JPH10319908A - アクティブマトリックス有機発光ダイオード（ａｍｏｌｅｄ）の表示ピクセル構造とそのためのデータロード／発光回路 - Google Patents

アクティブマトリックス有機発光ダイオード（ａｍｏｌｅｄ）の表示ピクセル構造とそのためのデータロード／発光回路

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JPH10319908A
JPH10319908A JP10273698A JP10273698A JPH10319908A JP H10319908 A JPH10319908 A JP H10319908A JP 10273698 A JP10273698 A JP 10273698A JP 10273698 A JP10273698 A JP 10273698A JP H10319908 A JPH10319908 A JP H10319908A
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グリーン スチュワート ロジャー
Charles Ipuri Alfred
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 より低い電圧を必要とし、より効率的で、表
示器応用の全タイプに対して一般的により有利である表
示器を提供する。 【解決手段】 有機発光ダイオード（Ｏ−ＬＥＤ）２１
０を使用した、表示器で使用するピクセル構造が記述さ
れる。アレイの各ピクセル構造はＯ−ＬＥＤ２１０を含
む。その構造は、３つの基本的モード、書込み選択モー
ド、書込み非選択モード、及び発光モードで動作するこ
とを許容するための回路部分を含み。データがピクセル
構造に書込まれることができ、データが示すプログラム
された電流レベルをＯ−ＬＥＤに加えるように、ピクセ
ル構造が選択されることを生じさせる回路部分と、異な
る行のピクセル構造がそれにデータを書込まれていると
きに、ピクセル構造に非選択を引き起すための回路部分
と、プログラムされた電流レベルをＯＬＥＤに与え、Ｏ
−ＬＥＤに発光を引き起すための回路部分とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は概略的にはピクセル
構造に関し、より詳しくは、本発明は、動作の３つのモ
ードを有し、有機発光ダイオード（Ｏ−ＬＥＤ）を用い
て形作られた（configure）ピクセル構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】表示器（display）の技術は、テレビジ
ョンから自動車のダッシュボード、ラップトップコンピ
ュータ、腕時計まで、今日の日常生活のすべての状況に
行き渡っている。現在の時点で、陰極線管（ＣＲＴ）が
１０〜４０インチ（対角線）表示器サイズにおいて表示
器アプリケーションに普及している。しかしながら、Ｃ
ＲＴは、重量、がんじょうさの不足、コスト、及び非常
に高い駆動電圧が必要であることを含む多くの不都合を
有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】最近、パッシブマトリ
ックス液晶表示器（ＬＣＤ）及びアクティブマトリック
ス液晶表示器（ＡＭＬＣＤ）が、ラップトップコンピュ
ータでのそれらの使用のために、中間範囲の表示器アプ
リケーションにおいて普及するようになってきた。より
小さなピクセルサイズのために、そして大きな映像表示
器のためにも、ＡＭＬＣＤは重要になりつつある。しか
しながら、ＡＭＬＣＤの主な不利益は、表示器のサイズ
および重量を実質的に増加させる背面（バック）ライト
を要求することである。また、それは、オフ状態のピク
セルのためにさえも背面照明が連続的に当てられるの
で、減少した効率を導く。
【０００４】他のアプローチは、単結晶シリコン技術に
基礎をおくデフォーマブル・ミラー表示器（ＤＭＤ：de
formable-mirror display）である。このアプローチで
は、微細加工された（micro-machined）ミラー構造は、
論理「１」又は論理「０」が対応するセルに書込まれて
いるかに依存して、反射的モード又は分散的モードに方
位が合わせられる（orient）。ＤＭＤ表示器は反射的モ
ードで動作しなければならない。このため、光学はより
複雑になり、透過（transimissive）表示器又は放出（e
missive）表示器ほどこぢんまりでなく又は効率的でな
い。加えて、ＡＭＬＣＤと類似して、ＤＭＤは外部光源
を必要とし、このため、それらは自己発光表示器より大
きく、そして低い効率である。
【０００５】フィールドエミッション表示器（ＦＥＤ）
もまた多くのアプリケーションのために考慮されるかも
知れない。しかしながら、ＦＥＤは、ＣＲＴで連想され
る不都合の多くのもの、特に１００ボルトを越えるカソ
