JP2009229779A - Ｅｌ表示パネル及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】内部散乱光の影響による閾値電圧変動を抑制するパネル構造を提案する。
【解決手段】アクティブマトリクス駆動方式に対応した画素構造を有するＥＬ表示パネルに、以下の構造を採用することを提案する。すなわち、薄膜トランジスタの閾値電圧を変動させる特性が最も高い発光色に対応する第１の発光領域同士の間に他の発光色に対応する第２の発光領域がレイアウトされている場合に、当該第２の発光領域を駆動する各画素回路内のサンプリングトランジスタが、自発光領域を挟んで隣接する２つの第１の発光領域の一方の外縁部から他方の外縁部までの長さの１／４以上３／４以下の範囲内にレイアウトされる構造を提案する。
【選択図】図２４

Description

この明細書で説明する発明は、アクティブマトリクス駆動方式で駆動制御されるＥＬ表示パネルに関する。なお、この明細書で提案する発明は、ＥＬ表示パネルを搭載する各種の電子機器としての側面も有する。

図１に、アクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬパネルに用いられる回路ブロックの構成例を示す。図１に示す有機ＥＬパネル１は、画素アレイ部３と、その駆動回路である書込制御スキャナ５、電源線スキャナ７及び水平セレクタ９とで構成される。

画素アレイ部３は、信号線ＤＴＬと書込制御線ＷＳＬの各交点にサブ画素１１を配置したマトリクス画素構造を有している。サブ画素１１は、１画素を構成する画素構造の最小単位である。例えばホワイトユニットとしての１画素は、有機ＥＬ材料の異なる３つのサブ画素（Ｒ（赤）画素、Ｇ（緑）画素、Ｂ（青）画素）の集合体やこれらにＷ（白）画素を加えた４つのサブ画素その他として構成される。

図２に、画素２１の構成例を示す。図２に示す画素２１は、３原色に対応するサブ画素１１の集合体として形成される表示上の１画素である。なお、各発光色は、サブ画素１１の中央付近に配置される発光領域（有機ＥＬ素子）２３から出力される。
この明細書で説明するサブ画素１１は、アクティブ駆動方式に対応する。従って、サブ画素１１は、発光領域（有機ＥＬ素子）２３と画素回路とで形成される。

なお、発光領域を構成する有機ＥＬ素子は電流発光素子である。従って、有機ＥＬパネルの輝度階調は、各画素に対応する有機ＥＬ素子に流れる電流量により制御される。この電流の供給を一定期間継続するのがアクティブ駆動方式に対応する画素回路の機能である。

参考までに、アクティブマトリクス駆動方式を採用する有機ＥＬパネルディスプレイに関する文献を例示する。
特開２００３−２５５８５６号公報 特開２００３−２７１０９５号公報 特開２００４−１３３２４０号公報 特開２００４−０２９７９１号公報 特開２００４−０９３６８２号公報

図３に、サブ画素１１に対応する画素回路の最も単純な回路例を示す。図３に示す画素回路は、薄膜トランジスタＴ１、Ｔ２及び保持容量Ｃｓで構成される。以下、薄膜トランジスタＴ１を「サンプリングトランジスタＴ１」といい、薄膜トランジスタＴ２を「駆動トランジスタＴ２」という。前述した図２は、画素回路の構成素子のうちサンプリングトランジスタＴ１の配置位置だけを示している。なお、図中には、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ自体の容量をＣoledで示し、補完容量をＣsub で示す。因みに、補完容量Ｃsub は保持容量Ｃｓと同じＴＦＴ構造を有する容量である。ただし、画素回路の構造によっては、補完容量Ｃsub は用いない場合もある。

サンプリングトランジスタＴ１は、対応画素の階調に対応する信号電位Ｖsig の保持容量Ｃｓへの書き込みを制御するＮチャネル型の薄膜トランジスタである。また、駆動トランジスタＴ２は、保持容量Ｃｓに保持された信号電位Ｖsig に応じて定まるゲート・ソース間電圧Ｖgsに基づいて駆動電流Ｉdsを有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに供給するＮチャネル型の薄膜トランジスタである。

書込制御スキャナ５は、サンプリングトランジスタＴ１のオン・オフ動作を制御する回路デバイスである。また、電源線スキャナ７は、電源線ＤＳＬを高電位Ｖccと低電位Ｖssで駆動する回路デバイスである。水平セレクタ９は、信号線ＤＴＬを画素データＤinに対応する信号電位Ｖsig と閾値補正用の基準電位Ｖofs で駆動する回路デバイスである。

なお、発光期間中の電源線ＤＳＬは高電位Ｖccで駆動され、当該電源線ＤＳＬから駆動トランジスタＴ２を通じて有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに駆動電流Ｉdsが供給される。因みに、発光期間中の駆動トランジスタＴ２は、常に飽和領域で動作している。すなわち、駆動トランジスタＴ２は、信号電位Ｖsig に応じた大きさの駆動電流Ｉdsを有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに供給する定電流源として動作する。

この駆動電流Ｉdsは、次式で与えられる。
Ｉds＝ｋ・μ・（Ｖgs−Ｖth）² （式１）
因みに、μは、駆動トランジスタＴ２の多数キャリアの移動度である。また、Ｖthは、駆動トランジスタＴ２の閾値電圧である。また、ｋは、（Ｗ／Ｌ）・Ｃox／２で与えられる係数である。ここで、Ｗはチャネル幅、Ｌはチャネル長、Ｃoxは単位面積当たりのゲート容量である。

ところで、画素回路１１の形成には、高温ポリシリコンプロセスだけでなく、低温ポリシリコンプロセスやアモルファスシリコンプロセスの適用も可能である。ただし、低温ポリシリコンプロセスやアモルファスシリコンプロセスを用いて形成した薄膜トランジスタには、閾値電圧Ｖthや移動度μに特性バラツキが現れ易くなる。

特に駆動トランジスタＴ２の特性バラツキは、駆動電流Ｉdsの大きさに直接影響する。すなわち、信号電位Ｖsig は同じでも、有機ＥＬ素子の輝度階調に違いが現れる。この輝度差が一定以上大きくなると、画面上でも輝度差が視認される。
そこで、この種の画素回路では、閾値電圧Ｖthや移動度μの補正技術が従来より提案されている。

