JPH06301355A - 有機薄膜ｅｌ素子の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、非選択電極による半励起半発光状
態及び順バイアス電圧の増加による当該状態への移行を
排除して表示画質の安定性を向上でき、かつ、簡易な構
成による実用化を図る。 【構成】 有機物からなる発光層を複数の単位電極より
なる第１及び第２のストライプ電極によりマトリックス
状に挟持してなる有機薄膜ＥＬ素子の駆動方法におい
て、発光層を所定の周期で発光させて表示対象を表示す
る際に、第１及び第２のストライプ電極（Ｘ，Ｙ）のう
ち、表示対象の各位置に対応して第１のある単位電極と
第２のある単位電極とを選択すると共に、当該選択電極
間には表示対象の階調に対応するパルス幅（τ）の順バ
イアス電圧（ＶＢ）を印加し、第１及び第２のストライ
プ電極のうち、一方又は両方とも選択されない非選択電
極間には逆バイアス電圧又は発光閾値以下の電圧を印加
する有機薄膜ＥＬ素子の駆動方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機薄膜のエレクトロ
ルミネッセンス（以下、ＥＬという）現象を利用した有
機薄膜ＥＬ素子の駆動方法に係わり、特に非選択の単体
素子における半励起半発光状態を防止し、かつ、階調表
示の安定性を向上し得る有機薄膜ＥＬ素子の駆動方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、有機薄膜のＥＬ現象を用いた有機
薄膜ＥＬ素子がイーストマン・コダック社のＣ・Ｗ・Ｔ
ａｎｇ等により開発されている。

【０００３】この有機薄膜ＥＬ素子は、例えば特開昭５
９−１９４３９３号公報、特開昭６３−２６４６９２号
公報、特開昭６３−２９５６９５号公報、アプライド・
フィジックス・レター第５１巻第１２号第９１３頁（１
９８７年）、及びジャーナル・アプライド・フィジック
ス第６５巻第９号第３６１０頁（１９８９年）等に開示
されている。

【０００４】このような有機薄膜ＥＬ素子は、直流低電
圧で駆動可能な自己発光型の表示素子であり、視野角が
広く、表示面が明るく、かつ本体が薄くて軽い等、液晶
ディスプレイを凌ぐ利点を有している。このため、高信
頼性が要求されるディスプレイや壁掛けテレビ等の大容
量の表示素子として大きく期待されている。

【０００５】図５はこの種の有機薄膜ＥＬ素子の構成を
示す断面図である。

【０００６】この有機薄膜ＥＬ素子は、ガラス基板１上
に設けられた陽極２に正孔注入輸送層３、電子輸送発光
層４及び陰極５が順に積層されている。

【０００７】陽極２は発光の透過率を高める透明電極で
あり、例えばＩＴＯ（indium tin oxide）、酸化第２ス
ズ及び酸化インジウム等の各種の透明導電材料が使用可
能である。

【０００８】正孔注入輸送層３は、陽極２からの正孔注
入効率、正孔移動度及びキャリア密度の高い有機物であ
って、例えばトリフェニルアミン誘導体、アリールアミ
ン誘導体、ヒドラゾン誘導体及びフタロシアニン化合物
等から適宜選択したものが使用可能である。また、この
正孔注入輸送層３は、均質、かつ平滑でピンホールがな
く異物に汚染されない数１０ｎｍの薄膜を形成するため
に真空蒸着法により陽極２上に設けられている。なお、
この正孔注入輸送層３は真空蒸着法の他にスピンコート
及びキャスト法等により形成可能である。

【０００９】電子輸送発光層４は、正孔注入輸送層３上
に設けられ、陰極５からの電子注入効率の高い有機物で
あって、例えば８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯
体、フタロペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、
クマリン誘導体及びジスチリルベンゼン誘導体等から適
宜選択したものが使用可能である。

【００１０】陰極５は、電子輸送発光層４との密着性が
よく電子注入効率の高い金属電極であって、例えばＭ
ｇ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｌｉ、Ａｌ等の各種の金属及びこれら
の合金が単層で又は積層して使用可能である。また、こ
の陰極５は真空蒸着法により電子輸送発光層４上に形成
されている。

【００１１】また、このような有機薄膜ＥＬ素子は、高
発光効率及び低電圧駆動のため、陽極２の仕事関数と正
孔注入輸送層３のＨＯＭＯ（Highest occupied molecul
ar orbital ）レベル及び陰極５の仕事関数と電子輸送
発光層４のＬＵＭＯ（Lowestunoccupied molecular orb
ital ）レベルが近接している材料が選択されている。

