(57)【要約】本発明は多重化マトリックス交流エレクトロルミネセンス表示装置を提供するものであって、これはマトリックスアドレス指定の容量切換え可能なエレクトロルミネセンス画素列であって、各容量切換え可能なエレクトロルミネセンス画素がエレクトロルミネセンス画素と、該エレクトロルミネセンス画素と直列で電気的に接続された回路素子とを具備してなり、上記の容量切換え可能なエレクトロルミネセンス画素に対し印加される電圧次第で、上記回路素子が電気的絶縁容量性状態と導電状態との間で切換え可能になっているものを有する。このマトリックス多重化エレクトロルミネセンス（ＥＬ）ディスプレイはエレクトロルミネセンス画素と電気的に直列に接続された低キャパシタンススイッチング装置を有し、カラム転移電流を減少させ、それにより消費電力を減少させる。リフレッシュ時間も減少させることができ、それにより受動マトリックス・エレクトロルミネセンス表示装置のサイズおよび解像度を増大させることができる。【選択図】図６ｃ
2004512664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックスアドレス指定の容量切換え可能なエレクトロルミネセンス画素列であって、各容量切換え可能なエレクトロルミネセンス画素がエレクトロルミネセンス画素と、該エレクトロルミネセンス画素と直列で電気的に接続された回路素子とを具備してなり、前記容量切換え可能なエレクトロルミネセンス画素に対し印加される電圧次第で、前記回路素子が電気的絶縁容量性状態と導電状態との間で切換え可能になっているものと；
前記マトリックスアドレス指定の容量切換え可能なエレクトロルミネセンス画素列と電気的に接続され、各容量切換え可能なエレクトロルミネセンス画素に電力を供給する電力供給手段と；
を具備してなる多重化マトリックス交流エレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項２】
前記回路素子は容量性状態において前記エレクトロルミネセンス画素のキャパシタンスと実質的に同等乃至それ未満のキャパシタンスを有する請求項１記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項３】
前記回路素子は容量性状態において前記エレクトロルミネセンス画素のキャパシタンスよりも約１乃至１，０００，０００倍の範囲で小さいキャパシタンスを有する請求項１記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項４】
上記の容量切換え可能なエレクトロルミネセンス画素列がローおよびカラムに配列されていて、ロー中の各容量切換え可能なエレクトロルミネセンス画素がロー電極に接続され、カラム中の各容量切換え可能なエレクトロルミネセンス画素がカラム電極に接続されている請求項１乃至３のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項５】
前記回路素子が前記エレクトロルミネセンス画素と前記ローおよびカラム電極のいずれかとの間に挟まれている請求項４記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項６】
別異のロー電圧が特定のロー電極に印加され、特定のカラム電圧が特定のカラム電極に印加され、前記ロー電極およびカラム電極に印加されたこれら電圧の合計が、前記特定のカラム電極と前記特定のカラム電極との交点に位置する容量切換え可能なエレクトロルミネセンス画素に印加される請求項４又は５記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項７】
上記の容量切換え可能なエレクトロルミネセンス画素に印加された電圧が所定の閾値電圧よりも小さいとき、前記回路素子は電気的に絶縁され、ここで、前記所定の閾値電圧は、前記ロー電圧および前記カラム電圧としてより低い電圧が前記カラム電極および前記ロー電極に印加されたとき、前記特定のロー電極および前記特定のカラム電極の交点に位置する容量切換え可能なエレクトロルミネセンス画素に印加される合計電圧の大きさよりも、より高い大きさを有するよう選択される請求項４から６までのいずれかに記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項８】
前記カラム電極が基板の表面に形成され、絶縁層が前記カラム電極の上に配置され、エレクトロルミネセンス蛍光層が前記絶縁層の上に設けられ、前記回路素子が前記エレクトロルミネセンス蛍光層の上面に設けられ、前記ロー電極が前記回路素子の上面に設けられ、ここで、前記ロー電極および回路素子、若しくは前記基板、カラム電極および前記絶縁層のいずれか一方が実質的に透明である請求項４から７までのいずれかに記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項９】
前記カラム電極が基板の表面に形成され、エレクトロルミネセンス蛍光層が前記カラム電極の上面に設けられ、絶縁層が前記エレクトロルミネセンス蛍光層の上面に設けられ、前記回路素子が前記絶縁層の上面に設けられ、前記ロー電極が前記回路素子の上面に設けられ、ここで、前記ロー電極、回路素子および絶縁層、若しくは前記基板およびカラム電極のいずれか一方が実質的に透明である請求項４から７までのいずれかに記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１０】
前記カラム電極が基板の表面に形成され、第１の絶縁層が前記カラム電極の上に配置され、エレクトロルミネセンス蛍光層が前記第１の絶縁層の上に設けられ、第２の絶縁層が前記エレクトロルミネセンス蛍光層の上面に設けられ、前記回路素子が前記第２の絶縁層の上面に設けられ、前記ロー電極が前記回路素子の上面に設けられ、ここで、前記ロー電極、回路素子および第２の絶縁層、若しくは前記基板、カラム電極および前記第１の絶縁層のいずれか一方が実質的に透明である請求項４から７までのいずれかに記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１１】
前記ロー電極およびカラム電極が、互いに交換された状態にある請求項８から１０までのいずれかに記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１２】
前記カラム電極が基板の表面に形成され、前記回路素子が前記カラム電極の上面に設けられ、絶縁層が前記回路素子の上に配置され、エレクトロルミネセンス蛍光層が前記絶縁層の上に設けられ、前記ロー電極が前記エレクトロルミネセンス蛍光層の上面に設けられ、ここで、前記ロー電極、若しくは前記基板、カラム電極、回路素子および前記絶縁層のいずれか一方が実質的に透明である請求項４から７までのいずれかに記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１３】
前記カラム電極が基板の表面に形成され、前記回路素子が前記カラム電極の上面に設けられ、エレクトロルミネセンス蛍光層が前記回路素子の上面に設けられ、絶縁層が前記エレクトロルミネセンス蛍光層の上面に設けられ、前記ロー電極が前記絶縁層の上面に設けられ、ここで、前記ロー電極および絶縁層、若しくは前記基板、カラム電極および回路素子のいずれか一方が実質的に透明である請求項４から７までのいずれかに記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１４】
