【発明の詳細な説明】
表示装置
本発明は、第１の電極パターンと第２の電極パターンとの間に存在する半導体
共役ポリマーの活性層を具え、前記２つの電極パターンの少なくとも一方が放出
される光に対し透明であり、且つ前記活性層に正孔を注入するのに好適な材料か
らなる第１のパターンを具えるエレクトロルミネッセント装置に関するものであ
る。
活性層と２つの電極層とで一つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を構成しうるが、
エレクトロルミネッセンス装置は複数のＬＥＤを、例えばディスプレイ用に発光
表面のマトリクスの形に具えるのが好ましい。
固体ＬＥＤを照明源として使用することができるとともに、例えばディスプレ
イ及び表示ランプに使用することができる。このようなＬＥＤ構造内の活性層と
しては、ドープＧａＡｓ及びＧａＰのような伝統的なＩＩＩ−Ｖ半導体化合物が
一般に使用されている。その動作は、活性層の両側に位置する電極から半導体材
料内に注入される電子・正孔対の再結合に基づいている。これらの再結合により
エネルギーを（可視）光の形で放出し、これがエレクトロルミネッセンスという
現象である。放出される光の波長、従って色は半導体材料のバンドギャップによ
り決まる。
"Applied Physics Letters 58(18)"，pp.1982-1984(May 6,1991),に発表され
たD．Braun及びA.J．Heegerの論文に提案されているような半導体有機ポリマー
の使用はこれらのタイプの装置に使用可能な材料の数を増大させている。半導体
有機ポリマーは共役重合体鎖を有する。バンドギャップ、電子親和力及びイオン
化ポテンシャルを、共役重合体鎖の適切な選択及び適切な側鎖の選択により調整
することができる。導電性ポリマーと異なり、これらの共役ポリマーはアンドー
プである。このようなポリマー材料の活性層はＣＶＤ法により製造することがで
きるが、可溶性共役ポリマーの溶液のスピンコーティングにより製造するのが好
ましい。これらのプロセスにより、ＬＥＤ及び大発光表面を有するディスプレイ
を簡単に製造することができる。
情報表示用、例えばビデオ用のマトリクスディスプレイ及びモニタは行及び列
に配列された多数の画素に分割される。特にこのタイプのマトリクスディスプレ
イの駆動時に問題が通常生ずる。第１の問題は、一つの行電極又は列電極の電圧
の変化が（非選択）画素の両端間に意図しない電圧変化の影響を与えるクロスト
ークとして知られている。他の問題はフリッカの問題であり、この問題は特に、
例えばビデオ情報又はデータグラフィック情報用に使用されるような大きなマト
リクスにおいて発生する。更に、特にビデオ用においては、画素により種々の値
の光強度（グレーレベル）を発生させることができる必要がある。
本発明の目的は、上述した欠点の一つ以上を解消することにある。この目的の
ために、本発明のエレクトロルミネッセンス装置においては、前記第１及び第２
電極パターンがオーバラップする区域において、これらの電極パターンが中間ポ
リマーと相まって画素の一部分を構成し、且つ当該装置は駆動回路を具え、該駆
動回路が、動作時に、非選択画素の位置における第１電極パターンに第２電極パ
ターンに対しゼロ又は負の電圧を供給するとともに、選択画素の位置における第
１電極パターンに第２電極パターンに対し１．６Ｖ以上の正の電圧を供給するこ
とを特徴とする。このような電圧では、小光出力を依然として観察することがで
きる。
本発明は、ＬＥＤ構造の整流特性が、マトリクス構造のこのような表示装置を
パッシブ表示装置に一般に使用されている駆動方法、例えばアルト及びプレシコ
によるマルチプレックスモード（IEEE Transactions on Electron Devices，Vol
．ED21，February 2，1974，pp.146-155）のような駆動方法により駆動すること
を不可能にするという認識に基づいている。画素と関連するダイオードは非選択
中は第１電極パターンに第２電極パターンに対しゼロ又は負の電圧を与えること
によりスイッチオフする必要がある。選択中は、これらのダイオードは、第１電
極パターンに第２電極パターンに対し十分に高い電圧、即ち１．６Ｖ以上の正電
圧を与えることによりスイッチオンさせてＬＥＤに十分な電流を搬送させる必要
がある。このような電圧ではクロストークは殆ど生じない。第２電極パターンに
対する第１電極パターンの正電圧は２０Ｖ以下にして、駆動電子回路（ＩＣ）を
簡単且つ安価なＩＣ技術で実現可能にするのが好ましい。
選択時間は通常は用途及び使用するポリマー材料に依存する。第１及び第２電
極パターンがストリップ状選択電極及びデータ電極を具える本発明の装置におい
ては、駆動回路は選択時に選択電極に５マイクロ秒以上のパルス幅を有する選択
パルスを供給するものとするのが好ましい。このようなパルス幅では、高い画像
周波数を何の問題もなしに実現でき、フリッカを抑える（６０Ｈｚ以上）と同時
に多数の行（＞１２５０）を駆動することができる。
