JP2003255895A - 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

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光素子の初期劣化を抑制することによって
長寿命化を図り、かつ高デューティで表示が可能な駆動
を行う発光装置を提供する。 【解決方法】 逆方向バイアス用電源線１１２と、逆方
向バイアス用ＴＦＴ１０８とを設けることにより、ＥＬ
素子１０９への逆バイアス印加は１行づつ行われる。従
って、映像信号の書き込み、発光、消去等の動作と同期
して逆方向バイアス印加を行うことが出来るため、従来
の駆動方法と比較しても同等のデューティを保ったま
ま、逆方向バイアス印加が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロルミネ
ッセンス(Electro Luminescence：ＥＬ)素子および、薄
膜トランジスタ(以下ＴＦＴと表記)を基板上に作り込ん
で形成された発光装置の駆動方法に関する。また発光装
置を表示部に用いた電子機器に関する。ここでは発光素
子の代表的なものとして、ＥＬ素子を例に挙げて述べ
る。
【０００２】なお、本明細書中では、ＥＬ素子とは、一
重項励起子からの発光(蛍光)を利用するものと、三重項
励起子からの発光(燐光)を利用するものの両方を示すも
のとする。
【０００３】
【従来の技術】近年、発光素子として、ＥＬ素子を有し
た発光装置の開発が活発化している。発光装置は、液晶
表示装置と異なり自発光型である。ＥＬ素子は一対の電
極(陽極と陰極)間にＥＬ層が挟まれた構造となっている
が、ＥＬ層は通常、積層構造となっている。代表的に
は、コダック・イーストマン・カンパニーのTangらが提
案した「正孔輸送層／発光層／電子輸送層」という積層
構造が挙げられる。この構造は非常に発光効率が高く、
現在、研究開発が進められているＥＬ表示装置はほとん
どこの構造を採用している。
【０００４】また他にも、陽極上に正孔注入層／正孔輸
送層／発光層／電子輸送層の順に積層する構造、または
正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注
入層の順に積層する構造でも良い。発光層に対して蛍光
性色素等をドーピングしても良い。
【０００５】ここでは、陰極と陽極の間に設けられる全
ての層を総称してＥＬ層と呼ぶ。よって上述した正孔注
入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等
は、全てＥＬ層に含まれる。
【０００６】そして、上記構造でなるＥＬ層に一対の電
極(両電極)間に所定の電圧をかけ、それにより発光層に
おいてキャリアの再結合が起こって発光する。この時、
ＥＬ素子の発光輝度はＥＬ素子に流れる電流に比例す
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ＥＬ素子を用いた発光
装置においては、素子自体の劣化により一定電流を流し
ても輝度が変化してしまう。このような劣化が生ずる
と、ＥＬ素子を発光装置として用いた場合、表示パター
ンの焼きつきを生じたり、正確な階調表示が出来なくな
ったりしてしまう。
【０００８】特に、「初期劣化」と呼ばれる、初期点灯
時におけるＥＬ素子自体の劣化による輝度変化は著し
い。そこで、ＥＬ素子自体の劣化を抑えるためにＥＬ素
子に逆方向バイアスを印加する方法が、特開２００１−
１０９４３２号公報、特開２００１−２２２２５５号公
報等にて提案されている。ここでは、ＥＬ素子に電流が
流れるように陽極・陰極間に電圧を印加した状態、すな
わち、陽極の電位が陰極の電位よりも高い状態を順方向
バイアス、逆に、陰極の電位が陽極の電位よりも高い状
態を逆方向バイアスとしている。順方向バイアスを印加
した場合、その電圧に応じた電流がＥＬ素子に流れて発
光する。逆方向バイアスを印加した場合、ＥＬ素子には
電流が流れず、発光しない。
【０００９】さらに、ＥＬ素子に、順方向バイアスと逆
方向バイアスとを周期的に切り替えて印加し、駆動する
方法を、ここでは交流駆動と定義している。
【００１０】発光装置の型式としては、パッシブマトリ
クス型とアクティブマトリクス型とがあるが、高解像度
化に伴う画素数の増加や動画表示のため、高速な動作が
要求されるものに関しては、アクティブマトリクス型が
向いている。
【００１１】また、アクティブマトリクス型発光装置の
駆動方法として、駆動ＴＦＴの特性バラツキの影響を受
けにくいデジタル時間階調方式がある。
【００１２】更に、特開２００１−３４３９３３号公報
で開示されているように、デジタル時間階調方式で各画
素に、駆動用ＴＦＴ・スイッチング用ＴＦＴの他に消去
用ＴＦＴを用いることで高精度の多階調表示を実現する
ことが出来る。以後本明細書ではこの駆動方式をＳＥＳ
(Simultaneous Erase Scan)駆動と表記する。
【００１３】前述のように、ＥＬ素子自体の劣化が生ず
ると、各画素に同じ電流を流しても、劣化の程度に応じ
てそれぞれの画素の輝度に差が生じてしまい、表示パタ
ーンがやきついてしまったり、正確な階調表示が出来な
くなったりしてしまう。
【００１４】特に、「初期劣化」と呼ばれる、初期点灯
時におけるＥＬ素子自体の劣化による輝度変化は著し
い。そこで、ＥＬ素子自体の劣化を抑えるためにＥＬ素
子に逆方向バイアスを印加する方法が提案されている。
【００１５】本発明では、アクティブマトリクス型ＥＬ
パネルにおいて、ＳＥＳ駆動を採用し、更にＥＬ素子自
体の劣化を低減するために逆方向バイアスを印加する場
合の具体的な画素構成と駆動方法を提案することを課題
とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、陽極、陰極共
に上下させることなくＥＬ素子に逆方向バイアスを印加
することを特徴とする。具体的には、従来の方法によっ
て逆方向バイアスを印加する場合、電源電位を変化させ
ることによって行っていたため、その変化に伴って、他
の部分を構成するＴＦＴの耐圧等が問題となりやすかっ
た。本発明においては、新たに逆方向バイアス用の電位
を有する電源線を設け、専用のＴＦＴのＯＮ、ＯＦＦに
よって逆方向バイアス印加のタイミングが決定される。
さらに、前記専用のＴＦＴによって、１行ごとに逆方向
バイアス印加のタイミングを決定することが可能とな
る。よって、各ラインの消去期間中と逆方向バイアス期
間を同期させることができ、高デューティ比を実現する
ことが出来る。
【００１７】さらに、順方向バイアスよりも逆方向バイ
アスを小さくすることにより、逆方向バイアスを印加す
ることによる劣化防止の効果を十分に得て、かつ消費電
流や、ＴＦＴおよびＥＬ素子の耐圧等にも問題のない構
成とすることが出来る。
【００１８】本発明の構成を以下に記す。
【００１９】本発明の発光装置は、発光素子が設けられ
た複数の画素がマトリクス状に配置された画素部と、前
記画素部を駆動するソース信号線駆動回路およびゲート
信号線駆動回路とが設けられたパネルと、前記ソース信
号線駆動回路およびゲート信号線駆動回路を駆動するタ
イミング信号および映像信号を生成する第１の手段と、
前記パネルにおいて用いられる所望の電源を供給する第
２の手段とを有する発光装置であって、前記複数の画素
はそれぞれ、画素への映像信号の入力を制御する第３の
手段と、入力された映像信号に従って、前期発光素子の
発光もしくは非発光を決定し、前記発光素子の発光時
に、前記発光素子の第１の電極と第２の電極との間に順
方向バイアスを印加し、電流を供給する第４の手段と、
前記発光素子に供給される電流を強制的に遮断する第５
の手段と、前記発光素子の第１の電極と第２の電極との
間に逆方向バイアスを印加する第６の手段とを有するこ
とを特徴としている。
【００２０】ここで、第１の手段および第２の手段は、
前記パネルに一体形成されていても良い。さらに、第３
乃至第６の手段は、映像信号を制御信号とし、同通、非
導通が選択出来るものであれば良い。
【００２１】本発明の発光装置は、発光素子が設けられ
た複数の画素を有する発光装置であって、前記複数の画
素はそれぞれ、ソース信号線と、第１乃至第３のゲート
