JP2008242387A - 有機トランジスタの駆動方法及び電気泳動表示装置 - Google Patents

有機トランジスタの駆動方法及び電気泳動表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】有機トランジスタの雰囲気の水分を封止によって低く押さえるとともに、水分の
影響による特性の変化を抑制する有機トランジスタの駆動方法、及び電気泳動表示装置を
提供する。
【解決手段】アクティブマトリックス駆動を行なう有機トランジスタを有する素子基板１
２と、共通電極を有する透明性を有する対向基板１３を相対向させて形成した表示パネル
１１の外周全体を、少なくとも対向基板１３側は透明で水分の浸入を防ぐ封止材３０にて
封止する。そして、電気泳動表示装置１０の内部にある水分によって変化する、有機トラ
ンジスタの電圧閾値は有機トランジスタのバックゲート電極からバイアス電圧を印加する
ことによって抑制する。これらによって、表示性能の劣化を抑制した電気泳動表示装置１
０を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機トランジスタの駆動方法、及び電気泳動表示装置に関する。
近年、電子ペーパなどのフレキシブル性を要求される機器に用いられる表示デバイスと
して、フレキシブルな構造の非発光型の表示デバイスが用いられるようになってきている
。このような非発光型の表示デバイスの一つとして、電気泳動現象を利用した電気泳動表
示装置がある。ここで、電気泳動現象とは、液体中（分散媒）に微粒子（電気泳動粒子）
を分散させた分散系に、電界を印加したときに微粒子がクーロン力により泳動する現象で
ある。
この電気泳動表示装置の駆動は、電気泳動粒子を挟んで対向する電極間の電位を薄膜ト
ランジスタの駆動によって変化させ、該電極間に電界を生じさせることにより行なわれる
。そして、電気泳動表示装置としてフレキシブル性が要求される用途にあっては、薄膜ト
ランジスタとしてもフレキシブル性を有する有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）が用い
られることが多い。
ところで、有機ＴＦＴは、環境雰囲気、とりわけ湿度に対して影響を受けやすいといっ
た問題点がある。例えば、有機トランジスタを湿度のある雰囲気中において動作させると
、図１０に示すように、当初のゲート電圧ＶＧとドレイン電流Ｉｄとの関係は（特性曲線
ａ）は、動作回数の累積に応じて閾値電圧Ｖｔｈが矢印ｆで示す方向にシフトした関係（
特性曲線ｂ）となることが知られている。
この閾値電圧Ｖｔｈのマイナスシフトに関してのメカニズムは、一般的にキャリア（チ
ャージ）トラップによる現象と説明されている。詳述すると、ｐ型有機半導体（有機半導
体層）におけるキャリア（ホール）の実態は、中性の状態からπ電子を１電子失われ、陽
イオン（カチオン）と不対電子（ラジカル）が存在するラジカルカチオンである。このラ
ジカルカチオンが、電界方向に対し、他の中性分子から電子を奪って新たなラジカルカチ
オンを生成して、自らは中性状態に戻ることを繰り返すことによって、キャリアとして機
能している。ところが、該有機半導体中に水分子（水分）が存在すると、ラジカルカチオ
ンと水分子でＣｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（弱い電荷相互作用）の状態になると考え
られている。そしてこの状態はエネルギー的に準安定的な状態であるため、中性の状態に
戻るにはより大きな活性化エネルギーが必要になる。そのため、＋電荷（チャージ）を保
持したまま固定化され、キャリアとして動作できない状態となっている。このためにソー
ス電極とドレイン電極の間を流れる電流量が減り、閾値電圧Ｖｔｈのマイナスシフトを引
き起こすと考えられる。
すなわち、湿度を有する環境雰囲気中で駆動される有機ＴＦＴは、有機ＴＦＴの駆動回
数の累積に応じて有機ＴＦＴの閾値電圧Ｖｔｈに変化を生じるようになり、その閾値電圧
Ｖｔｈの変化は電気泳動表示装置の表示性能を低下させるおそれがあった。
そこで、水分（湿度）が電気泳動表示装置の表示性能を低下させないようにする方法が
提案されている（特許文献１）。特許文献１は、いずれも透明樹脂製フィルムから構成さ
れる基板であって、透明電極を有する上側基板と有機ＴＦＴを有する下側基板とを、スペ
ーサを介して対向させて、スペーサにより確保された空気層に、負に帯電された黒色粒子
、正に帯電された白色粒子、及び粒子状乾燥剤を分散封入して除湿を行なった。さらに、
上側基板と下側基板との間をエポキシ系の接着剤などによって気密封止して防湿を行い、
水分により電気泳動表示装置に表示性能の低下が生じることを抑制していた。
特開２００５−３１５４１
しかし、透明樹脂製フィルムはガラス基板のように水分を完全に遮ることは困難であり
、特許文献１のように、透明樹脂製フィルムから構成される上側基板と下側基板との間を
接着材で気密封止しても、水分を完全に封止するのは困難であって、封止した両基板の間
に少量の水分が滲入する可能性があった。また、防湿材（乾燥剤）を封入しても、対応で
