DE60126247T2

DE60126247T2 - Emitierende Anzeige mit organischen elektrolumineszenten Vorrichtungen

Info

Publication number: DE60126247T2
Application number: DE60126247T
Authority: DE
Inventors: Hitachi Yoshiro Chiyoda-ku Mikami; Hitachi Takayuki Chiyoda-ku Ouchi; Hitachi Yoshiyuki Chiyoda-ku Kaneko; Hitachi Toshihiro Chiyoda-ku Sato
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2021-08-30
Also published as: US6661397B2; KR20020077007A; US20040085269A1; EP1246157B1; TW535132B; EP1246157A3; JP2002297095A; JP3788916B2; DE60126247D1; US7268760B2; CN1170261C; US20020140641A1; KR100411555B1; EP1246157A2; CN1378193A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeige, insbesondere eine emittierende Anzeige, die organische elektrolumineszente (EL) Vorrichtungen verwendet.
Die Anwendung der organischen EL-Vorrichtungen auf eine Anzeige vom flachen Typ wird gefördert, und es wird vorgeschlagen, eine Aktivmatrixanzeige mit großer Helligkeit herzustellen. Was das Treibersystem unter Verwendung eines Tieftemperatur-Polysilicium-Dünnschichttransistors (TFT) betrifft, so ist dieses in SID 99 Technical Digest, S. 372–375, beschrieben.
In der Bildpunktstruktur sind eine Abtastleitung, eine Signalleitung, eine EL-Leistungszufuhrleitung und eine Kapazitäts-Bezugsspannungsleitung so angeordnet, dass sie einander schneiden, und zum Antreiben der EL-Vorrichtung ist eine Halteschaltung einer Signalspannung durch einen N-Abtast-TFT und einen Speicherkondensator gebildet. Die gehaltene Signalspannung wird an ein Gate eines P-Kanal-Treiber-TFTs angelegt und steuert die Leitfähigkeit der Hauptschaltung des Treiber-TFTs. Die Hauptschaltung des Treiber-TFTs und die organische EL-Vorrichtung sind von der EL-Leistungszufuhrleitung aus in Reihe geschaltet und mit einer EL-Gemeinschaftsleitung verbunden.
Beim Antreiben dieses Bildpunkts wird ein Bildpunktauswahlimpuls von der Abtastleitung angelegt, und die Signalspannung wird durch den Abtast-TFT zum Speicherkondensator geschrieben und gehalten. Die gehaltene Signalspannung wird als Gate-Spannung des Treiber- TFTs angelegt und steuert einen Senkenstrom nach Maßgabe der Leitfähigkeit des Treiber-TFTs, die durch eine von der Leistungszufuhrleitung zugeführte Quellenspannung bestimmt wird, und eine Senkenspannung, und ein Treiberstrom der EL-Vorrichtung wird gesteuert, wodurch die Anzeigehelligkeit gesteuert wird.
In diesem System besteht jedoch die Eigenschaft, dass der Treiberstrom der EL-Vorrichtung verändert wird, auch wenn die gleiche Signalspannung zum Steuern des Stroms angelegt wird, wenn der Schwellenwert und der Ein-Widerstand variiert werden, und daher werden TFTs mit geringerer Ungleichmäßigkeit und einheitlichen Eigenschaften benötigt.
Ein geeigneter Transistor für die Umsetzung einer solchen Treiberschaltung ist ein Tieftemperatur-Polysilicium-TFT mit großer Mobilität, der ein Benutzerglühverfahren verwendet und auf ein Groß-Substrat anwendbar ist. Es ist jedoch bekannt, dass Ungleichmäßigkeit zu seinen Vorrichtungseigenschaften zählt, und wenn er als Treiberschaltung der organischen EL-Vorrichtung verwendet wird, tritt aufgrund der Ungleichmäßigkeit der TFT-Eigenschaften die Ungleichmäßigkeit in der Helligkeit in jedem Bildpunkt auf, selbst wenn die gleiche Signalspannung angelegt wird, und er reicht nicht aus, um den Grauwert mit großer Präzision anzuzeigen.
In der JP-A-10-232649 wird als Treiberverfahren außerdem der Bildpunkt veranlasst, den Ein-Aus-Zustand digital und binär anzuzeigen. Da es als Ergebnis nicht notwendig ist, den Nachbarn des Schwellenwertes, bei dem die Ungleichmäßigkeit der TFT-Eigenschaften maßgeblich auf der Anzeige reflektiert wird, als Betriebspunkt zu verwenden, besteht der Vorteil, dass die Ungleichmäßigkeit der Helligkeit des Bildpunktes verringert wird. Um die Grauwert-Anzeige zu erhalten, wird eine Ein-Rahmen-Zeit in 8-Unterrahmen mit verschie denen Anzeigezeiten aufgeteilt, und die Durchschnittshelligkeit wird durch Änderung der Lichtemissionszeit gesteuert.
