JP3399048B2 - 有機電界発光パネル - Google Patents
有機電界発光パネルInfo
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は有機電界発光パネル及び
その駆動方法に関するものであり、詳しくは、有機化合
物からなる発光層に電界をかけて光を放出する薄膜型デ
バイスに関するものである。
その駆動方法に関するものであり、詳しくは、有機化合
物からなる発光層に電界をかけて光を放出する薄膜型デ
バイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、薄膜型の電界発光（ＥＬ）素子と
しては、無機材料のII−VI族化合物半導体であるＺｎ
Ｓ、ＣａＳ、ＳｒＳ等に、発光中心であるＭｎや希土類
元素（Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｓｍ等）をドープしたものが
一般的であるが、上記の無機材料から作製したＥＬ素子
は、１）交流駆動が必要（５０〜１０００Ｈｚ）、２）
駆動電圧が高い（〜２００Ｖ）、３）フルカラー化が困
難（特に青色が問題）、４）周辺駆動回路のコストが高
い、という問題点を有している。
しては、無機材料のII−VI族化合物半導体であるＺｎ
Ｓ、ＣａＳ、ＳｒＳ等に、発光中心であるＭｎや希土類
元素（Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｓｍ等）をドープしたものが
一般的であるが、上記の無機材料から作製したＥＬ素子
は、１）交流駆動が必要（５０〜１０００Ｈｚ）、２）
駆動電圧が高い（〜２００Ｖ）、３）フルカラー化が困
難（特に青色が問題）、４）周辺駆動回路のコストが高
い、という問題点を有している。
【０００３】しかし、近年、上記問題点の改良のため、
有機薄膜を用いたＥＬ素子の開発が行われるようになっ
た。特に、発光効率を高めるために電極からのキャリア
ー注入の効率向上を目的とした電極種類の最適化を行
い、芳香族ジアミンからなる有機正孔輸送層と８−ヒド
ロキシキノリンのアルミニウム錯体からなる発光層を設
けた有機電界発光素子の開発（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌ
ｅｔｔ．，５１巻，９１３頁，１９８７年参照）によ
り、従来のアントラセン等の単結晶を用いたＥＬ素子と
比較して発光効率の大幅な改善がなされている。
有機薄膜を用いたＥＬ素子の開発が行われるようになっ
た。特に、発光効率を高めるために電極からのキャリア
ー注入の効率向上を目的とした電極種類の最適化を行
い、芳香族ジアミンからなる有機正孔輸送層と８−ヒド
ロキシキノリンのアルミニウム錯体からなる発光層を設
けた有機電界発光素子の開発（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌ
ｅｔｔ．，５１巻，９１３頁，１９８７年参照）によ
り、従来のアントラセン等の単結晶を用いたＥＬ素子と
比較して発光効率の大幅な改善がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような有機電界
発光素子をディスプレイパネルとして用いるためには、
一般にマトリクスアドレス方式（特開平２−６６８７３
号公報、電気通信学会技術研究報告，ＯＭＥ８９−４
６，３７，１９８９年参照）が採用されるが、画素数の
増加にともない、輝度がデューティの減少とともに減少
する（電気通信学会技術研究報告，ＯＭＥ８８−４７，
３５，１９８８年参照）ことや、クロストークが起きる
ことが実用上大きな問題となっている。
発光素子をディスプレイパネルとして用いるためには、
一般にマトリクスアドレス方式（特開平２−６６８７３
号公報、電気通信学会技術研究報告，ＯＭＥ８９−４
６，３７，１９８９年参照）が採用されるが、画素数の
増加にともない、輝度がデューティの減少とともに減少
する（電気通信学会技術研究報告，ＯＭＥ８８−４７，
３５，１９８８年参照）ことや、クロストークが起きる
ことが実用上大きな問題となっている。
【０００５】上記の問題を解決するために、有機電界発
光素子をアクティブ・マトリクス回路で駆動することが
考えられるが、これまでに開示されている方法（特開平
２−１４８６８７公報参照）では、一つ一つの有機電界
発光素子に複数のＭＯＳトランジスタからなるメモリ素
子を接続してデジタル信号で輝度の制御を行うために、
これらの回路を有機電界発光素子と同一基板上に実装す
ることは、開口率が小さくなり、多大な配線を必要とす
ることから非常に困難である。
光素子をアクティブ・マトリクス回路で駆動することが
考えられるが、これまでに開示されている方法（特開平
２−１４８６８７公報参照）では、一つ一つの有機電界
