(57)【要約】【課題】表示装置において、発光素子あるいはスイッチング素子の経時劣化の低減を実現する。【解決手段】スイッチング素子のソース端子とドレイン端子との間に、交流電圧または交流電流を印加し、発光素子の第１端子と第２端子との間に、直流電圧または直流電流を印加する。【選択図】図２
2008197677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の走査線と、
複数のデータ線と、
複数の給電線と、
複数の画素と、を含み、
前記複数の画素の各々は、
直流が流れることにより発光する発光素子と、
保持容量と、
前記保持容量と前記複数のデータ線のうち対応するデータ線との導通を制御する第１のトランジスタと、
前記給電線と前記発光素子との間に設けられ、前記保持容量にゲートが接続された第２のトランジスタと、を含み、
前記第２のトランジスタのソース及びドレインのうちいずれか一方が前記複数の給電線のうち対応する給電線に接続され、
前記ソース及び前記ドレインのうち他方が発光素子に接続され、
前記発光素子は、前記第２のトランジスタの第１の端子から第２の端子へ流れる電流により発光する第１発光素子と、前記第２のトランジスタの第２の端子から第１の端子へ流れる電流により発光する第２発光素子とが並列配置されてなり、
前記給電線の電位は第１の電位または第２の電位に設定可能であること、を特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、
前記給電線の電位を前記第１の電位に設定するかまたは前記第２の電位に設定するかを所定期間毎に反転すること、を特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表示装置において、
前記所定期間に対応する第１の期間に、前記給電線の電位を前記第１の電位にして、前記第２のトランジスタの第１の端子から第２の端子へ電流が流れ、
前記第１の期間に続く所定期間に対応する第２の期間に、前記給電線の電位を前記第２の電位にすること、を特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の表示装置において、
前記発光素子は前記第１の期間において発光し、前記第２の期間には前記発光素子は非発光となること、を特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の表示装置において、
前記第１の期間と前記第２の期間とは交互に設定されていること、を特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記発光素子は有機ＥＬ素子であること、を特徴とする表示装置。
【請求項７】
複数の走査線と、
複数のデータ線と、
複数の給電線と、
複数の画素と、を含み、
前記複数の画素の各々は、
直流が流れることにより発光する発光素子と、
保持容量と、
前記保持容量と前記複数のデータ線のうち対応するデータ線との導通を制御する第１のトランジスタと、
前記給電線と前記発光素子との間に設けられ、前記保持容量にゲートが接続された第２のトランジスタと、を含み、
前記第２のトランジスタのソース及びドレインのうちいずれか一方が前記複数の給電線のうち対応する給電線に接続され、
前記ソース及び前記ドレインのうち他方が発光素子に接続され、
前記発光素子に並列して整流子が配置されており、
前記発光素子は、前記トランジスタの第１の端子から第２の端子へ流れる電流により発光し、前記整流子は、前記トランジスタの第２の端子から第１の端子へ電流が流れるように構成されてなり、
前記給電線の電位は第１の電位または第２の電位に設定可能であること、を特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の表示装置において、
前記給電線の電位を前記第１の電位に設定するかまたは前記第２の電位に設定するかを所定期間毎に反転すること、を特徴とする表示装置。
【請求項９】
複数の走査線と、
複数のデータ線と、
第１給電線及び第２給電線と、
複数の画素と、を含み、
前記複数の画素の各々は、
保持容量と、
画素電極と、
前記画素電極に接続された第１電極と前記第２給電線に接続された第２電極との間に設けられ、直流が流れることにより発光する発光素子と、
前記保持容量と前記複数のデータ線のうち対応するデータ線との導通を制御する第１のトランジスタと、
前記第１給電線と前記発光素子との間に設けられ、前記保持容量にゲートが接続された第２のトランジスタと、を含み、
前記第２のトランジスタは、前記保持容量の電位により、前記第１給電線と前記画素電極との導通を制御し、
前記画素電極から前記第１電極に電流を流すように構成された第１整流子と、前記第２電極から前記画素電極に電流を流すように構成された第２整流子と、前記第２給電線から前記第１電極に電流を流すように構成された第３整流子と、前記第２電極から前記第２給電線に電流を流すように構成された第４整流子とを有し、
前記発光素子は、前記第１電極から前記第２電極に流れる電流により発光し、
前記第１給電線及び前記第２給電線のそれぞれの電位は第１の電位または第２の電位に設定可能であること、を特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記発光素子は有機ＥＬ素子であること、を特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１または７に記載の表示装置を駆動する駆動方法であって、
前記給電線の電位を前記第１の電位に設定するかまたは前記第２の電位に設定するかを所定期間毎に反転すること、を特徴とする表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタを備えた有機エレクトロルミネセンス（以下、有機ＥＬと称す）素子等の表示装置及び表示装置の駆動方法に関し、特に経時劣化の低減を実現し、または経時劣化および消費電力の低減を同時に実現する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ等の電流駆動型表示装置の動作を、図１６、図１７及び図１８を用いて説明する。
【０００３】