きる水分の量には限度があった。いずれにしても、透明樹脂製フィルムなどの可撓性を有
する材料からなる基板では、その内部を完全に気密封止して、有機ＴＦＴに対する湿度の
影響を排除することは困難であった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、有機トランジ
スタの雰囲気の水分を封止によって低く押さえるとともに、水分の影響による特性の変化
を抑制する有機トランジスタの駆動方法、及び電気泳動表示装置を提供することにある。
本発明の有機トランジスタの駆動方法は、基板上に形成された有機トランジスタの駆動
方法であって、前記基板は封止材により封止されており、少なくとも前記有機トランジス
タの動作時に、前記有機トランジスタの閾値電圧補償用のバイアス電圧を前記有機トラン
ジスタに対して供給することを特徴とする。
本発明の有機トランジスタの駆動方法によれば、有機トランジスタは、封止によって雰
囲気と隔離されて、その影響を抑制された状態で閾値電圧補償用のバイアス電圧を供給さ
れる。また、封止では抑制できない雰囲気からの影響を受けて有機トランジスタに生じる
、閾値電圧に変化にはバイアス電圧を供給する。これらのことによって、有機トランジス
タを好適な動作特性にて駆動することができる。
この有機トランジスタの駆動方法は、前記閾値電圧補償用のバイアス電圧は、水分の影
響により変化する前記有機トランジスタの閾値電圧を、水分の影響により変化するよりも
前の閾値電圧の方向に補償する電圧であることが望ましい。
この構成によれば、バイアス電圧は、水分の影響により変化する有機トランジスタの閾
値電圧を、水分の影響により変化するよりも前の閾値電圧の方向に補償する。すなわち、
水分の影響により閾値電圧が変化した有機トランジスタにおいても、閾値電圧の変化を考
慮せずにゲート電圧を印加するだけで、有機トランジスタを好適に駆動することができる
。
この有機トランジスタの駆動方法は、前記封止材は、可撓性を有する封止材であり、前
記基板は、可撓性を有する基板であることが好適である。
この構成によれば、封止材及び基板は可撓性を有する場合であっても、有機トランジス
タを好適に駆動させることができる。すなわち、水分を完全に遮断することが難しい可撓
性を有する材料により封止される有機トランジスタであっても、閾値電圧の変化を補償す
るバイアス電圧の供給により、好適な動作特性により駆動させることができる。
この有機トランジスタの駆動方法は、前記封止は、封止された雰囲気の相対湿度を２０
％以下とする封止とすることがよい。
この構造によれば、封止された雰囲気は相対湿度が２０％以下であることから、有機ト
ランジスタの閾値電圧の変化を一定の範囲内に収めることができる。従って、閾値電圧補
償用のバイアス電圧の印加による補償が容易になるとともに、閾値電圧補償用として与え
るバイアス電圧の値の設定も容易となる。
この有機トランジスタの駆動方法は、前記バイアス電圧は、ゲート電極に供給されても
よい。
このような構造によれば、ゲート電極には補償用のバイアス電圧が供給されることによ
って、有機トランジスタに発生する閾値電圧の変化を補償して有機トランジスタを好適な
動作特性にて駆動させることができる。
この有機トランジスタの駆動方法は、前記基板に形成された有機トランジスタは、バッ
クゲート電極を有し、前記バイアス電圧は、バックゲート電極から供給されることが好適
である。
このような構造によれば、有機トランジスタはバックゲート電極を有して形成されてい
るので、閾値電圧補償用のバイアス電圧をバックゲート電極から供給することができる。
すなわち、有機トランジスタのゲート電極に印加するデータ信号を変化させることなく、
有機トランジスタに閾値電圧補償用のバイアス電圧を供給することによって、有機トラン
ジスタを好適な動作特性にして駆動させることができる。
この有機トランジスタの駆動方法は、前記バイアス電圧は、基板に形成された複数の有
機トランジスタにまとめて供給されてもよい。
このような構造によれば、バイアス電圧は、基板に形成された複数の有機トランジスタ
に対してまとめて供給されるので、バイアス電圧を供給するための回路構成や制御方法な
どを容易にすることができる。
この有機トランジスタの駆動方法は、前記バイアス電圧は、前記有機トランジスタを駆
動させる電圧以下であるとなお好適である。
このような構造によれば、有機トランジスタに供給するバイアス電圧は有機トランジス
タを駆動させる電圧以下であるので、別途の電圧を必要とせず、バイアス電圧の供給を行
なうための回路構成を簡単にすることができる。
本発明の電気泳動表示装置は、共通電極を有する透明である対向基板と、前記対向基板
と対向して有機トランジスタから電圧を供給される画素電極を有する素子基板と、前記共
通電極と前記素子基板の間に備えられた分散系と、前記共通電極と前記画素電極が作る電
界に基づいて前記分散系を泳動する電子泳動粒子と、前記共通電極と前記対向基板とを封
止して外部の雰囲気と隔離する封止材とを備え、前記有機トランジスタは、上記記載の有