【００１２】図７は、この種の有機薄膜ＥＬ素子におけ
る輝度及び電流の電圧依存特性を示す図である。なお、
この有機薄膜ＥＬ素子は、陽極２としてＩＴＯ、正孔注
入輸送層３としてトリフェニルアミン誘導体、電子輸送
発光層４として８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯
体及び陰極５としてＭｇ／Ｌｉ合金を用いている。

【００１３】ここで、順バイアスの駆動電圧ＶＢを陽極
２と陰極５との間に印加すると、強い非線形性を有する
電圧−輝度、電圧−電流特性が観測される。ここでは、
１０Ｖ程度の低電圧の印加により、４０ｍＡ／ｃｍ² 程
度の電流密度及び１０００ｃｄ／ｍ² の輝度を得てい
る。

【００１４】ところで、このような有機薄膜ＥＬ素子
は、陽極２と陰極５とがストライプ状に形成され、か
つ、駆動電圧印加用のスイッチング素子及びその制御部
が設けられることにより、線順次走査に従いマトリック
ス駆動が可能となる。

【００１５】例えば、このようなマトリックス駆動の原
理的な側面は、“有機ＥＬ素子の開発戦略”（６９頁、
サイエンスフォーラム社、１９９２年刊）等に開示さ
れ、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）
を用いた等価回路により説明されている。

【００１６】図８はこの種の有機薄膜ＥＬ素子における
マトリックス駆動の等価回路を示す図である。この有機
薄膜ＥＬ素子は、有機物からなる発光層としての複数の
発光ダイオードＤが各々対応する複数の単位電極からな
るストライプ状のデータ電極Ｙ₁ 〜Ｙ_m 及び走査電極Ｘ
₁ 〜Ｘ_n （第１及び第２のストライプ電極）によりマト
リックス状に挟持されている。各データ電極Ｙ₁ 〜Ｙ_m
（第１の単位電極）は各データ電極Ｙ₁ 〜Ｙ_m 毎に電極
切替部を有する行選択切替部６を介して駆動電圧ＶＢを
もつ駆動電源系統に接続されている。また、各走査電極
Ｘ₁ 〜Ｘ_n （第２の単位電極）は各走査電極Ｘ₁ 〜Ｘ_n
毎にノーマリオフのＭＯＳＦＥＴ７₁ 〜７_n を有する列
選択切替部８に接続されている。なお、行及び列選択切
替部６，８は、表示対象の表示データが記憶された半導
体メモリに基づいて制御部（図示せず）に制御されてい
る。

【００１７】ここで、各電極切替部は、電極切替回路９
₁ 〜９_m 、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタ１０₁ 〜
１０_m 及びノーマリオンのＭＯＳＦＥＴ１１₁ 〜１１_m
からなり、バイポーラトランジスタ１０₁ 〜１０_m のコ
レクタ端子が駆動電源系統に接続され、かつ、バイポー
ラトランジスタ１０₁ 〜１０_m のエミッタ端子及びＭＯ
ＳＦＥＴ１１₁ 〜１１_m のソース端子が対応するデータ
電極Ｙ₁ 〜Ｙ_m に接続されている。また、このＭＯＳＦ
ＥＴ１１₁ 〜１１_m のドレイン端子はアースに接続さ
れ、かつ、バイポーラトランジスタ１０₁ 〜１０_m のベ
ース端子及びＭＯＳＦＥＴ１１₁ 〜１１_m のゲート端子
は電極切替回路９₁ 〜９_m の第１及び第２の出力部に接
続されている。

【００１８】列選択切替部８のＭＯＳＦＥＴ７₁ 〜７_n
は、対応する走査電極Ｘ₁ 〜Ｘ_n がソース端子に接続さ
れ、ゲート端子への信号入力により該走査電極をドレイ
ン端子を介してアースに接続可能としている。

【００１９】従って、データ電極Ｙ₁ 〜Ｙ_m は励起状態
（発光）では順バイアス、非励起状態ではアースに接続
され、走査電極Ｘ₁ 〜Ｘ_n は選択時にアース、非選択時
にはフロートに保持されている。

【００２０】次に、このような有機薄膜ＥＬ素子のマト
リックス駆動について述べる。

【００２１】まず、制御部では、表示対象の各位置に対
応する画素（Ｘ_ｉ，Ｙ_l ）を示す電極切替信号を行及び
列選択切替部６，８に送出する。この電極切替信号によ
り、走査電極Ｘ_ｉに対応するＭＯＳＦＥＴ７_ｉのゲート
と、データ電極Ｙ_l に対応するバイポーラトランジスタ
１０_l のベース及びＭＯＳＦＥＴ１１_l のゲートとに夫
々同期してハイレベルのパルスが入力されると、走査電
極Ｘ_ｉがアースされ、データ電極Ｙ_l が順バイアス電圧
ＶＢにラッチされる。

