JP2005107129A - Tftアレイ、表示パネル、tftアレイの検査方法、およびアクティブマトリックスoledパネルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 EL素子であるOLED21を駆動するための駆動TFT22と、OLED21に電流供給あるいは電流排出を行うために配設される第1コモン配線11と、この第1コモン配線11とは画素の水平ライン毎あるいは垂直カラム毎に交互に接続され、OLED21に電流供給あるいは電流排出を行うために配設される第2コモン配線12と、第1コモン配線11および第2のコモン配線12の何れか一方を画素電極26に接続させるための接続スイッチであるスイッチ用TFT23を備えた。
【選択図】 図1
Description
また他の目的は、画素回路レイアウトへの影響を小さくし、各画素の発光部面積の縮小を小さく留めることにある。
更に他の目的は、OLEDパネルにおいて、TFTアレイ単体で駆動TFTの各種特性に対する測定を簡易に行うことにある。
[実施の形態1]
図1は、本実施の形態が適用されるAMOLEDの基本回路構成を示した図である。図1に示す基本回路は、図23(a)に示すブロディ(Brody)方式回路に本実施の形態を適用している。この基本回路は、1画素毎に設けられる画素回路20、電源Vddに接続される2系統のコモン配線として、第1コモン配線(Vcom1)11と第2コモン配線(Vcom2)12、ビデオデータが印加されるデータ線(Data)13、ラインを選択するためのセレクトパルスが順に印加されるセレクト線(Sel)14を有している。
図3は、図1に示す基本回路における通常の表示動作時の駆動波形を示した図である。第1コモン配線(Vcom1)11と第2コモン配線(Vcom2)12は、例えば10Vの電源Vddに接続される。セレクト線14(図3ではSel1〜Sel3)には、ラインを選択するためのセレクトパルスが順に印加される。このセレクトパルスに同期してデータ線(Data)13にビデオデータを印加することにより、画素1、画素2、画素3と、順に表示動作(プログラミング)を実行することができる。
図5は、奇数番目の画素の駆動TFT22の検査を順に行う場合の駆動波形を示した図である。図4と異なるのは、セレクトパルスに同期して第1コモン配線(Vcom1)11と第2コモン配線(Vcom2)12の電位を変化させていない点である。図5に示す例では、第1コモン配線(Vcom1)11をVdd、第2コモン配線(Vcom2)12をGNDに接続している。シーケンス4、5では、画素1(Pixel1)が選択され、データ1(Data1)が画素1の画素容量(Cs)25にプログラミングされる。このとき、スイッチ用TFT23がオン状態であり、第2コモン配線(Vcom2)12がGNDレベルにあるため、プログラミング電圧に対応する駆動電流が第1コモン配線(Vcom1)11から駆動TFT22、スイッチ用TFT23を経由して第2コモン配線(Vcom2)12へ流れる。このとき、第1コモン配線(Vcom1)11あるいは第2コモン配線(Vcom2)12に電流測定回路あるいは電荷積分回路を接続することにより、駆動電流を観測することができる。
図6は、検査工程において用いられるテスト装置110の構成を示した図である。ここでは、テスト装置110によって、例えば図1に示すような基本回路構成を有するTFTアレイ100が検査される。テスト装置110は、記憶装置(Data Base)111、計算機(PC)112、測定制御回路(Control Circuits)113、信号生成・信号測定回路(Drive/sense circuits)114、プローブ(Data probes)115、信号生成・信号測定回路(Drive/sense circuits)116、プローブ(Gate probes)117、および電源制御回路(Power control Circuits)118を有している。