発光素子に複数のＭＯＳトランジスタからなるメモリ素
子を接続してデジタル信号で輝度の制御を行うために、
これらの回路を有機電界発光素子と同一基板上に実装す
ることは、開口率が小さくなり、多大な配線を必要とす
ることから非常に困難である。
【０００６】本発明者等は上記実状に鑑み、同一基板上
に有機電界発光素子とそのアクティブ・マトリクス駆動
回路を備えた有機電界発光パネルとその駆動方法を提供
することを目的とする。
に有機電界発光素子とそのアクティブ・マトリクス駆動
回路を備えた有機電界発光パネルとその駆動方法を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨は、
基板上に、陽極及び陰極により挟持された有機発光層を
有する有機電界発光素子と、前記基板上に前記有機電界
発光素子を駆動するためのアクティブ・マトリクス回路
とを設けた有機電界発光パネルであって、前記アクティ
ブ・マトリクス回路が、スイッチング信号に応じてＯ
Ｎ、ＯＦＦし発光信号に応じて蓄積用コンデンサを充放
電する第１の薄膜トランジスタと、前記蓄積用コンデン
サからの放電電圧に応じてＯＮ、ＯＦＦし前記有機電界
発光素子の発光、非発光を制御する第２の薄膜トランジ
スタとを有するものであり、前記第１の薄膜トランジス
タのゲート信号のパルス幅に対して第１の薄膜トランジ
スタのソース信号のパルス幅が可変であり、前記第２の
薄膜トランジスタのゲート電圧の制御により発光輝度が
調整されることを特徴とする有機電界発光パネル、及び
基板上に、陽極及び陰極により挟持された有機発光層を
有する有機電界発光素子と、前記基板上に前記有機電界
発光素子を駆動するためのアクティブ・マトリクス回路
とを設けた有機電界発光パネルであって、前記アクティ
ブ・マトリクス回路が、駆動信号入力用電極であるＳＣ
ＡＮ電極およびＤＡＴＡ電極、並びに電流供給用電極で
あるＣＯＭ電極を有し、ＳＣＡＮ信号（ＳＣＡＮ電極の
入力信号）のパルス幅に対する、ＤＡＴＡ信号（ＤＡＴ
Ａ電極の入力信号）のパルス幅を変化させることによ
り、前記有機電界発光素子の輝度を調整することを特徴
とする有機電界発光パネルに存する。
基板上に、陽極及び陰極により挟持された有機発光層を
有する有機電界発光素子と、前記基板上に前記有機電界
発光素子を駆動するためのアクティブ・マトリクス回路
とを設けた有機電界発光パネルであって、前記アクティ
ブ・マトリクス回路が、スイッチング信号に応じてＯ
Ｎ、ＯＦＦし発光信号に応じて蓄積用コンデンサを充放
電する第１の薄膜トランジスタと、前記蓄積用コンデン
サからの放電電圧に応じてＯＮ、ＯＦＦし前記有機電界
発光素子の発光、非発光を制御する第２の薄膜トランジ
スタとを有するものであり、前記第１の薄膜トランジス
タのゲート信号のパルス幅に対して第１の薄膜トランジ
スタのソース信号のパルス幅が可変であり、前記第２の
薄膜トランジスタのゲート電圧の制御により発光輝度が
調整されることを特徴とする有機電界発光パネル、及び
基板上に、陽極及び陰極により挟持された有機発光層を
有する有機電界発光素子と、前記基板上に前記有機電界
発光素子を駆動するためのアクティブ・マトリクス回路
とを設けた有機電界発光パネルであって、前記アクティ
ブ・マトリクス回路が、駆動信号入力用電極であるＳＣ
ＡＮ電極およびＤＡＴＡ電極、並びに電流供給用電極で
あるＣＯＭ電極を有し、ＳＣＡＮ信号（ＳＣＡＮ電極の
入力信号）のパルス幅に対する、ＤＡＴＡ信号（ＤＡＴ
Ａ電極の入力信号）のパルス幅を変化させることによ
り、前記有機電界発光素子の輝度を調整することを特徴
とする有機電界発光パネルに存する。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の有機電界発光パネル及びその
駆動方法について添付図面に従い説明するが、本発明は
その要旨を越えない限り、以下の記載に限定されるもの
ではない。図１は、本発明に用いられる一般的な有機電
界発光素子の構造例を模式的に示す断面図であり、１は
基板、２は陽極、３は正孔輸送層、４は発光層、５は陰
極を各々表わす。
駆動方法について添付図面に従い説明するが、本発明は
その要旨を越えない限り、以下の記載に限定されるもの
ではない。図１は、本発明に用いられる一般的な有機電
界発光素子の構造例を模式的に示す断面図であり、１は
基板、２は陽極、３は正孔輸送層、４は発光層、５は陰
極を各々表わす。
【０００９】基板１は、有機電界発光素子の支持体とな
るものであり、石英やガラスの板等が用いられる。基板
１上には陽極２が設けられるが、陽極２は、通常、金、
銀、パラジウム、白金等の金属、インジウム及び／又は
スズの酸化物（ＩＴＯと以下略す）等の金属酸化物やヨ
ウ化銅、あるいは、ポリ（３−メチルチオフェン）等の
導電性高分子等により構成される。
