JP2003058107A - 発光装置及びその駆動方法 - Google Patents
発光装置及びその駆動方法Info
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Landscapes
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- Control Of El Displays (AREA)
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Abstract
クス型の発光装置を提供する。 【解決手段】 複数の画素が、有機発光素子と、有機発
光素子の発光をそれぞれ制御する駆動用TFT群と、駆
動用TFT群のスイッチングを制御するスイッチング用
TFT及び消去用TFTとをそれぞれ有している。そし
て、有機発光素子が有する画素電極と、電源線の間にお
いて、複数の第3のTFTが、少なくとも2つづつ直列
に接続されており、2つづつ直列に接続されている第3
のTFTが2つ以上並列に接続されていることを特徴と
する発光装置。
Description
た有機発光素子(OLED:Organic Light Emitting D
iode)を、該基板とカバー材の間に封入したOLEDパ
ネルに関する。また、該OLEDパネルにコントローラ
を含むIC等を実装した、OLEDモジュールに関す
る。なお本明細書において、OLEDパネル及びOLE
Dモジュールを共に発光装置と総称する。本発明はさら
に、該発光装置の駆動方法及び該発光装置を用いた電子
機器に関する。
く、液晶表示装置(LCD)で必要なバックライトが要
らず薄型化に最適であると共に、視野角にも制限が無
い。そのため、近年OLEDを用いた発光装置は、CR
TやLCDに代わる表示装置として注目されている。発
光装置は有機ELディスプレイ(OELD:Organic EL
Display)又は有機ライトエミッティングダイオードと
も呼ばれている。
ルミネッセンス(Electroluminescence)が得られる有
機化合物(有機発光材料)を含む層(以下、有機発光層
と記す)と、陽極層と、陰極層とを有している。有機化
合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から
基底状態に戻る際の発光(蛍光)と三重項励起状態から
基底状態に戻る際の発光(リン光)とがあるが、本発明
の発光装置は、上述した発光のうちの、いずれか一方の
発光を用いていても良いし、または両方の発光を用いて
いても良い。
極の間に設けられた全ての層を有機発光層と定義する。
有機発光層には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注
入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的に
OLEDは、陽極/発光層/陰極が順に積層された構造
を有しており、この構造に加えて、陽極/正孔注入層/
発光層/陰極や、陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送
層/陰極等の順に積層した構造を有していることもあ
る。
アナログ方式の駆動方法(アナログ駆動法)がある。以
下、発光装置のアナログ駆動法について説明する。
00の構造を示す。画素部1800は走査線G1〜Gy
と、電源線V1〜Vxと、信号線S1〜Sxとを有して
いる。走査線G1〜Gyは、各画素が有するスイッチン
グ用TFT1801のゲート電極にそれぞれ接続されて
いる。また各画素の有するスイッチング用TFT180
1のソース領域とドレイン領域は、一方が信号線S1〜
Sxのいずれか1つに、もう一方が各画素が有する駆動
用TFT1804のゲート電極及び各画素が有するコン
デンサ1808にそれぞれ接続されている。
載のない限り電気的な接続を意味する。
ース領域は電源線V1〜Vxのいずれか1つに接続され
ており、ドレイン領域はOLED1806の画素電極に
接続されている。電源線V1〜Vxは、各画素が有する
コンデンサ1808に接続されている。
と陰極の間に設けられた有機発光層とを有する。OLE
D1806の陽極が駆動用TFT1804のソース領域
またはドレイン領域と接続している場合、OLED18
06の陽極が画素電極となる。逆にOLED1806の
陰極が駆動用TFT1804のソース領域またはドレイ
ン領域と接続している場合、OLED1806の陰極が
画素電極となる。本明細書では、陽極を画素電極として
用いる場合は陰極を対向電極と呼び、陰極を画素電極と
して用いる場合は陽極を対向電極と呼ぶ。
が、OLED駆動電圧として有機発光層にかかる。な
お、本明細書において電圧とは、特に記載のない限りグ
ラウンドとの電位差を意味する。
法で駆動させたときの各画素の動作について説明する。
に保たれている。そして対向電極の電圧も一定の高さに
保たれている。電源線V1〜Vxの電圧と対向電極の電
圧は、電源線V1〜Vxの電圧がOLEDの画素電極に
与えられたときに、OLEDが発光する程度に電源電圧
との間に電圧差を有している。
が順に選択される。本明細書において走査線が選択され
るとは、該走査線にゲート電極が接続された薄膜トラン
ジスタが全てオンの状態になることを意味する。よっ
て、各走査線にゲート電極が接続されているスイッチン
グ用TFT1801が順にオンになる。
のビデオ信号が入力される。信号線S1〜Sxに入力さ
れたアナログのビデオ信号は、スイッチング用TFT1
801を介して駆動用TFT1804のゲート電極に入
力される。
を流れる電流の量は、駆動用TFT1804のゲート電
極に入力される信号の電圧によって制御される。よっ
て、OLED1806の画素電極にかかる電圧は、駆動
用TFT1804のゲート電極に入力されたアナログの
ビデオ信号の電圧によって決まる。よって、OLED1
806はアナログのビデオ信号の電圧に制御されて発光
する。
ることで、1つの画像が形成される。なお、アナログの
ビデオ信号によって全ての画素のOLEDの発光量が制
御されるまでの期間を1フレーム期間と呼ぶ。
ってOLEDの発光量が制御され、その発光量の制御に
よって階調表示がなされる。
法において、OLEDに供給される電流量が駆動用TF
Tのゲート電圧によって制御される様子を図19
(A)、(B)を用いて詳しく説明する。
(ゲート電圧)VGSを変化させたときの、駆動用TFT
のソース/ドレイン間電圧VDSと、ドレイン電流IDSの
関係を示すグラフである。このグラフにより任意のゲー
ト電圧に対して流れる電流量を知ることができる。
合、駆動用TFTは飽和領域を用いて駆動する。飽和領
域は、しきい値電圧をVTHとすると、|VGS−VTH|<
|V DS|を満たすようなゲート電圧である領域を指す。
この領域を使ってゲート電圧による電流制御を行う。
内に入力されたアナログのビデオ信号の電圧は、駆動用
TFTのゲート電圧となる。このとき、図19(A)
(B)に示した特性に従って、ゲート電圧に対するドレ
イン電流が1対1で決まる。即ち、駆動用TFTのゲー
ト電極に入力されるアナログのビデオ信号の電圧に対応
して、ドレイン領域の電圧が定まり、所定のドレイン電
流がOLEDに流れ、その電流量に対応した発光量で前
記OLEDが発光する。
Dの発光量が制御され、その発光量の制御によって階調
表示がなされる。
Tの特性のバラツキに非常に弱いという欠点がある。ま
た図19(B)に、閾値電圧VTHを変化させたときの、
ゲート電圧VGSと、ドレイン電流IDSの関係を示すグラ
フである。仮に各画素の駆動用TFTに等しいゲート電
圧がかかったとしても、駆動用TFTの特性にバラツキ
があれば、同じドレイン電流を出力することはできな
い。なお、図19(B)では、閾値電圧VTHを変化させ
たときのIDS−VGS特性を示すグラフであるが、閾値電
圧の他に、移動度やゲート容量などにバラツキがある場
合も、出力されるドレイン電流の値は異なってくる。
かなように、特性が僅かでもずれれば、等しいゲート電
圧がかかっても出力される電流量は大きく異なるといっ
た事態が生じうる。こうなってしまうと、僅かな特性の
バラツキによって、同じ電圧の信号を入力してもOLE
Dの発光量が隣接画素で大きく異なってしまう。
Tの特性バラツキに対して極めて敏感であり、その点が
従来のアクティブマトリクス型の発光装置の階調表示に
おける障害となっていた。
アナログ駆動では、各画素毎に次に書き換えられるまで
ずっと画像が表示されつづけるという、いわゆるホール
ド型表示となり、動画がぼける(滑らかな動きにならな
い)という問題もあった。
であり、鮮明な階調表示の可能なアクティブマトリクス
型の発光装置を提供することを課題とする。そして、そ
のようなアクティブマトリクス型発光装置を表示装置と
して具備する高性能な電子機器を提供することを課題と
する。
Tの特性のばらつきを大幅に軽減すると同時に、動画が
ぼけるのを防止するために、ビデオ信号を画素に書き込
むためのスイッチング用TFTと、書き込まれたビデオ
信号の電圧に基づいて電流をOLEDに流す複数の駆動
用TFTと、画素に書き込まれたビデオ信号を消去する
ためのTFT(以下、消去用TFTと呼ぶ)とを各画素
に設けた。さらに、複数の駆動用TFTは、直列に接続
された複数の駆動用TFTが、複数並列に接続されてい
る。そして、全ての駆動用TFTはゲート電極が互いに
接続されている。以下、本明細書では、各画素に設けら
れた複数の駆動用TFTを、駆動用TFT群と総称す
る。
ことで、本発明では、駆動用TFTのIDS−VGS特性に
多少のばらつきがあっても、同じ電圧の信号を入力した
ときにOLEDの発光量が隣接画素で大きく異なってし
まうという事態を避けることが可能になる。
と、その駆動方法を2つ例を挙げて説明する。1つはデ
ジタルビデオ信号を用いる方式であり、もう1つはアナ
ログビデオ信号を用いる方式である。 (実施の形態1)まず、nビットのデジタルビデオ信号
により2n階調の表示を行う場合について説明する。
のブロック図であり、100は画素部、102は信号線
駆動回路、103は第1走査線駆動回路、104は第2
走査線駆動回路である。
〜Sxと、第1走査線Ga1〜Gayと、第2走査線G
e1〜Geyと、電源線V1〜Vxとを有している。
を、それぞれ1つずつ有する領域が画素101である。
画素部100には、マトリクス状に複数の画素101が
設けられている。
走査線駆動回路103と第2走査線駆動回路104が、
画素部100と同じ基板上に形成されているが、本発明
はこの構成に限定されない。信号線駆動回路102、第
1走査線駆動回路103、第2走査線駆動回路104
が、画素部100と異なる基板上に形成され、FPC等
のコネクターを介して、画素部100と接続されていて
も良い。また、図1では信号線駆動回路102と第1走
査線駆動回路103と第2走査線駆動回路104は1つ
ずつ設けられているが、本発明はこの構成に限定されな
い。信号線駆動回路102と第1走査線駆動回路103
と第2走査線駆動回路104の数は設計者が任意に設定
することができる。
示す画素101は、信号線Si(S1〜Sxのうちの1
つ)、第1走査線Gaj(Ga1〜Gayのうちの1
つ)、第2走査線Gej(Ge1〜Geyのうちの1
つ)及び電源線Vi(V1〜Vxのうちの1つ)を有し
ている。
あるとは限らない。また、第1走査線と、第2走査線の
数は必ずしも同じであるとは限らない。またこれらの配
線を必ず全て有していなくとも良く、これらの配線の他
に、別の異なる配線が設けられていても良い。
7、消去用TFT109、OLED110、コンデンサ
112を有している。さらに画素101は、複数の駆動
用TFTを含んでいる駆動用TFT群108を有してい
る。
08はs×t個の駆動用TFTを有している。図2では
s=t=2の場合の駆動用TFT群108について示し
ている。s×t個の駆動用TFTは、電源線ViとOL
ED110の間においてs個ずつ直列に接続されてい
る。つまり、電源線ViとOLED110の間に、直列
に接続されたs個のチャネル形成領域が、t個分並列に
接続されている。そして、全ての駆動用TFTはゲート
電極が互いに接続されている。