【００２２】このとき、順バイアスの駆動電圧ＶＢが発
光しきい値以上の十分な電圧であれば、画素（Ｘ_ｉ，Ｙ
_l ）に対応する発光ダイオードＤに電流が流入し、電子
輸送発光層が励起されて発光する。

【００２３】一方、非選択のデータ電極Ｙ_{ｋ（ｋ≠l ）}
はアースされているので、Ｙ_ｋ電極上の発光ダイオード
Ｄには電圧はかからず、発光しない。また、非選択の走
査電極Ｘ_{ｊ（ｊ≠ｉ）}はフロート状態にラッチされ、定
常状態では電流は流れない。このようにして、Ｘ_ｉ電極
上に発光、非発光状態が形成され、この発光、非発光状
態を選択電極をシフトしながら繰り返し表示することに
より、所望の画像を表示している。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような有機薄膜ＥＬ素子では、Ｙ_l に印加される順バイ
アスの駆動電圧ＶＢが走査電極Ｘ_ｉ以外の走査電極Ｘ
_{ｊ（ｊ≠ｉ）}に対しても必ず印加されるため、データ電
極Ｙ_l 以外のアースされた非選択のデータ電極Ｙに図８
の破線で示すリーク電流が流れるという問題がある。

【００２５】このリーク電流により、画素（Ｘ_ｋ，
Ｙ_l ）に印加される電圧はＶＢの概ね半分程度以下であ
るが（前掲“有機ＥＬ素子の開発戦略”、２０９頁参
照）、本発明者の実験ではしきい値特性が十分でない
と、このリーク電流により画素（Ｘ_ｋ，Ｙ_l ）が応答し
て半励起半発光状態となるクロストーク現象が生じる。

【００２６】また、このようなクロストーク現象は順バ
イアスの駆動電圧ＶＢを増して輝度を高めるほど顕著化
する傾向がある。

【００２７】他方、特開平２−１４８６６７号公報では
画素に注入される電流を調整し輝度を変化させる方法が
開示されている。しかしながら、この方法の回路構成は
非常に複雑となり実用的でない。

【００２８】本発明は上記実情を考慮してなされたもの
で、非選択電極による半励起半発光状態及び順バイアス
電圧の増加による当該状態への移行を排除して表示画質
の安定性を向上でき、かつ、簡易な構成による実用的な
有機薄膜ＥＬ素子の駆動方法を提供することを目的とす
る。

【００２９】

【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
は、少なくとも有機物からなる発光層を有し、この発光
層を少なくとも一方が透明で複数の単位電極よりなる第
１及び第２のストライプ電極によりマトリックス状に挟
持してなる有機薄膜ＥＬ素子の駆動方法において、前記
発光層を発光させて表示対象を表示する際に、前記第１
及び第２のストライプ電極のうち、前記表示対象内の各
位置に対応して第１のある単位電極と第２のある単位電
極とを選択すると共に、当該選択電極間には前記発光層
に励起発光状態を形成させるように順バイアス電圧を印
加し、前記第１及び第２のストライプ電極のうち、一方
又は両方とも選択されない非選択電極間には前記発光層
の半励起半発光状態の形成を阻止するように逆バイアス
電圧又は発光しきい値以下の電圧を印加する有機薄膜Ｅ
Ｌ素子の駆動方法である。

【００３０】また、請求項２に対応する発明は、少なく
とも有機物からなる発光層を有し、この発光層を少なく
とも一方が透明で複数の単位電極よりなる第１及び第２
のストライプ電極によりマトリックス状に挟持してなる
有機薄膜ＥＬ素子の駆動方法において、前記発光層を所
定の周期で発光させて表示対象を表示する際に、前記第
１及び第２のストライプ電極のうち、前記表示対象の各
位置に対応して第１のある単位電極と第２のある単位電
極とを選択すると共に、当該選択電極間に前記表示対象
の階調に対応するパルス幅の順バイアス電圧を印加する
有機薄膜ＥＬ素子の駆動方法である。

【００３１】請求項３に対応する発明は、少なくとも有
機物からなる発光層を有し、この発光層を少なくとも一
方が透明で複数の単位電極よりなる第１及び第２のスト
ライプ電極によりマトリックス状に挟持してなる有機薄
膜ＥＬ素子の駆動方法において、前記発光層を所定の周
期で発光させて表示対象を表示する際に、前記第１及び
第２のストライプ電極のうち、前記表示対象の各位置に
対応して第１のある単位電極と第２のある単位電極とを
選択すると共に、当該選択電極間には前記表示対象の階
調に対応するパルス幅の順バイアス電圧を印加し、前記
第１及び第２のストライプ電極のうち、一方又は両方と
も選択されない非選択電極間には前記発光層の半励起半
発光状態の形成を阻止するように逆バイアス電圧又は発
光しきい値以下の電圧を印加する有機薄膜ＥＬ素子の駆
動方法である。

