JP2003150108A - アクティブマトリックス基板及びそれを用いた電流制御型発光素子の駆動方法 - Google Patents
アクティブマトリックス基板及びそれを用いた電流制御型発光素子の駆動方法Info
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- G09G2310/00—Command of the display device
- G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
- G09G2310/0243—Details of the generation of driving signals
- G09G2310/0254—Control of polarity reversal in general, other than for liquid crystal displays
- G09G2310/0256—Control of polarity reversal in general, other than for liquid crystal displays with the purpose of reversing the voltage across a light emitting or modulating element within a pixel
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アクティブマトリックス型のＥＬ発光装置に
おいて、階調表示を実現させるためにカレントミラー回
路あるいは閾値変動の補償回路を設けることでＴＦＴ特
性のばらつきによる輝度の変動を抑えていたが、１画素
内にＴＦＴを複数設ける必要があり、高い歩留まりを確
保するためには１画素内に少ないＴＦＴで階調表示させ
ることが必要である。 【解決手段】 データ線に与えられる電圧を２値電圧と
し、ＥＬ素子に対して一定期間、逆バイアス電圧を印加
することでＥＬ素子の特性変動を抑えることが可能とな
るＥＬパネルの駆動方法を提案する。
おいて、階調表示を実現させるためにカレントミラー回
路あるいは閾値変動の補償回路を設けることでＴＦＴ特
性のばらつきによる輝度の変動を抑えていたが、１画素
内にＴＦＴを複数設ける必要があり、高い歩留まりを確
保するためには１画素内に少ないＴＦＴで階調表示させ
ることが必要である。 【解決手段】 データ線に与えられる電圧を２値電圧と
し、ＥＬ素子に対して一定期間、逆バイアス電圧を印加
することでＥＬ素子の特性変動を抑えることが可能とな
るＥＬパネルの駆動方法を提案する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイに用
いられる発光素子の駆動装置に関し、特に有機及び無機
ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）、又はＬＥＤ（発光
ダイオード）等のような発光輝度が素子を流れる電流に
より制御される電流制御型発光素子の駆動方法に関す
る。
いられる発光素子の駆動装置に関し、特に有機及び無機
ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）、又はＬＥＤ（発光
ダイオード）等のような発光輝度が素子を流れる電流に
より制御される電流制御型発光素子の駆動方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】有機及び無機ＥＬ、又はＬＥＤ等のよう
な発光素子をアレイ状に組み合わせ、ドットマトリック
スにより文字表示を行うディスプレイは、テレビ、携帯
端末等に広く利用されている。特に、自発光素子を用い
たこれらのディスプレイは、液晶を用いたディスプレイ
と異なり、照明のためのバックライトを必要としない、
視野角が広い等の特徴を有し、注目を集めている。中で
も、トランジスタ等とこれらの発光素子とを組み合わせ
てスタティック駆動を行うアクティブマトリックス型と
呼ばれるディスプレイは、ダイナミック駆動を行う単純
マトリックス駆動のディスプレイと比較して、高輝度、
高コントラスト、高精細等の優位性を持っており近年注
目されている。
な発光素子をアレイ状に組み合わせ、ドットマトリック
スにより文字表示を行うディスプレイは、テレビ、携帯
端末等に広く利用されている。特に、自発光素子を用い
たこれらのディスプレイは、液晶を用いたディスプレイ
と異なり、照明のためのバックライトを必要としない、
視野角が広い等の特徴を有し、注目を集めている。中で
も、トランジスタ等とこれらの発光素子とを組み合わせ
てスタティック駆動を行うアクティブマトリックス型と
呼ばれるディスプレイは、ダイナミック駆動を行う単純
マトリックス駆動のディスプレイと比較して、高輝度、
高コントラスト、高精細等の優位性を持っており近年注
目されている。
【０００３】この種のディスプレイの従来例として、図
６に、Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎ Ｄｉｓｐｌａｙ発行の１９９７年秋期大会予稿集
