JP2005062618A - El表示装置および該el表示装置の駆動方法。 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示オン、オフ時の電源シーケンスを規定し、良好な画像表示を行うこうができるEL表示装置、EL表示方法を提供する。
【解決手段】電源立ち上げ時はアノードラインの電圧PVDD、カソードラインの電圧PVSS、出力制御信号OEV2以外の電圧を最初に立ち上げ、PVDD、PVSSを次に立ち上げ、OEV2を最後に立ち上げる構成とする。電源立ち下げ時は逆に、OEV2、PVDD、PVSS、その他の信号・電圧の順に立ち下げる構成とする。また上記の電源立ち上げ、立ち下げシーケンスを実現できるよう、EL素子のアノード、カソードと電源回路を結ぶ配線へスイッチを設け、スイッチのオン・オフによりPVDD、PVSSの立ち上げ、立ち下げタイミングを制御できる構成とする。
【選択図】図6
Description
本発明は、有機または無機エレクトロルミネッセンス(EL)素子を用いたEL表示パネルなどの自発光表示パネルに関するものである。また、これらの表示パネルの駆動回路に関するものである。EL表示パネルの駆動方法と駆動回路およびそれらを用いた情報表示装置などに関するものである。
EL表示装置(例えば、特許文献1参照。)は、現在フラットディスプレイで幅広く利用されている液晶表示装置と比較して、自発光素子を使用していることからバックライトを必要としないことから、電力・薄さの点で有利であり、他にも視野角が広いなどメリットが多く、次世代の有力フラットディスプレイとして期待が大きい。
特開平2002−334779号公報
EL表示パネルの画像表示を行う際、電源シーケンスというものに関しては特に規定の無いのが現在の状態である。特に規定も無い電源立ち上げシーケンスでEL表示を実行した場合、TFTのスイッチング制御が不定となる場合があり、表示時に画面がフラッシュするなどの異常な表示が起こる可能性がある。また、電源立ち下げシーケンスに関しても同様の異常な表示が起こる可能性がある。
要するに、電源回路の立ち上げ、立ち下げ動作に関して、特にこれといって確立されたものがないのが現状であった。
上記課題を考慮して、本発明は、良好な画像表示を行うこうができるEL表示装置、EL表示方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、第1の本発明は、スイッチングTFTへ各々の制御電圧印加するゲートドライバと、
前記ゲートドライバからの出力により導通し、画素への所定電流の書込みを行う第1のスイッチングTFTと、
前記ゲートドライバからの出力により導通し、EL素子の発光を行う第2のスイッチングTFTと、
EL素子に対して画素データに対応した電流を流すソースドライバと、
前記ソースドライバより出力される前記画素データに対応した電流を流す駆動TFTと、
前記EL素子のアノード、カソードに接続されているアノードライン、カソードラインと電源回路の間をそれぞれ接続・遮断する第1、第2のスイッチとを備え、
前記第1、第2のスイッチをオフして前記アノードライン、前記カソードラインと前記電源回路の間を遮断させた状態で前記画素データに対応した電流を前記駆動TFTへ流すアクティブマトリクス駆動のEL表示装置である。
前記ゲートドライバからの出力により導通し、画素への所定電流の書込みを行う第1のスイッチングTFTと、
前記ゲートドライバからの出力により導通し、EL素子の発光を行う第2のスイッチングTFTと、
EL素子に対して画素データに対応した電流を流すソースドライバと、
前記ソースドライバより出力される前記画素データに対応した電流を流す駆動TFTと、
前記EL素子のアノード、カソードに接続されているアノードライン、カソードラインと電源回路の間をそれぞれ接続・遮断する第1、第2のスイッチとを備え、
前記第1、第2のスイッチをオフして前記アノードライン、前記カソードラインと前記電源回路の間を遮断させた状態で前記画素データに対応した電流を前記駆動TFTへ流すアクティブマトリクス駆動のEL表示装置である。
第2の本発明は、前記第1、第2のスイッチは前記駆動TFTのゲート電圧が確定し、前記画素への所定電流の書込みが完了した後にオンさせる、第1の本発明のアクティブマトリクス駆動のEL表示装置である。
第3の本発明は、前記第2のスイッチングTFTの導通は、前記第1、第2のスイッチをオンした後に行う、第1または第2の本発明のアクティブマトリクス駆動のEL表示装置である。
第4の本発明は、前記第1のスイッチと前記第2のスイッチのオン、オフは同時に行われる、第1〜3の本発明のいずれかのアクティブマトリクス駆動のEL表示装置である。
第5の本発明は、ゲートドライバによりスイッチングTFTへ各々の制御電圧を印加する工程と、
第1のスイッチングTFTにより前記ゲートドライバからの出力により導通し、画素への所定電流の書込みを行う工程と、
第2のスイッチングTFTにより前記ゲートドライバからの出力により導通し、EL素子の発光を行う工程と、
ソースドライバによりEL素子に対して画素データに対応した電流を流す工程と、
駆動TFTにより前記ソースドライバより出力される前記画素データに対応した電流を流す工程と、
前記第1、第2のスイッチにより前記EL素子のアノード、カソードに接続されているアノードライン、カソードラインと電源回路の間をそれぞれ接続・遮断する工程とを備え、
前記第1、第2のスイッチをオフして前記アノードライン、前記カソードラインと前記電源回路の間を遮断させた状態で前記画素データに対応した電流を前記駆動TFTへ流すアクティブマトリクス駆動のEL表示装置の駆動方法である。
第5の本発明は、ゲートドライバによりスイッチングTFTへ各々の制御電圧を印加する工程と、
第1のスイッチングTFTにより前記ゲートドライバからの出力により導通し、画素への所定電流の書込みを行う工程と、
第2のスイッチングTFTにより前記ゲートドライバからの出力により導通し、EL素子の発光を行う工程と、
ソースドライバによりEL素子に対して画素データに対応した電流を流す工程と、
駆動TFTにより前記ソースドライバより出力される前記画素データに対応した電流を流す工程と、
前記第1、第2のスイッチにより前記EL素子のアノード、カソードに接続されているアノードライン、カソードラインと電源回路の間をそれぞれ接続・遮断する工程とを備え、
前記第1、第2のスイッチをオフして前記アノードライン、前記カソードラインと前記電源回路の間を遮断させた状態で前記画素データに対応した電流を前記駆動TFTへ流すアクティブマトリクス駆動のEL表示装置の駆動方法である。
本発明のアクティブマトリクス駆動のEL表示装置の駆動方法は、電源シーケンスの立ち上げ、立ち下げに特定の順序を設け、またそれを実現するための手段を表示装置の内部に構成するようにしたことを特徴とする。
TFTの状態が不定となることなくEL表示が行われるため、良好な画像表示を行うことが出来る。なお、本発明を用いれば、低消費電力の情報表示装置などを構成できるので、電力を消費しない。また、小型軽量化できるので、資源を消費しない。また、高精細の表示パネルであっても十分に対応できる。したがって、地球環境、宇宙環境に優しいこととなる。
以下、本発明のEL表示装置の構成を図1に示す。11はソースドライバであり、画素16へ画素データに対応した出力を行う手段である。12はゲートドライバであり、ゲートドライバ12のスタートパルスSTV、1ライン期間のクロックCKVによって生成されるライン選択信号を出力し、画素16内のTFT(薄膜トランジスタ)へTFTのスイッチングオン電圧VGHまたはスイッチングオフ電圧VGLを印加する手段である。13はELパネル表示領域であり、EL表示を行う画素16の集団である。14はゲート信号線であり、ゲートドライバ12出力と画素16内のTFTへの出力制御信号OEVのNAND出力を画素16内のTFTへ印加する手段である。15はソース信号線であり、ソースドライバ11からの出力を画素16内のEL素子へ印加する手段である。16は画素であり、ソースドライバ11、ゲートドライバ12、OEVによってEL表示制御を行う手段である。
なお、OEVとゲートドライバ12からのライン選択出力とのNAND出力が画素16内のTFTへ印加されるが、OEV、ライン選択信号ともに“H”レベルのとき、NANDによりスイッチングオン電圧VGLが出力されてTFTが導通し、それ以外の条件ではスイッチングオフ電圧VGHが出力されてTFTが遮断する。
次に、ELパネル表示領域13とEL素子のアノード・カソードの接続を図2に示す。21はアノードラインであり、画素16内のEL素子のアノード端子に接続される。22はカソードラインであり、画素16内のEL素子のカソード端子に接続される。23は電源回路であり、アノードライン21の電圧PVDD、カソードライン22の電圧PVSSなどEL表示に必要な電圧を生成する手段である。
画素16内のEL素子のアノード端子、カソード端子にそれぞれPVDD、PVSSが印加されることにより、EL素子は導通し発光が可能となる。
