JP2002297053A - アクティブマトリクス型表示装置及びその検査方法 - Google Patents

アクティブマトリクス型表示装置及びその検査方法

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JP2002297053A JP2001102303A JP2001102303A JP2002297053A JP 2002297053 A JP2002297053 A JP 2002297053A JP 2001102303 A JP2001102303 A JP 2001102303A JP 2001102303 A JP2001102303 A JP 2001102303A JP 2002297053 A JP2002297053 A JP 2002297053A
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優志 神野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 実際の表示状態に即した欠陥検査を容易に行
うことができる表示装置を提供する。 【解決手段】 ゲート信号により、スイッチング用の第
１トランジスタTr1がオンとなっている間に、第１トラ
ンジスタTr1のソース端子に入力されるデータ電圧信号
に応じて、保持容量Ｃ１がその電圧信号を保持する。第
２トランジスタTr2は、この電圧信号に応じて電源ライ
ンＰＶddラインから発光素子に対して流される電流量を
制御する。このとき、当該制御された電流量に応じて付
加容量Ｃ２が電荷を蓄積し、この電荷を調べることによ
り、実際の表示状態に即した欠陥検査を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＴＦＴ（Thin Fil
m Transistor）を用いたＯＥＬ（Organic Electrolumin
esence）等の表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＴＦＴを用いたアクティブマトリ
クス型表示装置について図５を使って説明する。図５
は、１画素あたりの等価回路を示す図である。図５に示
すように、ＯＥＬを表示素子とする表示装置の各画素
は、スイッチング用の第１のトランジスタTr1と、素子
駆動用の第２のトランジスタTr2と、保持容量Ｃとから
基本的に構成されている。
【０００３】第１のトランジスタTr1のドレイン端子
（Ｄ）は、データ電圧信号（Ｖdata）の入力ラインに接
続され、ゲート端子（Ｇ）は、外部からのゲート信号
（Gate Sig）の入力を受けている。また、この第１のト
ランジスタTr1のソース端子（Ｓ）は、保持容量Ｃの一
方の端子と第２のトランジスタTr2のゲート端子（Ｇ）
とに接続されている。なお、保持容量Ｃの他方の端子
は、ＶSCラインに接続されている。
【０００４】第２のトランジスタTr2のソース端子
（Ｓ）には、電源電圧ＰＶddが印加されており、ドレイ
ン端子（Ｄ）は、ＯＥＬ素子のアノード電極に接続され
ている。
【０００５】すなわち従来の表示装置では、第１のトラ
ンジスタTr1に対し、そのドレイン端子（Ｓ）に所望の
階調値に応じたデータ電圧信号を印加するとともに、ゲ
ート端子（Ｇ）にゲート信号を入力して、第１のトラン
ジスタTr1をオン状態にし、保持容量Ｃにデータ電圧信
号の電圧値に応じた電荷を保持する。そしてこの保持容
量Ｃに保持された電荷量により、第２のトランジスタTr
2のソース端子（Ｓ）とドレイン端子（Ｄ）との間の導
通状態（抵抗）が制御され、電源電圧ＰＶddと、この制
御された抵抗値とで決まる電流値によって、ＯＥＬ素子
が駆動される。つまり、第１のトランジスタTr1に入力
されるデータ電圧信号によって第２のトランジスタTr2
の抵抗値、ひいてはＯＥＬに流される電流値が制御され
て、所望の階調の輝度でＯＥＬが発光する。
【０００６】このようなアクティブマトリクス型表示装
置は、自発光で薄く、低消費電力にて駆動でき、次世代
ディスプレイとして有望視されている。ところが、この
表示装置は、まだ研究段階であり、各画素の欠陥を安価
で、精度良くかつ効率良く検査するための装置は、まっ
たく提案されていない。
【０００７】現在各画素にＴＦＴを有する表示装置とし
て、アクティブマトリクス型ＴＦＴＬＣＤが知られてい
る。このＴＦＴＬＣＤにおいては、ＬＣＤが各画素ＴＦ
Ｔを介して印加される電圧によって制御される。従って
ＬＣＤでは、ＴＦＴ基板内の欠陥検査では、保持容量Ｃ
への電荷蓄積状態を調べ、トランジスタの良否を判断し
ているのが一般的である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のような電流値制御によってＯＥＬの発光階調を制御
