(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各画素毎にアクティブ素子を備え、該アクティブ素子により自発光素子を駆動する自発光表示装置において、一画素に自発光素子が複数個備えられており、前記自発光素子は、それぞれ、有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層の下で前記有機ＥＬ層と接続される第１電極と、前記有機ＥＬ層の上で前記有機ＥＬ層と接続される第２電極と、を有し、複数の自発光素子のうちのある自発光素子の第１電極は、当該自発光素子の有機ＥＬ層と重ならない部分で、当該自発光素子に隣接する自発光素子の第２電極と重なって互いに接続されていることによってこれら複数個の自発光素子が電気的に直列に上記アクティブ素子に接続されていることを特徴とする自発光表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の自発光表示装置において、上記自発光素子のカソードが上記アクティブ素子に接続されていることを特徴とする自発光表示装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の自発光表示装置において、上記アクティブ素子が、メモリ性を有するトランジスタとされていることを特徴とする自発光表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブ素子により駆動される自発光素子を備えた自発光表示装置に係り、特に低消費電力で表示が可能な自発光表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自発光素子を用いた表示装置としては、エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと称する）素子を用いたもの、特に有機ＥＬ素子を用いたＥＬ表示装置が知られている。
上記有機ＥＬ素子は、幅広い電流密度領域に渡り、量子効率がほぼ一定となる特徴を有する。これは、有機ＥＬ素子の経時変化（高抵抗化・ダークスポット増加）および環境温度に関わらず、ほぼ安定している。この特徴を生かして、定電流駆動を実施することで、均一かつ高精度の輝度制御を行うことができる事が知られており、画像表示等の高精度表示においては、この方法を採ることが望ましい。
【０００３】
図１３は、アクティブ駆動型の有機ＥＬ表示装置の一つの画素を示す回路の一例である。
図１３に示される有機ＥＬ表示装置の一画素においては、ゲートライン（選択ライン１）にゲート電極が接続され、ドレインライン（データライン２）にドレイン電極が接続された選択トランジスタ３（ＦＥＴ型のＴＦＴ）と、該選択トランジスタ３のソース電極にゲート電極を接続され、ドレイン電極にＥＬ用電源が接続され、ソース電極にＥＬ素子４の陽極が接続された駆動トランジスタ５（ＦＥＴ型のＴＦＴ）とが設けられている。そして、上記一画素には、上述のように陽極が駆動トランジスタ５に接続され、陰極が接地されたＥＬ素子４が設けられている。
【０００４】
そして、このような有機ＥＬ表示装置においては、選択ライン１に電圧が印加されて、一列の画素が選択され、この一列の画素のうちの発光させるべき画素のデータライン２に電圧が印加される。これにより発光させるべき画素においては、選択トランジスタ３のドレイン電極にデータライン２から電圧が印加されるとともに、選択トランジスタ３のゲート電極に選択ライン１から電圧が印加されることにより、選択トランジスタ３のソース電極から駆動トランジスタ５のゲート電極に電圧が印加されることになる。
【０００５】
そして、駆動トランジスタ５のドレイン電極にはＥＬ用電源が常時接続された状態となっているので、駆動トランジスタ５のゲート電極に選択トランジスタ３のソース電極から閾値以上の電圧が印加されることにより、駆動トランジスタ５のソース電極からＥＬ素子４に電流が流れ、ＥＬ素子４が発光することになる。また、選択トランジスタ３と駆動トランジスタ５との間には、図示しない付加容量があり、選択ライン１及びデータライン２からの電圧の印加が無くなり、選択トランジスタ３のソース電極から駆動トランジスタ５のゲート電極への電圧の印加が終わった後にも、上記付加容量により所定の時間、駆動トランジスタ５のゲート電極に閾値以上の電圧が印加され、ＥＬ素子４に電流が流されることになる。これにより、各画素が順次スキャンされてＥＬ素子４が発光した後に、すぐにＥＬ素子４の発光が終わってしまうことがなく、各画素にＥＬ素子を発光させるデータを順次スキャンしながら入力するほぼ１フレーム分の間、各画素のＥＬ素子４を発光させておくことが可能となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＴＦＴ（thin film transistor）等のアクティブ素子を用いて各画素毎の有機ＥＬ素子を駆動しようとした場合には、例えば、トランジスタにより電流制限をかけるため、電力損失が生じ、消費電力が大きくなる。
例えば、上述のような図１３に示す回路においては、以下のように多くの電力がトランジスタで消費されることになる。
【０００７】
例えば、図１３に示すような回路において、ＥＬ素子４の所定輝度を発光するための駆動条件を電圧７[Ｖ]と、電流ｉとし、駆動トランジスタ５が図１４に示されるような特性を有するものとする。なお、駆動トランジスタ５は、例えば、図１４に示すような特性を有するものとした場合に、ＥＬ素子４を駆動するための所望のドレイン電流ｉを確保して定電流特性を得るためには、ゲート電圧Ｖｇ＝２０[Ｖ]が必要となり、このときの定電流領域は、ソース・ドレイン間の電圧であるドレイン電圧Ｖｄが１０[Ｖ]以上の場合となる。
すなわち、駆動トランジスタ５となるＴＦＴのドレイン−ソース間において、最低１０[Ｖ]の電位損失が必要となる。
【０００８】
以上のことから、駆動トランジスタ５における損失電力は、電流ｉが流れるとともに電位損失が１０[Ｖ]以上であることから約１０ｉとなる。
また、ＥＬ素子４においては、７ｉの電力が消費されることになる。
そして、選択トランジスタ３が駆動トランジスタ５のゲート電極に電圧を印加するだけで、ほとんど電流が流れないものとして、選択トランジスタ３における損失電力を無視すると、全消費電力は、１０ｉ＋７ｉとなる。
そして、全消費電力における駆動トランジスタ５の損失電力の割合は、１０ｉ／１７ｉ＝１０／１７、すなわち５８．８％にも及ぶことになる。
