表示装置及びアレイ基板
【課題】ダイオード接続スイッチのオフリーク電流に起因したコントラスト比の低下や輝度ムラを抑制すると共に、表示領域内での素子のレイアウトを容易にする。
【解決手段】本発明の表示装置は、表示色が互いに異なり、各々が、制御端子と電源端子ＮＤ１に接続された第１端子とそれらの間の電圧に対応した大きさの電流を出力する第２端子とを含んだ駆動制御素子ＤＲと、第２端子と制御端子との間に接続されたダイオード接続スイッチＳＷｃと、画素電極とこれと向き合った対向電極とそれらの間に介在した活性層とを含んだ表示素子ＯＬＥＤと、第２端子と画素電極との間に接続された出力制御素子ＳＷａとを備えた画素ＰＸ１及びＰＸ２並びに画素ＰＸ３を具備し、画素ＰＸ１及びＰＸ２のスイッチＳＷａは１つ又は直列に接続された複数のトランジスタを含み、画素ＰＸ３のスイッチＳＷａは直列に接続された複数のトランジスタを含み、画素ＰＸ３は画素ＰＸ１及びＰＸ２と比較してスイッチＳＷａが含むトランジスタの数がより多い。
【解決手段】本発明の表示装置は、表示色が互いに異なり、各々が、制御端子と電源端子ＮＤ１に接続された第１端子とそれらの間の電圧に対応した大きさの電流を出力する第２端子とを含んだ駆動制御素子ＤＲと、第２端子と制御端子との間に接続されたダイオード接続スイッチＳＷｃと、画素電極とこれと向き合った対向電極とそれらの間に介在した活性層とを含んだ表示素子ＯＬＥＤと、第２端子と画素電極との間に接続された出力制御素子ＳＷａとを備えた画素ＰＸ１及びＰＸ２並びに画素ＰＸ３を具備し、画素ＰＸ１及びＰＸ２のスイッチＳＷａは１つ又は直列に接続された複数のトランジスタを含み、画素ＰＸ３のスイッチＳＷａは直列に接続された複数のトランジスタを含み、画素ＰＸ３は画素ＰＸ１及びＰＸ２と比較してスイッチＳＷａが含むトランジスタの数がより多い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及びアレイ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、映像信号として電流信号を利用するアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置が記載されている。この表示装置の画素は、ｎチャネル薄膜トランジスタである駆動トランジスタと、有機ＥＬ素子と、キャパシタと、出力制御スイッチと、映像信号供給制御スイッチと、ダイオード接続スイッチとを含んでいる。駆動トランジスタと出力制御スイッチと有機ＥＬ素子とは、低電位電源線と高電位電源線との間で、この順に直列に接続されている。キャパシタは、低電位電源線と駆動トランジスタのゲートとの間に接続されている。ダイオード接続スイッチは、駆動トランジスタのドレインとゲートとの間に接続されている。映像信号供給制御スイッチは、駆動トランジスタのドレインと映像信号線との間に接続されている。
【０００３】
特許文献２には、映像信号として電圧信号を利用するアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置が記載されている。この表示装置の画素は、ｐチャネル薄膜トランジスタである駆動トランジスタと、有機ＥＬ素子と、第１及び第２キャパシタと、出力制御スイッチと、映像信号供給制御スイッチと、ダイオード接続スイッチとを含んでいる。駆動トランジスタと出力制御スイッチと有機ＥＬ素子とは、高電位電源線と低電位電源線との間で、この順に直列に接続されている。第１キャパシタは、高電位電源線と駆動トランジスタのゲートとの間に接続されている。ダイオード接続スイッチは、駆動トランジスタのドレインとゲートとの間に接続されている。第２キャパシタの一方の電極は、駆動トランジスタのゲートに接続されている。映像信号供給制御スイッチは、映像信号線と第２キャパシタの他方の電極との間に接続されている。
【０００４】
これらアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置では、出力制御スイッチを開いている選択期間において、映像信号供給制御スイッチ及びダイオード接続スイッチのスイッチング動作を行い、駆動トランジスタのゲート−ソース間電圧を映像信号に対応した大きさに設定する。そして、出力制御スイッチを閉じている非選択期間では、映像信号供給制御スイッチ及びダイオード接続スイッチは開いたままとして、映像信号に対応した大きさの駆動電流を有機ＥＬ素子に流す。有機ＥＬ素子は、駆動電流の大きさに対応した輝度で発光する。
【０００５】
ところで、非選択期間においてダイオード接続スイッチにリーク電流が流れると、非選択期間の開始時と終了時との間で、駆動トランジスタのゲート−ソース間電圧に相違を生じる。その結果、コントラスト比の低下や輝度ムラを生じる可能性がある。
【０００６】
これらを防止するには、例えば、ダイオード接続スイッチとして、直列に接続した複数の薄膜トランジスタを使用すればよい。この場合、ダイオード接続スイッチが１つの薄膜トランジスタからなる場合と比較して、ダイオード接続スイッチのオフ抵抗がより大きくなる。
【０００７】
しかしながら、ダイオード接続スイッチをより多くの薄膜トランジスタで構成すると、表示領域内での素子のレイアウトが難しくなる。特に、有機ＥＬ表示装置が下面発光型である場合には、大きな開口率を実現し難くなる。
【特許文献１】米国特許第６３７３４５４号明細書
【特許文献２】米国特許第６２２９５０６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ダイオード接続スイッチのオフリーク電流に起因したコントラスト比の低下や輝度ムラを抑制すると共に、表示領域内での素子のレイアウトを容易にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１側面によると、表示色が互いに異なり、各々が、制御端子と第１電源端子に接続された第１端子とそれらの間の電圧に対応した大きさの電流を出力する第２端子とを含んだ駆動制御素子と、前記第２端子と前記制御端子との間に接続されたダイオード接続スイッチと、画素電極とこれと向き合った対向電極とそれらの間に介在した活性層とを含んだ表示素子と、前記第２端子と前記画素電極との間に接続された出力制御素子とを備えた第１及び第２画素を具備し、前記第１画素の前記ダイオード接続スイッチは１つ又は直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含み、前記第２画素の前記ダイオード接続スイッチは直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含み、前記第２画素は前記第１画素と比較して前記電界効果トランジスタの数がより多いことを特徴とする表示装置が提供される。
【００１０】
本発明の第２側面によると、各々が、制御端子と第１電源端子に接続された第１端子とそれらの間の電圧に対応した大きさの電流を出力する第２端子とを含んだ駆動制御素子と、前記第２端子と前記制御端子との間に接続されたダイオード接続スイッチと、画素電極と、前記第２端子と前記画素電極との間に接続された出力制御素子とを備えた第１及び第２画素回路を具備し、前記第１画素回路の前記ダイオード接続スイッチは１つ又は直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含み、前記第２画素回路の前記ダイオード接続スイッチは直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含み、前記第２画素回路は前記第１画素回路と比較して前記電界効果トランジスタの数がより多いことを特徴とするアレイ基板が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、ダイオード接続スイッチのオフリーク電流に起因したコントラスト比の低下や輝度ムラを抑制することができ、表示領域内での素子のレイアウトが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は、本発明の第１態様に係る表示装置を概略的に示す平面図である。図２は、図１の表示装置に採用可能な構造の一例を概略的に示す部分断面図である。図３は、図１の表示装置が含む画素の等価回路図である。なお、図２では、表示装置を、その表示面，すなわち前面又は光出射面，が下方を向き、背面が上方を向くように描いている。
【００１４】
この表示装置は、アクティブマトリクス型駆動方式を採用した下面発光型の有機ＥＬ表示装置である。この有機ＥＬ表示装置は、図１に示すように、表示パネルＤＰと、映像信号線ドライバＸＤＲと、走査信号線ドライバＹＤＲとを含んでいる。
【００１５】
表示パネルＤＰは、図１及び図２に示すように、例えば、ガラス基板などの絶縁基板ＳＵＢを含んでいる。
【００１６】
基板ＳＵＢ上には、図２に示すように、アンダーコート層ＵＣが形成されている。アンダーコート層ＵＣは、例えば、基板ＳＵＢ上にＳｉＮx層とＳｉＯx層とをこの順に積層してなる。
【００１７】
アンダーコート層ＵＣ上では、半導体層ＳＣが配列している。各半導体層ＳＣは、例えば、ｐ型領域とｎ型領域とを含んだポリシリコン層である。
【００１８】
アンダーコート層ＵＣ上では、図示しない下部電極がさらに配列している。これら下部電極は、例えば、ｎ+型ポリシリコン層である。
【００１９】
半導体層ＳＣ及び下部電極は、ゲート絶縁膜ＧＩで被覆されている。ゲート絶縁膜ＧＩは、例えばＴＥＯＳ（tetraethyl orthosilicate）などを用いて形成することができる。
【００２０】
ゲート絶縁膜ＧＩ上には、図１及び図３に示す走査信号線ＳＬ１乃至ＳＬ３が形成されている。走査信号線ＳＬ１乃至ＳＬ３は、図１に示すように、各々が後述する画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の行方向（Ｘ方向）に延びており、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の列方向（Ｙ方向）に配列している。走査信号線ＳＬ１乃至ＳＬ３は、例えばＭｏＷなどからなる。