信号線と、第１乃至第３の電源線と、第１乃至第４のト
ランジスタと、前記発光素子とを有し、前記第１のトラ
ンジスタのゲート電極は、前記第１のゲート信号線と電
気的に接続され、第１の電極は、前記ソース信号線と電
気的に接続され、第２の電極は、前記第２のトランジス
タの第１の電極および、前記第３のトランジスタのゲー
ト電極と電気的に接続され、前記第２のトランジスタの
ゲート電極は、前記第２のゲート信号線と電気的に接続
され、第２の電極は、前記第１の電源線と電気的に接続
され、前記第３のトランジスタの第１の電極は、前記第
１の電源線と電気的に接続され、第２の電極は、前記発
光素子の第１の電極および、前記第４のトランジスタの
第１の電極と電気的に接続され、前記第４のトランジス
タのゲート電極は、前記第３のゲート信号線と電気的に
接続され、第２の電極は、前記第２の電源線と電気的に
接続され、前記発光素子の第２の電極は、前記第３の電
源線と電気的に接続されていることを特徴としている。
【００２２】本発明の発光装置は、発光素子が設けられ
た複数の画素を有する発光装置であって、前記複数の画
素はそれぞれ、ソース信号線と、第１、第２のゲート信
号線と、第１乃至第３の電源線と、第１乃至第４のトラ
ンジスタと、前記発光素子とを有し、前記第１のトラン
ジスタのゲート電極は、前記第１のゲート信号線と電気
的に接続され、第１の電極は、前記ソース信号線と電気
的に接続され、第２の電極は、前記第２のトランジスタ
の第１の電極および、前記第３のトランジスタのゲート
電極と電気的に接続され、前記第２のトランジスタのゲ
ート電極は、前記第２のゲート信号線と電気的に接続さ
れ、第２の電極は、前記第１の電源線と電気的に接続さ
れ、前記第３のトランジスタの第１の電極は、前記第１
の電源線と電気的に接続され、第２の電極は、前記発光
素子の第１の電極および、前記第４のトランジスタの第
１の電極と電気的に接続され、前記第４のトランジスタ
のゲート電極は、前記第２のゲート信号線と電気的に接
続され、第２の電極は、前記第２の電源線と電気的に接
続され、前記発光素子の第２の電極は、前記第３の電源
線と電気的に接続されていることを特徴としている。
【００２３】本発明の発光装置は、発光素子が設けられ
た複数の画素を有する発光装置であって、前記複数の画
素はそれぞれ、ソース信号線と、第１乃至第３のゲート
信号線と、第１乃至第３の電源線と、第１乃至第４のト
ランジスタと、前記発光素子とを有し、前記第１のトラ
ンジスタのゲート電極は、前記第１のゲート信号線と電
気的に接続され、第１の電極は、前記ソース信号線と電
気的に接続され、第２の電極は、前記第２のトランジス
タのゲート電極と電気的に接続され、前記第２のトラン
ジスタの第１の電極は、前記第１の電源線と電気的に接
続され、第２の電極は、前記第３のトランジスタの第１
の電極と電気的に接続され、前記第３のトランジスタの
ゲート電極は、前記第２のゲート信号線と電気的に接続
され、第２の電極は、前記第４のトランジスタの第１の
電極および、前記発光素子の第１の電極と電気的に接続
され、前記第４のトランジスタのゲート電極は、前記第
３のゲート信号線と電気的に接続され、第２の電極は、
前記第２の電源線と電気的に接続され、前記発光素子の
第２の電極は、前記第３の電源線と電気的に接続されて
いることを特徴としている。
【００２４】本発明の発光装置は、発光素子が設けられ
た複数の画素を有する発光装置であって、前記複数の画
素はそれぞれ、ソース信号線と、第１、第２のゲート信
号線と、第１乃至第３の電源線と、第１乃至第４のトラ
ンジスタと、前記発光素子とを有し、前記第１のトラン
ジスタのゲート電極は、前記第１のゲート信号線と電気
的に接続され、第１の電極は、前記ソース信号線と電気
的に接続され、第２の電極は、前記第２のトランジスタ
のゲート電極と電気的に接続され、前記第２のトランジ
スタの第１の電極は、前記第１の電源線と電気的に接続
され、第２の電極は、前記第３のトランジスタの第１の
電極と電気的に接続され、前記第３のトランジスタのゲ
ート電極は、前記第２のゲート信号線と電気的に接続さ
れ、第２の電極は、前記第４のトランジスタの第１の電
極および、前記発光素子の第１の電極と電気的に接続さ
れ、前記第４のトランジスタのゲート電極は、前記第２
のゲート信号線と電気的に接続され、第２の電極は、前
記第２の電源線と電気的に接続され、前記発光素子の第
２の電極は、前記第３の電源線と電気的に接続されてい
ることを特徴としている。
【００２５】本発明の発光装置の駆動方法は、発光素子
が設けられた複数の画素を有し、前記発光素子の発光時
間の差を制御して階調の表現を行う発光装置の駆動方法
であって、１フレーム期間は、ｎ個(ｎは自然数、２＜
ｎ)のサブフレーム期間を有し、前記サブフレーム期間
はそれぞれ、映像信号の画素への書き込みを行うアドレ
ス(書き込み)期間と、前記画素に書き込まれた映像信号
に基づき、前記発光素子の発光、非発光を制御して表示
を行う、サステイン(発光)期間とを有し、前記ｎ個のサ
ブフレーム期間より選ばれたｍ個(ｍは自然数、０＜ｍ
≦ｎ−１)のサブフレーム期間はそれぞれ、前記サステ
イン(発光)期間の終了後、画素にリセット信号の書き込
みを行う、互いに期間の重複しないｍ個のリセット期間
と、前記リセット信号が書き込まれた行において、前記
発光素子の状態を強制的に非発光状態とする、互いに期
間の重複しないｍ個の消去期間とを有し、前記ｍ個のサ
ブフレーム期間より選ばれたｋ個(ｋは自然数、０＜ｋ
≦ｍ)のサブフレーム期間はそれぞれ、前記発光素子の
発光時に、前記発光素子の第１の電極と第２の電極間に
印加されている順方向バイアス電圧に対し、その極性の
反転した逆方向バイアス電圧を印加する、互いに期間の
重複しないｋ個の逆方向バイアス期間と、前記逆方向バ
イアス期間において印加された逆方向バイアス電圧が前
記発光素子の第１の電極と第２の電極間に印加され続け
るｋ個の逆方向バイアス印加期間とを有し、前記アドレ
ス(書き込み)期間、前記サステイン(発光)期間、前記リ
セット期間、前記消去期間、前記逆方向バイアス期間、
および前記逆方向バイアス印加期間は、それぞれが互い
に一部重複する期間を有し、かつ、ある特定のサブフレ
ーム期間において、前記逆方向バイアス印加期間は、前
記消去期間中に設けられていることを特徴としている。
【００２６】また、上記本発明の発光装置の駆動方法に
おいて、前記順方向バイアス電圧をＶ1、前記逆方向バ
イアス電圧をＶ2としたとき、|Ｖ1|≧|Ｖ2|を満たすこ
とを特徴としている。
【００２７】
【発明の実施の形態】［実施形態１］図１は、本発明に
て交流駆動を行うための画素構成の一実施形態を示して
いる。
【００２８】図１(Ａ)に示すように、各画素はソース信
号線(Ｓ)１０１、書込用ゲート信号線(ＳＥＬ)１０２、
消去用ゲート信号線(ＲＳＥ)１０３、逆方向バイアス用
ゲート信号線(ＲＢＳ)１０４、第３の手段にあたるスイ
ッチング用ＴＦＴ１０５、第５の手段にあたる消去用Ｔ
ＦＴ１０６、第４の手段にあたる駆動用ＴＦＴ１０７、
第６の手段にあたる逆方向バイアス用ＴＦＴ１０８、Ｅ
Ｌ素子１０９、電流供給線(ＶA)１１１、逆方向バイア
ス用電源線(ＶB)１１２とを有している。ＥＬ素子１０
９の一方の電極(画素電極)は、駆動用ＴＦＴ１０７のソ
ース領域もしくはドレイン領域のいずれか一方に接続さ
れ、他方の電極(対向電極)は、対向電源線(ＶC)１１３
に接続されている。
【００２９】図１(Ａ)中、各信号線、電源線に付してあ
る電位は、電源電位もしくは、信号のＬレベル／Ｈレベ
ルの電位を示す。例えば、ソース信号線１０１の場合、
信号がＬレベルのとき０Ｖ、Ｈレベルのとき７Ｖであ
る。また、電流供給線１１１の電位は６Ｖ、逆方向バイ
アス用電源線１１２の電位は−１４Ｖである。なお、こ
こに付した電位は一例であり、必ずしもこの電位としな
くとも、図１(Ａ)の回路は動作が可能である。各部のＴ
ＦＴのＯＮ、ＯＦＦのタイミングと、ゲート・ソース間
電圧等を考慮して、適宜決定すれば良い。
【００３０】次に、例としてスイッチング用ＴＦＴ１０
５、消去用ＴＦＴ１０６、逆方向バイアス用ＴＦＴ１０
８がいずれもＮチャネル型、駆動用ＴＦＴ１０７がＰチ
ャネル型、ＥＬ素子１０９において、電流供給線１１１
に接続されている側が陽極、対向電源線１１３に接続さ
