(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表示要素を有し、各表示要素が、全表示要素が共有する有機エレクトロルミネセンス層の一部分と、前記有機エレクトロルミネセンス層の当該表示要素の位置に、前記有機エレクトロルミネッセンス層を挟み且つ対向するように備えられている第１電極及び第２電極と、から構成されるエレクトロルミネセンス表示装置において、
導電体が、隣接する表示要素の、各前記第１電極の間および各前記第２電極の間で、前記有機エレクトロルミネセンス層の前記第１電極と同じ側および前記有機エレクトロルミネセンス層の前記第２電極と同じ側に接触して備えられ、かつ所定の電位に保持されることにより、前記エレクトロルミネセンス層内を横方向に流れるアノード電極からの電流がそれぞれ行内、列内の隣接電極への到達を阻止され、
前記導電体は、第１電極を構成する列導体ストリップの隣接対の間に延在する第１導電線と、第２電極を構成する行導体ストリップの隣接対の間に延在する第２導電線と、を有し、
前記列導体ストリップは、ＩＴＯを含む高仕事関数材料のグループから選択された透明導電材料から成り、前記行導体ストリップは、カルシウム、マグネシウムと銀の合金、アルミニウムとリチウムの合金を含む低仕事関数材料のグループから選択された材料から成る、
ことを特徴とするエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項２】
前記導電体の前記第１導電線及び前記表示要素の第１電極が、共通の導電層の一部分から構成され、前記導電体の前記第２導電線及び前記表示要素の第２電極が、共通の導電層の一部分から構成されることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、複数のエレクトロルミネセンス表示要素を有するエレクトロルミネセンス表示装置に関するものであり、これらの表示要素の各々は、全表示要素が共有する有機エレクトロルミネセンス層の部分と、表示要素の位置で、エレクトロルミネセンス層の互いに逆の側に配置された第１及び第２電極層とから構成される。
【０００２】
（背景技術）
この表示装置は、例えば単純なアイコンの表示用のように、単純なセグメント表示装置とすることができる。あるいはまた、この装置は、行と列に配列された個別に駆動可能な表示要素のアレイを有するマトリクス表示デバイスで構成することができる。こうしたマトリクス表示装置は、情報及びビデオアプリケーションの表示用に用いることができ、各表示要素が、通常はＴＦＴ（薄膜フィルムトランジスタ）の形態の、関連するスイッチ手段によって制御される単純パッシブマトリクス型あるいはアクティブマトリクス型とすることができる。単純パッシブマトリクス表示装置では、交差している行番地の導体と列番地の導体の組の間にエレクトロルミネセンス（ＥＬ）層を設けて、これによりこれらの交差点が、エレクトロルミネセンス表示要素の行と列のアレイを形成する。エレクトロルミネセンス表示要素のダイオード的なＩ−Ｖ特性により、各要素が、表示機能、及び多重駆動動作を可能にするスイッチング機能を共に提供することが可能である。アクティブマトリクス装置では、関連するスイッチ手段を操作して、表示要素に駆動電流を供給して、その光出力をずっと長い期間維持することが可能である。これにより、例えば各表示要素回路にアナログ（表示データ）駆動信号を、個々の行アドレス期間中のフィールド期間毎に１回加えて、この駆動信号を記憶して、表示要素を通る要求される駆動電流をフィールド期間中、関係する表示要素の行を次にアドレス指定するまで維持することができる。薄膜フィルム有機エレクトロルミネセンス材料を使用したアクティブマトリクスエレクトロルミネセンス表示装置の例は、欧州特許公開公報第0717445号に記載されている。
【０００３】
