JP2009014933A - 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び、有機エレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子、及び、有機エレクトロルミネッセンス表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】トランジスタをデュアルゲート構造とした効果が損なわれず、効果的にリーク電流を抑制することができる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。
【解決手段】有機EL素子は、駆動回路及び発光部ELPを備え、駆動回路は、駆動トランジスタTDrv、映像信号書込みトランジスタTSig、コンデンサ部C1から構成され、第1トランジスタTSig_1と第2トランジスタTSig_2から構成されたデュアルゲート型の映像信号書込みトランジスタTSigにおいて、第2トランジスタTSig_2は、第2チャネル形成領域34Bの他方の面と絶縁層40を介して対向したシールド電極42を有しており、シールド電極42は、第2トランジスタTSig_2の他方のソース/ドレイン領域35に接続されている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び、この有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた有機エレクトロルミネッセンス表示装置に関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、単に、有機EL素子と略称する)を発光素子として用いた有機エレクトロルミネッセンス表示装置(以下、単に、有機EL表示装置と略称する)において、有機EL素子の輝度は、有機EL素子を流れる電流値によって制御される。そして、液晶表示装置と同様に、有機EL表示装置においても、駆動方式として、単純マトリクス方式、及び、アクティブマトリクス方式が周知である。アクティブマトリクス方式は、単純マトリクス方式に比べて構造が複雑となるといった欠点はあるが、画像の輝度を高いものとすることができる等、種々の利点を有する。
有機EL素子を構成する有機エレクトロルミネッセンス発光部(以下、単に、発光部と略称する)を駆動するための回路として、5つのトランジスタと1つのコンデンサ部から構成された駆動回路(5Tr/1C駆動回路と呼ぶ)が、例えば、特開2006−215213号公報から周知である。この5Tr/1C駆動回路は、図36に示すように、映像信号書込みトランジスタTSig、駆動トランジスタTDrv、発光制御トランジスタTEL_C、第1ノード初期化トランジスタTND1、第2ノード初期化トランジスタTND2の5つのトランジスタから構成され、更には、1つのコンデンサ部C1から構成されている。ここで、駆動トランジスタTDrvの他方のソース/ドレイン領域は第2ノードND2を構成し、駆動トランジスタTDrvのゲート電極は第1ノードND1を構成する。
例えば、各トランジスタはnチャネル型の薄膜トランジスタ(TFT)から成り、発光部ELPは、駆動回路を覆うように形成された層間絶縁層等の上に設けられている。発光部ELPのアノード電極は、駆動トランジスタTDrvの他方のソース/ドレイン領域に接続されている。一方、発光部ELPのカソード電極には、電圧VCat(例えば、0ボルト)が印加される。符号CELは発光部ELPの寄生容量を表す。
駆動のタイミングチャートを模式的に図4に示し、各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に図5の(A)〜(D)及び図6の(A)〜(E)に示す。図4に示すように、[期間−TP(5)1]において、閾値電圧キャンセル処理を行うための前処理が実行される。即ち、第1ノード初期化トランジスタ制御回路104及び第2ノード初期化トランジスタ制御回路105の動作に基づき、第1ノード初期化トランジスタ制御線AZND1及び第2ノード初期化トランジスタ制御線AZND2をハイレベルとする。これにより、図5の(B)に示すように、第1ノード初期化トランジスタTND1及び第2ノード初期化トランジスタTND2をオン状態とすることで、第1ノードND1の電位は、VOfs(例えば、0ボルト)となる。一方、第2ノードND2の電位は、VSS(例えば、−10ボルト)となる。そして、これによって、駆動トランジスタTDrvのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間の電位差が、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vth以上となる。駆動トランジスタTDrvはオン状態である。
次いで、図4に示すように、[期間−TP(5)2]において、閾値電圧キャンセル処理が行われる。図5の(D)に示すように、第1ノード初期化トランジスタTND1のオン状態を維持したまま、[期間−TP(5)2]の始期において発光制御トランジスタ制御回路103の動作に基づき、発光制御トランジスタ制御線CLEL_Cをハイレベルとする。これにより、発光制御トランジスタTEL_Cをオン状態とする。その結果、第1ノードND1の電位から駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって、第2ノードND2の電位は変化する。即ち、浮遊状態の第2ノードND2の電位が上昇する。そして、駆動トランジスタTDrvのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間の電位差がVthに達すると、駆動トランジスタTDrvがオフ状態となる。この状態にあっては、第2ノードの電位は、概ね(VOfs−Vth)である。その後、[期間−TP(5)3]において、第1ノード初期化トランジスタTND1のオン状態を維持したまま、発光制御トランジスタ制御回路103の動作に基づき、発光制御トランジスタ制御線CLEL_Cをローレベルとし、発光制御トランジスタTEL_Cをオフ状態とする。次に、[期間−TP(5)4]において、第1ノード初期化トランジスタ制御回路104の動作に基づき第1ノード初期化トランジスタ制御線AZND1をローレベルとすることによって、第1ノード初期化トランジスタTND1をオフ状態とする。
次いで、図4に示すように、[期間−TP(5)5]において、駆動トランジスタTDrvに対する書込み処理を行う。具体的には、図6の(C)に示すように、第1ノード初期化トランジスタTND1、第2ノード初期化トランジスタTND2、及び、発光制御トランジスタTEL_Cのオフ状態を維持したまま、データ線DTLの電位を映像信号に相当する電圧[発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号(駆動信号、輝度信号)VSig]とし、次いで、走査線SCLをハイレベルとすることによって映像信号書込みトランジスタTSigをオン状態とする。その結果、第1ノードND1の電位は、VSigへと上昇する。第1ノードND1の電位の変化分に基づく電荷は、コンデンサ部C1、発光部ELPの寄生容量CEL、駆動トランジスタTDrvにおけるゲート電極と発光部ELP側のソース/ドレイン領域との間の寄生容量に振り分けられる。従って、第1ノードND1の電位が変化すると、第2ノードND2の電位も変化する。しかし、発光部ELPの寄生容量CELの容量値が大きな値である程、第2ノードND2の電位の変化は小さくなる。そして、一般に、発光部ELPの寄生容量CELの容量値は、コンデンサ部C1の容量値及び駆動トランジスタTDRVの寄生容量の値よりも大きい。そこで、第2ノードND2の電位は殆ど変化しないとすれば、駆動トランジスタTDrvのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間の電位差Vgsは、以下の式(A)のとおりとなる。
gs≒VSig−(VOfs−Vth) (A)
その後、図4に示すように、[期間−TP(5)6]において、駆動トランジスタTDrvの特性(例えば、移動度μの大小等)に応じて駆動トランジスタTDrvの他方のソース/ドレイン領域の電位(即ち、第2ノードND2の電位)を上昇させる移動度補正処理を行う。具体的には、図6の(D)に示すように、駆動トランジスタTDrvのオン状態を維持したまま、発光制御トランジスタ制御回路103の動作に基づき、発光制御トランジスタTEL_Cをオン状態とし、次いで、所定の時間(t0)が経過した後、映像信号書込みトランジスタTSigをオフ状態とする。その結果、駆動トランジスタTDrvの移動度μの値が大きい場合、駆動トランジスタTDrvの他方のソース/ドレイン領域における電位の上昇量ΔV(電位補正値)は大きくなり、駆動トランジスタTDrvの移動度μの値が小さい場合、駆動トランジスタTDrvの他方のソース/ドレイン領域における電位の上昇量ΔV(電位補正値)は小さくなる。ここで、駆動トランジスタTDrvのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間の電位差Vgsは、式(A)から以下の式(B)のように変形される。尚、移動度補正処理を実行するための所定の時間([期間−TP(5)6]の全時間t0)は、有機EL表示装置の設計の際、設計値として予め決定しておけばよい。
gs≒VSig−(VOfs−Vth)−ΔV (B)
以上の操作によって、閾値電圧キャンセル処理、書込み処理、移動度補正処理が完了する。そして、その後の[期間−TP(5)7]において、映像信号書込みトランジスタTSigがオフ状態となり、第1ノードND1、即ち、図6の(E)に示すように、駆動トランジスタTDrvのゲート電極は浮遊状態となる一方、発光制御トランジスタTEL_Cはオン状態を維持しており、発光制御トランジスタTEL_Cの一方のソース/ドレイン領域は、発光部ELPの発光を制御するための電流供給部(電圧VCC、例えば20ボルト)に接続された状態にある。従って、以上の結果として、第2ノードND2の電位が上昇し、所謂ブートストラップ回路におけると同様の現象が駆動トランジスタTDrvのゲート電極に生じ、第1ノードND1の電位も上昇する。その結果、駆動トランジスタTDrvのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間の電位差Vgsは、式(B)の値を保持する。また、発光部ELPを流れる電流は、駆動トランジスタTDrvのドレイン領域からソース領域へと流れるドレイン電流Idsであるので、式(C)で表すことができる。発光部ELPは、ドレイン電流Idsの値に応じた輝度で発光する。
ds=k・μ・(Vgs−Vth2
=k・μ・(VSig−VOfs−ΔV)2 (C)
以上に概要を説明した5Tr/1C駆動回路の駆動等についても、後に詳しく説明する。
ところで、図36に示す従来の5Tr/1C駆動回路を備えた有機EL素子において、発光部ELPが発光状態にあるとき、第1ノードND1に接続されたトランジスタ(具体的には、映像信号書込みトランジスタTSig、及び、第1ノード初期化トランジスタTND1)はオフ状態にある。しかし、オフ状態にあるトランジスタを介して流れる電流、即ち、所謂リーク電流を完全に無くすことはできない。従って、第1ノードND1に接続されたトランジスタを流れるリーク電流に起因して、コンデンサ部C1に蓄積された電荷量が変動する。そして、この電荷量の変動に基づき第1ノードND1の電位が変動し、駆動トランジスタTDrvのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間の電位差Vgsも変動する。上述した式(C)に示すように、Vgsの値が変動するとIdsの値も変動し、最終的には、発光部ELPの輝度変化を生ずる。また、第1ノードND1に接続されたトランジスタのリーク電流特性がばらつくと、上述した発光部ELPの輝度変化の程度もばらつき、有機EL表示装置の輝度の均一性も悪化する。定性的には、トランジスタのリーク電流を設計的に小さくすればする程、リーク電流特性のばらつきの幅も狭くなるので、有機EL表示装置の輝度の均一性は改善される。
ここで、上述したトランジスタのリーク電流による発光部ELPの輝度変化を軽減するために、第1ノードND1に接続されるトランジスタを所謂デュアルゲート構造(2つのゲート電極がゲート絶縁膜上に直列に配列され、2つのゲート電極間に導電性を有する高濃度領域から成る共通領域が設けられた構造)とした場合について考察する。図37に、一例として、映像信号書込みトランジスタTSigをデュアルゲート構造とした駆動回路の等価回路図を示す。領域A1は映像信号書込みトランジスタTSigを構成する第1のトランジスタの一方のソース/ドレイン領域を示す。領域A2は映像信号書込みトランジスタTSigを構成する第2のトランジスタの他方のソース/ドレイン領域を示す。領域A3は第1のトランジスタの他方のソース/ドレイン領域と第2のトランジスタの一方のソース/ドレイン領域とを兼ねる共通領域を示す。定性的には、デュアルゲート構造のトランジスタは、シングルゲート構造のトランジスタよりもリーク電流を抑えることができる。従って、上述した発光部ELPの輝度変化が抑制されると共に、リーク電流特性のばらつきの幅も狭くなるので、有機EL表示装置の輝度の均一性の悪化を抑制することができる。尚、図37では映像信号書込みトランジスタTSigのみをデュアルゲート構造とした例を示したが、代わりに、第1ノード初期化トランジスタTND1をデュアルゲート化した構成、あるいは又、映像信号書込みトランジスタTSigと第1ノード初期化トランジスタTND1とを共にデュアルゲート化した構成とすることもできる。
ここで、図37に示す回路において、映像信号書込みトランジスタTSigをオン状態からオフ状態とする際の、領域A3の電位について考察する。図38の(A)の等価回路図に示すように、デュアルゲート構造の映像信号書込みトランジスタTSigには、各ゲート電極と各領域間に寄生容量CA1,CA2,CA3が存在する。図38の(B)に示すように、駆動トランジスタTDrvに対する書込み処理を行う際には、データ線DTLの電位を映像信号に相当する電圧VSigとし、次いで、走査線SCLをハイレベル(例えば10ボルト)とすることによって映像信号書込みトランジスタTSigをオン状態とする。この状態においては、領域A1の電位、領域A2の電位(=第1ノードND1の電位)、及び、領域A3の電位は、VSigとなる。その後、図38の(C)に示すように、走査線SCLをローレベル(例えば−10ボルト)とし、映像信号書込みトランジスタTSigをオフ状態とする動作を行う。
上述したように、映像信号書込みトランジスタTSigの各ゲート電極と各領域間には、寄生容量CA1,CA2,CA3が存在する。従って、走査線SCLをハイレベルからローレベルにする際、これらの寄生容量による静電結合により、領域A1、領域A2、及び、領域A3の電位は、マイナス側に変化しようとする。しかし、領域A1には引き続きデータ線DTLから電圧VSigが印加された状態である。また、寄生容量CA1,CA2,CA3に対し、コンデンサ部C1は充分大きな静電容量の値を有するので、領域A2の電位(=第1ノードND1の電位)も実質的にVSigを保つ。従って、映像信号書込みトランジスタTSigをオン状態からオフ状態とすると、領域A1と領域A2の電位に対し、領域A3の電位が相対的にマイナス側に変化する。従って、この状態においては、領域A3はソース領域、領域A1、領域A2はドレイン領域となる。
尚、第1ノード初期化トランジスタTND1をデュアルゲート構造のトランジスタとした場合においても、上記で説明したと同様の現象が起こる。即ち、第1ノード初期化トランジスタTND1が第1のトランジスタと第2のトランジスタから構成されたデュアルゲート構造のトランジスタであるとき、第1ノード初期化トランジスタTND1をオン状態からオフ状態とすると、第1のトランジスタの他方のソース/ドレイン領域と第2のトランジスタの一方のソース/ドレイン領域とを兼ねる共通領域の電位が相対的にマイナス側に変化する。この状態においては、共通領域はソース領域、第1のトランジスタの一方のソース/ドレイン領域、第2のトランジスタTの他方のソース/ドレイン領域はドレイン領域となる。
特開2006−215213号公報
一般的に、トランジスタのチャネル形成領域に印加される電界がゲート電極以外の電極の電位変化による影響を受けることは、駆動回路の動作上、好ましくはない。例えば、発光部ELPのアノード電極の電位は、表示すべき画像の輝度に応じて変化する。発光部ELPと駆動回路が近接して配置されている場合、発光部ELPのアノード電極の電位変化により、チャネル形成領域に印加される電界が影響を受ける可能性がある。トランジスタのチャネル形成領域を絶縁層を介して覆うように、例えば接地されたシールド電極を形成することにより、このような外部の電極の電位変化による影響を軽減することができる。しかし、デュアルゲート構造のトランジスタについて、例えば、上述した領域A1、領域A2、及び、領域A3を単純に覆う接地されたシールド電極を形成すると、リーク電流が増大する不具合が発生する。即ち、トランジスタをオン状態からオフ状態とする際に、領域A3の電位が相対的にマイナス側に変化するので、接地されたシールド電極があたかもゲート電極として作用し、所謂バックチャネル効果を生ずる。これにより、トランジスタのリーク電流が増大し、第1ノードND1に接続されるトランジスタを所謂デュアルゲート構造とした効果が損なわれる。
従って、本発明の目的は、第1ノードND1に接続されたトランジスタをデュアルゲート構造とした効果が損なわれず、効果的にリーク電流を抑制することができる有機エレクトロルミネッセンス素子、及び、この有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、
(1)走査回路、
(2)映像信号出力回路、
(3)第1の方向にN個、第1の方向とは異なる第2の方向にM個、合計N×M個の、2次元マトリクス状に配列された有機エレクトロルミネッセンス素子、
(4)走査回路に接続され、第1の方向に延びるM本の走査線、
(5)映像信号出力回路に接続され、第2の方向に延びるN本のデータ線、並びに、
(6)電流供給部、
を備えた有機エレクトロルミネッセンス表示装置に関する。
上記の目的を達成するための本発明の第1の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子、及び、本発明の第1の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、これらを単に、本発明の第1の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子と略称する)は、有機エレクトロルミネッセンス発光部、及び、有機エレクトロルミネッセンス発光部を駆動するための駆動回路を備えている。そして、駆動回路は、
(A)駆動トランジスタ、
(B)映像信号書込みトランジスタ、及び、
(C)一対の電極を備えたコンデンサ部、
から構成されており、
駆動トランジスタにおいては、
(A−1)一方のソース/ドレイン領域は、電流供給部に接続されており、
(A−2)他方のソース/ドレイン領域は、有機エレクトロルミネッセンス発光部に備えられたアノード電極に接続され、且つ、コンデンサ部の一方の電極に接続されており、第2ノードを構成している。
そして、本発明の第1の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子にあっては、映像信号書込みトランジスタは、デュアルゲート型のトランジスタから成り、第1ゲート電極と第1チャネル形成領域とを備えた第1トランジスタ、及び、第2ゲート電極と第2チャネル形成領域とを備えた第2トランジスタから構成されており、
第1トランジスタの一方のソース/ドレイン領域は、データ線に接続されており、
第2トランジスタの他方のソース/ドレイン領域は、駆動トランジスタのゲート電極、且つ、コンデンサ部の他方の電極に接続されており、第1ノードを構成し、
第1トランジスタの第1ゲート電極、及び、第2トランジスタの第2ゲート電極は、走査線に接続されており、
第1トランジスタの第1ゲート電極は、第1チャネル形成領域の一方の面とゲート絶縁層を介して対向しており、
第2トランジスタの第2ゲート電極は、第2チャネル形成領域の一方の面とゲート絶縁層を介して対向しており、
第2トランジスタは、第2チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向したシールド電極を有しており、
シールド電極は、第2トランジスタの他方のソース/ドレイン領域に接続されていることを特徴とする。
ここで、本発明の第1の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子において、第2トランジスタは、更に、第2チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向した第2のシールド電極を有しており、第2のシールド電極は、第1トランジスタの他方のソース/ドレイン領域と第2トランジスタの一方のソース/ドレイン領域とを兼ねる共通領域に接続されている構成とすることができる。
あるいは又、本発明の第1の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子において、第1トランジスタは、更に、第1チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向した第3のシールド電極を有しており、第3のシールド電極は、第1トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に接続されている構成とすることができる。
あるいは又、本発明の第1の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子において、第2トランジスタは、更に、第2チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向した第2のシールド電極を有しており、第1トランジスタは、更に、第1チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向した第3のシールド電極及び第4のシールド電極を有しており、第2のシールド電極と第4のシールド電極とは、第1トランジスタの他方のソース/ドレイン領域と第2トランジスタの一方のソース/ドレイン領域とを兼ねる共通領域に接続されており、第3のシールド電極は、第1トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に接続されている構成とすることができる。