従って、低消費電力を実現するためにＴＦＴ駆動を採用するものとしても、このままでは、駆動トランジスタによる損失電力が大きく十分な効果を得ることができない。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、アクティブ素子による損失電力を低減することにより、低消費電力で画像表示が可能な自発光表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の自発光表示装置は、各画素毎にアクティブ素子を備え、該アクティブ素子により自発光素子を駆動する自発光表示装置において、一画素に自発光素子が複数個備えられており、前記自発光素子は、それぞれ、有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層の下で前記有機ＥＬ層と接続される第１電極と、前記有機ＥＬ層の上で前記有機ＥＬ層と接続される第２電極と、を有し、複数の自発光素子のうちのある自発光素子の第１電極は、当該自発光素子の有機ＥＬ層と重ならない部分で、当該自発光素子に隣接する自発光素子の第２電極と重なって互いに接続されていることによってこれら複数個の自発光素子が電気的に直列に上記アクティブ素子に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、自発光素子が電流を流すことにより発光するものである場合に、一画素に複数個の自発光素子を備えることにより、各自発光素子に流れる電流の値を低くしても、一個の自発光素子に高い値の電流を流した場合と同様の輝度を得ることができる。これにより、複数個の自発光素子を電気的に直列にアクティブ素子に接続するものとした場合には、複数個の自然発光素子を合わせた輝度レベルと同じ輝度レベルの一個の自然発光素子をアクティブ素子に接続した場合に比較して、アクティブ素子を流れる電流の値を低くすることができるので、アクティブ素子における損失電力を低減することができる。従って、上述のような構成とすることにより、アクティブ素子における損失電力を低減して自発光表示装置全体の消費電力の低減を図ることができる。
【００１２】
なお、上記自発光素子とは、基本的に有機ＥＬ素子であるが、アクティブ素子により流れる電流を制御することで発光を制御することができる自発光素子であれば、有機ＥＬ素子以外であっても良い。
また、上記アクティブ素子は、例えば、ＴＦＴであるが、上記有機ＥＬ素子は、電流が流れている間だけ発光し、アクティブ素子は基本的に外部からデータとなる信号が入力された間だけ電流を出力するので、例えば、上記従来例において選択トランジスタと駆動トランジスタと付加容量とを用いたように、データ信号が入力され終わった後も僅かな時間だけ、ＥＬ素子に電流が流れるようになった機構を有する必要がある。
また、アクティブ素子として、入力されたデータ信号を記憶するメモリ性を有するダブルゲートメモリ薄膜トランジスタ（以後、ＤＧメモリＴＦＴと称する）のような素子を用いた場合には、記憶されたデータに基づいて１フレーム分の時間の間に多数回、ＥＬ素子を光らせるようにして、１フレーム分の間ほぼ連続した表示を行うものとしても良い。
【００１３】
本発明の請求項２記載の自発光表示装置は、請求項１記載の自発光表示装置において、上記自発光素子のカソードが上記アクティブ素子に接続されていることを特徴とする。
上記構成によれば、自発光素子のカソードがアクティブ素子に接続され、自発光素子のアノードが、例えば、自発光素子用の電源に接続されることになるとともに、アクティブ素子の端子の一つが接地されることになる。
この際には、アクティブ素子をオンオフする信号の電位が、直接グランドレベルに対して定まるので、コントロール性、応答速度に優れる利点がある。
例えば、自発光素子に接続されるアクティブ素子をトランジスタ（駆動トランジスタ）とした場合に、トランジスタの例えば、ソース（もしくはドレイン）に、自発光素子のカソードを接続し、ドレイン（もしくはソース）を接地した場合に、トランジスタのゲート電位が、直接グランドレベルに対して定まるので、コントロール性・応答速度に優れる利点がある。
【００１４】
本発明の請求項３記載の自発光表示装置は、請求項１または２記載の自発光表示装置において、上記アクティブ素子が、メモリ性を有するトランジスタとされていることを特徴とする。
上記構成によれば、メモリ性を有するトランジスタを用いることにより、例えば、一回、自発光素子を発光させるか否かを示すデータの信号が書き込まれたメモリ性を有するトランジスタにおいて、各画素のアクティブ素子に順次データを出力する間に、発光を示すデータを記憶したアクティブ素子に接続された発光素子を多数回発光させるようにすることができる。
【００１５】
すなわち、二個のトランジスタと付加容量とを用いた場合には、発光すべき各画素の自発光素子が、ほぼ１フレーム分の時間の間、発光することにより、連続して画像を表示した状態に見せることを可能としているが、上述のメモリ性を有するトランジスタを用いた場合には、各画素にデータを入力していく際に、既に入力されたデータに基づいて、発光すべき画素の自発光素子が１フレーム分の間、多数回発光することになり、短時間の間に多数回発光させることで、発光すべき画素が連続して発光した状態に見せることが可能となるとともに、これにより連続して画像を表示した状態に見せることができる。
そして、このようにすれば、各画素において、それぞれ一個のアクティブ素子により、自発光素子を制御することができるので、従来のように各画素において二つのトランジスタを用いた場合よりも、自発光表示装置の構成を簡略化することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態の第一例の自発光表示装置を図面を参照して説明する。
図１は第一例の自発光表示装置の一画素の構成を説明するための回路図であり、図２は上記一画素のＥＬ素子のカソード及びキャパシタ電極１０ａを除いた平面構造を示すものであり、図３は上記一画素の平面構造を示すものであり、図４は従来例と第一例とでの駆動トランジスタにおける電位損失の違いを示すグラフであり、図５は従来例と第一例とでのＥＬ素子の電流特性の違いを示すグラフである。
【００１７】
なお、第一例の自発光表示装置は、本発明を有機ＥＬ表示装置に応用したものであり、図１〜３に示されるような画素がマトリクス状に多数整列された状態で配設されることにより表示装置の表示部分が構成されるものである。そして、表示装置の表示部分の各画素のアクティブ素子に信号を出力するためのドライバや電源等が接続されることにより画像が表示可能なものであり、単色発光表示、多色発光カラー表示が可能な画像表示装置とすることができる。
【００１８】
図１に示すように、第一例の自発光表示装置の一画素においては、従来と同様に、選択ライン１にゲート電極が接続され、データライン２にドレイン電極が接続された選択トランジスタ３と、該選択トランジスタ３のソース電極にゲート電極を接続され、ドレイン電極にＥＬ用電源が接続された駆動トランジスタ５とを備えている。選択トランジスタ３のソース電極と駆動トランジスタ５のゲート電極との間には付加容量１０が介在されている。
【００１９】
そして、第一例においては、駆動トランジスタ５のソース電極に第一ＥＬ素子１１と、第二ＥＬ素子１２と、第三ＥＬ素子１３とが直列に接続されている。
そして、図２及び図３の一画素の平面構造を参照して、一画素の構造をより具体的に説明すると、例えば、画素の横の各行毎に選択ライン１が左右に延在して配置され、画素の縦の各列毎にデータライン２が前後に延在して配置されている。また、画素の縦の列毎にＥＬ用の電源に接続されたＥＬ電源ライン１４が前後に延在して配置され、画素の横の行毎に接地されたＧＮＤライン１５が左右に延在して配置されている。
【００２０】
そして、上述のように選択トランジスタ３のドレイン電極がデータライン２に接続され、選択トランジスタ３のゲート電極が選択ライン１に接続されている。また、選択トランジスタ３のソース電極は、接続ライン１６を介して駆動トランジスタ５に接続されている。
また、駆動トランジスタ５は、上述のように、そのゲート電極が接続ライン１６を介して選択トランジスタ３のソース電極に接続されるとともに、そのドレイン電極がＥＬ電源ライン１４に接続されている。
そして、駆動トランジスタ５のソース電極に、第一ＥＬ素子１１のアノード１１ａが接続され、第二ＥＬ素子１２のアノード１２ａが第一ＥＬ素子１１のカソード１１ｂに接続され、第三ＥＬ素子１３のアノード１３ａが第二ＥＬ素子１２のカソード１２ｂに接続され、第三ＥＬ素子１３のカソード１３ｂがＧＮＤライン１５に接続されている。