図１６は、従来の薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の１画素の等価回路図、図１７は、従来の薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置のマトリクス構成を示す等価回路図、図１８は、従来の薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の駆動電圧図である。
【０００４】
データ線１１２と、データ線１１２にソース端子側が接続され、走査線１１１にゲート電極が接続されている第１のスイッチング素子（以下、スイッチング薄膜トランジスタと称す。）１２１と、スイッチング薄膜トランジスタ１２１のドレイン端子側に一方の端子が接続される保持容量の保持電極１１３と、ゲート端子がスイッチング薄膜トランジスタのドレイン端子に接続され、且つソース端子が第１給電線１１４に接続されている第２のスイッチンング素子（以下、カレント薄膜トランジスタと称す。）１２２と、一方の端子がカレント薄膜トランジスタのドレイン端子に接続され、且つ他方の端子が第２給電線に接続されている有機ＥＬ素子１３５とから構成されている。
【０００５】
スイッチング薄膜トランジスタ１２１は、走査線１１１の電位により、データ線１１２と保持電極１１３との導通を制御する。すなわち、走査電位２１１により、信号電位２１２と保持電位２１３との導通を制御する。なお、ここでは、スイッチング薄膜トランジスタ１２１は、ｎチャネル型の薄膜トランジスタであるが、ｐチャネル型の薄膜トランジスタでもかまわない。その場合、走査電位２１１は、本実施例とは、高電位と低電位が逆となる。
【０００６】
表示状態となる画素に対しては、信号電位２１２が高電位となり、保持電位２１３にはその高電位が保持される。非表示状態となる画素に対しては、信号電位２１２が低電位となり、保持電位２１３にはその低電位が保持される。
【０００７】
カレント薄膜トランジスタ１２２は、保持電極１１３の電位により、第１給電線１１４と画素電極１１５との導通を制御する。すなわち、保持電位２１３により、第１給電線電位２１４と画素電位２１５との導通を制御する。なお、ここでは、カレント薄膜トランジスタ１２２は、ｎチャネル型の薄膜トランジスタであるが、ｐチャネル型の薄膜トランジスタでもかまわない。その場合、信号電位２１２は、本実施例とは、高電位と低電位が逆となる。
【０００８】
表示状態となる画素に対しては、保持電位２１３は高電位であるため、第１給電線１１４と画素電極１１５が導通され、非表示状態となる画素に対しては、保持電位２１３は低電位であるため、題１給電線１１４と画素電極１１５が切断される。
【０００９】
表示状態となる画素に対しては、第１給電線１１４から、カレント薄膜トランジスタ１２２、画素電極１１５を通じて、第２給電線１１６まで電流が流れ、有機ＥＬ素子１３５が発光する。非表示状態となる画素に対しては、電流が流れず、発光しない。
【００１０】
第１給電線電位２１４は第２給電線電位２１６よりも高電位なので、流れる電流は、第１給電線１１４から、カレント薄膜トランジスタ１２２、画素電極１１５、有機ＥＬ素子１３５を経て、第２給電線１１６への方向である。
【００１１】
なお、実際の薄膜トランジスタ有機ＥＬ表示装置の動作は、上記のように単純ではなく、より複雑な電圧および電流の関係のもとに動作するが、近似的および定性的には、上記の説明が成り立つ。
【００１２】
図１９は、従来例の薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の断面図、図２０は、従来例の薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の平面図である。図１９の断面Ａ−Ａは、図２０の断面Ａ−Ａ'に対応する。
【００１３】
有機ＥＬ素子１３５において、電流は、有機ＥＬ素子の高電位側電極１６５から、有機ＥＬ素子の発光材料１５５を通じて、有機ＥＬ素子の低電位側電極１７５へと流れる。なお、ここでは、有機ＥＬ素子の発光材料１５５としてＰＰＶ、有機ＥＬ素子の高電位側電極１６５としてＩＴＯ、有機ＥＬ素子の低電位側電極１７５としてＡｌを用いたが、他の材料であってもかまわない。
【００１４】
従来例では、スイッチング薄膜トランジスタ１２１のソース端子とドレイン端子との間には、交流電圧が印加され、交流電流が流れるが、カレント薄膜トランジスタ１２２のソース端子とドレイン端子との間にも直流電圧が印加され、直流電流が流れてしまう。これは、有機ＥＬ素子１３５の発効効率を向上させるために、高電位側の材料と低電位側の材料を最適化した非対称の構造であり、直流電圧が印加され、直流電流が流れることにより発光することに起因する。しかし有機ＥＬ素子だけでなく、薄膜トランジスタにも直流電圧が印加されたり、あるいは直流電流が流れてしまうと薄膜トランジスタは急激な経時劣化が発生してしまう。
【００１５】
一方、カレント薄膜トランジスタ１２２のソース端子とドレイン端子との間に、交流電圧が印加されることも可能であるが、この場合、有機ＥＬ素子１３５は整流作用があるため、有機ＥＬ素子１３５には交流電流は流れずに、一方方向の電流しか流れない。即ち、ある方向では、有機ＥＬ素子１３５が発光するが、他の方向では、有機ＥＬ素子１３５が発光しないため、発光効率が低下ししてしまう。従って、直流電圧が印加され、直流電流が流れる場合と、同等の発光量を得るためには、消費電力が増大することになってしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
そこで、本発明の目的は、薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置等の電流駆動型発光表示装置において、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子の経時劣化を低減することである。また、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子の経時劣化を低減するのと同時に、発光効率を向上し、消費電力を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は前記課題を解決するため、請求項１記載の本発明は、複数の走査線および複数のデータ線が形成され、前記走査線と前記データ線との各交点に対応して薄膜トランジスタおよび発光素子が形成されてなり、前記薄膜トランジスタのソース端子とドレイン端子との間に、交流電圧が印加され、前記発光素子の第１端子と第２端子との間に、直流電圧が印加されることを特徴とする。