上記の目的を達成するための本発明の第2の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子、及び、本発明の第2の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、これらを単に、本発明の第2の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子と略称する)は、有機エレクトロルミネッセンス発光部、及び、有機エレクトロルミネッセンス発光部を駆動するための駆動回路を備えている。そして、駆動回路は、
(A)駆動トランジスタ、
(B)映像信号書込みトランジスタ、
(C)一対の電極を備えたコンデンサ部、及び、
(D)第1ノード初期化トランジスタ、
から構成されており、
駆動トランジスタにおいては、
(A−1)一方のソース/ドレイン領域は、電流供給部に接続されており、
(A−2)他方のソース/ドレイン領域は、有機エレクトロルミネッセンス発光部に備えられたアノード電極に接続され、且つ、コンデンサ部の一方の電極に接続されており、第2ノードを構成し、
映像信号書込みトランジスタにおいては、
(B−1)一方のソース/ドレイン領域は、データ線に接続されており、
(B−2)他方のソース/ドレイン領域は、駆動トランジスタのゲート電極、且つ、コンデンサ部の他方の電極に接続されており、第1ノードを構成し、
(B−3)ゲート電極は、走査線に接続されている。
そして、本発明の第2の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子にあっては、第1ノード初期化トランジスタは、デュアルゲート型のトランジスタから成り、第1ゲート電極と第1チャネル形成領域とを備えた第1トランジスタ、及び、第2ゲート電極と第2チャネル形成領域とを備えた第2トランジスタから構成されており、
第1トランジスタの一方のソース/ドレイン領域は、第1ノード初期化電圧供給線に接続されており、
第2トランジスタの他方のソース/ドレイン領域は、第1ノードに接続されており、
第1トランジスタの第1ゲート電極、及び、第2トランジスタの第2ゲート電極は、第1ノード初期化トランジスタ制御線に接続されており、
第1トランジスタの第1ゲート電極は、第1チャネル形成領域の一方の面とゲート絶縁層を介して対向しており、
第2トランジスタの第2ゲート電極は、第2チャネル形成領域の一方の面とゲート絶縁層を介して対向しており、
第2トランジスタは、第2チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向したシールド電極を有しており、
シールド電極は、第2トランジスタの他方のソース/ドレイン領域に接続されていることを特徴とする。
ここで、本発明の第2の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子において、 第2トランジスタは、更に、第2チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向した第2のシールド電極を有しており、第2のシールド電極は、第1トランジスタの他方のソース/ドレイン領域と第2トランジスタの一方のソース/ドレイン領域とを兼ねる共通領域に接続されている構成とすることができる。
あるいは又、本発明の第2の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子において、第1トランジスタは、更に、第1チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向した第3のシールド電極を有しており、第3のシールド電極は、第1トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に接続されている構成とすることができる。
あるいは又、本発明の第2の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子において、第2トランジスタは、更に、第2チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向した第2のシールド電極を有しており、第1トランジスタは、更に、第1チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向した第3のシールド電極及び第4のシールド電極を有しており、第2のシールド電極と第4のシールド電極とは、第1トランジスタの他方のソース/ドレイン領域と第2トランジスタの一方のソース/ドレイン領域とを兼ねる共通領域に接続されており、第3のシールド電極は、第1トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に接続されている構成とすることができる。
尚、以上に説明した好ましい構成を含む本発明の第2の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子において、映像信号書込みトランジスタは、例えば、シングルゲート型であってもよいし、デュアルゲート型であってもよい。後者の場合には、映像信号書込みトランジスタは上述した各種の好ましい構成を含む本発明の第1の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子において説明した構造とすることもできる。以下の表に具体的な組合せを示す。特に、第1番目の組合せはシールド電極を設ける個数を抑えつつ、二つのトランジスタのリーク電流を共に低減することができる利点を有する。
Figure 2009014933
以上に説明した各種の好ましい構成を含む本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置、若しくは、本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、これらを単に、本発明と略称する場合がある)において、走査回路、映像信号出力回路等の各種の回路、走査線、データ線等の各種の配線、電流供給部、有機エレクトロルミネッセンス発光部(以下、単に、発光部と呼ぶ場合がある)の構成、構造は、周知の構成、構造とすることができる。具体的には、発光部は、例えば、アノード電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、カソード電極等から構成することができる。
本発明の第1の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する駆動回路にあっては、駆動トランジスタ、映像信号書込みトランジスタに加えて、他のトランジスタを備えていてもよい。本発明の第2の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する駆動回路にあっては、駆動トランジスタ、映像信号書込みトランジスタ、第1ノード初期化トランジスタに加えて、他のトランジスタを備えていてもよい。例えば、これらの駆動回路は、ソース/ドレイン領域、チャネル形成領域、及び、ゲート電極を備えた第2ノード初期化トランジスタを更に備えており、第2ノード初期化トランジスタにおいては、一方のソース/ドレイン領域は、第2ノード初期化電圧供給線に接続されており、他方のソース/ドレイン領域は、第2ノードに接続されており、ゲート電極は、第2ノード初期化トランジスタ制御線に接続されている構成とすることもできる。あるいは又、これらの駆動回路は、ソース/ドレイン領域、チャネル形成領域、及び、ゲート電極を備えた発光制御トランジスタを更に備えており、駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域と電流供給部とは、発光制御トランジスタを介して接続されており、発光制御トランジスタのゲート電極は、発光制御トランジスタ制御線に接続されている構成とすることもできる。尚、第1の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する駆動回路は、第1ノード初期化トランジスタを備えていてもよい。第1ノード初期化トランジスタは、例えば、シングルゲート型であってもよいし、デュアルゲート型であってもよい。
本発明の第1の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する駆動回路においては、例えば、5つのトランジスタと1つのコンデンサ部から構成された駆動回路、4つのトランジスタと1つのコンデンサ部から構成された駆動回路、3つのトランジスタと1つのコンデンサ部から構成された駆動回路、2つのトランジスタと1つのコンデンサ部から構成された駆動回路から構成することができる。本発明の第2の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する駆動回路においても、例えば、5つのトランジスタと1つのコンデンサ部から構成された駆動回路、4つのトランジスタと1つのコンデンサ部から構成された駆動回路、3つのトランジスタと1つのコンデンサ部から構成された駆動回路から構成することができる。
本発明の駆動回路を構成するトランジスタとして、nチャネル型の薄膜トランジスタ(TFT)を挙げることができるが、場合によっては、例えば、発光制御トランジスタ等にpチャネル型の薄膜トランジスタを用いることもできる。コンデンサ部は、一方の電極、他方の電極、及び、これらの電極に挟まれた誘電体層から構成することができる。駆動回路を構成するトランジスタ及びコンデンサ部は、或る平面内に形成され(例えば、支持体上に形成され)、発光部は、例えば、層間絶縁層等を介して、駆動回路を構成するトランジスタ及びコンデンサ部の上方に形成されている。また、駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域は、発光部に備えられたアノード電極に、例えば、コンタクトホールを介して接続されている。尚、半導体基板等にトランジスタを形成した構成であってもよい。
本発明の第1の態様の有機エレクトロルミネッセンス素子にあっては、映像信号書込みトランジスタを構成する第2トランジスタは、第2チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向したシールド電極を有している。そして、シールド電極は、第1ノードを構成する他方のソース/ドレイン領域に接続されている。上述したように、映像信号書込みトランジスタをオン状態からオフ状態としたとき、共通領域の部分がソース領域、他方のソース/ドレイン領域はドレイン領域となる。シールド電極は第2チャネル形成領域のドレイン領域側を覆い、この状態においてシールド電極の電位は共通領域の電位よりも高い。従って、第2チャネル形成領域のキャリア(電子)は、シールド電極により引きつけられる。これにより、第2チャネル形成領域の共通領域側に空乏層が発生し、第2チャネル形成領域と共通領域との間のリーク電流が減少する。シールド電極の形状は、有機エレクトロルミネッセンス素子の仕様等に応じて、適宜設定すればよい。尚、本発明の第1の態様の有機エレクトロルミネッセンス素子における第2のシールド電極乃至第4のシールド電極の形状も、有機エレクトロルミネッセンス素子の仕様等に応じて、適宜設定すればよい。
また、本発明の第2の態様の有機エレクトロルミネッセンス素子にあっては、第1ノード初期化トランジスタを構成する第2トランジスタは、第2チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向したシールド電極を有している。上述したように、第1ノード初期化トランジスタの他方のソース/ドレイン領域は、第1ノードに接続されており、実質的に第1ノードを構成している。そして、シールド電極は、実質的に第1ノードを構成する他方のソース/ドレイン領域に接続されている。第1ノード初期化トランジスタをオン状態からオフ状態としたときにも、本発明の第1の態様における映像信号書込みトランジスタについて説明したと同様の現象が生じ、第2チャネル形成領域の共通領域側に空乏層が発生し、第2チャネル形成領域と共通領域との間のリーク電流が減少する。シールド電極の形状は、有機エレクトロルミネッセンス素子の仕様等に応じて、適宜設定すればよい。尚、本発明の第2の態様の有機エレクトロルミネッセンス素子における第2のシールド電極乃至第4のシールド電極の形状も、有機エレクトロルミネッセンス素子の仕様等に応じて、適宜設定すればよい。
有機エレクトロルミネッセンス表示装置(以下、単に、有機EL表示装置と略称する)は、(N/3)×M個の2次元マトリクス状に配列された画素から構成され、1つの画素は、3つの副画素(赤色を発光する赤色発光副画素、緑色を発光する緑色発光副画素、青色を発光する青色発光副画素)から構成されている形態とすることができるが、これに限るものではない。例えば、有機EL表示装置は、所謂モノクロ表示の態様とすることもできる。
各画素を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、単に、有機EL素子と略称する)は、例えば、線順次駆動される。この場合の表示フレームレートをFR(回/秒)とする。即ち、第m行目(但し、m=1,2,3・・・M)に配列された(N/3)個の画素、より具体的には、N個の副画素のそれぞれを構成する有機EL素子を同時に駆動することができる。換言すれば、1つの行を構成する各有機EL素子にあっては、その発光/非発光のタイミングは、それらが属する行単位で制御される。但し、線順次駆動される態様に限定するものではなく、有機EL素子が点順次駆動される態様であってもよい。
尚、線順次駆動の際に1つの行を構成する各画素について映像信号を書き込む処理は、全ての画素について同時に映像信号を書き込む処理(以下、単に、同時書込み処理と呼ぶ場合がある)であってもよいし、各画素毎に順次映像信号を書き込む処理(以下、単に、順次書込み処理と呼ぶ場合がある)であってもよい。いずれの書込み処理とするかは、駆動回路の構成に応じて適宜選択すればよい。
原則として、第m行目、第n列(但し、n=1,2,3・・・N)に位置する有機EL素子に関する駆動、動作を説明するが、係る有機EL素子を、以下、第(n,m)番目の有機EL素子10あるいは第(n,m)番目の副画素と呼ぶ。そして、第m行目に配列された各有機EL素子の水平走査期間(第m番目の水平走査期間)が終了するまでに、各種の処理(後述する閾値電圧キャンセル処理、書込み処理、移動度補正処理)が行われる。尚、書込み処理や移動度補正処理は、第m番目の水平走査期間内に行われる必要がある。一方、駆動回路の種類によっては、閾値電圧キャンセル処理やこれに伴う前処理は、第m番目の水平走査期間より先行して行うことができる。
そして、上述した各種の処理が全て終了した後、第m行目に配列された各有機EL素子を構成する発光部を発光させる。尚、上述した各種の処理が全て終了した後、直ちに発光部を発光させてもよいし、所定の期間(例えば、所定の行数分の水平走査期間)が経過した後に発光部を発光させてもよい。この所定の期間は、有機EL表示装置の仕様や駆動回路の構成等に応じて、適宜設定することができる。尚、以下の説明においては、説明の便宜のため、各種の処理終了後、直ちに発光部を発光させるものとする。そして、第m行目に配列された各有機EL素子を構成する発光部の発光は、第(m+m’)行目に配列された各有機EL素子の水平走査期間の開始直前まで継続される。ここで、「m’」は、有機EL表示装置の設計仕様によって決定される。即ち、或る表示フレームの第m行目に配列された各有機EL素子を構成する発光部の発光は、第(m+m’−1)番目の水平走査期間まで継続される。一方、第(m+m’)番目の水平走査期間の始期から、次の表示フレームにおける第m番目の水平走査期間内において書込み処理や移動度補正処理が完了するまで、第m行目に配列された各有機EL素子を構成する発光部は、原則として非発光状態を維持する。上述した非発光状態の期間(以下、単に、非発光期間と呼ぶ場合がある)を設けることにより、アクティブマトリクス駆動に伴う残像ボケが低減され、動画品位をより優れたものとすることができる。但し、各副画素(有機EL素子)の発光状態/非発光状態は、以上に説明した状態に限定するものではない。また、水平走査期間の時間長は、(1/FR)×(1/M)秒未満の時間長である。(m+m’)の値がMを越える場合、越えた分の水平走査期間は、次の表示フレームにおいて処理される。
1つのトランジスタの有する2つのソース/ドレイン領域において、「一方のソース/ドレイン領域」という用語を、電源部に接続された側のソース/ドレイン領域といった意味において使用する場合がある。また、トランジスタがオン状態にあるとは、ソース/ドレイン領域間にチャネルが形成されている状態を意味する。係るトランジスタの一方のソース/ドレイン領域から他方のソース/ドレイン領域に電流が流れているか否かは問わない。一方、トランジスタがオフ状態にあるとは、ソース/ドレイン領域間にチャネルが形成されていない状態を意味する。また、或るトランジスタのソース/ドレイン領域が他のトランジスタのソース/ドレイン領域に接続されているとは、或るトランジスタのソース/ドレイン領域と他のトランジスタのソース/ドレイン領域とが同じ領域を占めている形態を包含する。更には、ソース/ドレイン領域や共通領域は、不純物を含有したポリシリコンやアモルファスシリコン等の導電性物質から構成することができるだけでなく、金属、合金、導電性粒子、これらの積層構造、有機材料(導電性高分子)から成る層から構成することができる。また、以下の説明で用いるタイミングチャートにおいて、各期間を示す横軸の長さ(時間長)は模式的なものであり、各期間の時間長の割合を示すものではない。
以上説明したように、本発明の第1の態様にあっては、映像信号書込みトランジスタを構成する第2トランジスタは、第2チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向したシールド電極を有し、シールド電極は、第1ノードを構成する他方のソース/ドレイン領域に接続されている。上述したように、映像信号書込みトランジスタをオン状態からオフ状態としたとき、第2チャネル形成領域の共通領域側に空乏層が発生し、第2チャネル形成領域と共通領域との間のリーク電流が減少する。従って、第1ノードを介したコンデンサ部の電荷量の変動を効果的に抑えることができ、有機EL表示装置の輝度の均一性を改善することができる。
また、本発明の第2の態様にあっては、第1ノード初期化トランジスタを構成する第2トランジスタは、第2チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向したシールド電極を有し、シールド電極は、実質的に第1ノードを構成する他方のソース/ドレイン領域に接続されている。第1ノード初期化トランジスタをオン状態からオフ状態としたとき、第2チャネル形成領域の共通領域側に空乏層が発生し、第2チャネル形成領域と共通領域との間のリーク電流が減少する。従って、第1ノードを介したコンデンサ部の電荷量の変動を効果的に抑えることができ、有機EL表示装置の輝度の均一性を改善することができる。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。実施例1乃至実施例4、及び、実施例9は、本発明の第1の態様に係る有機EL表示装置、及び、本発明の第1の態様に係る有機EL素子に関する。実施例5乃至実施例8、及び、実施例10は、本発明の第2の態様に係る有機EL表示装置、及び、本発明の第2の態様に係る有機EL素子に関する。
より具体的には、実施例1は映像信号書込みトランジスタが第1のシールド電極を備える態様、実施例2は第1のシールド電極と第2のシールド電極を備える態様、実施例3は第1のシールド電極と第3のシールド電極を備える態様、実施例4は第1のシールド電極乃至第4のシールド電極を備える態様に関する。実施例9は、実施例1乃至実施例4の駆動回路を構成するトランジスタの種類を減じた変形例1乃至変形例3に関する。
また、実施例5は第1ノード初期化トランジスタが第1のシールド電極を備える態様、実施例2は第1のシールド電極と第2のシールド電極を備える態様、実施例3は第1のシールド電極と第3のシールド電極を備える態様、実施例4は第1のシールド電極乃至第4のシールド電極を備える態様に関する。実施例10は、実施例5乃至実施例8の駆動回路を構成するトランジスタの種類を減じた変形例に関する。
実施例1、後述する実施例2乃至実施例4、及び、実施例9は、本発明の第1の態様に係る有機EL表示装置、及び、本発明の第1の態様に係る有機EL素子に関する。尚、上述した背景技術における駆動回路との対比の便宜上、実施例1、及び、後述する実施例2乃至実施例4を、5つのトランジスタと1つのコンデンサ部から成る駆動回路を備えた実施例として説明する。
実施例1の駆動回路の等価回路図を図1に示し、実施例1の有機EL表示装置の概念図を図2に示す。実施例1の有機EL素子10の一部分の模式的な一部断面図を図3に示す。駆動のタイミングチャートを模式的に図4に示し、各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に図5の(A)〜(D)及び図6の(A)〜(E)に示す。尚、図5の(A)〜(D)及び図6の(A)〜(E)においては、便宜上、駆動トランジスタを除く各トランジスタを、シングルゲート型であるかデュアルゲート型であるかに拘わらず、一つのスイッチで表現した。
先ず、実施例1の有機EL表示装置について説明する。実施例1の有機EL表示装置は、図2に示すように、
(1)走査回路101、
(2)映像信号出力回路102、
(3)第1の方向にN個、第1の方向とは異なる第2の方向(具体的には、第1の方向に直交する方向)にM個、合計N×M個の、2次元マトリクス状に配列された有機EL素子10、
(4)走査回路101に接続され、第1の方向に延びるM本の走査線SCL、
(5)映像信号出力回路102に接続され、第2の方向に延びるN本のデータ線DTL、並びに、
(6)電流供給部100、
を備えている。後述する実施例2乃至実施例10においても同様である。
