JP2010020154A - 発光表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】発光素子が複数積層された構成で、画素回路が増加することなく、冗長性の高いEL表示装置を提供する。
【解決手段】複数の画素がマトリクス状に配置され、各画素が少なくとも2つのサブピクセルP1、P2を有すると共に、各サブピクセルは少なくとも3種類の発光色が異なる発光素子を積層して構成された発光表示装置において、画素の発光素子に発光のための電圧を印加する駆動手段を有し、駆動手段は、各画素における発光を、少なくとも2つ以上の発光期間に分割し、各画素内における同一のサブピクセルにおいては発光期間毎に発光させる発光色を異ならせると共に、各発光期間において画素内のサブピクセル間での発光色の組み合わせを同じとするように、画素の発光素子に電圧を印加する。
【選択図】図1

Description

本発明は発光表示装置およびその駆動方法に係わる。そして、本発明は、特に複数の画素がマトリクス状に配置され、各画素が少なくとも2つのサブピクセルを有すると共に、各サブピクセルは少なくとも3種類の発光色が異なる発光素子を積層して構成された発光表示装置およびその駆動方法に関する。
発光素子を複数積層した構成の多色発光素子が提案されている(特許文献1)。この特許文献1に開示された多色発光素子においては、積層された各発光素子が個別に駆動できるように透明導電層で分けられている。例えば3層の発光層を積層する場合、第1の発光層が第1の電極と第2の電極に挟まれ、第2の発光層が第2の電極と第3の電極に挟まれ、第3の発光層が第3の電極と第4の電極で挟まれる構成となる。また、3層の発光層を個別に駆動するための3個の電源が接続されており、上下の発光層間で第2の電極と第3の電極が共通となっているため、電源が直列に接続される構成となっている。
米国特許第5707745号明細書
TFTを用いたアクティブマトリクス型の有機ELディスプレイが知られている。素子の発光輝度が画素回路により電流で制御され、画素回路は、電流を制御するためのTFTと画素選択用のスイッチングTFTで構成されている。
有機ELディスプレイは、アノード電極とカソード電極がショートした場合、その部分の有機EL素子が発光しなくなるため非点灯欠陥が発生する。ショートが発生する原因としては、異物の付着や有機発光層のピンホールなどがある。一般的に電極間に形成される有機発光層の厚さは数10nmから100nm程度と非常に薄く、サブミクロン以下の異物により非点灯画素が多数発生しやすい。ディスプレイの面内にサブミクロン以下の異物が付着しないようにするのは容易ではないため、非点灯画素の対策が有機ELディスプレイの大きな課題となっている。
さらに、現在使用されている有機EL材料は発光寿命が短く、有機ELディスプレイに所定のパターンを表示し続けると、特定の有機EL素子に電流が流れ続け、その有機EL素子が劣化する。従って、周辺の素子よりも輝度が低下するため、焼き付きといった表示不良が発生する。
これらの表示不良を抑える方法として、素子を複数配置して冗長性を持たせる方法が考えられる。例えば、特許文献1のように3層の発光層を積層する場合には、3個の発光素子と3個の画素回路を2セット配置する構成である。1画素で6個の発光素子を6個の画素回路で駆動させる構成となる。しかし、精細度が高い場合には画素回路を配置できない問題が発生する。
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、有機発光層が積層された構成で、画素回路が増加することなく、冗長性の高いEL表示装置を提供することにある。
本発明の発光表示装置は、複数の画素がマトリクス状に配置され、各画素が少なくとも2つのサブピクセルを有すると共に、各サブピクセルは少なくとも3種類の発光色が異なる発光素子を積層して構成された発光表示装置において、
前記画素の発光素子に発光のための電圧を印加する駆動手段を有し、
該駆動手段は、各画素における発光を、少なくとも2つ以上の発光期間に分割し、各画素内における同一のサブピクセルにおいては発光期間毎に発光させる発光色を異ならせると共に、各発光期間において画素内のサブピクセル間での発光色の組み合わせを同じとするように、前記画素の発光素子に電圧を印加することを特徴とする。
本発明の発光表示装置の駆動方法は、複数の画素がマトリクス状に配置され、各画素が少なくとも2つのサブピクセルを有すると共に、各サブピクセルは少なくとも3種類の発光色が異なる発光素子を積層して構成された発光表示装置の駆動方法において、
各画素における発光を、少なくとも2つ以上の発光期間に分割し、各画素内における同一のサブピクセルにおいては発光期間毎に発光させる発光色を異ならせると共に、各発光期間において画素内のサブピクセル間での発光色の組み合わせを同じとするように、前記画素の発光素子に電圧を印加することを特徴とする。
本発明では、同一発光期間内でのサブピクセル間での発光色の組み合わせを変えずに、発光期間毎に各サブピクセルで発光させる発光色を切り替えるようにしている。つまり、画素内の同色の発光素子で発光を分担しているため、各発光素子の寿命向上を図れる。また、同色の発光素子のうち一つが焼きつきを起したり、或いは不良を起しても残る同色の発光素子が表示が可能であるため、冗長性を向上させることができる。
以下、本発明に係る表示装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
なお、本明細書で特に図示または記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知または公知技術を適用する。また以下に説明する実施形態は、発明の一つの実施形態であって、これらに限定されるものではない。以下に説明する実施形態では有機EL表示装置を取り上げて説明しているが、かかる用途に限定されるものではない。
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態に係る有機EL表示装置の1画素(ピクセル)領域における断面構造を模式的に示した図である。図1に示す断面構造を有する画素2がマトリクス状に複数配置され、図2で示される有機EL表示装置の表示領域1が構成される。図3は画素2の等価回路を示す図である。本実施形態では、1つの画素の発光色はRGBであって3種類である。
以下、図1を用いて、本実施形態の有機EL表示装置の構成及び製造方法について説明する。
図1において、1画素領域には2個の副画素(以下サブピクセルと呼称する)P1,P2が並列して配置されている。図1において、10はTFTを含む画素駆動回路が形成された絶縁性基板、11a,11bは第1の電極、12は第1有機発光層、13a,13bは第2の電極、14は第2有機発光層、15a,15bは第3の電極、16は第3有機発光層、21は第4の電極である。また、18a,18b,19a,19b,20はコンタクトホールを示している。第2の電極13a,13b及び第3の電極15a,15bは有機層間に設けられた電極となり、第1の電極11a,11b及び第4の電極21は複数の有機層を挟む電極となる。第1有機発光層12は第1の発光層、第2有機発光層14は第2の発光層、第3有機発光層16は第3の発光層となる。第1の発光層、第2の発光層、第3の発光層は、順方向に電圧をかけたときに電流が流れ発光する層であって且つ電流の流れる方向が同方向であるように配置されている。
サブピクセルP1,P2の各々は、発光色の異なる3種類の有機発光層(有機層となる)12,14,16と夫々を挟持する電極11a,11b,13a,13b,15a,15b,21とを積層した構成となっている。夫々の有機発光層とそれを狭持する上下に配置された一対の電極の3層構成で1つの発光素子を構成しており、この構成では3つの発光素子が積層された構成となっている。また、3種類の発光色は赤(R)、緑(G)、青(B)であり、色の積層順は特に限定されない。各有機発光層は3層構成となっており、電子輸送層/発光層/正孔輸送層で構成されている。しかし、有機発光層は、単層型(発光層)、2層型(発光層/正孔注入層)、4層型(電子注入層/発光層/正孔輸送層/正孔注入層)、5層型(電子注入層/電子輸送層/発光層/正孔輸送層/正孔注入層)を使用してもよい。また、この積層構成では、電極13a,13b,15a,15bは、積層された上下の発光素子で共有されている。各サブピクセルは、トップエミッション型であり、第2の電極13a、13b、第3の電極15a、15b、第4の電極21は透光性を有している。
