JP7397694B2 - 発光装置、撮像装置、電子機器及び移動体 - Google Patents

発光装置、撮像装置、電子機器及び移動体 Download PDF

Info

Publication number
JP7397694B2
JP7397694B2 JP2020013812A JP2020013812A JP7397694B2 JP 7397694 B2 JP7397694 B2 JP 7397694B2 JP 2020013812 A JP2020013812 A JP 2020013812A JP 2020013812 A JP2020013812 A JP 2020013812A JP 7397694 B2 JP7397694 B2 JP 7397694B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
emitting device
drive transistor
transistor
gate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020013812A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021120700A (ja
Inventor
宏政 坪井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2020013812A priority Critical patent/JP7397694B2/ja
Priority to US17/160,852 priority patent/US11527595B2/en
Publication of JP2021120700A publication Critical patent/JP2021120700A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7397694B2 publication Critical patent/JP7397694B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/10Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F21S43/13Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S43/14Light emitting diodes [LED]
    • F21S43/145Surface emitters, e.g. organic light emitting diodes [OLED]
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3225Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix
    • G09G3/3233Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix with pixel circuitry controlling the current through the light-emitting element
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50Constructional details
    • H04N23/53Constructional details of electronic viewfinders, e.g. rotatable or detachable
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/601Insulated-gate field-effect transistors [IGFET] having lightly-doped drain or source extensions, e.g. LDD IGFETs or DDD IGFETs 
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/121Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements
    • H10K59/1216Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements the pixel elements being capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/26Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic
    • B60Q1/30Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic for indicating rear of vehicle, e.g. by means of reflecting surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/26Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic
    • B60Q1/44Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic for indicating braking action or preparation for braking, e.g. by detection of the foot approaching the brake pedal
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2230/00Details of flat display driving waveforms
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0421Structural details of the set of electrodes
    • G09G2300/0426Layout of electrodes and connections
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0819Several active elements per pixel in active matrix panels used for counteracting undesired variations, e.g. feedback or autozeroing
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0842Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor
    • G09G2300/0861Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor with additional control of the display period without amending the charge stored in a pixel memory, e.g. by means of additional select electrodes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00Command of the display device
    • G09G2310/02Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0262The addressing of the pixel, in a display other than an active matrix LCD, involving the control of two or more scan electrodes or two or more data electrodes, e.g. pixel voltage dependent on signals of two data electrodes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00Command of the display device
    • G09G2310/06Details of flat display driving waveforms
    • G09G2310/061Details of flat display driving waveforms for resetting or blanking
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00Command of the display device
    • G09G2310/06Details of flat display driving waveforms
    • G09G2310/067Special waveforms for scanning, where no circuit details of the gate driver are given
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/04Maintaining the quality of display appearance
    • G09G2320/043Preventing or counteracting the effects of ageing
    • G09G2320/045Compensation of drifts in the characteristics of light emitting or modulating elements
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/601Insulated-gate field-effect transistors [IGFET] having lightly-doped drain or source extensions, e.g. LDD IGFETs or DDD IGFETs 
    • H10D30/603Insulated-gate field-effect transistors [IGFET] having lightly-doped drain or source extensions, e.g. LDD IGFETs or DDD IGFETs  having asymmetry in the channel direction, e.g. lateral high-voltage MISFETs having drain offset region or extended drain IGFETs [EDMOS]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/35Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Control Of El Displays (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