まず、第1に、1点測定による駆動TFT22の電流特性評価が可能となる。ここでは、図4のように各画素に同じビデオデータ(電圧)をプログラミングしながら、電流測定を行う。予め設定されたVgs(駆動TFT22のゲート・ソース間電圧)について、全画素の電流測定を行うことにより、パネル(TFTアレイ100)内の駆動TFT22に対するばらつきを検査することができる。測定された電流値が、予め設定された基準範囲にある画素は正常とみなし、基準範囲から外れた画素は不良とみなす。これにより、高速にパネルの良・不良判定を行うことができる。
駆動TFT22は飽和領域で動作させることから、ドレイン電流Idは、次式で近似することができる。
Id = 0.5β(Vgs − Vth)2
ここで、β = μ・Cox・W/Lであり、TFTの移動度μと単位面積当りのゲート容量Cox、TFTのチャネル幅Wとチャネル長Lの比で決定される値である。
実施の形態2では、プログラミングをしてから一定期間経過した後の画素容量25の保持特性について、その保持特性を検査可能な回路とその検査方法について説明する。尚、実施の形態1と同様な機能については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。以下、本明細書で説明する実施の形態について、全て同様である。
実施の形態3では、実施の形態1および実施の形態2と異なり、接続スイッチのゲートが、ドレイン(画素電極26)に接続されており、接続スイッチがダイオードとして機能している点に特徴がある。
図13は、2TFT構成電圧プログラミング方式の画素回路に応用した他の例を示した図である。ここでは、スイッチ用TFT23の代わりにダイオード32が用いられており、接続スイッチ(ダイオード32)のゲートが接続スイッチのドレインに接続されている。表示を行う通常駆動では、第1コモン配線(Vcom1)11と第2コモン配線(Vcom2)12とが電源電圧にあり、画素電極26に比べて高電位となることから、ダイオード32は逆バイアスされ、オフ状態になる。従って、図3と同じ駆動方法で通常駆動が可能となる。一方、検査時では、ダイオード32が接続されるコモン配線が画素電極26に比べて低電位となることから、ダイオード32はオン状態となり、駆動TFT22の電流経路が構成される。
実施の形態4では、実施の形態1および実施の形態2を組み合わせ、2つの接続スイッチ(スイッチ用TFT23と他のTFT)により、セレクト線14を2ラインずつ選択する点に特徴がある。
図16は、2TFT構成電圧プログラミング方式の画素回路(Brody回路)に本実施の形態を適用した例を示した図である。ここでは、第1の接続スイッチであるスイッチ用TFT23に、第2の接続スイッチである第2スイッチ用TFT33が直列に設けられ、AND回路を構成している。スイッチ用TFT23のゲートは、その画素のセレクト線14に接続されており、第2スイッチ用TFT33のゲートは前のラインのセレクト線に接続されている。接続スイッチとしてスイッチ用TFT23だけの場合、プログラミングの間、接続スイッチ(スイッチ用TFT23)がONになるため、OLED21にはフルオンのときと同じ電流が流れてしまい、一瞬だけ輝度が上がってしまう。結果として、コントラストを下げてしまい、表示品質を低下させる原因となる。これを防ぐために、接続スイッチを2つ直列にし、第1の接続スイッチであるスイッチ用TFT23のゲートを選択画素のセレクト線14に、第2の接続スイッチである第2スイッチ用TFT33のゲートを前のラインのセレクト線14に接続するように構成している。
実施の形態5では、実施の形態4とは異なり、1つの接続スイッチ(スイッチ用TFT23)とダイオード34とを直列につないだ点に特徴がある。