なお、公知な技術であるために詳しい説明は省略するが、TFT等のスイッチング素子が形成された絶縁性基板10上には、樹脂からなる平坦化膜が形成され、その平坦化膜上の各画素領域に対応してパターニングされた第1の電極11a,11bが形成されている。第1の電極11a,11bは、光反射性の部材であることが好ましく、例えばCr、Al、Ag、Au、Pt等の反射率の高い材料からなることが好ましい。
次に、図1の有機EL表示装置の製造方法について説明する。
半導体プロセスを用いて第1の電極11a,11bまで形成された絶縁性基板10上に第1有機発光層12の各層(電子輸送層/発光層/正孔輸送層)を、塗布法や蒸着法などの公知の手法を用いて表示領域1の全域に順次成膜する。この際、従来のようなメタルマスクを用いた各画素の塗り分けは行わない。
有機発光層を構成する各有機材料層の材料は、層構成により適宜選択され、有機発光材料、正孔注入材料、電子注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料より選ばれる少なくとも1種を用いることができる。正孔注入材料又は正孔輸送材料に有機発光材料をドーピングする、または電子注入材料又は電子輸送材料に有機発光材料をドーピングする等により発色の選択の幅を広げるように構成しても良い。さらに、各有機材料層は、発光効率の観点からアモルファス膜であることが好ましい。有機発光材料は、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、芳香族縮合多環化合物、芳香族複素環化合物、芳香族複素縮合環化合物、金属錯体化合物等及びこれらの単独オリゴ体あるいは複合オリゴ体を使用できる。しかし、これらの材料に限定されるものではない。なお、有機発光層の膜厚は0.05μm〜0.3μm程度が良く、好ましくは0.05〜0.15μm程度である。また、正孔注入及び輸送材料としては、フタロシアニン化合物、トリアリールアミン化合物、導電性高分子、ペリレン系化合物、Eu錯体等が使用できるが、これらの材料に限定されるものではない。電子注入及び輸送材料の例としては、アルミに8−ヒドロキシキノリンの3量体が配位したAlq3、アゾメチン亜鉛錯体、ジスチリルビフェニル誘導体系等を使用できるが、これらの材料に限定されるものではない。
第1有機発光層12を成膜した後、第1有機発光層12にコンタクトホール18a、18bを形成する。形成方法としては、レーザー加工が好ましく、YAGレーザー(SHG、THG含む)、エキシマレーザーなど一般に薄膜加工に使用する公知の手法を用いることができる。これらのレーザー光を数μmに絞って走査したり、面状光源にしてコンタクトホール部分を透過するマスクを介したりして、有機発光層12上に所定のパターンで照射することにより所望の位置にコンタクトホールを形成することが可能である。コンタクトホールの径としては、2μm〜15μmが好ましい。
次に、第2の電極13a,13bをパターニング形成する。このとき、コンタクトホール18a、18bを介して、第2の電極13b,13cと、TFT102a,102b(図3に図示)のドレイン領域とがそれぞれ接続される。電極材料としては、透過率の高い材料が好ましく、例えば、ITO、IZO、ZnOなどの透明導電膜や、ポリアセチレンなどの有機導電膜からなることが好ましい。さらに、Ag、Alなどの金属材料を10nm〜30nm程度の膜厚で形成した半透過膜でも良い。パターニング方法としては、表示領域1の全領域に電極材料を成膜した後に前述のレーザー加工で行うこともできるが、メタルマスクを用いて選択的に形成するようにしても良い。また、電極材料が形成された基板を絶縁性基板10と対向させてレーザーアブレーションにより選択的に転写形成しても良い。
次に、上述と同様の方法で、第2有機発光層14、コンタクトホール19a,19b、第3の電極15a,15b、第3有機発光層16、コンタクトホール20、第4の電極21を順次形成する。
コンタクトホール19a,19bを介して、第1の電極11a,11bと、第3の電極15a,15bとがそれぞれ接続され、同じ電圧が供給される。また、コンタクトホール20を介して、第4の電極21とTFT102c(図3に図示)のドレイン領域とが接続される。
第3の電極15a,15bと第4の電極21の材料としては、第2の電極13a,13bと同様に透過率の高い材料が好ましい。さらに保護膜22として、窒化酸化シリコンを成膜して有機EL表示装置を得た。
このようにして形成された有機EL表示装置の各画素の回路を図3に示す。各画素回路は、スイッチング用TFT101a,101b,101cと、駆動用TFT(駆動用トランジスタ)102a,102b,102cと、コンデンサ103a,103b,103cとで構成されている。駆動用TFT102a,102b,102cはそれぞれ第1の駆動トランジスタ、第2の駆動トランジスタ、第3の駆動トランジスタを構成する。
ここで、スイッチング用TFT101a,101b,101cのゲート電極は、ゲート信号線105に接続されている。また、スイッチング用TFT101a,101b,101cのソース領域はそれぞれソース信号線106a,106b,106cに、ドレイン領域はそれぞれ駆動用TFT102a,102b,102cのゲート電極に接続されている。また、駆動用TFT102a,102b,102cのソース領域は電源供給線107に、ドレイン領域は発光素子の一端の電極に接続されている。図1においては、駆動用TFT102a,102bのドレイン領域は第3の電極15a、15bにそれぞれ接続され、駆動用TFT102cのドレイン領域は第4の電極21に接続されている。
また、コンデンサ103a,103b,103cは一方の電極がそれぞれ、駆動用TFT102a,102b,102cのゲート電極に接続され、他方の電極がGNDに接続されるように形成されている。
図3に示す、スイッチング用TFT101a,101b,101cと、駆動用TFT102a,102b,102cと、コンデンサ103a,103b,103cと、第1の電極11a及び11bは駆動手段を構成する。なお、図3の第1の電極11a及び11bは発光素子の電極となるとともに、それぞれ電源配線を構成している。
上記のように、駆動用TFT102a,102b,102cと発光素子が直列に接続される。そして、発光素子に流れる電流を、ソース信号線106a,106b,106cから供給されるデータ信号に応じて駆動用TFT102a,102b,102cで制御することにより、発光素子が発光制御される。
次に、本実施形態の有機EL表示装置の駆動方法について図4を参照して説明する。図4は有機EL表示装置の駆動波形の一例を示す図である。
時間t1において、ゲート信号線105の電位をVgに設定すると、スイッチングTFT101a,101b,101cがON状態となる。それにより、ソース信号線106a,106b,106cの電位Vsig1がスイッチングTFT101a,101b,101cを介してコンデンサ103a,103b,103c及び駆動TFT102a,102b,102cのゲート容量に充電される。
時間t2において、ゲート信号線105の電位が0Vに設定され、スイッチングTFT101a,101b,101cがOFF状態となり、コンデンサ103a,103b,103cに充電された電圧が保持される。この保持電圧に対応する信号電流が時間t3からt4において駆動TFT(駆動トランジスタ)を流れる。
時間t3において、第1のサブピクセルP1の第1の電極11aの電位が2Vcに設定される(電源電圧2Vcを第1の電極11aに供給する)。また、電源供給線107の電位がVcに設定される。このとき第2のサブピクセルP2の第1の電極11bは0Vのままなので、有機発光層及び駆動TFT102a,102b,102cのソースドレイン間に電位差が生じる。これにより、有機発光層12、14,16に第1の電極11bと第2の電極13aと第3の電極15bから電子が注入される。また有機発光層12、14,16に第2の電極13bと第3の電極15a,第4の電極21からホールが注入される。従って、第2サブピクセルの第1の発光層及び第3の発光層、第1サブピクセルの第2の発光層が発光し、この発光光が保護層22側から射出される。なお、第2サブピクセルの第2の発光層、第1サブピクセルの第1の発光層及び第3の発光層には逆方向電圧が印加されるため発光しない。有機発光層に流れる電流は駆動用TFT102a,102b,102cで制御され、コンデンサ103a,103b,103cに充電された電圧に応じて、駆動用TFT102a,102b,102cのソースドレイン間に電流I1が流れる。この状態は、時間t4まで維持され、この期間が第1の発光期間となる。
時間t4において、第1のサブピクセルP1の第1の電極11aの電位及び電源供給線107が0Vに設定される。すると、有機発光層及び駆動TFT102a,102b,102cのソースドレイン間に電位差が無くなるので、有機発光層12,14,16は発光しなくなる。続いて、信号Vsig2がソース信号線106a,106b,106cに設定される。
