CN1220168C - 图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种图像显示装置，具有由多个象素构成的显示部、和用来向该象素区域输入显示信号电压的信号线，其中：在上述多个象素区域的至少一个中，具有：存储从上述信号线输入到上述象素区域的显示信号电压的存储单元、基于该显示信号电压确定上述象素区域中图像输出的开期间和关期间的象素开期间确定单元、以及用来在一帧内多次反复进行上述图像输出的开动作的象素驱动单元。由此可以提供可以进行多色调显示，且象素间的显示特性偏差十分小的图像显示装置。

Description

图像显示装置
技术领域
本发明涉及可以多色调显示的图像显示装置，尤其涉及象素间的显示特性差别十分小的图像显示装置。
背景技术
下面，用图16和图17、18说明两个现有技术。
图16是使用现有技术的发光显示器件的结构图。具有作为象素发光体的有机EL(电致发光)元件204的象素205在显示部上呈矩阵状配置，象素205通过栅线206、源线207、电源线208等与外部的驱动电路相连。在各象素205中，源线207通过逻辑TFT(薄膜晶体管)201与电力TFT203的栅和存储电容器202相连，电力TFT203的一端和存储电容器202的另一端共同与电源线208相连。而电力TFT203的另一端通过有机EL元件204与共用电源端子相连。
下面，说明该第一现有例的动作。通过由栅线206开关预定的象素行的逻辑TEF201，从外部的驱动电路向源线207输入的信号电压被输入并保存在电力TFT203的栅和存储电容器202中。电力TFT203向有机EL元件204输入与上述信号电压对应的驱动电流，由此有机EL元件204对应于上述信号电压而发光。
关于这样的现有技术，在例如专利公报日本特开平8-241048(1996年9月17日公开)等中有详细记载。
另外，在本现有例中虽然与上述公知例中一样采用有机EL(有机发光)元件的称呼，但近年来多称作有机发光二极管元件，在本说明书中，下面也采用后者的名称。
下面，用图17和18说明其它的现有技术。
图17是采用第二现有技术的发光显示器件的结构图，在显示部上以矩阵状配置具有作为象素发光体的有机发光二极管214的象素215。但在图17中为了图面简化，只示出了一个象素。象素215通过选择线216、数据线217、电源线218等与外部的驱动电路相连。在各象素215中，数据线217通过输入TET211与删除电容器(cancel capacitor)210相连，删除电容器210的另一端输入到驱动TET213的栅、存储电容器212、自动调零开关221的一端。存储电容器212的另一端和驱动TFT213的一端共同连接到电源线218。另外，驱动TFT213和自动调零开关221的另一端共同连接到EL开关223的一端，EL开关223的另一端通过OLED元件214连接到共用电源端子。此处，自动调零221和EL开关223由TFT构成，它们的栅分别与自动调零输入线(AZ)222和EL输入线(AZB)224连接。
下面，用图18说明该第二现有例的动作。图18展示了向象素输入显示信号时的数据线217、自动调零输入线(AZ)222、EL输入线(AZB)224、选择线216的驱动波形。由于本象素由p沟道的TFT构成，图18的波形的上(高电压侧)对应于TFT的关、下(低电压侧)对应于TFT的开。
首先，在图中记载的时钟(1)中，选择线216是开，自动调零输入线(AZ)222是开，EL输入线(AZB)224是关，与此对应地，输入TFT211是开，自动调零开关221是开，EL开关223是关。由此，输入到数据线217的关值(off level)的信号电压输入到删除电容器210的一端，同时，通过打开自动调零开关221，连接二极管的驱动TFT213的栅-源间电压重置到(电源线218的电压+Vth)。这里Vth是驱动TFT213的阈值电压。通过该动作，象素在输入关值的信号电压时，驱动TFT213的栅被自动调零偏置到正好是阈值电压。
接着，在图中记载的时钟(2)中，自动调零输入线(AZ)222关闭，向数据线217输入预定值的信号。由此，分别地，自动调零开关221关闭，向删除电容器210的一端输入开值(on level)的信号。通过该动作，驱动(TFT213)的栅电压比上述自动调零偏置条件时，电压的变化加上信号的输入值的部分。
然后，在图中示出的时钟(3)，选择线216关，EL输入线(AZB)224开。由此输入TFT211接通，把被施加的输入值的信号存储在取消电容器210中，而且EL开关223开。通过该动作，驱动TFT213的栅固定到从阈值电压加上信号的输入值的电压的状态。而且由驱动TFT213驱动的信号电流使OLED元件214以预定的亮度发光。