Im Dokument US 4 039 890 ist eine zusammengesetzte lichtemittierende Halbleiter-Anzeigeanordnung offenbart, die eine aus zwei kreuzgekoppelten Wechselrichtern bestehende statische binäre Bildpunktschaltung zum Antreiben des Treibertransistors einer LED in einer Matrix aus LEDs verwendet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In dem vorstehend genannten digitalen Treibersystem ist es notwendig, innerhalb des Bildpunkts eine Speicherschaltung bereitzustellen, die in der Lage ist, Daten der Rahmenzeit oder länger zu halten, und für einen stabilen Speicherbetrieb sind etwa sieben Transistoren nötig. Bei einem Bildpunkt, dessen Fläche begrenzt ist, verringert sich jedoch das Apertur- bzw. Öffnungsverhältnis, wenn viele Transistoren beinhaltet sind, und wenn beabsichtigt ist, eine hohe Auflösung zu erzielen, benötigt die Fläche zur Anordnung der Schaltung die dreifache Größe des analogen Bildpunkts, und die hohe Auflösung wird unmöglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Probleme der vorstehend genannten herkömmlichen Technik zu überwinden, die im Bildpunkt installierte Speicherschaltung zu vereinfachen und eine emittierende Anzeige zur Verfügung zu stellen, die über ein vergrößertes Öffnungsverhältnis und eine hohe Auflösung verfügt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer emittierenden Anzeige, die eine verringerte Leistungsaufnahme der Schaltung der Anzeige bietet.
Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe wird hinsichtlich zweier Sätze von Wechselrichterschaltungen, aus denen eine in jedem Bildpunkt angeordnete Speicherschaltung besteht, eine Schaltung, die eine organische EL-Vorrichtung und einen Transistor in Reihe miteinander verbindet, als ein Wechselrichterschaltungssatz verwendet, wodurch auf einen Transistor in der Speicherschaltung verzichtet, die Schaltung vereinfacht und das Öffnungsverhältnis verbessert wird.
Des Weiteren kann bei der gegenseitigen Verbindung der zwei Wechselrichtersätze durch Verbinden, so dass Anzeigedaten in eine mit einem Gate des in Reihe mit der EL-Vorrichtung geschalteten Transistors verbundene Leitung eingegeben werden, eine Schreiblast verringert, das Schreiben mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht und eine hohe Auflösung erhalten werden.
Des Weiteren ist es durch Bildung einer Schaltungskonfiguration, die so verbunden ist, dass durch Verwendung von P-Kanal-Transistoren für alle Transistoren im Bildpunkt kein Durchlassstrom fließt, möglich, die Leistungsaufnahme während der Speicherhaltedauer zu verringern. Da es möglich ist, den Verluststrom während der Speicherzeitspanne zu verringern, kann die Leistungsaufnahme der Schaltung ebenfalls verringert werden.
Es wird Die Betätigung der vorliegenden Erfindung erläutert. In der innerhalb des Bildpunkts angeordneten Speicherschaltung ist, da die organische EL-Vorrichtung als Diode arbeitet, der Treibertransistor in Reihe geschaltet und arbeitet als Lastvorrichtung im Wechselrichter. Durch diese Anordnung wird eine Wechselrichterschaltung gebildet, und durch Kombination mit einem weiteren, nur durch die CMOS-Transistoren gebildeten Wechselrichterschaltungssatz funktioniert diese als Speicherschaltung.
Beim Schreiben von Daten in den Bildpunktspeicher wird durch Eingabe der Daten, so dass die Daten zum Gate des Treibertransistors geschrieben werden, eine Schreiblast verringert, da die Gate-Kapazität gering ist, und Schreiben mit hoher Geschwindigkeit wird möglich.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Konfigurationsschaltungsdiagramm einer Bildpunktschaltung einer organischen EL-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Konfigurationsschaltungsdiagramm einer EL-Wechselrichterschaltung.
3 ist ein Erläuterungsdiagramm, das eine Wechselrichterkennlinie zeigt.
4 ist ein Konfigurationsschaltungsdiagramm einer Speicherzellschaltung einer Ausführungsform.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der organischen EL-Vorrichtung zeigt.
6 ist ein Betätigungswellenlängen-Diagramm einer Bildpunktschaltung gemäß einer Ausführungsform.
7 ist ein Konfigurationsschaltungsdiagramm einer Bildpunktschaltung durch einen PMOS-Wechselrichter.
8 ist ein Konfigurationsschaltungsdiagramm einer Bildpunktschaltung durch N-Kanal-Transistoren.
9 ist ein Betätigungswellenlängen-Diagramm eines Schieberegisters.
10 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Anzeige.
11 ist ein Konfigurationsschaltungsdiagramm einer Bildpunktschaltung durch zwei EL-Wechselrichterschaltungen.
12 ist ein Diagramm, das einen Maskenbestückungsplan einer Bildpunktschaltung zeigt.
13 ist ein makroskopisches Diagramm eines Anzeigebildpunkt-Lichtemissionsabschnitts.
14 ist ein Erläuterungsdiagramm, das eine Lichtemissions-Intensitätsverteilung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der beiliegenden Zeichnungen im Detail beschrieben. 1 zeigt eine Bildpunktschaltungskonfiguration einer Anzeige, die eine erste Ausführungsform darstellt. Im Bildpunkt sind eine Abtastleitung 4 und eine Datenleitung 5 so angeordnet, dass sie einander schneiden, und ein von den Leitungen eingeschlossener Be reich ist ein Bildpunktbereich. Des Weiteren sind eine EL-Leistungszufuhrleitung 6 und eine EL-Gemeinschaftsleitung 7 miteinander verbunden.
