JP2001060076A - 画像表示装置 - Google Patents

画像表示装置

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JP2001060076A JP2000166170A JP2000166170A JP2001060076A JP 2001060076 A JP2001060076 A JP 2001060076A JP 2000166170 A JP2000166170 A JP 2000166170A JP 2000166170 A JP2000166170 A JP 2000166170A JP 2001060076 A JP2001060076 A JP 2001060076A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素内部の能動素子の設計自由度を増して良
好な設計を可能たらしめるとともに、表示輝度を自在且
つ簡便に調整する。 【解決手段】 各画素ＰＸＬは、供給される電流量によ
って輝度が変化する発光素子ＯＬＥＤと、走査線Ｘによ
って制御され且つデータ線Ｙから与えられた輝度情報を
画素に書き込む機能を有するＴＦＴ１と、書き込まれた
輝度情報に応じてＯＬＥＤに供給する電流量を制御する
機能を有するＴＦＴ２とを含む。各画素ＰＸＬへの輝度
情報の書き込みは、走査線Ｘが選択された状態で、デー
タ線Ｙに輝度情報に応じた電気信号を印加することによ
って行われる。各画素に書き込まれた輝度情報は走査線
Ｘが非選択となった後も各画素に保持され、各画素の発
光素子は保持された輝度情報に応じた輝度で点灯を維持
可能である。同一の走査線Ｘに接続された各画素の発光
素子を少なくとも走査線単位で強制的に消灯する停止制
御線Ｚを有し、各画素に輝度情報が書き込まれてから次
に新たな輝度情報が書き込まれる一走査サイクルの間に
発光素子を点灯状態から消灯状態にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号によって輝度
が制御される画素を備えた画像表示装置に関する。例え
ば、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子等の、
電流によって輝度が制御される発光素子を各画素毎に備
えた画像表示装置に関する。より詳しくは、各画素内に
設けられた絶縁ゲート型電界効果トランジスタ等の能動
素子によって発光素子に供給する電流量が制御される、
所謂アクティブマトリクス型の画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、アクティブマトリクス型の画像
表示装置では、多数の画素をマトリクス状に並べ、与え
られた輝度情報に応じて画素毎に光強度を制御すること
によって画像を表示する。電気光学物質として液晶を用
いた場合には、各画素に書き込まれる電圧に応じて画素
の透過率が変化する。電気光学物質として有機エレクト
ロルミネッセンス材料を用いたアクティブマトリクス型
の画像表示装置でも、基本的な動作は液晶を用いた場合
と同様である。しかし液晶ディスプレイと異なり、有機
ＥＬディスプレイは各画素に発光素子を有する、所謂自
発光型であり、液晶ディスプレイに比べて画像の視認性
が高い、バックライトが不要、応答速度が速い等の利点
を有する。個々の発光素子の輝度は電流量によって制御
される。即ち、発光素子が電流駆動型或いは電流制御型
であるという点で液晶ディスプレイ等とは大きく異な
る。
【０００３】液晶ディスプレイと同様、有機ＥＬディス
プレイもその駆動方式として単純マトリクス方式とアク
ティブマトリクス方式とが可能である。前者は構造が単
純であるものの大型且つ高精細のディスプレイの実現が
困難であるため、アクティブマトリクス方式の開発が盛
んに行われている。アクティブマトリクス方式は、各画
素に設けた発光素子に流れる電流を画素内部に設けた能
動素子（一般には、絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
の一種である薄膜トランジスタ、以下ＴＦＴと呼ぶ場合
がある）によって制御する。このアクティブマトリクス
方式の有機ＥＬディスプレイは例えば特開平８−２３４
６８３号公報に開示されており、一画素分の等価回路を
図１０に示す。画素ＰＸＬは発光素子ＯＬＥＤ、第一の
薄膜トランジスタＴＦＴ１、第二の薄膜トランジスタＴ
ＦＴ２及び保持容量Ｃｓからなる。発光素子は有機エレ
クトロルミネッセンス（ＥＬ）素子である。有機ＥＬ素
子は多くの場合整流性があるため、ＯＬＥＤ（有機発光
ダイオード）と呼ばれることがあり、図では発光素子Ｏ
ＬＥＤとしてダイオードの記号を用いている。但し、発
光素子は必ずしもＯＬＥＤに限るものではなく、素子に
流れる電流量によって輝度が制御されるものであればよ
い。また、発光素子に必ずしも整流性が要求されるもの
ではない。図示の例では、ＴＦＴ２のソースＳを基準電
位（接地電位）とし、発光素子ＯＬＥＤのアノードＡ
（陽極）はＶｄｄ（電源電位）に接続される一方、カソ
ードＫ（陰極）はＴＦＴ２のドレインＤに接続されてい
る。一方、ＴＦＴ１のゲートＧは走査線Ｘに接続され、
ソースＳはデータ線Ｙに接続され、ドレインＤは保持容
量Ｃｓ及びＴＦＴ２のゲートＧに接続されている。
【０００４】ＰＸＬを動作させるために、まず、走査線
Ｘを選択状態とし、データ線Ｙに輝度情報を表すデータ
電位Ｖｄａｔａを印加すると、ＴＦＴ１が導通し、保持
容量Ｃｓが充電又は放電され、ＴＦＴ２のゲート電位は
データ電位Ｖｄａｔａに一致する。走査線Ｘを非選択状
態とすると、ＴＦＴ１がオフになり、ＴＦＴ２は電気的
にデータ線Ｙから切り離されるが、ＴＦＴ２のゲート電
位は保持容量Ｃｓによって安定に保持される。ＴＦＴ２
を介して発光素子ＯＬＥＤに流れる電流は、ＴＦＴ２の
ゲート／ソース間電圧Ｖｇｓに応じた値となり、発光素
子ＯＬＥＤはＴＦＴ２から供給される電流量に応じた輝
度で発光し続ける。
【０００５】本明細書では、走査線Ｘを選択してデータ
線Ｙの電位を画素内部に伝える操作を、以下「書き込
み」と呼ぶ。さて、ＴＦＴ２のドレイン／ソース間に流
れる電流をＩｄｓとすると、これがＯＬＥＤに流れる駆
動電流である。ＴＦＴ２が飽和領域で動作するものとす
ると、Ｉｄｓは以下の式で表される。 Ｉｄｓ＝（１／２）・μ・Ｃｏｘ・（Ｗ／Ｌ）・（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）2 ＝（１／２）・μ・Ｃｏｘ・（Ｗ／Ｌ）・（Ｖｄａｔａ−Ｖｔｈ）2 …（１） ここでＣｏｘは単位面積辺りのゲート容量であり、以下
の式で与えられる。 Ｃｏｘ＝ε０・εｒ／ｄ…（２） 式（１）及び（２）中、ＶｔｈはＴＦＴ２の閾値を示
し、μはキャリアの移動度を示し、Ｗはチャネル幅を示
し、Ｌはチャネル長を示し、ε０は真空の誘電率を示
し、εｒはゲート絶縁膜の比誘電率を示し、ｄはゲート
絶縁膜の厚みである。
【０００６】式（１）によれば、画素ＰＸＬへ書き込む
電位ＶｄａｔａによってＩｄｓを制御でき、結果として
発光素子ＯＬＥＤの輝度を制御できることになる。ここ
で、ＴＦＴ２を飽和領域で動作させる理由は次の通りで
ある。即ち、飽和領域においてはＩｄｓはＶｇｓのみに
よって制御され、ドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓには依
存しないため、ＯＬＥＤの特性ばらつきによりＶｄｓが
変動しても、所定量の電流ＩｄｓをＯＬＥＤに流すこと
ができるからである。
【０００７】上述したように、図１０に示した画素ＰＸ
Ｌの回路構成では、一度Ｖｄａｔａの書き込みを行え
ば、次に書き換えられるまで一走査サイクル（一フレー
ム）の間、ＯＬＥＤは一定の輝度で発光を継続する。こ
のような画素ＰＸＬを図１１のようにマトリクス状に多
数配列すると、アクティブマトリクス型画像表示装置を
構成することができる。図１１に示すように、従来の画
像表示装置は、所定の走査サイクル（例えばＮＴＳＣ規
格に従ったフレーム周期）で画素ＰＸＬを選択するため
の走査線Ｘ１乃至ＸＮと、画素ＰＸＬを駆動するための
輝度情報（データ電位Ｖｄａｔａ）を与えるデータ線Ｙ
とがマトリクス状に配設されている。走査線Ｘ１乃至Ｘ
Ｎは走査線駆動回路２１に接続される一方、データ線Ｙ
はデータ線駆動回路２２に接続される。走査線駆動回路
２１によって走査線Ｘ１乃至ＸＮを順次選択しながら、
データ線駆動回路２２によってデータ線ＹからＶｄａｔ
ａの書き込みを繰り返すことにより、所望の画像を表示
することができる。単純マトリクス型の画像表示装置で