关于这样的现有技术，在例如Digest of Technical Papers，SID98，pp11～14等中有详细记载。
发明内容
如果用上述现有技术，很难提供可以进行多色调显示，且象素间的显示特性偏差十分小的图像显示装置。下面对此进行说明。
在用图16说明的第一现有例中，难以进行多色调的显示。有机EL元件204是电流驱动型元件，驱动它的电力TFT203作为电压输入的电流输出元件而起作用。但是此时如果电力TFT203的阈值电压Vth有偏差，该偏差成分就会加在输入的信号电压上，每个象素会生成固定的亮度不均匀。一般地，与单晶硅元件相比TFT的各个元件间的偏差大，尤其是象素之类的具有多个TFT的场合，很难抑制各元件间的特性偏差。例如，在低温多晶硅TFT的场合，已知生成以1V为单位的Vth的偏差。一般地，OLED元件对输入电压其发光特性很敏感，1V的输入电压的不同会使发光亮度成倍变化，所以中间色调的表示是不能允许这样的亮度不均匀的。所以为了避免该亮度不均匀，不能把输入的信号电压限定在开、关两值，为此难以进行包含中间色调显示的多色调显示。
与此不同，用图17、18说明的第二现有例通过取消电容器210和自动调零开关221的导入，试图解决上述问题。即，本现有例通过在取消电容器210的两端电压吸收驱动TFT213的Vth偏差，来避免OLED元件214中的产生的亮度不均匀。但是即使在本现有例中，由于Vth以外的驱动TFT213的特性偏差，OLED元件214的色调发光精度也较低。本现有例中OLED元件214的驱动电流通过驱动TFT213的电流输出得到。这就意味着，在例如可以消除驱动TFT213的Vth偏差时，如果有因驱动TFT213的移动度偏差等导致的电流驱动能力的偏差，同样地每个画素上会生成增益偏差之类的亮度不均匀。如前所述，一般她，TFT的各个元件间的偏差大，尤其是象素之类的具有多个TFT的场合，很难抑制各元件间的特性偏差。例如，在低温多晶硅TFT的场合，已知生成以百分之几十为单位的移动度偏差。所以，本现有例也是难以把起因于产生这样的亮度不均匀的象素间的显示特性偏差充分地减小。
另外，作为解决以上那样的象素间的显示特性偏差的方法，在日本专利公报特开2000-235370(2000年8月29日公开)中公开了在各象素中积集用来“把输入信号的振幅反相成脉冲宽度调制”的“PWM(脉冲宽度调制)信号反相电路”的方法。在该方法中，由于OLED元件的驱动仅由开和关控制，显示画面不受低温多晶硅TFT的特性偏差的影响，是可以考虑的。但是，本公知例存在以下的问题。第一，虽然“PWM信号反相电路”由低温多晶硅TFT构成可以实现低成本化，但此时由于低温多晶硅TFT的特性偏差，存在“PWM信号反相电路”的输出即脉冲宽度调制特性有偏差的问题。第二，现有已知的“PWM显示方式”中会产生起因于“模拟轮廓”噪声的画面质量劣化。这是在等离子体显示中成为问题的现象，显示期间在帧中会时间上偏离，在动画图像上生成轮廓状的噪声。在等离子体显示中虽然通过对其进行调制脉冲宽度的信号处理作为对策，但在象素内设置的“PWM信号反相电路”在现实上不能实现这么高的信号处理功能。
通过如下可解决上述问题，即，提供一种图像显示装置，具有在透明基板上设置的由多个象素构成的显示部、和用来向该象素区域输入显示信号电压的信号线，其中：在上述多个象素区域的至少一个上具有：为了从上述信号线向第一电容的一端输入显示信号电压而在上述信号线和该第一电容的一端之间设置的第一薄膜晶体管开关单元；包含作为构成要素的薄膜晶体管的输入电压反转输出单元，该输入电压反转输出单元的输入与该第一电容的另一端连接；与该输入电压反转输出单元的输出部相连接，且被该输入电压反转输出单元的输出控制的发光单元；以及在该输入电压反转输出单元的输入端和输出端之间设置的第二薄膜晶体管开关单元，而且还具有用于产生在包含上述显示信号电压的预定电压范围内扫描的象素驱动电压的象素驱动电压产生单元，以及用于向上述象素中的上述第一电容的一端输入上述象素驱动电压的象素驱动电压输入单元。
在上述图像显示装置中，通常，设置用来存储从外部取入的显示信号并进行它的数据处理的显示信号处理部。