図４に、出願人によって提案されている特性補正機能付きの駆動動作例を示す。なお図４は、画素アレイ部３を構成する垂直解像度数分の水平ラインのうちのある１つの水平ラインの駆動動作例を表したものである。１フレーム期間は非発光期間と発光期間で構成され、非発光期間に前述した特性補正動作が実行される。

なお図４（Ａ）はある信号線ＤＴＬの波形図を示し、図４（Ｂ）は書込制御線ＷＳＬの波形図を示し、図４（Ｃ）は電源線ＤＳＬの波形図を示している。また図４（Ｄ）は駆動トランジスタＴ２のゲート電位Ｖｇの波形図を示し、図４（Ｅ）は駆動トランジスタＴ２のソース電位Ｖｓの波形図を示す。

図４に示す駆動動作の内容を簡単に説明する。図４に示す駆動動作では、非発光期間の開始タイミングで電源線ＤＳＬの電位が低電位Ｖssに切り替え制御される。これに伴い、駆動トランジスタＴ２のソース電位Ｖs は、低電位Ｖssに達するように低下する。なお、カソード電位Ｖcat に有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの閾値電圧Ｖthelを加算した電位Ｖcat ＋Ｖthelよりもソース電位Ｖｓが低下した時点で、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは自動的に消灯する。

また、この動作の際、駆動トランジスタＴ２のゲート電極はオープン状態にあるので、ソース電位Ｖｓの電位低下に連動してゲート電位Ｖｇも低下する。
次に、駆動トランジスタＴ２の閾値補正動作を説明する。駆動トランジスタＴ２の閾値補正動作は、電源線ＤＳＬが再び高電位Ｖccに制御されることで開始される。なお、ここでの高電位Ｖccは、次回の発光期間の終了時点まで継続される。

なお、サンプリングトランジスタＴ１は、電源線ＤＳＬが高電位Ｖccに立ち上がる前にオン状態に制御され、駆動トランジスタＴ２のゲート電位Ｖｇがオフセット電位Ｖofs に固定される。これにより、駆動トランジスタＴ２のゲート・ソース間電圧Ｖgsは、その閾値電圧Ｖthより広い電圧Ｖofs −Ｖssにプリセットされる。
このプリセット状態において、電源線ＤＳＬが高電位Ｖccに切り換えられると、駆動トランジスタＴ２に電流が流れ、図５に示すように、ソース電位Ｖｓが上昇する。

この電流は、保持容量Ｃｓと有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに寄生する容量を充電するように流れる。寄生容量の充電に伴い、駆動トランジスタＴ２のソース電位Ｖｓは上昇する。そして、ソース電位ＶｓがＶofs −Ｖthに達した時点で駆動トランジスタＴ２は自動的にカットオフ動作する。これにより、閾値補正が完了する。なお、Ｖofs −Ｖthは、Ｖcat ＋Ｖthelより小さい条件を満たすので、この時点で有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが発光することはない。

この後、サンプリングトランジスタＴ１は、一度オフ制御される。この後、信号線ＤＴＬに信号電位Ｖsig が印加されたタイミングで、サンプリングトランジスタＴ１は再びオン制御される。これにより、駆動トランジスタＴ２のゲート・ソース間電圧Ｖgsは閾値電圧Ｖthより再び大きくなり、信号電位Ｖsig に応じた大きさの電流が流れ始める。これが書込兼移動度補正動作である。

この場合も、電流は、保持容量Ｃｓと有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの寄生容量を充電するように流れる。なお、駆動トランジスタＴ２に流れる電流は移動度μの大きさに依存し、移動度μの大きい駆動トランジスタＴ２には大きな電流が流れ、移動度μの小さい駆動トランジスタＴ２には小さい電流が流れる。

結果的に、移動度μの大きい駆動トランジスタＴ２のソース電位Ｖｓの上昇は、移動度μの小さい駆動トランジスタＴ２のソース電位Ｖｓの上昇よりも大きくなる。図６に、移動度μの大きさの違いによる駆動トランジスタＴ２のソース電位Ｖｓの変化の違いを示す。

この移動度補正動作が終了すると、サンプリングトランジスタＴ１はオフ制御され、駆動トランジスタＴ２の駆動電流Ｉds’は有機ＥＬ素子ＯＬＥＤへと流れ始める。これにより、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの新たな発光期間が開始される。

ところで、前述した駆動動作で実行される補正動作は、駆動トランジスタＴ２の特性バラツキの補正を目的とする。すなわち、サンプリングトランジスタＴ１の特性バラツキの補正動作は用意されていない。これは、サンプリングトランジスタＴ１がスイッチング駆動され、特性バラツキの影響が小さいことが一因である。

ただし、サンプリングトランジスタＴ１の閾値電圧Ｖthの変動は（すなわち、オン期間の変動は）、駆動トランジスタＴ２の移動度補正の動作点の変動を発生させ、移動度補正の精度に影響する。すなわち、輝度レベルを変動させる原因になる。

閾値電圧Ｖthを変動させる原因の一つに、発光期間中の逆（負）バイアスがある。図７に、発光期間中の電位状態を示す。図７は、信号電位Ｖsig が白階調時の電位状態である。因みに、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤのアノード電位Ｖel（駆動トランジスタＴ２のソース電位Ｖｓ）は５Ｖであり、駆動トランジスタＴ２のゲート電位Ｖｇは１０Ｖである。

一方、サンプリングトランジスタＴ１のゲート電位Ｖｇは−３Ｖであり、サンプリングトランジスタＴ１が継続的に逆（負）バイアスに制御される。このバイアス状態は、サンプリングトランジスタＴ１の閾値電圧Ｖthを低下させる方向に作用する。しかも、この閾値電圧Ｖthの変化は、パネル内の散乱光がサンプリングトランジスタＴ１に入射することで増幅される。

図８に、トップエミッション構造を有する有機ＥＬパネルの断面構造例を示す。なお、トップエミッション構造とは、封止基板側から光が射出されるタイプのパネル構造をいうものとする。図中、封止基板は、ガラス基板３１が相当する。もっとも、封止基板には、プラスチックフィルムその他の透過性材料も使用することができる。