Im Inneren des Bildpunktes ist eine Speicherschaltung 10 angeordnet, mit einer EL-Wechselrichterschaltung 1, die eine EL-Vorrichtung 8 und einen Treibertransistor 9 umfasst, und mit einer durch eine CMOS-Verbindung gebildeten CMOS-Wechselrichterschaltung 2. Die Speicherschaltung 10 ist mit der Datenleitung 5 durch eine Hauptschaltung eines Abtasttransistors 3 verbunden, und ein Gate des Abtasttransistors 3 ist mit der Abtastleitung 4 verbunden.
2 zeigt den Betrieb der EL-Wechselrichterschaltung 1. Der Treibertransistor 9 ist ein P-Kanal-Transistor, und sein Source-Anschluss ist mit der EL-Leistungszufuhrleitung 6 verbunden, und sein Drain-Anschluss ist mit einer Anode der EL-Vorrichtung 8 verbunden, und eine Kathode der EL-Vorrichtung 8 ist mit der EL-Gemeinschaftsleitung 7 verbunden. Die EL-Leistungszufuhrleitung 6 und die Gemeinschaftsleitung 7 sind mit allen Bildpunkten gemeinsam verbunden. Durch Anlegen einer positiven Spannung an die EL-Leistungszufuhrleitung 6 und einer negativen Spannung an die EL-Gemeinschaftsleitung 7 werden die Eingabe- und Ausgabeanschlüsse der Wechselrichterschaltung 1 so gebildet, dass die Gate-Elektrode des Treibertransistors 9 als Eingabeanschluss 61 fungiert und ein den Treibertransistor 9 mit der EL-Vorrichtung 8 verbindender Anschluss als Ausgabeanschluss 62 fungiert.
3 zeigt die Eingabe- und Ausgabekennlinie der EL-Wechselrichterschaltung 1. Da die EL-Vorrichtung 8 in ihrer Strom-Spannungs-Kennlinie eine Exponentialfunktionskennlinie ähnlich einer Diode mit einem Schwellenwert aufweist, wenn die Eingabespannung auf einem hohen Niveau nahe der EL-Leistungszufuhrleitung 6 ist, zeigt, da der Treibertransistor 9 in ausgeschaltetem Zustand ist, der Ausgabeanschluss 62 eine niedrige Spannung, die im Wesentlichen dieselbe wie die EL-Gemeinschaftsleitung 7 ist. Wenn die Spannung des Eingabeanschlusses 61 allmählich verringert wird, und bei Überschreiten des Schwellenwerts, beginnt der Strom der Hauptschaltung des Treibertransistors 9 zu fließen. Als Ergebnis steigt die Ausgabespannung entsprechend der Strom-Spannungs-Kennlinie der EL-Vorrichtung 8 an. Wenn die Eingabespannung noch niedriger wird, verstärkt sich der Strom, die Spannung des Ausgabeanschlusses steigt weiter an und nähert sich der EL-Leistungszufuhrspannung.
Da die EL-Wechselrichterschaltung 1 auf diese Weise arbeitet, fungiert die vorliegende Schaltung als logische Wechselrichterschaltung, d. h. eine die EL-Vorrichtung als Schaltungsvorrichtung beinhaltende Wechselrichterschaltung. Im Folgenden ist diese Schaltung als EL-Wechselrichterschaltung bezeichnet.
4 zeigt eine Konfiguration einer Speicherschaltung, die durch Kombination der EL-Wechselrichterschaltung mit einer CMOS-Wechselrichterschaltung ausgebildet ist. In der Basiskonfiguration des Speichers sind die Eingabeanschlüsse zweier Wechselrichter gegenseitig mit den Ausgabeanschlüssen des anderen verbunden. Ein logischer Zustand wird in diesen Anschlusspunkt von außen als dem Daten-Eingabeanschluss eingegeben, und der stabile Zustand der Schaltung wird gesteuert, und durch Auslesen der Daten als dem Ausgabeanschluss ohne Änderung des Zustands der Schaltung wird diese Schaltung als Speicherschaltung verwendet.
In 4 ist der Eingabeanschluss 61 des EL-Wechselrichters 1 mit einem Ausgabeanschluss 71 des CMOS-Wechselrichters 2 verbunden. Außerdem ist der Eingabeanschluss 73 des CMOS-Wechselrichters 2 mit dem Ausgabeanschluss 62 des EL-Wechselrichters 1 ver bunden, und durch diese Verbindung funktioniert die kombinierte Schaltung als Speicherzelle, die einen bi-stabilen Zustand annimmt.
Wenn sie als Speicherzelle verwendet wird, wird durch Verwendung des Eingabeanschlusses 61 des EL-Wechselrichters 1 als dem Daten-Eingabeanschluss 71 die für Leichtlast- und Hochgeschwindigkeitsbetrieb geeignete Speicherzelle ausgebildet. Da dies eine Dünnfilmstruktur ist, die auf einer breiten Fläche so weit möglich innerhalb des Bildpunkts ausgebildet ist, um die EL-Vorrichtung 8 zum Emittieren von Licht zu veranlassen, ist eine Kapazität 75 zwischen den Anschlüssen groß. Demgemäß wird eine große Kapazität erhalten, wenn der Ausgabeanschluss 62 des EL-Wechselrichters 1 als Daten-Eingabeanschluss verwendet wird.