尚、図2、及び、後述する図17、図22、図27、図32においては、3×3個の有機EL素子10を図示しているが、これは、あくまでも例示に過ぎない。
そして、各有機EL素子10は、発光部ELP、及び、発光部ELPを駆動するための駆動回路を備えている。ここで、発光部ELPは、例えば、アノード電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、カソード電極等の周知の構成、構造を有する。また、走査回路101、映像信号出力回路102、走査線SCL、データ線DTL、電流供給部100の構成、構造は、周知の構成、構造とすることができる。後述する実施例2乃至実施例10においても同様である。
図1に示す実施例1の駆動回路は、背景技術で説明した従来の駆動回路と同様に、5つのトランジスタと1つのコンデンサ部C1から構成された駆動回路から構成されている。即ち、実施例1の駆動回路は、図1に示すように、(A)駆動トランジスタTDrv、(B)映像信号書込みトランジスタTSig、並びに、(C)一対の電極を備えたコンデンサ部C1を備えている。実施例1の駆動回路は、更に、(D)第1ノード初期化トランジスタTND1、(E)第2ノード初期化トランジスタTND2、及び、(F)発光制御トランジスタTEL_Cを備えている。後述する実施例2乃至実施例8においても同様である。
駆動トランジスタTDrv、映像信号書込みトランジスタTSig、第1ノード初期化トランジスタTND1、第2ノード初期化トランジスタTND2、及び、発光制御トランジスタTEL_Cは、それぞれ、ソース/ドレイン領域、チャネル形成領域、及び、ゲート電極を備えた、nチャネル型のTFTから成る。後述する実施例2乃至実施例10においても同様である。尚、例えば発光制御トランジスタをpチャネル型のTFTから構成してもよい。
駆動トランジスタTDrvにおいては、
(A−1)一方のソース/ドレイン領域は、電流供給部100に接続されており、
(A−2)他方のソース/ドレイン領域は、発光部ELPに備えられたアノード電極に接続され、且つ、コンデンサ部C1の一方の電極に接続されており、第2ノードND2を構成する。後述する実施例2乃至実施例10においても同様である。
ここで、駆動トランジスタTDrvは、有機EL素子10の発光状態においては、以下の式(1)に従ってドレイン電流Idsを流すように駆動される。有機EL素子10の発光状態においては、駆動トランジスタTDrvの一方のソース/ドレイン領域はドレイン領域として働き、他方のソース/ドレイン領域はソース領域として働く。説明の便宜のため、以下の説明において、駆動トランジスタTDrvの一方のソース/ドレイン領域を単にドレイン領域と呼び、他方のソース/ドレイン領域を単にソース領域と呼ぶ場合がある。尚、
μ :実効的な移動度
L :チャネル長
W :チャネル幅
gs:ゲート電極とソース領域との間の電位差
th:閾値電圧
ox:(ゲート絶縁層の比誘電率)×(真空の誘電率)/(ゲート絶縁層の厚さ)
k≡(1/2)・(W/L)・Cox
とする。後述する実施例2乃至実施例10においても同様である。
ds=k・μ・(Vgs−Vth2 (1)
このドレイン電流Idsが有機EL素子10の発光部ELPを流れることで、有機EL素子10の発光部ELPが発光する。更には、このドレイン電流Idsの値の大小によって、有機EL素子10の発光部ELPにおける発光状態(輝度)が制御される。後述する実施例2乃至実施例10においても同様である。
図3に示すように、実施例1における駆動回路を構成するトランジスタ及びコンデンサ部C1は支持体20上に形成され、発光部ELPは、例えば、層間絶縁層46を介して、駆動回路を構成するトランジスタ及びコンデンサ部C1の上方に形成されている。後述する実施例2乃至実施例4、並びに、実施例9においても同様である。尚、図3、並びに、後述する図9の(A)、図10の(B)、及び、図11の(B)においては、映像信号書込みトランジスタTSigのみを図示する。映像信号書込みトランジスタTSig以外のトランジスタは隠れて見えない。
実施例1においては、映像信号書込みトランジスタTSigは、半導体層33、半導体層33に設けられたソース/ドレイン領域、及び、チャネル形成領域を備えている。図1及び図3に示すように、実施例1においては、映像信号書込みトランジスタTSigは、デュアルゲート型のトランジスタから成り、第1ゲート電極31Aと第1チャネル形成領域34Aとを備えた第1トランジスタTSig_1、及び、第2ゲート電極31Bと第2チャネル形成領域34Bとを備えた第2トランジスタTSig_2から構成されている。後述する実施例2乃至実施例4、並びに、実施例9においても同様である。
図3に示すソース/ドレイン領域35A,35B、及び、共通領域35Cは、それぞれ、半導体層33に設けられた領域である。共通領域35Cは、第1トランジスタTSig_1の他方のソース/ドレイン領域と第2トランジスタTSig_2の一方のソース/ドレイン領域とを兼ねる共通領域である。第1トランジスタTSig_1の一方のソース/ドレイン領域35Aは、データ線DTL(図3においては、配線38に相当する)に接続されている。第2トランジスタTSig_2の他方のソース/ドレイン領域35Bは、駆動トランジスタTDrvのゲート電極、且つ、コンデンサ部C1の他方の電極36に接続されており、第1ノードND1を構成している。第1トランジスタTSig_1の第1ゲート電極31A、及び、第2トランジスタTSig_2の第2ゲート電極31Bは、走査線SCLに接続されている。第1トランジスタTSig_1の第1ゲート電極31Aは、第1チャネル形成領域34Aの一方の面とゲート絶縁層32を介して対向している。第2トランジスタTSig_2の第2ゲート電極31Bは、第2チャネル形成領域34Bの一方の面とゲート絶縁層32を介して対向している。後述する実施例2乃至実施例4、並びに、実施例9においても同様である。
そして、第2トランジスタTSig_2は、第2チャネル形成領域34Bの他方の面と絶縁層40を介して対向したシールド電極42を有している。シールド電極42は、第2トランジスタTSig_2の他方のソース/ドレイン領域35Bに接続されている。より具体的には、実施例1においては、他方のソース/ドレイン領域35Bと接続される配線41からの延在部がシールド電極42を構成している。後述する実施例2乃至実施例4、並びに、実施例9においても同様である。
尚、他のトランジスタも上記で説明したと同様に半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極等から構成されている。後述する実施例2乃至実施例4、並びに、実施例9においても同様である。
一方、コンデンサ部C1は、他方の電極36、ゲート絶縁層32の延在部から構成された誘電体層、及び、一方の電極37(第2ノードND2に相当する)から成る。ゲート電極31A,31B、ゲート絶縁層32の一部、及びコンデンサ部C1を構成する他方の電極36は、支持体20上に形成されている。上述したように、映像信号書込みトランジスタTSigの一方のソース/ドレイン領域35Aは配線38に接続され、他方のソース/ドレイン領域35Bは、他方の電極36に接続されている。映像信号書込みトランジスタTSig及びコンデンサ部C1等は、層間絶縁層46で覆われており、層間絶縁層46上に、アノード電極51、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び、カソード電極53から成る発光部ELPが設けられている。尚、図面においては、正孔輸送層、発光層、及び、電子輸送層を1層52で表した。発光部ELPが設けられていない層間絶縁層46の部分の上には、第2層間絶縁層54が設けられ、第2層間絶縁層54及びカソード電極53上には透明な基板21が配置されており、発光層にて発光した光は、基板21を通過して、外部に出射される。尚、一方の電極37とアノード電極51とは、層間絶縁層46に設けられたコンタクトホールによって接続されている。また、カソード電極53は、第2層間絶縁層54、層間絶縁層46に設けられたコンタクトホール56,55を介して、ゲート絶縁層32の延在部上に設けられた配線39に接続されている。後述する実施例2乃至実施例10においても同様である。
上述した各トランジスタ、コンデンサ部C1、配線38を含む各種配線、シールド電極42を含む各種の電極等は、種々の周知の方法により形成することができる。後述する実施例2乃至実施例10においても同様である。
映像信号書込みトランジスタTSigを構成する第1トランジスタTSig_1の一方のソース/ドレイン領域35Aは、上述のとおり、データ線DTLに接続されている。そして、映像信号出力回路102からデータ線DTLを介して、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSigが、一方のソース/ドレイン領域35Aに供給される。尚、データ線DTLを介して、VSig以外の種々の信号・電圧(プリチャージ駆動のための信号や各種の基準電圧等)が、一方のソース/ドレイン領域35Aに供給されてもよい。また、映像信号書込みトランジスタTSigのオン/オフ動作は、映像信号書込みトランジスタTSigのゲート電極31A,31Bに接続された走査線SCLによって制御される。後述する実施例2乃至実施例4、並びに、実施例9においても同様である。後述する実施例5乃至実施例8、並びに、実施例10においても、駆動トランジスタTSigがシングルゲート型である点を除き、上記で説明したと同様である。
第1ノード初期化トランジスタTND1においては、一方のソース/ドレイン領域は、第1ノード初期化電圧供給線PSND1に接続されている。他方のソース/ドレイン領域は、第1ノードND1に接続されている。ゲート電極は、第1ノード初期化トランジスタ制御線AZND1に接続されている。第1ノード初期化トランジスタ制御線AZND1は、第1ノード初期化トランジスタ制御回路104に接続されている。後述する実施例2乃至実施例4においても同様である。
第1ノード初期化トランジスタTND1のオン/オフ動作は、第1ノード初期化トランジスタTND1のゲート電極に接続された第1ノード初期化トランジスタ制御線AZND1によって制御される。第1ノード初期化電圧供給線PSND1には、第1ノードND1を初期化するための電圧VOfsが印加される。後述する実施例2乃至実施例4においても同様である。
そして、第2ノード初期化トランジスタTND2においては、一方のソース/ドレイン領域は、第2ノード初期化電圧供給線PSND2に接続されている。他方のソース/ドレイン領域は、第2ノードND2に接続されている。ゲート電極は、第2ノード初期化トランジスタ制御線AZND2に接続されている。第2ノード初期化トランジスタ制御線AZND2は、第2ノード初期化トランジスタ制御回路105に接続されている。後述する実施例2乃至実施例8、実施例9における変形例1(4Tr/1C駆動回路)、実施例10においても同様である。
第2ノード初期化トランジスタTND2のオン/オフ動作は、第2ノード初期化トランジスタTND2のゲート電極に接続された第2ノード初期化トランジスタ制御線AZND2によって制御される。第2ノード初期化電圧供給線PSND2には、第2ノードを初期化するための電圧VSSが印加される。後述する実施例2乃至実施例8、実施例9における変形例4(4Tr/1C駆動回路)、実施例10においても同様である。
駆動トランジスタTDrvのドレイン領域と電流供給部100とは、発光制御トランジスタTEL_Cを介して接続されている。発光制御トランジスタTEL_Cのゲート電極は、発光制御トランジスタ制御線CLEL_Cに接続されている。発光制御トランジスタ制御線CLEL_Cは、発光制御トランジスタ制御回路103に接続されている。後述する実施例2乃至実施例8、実施例9における変形例1(4Tr/1C駆動回路)、実施例10においても同様である。
より具体的には、発光制御トランジスタTEL_Cの一方のソース/ドレイン領域は、電流供給部100(電圧VCC)に接続され、発光制御トランジスタTEL_Cの他方のソース/ドレイン領域は、駆動トランジスタTDrvのドレイン領域に接続されている。また、発光制御トランジスタTEL_Cのオン/オフ動作は、発光制御トランジスタTEL_Cのゲート電極に接続された発光制御トランジスタ制御線CLEL_Cによって制御される。尚、電流供給部100は、有機EL素子10の発光部ELPに電流を供給し、発光部ELPの発光を制御するために設けられている。後述する実施例2乃至実施例8、実施例9における変形例1(4Tr/1C駆動回路)、実施例10においても同様である。
発光部ELPのアノード電極は、上述のとおり、駆動トランジスタTDrvのソース領域に接続されている。一方、発光部ELPのカソード電極には、電圧VCatが印加される。発光部ELPの寄生容量を符号CELで表す。また、発光部ELPの発光に必要とされる閾値電圧をVth-ELとする。即ち、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間にVth-EL以上の電圧が印加されると、発光部ELPは発光する。後述する実施例2乃至実施例10においても同様である。
尚、図36を用いて説明した従来の5Tr/1C駆動回路は、映像信号書込みトランジスタTSigがシングルゲート型である点を除き、上記で説明したと同様の構成を有する。
以上、実施例1の有機EL表示装置、有機EL素子、及び、発光部ELPを駆動するための駆動回路の構成について説明し、併せて、従来の5Tr/1C駆動回路の構成を説明した。
次いで、図を参照して、シールド電極42による作用について説明する。図7の(A)は、後述する[期間−TP(5)7]において、映像信号書込みトランジスタTSigがオフ状態にあるときの、第2チャネル形成領域34B付近の状況を模式的に示した図である。
後述する[期間−TP(5)7]の直前において、データ線DTLの電位(図3においては、配線38の電位)はVSig(例えば15ボルト)、走査線SCLの電位はハイレベル(例えば10ボルト)である。ゲート電極31A,31Bには走査線SCLを介して10ボルトが印加されており、映像信号書込みトランジスタTSigはオン状態にある。従って、一方のソース/ドレイン領域35A、第1チャネル形成領域34A、共通領域35C、第2チャネル形成領域34B、他方のソース/ドレイン領域35B、配線41、シールド電極42、及び、他方の電極36の電位は、VSig(例えば15ボルト)である。
そして、[期間−TP(5)7]において、映像信号書込みトランジスタTSigはオフ状態となる。ゲート電極31A,31Bには例えば−10ボルトが印加されている。この状態においては、背景技術において図38(A)〜(C)を参照して説明したように、一方のソース/ドレイン領域35A(図38の領域A1に相当する)と他方のソース/ドレイン領域35B(図38の領域A2に相当する)の電位に対し、共通領域35C(図38の領域A3に相当する)の電位は相対的にマイナス側に変化し、例えば、0ボルトとなる。従って、この状態においては、共通領域35Cはソース領域、ソース/ドレイン領域35A,35Bはドレイン領域となる。
そして、シールド電極42は第2チャネル形成領域34Bのドレイン領域35B側を覆い、この状態においてはシールド電極42の電位は共通領域35Cの電位よりも高い。従って、図7の(A)に示すように、第2チャネル形成領域34Bのキャリア(電子)は、シールド電極42により引きつけられる。これにより、第2チャネル形成領域34Bの共通領域35C側に空乏層が発生するので、第2チャネル形成領域34Bと共通領域35Cとの間にリーク電流がより流れにくくなる。上述したように、第2チャネル形成領域34Bは、第1ノードND1を構成する他方のソース/ドレイン領域35B側のチャネル形成領域である。従って、第1ノードND1を介したコンデンサ部C1の電荷量の変動を効果的に抑えることができる。
図7の(B)に、シールド電極42を付加することによる電流−電圧特性の変化を模式的に示す。実線はシールド電極42を付加した場合の特性を示し、破線はシールド電極42を付加しない場合の特性を示す。図7の(B)において、横軸のV31B-35Cは、ゲート電極31Bと共通領域35C(上述したように、オフ状態において、ソース領域に相当する)の間の電位差を表す。同様に、縦軸のI35B-35Cは、ソース/ドレイン領域35B(上述したように、オフ状態において、ドレイン領域に相当する)と共通領域35Cとの間に流れる電流を表す。ドレイン領域側に形成されたシールド電極42が第2チャネル形成領域34Bに及ぼす電界の影響により、第2チャネル形成領域34Bが構成する第2トランジスタTSig_2の閾値電圧はマイナス側にシフトする。図7の(B)に示すV1は、シールド電極42がない場合に第2チャネル形成領域34Bが構成する第2トランジスタTSig_2がオフ状態となる電圧を示す。同様に、図7の(B)に示すV2は、シールド電極42がある場合にトランジスタがオフ状態となる電圧を示す。シールド電極42を付加した場合、V31B-35Cの値が図7の(B)に示すV2よりマイナス側であれば、トランジスタはオフ状態となる。そして、この状態においては、上述した空乏層の形成効果により、破線で示すグラフに対し、実線で示すグラフはI35B-35Cの値が低く抑えられている。すなわち、リーク電流が抑制されている。
以上、シールド電極42の作用について説明した。次いで、上述した実施例1の駆動回路を用いた発光部ELPの駆動方法の説明を行う。尚、図36に示した従来の5Tr/1C駆動回路の駆動方法は、以下説明する実施例1の駆動方法と同様である。尚、後述する実施例2乃至実施例8においても同様である。
尚、上述したように、各種の処理(閾値電圧キャンセル処理、書込み処理、移動度補正処理)が全て完了した後、直ちに発光状態が始まるものとして説明するが、これに限るものではない。
後述する実施例2乃至実施例10も含め、以下の説明において、電圧あるいは電位の値を以下のとおりとするが、これは、あくまでも説明のための値であり、これらの値に限定されるものではない。
Sig :発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号
・・・0ボルト〜15ボルト
CC :発光部ELPの発光を制御するための電流供給部の電圧
・・・20ボルト
Ofs :駆動トランジスタTDrvのゲート電極の電位(第1ノードND1の電位)を初期化するための電圧
・・・0ボルト
SS :駆動トランジスタTDrvのソース領域の電位(第2ノードND2の電位)を初期化するための電圧
・・・−10ボルト
th :駆動トランジスタTDrvの閾値電圧
・・・3ボルト
Cat :発光部ELPのカソード電極に印加される電圧
・・・0ボルト
th-EL:発光部ELPの閾値電圧
・・・3ボルト
[期間−TP(5)-1](図4、及び、図5の(A)参照)
この[期間−TP(5)-1]は、例えば、前の表示フレームにおける動作であり、前回の各種の処理完了後に第(n,m)番目の有機EL素子10が発光状態にある期間である。即ち、第(n,m)番目の副画素を構成する有機EL素子10における発光部ELPには、後述する式(5)に基づくドレイン電流I’dsが流れており、第(n,m)番目の副画素を構成する有機EL素子10の輝度は、係るドレイン電流I’dsに対応した値である。ここで、映像信号書込みトランジスタTSig、第1ノード初期化トランジスタTND1及び第2ノード初期化トランジスタTND2はオフ状態であり、発光制御トランジスタTEL_C及び駆動トランジスタTDrvはオン状態である。第(n,m)番目の有機EL素子10の発光状態は、第(m+m’)行目に配列された有機EL素子10の水平走査期間の開始直前まで継続される。
図4に示す[期間−TP(5)0]〜[期間−TP(5)4]は、前回の各種の処理完了後の発光状態が終了した後から、次の書込み処理が行われる直前までの動作期間である。即ち、この[期間−TP(5)0]〜[期間−TP(5)4]は、例えば、前の表示フレームにおける第(m+m’)番目の水平走査期間の始期から、現表示フレームにおける第(m−1)番目の水平走査期間の終期までの或る時間長さの期間である。尚、[期間−TP(5)1]〜[期間−TP(5)4]を、現表示フレームにおける第m番目の水平走査期間内に含む構成とすることもできる。
そして、この[期間−TP(5)0]〜[期間−TP(5)4]において、第(n,m)番目の有機EL素子10は原則として非発光状態にある。即ち、[期間−TP(5)0]〜[期間−TP(5)1]、[期間−TP(5)3]〜[期間−TP(5)4]においては、発光制御トランジスタTEL_Cはオフ状態であるので、有機EL素子10は発光しない。尚、[期間−TP(5)2]においては、発光制御トランジスタTEL_Cはオン状態となる。しかし、この期間においては後述する閾値電圧キャンセル処理が行われている。閾値電圧キャンセル処理の説明において詳しく述べるが、後述する式(2)を満たすことを前提とすれば、有機EL素子10が発光することはない。
以下、[期間−TP(5)0]〜[期間−TP(5)4]の各期間について、先ず、説明する。尚、[期間−TP(5)1]の始期や、[期間−TP(5)1]〜[期間−TP(5)4]の各期間の長さは、有機EL表示装置の設計に応じて適宜設定すればよい。
[期間−TP(5)0
上述したように、この[期間−TP(5)0]において、第(n,m)番目の有機EL素子10は、非発光状態にある。映像信号書込みトランジスタTSig、第1ノード初期化トランジスタTND1、第2ノード初期化トランジスタTND2はオフ状態である。また、[期間−TP(5)-1]から[期間−TP(5)0]に移る時点で、発光制御トランジスタTEL_Cがオフ状態となるが故に、第2ノードND2(駆動トランジスタTDrvのソース領域あるいは発光部ELPのアノード電極)の電位は、(Vth-EL+VCat)まで低下し、発光部ELPは非発光状態となる。また、第2ノードND2の電位低下に倣うように、浮遊状態の第1ノードND1(駆動トランジスタTDrvのゲート電極)の電位も低下する。
[期間−TP(5)1](図4、図5の(B)及び(C)参照)