前記カラム電極が基板の表面に形成され、前記回路素子が前記カラム電極の上面に設けられ、第１の絶縁層が前記回路素子の上に配置され、エレクトロルミネセンス蛍光層が前記第１の絶縁層の上面に設けられ、第２の絶縁層が前記エレクトロルミネセンス蛍光層の上面に設けられ、前記ロー電極が前記第２の絶縁層の上面に設けられ、ここで、前記ロー電極および第２の絶縁層、若しくは前記基板、カラム電極、回路素子および第１の絶縁層のいずれか一方が実質的に透明である請求項４から７までのいずれかに記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１５】
前記ロー電極およびカラム電極が、互いに交換された状態にある請求項１２から１４までのいずれかに記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１６】
前記基板の上面に設けられた前記カラム電極又はロー電極が、前記エレクトロルミネセンス蛍光層の表面領域と実質的に等しい表面領域を有し、前記回路素子の上に設けられた前記カラム電極又はロー電極が、前記エレクトロルミネセンス蛍光層の表面領域と実質的に等しい表面領域を有する請求項８から１１までのいずれかに記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１７】
前記基板の上面に設けられた前記カラム電極又はロー電極が、前記エレクトロルミネセンス蛍光層の表面領域と実質的に等しい表面領域を有し、前記エレクトロルミネセンス蛍光層の上に設けられた前記カラム電極又はロー電極が、前記エレクトロルミネセンス蛍光層の表面領域と実質的に等しい表面領域を有する請求項１２又は１５記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１８】
前記基板の上面に設けられた前記カラム電極又はロー電極が、前記エレクトロルミネセンス蛍光層の表面領域と実質的に等しい表面領域を有し、前記絶縁層の上に設けられた前記カラム電極又はロー電極が、前記エレクトロルミネセンス蛍光層の表面領域と実質的に等しい表面領域を有する請求項１３又は１５記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１９】
前記基板の上面に設けられた前記カラム電極又はロー電極が、前記エレクトロルミネセンス蛍光層の表面領域と実質的に等しい表面領域を有し、前記第２の絶縁層の上に設けられた前記カラム電極又はロー電極が、前記エレクトロルミネセンス蛍光層の表面領域と実質的に等しい表面領域を有する請求項１４又は１５記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項２０】
前記回路素子と、前記絶縁層との間に導電性パッドが配置されている請求項９，１１，１２又は１５記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項２１】
前記回路素子と、前記第１の絶縁層との間に導電性パッドが配置されている請求項１４又は１５記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項２２】
前記回路素子と、前記第２の絶縁層との間に導電性パッドが配置されている請求項１０又は１１記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項２３】
前記回路素子と、前記エレクトロルミネセンス蛍光層との間に導電性パッドが配置されている請求項８，１１，１３又は１５記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項２４】
前記回路素子の近傍の前記カラム電極又はロー電極の表面積が、前記エレクトロルミネセンス蛍光層の表面領域よりも実質的に低い請求項２０から２３までのいずれかに記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項２５】
前記回路素子が、所定の誘電特性を有する固体層からなる請求項１から２４までのいずれかに記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項２６】
前記固体層が、所定範囲の電界強度の電界を前記固体層に印加したときコンデンサーとして機能し、前記所定範囲の電界強度から外れた電界強度を有する電界を前記固体層に印加したとき導電体として機能する請求項２５記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項２７】
前記誘電性物質が、ＺｎＳ，ＳｒＳ，Ｚｎ２ＳｉｘＧｅ（１−ｘ）Ｏ４，Ｇａ２Ｏ３，ＳｒＧａ２Ｏ４，ＣａＧａ２Ｏ４からなる群から選択されるものである請求項２６記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項２８】
前記回路素子が、流体スイッチング媒体を含み、前記スイッチング媒体がこれに閾値未満の電圧が印加されたとき電気的絶縁性を示し、前記スイッチング媒体に前記閾値を越えた電圧が印加された場合は電気的導電性を示すものである請求項１から２４までのいずれかに記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項２９】
前記流体スイッチング媒体がガスである請求項２８記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項３０】
前記回路素子が第１の回路素子であり、前記エレクトロルミネセンス表示装置に更に第２の回路素子が組み込まれている請求項１から２９までのいずれかに記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項３１】
前記回路素子が、長さ、幅および厚みを含む所定の寸法を有すると共に、所定の比誘電率および破壊電位を有していて所定のキャパシタンス対電圧特性を与えるものである請求項１から３０までのいずれかに記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項３２】
前記固体層が絶縁層間に挟まれている請求項２５から２７までのいずれかに記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項３３】
前記流体スイッチング媒体が絶縁層間に挟まれている請求項２８又は２９に記載のエレクトロルミネセンス表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、交流（ＡＣ）薄膜エレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示装置（ディスプレイ）であって、カスタム受動マトリックスアドレス指定方式（ｃｕｓｔｏｍａｒｙ ｐａｓｓｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）を向上させ、アドレス指定可能なパネルのサイズおよび解像度を増大させるようにしたＥＬ表示装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
