JP2001022298A

JP2001022298A - 表示パネルおよび表示装置

Info

Publication number: JP2001022298A
Application number: JP11190439A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Yamazaki; 正晴山崎; Kazusane Sakumoto; 和実佐久本; Susumu Fujita; 進藤田; Masafumi Hoshino; 雅文星野; Atsuya Akase; 篤也赤瀬
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1999-07-05
Filing date: 1999-07-05
Publication date: 2001-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】自発光表示素子に対して定電流駆動方式を採
用するとともに、設計および製造コストの低減を図った
表示パネルおよび表示装置を提供する。【解決手段】表示パネル２０に、同一の発光面積の有
機ＥＬ素子等のセグメントを形成し、このセグメントの
表示面となる基板上に、７セグメント３０を構成するセ
グメント（４２ａ〜４２ｇ）や文字列「ＴＩＭＥ」を示
す表示項目３２のような表示の視認が可能となるように
マスクを形成する。これにより、表示装置１０は、表示
素子駆動回路５０に同一特性の一種類のみの定電流源を
各セグメントに対して備えることで、定電流駆動方式を
採用した場合にあっても回路構成を簡素化することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＥＤ、ＥＬ素
子、有機ＥＬ素子その他の自発光表示素子によって構成
される表示パネルおよびこれを搭載した表示装置に関
し、特に各自発光表示素子の発光面積が同一である表示
パネルおよびこれを搭載した表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在流通している表示装置の表示方式と
して代表的なものに、ブラウン管（ＣＲＴ）方式、発光
ダイオード（ＬＥＤ）方式、液晶方式、エレクトロルミ
ネッセンス（ＥＬ）方式がある。このうち、ＣＲＴ方式
は、電子線の刺激により表示画面上に塗布した蛍光体を
発光させる表示方式である。ＣＲＴは、この表示方式に
より、テレビジョン用その他のディスプレイとして最も
普及するに至った表示装置であり、その性能および生産
技術は確立されたものとなっている。しかしながら、Ｃ
ＲＴは、表示画面から比較的離れた距離に電子銃を設け
る必要があること等から、小型化は困難であり、また、
他の表示方式に比較しても消費電力が大きくなるという
欠点があり、近年の軽薄短小デバイスの要求を満たすも
のではなかった。

【０００３】そこで、現在では、半導体製造技術が利用
できることを理由の１つとして、上記したＬＥＤ方式や
液晶方式を採用した表示装置が台頭しており、腕時計や
携帯電話等の携帯型の各種デバイスに搭載されるに至っ
ている。これら表示方式のうち、液晶方式は、受光型の
表示素子であり、暗所において十分に表示情報を認識す
るために、ＬＥＤやフィラメント方式の電球等をバック
ライトとして備える必要がある。これに対し、ＬＥＤお
よびＥＬ素子は、自発光型の表示素子であり、各素子に
直流または交流の電流を通電させることによって自発的
に発光するものである。

【０００４】よって、携帯型デバイスに搭載する小型の
表示装置では、上記した自発光表示素子を、限られた空
間の中でいかに効率良く配置するか、また、いかに十分
な輝度を有しつつ低消費電力の発光を実現するかが課題
となる。

【０００５】上記したＬＥＤは、近年の青色発光ダイオ
ードの開発により、従来から用いられていた赤色や緑色
のＬＥＤとを組合わせることによって、フルカラー表示
の現実味が増してきており、これらＬＥＤを発光させる
ための駆動回路が簡易なことに相俟って、今後、一層の
普及が見込まれる表示素子である。

【０００６】また、ＥＬ素子は、２枚の電極板の間に蛍
光体を挟み込んだ構成であり、これに電圧（多くの場
合、交流電圧）が印加されることで発光するものであ
る。特に近年においては、上記した蛍光体を有機発光層
とした有機ＥＬ素子の研究開発が進んでおり、低電圧駆
動および高輝度発光を実現している。この有機ＥＬ素子
は、一方の電極から電子を、他方の電極からは正孔を注
入し、電子と正孔を上記した有機発光層で再結合させる
注入型素子であり、その基本構造はＬＥＤと類似してお
り、基本的には直流バイアス下で動作する。