封止基板３１の下層には透過性の高い封止材料３３が塗布される。封止材料３３の下層には、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを形成するカソード電極３５、有機層３７、アノード電極３９が順番に形成される。なお、カソード電極３５は光透過性材料で形成されている。一方、アノード電極３９は金属材料で形成される。

また図８の場合、アノード電極３９とアノード電極３９との隙間部分に補助配線４１が配置される。補助配線４１は、カソード電極３５にカソード電位を供給する配線であり、アノード電極３９と同じ金属材料で形成される。この補助配線４１は、パネルサイズが大きい場合に用いられることが多く、パネルサイズが小さい場合には用いられないことも多い。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの下部には、画素回路が形成される。図８は、ボトムゲート型の薄膜トランジスタの例である。

図８の場合、ソース電極４３、ドレイン電極４５、層間膜４７、ポリシリコン層（チャネル層）４９、ゲート酸化膜５１、ゲート電極５３が画素回路を構成する構造である。これら画素回路は、駆動素子が形成される基板（いわゆる回路基板）としてのガラス基板５５の表面に形成される。なお、ガラス基板５５と有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの下層電極層であるアノード電極３９との間には層間膜５７が形成されている。

さて、矢印付きの太線で示した内部散乱光の説明に戻る。本来、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤで発生された光は、パネル内部から封止基板の外側へと射出される。
しかし、散乱光の一部はパネル内部で反射を繰り返し、図中の矢印で示すように、隣接画素を構成するサンプリングトランジスタＴ１のチャネル領域に入射する可能性がある。

図９に、内部散乱光の入射と逆（負）バイアスの印加状態が継続する場合の閾値電圧Ｖthの特性変動を測定した結果の一例を示す。
図９に示すように、ストレス時間が長いほど閾値電圧Ｖthは徐々に低下し、1000秒を越える当たりから閾値電圧Ｖthの低下量が増加する。

なお、発明者らの実験では、閾値電圧Ｖthの低下効果は、波長が短い青色の内部散乱光について観測され、相対的に波長の長い緑色や赤色の内部散乱光では閾値電圧Ｖthの低下効果は確認されないか非常に小さかった。

さて、サンプリングトランジスタＴ１の閾値電圧Ｖthが下がると、図１０に示すように、サンプリングトランジスタＴ１のオン期間は長くなる。
図１０では、トランジェント特定を強調して表している。サンプリングトランジスタＴ１におけるオン期間の長期化は、移動度補正時間の増加として現れる。すなわち、移動度補正の動作点の変動として現れる。

移動度補正動作中は、駆動トランジスタＴ２のソース電位Ｖｓの上昇を伴うので、補正時間が長くなるとその分、ゲート・ソース間電圧Ｖgsを小さくするように作用する。
この移動度補正後の駆動電流Ｉdsの大きさは、次式で表すことができる。
Ｉds＝k・μ・{(Vsig−Vofs)／〔1+(Vsig−Vofs) ・k・μ・t/C〕}² (式２)
式２からも分かるように、補正時間ｔが長いほど駆動電流Ｉdsの大きさが小さくなる。因みに、容量Ｃは、保持容量Ｃｓと、補完容量Ｃsub と、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ自体の容量Ｃoledの総和（Ｃ＝Ｃｓ＋Ｃsub ＋Ｃoled）で与えられる。

すなわち、サンプリングトランジスタＴ１の閾値電圧Ｖthの変動が大きいと、結果的に本来の大きさよりも駆動電流Ｉdsが小さくなってしまう。従って、閾値電圧Ｖthの変動を加速させる内部散乱光の影響を最小化する技術が必要であると発明者らは考える。

そこで、発明者らは、アクティブマトリクス駆動方式に対応した画素構造を有するＥＬ表示パネルに、以下の構造を採用することを提案する。
すなわち、薄膜トランジスタの閾値電圧を変動させる特性が最も高い発光色に対応する第１の発光領域同士の間に他の発光色に対応する第２の発光領域がレイアウトされている場合に、当該第２の発光領域を駆動する各画素回路内のサンプリングトランジスタが、自発光領域を挟んで隣接する２つの第１の発光領域の一方の外縁部から他方の外縁部までの長さの１／４以上３／４以下の範囲内にレイアウトされる構造を提案する。

なお、第１の発光領域同士がパネル内で隣接する場合、第１の発光領域を駆動する各画素回路内のサンプリングトランジスタが、第１の発光領域が隣接する方向の自発光領域の長さの１／４以上３／４以下の範囲にレイアウトされる構造を提案する。
ここで、第１の発光領域と発光色との関係は、発光素子に使用される材料により定まる。例えば青色光や白色光に対応する発光領域が第１の発光領域とする。

また、発明者らは、前述した構造を有するＥＬ表示パネルを搭載した電子機器を提案する。
ここで、電子機器は、ＥＬ表示パネルと、システム全体の動作を制御するシステム制御部と、システム制御部に対する操作入力を受け付ける操作入力部とで構成する。

カラーパネルでは、各色に対応する発光領域が規定のレイアウトに従って繰り返し出現する。
このため、各画素（発光領域と周辺の隙間領域を含む。）には、隣接する四方の画素からの内部散乱光が到来する。

しかし、発明者らの提案するレイアウト構造では、閾値電圧を変動させる特性が最も高い発光色に対応する発光領域（第１の発光領域）の外縁部からそれ以外の発光色に対応する発光領域（第２の発光領域）を駆動するサンプリングトランジスタまでの距離が、隣接する２つの第１の発光領域間の距離の１／４以上は最低でも確保される。

このことは、サンプリングトランジスタのチャネル層に入射する内部散乱光の光量を小さくできることを意味する。すなわち、内部散乱光の影響をゼロにはできなくても、その影響を最小化することができる。よって、移動度補正時の動作点を安定化できる。

以下、発明を、アクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬパネルに適用する場合について説明する。
なお、本明細書で特に図示又は記載されない部分には、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。また以下に説明する形態例は、発明の一つの形態例であって、これらに限定されるものではない。

