JP2008216983A - 有機電界発光表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】有機電界発光素子の劣化による残像現象及び寿命減少現象を抑制して駆動トランジスタのしきい値電圧も補償することを目的とする。
【解決手段】第１電源電圧線に電気的に連結される駆動トランジスタと、駆動トランジスタと発光制御線に電気的に連結される第１スイッチング素子と、駆動トランジスタとプレビアス走査線に連結される第２スイッチング素子と、第１スイッチング素子とデータ線に連結される第３スイッチング素子と、データ線と第３スイッチング素子に連結される第４スイッチング素子と、駆動トランジスタと走査線に連結される第５スイッチング素子と、第２スイッチング素子と第３スイッチング素子に連結される第１容量性素子と、第３スイッチング素子と第５スイッチング素子に連結される第２容量性素子と、駆動トランジスタと第２電源電圧線に連結される有機電界発光素子と、からなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、有機電界発光表示装置に関し、より詳しくは、有機電界発光素子の劣化による残像(ｉｍａｇｅ ｓｔｉｃｋｉｎｇ)現象及び寿命減少現象を抑制し、駆動トランジスタのしきい値電圧も補償することができる有機電界発光表示装置に関する。
一般的に有機電界発光表示装置は、蛍光材料または燐光材料を電気的に励起させて発光する表示装置として、Ｎ×Ｍ個の有機電界発光素子を駆動して映像を表示する。このような有機電界発光素子は、アノード電極(ａｎｏｄｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ)、有機層、カソード電極(ｃａｔｈｏｄｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ)からなる。上記有機層は、電子と正孔との均衡を容易にして発光効率を向上させるために発光層(ＥＭｉｔｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ、ＥＭＬ)、電子輸送層(Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ、ＥＴＬ)及び正孔輸送層(Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ、ＨＴＬ)とを含む多層構造からなり、また、別途の電子注入層(Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ、ＥＩＬ)と正孔注入層(Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ、ＨＩＬ)とを含むことができる。
上記アノード電極は、発光層ＥＭＬに正孔を供給するように第１電源と接続される。上記カソード電極は発光層ＥＭＬに電子を供給するように第１電源より低い第２電源と接続される。すなわち、アノード電極はカソード電極に比べて相対的に高い正極性(＋)の電位を有し、カソード電極はアノード電極に比べて相対的に低い負極性(−)の電位を有する。
上記正孔輸送層ＨＴＬは、アノード電極から供給される正孔を加速して発光層ＥＭＬに供給する。上記電子輸送層ＥＴＬは、カソード電極から供給される電子を加速して発光層ＥＭＬに供給する。この時、発光層ＥＭＬで電子と正孔が再結合するようになり、これによって所定の光が生成される。実質的に発光層ＥＭＬは、電子と正孔が再結合する時にレッドＲ、グリーンＧ及びブルーＢのうちいずれか１つの光を生成する。
このような有機電界発光素子ＯＬＥＤにおいて、アノード電極に印加される電圧は、カソード電極に印加される電圧より常に高く設定されるので、負極性(−)の多くのキャリア(ｃａｒｒｉｅｒ)は、アノード電極側に位置され、そして正極性(＋)の多くのキャリアは、カソード電極側に位置される。ここで上記アノード電極に位置された負極性(−)のキャリア及びカソード電極に位置された正極性(＋)のキャリアが長時間に維持されば、発光に寄与する電子及び正孔の移動量が減少する。すなわち、有機電界発光素子の使用時間が増加するにつれ、前記有機電界発光素子が劣化(ｄｅｇｒａｄｅ)になり、そしてこれによって残像現象が発生するのみならず、有機電界発光素子の寿命も短縮される。
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、有機電界発光素子の劣化による残像現象及び寿命減少現象を抑制することができる有機電界発光表示装置を提供することである。
本発明の他の目的は、駆動トランジスタのしきい値電圧を補償することができる有機電界発光表示装置を提供することである。
上述の目的を達成するための本発明に係る有機電界発光表示装置は、第１電源電圧線に電気的に連結される駆動トランジスタと、上記駆動トランジスタと発光制御線に電気的に連結される第１スイッチング素子と、上記駆動トランジスタとプレビアス（ｐｒｅｖｉｏｕｓ）走査線に電気的に連結される第２スイッチング素子と、上記第１スイッチング素子とデータ線に電気的に連結される第３スイッチング素子と、上記データ線と上記第３スイッチング素子に電気的に連結される第４スイッチング素子と、上記駆動トランジスタと走査線に電気的に連結される第５スイッチング素子と、上記第２スイッチング素子と上記第３スイッチング素子に電気的に連結される第１容量性素子と、上記第３スイッチング素子と上記第５スイッチング素子に電気的に連結される第２容量性素子と、上記駆動トランジスタと第２電源電圧線に電気的に連結される有機電界発光素子とを含むことを特徴とする。
上記駆動トランジスタは、制御電極が第２スイッチング素子に電気的に連結され、第１電極が上記第１スイッチング素子及び第３スイッチング素子に電気的に連結され、第２電極が第５スイッチング素子及び有機電界発光素子に電気的に連結されるとしてもよい。
上記駆動トランジスタは、Ｐチャネル電界効果トランジスタであるとしてもよい。
上記駆動トランジスタは、非晶質シリコン薄膜トランジスタ、多結晶シリコン薄膜トランジスタ、有機薄膜トランジスタ及びマイクロ薄膜トランジスタの中から選択されたいずれか１つであるとしてもよい。
上記駆動トランジスタは、多結晶シリコンを含み、上記多結晶シリコンにはニッケル(Ｎｉ)、カドミウム(Ｃｄ)、コバルト(Ｃｏ)、チタン(Ｔｉ)、パラジウム(Ｐｄ)及びタングステン(Ｗ)の中から選択されたいずれか１つが含有されるとしてもよい。
上記第１スイッチング素子は、制御電極が上記発光制御線に電気的に連結され、 第１電極が上記第１電源電圧線に電気的に連結され、第２電極が上記駆動トランジスタに電気的に連結されるとしてもよい。
上記第２スイッチング素子は、制御電極が上記プレビアス走査線に電気的に連結され、 第１電極が第３電源電圧線に電気的に連結され、第２電極が上記駆動トランジスタに電気的に連結されるとしてもよい。
上記第３スイッチング素子は、制御電極が上記プレビアス走査線に電気的に連結され、 第１電極が上記データ線、上記第１容量性素子及び上記第２容量性素子に電気的に連結され、第２電極が上記第１スイッチング素子と上記駆動トランジスタとの間に電気的に連結されるとしてもよい。
上記第４スイッチング素子は、制御電極が上記走査線に電気的に連結され、第１電極が上記データ線に電気的に連結され、第２電極が上記第１容量性素子、第２容量性素子及び上記第３スイッチング素子に電気的に連結されるとしてもよい。
上記第５スイッチング素子は、制御電極が上記走査線に電気的に連結され、第１電極が上記駆動トランジスタと上記有機電界発光素子との間に電気的に連結されるとしてもよい。
上記第５スイッチング素子には、第６スイッチング素子が電気的にさらに連結されるとしてもよい。
上記第６スイッチング素子は、制御電極が上記走査線に電気的に連結され、第１電極が第３電源電圧線に電気的に連結され、第２電極が上記第５スイッチング素子に電気的に連結されるとしてもよい。
