JP2005077802A - 表示画素及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 表示画素EMにおいて、画素駆動回路DCxを構成するコンデンサCxは、薄膜トランジスタTr12とTr13との間に形成される素子間配線部Laを一方の電極とし、薄膜トランジスタTr13のゲート電極EG3と一体的に形成される配線部Lcを他方の電極として構成される第1の容量素子C1と、上記配線部Lcに対向するように、薄膜トランジスタTr13のソース電極と一体的に形成される半導体層Lbをさらに他の電極として構成される第2の容量素子C2と、を備えている。
【選択図】 図4
Description
特に、アクティブマトリックス駆動方式を適用した発光素子型ディスブレイは、近年普及が著しい液晶表示装置(LCD)に比較して、表示応答速度が速く、視野角依存性もなく、また、高輝度・高コントラスト化、表示画質の高精細化、低消費電力化等が可能であるとともに、液晶表示装置の場合のように、バックライトを必要としないので、一層の薄型軽量化が可能という極めて優位な特徴を有しており、次世代のディスプレイとして研究開発が盛んに行われている。
そして、このような構成を有する画素駆動回路DCpにおいては、薄膜トランジスタTr111及びTr112からなる2個のスイッチング手段を所定のタイミングでオン、オフ制御することにより、以下に示すように、有機EL素子OELを発光制御する。
このような駆動制御方法は、各表示画素(薄膜トランジスタTr112のゲート端子)に印加する電圧(階調信号電圧)を調整することにより、有機EL素子OELに流す発光駆動電流の電流値を制御して、所定の輝度階調で発光動作させていることから、電圧印加方式(又は、電圧指定方式)と呼ばれている。
そこで、このような問題点を解決する構成として、いわゆる、電流印加方式(又は、電流指定方式)と呼ばれる駆動制御方法に対応した画素駆動回路の構成が知られている。なお、この電流印加方式に対応した画素駆動回路の構成例については、後述する発明の実施の形態において詳しく説明するが、概略、以下のような構成及び動作(機能)を有するものである。
この容量成分は、上述のように、表示データに応じて供給される電圧又は電流に応じた電荷を保持して発光駆動電流を生成するものであるため、良好な表示状態を得るためには、ある程度大きな容量値を有していることが好ましい。従来、この容量成分は、駆動用トランジスタのゲート−ソース間に形成される寄生容量の他、駆動用トランジスタのゲート電極やソース電極に接続される金属膜による電極を設けて形成される。しかしながら、このような電極は非透過性の金属膜によって形成されものであるため、容量成分の容量値を大きくするために電極部分の面積が増大すると、発光素子の形成面積(発光面積)が相対的に小さくなって、開口率の低下を招き、表示パネルにおける表示画質の劣化が生じるという問題を有していた。
請求項5記載の発明は、請求項2乃至5のいずれかに記載の表示画素において、前記電圧保持手段は、前記第1の導電層のパターン形状に応じて、前記第1及び第2の容量素子の容量値を設定することを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項1乃至6のいずれかに記載の表示画素において、前記発光素子は、前記発光制御手段により供給される前記駆動電流の電流値に応じて、所定の輝度階調で発光動作する電流制御型の発光素子であることを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項7記載の表示画素において、前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセント素子であることを特徴とする。
請求項11記載の発明は、請求項9又は10記載の表示装置において、前記発光制御手段は、前記発光素子に対して前記駆動電流を生成して供給する電流路を有するトランジスタ素子を含んで構成され、前記電圧保持手段は、前記トランジスタ素子の所定の端子電極と一体的に形成された導電層を、前記配線部又は前記第1の導電層とし、前記トランジスタ素子の所定の素子領域と一体的に形成された導電層を、前記第2の導電層とすることを特徴とする。
請求項13記載の発明は、請求項9乃至12のいずれかに記載の表示装置において、前記電圧保持手段は、前記第1の導電層のパターン形状に応じて、前記第1及び第2の容量素子の容量値を設定することを特徴とする。
請求項15記載の発明は、請求項9乃至14のいずれかに記載の表示装置において、前記発光素子は、前記発光制御手段により供給される前記駆動電流の電流値に応じて、所定の輝度階調で発光動作する電流制御型の発光素子であることを特徴とする。
ここで、画素駆動回路を構成する各回路素子及び配線部は、各表示画素の形成領域(画素領域)の外縁部に沿って配置されている。
<表示画素>
まず、本発明に係る表示画素に適用される画素駆動回路について説明する。
図1は、本発明に係る表示画素(画素駆動回路)の一実施形態を示す回路構成図である。なお、ここで示す画素駆動回路は、上述した電流印加方式に対応した一構成例を示すものにすぎず、同等の機能を有する他の回路構成を適用するものであってもよいことはいうまでもない。
図2は、本実施形態に係る表示画素(画素駆動回路)に適用されるパターンレイアウトの一例を示すレイアウト図であり、図3は、図2に示したパターンレイアウトにおける各回路素子の配置を示す等価回路図である。図4は、本実施形態に係る表示画素(画素駆動回路)を構成する容量素子の構成例を示す概念的な等価回路図及び断面構造図である。ここでは、図1に示した画素駆動回路の回路構成を適宜参照しながら説明する。
次に、本発明に係る表示画素を2次元配列して構成される表示パネルを備えた表示装置について簡単に説明する。
図5は、本発明に係る表示画素を2次元配列した表示パネルを備えた表示装置の一実施形態を示す概略ブロック図であり、図6は、本実施形態に係る表示装置の要部構成を示す概略構成図である。ここで、上述した実施形態に示した表示画素と同等の構成については、同一の符号を付して説明する。