ード電圧が必要なことと、そして薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）が低い漏れ電流を有するというそれに対応する要
求と、を有する。ＦＥＤは、「低電圧」蛍光体の減少さ
れた効率及び高電圧制御電圧の使用のために、全体にわ
たる比較的低い発光効率を有する。
【０００６】最後に、表示器の他のタイプ、アクティブ
マトリックス発光ダイオード（ＡＭＥＬ）表示器は、光
放出材料を通して電流を通過させることによって光を発
する。ＥＬの場合には、交流（ＡＣ）が（例えば、ＰＮ
接合がシリコン又はガリウム砒化物といった無機半導体
材料から形成される）光放出無機材料に通される。光放
出無機材料は、誘電体が発光材料のいずれかの側に存在
するように配置される。誘電体の存在のために、比較的
高い電圧が、発光材料から十分な光を生じさせるために
要求される。比較的高い電圧は、典型的には１００〜２
００ボルトの間にある。
【０００７】ＡＣ電圧の使用および他の因子が、全般的
な表示器の効率を制限する。
【０００８】また、無機ＬＥＤ表示器の安定性に関し
て、光放出材料の輝度は、オフからオンへのすばやい遷
移の後、印加電圧で飽和する。表示器が「十分オン」及
び「十分オフ」モードで動作されるとすると、時間に伴
う遷移電圧のあらゆるシフトも、輝度に単にごくわずか
な影響をもつ。
【０００９】様々な表示器技術のこれらの不都合を心の
留めると、より低い電圧を必要とし、より効率的で、そ
して表示器アプリケーションのすべてのタイプに対して
一般的により有利である表示器のより良好なタイプが望
まれるだろう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、有機発光ダイ
オード（Ｏ−ＬＥＤ）を使用するディスプレイで使用す
るためのピクセル構造を含む。全体アレイの各ピクセル
構造は、有機発光ダイオード（Ｏ−ＬＥＤ）を含む。加
えて、その構造は、その構造が３つの基本的モードであ
る、書込み選択モード、書込み非選択モード、及び発光
モードで、動作することを許容するための回路構成部分
を含む。これ故に、その構造は、データをピクセル構造
に書込むことができるように、ピクセル構造が選択され
ることを引き起こすための回路構成部分を含み、前記デ
ータはＯ−ＬＥＤに加えられるべきプログラムされた電
流レベルを示し、異なる行にあるピクセル構造がその構
造に書き込まれるデータを有しているとき、そのピクセ
ル構造が非選択にされることを引き起すための回路構成
部分を含み、プログラムされた電流レベルをＯＬＥＤに
加えＯ−ＬＥＤに発光を引き起するための回路構成部分
を含む。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、添付図面と関連づけて
読んだときに、引き続く詳細な説明から最良に理解され
る。
【００１２】本出願の従来の技術および発明が解決しよ
とする課題の欄で記述された表示器技術に対するより良
好な代替物は、アクティブマトリックス有機発光ダイオ
ード（ＡＭＯＬＥＤ）表示器である。ＡＭＯＬＥＤ表示
器の場合には、無機材料よりもむしろ有機材料がＬＥＤ
を形成するために使用される。ＬＥＤを形成するために
有機材料を使用する例示は、米国特許第5,142,343号及
び米国特許第5,408,109号に見い出され、これら双方は
ここで参照することによって包含される。本発明と共に
使用されるＯ−ＬＥＤの典型的な具体例は、図１を参照
して以下に詳細に記述される。
【００１３】端的には、Ｏ−ＬＥＤに関しては、直流電
流（ＤＣ）が有機ダイオード材料を通して通過され光を
発生する。伝導は順方向である。実験を通して、所与の
光レベルを発するために光放出材料にとって必要とされ
る電圧は、時間と共に増加することが見い出され、これ
故に、「オフ」から「オン」への遷移電圧は、実質的な
飽和なしに時間と共に増加する。しかしながら、所与の
光レベル（輝度）が有機ダイオード材料を通過する電流
に関して比較的に安定していることもまた見い出され
た。加えて、スレッショルド電圧はプロセス（processi
ng）に敏感であるので、固定された小さな駆動電圧レベ
ルは、Ｏ−ＬＥＤ製造プロセスにおけるプロセス変動の
ために、有効でなくされる可能性もある。
【００１４】本発明は、電流でプログラム可能であり
（programmable）、且つピクセルの遷移電圧のシフトま
たはトランジスタにおけるスレッショルド電圧のシフト
のいずれかに独立である、Ｏ−ＬＥＤピクセルの構成
（configuration）を含む。
【００１５】本発明の技術は、ピクセルアレイの各列
（column）ラインに対して、デジタル的にプログラム可
能な別個の電流源を含む。本発明の第１の典型的な具体
例の各ピクセルに対して、２本のセレクトラインＳ１及
びＳ２だけでなく２本のデータラインＤ１及びＤ２が提
供される。データラインとセレクトラインとの組合わせ
は、書込み選択モード、書込み非選択モード、及び発光
モードを含む、ピクセルのマルチモード動作を提供す