この[期間−TP(5)1]において、後述する閾値電圧キャンセル処理を行うための前処理が行われる。即ち、[期間−TP(5)1]の開始時、第1ノード初期化トランジスタ制御回路104及び第2ノード初期化トランジスタ制御回路105の動作に基づき第1ノード初期化トランジスタ制御線AZND1及び第2ノード初期化トランジスタ制御線AZND2をハイレベルとすることによって、第1ノード初期化トランジスタTND1及び第2ノード初期化トランジスタTND2をオン状態とする。その結果、第1ノードND1の電位は、VOfs(例えば、0ボルト)となる。一方、第2ノードND2の電位は、VSS(例えば、−10ボルト)となる。そして、この[期間−TP(5)1]の完了以前において、第2ノード初期化トランジスタ制御回路105の動作に基づき第2ノード初期化トランジスタ制御線AZND2をローレベルとすることによって、第2ノード初期化トランジスタTND2をオフ状態とする。尚、第1ノード初期化トランジスタTND1のオン状態及び第2ノード初期化トランジスタTND2を同時にオン状態としてもよいし、第1ノード初期化トランジスタTND1を先にオン状態としてもよいし、第2ノード初期化トランジスタTND2を先にオン状態としてもよい。
以上の処理により、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の電位差がVth以上となる。駆動トランジスタTDrvはオン状態である。
[期間−TP(5)2](図4、及び、図5の(D)参照)
次に、閾値電圧キャンセル処理が行われる。即ち、第1ノード初期化トランジスタTND1のオン状態を維持したまま、発光制御トランジスタ制御回路103の動作に基づき発光制御トランジスタ制御線CLEL_Cをハイレベルとすることによって、発光制御トランジスタTEL_Cをオン状態とする。その結果、第1ノードND1の電位は変化しないが(VOfs=0ボルトを維持)、第1ノードND1の電位から駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって、第2ノードND2の電位は変化する。即ち、浮遊状態の第2ノードND2の電位が上昇する。そして、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の電位差がVthに達すると、駆動トランジスタTDrvがオフ状態となる。具体的には、浮遊状態の第2ノードND2の電位が(VOfs−Vth=−3ボルト>VSS)に近づき、最終的に(VOfs−Vth)となる。ここで、以下の式(2)が保証されていれば、云い換えれば、式(2)を満足するように電位を選択、決定しておけば、発光部ELPが発光することはない。
(VOfs−Vth)<(Vth-EL+VCat) (2)
この[期間−TP(5)2]にあっては、第2ノードND2の電位は、最終的に、(VOfs−Vth)となる。即ち、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vth、及び、駆動トランジスタTDrvのゲート電極を初期化するための電圧VOfsのみに依存して、第2ノードND2の電位は決定される。云い換えれば、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELには依存しない。
[期間−TP(5)3](図4、及び、図6の(A)参照)
その後、第1ノード初期化トランジスタTND1のオン状態を維持したまま、発光制御トランジスタ制御回路103の動作に基づき発光制御トランジスタ制御線CLEL_Cをローレベルとすることによって、発光制御トランジスタTEL_Cをオフ状態とする。その結果、第1ノードND1の電位は変化せず(VOfs=0ボルトを維持)、浮遊状態の第2ノードND2の電位も変化せず、(VOfs−Vth=−3ボルト)を保持する。
[期間−TP(5)4](図4、及び、図6の(B)参照)
次いで、第1ノード初期化トランジスタ制御回路104の動作に基づき第1ノード初期化トランジスタ制御線AZND1をローレベルとすることによって、第1ノード初期化トランジスタTND1をオフ状態とする。第1ノードND1及び第2ノードND2の電位は、実質上、変化しない。実際には、寄生容量等の静電結合により電位変化が生じ得るが、通常、これらは無視することができる。
次いで、図4に示す[期間−TP(5)5]〜[期間−TP(5)7]の各期間について説明する。尚、後述するように、[期間−TP(5)5]において書込み処理が行われ、[期間−TP(5)6]において移動度補正処理が行われる。上述したように、これらの処理は、第m番目の水平走査期間内に行われる必要がある。説明の便宜のため、[期間−TP(5)5]の始期と[期間−TP(5)6]の終期とは、それぞれ、第m番目の水平走査期間の始期と終期とに一致するものとして説明する。
[期間−TP(5)5](図4、及び、図6の(C)参照)
その後、駆動トランジスタTDrvに対する書込み処理を実行する。具体的には、第1ノード初期化トランジスタTND1、第2ノード初期化トランジスタTND2、及び、発光制御トランジスタTEL_Cのオフ状態を維持したまま、映像信号出力回路102の動作に基づき、データ線DTLの電位を、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSigとし、次いで、走査回路101の動作に基づき走査線SCLをハイレベルとすることによって、映像信号書込みトランジスタTSigをオン状態とする(尚、映像信号書込みトランジスタTSigのオン状態とは、第1トランジスタTSig_1と第2トランジスタTSig_2の双方がオン状態であることを意味し、映像信号書込みトランジスタTSigのオフ状態とは、第1トランジスタTSig_1と第2トランジスタTSig_2の少なくとも一方がオフ状態であることを意味する)。その結果、第1ノードND1の電位は、VSigへと上昇する。
ここで、コンデンサ部C1の容量は値c1であり、発光部ELPの寄生容量CELの容量は値cELである。そして、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の寄生容量の値をcgsとする。駆動トランジスタTDrvのゲート電極の電位がVOfsからVSig(>VOfs)に変化したとき、コンデンサ部C1の両端の電位(第1ノードND1及び第2ノードND2の電位)は、原則として、変化する。即ち、駆動トランジスタTDrvのゲート電極の電位(=第1ノードND1の電位)の変化分(VSig−VOfs)に基づく電荷が、コンデンサ部C1、発光部ELPの寄生容量CEL、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の寄生容量に振り分けられる。然るに、値cELが、値c1及び値cgsと比較して十分に大きな値であれば、駆動トランジスタTDrvのゲート電極の電位の変化分(VSig−VOfs)に基づく駆動トランジスタTDrvのソース領域(第2ノードND2)の電位の変化は小さい。そして、一般に、発光部ELPの寄生容量CELの容量値cELは、コンデンサ部C1の容量値c1及び駆動トランジスタTDRVの寄生容量の値cgsよりも大きい。そこで、説明の便宜のため、特段の必要がある場合を除き、第1ノードND1の電位変化により生ずる第2ノードND2の電位変化は考慮せずに説明を行う。後述する実施例9において変形例2として説明する3Tr/1C駆動回路を除く他の駆動回路においても同様である。駆動トランジスタTDrvのゲート電極(第1ノードND1)の電位をVg、駆動トランジスタTDrvのソース領域(第2ノードND2)の電位をVsとしたとき、Vgの値、Vsの値は以下のとおりとなる。それ故、第1ノードND1と第2ノードND2の電位差、即ち、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の電位差Vgsは、以下の式(3)で表すことができる。
g =VSig
s ≒VOfs−Vth
gs≒VSig−(VOfs−Vth) (3)
即ち、駆動トランジスタTDrvに対する書込み処理において得られたVgsは、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSig、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vth、及び、駆動トランジスタTDrvのゲート電極を初期化するための電圧VOfsのみに依存している。そして、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELとは無関係である。
[期間−TP(5)6](図4、及び、図6の(D)参照)
その後、駆動トランジスタTDrvの移動度μの大小に基づく駆動トランジスタTDrvのソース領域(第2ノードND2)の電位の補正(移動度補正処理)を行う。
一般に、駆動トランジスタTDrvをポリシリコン薄膜トランジスタ等から作製した場合、トランジスタ間で移動度μにばらつきが生じることは避け難い。従って、移動度μに差異がある複数の駆動トランジスタTDrvのゲート電極に同じ値の映像信号VSigを印加したとしても、移動度μの大きい駆動トランジスタTDrvを流れるドレイン電流Idsと、移動度μの小さい駆動トランジスタTDrvを流れるドレイン電流Idsとの間に、差異が生じてしまう。そして、このような差異が生じると、有機EL表示装置の画面の均一性(ユニフォーミティ)が損なわれてしまう。
そこで、駆動トランジスタTDrvのオン状態を維持したまま、発光制御トランジスタ制御回路103の動作に基づき発光制御トランジスタ制御線CLEL_Cをハイレベルとすることによって、発光制御トランジスタTEL_Cをオン状態とし、次いで、所定の時間(t0)が経過した後、走査回路101の動作に基づき走査線SCLをローレベルとすることによって、映像信号書込みトランジスタTSigをオフ状態とし、第1ノードND1(駆動トランジスタTDrvのゲート電極)を浮遊状態とする。そして、以上の結果、駆動トランジスタTDrvの移動度μの値が大きい場合、駆動トランジスタTDrvのソース領域における電位の上昇量ΔV(電位補正値)は大きくなり、駆動トランジスタTDrvの移動度μの値が小さい場合、駆動トランジスタTDrvのソース領域における電位の上昇量ΔV(電位補正値)は小さくなる。ここで、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の電位差Vgsは、式(3)から以下の式(4)のように変形される。
gs≒VSig−(VOfs−Vth)−ΔV (4)
尚、移動度補正処理を実行するための所定の時間([期間−TP(5)6]の全時間t0)は、有機EL表示装置の設計の際、設計値として予め決定しておけばよい。また、このときの駆動トランジスタTDrvのソース領域における電位(VOfs−Vth+ΔV)が以下の式(2’)を満足するように、[期間−TP(5)6]の全時間t0は決定されている。そして、これによって、[期間−TP(5)6]において、発光部ELPが発光することはない。更には、この移動度補正処理によって、係数k(≡(1/2)・(W/L)・Cox)のばらつきの補正も同時に行われる。
(VOfs−Vth+ΔV)<(Vth-EL+VCat) (2’)
[期間−TP(5)7](図4、及び、図6の(E)参照)
以上の操作によって、閾値電圧キャンセル処理、書込み処理、移動度補正処理が完了する。ところで、走査回路101の動作に基づき走査線SCLがローレベルとなる結果、映像信号書込みトランジスタTSigがオフ状態となり、第1ノードND1、即ち、駆動トランジスタTDrvのゲート電極は浮遊状態となる。一方、発光制御トランジスタTEL_Cはオン状態を維持しており、発光制御トランジスタTEL_Cのドレイン領域は、発光部ELPの発光を制御するための電流供給部100(電圧VCC、例えば20ボルト)に接続された状態にある。従って、以上の結果として、第2ノードND2の電位は上昇する。
ここで、上述したとおり、駆動トランジスタTDrvのゲート電極は浮遊状態にあり、しかも、コンデンサ部C1が存在するが故に、所謂ブートストラップ回路におけると同様の現象が駆動トランジスタTDrvのゲート電極に生じ、第1ノードND1の電位も上昇する。その結果、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の電位差Vgsは、式(4)の値を保持する。
また、第2ノードND2の電位が上昇し、(Vth-EL+VCat)を越えるので、発光部ELPは発光を開始する。このとき、発光部ELPを流れる電流は、駆動トランジスタTDrvのドレイン領域からソース領域へと流れるドレイン電流Idsであるので、式(1)で表すことができる。ここで、式(1)と式(4)から、式(1)は、以下の式(5)にように変形することができる。
ds=k・μ・(VSig−VOfs−ΔV)2 (5)
従って、発光部ELPを流れる電流Idsは、例えば、VOfsを0ボルトに設定したとした場合、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSigの値から、駆動トランジスタTDrvの移動度μに起因した第2ノードND2(駆動トランジスタTDrvのソース領域)における電位補正値ΔVの値を減じた値の2乗に比例する。云い換えれば、発光部ELPを流れる電流Idsは、発光部ELPの閾値電圧Vth-EL、及び、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vthには依存しない。即ち、発光部ELPの発光量(輝度)は、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELの影響、及び、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vthの影響を受けない。そして、第(n,m)番目の有機EL素子10の輝度は、係る電流Idsに対応した値である。
しかも、移動度μの大きな駆動トランジスタTDrvほど、電位補正値ΔVが大きくなるので、式(4)の左辺のVgsの値が小さくなる。従って、式(5)において、移動度μの値が大きくとも、(VSig−VOfs−ΔV)2の値が小さくなる結果、ドレイン電流Idsを補正することができる。即ち、移動度μの異なる駆動トランジスタTDrvにおいても、映像信号VSigの値が同じであれば、ドレイン電流Idsが略同じとなる結果、発光部ELPを流れ、発光部ELPの輝度を制御する電流Idsが均一化される。即ち、移動度μのばらつき(更には、kのばらつき)に起因する発光部の輝度のばらつきを補正することができる。
発光部ELPの発光状態を第(m+m’−1)番目の水平走査期間まで継続する。この時点は、[期間−TP(5)-1]の終わりに相当する。
以上によって、有機EL素子10[第(n,m)番目の副画素(有機EL素子10)]の発光の動作が完了する。
実施例2も、本発明の第1の態様に係る有機EL表示装置、及び、本発明の第1の態様に係る有機EL素子に関する。
実施例2は実施例1の変形である。実施例2は実施例1に対し、第2トランジスタは、更に、第2のシールド電極を備える点が相違する。
実施例2の有機EL表示装置の概念図は上述した図2と同様である。実施例2の駆動回路の等価回路図を図8に示し、有機EL素子10の一部分の模式的な一部断面図を図9の(A)に示す。図9の(B)は、上述した図7の(A)に対応する図であり、[期間−TP(5)7]において、映像信号書込みトランジスタTSigがオフ状態にあるときの、第2チャネル形成領域34B付近の状況を模式的に示した図である。
実施例2の駆動回路における駆動のタイミングチャートは上述した図4と同様である。また、各トランジスタのオン/オフ状態等も上述した図5の(A)〜(D)及び図6の(A)〜(E)と同様である。後述する実施例3乃至実施例8においても同様である。
図8、及び、図9の(A)に示すように、実施例2の駆動回路にあっては、第2トランジスタTSig_2は、実施例1で説明したシールド電極42(以下、第1のシールド電極42と呼ぶ場合がある)の他、更に、第2チャネル形成領域34Bの他方の面と絶縁層40を介して対向した第2のシールド電極43を有している。そして、第2のシールド電極43は、絶縁層40に設けられたコンタクトホールを介して、第1トランジスタTSig_1の他方のソース/ドレイン領域と第2トランジスタTSig_2の一方のソース/ドレイン領域とを兼ねる共通領域35Cに接続されている。第2のシールド電極43も、第1のシールド電極42と同様に、種々の周知の方法により形成することができる。
上述した第2のシールド電極43を除く他、実施例2の有機EL表示装置、有機EL素子、及び、駆動回路の構造、構成は実施例1で説明したと同様である。また、実施例2の駆動回路の動作や駆動方法は、実施例1において説明したと同様であるので、説明を省略する。
実施例2にあっては、実施例1において説明した第1のシールド電極42の他、共通領域35Cに接続された第2のシールド電極43の影響が第2チャネル形成領域34Bに及ぶ。上述したように、オフ状態においては、共通領域35Cの電位は第1のシールド電極42の電位よりも低い。このため、実施例1に対し、第2トランジスタTSig_2の閾値電圧がマイナス側にシフトする程度が相対的に弱まる。これにより、上述した図7の(B)におけるV2の値がV1側にシフトする。従って、第2トランジスタTSig_2をオフ状態とするためにゲート電極31Bに印加すべき電圧の絶対値は、実施例1よりも小さくなる。これにより、映像信号書込みトランジスタTSigのゲート電極に印加される信号の振幅の値(換言すれば、所謂オン電圧とオフ電圧の差の値)を、実施例1よりも小さく設定することができる。
実施例3も、本発明の第1の態様に係る有機EL表示装置、及び、本発明の第1の態様に係る有機EL素子に関する。
実施例3も実施例1の変形である。実施例3は実施例1に対し、第1トランジスタTSig_1は、更に、第3のシールド電極を有している点が相違する。
実施例3の有機EL表示装置の概念図は上述した図2と同様である。実施例3の駆動回路の等価回路図を図10の(A)に示す。図10の(B)は、有機EL素子10の一部分の模式的な一部断面図である。
図10の(A)及び(B)に示すように、実施例3の駆動回路にあっては、実施例1で説明した第1のシールド電極42の他、第1トランジスタTSig_1は、更に、第1チャネル形成領域34Aの他方の面と絶縁層40を介して対向した第3のシールド電極44を有している。第3のシールド電極44は、第1トランジスタTSig_1の一方のソース/ドレイン領域35Aに接続されている。より具体的には、実施例3においては、一方のソース/ドレイン領域35Aと接続される配線38からの延在部がシールド電極44を構成している。第3のシールド電極44も、第1のシールド電極42と同様に、種々の周知の方法により形成することができる。
上述した第3のシールド電極44を除く他、実施例3の有機EL表示装置、有機EL素子、及び、駆動回路の構造、構成は実施例1で説明したと同様である。また、実施例3の駆動回路の動作や駆動方法は、実施例1において説明したと同様であるので、説明を省略する。
実施例3にあっては、実施例1において説明した効果に加えて、第3のシールド電極44の影響により、第1チャネル形成領域34Aについても実施例1において図7を参照して説明したと同様の効果が起こる。具体的には、映像信号書込みトランジスタTSigがオフ状態にあるときの、第1チャネル形成領域34A付近の状況は、図7の(A)において、符号31B,34B,35Bをそれぞれ符号31A,34A,35Aと置き換えたものとなる。これにより、第1チャネル形成領域34Aの共通領域35C側にも空乏層が発生するので、第1チャネル形成領域34Aと共通領域35Cとの間により電流が流れにくくなる。
第1チャネル形成領域34Aを介したリーク電流等により共通領域35Cの電位が変化すると、その影響は、最終的には第1ノードND1の電位に及ぶ。実施例3においては、第1チャネル形成領域34Aを介したリーク電流が減少するので、上述した影響を抑制することができる。
実施例4も、本発明の第1の態様に係る有機EL表示装置、及び、本発明の第1の態様に係る有機EL素子に関する。
実施例4も実施例1の変形である。実施例4は実施例1に対し、第2トランジスタは、更に、第2のシールド電極を有し、第1トランジスタは、更に、第3のシールド電極及び第4のシールド電極を有する点が相違する。
実施例4の有機EL表示装置の概念図は上述した図2と同様である。実施例4の駆動回路の等価回路図を図11の(A)に示す。図11の(B)は、有機EL素子10の一部分の模式的な一部断面図である。
図11の(A)及び(B)に示すように、実施例4の駆動回路にあっては、実施例1で説明した第1のシールド電極42の他、第2トランジスタTSig_2は、更に、第2チャネル形成領域34Bの他方の面と絶縁層40を介して対向した第2のシールド電極43を有している。また、第1トランジスタTSig_1は、更に、第1チャネル形成領域34Aの他方の面と絶縁層40を介して対向した第3のシールド電極44及び第4のシールド電極45を有している。そして、第2のシールド電極43と第4のシールド電極45とは、第1トランジスタTSig_1の他方のソース/ドレイン領域と第2トランジスタTSig_2の一方のソース/ドレイン領域とを兼ねる共通領域35Cに接続されている。また、第3のシールド電極44は、第1トランジスタTSig_1の一方のソース/ドレイン領域35Aに接続されている。
第2のシールド電極43の構造や接続は、実施例2において説明したと同様である。第3のシールド電極44の構造や接続は、実施例3において説明したと同様である。
第4のシールド電極45は、第2のシールド電極43と同様に、映像信号書込みトランジスタTSigの共通領域35Cに接続されている。第4のシールド電極45も、第1のシールド電極42と同様に、種々の周知の方法により形成することができる。
上述したシールド電極43,44,45を除く他、実施例4の有機EL表示装置、有機EL素子、及び、駆動回路の構造、構成は実施例1で説明したと同様である。また、実施例4の駆動回路の動作や駆動方法は、実施例1において説明したと同様であるので、説明を省略する。
実施例4にあっては、第2トランジスタTSig_2の構成は、実施例2で説明したと同様である。また、第1トランジスタTSig_1も、実施例2の第2トランジスタTSig_2と同様の構成となり、第1トランジスタTSig_1の閾値電圧がマイナス側にシフトする程度が相対的に弱まる。従って、実施例2で説明したと同様に、映像信号書込みトランジスタTSigのゲート電極に印加される信号の振幅の値を小さく設定することができる。
実施例5、後述する実施例6乃至実施例8、及び、実施例10は、本発明の第2の態様に係る有機EL表示装置、及び、本発明の第2の態様に係る有機EL素子に関する。尚、上述した実施例1乃至実施例4との対比の便宜上、実施例5、及び、後述する実施例6乃至実施例8を、5つのトランジスタと1つのコンデンサ部から成る駆動回路を備えた実施例として説明する。