する場合、発光素子の輝度が、第１のトランジスタＴｒ
１及びＣによって保持された電圧によってゲート電圧が
制御された第２のトランジスタTr2のソース−ドレイン
間電流によって支配されているのに、この電流値を用い
て検査するためには特殊な装置を要し、従来のテスタに
よっては検査できず、実際の表示状態に即した欠陥検査
が困難であった。
【０００９】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、実際の表示状態に即した欠陥検査を容易に行うこと
ができる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】上記従来例の問題点を解
決するための本発明は、アクティブマトリクス型表示装
置において、各画素は、表示素子と、スイッチング用の
第１トランジスタと、前記第１トランジスタがオン状態
の間に、当該第１トランジスタを介して供給される電圧
信号を保持する保持容量と、前記保持容量により保持さ
れ、そのゲートに印加される電圧信号に応じ、電源ライ
ンからの電力を表示素子に供給する素子駆動用の第２ト
ランジスタと、前記第２トランジスタから表示素子へ流
れる電流によって電荷の蓄積を受けるように接続された
付加容量を有することを特徴としている。
【００１１】また、本発明のある態様では、前記付加容
量は、アクティブマトリクス型表示装置及び基板上に前
記画素が形成されて構成されたマトリクスアレイ基板の
検査に用いられる。ここで、前記表示素子は、供給電力
に応じた輝度で発光する発光素子であり、前記付加容量
は、前記表示素子に単位時間内に供給する電力量を制御
して、前記表示素子の発光輝度を制御することも好まし
い。
【００１２】さらに上記従来例の問題点を解決するため
の本発明は、前記表示装置を検査する検査方法であっ
て、各画素を駆動して前記付加容量に電荷を蓄積し、前
記付加容量に蓄積された電荷量を計測し、各素子ごとに
計測された電荷量により、各素子に供給される電流量の
均一性を検査することを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態
に係るアクティブマトリクス型表示装置での１画素あた
りの等価回路を示す図である。ＯＥＬを表示素子とする
本実施形態の表示装置の各画素は、図１に示すように、
スイッチング用の第１のトランジスタTr1と、素子駆動
用の第２のトランジスタTr2と、保持容量Ｃ１と、付加
容量Ｃ２とから基本的に構成されている。そして、例え
ば、これらの画素がマトリクス状に複数基板状に形成さ
れて、マトリクスアレイ基板を構成する。また、例え
ば、このマトリクスアレイ基板の素子形成面側に所定の
封止部材が設けられて、表示装置をなす。
【００１４】第１のトランジスタTr1のドレイン端子
（Ｄ）は、データ電圧信号（Ｖdata）の入力ラインに接
続され、ゲート端子（Ｇ）は、外部からのゲート信号
（Gate Sig）の入力を受けている。また、この第１のト
ランジスタTr1のソース端子（Ｓ）は、保持容量Ｃ１の
一方の端子と第２のトランジスタTr2のゲート端子
（Ｇ）とに接続されている。なお、保持容量Ｃ１の他方
の端子は、ＶSCラインに接続されている。
【００１５】第２のトランジスタTr2のソース端子
（Ｓ）には、電源電圧ＰＶddが印加されており、ドレイ
ン端子（Ｄ）は、ＯＥＬ素子のアノード電極と、付加容
量Ｃ２の一方の端子に接続されている。また、付加容量
Ｃ２の他方の端子は、ＶSCラインに接続されている。
【００１６】次に、この回路の動作について説明する。
第１のトランジスタTr1に対し、そのドレイン端子
（Ｓ）に所望の階調値に応じたデータ電圧信号を印加す
るとともに、ゲート端子（Ｇ）にゲート信号を入力し
て、第１のトランジスタTr1をオン状態にし、保持容量
Ｃ１にデータ電圧信号の電圧値に応じた電荷を保持す
る。
【００１７】そしてこの保持容量Ｃ１に保持された電荷
量により、第２のトランジスタTr2のソース端子（Ｓ）
とドレイン端子（Ｄ）との間の導通状態（抵抗）が制御
され、電源電圧ＰＶddと、この制御された抵抗値とで決
まる電流値によって、ＯＥＬ素子が駆動される。このと
き、付加容量Ｃ２の一方の端子にも電力が供給され、付
加容量Ｃ２にその電力に応じた電荷が蓄積される。
【００１８】図２は、各画素が上記図１のような等価回
路で表されるアクティブマトリクス型表示装置のＥＬ画
素付近の平面図であり、図３は、Ａ−Ａ線に沿った概略
断面を示し、図４は、Ｂ−Ｂ線に沿った概略断面を示
す。図２に示すように、列方向に延びるデータライン１
１と、行方向に延びるゲートライン１２とに囲まれた領
域が１画素領域であり、この領域内に第１のトランジス
タTr1と、保持容量Ｃ１と、第２のトランジスタTr2と、
