KR100586714B1 - 전류 구동형 발광 표시 장치 - Google Patents

전류 구동형 발광 표시 장치 Download PDF

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Abstract

전류 구동형 발광 표시 장치에 있어서, 스위칭 소자의 시간에 지남에 따른 열화의 저감을 실현한다. 또한, 동시에 소비전력의 저감을 실현한다. 이 때문에, 스위칭 소자의 소스 단자와 드레인 단자 사이에 교류 전압 또는 교류 전류가 인가되어 발광 소자의 제1 단자와 제2 단자 사이에 직류 전압 또는 직류 전류가 인가된다. 이것은 평행하지 않게 배치된 2개의 발광 소자, 평행하지 않게 배치된 발광 소자와 정류자 또는 전파 정류 회로에 소정 기간마다 반전하는 전압을 인가함으로써 실현된다. 이때 정류자는 박막 트랜지스터, PN 접합 또는 PIN 접합으로 구성되어 기존의 스위칭 소자와 동시에 형성된다.
전류 구동, 발광 장치, 유기 EL, 박막 트랜지스터, 경시 열화

Description

전류 구동형 발광 표시 장치{CURRENT DRIVING TYPE EMISSIVE DISPLAY APPARATUS}
도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자를 갖춘 전류 구동형 발광 장치의 한 예로서, 유기 EL 표시 장치의 1화소의 등가 회로도.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 관한 박막 트랜지스터를 갖춘 유기 EL 표시 장치의 매트릭스 구성을 도시하는 등가 회로도.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 구동 전압도.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 평면도.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 1 화소의 등가 회로도.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 매트릭스 구성을 도시하는 등가 회로도.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 구동 전압도.
도 9는 본 발명의 실시예 2에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 구동 단면도.
도 10은 본 발명의 실시예 2에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 평면도.
도 11은 본 발명의 실시예 3에 관한 박막 트랜지스터 유기 EL 표시 장치의 1 화소의 등가 회로도.
도 12는 본 발명의 실시예 3에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 매트릭스 구성을 도시하는 등가 회로도.
도 13은 본 발명의 실시예 3에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 구동 전압도.
도 14는 본 발명의 실시예 3에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 단면도.
도 15는 본 발명의 실시예 3에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 평면도.
도 16은 종래의 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 1 화소의 등가 회로도.
도 17은 종래의 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 매트릭스 구성을 도시하는 등가 회로도.
도 18은 종래의 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 구동 전압도.
도 19는 종래의 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 단면도.
도 20은 종래의 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 평면도.
본 발명은 박막 트랜지스터를 구비한 유기 일렉트로 루미네슨스(이하, 유기 EL라 칭함) 소자 등의 전류 구동형 발광 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히, 시간이 지남에 따른 열화의 저감을 실현하여 또는 시간이 지남에 따른 열화 및 소비 전력의 저감을 동시에 실현하는 기술에 관한 것이다.
종래의 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 등의 전류 구동형 표시 장치의 동작을 도 16, 도 17 및 도 18을 사용해서 설명한다. 도 16은 종래의 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 1 화소의 등가 회로도, 도 17은 종래의 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 매트릭스 구성을 도시하는 등가 회로도, 도 18은 종래의 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 구동 전압도이다.
데이터선(112)과, 데이터선(112)에 소스 단자측이 접속되어 주사선(111)에 게이트 전극이 접속되어 있는 제1 의 스위칭 소자(이하, 스위칭 박막 트랜지스터라 칭함)(121)와, 스위칭 박막 트랜지스터(121)의 드레인 단자측에 한 쪽의 단자가 접속되는 유지 용량의 유지 전극(113)과, 게이트 단자가 스위칭 박막 트랜지스터의 드레인 단자에 접속되고 또한 소스 단자가 제1 급전선(114)에 접속되어 있는 제2 의 스위칭 소자(이하 카렌트 박막 트랜지스터라 칭함)(122)와, 한 쪽의 단자가 카렌트 박막 트랜지스터의 드레인 단자에 접속되고 또한 다른 쪽의 단자가 제2 급전선에 접속되어 있는 유기 EL 소자(135)로 구성되어 있다.
스위칭 박막 트랜지스터(121)는 주사선(111)의 전위에 의해 데이터선(112)과 보전 전극(113)의 도통을 제어한다. 즉, 주사 전위(211)에 의해 신호 전위(212)와 유지 전위(213)의 도통을 제어한다. 또한 여기에서는 스위칭 박막 트랜지스터(121)는 n 채널형의 박막 트랜지스터이나 P 채널형의 박막 트랜지스터라도 관계없다. 이 경우, 주사 전위(211)는 본 실시예와는 고전위와 저전위가 역으로 된다.
표시 상태로 되는 화소에 대해서는 신호 전위(212)가 고전위로 되고, 유지 전위(213)에는 그의 고전위가 유지된다. 비표시 상태로 되는 화소에 대해서는 신호 전위(212)가 저전위로 되고 유지 전위(213)에는 저전위가 유지된다.
카렌트 박막 트랜지스터(122)는 유지 전극(113)의 전위에 의해 제1 급전선(114)과 화소 전극(115)과의 도통을 제어한다. 즉, 유지 전위(213)에 의해 제1 급전선 전위(214)와 화소 전위(215)와의 도통을 제어한다. 또한 여기에서는 카렌트 박막 트랜지스터(122)는 n 채널형의 박막 트랜지스터이나 P 채널형의 박막 트랜지스터라도 관계없다. 그 경우 신호전위(212)는 본 실시예와는 고전위와 저전위가 역으로 된다.