れている側が陰極である場合の動作について説明する。
【００３１】まず、アドレス(書き込み)期間において
は、図１(Ｂ)に示すように、書込用ゲート信号線１０２
にパルスが入力され、Ｈレベル(９Ｖ)となり、スイッチ
ング用ＴＦＴ１０５がＯＮし、ソース信号線１０１に出
力されている映像信号が駆動用ＴＦＴ１０７のゲート電
極に入力される。ここでは駆動用ＴＦＴ１０７がＰチャ
ネル型であるため、映像信号がＨレベル(７Ｖ)のときＯ
ＦＦし、Ｌレベル(０Ｖ)のときＯＮする。
【００３２】続いて、サステイン(発光)期間において
は、図１(Ｃ)に示すように、駆動用ＴＦＴ１０７がＯＮ
することによって、電流供給線１１１の電位(６Ｖ)が画
素電極に入力され、対向電源線１１３の電位(−１０Ｖ)
との電位差によりＥＬ素子１０９に順方向バイアスが印
加され、ＥＬ素子１０９に電流が流れ発光する。また、
駆動用ＴＦＴ１０７がＯＦＦのときは、ＥＬ素子１０９
には電流が流れず、非発光となる。
【００３３】続いて、リセット期間においては、図１
(Ｄ)に示すように、消去用ゲート信号線１０３にパルス
が入力され、Ｈレベル(９Ｖ)となり、消去用ＴＦＴ１０
６がＯＮする。消去用ＴＦＴ１０６がＯＮすることによ
って、駆動用ＴＦＴ１０７のゲート電極に電流供給線１
１１の電位(６Ｖ)が入力され、したがって駆動用ＴＦＴ
１０７のゲート・ソース間電圧が０となり、駆動用ＴＦ
Ｔ１０７がＯＦＦする。よって、ＥＬ素子１０９は非発
光となる。
【００３４】一方、逆方向バイアス期間においては、図
１(Ｅ)に示すように、逆方向バイアス用ゲート信号線１
０４にパルスが入力され、Ｈレベル(−１０Ｖ)となり、
逆方向バイアス用ＴＦＴ１０８がＯＮする。逆方向バイ
アス用ＴＦＴ１０８がＯＮすることによって、画素電極
に逆方向バイアス用電源線１１２の電位(−１４Ｖ)が入
力される。ここで、逆方向バイアス用電源線１１２の電
位(−１４Ｖ)を対向電源線１１３の電位(−１０Ｖ)より
も低く設定してあるので、ＥＬ素子１０９には逆方向バ
イアスが印加される。逆方向バイアス用ゲート信号線１
０４にＨレベルの電位(−１０Ｖ)が入力されている間
は、ＥＬ素子１０９に逆方向バイアスが印加され続け
る。
【００３５】また、逆方向バイアス用ゲート信号線１０
４にパルス入力が終了し、逆方向バイアス用ＴＦＴ１０
８がＯＦＦしても、ＥＬ素子１０９そのもの、つまりＥ
Ｌ素子１０９の陽極・陰極間に寄生する容量、もしくは
画素電極とある一定電位との間に設けられた容量によっ
て、画素電極の電荷は保持され、ＥＬ素子１０９には逆
方向バイアスが印加され続ける。
【００３６】なお、図１に示した構成によると、消去用
ゲート信号線と逆方向バイアス用ゲート信号線とは別に
設けてあるので、消去期間に対して逆方向バイアス期間
を任意の長さで設定することが出来る。また、逆方向バ
イアス期間と各ラインの消去期間とを同じタイミングで
設けることによって、ディーティ比を低下させることな
く、交流駆動が可能となる。
【００３７】［実施形態２］図２は、本発明にて交流駆
動を行うための画素構成で、実施形態１とは異なる一実
施形態を示している。
【００３８】図２(Ａ)に示すように、各画素はソース信
号線(Ｓ)２０１、書込用ゲート信号線(ＳＥＬ)２０２、
消去・逆方向バイアス用ゲート信号線(ＲＳＥ)２０３、
スイッチング用ＴＦＴ２０４、消去用ＴＦＴ２０５、駆
動用ＴＦＴ２０６、逆方向バイアス用ＴＦＴ２０７、Ｅ
Ｌ素子２０８、電流供給線(ＶA)２１０、逆方向バイア
ス用電源線(ＶB)２１１とを有し、ＥＬ素子２０８の一
方の電極(画素電極)は、駆動用ＴＦＴ２０６のソース領
域もしくはドレイン領域のいずれか一方に接続され、他
方の電極(対向電極)は、対向電源線(ＶC)２１２に接続
されている。
【００３９】図２(Ａ)中、各信号線、電源線に付してあ
る電位は、電源電位もしくは、信号のＬレベル／Ｈレベ
ルの電位を示す。例えば、ソース信号線２０１の場合、
信号がＬレベルのとき０Ｖ、Ｈレベルのとき７Ｖであ
る。また、電流供給線２１０の電位は６Ｖ、逆方向バイ
アス用電源線２１１の電位は−１４Ｖである。なお、こ
こに付した電位は一例であり、必ずしもこの電位としな
くとも、図２(Ａ)の回路は動作が可能である。各部のＴ
ＦＴのＯＮ、ＯＦＦのタイミングと、ゲート・ソース間
電圧等を考慮して、適宜決定すれば良い。
【００４０】ここでは、例としてスイッチング用ＴＦＴ
２０４、消去用ＴＦＴ２０５、逆方向バイアス用ＴＦＴ
２０７がいずれもＮチャネル型、駆動用ＴＦＴ２０６が
Ｐチャネル型、ＥＬ素子２０８において、電流供給線２
１０に接続されている側が陽極、対向電源線２１２に接
続されている側が陰極である場合の動作について説明す
る。
【００４１】まず、アドレス(書き込み)期間において
は、図２(Ｂ)に示すように、書込用ゲート信号線２０２
にパルスが入力され、Ｈレベル(９Ｖ)となり、スイッチ
ング用ＴＦＴ２０４がＯＮし、２０１に出力されている
映像信号が駆動用ＴＦＴ２０６のゲート電極に入力され
る。ここでは駆動用ＴＦＴ２０６がＰチャネル型である
ため、映像信号がＨレベル(７Ｖ)のときＯＦＦし、Ｌレ
ベル(０Ｖ)のときＯＮする。
【００４２】続いて、サステイン(発光)期間において
は、図２(Ｃ)に示すように、駆動用ＴＦＴ２０６がＯＮ
することによって、電流供給線２１０の電位(６Ｖ)が画
素電極に入力され、対向電源線２１２の電位(−１０Ｖ)
との電位差によりＥＬ素子２０８に順方向バイアスが印
加され、ＥＬ素子２０８に電流が流れ発光する。また、
駆動用ＴＦＴ２０６がＯＦＦのときは、ＥＬ素子２０８
には電流が流れず、非発光となる。
【００４３】続いて、リセット・逆方向バイアス期間に
おいては、図２(Ｄ)に示すように、消去・逆方向バイア
ス用ゲート信号線２０３にパルスが入力され、Ｈレベル
(９Ｖ)となり、消去用ＴＦＴ２０５、逆方向バイアス用
ＴＦＴ２０７がＯＮする。消去用ＴＦＴ２０５がＯＮす
ることによって、駆動用ＴＦＴ２０６のゲート電極に電
流供給線２１０の電位(６Ｖ)が入力され、駆動用ＴＦＴ
２０６のゲート電極とソース電極の電位差が０となり、
駆動用ＴＦＴ２０６がＯＦＦする。
【００４４】同時に、逆方向バイアス用ＴＦＴ２０７が
ＯＮすることによって逆方向バイアス用電源線２１１の
電位(−１４Ｖ)が画素電極に入力される。ここで、逆方
向バイアス用電源線２１１の電位(−１４Ｖ)を対向電源
線２１２の電位(−１０Ｖ)よりも低く設定してあるの
で、ＥＬ素子２０８には逆方向バイアスが印加される。
消去・逆方向バイアス用ゲート信号線２０３にＨレベル
の電位(−１０Ｖ)が入力されている間は、ＥＬ素子２０
８に逆方向バイアスが印加され続ける。
【００４５】また、消去・逆方向バイアス用ゲート信号
線２０３にパルス入力が終了し、逆方向バイアス用ＴＦ
Ｔ２０７がＯＦＦしても、ＥＬ素子２０８そのものが有
する容量、もしくは画素電極とある一定電位との間に設
けられた容量によって、画素電極の電荷は保持され、Ｅ
Ｌ素子２０８に逆方向バイアスが印加され続ける。
【００４６】この時、各ラインの消去期間と逆方向バイ
アス期間は同一期間となり、高ｄｕｔｙ比を実現出来
る。また、消去・逆方向バイアス期間を延長し、任意の
長さに設定するようにしても良い。
【００４７】［実施形態３］図３は、本発明にて交流駆
動を行うための画素構成で、実施形態１、２とは異なる
一実施形態を示している。
【００４８】図３(Ａ)に示すように、各画素はソース信
号線(Ｓ)３０１、書込用ゲート信号線(ＳＥＬ)３０２、
消去用ゲート信号線(ＲＳＥ)３０３、逆方向バイアス用
ゲート信号線(ＲＢＳ)３０４、スイッチング用ＴＦＴ３
０５、駆動用ＴＦＴ３０６、消去用ＴＦＴ３０７、逆方
向バイアス用ＴＦＴ３０８、ＥＬ素子３０９、電流供給
線(ＶA)３１１、逆方向バイアス用電源線(ＶB)３１２と
を有し、ＥＬ素子３０９の一方の電極(画素電極)は、駆
動用ＴＦＴ３０６のソース領域もしくはドレイン領域の
いずれか一方に接続され、他方の電極(対向電極)は、対
向電源線(ＶC)３１３に接続されている。
【００４９】図３(Ａ)中、各信号線、電源線に付してあ
る電位は、電源電位もしくは、信号のＬレベル／Ｈレベ
ルの電位を示す。例えば、ソース信号線３０１の場合、
信号がＬレベルのとき０Ｖ、Ｈレベルのとき７Ｖであ