上記第１スイッチング素子ないし第５スイッチング素子は、Ｐチャネル電界効果トランジスタであり、上記第６スイッチング素子は、Ｎチャネル電界効果トランジスタであるとしてもよい。
上記第１容量性素子は、第１電極が上記第２容量性素子、上記第３スイッチング素子及び上記第４スイッチング素子に電気的に連結され、第２電極が上記駆動トランジスタ及び上記第２スイッチング素子に電気的に連結されるとしてもよい。
上記第２容量性素子は、第１電極が上記第１容量性素子、上記第３スイッチング素子及び上記第４スイッチング素子に電気的に連結され、第２電極が上記第５スイッチング素子に電気的に連結されるとしてもよい。
上記有機電界発光素子は、アノードが上記駆動トランジスタ及び上記第５スイッチング素子に電気的に連結され、カソードが上記第２電源電圧線に電気的に連結されるとしてもよい。
上記有機電界発光素子は、発光層を含み、上記発光層は蛍光材料及び燐光材料の中から選択されたいずれか１つであることができる。
上記第１電源電圧線と第１容量性素子との間には、第３容量性素子が電気的にさらに連結されるとしてもよい。
上記第３容量性素子は、第１電極が上記第１電源電圧線に電気的に連結され、第２電極が上記第１容量性素子、第２容量性素子、第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子との間に電気的に連結されるとしてもよい。
上記第１電源電圧線の電圧は、第２電源電圧線の電圧に比べてハイレベルであるとしてもよい。
上記第１電源電圧線の電圧は、第３電源電圧線の電圧に比べてハイレベルであるとしてもよい。
上記第５スイッチング素子には、第６スイッチング素子が電気的に連結され、上記第２スイッチング素子及び第６スイッチング素子は、第３電源電圧線に電気的に連結されるとしてもよい。
上記プレビアス走査線がローレベルであり、上記走査線がハイレベルであり、上記発光制御線がローレベルであれば、上記第１、２容量性素子及び駆動トランジスタの制御電極が第３電源電圧線に電気的に連結されることから上記第１、２容量性素子及び上記駆動トランジスタの制御電極が上記第３電源電圧線のレベルに初期化されるとしてもよい。
上記プレビアス走査線がローレベルを維持し、上記走査線がハイレベルを維持し、上記発光制御線がハイレベルになれば、上記第１、２容量性素子に上記駆動トランジスタのしきい値電圧が反映され、上記駆動トランジスタの制御電極電圧は上記第３電源電圧線のレベルになることから上記駆動トランジスタのしきい値電圧が補償されるとしてもよい。
上記プレビアス走査線がハイレベルになり、上記走査線がローレベルになり、上記発光制御線がローレベルになれば、上記第１、２容量性素子に上記データ線のデータ電圧が保存され、同時に上記有機電界発光素子の素子電圧が反映されるとしてもよい。
上記プレビアス走査線がハイレベルを維持し、上記走査線がハイレベルになり、上記発光制御線がローレベルを維持すれば、上記第１、２容量性素子に反映されたデータ電圧と有機電界発光素子電圧によって上記駆動トランジスタを介して上記有機電界発光素子に供給される電流がさらに増加するとしてもよい。
上記電流は、上記有機電界発光素子電圧に比例して増加するとしてもよい。
上記のように本発明に係る有機電界発光表示装置は、データ記入の期間中に有機電界発光素子の劣化程度によって増加する有機電界発光素子電圧を検知し、上記検知された有機電界発光素子電圧に比例して有機電界発光素子に供給される電流を増加させることから結果的に有機電界発光素子の劣化による残像現象及び寿命減少現象を抑制するようになる。
また、上記のように本発明に係る有機電界発光表示装置は、駆動トランジスタの制御電極と第１電極との間に容量性素子を電気的に連結した後、第１電極に供給される電源電圧の供給を遮断することからその容量性素子に駆動トランジスタのしきい値電圧が自然に保存されるようにする。すなわち、本発明は、ダイオード連結構造を採択しなくても駆動トランジスタのしきい値電圧を補償するようになる。
図１には、通常の有機電界発光素子が概略的に示されている。
示されたように、有機電界発光素子はアノード電極と、有機層と及びカソード電極とを含む。上記有機薄膜は、電子と正孔が結合して励起子(ｅｘｃｉｔｏｎ)を形成して発光する発光層(ＥＭｉｔｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ、ＥＭＬ)、電子を輸送する電子輸送層(Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ、ＥＴＬ)、正孔を輸送する正孔輸送層(Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ、ＨＴＬ)からなる。また、上記電子輸送層の一側面には、電子を注入する電子注入層(Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ、ＥＩＬ)が形成され、上記正孔輸送層の一側面には、正孔を注入する正孔注入層(Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ、ＨＩＬ)がさらに形成される。尚、燐光型有機電界発光素子の場合には、正孔抑制層(Ｈｏｌｅ Ｂｌｏｃｋｉｎｇ Ｌａｙｅｒ、ＨＢＬ)が発光層ＥＭＬと電子輸送層ＥＴＬとの間に選択的に形成でき、電子抑制層(Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｌｏｃｋｉｎｇ Ｌａｙｅｒ、ＥＢＬ)が発光層ＥＭＬと正孔輸送層ＨＴＬとの間に選択的に形成できる。
また、上記有機層は、二種類の層を混合してその厚さを減少させるスリム型有機電界発光素子(ｓｌｉｍ ＯＬＥＤ)構造に形成できる。例えば、正孔注入層と正孔輸送層を同時に形成する正孔注入輸送層(Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ、ＨＩＴＬ)構造及び電子注入層と電子輸送層を同時に形成する電子注入輸送層(Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ、ＥＩＴＬ)構造を選択的に形成できる。上記のようなスリム型有機電界発光素子は発光効率を増加させることにその使用の目的がある。
また、アノード電極と発光層との間には、選択層としてバッファ層(ｂｕｆｆｅｒ ｌａｙｅｒ)を形成することができる。上記バッファ層は、電子をバッファリングする電子バッファ層(Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｕｆｆｅｒ Ｌａｙｅｒ、ＥＢＬ)と正孔をバッファリングする正孔バッファ層(Ｈｏｌｅ Ｂｕｆｆｅｒ Ｌａｙｅｒ、 ＨＢＬ)に区分する。上記電子バッファ層ＥＢＬは、カソード電極と電子注入層ＥＩＬとの間に選択的に形成でき、上記電子注入層ＥＩＬの機能の代わりに形成できる。この時、上記有機層の積層構造は、発光層ＥＭＬ/電子輸送層ＥＴＬ/電子バッファ層ＥＢＬ/カソード電極になることができる。また、上記正孔バッファ層ＨＢＬは、アノード電極と正孔注入層ＨＩＬとの間に選択的に形成でき、正孔注入層ＨＩＬの機能の代わりに形成することができる。この時、上記有機層の積層構造は、アノード電極/正孔バッファ層ＨＢＬ/正孔輸送層ＨＴＬ/発光層ＥＭＬになる。
上記構造に対して可能な積層構造を記載すれば、次のようになる。
ａ)正積層構造(Ｎｏｒｍａｌ Ｓｔａｃｋ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ)
１)アノード電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/カソード電極
２)アノード電極/正孔バッファ層/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/カソード電極
３)アノード電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/電子バッファ層/カソード電極