【００３２】

【作用】従って、本発明は以上のような手段を講じたこ
とにより、発光層を所定の周期で発光させて表示対象を
表示する際に、第１及び第２のストライプ電極のうち、
表示対象の各位置に対応して第１のある単位電極と第２
のある単位電極とを選択すると共に、当該選択電極間に
は表示対象の階調に対応するパルス幅の順バイアス電圧
を印加し、かつ、一方又は両方とも選択されない非選択
電極間には発光層の半励起半発光状態を防止するように
逆バイアス電圧又は発光しきい値以下の電圧を印加す
る。

【００３３】このように、非選択電極による半励起半発
光状態を防止すると共に、順バイアス電圧を増加させず
にそのパルス幅を可変して階調を制御しているので、表
示画質の安定性を向上でき、簡易な構成によって実用的
に有機薄膜ＥＬ素子を駆動することができる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００３５】図１は本発明の第１の実施例に係る有機薄
膜ＥＬ素子の概略構成を示す斜視図である。この有機薄
膜ＥＬ素子は、厚さ１．１ｍｍの透明絶縁性基板として
のガラス板２１上に、陽極としてのＩＴＯ電極２２₁ 〜
２２₆₄が厚さ２４０ｎｍで０．５ｍｍ幅の６４本のスト
ライプ状に０．７ｍｍピッチで形成されている。なお、
この６４本の夫々が第１の単位電極であり、その形成に
は、例えばフォトリソ法を用いる。

【００３６】また、ＩＴＯ電極２２₁ 〜２２₆₄上には有
機正孔注入輸送層２３として、Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メ
チルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−１，１′−ビ
フェニル−４，４′−ジアミンが５０ｎｍ蒸着され、当
該有機正孔注入層２３上には有機電子輸送発光層２４と
して、トリス（８−キノリノール）アルミニウムが６０
ｎｍ蒸着されている。

【００３７】陰極としての金属電極２５₁ 〜２５₆₄は、
ＩＴＯ電極２２₁ 〜２２₆₄と同じ６４本のストライプ状
のパターンを有し、組成比４：１のＭｇとＬｉとが厚さ
を２２０ｎｍとするように有機電子輸送発光層上に共蒸
着されたものであって、該パターンがＩＴＯ電極２２₁
〜２２₆₄のパターンと略直交するように形成されてい
る。また、この６４本の夫々が第２の単位電極である。

【００３８】なお、この構成で発光面積が０．２５ｍｍ
² の単体素子は、その容量が０．１ｎＦであり、抵抗が
１００ｋΩ以上（周波数５ｋＨｚ）であって、輝度の電
圧依存特性が図６と同様である。すなわち、この単体素
子はＤＣ１０Ｖで２０００ｃｄ／ｍ² の輝度を得てい
る。

【００３９】図２はこのような有機薄膜ＥＬ素子におけ
るマトリックス駆動の等価回路を示す図であり、図８と
同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【００４０】すなわち、本発明に適用される装置は、選
択された電極以外の電流を阻止して半励起半発光状態を
防止するために、陰極に対応する各走査電極Ｘ₁ 〜Ｘ_n
と駆動電源系統とが個別にプルアップ抵抗Ｒｃで接続さ
れている。

【００４１】次に、このような有機薄膜ＥＬ素子の駆動
方法について図２を用いて説明する。

【００４２】制御部は、表示対象の各位置に対応する画
素（Ｘ_ｉ，Ｙ_l ）を選択する電極切替信号を行及び列選
択切替部６，８に送出する。この電極切替信号により、
走査電極Ｘ_ｉに対応するＭＯＳＦＥＴ７_ｉのゲートと、
データ電極Ｙ_l に対応するバイポーラトランジスタ１０
_l のベース及びＭＯＳＦＥＴ１１_l とに夫々同期してハ
イレベルのパルスが入力されると、走査電極Ｘ_ｉがアー
スされ、データ電極Ｙ_l が順バイアスの駆動電圧ＶＢに
ラッチされて、画素（Ｘ_ｉ，Ｙ_l ）が発光する。