【００２１】
ゲート絶縁膜ＧＩ上では、図示しない上部電極がさらに配列している。これら上部電極は、例えばＭｏＷなどからなる。上部電極は、走査信号線ＳＬ１乃至ＳＬ３と同一の工程で形成することができる。
【００２２】
走査信号線ＳＬ１乃至ＳＬ３のそれぞれは半導体層ＳＣと交差しており、これら交差部は薄膜トランジスタを構成している。また、上部電極は半導体層ＳＣと交差しており、これら交差部も薄膜トランジスタを構成している。具体的には、走査信号線ＳＬ１と半導体層ＳＣとの交差部が形成している薄膜トランジスタは、図１乃至図３に示す出力制御スイッチＳＷａである。走査信号線ＳＬ２と半導体層ＳＣとの交差部が形成している薄膜トランジスタは、図１及び図３に示すダイオード接続スイッチＳＷｃを構成している。走査信号線ＳＬ３と半導体層ＳＣとの交差部が形成している薄膜トランジスタは、図１及び図３に示す映像信号供給制御スイッチＳＷｂである。上部電極と半導体層ＳＣとの交差部が形成している薄膜トランジスタは、図１及び図３に示す駆動制御素子ＤＲである。
【００２３】
なお、この例では、駆動制御素子ＤＲ及びスイッチＳＷａ乃至ＳＷｃには、トップゲート型のｐチャネル薄膜トランジスタを使用している。また、図２において参照符号Ｇで示す部分は、走査信号線ＳＬ１に接続された、スイッチＳＷａのゲートである。
【００２４】
上部電極は、下部電極と向き合っている。上部電極と下部電極とそれらの間に介在している絶縁膜ＧＩとは、図１及び図３に示すキャパシタＣ１及びＣ２を構成している。
【００２５】
ゲート絶縁膜ＧＩ、走査信号線ＳＬ１乃至ＳＬ３、及び上部電極は、図２に示す層間絶縁膜ＩＩで被覆されている。層間絶縁膜ＩＩは、例えばプラズマＣＶＤ法などにより成膜されたＳｉＯxなどからなる。
【００２６】
層間絶縁膜ＩＩ上には、図１及び図３に示す映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３と電源線ＰＳＬとが形成されている。層間絶縁膜ＩＩ上には、図２に示すソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥがさらに形成されている。
【００２７】
映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３は、図１に示すように、各々がＹ方向に延びており、Ｘ方向に配列している。映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３は、それぞれ、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が含む映像信号供給制御スイッチＳＷｂのドレインに接続されている。
【００２８】
電源線ＰＳＬは、この例では、各々がＹ方向に延びており、Ｘ方向に配列している。電源線ＰＳＬは、駆動制御素子ＤＲのソースとキャパシタＣ１の下部電極とに接続されている。
【００２９】
ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、層間絶縁膜ＩＩ及びゲート絶縁膜ＧＩに設けられたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタのソース及びドレインにそれぞれ接続されている。ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３のそれぞれが含む素子間の接続に利用している。
【００３０】
映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３と電源線ＰＳＬとソース電極ＳＥとドレイン電極ＤＥとは、例えば、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの三層構造を有している。これらは、同一工程で形成可能である。
【００３１】
映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３と電源線ＰＳＬとソース電極ＳＥとドレイン電極ＤＥとは、図２に示すパッシベーション膜ＰＳで被覆されている。パッシベーション膜ＰＳは、例えばＳｉＮxなどからなる。
【００３２】
パッシベーション膜ＰＳ上では、画素電極ＰＥが配列している。各画素電極ＰＥは、パッシベーション膜ＰＳに設けたコンタクトホールを介して、図２のドレイン電極ＤＥに接続されている。
【００３３】
画素電極ＰＥは、この例では光透過性の前面電極である。また、画素電極ＰＥは、この例では陽極である。画素電極ＰＥの材料としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電性酸化物を使用することができる。
【００３４】
パッシベーション膜ＰＳ上には、さらに、隔壁絶縁層ＰＩが形成されている。隔壁絶縁層ＰＩには、画素電極ＰＥに対応した位置に貫通孔が設けられているか、或いは、画素電極ＰＥが形成する列又は行に対応した位置にスリットが設けられている。ここでは、一例として、隔壁絶縁層ＰＩには、画素電極ＰＥに対応した位置に貫通孔が設けられていることとする。
【００３５】
隔壁絶縁層ＰＩは、例えば、有機絶縁層である。隔壁絶縁層ＰＩは、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。
【００３６】
画素電極ＰＥ上には、活性層として、発光層を含んだ有機物層ＯＲＧが形成されている。発光層は、例えば、発光色が赤色、緑色、又は青色のルミネセンス性有機化合物を含んだ薄膜である。この有機物層ＯＲＧは、発光層に加え、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層などもさらに含むことができる。
【００３７】
隔壁絶縁層ＰＩ及び有機物層ＯＲＧは、対向電極ＣＥで被覆されている。この例では、対向電極ＣＥは、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３間で互いに接続された電極，すなわち共通電極，である。また、この例では、対向電極ＣＥは、陰極であり且つ光反射性の背面電極である。対向電極ＣＥは、例えば、パッシベーション膜ＰＳと隔壁絶縁層ＰＩとに設けられたコンタクトホールを介して、映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３と同一の層上に形成された電極配線（図示せず）に電気的に接続されている。各々の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、画素電極ＰＥと、有機物層ＯＲＧと、対向電極ＣＥとを含んでいる。
【００３８】
画素ＰＸ１乃至ＰＸ３のそれぞれは、図１及び図３に示すように、駆動制御素子ＤＲと、スイッチＳＷａ乃至ＳＷｃと、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと、キャパシタＣ１及びＣ２とを含んでいる。上記の通り、この例では、駆動制御素子ＤＲ及びスイッチＳＷａ乃至ＳＷｃにはｐチャネル薄膜トランジスタを使用している。また、この例では、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が含む有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの発光色は、それぞれ、赤、青、緑色である。
【００３９】
画素ＰＸ１乃至ＰＸ３のそれぞれにおいて、駆動制御素子ＤＲと出力制御スイッチＳＷａと有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとは、第１電源端子ＮＤ１と第２電源端子ＮＤ２との間で、この順に直列に接続されている。この例では、電源端子ＮＤ１は高電位電源端子であり、電源端子ＮＤ２は低電位電源端子である。
【００４０】
具体的には、駆動制御素子ＤＲのソースは電源端子ＮＤ１に接続されており、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの対向電極ＣＥは電源端子ＮＤ２に接続されている。出力制御スイッチＳＷａは、駆動制御素子ＤＲのドレインと有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの画素電極ＰＥとの間に接続されており、そのゲートは走査信号線ＳＬ１に接続されている。
【００４１】
キャパシタＣ１は、定電位端子ＮＤ１’と駆動制御素子ＤＲのゲートとの間に接続されている。この例では、キャパシタＣ１は、下部電極が電源線ＰＳＬに接続されており、上部電極が駆動制御素子ＤＲのゲートに接続されている。
【００４２】
画素ＰＸ１が含む映像信号供給制御スイッチＳＷｂとキャパシタＣ２とは、映像信号線ＤＬ１と駆動制御素子ＤＲのゲートとの間で、この順に直列に接続されている。この例では、映像信号供給制御スイッチＳＷｂは、映像信号線ＤＬ１とキャパシタＣ２の下部電極との間に接続されており、そのゲートは走査信号線ＳＬ３に接続されている。
【００４３】
画素ＰＸ２が含む映像信号供給制御スイッチＳＷｂとキャパシタＣ２とは、映像信号線ＤＬ２と駆動制御素子ＤＲのゲートとの間で、この順に直列に接続されている。この例では、映像信号供給制御スイッチＳＷｂは、映像信号線ＤＬ２とキャパシタＣ２の下部電極との間に接続されており、そのゲートは走査信号線ＳＬ３に接続されている。
【００４４】
画素ＰＸ３が含む映像信号供給制御スイッチＳＷｂとキャパシタＣ２とは、映像信号線ＤＬ３と駆動制御素子ＤＲのゲートとの間で、この順に直列に接続されている。この例では、映像信号供給制御スイッチＳＷｂは、映像信号線ＤＬ３とキャパシタＣ２の下部電極との間に接続されており、そのゲートは走査信号線ＳＬ３に接続されている。
【００４５】
なお、この例では、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３のそれぞれにおいて、キャパシタＣ２の上部電極は、駆動制御素子ＤＲのゲートに接続されている。