（Ａ）外観構成
なお、この明細書では、画素アレイ部と駆動回路（例えば書込制御スキャナ及び電源線スキャナ）とを同じ半導体プロセスを用いて同じ基板上に形成した表示パネルだけでなく、例えば特定用途向けＩＣとして製造された駆動回路を画素アレイ部の形成された基板上に実装したものも有機ＥＬパネルと呼ぶ。

図１１に、有機ＥＬパネルの外観構成例を示す。有機ＥＬパネル６１は、支持基板６３のうち画素アレイ部の形成領域に対向基板６５を貼り合わせた構造を有している。

支持基板６３は、ガラス、プラスチックその他の基材で構成される。トップエミッション構造の場合、支持基板６３の表面には画素回路が形成される。すなわち、支持基板６３が回路基板に相当する。一方、ボトムエミッション構造の場合、支持基板６３の表面には有機ＥＬ素子が形成される。すなわち、支持基板６３が封止基板に相当する。

対向基板５５も、ガラス、プラスチックその他の透明部材を基材とする。対向基板６５は、封止材料を挟んで支持基板６３の表面を封止する部材である。なお、トップエミッション構造の場合、対向基板６５が封止基板に相当する。また、ボトムエミッション構造の場合、対向基板６５が回路基板に相当する。

なお、有機ＥＬパネル６１には、外部信号や駆動電源を入力するためのＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６７が配置される。

（Ｂ）形態例１
（Ｂ−１）システム構成
図１２に、形態例に係る有機ＥＬパネル７１のシステム構成例を示す。なお図１２には、図１との対応部分に同一符号を付して示す。
図１２に示す有機ＥＬパネル７１は、画素アレイ部７３と、その駆動回路である書込制御スキャナ７５、電源線スキャナ７及び水平セレクタ９とで構成される。

（１）画素アレイ部の構成
画素アレイ部７３には、Ｒ（赤）画素、Ｇ（緑）画素、Ｂ（青）画素にそれぞれ対応するサブ画素１１が行列配置されている。図１３に、サブ画素１１に対応する画素回路と前述した各駆動回路との接続関係を示す。

なお、この形態例の場合も、画素回路の電気的な構成は図３に示した構成と同じである。すなわち、画素回路は、サンプリングトランジスタＴ１と、駆動トランジスタＴ２と、保持容量Ｃｓとで構成される。また、サンプリングトランジスタＴ１のゲート電極は書込制御線ＷＳＬと接続され、駆動トランジスタＴ２の一方の主電極は電源線ＤＳＬと接続される。

図１に示す有機ＥＬパネル１と図１２に示す有機ＥＬパネル７１との違いは、サブ画素１１を駆動する画素回路を構成するサンプリングトランジスタＴ１の配置位置である。図１４に有機ＥＬパネル１で採用するサンプリングトランジスタＴ１の配置位置（従来例）を示し、図１５に有機ＥＬパネル７１で採用するサンプリングトランジスタＴ１の配置位置（形態例）を示す。

図１４に示すように、従来構造の画素回路では、発光色の違いによらず同じレイアウト構造を採用する。すなわち、サンプリングトランジスタＴ１は、画素領域内の同じ位置に配置されている。一般には、矩形形状を有する発光領域２３の４隅のうちいずれか１つに偏って配置される。図１４の場合、サンプリングトランジスタＴ１は、左上隅付近に偏って配置される。

しかし、この素子配置は、サンプリングトランジスタＴ１の閾値電圧を変動させる青色の内部散乱光の光源外縁部（すなわち、Ｂ（青）画素の発光領域外縁部）と、他色に対応するサンプリングトランジスタＴ１との距離が短くなり易い問題を内在している。すなわち、Ｂ（青）画素に隣接するＲ（赤）画素及びＧ（緑）画素のサンプリングトランジスタＴ１との距離が短くなり易い問題を内在している。

図１４の画素配列の場合、Ｇ（緑）画素のサンプリングトランジスタＴ１と最も近い側のＢ（青）画素の発光領域外縁部との距離Ｌ１は、２つのＢ（青）画素の発光領域外縁間の距離Ｌｈの４分の１より大きいが、Ｒ（赤）画素のサンプリングトランジスタＴ１と最も近い側のＢ（青）画素の発光領域外縁部との距離Ｌ２は、２つのＢ（青）画素の発光領域外縁間の距離Ｌｈの４分の１より小さくなる。

すなわち、Ｒ（赤）画素のサンプリングトランジスタＴ１は、Ｇ（緑）画素のサンプリングトランジスタＴ１よりもＢ（青）画素の発光領域２３に近く、青色の内部散乱光の影響を受け易い。このことは、Ｒ（赤）画素のサンプリングトランジスタＴ１の閾値電圧Ｖthには、他色のサンプリングトランジスタＴ１の閾値電圧Ｖthに比べて長期的には大きな電圧変動が現れることを意味する。

また図１４の場合、水平ライン単位で同じ画素配列を採用するので、垂直方向にＢ（青）画素が隣り合うように配置される。このため、サンプリングトランジスタＴ１が発光領域２３の隅部に配置されていると、他方のＢ（青）画素の発光領域の外縁部との距離Ｌ３も短くなり易い。距離Ｌ３が短ければ、Ｒ（赤）画素と同じように、サンプリングトランジスタＴ１の閾値電圧Ｖthの経時変化が大きく成り易くなる。

これに対し、発明者らが提案する画素回路では、図１５に示すように、Ｒ（赤）画素を駆動するサンプリングトランジスタＴ１とＧ（緑）画素を駆動するサンプリングトランジスタＴ１は、各画素領域に隣接するＢ（青）画素よりも遠端側に配置される。

すなわち、Ｒ（赤）画素を駆動するサンプリングトランジスタＴ１は画素領域の右辺側（図１５では発光領域２３の右辺側）に配置され、Ｇ（緑）画素を駆動するサンプリングトランジスタＴ１は画素領域の左辺側（図１５では発光領域２３の左辺側）に配置される。このように、Ｒ（赤）画素とＧ（緑）画素とで、サンプリングトランジスタＴ１の画素領域内の配置位置は左右対称の関係にある。