図7は、本実施形態に係る表示画素(画素駆動回路)における発光素子の駆動制御動作を示すタイミングチャートである。ここでは、上述した表示装置(図5、図6)及び表示画素(図1)の構成を適宜参照しながら説明する。
このような一連の駆動制御動作を、図7に示すように、表示パネル110を構成する全ての行の表示画素群について順次繰り返し実行することにより、表示パネル一画面分の表示データが書き込まれて、各表示画素EMが所定の輝度階調で発光し、所望の画像情報を表示パネル110に表示することができる。
DCx 画素駆動回路
SLa、SLb 走査ライン
DL データライン
VL 電源ライン
La 素子間配線部
Lb 半導体層
Lc 配線部
Cx コンデンサ
OEL 有機EL素子
Claims (15)
- 少なくとも、表示データに基づく階調信号を電圧成分として保持する電圧保持手段と、該電圧保持手段に保持された前記電圧成分に基づいて、前記表示データに応じた駆動電流を生成し、該駆動電流を発光素子に供給する制御を行う発光制御手段と、を備えた画素駆動回路を有する表示画素において、
前記電圧保持手段は、前記画素駆動回路を構成する回路素子相互を接続する配線部を一方の電極とし、前記配線部に対向して形成された第1の導電層を他方の電極とする第1の容量素子と、前記第1の導電層を一方の電極とし、前記第1の導電層に対向して形成された第2の導電層を他方の電極とする第2の容量素子と、からなることを特徴とする表示画素。 - 前記発光制御手段は、前記発光素子に対して前記駆動電流を生成して供給する電流路を有するトランジスタ素子を含んで構成され、
前記電圧保持手段は、前記トランジスタ素子の所定の端子電極と一体的に形成された導電層を、前記配線部又は前記第1の導電層とし、前記トランジスタ素子の所定の素子領域と一体的に形成された導電層を、前記第2の導電層とすることを特徴とする請求項1記載の表示画素。 - 前記トランジスタ素子は、電界効果型トランジスタであって、
前記配線部は、前記電界効果型トランジスタの電流路を構成する端子電極に一体的に形成された金属導電層であり、前記第1の導電層は、前記電界効果型トランジスタの制御電極に一体的に形成された金属導電層であり、前記第2の導電層は、前記電界効果型トランジスタの電流路を構成する半導体領域に一体的に形成された半導体層であることを特徴とする請求項2記載の表示画素。 - 前記画素駆動回路は、前記表示データに応じた電流値を有する階調電流が供給され、該階調電流に基づく電荷を、前記電圧成分として前記電圧保持手段に保持することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の表示画素。
- 前記電圧保持手段は、前記第1の導電層のパターン形状に応じて、前記第1及び第2の容量素子の容量値を設定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の表示画素。
- 前記画素駆動回路を構成する各回路素子及び前記配線部は、前記表示画素の形成領域の外縁部に沿って配置されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の表示画素。
- 前記発光素子は、前記発光制御手段により供給される前記駆動電流の電流値に応じて、所定の輝度階調で発光動作する電流制御型の発光素子であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の表示画素。
- 前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセント素子であることを特徴とする請求項7記載の表示画素。
- 2次元配列された複数の表示画素を有する表示パネルを備え、前記各表示画素に対して、表示データに基づく階調信号を供給することにより、前記表示パネルに所望の画像情報を表示する表示装置において、
前記各表示画素は、少なくとも、前記信号レベルを電圧成分として保持する電圧保持手段と、該電圧保持手段に保持された前記電圧成分に基づいて、前記表示データに応じた駆動電流を生成し、該駆動電流を発光素子に供給する制御を行う発光制御手段と、を備えた画素駆動回路を具備し、
前記電圧保持手段は、前記画素駆動回路を構成する回路素子相互を接続する配線部を一方の電極とし、前記配線部に対向して形成された第1の導電層を他方の電極とする第1の容量素子と、前記第1の導電層を一方の電極とし、前記第1の導電層に対向して形成された第2の導電層を他方の電極とする第2の容量素子と、からなることを特徴とする表示装置。 - 前記表示装置は、少なくとも、
前記各表示画素を選択状態に設定するための選択信号を印加する走査駆動手段と、
前記選択状態に設定された前記各表示画素に、前記表示データに基づく階調信号を供給する信号駆動手段と、
を備えることを特徴とする請求項9記載の表示装置。 - 前記発光制御手段は、前記発光素子に対して前記駆動電流を生成して供給する電流路を有するトランジスタ素子を含んで構成され、
前記電圧保持手段は、前記トランジスタ素子の所定の端子電極と一体的に形成された導電層を、前記配線部又は前記第1の導電層とし、前記トランジスタ素子の所定の素子領域と一体的に形成された導電層を、前記第2の導電層とすることを特徴とする請求項9又は10記載の表示装置。 - 前記信号駆動手段は、前記階調信号として、前記表示データに応じた電流値を有する階調電流を前記表示画素に供給し、
前記画素駆動回路は、前記階調電流に基づく電荷を、前記電圧成分として前記電圧保持手段に保持することを特徴とする請求項10又は11記載の表示装置。 - 前記電圧保持手段は、前記第1の導電層のパターン形状に応じて、前記第1及び第2の容量素子の容量値を設定することを特徴とする請求項9乃至12のいずれかに記載の表示装置。
- 前記画素駆動回路を構成する各回路素子及び前記配線部は、前記各表示画素の形成領域の外縁部に沿って配置されていることを特徴とする請求項9乃至13のいずれかに記載の表示装置。
- 前記発光素子は、前記発光制御手段により供給される前記駆動電流の電流値に応じて、所定の輝度階調で発光動作する電流制御型の発光素子であることを特徴とする請求項9乃至14のいずれかに記載の表示装置。
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