JP3943901B2

JP3943901B2 - 自己発光表示装置

Info

Publication number: JP3943901B2
Application number: JP2001343568A
Authority: JP
Inventors: 洋介櫻井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2021-11-08
Also published as: JP2003151770A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各表示画素が光透過性基板上に形成される有機ＥＬ（Electro Luminescence)素子のような自己発光素子を用いて構成される自己発光表示装置に関し、特にこの自己発光素子からの光が光透過性基板を介して外部に取り出される自己発光表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置に代表される平面表示装置は、パーソナルコンピュータ、情報携帯端末或いはテレビジョン等の表示装置として広く利用されている。その中で、アクティブマトリクス型液晶表示装置は、薄型、軽量かつ低消費電力等の特長を活かし、年々利用範囲は増加しつつある。
【０００３】
アクティブマトリクス型液晶表示装置は、例えばマトリクス上に配置される複数の表示画素、これら表示画素の行に沿って配置される複数の走査線、これら表示画素の列に沿って配置される複数の信号線、これら走査線および信号線の交差部近傍にそれぞれ配置される複数の画素スイッチング素子を備えた液晶表示パネルと、ドライバＩＣチップとして液晶表示パネルの端部に実装されこの液晶表示パネルの動作を制御する表示制御回路とにより構成される。近年では、液晶表示パネルの製造コストを低減するため、上述のドライバＩＣチップを実装する代わりに表示制御回路を画素スイッチング素子と同様に例えばＭＯＳ薄膜トランジスタで構成して、液晶表示パネルに一体形成する駆動回路内蔵型液晶表示パネルが製品化されている。通常、このＭＯＳ薄膜トランジスタには、チャネル領域を流れるキャリアが電子であるＮチャネル型と、チャネル領域を流れるキャリアが正孔であるＰチャネル型とがあり、両者の利点を活かした相補的な組み合わせで回路が構成される。
【０００４】
最近では、有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置が注目され、盛んに研究・開発が行われている。液晶表示素子が印加電圧に応じた光透過率で光を透過する受動型素子であるのに対し、有機ＥＬ素子は電流供給量に応じた明るさで発光する能動型素子である。有機ＥＬ表示装置はこのように自己発光する有機ＥＬ素子を用いているため、平面表示装置として一般的な液晶表示装置よりも優れた次のような長所を持つ。すなわち、第１に、自己発光型であるため鮮明な表示と広い視野角が得られ、さらにバックライトを必要としないのでより薄型・軽量・低消費電力化できる。第２に、高速に応答するので動画再生に適している。第３に、固層による発光であるため使用温度範囲が広がる可能性がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
典型的な有機ＥＬ表示装置では、複数の有機ＥＬ素子が図９に示す光透過性基板を覆うゲート絶縁膜上およびこのゲート絶縁膜を覆う層間膜上で配線される。各有機ＥＬ素子は層間膜上の配線を覆って形成される保護膜上に積層されるアノード電極、有機ＥＬ薄膜部、およびカソード電極を有する。この有機ＥＬ薄膜部は例えばアノード電極上に形成される陽極バッファ層とこの陽極バッファ層上に形成される有機発光層とを組み合わせて構成され、保護膜上に形成される隔壁膜により囲まれる。この有機ＥＬ表示装置では、有機ＥＬ薄膜部からの光が図９に示すＰ１方向に保護膜および層間膜を透過して光透過性基板の外部に出射されるだけでなく、保護膜に対して低屈折率である隔壁膜および層間膜との界面、およびアノード電極との界面で反射しながら保護膜内をＰ０方向、つまり隣接画素方向に伝搬する。