図19は、(スイッチ用TFT23)とダイオード34が直列に接続された例を示した図である。実施の形態3に示す図13では、ダイオード32が1つだけ接続された例を示しているが、この図13に示す例の場合、図14および図15のシーケンスに示されているように、選択画素を検査したのち、消灯のためオフ電位をプログラミングしなければならなかった。一方、図19に示す本実施の形態では、ダイオード34をスイッチ用TFT23に直列に接続し、検査を終えた画素のデータの状態によらず、確実に接続部分を切り離すための機能を付加した点に特徴がある。スイッチ用TFT23のゲートを選択画素のセレクト線14に接続することで、セレクトパルスによるスイッチが可能となり、検査シーケンスがより平易になる。また、実施の形態4に比べ、使用するTFTの数は同じだが、配線の数を減らすことができ、画素回路のレイアウトがより簡易となる。
実施の形態6では、図23(b)に示したDawsonの回路に、本発明を適用した場合について説明する。
図20は、Dawsonの回路に本発明を適用した場合の回路図を示している。ここでは、セレクト用TFT(T1)61、駆動TFT(T2)62、Vt補正用TFT(T3)63、電流制御用TFT(T4)64、検査用接続スイッチ(T5)65の5つのTFTが設けられ、OLED21を駆動している。また、画素容量(C1)67、画素容量(C2)68を有している。実施の形態6では、前述の実施の形態1〜5と同様に、コモン配線を第1コモン配線(Vcom1)11と第2コモン配線(Vcom2)12との2系統に分割している。また、駆動TFT(T2)62、電流制御用TFT(T4)64と直列に、検査用接続スイッチ(T5)65が接続され、この検査用接続スイッチ(T5)65によって、駆動TFT(T2)62に検査用電流経路が与えられている。検査用接続スイッチ(T5)65は、実施の形態2、実施の形態3、実施の形態4および実施の形態5と同様に、検査用接続スイッチ(T5)65のゲートを別のセレクト線14につないだり、検査用接続スイッチ(T5)65を直列に複数個、配置することや、あるいはダイオードと検査用接続スイッチ(T5)65とを直列に配置することも可能である。
実施の形態7では、図23(c)に示したDawsonの回路に、本発明を適用した場合について説明する。
図21は、Dawsonの回路に、本発明を適用した場合の回路図を示している。ここでは、T1〜T5の5つのTFT71〜75のうち、駆動TFT(T2)72と直列に検査用接続スイッチ(T5)75が接続されており、また画素容量(Cs)76を有している。前述の実施形態と同様に、コモン配線を第1コモン配線(Vcom1)11と第2コモン配線(Vcom2)12との2系統に分割し、検査用接続スイッチ(T5)75によって駆動TFT(T2)72に検査用電流経路が与えられている。検査用接続スイッチ(T5)75は、実施の形態2、実施の形態3、実施の形態4および実施の形態5と同じように、検査用接続スイッチ(T5)75のゲートを別のセレクト線14につないだり、検査用接続スイッチ(T5)75を直列に複数配置したり、あるいはダイオードと検査用接続スイッチ(T5)75を直列に接続してもよい。
実施の形態8では、図23(d)に示したカレントミラー方式4TFT構成プログラミング回路に、本発明を適用した場合について説明する。
図22は、カレントミラー方式4TFT構成プログラミング回路に、本発明を適用した場合の回路図を示している。ここでは、T1〜T5の5つのTFT81〜85のうち、駆動TFT(T2)82と直列に検査用接続スイッチ(T5)85が接続されている。また画素容量(Cs)86を有している。前述の実施形態と同様に、コモン配線を第1コモン配線(Vcom1)11と第2コモン配線(Vcom2)12との2系統に分割し、検査用接続スイッチ(T5)85によって駆動TFT(T2)82に検査用電流経路が与えられている。検査用接続スイッチ(T5)85は、実施の形態2、実施の形態3、実施の形態4および実施の形態5と同じように、検査用接続スイッチ(T5)85のゲートを別のライト線(Write)につないだり、検査用接続スイッチ(T5)85を直列に複数配置したり、ダイオードに代えたり、あるいはダイオードと検査用接続スイッチ(T5)85の直列にすることも可能である。