次に、画素16の構成を示す。図3ではカレントコピア方式におけるEL表示の画素構成を表している。31は蓄積容量であり、ソースドライバ11から出力された電流により決定するTFT32cのゲート電圧とPVDDとの電位差により電荷を蓄積する手段である。32はTFTであり、32a、32bは1フレーム中のライン選択期間にソースドライバ11からの出力電流をTFT32cへ送る手段であり、32cはソースドライバからの出力電流をEL素子33へ印加する手段であり、32dは1フレーム中のライン非選択期間にTFT32cを流れる電流をEL素子へ印加させる手段である。33はEL素子であり、TFT32cを流れる電流が流れ込むことでEL表示を行う手段である。
図3の画素構成でのEL表示について図4を参照しながら説明する。ゲート信号線14aの出力は、TFT32a、32bのスイッチングオフ電圧VGH1あるいはスイッチングオン電圧VGL1の値であり、ゲート信号線14bの出力は、TFT32dのスイッチングオン電圧VGH2あるいはスイッチングオフ電圧VGL2の値を持つ。ゲート信号線14の状態により、EL素子33の輝度が変化する。
動作としてはまず、1フレーム中のライン選択期間にゲート信号線14bの電圧がVGH2レベルとなり、EL素子33の発光が停止する。その後、ゲート信号線14aの電圧がVGL1レベルとなり、蓄積容量31へ電荷が蓄積される。この動作を所定電流を書き込むと定義する。なお、書きこまれる所定電流量は、ソースドライバ11からの出力される電流値に応じて変わる。
所定電流が書きこまれ、ゲート信号線14aの電圧がVGH1レベルとなる、すなわちライン選択期間が終了することで書込みを終了し、1フレーム中のライン非選択期間へと移行する。ライン非選択期間ではゲート信号線14bの電圧がVGL2レベルとなることで書きこまれた所定電流がEL素子33へ流れ込み、輝度Bの発光を行う。
ところで、有機EL表示パネルをモジュール化する際、問題となる事項に、アノード配線231、カソード配線の引き回し(配置)の抵抗値の課題がある。なお、アノード配線231はアノードライン21と同様の手段である。有機EL表示パネルは、EL素子33の駆動電圧が比較的低いかわりに、EL素子33に流れる電流が大きい。そのため、EL素子33に電流を供給するアノード配線、カソード配線を太くする必要がある。一例として、2インチクラスのEL表示パネルでも高分子EL材料では、200mA以上の電流をアノード配線231に流す必要がある。そのため、アノード配線231の電圧降下を防止するため、アノード配線は1Ω以下の低抵抗化する必要がある。しかし、アレイ基板262では、配線は薄膜蒸着で形成するため、低抵抗化は困難である。そのため、パターン幅を太くする必要がある。しかし、200mAの電流をほとんど電圧降下なしで伝達するためには、配線幅が2mm以上となるという課題があった。
図33は従来のEL表示パネルの構成である。表示領域50の左右に内蔵ゲートドライバ311a、311bが形成(配置)されている。また、ソースドライバ回路234pも画素313のTFTと同一プロセスで形成されている(内蔵ソースドライバ回路)。
アノード配線231はパネルの右側に配置されている。アノード配線231にはPVDD電圧が印加されている。アノード配線231幅は一例として2mm以上である。アノード配線231は画面の下端から画面の上端に分岐されている。分岐数は画素列数である。たとえば、QCIFパネルでは、176列×RGB=528本である。一方、ソース信号線235は内蔵ソースドライバ234pから出力されている。ソース信号線235は画面の上端から画面の下端に配置(形成)されている。また、内蔵ゲートドライバ311の電源配線331も画面の左右に配置されている。
したがって、表示パネルの右側の額縁は狭くすることができない。現在、携帯電話などに用いる表示パネルでは、狭額縁化が重要である。また、画面の左右の額縁を均等にすることが重要である。しかし、図33の構成では、狭額縁化が困難である。
この課題を解決するため、本発明の表示パネルでは、図34に図示するように、アノード配線231はソースドライバIC234の裏面に位置する箇所、かつアレイ表面に配置(形成)している。ソースドライバ回路(IC)234は半導体チップで形成(作製)し、COG(チップオンガラス)技術で基板262に実装している。ソースドライバIC234化にアノード配線231を配置(形成)できるのは、チップ234の裏面に基板に垂直方向に10μm〜30μmの空間があるからである。図33のように、ソースドライバ回路234pをアレイ基板262に直接形成すると、マスク数の問題、あるいは歩留まりの問題、ノイズの問題からソースドライバ回路234pの下層あるいは上層にアノード配線(ベースアノード線、アノード電圧線、基幹アノード線)231を形成することは困難である。
また、図34に図示するように、共通アノード線242を形成し、ベースアノード線231と共通アノード線242とを接続アノード線241で短絡させている。特に、ICチップの中央部の接続アノード線241を形成した点がポイントである。接続アノード線241を形成することにより、ベースアノード線231と共通アノード線242間の電位差がなくなる。また、アノード配線232を共通アノード線242から分岐している点がポイントである。以上の構成を採用することにより、図33のようにアノード配線231の引き回しがなくなり、狭額縁化を実現できる。
共通アノード線242が長さ20mmとし、配線幅が150μmとし、配線のシート抵抗を0.05Ω/□とすれば、抵抗値は20000(μm)/150(μm)×0.05Ω=約7Ωになる。共通アノード線242の両端を接続アノード線241cでベースアノード線231と接続すれば、共通アノード線242には両側給電されるから、見かけ上の抵抗値は、7Ω/2=3.5Ωとなり、また、集中分布乗数に置きなおすと、さらに、見かけ上の共通アノード線242の抵抗値は1/2となるから、少なくとも2Ω以下となる。アノード電流が100mAであっても、この共通アノード線242での電圧降下は、0.2V以下となる。さらに、中央部の接続アノード線241bで短絡すれば電圧降下は、ほとんど発生しないようにすることができるのである。
本発明はベースアノード線231をIC234下に形成すること、共通アノード線242を形成し、この共通アノード線242とベースアノード線231とを電気的に接続すること(接続アノード線241)、共通アノード線242からアノード配線232を分岐させることである。なお、アノード線はカソード線に置き換えることができる。
また、アノード線(ベースアノード線231、共通アノード線242、接続アノード線241、アノード配線232など)を低抵抗化するため、薄膜の配線を形成後、あるいはパターニング前に、無電解メッキ技術、電解メッキ技術などを用いて、導電性材料を積層し厚膜化してもよい。厚膜化することにより、配線の断面積が広くなり、低抵抗化することができる。以上の事項はカソードに関しても同様である。また、ゲート信号線312、ソース信号線235にも適用することができる。
したがって、共通アノード線242を形成し、この共通アノード線242を接続アノード線241で両側給電を行う構成の効果は高く、また、中央部に接続アノード線241b(241c)を形成することによりさらに効果が高くなる。また、ベースアノード線231、共通アノード線242、接続アノード線241でループを構成しているため、IC234に入力される電界を抑制することができる。
共通アノード線242とベースアノード線231は同一金属材料で形成し、また、接続アノード線241も同一金属材料で形成することが好ましい。また、これらのアノード線は、アレイを形成する最も抵抗値の低い金属材料あるいは構成で実現する。一般的に、ソース信号線235の金属材料および構成(SDレイヤ)で実現する。共通アノード線242とソース信号線235とが交差する箇所は、同一材料で形成することはできない。したがって、交差する箇所は他の金属材料(ゲート信号線312と同一材料および構成、GEレイヤ)で形成し、絶縁膜で電気的に絶縁する。もちろん、アノード線は、ソース信号線235の構成材料からなる薄膜と、ゲート信号線312の構成材料からなる薄膜とを積層して構成してもよい。
なお、ソースドライバIC234の裏面にアノード配線(カソード配線)などのEL素子33に電流を供給する配線を敷設する(配置する、形成する)としたが、これに限定するものではない。たとえば、ゲートドライバ回路311をICチップで形成し、このICをCOG実装してもよい。このゲートドライバIC311の裏面にアノード配線、カソード配線を配置(形成)する。以上のように本発明は、EL表示装置などにおいて、駆動ICを半導体チップで形成(作製)し、このICをアレイ基板262などの基板に直接実装し、かつ、ICチップの裏面の空間部にアノード配線、カソード配線などの電源あるいはグランドパターンを形成(作製)するものである。
図38は基準電流の受け渡し端子位置を概念的に図示している。ICチップの中央部に配置されて信号入力端子383iに基準電流信号線が接続されている。この基準電流信号線382に印加される電流(なお、電圧の場合もある。)は、EL材料の温特補償がされている。また、EL材料の寿命劣化による補償がされている。
