DE60130856T2 - Treiberschaltung für ein organisches elektrolumineszierendes Element, elektronische Apparatur und elektrooptische Anordnung - Google Patents

Treiberschaltung für ein organisches elektrolumineszierendes Element, elektronische Apparatur und elektrooptische Anordnung Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aktivmatrixanzeigevorrichtung, die elektrooptische, insbesondere organische elektrolumineszierende, Elemente einsetzt und eine Ansteuerschaltung umfasst, welche die Funktion hat, eine Sperrrichtungsvorspannung an ein elektrooptisches Element anzulegen, um eine Güteverlust des elektrooptischen Elements zu steuern, und eine elektronisches Vorrichtung, die solch eine Aktivmatrixanzeigevorrichtung umfasst.
  • Es ist bekannt, dass eine Anzeigevorrichtung mit organischen elektrolumineszierenden Elementen EL durch Anordnen einer Mehrzahl von Pixeln von organischen elektrolumineszierenden Elementen, d. h. einem von elektrooptischen Elementen, in einer Matrix erzeugt wird. Das organischen elektrolumineszierende Element umfasst eine Metallelektrode aus Mg:Ag oder Al:Li usw. als Kathode, eine transparente Elektrode, wie beispielsweise ein Indiumzinnoxid ITO (Indium Tin Oxide), als eine Anode und ein organisches Dünnfilmlaminat, das eine Emissionsschicht umfasst, die zwischen die Kathode und die Anode eingefügt ist.
  • 7 stellt einen typischen Aufbau einer Ansteuerschaltung für eine Aktivmatrixanzeigevorrichtung dar, die ein organisches elektrolumineszierendes Element einsetzt. Unter Bezugnahme auf 7 ist das organische elektrolumineszierende Element als eine Diode 10 dargestellt. Die Ansteuerschaltung besteht aus Transistoren Tr 1 und Tr 2, die jeweils aus einem Dünnfilmtransistor TFT (thin-film transistor) und einem kapazitiven Element 2, das eine Ladung speichert, aufgebaut sind.
  • Sowohl der Transistor Tr 1 als auch der Transistor Tr 2 sind p-Kanal-TFTs. Der Leitungszustand des Transistors Tr 1 wird als Reaktion auf eine Ladung gesteuert, die im kapazitiven Element 2 gespeichert ist, wie dargestellt. Das kapazitive Element 2 wird durch eine Datenleitung VDATA durch den Transistor Tr 2 geladen, welcher mit einer Aus wahlspannung VSEL eingeschaltet wird, die auf den L-Pegel gesetzt ist. Wenn der Transistor Tr 1 eingeschaltet wird, fließt ein Strom vom Transistor Tr 1 durch das elektrolumineszierende Element 10. Bei Stromfluss durch das elektrolumineszierende Element 10 emittiert es kontinuierlich Licht.
  • 8 stellt ein einfaches Zeitdiagramm für die in 7 dargestellte Schaltung dar. Wenn Daten geschrieben werden, wird die Auswahlspannung VSEL auf den L-Pegel gesetzt, wie in 8 dargestellt. Der Transistor Tr 2 wird eingeschaltet, wodurch das kapazitive Element 2 geladen wird. Die Ladungsdauer ist eine Schreibperiode TW. Eine tatsächliche Darstellungsperiode folgt der Schreibperiode TW. Während der Darstellungsperiode steuert die Ladung, die im kapazitiven Element 2 gespeichert ist, den Leitungszustand des Transistors Tr 1. Die Darstellungsperiode ist durch TH dargestellt, wie zu sehen ist.
  • 9 stellt eine andere Anordnung der Ansteuerschaltung mit einem organischen elektrolumineszierenden Element dar. Die dargestellte Ansteuerschaltung wird in einem Dokument mit dem Titel „The Impact of Transient Response of Organic Light Emitting Diodes an the Design of Active Matrix OLED Displays" (1998 IEEE IEDM98-875) beschrieben. Unter Bezugnahme auf 9 sind ein Ansteuertransistor Tr 1, eine Ladungssteuertransistor Tr 2, ein erster Auswahltransistor Tr 3 und ein zweiter Auswahltransistor Tr 4, welcher während einer Ladeperiode des kapazitiven Elements 2 ausgeschaltet ist, dargestellt.