有機ＥＬ薄膜部からの光の５０％程度はＰ０方向に伝搬するため、光透過性基板の外部への光出射効率が低く、充分な輝度を得ることが困難であった。また、有機ＥＬ薄膜部からの光が保護膜内を平面的に伝搬して同一発光色の発光層からの光と干渉することもある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みなさられたもので、外部への光出射効率を向上することができる自己発光表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、光透過性基板上に形成される光透過性の誘電体層と、この誘電体層上に形成されこの誘電体層を透過する光を発生する自己発光素子を備えた複数の表示画素とを備え、一表示画素から隣接する他の表示画素に向かう光の伝搬範囲を制限する構造部が一表示画素と他の表示画素間に設けられ、この構造部は誘電体層と誘電体層に形成された溝内に収容された誘電体層よりも屈折率の小さい層との界面によって構成される自己発光表示装置が提供される。
【０００８】
この自己発光表示装置では、誘電体層が各自己発光素子により発生され誘電体層内を伝搬する光の向きを変化させてこの光の平面的な伝搬範囲を制限する構造部により区画される。これにより、誘電体層内を平面的に伝搬する光の一部が誘電体層の外部に出射されるようになるため、外部への光出射効率が向上して、高い輝度を得ることが可能となる。また、誘電体層内を平面的に伝搬する光が同一発光色の自己発光素子間で干渉することも避けられる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置について図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は有機ＥＬ表示装置全体の回路構成例を示す。この有機ＥＬ表示装置は有機ＥＬパネルＰＮＬおよび外部駆動回路ＤＲＶを備える。
【００１１】
外部駆動回路ＤＲＶは、パーソナルコンピュータ等の信号源から出力されたデータを受けとり、有機ＥＬパネルＰＮＬを駆動するための制御信号の生成や、映像信号の並び替え等のデジタル処理を行うコントローラ部１と、映像信号をデジタル／アナログ変換する複数のドライバＩＣ２と、コントローラ部１、ドライバＩＣ２および有機ＥＬパネルＰＮＬの駆動用電源電圧等を生成するＤＣ／ＤＣコンバータ３により構成される。
【００１２】
有機ＥＬパネルＰＮＬは、外部駆動回路ＤＲＶから供給される映像信号を対応する信号線にサンプリングする信号線駆動回路５、所定タイミングで走査線に走査信号を出力する走査線駆動回路６、および表示領域７により構成される。表示領域７では、複数の表示画素ＰＸがマトリクス状に配置され、複数の信号線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｍ）が複数の表示画素ＰＸの行に沿って配置され、複数の走査線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｎ）が複数の表示画素ＰＸの列に沿って配置される。行方向に隣接する３個の表示画素ＰＸは１個のカラー表示画素を構成し、それぞれ赤、緑、および青色に対応する波長の光を発する。各表示画素ＰＸは対応信号線Ｘおよび対応走査線Ｙに割り当てられるスイッチング用素子として例えばＮチャネル型薄膜トランジスタＮ11、映像信号電圧保持用コンデンサＣ11、有機ＥＬ素子駆動用素子として例えばＰチャネル型薄膜トランジスタＰ11、および有機ＥＬ素子OLEDで構成される。有機ＥＬ素子OLEDは第１電源線Ｖddおよび第２電源線Ｖss間でＰチャネル型薄膜トランジスタＰ11と直列に接続される。Ｎチャネル型薄膜トランジスタＮ11は走査線Ｙから供給される走査信号の制御により信号線Ｘ上の映像信号を取り込み、Ｐチャネル型薄膜トランジスタＰ11のゲートに印加する。映像信号電圧保持用コンデンサＣ11は第１電源線ＶddとＰチャネル型薄膜トランジスタＰ11のゲート間に形成され、薄膜トランジスタＮ11が非導通状態である間映像信号を保持する。
