JPH11272235A - エレクトロルミネッセンス表示装置の駆動回路 - Google Patents

エレクトロルミネッセンス表示装置の駆動回路

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JPH11272235A
JPH11272235A JP10078770A JP7877098A JPH11272235A JP H11272235 A JPH11272235 A JP H11272235A JP 10078770 A JP10078770 A JP 10078770A JP 7877098 A JP7877098 A JP 7877098A JP H11272235 A JPH11272235 A JP H11272235A
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thin film
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film transistor
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Keiichi Sano
景一 佐野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 EL素子への電流供給量の制御を容易に行う
ことができ、各表示画素間における発光量の均一性向上
を図るEL表示装置の駆動回路を提供する。 【解決手段】 陽極、陰極及びこの両電極の間に挟まれ
た発光素子層から成るEL素子40と、ドレイン電極1
2がドレイン信号線Dに、ゲート電極11がゲート信号
線Gにそれぞれ接続された第1のTFT10と、ソース
電極が第3のTFT52に、ドレイン電極が駆動電源5
0に、ゲート電極が第1のTFT10のソース電極に接
続された第2のTFTと、を備えており、その第2のT
FT20とEL素子40との間に、10kHzの外部信
号に応じてスイッチングする第3及び第4のTFT5
2,56によって、第3及び第4のTFTの間の充電用
容量51に充電及び放電を繰り返し、その放電によって
EL素子40に電流を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロルミネ
ッセンス(ElectroLuminescence:以下、「EL」と称
する。)素子及び薄膜トランジスタ(Thin Film Transi
stor:以下、「TFT」と称する。)を備えたEL表示
装置の駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、EL素子を用いたEL表示装置
が、CRTやLCDに代わる表示装置として注目されて
いる。また、そのEL素子を駆動させるスイッチング素
子としてTFTを備えた表示装置も研究開発されてい
る。
【0003】図5に、従来の有機EL表示装置の回路図
を示す。同図に示す如く、従来の有機EL表示装置の表
示画素1は、第1のTFT100、第2のTFT20
0、保持容量300及び有機EL素子400からなる。
ゲート信号を供給するゲート信号線Gとドレイン信号を
供給するドレイン信号線Dとが直交しており、両信号線
G、Dの交差点付近には、有機EL素子400及びこの
有機EL素子400を駆動するTFT100,200が
設けられている。
【0004】まず、第1のTFT100は、ゲート信号
線Gに接続されゲート信号が供給されるゲート電極11
0と、ドレイン信号線Dに接続されドレイン信号が供給
されるドレイン電極120と、第2のTFT200のゲ
ート電極210及び保持容量300に接続されているソ
ース電極130とからなる。次に、第2のTFT200
は、第1のTFT100のソース電極130に接続され
ているゲート電極210と、有機EL素子400の陽極
410に接続されたソース電極220と、有機EL素子
400に供給され有機EL素子400を駆動する駆動電
源500に接続されたドレイン電極230とを備えてい
る。
【0005】また、有機EL素子400は、第2のTF
T200のソース電極220に接続された陽極410
と、画素電極600に接続された陰極420、及びこの
陽極410及び陰極420の間に挟まれた発光素子層4
30とから成る。ゲート信号線Gからゲート信号が第1
のTFT100のゲート電極110に供給されると、第
1のTFT100がオンになり、ドレイン信号線Dから
供給されたドレイン信号が第2のTFT200のゲート
電極210及び保持容量300に印加される。それによ
って、第2のTFT200がオンになり駆動電源500
から有機EL素子400に第2のTFT200のゲート
電圧に応じた電流が流れて有機EL素子400の発光素
子層430が発光する。
【0006】有機EL素子400は、ITO(Indium T