本発明のエレクトロルミネッセンス装置の好適実施例においては、第１及び第
２電極パターンのオーバラップ区域において、これらの電極パターンが中間のポ
リマーと相まって画素の一部分を構成し、且つ当該装置は駆動回路を具え、該駆
動回路が、動作時に、非選択画素の位置における第１電極パターンに第２電極パ
ターンに対しゼロ又は負の電圧を供給するとともに、１以上の画素の各選択時に
選択画素にほぼ一定の電流を供給し、前記一定の電流の値を表示すべきグレーレ
ベルにより決定することを特徴とする。
個々の画素（ＬＥＤ）は電流制御により極めて良好に調整することができるこ
とを確かめた。この場合には、選択中駆動回路が表示すべきグレーレベルにより
決まるパルス幅を有するデータパルスをデータ電極に供給することにより光強度
変化（グレーレベル）を得ることができる。このグレーレベル調整は少なくとも
５０ナノ秒のパルス幅で既に実現される。
他方、駆動回路により１以上の画素の各選択時に選択画素にほぼ一定の電流を
供給し、この電流の値を表示すべきグレーレベルにより決定することによりグレ
ーレベルを得ることもできる。
本発明のこれらの特徴及び他の特徴は以下に記載する実施例の説明から明らか
になる。
図面において、
図１は本発明表示装置の一部分の平面図であり、
図２は図１のＩＩ−ＩＩ線上の断面図であり、
図３は本発明表示装置の等価回路図であり、
図４〜１１はこのような装置における種々の制御信号を示し、
図１１は図２に示す装置の変形例を示す。
これらの図は略図であり、正しい寸法比で描かれてない。対応する素子は同一
の参照番号で示されている。
図１は導電材料からなる電極層の２つのパターン１２、１３間に活性層１１を
有する表示装置１０の一部分の平面図であり、図２はその断面図である。この実
施例では、電極１２が列電極又はデータ電極を構成し、電極１３が行電極又は選
択電極を構成する。このようにすると、これらの電極と中間の活性材料とが相ま
って発光ダイオード（ＬＥＤ）１４のマトリクスを構成し、本願ではこれらの発
光ダイオード１４を画素１４又はピクセル１４とも称す（図３）。少なくとも一
方の電極パターンが活性層内で放出される光に対し透明である。動作中、列電極
又はデータ電極１２は、活性層に正孔を注入するためにこれらの電極が選択電極
１３に対し十分に正の電圧を有するように駆動される。これらの電極１２の材料
は高い仕事関数を有し、通常酸化インジウム又は酸化インジウム−錫（ＩＴＯ）
の層により構成される。特にＩＴＯがその高い導電率及び透明度のために好適で
ある。選択電極１３は活性層に電子を注入する負電極（電極１２に対し）として
作用する。この実施例では、この層の材料はアルミニウムである。低い仕事関数
を有する材料、例えばインジウム、カルシウム、バリウム又はマグネシウムを選
択するのが好ましい。通常大電流が行電極を経て流れるために、これらの電極は
低い抵抗値を有し、この低抵抗値は例えば材料の選択又は層厚の選択により得ら
れる。
ＩＴＯの電極１２は蒸着、スパッタリング又はＣＶＤ法により設ける。これら
の電極及び一般には電極１３も慣例のフォトリソグラフィ法により、又は蒸着処
理中に装置１０の所望のパターンと一致するマスクを用いて部分スクリーニング
により所要のパターンに構成する。
活性層又は発光層１１用に好適な共役ポリマーはポリ（３−アルキルチオフェ
ン）及びポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）を主成分とするポリマーで
ある。可溶性共役ポリマーが好ましい。その理由は、これらの活性層を、例えば
スピンコーティング法で容易に製造することができるためである。
可溶性共役ＰＰＶ誘導体の例にはポリ（ジアルコキシ−ｐ−フェニレンビニレ
ン）及びポリ（ジアルキル−ｐ−フェニレンビニレン）がある。これらのポリマ
ーのフェニレン基はしばしばアルコキシ基又はアルキル基と２，５位置で置換さ
れる。第１グループの代表例は、例えばポリ［２−メトキシ，５−（２−エチル
ヘキシルオキシ）−ｐ−フェニレンビニレン］（ＭＥＴ−ＰＰＶ）及びポリ［２
−メトキシ，５−（３，７−ジメチルオクチルオキシ）−ｐ−フェニレンビニレ
ン］であり、前者は活性層に使用すると黄−橙色光を放出し、後者は橙色光を放
出する。第２のグループの代表例は、例えばポリ［２−メチル−５−（ｎ−ドデ
シル）−ｐ−フェニレンビニレン］、ポリ［２−メチル−５−（３，７−ジメチ
ルオクチル）−ｐ−フェニレンビニレン］及びポリ［２−メチル−５−（４，６
、６−トリメチルヘプチル）−ｐ−フェニレンビニレン］である。後者の３つの
ポリマーは活性層に使用すると緑色光を放出する。
共役ポリマーの調製方法に応じて、ポリマーは１５％までの非共役単位を含む
ことができる。このような非共役単位は光子の数／活性層内の注入電子により定
義されるエレクトロルミネッセンス効率を向上させる。
上述の共役ＰＰＶ誘導体は通常の有機溶剤、例えばクロロホルムのようなハロ
ゲン化炭化水素及びトルエンのような芳香族炭化水素に可溶性である。アセトン
