JP2004247284A - 有機発光ディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】電力線の各組内の電圧降下による、隣接する画素間の輝度レベルの変動を大幅に低減する。
【解決手段】複数組に分割した電力線、及び電力線の各組の中央に結合した電圧端子を有する有機発光ディスプレイを提供する。さらに、すべての電圧端子を、低抵抗導電材料の媒体を通して電源に結合する。この設定により、隣接する画素間の輝度の不均衡を最小化する。
【選択図】図３

Description

（本願に関係するクロスリファレンス）
本願は、台湾国特許出願番号92102731、2003年2月11日出願にもとづいて優先権を主張する。

（発明の背景）
（発明の分野）
本発明は、有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ：organic light-emitting display）に関するものである。本発明は特に、複数組に分割した電力線を有する有機発光ディスプレイに関するものであり、電力線の各組の中心に電圧端子を結合して、種々の組からの電圧端子のすべてを、低抵抗材料を用いて製造した媒体を通して電源に結合する。

（関連技術の説明）
最も早期の動画像の記録は、記録映画に見出すことができる。その後、陰極線管（ＣＲＴ）が発明されると、テレビジョンが各家庭に導入された。コンピュータ時代の到来と共に、ＣＲＴはデスクトップ・コンピュータ用の表示モニターとして採用されてきた。電子銃の設計は一般的ではあるが、常に人間の健康に害をもたらし、そして各装置の大きさを増加させる。従って、その後、ＣＲＴに対して、より小型で、かつ、より害の少ない代案が求められてきた。

フラットパネル（平面型）・ディスプレイは、各ディスプレイの大きさ及び重量を低減する熱心な研究の成果である。多くの種類のディスプレイが、この範疇に属する。これらのディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：liquid crystal display）、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：field emission display）、有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）、及びプラズマ表示パネル（ＰＤＰ：plasma display panel）を含む。有機発光ディスプレイは、自己発光型ディスプレイの一種であり、一般に有機エレクトロルミネセンス・ディスプレイ（ＯＬＥＤ）とも称される。ＯＬＥＤの大きな特徴は、直流低電圧駆動、高輝度、高効率、高いコントラスト値である。これに加えて、ＯＬＥＤは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の三原色、並びに白色を含む色のスペクトルの生成が可能である。従って、ＯＬＥＤは次世代のフラットパネル・ディスプレイの有力な型式となる最大の可能性を有する。薄型、軽量、省エネルギー、自己発光、及び高解像度を有することの他に、ＯＬＥＤ技術を用いて製造したデバイスは、広い視野角、高い色コントラストを有し、かつ生産コストが比較的低い。これらの利点により、こうしたデバイスは、表示パネル、移動電話機、ディジタルカメラ、及びパーソナル・ディジタル・アシスタンス（個人用携帯端末、ＰＤＡ）におけるＬＣＤあるいはバックライトとして広く応用されている。

ＯＬＥＤは、駆動方法で分類すれば、パッシブマトリクス駆動型とアクティブマトリクス駆動型に分類される。パッシブマトリクス駆動ＯＬＥＤは、相当簡単な構造を有し、回路を駆動するための薄膜フィルムトランジスタ（ＴＦＴ）を必要とせず、従って生産コストがより低い。しかし、パッシブマトリクスＯＬＥＤは、中程度の解像度を有するに過ぎず、表示能力が低い。さらに、表示パネルの大きさが増加すると共に、エネルギー消費が増加して動作寿命が短くなる。他方では、アクティブマトリクスＯＬＥＤ技術を適用して、より広い視野角、より高い輝度レベル、及びより高速の応答を有する大型の表示スクリーンを形成することができる。唯一の欠点は、アクティブマトリクスＯＬＥＤは、パッシブマトリクスＯＬＥＤよりも生産コストが高いということである。

フラットパネルディスプレイは、駆動方法で分類すれば、電圧駆動型と電流駆動型に分類することができる。電圧駆動型は通常、ＴＦＴ−ＬＣＤに応用される。データ線に異なる電圧を供給して、異なるグレーレベルを達成して、これによりパネル全体に色を生成する。電圧駆動型ＴＦＴ−ＬＣＤは技術的に成熟し、動作が安定し、そして高価にならずに実現できる。電流駆動型は通常、ＯＬＥＤに応用される。異なる電圧の代わりに異なる電流をデータ線に供給して、異なるグレーレベルを達成して、これによりパネル全体に色を生成する。