エレクトロルミネセンス（ＥＬ）は周知技術であってフラットパネル表示装置に適用されている。ＥＬ表示装置は薄膜固体装置であって、蛍光層および誘電体層を有し、これらが２つの電極層間に挟まれた構造をなしている。或る閾値を超えた電圧をこれら電極に印加したとき、蛍光層が発光する。１９８０年代初期以来、商業的に成功している表示用ＥＬ装置の特定のタイプのものとして交流（ａｃ）薄膜ＥＬがある。これは操作時間が安定であるという利点を有し、更に蛍光層が薄膜で透明なため高いコントラストの画像を得ることができる。この高いコントラストは、粉末蛍光装置で見られるような蛍光層からの周囲光の散乱がないために達成されるものである。ａｃ薄膜ＥＬ装置の詳細についてはＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙｓ， Ｙ．Ａ． Ｏｎｏ， Ｗｏｒｌｄ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ＩＳＢＮ ９８１−０２−１９２１−０ （１９９５）に説明されている。
【０００３】
図１（ａ）および図１（ｂ）には、典型的なＥＬ表示装置の断面図並びにその１個の画素の断面図がそれぞれ示されている。透明ガラス基板には透明電極（酸化インジウム錫（ＩＴＯ）が一般に使用される）が塗布されている。第１の絶縁層がＩＴＯの上面に形成され、その上に更に蛍光層が形成される。例えば市販のＥＬ表示装置においては、ＥＬ蛍光層はＺｎＳ：Ｍｎからなる。このＥＬ蛍光層の上に第２の絶縁層が形成され、最後に後部電極が形成され、この構造体が完成される。この電極にはアルミニューム（Ａｌ）が一般的に用いられる。
【０００４】
操作に際し、プラスおよびマイナスの交互する電圧パルスからなるａｃ電圧がＩＴＯ層とＡｌ電極との間に印加され、それにより蛍光層に高い電界が生じる。閾値を超えたとき、つまり、±１８５ボルト程度の電圧において、電圧パルスの立上りと実質的に同期しながら蛍光層が光パルスを発光する。電圧がこの臨界電圧よりも小さいとき、この蛍光層は依然として電界に曝されるが、この電界は蛍光層に光を発生させるほど十分でなく、従って、ＥＬ装置は暗い状態又はｏｆｆの状態となる。
【０００５】
図１（ａ）には、ＥＬ表示装置において、複数のＩＴＯ電極およびＡｌ電極が直交する縞状に形成された構造を示している。ここで、ＩＴＯ電極の縞をカラム（列）と呼び、Ａｌ電極の縞をロー（行）と呼ぶことにする。従って、ＥＬ表示装置は所望の空間的パターンを以って発光することができる発光蛍光層を有することになる。これは適当な電圧を種々のローおよびカラムに対し印加することにより達成される。
【０００６】
図１（ｂ）に示すように、ＥＬ物質を組み込んだ任意の１つのローおよび任意の１つのカラムの交差部の領域は１つのＥＬ画素を構成する。これはＥＬ表示装置において制御可能な最小の発光素子である。このＥＬ表示装置がＮ行およびＭ列で構成されているとすると、そこにはＮｘＭ個の画素が存在することになる。単色ＥＬ表示装置の例として、Ｎ＝４８０（ロー）、Ｍ＝６４０（カラム）とすると、４８０ｘ６４０＝３０７，２００個の画素が存在することになる。これはＶＧＡフォーマットディスプレイとして知られている。フルカラーＶＧＡディスプレイでは、３ｘ６４０のカラムを必要とする。なぜならば、各画素が夫々、赤、緑および青の色の発光に対応する３個のサブ画素からなるからである。
【０００７】
実際のＥＬ表示装置において画像を形成するために、Ｎ行およびＭ列に対する電圧の経済的印加方法が採用されている。これはマトリックス多重駆動方式（ｍａｔｒｉｘ　ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ　ｄｒｉｖｅ　ｍｅｔｈｏｄ）又はパッシブ・マトリックス・アドレッシング（ｐａｓｓｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ　ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ）として知られている。この場合、各ローおよびカラムは切換え可能な（ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ）電圧源に接続されている。この切換え可能な電圧源を構成する固体半導体駆動装置は市販されている。
【０００８】
図２を参照して説明すると、ＥＬ表示装置のローおよびカラムが水平および垂直ラインでそれぞれ表されている。これらのラインの交差部はＥＬ表示装置の画素を表している。各画素は、その属するローおよびカラムに割当てられた数値を識別することにより特異的に区別することができる。
【０００９】
ＥＬ表示装置に画像を形成させるため、一連の事象が非常に早い速度で起生され、ヒトの目ではその事象の連続を感知することができないが、ヒトの目ではその画像を形成する明暗の画素の所望の空間的パターンとしての結果だけが見えることになる。
【００１０】
今までに多くのＥＬ駆動方式が開発されており（Ｏｎｏ　第１００乃至１１１頁参照）、例えば、フィールド・リフレッシュ駆動方式、ｐ−ｎ対称駆動方式、ｐ−ｐ対称駆動方式などを挙げることができる。説明上、単純な駆動方式について以下、説明する。開始に際し、全てのローの電圧をゼロＶに設定する。最初に、ＥＬ表示装置のロー１のＭ個の画素を以下のようにしてアドレス指定する。すなわち、Ｍ個のカラムに対しカラムドライバー（ｃｏｌｕｍｎ ｄｒｉｖｅｒｓ）により電圧が設定される。これらのカラムの電圧は説明上、例えば＋２５Ｖ又は‐２５Ｖとする。このカラムドライバーは図２においてスイッチとして表されている。各カラムにおいて“ＯＮ”とすべき画素に対しては＋２５Ｖが割り当てられ、“ＯＦＦ”とすべき画素に対しては‐２５Ｖが割り当てられ、これら両者間の差は変調電圧と呼ばれ、この場合、５０ボルトである。一旦、これがなされたとき、高電圧ローパルスがロー１に対してのみ印加される。このパルスは例えばマイナス２００ボルトである。ロードライバー（ｒｏｗ ｄｒｉｖｅｒｓ）は図２にスイッチとして表されている。これによる作用は、‐２５Ｖに印加されているカラムの画素を暗い状態に保たせることである。なぜならば、この画素電圧は、ローの電圧と、カラムの電圧との差、つまり‐２００−（−２５）＝−１７５ボルトであり、この電圧はこのＥＬ表示装置の閾値電圧、つまり説明上±１８５ボルトと仮定されるものよりも小さいからである。他方、＋２５Ｖに印加されているカラムの画素からは光パルスが発光される。なぜならば、この画素電圧は、今や‐２００−２５＝−２２５ボルトであり、この電圧は上記閾値電圧−１８５Ｖを−４０ボルトの大きさの分だけ
超えているからである。
【００１１】
ロー１の電圧がゼロに戻され、ついで新規なセットの電圧がこのＭ個のカラムに対し印加される。これらの電圧は再度、＋２５Ｖ又は‐２５Ｖであるが、その選択はＥＬ表示装置のロー２の画素に供給される情報により左右される。ロー２の画素で点灯されるべきものに対しては＋２５Ｖが供給される必要があり、暗くされるべきものに対しては‐２５Ｖが供給される必要がある。これらのカラムの電圧が一旦、確立されたとき、−２００ボルトのパルスがロー２に対してのみ供給され、ロー２中の適当な画素が点灯される。このローの電圧はついでゼロに戻される。
【００１２】
ロー１および２について記載したものと同様の事象のシーケンスが残る他のローに対しても行われ、それによりＮ個の全てのローがそれぞれ１つの−２００ボルトのパルスを連続して受理し、点灯された画素は全て−２００ボルトの電圧が与えられ、暗い画素は全て−１７５ボルトの電圧が与えられる。この時点において、アドレス指定のためのシーケンスが半分完了され、これは１フレームと呼ばれる。
