JP2005043882A - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の表示装置は、表示素子及びP型トランジスタを含む複数の画素がマトリクス状に配置された画素部と、信号線駆動回路及び走査線駆動回路とを具備し、該信号線駆動回路及び該走査線駆動回路の一方又は両方がエージング用回路を具備することを特徴とする。本発明の表示装置の駆動方法は、画素内に配置されたトランジスタ、より詳しくは、ゲート電極が走査線に接続されたトランジスタにオフ電流を低下させるストレス条件を印加することを特徴とする。このストレス条件は、トランジスタのゲート電圧がプラス側に大きく、ドレイン電圧がマイナス側に大きく、そのゲート・ドレイン間電圧がなるべく大きい条件が好適である。
【選択図】 図1
Description
さらに、ゲート電極が前記走査線に接続され、ソース電極及びドレイン電極の一方が信号線に接続された第3のP型トランジスタ、及び第1の電極が前記第3のP型トランジスタの前記ソース電極及び前記ドレイン電極の他方に接続され、第2の電極が第2の電源に接続された液晶素子を含む画素と、を有することを特徴とする。この第1の構成の表示装置の等価回路図は、図2(A)に図示する通りである。
さらに、ゲート電極が前記走査線に接続され、ソース電極及びドレイン電極の一方が前記信号線に接続された第5のP型トランジスタと、第1の電極が前記第5のP型トランジスタの前記ソース電極及び前記ドレイン電極の他方に接続され、第2の電極が第3の電源に接続された液晶素子を含む画素と、を有することを特徴とする。この第2の構成の表示装置の等価回路図は、図1に図示する通りである。
さらに、ゲート電極が前記走査線に接続され、ソース電極又はドレイン電極が信号線に接続された第3のP型トランジスタ、及び第1又は第2の電極が第2の電源に電気的に接続された発光素子を含む画素、とを有することを特徴とする。この第3の構成の表示装置の等価回路図は、図2(B)に図示する通りである。
さらに、ゲート電極が前記第1の走査線に接続され、ソース電極又はドレイン電極が信号線に接続された第5のP型トランジスタ、及び、ゲート電極が前記第2の走査線に接続され、ソース電極又はドレイン電極が第3の電源に接続された第6のP型トランジスタ、並びに、第1又は第2の電極が前記第3の電源に電気的に接続された発光素子を含む画素と、を有することを特徴とする。この第4の構成の表示装置の等価回路図は、図3に図示する通りである。
そして、各画素内とエージング用回路に具備されるトランジスタは、結晶質半導体(ポリシリコン、p−Si)をチャネル部としたトランジスタを用いることが好適である。その理由として、結晶質半導体をチャネル部としたトランジスタは、電界効果移動度などの特性が良好であり、動画の表示に好適である点、また、結晶質半導体をチャネル部としたトランジスタは、非晶質半導体(アモルファスシリコン、a−Si)をチャネル部としたトランジスタと比較して、電子移動度が高く、発光素子の駆動に必要な電流を得ることが容易である点が挙げられる。
このときの前記第1の電源の電位と、前記第3のトランジスタのドレイン電圧との電位差は、|24|V以上であることを特徴とする。
このときの前記第1のステップにおける前記第1の電源の電位と、前記第2のステップにおける前記第2の電源の電位の電位差は|24|V以上であることを特徴とする。
このときの前記第1の電源の電位と、前記第3のトランジスタのドレイン電圧との電位差は、|24|V以上であることを特徴とする。
また、本発明の第3の構成の表示装置の駆動方法は、前記第3のP型トランジスタの前記ソース電極及び前記ドレイン電極の他方と、前記第2の電源の電位を同電位にする第1のステップと、前記第1のトランジスタをオフにし、前記第2のトランジスタをオンにして、前記第1の電源と前記走査線の電位を同電位にする第2のステップを有することを特徴とする。
このときの前記第1及び前記第2の電源の各電位の電位差は、|24|V以上であることを特徴とする。
このときの前記第1及び前記第3の電源の各電位の電位差は、|24|V以上であり、また前記第2及び前記第3の電源の各電位の電位差は、|24|V以上であることを特徴とする。
なお、前記第1のステップにおいて、前記液晶素子が含む前記第1及び前記第2の電極の電位を同電位にすることを特徴とする。