時間t5において、ゲート信号線105の電位をVgに設定すると、スイッチングTFT101a,101b,101cがON状態となる。それにより、ソース信号線106a,106b,106cの電位Vsig2がスイッチングTFT101a,101b,101cを介してコンデンサ103a,103b,103c及び駆動TFTのゲート容量に充電される。
時間t6において、ゲート信号線105の電位が0Vに設定され、スイッチングTFT101a,101b,101cがOFF状態となり、コンデンサ103a,103b,103cに充電された電圧が保持される。この保持電圧に対応する信号電流が時間t7からt8において駆動TFT(駆動トランジスタ)を流れる。
時間t7において、第2のサブピクセルP2の第1の電極11bの電位が2Vcに設定される(電源電圧2Vcを第1の電極11bに供給する)。また、電源供給線107の電位がVcに設定される。このとき、第1のサブピクセルP1の第1の電極11aの電位が0Vなので、有機発光層及び駆動TFT102a,102b,102cのソースドレイン間に電位差が生じる。これにより、有機発光層12,14,16に第1の電極11a、第2の電極13b、第3の電極15aから電子が注入される。また有機発光層12,14,16に、第2の電極13a、第3の電極15b、第4の電極21からホールが注入される。よって、電子とホールの再結合により励起された有機分子が基底状態に緩和するときに発光が得られる。従って、第2サブピクセルの第2の発光層と第1サブピクセルの第1の発光層及び第3の発光層が発光し、この発光光が保護層22側から射出される。なお、第2サブピクセルの第1の発光層及び第3の発光層と、第1サブピクセルの第2の発光層には逆方向電圧が印加されるため発光しない。有機発光層に流れる電流は駆動用TFT102a,102b,102cで制御され、コンデンサ103a,103b,103cに充電された電圧に応じて、駆動用TFT102a,102b,102cのソースドレイン間に電流I2が流れる。この状態は、時間t8まで維持され、この期間が第2の発光期間となる。
時間t8において、第2のサブピクセルP2の第1の電極11bの電位及び電源供給線107が0Vに設定される。すると、有機発光層及び駆動TFTのソースドレイン間に電位差が無くなるので、有機発光層12、14,16は発光しなくなる。
上述の動作を繰り返すことで、有機発光層12、14,16を時分割で発光させることができる。具体的には、人間が識別できない程度、例えば60Hz程度あるいはそれ以上高い周期で駆動することにより、各サブピクセルで3層の有機発光層を発光させることができ、任意の混合色の光を表現することができる。
このような有機EL表示装置においては、1画素が2つのサブピクセルで構成され、合計6個の発光素子が1画素内に形成される。これらの発光素子は3個の画素回路で駆動され、各色に2個の発光素子を独立で駆動できるので、画素回路を増やすことなく冗長性を向上させることができる。
例えば、第1のサブピクセルで画像を表示し、第2のサブピクセルでは黒表示を行うように駆動信号を入力する。時分割駆動により、2つのサブピクセルの画像が合成されて表示される。非点灯画素が発生した場合には、非点灯画素に対応する画素の第2のサブピクセルに駆動信号を入力し表示を行うと、欠陥画素の無い合成画像が得られる。従って、非点灯画素が発生した場合には、予備の発光素子を発光させることで、欠陥の少ないEL表示装置が得られる。
また、劣化した発光素子を切り替えて予備の発光素子を発光させることによって、焼き付き寿命の長いEL表示装置が得られる。
さらに、サブピクセル間での発光色の切り替えを表示モードに応じて切り替えても良い。例えば、第1のサブピクセルに文字情報を入力し、第2のサブピクセルに写真などの画像情報を入力する。時分割駆動により、2つのサブピクセルの画像が合成されて表示される。デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の表示装置においては、特定の文字情報が長時間表示されることが多く、焼き付き不良が発生しやすい。一方、画像情報については、同じ画像が長時間表示されることは少なく、文字情報よりも焼きつきにくい。従って、文字情報の焼きつきが第1のサブピクセルに発生することになるので、第2のサブピクセルでは文字情報の焼きつきの無い画像を表示することができ、結果として焼きつき寿命の長いEL表示装置が得られる。
さらに、1サブピクセルを1画素とした場合には、精細度の高いEL表示装置が得られる。
(第2の実施形態)
図5は本発明の第2の実施形態に係る有機EL表示装置の1画素(ピクセル)領域における断面構造を模式的に示した図であり、図6に示される平面図のA−A’に対応している。図5に示す断面構造を有する画素がマトリクス状に複数配置され、図2で示される有機EL表示装置の表示領域1が構成される。図7は本発明の第2の実施形態に係る有機EL表示装置の表示領域端を示す図である。図8は画素2の等価回路を示す図である。
図5において、本実施形態にかかる有機EL表示装置は、トップエミッション型である。30は必要に応じてTFTを含む画素回路が形成された絶縁性基板を示している。31a,31bは第1の電極、32は第1有機発光層、33a,33bは第2の電極、34は第2有機発光層、35a,35bは第3の電極、36は第3有機発光層、41は第4の電極、38a,38b,39はコンタクトホールを示している。本実施形態の各有機発光層は3層構成となっており、第1の発光層32と第3の発光層36については、正孔輸送層/発光層/電子輸送層で構成され、第2の発光層34については、電子輸送層/発光層/正孔輸送層で構成されている。
また、本実施形態では、コンタクトホール39は第1のサブピクセルP1と第2のサブピクセルP2との間に配置され、コンタクトホール38a,38bはコンタクトホール39の両側に配置されている。第1有機発光層32は第1の発光層、第2有機発光層34は第2の発光層、第3有機発光層36は第3の発光層となる。第1の発光層、第2の発光層、第3の発光層は、順方向に電圧をかけたときに電流が流れ発光する層である。そして第1及び第3の発光層は電流の流れる方向が同方向で、第2の発光層は第1及び第3の発光層とは電流の流れる方向が逆方向であるように配置されている。
また、有機発光層及び電極の材料、成膜法は上述した実施形態1と同様であるため、詳しい説明は省略する。
上述の有機EL表示装置は、1画素が第1のサブピクセルP1と第2のサブピクセルP2とで構成されている。絶縁性基板30上には、その画素領域に第1の電極31a,31bが形成されている。また、図7に示すように、第1の電極31a,31b及び第3の電極35a,35bの各々は表示領域内の一方向(図7の上下方向)に配列された画素間で共通の電極となっている。さらに、表示領域外で第1の電極31aと第3の電極35bとがコンタクトホール109aを介して接続されると共に、電源供給線108aに接続されている。同様に、第1の電極31bと第3の電極35aとがコンタクトホール109aを介して接続されると共に、電源供給線108bに接続されている。なお、第1の電極31aと第3の電極35bとの接続箇所、及び第1の電極31bと第3の電極35aとの接続箇所は、表示領域内であっても良いが、表示領域外に配置した方が好ましく、表示領域内にコンタクトホールが無い分、開口率を高くすることができる。なお、第1の電源配線又は第2の電源配線となる電源供給線108aは、第1のサブピクセルP1の第1の電極31a、第2のサブピクセルP2の第3の電極35bと接続される。また、第2の電源配線又は第1の電源配線となる電源供給線108bは、第1のサブピクセルP1の第3の電極35a、第2のサブピクセルP2の第1の電極31bと接続される。よって、サブピクセル間では同層とならないように第1及び第2の電源配線に電極が接続される。
画素内では、レーザー加工により、コンタクトホール38a、38b、39が形成されている。コンタクトホール38aを介して第1のサブピクセルP1の第2の電極33aと駆動TFT132aのドレイン領域とが接続され、コンタクトホール38bを介して第2のサブピクセルP2の第2の電極33bと駆動TFT132bのドレイン領域とが接続されている。さらに、コンタクトホール39を介して第4の電極41と駆動TFT132cのドレイン領域とが接続されている。