hin Oxide)等の透明電極から成る陽極410、MTD
ATA(4,4'-bis(3-methylphenylphenylamino)bipheny
l)から成る第1ホール輸送層、TPD(4,4',4"-tris
(3-methylphenylphenylamino)triphenylanine)からな
る第2ホール輸送層、キナクリドン(Quinacridone)誘
導体を含むBebq2(10-ベンゾ〔h〕キノリノール−
ベリリウム錯体)から成る発光層、Bebq2から成る
電子輸送層の各層からなる発光素子層430、マグネシ
ウム・インジウム合金から成る陰極420がこの順番で
積層形成されている。
【0007】また有機EL素子は、陽極から注入された
ホールと、陰極から注入された電子とが発光層の内部で
再結合し、発光層を形成する有機分子を励起して励起子
が生じる。この励起子が放射失活する過程で発光層から
光が放たれ、この光が透明な陽極から透明絶縁基板を介
して外部へ放出されて発光する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、EL表示装
置の面内において均一で安定した表示を得るためには各
表示画素のEL素子を同一光量で発光させる必要がある
が、各表示画素に備えられた第2のTFT200の特性
にはばらつきがあるため、上述の従来のEL表示装置の
駆動回路ではEL素子に供給する電流量を均一にするこ
とができず、その電流量の不均一が各表示画素毎の表示
むらとして現れるという欠点があった。
【0009】即ち、TFT製造中にマスクパターンずれ
等により各第2のTFTのサイズがばらつき、各第2の
TFTにおいて同じゲート電圧が印加されてもドレイン
に流れる電流値がばらついてしまい、従ってEL素子に
供給される電流値が各表示画素ごとに異なるのでEL素
子の発光強度もばらつくことになるため、表示むらとし
て現れることになる。
【0010】そこで本発明は、上記の従来の欠点に鑑み
て為されたものであり、EL素子への電流供給量の制御
を容易に行うことができ、各表示画素間における発光量
の均一性向上を図ったEL表示装置の駆動回路を提供す
ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のEL表示装置の
駆動回路は、陽極及び陰極を備えたエレクトロルミネッ
センス素子と、ソース電極が保持容量に、ドレイン電極
がドレイン信号線に、ゲート電極がゲート信号線にそれ
ぞれ接続された第1の薄膜トランジスタと、ドレイン電
極がエレクトロルミネッセンス素子の駆動電源に、ゲー
ト電極が第1の薄膜トランジスタのソース電極にそれぞ
れ接続された第2の薄膜トランジスタと、を備えてお
り、第2の薄膜トランジスタのソース電極と、エレクト
ロルミネッセンス素子の陽極との間に、所定周期の外部
信号に応じてスイッチングする第3及び第4の薄膜トラ
ンジスタと、この第3及び第4の薄膜トランジスタの間
に充電用容量とを備えたものである。
【0012】また、第3の薄膜トランジスタと第4の薄
膜トランジスタは交互にオンオフする。また、本発明の
EL表示装置の駆動回路は、陽極、及び駆動電源に接続
された陰極を備えたエレクトロルミネッセンス素子と、
ソース電極が保持容量に、ドレイン電極がドレイン信号
線に、ゲート電極がゲート信号線にそれぞれ接続された
第1の薄膜トランジスタと、ドレイン電極が前記エレク
トロルミネッセンス素子の駆動電源に、ゲート電極が第
1の薄膜トランジスタのソース電極にそれぞれ接続され
た第2の薄膜トランジスタと、を備えており、第2の薄
膜トランジスタのソース電極とエレクトロルミネッセン
ス素子の陽極との間に、第1のダイオード及び第2のダ
イオードが直列に接続されるとともに、これら第1のダ
イオードと第2のダイオードとの間に充電用容量を備え
るとともに、周期的に異なる電位を供給する駆動電源を
備えている。
【0013】
【発明の実施の形態】<第1の実施の形態>本発明のE
L表示装置の駆動回路について以下に説明する。図1
は、本実施の形態の有機EL素子及びTFTを備えたE
L表示装置の回路図であり、図2(a)は第1のTFT
のゲート電極に供給される信号VG1、(b)は第2の
TFTのゲート電極に供給される信号VG2、(c)は
駆動電源の信号V0、(d)は第3のTFTのゲート電
極に供給される信号VG3、(e)は第4のTFTのゲ
ート電極に供給される信号VG4、(f)は充電用容量
に蓄積される信号VC、(g)は有機EL素子の発光の
信号VELの信号波形図である。
【0014】本実施の形態のEL表示装置の駆動回路
は、第1のTFT10、第2のTFT20、保持容量3
0、有機EL素子40、駆動電源50、第3及び第4の
TFT52,56及び充電用容量51とから成ってい
る。図1に示す如く、第1のTFT11及び保持容量1