機トランジスタの駆動方法によって駆動されることを特徴とする。
本発明の電気泳動表示装置によれば、有機トランジスタは、封止材によって封止される
とともに、閾値電圧補償用のバイアス電圧が供給されるので、雰囲気の影響を抑制すると
ともに生じた閾値電圧の変化は補償される。従って、有機トランジスタを好適な動作特性
にて駆動させることができて、そのように駆動される有機トランジスタを有する電気泳動
表示装置の表示性能の低下を抑制することができる。
以下、本発明にかかる有機トランジスタの駆動方法及び電気泳動表示装置を具体化した
一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、電気泳動表示装置の全体の平面図を示すものである。
図１に示すように、電気泳動表示装置（表示装置）１０は、封止材３０にて封止された
表示パネル１１を有している。表示パネル１１は、電気泳動現象を利用して所定のパター
ンを表示する表示パネルである。表示パネル１１の左側には、表示パネル１１と外部電源
や制御装置等とを接続して電気や信号等を授受するためのフレキシブルプリント配線板(
ＦＰＣ)２１が接続されている。そして、図３に示すように、表示パネル１１は、ＦＰＣ
２１の一部を含めて、外部の雰囲気から隔離する封止材３０によって、外面全体が覆われ
た構成になっている。
ここで、まずは上記表示パネル１１についてその具体的な構成を説明する。
図２は、表示パネル１１の平面構造を示す平面図である。
図２において、表示パネル１１は、素子基板１２と対向基板１３を有し、その素子基板
１２と対向基板１３との間には、図３に示すように、電気泳動表示層１４が配置されてい
る。
図３に示すように、素子基板１２は、可撓性を有する背面基板１５を備え、その一面（
図３における上面）には、形成層１６が形成されている。背面基板１５は、可撓性、弾性
等に優れた熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂材料、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リカーボネート、ポリイミド、ポリエチレン等により形成されている。また、形成層１６
には、複数の導電層、絶縁層が形成されており、例えば、有機トランジスタＴｒ（図４参
照）、画素電極、各種の配線が形成されている。なお、本実施形態では、ｐ型チャンネル
の有機トランジスタＴｒについて説明するが、有機トランジスタの構成は、ｎ型チャンネ
ルやその他の形式の有機トランジスタであってもよい。
有機トランジスタＴｒは、図５に示すように、背面基板１５の上面にバックゲート電極
４０が形成され、その上面には第１絶縁層４１（形成層１６）が形成されている。また、
第１絶縁層４１の上面には、バックゲート電極４０から等距離に、ソース電極４２及びド
レイン電極４３がそれぞれ形成されていて、それら電極４２，４３の間には、有機半導体
層４４が形成されている。そして、第１絶縁層４１、ソース電極４２，ドレイン電極４３
、有機半導体層４４の全てを覆うように第２絶縁層４５（形成層１６）が形成され、その
上部であって有機半導体層４４に対応する位置にゲート電極４６が形成されることで構成
されている。このとき、各電極４０，４２，４３，４６は、いずれも導電性のある材料、
例えば、金、銅もしくはアルミニウム等の金属、インジウムスズ酸化物等、又は、ポリア
ニリン等の電子導電性高分子等により形成されている。一方、絶縁層４１，４５は絶縁性
のある材料、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルフェノール、ポリイミド、
ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート等のうちの１種の材料、又
はこれらを２種以上組み合わせた材料から形成されている。また、有機半導体層４４は、
例えば、ペンタセン、アリールアミン、Ｐ３ＨＴ、ＰＱＴ、Ｆ８Ｔ２、ＤＰｈ−ＢＴＢＴ
等により形成されている。
対向基板１３は、これも可撓性を有する透明基板１７を備え、その一面（図３における
下面）には、共通電極１８が形成されている。透明基板１７は、透明性、可撓性等に優れ
た熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂材料、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカー
ボネート、ポリイミド、ポリエチレン等により形成されている。共通電極１８は、透明性
を有する導電性の材料、例えば、インジウムスズ酸化物等、もしくはポリアニリン等の電
子導電性高分子等により形成されている。
電気泳動表示層１４は、バインダ１９によって一体化された多数のマイクロカプセル２
０によって構成されている。マイクロカプセル２０には、図４に示すように、分散系とし
ての電気泳動分散媒３４と、電気泳動粒子３５とが封入されている。電気泳動粒子３５は
、正あるいは負に帯電した白色粒子３５ｗ、及び、その白色粒子３５ｗとは異なる極性に