本発明は、発光装置、撮像装置、電子機器及び移動体に関するものであり、例えば、有機発光素子を有する発光装置に関する。
有機発光素子(有機エレクトロルミネッセンス素子、あるいは有機発光素子と呼ぶ)は、一対の電極とこれら電極間に配置される有機化合物層とを有する電子素子である。これら一対の電極から電子及び正孔を注入することにより、有機化合物層中の発光性有機化合物の励起子を生成し、該励起子が基底状態に戻る際に、有機発光素子は光を放出する。有機発光素子の特徴には、低駆動電圧、多様な発光波長、高速応答性、発光デバイスの薄型化・軽量化が可能であることが挙げられる。
特許文献1には、適切なホワイトバランスを実現するために、各発光色の画素における駆動トランジスタに対して、同一のゲート-ソース間電圧を印加した際、流れる電流量が異なる構成が開示されている。より具体的には、駆動トランジスタの移動度や、絶縁膜の厚さ、絶縁膜の誘電率が色毎に異なることが記載されている。
特開2009-223036号公報
特許文献1の様に、駆動トランジスタの構造を、色毎に変える場合、複数の異なる材料を用いたり、製造の工程数を増やしたりする必要があるため、工程が複雑になり製造コストが増大してしまう。本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、適切なホワイトバランスの実現が容易な発光装置を提供することである。
本発明の一実施形態に係る発光装置は、発光色が互いに異なる複数の画素を備え、前記複数の画素はそれぞれ、互いに異なる少なくとも3種類の発光色の内の1色で発光する発光素子と、ゲートに供給される電圧に応じて前記発光素子に電流を供給する駆動トランジスタと、信号線からの信号電圧を前記駆動トランジスタのゲートに供給する書き込みトランジスタと、前記駆動トランジスタと前記書き込みトランジスタとの接続箇所に容量と、を有し、前記容量は、前記発光色ごとに互いに異なり、前記発光素子に流れるピーク電流の大きい発光色の画素ほど大きいことを特徴とする。
本発明によれば、適切なホワイトバランスの実現が容易な発光装置を提供することができる。
実施形態1に係る発光装置の一部の一例。 実施形態1に係る発光装置の画素の一例の回路図。 実施形態1に係る発光装置のタイミング図。 実施形態1に係る発光装置の画素の電気的特性を示す図。 実施形態1に係る発光装置の3つの発光色の画素の一例の回路図。 実施形態1に係る発光装置の3つの発光色の画素のタイミング図。 実施形態1に係る発光装置の3つの発光色の画素の電気的特性を示す図。 実施形態1に係る発光装置の画素の構成例1の平面図。 実施形態1に係る発光装置の画素の構成例1の断面図。 実施形態1に係る発光装置の画素の構成例2の平面図。 実施形態1に係る発光装置の画素の構成例3の平面図。 実施形態1に係る発光装置の画素の構成例4の平面図。 実施形態1に係る発光装置の画素の構成例4の断面図。 実施形態2に係る発光装置の一部の一例。 実施形態2に係る発光装置の画素の一例の回路図。 実施形態2に係る発光装置のタイミング図。 実施形態2に係る発光装置の3つの発光色の画素の一例の回路図。 実施形態2に係る発光装置の3つの発光色の画素のタイミング図。 実施形態3に係る発光装置の一部の一例。 実施形態3に係る発光装置の画素の一例の回路図。 実施形態3に係る発光装置のタイミング図。 実施形態3に係る発光装置の3つの発光色の画素の一例の回路図。 実施形態3に係る発光装置の3つの発光色の画素のタイミング図。 実施形態4に係る発光装置の画素の一例の回路図。 実施形態4に係る発光装置の3つの発光色の画素の一例の回路図。 実施形態4に係る発光装置の3つの発光色の画素のタイミング図。 実施形態4に係る発光装置の3つの発光色の画素の電気的特性を示す図。 実施形態4に係る発光装置の3つの発光色の画素のタイミング図。 実施形態4に係る発光装置の3つの発光色の画素の電気的特性を示す図。 実施形態4に係る発光装置の3つの発光色の画素の一例の回路図。 有機発光素子を用いた表示装置の概略断面図。 表示装置の一例を示す模式図。 (a)撮像装置の一例を示す模式図。(b)電子機器の一例を示す模式図。 (a)表示装置の一例を示す模式図。(b)折り曲げ可能な表示装置の一例を示す図。 (a)表示装置を用いた照明装置の一例を示す図。(b)表示装置を用いた車両用灯具を示す図。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
(実施形態1)
以下では、有機発光素子の陽極に駆動トランジスタが接続され、トランジスタが全てP型トランジスタである場合について説明するが、本発明の発光装置はこれに限定されない。極性、及び導電型が全て逆であってもよい。また、駆動トランジスタはP型トランジスタであり、他のトランジスタはN型トランジスタであってもよく、適宜、導電型と極性に合わせて、供給される電位や接続を変更すれば良い。
図1は、本実施形態に係る発光装置の一部の一例の概略を示す図である。図1に示すように、有機発光素子を備えた発光装置の一例である有機発光装置101は、画素アレイ部103と、画素アレイ部103の周辺に配置された駆動部と、を有する。画素アレイ部103は、行列状に2次元配置された複数の画素102を有し、各画素102は、有機発光素子201(図2に示す)を有する。有機発光素子201は、陽極と陰極との電極間に発光層を含む有機層を有する。有機層は、発光層以外に、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層の1つまたは多数を適宜有していても良い。
有機発光装置101は各画素102を駆動する駆動部を有する。例えば、駆動部としては、垂直走査回路104、及び信号出力回路105を有する。画素アレイ部103において、行方向に沿って、第一走査線106が、画素の行ごとに配されている。また、列方向に沿って、信号線107が、画素の列ごとに配されている。
第一走査線106は、垂直走査回路104の対応する行の出力端に接続されている。また、信号線107は、信号出力回路105の出力端に接続されている。垂直走査回路104は、画素アレイ部103の各画素102への映像信号の書き込み時において、第一走査線106に書き込み制御信号108を供給する。信号出力回路105は、輝度情報に応じた電圧(以下、信号電圧Vsig)を有する輝度信号を出力する。
図2は、図1の有機発光装置101が有する画素102の一例の回路図である。図2に示すように、画素102は、有機発光素子201、駆動トランジスタ202、書き込みトランジスタ203、第一容量素子204を有する。
ここで、トランジスタと容量素子の総数や、トランジスタの導電型の組み合わせに関しては、あくまで一例に過ぎず、本構成に限定されるものではない。また素子Aと素子Bの間にトランジスタが接続される、という場合、素子Aと素子Bの一方にトランジスタのソースまたはドレインの一方が接続され、素子Aと素子Bの他方にトランジスタのソースまたはドレインの他方が接続される。よって、素子Aと素子Bの一方にトランジスタのゲートが接続され、素子Aと素子Bの他方にトランジスタのソース及びドレインの一方が接続され、素子Aと素子Bの一方にソース及びドレインの他方が接続されないものは含まない。
具体的な構成としては、駆動トランジスタ202のソース及びドレインの一方(ここではドレインとする)は、有機発光素子201の第一電極(ここでは陽極)に接続されている。駆動トランジスタ202の他方(ここではソース)は、電源電位(以下、Vdd)が与えられる第一の電源端子205(以下、Vdd205)に接続されている。有機発光素子201の第二電極(ここでは陰極)は、基準電位(以下、Vss)が与えられる第二の電源端子206(以下、Vss206)に接続されている。
書き込みトランジスタ203のソース及びドレインの一方は、駆動トランジスタ202のゲートに接続され、書き込みトランジスタ203のソース及びドレインの他方は、信号線107に接続されている。書き込みトランジスタ203のゲートは、第一走査線106に接続されている。
第一容量素子204は、駆動トランジスタ202のゲートと、ソース及びドレインの一方(ここではドレイン)との間に接続されている。第一容量素子204は、寄生容量及びMIM(Metal-Insulator-Metal)構造を含んでもよい。
駆動トランジスタ202は、Vdd205から有機発光素子201へ電流を供給し、発光させる。より具体的には、駆動トランジスタ202は、信号線107が有する信号電圧に応じた電流を有機発光素子201に供給する。これにより、有機発光素子201を電流駆動することによって発光させる。
書き込みトランジスタ203は、垂直走査回路104から第一走査線106を通して、ゲートに印加される書き込み制御信号108に応答し、導通状態となる。これにより、書き込みトランジスタ203は、信号線107を介して、信号出力回路105から供給される輝度情報に応じた映像信号の信号電圧を画素102に書き込む。この書き込まれた信号電圧は、駆動トランジスタ202のゲートに印加される。
有機発光素子201の一例である有機EL (Organic Electroluminescent)素子の発光時には、駆動トランジスタ202に流れる電流量を輝度に応じて変化させる。これにより、有機発光素子201の第一電極(ここでは陽極)と第二電極(ここでは陰極)間の容量を所定電位まで充電し、その電位差に応じた電流を流す。これによって、有機発光素子201が、所定の輝度の発光を行う。
最初に図3のタイミング図を使って本実施形態に係る発光装置の動作の概略を説明する。図3において、時刻t1以前は、前のフレームにおける有機発光素子201の発光期間である。発光期間では、書き込みトランジスタ203は、オフ状態である。時刻t1から、新しいフレームとなる。時刻t1において、第一走査線106からの書き込み制御信号108が、HighからLowへ遷移することによって、書き込みトランジスタ203がオン状態となる。これによって、信号線107が有するリセット電圧(以下、Vres)が、駆動トランジスタ202のゲートに書き込まれ、駆動トランジスタ202がオフ状態となる。ゆえに、駆動トランジスタ202から有機発光素子201へ電流が供給されなくなるため、非発光状態となる。この様に、駆動トランジスタ202のゲート電位を、Vresに設定する期間(時刻t1から時刻t2までの期間)が、リセット期間である。
時刻t2では、書き込み制御信号108が、LowからHighへ遷移することによって、書き込みトランジスタ203がオフ状態となり、駆動トランジスタ202のゲート電位は、フローティング状態となる。
時刻t3では、信号線107の信号電圧が、VresからVsigへ遷移する。時刻t4では、書き込み制御信号108が、HighからLowへ遷移することによって、書き込みトランジスタ203がオン状態となる。これによって、信号線107が有する信号電圧Vsigが、駆動トランジスタ202のゲートに供給され、駆動トランジスタ202に所定の電流が流れるようになる。この様に、駆動トランジスタ202のゲート電位を、Vsigに設定する期間(時刻t4から時刻t5までの期間)が、信号書き込み期間である。
時刻t5では、書き込み制御信号108が、LowからHighへ遷移することによって、書き込みトランジスタ203がオフ状態となる。このとき、書き込みトランジスタ203のゲートと、駆動トランジスタ202のゲート間の容量カップリングによって、駆動トランジスタ202のゲート電位が、ΔVだけ増大する。ΔVは、次式(1)で表される。
ΔV=Vhl・Cp /(Cg+Cp) ・・・(1)
ここで、各記号は、
Vhl:書き込み制御信号のHigh電圧-Low電圧、
Cp:書き込みトランジスタ203のゲートと、駆動トランジスタ202のゲート間の寄生容量、
Cg:Cpを除く、駆動トランジスタ202のゲート容量であり、駆動トランジスタ202と書き込みトランジスタ203の接続箇所の容量である。
駆動トランジスタ202のゲート電位は、Vsig+ΔVとなり、駆動トランジスタ202が、発光期間中に保持するゲート-ソース間電圧Vgsは、次式(2)で表される。
Vgs=Vg-Vs=Vsig+ΔV-Vdd ・・・(2)
図4は、画素102において、Vsigに対して、駆動トランジスタ202に流れる電流の特性401に一例を示している。式(2)より、Vsigが低いほど、Vgも低くなり、電流は大きくなる。また、駆動トランジスタ202に流れる電流が大きいほど、有機発光素子201の発光量も増大する。また、本実施形態では、駆動トランジスタ202は、サブスレッショルド領域、及び、飽和領域で使用する場合を想定している。
図5は、それぞれ互いに異なる少なくとも3種類の発光色の画素に対応した回路図を示している。3種類の発光色は例えばグリーン、レッド、ブルーである。各画素は少なくとも3種類の発光色の内の1色で発光できる。ここで画素102aは、グリーンを発光する画素であって、容量素子204aを有する。画素102bは、レッドを発光する画素であって、容量素子204bを有する。画素102cは、ブルーを発光する画素であって、容量素子204cを有する。本実施形態では、これらの容量の大小関係は、204a>204b>204cとし、駆動トランジスタのゲート容量Cgは、画素102a>画素102b>画素102cの関係であるとする。