は、各画素ＰＸＬに含まれる発光素子は、選択された瞬
間にのみ発光するのに対し、図１１に示したアクティブ
マトリクス型画像表示装置では、書き込み終了後も各画
素ＰＸＬの発光素子が発光を継続するため、単純マトリ
クス型に比べ発光素子のピーク輝度（ピーク電流）を下
げられるなどの点で、取り分け大型高精細のディスプレ
イでは有利となる。
【０００８】図１２は、従来の画素構造の他の例を示す
等価回路図であり、図１０に示した先の従来例と対応す
る部分には対応する参照番号を付して理解を容易にして
いる。先の従来例がＴＦＴ１及びＴＦＴ２としてＮチャ
ネル型の電界効果トランジスタを使っていたのに対し、
この従来例ではＰチャネル型の電界効果トランジスタを
使っている。従って、図１０の回路構成とは逆に、ＯＬ
ＥＤのカソードＫが負電位のＶｄｄに接続し、アノード
ＡがＴＦＴ２のドレインＤに接続している。
【０００９】図１３は、図１２に示した画素ＰＸＬの断
面構造を模式的に表している。但し、図示を容易にする
ため、ＯＬＥＤとＴＦＴ２のみを表している。ＯＬＥＤ
は、透明電極１０、有機ＥＬ層１１及び金属電極１２を
順に重ねたものである。透明電極１０は画素毎に分離し
ておりＯＬＥＤのアノードＡとして機能し、例えばＩＴ
Ｏ等の透明導電膜からなる。金属電極１２は画素間で共
通接続されており、ＯＬＥＤのカソードＫとして機能す
る。即ち、金属電極１２は所定の電源電位Ｖｄｄに共通
接続されている。有機ＥＬ層１１は例えば正孔輸送層と
電子輸送層とを重ねた複合膜となっている。例えば、ア
ノードＡ（正孔注入電極）として機能する透明電極１０
の上に正孔輸送層としてＤｉａｍｙｎｅを蒸着し、その
上に電子輸送層としてＡｌｑ３を蒸着し、更にその上に
カソードＫ（電子注入電極）として機能する金属電極１
２を成膜する。尚、Ａｌｑ３は、８−ｈｙｄｒｏｘｙ
ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ ａｌｕｍｉｎｕｍを表している。
このような積層構造を有するＯＬＥＤは一例に過ぎな
い。かかる構成を有するＯＬＥＤのアノード／カソード
間に順方向の電圧（１０Ｖ程度）を印加すると、電子や
正孔等キャリアの注入が起こり、発光が観測される。Ｏ
ＬＥＤの動作は、正孔輸送層から注入された正孔と電子
輸送層から注入された電子より形成された励起子による
発光と考えられる。
【００１０】一方、ＴＦＴ２はガラス等からなる基板１
の上に形成されたゲート電極２と、その上面に重ねられ
たゲート絶縁膜３と、このゲート絶縁膜３を介してゲー
ト電極２の上方に重ねられた半導体薄膜４とからなる。
この半導体薄膜４は例えば多結晶シリコン薄膜からな
る。ＴＦＴ２はＯＬＥＤに供給される電流の通路となる
ソースＳ、チャネルＣｈ及びドレインＤを備えている。
チャネルＣｈは丁度ゲート電極２の直上に位置する。こ
のボトムゲート構造のＴＦＴ２は層間絶縁膜５により被
覆されており、その上にはソース電極６及びドレイン電
極７が形成されている。これらの上には別の層間絶縁膜
９を介して前述したＯＬＥＤが成膜されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述したアクティブマ
トリクス型のＥＬディスプレイを構成する上で、解決す
べき第一の課題は、ＯＬＥＤに流れる電流量を制御する
能動素子であるＴＦＴ２の設計自由度が小さく、場合に
よっては画素寸法に合わせた実用的な設計が困難にな
る。又、解決すべき第二の課題は画面全体の表示輝度を
自在に調整することが困難であることである。これらの
課題を、図１０乃至１３に示した従来例について具体的
な設計パラメータを挙げながら説明する。典型的な設計
例では、画面寸法が２０ｃｍ×２０ｃｍ、行の数（走査
線本数）が１０００、列の数（データ線の本数）が１０
００、画素寸法がＳ＝２００μｍ×２００μｍ、ピーク
輝度がＢｐ＝２００ｃｄ／ｍ2 、発光素子の効率がＥ＝
１０ｃｄ／Ａ、ＴＦＴ２のゲート絶縁膜の厚みがｄ＝１
００ｎｍ、ゲート絶縁膜の比誘電率がεｒ＝３．９、キ
ャリア移動度がμ＝１００ｃｍ2 ／Ｖ・ｓ、画素当たり
のピーク電流がＩｐ＝Ｂｐ／Ｅ×Ｓ＝０．８μＡ、｜Ｖ
ｇｓ−Ｖｔｈ｜（駆動電圧）のピーク値がＶｐ＝５Ｖで
ある。このような設計例でピーク電流Ｉｐを供給するた
め、ＴＦＴ２の設計例としては、前述した式（１）及び
（２）から、以下のようになる。 チャネル幅：Ｗ＝５μｍ チャネル長：Ｌ＝｛Ｗ・／（２・Ｉｐ）｝・μ・Ｃｏｘ・Ｖｐ2 ＝２７０μｍ （３）
【００１２】ここでまず問題なのは、式（３）で与えら
れるチャネル長Ｌが、画素サイズ（Ｓ＝２００μｍ×２
００μｍ）に匹敵するか乃至はこれを上回る寸法である
ということである。式（３）に示すように、ピーク電流
Ｉｐはチャネル長Ｌに反比例する。上記例ではピーク電
流Ｉｐを動作に必要十分な０．８μＡ程度に抑えるた
め、チャネル長Ｌを２７０μｍまで長くしなければなら
ない。これでは、画素内におけるＴＦＴ２の占有面積が
大きくなり、発光領域を狭める結果となるため好ましく
ないばかりでなく、画素の微細化が困難になる。本質的
な問題は、要求される輝度（ピーク電流）と半導体プロ
セスのパラメータ等が与えられると、ＴＦＴ２の設計自
由度は殆ど無いということである。即ち、上記例でチャ
ネル長Ｌを小さくするためには、式（３）から明らかな
ようにまずチャネル幅Ｗを小さくすることが考えられ
る。しかし、プロセス上チャネル幅Ｗの微細化に限界が
あり、現在の薄膜トランジスタプロセスにおいては上記
程度より大幅に微細化することが困難である。別の方法
として、駆動電圧のピーク値Ｖｐを小さくすることが考
えられる。しかし、その場合、階調制御を行うために
は、ＯＬＥＤの発光強度を極めて小さな駆動電圧幅で制
御する必要が生じる。例えばＶｐ＝５Ｖの場合において
も、発光強度を６４階調で制御しようとすれば、１階調
当たりの電圧ステップは平均で５Ｖ／６４＝８０ｍＶ程
度となる。これを更に小さくすることは、僅かなノイズ
やＴＦＴ特性のばらつきによって、画像の表示品質が影
響される結果となる。従って、駆動電圧のピーク値Ｖｐ
を小さくすることにも限界がある。別の解決法として
は、式（３）に表れるキャリア移動度μ等のプロセスパ
ラメータを適当な値に設定することが考えられる。しか
し、プロセスパラメータを都合のよい値に精度よく制御
することは一般に困難であり、そもそも設計しようとす
る画像表示装置の仕様に合わせて製造プロセスを構築す
ることは経済的に全く現実的でない。このように、従来
のアクティブマトリクス型ＥＬディスプレイでは、画素
設計の自由度が乏しく、実用的な設計を行うことが困難
である。
【００１３】上述した第一の問題点とも関連するが、第
二の問題点として、アクティブマトリクス型のＥＬディ
スプレイでは画面全体の表示輝度を任意に制御すること
が困難である。一般に、テレビジョン等の画像表示装置
においては画面全体の表示輝度を自在に調整し得るとい
うことが、実用上欠くことのできない要件である。例え
ば周囲が明るい状況下で画像表示装置を使用する場合に
は画面輝度を高くし、逆に暗い状況下で画像表示装置を
使用する場合には画面輝度を低く抑えることが自然であ
る。このような画面輝度の調節は、例えば液晶ディスプ
レイにおいてはバックライトの電力を変化させることに
より容易に実現できる。又、単純マトリクス型のＥＬデ
ィスプレイにおいては、アドレス時の駆動電流を調整す
ることにより、比較的簡単に画面輝度を調節可能であ
る。
【００１４】ところが、アクティブマトリクス型の有機
ディスプレイにおいては、画面全体としての表示輝度を
任意に調節することは困難である。前述したように、表
示輝度はピーク電流Ｉｐに比例し、ＩｐはＴＦＴ２のチ
ャネル長Ｌに反比例する。従って、表示輝度を下げるた
めにはチャネル長Ｌを大きくすればよいが、これは使用
者が任意に表示輝度を選ぶ手段とはなりえない。実現可
能な方法として、輝度を下げるために駆動電圧のピーク
値Ｖｐを小さくすることが考えられる。しかし、Ｖｐを
下げるとノイズ等の原因で画質の劣化を招く。逆に輝度
を上げたい場合に、駆動電圧のピーク値Ｖｐを大きくし
ようとしても、ＴＦＴ２の耐圧等による上限があること
は言うまでもない。
【００１５】
【課題を解決する為の手段】上述した従来の技術の課題
に鑑み、本発明は画素内部の能動素子の設計自由度を増
して良好な設計を可能たらしめるとともに、画面輝度を
自在且つ簡便に調整することが可能な画像表示装置を提
供することを目的とする。かかる目的を達成するために
以下の手段を講じた。即ち、所定の走査サイクルで画素
を選択するための走査線と、画素を駆動するための輝度