４)アノード電極/正孔バッファ層/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/電子バッファ層/カソード電極
５)アノード電極/正孔注入層/正孔バッファ層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/カソード電極
６)アノード電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子バッファ層/電子注入層/カソード電極
ｂ)正スリム構造(Ｎｏｒｍａｌ Ｓｌｉｍ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ)
１)アノード電極/正孔注入輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/カソード電極
２)アノード電極/正孔バッファ層/正孔注入輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/カソード電極
３)アノード電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入輸送層/電子バッファ層/カソード電極
４)アノード電極/正孔バッファ層/正孔輸送層/発光層/電子注入輸送層/電子バッファ層/カソード電極
５)アノード電極/正孔注入輸送層/正孔バッファ層/発光層/電子輸送層/電子注入層/カソード電極
６)アノード電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子バッファ層/電子注入輸送層/カソード電極
ｃ)逆積層構造(Ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｓｔａｃｋ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ)
１)カソード電極/電子注入層/電子輸送層/発光層/正孔輸送層/正孔注入層/アノード電極
２)カソード電極/電子注入層/電子輸送層/発光層/正孔輸送層/正孔注入層/正孔バッファ層/アノード電極
３)カソード電極/電子バッファ層/電子注入層/電子輸送層/発光層/正孔輸送層/正孔注入層/アノード電極
４)カソード電極/電子バッファ層/電子注入層/電子輸送層/発光層/正孔輸送層/正孔バッファ層/アノード電極
５)カソード電極/電子注入層/電子輸送層/発光層/正孔輸送層/正孔バッファ層/正孔注入層/アノード電極
６)カソード電極/電子注入層/電子バッファ層/電子輸送層/発光層/正孔輸送層/正孔注入層/アノード電極
ｄ)逆スリム構造 (Ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｓｌｉｍ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ)
１)カソード電極/電子注入層/電子輸送層/発光層/正孔注入輸送層/アノード電極
２)カソード電極/電子注入層/電子輸送層/発光層/正孔注入輸送層/正孔バッファ層/アノード電極
３)カソード電極/電子バッファ層/電子注入輸送層/発光層/正孔輸送層/正孔注入層/アノード電極
４)カソード電極/電子バッファ層/電子注入輸送層/発光層/正孔輸送層/正孔バッファ層/アノード電極
５)カソード電極/電子注入層/電子輸送層/発光層/正孔バッファ層/正孔注入輸送層/アノード電極
６)カソード電極/電子注入輸送層/電子バッファ層/発光層/正孔輸送層/正孔注入層/アノード電極
このような有機電界発光素子を駆動する方式として、受動マトリックス(ｐａｓｓｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ)駆動方式と能動マトリックス(ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ)駆動方式が知られている。上記受動マトリックス駆動方式は、アノード電極とカソード電極を直交するように形成してラインを選択して駆動することから製作工程が単純あり、投資費用が少ないが、大画面の具現時に電流消耗量が多いという短所がある。上記能動マトリックス駆動方式は、薄膜トランジスタのような能動素子及び容量性素子を各画素に形成することから電流消耗量が少なくて画質が優れており、寿命が長くて中大型まで拡大できるという長所がある。
上述のように能動マトリックス方式では、有機電界発光素子と薄膜トランジスタを基づいて画素回路構成が必要だが、この時、上記薄膜トランジスタ(以下、説明するスイッチング素子及び駆動トランジスタを意味する)の結晶化方法としては、エキシマレーザーを用いるレーザーアニーリング方法(Ｅｘｃｉｍｅｒ Ｌａｓｅｒ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ、ＥＬＡ)と、金属触媒(ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ)を用いる金属触媒結晶化方法(Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ、ＭＩＣ)と、固相結晶化(Ｓｏｌｉｄ Ｐｈａｓｅｓ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ、ＳＰＣ)方法などがある。その他、既存のレーザー結晶化方法にマスクをさらに用いる(Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｌａｔｅｒａｌ Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ、ＳＬＳ)方法などがある。また、非晶質シリコンと多結晶シリコンとの間の結晶粒の大きさを有するマイクロシリコン(ｍｉｃｒｏ ｓｉｌｉｃｏｎ)に結晶化する方法もあるが、これは大きく熱結晶化方法(Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ、ＴＣＭ)とレーザー結晶化方法(Ｌａｓｅｒ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ、ＬＣＭ)などの方法がある。
上記マイクロシリコンは、結晶粒の大きさが１ｎｍから１００ｎｍまでのものを通常的に言う。上記マイクロシリコンの電子移動度は、１から５０以下であり、正孔移動度は、０．０１から０．２以下である。また、上記マイクロシリコンは、上記多結晶シリコンに比べて結晶粒の大きさの小さいことが特徴であり、多結晶シリコンに比べて結晶粒の間の突出部の領域が小さく形成されて結晶粒間に電子の移動が容易に均一な特性を有する。
上記レーザー結晶化方法は、薄膜トランジスタを多結晶シリコンに形成する方法のうち一番多く用いられる。既存の多結晶液晶表示装置の結晶化方法をそのまま利用するだけではなく、工程が簡単であり、工程方法に対する技術開発が完了した状態である。
上記金属触媒結晶化方法は、上記レーザー結晶化方法を使用せず、低温で結晶化する方法のうち１つである。初期には、非晶質シリコン表面に金属触媒金属のニッケル(Ｎｉ)、カドミウム(Ｃｄ)、コバルト(Ｃｏ)、パラジウム(Ｐｄ)、チタン(Ｔｉ)などを蒸着あるいはスピンコーティング(ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ)して上記金属触媒金属が上記非晶質シリコン表面に直接浸透して上記非晶質シリコンの状を変化させながら結晶化する方法として、低温で結晶化することができる。 勿論、これによって上記薄膜トランジスタをなす多結晶シリコンには、金属触媒のニッケル(Ｎｉ)、カドミウム(Ｃｄ)、コバルト(Ｃｏ)、パラジウム(Ｐｄ)、チタン(Ｔｉ)などが残留するようになる。