る。モードの各々を実現するために、２つのトランジス
タと１つのキャパシタが、Ｏ−ＬＥＤピクセル並びにデ
ータライン及びセレクトラインとともに作用するように
（operatively）形作られる（configure）。Ｏ−ＬＥＤ
ピクセルの構成の詳細と動作のモードとが、図面を参照
して以下に記述される。本発明の典型的な具体例は、Ｏ
−ＬＥＤに関連して記述されているけれども、本発明
は、ＬＥＤといった他の類似の表示器要素とともに使用
することができることも予期される。
【００１６】ＡＭＯＬＥＤ表示器の場合には、ＤＣ電流
が、光を発生するためにダイオード材料を通して通過さ
れる。所与の光レベルを発するために必要とされる電圧
は、時間と共に増加することが見い出され、これ故に、
「オフ」から「オン」への遷移電圧は、実質的な飽和な
しに、時間と共に増加する。しかしながら、所与の光レ
ベル（輝度）は、光放出材料を通して通過する電流に対
して比較的に安定していることもまた見い出された。こ
の理由のために、望ましいピクセルの設計をすれば、従
来型のＡＭＥＬ表示器の場合のように所与の輝度を発す
るために、光放出材料に一定の電流が供給されて、特定
の電圧よりもむしろ特定の電流に条件づけられる（prog
rammed）ことができる。
【００１７】（本発明の典型的な具体例）ピクセル駆動
技術を詳細に記述する前に、Ｏ−ＬＥＤの構造が記述さ
れる。本発明の重要な特徴は、Ｏ−ＬＥＤ材料が低い駆
動電圧において輝度の論理ハイ（High）値を達成すると
いう事実にある。加えて、Ｏ−ＬＥＤ材料の電流駆動の
性質は、アクティブマトリックス駆動トランジスタ上の
漏れ電流の要求を著しく減少させ、このため、本発明は
低コストのガラス基板に好適である。本発明で採用され
たＯ−ＬＥＤは、典型的には約２〜１０ボルトで光を発
し始める。
【００１８】概して、Ｏ−ＬＥＤを使用した表示器全体
の形成のためのプロセスはいくつかのステップ、 １）ポリシリコンアクティブマトリックス回路構成部分
（circuitry）を形成する、 ２）アクティブマトリックスアレイにＯ−ＬＥＤ材料を
集積する、 ３）（カラー表示器用の）カラーシャッターを集積す
る、 ４）完成したパネルを組立し及びテストする、 を含む。
【００１９】上述したように、典型的な製造プロセスに
おける第１のステップは、アクティブマトリックス回路
構成部分の形成である。本発明のために、ポリシリコン
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）技術が採用される。形成さ
れるべき望ましい回路構成部分は、図２及び図４を参照
して以下に詳細に記述される。
【００２０】プロセスにおいて第２のステップは、アク
ティブマトリックスアレイ上へのＬＥＤ材料の堆積を含
む。
【００２１】図１は、本発明と共に使用するために好適
なＯ−ＬＥＤ製造の典型的な例示を示す。図１を参照す
ると、第１に、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）といった
透明伝導電極が、堆積され、またパターン形成される。
これに、ホール輸送層、ドープされた放出層、及びＡｌ
Ｏ3の背面層の堆積が引き続く。アレイは、図１に示さ
れるＯ−ＬＥＤの「スタック（stack、積層）」に帰着
するＭｇＡｇ上部電極の堆積で完成される。
【００２２】本発明のために、一覧表１はＯ−ＬＥＤス
タックの各層のための典型的な厚さを示す。
【００２３】最後に、表示器はパッケージされ、そして
テストされる。示されてはいないけれども、パッケージ
ングは、表示器の機械的支持、外部電気回路への信頼で
きる接続を作るための手段、及び被覆保護膜を含む。
【００２４】Ｏ−ＬＥＤは、著しい効率を実証した。発
光効率は、１５ｌ／ｗもある。２０００ｃｄ／ｍ2の輝
度の値が、１０ボルトより下の動作電圧で且つ２０ｍＡ
／ｃｍ2の電流密度で達成された。より高い輝度の大き
さのオーダが、より高い電流密度において測定された。
【００２５】図２は、本発明に従ったＯ−ＬＥＤピクセ
ル構造の第１の典型的な具体例の回路図を示す。所与の
ピクセルのアレイ（例えば１０２４×１２８０）におけ
る各ピクセル構造は同一であると予期されるので、ひと
つのピクセル構造だけが記述される。図２に示されたピ
クセルの構成は、電流でプログラム可能であり、そして
Ｏ−ＬＥＤの遷移電圧又はトランジスタのスレッショル
ド電圧のシフトのいずれかと独立である。
【００２６】図２に示されるように、ピクセル構造２０
０は、Ｏ−ＬＥＤ２１０と、２つのトランジスタＴ１及
びＴ２と、データ方向に走る２つのラインＤ１及びＤ２
と、セレクト方向に走る２つのラインＳ１及びＳ２とを
含む。加えて、ピクセル構造２００は、キャパシタＣ１
を含む。典型的な具体例では、各トランジスタは、ソー
ス、ゲート、及びドレインと、対応する電極とを含む。
【００２７】詳細には、第１のトランジスタＴ１のソー
ス電極は、データ電圧ラインＤ１へ接続されている。第