另外，本发明的问题可如下解决，即，提供一种图像显示装置，具有在透明基板上设置的由多个象素构成的显示部、存储从外部取入的显示信号并进行数据处理的显示信号处理部、和用来向该象素区域输入显示信号电压的信号线，其中：在上述多个象素区域的至少一个上具有：为了从上述信号线向第一电容的一端输入显示信号电压而在上述信号线和该第一电容的一端之间设置的第一薄膜晶体管开关单元；包含作为构成要素的薄膜晶体管的输入电压反转输出单元，该输入电压反转输出单元的输入与该第一电容的另一端连接；与该输入电压反转输出单元的输出部相连接，且被该输入电压反转输出单元的输出控制的发光单元；以及在该输入电压反转输出单元的输入端和输出端之间设置的第二薄膜晶体管开关单元；而且还具有用于产生在包含上述显示信号电压的预定电压范围内扫描的象素驱动电压的象素驱动电压产生单元；以及用于向上述象素中的上述第一电容的一端输入上述象素驱动电压的象素驱动电压输入单元。
附图说明
图1是实施例1即OLED显示屏的结构图；
图2是实施例1中的OLED元件的电压-电流特性图；
图3是实施例1中的反相电路的输入电压-输出电压特性图；
图4是实施例1中的反相电路的输入电压-电流特性图；
图5是实施例1中的栅线、重置线、信号线的动作波形图。
图6是实施例1中的一象素的结构图；
图7是实施例1中的象素布置图；
图8是实施例1中的象素剖面图；
图9是实施例2中的信号线的动作波形图；
图10是实施例3中的信号线的动作波形图；
图11是实施例4中的象素结构图；
图12是实施例5中的象素结构图；
图13是实施例6中的象素结构图；
图14是实施例6中的信号线和驱动信号线的驱动波形图；
图15是实施例7中的象素显示末端的结构图；
图16是使用现有技术的发光显示器件的结构图；
图17是使用第二现有技术的发光显示器件的结构图；
图18是使用第二现有技术的发光显示器件的动作图。
具体实施方式
(实施例1)
下面，用图1～8说明本发明的实施例1。
首先，用图1描述本实施例的整体结构。
图1是本实施例即OLED显示屏的结构图。具有作为象素发光体的OLED元件4的象素5在显示部上呈矩阵状配置，象素5通过栅线6、信号线7、重置线10等与预定的驱动电路相连。此时，栅线6和重置线10与栅驱动电路22相连，信号线7与信号驱动电路21和三角波输入电路20相连，象素5、栅驱动电路22、信号驱动电路21和三角波输入电路20都用多晶硅在玻璃基板上构成。各象素5中，信号线7通过输入TFT1与存储电容器2相连，存储电容器2的另一端与重置TFT9的一端和反相电路3的输入端子相连。重置TFT9的另一端与反相电路3的输出端子一起通过OLED元件4接地到共用接地端子。
下面，用图6说明上述反相电路3。
图6是本实施中的一象素的结构图。反相电路3由n沟道多晶硅TFT32和p沟道多晶硅TFT31构成，二者的源分别与n沟道源线24和p沟道源线23相连。另外，本实施例中，由于如下所述地，用低电阻金属构成纵方向布线，用栅金属构成横方向布线，可以用更低电阻的纵方向布线实现两源线24、23。
下面，先说明本实施例的整体动作，用图2～4说明图6所示的反相电路3的动作。
图3是反相电路3的输入电压Vin-输出电压Vont特性，图中用实线表示的曲线是其电压特性。此时，若考虑重置TFT9为开的场合，此场合下Vin＝Vont。图中的“A”和填入的白圈是此时的动作点，输入输出电压重置到Vrst。众所周知，此时Vrst是反相器电压特性上的逻辑翻转的值。
OLED元件4的输入电压Voled-输出电流Ioled特性示于图2。由于OLED是二极管，如图所示地，超过一定的电压Velon，其电流就急剧地上升(接通)。一般地，该OLED电流特性被报告为是输入电压的6到7次方左右的函数。
接着，考虑图3所示的反相电路3的特性和图2所示的OLED元件的特性的组合，即，反相电路3的输出电压Vout置成OLED元件4的输入电压Voled。而且，如图3所示，把n沟道源线24和p沟道源线23的电压设置成，Velon比“A”大，且比反相电路3的输出高值低(OLED元件4在反相电路3的输出范围内接通)。此时理解为，若与输出Velon对应的输入为Von，OLED元件4的电流Ioled在反相电路3的输入电压Von附近急剧地上升。
图4是以反相电路3的输入电压Vin为横轴，ODED元件4的电流Ioled为纵轴的示图。Ioled在比Vrst低若干的输入电压即Von中，基本呈矩形地上升而接通。另外，反相电路3的上升特性十分陡峭，其Vrst和Von的值是非常接近的值，可以近似地看作是同一电压。
下面，用图5说明本实施例的整体的动作。
图5是跨着两行象素的写入期间(两个水平期间)展示了本实施例中的第n行的栅线6和重置线10、第(n+1)行的栅线6和重置线10、以及任意的信号线7的动作波形。