上記金属触媒結晶化方法の他の方法は、上記非晶質シリコン表面に金属層を介在させる時にマスクを利用することから上記薄膜トランジスタの特定領域にニッケルシリサイドのような汚染物の形成を最大限抑制することである。上記結晶化方法を金属触媒誘導側面結晶化方法(Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｌａｔｅｒａｌ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ、ＭＩＬＣ)という。上記金属触媒誘導側面結晶化方法に用いられるマスクとして、シャドウマスクが用いられるが、上記シャドウマスクは、扇形マスク或いは点型マスクであることができる。上記金属触媒結晶化方法のまた他の方法は、上記非晶質シリコン表面に金属触媒層を蒸着あるいはスピンコーティングする時、キャッピング層(ｃａｐｐｉｎｇ ｌａｙｅｒ)を先に介在させて上記非晶質シリコンに流入される金属触媒量をコントロールする金属触媒誘導キャッピング層結晶化方法(Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｃａｐｐｉｎｇ Ｌａｙｅｒ、ＭＩＣＣＬ)がある。上記キャッピング層として、シリコン窒化膜が用いられる。上記シリコン窒化膜 の厚さによって上記金属触媒層から上記非晶質シリコンに流入される金属触媒量が変わる。この時、上記シリコン窒化膜に流入される金属触媒は、上記シリコン窒化膜の全体に形成でき、シャドウマスクなどを用いて選択的に形成できる。上記金属触媒層が上記非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化された後、選択的に上記キャッピング層を除去することができる。上記キャッピング層除去方法として、湿式蝕刻方法あるいは乾式蝕刻方法が用いられる。さらに、上記多結晶シリコンが形成された後にゲート絶縁膜を形成して上記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する。上記ゲート電極上に層間絶縁膜(ｉｎｔｅｒ−ｌａｙｅｒ)を形成することができる。上記層間絶縁膜上にビアホール(ｖｉａ ｈｏｌｅ)を形成した後に不純物を上記ビアホールを介して結晶化された多結晶シリコン上に投入して内部に形成された金属触媒不純物をさらに除去することができる。上記金属触媒不純物を更に除去する方法を不純物除去工程(ｇａｔｔｅｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ)という。上記不純物除去工程には、上記不純物を注入する工程の他に、低温で薄膜トランジスタを加熱する加熱工程(ｈｅａｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ)がある。 上記不純物除去工程を介して良質の薄膜トランジスタを具現することができる。
上記のように本発明に係る有機電界発光表示装置は、データ記入期間中に有機電界発光素子の劣化程度によって増加する有機電界発光素子の電圧を検知し、上記検知された有機電界発光素子の電圧に比例して有機電界発光素子に供給される電流量を増加させることから有機電界発光素子の劣化による残像現象及び寿命減少現象を抑制するようになる。
また、上記のように本発明に係る有機電界発光表示装置は、駆動トランジスタの制御電極と第１電極との間に容量性素子を電気的に連結した後、第１電極に供給される電源電圧の供給を遮断することからその容量性素子に駆動トランジスタのしきい値電圧が自然に保存されるようにする。すなわち、本発明はダイオード連結構造を採択しなくても駆動トランジスタのしきい値電圧を補償するようになる。
以下、本発明の属する技術分野の通常の知識を有する者が容易に実施できるように、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
ここで、本発明において、類似の構成及び動作を有する部分について同様な図面符号を付けた。また、いずれかの部分が他の部分と電気的に連結されていることは、直接的に連結されている場合のみならず、その中間に他の素子を間に置いて連結されている場合も含む。
図２は、本発明に係る有機電界発光表示装置の構成がブロック図である。
図２に示すように本発明に係る有機電界発光表示装置１００は、走査駆動部１１０と、データ駆動部１２０と、発光制御駆動部１３０と、有機電界発光表示パネル１４０(以下、パネル)と、第１電源電圧供給部１５０と、第２電源電圧供給部１６０と、及び第３電源電圧供給部１７０とを含む。
上記走査駆動部１１０は、複数の走査線Ｓｃａｎ[１]、Ｓｃａｎ[２]、…、Ｓｃａｎ[ｎ]を介して上記パネル１４０に走査信号を順次に印加することができる。
上記データ駆動部１２０は、複数のデータ線Ｄａｔａ[１]、Ｄａｔａ[２]、…、Ｄａｔａ[ｍ]を介して上記パネル１４０にデータ信号を印加することができる。
上記発光制御駆動部１３０は、複数の発光制御線 Ｅｍ[１]、Ｅｍ[２]、…、Ｅｍ[ｎ]を介して上記パネル１４０に発光制御信号を順次に印加することができる。
また、上記パネル１４０は、列方向に配列されている複数の走査線Ｓｃａｎ[１]、Ｓｃａｎ[２]、…、Ｓｃａｎ[ｎ]及び発光制御線Ｅｍ[１]、Ｅｍ[２]、…、Ｅｍ[ｎ]と、行方向に配列される複数のデータ線Ｄａｔａ[１]、Ｄａｔａ[２]、…、Ｄａｔａ[ｍ]と、上記の複数の走査線Ｓｃａｎ[１]、Ｓｃａｎ[２]、…、Ｓｃａｎ[ｎ]、上記複数のデータ線Ｄａｔａ[１]、Ｄａｔａ[２]、…、Ｄａｔａ[ｍ]及び上記複数の発光制御線Ｅｍ[１]、Ｅｍ[２]、…、Ｅｍ[ｎ]によって駆動される画素回路１４１とを含む。
ここで、上記画素回路１４１は、隣り合う２つの走査線(または、発光制御線)と隣り合う２つのデータ線によって定義される領域に形成できる。勿論、上述のように上記走査線Ｓｃａｎ[１]、Ｓｃａｎ[２]、…、Ｓｃａｎ[ｎ]には、上記走査駆動部１１０から走査信号が印加されることができ、上記データ線Ｄａｔａ[１]、Ｄａｔａ[２]、…、Ｄａｔａ[ｍ]には、上記のデータ駆動部１２０からデータ信号が印加されることができ、上記発光制御線Ｅｍ[１]、Ｅｍ[２]、…、Ｅｍ[ｎ]には、上記発光制御駆動部１３０から発光制御信号が印加されることができる。
また、上記第１電源電圧供給部１５０、上記第２電源電圧供給部１６０及び上記第３電源電圧供給部１７０は、上記パネル１４０に備えられた各画素回路１４１に第１電源電圧ＥＬＶＤＤ、第２電源電圧ＥＬＶＳＳ及び第３電源電圧Ｖｄｃをそれぞれ供給することができる。
図３は、本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置の画素回路を示した回路図である。このような画素回路は、図２に示された有機電界発光表示装置１００のうち１つの画素回路１４１を意味する。
図３に示すように、有機電界発光表示装置の画素回路は、発光制御線Ｅｍ[ｎ]と、プレビアス走査線Ｓｃａｎ[ｎ−１]と、走査線Ｓｃａｎ[ｎ]と、データ線Ｄａｔａ[ｍ]と、第１電源電圧線ＥＬＶＤＤと、第２電源電圧線ＥＬＶＳＳと、第３電源電圧線Ｖｄｃと、第１スイッチング素子Ｓ１と、第２スイッチング素子Ｓ２と、第３スイッチング素子Ｓ３と、第４スイッチング素子Ｓ４と、第５スイッチング素子Ｓ５と、第６スイッチング素子Ｓ６と、第１容量性素子Ｃ１と、第２容量性素子Ｃ２と、駆動トランジスタＤＴと、及び有機電界発光素子ＯＬＥＤと、を含む(ｉｎｃｌｕｄｅ)ことができる。
上記発光制御線Ｅｍ[ｎ]は、上記第１スイッチング素子Ｓ１の制御電極に電気的に連結されるので、上記発光制御線Ｅｍ[ｎ]は、上記第１、２容量性素子Ｃ１、Ｃ２を初期化するか、または上記駆動トランジスタＤＴのしきい値電圧を補償するだけでなく、実質的に上記有機電界発光素子ＯＬＥＤの発光時間も制御する。一例として、このような発光制御線Ｅｍ[ｎ]は、自分のレベルがローレベルであると同時に、上記プレビアス走査線Ｓｃａｎ[ｎ−１]のレベルがローレベルであり、かつ走査線Ｓｃａｎ[ｎ]のレベルがハイレベルの場合、第１、２容量性素子Ｃ１、Ｃ２を第１電源電圧線ＥＬＶＤＤのレベルと第３電源電圧線Ｖｄｃのレベルとの間の値で初期化させることができる。 このような発光制御線Ｅｍ[ｎ]は、発光制御信号を生成する発光制御駆動部(１３０、図２参照)に電気的に連結(ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ)される。