표시 상태로 되는 화소에 대해서는 유지 전위(213)는 고전위이기 때문에 제1 급전선(114)과 화소 전극(115)이 도통되고, 비표시 상태로 되는 화소에 대해서는 유지 전위(213)는 저전위이기 때문에 제1 급전선(114)과 화소 전극(115)이 절단된다.
표시 상태로 되는 화소에 대해서는 제1 급전선(114)에서, 카렌트 박막 트랜지스터(122), 화소 전극(115)을 통해서 제2 급전선(116)까지 전류가 흐르고 유기 EL 소자(135)가 발광한다. 비표시 상태로 되는 화소에 대해서는 전류가 통하지 아니하고 발광하지 아니한다.
제1 급전선 전위(214)는 제2 급전선 전위(216)보다도 고전위이므로 흐르는 전류는 제1 급전선(114)에서, 카렌트 박막 트랜지스터(122), 화소 전극(115), 유기 EL 소자(135)를 거쳐 제2 급전선(116)으로의 방향이다.
또한 실제의 박막 트랜지스터 유기 EL 표시 장치의 동작은 상기한 바와 같이 단순하지는 않고 보다 복잡한 전압 및 전류의 관계 아래서 동작하나 근사적 및 정상적으로는 상기한 설명이 성립한다.
도 19는 종래예의 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 단면도, 도 20은 종래예의 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 평면도이다. 도 19의 단면 A-A는 도 20의 단면 A-A'에 대응한다.
유기 EL 소자(135)에 있어서, 전류는 유기 EL 소자의 고전위측 전극(165)에서 유기 EL 소자의 발광 재료(155)를 통해서 유기 EL 소자의 저전위측 전극(175)으로 흐른다. 또한 여기에서는 유기 EL 소자의 발광 재료(155)로서 PPV, 유기 EL 소자의 고전위측 전극(165)으로서 ITO, 유기 EL 소자의 저전위측 전극(175)으로 A1을 사용하였으나 다른 재료라도 관계없다.
종래예에서는 스위칭 박막 트랜지스터(121)의 소스 단자와 드레인 단자와의 사이에는 교류 전압이 인가되고 교류 전류가 흐르나 카렌트 박막 트랜지스터(122)의 소스 단자와 드레인 단자와의 사이에도 직류 전압이 인가되어 직류 전류가 흘러버린다. 이것은 유기 EL 소자(135)의 발효 효율을 향상시키기 위해 고전위측의 재료와 저전위측의 재료를 최적화한 비대칭의 구조이고, 직류 전압이 인가되어 직류 전류가 흐름으로서 발광하는 데에 기인한다. 그러나 유기 EL 소자만이 아니고 박막 트랜지스터에도 직류 전압이 인가되거나 혹은 직류 전류가 흘러버리면 박막 트랜지스터는 급격한 시간이 지남에 따른 열화가 발생해 버린다.
한편, 카렌트 박막 트랜지스터(122)의 소스 단자와 드레인 단자와의 사이에 교류 전압이 부과되는 일도 가능하나, 이 경우 유기 EL 소자(135)는 정류 작용이 있기 때문에 유기 EL 소자(135)에는 교류 전류는 흐르지 아니하고 한쪽 방향의 전류 밖에 흐르지 아니한다. 즉 어떤 방향에서는 유기 EL 소자(135)가 발광하나 다른 방향에서는 유기 EL 소자(135)가 발광하지 아니하기 때문에 발광 효율이 저하해버린다. 따라서 직류 전압이 인가되어 직류 전류가 흐르는 경우와 동등한 발광량을 얻기 위해서는 소비 전력이 증대하게 되어 버린다.
본 발명의 목적은 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치 등의 전류 구동형 발광 장치에 있어서 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자의 시간이 지남에 따른 열화를 저감하는 것이다. 또한 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자의 시간이 지남에 따른 열화를 저감하는 것과 동시에 발광 효율을 향상하여 소비 전력을 저감하 는 것이다.
본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위해 청구항 제1항에 기재된 본 발명은 복수의 주사선 및 복수의 데이터선이 형성되어 상기 주사선과 상기 데이터선과의 각 교점에 대응해서 박막 트랜지스터 및 발광 소자가 형성되어 이루어지며, 상기 박막 트랜지스터의 소스 단자와 드레인 단자 사이에 교류 전압이 인가되고, 상기 발광 소자에 제1 단자와 제2 단자와의 사이에 직류 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.
청구항 1항에 기재된 본 발명에 의하면, 박막 트랜지스터의 직류 전류에 의한 시간이 지남에 따른 열화를 저감함과 함께 발광 소자의 발광 효율을 높이는 것이 가능하다.
청구항 2항에 기재된 발명은 복수의 주사선 및 복수의 데이터선이 형성되고 상기 주사선과 데이터선과의 각 교점이 대응해서 박막 트랜지스터 및 발광 소자가 형성되어서 이루어지며, 상기 박막 트랜지스터의 소스 단자와 드레인 단자 사이에 교류 전류가 흐르고, 상기 발광 소자의 제1 단자와 제2 단자 사이에 직류 전류가 흐르는 것을 특징으로 한다.
청구항 2항에 기재된 발명에 의하면, 박막 트랜지스터의 직류 전류에 의한 시간이 지남에 따른 열화를 저감함과 함께 발광 소자의 발광 효율을 높이는 것이 가능해진다.