２のトランジスタＴ２のソース電極は、データ電流ライ
ンＤ２へ接続されている。第１のトランジスタＴ１のゲ
ート電極は、第１のセレクトラインＳ１へ接続されてい
る。第２のトランジスタＴ２のゲート電極は、キャパシ
タＣ１を経由して第２のセレクトラインＳ２へ接続され
ている。第１のトランジスタＴ１のドレイン電極は、格
納キャパシタ（Ｃ１）へ接続されているだけでなく第２
のトランジスタＴ２のゲート電極へも接続されている。
【００２８】上述したように、データライン及びセレク
トラインの組合わせは、書込み選択モード、書込み非選
択モード、及び発光モードを含む、ピクセル２００のマ
ルチモード動作を提供する。そのモードの各々は、以下
に図２及び図３を参照して記述される。ここで図３は、
図２のＯ−ＬＥＤピクセルとともに使用される典型的な
動作のモードに関するタイミング図を示す。
【００２９】第１に書込み選択モードに目を向けると、
所定の電流レベル（Ｉ１）、そしてこれ故、ピクセル内
へ輝度レベル、を書込むために、トランジスタＴ１はセ
レクトラインＳ１を経由して導通される。結果として、
第１のデータラインＤ１上の電圧が、トランジスタＴ１
を通して、トランジスタＴ２のゲートに加えられる。ト
ランジスタＴ２のゲートに加えられた電圧が増加される
と、トランジスタＴ２が導通し、そしてその内部インピ
ーダンスは、データ電流ラインＤ２において電流レベル
Ｉ１に到達するまで、継続的に減少して、電流レベルＩ
１がＯ−ＬＥＤ２１０に加えられることを許容する。
【００３０】書込み選択モード中には、セレクト信号Ｓ
２が論理ハイの電位に保持される。
【００３１】データ電流ラインＤ２は、トランジスタＴ
２を通してＯ−ＬＥＤ２１０に接続されており、従っ
て、達成された電流レベルＩ１はトランジスタＴ２及び
Ｏ−ＬＥＤの両方を通って流れる。トランジスタＴ２の
スレッショルド電圧又はＯ−ＬＥＤ２１０の遷移電圧の
シフトが存在するならば、シフトはキャパシタＣ１の両
端に蓄積され且つトランジスタＴ２のゲートに加えられ
た電圧の増加又は減少によって補償される。このやり方
で、Ｏ−ＬＥＤ若しくはトランジスタＴ２のいずれか又
は双方の動作特性におけるいかなるシフトも、存在した
としても、Ｏ−ＬＥＤを通る電流に、これ故にピクセル
の輝度に、不十分な影響しかもたない。
【００３２】書込み選択モード、書込み非選択モード、
及び発光モードのための詳細なタイミングが、図３に図
示されている。図３を参照すると、タイミング図上の３
番目の期間である書込み選択モードは、両方のセレクト
ラインが論理ハイであることを要求する。すなわち、第
１のセレクトラインＳ１が論理ハイになりトランジスタ
Ｔ１を導通して、そしてほかならぬその行（that parti
cular row）のための第２のセレクトラインＳ２もま
た、論理ハイ（すなわち書込み選択モード）になり、こ
れがトランジスタＴ２を導通することを許容する。
【００３３】しかしながら、書込み非選択モードに関し
ては、すべての他の行のための第２のセレクトラインＳ
２が、論理ロウ（Low）（すなわち書込み非選択モー
ド）になされる。このやり方で、第２のセレクトライン
Ｓ２は、データが書込まれていない、アレイの行上のす
べてのＴ２トランジスタを非導通にするために使用され
る。図２に示されるように、これは、キャパシタＣ１を
通して第２のセレクトラインＳ２を蓄積端子に結合する
ことによって達成される。セレクトラインＳ２が論理ロ
ウであるとき、書込み非選択モードに対しては、キャパ
シタＣ１に蓄積された電位に関わりなく、トランジスタ
Ｔ２のゲートの信号は論理ロウになり、電流がトランジ
スタＴ２又はＯ−ＬＥＤ２１０を通して通過しないこと
を確実にする。従って、データ電流ラインＤ２上に検出
されている電流は、選択されたＯ−ＬＥＤだけに流入し
ていて、列に沿った他のピクセルには流入していない。
【００３４】図３に示されるように、発光モード中は、
第１のセレクトラインＳ１が論理ロウになされ、それに
よってトランジスタＴ１を非導通にする。同時に、第２
のセレクトラインＳ２が、論理ハイになされる。セレク
トラインＳ２上の論理ハイ電位とキャパシタＣ１上の格
納された電位との組合わせが、トランジスタＴ２のゲー
トをその調整された（programmed）レベルに駆動する。
このやり方で、Ｏ−ＬＥＤはそのプログラムされた（pr
ogrammed）電流レベルで（すなわち、書込み選択モード
中にプログラムされたように）又は輝度で発光する。ま
た、発光モード中は、以下に図４を参照して記述される
ように、データラインＤ２の一定の制御が実行される。
【００３５】ピクセル構造２００は特定の電流レベルで
プログラムされることを必要とするので、独特な電流発
生回路が典型的なピクセル構造とつなぎ合わせる（inte
rface、インタフェィスする）ために開発されてきた。
図４は、図２のＯ−ＬＥＤピクセル構造とともに使用す
るのが好適な典型的な電流発生回路４００の回路図を示
す。