  • Wie allgemein bekannt ist, unterliegen Transistoren Leistungsschwankungen, selbst wenn sie denselben Spezifikationen entsprechen. Selbst wenn dieselbe Spannung an die Gates der Transistoren angelegt wird, lassen es diese Transistoren nicht unbedingt zu, dass ein Strom mit gleichen Werten durch sie durchfließt. Solche Schwankungen verursachen eine Ungleichmäßigkeit in der Helligkeit. In der Ansteuerschal tung führt eine Stromquelle 4 einen Schreibstrom zu, der einem Datensignal entspricht, und das Datensignal steuert demnach die Gatespannung des Transistors. Auf diese Weise wird der Emissionszustand des organischen elektrolumineszierenden Elements gesteuert.
  • Die Transistoren Tr 1 bis Tr 4 sind allesamt p-Kanal-Transistoren. Wenn die Auswahlspannung VSEL auf den L-Pegel gesetzt wird, werden die Transistoren Tr 2 und Tr 3 eingeschaltet, um dadurch eine Ladung, die dem Wert des Ausgangs der Stromquelle 4 entspricht, im kapazitiven Element 2 zu speichern. Wenn die Auswahlspannung VSEL auf den H-Pegel gesetzt wird, werden die Transistoren Tr 2 und Tr 3 ausgeschaltet. Der Leitungszustand des Transistors Tr 1 wird demnach durch die Ladung gesteuert, die im kapazitiven Element 2 gespeichert ist. Wenn ein Datenhaltesteuersignal Vgp den Transistor Tr 4 einschaltet, wird ein elektrolumineszierendes Element 10 mit einem Strom versorgt, welcher der Ladung entspricht, die im kapazitiven Element 2 gespeichert ist. Diese Zeitdauer ist eine Darstellungsperiode TH.
  • 10 stellt ein einfaches Zeitdiagramm der in 9 dargestellten Schaltung dar. Wenn durch die Stromquelle 4 ein Datenschreiben durchgeführt wird, wie in 10 dargestellt, wird die Auswahlspannung VSEL auf den L-Pegel gesetzt, um dadurch die Transistoren Tr 2 und Tr 3 einzuschalten. Das kapazitive Element 2 wird demnach geladen. Die Ladungsperiode entspricht einer Schreibperiode TW. Wenn die Auswahlspannung VSEL auf den H-Pegel gesetzt wird, werden die Transistoren Tr 2 und Tr 3 ausgeschaltet. Wenn das Datenhaltesteuersignal Vgp auf den L-Pegel gesetzt wird, wird der Leitungszustand des Transistors Tr 1 basierend auf der Ladung bestimmt, die im kapazitiven Element 2 gespeichert ist. Das elektrolumineszierende Element 10 wird mit einem Strom versorgt, welcher der Ladung entspricht, die im kapazitiven Element 2 gespeichert ist. Diese Zeitdauer ist eine Darstellungsperiode TH.
  • 11 stellt eine andere Ansteuerschaltung eines organischen elektrolumineszierenden Elements dar. Die hier dargestellte Ansteuerschaltung wird in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 11-272233 offenbart. Wie dargestellt, umfasst die Ansteuerschaltung einen Ansteuertransistor TR 1, welcher während seines Ein-Zustands ein elektrolumineszierendes Element 10 mit einem Strom von einer Leistungsquelle versorgt, ein kapazitives Element 2, welches eine Ladung zum Steuern des Leitungszustands des Transistors Tr 1 speichert, und einen Ladungssteuertransistor Tr 5, welcher das Laden des kapazitiven Elements 2 als Reaktion auf ein externes Signal steuert. Eine Spannung Vrscan wird auf den L-Pegel gesetzt, um einen Ladungssteuertransistor Tr 7 auszuschalten, um zu bewirken, dass das elektrolumineszierende Element 10 Licht emittiert, und dann wird kein Rücksetzsignal Vrsig ausgegeben. Ein Transistor Tr 6 ist für Einstellungszwecke berücksichtigt.
  • Wenn das elektrolumineszierende Element 10 Licht emittiert, wird in der Ansteuerschaltung der Transistor Tr 5 eingeschaltet, und das kapazitive Element wird durch den Transistor Tr 6 durch eine Datenleitung VDATA geladen. Der Wirkleitwert zwischen der Source und dem Drain des Transistors Tr 1 wird als Reaktion auf einen Ladungspegel des kapazitiven Elements 2 gesteuert, um zu ermöglichen, dass ein Strom durch das elektrolumineszierende Element 10 fließt. Wenn unter Bezugnahme auf 12 die Spannung VSCAN auf den H-Pegel gesetzt wird, um den Transistor Tr 5 einzuschalten, wird das kapazitive Element 2 durch den Transistor Tr 6 geladen. Der Wirkleitwert zwischen der Source und dem Drain des Transistors Tr 1 wird als Reaktion auf einen Ladungspegel des kapazitiven Elements 2 gesteuert, um zu ermöglichen, dass ein Strom durch das elektrolumineszierende Element 10 fließt.