【００２１】
また、上記各部材は、図示しないガラス基板上に設けられるとともに、ガラス基板上には、第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３の発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃを除く部分に、例えば、酸化クロム等からなる反射防止膜としてのブラックマスク２１が形成されている。そして、ブラックマスク２１には、ＥＬ素子の発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃに対応する部分に開口部が形成されている。
【００２２】
また、第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３のアノード１１ａ、１２ａ、１３ａと、カソード１１ｂ、１２ｂ、１３ｂとの間には、基本的に層間絶縁膜が形成されるとともに、層間絶縁膜には、第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３の発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃの部分に開口部が設けられるとともに、第二ＥＬ素子１２のアノード１２ａと第一ＥＬ素子１１のカソード１１ｂとが接続され部分と、第三ＥＬ素子１３のアノード１３ａと第二ＥＬ素子１２のカソード１２ｂとが接続される部分にコンタクトホールとしての開口部が形成されている。
【００２３】
また、上記層間絶縁膜が第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３の発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃの周縁部に重なって発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃを囲んだ状態となっており、層間絶縁膜により発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃの実際に表示に寄与して発光する発光領域の範囲が規制された状態となっている。
上記選択トランジスタ３及び駆動トランジスタ５は、周知のＦＥＴ型のＴＦＴである。
【００２４】
また、第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３は、周知の有機ＥＬ層を有するものであり、例えば、ＩＴＯからなる透明なアノード１１ａ、１２ａ、１３ａと、仕事関数の低い金属等の元素からなるカソード１１ｂ、１２ｂ、１３ｂと、これらの間にそれぞれ挟まれた発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃとからなり、該発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃは、周知の有機ＥＬ層として、正孔輸送層、発光層、電子輸送層等からなるものである。
【００２５】
また、各画素の第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３の発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃ（発光領域）は、基本的に、従来のＥＬ表示装置において、一画素に一つのＥＬ素子を設けた際のＥＬ素子の発光部（発光領域）における輝度と同様の輝度を出せるように、従来のＥＬ表示装置と第一例の自発光表示装置とが略同様の規格のものであると仮定した場合に、従来の一画素に一つ設けられたＥＬ素子の発光部の面積と、第一例の第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３の三つの発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃを合わせた面積とが略同じになるようになっている。すなわち、第一〜第三ＥＬ素子の発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃは、一つの画素に必要な輝度の一つの発光部を三つに分割した状態となっている。なお、これは本発明の一例としてであり、本発明は、基本的に一画素に複数のＥＬ素子が配置され、各ＥＬ素子がアクティブ素子に直列に繋がれていれば良く、従来より各画素の輝度を高くするものとしても良い。
【００２６】
また、第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３の発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃは、縦一列に互いに離間して配置された状態とされるとともに、上下の画素の列において、各画素間に渡って発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃが互いに等間隔に配置されるようになっている。また、自発光表示装置は、ここではカラー表示を行うものであり、ＲＧＢの三原色の表示を行うための三種類の画素を備え、かつ、同じ色の画素が縦一列又は横一行に配置されるとともに、各縦の列又は横一行がＲＧＢの各色を繰り返すように配置されている。
また、上述のように各発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃの周囲は、ブラックマスクが配置された状態となっており、ブラックマスクにより黒を表現する（黒レベルを確保する）ようになっている。
【００２７】
また、上記選択トランジスタ３のソース電極と駆動トランジスタ５のゲート電極との間には、図３に示すように、付加容量１０が設けられている。なお、付加容量１０は、ＥＬ電源ライン１４に沿った接続ライン１６とその上に設けられたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に設けられたキャパシタ電極１０ａと、から構成されている。キャパシタ電極１０ａは、ゲート絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介してＧＮＤライン１５の引き出し線部１５ａに接続されている。なお、付加容量１０は、上述のものに限られるものではなく、どのような形でも静電容量を有し、選択ライン１もしくはデータライン２の電圧がしきい値未満となった後も所定の間、駆動トランジスタ５のゲート電極に印加する電圧を保持できるものならば良い。
【００２８】
そして、以上のように一つの画素における一つのＥＬ素子を三つに分割した状態に第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３を設け、これら第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３を直列に駆動トランジスタ５に接続した場合には、以下のような作用効果を得ることができる。
まず、上述のように第一例の第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３が、従来例のＥＬ表示装置のＥＬ素子一つを三つに分割した状態の構成を有するものとした場合に、第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３の駆動電圧は、上述した従来の場合と同じ７[Ｖ]となる。そして、これら第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３を直列に接続した場合に、合計２１[Ｖ]の駆動電圧が必要となる。