設計者が任意に設定することができる。
は、第1走査線Gajに接続されている。スイッチング
用TFT107のソース領域とドレイン領域は、一方が
信号線Siに接続されており、もう一方が駆動用TFT
群108が有する全ての駆動用TFTのゲート電極に接
続されている。
スタのソース領域に与えられる電圧は、ドレイン領域に
与えられる電圧よりも低いものとする。また、pチャネ
ル型トランジスタのソース領域に与えられる電圧は、ド
レイン領域に与えられる電圧よりも高いものとする。
用TFT群108が有する全ての駆動用TFTのゲート
電極との間に形成されている。スイッチング用TFT1
07が非選択状態(オフの状態)にある時、駆動用TF
T群108群が有する全ての駆動用TFTのゲート電圧
を保持するために設けられている。なお本実施の形態で
はコンデンサ112を設ける構成を示したが、本発明は
この構成に限定されず、コンデンサ112を設けない構
成にしても良い。本発明の発光装置は、駆動用TFTが
2×2以上設けられているため、駆動用TFT群のゲー
ト電極と活性層の間に形成される容量(ゲート容量)
が、駆動用TFTが1つの場合比べて大きく、ゲート容
量によりゲート電圧を保持することは十分可能である。
走査線Gejに接続されている。また消去用TFT10
9のソース領域とドレイン領域は、一方は電源線Vi
に、もう一方は、駆動用TFT群108の全ての駆動用
TFTのゲート電極に接続されている。
極の間に設けられた有機発光層とからなる。
01を有する基板の外部に設けられた電源から、所定の
電圧が与えらる。また電源線V1〜Vxには、画素部1
01を有する基板の外部に設けられた電源から、所定の
電圧が与えらる。そして対向電極と電源線の電圧差は、
電源線の電圧が画素電極に与えられたときにOLEDが
発光する程度の大きさに保たれている。
示する発光装置の構成を示しているが、本発明はカラー
の画像を表示する発光装置であっても良い。その場合、
電源線V1〜Vxの電圧の高さを全て同じに保たなくて
も良く、対応する色毎に変えるようにしても良い。
あたりの発光量が200cd/m2の場合、画素部の面
積あたりの電流が数mA/cm2程度必要となる。その
ため画素部のサイズが大きくなると、IC等に設けられ
た電源から電源線に与えられる電圧のオンオフをスイッ
チで制御することが難しくなる。本発明においては、電
源線と対向電極の間の電圧差は常に一定に保たれてお
り、ICに設けられた電源から与えられる電圧をスイッ
チで制御する必要がないので、より大きな画面サイズの
パネルの実現に有用である。
T群108、消去用TFT109は、nチャネル型TF
Tでもpチャネル型TFTでもどちらでも用いることが
できる。ただし、駆動用TFT群108が有する全ての
駆動用TFTは同じ極性を有している。そして、陽極を
画素電極として用い、陰極を対向電極として用いる場
合、全ての駆動用TFTはpチャネル型トランジスタで
あるのが望ましい。逆に、陽極を対向電極として用い、
陰極を画素電極として用いる場合、全ての駆動用TFT
はnチャネル型トランジスタであるのが望ましい。
TFT109は、シングルゲート構造ではなく、マルチ
ゲート構造(直列に接続された二つ以上のチャネル形成
領域を有する活性層を含む構造)を有していても良い。
の駆動方法について説明する。
Taと、表示期間Trと、非表示期間Tdとに分けて説
明することができる。書き込み期間Taと、表示期間T
rと、非表示期間Tdとが出現するタイミングは、各ラ
インの画素ごとに時間差を有している。
rと、非表示期間Tdとが出現するタイミングを示す。
横軸は時間を示しており、縦軸は画素が有する第1走査
線及び第2走査線の位置を示している。ただし、書き込
み期間Taは短いので、図を見やすくするために、各ビ
ットに対応する書き込み期間Ta1〜Tanの開始され
るタイミングを矢印で示した。また、対応するビットご
とに、1ライン目の画素の書き込み期間が開始されてか
ら、yライン目の画素の書き込み期間が終了するまでの
期間をΣTa1〜ΣTanとして示す。
期間Ta1が開始される。書き込み期間Ta1が開始さ
れると、第1走査線駆動回路103によって1ライン目
の第1走査線Ga1が選択され、1ライン目の画素のス
イッチング用TFT107が全てオンになる。なおこの
とき、1ライン目の第2走査線Ge1は選択されていな
いので、消去用TFT109はオフの状態になってい
る。
各画素の回路素子の接続を簡単に示す。
デジタルのビデオ信号(以下、デジタルビデオ信号と呼
ぶ)が入力され、デジタルのビデオ信号の電圧が駆動用
TFT群108の全ての駆動用TFTのゲート電極に与
えられる。
がスイッチング用TFT107を介して駆動用TFT群
108のゲート電極に与えられることを、画素にビデオ
信号が入力されるとする。
の情報を有しており、「0」と「1」のデジタルビデオ
信号は、一方がHi、一方がLoの電圧を有する信号で
ある。デジタルビデオ信号が有する電圧に従って、駆動
用TFT群108が有する全ての駆動用TFTがオンに
なるかオフになるかが選択される。
換えると駆動用TFT群108が有する全ての駆動用T
FTがオフのとき、画素電極に電源線の電圧が与えられ
ないので、OLED110は発光しない。
換えると駆動用TFT群108が有する全ての駆動用T
FTがオンのとき、画素電極に電源線の電圧が与えら
れ、OLED110は発光する。
ビデオ信号が入力されると同時に、OLED110が発
光、または非発光の状態になり、1ライン目の画素は表
示を行う。
期間が終了し、2ライン目の画素において書き込み期間
Ta1が開始される。2ライン目の画素において書き込
み期間Ta1が開始されると、第1走査線Ga2が選択
される。そして、1ライン目の画素と同様に1ビット目
のデジタルビデオ信号が2ライン目の画素に入力され、
2ライン目の画素が表示を行う。
み期間Ta1が終了すると、同様に3ライン目以降の画
素においても順に書き込み期間Ta1が開始され、第1
走査線Ga3〜Gayが順に選択される。そして各ライ
ンの画素に1ビット目のデジタルビデオ信号が入力さ
れ、各ラインの画素が表示を行う。
期間Ta1が終了すると、次に表示期間Tr1が開始さ
れる。
素の回路素子の接続を簡単に示す。
び第2走査線Ge1が非選択の状態にあるので、書き込
み期間において駆動用TFT群108のゲート電極に与
えられた電圧が保持されている。そのため、書き込み期
間Ta1において駆動用TFT群108がオンになった
場合、表示期間Tr1においても駆動用TFT群108
はオンのままであり、OLED110は発光しつづけ
る。逆に、書き込み期間Ta1において駆動用TFT群
108がオフになった場合、表示期間Tr1においても
駆動用TFT群108はオフのままであり、OLED1
10は非発光の状態のままである。
期間Ta1が終了すると、表示期間Tr1が開始され、
1ライン目の画素と同様に2ライン目の画素において
も、書き込み期間Ta1において画素に入力されたデジ
タルビデオ信号の電圧に従って、画素の表示が維持され
る。
順に表示期間Tr1が開始される。そして、1ライン目
の画素と同様に、各ラインの画素においても、書き込み
期間Ta1において画素に入力されたデジタルビデオ信
号の電圧に従って、画素の表示が維持される。
間Tr1が開始される前に、1ライン目の画素において
表示期間Tr1が終了し、非表示期間Td1が開始され
る。
ン目の第2走査線Ge1が選択され、1ライン目の画素
の消去用TFT109がオンになる。なお、非表示期間
Td1においては第1走査線Ga1は非選択の状態のま
まである。
画素の回路素子の接続を簡単に示す。
用TFT群108のゲート電極に電源線の電圧が与えら
れる。そのため、駆動用TFT群108のうち、電源線
の電圧がソース領域に与えられている駆動用TFTのゲ
ート電圧が0に近くなり、該駆動用TFT108はオフ
になる。従って、OLED110の画素電極に電源線の
電圧が与えられなくなり、OLED110は発光しな
い。
に非表示期間Td1が出現し、各画素のOLED110
が発光しなくなる。
期間Ta2が開始され、第1走査線Ga1が選択され
る。そして、1ライン目の画素に2ビット目のデジタル
ビデオ信号が入力され、2ライン目の画素が表示を行
う。
も、順に書き込み期間Ta2が開始される。
期間Ta2が終了すると、次に表示期間Tr2が開始さ
れ、画素の表示が維持される。そして、2ライン目以降
の画素においても書き込み期間Ta2が終了し、表示期
間Tr2が順に開始される。
〜nの任意の自然数)が開始されるまで繰り返され、書
き込み期間Taと、表示期間Trと、非表示期間Tdと
が繰り返し出現する。
m=n−2の場合を示しているが、本発明はこれに限定
されないのは言うまでもない。本発明においてmは、1
からnまでの値を任意に選択することが可能である。
2の場合を示す)〕が開始されると、mビット目のデジ
タル信号が1ライン目の画素に入力され、表示が行われ
る。そして1ライン目の画素において書き込み期間Ta
mが終了すると、2ライン目以降の画素において、順に
書き込み期間Tamが開始され、mビット目のデジタル
信号が各ラインの画素に入力される。
期間Tamが終了すると、次に表示期間Trmが開始さ
れ、1ライン目の画素の表示が維持される。そして、2
ライン目以降の画素においても、書き込み期間Tamが
それぞれ終了すると、順に表示期間Trmが開始され、
各ラインの画素の表示が維持される。
mが開始された後、1ライン目の画素において書き込み
期間Ta(m+1)〔n−1〕が開始され、(m+1)
〔n−1〕ビット目のデジタルビデオ信号が1ライン目
の画素に入力される。
期間Ta(m+1)〔n−1〕が終了すると、次に表示
期間Tr(m+1)〔n−1〕が開始され、1ライン目
の画素の表示が維持される。そして、2ライン目以降の
画素においても、書き込み期間Ta(m+1)〔n−
1〕がそれぞれ終了すると、順に表示期間Tr(m+
1)〔n−1〕が開始され、各ラインの画素の表示が維
持される。
期間Trnが終了するまで繰り返される。
と、1つの画像を表示することができる。本発明におい
て、1つの画像が表示される期間を1フレーム期間
(F)と呼ぶ。
ム期間が開始され、再び1ライン目の画素において書き
込み期間Ta1が開始され、再び上述した動作が繰り返
される。
間を設けることが好ましい。1秒間に表示される画像の
数が60より少なくなると、視覚的に画像のちらつきが
目立ち始めることがある。
さの和が1フレーム期間よりも短いことが重要である。
なおかつ表示期間の長さをTr1:Tr2:Tr3:
…:Tr(n−1):Trn=20:21:22:…:2
(n-2):2(n-1)とすることが必要である。この表示期間
の組み合わせで2n階調のうち所望の階調表示を行うこ
とができる。
示期間の長さの総和を求めることによって、当該フレー
ム期間におけるその画素の表示した階調がきまる。例え
ば、n=8のとき、全部の表示期間で画素が発光した場
合の輝度を100%とすると、Tr1とTr2において
画素が発光した場合には1%の輝度が表現でき、Tr3
とTr5とTr8を選択した場合には60%の輝度が表
現できる。
amが開始されてから、yライン目の画素の書き込み期
間Tamが終了するまでの期間ΣTamは、表示期間T
rmの長さよりも短い。
な順序で出現させても良い。例えば1フレーム期間中に
おいて、Tr1の次にTr3、Tr5、Tr2、…とい
う順序で表示期間を出現させることも可能である。ただ
し、表示期間Tr1〜Trnが互いに重ならない順序の
方がより好ましい。また非表示期間Td1〜Tdnも、
互いに重ならない順序の方がより好ましい。
TFTは飽和領域で動作させるものとする。飽和領域で
動作させることにより、OLEDが多少劣化し、あるい
は環境温度が変化することにより、OLEDの輝度−電
圧特性が変化したとしても、輝度−電流特性に変化がな
ければ発光輝度が経時的に変化するのを防ぐことができ
る。
格子状に複数配する点において、本出願人によって出願
された、図20に示す特願2000−359032号に
記載の画素と異なる。なお、図20において、各画素は
信号線701、第1走査線702、第2走査線703、
電源線704、スイッチング用TFT705、駆動用T
FT706、消去用TFT707、OLED708を有