る。また、電流供給線３１１の電位は６Ｖ、逆方向バイ
アス用電源線３１２の電位は−１４Ｖである。なお、こ
こに付した電位は一例であり、必ずしもこの電位としな
くとも、図３(Ａ)の回路は動作が可能である。各部のＴ
ＦＴのＯＮ、ＯＦＦのタイミングと、ゲート・ソース間
電圧等を考慮して、適宜決定すれば良い。
【００５０】ここでは、例としてスイッチング用ＴＦＴ
３０５、逆方向バイアス用ＴＦＴ３０８がＮチャネル
型、駆動用ＴＦＴ３０６、消去用ＴＦＴ３０７がＰチャ
ネル型、ＥＬ素子３０９において、電流供給線３１１に
接続されている側が陽極、対向電源線３１３に接続され
ている側が陰極である場合の動作について説明する。
【００５１】まず、アドレス(書き込み)期間において
は、図３(Ｂ)に示すように、書込用ゲート信号線３０２
にパルスが入力され、Ｈレベル(９Ｖ)となり、スイッチ
ング用ＴＦＴ３０５がＯＮし、ソース信号線３０１に出
力されている映像信号が駆動用ＴＦＴ３０６のゲート電
極に入力される。ここでは駆動用ＴＦＴ３０６がＰチャ
ネル型であるため、映像信号がＨレベル(７Ｖ)のときＯ
ＦＦし、Ｌレベル(０Ｖ)のときＯＮする。
【００５２】また、消去用ゲート信号線３０３にＬレベ
ルの電位(−２Ｖ)が入力され、消去用ＴＦＴ３０７がＯ
Ｎする。
【００５３】続いて、サステイン(発光)期間において
は、図３(Ｃ)に示すように、消去用ゲート信号線３０３
に常にＬレベルの電位(−２Ｖ)が入力され、消去用ＴＦ
Ｔ３０７はＯＮし続ける。更に、駆動用ＴＦＴ３０６が
ＯＮすることによって、電流供給線３１１の電位(６Ｖ)
が画素電極に入力され、対向電源線３１３の電位(−１
０Ｖ)との電位差によりＥＬ素子３０９に順方向バイア
スが印加され、ＥＬ素子３０９に電流が流れ発光する。
また、駆動用ＴＦＴ３０６がＯＦＦのときは、ＥＬ素子
３０９に電流は流れず、非発光となる。
【００５４】続いて、リセット期間においては、図３
(Ｄ)に示すように、消去用ゲート信号線３０３に常にＨ
レベルの電位(９Ｖ)が入力され、消去用ＴＦＴ３０７が
ＯＦＦし続ける。消去用ＴＦＴ３０７がＯＦＦすること
によって、電流供給線３１１からＥＬ素子３０９への電
流供給の経路が遮断され、ＥＬ素子３０９は非発光とな
る。実施形態１、２の場合と異なり、ここでは消去用Ｔ
ＦＴ３０７は、発光期間を通じてＯＮし続け、消去期間
を通じてＯＦＦし続けている。
【００５５】一方、逆方向バイアス期間においては、図
３(Ｅ)に示すように、逆方向バイアス用ゲート信号線３
０４にパルスが入力され、Ｈレベル(−１０Ｖ)となり、
逆方向バイアス用ＴＦＴ３０８がＯＮする。逆方向バイ
アス用ＴＦＴ３０８がＯＮすることによって、画素電極
に逆方向バイアス用電源線３１２の電位(−１４Ｖ)が入
力される。ここで、逆方向バイアス用電源線３１２の電
位(−１４Ｖ)を対向電源線３１３の電位(−１０Ｖ)より
も低く設定してあるので、ＥＬ素子には逆方向バイアス
が印加される。逆方向バイアス用ゲート信号線３０４に
Ｈレベルの電位(−１０Ｖ)が入力されている間は、ＥＬ
素子３０９に逆方向バイアスが印加され続ける。
【００５６】また、逆方向バイアス用ゲート信号線３０
４にパルス入力が終了し、逆方向バイアス用ＴＦＴ３０
８がＯＦＦしても、ＥＬ素子３０９そのものが有する容
量、もしくは画素電極とある一定電位との間に設けられ
た容量によって、画素電極の電荷は保持され、ＥＬ素子
３０９には逆方向バイアスが印加され続ける。
【００５７】消去期間中、消去用ＴＦＴ３０７は常にＯ
ＦＦさせる必要があり、逆方向バイアス期間図と各ライ
ンの消去期間とを重ねることができ、高ｄｕｔｙ比が実
現出来る。また、逆方向バイアス期間を任意の長さに設
定することが出来る。
【００５８】［実施形態４］図４は、本発明にて交流駆
動を行うための画素構成で、実施形態１〜３とは異なる
一実施形態を示している。
【００５９】図４(Ａ)に示すように、各画素はソース信
号線(Ｓ)４０１、書込用ゲート信号線(ＳＥＬ)４０２、
消去・逆方向バイアス用ゲート信号線(ＲＳＥ)４０３、
スイッチング用ＴＦＴ４０４、駆動用ＴＦＴ４０５、消
去用ＴＦＴ４０６、逆方向バイアス用ＴＦＴ４０７、Ｅ
Ｌ素子４０８、電流供給線(ＶA)４１０、逆方向バイア
ス用電源線(ＶB)４１１とを有し、ＥＬ素子４０８の一
方の電極(画素電極)は、駆動用ＴＦＴ４０５のソース領
域もしくはドレイン領域のいずれか一方に接続され、他
方の電極(対向電極)は、対向電源線(ＶC)４１２に接続
されている。
【００６０】図４(Ａ)中、各信号線、電源線に付してあ
る電位は、電源電位もしくは、信号のＬレベル／Ｈレベ
ルの電位を示す。例えば、ソース信号線４０１の場合、
信号がＬレベルのとき０Ｖ、Ｈレベルのとき７Ｖであ
る。また、電流供給線４１０の電位は６Ｖ、逆方向バイ
アス用電源線４１１の電位は−１４Ｖである。なお、こ
こに付した電位は一例であり、必ずしもこの電位としな
くとも、図４(Ａ)の回路は動作が可能である。各部のＴ
ＦＴのＯＮ、ＯＦＦのタイミングと、ゲート・ソース間
電圧等を考慮して、適宜決定すれば良い。
【００６１】ここでは、スイッチング用ＴＦＴ４０４、
逆方向バイアス用ＴＦＴ４０７がＮチャネル型、駆動用
ＴＦＴ４０５、消去用ＴＦＴ４０６がＰチャネル型、電
流供給線４１０を陽極電位、対向電源線４１２を陰極電
位とした場合の駆動について説明する。ＥＬ素子４０８
において、電流供給線４１０に接続されている側が陽
極、対向電源線４１２に接続されている側が陰極である
場合の動作について説明する。
【００６２】まず、アドレス(書き込み)期間において
は、図４(Ｂ)に示すように、書込用ゲート信号線４０２
にパルスが入力され、Ｈレベル(９Ｖ)となり、スイッチ
ング用ＴＦＴ４０４がＯＮし、４０１に出力されている
映像信号が駆動用ＴＦＴ４０５のゲート電極に入力され
る。ここでは駆動用ＴＦＴ４０５がＰチャネル型である
ため、映像信号がＨレベル(７Ｖ)のときＯＦＦし、Ｌレ
ベル(０Ｖ)のときＯＮする。
【００６３】また、消去・逆方向バイアス用ゲート信号
線４０３にＬレベルの電位(−１６Ｖ)が入力され、消去
用ＴＦＴ４０６がＯＮし、逆方向バイアス用ＴＦＴ４０
７がＯＦＦする。
【００６４】続いて、サステイン(発光)期間において
は、図４(Ｃ)に示すように、消去・逆方向バイアス用ゲ
ート信号線４０３に常にＬレベルの電位(−１６Ｖ)が入
力され、消去用ＴＦＴ４０６はＯＮし続け、逆方向バイ
アス用ＴＦＴ４０７はＯＦＦし続ける。
【００６５】更に、駆動用ＴＦＴ４０５がＯＮすること
によって、電流供給線４１０の電位(６Ｖ)が画素電極に
入力され、対向電源線４１２の電位(−１０Ｖ)との電位
差によりＥＬ素子４０８に順方向バイアスが印加され、
ＥＬ素子４０８に電流が流れ発光する。また、駆動用Ｔ
ＦＴ４０５がＯＦＦのときは、ＥＬ素子４０８には電流
が流れず、非発光となる。
【００６６】続いて、リセット・逆方向バイアス期間に
おいては、図４(Ｄ)に示すように、消去・逆方向バイア
ス用ゲート信号線４０３に常にＨレベルの電位(９Ｖ)が
入力され、消去用ＴＦＴ４０６がＯＦＦし、逆方向バイ
アス用ＴＦＴ４０７がＯＮする。この動作により、逆方
向バイアス用電源線の電位(−１４Ｖ)が画素電極に入力
される。ここで、逆方向バイアス用電源線４１１の電位
(−１４Ｖ)を対向電源線４１２の電位(−１０Ｖ)よりも
低く設定してあるので、ＥＬ素子４０８には逆方向バイ
アスが印加される。消去・逆方向バイアス用ゲート信号
線４０３にＨレベルの電位(９Ｖ)が入力されている間
は、消去用ＴＦＴ４０６がＯＦＦし続けることによって
電流供給線４１０からＥＬ素子４０８への電流供給経路
が遮断され、ＥＬ素子４０８は非発光となり、逆方向バ
イアス用ＴＦＴ４０７がＯＮし続けることによってＥＬ
素子４０８に逆方向バイアスが印加され続ける。
【００６７】この時、各ラインの消去期間と逆方向バイ
アス期間は同一期間となり、高ｄｕｔｙ比が実現出来
る。また、消去・逆方向バイアス期間を延長し、任意の
長さに設定することが出来る。
【００６８】実施形態１〜４の通り、各画素に逆方向バ
イアス用電源線を設けることで、カラー表示の発光装置
において、Ｒ、Ｇ、ＢそれぞれのＥＬ素子に合わせた任
意の値の逆方向バイアスを印加することが出来る。
【００６９】また、Ｒ、Ｇ、Ｂの中で最も高い逆方向バ
イアスを印加する際の電位に合わせて逆方向バイアス用