  • Ein Vorspannen in Sperrrichtung des organischen elektrolumineszierenden Elements ist als ein wirksames Mittel be kannt, um die Lebensdauer des organischen elektrolumineszierenden Elements zu verlängern. Zum Beispiel offenbart die ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 11-8064 offenbart eine Technik zum Verlängern der Lebensdauer des organischen elektrolumineszierenden Elements.
  • Um das organische elektrolumineszierende Element unter Verwendung der offenbarten Technik in Sperrrichtung vorzuspannen, muss eine zusätzliche Leistungsquelle für eine negative Spannung vorbereitet und gesteuert werden, um das organische elektrolumineszierende Element in Sperrrichtung vorzuspannen.
  • Die europäische Patentanmeldung EP 0 883 191 A2 beschreibt eine Anzeigevorrichtung, die eine Matrix von elektrolumineszierenden Elementen und zugehörige Dünnfilmtransistoren umfasst. Abtast- Und Leitungsansteuerelektroden sind in Reihen beziehungsweise Spalten angeordnet. Es ist eine Sperrrichtungsvorspannanordnung eingebunden, in welcher die Pixel auf einer leitungsweisen Basis in Sperrrichtung vorgespannt werden.
  • In JP 2000-268957 wird eine Matrix von organischen elektrolumineszierenden Elementen offenbart, in welcher die Kathoden aller Elemente durch einen gemeinsamen Anschluss auf eine Referenzspannung gebracht und dadurch in Sperrrichtung vorgespannt werden. Infolgedessen erfolgt eine Vorspannung in Sperrrichtung an allen Pixeln gleichzeitig.
  • JP 10-288965 beschreibt zusammen mit dem entsprechenden US-Patent US 6,191,764 eine organische elektrolumineszierende Anzeige, in welcher eine Sperrrichtungsvorspannung auf einer leitungsweisen Basis an die Anzeigelemente angelegt wird.
  • WO 99/53472 , veröffentlicht am 21. Oktober 1999, offenbart eine Anzeigesteuervorrichtung für eine Lichtemissionsan zeige, welche umfasst: ein Eingabemittel zum Empfangen von Anzeigedaten, die ein visuelles Anzeigemuster definieren; Verarbeitungsmittel zum Verarbeiten der Anzeigedaten, um Steuerdaten zum Steuern der Pixel der Anzeige zu erzeugen und mit einem ersten, normalen Betriebsmodus, durch welchen das Muster so angezeigt wird, wie durch die Anzeigedaten definiert, und einen leistungsreduzierten Betrieb, in welchem das Muster mit einem reduziertem Leistungsverbrauch angezeigt wird. Diese Anzeige umfasst eine Anzahl von organischen Lichtemissionsbauelementen, welche in einen Sperrrichtungsvorspannungszustand versetzt werden können, um eine Lichterfassungsanordnung zu bilden. Solch eine Anordnung ist als ein Mittel zum Abtasten einer hohen Umgebungslichtstärke vorgesehen, welche die Wirksamkeit der Anzeige beeinträchtigen kann. Auf der Basis der Stärke des Lichts, das durch solch ein in Sperrrichtung vorgespanntes organisches Element erfasst wird, kann die Helligkeit der Anzeige entsprechend erhöht werden.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Aktivmatrixanzeigevorrichtung, wie in Anspruch 1 definiert, bereitgestellt.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein elektronisches Gerät eine Aktivmatrixanzeigevorrichtung, wie in Anspruch 1 dargelegt, die darin eingebaut ist.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich als ein weiteres Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
  • 1 ein Schaltbild ist, welches eine Ansteuerschaltung zum Ansteuern von organischen elektrolumineszierenden Elementen darstellt, wie in einer Aktivmatrixanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
  • 2 ist ein Schaltbild, welches den Aufbau der Ansteuerschaltung mit einem organischen elektrolumineszierenden Element darstellt, wie in einer Aktivmatrixanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
  • 3 ist eine Querschnittansicht einer Pixelschaltung in der Ansteuerschaltung mit einem organischen elektrolumineszierenden Element, wie in einer Aktivmatrixanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
  • 4 ist ein Schaltbild, welches eine andere Anordnung der Ansteuerschaltung mit einem organischen elektrolumineszierenden Element darstellt, wie in einer Aktivmatrixanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
  • 5 ist ein Schaltbild, welches noch eine andere Anordnung der Ansteuerschaltung mit einem organischen elektrolumineszierenden Element darstellt, wie in einer Aktivmatrixanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
  • 6 ist ein Wellenformdiagramm, welches die Funktionsweise der Ansteuerschaltung mit einem organischen elektrolumineszierenden Element darstellt, wie in einer Aktivmatrixanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
  • 7 ist ein Schaltbild, welches den Aufbau einer herkömmlichen Ansteuerschaltung mit einem organischen elektrolumineszierenden Element darstellt.