【００１８】
請求項１記載の本発明によれば、薄膜トランジスタの直流電流による経時劣化を低減するとともに、発光素子の発光効率を上げることが可能である。
【００１９】
請求項２記載の発明は、複数の走査線および複数のデータ線が形成され、前記走査線と前記データ線との各交点に対応して薄膜トランジスタおよび発光素子が形成されてなり、前記薄膜トランジスタのソース端子とドレイン端子との間に、交流電流が流れ、前記発光素子の第１端子と第２端子との間に、直流電流が流れることを特徴とする。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、薄膜トランジスタの直流電流による経時劣化を低減するとともに、発光素子の発光効率を上げることが可能になる。
【００２１】
請求項３記載の発明は、複数の走査線、複数のデータ線、第１給電線および第２給電線が形成され、前記走査線と前記データ線との各交点に対応して、第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、保持容量、画素電極および発光素子とを有し、前記第１スイッチング素子は、前記走査線の電位により、前記データ線と前記保持容量との導通を制御し、前記第２スイッチング素子は、前記保持容量の電位により、前記第１給電線と前記画素電極との導通を制御することにより、前記画素電極と前記第２給電線間にある前記発光素子を流れる電流を制御する電流駆動型発光表示装置であって、前記発光素子は、前記画素電極から前記第２給電線に流れる電流により発光する第１発光素子と、前記第２給電線から前記画素電極に流れる電流により発光する第２発光素子とが並列配置されてなることを特徴とする。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、第１給電線と第２給電線の電位が所定期間毎に反転した場合、第２スイッチング素子のソース端子とドレイン端子との間には、交流電圧が印加され、交流電流が流れる。そして、第２スイッチング素子の直流電圧または直流電流による経時劣化を低減することが可能であると同時に、第２発光素子と第２発光素子のどちらかを発光させることができるため、効率を低下させずに、消費電力を低減することができる。
【００２３】
請求項４記載の発明は、複数の走査線、複数のデータ線、第１給電線および第２給電線が形成され、前記走査線と前記データ線との各交点に対応して、第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、保持容量、画素電極および発光素子とを有し、前記第１スイッチング素子は、前記走査線の電位により、前記データ線と前記保持容量との導通を制御し、前記第２スイッチング素子は、前記保持容量の電位により、前記第１給電線と前記画素電極との導通を制御することにより、前記画素電極と前記第２給電線間にある前記発光素子を流れる電流を制御されてなる電流駆動型発光表示装置であって、前記画素電極と前記第２給電線間には、前記発光素子と整流子とが並列的に配置されてなり、前記発光素子は、前記画素電極から前記第２給電線に流れる電流により発光されてなり、前記整流子は、前記第２給電線から前記画素電極に電流が流れるように構成されてなることを特徴とする。
【００２４】
請求項４記載の発明によれば、前記第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子のソース端子とドレイン端子間に交流電圧が印加され、交流電流が流れ、前記発光素子の第１端子と第２端子との間には直流電流が流れる。発光素子は、前記画素電極から前記第２給電線に流れる電流により発光されてなり、前記整流子は、前記第２給電線から前記画素電極に電流が流れるように構成されてなるため、第２スイッチング素子の直流電流又は直流電圧による経時劣化を防ぐことができる。
【００２５】
請求項５記載の発明は、複数の走査線、複数のデータ線、第１給電線および第２給電線が形成され、前記走査線と前記データ線との各交点に対応して、第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、保持容量、画素電極および発光素子とを有し、前記第１スイッチング素子は、前記走査線の電位により、前記データ線と前記保持容量との導通を制御し、前記第２スイッチング素子は、前記保持容量の電位により、前記第１給電線と前記画素電極との導通を制御することにより、前記画素電極と前記第２給電線間にある前記発光素子を流れる電流を制御されてなる電流駆動型発光表示装置であって、前記画素電極と前記第２給電線間には、前記発光素子と整流子とが並列的に配置されてなり、前記発光素子は、前記第２給電線から前記画素電極へ流れる電流により発光されてなり、前記整流子は、前記画素電極から前記第２給電線に電流が流れるように構成されてなることを特徴とする。
【００２６】
請求項５記載の発明によれば、発光素子は、前記第２給電線から前記画素電極へ流れる電流により発光されてなり、前記整流子は、前記画素電極から前記第２給電線に電流が流れるように構成されてなる場合、直流電圧又は直流電流による経時劣化を低減することが可能である。
【００２７】
請求項６記載の発明は、複数の走査線、複数のデータ線、第１給電線および第２給電線が形成され、前記走査線と前記データ線との各交点に対応して、第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、保持容量、画素電極および発光素子とを有し、前記第１スイッチング素子は、前記走査線の電位により、前記データ線と前記保持容量との導通を制御し、前記第２スイッチング素子は、前記保持容量の電位により、前記第１給電線と前記画素電極との導通を制御することにより、前記画素電極に接続された第１電極と前記第２給電線に接続された第２電極と間にある前記発光素子を流れる電流により発光する電流駆動型発光表示装置において、前記画素電極から前記第１電極に電流を流すように構成された第１整流子と、前記第２電極から前記画素電極に電流を流すように構成された第２整流子と、前記第２給電線から前記第１電極に電流を流すように構成された第３整流子と、前記第２電極から前記第２給電線に電流を流すように構成された第４整流子とを有し、前記発光素子は、前記第１電極から前記第２電極に流れる電流により発光されてなることを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、第２スイッチング素子の直流電圧または直流電流による経時劣化を低減することが可能である。