この参考文献に記載されている有機ＥＬ層は、一方の電極（アノード）に接触している有機正孔注入兼輸送ゾーン、及びこの正孔注入兼輸送ゾーンとの接合を形成する電子注入兼輸送ゾーンから構成される有機分子材料層である。正孔注入兼輸送ゾーンは、単一材料または多材料のものとすることができ、前記電極に接触している正孔注入層と、この正孔注入層と前記電子注入兼輸送ゾーンとの間に挿入された連続正孔輸送層から構成される。電子注入兼輸送ゾーンも同様に、単一材料または多材料で形成することができ、他方の電極（カソード）に接触している電子注入層、及びこの電子注入層と前記正孔注入兼輸送ゾーンとの間に挿入された及び連続電子輸送層から構成される。正孔と電子の再結合で、前記接合に隣接する電子注入兼輸送ゾーン内で発光が生じる。これらの層は通常、気相成長させたものである。アノード電極はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）で形成され、これは透明であり、発生した光を通過させて、この光に適切な大きさの仕事関数を持たせることができる。アレイ中のアノード電極は、行及び列に規則的に配置された分離したパッドとして設けられ、エレクトロルミネセンス層はこのアノードのアレイ上の連続層として延在する。この層の上に、カルシウムまたはマグネシウムと銀の合金のような低仕事関数の材料の連続層を設けて、全表示要素が共有する電極層を形成し、この層の、表示要素のアノードの直上にある部分にカソード電極を構成する。
【０００４】
しかしＥＬ層の構成は変化しうるものであり、例えば特定の正孔注入領域及び電子注入領域を具えていない代わりに、もっぱらこの目的用の電極に頼るＥＬ層を使用することは既知である。本明細書で用いるＥＬという用語には、これらの種類のものも含めている。
【０００５】
最近、発光ポリマー（ＬＥＰ）がエレクトロルミネセンス層用に利用されてきている。ＬＥＰ材料を用いたアクティブマトリクス有機エレクトロルミネセンス表示装置の例は、T.Shinoda他の「Current Status and Future of Light-Emitting Polymer Display Driven by Poly-Si TFT（ポリシリコンＴＦＴによって駆動される発光ポリマーディスプレイの現状及び将来）」、ＳＩＤ９９ダイジェスト、372〜375ページ、という論文に記述されている。この論文に記述されているエレクトロルミネセンス表示要素の構造は、ＰＰＶ（ポリ（ｐ−）フェニルビニル）の層と、ＩＴＯアノード電極と、このＰＰＶ層とこのＩＴＯアノード電極との間に挿入されたＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（ポリエチレン  二酸化チオフェネ−ポリスチレン  スルホン酸）層と、このＰＰＶ層の他の側の、アルミニウム−リチウムから成るカソード電極とから構成される。正孔輸送層用に用いられるＰＥＰＯＴ−ＰＳＳ材料は、効率を大幅に増加させると言われている。上述したデバイスとして、表示要素のアノードが分離したパッドとして設けられ、エレクトロルミネセンス層が連続層として、アレイの全領域上に延在する。同様にカソード層が、全表示要素が共有する連続層として設けられている。ＬＥＰ材料を使用したパッシブマトリクス表示装置の例は、国際公開番号96/36959号に記載されている。
【０００６】
これらの種類のエレクトロルミネセンス表示装置の動作中に、１つの表示要素の駆動が隣接する表示要素の動作に影響する不所望なクロストーク効果という形の問題を経験しうる。例えば、１つの表示要素をオン状態にして光を放出する際に、オフ状態であると考えられる隣接する表示要素が少し発光しているように見えることがある。
【０００７】
本発明の目的は、こうした不所望なクロストーク効果を低減するように改善されたエレクトロルミネセンス表示装置を提供することにある。
【０００８】
（発明の開示）