図１５の画素配列の場合、Ｇ（緑）画素のサンプリングトランジスタＴ１と最も近い側のＢ（青）画素の発光領域外縁部との距離Ｌ５（＞Ｌ１）と、Ｒ（赤）画素のサンプリングトランジスタＴ１と最も近い側のＢ（青）画素の発光領域外縁部との距離Ｌ６（＞Ｌ２）は、２つのＢ（青）画素の発光領域同士の外縁間の距離Ｌｈの４分の１より大きくなる。

勿論、Ｂ（青）画素の発光領域外縁部からの距離が長くなれば、サンプリングトランジスタＴ１のチャネル領域に入射する内部散乱光の光量も減少する。従って、図１５に示す画素配置を採用するＲ（赤）画素とＧ（緑）画素においては、図１４に示す画素配置よりも、サンプリングトランジスタＴ１の閾値電圧Ｖthの変動を小さくすることが可能になる。

因みに、図１５の場合、Ｒ（赤）画素のサンプリングトランジスタＴ１とＧ（緑）画素の発光領域外縁部との距離やＧ（緑）画素のサンプリングトランジスタＴ１とＲ（赤）画素の発光領域外縁部との距離は、図１４の場合に比して短くなる。

しかし、波長エネルギーの小さい赤色光や緑色光の内部散乱光を原因とするサンプリングトランジスタＴ１の閾値電圧Ｖthの変動は非常に小さい。このため、青色以外の内部散乱光の影響は無視して考えることができる。

また、図１５の場合、垂直方向に隣接するＢ（青）画素についても、そのサンプリングトランジスタＴ１は、発光領域の外縁部から内側に発光領域の垂直方向長さＬｖの４分の１以上離れて配置される。

このため、Ｂ（青）画素を駆動するサンプリングトランジスタＴ１と垂直方向に隣接する他のＢ（青）画素の発光領域の外縁部との距離Ｌ７は、図１４の場合の距離Ｌ３よりも長くなる。従って、図１５に示す画素構造の採用により、Ｂ（青）画素を駆動するサンプリングトランジスタＴ１の閾値電圧Ｖthの変動を図１４に示す画素構造よりも小さくすることができる。

なお、以上の説明では、Ｒ（赤）画素とＧ（緑）画素に対応するサンプリングトランジスタＴ１とＢ（青）画素の発光領域外縁部との距離関係を水平方向の距離として説明しているが、これは垂直方向（図中縦方向）よりも水平方向（図中横方向）の方がサブ画素間の隙間が小さいためである。

すなわち、サンプリングトランジスタＴ１と隣接するＢ（青）画素との距離があらゆる方向で最も短くなるためである。従って、サブ画素の形状や画素配置の関係によっては、垂直方向や画面内の対角線方向に着目して、Ｒ（赤）画素とＧ（緑）画素に対応するサンプリングトランジスタＴ１の配置を決定することが望まれる。

発明者らの実測結果では、青色の内部散乱光によるサンプリングトランジスタＴ１の閾値電圧Ｖthの変動の低減効果が認められる境界値として、図１６に示すように２つの条件を設定する。
１つは、２つのＢ（青）画素の間に他色画素が存在する場合であり、１つは２つのＢ（青）画素の間に他色画素が存在しない場合である。

前者はＲ（赤）画素やＧ（緑）画素を駆動するサンプリングトランジスタＴ１の配置条件を与え、後者はＢ（青）画素を駆動するサンプリングトランジスタＴ１の配置条件を与える。

前者の条件は、自発光領域を挟んで隣接する２つのＢ（青）画素のうち一方の発光領域外縁部から他方の発光領域外縁部までの長さＬｈの１／４以上３／４以下の範囲内にサンプリングトランジスタＴ１が配置されることと同意である。図１５（図１６）の場合には、各画素の発光領域２３のうち隣接するＢ（青）画素から最も離れる位置にサンプリングトランジスタＴ１を配置した例を表している。

後者の条件は、自発光領域の短辺間の長さ（すなわち、垂直方向の長さ）Ｌｖの１／４以上３／４以下の範囲内にサンプリングトランジスタＴ１が配置されることと同意である。なお、当該画素の発光領域２３のうち隣接するＢ（青）画素から最も離れる位置は発光領域の中心位置であるが、図１５（図１６）の場合には、わずかながら中心位置よりオフセット下位置にサンプリングトランジスタＴ１を配置した例を表している。

（２）書込制御スキャナの構成
続いて、この形態例に係る有機ＥＬパネル７１で採用する書込制御スキャナ７５について説明する。この書込制御スキャナ７５に新たな機能は、階調輝度の違いによる移動度補正時間の最適化技術である。
図１７に、階調輝度と対応する最適な移動度補正時間との関係を示す。なお図１７の横軸は移動度補正時間であり、図１７の縦軸は階調輝度（信号電位Ｖsig ）である。

図１７に示すように、高輝度（ホワイト階調）の場合、移動度μが大きい駆動トランジスタＴ２の輝度レベルと移動度μが小さい駆動トランジスタＴ２の輝度レベルは、移動度補正時間がｔ１の時点で同じになる。すなわち、高輝度画素の移動度補正時間はｔ１であることが望まれる。

一方、低輝度（グレー階調）の場合、移動度μが大きい駆動トランジスタＴ２の輝度レベルと移動度μが小さい駆動トランジスタＴ２の輝度レベルは、移動度補正時間がｔ２の時点で同じになる。すなわち、低輝度画素の移動度補正時間はｔ２であることが望まれる。

従って、移動度補正時間を固定する駆動方式を採用すると、特定の輝度レベル以外の画素回路では移動度補正時間に過不足が発生してしまう。この過不足は、最悪の場合、輝度ムラやスジとして視認されてしまう。
そこで、書込制御スキャナ７５には、各画素の輝度レベルに応じて各画素回路の移動度補正時間を自動調整する機能を搭載する。

すなわち、高輝度レベルに対応する画素回路では移動度補正時間が自動的に短くなり、低輝度レベルに対応する画素回路では移動度補正時間が自動的に長くなるように調整される駆動機能を採用する。
なお、移動度補正時間は、サンプリングトランジスタＴ１のオン動作時間として与えられる。