るものであり、石英やガラスの板等が用いられる。基板
１上には陽極２が設けられるが、陽極２は、通常、金、
銀、パラジウム、白金等の金属、インジウム及び／又は
スズの酸化物（ＩＴＯと以下略す）等の金属酸化物やヨ
ウ化銅、あるいは、ポリ（３−メチルチオフェン）等の
導電性高分子等により構成される。
【００１０】陽極２の上に設けられる正孔輸送層３に用
いられる化合物としては、例えば、特開昭５９−１９４
３９３号公報及び米国特許第４，１７５，９６０号の第
１３〜１４欄に記載されている、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル
−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフ
ェニル−４，４’−ジアミン：１，１’−ビス（４−ジ
−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン等の芳香
族アミン系化合物、特開平２−３１１５９１号公報に記
載されているヒドラゾン化合物、米国特許第４，９５
０，９５０号公報に記載されているシラザン化合物等が
挙げられる。これらの化合物は、単独で用いてもよい
し、必要に応じて、各々、混合して用いてもよい。上記
の化合物以外に、ポリビニルカルバゾールやポリシラン
（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５９巻，２７６０
頁，１９９１年）等の高分子材料を用いることもでき
る。
いられる化合物としては、例えば、特開昭５９−１９４
３９３号公報及び米国特許第４，１７５，９６０号の第
１３〜１４欄に記載されている、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル
−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフ
ェニル−４，４’−ジアミン：１，１’−ビス（４−ジ
−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン等の芳香
族アミン系化合物、特開平２−３１１５９１号公報に記
載されているヒドラゾン化合物、米国特許第４，９５
０，９５０号公報に記載されているシラザン化合物等が
挙げられる。これらの化合物は、単独で用いてもよい
し、必要に応じて、各々、混合して用いてもよい。上記
の化合物以外に、ポリビニルカルバゾールやポリシラン
（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５９巻，２７６０
頁，１９９１年）等の高分子材料を用いることもでき
る。
【００１１】発光層４に用いられる材料としては、テト
ラフェニルブタジエン等の芳香族化合物（特開昭５７−
５１７８１号公報参照）、８−ヒドロキシキノリンのア
ルミニウム錯体等の金属錯体（特開昭５９−１９４３９
３号公報参照）、シクロペンタジエン誘導体（特開平２
−２８９６７５号公報参照）、ペリノン誘導体（特開平
２−２８９６７６号公報参照）、オキサジアゾール誘導
体（特開平２−２１６７９１号公報参照）、ビススチリ
ルベンゼン誘導体（特開平１−２４５０８７号公報、同
２−２２２４８４号公報参照）、ペリレン誘導体（特開
平２−１８９８９０号公報、同３−７９１号公報参
照）、クマリン化合物（特開平２−１９１６９４号公
報、同３−７９２号公報参照）、希土類錯体（特開平１
−２５６５８４）、ジスチリルピラジン誘導体（特開平
２−２５２７９３号公報参照）、ｐ−フェニレン化合物
（特開平３−３３１８３号公報参照）、チアジアゾロピ
リジン誘導体（特開平３−３７２９２号公報参照）、ピ
ロロピリジン誘導体（特開平３−３７２９３号公報参
照）、ナフチリジン誘導体（特開平３−２０３９８２号
公報参照）等が挙げられる。
ラフェニルブタジエン等の芳香族化合物（特開昭５７−
５１７８１号公報参照）、８−ヒドロキシキノリンのア
ルミニウム錯体等の金属錯体（特開昭５９−１９４３９
３号公報参照）、シクロペンタジエン誘導体（特開平２
−２８９６７５号公報参照）、ペリノン誘導体（特開平
２−２８９６７６号公報参照）、オキサジアゾール誘導
体（特開平２−２１６７９１号公報参照）、ビススチリ
ルベンゼン誘導体（特開平１−２４５０８７号公報、同
２−２２２４８４号公報参照）、ペリレン誘導体（特開
平２−１８９８９０号公報、同３−７９１号公報参
照）、クマリン化合物（特開平２−１９１６９４号公
報、同３−７９２号公報参照）、希土類錯体（特開平１
−２５６５８４）、ジスチリルピラジン誘導体（特開平
２−２５２７９３号公報参照）、ｐ−フェニレン化合物
（特開平３−３３１８３号公報参照）、チアジアゾロピ
リジン誘導体（特開平３−３７２９２号公報参照）、ピ
