JP3690643B2 - パッシブマトリクス有機薄膜発光ディスプレイ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機発光素子を用いたパッシブマトリクス有機薄膜発光ディスプレイに関し、特に低電圧、低消費電力、高輝度で駆動可能なパッシブマトリクス有機薄膜発光ディスプレイに関する。
【0002】
【従来の技術】
有機発光素子は、自己発光型素子であるため視認性が高く、低電圧で駆動できるという特徴を持つため実用化研究が積極的になされている。有機発光素子としては、透明基板上に陽極の透明導電性膜、有機物から成る正孔輸送層と発光層、陰極の金属膜を形成した有機層が2層からなる構造や、有機層が、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の3層からなる構造などが知られている。
【0003】
有機発光素子の発光機構は次のように考えられている。陰極から注入された電子と、陽極から注入された正孔とが、正孔輸送層と発光層の界面近傍で再結合することにより励起子が生じ、この励起子が放射失活する過程で光を放つ。この光が陽極である透明導電性膜および透明基板を通して外部に放出される。
【0004】
有機発光素子の用途の一つに、図7に一例として示すような、パッシブマトリクス型(単純マトリクス型)ディスプレイがある。図7に示すパッシブマトリクス型ディスプレイは、透明基板上に複数列に配置された陽極1と、陽極1に交差するように複数行に配置された陰極2と、これらに挟持された(発光層を含む)有機層とから構成される。陽極1と陰極2の交差領域の発光部を1単位として1画素を形成し、この画素を2次元的に複数個配列することにより表示部3が形成される。R(赤)、G(緑)およびB(青)の各色の発光層が図7に示すように順番に配置されている。陽極1および陰極2を表示部3より基板周囲へ延長し形成した接続部を介して、外部駆動回路(データ側駆動回路4および走査側駆動回路5)と表示部3とを接続することによりディスプレイ装置が構成される。図8に示されるように、画像信号(RGBデータ)はメモリコントローラ6によって書き込みおよび読み出しが制御されるフレームメモリ7に一時記憶され、例えば線順次走査に応答して読み出され、階調制御回路8によって階調が制御されてデータ側駆動回路4に供給される。メモリコントローラ6、階調制御回路8、データ側駆動回路4および走査側駆動回路5は、クロック発生器9からのクロックに基づいて、その動作タイミングが制御され、例えば線順次走査された画像が表示部3に表示される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ディスプレイの大型化や高精細化が要求されている。このため線順次走査を行なう上で、1本の走査線を選択する時間が短くなっている。このことはパッシブマトリクス・ディスプレイにおいては、1本の走査線を発光させる時間が短くなり、その結果輝度低下を招く。これを補うためには表示部への印加電圧を上昇させる必要があり、消費電力の増大をもたらす。
【0006】
線順次走査における走査線の発光時間の制限を排除するために考えられたのがアクティブマトリクス駆動である。これは各画素毎にスイッチング素子と情報保持用のキャパシタンスを持つことを特徴とする。これにより駆動Dutyを限りなく1に近づけることができ、高い輝度が得られる。しかしその半面、スイッチング素子の作り込みに多大な技術とコストが必要となり、また製品の歩留まりも低下する。
【0007】
上述したようにパッシブマトリクス・ディスプレイは高精細化に当たって輝度が低下し、また消費電力が増大するという問題点を持ち、アクティブマトリクス・ディスプレイは歩留まり低下とコスト増大をもたらす。
【0008】
本発明は、パッシブマトリクス有機薄膜発光ディスプレイにおいて、駆動Dutyを増加させ発光時間を増加させることにより、低電圧駆動化と低消費電力化ならびに高輝度を実現することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項1の発明は、透明基板上に、複数列に配置された第一の電極部と、複数行に配置された第二の電極部とを有し、かつ前記第一および第二電極部間に少なくとも有機発光層を挟持してなるパッシブマトリクス有機薄膜発光ディスプレイにおいて、前記第一の電極部の各列は、複数の画素電極と当該複数の画素電極に給電する給電電極とから構成して、前記給電電極上に前記複数の画素電極を配置し、前記給電電極の幅を前記画素電極の幅より小さくし、同一行上の隣接画素電極間の非発光領域上に隣接行の給電電極を配置し、前記第一および第二の電極部は、それぞれ複数組の電気的に独立したマトリクスに分けて、前記各マトリクスを同時に駆動することを特徴とする。