及びテトラハイドロフランを溶剤として使用することもできる。
共役ポリマーの重合度は１０〜１００，０００である。
共役ポリマーの活性層は一般に１０〜２５０ｎｍの厚さ、特に１００〜２００
ｎｍの厚さを有する。
ＬＥＤ構造は、例えばガラス、石英ガラス、セラミック材料又は合成材料から
なる基板上に設けることができる。透光性基板又は透明基板を使用するのが好ま
しい。フレキシブルエレクトロルミネッセンス装置が望ましい場合には、合成材
料の透明箔を使用する。透明でフレキシブルな好適な合成材料は、例えばポリイ
ミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、ポリエチレン及びポリ
ビニルクロライドである。
図３はこのようなＬＥＤ１４のｎ行×ｍ列のマトリクスの一部分の等価回路図
である。この装置は更に行選択回路１５（例えば、マルチプレクサ回路）及びデ
ータレジスタ１６を具える。外部から供給される情報１７、例えばビデオ信号を
処理装置１８内で処理する。この処理装置１８は、表示すべき情報に応じて、デ
ータレジスタ１６の各部分を供給リード１９を経て充電し、トランジスタ２２（
本例ではｐｎｐトランジスタ）のベース２３に前記情報に関連する電圧をライン
２１を経て供給する。この実施例では、実際の列導体１２をトランジスタ２２の
コレクタ２４に導電接続するとともに、これらのトランジスタのエミッタ２５を
抵抗２６を経て固定電圧、本例では接地された電圧源２７の＋２Ｖの電圧に接続
する。ほぼ同一の抵抗値を有する抵抗２６及びレジスタ１６によりベース２３に
供給される電圧を、この実施例ではトランジスタ２２及び抵抗２６の組合せがほ
ぼ理想電流源とみなせるように選択する。しかし、この電流源は、その電流をコ
レクタを経て放出しうる場合に流すことができるのみである。この目的のために
は、行電極１３の電圧は十分に低くする必要がある。この行選択電圧は行選択回
路１５により供給される。行の選択とライン２１への電圧供給との間の相互同期
は駆動装置１８により駆動ライン２０を経て行われる。
このような装置に関連する種々の駆動信号を図４〜１０に示す。図４〜６は、
上述の実施例において、ライン１、２及びｎを選択電圧Ｖselにより期間ｔL中選
択する行選択信号又はライン選択信号を示す。これらの選択信号は、例えば画像
周期又は（本例の場合のように）フレーム周期ｔfに等しい周期の残りの期間中
、非選択電圧Ｖnonselを供給する。
フレーム周期中に、列又はデータ電極１２に、画素Ｐ11及びＰ12が０及び約1/
2Ｉ0の強度で光を放出するような電圧が、画素Ｐ21及びＰ22が約1/2Ｉ0及びＩ0
の強度で光を放出するような電圧が、画素Ｐn1及びＰn2が3/4Ｉ0及び約1/4Ｉ0の
強度で光を放出するような電圧が供給される。ここで、Ｉ0は最大輝度である。
図７及び８は、装置が電圧により制御される場合に列電極１２に供給される電
圧を示す（この場合には図３に示す電流源２２が存在しないで、データ電圧がレ
ジスタ１６から列電極１２に直接供給される）。瞬時ｔ0から、ライン１が電圧
Ｖselにより期間ｔL中選択されるとともに、電圧−ＶD及び−1/2ＶDが列１及び
列２の列電極に供給される。この場合、ダイオード構造両端間の電圧はアノード
からカソードの方向に見てそれぞれ（−ＶD−Ｖsel）及び（−1/2ＶD−
Ｖsel）になる。瞬時ｔ1から、ライン２が電圧Ｖselにより期間ｔL中選択される
とともに、電圧０及び＋ＶDが列１及び列２の列電極に供給される。この場合、
ダイオード構造両端間の電圧はそれぞれ−Ｖsel及び（ＶD−Ｖsel）になる。同
様に、ラインｎが瞬時ｔn-1から電圧Ｖselにより期間ｔL中選択されるとともに
、電圧−1/2ＶD及び−1/2ＶDが列１及び列２の列電極に供給される。この場合、
ダイオード構造両端間の電圧はそれぞれ（＋1/2ＶD−Ｖsel）及び（−1/2ＶD−
Ｖsel）になる。
この場合には、Ｖsel及びＶDを、（例えば、負値のＶselに対し）ＬＥＤ構造
両端間の電圧が（−ＶD−Ｖsel）のとき殆どコンダクタンスを示さず、光をちょ
うど放出しなくなるが、（ＶD−Ｖsel）のとき光を強度Ｉ0で放出するように選
択する。ＬＥＤ両端間の電圧と放出光強度との間に直線関係が存在するものと仮
定すれば、画素は上述した強度で光を放出する。実際には、この関係は非線形で
あるため、ＬＥＤの強度電圧変化（及びしきい値電圧のような他の特性）の補正
を考慮する必要がある。
電圧Ｖnonselは、例えば最大データ電圧より大きい正の値（Ｖnonsel＞ＶDmax
）に選択して、非選択期間中、列電極の電圧と無関係に、ＬＥＤ構造の両端間に
、アノードからカソードに見て、常に負又はゼロ電圧が存在するように選択する
。
しかし、電流源２２、２６を使用すると、搬送電流と光強度との間にほぼ直線
関係が得られる。これは、ＬＥＤの放出光量を電流変調により制御する可能性を
もたらす。この場合にはデータレジスタ１６はトランジスタ２２のベース２３に
入力情報に関連する電圧を供給し、関連する電流値が０とＩ0との間のＬＥＤ放