なお、トランジスタのキャリア輸送型が異なる場合には、容量の容量値の大きさの順番は、逆になる。すなわち、容量204aは、発光素子102a及び発光素子102bが同じ輝度信号を受けた場合に、発光素子102aに流れる電流が第一の発光素子102bに流れる電流よりも大きくなるように、容量204bの容量値と異なる、ということができる。
次に、発光色ごとに異なるゲート容量Cgによる動作の概略を、図6を使って説明する。図6において、時刻t2とt5では、駆動トランジスタ202のゲート電位が、画素102a、102b、102cにおいて、それぞれΔVa、ΔVb、ΔVcだけ増大する。式(1)より、駆動トランジスタ202のゲート容量Cgが大きいほど、ΔVが小さくなるため、ΔVa<ΔVb<ΔVcとなる。ゆえに、各画素の駆動トランジスタ202のVgは、画素102a<画素102b<画素102cの関係となる。Vgが小さいほど、駆動トランジスタ202の電流量は大きくなるため、各画素における駆動トランジスタ202の電流量は、画素102a>画素102b>画素102cの関係となる。ただし、時刻t1からt4の期間では、駆動トランジスタ202はオフ状態であるため、Vgに依らず、有機発光素子201は、非発光状態となる。
図7は、Vsigに対する、ホワイトバランスが良好なときの、同じ信号電圧に対する発光色ごとの発光素子の持つピーク電流特性401の一例を示している。ここでは、所定の信号電圧V1において、グリーンの発光素子のピーク電流特性Ipa、レッドの発光素子のピーク電流特性Ipb、ブルーの発光素子のピーク電流特性Ipcとなり、Ipa>Ipb>Ipcである。ピーク電流特性を調整するために、容量素子204a、204b、204cの容量値を適宜、調整する。これにより、画素102a(グリーン)、画素102b(レッド)、画素102c(ブルー)におけるそれぞれのピーク輝度を制御することが可能となる。例えばグリーンに発光する発光素子の輝度を上げるときはピーク電流を増やすために容量素子204aの容量を増やすとよい。このようにピーク電流を増やすには容量素子の容量値を増やすことでホワイトバランスの調整ができる。容量の大きいほどピーク電流が大きい。ここで、ピーク電流とは、各発光色の画素において、駆動トランジスタ202に流れる最大の電流量である。また、ピーク輝度とは、駆動トランジスタ202にピーク電流が流れた際、有機発光素子201が発光する最大の輝度である。以上のようにして有機発光素子の発光色ごとの発光効率の違いによる輝度の差も調整できる。
以上説明したように、信号電圧Vsigと、駆動トランジスタ202が保持するゲート-ソース間電圧との変換比率をゲート容量Cgにより色毎に変えるように補正することが可能となる。これによって、駆動トランジスタの構造を色毎に変えることなく、適切なホワイトバランスを容易に実現することができる。次に具体的にゲート容量Cgを変更する方法について説明する。
最初にLDD構造を持つ有機発光素子の構成例1について説明する。図8は、図5に示す回路のトランジスタ、及び半導体層の一例を示す平面図である。図8に示すように、書き込みトランジスタ203は、ゲート電極807、ソース部808、及びドレイン部809で構成される。また、駆動トランジスタ202は、ゲート電極801、ソース部802、及びドレイン部803で構成されており、ドレイン部803は、不図示の有機発光素子201の第一電極に接続される。さらに、ドレイン部803は、低濃度P型拡散層804とP型拡散層805を有しており、ゲート電極801とP型拡散層805の間に、低濃度P型拡散層804が配される。また、低濃度P型拡散層804部におけるゲート電極801からP型拡散層805までのチャネルに沿った低不純物濃度部分の距離が、LDD(Lightly Doped Drain)長である。言い換えると電流が流れる方向に沿った低不純物濃度部分の距離ともいえる。
画素102a、102b、102cにおける駆動トランジスタ202のLDD長は、それぞれ806a、806b、806cであって、それらの長さの関係は、806a<806b<806cとなっている。画素102a、102b、102cにおいて、ゲート電極801とドレイン部803との間の寄生容量をそれぞれ、204a、204b、204cとすれば、容量の大小関係は、204a>204b>204cとなる。810は、コンタクト部である。構成例1では、ソース部を802及び808、ドレイン部を803及び809としたが、逆の関係であっても良い。
図9は、図8に示す平面図におけるY1-Y1´間の断面図である。図9に示すように、低濃度P型拡散層804は、P型拡散層805とN型ウェル層901との間に配されている。902は、P型の基板である。903は、絶縁体分離部であって、STI(Shallow Trench Isolation)分離、LOCOS(Local Oxidation Of Silicon)分離、N型の拡散層分離のいずれでも良い。
本例では、LDD構造を作る際のマスクの長さを発光色ごとに変えるだけでゲート容量Cgを変えることができる。
次に、図10を参照しながら、別の構成例2について説明する。本例は、駆動トランジスタのドレイン部の拡散層濃度が、発光色ごとに異なっている構成である。以下、構成例1と異なる構成を中心に説明する。
図10は、図5に示す回路のトランジスタ、及び半導体層の一例を示す平面図である。図10に示すように、画素102a、画素102b、画素102cにおける駆動トランジスタ202のドレイン部であるP型拡散層は、それぞれ803a、803b、803cである。また、各P型拡散層の不純物濃度の関係は、803a>803b>803cとなっている。画素102a、102b、102cにおいて、ゲート電極801とドレイン部との間の寄生容量をそれぞれ、204a、204b、204cとすれば、容量の大小関係は、204a>204b>204cとなる。この様な構成により、構成例1と同様の効果を得ることができる。また、本例では、ソース部を802、ドレイン部を803a、803b及び803cとしたが、逆の関係であっても良い。
次に、図11を参照しながら、構成例3について説明する。本例は、平面視において、駆動トランジスタのドレイン部に接続された配線と、ゲート電極が重なっている面積が、発光色ごとに異なっている構成である。以下、他の構成例と異なる構成を中心に説明する。
図11は、図5に示す回路のトランジスタ、及び半導体層の一例を示す平面図である。図11に示すように、画素102a、画素102b、画素102cにおける駆動トランジスタ202のドレイン部803に接続された配線は、それぞれ1101a、1101b、1101cである。また、平面視において、駆動トランジスタ202のゲート電極と、各配線が重なっている面積は、画素102a>画素102b>画素102cとなっている。画素102a、102b、102cにおいて、ゲート電極801とドレイン部803との間の寄生容量をそれぞれ、204a、204b、204cとすれば、容量の大小関係は、204a>204b>204cとなる。そこで発光色に応じてホワイトバランスをとるように容量を調整する。この様な構成により、実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、ソース部を802、ドレイン部を803としたが、逆の関係であっても良い。このように本例では配線長を変更するだけでゲート容量Cgを変更できる。
次に、図12と図13を参照しながら、構成例4について説明する。本例は、画素の第一容量素子がMIMで構成され、その容量が、発光色ごとに異なっている構成である。以下、他の構成例と異なる構成を中心に説明する。
図12は、図5の容量素子204a、204b、204cにおける平面図である。容量素子204aは、上部電極1201aと下部電極1202、容量素子204bは、上部電極1201bと下部電極1202、容量素子204cは、上部電極1201cと下部電極1202の間に、それぞれ酸化膜を有するMIM構造である。各上部電極は、有機発光素子201の第一電極に接続され、下部電極1202は、駆動トランジスタ202のゲートに接続されている。平面視において、各上部電極と下部電極1202が重なっている面積は、画素102a>画素102b>画素102cとなっている。ゆえに、それぞれの容量の大小関係は、204a>204b>204cとなる。そこでホワイトバランスをとるため、発光色に応じて輝度を変えるために、ピーク電流を容量により変える。この様な構成により、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
図13は、図12に示す平面図におけるY2-Y2´間の断面図である。図13に示すように、上部電極1201bは、下部電極1202の上部に配される。また、本実施形態では、上部電極は、有機発光素子201の第一電極に接続され、下部電極1202は、駆動トランジスタ202のゲートに接続されているとしたが、逆の関係であっても良い。電極を形成するときに一度で発光色ごとに異なる容量の第一容量素子を作成することができる。
(実施形態2)
次に、図14~図18を参照しながら、本実施形態2について説明する。本実施形態は、Vdd205から駆動トランジスタ202への電流供給を制御する発光制御トランジスタ1501を有する構成である。また本実施形態では駆動トランジスタ202の閾値補正についても説明する。以下では実施形態1と異なる構成を中心に説明する。
図14は、本実施形態に係る発光装置の一部の一例の概略を示す図である。図14に示すように、画素アレイ部103において、行方向に沿って、第二走査線1401が、画素行ごとに配されている。第二走査線1401は、垂直走査回路104において、対応する行の出力端に接続されており、各画素102へ発光制御信号1402を供給する。
図15は、図14の発光装置が有する画素の一例の回路図である。図15に示すように、発光制御トランジスタ1501のソース及びドレインの一方(図15ではドレイン)は、駆動トランジスタ202のソース及びドレインの一方(ここではソース)に接続されている。発光制御トランジスタ1501の他方は、Vdd205に接続されている。発光制御トランジスタ1501のゲートは、第二走査線1401に接続されている。第二容量素子1502は、駆動トランジスタ202のゲートとソースの間に接続されている。第二容量素子1502は駆動トランジスタ202の閾値を保持するための容量である。第三容量素子1503は、駆動トランジスタ202のソースとVdd205の間に接続されている。
発光制御トランジスタ1501は、垂直走査回路104から第二走査線1401を介して、ゲートに印加される発光制御信号1402に応答し、導通状態になることで、Vdd205から駆動トランジスタ202への電流供給を許容する。これにより、駆動トランジスタ202による有機発光素子201の発光が可能になる。すなわち、発光制御トランジスタ1501は、有機発光素子201の発光・非発光を制御するトランジスタとしての機能を有している。このようにして、発光制御トランジスタ1501のスイッチング動作により、有機発光素子201の発光期間と非発光期間との割合を制御することができる(いわゆる、デューティ制御)。このデューティ制御により、1フレーム期間に亘って、画素102が発光することに伴う残像ボケを低減でき、特に、動画における画質の品位をより優れたものとすることができる。
また、製造バラツキにより、駆動トランジスタ202の閾値電圧が、画素毎に異なることがある。同一発光色の複数の画素に対して、同一のVsigを書き込んだ場合において、画素毎に駆動トランジスタ202を流れる電流量が異なり、発光量がばらついてしまう。そこで、駆動トランジスタ202の閾値電圧を、Vsigを書き込む前に、駆動トランジスタ202のゲート-ソース間で保持させる動作を行う(いわゆる、閾値補正動作)。この閾値補正動作により、各画素における駆動トランジスタ202の電流量ばらつきを低減することができ、均一な発光を実現できる。
閾値補正動作においては、発光制御トランジスタ1501と駆動トランジスタ202を介して、有機発光素子201に電流を流した後、発光制御トランジスタ1501をオフ状態とする。これにより、駆動トランジスタ202のゲート-ソース間の電圧が静定するまで、すなわち略一定の値となるまで、有機発光素子201へ電流が流れ、閾値補正が行われる。
本実施形態に係る発光装置のタイミング図である図16を用いて閾値補正動作及び各色のバランスについて説明をする。図16において、時刻t1以前は、前のフレームにおける有機発光素子201の発光期間である。発光期間では、発光制御トランジスタ1501はオン状態、書き込みトランジスタ203はオフ状態である。
時刻t1から、新しいフレームとなる。時刻t1において、発光制御信号1402が、LowからHighへ遷移することによって、発光制御トランジスタ1501がオフ状態となる。従って、Vdd205から、発光制御トランジスタ1501と駆動トランジスタ202を介して、有機発光素子201に電流が供給されなくなり、有機発光素子201は、消光する。
時刻t2では、信号線107の信号電圧が、Vsigから閾値補正電圧(以下、Vofs)に切り替わる。
時刻t3では、書き込み制御信号108が、HighからLowへ遷移することによって、書き込みトランジスタ203が、オン状態となる。これによって、信号線107が有するVofsが、駆動トランジスタ202のゲートに書き込まれる。また、駆動トランジスタ202のソース電位は、フローティング状態であるため、駆動トランジスタ202のゲートとソース間の容量カップリングの影響を受けて、変化する。