【００２９】
一方、有機ＥＬ素子は電子と正孔の再結合に起因して発光するため、一般に有機ＥＬ素子の発光輝度は流れる電流にほぼ比例する。ここで第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３を駆動するのに必要な電流は、それぞれの素子において、従来例のＥＬ素子が所定輝度で発光するのに必要な電流をｉとした場合に、その三分の一のｉ／３で良い事になる。これは、上述のように、従来のＥＬ素子（発光部）の面積と第一例の第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３（発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃ）を合わせた面積とがほぼ同じ、すなわち、従来のＥＬ素子（発光部）の面積に対する第一例の第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３（発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃ）の面積をそれぞれ１／３と設定しているため、第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３の各発光領域の単位面積あたりに流れる電流が従来のそれと等しいからである。
【００３０】
さらに、駆動トランジスタ５の電流−電圧特性を図４に示すようなものと設定した場合に、従来、駆動トランジスタ５から一つのＥＬ素子に流すための電流ｉを確保して定電流特性を得るためには、ゲート電圧がＶｇ＝２０[Ｖ]必要であり、また、この時の定電流領域は、Ｖｄが１０[Ｖ]以上であり、駆動トランジスタ５において最低１０[Ｖ]の電位損失が必要であった。それに対して、第一例においては、駆動トランジスタ５から三つのＥＬ素子１１、１２、１３に流すための電流ｉ／３を確保して定電流特性を得るためには、ゲート電圧がＶｇ＝１１．５[Ｖ]必要であり、また、この時の定電流領域は、Ｖｄが５[Ｖ]以上であり、駆動トランジスタ５において最低５[Ｖ]の電位損失が必要となる。
すなわち、従来、駆動トランジスタ５における電位損失が１０[Ｖ]であったものを第一例においては５[Ｖ]に減少させることができる。
【００３１】
従って、駆動トランジスタ５における損失電力は、（５／３）ｉ＝約１．６７ｉとなり、従来の１０ｉに比較して約１／６に軽減できることになる。
また、全消費電力中における駆動トランジスタ５の損失電力の割合は、以下のようになる。
選択トランジスタ３が駆動トランジスタ５のゲート電極に電圧を印加するだけで、他の素子と比べ電流があまり流れないので、選択トランジスタ３における損失電力を無視すると、ＥＬ素子の一画素での全消費電力は、三つのＥＬ素子１１、１２、１３の消費電力と、駆動トランジスタ５の損失電力と和となる。
【００３２】
従って、全消費電力中における駆動トランジスタ５の損失電力の割合は、駆動トランジスタ５における損失電力（５／３）ｉを駆動トランジスタの損失電力（５／３）ｉと三つのＥＬ素子１１、１２、１３における消費電力７[Ｖ]×（ｉ／３）［Ａ］×３との和で割った値、すなわち、（（５×（ｉ／３））／（（５＋２１）／（ｉ／３））＝約１９％となる。
以上により、自発光表示装置の各画素の三つの第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３が合わせて従来の一つの画素に一つだけ設けられたＥＬ素子と同様の輝度で発光するものとした場合に、駆動トランジスタ５における損失電力を大幅に削減し、自発光表示装置における消費電力の低減を図ることができる。また、従来に比較して、各画素の輝度を高めるものとしても、消費電力の増加を防止することができる。
【００３３】
また、第一例の自発光表示装置においては、ブラックマスクにより黒を表現する（黒レベルを確保する）ようになっているので、黒を表現するために、自発光表示装置の自発光素子の前に光を吸収するフィルタ（偏光フィルタ等を含む）配置した場合のように、フィルタに自発光素子の光の一部が吸収されてしまうようなことがなく、自発光素子の発光をフィルタに吸収されることなく、表示光として用いることができるので、所望の輝度を得るために必要な消費電力をフィルタを用いた場合に比較して低くすることができる。
【００３４】
また、ブラックマスクを用いた場合には、画素のピッチが有る程度長く、かつ、画素全体の面積中におけるブラックマスクを除いた発光する発光領域（ＥＬ素子部分）の面積の割合が小さいと、互いに隣り合う発光領域間の間のブラックマスクの幅が広くなり、この幅が人間の目で認知可能なものとなり、例えば、各色の発光部を発光させて白を表示させた場合に、白黒の縞模様が見えるような状態になる可能性がある。
【００３５】
しかし、上述のように一画素中における発光部となるＥＬ素子を複数にするとともに、互いに離間して配置するようにすれば、ブラックマスク中に複数の発光領域が離間して配置されることにより、ブラックマスクの幅が狭くなり、人間に認知できない幅とすることが可能となる。
従って、ブラックマスクを用いるものとしても、ブラックマスクによる縞模様や格子模様の出現を避けることが可能となり、低消費電力で高品位な表示を可能とすることができる。
【００３６】
また、上述のように、画素に一つだけ設けられた従来のＥＬ素子をほぼ三分割したのとほぼ同様のＥＬ素子を三つ設け、これを直列に接続した場合には、ＥＬ素子における静電容量成分Ｃelが以下のように大幅に減少することになる。
まず、従来、画素に一つだけＥＬ素子を設けた場合のＥＬ素子の静電容量をＣ1とし、第一例の三つのＥＬ素子の静電容量を合わせた合成容量をＣ3とし、第一例の三つのＥＬ素子のうちの一個のＥＬ素子の静電容量をＣ2とする。
【００３７】
そして、ＥＬ素子１個当たりの静電容量Ｃ2は、従来のＥＬ素子を三分割したのと同様の構成、すなわち、ＥＬ素子の面積を従来のほぼ１／３としているので、Ｃ2＝Ｃ1／３となる。
そして、この第一例のＥＬ素子を直列三段で合成した場合の合成容量Ｃ3は、
0003711760.tif 000002
となり、従来の１／９の静電容量となる。
【００３８】
そして、三つのＥＬ素子からなるＥＬ部における蓄積電荷Ｑ3は、ＥＬ素子一つにかけられる電圧をＶ（上述のように従来の一つのＥＬ素子にかけられる電圧と同じ）とした場合に、
0003711760.tif 000003
となり、従来の１／３となる。
【００３９】
そして、一般に、静電容量による充電／放電現象により、ＥＬ素子の発光に寄与する実行電流は減少する。
特に、立ち上がり／立ち下がりにおいて、その減少率が極めて大きくなり、結果として、ＥＬ素子の発光応答性を著しく悪化させる。
第一例においては、上述のように従来に比較して、例えば、静電容量を１／９に減少させることが可能であり、ＥＬ素子の応答特性を大きく改善できる。
【００４０】
すなわち、このように静電容量を減少させた場合に、図５（Ａ）に示す従来のＥＬ素子においては、立ち上がり時に電流がすぐにピークに至らずになだらかに立ち上がり、立ち下がり時に電流がすぐに低下せずに尾を引いた状態となるのに対して、図５（Ｂ）に示す第一例の三段直列のＥＬ素子においては、立ち上がり時に、電流がすぐにピークに至り、立ち下がり時もほとんど尾を引かない状態とすることができる。