また、前記第2のステップにおいて、前記走査線の電位と、前記P型トランジスタの前記ドレイン電極の電位との電位差は、|24|V以上になるように設定することを特徴とする。
なお、前記第2のステップにおいて、前記走査線の電位と、前記P型トランジスタの前記ドレイン電極の電位との電位差は、|24|V以上になるように設定することを特徴とする。
より具体的には、通常動作に用いている電圧条件の1.5倍程度のゲート・ドレイン間電圧を印加することが好適である。例えば、ゲート・ドレイン間電圧は|24|V以上が好適である。このようなストレス条件をトランジスタに与えることによって、該トランジスタのオフ電流を低下させることが可能となり、その結果、オフ電流の低下に起因した表示妨害を抑制した表示装置の駆動方法を提供することができる。
より具体的には、通常動作に用いている電圧条件の1.5倍程度のゲート・ドレイン間電圧を印加することが好適である。例えば、ゲート・ドレイン間電圧は|24|V以上が好適である。このようなストレス条件をトランジスタに与えることによって、該トランジスタのオフ電流を低下させることが可能となり、その結果、オフ電流の低下に起因した表示妨害を抑制した表示装置の駆動方法を提供することができる。
(実施の形態2)
トランジスタ43のゲート電極は走査線56に接続され、ソース電極又はドレイン電極の一方は信号線55に接続される。また、発光素子47の第1の電極(画素電極)48はトランジスタ64のソース電極又はドレイン電極の他方に接続され、第2の電極(対向電極)49は電源線53に接続される。発光素子47の第1及び第2の電極48、49は、両電極間に流れる電流の方向に従って、一方は陽極で、他方は陰極となる。
より具体的には、通常動作に用いている電圧条件の1.5倍程度のゲート・ドレイン間電圧を印加することが好適である。例えば、ゲート・ドレイン間電圧は|24|V以上が好適である。このようなストレス条件をトランジスタに与えることによって、該トランジスタのオフ電流を低下させることが可能となり、その結果、オフ電流の低下に起因した表示妨害を抑制した表示装置の駆動方法を提供することができる。
より具体的には、通常動作に用いている電圧条件の1.5倍程度のゲート・ドレイン間電圧を印加することが好適である。例えば、ゲート・ドレイン間電圧は|24|V以上が好適である。このようなストレス条件をトランジスタに与えることによって、該トランジスタのオフ電流を低下させることが可能となり、その結果、オフ電流の低下に起因した表示妨害を抑制した表示装置の駆動方法を提供することができる。
(実施の形態3)
次に、第2のステップとして、トランジスタ15のゲート・ドレイン電圧が、通常動作に用いている電圧条件の1.5倍程度になるように、好適には|24|V以上になるように、トランジスタ15のゲート電圧を設定する。つまり、走査線19の電位を変更する。そうすると、エージングを行うことができる。
従って、走査線19の電位を変更することができれば、エージング用回路を設けなくても構わない。これは、図2(B)、図3に示す構成でも同様であり、その動作の説明はここでは省略する。
本グラフから、いずれの条件下においても、時間の経過に伴って、オフ電流が低下していることが分かる。また、VDが−20Vの条件で、オフ電流が最も低下していることが分かる。従って、オフ電流の低下には、VDがマイナス側に大きい条件が有効であることが分かる。
本グラフから、いずれの条件下においても、時間の経過に伴って、オフ電流が低下していることが分かる。また、VGが10Vの条件で、オフ電流が最も低下していることが分かる。従って、オフ電流の低下には、VGがプラス側に大きい条件が有効であることが分かる。
本グラフから、いずれの条件下においても、時間の経過に伴って、オフ電流が低下していることが分かる。また、VDが−26V、VGが−6Vの条件で、オフ電流が最も低下していることが分かる。従って、オフ電流の低下には、VDがマイナス側に大きい条件が有効であることが分かる。
本グラフから、いずれの条件下においても、時間の経過に伴って、オフ電流が低下していることが分かる。また、VDが−24V、VGが2Vの条件で、オフ電流が最も低下していることが分かる。従って、オフ電流の低下には、VGDがなるべく大きい条件が有効であることが分かる。