一个水平期间的前半部分是显示信号的“写入期间”，在图中示出的时钟(1)中，被选择的行(此处是第n行)的栅线6和重置线10上升。在此，本实施中由于输入TFT1、重置TFT9是n沟道的，栅线6和重置线10的上(高电压侧)对应开，下(低电压侧)对应关，被选择的行的输入TFT1和重置TFT9成为开。如果重置TFT9变成开，如前面的反相电路3的动作说明中所述的，反相电路3的输入输出电压被重置为Vrst，该电压被施加到存储电容器2的一端。另外，与此同时，向各信号线7输入预定的显示信号电压，该显示信号电压成为开后，通过输入TFT1施加到存储电容器2的另一端。此后重置线10的电压降低，重置TFT9关闭，通过以上动作，以从信号线7输入上述显示信号电压时向反相电路3的输入端输入Vrst的方式，在被选择的行的象素的各存储电容器2上写入必要的信号电荷。另外，如上所述，反相电路3的上升特性十分陡峭，Vrst和Von的值非常接近，可以近似地看作是同一电压。即，该象素中，如果从信号线7输入上述的显示信号电压，反相电路3的输出基本上是Velon，OLED元件4不接通，而是断开。图5中为了简化，把该Vrst和Von的值近似地表示为同一电压。
在一个水平期间的后半部分，不仅是被选择的象素行，是针对全部象素的“驱动期间”。在图5所示的时钟(2)中，全部象素的栅线6上升，全部象素的输入TFT1是开状态。另外，在该期间中，在写入到前面的象素上的显示信号电压值的范围内，在各信号线7上施加、扫描三角波形状的象素驱动电压。由于输入TFT1开通，该象素驱动电压输入到全部的象素的各存储电容器2上，但此时，三角波形的象素驱动电压从与预先写入的显示信号电压一致的象素开始依次地，使反相电路3的输入电压成为Vrst(＝Von)，该象素的OLED4接通(点亮)。由此，在本实施例中基于预先写入的显示信号电压，调制各象素的点灯时间，可以进行多色调的象素点亮显示。此时，如果使象素驱动电压的电压扫描范围的下端与最低电压的显示信号电压值一致，可以使只有写入最低电压的显示信号电压值的象素的OLED4全部不点亮，是黑值。但在现实中由于存在噪声等的影响，由于保证全部不点亮的黑值，显示屏的对比度十分大，所以希望象素驱动电压的扫描电压范围的下端停止到比最低电压的显示信号电压值略高一些的电压。
如果采用本实施例，构成驱动OLED4的反相电路3的n沟道多晶硅TFT32和p沟道多晶硅TFT31的特性偏差几乎不会生成亮度不均匀，可以避免象素间的显示特性偏差发生。因为重置TFT9开时的反相电路的输入电压Vrst，如上所述，与TFT的特性偏差无关，这是因为近似等于Von。这样的前提条件是满足，反相电路3的输出上升特性十分陡峭。这样可以把各元件的参数和其动作条件设计成，n沟道多晶硅TFT32和p沟道多晶硅TFT31的互感比各TFT的漏电感和OLED4的输入电感大很多。
下面，用图7、8说明本实施例的具体结构。
图7是本实施例的象素5的布置图。在纵方向上用低电阻AL设置信号线7、n沟道源线24、p沟道源线23，在横方向上用栅布线设置栅线6和重置线10。信号线7和栅线6的交点处由低温多晶硅TFT工艺制成的输入TFT1构成，输入TFT1的另一端沿其横方向延伸，构成存储电容器2的一个电极、存储电容器2的对置电极原样地成为n沟道低温多晶硅TFT32和p沟道低温多晶硅TFT31的栅极。如上面所述的，n沟道低温多晶硅TFT32和p沟道低温多晶硅TFT31的源分别与n沟道线源线24和p沟道源线23相连，n沟道低温多晶硅TFT32和p沟道低温多晶硅TFT31的漏共同输入到OLED元件4。另外，该漏端子同时通过重置线10连接到构成了栅的重置TFT9的一端，重置TFT9的另一端连接到上述的存储电容器2的对置电极上。另外，虽然在OLED元件4中共用接地端子在各象素之间共同连接并接地，但为了图面筒化，在图7中省略。
图8是图7中所示的线“L-M-N”中的剖面图。如上面所述，构成输入TET1的沟道的多晶硅岛在横方向上延伸，在n沟道低温多晶硅TFT32和p沟道低温多晶硅TFT31的栅极之间构成存储电容器2。此时，由于存储电容器2构成TFT的栅电容，以构成存储器电容器2的沟道的方式，总是在栅电容的两电极间施加Vth以上的电压的条件下驱动。另外，存储电容器2预先设成非常大的值是很重要的。这是因为n沟道低温多晶硅TFT32和p沟道低温多晶硅TFT31的栅电极输入电容由于镜面反射效果看起来很大，如图8所示，在透明的玻璃基板33上构成上述结构，来自OLED元件4的发光从基板下方取出。