基準電流信号線382に印加された電流(電圧)に基づき、チップ234内で電流源を駆動する。この基準電流がカレントミラー回路を介して、スレーブチップへの基準電流として出力される。スレーブチップへの基準電流は端子383oから出力される。端子383oは基準電流発生回路243の左右に少なくとも1個以上配置(形成)される。図38では、左右に2個づつ配置(形成)されている。この基準電流が、カスケード信号線381a1、381a2、381b1、381b2でスレーブチップ234に伝達される。なお、スレーブチップ234aに印加された基準電流を、マスターチップ234bにフィードバックし、ずれ量を補正するように回路を構成してもよい。
以上の事項を他の図面を使用しながらさらに詳しく説明をする。図23は本発明の表示パネルの一部の説明図である。図23において、点線がICチップ234を配置する位置である。つまり、ベースアノード線(アノード電圧線つまり分岐まえのアノード配線)がICチップ234の裏面かつアレイ基板262上に形成(配置)されている。なお、本発明の実施例において、ICチップ(311、234)の裏面に分岐前のアノード配線231を形成するとして説明するが、これは説明を容易にするためである。たとえば、分岐前のアノード配線231のかわりに分岐前のカソード配線あるいはカソード膜を形成(配置)してもよい。その他、ゲートドライバ回路311の電源配線331を配置または形成してもよい。
ICチップ234はCOG技術により電流出力(電流入力)端子383とアレイ262に形成された接続端子233とが接続される。接続端子233はソース信号線235の一端に形成されている。また、接続端子233は233aと233bというように千鳥配置である。なお、ソース信号線の一端には接続端子233が形成され、他の端にもチェック用の端子電極が形成されている。
また、本発明ではICチップは電流駆動方式のドライバIC(電流で画素にプログラムする方式)としたが、これに限定するものではない。たとえば、図17などの電圧プログラムの画素を駆動する電圧駆動方式のドライバICを積載したEL表示パネル(装置)などにも適用することができる。
接続端子233aと233b間にはアノード配線232(分岐後のアノード配線)が配置される。つまり、太く、低抵抗のベースアノード線231から分岐されたアノード配線232が接続端子233間に形成され、画素313列に沿って配置されている。したがって、アノード配線232とソース信号線235とは平行に形成(配置)される。以上のように構成(形成)することにより、図33のようにベースアノード線231を画面横に引き回すことなく、各画素にPVDD電圧を供給できる。
図24はさらに、具体的に図示している。図23との差異は、アノード配線を接続端子233間に配置せず、別途形成した共通アノード線242から分岐させた点である。共通アノード線242とベースアノード線231とは接続アノード線241で接続している。
図24はICチップ234を透視して裏面の様子を図示したように記載している。ICチップ234は出力端子244にプログラム電流Iwを出力する電流出力回路243が配置されている。基本的に、出力端子244と電流出力回路243は規則正しく配置されている。ICチップ234の中央部には親電流源の基本電流を作製する回路、コントロール(制御)回路が形成されている。そのため、ICチップの中央部には出力端子244が形成されていない(電流出力回路243がICチップの中央部に形成できないからである)。
本発明では、図24の中央部243a部には出力端子244をICチップに作製していない(出力回路がないからである。なお、ソースドライバなどのICチップの中央部に、コントロール回路などが形成され、出力回路が形成されていない事例は多い)。本発明のICチップはこの点に着眼し、ICチップの中央部に出力端子244を形成(配置)せず(ソースドライバなどのICチップの中央部に、コントロール回路などが形成され、出力回路が形成されていない場合であっても、中央部にダミーパッドをして、出力端子(パッド)が形成されているのが一般的である)、この位置に共通アノード線241を形成している(ただし、共通アノード線241はアレイ基板262面に形成されている)。接続アノード線241の幅は、50μm以上1000μm以下にする。また、長さに対する抵抗(最大抵抗)値は、100Ω以下になるようにする。
接続アノード線241でベースアノード線231と共通アノード線242とをショートすることにより、共通アノード線242に電流が流れることにより発生する電圧降下を極力抑制する。つまり、本発明の構成要素である接続アノード線241はICチップの中央部に出力回路がない点を有効に利用しているのである。また、従来、ICチップの中央部にダミーパッドとして形成されている出力端子244を削除することにより、このダミーパッドと接続アノード線241が接触することによる、ICチップが電気的に影響をあたえることを防止している。ただし、このダミーパッドがICチップのベース基板(チップのグランド)、他の構成と電気的に絶縁されている場合は、ダミーパッドが接続アノード線241と接触しても全く問題がない。したがって、ダミーパッドをICチップの中央部に形成したままでもよいことは言うまでもない。
さらに具体的には、図27のように接続アノード線241、共通アノード線242は形成(配置)されている。まず、接続アノード線241は太い部分(241a)と細い部分(241b)がある。太い部分(241a)は抵抗値を低減するためである。細い部分(241b)は、出力端子244間に接続アノード線241bを形成し、共通アノード線242と接続するためである。
また、ベースアノード線231と共通アノード線242との接続は、中央部の接続アノード線241bだけでなく、左右の接続アノード線241cでもショートしている。したがって、共通アノード線242とベースアノード線231とは3本の接続アノード線241でショートされている。したがって、共通アノード線242に大きな電流が流れても共通アノード線242で電圧降下が発生しにくい。これは、ICチップ234は通常、幅が2mm以上あり、このIC234下に形成されたベースアノード線231の線幅を太く(低インピーダンス化できる)できるからである。そのため、低インピーダンスのベースアノード線231と共通アノード線242とを複数箇所で接続アノード線241によりショートしているため、共通アノード線242の電圧降下は小さくなるのである。
以上のように共通アノード線242での電圧降下を小さくできるのは、ICチップ234下にベースアノード線231を配置(形成)できる点、ICチップ234の左右の位置を用いて、接続アノード線241cを配置(形成)できる点、ICチップ234の中央部に接続アノード線241bを配置(形成)できる点にある。
また、図27では、ベースアノード線231とカソード電源線(ベースカソード線)271とを絶縁膜261を介して積層させている。この積層した箇所がコンデンサを形成する(この構成をアノードコンデンサ構成と呼ぶ)。このコンデンサは、電源パスコンデンサとして機能する。したがって、ベースアノード線231の急激な電流変化を吸収することができる。コンデンサの容量は、EL表示装置の表示面積をS平方ミリメートルとし、コンデンサの容量をC(pF)としたとき、M/200 ≦ C ≦ M/10の関係を満足させることがよい。さらには、M/100 ≦ C ≦ M/20の関係を満足させることがよい。Cが小さいと電流変化を吸収することが困難であり、大きいとコンデンサの形成面積が大きくなりすぎ実用的でない。
なお、図27などの実施例では、ICチップ234下にベースアノード線231を配置(形成)するとしたが、アノード線をカソード線としてもよいことは言うまでもない。また、図27において、ベースカソード線271とベースアノード線231とを入れ替えても良い。本発明の技術的思想は、ドライバを半導体チップで形成し、かつ半導体チップをアレイ基板262もしくはフレキシブル基板に実装し、半導体チップの下面にEL素子33などの電源あるいはグランド電位(電流)を供給する配線などを配置(形成)する点にある。
したがって、半導体チップは、ソースドライバ234に限定されるものではなく、ゲートドライバ311でもよく、また、電源ICでもよい。また、半導体チップをフレキシブル基板に実装し、このフレキシブル基板面かつ半導体チップの下面にEL素子33などの電源あるいはグランドパターンを配線(形成)する構成も含まれる。もちろん、ソースドライバIC234とゲートドライバIC311の両方を、半導体チップで構成し、基板262にCOG実装を行っても良い。そして、前記チップの下面に電源あるいはグランドパターンを形成してもよい。また、EL素子33への電源あるいはグラントパターンとしたがこれに限定するものではなく、ソースドライバ234への電源配線、ゲートドライバ311への電源配線でもよい。また、EL表示装置に限定されるものではなく、液晶表示装置にも適用できる。その他、FED、PDPなど表示パネルにも適用することができる。以上の事項は、本発明の他の実施例でも同様である。