【００２９】
請求項７記載の発明は、請求項３、請求項４、請求項５のいずれか一項記載の電流駆動型発光表示装置において、前記第１給電線の前記第２給電線に対する電圧の符号が、所定期間毎に反転することを特徴とする電流駆動発光型表示装置の駆動方法に関する。
【００３０】
本発明によれば、発光素子に、直流電流が流れることが実現されながら、第２スイッチング素子のソース端子とドレイン端子との間に、交流電圧が印加され、交流電流が流れることが実現される。そして、第２スイッチング素子の直流電圧または直流電流による経時劣化を低減することが可能になるのと同時に、第１給電線と第２給電線の電圧が互いに反転している両期間で、発光素子を発光させることにより、効率を向上し、消費電力を低減することが可能である。
【００３１】
請求項８記載の本発明は、請求項４、請求項５、請求項６のいずれか一項記載の電流駆動型発光表示装置であって、前記整流子、前記第１整流子、前記第２整流子、前記第３整流子と前記第４整流子の少なくとも１つは、ゲート端子とソース端子またはドレイン端子とを接続した整流用スイッチング素子で構成され、前記整流用スイッチング素子は、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子の少なくとも一方と同時に形成されることを特徴とする電流駆動型発光表示装置の製造方法に関する。
【００３２】
本発明によれば、第２スイッチング素子の直流電圧または直流電流による経時劣化を低減するのと同時に、第１給電線の第２給電線に対する電圧の符号が互いに反転している両期間で、前記発光素子を発光させることにより、効率を向上し、消費電力を低減する構成を製造工程を増加することなく実現できる。
【００３３】
請求項９記載の発明は，請求項４また請求項５記載の電流駆動型発光表示装置において、前記整流子、前記第１整流子、前記第２整流子、前記第３整流子と前記第４整流子の少なくとも１つは、ＰＮ接合またはＰＩＮ接合で構成され、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子の少なくとも一方と同時に形成されることを特徴とする。
【００３４】
本構成によれば、第２スイッチング素子の直流電圧または直流電流による経時劣化を低減するのと同時に、第１給電線の第２給電線に対する電圧の符号が互いに反転している両期間で、発光素子を発光させることにより、効率を向上し、消費電力を低減する構成を得ることが、製造過程の増加なしに実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３６】
図１は、本発明の実施例１に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の１画素の等価回路図、図２は、本発明の実施例１に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置のマトリクス構成を示す等価回路図、図３は、本発明の実施例１に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の駆動電圧図である。
【００３７】
本実施例の薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の動作を、図１、図２および図３を用いて説明する。
【００３８】
図１及び図２に示されるように、走査線１１１の延設方向に対して交差する方向に延設されてデータ線１１２が形成されている。走査線１１１は第１スイッチング素子（以下、スイッチング薄膜トランジスタと称す。）のゲート電極に接続されており、スイッチング薄膜トランジスタ１２１のソース・ドレインの一方はデータ線１１２に接続されている。また、スイッチング薄膜トランジスタ１２１のソース・ドレインの他方は保持容量１２３の電極１１３に接続され、保持容量１２３の他方の電極は第１給電線１１４に接続されている。
【００３９】
保持容量１２３には第２スイッチング素子（以下、カレント薄膜トランジスタと称す。）のゲート電極が電気的に接続され、カレント薄膜トランジスタ１２２のソース・ドレイン領域の一方は、第１給電線に電気的に接続されている。また、カレント薄膜トランジスタ１２３のソース・ドレン領域の他方は、有機ＥＬ素子１３１及び１３２の一方の電極（画素電極）１１５に電気的に接続されている。第１給電線は定電位に保持されている。本実施例では、第１給電線は保持容量１２３の他方の電極と、カレント薄膜トランジスタ１２２のソース・ドレイン領域の一方との両方に接続されるように構成されているが、共通の第１給電線の代わりにそれぞれ別々の定電位配線に接続するように構成しても差し支えない。
【００４０】
このように構成した有機ＥＬ表示装置は、走査線１１１に供給される走査信号によってスイッチング薄膜トランジスタ１２１が選択されてオン状態になると、データ線１１２から画像信号がスイッチング薄膜トランジスタ１２１を介して保持容量１２３に書き込まれる。表示状態となる画素に対しては、第１給電線１１４から、カレント薄膜トランジスタ１２２、画素電極１１５を通じて、第２給電線１１６まで電流が流れ、あるいは、逆方向の電流が流れ、並列配置された有機ＥＬ素子１３１または有機ＥＬ素子１３２が発光する。つまり、本実施例において、有機ＥＬ素子１３１及び１３２は並列に配置されているが、２つの有機ＥＬ素子は、画素電極１１５から第２給電線１１６まで流れる電流により発光する有機ＥＬ素子１３１（ここでは正置有機ＥＬ素子と称す。）と、第２給電線１１６から画素電極１１５に流れる電流により発光する有機ＥＬ素子１３２（ここでは逆置有機ＥＬ素子と称す。）により構成されている。そして非表示状態となる画素に対しては、電流が流れず発光しない。
【００４１】