Wenn man diesen Wert vergleicht, liegt die Kapazität des Eingabeanschlusses 61 des EL-Wechselrichters 1 bei etwa 30 fF, was als Gate-Kapazität eines Transistors betrachtet werden kann, unter der Annahme, dass die Größe für alle Transistoren der Schaltung; eine Gate-Länge, Gate-Breite 10 μm ist und die Gate-Kapazität 0,3 fF/μm² ist. Wenn andererseits der Ausgabeanschluss des anderen EL-Wechselrichters als Daten-Eingabeanschluss verwendet wird, wird die Kapazität der EL-Vorrichtung 1,9 pF, und die Kapazität wird 63 Mal so groß, unter der Annahme, dass die Bildpunktgröße 100 μm² beträgt, das Öffnungsverhältnis 70% beträgt, die Dicke der EL-Vorrichtung 0,1 μm beträgt und die durchschnittliche relative dielektrische Konstante ε der EL-Vorrichtung 3 beträgt.
Aus diesem Grund dauert es lange, wenn die Daten durch die Matrixleitung geschrieben werden, und das Antreiben eines hochauflösenden Bedienungsfeldes mit einer kurzen Abtastzeit und eines großformatigen Bedienungsfeldes mit erhöhtem Leitungswiderstand wird schwierig. Um eine hohe Leistung zu erreichen, ist es daher ein wich tiger Punkt, den Verbindungspunkt zwischen dem Eingabeanschluss 61 der EL-Wechselrichterschaltung 1 und dem Ausgabeanschluss 71 der CMOS-Wechselrichterschaltung 2 als Eingabeanschluss der Speicherzelle zu verwenden.
Es wird die Antriebsweise der Bildpunktkonfiguration unter Verwendung der vorstehend genannten Speicherzelle erläutert. In der Speicherschaltung gemäß 1 ist der Eingabeanschluss 11 der Speicherzelle 10 durch die Hauptschaltung des Abtasttransistors 3 mit der Datenleitung 5 verbunden, und die Leitfähigkeit des Abtasttransistors 3 wird durch die Spannung der Abtastleitung 4 gesteuert.
5 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Anzeigebereich 22 ist durch Anordnung der Bildpunkte 21 gebildet, die jeweils die in 1 erläuterte Speicherzelle enthalten, und zum Antreiben der Matrix ist ein Schieberegister 24 mit der Datenleitung verbunden, und eine Abtasttreiberschaltung 23 ist mit der Abtastleitung verbunden. Das Steuersignal zur Steuerung der Schaltungsbetätigung und die Anzeigedaten werden durch eine Eingabeleitung 25 zugeführt. Außerdem sind die EL-Leistungszufuhrleitung 6 der Bildpunkte 21 und die EL-Gemeinschaftsleitung 7 zusammen mit einer Bildpunktleistungszufuhr 26 verbunden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform besteht das Merkmal darin, dass die Treiberschaltung eine einfache Konfiguration aufweist, da ein mit Hochgeschwindigkeit beschreibbarer Speicher im Bildpunkt enthalten ist und es in der Treiberschaltung um den Anzeigebereich herum nur notwendig ist, ein digitales Schieberegister zur Verfügung zu stellen.
6 zeigt den Anzeigebetrieb des Bildpunkts. Ein Abtastimpuls zum sequenziellen Abtasten der Matrix in einer Rahmenzeitspanne wird an die Abtastleitung angelegt. Binäre Daten von hohem und niedrigem Niveau bzw. Level entsprechend den Ein- und Aus-Zuständen der Bildpunkte in der Reihe der Matrix werden der Datenleitung zugeführt. Zu dem Zeitpunkt, an dem der Abtastimpuls angelegt wird, wird ein Spannungszustand der Datenleitung in die Speicherzelle abgerufen. Zu dieser Zeit, wenn sich die Daten auf dem L-Level befinden, wird die Ausgabe des EL-Wechselrichters invertiert, um zum H-Level zu werden. Andererseits wird die Ausgabe des CMOS-Wechselrichters dagegen zum L-Level, und dieser Level wird in der Speicherzelle gehalten. Da sich zu dieser Zeit der Transistor im EL-Wechselrichter in einem Leitungszustand befindet, fließt der Strom in der EL-Vorrichtung, und die organische EL-Vorrichtung wird zum Lichtemissionszustand.
Wenn sich die Datenleitung zu der Zeit, wenn der Abtastimpuls angelegt ist, auf dem H-Level befindet, wechselt des Weiteren die Ausgabe des EL-Wechselrichters zum L-Level, und die Ausgabe des CMOS-Wechselrichters wechselt zum H-Level. Da in diesem Zustand der Strom nicht zur EL-Vorrichtung fließt, wechselt sie in den Licht-Nichtemissionszustand. Wie vorstehend erwähnt, kann der Bildpunkt so arbeiten, dass der Spannungszustand der Datenleitung in Ansprechung auf den Abtastimpuls in die Speicherzelle abgerufen wird.
Als Nächstes wird eine zweite, in 7 gezeigte Ausführungsform erklärt. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Transistoren im Bildpunkt alle lediglich durch den P-Kanal-Typ mit gleicher Schwellenwert-Kennlinie gebildet. Durch diese Konfiguration besteht das Merkmal, dass das Transistorfertigungsverfahren vereinfacht wird und eine Herstellung zu niedrigen Kosten möglich ist.