情報を与えるデータ線とがマトリクス状に配設され、各
画素は、供給される電流量によって輝度が変化する発光
素子と、走査線によって制御され且つデータ線から与え
られた輝度情報を画素に書き込む機能を有する第一の能
動素子と、該書き込まれた輝度情報に応じて該発光素子
に供給する電流量を制御する機能を有する第二の能動素
子とを含み、各画素への輝度情報の書き込みは、走査線
が選択された状態で、データ線に輝度情報に応じた電気
信号を印加することによって行われ、各画素に書き込ま
れた輝度情報は走査線が非選択となった後も各画素に保
持され、各画素の発光素子は保持された輝度情報に応じ
た輝度で点灯を維持可能な画像表示装置において、同一
の走査線に接続された各画素の発光素子を少なくとも走
査線単位で強制的に消灯する制御手段を有し、各画素に
輝度情報が書き込まれてから次に新たな輝度情報が書き
込まれる一走査サイクルの間に発光素子を点灯状態から
消灯状態にすることを特徴とする。
【００１６】好ましくは、前記制御手段は、各画素に輝
度情報が書き込まれてから次に新たな輝度情報が書き込
まれる一走査サイクルの間で、発光素子を点灯状態から
消灯状態に切り換える時点を調整可能である。一実施形
態では、前記制御手段は、絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタからなる該第二の能動素子のゲートに接続された
第三の能動素子を含み、該第三の能動素子に与える制御
信号により該第二の能動素子のゲート電位を制御して該
発光素子を消灯することが可能であり、該制御信号は、
各走査線と平行に設けた停止制御線を介して同一走査線
上の各画素に含まれる第三の能動素子に与えられる。他
の実施形態では、前記制御手段は、該発光素子と直列に
接続された第三の能動素子を含み、該第三の能動素子に
与える制御信号に応じて該発光素子に流れる電流を遮断
することが可能であり、該制御信号は、各走査線と平行
に設けた停止制御線を介して同一走査線上の各画素に含
まれる第三の能動素子に与えられる。別の実施形態で
は、各発光素子は整流作用を有する二端子素子からな
り、一方の端子は対応する第二の能動素子に接続され、
他方の端子は同一走査線上の各画素では共通接続され且
つ走査線間では電気的に分離されており、前記制御手段
は、各二端子素子の共通接続された他方の端子の電位を
制御して各二端子素子を消灯する。更に別の実施形態で
は、前記制御手段は、各画素に輝度情報が書き込まれて
から次に新たな輝度情報が書き込まれる一走査サイクル
の間に、再度走査線を選択して各画素にデータ線から輝
度ゼロを表す情報を書き込んで各画素の発光素子を消灯
する。更に別の実施形態では、各画素は、該発光素子に
流れる電流量を制御する第二の能動素子を構成する絶縁
ゲート型電界効果トランジスタのゲートに一端が接続さ
れた容量素子を含み、前記制御手段は、該容量素子の他
端の電位を制御することにより前記第二の能動素子を構
成する絶縁ゲート型電界効果トランジスタのゲートの電
位を制御して該発光素子を消灯する。更に別の実施形態
では、前記制御手段は、各画素に輝度情報が書き込まれ
た後一走査サイクル内で、各画素に含まれる発光素子の
点灯時点及び消灯時点を少なくとも走査線単位で制御す
る。更に別の実施形態では、同一の走査線に赤、緑、青
の各画素を共通に接続する一方、前記制御手段は、赤、
緑、青の各画素に含まれる発光素子を別々の時点で消灯
する。なお、好ましくは、前記発光素子は、有機エレク
トロルミネッセンス素子である。
【００１７】本発明は、又、画素に第一の輝度情報が書
込まれてから新たな第二の輝度情報が書込まれる一走査
サイクル期間内で輝度情報に応じ画素を点灯する画像表
示装置において、所定の走査サイクルでそれぞれの画素
を選択する走査線と、該走査線に直交する方向に形成さ
れ、上記画素を点灯する為の輝度情報を与えるデータ線
と、上記走査線により制御され、上記輝度情報を取り込
む第一の能動素子と、上記輝度情報を、上記画素の駆動
に用いる電気信号に転換する第二の能動素子とを有し、
上記一走査サイクル期間内で上記画素を点灯状態から消
灯状態にする制御手段を有していることを特徴とする。
好ましくは、上記制御手段は、上記一走査サイクル期間
内で、上記点灯状態から上記消灯時間までの間の時間を
可変可能である。又、上記第二の能動素子は、絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタであり、上記制御手段は、該
絶縁ゲート型電界効果トランジスタのゲートに接続され
た第三の能動素子を有し、該第三の能動素子は、上記走
査線と略平行に設けられた制御線によって制御される。
又、上記制御手段は、上記第二の能動素子に直列に設け
られた第三の能動素子を有し、該第三の能動素子は、上
記走査線と略平行に設けられた制御線によって制御され
る。又、上記画素は発光素子を含み、上記発光素子は第
一及び第二の端子を有し、上記第一の端子は上記第二の
能動素子に接続されるとともに、上記第二の端子は所定
の参照電位に接続され、上記制御手段は、上記参照電位
を可変制御することにより上記発光素子を消灯させる。
又、上記制御手段は、上記走査線が選択された後、上記
一走査サイクル期間内で上記走査線を再選択し、上記デ
ータ線から輝度ゼロを表す輝度情報を画素に供給するこ
とにより、該画素を消灯する。又、各画素は、該第二の
能動素子を構成する絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
のゲートに一端が接続された容量素子を含み、上記制御
手段は、該容量素子の他端の電位を制御することにより
前記第二の能動素子を構成する絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタのゲートの電位を制御して画素を消灯する。
又、上記制御手段は、上記走査線毎に上記画素を消灯す
る。又、上記画素は、青、緑、赤色の発光素子を有し、
上記制御手段は、該青、緑、赤色の発光素子を異なる時
間で消灯可能である。又、上記第二の能動素子は、輝度
情報を画素の駆動に用いる電流に転換し、各画素は、電
流によって発光する有機物を利用した発光素子を有す
る。又、上記走査線を順次選択する為の垂直クロックが
入力される走査線駆動回路と、上記垂直クロックを所定
の期間遅延した垂直クロックが入力され、上記走査線又
はこれと平行に設けた制御線を選択する制御回路とを有
し、上記走査線は、上記走査線駆動回路により上記垂直
クロックに同期して順次選択され、上記画素を点灯する
とともに、該点灯後、該制御回路により上記遅延された
垂直クロックに同期して、上記一走査期間内で上記走査
線又は制御線を介し該画素を消灯する。更に、上記デー
タ線に輝度情報を与えるデータ線駆動回路を有し、上記
走査線駆動回路の出力は、上記走査線に出力端子が接続
された論理和回路の一方の入力端子に接続されるととも
に、上記制御回路の出力が上記論理和回路の他方の入力
端子に接続された論理積回路の一方の入力端子に接続さ
れ、該論理積回路の他方の入力端子に上記垂直クロック
が入力される。
【００１８】本発明によれば、画像表示装置は走査線単
位で輝度情報を各画素に書き込んだあと、次の走査線サ
イクル（フレーム）の輝度情報が新たに書き込まれる以
前に、走査線単位で各画素に含まれる発光素子を一括し
て消灯する。これによれば、輝度情報の書き込み後発光
素子の点灯から消灯するまでの時間を調節できることに
なる。即ち、一走査サイクルにおける発光時間の割合
（デューティー）を調節できることになる。発光時間
（デューティー）の調節は等価的に各発光素子のピーク
電流Ｉｐを調節することに相当する。よって、デューテ
ィーを調節することにより簡便且つ自在に表示輝度を調
整することが可能である。更に重要な点は、デューティ
ーを適切に設定することで、等価的にＩｐを大きくする
ことができる。例えば、デューティーを１／１０にする
と、Ｉｐを１０倍にしても同等の輝度が得られる。Ｉｐ
を１０倍にすればＴＦＴのチャネル長Ｌを１／１０にす
ることができる。このように、デューティーを適当に選
ぶことで画素に含まれるＴＦＴの設計自由度が増し、実
用的な設計を行うことが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１は、本発明にかかる画像
表示装置の第一実施形態の一例を表しており、一画素分
の等価回路図である。尚、図１０に示した従来の画素構
造と対応する部分には対応する参照番号を付して理解を
容易にしている。図示するように、本画像表示装置は、