【００１３】
次に、全てのカラムが＋２５Ｖ又は‐２５Ｖに設定され、ＥＬ表示装置のロー１の画素に対し再アドレス指定が行われる。しかし、このとき、点灯されるべき画素は‐２５Ｖに設定され、暗い画素は＋２５Ｖに設定される。これらのカラム電圧が一旦、与えられると、＋２００ボルトのローパルスがロー１に対して印加される。従って、点灯される画素には、２００−（−２５）＝２２５ボルトの画素電圧が印加され、これは上記閾値電圧を４０ボルトだけ超えるものであり、暗くなる画素には、２００−２５＝１７５ボルトの画素電圧が印加され、これは１８５ボルトの上記閾値電圧よりも低いものとなる。このローのパルスが一旦、ゼロボルトに戻されると、上記カラムがロー２のために設定され、＋２００ボルトのローパルスがロー２に対して新たに印加される。この手法がＮ個の全てのローが＋２００ボルトのローパルスを受けるまで繰り返される。これは１フレームであって、アドレス指定シーケンスの第２の半分を構成する。これにより全体のシーケンスが完了し、ＥＬ表示上に画像が継続的にあるように観察者に知覚させるため、このシーケンスが直ちに再開される。この２つの連続フレームの間において点灯された画素電圧は＋２２５ボルトおよび‐２２５ボルトに達するため、この点灯された画素は点灯し続け、他方、暗い画素はこの２つの連続フレームの間において＋１７５ボルトおよび‐１７５ボルトを超えることがないため、この暗い画素は暗い状態に保たれる。ヒトの目が個々のアドレス指定工程を感知することがないようにするため、毎秒、約６０以上のフレームを達成する必要がある。このフレームの割合が小さすぎると、フリッカー（ちらつき）が現れ、表示画像の輝度も悪くなる。このことは、画素の任意のローをアドレス指定するのに与えられる時間がそれほど長くないことを意味する。例えば、ＶＧＡ表示の場合、毎秒６０個のフレーム速度とすると、各フレームに与えられた時間は１６６６７マイクロ秒である。１フレーム当り１度アドレス指定されるローの数は４８０本であるから、各ローに対しアドレス指定するのに与えられた時間は１６６６７÷４８０＝３４．７マイクロ秒となる。カラム電極は所望の±２５ボルトレベルに到達するのに十分な時間が与えられ、ついで、ロー電極は与えられた３４．７マイクロ秒以内に必要な±２００ボルトレベルに到達し、ついでゼロボルトに戻ることが要求される。
【００１４】
従って、ディスプレイ上のローの数が増加するに従い、更にフレームの割合がより高くなるほど、これらカラムおよびローの電圧を設定するのに要する時間がディスプレイの設計および性能において根本的な制約となる。図１（ａ）および図１（ｂ）を参照すると、ＥＬ構造は性質において本質的に容量性（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ）であり、更に回路の観点から見て、カラムおよびロー電極からなる抵抗素子および電圧源の内部抵抗により外部電圧源に対し直列で接続されることは明らかである。この抵抗／容量型コンビネーションは、容量性ＥＬ構造を充電したり放電したりする回路において電荷の移動速度を制限する特徴的時定数を意味する。この電荷の移動速度の制限はカラム電極にとってその操作電圧に到達するのに必要な時間を増大させ、パネルをアドレス指定するために与えられる最大リフレッシュ速度（従って、輝度も）を減少させる。この問題はパネルのサイズおよび解像度が増大するにつれていっそう大きくなる。
【００１５】
この多重化（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の第２の作用はＥＬ表示装置の操作において好ましくない電力消失を生じさせることである。
【００１６】
単純な平行平板コンデンサーが図３に示されている。キャパシタンスは、式、Ｃ＝ε０εｒＡ／ｄから計算される。ここでε０は定数、すなわち、８．８５ｘ１０−１２Ｆ／ｍであり、εｒは平板間の媒体の非誘電率である。更に、Ａはこれら平板の面積であり、ｄはこれら平板間の距離である。図３に示すコンデンサーは図４に示すように回路中のレジスターと直列で接続されており、これは電力がどの程度消失したかを定量するのに使用することができる。電圧源ＶｍはレジスターＲを介してキャパシタンスＣｅのコンデンサーに接続されている。ここで、ＣｅはＥＬディスプレイの１つの画素のキャパシタンスを表し、Ｖｍは閾値電圧より小さい変調電圧であるとし、ＲはＥＬドライバーおよびＥＬディスプレイのローおよびカラム電極の抵抗により決定される有効回路抵抗を表すものと見做す。
【００１７】
電圧Ｖｍがこの回路に印加されたとき、電流はレジスターＲを介して流れ、それによりエネルギーが消失される。このエネルギーは１／２ＣｅＶｍ２により与えられる。Ｃｅを横切る電圧がＶｍに一旦、達すると、エネルギーの更なる消失はなくなるが、１／２ＣｅＶｍ２のエネルギーがコンデンサーに貯められる。このことは、画素電圧が変化するたびに、エネルギーが上記フレームの間に消失することを意味し、それにより発光出力を何ら発生することなく、画素のキャパシタンスの充電および放電が行われることを意味する。
【００１８】
変調電圧Ｖｍを以ってＥＬディスプレイのカラムを駆動させることによる電力消失（Ｐｍｏｄ）は通常、１／４ＶＧＡ又は高解像度パネルにおいてＥＬディスプレイの主たる電力消費の原因となっている。このＰｍｏｄは表示されている画像により影響される。なぜならば、画像が異なることにより、異なる電圧シーケンスがカラム電極に要求されるからである。更に、Ｏｎｏに記載されているようなポピュラーな駆動方式において、ローは、プラス又はマイナス電圧が供給されていないときは、ゼロボルトで締め付けられるというよりも“浮遊”状態に置かれる。Ｐｍｏｄの“最悪の場合を考慮した”値が計算され、消失することができる最大電力が決定される。この電力は、例えば、ｐ−ｐ対称駆動方式については、Ｐｍｏｄ＝１／４ＮｆＣｐＶｍ２となる。ここで、Ｃｐ＝ＮＭＣｅはトータルＥＬディスプレイキャパシタンスであり、ｆは１秒当りのフレーム数であり、Ｎはディスプレイにおけるローの数であり、Ｍはカラムの数であり、Ｖｍはカラムドライバーにより供給される変調電圧である。
【００１９】
第１１０頁において、Ｏｎｏは典型的なＶＧＡフォーマットＥＬディスプレイで消失した電力の成分を示している。その結果によれば、ＶＧＡＥＬディスプレイにおいてカラム電圧を充電並びに放電するだけで１２ワットを超える電力が消失されることを示している。ディスプレイ全体において総電力消失が１６ワット未満であるから、この説明の例の場合、総電力の７５％を超えるものがカラム電圧を充電並びに放電するのに使用されることは明らかである。
【００２０】
ＥＬディスプレイをアドレス指定する場合に更なる困難が発生する。カラム電圧の揺れはアドレス指定された画素への電流の流れを伴う。各ローアドレス指定の間に利用できる時間は僅か数マイクロ秒しかないから、例えばドライバー接続部から離れたカラムの端部にある画素を充電するために、充電は迅速になされなければならず、そのため、大きな電流が必要となる。それにより高価な高電流カラムドライバーが必要となり、更にカラム電極は大電流を取り扱うことができるように導電性が十分なものでなければならない。しかし、例えば厚みを増大させてカラム電極の導電性を増大させようとすると、ディスプレイから光を放出させ得るような光学的透明性を維持することがますます困難になる。カラム電極の導電性を増大させるため、高導電性のブスバーを使用することが提案されている。しかし、そのような構造はコストが嵩むと共に光学的効率を減少させることになる。更に、ブスバーの使用はカラムドライバーに対するピーク電流の要求を更に増大させ、それによりコストが更に嵩むことになる。受動マトリックスアドレス指定方式に関連する問題による総合的作用、すなわち、非生産的エネルギー消失およびリフレッシュ速度の制限は、有用なＥＬディスプレイのサイズおよび解像度を制限するものとなり、電子ドライバーに対するコストを増大させるものとなる。