本発明によれば、冒頭段落に記述した種類のエレクトロルミネセンス表示装置は、隣接する表示要素の第１電極どうしの間に、エレクトロルミネセンス層の第１電極と同じ側に接触している導電体を設けて、これらを所定の電位に保持して、エレクトロルミネセンス層内を横方向に流れる電流をシンクさせることを特徴とする。本発明は、有機エレクトロルミネセンス層あるいはその少なくとも１つの構成要素、特に電荷の注入／輸送領域が存在する際に、これをやや導電性にすることができ、隣接する表示要素間の不所望なクロストーク効果に至るような特定の状況で、電流が、隣接する表示要素の各々の第１電極間にある層内を横方向に流れうるという認識から生まれたものである。隣接する電極間に設けられ、電流シンクとして働く導電体は、隣接する表示要素間にこのように流れる電流を阻止する。
【０００９】
好都合なことに、第１導電体用に用いる挿入導電層を適切にパターン化することによって、前記導電体を表示要素の第１電極と同時に形成することができる。
【００１０】
表示要素の第１電極の各々が、独立したパッド電極を具えているアクティブマトリクスエレクトロルミネセンス表示装置の場合には、前記導電体を、例えばガードリングのように、第１電極の周囲に沿って延在するように配置して、隣接する表示要素の第１電極どうしの間のＥＬ層内を横方向に、行方向及び列方向の両方に流れる電流を阻止することが好ましい。好都合なことに、第１電極のアレイ用に要求される導電体は、前記独立したパッド電極の周囲に、好ましくは完全に沿って延在する導電性材料の格子の形で設けることができる。この格子は、パッド電極を形成するために使用する単一の堆積導電層のフォトリソグラフィーパターン化によって、例えばパッド電極がアノードを構成するＩＴＯ製のパッド電極と同時に、容易に形成することができる。その後に、これらのパッド電極及び格子の両者の上に広がり、かつこれらに接触し、これらの格子並びにパッド電極に接触している正孔輸送副層の構成要素が存在すれば、これにも接触している連続ＥＬ層を設ける。
【００１１】
各々の組が表示要素の第１及び第２電極を構成する、交差している平行導電体ストリップの組を具え、これらの間にＥＬ層が延在するパッシブマトリクスエレクトロルミネセンス表示装置の場合には、前記導電体は、表示要素の第１電極を形成する組である導電体ストリップの隣接対の間に延在する導電線の一部分で構成されることが好ましい。これにより、例えば導電体ストリップが列の導電体から構成される場合には、単一の導電線が、表示要素の隣接する２列の第１電極間の導電体を形成する役割をする。また好都合なことに、前記導電ストリップを形成するために用いる堆積導電層をフォトリソグラフィーで適切にパターン化することによって、要求される導電線を、第１電極、即ち１組の導電ストリップと同時に形成することができ、この導電線は、例えばＩＴＯで構成することができ、ＩＴＯではこれらの導電ストリップの組が、表示要素のアノード電極で構成される。同様の方法を用いて、他の導電ストリップの組の隣接対間に導電線を設けることもできる。
【００１２】
（発明を実施するための最良の形態）
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。これらの図を通して、同一参照符号は同一構成要素を示す。
図１に、アクティブマトリクスエレクトロルミネセンス表示装置の断面図を概略的に示し、これは、例えば前記の欧州特許公開公報第0717445に記載のもの及びShimoda他の論文に記載のもののような既知の種類のものと多くの点で同様の構造であり、こうした表示装置の構築及び駆動の一般的な詳細事項については後者の参考文献を参照されたく、本明細書には開示しない。図１に簡略的に示すように、この表示装置は、行と列に配列された表示要素１２のアレイを具えている。図１の断面図は行に沿って切り取ったものであり、表示要素の行、１つの表示要素１２の全体、及び同じ行の隣接する２つの表示要素の一部分を示す。各表示要素は、エレクトロルミネセンス体または発光ダイオードを具え、この表示要素はＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の形態の制御デバイスに関連付けられ、この図では簡略化した形態で示して、包括的に番号１４で参照し、この制御デバイスは表示要素へのデバイス電流の供給を制御し、従って表示要素の動作を制御する。ＴＦＴアレイは、例えば、関連する行及び列アドレス導体の組、及び表示要素電流供給線を伴ったガラスまたは合成材料のような透明絶縁基板１５上に載置され、これらのアドレス導体経由で駆動信号がＴＦＴに加えられる。
