JPH10512690A - エレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 マトリックスの形態で配置したポリマーＬＥＤ、例えば画素に基づく表示装置の駆動に当り、インターレース信号からの情報を毎回２つの順次の行に書込むことにより寿命を高める。駆動は、画素にまたがる電圧が表示すべき画像を規定する電圧制御に基づいて行なうことができるも、電流制御に基づいて行なうこともできる。

Description

【発明の詳細な説明】 エレクトロルミネッセンス表示装置 本発明は、半導電性共役ポリマーより成る少なくとも１つの層を有するエレク トロルミネッセンス装置であって、前記層は電極の第１及び第２パターン間に介 在し、少なくとも一方のパターンが放出さすべき光に対し透過性となっており、 第１パターンが正孔又は電子を前記層中に注入させるのに適した材料を有してい る当該エレクトロルミネッセンス装置に関するものである。 前記の層は単一の発光ポリマー層を有するようにしうるも、複数の層、例えば 正孔を注入する層及び発光層を有するようにもしうる。２つよりも多い層の組を 用いることもできる。 ポリマー層と２つの電極層とが相俟って複数のＬＥＤを、例えば表示のための 発光表面のマトリックスの形態で構成することができる。このような構造体の動 作はポリマー層の両面にある電極から半導電性材料中に注入される電子及び正孔 の再結合に基づくものである。これらの再結合の為にエネルギーが（可視）光の 形態で放出され、この現象がエレクトロルミネッセンスと称されている。放出光 の波長、従って色は半導電性材料のバンドギャップによって決定される。 １９９１年５月６日に発行されたＡｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔ ｅｒｓ ５８（１８）の第１９８２〜１９８４頁にＤ．Ｂｒａｕｎ及びＡ．Ｊ． Ｈｅｅｇｅｒ氏によって発表された論文で提案されているような半導電性有機ポ リマーを用いることにより、上述した種類の装置に用いうる材料の種類が増大す る。半導電性有機ポリマーは共役ポリマー鎖を有する。バンドギャップ、電子親 和力及びイオン化電位は、共役ポリマー鎖を適切に選択し且つ側鎖を適切に選択 することにより調整しうる。これらの共役ポリマーは導電性ポリマーと相違して ドーピングされていない。このようなポリマー材料の層はＣＶＤ処理により制御 しうるも、可溶性の共役ポリマーの溶液をスピンコーティングすることにより製 造するのが好ましい。これらの処理によれば、大きな発光面を有するＬＥＤ及び 表示装置を簡単に製造しうる。 情報、例えばビデオ分野に対する情報を表示するマトリックス表示装置は行及 び列に配置された多数の画素に細分されている。問題は特に上述した種類のマト リックス表示装置を駆動すに際に通常生じる。時間平均の輝度を所望通りに得る には、駆動された画素が短い選択期間の間大電流を流すようにする必要がある。 しかし、電流密度があまりにも高いとこのようなＬＥＤ構造体の寿命に悪影響を 及ぼす。 本発明の目的は上述した欠点を回避することにある。この目的のために、本発 明によるエレクトロルミネッセンス装置では、前記電極が行および列電極の交差 パターンを構成し、画素は介在させたポリマーの層中で行及び列電極の交差領域 に形成され、エレクトロルミネッセンス装置は、第１の奇数フィールドのライン からの画像情報から取出した駆動電圧を画素の、２つの順次の行に与えるととも に第２の偶数フィールドのラインからの画像情報から取出した駆動電圧を画素の 、２つの順次の行に与える駆動回路を有し、第１のフィールド及び第２のフィー ルドからの画像情報から取出した駆動電圧を交互に画素の各行に与えるようにな っていることを特徴とする。 本発明は、（時間）平均の輝度を同じにしょうとする場合には、個々の画素は 、２つのフィールドのうちの一方のフィールドからの情報のみを画素の各行に与 える状態に比べて半分のみの輝度を有すれば足りるという認識を基に成したもの である。この場合は、必要とする電流密度は可成り低くなる。この場合、画素は ２倍の周波数で駆動されるも、寿命は増大する。電流密度を同じに保つと、輝度 をほぼ２倍にしうる。 本発明の上述した特徴及びその他の特徴は以下の実施例に関する説明から明ら かとなるであろう。 図中、 図１は本発明による表示装置の一部の線図的平面図であり、 図２は図１のII−II線上を断面とする線図的断面図であり、 図３は本発明による表示装置の線図的等価回路図であり、 図４〜７はこのような表示装置に対する駆動信号を示す。 