本実施の形態が適用されるOLEDパネルの製造方法は、OLED21の駆動回路であるTFTアレイ100(アクティブマトリックスパネル)を生成するアレイ工程と、生成されたTFTアレイ100単体で機能テストを行う検査工程を有している。この検査工程では、アレイ工程により生成されたアクティブマトリックスパネルにおける第1コモン配線(Vcom1)11および第2コモン配線(Vcom2)12の何れか一方に高電位、他方に低電位を供給した状態でビデオデータのプログラミングを行い、駆動TFT22(62,72,82)に流れる電流を観測することにより検査が行われる。この検査工程で不良品であると判断されるTFTアレイ100は、次工程に移行させずに排除される。良品であると判断されるTFTアレイ100については、TFTアレイ100上にOLED21を形成するセル工程を経て、最終検査工程に移行する。この最終検査工程にて、最後に良品と不良品とが振り分けられる。本実施の形態では、セル工程の前に検査工程を設けることで、OLED21を載せる前に、駆動TFT22(62,72,82)のばらつきの大きいTFTアレイ100を排除することが可能となる。検査対象としては、例えばPHSや携帯電話などの表示画面に用いられるアクティブマトリックス(AM)パネルの他、各種AMOLEDパネルが挙げられる。
Claims (19)
- EL素子を駆動するための駆動TFTと、
EL素子に電流供給あるいは電流排出を行うために配設される第1のコモン配線と、
前記第1のコモン配線とは画素の水平ライン毎あるいは垂直カラム毎に交互に接続され、EL素子に電流供給あるいは電流排出を行うために配設される第2のコモン配線と、
前記第1のコモン配線および前記第2のコモン配線の何れか一方を画素電極に接続させるための接続スイッチと
を含むTFTアレイ。 - 画素を選択するためのセレクト配線を備え、
前記接続スイッチをTFTで構成するとともに、当該TFTのオン・オフ制御を前記セレクト配線を用いて行うことを特徴とする請求項1記載のTFTアレイ。 - 前記接続スイッチをTFTで構成するとともに、当該TFTのオン・オフ制御は、当該TFTのオン・オフ制御がなされる画素以外の画素を選択するために用意されたセレクト配線で行うことを特徴とする請求項1記載のTFTアレイ。
- 前記接続スイッチはダイオードを含み、当該ダイオードの前記画素電極に接続される端子の極性はEL素子の当該画素電極に接続される端子の極性と一致していることを特徴とする請求項1記載のTFTアレイ。
- 前記接続スイッチは、直列接続された複数のTFTで構成され、当該複数のTFTのオン・オフ制御は、その画素を選択するために用意されたセレクト配線およびその画素以外の画素を選択するために用意されたセレクト配線によって、または、その画素以外の画素を選択するために用意されたセレクト配線によって行うことを特徴とする請求項1記載のTFTアレイ。
- EL素子を駆動する駆動TFTと、
EL素子に電流供給あるいは電流排出を行うために配設される第1のコモン配線と、
前記第1のコモン配線とは画素の水平ライン毎あるいは垂直カラム毎に交互に接続され、EL素子に電流供給あるいは電流排出を行うために配設される第2のコモン配線と、
前記第1のコモン配線および前記第2のコモン配線の何れか一方に高電位、他方に低電位を供給することで前記駆動TFTの検査を可能とする手段と
を含むTFTアレイ。 - 前記駆動TFTの検査を可能とする手段は、奇数番目または偶数番目の何れか一方の並びの画素における前記駆動TFTの電流測定を行った後、前記第1のコモン配線および前記第2のコモン配線の電位を相互に切り替えて、前記奇数番目または前記偶数番目の他方の並びの画素の前記駆動TFTの電流測定を行うことを可能とする請求項6記載のTFTアレイ。
- 前記駆動TFTの検査を可能とする手段は、前記第1のコモン配線の電位と前記第2のコモン配線の電位とを画素検査毎に交互に切り替えながら前記駆動TFTの検査を行うことを可能とする請求項6記載のTFTアレイ。
- EL素子と、
前記EL素子を駆動するための駆動TFTと、