【００１３】
次に、各表示画素ＰＸの駆動方法について説明する。図２は一例として表示画素ＰＸの回路構成を示し、図３はこの回路の動作波形を示す。
【００１４】
走査線Ｙの走査信号Ｖscanが高レベルの期間は、Ｎチャネル型薄膜トランジスタＮ11がアクティブ状態であるため、Ｎチャネル型薄膜トランジスタＮ11を介して信号線Ｘの映像信号電圧ＶsigがコンデンサＣ11の一端側電極に印加され、このコンデンサＣ11を充電する。尚、映像信号電圧保持用コンデンサＣ11の一端側電極に最終的にホールドされる電圧は、走査線の走査信号Ｖscanが低レベルとなった時に信号線Ｘに設定されている映像信号電圧Ｖsigである。映像信号電圧保持用コンデンサＣ11の一端側電極はさらにＰチャネル型薄膜トランジスタＰ11のゲート電極Ｇに接続され、他端側電極はＰチャネル型薄膜トランジスタＰ11のソース電極Ｓに接続されているため、映像信号電圧保持用コンデンサＣ11に充電された電圧は、Ｐチャネル型薄膜トランジスタＰ11のゲート-ソース間電圧Ｖgsとなる。
【００１５】
Ｐチャネル型薄膜トランジスタＰ11のドレイン−ソース間電流Ｉｄｓはゲート−ソース間電圧Ｖｇｓによって増減し、Ｉds＝ＩELであるから、映像信号電圧Ｖsigによって有機EL素子OLEDに流れる電流ＩELが変化し、所望の輝度で発光することができる。
【００１６】
図４は有機ＥＬパネルの１カラー画素の平面構造を示す。図４に示すように、表示画素ＰＸは走査線Ｙと信号線Ｘとに囲まれた領域に形成され、Ｎチャネル型薄膜トランジスタＮ11が走査線Ｙおよび信号線Ｘの交差位置付近に配置される。Ｎチャネル型薄膜トランジスタＮ11のソース電極Ｓは信号線Ｘに接続され、ゲート電極Ｇは走査線Ｙに接続され、ドレイン電極ＤはＰチャネル型薄膜トランジスタＰ11のゲート電極Ｇに接続される。薄膜トランジスタＮ11のドレイン電極Ｄおよび薄膜トランジスタＰ11のゲート電極Ｇ間のノードＮＤは第１電源線Ｖddに容量結合して蓄積容量を構成する容量電極を兼ねる。この蓄積容量はＰチャネル型薄膜トランジスタＰ11のゲート電極Ｇに印加される映像信号電圧を保持する映像信号電圧保持用コンデンサＣ11として設けられている。Ｐチャネル型薄膜トランジスタＰ11のソース電極Ｓは有機ＥＬ素子OLEDを駆動する第１電源線Ｖddに接続され、他方のドレイン電極Ｄは有機ＥＬ素子OLEDの第１電極、ここではアノード電極ＡＤに接続される。
【００１７】
図５は図４に示すV-V線に沿った断面を示し、図６は図４に示すVI-VI線に沿った断面を示す。図５および図６に示すように、有機ＥＬパネルＰＮＬは、ガラス等の光透過性絶縁基板１０上に、薄膜トランジスタＰ11,Ｎ11および有機ＥＬ素子OLEDを順に積層した構造を持つ。ガラス基板１０は例えば合成樹脂のようなの絶縁材、導電材、または半導体等の基板に置き換えてもよいが、導電材または半導体を用いる場合には、基板１０をＳｉＯ₂やＳｉＮなどの絶縁膜で覆いこの絶縁膜上に薄膜トランジスタＰ11,Ｎ11および有機ＥＬ素子OLEDを形成する必要がある。Ｎチャネル型薄膜トランジスタＮ11およびＰチャネル型薄膜トランジスタＰ11の各々はゲート電極Ｇを半導体層ＰＳの上方にゲート絶縁膜１１を介して設けたトップゲート型である。半導体層ＰＳは島状の能動層としてガラス基板１０上に形成される例えばポリシリコン（Poly-Silicon）薄膜であり、ゲート電極Ｇに対応する位置に配置されるチャネル領域、および所定濃度の不純物を含んだ導電領域であるソースおよびドレイン領域を有する。ゲート絶縁膜１１は薄膜トランジスタＰ11，Ｎ11の半導体層ＰＳと共にガラス基板１０を覆うように形成される。