このようにして形成された有機EL表示装置の各画素の回路を図8に示す。各画素回路は、スイッチング用TFT131a,131b,131cと、駆動用TFT132a,132b,132cと、コンデンサ133a,133b,133cとで構成されている。ここで、スイッチング用TFT131a,131b,131cのゲート電極は、ゲート信号線135に接続されている。また、スイッチング用TFT131a,131b,131cのソース領域はそれぞれソース信号線136a,136b,136cに、ドレイン領域はそれぞれ駆動用TFT132a,132b,132cのゲート電極に接続されている。また、駆動用TFT132a,132b,132cのソース領域は電源供給線137に、ドレイン領域は発光素子の一端の電極に接続されている。図5においては、駆動用TFT132a,132bのドレイン領域は第2の電極33a、33bにそれぞれ接続され、駆動用TFT132cのドレイン領域は第4の電極41に接続されている。
また、コンデンサ133a,133b,133cは一方の電極がそれぞれ、駆動用TFT132a,132b,132cのゲート電極に接続され、他方の電極がGNDに接続されるように形成されている。
上記のように、駆動用TFT132a,132b,132cと発光素子が接続される。そして、発光素子に流れる電流を、ソース信号線136a,136b,136cから供給されるデータ信号に応じて駆動用TFT132a,132b,132cで制御することにより、発光素子が発光制御される。
次に、本実施形態の有機EL表示装置の駆動方法について図9を参照して説明する。
時間t1において、ゲート信号線135の電位をVgに設定すると、スイッチングTFT131a,131b,131cがON状態となる。それにより、ソース信号線136a,136b,136cの電位Vsig1がスイッチングTFT131a,131b,131cを介してコンデンサ133a,133b,133c及び駆動TFT132a,132b,132cのゲート容量に充電される。
時間t2において、ゲート信号線135の電位が0Vに設定され、スイッチングTFT131a,131b,131cがOFF状態となり、コンデンサ133a,133b,133cに充電された電圧が保持される。
時間t3において、電源供給線108a及び電源供給線137をVcに設定し(電源電圧Vcを供給する)、電源供給線108bをGNDに維持すると、第1のサブピクセルP1の第1の電極31aの電位がVc、第3の電極35aの電位がGNDに設定される。一方、第2のサブピクセルP2の第1の電極31bの電位がGND、第3の電極35bの電位がVcに設定される。
このとき、有機発光層及び駆動TFT132a,132b,132cのソースドレイン間に電位差が生じる。これにより、第1のサブピクセルP1の第3の電極35a、第2のサブピクセルP2の第1の電極31bから電子が注入される。また、第1のサブピクセルP1の第2の電極33a及び第4の電極41からホールが注入される。同様に、第2のサブピクセルP2の第2の電極33bからホールが注入される。従って、第1のサブピクセルの第2の発光層及び第3の発光層、第2のサブピクセルの第1の発光層が発光し、この発光光が保護層22側から射出される。なお、第1のサブピクセルの第1の発光層、第2のサブピクセルの第2の発光層及び第3の発光層には逆方向電圧が印加されるため発光しない。有機発光層に流れる電流は駆動用TFT132a,132b,132cで制御され、コンデンサ133a,133b,133cに充電された電圧に応じて、駆動用TFT132a,132b,132cのソースドレイン間に電流I1が流れる。この状態は、時間t4まで維持され、この期間が第1の発光期間となる。
時間t4において、電源供給線108a及び電源供給線137をGNDにすると、第1のサブピクセルP1の第1の電極31aの電位が0V、第2のサブピクセルP2の第3の電極35bの電位が0Vに設定される。
続いて、信号Vsig2がソース信号線136a,136b,136cに設定される。
時間t5において、ゲート信号線135の電位をVgに設定すると、スイッチングTFT131a,131b,131cがON状態となる。それにより、ソース信号線136a,136b,136cの電位Vsig2がスイッチングTFT131a,131b,131cを介してコンデンサ133a,133b,133c及び駆動TFTのゲート容量に充電される。
時間t6において、ゲート信号線135の電位が0Vに設定され、スイッチングTFT131a,131b,131cがOFF状態となり、コンデンサ133a,133b,133cに充電された電圧が保持される。
時間t7において、電源配線108b及び電源供給線137の電位がVcとなり(電源電圧Vcを供給する)、第2のサブピクセルP2の第1の電極31bの電位がVcに設定される。なお、電源配線108a、108bには、電源電圧Vcが図9に示すように交互に印加される。
このとき、電源供給線137の電位がVcで、電源配線108aの電位が0Vなので、有機発光層及び駆動TFT102a,102b,102cのソースドレイン間に電位差が生じる。これにより、有機発光層32,34,36に第1の電極31a、第3の電極35bから電子が注入されるとともに、第2の電極33a、第2の電極33b、第4の電極21からホールが注入される。そして、電子とホールの再結合により励起された有機分子が基底状態に緩和するときに発光が得られる。従って、第1のサブピクセルの第1の発光層と第2のサブピクセルの第2の発光層及び第3の発光層が発光し、この発光光が保護層22側から射出される。なお、第1のサブピクセルの第2の発光層及び第3の発光層と、第2のサブピクセルの第1の発光層には逆方向電圧が印加されるため発光しない。有機発光層に流れる電流は駆動用TFT132a,132b,132cで制御され、コンデンサ133a,133b,133cに充電された電圧に応じて、駆動用TFT132a,132b,132cのソースドレイン間に電流I2が流れる。この状態は、時間t8まで維持され、この期間が第2の発光期間となる。
時間t8において、電源供給線108b及び電源供給線137の電位が0Vに設定される。
上述の動作を繰り返すことで、有機発光層32、34,36を時分割で発光させることができる。具体的には、人間が識別できない程度、例えば60Hz程度あるいはそれ以上高い周期で駆動することにより、各サブピクセルで3層の有機発光層を発光させることができ、任意の混合色の光を表現することができる。
このような有機EL表示装置においても、第1実施形態と同様の効果がある。1画素が2つのサブピクセルで構成され、合計6個の発光素子が1画素内に形成される。これらの発光素子は3個の画素回路で駆動され、各色に2個の発光素子を独立で駆動できるので、画素回路を増やすことなく冗長性を向上させることができる。非点灯画素が発生した場合には、予備の発光素子を発光させることで、欠陥の少ないEL表示装置が得られる。また、劣化した発光素子を切り替えて予備の発光素子を発光させることによって、焼き付き寿命の長いEL表示装置が得られる。さらに、1サブピクセルを1画素とした場合には、精細度の高いEL表示装置が得られる。
(第3の実施形態)
図10に本発明の第3の実施形態に係るに係る有機EL表示装置の1画素(ピクセル)領域における断面構造を概略的に示した図を示す。図11に本実施形態の等価回路図を示す。
図10に示すように、1画素は第1のサブピクセルP1と第2のサブピクセルP2とで構成されている。
図10において、201,212は第1の電極、203,214は第1有機発光層、204,215は第2の電極、206,217は第2有機発光層、207,218は第3の電極、209,220は第3有機発光層、210,221は第4の電極である。また、202,213は第1の電極201,212にそれぞれ接続された端子、205,216は第2の電極204,215にそれぞれ接続された端子である。さらに、208,209は第3の電極207,218にそれぞれ接続された端子、211,222は第4の電極210,221にそれぞれ接続された端子である。
第1有機発光層203,214は青色(B)の光を発光し、第2有機発光層206,217は緑色(G)の光を発光し、第3有機発光層209,220は赤色(R)の光を発光する。
第1の電極201、第1有機発光層203、第2の電極204で、第1のサブピクセルP1の青色の発光素子B1が構成される。第2の電極204、第2有機発光層206、第3の電極207で、第1のサブピクセルP1の緑色の発光素子G1が構成される。第3の電極207、第3有機発光層209、第4の電極210で、第1のサブピクセルP1の赤色の発光素子R1が構成される。
第1の電極212、第1有機発光層214、第2の電極215で、第2のサブピクセルP2の青色の発光素子B2が構成される。第2の電極215、第2有機発光層217、第3の電極218で、第2のサブピクセルP2の緑色の発光素子G2が構成される。第3の電極218、第3有機発光層220、第4の電極221で、第2のサブピクセルP2の赤色の発光素子R2が構成される。
図10において、第1の電極201,212は金属等により形成され反射電極となる。第2の電極204,215、第3の電極207,218、第4の電極210,221は透光性を有する。各有機発光層からの光は上方に向かう。下方向に発光した光は反射電極となる第1の電極201,212によって反射し、上方向に向かう。
