JP2003092183A - エレクトロルミネセンス表示ユニット - Google Patents
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Abstract
画像表示を実現することができるEL表示ユニットを提
供することを目的とする。 【解決手段】 N個のエレクトロルミネセンス素子各々
に発光駆動電流を供給するN個の発光駆動トランジスタ
は、夫々が発生する上記発光駆動電流各々の電流比がN
個のエレクトロルミネセンス素子各々を所望の発光強度
で発光させる電流比となるべきチャネル幅を夫々有す
る。
Description
ス型表示パネルの各画素を担う有機エレクトロルミネセ
ンスユニットに関する。
としては、例えば、有機材料等を発光層として用いたエ
レクトロルミネセンス素子(以下、EL素子と称する)が
知られている。EL素子は、容量成分と、この容量成分
に並列に結合するダイオード特性の成分とによって等価
的に表すことができる。EL素子の電極間に直流の電圧
を印加すると電荷が容量成分に蓄積され、この蓄積され
た電荷が発光閾値電圧を越えると駆動電流が流れ始め
る。すると、EL素子は上記駆動電流に比例した強度で
発光する。
有する赤色発光EL素子、緑色で発光する構造を有する
緑色発光EL素子、及び青色で発光する構造を有する青
色発光EL素子がある。よって、これら赤、青、緑色で
発光する3つのEL素子を1画素を担うEL表示ユニッ
トとして、1画面を担うパネル上にマトリクス状に配列
すればカラー表示パネルを実現することができる。
色発光EL素子、及び青色発光EL素子は、一定の駆動
電流に対する発光強度が夫々異なっている。従って、入
力映像信号に対応した適切な表示画像を得る為には、例
えば、この入力映像信号の段階で赤色、緑色、及び青色
成分毎にレベル調整を行う、又は各発光色毎にEL素子
に印加する電圧を異ならせる等の処理が必要となり構成
が複雑になるという問題があった。
を解決せんとして為されたものであり、簡素な構成で入
力映像信号に対応した適切な画像表示を実現することが
できるEL表示ユニットを提供することにある。
ルミネセンス表示ユニットは、夫々が異なる発光色で発
光する複数のエレクトロルミネセンス素子と、前記エレ
クトロルミネセンス素子各々に対応して前記エレクトロ
ルミネセンス素子を発光せしめる発光駆動電流を発生す
る複数の発光駆動トランジスタと、を含むエレクトロル
ミネセンス表示ユニットであって、前記発光駆動トラン
ジスタ各々は、前記発光駆動電流各々の電流比が前記エ
レクトロルミネセンス素子各々を所望の発光強度で発光
させる電流比となるべきチャネル幅を夫々有する。
表示ユニットは、夫々が異なる発光色で発光する複数の
エレクトロルミネセンス素子と、前記エレクトロルミネ
センス素子各々に対応して前記エレクトロルミネセンス
素子を発光せしめる発光駆動電流を発生する複数の発光
駆動トランジスタと、を含むエレクトロルミネセンス表
示ユニットであって、前記発光駆動トランジスタ各々
は、前記発光駆動電流各々の電流比が前記エレクトロル
ミネセンス素子各々を所望の発光強度で発光させる電流
比となるべきチャネル長を夫々有する。
つ詳細に説明する。図1は、本発明によるEL表示ユニ
ットEUをマトリクス状に配列してなるカラー表示パネ
ル100を搭載したディスプレイ装置の概略構成を示す
図である。カラー表示パネル100には、1画面のn個
の水平走査ライン各々を担う走査ラインS1〜Snと、各
走査ラインに交叉して配列された夫々m個の赤色駆動デ
ータラインDR1〜DRm、緑色駆動データラインDG1〜D
Gm、及び青色駆動データラインDB1〜DBmが形成されて
いる。更に、カラー表示パネル100には、発光駆動用
の電源電圧VAが印加されている電源供給バスラインG
Lが設けられている。カラー表示パネル100の各画素
を担うEL表示ユニットEUは、赤色で発光する赤色発
光セルCR、緑色で発光する緑色発光セルCG、青色で発
光する青色発光セルCBから構成される。赤色発光セル
CRは、走査ラインSと赤色駆動データラインDRとの交
差部に形成されている。又、緑色発光セルCGは、走査
ラインSと緑色駆動データラインDGとの交差部に形成