上記プレビアス走査線Ｓｃａｎ[ｎ−１]は、先に選択されるｎ−１番目の走査線を共通に連結して利用するという意味でＳｃａｎ[ｎ−１]に表示した。上記プレビアス走査線Ｓｃａｎ[ｎ−１]は、上記第２スイッチング素子Ｓ２及び第３スイッチング素子Ｓ３との各制御電極に電気的に連結される。このようなプレビアス走査線Ｓｃａｎ [ｎ−１]は、自分のレベルがローレベルであり、上記発光制御線Ｅｍ[ｎ]がハイレベルであり、かつ走査線Ｓｃａｎ[ｎ]のレベルがハイレベルの場合、上記駆動トランジスタＤＴのしきい値電圧が第１、２容量性素子Ｃ１、Ｃ２に保存(補償)されることができる。
上記走査線Ｓｃａｎ[ｎ]は、発光させようとする有機電界発光素子ＯＬＥＤを選択することができる。実質的に上記走査線Ｓｃａｎ[ｎ]は、上記第１、２容量性素子Ｃ１、Ｃ２にデータ線Ｄａｔａ[ｍ]を介するデータ電圧が保存される、そして同時に、有機電界発光素子ＯＬＥＤの電圧ＶＥＬが検知されて反映させることができる。このために上記走査線Ｓｃａｎ[ｎ]は、上記第４スイッチング素子Ｓ４、上記第５スイッチング素子Ｓ５及び上記第６スイッチング素子Ｓ６との各制御電極に電気的に連結される。このような走査線Ｓｃａｎ[ｎ]は、走査信号を生成する走査駆動部(１１０、図２参照)に電気的に連結される。
上記データ線Ｄａｔａ[ｍ]は、有機電界発光素子ＯＬＥＤの発光輝度に比例または反比例するデータ電圧を上記第１、２容量性素子Ｃ１、Ｃ２と上記駆動トランジスタＤＴの制御電極に印加することができる。勿論、このようなデータ線Ｄａｔａ[ｍ]は、データ信号を生成するデータ駆動部(１２０、図２参照)に電気的に連結される。
上記第１電源電圧線ＥＬＶＤＤは、第１電源電圧を上記有機電界発光素子ＯＬＥＤに印加することができる。勿論、このような第１電源電圧線ＥＬＶＤＤは、第１電源電圧を印加する第１電源電圧供給部(１５０、図２参照)に連結される。
上記第２電源電圧線ＥＬＶＳＳは、第２電源電圧を上記有機電界発光素子ＯＬＥＤに印加することができる。勿論、このような第２電源電圧線ＥＬＶＳＳは、第２電源電圧を供給する第２電源電圧供給部(１６０、図２参照)に連結される。 ここで、上記第１電源電圧は、通常的に上記第２電源電圧に比べてハイレベルであることができる。
上記第３電源電圧線Ｖｄｃは、第３電源電圧を第１、２容量性素子Ｃ１、Ｃ２と駆動トランジスタＤＴの制御電極に印加することができる。勿論、このような第３電源電圧線Ｖｄｃは、第３電源電圧を印加する第３電源電圧供給部(１７０、 図２参照)に連結される。ここで、上記第３電源電圧は、上記第１電源電圧に比べてローレベルであることができる。
上記第１スイッチング素子Ｓ１は、制御電極(ゲート電極)が上記発光制御線Ｅｍ[ｎ]に電気的に連結され、第１電極(ソース電極またはドレイン電極)が上記第１電源電圧線ＥＬＶＤＤに電気的に連結され、第２電極(ドレイン電極またはソース電極)が上記駆動トランジスタＤＴに電気的に連結される。
上記第２スイッチング素子Ｓ２は、制御電極が上記プレビアス走査線Ｓｃａｎ[ｎ−１]に電気的に連結され、第１電極が第３電源電圧線Ｖｄｃに電気的に連結され、 第２電極が上記駆動トランジスタＤＴに電気的に連結される。
上記第３スイッチング素子Ｓ３は、制御電極が上記プレビアス走査線Ｓｃａｎ[ｎ−１]に電気的に連結され、第１電極が上記第４スイッチング素子Ｓ４と、上記第１容量性素子Ｃ１と、及び上記第２容量性素子Ｃ２とに電気的に連結され、第２電極が上記第１スイッチング素子Ｓ１と上記駆動トランジスタＤＴとの間に電気的に連結される。
上記第４スイッチング素子Ｓ４は、制御電極が上記走査線Ｓｃａｎ[ｎ]に電気的に連結され、第１電極が上記データ線Ｄａｔａ[ｍ]に電気的に連結され、第２電極が上記第１容量性素子Ｃ１と、第２容量性素子Ｃ２と、及び上記第３スイッチング素子Ｓ３とに電気的に連結される。
上記第５スイッチング素子Ｓ５は、制御電極が上記走査線Ｓｃａｎ[ｎ]に電気的に連結され、第１電極が上記駆動トランジスタＤＴと上記有機電界発光素子ＯＬＥＤとの間に電気的に連結され、第２電極が上記第６スイッチング素子Ｓ６に電気的に連結される。
上記第６スイッチング素子Ｓ６は、制御電極が上記走査線Ｓｃａｎ[ｎ]に電気的に連結され、第１電極が第３電源電圧線Ｖｄｃに電気的に連結され、第２電極が上記第５スイッチング素子Ｓ５に電気的に連結される。
ここで、上記第１スイッチング素子Ｓ１ないし第５スイッチング素子Ｓ５はＰチャネル電界効果薄膜トランジスタであり、上記第６スイッチング素子Ｓ６はＮチャネル電界効果薄膜トランジスタであることができるが、このような薄膜トランジスタの種類に本発明が限定されるものではない。
勿論、上記のように走査線Ｓｃａｎ[ｎ]を介してローレベルの走査信号が印加される場合、第４スイッチング素子Ｓ４及び第５スイッチング素子Ｓ５はターンオンされるが、第６スイッチング素子Ｓ６はターンオフされる。また、上記走査線Ｓｃａｎ[ｎ]を介してハイレベルの走査信号が印加される場合、第４スイッチング素子Ｓ４及び第５スイッチング素子Ｓ５はターンオフされるが、第６スイッチング素子Ｓ６はターンオンされる。
上記第１容量性素子Ｃ１は、第１電極が上記第２容量性素子Ｃ２、上記第３スイッチング素子Ｓ３及び上記第４スイッチング素子Ｓ４に電気的に連結され、第２電極が上記駆動トランジスタＤＴ及び上記第２スイッチング素子Ｓ２に電気的に連結される。
上記第２容量性素子Ｃ２は、第１電極が上記第１容量性素子Ｃ１、上記第３スイッチング素子Ｓ３及び上記第４スイッチング素子Ｓ４に電気的に連結され、第２電極が上記第５スイッチング素子Ｓ５及び第６スイッチング素子Ｓ６との間に電気的に連結される。
上記駆動トランジスタＤＴは、制御電極が上記第１容量性素子Ｃ１及び上記第２スイッチング素子Ｓ２に電気的に連結され、第１電極が上記第１スイッチング素子Ｓ１及び第３スイッチング素子Ｓ３に電気的に連結され、第２電極が上記第５スイッチング素子Ｓ５及び上記有機電界発光素子ＯＬＥＤに電気的に連結される。
ここで、上記駆動トランジスタＤＴは、Ｐチャネル電界効果薄膜トランジスタであることができるが、このような薄膜トランジスタに本発明が限定されるものではない。
更に、上記駆動トランジスタＤＴまたはスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６は、非晶質シリコン薄膜トランジスタ、多結晶シリコン薄膜トランジスタ、有機薄膜トランジスタ、マイクロ薄膜トランジスタ及びその等価物の中から選択されたいずれか１つであることができるが、このような薄膜トランジスタに本発明が限定されるものではない。
また、上記駆動トランジスタＤＴまたはスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６が多結晶シリコン薄膜トランジスタの場合、これはレーザー結晶化方法、金属誘導結晶化方法及びその等価方法の中から選択されたいずれか１つの方法に形成できるが、本発明が上記多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法に限定されるものではない。
参考として、上記レーザー結晶化方法は、非晶質シリコンに例えば、エキシマレーザーを照射して結晶化する方法であり、上記金属誘導結晶化方法は非晶質シリコンの上に例えば、金属を位置させて所定温度を加えて上記金属から結晶化が始まるようにする方法である。
尚、上記金属誘導結晶化方法によって上記駆動トランジスタＤＴまたはスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６が製造された場合、上記駆動トランジスタＤＴまたはスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６のシリコン薄膜には、ニッケル(Ｎｉ)、カドミウム(Ｃｄ)、コバルト(Ｃｏ)、チタン(Ｔｉ)、パラジウム(Ｐｄ)、タングステン(Ｗ)及びその等価物の中から選択されたいずれか１つがさらに含まれることができる。