電源線の電位を共通化し、隣接する画素で逆方向バイア
ス用電源線を共用しても良い。この場合、配線数を減ら
すことが出来、高開口率が期待出来る。
【００７０】また、実施形態１〜４では、駆動用ＴＦＴ
を線形領域で動作させた場合、すなわち定電圧駆動方式
を例にとって説明しているが、ＥＬ素子の寿命を考慮し
た場合、駆動用ＴＦＴを飽和領域で動作させ、ＥＬ素子
に一定の電流を供給することの出来る定電流駆動を行う
ことが望ましい。
【００７１】
【実施例】以下に、本発明の実施例について記載する。
【００７２】[実施例１]図１２に示すように、携帯電話
等の電子機器の表示部として発光装置が使用される場合
は、発光装置１２０１という形で内蔵される。ここで、
発光装置１２０１とは、パネルと、パネルを駆動するた
めの信号処理用ＬＳＩ、メモリ等を実装した基板とを接
続した形態を指す。
【００７３】発光装置１２０１をブロック図として、図
６(Ａ)に示す。発光装置１２０１は、パネル６５０、駆
動回路６６０を有する。
【００７４】駆動回路６６０は信号生成部６１１、電源
部６１２を有する。電源部６１２は、外部バッテリーよ
り供給される電源より、ソース信号線駆動回路、ゲート
信号線駆動回路、発光素子、信号生成部６１１等に、そ
れぞれ所望の複数の電圧値の電源を生成し、供給する。
信号生成部６１１には、電源、映像信号、同期信号が入
力され、発光装置６５０にて処理が出来るように、各種
信号の変換を行う他、ソース信号線駆動回路、ゲート信
号線駆動回路を駆動するためのクロック信号等を生成す
る。
【００７５】また、パネル６５０は基板上に、画素部６
０１、ソース信号線駆動回路６０２、書込用ゲート信号
線駆動回路６０３、消去用ゲート信号線駆動回路６０
４、逆方向バイアス用ゲート信号線駆動回路６０５、Ｆ
ＰＣ６０６等を配置することによって構成される。
【００７６】基板中央部には、画素部６０１が配置さ
れ、その周辺部には、ソース信号線駆動回路６０２、書
込用ゲート信号線駆動回路６０３、消去用ゲート信号線
駆動回路６０４、逆方向バイアス用ゲート信号線駆動回
路６０５等が配置されている。ＥＬ素子の対向電極は、
画素部６０１全体面に形成されており、ＦＰＣ６０６を
通じて、対向電位が与えられる。ソース信号線駆動回路
６０２、書込用ゲート信号線駆動回路６０３、消去用ゲ
ート信号線駆動回路６０４、逆方向バイアス用ゲート信
号線駆動回路６０５を駆動するための信号、及び電源の
供給はＦＰＣ６０６を通じて、駆動回路６６０より行わ
れる。
【００７７】また、図６(Ｂ)に示すように、消去期間と
逆方向バイアス期間を同じタイミングに設ける場合等
は、消去・逆方向バイアス用ゲート信号線駆動回路６０
７と、同一駆動回路を使用することができ、狭額縁化が
可能である。
【００７８】本実施例にて示した発光装置１２０１は、
パネル６５０と、信号生成部６１１および電源部６１２
を含む駆動回路６６０とは独立して作成されているが、
これらを基板上に一体形成して作製しても良い。
【００７９】[実施例２]デジタル映像信号を用いて映像
の表示を行う場合の、ソース信号線駆動回路の概略図を
図７に、ゲート信号線駆動回路の概略図を図８に示す。
【００８０】ソース信号線駆動回路は、Ｄ−フリップフ
ロップ７０１を複数段用いてなるシフトレジスタ７０
２、第１のラッチ回路７０３ａ、第２のラッチ回路７０
３ｂ、レベルシフタ７０４、バッファ７０５等を有す
る。外部より入力される信号は、クロック信号(Ｓ−Ｃ
Ｋ)、反転クロック信号(Ｓ−ＣＫｂ)、スタートパルス
(Ｓ−ＳＰ)、デジタル映像信号(Digital Video Data)で
ある。図７のような構成の場合、デジタル映像信号は、
例えば「最上位ビットの１行目→２行目→・・・最終
行、→第２ビットの１行目→２行目→・・・最終行、→
・・・最下位ビットの１行目→２行目→・・・最終行」
というように、直列に入力される。
【００８１】まず、クロック信号、クロック反転信号、
およびスタートパルスのタイミングに従って、シフトレ
ジスタ７０２より、順次サンプリングパルスが出力され
る。続いて、サンプリングパルスは、第１のラッチ回路
７０３ａに入力され、サンプリングパルスが入力された
タイミングで、ビット毎のデジタル映像信号を取り込
み、保持する。この動作が、１列目から順に行われる。
【００８２】最終段の第１のラッチ回路７０３ａにおい
てデジタル映像信号の保持が完了すると、水平帰線期間
中にラッチパルスが入力され、このタイミングで、第１
のラッチ回路７０３ａにおいて保持されているデジタル
映像信号は、一斉に第２のラッチ回路７０３ｂへと転送
される。その後、レベルシフタにおいてパルスの振幅変
換を受け、続いて、バッファにおいて映像信号波形が整
形された後、それぞれのソース信号線Ｓ１〜Ｓｘへと出
力される。
【００８３】一方、ゲート信号線駆動回路は、Ｄ−フリ
ップフロップ８０１を複数段用いてなるシフトレジスタ
８０２、レベルシフタ８０３、バッファ８０４等を有す
る。外部より入力される信号は、クロック信号(Ｇ−Ｃ
Ｋ)、反転クロック信号(Ｇ−ＣＫｂ)、スタートパルス
(Ｇ−ＳＰ)である。
【００８４】まず、クロック信号、クロック反転信号、
およびスタートパルスのタイミングに従って、シフトレ
ジスタ８０２より、順次パルスが出力される。続いて、
レベルシフタ８０３によってパルスの振幅変換を受け、
続いて、バッファにおいてパルス波形が整形された後、
ゲート信号線Ｇ１〜Ｇｙを順次選択するパルスとして、
それぞれのゲート信号線へと出力される。最終行Ｇｙで
の選択が終了すると、垂直帰線期間を経たあと、再びシ
フトレジスタ８０２よりパルスが出力され、順にゲート
信号線の選択を行う。
【００８５】また、実施形態１、３を採用し、消去用ゲ
ート信号線と逆方向バイアス用ゲート信号線に全く同じ
タイミングのパルスを入力する場合、図９に示すような
方法で、消去用ゲート信号線駆動回路と逆方向バイアス
用ゲート信号線駆動回路を同一にすることができ、狭額
縁化が可能である。
【００８６】図９のゲート信号線駆動回路は、Ｄ−フリ
ップフロップ９０１を複数段用いてなるシフトレジスタ
９０２、レベルシフタ９０３、バッファ９０４、電圧変
換回路９０５等を有する。外部より入力される信号は、
クロック信号(Ｇ−ＣＫ)、反転クロック信号(Ｇ−ＣＫ
ｂ)、スタートパルス(Ｇ−ＳＰ)である。
【００８７】動作は前述したゲート信号線駆動回路とほ
ぼ同様である。シフトレジスタ９０２から順次出力され
るパルスは、レベルシフタ９０３による振幅変換、ま
た、バッファ９０４によってパルス波形の成形を受けた
後、そのまま消去用ゲート信号線Ｇ１〜Ｇｙに出力され
るものと、電圧変換回路９０５に入力されるものとに分
かれる。後者は、電圧変換回路９０５によって、所望の
振幅(ＶH−ＶL間)を有するパルスに変換され、逆方向バ
イアス用ゲート信号線Ｇｂ１〜Ｇｂｙに出力される。ま
た、電圧変換回路９０５は消去用ゲート信号線Ｇ１〜Ｇ
ｙの側に設けられていても良い。
【００８８】[実施例３]実施形態に挙げた画素構成をＳ
ＥＳ駆動し、逆方向バイアスを印加させる場合の実際の
動作タイミングについて、図１０、図１１を用いて説明
する。
【００８９】まず、通常のＳＥＳ駆動について、図１１
を用いて説明する。
【００９０】１フレーム期間は、複数のサブフレーム期
間に分割される。ここでは一例として、６つのサブフレ
ーム期間ＳＦ１〜ＳＦ６に分割している。各サブフレー
ム期間は、アドレス(書き込み)期間Ｔａと、サステイン
(発光)期間Ｔｓとを有する。各サブフレーム期間のサス
テイン(発光)期間は、それぞれの長さが異なっており、
どのサブフレームにおいてＥＬ素子を発光させるかによ
って、１フレーム期間あたりの各画素の発光時間が決定
し、この長短によって階調表示を行う。
【００９１】ここで、サブフレーム期間の分割数が多い
ほど、多階調の表示が可能となるが、一部のサブフレー
ム期間においては、サステイン(発光)期間がアドレス
(書き込み)期間よりも短くなるものが現れる。この場
合、異なるサブフレーム期間が有するアドレス(書き込
み)期間が重複することは出来ないため、さらにリセッ
ト期間Ｔｒと、消去期間Ｔｅとを有する。
【００９２】リセット期間ＴｒとはＥＬ素子を強制的に
非発光状態にする信号を画素に入力する期間であり、消