前記EL素子に電流供給あるいは電流排出を行うために配設される第1のコモン配線と、
前記第1のコモン配線とは画素の水平ライン毎あるいは垂直カラム毎に交互に接続され、前記EL素子に電流供給あるいは電流排出を行うために配設される第2のコモン配線と、
前記第1のコモン配線および前記第2のコモン配線の何れか一方を画素電極に接続させるための接続スイッチと
を含む表示パネル。 - 前記接続スイッチは、単数、または直列接続された複数のTFTで構成され、画素を選択するためのセレクト線によりオン・オフ制御がなされることを特徴とする請求項9記載の表示パネル。
- 前記接続スイッチを構成する前記TFTのオン・オフ制御は、その画素を選択するために用意された前記セレクト線および/またはその画素以外の画素を選択するために用意された前記セレクト線でなされることを特徴とする請求項10記載の表示パネル。
- 前記接続スイッチはダイオードを含み、当該ダイオードの画素電極に接続される端子の極性は、前記EL素子の画素電極に接続される端子の極性と一致することを特徴とする請求項9記載の表示パネル。
- 前記第1のコモン配線および前記第2のコモン配線は、通常の画素表示時には同じ電位に接続されることを特徴とする請求項9記載の表示パネル。
- EL素子を駆動するための駆動TFTを備え、実装されるコモン配線が第1のコモン配線と第2のコモン配線との2系統に分割され且つ水平ライン毎あるいは垂直カラム毎に当該第1のコモン配線と当該第2のコモン配線とが交互に接続されるTFTアレイの検査方法であって、
前記第1のコモン配線および前記第2のコモン配線の何れか一方を高電位、他方を低電位に接続し、
前記第1のコモン配線および前記第2のコモン配線の前記一方から前記他方に向けて前記駆動TFTを流れる駆動電流を測定することを特徴とするTFTアレイの検査方法。 - 前記駆動電流を測定した後、前記第1のコモン配線および前記第2のコモン配線の前記一方を低電位、前記他方を高電位に切り替えて接続し、
前記駆動TFTを流れる駆動電流を測定することを特徴とする請求項14記載のTFTアレイの検査方法。 - 前記第1のコモン配線および前記第2のコモン配線の電位の切り替えは、画素検査毎になされる交互の切り替えであることを特徴とする請求項15記載のTFTアレイの検査方法。
- 前記第1のコモン配線および前記第2のコモン配線の電位の切り替えは、偶数番目あるいは奇数番目の画素の駆動TFTに対する駆動電流の測定後の切り替えであることを特徴とする請求項15記載のTFTアレイの検査方法。
- OLED(Organic Light Emitting Diode)を駆動するための駆動TFTを備え実装されるコモン配線が第1のコモン配線と第2のコモン配線との2系統に分割され且つ水平ライン毎あるいは垂直カラム毎に当該第1のコモン配線と当該第2のコモン配線とが交互に接続されるTFTアレイを有するアクティブマトリックスを生成するアレイ工程と、
生成された前記アクティブマトリックスパネルの機能検査を行う検査工程と、
前記検査工程により良品と判断されたアクティブマトリックスパネルに対してOLEDを実装するセル工程とを含み、
前記検査工程は、前記アレイ工程により生成された前記アクティブマトリックスパネルにおける前記第1のコモン配線および前記第2のコモン配線の何れか一方に高電位、他方に低電位を供給した状態でビデオデータのプログラミングを行い、前記駆動TFTに流れる電流を観測することにより検査を行うことを特徴とするアクティブマトリックスOLEDパネルの製造方法。 - 前記アレイ工程は、前記第1のコモン配線あるいは前記第2のコモン配線の何れか一方が前記駆動TFTに直接あるいは他の回路を介して接続され、他方が接続スイッチを通して画素電極に接続されるTFTアレイを有するアクティブマトリックスを生成することを特徴とする請求項18記載のアクティブマトリックスOLEDパネルの製造方法。
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