従って、第一例の三段直列のＥＬ素子においては、高速応答・正確な輝度制御が実現でき、高品位表示に有用である。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態の第二例を図面を参照して説明する。
図６は第二例の自発光表示装置の一画素の構成を説明するための回路図であり、図７は上記一画素のＥＬ素子のカソードを除いた平面構造を示すものであり、図８は上記一画素の平面構造を示すものであり、図９は上記一画素の一部の断面構造を示すものである。
【００４２】
なお、第二例の自発光表示装置は、第一例の自発光表示装置が、ＥＬ素子のアノードをアクティブ素子に接続していたの対して、ＥＬ素子のカーソードをアクティブ素子に接合したものであり、その他の点については、第一例の自発光表示装置とほぼ同様の構成を有するものである。
また、第二例の自発光表示装置において、第一例の自発光表示装置と同様の構成要素には、同一の符号を付すとともに、その説明を一部省略する。
【００４３】
図６に示すように、第一例の自発光表示装置においては、第一例と同様に、選択トランジスタ３と、駆動トランジスタ５とを備えている。
そして、第二例においては、駆動トランジスタ５のソース電極が接地され、ドレイン電極に第一ＥＬ素子１１と、第二ＥＬ素子１２と、第三ＥＬ素子１３とが直列に接続され、さらに、第一ＥＬ素子１１と、第二ＥＬ素子１２と、第三ＥＬ素子１３とが直列にＥＬ用電源に接続されている。
また、図７及び図８の一画素の平面構造を参照して、一画素の構造をより具体的に説明すると、例えば、第一例と同様に、選択ライン１と、データライン２と、ＥＬ電源ライン１４と、ＧＮＤライン１５とが配置されている。なお、第二例においては、ＥＬ電源ライン１４の位置と、ＧＮＤライン１５の位置とが第一例の場合と入れ替わった状態となっている。
【００４４】
そして、上述のように選択トランジスタ３のドレイン電極３ｇ（図９に図示）がデータライン２に接続され、選択トランジスタ３のゲート電極３ａ（図９に図示）が選択ライン１に接続されている。
また、選択トランジスタ３のソース電極３ｂ（図９に図示）は、ゲート絶縁膜２３に設けられたコンタクトホールを介して接続ライン１６の一端に接続され、接続ライン１６の他端は駆動トランジスタ５のゲート電極５ａ（図９に図示）に接続されている。
【００４５】
また、駆動トランジスタ５は、上述のように、そのゲート電極５ａに接続ライン１６が接続されるとともに、ドレイン電極５ｇ（図９に図示）にＧＮＤライン１５が接続されている。そして、駆動トランジスタ５のソース電極５ｂ（図９に図示）に、第一ＥＬ素子１１のカソード１１ｂが接続され、第二ＥＬ素子１２のカソード１２ｂが第一ＥＬ素子１１のアノード１１ａに接続され、第三ＥＬ素子１３のカソード１３ｂが第二ＥＬ素子１２のアノード１２ａに接続され、第三ＥＬ素子１３のアノード１３ａがＥＬ電源ライン１４に接続されている。付加容量１０は、ＧＮＤライン１５に沿った接続ライン１６とその上に設けられたゲート絶縁膜２３と、ゲート絶縁膜２３上に設けられ、引き回し線１４ａとコンタクトホールを介し接続されたキャパシタ電極１０ａと、から構成されている。
【００４６】
また、図９の断面構造に示すように、自発光表示装置の各画素は、ガラス基板２０上に形成されるものであり、ガラス基板２０上には、発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃの発光領域（図９においては１１ｃだけを図示）を除く部分にブラックマスク２１（例えば、反射防止膜としての酸化クロム）が形成されている。そして、このブラックマスク２１の層上に、絶縁膜２２が形成されている。そして、絶縁膜２２上の選択トランジスタ３及び駆動トランジスタ５となる部分に表面に陽極酸化膜を有するゲート電極３ａ、５ａが形成されている。
【００４７】
そして、上述のようにゲート電極３ａ、５ａが形成された絶縁膜２２上を、ゲート電極３ａ、５ａも覆ってしまうようにゲート絶縁膜２３（例えば、ＳｉＮ）が形成されている。また、ゲート絶縁膜２３の下には、選択トランジスタ３のゲート電極３ａに接続される選択ライン１（図９において図示略）や、選択トランジスタ３のソース電極３ｂと駆動トランジスタ５のゲート電極５ａとを繋ぐ接続ライン１６（ゲート配線となる、例えば、Ａｌ合金）やＥＬ電源ライン１４等が形成されている。なお、図９において、接続ライン１６とゲート電極５ａとは離れているが、図８等に示すように接続されている。
【００４８】
そして、ゲート絶縁膜２３上に、選択トランジスタ３及び駆動トランジスタ５のチャネルが形成される領域となるｉ−Ｓｉ層３ｃ、５ｃ（真性半導体層）が形成され、その上にブロッキング層３ｄ、５ｄが形成され、該ブロッキング層３ｄ、５ｄの左右にドレイン領域３ｅ、５ｅ（ｎ+Ｓｉ）とソース領域３ｆ、５ｆ（ｎ+Ｓｉ）とがそれぞれ形成されている。また、ドレイン領域３ｅ、５ｅ上にドレイン電極３ｇ、５ｇ（例えば、Ａｌ合金）が設けられ、ソース領域３ｆ、５ｆ上にソース電極３ｂ、５ｂが設けられている。
【００４９】
また、上述のように、選択トランジスタ３のドレイン電極３ｇは、図９に図示しないデータライン２に接続され、ソース電極３ｂは、接続ライン１６に接続されている。
また、上述のように、駆動トランジスタ５のドレイン電極５ｇは、図９に図示しないＧＮＤライン１５に接続され、ソース電極５ｂは、第一ＥＬ素子１１のカソード１１ｂに接続されている。
【００５０】
また、上記ゲート絶縁膜２３上には、第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３のアノード１１ａ、１２ａ、１３ａ（例えば、ＩＴＯ、図９においては、一つのアノード１１ａだけを図示）が形成されている。なお、第三ＥＬ素子１３のアノード１３ａは、図７等に示すようにＥＬ電源ライン１４に接合される。
そして、上記ゲート絶縁膜２３上に形成された選択トランジスタ３、駆動トランジスタ５及びアノード１１ａ、１２ａ、１３ａ上には、オーバーコート層２４（例えば、ＳｉＮ）が形成されている。なお、オーバーコード層２４は、選択トランジスタ３及び駆動トランジスタ５を保護するとともに、アノード１１ａ、１２ａ、１３ａとカソード１１ｂ、１２ｂ、１３ｂとの間の上記層間絶縁膜となるものである。
【００５１】
そして、上記オーバーコート層２４には、上記駆動トランジスタ５のソース電極５ｂと、第一ＥＬ素子１１のカソード１１ｂとを接合する部分、発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃとなる有機ＥＬ層がアノード１１ａ、１２ａ、１３ａに接合する部分（発光領域、なお、図９においては、一つのアノード１１ａに発光部１１ｃが接続する部分だけを図示）、アノード１１ａ、１２ａにカソード１２ｂ、１３ｂが接合する部分（図９において図示略）にそれぞれコンタクトホール等となる開口部が形成されている。
【００５２】
また、オーバーコート層２４（層間絶縁膜）の開口部の周縁部は、開口部が上に向かうにつれて広くなるようにテーパ状に形成されている。
そして、上記アノード１１ａ、１２ａ、１３ａ上のオーバーコート層２４（層間絶縁膜）の開口部の部分に開口部より広い範囲に渡って発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃとなる有機ＥＬ層が形成されている。