【００４３】このとき、走査電極Ｘ_ｉ以外の非選択の走
査電極Ｘ_{ｊ（ｊ≠ｉ）}は、プルアップ抵抗Ｒｃを介して
逆バイアスの駆動電圧ＶＢにラッチされている。従っ
て、順バイアス電圧ＶＢにラッチされたデータ電極Ｙ_l
と、逆バイアス電圧ＶＢにラッチされた走査電極Ｘ
_{ｊ（ｊ≠ｉ）}との電位差は僅少又は零となる。このよう
に非選択電極間では、電位差が小さいために、しきい値
以下の電圧しか発光ダイオードＤに印加されず、前述し
た半励起半発光状態が阻止されてクロストーク現象が防
止される。

【００４４】また、逆バイアス電圧ＶＢにラッチされた
走査電極Ｘ_{ｊ（ｊ≠ｉ）}に対向する非選択のデータ電極
Ｙ_{ｋ（ｋ≠l ）}は、対応するバイポーラトランジスタ１
０のエミッタ電位が零である。よって、これら走査電極
Ｘ_ｊ及び非選択のデータ電極Ｙ_ｋとの間の発光ダイオー
ドＤは逆バイアス電圧ＶＢが印加されることにより、確
実に非励起状態に保持される。

【００４５】なお、プルアップ抵抗Ｒｃにより走査電極
Ｘ_ｉに印加された逆バイアスの駆動電圧ＶＢは、画素
（Ｘ_ｉ，Ｙ_l ）が発光する際には走査電極Ｘ_ｉがアース
されているので、当該抵抗Ｒｃを介して電流をアースに
流すだけであり、ＥＬ素子に影響を及ぼさない。

【００４６】次に、このような有機薄膜ＥＬ素子の階調
を調整する駆動方法について説明する。

【００４７】ここで、本発明は、従来とは異なり、駆動
電圧ＶＢを可変して輝度を調整するのではなく、駆動電
圧ＶＢを一定としてＥＬ素子への印加時間を可変するこ
とにより、時間平均された輝度（平均輝度）を調整して
いる。

【００４８】すなわち、例えば図３に示すように選択時
間の幅をτとして、走査電極Ｘ側のＭＯＳＦＥＴ７のゲ
ートパルス幅をτだけ、データ電極Ｙ側のバイポーラト
ランジスタ１０のゲートパルス幅をτ／α（α＞１）だ
けハイレベルに保つ。

【００４９】ここで、電流が流れる時間は順バイアスの
駆動電圧ＶＢが印加されるτ／αの間だけである。目視
される平均輝度は電流の流れる時間に略比例するので、
選択時間幅τにより調整可能である。従って、データ電
極上の各画素毎にαを変えることにより、平均輝度を調
整して階調表示を行う。なお、αは２以上の整数が望ま
しい。

【００５０】例えば、単体の有機薄膜ＥＬ素子により、
電極切替回路から図４に示すパルス波形をバイポーラト
ランジスタ１０のベース端子に印加し、十分な発光に必
要なパルス幅（応答速度）と、フリッカーの無いフレー
ム周期ｆ及びゲートパルス幅τを求めた。この結果、応
答速度＝２０μｓ（ＤＣ＝１０Ｖ）、τが４０μｓ以
上、ｆ＝２０ｍｓを得た。

【００５１】すなわち、フレーム周期ｆ＝２０ｍｓ内に
４０μｓ以上の幅の発光が一回あるとき、フリッカーの
ない安定した発光状態が観測された。これは、τ＝ｆ／
２００＝１００μｓ以下とし、階調表示を行わない場合
として、Ｎ＝２００以上まで使用可能であることを示唆
している。一方、τが１００μｓ以下の場合、フレーム
周期ｆが２０ｍｓ以上になると、フリッカーが観測され
た。

【００５２】平均輝度は、電圧ＶＢと電極数Ｎに依存す
るが、Ｎ＝６４のとき、ＶＢ＝１５Ｖ、τ＝３００μｓ
で、８０ｃｄ／ｍ² の値を得ている。

【００５３】次に、マトリックス状の有機薄膜ＥＬ素子
により、同様の実験を行う。

【００５４】この有機薄膜ＥＬ素子は、６４×６４ドッ
トのマトリックス駆動用基板に設けられた図２に示す回
路に、複数のＭＯＳＦＥＴを並列に内蔵した列選択切替
部８としての集積回路Ｄ８７４９ＨＤ（日本電気（株）
製）と、バイポーラトランジスタとしての同ＨＤ７４Ｈ
Ｃ４５１４Ｐ（日立製作所（株）製）とが接続されてい
る。また、不揮発メモリに格納された表示データを走査
ライン毎に出力するように上記集積回路を制御する制御
部（図示せず）が設けられている。