所定の走査サイクル（フレーム）で画素ＰＸＬを選択す
るための走査線Ｘと、画素ＰＸＬを駆動するための輝度
情報を与えるデータ線Ｙとがマトリクス状に配設されて
いる。走査線Ｘとデータ線Ｙの交差部に形成された画素
ＰＸＬは、発光素子ＯＬＥＤと、第一の能動素子である
ＴＦＴ１と、第二の能動素子であるＴＦＴ２と、保持容
量Ｃｓとを含む。発光素子ＯＬＥＤは供給される電流量
によって輝度が変化する。ＴＦＴ１は走査線Ｘによって
制御され且つデータ線Ｙから与えられた輝度情報を画素
ＰＸＬに含まれた保持容量Ｃｓに書き込む。ＴＦＴ２は
Ｃｓに書き込まれた輝度情報に応じて発光素子ＯＬＥＤ
に供給する電流量を制御する。ＰＸＬへの輝度情報の書
き込みは、走査線Ｘが選択された状態で、データ線Ｙに
輝度情報に応じた電気信号（データ電位Ｖｄａｔａ）を
印加することによって行われる。画素ＰＸＬに書き込ま
れた輝度情報は走査線Ｘが非選択となったあとも保持容
量Ｃｓに保持され、発光素子ＯＬＥＤは保持された輝度
情報に応じた輝度で点灯を維持可能である。本発明の特
徴事項として、同一の走査線Ｘに接続された各画素ＰＸ
Ｌの発光素子ＯＬＥＤを少なくとも走査線単位で強制的
に消灯する制御手段を有し、各画素ＰＸＬに輝度情報が
書き込まれてから次に新たな輝度情報が書き込まれる一
走査サイクルの間に発光素子を点灯状態から消灯状態に
する。本実施形態では制御手段が、ＴＦＴ２のゲートＧ
に接続されたＴＦＴ３（第三の能動素子）を含み、ＴＦ
Ｔ３のゲートＧに与える制御信号によりＴＦＴ２のゲー
ト電位を制御して、ＯＬＥＤを消灯することが可能であ
る。この制御信号は、走査線Ｘと平行に設けた停止制御
線Ｚを介して対応する走査線上の各画素ＰＸＬに含まれ
るＴＦＴ３に与えられる。制御信号に応じてＴＦＴ３を
オン状態にすることにより、保持容量Ｃｓが放電され
て、ＴＦＴ２のＶｇｓが０Ｖとなり、ＯＬＥＤに流れる
電流を遮断することができる。ＴＦＴ３のゲートＧは走
査線Ｘに対応した停止制御線Ｚに共通接続されており、
停止制御線Ｚ単位で発光停止制御を行うことができる。
【００２０】図２は、図１に示したＰＸＬをマトリクス
上に配列した画像表示装置の全体構成を示す回路図であ
る。図示するように、走査線Ｘ１，Ｘ２，…，ＸＮが行
状に配列され、データ線Ｙが列状に配列されている。各
走査線Ｘとデータ線Ｙの交差部に画素ＰＸＬが形成され
ている。又、走査線Ｘ１，Ｘ２，…，ＸＮと平行に、停
止制御線Ｚ１，Ｚ２，…，ＺＮが形成されている。走査
線Ｘは走査線駆動回路２１に接続されている。走査線駆
動回路２１はシフトレジスタを含んでおり、垂直クロッ
クＶＣＫに同期して垂直スタートパルスＶＳＰ１を順次
転送することにより、走査線Ｘ１，Ｘ２，…，ＸＮを一
走査サイクル内で順次選択する。一方、停止制御線Ｚは
停止制御線駆動回路２３に接続されている。この駆動回
路２３もシフトレジスタを含んでおり、ＶＣＫに同期し
て垂直スタートパルスＶＳＰ２を順次転送することによ
り、停止制御線Ｚに制御信号を出力する。尚、ＶＳＰ２
は遅延回路２４により所定時間だけＶＳＰ１から遅延処
理されている。データ線Ｙはデータ線駆動回路２２に接
続されており、走査線Ｘの線順次走査に同期して、各デ
ータ線Ｙに輝度情報に対応した電気信号を出力する。こ
の場合、データ線駆動回路２２は、いわゆる線順次駆動
を行ない、選択された画素の行に対して一斉に電気信号
を供給する。或いは、データ線駆動回路２２は、いわゆ
る点順次駆動を行ない、選択された画素の行に対して順
次電気信号を供給しても良い。いずれにしても、本発明
は、線順次駆動と点順次駆動の両者を包含している。
【００２１】図３は、図２に示した本発明の第一実施形
態にかかる画像表示装置の動作説明に供するタイミング
チャートである。まず、垂直スタートパルスＶＳＰ１が
走査線駆動回路２１及び遅延回路２４に入力される。走
査線駆動回路２１はＶＳＰ１の入力を受けたあと、垂直
クロックＶＣＫに同期して走査線Ｘ１，Ｘ２，…，ＸＮ
を順次選択し、走査線単位で輝度情報が画素ＰＸＬに書
き込まれていく。各画素ＰＸＬは書き込まれた輝度情報
に応じた強度で発光を開始する。ＶＳＰ１は遅延回路２
４で遅延され、ＶＳＰ２として停止制御線駆動回路２３
に入力される。停止制御線駆動回路２３はＶＳＰ２を受
けたあと、垂直クロックＶＣＫに同期して停止制御線Ｚ
１，Ｚ２，…，ＺＮを順次選択し、発光が走査線単位で
停止していく。
【００２２】図１乃至図３に示した第一実施形態によれ
ば、各画素ＰＸＬが発光するのは輝度情報が書き込まれ
てから発光停止制御信号によって発光が停止するまでの
間、即ち概ね遅延回路２４によって設定された遅延時間
分である。その遅延時間をτとし、一走査サイクル（一
フレーム）の時間をＴとすると、画素が発光している時
間的割合即ちデューティーは概ねτ／Ｔとなる。発光素
子の時間平均輝度はこのデューティーに比例して変化す
る。従って、遅延回路２４を操作して遅延時間τを変更
することにより、ＥＬディスプレイの画面輝度を簡便且
つ幅広い範囲で可変調整することができる。
【００２３】更に、輝度の制御が容易になることは、画
素回路の設計自由度を増し、より良好な設計を行うこと
が可能になる。図１０に示した従来の画像表示装置の画
素設計例では、ＴＦＴ２のサイズを以下のように決めて
いた。 チャネル幅：Ｗ＝５μｍ チャネル長：Ｌ＝｛Ｗ・／（２・Ｉｐ）｝・μ・Ｃｏｘ
・Ｖｐ2 ＝２７０μｍ これらのＴＦＴ２のサイズは、発光素子のデューティー
が１の場合に相当している。これに対し、本発明にかか
る画像表示装置では上述したようにデューティーを予め
所望の値に設定しておくことができる。例えば、デュー
ティーを０．１とすることができる。この場合本発明に
よる設計例として、図１に示したＴＦＴ２のサイズを以
下のように縮小できる。 チャネル幅：Ｗ＝５μｍ チャネル長：Ｌ＝２７０μｍ×０．１＝２７μｍ その他のパラメータは図１０に示した従来例と同一とす
る。この場合、発光時にＯＬＥＤに流れる電流は式
（１）に従って１０倍となるが、デューティーを０．１
としているため、時間平均での駆動電流は、従来例と同
じになる。有機ＥＬ素子では、電流と輝度とは通常比例
関係にあるので、時間平均の発光輝度は、従来例と本発
明とで同等になる。一方、本発明の設計例においては、
ＴＦＴ２のチャネル長Ｌが従来例の１／１０と大幅に小
型化されている。これにより、画素内部に於けるＴＦＴ
２の占有率が大幅に下がり、その結果有機ＥＬ素子の占
有面積（発光領域）を大きく取ることができるので、画
像品位が向上する。又、画素の微細化も容易に実現可能
となる。
【００２４】図４は、本発明にかかる画像表示装置の第
二実施形態の一例を示す全体回路構成図である。図２に
示した第一実施形態と対応する部分には対応する参照番
号を付して理解を容易にしている。第一実施形態がモノ
クロの画像表示装置であるのに対し、本実施形態はカラ
ーの画像表示装置であり、ＲＧＢ三原色が割り当てられ
た画素ＰＸＬが集積形成されている。本実施形態では、
同一の走査線Ｘに赤、緑、青の各画素ＰＸＬを共通に接
続する一方、停止制御線ＺＲ、ＺＧ、及びＺＢに赤、
緑、青の各画素を別々に接続している。これにより、
赤、緑、青の各画素に含まれる発光素子を別々の時点で
消灯できるようにしている。具体的には、ＲＧＢ三色の
画素ＰＸＬに対応して、三個の停止制御線駆動回路２３
Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂが別々に設けられている。又、これ
らの停止制御線駆動回路２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂに対応
して、夫々別々に遅延回路２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂが設
けられている。従って、ＲＧＢ別々に、ＶＳＰ１の遅延
時間を設定でき、ＶＳＰ２Ｒ，ＶＳＰ２Ｇ，ＶＳＰ２Ｂ
を対応する停止制御線駆動回路２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂ
に供給可能である。停止制御線駆動回路２３Ｒによって
制御される停止制御線ＺＲには、赤色画素（Ｒ）が接続
され、停止制御線駆動回路２３Ｇによって制御される停
止制御線ＺＧには、緑色画素（Ｇ）が接続され、停止制
御線駆動回路２３Ｂによって制御される停止制御線ＺＢ
には、青色画素（Ｂ）が接続される。かかる構成によれ
ば、ＲＧＢの各色毎に、輝度を調節できる。従って、遅
延回路２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂの遅延時間を適切に調整