されている。更に、青色発光セルCBは、走査ラインS
と青色駆動データラインDBとの交差部に形成されてい
る。尚、赤色発光セルCR、緑色発光セルCG、及び青色
発光セルCB各々は、電源供給バスラインGLを介して
上記電源電圧VAの供給を受けている。
応じて、所定電圧を有する走査パルスを発生し、これを
カラー表示パネル100の走査ラインS1〜Sn各々に順
次印加して行く。更に、この間、駆動装置200は、入
力された映像信号が表す輝度レベルに対応したデータ電
圧を発生し、これを1水平走査ライン分ずつ赤色駆動デ
ータラインDR1〜DRm、緑色駆動データラインDG1〜D
Gm、及び青色駆動データラインDB1〜DBm各々に印加し
て行く。EL表示ユニットEU内に形成されている赤色
発光セルCR、緑色発光セルCG、青色発光セルCB各々
は、上記走査ラインSに印加された走査パルスに応じて
駆動データラインDに印加されたデータ電圧を取り込
み、このデータ電圧に応じた輝度で発光する。
れている赤色発光セルCR、緑色発光セルCG、青色発光
セルCB各々の電気回路を示す図である。すなわち、赤
色発光セルCR、緑色発光セルCG、青色発光セルCBの
各々は、走査ライン選択用のFET(Field Effect Tran
sistor)10及びキャパシタ30を共通に備えている。
尚、赤色発光セルCRには、更に発光駆動用トランジス
タとしてのFET20R及び赤色発光を行う有機EL素
子40Rが設けられている。又、緑色発光セルCGには、
発光駆動用トランジスタとしてのFET20G及び緑色
発光を行う有機EL素子40Gが設けられている。更
に、青色発光セルCBには、発光駆動用トランジスタと
してのFET20B及び青色発光を行う有機EL素子4
0Bが設けられている。
接続され、そのドレイン端にはデータラインD(DR、D
G、又はDB)が接続されている。FET10のソース端
とFET20(20R、20G、又は20B)のゲート端と
キャパシタ30の一端とが共通に接続されている。FE
T20(20R、20G、又は20B)のソース端には上記
電源電圧VAが印加されており、そのゲート端及びドレ
イン端間にはキャパシタ30が接続されている。更に、
FET20(20R、20G、又は20B)のドレイン端に
は有機EL素子40(40R、40G、又は40B)のアノ
ード端が接続されている。有機EL素子40(40R、4
0G、又は40B)のカソード端は電位0に接地されてい
る。
セルCR、緑色発光セルCG、青色発光セルCBの動作に
ついて説明する。FET10は、走査ラインSを介して
供給された走査パルスに応じてオン状態となり、データ
ラインD(DR、DG、又はDB)を介して供給されたデー
タ電圧に基づく電圧をFET20(20R、20G、又は
20B)のゲート端及びキャパシタ30に夫々印加する。
かかるデータ電圧に基づく電圧印加に応じてFET20
(20R、20G、又は20B)はオン状態となり、(電源電
圧VA−データ電圧)に基づく発光駆動電流を有機EL素
子40(40R、40G、又は40B)に流す。かかる発光
駆動電流に応じて有機EL素子40(40R、40G、又
は40B)は発光する。すなわち、有機EL素子40Rは
赤色で発光し、有機EL素子40Gは緑色で発光し、有
機EL素子40Bは青色で夫々発光するのである。この
間、キャパシタ30は、上記データ電圧に基づく電圧印
加に応じて充電され、この充電動作により、キャパシタ
30には上記データ電圧に応じた電圧が保持される。こ
こで、上記走査パルスの供給が停止すると、FET10
はオフ状態となり、FET20(20R、20G、又は2
0B)のゲート端へのデータ電圧の供給を停止する。しか
しながら、キャパシタ30に保持された電圧によりFE
T20(20R、20G、又は20B)のゲート端には引き
続き電圧印加が為されてFET20はオン状態を維持
し、上記発光駆動電流を有機EL素子40(40R、40
G、又は40B)に流しつづける。すなわち、走査パルス
の供給停止後も、有機EL素子40(40R、40G、又
は40B)は発光を継続するのである。この際、赤色発光
する有機EL素子40Rと、緑色発光する有機EL素子
40Gと、青色発光する有機EL素子40Bとでは、同一
の発光駆動電流が流れた際の発光強度が互いに異なる場