【0010】
請求項2の発明は、請求項1において、前記非発光領域の幅は前記画素電極の幅より小さいことを特徴とする。
【0011】
請求項3の発明は、請求項1または2において、前記画素電極は透明導電性膜であり、前記給電電極は金属電極であることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の第1の実施形態に係る、パッシブマトリクス有機薄膜発光素子の電極構造の一例を示す。なお、本実施形態および以下に示す各実施形態では、第一の電極部を陽極とし、第二の電極部を陰極としたが、本発明は、これに限定されず、この逆の場合でもよい。
【0014】
この第1の実施形態に係る、パッシブマトリクス有機薄膜発光素子においては、基板上に、複数列に配置された第一の電極部としてのストライプ状にパターニングされた透明性導電膜からなる陽極と、それと交差し複数行に配置された第二の電極部としての金属膜からなる陰極とが形成され、陽極、絶縁膜、有機層、陰極が順次積層されて表示部が形成されている。陽極と陰極の交差領域の発光部を1単位として1画素を形成し、この画素を2次元的に複数個配列することにより表示部12が形成される。R(赤)、G(緑)およびB(青)の各色の発光層が図1に示すように順番に配置されている。なお、陽極と陰極が交差している部分のうち、画素となる部分に絶縁膜は形成されず、画素とならない部分には絶縁膜を形成する。これにより、画素とならない陽極と陰極の交点における短絡を防ぐことができる。
【0015】
第一の電極部の奇数列目の電極21は奇数列データ側駆動回路11に接続し、第一の電極部の偶数列目の電極22は偶数列データ側駆動回路10に接続し、第二の電極部の電極は走査側駆動回路5に接続して、第一の電極部の奇数列目の電極21と第二の電極部の奇数行目の電極23とを電気的に独立した一つのマトリクスとし、且つ第一の電極部の偶数列目の電極22と第二の電極部の偶数行目の電極24とを電気的に独立した別のマトリクスとすることによって、それぞれのマトリクス内を同時に線順次走査する。すなわち、図9に示されるように、画像信号(RGBデータ)はメモリコントローラ6によって書き込みおよび読み出しが制御されるフレームメモリ7に一時記憶され、例えば線順次走査に応答して読み出され、階調制御回路8によって階調が制御されて奇数列データ側駆動回路11および偶数列データ側駆動回路10に供給される。メモリコントローラ6、階調制御回路8、奇数列データ側駆動回路11、偶数列データ側駆動回路10および走査側駆動回路5は、クロック発生器9からのクロックに基づいて、その動作タイミングが制御される。例えば第二の電極部の奇数行目の電極のうちの任意の1行と偶数行目の電極のうちの任意の1行を同時に選択し、線順次走査を行なうことができる。これによって、駆動Dutyを2倍にすることができる。つまり一画面を構成する時間を短縮でき、また各1行毎の選択時間を長くすることができる。これによりフレーム周波数を下げることなく高精細化が可能となり、またメモリ効果を有しない有機薄膜発光ディスプレイにおいては輝度向上を図ることができる。よって低電圧駆動化と低消費電力化を可能とする。
【0016】
図2は本発明の第2の実施形態に係る、パッシブマトリクス有機薄膜発光素子の電極構造の一例を示す。
【0017】
本実施形態においては、第一の電極部の各列の電極を、(透明)画素電極(25で例示)と当該画素電極に給電する給電電極(26で例示)とから構成し、給電電極は同一列上の画素電極間を接続する。第1の実施形態のマトリックスの構成の仕方、駆動回路および図9の信号処理手段等は、本実施形態にそのまま適用される。
【0018】