アクティブＯＬＥＤでは、画素アレイの周辺の電力線に大きな電流が流れる。一般に、これらの電力線は薄い金属シートから製造され、このため、その抵抗は通常大きく、従って、電流が電力線の短い距離を通過した後でも、かなり大きな電圧降下が生じ得る。しかし、実際に画素に供給する電圧は、ＯＬＥＤに流入する電流の大きさに影響して、結局は画素の輝度レベルに影響する。結果的に、電力線上の電圧差が画素の輝度レベルの不均一性をもたらす。

図１に、慣例の有機発光ディスプレイにおける電力線上の電圧降下のシミュレーション値を示す。図１に示すように、電力線１０２を、電圧Ｖ_ddを有する電圧端子に結合する。電圧Ｖ_ddによって、電力線１０２に電流Ｉが流れるものと仮定し、電力線１０２をいくつかの部分に分けて、電力線の各部分が抵抗Ｒを有する。電流Ｉが電力線１０２に流れる際に、１番目の二次電力線の電圧はＶ_ddになり、２番目の二次電力線１０６の電圧はＶ_dd−ＩＲになり、３番目の二次電力線１０８の電圧はＶ_dd−２ＩＲになり、等である。一般に、ｎ番目（ｎは正の整数）の二次電力線１１０は電圧Ｖ_dd−ｎＩＲを受ける。二次電力線における電圧降下が大きければ、正端子と負端子の間にある各画素内の有機発光ダイオードの両端の電圧は、この大きさに応じて降下する。換言すれば、有機発光ダイオードを通る電流が大きく低下して、全体の輝度レベルが大幅に低下することになる。結果的に、１番目の二次電力線によって給電される発光ダイオードと最終番目の二次電力線によって給電される発光ダイオードとの間には、大幅な輝度差が存在する。

これに加えて、表示パネル内に複数の電圧端子を用いて、接続した電力線間の距離を短縮して、二次電力線の数（即ち、電力線を通って流れる電流の総量）を低減することができる。この設定によって、各二次電力線の両端の電圧降下を低減することができる。図２に、慣例の有機発光ディスプレイの、他の設計の電力線における電圧降下のシミュレーション値を示す。図２では、電力線を４組に分割し、これらは第１組の電力線２０２、第２組の電力線２０４、第３組の電力線２０６、及び第４組の電力線２０８である。電力線の各組を、Ｍ本の二次電力線（Ｍは正の整数）及びＮ本の（Ｎは正の整数）二次電力線に結合する。電力線の組毎の端子は、Ｎ番目の二次電力線により近い（即ち、Ｍ番目の二次電力線からはより遠い）。Ｍ本の二次電力線のグループ内の各二次電力線を通って流れる電流をＩ1と仮定し、Ｎ本の二次電力線のグループ内の各二次電力線を通って流れる電流をＩ2と仮定する。Ｍ番目の二次電力線の電圧はＶ_dd−(Ｍ×Ｉ1×Ｒ)となり、Ｎ番目の二次電力線の電圧はＶ_dd−(Ｎ×Ｉ2×Ｒ)となる。第１組の電力線２０２及び第２組の電力線２０４を例として用いれば、第１組２０２のＮ番目の二次電力線と第２組２０４のＭ番目の二次電力線との間の電圧は無視できないものとなる。従って、この設定により、パネル内の隣接する画素間には、無視できない輝度レベルの不均一性が、まだ存在する。

（発明の概要）
従って、本発明の１つの目的は、電力線を隔離した組に分割して、電力線の各組の中央に電圧端子を結合して、さらにこれらの電圧端子を、低抵抗材料を通して電源に共通接続した有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）を提供することにある。この設計により、電力線の各組内の電圧降下による、隣接する画素間の輝度レベルの変動を大幅に低減することができる。

本発明の目的に従い、これら及び他の利点を達成するために、本発明は、本明細書において具体的及び概括的に説明するような有機発光ディスプレイを提供する。有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）は、複数組の電力線及び複数の電圧端子を具えている。電力線の各組は互いに隔離する。さらに、電力線の各組を複数の二次電力線に結合する。各電圧端子は、電力線の各組の中央に結合する。各電圧端子はさらに、電圧を供給する電源に結合する。電力線の各組に供給する電圧が、複数の二次電力線に分流する電流を発生させて、有機発光ディスプレイ内の複数の画素を駆動するのに必要な電流を供給する。