【０００７】このような直流バイアス下において駆動さ
れるＬＥＤや有機ＥＬ素子等の自発光表示素子は、一般
に、定電圧駆動方式または定電流駆動方式の２種類の方
式によって駆動される。定電圧駆動方式は、通常、自発
光表示素子に一定の電圧を間欠的に供給する定電圧駆動
回路を備えることで達成される。この定電圧駆動回路
は、各自発光表示素子（ドットやセグメント等）に一定
の電圧を一定のデューティーサイクルで印加するための
回路である。

【０００８】また、定電圧駆動回路は、通常、複数の自
発光表示素子から構成される表示画面に対して１つだけ
設けられるため、定電圧駆動回路により実現される定電
圧駆動方式によれば、表示装置を単純化または小規模化
することができ、コストの低減が可能となる。ここで、
自発光表示素子は、通電する電流密度に比例した発光輝
度を有するが、通常、劣化によって経時的に電圧−電流
（Ｖ−Ｉ）特性が変化する。よって、上記した定電圧駆
動方式では、自発光表示素子において、常に一定の発光
輝度を得るためには、経時変化したＶ−Ｉ特性に応じて
印加する定電圧を調整する必要がある。

【０００９】そこで、自発光表示素子の駆動方式として
定電流駆動方式を採用することにより、上記した定電圧
駆動方式における印加電圧の調整を要する問題を解決す
ることができる。この定電流駆動方式は、自発光表示素
子に一定の電流を供給する定電流駆動回路を備えて達成
される方式であり、これによりＶ−Ｉ特性の経時劣化に
対しても常に定電流を供給すること、すなわち一定の発
光輝度を維持することが可能となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
定電流駆動回路は、複数の自発光表示素子から構成され
る表示画面において、各自発光表示素子毎に１つずつ設
けなければならないため、表示装置の回路構成が大規模
または複雑になってしまい、コストが上昇するという問
題があった。特に、任意の形状により設計されるセグメ
ントを自発光表示素子とした場合、通常、表示画面上に
配置された各セグメントの面積は異なるため、これらセ
グメント間の発光輝度を同一にしたり、セグメントの意
味する表示内容に応じて発光輝度を変化させたりするに
は、各セグメントの面積に比例した電流を供給する個別
の定電流駆動回路が必要となり、表示装置の設計工程や
回路構成が複雑となるという問題がより顕著となる。

【００１１】また、同一面積の複数のドットを各々自発
光表示素子として、これらをマトリクス状に配置するこ
とにより表示画面を構成する場合、通常、これらドット
は、上記したセグメントの場合に比較して数を多く必要
とするため、各ドットを駆動させる定電流駆動回路も多
数必要となり、表示装置の回路構成を複雑にするという
問題を有することになる。

【００１２】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て、自発光表示素子の経時的な輝度変化の特性に適した
定電流駆動方式を採用するとともに、表示装置や回路の
設計工程や構成を簡素化し、設計および製造コストの低
減を図った表示パネルおよびこれを搭載した表示装置を
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の表示パネルは、同一の発光面積を有す
る複数の自発光表示素子を備え、各自発光表示素子の発
光部、例えば自発光表示素子の表示面となる基板（後述
するガラス基板に相当する）の裏面や表面に、所望の表
示形状となるようにマスクを形成している。

【００１４】この発明によれば、従来の表示パネルのよ
うに各自発光表示素子によって視認される表示形状を所
望のものに設計することができるとともに、各自発光表
示素子が実際に発光する発光面積は、この表示パネル上
の自発光表示素子間において同一であるので、これら自
発光表示素子の各々を定電流駆動させるのに一種類のみ
の定電流源を用意すればよい。