청구항 3항에 기재된 발명은 복수의 주사선, 복수의 데이터선, 제1 급전선 및 제2 급전선이 형성되며, 상기 주사선과 상기 데이터선과의 각 교점에 대응해서, 제1 스위칭 소자, 제2 스위칭 소자, 유지 용량, 화소 전극 및 발광 소자를 갖고, 상기 제1 스위칭 소자는 상기 주사선의 전위에 의해 상기 데이터선과 상기 유지 용량과의 도통을 제어하고, 상기 제2 스위칭 소자는 상기 유지 용량의 전위에 의해 상기 제1 급전선과 상기 화소 전극과의 도통을 제어함으로써, 상기 화소 전극과 상기 제2 급전선 사이에 있는 상기 발광 소자를 흐르는 전류를 제어하는 전류 구동형 발광 장치로서, 상기 발광 소자는 화소 전극으로부터 상기 제2 급전선에 흐르는 전류에 의해 발광하는 제1 발광 소자와, 상기 제2 급전선으로부터 상기 화소 전극에 흐르는 전류에 의해 발광하는 제2 발광 소자가 병렬 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
청구항 3항에 기재된 발명에 의하면, 제1 급전선과 제2 급전선의 전위가 소정기간마다 반전한 경우 제2 스위칭 소자의 소스 단자와 드레인 단자와의 사이에는 교류 전압이 인가되고 교류 전류가 흐른다. 그래서, 제2 스위칭 소자의 직류 전압 또는 직류 전류에 의한 시간이 지남에 따른 열화를 저감하는 일이 가능함과 동시에 제2 발광 소자와 제2 발광 소자의 어느 것을 발광시킬 수가 있기 때문에 효율을 저하시키지 아니하고 소비 전력을 저감할 수가 있다.
청구항 4항에 기재된 발명은 복수의 주사선, 복수의 데이터선, 제1 급전선 및 제2 급전선이 형성되며, 상기 주사선과 데이터선과의 각 교점에 대응해서, 제1 스위칭 소자, 제2 스위칭 소자, 유지 용량, 화소 전극 및 발광 소자를 갖고, 상기 제1 스위칭 소자는 상기 주사선의 전위에 의해 상기 데이터선과 상기 유지 용량과 의 도통을 제어하고, 상기 제2 스위칭 소자는 상기 유지 용량의 전위에 의해 상기 제1 급전선과 상기 화소 전극과의 도통을 제어함으로써, 상기 화소 전극과 상기 제2 급전선 사이에 있는 상기 발광 소자를 흐르는 전류로 제어되어 이루어지는 전류 구동형 발광 장치로서, 상기 화소 전극과 상기 제2 급전선 사이에는 상기 발광 소자와 상기 정류자가 병렬적으로 배치되어 이루어지고, 상기 발광 소자는 상기 화소 전극으로부터 상기 제2 급전선으로 흐르는 전류에 의해 발광되어 이루어지고, 상기 정류자는 상기 제2 급전선으로부터 상기 화소 전극에 전류가 흐르도록 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
청구항 4항에 기재된 발명에 의하면, 상기 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자의 소스 단자와 드레인 단자간에 교류 전압이 인가되어 교류 전류가 흐르고, 상기 발광 소자의 제1 단자와 제2 단자와의 사이에는 직류 전류가 흐른다. 발광 소자는 상기 화소 전극에서 상기 제2 급전선으로 흐르는 전류에 의해 발광되어 이루어지고, 상기 정류자는 상기 제2 급전선에서 상기 화소 전극으로 전류가 흐르도록 구성되어지기 때문에, 제2 스위칭 소자의 직류 전류 또는 직류 전압에 의한 시간이 지남에 따른 열화를 방지할 수가 있다.
청구항 5항에 기재된 발명은 복수의 주사선, 복수의 데이터선, 제1 공급선 및 제2 급전선이 형성되며, 상기 주사선과 상기 데이터선과의 각 교점에 대응해서, 제1 스위칭 소자, 제2 스위칭 소자, 유지 용량, 화소 전극 및 발광 소자를 갖고, 상기 제1 스위칭 소자는 상기 주사선의 전위에 의해 상기 데이터선과 상기 유지 용량과의 도통을 제어하고, 상기 제2 스위칭 소자는 상기 유지 용량의 전위에 의해 상기 제1 급전선과 상기 화소 전극과의 도통을 제어함으로써, 상기 화소 전극과 상기 제2 급전선 사이에 있는 발광 소자를 흐르는 전류를 제어되어 이루어지는 전류 구동형 발광 장치로서, 상기 화소 전극과 상기 제2 급전선 사이에는 상기 발광 소자와 상기 정류자가 병렬적으로 배치되어 이루어지고, 상기 발광 소자는 상기 제2 급전선에서 상기 화소 전극에 흐르는 전류에 의해 발광되어 이루어지고, 상기 정류자는 상기 화소 전극에서 상기 제2 급전선에 전류가 흐르도록 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
청구항 5항에 기재된 발명에 의하면, 발광 소자는 상기 제2 급전선에서 화소 전극으로 흐르는 전류에 의해 발광되어지고, 상기 정류자는 상기 화소 전극에서 상기 제2 급전선으로 전류가 흐르도록 구성되는 경우, 직류 전류 전압 또는 직류 전류에 의한 시간이 지남에 따른 열화를 저감할 수가 있다.
