JP2008107853A - 画像表示装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】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全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。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して、画面輝度を調節する。
【選択図】 図1
Description
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。
チャネル幅:W=5μm
チャネル長:L={W・/(2・Ip)}・μ・Cox・Vp2 =270μm(3)
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TFT2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。
Claims (40)
- 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、データ線に発光素子の輝度の階調に応じた大きさの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全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によって、該発光素子の時間平均輝度を制御し、
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する機能を有することを特徴とする画像表示装置。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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、データ線に発光素子の輝度の階調に応じた大きさの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全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によって、該発光素子の時間平均輝度を制御し、
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することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。 - 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10記載の画像表示装置の駆動方法。 - 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10記載の画像表示装置の駆動方法。 - 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10記載の画像表示装置の駆動方法。 - 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10記載の画像表示装置の駆動方法。
- 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10記載の画像表示装置の駆動方法。 - 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10記載の画像表示装置の駆動方法。
- 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10記載の画像表示装置の駆動方法。
- 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10記載の画像表示装置の駆動方法。
- 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として画素の輝度の階調に応じた大きさの電気信号を与えるデータ線と、
上記走査線により制御され、データ線から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、
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ことによって、該画素の時間平均輝度を制御する制御手段とを有し、
上記制御手段は、上記一走査サイクル期間内で、全走査線同時に上記点灯状態から上記消灯時間までの間の時間を変える機能を有することを特徴とする画像表示装置。 - 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19記載の画像表示装置。 - 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19記載の画像表示装置。 - 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19記載の画像表示装置。 - 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19記載の画像表示装置。
- 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19記載の画像表示装置。 - 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19記載の画像表示装置。
- 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19記載の画像表示装置。 - 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19記載の画像表示装置。 - 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19記載の画像表示装置。 - 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28記載の画像表示装置。 - 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として画素の輝度の階調に応じた大きさの電気信号を与える手順と、
上記走査線により制御される第一の能動素子でデータ線から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ことによって、該画素の時間平均輝度を制御する制御手順とを行ない、
上記制御手順は、上記一走査サイクル期間内で、全走査線同時に上記点灯状態から上記消灯時間までの間の時間を変えることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。 - 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30記載の画像表示装置の駆動方法。 - 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30記載の画像表示装置の駆動方法。 - 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30記載の画像表示装置の駆動方法。 - 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30記載の画像表示装置の駆動方法。
- 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30記載の画像表示装置の駆動方法。 - 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30記載の画像表示装置の駆動方法。
- 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30記載の画像表示装置の駆動方法。 - 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30記載の画像表示装置の駆動方法。 - 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、上記走査線又はこれ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30記載の画像表示装置の駆動方法。 - 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39記載の画像表示装置の駆動方法。
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