【００１５】また、この発明の表示装置は、同一の発光
面積を有する複数の自発光表示素子を備え、各自発光表
示素子の発光部に所望の表示形状となるようにマスクを
形成した表示パネルと、同一特性の定電流源を、前記表
示パネルの自発光表示素子の各々に対して設け、各自発
光表示素子を定電流駆動する表示素子駆動回路と、を備
えている。これにより、表示形状の異なる複数の自発光
表示素子に対しても、同一特性の定電流源による定電流
駆動をおこなうことが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る表示パネル
および表示装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説
明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定さ
れるものではない。特に、この実施の形態においては、
数値をデジタル表示する際に慣用されている７セグメン
ト構成の自発光表示素子を発光させる場合について説明
し、さらにその自発光表示素子として上記した有機ＥＬ
素子を用いた場合を例に挙げる。

【００１７】図１は、本発明に係る表示パネルおよび表
示装置の概略構成を示すブロック図である。図１におい
て、表示装置１０は、セグメントが複数配置されて表示
画面を構成する表示パネル２０と、表示パネル２０に配
置された各セグメントの発光をオン／オフするスイッチ
および定電流源を備えた表示素子駆動回路５０と、ＣＰ
Ｕ等の制御回路（図示せず）から与えられた表示信号を
適宜デコードして表示素子駆動回路５０の各スイッチを
選択的にオン／オフ制御する表示制御回路６０と、を備
えて構成される。

【００１８】また、図１において、表示パネル２０は、
セグメント４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、
４２ｆおよび４２ｇから構成される７セグメント３０
と、文字列「ＴＩＭＥ」を示す表示項目３２との表示を
可能とする有機ＥＬ素子が配置されている。特に、図１
においては、セグメント４２ｂ、４２ｃおよび４２ｅ
が、駆動された状態、すなわち発光状態を示しており、
これにより数字「７」を認識することができる。

【００１９】ここで、７セグメント３０の構成要素を担
う各セグメント４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２
ｅ、４２ｆおよび４２ｇは、デザイン上の理由などか
ら、一般的にすべてが同一の面積を有するものではな
い。従って、上述したように、これらを定電流駆動方式
により駆動させるには、各セグメントの面積に応じた定
電流源が必要となる。ところが、図１に示す各セグメン
トは、従来どおり面積が統一されていない慣用的な７セ
グメント３０の構成要素であるように視認できる一方
で、実際には、発光面積がすべて同一である。

【００２０】すなわち、図１に示す各セグメント４２
ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆおよび４
２ｇは、単に発光セグメント部４１ａ、４１ｂ、４１
ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆおよび４１ｇの一部の領域
（以下、発光窓と称する）が視認されているにすぎな
い。換言すれば、発光セグメント部４１ａ、４１ｂ、４
１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆおよび４１ｇの各々の一
部をマスクすることによって、見かけ上、７セグメント
３０の要素形状を構成している。

【００２１】また、表示項目３２も同様に、上記した発
光窓として、文字列「ＴＩＭＥ」の部分のみの発光が視
認できるように、実際に発光している領域である発光セ
グメント部３１の一部をマスクしている。

【００２２】このことは、表示素子駆動回路５０に同一
特性の定電流源を複数備えることで、表示パネル２０上
の異なる表示形状のセグメントの発光を視認することが
可能になることを意味し、従来のようにセグメントの発
光面積に応じて、異なる特性の定電流源を逐一用意する
必要がなくなる。

【００２３】つぎに、図１に示す表示パネルの製造工程
について説明する。図２は、図１のＡ−Ａ’断面線にお
ける断面図により表示パネル２０の製造工程を説明する
ための説明図である。なお、図２は、基板をガラスとし
た場合の三層型素子構造の有機ＥＬ素子を製造する工程
を示している。