している。図20に示した画素と異なり、本発明では、
駆動用TFTが2×2以上の駆動用TFTが直列及び並
列に接続されているので、駆動用TFTの活性層を流れ
る電流によって発生した熱の放射を効率的に行うことが
でき、駆動用TFTの劣化を抑えることができる。さら
に本発明は複数の駆動用TFTを格子状に複数配するこ
とにより、個別の駆動用TFTのIDS−VGS特性に多少
のばらつきがあっても、駆動用TFT群に等しいゲート
電圧がかかったときに出力される電流量のばらつきを抑
えることができる。よってIDS−VGS特性のバラツキに
よって、同じ電圧の信号を入力してもOLEDの発光量
が隣接画素で大きく異なってしまうという事態を避ける
ことが可能になる。
期間を設けることができる。これにより、ホールド型駆
動とは異なり、動画がぼけるのを回避することができ
る。
ログビデオ信号を用いた、インパルス型の駆動方法につ
いて説明する。発光装置のブロック図及び画素の構成
は、図1及び図2を参照する。
ルビデオ信号を用いる場合と同様に、書き込み期間Ta
と、表示期間Trと、非表示期間Tdとに分けて本発明
の発光装置の駆動を説明することができる。ただし、ア
ナログビデオ信号を用いた駆動の場合、1フレーム期間
に、書き込み期間Taと、表示期間Trと、非表示期間
Tdとが1つづつ出現する。
と、非表示期間Tdとが出現するタイミングは、各ライ
ンの画素ごとに時間差を有している。
れると、第1走査線Gaが選択され、スイッチング用T
FT107がオンになる。このとき、第2走査線Geは
選択されておらず、消去用TFT109はオフの状態に
なっている。書き込み期間Taにおける各画素の回路素
子の接続は、図3(A)を参照することができる。
力され、アナログビデオ信号の電圧が駆動用TFT群1
08の全ての駆動用TFTのゲート電極に与えられる。
各駆動用TFTは、ゲート電極に入力されたアナログビ
デオ信号の電圧に見合った大きさのドレイン電流を、O
LED110に流す。よって、アナログビデオ信号の電
圧に従ってOLED110の発光輝度が定められ、階調
が表示される。
期間Trが開始される。表示期間Trでは、第1走査線
Ga及び第2走査線Geが非選択の状態にあるので、書
き込み期間Taにおいて駆動用TFT群108のゲート
電極に与えられた電圧が保持されている。表示期間Tr
における各画素の回路素子の接続は、図3(B)を参照
することができる。よって、OLED110は、書き込
み期間Taにおいて定められた発光輝度を保ち続ける。
間Tdが開始される。非表示期間Tdが開始されると、
第2走査線Geが選択され消去用TFT109がオンに
なる。第1走査線Gaは非選択の状態のままである。非
表示期間Tdにおける各画素の回路素子の接続は、図3
(C)を参照することができる。
用TFT群108のゲート電極に電源線の電圧が与えら
れる。そのため、駆動用TFT群108のうち、電源線
の電圧がソース領域に与えられている駆動用TFTのゲ
ート電圧が0に近くなり、該駆動用TFT108はオフ
になる。従って、OLED110の画素電極に電源線の
電圧が与えられなくなり、OLED110は発光しなく
なる。
る。各ラインの画素において、書きこみ期間Taと、表
示期間Trと、非表示期間Tdとが全て出現すると1フ
レーム期間が終了する。
合、各画素毎に、次にビデオ信号が書き込まれるまで
に、いったん表示が消去されるため、各画素において発
光と非発光が繰り返される。このようなインパルス型の
駆動方法では、ホールド型の駆動方法とは異なり、動画
がぼけるのを防止することができる。
数の駆動用TFTを格子状に複数配するので、駆動用T
FTのしきい値や移動度などの特性のばらつきによって
生じるドレイン電流のばらつきを抑えることができる。
よって、デジタルビデオ信号を用いたデジタル駆動法に
限られず、アナログのビデオ信号を用いたアナログ駆動
法にも適している。
に示した駆動方法における、表示期間の出現する順序に
ついて説明する。本実施例では6ビットのデジタルビデ
オ信号を用いた場合に、表示期間Tr1〜Tr6の出現
する順序を例に挙げてて説明する。ただし本実施例では
m=5の場合について説明する。なお、対応するデジタ
ルビデオ信号のビット数やmの値については、本発明は
本実施例の構成に限定されない。なお本実施例の構成は
デジタルビデオ信号のビット数が3以上の場合において
有効である。
き込み期間Taと、表示期間Trと、非表示期間Tdと
が出現するタイミングを示す。横軸は時間を示してお
り、縦軸は画素が有する第1走査線及び第2走査線の位
置を示している。ただし、書き込み期間は短いので、図
を見やすくするために、各ビットに対応する書き込み期
間Ta1〜Ta6の開始されるタイミングを矢印で示し
た。また、対応するビットごとに、1ライン目の画素の
書き込み期間が開始されてから、yライン目の画素の書
き込み期間が終了するまでの期間を、それぞれΣTa1
〜ΣTa6と示す。
の形態において既に説明してあるので、ここでは説明を
省略する。
中で1番長い表示期間(本実施例ではTr6)を、1フ
レーム期間の最初及び最後に設けない。言い換えると、
1フレーム期間中で1番長い表示期間の前後に、同じフ
レーム期間に含まれる他の表示期間が出現するような構
成にしている。
トに対応する書き込み期間が出現するようにする。
たときに、隣り合うフレーム期間同士で発光する表示期
間が隣接することによって起きていた表示むらを、人間
の目に認識されずらくすることができる。
て有効である。
に示した駆動方法の、別の実施例について説明する。本
実施例では、nビットのデジタルビデオ信号を用いた。
ただし本実施例ではm=n−2の場合について説明す
る。
デジタルビデオ信号に対応する表示期間Trnを第1表
示期間Trn_1と第2表示期間Trn_2とに分割し
ている。そして、第1表示期間Trn_1と第2表示期
間Trn_2のそれぞれに対応して、第1書き込み期間
Tan_1と第2書き込み期間Tan_2とが設けられ
ている。
き込み期間Taと、表示期間Trと、非表示期間Tdと
が出現するタイミングを示す。横軸は時間を示してお
り、縦軸は画素が有する第1走査線及び第2走査線の位
置を示している。ただし、書き込み期間は短いので、図
を見やすくするために、各ビットに対応する書き込み期
間Ta1〜Ta(n−1)、Tan_1、Tan_2の
開始されるタイミングを矢印で示した。また、対応する
ビットごとに、1ライン目の画素の書き込み期間が開始
されてから、yライン目の画素の書き込み期間が終了す
るまでの期間をΣTa1〜ΣTa(n−1)、ΣTan
_1、ΣTan_2と示す。
の形態において既に説明してあるので、ここでは説明を
省略する。
オ信号に対応する表示期間(本実施例では第1表示期間
Trn_1と第2表示期間Trn_2の間)に、他のビ
ットに対応する表示期間が設けられている。
rn_2の長さは、Tr1:Tr2:…:Tr(n−
1):(Trn_1+Trn_2)=20:21:…:2
n-1を満たす。
における発光する表示期間の長さの和を制御すること
で、階調を表示する。
表示を行ったときに、隣り合うフレーム期間同士で発光
する表示期間が隣接することによって起きていた表示む
らを、実施の形態や実施例1の場合に比べて人間の目に
より認識されずらくすることができる。
表示期間が2つある場合について説明したが、本発明は
これに限定されない。1フレーム期間内に同じビットに
対応する表示期間が3つ以上設けられていても良い。
ルビデオ信号に対応する表示期間を複数設けたが、本発
明はこれに限定されない。最上位ビット以外のビットに
対応する表示期間を複数設けても良い。また、対応する
表示期間が複数設けられたビットは1つだけに限られ
ず、いくつかのビットのそれぞれに複数の表示期間が対
応するような構成にしても良い。
て有効である。また、本実施例は実施例1と組み合わせ
て実施することが可能である。
装置における画素部のTFTを作製する方法について説
明する。但し、説明を簡単にするために、駆動用TFT
群は、2×2ある駆動用TFTのうち、2つだけを示し
て説明する。また、本実施例では画素部のTFTの作製
方法についてのみ説明するが、画素部とその周辺に設け
られる駆動回路(信号線駆動回路、第1走査線駆動回
路、第2走査線駆動回路)のTFTを同時に作製するこ
とも可能である。
グ社の#7059ガラスや#1737ガラスなどに代表
されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウ
ケイ酸ガラスなどのガラスから成る基板5001上に酸
化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン
膜などの絶縁膜から成る下地膜5002を形成する。例
えば、プラズマCVD法でSiH4、NH3、N2Oから
作製される酸化窒化シリコン膜5002aを10〜20
0nm(好ましくは50〜100nm)形成し、同様に
SiH4、N2Oから作製される酸化窒化水素化シリコン
膜5002bを50〜200nm(好ましくは100〜
150nm)の厚さに積層形成する。本実施例では下地
膜5002を2層構造として示したが、前記絶縁膜の単
層膜または2層以上積層させた構造として形成しても良
い。
質構造を有する半導体膜をレーザー結晶化法や公知の熱
結晶化法を用いて作製した結晶質半導体膜で形成する。
この島状半導体膜5003〜5005の厚さは25〜8
0nm(好ましくは30〜60nm)の厚さで形成す
る。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくは
シリコンまたはシリコンゲルマニウム(SiGe)合金
などで形成すると良い。
するには、パルス発振型または連続発光型のエキシマレ
ーザーやYAGレーザー、YVO4レーザーを用いる。
これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器か
ら放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し、半導
体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実
施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを
用いる場合はパルス発振周波数300Hzとし、レーザ
ーエネルギー密度を100〜400mJ/cm 2(代表的
には200〜300mJ/cm2)とする。また、YAG
レーザーを用いる場合にはその第2高調波を用いパルス
発振周波数30〜300kHzとし、レーザーエネルギ
ー密度を300〜600mJ/cm2(代表的には350
〜500mJ/cm2)とすると良い。そして幅100〜
1000μm、例えば400μmで線状に集光したレーザ
ー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー
光の重ね合わせ率(オーバーラップ率)を50〜90%
として行う。
を覆うゲート絶縁膜5007を形成する。ゲート絶縁膜
5007はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、
厚さを40〜150nmとしてシリコンを含む絶縁膜で
形成する。本実施例では、120nmの厚さで酸化窒化
シリコン膜で形成する。勿論、ゲート絶縁膜はこのよう
な酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシ
リコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いて
も良い。例えば、酸化シリコン膜を用いる場合には、プ
ラズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Orthosilicat
e)とO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度30
0〜400℃とし、高周波(13.56MHz)、電力
密度0.5〜0.8W/cm2で放電させて形成するこ
とができる。このようにして作製される酸化シリコン膜
は、その後400〜500℃の熱アニールによりゲート
絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
電極を形成するための第1の導電膜5008と第2の導
電膜5009とを形成する。本実施例では、第1の導電
膜5008をTaで50〜100nmの厚さに形成し、
第2の導電膜5009をWで100〜300nmの厚さ
に形成する。
をArでスパッタすることにより形成する。この場合、
Arに適量のXeやKrを加えると、Ta膜の内部応力
を緩和して膜の剥離を防止することができる。また、α
相のTa膜の抵抗率は20μΩcm程度でありゲート電
極に使用することができるが、β相のTa膜の抵抗率は
180μΩcm程度でありゲート電極とするには不向き
である。α相のTa膜を形成するために、Taのα相に
近い結晶構造をもつ窒化タンタルを10〜50nm程度
の厚さでTaの下地に形成しておくとα相のTa膜を容
易に得ることができる。
としたスパッタ法で形成する。その他に6フッ化タング
ステン(WF6)を用いる熱CVD法で形成することも
できる。いずれにしてもゲート電極として使用するため
には低抵抗化を図る必要があり、W膜の抵抗率は20μ
Ωcm以下にすることが望ましい。W膜は結晶粒を大き
くすることで低抵抗率化を図ることができるが、W中に
酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され
高抵抗化する。このことより、スパッタ法による場合、
純度99.99または99.9999%のWターゲット
を用い、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がな
いように十分配慮してW膜を形成することにより、抵抗
率9〜20μΩcmを実現することができる。
8をTa、第2の導電膜5009をWとしたが、特に限
定されず、いずれもTa、W、Ti、Mo、Al、Cu
から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金
材料もしくは化合物材料で形成してもよい。また、リン
等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代
表される半導体膜を用いてもよい。本実施例以外の他の
組み合わせの一例は、第1の導電膜を窒化タンタル(T
aN)で形成し、第2の導電膜をWとする組み合わせ、
第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2
の導電膜をAlとする組み合わせ、第1の導電膜を窒化
タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜をCuとす
る組み合わせで形成することが好ましい。また、第1の
導電膜及び第2の導電膜としてリン等の不純物元素をド
ーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜
や、、AgPdCu合金を用いてもよい。
ングステン膜、アルミニウムとシリコンの合金(Al−
Si)膜、窒化チタン膜を順次積層した3層構造として
もよい。また、3層構造とする場合、タングステンに代
えて窒化タングステンを用いてもよいし、アルミニウム
とシリコンの合金(Al−Si)膜に代えてアルミニウ
ムとチタンの合金膜(Al−Ti)を用いてもよいし、
窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。
エッチングの方法や、エッチャントの種類を選択するこ
とが重要である。
成し、電極及び配線を形成するための第1のエッチング
処理を行う。本実施例ではICP(Inductively Couple
d Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用い、
エッチング用ガスにCF4とCl2を混合し、1Paの圧
力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MH
z)電力を投入してプラズマを生成して行う。基板側
(試料ステージ)にも100WのRF(13.56MH
z)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印
加する。CF4とCl2を混合した場合にはW膜及びTa
膜とも同程度にエッチングされる。
マスクの形状を適したものとすることにより、基板側に
印加するバイアス電圧の効果により第1の導電層及び第
2の導電層の端部がテーパー形状となる。テーパー部の
角度は15〜45°となる。ゲート絶縁膜上に残渣を残
すことなくエッチングするためには、10〜20%程度
の割合でエッチング時間を増加させると良い。W膜に対
する酸化窒化シリコン膜の選択比は2〜4(代表的には
3)であるので、オーバーエッチング処理により、酸化
窒化シリコン膜が露出した面は20〜50nm程度エッ
チングされることになる。こうして、第1のエッチング
処理により第1の導電層と第2の導電層から成る第1の
形状の導電層5011〜5014(第1の導電層501
1a〜5014aと第2の導電層5011b〜5014
b)を形成する。このとき、ゲート絶縁膜5007にお
いては、第1の形状の導電層5011〜5014で覆わ
れない領域は20〜50nm程度エッチングされ薄くな
った領域が形成される。(図7(A))
を付与する不純物元素を添加する。(図7(B))ドー
ピングの方法はイオンドープ法もしくはイオン注入法で
行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1
013〜5×1014atoms/cm2とし、加速電圧を
60〜100keVとして行う。N型を付与する不純物
元素として15族に属する元素、典型的にはリン(P)
または砒素(As)を用いるが、ここではリン(P)を
用いる。この場合、導電層5011〜5014がN型を
付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的
に第1の不純物領域5017〜5023が形成される。
第1の不純物領域5017〜5023には1×1020〜
1×1021atoms/cm3の濃度範囲でN型を付与
する不純物元素を添加する。
チング処理を行う。同様にICPエッチング法を用い、
エッチングガスにCF4とCl2とO2を混合して、1P
aの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.5
6MHz)電力を供給し、プラズマを生成して行う。基
板側(試料ステージ)には50WのRF(13.56M
Hz)電力を投入し、第1のエッチング処理に比べ低い
自己バイアス電圧を印加する。このような条件によりW
膜を異方性エッチングし、かつ、それより遅いエッチン
グ速度で第1の導電層であるTaを異方性エッチングし
て第2の形状の導電層5024〜5027(第1の導電
層5024a〜5027aと第2の導電層5024b〜
5027b)を形成する。このとき、ゲート絶縁膜50
07においては、第2の形状の導電層5024〜502
7で覆われない領域はさらに20〜50nm程度エッチ
ングされ薄くなった領域が形成される。
よるエッチング反応は、生成されるラジカルまたはイオ
ン種と反応生成物の蒸気圧から推測することができる。
WとTaのフッ化物と塩化物の蒸気圧を比較すると、W
のフッ化物であるWF6が極端に高く、その他のWC
l5、TaF5、TaCl5は同程度である。従って、C
F4とCl2の混合ガスではW膜及びTa膜共にエッチン
グされる。しかし、この混合ガスに適量のO2を添加す
るとCF4とO2が反応してCOとFになり、Fラジカル
またはFイオンが多量に発生する。その結果、フッ化物
の蒸気圧が高いW膜のエッチング速度が増大する。一
方、TaはFが増大しても相対的にエッチング速度の増
加は少ない。また、TaはWに比較して酸化されやすい
ので、O2を添加することでTaの表面が酸化される。
Taの酸化物はフッ素や塩素と反応しないためさらにT
a膜のエッチング速度は低下する。従って、W膜とTa
膜とのエッチング速度に差を作ることが可能となりW膜
のエッチング速度をTa膜よりも大きくすることが可能
となる。
ーピング処理を行う。この場合、第1のドーピング処理
よりもドーズ量を下げて高い加速電圧の条件としてN型
を付与する不純物元素をドーピングする。例えば、加速
電圧を70〜120keVとし、1×1013atoms
/cm2のドーズ量で行い、図7(B)で島状半導体膜
に形成された第1の不純物領域の内側に新たな不純物領
域を形成する。ドーピングは、第2の形状の導電層50
24〜5027を不純物元素に対するマスクとして用
い、第2の導電層5024a〜5027aの下側の領域
にも不純物元素が添加されるようにドーピングする。こ
うして、第2の導電層5024a〜5027aと重なる
第3の不純物領域5030〜5037と、第1の不純物
領域と第3の不純物領域との間の第2の不純物領域50
40〜5047とを形成する。N型を付与する不純物元
素は、第2の不純物領域で1×1017〜1×1019at
oms/cm3の濃度となるようにし、第3の不純物領
域で1×1016〜1×1018atoms/cm3の濃度
となるようにする。
ネル型TFTを形成する島状半導体膜5004に第1の
導電型とは逆の導電型の第4の不純物領域5050〜5
060を形成する。第2の導電層5024b〜5027
bを不純物元素に対するマスクとして用い、自己整合的
に不純物領域を形成する。このとき、Nチャネル型TF
Tを形成する島状半導体膜5003、5005はレジス
トマスク5200で全面を被覆しておく。不純物領域5
050〜5060にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加
されているが、ジボラン(B2H6)を用いたイオンドー
プ法で形成し、そのいずれの領域においても不純物濃度
を2×1020〜2×1021atoms/cm3となるよ
うにする。
に不純物領域が形成される。島状半導体膜と重なる第2
の導電層5024〜5027がゲート電極として機能す
る。
ぞれの島状半導体膜に添加された不純物元素を活性化す
る工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用い
る熱アニール法で行う。その他に、レーザーアニール
法、またはラピッドサーマルアニール法(RTA法)を
適用することができる。熱アニール法では酸素濃度が1
ppm以下、好ましくは0.1ppm以下の窒素雰囲気
中で400〜700℃、代表的には500〜600℃で
行うものであり、本実施例では500℃で4時間の熱処
理を行う。ただし、5024〜5027に用いた配線材
料が熱に弱い場合には、配線等を保護するため層間絶縁
膜(シリコンを主成分とする)を形成した後で活性化を
行うことが好ましい。
中で、300〜450℃で1〜12時間の熱処理を行
い、島状半導体膜を水素化する工程を行う。この工程は
熱的に励起された水素により半導体膜のダングリングボ
ンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、
プラズマ水素化(プラズマにより励起された水素を用い
る)を行っても良い。
層間絶縁膜5061を酸化窒化シリコン膜から100〜
200nmの厚さで形成する。その上に有機絶縁物材料
から成る第2の層間絶縁膜5062を形成した後、第1
の層間絶縁膜5061、第2の層間絶縁膜5062、お
よびゲート絶縁膜5007に対してコンタクトホールを
形成し、各配線(接続配線、信号線を含む)5065〜
5069をパターニング形成する。
樹脂を材料とする膜を用い、その有機樹脂としてはポリ
イミド、ポリアミド、アクリル、BCB(ベンゾシクロ
ブテン)等を使用することが出来る。特に、第2の層間
絶縁膜5062は平坦化の意味合いが強いので、平坦性
に優れたアクリルが好ましい。本実施例ではTFTによ
って形成される段差を十分に平坦化しうる膜厚でアクリ
ル膜を形成する。好ましくは1〜5μm(さらに好まし
くは2〜4μm)とすれば良い。
ングまたはウエットエッチングを用い、N型の不純物領
域5017、5018、5022、5023またはP型