そこで、この形態例の場合には、移動度補正期間に対応するサンプリングトランジスタＴ１の書込制御信号を図１８に示す波形に制御できる機能を搭載する書込制御スキャナ７５を提案する。図１８に示す書込制御信号は、急峻に電位が低下する波形領域と緩やかに電位が低下する波形領域を有している。

この書込制御信号の採用により、高輝度画素では、サンプリングトランジスタＴ１のゲート・ソース間電圧Ｖgsが、波形が急峻に変化する領域で閾値電圧Ｖthより小さくなる（自動的にカットオフする）。一方、低輝度画素では、サンプリングトランジスタＴ１のゲート・ソース間電圧Ｖgsが、波形が緩やかに変化する領域で閾値電圧Ｖthより小さくなる（自動的にカットオフする）。

このことは、信号電位Ｖsig の大きさに応じて各画素の移動度補正時間が自動的に調整され、信号電位Ｖsig が異なっても最適な移動度補正動作が確保されることを意味する。
図１９に、前述した書込制御信号を発生する書込制御スキャナ７５の部分構成例を示す。なお、図１９に示す構成は、１つの水平ラインに対応する構成である。従って、画面内の垂直方向には、図１９に示す構成の回路が垂直解像度数分だけ配置される。

以下では、この部分回路も書込制御スキャナ７５と呼ぶ。書込制御スキャナ７５は、シフトレジスタ８１、２段のインバータ回路８３、８５で構成されるバッファ回路、レベルシフタ８７及び１段のインバータ回路８９で構成される出力バッファ回路で構成される。
この構成自体は一般的である。特徴的な構成は、インバータ回路８９に供給される電源電圧パルスＷＳＰの波形レベルが図２０に示す特性で低下する点である。

勿論、この波形レベルの低下が出現するタイミングは、図２０に示すように、各水平ラインの移動度補正期間に位相同期して実行される必要がある。
図２１に、書込制御スキャナ７５に供給される電源電圧パルスＷＳＰを発生する回路デバイスの構成を示す。

電源電圧パルスＷＳＰは、タイミングジェネレータ９１と駆動電源発生部９３により生成される。タイミングジェネレータ９１は、書込制御スキャナ７５だけでなく、電源線スキャナ７及び水平スキャナ９に駆動パルス（矩形波）を供給する回路デバイスである。なお、駆動パルスの立ち下がりタイミングは、移動度補正の開始タイミングに対して所定時間だけ遅れたタイミングに設定される。

駆動電源発生部９３は、矩形波状の駆動パルスに基づいて、立ち下がり時の波形が２段階に折れ曲がる駆動電圧パルスＷＳＰ（図２０）を発生する回路デバイスである。
図２２に、駆動電源発生部９３の回路例を示す。図２２に示す駆動電源発生部９３は、２個のトランジスタと、１個の容量と、３個の固定抵抗と、２個の可変抵抗により構成される。

駆動電源発生部９３は、駆動パルスをアナログ処理し、立ち下がり時の波形が２段階に折れ曲がる電源電圧パルスＷＳＰを発生する。すなわち、１段目の立ち下がり波形の傾斜角度が大きく、２段目の立ち下がり波形の傾斜が小さい電源電圧パルスＷＳＰを発生する。

（Ｂ−２）駆動動作及び効果
この形態例の場合、移動度補正期間の動作以外は、前述した図４の駆動動作と同じである。なお、各サブ画素１１からパネル表面に射出される光束の一部は、内部散乱光としてガラス基板３１の内側に残留し、その一部が隣接する他の画素回路のサンプリングトランジスタＴ１のチャネル領域に入射する。

しかし、この形態例の場合には、各画素回路のサンプリングトランジスタＴ１が図１６に示す条件を満たすように配置され、サンプリングトランジスタＴ１のチャネル領域に入射する内部散乱光の光量が実用上許容されるレベル（内部散乱光の影響を実用上無視できるレベル）に抑制される。
かくして、サンプリングトランジスタＴ１の閾値電圧Ｖthの変動は抑制され、移動度補正時間の最適状態が維持される。

しかも、この内部散乱光の遮光は、この形態例で提案する移動度補正動作時の駆動方式との組み合わせにおいてより高い効果が期待できる。
前述したように、この形態例の場合には、信号電位Ｖsig の大きさに応じて移動度補正時間が自動的に最適化されるように、移動度補正の開始から一定時間後に電源電圧パルスＷＳＰが２段階に低下する波形を採用する。

このため、図２３（Ａ）に示すように、閾値電圧Ｖthの変動が大きくなると、移動度補正時間が大きく変化してしまう。特に、電源電圧パルスＷＳＰが急峻に低下する領域が最適な移動度補正時間である信号電位Ｖsig の場合、閾値電圧Ｖthが低下すると、サンプリングトランジスタＴ１のオン時間が大きく変化してしまう。このことは、移動度補正時間の電源電圧パルスＷＳＰの波形を２段階に鈍らせて低下させる駆動方式に固有の問題である。

しかし、この形態例の場合には、内部散乱光の遮光により閾値電圧Ｖthの変化を最小化できるので、図２３（Ｂ）に示すように、実際の移動度補正時間が各信号電位Ｖsig について最適化された移動度補正時間から大きく変化することを防ぐことができる。
このように、内部散乱光の遮光はそれ自体でも移動度補正時間の動作点の安定に寄与できるだけでなく、移動度補正時間長の最適化技術と組み合わせることにより、より高い効果を実現することができる。

（Ｃ）他の形態例
（Ｃ−１）サンプリングトランジスタＴ１の他のレイアウト例
前述した形態例の説明では、Ｒ（赤）画素とＧ（緑）画素を駆動するサンプリングトランジスタＴ１の画素領域内における垂直方向の高さと、Ｂ（青）画素を駆動するサンプリングトランジスタＴ１の画素領域内における垂直方向の高さとを一致させる場合について説明した。

しかし、サンプリングトランジスタＴ１の画素領域内における垂直方向の高さは、必ずしも全ての発光色で揃える必要はない。例えば図２４や図２５に示すように、Ｒ（赤）画素とＧ（緑）画素のサンプリングトランジスタＴ１の垂直方向の高さを、Ｂ（青）画素のサンプリングトランジスタＴ１の垂直方向の高さと異なる高さに設定しても良い。