帯電した黒色粒子３５ｂとからなり、それぞれマイクロカプセル２０に印加された電界の
向きに応じて電気泳動分散媒３４中を泳動する。
マイクロカプセル２０は、例えば、アラビアゴム・ゼラチン系化合物、ウレタン系化合
物等により形成されている。電気泳動分散媒３４は、例えば、水、メタノール、エタノー
ル等からなる。また、電気泳動粒子３５は、例えば、アニリンブラック、カーボンブラッ
ク、二酸化チタン等により形成されている。
そして、表示パネル１１の外面全体は、図１及び図３に示すように、封止材３０によっ
て覆われている。封止材３０は、フィルム状の裏面封止材３１と透明性を有するフィルム
状の表面封止材３２とからなり、それぞれ互いに対向する面に接着剤３１ａ，３２ａが形
成されている。そして、裏面封止材３１は、接着剤３１ａを介して素子基板１２を構成す
る背面基板１５の下面に接着されている。また、表面封止材３２は、接着剤３２ａを介し
て対向基板１３を構成する透明基板１７の上面に接着されている。
表面封止材３２は、例えば外側に配置される高分子樹脂フィルム層と、その内側に配置
される無機材料バリア層とにより構成され、外部から表示パネル１１への水分の侵入を防
ぐようになっている。高分子樹脂フィルム層は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、
ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂、液晶ポリマ
ーフィルム等からなる。無機材料バリア層は、例えば、層状ケイ酸塩（酸化珪素）、窒化
珪素、酸化アルミニウム、インジウムスズ酸化物、フッ素ドープ酸化スズ化合物等よりな
る。また、裏面封止材３１は、表面封止材３２と同一材料によって同一構成に形成するこ
とができるとともに、透明性を必要とはされないことから、材料として金属材料、例えば
、銅箔やアルミニウム等や、金属コーティングされた樹脂製フィルム等も用いることがで
きる。
また、接着剤３１ａ，３２ａは、例えば、ホットメルト接着剤等の接着剤よりなる。
裏面封止材３１及び表面封止材３２は、いずれも表示パネル１１よりも広い略同じ面積
を有しており、表示パネル１１の外周部にあっては両封止材３１，３２を相互に、接着剤
３１ａ，３２ａによって接着することで、表示パネル１１を封止して外部の雰囲気から隔
離するようになっている。また、図３に示すように、素子基板１２の左端にはＦＰＣ２１
が接続されているが、両封止材３１，３２は、ＦＰＣ２１の上下両面にそれぞれの接着剤
３１ａ，３２ａを介して接着されて表示パネル１１を封止する。ＦＰＣ２１は雰囲気を透
過しないことから、表示パネル１１は外面全体を両封止材３１，３２に覆われて封止され
る、すなわち外部の雰囲気から隔離されることとなる。
なお、図３に示すように、表示パネル１１の外周部にあって表示パネル１１と両封止材
３１，３２との間には、接着剤３３が充填されている。なお、この接着剤３３は、表示装
置１０の可撓性を低下させないような材料であることが好ましい。
従って、有機トランジスタＴｒは、通常、その雰囲気の影響によって動作特性、ここで
は特に閾値電圧Ｖｔｈ（図１０参照）がマイナス方向に変化するが、封止材３０による封
止によって雰囲気と隔離されて、その影響を抑制された状態とすることができる。
さらに、有機トランジスタＴｒは特に水分の影響を受けて閾値電圧Ｖｔｈがマイナス方
向に変化することから、本実施形態では、表示パネル１１を、雰囲気温度２０度において
相対湿度０．９％以下である雰囲気、すなわち水分量０．１８グラム／立法メートル以下
である雰囲気中にて封止材３０により封止するようにしている。
この水分量は、表示パネル１１の動作環境としての最低温度を−２０度とした場合に、
−２０度における相対湿度を２０％に維持できる水分量である。つまり、表示パネル１１
の封止は、ドライルーム内やチャンバー内にて雰囲気の水分量を０．１８グラム／立法メ
ートル以下にして行なうことが好ましい。
詳述すると、図８は、有機トランジスタＴｒの閾値変化量ΔＶｔｈが環境湿度（２０度
、４０度、６０度、８０度）により変化する状態を示し、図９は、有機トランジスタＴｒ
のオフ電流が環境湿度（２０度、４０度、６０度、８０度）により変化する状態を示す。
なお、図８の閾値変化量ΔＶｔｈの「０」は、窒素環境中、すなわち無湿度雰囲気中にお
ける有機トランジスタＴｒの閾値電圧Ｖｔｈの値である。
図８から、閾値変化量ΔＶｔｈの極小点（最もマイナスの電位方向に変化する変化量）
が相対湿度６０％の付近に存在しており、その極小点はもっとも表示パネル１１の表示性
能の劣化を引き起こすおそれがある。さらに、閾値変化量ΔＶｔｈが相対湿度によって変
化する傾向は、多少の相違はあるが環境温度が２０度、４０度、６０度、８０度のいずれ
の場合でも同様であり、極小点も相対湿度４０％〜６０％の間に存在している。
いずれにしても、有機トランジスタＴｒを好適に制御するためには、閾値変化量ΔＶｔ
ｈは「０」であることが好ましい。
一方、ゲート電極４６の電圧をＨレベルにして有機トランジスタＴｒをオフ状態として
いる場合でも、ソース電極４２とドレイン電極４３の間にはオフ電流が流れている。有機