【００１３】
各表示要素１２は、分離した長方形パッド型の第１電極１８と、アレイ中の全表示要素が共有する連続有機エレクトロルミネセンス層２０の各第１電極の上にある部分と、アレイ中の全表示要素が共有する連続電極層２２の各第１電極の上にある部分から成る第２電極とから構成される。電極１８は、ＴＦＴ及び関連するアドレス導体の組のから成る前記アクティブマトリクス回路をおおう、例えばシリコン酸化物のような透明絶縁層２４上に載置され、各電極１８は、前記絶縁層内のバイア（接続部）２５を通して、関連する制御ＴＦＴ１４を有する回路に接続されている。電極１８は表示要素のアノードを構成し、これらはＩＴＯのような、層２０への正孔注入用の高仕事関数の透明導電材料で形成されている。第２電極を構成する層２２は、例えばマグネシウムと銀の合金のような、ＥＬ層２０内に電子を注入するのに適した低仕事関数の導電材料である。動作中には、関連するＴＦＴのオン状態では、正孔及び電子が有機ＥＬ層２０内に注入され、表示要素のアノード電極１８からカソード電極２２に電流が流れて、これらの正孔及び電子が層２０内で再結合して、放出光を発生させて、この放出光が前記透明アノード及び基板を通過して、視聴者に見えるようになる。
【００１４】
有機ＥＬ層２０は、既知の種々のものとすることができる。こうしたものの分子型及びポリマー型の構成の特定例は、前述した欧州特許公開公報第0717455号、及びShimoda他の論文に記載されているが、当業者には明らかなように、他の既知の有機エレクトロルミネセンス層の構成も利用可能である。
【００１５】
欧州特許公開公報第0717445号に記載されているように、エレクトロルミネセンス層は、アノード電極１８に最寄りの側に向いた正孔輸送ゾーンと、カソード層２２に面した電子輸送ゾーンとを具えている。欧州特許公開公報第0717445号にも記載されているように、ＥＬ層２０は、前記正孔輸送領域とアノード電極１８との間に、有機材料の正孔注入領域を具えることができる。正孔輸送領域の材料は芳香性第三アミンを含むことができ、発光電子輸送領域は、金属酸化物を含むことができ、これらの例は前記公報の仕様に記載されているが、現在技術で既知の他の有機エレクトロルミネセンス層の構成を、代わりに使用することもできる。例えば、代替の表示表示要素の構造においては、この層は、ＩＴＯアノード、正孔輸送層、ジフェニルビニル（ＤＰＶ）型のホスト及び蛍光ドーパント材料から成る放出層、トリス（８−キシリノール）アルミニウム（Alq3）から成る電子輸送層、及びマグネシウムと銀の合金のカソードの順に構成される。他の既知の例では、表示要素の構造を、ＩＴＯアノード、トリフェニルアミンの誘導体（ＭＴＤＡＴＡ）から成る正孔輸送層、ルブレン酸を有するジアミン誘導体をドーピングすることによって形成された化合物から成る発光層、Alq3から成る電子輸送層、及びマグネシウムとインジウムの合金のカソードから構成することができる。Shimoda他の論文に記述されているように、エレクトロルミネセンス層はＰＰＶ及びＰＥＤＯＴ−ＰＳＳを、アノード電極に隣接する正孔輸送層として具えることができる。
【００１６】
図１で、ＥＬ層２０内の正孔輸送／注入領域または副層を、参照番号２８の点線で示す。