本発明の好適例では、有機発光デバイスのアレイが画素を具えている。各画素は、スイッチングトランジスタ、駆動トランジスタ、蓄積キャパシタ、及び発光デバイスを具えている。このスイッチングトランジスタは、第１ドレイン、第１ゲート、及び第１ソースを有する。第１ドレインはデータ線に結合し、第１ゲートは走査線に結合する。前記駆動トランジスタは、第２ドレイン、第２ゲート、及び第２ソースを有する。第２ゲートは前記第１ゲートに結合し、第２ソースは接地する。前記蓄積キャパシタは、第１端子及び第２端子を有する。第１端子は前記第１ソース及び前記第２ゲートに結合する。第２端子は接地し、かつ前記第２ソースに接続する。前記発光デバイスは、アノード（陽極）及びカソード（陰極）を有する。このアノードは、前記二次電力線のうちの１本に結合し、このカソードは、前記第２ドレインに結合する。前記スイッチングトランジスタ及び前記駆動トランジスタは薄膜フィルムトランジスタであり、前記発光デバイスは、有機発光ダイオードまたはポリマー発光ダイオードである。

本発明は、有機発光ディスプレイの代案も提供する。この有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）は、複数組の電力線及び複数の電圧端子を具えている。電力線の各組は互いに隔離する。さらに、電力線の各組を、複数の二次電力線に結合する。各電圧端子は、電力線の各組に結合する。各電圧端子はさらに、導電材料を通して電源に結合する。電力線の各組に供給する電圧が、複数の二次電力線に分流する電流を発生させて、有機発光ディスプレイ内の複数の画素を駆動するのに必要な電流を供給する。

なお、以上の一般的な説明及び以下の実施例の詳細な説明は共に好適なものであり、請求項に記載した発明をさらに説明することをことを意図したものではない。

（好適な実施例の説明）
以下の図面は本発明をよりよく理解するために提供するものであり、本明細書の一部を構成する。これらの図面は本発明の実施例を示すものであり、本文とともに、本発明の原理を説明するためのものである。

（実施例１）
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。図面及び本文中では、可能な限り、同一参照番号は同一まはた類似の部分を参照する。

本発明における有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）はアクティブマトリクス型である。図３に、本発明による有機発光ディスプレイ内の画素アレイのレイアウトを図式的に示す。画素アレイ３０は、複数の画素３０２、複数のデータ線３０４、及び複数の走査線３０６から成る。

図４に、本発明の実施例において実現する画素構造の回路図を示す。画素３０２は、スイッチトランジスタ４０２、駆動トランジスタ４０４、蓄積キャパシタ４０６、及び発光デバイス４０８を具えている。スイッチングトランジスタ４０２は、ドレイン端子、ゲート端子、及びソース端子を有する。同様に、駆動トランジスタ４０４は、ドレイン端子，「ゲート端子、及びソース端子を有する。蓄積キャパシタ４０６は第１端子及び第２端子を有する。発光デバイス４０８はアノード及びカソードを有する。スイッチングトランジスタ４０２のドレイン端子はデータ線３０４に結合し、スイッチングトランジスタ４０２のゲート端子は走査線３０６に結合する。スイッチングトランジスタ４０２のソース端子は、駆動トランジスタ４０４のゲート端子、及び蓄積キャパシタ４０６の第１端子に結合する。駆動トランジスタ４０４のドレイン端子は、発光デバイス４０８のカソードに結合する。駆動トランジスタ４０４のソース端子は接地し、かつ蓄積キャパシタ４０６の第２端子に結合する。発光デバイス４０８のアノードは二次電力線に結合する。二次電力線は、電力線を通して電源電圧Ｖ_ddに結合する。スイッチングトランジスタ４０２及び駆動トランジスタ４０４は、例えば薄膜フィルムトランジスタとすることができる。発光デバイス４０８は、例えば有機発光ダイオードまたはポリマー発光ダイオードとすることができる。二次電力線の両端に電圧降下が存在すれば、発光デバイス４０８に供給される電流の量に影響が生じて、このことが逆に、画素３０２の輝度レベルに小さい変動を生じさせる。