出光に対応する値の間で変化するようにする。
しかし、入力情報１７を、（例えば、ディジタル技術により）、この情報と関
連するグレーレベルをパルス幅として記憶するように処理するのが好ましい。列
１、２、ｎと関連するトランジスタのベースと関連する電圧変化を図９及び１０
に示す。期間ｔ0−ｔ1中、列１と関連するトランジスタは選択されず、列２と関
連するトランジスタが1/4ｔL中そのベースで電圧Ｖ0により選択される。この電
圧は、抵抗２６とともに、トランジスタ２２が常にＩ0の強度の光を放出す
る電流を搬送するように選択する（例えば、電圧源２７に接続されたエミッタ抵
抗２６の共通接続点の電圧が＋２Ｖのとき０Ｖ）。この場合、画素Ｐ11及びＰ12
の光強度はそれぞれ０及び1/4Ｉ0になる。ここでも、同様に、Ｖnonselは、列電
極の電圧と無関係に、データ電極と行電極との間の電圧が（ＬＥＤ構造の両端間
で、アノードからカソードに見て）常にゼロ又は負になるするように選択する。
期間ｔ1−ｔ2中、列１と関連するトランジスタが1/2ｔL中そのベースで電圧Ｖ0
により選択され、列２と関連するトランジスタがｔL中そのベースで電圧Ｖ0に
より選択される。この場合、画素Ｐ21及びＰ22の光強度はそれぞれ1/2Ｉ0及びＩ0
になる。期間ｔn-1−ｔn中、列１と関連するトランジスタが3/4ｔL中そのベー
スで電圧Ｖ0により選択され、列２と関連するトランジスタが1/4ｔL中そのベー
スで電圧Ｖ0により選択される。この場合、画素Ｐn1及びＰn2の光強度はそれぞ
れ3/4Ｉ0及び1/4Ｉ0になる。
値Ｉ0の光強度は本例ではパルス幅ｔLのデータパルスで達成されるが、この値
はもっと短いパルスで達成することができる。即ち、図９及び１０に示すデータ
パルスは実際のライン期間ｔLよりはるかに短いパルス幅を有するものとするこ
とができる。
前文に記載したように、ＬＥＤ構造（画素）両端間の順方向電圧を十分高くし
て（＞１．６Ｖ）これを導通させ、光放出を発生させるものとすれば、ＬＥＤ構
造両端間の電圧を、図４〜８につき説明した電圧制御を使用する場合には、広い
範囲内で変化させることができるが、実際上の理由（駆動電圧をＩＣにより供給
する必要がある）のためにこの電圧は２０Ｖ以下に維持するのが好ましい。しか
し、これは装置の動作のために厳密に必要とされるわけではない。
また、選択パルス（従ってデータパルス）のパルス幅も両実施例において広範
囲に亘って変化させることができる。コンピュータモニタ用においては、５μs
の最小パルス幅を十分に使用しうる。
電流制御を使用すると、５０nsのデータパルスを使用しうる。上述の電圧はこ
れらのパルス幅で満足であることが確かめられた。これより小さいパルス幅では
、必要とされる電圧が急速に大きくなり、上述した実際上の欠点を導き、原則と
して使用不可能である。
図１１は、透明電極１２を導電性ポリマーの領域として設けた本発明装置を示
す。この目的のためにポリマーの透明電極層を構成する。この電極層は異なる電
気特性を有する領域を有する。即ち、この電極層のポリマーは、位置に応じて、
導通状態及び非導通状態である。正孔注入用の実際の電極として機能する導電領
域１２に加えて、ポリマー層は電気的に絶縁性の領域８を具える。ここで電気的
に絶縁性とは使用する層厚で１０8Ω／スクエア以上の表面抵抗率であることを
意味する。使用する層厚では、導電領域は最大で１ｋΩ／スクエアの表面抵抗率
を有し、従って電極として好適である。
透明電極層用に好適なポリマーはポリアニリン（ＰＡＮＩ）及びポリ−３，４
−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）である。これらのポリマーは導電
状態にも絶縁状態にもすることができる。
要するに、本発明は、半導体ポリマーの活性層を有する、例えばマトリクスの
形態に配列された画素からなるエレクトロルミネッセンス表示装置の制御装置に
関するものであり、これによりフリッカ及びクロストークを低減するすることに
ある。制御装置は電圧制御に基づくものとし、画素両端間の電圧を１．６Ｖ〜２
０Ｖの範囲にすることができるが、電流制御に基づくものとし、選択パルスの幅
でグレーレベルを決定するものとする方が好ましい。
本発明はマトリクスディスプレイに関し説明したが、上述の駆動方法及び装置
はセグメント画像電極を有する表示装置（英数字ディスプレイ）又は単−ＬＥＤ
構造にも使用することができる。
図示の電流源の代わりに、ｎｐｎトランジスタ又はＭＯＳトランジスタからな
る電流源を使用することもできるとともに、演算増幅器からなる電流源を使用す
ることもできる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Display device
The present invention relates to a semiconductor which exists between a first electrode pattern and a second electrode pattern.