図25は本発明の他の実施例である。主な図23、図24、図27との差異は図23が出力端子233間にアノード配線232を配置したのに対し、図25では、ベースアノード配線231から多数(複数)の細い接続アノード線241dを分岐させ、この接続アノード線241dを共通アノード線242とをショートした点である。また、細い接続アノード線241dと接続端子233と接続されたソース信号線235とを絶縁膜261を介して積層した点である。
アノード線241dはベースアノード線231とコンタクトホール251aで接続を取り、アノード配線232は共通アノード線242とコンタクトホール251bで接続を取っている。他の点(接続アノード線241a、241b、241c、アノードコンデンサ構成など)などは図24、図27と同様であるので説明を省略する。
図27のAA’線での断面図を図26に図示する。図26(a)では、略同一幅のソース信号線235を接続アノード線241dが絶縁膜261aを介して積層されている。
絶縁膜261aの膜厚は、500オングストローム以上3000オングストローム(Å)以下にする。さらに好ましくは、800オングストローム以上2000オングストローム(Å)以下にする。膜厚が薄いと、接続アノード線241dとソース信号線235との寄生容量が大きくなり、また、接続アノード線241dとソース信号線235との短絡が発生しやすくなり好ましくない。逆に厚いと絶縁膜の形成時間に長時間を要し、製造時間が長くなりコストが高くなる。また、上側の配線の形成が困難になる。なお、絶縁膜261は、ポリビフェーニールアルコール(PVA)樹脂、エポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂、フェノール樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド樹脂などの有機材料と同一材料が例示され、その他、SiO2、SiNxなどの無機材料が例示される。その他、Al2O3、Ta2O3などであってもよいことは言うまでもない。また、図26(a)に図示するように、最表面には絶縁膜261bを形成し、配線241などの腐食、機械的損傷を防止させる。
絶縁膜261aの膜厚は、500オングストローム以上3000オングストローム(Å)以下にする。さらに好ましくは、800オングストローム以上2000オングストローム(Å)以下にする。膜厚が薄いと、接続アノード線241dとソース信号線235との寄生容量が大きくなり、また、接続アノード線241dとソース信号線235との短絡が発生しやすくなり好ましくない。逆に厚いと絶縁膜の形成時間に長時間を要し、製造時間が長くなりコストが高くなる。また、上側の配線の形成が困難になる。なお、絶縁膜261は、ポリビフェーニールアルコール(PVA)樹脂、エポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂、フェノール樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド樹脂などの有機材料と同一材料が例示され、その他、SiO2、SiNxなどの無機材料が例示される。その他、Al2O3、Ta2O3などであってもよいことは言うまでもない。また、図26(a)に図示するように、最表面には絶縁膜261bを形成し、配線241などの腐食、機械的損傷を防止させる。
図26(b)では、ソース信号線235の上にソース信号線235よりも線幅の狭い接続アノード線241dが絶縁膜261aを介して積層されている。以上のように構成することにより、ソース信号線235の段差によるソース信号線235と接続アノード線241dとのショートを抑制することができる。図26(b)の構成では、接続アノード線241dの線幅は、ソース信号線235の線幅よりも0.5μm以上狭くすることが好ましい。さらには、接続アノード線241dの線幅は、ソース信号線235の線幅よりも0.8μm以上狭くすることが好ましい。
図26(b)では、ソース信号線235の上にソース信号線235よりも線幅の狭い接続アノード線241dが絶縁膜261aを介して積層されているとしたが、図26(c)に図示するように、接続アノード線241dの上に接続アノード信号線241dよりも線幅の狭いソース信号線235が絶縁膜261aを介して積層するとしてもよい。他の事項は他の実施例と同様であるので説明を省略する。
図28はICチップ234部の断面図である。基本的には図27の構成を基準にしているが、図24、図25などでも同様に適用できる。もしくは類似に適用できる。
図28(b)は図27のAA’での断面図である。図28(b)でも明らかなように、ICチップの234の中央部には出力パッド244が形成(配置)されていない。この出力パッドと、表示パネルのソース信号線235とが接続される。出力バッド244は、メッキ技術あるいはネイルヘッドボンダ技術によりバンプ(突起)が形成されている。突起の高さは10μm以上40μm以下の高さにする。もちろん、金メッキ技術(電解、無電解)により突起を形成してもよいことは言うまでもない。
前記突起と各ソース信号線235とは導電性接合層(図示せず)を介して電気的に接続されている。導電性接合層は接着剤としてエポキシ系、フェノール系等を主剤とし、銀(Ag)、金(Au)、ニッケル(Ni)、カーボン(C)、酸化錫(SnO2)などのフレークを混ぜた物、あるいは紫外線硬化樹脂などである。導電性接合層(接続樹脂)281は、転写等の技術でバンプ上に形成する。または、突起とソース信号線235とをACF樹脂281で熱圧着される。なお、突起あるいは出力パッド244とソース信号線235との接続は、以上の方式に限定するものではない。また、アレイ基板上にIC234を積載せず、フィルムキャリヤ技術を用いてもよい。また、ポリイミドフィルム等を用いてソース信号線235などと接続しても良い。図28(a)はソース信号線235と共通アノード線242とが重なっている部分の断面図である(図26を参照のこと)。
共通アノード線242からアノード配線232が分岐されている。アノード配線232はQCIFパネルの場合は、176×RGB=528本である。アノード配線232を介して、図1などで図示するPVDD電圧(アノード電圧)が供給される。1本のアノード配線232には、EL素子33が低分子材料の場合は、最大で200μA程度の電流が流れる。したがって、共通アノード配線242には、200μA×528で約100mAの電流が流れる。
したがって、共通アノード配線242での電圧降下を0.2(V)以内にするには、電流が流れる最大経路の抵抗値が2Ω(100mA流れるとして)以下にする必要がある。本発明では、図27に示すように3箇所に接続アノード線241を形成しているので、集中分布回路におきなおすと、共通アノード線242の抵抗値は容易に極めて小さく設計することができる。また、図25のように多数の接続アノード線241dを形成すれば、共通アノード線242での電圧降下は、ほぼなくなる。
問題となるのは、共通アノード線242とソース信号線235との重なり部分における寄生容量(共通アノード寄生容量と呼ぶ)の影響である。基本的に、電流駆動方式では、電流を書き込むソース信号線235に寄生容量があると黒表示電流を書き込みにくい。したがって、寄生容量は極力小さくする必要がある。
共通アノード寄生容量は、少なくとも1ソース信号線235が表示領域内で発生する寄生容量(表示寄生容量と呼ぶ)の1/10以下にする必要がある。たとえば、表示寄生容量が10(pF)であれば、1(pF)以下にする必要がある。さらに好ましくは、(表示寄生容量と呼ぶ)の1/20以下にする必要がある。表示寄生容量が10(pF)であれば、0.5(pF)以下にする必要がある。この点を考慮して、共通アノード線242の線幅(図31のM)、絶縁膜261の膜厚(図29を参照)を決定する。
ベースアノード線231はICチップ234の下に形成(配置)する。形成する線幅は、低抵抗化の観点から、極力太い方がよいことは言うまでのない。その他、ベースアノード配線231は遮光の機能を持たせることが好ましい。この説明図を図30に図示している。なお、ベースアノード配線231を金属材料で所定膜厚形成すれば、遮光の効果があることはいうまでもない。また、ベースアノード線231が太くできない時、あるいは、ITOなどの透明材料で形成するときは、ベースアノード線231に積層して、あるいは多層に、光吸収膜あるいは光反射膜をICチップ234下(基本的にはアレイ262の表面)に形成する。また、図30の遮光膜(ベースアノード線231)は、完全な遮光膜であることを必要としない。部分に開口部があってもよく。また、回折効果、散乱効果を発揮するものでもよい。また、ベースアノード線231に積層させて、光学的干渉多層膜からなる遮光膜を形成または配置してもよい。