本実施例では、第１給電線の第２給電線に対する電圧の符号（＋又は−）が所定期間毎に反転する一例として、一垂直走査期間毎に反転する方式、即ちフレーム反転方式の場合を図３を用いて説明する。
【００４２】
奇数フレーム２０１においては、第１給電線１１４の電位２１４は第２給電線１１６の電位２１６よりも高電位なので、流れる電流は、第１給電線１１４から、カレント薄膜トランジスタ１２２、画素電極１１５、正置有機ＥＬ素子１３１を経て、第２給電線１１６への方向である。偶数フレーム２０２においては、第１給電線電位２１４は第２給電線電位２１６よりも低電位なので、流れる電流は、第２給電線１１６から、逆置有機ＥＬ素子１３２、画素電極１１５、カレント薄膜トランジスタ１２２を経て、第１給電線１１４への方向である。
【００４３】
なお、ここでは、信号電位２１２は、奇数フレーム２２１と偶数フレーム２２２とで、同電位としてあるが、異なる電位であってもかまわない。また、図３においては、信号電位２１２はゲート電極の電位２１１の立ち上がりの前後のみ図示するものであり、その他の電位については省略してある。ここでは、奇数フレーム２０１における第１給電線電位２１４と、偶数フレーム２０２における第２給電線電位２１６とが同電位、かつ、奇数フレーム２０１における第２給電線電位２１６と、偶数フレーム２０２における第１給電線電位２１４とが同電位であるが、奇数フレーム２０１と偶数フレーム２０２とで、第１給電線電位２１４の第２給電線電位２１６に対する電圧の符号が反転しているのであれば、異なる電位でもかまわない。
【００４４】
本実施例では、スイッチング薄膜トランジスタ１２１のソース端子とドレイン端子との間、および、カレント薄膜トランジスタ１２２のソース端子とドレイン端子との間に、交流電圧が印加され、交流電流が流れ、正置有機ＥＬ素子１３１の第１端子と第２端子との間および逆置有機ＥＬ素子１３２の第１端子と第２端子との間に直流電流が流れる。本構成によれば、カレント薄膜トランジスタ１２２の直流電圧または直流電流による経時劣化を低減することが可能になる。
【００４５】
また、本実施例では、有機ＥＬ素子が、正置有機ＥＬ素子１３１と逆置有機ＥＬ素子１３２とから成り、正置有機ＥＬ素子１３１は、画素電極１１５から第２給電線１１６へと流れる電流により発光するように配置され、逆置有機ＥＬ素子１３２は、第２給電線１１６から画素電極１１５へと流れる電流により発光するように配置される。さらに、第１給電線電位２１４の第２給電線電位２１６に対する電圧の符号が、所定期間毎に反転する。本構成によれば、正置有機ＥＬ素子１３１の第１端子と第２端子との間および逆置有機ＥＬ素子１３２の第１端子と第２端子との間に、直流電流が流れることが実現されながら、カレント薄膜トランジスタ１２２のソース端子とドレイン端子との間に、交流電圧が印加され、交流電流が流れることが実現される。そして、カレント薄膜トランジスタ１２２の直流電圧または直流電流による経時劣化を低減することが可能になるのと同時に、奇数フレーム２０１および偶数フレーム２０２の両期間で、正置有機ＥＬ素子１３１または逆置有機ＥＬ素子のどちらかを発光させることにより、効率を向上し、消費電力を低減することが可能になる。
【００４６】
図４は、本発明の実施例１に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の断面図、図５は、本発明の実施例１に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の平面図である。図４の断面Ａ−Ａ'および断面Ｂ−Ｂ'は、図５の断面Ａ−Ａ'および断面Ｂ−Ｂ'に対応する。
【００４７】
正置有機ＥＬ素子１３１において、電流は、正置有機ＥＬ素子の高電位側電極１６１から、正置有機ＥＬ素子の発光層１５１を通じて、正置有機ＥＬ素子の低電位側電極１７１へと流れる。また、逆置有機ＥＬ素子１３２において、電流は、逆置有機ＥＬ素子の高電位側電極１６２から、逆置有機ＥＬ素子の発光層１５２を通じて、逆置有機ＥＬ素子の低電位側電極１７２へと流れる。
【実施例２】
【００４８】
図６は、本発明の実施例２に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の１画素の等価回路図、図７は、本発明の実施例２に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置のマトリクス構成を示す等価回路図、図８は、本発明の実施例２に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の駆動電圧図である。
【００４９】
本実施例の薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の動作を、図６、図７および図８を用いて説明する。本実施例は実施例１と同様な構成を有するものであって、実施例１と異なる点についてのみ説明する。
【００５０】
スイッチング薄膜トランジスタ１２１から、保持容量１２３、カレント薄膜トランジスタ１２２までの動作は、実施例１と同様である。
【００５１】
表示状態となる画素に対しては、第１給電線１１４から、カレント薄膜トランジスタ１２２、画素電極１１５通じて、第２給電線１１６まで電流が流れ、有機ＥＬ素子１３３が発光する。非表示状態となる画素に対しては、電流が流れず、発光しない。
【００５２】
奇数フレーム２０１においては、第１給電線電位２１４は第２給電線電位２１６よりも高電位なので、流れる電流は、第１給電線１１４から、カレント薄膜トランジスタ１２２、画素電極１１５、有機ＥＬ素子１３３を経て、第２給電線１１６への方向である。偶数フレーム２０２においては、第１給電線電位２１４は第２給電線電位２１６よりも低電位なので、流れる電流は、第２給電線１１６から、整流子１４１、画素電極１１５、カレント薄膜トランジスタ１２２を経て、第１給電線１１４への方向である。
【００５３】
なお、ここでは、有機ＥＬ素子１３３は、画素電極１１５から第２給電線１１６へと流れる電流により発光するように配置され、整流子１４１は、第２給電線１１６から画素電極１１５へと電流を流すように配置されているが、有機ＥＬ素子１１３は、第２給電線１１６から画素電極１１５へと流れる電流により発光するように配置され、整流子１４１は、画素電極１１５から第２給電線１１６へと電流を流すように配置されていてもかまわない。
【００５４】