『Ａｓｉａｄｉｓｐｌａｙ ’９８』の第２１７〜２２
０頁（セイコーエプソン）の発表から引用した、発光素
子にＥＬを使用したアクティブマトリックス型ディスプ
レイの発光素子駆動回路を示す。
６に、Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎ Ｄｉｓｐｌａｙ発行の１９９７年秋期大会予稿集
『Ａｓｉａｄｉｓｐｌａｙ ’９８』の第２１７〜２２
０頁（セイコーエプソン）の発表から引用した、発光素
子にＥＬを使用したアクティブマトリックス型ディスプ
レイの発光素子駆動回路を示す。
【０００４】図７を参照して、この駆動回路での発光原
理を説明する。スイッチング用トランジスタ７１のゲー
トに接続された走査線７２が選択されて活性化される
と、スイッチング用トランジスタ７１がオン状態とな
り、スイッチング用トランジスタ７１に接続されたデー
タ線７３から信号がコンデンサ７４に書き込まれる。コ
ンデンサ７４は電流制御用トランジスタ７５のゲート・
ソース間電圧を決定する。
理を説明する。スイッチング用トランジスタ７１のゲー
トに接続された走査線７２が選択されて活性化される
と、スイッチング用トランジスタ７１がオン状態とな
り、スイッチング用トランジスタ７１に接続されたデー
タ線７３から信号がコンデンサ７４に書き込まれる。コ
ンデンサ７４は電流制御用トランジスタ７５のゲート・
ソース間電圧を決定する。
【０００５】そして、走査線７２が非選択となりスイッ
チング用トランジスタ７１がオフ状態になると、コンデ
ンサ７４の両端間の電圧は次の周期に走査線７２が選択
されるまで保持される。
チング用トランジスタ７１がオフ状態になると、コンデ
ンサ７４の両端間の電圧は次の周期に走査線７２が選択
されるまで保持される。
【０００６】このコンデンサ７４の両端間の電圧に応じ
て、電源電極７６→電流制御用トランジスタ７５のドレ
イン−ソース→ＥＬ素子７７→共通電極７８という経路
に沿って電流が流れ、この電流によりＥＬ素子７７が発
光する。
て、電源電極７６→電流制御用トランジスタ７５のドレ
イン−ソース→ＥＬ素子７７→共通電極７８という経路
に沿って電流が流れ、この電流によりＥＬ素子７７が発
光する。
【０００７】一般的にコンピュータの端末、パソコンの
モニタ、テレビ等の動画表示を行うためには、各画素の
輝度が変化する階調表示が出来ることが望ましい。
モニタ、テレビ等の動画表示を行うためには、各画素の
輝度が変化する階調表示が出来ることが望ましい。
【０００８】図６の駆動回路において階調表示を行うに
は、電流制御用トランジスタ７５のゲート・ソース電極
間に閾値付近の電圧を印加する必要がある。
は、電流制御用トランジスタ７５のゲート・ソース電極
間に閾値付近の電圧を印加する必要がある。
【０００９】しかし、トランジスタのゲート電圧・ソー
ス電流特性に、図７に示すようなばらつきがあると、例
えば図６の電流制御用トランジスタ７５のゲート電極に
ゲート電圧ＶＡを印加した場合、電流制御用トランジス
タ７５に流れる電流はＩＡ（実線で示す曲線とゲート電
圧ＶＡとの交点）とＩＢ（破線で示す曲線とゲート電圧
ＶＡとの交点）のように異なるため、ＥＬ素子７７に流
れる電流も変わり、本来ならば同じ輝度であるはずの領
域の輝度が異なり、このため、輝度むら等の画質劣化が
生じることになる。
ス電流特性に、図７に示すようなばらつきがあると、例
えば図６の電流制御用トランジスタ７５のゲート電極に
ゲート電圧ＶＡを印加した場合、電流制御用トランジス
タ７５に流れる電流はＩＡ（実線で示す曲線とゲート電
圧ＶＡとの交点）とＩＢ（破線で示す曲線とゲート電圧
ＶＡとの交点）のように異なるため、ＥＬ素子７７に流
れる電流も変わり、本来ならば同じ輝度であるはずの領
域の輝度が異なり、このため、輝度むら等の画質劣化が
生じることになる。
【００１０】ポリシリコンを材料とした薄膜トランジス
タにおいては、結晶シリコンによるトランジスタと比較
して、一般的にこの閾値のばらつきが大きく、その値は
±０．１Ｖ程度と推察される。もし、閾値が±０．１Ｖ
ばらついたとすれば、電流制御用トランジスタ７５を流
れる電流値は、閾値が２Ｖ程度の時にリニア領域で動作
させた場合は５％程度、飽和領域で動作させた場合は１
０％程度変動する。図８はＥＬ素子の電流−輝度特性を
表した図である。電流−輝度特性は階調表示させる領域
Ａにおいてはリニアな特性であるので、前記電流値のば
らつきは、そのまま輝度特性のばらつきとなって現れ
る。
タにおいては、結晶シリコンによるトランジスタと比較
して、一般的にこの閾値のばらつきが大きく、その値は
±０．１Ｖ程度と推察される。もし、閾値が±０．１Ｖ
ばらついたとすれば、電流制御用トランジスタ７５を流
れる電流値は、閾値が２Ｖ程度の時にリニア領域で動作
させた場合は５％程度、飽和領域で動作させた場合は１
０％程度変動する。図８はＥＬ素子の電流−輝度特性を
表した図である。電流−輝度特性は階調表示させる領域
Ａにおいてはリニアな特性であるので、前記電流値のば
らつきは、そのまま輝度特性のばらつきとなって現れ
る。