することで、カラー画像表示装置の色度調節が容易にな
り、カラーバランスを簡単にとることが可能である。即
ち、画面を観察して赤み成分が強すぎる場合には、遅延
回路２４Ｒの遅延時間を調節し、赤色に対応するデュー
ティーを相対的に小さくすることで、赤み成分を弱める
ことが可能である。
【００２５】図５は本発明にかかる画像表示装置の第三
実施形態の一例を示す一画素分の等価回路図であり、図
１に示した第一実施形態と対応する部分には対応する参
照番号を付して理解を容易にしている。本実施形態は発
光素子ＯＬＥＤと直列に接続されたＴＦＴ３（第三の能
動素子）を含み、ＴＦＴ３に与える制御信号に応じて発
光素子ＯＬＥＤに流れる電流を遮断することが可能であ
る。制御信号は、走査線Ｘと平行に設けた停止制御線Ｚ
を介して同一走査線上の各画素ＰＸＬに含まれるＴＦＴ
３のゲートＧに与えられる。本実施形態では、接地電位
とＴＦＴ２との間にＴＦＴ３が挿入されており、ＴＦＴ
３のゲート電位の制御によって、ＯＬＥＤに流れる電流
をオン／オフすることができる。尚、ＴＦＴ３を、ＴＦ
Ｔ２とＯＬＥＤの間、或いはＯＬＥＤとＶｄｄとの間に
挿入することも可能である。
【００２６】図６は、本発明にかかる画像表示装置の第
四実施形態の一例を示す一画素分の等価回路図である。
図１０に示した従来例と対応する部分には対応する参照
番号を付して理解を容易にしている。本実施形態では発
光素子ＯＬＥＤは整流作用を有する二端子素子からな
り、一方の端子（カソードＫ）はＴＦＴ２に接続され、
他方の端子（アノードＡ）は停止制御線Ｚに接続されて
いる。同一走査線上の各画素では二端子素子のアノード
Ａは停止制御線Ｚに共通接続され、異なる走査線間では
電気的に分離されている。この場合、二端子素子の共通
接続された他方の端子（アノードＡ）の電位を停止制御
線Ｚにより制御して、各ＯＬＥＤを消灯する。但し、Ｏ
ＬＥＤのアノードＡは従来のように一定電位のＶｄｄに
接続されるのではなく、停止制御線Ｚを介して外部から
その電位が制御される。アノード電位を十分高い値とす
れば、ＯＬＥＤにはＴＦＴ２によって制御される電流が
流れるが、ＯＬＥＤは二端子素子で整流作用があるた
め、アノード電位を十分低い電位（例えば接地電位）と
することにより、ＯＬＥＤに流れる電流をオフすること
ができる。
【００２７】図７は、図６に示した第四実施形態の制御
例を示すタイミングチャートである。一走査サイクル
（一フレーム）をＴで表している。一走査サイクルＴの
先頭に位置する書き込み期間（ＲＴ）で、全画素に対す
る輝度情報の書き込みを線順次で行う。即ち、この例で
は、一走査サイクルの一部を利用して高速に輝度情報を
全ての画素に書き込んでいる。書き込みが完了したあ
と、停止制御線Ｚを一斉に制御して、各画素に含まれる
ＯＬＥＤをオンする。これにより、各画素のＯＬＥＤは
書き込まれた輝度情報に応じて夫々発光を開始する。そ
のあと所定の遅延時間τが経過すると、全ての停止制御
線Ｚを介して全てのＯＬＥＤのアノードＡを接地電位に
落とす。これにより、発光がオフになる。以上のような
制御により、全画素単位でデューティーτ／Ｔを調整可
能である。尚、本発明はこれに限られるものではなく、
少なくとも走査線単位で各画素のオン／オフを制御する
ようにしてもよい。以上のように、本制御例では、各画
素に輝度情報が書き込まれたあと一走査サイクル内で、
各画素に含まれる発光素子の点灯時点及び消灯時点を画
面単位若しくは走査線単位で制御できる。
【００２８】図８は、本発明にかかる画像表示装置の第
五実施形態の一例を示す全体回路構成図であり、図１１
に示した従来例と対応する部分には対応する参照番号を
付して理解を容易にしている。本実施形態は先の実施形
態と異なり、特別の停止制御線を設けること無く、走査
線Ｘ１乃至ＸＮを利用して各画素ＰＸＬのデューティー
制御を行っている。このために、走査線駆動回路２１と
は別に制御回路２３’を設けている。制御回路２３’の
各出力端子は対応する各アンドゲート回路２８の一方の
入力端子に接続されている。各アンドゲート回路２８の
出力端子は次段のオアゲート回路２９の一方の入力端子
を介して各走査線Ｘ１，Ｘ２，…，ＸＮに接続してい
る。各アンドゲート回路２８の他方の端子にはＶＣＫが
供給されている。なお、走査線駆動回路２１の各出力端
子は対応する各オアゲート回路２９の他方の入力端子を
介して各走査線Ｘ１，Ｘ２，…，ＸＮに接続している。
又、ＶＳＰ１は先の実施形態と同様に遅延回路２４を介
してＶＳＰ２となり、制御回路２３’に供給される。一
方、各データ線ＹはＰチャネル型のＴＦＴ２６を介して
データ線駆動回路２２に接続されている。ＴＦＴ２６の
ゲートにはＶＣＫが供給されている。又、各データ線Ｙ
の電位はＮチャンネル型のＴＦＴ２７によっても制御で
きる。ＴＦＴ２７のゲートにもＶＣＫが供給されてい
る。このように、本画像表示装置の周辺回路構成は図１
１に示した従来例と異なるが、個々の画素ＰＸＬの回路
構成は、図１０に示した従来の画素回路構成と同一であ
る。かかる構成により、制御回路２３’は、各画素ＰＸ
Ｌに輝度情報が書き込まれてから次に新たな輝度情報が
書き込まれる一走査サイクルの間に、再度走査線Ｘを選
択して各画素ＰＸＬにデータ線Ｙから輝度０を表す情報
を書き込んで各画素ＰＸＬの発光素子ＯＬＥＤを消灯す
ることができる。
【００２９】図９は、図８に示した第五実施形態の動作
説明に供するタイミングチャートである。図示するよう
に、垂直スタートパルスＶＳＰ１は走査線駆動回路２１
及び遅延回路２４に入力される。走査線駆動回路２１は
ＶＳＰ１を受け入れたあと、垂直クロックＶＣＫに同期
して走査線Ｘ１，Ｘ２，…，ＸＮを順次選択し、走査線
単位で各画素ＰＸＬに輝度情報を書き込んでいく。各画
素は書き込まれた輝度情報に応じた強度で発光を開始す
る。但し、本実施形態ではＴＦＴ２６，２７を設けたこ
とにより、各データ線ＹはＶＣＫ＝Ｈ（ハイレベル）の
期間で輝度０に相当する電位（この例では接地電位）と
なり、ＶＣＫ＝Ｌ（ローレベル）の期間において本来の
輝度情報が与えられるようになっている。この関係は図
９のＶＣＫの波形にＬ，Ｈを付し、データ線の波形にハ
ッチングを付して模式的に表してある。ＶＳＰ１は遅延
回路２４で遅延されたあと、ＶＳＰ２として制御回路２
３’に入力される。制御回路２３’はＶＳＰ２を受け入
れたあと、垂直クロックＶＣＫに同期して動作するが、
その出力はアンドゲート回路２８に入力される。各アン
ドゲート回路２８にはＶＣＫが同時に入力されているの
で、制御回路２３’の出力がＨ（ハイレベル）で且つＶ
ＣＫ＝Ｈ（ハイレベル）の時に走査線Ｘが選択される。
前述したように、ＶＣＫ＝Ｈの期間は各データ線Ｙに輝
度０に相当する電位が与えられているので、制御回路２
３’によって選択された走査線Ｘに接続された画素は輝
度０に相当する情報により発光が停止する。
【００３０】図１４は本発明にかかる画像表示装置の第
六実施形態の一例を示す一画素分の等価回路図であり、
図１に示した第一実施形態と対応する部分には対応する
参照番号を付して理解を容易にしている。先の各実施形
態では、画素の消灯を行うためにトランジスタを追加す
る必要のあるものが多いが、本実施形態は、追加のトラ
ンジスタが不要で、より実用的な構成になっている。図
示するように、発光素子ＯＬＥＤに供給する電流量を制
御するトランジスタＴＦＴ２のゲートＧに接続された容
量素子Ｃｓの他方の端子が発光停止制御線Ｚに接続され
る。書き込み終了後、発光停止線Ｚの電位を（この図の
例では）下げる。例えば、容量素子Ｃｓの容量がＴＦＴ
２のゲート容量等に比べ十分大きい場合は、発光停止制
御線Ｚの電位変化がすなわちＴＦＴ２のゲート電位の変
化となる。従って、書き込み時のＴＦＴ２のゲート電位
の最大値をＶｇｍａｘとした場合、発光停止制御線Ｚの
電位を、書き込み時よりＶｇｍａｘ−Ｖｔｈ以上下げる
ことによって、ＴＦＴ２のゲート電位をＶｔｈ以下にす
ることができ、従って発光素子ＯＬＥＤは消灯する。実
際にはＴＦＴ２のゲート容量等を考慮し、もう少し大き
な振幅で制御することが望ましい。
【００３１】図１５は、図１４に示した第六実施形態の
動作説明に供するタイミングチャートである。図示する
ように、停止制御線は、走査線選択と概ね同時に高レベ
ルとされ、書き込み終了後高レベルが保たれている期
間、発光素子は書き込まれた輝度情報に応じた輝度にて
発光状態となる。次のフレームで新たなデータが書き込
まれる以前に停止制御線を低レベルにすると、発光素子
は消灯する。
【００３２】ところで、ＣＲＴにおいては表示画像はμ