従って、上述のような問題を軽減し得るようなＡＣＥＬディスプレイ装置を提供することは有益なものとなるであろう。
【００２１】
（発明の概要）
本発明の第１の目的は、ＥＬディスプレイの多重駆動の間におけるカラム電圧による画素の充電および放電の際の電力消失を減少させることである。
本発明の第２の目的は、多重駆動ＥＬディスプレイのカラムドライバーにより必要とする電流を減少させることである。
本発明の第３の目的は、カラム電極を介してＥＬキャパシタンス構造を充電および放電するのに必要な時間を減少させることである。
【００２２】
或る与えられたサイズおよび解像度において、カラム電極を充電および放電する場合の電力消失を減少させることができれば、カラムドライバーおよび電極における電流を減少させることができ、それにより現在実現可能とされているものより、更に大きいサイズおよびより大きい数のＭおよびＮを有するＥＬディスプレイが可能になる。従って、本発明の第４の目的は、実用的ＥＬディスプレイにおいて、従来のアドレス指定のＥＬパネルの場合よりも物理的サイズが大きく、かつ、より多く数のローおよびカラムを有するものを提供することである。
【００２３】
本発明は、多重化マトリックス交流エレクトロルミネセンス表示装置を提供するものであって、この表示装置は：
マトリックスアドレス指定の容量切換え可能な（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ）エレクトロルミネセンス画素列であって、各容量切換え可能なエレクトロルミネセンス画素がエレクトロルミネセンス画素と、該エレクトロルミネセンス画素と直列で電気的に接続された回路素子とを具備してなり、前記量的切換え可能なエレクトロルミネセンス画素に対し印加される電圧次第で、前記回路素子が電気的絶縁容量性状態と導電状態との間で切換え可能になっているものと；
前記マトリックスアドレス指定の容量切換え可能なエレクトロルミネセンス画素列と電気的に接続され、各容量切換え可能なエレクトロルミネセンス画素に電力を供給する電力供給手段と；
を具備してなる。
【００２４】
本発明のこの形態において、容量性的に切換えられた（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ ｓｗｉｔｃｈｅｄ）回路素子は前記ＥＬ画素のキャパシタンスと実質的に同等乃至それ未満のキャパシタンスを容量性状態において有していてもよい。この態様において、容量性的に切換えられた回路素子のキャパシタンスは前記ＥＬ画素のキャパシタンスよりも約１乃至１，０００，０００倍の範囲（１／１，０００，０００〜１）で小さくてもよい。容量性的に切換えられた回路素子は、選択された電圧の範囲においてコンデンサーとして、並びに選択された電圧の範囲外において導電体をして機能する固体誘電体又はガスであってもよい。
【００２５】
発明の具体的説明：
本発明によれば、マトリックスアドレス指定の交流エレクトロルミネセンス（ＥＬ）ディスプレイは、容量切換え可能な複数のＥＬ画素を具備してなり、これらＥＬ画素には、このＥＬディスプレイのＥＬ画素と直列で接続された回路素子が含まれている。本発明の総括的目標は、より大きいＥＬ画素列（より多数の画素および／又は画素によりカバーされるより大きい表面領域）をアドレス指定することが可能なマトリックスアドレス指定のＥＬディスプレイを提供することである。本発明によればこれが各ＥＬ画素に少なくとも１つの回路素子を組み込むことにより達成され、この場合、この回路素子は印加される電圧に応じて、コンデンサーとして機能する状態と、伝導体として機能する状態とに切換え可能となっている。印加電圧が閾値電圧より低い場合、この回路素子は容量性状態（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｓｔａｔｅ）となり、印加電圧が閾値電圧より高い場合、この回路素子は伝導状態となる。この回路素子が容量性状態のとき、この回路素子の目的はこの容量切換え可能なＥＬ画素の総合的キャパシタンスを減少させることである。これは回路素子を各画素素子に組み入れたとき、回路素子をＥＬ画素と電気的に直列に接続することにより達成することができる。直列の２つのコンデンサーの有効キャパシタンスは常に最小キャパシタンスよりも小さく、これらコンデンサーの１つが他のものと比較して非常に高いキャパシタンスを有する場合、その有効キャパシタンスはそのより小さいキャパシタンスとほぼ同等である。
【００２６】
従って、この回路素子の容量性状態におけるキャパシタンスは、ＥＬ画素のキャパシタンスとの比較で、より大きい値からかなり小さい値までの範囲の値をとることができる。
【００２７】
しかし、回路素子の好ましい例として、回路素子のキャパシタンスは、エレクトロルミネセンス蛍光層のキャパシタンスよりも約１乃至１，０００，０００倍小さい範囲から選ばれる。
【００２８】
好ましい態様として、図５（ａ）に示すように、２つの電極３０，３２が誘電切換え媒体３４により分離された回路素子２０が考えられる。これをＥＬ装置と組合わせたとき、この２つの電極は必ずしも回路素子を常に機能させるものである必要はない。この誘電切換え媒体３４は、低い電圧のときは絶縁体であり、より高い電圧では導電性のものとなる。例えば、回路素子の１例として、仮に電極間の電圧の差が２５Ｖ以下のとき、この切換え媒体３４は絶縁体となる。しかし、もし、この電圧の差が２５Ｖを超えるときは、この切換え媒体３４は導電性のものとなるが、この電圧の差が後に２５Ｖ以下に下がったときは再び絶縁性のものとなる（理想化された電圧特性については、図５（ｂ）を参照されたい）。従って、我々はこの誘電媒体３４を誘電切換え媒体と呼ぶことにする。なお、この２５Ｖの電圧の選択は単なる例示のためのものに過ぎない。
【００２９】
回路素子２０は電圧差が２５Ｖ未満の場合に、キャパシタンスＣｓを有し、本発明によれば、このＣｓの値はＥＬ画素のキャパシタンスＣｅの値と比較して小さく、これはＥＬ画素の材料および誘電切換え材料の選択および容量切換え回路素子およびＥＬ画素の厚みおよび面積の選択によって達成することができる。
【００３０】