図11に図10に示した画素と画素回路との回路接続関係を概略図で示した。第1のサブピクセルP1の端子211,205と、第2のサブピクセルP2の端子219、213はそれぞれ電源配線304に接続される。第2のサブピクセルP2の端子222はスイッチ(SW3、第3のスイッチとなる)309を介して電源配線304に接続される。端子222はスイッチ(SW2、第2のスイッチとなる)308を介して端子202に接続される。スイッチ308とスイッチ309はON/OFF(導通状態/非導通状態)の関係が逆極性となっている。スイッチ308がON(図中B方向)のとき、スイッチ309はOFF(図中B方向)、スイッチ308がOFF(図中A方向)のとき、スイッチ309はON(図中A方向)と動作する。
端子208はTFT305(第1の駆動トランジスタとなる)のドレインと、端子202はTFT306(第2の駆動トランジスタとなる)のドレインとそれぞれ接続されている。TFT305,306のソースは電源配線137に接続されている。電源配線137は接地されている(電位がGNDとされている)。
端子216はTFT307(第3の駆動トランジスタとなる)のドレインと接続されている。TFT307のソースは接地された電源配線137に接続されている。
電源配線304はスイッチ(SW1、第1のスイッチとなる)303に接続される。スイッチ303が図中A方向のときに、電源配線304はVCC電源に接続されて、電位がVCCに設定され、一方、スイッチ303が図中B方向のときに、電源配線304は−VCC電源に接続され、電位が−VCCに設定される。
スイッチ(SW1)303、スイッチ(SW2)308、スイッチ(SW3)309の選択およびON/OFF関係は次の通りとなる。スイッチ303が電源配線304を電位VCCに設定する(図中A方向)とき(VCC選択)、スイッチ308はOFF(図中A方向)、スイッチ309はON(図中A方向)となる。一方、スイッチ303が電源配線304を電位−VCCに設定する(図中B方向)とき(−VCC選択)、スイッチ308はON(図中B方向)、スイッチ309はOFF(図中B方向)となる。
図12と図13は、スイッチ303がVCC選択、スイッチ308がOFF、スイッチ309がONのときの、発光素子の発光状態を示す断面図及び発光素子の接続を簡略的に示した等価回路図である。図に示されるように発光素子が発光している期間が第1の発光期間となる。
図12に示すように、発光素子R1、発光素子B1、発光素子G2がそれぞれ選択され、独立に定電流が流れて発光する。この発光は第2の実施形態での時間t3から時間t4までの発光期間内に行われる。
第2の実施形態の動作と同様に、発光の前に、コンデンサ133a、133b、133cには信号電圧が保持されている。従って、発光期間において、コンデンサ133a、133b、133cに保持された信号電圧に対応して、TFT305〜TFT307を流れる電流が決められる。時間t3の前の信号電圧を保持する動作は第2の実施形態で説明したので、ここでは省略する。
図13に示すように、電流IR1が、VCC電源から電源配線304、スイッチ309を介して発光素子R1に流れ、そして、TFT305を介して接地された電源配線137に流れ込む。同様に、電流IB1が、VCC電源から電源配線304を介して発光素子B1に流れ、そして、TFT306を介して接地された電源配線137に流れ込む。また電流IG2が、VCC電源から電源配線304を介して発光素子G2に流れ、そして、TFT307を介して接地された電源配線137に流れ込む。こうして、発光素子R1、B1、G2がそれぞれ発光する。
発光素子に流れる電流IELはTFTに流れる電流IDSと同じであるため、
IEL=IDS=β/2・(VGS−Vth)
と表せられる。ここで、βは電流増倍係数、Vthはスレッシュホルド電圧を示す。
VGSの電圧を可変にすることで所望の電流を発光素子に流すことが可能となる。
発光素子G1、R2、B2はそれぞれカソード電位が最高電位に引き上げられているために逆バイアスがかかり電流が流れない。よってそれぞれの発光素子は発光しない。
図14と図15は、スイッチ303が−VCC選択、スイッチ308がON、スイッチ309がOFFのときの、発光素子の発光状態を示す断面図及び発光素子の接続を簡略的に示した等価回路図である。図に示されるように発光素子が発光している期間が第2の発光期間となる。
図14に示すように、発光素子G1、発光素子R2、発光素子B2がそれぞれ選択され、独立に定電流が流れて発光する。この発光は第2の実施形態での時間t7から時間t8までの発光期間内に行われる。
第2の実施形態の動作と同様に、発光の前に、コンデンサ133a、133b、133cには信号電圧が保持されている。従って、発光期間において、コンデンサ133a、133b、133cに保持された信号電圧に対応して、TFT305〜TFT307を流れる電流が決められる。時間t7の前の信号電圧を保持する動作は第2の実施形態で説明したので、ここでは省略する。
図15に示すように、電流IG1が、接地された電源配線137からTFT305を介して発光素子G1に流れ、そして、電位−VCCに設定された電源配線137に流れ込む。同様に、電流IR2が、接地された電源配線137からTFT306、スイッチ308を介して発光素子R2に流れ、そして、電位−VCCに設定された電源配線137に流れ込む。また電流IB2が、接地された電源配線137からTFT307を介して発光素子B2に流れ、そして、電位−VCCに設定された電源配線137に流れ込む。こうして、発光素子G1、R2、B2がそれぞれ発光する。
発光素子R1、B1、G2はそれぞれアノードが最低電位に引き下げられているために逆バイアスがかかり電流が流れない。よってそれぞれの発光素子は発光しない。
本実施形態では、駆動TFT305,306,307にNMOSトランジスタを用いたがこれをPMOSトランジスタにした場合も同様に動作することは言うまでもない。
またスイッチ(SW2)308をショート、スイッチ(SW3)309をオープンにしても同様の回路動作となることは言うまでもない。
このような有機EL表示装置においても、第1実施形態と同様の効果がある。1画素が2つのサブピクセルで構成され、合計6個の発光素子が1画素内に形成される。これらの発光素子は3個の画素回路で駆動され、各色に2個の発光素子を独立で駆動できるので、画素回路を増やすことなく冗長性を向上させることができる。非点灯画素が発生した場合には、予備の発光素子を発光させることで、欠陥の少ないEL表示装置が得られる。また、劣化した発光素子を切り替えて予備の発光素子を発光させることによって、焼き付き寿命の長いEL表示装置が得られる。さらに、1サブピクセルを1画素とした場合には、精細度の高いEL表示装置が得られる。
(第4の実施形態)
図16に本発明の第4の実施形態に係るに係る有機EL表示装置の1画素(ピクセル)領域における断面構造を概略的に示した図を示す。図17に本実施形態の等価回路図を示す。本実施形態では、1つの画素の発光色はRBBGであって3種類である。
図16に示すように、1画素は第1のサブピクセルP1と第2のサブピクセルP2とで構成されている。
図16において、601,615は第1の電極、603,617は第1有機発光層、604,618は第2の電極、606,620は第2有機発光層、607,621は第3の電極、609,623は第3有機発光層、610,624は第4の電極である。また、612,626は第4有機発光層(第4の発光層となる)、613,627は第5の電極である。
また、602,616は第1の電極601,615にそれぞれ接続された端子、605,619は第2の電極604,617にそれぞれ接続された端子である。さらに、608,622は第3の電極607,621にそれぞれ接続された端子、611,625は第4の電極610,624にそれぞれ接続された端子、614,628は第5の電極613,627にそれぞれ接続された端子である。
第1有機発光層603,617は緑色(G)の光を発光し、第2有機発光層606,620は青色(B)の光を発光し、第3有機発光層609,623は青(B)の光を発光し、第4有機発光層612,626は赤(R)の光を発光する。
第1の電極601、第1有機発光層603、第2の電極604で、第1のサブピクセルP1の緑色の発光素子G1が構成される。第2の電極604、第2有機発光層606、第3の電極607で、第1のサブピクセルP1の青色の発光素子B12が構成される。第3の電極607、第3有機発光層609、第4の電極610で、第1のサブピクセルP1の青色の発光素子B11が構成される。第4の電極610、第4有機発光層612、第5の電極613で、第1のサブピクセルP1の赤色の発光素子R1が構成される。