ｓｅｃオーダで輝度が減衰するのに対し、アクティブマ
トリクス型のディスプレイでは一フレームの間画像を表
示し続ける保持型の表示原理となっている。この為、動
画表示を行なう場合、動画の輪郭に沿った画素はフレー
ムの切り換わる直前まで画像を表示しており、これが人
間の目の残像効果と相まって、次のフレームでもそこに
像が表示されているかの如く感知する。これが、アクテ
ィブマトリクス型ディスプレイにおける動画表示の画質
がＣＲＴに比較し低くなる根本原因である。この解決策
として、本発明にかかる駆動方法が効果的であり、画素
を強制的に消灯して人間の目で感ずる残像を断ち切る技
術を導入することで、動画質の改善を図ることが出来
る。具体的には、アクティブマトリクス型のディスプレ
イにおいて、一フレームの前半で画像を表示する一方、
一フレームの後半はあたかもＣＲＴ輝度が減衰するかの
如くに、画像を消灯する方法を採用している。動画質改
善の為には、フレーム当たり、点灯と消灯のデューティ
ーを５０％程度に設定する。更に高い動画質改善の為に
は、フレーム当たり、点灯と消灯のデューティーを２５
％以下に設定すると良い。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各画素に輝度情報が書き込まれて発光が開始したあと、
次のフレームの書き込みが行われる前に画素の発光を停
止できるので、一フレーム内での発光時間の割合（デュ
ーティー）を変えることができ、これにより時間平均の
表示輝度を簡便に調節することが可能である。更に重要
なことは、デューティーを自由に設定できることによ
り、時間平均の表示輝度を同じに保ったまま、発光時に
発光素子に流れる電流量を適宜に設定する自由度が生じ
るため、発光素子に流れる電流量を制御する能動素子の
設計に自由度が生ずる。この結果、より高品位な画像を
提供可能な画像表示装置や、より小さな画素サイズの画
像表示装置を設計することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる画像表示装置の第一実施形態を
示す画素回路図である。
【図２】第一実施形態の全体回路構成図である。
【図３】第一実施形態のタイミングチャートである。
【図４】本発明にかかる画像表示装置の第二実施形態の
全体回路構成図である。
【図５】本発明にかかる画像表示装置の第三実施形態を
示す画素回路図である。
【図６】本発明にかかる画像表示装置の第四実施形態を
示す画素回路図である。
【図７】第四実施形態のタイミングチャートである。
【図８】本発明にかかる画像表示装置の第五実施形態を
示す全体回路構成図である。
【図９】第五実施形態のタイミングチャートである。
【図１０】従来の画像表示装置の一例を示す画素回路図
である。
【図１１】従来の画像表示装置の全体回路構成図であ
る。
【図１２】従来の画像表示装置の他の例を示す画素回路
図である。
【図１３】従来の画像表示装置の構造を示す断面図であ
る。
【図１４】本発明にかかる画像表示装置の第六実施形態
の一例を示す一画素分の等価回路図である。
【図１５】図１４に示した第六実施形態の動作説明に供
するタイミングチャートである。
【符号の説明】
ＰＸＬ・・・画素、ＯＬＥＤ・・・発光素子、ＴＦＴ１
・・・第一能動素子、ＴＦＴ２・・・第二能動素子、Ｔ
ＦＴ３・・・第三能動素子、Ｃｓ・・・保持容量、Ｘ・
・・走査線、Ｙ・・・データ線、Ｚ・・・停止制御線、
２１・・・走査線駆動回路、２２・・・データ線駆動回
路、２３・・・停止制御線駆動回路、２４・・・遅延回
路

Claims (46)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の走査サイクルで画素を選択するた
    めの走査線と、画素を駆動するための輝度情報を与える
    データ線とがマトリクス状に配設され、 各画素は、供給される電流量によって輝度が変化する発
    光素子と、走査線によって制御され且つデータ線から与
    えられた輝度情報を画素に書き込む機能を有する第一の
    能動素子と、該書き込まれた輝度情報に応じて該発光素
    子に供給する電流量を制御する機能を有する第二の能動
    素子とを含み、 各画素への輝度情報の書き込みは、走査線が選択された
    状態で、データ線に輝度情報に応じた電気信号を印加す
    ることによって行われ、 各画素に書き込まれた輝度情報は走査線が非選択となっ
    た後も各画素に保持され、各画素の発光素子は保持され
    た輝度情報に応じた輝度で点灯を維持可能な画像表示装
    置において、 同一の走査線に接続された各画素の発光素子を少なくと
    も走査線単位で強制的に消灯する制御手段を有し、各画
    素に輝度情報が書き込まれてから次に新たな輝度情報が
    書き込まれる一走査サイクルの間に発光素子を点灯状態
    から消灯状態にすることを特徴とする画像表示装置。
  2. 【請求項２】 前記制御手段は、各画素に輝度情報が書
    き込まれてから次に新たな輝度情報が書き込まれる一走
    査サイクルの間で、発光素子を点灯状態から消灯状態に
    切り換える時点を調整可能であることを特徴とする請求
    項１記載の画像表示装置。
  3. 【請求項３】 前記制御手段は、絶縁ゲート型電界効果
    トランジスタからなる該第二の能動素子のゲートに接続
    された第三の能動素子を含み、該第三の能動素子に与え
    る制御信号により該第二の能動素子のゲート電位を制御
    して該発光素子を消灯することが可能であり、 該制御信号は、各走査線と平行に設けた停止制御線を介
    して同一走査線上の各画素に含まれる第三の能動素子に
    与えられることを特徴とする請求項１記載の画像表示装
    置。
  4. 【請求項４】 前記制御手段は、該発光素子と直列に接
    続された第三の能動素子を含み、該第三の能動素子に与
    える制御信号に応じて該発光素子に流れる電流を遮断す
    ることが可能であり、 該制御信号は、各走査線と平行に設けた停止制御線を介
    して同一走査線上の各画素に含まれる第三の能動素子に
    与えられることを特徴とする請求項１記載の画像表示装
    置。
  5. 【請求項５】 各発光素子は整流作用を有する二端子素
    子からなり、一方の端子は対応する第二の能動素子に接
    続され、他方の端子は同一走査線上の各画素では共通接
    続され且つ走査線間では電気的に分離されており、 前記制御手段は、各二端子素子の共通接続された他方の
    端子の電位を制御して各二端子素子を消灯することを特
    徴とする請求項１記載の画像表示装置。
  6. 【請求項６】 前記制御手段は、各画素に輝度情報が書
    き込まれてから次に新たな輝度情報が書き込まれる一走
    査サイクルの間に、再度走査線を選択して各画素にデー
    タ線から輝度ゼロを表す情報を書き込んで各画素の発光
    素子を消灯することを特徴とする請求項１記載の画像表
    示装置。
  7. 【請求項７】各画素は、該発光素子に流れる電流量を制
    御する第二の能動素子を構成する絶縁ゲート型電界効果
    トランジスタのゲートに一端が接続された容量素子を含
    み、 前記制御手段は、該容量素子の他端の電位を制御するこ
    とにより前記第二の能動素子を構成する絶縁ゲート型電
    界効果トランジスタのゲートの電位を制御して該発光素
    子を消灯することを特徴とする請求項１記載の画像表示
    装置。
  8. 【請求項８】 前記制御手段は、各画素に輝度情報が書
    き込まれた後一走査サイクル内で、各画素に含まれる発
    光素子の点灯時点及び消灯時点を少なくとも走査線単位
    で制御することを特徴とする請求項１記載の画像表示装
    置。
  9. 【請求項９】 同一の走査線に赤、緑、青の各画素を共
    通に接続する一方、前記制御手段は、赤、緑、青の各画
    素に含まれる発光素子を別々の時点で消灯することを特
    徴とする請求項１記載の画像表示装置。
  10. 【請求項１０】 前記発光素子は有機エレクトロルミネ
    ッセンス素子であることを特徴とする請求項１記載の画
    像表示装置。
  11. 【請求項１１】 所定の走査サイクルで画素を選択する
    ための走査線と、画素を駆動するための輝度情報を与え
    るデータ線とがマトリクス状に配設され、 各画素は、供給される電流量によって輝度が変化する発
    光素子と、走査線によって制御され且つデータ線から与