の不純物領域5050、5060に達するコンタクトホ
ールをそれぞれ形成する。
065〜5069として、Ti膜を100nm、Tiを
含むアルミニウム膜を300nm、Ti膜150nmを
スパッタ法で連続形成した3層構造の積層膜を所望の形
状にパターニングしたものを用いる。勿論、他の導電膜
を用いても良い。
からなる第3層間絶縁膜5071を形成する。有機樹脂
としてはポリイミド、ポリアミド、アクリル、BCB
(ベンゾシクロブテン)等を使用することができる。特
に、第3層間絶縁膜5071は平坦化の意味合いが強い
ので、平坦性に優れたアクリルが好ましい。本実施例で
はTFTによって形成される段差を十分に平坦化しうる
膜厚でアクリル膜を形成する。好ましくは1〜5μm
(さらに好ましくは2〜4μm)とすれば良い。
68に達するコンタクトホールを形成し、画素電極50
73を形成する。本実施例では酸化インジウム・スズ
(ITO)膜を110nmの厚さに形成し、パターニン
グを行って画素電極5073を形成する。また、酸化イ
ンジウムに2〜20%の酸化亜鉛(ZnO)を混合した
透明導電膜を用いても良い。この画素電極5073がO
LEDの陽極に相当する(図9(A))。
図10に示す。なお、図10の破線A−A’、B−
B’、C−C’における断面図が図9(A)に相当す
る。
1〜5084は駆動用TFT、5085は消去用TFT
に相当する。
イッチング用TFT5080が有する島状半導体膜(活
性層)5003の第1の不純物領域5017に接続され
ている。また、スイッチング用TFT5080のゲート
電極に相当する第2の形状の導電層5024は、第1の
走査線Gaj5090に接続されている。また、スイッ
チング用TFT5080が有する島状半導体膜(活性
層)5003の第1の不純物領域5018は、配線50
66を介してゲート配線5091に接続されている。
T5081のゲート電極に相当する第2の形状の導電層
5025、駆動用TFT5082のゲート電極に相当す
る第2の形状の導電層5026、駆動用TFT5083
のゲート電極に相当する第2の形状の導電層、駆動用T
FT5082のゲート電極に相当する第2の形状の導電
層を含んでいる。駆動用TFT5081〜5084は島
状半導体膜5004を有しており、島状半導体膜500
4が有する第3の不純物領域5050は、電源線Viに
相当する配線5067に接続されている。また、島状半
導体膜5004が有する第3の不純物領域5060は配
線5068に接続されている。
して、消去用TFT5085が有する島状半導体膜50
05の第1の不純物領域5023に接続されている。ま
た、消去用TFT5085が有する島状半導体膜500
5の第1の不純物領域5022は、電源線5067に接
続されている。消去用TFT5085のゲート電極に相
当する第2の形状の導電層5027は、第2の走査線G
ej5092に接続されている。
れている。
む絶縁膜(本実施例では酸化珪素膜)を500nmの厚
さに形成し、画素電極5073に対応する位置に開口部
を形成して第4の層間絶縁膜5074を形成する。開口
部を形成する際、ウエットエッチング法を用いることで
容易にテーパー形状の側壁とすることが出来る。開口部
の側壁が十分になだらかでないと段差に起因する有機発
光層の劣化が顕著な問題となってしまう。
gAg電極)5076を、真空蒸着法を用いて大気解放
しないで連続形成する。なお、有機発光層5075の膜
厚は80〜200nm(典型的には100〜120n
m)、陰極5076の厚さは180〜300nm(典型
的には200〜250nm)とすれば良い。
に対応する画素および青色に対応する画素に対して順
次、有機発光層および陰極を形成する。但し、有機発光
層は溶液に対する耐性に乏しいためフォトリソグラフィ
技術を用いずに各色個別に形成しなくてはならない。そ
こでメタルマスクを用いて所望の画素以外を隠し、必要
箇所だけ選択的に有機発光層および陰極を形成するのが
好ましい。
隠すマスクをセットし、そのマスクを用いて赤色発光の
有機発光層を選択的に形成する。次いで、緑色に対応す
る画素以外を全て隠すマスクをセットし、そのマスクを
用いて緑色発光の有機発光層を選択的に形成する。次い
で、同様に青色に対応する画素以外を全て隠すマスクを
セットし、そのマスクを用いて青色発光の有機発光層を
選択的に形成する。なお、ここでは全て異なるマスクを
用いるように記載しているが、同じマスクを使いまわし
ても構わない。また、全画素に有機発光層を形成するま
で真空を破らずに処理することが好ましい。
Dを形成する方式を用いたが、白色発光のOLEDとカ
ラーフィルタを組み合わせた方式、青色または青緑発光
のOLEDと蛍光体(蛍光性の色変換層:CCM)とを
組み合わせた方式、陰極(対向電極)に透明電極を利用
してRGBに対応したOLEDを重ねる方式などを用い
ても良い。
材料を用いることが出来る。公知の材料としては、駆動
電圧を考慮すると有機材料を用いるのが好ましい。例え
ば正孔注入層、正孔輸送層、発光層および電子注入層で
なる4層構造を有機発光層とすれば良い。
はOLEDの陰極としてMgAg電極を用いた例を示す
が、公知の他の材料であっても良い。
護電極5077を形成する。保護電極5077が有機発
光層を水分等から保護し、OLEDの信頼性を高めるこ
とが出来る。この保護電極5077としてはアルミニウ
ムを主成分とする導電膜を用いれば良い。保護電極50
77は有機発光層および陰極を形成した時とは異なるマ
スクを用いて真空蒸着法で形成すれば良い。また、有機
発光層および陰極を形成した後で大気解放しないで連続
的に形成することが好ましい。
クティブマトリクス型発光装置が完成する。
たTFTは、画素部だけでなく駆動回路に用いること
で、非常に高い信頼性を示し、動作特性も向上しうる。
また結晶化工程においてNi等の金属触媒を添加し、結
晶性を高めることも可能である。それによって、信号線
駆動回路の駆動周波数を10MHz以上にすることが可
能である。
ットキャリア注入を低減させる構造を有するTFTを、
駆動回路を形成するCMOS回路のNチャネル型TFT
として用いる。なお、ここでいう駆動回路としては、シ
フトレジスタ、バッファ、レベルシフタ、線順次駆動に
おけるラッチ、点順次駆動におけるトランスミッション
ゲートなどが含まれる。
性層は、ソース領域、ドレイン領域、GOLD領域、L
DD領域およびチャネル形成領域を含み、GOLD領域
はゲート絶縁膜を介してゲート電極と重なっている。
は、ホットキャリア注入による劣化が殆ど気にならない
ので、特にLDD領域を設けなくても良い。勿論、Nチ
ャネル型TFTと同様にLDD領域を設け、ホットキャ
リア対策を講じることも可能である。
領域を双方向に電流が流れるようなCMOS回路、即
ち、ソース領域とドレイン領域の役割が入れ替わるよう
なCMOS回路が用いられる場合、CMOS回路を形成
するNチャネル型TFTは、チャネル形成領域の両サイ
ドにチャネル形成領域を挟む形でLDD領域を形成する
ことが好ましい。このような例としては、点順次駆動に
用いられるトランスミッションゲートなどが挙げられ
る。また駆動回路において、オフ電流値を極力低く抑え
る必要のあるCMOS回路が用いられる場合、CMOS
回路を形成するNチャネル型TFTは、LDD領域の一
部がゲート絶縁膜を介してゲート電極と重なる構成を有
していることが好ましい。このような例としては、やは
り、点順次駆動に用いられるトランスミッションゲート
などが挙げられる。
したら、さらに外気に曝されないように、気密性が高
く、脱ガスの少ない保護フィルム(ラミネートフィル
ム、紫外線硬化樹脂フィルム等)や透光性のシーリング
材でパッケージング(封入)することが好ましい。その
際、シーリング材の内部を不活性雰囲気にしたり、内部
に吸湿性材料(例えば酸化バリウム)を配置したりする
とOLEDの信頼性が向上する。
性を高めたら、基板上に形成された素子又は回路から引
き回された端子と外部信号端子とを接続するためのコネ
クタ(フレキシブルプリントサーキット:FPC)を取
り付けて製品として完成する。
消去用TFTとがシングルゲート構造を有する場合につ
いて示したが、スイッチング用TFTと消去用TFTと
がマルチゲート構造を有していても良い。マルチゲート
構造を有するTFTは、シングルゲート構造を有するT
FTに比べてオフ電流を抑えることができる。そのた
め、スイッチング用TFTをマルチゲート構造にするこ
とは、スイッチング素子として用いるのにより望まし
い。
と組み合わせて実施することが可能である。
極として用い、陰極を対向電極として用いた例について
説明したが、本実施例では、陰極を画素電極として用
い、陽極を対向電極として用いた画素の構成について説
明する。
図11において、5300はスイッチング用TFT、5
301、5302は駆動用TFT、5303は消去用T
FTである。なお本実施例では駆動用TFTが2×2個
設けられた画素の構成について説明するが、図11では
そのうち2つの駆動用TFTのみ図示した。
300と、消去用TFT5303はnチャネル型TFT
を用いている。スイッチング用TFT5300と、消去
用TFT5303は、nチャネル型TFTでもpチャネ
ル型TFTでもどちらでも良い。
1、5302はnチャネル型TFTである。本実施例で
はOLEDの陰極を画素電極として用い、陽極を対向電
極として用いており、駆動用TFTは全てnチャネル型
TFTであることが望ましい。
5310は、陰極である画素電極5311と、有機発光
層5312と、陽極である対向電極5313を有してい
る。
0nm厚のアルミニウム合金膜(1wt%のチタンを含有
したアルミニウム膜)を用いた。
は、陰極に近い側に発光層と、陽極に近い側に正孔注入
層を有している。なお、これはほんの一例であり、本実
施例の有機発光層の構成はこれに限定されない。有機発
光層の組み合わせは、既に様々な例が報告されており、
そのいずれの構成を用いても構わない。
極を120nmの厚さに形成する。本実施例では、酸化
インジウムに10〜20wt%の酸化亜鉛を添加した透
明導電膜を用いる。成膜方法は、有機発光層5312を
劣化させないように、室温で蒸着法により形成すること
が好ましい。
CVD法により窒化酸化珪素膜でなる第2パッシベーシ
ョン膜5314を300nmの厚さに形成する。このと
きも成膜温度に留意する必要がある。成膜温度を下げる
にはリモートプラズマCVD法を用いると良い。
において発せられた光が、画素電極5311を透過せず
に、対向電極5313側に透過される。そのため、基板
上に形成されたTFTによって光が遮られることがな
い。したがって、画素電極に陽極を用い、対向電極に陰
極を用いる場合に比べて、OLEDに流れる電流を増や
さなくとも、OLEDパネルの輝度を高くすることが可
能である。また、各画素におけるTFTの配置および数
に、OLEDパネルの発光輝度が左右されることがな
い。
消去用TFTとがシングルゲート構造を有する場合につ
いて示したが、スイッチング用TFTと消去用TFTと
がマルチゲート構造を有していても良い。マルチゲート
構造を有するTFTは、シングルゲート構造を有するT
FTに比べてオフ電流を抑えることができる。そのた
め、スイッチング用TFTをマルチゲート構造にするこ
とは、スイッチング素子として用いるのにより望まし
い。
み合わせて実施することが可能である。
型のTFTを用いた、本発明の発光装置の画素の構成に
ついて説明する。但し、説明を簡単にするために、駆動
用TFT群は、2×2ある駆動用TFTのうち、2つだ
けを示して説明する。また、本実施例では画素部のTF
Tの作製方法についてのみ説明するが、画素部とその周
辺に設けられる駆動回路(信号線駆動回路、第1走査線
駆動回路、第2走査線駆動回路)のTFTを同時に作製
することも可能である。
面図を示す。
1、5402は駆動用TFT、5403は消去用TFT
である。
電極5410と、ゲート電極5410に接するゲート絶
縁膜5411と、ゲート絶縁膜5411に接する島状の
半導体膜5412とを有している。半導体膜5412
は、チャネル形成領域5413と、チャネル形成領域5
413に接している、LDD領域に相当する第2の不純
物領域5414、5415と、LDD領域5414、5