【００５５】ここで、前述した単体素子のデータに基づ
き、ゲートパルスのフレーム周期を１９．２ｍｓとし、
ゲートパルス幅τを３００μｓとして順バイアスの駆動
電圧ＶＢを画素（Ｘ_ｉ，Ｙ_l ）に印加する。

【００５６】Ｒｃが無い従来の場合には、駆動電圧ＶＢ
を１０Ｖ程度に上げると、画素（Ｘ_ｋ，Ｙ_l ）（ｋ≠
ｉ）の本来非発光であるべき画素が半励起半発光状態と
なる。

【００５７】一方、本発明によるプルアップ抵抗Ｒｃ及
び抵抗Ｒｅを接続したものは、駆動電圧ＶＢを増加して
も半励起半発光状態が全く生じず、ほぼ駆動電圧ＶＢに
比例した平均輝度を得ることができ、安定した画質が得
られた。なお、プルアップ抵抗Ｒｃ＝１〜３ｋΩ、抵抗
Ｒｅ＝１〜３ｋΩが好適な条件である。また、ＤＣ１５
Ｖでは、６０ｃｄ／ｍ² の平均輝度を得られた。

【００５８】次に、フレーム周期ｆ＝１９．２ｍｓと駆
動電圧ＶＢ＝１５Ｖとを一定に保ち、ゲートパルス幅を
１／２にすると、ほぼ平均輝度が１／２に減少し、同様
にゲートパルス幅を１／４にすると、ほぼ平均輝度が１
／４に減少することが観測された。

【００５９】すなわち、バイポーラトランジスタ１０へ
の印加パルス幅を可変することにより、駆動電圧ＶＢを
増加，減少させることなく、容易に表示階調を制御でき
る。なお、パルス幅１／２は電極数Ｎ＝１２８に相当
し、パルス幅１／４は電極数Ｎ＝２５６に相当する。

【００６０】上述したように、第１の実施例によれば、
発光層を所定の周期で発光させて表示対象を表示する際
に、各データ電極Ｙ₁ 〜Ｙ_m 及び各走査電極Ｘ₁ 〜Ｘ_n
のうち、表示対象の各位置に対応してあるデータ電極Ｙ
_l とある走査電極Ｘ_ｉとを選択すると共に、当該選択電
極間には表示対象の階調に対応するパルス幅τの順バイ
アスの駆動電圧ＶＢを印加し、各データ電極Ｙ₁ 〜Ｙ_m
及び各走査電極Ｘ₁ 〜Ｘ_n のうち、一方又は両方とも選
択されない非選択電極間には発光層の半励起半発光状態
を阻止するように発光しきい値以下の電圧を印加する。

【００６１】このように、非選択電極による半励起半発
光状態を防止すると共に、順バイアスの駆動電圧ＶＢを
増加させずにそのパルス幅τを可変して階調を制御して
いるので、表示画質の安定性を向上でき、簡易な構成に
よって実用的に有機薄膜ＥＬ素子を駆動することができ
る。

【００６２】また、これにより、有機薄膜ＥＬ素子のし
きい値特性の如何にかかわらず、フリッカーのない安定
した画像を高輝度で表示することができる。

【００６３】さらに、電圧制御に比べて容易なパルス幅
制御を用いる簡易な回路構成によって、１フレームでデ
ジタル的に階調表示を可能としたことにより、有機薄膜
ＥＬ素子のフルカラー化を図ることができる。

【００６４】次に、本発明の第２の実施例について図面
を用いて説明する。

【００６５】図５は係る有機薄膜ＥＬ素子におけるマト
リックス駆動の等価回路を示す図であり、図２と同一部
分には同一符号を付してその詳しい説明は省略し、ここ
では異なる部分についてのみ述べる。

【００６６】すなわち、本実施例装置は、図２に示す装
置に対し、行選択切替部６に代えて、陽極に対応する各
データ電極Ｙ₁ 〜Ｙ_m 毎にｎｐｎ型の第１のトランジス
タ３１₁ 〜３１_m によりｐｎｐ型の第２のトランジスタ
３２₁ 〜３２_m を駆動する行選択切替回路３３を設けて
いる。第１のトランジスタ３１₁ 〜３１_m のコレクタ端
子，ベース端子及びエミッタ端子のうち、コレクタ端子
は第１及び第２の抵抗を介して駆動電源系に接続され、
ベース端子は図示しない制御部に接続され、エミッタ端
子はアースに接続されている。また、第２のトランジス
タ３２₁ 〜３２_m のエミッタ端子，ベース端子及びコレ
クタ端子のうち、エミッタ端子は駆動電源系に接続さ
れ、ベース端子は第１及び第２の抵抗の間に接続され、
エミッタ端子はＲｅを介してアースに接続されている。