発光領域Ｒと、付加容量Ｃ２とが配置される。ここで保
持容量Ｃ１は、基板上に形成された第１トランジスタTr
1のドレイン部分から延びる島状パターン２１と、この
島状パターン２１にゲート絶縁膜を介して積層されたＶ
SCライン１３上の島状パターンとからなる。この島状パ
ターン２１からは、第１トランジスタTr1のドレイン部
分からソース部分へのラインが形成され、データライン
１１へ接続されている。このライン上にはゲート絶縁膜
と、ゲート電極（Ｇ）とが積層され、さらに層間絶縁膜
と第１平坦化絶縁層とがこの順に積層される。
【００１９】また、第２トランジスタTr2のドレイン部
分から延びるライン２２は、ＰＶddライン１４に接続さ
れ、ゲート絶縁膜を介してゲート電極に交差し、付加容
量Ｃ２をなす電極３１に沿って、基板上に形成される。
また、ここで電極３１は、ＶSCライン１３上の島状パタ
ーン（保持容量Ｃ１の一方の電極）に接続される。すな
わち、付加容量Ｃ２のうち、一方の電極は、ライン２２
のパターンを若干変更することによって容易に形成で
き、他方の電極３１は、第２トランジスタTr2のゲート
端子と同じゲート絶縁膜上に形成することができる。つ
まり、保持容量Ｃ１のＶSCライン１３と同一層でかつＶ
SCライン１３と一体で形成できる。従って、この付加容
量Ｃ２の形成には、新たな製造工程の付加は、何ら必要
でない。
【００２０】また、本実施の形態では、付加容量Ｃ２を
なす一対の電極は、発光領域の外周近傍に沿って形成さ
れるので、付加容量Ｃ２を形成することによる発光領域
の減少、即ち、開口率の低下は少なく、また発光の際の
拡散により光が拡がることを考慮すると明るさを損なう
ことはない。そして、このような発光領域外周に形成さ
れる付加容量Ｃ２の他方の電極３１及びゲート端子
（Ｇ）及び保持容量Ｃ１のＶSCライン１３の上には、層
間絶縁膜と、第１平坦化絶縁層とがこの順に積層され、
付加容量Ｃ２上には、陽極、正孔輸送層、発光層、電子
輸送層がこの順に積層され、この上に陰極が形成され
る。なお、これら陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送
層以外の部分は、第２平坦化絶縁層によって充填されて
いる。
【００２１】本実施の形態のアクティブマトリクス型表
示装置は、以上のような構造を有しており、次に説明す
るように動作する。
【００２２】［検査］本実施の形態のアクティブマトリ
クス型表示装置の各画素を、従来と同様に駆動すると、
付加容量Ｃ２には、第１トランジスタＴｒ１及びＣによ
って保持された電圧によって制御された第２トランジス
タTr2のソース端子から発光素子へと流れる電流量に応
じた電荷が蓄積される。このように電荷が蓄積された状
態で、第２トランジスタTr2をオンとし、各画素ごとの
付加容量Ｃ２に蓄積された電荷を電源ラインＰＶdd側か
ら測定する。この場合、付加容量Ｃ２のキャパシタンス
Ｃは、数１０ｆＦ＝数１０-15Ｆ程度以上であることが
好適である。
【００２３】このようにすると、付加容量Ｃ２に蓄積さ
れた電荷量が他の画素と大きく異なるものがあるとき
に、当該画素の発光素子に供給される電流値の異常が判
定され、発光素子へ流される電流値の異常を直接的に検
査することができるようになる。
【００２４】尚、このような検査においては、付加容量
Ｃ２の電荷量を測定することとなるので、従来のＬＣＤ
のＴＦＴ検査用の（保持容量Ｃの電荷量を測定するため
の）装置を流用できる。
【００２５】［電力−輝度特性の緩和］また、発光物質
の特性（電力値−輝度特性）が急峻で、電力値の変化に
対する輝度の変化が大きい発光素子材料を用いた場合、
この素子を例えば低温ポリシリコンTFTによって所望の
階調を得るためのTFTゲートの電圧値制御が難しくな
る。この場合、ＴＦＴ側で大幅なインピーダンス変更を
要したり、物性の異なる発光物質を用いることにより対
処してきたが、本実施の形態によれば、この付加容量Ｃ
２のキャパシタンスＣと第２トランジスタTr2のオン時
の抵抗値Ｒとの積ＲＣの時定数により、発光素子に印加
される電圧の実効的な値や発光素子に流入する単位時間
あたりの電流量が制御される。従って、発光素子材料を
変更しなくとも実効的に階調性を緩やかにすることがで
き、輝度制御が容易になる。この場合には、付加容量Ｃ
２のキャパシタンスＣは、第２トランジスタTr2の抵抗
値Ｒとの積ＣＲ時定数：単位はｓｅｃがほぼ駆動周波数
（ＮＴＳＣであれば６０Ｈｚ、すなわち１／６０ｓｅ
ｃ）と同等となるように設定する。
【００２６】さらに、電圧信号線ＰＶdd線に高周波ノイ
ズが生じたときにＯＥＬや蛍光体のように応答速度の早
い発光物質を用いると、ノイズに反応して輝度が変化
し、いわゆる「ちらつき」（フリッカ）が発生すること