去期間Ｔｒとはリセット期間に入力された信号に基づい
て、ＥＬ素子の非発光状態が続いている期間である。
【００９３】動作としては、まずＳＦ１のアドレス(書
き込み)期間Ｔａ１において、１行目から順に書込用ゲ
ート信号線にパルスが入力され、ソース信号線に出力さ
れているデジタル映像信号を書き込んでいく。デジタル
映像信号が書き込まれた行においては直ちにサステイン
(発光)期間Ｔｓ１へと移る。１行目〜最終行まで書込作
業が完了するとアドレス(書き込み)期間Ｔａ１は終了す
る。次にサステイン(発光)期間Ｔａ１が終了した１行目
より、書込用ゲート信号線にパルスが入力され、ＳＦ２
のアドレス(書き込み)期間Ｔａ２が開始される。
【００９４】上述の動作を繰り返し、ＳＦ２、ＳＦ３が
終了し、ＳＦ４のアドレス(書き込み)期間Ｔａ４が開始
される。ここで、アドレス(書き込み)期間Ｔａ４はサス
テイン(発光)期間Ｔｓ４よりも長いため、サステイン
(発光)期間Ｔｓ４の終了後直ちに次のアドレス(書き込
み)期間Ｔａ５を開始することが出来ない。よって、サ
ステイン(発光)期間Ｔｓ４が終了した１行目より、リセ
ット期間Ｔｒ４が開始される。このときの消去期間Ｔｅ
４の長さは、通常、図１１(Ａ)のように１行目のサステ
イン(発光)期間が終了した後から、最終行のアドレス
(書き込み)期間が終了するまでの長さとなる。
【００９５】続いて、ＳＦ５のアドレス(書き込み)期間
Ｔａ５が開始される。ＳＦ５、ＳＦ６が終了すると１フ
レーム期間が終了し、次のフレーム期間となる。
【００９６】続いて、実施形態１〜４に示した回路にお
ける動作タイミングについて、図１０を用いて説明す
る。
【００９７】１フレーム期間を６つのサブフレーム期間
ＳＦ１〜ＳＦ６に分割している。各サブフレームはアド
レス(書き込み)期間Ｔａ、サステイン(発光)期間Ｔｓを
有する。また、アドレス(書き込み)期間Ｔａがサステイ
ン(発光)期間Ｔｓよりも長いサブフレーム(ここではＳ
Ｆ４、ＳＦ５、ＳＦ６が該当する)はアドレス(書き込
み)期間Ｔａ、サステイン(発光)期間Ｔｓの他に、リセ
ット期間Ｔｒ、消去期間Ｔｅ、逆方向バイアス期間Ｔ
ｂ、逆方向バイアス印加期間Ｔｉを有する。
【００９８】アドレス(書き込み)期間Ｔａとは画素にデ
ジタル映像信号を書き込む期間であり、サステイン(発
光)期間Ｔｓとはアドレス(書き込み)期間において、書
き込まれたデジタル映像信号に基づいて、ＥＬ素子が発
光、または非発光状態をとる期間である。どのサブフレ
ーム期間でＥＬ素子が発光するかによって、１フレーム
期間あたりの各画素の発光時間が決まり、この長短によ
って階調表示を行う。
【００９９】リセット期間ＴｒとはＥＬ素子を強制的に
非発光状態にする信号を画素に入力する期間であり、消
去期間Ｔｒとはリセット期間に入力された信号に基づい
て、ＥＬの非発光状態が続いている期間である。また、
逆方向バイアス期間Ｔｂとは、ＥＬ素子に逆方向バイア
スを印加するための信号を画素に入力する期間であり、
逆方向バイアス印加期間Ｔｉとは逆方向バイアス期間Ｔ
ｂに入力された信号に基づいて、ＥＬ素子に逆方向バイ
アスが印加されている状態が続いている期間である。
【０１００】動作としては、まずＳＦ１のアドレス(書
き込み)期間Ｔａ１において、１行目から順に書込用ゲ
ート信号線にパルスが入力され、ソース信号線に出力さ
れているデジタル映像信号を書き込んでいく。デジタル
映像信号が書き込まれた行においては直ちにサステイン
(発光)期間Ｔｓ１へと移る。１行目〜最終行まで書込作
業が完了するとアドレス(書き込み)期間Ｔａ１は終了す
る。次にサステイン(発光)期間Ｔａ１が終了した１行目
より、書込用ゲート信号線にパルスが入力され、ＳＦ２
のアドレス(書き込み)期間Ｔａ２が開始される。
【０１０１】上述の動作を繰り返し、ＳＦ２、ＳＦ３が
終了し、ＳＦ４のアドレス(書き込み)期間Ｔａ４が開始
される。ここで、アドレス(書き込み)期間Ｔａ４はサス
テイン(発光)期間Ｔｓ４よりも長いため、サステイン
(発光)期間Ｔｓ４の終了後直ちに次のアドレス(書き込
み)期間Ｔａ５を開始することが出来ない。よって、サ
ステイン(発光)期間Ｔｓ４が終了した１行目より、リセ
ット期間Ｔｒ４が開始される。このときの消去期間Ｔｅ
４の長さは、通常、図１０(Ａ)のように１行目のサステ
イン(発光)期間が終了した後から、最終行のアドレス
(書き込み)期間が終了するまでの長さとなる。
【０１０２】このとき、リセット期間Ｔｒ４と同時に逆
方向バイアス期間Ｔｂ４が開始されていて、消去期間Ｔ
ｅ４と逆方向バイアス印加期間が同時となり、各行ごと
に逆方向バイアスが印加されていく。続いて、ＳＦ５の
アドレス(書き込み)期間Ｔａ５が開始される。ＳＦ５、
ＳＦ６が終了すると１フレーム期間が終了し、次のフレ
ーム期間となる。
【０１０３】図１０(Ｂ)で示すように、消去・逆方向バ
イアス印加期間Ｔｅｉ４、Ｔｅｉ５、Ｔｅｉ６を任意の
長さに延長し、ＥＬ素子に逆方向バイアスが印加される
時間を調整することも可能である。
【０１０４】更に、実施形態１、３を採用した場合に
は、図１０(Ｃ)で示すように、リセット期間Ｔｒ４と逆
方向バイアス期間Ｔｂ４を独立させることができ、逆方
向バイアス印加期間Ｔｉ４は消去期間Ｔｅ４に含まれ、
且つ、隣り合う逆方向バイアス期間Ｔｂが重ならない範
囲で任意に設定でき、ＥＬ素子に逆方向バイアスが印加
される時間を調整することも可能である。
【０１０５】また、ここではアドレス(書き込み)期間Ｔ
ａがサステイン(発光)期間Ｔｓよりも長いサブフレーム
のみがリセット期間Ｔｒ、消去期間Ｔｅ、逆方向バイア
ス期間Ｔｂ、逆方向バイアス印加期間Ｔｉを有する場合
を説明したが、アドレス(書き込み)期間Ｔａがサステイ
ン(発光)期間Ｔｓよりも短い、または同じ長さのサブフ
レーム期間に各期間を設け、ＥＬ素子に逆方向バイアス
を印加することも可能である。
【０１０６】また、表示階調数を増やしたい場合は、サ
ブフレーム期間の分割数を増やせば良いし、サブフレー
ム期間の順序は必ずしも上位ビット→下位ビットといっ
た順序である必要はなく、１フレーム期間中、ランダム
に並んでいても良い。
【０１０７】[実施例４]図５(Ａ)に、実施形態１にて示
した図１の構成を有する画素を実際に作製した場合の素
子レイアウト例を示す。また、図５(Ａ)において、Ｘ−
Ｘ'で示される部分の断面図を図５(Ｂ)に示す。
【０１０８】図５(Ｂ)において、５００は絶縁表面を有
する基板である。基板５００上には、駆動用ＴＦＴ５０
７等が設けられ、駆動用ＴＦＴ５０７のソース・ドレイ
ン領域を形成する不純物領域に接続されるように、配線
材料でなるソース・ドレイン電極が形成され、そのうち
の一方と、画素電極５０９が、重なり合う部分で接続す
るように設けられている。画素電極５０９上には、有機
導電体膜５２２が設けられ、さらに有機薄膜(発光層)５
２３が設けられている。有機薄膜(発光層)５２３上に
は、対向電極５２４が設けられている。対向電極５２４
は、全ての画素で共通に接続されるように、ベタ付けの
形で形成される。
【０１０９】うち、本文中でＥＬ素子と表記しているも
のは、図５(Ｂ)において、画素電極５０９、有機導電体
膜５２２、有機薄膜(発光層)５２３、対向電極５２４の
積層体に相当し、画素電極５０９と対向電極５２４のう
ちいずれか一方が陽極、他方が陰極となる。
【０１１０】有機薄膜(発光層)５２３から発せられた光
は、画素電極５０９もしくは対向電極５２４のうちいず
れかを透過して発せられる。このとき、図５(Ｂ)におい
て、画素電極側、すなわちＴＦＴ等が形成されている側
に光が発せられる場合を下面出射、対向電極側に光が発
せられる場合を上面出射と呼ぶ。
【０１１１】下面出射の場合、画素電極５０９を透明導
電膜によって形成される。逆に、上面出射の場合、対向
電極５２４を透明導電膜によって形成される。
【０１１２】なお、本実施例にて示した構成はあくまで
一例であり、画素レイアウト、断面構成、ＥＬ素子の電
極の積層順等に関してはこの限りではない。
【０１１３】また、カラー表示の発光装置においては、
Ｒ・Ｇ・Ｂそれぞれの発光色を持つＥＬ素子を塗りわけ
ても良いし、単色のＥＬ素子をベタ付けの形で塗り、カ
ラーフィルタによってＲ・Ｇ・Ｂの発光を得るようにし
ても良い。 [実施例５]本実施例においては、発光層として高分子化