そして、この有機ＥＬ層である発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃ上にそれぞれ発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃより広い範囲に渡ってカソード１１ｂ、１２ｂ、１３ｂが形成されている。なお、第一ＥＬ素子１１のカソード１１ｂは駆動トランジスタ５のソース電極５ｂに至るように形成されてソース電極５ｂに接続され、第二ＥＬ素子１２のカソード１２ｂは第一ＥＬ素子１１のアノード１１ａに至るように形成されてアノード１１ａに接合され、第三ＥＬ素子１３のカソード１３ｂは第二ＥＬ素子１２のアノード１２ａに至るように形成されてアノード１２ａに接合される。
【００５３】
また、上述のようにオーバーコート層２４（層間絶縁膜）のアノード１１ａ、１２ａ、１３ａ上の開口部の周縁部がテーパとなっているので、この周縁部上に形成された発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃ及びカソード１１ｂ、１２ｂ、１３ｂは、上記テーパの角度に沿ってアノード１１ａ、１２ａ、１３ａに至り、オーバーコード層２４の開口部で、アノード１１ａ、１２ａ、１３ａに対向するようになっている。
そして、上記開口部の周縁部のテーパの角度、すなわちアノード１１ａ、１２ａ、１３ａが形成された平面と、オーバーコート層２４の開口部の周縁部の内面とがなす角度θは、２０度〜５０度となっている。
【００５４】
従って、オーバーコート層２４が形成された後に形成される上記発光部１１ｃ、１２ｃ、１３ｃ及びカソード１１ｂ、１２ｂ、１３ｂは、上記２０度〜５０度の角度でアノード１１ａ、１２ａ、１３ａに至り、アノード１１ａ、１２ａ、１３ａに対向する部分でアノード１１ａ、１２ａ、１３ａと平行となる。
そして、カソード１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ及びオーバーコート層２４上には、パッシベーション層２５が形成され、該パッシベーション層２５が、その下の各層を保護するようになっている。
【００５５】
このような構成を有する第二例の自発光表示装置によれば、第一例の自発光表示装置と同様の作用効果を奏することができるとともに、さらに、直列に繋がれた複数の第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３のうちの一端側の第一ＥＬ素子のカソード１１ｂが駆動トランジスタ５のソース電極５ｂに接続されることにより、他端側の第三ＥＬ素子１３のアノード１３ａがＥＬ電源ライン１４に接続され、駆動トランジスタ５のドレイン電極５ｇがＧＮＤライン１５に接続されて接地されているので、駆動トランジスタ５のゲート電位が直接ＧＮＤレベルに対して定まるので、コントロール性、応答速度に優れたものとすることができる。
【００５６】
なお、第一例においては、その断面構造を図示しなかったが、第一例の自発光素子の断面構造は、第二例の断面構造において、駆動トランジスタ５のソース電極５ｂに第一ＥＬ素子１１のカソード１１ｂが接続されていたのに対して、カソード１１ｂがソース電極５ｂに接続されず、ソース電極５ｂに第一ＥＬ素子１１のアノード１１ａが接続された状態となった以外は、ほぼ同様の断面構造を有するものである。なお、それ以外にも、図９に図示されない部分においては、上述のように、第一例と第二例とで異なる部分がある。
【００５７】
次ぎに、本発明の実施の形態の第三例の自発光表示装置を図面を参照して説明する。
図１０は第三例の自発光表示装置の一画素の構成を説明するための回路図であり、図１１及び図１１は第三例の自発光表示装置の駆動方法を説明するための複数画素を含む回路図である。
【００５８】
なお、第三例の自発光表示装置は、第一例の自発光表示装置の選択トランジスタ３と駆動トランジスタ５と付加容量１０とに代えて、一つのＤＧメモリＴＦＴ３５を用いたものであり、その他の点については、第一例の自発光表示装置とほぼ同様の構成を有するものである。
また、第三例の自発光表示装置において、第一例の自発光表示装置と同様の構成要素には、同一の符号を付すとともに、第三例の自発光表示装置において第一例と同様の構成については、その説明を一部省略する。
【００５９】
図１０に示すように、第三例の自発光表示装置においては、選択ライン１（Select）に第一ゲート電極３１が接続され、データライン２(Data)に第二ゲート電極３２が接続され、ＥＬ電源ライン１４にドレイン電極３３が接続され、第一ＥＬ素子１１にソース電極３４が接続されたＤＧメモリＴＦＴ３５を備えている。そして、駆動トランジスタ５とＤＧメモリＴＦＴ３５とが異なる以外は、第一例と同様に、三つの第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３がソース電極３４に直列に接続されている。
すなわち、ソース電極３４に、第一例の図３に示される構造と同様に、第一ＥＬ素子１１のアノード１１ａが接続され、第二ＥＬ素子１２のアノード１２ａが第一ＥＬ素子１１のカソード１１ｂに接続され、第三ＥＬ素子１３のアノード１３ａが第二ＥＬ素子１２のカソード１２ｂに接続され、第三ＥＬ素子１３のカソード１３ｂが接地され、すなわち、ＧＮＤライン１５に接続されている。
【００６０】
上記ＤＧメモリＴＦＴ３５は、ゲートを二つ有するとともに、キャリアをトラップすることにより、メモリ性を有するものとなっている。
そして、ＤＧメモリＴＦＴ３５においては、例えば、可視光が入射されると電子−正孔を内部に発生させるチャネル領域（ｉ−ａ−Ｓｉ）と、該チャネル領域上の左右側部にそれぞれ形成されたソース領域及びドレイン領域（ｎ＋Ｓｉ）と、ソース領域、ドレイン領域の接続されたソース電極３４、ドレイン電極３３と、上記チャネル領域より基板側にチャネル領域との間に下部ゲート絶縁膜を介して設けられた透明な下部ゲート電極（第一ゲート電極３１）と、上記チャネル領域の上方側、すなわち、基板の反対側に、チャネル領域との間に上部ゲート絶縁膜を介して設けられた上部ゲート電極（第二ゲート電極３２）を備えたものである。なお、下部ゲート電極と上下ゲート電極とは、回路図上で上下逆になっている。
【００６１】
そして、上記下部ゲート絶縁膜は、ＳｉＮからなるとともに、その表層部（チャネル領域に接する側）に、ストイオキメトリなＳｉとＮとの比が３：４なのに対して、ＳｉとＮとの比をストイオキメトリからずらして、１：１程度としたＳｉリッチなトラップ領域が形成されている。
そして、このトラップ領域は、キャリア（正孔、電子）をトラップすることができるようになっている。
【００６２】
このようなｎチャネル型ＤＧメモリＴＦＴ３５は、例えば、第二ゲート電極３２のゲート電圧を０Ｖとするとともに、ソース−ドレイン間に電圧を印加した状態で、例えば、第一ゲート電極３１のゲート電圧を上げていった場合のドレイン電流の変化と、次いで、第一ゲート電極３１のゲート電圧を下げっていった場合のドレイン電流の変化とが異なるヒステリシス特性を有するものとなっている。そして、このようなＤＧメモリＴＦＴ３５においては、トラップ領域にトラップされたキャリアの有無やキャリアの極性等により、第一ゲート電極３１のゲート電圧が同じでも、ドレイン電流が流れる場合と流れない場合が生じるようになっている。
【００６３】
例えば、ＤＧメモリＴＦＴ３５をｎチャネルとし、トラップ領域に電子が蓄積している場合には、トラップ領域に蓄積された電子の電界によりチャネル領域に正孔が誘起され、第一ゲート電極３１にゲート電圧を印加した場合に、このゲート電圧がチャネル形成が可能なしきい値電圧より僅かに高くても、トラップ領域に蓄積している電子の電界に相殺されて、チャネル領域にドレイン電流を流すことが可能な連続したチャネルが形成されず、ドレイン電流が流れないことになる。