另外，由移位寄存器和切换开关构成的栅驱动电路22、由6位的D/A反相电路构成的信号驱动电路21、由缓冲从外部输入的三角波的三角波输入电路20构成的周边驱动的电路，也由和图8所示的象素部一样的低温多晶硅TFT电路构成。由于这些电路形态可以用通常已知的技术实现，在此省略其说明。
在以上所述的本实施例中，可以在不损害本发明主旨的范围内进行变更。例如，虽然在本实施例中作为TFT基板采用玻璃基板33，但也可以把它改成石英基板或透明塑料基板等的其它透明缘缘基板，而且如果从上面取出OLED元件4的发光，还可以采用不透明基板。
或者，对于各TFT，虽然在本实施例中在输入TFT1和重置TFT上，采用了n沟道，但如果适宜改变驱动波形，也可以把它们改成p沟道或CMOS开关。对于反相电路3，也不仅限于此处使用的CMOS反相器，不言而喻，也可以进行例如把n沟道TFT变成恒电流源电路之类的变更。
另外，在本实施例中，如上所述，通过用TFT栅结构和同一工艺形成存储电容器2的结构，可以实现制造工艺简化和低成本化。但是，为了得到作为本发明目的效果，没有必要非得实现各构成元素的相同化，可以进行在存储电容器2的栅下导入高浓度杂质、或用栅层和布线层形成存储电容器2的结构等等的变更。
另外，在本实施例的说明中，关于象素数和屏尺寸等没有提及，这是因为本发明并不特别受这些规格或格式的制约。另外，虽然这一次是以64色调(6位)的离散的色调电压作为显示信号电压，但是它容易成为例如模拟电压，或者对信号电压色调数不特别限制在特定的值。另外，虽然OLED元件4中共用端子的电压是接地电压，但不用说，该电压值也可以在预定条件下变更。
另外，在本实施例中，栅驱动电路22、信号驱动电路21、三角波输入电路20构成的周边驱动电路由低温多晶硅TFT电路构成。但是在本发明的范围内，这些周边驱动电路或其一部分由单晶LSI电路构成并安装也是可以的。
在本实施例中，作为发光器件使用了OLED元件4。但是很显然，即使用其它的包含无机的一般发光元件，也能实现本发明。
另外，在把发光器件按每红、绿、兰三种颜色分开来实现彩色化时，为了取得颜色均匀性，最好改变各发光器件的面积和驱动电压条件。此时，改变驱动电压条件时，可以按每色变化调整n沟道源线24和p沟道源线23。此时，从布线简单化的观点出发，特别希望把3色配置成条。另外，本实施例中，OLED元件4的共用端子电压作为接地电压，与此相反，也可以把OLED元件4的共用端子按每红、绿、兰色分开，分别用适当的电压驱动。而且，通过用显示条件或显示的画笔等适当地调整该驱动电压，还可以实现色温度补正功能。
以上的各种变更，并不仅限于本实施例，对下面的其它实施例，基本上也可同样地适用。
(实施例2)
下面，用图9说明本发明的实施例2。
本实施例的结构和动作除了与实施例1中的图5所示的信号线7的动作波形不同之外，基本上与实施例1相同。因此，在此省略了结构及其动作的描述，下面针对作为本实施例特征的信号线7的动作波形进行说明。
图9示出该实施例2中的信号线7的动作波形。在实施例1中驱动期间中的象素驱动电压扫描波形是在每一水平期间同一波形反复重复，但在该实施例2中，象素驱动电压扫描波形分成三个部分，三个水平期间组合构成一个三角波。
由此在该实施例中由了降低了三角波的驱动频率，可以把三角波输入电路20的输出阻抗设计成比较大，可减小驱动电力。
虽然在本实施例中三角波的扫描频率是水平期间的3倍，通常地可以是任意的n倍，可以是相当于全部象素的改写期间的帧频率，还可以是帧频率的任意的m倍，或可以根据显示图像的内容(静画面、动画面等)或其它的使用改变三角波的扫描频率。但是当三角波的扫描频率太慢时，或不是水平期间的自然数倍时，必须注意在视觉上会发生闪烁。
另外，当三角波的扫描频率在帧频率以下时，可能会发生成为等离子体显示器的问题的同样的模拟轮廓杂音。因此，希望三角波的扫描频率为帧频率以上，如果可能最好为帧频率的2倍以上。
(实施例3)
下面，用图10说明本发明的实施例3。
本实施例的结构和动作除了与实施例1中的图5所示的信号线7的动作波形不同之外，基本上与实施例1相同。因此，在此省略了结构及其动作的描述，下面针对作为本实施例特征的信号线7的动作波形进行说明。
图10示出该实施例3中的信号线7的动作波形。在实施例1中，驱动期间中的象素驱动电压扫描波形是连续变化的三角波，但在该实施例3中写入信号是4色调(2位)，且同时象素驱动电压扫描波形也是4色调的波形。而且在此特别地，设置成4色调的各写入信号电压值是象素驱动电压扫描波形中分段波形的各段电压值的正好中间值。