第1の電極615、第1有機発光層617、第2の電極618で、第2のサブピクセルP2の緑色の発光素子G2が構成される。第2の電極618、第2有機発光層620、第3の電極621で、第2のサブピクセルP2の青色の発光素子B22が構成される。第3の電極621、第3有機発光層623、第4の電極624で、第2のサブピクセルP2の青色の発光素子B21が構成される。第4の電極624、第4有機発光層626、第5の電極627で、第2のサブピクセルP2の赤色の発光素子R2が構成される。
図16において、第1の電極601,615は金属等により形成され反射電極となる。第2の電極604,618、第3の電極607,621、第4の電極610,624、第5の電極613,627は透光性を有する。各有機発光層からの光は上方に向かう。下方向に発光した光は反射電極となる第1の電極601,615によって反射し、上方向に向かう。
図17に図16に示した画素と画素回路との回路接続関係を概略図で示した。第1のサブピクセルP1の端子614,608,602と、第2のサブピクセルP2の端子625,619はそれぞれ電源配線304に接続される。第2のサブピクセルP2の端子628はスイッチ(SW3、第3のスイッチとなる)705を介して電源配線304に接続される。端子628はスイッチ(SW2、第2のスイッチとなる)706を介して端子616に接続される。スイッチ706とスイッチ705はON/OFF(導通状態/非導通状態)の関係が逆極性となっている。スイッチ706がON(図中B方向)のとき、スイッチ705はOFF(図中B方向)、スイッチ706がOFF(図中A方向)のとき、スイッチ705はON(図中A方向)と動作する。
端子611はTFT(第1の駆動トランジスタとなる)701のドレインと、端子605はTFT702(第2の駆動トランジスタとなる)のドレインとそれぞれ接続されている。TFT701,702のソースは電源配線137に接続されている。電源配線137は接地されている(電位がGNDとされている)。
端子622はTFT703(第3の駆動トランジスタとなる)のドレインと接続されている。TFT703のソースは接地された電源配線137に接続されている。端子616はTFT704(第4の駆動トランジスタとなる)のドレインと接続されている。TFT704のソースは接地された電源配線137に接続されている。
電源配線304はスイッチ(SW1、第1のスイッチとなる)303に接続される。スイッチ303が図中A方向のときに、電源配線304はVCC電源に接続されて、電位がVCCに設定され、一方、スイッチ303が図中B方向のときに、電源配線304は−VCC電源に接続され、電位が−VCCに設定される。
スイッチ(SW1)303、スイッチ(SW2)706、スイッチ(SW3)705の選択およびON/OFF関係は次の通りとなる。スイッチ303が電源配線304を電位VCCに設定する(図中A方向)とき(VCC選択)、スイッチ706はOFF(図中A方向)、スイッチ705はON(図中A方向)となる。一方、スイッチ303が電源配線304を電位−VCCに設定する(図中B方向)とき(−VCC選択)、スイッチ706はON(図中B方向)、スイッチ705はOFF(図中B方向)となる。
図18と図19は、スイッチ303がVCC選択、スイッチ706がOFF、スイッチ705がONのときの、発光素子の発光状態を示す断面図及び発光素子の接続を簡略的に示した等価回路図である。
図18に示すように、発光素子R1、発光素子B12、発光素子B21、発光素子G2がそれぞれ選択され、独立に定電流が流れて発光する。この発光は第2の実施形態での時間t3から時間t4までの発光期間内に行われる。
第2の実施形態の動作と同様に、発光の前に、コンデンサ133a、133b、133c、133dには信号電圧が保持されている。従って、発光期間において、コンデンサ133a、133b、133c、133dに保持された信号電圧に対応して、TFT701〜TFT704を流れる電流が決められる。時間t3の前の信号電圧を保持する動作は第2の実施形態で説明したので、ここでは省略する。
図19に示すように、電流IR1が、VCC電源から電源配線304を介して発光素子R1に流れ、そして、TFT701を介して接地された電源配線137に流れ込む。同様に、電流IB12が、VCC電源から電源配線304を介して発光素子B12に流れ、そして、TFT702を介して接地された電源配線137に流れ込む。また電流IB21が、VCC電源から電源配線304を介して発光素子B21に流れ、そして、TFT703を介して接地された電源配線137に流れ込む。同様に、電流IG2が、VCC電源から電源配線304を介して発光素子G2に流れ、そして、TFT704を介して接地された電源配線137に流れ込む。こうして、発光素子R1、B12、B21、G2がそれぞれ発光する。
発光素子に流れる電流IELはTFTに流れる電流IDSと同じであるため、
IEL=IDS=β/2・(VGS−Vth)
と表せられる。ここで、βは電流増倍係数、Vthはスレッシュホルド電圧を示す。
VGSの電圧を可変にすることで所望の電流を発光素子に流すことが可能となる。
発光素子B11、G1、R2、B22発光素子はそれぞれカソード電位が最高電位に引き上げられているために逆バイアスがかかり電流が流れない。よってそれぞれの発光素子は発光しない。
図20と図21は、スイッチ303が−VCC選択、スイッチ706がON、スイッチ705がOFFのときの、発光素子の発光状態を示す断面図及び発光素子の接続を簡略的に示した等価回路図である。
図20に示すように、発光素子B11、発光素子G1、発光素子R2、発光素子B22がそれぞれ選択され、独立に定電流が流れて発光する。この発光は第2の実施形態での時間t3から時間t4までの発光期間内に行われる。
第2の実施形態の動作と同様に、発光の前に、コンデンサ133a、133b、133c、133dには信号電圧が保持されている。従って、発光期間において、コンデンサ133a、133b、133c、133dに保持された信号電圧に対応して、TFT701〜TFT704を流れる電流が決められる。時間t3の前の信号電圧を保持する動作は第2の実施形態で説明したので、ここでは省略する。
図21に示すように、電流IB11が、接地された電源配線137からTFT701を介して発光素子B11に流れ、そして、電位−VCCに設定された電源配線137に流れ込む。同様に、電流IG1が、接地された電源配線137からTFT702を介して発光素子G1に流れ、そして、電位−VCCに設定された電源配線137に流れ込む。また、電流IB22が、接地された電源配線137からTFT703を介して発光素子B22に流れ、そして、電位−VCCに設定された電源配線137に流れ込む。同様に、電流IIR2が、接地された電源配線137からスイッチ706を介して発光素子R2に流れ、そして、電位−VCCに設定された電源配線137に流れ込む。こうして、発光素子B11、G1、B22、R2がそれぞれ発光する。
発光素子R1、B12、B21、G2発光素子はそれぞれアノードが最低電位に引き下げられているために逆バイアスがかかり電流が流れない。よってそれぞれの発光素子は発光しない。
本第4実施形態ではRBBGの画素配列について説明したが、この組み合わせに限ったことではない。
また駆動TFT701〜704にNMOSトランジスタを用いたがこれをPMOSトランジスタにした場合も同様に動作することは言うまでもない。
このような有機EL表示装置においても、第1実施形態と同様の効果がある。1画素が2つのサブピクセルで構成され、合計8個の発光素子が1画素内に形成される。これらの発光素子は4個の画素回路で駆動され、各色に2個の発光素子を独立で駆動できるので、画素回路を増やすことなく冗長性を向上させることができる。非点灯画素が発生した場合には、予備の発光素子を発光させることで、欠陥の少ないEL表示装置が得られる。また、劣化した発光素子を切り替えて予備の発光素子を発光させることによって、焼き付き寿命の長いEL表示装置が得られる。さらに、1サブピクセルを1画素とした場合には、精細度の高いEL表示装置が得られる。
以上説明した各実施形態では、同一発光期間内でのサブピクセル間での発光色の組み合わせを変えずに、発光期間毎に各サブピクセルで発光させる発光色を切り替えるようにしている。つまり、画素内の同色の発光素子で発光を分担しているため、各発光素子の寿命向上を図れる。また、同色の発光素子のうち一つが焼きつきを起こしたり、或いは不良を起しても残る同色の発光素子が表示が可能であるため、冗長性を向上させることができる。
また、1サブピクセルでRGB3色を発光可能な積層構成の場合は、1サブピクセルを1画素とすることができるので、精細度の高いEL表示装置を得ることが可能である。