    えられた輝度情報を画素に書き込む機能を有する第一の
    能動素子と、該書き込まれた輝度情報に応じて該発光素
    子に供給する電流量を制御する機能を有する第二の能動
    素子とを含む画像表示装置の駆動方法であって、 各画素への輝度情報の書き込みは、走査線が選択された
    状態で、データ線に輝度情報に応じた電気信号を印加す
    ることによって行われ、 各画素に書き込まれた輝度情報は走査線が非選択となっ
    た後も各画素に保持され、各画素の発光素子は保持され
    た輝度情報に応じた輝度で点灯を維持し、 同一の走査線に接続された各画素の発光素子を少なくと
    も走査線単位で強制的に消灯可能であり、各画素に輝度
    情報が書き込まれてから次に新たな輝度情報が書き込ま
    れる一走査サイクルの間に発光素子を点灯状態から消灯
    状態にすることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
  12. 【請求項１２】 各画素に輝度情報が書き込まれてから
    次に新たな輝度情報が書き込まれる一走査サイクルの間
    で、発光素子を点灯状態から消灯状態に切り換える時点
    を調整可能であることを特徴とする請求項１１記載の画
    像表示装置の駆動方法。
  13. 【請求項１３】 絶縁ゲート型電界効果トランジスタか
    らなる該第二の能動素子のゲートに第三の能動素子を接
    続し、該第三の能動素子に与える制御信号により該第二
    の能動素子のゲート電位を制御して該発光素子を消灯す
    ることが可能であり、 該制御信号は、各走査線と平行に設けた停止制御線を介
    して同一走査線上の各画素に含まれる第三の能動素子に
    与えることを特徴とする請求項１１記載の画像表示装置
    の駆動方法。
  14. 【請求項１４】 該発光素子と直列に第三の能動素子を
    接続し、該第三の能動素子に与える制御信号に応じて該
    発光素子に流れる電流を遮断することが可能であり、 該制御信号は、各走査線と平行に設けた停止制御線を介
    して同一走査線上の各画素に含まれる第三の能動素子に
    与えることを特徴とする請求項１１記載の画像表示装置
    の駆動方法。
  15. 【請求項１５】 各発光素子は整流作用を有する二端子
    素子からなり、一方の端子は対応する第二の能動素子に
    接続され、他方の端子は同一走査線上の各画素では共通
    接続され且つ走査線間では電気的に分離されており、 各二端子素子の共通接続された他方の端子の電位を制御
    して各二端子素子を消灯することを特徴とする請求項１
    １記載の画像表示装置の駆動方法。
  16. 【請求項１６】 各画素に輝度情報が書き込まれてから
    次に新たな輝度情報が書き込まれる一走査サイクルの間
    に、再度走査線を選択して各画素にデータ線から輝度ゼ
    ロを表す情報を書き込んで各画素の発光素子を消灯する
    ことを特徴とする請求項１１記載の画像表示装置の駆動
    方法。
  17. 【請求項１７】各画素は、該発光素子に流れる電流量を
    制御する第二の能動素子を構成する絶縁ゲート型電界効
    果トランジスタのゲートに一端が接続された容量素子を
    含み、 該容量素子の他端の電位を制御することにより前記第二
    の能動素子を構成する絶縁ゲート型電界効果トランジス
    タのゲートの電位を制御して該発光素子を消灯すること
    を特徴とする請求項１１記載の画像表示装置の駆動方
    法。
  18. 【請求項１８】 各画素に輝度情報が書き込まれた後一
    走査サイクル内で、各画素に含まれる発光素子の点灯時
    点及び消灯時点を少なくとも走査線単位で制御すること
    を特徴とする請求項１１記載の画像表示装置の駆動方
    法。
  19. 【請求項１９】 同一の走査線に赤、緑、青の各画素を
    共通に接続する一方、赤、緑、青の各画素に含まれる発
    光素子を別々の時点で消灯することを特徴とする請求項
    １１記載の画像表示装置の駆動方法。
  20. 【請求項２０】 前記発光素子は有機エレクトロルミネ
    ッセンス素子を用いることを特徴とする請求項１１記載
    の画像表示装置の駆動方法。
  21. 【請求項２１】 所定の走査サイクルで画素を選択する
    ための走査線と、画素を駆動するための輝度情報を与え
    るデータ線とがマトリクス状に配設され、 各画素は、供給される電流量によって輝度が変化する発
    光素子と、走査線によって制御され且つデータ線から与
    えられた輝度情報を画素に書き込む機能を有する第一の
    能動素子と、該書き込まれた輝度情報に応じて該発光素
    子に供給する電流量を制御する機能を有する第二の能動
    素子とを含み、 各画素への輝度情報の書き込みは、走査線が選択された
    状態で、データ線に輝度情報に応じた電気信号を印加す
    ることによって行われ、 各画素に書き込まれた輝度情報は走査線が非選択となっ
    た後も各画素に保持され、各画素の発光素子は保持され
    た輝度情報に応じた輝度で点灯を維持可能な画像表示装
    置において、 各走査線に接続された各画素の発光素子を強制的に消灯
    する制御手段を有し、各画素に輝度情報が書き込まれて
    から次に新たな輝度情報が書き込まれる一走査サイクル
    の間に発光素子を点灯状態から消灯状態にする画像表示
    装置であって、 同一の走査線に赤、緑、青の各画素を共通に接続する一
    方、前記制御手段は、赤、緑、青の各画素に含まれる発
    光素子を別々の時点で消灯することを特徴とする画像表
    示装置。
  22. 【請求項２２】 所定の走査サイクルで画素を選択する
    ための走査線と、画素を駆動するための輝度情報を与え
    るデータ線とがマトリクス状に配設され、 各画素は、供給される電流量によって輝度が変化する発
    光素子と、走査線によって制御され且つデータ線から与
    えられた輝度情報を画素に書き込む機能を有する第一の
    能動素子と、該書き込まれた輝度情報に応じて該発光素
    子に供給する電流量を制御する機能を有する第二の能動
    素子とを含む画像表示装置の駆動方法であって、 各画素への輝度情報の書き込みは、走査線が選択された
    状態で、データ線に輝度情報に応じた電気信号を印加す
    ることによって行われ、 各画素に書き込まれた輝度情報は走査線が非選択となっ
    た後も各画素に保持され、各画素の発光素子は保持され
    た輝度情報に応じた輝度で点灯を維持し、 各走査線に接続された各画素の発光素子を強制的に消灯
    可能であり、各画素に輝度情報が書き込まれてから次に
    新たな輝度情報が書き込まれる一走査サイクルの間に発
    光素子を点灯状態から消灯状態にする駆動方法であっ
    て、 同一の走査線に赤、緑、青の各画素を共通に接続する一
    方、赤、緑、青の各画素に含まれる発光素子を別々の時
    点で消灯することを特徴とする画像表示装置の駆動方
    法。
  23. 【請求項２３】 画素に第一の輝度情報が書込まれてか
    ら新たな第二の輝度情報が書込まれる一走査サイクル期
    間内で輝度情報に応じ画素を点灯する画像表示装置にお
    いて、 所定の走査サイクルでそれぞれの画素を選択する走査線
    と、 該走査線に直交する方向に形成され、上記画素を点灯す
    る為の輝度情報を与えるデータ線と、 上記走査線により制御され、上記輝度情報を取り込む第
    一の能動素子と、 上記輝度情報を、上記画素の駆動に用いる電気信号に転
    換する第二の能動素子とを有し、 上記一走査サイクル期間内で上記画素を点灯状態から消
    灯状態にする制御手段を有していることを特徴とする画
    像表示装置。
  24. 【請求項２４】 上記制御手段は、上記一走査サイクル
    期間内で、上記点灯状態から上記消灯時間までの間の時
    間を可変可能であることを特徴とする請求項２３記載の
    画像表示装置。
  25. 【請求項２５】 上記第二の能動素子は、絶縁ゲート型
    電界効果トランジスタであり、 上記制御手段は、該絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
    のゲートに接続された第三の能動素子を有し、 該第三の能動素子は、上記走査線と略平行に設けられた
    制御線によって制御されることを特徴とする請求項２３