ロロピリジン誘導体（特開平３−３７２９３号公報参
照）、ナフチリジン誘導体（特開平３−２０３９８２号
公報参照）等が挙げられる。
【００１２】陰極５は発光層４に電子を注入する役割を
果たす。陰極５として用いられる材料は、効率よく電子
注入を行なうために仕事関数の低い金属が好ましく、ス
ズ、マグネシウム、インジウム、アルミニウム、銀等の
適当な金属又はそれらの合金が用いられる。本発明にお
いては、第１図に示した構造以外にも、以下に示すよう
な層構成の有機電界発光素子を用いることができる。
果たす。陰極５として用いられる材料は、効率よく電子
注入を行なうために仕事関数の低い金属が好ましく、ス
ズ、マグネシウム、インジウム、アルミニウム、銀等の
適当な金属又はそれらの合金が用いられる。本発明にお
いては、第１図に示した構造以外にも、以下に示すよう
な層構成の有機電界発光素子を用いることができる。
【００１３】
【表１】
陽極／有機発光層／陰極
陽極／高分子からなる有機発光層／陰極
陽極／高分子に分散させた有機発光層／陰極
陽極／正孔輸送層／有機電子輸送性発光層／陰極
陽極／有機正孔輸送性発光層／有機電子輸送層／陰極
陽極／正孔輸送層／有機電子輸送性発光層／電子輸送層
／陰極 次に、本発明における有機電界発光素子を駆動するアク
ティブ・マトリクス回路について説明する。
／陰極 次に、本発明における有機電界発光素子を駆動するアク
ティブ・マトリクス回路について説明する。
【００１４】本発明における有機電界発光パネルは、Ｘ
Ｙのマトリクスに配置された有機電界発光素子からなる
画素に対して、Ｘ方向に１ラインずつ選択し、Ｙ方向の
電極から各画素の表示信号を与え、Ｘ方向の選択信号は
１ラインずつ操作され、一巡して全画面を表示する方式
のものである。このパネルにおいては、各画素の回路上
にメモリ機能をもたせるようにした。なぜなら液晶の場
合とは異なり、選択時（ある画素の走査電極がＯＮとな
り、表示信号が与えられている状態）のみに電流を流し
ただけでは、選択された瞬間だけ画素が発光することに
なり、画面全体として連続した表示はできないからであ
る。そこで回路上に選択時から画面を一巡して次の選択
時までの間、表示状態を維持するためのメモリが必要と
なる。そして、電流駆動が可能な回路とした。具体的に
は、通常、液晶用の駆動回路と比較して、素子に流れる
電流密度は１０００倍以上となる。
Ｙのマトリクスに配置された有機電界発光素子からなる
画素に対して、Ｘ方向に１ラインずつ選択し、Ｙ方向の
電極から各画素の表示信号を与え、Ｘ方向の選択信号は
１ラインずつ操作され、一巡して全画面を表示する方式
のものである。このパネルにおいては、各画素の回路上
にメモリ機能をもたせるようにした。なぜなら液晶の場
合とは異なり、選択時（ある画素の走査電極がＯＮとな
り、表示信号が与えられている状態）のみに電流を流し
ただけでは、選択された瞬間だけ画素が発光することに
なり、画面全体として連続した表示はできないからであ
る。そこで回路上に選択時から画面を一巡して次の選択
時までの間、表示状態を維持するためのメモリが必要と
なる。そして、電流駆動が可能な回路とした。具体的に
は、通常、液晶用の駆動回路と比較して、素子に流れる
電流密度は１０００倍以上となる。
【００１５】以上が基本的な回路の機能であるが、さら
に表示パネルとしてコントラストが十分に大きいこと、
画面の開口率が大きいこと、クロストークがないこと等
をさらに考慮した。図２に一画素分の薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）とコンデンサとからなるアクティブ・マトリ
クス駆動回路を示す。図２に示した回路では各画素毎に
２つのＴＦＴ（ＴＦＴ１、ＴＦＴ２）と１つのコンデン
サ（Ｃ）から構成され、電流駆動とメモリ性を実現して
いる。駆動信号用に２つの電極（ＳＣＡＮ電極、ＤＡＴ
Ａ電極）があり液晶用と類似しているが、その他に電流
供給用としてＣＯＭ電極があり、常に電圧が印加されて
いる点が異なっている。コンデンサは定電位のＣＯＭ電
極との間で形成されるために、ノイズに強い回路構成と
なっている。
に表示パネルとしてコントラストが十分に大きいこと、
画面の開口率が大きいこと、クロストークがないこと等
をさらに考慮した。図２に一画素分の薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）とコンデンサとからなるアクティブ・マトリ
クス駆動回路を示す。図２に示した回路では各画素毎に
２つのＴＦＴ（ＴＦＴ１、ＴＦＴ２）と１つのコンデン
サ（Ｃ）から構成され、電流駆動とメモリ性を実現して
いる。駆動信号用に２つの電極（ＳＣＡＮ電極、ＤＡＴ
Ａ電極）があり液晶用と類似しているが、その他に電流
供給用としてＣＯＭ電極があり、常に電圧が印加されて