更に、発光色の切り替えを画素回路の動作及び共通電極の電源変調により行うように構成すれば、画素内の発光素子の総数より少ない画素回路の総数で発光制御が可能となる。
また、各実施形態において、画素内のサブピクセル間で表示情報を変えることができる。例えば、画素内の少なくとも一つのサブピクセルで文字情報に対応した情報を表示し、他のサブピクセルで画像情報に対応した情報を表示することができる。
また、各実施形態において、発光素子の積層構造は逆であってもよい。例えば第1の実施形態において、絶縁性基板上に、第4の電極、第3有機発光層、第3の電極、第2有機発光層、第2の電極、第1有機発光層の順に積層することができる。
さらに、各実施形態では画素回路を、駆動TFT(駆動トランジスタ)、スイッチング用TFTはN型トランジスタとして示しているが、P型トランジスタを用いて画素回路を構成してもよい。
本発明はEL表示装置、特に有機EL表示装置に用いられる。具体的には、携帯電話の表示部、平面テレビ、カメラのビューファインダ等に用いられる。
本発明の実施形態1の有機EL表示装置の1画素を示す概略断面図である。 本発明の有機EL表示装置を示す概略斜視図である。 本発明の実施形態1の有機EL表示装置の等価回路を示す図である。 図3図示の等価回路の動作を説明する駆動波形図である。 本発明の実施形態2の有機EL表示装置の1画素を示す概略断面図である。 本発明の実施形態2の有機EL表示装置の1画素を示す概略平面図である。 本発明の実施形態2の有機EL表示装置の表示領域端を示す概略平面図である。 本発明の実施形態2の有機EL表示装置の等価回路を示す図である。 図8図示の等価回路の動作を説明する駆動波形図である。 本実施形態RGB発光素子の断面図である。 本実施形態画素回路の等価回路図である。 本実施形態のRGB発光部位を示す図である。 本実施形態電源電圧VCC時の等価回路図である。 本実施形態のRGB発光部位を示す図である。 本実施形態電源電圧−VCC時の等価回路図である。 本実施形態RBBG発光素子の断面図である。 本実施形態画素回路の等価回路図である。 本実施形態のRBBG発光部位を示す図である。 本実施形態電源電圧VCC時の等価回路図である。 本実施形態のRBBG発光部位を示す図である。 本実施形態電源電圧−VCC時の等価回路図である。
符号の説明
1 表示領域
2 画素
10 絶縁性基板
11a、11b 第1の電極
12 第1有機発光層
13a、13b 第2の電極
14 第2有機発光層
15a、15b 第3の電極
16 第3有機発光層
18a、18b、19a、19b、20 コンタクトホール
21 第4の電極
22 保護膜
30 絶縁性基板
31 第1の電極
32 第1有機発光層
33a、33b 第2の電極
34 第2有機発光層
35a、35b 第3の電極
36 第3有機発光層
38a、38b、39 コンタクトホール
41 第4の電極
42 保護膜
101a、101b、101c スイッチング用TFT
102a,102b、101c 駆動用TFT
104a、104b、104c コンデンサ
105 ゲート信号線
106a、106b、106c ソース信号線
107 電源供給線
108a、108b 電源供給線
109a、109b コンタクトホール
131a、131b、131c スイッチング用TFT
132a,132b、132c 駆動用TFT
134a、134b、134c コンデンサ
135 ゲート信号線
136a、136b、136c ソース信号線
137 電源供給線
P1 第1のサブピクセル
P2 第2のサブピクセル
203、214、609、606、623、620 B発光素子
206、217、603、617 G発光素子
209、220、612、626 R発光素子
303 VCC/−VCC電源選択型SW
・ 307、701、702、703、704 N型TFT
308、309、705、706 スイッチ

Claims (14)

  1. 複数の画素がマトリクス状に配置され、各画素が少なくとも2つのサブピクセルを有すると共に、各サブピクセルは少なくとも3種類の発光色が異なる発光素子を積層して構成された発光表示装置において、
    前記画素の発光素子に発光のための電圧を印加する駆動手段を有し、
    該駆動手段は、各画素における発光を、少なくとも2つ以上の発光期間に分割し、各画素内における同一のサブピクセルにおいては発光期間毎に発光させる発光色を異ならせると共に、各発光期間において画素内のサブピクセル間での発光色の組み合わせを同じとするように、前記画素の発光素子に電圧を印加することを特徴とする発光表示装置。
  2. 前記少なくとも3種類の発光色はRGBであることを特徴とする請求項1に記載の発光表示装置。
  3. 前記少なくとも3種類の発光色はRBBGであることを特徴とする請求項1に記載の発光表示装置。
  4. 前記画素内のサブピクセル間で表示情報を変えることを特徴とする請求項1に記載の発光表示装置。
  5. 前記画素内の少なくとも一つのサブピクセルで文字情報に対応した情報を表示し、他のサブピクセルで画像情報に対応した情報を表示することを特徴とする請求項4に記載の発光表示装置。
  6. 前記サブピクセルの夫々の発光素子は、発光層を含む有機層とそれを狭持する一対の電極とから構成されていることを特徴とする請求項1に記載の発光表示装置。
  7. 前記サブピクセルは、発光層をそれぞれ含む複数の有機層と、前記有機層間に設けられた電極、及び複数の有機層を挟む電極とを有し、
    各サブピクセルは、前記有機層間に設けられた電極及び複数の有機層を挟む電極のうちの少なくとも二つの電極を、サブピクセルごとに設けられた電源配線に接続し、
    前記発光期間ごとに前記電源配線に供給される電源電圧を切り替え、且つ画素内のサブピクセル間で前記電源電圧が異なるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の発光表示装置。
  8. 前記サブピクセルは、発光層をそれぞれ含む複数の有機層と、前記有機層間に設けられた電極、及び複数の有機層を挟む電極とを有し、
    前記有機層間に設けられた電極及び複数の有機層を挟む電極のうちの1つ電極を、サブピクセル間で同層とならないように第1の電源配線に接続し、
    前記有機層間に設けられた電極及び複数の有機層を挟む電極のうちの他の電極を、サブピクセル間で同層とならないように第2の電源配線に接続し、
    前記発光期間ごとに前記第1及び第2の電源配線に供給される電源電圧を交互に切り替えるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の発光表示装置。
  9. 前記サブピクセルは、発光層をそれぞれ含む複数の有機層と、前記有機層間に設けられた電極、及び複数の有機層を挟む電極とを有し、
    前記画素は、前記有機層間に設けられた電極及び複数の有機層を挟む電極において前記サブピクセル間で共通の電極を有し、前記共通の電極に供給される電源電圧を切り替えることにより発光期間毎に発光する発光素子を異ならせることを特徴とする請求項1に記載の発光表示装置。
  10. 複数の画素がマトリクス状に配置され、各画素が第1及び第2のサブピクセルを有すると共に、各サブピクセルは第1の電極、第1の発光層、第2の電極、第2の発光層、第3の電極、第3の発光層、第4の電極の順の積層構造を有し、
    前記第1の発光層、前記第2の発光層、前記第3の発光層は、順方向に電圧をかけたときに電流が流れ発光する層であって且つ前記電流の流れる方向が同方向であり、
    各画素における発光は、第1の発光期間と第2の発光期間に分割して行われる発光表示装置であって、
    前記第1のサブピクセルの第2の電極に信号電流を流す第1の駆動トランジスタと、
    前記第2のサブピクセルの第2の電極に信号電流を流す第2の駆動トランジスタと、
    前記第1及び第2のサブピクセルの各第4の電極に信号電流を流す第3の駆動トランジスタと、
    前記第1のサブピクセルの第1の電極及び第3の電極に共通に接続された第1の電源配線と、
    前記第2のサブピクセルの第1の電極及び第3の電極に共通に接続された第2の電源配線と、
    を有し、
    前記第1の発光期間において、
    前記第1乃至第3の駆動トランジスタによりそれぞれ信号電流を流すべく第1の電圧が加えられ、
    前記第1の電源配線には、前記第1のサブピクセルで、第2の発光層が順方向にバイアスされるような第2の電圧が印加され、
    前記第2の電源配線には、前記第2のサブピクセルで、第1の発光層が順方向にバイアスされ、第3の発光層が順方向にバイアスされるような第3の電圧が印加され、
    前記第2の発光期間において、
    前記第1乃至第3の駆動トランジスタによりそれぞれ信号電流を流すべく前記第1の電圧が加えられ、