実施例5の有機EL表示装置の概念図は上述した図2と同様である。実施例5の駆動回路の等価回路図を図12の(A)に示す。図12の(B)は、有機EL素子10の第1ノード初期化トランジスタTND1を含む模式的な一部断面図である。実施例5の駆動回路においては、第1ノード初期化トランジスタTND1を、実施例1において説明した映像信号トランジスタTSigと同様の構造とした。
図12の(A)に示すように、映像信号書込みトランジスタTSigにおいては、
(B−1)一方のソース/ドレイン領域は、データ線DTLに接続されており、
(B−2)他方のソース/ドレイン領域は、駆動トランジスタTDrvのゲート電極、且つ、コンデンサ部C1の他方の電極に接続されており、第1ノードND1を構成し、
(B−3)ゲート電極は、走査線SCLに接続されている。後述する実施例6乃至実施例8、実施例10においても同様である。
図12の(B)に示すように、実施例5における駆動回路を構成するトランジスタ及びコンデンサ部C1は支持体20上に形成され、発光部ELPは、例えば、層間絶縁層46を介して、駆動回路を構成するトランジスタ及びコンデンサ部C1の上方に形成されている。後述する実施例6乃至実施例8、実施例10においても同様である。尚、図12の(B)、並びに、後述する図13の(B)、図14の(B)、及び、図15の(B)においては、第1ノード初期化トランジスタTND1のみを図示する。第1ノード初期化トランジスタTND1以外のトランジスタは隠れて見えない。
駆動回路は第1ノード初期化トランジスタTND1を備えている。第1ノード初期化トランジスタTND1は、半導体層133、半導体層133に設けられたソース/ドレイン領域、及び、チャネル形成領域を備えている。図12の(A)及び(B)に示すように、実施例5においては、第1ノード初期化トランジスタTND1は、デュアルゲート型のトランジスタから成り、第1ゲート電極131Aと第1チャネル形成領域134Aとを備えた第1トランジスタTND1_1、及び、第2ゲート電極131Bと第2チャネル形成領域134Bとを備えた第2トランジスタTND1_2から構成されている。後述する実施例6乃至実施例8においても同様である。
図12の(B)に示すソース/ドレイン領域135A,135B、及び、共通領域135Cは、それぞれ、半導体層133に設けられた領域である。共通領域135Cは、第1トランジスタTND1_1の他方のソース/ドレイン領域と第2トランジスタTND1_2の一方のソース/ドレイン領域とを兼ねる共通領域である。第1トランジスタTND1_1の一方のソース/ドレイン領域135Aは、第1ノード初期化電圧供給線PSND1(図12の(B)においては、配線138に相当する)に接続されている。第2トランジスタTND1_2の他方のソース/ドレイン領域135Bは、第1ノードND1(図12の(B)においては、より具体的には、第1ノードND1を構成するコンデンサ部C1の他方の電極36)に接続されている。従って、第2トランジスタTND1_2の他方のソース/ドレイン領域135Bも、実質的に第1ノードND1を構成する。第1トランジスタTND1_1の第1ゲート電極131A、及び、第2トランジスタTND1_2の第2ゲート電極131Bは、第1ノード初期化トランジスタ制御線AZND1に接続されている。第1トランジスタTND1_1の第1ゲート電極131Aは、第1チャネル形成領域134Aの一方の面と絶縁層140を介して対向している。第2トランジスタTND1_2の第2ゲート電極131Bは、第2チャネル形成領域134Bの一方の面と絶縁層140を介して対向している。後述する実施例6乃至実施例8、実施例10においても同様である。
そして、第2トランジスタTND1_2は、第2チャネル形成領域134Bの他方の面と絶縁層140を介して対向したシールド電極142を有している。シールド電極142は、第2トランジスタTND1_2の他方のソース/ドレイン領域135Bに接続されている。より具体的には、実施例5においては、他方のソース/ドレイン領域135Bと接続される配線141からの延在部がシールド電極142を構成している。後述する実施例6乃至実施例8においても同様である。
尚、駆動トランジスタTDrvの他のトランジスタも上記で説明したと同様に半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極等から構成されている。後述する実施例6乃至実施例8、実施例10においても同様である。
一方、コンデンサ部C1の構成は、実施例1における説明において、ゲート絶縁層32をゲート絶縁層132と読み替えればよいので、説明を省略する。後述する実施例6乃至実施例8、実施例10においても同様である。
第1ノード初期化トランジスタTND1のオン/オフ動作は、第1ノード初期化トランジスタTND1のゲート電極131A,131Bに接続された第1ノード初期化トランジスタ制御線AZND1によって制御される。第1ノード初期化電圧供給線PSND1には、第1ノード初期化するための電圧VOfsが印加される。後述する実施例6乃至実施例8、実施例10においても同様である。
実施例5の有機EL表示装置等を構成する他の構成要素の構造、構成は、実施例1で説明したと実質的に同様である。また、実施例5の駆動回路の動作や駆動方法は、実施例1において説明したと同様であるので、説明を省略する。後述する実施例6乃至実施例8においても同様である。
実施例5の駆動回路においては、第1ノード初期化トランジスタTND1がオン状態からオフ状態となる際には、実施例1において映像信号書込みトランジスタTSigについて説明したと実質的に同様の現象が起こる(尚、第1ノード初期化トランジスタTND1のオン状態とは第1トランジスタTND1_1と第2トランジスタTND1_2の双方がオン状態であることを意味し、第1ノード初期化トランジスタTND1のオフ状態とは、第1トランジスタTND1_1と第2トランジスタTND1_2の少なくとも一方がオフ状態であることを意味する。)。即ち、一方のソース/ドレイン領域135Aと他方のソース/ドレイン領域135Bの電位に対し、共通領域135Cの電位は相対的にマイナス側に変化する。従って、この状態においては、共通領域135Cはソース領域、ソース/ドレイン領域135A,135Bはドレイン領域となる。
そして、実施例1において説明したと同様に、第2チャネル形成領域134Bのキャリア(電子)は、シールド電極142により引きつけられる。これにより、第2チャネル形成領域134Bの共通領域135C側に空乏層が発生するので、第2チャネル形成領域134Bと共通領域135Cとの間によりリーク電流が流れにくくなる。上述したように、第2チャネル形成領域134Bは、実質的に第1ノードND1を構成する他方のソース/ドレイン領域135B側のチャネル形成領域である。従って、第1ノードND1を介したコンデンサ部C1の電荷量の変動を効果的に抑えることができる。
シールド電極142を付加することによる電流−電圧特性の変化は、実施例1において、図7の(B)を参照して説明したと同様であるので、説明を省略する。
尚、図12の(A)においては、映像信号トランジスタTSigを所謂シングルゲートトランジスタとしたが、これに限るものではない。映像信号トランジスタTSigを、上述した実施例1〜実施例4において説明した構成としてもよい。後述する実施例6乃至実施例8、実施例10において参照する図13、図14、図15、図31においても同様である。
実施例6も、本発明の第2の態様に係る有機EL表示装置、及び、本発明の第2の態様に係る有機EL素子に関する。
実施例6の有機EL表示装置の概念図は上述した図2と同様である。実施例6の駆動回路の等価回路図を図13の(A)に示す。図13の(B)は、有機EL素子10の第1ノード初期化トランジスタTND1を含む模式的な一部断面図である。実施例6の駆動回路においては、第1ノード初期化トランジスタTND1を、実施例2において説明した映像信号トランジスタTSigと同様の構造とした。
図13の(A)及び(B)に示すように、実施例6の駆動回路にあっては、第2トランジスタTND1_2は、実施例5で説明したシールド電極142(以下、第1のシールド電極142と呼ぶ場合がある)の他、更に、第2チャネル形成領域134Bの他方の面と絶縁層140を介して対向した第2のシールド電極143を有している。そして、第2のシールド電極143は、絶縁層140に設けられたコンタクトホールを介して、第1トランジスタTND1_1の他方のソース/ドレイン領域と第2トランジスタTND1_2の一方のソース/ドレイン領域とを兼ねる共通領域135Cに接続されている。第2のシールド電極143も種々の周知の方法により形成することができる。
そして、実施例6にあっては、実施例5において説明した第1のシールド電極142の他、共通領域135Cに接続された第2のシールド電極143の影響が第2チャネル形成領域134Bに及ぶ。共通領域135Cの電位は第1のシールド電極142の電位よりも低い。実施例2において説明したと同様に、このため、実施例5に対し、第2トランジスタTND1_2の閾値電圧がマイナス側にシフトする程度が相対的に弱まる。これにより、実施例2において説明したと同様に、第2トランジスタTND1_2をオフ状態とするためにゲート電極131Bに印加すべき電圧の絶対値は、実施例5よりも小さくなる。これにより第1ノード初期化トランジスタTND1のゲート電極に印加される信号の振幅の値を、実施例5よりも小さく設定することができる。
実施例7も、本発明の第2の態様に係る有機EL表示装置、及び、本発明の第2の態様に係る有機EL素子に関する。
実施例7の有機EL表示装置の概念図は上述した図2と同様である。実施例7の駆動回路の等価回路図を図14の(A)に示す。図14の(B)は、有機EL素子10の第1ノード初期化トランジスタTND1を含む模式的な一部断面図である。実施例7の駆動回路においては、第1ノード初期化トランジスタTND1を、実施例3において説明した映像信号トランジスタTSigと同様の構造とした。
図14の(A)及び(B)に示すように、実施例7の駆動回路にあっては、実施例5で説明した第1のシールド電極142の他、第1トランジスタTND1_1は、更に、第1チャネル形成領域134Aの他方の面と絶縁層140を介して対向した第3のシールド電極144を有している。第3のシールド電極144は、第1トランジスタTND1_1の一方のソース/ドレイン領域135Aに接続されている。より具体的には、実施例7においては、一方のソース/ドレイン領域135Aと接続される配線138からの延在部がシールド電極144を構成している。第3のシールド電極144も種々の周知の方法により形成することができる。
実施例3において説明したと同様に、実施例7にあっては、第3のシールド電極144の影響により、第1チャネル形成領域134Aについても実施例1において図7の(A)及び(B)を参照して説明したと同様の効果が起こる。これにより、第1チャネル形成領域134Aの共通領域135C側にも空乏層が発生するので、第1チャネル形成領域134Aと共通領域135Cとの間により電流が流れにくくなる。
実施例3において説明したと同様に、第1チャネル形成領域134Aを介したリーク電流等により共通領域135Cの電位が変化すると、その影響は、最終的には第1ノードND1の電位に及ぶ。実施例7においては、第1チャネル形成領域134Aを介したリーク電流が減少するので、上述した影響を抑制することができる。
実施例8も、本発明の第2の態様に係る有機EL表示装置、及び、本発明の第2の態様に係る有機EL素子に関する。
実施例8の有機EL表示装置の概念図は上述した図2と同様である。実施例8の駆動回路の等価回路図を図15の(A)に示す。図15の(B)は、有機EL素子10の第1ノード初期化トランジスタTND1を含む模式的な一部断面図である。実施例8の駆動回路においては、第1ノード初期化トランジスタTND1を、実施例4において説明した映像信号トランジスタTSigと同様の構造とした。
図15の(A)及び(B)に示すように、実施例8の駆動回路にあっては、第2トランジスタTND1_2は、更に、第2チャネル形成領域134Bの他方の面と絶縁層140を介して対向した第2のシールド電極143を有している。また、第1トランジスタTND1_1は、更に、第1チャネル形成領域134Aの他方の面と絶縁層140を介して対向した第3のシールド電極144及び第4のシールド電極145を有している。そして、第2のシールド電極143と第4のシールド電極145とは、第1トランジスタTND1_1の他方のソース/ドレイン領域と第2トランジスタTND1_2の一方のソース/ドレイン領域とを兼ねる共通領域135Cに接続されている。また、第3のシールド電極144は、第1トランジスタTND1_1の一方のソース/ドレイン領域135Aに接続されている。
第2のシールド電極143の構造や接続は、実施例6において説明したと同様である。第3のシールド電極144の構造や接続は、実施例7において説明したと同様である。
第4のシールド電極145は、第2のシールド電極143と同様に、第1ノード初期化トランジスタTND1の共通領域135Cに接続されている。第4のシールド電極145も種々の周知の方法により形成することができる。
実施例8にあっては、第2トランジスタTND1_2の構成は、実施例6で説明したと同様である。また、第1トランジスタTND1_1も、実施例6の第2トランジスタTND1_2と同様の構成となり、第1トランジスタTND1_1の閾値電圧がマイナス側にシフトする程度が相対的に弱まる。従って、実施例2で説明したと同様に、第1ノード初期化トランジスタTND1のゲート電極に印加される信号の振幅の値を小さく設定することができる。
以下、本発明の第1の態様に係る有機EL表示装置、及び、本発明の第1の態様に係る有機EL素子の種々の変形例について説明する。
上述した実施例1乃至実施例4については、駆動回路は5つのトランジスタと1つのコンデンサ部を備えるとして説明した。図16に等価回路図を示す変形例1は、駆動回路が4つのトランジスタと1つのコンデンサ部を備える構成である。図21に等価回路図を示す変形例2は、駆動回路が3つのトランジスタと1つのコンデンサ部を備える構成である。図26に等価回路図を示す変形例3は、駆動回路が2つのトランジスタと1つのコンデンサ部を備える構成の例である。
これらの変形例において、駆動回路を構成する映像信号書込みトランジスタTSigの構造を、実施例1乃至実施例4で説明した構造とすることができる。便宜の為、図16、図21、及び、図26に示す等価回路においては、実施例1で参照した図1と同様に、映像信号書込みトランジスタTSigは第1ノードND1側のシールド電極を有するとして記したが、これに限るものではない。
[変形例1:4Tr/1C駆動回路]
4Tr/1C駆動回路の等価回路図を図16に示し、有機EL表示装置の概念図を図17に示し、駆動のタイミングチャートを模式的に図18に示し、各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に図19の(A)〜(D)及び図20の(A)〜(D)に示す。尚、図19の(A)〜(D)及び図20の(A)〜(E)においては、便宜上、駆動トランジスタを除く各トランジスタを、シングルゲート型であるかデュアルゲート型であるかに拘わらず、一つのスイッチで表現した。
この4Tr/1C駆動回路においては、第1ノード初期化トランジスタTND1が省略されている。即ち、この4Tr/1C駆動回路は、映像信号書込みトランジスタTSig、駆動トランジスタTDrv、発光制御トランジスタTEL_C、第2ノード初期化トランジスタTND2の4つのトランジスタから構成され、更には、1つのコンデンサ部C1から構成されている。
[発光制御トランジスタTEL_C
発光制御トランジスタTEL_Cの構成は、実施例1において説明した発光制御トランジスタTEL_Cの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。
[駆動トランジスタTDrv
駆動トランジスタTDrvの構成は、実施例1において説明した駆動トランジスタTDrvの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。
[第2ノード初期化トランジスタTND2
第2ノード初期化トランジスタTND2の構成は、実施例1において説明した第2ノード初期化トランジスタTND2の構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。
[映像信号書込みトランジスタTSig
映像信号書込みトランジスタTSigの構成は、実施例1において説明した映像信号書込みトランジスタTSigの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。但し、映像信号書込みトランジスタTSigの一方のソース/ドレイン領域は、データ線DTLに接続されているが、映像信号出力回路102から、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSigだけでなく、駆動トランジスタTDrvのゲート電極を初期化するための電圧VOfsも供給される。この点が、実施例1において説明した映像信号書込みトランジスタTSigの動作と相違している。尚、映像信号出力回路102から、データ線DTLを介して、VSigやVOfs以外の信号・電圧(例えば、プリチャージ駆動のための信号)が、一方のソース/ドレイン領域に供給されてもよい。
[発光部ELP]
発光部ELPの構成は、実施例1において説明した発光部ELPの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。
以下、4Tr/1C駆動回路の動作説明を行う。
[期間−TP(4)-1](図18、及び、図19の(A)参照)
この[期間−TP(4)-1]は、例えば、前の表示フレームにおける動作であり、実施例1において説明した[期間−TP(5)-1]と同じ動作である。
図18に示す[期間−TP(4)0]〜[期間−TP(4)4]は、図4に示す[期間−TP(5)0]〜[期間−TP(5)4]に対応する期間であり、次の書込み処理が行われる直前までの動作期間である。そして、実施例1と同様に、[期間−TP(4)0]〜[期間−TP(4)4]において、第(n,m)番目の有機EL素子10は原則として非発光状態にある。但し、4Tr/1C駆動回路の動作においては、図18に示す[期間−TP(4)5]〜[期間−TP(4)6]の他、[期間−TP(4)2]〜[期間−TP(4)4]も第m番目の水平走査期間に包含される点が、実施例1の動作とは異なる。尚、説明の便宜のため、[期間−TP(4)2]の始期、及び、[期間−TP(4)6]の終期は、それぞれ、第m番目の水平走査期間の始期、及び、終期に一致するものとして説明する。
以下、[期間−TP(4)0]〜[期間−TP(4)4]の各期間について、説明する。尚、実施例1において説明したと同様に、[期間−TP(4)1]の始期や、[期間−TP(4)1]〜[期間−TP(4)4]の各期間の長さは、有機EL表示装置の設計に応じて適宜設定すればよい。
[期間−TP(4)0
この[期間−TP(4)0]は、例えば、前の表示フレームから現表示フレームにおける動作であり、実施例1において説明した[期間−TP(5)0]と、実質的に同じ動作である。
[期間−TP(4)1](図19の(B)参照)
この[期間−TP(4)1]は、実施例1において説明した[期間−TP(5)1]に相当する。この[期間−TP(4)1]において、後述する閾値電圧キャンセル処理を行うための前処理が行われる。[期間−TP(4)1]の開始時、第2ノード初期化トランジスタ制御回路105の動作に基づき第2ノード初期化トランジスタ制御線AZND2をハイレベルとすることによって、第2ノード初期化トランジスタTND2をオン状態とする。その結果、第2ノードND2の電位は、VSS(例えば、−10ボルト)となる。また、第2ノードND2の電位低下に倣うように、浮遊状態の第1ノードND1(駆動トランジスタTDrvのゲート電極)の電位も低下する。尚、[期間−TP(4)1]における第1ノードND1の電位は、[期間−TP(4)-1]における第1ノードND1の電位(前フレームのVSigの値に応じて定まる)により左右されるので、一定の値をとるものではない。
[期間−TP(4)2](図19の(C)参照)
その後、映像信号出力回路102の動作に基づきデータ線DTLの電位をVOfsとし、走査回路101の動作に基づき走査線SCLをハイレベルとすることによって、映像信号書込みトランジスタTSigをオン状態とする。その結果、第1ノードND1の電位は、VOfs(例えば、0ボルト)となる。第2ノードND2の電位はVSS(例えば、−10ボルト)を保持する。その後、第2ノード初期化トランジスタ制御回路105の動作に基づき第2ノード初期化トランジスタ制御線AZND2をローレベルとすることによって、第2ノード初期化トランジスタTND2をオフ状態とする。
尚、[期間−TP(4)1]の開始と同時に、あるいは、[期間−TP(4)1]の途中で、映像信号書込みトランジスタTSigをオン状態としてもよい。
以上の処理により、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の電位差がVth以上となり、駆動トランジスタTDrvはオン状態となる。
[期間−TP(4)3](図19の(D)参照)
次に、閾値電圧キャンセル処理が行われる。即ち、映像信号書込みトランジスタTSigのオン状態を維持したまま、発光制御トランジスタ制御回路103の動作に基づき発光制御トランジスタ制御線CLEL_Cをハイレベルとすることによって、発光制御トランジスタTEL_Cをオン状態とする。その結果、第1ノードND1の電位は変化しないが(VOfs=0ボルトを維持)、第1ノードND1の電位から駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって、第2ノードND2の電位は変化する。即ち、浮遊状態の第2ノードND2の電位が上昇する。そして、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の電位差がVthに達すると、駆動トランジスタTDrvがオフ状態となる。具体的には、浮遊状態の第2ノードND2の電位が(VOfs−Vth=−3ボルト)に近づき、最終的に(VOfs−Vth)となる。ここで、上述した式(2)が保証されていれば、云い換えれば、式(2)を満足するように電位を選択、決定しておけば、発光部ELPが発光することはない。