  • 8 ist ein Wellenformdiagramm, welches die Funktionsweise der Ansteuerschaltung mit einem organischen elektrolumineszierenden Element darstellt, die in 7 veranschaulicht ist.
  • 9 ist ein Schaltbild, welches den Aufbau einer anderen herkömmlichen Ansteuerschaltung mit einem organischen elektrolumineszierenden Element darstellt.
  • 10 ist ein Wellenformdiagramm, welches die Funktionsweise der Ansteuerschaltung mit einem organischen elektrolumineszierenden Element darstellt, die in 9 veranschaulicht ist.
  • 11 ist ein Schaltbild, welches den Aufbau noch einer anderen herkömmlichen Ansteuerschaltung mit einem organischen elektrolumineszierenden Element darstellt.
  • 12 ist ein Wellenformdiagramm, welches die Funktionsweise der Ansteuerschaltung mit einem organischen elektrolumineszierenden Element darstellt, die in 11 veranschaulicht ist.
  • 13 ist eine perspektivische Ansicht, welche den Aufbau eines tragbaren Personalcomputers als ein Beispiel für ein elektronisches Gerät darstellt, das eine Aktivmatrixanzeigevorrichtung mit einer Ansteuerschaltung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst.
  • 14 ist eine perspektivische Ansicht, welche den Aufbau eines Mobiltelefons als ein Beispiel für das elektronische Gerät darstellt, das eine Aktivmatrixanzeigevorrichtung mit einer Ansteuerschaltung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst.
  • 15 ist eine perspektivische Ansicht, welche den Aufbau einer digitalen Standbildkamera als ein Beispiel für das elektronische Gerät darstellt, das eine Aktivmatrixanzeigevorrichtung mit einer Ansteuerschaltung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst.
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erörtert. Auf allen Zeichnungen sind gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen identifiziert.
  • (1) Anlegen einer Sperrrichtungsvorspannung an eine herkömmliche Ansteuerschaltung
  • 1) Anlegen einer Sperrrichtungsvorspannung an die Schaltung, die in 7 dargestellt ist
  • 2 ist ein Schaltbild, das eine Ausführungsform einer Ansteuerschaltung für eine Aktivmatrixanzeigevorrichtung darstellt, die organische elektrolumineszierende Elemente umfasst. Unter Bezugnahme auf 2 umfasst die Ansteuerschaltung mit einem organischen elektrolumineszierenden Element einen Schalter 20, welcher die Verbindung der Kathode jedes organischen elektrolumineszierenden Elements von einem zweiten Potenzial (GND) auf ein erstes Potenzial (Vcc) umschaltet. Um zu bewirken, dass das organische elektrolumineszierende Element 10 Licht emittiert, wird der Schalter 20 einfach mit dem zweiten Potenzial (GND) verbunden. Dieser Zustand ist mit dem Zustand identisch, der in 7 dargestellt ist.
  • Um eine Vorspannung in Sperrrichtung an das organische elektrolumineszierende Element 10 anzulegen, wird der Transistor Tr 1 ausgeschaltet, und der Schalter 20 wird so gesetzt, dass der das organische elektrolumineszierende Element 10 mit dem ersten Potenzial (Vcc) verbindet. Da die Anode des organischen elektrolumineszierenden Elements 10 nicht höher als das erste Potenzial (Vcc) sein kann, wird das organische elektrolumineszierende Element 10 in Sperrrichtung vorgespannt.
  • Wenn die parasitäre Kapazität C der Anode des organischen elektrolumineszierenden Elements 10 klein ist, steigt das Potenzial der Anode des organischen elektrolumineszierenden Elements 10 als Reaktion auf eine Potenzialänderung in der Kathode des organischen elektrolumineszierenden Elements 10 an, d. h. ein Potenzial steigt von der zweiten Spannung (GND) auf die erste Spannung (Vcc) an. Als Ergebnis kann das organische elektrolumineszierende Element 10 nicht mit einer ausreichenden Vorspannung in Sperrrichtung beaufschlagt werden. Um eine ausreichende Sperrrichtungsvorspannung anzulegen, muss ein Potenzialanstieg auf der Anodenseite begrenzt werden. Ein Erhöhen einer parasitären Verdrahtungskapazität C auf der Anodenseite wird als ein Mittel zum Steuern des Potenzialanstiegs betrachtet. Eine große Sperrrichtungsvorspannung kann durch Erhöhen der parasitären Kapazität C auf der Anodenseite angelegt werden, wodurch ein Güteverlust des organischen elektrolumineszierenden Elements 10 wirksam gesteuert wird.