청구항 6항에 기재된 발명은 복수의 주사선, 복수의 데이터선, 제1 급전선 및 제2 급전선이 형성되며, 상기 주사선과 상기 데이터선과의 각 교점에 대응해서, 제1 스위칭 소자, 제2 스위칭 소자, 유지 용량, 화소 전극 및 발광 소자를 갖고, 상기 제1 스위칭 소자는 상기 주사선의 전위에 의해 상기 데이터선과 상기 유지 용량과의 도통을 제어하고, 상기 제2 스위칭 소자는 상기 유지 용량의 전위에 의해 상기 제1 급전선과 상기 화소 전극과의 도통을 제어함으로써, 상기 화소 전극에 접속된 제1 전극과 상기 제2 급전선에 접속된 제2 전극 사이에 있는 상기 발광 소자를 흐르는 전류에 의해 발광하는 전류 구동형 발광 장치로서, 상기 화소 전극으로부터 상기 제1 전극에 전류를 흐르도록 구성된 제1 정류자와, 상기 제2 전극으로부 터 상기 화소 전극에 전류가 흐르도록 구성된 제2 정류자와, 상기 제2 급전선으로부터 상기 제1 전극으로 전류가 흐르도록 구성된 제3 정류자와, 상기 제2 전극으로부터 상기 제2 급전선에 전류가 흐르도록 구성된 제4 정류자를 갖고, 상기 발광 소자는 상기 제1 전극으로부터 상기 제2 전극으로 흐르는 전류에 의해 발광되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제2 스위칭 소자의 직류 전압 또는 직류 전압에 의한 시간이 지남에 따른 열화를 저감할 수가 있게 된다.
청구항 7항에 기재된 발명은 제3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 전류 구동형 발광 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 제1 급전선과 상기 제2 급전선 사이의 전압이 소정 기간마다 반전하는 것을 특징으로 하는 전류 구동형 발광 장치의 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 발광 소자에 직류 전류가 흐르는 것이 실현되면서, 제2 스위칭 소자의 소스 단자와 드레인 단자와의 사이에 교류 전압이 인가되어 교류 전류가 흐르는 것이 실현된다. 그래서, 제2 스위칭 소자의 직류 전압 또는 직류 전류에 의한 시간이 지남에 따른 열화를 저감하는 것이 가능해짐과 동시에, 제1 급전선과 제2 급전선의 전압이 서로 반전되어 있는 양기간에서 발광 소자를 발광시킴으로써 효율을 향상하고 소비 전력을 저감할 수가 있다.
청구항 8항에 기재된 본 발명은 제4항 또는 제5항에 기재된 전류 구동형 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 정류자, 상기 제1 정류자, 상기 제2 정류자, 상기 제3 정류자, 및 상기 제4 정류자의 적어도 하나는 게이트 단자, 소스 단자, 또는 드레인 단자에 접속된 정류용 스위칭 소자로 구성되며, 상기 정류용 스위칭 소자는 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자의 적어도 한 쪽과 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 전류 구동형 발광 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 제2 스위칭 소자의 직류 전압 또는 직류 전류에 의한 시간이 지남에 따른 열화를 저감하는 것과 동시에, 제1 급전선의 제2 급전선에 대한 전압의 부호가 서로 반전되어 있는 양기간에서 발광 소자를 발광시킴으로써 효율을 향상하고 소비전력을 저감하는 구성을 제조공정을 증가시키는 일없이 실현된다.
청구항 9항에 기재된 발명은 제4항 또는 제5항에 기재된 전류 구동형 발광 장치에서, 상기 정류자, 상기 제1 정류자, 상기 제2 정류자, 상기 제3 정류자, 및 상기 제4 정류자의 적어도 하나는 PN 접합 또는 PIN 접합으로 구성되고, 상기 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자의 적어도 한 쪽과 동시에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 구성에 의하면, 제2 스위칭 소자의 직류 전압 또는 직류 전류에 의한 시간이 지남에 따른 열화를 저감하는 것과 동시에, 제1 급전선의 제2 급전선에 대한 전압의 부호가 서로 반전되어 있는 양기간에서 발광 소자를 발광시킴으로써 효율을 향상하고 소비전력을 저감하는 구성을 얻는 것이 제조 과정의 증가없이 실현된다.
다음에 본 발명의 바람직한 실시 형태를 도면에 의거해서 설명한다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 1 화소의 등가 회로도, 도 2는 본 발명의 실시예 1에 관한 박막 트랜지스터 를 구비한 유기 EL 표시 장치의 매트릭스 구성을 도시하는 등가 회로도, 도 3은 본 발명의 실시예 1에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 구동 전압도이다.
본 실시예의 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 동작을 도 1, 도 2 및 도 3을 사용해서 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 주사선(111)의 연설 방향에 대해서 교차하는 방향으로 연설되어서 데이터선(112)이 형성되어 있다. 주사선(111)은 제1 스위칭 소자(이하 스위칭 박막 트랜지스터라 칭함)의 게이트 전극에 접속되어 있고 스위칭 박막 트랜지스터(121)의 소스·드레인의 한 쪽은 데이터선(112)에 접속되어 있다. 또 스위칭 박막트랜지스터(121)의 소스·드레인의 다른 쪽은 유지 용량(123)의 전극(113)에 접속되어 유지 용량(123)의 다른 쪽의 전극은 제1 급전선(114)에 접속되어 있다.
유지 용량(123)에는 제2 스위칭 소자(이하, 카렌트 박막 트랜지스터라 칭함)의 게이트 전극이 전기적으로 접속되어 카렌트 박막 트랜지스터(122)의 소스·드레인 영역의 한 쪽은 제1 공급선에 전기적으로 접속되어 있다. 또 카렌트 박막 트랜지스터(123)의 소스·드레인 영역의 다른 쪽은 유기 EL 소자(131 및 32)의 한 쪽의 전극(화소 전극)(115)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 급전선은 정전위로 유지되어 있다. 본 실시예에서는 제1 급전선은 유지 용량(123)의 다른 쪽의 전극과 카렌트 박막 트랜지스터(122)의 소스·드레인 영역의 한 쪽과의 양쪽으로 접속되도록 구성이 되어 있으나 공통의 제1 급전선 대신에 각각 별도의 정전위 배선에 접속하 도록 구성을 해도 관계없다.