時刻t4では、発光制御信号1402が、HighからLowへ遷移することによって、発光制御トランジスタ1501がオン状態となる。これによって、駆動トランジスタ202のソースは、Vdd205と略等しい電圧となる。このように、駆動トランジスタ202のゲート電位をVofsに、ソース電位をVddに初期化する期間が、リセット期間である。リセット期間においては、Vdd205から、発光制御トランジスタ1501と駆動トランジスタ202を介して、有機発光素子201に電流が供給されるため、有機発光素子201の陽極が充電されることによって、陽極電位(以下、Vel)が増大する。このとき、Velは、有機発光素子201の発光閾値未満の電位であることが望ましいが、リセット期間が十分短い場合には、発光量も十分小さいため、その限りではない。
時刻t5では、発光制御信号1402が、LowからHighへ遷移することによって、発光制御トランジスタ1501がオフ状態となる。これによって、駆動トランジスタ202のソース電位(以下、Vs)は、Vofsと駆動トランジスタ202の閾値電圧(以下、Vth)との差電圧であるVs=Vofs-Vthまで変化する。駆動トランジスタ202のゲート電位(以下、Vg)は、Vg=Vofsであるから、第二容量素子1502には、Vthが保持される。この期間(時刻t5から時刻t6の期間)が、閾値補正期間である。よって、この期間(時刻t5から時刻t6の期間)において発光制御トランジスタ1501、及び第二容量素子1502は、駆動トランジスタ202の閾値電圧Vthを補償する閾値補正部として機能する。
時刻t6では、書き込み制御信号108が、LowからHighへ遷移することによって、書き込みトランジスタ203が、オフ状態となる。時刻t7では、信号線107の信号電圧が、VofsからVsigに切り替わる。
時刻t8では、書き込み制御信号108が、HighからLowへ遷移することによって、書き込みトランジスタ203が、オン状態となる。これによって、信号線107が有するVsigが、駆動トランジスタ202のゲートに書き込まれる。また、駆動トランジスタ202のソース電位は、フローティング状態であるため、駆動トランジスタ202のゲート-ソース間の容量カップリングの影響を受けて変化する。このように、駆動トランジスタ202のゲート電位を、信号電圧Vsigに設定する期間が、信号書き込み期間である。
時刻t9では、書き込み制御信号108が、LowからHighへ遷移することによって、書き込みトランジスタ203が、オフ状態となる。
時刻t10では、発光制御信号1402が、HighからLowへ遷移することによって、発光制御トランジスタ1501がオン状態となる。このとき、駆動トランジスタ202のソースは、Vdd205と略等しい電圧となる。そして、Vdd205から、発光制御トランジスタ1501と駆動トランジスタ202を介して、有機発光素子201に電流が供給される。これによって、有機発光素子201の陽極が充電され、Velが増大する。Velが、発光閾値以上の電位となることで、有機発光素子201が発光する。
また、駆動トランジスタ202のソースがVdd205になることにより、駆動トランジスタ202のゲート電位は、ゲート-ソース間、及び、ゲート-ドレイン間の容量カップリングの影響を受けて、ΔVだけ増大する。ΔVは、次式(3)で表される。
ΔV=ΔVd・Cgd/(Cg+Cgd) ・・・(3)
ここで、各記号は、
ΔVd:時刻t10からt11における駆動トランジスタ202のドレイン電圧の変化量、
Cgd:容量素子204の容量値、
Cg:Cgdを除く、駆動トランジスタ202のゲート容量であり、駆動トランジスタ202と書き込みトランジスタ203の接続箇所の容量である。ゆえに、ΔVは、容量素子204、及び、第2容量素子1502の容量値により調整できる。
ここで、駆動トランジスタ202を流れる電流は、各画素に書き込むVsigが同じであれば、時刻t5から時刻t6における閾値補正動作によって、駆動トランジスタ202の閾値ばらつきによらず、一定となる。よって、同一発光色の画素間において、均一な発光を実現することができる。時刻t1から時刻t10までが、非発光期間である。
時刻t11では、信号線107の電位が、VsigからVofsに切り替わり、次の動作が開始される。
図17は、それぞれ異なる発光色の画素に対応した回路図を示しており、画素102aは、グリーンを発光する画素であって、容量素子204aを有する。画素102bは、レッドを発光する画素であって、容量素子204bを有する。画素102cは、ブルーを発光する画素であって、容量素子204cを有する。容量の大小関係は、204a<204b<204cである。
図18は、それぞれ異なる発光色の画素に対応したタイミング図である。図18で示されるように、時刻t1からt10までの非発光期間では、駆動トランジスタ202のソース電圧、ゲート電圧、ドレイン電圧のいずれの波形においても、画素102a、102b、102cとの間で、大きな差はない。
時刻t10では、有機発光素子201に電流が供給され、有機発光素子201の陽極電位Velが増大する。このとき、駆動トランジスタ202のゲート電位は、ゲート-ソース間、及びゲート-ドレイン間の容量カップリングによって、画素102a、102b、102cにおける駆動トランジスタ202のゲート電圧は、それぞれΔVa、ΔVb、ΔVcだけ増大する。それぞれの大小関係は、ΔVa<ΔVb<ΔVcとなる。ゆえに、各画素の駆動トランジスタが保持するVgsは、画素102a<画素102b<画素102cとなる。Vgsが低いほど、駆動トランジスタ202の電流量は大きくなるため、各画素における駆動トランジスタ202の電流量は、画素102a>画素102b>画素102cとなる。このように信号電圧Vsigと駆動トランジスタのゲート-ソース間電圧との間の変換比率を変えることができる。そこでホワイトバランスをとるために、輝度を上げる必要のある発光色の発光素子についてはピーク電流を増やすように容量を変更すればよい。このような構成によって、実施形態1と同様の効果を得ることができる。
(実施形態3)
次に、図19から図23を参照しながら、本実施形態について説明する。本実施形態は、有機発光素子201の陽極を、Vss206に接続して有機発光素子をリセットするためのリセットトランジスタを有する構成である。以下、他の実施形態と異なる構成を中心に説明する。
図19は、本実施形態に係る発光装置の一部の一例の概略を示す図である。図19に示すように、画素アレイ部103において、行方向に沿って、第三走査線1901が画素行ごとに配されている。第三走査線1901は、垂直走査回路104において、対応する行の出力端に接続されており、各画素102へリセット信号を供給する。
図20は、図19の有機発光装置が有する画素の一例の回路図である。図20に示すように、リセットトランジスタ2001のソース及びドレインの一方(ここではソース)は、駆動トランジスタ202のソース及びドレインの一方(ここではドレイン)に接続されている。リセットトランジスタ2001の他方は、Vss206に接続されている。リセットトランジスタ2001のゲートは、第三走査線1901に接続されている。非発光期間において、リセットトランジスタ2001をオンすることによって、有機発光素子201の陽極をVss206に接続し、有機発光素子201を非発光状態とすることができる。
図21は、本実施形態に係る発光装置のタイミング図である。図21において、時刻t1で、リセット信号1901が、HighからLowへ遷移することによって、リセットトランジスタ2001がオン状態となる。
また、時刻t10で、リセット信号1901が、LowからHighへ遷移することによって、リセットトランジスタ2001がオフ状態となる。
ゆえに、時刻t1からt10の期間において、有機発光素子201の陽極電位Velは、Vss206と略等しい電圧となるため、有機発光素子201は非発光状態となる。図22は、それぞれ異なる発光色の画素に対応した回路図を示しており、画素102aは、グリーンを発光する画素であって、容量素子204aを有する。画素102bは、レッドを発光する画素であって、容量素子204bを有する。画素102cは、ブルーを発光する画素であって、容量素子204cを有する。容量の大小関係は、204a<204b<204cである。本実施形態でも発光色の輝度を容量により調整する。
図23は、それぞれ異なる発光色の画素に対応したタイミング図である。図23で示されるように、時刻t1からt10の期間では、いずれの発光色の画素においても、Velは、Vss206と略等しい電圧となるため、有機発光素子201は非発光状態となる。本実施例の構成によれば、高コントラストな表示装置を実現することができる。
(実施形態4)
次に、図24から図29を参照しながら、本実施形態の構成例1について説明する。本実施形態は、駆動トランジスタのゲート-ソース間容量が、発光色ごとに異なる構成である。以下、他の実施形態と異なる構成を中心に説明する。
図24は、図19の有機発光装置が有する画素の一例の回路図である。本実施形態では、第一容量素子204が接続されていない。ここでは本実施形態の構成例1について説明する。
図25は、それぞれ異なる発光色の画素に対応した回路図を示しており、画素102aは、グリーンを発光する画素であって、容量素子1502aを有する。画素102bは、レッドを発光する画素であって、容量素子1502bを有する。画素102cは、ブルーを発光する画素であって、容量素子1502cを有する。本実施形態では、容量の大小関係は、1502a<1502b<1502cである。
図26は、本実施形態に係る発光装置のタイミング図である。図26に示されるように、時刻t1からt7までは、図23とおよそ同じ波形である。
時刻t7では、駆動トランジスタ202のゲート電圧が、Vofsに略等しい電圧からVsigへ変化するため、駆動トランジスタ202のゲート-ソース間における容量カップリングによって、ソース電圧が増大する。画素102a、102b、102cにおける、駆動トランジスタ202のソース電圧Vsa、Vsb、Vscは、それぞれ、Vsa=Vofs-Vth+ΔVsa、Vsb=Vofs-Vth+ΔVsb、Vsc=Vofs-Vth+ΔVscとなる。ここで、ΔVsa、Vsb、ΔVscは、それぞれ、次式(4)、(5)、(6)で表される。
ΔVsa=(Vsig-Vofs)・C2a/(Cs+C2a) ・・・(4)
ΔVsb=(Vsig-Vofs)・C2b/(Cs+C2b) ・・・(5)
ΔVsc=(Vsig-Vofs)・C2c/(Cs+C2c) ・・・(6)
ここで各記号は、
C2a:容量素子1502aの容量値
C2b:容量素子1502bの容量値
C2c:容量素子1502cの容量値
Cs:駆動トランジスタ202において、ゲート-ソース間容量を除くソース容量、である。
時刻10では、発光制御信号1402が、HighからLowへ遷移することによって、発光制御トランジスタ1501がオン状態となる。このとき、駆動トランジスタ202のソースは、Vdd205と略等しい電圧へ変化するため、駆動トランジスタ202のゲート-ソース間における容量カップリングによって、ゲート電圧が増大する。画素102a、102b、102cにおける、駆動トランジスタ202のゲート電圧Vga、Vgb、Vgcは、それぞれ、Vga=Vsig+ΔVga、Vgb=Vsig+ΔVgb、Vgc=Vsig+ΔVgcとなる。ここで、ΔVga、Vgb、ΔVgcは、それぞれ、次式(7)、(8)、(9)で表される。
ΔVga=(Vdd-Vsa)・C2a/(Cg+C2a) ・・・(7)
ΔVgb=(Vdd-Vsb)・C2b/(Cg+C2b) ・・・(8)
ΔVgc=(Vdd-Vsc)・C2c/(Cg+C2c) ・・・(9)
ここで、Cg:駆動トランジスタ202において、ゲート-ソース間容量を除くゲート容量である。
Cgが、駆動トランジスタ202のゲート-ドレイン間の寄生容量、及び、書き込みトランジスタ203のゲートと駆動トランジスタ202のゲート間の寄生容量であるとすれば、Cgは、C2a、C2b、C2cに対して、十分小さいことが想定される。
Vsa、Vsb、Vscについては上記に示したように、Vsa=Vofs-Vth+ΔVsa、Vsb=Vofs-Vth+ΔVsb、Vsc=Vofs-Vth+ΔVscの関係がある。したがって、式(7)、(8)、(9)は、(4)、(5)、(6)を用いて、それぞれ、式(10)、(11)、(12)で表される。
ΔVga=Vdd-Vsa=Vdd-{(Vofs-Vth+(Vsig-Vofs)・C2a/(Cs+C2a)} ・・・(10)
ΔVgb=Vdd-Vsb=Vdd-{Vofs-Vth+(Vsig-Vofs)・C2b/(Cs+C2b)} ・・・(11)
ΔVga=Vdd-Vsa=Vdd-{Vofs-Vth+(Vsig-Vofs)・C2c/(Cs+C2c)} ・・・(12)
容量値の大小関係が、C2a<C2b<C2cより、Vsig>Vofsの場合、ΔVga>ΔVgb>ΔVgcとなる。ゆえに、発光期間中のゲート電圧は、それぞれ、Vga>Vgb>Vgcであり、駆動トランジスタ202の電流量は、画素102a<画素102b<画素102cとなる。容量素子1502a~cの容量によっても電流を制御することができる。そこでホワイトバランスをとるようにピーク電流を容量により調整することができる。