【００４６】
画素ＰＸ１乃至ＰＸ３のそれぞれにおいて、ダイオード接続スイッチＳＷｃは、駆動制御素子ＤＲのドレインとゲートとの間に接続されている。ダイオード接続スイッチＳＷｃのゲートは、走査信号線ＳＬ２に接続されている。
【００４７】
画素ＰＸ１のダイオード接続スイッチＳＷｃは、１つ又は直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含んでいる。この例では、画素ＰＸ１のダイオード接続スイッチＳＷｃは、直列に接続された２つのｐチャネル電界効果トランジスタを含んでいる。
【００４８】
画素ＰＸ２のダイオード接続スイッチＳＷｃは、１つ又は直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含んでいる。この例では、画素ＰＸ２のダイオード接続スイッチＳＷｃは、直列に接続された２つのｐチャネル電界効果トランジスタを含んでいる。
【００４９】
画素ＰＸ３のダイオード接続スイッチＳＷｃは、直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含んでいる。画素ＰＸ３のダイオード接続スイッチＳＷｃが含んでいる電界効果トランジスタの数は、画素ＰＸ１及びＰＸ２の各々のダイオード接続スイッチＳＷｃが含んでいる電界効果トランジスタの数と比較してより多い。この例では、画素ＰＸ３のダイオード接続スイッチＳＷｃは、直列に接続された３つのｐチャネル電界効果トランジスタを含んでいる。
【００５０】
なお、この表示パネルＤＰから対向電極ＣＥや有機物層ＯＲＧを除いた構造がアレイ基板に相当している。また、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の各々から対向電極ＣＥや有機物層ＯＲＧを除いたものが画素回路に相当している。
【００５１】
映像信号線ドライバＸＤＲ及び走査信号線ドライバＹＤＲは、この例では、表示パネルＤＰにＣＯＧ（chip on glass）実装している。映像信号線ドライバＸＤＲ及び走査信号線ドライバＹＤＲは、ＣＯＧ実装する代わりに、ＴＣＰ（tape carrier package）実装してもよい。
【００５２】
映像信号線ドライバＸＤＲには、映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３が接続されている。この例では、映像信号線ドライバＸＤＲには、電源線ＰＳＬがさらに接続されている。映像信号線ドライバＸＤＲは、映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３に映像信号として電圧信号を出力すると共に、電源線ＰＳＬに電源電圧を供給する。
【００５３】
走査信号線ドライバＹＤＲには、走査信号線ＳＬ１乃至ＳＬ３が接続されている。この例では、走査信号線ドライバＹＤＲは、走査信号線ＳＬ１乃至ＳＬ３にそれぞれ走査信号として電圧信号を出力する。
【００５４】
この表示装置で画像を表示する場合、例えば、走査信号線ＳＬ１乃至ＳＬ３の各々を線順次駆動する。すなわち、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３を行毎に選択する。
【００５５】
例えば、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３を選択している選択期間では、まず、走査信号線ドライバＹＤＲから、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ１にスイッチＳＷａを開く走査信号を電圧信号として出力する。続いて、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ２及びＳＬ３にスイッチＳＷｂ及びＳＷｃを閉じる走査信号を電圧信号として出力する。これと共に、映像信号線ドライバＸＤＲから映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３にリセット信号を出力する。すなわち、映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３の電位をリセット電位Ｖrst１乃至Ｖrst３にそれぞれ設定する。これにより、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が含む駆動制御素子ＤＲのゲート−ソース間電圧を、それらの閾値電圧Ｖth１乃至Ｖth３にそれぞれ設定する。
【００５６】
次に、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ２にスイッチＳＷｃを開く走査信号を電圧信号として出力する。続いて、映像信号線ドライバＸＤＲから映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３に映像信号Ｖsig１乃至Ｖsig３をそれぞれ出力する。その後、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ３にスイッチＳＷｂを開く走査信号を電圧信号として出力する。さらに、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ１にスイッチＳＷａを開く走査信号を電圧信号として出力する。以上のようにして、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の選択期間を終了する。
【００５７】
ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の非選択期間では、スイッチＳＷａは閉じたままとし、スイッチＳＷｂ及びＳＷｃは開いたままとする。したがって、非選択期間において、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３は、それらが含む駆動制御素子ＤＲのゲート−ソース間電圧を保持し、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤには駆動制御素子ＤＲのゲート−ソース間電圧に対応した大きさの駆動電流が流れる。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、駆動電流の大きさに対応した輝度で発光する。
【００５８】
この表示装置は、ダイオード接続スイッチＳＷｃのオフリーク電流に起因したコントラスト比の低下や輝度ムラが抑制されており、表示領域内での素子のレイアウトが容易である。以下、これについて説明する。
【００５９】
図４は、有機ＥＬ素子に流す駆動電流とその発光輝度との関係の例を示すグラフである。図中、横軸は駆動電流の大きさを電流密度で示し、縦軸は有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの発光輝度を示している。また、曲線ＩＬ１乃至ＩＬ３は、発光色が赤、青、緑色の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤのデータをそれぞれ示している。
【００６０】
図４に示す例では、曲線ＩＬ１と曲線ＩＬ２との比較から明らかなように、発光色が赤色の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが発光し得る駆動電流の最低値，すなわち閾値電流Ｉth１，は、発光色が青色の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの閾値電流Ｉth２とほぼ等しい。また、曲線ＩＬ３と曲線ＩＬ１及びＩＬ２との比較から明らかなように、発光色が緑色の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの閾値電流Ｉth３は、閾値電流Ｉth１及びＩth２よりも遥かに小さい。すなわち、発光色が緑色の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、発光色が赤及び青色の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと比較して、より小さな駆動電流で発光する。
【００６１】
ところで、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３のそれぞれにおいてダイオード接続スイッチＳＷｃのオフ抵抗が小さい場合、これら画素ＰＸ１乃至ＰＸ３に低階調域内の階調に対応した映像信号を書き込んだとしても、実際に表示される階調は本来の階調よりも高くなる。これを防止するには、ダイオード接続スイッチＳＷｃを構成している薄膜トランジスタの数を増やして、そのオフ抵抗を大きくすればよい。しかしながら、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の全てにおいてダイオード接続スイッチＳＷｃを構成している薄膜トランジスタの数を増やすと、表示領域内により多くの薄膜トランジスタを配置しなければならず、素子のレイアウトが難しくなる。特に、この表示装置は下面発光型であるので、大きな開口率を実現し難くなる。
【００６２】
図１の表示装置では、閾値電流がより大きな有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを含んだ画素ＰＸ１及びＰＸ２において、ダイオード接続スイッチＳＷｃをより少ない薄膜トランジスタで構成している。そして、図１の表示装置では、閾値電流がより小さな有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを含んだ画素ＰＸ３において、ダイオード接続スイッチＳＷｃをより多くの薄膜トランジスタで構成している。そのため、この表示装置では、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３に低階調域内の階調に対応した映像信号を書き込んだ場合に実際に表示される階調を本来の階調とほぼ等しくすることができるのに加え、表示領域内での素子のレイアウトが容易である。