合があり、夫々の必要発光強度も異なることが多い為、
駆動電流も夫々異なる場合が多い。
40R、40G、及び40Bに夫々発光駆動電流を供給す
るFET20R、20G、及び20B各々のチャネル幅(又
はチャネル長)を、下記の如く互いに異なる幅(又は長
さ)で構築するようにした。図3は、EL表示ユニット
EUの構造をカラー表示パネル100の前面から眺めた
図である。尚、図3に示される一例は、有機EL素子4
0R、40G、及び40B各々を必要な所望の発光強度で
発光させる際に、これら有機EL素子40R、40G、及
び40B各々に供給すべき発光駆動電流の比が、 IR:IG:IB=3:2:1 となる場合に適用される構造を示している。
ユニットEU内部に形成されている電極の配置のみを示
すものであり、p型(又はn型)拡散領域、絶縁膜、及
び、有機EL素子40の中核を為す有機EL層は示され
ていない。図3において、EL表示ユニットEUの赤色
発光セルCR、緑色発光セルCG、及び青色発光セルCB
各々の領域内には、絶縁膜を介して走査ラインSと交叉
している電源供給バスラインGL及びデータラインD
(DR、DG、又はDB)が形成されている。この際、各領
域内において、電源供給バスラインGL上には、走査ラ
インSに沿った方向に伸張する枝部GLB、及び高さd
の凸部GLTが夫々設けられている。又、各領域内にお
いて、データラインD(DR、DG、又はDB)上における
上記枝部GLBの端部と対向する位置に凸部DTが設け
られている。更に、各領域内には、有機EL素子40
(40R、40G、又は40B)が形成されている。有機E
L素子40の一端の電極を担う透明電極ITOの一辺上
には、この一辺に沿った方向に伸張してp型(又はn型)
拡散領域が形成されている。電源供給バスラインGLの
凸部GLTには、この凸部GLTに沿った方向に伸張し
てp型(又はn型)拡散領域が形成されている。この透明
電極ITOの一辺に形成されているp型(又はn型)拡散
領域と、凸部GLTに形成されているp型(又はn型)拡
散領域との間にはn型(又はp型)拡散領域が形成されて
いる。これら拡散領域の上面には絶縁膜が形成されてお
り、この絶縁膜内における上記n型(又はp型)拡散領域
上の位置に、上記透明電極ITOの一辺に沿った方向に
伸張して帯状のポリシリコンゲートPG1が形成されて
いる。そして、図3に示す如きL型の電極LCが、上記
ポリシリコンゲートPG1及び電源供給バスラインGL
の枝部GLB各々の上部に形成されている。尚、電極L
Cは電気的にポリシリコンゲートPG1に接続されてい
る。又、電極LCと枝部GLBとの間には絶縁膜が形成
されている。この際、電極LCと枝部GLBとが重なっ
ている領域がキャパシタ30となる。データラインD
(DR、DG、又はDB)の凸部DT、及びこの凸部DTに
対向した位置に存在する電極LCの一端には夫々、p型
(又はn型)拡散領域が形成されている。これらp型(又
はn型)拡散領域の間にはn型(又はp型)拡散領域が形
成されている。そして、これら拡散領域の上面には絶縁
膜が形成されており、この絶縁膜内にポリシリコンゲー
トPG2が埋没されている。ポリシリコンゲートPG
2は、走査ラインSと電気的に接続されている。この
際、図3に示す如く、データラインD(DR、DG、又は
DB)の凸部DTと、電極LCの一端とを含む領域が走査
ライン選択用のFET10となる。
GLの凸部GLTと、透明電極ITOの一辺とを含む領
域が、発光駆動用トランジスタとしてのFET20とな
る。従って、図3に示す如き、凸部GLTと透明電極I
TOの一辺との間にFET20のチャネルが形成され
る。この際、両者の間隔LがFET20のチャネル長と
なり、凸部GLTの幅(W、2W、又は3W)がFET2
0のチャネル幅となる。
40Gに発光駆動電流を供給するFET20Gのチャネル
幅(2W)は、青色発光セルCBの有機EL素子40Bに発
光駆動電流を供給するFET20Bのチャネル幅(W)の
2倍である。更に、赤色発光セルCRの有機EL素子4
0Rに発光駆動電流を供給するFET20Rのチャネル幅
(3W)は、上記FET20Bのチャネル幅(W)の3倍で
ある。これにより、各FETに供給されるゲート・ソー
ス間電圧と同じ電圧を供給した場合、青色発光する有機