    記載の画像表示装置。
  26. 【請求項２６】 上記制御手段は、上記第二の能動素子
    に直列に設けられた第三の能動素子を有し、 該第三の能動素子は、上記走査線と略平行に設けられた
    制御線によって制御されることを特徴とする請求項２３
    記載の画像表示装置。
  27. 【請求項２７】 上記画素は発光素子を含み、 上記発光素子は第一及び第二の端子を有し、上記第一の
    端子は上記第二の能動素子に接続されるとともに、上記
    第二の端子は所定の参照電位に接続され、 上記制御手段は、上記参照電位を可変制御することによ
    り上記発光素子を消灯させることを特徴とする請求項２
    ３記載の画像表示装置。
  28. 【請求項２８】 上記制御手段は、上記走査線が選択さ
    れた後、上記一走査サイクル期間内で上記走査線を再選
    択し、上記データ線から輝度ゼロを表す輝度情報を画素
    に供給することにより、該画素を消灯することを特徴と
    する請求項２３記載の画像表示装置。
  29. 【請求項２９】 各画素は、該第二の能動素子を構成す
    る絶縁ゲート型電界効果トランジスタのゲートに一端が
    接続された容量素子を含み、 上記制御手段は、該容量素子の他端の電位を制御するこ
    とにより前記第二の能動素子を構成する絶縁ゲート型電
    界効果トランジスタのゲートの電位を制御して画素を消
    灯することを特徴とする請求項２３記載の画像表示装
    置。
  30. 【請求項３０】 上記制御手段は、上記走査線毎に上記
    画素を消灯することを特徴とする請求項２３記載の画像
    表示装置。
  31. 【請求項３１】 上記画素は、青、緑、赤色の発光素子
    を有し、 上記制御手段は、該青、緑、赤色の発光素子を異なる時
    間で消灯可能であることを特徴とする請求項２３記載の
    画像表示装置。
  32. 【請求項３２】 上記第二の能動素子は、輝度情報を画
    素の駆動に用いる電流に転換し、 各画素は、電流によって発光する有機物を利用した発光
    素子を有することを特徴とする請求項２３記載の画像表
    示装置。
  33. 【請求項３３】 上記走査線を順次選択する為の垂直ク
    ロックが入力される走査線駆動回路を備え、 上記制御手段は、上記垂直クロックを所定の期間遅延し
    た垂直クロックが入力され、上記走査線又はこれと平行
    に設けた制御線を選択する制御回路を有し、 上記走査線は、上記走査線駆動回路により上記垂直クロ
    ックに同期して順次選択され、上記画素を点灯するとと
    もに、 該点灯後、該制御回路により上記遅延された垂直クロッ
    クに同期して、上記一走査期間内で上記制御線を介し該
    画素を消灯することを特徴とする請求項２３記載の画像
    表示装置。
  34. 【請求項３４】 上記データ線に輝度情報を与えるデー
    タ線駆動回路を有し、 上記走査線駆動回路の出力は、上記走査線に出力端子が
    接続された論理和回路の一方の入力端子に接続されると
    ともに、 上記制御回路の出力が上記論理和回路の他方の入力端子
    に接続された論理積回路の一方の入力端子に接続され、 該論理積回路の他方の入力端子に上記垂直クロックが入
    力されることを特徴とする請求項３３記載の画像表示装
    置。
  35. 【請求項３５】 画素に第一の輝度情報が書込まれてか
    ら新たな第二の輝度情報が書込まれる一走査サイクル期
    間内で輝度情報に応じ画素を点灯する画像表示装置の駆
    動方法において、 走査線を介し、所定の走査サイクルでそれぞれの画素を
    選択する手順と、 該走査線に直交する方向に形成されたデータ線を介し、
    上記画素を点灯する為の輝度情報を与える手順と、 上記走査線により制御される第一の能動素子で上記輝度
    情報を画素に取り込む手順と、 第二の能動素子により、上記輝度情報を、上記画素の駆
    動に用いる電気信号に転換する手順と、 上記一走査サイクル期間内で上記画素を点灯状態から消
    灯状態にする制御手順段とを行なうことを特徴とする画
    像表示装置の駆動方法。
  36. 【請求項３６】 上記制御手順は、上記一走査サイクル
    期間内で、上記点灯状態から上記消灯時間までの間の時
    間を可変可能であることを特徴とする請求項３５記載の
    画像表示装置の駆動方法。
  37. 【請求項３７】 上記第二の能動素子は、絶縁ゲート型
    電界効果トランジスタを用いており、 上記制御手順は、該絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
    のゲートに接続された第三の能動素子を用いて行ない、 該第三の能動素子は、上記走査線と略平行に設けられた
    制御線によって制御することを特徴とする請求項３５記
    載の画像表示装置の駆動方法。
  38. 【請求項３８】 上記制御手順は、上記第二の能動素子
    に直列に設けられた第三の能動素子を用い、 該第三の能動素子は、上記走査線と略平行に設けられた
    制御線によって制御されることを特徴とする請求項３５
    記載の画像表示装置の駆動方法。
  39. 【請求項３９】 上記画素は発光素子を含み、上記発光
    素子は第一及び第二の端子を有し、上記第一の端子は上
    記第二の能動素子に接続されるとともに、上記第二の端
    子は所定の参照電位に接続されており、 上記制御手順は、上記参照電位を可変制御することによ
    り上記発光素子を消灯させることを特徴とする請求項３
    ５記載の画像表示装置の駆動方法。
  40. 【請求項４０】 上記制御手順は、上記走査線が選択さ
    れた後、上記一走査サイクル期間内で上記走査線を再選
    択し、上記データ線から輝度ゼロを表す輝度情報を画素
    に供給することにより、該画素を消灯することを特徴と
    する請求項３５記載の画像表示装置の駆動方法。
  41. 【請求項４１】 各画素は、該第二の能動素子を構成す
    る絶縁ゲート型電界効果トランジスタのゲートに一端が
    接続された容量素子を含み、 上記制御手順は、該容量素子の他端の電位を制御するこ
    とにより前記第二の能動素子を構成する絶縁ゲート型電
    界効果トランジスタのゲートの電位を制御して画素を消
    灯することを特徴とする請求項３５記載の画像表示装置
    の駆動方法。
  42. 【請求項４２】 上記制御手順は、上記走査線毎に上記
    画素を消灯することを特徴とする請求項３５記載の画像
    表示装置の駆動方法。
  43. 【請求項４３】 上記画素は、青、緑、赤色の発光素子
    を有し、 上記制御手順は、該青、緑、赤色の発光素子を異なる時
    間で消灯可能であることを特徴とする請求項３５記載の
    画像表示装置の駆動方法。
  44. 【請求項４４】 上記第二の能動素子は、輝度情報を画
    素の駆動に用いる電流に転換し、 各画素は、電流によって発光する有機物を利用した発光
    素子を有することを特徴とする請求項３５記載の画像表
    示装置の駆動方法。
  45. 【請求項４５】 上記走査線を順次選択する為の垂直ク
    ロックを入力する走査線駆動手順と、 上記垂直クロックを所定の期間遅延した垂直クロックを
    入力して、上記走査線又は来れたと平行に設けた制御線
    を選択する制御手順とを行ない、 上記走査線は、上記走査線駆動手順により上記垂直クロ
    ックに同期して順次選択され、上記画素を点灯するとと
    もに、 該点灯後、該制御手順により上記遅延された垂直クロッ
    クに同期して、上記一走査期間内で上記走査線又は制御
    線を介し該画素を消灯することを特徴とする請求項３５
    記載の画像表示装置の駆動方法。
  46. 【請求項４６】 上記データ線に輝度情報を与えるデー
    タ線駆動手順を含み、 上記走査線駆動手順の出力は、上記走査線に出力端子が
    接続された論理和回路の一方の入力端子に接続されると
    ともに、 上記制御手順の出力が上記論理和回路の他方の入力端子
    に接続された論理積回路の一方の入力端子に接続され、 該論理積回路の他方の入力端子に上記垂直クロックが入
    力されることを特徴とする請求項４５記載の画像表示装
    置の駆動方法。
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