トランジスタＴｒとしては、このオフ電流が少ないこと、すなわち、電流のオン／オフ比
が高いことが好ましい。図９（ａ）〜（ｄ）に示すようにいずれの環境温度によってもオ
フ電流は、相対湿度の上昇に伴って増加する。従って、オフ電流の抑止の観点からは、相
対湿度は低いことが好ましい。
そこで、図８及び図９のデータから、本実施形態では、閾値変化量ΔＶｔｈが「０」に
近く、かつ、オフ電流が少ない、有機トランジスタＴｒの制御に適当な相対湿度として、
相対湿度２０％以下を選択する。そして、表示パネル１１を封止材３０により封止する雰
囲気を、環境温度−２０度以上において、相対湿度を２０％以下になるようにしている。
一方、素子基板１２は、アクティブマトリクス方式の基板として構成されている。図２
に示すように、素子基板１２の上面には、ＦＰＣ２１が電気的に接続されるとともに、Ｆ
ＰＣ２１を通じて授受される信号等に基づいてそれぞれ所定の信号等を生成する制御回路
２２、走査線駆動回路２３、及びデータ線駆動回路２４が設けられている。
素子基板１２の上面、つまり形成層１６には、図２において横方向略全幅にわたって延
びる複数の走査線Ｌｙが配列形成されている。各走査線Ｌｙは、それぞれ素子基板１２の
一側に配設される走査線駆動回路２３に電気的に接続されている。また、形成層１６には
、図２において縦方向略全幅にわたって延びる複数のデータ線Ｌｘが配列形成されている
。各データ線Ｌｘは、それぞれ素子基板１２の図２において上側に配設されるデータ線駆
動回路２４に電気的に接続されている。
形成層１６にあって、走査線Ｌｙとデータ線Ｌｘの交差する位置には、対応する走査線
Ｌｙ及びデータ線Ｌｘに接続されてマトリックス状に配列される複数の画素２６が形成さ
れている。そして、各画素２６には、それぞれ有機トランジスタＴｒなどの制御素子や、
透明導電膜などからなる光透過性の画素電極２７が備えられている。
次に、図２及び図６，図７を参照して表示パネル１１の電気的構成ついて説明する。
図６は、素子基板１２上に形成されたアクティブマトリクス方式の回路を示した回路図
である。
図２における各データ線Ｌｘは、詳しくは、図６に示す、ｍ本のデータ線Ｌｘ１，Ｌｘ
２，…，Ｌｘｍ（ｍは自然数）のそれぞれに対応していると共に、同じく図２における各
走査線Ｌｙは、図６に示す、ｎ本の走査線Ｌｙ１，Ｌｙ２，…，Ｌｙｎ（ｎは自然数）に
それぞれ対応している。
つまり、各データ線Ｌｘ１〜Ｌｘｍがデータ線駆動回路２４と電気的に接続され、各走
査線Ｌｙ１〜Ｌｙｎが走査線駆動回路２３に電気的に接続されている。そして各データ線
Ｌｘ１〜Ｌｘｍと各走査線Ｌｙ１〜Ｌｙｎとの交差した位置に形成された各画素２６は、
対応するデータ線Ｌｘ１〜Ｌｘｍと、対応する走査線Ｌｙ１〜Ｌｙｎとにそれぞれ接続さ
れている。
図７は、ｍ番目のデータ線Ｌｘｍとｎ番目の走査線Ｌｙｎとの交差部にそれぞれ対応し
て形成された画素２６の画素回路である。画素２６は、１個の有機トランジスタＴｒと画
素電極２７に対応した広さの電気泳動表示層１４とから構成されている。
有機トランジスタＴｒは、そのゲート電極４６がｎ番目の走査線Ｌｙｎに接続されてい
る。有機トランジスタＴｒのソース電極４２はｍ番目のデータ線Ｌｘｍに接続されている
。また、有機トランジスタＴｒのドレイン電極４３は、画素電極２７に接続されている。
画素電極２７に対向する位置には電気泳動表示層１４を介して共通電極１８が形成されて
いる。共通電極１８は、共通端子ＣＯＭに接続されている。
また、有機トランジスタＴｒのバックゲート電極４０は、所定の電圧のバイアス電圧Ｂ
Ｇが印加されるようになっている。
走査線駆動回路２３は、ＦＰＣ２１を介して伝達される垂直同期信号に基づいて、素子
基板１２に設けられた前記ｎ本の走査線Ｌｙｎのうち、１本の走査線を、本実施形態では
画面の上段から下段に向かってＬｙ１，Ｌｙ２，…，Ｌｙｎ−１，Ｌｙｎの順に選択する
。そして、走査線駆動回路２３は、その選択された走査線に対応する走査信号ＳＣ１〜Ｓ
Ｃｎ（ｎは自然数）を出力する。そして、これら走査信号ＳＣ１〜ＳＣｎによって、デー
タ線駆動回路２４から出力されるデータ信号ＶＤ１〜ＶＤｍを、選択された走査線上の画
素２６に対して供給するタイミングが制御される。
データ線駆動回路２４は、表示データに対応したデータ信号ＶＤ１〜ＶＤｍを作成する
。そして、走査線駆動回路２３から順番に出力される前記走査信号ＳＣ１〜ＳＣｎによっ
て選択された走査線Ｌｙ１〜Ｌｙｎ上の各画素２６においては、その有機トランジスタＴ
ｒがそれぞれオン状態に設定される。このことによって、データ線駆動回路２４からデー
タ線Ｌｘ１〜Ｌｘｍを介してそれぞれの画素２６に出力されたデータ信号ＶＤ１〜ＶＤｍ
が前記有機トランジスタＴｒを介して画素電極２７に供給される。つまり、電気泳動表示
層１４を介して対向する画素電極２７と共通電極１８の間には、各データ信号ＶＤ１〜Ｖ
Ｄｍの電圧に基づいた電界が生じる。そして、画素電極２７と共通電極１８との間に生じ
た電界に基づいて、電気泳動粒子３５としての白色粒子３５ｗ及び黒色粒子３５ｂがそれ