이와 같은 구성의 유기 EL 표시 장치는 주사선(111)에 공급되는 주사 신호에 의해 스위칭 박막 트랜지스터(121)가 선택되어서 온 상태로 되면, 데이터선(112)에서 화상 신호가 스위칭 박막 트랜지스터(121)를 거쳐서 유지 용량(123)에 기입된다. 표시 상태로 되는 화소에 대해서는 제1 급전선(114)에서 카렌트 박막 트랜지스터(122), 화소 전극(115)을 통해서 제2 급전선(116)까지 전류가 흐르고 혹은 역방향의 전류가 흘러 병렬 배치된 유기 EL 소자(131) 또는 유기 EL 소자(132)가 발광한다. 즉, 본 실시예에 있어서 유기 EL 소자(131 및 132)는 병렬로 배열되어 있으나 2개의 유기 EL 소자는 화소 전극(115)에서 제2 급전선(116)까지 흐르는 전류에 의해 발광하는 유기 EL 소자(131)(여기에서는 정치 유기 EL 소자라 칭함)와 제2 급전선(116)에서 화소 전극(115)으로 흐르는 전류에 의해 발광하는 유기 EL 소자(132)(여기에서는 역치 유기 EL 소자라 칭함)에 의해 구성되어 있다. 그래서, 비표시 상태로 되는 화소에 대해서는 전류가 흐르지 아니하고 발광하지 아니한다.
본 실시예에서는 제1 급전선의 제2 급전선에 대한 전압의 부호(+ 또는 -)가 소정기간마다 반전하는 일례로서 - 수직 주사 기간마다 반전하는 방식, 즉, 프레임 반전 방식의 경우를 도 3을 사용해서 설명한다.
홀수 프레임(201)에 있어서는 제1 급전선(114)의 전위(214)는 제2 급전선(116)의 전위(216)보다도 고전위이므로 흐르는 전류는 제1 급전선(114)에서 카렌트 박막 트랜지스터(122), 화소 전극(115), 정치 유기 EL 소자(131)를 거쳐 제2 급전선(116)으로의 방향이다. 짝수 프레임(202)에 있어서는 제1 급전선 전위(214)는 제2 급전선 전위(216)보다도 저전위이므로 흐르는 전류는 제2 급전선(116)에서 역치 유기 EL 소자(132), 화소 전극(115), 카렌트 박막 트랜지스터(122)를 거쳐서 제1 급전선(114)으로의 방향이다.
또한 여기에서는 신호 전위(212)는 홀수 프레임(221)과 짝수 프레임(222)으로 같은 전위로서 있으나 다른 전위라도 관계없다. 또 도 3에 있어서는 신호 전위(212)는 게이트 전극의 전위(211)의 입상의 전후만이 도시하는 것이고 그 밖의 전위에 대해서는 생략하고 있다. 여기에서는, 홀수 프레임(201)에 있어서 제1 급전 전위(214)와 짝수 프레임(202)에 있어서 제2 급전선 전위(216)가 같은 전위 또한 홀수 프레임(201)에 있어서 제2 급전선 전위(216)와 짝수 프레임(202)에 있어서 제1 급전선 전위(214)가 같은 전위이나 홀수 프레임(201)과 짝수 프레임(202)으로 제1 급전선 전위(214)의 제2 급전선 전위(216)에 대한 전압의 부호가 반전하고 있는 것이라면 다른 전위라도 관계없다.
본 실시예에서는 스위칭 박막 트랜지스터(121)의 소스 단자와 드레인 단자의 사이 및 카렌트 박막 트랜지스터(122)의 소스 단자와 드레인 단자와의 사이에 교류 전압이 인가되어 교류 전류가 흐르고 정치 유기 EL 소자(131)의 제1 단자와 제2 단자와의 사이 및 역치 유기 EL 소자(132)의 제1 단자와 제2 단자와의 사이에 직류 교류가 흐른다. 본 구성에 의하면, 카렌트 박막 트랜지스터(122)의 직류 전압 또는 직류 전류에 의한 경시 열화를 저감할 수 있게 된다.
또 본 실시예에서는 유기 EL 소자가 정치 유기 EL 소자(131)와 역치 유기 EL 소자(132)로 이루어지고 정치 유기 EL 소자(131)는 화소 전극(115)에서 제2 급전선 (116)으로 흐르는 전류에 의해 발광하도록 배치되고 역치 유기 EL 소자(132)는 제2 급전선(116)에서 화소 전극(115)으로 흐르는 전류에 의해 발광하도록 배치된다. 다시, 제1 급전선 전위(214)의 제2 급전선 전위(216)에 대한 전압의 부호가 소정기간 마다 반전한다. 본 구성에 의하면, 정치 유기 EL 소자(131)의 제1 단자와 제2 단자와의 사이 및 역치 유기 EL 소자(132)의 제1 단자와 제2 단자와의 사이에 직류 전류가 흐르도록 실현되면서 카렌트 박막 트랜지스터(122)의 소스 단자와 드레인 단자와의 사이에 교류 전압이 인가되어 교류 전류가 흐르는 것이 실현된다. 그래서, 카렌트 박막 트랜지스터(122)의 직류 전압 또는 직류 전류에 의한 시간이 지남에 따른 열화를 저감하는 것이 가능해짐과 동시에 홀수 프레임(201) 및 짝수 프레임(202)의 양기간에 정치 유기 EL 소자(131) 또는 역치 유기 EL 소자의 어느 것인가를 발광시킴으로써 효율을 향상시켜 소비 전력을 저감할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 단면도, 도 5는 본 발명의 실시예 1에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 평면도이다. 도 4의 단면 A-A' 및 단면 B-B'는 도 5의 단면 A-A' 및 단면 B-B'에 대응한다.