Vsig=Vofsの場合、Vga=Vgb=Vgcであり、駆動トランジスタ202の電流量は、画素102a=画素102b=画素102cとなる。
Vsig<Vofsの場合、Vga<Vgb<Vgcであり、駆動トランジスタ202の電流量は、画素102a>画素102b>画素102cとなる。
図27は、Vsigに対する、画素102aの電流特性2701a、 画素102bの電流特性2701b、画素102cの電流特性2701cを、それぞれ示している。所定の信号電圧V1において、画素102aはピーク電流Ipa、画素102bはピーク電流Ipb、画素102cはピーク電流Ipcとなり、Ipa>Ipb>Ipcである。ゆえに、容量素子1502a、1502b、1502cの容量値を、適宜、調整することによって、画素102a(グリーン)、画素102b(レッド)、画素102c(ブルー)における各ピーク輝度を制御することが可能となる。
しかしながら、Vsig=Vofsにおける駆動トランジスタ202の電流をIofsとすれば、各発光色の画素のいずれかのピーク電流が、Iofsに等しい場合、Ipa=Ipb=Ipcとなり、適切なホワイトバランスをとることができない。そこで、本実施形態では、各発光色の画素に対して、異なるVofsを印加することで、この問題を解決することができる。以下に、具体的な方法を述べる。
図28は、前述した問題の解決を考慮した、本実施形態に係る発光装置のタイミング図である。図28で示すように、時刻t2において、画素102a、102b、102cに書き込む閾値補正電圧Vofsは、それぞれ、Voa、Vob、Vocであり、その大小関係は、Voa>Vob>Vocである。
ゆえに、式(10)(11)(12)は、式(13)(14)(15)で表される。
ΔVga=Vdd-{(Voa-Vth+(Vsig-Voa)・Ca/(Cs+Ca)} ・・・(13)
ΔVgb=Vdd-{(Vob-Vth+(Vsig-Vob)・Cb/(Cs+Cb)} ・・・(14)
ΔVgc=Vdd-{(Voc-Vth+(Vsig-Voc)・Cc/(Cs+Cc)} ・・・(15)
ここで、Voa、Vob、Vocが、小さいほど、ΔVga、ΔVgb、ΔVgcは大きくなるため、発光期間中のゲート電圧Vga、Vgb、Vgcも大きくなる。ゆえに、Vga>Vgb>Vgcとなるように、Voa、Vob、Vocを適宜調整することで、駆動トランジスタ202のピーク電流は、(図29で示すように)Ipa>Ipb>Ipcとなる。
図29は、Vsigに対する、画素102aの電流特性2901a、 画素102bの電流特性2901b、画素102cの電流特性2901cを、それぞれ示している。所定の信号電圧V1において、画素102aはピーク電流Ipa、画素102bはピーク電流Ipb、画素102cはピーク電流Ipcとなり、Ipa>Ipb>Ipcである。ゆえに、閾値補正電圧Voa、Vob、Vocを適宜、調整することによって、画素102a(グリーン)、画素102b(レッド)、画素102c(ブルー)における各ピーク輝度を制御することが可能となる。このような構成によって、実施形態3と同様の効果を得ることができる。
次に、図30を参照しながら、本実施形態の構成例2について説明する。本例は、発光制御トランジスタ1501のドレイン-ソース間容量が、発光色ごとに異なる構成である。以下、構成例1と異なる構成を中心に説明する。
図30は、それぞれ異なる発光色の画素に対応した回路図を示しており、画素102aは、グリーンを発光する画素であって、容量素子1503aを有する。画素102bは、レッドを発光する画素であって、容量素子1503bを有する。画素102cは、ブルーを発光する画素であって、容量素子1503cを有する。容量の大小関係は、1503a>1503b>1503cである。
ゆえに、式(13)、(14)、(15)は、次の式(16)、(17)、(18)で表される。
ΔVga=Vdd-{(Voa-Vth+(Vsig-Voa)・C2/(Cs+C3a+C2)} ・・・(16)
ΔVgb=Vdd-{(Vob-Vth+(Vsig-Vob)・C2/(Cs+C3b+C2)} ・・・(17)
ΔVgc=Vdd-{(Voc-Vth+(Vsig-Voc)・C2/(Cs+C3c+C2)} ・・・(18)
ここで各記号は、
C2:容量素子1502の容量値
C3a:容量素子1503aの容量値
C3b:容量素子1503bの容量値
C3c:容量素子1503cの容量値
Cs:駆動トランジスタ202において、ゲート-ソース間容量、及びソース-Vdd間容量を除くソース容量、である。
式(16)、(17)、(18)より、ΔVga、ΔVgb、ΔVgcに対して、C3a、C3b、C3cをそれぞれ大きくすることは、本実施形態の構成例1におけるC2a、C2b、C2を小さくすることと、定性的な増減関係は、同じである。
ゆえに、容量素子1503a、1503b、1503cの容量値、及び、閾値補正電圧Voa、Vob、Vocを適宜、調整することによって、画素102a、画素102b、画素102cにおける各ピーク輝度を制御することが可能となる。このような構成によって、構成例1と同様の効果を得ることができる。
以上の実施形態及び説明した構成例は適宜組み合わせて使用することもできる。
(実施形態5)
上記実施形態に係る発光装置は、その発光特性を生かして機器の表示装置や照明装置の構成部材として用いることができる。本実施形態では、本発明の発光装置の適用例について説明するが、その前に有機発光素子の構成について詳細に説明する。
[発光装置の構成]
有機発光素子は、基板の上に、陽極、有機化合物層、陰極を形成して設けられる。陰極の上には、保護層、カラーフィルタ等を設けてよい。カラーフィルタを設ける場合は、保護層との間に平坦化層を設けてよい。平坦化層はアクリル樹脂等で構成することができる。
基板は、石英、ガラス、シリコンウエハ、樹脂、金属等が挙げられる。また、基板上には、トランジスタなどのスイッチング素子や配線を備え、その上に絶縁層を備えてもよい。絶縁層としては、陽極と配線の導通を確保するために、コンタクトホールを形成可能で、かつ接続しない配線との絶縁を確保できれば、材料は問わない。例えば、ポリイミド等の樹脂、酸化シリコン、窒化シリコンなどを用いることができる。
有機発光素子の電極は、一対の電極を用いることができる。一対の電極は、陽極と陰極であってよい。有機発光素子が発光する方向に電界を印加する場合に、電位が高い電極が陽極であり、他方が陰極である。また、発光層にホールを供給する電極が陽極であり、電子を供給する電極が陰極であるということもできる。
陽極の構成材料としては仕事関数がなるべく大きいものが使われる。例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム、タングステン、等の金属単体やこれらを含む混合物、あるいはこれらを組み合わせた合金が使用できる。また、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム(ITO)、酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物が使用できる。さらにポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性ポリマーも使用できる。
これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また、陽極は一層で構成されていてもよく、複数の層で構成されていてもよい。
電極を反射電極として用いる場合には、例えばクロム、アルミニウム、銀、チタン、タングステン、モリブデン、又はこれらの合金、積層したものなどを用いることができる。また、透明電極として用いる場合には、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛などの酸化物透明導電層などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。電極の形成には、フォトリソグラフィ技術を用いることができる。
一方、陰極の構成材料としては仕事関数の小さなものが使われる。例えばリチウム等のアルカリ金属、カルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム、チタニウム、マンガン、銀、鉛、クロム等の金属単体またはこれらを含む混合物が挙げられる。あるいはこれら金属単体を組み合わせた合金も使用することができる。例えばマグネシウム-銀、アルミニウム-リチウム、アルミニウム-マグネシウム、銀-銅、亜鉛-銀等が使用できる。酸化錫インジウム(ITO)等の金属酸化物の利用も可能である。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また陰極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。中でも銀を用いることが適切であり、銀の凝集を抑制するため、銀合金とすることがさらに適切である。銀の凝集が抑制できれば、合金の比率は問わない。例えば、1:1であってよい。
陰極は、ITOなどの酸化物導電層を使用してトップエミッション素子としてもよいし、アルミニウム(Al)などの反射電極を使用してボトムエミッション素子としてもよいし、特に限定されない。陰極の形成方法としては、特に限定されないが、直流及び交流スパッタリング法などを用いると、膜のカバレッジがよく、抵抗を下げやすいために適切である。
陰極の上に、保護層を設けてもよい。例えば、陰極上に吸湿剤を設けたガラスを接着することで、有機化合物層に対する水等の浸入を低減し、表示不良の発生を低減することができる。また、別の実施形態としては、陰極上に窒化ケイ素等のパッシベーション膜を設け、有機発光層に対する水等の浸入を低減してもよい。陰極を形成後に真空を破らずに別のチャンバーに搬送し、CVD法で厚さ2μmの窒化ケイ素膜を形成することで、保護層を形成できる。CVD法の成膜の後で原子堆積法(ALD法)を用いた保護層を設けてもよい。
保護層の上にカラーフィルタを設けてもよい。例えば、有機発光素子のサイズを考慮したカラーフィルタを別の基板上に設け、それと有機発光素子を設けた基板と貼り合わせてもよいし、上記で示した保護層上にフォトリソグラフィ技術を用いて、カラーフィルタをパターニングしてもよい。カラーフィルタは、高分子で構成することができる。カラーフィルタと保護層との間に平坦化層を有してもよい。平坦化層は有機化合物で構成されてよく、低分子であっても、高分子であってもよいが、高分子であることがより適切である。
平坦化層は、カラーフィルタの上下に設けられてもよく、その構成材料は同じであっても異なってもよい。具体的には、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ABS樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、尿素樹脂等があげられる。
平坦化層の上には、対向基板を有してよい。対向基板は、前述の基板と向き合った対応する位置に設けられるため、対向基板と呼ばれる。対向基板の構成材料は、前述の基板と同じであってよい。
本発明の一実施形態に係る有機発光素子を構成する有機化合物層(正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等)は、以下に示す方法により形成される。
本発明の一実施形態に係る有機発光素子を構成する有機化合物層は、真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマ等のドライプロセスを用いることができる。またドライプロセスに代えて、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法(例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、LB法、インクジェット法等)により層を形成するウェットプロセスを用いることもできる。
ここで真空蒸着法や溶液塗布法等によって層を形成すると、結晶化等が起こりにくく経時安定性に優れる。また塗布法で成膜する場合は、適当なバインダー樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。
上記バインダー樹脂としては、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ABS樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。しかし、バインダー樹脂はこれらに限定されるものではない。
また、これらバインダー樹脂は、ホモポリマー又は共重合体として一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を混合して使用してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。
次に、図面を参照しながら本実施形態に係る表示装置について説明する。