ぞれの帯電に対応する電位を有する画素電極２７もしくは共通電極１８のいずれかの方向
に移動して、表示パネル１１の表面に白色もしくは黒色を基本とした画像等を表示させる
ようになっている。
制御回路２２は、走査線駆動回路２３とデータ線駆動回路２４と電気的に接続されてい
る。制御回路２２は、走査線駆動回路２３に走査線タイミング信号ＳＣを、データ線駆動
回路２４にデータタイミング信号ＶＤを出力する。制御回路２２は、バイアス電圧出力端
子Ｐ３を有し、そのバイアス電圧出力端子Ｐ３は、図示しない配線を介して、素子基板１
２上の全ての有機トランジスタＴｒのバックゲート電極４０に電気的に接続されている。
そして、制御回路２２は、走査線駆動回路２３とデータ線駆動回路２４にそれぞれ出力す
る走査線タイミング信号ＳＣ及びデータタイミング信号ＶＤに基づいて有機トランジスタ
Ｔｒが動作していることを検出して、各有機トランジスタＴｒのバックゲート電極４０に
所定の電圧のバイアス電圧ＢＧをそれぞれ供給するようになっている。
バイアス電圧ＢＧは、有機トランジスタＴｒの閾値電圧Ｖｔｈがマイナスシフトするの
を抑制するバックゲート電圧であって、本実施形態では、Ｌレベル（本実施形態では０Ｖ
）からＨレベル（本実施形態では駆動電圧）の間の所定の電圧に設定されている。
つまり、前記図１０で説明したように、有機半導体中に水分子（水分）が存在すると、
ラジカルカチオンと水分子で弱い電荷相互作用の状態になって、エネルギー的に準安定的
な状態となり、中性の状態に戻るにはより大きな活性化エネルギーが必要になる。そのた
め、＋電荷（チャージ）を保持したまま固定化され、キャリアとして動作できない状態と
なって、ソース電極４２とドレイン電極４３の間を流れる電流量が減り、閾値電圧Ｖｔｈ
のマイナスシフトを引き起こすと考えられる。
そこで、有機トランジスタＴｒのバックゲート電極４０にバイアス電圧ＢＧを印加する
と、バイアス電圧ＢＧは、ゲート電極４６との間にも電界を生じさせることになる。その
結果、準安定化したラジカルカチオンをキャリアとして動作させるために必要なエネルギ
ーが供給されて、ラジカルカチオンをキャリアとしての動作をさせることで、閾値電圧Ｖ
ｔｈがマイナスシフトするのを抑制することができる。
次に、上記のように構成した表示装置１０の動作について説明する。
本実施形態では、有機トランジスタＴｒのバックゲート電極４０に閾値電圧補償用のバ
イアス電圧ＢＧを印加した。これによって、有機トランジスタＴｒの閾値電圧Ｖｔｈが、
動作時間の経過に基づくマイナスシフトするのが抑制される。その結果、有機トランジス
タＴｒは、動作時間の経過に基づく閾値電圧Ｖｔｈのマイナスシフトを抑制されて、常に
一定のタイミングで駆動させることができることから、表示特性の優れた電気泳動表示装
置１０が提供できる。
しかも、表示パネル１１を封止材３０により封止する雰囲気を、環境温度−２０度以上
において、相対湿度を２０％以下になるようにしているので、閾値変化量ΔＶｔｈが「０
」に近く、かつ、オフ電流が少ない、有機トランジスタＴｒにすることができる。
以上説明したように、本実施形態にかかる有機トランジスタの駆動方法、及び電気泳動
表示装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、表示パネル１１を水分の浸入を防ぐ裏面封止材３１及び表面封
止材３２にて封止することによって、有機トランジスタＴｒが、その雰囲気、特に水分の
影響によって動作特性、特に閾値電圧Ｖｔｈが変化することを抑制した。その結果、有機
トランジスタＴｒを好適に駆動することができる。
（２）本実施形態では、有機トランジスタＴｒの動作時に、有機トランジスタＴｒのバ
ックゲート電極４０にマイナスシフトした閾値電圧Ｖｔｈを補償するバイアス電圧ＢＧを
供給した。従って、封止だけでは排除しきれない雰囲気の影響によって、有機トランジス
タに生じた閾値電圧Ｖｔｈに変化に対しても、閾値電圧補償用のバイアス電圧ＢＧを供給
することで、有機トランジスタＴｒを好適な動作特性にて駆動することができる。その結
果、ゲート電極４６の電圧が閾値電圧Ｖｔｈの変化を抑制し、表示装置の表示性能の低下
を抑制することができる。
また、有機トランジスタＴｒは、水分の影響によって、その駆動回数に応じて閾値電圧
Ｖｔｈが徐々にマイナス方向に移動するが、その場合にも、水分の影響により変化する閾
値変化量ΔＶｔｈをバイアス電圧ＢＧの供給によって補償する。その結果、封止によって
は有機トランジスタＴｒへの水分の影響を完全に抑制できないとしても、該有機トランジ
スタＴｒを好適に駆動させることができる。
（３）本実施形態では、封止された表示パネル１１に存在する水分によって生じる閾値
変化量ΔＶｔｈを補償して、無湿度状態の閾値電圧Ｖｔｈに近づけるようにした。従って
、閾値電圧Ｖｔｈが変化した有機トランジスタＴｒに、閾値電圧Ｖｔｈの変化を考慮せず
にゲート電極４６に電圧を印加しても、該有機トランジスタＴｒを好適に駆動させること
ができる。
（４）本実施形態では、表示装置１０を、背面基板１５、透明基板１７、裏面封止材３
１及び表面封止材３２などを可撓性のある材料及び曲げに強い有機トランジスタＴｒにて