In der Schaltungskonfiguration haben die EL-Vorrichtung 8 und der Treibertransistor 9 die gleiche Konfiguration wie in der ersten Aus führungsform. Der andere Wechselrichtersatz ist nicht der CMOS-Wechselrichter, sondern ein PMOS-Wechselrichter 47, in dem alle Transistoren durch P-Kanal-Transistoren gebildet werden. Die Betätigung dieser Schaltung wird im Folgenden beschrieben.
Der PMOS-Wechselrichter 47 ist aus zwei P-Kanal-Transistoren einschließlich eines rückgestellten Transistors 46 und eines eingestellten Transistors 43, sowie einer MOS-Diode, bei der es sich um eine Vorspannungsdiode 44 handelt, und einer Vorspannungskapazität 45 ausgebildet. Der eingestellte Transistor 43 wird eingeschaltet, wenn er die Ausgabe des Wechselrichters 47 in einen L-(logisch niedrigen) Level ändert. Um die Ausgabe des eingestellten Transistors 43 in den L-Level zu ändern, der der P-Kanal-Typ ist, wird die Gate-Spannung des eingestellten Transistors 43 durch die Vorspannungskapazität 45 und die Vorspannungsdiode 44 niedriger eingestellt als die Spannung der EL-Gemeinschaftsleitung 7. Der rückgestellte Transistor 4b wird eingeschaltet, wenn seine Ausgabe in den H-(logisch hohen) Level geändert wird.
Bei einer Verbindung auf diese Weise wird der Eingabeanschluss 49 des PMOS-Wechselrichters 47 mit dem Eingabeanschluss 48 des EL-Wechselrichters verbunden, und der Ausgabeanschluss 50 wird mit dem Gate des rückgestellten Transistors 46 verbunden. Außerdem ist der Eingabeanschluss 49 mit dem Gate des Treibertransistors 9 verbunden. Da der Gate-Anschluss 49 des eingestellten Transistors 43 immer mit der Diode 44 verbunden ist, ist er normalerweise auf dem Spannungswert der EL-Gemeinschaftsspannung, und der eingestellte Transistor 43 ist im Aus-Zustand.
Wenn vorliegend das Datensignal als Eingabesignal vom H-Level zum L-Level wechselt, da es durch die Vorspannungskapazität 45 kapazitätsgekoppelt ist, wird der Gate-Anschluss 49 des eingestellten Tran sistors 43 heruntergezogen. Als Ergebnis leitet der eingestellte Transistor 43, und der Ausgabeanschluss 48 wechselt zum L-Level. Da der EL-Wechselrichter ein logisches Inversionssignal erzeugt, wird der Ausgabeanschluss 50 zum H-Level und die EL-Vorrichtung wird eingeschaltet. Die Gate-Spannung des rückgestellten Transistors 46 ist auf dem H-Level, und der rückgestellte Transistor 46 wechselt in den Aus-Zustand. Somit hält die Ausgabe 48 des PMOS-Wechselrichters 47 den L-Level.
Als Nächstes nimmt in dem Fall, in dem die Eingabe 49 des Bildpunkts zum H-Level wechselte, das Gate des eingestellten Transistors 43 aufgrund der Kapazitätskopplung den Aus-Zustand an. Da sie auch mit dem Gate des Treibertransistors 9 verbunden ist, wechselt die Ausgabe 50 des EL-Wechselrichters zum L-Level, und dadurch nimmt der rückgestellte Transistor 46 den Ein-Zustand an, und die Ausgabe des PMOS-Wechselrichters 47 wechselt zum H-Level.
Wie vorstehend erwähnt, ist diese Bildpunktschaltung eine bi-stabile Schaltung, worin der Ausgabeanschluss der EL-Wechselrichterschaltung imstande ist, den H- oder L-Level zu halten, und sie besitzt eine Speicherfunktion. Da des Weiteren im PMOS-Wechselrichter 47 der Strom nur fließt, wenn der Zustand der Schaltung geändert wird, besteht ungeachtet der Tatsache, dass es sich um eine logische Schaltung handelt, die nur durch die PMOS-Transistoren gebildet wird, der Vorteil, dass die Leistungsaufnahme sehr gering ist. Diesbezüglich kann die Diode durch einen Widerstand ersetzt werden, und im Fall des Widerstands wird eine Wechselstromkopplungsschaltung mit einer Zeitkonstantenschaltung mit der Eingabeschaltung des eingestellten Transistors 43 verbunden. Als Widerstand kann eine Hochwiderstandsschicht, wie i-Si (intrinsisches Silicium) etc., verwendet werden, welche die Struktur der Vorrichtung im Vergleich zur Diode einfach macht. Da es lediglich notwendig ist, die Zeitkonstante zu steuern, wird das Schreiben mit hoher Geschwindigkeit ebenfalls möglich.
Des Weiteren gibt es als Schaltungskonfiguration für geringe Leistungsaufnahme eine dritte Ausführungsform, in der alle Transistoren durch N-Kanal-Transistoren gebildet werden. Wie in 8 gezeigt, sind alle Transistoren durch den N-Typ gebildet. Es sind ein Abtasttransistor 143, ein eingestellter Transistor 142, ein rückgestellter Transistor 144 und eine Vorspannungsdiode 145.