さらに、表示に問題を及ぼさない程度のオフ電流を10pA、ストレス印加時間を1秒とすると、図5(B)から、最適なストレス印加条件は、VGDが|24|V以上であることが分かる。
より具体的な条件としては、通常動作に用いている電圧条件の1.5倍程度のゲート・ドレイン間電圧を印加することが好適である。これは、本実験結果に基づくものであり、本実験では、通常時のP型TFTに印加されるストレスは、VDが−14V、VGが2V、VGDは|16V|の条件としており、オフ電流の低下は、VGDを|24|Vにしたとき(1.5倍程度にしたとき)に確認されたことに基づくものである。
本発明は、このようなストレス条件をトランジスタに与えることによって、該トランジスタのオフ電流を低下させることが可能となり、その結果、オフ電流の低下に起因した表示妨害を抑制した表示装置の駆動方法を提供することができる。
なお、オフ電流を測定したときのトランジスタのドレイン・ゲート間電圧は、通常動作の電圧条件に沿ったものであり、この値をグラフの横軸とする。また、1秒間印加すればそのオフ電流が10pAとなるトランジスタのドレイン・ゲート間電圧は、オフ電流の低下を目的としたストレス条件であり、この値をグラフの縦軸とする。なお、10pAとは、通常動作において支障の生じないオフ電流値である。
黒抜きの四角印のマーカは、丸印のマーカと同じ作製工程を経たトランジスタをサンプルとしたものである。但し、両者のサンプルは、そのゲート絶縁膜の膜厚が異なる。
黒抜きの三角印(▲)のマーカは、レーザ結晶化の照射条件が異なる以外は、丸印のマーカのサンプルと同様の作製方法により作成された結晶質半導体をチャネル部としたトランジスタをサンプルとしたものである。
米印(*)のマーカは、非晶質半導体上に金属元素を塗布せず、非晶質半導体に直接レーザ結晶化を行って形成した結晶質半導体をチャネル部としたトランジスタをサンプルとしたものである。
黒抜きのひし形印(◆)のマーカは、シリコン基板(SIMOX基板)上に形成されたトランジスタをサンプルとしたものである。
全てのサンプルは、Pチャネル型のトランジスタであり、そのチャネル長は10μm、チャネル幅は8μmであった。
サンプルはサンプルA〜サンプルCまで3つのサンプルがあり、全てのサンプルにおいて、オフ電流の低下を目的としたストレス条件は、ドレイン電圧が−17V、ゲート電圧が3Vで、1秒間印加するものであった。全てのサンプルは、シングルドレイン構造のPチャネル型のトランジスタであり、そのチャネル長は12μm、チャネル幅は4μmであった。
サンプルAは、ストレス条件印加後、電圧を印加しなかったトランジスタである。サンプルBは、ストレス条件印加後、ソース電圧が−5V、ドレイン電圧が5V、ゲート電圧が−8Vの電圧条件を印加したトランジスタである。サンプルCは、ソース電圧が−5〜+5Vの交流電圧、ドレイン電圧が5V、ゲート電圧が8Vの電圧条件を印加したトランジスタである。
図10(A)〜(D)の4つのグラフがあり、図10(A)〜(D)の横軸は、トランジスタのゲート電圧が2V、ドレイン電圧が−14Vの電圧条件のときのオフ電流値を示している。オフ電流の低下を目的としたストレス条件は、図10(A)は、ドレイン電圧が−18V、ゲート電圧が2Vの電圧の条件、図10(B)は、ドレイン電圧が−20V、ゲート電圧が2Vの電圧の条件、図10(C)は、ドレイン電圧が−22V、ゲート電圧が2Vの電圧の条件、図10(D)は、ドレイン電圧が−24V、ゲート電圧が2Vの電圧の条件である。
16 液晶素子
17 容量素子
18 信号線
19 走査線
21〜23 電源線
24、25 電極
31、32 エージング用回路
41〜43 トランジスタ
47 発光素子
48、49 電極
51〜53 電源線
55 信号線
56 走査線
61 エージング用回路
63 容量素子
64 トランジスタ
71〜73、75、76 トランジスタ
77 発光素子
78、79 電極
81〜83 電源線
85 信号線
86、87 走査線
91、92 エージング用回路
93 容量素子
94 トランジスタ
101 画素
Claims (27)
- 直列に接続された第1及び第2のP型トランジスタを含み、前記第2のP型トランジスタのソース電極又はドレイン電極が第1の電源に接続され、前記第1及び前記第2のP型トランジスタの間に走査線が接続されたエージング用回路と、