給電電極を細くすることで非発光部分を減らし、それぞれのマトリクス内を同時に線順次走査する。給電電極26の幅を画素電極25の幅より小さく(細く)することによって、同一行上で、隣接する画素電極同士を接近させることができる。これによって、非発光部分を減らし、また画素ピッチを狭くすることで高精細化を可能としている。尚、画素間を接続している給電電極に金属電極を用いることで配線抵抗を低減できる。
【0019】
図3は、本発明の第3の実施形態に係る、パッシブマトリクス有機薄膜発光素子の電極構造の一例を示す。
【0020】
本実施形態は、表示部の上および下側に奇数列データ側駆動回路11および偶数列データ側駆動回路10をそれぞれ配置し、走査側駆動回路を2つから構成して、2つの走査側駆動回路5A,5Bの各々を表示部の両側に配置したものであり、それ以外は、第2の実施形態と同様であり、図9の信号処理手段と同様の構成の信号処理手段が適用される。高精細化することにより電極間のピッチが狭くなった場合は、本実施形態のように第一の電極部の各列の給電電極を交互に反対方向に取り出すことによりデータ側駆動回路の回路接続の簡便性を得ることができる。さらに本実施形態では第二の電極部の各電極に対して、両側の2つの走査側駆動回路5A,5Bから電力供給も可能なので、第二の電極部の各電極の配線抵抗を下げ電圧降下を抑制するとができる。これにより第二の電極部の1つ1つの電極内の輝度差を低減し、大面積化に対応している。
【0021】
図4は、本発明の第4の実施形態に係る、パッシブマトリクス有機薄膜発光素子の電極構造の一例を示す。
【0022】
本実施形態は、画素電極間を接続する給電電極の配置を変更した場合の電極構造の一例であり、第二の電極部の各行の電極を2つの走査側駆動回路5A,5Bに交互に接続し、給電電極26を画素電極25の端部に位置させた以外は、図3の実施形態と同様である。画素電極間を接続する給電電極の配置はこれらの例に制限されない。
【0023】
図5は、本発明の第5の実施形態に係る、パッシブマトリクス有機薄膜発光素子の電極構造の一例を示す。
【0024】
本実施形態は、表示部18を上側および下側の2つの部分に分け、各部分は、第2の実施形態と同様の構成としたものである。したがって、4つの独立したマトリックスが形成され、通常の単純マトリクスの4倍の駆動Dutyが得られ、有機薄膜発光ディスプレイにおいては4倍の輝度を得ることができる。
【0025】
図5および図10に示すように、上側の部分においては、第一の電極部の奇数列目の電極は上側奇数列データ側駆動回路17に接続し、第一の電極部の偶数列目の電極は上側偶数列データ側駆動回路16に接続し、第二の電極部の電極は上側走査側駆動回路13Aに接続して、第一の電極部の奇数列目の電極と第二の電極部の奇数行目の電極とを電気的に独立した一つのマトリクスとし、且つ第一の電極部の偶数列目の電極と第二の電極部の偶数行目の電極とを電気的に独立した別のマトリクスとする。同様に、下側の部分においては、第一の電極部の奇数列目の電極は下側奇数列データ側駆動回路14に接続し、第一の電極部の偶数列目の電極は下側偶数列データ側駆動回路15に接続し、第二の電極部の電極は下側走査側駆動回路13Bに接続して、第一の電極部の奇数列目の電極と第二の電極部の奇数行目の電極とを電気的に独立した一つのマトリクスとし、且つ第一の電極部の偶数列目の電極と第二の電極部の偶数行目の電極とを電気的に独立した別のマトリクスとする。これによって、4つのマトリクス内を同時に線順次走査することができる。
【0026】
図6は、本発明の第6の実施形態に係る、パッシブマトリクス有機薄膜発光素子の電極構造の一例を示す。
【0027】
本実施形態は、3つのデータ側駆動回路27,28,29を有し、第一の電極部の各列の給電電極(26で例示)を順次各データ側駆動回路に接続したものであって、3つの電気的に独立なマトリクスを構成することができる。3つの駆動回路の信号処理手段は、図9の回路に順じて構成することができる(データ側駆動回路が2つから3つに増える)。
【0028】
なお、上記各実施形態においては、非発光領域において、第一の電極部と第二の電極部が接触し、短絡が発生するのを防止するために、第一の電極部と第二の電極部問に絶縁膜を形成する。絶縁膜は、金属膜よりも移動度の小さな材料であればキャリアの注入性を低くすることができ、発光損失を低減させる。例えば、金属膜を形成した後に酸化珪素やアルミナなどの酸化物をスパッタリング法や、ゾルゲル法等の方法で形成した後に、例えばリフトオフなどの方法で目的の形状に形成することや、フォトレジストなどの有機高分子膜を形成することが適用される。