上記有機電界発光素子ＯＬＥＤは、アノードが上記駆動トランジスタＤＴ及び上記第５スイッチング素子Ｓ５に電気的に連結され、カソードが上記第２電源電圧線ＥＬＶＳＳに電気的に連結される。このような有機電界発光素子ＯＬＥＤは、上記駆動トランジスタを介して制御される電流によって所定明るさで発光する役割を有する。
ここで、上記有機電界発光素子ＯＬＥＤは発光層を含む。上記発光層は、低分子または高分子の中から選択されたいずれか１つを利用することができるが、ここで、その材料が限定されるものではない。上記低分子は、材料特性がよく知られていて開発が容易であることから早期に生産可能である。上記高分子は、上記低分子に比べて熱的安定性が高くて機械的強度が優れて自然色のような色感を有する。
また、上記発光層は、発光メカニズムによって蛍光材料または燐光材料の中から選択されたいずれか１つを利用することができるが、ここで、その材料に限定されるものではない。
上記蛍光材料は、ホスト材料として、アルミニウム・キノリノール錯体（Ａｌｑ３）、ベリリウムキノリノール錯体(ＢｅＢｑ２)、Ａｌｍｑ(４−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ)、ＢＡｌｑ、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルジアゾール(ＺｎＰＢＯ、ＺｎＰＢＴ)、アゾメチン金属錯体、ジスチリルベンゼン誘導体、ＤＴＶＢｉ誘導体、ＤＳＢ誘導体及びその等価物を用いることができる。また、蛍光材料のゲスト材料として、クマリン誘導体、ＤＣＭ(ｄｉｃｙａｎｏｍｅｔｈｙｌｅｎｅ)、キナクリドン、ルブレン、ペリレン及びその等価物を用いることができるが、これらに本発明が限定されるものではない。そして、燐光材料の場合は、 Ｂｔｐ２Ｉｒ(ａｃａｃ)、Ｉｒ(ｐｐｙ) ３、Ｉｒ(ｔｈｐｙ) ３、 Ｉｒ(ｔ５ｍ−ｔｈｐｙ) ３、Ｉｒ(ｔ−５ＣＦ３−ｐｙ) ３、Ｉｒ(ｔ−５ｔ−ｐｙ) ３、 Ｉｒ(ｍｔ−５ｍｔ−ｐｙ) ３、Ｉｒ(ｂｔｐｙ) ３、Ｉｒ(ｔｆｌｐｙ) ３、Ｉｒ(ｐｉｑ) ３及びＩｒ(ｔｉｑ) ３を含む Ｉｒ化合物と、その他にも白金、金、オスミウム(Ｏｓｍｉｕｍ)、Ｒｕ、Ｒｅ錯体及びその等価物を用いることができる。
図４を参照すれば、図３の有機電界発光表示装置のうち画素回路の駆動タイミングが示されている。
図４に示すように、有機電界発光表示装置のうち画素回路の駆動タイミングは、初期化期間(マル１)、しきい値電圧補償期間(マル２)、データ記入及び有機電界発光素子電圧検知期間(マル３)、発光期間(マル４)からなる。
また、図５は初期化期間(マル１)のうち画素回路の動作が示され、図６はしきい値電圧補償期間(マル２)のうち画素回路の動作が示され、図７はデータ記入及び有機電界発光素子電圧感知期間(マル３)のうち画素回路の動作が示され、図８は発光期間(マル４)のうち画素回路の動作が示されている。
以下、図４に示されたタイミング図、図５ないし図８に示された各期間中の画素回路動作を参照して、本発明に係る有機電界発光表示装置のうち画素回路の動作を説明する。
図５には、画素回路の初期化期間(マル１)のうち動作が示されている。
以下、上記初期化期間(マル１)の動作を説明する。
先に、発光制御線Ｅｍ[ｎ]を介してローレベルの制御信号が第１スイッチング素子Ｓ１の制御電極に印加される。また、プレビアス走査線Ｓｃａｎ[ｎ−１]を介してローレベルの制御信号が第２スイッチング素子Ｓ２の制御電極及び第３スイッチング素子Ｓ３の制御電極に印加される。また、走査線Ｓｃａｎ[ｎ]を介してハイレベルの制御信号が第４スイッチング素子Ｓ４、第５スイッチング素子Ｓ５及び第６スイッチング素子Ｓ６に印加される。
したがって、第１スイッチング素子Ｓ１、第２スイッチング素子Ｓ２、第３スイッチング素子Ｓ３、第６スイッチング素子Ｓ６がターンオンされる。勿論、第４スイッチング素子Ｓ４及び第５スイッチング素子Ｓ５はターンオフされる。
これによって第１容量性素子Ｃ１の第１電極は、第１電源電圧線ＥＬＶＤＤに電気的に連結される。また、第２容量性素子Ｃ２の第１電極も上記第１電源電圧線ＥＬＶＤＤに電気的に連結される。また、上記第１容量性素子Ｃ１及び第２容量性素子Ｃ２の第２電極は、それぞれ第３電源電圧線Ｖｄｃに電気的に連結される。さらに、上記駆動トランジスタＤＴの制御電極も第３電源電圧線Ｖｄｃに電気的に連結される。
したがって、上記駆動トランジスタＤＴの制御電極電圧及び第１電極電圧は、下記の数式（１）のようになる。
Figure 2008216983
ここで、ＶＧは、駆動トランジスタの制御電極電圧、ＶＡは、Ａノードの電圧、Ｖｄｃは、第３電源電圧線からの電圧である。
また、ＶＳは、駆動トランジスタの第１電極電圧、ＶＢは、Ｂノードの電圧、ＥＬＶＤＤは、第１電源電圧線からの電圧である。
図６には、しきい値電圧補償期間(マル２)のうち動作が示されている。
以下、上記しきい値電圧補償期間(マル２)の動作を説明する。
上記発光制御線Ｅｍ[ｎ]を介してハイレベルの制御信号が第１スイッチング素子Ｓ１の制御電極に印加される。また、プレビアス走査線Ｓｃａｎ[ｎ−１]を介するローレベルの制御信号は、第２スイッチング素子Ｓ２の制御電極及び第３スイッチング素子Ｓ３の制御電極に継続に維持される。また、走査線Ｓｃａｎ[ｎ]を介するハイレベルの制御信号も第４スイッチング素子Ｓ４、第５スイッチング素子Ｓ５及び第６スイッチング素子Ｓ６に継続に維持される。
したがって、第２スイッチング素子Ｓ２、第３スイッチング素子Ｓ３、第６スイッチング素子Ｓ６がターンオンされる。勿論、第１スイッチング素子Ｓ１、第４スイッチング素子Ｓ４及び第５スイッチング素子Ｓ５はターンオフされる。
これによって第１容量性素子Ｃ１の第１電極及び第２容量性素子Ｃ２の第１電極は、上記第１電源電圧線ＥＬＶＤＤから電気的に分離される。勿論、上記第１容量性素子Ｃ１の第１電極及び第２容量性素子Ｃ２の第１電極は、上記駆動トランジスタＤＴの第１電極に電気的に連結された状態を維持する。尚、上記第１容量性素子Ｃ１の第２電極及び第２容量性素子Ｃ２の第２電極は、上記第３電源電圧線Ｖｄｃに電気的に連結された状態を維持する。
したがって、この時、上記第１容量性素子Ｃ１の第１電極、第２容量性素子Ｃ２の第１電極及び駆動トランジスタＤＴの第１電極の電圧は、上記第１電源電圧線ＥＬＶＤＤの電圧から下降するが、上記駆動トランジスタＤＴのしきい値電圧以下までは下降しない。
すなわち、上記駆動トランジスタＤＴの制御電極電圧及び第１電極電圧は、下記の数式（２）のようになる。
Figure 2008216983
すなわち、しきい値電圧補償期間(マル２)において、ノードＢが第１電源電圧線ＥＬＶＤＤから電気的に分離されるので、ＶＢ電圧が継続に下降するが、駆動トランジスタＤＴのしきい値電圧の以下までは下降しない。よって、第１容量性素子Ｃ１及び第２容量性素子Ｃ２に自然に駆動トランジスタＤＴのしきい値電圧Ｖｔｈが保存(補償)される。
図７には、データ電圧記入及び有機電界発光素子電圧感知期間(マル３)のうち動作が示されている。
以下、上記データ電圧記入及び有機電界発光素子電圧感知期間(マル３)の動作を説明する。
上記発光制御線Ｅｍ[ｎ]を介して再びローレベルの制御信号が第１スイッチング素子Ｓ１の制御電極に印加される。また、プレビアス走査線Ｓｃａｎ[ｎ−１]を介してハイレベルの制御信号が第２スイッチング素子Ｓ２の制御電極及び第３スイッチング素子Ｓ３の制御電極に印加される。また、走査線Ｓｃａｎ[ｎ]を介してローレベルの制御信号が第４スイッチング素子Ｓ４、第５スイッチング素子Ｓ５及び第６スイッチング素子Ｓ６に印加される。
したがって、第１スイッチング素子Ｓ１、第４スイッチング素子Ｓ４及び第５スイッチング素子Ｓ５がターンオンされる。また、第２スイッチング素子Ｓ２、 第３スイッチング素子Ｓ３及び第６スイッチング素子Ｓ６がターンオフされる。