ゲート電極が前記走査線に接続され、ソース電極及びドレイン電極の一方が信号線に接続された第3のP型トランジスタ、及び第1の電極が前記第3のP型トランジスタの前記ソース電極及び前記ドレイン電極の他方に接続され、第2の電極が第2の電源に接続された液晶素子を含む画素と、を有することを特徴とする表示装置。 - 請求項1において、
前記第1乃至前記第3のP型トランジスタは、結晶質半導体でチャネル部を形成することを特徴とする表示装置。 - 直列に接続された第1及び第2のP型トランジスタを含み、前記第2のP型トランジスタのソース電極又はドレイン電極が第1の電源に接続され、前記第1及び前記第2のP型トランジスタの間に信号線が接続された第1のエージング用回路と、
直列に接続された第3及び第4のP型トランジスタを含み、前記第4のP型トランジスタのソース電極又はドレイン電極が第2の電源に接続され、前記第3及び前記第4のP型トランジスタの間に走査線が接続された第2のエージング用回路と、
ゲート電極が前記走査線に接続され、ソース電極及びドレイン電極の一方が前記信号線に接続された第5のP型トランジスタ、及び第1の電極が前記第5のP型トランジスタの前記ソース電極及び前記ドレイン電極の他方に接続され、第2の電極が第3の電源に接続された液晶素子を含む画素と、を有することを特徴とする表示装置。 - 請求項3において、
前記第1乃至前記第5のP型トランジスタは、結晶質半導体でチャネル部を形成することを特徴とする表示装置。 - 直列に接続された第1及び第2のP型トランジスタを含み、前記第2のP型トランジスタのソース電極又はドレイン電極が第1の電源に接続され、前記第1及び前記第2のP型トランジスタの間に走査線が接続されたエージング用回路と、
ゲート電極が前記走査線に接続され、ソース電極又はドレイン電極が信号線に接続された第3のP型トランジスタ、及び第1又は第2の電極が第2の電源に電気的に接続された発光素子を含む画素、とを有することを特徴とする表示装置。 - 請求項5において、
前記第1乃至前記第3のP型トランジスタは、結晶質半導体でチャネル部を形成することを特徴とする表示装置。 - 直列に接続された第1及び第2のP型トランジスタを含み、前記第2のP型トランジスタのソース電極又はドレイン電極が第1の電源に接続され、前記第1及び前記第2のP型トランジスタの間に第1の走査線が接続された第1のエージング用回路と、
直列に接続された第3及び第4のP型トランジスタを含み、前記第4のP型トランジスタのソース電極又はドレイン電極が第2の電源に接続され、前記第3及び前記第4のP型トランジスタの間に第2の走査線が接続された第2のエージング用回路と、
ゲート電極が前記第1の走査線に接続され、ソース電極又はドレイン電極が信号線に接続された第5のP型トランジスタ、及び、ゲート電極が前記第2の走査線に接続され、ソース電極又はドレイン電極が第3の電源に接続された第6のP型トランジスタ、並びに、第1又は第2の電極が前記第3の電源に電気的に接続された発光素子を含む画素と、を有することを特徴とする表示装置。 - 請求項7において、
前記第1乃至前記第6のP型トランジスタは、結晶質半導体でチャネル部を形成することを特徴とする表示装置。 - P型トランジスタ及び液晶素子を有し、前記P型トランジスタのゲート電極は走査線に接続され、ソース電極及びドレイン電極の一方は信号線に接続され、他方は液晶素子が含む第1又は第2の電極に接続された表示装置の駆動方法において、
前記P型トランジスタをオンにして、前記信号線の電位と前記P型トランジスタのドレイン電極の電位を同電位にする第1のステップと、
前記走査線の電位と、前記P型トランジスタの前記ドレイン電極の電位を同電位にする第2のステップを有することを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 請求項9において、
前記第1のステップにおいて、前記液晶素子が含む前記第1及び前記第2の電極の電位を同電位にすることを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 請求項9において、
前記第2のステップにおいて、前記走査線の電位と、前記P型トランジスタの前記ドレイン電極の電位との電位差が|24|V以上になるように設定することを特徴とする表示装置の駆動方法。 - P型トランジスタ及び発光素子を有し、前記P型トランジスタのゲート電極は走査線に接続され、ソース電極及びドレイン電極の一方は信号線に接続され、他方は発光素子が含む第1又は第2の電極に電気的に接続された表示装置の駆動方法において、