【００２４】図２（ａ）において、まず、ガラス基板１
０１上に、図１のセグメント４２ｂを発光窓として形作
るように、インクを用いたスクリーン印刷によってマス
ク１０２を形成する。そして、図１の発光セグメント部
４１ｂの形状および大きさを考慮して、ガラス基板１０
１およびマスク１０２上に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxid
e）等の透明導電膜１０３を真空蒸着法によって形成す
る（図２（ｂ））。

【００２５】つづいて、この透明導電膜１０３上に、正
孔輸送層１０４を積層し（図２（ｃ））、積層した正孔
輸送層１０４上に、さらに有機発光層１０５を積層する
（図２（ｄ））。ここで、特に、有機発光層１０５は、
その発光面積が、他の発光セグメント部３１、４１ａ、
４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆおよび４１ｇの発光面
積と同一となるように形成する必要がある。なお、この
有機発光層１０５の積層は、有機発光層１０５として低
分子色素系を選択した場合は、真空蒸着で成膜すること
ができ、有機発光層１０５としてポリマー系を選択した
場合は、キャスト（スピンコーティングやディップコー
ティング）により成膜することができる。

【００２６】そして、有機発光層１０５上に電子輸送層
１０６を積層し（図２（ｅ））、積層した電子輸送層１
０６上にさらに、背面電極１０７としてアルミニウム
（Ａｌ）等の金属を真空蒸着法により積層して（図２
（ｆ））、最終的な素子構造を得ることができる。

【００２７】図２（ｆ）においては、ガラス基板１０１
において、上記したような積層のおこなわれていない側
の表面が、表示パネル２０の表面に一致することにな
り、透明導電膜１０３と背面電極１０７との間において
表示素子駆動回路５０によって適当な電圧を印加する
（この実施の形態において実際には、定電流駆動）こと
で、有機発光層１０５が発光する。

【００２８】この際、有機発光層１０５から生じた光
は、透明導電膜１０３およびガラス基板１０１を介し
て、ユーザの目に届くわけであるが、その光は、マスク
１０２において一部遮断されるため、実際に視認される
発光形状は、マスク１０２により形作った形状、すなわ
ちセグメント４２ｂとなる。

【００２９】よって、以上に説明した製造工程を表示パ
ネル２０上の各セグメントに対して適用することによ
り、表示パネル２０上において発光面積が同一な発光セ
グメント部３１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４
１ｅ、４１ｆおよび４１ｇが形成され、なおかつ実際に
視認される形状として、セグメント４２ａ、４２ｂ、４
２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆおよび４２ｇおよび表示
項目３２を得ることができる。

【００３０】また、図２に示す製造工程においては、ガ
ラス基板１０１と透明導電膜１０３との間にマスク１０
２を形成するようにしたが、図３に示すように、図２
（ａ）におけるマスク１０２の印刷工程を除いた工程に
よって、有機ＥＬ素子を形成し、最後に、ガラス基板１
０１の表面に、上述したようにマスク１０２を印刷する
ようにしてもよい。この例においても、図２（ｆ）に示
された素子構造と同様に、発光面積を同一とし、かつ視
認される形状を任意に形成することができるという効果
が得られる。

【００３１】よって、実施の形態に係る表示パネル２０
によれば、ガラス基板１０１上にマスク１０２を施して
いるので、自発光表示素子である有機ＥＬ素子を、その
発光面積が同一となるように複数形成しても、最終的に
視認できる表示形状が、上記したセグメント４２ａ、４
２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆおよび４２ｇや
表示項目３２のように所望の表示形状となるようにする
ことができる。従って、この表示パネル２０を搭載した
本実施の形態に係る表示装置１０においては、定電流駆
動方式を採用する際、その表示装置１０の表示素子駆動
回路５０に、上記した発光面積の自発光表示素子を駆動
（発光）させるのに要する定電流を供給する電源が、一
種類のみの定電流源で可能である。つまり、表示形状の
異なるセグメントや表示項目に対しても、従来のように
各セグメント毎に特性の異なる定電流源を必要とするこ
とがなくなる。これにより、表示装置や表示素子駆動回
路において、設計工程の簡素化を図ることができるとと
もに、それらの回路レイアウトを効率良く実現でき、よ
り一層の小型化と製造コストの削減が可能となる。