本実施例では、スイッチング薄膜トランジスタ１２１のソース端子とドレイン端子との間、および、カレント薄膜トランジスタ１２２のソース端子とドレイン端子との間に、交流電圧が印加され、交流電流が流れ、有機ＥＬ素子１３３の第１端子と第２端子との間に、直流電流が流れる。本構成によれば、カレント薄膜トランジスタ１２２の直流電圧または直流電流による経時劣化を低減することが可能になる。
【００５５】
また、本実施例では、整流子１４１が形成され、有機ＥＬ素子１３３は、画素電極１１５から第２給電線１１６へと流れる電流により発光するように配置され、整流子１４１は、第２給電線１１６から画素電極１１５へと電流を流すように配置される。さらに、第１給電線電位２１４の第２給電線電位２１６に対する電圧の符号が所定期間毎に反転する。本構成によれば、有機ＥＬ素子１３３の第１端子と第２端子との間に、直流電流が流れることが実現されながら、カレント薄膜トランジスタ１２２のソース端子とドレイン端子との間に、交流電圧が印加され、交流電流が流れることが実現される。そして、カレント薄膜トランジスタ１２２の直流電圧または直流電流による経時劣化を低減することが可能になる。
【００５６】
図９は、本発明の実施例２に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の断面図、図１０は、本発明の実施例２に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の平面図である。図９の断面Ａ−Ａ'および断面Ｂ−Ｂ'は、図１０の断面Ａ−Ａ'および断面Ｂ−Ｂ'に対応する。
【００５７】
本実施例では、整流子１４１は、ゲート端子とソース端子またはドレイン端子とを接続した整流用薄膜トランジスタで構成され、整流用薄膜トランジスタは、スイッチング薄膜トランジスタ１２１およびカレント薄膜トランジスタ１２２と同時に形成される。本構成によれば、カレント薄膜トランジスタ１２２の直流電圧または直流電流による経時劣化を低減する構成を得ることが、製造過程の増加なしに実現できる。
【実施例３】
【００５８】
図１１は、本発明の実施例３に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の１画素の等価回路図、図１２は、本発明の実施例３に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置のマトリクス構成を示す等価回路図、図１３は、本発明の実施例２に係る薄膜トランジスタ有機ＥＬ表示装置の駆動電圧図である。
【００５９】
本実施例の薄膜トランジスタ有機ＥＬ表示装置の動作を、図１１、図１２および図１３を用いて説明する。尚、本実施例も実施例１と同様な構成を有するものであり、実施例１と異なる点についてのみ説明する。
【００６０】
スイッチング薄膜トランジスタ１２１から、保持容量１２３、カレント薄膜トランジスタ１２２までの動作は、実施例１と同様である。
【００６１】
表示状態となる画素に対しては、第１給電線１１４から、カレント薄膜トランジスタ１２２、画素電極１１５通じて、第２給電線１１６まで電流が流れ、有機ＥＬ素子１３４が発光する。非表示状態となる画素に対しては、電流が流れず、発光しない。
【００６２】
奇数フレーム２０１においては、第１給電線電位２１４は第２給電線電位２１６よりも高電位なので、流れる電流は、第１給電線１１４から、カレント薄膜トランジスタ１２２、画素電極１１５、第１整流子１４２、有機ＥＬ素子１３４、第４整流子１４５を経て、第２給電線１１６への方向である。偶数フレーム２０２においては、第１給電線電位２１４は第２給電線電位２１６よりも低電位なので、流れる電流は、第２給電線１１６から、第３整流子１４４、有機ＥＬ素子１３４、第２整流子１４３、画素電極１１５、カレント薄膜トランジスタ１２２を経て、第１給電線１１４への方向である。
【００６３】
すなわち、第１整流子１４２、第２整流子１４３、第３整流子１４４および第４整流子１４５により、全波整流回路が構成され、第１給電線電位２１４と第２給電線電位２１６の高低にかかわらず、有機ＥＬ素子１３４において、第１電極１１７から第２電極１１８へと電流が流れる。
【００６４】
本実施例では、スイッチング薄膜トランジスタ１２１のソース端子とドレイン端子との間、および、カレント薄膜トランジスタ１２２のソース端子とドレイン端子との間に、交流電圧が印加され、交流電流が流れ、有機ＥＬ素子１３４の第１端子１１７と第２端子１１８との間に、直流電流が流れる。本構成によれば、カレント薄膜トランジスタ１２２の直流電圧または直流電流による経時劣化を低減することが可能になる。
【００６５】
また、本実施例では、第１電極１１７および第２電極１１８が形成され、第１整流子１４２、第２整流子１４３、第３整流子１４４および第４整流子１４５が形成され、有機ＥＬ素子１３４は、第１電極１１７から第２電極１１８へと流れる電流により発光するように配置され、第１整流子１４２は、画素電極１１５から第１電極１１７へと電流を流すように配置され、第２整流子１４３は、第２電極１１８から画素電極１１５へと電流を流すように配置され、第３整流子１４４は、第２給電線１１６から第１電極１１７へと電流を流すように配置され、第４整流子１４５は、第２電極１１８から第２給電線１１６へと電流を流すように配置される。さらに、請求項６に示したように、第１給電線１１４の前記第２給電線１１６に対する電圧の符号が、所定期間毎に反転する。本構成によれば、有機ＥＬ素子１３４の第１端子と第２端子との間に、直流電圧が印加され、直流電流が流れることが実現されながら、カレント薄膜トランジスタ１２２のソース端子とドレイン端子との間に、交流電圧が印加され、交流電流が流れることが実現される。そして、カレント薄膜トランジスタ１２２の直流電圧または直流電流による経時劣化を低減することが可能になるのと同時に、奇数フレーム２０１および偶数フレーム２０２の両期間で、有機ＥＬ素子１３４を発光させることにより、効率を向上し、消費電力を低減することが可能になる。
【００６６】
図１４は、本発明の実施例３に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の断面図、図１５は、本発明の実施例３に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の平面図である。図１４の断面Ａ−Ａ'および断面Ｂ−Ｂ'は、図１５の断面Ａ−Ａ'および断面Ｂ−Ｂ'に対応する。