もちろん、アレイ基板262とICチップ234との空間に、金属箔あるいは板あるいはシートからなる反射板(シート)、光吸収板(シート)を配置あるいは挿入あるいは形成してもよいことは言うまでもない。また、金属箔に限定されず、有機材料あるいは無機材料からなる箔あるいは板あるいはシートからなる反射板(シート)、光吸収板(シート)を配置あるいは挿入あるいは形成してもよいことは言うまでもない。また、アレイ基板262とICチップ234との空間に、ゲルあるいは液体からなる光吸収材料、光反射材料を注入あるいは配置してもよい。さらに前記ゲルあるいは液体からなる光吸収材料、光反射材料を加熱により、あるいは光照射により硬化させることが好ましい。なお、ここでは説明を容易にするために、ベースアノード線231を遮光膜(反射膜)にするとして説明をする。
図30のように、ベースアノード線231はアレイ基板262の表面に限定するものではない。遮光膜/反射膜とするという思想を満足させるためには、ICチップ234の裏面に光が入射しなければよいのである。したがって、基板262の内面あるいは内層にベースアノード線231などを形成してもよいことは言うまでもない。また、基板262の裏面にベースアノード線231(反射膜、光吸収膜として機能する構成または構造)を形成することにより、IC234に光が入射することを防止または抑制できるのであれば、アレイ基板262の裏面でもよい。
また、図30などでは、遮光膜などはアレイ基板262に形成するとしたがこれに限定するものではなく、ICチップ234の裏面に直接に遮光膜などを形成してもよい。この場合は、ICチップ234の裏面に絶縁膜261(図示せず)を形成し、この絶縁膜上に遮光膜もしくは反射膜などを形成する。また、ソースドライバ回路234がアレイ基板262に直接に形成する構成(低温ポリシリコン技術、高温ポリシリコン技術、固相成長技術、アモルファスシリコン技術によるドライバ構成)の場合は、遮光膜、光吸収膜あるいは反射膜を基板262に形成し、その上にドライバ回路234を形成(配置)すればよい。
ICチップ234には電流源634など、微少電流を流すトランジスタ素子が多く形成されている(図30の回路形成部301)。微少電流を流すトランジスタ素子に光が入射すると、ホトコンダクタ現象が発生し、出力電流(プログラム電流Iw)、親電流量、子電流量などが異常な値(バラツキが発生するなど)となる。特に、有機ELなどの自発光素子は、基板262内でEL素子33から発生した光が乱反射するため、表示領域50以外の箇所から強い光が放射される。この放射された光が、ICチップ234の回路形成部301に入射するとホトコンダクタ現象を発生する。したがって、ホトコンダクタ現象の対策は、EL表示デバイスに特有の対策である。
この課題に対して、本発明では、ベースアノード線231を基板262上に構成し、遮光膜する。ベースアノード線231の形成領域は図30に図示するように、回路形成部301を被覆するようにする。以上のように、遮光膜(ベースアノード線231)を形成することにより、ホトコンダクタ現象を完全に防止できる。特にベースアノード配線231などのEL電源線は、画面書き換えに伴い、電流がながれて多少の電位が変化する。しかし、電位の変化量は、1Hタイミングで少しずつ変化するため、ほど、グランド電位(電位変化しないという意味)として見なせる。したがって、ベースアノード線231あるいはベースカソード線は、遮光の機能だけでなく、シールドの効果も発揮する。
有機ELなどの自発光素子は、基板262内でEL素子33から発生した光が乱反射するため、表示領域50以外の箇所から強い光が放射される。この乱反射光を防止あるいは抑制するため、図29に図示するように、画像表示に有効な光が通過しない箇所(無効領域)に光吸収膜291を形成する(逆に有効領域とは、表示領域50をその近傍)。光吸収膜を形成する箇所は、封止フタ294の外面(光吸収膜291a)、封止フタ294の内面(光吸収膜291c)、基板262の側面(光吸収膜291d)、基板の画像表示領域以外(光吸収膜291b)などである。なお、光吸収膜に限定するものではなく、光吸収シートを取り付けてもよく、また、光吸収壁でもよい。また、光吸収の概念には、光を散乱させることのより、光を発散させる方式あるいは構造も含まれる、また、広義には反射により光を封じこめる方式あるいは構成も含まれる。
光吸収膜を構成する物質としては、アクリル樹脂などの有機材料にカーボンを含有させたもの、黒色の色素あるいは顔料を有機樹脂中に分散させたもの、カラーフィルターの様にゼラチンやカゼインを黒色の酸性染料で染色したものが例示される。その他、単一で黒色となるフルオラン系色素を発色させて用いたものでもよく、緑色系色素と赤色系色素とを混合した配色ブラックを用いることもできる。また、スパッタにより形成されたPrMnO3膜、プラズマ重合により形成されたフタロシアニン膜等が例示される。
以上の材料はすべて黒色の材料であるが、光吸収膜としては、表示素子が発生する光色に対し、補色の関係の材料を用いても良い。例えば、カラーフィルター用の光吸収材料を望ましい光吸収特性が得られるように改良して用いれば良い。基本的には前記した黒色吸収材料と同様に、色素を用いて天然樹脂を染色したものを用いても良い。また、色素を合成樹脂中に分散した材料を用いることができる。色素の選択の範囲は黒色色素よりもむしろ幅広く、アゾ染料、アントラキノン染料、フタロシアニン染料、トリフェニルメタン染料などから適切な1種、もしくはそれらのうち2種類以上の組み合わせでも良い。
また、光吸収膜としては金属材料を用いてもよい。たとえば、六価クロムが例示される。六価クロムは黒色であり、光吸収膜として機能する。その他、オパールガラス、酸化チタンなどの光散乱材料であってもよい。光を散乱させることにより、結果的に光を吸収することと等価になるからである。
なお、封止フタ294は、4μm以上15μm以下の樹脂ビーズ292を含有させた封止樹脂311を用いて、基板262と封止フタ294とを接着する。フタ294は加圧せずに配置し、固定する。
図27の実施例は、共通アノード線242をICチップ234の近傍に形成(配置)するように図示したが、これに限定するものではない。たとえば、図31に図示するように、表示領域50の近傍に形成してもよい。また、形成することが好ましい。なぜならば、ソース信号線235とアノード配線232とが短距離で、かつ平行して配置(形成)する部分が減少するからである。ソース信号線235とアノード配線232とが短距離で、かつ平行に配置されると、ソース信号線235とアノード配線232間に寄生容量が発生するからである。図31のように、表示領域50の近傍に共通アノード線242を配置するとその問題点はなくなる。画面表示領域50から共通アノード線242の距離K(図31を参照)は、1mm以下にすることが好ましい。
共通アノード線242は、極力低抵抗化するため、ソース信号線235を形成する金属材料で形成することが好ましい。本発明では、Cu薄膜、Al薄膜あるいはTi/Al/Tiの積層構造、あるいは合金もしくはアマルガムからなる金属材料(SDメタル)で形成している。したがって、ソース信号線235と共通アノード線242が交差する箇所はショートすることを防止するため、ゲート信号線312を構成する金属材料(GEメタル)に置き換える。ゲート信号線は、Mo/Wの積層構造からなる金属材料で形成している。
一般的に、ゲート信号線312のシート抵抗は、ソース信号線235のシート抵抗より高い。これは、液晶表示装置で一般的である。しかし、有機EL表示パネルにおいて、かつ電流駆動方式では、ソース信号線235を流れる電流は1〜5μAと微少である。したがって、ソース信号線235の配線抵抗が高くとも電圧降下はほとんど発生せず、良好な画像表示を実現できる。液晶表示装置においては、電圧でソース信号線235に画像データを書き込む。したがって、ソース信号線235の抵抗値が高いと画像を1水平走査期間に書き込むことができない。
しかし、本発明の電流駆動方式では、ソース信号線235の抵抗値が高く(つまり、シート抵抗値が高い)とも、課題とはならない。したがって、ソース信号線235のシート抵抗は、ゲート信号線312のシート抵抗より高くともよい。したがって、本発明のEL表示パネルにおいて(概念的には、電流駆動方式の表示パネルあるいは表示装置において)、図32に図示するように、ソース信号線235をGEメタルで作製(形成)し、ゲート信号線312をSDメタルで作製(形成)してもよい(液晶表示パネルと逆)。
図35は、図27、図31の構成に加えて、ゲートドライバ回路311を駆動する電源配線331を配置した構成である。電源配線331はパネルの表示領域50の右端→下辺→表示領域50の左端に引き回している。つまり、ゲートドライバ311aと311bの電源とは同一になっている。
しかし、ゲート信号線312aを選択するゲートドライバ回路311a(ゲート信号線312aはTFT11b、TFT11cを制御する)と、ゲート信号線312bを選択するゲートドライバ回路311b(ゲート信号線312bはTFT11dを制御し、EL素子33に流れる電流を制御する)とは、電源電圧を異ならせることが好ましい。特に、ゲート信号線312aの振幅(オン電圧−オフ電圧)は小さいことが好ましい。ゲート信号線312aの振幅が小さくなるほど、画素313のコンデンサ19への突き抜け電圧が減少するからである(図1などを参照)。一方、ゲート信号線312bはEL素子33を制御する必要があるため、振幅は小さくできない。