【００１１】この問題を解決するため、特開平２−１４
８６８７号公報には、素子の閾値付近でのばらつきがあ
っても、この影響を受けずに階調表示を行うＥＬディス
プレイ装置が提案されている。図９にこの発明の概要を
示す。
８６８７号公報には、素子の閾値付近でのばらつきがあ
っても、この影響を受けずに階調表示を行うＥＬディス
プレイ装置が提案されている。図９にこの発明の概要を
示す。
【００１２】図９において、９４〜９７は発光素子駆動
用のトランジスタ、９８はカレントミラー回路、９９は
発光素子、１００はトランジスタの各ソース端子及び発
光素子が接続された共通電極の抵抗成分である。駆動用
トランジスタ９４〜９７のドレイン電極は共通接続され
てカレントミラー回路９８の入力端に接続されている。
用のトランジスタ、９８はカレントミラー回路、９９は
発光素子、１００はトランジスタの各ソース端子及び発
光素子が接続された共通電極の抵抗成分である。駆動用
トランジスタ９４〜９７のドレイン電極は共通接続され
てカレントミラー回路９８の入力端に接続されている。
【００１３】図９において、４ビット入力より階調に対
応した組み合わせの信号電圧が駆動用トランジスタ９４
〜９７のゲート電圧として印加される。そして、駆動用
トランジスタ９４〜９７のうち、オン状態のトランジス
タに流れる電流の合計値と同一の電流値がカレントミラ
ー回路９８の出力端から発光素子９９に供給され、その
電流値に応じて発光素子９９が発光する。
応した組み合わせの信号電圧が駆動用トランジスタ９４
〜９７のゲート電圧として印加される。そして、駆動用
トランジスタ９４〜９７のうち、オン状態のトランジス
タに流れる電流の合計値と同一の電流値がカレントミラ
ー回路９８の出力端から発光素子９９に供給され、その
電流値に応じて発光素子９９が発光する。
【００１４】例えば、駆動用トランジスタ９４〜９７が
オン時の電流値の対数をとった値をそれぞれ倍になるよ
うにすれば（即ち、Ｉ２はＩ１の２倍、Ｉ３はＩ２の２
倍（＝Ｉ１の２2倍）、Ｉ４はＩ３の２倍（＝Ｉ１の２3
倍）とすれば）、駆動用トランジスタ９４〜９７のオン
する組み合わせにより１６階調の表示を行うことができ
る。なお、Ｉ１〜Ｉ４は駆動用トランジスタ９４〜９７
がオン状態時のソース電流をそれぞれ表している。
オン時の電流値の対数をとった値をそれぞれ倍になるよ
うにすれば（即ち、Ｉ２はＩ１の２倍、Ｉ３はＩ２の２
倍（＝Ｉ１の２2倍）、Ｉ４はＩ３の２倍（＝Ｉ１の２3
倍）とすれば）、駆動用トランジスタ９４〜９７のオン
する組み合わせにより１６階調の表示を行うことができ
る。なお、Ｉ１〜Ｉ４は駆動用トランジスタ９４〜９７
がオン状態時のソース電流をそれぞれ表している。
【００１５】このとき、トランジスタを図９のゲート電
圧ＶＢに対応する電流が飽和した領域の電圧で使用する
ようにすれば、トランジスタの閾値付近での特性がばら
ついていても、その影響を受けることなく、輝度のばら
つきも生じない。しかしながら、階調数が増えた場合、
カレントミラー回路が増加すると共に、ビットに応じて
信号線の数が増加し、駆動回路が複雑となる。
圧ＶＢに対応する電流が飽和した領域の電圧で使用する
ようにすれば、トランジスタの閾値付近での特性がばら
ついていても、その影響を受けることなく、輝度のばら
つきも生じない。しかしながら、階調数が増えた場合、
カレントミラー回路が増加すると共に、ビットに応じて
信号線の数が増加し、駆動回路が複雑となる。
【００１６】一方、データを電流で与えるのではなく、
電圧データとして与えるとともに、トランジスタの閾値
電圧が補償される回路も提案されている。本方法の場
合、駆動回路自身は液晶ディスプレイと基本的に同じで
あるため作りやすい反面、トランジスタの特性補償が閾
値電圧の変動のみであるため、移動度のばらつきの補償
は出来ない。
電圧データとして与えるとともに、トランジスタの閾値
電圧が補償される回路も提案されている。本方法の場
合、駆動回路自身は液晶ディスプレイと基本的に同じで
あるため作りやすい反面、トランジスタの特性補償が閾
値電圧の変動のみであるため、移動度のばらつきの補償
は出来ない。
【００１７】このように、アクティブマトリックス型の
ＥＬ発光装置においては、これまでは階調表示を実現さ
せるために、カレントミラー回路あるいは閾値変動の補
償回路を設けることによって、トランジスタ特性のばら
つきによる輝度の変動を抑えていた。
ＥＬ発光装置においては、これまでは階調表示を実現さ
せるために、カレントミラー回路あるいは閾値変動の補
償回路を設けることによって、トランジスタ特性のばら
つきによる輝度の変動を抑えていた。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では１画素内にトランジスタを複数設ける必要があ
る。生産等を考慮した場合、複数個のトランジスタを画
素内に設けることは、トランジスタの不良確率の増加に
よる歩留まりの低下が予想され、高い歩留まりを確保す
るためには１画素内に少ないトランジスタで階調表示さ
せる、望ましくは必要最小限のトランジスタ数で階調表
示を実現させることが必要である。加えてトランジスタ