合物を適用し、さらに陽極と発光層との間に導電性高分
子化合物からなるバッファ層を設けた発光素子におい
て、直流駆動(常に順方向バイアスを印加)と交流駆動
(順方向バイアスと逆方向バイアスを一定周期で交互に
印加)を行った際の輝度劣化について測定を行った結果
について述べる。
【０１１４】図１４(Ａ)(Ｂ)は、順方向バイアス：３．
７Ｖ、逆方向バイアス：１．７Ｖ、デューティ５０％、
交流周波数６０Ｈｚにおいて交流駆動を行った際の信頼
性試験の結果を示している。初期輝度は約４００cd/cm2
であった。比較用に、直流駆動(順方向バイアス：３．
６５Ｖ)を行った際の信頼性試験の結果も同時に示し
た。結果、直流駆動においては、４００時間程度で輝度
が半減したのに対し、交流駆動においては、約７００時
間経過後も、半減には至らなかった。
【０１１５】図１４(Ｃ)(Ｄ)は、順方向バイアス：３．
８Ｖ、逆方向バイアス：１．７Ｖ、デューティ５０％、
交流周波数６００Ｈｚにおいて交流駆動を行った際の信
頼性試験の結果を示している。初期輝度は約３００cd/c
m2であった。比較用に、直流駆動(順方向バイアス：
３．６５Ｖ)を行ったさいの信頼性試験の結果も同時に
示した。結果、直流駆動においては、５００時間程度で
輝度が半減したのに対し、交流駆動においては、約７０
０時間経過後も、初期輝度の６０％程度を保持してい
た。 [実施例６]発光素子を用いた発光装置は自発光型である
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
部に用いることが出来る。
【０１１６】本発明の発光装置を用いた電子機器とし
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Digital Versatile Disc
(ＤＶＤ)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１３に示す。
【０１１７】図１３(Ａ)はＥＬディスプレイであり、筐
体３００１、音声出力部３００２、表示部３００３等を
含む。本発明の発光装置は表示部３００３に用いること
が出来る。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
ことが出来る。なお、発光素子表示装置は、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。
【０１１８】また、図１３(Ｃ)は大型のＥＬディスプレ
イであり、図１３(Ａ)と同様に、筐体３０２１、音声出
力部３０２２、表示部３０２３を含む。本発明の発光装
置は表示部３０２３に用いることができる。
【０１１９】図１３(Ｂ)はモバイルコンピュータであ
り、本体３０１１、スタイラス３０１２、表示部３０１
３、操作ボタン３０１４、外部インターフェイス３０１
５等を含む。本発明の発光装置は表示部３０１３に用い
ることが出来る。
【０１２０】図１３(Ｄ)はゲーム機であり、本体３０３
１、表示部３０３２、操作ボタン３０３３等を含む。本
発明の発光装置は表示部３０３２に用いることが出来
る。
【０１２１】図１３(Ｅ)は携帯電話であり、本体３０４
１、音声出力部３０４２、音声入力部３０４３、表示部
３０４４、操作スイッチ３０４５、アンテナ３０４６等
を含む。本発明の発光装置は表示部３０４４に用いるこ
とが出来る。なお、表示部３０４４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流を抑えるこ
とが出来る。
【０１２２】なお、将来的に有機発光材料の発光輝度が
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。
【０１２３】また、上記電子機器はインターネットやＣ
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。
【０１２４】また、発光装置は発光している部分が電力
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。
【０１２５】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
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１〜５に示した
いずれの構成の発光装置を用いても良い。
【０１２６】
【発明の効果】本発明の発光装置によって、画素電極、
対向電極共にその電位を変化させる必要なく、ＥＬ素子
に逆方向バイアスを印加することが可能となった。さら
に、従来行われていた逆方向バイアス印加の方法のよう
に、電源線の電位を変化させることによって面内の画素
全てを同時に逆方向バイアス印加の状態とするのではな
く、行毎に逆方向バイアスを印加することが出来るた
め、ＳＥＳ駆動における消去期間と同期して逆方向バイ
アス期間を設けることが出来る。よって、新たに期間を
設けてデューティ比の低下を招くことなく、逆方向バイ
アス期間を設けることが出来、ＥＬ素子の長寿命化に寄
与する。
【０１２７】さらに、順方向バイアス電圧よりも逆方向
バイアス電圧を小さくすることで、ゲート信号線駆動回
路の電源電圧を大きく上げる必要が無いので、消費電力
の面でも有利となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示す図。
【図２】 本発明の一実施形態を示す図。
【図３】 本発明の一実施形態を示す図。
【図４】 本発明の一実施形態を示す図。
【図５】 本発明を適用して作製した発光装置の画素
部レイアウト例と断面図。
【図６】 発光装置の構成を示すブロック図。
【図７】 ソース信号線駆動回路の一構成例を示す
図。
【図８】 ゲート信号線駆動回路の一構成例を示す
図。
【図９】 消去・逆方向バイアス共用のゲート信号線
駆動回路の一構成例を示す図。
【図１０】 逆方向バイアス期間を設けたＳＥＳ駆動
のタイミングチャートを示す図。
【図１１】 通常のＳＥＳ駆動のタイミングチャート
を示す図。
【図１２】 電子機器に内蔵された発光装置を示す
図。
【図１３】 本発明が適用可能な電子機器の例を示す
図。
【図１４】 直流駆動と交流駆動における信頼性試験
の結果を示す図。
【符号の説明】
１０１ ソース信号線 １０２ 書込用ゲート信号線 １０３ 消去用ゲート信号線 １０４ 逆方向バイアス用ゲート信号線 １０５ スイッチング用ＴＦＴ １０６ 消去用ＴＦＴ １０７ 駆動用ＴＦＴ １０８ 逆方向バイアス用ＴＦＴ １０９ ＥＬ素子 １１０ 容量 １１１ 電流供給線 １１２ 逆方向バイアス用電源線 １１３ 対向電源線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮川 恵介 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 (72)発明者 瀬尾 哲史 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 (72)発明者 山崎 舜平 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 Ｆターム(参考） 3K007 AB11 AB17 DB03 GA00 5C080 AA06 BB05 CC03 DD05 DD29 EE19 EE29 FF11 HH11 JJ02 JJ03 JJ05 JJ06 KK02 KK07 KK23 KK34 KK43 KK50

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】発光素子が設けられた複数の画素がマトリ
    クス状に配置された画素部と、前記画素部を駆動するソ
    ース信号線駆動回路およびゲート信号線駆動回路とが設
    けられたパネルと、 前記ソース信号線駆動回路およびゲート信号線駆動回路
    を駆動するタイミング信号および映像信号を生成する第
    １の手段と、 前記パネルにおいて用いられる所望の電源を供給する第
    ２の手段とを有する発光装置であって、 前記複数の画素はそれぞれ、 画素への映像信号の入力を制御する第３の手段と、 入力された映像信号に従って、前期発光素子の発光もし