図５に、本発明の一実施例による有機発光ディスプレイ内の電力線における電圧降下を図式的に示す。このＯＬＥＤは、複数組の電力線及び複数の電圧端子を具えている。図示を簡単にするために、４組の電力線及び４つの電圧端子のみを示している。図５に示すように、４組の電力線は、第１組の電力線５０２、第２組の電力線５０４、第３組の電力線５０６、及び第４組の電力線５０８を含み、これらの組は互いに隔離されている。電力線の各組は２Ｎ（Ｎは正の整数）本の二次電力線に結合する。電源電圧Ｖ_ddを電力線の各組に供給することによって導出される電流は、各二次電力線に分流して、特定の二次電力線に連結した画素に流入する。電圧端子５１０は第１組の電力線５０２の中央に結合し、電圧端子５１２は第１組の電力線５０４の中央に結合し、電圧端子５１４は第１組の電力線５０６の中央に結合し、そして電圧端子５１６は第１組の電力線５０８の中央に結合する。各電圧端子（５１０、５１２、５１４、５１６）は、電源電圧Ｖ_ddを供給する電源にも接続する。Ｎ本の二次電力線の各々を電流Ｉが通過する場合には、Ｎ番目の二次電力線の電圧はＶ_dd−(Ｎ×Ｉ×Ｒ)となる。例として、第１組の電力線５０２及び第２組の電力線５０４を用いれば、第１組５０２の最終番目の二次電力線５１８及び第２組５０４の１番目の二次電力線のそれぞれの電圧は、共にＶ_dd−(Ｎ×Ｉ×Ｒ)となる。従って、表示パネル内の隣接する画素間の輝度差が大幅に小さくなる。

図６に、ＯＬＥＤの電圧端子と電源との間の慣例の接続構造を図式的に示す。電圧端子６０２は、ＯＬＥＤパネル上に設けた金属線（ワイヤ）６０４に接続する。金属線６０４は、共通接触端子６０６を通して電源６０８に接続する。金属線６０４は比較的高いオーム抵抗を有するので、通常、大電流の供給が必要であり、これにより、相当な電力浪費が生じ、さらに、急激な電圧降下が生じる。金属線６０４のオーム抵抗を低減するためには、金属線６０４の幅を増加させることができる。しかし、金属線６０４の幅を広げれば、表示パネル内に他の有用なデバイスを形成するために残される領域がより小さくなる。

上記の欠点を克服するために、各電圧端子を、共通の低抵抗の導電性インタフェース（中間体）に接触させる。図７に、本発明の一実施例による、ＯＬＥＤの電圧端子と電源との間の接続構造を図式的に示す。低抵抗材料の導電性インタフェース７０４を、電圧端子７０２と電源７０６との間に接続して配置する。これにより、電源７０６と電圧端子７０２との間の電圧降下が小量に低減されて、電力浪費がより少なくなる。導電性インタフェース７０４は、外部に接続すれば、パネル領域を占有しない。

総括すれば、本発明では、電力線領域を電力線の組にグループ化して、各電圧端子を、電力線の各組の中央に結合する。これに加えて、すべての電圧端子を、低抵抗の導電性媒体を通して電源装置に結合する。これにより、電力線の各組の両端の電圧降下による画素間の輝度の不均一性を最小化することができる。

本発明の範囲を逸脱することなしに、本発明の構造に対して種々の変更及び変形を加え得ることは、当業者にとって明らかである。以上の観点から、本発明は、その変更及び変形が請求項及びそれと等価なものの範囲に入る限り、これらの変更及び変形もカバーする。

慣例の有機発光ディスプレイにおける電力線上の電圧降下を図式的に示す図である。 慣例の有機発光ディスプレイにおける他の設計の電力線上の電圧降下を図式的に示す図である。 本発明の実施例による有機発光ディスプレイ内に設けた画素アレイのレイアウトを図式的に示す図である。 本発明の実施例による有機発光ディスプレイにおける画素構造の回路図である。 本発明の実施例による有機発光ディスプレイにおける電力線上の電圧降下を図式的に示す図である。 ＯＬＥＤの電圧端子と電源との慣例の接続を示す図である。 本発明の実施例による、ＯＬＥＤの電圧端子と電源との接続を示す図である。

符号の説明

１０２ 電力線
１０４、１０６、１０８、１１０ 二次電力線
２０２、２０４、２０６、２０８ 電力線の組
３０ 画素アレイ
３０２ 画素
３０４ データ線
３０６ 走査線
４０２ スイッチトランジスタ
４０４ 駆動トランジスタ
４０６ 蓄積キャパシタ
４０８ 発光デバイス
５０２、５０４、５０６、５０８ 電力線
５１０、５１２、５１４、５１６ 電圧端子
５１８、５２０ 二次電力線
６０２ 電源端子
６０４ 金属線
６０６ 共通接触端子
６０８ 電源
７０２ 電源端子
７０４ 導電性インタフェース
７０６ 電源