5は前述の従来と同様の回路構成及び駆動方法である。
【0015】第2のTFT20のゲート電極21は、第
1のTFT10のソース電極13及び保持容量30の一
方の電極に接続され、そのドレイン電極23は有機EL
素子40の駆動電源50に接続されている。また、その
ソース電極24は、第3のTFT52のドレイン電極5
4に接続されている。第3及び第4のTFT52,56
のゲート電極53,57にはそれぞれ外部から周期的な
信号VG3,VG4が供給される。この信号VG3とV
G4とは互いに位相が反転した信号である。また第3の
TFT52のソース電極55と第4のTFT56のドレ
イン電極58とは接続されている。この第3及び第4の
TFT52,56の間には充電用容量51が接続されて
いる。また、第4のTFT56のソース電極59は有機
EL素子40の陽極41に接続されており、有機EL素
子40の陰極42は表示電極60に接続されている。
【0016】このように構成された有機EL素子及びT
FTからなる表示画素1がマトリクス状に配置されるこ
とにより、EL表示装置の表示パネルが形成されてい
る。次に、本発明のEL表示装置の駆動方法について図
1及び図2に従って説明する。第1のTFT10のゲー
ト電極11に図2(a)のようにゲート信号線Gのゲー
ト信号VG1が供給されて、第1のTFT10がオン状
態になる。そうすると、ドレイン信号線Dからのドレイ
ン信号が第2のTFT20のゲート電極21及び保持容
量30に供給され、図2(b)に示すように第2のTF
T20にはVG2が印加されてオン状態が1フィールド
期間保持される(このとき保持容量30の一方の電極電
位VC1はVG2と同じ電位となる)。
【0017】そうすると、駆動電源50(電位V0)よ
り、ゲート電極21の電圧VG2に応じた電圧が第3の
TFT52のドレイン電極54に供給される。このと
き、第3及び第4のTFT52,56のゲート電極5
3,57には図2(d)及び(e)に示す信号電圧VG
3,VG4が供給される。同図の如く、信号VG3とV
G4とは互いに位相が反転しており、それによって第3
及び第4のTFT52,56は交互にオン状態になる。
【0018】即ち、充電用容量51の電圧VC2は、図
2(f)のように、信号VG3がオン信号で信号VG4
がオフ信号になると充電され、信号VG3がオフ信号で
信号VG4がオン信号になると放電される。このように
信号VG3,VG4によって充放電(1発光サイクル)
が繰り返される。従って、第3のTFT52がオン状態
になったときは第4のTFT56がオフ状態であるか
ら、第2のTFT20を介して第3のTFT52のドレ
イン電極54に供給された駆動電源50の電圧は充電用
容量51に蓄積される。
【0019】また、第3のTFT52がオフ状態になっ
たときは第4のTFT56はオン状態であるから、充電
用容量51に蓄積された電荷が放電される。こうして、
第3のTFT52がオン状態のときに充電用容量51に
充電された電荷が、第3のTFT52がオフ状態で第4
のTFT56がオン状態になったときに第4のTFT5
6のドレイン電極58及びソース電極59を介して有機
EL素子40の陽極41に供給される。そうすることに
より、図2(g)のVELのように、電圧VC2に応じ
て1発光サイクル毎に有機EL素子40が発光する。
【0020】ここで、各表示画素における第2のTFT
の特性がそれぞればらついていても、有機EL素子には
安定して電流が供給されることについて説明する。ま
ず、あるゲート電圧を印加したときのドレインに流れる
電流値がそれぞれIda、Idb(Ida>Idb)で
ある、即ち電流特性のばらついた第2のTFTa,bが
あったと仮定する。
【0021】従来のようなEL表示装置の駆動回路を用
いた場合、電流値が異なるTFTa,bであると、一方
の電流値の高いTFTa(Ida)は多くの電流を有機
EL素子に供給することができるのでそのTFTaに接
続された有機EL素子の発光強度は強いが、他方の電流
値の低いTFTb(Idb)はTFTaのように多くの
電流を有機EL素子に供給することはできないため、そ
のTFTbに接続された有機EL素子の発光強度はTF
Taに接続された有機EL素子よりも発光強度が弱くな
る。従って、TFTa及びTFTbに接続されたそれぞ
れの有機EL素子の明るさにばらつきが生じることにな
る。
【0022】ところが、本発明のEL表示装置の駆動回
路によれば、図1中の第2のTFT20及び第3のTF
T30がオンになった場合、充電用容量51には第2の
TFT20のゲートに印加された電圧VG2まで充電さ
れ(VG2=VC2)、その充電された電圧に応じた電
流値が有機EL素子に供給されることになるので、上述
した各第2のTFTa,bのように電流特性が異なるT
FTであったとしても、有機EL素子には同じ電流値が
