金属ハロゲン化物及び金属過塩素酸塩のような乾燥剤と一緒に、封止されることが一般的である。封入法及び乾燥法として、米国特許第６２２６８９０号明細書に記載されている方法が挙げられるが、これらに限定はされない。さらに、当該技術分野では、封入用として、SiOx、テフロン（登録商標）及び無機／高分子交互層のようなバリア層が知られている。
【００４４】
本発明のOLEDデバイスは、所望によりその特性を高めるため、周知の各種光学効果を利用することができる。これには、透光性を極大化するための層厚の最適化、誘電体ミラー構造の付与、反射性電極の吸光性電極への交換、表示装置への遮光又は反射防止コーティングの付与、表示装置への偏光媒体の付与、又は表示装置への着色、中性濃度もしくは色変換フィルタの付与が包含される。
【００４５】
画素マトリックス領域全体にコーティングされ、そしてカラーフィルターアレイによってフィルター処理されて赤、緑及び青の各副画素となる白色発光性有機ＥＬ材料を採用する一態様がある。その場合、白色の副画素はフィルターをかけずにおく。この態様では、欧州特許第１１８７２３５号明細書に教示されているような有機ＥＬ層の一般的構成、すなわち、正孔注入層３１１、ルブレンのような黄色発光性材料をドープした正孔輸送層３１２、2,5,8,11-テトラ-t-ブチルペリレン（TBP）のような青色発光性材料をドープした発光層３１３、及び電子輸送層３１４を含んで成るものが採用される。有機ＥＬ層の上に第２電極３２０が配置される。第２電極３２０は、すべての画素に対して共通であるため、精密なアラインメント及びパターニングを必要としない。必要な場合、副画素に望まれる色の光を透過させるように白色光にフィルターをかけるカラーフィルターを配置する。カラーフィルターは、上面発光型デバイスの場合には、第２電極３２０の上に配置されることになる。カラーフィルターは、底面発光型デバイスの場合には、第１電極１８１の下に配置されることになる。
【００４６】
図４に、本発明の第２態様による回路パターン図を示す。４つの副画素からなる各群の駆動回路は、４本のデータライン１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ及び１１２ｄ、１本のパワーライン１１１並びに１本のセレクトライン１１３を含む。この態様では、第１態様におけるように、セレクトライン１１３は、画素の配列の対応するロウ毎に共有され、その一方側に第１及び第２の副画素２０ａ及び２０ｂが位置し、その反対側に第３及び第４の副画素２０ｃ及び２０ｄが位置するように、配置されている。この態様は、画素配列のコラム毎に共有されるデータライン１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ及び１１２ｄ、すなわち、当該コラム内の特定色の全副画素について１本のデータライン、を含む。画素の各コラムは１本のパワーライン１１１を含み、それが、パワーライン１１１の一方側に第１及び第３の副画素２０ａ及び２０ｃが位置し、その反対側に第２及び第４の副画素２０ｂ及び２０ｄが位置するように、配置されている。代わりに、パワーライン１１１を画素のロウ方向に形成させてもよいこと、そしてこのような配向が本発明の範囲内に包含されることを理解されたい。画素のロウ毎に１本のパワーライン１１１を設けるためには、第２及び第４の副画素２０ｂ及び２０ｄのための駆動回路１００の部品（セレクトトランジスタ１２０、ストレージキャパシタ１３０、パワートランジスタ１４０）のレイアウトを、第１及び第３の副画素２０ａ及び２０ｃのレイアウトに関して反転させる。このデバイスは、図１のデバイスと同様に動作する。
【００４７】
図５に、上記の本発明の第２態様による配置パターン図を示す。第２及び第４の副画素２０ｂ及び２０ｄの駆動回路１００部品のレイアウトが、単一パワーライン１１１を利用するために、第１及び第３の副画素２０ａ及び２０ｃのレイアウトに関して反転されていることがわかる。
【００４８】
図６に、本発明の第３態様による回路パターン図を示す。４つの副画素からなる各群の駆動回路は、２本のデータライン１１２ａ及び１１２ｂ、２本のパワーライン１１１ａ及び１１１ｂ並びに２本のセレクトライン１１３ａ及び１１３ｂを含む。この態様では、２本のセレクトライン（第１及び第２のセレクトライン１１３ａ及び１１３ｂ）が画素配列のロウ毎に共有され、各セレクトラインは、各画素の異なる２つの副画素を活性化するように配置されている。第１及び第２の副画素２０ａ及び２０ｂは第１セレクトライン１１３ａによって活性化され、第３及び第４の副画素２０ｃ及び２０ｄは第２セレクトライン１１３ｂによって活性化される。この構成により、図１及び図４における４本のデータラインと比較すると、画素配列のコラム毎に共有される２本のデータライン（第１及び第２のデータライン１１２ａ及び１１２ｂ）だけで画素の各コラムを動作させることができる。図１にあるように、２本のパワーライン、すなわち、第１及び第２の副画素２０ａ及び２０ｂと接続される第１パワーライン１１１ａ並びに第３及び第４の副画素２０ｃ及び２０ｄと接続される第２パワーライン１１１ｂが存在する。