由此，在本实施例中，起因于杂音等的微妙的信号线电压的变化几乎完全不会反映到OLED元件4的发光，所以可以得到S/N更好的显示。由于4色调的各写入信号电压值设定成是象素驱动电压扫描波形中分段波形的各段电压值的正好中间值，对应的电压值不会以各段电压值的1/2以下的杂音偏移。
另外，虽然本实施例中写入信号和象素驱动电压扫描波形是4色调(2位)，但是很显然，本发明不受其信号色调数的制约。例如用同样的考虑方法可实现64色调(6位)等的任意的色调显示。但是，必须注意从前面的S/N考虑，如果各色调间的电压差小，则会相对于杂音减弱。
另外，包括本实施在内，以上实施例中象素驱动电压扫描波形基本上是线性的。但是，从上述的S/N的观点或γ特性的观点来看，根据需要也可以进行非线性的象素驱动电压扫描。
(实施例4)
下面，用图11说明本发明的实施例4。
本实施例的结构和动作，除了与实施例1中图6所示的象素结构不同之外，基本上与实施例1的情况相同。所以在此也省略了对整体结构及其动作的描述，下面说明作为本实施例特征的象素结构。
图11是实施例4的一象素的结构图。
具有作为象素发光体的OLED元件44的象素45，通过栅线46、信号线47、重置线50、p沟道源线54连接到周边的驱动电路。信号线47通过由栅线46控制的输入TFT41连接到存储电容器42，存储电容器42的另一端连接到由重置线50控制的重置TFT49的一端、以及p沟道多晶硅TFT51的栅端子。重置TFT49的另一端以及p沟道多晶硅TFT51的一端共同通过OLED元件44接地到共用接地端子。另外，p沟道多晶硅TFT51的栅通过辅助电容40与p沟道多晶硅TFT51的源相连，p沟道多晶硅TFT51的源与p沟道源线54相连。另外，由于在本实施例中也是，用低电阻金属构成纵方向布线，用栅金属构成横方向布线，所以可以用更低电阻的纵方向布线实现信号线47、和p沟道源线54。此时，在该实施例4中，实施例1中的反相电路31成为等价的、由以OLED元件44作为负载的p沟道低温多晶硅TFT51构成。另外，辅助电容40是为了使由以OLED元件44作为负载的p沟道低温多晶硅TFT51构成的反相电路的输入电容量稳定化而附加的。但是，如果等价反相电路的上升特性稳定，没必要具有辅助电容。
本实施例4的象素部的动作，基本上与实施例1的动作相同。但是，在本实施例中，由于输入TFT41和重置TFT49没有n沟道，由p沟道低温多晶硅TFT构成，所以必须注意，栅线46和重置线50的驱动波形是与实施例1相反(翻转)的。
在本实施例中，构成象素45的TFT数目减少，可以生产率更高地提供廉价的显示屏。而且，由于象素上不存在n沟道多晶硅TFT，用外加的LSI构成周边电路，或者同样地不用n沟道多晶硅TFT而只用p沟道电路构成，所以还可以制造不形成n沟道多晶硅TFT的显示屏。此时，由于无需n沟道形成工序，可以实现价格更低的显示屏。
(实施例5)
下面，用图12说明本发明的实施例5。
本实施例的结构和动作，除了与实施例1中图6所示的象素结构不同之外，基本上与实施例1的情况相同。所以在此也省略了对整体结构及其动作的描述，下面说明作为本实施例特征的象素结构。
图12是实施例5的一象素的结构图。
具有作为象素发光体的OLED元件64的象素65，通过栅线66、信号线67、重置线70、n沟道源线73和p沟道源线74连接到周边的驱动电路。信号线67通过由栅线66控制的输入TFT61连接到存储电容器62，存储电容器62的另一端连接到由重置线70控制的重置TFT69的一端、以及p沟道多晶硅TFT71和n沟道多晶硅TFT72的栅端子。重置TFT69的另一端以及p沟道多晶硅TFT71和n沟道多晶硅TFT72的漏共同输入到OLED驱动TFT70的栅，OLED驱动TFT70的漏通过OLED元件64接地到共用接地端子。另外，p沟道低温多晶硅TFT71和OLED驱动TFT70的源共同与p沟道源线74相连。n沟道低温多晶硅TFT72的源与n沟道源线73相连。另外，由于在本实施例中也是，用低电阻金属构成纵方向布线，用栅金属构成横方向布线，所以可以用更低电阻的纵方向布线实现信号线67、n沟道源线73和p沟道源线74。此时，在该实施例5中，实施例1中的反相电路31具有等价的、作为缓冲器的OLED驱动TFT70。
由于本实施例5的象素部的动作基本上与实施例1的动作相同，在此省略其说明。
在本实施例中，由于由p沟道多晶硅TFT71和n沟道多晶硅TFT72构成的反相电路和OLED元件64被由OLED驱动TFT70构成的缓冲器隔开，可以与OLED元件64的特性无关地驱动反相器电路。因此，可以实现反相电路的动作稳定性增加且上升特性更好的反相电路。结果，可以更加减少象素间的发光特性的偏差。