정치 유기 EL 소자(131)에 있어서 전류는 정치 유기 EL 소자의 고전위측 전극(161)에서 정치 유기 EL 소자의 발광층(151)을 통과해서 정치 유기 EL 소자의 저전위측 전극(171)으로 흐른다. 또 역치 유기 EL 소자(132)에 있어서 전류는 역치 유기 EL 소자의 고전위측 소자(162)에서 역치 유기 EL 소자의 발광층(152)을 통과해서 역치 유기 EL 소자의 저전위측 전극(172)으로 흐른다.
실시예 2
도 6은 본 발명의 실시예 2에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 1 화소의 등가 회로도, 도 7은 본 발명의 실시예 2에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 매트릭스 구성을 도시하는 등가 회로도, 도 8은 본 발명의 실시예 2에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 구동 전압도이다.
본 실시예의 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 동작을 도 6, 도 7 및 도 8을 써서 설명한다. 본 실시예는 실시예 1과 같은 구성을 갖는 것으로서 실시예 1과 다른 점에 대해서만 설명한다.
스위칭 박막 트랜지스터(121)에서 유지 용량(123), 카렌트 박막 트랜지스터(122)까지의 동작은 실시예 1과 같다.
표시 상태로 되는 화소에 대해서는 제1 급전선(114)에서 카렌트 박막 트랜지스터(122), 화소 전극(115)을 통과해서 제2 급전선(116)까지 전류가 흐르고 유기 EL 소자(133)가 발광한다. 비표시 상태로 되는 화소에 대해서는 전류가 흐르지 아니하고 발광하지도 아니한다.
홀수 프레임(201)에서는 제1 급전선 전위(214)는 제2 급전선 전위(216) 보다도 고전위이므로 흐르는 전류는 제1 급전선(114)에서 카렌트 박막 트랜지스터(122), 화소 전극(115), 유기 EL 소자(133)를 거쳐서 제2 급전선(116)으로의 방향이다. 짝수 프레임(202)에 있어서는 제1 급전 전위(214)는 제2 급전선 전위(216)보다도 저전위이므로 흐르는 전류는 제2 급전선(116)에서 정류자(141), 화소 전극 (115), 카렌트 박막 트랜지스터(122)를 거쳐서 제1 급전선(114)으로의 방향이다.
또한, 여기에서는 유기 EL 소자(133)는 화소 전극(115)에서 제2 급전선(116)으로 흐르는 전류에 의해 발광하도록 배치되고, 정류자(141)는 제2 급전선(116)에서 화소 전극(115)으로 전류를 통하도록 배치되어 있으나 유기 EL 소자(113)는 제2 급전선(116)에서 화소 전극(115)으로 흐르는 전류에 의해 발광하도록 배치되어 정류자(141)는 화소 전극(115)에서 제2 급전선(116)으로 전류를 통하도록 설치되어 있어도 관계없다.
본 실시예에서는 스위칭 박막 트랜지스터(121)의 소스 단자와 드레인 단자와의 사이 및 카렌트 박막 트랜지스터(122)의 소스 단자와 드레인 단자와의 사이에 교류 전압이 인가되어 교류 전류가 흐르고 유기 EL 소자(133)의 제1 단자와 제2 단자와의 사이에 직류 전류가 흐른다. 본 구성에 의하면, 카렌트 박막 트랜지스터(122)의 직류 전압 또는 직류 전류에 의한 시간이 지남에 따른 열화를 저감할 수가 있게 된다.
또, 본 실시예에서는 정류자(141)가 형성되어 유기 EL 소자(133)는 화소 전극(115)에서 제2 급전선(116)으로 흐르는 전류에 의해 발광하도록 배치되어 정류자(141)는 제2 급전선(116)에서 화소 전극(115)으로 전류를 통하도록 배치된다. 다시, 제1 급 전선전위(214)의 제2 급전선 전위(216)에 대한 전압의 부호가 소정 기간마다 반전한다. 본 구성에 의하면 유기 EL 소자(133)의 제1 단자와 제2 단자와의 사이에 직류 전류가 흐르도록 실현되면서 카렌트 박막 트랜지스터(122)의 소스 단자와 드레인 단자와의 사이에 교류 전압이 인가되고 교류 전류가 흐르도록 실현 된다. 그래서, 카렌트 박막 트랜지스터(122)의 직류 전압 또는 직류 전류에 의한 시간이 지남에 따른 열화를 저감할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 실시예 2에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 단면도, 도 10은 본 발명의 실시예 2에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 평면도이다. 도 9의 단면 A-A' 및 단면 B-B'는 도 10의 단면 A-A' 및 B-B'에 대응한다.
본 실시예에서는 정류자(141)는 게이트 단자와 소스 단자 또는 드레인 단자를 접속한 정류용 박막 트랜지스터로 구성되고 정류용 박막 트랜지스터는 스위칭 박막 트랜지스터(121) 및 카렌트 박막 트랜지스터(122)와 동시에 형성된다. 본 구성에 의하면, 카렌트 박막 트랜지스터(122)의 직류 전압 또는 직류 전류에 의한 시간이 지남에 따른 열화를 저감하는 구성을 얻는 것이 제조 과정이 증가없이 실현된다.