数の増加に伴い、ＥＬ素子の発光に関わる有効な部分の
面積が減少するといった課題が発生する。このような課
題を解決するためには、図６の駆動回路において電流駆
動用トランジスタの閾値電圧のばらつきを補正すること
が可能なシンプルな回路構成の提案が必要である。
法では１画素内にトランジスタを複数設ける必要があ
る。生産等を考慮した場合、複数個のトランジスタを画
素内に設けることは、トランジスタの不良確率の増加に
よる歩留まりの低下が予想され、高い歩留まりを確保す
るためには１画素内に少ないトランジスタで階調表示さ
せる、望ましくは必要最小限のトランジスタ数で階調表
示を実現させることが必要である。加えてトランジスタ
数の増加に伴い、ＥＬ素子の発光に関わる有効な部分の
面積が減少するといった課題が発生する。このような課
題を解決するためには、図６の駆動回路において電流駆
動用トランジスタの閾値電圧のばらつきを補正すること
が可能なシンプルな回路構成の提案が必要である。
【００１９】これに対し、駆動用トランジスタの動作領
域を線形領域にすることによってトランジスタのインピ
ーダンスを低くして、ＥＬ素子に流れる電流をトランジ
スタの特性と無関係とすることができる。この場合、Ｅ
Ｌ素子を流れる電流は電源電圧とＥＬ素子の電流−電圧
特性で決定されるため、電源電圧が一定の場合において
電流値はオンかオフのみの２値で制御されることとな
る。従って、２値で階調を制御するためには、各画素の
表示時間を制御して階調を制御する（ＰＷＭ）、あるい
は単位画素を複数の領域に分割し表示する面積を階調に
対応させることにより表示する（面積階調）などの方法
を選択する必要がある。
域を線形領域にすることによってトランジスタのインピ
ーダンスを低くして、ＥＬ素子に流れる電流をトランジ
スタの特性と無関係とすることができる。この場合、Ｅ
Ｌ素子を流れる電流は電源電圧とＥＬ素子の電流−電圧
特性で決定されるため、電源電圧が一定の場合において
電流値はオンかオフのみの２値で制御されることとな
る。従って、２値で階調を制御するためには、各画素の
表示時間を制御して階調を制御する（ＰＷＭ）、あるい
は単位画素を複数の領域に分割し表示する面積を階調に
対応させることにより表示する（面積階調）などの方法
を選択する必要がある。
【００２０】上述のように、駆動用トランジスタを線形
領域で動作させることによって、表示に現れるトランジ
スタ特性のばらつきを抑えることが可能である。しかし
ながら、この方法では飽和領域を用いるため、トランジ
スタ特性のばらつきに対しては、その表示性能のマージ
ンが大きいが、一方で、ＥＬ素子の特性変動が発生する
場合、本駆動方法は表示特性に対し、極めてその変動の
影響を受ける。従って、本駆動方法を採用するために
は、極めて特性変動の少ないＥＬ素子を実現しなければ
ならない。
領域で動作させることによって、表示に現れるトランジ
スタ特性のばらつきを抑えることが可能である。しかし
ながら、この方法では飽和領域を用いるため、トランジ
スタ特性のばらつきに対しては、その表示性能のマージ
ンが大きいが、一方で、ＥＬ素子の特性変動が発生する
場合、本駆動方法は表示特性に対し、極めてその変動の
影響を受ける。従って、本駆動方法を採用するために
は、極めて特性変動の少ないＥＬ素子を実現しなければ
ならない。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の電流駆動
素子であるＥＬを外部からの入力信号のレベルに応じて
ムラなく階調制御するための駆動方法を提案するもので
ある。以下、具体的な手段を述べる。
素子であるＥＬを外部からの入力信号のレベルに応じて
ムラなく階調制御するための駆動方法を提案するもので
ある。以下、具体的な手段を述べる。
【００２２】第１に本発明は、データ線に与えられる電
圧は２値の電圧で与えられるとともに、前記ＥＬ素子に
対して、一定期間逆バイアス電圧電圧が印加されること
を特徴とするＥＬパネルの駆動方法を提案するものであ
る。本第１の実施例により、ＥＬ素子の特性変動を抑え
ることが可能となる。図２に一定期間、逆バイアス電圧
を印可した場合の５０００時間までの、ＥＬ素子の輝度
と定電流駆動を行った場合の、ＥＬ素子の駆動電圧の変
化を示す。図３に本発明の実施例における駆動のタイミ
ングチャートを示す。駆動周波数は１０ｋＨｚであり、
逆バイアス電圧を印可する期間はデューティー比で２０
％とし、電圧値は−５Ｖとした。これにより図２に示す
ように、５０００時間経過後の駆動電圧は、従来の駆動
方法（点線）では約３Ｖ上昇、輝度が５０％低下するの
に対し、本発明の実施例（実線）では駆動電圧は５００
０時間経過後もほとんど変化せず、輝度の低下も５％以
下に抑えることが出来た。
圧は２値の電圧で与えられるとともに、前記ＥＬ素子に
対して、一定期間逆バイアス電圧電圧が印加されること
を特徴とするＥＬパネルの駆動方法を提案するものであ
る。本第１の実施例により、ＥＬ素子の特性変動を抑え
ることが可能となる。図２に一定期間、逆バイアス電圧
を印可した場合の５０００時間までの、ＥＬ素子の輝度