供給されることになる。言い換えると、TFTの電流特
性に差があっても充電されるまでの時間は異なるものの
充電されて到達する充電尿容量の電圧は同じである。
【0023】従って、有機EL素子に供給される電流は
充電用容量に充電された電圧に応じた電流であることか
ら、第2のTFTの特性がばらついていたとしても有機
EL素子には同じ値の電流が流れることになる。即ち、
各第2のTFTの特性がばらついていても、その特性に
は関係なく各表示画素の有機EL素子に同じ電流値を供
給することができるため、各有機EL素子の発光量が等
しくなり均一な明るさの表示を得ることができる。
【0024】なお、第3及び第4のTFTに外部より供
給する信号によるオンオフの繰り返し、即ち1フィール
ド期間の有機EL素子の1発光サイクルは第2のTFT
から充電用容量に印加されるまでの時間に応じて、例え
ば10kHzのように決定すればよい。 <第2の実施形態>以下に、本発明のEL表示装置の駆
動回路の第2の実施形態を示す。
【0025】図3は本発明の第2の実施形態の回路図で
あり、図4は、各信号の信号波形図である。図4(a)
は第1のTFTのゲート電極に供給される信号VG1、
(b)は第2のTFTのゲート電極に供給される信号V
G2、(c)は駆動電源の信号V0、(d)は第1のダ
イオードに供給される信号VD1、(e)は第2のダイ
オードに供給される信号VD2、(f)は充電用容量に
蓄積される信号VC2、(g)は有機EL素子の発光の
信号VELの信号波形図である。
【0026】図3に示す如く、第1のTFT21及び保
持容量23については第1の実施形態の回路構成及び駆
動と同じである。第2のTFT20のゲート電極21は
第1のTFT10のソース電極13及び保持容量30の
一方の電極に接続され、そのドレイン電極23は有機E
L素子40の駆動電源50に接続されている。また、そ
のソース電極24は、第1のダイオード70のアノード
71に接続されている。
【0027】第1のダイオード70のカソード72と、
第2のダイオード80のアノード81とは直列に接続さ
れている。この第1及び第2のダイオード70,80の
間には、充電用容量51の一方の電極が接続されてい
る。充電用容量51の他方の電極は接地されている。第
2のダイオード80のカソード82は有機EL素子40
の陽極41に接続されている。
【0028】また、有機EL素子40の陰極42は駆動
電源50に接続されている。このように構成された表示
画素1がマトリクス状に配置されることにより、有機E
L表示装置が形成される。ここで、駆動電源50が供給
する電圧について図3及び図4に従って説明する。
【0029】第1のTFT10のゲート電極11に図4
(a)のようにゲート信号線Gのゲート信号VG1が供
給されて、第1のTFT10がオン状態になる。そうす
ると、ドレイン信号線Dからのドレイン信号が第2のT
FT20のゲート電極21及び保持容量30に供給さ
れ、図4(b)に示すように第2のTFT20にはVG
2が印加されてオン状態が1フィールド期間保持される
(このとき保持容量30の一方の電極電位VC1はVG
2と同じ電位となる)。
【0030】駆動電源50は、図4(c)に示すように
所定の周期、例えば10kHzの周波数で、有機EL素
子40を発光させるための充電時電圧V10と放電時電
圧V20とを交互に供給している。このとき、充電時電
圧V10は充電用容量51に充電されている電圧よりも
高い電圧であり、放電時電圧V20は充電用容量51に
充電されている電圧よりも低い電圧である。
【0031】即ち、駆動電源50の電圧が充電時電圧V
10の場合には、第1のダイオード70の向きに電流が
流れて(図4(d))充電用容量51が充電され(図4
(f))、駆動電源50の電圧が放電時電圧V20の場
合には、第2のダイオード80の向きに電流が流れて
(図4(e))充電用容量51から放電されて(図4
(f))有機EL素子40にその電流が供給されて発光
する(図4(g))。
【0032】このとき、第1のダイオード70の向きに
流れているときには他方のダイオード80の向きには電
流は流れず、第2のダイオード80の向きに電流が流れ
ているときには他方のダイオード70には電流は流れな
い。従って、駆動電源50の充電時電圧V10と放電時
電圧V20とが所定周期で交互に供給されることによ
り、充電用容量51はその周期で充電と放電を繰り返す
ことになる。
【0033】このように駆動電源50の電圧が有機EL
素子40に供給されて発光するまでの駆動方法につい
て、点線の枠で囲んだ領域の等価回路に注目して説明す
る。第2のTFT20がオン状態になり(図4
(b))、駆動電源50より充電時電圧V10が供給さ
れている期間、第1のダイオード70を経由して充電用
容量51に第2のTFT20のゲート電圧VG2(図4
