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有機ＥＬアクティブマトリックス駆動法 目　次 1． アクティブマトリックス駆動方式の種類 1 2． デジタル駆動方式 3 2.1 面積階調方式 4 2.2 時分割階調方式 5 2.3 面積+時分割階調方式 6 3． アナログ駆動方式 7 3.1 電圧指定方式 7 3.2 電流指定方式 10 3.2.1 カレントミラー回路 10 3.2.2 電流プログラム回路 11 参考文献 17 アクティブマトリックス駆動方式の種類 有機ＥＬディスプレイの大画面化，高精細化に向けてアクティブマトリックス（AM）駆動法が採用されようとしている．なぜならば，パッシブマトリックス（PM）駆動法ではデューティー比の低下に伴い有機ＥＬへの電流値が増加し素子寿命の低下をもたらすからである．現在，AM駆動有機ＥＬディスプレイにおける最大の問題は薄膜トランジスター（TFT），有機ＥＬの特性ばらつきからくる輝度の不均一性である．これを解消するため様々な方式?回路が提案?試作されている．この節では現在までに発表された様々な駆動法を紹介し，それぞれが持つ特性を解説する． 有機ELをAM駆動する場合，まず初めに図１のように2種類のピクセル回路が考えられる．(a)の1-TFT回路はLCDピクセル回路の液晶部分を有機ELに置き換えただけの回路である．この回路ではクロストークがなくなり，共通カソード電極を使えるなどの利点が生じるが，発光時間が選択時間に限られデューティー比がPM回路と同じであるので，PM駆動が抱えていた問題を解決したことにはならない．したがって有機ELでは(b)のように最低二つのTFTが必要となる．つまり，スイッチングTFTとは別に駆動TFTと，さらに電力供給用の電源線が必要である．また，この回路は駆動TFTと有機ELを合わせて電圧駆動素子に変換していると考えてもよい． 現時点では有機EL作成技術の制限によりその構造は陽極が基板側に陰極が表面にならざるを得ない．これは透明電極であるITOの低抵抗化にアニールが必要であることや陰極の上に有機ELを作成するのが難しいことなどによる．したがって，ダイオードの向きは図に示したようにTFTと陽極が接続されたものに限られる．他の自由度として考えられるのがTFTのチャネルタイプの選択である．アモルファスシリコンの場合，nチャネルTFTのみであるので図に描かれた接続方法しかないが，ポリシリコンTFTの場合，pチャネルTFTも存在するので駆動，スイッチングTFTはそれぞれ独立にチャネルを選択できる．スイッチングTFTのチャネルタイプは走査線電圧の極性に関係するが，大きく特性に影響を与えるものではない．しかし，駆動TFTの場合は大きく特性を左右する．一般に有機ELにおいて時間に対し輝度を一定に保とうとした場合，一定電流で駆動しなければならない．時間経過につれ有機ELの高抵抗化が起こるのである．今，pチャネルTFTを用いた場合，ソースが電源線側になり，TFTの飽和特性が良好な場合は負荷変動に関係なく一定電流を得ることができる．しかし，nチャネルTFTの場合，ソースは有機EL側（ソースホロワー）になり，負荷変動に対し電流値が変わってしまうことになる．したがって，共通陰極構造の有機ELの場合はpチャネルTFTを用いるのが望ましいことになる．陽極と陰極が反転した場合は，その反対となる． この2-TFTピクセル回路がAM駆動有機ELピクセル回路の基本となるが，この回路では駆動TFTの閾値，移動度などの特性のばらつき，径時変化が直接，有機ELの輝度に影響を与え，輝度均一性を得ることができない．また，この状態で中間調表示を行ってもばらつきの中に埋もれてしまう．これを解決するためにはプロセスの最適化によってTFTの不均一性をなくすのも一つの手段であるが，たとえば6bitの64階調を実現するためには電流のばらつきを1.5%以内に収めなければならず，これはほとんど不可能と考えられる．したがって，その不均一性をカバーするために現在，さまざまな制御方法，回路が提案されている．それを整理したのが図2である．大きく分けてデジタル駆動とアナログ駆動に大別できる．また，それぞれの駆動法の中でも幾つか分類される．これらの駆動法は一長一短があり，現在のところどの駆動法が覇者となるかは分からない．たぶん，それぞれの特徴を生かして応用分野によって棲み分けがなされることであろう．以下，それぞれの駆動法の説明を行っていく． デジタルデジタル駆動法は有機ELをONとOFFの2値で駆動させ，その発光面積または発光時間を制御することによって中間調を得る手法である．そして発光面積に重みをつける方法を面積階調法，発光時間に重みをつける方法を時分割階調法と呼ば