前記P型トランジスタをオンにして、前記信号線の電位と前記P型トランジスタのドレイン電極の電位を同電位にする第1のステップと、
前記走査線の電位と、前記P型トランジスタの前記ドレイン電極の電位を同電位にする第2のステップを有することを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 請求項12において、
前記第2のステップにおいて、前記走査線の電位と、前記P型トランジスタの前記ドレイン電極の電位との電位差が|24|V以上になるように設定することを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 直列に接続された第1及び第2のP型トランジスタを含み、前記第2のトランジスタのソース電極又はドレイン電極が第1の電源に接続され、前記第1及び前記第2のP型トランジスタの間に走査線が接続されたエージング用回路と、
ゲート電極が前記走査線に接続され、ソース電極及びドレイン電極の一方が信号線に接続された第3のP型トランジスタ、及び第1の電極が前記第3のP型トランジスタの前記ソース電極及び前記ドレイン電極の他方に接続され、第2の電極が第2の電源に接続された液晶素子を含む画素と、を有することを特徴とする表示装置の駆動方法であって、
前記第1のトランジスタをオフにし、前記第2のトランジスタをオンにして、前記第1の電源と前記走査線の電位を同電位にすることを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 請求項14において、
前記第1の電源の電位と、前記第3のトランジスタのドレイン電圧との電位差は、|24|V以上であることを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 直列に接続された第1及び第2のP型トランジスタを含み、前記第2のトランジスタのソース電極又はドレイン電極が第1の電源に接続され、前記第1及び前記第2のP型トランジスタの間に信号線が接続された第1のエージング用回路と、
直列に接続された第3及び第4のP型トランジスタを含み、前記第4のトランジスタのソース電極又はドレイン電極が第2の電源に接続され、前記第3及び前記第4のP型トランジスタの間に走査線が接続された第2のエージング用回路と、
ゲート電極が前記走査線に接続され、ソース電極及びドレイン電極の一方が前記信号線に接続された第5のP型トランジスタ、及び第1の電極が前記第5のP型トランジスタのソース電極及びドレイン電極の他方に接続され、第2の電極が第3の電源に接続された液晶素子を含む画素と、を有する表示装置の駆動方法において、
前記第1のトランジスタをオフにし、前記第2及び前記第5のトランジスタをオンにして、前記第1の電源、前記信号線及び前記液晶素子が含む前記第1の電極の電位を同電位にする第1のステップと、
前記第1及び前記第3のトランジスタをオフにし、前記第2及び前記第4のトランジスタをオンにして、前記第1の電源と前記信号線を同電位にし、前記第2の電源と前記走査線の電位を同電位にする第2のステップを有することを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 請求項16において、
前記第1のステップにおける前記第1及び前記第3の電源の電位は、同電位であることを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 請求項16において、
前記第1のステップにおける、前記第1及び前記第3の電源、前記液晶素子が含む前記第1及び前記第2の電極、並びに前記信号線の電位は、同電位であることを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 請求項16において、
前記第1及び前記第2のステップの各ステップにおける前記第2の電源の電位は異なることを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 請求項16において、