この[期間−TP(4)3]にあっては、第2ノードND2の電位は、最終的に、(VOfs−Vth)となる。即ち、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vth、及び、駆動トランジスタTDrvのゲート電極を初期化するための電圧VOfsのみに依存して、第2ノードND2の電位は決定される。そして、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELとは無関係である。
[期間−TP(4)4](図20の(A)参照)
その後、映像信号書込みトランジスタTSigのオン状態を維持したまま、発光制御トランジスタ制御回路103の動作に基づき発光制御トランジスタ制御線CLEL_Cをローレベルとすることによって、発光制御トランジスタTEL_Cをオフ状態とする。その結果、第1ノードND1の電位は変化せず(VOfs=0ボルトを維持)、浮遊状態の第2ノードND2の電位も、実質上、変化せず(実際には、寄生容量等の静電結合により電位変化が生じ得るが、通常、これらは無視することができる)、(VOfs−Vth=−3ボルト)を保持する。
次いで、[期間−TP(4)5]〜[期間−TP(4)7]の各期間について説明する。これらの期間は、実施例1において説明した[期間−TP(5)5]〜[期間−TP(5)7]と、実質的に同じ動作である。
[期間−TP(4)5](図20の(B)参照)
次に、駆動トランジスタTDrvに対する書込み処理を実行する。具体的には、映像信号書込みトランジスタTSigのオン状態を維持し、第2ノード初期化トランジスタTND2、及び、発光制御トランジスタTEL_Cのオフ状態を維持したまま、映像信号出力回路102の動作に基づきデータ線DTLの電位を、VOfsから、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSigに切り替える。その結果、第1ノードND1の電位は、VSigへと上昇する。尚、映像信号書込みトランジスタTSigを、一旦、オフ状態とし、映像信号書込みトランジスタTSig、第2ノード初期化トランジスタTND2、及び、発光制御トランジスタTEL_Cのオフ状態を維持したまま、映像信号出力回路102の動作に基づきデータ線DTLの電位を、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSigに変更し、その後、第2ノード初期化トランジスタTND2、及び、発光制御トランジスタTEL_Cのオフ状態を維持したまま、走査線SCLをハイレベルとすることによって、映像信号書込みトランジスタTSigをオン状態としてもよい。
これによって、実施例1において説明したと同様に、第1ノードND1と第2ノードND2の電位差、即ち、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の電位差Vgsとして、式(3)で説明した値を得ることができる。
即ち、4Tr/1C駆動回路においても、駆動トランジスタTDrvに対する書込み処理において得られたVgsは、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSig、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vth、及び、駆動トランジスタTDrvのゲート電極を初期化するための電圧VOfsのみに依存している。そして、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELとは無関係である。
[期間−TP(4)6](図20の(C)参照)
その後、駆動トランジスタTDrvの移動度μの大小に基づく駆動トランジスタTDrvのソース領域(第2ノードND2)の電位の補正(移動度補正処理)を行う。具体的には、実施例1において説明した[期間−TP(5)6]と同じ動作を行えばよい。尚、移動度補正処理を実行するための所定の時間([期間−TP(4)6]の全時間t0)は、有機EL表示装置の設計の際、設計値として予め決定しておけばよい。
[期間−TP(4)7](図20の(D)参照)
以上の操作によって、閾値電圧キャンセル処理、書込み処理、移動度補正処理が完了する。そして、実施例1において説明した[期間−TP(5)7]と同じ処理がなされ、第2ノードND2の電位が上昇し、(Vth-EL+VCat)を越えるので、発光部ELPは発光を開始する。このとき、発光部ELPを流れる電流は、前述した式(5)にて得ることができるので、発光部ELPを流れる電流Idsは、発光部ELPの閾値電圧Vth-EL、及び、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vthには依存しない。即ち、発光部ELPの発光量(輝度)は、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELの影響、及び、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vthの影響を受けない。加えて、駆動トランジスタTDrvにおける移動度μのばらつきに起因したドレイン電流Idsのばらつき発生を抑制することができる。
そして、発光部ELPの発光状態を第(m+m’−1)番目の水平走査期間まで継続する。この時点は、[期間−TP(4)-1]の終わりに相当する。
以上によって、有機EL素子10[第(n,m)番目の副画素(有機EL素子10)]の発光の動作が完了する。
次に、3Tr/1C駆動回路に関する説明を行う。
[変形例2:3Tr/1C駆動回路]
3Tr/1C駆動回路の等価回路図を図21に示し、有機EL表示装置の概念図を図22に示し、駆動のタイミングチャートを模式的に図23に示し、各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に図24の(A)〜(D)及び図25の(A)〜(E)に示す。尚、図24の(A)〜(D)及び図25の(A)〜(E)においては、便宜上、駆動トランジスタを除く各トランジスタを、シングルゲート型であるかデュアルゲート型であるかに拘わらず、一つのスイッチで表現した。
この3Tr/1C駆動回路においては、第1ノード初期化トランジスタTND1、及び、第2ノード初期化トランジスタTND2の2つのトランジスタが省略されている。即ち、この3Tr/1C駆動回路は、映像信号書込みトランジスタTSig、発光制御トランジスタTEL_C、及び、駆動トランジスタTDrvの3つのトランジスタから構成され、更には、1つのコンデンサ部C1から構成されている。
[発光制御トランジスタTEL_C
発光制御トランジスタTEL_Cの構成は、実施例1において説明した発光制御トランジスタTEL_Cの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。
[駆動トランジスタTDrv
駆動トランジスタTDrvの構成は、実施例1において説明した駆動トランジスタTDrvの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。
[映像信号書込みトランジスタTSig
映像信号書込みトランジスタTSigの構成は、実施例1において説明した映像信号書込みトランジスタTSigの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。但し、映像信号書込みトランジスタTSigの一方のソース/ドレイン領域は、データ線DTLに接続されているが、映像信号出力回路102から、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSigだけでなく、駆動トランジスタTDrvのゲート電極を初期化するための電圧VOfs-H及び電圧VOfs-Lも供給される。この点が、実施例1において説明した映像信号書込みトランジスタTSigの動作と相違している。尚、映像信号出力回路102から、データ線DTLを介して、VSigやVOfs-H/VOfs-L以外の信号・電圧(例えば、プリチャージ駆動のための信号)が、一方のソース/ドレイン領域に供給されてもよい。電圧VOfs-H及び電圧VOfs-Lの値として、限定するものではないが、例えば、
Ofs-H=約30ボルト
Ofs-L=約0ボルト
を例示することができる。
[CELとC1の値の関係]
後述するように、3Tr/1C駆動回路においては、データ線DTLを利用して第2ノードND2の電位を変化させる必要がある。上述した実施例1の駆動回路や4Tr/1Cの駆動回路においては、値cELは、値c1及び値cgsと比較して十分に大きな値であるとし、駆動トランジスタTDrvのゲート電極の電位の変化分(VSig−VOfs)に基づく駆動トランジスタTDrvのソース領域(第2ノードND2)の電位の変化を考慮せずに説明を行った。一方、3Tr/1C駆動回路においては、値c1を、設計上、他の駆動回路よりも大きい値(例えば、値c1を値cELの約1/4〜1/3程度)に設定する。従って、他の駆動回路よりも、第1ノードND1の電位変化により生ずる第2ノードND2の電位変化の程度は大きい。このため、3Tr/1Cの説明においては、第1ノードND1の電位変化により生ずる第2ノードND2の電位変化を考慮して説明を行う。尚、図23に示した駆動のタイミングチャートも、第1ノードND1の電位変化により生ずる第2ノードND2の電位変化を考慮して示した。
[発光部ELP]
発光部ELPの構成は、実施例1において説明した発光部ELPの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。
以下、3Tr/1C駆動回路の動作説明を行う。
[期間−TP(3)-1](図23、及び、図24の(A)参照)
この[期間−TP(3)-1]は、例えば、前の表示フレームにおける動作であり、実質的に、実施例1において説明した[期間−TP(5)-1]と同じ動作である。
図23に示す[期間−TP(3)0]〜[期間−TP(3)4]は、図4に示す[期間−TP(5)0]〜[期間−TP(5)4]に対応する期間であり、次の書込み処理が行われる直前までの動作期間である。そして、実施例1と同様に、[期間−TP(3)0]〜[期間−TP(3)4]において、第(n,m)番目の有機EL素子10は原則として非発光状態にある。但し、3Tr/1C駆動回路の動作においては、図23に示すように、[期間−TP(3)5]〜[期間−TP(3)6]の他、[期間−TP(3)1]〜[期間−TP(3)4]も第m番目の水平走査期間に包含される点が、実施例1の動作とは異なる。尚、説明の便宜のため、[期間−TP(3)1]の始期、及び、[期間−TP(3)6]の終期は、それぞれ、第m番目の水平走査期間の始期、及び、終期に一致するものとして説明する。
以下、[期間−TP(3)0]〜[期間−TP(3)4]の各期間について、説明する。尚、実施例1において説明したと同様に、[期間−TP(3)1]〜[期間−TP(3)4]の各期間の長さは、有機EL表示装置の設計に応じて適宜設定すればよい。
[期間−TP(3)0](図24の(B)参照)
この[期間−TP(3)0]は、例えば、前の表示フレームから現表示フレームにおける動作であり、実施例1において説明した[期間−TP(5)0]と、実質的に同じ動作である。
[期間−TP(3)1](図24の(C)参照)
そして、現表示フレームにおける第m行目の水平走査期間が開始する。[期間−TP(3)1]の開始時、映像信号出力回路102の動作に基づきデータ線DTLの電位を、駆動トランジスタTDrvのゲート電極を初期化するための電圧VOfs-Hとし、次いで、走査回路101の動作に基づき走査線SCLをハイレベルとすることによって、映像信号書込みトランジスタTSigをオン状態とする。その結果、第1ノードND1の電位は、VOfs-Hとなる。上述したように、コンデンサ部C1の値c1を、設計上、他の駆動回路よりも大きい値としたので、ソース領域の電位(第2ノードND2の電位)は上昇する。そして、発光部ELPの両端の電位差が閾値電圧Vth-ELを超えるので、電位発光部ELPは導通状態となるが、駆動トランジスタTDrvのソース領域の電位は、再び、(Vth-EL+VCat)まで、直ちに低下する。尚、この過程において、発光部ELPが発光し得るが、発光は一瞬であり、実用上、問題とはならない。一方、駆動トランジスタTDrvのゲート電極は電圧VOfs-Hを保持する。
[期間−TP(3)2](図24の(D)参照)
その後、映像信号出力回路102の動作に基づき、データ線DTLの電位を、駆動トランジスタTDrvのゲート電極を初期化するための電圧VOfs-Hから電圧VOfs-Lへと変更することによって、第1ノードND1の電位は、VOfs-Lとなる。そして、第1ノードND1の電位の低下に伴い、第2ノードND2の電位も低下する。即ち、駆動トランジスタTDrvのゲート電極の電位の変化分(VOfs-L−VOfs-H)に基づく電荷が、コンデンサ部C1、発光部ELPの寄生容量CEL、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の寄生容量に振り分けられる。尚、後述する[期間−TP(3)3]における動作の前提として、[期間−TP(3)2]の終期において、第2ノードND2の電位がVOfs-L−Vthよりも低いことが必要となる。VOfs-Hの値等は、この条件を満たすように設定されている。即ち、以上の処理により、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の電位差がVth以上となり、駆動トランジスタTDrvはオン状態となる。
[期間−TP(3)3](図25の(A)参照)
次に、閾値電圧キャンセル処理が行われる。即ち、映像信号書込みトランジスタTSigのオン状態を維持したまま、発光制御トランジスタ制御回路103の動作に基づき発光制御トランジスタ制御線CLEL_Cをハイレベルとすることによって、発光制御トランジスタTEL_Cをオン状態とする。その結果、第1ノードND1の電位は変化しないが(VOfs-L=0ボルトを維持)、第1ノードND1の電位から駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって、第2ノードND2の電位は変化する。即ち、浮遊状態の第2ノードND2の電位が上昇する。そして、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の電位差がVthに達すると、駆動トランジスタTDrvがオフ状態となる。具体的には、浮遊状態の第2ノードND2の電位が(VOfs-L−Vth=−3ボルト)に近づき、最終的に(VOfs-L−Vth)となる。ここで、上述した式(2)が保証されていれば、云い換えれば、式(2)を満足するように電位を選択、決定しておけば、発光部ELPが発光することはない。
この[期間−TP(3)3]にあっては、第2ノードND2の電位は、最終的に、(VOfs-L−Vth)となる。即ち、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vth、及び、駆動トランジスタTDrvのゲート電極を初期化するための電圧VOfs-Lのみに依存して、第2ノードND2の電位は決定される。そして、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELとは無関係である。
[期間−TP(3)4](図25の(B)参照)
その後、映像信号書込みトランジスタTSigのオン状態を維持したまま、発光制御トランジスタ制御回路103の動作に基づき発光制御トランジスタ制御線CLEL_Cをローレベルとすることによって、発光制御トランジスタTEL_Cをオフ状態とする。その結果、第1ノードND1の電位は変化せず(VOfs-L=0ボルトを維持)、浮遊状態の第2ノードND2の電位も変化せず、(VOfs-L−Vth=−3ボルト)を保持する。
次いで、[期間−TP(3)5]〜[期間−TP(3)7]の各期間について説明する。これらは、実施例1において説明した[期間−TP(5)5]〜[期間−TP(5)7]と、実質的に同じ動作である。
[期間−TP(3)5](図25の(C)参照)
次に、駆動トランジスタTDrvに対する書込み処理を実行する。具体的には、映像信号書込みトランジスタTSigのオン状態を維持し、発光制御トランジスタTEL_Cのオフ状態を維持したまま、映像信号出力回路102の動作に基づき、データ線DTLの電位を、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSigとする。その結果、第1ノードND1の電位は、VSigへと上昇する。尚、映像信号書込みトランジスタTSigを、一旦、オフ状態とし、映像信号書込みトランジスタTSig、及び、発光制御トランジスタTEL_Cのオフ状態を維持したまま、データ線DTLの電位を、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSigに変更し、その後、発光制御トランジスタTEL_Cのオフ状態を維持したまま、走査線SCLをハイレベルとすることによって、映像信号書込みトランジスタTSigをオン状態としてもよい。
[期間−TP(3)5]において、第1ノードND1の電位が、VOfs-LからVSigへと上昇する。このため、第1ノードND1の電位変化により生ずる第2ノードND2の電位変化を考慮すると、第2ノードND1の電位も、若干、上昇する。即ち、第2ノードND1の電位を、VOfs-L−Vth+α・(VSig−VOfs-L)と表すことができる。但し、0<α<1であり、αの値はコンデンサ部C1、発光部ELPの寄生容量CELの値等により定まる。
これによって、実施例1において説明したと同様に、第1ノードND1と第2ノードND2の電位差、即ち、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の電位差Vgsとして、以下の式(3’)で説明した値を得ることができる。
gs≒VSig−(VOfs-L−Vth)−α・(VSig−VOfs-L) (3’)
即ち、3Tr/1C駆動回路においても、駆動トランジスタTDrvに対する書込み処理において得られたVgsは、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSig、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vth、及び、駆動トランジスタTDrvのゲート電極を初期化するための電圧VOfs-Lのみに依存している。そして、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELとは無関係である。
[期間−TP(3)6](図25の(D)参照)
その後、駆動トランジスタTDrvの移動度μの大小に基づく駆動トランジスタTDrvのソース領域(第2ノードND2)の電位の補正(移動度補正処理)を行う。具体的には、実施例1において説明した[期間−TP(5)6]と同じ動作を行えばよい。尚、移動度補正処理を実行するための所定の時間([期間−TP(3)6]の全時間t0)は、有機EL表示装置の設計の際、設計値として予め決定しておけばよい。
[期間−TP(3)7](図25の(E)参照)
以上の操作によって、閾値電圧キャンセル処理、書込み処理、移動度補正処理が完了する。そして、実施例1において説明した[期間−TP(5)7]と同じ処理がなされ、第2ノードND2の電位が上昇し、(Vth-EL+VCat)を越えるので、発光部ELPは発光を開始する。このとき、発光部ELPを流れる電流は、前述した式(5)にて得ることができるので、発光部ELPを流れる電流Idsは、発光部ELPの閾値電圧Vth-EL、及び、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vthには依存しない。即ち、発光部ELPの発光量(輝度)は、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELの影響、及び、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vthの影響を受けない。加えて、駆動トランジスタTDrvにおける移動度μのばらつきに起因したドレイン電流Idsのばらつき発生を抑制することができる。
そして、発光部ELPの発光状態を第(m+m’−1)番目の水平走査期間まで継続する。この時点は、[期間−TP(3)-1]の終わりに相当する。
以上によって、有機EL素子10[第(n,m)番目の副画素(有機EL素子10)]の発光の動作が完了する。
次に、2Tr/1C駆動回路に関する説明を行う。
[変形例3:2Tr/1C駆動回路]
2Tr/1C駆動回路の等価回路図を図26に示し、有機EL表示装置の概念図を図27に示し、駆動のタイミングチャートを模式的に図28に示し、各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に図29の(A)〜(F)に示す。尚、図29の(A)〜(F)においては、便宜上、駆動トランジスタを除く各トランジスタを、シングルゲート型であるかデュアルゲート型であるかに拘わらず、一つのスイッチで表現した。
この2Tr/1C駆動回路においては、第1ノード初期化トランジスタTND1、発光制御トランジスタTEL_C、及び、第2ノード初期化トランジスタTND2の3つのトランジスタが省略されている。即ち、この2Tr/1C駆動回路は、映像信号書込みトランジスタTSig、及び、駆動トランジスタTDrvの2つのトランジスタから構成され、更には、1つのコンデンサ部C1から構成されている。
[駆動トランジスタTDrv
駆動トランジスタTDrvの構成は、実施例1において説明した駆動トランジスタTDrvの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。但し、駆動トランジスタTDrvのドレイン領域は電流供給部100に接続されている。尚、電流供給部100からは、発光部ELPの発光を制御するための電圧VCC-H、及び、駆動トランジスタTDrvのソース領域の電位を制御するための電圧VCC-Lが供給される。ここで、電圧VCC-H及びVCC-Lの値として、
CC-H= 20ボルト
CC-L=−10ボルト
を例示することができるが、これらの値に限定するものではない。尚、後述する実施例10においても同様である。
[映像信号書込みトランジスタTSig
映像信号書込みトランジスタTSigの構成は、実施例1において説明した映像信号書込みトランジスタTSigの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。
[発光部ELP]