走査線Ｙおよび映像信号電圧保持用コンデンサＣ11の容量電極は薄膜トランジスタＰ11,Ｎ11のゲート電極Ｇと共に同一材料でゲート絶縁膜１１上に形成され、例えば屈折率１．５のＳｉＯｘからなる層間膜１２により覆われる。薄膜トランジスタＰ11,Ｎ11のソース電極Ｓ，ドレイン電極Ｄ並びに第１電源線Ｖddは層間膜１２上に形成される。層間膜１２は半導体層ＰＳのソース領域およびドレイン領域、映像信号電圧保持用コンデンサＣ11の容量電極を部分的に露出する複数のコンタクトホールを有し、薄膜トランジスタＰ11,Ｎ11のソース電極Ｓ，ドレイン電極Ｄがこれらコンタクトホールを介して半導体層ＰＳのソース領域およびドレイン領域に接続される。また、Ｎチャネル型薄膜トランジスタＮ11のドレイン電極Ｄは映像信号電圧保持用コンデンサＣ11の容量電極に接続される。薄膜トランジスタＰ11,Ｎ11のソース電極Ｓ，ドレイン電極Ｄ並びに第1電源線Ｖddは例えば屈折率１．９のＳｉＮｘでなる保護膜１３により覆われる。
【００１８】
有機ＥＬ素子OLEDは有機ＥＬ薄膜部１４が光取出し電極となる第1電極および第１電極に対向配置される第２電極間に保持される構造を有する。第１電極は本実施例ではアノード電極ＡＤであり、例えば屈折率２．０のＩＴＯ（Indium Tin Oxide）のような透明電極材料から成り、保護膜１３上で島状に形成される。有機ＥＬ薄膜部１４は例えばアノード電極ＡＤ上に形成される陽極バッファ層ＢＦおよびこの陽極バッファ層ＢＦ上に形成される有機発光層ＥＭを組み合わせて構成され、保護膜１３上に形成され、第１電極を部分的にあるいは全部を露出する例えば屈折率１．４の有機材料からなる隔壁膜１５により囲まれる。第２電極はここではカソード電極ＣＤであって、例えばバリウム・アルミ合金から成り、発光層ＥＭ上に配線金属層として全画素共通に連続して形成される。有機ＥＬ素子OLEDでは、アノード電極ＡＤから注入されたホールと、カソード電極ＣＤから注入された電子とが有機ＥＬ薄膜部１４の内部で再結合したときに、有機分子を励起して励起子を発生させる。この励起子が放射失活する過程で発光し、この光が有機ＥＬ薄膜部１４から光透過性を有するアノード電極ＡＤおよび透明絶縁基板１０を介して外部へ放出される。
【００１９】
上記の構造の有機ＥＬ表示装置においては、隣接する表示画素間にこれらの第１電極を電気的に絶縁する隔壁膜１５が配置され、全表示画素の第２電極として共通に設けられる第２電極が隔壁膜１５を覆うように構成されるため、隔壁膜１５の開口の内側面のテーパー角を制御し、隣接表示画素方向に向かう光を光出射面側に取り出すことができる。つまり、透過回折してカソード電極ＣＤで全反射されてＰ３方向から外部に取り出すことが可能となる。
【００２０】
また、この有機ＥＬ表示装置は保護膜１３が各有機ＥＬ素子OLEDの有機ＥＬ薄膜部１４から発生され保護膜１３内を伝搬する光の向きを変化させてこの光の平面的な伝搬範囲を制限する構造部により区画される。この構造部は、例えば隣接表示画素間に形成された光路変更面と、この光路変更面を介して保護膜１３に密接して配置され保護膜１３よりも屈折率の小さい層とにより構成され、保護層と同一平面上に形成されるものである。ここでは、行方向に隣り合う表示画素間および列方向に隣り合う表示画素間の保護膜１３に形成された溝ＧＲとこの溝ＧＲに収容される隔壁膜１５の一部により構成される。つまりここでは、溝ＧＲの内壁面が光路変更面を形成し、隔壁膜の一部が保護層よりも屈折率の小さい層を形成する。図４に示すように信号線と平行な方向に配置される溝ＧＲは各表示画素間にそれぞれ配置され、走査線と平行な方向に配置される溝ＧＲは行方向の画素に共通に連続して配置される。
【００２１】
隔壁膜１５は保護膜１３よりも低い屈折率の材料で構成されので、有機ＥＬ薄膜部１４からの光が保護膜１３を透過してＰ１方向から外部に出射されず、屈折率１．９の保護膜１３と屈折率１．５の層間膜１２の界面で反射され保護膜１３内を隣接表示画素に向かって伝播しても、構造部を形成する屈折率１．４の隔壁膜１５と屈折率１．９の保護膜１３の界面で反射されてＰ２方向から外部に出射することが可能となる。