실시예 3
도 11은 본 발명의 실시예 3에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 1 화소의 등가 회로도, 도 12는 본 발명의 실시예 3에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 매트릭스 구성을 도시하는 등가 회로도, 도 13은 본 발명의 실시예 2에 관한 박막 트랜지스터 유기 EL 표시 장치의 구동 전압도이다.
본 실시예의 박막 트랜지스터 유기 EL 표시 장치의 동작을 도 11, 도 12 및 도 13을 사용하여 설명을 한다. 또 본 실시예도 실시예 1과 같은 구성을 갖는 것 이고 실시예 1과 다른 점에 대해서만이 설명한다.
스위칭 박막 트랜지스터(121)에서 유지 용량(123), 카렌트 박막 트랜지스터(122)까지의 동작은 실시예 1과 같다.
표시 상태로 되는 화소에 대해서는 제1 급전선(114)에서 카렌트 박막 트랜지스터(122), 화소 전극(115)을 통과해서 제2 급전선(116)까지 전류가 유기 EL 소자(134)가 발광한다. 비표시 상태로 되는 화소에 대해서는 전류가 흐르지 아니하고 발광도 아니한다.
홀수 프레임(201)에 있어서는 제1 급전선 전위(214)는 제2 급전선 전위(216)보다도 고전위이므로 흐르는 전류는 제1 급전선(114)에서 카렌트 박막 트랜지스터(122), 화소 전극(115), 제1 정류자(142), 유기 EL 소자(134), 제4 정류자(145)를 거쳐 제2 급전선(116)으로의 방향이다. 짝수 프레임(202)에 있어서는 제1 급전선 전위(214)는 제2 급전선 전위(216)보다도 저전위이므로 흐르는 전류는 제2 급전선(116)에서 제3 정류자(144), 유기 EL 소자(134), 제2 정류자(143), 화소 전극(115), 카렌트 박막 트랜지스터(122)를 거쳐 제1 급전선(114)으로의 방향이다.
즉 제1 정류자(142), 제2 정류자(143), 제3 정류자(144) 및 제4 정류자(145)에 의해 전파 정류 회로가 구성되고 제1 급전선 전위(214)와 제2 급전선 전위(216)의 고저에 관계없이 유기 EL 소자(134)에 있어서 제1 전극(117)에서 제2 전극(118)으로 전류가 흐른다.
본 실시예에서는 스위칭 박막 트랜지스터(121)의 소스 단자와 드레인 단자와의 사이 및 카렌트 박막 트랜지스터(122)의 소스 단자와 드레인 단자와의 사이에 교류 전압이 인가되고 교류 전류가 흘러 유기 EL 소자(134)의 제1 단자(117)와 제2단자(118)와의 사이에 직류 전류가 흐른다. 본 구성에 의하면, 카렌트 박막 트랜지스터(122)의 직류 전압 또는 직류 전류에 의한 시간이 지남에 따른 열화를 저감시킬 수 있도록 가능해진다.
또, 본 실시예에서는 제1 전극(117) 및 제2 전극(118)이 형성되고 제1 정류자(142), 제2 정류자(143), 제3 정류자(144) 및 제4 정류자(145)가 형성되어 유기 EL 소자(134)는 제1 전극(117)으로부터 제2 전극(118)으로 흐르는 전류에 의해 발광하도록 배치되고 제1 정류자(142)는 화소 전극(115)으로부터 제1 전극(117)으로 전류를 통하도록 배치되고 제2 정류자(143)는 제2 전극(118)에서 화소 전극(115)으로 전류를 통하도록 설치되고 제3 정류자(144)는 제2 급전선(116)에서 제2 전극(117)으로 전류를 흐르도록 배치되고 제4 정류자(145)는 제2 전극(118)에서 제2 급전선(116)으로 전류를 흐르도록 배치된다. 다시, 청구항 제6항에 표시한 바와 같이 제1 급전선(114)의 제2 급전선(116)에 대한 전압의 부호가 소정 기간마다 반전한다. 본 구성에 의하면, 유기 EL 소자(134)의 제1 단자와 제2 단자와의 사이에 직류 전압이 인가되어 직류 전류가 흐르게 되면서 카렌트 박막 트랜지스터(122)의 소스 단자와 드레인 단자와의 사이에 교류 전압이 부가되어 교류 전류가 흐르게 된다. 그래서, 카렌트 박막 트랜지스터(122)의 직류 전압 또는 직류 전류에 의한 시간이 지남에 따른 열화를 저감할 수 있게 됨과 동시에 홀수 프레임(201) 및 짝수 프레임(202)의 양기간에서 유기 EL 소자(134)를 발광시킴으로써 효율을 향상하여 소비전력을 저감할 수 있게 된다.
도 14는 본 발명의 실시예 3에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 단면도, 도 15는 본 발명의 실시예 3에 관한 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치의 평면도이다. 도 14의 단면 A-A' 및 단면 B-B'는 도 15의 단면 A-A' 및 B-B'에 대응한다.
본 실시예에서는 제1 정류자(142), 제2 정류자(143), 제3 정류자(144) 및 제4 정류자(145)는 PN 접합 또는 PIN 접합으로 구성되어 스위칭 박막 트랜지스터(121) 또는 카렌트 박막 트랜지스터(122)와 동시에 형성된다. 본 구성에 의하면 카렌트 박막 트랜지스터(122)의 직류 전압 또는 직류 전류에 의한 시간이 지남에 따른 열화를 저감함과 동시에 홀수 프레임(201) 및 짝수 프레임(202)의 양기간에서 유기 EL 소자(134)를 발광시킴으로써 효율을 향상시켜 소비전력을 저감하는 구성을 얻는 일이 제조 과정의 증가없이 실현된다.