発光部ELPの構成は、実施例1において説明した発光部ELPの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。
以下、2Tr/1C駆動回路の動作説明を行う。
[期間−TP(2)-1](図28、及び、図29の(A)参照)
この[期間−TP(2)-1]は、例えば、前の表示フレームにおける動作であり、実質的に、実施例1において説明した[期間−TP(5)-1]と同じ動作である。
図28に示す[期間−TP(2)0]〜[期間−TP(2)2]は、図4に示す[期間−TP(5)0]〜[期間−TP(5)4]に対応する期間であり、次の書込み処理が行われる直前までの動作期間である。そして、実施例1と同様に、[期間−TP(2)0]〜[期間−TP(2)2]において、第(n,m)番目の有機EL素子10は原則として非発光状態にある。但し、2Tr/1C駆動回路の動作においては、図28に示すように、[期間−TP(2)3]の他、[期間−TP(2)1]〜[期間−TP(2)2]も第m番目の水平走査期間に包含される点が、実施例1の動作とは異なる。尚、説明の便宜のため、[期間−TP(2)1]の始期、及び、[期間−TP(2)3]の終期は、それぞれ、第m番目の水平走査期間の始期、及び、終期に一致するものとして説明する。
以下、[期間−TP(2)0]〜[期間−TP(2)2]の各期間について、説明する。尚、実施例1において説明したと同様に、[期間−TP(2)1]〜[期間−TP(2)3]の各期間の長さは、有機EL表示装置の設計に応じて適宜設定すればよい。
[期間−TP(2)0](図29の(B)参照)
この[期間−TP(2)0]は、例えば、前の表示フレームから現表示フレームにおける動作である。即ち、この[期間−TP(2)0]は、前の表示フレームにおける第(m+m’)番目の水平走査期間から、現表示フレームにおける第(m−1)番目の水平走査期間までの期間である。そして、この[期間−TP(2)0]において、第(n,m)番目の有機EL素子10は、非発光状態にある。ここで、[期間−TP(2)-1]から[期間−TP(2)0]に移る時点で、電流供給部100から供給される電圧を、VCC-Hから電圧VCC-Lに切り替える。その結果、第2ノードND2(駆動トランジスタTDrvのソース領域あるいは発光部ELPのアノード電極)の電位はVCC-Lまで低下し、発光部ELPは非発光状態となる。また、第2ノードND2の電位低下に倣うように、浮遊状態の第1ノードND1(駆動トランジスタTDrvのゲート電極)の電位も低下する。
[期間−TP(2)1](図29の(C)参照)
そして、現表示フレームにおける第m行目の水平走査期間が開始する。[期間−TP(2)1]の開始時、走査回路101の動作に基づき走査線SCLをハイレベルとすることによって、映像信号書込みトランジスタTSigをオン状態とする。その結果、第1ノードND1の電位は、VOfs(例えば、0ボルト)となる。第2ノードND2の電位はVCC-L(例えば、−10ボルト)を保持する。
上記の処理により、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の電位差がVth以上となり、駆動トランジスタTDrvはオン状態となる。
[期間−TP(2)2](図29の(D)参照)
次に、閾値電圧キャンセル処理が行われる。即ち、映像信号書込みトランジスタTSigのオン状態を維持したまま、電流供給部100から供給される電圧を、VCC-Lから電圧VCC-Hに切り替える。その結果、第1ノードND1の電位は変化しないが(VOfs=0ボルトを維持)、第1ノードND1の電位から駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって、第2ノードND2の電位は変化する。即ち、浮遊状態の第2ノードND2の電位が上昇する。そして、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の電位差がVthに達すると、駆動トランジスタTDrvがオフ状態となる。具体的には、浮遊状態の第2ノードND2の電位が(VOfs−Vth=−3ボルト)に近づき、最終的に(VOfs−Vth)となる。ここで、上述した式(2)が保証されていれば、云い換えれば、式(2)を満足するように電位を選択、決定しておけば、発光部ELPが発光することはない。
この[期間−TP(2)2]にあっては、第2ノードND2の電位は、最終的に、(VOfs−Vth)となる。即ち、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vth、及び、駆動トランジスタTDrvのゲート電極を初期化するための電圧VOfsのみに依存して、第2ノードND2の電位は決定される。そして、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELとは無関係である。
[期間−TP(2)3](図29の(E)参照)
次に、駆動トランジスタTDrvに対する書込み処理、及び、駆動トランジスタTDrvの移動度μの大小に基づく駆動トランジスタTDrvのソース領域(第2ノードND2)の電位の補正(移動度補正処理)を行う。具体的には、映像信号書込みトランジスタTSigのオン状態を維持したまま、映像信号出力回路102の動作に基づき、データ線DTLの電位を、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSigとする。その結果、第1ノードND1の電位はVSigへと上昇し、駆動トランジスタTDrvはオン状態となる。尚、映像信号書込みトランジスタTSigを、一旦、オフ状態とし、データ線DTLの電位を、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSigに変更し、その後、走査線SCLをハイレベルとすることによって、映像信号書込みトランジスタTSigをオン状態とすることで、駆動トランジスタTDrvをオン状態としてもよい。
実施例1において説明したと異なり、駆動トランジスタTDrvのドレイン領域には電流供給部100から電位VCC-Hが印加されているので、駆動トランジスタTDrvのソース領域の電位は上昇する。所定の時間(t0)が経過した後、走査線SCLをローレベルとすることによって、映像信号書込みトランジスタTSigをオフ状態とし、第1ノードND1(駆動トランジスタTDrvのゲート電極)を浮遊状態とする。尚、この[期間−TP(2)3]の全時間t0は、第2ノードND2の電位が(VOfs−Vth+ΔV)となるように、有機EL表示装置の設計の際、設計値として予め決定しておけばよい。
この[期間−TP(2)3]にあっても、駆動トランジスタTDrvの移動度μの値が大きい場合、駆動トランジスタTDrvのソース領域における電位の上昇量ΔVは大きく、駆動トランジスタTDrvの移動度μの値が小さい場合、駆動トランジスタTDrvのソース領域における電位の上昇量ΔVは小さい。
[期間−TP(2)4](図29の(F)参照)
以上の操作によって、閾値電圧キャンセル処理、書込み処理、移動度補正処理が完了する。そして、実施例1において説明した[期間−TP(5)7]と同じ処理がなされ、第2ノードND2の電位が上昇し、(Vth-EL+VCat)を越えるので、発光部ELPは発光を開始する。このとき、発光部ELPを流れる電流は、前述した式(5)にて得ることができるので、発光部ELPを流れる電流Idsは、発光部ELPの閾値電圧Vth-EL、及び、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vthには依存しない。即ち、発光部ELPの発光量(輝度)は、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELの影響、及び、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vthの影響を受けない。加えて、駆動トランジスタTDrvにおける移動度μのばらつきに起因したドレイン電流Idsのばらつき発生を抑制することができる。
そして、発光部ELPの発光状態を第(m+m’−1)番目の水平走査期間まで継続する。この時点は、[期間−TP(2)-1]の終わりに相当する。
以上によって、有機EL素子10[第(n,m)番目の副画素(有機EL素子10)]の発光の動作が完了する。
尚、例えば、図26に示した2Tr/1C駆動回路の動作における[期間−TP(3)3]を2つの期間、[期間−TP(3)3]及び[期間−TP(3)’3]に分割し、[期間−TP(3)3]において、前述したとおり、映像信号書込みトランジスタTSigを、一旦、オフ状態とし、データ線DTLの電位を、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSigに変更し、その後、[期間−TP(3)’3]において、走査線SCLをハイレベルとすることによって、映像信号書込みトランジスタTSigをオン状態とすることで、駆動トランジスタTDrvをオン状態としてもよい。この場合のタイミングチャートを模式的に図30に示す。
以下、本発明の第2の態様に係る有機EL表示装置、及び、本発明の第2の態様に係る有機EL素子の変形例について説明する。
上述した実施例5乃至実施例8については、駆動回路は5つのトランジスタと1つのコンデンサ部を備えるとして説明した。図31に等価回路図を示す実施例10は、駆動回路が3つのトランジスタと1つのコンデンサ部を備える構成である。
実施例10の駆動回路の等価回路図を図31に示し、有機EL表示装置の概念図を図32に示し、駆動のタイミングチャートを模式的に図33に示し、各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に図34の(A)〜(D)及び図35の(A)〜(C)に示す。
この駆動回路においては、上述した実施例5乃至実施例8と対比して、発光制御トランジスタTEL_C、及び、第2ノード初期化トランジスタTND2の2つのトランジスタが省略されている。即ち、この駆動回路は、映像信号書込みトランジスタTSig、第1ノード初期化トランジスタTND1、及び、駆動トランジスタTDrvの3つのトランジスタから構成され、更には、1つのコンデンサ部C1から構成されている。
実施例10において、駆動回路を構成する第1ノード初期化トランジスタTND1の構造を、実施例5乃至実施例8で説明した構造とすることができる。便宜の為、図31に示す等価回路においては、実施例5で参照した図12と同様に、第1ノード初期化トランジスタTND1は第1ノードND1側のシールド電極を有するとして記したが、これに限るものではない。また、実施例5においても言及したが、図31に示す等価回路においては、映像信号トランジスタTSigを所謂シングルゲートトランジスタとしたが、これに限るものではない。映像信号トランジスタTSigを、上述した実施例1〜実施例4において説明した構成としてもよい。
実施例10の駆動回路は、基本的には、実施例9において図26を参照して説明した2Tr/1C回路に第1ノード初期化トランジスタTND1を付加した構成である。尚、便宜のため、以下の説明において、実施例10の駆動回路を[第2の3Tr/1C駆動回路]と称する。
[駆動トランジスタTDrv
駆動トランジスタTDrvの構成は、実施例1において説明したと同様であるので、詳細な説明は省略する。但し、実施例9の変形例3で説明したと同様に、駆動トランジスタTDrvのドレイン領域は電流供給部100に接続されている。電圧VCC-H及びVCC-Lは、実施例9の変形例3で説明したと同様であるので、詳細な説明は省略する。
[映像信号書込みトランジスタTSig
駆動トランジスタTSigの構成は、実施例5において説明したと同様であるので、詳細な説明は省略する。
[第1ノード初期化トランジスタTND1
第1ノード初期化トランジスタTND1の構成は、実施例5等において説明した第1ノード初期化トランジスタTND1の構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。
[発光部ELP]
発光部ELPの構成は、実施例1において説明した発光部ELPの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。
以下、第2の3Tr/1C駆動回路の動作説明を行う。
[期間−TP(32-1](図33、及び、図34の(A)参照)
この[期間−TP(32-1]は、例えば、前の表示フレームにおける動作であり、実質的に、実施例1において説明した[期間−TP(5)-1]と同じ動作である。
図33に示す[期間−TP(320]〜[期間−TP(323]は、図4に示す[期間−TP(5)0]〜[期間−TP(5)4]に対応する期間であり、次の書込み処理が行われる直前までの動作期間である。そして、実施例1と同様に、[期間−TP(320]〜[期間−TP(323]において、第(n,m)番目の有機EL素子10は非発光状態にある。即ち、この[期間−TP(320]〜[期間−TP(323]は、例えば、前の表示フレームにおける第(m+m’)番目の水平走査期間の始期から、現表示フレームにおける第(m−1)番目の水平走査期間の終期までの或る時間長さの期間である。尚、[期間−TP(321]〜[期間−TP(323]を、現表示フレームにおける第m番目の水平走査期間内に含む構成とすることもできる。尚、説明の便宜のため、[期間−TP(324]の始期、及び、終期は、それぞれ、第m番目の水平走査期間の始期、及び、終期に一致するものとして説明する。
以下、[期間−TP(320]〜[期間−TP(323]の各期間について、説明する。尚、実施例1において説明したと同様に、[期間−TP(321]〜[期間−TP(324]の各期間の長さは、有機EL表示装置の設計に応じて適宜設定すればよい。
[期間−TP(320](図34の(B)参照)
この[期間−TP(320]は、例えば、前の表示フレームから現表示フレームにおける動作である。即ち、この[期間−TP(320]は、前の表示フレームにおける第(m+m’)番目の水平走査期間から、現表示フレームにおける第(m−1)番目の水平走査期間までの期間である。そして、この[期間−TP(320]において、第(n,m)番目の有機EL素子10は、原則として非発光状態にある。ここで、[期間−TP(32-1]から[期間−TP(320]に移る時点で、電流供給部100から供給される電圧を、VCC-Hから電圧VCC-Lに切り替える。その結果、第2ノードND2(駆動トランジスタTDrvのソース領域あるいは発光部ELPのアノード電極)の電位はVCC-Lまで低下し、発光部ELPは非発光状態となる。また、第2ノードND2の電位低下に倣うように、浮遊状態の第1ノードND1(駆動トランジスタTDrvのゲート電極)の電位も低下する。
[期間−TP(321](図34の(C)参照)
そして、[期間−TP(321]の開始時、第1ノード初期化トランジスタ制御回路104の動作に基づき第1ノード初期化トランジスタ制御線AZND1をハイレベルとすることによって、第1ノード初期化トランジスタTND1をオン状態とする。その結果、第1ノードND1の電位は、VOfs(例えば、0ボルト)となる。第2ノードND2の電位はVCC-L(例えば、−10ボルト)を保持する。
上記の処理により、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の電位差がVth以上となり、駆動トランジスタTDrvはオン状態となる。
[期間−TP(322](図34の(D)参照)
次に、閾値電圧キャンセル処理が行われる。即ち、第1ノード初期化トランジスタTND1のオン状態を維持したまま、電流供給部100から供給される電圧を、VCC-Lから電圧VCC-Hに切り替える。その結果、第1ノードND1の電位は変化しないが(VOfs=0ボルトを維持)、第1ノードND1の電位から駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって、第2ノードND2の電位は変化する。即ち、浮遊状態の第2ノードND2の電位が上昇する。そして、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の電位差がVthに達すると、駆動トランジスタTDrvがオフ状態となる。即ち、浮遊状態の第2ノードND2の電位が上昇する。そして、駆動トランジスタTDrvのゲート電極とソース領域との間の電位差がVthに達すると、駆動トランジスタTDrvがオフ状態となる。具体的には、浮遊状態の第2ノードND2の電位が(VOfs−Vth=−3ボルト)に近づき、最終的に(VOfs−Vth)となる。ここで、上述した式(3)が保証されていれば、云い換えれば、式(3)を満足するように電位を選択、決定しておけば、発光部ELPが発光することはない。
この[期間−TP(322]にあっては、第2ノードND2の電位は、最終的に、(VOfs−Vth)となる。即ち、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vth、及び、駆動トランジスタTDrvのゲート電極を初期化するための電圧VOfsのみに依存して、第2ノードND2の電位は決定される。そして、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELとは無関係である。
[期間−TP(323](図35の(A)参照)
次いで、第1ノード初期化トランジスタ制御回路104の動作に基づき第1ノード初期化トランジスタ制御線AZND1をローレベルとすることによって、第1ノード初期化トランジスタTND1をオフ状態とする。第1ノードND1及び第2ノードND2の電位は、実質上、変化しない。実際には、寄生容量等の静電結合により電位変化が生じ得るが、通常、これらは無視することができる。
[期間−TP(324](図35の(B)参照)
次に、駆動トランジスタTDrvに対する書込み処理、及び、駆動トランジスタTDrvの移動度μの大小に基づく駆動トランジスタTDrvのソース領域(第2ノードND2)の電位の補正(移動度補正処理)を行う。映像信号出力回路102の動作に基づき、データ線DTLの電位を、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSigとし、次いで、走査回路101の動作に基づき走査線SCLをハイレベルとすることによって、映像信号書込みトランジスタTSigをオン状態とする。その結果、第1ノードND1の電位は、VSigへと上昇し、駆動トランジスタTDrvはオン状態となる。
実施例1において説明したと異なり、駆動トランジスタTDrvのドレイン領域には電流供給部100から電位VCC-Hが印加されているので、駆動トランジスタTDrvのソース領域の電位は上昇する。所定の時間(t0)が経過した後、走査線SCLをローレベルとすることによって、映像信号書込みトランジスタTSigをオフ状態とし、第1ノードND1(駆動トランジスタTDrvのゲート電極)を浮遊状態とする。尚、この[期間−TP(324]の全時間t0は、第2ノードND2の電位が(VOfs−Vth+ΔV)となるように、有機EL表示装置の設計の際、設計値として予め決定しておけばよい。
この[期間−TP(324]にあっても、駆動トランジスタTDrvの移動度μの値が大きい場合、駆動トランジスタTDrvのソース領域における電位の上昇量ΔVは大きく、駆動トランジスタTDrvの移動度μの値が小さい場合、駆動トランジスタTDrvのソース領域における電位の上昇量ΔVは小さい。
[期間−TP(325](図35の(C)参照)
以上の操作によって、閾値電圧キャンセル処理、書込み処理、移動度補正処理が完了する。そして、実施例1において説明した[期間−TP(5)7]と同じ処理がなされ、第2ノードND2の電位が上昇し、(Vth-EL+VCat)を越えるので、発光部ELPは発光を開始する。このとき、発光部ELPを流れる電流は、前述した式(5)にて得ることができるので、発光部ELPを流れる電流Idsは、発光部ELPの閾値電圧Vth-EL、及び、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vthには依存しない。即ち、発光部ELPの発光量(輝度)は、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELの影響、及び、駆動トランジスタTDrvの閾値電圧Vthの影響を受けない。加えて、駆動トランジスタTDrvにおける移動度μのばらつきに起因したドレイン電流Idsのばらつき発生を抑制することができる。
そして、発光部ELPの発光状態を第(m+m’−1)番目の水平走査期間まで継続する。この時点は、[期間−TP(32-1]の終わりに相当する。
以上によって、有機EL素子10[第(n,m)番目の副画素(有機EL素子10)]の発光の動作が完了する。
実施例10の有機EL表示装置、有機EL素子、及び、発光部ELPを駆動するための駆動回路の構成について説明した。尚、図31に示す駆動回路に、第2ノード初期化トランジスタTND2を追加した構成、あるいは、発光制御トランジスタ発光制御トランジスタTEL_Cを追加した構成とすることもできる。例えば、第2ノード初期化トランジスタTND2を追加した構成にあっては、電流供給部100から電圧VCC-Lを供給する必要はなく、実施例1で説明したと同様の方法により第2ノードND2に初期化電圧を印加することができる。また、発光制御トランジスタ発光制御トランジスタTEL_Cを追加した構成にあっては、例えば、電流供給部100は電圧VCC一定としておき、実施例9の変形例2において図24の(C)及び(D)を参照して説明したと同様の方法により第2ノードND2に初期化電圧を印加することができる。
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した有機EL表示装置や有機EL素子の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができる。また、実施例において説明した駆動回路の動作や、発光部ELPの駆動方法は例示であり、適宜、変更することができる。