したがって、図36に図示するように、ゲートドライバ311aの印加電圧はVha(ゲート信号線312aのオフ電圧)と、Vla(ゲート信号線312aのオン電圧)とし、ゲートドライバ311bの印加電圧はVhb(ゲート信号線312bのオフ電圧)と、Vla(ゲート信号線312bのオン電圧)とする。Vla < Vlbなる関係とする。なお、VhaとVhbとは、略一致させてもよい。
ゲートドライバ回路311は、通常、NチャンネルトランジスタとPチャンネルトランジスタで構成するが、Pチャンネルトランジスタのみで形成することが好ましい。アレイを作製に必要とするマスク数が減少し、製造歩留まり向上、スループットの向上が見込まれるからである。したがって、図3などに例示したように、画素313を構成するTFTをPチャンネルトランジスタとするとともに、ゲートドライバ回路311もPチャンネルトランジスタで形成あるいは構成する。NチャンネルトランジスタとPチャンネルトランジスタでゲートドライバ回路を構成すると必要なマスク数は10枚となるが、Pチャンネルトランジスタのみで形成すると必要なマスク数は5枚になる。
しかし、Pチャンネルトランジスタのみでゲートドライバ回路311などを構成すると、レベルシフタ回路をアレイ基板262に形成できない。レベルシフタ回路はNチャンネルトランジスタとPチャンネルトランジスタで構成するからである。
この課題に対して、本発明では、レベルシフタ回路機能を、電源IC371に内蔵させている。図37はその実施例である。電源IC371はゲートドライバ回路311の駆動電圧、EL素子33のアノード、カソード電圧、ソースドライバ回路234の駆動電圧を発生させる。
電源IC371はゲートドライバ回路311のEL素子33のアノード、カソード電圧を発生させるため、高い耐圧の半導体プロセスを使用する必要がある。この耐圧があれば、ゲートドライバ回路311の駆動する信号電圧までレベルシフトすることができる。
したがって、レベルシフトおよびゲートドライバ回路311の駆動は図37の構成で実施する。入力データ(画像データ、コマンド、制御データ)272はソースドライバIC234に入力される。入力データにはゲートドライバ回路311の制御データも含まれる。ソースドライバIC234は耐圧(動作電圧)が5(V)である。一方、ゲートドライバ回路311は動作電圧が15(V)である。ソースドライバ回路234から出力されるゲートドライバ回路311に出力される信号は、5(V)から15(V)にレベルシフトする必要がある。このレベルシフトを電源回路(IC)371で行う。図37ではゲートドライバ回路311を制御するデータ信号も電源IC制御信号372としている。
電源回路371は入力されたゲートドライバ回路311を制御するデータ信号372を内蔵するレベルシフタ回路でレベルシフトし、ゲートドライバ回路制御信号373として出力し、ゲートドライバ回路311を制御する。
以下、基板262に内蔵するゲートドライバ回路311をPチャンネルのトランジスタのみで構成した本発明のゲートドライバ311について説明をする。先にも説明したように、画素313とゲートドライバ回路311とをPチャンネルトランジスタのみで形成する(つまり、基板262に形成するトランジスタはすべてPチャンネルトランジスタである。反対に言えば、Nチャンネルのトランジスタを用いない状態)ことにより、アレイを作製に必要とするマスク数が減少し、製造歩留まり向上、スループットの向上が見込まれるからである。また、Pチャンネルトランジスタの性能のみの向上に取り組みができるため、結果として特性改善が容易である。たとえば、Vt電圧の低減化(より0(V)に近くするなど)、Vtバラツキの減少を、CMOS構造(PチャンネルとNチャンネルトランジスタを用いる構成)よりも容易に実施できる。
一例として、図34に図示するように、本発明は、表示領域50の左右に1相(シフトレジスタ)づつ、ゲートドライバ回路311を配置または形成あるいは構成している。
ゲートドライバ回路311など(画素313のトランジスタも含む)は、プロセス温度が450度(摂氏)以下の低温ポリシリコン技術で形成または構成するとして説明するが、これに限定するものではない。プロセス温度が450度(摂氏)以上の高温ポリシリコン技術を用いて構成してもよく、また、固相(CGS)成長させた半導体膜を用いてTFTなどを形成したものを用いてもよい。その他、有機TFTで形成してもよい。また、アモルファスシリコン技術で形成あるいは構成したTFTであってもよい。
1つは選択側のゲートドライバ回路311aである。ゲート信号線312aにオンオフ電圧を印加し、画素TFT11を制御する。他方のゲートドライバ回路311bは、EL素子33に流す電流を制御(オンオフさせる)する。本発明の実施例では、主として図3の画素構成を例示して説明をするがこれに限定するものではない。
EL表示装置のELパネル表示領域13とEL素子のアノード・カソードの接続の一例を図5に示す。51はスイッチであり、51aは電源回路23と画素16内のEL素子33のアノード端子を接続もしくは遮断、51bは電源回路23と画素16内のEL素子33のカソード端子を接続もしくは遮断する手段である。なお、スイッチ51aと51bは同時にオン・オフを行う。
図5の構成における電源立ち上げシーケンスを図6のように示す。VGHやVGLを初めとした各駆動電圧、CKV、STVといったゲートドライバ11制御用信号に対して、PVDD、PVSSの立ち上げタイミングをスイッチ51にて遅らせる。また、TFT32dの出力制御信号OEV2の立ち上げを、スイッチ51のオンタイミングから所定の時間だけ遅らせる。
図7は図6にて示したタイミングチャートを模式的に表したものである。電源電圧700が外部より電源回路へ入力され、701のタイミングでDC/DCコンバータの動作が開始する。仕様による遅延の後、702のタイミングでVGH703、VGL704他のEL駆動用電圧705が立ちあがり、ここからSTVやCKVなどのゲート入力信号706が確定後707のタイミングで動作を開始する。ここから1フレームの間、シフトレジスタ(S/R)が正常動作するまではゲート出力708はOEV1=“L”,OEV2=“L”により“H”レベルとなり、画素回路709すなわちTFT32は全て遮断(OFF)状態である。ソースドライバ11の出力制御信号OEH710については“L”となっており、ソースドライバ11から出力を行わない。この間は当然EL素子33はOFF状態、すなわち非発光状態である。
上記のシフトレジスタが正常動作するまでの1フレーム中にゲートドライバが動作を開始した後、PVDD712、PVSS713が同時に立ち上がるが、EL素子33はOEV2によって制御されるゲート出力が“H”レベルであるため、EL素子33はOFF状態のままである。
上記のシフトレジスタが正常動作するまでの1フレーム期間が終了後、電流書込み側のTFT32a、32bへのゲートドライバ12からの出力制御信号OEV1が“H”レベルとなり、このときOEH710も“H”となるため、1フレームの間所定電流が書きこまれる。しかしながら、OEV2=“L”であるため、EL素子33はOFF状態のままである。
所定電流が書きこまれる1フレーム期間が終了後、OEV2=“H”となり、ゲートドライバ12のシフトレジスタが動作を開始し、TFT32dがゲート出力により導通し、EL素子33がON状態すなわち発光状態となる。以上が本発明の実施の一例における電源立ち上げシーケンスである。
次に本発明の電源立ち下げシーケンスの一例を図8に示す。図6の立ち上げシーケンス時とは逆に、まずOEVを最初に立ち下げ、所定の時間が経過後、PVDD、PVSSを立ち下げる。他の信号、電圧はDC/DCの立ち下げ時に同時に立ち下がる。
図9は図8にて示したタイミングチャートを模式的に表したものである。また、図9は図7の最後の状態を継続している図である。すなわち、図9は初期状態ではEL素子33が発光状態である。この状態から、まずOEVが901のタイミングで“L”レベルとなることによりTFT32a、32b、へ出力される電圧がVGH1、32dへ出力される電圧がVGH2となるため、TFT32a、32b、32dは遮断状態となる。EL素子33へは電流が流れなくなり、EL素子33はOFF状態となる。OEVが“L”レベルとなって表示が終了した902のタイミングで、PVDD712、PVSS713がスイッチ51のオフにより立ち下がる。DC/DCコンバータが立ち下がるまでの期間としては、少なくともアノードライン21、カソードライン22に接続されているパスコン、特にカソードライン22側のパスコンに蓄積された電荷が放電されるまでの期間903を有する。パスコンの電荷の放電が終了した後、904のタイミングでDC/DCを立ち下げることでその他のゲート入力信号は初期状態に変化し、その他の電圧は立ち下がる。以上が本発明の実施の一例における電源立ち下げシーケンスである。
なお、図5においてはPVDDとPVSSを制御するスイッチ51によって、アノードライン21とカソードライン22が同時に接続・遮断していたが、OEV2が“H”レベルとなる前のタイミングであれば、同時でなくとも良い。