【００３６】図４を参照すると、データラインＤ１及び
Ｄ２は、図２に示されたものと同一のデータラインであ
る。示されているように、図４の電流発生回路４００か
ら図２のピクセル構造のデータラインへデータラインＤ
１及びＤ２を結合することによって、選択された行のピ
クセルを含む閉じた定電流ループが形成されることがで
きる。
【００３７】図４に見られるように、トランジスタＴ３
〜Ｔ５が並列に結合されている。プログラムされたデジ
タル電圧レベルをひとまとめにして（collectively）表
すトランジスタの各々は、そのゲート上に入力を受け
る。しかしながら、トランジスタの各々は、要望された
プログラム可能な電流値を発生するために適切に重みづ
けられたキャパシタと直列してそれぞれ結合されてい
る。キャパシタ（Ｃ２、０．５Ｃ２、及び０．２５Ｃ
２）の組み合わされた出力は、トランジスタＴ６のゲー
トだけでなくトランジスタＴ８のソースにも結合され
る。トランジスタＴ８は、発光モード中にデータ電流ラ
インＤ２上の電圧を制御するために使用される。Ｔ６へ
の接続が閉ループを完成させるために採用され、そうし
てデータ電流ラインＤ２上に供給された電流を制御でき
る。
【００３８】詳細には、ピクセルにデータを書込むため
に、プログラム・デジタル電圧レベルＧ１〜Ｇ３がトラ
ンジスタＴ３〜Ｔ５に与えられ、そして負電圧の傾斜
（ramp）（Ｒ１）がトランジスタＴ３〜Ｔ５のソースに
接続される。傾斜Ｒ１に関して時間に対する電圧の変化
の速度は、実効容量倍（Ｃ*×ｄＶ／ｄＴ）されて、Ｄ
２に結合された独特の電流レベルを設定する。有効容量
は、それぞれのトランジスタを経由して結合された各キ
ャパシタのひとまとまりの容量値（すなわちＣ２、０．
５Ｃ２、及び０．２５Ｃ２）に基づいていることが注記
される。理想的には、データ電流ラインＤ２上の電圧レ
ベルは、接地電位に近く維持されるであろう。なぜなら
これがデータ電流ラインＤ２上の発光電圧レベルになる
であろうからである。（発光モードでは、論理ハイの信
号Ｌ１が、トランジスタＴ８を通してデータ電流ライン
Ｄ２を接地電位に結合する）。
【００３９】データ電圧ラインＤ１に関しては、トラン
ジスタＴ６およびトランジスタＴ７は、インバータを形
成しデータ電流ラインＤ２上の電流源によって提供され
た電圧を増幅して、またこの反転された電圧レベルはデ
ータ電圧ラインＤ１に接続される。データ電圧ラインＤ
１上の電圧は、さらに、正の電圧の傾斜Ｒ２とキャパシ
タＣ３の「ブートストラップ」効果を通して増加され
る。この回路は、信号Ｇ１、Ｇ２及びＧ３によって規定
されプログラムされた電流によってＯ−ＬＥＤ２１０が
駆動される平衡条件に達する。
【００４０】上述したように、発光モード中に、データ
ラインＤ２の一定の制御が実行される。詳細には、発光
モード中に、データ電流ラインＤ２を接地電位にもって
いくために、トランジスタＴ８は導通される。トランジ
スタＴ８は特定のデータラインに接続されたＯ−ＬＥＤ
のすべてを通る全電流を取扱うために、トランジスタＴ
８が比較的大きなトランジスタであることが注記され
る。
【００４１】図４に示された例によれば、動作中に、書
込みモード中にＤ２上の典型的な電流は、１マイクロア
ンペアであり、発光モード中には１ｍＡである。また、
Ｔ８のソースにおける電圧は、１ボルトである。Ｄ１上
における典型的な電圧は、書込みモード中には８ｖであ
り、発光モードには「関心なし（don't care）」であ
る。
【００４２】ピクセル構造２００と電流発生回路４００
との組合わせは、良好なグレースケール均一性とＬＥＤ
又はＴＦＴのいずれかの不安定性にもかかわらず長い寿
命とを持つ高品位Ｏ−ＬＥＤ表示器を設計することを可
能にする。回路４００は、ポリシリコン及びアモルファ
スシリコンＡＭＯＬＥＤ表示器を駆動するために特に良
く適していることが注記される。
【００４３】図５は、本発明に従ったＯ−ＬＥＤピクセ
ル要素の第２の典型的な実施例の回路図を示す。図５に
示されたピクセル構造５００は、図２に示された構造と
類似して、マルチモード動作を含んでいる。しかしなが
ら、予測されるように、ピクセル構造２００とピクセル
構造５００との間にはいくつかの相違点が存在する。例
えば、図２のデータライン及びセレクトラインの対は、
図５に示されたピクセル構造において単一のデータライ
ン及び単一のセレクトラインに置換えられた。
【００４４】図５に目を向けると、ピクセル構造５００
は、Ｏ−ＬＥＤ５１０と、２つのトランジスタＴ１及び
Ｔ２と、データ方向に走る１本のラインＤ１と、セレク
ト方向に走る１本のラインＳ１とを含む。典型的な具体
例では、各トランジスタはソース、ゲート、及びドレイ
ンと、対応する電極とを含む。加えて、そしてピクセル
構造２００に類似して、ピクセル構造５００は、ピクセ
ルの発光レベルを決定する電位をレベルが格納されるキ
ャパシタＣ１を含む。第１のトランジスタＴ１のソース
は、データラインＤ１に接続されている。第２のトラン