【００６７】
本実施例では、第１整流子１４２、第２整流子１４３、第３整流子１４４および第４整流子１４５は、ＰＮ接合またはＰＩＮ接合で構成され、スイッチング薄膜トランジスタ１２１またはカレント薄膜トランジスタ１２２と同時に形成される。本構成によれば、カレント薄膜トランジスタ１２２の直流電圧または直流電流による経時劣化を低減するのと同時に、奇数フレーム２０１および偶数フレーム２０２の両期間で、有機ＥＬ素子１３４を発光させることにより、効率を向上し、消費電力を低減する構成を得ることが、製造過程の増加なしに実現できる。
【００６８】
上記実施例では、画素毎にスイッチング薄膜トランジスタとカレント薄膜トランジスタとの２つのトランジスタを有する構成について説明をしたが、画素毎に１つのトランジスタを有する構成であっても同様な効果を有することは言うまでもない。また、上記実施例では、フレーム反転を用いた場合について説明したが、走査線毎にあるいは、データ線毎に、或いは画素毎に第１給電線の第２給電線に対する電位の符号を反転させるとともに、フレーム反転する方式を用いても同様な効果を有するものである。
【００６９】
上述のように、本実施例では、スイッチング素子として、薄膜トランジスタを用いた構成について説明したが、薄膜トランジスタは直流電流、直流電圧による経時劣化が大きいが、本発明の構成を採ることにより、経時劣化を大幅に低減することが可能である。また、有機ＥＬ素子以外でも整流作用により電流の一方向に対してのみしか発光しない発光素子を用いた場合においても、本発明を採用することにより発光効率を上げることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明に係わる表示装置は、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子等の各種の電流駆動型発光素子とこれを駆動するＴＦＴ等のスイッチング素子とを備えた表示装置として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施例１に係る薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を備えた電流駆動型発光表示装置の一例として、有機ＥＬ表示装置の１画素の等価回路図である。
【図２】本発明の実施例１に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置のマトリクス構成を示す等価回路図である。
【図３】本発明の実施例１に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の駆動電圧図である。
【図４】本発明の実施例１に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の断面図である。
【図５】本発明の実施例１に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の平面図である。
【図６】本発明の実施例２に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の１画素の等価回路図である。
【図７】本発明の実施例２に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置のマトリクス構成を示す等価回路図である。
【図８】本発明の実施例２に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の駆動電圧図である。
【図９】本発明の実施例２に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の断面図である。
【図１０】本発明の実施例２に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の平面図である。
【図１１】本発明の実施例３に係る薄膜トランジスタ有機ＥＬ表示装置の１画素の等価回路図である。
【図１２】本発明の実施例３に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置のマトリクス構成を示す等価回路図である。
【図１３】本発明の実施例３に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の駆動電圧図である。
【図１４】本発明の実施例３に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の断面図である。
【図１５】本発明の実施例３に係る薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の平面図である。
【図１６】従来の薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の１画素の等価回路図である。
【図１７】従来の薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置のマトリクス構成を示す等価回路図である。
【図１８】従来の薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の駆動電圧図である。
【図１９】従来の薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の断面図である。