【００６３】
また、図１の表示装置では、例えば画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の寸法をほぼ等しくした場合に、画素ＰＸ１及びＰＸ２の開口率を、画素ＰＸ３の開口率よりも大きくすることができる。そのため、例えば、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３を同じ明るさで発光させる場合に、それらの間で有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの電流密度をほぼ等しくすることができる。したがって、このような構造は、画素ＰＸ１及びＰＸ２と画素ＰＸ３とで有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの寿命をほぼ等しくするうえで有利である。
【００６４】
次に、本発明の第２態様について説明する。
図５は、本発明の第２態様に係る表示装置を概略的に示す平面図である。図６は、図５の表示装置が含む画素の等価回路図である。
【００６５】
この表示装置は、アクティブマトリクス型駆動方式を採用した下面発光型の有機ＥＬ表示装置である。この表示装置は、以下の構成を採用したこと以外は、図１及び図２に示した表示装置とほぼ同様の構造を有している。
【００６６】
すなわち、この表示装置では、走査信号線ＳＬ３とキャパシタＣ２とを省略している。画素ＰＸ１が含む映像信号供給制御スイッチＳＷｂは、駆動制御素子ＤＲのドレインと映像信号線ＤＬ１との間に接続している。画素ＰＸ２が含む映像信号供給制御スイッチＳＷｂは、駆動制御素子ＤＲのドレインと映像信号線ＤＬ２との間に接続している。画素ＰＸ３が含む映像信号供給制御スイッチＳＷｂは、駆動制御素子ＤＲのドレインと映像信号線ＤＬ３との間に接続している。これら映像信号供給制御スイッチＳＷｂのゲートは、走査信号線ＳＬ２に接続している。
【００６７】
この表示装置で画像を表示する場合、例えば、走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２の各々を線順次駆動する。すなわち、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３を行毎に選択する。
【００６８】
例えば、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３を選択している選択期間では、まず、走査信号線ドライバＹＤＲから、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ１にスイッチＳＷａを開く走査信号を電圧信号として出力する。続いて、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ２にスイッチＳＷｂ及びＳＷｃを閉じる走査信号を電圧信号として出力する。これと共に、映像信号線ドライバＸＤＲから映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３に映像信号を出力する。すなわち、映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３に書込電流Ｉsig１乃至Ｉsig３をそれぞれ流す。これにより、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が含む駆動制御素子ＤＲのゲート−ソース間電圧を、それらが書込電流Ｉsig１乃至Ｉsig３を流すときの大きさにそれぞれ設定する。
【００６９】
その後、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ２にスイッチＳＷｂ及びＳＷｃを開く走査信号を電圧信号として出力する。さらに、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ１にスイッチＳＷａを開く走査信号を電圧信号として出力する。以上のようにして、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の選択期間を終了する。
【００７０】
ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の非選択期間では、スイッチＳＷａは閉じたままとし、スイッチＳＷｂ及びＳＷｃは開いたままとする。したがって、非選択期間において、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３は、それらが含む駆動制御素子ＤＲのゲート−ソース間電圧を保持し、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤには駆動制御素子ＤＲのゲート−ソース間電圧に対応した大きさの駆動電流が流れる。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、駆動電流の大きさに対応した輝度で発光する。
【００７１】
この表示装置は、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３のダイオード接続スイッチＳＷｃに、図１及び図３に示したのと同様の構造を採用している。したがって、本態様でも、第１態様で説明したのと同様の効果を得ることができる。
【００７２】
第１及び第２態様において、画素ＰＸ１及びＰＸ２のダイオード接続スイッチＳＷｃが含む薄膜トランジスタの数は１以上であればよいが、典型的には２以上とする。第１及び第２態様では、画素ＰＸ１と画素ＰＸ２とでダイオード接続スイッチＳＷｃが含む薄膜トランジスタの数を互いに等しくしているが、それらは異なっていてもよい。
【００７３】
第１及び第２態様では、ダイオード接続スイッチＳＷａが含む電界効果トランジスタとしてｐチャネル薄膜トランジスタを使用したが、その代わりにｎチャネル薄膜トランジスタを使用してもよい。但し、オフリーク電流の問題は、ｎチャネル薄膜トランジスタを使用した場合よりも、ｐチャネル薄膜トランジスタを使用した場合において、より顕著である。
【００７４】
第１及び第２態様では、下面発光型の表示装置について説明したが、本発明は上面発光型の表示装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１態様に係る表示装置を概略的に示す平面図。
【図２】図１の表示装置に採用可能な構造の一例を概略的に示す断面図。
【図３】図１の表示装置が含む画素の等価回路図。
【図４】有機ＥＬ素子に流す駆動電流とその発光輝度との関係の例を示すグラフ。
【図５】本発明の第２態様に係る表示装置を概略的に示す平面図。
【図６】図５の表示装置が含む画素の等価回路図である。
【符号の説明】
【００７６】
Ｃ１…キャパシタ、Ｃ２…キャパシタ、ＣＥ…対向電極、ＤＥ…ドレイン電極、ＤＬ１…映像信号線、ＤＬ２…映像信号線、ＤＬ３…映像信号線、ＤＰ…表示パネル、ＤＲ…駆動制御素子、Ｇ…ゲート、ＧＩ…ゲート絶縁膜、ＩＩ…層間絶縁膜、ＩＬ１…曲線、ＩＬ２…曲線、ＩＬ３…曲線、ＮＤ１…電源端子、ＮＤ１’…定電位端子、ＮＤ２…電源端子、ＯＬＥＤ…有機ＥＬ素子、ＯＲＧ…有機物層、ＰＥ…画素電極、ＰＩ…隔壁絶縁層、ＰＳ…パッシベーション膜、ＰＳＬ…電源線、ＰＸ１…画素、ＰＸ２…画素、ＰＸ３…画素、ＳＣ…半導体層、ＳＥ…ソース電極、ＳＬ１…走査信号線、ＳＬ２…走査信号線、ＳＬ３…走査信号線、ＳＵＢ…絶縁基板、ＳＷａ…出力制御スイッチ、ＳＷｂ…映像信号供給制御スイッチ、ＳＷｃ…ダイオード接続スイッチ、ＵＣ…アンダーコート層、ＸＤＲ…映像信号線ドライバ、ＹＤＲ…走査信号線ドライバ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及びアレイ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、映像信号として電流信号を利用するアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置が記載されている。この表示装置の画素は、ｎチャネル薄膜トランジスタである駆動トランジスタと、有機ＥＬ素子と、キャパシタと、出力制御スイッチと、映像信号供給制御スイッチと、ダイオード接続スイッチとを含んでいる。駆動トランジスタと出力制御スイッチと有機ＥＬ素子とは、低電位電源線と高電位電源線との間で、この順に直列に接続されている。キャパシタは、低電位電源線と駆動トランジスタのゲートとの間に接続されている。ダイオード接続スイッチは、駆動トランジスタのドレインとゲートとの間に接続されている。映像信号供給制御スイッチは、駆動トランジスタのドレインと映像信号線との間に接続されている。
【０００３】
特許文献２には、映像信号として電圧信号を利用するアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置が記載されている。この表示装置の画素は、ｐチャネル薄膜トランジスタである駆動トランジスタと、有機ＥＬ素子と、第１及び第２キャパシタと、出力制御スイッチと、映像信号供給制御スイッチと、ダイオード接続スイッチとを含んでいる。駆動トランジスタと出力制御スイッチと有機ＥＬ素子とは、高電位電源線と低電位電源線との間で、この順に直列に接続されている。第１キャパシタは、高電位電源線と駆動トランジスタのゲートとの間に接続されている。ダイオード接続スイッチは、駆動トランジスタのドレインとゲートとの間に接続されている。第２キャパシタの一方の電極は、駆動トランジスタのゲートに接続されている。映像信号供給制御スイッチは、映像信号線と第２キャパシタの他方の電極との間に接続されている。
【０００４】
これらアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置では、出力制御スイッチを開いている選択期間において、映像信号供給制御スイッチ及びダイオード接続スイッチのスイッチング動作を行い、駆動トランジスタのゲート−ソース間電圧を映像信号に対応した大きさに設定する。そして、出力制御スイッチを閉じている非選択期間では、映像信号供給制御スイッチ及びダイオード接続スイッチは開いたままとして、映像信号に対応した大きさの駆動電流を有機ＥＬ素子に流す。有機ＥＬ素子は、駆動電流の大きさに対応した輝度で発光する。
【０００５】
ところで、非選択期間においてダイオード接続スイッチにリーク電流が流れると、非選択期間の開始時と終了時との間で、駆動トランジスタのゲート−ソース間電圧に相違を生じる。その結果、コントラスト比の低下や輝度ムラを生じる可能性がある。
【０００６】
これらを防止するには、例えば、ダイオード接続スイッチとして、直列に接続した複数の薄膜トランジスタを使用すればよい。この場合、ダイオード接続スイッチが１つの薄膜トランジスタからなる場合と比較して、ダイオード接続スイッチのオフ抵抗がより大きくなる。
【０００７】
しかしながら、ダイオード接続スイッチをより多くの薄膜トランジスタで構成すると、表示領域内での素子のレイアウトが難しくなる。特に、有機ＥＬ表示装置が下面発光型である場合には、大きな開口率を実現し難くなる。
【特許文献１】米国特許第６３７３４５４号明細書
【特許文献２】米国特許第６２２９５０６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ダイオード接続スイッチのオフリーク電流に起因したコントラスト比の低下や輝度ムラを抑制すると共に、表示領域内での素子のレイアウトを容易にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１側面によると、表示色が互いに異なり、各々が、制御端子と第１電源端子に接続された第１端子とそれらの間の電圧に対応した大きさの電流を出力する第２端子とを含んだ駆動制御素子と、前記第２端子と前記制御端子との間に接続されたダイオード接続スイッチと、画素電極とこれと向き合った対向電極とそれらの間に介在した活性層とを含んだ表示素子と、前記第２端子と前記画素電極との間に接続された出力制御素子とを備えた第１及び第２画素を具備し、前記第１画素の前記ダイオード接続スイッチは１つ又は直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含み、前記第２画素の前記ダイオード接続スイッチは直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含み、前記第２画素は前記第１画素と比較して前記電界効果トランジスタの数がより多いことを特徴とする表示装置が提供される。
【００１０】
本発明の第２側面によると、各々が、制御端子と第１電源端子に接続された第１端子とそれらの間の電圧に対応した大きさの電流を出力する第２端子とを含んだ駆動制御素子と、前記第２端子と前記制御端子との間に接続されたダイオード接続スイッチと、画素電極と、前記第２端子と前記画素電極との間に接続された出力制御素子とを備えた第１及び第２画素回路を具備し、前記第１画素回路の前記ダイオード接続スイッチは１つ又は直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含み、前記第２画素回路の前記ダイオード接続スイッチは直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含み、前記第２画素回路は前記第１画素回路と比較して前記電界効果トランジスタの数がより多いことを特徴とするアレイ基板が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、ダイオード接続スイッチのオフリーク電流に起因したコントラスト比の低下や輝度ムラを抑制することができ、表示領域内での素子のレイアウトが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は、本発明の第１態様に係る表示装置を概略的に示す平面図である。図２は、図１の表示装置に採用可能な構造の一例を概略的に示す部分断面図である。図３は、図１の表示装置が含む画素の等価回路図である。なお、図２では、表示装置を、その表示面，すなわち前面又は光出射面，が下方を向き、背面が上方を向くように描いている。
【００１４】
この表示装置は、アクティブマトリクス型駆動方式を採用した下面発光型の有機ＥＬ表示装置である。この有機ＥＬ表示装置は、図１に示すように、表示パネルＤＰと、映像信号線ドライバＸＤＲと、走査信号線ドライバＹＤＲとを含んでいる。
【００１５】
表示パネルＤＰは、図１及び図２に示すように、例えば、ガラス基板などの絶縁基板ＳＵＢを含んでいる。
【００１６】
基板ＳＵＢ上には、図２に示すように、アンダーコート層ＵＣが形成されている。アンダーコート層ＵＣは、例えば、基板ＳＵＢ上にＳｉＮx層とＳｉＯx層とをこの順に積層してなる。
【００１７】
アンダーコート層ＵＣ上では、半導体層ＳＣが配列している。各半導体層ＳＣは、例えば、ｐ型領域とｎ型領域とを含んだポリシリコン層である。
【００１８】
アンダーコート層ＵＣ上では、図示しない下部電極がさらに配列している。これら下部電極は、例えば、ｎ+型ポリシリコン層である。
【００１９】
半導体層ＳＣ及び下部電極は、ゲート絶縁膜ＧＩで被覆されている。ゲート絶縁膜ＧＩは、例えばＴＥＯＳ（tetraethyl orthosilicate）などを用いて形成することができる。
【００２０】
ゲート絶縁膜ＧＩ上には、図１及び図３に示す走査信号線ＳＬ１乃至ＳＬ３が形成されている。走査信号線ＳＬ１乃至ＳＬ３は、図１に示すように、各々が後述する画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の行方向（Ｘ方向）に延びており、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の列方向（Ｙ方向）に配列している。走査信号線ＳＬ１乃至ＳＬ３は、例えばＭｏＷなどからなる。
【００２１】
ゲート絶縁膜ＧＩ上では、図示しない上部電極がさらに配列している。これら上部電極は、例えばＭｏＷなどからなる。上部電極は、走査信号線ＳＬ１乃至ＳＬ３と同一の工程で形成することができる。
【００２２】
走査信号線ＳＬ１乃至ＳＬ３のそれぞれは半導体層ＳＣと交差しており、これら交差部は薄膜トランジスタを構成している。また、上部電極は半導体層ＳＣと交差しており、これら交差部も薄膜トランジスタを構成している。具体的には、走査信号線ＳＬ１と半導体層ＳＣとの交差部が形成している薄膜トランジスタは、図１乃至図３に示す出力制御スイッチＳＷａである。走査信号線ＳＬ２と半導体層ＳＣとの交差部が形成している薄膜トランジスタは、図１及び図３に示すダイオード接続スイッチＳＷｃを構成している。走査信号線ＳＬ３と半導体層ＳＣとの交差部が形成している薄膜トランジスタは、図１及び図３に示す映像信号供給制御スイッチＳＷｂである。上部電極と半導体層ＳＣとの交差部が形成している薄膜トランジスタは、図１及び図３に示す駆動制御素子ＤＲである。
【００２３】
なお、この例では、駆動制御素子ＤＲ及びスイッチＳＷａ乃至ＳＷｃには、トップゲート型のｐチャネル薄膜トランジスタを使用している。また、図２において参照符号Ｇで示す部分は、走査信号線ＳＬ１に接続された、スイッチＳＷａのゲートである。
【００２４】
上部電極は、下部電極と向き合っている。上部電極と下部電極とそれらの間に介在している絶縁膜ＧＩとは、図１及び図３に示すキャパシタＣ１及びＣ２を構成している。
【００２５】
ゲート絶縁膜ＧＩ、走査信号線ＳＬ１乃至ＳＬ３、及び上部電極は、図２に示す層間絶縁膜ＩＩで被覆されている。層間絶縁膜ＩＩは、例えばプラズマＣＶＤ法などにより成膜されたＳｉＯxなどからなる。
【００２６】
層間絶縁膜ＩＩ上には、図１及び図３に示す映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３と電源線ＰＳＬとが形成されている。層間絶縁膜ＩＩ上には、図２に示すソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥがさらに形成されている。
【００２７】
映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３は、図１に示すように、各々がＹ方向に延びており、Ｘ方向に配列している。映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３は、それぞれ、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が含む映像信号供給制御スイッチＳＷｂのドレインに接続されている。
【００２８】
電源線ＰＳＬは、この例では、各々がＹ方向に延びており、Ｘ方向に配列している。電源線ＰＳＬは、駆動制御素子ＤＲのソースとキャパシタＣ１の下部電極とに接続されている。
【００２９】
ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、層間絶縁膜ＩＩ及びゲート絶縁膜ＧＩに設けられたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタのソース及びドレインにそれぞれ接続されている。ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３のそれぞれが含む素子間の接続に利用している。
【００３０】
映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３と電源線ＰＳＬとソース電極ＳＥとドレイン電極ＤＥとは、例えば、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの三層構造を有している。これらは、同一工程で形成可能である。