(实施例6)
下面，用图13、14说明本发明的实施例6。
本实施例的结构和动作，除了与实施例1中图6所示的象素结构不同之外，基本上与实施例的情况相同。所以在此也省略了对整体结构及其动作的描述，下面说明作为本实施例特征的象素结构。
图13是实施例6的一象素的结构图。
具有作为象素发光体的OLED元件84的象素85，通过栅线86、信号线87、重置线90、p沟道源线94、驱动信号线96、驱动栅线97连接到周边的驱动电路。从信号驱动电路21(图中未示出)伸出的信号线87通过由栅线86控制的输入TFT81与存储电容器82相连，同时从三角波输入电路20(图中未示出)伸出的驱动信号线96也通过由驱动栅线97控制的驱动输入TFT98同样地与存储电容器82相连。存储电容器82的另一端连接到由重置线90控制的重置TFT89的一端、以及p沟道低温多晶硅TFT91的栅端子。重置TFT89的另一端以及p沟道低温多晶硅TFT91的一端共同通过OLED元件84接地到共用接地端子。另外，p沟道低温多晶硅TFT91的源与p沟道源线94相连。另外，由于在本实施例中也是，用低电阻金属构成纵方向布线，用栅金属构成横方向布线，所以可以用更低电阻的纵方向布线实现信号线87、驱动信号线96和p沟道源线94。此时，在该实施例6中，实施例1中的反相电路31由等价的、以OLED元件84作为负载的p沟道低温多晶硅TFT91构成。这一点与
实施例4相同。
本实施例6的象素部的动作基本上与实施例1的动作相同。但是在本实施例中，到存储电容器82的输入路径分成经过信号线87的和经过驱动信号线96的这两者。下面用图14说明这一点。
图14是信号线87和驱动信号线96的驱动波形。在被选择的象素行中，在“写入期间”被选择的行的栅线86开，经由信号线87和输入TFT81写入显示信号电压。另一方面，在未被选择的其它的象素行中，全部的驱动栅线97一直开，经由驱动信号线96和驱动输入TFT98输入三角波即象素驱动电压，对应于各象素上预先写入的显示信号，OLED元件84发光。
在本实施例中，对于象素，显示信号电压和象素驱动电压中的任一个分别经由不同的布线即信号线87和驱动信动线96输入。由此，在被选择的象素上写入显示信号电压的期间内，也可以使未被写入选择的象素被驱动一直发光，在同一电流驱动条件下提高显示亮度。在被选择的象素行中，可以使“写入期间”最大，延长到一个水平期间，因此，可以扩大写入的时间常数，减少显示信号电压写入时的消耗电力。
(实施例7)
下面，用图15说明本发明的实施例7。
图15是实施例7即图像显示末端(PDA：个人数字助理)100的结构图。
从外部基于蓝牙(bluetooth)规格作为无线数据把压缩的图像数据等输入到无线界面(I/F)电路101，无线I/F电路101的输出通过I/O(输入/输出)电路102连接到数据总线103。除此之外数据总线103上还连接微处理器104、显示屏控制105、帧存储器106等。而且，显示屏控制器105的输出输入到OLED显示屏110，在OLED显示屏上设置象素矩阵111、栅驱动电路22、信号驱动电路21等。而且在图像显示末端100上还设置三角波产生电路112、电源107，三角波产生电路112的输出输入到OLED显示屏110。由于此处的OLED显示屏110，除了在屏内不设置三角波输入电路20以外，与前面展开的实施例1具有相同的结构和动作，所以省略其内部结构及动作的描述。
下面，说明本实施例7的动作。首先，无线I/F电路101根据命令从外部取入被压缩的图像数据，该图像数据通过I/O电路102传输到微处理器104和帧存储器106。微处理器104接收用户的命令操作，根据需要驱动图像显示末端100，进行被压缩数据的解码或信号处理、信息显示等。此时，被信号处理后的图像数据暂时存储在帧存储器106中。
微处理器104输出显示命令时，根据该指示通过显示屏控制器105从帧存储器106向OLED显示屏110输入图像数据，象素矩阵111对输入的图像数据进行实时显示。此时，显示屏控制器105为了同时显示图像，输出必要的预定的时钟脉冲，与此同时三角波产生电路112输出三角波形状的象素驱动电压。另外，关于OLED显示屏110用这些信号在象素矩阵111上实时显示由6位图象数据形成的显示数据，在实施例1中已经描述。另外，此处的电源107包含二次电池，供应驱动这些图像显示末端10整体的电力。
根据本实施例，可以提供可多色调显示，且象素间的显示特性偏差十分小的图像显示末端100。
另外，在本实施例中，作为图像显示器件虽然采用了与在实施例1说明的OLED显示屏类似的屏，但很显然，也可以采用除此之外的本发明的其它实施例中记载的各种显示屏。