  • Ein Verfahren zum Erhöhen der parasitären Kapazität an der Anode wird nun unter Bezugnahme auf 3(a) und 3(b) beschrieben. Zunächst wird unter Bezugnahme auf 3(a) ein typischer Aufbau im Querschnitt des organischen elektrolumineszierenden Elements erörtert.
  • Ein Halbleiterdünnfilm ist auf einem Glassubstrat 81 ausgebildet. Eine Sourceregion 82 und eine Drainregion 85 eines Transistors sind innerhalb des Halbleiterdünnfilms ausgebildet. Eine Gate-Isolationsschicht 83 deckt die Sourceregion 82 und die Drainregion 85 des Transistors ab. Eine Gateelektrode 84 ist auf der Gate-Isolationsschicht 83 ausgebildet. Ein erster Zwischenschichtisolator 86 deckt die Gateelektrode 84 und die Gate-Isolationsschicht 86 ab. Verbindungslöcher sind in die Gate-Isolationsschicht 83 und den ersten Zwischenschichtisolator 86 gebohrt. Die Sourceregion 82 und die Drainregion 85 sind durch Füllen der jeweiligen Verbindungslöcher mit einem elektrisch leitenden Material mit einer Sourceelektrode 87 beziehungsweise einer Drainelektrode 91 verbunden. Ein zweiter Zwischenschicht isolator 88 deckt die Sourceelektrode 87, die Drainelektrode 91 und den ersten Zwischenschichtisolator 86 ab. Die Drainelektrode 91 ist durch die Anode 89, die aus ITO aufgebaut ist, mit einem organischen Dünnfilmlaminat verbunden, das eine Emissionsschicht 95 umfasst. Das organische Dünnfilmlaminat umfasst wenigstens eine Löcherinjektionsschicht 93 und die Emissionsschicht 95. Eine Kathode 97 des organischen elektrolumineszierenden Elements ist auf dem organischen Dünnfilmlaminat ausgebildet. Der Schalter 20 schaltet das Potenzial der Kathode 97 vom zweiten Potenzial (GND) auf das erste Potenzial (Vcc) um.
  • Das Verfahren zum Erhöhen der parasitären Kapazität an der Anode wird nun ausführlich beschrieben.
  • (i) Parasitäre Kapazität zwischen der Sourceelektrode und der Drainelektrode
  • Ein leitendes Element ist in der Nachbarschaft der Verdrahtung der Anode 89 des organischen elektrolumineszierenden Elements und des Transistors angeordnet, um eine parasitäre Kapazität für die Verdrahtung zu bilden. Konkret wird unter Bezugnahme auf 3(b) die parasitäre Kapazität C durch Festlegen der Trennung zwischen der Sourceelektrode 87 und der Drainelektrode 91 derart, dass sie schmaler als eine typische Distanz ist, oder Festlegen von gegenüberliegenden Bereichen dieser Elektroden derart, dass sie größer als die übrigen Bereiche sind, erhöht. Mit anderen Worten wird die parasitäre Kapazität C zwischen der Sourceelektrode und der Drainelektrode des Ansteuertransistors aufgebaut.
  • (ii) Parasitäre Kapazität bei einer Metallschicht, die innerhalb des Isolators angeordnet ist
  • Unter Bezugnahme auf 3(c) ist eine Metallschicht 92 innerhalb des ersten Zwischenschichtisolators 86 angeordnet, um eine parasitäre Kapazität zwischen der Metall schicht 92 und der Drainelektrode 91 zu erhöhen. Konkret wird die parasitäre Kapazität C zwischen der Metallschicht 92, die innerhalb der ersten Zwischenschichtisolator 86 angeordnet ist, und der Drainelektrode 92 aufgebaut.
  • Durch einfaches Rücksetzen des Schalters 20 wird das organische elektrolumineszierende Element in einen Emissionszustand oder einen Sperrrichtungsvorspannungszustand versetzt. Es wird keine zusätzliche Leistungsquelle für negative Spannung benötigt. Diese Anordnung bedingt weder eine Erhöhung des Leistungsverbrauchs noch einen zusätzlichen Raumbedarf. Der Schalter 20 ist durch Kombinieren eines Transistors leicht aufzubauen.