【００６７】ここで、制御部は、前述した通りに表示対
象の各位置に対応する画素（Ｘ_ｉ，Ｙ_l ）を選択する電
極切替信号を行選択切替回路３３及び列選択切替部８に
送出する。

【００６８】行選択切替回路３３内の第１のトランジス
タ３１_l は、当該電極切替信号によりオン状態となって
第２のトランジスタ３２_l を駆動する。第２のトランジ
スタ３２_l は、第１のトランジスタにより駆動され、駆
動電圧ＶＢをデータ電極Ｙ_lに印加する。

【００６９】一方、列選択切替部８はＭＯＳＦＥＴ７_ｉ
をオン状態にして、走査電極Ｘ_ｉをアースに接続する。

【００７０】従って、画素（Ｘ_ｉ，Ｙ_l ）が発光する。
また、抵抗Ｒｅは、プルアップ抵抗Ｒｃ及び抵抗Ｒｅが
無い従来の場合における非選択のデータ電極Ｙ_ｋのアー
ス不良のためにリーク電流（図５の破線に例を示す）が
生じ、画素（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）を中心とした十字状に本来非
発光であるべき画素が発光状態となることを防ぐと共
に、対応する第２のトランジスタ３２_k の充放電に伴う
コレクタ電流をアースに放電して画素側へのリークを阻
止し、かつ、発光ダイオードＤの蓄積電荷をアースに放
電する。

【００７１】以下、本実施例装置は、第１の実施例と同
様な駆動方法により駆動される。

【００７２】上述したように、第２の実施例によれば、
各データ電極Ｙ₁ 〜Ｙ_m 毎に２つのトランジスタからな
る駆動回路を実現したので、第１の実施例と比べて電極
切替回路を省略した簡易な構成により、第１の実施例と
同様な効果を得ることができる。

【００７３】また、抵抗Ｒｅにより、第２のトランジス
タ３２₁ 〜３２_m 及び発光ダイオードＤの蓄積電荷をア
ースに放電するようにしたので、励起、非励起状態の切
替時の蓄積電荷による動作の不安定性を除去してスイッ
チング特性を改善することができる。

【００７４】なお、上記第１の実施例では、非選択の走
査電極にプルアップ抵抗Ｒｃを介して駆動電圧ＶＢを与
えることにより非選択電極間に発光しきい値以下の電圧
を印加する場合について説明したが、これに限らず、非
選択の走査電極にプルアップ抵抗Ｒｃを介して駆動電圧
ＶＢより大きい逆バイアス電圧ＶＢ′を印加することに
より非選択電極間に逆バイアス電圧を印加する構成とし
ても、本発明を同様に実施して同様の効果を得ることが
できる。

【００７５】また、上記第１の実施例では、プルアップ
抵抗Ｒｃにより、非選択の走査電極に駆動電圧ＶＢを与
えて非選択電極間に発光しきい値以下の電圧を印加する
場合について説明したが、これに限らず、ある電極の選
択に同期してトランジスタ等のスイッチング素子によ
り、非選択の走査電極に駆動電圧ＶＢを与えて当該非選
択電極間に発光しきい値以下の電圧を印加する構成とし
ても、本発明を同様に実施して同様の効果を得ることが
できる。

【００７６】さらに、上記第１の実施例では、各画素毎
に階調表示を行う場合について説明したが、これに限ら
ず、１フレーム内の画素毎の階調表示と、フレーム毎の
階調表示とを組み合わせた表示を行なっても、本発明を
同様に実施して同様の効果を得ることができる。

【００７７】また、上記第１の実施例では、正孔輸送注
入層及び電子輸送発光層を有機物とした場合について説
明したが、これに限らず、正孔輸送注入層，電子輸送発
光層をＳｉＣ等の無機薄膜又は無機物と有機物との複合
薄膜であって同等な電気特性を有するものとしても、本
発明と同様の効果を得ることができる。

【００７８】さらに、上記第１の実施例では、単極性パ
ルスにより電圧印加を制御した場合について説明した
が、これに限らず、走査時間が増えるが双極性パルス、
その繰り返し及びこれらを若干変形したものにより電圧
印加を制御するようにしても、本発明を同様に実施して
同様の効果を得ることができる。

【００７９】また、赤、青、緑の発光層からなる素子を
各画素に配列するか、白色発光素子の各画素のガラス基
板とＩＴＯ電極間等に赤、青、緑のフィルタを入れるこ
とで、本発明の駆動方法により、フルカラー表示を行う
ことができる。