こうした正孔注入／輸送副層の存在が、隣接する表示要素間での不所望なクロストーク効果を導きうることは明らかである。こうした目的に使用される材料はやや導電性のものなので、表示要素を駆動する一部の状況においては、小電流が、１つの表示要素の電極１８から隣接する表示要素に、この材料を通って横方向に流れて、装置の動作中に、隣接する表示要素に駆動電流エラーを発生させる。例えば、１つの表示要素がオン状態になって光を放出し、共有カソード電極２２が例えば５Ｖに保たれ、関連する表示要素のアノード電極１８が例えば１０Ｖであり、隣接する表示要素がオフ状態（非発光）であるものとする状況を考えれば、隣接する表示要素のアノード電極は５Ｖ付近の電位にある。結果として、ある程度の電流が、表示要素のアノード電極１８と、隣接する表示要素の間の層２０内に横方向に流れやすくなり、この電流が、隣接する表示要素にもいくらかの光を放出させうる。
【００１７】
この影響を回避するか、少なくとも低減するために、隣接する表示要素の電極１８の間に導電体を配置して、これらの導電体を、例えば接地電位のような所定の電位レベル（アノード電位に対して負）に保持して、こうした横方向の電流をシンクさせる働きをさせる。図１に番号３０で示すような導電体は、電極から少し離れ、２つの隣接する電極１８の端面の間に延在し、かつこれらの端面に平行な導電材料のストリップから構成される。このため、層２０内を横方向に流れる表示要素のアノード電極１８からの電流は、行内の隣接電極１８への到達を阻止されて、代わりに図の矢印Ａで示すように、導体ストリップ３０に流れ込み、これにより行方向内のクロストークを回避することができる。
【００１８】
また列方向においても、導体ストリップを表示要素の隣接対のアノード電極１８の端面間に延在するように配置して、同様に、この方向に隣接する電極１８の間に流れるクロストーク電流を阻止することができる。表示要素のアレイに関連する導電ストリップは格子パターンで形成され、アレイの小部分の平面図である図２に、より明確に示すように、各格子のセルが個々のアノード電極１８を囲んでいる。図２から明らかなように、導電ストリップ３０を構成する格子は、表示要素の隣接する行及び列の間にある、行及び列方向に走る相互接続された導電線から構成され、各アノード電極１８は格子の部材によって完全に包囲され、実質的に、電流をシンクさせる保護的なガードリングを電極の回りに形成する。
【００１９】
この格子は電極１８のアレイと同時に、単純かつ好都合に製造することができる。ＴＦＴマトリクスアレイを製造して、例えば前述した文献に記述されているような、標準的なフィルム堆積及びパターン化技法を用いて、必要な接触バイア２５を有する絶縁層２４を基板１５上に設けた後に、ＩＴＯの層を、層２４の表面全体にわたって連続的に堆積させる。そして既知のフォトリソグラフィーデフィニション（解像）プロセスを用いて、この層をパターン化して、分離したアノード電極のアレイ、及びこの間に延在する導電ストリップ３０の格子を残す。その後に、エレクトロルミネセンス層２０をこの構造上に堆積させて、電極１８及び格子に直接接触するようにして、その後に連続カソード電極２２を堆積させる。
【００２０】
また図２に点線で示すように、格子の行及び列の線が、ＴＦＴアレイに関連する行及び列アドレスの導体上に来るように配置する。しかし、あるいはまた、これらの線を、これらの導体から少しずらすこともできる。
【００２１】
もちろん、表示要素のアノード及びカソード電極を層２２と入れ替えて、層２２が透明のＩＴＯアノード電極を具えるようにして、代わりに放出光が上から見えるようにしてもよい。この場合には、カソード（１８）電極材料から導体格子３０を形成して、使用中には適切な電位に接続することができる。
【００２２】
図３及び図４に、同様に電流シンク、クロストーク防止の導電体を使用する単純なパッシブマトリクスエレクトロルミネセンス表示デバイスの実施例を示し、それぞれ装置の代表的な部分の断面図及び平面図を示す。このデバイスは、基板１５の表面上に載置された平行かつ規則的間隔の列導体ストリップ４０の第１組と、この基板の全領域上に連続的に延在し、前記導体ストリップ４０の組と、これらのストリップの間の基板領域をおおう有機エレクトロルミネセンス層２０と、基板１５の表面上に設けられ、かつ前記列導体ストリップの組と交差している平行かつ規則的間隔の行導体ストリップ４０の第２組とから構成される。