図６（ａ）および図６（ｂ）を参照して説明すると、マトリックスアドレス指定のＥＬディスプレイの説明例が斜視図として図６（ａ）に参照符号４０で示され、個々の容量切換え可能なＥＬ画素の上記対応の断面図が図６（ｂ）に参照符号４５で示されている。透明電極材料（例えば、インジウム錫酸化物）の平行ストライプ（縞状）が透明基板４２（例えば、ガラス）上に堆積されていてカラム電極４４を形成している。第１の電気絶縁層４６がこのカラム電極４４の上面に堆積されていて、更に、この絶縁層４６の上面にＥＬ蛍光層４８が堆積されている。ついで、第２の絶縁層５０がＥＬ蛍光層４８の上面に塗布されている。複数の内部電極パッド５２、すなわちディスプレイ４０中のロー数とカラム数との積に等しい数、が第２の絶縁層５０の上面に形成され、この場合、これらパッド５２は電気的に互いに分離されマトリックス状に配置されている。なお、このマトリックスのカラムはカラム電極４４上に垂直に配置されている。誘電切換え媒体３４が上記電極パッドおよび絶縁層５０の上面に堆積される。最後に、カラム電極に対し実質的に直交する平行ロー電極５２が上記切換え層の上面に形成される。カラム電極４４およびロー電極５４のそれぞれには、カラムおよびロー駆動電圧がそれぞれ印加されるようになっている。図６（ｂ）に示すように、ロー電極は、内部電極パッド５２により画成されるＥＬ画素素子と必ずしも同一の幅を有する必要はない。実際のディスプレイにおいては、ロー電極および／又はカラム電極は必ずしも平行である必要はなく、更に、ロー電極およびカラム電極を必ずしも互いに直交するように配置する必要もない。
【００３１】
図６（ｂ）に示すＥＬディスプレイの例において、内部電極パッド５２は主としてＥＬ蛍光層４８上に均一な電位の面を提供するように作用する。内部電極パッド５２の存在は、図６（ｂ）に示すように画素素子の全幅より小さい狭いロー電極５４を使用することにより、この構造体のキャパシタンスを更に減少させることを期待する例においては好ましいものとなる。これらの場合では、このキャパシタンスは切換え材料３４並びに図６（ｂ）のように後部電極５４の減少させた領域により規定される。この場合、より高い操作電圧で、切換え材料３４が導電性になると、電荷は内部電極５２に向けて流れ、この内部電極５２が画素素子４５の活性領域を画成する。Ａｌ後部電極５４がＥＬ画素領域（明るくなる領域）と同様の全平坦面を有する場合、内部電極パッド５２は、発光される画素の領域を画成するものであることを必ずしも要しない。従って、この内部電極パッド５２は省略することができる。
【００３２】
図６（ｃ）は容量切換え可能なＥＬ画素５５の側面図を例示するものであって、この場合、後部ロー電極５４がＥＬ蛍光層４８の全表面領域をカバーし、従って、均一な電界が全蛍光層４８に亘って発現することになる。この場合、図６（ｂ）の内部電極層５２は本構造体から除かれている。
【００３３】
ガス体のような流体を切換え媒体として使用することもできる。そのような場合、後部電極をＥＬ構造の背後にて何らかの手段により支持させ、流体状媒体が介在し得る間隙を形成させる必要がある。このガス体は十分な電界を適用することにより励起されプラズマとなる。
【００３４】
図６（ｄ）は流体ガス／プラズマ切換え媒体７２が使用された容量切換え可能なＥＬ画素７０の側面図を例示するものである。この場合、後部電極５４を基板材料６０の第２のシートに適用し、この第２の基板層６０を前部基板４２の背後に支持することにより後部電極５４がＥＬ画素素子の背後に支持されている。この場合、後部基板６０は後部電極５４を支持する手段並びにＥＬ構造体に流体切換え媒体７２を封じ込める手段を提供している。この後部基板６０は、スペーサー、例えば流体切換え媒体７２内に配置されたリブにより、前部基板４２から離間させてもよい。このようなスペーサーはフラットパネルプラズマディスプレイの技術分野において周知であり、図６（ｄ）には示されていない。
【００３５】
例えばＭｇＯからなる適当な薄い絶縁層をガス切換え媒体の上下および近傍に配置させてもよく、この場合、これら絶縁層は、プラズマによるイオン種の衝撃に対し抵抗を示し、励起されるべきプラズマのために必要な電圧を引き下げる。このような絶縁層はフラットパネルプラズマディスプレイの技術分野において周知であり、図６（ｄ）には示されていない。
【００３６】
このように、容量切換え可能なＥＬ画素４５，５５および７０の種々の例において、切換え媒体３４（図６（ｂ）、６（ｃ））および７２（図６（ｄ））は関連するロー電極５４の下の各容量切換え画素内に組み込まれている。従って、各容量切換え可能なＥＬ画素は、それ自身の回路素子を有し、この回路素子はその活性層として切換え媒体を具備してなる。ＥＬ蛍光層の場合と同様に、誘電切換え層における切換え特性を向上させるため、この誘電切換え層を他の層間（例えば絶縁層間）に介在させ、例えば、電荷の閉込めおよび材料相容性を改善してもよい。この場合、この誘電切換え媒体のみが導電状態と、容量性状態の間の切換えを行う。なぜならば、この２つの絶縁層の存在により積層体全体（絶縁体／誘電切換え層／絶縁体）を通る伝導が妨げられるからである。
【００３７】
再び、例えば図６（ｂ）を参照して説明すると、再びアドレス指定シーケンスであるが、各画素素子のための切換え媒体３４を備えたＮ行、Ｍ列のＥＬディスプレイに適用されたものが考えられる。全てのロー電圧がゼロＶに設定される。Ｍ本のカラムは＋２５Ｖ又は‐２５Ｖに設定される。ロー１に対しロー電圧を‐２２５Ｖで印加したとする。もし、ロー１の画素がそのカラムに‐２５Ｖが印加されていたとすると、この画素において、ローとカラムとの間で、−２２５−（−２５）＝−２００ボルトの電圧差が達成されることになる。従って、回路素子は直ちに導電性となり、−２５Ｖの電圧降下が回路素子全体に亘って維持され、ＥＬ画素全体に亘って−１７５ボルトの更なる電圧が残留することになる。このことは、この画素が暗い状態にあることを意味する。もし、ロー１の画素がそのカラムに＋２５Ｖが印加されていたとすると、この画素において、ローとカラムとの間で、−２２５−２５＝−２５０ボルトの電圧差が達成されることになる。従って、回路素子は直ちに導電性となり、−２５Ｖの電圧降下が回路素子全体に亘って維持され、ＥＬ画素全体に亘って−２２５ボルトの更なる電圧が残留することになる。このことは、このＥＬ画素が発光することを意味する。
【００３８】
ついで、アドレス指定シーケンスが本明細書の発明の背景の項で説明したのと同様の工程で行われる。しかし、全てのロー電圧が或る１のフレームにつき、＋２００ボルトから＋２５０ボルトへ増大され、ついで２番目のフレームにつき、−２００ボルトから−２２５ボルトへ減少される。
【００３９】
この回路素子を組み込むことによる利点を理解するため、ロー１の画素素子を考えてみる。ロー１に印加された±２２５ボルトのパルスを除いて、これらの画素は、ディスプレイ中の残りのローがアドレス指定されているときに、残りのフレームの間においてほぼ２５ボルトを超えた電圧差に曝されることはない。言い換えれば、アドレス指定時間の殆どにおいて、ロー２乃至ローＮがアドレス指定されているとき、ロー１の画素素子は、ゼロボルト又は浮遊状態のロー１と、＋２５Ｖ又は−２５Ｖであるカラムとの間に接続される。この電圧範囲において、ロー１の画素素子と接続されている回路素子は伝導状態でなく、ＥＬ画素のキャパシタンスと比較して回路素子はキャパシタンスがかなり低いため、ＥＬ画素ではなく、むしろ圧倒的に回路素子全体に亘って電圧が降下する。これは、これら画素の内外に電流が流れる必要がなく、電力がカラムドライバーによって消失されないということを意味する。ロー２の画素素子も同様に、ロー２に±２２５ボルトのパルスが印加される期間を除いて２５ボルトを超えた電圧差に曝されることはなく、アドレス指定時間の多くにおいて、これらは印加電圧から実質的に絶縁される。同様の理由から、全ての画素素子は、アドレス指定時間又はフレーム時間の多くの間において、関連する切換え回路素子により印加される電圧から実質的に絶縁される。ここで、カラムおよびカラムドライバー中に消失する総括的電力はフレームの間において実質的に減少する。或る種の電力は、ローパルスの間に回路抵抗中に消失するものに加えて回路素子中にて消失する。しかし、これは、より高い解像度のＥＬパネルのためのカラムモジュレーションプロセスで節減される電力と比較すれば、有意な電力量ではない。回路素子が、変調電圧のみが印加されるときに容量性状態にあり、より高い電圧が印加されたときに伝導性となるから、本発明は容量切換えマトリックスアドレス指定として知られる物である。好ましくは、回路素子は実質的に良好に画成された対称的切換え電圧を有し、この電圧はカラム電極に印加されるピーク電圧よりも大きい。