【００４９】
本発明のこの態様による駆動回路は、画素２０の各ロウを２段階で選択しなければならないことを除き、既に図１の態様について説明したように動作される。データライン１１２ａ及び１１２ｂの電圧信号を設定した後、第１セレクトライン１１３ａが副画素２０ａ及び２０ｂを活性化し、第１及び第２のデータライン１１２ａ及び１１２ｂから、それぞれ第１及び第２の副画素２０ａ及び２０ｂのストレージキャパシタへ、電圧信号を負荷する。データラインに新規の電圧を設定した後、第２セレクトライン１１３ｂが副画素２０ｃ及び２０ｄを活性化し、データライン１１２ａ及び１１２ｂから、それぞれ第３及び第４の副画素２０ｃ及び２０ｄのストレージキャパシタへ、電圧信号を負荷する。これを画素の各ロウについて繰り返す。
【００５０】
図７に、上記の本発明の第３態様による配置パターン図を示す。副画素２０ａ及び２０ｂのトランジスタ及びキャパシタ部品のレイアウトが、２本のセレクトライン１１３ａ及び１１３ｂを利用しやすくするために、図２に含まれる同一の副画素に関して反転されていることがわかる。
【００５１】
図８に、本発明の第４態様による回路パターン図を示す。４つの副画素からなる各群の駆動回路は、２本のデータライン１１２ａ及び１１２ｂ、１本のパワーライン１１１並びに２本のセレクトライン１１３ａ及び１１３ｂを含む。先の態様と同様に、２本のセレクトライン（第１及び第２のセレクトライン１１３ａ及び１１３ｂ）が画素２０の配列のロウ毎に共有され、各セレクトラインは、各画素の異なる２つの副画素を活性化するように配置されている。第１及び第２の副画素２０ａ及び２０ｂは第１セレクトライン１１３ａによって活性化され、第３及び第４の副画素２０ｃ及び２０ｄは第２セレクトライン１１３ｂによって活性化される。この構成により、画素２０の配列のコラム毎に共有される２本のデータライン（第１及び第２のデータライン１１２ａ及び１１２ｂ）だけで各画素を動作させることができる。図４の態様にあるように、画素２０の各コラムは、一方側に第１及び第３の副画素２０ａ及び２０ｃが位置し、かつ、その反対側に第２及び第４の副画素２０ｂ及び２０ｄが位置するように配置された１本のパワーライン１１１のみを含む。画素のコラム毎に１本のパワーライン１１１を設けるためには、第２及び第４の副画素２０ｂ及び２０ｄのための駆動回路１００の部品（セレクトトランジスタ１２０、ストレージキャパシタ１３０、パワートランジスタ１４０）のレイアウトを、第１及び第３の副画素２０ａ及び２０ｃのレイアウトに関して反転させる。この構成により、本明細書中に記載した態様の回路及び接続ラインの全表面積が最小となる。この態様によるデバイスは、図６のデバイスと同様に動作する。すなわち、画素２０の各ロウを２段階で選択しなければならない。
【００５２】
図９に、上記の本発明の第４態様による配置パターン図を示す。第２及び第４の副画素２０ｂ及び２０ｄのトランジスタ及びキャパシタ部品のレイアウトが、単一パワーライン１１１を利用するために、第１及び第３の副画素２０ａ及び２０ｃのレイアウトに関して反転されていることがわかる。
【００５３】
本明細書に記載した各種態様は、アクティブマトリックス駆動回路及び画素設計の特性構成に言及しているが、当業者であれば、当該技術分野で知られている従来型回路の各種バリエーションを本発明に適用することもできる。例えば、米国特許第５５５００６６号明細書に記載されている１つのバリエーションでは、独立したキャパシタラインの代わりに、キャパシタを直接パワーラインと接続する。米国特許第６４７６４１９号明細書に記載されているバリエーションでは、２つのキャパシタを直接上下に配置して使用する。その際、ゲート導体１５３を形成するゲート導体層と半導体層２１１との間に第１キャパシタを加工し、パワーライン１１１及びデータライン１１２ａを形成する第２導体層とゲート導体層との間に第２キャパシタを加工し、等を施す。
【００５４】