図31は、有機発光素子とこの有機発光素子に接続されるトランジスタとを有する発光装置の例を示す断面模式図である。トランジスタは、能動素子の一例である。トランジスタは薄膜トランジスタ(TFT)であってもよい。
図31(a)は、発光装置の画素の一例である。ここでは画素は、発光色に分かれる画素10R、10G、10Bを有しているものとする。発光色は、発光層から発光される波長で区別されても、画素から出射する光がカラーフィルタ等により、選択的透過または色変換が行われてもよい。ここではカラーフィルタによる例を説明する。それぞれの画素は、層間絶縁層1の上に第一電極である反射電極2、反射電極2の端を覆う絶縁層3、第一電極と絶縁層とを覆う有機化合物層4、透明電極5、保護層6、カラーフィルタ7を有している。
層間絶縁層1は、その下層または内部にトランジスタ、容量素子を配されていてよい。トランジスタと第一電極は不図示のコンタクトホール等を介して電気的に接続されていてよい。
絶縁層3は、バンク、画素分離膜とも呼ばれる。第一電極の端を覆っており、第一電極を囲って配されている。絶縁層の配されていない部分が、有機化合物層4と接し、発光領域となる。
有機化合物層4は、正孔注入層41、正孔輸送層42、第一発光層43、第二発光層44、電子輸送層45を有する。
第二電極5は、透明電極であっても、反射電極であっても、半透過電極であってもよい。
保護層6は、有機化合物層に水分が浸透することを低減する。保護層は、一層のように図示されているが、複数層であってよい。層ごとに無機化合物層、有機化合物層があってよい。
カラーフィルタ7は、その色により7R、7G、7Bに分けられる。カラーフィルタは、不図示の平坦化膜上に形成されてよい。また、カラーフィルタ上に不図示の樹脂保護層を有してよい。また、カラーフィルタは、保護層6上に形成されてよい。またはガラス基板等の対向基板上に設けられた後に、貼り合わせられよい。
図31(b)の発光装置10は、ガラス、シリコン等の基板11とその上部に絶縁層12が設けられている。絶縁層12は防湿膜であってもよい。絶縁層の上には、TFT等の能動素子18が配されており、能動素子のゲート電極13、ゲート絶縁膜14、半導体層15が配置されている。ここでは2個の画素が示されているがこれは一例である。TFT18は、他にも半導体層15とドレイン電極16とソース電極17とで構成されている。TFT18の上部には絶縁膜19が設けられている。絶縁膜に設けられたコンタクトホール20を介して有機発光素子を構成する陽極21とソース電極17とが接続されている。
なお、有機発光素子に含まれる電極(陽極、陰極)とTFTに含まれる電極(ソース電極、ドレイン電極)との電気接続の方式は、図31(b)に示される態様に限られるものではない。つまり陽極又は陰極のうちいずれか一方とTFTソース電極またはドレイン電極のいずれか一方とが電気接続されていればよい。
図31(b)の発光装置10では有機化合物層を1つの層の如く図示をしているが、有機化合物層22は、複数層であってもよい。陰極23の上には有機発光素子の劣化を低減するための第一の保護層24や第二の保護層25が設けられている。
図31(b)の発光装置10ではスイッチング素子としてトランジスタを使用しているが、これに代えて他のスイッチング素子として用いてもよい。また図31(b)の発光装置10に使用されるトランジスタは、単結晶シリコンウエハを用いたトランジスタに限らず、基板の絶縁性表面上に活性層を有する薄膜トランジスタでもよい。活性層として、単結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコンなどの非単結晶シリコン、インジウム亜鉛酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物等の非単結晶酸化物半導体が挙げられる。
図31(b)の発光装置10に含まれるトランジスタは、Si基板等の基板内に形成されていてもよい。ここで基板内に形成されるとは、Si基板等の基板自体を加工してトランジスタを作製することを意味する。つまり、基板内にトランジスタを有することは、基板とトランジスタとが一体に形成されていると見ることもできる。
有機発光素子はスイッチング素子の一例であるTFTにより発光輝度が制御され、複数の有機発光素子を面内に設けることでそれぞれの発光輝度により画像を表示することができる。なお、本実施形態に係るスイッチング素子は、TFTに限られず、低温ポリシリコンで形成されているトランジスタ、Si基板等の基板上に形成されたアクティブマトリクスドライバーであってもよい。基板上とは、その基板内ということもできる。基板内にトランジスタを設けるか、TFTを用いるかは、表示部の大きさによって選択され、例えば0.5インチ程度の大きさであれば、Si基板上に有機発光素子を設けることができる。
本発明に係る発光装置は、その発光特性を生かして機器の表示装置や照明装置の構成部材として用いることができる他に、電子写真方式の画像形成装置の露光光源や液晶表示装置のバックライト、白色光源にカラーフィルタを有する発光装置等の用途もある。有機発光装置は、エリアCCD、リニアCCD、メモリーカード等からの画像情報を入力する画像入力部を有し、入力された情報を処理する情報処理部を有し、入力された画像を表示部に表示する画像情報処理装置でもよい。また、撮像装置やインクジェットプリンタが有する表示装置は、タッチパネル機能を有していてもよい。このタッチパネル機能の駆動方式は、赤外線方式でも、静電容量方式でも、抵抗膜方式であっても、電磁誘導方式であってもよく、特に限定されない。また表示装置はマルチファンクションプリンタの表示部に用いられてもよい。
次に、本発明に係る発光装置の適用例について具体的に説明をする。図32は、発光装置を用いる表示装置の一例を表す模式図である。表示装置3000は、上部カバー3001と、下部カバー3009と、の間に、タッチパネル3003、表示パネル3005、フレーム3006、回路基板3007、バッテリー3008、を有してよい。タッチパネル3003および表示パネル3005は、フレキシブルプリント回路FPC3002、3004が接続されている。回路基板3007には、トランジスタが配置されている。バッテリー3008は、表示装置が携帯機器でないのであれば設けなくてもよいし、携帯機器であっても、別の位置に配置してもよい。
本発明の発光装置は、複数のレンズを有する光学部と、当該光学部を通過した光を受光する撮像素子とを有する撮像装置の表示部に用いられてよい。撮像装置は、撮像素子が取得した情報を表示する表示部を有してよい。また、表示部は、撮像装置の外部に露出した表示部であっても、ファインダ内に配置された表示部であってもよい。撮像装置は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラであってよい。
図33(a)は、本実施形態に係る撮像装置の一例を表す模式図である。撮像装置3100は、ビューファインダ3101、背面ディスプレイ3102、操作部3103、筐体3104を有してよい。ビューファインダ3101は、本発明に係る発光装置を有してよい。その場合、ビューファインダ3101は、撮像する画像のみならず、環境情報、撮像指示等を表示してよい。環境情報には、外光の強度、外光の向き、被写体の動く速度、被写体が遮蔽物に遮蔽される可能性等であってよい。また背面ディスプレイ3102が発光装置を備えるものであってもよい。
撮像に好適なタイミングはわずかな時間なので、少しでも早く情報を表示した方がよい。したがって、有機発光素子を用いた表示装置を用いるのが好ましい。有機発光素子は応答速度が速いからである。有機発光素子を用いた表示装置を表示速度が求められる、これらの装置に用いるとよい。
撮像装置3100は、不図示の光学部を有する。光学部は複数のレンズを有し、筐体3104内に収容されている撮像素子に結像する。複数のレンズは、その相対位置を調整することで、焦点を調整することができる。この操作を自動で行うこともできる。発光装置は、赤色、緑色、青色を有するカラーフィルタを有してよい。カラーフィルタは、当該赤色、緑色、青色がデルタ配列で配置されてよい。発光装置は、携帯端末の表示部に用いられてもよい。その際には、表示部は表示機能と操作機能との双方を有してもよい。携帯端末としては、スマートフォン等の携帯電話、タブレット、ヘッドマウントディスプレイ等が挙げられる。
図33(b)は、本実施形態に係る電子機器の一例を表す模式図である。電子機器3200は、表示部3201と、操作部3202と、筐体3203を有する。表示部3201は本発明に係る発光装置を備える。筐体3203には、回路、当該回路を有するプリント基板、バッテリー、通信部、を有してよい。操作部3202は、ボタンであってもよい。表示部3201がタッチパネル方式の反応部になっていて、タッチパネルを使った操作ができるようにしてもよい。操作部は、指紋を認識してロックの解除等を行う、生体認識部であってもよい。通信部を有する電子機器は通信機器ということもできる。
図34は、本実施形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。図34(a)は、テレビモニタやPCモニタ等の表示装置である。表示装置3300は、フレーム3301を有し表示部3302を有する。表示部3302には、本発明に係る発光装置が用いることができる。
表示装置3300は、フレーム3301と、表示部3302を支える土台3303を有している。土台3303は、図34(a)の形態に限られない。フレーム3301の下辺が土台を兼ねてもよい。また、フレーム3301および表示部3302は、曲がっていてもよい。その曲率半径は、5000mm以上6000mm以下であってよい。
図34(b)は本実施形態に係る表示装置の他の例を表す模式図である。図34(b)の表示装置3310は、折り曲げ可能に構成されており、いわゆるフォルダブルな表示装置である。表示装置3310は、第一表示部3311、第二表示部3312、筐体3313、屈曲点3314を有する。第一表示部3311と第二表示部3312とは、本発明に係る発光装置を有してもよい。第一表示部3311と第二表示部3312とは、つなぎ目のない1枚の表示装置であってよい。第一表示部3311と第二表示部3312とは、屈曲点で分けることができる。第一表示部3311、第二表示部3312は、それぞれ異なる画像を表示してもよいし、第一および第二表示部とで一つの画像を表示してもよい。
図35(a)は、本発明の発光装置の特性を生かした照明装置の一例を表す模式図である。照明装置3400は、筐体3401と、光源3402と、回路基板3403と、光学フィルム3404と、光拡散部3405と、を有してよい。光源は、本発明に係る発光装置を有してよい。光学フィルタは光源の演色性を向上させるフィルタであってよい。光拡散部は、ライトアップ等、光源の光を透過して効果的に拡散し、広い範囲に光を届けることができる。光学フィルタ、光拡散部は、照明の光出射側に設けられてよい。必要に応じて、最外部にカバーを設けてもよい。
照明装置は例えば室内を照明する装置である。照明装置は白色、昼白色、その他青から赤のいずれの色を発光するものであってよい。それらを調光する調光回路を有してよい。照明装置は本発明に係る発光装置とそれに接続される電源回路を有してよい。電源回路は、交流電圧を直流電圧に変換する回路である。また、白とは色温度が4200Kで昼白色とは色温度が5000Kである。照明装置はカラーフィルタを有してもよい。
また、本実施形態に係る照明装置は、放熱部を有していてもよい。放熱部は装置内の熱を装置外へ放出するものであり、比熱の高い金属、液体シリコン等が挙げられる。
図35(b)は、本発明に係る発光装置を灯具として用いた移動体の一例である自動車の模式図である。当該自動車は灯具の一例であるテールランプを有する。自動車3500は、テールランプ3501を有し、ブレーキ操作等を行った際に、テールランプを点灯する形態であってよい。テールランプ3501は、本発明に係る発光装置を有してもよい。テールランプは、発光装置を保護する保護部材を有してよい。保護部材はある程度高い強度を有し、透明であれば材料は問わないが、ポリカーボネート等で構成されることが好ましい。ポリカーボネートにフランジカルボン酸誘導体、アクリロニトリル誘導体等を混ぜてよい。
自動車3500は、車体3503、それに取り付けられている窓3502を有してよい。窓は、自動車の前後を確認するための窓でなければ、透明なディスプレイであってもよい。当該透明なディスプレイは、本実施形態に係る発光装置を有してよい。この場合、有機発光素子が有する電極等の構成材料は透明な部材で構成されるとよい。
本実施形態に係る移動体は、船舶、航空機、ドローン等であってよい。移動体は、機体と当該機体に設けられた灯具を有してよい。灯具は、機体の位置を知らせるための発光をしてよい。灯具は本発明に係る発光装置を有する。
以上説明した通り、本発明に係る発光装置を用いた装置により、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示、発光が可能になる。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
102a、102b、102c:画素(グリーン、レッド、ブルー)、401a、401b、401c:各発光色の画素の信号電圧に対する電流特性