構成した。従って、水分を完全に遮断することが難しい可撓性を有する材料を用いた構成
による有機トランジスタＴｒであっても、その閾値電圧Ｖｔｈの変化に対してはバイアス
電圧ＢＧを供給されて補償されることで、有機トランジスタＴｒを好適な動作特性に維持
させることができる。
また、この表示装置１０としても可撓性を有することから、可撓性が必要な電子ペーパ
の用途に用いることができる。
（５）本実施形態では、表示パネル１１の封止は、相対湿度を２０％以下で行なうので
、表示パネル１１の水分量は相対湿度が２０％以下である。従って、有機トランジスタＴ
ｒの閾値変化量ΔＶｔｈの特性変化が一定の範囲内に収まり、閾値電圧補償用のバイアス
電圧ＢＧの印加による補償が容易になる。
（６）本実施形態では、有機トランジスタＴｒは、バックゲート電極４０を有して、そ
のバックゲート電極４０からバイアス電圧ＢＧを供給した。従って、有機トランジスタＴ
ｒのゲート電極４６に印加する走査信号ＳＣ１〜ＳＣｎを変化させることなく、有機トラ
ンジスタＴｒに閾値電圧補償用のバイアス電圧ＢＧを供給することで、有機トランジスタ
Ｔｒを好適な動作特性にして駆動させることができる。
（７）本実施形態では、バイアス電圧ＢＧを、基板に形成された全ての有機トランジス
タＴｒに一度に供給したので、バイアス電圧ＢＧを供給するための回路構成や制御方法な
どを容易にすることができる。
（８）本実施形態では、バイアス電圧ＢＧの電圧レベルを、ＨレベルからＬレベルの間
としたので、例えば別途の電圧を必要とせず、バイアス電圧の供給を行なうための回路構
成を簡単にすることができる。
（９）本実施形態では、有機トランジスタＴｒを封止材３０で封止するとともに、有機
トランジスタＴｒの閾値変化量ΔＶｔｈをバイアス電圧ＢＧにて補正した。従って、表示
性能の低下を抑制した電気泳動表示装置を構成することができる。
（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は、例えば以下のような態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、バイアス電圧ＢＧは、バックゲート電極４０に印加したが、有機
トランジスタＴｒの耐圧の範囲内であれば、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｎにバイアス電圧ＢＧ
を加えてもよい。その場合であれば、有機トランジスタＴｒのバックゲート電極を省略す
ることができる。
・上記実施形態では、表示装置１０を構成する背面基板１５、透明基板１７、裏面封止
材３１及び表面封止材３２などは可撓性を有した。しかしこれに限らず、少なくとも一部
の材料が可撓性を有しなくてもよい。
・上記実施形態では、表示パネル１１を、雰囲気温度２０度において相対湿度０．９％
以下である雰囲気、すなわち水分量０．１８グラム／立法メートル以下である雰囲気中に
て封止材３０により封止することとした。しかし、封止する際の雰囲気温度や相対湿度は
これに限定されるものではない。要は、表示装置１０を使用する環境下において、相対湿
度２０％であればよく、使用最低温度が高くなれば水分量は多くてもよく、低くなれば水
分量は減らすこととなる。
・上記実施形態では、相対湿度２０％以下とした。しかし相対湿度は２０％以下には限
られない。相対湿度に対する有機トランジスタの特性が実験などにより分かっていれば、
閾値変化量ΔＶｔｈに対する好適なバイアス電圧ＢＧを有機トランジスタに供給すること
ができる。
つまり、有機トランジスタの閾値電圧の変化を実験などにより定量的に求め、そのデー
タから有機トランジスタを好適に制御できるとして選択された相対湿度ならばよい。また
、有機トランジスタの形成方法によっても相対湿度と閾値変化量の関係は変化するので、
同様に実験などにより定量的に求め、そのデータから有機トランジスタを好適に制御でき
るとして選択された相対湿度であってもよい。
・上記実施形態では、有機トランジスタＴｒは、各温度、各相対湿度に対して、図８に
示すような、閾値変化量ΔＶｔｈの変化及び、図９に示すようなオフ電流の変化を生じた
。しかし、有機トランジスタは、図８及び図９に示されるような特性を持つものに限られ
ない。つまり、有機トランジスタとは数値が異なっていても、相対湿度によって閾値電圧
に変化が生じるとともに、オフ電流量に変化が生じる有機トランジスタであれば、どのよ
うな有機トランジスタについても、この有機トランジスタの駆動方法を採用することがで
きる。
・上記実施形態では、表示装置１０は、電子ペーパの用途に用いることができた。しか
し、これに限らず、表示装置１０は、その他の表示装置を有する機器に用いることができ
る。