いる点が異なっている。コンデンサは定電位のＣＯＭ電
極との間で形成されるために、ノイズに強い回路構成と
なっている。
【００１６】以下に素子の動作を説明する。図２の回路
図上ではＴＦＴをＦＥＴとして表現しているが、ＴＦＴ
は基本的にはＭＯＳ−ＦＥＴと類似した構造・動作であ
り、ゲート電位によりソース・ドレイン電極間のスイッ
チ動作を行うことができる。駆動のための信号の与え方
は、１ライン毎に選択し、選択されたライン中の各画素
毎にＯＮかＯＦＦかの信号を与える。選択するための電
極がＳＣＡＮ電極であり、信号を与える電極がＤＡＴＡ
電極である。いま、選択状態即ちＳＣＡＮ信号（ＳＣＡ
Ｎ電極の入力信号）がＨＩＧＨの時、ＴＦＴ１はＯＮ状
態になり、中間電極ＦＥの電位はＤＡＴＡ信号がＨＩＧ
ＨならＨＩＧＨに、ＬＯＷならＬＯＷとなる。従って、
ＤＡＴＡ信号がＨＩＧＨならＴＦＴ２はＯＮとなり、出
力電位（画素電極の電位）はＨＩＧＨとなる。また、Ｄ
ＡＴＡ信号がＬＯＷならばＴＦＴ２はＯＦＦとなり、出
力電位はＬＯＷとなる。その後、ＳＣＡＮ信号がＬＯ
Ｗ、即ち、非選択状態になった時、ＴＦＴ１はＯＦＦと
なるが、中間電極ＦＥの電位はコンデンサＣにより保持
されて変化せず、ＤＡＴＡ信号が変化しても出力電位の
状態は変化しない。出力電位が変化するのは、再びこの
画素を含むラインが選択状態、つまり、ＳＣＡＮ信号が
ＨＩＧＨになり、以前とは異なった信号がＤＡＴＡ電極
に与えられた時である。この回路により、電流駆動型で
あってもアクティブ・マトリクス方式の駆動が可能とな
る。
図上ではＴＦＴをＦＥＴとして表現しているが、ＴＦＴ
は基本的にはＭＯＳ−ＦＥＴと類似した構造・動作であ
り、ゲート電位によりソース・ドレイン電極間のスイッ
チ動作を行うことができる。駆動のための信号の与え方
は、１ライン毎に選択し、選択されたライン中の各画素
毎にＯＮかＯＦＦかの信号を与える。選択するための電
極がＳＣＡＮ電極であり、信号を与える電極がＤＡＴＡ
電極である。いま、選択状態即ちＳＣＡＮ信号（ＳＣＡ
Ｎ電極の入力信号）がＨＩＧＨの時、ＴＦＴ１はＯＮ状
態になり、中間電極ＦＥの電位はＤＡＴＡ信号がＨＩＧ
ＨならＨＩＧＨに、ＬＯＷならＬＯＷとなる。従って、
ＤＡＴＡ信号がＨＩＧＨならＴＦＴ２はＯＮとなり、出
力電位（画素電極の電位）はＨＩＧＨとなる。また、Ｄ
ＡＴＡ信号がＬＯＷならばＴＦＴ２はＯＦＦとなり、出
力電位はＬＯＷとなる。その後、ＳＣＡＮ信号がＬＯ
Ｗ、即ち、非選択状態になった時、ＴＦＴ１はＯＦＦと
なるが、中間電極ＦＥの電位はコンデンサＣにより保持
されて変化せず、ＤＡＴＡ信号が変化しても出力電位の
状態は変化しない。出力電位が変化するのは、再びこの
画素を含むラインが選択状態、つまり、ＳＣＡＮ信号が
ＨＩＧＨになり、以前とは異なった信号がＤＡＴＡ電極
に与えられた時である。この回路により、電流駆動型で
あってもアクティブ・マトリクス方式の駆動が可能とな
る。
【００１７】本発明のアクティブ・マトリクス回路に用
いられるＴＦＴの材料としては、非晶質シリコン（ａ−
Ｓｉ）、多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、セレン化
カドミウム（ＣｄＳｅ）が挙げられる。ＴＦＴ構造とし
ては、逆スタガ型と呼ばれるものが好ましくは採用され
る。代表的な例として、逆スタガ型構造のａ−ＳｉＴＦ
Ｔを図３に示す。ガラス基板６の上にａ−ＳｉＴＦＴは
形成される。ゲート電極７としては、モリブデン、タン
タル、アルミニウム、クロムやそれらの積層膜又は合金
等が用いられる。ゲート電極は、通常、電子ビーム蒸着
法やスパッタ法により形成される。ゲート絶縁膜８とし
ては、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）が用いられ、その上
にｉ型ａ−Ｓｉ層９とｎ+ 型ａ−Ｓｉ層１０が積層され
る。シリコン窒化膜（ＳｉＮx ）、ｉ型ａ−Ｓｉ層及び
ｎ+ 型ａ−Ｓｉ層は、通常、プラズマＣＶＤ法により連
続して形成される。ｎ+ 型ａ−Ｓｉ層１０に窓を形成し
た後に、ソース及びドレイン電極１１ａ、１１ｂを形成
する。ソース、ドレイン電極としてはゲート電極と同様
の金属が使用される。上記のａ−ＳｉＴＦＴにおいて
は、ゲート電位によりｉ型ａ−Ｓｉ半導体層表面に電荷
が誘起され、その電荷の有無によりソース・ドレイン電
極間のスイッチ動作を行う。ｎ+ 型ａ−Ｓｉは電極への
電荷の移動を円滑にするためのコンタクト層である。
いられるＴＦＴの材料としては、非晶質シリコン（ａ−
Ｓｉ）、多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、セレン化
カドミウム（ＣｄＳｅ）が挙げられる。ＴＦＴ構造とし
ては、逆スタガ型と呼ばれるものが好ましくは採用され
る。代表的な例として、逆スタガ型構造のａ−ＳｉＴＦ