と定電流駆動を行った場合の、ＥＬ素子の駆動電圧の変
化を示す。図３に本発明の実施例における駆動のタイミ
ングチャートを示す。駆動周波数は１０ｋＨｚであり、
逆バイアス電圧を印可する期間はデューティー比で２０
％とし、電圧値は−５Ｖとした。これにより図２に示す
ように、５０００時間経過後の駆動電圧は、従来の駆動
方法（点線）では約３Ｖ上昇、輝度が５０％低下するの
に対し、本発明の実施例（実線）では駆動電圧は５００
０時間経過後もほとんど変化せず、輝度の低下も５％以
下に抑えることが出来た。
【００２３】本発明の具体的な実施回路としては、逆バ
イアス電圧を与える方法が、その一方の端子が前記ＥＬ
素子の一方の端子に接続されたトランジスタを介して与
えられる方法であることを特徴とする駆動方法を提案す
るものである。本発明により逆バイアス電圧を与える回
路をより簡略化することができる。本回路構成を図１に
示す。
イアス電圧を与える方法が、その一方の端子が前記ＥＬ
素子の一方の端子に接続されたトランジスタを介して与
えられる方法であることを特徴とする駆動方法を提案す
るものである。本発明により逆バイアス電圧を与える回
路をより簡略化することができる。本回路構成を図１に
示す。
【００２４】本発明の第２の実施回路としては、逆バイ
アス電圧を与える方法が、その一方の端子が前記ＥＬ素
子の一方の端子に接続された容量を介して与えられる方
法であることを特徴とする駆動方法を提案するものであ
る。本発明により逆バイアス電圧を与える回路をより簡
略化することができる。本回路構成を図４に示す。
アス電圧を与える方法が、その一方の端子が前記ＥＬ素
子の一方の端子に接続された容量を介して与えられる方
法であることを特徴とする駆動方法を提案するものであ
る。本発明により逆バイアス電圧を与える回路をより簡
略化することができる。本回路構成を図４に示す。
【００２５】本発明の第３の実施回路としては、特に新
たな素子を付加せずに、電源電圧を交流駆動すること
で、逆バイアス電圧を印可することも可能である。本回
路構成を図５に示す。しかしながら、この場合は電源ラ
インの容量が大きいため注意が必要となる。
たな素子を付加せずに、電源電圧を交流駆動すること
で、逆バイアス電圧を印可することも可能である。本回
路構成を図５に示す。しかしながら、この場合は電源ラ
インの容量が大きいため注意が必要となる。
【００２６】第２に本発明は、前記逆バイアス電圧を与
える期間が全体の１０％以上５０％以下であることを特
徴とするＥＬパネルの駆動方法を提案するものである。
逆バイアス電圧を与える期間を前記期間とすることによ
って、逆バイアス電圧の十分な効果を得るとともに出来
るだけ低い電圧でＥＬ素子を駆動可能とするものであ
る。
える期間が全体の１０％以上５０％以下であることを特
徴とするＥＬパネルの駆動方法を提案するものである。
逆バイアス電圧を与える期間を前記期間とすることによ
って、逆バイアス電圧の十分な効果を得るとともに出来
るだけ低い電圧でＥＬ素子を駆動可能とするものであ
る。
【００２７】第３に本発明は、前記逆バイアス電圧を与
える周波数が５ｋＨｚ以上であることを特徴とするＥＬ
パネルの駆動方法を提案するものである。５ｋＨｚ以上
とすることで特性変動をより長く抑えることが可能とな
る。これにより、より長寿命が要求されるテレビ用途な
どに用いることが可能となる。
える周波数が５ｋＨｚ以上であることを特徴とするＥＬ
パネルの駆動方法を提案するものである。５ｋＨｚ以上
とすることで特性変動をより長く抑えることが可能とな
る。これにより、より長寿命が要求されるテレビ用途な
どに用いることが可能となる。
【００２８】第４に本発明は、前記逆バイアス電圧を与
えるパルスの波高値が−１０Ｖ以上−２Ｖ以下であるこ
とを特徴とするＥＬパネルの駆動方法を提案するもので
ある。逆バイアス電圧の電圧範囲を前記範囲とすること
で特性変動を得るとともに逆バイアス電圧によるＥＬ素
子の破壊を防ぐことが可能となる。
えるパルスの波高値が−１０Ｖ以上−２Ｖ以下であるこ
とを特徴とするＥＬパネルの駆動方法を提案するもので
ある。逆バイアス電圧の電圧範囲を前記範囲とすること
で特性変動を得るとともに逆バイアス電圧によるＥＬ素
子の破壊を防ぐことが可能となる。
【００２９】第５に本発明は、前記ＥＬ素子に階調を与
える方法が、ＥＬ素子を発光させる期間を制御すること
によって階調を表示することを特徴とするＥＬパネルの
駆動方法を提案するものである。本発明のポイントのひ
とつは、トランジスタの動作領域をリニア領域とするた
め、トランジスタのインピーダンスを変化させてＥＬ素
子に流れる電流値を変化させることは出来ない。従っ
て、ＥＬ素子の発光時間を制御することで、階調表示を
可能とすることが出来る。
える方法が、ＥＬ素子を発光させる期間を制御すること
によって階調を表示することを特徴とするＥＬパネルの
駆動方法を提案するものである。本発明のポイントのひ
とつは、トランジスタの動作領域をリニア領域とするた
め、トランジスタのインピーダンスを変化させてＥＬ素
子に流れる電流値を変化させることは出来ない。従っ
て、ＥＬ素子の発光時間を制御することで、階調表示を