【００２２】
すなわち、Ｐ１方向に加えてＰ２方向およびＰ３方向からも外部へ光を出射できるようになるため、外部への光出射効率を向上させて、高い輝度を表示パネルＰＮＬにおいて得ることか可能となる。
【００２３】
本実施形態のように、２．０という高屈折率のＩＴＯからなるアノード電極ＡＤを使用し、その直下に屈折率１．８以上の高屈折率の保護膜１３を配置し、さらに、この保護膜１３の屈折率が表示画素ＰＸ間で非連続となるように構造部を設けた場合、光出射効率を約１５％高めることができた。
【００２４】
尚、本実施形態では保護膜１３と層間膜１２の界面で反射して入射する光を反射／透過回折させる保護膜１３と隔壁膜１５の界面となる溝ＧＲの傾斜面が、この傾斜面と基板１０平面とのなす角θが９０°以上となる逆テーパとすることが輝度を向上するために好ましいが、９０°未満であってもかなりの効果が得られる。
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば光出射面への光取り出し効率の向上された自己発光表示装置を実現できる。赤、青、緑でなる一カラー画素からの光がこれに隣接するカラー画素へ向かうのを防止することができ、隣接カラー画素間での混色を抑制することができる。また、赤白、青白、緑白等２値表示に際しては、隣接画素間でのクロストークを抑制し、コントラストを向上させることができる。
【００２６】
また、この実施形態においては、第１電極をアノード電極ＡＤ、第２電極をカソード電極ＣＤとする場合について説明したが、カソード電極ＣＤを第１電極、アノード電極ＡＤを第２電極としてもよい。いずれの場合も光出射面側を透明導電材料で形成する必要があり、例えばカソード電極ＣＤを光出射面側に配置する場合には、アルカリ土類金属、希土類金属を光透過性を有する程度に薄く形成することで達成できる。
【００２７】
ここで、自己発光表示装置の製造方法について説明する。
【００２８】
最初に、一主表面をアンダーコートしたガラス基板１０が用意され、例えば膜厚５０ｎｍのポリシリコン膜がガラス基板１０のアンダーコート表面上に形成される。ここで、Ｐ型不純物をポリシリコン膜全面に低濃度注入してもよい。薄膜トランジスタＰ11，Ｎ11の半導体層ＰＳはこのポリシリコン膜をパターニングすることによって形成される。
【００２９】
次に、膜厚８０ｎｍのＳｉＯｘ膜がポリシリコンの半導体層ＰＳおよびアンダーコート層を全体的に覆うゲート絶縁膜１１として形成され、さらにＮ型薄膜トランジスタの導電領域となる部分、ＭＯＳ構造の蓄積容量の半導体層を露出し、Ｐ型薄膜トランジスタを構成する半導体層ＰＳの全面を覆うレジスト膜が形成され、このレジスト膜をマスクとしてリン等のｎ型不純物が半導体層ＰＳへ高濃度注入される。
【００３０】
レジスト膜を剥離した後、ＭｏＷが３００ｎｍの厚さでゲート絶縁膜１１上に堆積される。Ｐ型薄膜トランジスタのゲート電極Ｇおよび容量電極はこの結果として得られたＭｏＷ層をパターニングすることによって形成される。この時、Ｎ型薄膜トランジスタの半導体層ＰＳ、周辺回路の蓄積容量の半導体層はＭｏＷ層で覆われている。
【００３１】
次に、ボロン等のＰ型不純物がゲート電極Ｇをマスクとして用いたイオン注入によりゲート絶縁膜１１を介してＰ型薄膜トランジスタを構成するポリシリコンの半導体層ＰＳに注入され、これによりゲート電極Ｇ下方のチャネル領域を除く領域に導電領域としてソース領域とドレイン領域を形成する。
【００３２】
次に、ＭｏＷをパターニングして、Ｎ型薄膜トランジスタのゲート電極Ｇ、周辺回路の蓄積容量の上部電極が形成される。Ｎ型薄膜トランジスタのゲート電極Ｇは導電領域よりも幅狭に形成される。そして、このゲート電極をマスクとしてＮ型不純物が低濃度注入され、チャネル領域とソース・ドレイン領域間にＬＤＤ領域を形成する。
【００３３】