Ｔを図３に示す。ガラス基板６の上にａ−ＳｉＴＦＴは
形成される。ゲート電極７としては、モリブデン、タン
タル、アルミニウム、クロムやそれらの積層膜又は合金
等が用いられる。ゲート電極は、通常、電子ビーム蒸着
法やスパッタ法により形成される。ゲート絶縁膜８とし
ては、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）が用いられ、その上
にｉ型ａ−Ｓｉ層９とｎ+ 型ａ−Ｓｉ層１０が積層され
る。シリコン窒化膜（ＳｉＮx ）、ｉ型ａ−Ｓｉ層及び
ｎ+ 型ａ−Ｓｉ層は、通常、プラズマＣＶＤ法により連
続して形成される。ｎ+ 型ａ−Ｓｉ層１０に窓を形成し
た後に、ソース及びドレイン電極１１ａ、１１ｂを形成
する。ソース、ドレイン電極としてはゲート電極と同様
の金属が使用される。上記のａ−ＳｉＴＦＴにおいて
は、ゲート電位によりｉ型ａ−Ｓｉ半導体層表面に電荷
が誘起され、その電荷の有無によりソース・ドレイン電
極間のスイッチ動作を行う。ｎ+ 型ａ−Ｓｉは電極への
電荷の移動を円滑にするためのコンタクト層である。
【００１８】次に、上記アクティブ・マトリクス回路に
よって各画素の輝度を調整する駆動方法について以下に
説明する。ＳＣＡＮ信号がＨＩＧＨになりＴＦＴ１がＯ
Ｎ状態となると、ＴＦＴ２のゲート電圧ＦＥはＤＡＴＡ
信号により充電されるコンデンサＣの電圧で制御され
る。図４に示したタイミングチャートでは、ＳＣＡＮ信
号のパルス幅ｔｓに対して、ＤＡＴＡ信号のパルス幅ｔ
ｄを短くすることによりＦＥの電圧を変えることができ
る。ＤＡＴＡ信号のパルス幅とＦＥの電位の関係は、図
５に示すコンデンサＣの充電特性となり、パルス幅をｔ
1 、ｔ2 と変えることにより、ＦＥの電圧をＶ 1 、Ｖ2
と制御することができる。Ｖ0 はＳＣＡＮ信号のパルス
幅（ｔｓ）の時間内で充電できる最大電圧を表す。
よって各画素の輝度を調整する駆動方法について以下に
説明する。ＳＣＡＮ信号がＨＩＧＨになりＴＦＴ１がＯ
Ｎ状態となると、ＴＦＴ２のゲート電圧ＦＥはＤＡＴＡ
信号により充電されるコンデンサＣの電圧で制御され
る。図４に示したタイミングチャートでは、ＳＣＡＮ信
号のパルス幅ｔｓに対して、ＤＡＴＡ信号のパルス幅ｔ
ｄを短くすることによりＦＥの電圧を変えることができ
る。ＤＡＴＡ信号のパルス幅とＦＥの電位の関係は、図
５に示すコンデンサＣの充電特性となり、パルス幅をｔ
1 、ｔ2 と変えることにより、ＦＥの電圧をＶ 1 、Ｖ2
と制御することができる。Ｖ0 はＳＣＡＮ信号のパルス
幅（ｔｓ）の時間内で充電できる最大電圧を表す。
【００１９】図３に示した構造で、ゲート長２０μｍ、
ゲート幅６００μｍとして作製したをａ−ＳｉＴＦＴ
（ＴＦＴ２）のＦＥＴ特性を図６に示す。ＤＡＴＡ信号
のパルス幅に応じたＦＥの電圧、即ち、ＴＦＴ２のゲー
ト電圧を制御することにより、ＴＦＴ２のドレイン電流
を制御することができる。図６の場合は、ゲート電圧Ｖ
1 、Ｖ2 に応じて、ドレイン電流はＩ1 、Ｉ2 と変わ
る。
ゲート幅６００μｍとして作製したをａ−ＳｉＴＦＴ
（ＴＦＴ２）のＦＥＴ特性を図６に示す。ＤＡＴＡ信号
のパルス幅に応じたＦＥの電圧、即ち、ＴＦＴ２のゲー
ト電圧を制御することにより、ＴＦＴ２のドレイン電流
を制御することができる。図６の場合は、ゲート電圧Ｖ
1 、Ｖ2 に応じて、ドレイン電流はＩ1 、Ｉ2 と変わ
る。
【００２０】図１に示す構造の有機電界発光素子の電流
密度−発光輝度特性は、発光輝度が電流密度に比例した
形となる。素子の例として、陽極であるＩＴＯ上に、正
孔輸送層としてＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３
−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’
−ジアミン（ＴＰＤ）を６０ｎｍ、発光層として８−ヒ
ドロキシキノリンのアルミニウム錯体を７５ｎｍ、陰極
としてＭｇとＡｇの合金（原子比で１０：１．５の組
成）を１５０ｎｍ積層した素子の電流密度−発光輝度特
性を図７に示す。画素電極から有機電界発光素子に流れ
る電流をＴＦＴ２で制御して、有機電界発光素子からの
出力である発光輝度を制御することができる。
密度−発光輝度特性は、発光輝度が電流密度に比例した
形となる。素子の例として、陽極であるＩＴＯ上に、正
孔輸送層としてＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３
−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’
−ジアミン（ＴＰＤ）を６０ｎｍ、発光層として８−ヒ
ドロキシキノリンのアルミニウム錯体を７５ｎｍ、陰極
としてＭｇとＡｇの合金（原子比で１０：１．５の組