Claims (21)

  1. 発光色が互いに異なる複数の画素を備え、
    前記複数の画素はそれぞれ、互いに異なる少なくとも3種類の発光色の内の1色で発光する発光素子と、ゲートに供給される電圧に応じて前記発光素子に電流を供給する駆動トランジスタと、信号線からの信号電圧を前記駆動トランジスタのゲートに供給する書き込みトランジスタと、前記駆動トランジスタと前記書き込みトランジスタとの接続箇所に容量と、を有し、
    前記容量は、前記発光色ごとに互いに異なり、前記発光素子に流れるピーク電流の大きい発光色の画素ほど大きいことを特徴とする発光装置。
  2. 前記容量は前記駆動トランジスタの前記ゲートに接続された第一容量素子を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
  3. 前記第一容量素子は前記駆動トランジスタのソース及びドレインの少なくともいずれか一方に接続された配線が前記駆動トランジスタのゲートと平面視において重なるように形成されていることを特徴とする請求項2に記載の発光装置。
  4. 前記第一容量素子はMIM(Metal-Insulator-Metal)構造を有することを特徴とする請求項2又は3に記載の発光装置。
  5. 前記接続箇所の有する容量は、前記駆動トランジスタの寄生容量を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
  6. 前記駆動トランジスタのソース及びドレインの少なくともいずれか一方の不純物濃度は発光色ごとに設定されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の発光装置。
  7. 前記駆動トランジスタはLDD構造を有し、前記LDD構造の低不純物濃度に形成された部分の電流の流れる方向に沿った長さが前記発光色ごとに設定されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の発光装置。
  8. 前記駆動トランジスタのゲートに閾値補正電圧が供給されたとき、前記駆動トランジスタの閾値電圧を保持する第二容量素子をさらに有し、前記駆動トランジスタの閾値電圧を前記第二容量素子に保持された閾値電圧により補償することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の発光装置。
  9. 前記第二容量素子はMIM(Metal-Insulator-Metal)構造を有することを特徴とする請求項8に記載の発光装置。
  10. 前記閾値補正電圧は前記発光色ごとに設定されることを特徴とする請求項8又は9に記載の発光装置。
  11. 前記駆動トランジスタと電源との間に発光制御トランジスタがさらに接続されていることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の発光装置。
  12. 前記発光制御トランジスタのソースとドレインとの間に第三容量素子がさらに接続されており、前記第三容量素子の値は前記発光色ごとに設定されることを特徴とする請求項11に記載の発光装置。
  13. 前記第三容量素子はMIM(Metal-Insulator-Metal)構造を有することを特徴とする請求項12に記載の発光装置。
  14. 前記発光素子の陽極と基準電位との間に接続されたリセットトランジスタをさらに有し、前記発光素子を非発光にする期間、前記リセットトランジスタがオンに制御されることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の発光装置。
  15. 第一の発光素子と、ピーク電流の大きさが前記第一の発光素子よりも大きい第二の発光素子とを有し、
    前記第一の発光素子は、ゲートに供給される電圧に応じて前記第一の発光素子に電流を供給する第一の駆動トランジスタと、前記第一の駆動トランジスタのゲートに接続されている第一の容量と、を有し、
    前記第二の発光素子は、ゲートに供給される電圧に応じて前記第二の発光素子に電流を供給する第二の駆動トランジスタと、前記第二の駆動トランジスタのゲートに接続されている第二の容量とを有し、
    前記第二の容量は、前記第一の発光素子及び前記第二の発光素子が同じ輝度信号を受けた場合に、前記第二の発光素子に流れる電流が前記第一の発光素子に流れる電流よりも大きくなるように、前記第一の容量の容量値と異なることを特徴とする発光装置。
  16. 前記第一の容量は、前記第一の駆動トランジスタの前記ゲートに接続された第一容量素子を含むことを特徴とする請求項15に記載の発光装置。
  17. 前記第一の発光素子は、前記第一の駆動トランジスタの前記ゲートと電源電位との間に接続されている第三の容量を有し、前記第二の発光素子は、前記第二の駆動トランジスタのゲートと前記電源電位との間に接続されている第四の容量を有し、
    前記第三の容量と、前記第四の容量は、容量値が異なることを特徴とする請求項15または16に記載の発光装置。
  18. 複数のレンズを有する光学部と、前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部と、を有し、
    前記表示部は請求項1乃至17のいずれか一項に記載の発光装置を有することを特徴とする撮像装置。
  19. 請求項1乃至17のいずれか1項に記載の発光装置を有する表示部と、前記表示部が設けられた筐体と、前記筐体に設けられ、外部と通信する通信部と、を有することを特徴とする電子機器。
  20. 請求項1乃至17のいずれか1項に記載の発光装置を有する光源と、前記光源が発する光を透過する光拡散部または光学フィルムと、を有することを特徴とする照明装置。
  21. 請求項1乃至17のいずれか1項に記載の発光装置を有する灯具と、前記灯具が設けられた機体と、を有することを特徴とする移動体。
JP2020013812A 2020-01-30 2020-01-30 発光装置、撮像装置、電子機器及び移動体 Active JP7397694B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020013812A JP7397694B2 (ja) 2020-01-30 2020-01-30 発光装置、撮像装置、電子機器及び移動体
US17/160,852 US11527595B2 (en) 2020-01-30 2021-01-28 Light emitting apparatus, imaging apparatus, electronic apparatus, illumination apparatus, and mobile apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020013812A JP7397694B2 (ja) 2020-01-30 2020-01-30 発光装置、撮像装置、電子機器及び移動体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021120700A JP2021120700A (ja) 2021-08-19
JP7397694B2 true JP7397694B2 (ja) 2023-12-13