  • 2) Anlegen einer Sperrrichtungsvorspannung in der Schaltung, die in 11 dargestellt ist
  • Unter Bezugnahme auf 4 ist der Schalter 20 mit der Kathode des organischen elektrolumineszierenden Elements 10 verbunden. Wenn der Schalter 20 vom ersten Potenzial (Vcc) auf das zweite Potenzial (GND) geschaltet wird, wird das organische elektrolumineszierende Element 10 unter Verwendung der parasitären Kapazität auf dieselbe Weise wie in der Schaltung, die in 2 dargestellt ist, in den Sperrrichtungsvorspannungszustand versetzt.
  • 3) Anlegen einer Sperrrichtungsvorspannung in der Schaltung, die in 13 dargestellt ist
  • Die zuvor erwähnte Ansteuerschaltung, die in 13 dargestellt ist, kann den Schalter 20 für die Kathode des organischen elektrolumineszierenden Elements 10 auf dieselbe Weise umfassen wie die Schaltung, die in der in 5 dargestellt ist. Der Schalter 20 schaltet die Kathode des organischen elektrolumineszierenden Elements vom ersten Potenzial (Vcc) auf das zweite Potenzial (GND) um. Unter Verwendung der parasitären Kapazität C ist das organische elektrolumineszierende Element 10 leicht in den Sperrrichtungsvorspannungszustand zu versetzen.
  • (2) Anlegen einer Sperrrichtungsvorspannung an eine vorbestimmte Gruppe von Pixeln
  • Wenn eine Anzeigevorrichtung aus den organischen elektrolumineszierenden Elementen aufgebaut ist, entspricht das organische elektrolumineszierende Element einem einzelnen Pixel. In den Anordnungen, die in 2 bis 5, dargestellt sind, ist ein Schalter für jedes organische elektrolumineszierende Element, d. h. für jedes Pixel, erforderlich.
  • 1) Anlegen einer Sperrrichtungsvorspannung an jedes Pixel
  • 1 stellt die Verbindung von Pixelschaltungen 1-1, 1-2, dar, welche jeweils das entsprechende organische elektrolumineszierende Element mit den entsprechenden Schaltern 20-1, 20-2, ..., aufweisen.
  • Wie dargestellt, ist die Pixelschaltung 1-1 mit dem entsprechenden organischen elektrolumineszierenden Element mit dem Schalter 20-1 versehen, und die Pixelschaltung 1-2 ist mit dem Schalter 20-2 versehen. Konkret hat ein Pixel seinen eigenen Schalter mit der zuvor erwähnten Struktur. Diese Schalter werden jeweils durch Steuersignale S1 und S2 gesteuert. Die Steuersignale werden mit Ausnahme einer Zeitdauer, während welcher der Kondensator in jeder Pixelschaltung geladen wird, und mit Ausnahme einer Zeitdauer, während der das organische elektrolumineszierende Element 10 Licht emittiert, für eine Zeitperiode eingegeben, um dadurch die jeweiligen Schalter zu steuern. In der Ausführungsform, die in 4 dargestellt ist, ist ein Steuersignal S unter Bezugnahme auf die Auswahlspannung VSEL, welche die Schreibperiode TW bestimmt, und das Datenhaltesteuersignal Vgp, das die Anzeigeperiode TH bestimmt, leicht zu erzeugen. Konkret wird, wie in 6(a) darge stellt, die andere Zeit als die Schreibperiode TW, welche durch die Auswahlspannung VSEL bestimmt wird, und die Anzeigeperiode T, welche durch das Datenhaltesteuersignal Vgp bestimmt wird, eine Sperrrichtungsvorspannungsperiode TB.
  • 2) Anlegen einer Sperrrichtungsvorspannung nur an bestimmte Pixel
  • Wenn eine Farbanzeigevorrichtung die organischen elektrolumineszierenden Elemente einsetzt, können bestimmte organische elektrolumineszierende Materialen zum Emittieren von Licht von verschiedenen Farben, wie beispielsweise Rot, Grün und Blau, verwendet werden. Wenn verschiedene organische elektrolumineszierende Materialien eingesetzt werden, tritt ein Unterschied in der Lebensdauer dazwischen auf. Wenn die Anzeigevorrichtung aus einer Mehrzahl von organischen elektrolumineszierenden Elementen aufgebaut ist, bestimmt jegliches organische elektrolumineszierende Material mit der kürzesten Lebensdauer die Lebensdauer der Anzeigevorrichtung. Demnach wird ein Vorspannen in Sperrrichtung der einzelnen Pixel in Erwägung gezogen. In diesem Fall sind die zwei folgenden Verfahren verfügbar. (i) Es werden nur organische elektrolumineszierende Elemente für die Pixel mit einer kürzeren Lebensdauer in Sperrrichtung vorgespannt. (ii) Die Anzahl von Malen, die eine Sperrrichtungsvorspannung an die elektrolumineszierenden Elemente für die Pixel mit einer kürzeren Lebensdauer angelegt wird, wird so festgelegt, dass sie größer als die Anzahl von Malen ist, welche die restlichen organischen elektrolumineszierenden Elemente in Sperrrichtung vorgespannt werden. Auf diese Weise kann die Lebensdauer des gesamten Anzeigebildschirms verlängert werden.