これによって第１容量性素子Ｃ１の第１電極及び第２容量性素子Ｃ２の第１電極は、データ線Ｄａｔａ[ｍ]に電気的に連結される。また、第１容量性素子Ｃ１の第２電極は、駆動トランジスタＤＴの制御電極に電気的に連結され、第２容量性素子Ｃ２の第２電極は、駆動トランジスタＤＴの第２電極と有機電界発光素子ＯＬＥＤのアノードとの間に電気的に連結される。
これによって、図面のノードＡ及びノードＢの電圧が変化される。これを整理すれば、下記の数式（３）のようになる。
Figure 2008216983
ここで、上記ＶＥＬは、有機電界発光素子ＯＬＥＤのアノードに印加される電圧であり、このようなＶＥＬは、有機電界発光素子ＯＬＥＤが劣化されるほど大きく現われる。
また、このように上記駆動トランジスタＤＴの制御電極電圧は、下記の数式（４）のようになる。
Figure 2008216983
図８には、発光期間(マル４)のうち動作が示されている。
以下、上記発光期間(マル４)の動作を説明する。
上記発光制御線Ｅｍ[ｎ]を介してローレベルの制御信号が第１スイッチング素子Ｓ１の制御電極に維持される。また、プレビアス走査線Ｓｃａｎ[ｎ−１]を介してハイレベルの制御信号が第２スイッチング素子Ｓ２の制御電極及び第３スイッチング素子Ｓ３の制御電極に維持される。また、走査線Ｓｃａｎ[ｎ]を介してハイレベルの制御信号が第４スイッチング素子Ｓ４、第５スイッチング素子Ｓ５及び第６スイッチング素子Ｓ６に印加される。
したがって、第１スイッチング素子Ｓ１及び第６スイッチング素子Ｓ６がターンオンされる。すなわち、第２スイッチング素子Ｓ２、第３スイッチング素子Ｓ３、第４スイッチング素子Ｓ４及び第５スイッチング素子Ｓ５がターンオフされる。
これによって、第１容量性素子Ｃ１の第２電極が駆動トランジスタＤＴの制御電極に電気的に連結され、第２電極は第２容量性素子Ｃ２の第１電極に電気的に連結される。また、第２容量性素子Ｃ２の第２電極は、第３電源電圧線Ｖｄｃに電気的に連結される。つまり、第１容量性素子Ｃ１及び第２容量性素子Ｃ２が直列に連結される。
尚、この時、図面のノードＡの電圧は、下記の数式（５）のように変化される。
Figure 2008216983
また、これによって駆動トランジスタＤＴの制御電極電圧は、下記の数式（６）のようになる。
Figure 2008216983
一方、上記のような数式（６）によって有機電界発光素子ＯＬＥＤに流れる電流ＩＯＬＥＤは、下記の数式（７）のうようになる。
Figure 2008216983
上記数式（７）に記載されたように、本発明は、有機電界発光素子ＯＬＥＤの電圧ＶＥＬが増加すれば、増加するほど有機電界発光素子ＯＬＥＤに流れる電流ＩＯＬＥＤが増加される。勿論、上述のように有機電界発光素子ＯＬＥＤの電圧ＶＥＬは、有機電界発光素子ＯＬＥＤが劣化するほど大きく現われるので、本発明は、有機電界発光素子ＯＬＥＤが劣化するほど有機電界発光素子ＯＬＥＤの電流ＩＯＬＥＤを増加させることから残像現象を抑制するのみならず、寿命減少現象を抑制するようになる。勿論、このような動作の他にも、本発明は駆動トランジスタＤＴのしきい値電圧を効率的に保存して補償することが分かる。
図９には、本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置の画素回路が示されている。
図示されるように、本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置は、第１電源電圧線ＥＬＶＤＤと第２容量性素子Ｃ２との間に第３容量性素子Ｃ３が電気的にさらに連結される。すなわち、上記第３容量性素子Ｃ３は、第１電極が第１電源電圧線ＥＬＶＤＤに電気的に連結される。また、上記第３容量性素子Ｃ３は、第２電極が第３スイッチング素子Ｓ３、第４スイッチング素子Ｓ４、第１容量性素子Ｃ１及び第２容量性素子Ｃ２に電気的に連結される。
このような第３容量性素子Ｃ３は、有機電界発光素子ＯＬＥＤの電圧ＶＥＬによる電圧変動値を調節してフィードバック(ｆｅｅｄｂａｃｋ)する役割を有する。すなわち、図３に示された画素回路では、有機電界発光素子の電圧ＶＥＬがそのまま駆動トランジスタの制御電極電圧にフィードバックされることから有機電界発光素子電流ＩＯＬＥＤが過度に増加することもできる。
しかし、図９に示された画素回路では、第３容量性素子Ｃ３によって有機電界発光素子ＯＬＥＤの電圧ＶＥＬによる電圧変動値を調節してフィードバックすることができるようになる。これによって、図９に示された画素回路では、有機電界発光素子ＯＬＥＤに供給される電流が下記の数式（８）のうようになり、この時、第３容量性素子Ｃ３によってフィードバックされる有機電界発光素子電圧ＶＥＬが調節される可能性があることが分かる。
Figure 2008216983
以上、本発明は、上述した特定の好適な実施例に限定されるものではなく、特許請求範囲から請求する本発明の基本概念に基づき、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、様々な実施変形が可能であり、そのような変形は本発明の特許請求範囲に属するものである。
有機電界発光素子を示す概路図である。 有機電界発光表示装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置の画素回路を示す回路図である。 図３に示された画素回路の駆動タイミング図である。 図３に示された画素回路の初期化期間のうち動作を示すものである。 図３に示された画素回路のしきい値電圧補償期間のうち動作を示すものである。 図３に示された画素回路のデータ記入及び有機電界発光素子電圧検知期間のうち動作を示すものである。 図３に示された画素回路の発光期間のうち動作を示すものである。 本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置の画素回路を示す回路図である。
符号の説明
１００ 有機電界発光表示装置
１１０ 走査駆動部
１２０ データ駆動部
１３０ 発光制御駆動部
１４０ 有機電界発光表示パネル
１４１ 有機電界発光素子
１５０ 第１電源電圧駆動部
１６０ 第２電源電圧駆動部
１７０ 第３電源電圧駆動部
Ｄａｔａ データ線
Ｓｃａｎ 走査線
ＥＭ 発光制御線
ＥＬＶＤＤ 第１電源電圧線
ＥＬＶＳＳ 第２電源電圧線
Ｖｄｃ第３電源電圧線
ＤＴ 駆動トランジスタ
Ｓ１ 第１スイッチング素子
Ｓ２ 第２スイッチング素子
Ｓ３ 第３スイッチング素子
Ｓ４ 第４スイッチング素子
Ｓ５ 第５スイッチング素子
Ｓ６ 第６スイッチング素子
Ｃ１ 第１容量性素子
Ｃ２ 第２容量性素子
Ｃ３ 第３容量性素子
ＯＬＥＤ 有機電界発光素子

Claims (27)

  1. 第１電源電圧線に電気的に連結される駆動トランジスタと、
    前記駆動トランジスタと発光制御線に電気的に連結される第１スイッチング素子と、
    前記駆動トランジスタとプレビアス走査線に電気的に連結される第２スイッチング素子と、
    前記第１スイッチング素子とデータ線に電気的に連結される第３スイッチング素子と、
    前記データ線と前記第３スイッチング素子に電気的に連結される第４スイッチング素子と、
    前記駆動トランジスタと走査線に電気的に連結される第５スイッチング素子と、
    前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子に電気的に連結される第１容量性素子と、
    前記第３スイッチング素子と前記第５スイッチング素子に電気的に連結される第２容量性素子と、及び、
    前記駆動トランジスタと第２電源電圧線に電気的に連結される有機電界発光素子とを含んでいることを特徴とする有機電界発光表示装置。