図面は線図的なもので、実際のものに正比例して描いていない。又、各図間で 対応する素子には同一符号を付してある。 図１は、導電材料の電極層の２つのパターン１２，１３間にポリマー層１１（ 又はこれらの層のパケット）を有する表示装置１０の一部の平面図であり、図２ は同じくその断面図である。本例では、電極１２が列電極すなわちデータ電極を 構成し、電極１３が行電極すなわち選択電極を構成する。発光材料を介在させる ことにより発光ダイオード（ＬＥＤ）のマトリックスＰｉｊが形成され、これら ＬＥＤを本明細書で画素１４（図３参照）とも称する。少なくとも一方の電極パ ターンは放出光に対し透明となっている。列電極すなわちデータ電極１２は動作 中、活性層中に正孔を注入するためにこれら電極が選択電極１３に対して十分に 正の電圧を有するように駆動される。これら電極１２の材料は高い仕事関数を有 し、一般に酸化インジウム又は酸化錫インジウム（ＩＴＯ）の層を以って構成さ れる。ＩＴＯはその導電性が満足なものでありその透明度が高い為に特に適して いる。選択電極１３は電子を活性層中に注入するために（電極１２に比べて）負 電圧の電極として作用する。この電極の層に対する材料は本例ではアルミニウム である。仕事関数の低い材料、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。行電極には通常大きな電流が流れる為、こ れら電極は例えば材料の選択或いは層厚の選択或いは導電層の組の使用により低 オーム抵抗とする。 ＩＴＯ電極１２は蒸着又はスパッタリング又はＣＶＤ処理により透明基板１上 に設ける。これらの電極を、しばしば電極１３をも、通常のホトリソグラフ処理 により、又は蒸着処理中にマスクで部分的に遮蔽することにより、表示装置１０ に対する所望パターンに応じてパターン化する。 活性層すなわち発光層１１に用いるのに適した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。可溶性の共役ポリマーは例えばスピンコーティング処理で容 易に処理しうる為に、使用するのに好適である。 層１１は例えば、（単色表示装置の場合）一種類のＰＰＶ誘導体を用いた組織 だたない層としうるが、互いに異なる色で発光する異なる組成の細条を例えばホ トリソグラフ処理により設けることもできる。本例では、赤色光、緑色光及び青 色光でそれぞれ発光するカラー画素１１^a、１１^b及び１１^c（図２）の並置され た列を選択する。これらの列は図２にＲ，Ｇ，Ｂで示す発光材料の別々の細条を 列方向に設けることにより得られる。 共役ポリマー層は通常１０及び２５０ｎｍ間、特に１００及び２００ｎｍ間の 厚さを有する。 この層は本例では単一の層１１として示してあるが、実際に複数の副層を以っ て、例えは正孔のに注入を達成或いは高める層と発光層とを以って構成すること ができる。 ＬＥＤ構造体は例えば、ガラス、石英ガラス、セラミック又は合成材料より成 る基板上に設けることができる。この基板としては光透過性すなわち透明の基板 を用いるのが好ましい。可撓性の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用いる。透明で可撓性の適切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、ポリカーボネート、ポリエテン及びポリ 塩化ビニルである。 図３は、ｎ行及びｍ列のこのような画素すなわちＬＥＤ１４に基づく表示装置 の一部の等価回路図を線図的に示す。この表示装置は更に行選択回路１５とデー タレジスタ１６とを有する。外部から与えられる情報１７、例えばビデオ信号は 処理ユニット１８で処理され、この処理ユニットが、表示すべき情報に応じて、 供給ライン１９を経てデータレジスタ１６の別々の部分を充電し、列電極１２に データ電圧を与える。行選択回路１５により関連の行選択電圧を与える。行の選 択と列電極１２にデータ電圧を与えるのとを互いに同期させるのは制御ユニット １８により制御ライン２０を介して達成する。 このような表示装置に対する関連の制御信号を図４〜７に線図的に示す。図４ 〜６は、選択電圧Ｖ_selを与えることにより第１（奇数）フィールド期間中で選 択期間ｔ_L中に行（の対）（１），（２，３），（４，５），（６，７），----- と、第２（偶数）フィールド期間中で選択期間ｔ_L中に行の対（１，２），（３ ，４），（５，６），----- とを選択する行選択信号を示す。