【００４０】
従って、容量性状態と伝導性状態との間で切換え可能な回路素子を、各ＥＬ画素と直列に接続させた本発明は、従来のＥＬシステムと比較して幾つかの理由により非常に有利である。すなわち、回路素子が、キャパシタンスが低く、ＥＬ画素と直列に接続されているから、容量性的に切換え可能なＥＬ画素のキャパシタンスも低く、誘電切換え媒体が容量性状態のときの誘電切換え媒体のキャパシタンスとほぼ同一である。このことは、カラムキャパシタンスが回路素子の存在により減少し、カラムの充電時定数も減少し、それにより全ディスプレイについてより高いリフレッシュ速度が可能となる。更に示唆されることは、カラムを充電させるのに要する電流を減少させることができ、それによりカラムドライバーのコストを減少させることができる。
【００４１】
これら回路素子の存在により、ＥＬディスプレイの多重化（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の間、カラム電圧による画素素子（コンデンサー）の充電および放電における電力消失を減少させることができる。更に、カラムにより要求される充電を減少させ、それによりＥＬキャパシタンス構造を充電および放電するのに必要な時間を減少させることができる。電力消失並びにカラム電極の充電および放電に必要な時間を減少させることにより、従来可能なものよりも、より大きいディスプレイサイズと、より大きいＭおよびＮ数の値を有するＥＬディスプレイの作成が可能となる。
【００４２】
容量切換え動作を実証する装置は周知である。そのような装置の１つの例として、電極間にＺｎＯ多結晶材料を挟持させた装置、すなわち、バリスターとして知られているものがあり、これは電力供給における過剰の電圧スパイクを抑制するのに使用される。ターンオン電圧を超えた電圧が印加されたとき、このＺｎＯ多結晶材料が導電性となり、この電圧よりも低い場合は絶縁状態に変換される。他の同様のスイッチとして、金属電極間に酸化タンタル層を挟持させたものがある。これらのスイッチはＭＩＭスイッチ又は双方向性ダイオードと呼ばれている。
【００４３】
薄膜ＥＬ蛍光ホスト材料（数例を挙げると、ＺｎＳ，ＳｒＳ，Ｚｎ２ＳｉｘＧｅ（１−ｘ）Ｏ４，Ｇａ２Ｏ３，ＳｒＧａ２Ｏ４，ＣａＧａ２Ｏ４）もこの種のスイッチ動作を示し、或る種の構成において有用なものとなる。換言すれば、この回路素子はＥＬ蛍光体と非常に類似する誘電特性を示すが、これらは一般的に発光しないという点で異なる。
【００４４】
他のタイプのスイッチとして、ネオンランプから形成されるものがあり、これは、封止された電球内に２つの電極を挿入し、これらをガス又はガス混合物で囲んだものである。閾値電圧を超えた電圧が印加されたとき、プラズマが発生し、ガスが導電性となる。これらの例は、回路素子を実現するための種々の方法を単に説明するためのものであり、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。
【００４５】
マトリックスアドレス指定ディスプレイにおける切換え（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）装置の使用は新規なものではない。例えば、ＭＩＭスイッチが液晶ディスプレイで使用されているが、本発明のものとは異なる目的で使用されている。すなわち、主に良好に画成された閾値電圧を導入し、マトリックス化のレベルを液晶ディスプレイにおいて増大させるようにする。ＥＬディスプレイは良好に画成された閾値電圧を有するから、そのような改良を必要としない。
【００４６】
本発明の背後における物理的原理を説明すると、市販のバリスター（Ｃｏｏｐｅｒ Ｂｕｓｓｍａｎｎ ＭＯＰＶＯ５２００ＥＸＡ）を単一ＥＬ画素との関連で連続的にテストした。このＥＬ画素（ディスプレイで一般に使用されているものよりも可なり大きい）は表面積が１ｃｍｘ１ｃｍで、ＡＣ薄膜ＥＬ装置の典型的な輝度‐電圧動作を有するものであった。これを用いて以下の測定を行った。このＥＬ画素を最初にバリスターなしで測定した。このＥＬ画素に対し、６０Ｈｚの周波数で２００マイクロ秒パルスからなるＡＣ電圧を印加した。このパルスの電圧を、このＥＬ装置の閾値電圧、つまり、この場合１６０ボルトより低い１５０ボルトのピークに設定した。ＥＬ装置の性能を測定するのに一般に使用されている技法（Ｏｎｏの第３６頁参照）を用いて、印加電圧に対し、この回路を流れる電荷をプロットした。その結果を図７に示す。垂直軸が電荷Ｑを表し、水平軸が電圧Ｖを表すから、ＥＬ装置のキャパシタンスは、公知の関係式、Ｃ＝Ｑ／Ｖ、つまり、単に図６の線の傾斜を使用して判定することができる。このようにして、このキャパシタンスの値は１１．８ｘ１０−９ファラドであることが判定される。
【００４７】
次に、同一のＥＬ装置を、図８に示す回路図のバリスターと直列で接続させた。再び、図９に示すように印加電圧に対する電荷をプロットした。ピーク電圧は２８ボルトであった。電荷の流れに殆ど変化はないが、これはバリスターがその閾値電圧、つまり、このテスト装置の場合の３１ボルトに全く達していないことによるものである。従って、この直列したＥＬ装置およびバリスターの複合体のキャパシタンスは、図９の線の殆どゼロの傾斜により示されるように非常に小さいものである。これは切換え回路素子として作用するバリスターの小さなキャパシタンスによるものである。このように、バリスターと直列で接続させることにより、複合ＥＬ装置のキャパシタンスが劇的に減少されることが見出された。もし、ＥＬ装置の各ＥＬ画素をバリスターと直列で接続させた場合、バリスターの閾値電圧を超えない限り、印加電圧によりもたらされるキャパシタンスを減少させ得ることが従って実証された。
【００４８】
次に、より高い印加電圧が関係するケースについて説明する。最初に、ＡＣ電圧を１５０ボルトに増大させ、これをバリスターと直列で接続させていないＥＬ装置に対し印加した。この電圧はＥＬ装置の閾値電圧の１６０ボルトよりも低いものである。その結果、発光は観察されなかった。この印加電圧を１９０ボルトのピーク電圧に増大させたとき、つまり、ＥＬ装置の閾値電圧を超えたとき、発光が観察された。その測定された輝度は、１平方メートル当り１０７カンデラであった。
【００４９】
最後に、図８に従ってＥＬ装置をバリスターと直列で接続させたものに対し、より高い電圧を印加させた。１８１ボルトのピーク電圧では、ＥＬ装置を発光させるには十分でなかった。この印加電圧を２２１ボルトのピーク電圧に増大させたところ、ＥＬ装置からの発光が観察された。その測定された輝度は、１平方メートル当り１０７カンデラであった。
【００５０】
このテスト装置に対し印加されたこれらのより高い電圧は、画素素子に対応するロー電圧がＯＮに切換えられたときのＥＬディスプレイのアドレス指定サイクルの間のときのものに相当し、その結果から、本明細書で説明したアドレス指定シーケンスがアドレス化ＥＬディスプレイをもたらすことが確認された。必要なことは、切換え装置なしのＥＬディスプレイと比較して、回路素子の閾値電圧（この場合、３１ボルト）を以ってしてロー電圧を増大させるということである。