図10にPVDDとPVSSが同時に立ちあがらない場合の電源立ち上げシーケンスを示す。図10ではPVDDはCKVやSTVといった信号等と同時に立ちあがっており、PVSSのみが遅れて立ち上がる構成となっている。しかしOEV2に対してPVSSの立ち上がりタイミングが早いため、正常な表示を行うことが出来る。
同様に、電源立ち下げシーケンスについても適用が可能である。図11にアノードライン21とカソードライン22の接続・遮断をスイッチ51にて同時には行わない電源立ち下げシーケンスを示す。図11において、最初にOEV2が“L”となり、表示終了後にPVSSのみが立ち下がる。PVDDはCKVやSTVなどと同様にDC/DCコンバータの立ち下げと同時に立ち下がる構成となっている。本発明の一例においても、OEV2が先に“L”となっているため、表示において異常を発生することなく、立ち下げが可能である。
本発明は図12のような構成によっても実施が可能である。図12では、図5に対してアノードライン21側にスイッチ51aがなく、カソードライン22側にのみスイッチ121がついている構成である。なお、スイッチ121はスイッチ51bと同様の機能を果たす手段である。また、カソードライン22に接続されているパスコン122は、スイッチ121の電源回路23側にのみ接続されている。
パスコン122がスイッチ121の画素16側に接続されているときは、スイッチ121がオフしていると、電源立ち上げ時にEL素子33のカソード電位がパスコン122に蓄積されている電荷によって決定され、パスコン122の電荷が放電されるまでの間表示が行われてしまう。しかし、スイッチ121の電源回路23側にのみパスコン122を接続することで、スイッチ121がオフ時にはEL素子33のカソード電位はGNDレベルとなり、不要な電荷の影響を受けることなく、正常な表示のみを行うことが出来る。
図13は本発明の実施形態であるEL表示装置のELパネル表示領域13とEL素子のアノード・カソードの接続における一つの形態であり、図5と異なる点はアノードライン21とカソードライン22との間にスイッチ131と抵抗132を接続した点にある。1フレーム中のライン選択期間、すなわちスイッチ51bがオンであり、かつスイッチ131がオフしている期間に通常のEL表示が行われ、1フレーム中のライン非選択期間では、スイッチ51bがオフでありスイッチ131がオンしており、カソードライン22がアノードライン21とショートしてEL素子33の両端が同電位となることにより、電流が流れなくなる。スイッチ51bがオンの時、スイッチ131はオフに、またスイッチ51bがオフの時、スイッチ131はオンに同時に切り替わる構成である。
図14は図13における、1フレーム中のライン選択期間からライン非選択期間への移行時のタイミングチャートを示している。ライン選択期間からライン非選択期間に移行する際にスイッチ131がオンすることによりアノードライン21とカソードライン22がショートし、PVSSはPVDDと同電位となる。DC/DCコンバータ立ち下げ時にPVDDが立ち下がり、同時にPVSSも立ち下がる。
図15は、本発明におけるPVDDから抵抗分割によりICアナログ電圧AVDDの生成を示した図である。なお、PVDD > AVDDである。また本発明は、図15のようにAVDDを生成する構成でなく、AVDDをPVDDから生成する構成でなくとも良い。
本発明は図16のようなカレントミラー方式においても同様に画素16とアノードライン21、カソードライン22との接続と電源シーケンスによって行うことが可能である。
TFT32eは32cと同様に所定電流を画素へ書きこむための手段であり、32fは書きこまれた所定電流をEL素子33へ流す手段である。
TFT32eは32cと同様に所定電流を画素へ書きこむための手段であり、32fは書きこまれた所定電流をEL素子33へ流す手段である。
また、図17のような電圧駆動方式の画素構成においても、ソースドライバ12からの出力が電圧データであれば同様の実施が可能である。TFT32gは導通時に所定電圧を画素へ書込む手段であり、32hは所定電圧値に応じた電流をEL素子33へ流す手段である。
つぎに、本発明の駆動方式を実施する本発明の表示装置についての実施例について説明をする。図18は情報端末装置の一例としての携帯電話の平面図である。筐体183にアンテナ181、テンキー182などが取り付けられている。182などが表示色切換キーあるいは電源オンオフ、フレームレート切り替えキーである。
キー182を1度押さえると表示色は8色モードに、つづいて同一キー182を押さえると表示色は4096色モード、さらにキー182を押さえると表示色は26万色モードとなるようにシーケンスを組んでもよい。キーは押さえるごとに表示色モードが変化するトグルスイッチとする。なお、別途表示色に対する変更キーを設けてもよい。この場合、キー182は3つ(以上)となる。
キー182はプッシュスイッチの他、スライドスイッチなどの他のメカニカルなスイッチでもよく、また、音声認識などにより切換るものでもよい。たとえば、4096色を受話器に音声入力すること、たとえば、「高品位表示」、「4096色モード」あるいは「低表示色モード」と受話器に音声入力することにより本発明の表示パネル184の表示画面50に表示される表示色が変化するように構成する。これは現行の音声認識技術を採用することにより容易に実現することができる。
また、表示色の切り替えは電気的に切換るスイッチでもよく、表示パネルの表示部50に表示させたメニューを触れることにより選択するタッチパネルでも良い。また、スイッチを押さえる回数で切換る、あるいはクリックボールのように回転あるいは方向により切換るように構成してもよい。
182は表示色切換キーとしたが、フレームレートを切換るキーなどとしてもよい。また、動画と静止画とを切換るキーなどとしてもよい。また、動画と静止画とフレームレートなどの複数の要件を同時に切り替えてもよい。また、押さえ続けると徐々に(連続的に)フレームレートが変化するように構成してもよい。この場合は発振器を構成するコンデンサC、抵抗Rのうち、抵抗Rを可変抵抗にしたり、電子ボリウムにしたりすることにより実現できる。また、コンデンサはトリマコンデンサとすることにより実現できる。また、半導体チップに複数のコンデンサを形成しておき、1つ以上のコンデンサを選択し、これらを回路的に並列に接続することにより実現してもよい。
さらに、本発明のEL表示パネルあるいはEL表示装置もしくは駆動方法を採用した実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図19は本発明の実施の形態におけるビューファインダの断面図である。但し、説明を容易にするため模式的に描いている。また一部拡大あるいは縮小した箇所が存在し、また、省略した箇所もある。たとえば、図19において、接眼カバーを省略している。以上のことは他の図面においても該当する。
ボデー183の裏面は暗色あるいは黒色にされている。これは、EL表示パネル(表示装置)184から出射した迷光がボデー183の内面での乱反射による表示コントラストの低下を防止するためである。また、表示パネルの光出射側には位相板(λ/4板など)、偏光板196などが配置されている。
接眼リング191には拡大レンズ192が取り付けられている。観察者は接眼リング191をボデー183内での挿入位置を可変して、表示パネル184の表示画像50にピントがあうように調整する。
また、必要に応じて表示パネル184の光出射側に正レンズ193を配置すれば、拡大レンズ192に入射する主光線を収束させることができる。そのため、拡大レンズ192のレンズ径を小さくすることができ、ビューファインダを小型化することができる。
図20はビデオカメラの斜視図である。ビデオカメラは撮影(撮像)レンズ部202とビデオカメラ本体183と具備し、撮影レンズ部202とビューファインダ部203とは背中合わせとなっている。観察者(ユーザー)はこの接眼カバー部から表示パネル184の画像50を観察する。
一方、本発明のEL表示パネルは表示モニターとしても使用されている。表示部50は支点201で角度を自由に調整できる。表示部50を使用しない時は、格納部203に格納される。
本実施の形態のEL表示装置などはビデオカメラだけでなく、図21に示すような電子カメラ、スチルカメラなどにも適用することができる。表示装置はカメラ本体211に付属されたモニター50として用いる。カメラ本体211にはシャッタ213が取り付けられている。
以上は表示パネルの表示領域が比較的小型の場合であるが、30インチ以上と大型となると表示画面50がたわみやすい。その対策のため、本発明では図22に示すように表示パネルに外枠221をつけ、外枠221をつりさげられるように固定部材224で取り付けている。この固定部材224を用いて、壁などに取り付ける。
しかし、表示パネルの画面サイズが大きくなると重量も重たくなる。そのため、表示パネルの下側に脚取り付け部223を配置し、複数の脚222で表示パネルの重量を保持できるようにしている。
脚222はAに示すように左右に移動でき、また、脚222はBに示すように収縮できるように構成されている。そのため、狭い場所であっても表示装置を容易に設置することができる。