EL素子40Bに供給される発光駆動電流IBを"1"とす
ると、緑色発光する有機EL素子40Gに供給される発
光駆動電流IGは"2"となり、赤色発光する有機EL素
子40Rに供給される発光駆動電流IRは"3"となる。こ
の際、前述した如く、有機EL素子40R、40G及び4
0B各々を所望の発光強度で発光させるには、有機EL
素子40R、40G及び40B各々に供給すべき発光駆動
電流の比は、 IR:IG:IB=3:2:1 である。
表示ユニットEU内において赤色発光を担う有機EL素
子40R、緑色発光を担う有機EL素子40G、緑色発光
を担う有機EL素子40B各々は、互いに所望の発光強
度で発光することになる。このように、図3に示す実施
例では、赤、緑、及び青色発光を夫々担う有機EL素子
(40R、40G、40B)各々を所望の発光強度で発光さ
せる発光駆動電流を出力させるべく、各色毎の発光駆動
用トランジスタ(FET20R、20G、20B)各々のチ
ャネル幅を異ならせたのである。
電流Idsは、 Ids=(μ・COX/2)・(W/L)・(Vgs−Vth) μ:キャリア移動度 COX:単位面積当たりのゲート容量 W:チャネル幅 L:チャネル長 Vgs:ゲート・ソース間電圧 Vth:閥値 にて表される。
20R、20G、20B)各々のチャネル幅Wに代わりチャ
ネル長Lを異ならせても、有機EL素子40R、40G、
及び40B各々を所望の発光強度で発光させるべき発光
駆動電流を得ることができる。図4は、かかる点に鑑み
て為されたEL表示ユニットEUの構造の他の一例を示
す図である。
様に、有機EL素子40R、40G、及び40B各々を所
望の発光強度で発光させる際に、これら有機EL素子4
0R、40G、及び40B各々に供給すべき発光駆動電流
の比が、 IR:IG:IB=3:2:1 である場合に適用される構造を示している。
色発光セルCGの有機EL素子40Gに発光駆動電流を供
給するFET20Gのチャネル長(1.5L)が、赤色発光
セルCRの有機EL素子40Rに発光駆動電流を供給する
FET20Rのチャネル長(L)の1.5倍である。更に、
青色発光セルCBの有機EL素子40Bに発光駆動電流を
供給するFET20Bのチャネル長(3L)が、上記FE
T20Rのチャネル長(L)の3倍である。これにより、
青色発光を為す有機EL素子40Bに供給される発光駆
動電流IBの2倍の発光駆動電流IGが緑色発光を為す有
機EL素子40Gに供給され、上記発光駆動電流IBの3
倍の発光駆動電流IRが有機EL素子40 Rに供給され
る。従って、図3に示される構造を採用した場合と同様
に、赤色発光セルCR、緑色発光セルCG、及び青色発光
セルCB各々が、互いに所望の発光強度で発光すること
になる。
毎に発光駆動用トランジスタ(FET20R、20G、2
0B)各々のチャネル幅(又はチャネル長)を全て異ならせ
ているが、必ずしも全て異なるチャネル幅(又はチャネ
ル長)にする必要はない。又、上記実施例においては、
発光駆動用トランジスタ(FET20R、20G、20B)
各々のチャネル幅、あるいはチャネル長のいずれか一方
を異ならせているが、両方共に異ならせても良い。
起させるべき発光駆動電流各々の電流比が、赤、緑及び
青色の発光を夫々担うEL素子各々を所望の発光強度で
発光させる比となるように、各色毎の発光駆動用トラン
ジスタ各々のチャネル幅、及び/又はチャネル長が個別
に設定されているのである。
によれば、単一の電源電圧を用いて、赤、緑、青の各色
の発光を担うEL素子各々を所望の発光強度で発光させ
ることが可能となる。従って、各色成分毎に入力映像信
号のレベル調整を行う回路、又は各色毎に異なる電圧値
の電源電圧を発生する電源回路を不要とした簡素な構成
で、入力映像信号に対応した適切な画像表示を実現する
ことができるようになる。
ス状に配列してなるカラー表示パネル100を搭載した
ディスプレイ装置の概略構成を示す図である。
発光セルCR、緑色発光セルCG、青色発光セルCB各々
の電気回路を示す図である。
図である。
示す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 夫々が異なる発光色で発光する複数のエ
レクトロルミネセンス素子と、前記エレクトロルミネセ