ジスタＴ２のソース電極は、データラインＤ１に接続さ
れている。第１のトランジスタＴ１のゲート電極は、セ
レクトラインＳ１に接続されている。第２のトランジス
タＴ２のゲート電極は、キャパシタＣ１を経由してセレ
クトラインＳ１に接続されている。第１のトランジスタ
Ｔ１のドレイン電極は、蓄積キャパシタＣ１に接続され
るだけでなく第２のトランジスタＴ２のゲート電極にも
接続されている。さらに、スイッチングパワーライン
が、トランジスタＴ２のゲート、トランジスタＴ１のド
レイン、及びキャパシタＣ１に、すべてキャパシタＣ２
を通して結合されている。
【００４５】ピクセル構造２００の動作のように、デー
タライン及びセレクトラインの組合わせが、書込み選択
モード、書込み非選択モード、及び発光モードを含むピ
クセル５００のマルチモード動作を提供する。
【００４６】書込み選択モードに関しては、ピクセル構
造２００は両方のセレクトラインが論理ハイになされる
ことを要求したのに対して、ピクセル構造５００では、
単一のセレクトラインを論理ハイにする。そのようする
と、ピクセル構造２００内の両セレクトラインを論理ハ
イにするのと類似して、キャパシタＣ１の端子が論理ハ
イに結合する。そして、また、そのようにすると、トラ
ンジスタＴ１が導通し、ピクセル構造５００を書込みモ
ードに置く。この点で、望まれる電流が、ピクセル５１
０を駆動しようと試みに際し、データラインＤ１上に印
加される。しかしながら、トランジスタＴ２が十分に導
通するまで、データラインＤ１からの電流は、トランジ
スタＴ１を通ってトランジスタＴ２のゲートへ通過す
る。トランジスタＴ２のゲートが十分な電圧に達し、ト
ランジスタＴ２を介して望まれる電流を通す平衡点に速
やかに到達する。この点に到達すると、そのとき、ピク
セル構造５００は、望まれる電流レベルでプログラムさ
れる。なぜなら、セレクトラインＳ１上とキャパシタＣ
１上との組み合わされた電位が、プログラムされた電流
を伝導するために十分な電位にトランジスタＴ２のゲー
トを保持するからである。
【００４７】書込み非選択モードに関しては、セレクト
ラインＳ１が論理ロウになされるとき、トランジスタＴ
１は非導通にされ、ピクセル構造２００において生じた
のと同じ負の偏移がＣ１上に生じて、どの選択されてい
ないピクセルをも無条件にスイッチオフにする。
【００４８】発光モードに関しては、セレクトラインＳ
１が論理ハイになされ、またＤ１が論理ロウになされ
る。加えて、スイッチングパルスが電流源に分路をつく
り、データラインを動作電位源に結合させる。同時に、
スイッチングパルスは、動作電位源をキャパシタＣ２に
接続する。キャパシタＣ１とＣ２の接合点に蓄積された
電荷およびセレクトラインＳ１上の論理ハイレベルは、
トランジスタＴ２がプログラムされた電流だけをＯ−Ｌ
ＥＤ５１０を通して伝導するようにさせる。Ｔ２のゲー
トは、それによって、書込み選択モード中にプログラム
された電流に近い値に戻される。
【００４９】図５に示された例によれば、動作中に、書
込みモード中の典型的なＤ１上の電流は１マイクロアン
ペアであり、発光モード中は１ｍＡである。再び、Ｄ１
上の典型的な電圧は、書込みモード中では８Ｖである。
【００５０】詳細には記述されていないけれども、代替
的なピクセル構造の追加的な予期される実施例が、図６
〜９に示されている。本開示を手にした当業者は、図２
及び５に関連して述べられた実施例の記述された動作と
図４の電流発生回路とが与えらると、どのように各々の
典型的な具体例が動作するかを認識するだろう。特定の
実施例に依存して、電流発生源４００は、相互接続とタ
イミングの必要性の便宜をはかるために些細な変形を必
要とするかもしれない。
【００５１】詳細には、図６は、本発明に従ったＯ−Ｌ
ＥＤピクセル要素の第３の典型的な実施例の回路図を示
す。端的には、データライン及びセレクトラインは、プ
ログラムされた電流レベルに関連した電位をＣ１上に設
置するために操作される。その後、発光モード中には、
格納された電位がトランジスタＴ２のゲートを適正なレ
ベルに駆動し、電流の適正量がＯ−ＬＥＤ６１０を通過
することを許容する。
【００５２】図７は、本発明に従ったＯ−ＬＥＤピクセ
ル要素の第４の典型的な実施例の回路図を示す。端的に
は、図７に見られるように、トランジスタＴ１、Ｔ２及
びＴ３はＰＭＯＳ技術を使用して製造される。データラ
インだけでなく、セレクトラインおよび電流源も、プロ
グラムされた電流レベルに関連した電位をＣ１上に設定
するために操作される。発光モード中には、格納された
負の電位が、トランジスタＴ２のゲートを適正なレベル
に駆動し、電流の適正量がＯ−ＬＥＤ７１０に通過する
ことを許容する。加えて、ピクセル構造７００は、Ｔ３
の形式でのリセット機構を含み、この機構は、導通され
たときに、Ｃ１上に格納された電位が放電することをを
引き起こす。
【００５３】図８は、本発明に従ったＯ−ＬＥＤピクセ
ル構造の第５の典型的な実施例の回路図を示す。第５の