【００５１】
図６（ａ）には、ＥＬディスプレイにおいてＥＬ画素の上に分離した複数の回路素子が示されている。当業者であれば、種々の他の構成が可能であることを理解されるであろう。例えば、図６（ａ）の内部電極は、上記切換え媒体および第２の絶縁層の切換え動作がそれを必要としないことから、省略してもよい。他の具体例として、上記切換え媒体は連続層であってもよく、切換え動作はＥＬディスプレイ中の電極の位置により決定され、発生するものでもよい。
【００５２】
他の例として、第１および第２の絶縁層の双方ではなく、第２の絶縁層の身を有するＥＬ装置の種々のものが文献に記載されているが、本発明の範囲はこのタイプのＥＬ装置をも包含するものである。他の例として、内部電極は図６（ａ）に示すようなものでもよいが、上記切換え媒体はその領域を減少させ、この内部電極の領域の一部にのみ接触するようにしてもよい。
【００５３】
他の例として、内部電極は図６（ａ）に示すようなものでもよいが、上記切換え媒体は均一のシートとして適用し、連続層を形成するようにしてもよい。しかし、ロー電極は、各内部電極の領域の一部のみをカバーするよう狭く作られていてもよい。
【００５４】
本発明の更なる例として、ＥＬディスプレイは、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すものとは逆転した構造に作られていてもよく、従って、その場合は、発光した光は下方に向けてではなく、上方に向けて伝達され、従って基板は不透明とし、ロー電極５４を透明にしてもよい。このようなディスプレイにおいて、回路素子２０は、もし、それらが実質的に透明であれば、図６（ｂ）に示す画素素子積層体中の同一の場所に組み込んでもよい。しかし、もし、それらが透明でなければ、回路素子２０をＥＬ蛍光層４８とカラム電極４４との間に配置させてもよい。その他、この回路素子を第１の電極とＥＬ蛍光層との間に配置させることもできる。
【００５５】
他の例として、図１０Ａおよび１０Ｂに示すような装置１００を構築することにより、回路素子のキャパシタンスを、図６（ａ）に示す構造のものと比較して更に低くすることができる。この場合、ロー電極５４およびカラム電極１０４、並びに内部電極パッド１０６の幾何図形配列を変化させることにより、ロー電極５４と内部電極パッド１０６との間並びにロー電極５４とカラム電極１０４との間の相互作用領域を減少させている。つまり、この幾何図形配列は、内部電極パッド１０６上にタブ１０７を形成し、狭くなったロー電極５４をタブ１０７の上を通過させ、カラム電極１０４をタブ１０７の下にて狭くなるように配列させることにより変更されている（図１０Ｂおよび１０Ｄに最も良く表されている）。このＥＬディスプレイ装置の性能を、図１０Ｃおよび１０Ｄのディスプレイ装置２００に示すように、高導電性ストリップ１０８又はブスバー（バスバー：ｂｕｓ　ｂａｒ）を透明ＩＴＯ電極１０４に沿って形成し、電極の導電性を改善することにより更に改良することができる。
【００５６】
本発明の更なる例として、第２の回路素子および内部電極パッドを組み込み、ロー電極およびカラム電極の双方をＥＬ蛍光層から容量性的に分離させてもよい。
【００５７】
本発明の好ましい例を示した上記説明は本発明の原理を説明するためのものであり、本発明をこのような特定の態様に限定することを意図したものではない。すなわち、本発明の範囲は、特許請求の範囲およびその均等物に包含される全ての態様により定義づけられるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図１（ａ）】
スタンダードダブル絶縁型ＡＣ薄膜ＥＬ装置の従来構造の一部切欠斜視図。
【図１（ｂ）】
図１（ａ）にスタンダードダブル絶縁型ＡＣ薄膜ＥＬ装置の従来構造の断面図。
【図２】
従来のＥＬマトリックスであって、電圧が印加されるロー／カラムを示す模式図。
【図３】
従来の平行平板コンデンサーを示す模式図。
【図４】
従来の直列式ＲＣ回路の充電方式を示す回路図。
【図５（ａ）】
本発明で使用される切換え回路素子を示す側面図。
【図５（ｂ）】
対称切換え回路素子の電流‐電圧特性を示すグラフ図。
【図６（ａ）】
切換え回路素子を備えたダブル絶縁型ＡＣ薄膜ＥＬ装置の構造を示す一部切欠斜視図。
【図６（ｂ）】
切換え素子を備えたＡＣ薄膜ＥＬ画素の構造を示す断面図。
【図６（ｃ）】
切換え素子を備え、内部電極を有しないＡＣ薄膜ＥＬ画素の構造を示す断面図。
【図６（ｄ）】
切換え素子を備えたＡＣ薄膜装置の構造を示す断面図であって、この切換え素子はガスなどの流体からなる。
【図７】
閾値未満のＥＬ装置の充電‐電圧特性を示すグラフ図。
【図８】
切換え装置を組み合わせたＥＬ装置の実験的検証を示す回路図。
【図９】
バリスター導電閾値未満のＥＬバリスターの充電‐電圧特性を示すグラフ図。
【図１０Ａ】
本発明により構築され、誘電体切換え（スイッチング）層を有する減少された電極領域のＥＬディスプレイ画素の他の例の一部を示す断面図。
【図１０Ｂ】
図１０Ａの他の具体例を示す平面図。
【図１０Ｃ】
ローおよびカラム電極と、領域が減少された容量切換え層と、導電性向上のための高導電性ストライプとを有するＥＬディスプレイ画素の他の例の変形例を示す断面図。
【図１０Ｄ】
切換え（スイッチング）層を有すると共に導電性を向上させ、かつ、減少した領域を有する電極を示す図１０Ｃの具体例の平面図。
【符号の説明】
２０　　　　　回路素子
３０，３２　　電極
３４　　　　　誘電切換え媒体
４０　　　　　ＥＬディスプレイ
４２　　　　　透明基板
４４　　　　　カラム電極
４６　　　　　第１の電気絶縁層
４８　　　　　ＥＬ蛍光層
５０　　　　　第２の絶縁層
５２　　　　　内部電極パッド
５４　　　　　ロー電極
【図１（ａ）】
2004512664.tif 000003
【図１（ｂ）】
2004512664.tif 000004
【図２】
2004512664.tif 000005
【図３】
2004512664.tif 000006
【図４】
2004512664.tif 000007
【図５（ａ）】
2004512664.tif 000008
【図５（ｂ）】
2004512664.tif 000009
【図６（ａ）】
2004512664.tif 000010
【図６（ｂ）】
2004512664.tif 000011
【図６（ｃ）】
2004512664.tif 000012
【図６（ｄ）】
2004512664.tif 000013
【図７】
2004512664.tif 000014
【図８】
2004512664.tif 000015
【図９】
2004512664.tif 000016
【図１０Ａ】
2004512664.tif 000017
【図１０Ｂ】
2004512664.tif 000018
【図１０Ｃ】
2004512664.tif 000019
【図１０Ｄ】
2004512664.tif 000020
【国際公開パンフレット】
2004512664.tif 000021
2004512664.tif 000022
2004512664.tif 000023
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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