可能とすることが出来る。
【００３０】第６に本発明は、前記ＥＬ素子に階調を与
える方法が、単位画素を複数の副画素に分割し、前記副
画素を組み合わせることによって表示することを特徴と
するＥＬパネルの駆動方法を提案するものである。第５
の実施例と同様な理由により、ＥＬ素子の表示特性に階
調性を持たせる別の方法として、発光部分の面積を制御
することによって階調を得ることが可能となる。この方
法を使えば、複雑な駆動回路が不必要となり、コストダ
ウンを図ることが出来る。
える方法が、単位画素を複数の副画素に分割し、前記副
画素を組み合わせることによって表示することを特徴と
するＥＬパネルの駆動方法を提案するものである。第５
の実施例と同様な理由により、ＥＬ素子の表示特性に階
調性を持たせる別の方法として、発光部分の面積を制御
することによって階調を得ることが可能となる。この方
法を使えば、複雑な駆動回路が不必要となり、コストダ
ウンを図ることが出来る。
【００３１】このような単純構成におけるＥＬ素子に逆
バイアス電圧を印加して定電流駆動を行った場合の、Ｅ
Ｌ素子の輝度変化を図２に示す。逆バイアス電圧のデュ
ーティ比を変化させた場合のそれぞれの輝度変化と、Ｅ
Ｌ素子の端子電圧を調べたものである。
バイアス電圧を印加して定電流駆動を行った場合の、Ｅ
Ｌ素子の輝度変化を図２に示す。逆バイアス電圧のデュ
ーティ比を変化させた場合のそれぞれの輝度変化と、Ｅ
Ｌ素子の端子電圧を調べたものである。
【００３２】本結果よりＥＬ素子に逆バイアス電圧を印
加した場合、輝度変化が抑えられていることが判った。
この理由として、ＥＬ素子内部に蓄積される空間電荷が
逆バイアス電圧を印加することによって消失したためで
あると考えられる。
加した場合、輝度変化が抑えられていることが判った。
この理由として、ＥＬ素子内部に蓄積される空間電荷が
逆バイアス電圧を印加することによって消失したためで
あると考えられる。
【００３３】
【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施形
態を以下に説明する。
態を以下に説明する。
【００３４】（実施の形態１）図１は本発明の第１の実
施形態であり、発光素子として電荷注入型の有機薄膜Ｅ
Ｌ素子を用いた場合のものである。
施形態であり、発光素子として電荷注入型の有機薄膜Ｅ
Ｌ素子を用いた場合のものである。
【００３５】図１において、１５は発光素子である有機
薄膜ＥＬ素子、１２は有機薄膜ＥＬ素子１５に流れる電
流を制御する駆動用トランジスタ、１４は有機ＥＬ素子
に電流を流し続けるコンデンサ、１３はコンデンサ１４
に信号電圧を供給するスイッチングトランジスタ、１６
はスイッチングトランジスタ１３を選択する走査信号を
供給する走査線、１７は走査線１６がオンとされ選択さ
れたスイッチングトランジスタ１３を介してコンデンサ
１４に電荷を供給するデータ線、１８は有機薄膜ＥＬ素
子１５に電流を供給する電源電極、１９はデータ線１７
との間の電位差でトランジスタの動作点を決定する共通
電極である。
薄膜ＥＬ素子、１２は有機薄膜ＥＬ素子１５に流れる電
流を制御する駆動用トランジスタ、１４は有機ＥＬ素子
に電流を流し続けるコンデンサ、１３はコンデンサ１４
に信号電圧を供給するスイッチングトランジスタ、１６
はスイッチングトランジスタ１３を選択する走査信号を
供給する走査線、１７は走査線１６がオンとされ選択さ
れたスイッチングトランジスタ１３を介してコンデンサ
１４に電荷を供給するデータ線、１８は有機薄膜ＥＬ素
子１５に電流を供給する電源電極、１９はデータ線１７
との間の電位差でトランジスタの動作点を決定する共通
電極である。
【００３６】上述の駆動回路による発光原理は先に述べ
た通りである。
た通りである。
【００３７】ポリシリコンは気相成長法によりアモルフ
ァスシリコンを堆積し、レーザーアニールする事で溶融
再結晶化し、ポリシリコンとなる。前記ポリシリコン中
にイオンドーピング法によりリンイオンを打ち込み、ト
ランジスタのソース及びドレイン電極部を作成する。抵
抗素子２０は前記トランジスタのソース及びドレイン領
域となる部分と同一のプロセスで作成されている。本実
施の形態１では電流制御用トランジスタをｎチャンネル
型としている。従って、スイッチング回路として負荷を
放電させることが出来ないので負荷の電荷をリセットさ
せる回路を設けた。回路２はこのパネルに逆バイアス電
圧を印加するための回路である。本回路による駆動タイ
ミングチャートを図３に示す。本実施の形態の逆バイア
ス電圧を印加するデューティー比は５０％であり、各電
圧値はそれぞれ図中に示した。本駆動法を導入すること
によって、５００時間印加後の輝度の変化を１０％以内
に抑えることができた。
ァスシリコンを堆積し、レーザーアニールする事で溶融
再結晶化し、ポリシリコンとなる。前記ポリシリコン中
にイオンドーピング法によりリンイオンを打ち込み、ト
ランジスタのソース及びドレイン電極部を作成する。抵
抗素子２０は前記トランジスタのソース及びドレイン領
域となる部分と同一のプロセスで作成されている。本実
施の形態１では電流制御用トランジスタをｎチャンネル