  2. 前記駆動トランジスタは、制御電極が第２スイッチング素子に電気的に連結され、第１電極が前記第１スイッチング素子及び第３スイッチング素子に電気的に連結され、第２電極が前記第５スイッチング素子及び前記有機電界発光素子に電気的に連結されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  3. 前記駆動トランジスタは、Ｐチャネル電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  4. 前記駆動トランジスタは、非晶質シリコン薄膜トランジスタ、多結晶シリコン薄膜トランジスタ、有機薄膜トランジスタ及びマイクロ薄膜トランジスタの中から選択されたいずれか１つであることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  5. 前記駆動トランジスタは、多結晶シリコンを含み、前記多結晶シリコンには、ニッケル(Ｎｉ)、カドミウム(Ｃｄ)、コバルト(Ｃｏ)、チタン(Ｔｉ)、パラジウム(Ｐｄ)及びタングステン(Ｗ)の中から選択されたいずれか１つが含有されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  6. 前記第１スイッチング素子は、制御電極が前記発光制御線に電気的に連結され、第１電極が前記第１電源電圧線に電気的に連結され、第２電極が前記駆動トランジスタに電気的に連結されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  7. 前記第２スイッチング素子は、制御電極が前記プレビアス走査線に電気的に連結され、第１電極が第３電源電圧線に電気的に連結され、第２電極が前記駆動トランジスタに電気的に連結されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  8. 前記第３スイッチング素子は、制御電極が前記プレビアス走査線に電気的に連結され、第１電極が前記データ線と、前記第１容量性素子と、及び前記第２容量性素子とに電気的に連結され、第２電極が前記第１スイッチング素子と前記駆動トランジスタとの間に電気的に連結されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  9. 前記第４スイッチング素子は、制御電極が前記走査線に電気的に連結され、第１電極が前記データ線に電気的に連結され、第２電極が前記第１容量性素子と、前記第２容量性素子と、及び前記第３スイッチング素子とに電気的に連結されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  10. 前記第５スイッチング素子は、制御電極が前記走査線に電気的に連結され、第１電極が前記駆動トランジスタと前記有機電界発光素子との間に電気的に連結されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  11. 前記第５スイッチング素子には、第６スイッチング素子が電気的にさらに連結されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  12. 前記第６スイッチング素子は、制御電極が前記走査線に電気的に連結され、第１電極が第３電源電圧線に電気的に連結され、第２電極が前記第５スイッチング素子に電気的に連結されることを特徴とする請求項１１に記載の有機電界発光表示装置。
  13. 前記第１スイッチング素子ないし前記第５スイッチング素子は、Ｐチャネル電界効果薄膜トランジスタであり、
    前記第６スイッチング素子は、Ｎチャネル電界効果薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項１１に記載の有機電界発光表示装置。
  14. 前記第１容量性素子は、第１電極が前記第２容量性素子と、前記第３スイッチング素子と、及び前記第４スイッチング素子とに電気的に連結され、第２電極が前記駆動トランジスタと及び前記第２スイッチング素子とに電気的に連結されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  15. 前記第２容量性素子は、第１電極が上記第１容量性素子と、上記第３スイッチング素子と、及び上記第４スイッチング素子とに電気的に連結され、第２電極が上記第５スイッチング素子に電気的に連結されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  16. 上記有機電界発光素子は、アノードが上記駆動トランジスタと及び上記第５スイッチング素子とに電気的に連結され、カソードが上記第２電源電圧線に電気的に連結されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  17. 上記有機電界発光素子は、発光層を含み、上記発光層は蛍光材料及び燐光材料の中から選択されたいずれか１つであることを特徴とする請求項１６に記載の有機電界発光表示装置。
  18. 前記第１電源電圧線と前記第１容量性素子との間には、第３容量性素子が電気的にさらに連結されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  19. 前記第３容量性素子は、第１電極が前記第１電源電圧線に電気的に連結され、第２電極が前記第１容量性素子、前記第２容量性素子、前記第３スイッチング素子、及び前記第４スイッチング素子との間に電気的に連結されることを特徴とする請求項１８に記載の有機電界発光表示装置。
  20. 前記第１電源電圧線の電圧は、前記第２電源電圧線の電圧に比べてハイレベルであることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  21. 前記第１電源電圧線の電圧は、前記第３電源電圧線の電圧に比べてハイレベルであることを特徴とする請求項３に記載の有機電界発光表示装置。
  22. 前記第５スイッチング素子には、第６スイッチング素子が電気的に連結され、前記第２スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子は、第３電源電圧線に電気的に連結されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
  23. 前記プレビアス走査線がローレベルであり、前記走査線がハイレベルであり、前記発光制御線がローレベルであれば、前記第１、２容量性素子及び前記駆動トランジスタの制御電極が前記第３電源電圧線に電気的に連結されることから前記第１、２容量性素子及び前記駆動トランジスタの制御電極が前記第３電源電圧線のレベルに初期化されることを特徴とする請求項２２に記載の有機電界発光表示装置。
  24. 前記プレビアス走査線がローレベルを維持し、前記走査線がハイレベルを維持し、前記発光制御線がハイレベルになれば、前記第１、２容量性素子に前記駆動トランジスタのしきい値電圧が反映され、前記駆動トランジスタの制御電極電圧は前記第３電源電圧線のレベルになることから前記駆動トランジスタのしきい値電圧が補償されることを特徴とする請求項２３に記載の有機電界発光表示装置。
  25. 前記プレビアス走査線がハイレベルになり、前記走査線がローレベルになり、前記発光制御線がローレベルになれば、前記第１、２容量性素子に前記データ線のデータ電圧が保存される同時に前記有機電界発光素子の素子電圧が反映されることを特徴とする請求項２４に記載の有機電界発光表示装置。
  26. 前記プレビアス走査線がハイレベルを維持し、前記走査線がハイレベルになり、前記発光制御線がローレベルを維持すれば、前記第１、２容量性素子に反映されたデータ電圧と前記有機電界発光素子電圧によって前記駆動トランジスタを介して前記有機電界発光素子に供給される電流がさらに増加することを特徴とする請求項２５に記載の有機電界発光表示装置。
  27. 前記有機電界発光素子に供給される電流は、前記有機電界発光素子電圧に比例して増加することを特徴とする請求項２６に記載の有機電界発光表示装置。
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