本発明にかかる電気泳動粒子を備えた表示装置の一実施形態についてその全体の平面図。 同実施形態の表示パネルの平面構造を示す平面図。 同実施形態の表示装置の断面構造を示す図１のＡ−Ａ線断面図。 同実施形態の表示パネルの断面構造を示す断面図。 同実施形態の有機トランジスタの断面構造を示す断面図。 同実施形態の素子基板の回路構成を示す回路図。 同実施形態の画素部分の等価回路を示す回路図。 同実施形態の有機トランジスタの相対湿度に対する閾値変化量の特性を示すグラフであって、（ａ）は環境温度２０度の場合を示すグラフ、（ｂ）は環境温度４０度の場合を示すグラフ、（ｃ）は環境温度６０度の場合を示すグラフ、（ｄ）は環境温度８０度の場合を示すグラフ。 同実施形態の有機トランジスタのオフ電流の特性を示すグラフであって、（ａ）は環境温度２０度の場合を示すグラフ、（ｂ）は環境温度４０度の場合を示すグラフ、（ｃ）は環境温度６０度の場合を示すグラフ、（ｄ）は環境温度８０度の場合を示すグラフ。 有機トランジスタの閾値電圧のシフトを示すグラフ。
符号の説明
ＣＯＭ…共通端子、ＢＧ…バイアス電圧、Ｌｘ，Ｌｘ１〜Ｌｘｍ…データ線、Ｌｙ，Ｌ
ｙ１〜Ｌｙｎ…走査線、Ｐ３…バイアス電圧出力端子、Ｔｒ…有機トランジスタ、Ｖｔｈ
…閾値電圧、ＶＤ１〜ＶＤｍ…データ信号、１０…電気泳動表示装置、１１…表示パネル
、１２…素子基板、１３…対向基板、１４…電気泳動表示層、１５…背面基板、１６…形
成層、１７…透明基板、１８…共通電極、１９…バインダ、２０…マイクロカプセル、２
１…ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）、２２…制御回路、２３…走査線駆動回路、
２４…データ線駆動回路、２６…画素、２７…画素電極、３０，３１，３２…封止材、３
１ａ，３２ａ，３３…接着剤、３４…電気泳動分散媒、３５…電気泳動粒子、３５ｂ…黒
色粒子、３５ｗ…白色粒子、４０…バックゲート電極、４１…第１絶縁層、４２…ソース
電極、４３…ドレイン電極、４４…有機半導体層、４５…第２絶縁層、４６…ゲート電極
。

Claims (9)

  1. 基板上に形成された有機トランジスタの駆動方法であって、
    前記基板は封止材により封止されており、少なくとも前記有機トランジスタの動作時に
    、前記有機トランジスタの閾値電圧補償用のバイアス電圧を前記有機トランジスタに対し
    て供給することを特徴とする有機トランジスタの駆動方法。
  2. 請求項１に記載の有機トランジスタの駆動方法において、
    前記閾値電圧補償用のバイアス電圧は、水分の影響により変化する前記有機トランジス
    タの閾値電圧を、水分の影響により変化するよりも前の閾値電圧の方向に補償する電圧で
    あることを特徴とする有機トランジスタの駆動方法。
  3. 請求項１又は２に記載の有機トランジスタの駆動方法において、
    前記封止材は、可撓性を有する封止材であり、
    前記基板は、可撓性を有する基板である
    ことを特徴とする有機トランジスタの駆動方法。
  4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の有機トランジスタの駆動方法において、
    前記封止は、封止された雰囲気の相対湿度を２０％以下とする封止である
    ことを特徴とする有機トランジスタの駆動方法。
  5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の有機トランジスタの駆動方法において、
    前記バイアス電圧は、ゲート電極に供給されることを特徴とする有機トランジスタの駆
    動方法。
  6. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の有機トランジスタの駆動方法において、
    前記基板に形成された有機トランジスタは、バックゲート電極を有し、前記バイアス電
    圧は、バックゲート電極から供給されることを特徴とする有機トランジスタの駆動方法。
  7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の有機トランジスタの駆動方法において、
    前記バイアス電圧は、基板に形成された複数の有機トランジスタにまとめて供給される
    ことを特徴とする有機トランジスタの駆動方法。
  8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の有機トランジスタの駆動方法において、
    前記バイアス電圧は、前記有機トランジスタを駆動させる電圧以下である
    ことを特徴とする有機トランジスタの駆動方法。
  9. 共通電極を有する透明である対向基板と、
    前記対向基板と対向して有機トランジスタから電圧を供給される画素電極を有する素子
    基板と、
    前記共通電極と前記素子基板の間に備えられた分散系と、
    前記共通電極と前記画素電極が作る電界に基づいて前記分散系を泳動する電子泳動粒子
    と、
    前記共通電極と前記対向基板とを封止して外部の雰囲気と隔離する封止材とを備え、
    前記有機トランジスタは、請求項１〜８のいずれか１つに記載の有機トランジスタの駆
    動方法によって駆動されることを特徴とした電気泳動表示装置。
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