Family

ID=77062388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020013812A Active JP7397694B2 (ja) 2020-01-30 2020-01-30 発光装置、撮像装置、電子機器及び移動体

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11527595B2 (ja)
JP (1) JP7397694B2 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7321049B2 (ja) 2019-10-11 2023-08-04 キヤノン株式会社 発光装置、表示装置、光電変換装置、電子機器、照明装置および移動体
CN115691426B (zh) 2021-07-30 2024-10-18 京东方科技集团股份有限公司 像素驱动电路、显示面板
DE112023002742T5 (de) * 2022-06-23 2025-04-03 Sony Group Corporation Anzeigeeinrichtung und elektronische Vorrichtung
CN118525324A (zh) * 2022-12-19 2024-08-20 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及显示装置
JP2024131054A (ja) * 2023-03-15 2024-09-30 キヤノン株式会社 発光装置、表示装置、光電変換装置、電子機器、照明装置、および、移動体
KR20240156485A (ko) 2023-04-20 2024-10-30 삼성디스플레이 주식회사 픽셀 회로 및 이를 포함하는 표시 장치
KR20240172347A (ko) 2023-05-31 2024-12-10 삼성디스플레이 주식회사 화소 및 이를 구비하는 표시 장치
KR20250027298A (ko) * 2023-08-16 2025-02-26 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR20250176187A (ko) * 2024-06-11 2025-12-19 삼성디스플레이 주식회사 화소 및 이를 구비하는 표시 장치

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001159878A (ja) 1999-09-24 2001-06-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd El表示装置及び電子装置
JP2004093682A (ja) 2002-08-29 2004-03-25 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd El表示パネル、el表示パネルの駆動方法、el表示装置の駆動回路およびel表示装置
JP2004347626A (ja) 2003-03-26 2004-12-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 素子基板及び発光装置
JP2006308768A (ja) 2005-04-27 2006-11-09 Sanyo Electric Co Ltd 表示装置
WO2007063662A1 (ja) 2005-11-29 2007-06-07 Kyocera Corporation 画像表示装置
JP2008032770A (ja) 2006-07-26 2008-02-14 Sony Corp 表示装置
JP2009223036A (ja) 2008-03-17 2009-10-01 Fujifilm Corp 有機電界発光表示装置及びその製造方法
JP2009301004A (ja) 2008-06-17 2009-12-24 Samsung Mobile Display Co Ltd 画素及びこれを用いた有機電界発光表示装置
US20100149162A1 (en) 2008-12-12 2010-06-17 Kyong-Tae Park Method for compensating voltage drop of display device, system for voltage drop compensation and display device including the same
JP2018200441A (ja) 2017-05-29 2018-12-20 キヤノン株式会社 発光装置及び撮像装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5402141A (en) * 1992-03-11 1995-03-28 Honeywell Inc. Multigap liquid crystal color display with reduced image retention and flicker
KR100635509B1 (ko) * 2005-08-16 2006-10-17 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계발광 표시장치
JP5240544B2 (ja) * 2007-03-30 2013-07-17 カシオ計算機株式会社 表示装置及びその駆動方法、並びに、表示駆動装置及びその駆動方法
JP5127388B2 (ja) * 2007-10-02 2013-01-23 キヤノン株式会社 現像装置、カートリッジ及び画像形成装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001159878A (ja) 1999-09-24 2001-06-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd El表示装置及び電子装置
JP2004093682A (ja) 2002-08-29 2004-03-25 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd El表示パネル、el表示パネルの駆動方法、el表示装置の駆動回路およびel表示装置
JP2004347626A (ja) 2003-03-26 2004-12-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 素子基板及び発光装置
JP2006308768A (ja) 2005-04-27 2006-11-09 Sanyo Electric Co Ltd 表示装置
WO2007063662A1 (ja) 2005-11-29 2007-06-07 Kyocera Corporation 画像表示装置
JP2008032770A (ja) 2006-07-26 2008-02-14 Sony Corp 表示装置
JP2009223036A (ja) 2008-03-17 2009-10-01 Fujifilm Corp 有機電界発光表示装置及びその製造方法
JP2009301004A (ja) 2008-06-17 2009-12-24 Samsung Mobile Display Co Ltd 画素及びこれを用いた有機電界発光表示装置
US20100149162A1 (en) 2008-12-12 2010-06-17 Kyong-Tae Park Method for compensating voltage drop of display device, system for voltage drop compensation and display device including the same
JP2018200441A (ja) 2017-05-29 2018-12-20 キヤノン株式会社 発光装置及び撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20210242292A1 (en) 2021-08-05
JP2021120700A (ja) 2021-08-19
US11527595B2 (en) 2022-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7397694B2 (ja) 発光装置、撮像装置、電子機器及び移動体
JP7523639B2 (ja) 発光装置、表示装置、光電変換装置、電子機器、照明装置および移動体
US11087680B2 (en) Display device, image capturing device, illumination device, mobile body, and electronic apparatus
JP6818837B2 (ja) 表示装置、撮像装置、照明装置、移動体および電子機器
US20140240370A1 (en) Display, method of manufacturing display, method of driving display, and electronic apparatus
JP7077152B2 (ja) 表示装置、電気装置および車両
CN105280679A (zh) 有机电致发光装置
JP7625732B2 (ja) 表示装置、情報表示装置、及び電子機器
US11411122B2 (en) Display device
CN113644088A (zh) 显示装置
KR20230164090A (ko) 표시 장치, 전자 기기, 및 반도체 장치의 제작 방법
US20250311541A1 (en) Organic light-emitting element
KR20240040176A (ko) 표시 장치 및 그 제조 방법
US12482421B2 (en) Display device having driving transistor to drive electro-optical element
US20250294993A1 (en) Light-emitting apparatus
US20250048838A1 (en) Light emitting device, display device, photoelectric conversion device, electronic apparatus, and manufacturing method of light emitting device
US20250212604A1 (en) Display apparatus and method of manufacturing the same
US20260059982A1 (en) Organic light-emitting element
JP2005116524A (ja) 表示装置の作製方法、製造装置
JP2023177215A (ja) 発光装置、表示装置、光電変換装置、電子機器、および、発光装置の製造方法
JP2024074234A (ja) 発光装置、表示装置、光電変換装置、電子機器、照明装置及び移動体
JP2026043501A (ja) 液体組成物、有機発光素子の製造方法、有機発光素子、及び表示装置
JP2025180741A (ja) 発光デバイスおよび画像形成装置
KR20260003275A (ko) 발광 장치, 표시 장치, 광전 변환장치, 전자 기기, 조명 장치 및 이동체

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20210103

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210113

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230126

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231020

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231102

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231201

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7397694

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151