An active layer of a conjugated polymer, wherein at least one of said two electrode patterns emits
A material that is transparent to the applied light and is suitable for injecting holes into the active layer.
An electroluminescent device comprising a first pattern comprising
You.
An active layer and two electrode layers can constitute one light emitting diode (LED),
Electroluminescent devices emit multiple LEDs, for example for displays
It is preferably provided in the form of a surface matrix.
Solid-state LEDs can be used as illumination sources, and
It can be used for b and display lamps. The active layer in such an LED structure
Traditional III-V semiconductor compounds such as doped GaAs and GaP are
Commonly used. The operation is based on the semiconductor material from the electrodes located on both sides of the active layer.
It is based on the recombination of electron-hole pairs injected into the sample. With these recombination
Emits energy in the form of (visible) light, which is called electroluminescence
It is a phenomenon. The wavelength of the emitted light, and thus the color, depends on the band gap of the semiconductor material.
Is determined.
Published in "Applied Physics Letters 58 (18)", pp.1982-1984 (May 6,1991).
D. Braun and A.J. Semiconducting organic polymers as proposed in Heeger's paper
Has increased the number of materials available for these types of devices. semiconductor
Organic polymers have conjugated polymer chains. Band gap, electron affinity and ions
Potential is adjusted by appropriate selection of conjugated polymer chains and appropriate side chains
can do. Unlike conductive polymers, these conjugated polymers are
It is. An active layer of such a polymer material can be manufactured by a CVD method.
However, it is preferable to manufacture by spin coating a solution of a soluble conjugated polymer.
Good. By these processes, LEDs and displays with large light emitting surfaces
Can be easily manufactured.
Matrix displays and monitors for displaying information, for example video, are rows and columns
Are divided into a number of pixels. Especially this type of matrix display
A problem usually arises when driving a. The first problem is the voltage of one row or column electrode.
Changes in the cross-section of the (unselected) pixels affect unintended voltage changes
Also known as the ark. Another problem is flicker, which is especially
Large matrices such as those used for video or data graphic information
Occur in Rix. Furthermore, especially for video, various values
It is necessary that the light intensity (gray level) can be generated.
It is an object of the present invention to overcome one or more of the disadvantages described above. For this purpose
Therefore, in the electroluminescence device of the present invention, the first and second
In the area where the electrode patterns overlap, these electrode patterns
A part of the pixel in combination with the reamer, and the device comprises a driving circuit;
When the driving circuit operates, the second electrode pattern is applied to the first electrode pattern at the position of the non-selected pixel.
Supply a zero or negative voltage for the turn and
Supply a positive voltage of 1.6 V or more to the first electrode pattern to the second electrode pattern.
And features. At such a voltage, the small light output can still be observed.
Wear.
The present invention relates to such a display device in which the rectification characteristic of the LED structure is a matrix structure.
Driving methods commonly used for passive display devices, such as Alto and Plesico
Mode in IEEE Transactions on Electron Devices, Vol.
. ED21, February 2, 1974, pp.146-155)
Is based on the perception that it is impossible. Pixel and associated diode are unselected
During the application of zero or negative voltage to the first electrode pattern to the second electrode pattern
Must be switched off. During selection, these diodes are
The pole pattern has a sufficiently high voltage with respect to the second electrode pattern, that is, a positive voltage of 1.6 V or more.
Need to be switched on by applying pressure to allow the LED to carry sufficient current
There is. Crosstalk hardly occurs at such a voltage. For the second electrode pattern
On the other hand, the positive voltage of the first electrode pattern is set to 20 V or less to drive the driving electronic circuit (IC).