次に、膜厚４００ｎｍのＳｉＯｘ膜がゲート電極Ｇ、容量電極およびゲート絶縁膜１１を覆う層間膜１２として形成される。続いて、複数のコンタクトホールが層間膜１２を貫通して容量電極を露出すると共に、層間膜１２およびゲート絶縁膜１１を貫通して半導体層ＰＳのソース領域、ドレイン領域を露出するように形成され、さらに例えば膜厚５０ｎｍのＭｏ、膜厚４５０ｎｍのＡｌ、および膜厚１００ｎｍのＭｏが層間膜１２上に積層される。これら積層金属層はコンタクトホールを介して半導体層ＰＳのソース領域、ドレイン領域にコンタクトするソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄ、第1電源線Ｖdd、および信号線Ｘ等を残すようにパターニングされる。
【００３４】
次に、例えば膜厚４５０ｎｍのＳｉＮｘ膜がソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄ、電源線Ｖdd、信号線Ｘ等と共に層間膜１２を覆う保護膜１３として形成される。次にドライエッチングにより、保護膜１３に有機ＥＬ駆動用素子として配置される薄膜トランジスタＰ11のドレイン電極Ｄを露出するコンタクトホールを形成し、同時に構造部の溝ＧＲを形成する。この溝ＧＲは、信号線および第1電源線ＶＤＤを部分的に露出するよう構成される。
【００３５】
この時、コンタクトホールおよび溝ＧＲは開口の内側面がガラス基板１０に対して９０°以上となるような傾斜を有する。このように形成することで、コンタクトホールでのＩＴＯの段切れを効果的に防止することが可能となる。
【００３６】
続いて、例えば、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）がこのコンタクトホールで薄膜トランジスタＰ11のソース電極Ｄにコンタクトする第1電極として島状に形成される。
【００３７】
次に、例えば膜厚３０００ｎｍのアクリル樹脂層が第1電極および保護膜１３を覆って形成される。ここで、保護膜１３の溝ＧＲはこの溝ＧＲに収容されるアクリル樹脂層により塞がれる。
【００３８】
こうして、保護膜１３に形成された溝ＧＲおよびこの溝に収容されるアクリル樹脂層とにより、上述の構造部が形成される。溝ＧＲおよびコンタクトホールを同一工程で形成するため、プロセスを増大させることなく構造部を形成することができる。
【００３９】
この後、アクリル樹脂層は第1電極上に開口ＯＰを形成するようにパターニングされ、隔壁膜１５として残される。開口ＯＰは第1電極に向かって傾斜した内壁を持つテーパ状であり、第1電極の端部は第２電極との短絡を防止するために隔壁膜１５により覆われる。
【００４０】
次に、第1電極上に有機ＥＬ薄膜部１４、第2電極を形成する工程について説明する。ここでは、第1電極がアノード電極ＡＤをなす。隔壁膜１５の開口ＯＰ内において、ホール輸送層もしくはホール注入層からなる陽極バッファ層ＢＦがアノード電極ＡＤ上に形成され、さらに有機発光層ＥＭがこの陽極バッファ層ＢＦ上に積層される。さらにバリウム・アルミ合金が全有機ＥＬ素子OLEDに共通に接続される配線金属層として有機発光層ＥＭおよび隔壁膜１５を覆って形成される。すなわち、配線金属層は各有機発光層ＥＭにコンタクトする領域で第２電極（ここではカソード電極ＣＤ）を構成する。
【００４１】
このように、上述の構造部は、複雑な製造プロセスを追加せずに形成できるため、極めて容易に光出射効率を高めることができる。
【００４２】
また、本発明は上述の実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で様々に変形可能である。
【００４３】