【００３１】
映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３と電源線ＰＳＬとソース電極ＳＥとドレイン電極ＤＥとは、図２に示すパッシベーション膜ＰＳで被覆されている。パッシベーション膜ＰＳは、例えばＳｉＮxなどからなる。
【００３２】
パッシベーション膜ＰＳ上では、画素電極ＰＥが配列している。各画素電極ＰＥは、パッシベーション膜ＰＳに設けたコンタクトホールを介して、図２のドレイン電極ＤＥに接続されている。
【００３３】
画素電極ＰＥは、この例では光透過性の前面電極である。また、画素電極ＰＥは、この例では陽極である。画素電極ＰＥの材料としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電性酸化物を使用することができる。
【００３４】
パッシベーション膜ＰＳ上には、さらに、隔壁絶縁層ＰＩが形成されている。隔壁絶縁層ＰＩには、画素電極ＰＥに対応した位置に貫通孔が設けられているか、或いは、画素電極ＰＥが形成する列又は行に対応した位置にスリットが設けられている。ここでは、一例として、隔壁絶縁層ＰＩには、画素電極ＰＥに対応した位置に貫通孔が設けられていることとする。
【００３５】
隔壁絶縁層ＰＩは、例えば、有機絶縁層である。隔壁絶縁層ＰＩは、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。
【００３６】
画素電極ＰＥ上には、活性層として、発光層を含んだ有機物層ＯＲＧが形成されている。発光層は、例えば、発光色が赤色、緑色、又は青色のルミネセンス性有機化合物を含んだ薄膜である。この有機物層ＯＲＧは、発光層に加え、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層などもさらに含むことができる。
【００３７】
隔壁絶縁層ＰＩ及び有機物層ＯＲＧは、対向電極ＣＥで被覆されている。この例では、対向電極ＣＥは、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３間で互いに接続された電極，すなわち共通電極，である。また、この例では、対向電極ＣＥは、陰極であり且つ光反射性の背面電極である。対向電極ＣＥは、例えば、パッシベーション膜ＰＳと隔壁絶縁層ＰＩとに設けられたコンタクトホールを介して、映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３と同一の層上に形成された電極配線（図示せず）に電気的に接続されている。各々の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、画素電極ＰＥと、有機物層ＯＲＧと、対向電極ＣＥとを含んでいる。
【００３８】
画素ＰＸ１乃至ＰＸ３のそれぞれは、図１及び図３に示すように、駆動制御素子ＤＲと、スイッチＳＷａ乃至ＳＷｃと、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと、キャパシタＣ１及びＣ２とを含んでいる。上記の通り、この例では、駆動制御素子ＤＲ及びスイッチＳＷａ乃至ＳＷｃにはｐチャネル薄膜トランジスタを使用している。また、この例では、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が含む有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの発光色は、それぞれ、赤、青、緑色である。
【００３９】
画素ＰＸ１乃至ＰＸ３のそれぞれにおいて、駆動制御素子ＤＲと出力制御スイッチＳＷａと有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとは、第１電源端子ＮＤ１と第２電源端子ＮＤ２との間で、この順に直列に接続されている。この例では、電源端子ＮＤ１は高電位電源端子であり、電源端子ＮＤ２は低電位電源端子である。
【００４０】
具体的には、駆動制御素子ＤＲのソースは電源端子ＮＤ１に接続されており、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの対向電極ＣＥは電源端子ＮＤ２に接続されている。出力制御スイッチＳＷａは、駆動制御素子ＤＲのドレインと有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの画素電極ＰＥとの間に接続されており、そのゲートは走査信号線ＳＬ１に接続されている。
【００４１】
キャパシタＣ１は、定電位端子ＮＤ１’と駆動制御素子ＤＲのゲートとの間に接続されている。この例では、キャパシタＣ１は、下部電極が電源線ＰＳＬに接続されており、上部電極が駆動制御素子ＤＲのゲートに接続されている。
【００４２】
画素ＰＸ１が含む映像信号供給制御スイッチＳＷｂとキャパシタＣ２とは、映像信号線ＤＬ１と駆動制御素子ＤＲのゲートとの間で、この順に直列に接続されている。この例では、映像信号供給制御スイッチＳＷｂは、映像信号線ＤＬ１とキャパシタＣ２の下部電極との間に接続されており、そのゲートは走査信号線ＳＬ３に接続されている。
【００４３】
画素ＰＸ２が含む映像信号供給制御スイッチＳＷｂとキャパシタＣ２とは、映像信号線ＤＬ２と駆動制御素子ＤＲのゲートとの間で、この順に直列に接続されている。この例では、映像信号供給制御スイッチＳＷｂは、映像信号線ＤＬ２とキャパシタＣ２の下部電極との間に接続されており、そのゲートは走査信号線ＳＬ３に接続されている。
【００４４】
画素ＰＸ３が含む映像信号供給制御スイッチＳＷｂとキャパシタＣ２とは、映像信号線ＤＬ３と駆動制御素子ＤＲのゲートとの間で、この順に直列に接続されている。この例では、映像信号供給制御スイッチＳＷｂは、映像信号線ＤＬ３とキャパシタＣ２の下部電極との間に接続されており、そのゲートは走査信号線ＳＬ３に接続されている。
【００４５】
なお、この例では、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３のそれぞれにおいて、キャパシタＣ２の上部電極は、駆動制御素子ＤＲのゲートに接続されている。
【００４６】
画素ＰＸ１乃至ＰＸ３のそれぞれにおいて、ダイオード接続スイッチＳＷｃは、駆動制御素子ＤＲのドレインとゲートとの間に接続されている。ダイオード接続スイッチＳＷｃのゲートは、走査信号線ＳＬ２に接続されている。
【００４７】
画素ＰＸ１のダイオード接続スイッチＳＷｃは、１つ又は直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含んでいる。この例では、画素ＰＸ１のダイオード接続スイッチＳＷｃは、直列に接続された２つのｐチャネル電界効果トランジスタを含んでいる。
【００４８】
画素ＰＸ２のダイオード接続スイッチＳＷｃは、１つ又は直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含んでいる。この例では、画素ＰＸ２のダイオード接続スイッチＳＷｃは、直列に接続された２つのｐチャネル電界効果トランジスタを含んでいる。
【００４９】
画素ＰＸ３のダイオード接続スイッチＳＷｃは、直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含んでいる。画素ＰＸ３のダイオード接続スイッチＳＷｃが含んでいる電界効果トランジスタの数は、画素ＰＸ１及びＰＸ２の各々のダイオード接続スイッチＳＷｃが含んでいる電界効果トランジスタの数と比較してより多い。この例では、画素ＰＸ３のダイオード接続スイッチＳＷｃは、直列に接続された３つのｐチャネル電界効果トランジスタを含んでいる。
【００５０】
なお、この表示パネルＤＰから対向電極ＣＥや有機物層ＯＲＧを除いた構造がアレイ基板に相当している。また、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の各々から対向電極ＣＥや有機物層ＯＲＧを除いたものが画素回路に相当している。
【００５１】
映像信号線ドライバＸＤＲ及び走査信号線ドライバＹＤＲは、この例では、表示パネルＤＰにＣＯＧ（chip on glass）実装している。映像信号線ドライバＸＤＲ及び走査信号線ドライバＹＤＲは、ＣＯＧ実装する代わりに、ＴＣＰ（tape carrier package）実装してもよい。
【００５２】
映像信号線ドライバＸＤＲには、映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３が接続されている。この例では、映像信号線ドライバＸＤＲには、電源線ＰＳＬがさらに接続されている。映像信号線ドライバＸＤＲは、映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３に映像信号として電圧信号を出力すると共に、電源線ＰＳＬに電源電圧を供給する。
【００５３】
走査信号線ドライバＹＤＲには、走査信号線ＳＬ１乃至ＳＬ３が接続されている。この例では、走査信号線ドライバＹＤＲは、走査信号線ＳＬ１乃至ＳＬ３にそれぞれ走査信号として電圧信号を出力する。
【００５４】
この表示装置で画像を表示する場合、例えば、走査信号線ＳＬ１乃至ＳＬ３の各々を線順次駆動する。すなわち、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３を行毎に選択する。
【００５５】