Preferably, it can be realized with simple and inexpensive IC technology.
The selection time usually depends on the application and the polymer material used. 1st and 2nd electricity
An apparatus according to the invention wherein the pole pattern comprises strip-shaped selection electrodes and data electrodes.
In other words, when the drive circuit is selected, the selection electrode having a pulse width of 5 microseconds or more
Preferably, a pulse is provided. With such a pulse width, a high image
Frequency can be realized without any problems, and at the same time as suppressing flicker (60 Hz or more)
Can drive many rows (> 1250).
In a preferred embodiment of the electroluminescent device of the present invention, the first and second
In the overlapping area of the two electrode patterns, these electrode patterns
A part of the pixel in combination with the reamer, and the device comprises a driving circuit;
When the driving circuit operates, the second electrode pattern is applied to the first electrode pattern at the position of the non-selected pixel.
Supply a zero or negative voltage for the turn, and at each selection of one or more pixels
An almost constant current is supplied to the selected pixel, and the gray level at which the value of the constant current should be displayed is displayed.
It is determined by the bell.
Each pixel (LED) can be adjusted very well by current control.
I confirmed. In this case, depending on the gray level to be displayed by the drive circuit during selection,
By supplying a data pulse with a determined pulse width to the data electrode, the light intensity
A change (gray level) can be obtained. This gray level adjustment is at least
It is already realized with a pulse width of 50 ns.
On the other hand, when the one or more pixels are selected by the driving circuit, a substantially constant current is supplied to the selected pixel.
Supply, and the value of this current is determined by the gray level to be displayed.
-You can also get a level.
These and other features of the invention will be apparent from the description of the embodiments which follow.
become.
In the drawing,
FIG. 1 is a plan view of a part of the display device of the present invention,
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the display device of the present invention,
4 to 11 show various control signals in such a device,
FIG. 11 shows a modification of the device shown in FIG.
These figures are schematic and are not drawn to scale. Corresponding elements are the same
Are indicated by reference numbers.
FIG. 1 shows an active layer 11 between two patterns 12 and 13 of an electrode layer made of a conductive material.
FIG. 2 is a plan view of a part of the display device 10 having the same, and FIG. 2 is a sectional view thereof. This fruit
In the embodiment, the electrodes 12 constitute column electrodes or data electrodes, and the electrodes 13 constitute row electrodes or select electrodes.
A selection electrode is formed. In this way, these electrodes and the intermediate active material become compatible.
Constitutes a matrix of light emitting diodes (LEDs) 14, and in the present application, these
The photodiode 14 is also called a pixel 14 or a pixel 14 (FIG. 3). At least one
The other electrode pattern is transparent to light emitted in the active layer. During operation, column electrodes
Alternatively, the data electrode 12 is used as a selective electrode for injecting holes into the active layer.
13 are driven to have a sufficiently positive voltage. Materials for these electrodes 12
Has a high work function, usually indium oxide or indium-tin oxide (ITO)
Of layers. Especially ITO is suitable for its high conductivity and transparency
is there. The selection electrode 13 serves as a negative electrode (as opposed to the electrode 12) for injecting electrons into the active layer.
Works. In this embodiment, the material of this layer is aluminum. Low work function
Materials having indium, such as indium, calcium, barium or magnesium.
Is preferred. Because large currents normally flow through the row electrodes, these electrodes
It has a low resistance, which can be obtained, for example, by selecting the material or the layer thickness.
It is.
The ITO electrode 12 is provided by vapor deposition, sputtering, or CVD. these
The electrodes and, in general, the electrodes 13 are also formed by conventional photolithographic methods or by evaporation.
Partial screening using a mask that matches the desired pattern of the apparatus 10 during processing
To form the required pattern.
A suitable conjugated polymer for the active or light emitting layer 11 is poly (3-alkylthiophene).
) And poly (p-phenylenevinylene) (PPV)
is there. Soluble conjugated polymers are preferred. The reason is that these active layers, for example,
This is because it can be easily manufactured by a spin coating method.
Examples of soluble conjugated PPV derivatives include poly (dialkoxy-p-phenylene vinylene)
) And poly (dialkyl-p-phenylenevinylene). These polymers
Phenylene group is often substituted at the 2,5-position with an alkoxy or alkyl group.
It is. Representative examples of the first group include, for example, poly [2-methoxy, 5- (2-ethyl)
Hexyloxy) -p-phenylenevinylene] (MET-PPV) and poly [2
-Methoxy, 5- (3,7-dimethyloctyloxy) -p-phenylene vinylene
The former emits yellow-orange light when used for the active layer, and the latter emits orange light.
Put out. Representative examples of the second group include, for example, poly [2-methyl-5- (n-dode
Sil) -p-phenylenevinylene], poly [2-methyl-5- (3,7-dimethyl)
(Octyl) -p-phenylenevinylene] and poly [2-methyl-5- (4,6
, 6-trimethylheptyl) -p-phenylenevinylene]. The latter three
The polymer emits green light when used in the active layer.