典型的な実施例は、類似したやり方でプログラムを行
う。しかしながら、この実施例は、フレーム蓄積を含ま
ず、従ってより小さな表示器に対してのみ好適である。
【００５４】図９は、本発明に従ったＯ−ＬＥＤピクセ
ル構造の第６の典型的な実施例の回路図を示す。図７の
実施例と類似して、本実施例はＰＭＯＳトランジスタを
採用する。端的には、データライン及びセレクトライン
は、プログラムされた電流レベルに関連した電位を、本
実施例においては一電極が接地されているＣ１上に設定
すべく動作される。その後、発光モード中には、格納さ
れた電位はトランジスタＴ２のゲートを適正なレベルに
駆動し、電流の適正量がＶｄｄからＯ−ＬＥＤ９１０を
通過することを許容する。
【００５５】本発明は特定の実施例を参照してここで図
示され記述されたけれども、本発明は示された詳細に制
限されるべきことを意図されていない。むしろ、本発明
の精神から離れることなく、そして請求項の均等物の領
域および範囲内において詳細には様々な変形がなされる
可能性がある。
【００５６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
わるピクセル構造、ピクセル構造のアレイ、ピクセル構
造を駆動するための方法では、より低い電圧で、より効
率的であり、そして表示器アプリケーションに対して一
般的により有利である表示器のより良好なタイプを提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、有機発光ダイオード材料を含み、本発
明で使用するのに好適な、表示器の製造（fabricatio
n）の典型的な例示の構成図を示している。
【図２】図２は、本発明に従ったＯ−ＬＥＤピクセル構
造の第１の典型的な具体例の回路図を示している。
【図３】図３は、図２のＯ−ＬＥＤピクセルとともに使
用される典型的な動作モードのタイミング図を示してい
る。
【図４】図４は、図２のＯ−ＬＥＤピクセルとともに使
用するのに好適なデータスキャナ（又は電流源）の回路
図を示している。
【図５】図５は、本発明に従ったＯ−ＬＥＤピクセル構
造の第２の典型的な具体例の回路図を示している。
【図６】図６は、本発明に従ったＯ−ＬＥＤピクセル構
造の第３の典型的な具体例の回路図を示している。
【図７】図７は、本発明に従ったＯ−ＬＥＤピクセル構
造の第４の典型的な具体例の回路図を示している。
【図８】図８は、本発明に従ったＯ−ＬＥＤピクセル構
造の第５の典型的な具体例の回路図を示している。
【図９】図９は、本発明に従ったＯ−ＬＥＤピクセル構
造の第６の典型的な具体例の回路図を示している。
【符号の説明】
２００…ピクセル構造、２１０…Ｏ−ＬＥＤ、Ｔ１、Ｔ
２…トランジスタと、Ｄ１、Ｄ２…データライン、Ｓ
１、Ｓ２…セレクトライン、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、
Ｔ７，Ｔ８…トランジスタ、４００…電流発生回路、５
００…ピクセル構造、５１０…Ｏ−ＬＥＤ、６００…ピ
クセル構造、６１０…Ｏ−ＬＥＤ、７００…ピクセル構
造、７１０…Ｏ−ＬＥＤ、８００…ピクセル構造、８１
０…Ｏ−ＬＥＤ、９００…ピクセル構造、９１０…Ｏ−
ＬＥＤ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表示器に使用するためのピクセル構造で
    あって、 発光ダイオード（ＬＥＤ）を備え、 データ電圧が該ピクセル構造に書込まれることができる
    ように、該ピクセル構造が選択されることを引き起こす
    ための手段を備え、前記データはＬＥＤに与えられるべ
    きプログラムされた電流レベルを表し、 異なる行にあるピクセル構造がそれに書込まれたデータ
    を持っているとき、該ピクセル構造が非選択にされるこ
    とを引き起こすための手段を備え、 ＬＥＤを発光させるために、該プログラムされた電流レ
    ベルをＬＥＤに加えるための手段を備える、ピクセル構
    造。
  2. 【請求項２】 書込みプログラミング中にＬＥＤに流れ
    る該電流を監視するための手段と、 書込みプログラミング中にデータ電圧を調節し、望まれ
    る電流を得るためのフィードバック手段と、を、更に備
    える請求項１に記載のピクセル構造。
  3. 【請求項３】 ピクセル構造が非選択にされることを引
    き起こすための前記手段は、他のピクセル構造を書込み
    プログラミングしている間、該ＬＥＤに通して流れる電
    流を選択的に遮断する、請求項１に記載のピクセル構
    造。
  4. 【請求項４】 ピクセル構造が選択されることを引き起
    こすための前記手段は、独立して制御される２本のセレ
    クトラインと１つのトランジスタとを含む、請求項１に
    記載のピクセル構造。
  5. 【請求項５】 ピクセル構造が非選択されることを引き
    起こすための前記手段は、２本の独立して制御されるセ