図７は図５に示す表示画素周辺構造の第１変形例を示す。上述の実施形態では、保護膜１３と層間膜１２との界面（光路変更面）で反射した光を屈折率の差を利用して反射／透過回折させたが、横方向に伝播する全ての光を基板１０表示面から出射させることは困難である。これに着目し、この変形例では、保護膜１３内を横方向に伝播する光が保護膜１３と同一平面上に形成された構造部で全反射してＰ２方向から外部に出射する。すなわち、この構造部は隣接表示画素ＰＸ間に形成された光路変更面と、光路変更面を介して保護膜１３に密接して配置された反射金属膜により構成される。ここでは各有機ＥＬ素子OLEDの周囲において保護膜１３に形成される溝ＧＲおよび少なくとも溝ＧＲの内壁を覆う反射金属膜１６により構成される。このような構成にすることにより、反射金属膜１６を形成するプロセスが増加するが、図５に示した実施形態よりも外部への光出射効率を増加させることができる。
【００４４】
図８は図５に示す表示画素周辺構造の第２変形例を示す。有機ＥＬ素子OLEDがインクジェット方式で成膜することが一般的な高分子型である場合には、親水膜１７が隔壁膜１５の下地として形成され開口ＯＰ内に延出する。この様な場合には、図８に示すように構造部が各有機ＥＬ素子OLEDの周囲において保護膜１３に形成される溝ＧＲおよび少なくとも溝ＧＲの内壁を覆う親水膜１７により構成される。親水膜１７の屈折率は１．４程度であるため、上述の実施形態と同様に機能することが可能である。
【００４５】
また、上述の第１および第２変形例は組み合わせて用いても良い。さらに、親水層１７は第1電極に隣接した開口ＯＰの下端部のみに形成してもよい。
【００４６】
また、上述の実施例では、溝ＧＲが信号線Ｘおよび第1電源線Ｖdd上に配置されたが、信号線Ｘ、走査線Ｙおよび第1電源線Ｖddのいずれの上に配置されてもよい。さらに、同一カラー画素内では、横方向に伝搬する光の干渉は無視できるため、例えばカラー画素として赤、緑、および青でそれぞれ発光する３個の有機ＥＬ素子OLEDを一組として平面的に取り囲むあるいは挟むように複数の溝ＧＲを形成してもよい。
【００４７】
尚、上述の実施の形態は、有機ＥＬ表示装置について説明したが、本発明は配線等の形成される基板側に光を出射する自己発光型表示装置全般に適用して同様の効果をえることが可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、外部への光出射効率を向上することができる自己発光表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置全体の構成例を示す回路図である。
【図２】図１に示す表示画素の構成を示す回路図である。
【図３】図２に示す表示画素の回路動作を示す波形図である。
【図４】図２に示す有機ＥＬパネルの１カラー画素の平面構造を示す図である。
【図５】図４に示すV-V線に沿った断面図である。
【図６】図４に示すVI-VI線に沿った断面図である。
【図７】図５に示す表示画素周辺構造の第１変形例を示す断面図である。
【図８】図５に示す表示画素周辺構造の第２変形例を示す断面図である。
【図９】従来のＥＬ表示装置の表示画素周辺構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…光透過性基板
１３…保護膜
１５…隔壁膜
１６…反射金属膜
１７…親水膜
OLED…有機ＥＬ素子
ＰＸ…表示画素
ＧＲ…溝

Claims

光透過性基板上に形成される光透過性の誘電体層と、前記誘電体層上に形成されこの誘電体層を透過する光を発生する自己発光素子を備えた複数の表示画素とを備え、一表示画素から隣接する他の表示画素に向かう光の伝搬範囲を制限する構造部が前記一表示画素と前記他の表示画素間に設けられ、前記構造部は前記誘電体層と前記誘電体層に形成された溝内に収容された前記誘電体層よりも屈折率の小さい層との界面によって構成されることを特徴とする自己発光表示装置。
前記自己発光表示装置は、前記誘電体層上に前記複数の自己発光素子をそれぞれ取り囲む隔壁膜をさらに備え、前記隔壁膜は前記複数の自己発光素子に共通に接続される配線金属層で覆われることを特徴とする請求項１に記載の自己発光表示装置。
前記誘電体層よりも屈折率の小さい層は、前記隔壁膜を兼ねることを特徴とする請求項２に記載の自己発光表示装置。