フィールド期間ｔ_f から選択期間ｔ_Lを引いた期間である残りの期間では非選択電圧Ｖ_nonselが与え られる。選択期間ｔ_L中に、画像情報が列電極すなわちデータ電極１２に与 えられ、従って画素は所望の強度の光を放出する。データ電圧を任意の列電極に 対し図７に示す。 この目的のために、行選択回路１５が例えばシフトレジスタを有し、このシフ トレジスタにおいて毎回２つの順次の“１”の組合せが２つのシフトレジスタ位 置１５ａだけシフトされる。各シフト後、これらの“１”が位置１５ｂ内に書込 まれ、これにより対応する行を選択電圧Ｖ_selが与えられるように制御する。こ の場合、第１の行を除いて、常に２つの順次の行１３に選択期間中選択電圧が与 えられ、次の２つの行には次の選択期間中選択電圧が与えられる。次のフィール ドにおいても同じことが行なわれるも、シフトレジスタにおけるこれらの“１” は第１フィールドに対して１つのシフトレジスタ位置だけシフトされる。このよ うにして、奇数フィールドの書込み中、画像ライン１の情報が行１中に書込まれ 、画像ライン３の情報が行２と行３とに書込まれ、画像ライン５の情報が行４と 行５とに書込まれ、以下同様である。同様に偶数フィールドの書込み中は、画像 ライン２の情報が行１と行２とに書込まれ、画像ライン４の情報が行３と行４と に書込まれ、以下同様である。従って、画像ライン１及び２の平均が行１で有効 に表示され、画像ライン２及び３の平均が行２で有効に表示され、以下同様であ る。 ２つの順次のフィールドが書込まれると、一般に行１を除いた各ｎ番目の行に 駆動電圧を与える。これら駆動電圧はｎ番目の画像ラインと（ｎ＋１）番目の画 像ラインとの画像情報から取出す。 画素は各フレーム期間（＝２フィールド期間）当り２度選択される為、各フレ ーム期間当り画素を１回選択する状態に比べて（時間に対し）同じ平均輝度を得 るのに、個々の画素は半分の輝度を生ぜしめれば足りる。従って、選択中の電流 密度は著しく低くなる。この場合、画素は２倍の周波数で駆動されるが、画素の 寿命は高まる。更に、電流密度を同じに保つ場合には、輝度をほぼ２倍にするこ とができる。 要するに、本発明は例えばマトリックスの形態で配置した画素のポリマーＬＥ Ｄに基づく表示装置の駆動に関するもので、インターレース（飛越し走査）信号 からの情報を常に２つの順次の行に書込むことにより寿命を長くするものである 。駆動装置は前述したように画素にまたがる電圧がグレースケールを含んで表示 すべき画像を規定する電圧制御に基づくものとすることができるも、画素を流れ る電流がグレースケールを決定する電流制御に基づくものとすることもできる。 これらの双方の場合、グレースケールをデータ信号の振幅変調により又はパルス 幅変調により決定することができる。 本例では、異なる色の光を放出する材料の細条につき説明したが、１色の光を 放出する１種類の材料で形成した画素を用い、その表面に適切なカラーフィルタ を被覆することもできる。本発明はこの種類の単色表示装置にも適用しうること 勿論である。

【手続補正書】 【提出日】１９９７年７月３日 【補正内容】 【図２】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｉ．半導電性共役ポリマーより成る少なくとも１つの層を有するエレクトロルミ ネッセンス装置であって、前記層は電極の第１及び第２パターン間に介在し、少 なくとも一方のパターンが放出さすべき光に対し透過性となっており、第１パタ ーンが正孔又は電子を前記層中に注入させるのに適した材料を有している当該エ レクトロルミネッセンス装置において、 前記電極が行および列電極の交差パターンを構成し、画素は介在させたポリ マーの層中で行及び列電極の交差領域に形成され、エレクトロルミネッセンス装 置は、第１の奇数フィールドのラインからの画像情報から取出した駆動電圧を画 素の、２つの順次の行に与えるとともに第２の偶数フィールドのラインからの画 像情報から取出した駆動電圧を画素の、２つの順次の行に与える駆動回路を有し 、第１のフィールド及び第２のフィールドからの画像情報から取出した駆動電圧 を交互に画素の各行に与えるようになっていることを特徴とするエレクトロルミ ネッセンス装置。 ２．請求の範囲１に記載のエレクトロルミネッセンス装置において、順次の画像 ラインを表示する場合、駆動回路が画素のｎ番目（ｎ＞１）の行に、２つの順次 のフィールド期間中、ｎ番目のラインの画像情報から取出した駆動電圧と（ｎ＋ １）番目のラインの画像情報から取出した駆動電圧とを与えるようになっている ことを特徴とするエレクトロルミネッセンス装置。