【００６４】
一方、トラップ領域に正孔が蓄積している場合には、トラップ領域に蓄積した正孔の電界によりチャネル領域に電子が誘起され、第一ゲート電極３１にゲート電圧を印加した場合に、このゲート電圧がチャネル形成が可能なしきい値電圧より僅かに低くくても、トラップ領域に蓄積した正孔との相互作用により、チャネル領域にドレイン電流を流すことが可能な連続したチャネルが形成され、ドレイン電流が流れることになる。
従って、トラップ領域における蓄積されたキャリアの有無及び極性により、第一ゲート電極３１に同じレベルのゲート電圧を印加しても、ドレイン電流が流れてＥＬ素子が発光する場合と、ドレイン電流が流れずにＥＬ素子が発光しない場合とがある。
【００６５】
また、トラップ領域へのキャリアの蓄積方法は、例えば、ソース・ドレイン間に＋１０Ｖの電位差の状態で第一ゲート電極を０Ｖとして、第二ゲート電極に正のゲート電圧を印加した場合に、ｎチャネルが形成され、ソース領域及びドレイン領域を形成するｎ+層からキャリア領域に電子が移動し、該電子がトラップ領域にトラップされる。この場合、可視光の入射にかかわらず、比較的短時間で電子は蓄積される。
また、この状態でキャリア領域に光を照射するとともに、第二ゲート電極に負のゲート電圧を印加した場合に、キャリア領域に光の照射により正孔−電子対が生じるとともに、この正孔−電子対の電子が上記ｎ+層からなるソース領域及びドレイン電極に移動し、正孔がトラップ領域に取り込まれて上述の電子と置換され、さらに、正孔が蓄積する。
また、トラップ領域への電子の蓄積に際しては、キャリア領域に光を照射するものとしても良い。
【００６６】
次ぎに、図１０及び図１１を参照して、自発光表示装置におけるＥＬ素子の駆動方法を説明する。
なお、このＥＬ素子の駆動においては、横（行）方向に一行分選択されたの各画素のＤＧメモリＴＦＴ３５にＥＬ素子の発光、非発光を示すデータを書き込む、すなわち、ＤＧメモリＴＦＴ３５にトラップ領域に正孔もしくは電子を蓄積させる書き込み工程と、全画素において、ＤＧメモリＴＦＴ３５に記憶された発光、非発光のデータに基づいて表示を行う表示工程とを繰り返し行うようになっている。
また、書き込み工程を行う度に、データの書き込みを行う行を一行分ずつずらしていくようになっており、最終的に全行の画素のＤＧメモリＴＦＴ３５にデータを書き込むようになっており、このようにして一フレーム分のデータの書き込みと表示が行われるようになっている。
【００６７】
そして、上記データの書き込み工程においては、選択された横一行の画素に沿って配線された選択ライン１（ここではアドレスｎの選択ライン１）に＋３５Ｖの電圧を印加し、他の行列に沿って配線された選択ライン１（ここではアドレスｎ＋１等のアドレスｎ以外の選択ライン）には、電圧は０Ｖとする。
そして、選択された横一行の画素に対応する選択ライン１にアドレス電圧を印加することにより、横一行の画素の選択ライン１に接続されたＤＧメモリＴＦＴ３５の第一ゲート電極にアドレス電圧が印加される。
【００６８】
また、選択された選択ライン１に印加するアドレス電圧は、トラップ領域にチャネルの形成を阻害するキャリア（ここでは、電子）が蓄積されていても、ドレイン電流を流すことが可能な高い電圧（例えば、ここでは＋３５Ｖ）とする。
また、各画素のＤＧメモリＴＦＴ３５のドレイン電極３３が接続されたＥＬ電源ライン１４には、常時電圧（ここでは、例えば、＋１０Ｖ）が印加されているものとする。
これにより、選択ライン１に接続された第一ゲート電極３１にドレイン電流を流すことが可能な電圧が印加されるので、ＤＧメモリＴＦＴ３５のソース電極３４に接続された第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３に電流が流れ、選択された横一行の画素において、第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３がアドレス発光する。
【００６９】
そして、第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３がアドレス発光することにより、ＤＧメモリＴＦＴ３５のチャネル領域に光が照射され、上述のようにチャネル領域に正孔−電子対が発生することになる。
ここで、各画素の縦の各列毎に配線されたデータライン２に、上記横一行の各画素の発光、非発光のデータに基づいて電圧が印加される。すなわち、アドレスがｎの選択ライン１に接続された横一行の画素の一つの画素（例えばｍ番目の画素）を発光を維持させない場合には、その画素が接続されたデータライン２に正の電圧（ここでは、例えば、＋２０Ｖ）を印加する。
【００７０】
また、逆にアドレスがｎの選択ライン１に接続された横一行の画素のうちの一つの画素（例えば、ｍ＋１番目の画素）を発光を維持させる場合には、その画素が接続されたデータライン２に負の電圧（ここでは、例えば、−２０Ｖ）を印加する。すなわち、横一行の各画素において、その画素を発光させるか否かのデータに基づいて、各画素が接続されたデータライン２に正の電圧もしくは負の電圧を印加する。
【００７１】
そして、データライン２は、ＤＧメモリＴＦＴ３５の第二ゲート電極３２に接続されており、上述のように第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３が発光してＤＧメモリＴＦＴ３５のチャネル領域に光が照射されて正孔−電子対が生じた状態で、第二ゲート電極３２に電圧が印加された場合には、その電圧が正の場合に、ＤＧメモリＴＦＴ３５のトラップ領域に電子が蓄積し、その電圧が負の場合にＤＧメモリＴＦＴ３５のトラップ領域に正孔が蓄積されることになる。
【００７２】
そして、上述のように選択された一つの選択ライン１に接続された一行の画素の各画素において、それらのＤＧメモリＴＦＴ３５のトラップ領域に電子もしくは正孔が蓄積された段階で書き込み工程を終了し、表示工程となる。
そして、表示工程においては、全ての選択ライン１に、上述のしきい値電圧より低い電圧、すなわち、ＤＧメモリＴＦＴ３５のトラップ領域にトラップされたキャリアの有無やキャリアの極性により、ドレイン電流が流れる場合と流れない場合が生じる電圧（ここでは、例えば、＋１５Ｖ）が印加される。
【００７３】
ＥＬ電源ライン１４には、上述のように常時＋１０Ｖの電圧が印加された状態とされ、また、このとき各データライン２の電圧は０Ｖとなる。
そして、上述の選択された横一行の画素においは、それらの画素のＤＧメモリＴＦＴ３５のトラップ領域に蓄積されたキャリアの極性に基づいて発光もしは非発光の状態となる。
【００７４】
例えば、上述のように電子がトラップ領域に蓄積された選択ライン１のアドレスがｎで、データライン２がｍ番目の画素において、そのＤＧメモリＴＦＴ３５のトラップ領域に電子が蓄積しているので、上述のように選択ライン１から第一ゲート電極３１に低い電圧が印加されても、トラップ領域に蓄積された電子の電界の影響によりチャネル領域に連続したｎチャネルが形成されず、ドレイン電流が流れない状態となり、第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３は非発光状態となる。
【００７５】
一方、上述のように正孔がトラップ領域に蓄積された選択ライン１のアドレスがｎで、データライン２がｍ＋１番目の画素において、そのＤＧメモリＴＦＴ３５のトラップ領域に正孔が蓄積しているので、上述のように選択ライン１から第一ゲート電極３１に低い電圧が印加された場合に、トラップ領域に蓄積された正孔の電界との相互作用により、チャネル領域に連続したチャネルが形成され、ドレイン電流が流れた状態となり、第一〜第三ＥＬ素子１１、１２、１３は発光を維持することになる。