があるが、この付加容量Ｃ２のキャパシタンスＣを適切
に設定すれば、付加容量Ｃ２が当該高周波ノイズをカッ
トするローパスフィルタとして働き、フリッカの発生を
低減できる。この場合、ＣＲ時定数は、駆動周波数の数
百分の１以下（約１０-5ｓｅｃ以下）が好適である。
【００２７】また、本発明のアクティブマトリクス表示
装置は、蛍光表示管（ＶＦＤ）、ＬＥＤ、無機ＥＬなど
に採用しても同様の効果が得られる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、アクティブマトリクス
型表示装置の各画素が、スイッチング用の第１トランジ
スタがオン状態の間に、当該第１トランジスタを介して
供給される電圧信号を保持容量に保持して、保持された
電圧信号を第２トランジスタのゲートに印加し、第２ト
ランジスタが、この電圧信号に応じた電源ラインからの
電力を表示素子に供給し、第２トランジスタから表示素
子へ流れる電流によって電荷の蓄積を受けるように付加
容量を接続したアクティブマトリクス型表示装置として
いるので、表示素子の駆動後に当該付加容量に蓄積され
た電荷量を測定すれば、第２トランジスタを介して供給
される電流量を直接的に検査することができ、実際の表
示状態に即した欠陥検査を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係るアクティブマトリ
クス型表示装置での１画素あたりの等価回路を示す回路
図である。
【図２】 本実施の形態に係るアクティブマトリクス型
表示装置のＥＬ画素付近の平面図である。
【図３】 図２のＡ−Ａ線に沿った概略断面図である。
【図４】 図２のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図である。
【図５】 従来のアクティブマトリクス型表示装置での
１画素あたりの等価回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１１ データライン、１２ ゲートライン、１３ ＶSC
ライン、１４ ＰＶddライン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C094 AA02 AA43 AA48 AA55 BA03 BA27 CA19 CA25 DA13 DB01 DB04 EA03 EA04 EA05 EA10 FA01 FA02 FB12 FB14 FB15 5F110 AA24 BB01 CC02 EE28 NN03 NN72 NN73 QQ19 5G435 AA01 AA17 AA19 BB05 CC09 KK05 KK10

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アクティブマトリクス型表示装置におい
    て、 各画素は、表示素子と、 スイッチング用の第１トランジスタと、 前記第１トランジスタがオン状態の間に、当該第１トラ
    ンジスタを介して供給される電圧信号を保持する保持容
    量と、 前記保持容量により保持され、そのゲートに印加される
    電圧信号に応じ、電源ラインからの電力を表示素子に供
    給する素子駆動用の第２トランジスタと、 前記第２トランジスタから前記表示素子へ流れる電流に
    よって電荷の蓄積を受けるように接続された付加容量を
    有することを特徴とするアクティブマトリクス型表示装
    置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のアクティブマトリクス型
    表示装置において、 前記付加容量は、当該アクティブマトリクス型表示装置
    及び基板上に前記画素が形成されて構成されたマトリク
    スアレイ基板の検査に用いられることを特徴とするアク
    ティブマトリクス型表示装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のアクティブマト
    リクス型表示装置において、 前記表示素子は、供給電力に応じた輝度で発光する発光
    素子であり、 前記付加容量は、前記表示素子に単位時間内に供給する
    電力量を制御して、前記表示素子の発光輝度を制御する
    ことを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の表示装置を検査する検
    査方法であって、 各画素を駆動して前記付加容量に電荷を蓄積し、 前記付加容量に蓄積された電荷量を計測し、 各素子ごとに計測された電荷量により、各素子に供給さ
    れる電流量の均一性を検査することを特徴とする表示装
    置の検査方法。
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