例えば、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３を選択している選択期間では、まず、走査信号線ドライバＹＤＲから、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ１にスイッチＳＷａを開く走査信号を電圧信号として出力する。続いて、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ２及びＳＬ３にスイッチＳＷｂ及びＳＷｃを閉じる走査信号を電圧信号として出力する。これと共に、映像信号線ドライバＸＤＲから映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３にリセット信号を出力する。すなわち、映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３の電位をリセット電位Ｖrst１乃至Ｖrst３にそれぞれ設定する。これにより、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が含む駆動制御素子ＤＲのゲート−ソース間電圧を、それらの閾値電圧Ｖth１乃至Ｖth３にそれぞれ設定する。
【００５６】
次に、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ２にスイッチＳＷｃを開く走査信号を電圧信号として出力する。続いて、映像信号線ドライバＸＤＲから映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３に映像信号Ｖsig１乃至Ｖsig３をそれぞれ出力する。その後、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ３にスイッチＳＷｂを開く走査信号を電圧信号として出力する。さらに、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ１にスイッチＳＷａを開く走査信号を電圧信号として出力する。以上のようにして、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の選択期間を終了する。
【００５７】
ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の非選択期間では、スイッチＳＷａは閉じたままとし、スイッチＳＷｂ及びＳＷｃは開いたままとする。したがって、非選択期間において、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３は、それらが含む駆動制御素子ＤＲのゲート−ソース間電圧を保持し、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤには駆動制御素子ＤＲのゲート−ソース間電圧に対応した大きさの駆動電流が流れる。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、駆動電流の大きさに対応した輝度で発光する。
【００５８】
この表示装置は、ダイオード接続スイッチＳＷｃのオフリーク電流に起因したコントラスト比の低下や輝度ムラが抑制されており、表示領域内での素子のレイアウトが容易である。以下、これについて説明する。
【００５９】
図４は、有機ＥＬ素子に流す駆動電流とその発光輝度との関係の例を示すグラフである。図中、横軸は駆動電流の大きさを電流密度で示し、縦軸は有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの発光輝度を示している。また、曲線ＩＬ１乃至ＩＬ３は、発光色が赤、青、緑色の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤのデータをそれぞれ示している。
【００６０】
図４に示す例では、曲線ＩＬ１と曲線ＩＬ２との比較から明らかなように、発光色が赤色の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが発光し得る駆動電流の最低値，すなわち閾値電流Ｉth１，は、発光色が青色の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの閾値電流Ｉth２とほぼ等しい。また、曲線ＩＬ３と曲線ＩＬ１及びＩＬ２との比較から明らかなように、発光色が緑色の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの閾値電流Ｉth３は、閾値電流Ｉth１及びＩth２よりも遥かに小さい。すなわち、発光色が緑色の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、発光色が赤及び青色の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと比較して、より小さな駆動電流で発光する。
【００６１】
ところで、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３のそれぞれにおいてダイオード接続スイッチＳＷｃのオフ抵抗が小さい場合、これら画素ＰＸ１乃至ＰＸ３に低階調域内の階調に対応した映像信号を書き込んだとしても、実際に表示される階調は本来の階調よりも高くなる。これを防止するには、ダイオード接続スイッチＳＷｃを構成している薄膜トランジスタの数を増やして、そのオフ抵抗を大きくすればよい。しかしながら、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の全てにおいてダイオード接続スイッチＳＷｃを構成している薄膜トランジスタの数を増やすと、表示領域内により多くの薄膜トランジスタを配置しなければならず、素子のレイアウトが難しくなる。特に、この表示装置は下面発光型であるので、大きな開口率を実現し難くなる。
【００６２】
図１の表示装置では、閾値電流がより大きな有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを含んだ画素ＰＸ１及びＰＸ２において、ダイオード接続スイッチＳＷｃをより少ない薄膜トランジスタで構成している。そして、図１の表示装置では、閾値電流がより小さな有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを含んだ画素ＰＸ３において、ダイオード接続スイッチＳＷｃをより多くの薄膜トランジスタで構成している。そのため、この表示装置では、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３に低階調域内の階調に対応した映像信号を書き込んだ場合に実際に表示される階調を本来の階調とほぼ等しくすることができるのに加え、表示領域内での素子のレイアウトが容易である。
【００６３】
また、図１の表示装置では、例えば画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の寸法をほぼ等しくした場合に、画素ＰＸ１及びＰＸ２の開口率を、画素ＰＸ３の開口率よりも大きくすることができる。そのため、例えば、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３を同じ明るさで発光させる場合に、それらの間で有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの電流密度をほぼ等しくすることができる。したがって、このような構造は、画素ＰＸ１及びＰＸ２と画素ＰＸ３とで有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの寿命をほぼ等しくするうえで有利である。
【００６４】
次に、本発明の第２態様について説明する。
図５は、本発明の第２態様に係る表示装置を概略的に示す平面図である。図６は、図５の表示装置が含む画素の等価回路図である。
【００６５】
この表示装置は、アクティブマトリクス型駆動方式を採用した下面発光型の有機ＥＬ表示装置である。この表示装置は、以下の構成を採用したこと以外は、図１及び図２に示した表示装置とほぼ同様の構造を有している。
【００６６】
すなわち、この表示装置では、走査信号線ＳＬ３とキャパシタＣ２とを省略している。画素ＰＸ１が含む映像信号供給制御スイッチＳＷｂは、駆動制御素子ＤＲのドレインと映像信号線ＤＬ１との間に接続している。画素ＰＸ２が含む映像信号供給制御スイッチＳＷｂは、駆動制御素子ＤＲのドレインと映像信号線ＤＬ２との間に接続している。画素ＰＸ３が含む映像信号供給制御スイッチＳＷｂは、駆動制御素子ＤＲのドレインと映像信号線ＤＬ３との間に接続している。これら映像信号供給制御スイッチＳＷｂのゲートは、走査信号線ＳＬ２に接続している。
【００６７】
この表示装置で画像を表示する場合、例えば、走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２の各々を線順次駆動する。すなわち、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３を行毎に選択する。
【００６８】
例えば、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３を選択している選択期間では、まず、走査信号線ドライバＹＤＲから、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ１にスイッチＳＷａを開く走査信号を電圧信号として出力する。続いて、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ２にスイッチＳＷｂ及びＳＷｃを閉じる走査信号を電圧信号として出力する。これと共に、映像信号線ドライバＸＤＲから映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３に映像信号を出力する。すなわち、映像信号線ＤＬ１乃至ＤＬ３に書込電流Ｉsig１乃至Ｉsig３をそれぞれ流す。これにより、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が含む駆動制御素子ＤＲのゲート−ソース間電圧を、それらが書込電流Ｉsig１乃至Ｉsig３を流すときの大きさにそれぞれ設定する。
【００６９】