本明細書に記載した駆動回路はセレクトトランジスタ及びパワートランジスタを必要とするが、これらのトランジスタ設計の各種バリエーションが当該技術分野では知られている。例えば、シングルゲート型及びマルチゲート型のトランジスタが知られており、従来技術においてトランジスタを選択するために適用されている。シングルゲート型トランジスタは、ゲート、ソース及びドレインを含む。シングルゲート型トランジスタをセレクトトランジスタに使用した例が、米国特許第６４２９５９９号明細書に記載されている。マルチゲート型トランジスタは、互いに電気接続された２以上のゲートを含み、したがってソースと、ドレインと、ゲート間の１以上の中間ソース-ドレインとを含む。マルチゲート型トランジスタをセレクトトランジスタに使用した例が、米国特許第６４７６４１９号明細書に記載されている。このタイプのトランジスタは、回路図において、単一トランジスタで表されるか、又はゲート同士を接続させ、１つのトランジスタのソースを直接隣のトランジスタのドレインと接続させた２以上の直列トランジスタで表される。これらの設計の性能は異なる場合があるが、どちらのタイプのトランジスタも回路において同一機能を発揮するので、当業者であれば、本発明にどちらのタイプでも適用することができる。本発明の好適な態様の例は、（図１、図４、図６及び図８の）回路図では単一トランジスタとして表されている（図２、図５、図７及び図９の）マルチゲート型セレクトトランジスタ１２０を使用したものが示されている。
【００５５】
当該技術分野ではマルチパラレルトランジスタの使用も知られており、典型的には、パワートランジスタ１４０に適用される。マルチパラレルトランジスタについては米国特許第６５０１４４８号明細書に記載されている。マルチパラレルトランジスタは、２以上のトランジスタからなるものであって、それらのソース同士を接続し、ドレイン同士を接続し、そしてゲート同士を接続したものである。マルチトランジスタは、画素内では、電流のためのマルチパラレルパスを提供するため分離されている。マルチパラレルトランジスタを使用すると、半導体層製造プロセスのばらつきや欠陥に対する信頼性が得られるという点で有利である。本発明の各種態様において記載されているパワートランジスタは単一トランジスタとして示されているが、当業者であれば、マルチパラレルトランジスタを使用することも可能であり、それが本発明の概念に含まれることを理解する。
【００５６】
各種の態様を具体的な材料構成について説明してきたが、本発明を成功裏に実施することができる材料のバリエーションについては、多くが当該技術分野では知られている。４色副画素デバイスを得るためカラーフィルターアレイを具備した白色発光性有機ＥＬ材料を使用することができるが、４色系は、副画素上で独立してパターン化される４種類の有機ＥＬ構成を使用することによって得ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１態様による回路パターン図を示す。
【図２】本発明の第１態様による配置パターン図を示す。
【図３】本発明によるデバイスの横断面図を示す。
【図４】本発明の第２態様による回路パターン図を示す。
【図５】本発明の第２態様による配置パターン図を示す。
【図６】本発明の第３態様による回路パターン図を示す。
【図７】本発明の第３態様による配置パターン図を示す。
【図８】本発明の第４態様による回路パターン図を示す。
【図９】本発明の第４態様による配置パターン図を示す。
【符号の説明】
【００５８】
１０…電気接続
２０…画素
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ…副画素
１００…駆動回路
１１１ａ、１１１ｂ…パワーライン
１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ…データライン
１１３ａ、１１３ｂ…セレクトライン
１１４ａ、１１４ｂ…キャパシタライン
１２０…セレクトトランジスタ
１２１…第１半導体領域
１２２…第１バイア
１２３…第１ブリッジバイア
１２４…導電性ブリッジ
１２５…第２ブリッジバイア
１３０…ストレージキャパシタ
１４０…パワートランジスタ
１４１…第２半導体領域
１４２…第２バイア
１４３…パワートランジスタゲート
１４５…第４バイア
１４６…第３バイア
１５３…ゲート導体
１８１…第１電極
２００…基板
２１１…半導体層
２１２…ゲート絶縁層
２１３…第１中間絶縁体層
２１４…第２中間絶縁体層
２２０…電極絶縁膜
３１０…有機ＥＬ媒体
３１１…正孔注入層
３１２…正孔輸送層
３１３…発光層
３１４…電子輸送層
３２０…第２電極
３４０…光
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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