Depending on the method of preparation of the conjugated polymer, the polymer contains up to 15% of non-conjugated units
be able to. Such non-conjugated units are defined by the number of photons / electrons injected into the active layer.
To improve the defined electroluminescence efficiency.
The conjugated PPV derivatives mentioned above are commonly used in organic solvents, for example halo such as chloroform.
It is soluble in genated hydrocarbons and aromatic hydrocarbons such as toluene. acetone
And tetrahydrofuran can also be used as a solvent.
The degree of polymerization of the conjugated polymer is 10 to 100,000.
The active layer of the conjugated polymer is generally between 10 and 250 nm thick, in particular between 100 and 200 nm.
It has a thickness of nm.
LED structures can be made, for example, from glass, quartz glass, ceramic materials or synthetic materials.
On a substrate. It is preferable to use a translucent substrate or a transparent substrate.
New If a flexible electroluminescent device is desired, a synthetic material
Use transparent foil for the ingredients. Suitable transparent and flexible synthetic materials are, for example,
Mid, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyethylene and poly
It is vinyl chloride.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a part of an n-row × m-column matrix of such an LED 14.
It is. The device further includes a row selection circuit 15 (eg, a multiplexer circuit) and a
Data register 16. Information 17 supplied from outside, for example, a video signal
The processing is performed in the processing device 18. The processing device 18 performs data decoding according to the information to be displayed.
Each part of the data register 16 is charged via the supply lead 19 and the transistor 22 (
In the present example, a voltage related to the information is connected to the base 23 of a pnp transistor.
Supplied via 21. In this embodiment, the actual column conductor 12 is
Conductive connection to collector 24 and emitter 25 of these transistors
Connected to a fixed voltage via resistor 26, in this example + 2V voltage of grounded voltage source 27
I do. Resistor 26 having substantially the same resistance value and resistor 16 connect to base 23
The supplied voltage is almost equal to the combination of the transistor 22 and the resistor 26 in this embodiment.
Select so that it can be regarded as an ideal current source. However, this current source
It can only be flowed if it can be discharged via the collector. For this purpose
Requires that the voltage of the row electrode 13 be sufficiently low. This row selection voltage is
It is supplied by way 15. Mutual synchronization between row selection and voltage supply on line 21
Is performed by the driving device 18 via the driving line 20.
Various drive signals associated with such a device are shown in FIGS. 4 to 6
In the embodiment described above, lines 1, 2 and n are connected to the selection voltage VselThe period tLMiddle selection
The row selection signal or the line selection signal to be selected is shown. These selection signals are
Period or frame period t (as in this example)fDuring the rest of the cycle equal to
, Non-selection voltage VnonselSupply.
During the frame period, the pixel P11And P12Is 0 and about 1 /
2I0The voltage that emits light at the intensity of the pixel Ptwenty oneAnd Ptwenty twoIs about 1 / 2I0And I0
The voltage that emits light at the intensity of the pixel Pn1And Pn2Is 3 / 4I0And about 1 / 4I0of
A voltage is supplied that emits light at an intensity. Where I0Is the maximum luminance.
7 and 8 show the power supplied to the column electrodes 12 when the device is controlled by voltage.
(In this case, the data voltage is low without the current source 22 shown in FIG. 3).
It is directly supplied from the register 16 to the column electrode 12). Instant t0From, line 1 is the voltage
VselThe period tLAnd the voltage −VDAnd -1 / 2VDIs column 1 and
It is supplied to the column electrodes of column 2. In this case, the voltage across the diode structure is the anode
(−VD-Vsel) And (-1 / 2VD−
Vsel)become. Instant t1From the line VselThe period tLSelected inside
With voltage 0 and + VDIs supplied to the column electrodes of column 1 and column 2. in this case,
The voltage across the diode structure is -VselAnd (VD-Vsel)become. same
Thus, line n is instantaneous tn-1From the voltage VselThe period tLWhile being selected
, Voltage -1 / 2VDAnd -1 / 2VDIs supplied to the column electrodes of column 1 and column 2. in this case,
The voltage across the diode structure is (+ 1 / 2VD-Vsel) And (-1 / 2VD−
Vsel)become.
In this case, VselAnd VD(Eg, a negative VselLED structure
When the voltage between both ends is (-VD-Vsel) Shows almost no conductance.
Although no udon is released, (VD-Vsel)), The light intensity I0Selected to release
Select. It is assumed that there is a linear relationship between the voltage across the LED and the emitted light intensity.
If so, the pixel emits light at the intensity described above. In practice, this relationship is nonlinear
As such, correction for LED intensity voltage changes (and other characteristics such as threshold voltage)
Need to be considered.