【００３２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係る表
示パネルによれば、同一の発光面積を有する複数の自発
光表示素子を備え、各自発光表示素子の発光部に所望の
表示形状となるようにマスクを形成しているので、従来
の表示パネルのように各自発光表示素子によって視認さ
れる表示形状を所望のものに設計することができる。ま
た、各自発光表示素子が実際に発光する発光面積が同一
であることから、これら自発光表示素子の各々を定電流
駆動させるのに一種類のみの定電流源を用意すればよ
く、この表示パネルを駆動する表示素子駆動回路の回路
構成の簡素化を図ることができるとともに、これら表示
パネルおよび表示素子駆動回路を搭載した表示装置にお
いて、より一層の小型化と製造コストの削減を図ること
が可能となる。

【００３３】第２に、本発明に係る表示パネルによれ
ば、自発光表示素子として有機エレクトロルミネッセン
ス素子を利用できるため、低消費電力および高輝度発光
の表示を実現することが可能となる。

【００３４】第３に、本発明に係る表示装置によれば、
同一の発光面積を有する複数の自発光表示素子を備え、
各自発光表示素子の発光部に所望の表示形状となるよう
にマスクを形成した表示パネルと、同一特性の定電流源
を、前記表示パネルの自発光表示素子の各々に対して設
け、各自発光表示素子を定電流駆動する表示素子駆動回
路と、を備えているので、従来のように自発光表示素子
毎に特性の異なる定電流源を必要とせずに発光輝度を統
一させることができる。また、設計工程の簡素化を図る
ことができるとともに、回路レイアウトを効率良く実現
でき、表示素子駆動回路や表示装置のより一層の小型化
と製造コストの削減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る表示パネルおよび表示装置の概略
構成を示すブロック図である。

【図２】本発明に係る表示パネルの製造工程を説明する
ための説明図である。

【図３】本発明に係る表示パネルの他の例を説明するた
めの説明図である。

【符号の説明】

１０表示装置２０表示パネル３０，４２ａ〜４２ｇセグメント３１，４１ａ〜４１ｇ発光セグメント部３２表示項目５０表示素子駆動回路６０表示制御回路１０１ガラス基板１０２マスク１０３透明導電膜１０４正孔輸送層１０５有機発光層１０６電子輸送層１０７背面電極

フロントページの続き (72)発明者藤田進千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地株式会社エスアイアイ・アールディセンター内 (72)発明者星野雅文千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地株式会社エスアイアイ・アールディセンター内 (72)発明者赤瀬篤也千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地株式会社エスアイアイ・アールディセンター内Ｆターム(参考） 5C080 AA06 BB01 DD03 EE05 EE25 FF01 FF03 FF09 GG02 JJ01 JJ02 JJ06 5C094 AA44 BA23 BA29 CA15 ED15 GA10 HA10 5C096 AA27 BA04 BC19 CA26 CA32 CB07 CC06 CC07 CC23 CJ01 CJ03 FA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一の発光面積を有する複数の自発光表
示素子を備え、各自発光表示素子の発光部に所望の表示
形状となるようにマスクを形成したことを特徴とする表
示パネル。
【請求項２】前記マスクは、前記自発光表示素子の表示面となる基板の表面または裏
面に直接形成されたことを特徴とする請求項１に記載の
表示パネル。
【請求項３】前記自発光表示素子は、有機エレクトロ
ルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の表示パネル。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか一つに記載の表
示パネルと、同一特性の定電流源を、前記表示パネルの自発光表示素
子の各々に対して設け、各自発光表示素子を定電流駆動
する表示素子駆動回路と、を備えたことを特徴とする表示装置。