根据本发明，可以提供可多色调显示，且象素间的显示特性偏差十分小的图像显示装置。

Claims (21)

1.一种图像显示装置，具有在透明基板上设置的由多个象素构成的显示部、和用来向该象素区域输入显示信号电压的信号线，其中：
在上述多个象素区域的至少一个上具有：为了从上述信号线向第一电容的一端输入显示信号电压而在上述信号线和该第一电容的一端之间设置的第一薄膜晶体管开关单元；包含作为构成要素的薄膜晶体管的输入电压反转输出单元，该输入电压反转输出单元的输入与该第一电容的另一端连接；与该输入电压反转输出单元的输出部相连接，且被该输入电压反转输出单元的输出控制的发光单元；以及在该输入电压反转输出单元的输入端和输出端之间设置的第二薄膜晶体管开关单元，而且
还具有用于产生在包含上述显示信号电压的预定电压范围内扫描的象素驱动电压的象素驱动电压产生单元，以及用于向上述象素中的上述第一电容的一端输入上述象素驱动电压的象素驱动电压输入单元。
2.如权利要求1所述的图像显示装置，其中：上述发光单元是发光二极管元件。
3.如权利要求2所述的图像显示装置，其中：上述发光二极管元件是有机发光二极管元件。
4.如权利要求1所述的图像显示装置，其中：上述各开关单元和输入电压反转输出单元是用多晶硅薄膜晶体管在透明基板上设置的。
5.如权利要求1所述的图像显示装置，其中：上述输入电压反转输出单元是由CMOS反相电路构成的。
6.如权利要求2所述的图像显示装置，其中：上述输入电压反转输出单元是由多晶硅薄膜晶体管和作为负载的发光二极管元件构成的。
7.如权利要求6所述的图像显示装置，其中：在上述多晶硅薄膜晶体管的栅极和源极之间还设置有第二电容。
8.如权利要求1所述的图像显示装置，其中：上述象素驱动电压产生单元产生的、在预定电压范围内扫描的象素驱动电压是三角波。
9.如权利要求1所述的图像显示装置，其中：上述象素驱动电压产生单元产生的、在预定电压范围内扫描的象素驱动电压是阶梯波形。
10.如权利要求9所述的图像显示装置，其中：上述显示信号电压实质上是上述阶梯波形中离散分布的各象素驱动电压中的相邻的两个电压的中间值。
11.如权利要求1所述的图像显示装置，其中：上述信号线和上述第一薄膜晶体管开关单元兼作上述象素驱动电压输入单元。
12.如权利要求1所述的图像显示装置，其中：上述象素驱动电压输入单元由与上述信号线并行地设置的象素驱动电压线、和在该象素驱动电压线与上述第一电容的一端之间设置的第三开关单元构成。
13.如权利要求4所述的图像显示装置，其中：上述显示信号电压是由用多晶硅薄膜晶体管构成的数模转换器产生的。
14.如权利要求4所述的图像显示装置，其中：上述显示信号电压是由单晶硅大规模集成电路产生的。
15.如权利要求4所述的图像显示装置，其中：上述第一电容由多晶硅薄膜晶体管的栅绝缘膜电容构成。
16.如权利要求1所述的图像显示装置，其中：上述象素驱动电压与象素一行的显示信号电压写入时钟同步地扫描。
17.如权利要求1所述的图像显示装置，其中：上述象素驱动电压与象素多行的显示信号电压写入时钟同步地扫描。
18.如权利要求1所述的图像显示装置，其中：上述象素驱动电压与全部象素的显示信号电压写入时钟同步地扫描。
19.如权利要求1所述的图像显示装置，其中：上述象素驱动电压的来回扫描频率是可变的。
20.如权利要求1所述的图像显示装置，其中：上述象素驱动电压的施加期间与象素一行的显示信号电压的写入期间交错地设置。
21.一种图像显示装置，具有在透明基板上设置的由多个象素构成的显示部、存储从外部取入的显示信号并对其进行数据处理的显示信号处理部、和用来向该象素区域输入显示信号电压的信号线，其中：
在上述多个象素区域的至少一个上具有：为了从上述信号线向第一电容的一端输入显示信号电压而在上述信号线和该第一电容的一端之间设置的第一薄膜晶体管开关单元；包含作为构成要素的薄膜晶体管的输入电压反转输出单元，该输入电压反转输出单元的输入与该第一电容的另一端连接；与该输入电压反转输出单元的输出部相连接，且被该输入电压反转输出单元的输出控制的发光单元；以及在该输入电压反转输出单元的输入端和输出端之间设置的第二薄膜晶体管开关单元；而且
还具有用于产生在包含上述显示信号电压的预定电压范围内扫描的象素驱动电压的象素驱动电压产生单元；以及用于向上述象素中的上述第一电容的一端输入上述象素驱动电压的象素驱动电压输入单元。
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