【0029】
本発明においては、基板としてガラス基板のほかにポリマーフイルム等のフイルム状基板や、ガラス基板上のカラーフィルター等の有機膜に対しても適用可能である。
【0030】
透明導電性膜材料としてはITOやインジウム亜鉛酸化物のほかに、酸化錫や酸化亜鉛、アルミニウム錫酸化物などを用いることができる。
【0031】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、少なくとも2行を同時に選択し線順次走査を行なうことができる。その結果、高精細、低駆動電圧、低消費電力、高輝度が可能なパッシブマトリクス有機薄膜発光ディスプレイが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るパッシブマトリクス型有機発光素子ディスプレイの電極構造の一例を示す図である。
【図2】本発明に係るパッシブマトリクス型有機発光素子ディスプレイの電極構造の他の一例を示す図である。
【図3】本発明に係るパッシブマトリクス型有機発光素子ディスプレイの電極構造のさらに他の一例を示す図である。
【図4】本発明に係るパッシブマトリクス型有機発光素子ディスプレイの電極構造のさらに他の一例を示す図である。
【図5】本発明を用いた4画面分割駆動の電極構造の一例を示す図である。
【図6】本発明に係るパッシブマトリクス型有機発光素子ディスプレイの電極構造のさらに他の一例を示す図である。
【図7】従来のパッシブマトリクス型有機発光素子ディスプレイの電極構造の一例を示す図である。
【図8】図7の駆動回路に適用する信号処理手段のブロック図である。
【図9】図1等の駆動回路に適用する信号処理手段のブロック図である。
【図10】図5の駆動回路に適用する信号処理手段のブロック図である。
【符号の説明】
5 走査側駆動回路
10 偶数列データ側駆動回路
11 奇数列データ側駆動回路
12 表示部
21 第一の電極部の奇数列目の電極
22 第一の電極部の偶数列目の電極
23 第二の電極部の奇数行目の電極
24 第二の電極部の偶数行目の電極
Claims (3)
- 透明基板上に、複数列に配置された第一の電極部と、複数行に配置された第二の電極部とを有し、かつ前記第一および第二電極部間に少なくとも有機発光層を挟持してなるパッシブマトリクス有機薄膜発光ディスプレイにおいて、
前記第一の電極部の各列は、複数の画素電極と当該複数の画素電極に給電する給電電極とから構成して、前記給電電極上に前記複数の画素電極を配置し、
前記給電電極の幅を前記画素電極の幅より小さくし、同一行上の隣接画素電極間の非発光領域上に隣接行の給電電極を配置し、
前記第一および第二の電極部は、それぞれ複数組の電気的に独立したマトリクスに分けて、前記各マトリクスを同時に駆動することを特徴とするパッシブマトリクス有機薄膜発光ディスプレイ。 - 請求項1記載のパッシブマトリクス有機薄膜発光ディスプレイにおいて、
前記非発光領域の幅は前記画素電極の幅より小さいことを特徴とするパッシブマトリクス有機薄膜発光ディスプレイ。 - 請求項1または2に記載のパッシブマトリクス有機薄膜発光ディスプレイにおいて、前記画素電極は透明導電性膜であり、前記給電電極は金属電極であることを特徴とするパッシブマトリクス有機薄膜発光ディスプレイ。
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JP32471499A JP3690643B2 (ja) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | パッシブマトリクス有機薄膜発光ディスプレイ |
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- 1999-11-15 JP JP32471499A patent/JP3690643B2/ja not_active Expired - Lifetime
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