成）を１５０ｎｍ積層した素子の電流密度−発光輝度特
性を図７に示す。画素電極から有機電界発光素子に流れ
る電流をＴＦＴ２で制御して、有機電界発光素子からの
出力である発光輝度を制御することができる。
【００２１】上記の説明でわかるように、本発明におい
てはＳＣＡＮ信号のパルス幅に対してＤＡＴＡ信号のパ
ルス幅を変えることにより、有機電界発光パネルの有機
電界発光素子からなる各画素の発光輝度を任意に変える
ことができる。このことにより、複雑な回路を基板上に
作製しなくても個々の画素に対する個別の輝度調整がで
き、階調性のある表示が可能となる。また、ディジタル
のメモリ素子やＤＡコンバータを必要としない。さらに
は、各画素の輝度分布を予め測定し、その分布に基づい
て各画素の駆動を行うことによりパネル面内の輝度分布
を修正することもできる。本発明における駆動方法は、
同様な回路構成を有する他の表示用デバイスにも適用す
ることができる。
てはＳＣＡＮ信号のパルス幅に対してＤＡＴＡ信号のパ
ルス幅を変えることにより、有機電界発光パネルの有機
電界発光素子からなる各画素の発光輝度を任意に変える
ことができる。このことにより、複雑な回路を基板上に
作製しなくても個々の画素に対する個別の輝度調整がで
き、階調性のある表示が可能となる。また、ディジタル
のメモリ素子やＤＡコンバータを必要としない。さらに
は、各画素の輝度分布を予め測定し、その分布に基づい
て各画素の駆動を行うことによりパネル面内の輝度分布
を修正することもできる。本発明における駆動方法は、
同様な回路構成を有する他の表示用デバイスにも適用す
ることができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明においては、有機電界発光素子と
同一基板に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とコンデンサと
からなるアクティブ・マトリクス回路を設け、第１のＴ
ＦＴのゲート信号（ＳＣＡＮ信号）のパルス幅に対し
て、第１のＴＦＴのソース信号（ＤＡＴＡ信号）のパル
ス幅を可変とすることにより、優れた表示能力を有する
有機電界発光パネルが達成される。
同一基板に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とコンデンサと
からなるアクティブ・マトリクス回路を設け、第１のＴ
ＦＴのゲート信号（ＳＣＡＮ信号）のパルス幅に対し
て、第１のＴＦＴのソース信号（ＤＡＴＡ信号）のパル
ス幅を可変とすることにより、優れた表示能力を有する
有機電界発光パネルが達成される。
【００２３】従って、本発明の有機電界発光パネルの駆
動方法はフラットパネル・ディスプレイ（例えばＯＡ
用、ＦＡ用及びＬＡ用コンピュータや壁掛けテレビ）の
分野や計測機器類の表示パネルへの応用が考えられ、そ
の技術的価値は大きいものである。
動方法はフラットパネル・ディスプレイ（例えばＯＡ
用、ＦＡ用及びＬＡ用コンピュータや壁掛けテレビ）の
分野や計測機器類の表示パネルへの応用が考えられ、そ
の技術的価値は大きいものである。
【図１】本発明に用いられる有機電界発光素子の一例を
示した模式断面図。
示した模式断面図。
【図２】本発明の有機電界発光パネルの駆動用の回路
図。
図。
【図３】本発明の有機電界発光パネル駆動回路に用いら
れるＴＦＴ構造の例。
れるＴＦＴ構造の例。
【図４】本発明の有機電界発光パネル駆動のタイミング
チャートの例
チャートの例
【図５】本発明の有機電界発光パネル駆動回路に用いら
れる第２のＴＦＴのゲート電圧のＤＡＴＡパルス幅に対
する特性の模式図。
れる第２のＴＦＴのゲート電圧のＤＡＴＡパルス幅に対
する特性の模式図。
【図６】本発明の有機電界発光パネル駆動回路に用いら
れるａ−ＳｉＴＦＴのゲート電圧−ドレイン電流特性の
例。
れるａ−ＳｉＴＦＴのゲート電圧−ドレイン電流特性の
例。
【図７】本発明に用いられる有機電界発光素子の電流密
度−発光輝度特性例。
度−発光輝度特性例。
１ 基板
２ 陽極
３ 正孔輸送層
４ 発光層
５ 陰極
６ ガラス基板
７ａ ＴＦＴのゲート電極、
７ｂ 蓄積用コンデンサの電極
８，８ａ，８ｂ ＳｉＮx 絶縁膜
９，９ａ，９ｂ ｉ層ａ−Ｓｉ
10，10ａ，10ｂ ｎ+ 層ａ−Ｓｉ
11ａ ソース電極
11ｂ ドレイン電極
11ｃ 蓄積用コンデンサの電極
12 ＩＴＯ画素電極
13 有機発光層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−57871（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−148687（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H05B 33/08