    前記第1の電源配線には、前記第1のサブピクセルで、第1の発光層が順方向にバイアスされ、第3の発光層が順方向にバイアスされるような前記第3の電圧が印加され、
    前記第2の電源配線には、前記第2のサブピクセルで、第2の発光層が順方向にバイアスされるような前記第2の電圧が印加されることを特徴とする発光表示装置。
  11. 複数の画素がマトリクス状に配置され、各画素が第1及び第2のサブピクセルを有すると共に、各サブピクセルは第1の電極、第1の発光層、第2の電極、第2の発光層、第3の電極、第3の発光層、第4の電極の順の積層構造を有し、
    前記第1の発光層、前記第2の発光層、前記第3の発光層は、順方向に電圧をかけたときに電流が流れ発光する層であって、前記第1及び第3の発光層は前記電流の流れる方向が同方向で、前記第2の発光層は前記第1及び第3の発光層とは前記電流の流れる方向が逆方向であり、
    各画素における発光は、第1の発光期間と第2の発光期間に分割して行われる発光表示装置であって、
    前記第1のサブピクセルの第2の電極に信号電流を流す第1の駆動トランジスタと、
    前記第2のサブピクセルの第2の電極に信号電流を流す第2の駆動トランジスタと、
    前記第1及び第2のサブピクセルの各第4の電極に信号電流を流す第3の駆動トランジスタと、
    前記第1のサブピクセルの第1の電極と前記第2のサブピクセルの第3の電極とに共通に接続された第1の電源配線と、
    前記第1のサブピクセルの第3の電極と前記第2のサブピクセルの第1の電極に共通に接続された第2の電源配線と、
    を有し、
    前記第1の発光期間において、
    前記第1乃至第3の駆動トランジスタによりそれぞれ信号電流を流すべく第1の電圧が加えられ、
    前記第1の電源配線には、前記第1のサブピクセルの第1の発光層と、前記第2のサブピクセルの第2及び第3の発光層とがバイアスされないような第2の電圧が印加され、
    前記第2の電源配線には、前記第1のサブピクセルの第2及び第3の発光層が順方向にバイアスされ、前記第2のサブピクセルの第1の発光層が順方向にバイアスされるような第3の電圧が印加され、
    第2の発光期間において、
    前記第1乃至第3の駆動トランジスタによりそれぞれ信号電流を流すべく前記第1の電圧が加えられ、
    前記第1の電源配線には、前記第1のサブピクセルの第1の発光層と、前記第2のサブピクセルの第2及び第3の発光層とが順方向にバイアスされるような第3の電圧が印加され、
    前記第2の電源配線には、前記第1のサブピクセルの第2及び第3の発光層と、前記第2のサブピクセルの第1の発光層とがバイアスされないような第2の電圧が印加されることを特徴とする発光表示装置。
  12. 複数の画素がマトリクス状に配置され、各画素が第1及び第2のサブピクセルを有すると共に、各サブピクセルは第1の電極、第1の発光層、第2の電極、第2の発光層、第3の電極、第3の発光層、第4の電極の順の積層構造を有し、
    前記第1の発光層、前記第2の発光層、前記第3の発光層は、順方向に電圧をかけたときに電流が流れ発光する層であって且つ前記電流の流れる方向が同方向であり、
    各画素における発光は、第1の発光期間と第2の発光期間に分割して行われる発光表示装置であって、
    前記第1のサブピクセルの第3の電極に信号電流を流す第1の駆動トランジスタと、
    前記第1のサブピクセルの第1の電極に信号電流を流す第2の駆動トランジスタと、
    前記第2のサブピクセルの第2の電極に信号電流を流す第3の駆動トランジスタと、
    前記第1のサブピクセルの第2の電極及び第4の電極と、前記第2のサブピクセルの第1及び第3の電極とに共通に接続された電源配線と、
    前記電源配線に印加する電圧を第1の電圧と第2の電圧とに切り替える第1のスイッチと、
    前記第1のサブピクセルの第1の電極と前記第2のサブピクセルの第4の電極との間に設けられた第2のスイッチと、
    前記第2のサブピクセルの第4の電極と前記電源配線との間に設けられた第3のスイッチと、
    を有し、
    前記第1の発光期間において、
    前記第1乃至第3の駆動トランジスタによりそれぞれ信号電流を流すべく第3の電圧が加えられ、前記第1のスイッチの切り替えにより前記電源配線に前記第1の電圧が印加され、前記第3のスイッチが導通状態とされ、前記第2のスイッチが非導通状態とされ、
    前記第1の電圧は、前記第1のサブピクセルで、第1の発光層が順方向にバイアスされ且つ第3の発光層が順方向にバイアスされ、前記第2のサブピクセルで、第2の発光層が順方向にバイアスされるような電圧であり、
    前記第2の発光期間において、
    前記第1乃至第3の駆動トランジスタによりそれぞれ信号電流を流すべく前記第3の電圧が加えられ、前記第1のスイッチの切り替えにより前記電源配線に前記第2の電圧が印加され、前記第3のスイッチが非導通状態とされ、前記第2のスイッチが導通状態とされ、
    前記第2の電圧は、前記第1のサブピクセルで第2の発光層が順方向にバイアスされ、前記第2のサブピクセルで、第1の発光層が順方向にバイアスされ且つ第3の発光層が順方向にバイアスされるような電圧であることを特徴とする発光表示装置。
  13. 複数の画素がマトリクス状に配置され、各画素が第1及び第2のサブピクセルを有すると共に、各サブピクセルは第1の電極、第1の発光層、第2の電極、第2の発光層、第3の電極、第3の発光層、第4の電極、第4の発光層、第5の電極の順に積層されてなり、
    前記第1の発光層、前記第2の発光層、前記第3の発光層及び前記第4の発光層は、順方向に電圧をかけたときに電流が流れ発光する層であって且つ前記電流の流れる方向が同方向であり、
    各画素における発光は、第1の発光期間と第2の発光期間に分割して行われる発光表示装置であって、
    前記第1のサブピクセルの第4の電極に信号電流を流す第1の駆動トランジスタと、
    前記第1のサブピクセルの第2の電極に信号電流を流す第2の駆動トランジスタと、
    前記第2のサブピクセルの第3の電極に信号電流を流す第3の駆動トランジスタと、
    前記第2のサブピクセルの第1の電極に信号電流を流す第4の駆動トランジスタと、
    前記第1のサブピクセルの第1の電極、第3の電極及び第5の電極と、前記第2のサブピクセルの第2及び第4の電極とに共通に接続された電源配線と、
    前記電源配線に印加する電圧を第1の電圧と第2の電圧とに切り替える第1のスイッチと、
    前記第2のサブピクセルの第1の電極と第5の電極との間に設けられた第2のスイッチと、
    前記第2のサブピクセルの第5の電極と前記電源配線との間に設けられた第3のスイッチと、
    を有し、
    前記第1の発光期間において、
    前記第1乃至第4の駆動トランジスタによりそれぞれ信号電流を流すべく電圧が加えられ、前記第1のスイッチの切り替えにより前記電源配線に前記第1の電圧が印加され、前記第3のスイッチが導通状態とされ、前記第2のスイッチが非導通状態とされ、
    前記第1の電圧は、前記第1のサブピクセルで、第2の発光層が順方向にバイアスされ且つ第4の発光層が順方向にバイアスされ、前記第2のサブピクセルで、第1の発光層が順方向にバイアスされ且つ第3の発光層が順方向にバイアスされるような電圧であり、
    前記第2の発光期間において、
    前記第1乃至第4の駆動トランジスタによりそれぞれ信号電流を流すべく電圧が加えられ、前記第1のスイッチの切り替えにより前記電源配線に前記第2の電圧が印加され、前記第3のスイッチが非導通状態とされ、前記第2のスイッチが導通状態とされ、
    前記第2の電圧は、前記第1のサブピクセルで、第1の発光層が順方向にバイアスされ且つ第3の発光層が順方向にバイアスされ、前記第2のサブピクセルで、第2の発光層が順方向にバイアスされ且つ第4の発光層が順方向にバイアスされるような電圧であることを特徴とする発光表示装置。
  14. 複数の画素がマトリクス状に配置され、各画素が少なくとも2つのサブピクセルを有すると共に、各サブピクセルは少なくとも3種類の発光色が異なる発光素子を積層して構成された発光表示装置の駆動方法において、
    各画素における発光を、少なくとも2つ以上の発光期間に分割し、各画素内における同一のサブピクセルにおいては発光期間毎に発光させる発光色を異ならせると共に、各発光期間において画素内のサブピクセル間での発光色の組み合わせを同じとするように、前記画素の発光素子に電圧を印加することを特徴とする発光表示装置の駆動方法。
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