  • Einige organische elektrolumineszierenden Anzeigevorrichtungen erzeugen einen Bereichsanzeige, die auf einem Abschnitt des Anzeigebildschirms in einer bestimmten Farbe, wie beispielsweise Orange, Blau, Grün usw., dargestellt wird. In solch einer Anzeigevorrichtung können nur die organischen elektrolumineszierenden Elemente mit der kürzesten Anzeigelebensdauer in Sperrrichtung vorgespannt werden. Auf diese Weise kann de Lebensdauer des Anzeigebildschirms verlängert werden.
  • Die Ansteuerschaltung für die Aktivmatrixanzeigevorrichtung, welche die organischen elektrolumineszierenden Elemente verwendet, wurde erörtert. Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf diese Art von Anzeigevorrichtung beschränkt. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auf eine Aktivmatrixanzeigevorrichtung angewendet werden, die ein anderes elektrooptisches Element als das organische elektrolumineszierende Element einsetzt, wie beispielsweise eine TFT-LCD, ein Feldemissionsanzeige FED (Field Emission Display), ein Elektrophoreseelement, eine Element zum Umkehren des elektrischen Feldes, eine Laserdiode oder eine LED.
  • Es werden nun mehrere elektronische Geräte erörtert, welche die Aktivmatrixanzeige mit der zuvor erwähnten Ansteuerschaltung 1 umfassen. 13 stellt eine perspektivische Ansicht dar, welche den Aufbau eines tragbaren Personalcomputers 1100 veranschaulicht, der die Aktivmatrixanzeigevorrichtung umfasst. Wie dargestellt, umfasst der Personalcomputer 1100 eine Haupteinheit 1104 mit einer Tastatur 1102 und eine Anzeigeeinheit 1106. Die Anzeigeeinheit 1106 umfasst die Aktivmatrixanzeigevorrichtung 100.
  • 14 ist eine perspektivische Ansicht, welche den Aufbau eines Mobiltelefons 1200 darstellt, das die Aktivmatrixanzeigevorrichtung 100 mit der zuvor erwähnten Ansteuerschaltung umfasst. Wie dargestellt, umfasst das Mobiltelefon 1200 eine Mehrzahl von Steuertasten 1202, eine Hörmuschel 1204, eine Sprechmuschel 1206 und die Aktivmatrixanzeigevorrichtung 100.
  • 15 ist eine perspektivische Ansicht, welche den Aufbau einer digitalen Standbildkamera 1300 darstellt, welche die Aktivmatrixanzeigevorrichtung 100 mit der zuvor erwähnten Ansteuerschaltung als einen Bildsucher umfasst. Ein vereinfachtes Diagramm von Verbindungen mit externen Geräten ist hierbei ebenfalls dargestellt. Im Gegensatz zu einer Silberfilmkamera, die einen Film einem optischen Bild eines Objekts aussetzt, erzeugt die digitale Standbildkamera 1300 durch fotoelektrisches Umwandeln eines optischen Bildes eines Objekts durch ein Bildaufnahmebauelement, wie beispielsweise ein ladungsgekoppeltes Bauelement CCD (Charge-Coupled Device), ein Videosignal. Die zuvor erwähnte Aktivmatrixanzeigevorrichtung 100 ist auf der Rückseite eines Gehäuses 1302 der digitalen Standbildkamera 1300 angebracht. Die Aktivmatrixanzeigevorrichtung 100 fungiert als ein Bildsucher, um das Bild des Objekts anzuzeigen. Auf der Vorderseite des Gehäuses 1302 (der anderen Seite des Gehäuses 1302 in 15) ist eine Fotodetektoreinheit 1304 mit einer optischen Linse und dem CCD angeordnet.