Der Schaltungsbetrieb ist der gleiche wie in der zweiten Ausführungsform. Wenn beabsichtigt wird, diese Schaltung mit Dünnschichttransistoren zu bilden, kann die Leistungsaufnahme der Schaltung im Vergleich zur zweiten Ausführungsform weiter verringert werden, da es möglich ist, den Strom während des Aus-Zustands der Transistoren in großem Ausmaß zu reduzieren, indem eine Verluststromreduzierungsstruktur, wie zum Beispiel eine LDD-Struktur mit N-Kanal-TFT, und eine Reihenverbindungskonfiguration von Transistoren verwendet werden. Hinsichtlich der Konfiguration zur Verringerung des Verluststroms kann ein allgemeines Verfahren verwendet werden.
In der zweiten und dritten Ausführungsform treten sowohl der eingestellte Transistor als auch der rückgestellte Transistor in den Aus-Zustand, wenn der Ein-Zustand des Bildpunkts fortgesetzt wird. Dann steigt die Spannung des Eingabeanschlusses der EL-Vorrichtung aufgrund des Verluststroms des Abtasttransistors allmählich vom L-Level an und wird instabil, und der Strom des Treibertransistors sinkt allmählich. Daher wird diese Situation vermieden, indem jedes Mal, wenn das Datensignal abgetastet wird, eine H-Level-Spannung angelegt wird.
9 zeigt die Betätigung des Schieberegisters. Innerhalb einer Zeitspanne, während der ein Abtastimpuls 131 an die Abtastleitung angelegt wird, werden Schiebetakte während einer Zeitspanne angelegt, in der Daten verschoben werden. In der Zeitspanne des Abtastimpulses 131 gehen zunächst alle Datenleitungsausgabeanschlüsse zusammen zum H-Level. Während dieser Zeitspanne gehen die PMOS-Wechselrichtereingabeanschlüsse aller Bildpunkte auf einer Leitung zum H-Level. Diese Zeitspanne muss mindestens für die Ausbreitungsverzögerungszeit der Datenleitung gehalten werden. Danach werden die Daten durch das Schieberegister sequenziell für eine Leitung ausgerichtet. Anschließend wird der Zustand jeder Datenausgabe für die Ausbreitungsverzögerungszeit der Datenleitung oder länger gehalten, die Daten werden zum Bildpunkt abgerufen, und der Abtastimpuls endet.
Um den vorstehend genannten Vorgang umzusetzen, ist eine Initialisierungseinrichtung in einem Signalspeicher jeder Stufe des Schieberegisters vorgesehen, so dass der Signalspeicher im rückgestellten Zustand zum H-Level wird und der Schiebetakt intermittierend angelegt werden kann.
10 zeigt eine vierte Ausführungsform. Dies ist ein Beispiel für die Konfiguration eines Bedienungsfeldes eines Mobiltelefons und dergleichen, und ein Videoanzeigebereich 92 durch eine durch einen TFT und eine periphere Treiberschaltung angetriebene organische EL-Vorrichtungsmatrix und ein organischer EL-Vorrichtungsindikator 93 sind auf demselben Glassubstrat 91 ausgebildet, und ein Datensteuersignal und eine Leistungszufuhr werden durch ein flexibles Drucksubstrat 95 zugeführt.
Die Bildpunktschaltung 96 ist verbunden, um den organischen EL-Vorrichtungsindikator 93 anzutreiben, und die Bildpunktschaltung 96 wird nicht nur für den Matrixbildpunkt mit dem Merkmal der Speicherfunktion und des Niedrigleistungsantriebs, sondern auch als Anzeigetreibersteuerungsschaltung des einzelnen organischen EL-Vorrichtungsindikators verwendet. Somit ist es durch Ausschalten der Videoanzeige und Einschalten lediglich des Indikators 94 sowie durch Neuschreiben durch Anwenden der Daten und des Abtastimpulses und des Steuersignals auf die Bildpunktschaltung 96 nur, wenn der Anzeigezustand geändert werden soll, möglich, die Leistung während der Bereitschaftszeit zu verringern.
11 zeigt eine fünfte Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Eingabe- und Ausgabeanschlüsse der zwei Wechselrichter, die einen logischen EL-Wechselrichter 81 und einen Anzeige-EL-Wechselrichter 82 beinhalten, gegenseitig verbunden, und eine Bildpunktschaltung wird durch nur drei Transistoren gebildet. Da die EL-Vorrichtungen in Ansprechung auf den Speicherzustand abwechselnd eingeschaltet werden, kann in diesem Fall die Anzahl der Transistoren verringert werden, ohne den Anzeigekontrast zu schwächen, indem die Fläche der Last-EL-Vorrichtung 83 kleiner gemacht wird als die für die Anzeige verwendete EL-Vorrichtung, und indem eine Abdeckungsschicht 84 zum Abdecken des Lichtemissionsabschnitts bereitgestellt wird, so dass die Anzeige nicht gestört wird.