型としている。従って、スイッチング回路として負荷を
放電させることが出来ないので負荷の電荷をリセットさ
せる回路を設けた。回路２はこのパネルに逆バイアス電
圧を印加するための回路である。本回路による駆動タイ
ミングチャートを図３に示す。本実施の形態の逆バイア
ス電圧を印加するデューティー比は５０％であり、各電
圧値はそれぞれ図中に示した。本駆動法を導入すること
によって、５００時間印加後の輝度の変化を１０％以内
に抑えることができた。
【００３８】（実施の形態２）実施の形態２における回
路構成を図４に示す。本実施の形態２は逆バイアス電圧
が、前記ＥＬ素子に接続された容量を通して印加するこ
とを特徴とする。この駆動回路の発光原理は基本的に実
施の形態１と同様であるが、ＥＬ素子の一方の電極に、
トランジスタスイッチが接続されている構成である。本
構成のタイミングチャートを図３に示す。
路構成を図４に示す。本実施の形態２は逆バイアス電圧
が、前記ＥＬ素子に接続された容量を通して印加するこ
とを特徴とする。この駆動回路の発光原理は基本的に実
施の形態１と同様であるが、ＥＬ素子の一方の電極に、
トランジスタスイッチが接続されている構成である。本
構成のタイミングチャートを図３に示す。
【００３９】（実施の形態３）実施の形態３は、前記画
素が複数の副画素より構成され、副画素の発光／非発光
を組み合わせることによって階調を表示させるようにし
たものである。この方法は、駆動回路の構成を単純に出
来るメリットがある。
素が複数の副画素より構成され、副画素の発光／非発光
を組み合わせることによって階調を表示させるようにし
たものである。この方法は、駆動回路の構成を単純に出
来るメリットがある。
【００４０】（実施の形態４）実施の形態４は、階調の
表示方法が、画素の発光／非発光の時間の比率を変化さ
せることにより表示させたものである。
表示方法が、画素の発光／非発光の時間の比率を変化さ
せることにより表示させたものである。
【００４１】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
発光素子の輝度をトランジスタの閾値電圧のばらつきな
どに起因する表示むらを抑えることが可能であり、オフ
セット電圧を補償する回路が内蔵されており、比較的少
ないトランジスタ数で良好な画像特性を得られるアクテ
ィブマトリックス型の電流制御型発光素子の駆動回路を
実現できる。
発光素子の輝度をトランジスタの閾値電圧のばらつきな
どに起因する表示むらを抑えることが可能であり、オフ
セット電圧を補償する回路が内蔵されており、比較的少
ないトランジスタ数で良好な画像特性を得られるアクテ
ィブマトリックス型の電流制御型発光素子の駆動回路を
実現できる。
【図１】本発明の第１の実施形態における駆動回路構成
図
図
【図２】ＥＬ素子の輝度と定電流駆動を行った場合のＥ
Ｌ素子の駆動電圧の変化を示す図
Ｌ素子の駆動電圧の変化を示す図
【図３】本発明の実施形態における駆動のタイミングチ
ャート
ャート
【図４】本発明の第２の実施形態における駆動回路構成
図
図
【図５】本発明の第３の実施形態における駆動回路構成
図
図
【図６】アクティブマトリックス型ディスプレイの発光
素子駆動回路図
素子駆動回路図
【図７】図６の駆動回路における発光原理を説明した図
【図８】ＥＬ素子の電流−輝度特性を表した図
【図９】ＥＬディスプレイ装置の概要図
１２ 駆動用トランジスタ
１３ スイッチングトランジスタ
１４ コンデンサ
１５ 有機薄膜ＥＬ素子
１６ 走査線
１７ データ線
１８ 電源電極
１９ 共通電極
２０ 抵抗素子
７１ スイッチング用トランジスタ
７２ 走査線
７３ データ線
７４ コンデンサ
７５ 電流制御用トランジスタ
７６ 電源電極
７７ ＥＬ素子
７８ 共通電極
９４，９５，９６，９７ 駆動用トランジスタ
９８ カレントミラー回路
９９ 発光素子
１００ 共通電極の抵抗成分
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１Ａ
６４１Ｄ
６４１Ｇ
６４２ ６４２Ａ
3/32 3/32 Ａ
Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ
(72)発明者 筒 博司
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB11 AB17 BA06 DB03
EB00 GA02 GA04
5C080 AA06 BB05 DD05 DD22 DD27
DD28 EE29 FF11 JJ03 JJ05
5C094 AA03 AA53 BA03 BA23 BA27
CA19 CA20 DA09 EA04 EB02
GB10 HA08 JA01 JA02
Claims (8)
- 【請求項１】 素子に流れる電流に応じて輝度が変化す
る発光素子からなる画素を選択するための走査線と、前
記画素を駆動するための電圧を供給するデータ線とが基
板上にマトリックス状に配設され、前記走査線と前記デ
ータ線との交差部に、発光素子の輝度を制御するための