    くは非発光を決定し、前記発光素子の発光時に、前記発
    光素子の第１の電極と第２の電極との間に順方向バイア
    スを印加し、電流を供給する第４の手段と、 前記発光素子に供給される電流を強制的に遮断する第５
    の手段と、 前記発光素子の第１の電極と第２の電極との間に逆方向
    バイアスを印加するタイミングを制御する第６の手段と
    を有することを特徴とする発光装置。
  2. 【請求項２】発光素子が設けられた複数の画素を有する
    発光装置であって、 前記複数の画素はそれぞれ、 ソース信号線と、第１乃至第３のゲート信号線と、第１
    乃至第３の電源線と、第１乃至第４のトランジスタと、
    前記発光素子とを有し、 前記第１のトランジスタのゲート電極は、前記第１のゲ
    ート信号線と電気的に接続され、第１の電極は、前記ソ
    ース信号線と電気的に接続され、第２の電極は、前記第
    ２のトランジスタの第１の電極および、前記第３のトラ
    ンジスタのゲート電極と電気的に接続され、 前記第２のトランジスタのゲート電極は、前記第２のゲ
    ート信号線と電気的に接続され、第２の電極は、前記第
    １の電源線と電気的に接続され、 前記第３のトランジスタの第１の電極は、前記第１の電
    源線と電気的に接続され、第２の電極は、前記発光素子
    の第１の電極および、前記第４のトランジスタの第１の
    電極と電気的に接続され、 前記第４のトランジスタのゲート電極は、前記第３のゲ
    ート信号線と電気的に接続され、第２の電極は、前記第
    ２の電源線と電気的に接続され、 前記発光素子の第２の電極は、前記第３の電源線と電気
    的に接続されていることを特徴とする発光装置。
  3. 【請求項３】発光素子が設けられた複数の画素を有する
    発光装置であって、 前記複数の画素はそれぞれ、 ソース信号線と、第１、第２のゲート信号線と、第１乃
    至第３の電源線と、第１乃至第４のトランジスタと、前
    記発光素子とを有し、 前記第１のトランジスタのゲート電極は、前記第１のゲ
    ート信号線と電気的に接続され、第１の電極は、前記ソ
    ース信号線と電気的に接続され、第２の電極は、前記第
    ２のトランジスタの第１の電極および、前記第３のトラ
    ンジスタのゲート電極と電気的に接続され、 前記第２のトランジスタのゲート電極は、前記第２のゲ
    ート信号線と電気的に接続され、第２の電極は、前記第
    １の電源線と電気的に接続され、 前記第３のトランジスタの第１の電極は、前記第１の電
    源線と電気的に接続され、第２の電極は、前記発光素子
    の第１の電極および、前記第４のトランジスタの第１の
    電極と電気的に接続され、 前記第４のトランジスタのゲート電極は、前記第２のゲ
    ート信号線と電気的に接続され、第２の電極は、前記第
    ２の電源線と電気的に接続され、 前記発光素子の第２の電極は、前記第３の電源線と電気
    的に接続されていることを特徴とする発光装置。
  4. 【請求項４】発光素子が設けられた複数の画素を有する
    発光装置であって、 前記複数の画素はそれぞれ、 ソース信号線と、第１乃至第３のゲート信号線と、第１
    乃至第３の電源線と、第１乃至第４のトランジスタと、
    前記発光素子とを有し、 前記第１のトランジスタのゲート電極は、前記第１のゲ
    ート信号線と電気的に接続され、第１の電極は、前記ソ
    ース信号線と電気的に接続され、第２の電極は、前記第
    ２のトランジスタのゲート電極と電気的に接続され、 前記第２のトランジスタの第１の電極は、前記第１の電
    源線と電気的に接続され、第２の電極は、前記第３のト
    ランジスタの第１の電極と電気的に接続され、 前記第３のトランジスタのゲート電極は、前記第２のゲ
    ート信号線と電気的に接続され、第２の電極は、前記第
    ４のトランジスタの第１の電極および、前記発光素子の
    第１の電極と電気的に接続され、 前記第４のトランジスタのゲート電極は、前記第３のゲ
    ート信号線と電気的に接続され、第２の電極は、前記第
    ２の電源線と電気的に接続され、 前記発光素子の第２の電極は、前記第３の電源線と電気
    的に接続されていることを特徴とする発光装置。
  5. 【請求項５】発光素子が設けられた複数の画素を有する
    発光装置であって、 前記複数の画素はそれぞれ、 ソース信号線と、第１、第２のゲート信号線と、第１乃
    至第３の電源線と、第１乃至第４のトランジスタと、前
    記発光素子とを有し、 前記第１のトランジスタのゲート電極は、前記第１のゲ
    ート信号線と電気的に接続され、第１の電極は、前記ソ
    ース信号線と電気的に接続され、第２の電極は、前記第
    ２のトランジスタのゲート電極と電気的に接続され、 前記第２のトランジスタの第１の電極は、前記第１の電
    源線と電気的に接続され、第２の電極は、前記第３のト
    ランジスタの第１の電極と電気的に接続され、 前記第３のトランジスタのゲート電極は、前記第２のゲ
    ート信号線と電気的に接続され、第２の電極は、前記第
    ４のトランジスタの第１の電極および、前記発光素子の
    第１の電極と電気的に接続され、 前記第４のトランジスタのゲート電極は、前記第２のゲ
    ート信号線と電気的に接続され、第２の電極は、前記第
    ２の電源線と電気的に接続され、 前記発光素子の第２の電極は、前記第３の電源線と電気
    的に接続されていることを特徴とする発光装置。
  6. 【請求項６】発光素子が設けられた複数の画素を有し、
    前記発光素子の発光時間の差を制御して階調の表現を行
    う発光装置の駆動方法であって、 １フレーム期間は、ｎ個(ｎは自然数、２＜ｎ)のサブフ
    レーム期間を有し、 前記サブフレーム期間はそれぞれ、 映像信号の画素への書き込みを行うアドレス(書き込み)
    期間と、 前記画素に書き込まれた映像信号に基づき、前記発光素
    子の発光、非発光を制御して表示を行う、サステイン
    (発光)期間とを有し、 前記ｎ個のサブフレーム期間より選ばれたｍ個(ｍは自
    然数、０＜ｍ≦ｎ−１)のサブフレーム期間はそれぞ
    れ、 前記サステイン(発光)期間の終了後、画素にリセット信
    号の書き込みを行う、互いに期間の重複しないｍ個のリ
    セット期間と、 前記リセット信号が書き込まれた行において、前記発光
    素子の状態を強制的に非発光状態とする、互いに期間の
    重複しないｍ個の消去期間とを有し、 前記ｍ個のサブフレーム期間より選ばれたｋ個(ｋは自
    然数、０＜ｋ≦ｍ)のサブフレーム期間はそれぞれ、 前記発光素子の発光時に、前記発光素子の第１の電極と
    第２の電極間に印加されている順方向バイアス電圧に対
    し、その極性の反転した逆方向バイアス電圧を印加す
    る、互いに期間の重複しないｋ個の逆方向バイアス期間
    と、 前記逆方向バイアス期間において印加された逆方向バイ
    アス電圧が前記発光素子の第１の電極と第２の電極間に
    印加され続けるｋ個の逆方向バイアス印加期間とを有
    し、 前記アドレス(書き込み)期間、前記サステイン(発光)期
    間、前記リセット期間、前記消去期間、前記逆方向バイ
    アス期間、および前記逆方向バイアス印加期間は、それ
    ぞれが互いに一部重複する期間を有し、 かつ、ある特定のサブフレーム期間において、前記逆方
    向バイアス印加期間は、前記消去期間中に設けられてい
    ることを特徴とする発光装置の駆動方法。
  7. 【請求項７】請求項６において、 前記順方向バイアス電圧をＶ1、前記逆方向バイアス電
    圧をＶ2としたとき、 |Ｖ1|≧|Ｖ2|を満たすことを特徴とする発光装置の駆動
    方法。
  8. 【請求項８】請求項１乃至請求項５に記載の発光装置ま
    たは、請求項６もしくは請求項７に記載の発光装置の駆
    動方法を用いることを特徴とする電子機器。
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