12 ist ein Maskenbestückungsplandiagramm der in 1 gezeigten Bildpunktschaltung. Die Abtastleitung 4, die Datenleitung 5, die EL-Leistungszufuhrleitung 6, die EL-Gemeinschaftsleitung 7, der CMOS-Wechselrichter 2, der Treibertransistor 3 und die EL-Anzeigeelektrode 115 sind angeordnet. Obwohl sie nicht dargestellt sind, sind eine organische EL-Schicht und eine mit der Gemeinschaftsleitung 7 verbundene EL-Kathodenschicht mit derselben Spannung auf der gesamten Oberfläche des Bildpunkts angebracht. Wie gezeigt ist, sind die EL-Leistungszufuhrleitung 6 und die EL-Gemeinschaftsleitung 7 in vertikaler Richtung angeordnet, so dass sie rechtwinklig zur Abtastleitung ausgerichtet sind, und dadurch wird der Vorteil erreicht, dass zur Zeit des sequenziellen Leistungsantriebs, selbst wenn die Lasten für jede Säule gleichzeitig verändert werden, der Speicherinhalt ebenfalls stabil ist und eine zufrieden stellende Anzeige vorgesehen wird, da der Strom auf der Leistungszufuhrleitung 6 stabil ist und nicht verändert wird.
Des Weiteren wird die EL-Anzeigeelektrode 115 klein und schmal, wenn viele Leitungen in vertikaler Richtung angeordnet sind, jedoch tritt bei der Anzeige in dem Fall, dass der den Bildpunkt belegende Lichtemissionsbereich klein ist, wie im Bildpunktlichtemissions-Zustandsdiagramm in 13 gezeigt, die Lichtemission in einem sehr kleinen Abschnitt innerhalb des in der Matrix angeordneten Bildpunkts auf.
Der Helligkeitszustand dieses Bildpunkts ist in 14 dargestellt. Gezeigt wird die Stellenabhängigkeit der Lichtemissionshelligkeit in einem schmalen und kleinen Bildpunktlichtemissionsbereich 122 und einem breiten Lichtemissionsbereich 121. In dem Fall, dass eine Durchschnittshelligkeit in der kleinen und schmalen Bildpunkthelligkeit 124 kombiniert ist, tritt eine stärkere Helligkeit als die Helligkeit 125 eines breiten Bildpunkts punktförmig auf, und selbst wenn das Umgebungslicht 123 stark ist, da die Helligkeit des Lichtemissionsabschnitts stark ist, wird als Ergebnis die Auswertung der Anzeige einfach. Dies ermöglicht es, die Anzeige in einem guten Zustand zu sehen, selbst an einer Lichtstelle mit begrenzter Leistung, wie bei einem Mobiltelefon, und ein Merkmal besteht darin, dass die leicht sichtbare Anzeige mit niedriger Leistung versorgt werden kann.
Unter der Annahme, dass die Intensität des Umgebungslichts im Freien 10.000 Lux beträgt, und in Anbetracht dessen, dass das Licht eine vollständige Diffusionsoberfläche beleuchtet, beträgt die Helligkeit des reflektierten Lichts 3000 cd/m² oder mehr. Zu diesem Zeitpunkt wird die Beziehung zwischen der Durchschnittshelligkeit und der Helligkeit des Lichtemissionsabschnitts, das Öffnungsverhältnis, in der folgenden Gleichung (1) ausgedrückt. Durchschnittshelligkeit = Helligkeit des Lichtemissionsabschnitts × Öffnungsverhältnis (1)
Wenn hier > 3000 (cd/m²) als Außenumgebungslicht für die Helligkeit des Lichtemissionsabschnitts in Gleichung (1) eingesetzt wird, ergibt dies Öffnungsverhältnis < Durchschnittshelligkeit/3000. Da die Durchschnittshelligkeit eines Personalcomputers vom Notebook-Typ 100 (cd/m²) beträgt, kann das Öffnungsverhältnis des Lichtemissionsabschnitts zum Beispiel 3% betragen. Auf diese Weise ist es durch Bestimmung des Öffnungsverhältnisses aus der Gleichung (1) möglich, die Anzeige selbst in der Lichtumgebung sichtbar zu machen.
Da das Öffnungsverhältnis des Bildpunkts in 12 15% beträgt, kann diesbezüglich unter der Annahme, dass die Durchschnittshelligkeit 450 (cd/m²) beträgt, eine gewünschte Anzeigeneigenschaft erhalten werden. Durch Kombinieren mit dem Bildpunkt mit eingebautem Speicher gemäß der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere geeignet für tragbare Informationsgeräte, wie Mobiltelefone, tragbare Fernsehgeräte etc., da es möglich ist, eine zufrieden stellende Anzeige sichtbar zu machen, die hervorragend in der Gleichmäßigkeit ihrer Anzeigeeigenschaft bei Außenumgebungslicht ist.
Da es möglich ist, die in den Bildpunkt der emittierenden Anzeige eingebaute Speicherschaltung zu vereinfachen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Vorteil geboten, dass ein hochauflösendes Bild realisiert werden kann. Die Leistungsaufnahme der Schaltung der Anzeige wird ebenfalls reduziert. Des Weiteren kann bei Umgebungslicht eine Anzeige mit hervorragender Gleichmäßigkeit der Anzeigeeigenschaft zur Verfügung gestellt werden.