  • Wenn ein Fotograf nach dem Erkennen des Bildes eines Objekts, das auf der Aktivmatrixanzeigevorrichtung 100 angezeigt wird, den Auslöseknopf 1306 drückt, wird das Bild, das durch das CCD aufgenommen wird, augenblicklich an einen Speicher auf einer Leiterplatte 1308 übertragen und darin gespeichert. Die digitale Standbildkamera 1300 ist auf der Seite des Gehäuses 1302 mit einem Videosignalausgangsanschluss 1312 und einem Eingangs/Ausgangsanschluss 1314 zum Datenaustausch versehen. Wie dargestellt, ist nach Bedarf ein Fernsehbildschirm 1430 mit dem Videosignalausgangsanschluss 1312 verbunden, und ein Personalcomputer 1440 ist mit dem Eingangs/Ausgangsanschluss 1314 zum Datenaustausch verbunden. Als Reaktion auf vorbestimmte Bedienungsschritte wird das Videosignal, das im Speicher der Leiterplatte 1308 gespeichert ist, an den Fernsehbildschirm 1430 und den Personalcomputer 1440 ausgegeben.
  • Neben dem in 13 dargestellten Personalcomputer, dem in 14 dargestellten Mobiltelefon und der in 15 dargestellten digitalen Standbildkamera kann das elektronische Gerät, auf welches die Aktivmatrixanzeigevorrichtung 100 der vorliegenden Erfindung angewendet wird, jedes einer Vielzahl von elektronischen Geräten sein, die einen Flüssigkristallanzeigefernseher, einen Bildsucher- oder Direktüberwachungsvideokassettenrekorder, ein Fahrzeugnavigationssystem, einen Pager, ein elektronisches Taschenbuch, einen elektronischen Tischrechner, ein Textverarbeitungssystem, eine Workstation, ein Videotelefon, ein POS-Terminal und eine Vorrichtung mit einem berührungsempfindlichen Bildschirm umfassen. Die zuvor erwähnte Aktivmatrixanzeigevorrichtung 100 wird in jedem der zuvor erwähnten elektronischen Geräte als eine Anzeigeeinheit verwendet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die organischen elektrolumineszierenden Elemente jeweils auf der Basis von einer Gruppe von vorbestimmten Pixeln in den Sperrrichtungsvorspannungszustand versetzt, und die Sperrrichtungsvorspannung kann angelegt werden, ohne eine Erhöhung des Leistungsverbrauchs und eine Zunahme des Anordnungsplatzbedarfs zu bedingen. Die Lebensdauer des organischen elektrolumineszierenden Elements kann demnach verlängert werden. Unter Verwendung der parasitären Kapazität kann die Sperrrichtungsvorspannung ohne Notwendigkeit einer zusätzlichen Leistungsquelle angelegt werden. Die Lebensdauer des organischen elektrolumineszierenden Elements kann weiter verlängert werden.

Claims (2)

  1. Aktivmatrixanzeigevorrichtung, umfassend: eine Mehrzahl von Pixeln, die jeweils ein organisches elektrolumineszierendes Element (10) enthalten, welches in einem in Sperrrichtung vorgespannten Zustand angeordnet werden kann, in welchem Licht nicht emittiert wird, und eine Ansteuerschaltung zum Ansteuern der Mehrzahl von Pixeln, wobei die Ansteuerschaltung eine Sperrrichtungsvorspannungseinstellschaltung (20) umfasst, wodurch die elektrolumineszierenden Elemente (10) durch die Steuerung von einzelnen Pixeln auf einer flächenweisen Basis in den Sperrrichtungsvorspannungszustand versetzt werden können, wobei die Sperrrichtungsspannungseinstellschaltung (20) eine Schaltanordnung umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie einen elektrischen Verbindungszustand der Kathoden der elektrolumineszierenden Elemente (10) zwischen einem Verbundensein mit einer ersten Leistungsquellenleitung (Vcc) zum Zuführen eines ersten Potenzials und einem Verbundensein mit einer zweiten Leistungsquellenleitung (GND) zum Zuführen eines zweiten Potenzials, das ein niedrigeres Potenzial als das erste Potenzial aufweist, umschaltet, dadurch gekennzeichnet, dass: die Schaltanordnung einen separaten Schalter (20) für jedes der gesamten Mehrzahl von elektrolumineszierenden Elementen (10) umfasst, so dass jedes der elektrolumineszierenden Elemente durch die Steuerung der Schalter auf einer pixelweisen Basis in den Sperrrichtungsvorspannungszustand versetzt werden kann.
  2. Elektronisches Gerät, umfassend eine Aktivmatrixanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, die darin eingebaut ist.
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