電圧がデータ線より供給されており、前記走査線により
与えられる走査信号により前記データ線の電圧をスイッ
チングする第一の薄膜トランジスタと、前記発光素子に
そのドレイン端子が接続されており、前記スイッチング
用の薄膜トランジスタの出力端子とそのゲート電極端子
が接続されており、電源ラインにそのソース端子が接続
されているＥＬパネルの駆動方法であって、前記データ
線に与えられる電圧は２値の電圧で与えられるととも
に、前記電流制御型発光素子に対して、一定期間逆バイ
アス電圧が印加されることを特徴とする電流制御型発光
素子の駆動方法。 - 【請求項２】 素子に流れる電流に応じて輝度が変化す
る発光素子からなる画素を選択するための走査線と、前
記画素を駆動するための電圧を供給するデータ線とが基
板上にマトリックス状に配設され、前記走査線と前記デ
ータ線との交差部に、発光素子の輝度を制御するための
電圧がデータ線より供給されており、前記走査線により
与えられる走査信号により前記データ線の電圧をスイッ
チングする第一の薄膜トランジスタと、前記発光素子に
そのドレイン端子が接続されており、前記スイッチング
用の薄膜トランジスタの出力端子とそのゲート電極端子
が接続されており、前記電流制御型発光素子の一方の端
子にトランジスタスイッチが接続されているアクティブ
マトリックス基板。 - 【請求項３】 素子に流れる電流に応じて輝度が変化す
る発光素子からなる画素を選択するための走査線と、前
記画素を駆動するための電圧を供給するデータ線とが基
板上にマトリックス状に配設され、前記走査線と前記デ
ータ線との交差部に、発光素子の輝度を制御するための
電圧がデータ線より供給されており、前記走査線により
与えられる走査信号により前記データ線の電圧をスイッ
チングする第一の薄膜トランジスタと、前記発光素子に
そのドレイン端子が接続されており、前記スイッチング
用の薄膜トランジスタの出力端子とそのゲート電極端子
が接続されており、前記、逆バイアス電圧を与える方法
が、前記電流制御型発光素子の一方の端子に接続された
トランジスタスイッチを介して与えられることを特徴と
する請求項１記載の電流制御型発光素子の駆動方法。 - 【請求項４】 前記逆バイアス電圧を与える期間が全体
の５０％以下であることを特徴とする請求項１記載の電
流制御型発光素子の駆動方法。 - 【請求項５】 前記逆バイアス電圧を与える周波数が５
ｋＨｚ以上であることを特徴とする請求項１記載の電流
制御型発光素子の駆動方法。 - 【請求項６】 前記逆バイアス電圧を与える電圧値が、
前記電流制御型発光素子に対して−２０Ｖ以上であるこ
とを特徴とする請求項１記載の電流制御型発光素子の駆
動方法。 - 【請求項７】 前記電流制御型発光素子に階調を与える
方法は、電流制御型発光素子を発光させる期間を制御す
ることによって階調を表示することを特徴とする請求項
１記載の電流制御型発光素子の駆動方法。 - 【請求項８】 前記電流制御型発光素子に階調を与える
方法は、単位画素を複数の副画素に分割し、前記副画素
を組み合わせることによって階調を表示することを特徴
とする請求項１記載の電流制御型発光素子の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001347013A JP2003150108A (ja) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | アクティブマトリックス基板及びそれを用いた電流制御型発光素子の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001347013A JP2003150108A (ja) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | アクティブマトリックス基板及びそれを用いた電流制御型発光素子の駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003150108A true JP2003150108A (ja) | 2003-05-23 |
Family
ID=19160080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001347013A Withdrawn JP2003150108A (ja) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | アクティブマトリックス基板及びそれを用いた電流制御型発光素子の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003150108A (ja) |
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- 2001-11-13 JP JP2001347013A patent/JP2003150108A/ja not_active Withdrawn
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