실시예에서는 화소마다 스위칭 박막 트랜지스터와 카렌트 박막 트랜지스터와의 2개의 트랜지스터를 갖춘 구성에 대해서 설명을 하였으나 화소마다 1개의 트랜지스터를 갖춘 구성이라도 같은 효과를 얻는 것은 말할 나위도 없다. 또 상기 실시예에서는 프레임 반전을 사용한 경우에 대해서 설명을 하였으나 주사선마다 혹은 데이터선 마다 혹은 화소마다 제1 급전선의 제2 급전선에 대한 전위의 부호를 반전시킴과 함께 프레임 반전하는 방식을 사용해도 같은 효과를 갖는 것이다.
상술한 바와 같이 본 실시예에서는 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터를 사용한 구성에 대해서 설명을 하였으나 박막 트랜지스터는 직류 전류, 직류 전압에 의한 시간이 지남에 따른 열화가 크나 본 발명의 구성을 채용함으로써 시간이 지남에 따른 열화를 대폭으로 저감할 수가 있다. 또 유기 EL 소자이외에도 정류 작용에 의해 전류의 한 방향에 대해서만이 발광하는 발광 소자를 사용한 경우에 있어서도 본 발명을 채용함으로써 발광 효율을 높이는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면 박막 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치 등의 전류 구동형 발광 장치에 있어서 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자의 시간이 지남에 따른 열화를 저감할 수 있다. 또한 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자의 시간이 지남에 따른 열화를 저감하는 것과 동시에 발광 효율을 향상하여 소비 전력을 저감할 수 있다.

Claims (11)

  1. 복수의 주사선과, 복수의 데이터선과, 상기 주사선 및 상기 데이터선의 교차에 대응하여 설치된 복수의 화소와, 제1 급전선과, 제2 급전선을 갖고,
    상기 각 화소는,
    발광 소자와,
    화소 전극과,
    소스 단자 및 드레인 단자 중 어느 한쪽이 상기 제1 급전선에 전기적으로 접속되는 트랜지스터를 포함하고,
    상기 트랜지스터, 화소 전극, 및 발광 소자가 이 순서로 상기 제1 급전선과 상기 제2 급전선 사이에 전기적으로 접속되고,
    상기 제2 급전선에 대한 상기 화소 전극의 상대적인 전위의 극성이 소정의 기간 내에 반전하고,
    상기 발광 소자에 직류 전류가 흐르는 것을 특징으로 하는 전류 구동형 발광 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 트랜지스터의 소스 단자와 드레인 단자의 사이에 교류 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 전류 구동형 발광 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자와 상기 화소 전극으로부터 상기 제2 급전선으로 흐르는 전류에 의하여 발광하는 제1 발광 소자와, 상기 제2 급전선으로부터 화소 전극으로 흐르는 전류에 의하여 발광하는 제2 발광 소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전류 구동형 발광 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 각 화소는, 정류자를 더 포함하고,
    상기 발광 소자와 상기 정류자는 상기 화소 전극과 상기 제2 급전선 사이에 병렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 전류 구동형 발광 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 급전선으로부터 상기 화소 전극으로 상기 정류자를 통하여 전류가 흐르도록 상기 정류자가 배치되어 있는 경우에, 상기 화소 전극으로부터 상기 제2 급전선으로 상기 발광 소자를 통하여 흐르는 전류로 상기 발광 소자가 발광하고,
    상기 화소 전극으로부터 상기 제2 급전선에 상기 정류자를 통하여 전류가 흐르도록 상기 정류자가 배치되어 있는 경우에, 상기 제2 급전선으로부터 상기 화소 전극에 상기 발광 소자를 통하여 흐르는 전류로 상기 발광 소자가 발광하는 것을 특징으로 하는 전류 구동형 발광 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자의 양단에 각각 전기적으로 접속된 제1 전극 및 제2 전극과,
    상기 화소 전극으로부터 상기 제1 전극에 전류를 흐르도록 구성된 제1 정류자와,
    상기 제2 전극으로부터 상기 화소 전극에 전류를 흐르도록 구성된 제2 정류자와,
    상기 제2 급전선으로부터 상기 제1 전극에 전류를 흐르도록 구성된 제3 정류자와,
    상기 제2 전극으로부터 상기 제2 급전선에 전류를 흐르도록 구성된 제4 정류자를 갖고,
    상기 발광 소자는 상기 제1 전극으로부터 상기 제2 전극에 흐르는 전류에 의해 발광하는 것을 특징으로 하는 전류 구동형 발광 표시 장치.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 급전선과 상기 제2 급전선 사이에 인가되는 전압이 소정의 주기로 반전하는 것을 특징으로 하는 전류 구동형 발광 표시 장치.
  8. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 정류자는 소스 단자 또는 드레인 단자와 게이트 단자를 접속한 정류용 스위칭 소자로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전류 구동형 발광 표시 장치.
  9. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 정류자는 PN 접합 또는 PIN 접합으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전류 구동형 발광 표시 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3, 제4 정류자 중 적어도 하나는 소스 단자 또는 드레인 단자와 게이트 단자를 접속한 정류용 스위칭 소자로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전류 구동형 발광 표시 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3, 제4 정류자 중 적어도 하나는 PN 접합 또는 PIN 접합으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전류 구동형 발광 표시 장치.
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