G09G 3/30
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に、陽極及び陰極により挟持され
た有機発光層を有する有機電界発光素子と、前記基板上
に前記有機電界発光素子を駆動するためのアクティブ・
マトリクス回路とを設けた有機電界発光パネルであっ
て、前記アクティブ・マトリクス回路が、スイッチング
信号に応じてＯＮ、ＯＦＦし発光信号に応じて蓄積用コ
ンデンサを充放電する第１の薄膜トランジスタと、前記
蓄積用コンデンサからの放電電圧に応じてＯＮ、ＯＦＦ
し前記有機電界発光素子の発光、非発光を制御する第２
の薄膜トランジスタとを有するものであり、前記第１の
薄膜トランジスタのゲート信号のパルス幅に対して第１
の薄膜トランジスタのソース信号のパルス幅が可変であ
り、前記第２の薄膜トランジスタのゲート電圧の制御に
より発光輝度が調整されることを特徴とする有機電界発
光パネル。 - 【請求項２】 基板上に、陽極及び陰極により挟持され
た有機発光層を有する有機電界発光素子と、前記基板上
に前記有機電界発光素子を駆動するためのアクティブ・
マトリクス回路とを設けた有機電界発光パネルであっ
て、前記アクティブ・マトリクス回路が、駆動信号入力
用電極であるＳＣＡＮ電極およびＤＡＴＡ電極、並びに
電流供給用電極であるＣＯＭ電極を有し、 ＳＣＡＮ信号（ＳＣＡＮ電極の入力信号）のパルス幅に
対する、ＤＡＴＡ信号（ＤＡＴＡ電極の入力信号）のパ
ルス幅を変化させることにより、 前記有機電界発光素子
の輝度を調整することを特徴とする有機電界発光パネ
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26507793A JP3399048B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 有機電界発光パネル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26507793A JP3399048B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 有機電界発光パネル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07122360A JPH07122360A (ja) | 1995-05-12 |
| JP3399048B2 true JP3399048B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=17412284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26507793A Expired - Fee Related JP3399048B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 有機電界発光パネル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3399048B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9803441D0 (en) | 1998-02-18 | 1998-04-15 | Cambridge Display Tech Ltd | Electroluminescent devices |
| JP4334045B2 (ja) * | 1999-02-09 | 2009-09-16 | 三洋電機株式会社 | エレクトロルミネッセンス表示装置 |
| JP4434411B2 (ja) | 2000-02-16 | 2010-03-17 | 出光興産株式会社 | アクティブ駆動型有機ｅｌ発光装置およびその製造方法 |
| JP2002083691A (ja) | 2000-09-06 | 2002-03-22 | Sharp Corp | アクティブマトリックス駆動型有機ｌｅｄ表示装置及びその製造方法 |
| JP2002108250A (ja) | 2000-09-29 | 2002-04-10 | Sharp Corp | アクティブマトリックス駆動型自発光表示装置及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-10-22 JP JP26507793A patent/JP3399048B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07122360A (ja) | 1995-05-12 |
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