415に接する第1の不純物領域5416、5417と
を有している。
ト電極5420、5421と、ゲート電極5420、5
421に接するゲート絶縁膜5411と、ゲート絶縁膜
5411に接する島状の半導体膜5422とを有してい
る。半導体膜5422は、チャネル形成領域5423、
5424と、チャネル形成領域5423、5424に接
している不純物領域5425〜5427とを有してい
る。
30と、ゲート電極5430に接するゲート絶縁膜54
11と、ゲート絶縁膜5411に接する島状の半導体膜
5432とを有している。半導体膜5432は、チャネ
ル形成領域5433と、チャネル形成領域5433に接
している、LDD領域に相当する第2の不純物領域54
34、5435と、LDD領域5434、5435に接
する第1の不純物領域5436、5437とを有してい
る。
5427は、OLED5450が有する画素電極545
1に配線5452を介して接続されている。
消去用TFTとがシングルゲート構造を有する場合につ
いて示したが、スイッチング用TFTと消去用TFTと
がマルチゲート構造を有していても良い。マルチゲート
構造を有するTFTは、シングルゲート構造を有するT
FTに比べてオフ電流を抑えることができる。そのた
め、スイッチング用TFTをマルチゲート構造にするこ
とは、スイッチング素子として用いるのにより望まし
い。
用いた場合について説明したが、陰極を画素電極として
用いても良い。この場合、駆動用TFT5401、54
02はnチャネル型TFTであることが望ましい。
と組み合わせて実施することが可能である。
に示した駆動方法に対応した、発光装置の駆動回路(信
号線駆動回路、第1及び第2走査線駆動回路)の構成に
ついて説明する。
のブロック図を示す。図14(A)は信号線駆動回路6
01であり、シフトレジスタ602、ラッチ(A)60
3、ラッチ(B)604を有している。
ジスタ602にクロック信号(CLK)およびスタート
パルス(SP)が入力される。シフトレジスタ602
は、これらのクロック信号(CLK)およびスタートパ
ルス(SP)に基づきタイミング信号を順に発生させ、
バッファ等(図示せず)を通して後段の回路へタイミン
グ信号を順次入力する。
号は、バッファ等によって緩衝増幅される。タイミング
信号が入力される配線には、多くの回路あるいは素子が
接続されているために負荷容量(寄生容量)が大きい。
この負荷容量が大きいために生ずるタイミング信号の立
ち上がりまたは立ち下がりの”鈍り”を防ぐために、こ
のバッファが設けられる。なおバッファは必ずしも設け
る必要はない。
グ信号は、ラッチ(A)603に入力される。ラッチ
(A)603は、nビットのデジタルビデオ信号を処理
する複数のステージのラッチを有している。ラッチ
(A)603は、前記タイミング信号が入力されると、
信号線駆動回路601の外部から入力されるnビットの
デジタルビデオ信号を順次取り込み、保持する。
オ信号を取り込む際に、ラッチ(A)603が有する複
数のステージのラッチに、順にデジタルビデオ信号を入
力しても良い。しかし本発明はこの構成に限定されな
い。ラッチ(A)603が有する複数のステージのラッ
チをいくつかのグループに分け、各グループごとに並行
して同時にデジタルビデオ信号を入力する、いわゆる分
割駆動を行っても良い。なおこのときのグループの数を
分割数と呼ぶ。例えば4つのステージごとにラッチをグ
ループに分けた場合、4分割で分割駆動すると言う。
ッチにデジタルビデオ信号の書き込みが一通り終了する
までの時間を、ライン期間と呼ぶ。実際には、上記ライ
ン期間に水平帰線期間が加えられた期間をライン期間に
含むことがある。
604にラッチシグナル(Latch Signal)が入力され
る。この瞬間、ラッチ(A)603に書き込まれ保持さ
れているデジタルビデオ信号は、ラッチ(B)604に
一斉に送出され、ラッチ(B)604の全ステージのラ
ッチに書き込まれ、保持される。
に送出し終えたラッチ(A)603には、シフトレジス
タ602からのタイミング信号に基づき、デジタルビデ
オ信号の書き込みが順次行われる。
(B)603に書き込まれ、保持されているデジタルビ
デオ信号が信号線に入力される。
回路等の別の回路を用いて、ラッチ回路に順にデジタル
ビデオ信号を書きこむようにしても良い。
を示すブロック図である。
フトレジスタ606、バッファ607を有している。ま
た場合によってはレベルシフトを有していても良い。
トレジスタ606からのタイミング信号がバッファ60
7に入力され、対応する第1走査線に入力される。第1
走査線には、1ライン分の画素のスイッチング用TFT
のゲート電極が接続されている。そして、1ライン分の
画素のスイッチング用TFTを一斉にONにしなくては
ならないので、バッファは大きな電流を流すことが可能
なものが用いられる。
回路の構成と同じであるので、図14(B)を参考にす
る。ただし第2走査線駆動回路の場合、バッファからの
出力は第2走査線に入力される。また第2走査線には、
1ライン分の画素の消去用TFTのゲート電極が接続さ
れている。そして、1ライン分の画素の消去用TFTを
一斉にONにしなくてはならないので、バッファは大き
な電流を流すことが可能なものが用いられる。
回路等の別の回路を用いて、ゲート信号を選択し、タイ
ミング信号を供給するようにしても良い。
実施例で示した構成に限定されない。本実施例は、実施
例1〜実施例5と自由に組み合わせて実施することが可
能である。
に示した駆動方法に対応する、図13で示した信号線駆
動回路601の詳しい構成について説明する。
図を示す。シフトレジスタ801、ラッチ(A)(80
2)、ラッチ(B)(803)、が図14に示すように
配置されている。なお本実施例では、1組のラッチ
(A)(802)と1組のラッチ(B)(803)が、
4本の信号線St〜S(t+3)に対応している。また
本実施例では信号が有する電圧の振幅の幅を変えるレベ
ルシフトを設けなかったが、設計者が適宜設けるように
しても良い。
したクロック信号CLKB、スタートパルス信号SP、
駆動方向切り替え信号SL/Rはそれぞれ図に示した配
線からシフトレジスタ801に入力される。また外部か
ら入力されるデジタルビデオ信号VDは図に示した配線
からラッチ(A)(802)に入力される。ラッチ信号
S_LAT、S_LATの極性が反転した信号S_LA
Tbはそれぞれ図に示した配線からラッチ(B)(80
3)に入力される。
いて、信号線Stに対応するラッチ(A)(802)の
一部804を例にとって説明する。ラッチ(A)(80
2)の一部804は2つのクロックドインバーターと2
つのインバーターを有している。
面図を図17に示す。831a、831bはそれぞれ、
ラッチ(A)(802)の一部804が有するインバー
ターの1つを形成するTFTの活性層であり、836は
該インバータの1つを形成するTFTの共通のゲート電
極である。また832a、832bはそれぞれ、ラッチ
(A)(802)の一部804が有するもう1つのイン
バーターを形成するTFTの活性層であり、837a、
837bは活性層832a、832b上にそれぞれ設け
られたゲート電極である。なおゲート電極837a、8
37bは電気的に接続されている。
(A)(802)の一部804が有するクロックドイン
バーターの1つを形成するTFTの活性層である。活性
層833a上にはゲート電極838a、838bが設け
られており、ダブルゲート構造となっている。また活性
層833b上にはゲート電極838b、839が設けら
れており、ダブルゲート構造となっている。
(A)(802)の一部804が有するもう1つのクロ
ックドインバーターを形成するTFTの活性層である。
活性層834a上にはゲート電極839、840が設け
られており、ダブルゲート構造となっている。また活性
層834b上にはゲート電極840、841が設けられ
ており、ダブルゲート構造となっている。
わせて実施することが可能である。
成された基板を、OLEDが大気に触れないように封止
して、本発明の発光装置を作製する工程について説明す
る。なお、図16(A)は本発明の発光装置の上面図で
あり、図16(B)は図16(A)のA−A’における
断面図その断面図である。図16(C)は図16(A)
のB−B’における断面図その断面図である。
2と、信号線駆動回路4003と、第1及び第2の走査
線駆動回路4004a、bとを囲むようにして、シール
材4009が設けられている。また画素部4002と、
信号線駆動回路4003と、第1及び第2の走査線駆動
回路4004a、bとの上にシーリング材4008が設
けられている。よって画素部4002と、信号線駆動回
路4003と、第1及び第2の走査線駆動回路4004
a、bとは、基板4001とシール材4009とシーリ
ング材4008とによって、充填材4210で密封され
ている。
002と、信号線駆動回路4003と、第1及び第2の
走査線駆動回路4004a、bとは、複数のTFTを有
している。図16(B)では代表的に、下地膜4010
上に形成された、信号線駆動回路4003に含まれる駆
動回路用TFT(但し、ここではnチャネル型TFTと
pチャネル型TFTを図示する)4201及び画素部4
002に含まれる駆動用TFTの1つ4202を図示し
た。
には公知の方法で作製されたpチャネル型TFTまたは
nチャネル型TFTが用いられ、駆動用TFT4202
には公知の方法で作製されたpチャネル型TFTが用い
られる。また、画素部4002には駆動用TFT420
2のゲートに接続された保持容量(図示せず)が設けら
れる。
T4202上には層間絶縁膜(平坦化膜)4301が形
成され、その上に駆動用TFT4202のドレインと電
気的に接続する画素電極(陽極)4203が形成され
る。画素電極4203としては仕事関数の大きい透明導
電膜が用いられる。透明導電膜としては、酸化インジウ
ムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛と
の化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを
用いることができる。また、前記透明導電膜にガリウム
を添加したものを用いても良い。
4302が形成され、絶縁膜4302は画素電極420
3の上に開口部が形成されている。この開口部におい
て、画素電極4203の上には有機発光層4204が形
成される。有機発光層4204は公知の有機発光材料ま
たは無機発光材料を用いることができる。また、有機発
光材料には低分子系(モノマー系)材料と高分子系(ポ
リマー系)材料があるがどちらを用いても良い。
着技術もしくは塗布法技術を用いれば良い。また、有機
発光層の構造は正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子
輸送層または電子注入層を自由に組み合わせて積層構造
または単層構造とすれば良い。
る導電膜(代表的にはアルミニウム、銅もしくは銀を主
成分とする導電膜またはそれらと他の導電膜との積層
膜)からなる陰極4205が形成される。また、陰極4
205と有機発光層4204の界面に存在する水分や酸
素は極力排除しておくことが望ましい。従って、有機発
光層4204を窒素または希ガス雰囲気で形成し、酸素
や水分に触れさせないまま陰極4205を形成するとい
った工夫が必要である。本実施例ではマルチチャンバー
方式(クラスターツール方式)の成膜装置を用いること
で上述のような成膜を可能とする。そして陰極4205
は所定の電圧が与えられている。
03、有機発光層4204及び陰極4205からなるO
LED4303が形成される。そしてOLED4303
を覆うように、絶縁膜4302上に保護膜4303が形
成されている。保護膜4303は、OLED4303に
酸素や水分等が入り込むのを防ぐのに効果的である。
配線であり、駆動用TFT4202のソース領域に電気
的に接続されている。引き回し配線4005aはシール
材4009と基板4001との間を通り、異方導電性フ
ィルム4300を介してFPC4006が有するFPC
用配線4301に電気的に接続される。
材、金属材(代表的にはステンレス材)、セラミックス
材、プラスチック材(プラスチックフィルムも含む)を
用いることができる。プラスチック材としては、FRP