【００７６】
また、上述の書き込み工程において、データが書き込まれた横一行の画素以外の他の行の画素においては、最後に書き込まれたデータに基づいて、一列の各画素が発光もしくは非発光の状態となる。例えば、アドレスがｎ＋１の選択ライン１に接続された横一行の各画素においては、前のフレームにおいて書き込まれたデータ（トラップするチャージが正孔又は電子）に基づいて発光もしくは非発光の状態となる。
また、アドレスがｎ−１の選択ライン１に接続された横一行の各画素においては、上述の書き込み工程の前の回の書き込み工程においては書き込まれたデータに基づいて発光もしくは非発光の状態となる。
【００７７】
そして、以上のような書き込み工程と表示工程とを繰り返すとともに、書き込み工程毎に書き込みを行う横一行の画素を一行ずつずらした場合には、１フレーム分の表示において、画素の横の行の数だけ表示が行われる。すなわち、点滅した状態で表示が行われることになるが、点滅速度が有る程度の速度以上となれば、人間の目には点滅を認識することができす、連続して画像が表示された状態に見えることになる。また、書き込み工程の度に、横一行の画素が全ての光ることになるが、高デューティー駆動で横一行の画素がアドレス時間が極めて短ければ、やはり人間の目で認識することができず、書き込み工程により表示に大きな影響がでることがない。
【００７８】
従って、上述のようにアクティブ素子としてＤＧメモリＴＦＴ３５を用いても連続した表示が可能となる。
そして、第三例の自発光表示装置においては、第一例の自発光表示装置と比較してその駆動動作が上述のように少し異なってはいるが、第一例の場合と同様の効果、すなわち、アクティブ素子における損失電力の低減による全消費電力の低減や、ＥＬ素子における静電容量の低下に基づく高速応答・正確な輝度制御の実現等の効果を奏することができる。
【００７９】
さらに、第三例の自発光表示装置によれば、従来のようにアクティブ素子として、一画素毎に、選択トランジスタ３と駆動トランジスタ５との二つを用いる必要がなく、一つのＤＧメモリＴＦＴ３５を用いれば良いので、自発光表示装置の構成の簡略化並びに発光領域の面積拡大を図ることができる。すなわち、アクティブ素子の数を１／２にすることが可能となり、自発光表示装置の製造時における歩留まりの向上等を図ることができる。
【００８０】
なお、ＦＥＴ型のトランジスタにおいては、電流の流れる方向とキャリア（チャネル）の種類（正孔もしくは電子）により、ドレインとソースとが決まるので、上述の記載において、ドレインとソースとを入れ替えるものとしても良い。
また、一画素当たりのＥＬ素子の数は、三つに限定されるものではなく、複数ならば、二つでも、四つ以上でも良いが、アクティブ素子における損失電力の低下や、ＥＬ素子の静電容量の低下の面では、一画素当たりのＥＬ素子の数が多い方が良く、製造工程の容易さを考慮した場合には、一画素当たりのＥＬ素子の数があまり多く無い方が好ましい。
【００８１】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の自発光表示装置によれば、複数個の自発光素子を電気的に直列にアクティブ素子に接続するものとすることにより、複数個の自然発光素子を合わせた輝度レベルと同じ輝度レベルの一個の自然発光素子をアクティブ素子に接続した場合に比較して、アクティブ素子を流れる電流の値を低くすることができるので、アクティブ素子における損失電力を低減することができる。従って、上述のような構成とすることにより、アクティブ素子における損失電力を低減して自発光表示装置全体の消費電力の低減を図ることができる。
【００８２】
本発明の請求項２記載の自発光表示装置によれば、自発光素子のカソードがアクティブ素子に接続されことにより、自発光素子のアノードが、例えば、自発光素子用の電源に接続されることになるとともに、アクティブ素子の端子の一つが接地されることになる。
この際には、アクティブ素子をオンオフする信号の電位が、直接グランドレベルに対して定まるので、コントロール性、応答速度に優れる利点がある。
【００８３】
本発明の請求項３記載の自発光表示装置によれば、各画素において、それぞれ一個のアクティブ素子により、自発光素子を制御することができるので、従来のように各画素において二つのトランジスタを用いた場合よりも、自発光表示装置の構成を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第一例の自発光表示装置の一画素の構成を説明するための回路図である。
【図２】第一例の自発光表示装置の一画素の平面構造を説明するための図面である。
【図３】第一例の自発光表示装置の一画素の平面構造を説明するための図面である。
【図４】第一例の自発光表示装置の駆動トランジスタにおける損失電位と従来例のＥＬ表示装置の駆動トランジスタにおける損失電位との違いを説明するためのグラフである。
【図５】第一例の自発光表示装置のＥＬ素子における電流特性と、従来例のＥＬ表示装置のＥＬ素子における電流特性との違いを説明するためのグラフである。
【図６】本発明の実施の形態の第二例の自発光表示装置の一画素の構成を説明するための回路図である。
【図７】第二例の自発光表示装置の一画素の平面構造を説明するための図面である。
【図８】第二例の自発光表示装置の一画素の平面構造を説明するための図面である。
【図９】第二例の自発光表示装置の一画素の断面構造を説明するための図面である。
【図１０】本発明の実施の形態の第三例の自発光表示装置の一画素の構成を説明するための回路図である。
【図１１】第三例の自発光表示装置における駆動方法を説明するための回路図である。
【図１２】第三例の自発光表示装置における駆動方法を説明するための回路図である。
【図１３】従来例のＥＬ表示装置の一画素の構成を説明するための回路図である。
【図１４】従来例のＥＬ表示装置の駆動トランジスタにおける損失電位を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
３      選択トランジスタ（アクティブ素子）
５      駆動トランジスタ（アクティブ素子）
１１    第一ＥＬ素子（自発光素子）
１１ａ  アノード
１１ｂ  カソード
１２    第二ＥＬ素子（自発光素子）
１２ａ  アノード
１２ｂ  カソード
１３    第三ＥＬ素子（自発光素子）
１３ａ  アノード
１３ｂ  カソード
３５    ＤＧメモリＴＦＴ（アクティブ素子、メモリ性を有するトランジスタ）
【図１】
0003711760.tif 000004
【図２】
0003711760.tif 000005
【図３】
0003711760.tif 000006
【図４】
0003711760.tif 000007
【図５】
0003711760.tif 000008
【図６】
0003711760.tif 000009
【図７】
0003711760.tif 000010
【図８】
0003711760.tif 000011
【図９】
0003711760.tif 000012
【図１０】
0003711760.tif 000013
【図１１】
0003711760.tif 000014
【図１２】
0003711760.tif 000015
【図１３】
0003711760.tif 000016
【図１４】
0003711760.tif 000017