【図２０】従来の薄膜トランジスタを備えた有機ＥＬ表示装置の平面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１１１…走査線、１１２…データ線、１１３…保持電極、１１４…第１給電線、１１５…画素電極、１１６…第２給電線、１１７…第１電極、１１８…第２電極、１２１…スイッチング薄膜トランジスタ、１２２…カレント薄膜トランジスタ、１２３…保持容量、１３１…正置有機ＥＬ素子、１３２…逆置有機ＥＬ素子、１３３…有機ＥＬ素子、１３４…有機ＥＬ素子、１３５…有機ＥＬ素子、１４１…整流子、１４２…第１整流子、１４３…第２整流子、１４４…第３整流子、１４５…第４整流子、１５１…正置有機ＥＬ素子の発光層、１５２…逆置有機ＥＬ素子の発光層、１５３…有機ＥＬ素子の発光層、１５４…有機ＥＬ素子の発光層、１５５…有機ＥＬ素子の発光層、１６１…正置有機ＥＬ素子の高電位側電極、１６２…逆置有機ＥＬ素子の高電位側電極、１６３…有機ＥＬ素子の高電位側電極、１６４…有機ＥＬ素子の高電位側電極、１６５…有機ＥＬ素子の高電位側電極、１７１…正置有機ＥＬ素子の低電位側電極、１７２…逆置有機ＥＬ素子の低電位側電極、１７３…有機ＥＬ素子の低電位側電極、１７４…有機ＥＬ素子の低電位側電極、１７５…有機ＥＬ素子の低電位側電極、１８１…レジスト、２０１…奇数フレーム、２０２…偶数フレーム、２１１…走査電位、２１２…信号電位、２１３…保持電位、２１４…第１給電電位、２１５…画素電位、２１６…第２給電電位、２３１…正置有機ＥＬ素子を流れる電流、２３２…逆置有機ＥＬ素子を流れる電流、２３３…有機ＥＬ素子を流れる電流、２３４…有機ＥＬ素子を流れる電流、２３５…有機ＥＬ素子を流れる電流。
【図１】
2008197677.tif 000003
【図２】
2008197677.tif 000004
【図３】
2008197677.tif 000005
【図４】
2008197677.tif 000006
【図５】
2008197677.tif 000007
【図６】
2008197677.tif 000008
【図７】
2008197677.tif 000009
【図８】
2008197677.tif 000010
【図９】
2008197677.tif 000011
【図１０】
2008197677.tif 000012
【図１１】
2008197677.tif 000013
【図１２】
2008197677.tif 000014
【図１３】
2008197677.tif 000015
【図１４】
2008197677.tif 000016
【図１５】
2008197677.tif 000017
【図１６】
2008197677.tif 000018
【図１７】
2008197677.tif 000019
【図１８】
2008197677.tif 000020
【図１９】
2008197677.tif 000021
【図２０】
2008197677.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月28日(2008.5.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の走査線と、
複数のデータ線と、
複数の給電線と、
複数の画素と、を含み、
前記複数の画素の各々は、
直流電流が流れることにより発光する発光素子と、
前記直流電流がソース及びドレイン間に流れるトランジスタと、を含み、
前記トランジスタのソース及びドレインのうちいずれか一方が前記複数の給電線のうち対応する給電線に接続され、
前記ソース及び前記ドレインのうち他方が前記発光素子に接続され、
前記給電線の電位は第１の電位または前記第１の電位とは電位が異なる第２の電位に設定可能であり、
前記トランジスタのソース及びドレイン間を流れる直流電流の向きを所定期間毎に変えること、
を特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、
前記所定期間に対応する第１の期間に、前記給電線の電位を前記第１の電位にし、
前記第１の期間に続く所定期間に対応する第２の期間に、前記給電線の電位を前記第２の電位にし、
前記発光素子は前記第１の期間において発光し、前記第２の期間には非発光となること、
を特徴とする表示装置。
【請求項３】
複数の走査線と、
複数のデータ線と、
複数の第１給電線及び複数の第２給電線と、
複数の画素と、を含み、
前記複数の画素の各々は、
前記第１給電線と前記第２給電線との間に設けられ、直流電流が流れることにより発光する発光素子と、
保持容量と、
前記保持容量と前記複数のデータ線のうち対応するデータ線との導通を制御する第１のトランジスタと、
前記第１給電線と前記発光素子との間に設けられ、前記保持容量にゲートが接続され、前記直流電流がソース及びドレイン間に流れる第２のトランジスタと、を含み、
前記第２のトランジスタのソース及びドレインのうちいずれか一方が前記複数の第１給電線のうち対応する第１給電線に接続され、
前記ソース及び前記ドレインのうち他方が前記発光素子に接続され、
前記第１給電線及び前記第２給電線のそれぞれの電位は第１の電位または前記第１の電位とは電位が異なる第２の電位に設定可能であり、
前記第２のトランジスタのソース及びドレイン間を流れる直流電流の向きを所定期間毎に変えること、
を特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の表示装置において、
前記所定期間に対応する第１の期間に、前記第１給電線の電位を前記第１の電位にするとともに、前記第２給電線の電位を前記第２の電位にし、
前記第１の期間に続く所定期間に対応する第２の期間に、前記第１給電線の電位を前記第２の電位にするとともに、前記第２給電線の電位を前記第１の電位にし、
前記発光素子は前記第１の期間において発光し、前記第２の期間には非発光となること、
を特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項２または４に記載の表示装置において、
前記第１の期間と前記第２の期間とは連続していないこと
を特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の表示装置において、
前記所定期間は、１垂直走査期間であること
を特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載の表示装置において、
前記所定期間は、前記複数の走査線のうち１走査線を選択する期間であること
を特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれかに記載の表示装置において、
前記所定期間は、前記複数の画素のうち１画素を選択する期間であること
を特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の表示装置において、
前記発光素子は有機ＥＬ素子であること、
を特徴とする表示装置。