行導体ストリップと列導体ストリップとの各交差部に、個々のエレクトロルミネセンス表示要素４５が構成され、各表示要素４５は、それぞれが第１及び第２の要素電極として作用する個々の列及び行の導体ストリップの一部分、及びこれらの間に挟まれたエレクトロルミネセンス層から構成される。これらの列及び行導体ストリップ４０、４２は、それぞれが表示要素の駆動用、及び個々の表示要素４５のアノード（正孔注入）及びカソード（電子注入）用の、データ導体及び選択導体から構成される。列導体ストリップ４０は、高仕事関数を有する適切な透明導電材料で形成され、ＩＴＯが好適であり、行導体ストリップ４２は、カルシウム、マグネシウムと銀の合金、アルミニウムとリチウムの合金、あるいは要求されるようにパターン化可能な現在技術で既知の他の材料のような、低抵抗で低仕事関数の適切な材料から構成される。また有機エレクトロルミネセンス層２０は、前述したような分子エレクトロルミネセンス材料または発光ポリマー材料から構成することができ、ＩＴＯ列導体ストリップの直上にある正孔輸送領域を含むことができる。
【００２３】
このデバイスでは、層２０内を横方向に流れる電流をシンクさせる導電体を配置して、表示要素４５のアノード電極から、行方向に隣接する表示要素のアノードに流れる電流を阻止する。この導電体は導電線５０の形で設けられ、その各々が、列導体ストリップ４０の個々の隣接対の間に、これらと平行に連続的に延在し、隣接する２列の表示要素との間に間隔をおいたガード線を構成する。これらの線の端を相互接続して、要求される所定の電位レベルを好都合に印加することを可能にする。
【００２４】
前述した実施例と同様の方法で、列導電ストリップ４０の組に使用するＩＴＯの堆積層を適切にパターン化することによって、これらの導電ストリップを構成するのと同時に、導電線５０を容易に設けることができる。
【００２５】
同様に、隣接する行導体ストリップ４２の間に延在する導電線を、ＥＬ層２０の他の側に直接設けることができ、使用中に適切な所定電位に接続して、特に電子輸送領域及び／または注入領域を上側に有する層の場合には、隣接する行導体ストリップ間の層２０内を横方向に流れようとするいずれの電流をも同様にシンクさせて、前述のようなことによって発生するクロストークを防止する。また、単に行導体ストリップ４２を形成するために使用する堆積層を適切にパターン化することによって、これらの導電線を設けることができる。
【００２６】
これらの両実施例に関しては、導電ストリップによって構成されるガードリング及びガード線が、表示装置の動作中にいくらかの電流を必然的にシンクさせる。しかし電流は主に、表示要素のアノード電極とカソード電極の間に直接流れ、このように消失する電流の量は比較的少量である。
【００２７】
隣接した表示要素電極間に設けられた電流シンク導電体は、共有のＥＬ層を個々の表示要素用に用いて、このＥＬ層、あるいはその個々の表示要素の、少なくとも電極の隣の構成要素領域が十分に導電性であり、ある程度横方向に導電しうるいずれの型の有機エレクトロルミネセンス表示装置にも有効であることは明らかである。
【００２８】
本発明の開示からの他の変形法は、当業者にとって明らかである。こうした変形法は、加熱カソード及びその構成要素の分野では既に知られている他の特徴を具えており、これらは本明細書に既に記述した特徴の代わりに、あるいは特徴に加えて、用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるアクティブマトリクス有機エレクトロルミネセント表示装置の一部分の断面図である。
【図２】  図１の装置の一部分の平面図である。
【図３】  本発明によるパッシブマトリクス有機エレクトロルミネセント表示装置の一部分の断面図である。
【図４】  図３の装置の一部分の平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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