図1は、駆動回路の等価回路図である。 図2は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の概念図である。 図3は、有機エレクトロルミネッセンス素子の一部分の模式的な一部断面図である。 図4は、駆動回路における駆動のタイミングチャートを模式的に示す図である。 図5の(A)〜(D)は、駆動回路を構成する各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に示す図である。 図6の(A)〜(E)は、図5の(D)に引き続き、駆動回路を構成する各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に示す図である。 図7の(A)は、[期間−TP(5)7]において、映像信号書込みトランジスタがオフ状態にあるときの、第2チャネル形成領域付近の状況を模式的に示した図である。図7の(B)は、シールド電極を付加することによる電流−電圧特性の変化を模式的に示した図である。 図8は、駆動回路の等価回路図である。 図9の(A)は、有機エレクトロルミネッセンス素子の一部分の模式的な一部断面図である。図9の(B)は、図7の(A)に対応する図であり、[期間−TP(5)7]において、映像信号書込みトランジスタTSigがオフ状態にあるときの、第2チャネル形成領域付近の状況を模式的に示した図である。 図10の(A)は、駆動回路の等価回路図である。図10の(B)は、有機エレクトロルミネッセンス素子の一部分の模式的な一部断面図である。 図11の(A)は、駆動回路の等価回路図である。図11の(B)は、有機エレクトロルミネッセンス素子の一部分の模式的な一部断面図である。 図12の(A)は、駆動回路の等価回路図である。図12の(B)は、有機エレクトロルミネッセンス素子の一部分の模式的な一部断面図である。 図13の(A)は、駆動回路の等価回路図である。図13の(B)は、有機エレクトロルミネッセンス素子の一部分の模式的な一部断面図である。 図14の(A)は、駆動回路の等価回路図である。図14の(B)は、有機エレクトロルミネッセンス素子の一部分の模式的な一部断面図である。 図15の(A)は、駆動回路の等価回路図である。図15の(B)は、有機エレクトロルミネッセンス素子の一部分の模式的な一部断面図である。 図16は、4トランジスタ/1コンデンサ部から基本的に構成された駆動回路の等価回路図である。 図17は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の概念図である。 図18は、4トランジスタ/1コンデンサ部から基本的に構成された駆動回路の駆動のタイミングチャートを模式的に示す図である。 図19の(A)〜(D)は、4トランジスタ/1コンデンサ部から基本的に構成された駆動回路を構成する各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に示す図である。 図20の(A)〜(D)は、図19の(D)に引き続き、4トランジスタ/1コンデンサ部から基本的に構成された駆動回路を構成する各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に示す図である。 図21は、3トランジスタ/1コンデンサ部から基本的に構成された駆動回路の等価回路図である。 図22は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の概念図である。 図23は、3トランジスタ/1コンデンサ部から基本的に構成された駆動回路の駆動のタイミングチャートを模式的に示す図である。 図24の(A)〜(D)は、3トランジスタ/1コンデンサ部から基本的に構成された駆動回路を構成する各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に示す図である。 図25の(A)〜(E)は、図24の(D)に引き続き、3トランジスタ/1コンデンサ部から基本的に構成された駆動回路を構成する各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に示す図である。 図26は、2トランジスタ/1コンデンサ部から基本的に構成された駆動回路の等価回路図である。 図27は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の概念図である。 図28は、2トランジスタ/1コンデンサ部から基本的に構成された駆動回路の駆動のタイミングチャートを模式的に示す図である。 図29の(A)〜(F)は、2トランジスタ/1コンデンサ部から基本的に構成された駆動回路を構成する各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に示す図である。 図30は、2トランジスタ/1コンデンサ部から基本的に構成された駆動回路の、図29に示したとは異なる駆動のタイミングチャートを模式的に示す図である。 図31は、駆動回路の等価回路図である。 図32は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の概念図である。 図33は、駆動回路における駆動のタイミングチャートを模式的に示す図である。 図34の(A)〜(D)は、駆動回路を構成する各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に示す図である。 図35の(A)〜(C)は、図34の(D)に引き続き、駆動回路を構成する各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に示す図である。 図36は、従来の5Tr/1C駆動回路の等価回路図である。 図37は、映像信号書込みトランジスタTSigをデュアルゲート構造とした駆動回路の等価回路図である。 図38の(A)は、デュアルゲート構造の映像信号書込みトランジスタの寄生容量を模式的に示した図である。図38の(B)は、駆動トランジスタに対する書込み処理を行うときの、映像信号書込みトランジスタ付近の電位を模式的に示した図である。図38の(C)は、映像信号書込みトランジスタTSigをオフ状態としたときの、映像信号書込みトランジスタ付近の電位を模式的に示した図である。
符号の説明
Sig・・・映像信号書込みトランジスタ、TSig_1・・・第1トランジスタ、TSig_2・・・第2トランジスタ、TDrv・・・駆動トランジスタ、TEL_C・・・発光制御トランジスタ、TND1・・・第1ノード初期化トランジスタ、TND1_1・・・第1トランジスタ、TND1_2・・・第2トランジスタ、TND2・・・第2ノード初期化トランジスタ、C1・・・コンデンサ部、ELP・・・有機エレクトロルミネッセンス発光部(発光部)、CA1,CA2,CA3・・・トランジスタの寄生容量、CEL・・・発光部ELPの寄生容量、ND1・・・第1ノード、ND2・・・第2ノード、SCL・・・走査線、DTL・・・データ線、CLEL_C・・・発光制御トランジスタ制御線、AZND1・・・第1ノード初期化トランジスタ制御線、AZND2・・・第2ノード初期化トランジスタ制御線、PSND1・・・第1ノード初期化電圧供給線、PSND2・・・第2ノード初期化電圧供給線、10・・・有機エレクトロルミネッセンス素子、20・・・支持体、21・・・基板、31A・・・第1ゲート電極、31B・・・第2ゲート電極、32・・・ゲート絶縁層、33・・・半導体層、34A・・・第1チャネル形成領域、34B・・・第2チャネル形成領域、35A・・・一方のソース/ドレイン領域、35B・・・他方のソース/ドレイン領域、35C・・・共通領域、131A・・・第1ゲート電極、131B・・・第2ゲート電極、132・・・ゲート絶縁層、133・・・半導体層、134A・・・第1チャネル形成領域、134B・・・第2チャネル形成領域、135A・・・一方のソース/ドレイン領域、135B・・・他方のソース/ドレイン領域、135C・・・共通領域、36・・・他方の電極、37・・・一方の電極、38・・・配線、138・・・配線、39・・・配線、40・・・絶縁層、41・・・配線、42・・・シールド電極(第1のシールド電極)、43・・・第2のシールド電極、44・・・第3のシールド電極、45・・・第4のシールド電極、140・・・絶縁層、141・・・配線、142・・・シールド電極(第1のシールド電極)、143・・・第2のシールド電極、144・・・第3のシールド電極、145・・・第4のシールド電極、46・・・層間絶縁層、51・・・アノード電極、52・・・正孔輸送層、発光層及び電子輸送層、53・・・カソード電極、54・・・第2層間絶縁層、55,56・・・コンタクトホール、100・・・電流供給部、101・・・走査回路、102・・・映像信号出力回路、103・・・発光制御トランジスタ制御回路、104・・・第1ノード初期化トランジスタ制御回路、105・・・第2ノード初期化トランジスタ制御回路

Claims (10)

  1. 有機エレクトロルミネッセンス発光部、及び、有機エレクトロルミネッセンス発光部を駆動するための駆動回路を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
    駆動回路は、
    (A)駆動トランジスタ、
    (B)映像信号書込みトランジスタ、及び、
    (C)一対の電極を備えたコンデンサ部、
    から構成されており、
    駆動トランジスタにおいては、
    (A−1)一方のソース/ドレイン領域は、電流供給部に接続されており、
    (A−2)他方のソース/ドレイン領域は、有機エレクトロルミネッセンス発光部に備えられたアノード電極に接続され、且つ、コンデンサ部の一方の電極に接続されており、第2ノードを構成し、
    映像信号書込みトランジスタは、デュアルゲート型のトランジスタから成り、第1ゲート電極と第1チャネル形成領域とを備えた第1トランジスタ、及び、第2ゲート電極と第2チャネル形成領域とを備えた第2トランジスタから構成されており、
    第1トランジスタの一方のソース/ドレイン領域は、データ線に接続されており、
    第2トランジスタの他方のソース/ドレイン領域は、駆動トランジスタのゲート電極、且つ、コンデンサ部の他方の電極に接続されており、第1ノードを構成し、
    第1トランジスタの第1ゲート電極、及び、第2トランジスタの第2ゲート電極は、走査線に接続されており、
    第1トランジスタの第1ゲート電極は、第1チャネル形成領域の一方の面とゲート絶縁層を介して対向しており、
    第2トランジスタの第2ゲート電極は、第2チャネル形成領域の一方の面とゲート絶縁層を介して対向しており、
    第2トランジスタは、第2チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向したシールド電極を有しており、
    シールド電極は、第2トランジスタの他方のソース/ドレイン領域に接続されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
  2. 第2トランジスタは、更に、第2チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向した第2のシールド電極を有しており、
    第2のシールド電極は、第1トランジスタの他方のソース/ドレイン領域と第2トランジスタの一方のソース/ドレイン領域とを兼ねる共通領域に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  3. 第1トランジスタは、更に、第1チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向した第3のシールド電極を有しており、
    第3のシールド電極は、第1トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  4. 第2トランジスタは、更に、第2チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向した第2のシールド電極を有しており、
    第1トランジスタは、更に、第1チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向した第3のシールド電極及び第4のシールド電極を有しており、
    第2のシールド電極と第4のシールド電極とは、第1トランジスタの他方のソース/ドレイン領域と第2トランジスタの一方のソース/ドレイン領域とを兼ねる共通領域に接続されており、
    第3のシールド電極は、第1トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  5. 有機エレクトロルミネッセンス発光部、及び、有機エレクトロルミネッセンス発光部を駆動するための駆動回路を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
    駆動回路は、
    (A)駆動トランジスタ、
    (B)映像信号書込みトランジスタ、
    (C)一対の電極を備えたコンデンサ部、及び、
    (D)第1ノード初期化トランジスタ、
    から構成されており、
    駆動トランジスタにおいては、
    (A−1)一方のソース/ドレイン領域は、電流供給部に接続されており、
    (A−2)他方のソース/ドレイン領域は、有機エレクトロルミネッセンス発光部に備えられたアノード電極に接続され、且つ、コンデンサ部の一方の電極に接続されており、第2ノードを構成し、
    映像信号書込みトランジスタにおいては、
    (B−1)一方のソース/ドレイン領域は、データ線に接続されており、
    (B−2)他方のソース/ドレイン領域は、駆動トランジスタのゲート電極、且つ、コンデンサ部の他方の電極に接続されており、第1ノードを構成し、
    (B−3)ゲート電極は、走査線に接続されており、
    第1ノード初期化トランジスタは、デュアルゲート型のトランジスタから成り、第1ゲート電極と第1チャネル形成領域とを備えた第1トランジスタ、及び、第2ゲート電極と第2チャネル形成領域とを備えた第2トランジスタから構成されており、
    第1トランジスタの一方のソース/ドレイン領域は、第1ノード初期化電圧供給線に接続されており、
    第2トランジスタの他方のソース/ドレイン領域は、第1ノードに接続されており、
    第1トランジスタの第1ゲート電極、及び、第2トランジスタの第2ゲート電極は、第1ノード初期化トランジスタ制御線に接続されており、
    第1トランジスタの第1ゲート電極は、第1チャネル形成領域の一方の面とゲート絶縁層を介して対向しており、
    第2トランジスタの第2ゲート電極は、第2チャネル形成領域の一方の面とゲート絶縁層を介して対向しており、
    第2トランジスタは、第2チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向したシールド電極を有しており、
    シールド電極は、第2トランジスタの他方のソース/ドレイン領域に接続されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
  6. 第2トランジスタは、更に、第2チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向した第2のシールド電極を有しており、
    第2のシールド電極は、第1トランジスタの他方のソース/ドレイン領域と第2トランジスタの一方のソース/ドレイン領域とを兼ねる共通領域に接続されていることを特徴とする請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  7. 第1トランジスタは、更に、第1チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向した第3のシールド電極を有しており、
    第3のシールド電極は、第1トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に接続されていることを特徴とする請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  8. 第2トランジスタは、更に、第2チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向した第2のシールド電極を有しており、
    第1トランジスタは、更に、第1チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向した第3のシールド電極及び第4のシールド電極を有しており、
    第2のシールド電極と第4のシールド電極とは、第1トランジスタの他方のソース/ドレイン領域と第2トランジスタの一方のソース/ドレイン領域とを兼ねる共通領域に接続されており、
    第3のシールド電極は、第1トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に接続されていることを特徴とする請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  9. (1)走査回路、
    (2)映像信号出力回路、
    (3)第1の方向にN個、第1の方向とは異なる第2の方向にM個、合計M×N個の、2次元マトリクス状に配列された有機エレクトロルミネッセンス素子、
    (4)走査回路に接続され、第1の方向に延びるM本の走査線、
    (5)映像信号出力回路に接続され、第2の方向に延びるN本のデータ線、並びに、
    (6)電流供給部、
    を備えた有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、
    各有機エレクトロルミネッセンス素子は、有機エレクトロルミネッセンス発光部、及び、有機エレクトロルミネッセンス発光部を駆動するための駆動回路を備えており、
    駆動回路は、
    (A)駆動トランジスタ、
    (B)映像信号書込みトランジスタ、及び、
    (C)一対の電極を備えたコンデンサ部、
    から構成されており、
    駆動トランジスタにおいては、
    (A−1)一方のソース/ドレイン領域は、電流供給部に接続されており、
    (A−2)他方のソース/ドレイン領域は、有機エレクトロルミネッセンス発光部に備えられたアノード電極に接続され、且つ、コンデンサ部の一方の電極に接続されており、第2ノードを構成し、
    映像信号書込みトランジスタは、デュアルゲート型のトランジスタから成り、第1ゲート電極と第1チャネル形成領域とを備えた第1トランジスタ、及び、第2ゲート電極と第2チャネル形成領域とを備えた第2トランジスタから構成されており、
    第1トランジスタの一方のソース/ドレイン領域は、データ線に接続されており、
    第2トランジスタの他方のソース/ドレイン領域は、駆動トランジスタのゲート電極、且つ、コンデンサ部の他方の電極に接続されており、第1ノードを構成し、
    第1トランジスタの第1ゲート電極、及び、第2トランジスタの第2ゲート電極は、走査線に接続されており、
    第1トランジスタの第1ゲート電極は、第1チャネル形成領域の一方の面とゲート絶縁層を介して対向しており、
    第2トランジスタの第2ゲート電極は、第2チャネル形成領域の一方の面とゲート絶縁層を介して対向しており、
    第2トランジスタは、第2チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向したシールド電極を有しており、
    シールド電極は、第2トランジスタの他方のソース/ドレイン領域に接続されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
  10. (1)走査回路、
    (2)映像信号出力回路、
    (3)第1の方向にN個、第1の方向とは異なる第2の方向にM個、合計N×M個の、2次元マトリクス状に配列された有機エレクトロルミネッセンス素子、
    (4)走査回路に接続され、第1の方向に延びるM本の走査線、
    (5)映像信号出力回路に接続され、第2の方向に延びるN本のデータ線、並びに、
    (6)電流供給部、
    を備えた有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、
    各有機エレクトロルミネッセンス素子は、有機エレクトロルミネッセンス発光部、及び、有機エレクトロルミネッセンス発光部を駆動するための駆動回路を備えており、
    駆動回路は、
    (A)駆動トランジスタ、
    (B)映像信号書込みトランジスタ、
    (C)一対の電極を備えたコンデンサ部、及び、
    (D)第1ノード初期化トランジスタ、
    から構成されており、
    駆動トランジスタにおいては、
    (A−1)一方のソース/ドレイン領域は、電流供給部に接続されており、
    (A−2)他方のソース/ドレイン領域は、有機エレクトロルミネッセンス発光部に備えられたアノード電極に接続され、且つ、コンデンサ部の一方の電極に接続されており、第2ノードを構成し、
    映像信号書込みトランジスタにおいては、
    (B−1)一方のソース/ドレイン領域は、データ線に接続されており、
    (B−2)他方のソース/ドレイン領域は、駆動トランジスタのゲート電極、且つ、コンデンサ部の他方の電極に接続されており、第1ノードを構成し、
    (B−3)ゲート電極は、走査線に接続されており、
    第1ノード初期化トランジスタは、デュアルゲート型のトランジスタから成り、第1ゲート電極と第1チャネル形成領域とを備えた第1トランジスタ、及び、第2ゲート電極と第2チャネル形成領域とを備えた第2トランジスタから構成されており、
    第1トランジスタの一方のソース/ドレイン領域は、第1ノード初期化電圧供給線に接続されており、
    第2トランジスタの他方のソース/ドレイン領域は、第1ノードに接続されており、
    第1トランジスタの第1ゲート電極、及び、第2トランジスタの第2ゲート電極は、第1ノード初期化トランジスタ制御線に接続されており、
    第1トランジスタの第1ゲート電極は、第1チャネル形成領域の一方の面とゲート絶縁層を介して対向しており、
    第2トランジスタの第2ゲート電極は、第2チャネル形成領域の一方の面とゲート絶縁層を介して対向しており、
    第2トランジスタは、第2チャネル形成領域の他方の面と絶縁層を介して対向したシールド電極を有しており、
    シールド電極は、第2トランジスタの他方のソース/ドレイン領域に接続されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
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