(b))に応じた電圧が充電される。そして、その後駆
動電源50が放電時電圧V20に切り換わると充電用容
量51に充電された電荷が第2のダイオード80を経由
して有機EL素子40に供給されて発光する。
【0034】この動作が、保持容量30にドレイン信号
を書き込んでいる期間、即ち1フィールドの間に上述の
如く例えば10kHzの周波数で繰り返し行われる。こ
のように、保持容量にドレイン信号が1回書き込まれる
期間中に、充電時電圧V10及び放電時電圧V20が一
定周期で繰り返して駆動電源50から供給されることに
よって充電用容量51に電荷の充電及び放電が繰り返し
行われることになる。
【0035】従って、第1の実施の形態で説明したよう
に、有機EL素子に供給される電流値は、充電用容量に
充電された電圧、即ち第2のTFTのゲート電極の電圧
VG2に応じた電流値であるため、各表示画素の第2T
FTの特性がばらついていたとしても、安定した電流を
有機EL素子に供給することができるので、各表示画素
において均一な発光量のEL表示を得ることができる。
【0036】なお、充電時電圧と放電時電圧との供給サ
イクル、即ち有機EL素子の1発光サイクルは第2のT
FTから充電用容量に印加されるまでの時間に応じて、
例えば10kHzのように決定すればよい。また、本実
施の形態においては、第1の実施の形態の如く、第3及
び第4のTFTのオン/オフを切り換えるための信号を
外部から供給する信号配線を省略することができるとと
もに、さらにその省略により開口率を向上させることが
できる。
【0037】
【発明の効果】本発明のEL表示装置の駆動回路によれ
ば、第2のTFTの特性ばらつきの影響を受けることな
くEL素子に電流を供給でき、EL表示パネル内の各表
示画素の発光量の均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す回路図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態を示す信号波形図で
ある。
【図3】本発明の第2の実施形態を示す回路図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態を示す信号波形図で
ある。
【図5】従来のEL表示装置の回路図である。
【符号の説明】
10 第1のTFT 20 第2のTFT 30 保持容量 50 電源 51 充電用容量 53 第3のTFT 56 第4のTFT 70 第1のダイオード 80 第2のダイオード

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陽極及び陰極を備えたエレクトロルミネ
    ッセンス素子と、ソース電極が保持容量に、ドレイン電
    極がドレイン信号線に、ゲート電極がゲート信号線にそ
    れぞれ接続された第1の薄膜トランジスタと、ドレイン
    電極が前記エレクトロルミネッセンス素子の駆動電源
    に、ゲート電極が前記第1の薄膜トランジスタのソース
    電極にそれぞれ接続された第2の薄膜トランジスタと、
    を備えており、該第2の薄膜トランジスタのソース電極
    と、前記エレクトロルミネッセンス素子の陽極との間
    に、所定周期の外部信号に応じてスイッチングする第3
    及び第4の薄膜トランジスタと、該第3及び第4の薄膜
    トランジスタの間に充電用容量とを備えたことを特徴と
    するエレクトロルミネッセンス表示装置の駆動回路。
  2. 【請求項2】 前記第3の薄膜トランジスタと前記第4
    の薄膜トランジスタは交互にオンオフすることを特徴と
    する請求項1に記載のエレクトロルミネッセンス表示装
    置の駆動回路。
  3. 【請求項3】 陽極、及び駆動電源に接続された陰極を
    備えたエレクトロルミネッセンス素子と、ソース電極が
    保持容量に、ドレイン電極がドレイン信号線に、ゲート
    電極がゲート信号線にそれぞれ接続された第1の薄膜ト
    ランジスタと、ドレイン電極が前記エレクトロルミネッ
    センス素子の前記駆動電源に、ゲート電極が前記第1の
    薄膜トランジスタのソース電極にそれぞれ接続された第
    2の薄膜トランジスタと、を備えており、前記第2の薄
    膜トランジスタのソース電極と前記エレクトロルミネッ
    センス素子の陽極との間に第1のダイオード及び第2の
    ダイオードが直列に接続されるとともに、該第1のダイ
    オードと第2のダイオードとの間に充電用容量を備えて
    おり、かつ前記駆動電源は周期的に異なる電位を供給す
    る駆動電源であることを特徴とするエレクトロルミネッ
    センス表示装置の駆動回路。
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