【００８０】その他、本発明はその要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施できる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１及び第２のストライプ電極のうち、選択電極間には表
示対象の階調に対応するパルス幅の順バイアス電圧を印
加し、非選択電極間には逆バイアス電圧又は発光しきい
値以下の電圧を印加することにより、非選択電極による
半励起半発光状態を阻止すると共に、順バイアス電圧を
増加させずにそのパルス幅を可変して階調を制御してい
るので、表示画質の安定性を向上でき、簡易な構成によ
って実用的に有機薄膜ＥＬ素子を駆動することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る有機薄膜ＥＬ素子
の概略構成を示す斜視図。

【図２】同実施例における有機薄膜ＥＬ素子のマトリッ
クス駆動の等価回路を示す図。

【図３】同実施例におけるパルス幅制御を説明するため
の図。

【図４】同実施例におけるパルス波形図。

【図５】本発明の第２の実施例に係る有機薄膜ＥＬ素子
のマトリックス駆動の等価回路を示す図。

【図６】従来の有機薄膜ＥＬ素子の構成を示す断面図。

【図７】従来の有機薄膜ＥＬ素子における輝度及び電流
の電圧依存特性を示す図。

【図８】従来の有機薄膜ＥＬ素子におけるマトリックス
駆動の等価回路を示す図。

【符号の説明】

６…行選択切替部、７₁ 〜７_n …ＭＯＳＦＥＴ（ノーマ
リオフ）、８…列選択切替部、９₁ 〜９_m …電極切替回
路、１０₁ 〜１０_m …バイポーラトランジスタ、１１₁
〜１１_m …ＭＯＳＦＥＴ（ノーマリオン）、２１…ガラ
ス板、２２₁ 〜２２₆₄…ＩＴＯ電極、２３…有機正孔注
入輸送層、２４…有機電子輸送発光層、２５₁ 〜２５₆₄
…金属電極、ＶＢ…駆動電圧、Ｙ₁ 〜Ｙ_m …データ電
極、Ｘ₁ 〜Ｘ_n …走査電極、Ｄ…発光ダイオード、Ｒｃ
…プルアップ抵抗、Ｒｅ…抵抗。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも有機物からなる発光層を有
   し、この発光層を少なくとも一方が透明で複数の単位電
   極よりなる第１及び第２のストライプ電極によりマトリ
   ックス状に挟持してなる有機薄膜ＥＬ素子の駆動方法に
   おいて、 前記発光層を発光させて表示対象を表示する際に、 前記第１及び第２のストライプ電極のうち、前記表示対
   象内の各位置に対応して第１のある単位電極と第２のあ
   る単位電極とを選択すると共に、当該選択電極間には前
   記発光層に励起発光状態を形成させるように順バイアス
   電圧を印加し、前記第１及び第２のストライプ電極のう
   ち、一方又は両方とも選択されない非選択電極間には前
   記発光層の半励起半発光状態の形成を阻止するように逆
   バイアス電圧又は発光しきい値以下の電圧を印加するこ
   とを特徴とする有機薄膜ＥＬ素子の駆動方法。
2. 【請求項２】 少なくとも有機物からなる発光層を有
   し、この発光層を少なくとも一方が透明で複数の単位電
   極よりなる第１及び第２のストライプ電極によりマトリ
   ックス状に挟持してなる有機薄膜ＥＬ素子の駆動方法に
   おいて、 前記発光層を所定の周期で発光させて表示対象を表示す
   る際に、 前記第１及び第２のストライプ電極のうち、前記表示対
   象の各位置に対応して第１のある単位電極と第２のある
   単位電極とを選択すると共に、当該選択電極間に前記表
   示対象の階調に対応するパルス幅の順バイアス電圧を印
   加することを特徴とする有機薄膜ＥＬ素子の駆動方法。
3. 【請求項３】 少なくとも有機物からなる発光層を有
   し、この発光層を少なくとも一方が透明で複数の単位電
   極よりなる第１及び第２のストライプ電極によりマトリ
   ックス状に挟持してなる有機薄膜ＥＬ素子の駆動方法に
   おいて、 前記発光層を所定の周期で発光させて表示対象を表示す
   る際に、 前記第１及び第２のストライプ電極のうち、前記表示対
   象の各位置に対応して第１のある単位電極と第２のある
   単位電極とを選択すると共に、当該選択電極間には前記
   表示対象の階調に対応するパルス幅の順バイアス電圧を
   印加し、前記第１及び第２のストライプ電極のうち、一
   方又は両方とも選択されない非選択電極間には前記発光
   層の半励起半発光状態の形成を阻止するように逆バイア
   ス電圧又は発光しきい値以下の電圧を印加することを特
   徴とする有機薄膜ＥＬ素子の駆動方法。