Voltage VnonselIs, for example, a positive value (Vnonsel> VDmax
), During the non-selection period, independent of the voltage of the column electrodes, across the LED structure
Select, as seen from anode to cathode, there is always a negative or zero voltage
.
However, with the use of the current sources 22, 26, a substantially linear relationship between the carrier current and the light intensity
A relationship is obtained. This increases the possibility of controlling the amount of light emitted from the LED by current modulation.
Bring. In this case, the data register 16 is connected to the base 23 of the transistor 22.
Provides a voltage associated with the input information and the associated current values are 0 and I0LED release between
It is made to vary between values corresponding to light emission.
However, input information 17 may be associated (eg, with digital technology) with this information.
Preferably, the processing is performed so that the consecutive gray levels are stored as pulse widths. Column
The voltage changes associated with the bases of the transistors associated with 1, 2, n are shown in FIGS.
Shown in Period t0-T1In the middle, the transistor associated with column 1 is not selected and the transistor associated with column 2 is not selected.
Connected transistor is 1 / 4tLInside the base voltage V0Is selected by This
The voltage, together with the resistor 26, is such that the transistor 220Emits light of the intensity
(E.g., an emitter resistor connected to a voltage source 27).
0V when the voltage at the common connection point of the anti-26 is + 2V). In this case, the pixel P11And P12
Are 0 and 1 / 4I respectively0become. Again, VnonselIs the column power
Regardless of the voltage at the poles, the voltage between the data and row electrodes is
Where it is always selected to be zero or negative (from anode to cathode).
Period t1-TTwoMedium, the transistor associated with column 1 is 1 / 2tLInside the base voltage V0
And the transistor associated with column 2 is tLInside the base voltage V0To
More choice. In this case, the pixel Ptwenty oneAnd Ptwenty twoLight intensity is 1 / 2I0And I0
become. Period tn-1-TnInside, the transistor associated with column 1 is 3 / 4tLInside that bee
Voltage V0And the transistor associated with column 2 is 1 / 4tLInside that bee
Voltage V0Is selected by In this case, the pixel Pn1And Pn2The light intensity of
3 / 4I0And 1 / 4I0become.
Value I0Is the pulse width t in this example.LIs achieved with a data pulse of
Can be achieved with shorter pulses. That is, the data shown in FIGS.
The pulse is the actual line period tLHave a much shorter pulse width than
Can be.
As described in the preamble, the forward voltage across the LED structure (pixel) should be sufficiently high.
(> 1.6V), if this is made conductive to generate light emission, the LED structure
When the voltage control described with reference to FIGS.
It can be changed within the range, but for practical reasons (drive voltage is supplied by IC
This voltage is preferably kept below 20V. Only
However, this is not strictly required for the operation of the device.
Also, the pulse width of the selection pulse (and therefore the data pulse) is wide in both embodiments.
It can vary over the enclosure. 5 μs for computer monitor
Can be used satisfactorily.
With current control, 50 ns data pulses can be used. The above voltage is
It was confirmed that these pulse widths were satisfactory. For pulse widths smaller than this,
, The required voltage grows rapidly, leading to the practical disadvantages mentioned above,
And cannot be used.
FIG. 11 shows the device of the present invention in which the transparent electrode 12 is provided as a conductive polymer region.
You. A transparent electrode layer of a polymer is constructed for this purpose. This electrode layer has different electrodes
It has a region having air characteristics. That is, the polymer of this electrode layer is, depending on the position,
A conductive state and a non-conductive state. A conductive region that acts as a real electrode for hole injection
In addition to regions 12, the polymer layer comprises electrically insulating regions 8. Electrical here
Insulation means that the layer thickness used is 108Ω / square or higher surface resistivity
means. At the layer thickness used, the conductive area has a maximum surface resistivity of 1 kΩ / square
Therefore, it is suitable as an electrode.
Suitable polymers for the transparent electrode layer are polyaniline (PANI) and poly-3,4
-Ethylenedioxythiophene (PEDOT). These polymers are conductive
It can be in a state or an insulation state.
In short, the present invention provides an active layer of semiconducting polymer, e.g.
Control device for an electroluminescent display device composed of pixels arranged in different forms
To reduce flicker and crosstalk.
is there. The control device is based on voltage control, and sets the voltage between both ends of the pixel to 1.6V to 2V.
It can be in the range of 0 V, but it is based on current control and the width of the selection pulse
It is preferable to determine the gray level by
The present invention has been described with reference to a matrix display.
Is a display device having segment image electrodes (alphanumeric display) or single-LED
Can also be used for construction.
Instead of the current source shown, an npn transistor or a MOS transistor is used.
Current sources that use operational amplifiers.
You can also.
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フロントページの続き
(72)発明者 クウェイク カレル エルベルト
オランダ国 5621 ベーアー アインドー
フェン フルーネヴァウツウェッハ １────────────────────────────────────────────────── ───
Continuation of front page
(72) Inventor Quake Karel Elbert
Netherlands 5621 Behr Eindow
Fen Flenewowswech 1