前記第1のステップにおける前記第1の電源の電位と、前記第2のステップにおける前記第2の電源の電位の電位差は|24|V以上であることを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 直列に接続された第1及び第2のP型トランジスタを含み、前記第2のトランジスタのソース電極又はドレイン電極が第1の電源に接続され、前記第1及び前記第2のP型トランジスタの間に走査線が接続されたエージング用回路と、
ゲート電極が前記走査線に接続され、ソース電極及びドレイン電極の一方が信号線に接続された第3のP型トランジスタ、及び第1又は第2の電極が第2の電源に電気的に接続された発光素子を含む画素、とを有する表示装置の駆動方法において、
前記第1のトランジスタをオフにし、前記第2のトランジスタをオンにして、前記第1の電源と前記走査線の電位を同電位にすることを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 請求項21において、
前記第1の電源の電位と、前記第3のトランジスタのドレイン電圧との電位差は、|24|V以上であることを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 直列に接続された第1及び第2のP型トランジスタを含み、前記第2のトランジスタのソース電極又はドレイン電極が第1の電源に接続され、前記第1及び前記第2のP型トランジスタの間に走査線が接続されたエージング用回路と、
ゲート電極が前記走査線に接続され、ソース電極及びドレイン電極の一方が信号線に接続された第3のP型トランジスタ、及び第1又は第2の電極が第2の電源に電気的に接続された発光素子を含む画素、とを有する表示装置の駆動方法において、
前記第3のP型トランジスタの前記ソース電極及び前記ドレイン電極の他方と、前記第2の電源の電位を同電位にする第1のステップと、
前記第1のトランジスタをオフにし、前記第2のトランジスタをオンにして、前記第1の電源と前記走査線の電位を同電位にする第2のステップを有することを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 請求項23において、
前記第1及び前記第2の電源の各電位の電位差は、|24|V以上であることを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 直列に接続された第1及び第2のP型トランジスタを含み、前記第2のトランジスタのソース電極又はドレイン電極が第1の電源に接続され、前記第1及び前記第2のP型トランジスタの間に第1の走査線が接続された第1のエージング用回路と、
直列に接続された第3及び第4のP型トランジスタを含み、前記第4のトランジスタのソース電極又はドレイン電極が第2の電源に接続され、前記第3及び前記第4のP型トランジスタの間に第2の走査線が接続された第2のエージング用回路と、
ゲート電極が前記第1の走査線に接続され、ソース電極及びドレイン電極の一方が信号線に接続された第5のP型トランジスタ、及び、ゲート電極が前記第2の走査線に接続され、ソース電極又はドレイン電極が第3の電源に接続された第6のP型トランジスタ、並びに、第1又は第2の電極が前記第3の電源に電気的に接続された発光素子を含む画素と、を有することを特徴とする表示装置の駆動方法において、
前記第5のトランジスタの前記ソース電極及び前記ドレイン電極の他方と、前記第3の電源の電位を同電位にする第1のステップと、
前記第1及び前記第3のトランジスタをオフにし、前記第2及び前記第4のトランジスタをオンにして、前記第1の電源と前記第1の走査線の電位を同電位にし、前記第2の電源と前記第2の走査線の電位を同電位にする第2のステップを有することを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 請求項25において、
前記第1及び前記第3の電源の各電位の電位差は、|24|V以上であることを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 請求項25において、
前記第2及び前記第3の電源の各電位の電位差は、|24|V以上であることを特徴とする表示装置の駆動方法。
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