    レクトラインと１つのトランジスタとを含む、請求項１
    に記載のピクセル構造。
  6. 【請求項６】 加えるための前記手段は、キャパシタと
    トランジスタとを含む、請求項１に記載のピクセル構
    造。
  7. 【請求項７】 デジタル電流源に結合されたピクセル構
    造のアレイであって、各ピクセル構造は、 第１及び第２のデータラインと、 第１及び第２のセレクトラインと、 第１及び第２のトランジスタであって、各トランジスタ
    は、ソース電極、ゲート電極、及びドレイン電極を有
    し、 プログラムされた電流レベルを表す電位を格納するため
    のキャパシタと、 有機発光ダイオード（Ｏ−ＬＥＤ）と、を備え、 該第１のトランジスタのソース電極は該第１のデータラ
    インに結合され、該第２のトランジスタのソース電極は
    該第２のデータラインに結合され、該第１のトランジス
    タのゲート電極は該第１のセレクトラインに結合され、
    該第２のトランジスタのゲート電極は該キャパシタを経
    由して該第２のセレクトラインと該第１のトランジスタ
    のドレイン電極とに結合され、該第２のトランジスタの
    ドレインは該Ｏ−ＬＥＤに結合されている、ピクセル構
    造のアレイ。
  8. 【請求項８】 該第１及び第２のデータラインに結合さ
    れ、該アレイ内の各ピクセル構造を、書込み選択モー
    ド、書込み非選択モード、及び発光モードを含む３つの
    モードで駆動するための手段を、更に備える請求項７に
    記載のピクセル構造のアレイ。
  9. 【請求項９】 デジタル電流源に結合されたピクセル構
    造のアレイであって、各ピクセル構造は、 第１及び第２のデータラインを備え、 第１及び第２のセレクトラインを備え、 第１及び第２のトランジスタを備え、各トランジスタは
    ソース電極、ゲート電極、及びドレイン電極を有し、 キャパシタを備え、 有機発光ダイオード（Ｏ−ＬＥＤ）を備え、 該第１のトランジスタのソース電極は該第１のデータラ
    インに結合され、該第２のトランジスタのソース電極は
    該第２のデータラインに結合され、該第１のトランジス
    タのゲート電極は該第１のセレクトラインに結合され、
    該第２のトランジスタのゲート電極は該キャパシタを経
    由して該第２のセレクトラインと該第１のトランジスタ
    のドレイン電極とに結合され、該第２のトランジスタの
    ドレイン電極は該Ｏ−ＬＥＤに結合され、 該第１及び第２のデータラインに結合され、書込み選択
    モード、書込み非選択モード、及び発光モードを含む３
    つのモードでアレイ内の各ピクセル構造を駆動するため
    の手段を備え、該書込み選択モードは、プログラムされ
    た電流レベルが該ピクセル構造内に達成されるように、
    該ピクセル構造が選択されることを引き起し、前記プロ
    グラムされた電流レベルは該Ｏ−ＬＥＤ上に表示される
    べき望まれる輝度を表し、該書込み非選択モードは、異
    なる行にあるピクセル構造がそれに書込まれたデータを
    持っているとき、該ピクセル構造が非選択されることを
    引き起して、該発光モードは該Ｏ−ＬＥＤが該プログラ
    ムされた電流レベルで駆動されることを引き起し、該ピ
    クセルを該発光させる、ピクセル構造のアレイ。
  10. 【請求項１０】 有機発光ダイオード（Ｏ−ＬＥＤ）を
    含み、表示器として使用するためのピクセル構造を駆動
    するための方法であって、 データを該ピクセル構造に書込むことができるように、
    該ピクセル構造が書込み選択されることを引き起こし、
    前記データは該Ｏ−ＬＥＤに加えられるべきプログラム
    された電流レベルを表していて、 異なる行にあるピクセル構造がそれに書込まれたデータ
    を持っているとき、該ピクセル構造が書込み非選択にさ
    れることを引き起こし、 該プログラムされた電流レベルを該Ｏ−ＬＥＤに加え、
    該Ｏ−ＬＥＤが発光することを引き起す、方法。
  11. 【請求項１１】 該ピクセル構造は２本のセレクトライ
    ンを含み、両セレクトラインは該ピクセル構造が書込み
    選択されるとき論理ハイになされる、請求項１０に記載
    の方法。
  12. 【請求項１２】 該ピクセル構造は２本のセレクトライ
    ンを含み、両セレクトラインは該ピクセル構造が書込み
    非選択されるとき論理ロウになされる、請求項１０に記
    載の方法。
  13. 【請求項１３】 該ピクセル構造は２本のセレクトライ
    ンを含み、該ピクセル構造が発光されるとき一方のセレ
    クトラインは論理ロウになされる一方で、他のセレクト
    ラインは論理ハイになされる、請求項１０に記載の方
    法。
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