Claims (12)

1. 有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）が、
   互いに隔離した複数組の電力線を具えて、前記電力線の各組を複数の二次電力線に結合して；
   前記ＯＬＥＤがさらに、複数の電圧端子を具えて、前記各電圧端子を電力線の組の中央に結合し、そして前記複数の電圧端子を電源に結合して；
   前記電力線の各組に供給する電圧によって生じる電流が、前記二次巻線を通過して、前記有機発光ディスプレイ内の前記電力線の各組に対応する複数の画素に流入することを特徴とするＯＬＥＤ。
2. 前記画素を、画素のアレイの形に配置したことを特徴とする請求項１に記載のＯＬＥＤ。
3. 前記各画素が、
   第１ドレイン端子、第１ゲート端子、及び第１ソース端子を有するスイッチングトランジスタを具えて、前記第１ドレイン端子をデータ線に結合して、前記第１ゲート端子を走査線に結合して；
   前記各画素がさらに、第２ドレイン端子、第２ゲート端子、及び第２ソース端子を有する駆動トランジスタを具えて、前記第２ゲート端子を前記第１ソース端子に結合して、前記第２ソース端子を接地して；
   前記各画素がさらに、第１端子及び第２端子を有する蓄積キャパシタを具えて、前記第１端子を前記第１ソース端子及び前記第２ゲート端子に結合して、前記第２端子を接地し、かつ前記第２ソース端子に接続して；
   前記各画素がさらに、アノード及びカソードを有する発光デバイスを具えて、前記アノードを前記二次電力線のうちの１本に結合して、前記カソードを前記第２ドレイン端子に接続した
   ことを特徴とする請求項１に記載のＯＬＥＤ。
4. 前記スイッチングトランジスタ及び前記駆動トランジスタを、薄膜フィルムトランジスタで構成したことを特徴とする請求項３に記載のＯＬＥＤ。
5. 前記発光デバイスを、有機発光ダイオードで構成したことを特徴とする請求項３に記載のＯＬＥＤ。
6. 前記発光デバイスを、ポリマー発光ダイオードで構成したことを特徴とする請求項３に記載のＯＬＥＤ。
7. 有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）が、
   互いに隔離した複数組の電力線を具えて、前記電力線の各組を複数の二次電力線に結合して；
   前記ＯＬＥＤがさらに、複数の電圧端子を具えて、前記各電圧端子を電力線の組に結合し、そして前記複数の電圧端子を、導電材料の媒体を通して電源に結合して；
   前記各電力線に供給する電圧によって生じる電流が、前記二次電力線を通過して、前記有機発光ディスプレイ内の前記電力線に対応する複数の画素に流入することを特徴とする有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）。
8. 前記画素を、画素のアレイの形に配置したことを特徴とする請求項７に記載のＯＬＥＤ。
9. 前記各画素がさらに、
   第１ドレイン端子、第１ゲート端子、及び第１ソース端子を有するスイッチングトランジスタを具えて、前記第１ドレイン端子をデータ線に結合して、前記第１ゲート端子を走査線に結合して；
   前記各画素がさらに、第２ドレイン端子、第２ゲート端子、及び第２ソース端子を有する駆動トランジスタを具えて、前記第２ゲート端子を前記第１ソース端子に結合して、前記第２ソース端子を接地して；
   前記各画素がさらに、第１端子及び第２端子を有する蓄積キャパシタを具えて、前記第１端子を前記第１ソース端子及び前記第２ゲート端子に結合して、前記第２端子を接地し、かつ前記第２ソース端子に接続して；
   前記各画素がさらに、アノード及びカソードを有する発光デバイスを具えて、前記アノードを前記二次電力線のうちの１本に結合して、前記カソードを前記第２ドレイン端子に接続した
   ことを特徴とする請求項７に記載のＯＬＥＤ。
10. 前記スイッチングトランジスタ及び前記駆動トランジスタを、薄膜フィルムトランジスタで構成したことを特徴とする請求項９に記載のＯＬＥＤ。
11. 前記発光デバイスを、有機発光ダイオードで構成したことを特徴とする請求項９に記載のＯＬＥＤ。
12. 前記発光デバイスを、ポリマー発光ダイオードで構成したことを特徴とする請求項９に記載のＯＬＥＤ。

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