その後、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ２にスイッチＳＷｂ及びＳＷｃを開く走査信号を電圧信号として出力する。さらに、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ１にスイッチＳＷａを開く走査信号を電圧信号として出力する。以上のようにして、ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の選択期間を終了する。
【００７０】
ｍ行目の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の非選択期間では、スイッチＳＷａは閉じたままとし、スイッチＳＷｂ及びＳＷｃは開いたままとする。したがって、非選択期間において、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３は、それらが含む駆動制御素子ＤＲのゲート−ソース間電圧を保持し、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤには駆動制御素子ＤＲのゲート−ソース間電圧に対応した大きさの駆動電流が流れる。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、駆動電流の大きさに対応した輝度で発光する。
【００７１】
この表示装置は、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３のダイオード接続スイッチＳＷｃに、図１及び図３に示したのと同様の構造を採用している。したがって、本態様でも、第１態様で説明したのと同様の効果を得ることができる。
【００７２】
第１及び第２態様において、画素ＰＸ１及びＰＸ２のダイオード接続スイッチＳＷｃが含む薄膜トランジスタの数は１以上であればよいが、典型的には２以上とする。第１及び第２態様では、画素ＰＸ１と画素ＰＸ２とでダイオード接続スイッチＳＷｃが含む薄膜トランジスタの数を互いに等しくしているが、それらは異なっていてもよい。
【００７３】
第１及び第２態様では、ダイオード接続スイッチＳＷａが含む電界効果トランジスタとしてｐチャネル薄膜トランジスタを使用したが、その代わりにｎチャネル薄膜トランジスタを使用してもよい。但し、オフリーク電流の問題は、ｎチャネル薄膜トランジスタを使用した場合よりも、ｐチャネル薄膜トランジスタを使用した場合において、より顕著である。
【００７４】
第１及び第２態様では、下面発光型の表示装置について説明したが、本発明は上面発光型の表示装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１態様に係る表示装置を概略的に示す平面図。
【図２】図１の表示装置に採用可能な構造の一例を概略的に示す断面図。
【図３】図１の表示装置が含む画素の等価回路図。
【図４】有機ＥＬ素子に流す駆動電流とその発光輝度との関係の例を示すグラフ。
【図５】本発明の第２態様に係る表示装置を概略的に示す平面図。
【図６】図５の表示装置が含む画素の等価回路図である。
【符号の説明】
【００７６】
Ｃ１…キャパシタ、Ｃ２…キャパシタ、ＣＥ…対向電極、ＤＥ…ドレイン電極、ＤＬ１…映像信号線、ＤＬ２…映像信号線、ＤＬ３…映像信号線、ＤＰ…表示パネル、ＤＲ…駆動制御素子、Ｇ…ゲート、ＧＩ…ゲート絶縁膜、ＩＩ…層間絶縁膜、ＩＬ１…曲線、ＩＬ２…曲線、ＩＬ３…曲線、ＮＤ１…電源端子、ＮＤ１’…定電位端子、ＮＤ２…電源端子、ＯＬＥＤ…有機ＥＬ素子、ＯＲＧ…有機物層、ＰＥ…画素電極、ＰＩ…隔壁絶縁層、ＰＳ…パッシベーション膜、ＰＳＬ…電源線、ＰＸ１…画素、ＰＸ２…画素、ＰＸ３…画素、ＳＣ…半導体層、ＳＥ…ソース電極、ＳＬ１…走査信号線、ＳＬ２…走査信号線、ＳＬ３…走査信号線、ＳＵＢ…絶縁基板、ＳＷａ…出力制御スイッチ、ＳＷｂ…映像信号供給制御スイッチ、ＳＷｃ…ダイオード接続スイッチ、ＵＣ…アンダーコート層、ＸＤＲ…映像信号線ドライバ、ＹＤＲ…走査信号線ドライバ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示色が互いに異なり、各々が、制御端子と第１電源端子に接続された第１端子とそれらの間の電圧に対応した大きさの電流を出力する第２端子とを含んだ駆動制御素子と、前記第２端子と前記制御端子との間に接続されたダイオード接続スイッチと、画素電極とこれと向き合った対向電極とそれらの間に介在した活性層とを含んだ表示素子と、前記第２端子と前記画素電極との間に接続された出力制御素子とを備えた第１及び第２画素を具備し、
前記第１画素の前記ダイオード接続スイッチは１つ又は直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含み、前記第２画素の前記ダイオード接続スイッチは直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含み、前記第２画素は前記第１画素と比較して前記電界効果トランジスタの数がより多いことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１及び第２画素の前記表示素子は発光素子であり、前記第２画素は前記第１画素と比較して前記表示素子が発光し得る駆動電流の最低値がより小さいことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
下面発光型であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示素子は有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１及び第２画素の前記ダイオード接続スイッチが含む前記電界効果トランジスタはｐチャネル薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
各々が、制御端子と第１電源端子に接続された第１端子とそれらの間の電圧に対応した大きさの電流を出力する第２端子とを含んだ駆動制御素子と、前記第２端子と前記制御端子との間に接続されたダイオード接続スイッチと、画素電極と、前記第２端子と前記画素電極との間に接続された出力制御素子とを備えた第１及び第２画素回路を具備し、
前記第１画素回路の前記ダイオード接続スイッチは１つ又は直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含み、前記第２画素回路の前記ダイオード接続スイッチは直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含み、前記第２画素回路は前記第１画素回路と比較して前記電界効果トランジスタの数がより多いことを特徴とするアレイ基板。
【請求項１】
表示色が互いに異なり、各々が、制御端子と第１電源端子に接続された第１端子とそれらの間の電圧に対応した大きさの電流を出力する第２端子とを含んだ駆動制御素子と、前記第２端子と前記制御端子との間に接続されたダイオード接続スイッチと、画素電極とこれと向き合った対向電極とそれらの間に介在した活性層とを含んだ表示素子と、前記第２端子と前記画素電極との間に接続された出力制御素子とを備えた第１及び第２画素を具備し、
前記第１画素の前記ダイオード接続スイッチは１つ又は直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含み、前記第２画素の前記ダイオード接続スイッチは直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含み、前記第２画素は前記第１画素と比較して前記電界効果トランジスタの数がより多いことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１及び第２画素の前記表示素子は発光素子であり、前記第２画素は前記第１画素と比較して前記表示素子が発光し得る駆動電流の最低値がより小さいことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
下面発光型であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示素子は有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１及び第２画素の前記ダイオード接続スイッチが含む前記電界効果トランジスタはｐチャネル薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
各々が、制御端子と第１電源端子に接続された第１端子とそれらの間の電圧に対応した大きさの電流を出力する第２端子とを含んだ駆動制御素子と、前記第２端子と前記制御端子との間に接続されたダイオード接続スイッチと、画素電極と、前記第２端子と前記画素電極との間に接続された出力制御素子とを備えた第１及び第２画素回路を具備し、
前記第１画素回路の前記ダイオード接続スイッチは１つ又は直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含み、前記第２画素回路の前記ダイオード接続スイッチは直列に接続された複数の電界効果トランジスタを含み、前記第２画素回路は前記第１画素回路と比較して前記電界効果トランジスタの数がより多いことを特徴とするアレイ基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１０８７２（Ｐ２００７−１０８７２Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８９９０２（Ｐ２００５−１８９９０２）
【出願日】平成１７年６月２９日（２００５．６．２９）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２９日（２００５．６．２９）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
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