(Fiberglass−Reinforced Pl
astics)板、PVF(ポリビニルフルオライド)
フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルムま
たはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。ま
た、アルミニウムホイルをPVFフィルムやマイラーフ
ィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。
ー材側に向かう場合にはカバー材は透明でなければなら
ない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリ
エステルフィルムまたはアクリルフィルムのような透明
物質を用いる。
ゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または
熱硬化樹脂を用いることができ、PVC(ポリビニルク
ロライド)、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シ
リコーン樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)またはE
VA(エチレンビニルアセテート)を用いることができ
る。本実施例では充填材として窒素を用いた。
くは酸化バリウム)もしくは酸素を吸着しうる物質にさ
らしておくために、シーリング材4008の基板400
1側の面に凹部4007を設けて吸湿性物質または酸素
を吸着しうる物質4207を配置する。そして、吸湿性
物質または酸素を吸着しうる物質4207が飛び散らな
いように、凹部カバー材4208によって吸湿性物質ま
たは酸素を吸着しうる物質4207は凹部4007に保
持されている。なお凹部カバー材4208は目の細かい
メッシュ状になっており、空気や水分は通し、吸湿性物
質または酸素を吸着しうる物質4207は通さない構成
になっている。吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質
4207を設けることで、OLED4303の劣化を抑
制できる。
03が形成されると同時に、引き回し配線4005a上
に接するように導電性膜4203aが形成される。
性フィラー4300aを有している。基板4001とF
PC4006とを熱圧着することで、基板4001上の
導電性膜4203aとFPC4006上のFPC用配線
4301とが、導電性フィラー4300aによって電気
的に接続される。
せて実施することが可能である。
OLEDが有する有機発光層に用いられる材料は、有機
発光材料に限定されず、無機発光材料を用いても実施で
きる。但し、現在の無機発光材料は非常に駆動電圧が高
いため、そのような駆動電圧に耐えうる耐圧特性を有す
るTFTを用いなければならない。
機発光材料が開発されれば、本発明に適用することは可
能である。
組み合わせて実施することが可能である。
起子からの燐光を発光に利用できる有機発光材料を用い
ることで、外部発光量子効率を飛躍的に向上させること
ができる。これにより、OLEDの低消費電力化、長寿
命化、および軽量化が可能になる。
量子効率を向上させた報告を示す。 (T.Tsutsui, C.Adachi, S.Saito, Photochemical Proce
sses in Organized Molecular Systems, ed.K.Honda,
(Elsevier Sci.Pub., Tokyo,1991) p.437.)
(クマリン色素)の分子式を以下に示す。
stikov, S.Sibley, M.E.Thompson,S.R.Forrest, Nature
395 (1998) p.151.)
(Pt錯体)の分子式を以下に示す。
M.E.Thompson, S.R.Forrest, Appl.Phys.Lett.,75 (199
9) p.4.) (T.Tsutsui, M.-J.Yang, M.Yahiro, K.Nakamu
ra,T.Watanabe, T.tsuji, Y.Fukuda, T.Wakimoto, S.Ma
yaguchi, Jpn.Appl.Phys.,38 (12B) (1999) L1502.)
(Ir錯体)の分子式を以下に示す。
を利用できれば原理的には一重項励起子からの蛍光発光
を用いる場合より3〜4倍の高い外部発光量子効率の実
現が可能となる。
せて実施することが可能である。
発光材料は低分子系と高分子系に大別される。本発明の
発光装置は、低分子系の有機発光材料でも高分子系の有
機発光材料でも用いることができる。
成膜される。したがって積層構造をとりやすく、ホール
輸送層、電子輸送層などの機能が異なる膜を積層するこ
とで高効率化しやすい。
ノールを配位子としたアルミニウム錯体Alq3、トリ
フェニルアミン誘導体(TPD)等が挙げられる。
に比べて物理的強度が高く、素子の耐久性が高い。また
塗布により成膜することが可能であるので、素子の作製
が比較的容易である。
の構造は、低分子系の有機発光材料を用いたときと基本
的には同じであり、陰極/有機発光層/陽極となる。し
かし、高分子系の有機発光材料を用いた有機発光層を形
成する際には、低分子系の有機発光材料を用いたときの
ような積層構造を形成させることは難しく、知られてい
る中では2層の積層構造が有名である。具体的には、陰
極/発光層/正孔輸送層/陽極という構造である。な
お、高分子系の有機発光材料を用いた発光素子の場合に
は、陰極材料としてCaを用いることも可能である。
材料で決まるため、これらを選択することで所望の発光
を示す発光素子を形成することができる。発光層の形成
に用いることができる高分子系の有機発光材料は、ポリ
パラフェニレンビニレン系、ポリパラフェニレン系、ポ
リチオフェン系、ポリフルオレン系が挙げられる。
(パラフェニレンビニレン) [PPV] の誘導体、ポリ
(2,5−ジアルコキシ−1,4−フェニレンビニレ
ン) [RO−PPV]、ポリ(2−(2'−エチル−ヘキ
ソキシ)−5−メトキシ−1,4−フェニレンビニレ
ン)[MEH−PPV]、ポリ(2−(ジアルコキシフェ
ニル)−1,4−フェニレンビニレン)[ROPh−PP
V]等が挙げられる。
ニレン[PPP]の誘導体、ポリ(2,5−ジアルコキ
シ−1,4−フェニレン)[RO−PPP]、ポリ(2,
5−ジヘキソキシ−1,4−フェニレン)等が挙げられ
る。
[PT]の誘導体、ポリ(3−アルキルチオフェン)
[PAT]、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)[PH
T]、ポリ(3−シクロヘキシルチオフェン)[PCH
T]、ポリ(3−シクロヘキシル−4−メチルチオフェ
ン)[PCHMT]、ポリ(3,4−ジシクロヘキシル
チオフェン)[PDCHT]、ポリ[3−(4−オクチ
ルフェニル)−チオフェン][POPT]、ポリ[3−
(4−オクチルフェニル)−2,2ビチオフェン][P
TOPT]等が挙げられる。
[PF]の誘導体、ポリ(9,9−ジアルキルフルオレ
ン)[PDAF]、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレ
ン)[PDOF]等が挙げられる。
料を、陽極と発光性の高分子系有機発光材料の間に挟ん
で形成すると、陽極からの正孔注入性を向上させること
ができる。一般にアクセプター材料と共に水に溶解させ
たものをスピンコート法などで塗布する。また、有機溶
媒には不溶であるため、上述した発光性の有機発光材料
との積層が可能である。
ては、PEDOTとアクセプター材料としてのショウノ
ウスルホン酸(CSA)の混合物、ポリアニリン[PA
NI]とアクセプター材料としてのポリスチレンスルホ
ン酸[PSS]の混合物等が挙げられる。
例10のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施する
ことが可能である。
ため、液晶ディスプレイに比べ、明るい場所での視認性
に優れ、視野角が広い。従って、様々な電子機器の表示
部に用いることができる。
て、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディス
プレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーショ
ンシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディ
オコンポ等)、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲー
ム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電
話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備
えた画像再生装置(具体的にはDVD(digital
versatile disc)等の記録媒体を再生
し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)
などが挙げられる。特に、斜め方向から画面を見る機会
が多い携帯情報端末は、視野角の広さが重要視されるた
め、発光装置を用いることが望ましい。それら電子機器
の具体例を図17に示す。
01、支持台2002、表示部2003、スピーカー部
2004、ビデオ入力端子2005等を含む。本発明の
発光装置は表示部2003に用いることができる。発光
装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液
晶ディスプレイよりも薄い表示部とすることができる。
なお、表示装置は、パソコン用、TV放送受信用、広告
表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
り、本体2101、表示部2102、受像部2103、
操作キー2104、外部接続ポート2105、シャッタ
ー2106等を含む。本発明の発光装置は表示部210
2に用いることができる。
ュータであり、本体2201、筐体2202、表示部2
203、キーボード2204、外部接続ポート220
5、ポインティングマウス2206等を含む。本発明の
発光装置は表示部2203に用いることができる。
り、本体2301、表示部2302、スイッチ230
3、操作キー2304、赤外線ポート2305等を含
む。本発明の発光装置は表示部2302に用いることが
できる。
画像再生装置(具体的にはDVD再生装置)であり、本
体2401、筐体2402、表示部A2403、表示部
B2404、記録媒体(DVD等)読み込み部240
5、操作キー2406、スピーカー部2407等を含
む。表示部A2403は主として画像情報を表示し、表
示部B2404は主として文字情報を表示するが、本発
明の発光装置はこれら表示部A、B2403、2404
に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再
生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
(ヘッドマウントディスプレイ)であり、本体250
1、表示部2502、アーム部2503を含む。本発明
の発光装置は表示部2502に用いることができる。
2601、表示部2602、筐体2603、外部接続ポ
ート2604、リモコン受信部2605、受像部260
6、バッテリー2607、音声入力部2608、操作キ
ー2609等を含む。本発明の発光装置は表示部260
2に用いることができる。
体2701、筐体2702、表示部2703、音声入力
部2704、音声出力部2705、操作キー2706、
外部接続ポート2707、アンテナ2708等を含む。
本発明の発光装置は表示部2703に用いることができ
る。なお、表示部2703は黒色の背景に白色の文字を
表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができ
る。
高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡
大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクター
に用いることも可能となる。
ATV(ケーブルテレビ)などの電子通信回線を通じて
配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情
報を表示する機会が増してきている。有機発光材料の応
答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好まし
い。
を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報
を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特
に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする
表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景
として文字情報を発光部分で形成するように駆動するこ
とが望ましい。
く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能であ
る。また、本実施例の電子機器は実施例1〜11に示し
たいずれの構成の発光装置を用いても良い。
てIDS−VGS特性に多少のばらつきがあっても、等しい
ゲート電圧がかかったときに出力される電流量のばらつ
きを抑えることができる。よってIDS−VGS特性のバラ
ツキによって、同じ電圧の信号を入力してもOLEDの
発光量が隣接画素で大きく異なってしまうという現象を
抑制することが可能になる。
期間を設けることができる。従来のデューティー比(画
素が発光して階調表示を行う期間の1フレーム期間に占
める割合)が100%であるホールド型のアナログ駆動
法の場合、動画がぼけてしまい、高速応答で動画表示に
向いているというOLEDの特徴を十分に生かしきれな
かった。しかし、本発明の発光装置では、非表示期間を
設けてインパルス型の駆動をすることができるので、動
画がぼけるのを回避することができる。
ク図。
図。
すブロック図。
図。
チ上面図。
素の回路図。
Claims (15)
- 【請求項1】複数の画素を有する発光装置であって、 前記画素は、第1のTFTと、第2のTFTと、複数の
第3のTFTと、有機発光素子と、信号線と、電源線と
を有しており、 前記第1のTFTのソースとドレインは、一方は前記信
号線に、他方は全ての前記複数の第3のTFTのゲート
電極に接続されており、 前記第2のTFTのソースとドレインは、一方は前記電
源線に、他方は全ての前記複数の第3のTFTのゲート
電極に接続されており、 前記有機発光素子が有する画素電極と、前記電源線の間
において、前記複数の第3のTFTが、少なくとも2つ
ずつ直列に接続されており、前記2つずつ直列に接続さ
れている第3のTFTが2つ以上並列に接続されている
ことを特徴とする発光装置。 - 【請求項2】複数の画素を有する発光装置であって、 前記画素は、第1のTFTと、第2のTFTと、複数の
第3のTFTと、有機発光素子と、信号線と、電源線
と、第1の走査線と、第2の走査線とを有しており、 前記第1のTFTのゲートは前記第1の走査線に接続さ
れており、 前記第2のTFTのゲートは前記第2の走査線に接続さ
れており、 前記第1のTFTのソースとドレインは、一方は前記信
号線に、他方は全ての前記複数の第3のTFTのゲート
電極に接続されており、 前記第2のTFTのソースとドレインは、一方は前記電
源線に、他方は全ての前記複数の第3のTFTのゲート
電極に接続されており、 前記有機発光素子が有する画素電極と、前記電源線の間
において、前記複数の第3のTFTが、少なくとも2つ
ずつ直列に接続されており、前記2つずつ直列に接続さ
れている第3のTFTが2つ以上並列に接続されている
ことを特徴とする発光装置。 - 【請求項3】請求項1または請求項2において、 前記複数の第3のTFTは、全て極性が同じであること
を特徴とする発光装置。 - 【請求項4】請求項1乃至請求項3のいずれか1項にお
いて、 前記有機発光素子の画素電極が陽極であり、前記複数の
第3のTFTは、全てpチャネル型TFTであることを
特徴とする発光装置。 - 【請求項5】請求項1乃至請求項3のいずれか1項にお
いて、 前記有機発光素子の画素電極が陰極であり、前記複数の
第3のTFTは、全てnチャネル型TFTであることを
特徴とする発光装置。 - 【請求項6】第1の期間において、第1のTFTはオン
になり、第2のTFTはオフになり、前記第1のTFT
を介してデジタルビデオ信号が全ての複数の第3のTF
Tのゲート電極に入力され、 第2の期間において、前記第1のTFT及び前記第2の
TFTがオフになることで前記複数の第3のTFTのゲ
ート電圧が保持され、 第3の期間において、前記第1のTFTはオフになり、
前記第2のTFTがオンになることによって前記複数の
第3のTFTのソースとゲートが接続され、 有機発光素子が有する画素電極と電源線の間において、
前記複数の第3のTFTが、少なくとも2つずつ直列に
接続されており、前記2つずつ直列に接続されている第
3のTFTが2つ以上並列に接続されていることを特徴
とする発光装置の駆動方法。 - 【請求項7】1フレーム期間に、n個(nは自然数)の
第1の期間と、n個の第2の期間と、少なくとも1つの
第3の期間とが設けられた発光装置の駆動方法であっ
て、 前記第1の期間において、第1のTFTはオンになり、
第2のTFTはオフになり、前記第1のTFTを介して
デジタルビデオ信号が全ての複数の第3のTFTのゲー
ト電極に入力され、 前記第2の期間において、前記第1のTFT及び前記第
2のTFTがオフになることで前記複数の第3のTFT
のゲート電圧が保持され、 前記第3の期間において、前記第1のTFTはオフにな
り、前記第2のTFTがオンになることによって前記複
数の第3のTFTのソースとゲートが接続され、 有機発光素子が有する画素電極と電源線の間において、
前記複数の第3のTFTが、少なくとも2つずつ直列に
接続されており、前記2つずつ直列に接続されている第
3のTFTが2つ以上並列に接続されていることを特徴
とする発光装置の駆動方法。 - 【請求項8】1フレーム期間に、n個(nは自然数)の
第1の期間と、n個の第2の期間と、少なくとも1つの
第3の期間とが設けられた発光装置の駆動方法であっ
て、 前記第1の期間において、第1のTFTはオンになり、
第2のTFTはオフになり、前記第1のTFTを介して
デジタルビデオ信号が全ての複数の第3のTFTのゲー
ト電極に入力され、 前記第2の期間において、前記第1のTFT及び前記第
2のTFTがオフになることで前記複数の第3のTFT
のゲート電圧が保持され、 前記第3の期間において、前記第1のTFTはオフにな
り、前記第2のTFTがオンになることによって前記複
数の第3のTFTのソースとゲートが接続され、 有機発光素子が有する画素電極と電源線の間において、
前記複数の第3のTFTが、少なくとも2つずつ直列に
接続されており、前記2つずつ直列に接続されている第
3のTFTが2つ以上並列に接続されており、 前記n個の第2の期間の長さの比は、1:2:22:
…:2n-1であることを特徴とする発光装置の駆動方
法。 - 【請求項9】第1のTFTと、第2のTFTと、第3の
TFTと、有機発光素子と、信号線と、電源線とを有す
る複数の画素を備えた発光装置の駆動方法であって、 前記第1のTFTのソースとドレインは、一方は前記信
号線に、他方は全ての前記第3のTFTのゲート電極に
接続されており、 前記第2のTFTのソースとドレインは、一方は前記電
源線に、他方は全ての前記第3のTFTのゲート電極に
接続されており、 前記第3のTFTは、ソースが前記電源線に、ドレイン
が前記有機発光素子が有する画素電極に接続されてお
り、 第1の期間において、第1のTFTがオンになり、かつ
第2のTFTがオフになることで、前記第1のTFTを
介してアナログビデオ信号が第3のTFTのゲート電極
に入力され、 第2の期間において、前記第1のTFT及び前記第2の
TFTがオフになることで前記第3のTFTのゲート電
圧が保持され、 第3の期間において、前記第1のTFTがオフになり、
かつ前記第2のTFTがオンになることによって前記第
3のTFTのソースとゲートが接続され、 前記第3のTFTは、ソースが有機発光素子の有する画
素電極に接続されており、ドレインに電源から一定の電
圧が印加されていることを特徴とする発光装置の駆動方
法。 - 【請求項10】第1のTFTと、第2のTFTと、複数
の第3のTFTと、有機発光素子と、信号線と、電源線
とを有する複数の画素を備えた発光装置の駆動方法であ
って、 前記第1のTFTのソースとドレインは、一方は前記信
号線に、他方は全ての前記複数の第3のTFTのゲート
電極に接続されており、 前記第2のTFTのソースとドレインは、一方は前記電
源線に、他方は全ての前記複数の第3のTFTのゲート
電極に接続されており、 前記有機発光素子が有する画素電極と、前記電源線の間
において、前記複数の第3のTFTが、少なくとも2つ
ずつ直列に接続されており、前記2つずつ直列に接続さ
れている第3のTFTが2つ以上並列に接続されてお
り、 第1の期間において、第1のTFTがオンになり、かつ
第2のTFTがオフになることで、前記第1のTFTを
介してアナログビデオ信号が全ての複数の第3のTFT
のゲート電極に入力され、 第2の期間において、前記第1のTFT及び前記第2の
TFTがオフになることで前記複数の第3のTFTのゲ
ート電圧が保持され、 第3の期間において、前記第1のTFTがオフになり、
かつ前記第2のTFTがオンになることによって前記複
数の第3のTFTのソースとゲートが接続され、 有機発光素子が有する画素電極と、一定の電圧が印加さ
れている電源線の間において、前記複数の第3のTFT
が、少なくとも2つずつ直列に接続されており、前記2
つずつ直列に接続されている第3のTFTが2つ以上並
列に接続されていることを特徴とする発光装置の駆動方
法。 - 【請求項11】請求項6乃至請求項10のいずれか1項
において、 前記複数の第3のTFTは、全て極性が同じであること
を特徴とする発光装置の駆動方法。 - 【請求項12】請求項6乃至請求項11のいずれか1項
において、 前記有機発光素子の画素電極が陽極であり、前記複数の
第3のTFTは、全てpチャネル型TFTであることを
特徴とする発光装置の駆動方法。 - 【請求項13】請求項6乃至請求項11のいずれか1項
において、 前記有機発光素子の画素電極が陰極であり、前記複数の
第3のTFTは、全てnチャネル型TFTであることを
特徴とする発光装置の駆動方法。 - 【請求項14】有機発光素子を有する画素を複数備えた
発光装置の駆動方法であって、 1フレーム期間に、各画素にビデオ信号を書き込み、前
記有機発光素子を前記ビデオ信号に応じて発光または非
発光の状態にすることで表示を行う第1の期間と、前記
表示を維持する第2の期間と、前記有機発光素子を非発
光の状態にする第3の期間とを有することを特徴とする
発光装置の駆動方法。 - 【請求項15】第1のTFTと、第2のTFTと、第3
のTFTと、有機発光素子と、信号線と、電源線とを有
する複数の画素を備えた発光装置の駆動方法であって、 前記第1のTFTのソースとドレインは、一方は前記信
号線に、他方は全ての前記第3のTFTのゲート電極に
接続されており、 前記第2のTFTのソースとドレインは、一方は前記電
源線に、他方は全ての前記第3のTFTのゲート電極に
接続されており、 前記第3のTFTは、ソースが前記電源線に、ドレイン
が前記有機発光素子が有する画素電極に接続されてお
り、 1フレーム期間に、各画素にビデオ信号を書き込み、前
記有機発光素子を前記ビデオ信号に応じて発光または非
発光の状態にすることで表示を行う第1の期間と、前記
表示を維持する第2の期間と、前記有機発光素子を非発
光の状態にする第3の期間とを有することを特徴とする
発光装置の駆動方法。
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