Claims

Emittierende Anzeige mit einem oder mehreren Bildpunkten, die von mehreren Abtastleitungen (4) und mehreren Signalleitungen (5), die einander schneiden, umschlossen sind, wobei jeder Bildpunkt eine elektrolumineszente Vorrichtung (8) umfasst, die von einer durch einen Strom betriebenen organischen Mehrschicht und einer Speicherschaltung (10), die eine erste Wechselrichterschaltung (1) und eine zweite Wechselrichterschaltung (2) aufweist, gebildet wird, wobei die erste Wechselrichterschaltung (1) eine Anzeigesteuerungsschaltung mit zumindest einem ersten Transistor (9) umfasst, die Speicherschaltung Anzeigeinformationen des Bildpunkts nach Maßgabe eines Leitungszustands oder eines Nicht-Leitungszustands der Quelle-Senke-Schaltung des ersten Transistors (9) speichert und den Ein- und Aus-Zustand der elektrolumineszenten Vorrichtung auf binärer Basis steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wechselrichterschaltung (1) die elektrolumineszente Vorrichtung (8) als Lastvorrichtung umfasst und dass die Quelle-Senke-Schaltung des Transistors (9) mit der elektrolumineszenten Vorrichtung (8) seriell geschaltet ist.
Emittierende Anzeige nach Anspruch 1, wobei die Speicherschaltung (10) eine bi-stabile Schaltung darstellt, in der ein Eingabeanschluss der einen von der ersten und zweiten Wechselrichterschaltung mit einem Ausgabeanschluss der anderen von der ersten und zweiten Wechselrichterschaltung wechselseitig verbunden ist, und der Gate-Anschlussbereich des Transistors (9) der ersten Wechselrichterschaltung (1) durch die Quelle-Senke-Schaltung eines zweiten Transistors (3) mit der Signalleitung (5) verbunden ist und das Gate des zweiten Transistors (3) mit der Abtastleitung (4) verbunden ist, so dass dadurch eine Eingabeschaltung zur Eingabe von Daten, die in der Speicherschaltung (10) gespeichert werden sollen, bereitgestellt wird.
Emittierende Anzeige nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Wechselrichterschaltung einen CMOS-Wechselrichter umfasst.
Emittierende Anzeige nach Anspruch 2, wobei eine Serien-Parallel-Wandlungsschaltung, die ein Schieberegister (24) verwendet, außerhalb des mit dem Bildpunkt ausgerichteten Anzeigebereichs (22) vorgesehen ist, wobei jeder Ausgang jeder Stufe des Schieberegisters (24) mit einer entsprechenden Signalleitung verbunden ist.
Emittierende Anzeige nach Anspruch 1, wobei die erste Wechselrichterschaltung zwischen einer Leistungszufuhrleitung (6) und einer Bezugsspannungsleitung (7) geschaltet ist, wobei die Speicherschaltung Folgendes umfasst: eine mit einem Eingabeanschluss der ersten Wechselrichterschaltung verbundene Abtastschaltung zum Steuern der Verbindung mit der Signalleitung (5) in Ansprechung auf einen durch die Abtastleitung angelegten Abtastimpuls; eine eingestellte Schaltung zum Steuern der Verbindung zwischen der Leistungszufuhrleitung (6) und dem Eingabeanschluss der ersten Wechselrichterschaltung durch eine Ausgabe der ersten Wechselrichterschaltung; und eine rückgestellte Schaltung zum Steuern der Verbindung zwischen der Bezugsspannungsleitung (7) und dem Eingabeanschluss der ersten Wechselrichterschaltung durch eine von der Abtastschaltung abgetastete Signalspannung.
Emittierende Anzeige nach Anspruch 5, wobei die eingestellte Schaltung oder die rückgestellte Schaltung mit einer Wechselstrom-Koppelschaltung versehen ist, die durch Verwendung einer Kapazität (45) und einer Diode (44) oder eines Registers zum Anlegen eines Eingabesignals gebildet wird, das eine Spannung der Leistungszufuhr oder die Bezugsspannung zu einem Gate-Anschluss des Transistors übersteigt, und alle Transistoren des Bildpunkts durch einen P-Typ oder N-Typ gebildet sind.
Emittierende Anzeige nach Anspruch 5, wobei ein zur Ausgabe eines binären Signals fähiges Signalschieberegister mit der Signalleitung verbunden ist und eine Abtastleitung-Treiberschaltung, die zur Auswahl des Bildpunkts einen Abtastimpuls erzeugt, mit der Abtastleitung verbunden ist, und in dem Signalscheiberegister eine Initialisierungsperiode vorgesehen ist, so dass die Signalleitung zur Abschaltung der elektrolumineszenten Vorrichtung innerhalb einer Abtastimpulsperiode ein logisches Signal anlegt.
Emittierende Anzeige nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Wechselrichterschaltung eine weitere elektrolumineszente Vorrichtung und Abdeckmittel zum Abdecken der weiteren elektrolumineszenten Vorrichtung umfasst.
Emittierende Anzeige nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Bildpunkt eine Beziehung eines Öffnungsverhältnisses < Durchschnittshelligkeit [cd/m²]/3000 [cd/m²] zwischen dem Öffnungsverhältnis und der Durchschnittshelligkeit vorhanden ist, wobei das Öffnungsverhältnis das Flächenverhältnis der Fläche der Lichtemissionsfläche zur Bildpunktfläche ist.
Emittierende Anzeige nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Leistungszufuhr und eine Bezugsspannungsleitung der Wechselrichterschaltung in vertikaler Richtung des Bildpunkts angeordnet sind und eine Beziehung eines Öffnungsverhältnisses < einer Durchschnittshelligkeit [cd/m²]/3000 [cd/m²] zwischen dem Öffnungsverhältnis und der Durchschnittshelligkeit vorhanden ist, wobei das Öffnungsverhältnis das Flächenverhältnis der Fläche der Lichtemissionsfläche zur Bildpunktfläche ist.