図22のテレビでは、画面の表面を保護フィルム(保護板でもよい)で被覆している。これは、表示パネルの表面に物体があたって破損することを防止することが1つの目的である。保護フィルムの表面にはAIRコートが形成されており、また、表面をエンボス加工することにより表示パネルに外の状況(外光)が写り込むことを抑制している。
保護フィルムと表示パネル間にビーズなどを散布することにより、一定の空間が配置されるように構成されている。また、保護フィルムの裏面に微細な凸部を形成し、この凸部で表示パネルと保護フィルム間に空間を保持させる。このように空間を保持することにより保護フィルムからの衝撃が表示パネルに伝達することを抑制する。
また、保護フィルムと表示パネル間にアルコール、エチレングリコールなど液体あるいはゲル状のアクリル樹脂あるいはエポキシなどの固体樹脂などの光結合剤を配置または注入することも効果がある。界面反射を防止できるとともに、前記光結合剤が緩衝材として機能するからである。
保護フィルムをしては、ポリカーボネートフィルム(板)、ポリプロピレンフィルム(板)、アクリルフィルム(板)、ポリエステルフィルム(板)、PVAフィルム(板)などが例示される。その他エンジニアリング樹脂フィルム(ABSなど)を用いることができることは言うまでもない。また、強化ガラスなど無機材料からなるものでもよい。保護フィルムを配置するかわりに、表示パネルの表面をエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂で0.5mm以上2.0mm以下の厚みでコーティングすることも同様の効果がある。また、これらの樹脂表面にエンボス加工などをすることも有効である。
また、保護フィルムあるいはコーティング材料の表面をフッ素コートすることも効果がある。表面についた汚れを洗剤などで容易にふき落とすことができるからである。また、保護フィルムを厚く形成し、フロントライトと兼用してもよい。
本発明にかかる、EL表示装置、EL表示装置の駆動方法によれば、良好な画像表示を行うことができ、フラットディスプレイパネル等として有用である。
11 ソースドライバ
12 ゲートドライバ
13 ELパネル表示領域
14 ゲート信号線
15 ソース信号線
16 画素
21 アノードライン
22 カソードライン
23 電源回路
31 蓄積容量
32 TFT(薄膜トランジスタ)
33 EL素子
51 スイッチ
121 スイッチ
122 パスコン(バイパスコンデンサ)
131 スイッチ
132 抵抗
151 ICアナログ電圧線
152 抵抗
153 コンデンサ
181 アンテナ
182 キー
183 筐体
184 表示パネル
191 接眼リング
192 拡大レンズ
193 凸レンズ
194 接着剤
195 偏光板
201 支点
202 撮影レンズ
203 格納部
211 本体
212 撮影部
213 シャッタスイッチ
221 取りつけ枠
222 脚
223 取りつけ台
224 固定部
231 ベースアノード線(アノード電圧線、基幹アノード線)
232 アノード配線
233 接続端子
234 ソースドライバIC(回路)
235 ソース信号線
241 接続アノード線
242 共通アノード線
243 電流出力回路
244 出力パッド(出力信号端子)
251 コンタクトホール
261 層間絶縁膜
262 アレイ基板(表示パネル)
271 ベースカソード線
272 入力信号線
291 光吸収膜
292 樹脂ビーズ
293 封止樹脂
294 封止フタ
301 回路形成部
311 ゲートドライバIC(回路)
312 ゲート信号線
313 画素
331 ゲート電圧線
371 電源回路(IC)
372 電源IC制御信号
373 ゲートドライバ回路制御信号
381 カスケード電流接続線
382 基準電流信号線
383i 電流入力端子
383o 電流出力端子
12 ゲートドライバ
13 ELパネル表示領域
14 ゲート信号線
15 ソース信号線
16 画素
21 アノードライン
22 カソードライン
23 電源回路
31 蓄積容量
32 TFT(薄膜トランジスタ)
33 EL素子
51 スイッチ
121 スイッチ
122 パスコン(バイパスコンデンサ)
131 スイッチ
132 抵抗
151 ICアナログ電圧線
152 抵抗
153 コンデンサ
181 アンテナ
182 キー
183 筐体
184 表示パネル
191 接眼リング
192 拡大レンズ
193 凸レンズ
194 接着剤
195 偏光板
201 支点
202 撮影レンズ
203 格納部
211 本体
212 撮影部
213 シャッタスイッチ
221 取りつけ枠
222 脚
223 取りつけ台
224 固定部
231 ベースアノード線(アノード電圧線、基幹アノード線)
232 アノード配線
233 接続端子
234 ソースドライバIC(回路)
235 ソース信号線
241 接続アノード線
242 共通アノード線
243 電流出力回路
244 出力パッド(出力信号端子)
251 コンタクトホール
261 層間絶縁膜
262 アレイ基板(表示パネル)
271 ベースカソード線
272 入力信号線
291 光吸収膜
292 樹脂ビーズ
293 封止樹脂
294 封止フタ
301 回路形成部
311 ゲートドライバIC(回路)
312 ゲート信号線
313 画素
331 ゲート電圧線
371 電源回路(IC)
372 電源IC制御信号
373 ゲートドライバ回路制御信号
381 カスケード電流接続線
382 基準電流信号線
383i 電流入力端子
383o 電流出力端子
Claims (5)
- スイッチングTFTへ各々の制御電圧を印加するゲートドライバと、
前記ゲートドライバからの出力により導通し、画素への所定電流の書込みを行う第1のスイッチングTFTと、
前記ゲートドライバからの出力により導通し、EL素子の発光を行う第2のスイッチングTFTと、
EL素子に対して画素データに対応した電流を流すソースドライバと、
前記ソースドライバより出力される前記画素データに対応した電流を流す駆動TFTと、
前記EL素子のアノード、カソードに接続されているアノードライン、カソードラインと電源回路の間をそれぞれ接続・遮断する第1、第2のスイッチとを備え、
前記第1、第2のスイッチをオフして前記アノードライン、前記カソードラインと前記電源回路の間を遮断させた状態で前記画素データに対応した電流を前記駆動TFTへ流すアクティブマトリクス駆動のEL表示装置。 - 前記第1、第2のスイッチは前記駆動TFTのゲート電圧が確定し、前記画素への所定電流の書込みが完了した後にオンさせる、請求項1に記載のアクティブマトリクス駆動のEL表示装置。
- 前記第2のスイッチングTFTの導通は、前記第1、第2のスイッチをオンした後に行う、請求項1または2に記載のアクティブマトリクス駆動のEL表示装置。
- 前記第1のスイッチと前記第2のスイッチのオン、オフは同時に行われる、請求項1〜3のいずれかに記載のアクティブマトリクス駆動のEL表示装置。
- ゲートドライバによりスイッチングTFTへ各々の制御電圧を印加する工程と、
第1のスイッチングTFTにより前記ゲートドライバからの出力により導通し、画素への所定電流の書込みを行う工程と、
第2のスイッチングTFTにより前記ゲートドライバからの出力により導通し、EL素子の発光を行う工程と、
ソースドライバによりEL素子に対して画素データに対応した電流を流す工程と、
駆動TFTにより前記ソースドライバより出力される前記画素データに対応した電流を流す工程と、
前記第1、第2のスイッチにより前記EL素子のアノード、カソードに接続されているアノードライン、カソードラインと電源回路の間をそれぞれ接続・遮断する工程とを備え、
前記第1、第2のスイッチをオフして前記アノードライン、前記カソードラインと前記電源回路の間を遮断させた状態で前記画素データに対応した電流を前記駆動TFTへ流すアクティブマトリクス駆動のEL表示装置の駆動方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003294634A JP2005062618A (ja) | 2003-08-18 | 2003-08-18 | El表示装置および該el表示装置の駆動方法。 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003294634A JP2005062618A (ja) | 2003-08-18 | 2003-08-18 | El表示装置および該el表示装置の駆動方法。 |
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JP (1) | JP2005062618A (ja) |
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-
2003
- 2003-08-18 JP JP2003294634A patent/JP2005062618A/ja active Pending
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