なお図２４は、Ｒ（赤）画素とＧ（緑）画素のサンプリングトランジスタＴ１を発光領域の最下端に配置した例である。また図２５は、Ｒ（赤）画素とＧ（緑）画素のサンプリングトランジスタＴ１を隣接画素領域との境界位置に配置した例である。

この他、Ｒ（赤）画素とＧ（緑）画素のサンプリングトランジスタＴ１は、画素領域（発光領域の外側）の最下端に配置しても良い。勿論、各サンプリングトランジスタＴ１は、発光領域や画素領域の上端側に配置しても良い。Ｂ（青）画素と水平方向について隣接する限り、垂直方向の位置は内部散乱光の入力に影響しないためである。

また、図２４や図２５の場合には、Ｒ（赤）画素のサンプリングトランジスタＴ１とＧ（緑）画素のサンプリングトランジスタＴ１の画素領域内の垂直方向の高さを揃えているが、この高さについても必ずしも揃える必要はない。すなわち、発光色単位で画素領域内におけるサンプリングトランジスタＴ１の高さを変更しても良い。なお、発光色が同じでも、画面内の位置に応じてサンプリングトランジスタＴ１の配置位置（垂直方向の高さや水平方向の位置）を変更しても良い。

（Ｃ−２）他の画素構造
前述した形態例の場合には、ホワイトユニットとしての１画素が、３つのサブ画素（Ｒ（赤）画素、Ｇ（緑）画素、Ｂ（青）画素）の集合体で形成される場合について説明した。また、発光色の並びが水平方向にＲ（赤）画素、Ｇ（緑）画素、Ｂ（青）画素の順番の場合について説明した。

しかし、画素構造や１画素を構成する発光領域の配列はこれに限らない。図２６に、１画素が４つのサブ画素（Ｗ（白）画素、Ｒ（赤）画素、Ｇ（緑）画素、Ｂ（青）画素）の集合体で形成される例を示す。この場合、Ｗ（白）画素とＢ（青）画素の組と、Ｒ（赤）画素、Ｇ（緑）画素の組とでサンプリングトランジスタＴ１の配置位置を設定することになる。

Ｗ（白）画素から出力される光線には、赤、緑、青の全ての波長成分が含まれるためである。従って、図２６の画素構造の場合には、Ｗ（白）画素とＢ（青）画素の２画素から出力される内部散乱光が隣接画素のサンプリングトランジスタＴ１の閾値電圧Ｖthを変動させる原因となる。

なお、図２６の画素構造の場合、Ｒ（赤）画素とＧ（緑）画素のそれぞれは、上下左右にＷ（白）画素又はＢ（青）画素が配置される。従って、Ｒ（赤）画素とＧ（緑）画素に対応するサンプリングトランジスタＴ１は、水平方向に隣接する他の発光領域の外縁部間の水平方向距離Ｌh1の４分の１〜４分の３の範囲と垂直方向に隣接する他の発光領域の外縁部間の垂直方向距離Ｌv1の４分の１〜４分の３の範囲とが重複する領域内に設定すれば良い。

（Ｃ−３）他の画素回路例
前述した形態例では、サブ画素１１を駆動する画素回路が２個の薄膜トランジスタＴ１、Ｔ２と１個の保持容量Ｃｓとで構成される場合について説明した。

しかし、本発明は、画素回路の構造とは無関係である。従って、画素回路の構成やその駆動方法は任意である。例えば画素回路は３個以上の薄膜トランジスタで構成されていても良い。また、形態例の場合には、サンプリングトランジスタＴ１がボトムゲート構造の場合について説明した。しかし、サンプリングトランジスタＴ１はトップゲート構造でも良い。

（Ｃ−４）他のパネル構造
前述した形態例の場合には、ＥＬ表示パネルがトップエミッション構造の場合について説明した。
しかし、ＥＬ表示パネルはボトムエミッション構造でも良い。ここで、ボトムエミッション構造とは、回路基板側から光が射出されるタイプのパネル構造をいうものとする。

（Ｃ−５）製品例
（ａ）電子機器
前述の説明では、有機ＥＬパネルを例に発明を説明した。しかし、前述した有機ＥＬパネルは、各種の電子機器に実装した商品形態でも流通される。以下、他の電子機器への実装例を示す。

図２７に、電子機器１０１の概念構成例を示す。電子機器１０１は、前述した有機ＥＬパネル１０３、システム制御部１０５及び操作入力部１０７で構成される。システム制御部１０５で実行される処理内容は、電子機器１０１の商品形態により異なる。また、操作入力部１０７は、システム制御部１０５に対する操作入力を受け付けるデバイスである。操作入力部１０７には、例えばスイッチ、ボタンその他の機械式インターフェース、グラフィックインターフェース等が用いられる。

なお、電子機器１０１は、機器内で生成される又は外部から入力される画像や映像を表示する機能を搭載していれば、特定の分野の機器には限定されない。
図２８に、その他の電子機器がテレビジョン受像機の場合の外観例を示す。テレビジョン受像機１１１の筐体正面には、フロントパネル１１３及びフィルターガラス１１５等で構成される表示画面１１７が配置される。表示画面１１７の部分が、形態例で説明した有機ＥＬパネルに対応する。

また、この種の電子機器１０１には、例えばデジタルカメラが想定される。図２９に、デジタルカメラ１２１の外観例を示す。図２９（Ａ）が正面側（被写体側）の外観例であり、図２９（Ｂ）が背面側（撮影者側）の外観例である。

デジタルカメラ１２１は、保護カバー１２３、撮像レンズ部１２５、表示画面１２７、コントロールスイッチ１２９及びシャッターボタン１３１で構成される。このうち、表示画面１２７の部分が、形態例で説明した有機ＥＬパネルに対応する

また、この種の電子機器１０１には、例えばビデオカメラが想定される。図３０に、ビデオカメラ１４１の外観例を示す。
ビデオカメラ１４１は、本体１４３の前方に被写体を撮像する撮像レンズ１４５、撮影のスタート／ストップスイッチ１４７及び表示画面１４９で構成される。このうち、表示画面１４９の部分が、形態例で説明した有機ＥＬパネルに対応する。