ンス素子各々に対応して前記エレクトロルミネセンス素
子を発光せしめる発光駆動電流を発生する複数の発光駆
動トランジスタと、を含むエレクトロルミネセンス表示
ユニットであって、 前記発光駆動トランジスタ各々は、前記発光駆動電流各
々の電流比が前記エレクトロルミネセンス素子各々を所
望の発光強度で発光させる電流比となるべきチャネル幅
を夫々有することを特徴とするエレクトロルミネセンス
表示ユニット。 - 【請求項2】 前記発光駆動トランジスタ各々に供給さ
れる電圧は互いに同一の電圧値であることを特徴とする
請求項1記載のエレクトロルミネセンス表示ユニット。 - 【請求項3】 夫々が異なる発光色で発光する複数のエ
レクトロルミネセンス素子と、前記エレクトロルミネセ
ンス素子各々に対応して前記エレクトロルミネセンス素
子を発光せしめる発光駆動電流を発生する複数の発光駆
動トランジスタと、を含むエレクトロルミネセンス表示
ユニットであって、 前記発光駆動トランジスタ各々は、前記発光駆動電流各
々の電流比が前記エレクトロルミネセンス素子各々を所
望の発光強度で発光させる電流比となるべきチャネル長
を夫々有することを特徴とするエレクトロルミネセンス
表示ユニット。 - 【請求項4】 複数の前記発光駆動トランジスタ各々に
供給される電圧は互いに同一の電圧値であることを特徴
とする請求項3記載のエレクトロルミネセンス表示ユニ
ット。 - 【請求項5】 赤色発光する赤色エレクトロルミネセン
ス素子と、前記赤色エレクトロルミネセンス素子を発光
せしめる赤色発光駆動電流を発生する赤色発光駆動トラ
ンジスタと、緑色発光する緑色エレクトロルミネセンス
素子と、前記緑色エレクトロルミネセンス素子を発光せ
しめる緑色発光駆動電流を発生する緑色発光駆動トラン
ジスタと、青色発光する青色エレクトロルミネセンス素
子と、前記青色エレクトロルミネセンス素子を発光せし
める青色発光駆動電流を発生する青色発光駆動トランジ
スタと、を含むエレクトロルミネセンス表示ユニットで
あって、 前記赤色発光駆動トランジスタ、前記緑色発光駆動トラ
ンジスタ及び前記青色発光駆動トランジスタ各々は、 前記赤色発光駆動電流、前記緑色発光駆動電流及び前記
青色発光駆動電流各々の電流比が前記赤色エレクトロル
ミネセンス素子、前記緑色エレクトロルミネセンス素子
及び前記青色エレクトロルミネセンス素子を所望の発光
強度で発光せしめる電流比となるべきチャネル幅を夫々
有することを特徴とするエレクトロルミネセンス表示ユ
ニット。 - 【請求項6】 前記赤色発光駆動トランジスタ、前記緑
色発光駆動トランジスタ及び前記青色発光駆動トランジ
スタ各々に供給すべき電圧は互いに同一の電圧値である
ことを特徴とする請求項5記載のエレクトロルミネセン
ス表示ユニット。 - 【請求項7】 赤色発光する赤色エレクトロルミネセン
ス素子と、前記赤色エレクトロルミネセンス素子を発光
せしめる赤色発光駆動電流を発生する赤色発光駆動トラ
ンジスタと、緑色発光する緑色エレクトロルミネセンス
素子と、前記緑色エレクトロルミネセンス素子を発光せ
しめる緑色発光駆動電流を発生する緑色発光駆動トラン
ジスタと、青色発光する青色エレクトロルミネセンス素
子と、前記青色エレクトロルミネセンス素子を発光せし
める青色発光駆動電流を発生する青色発光駆動トランジ
スタと、を含むエレクトロルミネセンス表示ユニットで
あって、 前記赤色発光駆動トランジスタ、前記緑色発光駆動トラ
ンジスタ及び前記青色発光駆動トランジスタ各々は、 前記赤色発光駆動電流、前記緑色発光駆動電流及び前記
青色発光駆動電流各々の電流比が前記赤色エレクトロル
ミネセンス素子、前記緑色エレクトロルミネセンス素子
及び前記青色エレクトロルミネセンス素子を所望の発光
強度で発光せしめる電流比となるべきチャネル長を夫々
有することを特徴とするエレクトロルミネセンス表示ユ
ニット。 - 【請求項8】 前記赤色発光駆動トランジスタ、前記緑
色発光駆動トランジスタ及び前記青色発光駆動トランジ
スタ各々に供給すべき電圧は互いに同一の電圧値である
ことを特徴とする請求項7記載のエレクトロルミネセン
ス表示ユニット。
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