また、この種の電子機器１０１には、例えば携帯端末装置が想定される。図３１に、携帯端末装置としての携帯電話機１５１の外観例を示す。図３１に示す携帯電話機１５１は折りたたみ式であり、図３１（Ａ）が筐体を開いた状態の外観例であり、図３１（Ｂ）が筐体を折りたたんだ状態の外観例である。

携帯電話機１５１は、上側筐体１５３、下側筐体１５５、連結部（この例ではヒンジ部）１５７、表示画面１５９、補助表示画面１６１、ピクチャーライト１６３及び撮像レンズ１６５で構成される。このうち、表示画面１５９及び補助表示画面１６１の部分が、形態例で説明した有機ＥＬパネルに対応する。

また、この種の電子機器１０１には、例えばコンピュータが想定される。図３２に、ノート型コンピュータ１７１の外観例を示す。
ノート型コンピュータ１７１は、下型筐体１７３、上側筐体１７５、キーボード１７７及び表示画面１７９で構成される。このうち、表示画面１７９の部分が、形態例で説明した有機ＥＬパネルに対応する。

これらの他、電子機器１０１には、オーディオ再生装置、ゲーム機、電子ブック、電子辞書等が想定される。

（Ｃ−６）他の表示デバイス例
前述の形態例においては、発明を有機ＥＬパネルに適用する場合について説明した。
しかし、前述した駆動技術は、その他のＥＬ表示装置に対しても適用することができる。例えばＬＥＤを配列する表示装置その他のダイオード構造を有する発光素子を画面上に配列した表示装置に対しても適用できる。例えば無機ＥＬパネルにも適用できる。

（Ｃ−７）その他
前述した形態例には、発明の趣旨の範囲内で様々な変形例が考えられる。また、本明細書の記載に基づいて創作される又は組み合わせられる各種の変形例及び応用例も考えられる。

有機ＥＬパネルの機能ブロック構成を説明する図である。 画素構造例を示す図である。 画素回路と駆動回路との接続関係を説明する図である。 図３に示す画素回路の駆動動作例を示す図である。 閾値補正動作時における駆動トランジスタのソース電位の変化を説明する図である。 移動度補正動作時における駆動トランジスタのソース電位の変化を説明する図である。 発光期間中における画素回路内の電位関係を説明する図である。 内部散乱光の伝搬経路を説明する図である。 サンプリングトランジスタの閾値電圧変動を説明する図である。 閾値電圧の変動と移動度補正時間の関係を説明する図である。 有機ＥＬパネルの外観構成例を示す図である。 画素回路と駆動回路との接続関係を説明する図である。 形態例１に係る画素回路の構成例を示す図である。 従来構造の画素回路で採用するサンプリングトランジスタＴ１のレイアウト例を示す図である。 形態例１に係る画素回路で採用するサンプリングトランジスタＴ１のレイアウト例を示す図である。 形態例１に係る画素回路で採用するサンプリングトランジスタＴ１の配置範囲を示す図である。 階調輝度と最適な移動度補正時間との関係を説明する図である。 階調輝度に応じた移動度補正時間の最適化に使用する書込制御信号の信号波形を説明する図である。 形態例において提案する書込制御スキャナの回路構成を説明する図である。 形態例において提案する電源電圧パルスの波形例を説明する図である。 電源電圧パルスの発生回路系を説明する図である。 駆動電源発生部の内部構成例を説明する図である。 サンプリングトランジスタＴ１の配置位置の最適化技術と図１８に示す書込制御信号の駆動技術を組み合わせる場合の技術的な効果を説明する図である。 サンプリングトランジスタＴ１の他のレイアウト例を示す図である。 サンプリングトランジスタＴ１の他のレイアウト例を示す図である。 サンプリングトランジスタＴ１の他のレイアウト例を示す図である。 電子機器の概念構成例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。

符号の説明

４１ 補助配線
７１ 有機ＥＬパネル
７３ 画素アレイ部
７５ 書込制御スキャナ
９１ タイミングジェネレータ
９３ 駆動電源発生部

Claims (4)

1. アクティブマトリクス駆動方式に対応した画素回路を有するＥＬ表示パネルにおいて、
   薄膜トランジスタの閾値電圧を変動させる特性が最も高い発光色に対応する第１の発光領域同士の間に他の発光色に対応する第２の発光領域がレイアウトされた構造と、
   前記第２の発光領域を駆動する各画素回路内のサンプリングトランジスタが、自発光領域を挟んで隣接する２つの第１の発光領域の一方の外縁部から他方の外縁部までの長さの１／４以上３／４以下の範囲内にレイアウトされた構造と
   を有することを特徴とするＥＬ表示パネル。
2. 請求項１に記載のＥＬ表示パネルにおいて、
   前記第１の発光領域同士がパネル内で隣接する場合、
   当該第１の発光領域を駆動する各画素回路内のサンプリングトランジスタが、
   前記第１の発光領域が隣接する方向の自発光領域の長さの１／４以上３／４以下の範囲にレイアウトされる
   ことを特徴とするＥＬ表示パネル。
3. 請求項１又は２に記載のＥＬ表示パネルにおいて、
   前記第１の発光領域は、青色に対応する発光領域である
   ことを特徴とするＥＬ表示パネル。
4. アクティブマトリクス駆動方式に対応した画素回路と、前記画素回路を構成する薄膜トランジスタの閾値電圧を変動させる特性が最も高い発光色に対応する第１の発光領域同士の間に他の発光色に対応する第２の発光領域がレイアウトされた構造と、当該第２の発光領域を駆動する各画素回路内のサンプリングトランジスタが、第２の発光領域を挟んで隣接する２つの第１の発光領域の一方の外縁部から他方の外縁部までの長さの１／４以上３／４以下の範囲内にレイアウトされた構造とを有するＥＬ表示パネルと、
   システム全体の動作を制御するシステム制御部と、
   前記システム制御部に対する操作入力を受け付ける操作入力部と
   を有することを特徴とする電子機器。