JP2011118079A - 画素回路および表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】低消費電力にする。
【解決手段】駆動トランジスタT1は、電源VDDから有機EL素子OLEDに駆動電流を供給する。駆動トランジスタT1のソース端が前記有機EL素子OLEDの一端に接続され、有機EL素子OLEDの他端は電源電位Vssに接続され、かつ、前記駆動トランジスタの前記有機EL素子の表示単位面積当たりの相互コンダクタンスが1×10−11(A/V/m)以上である。
【選択図】図3

Description

本発明は、自発光素子を用いた画素回路と、その表示装置に関する。
近年、有機ELディスプレイの開発が盛んに行われ、進歩が著しい。有機ELなどの自発光素子を用いたディスプレイは、視野角特性やコントラストに優れ、良好な表示特性を示す。
有機ELディスプレイは、パッシブ方式、またはアクティブ方式により駆動される。有機EL素子は高い電流密度で使用すると劣化しやすいため、大画面・高精細・高リフレッシュレートのディスプレイでは、主にアクティブ方式が採用される。アクティブマトリクス駆動方式は、アナログ駆動方式とデジタル駆動方式に大別される。
アナログ駆動方式の画素回路は、例えば図1のような構成が採用される。P型チャネルの駆動トランジスタ(TFT)T1としてP型チャネルのものが採用され、そのソースが電源VDDに接続されると共にゲート・ソース間に保持容量Csが配置される。また、駆動トランジスタT1のドレインは、有機EL素子OLEDを介し、電源CVに接続される。また、駆動トランジスタT1のゲートには、スイッチSWを介しデータ線からのデータ信号Vdataが供給される。このように、基本的に有機EL素子OLEDは駆動トランジスタT1のドレイン接続にされる。
輝度階調に応じた信号電圧Vdataが駆動トランジスタT1のゲートに印加され、この信号電圧Vdataが保持容量Csによって1フレーム期間保持され、信号電圧Vdataに応じた画素電流が有機EL素子OLEDに供給される。
駆動トランジスタT1のゲート・ソース間電圧Vgs(VDD−Vdata)で画素電流を制御するため、駆動トランジスタT1は飽和領域で駆動される。通常、有機ELの駆動電圧は3V〜10V程度であるが、駆動トランジスタT1を飽和領域で動作させるため、電源電圧としては5V程度余計に必要となる。
図2Aに、複数のVgsにおける、駆動トランジスタT1のドレインVaとドレイン電流の関係Vdsと、有機EL素子LEDの印加電圧Vaと有機EL素子の電流Ioledの関係を示す。Vgsが決定されるとVdsとの関係で駆動電流が決定されるため、Vgsにより選択された特性とVoledの交点で、VaおよびIoledが決まる。このように、駆動トランジスタT1を飽和領域で使用することになり、そのVds=VDD−Vaは、かなり大きな値となる。
駆動TFTは、通常多結晶シリコンまたはアモルファスシリコンなどが用いられる。前者は結晶粒の不均一に起因する特性ばらつきが、後者は駆動に伴う閾値シフトがあり、アナログ駆動では有機EL素子の駆動電流が駆動TFTの特性の影響を受け、画素の輝度ばらつきを引き起こす。
このため、アナログ駆動では、駆動TFTの閾値電圧ばらつきを補償する画素回路駆動方法が提案されている(特許文献1参照)。
一方、デジタル駆動方式では、駆動TFTは単純なスイッチとして機能し、輝度階調は時分割駆動によって実現される。1フレーム期間を複数のサブフレームに分割し、表示階調に応じて各サブフレームにおける発光・非発光を制御する。
デジタル駆動では、駆動TFTは線形領域で動作する。このため、図2Bに示すように、ドレイン・ソース間電圧Vdsは有機EL素子OLEDの駆動電圧Voledに比べ低い(VaとVDDの差がVdsである)。このため、アナログ駆動に比べ駆動TFTの特性ばらつきの影響を受けにくく、また、消費電力を小さくできる利点がある。
反面、輝度階調を発光時間によって制御するため、発光している間の電流密度は高く、1フレームを表示階調に応じたサブフレームに分割して駆動する必要がある。さらに、サブフレームの分割に限界があることから、高階調表現や高解像表現は難しくなる。このため、データ書込TFTに加え、データ消去TFTを備え、隣接するサブフレーム同士を時間的にオーバーラップさせる駆動方法も提案されている(特許文献2参照)。
また、有機EL素子は、一般的に電流密度の1.5乗〜1.7乗に比例した速度で劣化が進む。時分割駆動で階調を表現し、発光している間の電流密度が高いデジタル駆動では、有機EL素子は比較的劣化しやすい。さらに、有機EL素子は駆動による劣化に伴い駆動電圧が高くなる傾向があり、定電圧駆動となるデジタル駆動では画素輝度の低下はさらに大きくなる。
特開2007−310034号公報 特開2001−343933号公報
上述のように、アナログ駆動方式はデジタル駆動方式に比べ消費電力が高くならざるを得ず、デジタル駆動方式には以上のような問題があり応用が狭い。一方で、有機ELディスプレイの低消費電力化への要請は高く、低消費電力駆動に対する期待は高い。
本発明に係る画素回路は、有機EL素子と、電源からの電流を前記有機EL素子に供給する駆動トランジスタと、を含み、前記駆動トランジスタのソース端が前記有機EL素子の一端に接続され、前記有機EL素子の他端は電源電位に接続され、かつ、前記駆動トランジスタの前記有機EL素子の表示単位面積当たりの相互コンダクタンスが1×10−11(A/V/m)以上であることを特徴とする。
また、駆動トランジスタの移動度がゲート電圧20V以下で15cm/Vs以上、または、駆動トランジスタのゲート絶縁膜の厚さが1000オングストローム以下としてチャネル容量を大きくする、または、駆動トランジスタのチャネル層またはソース電極の可視光に対する波長透過率が最大70%以上として前記有機EL素子からの光を駆動トランジスタに透過させると共に駆動トランジスタを大型化する、のうち少なくとも一つを満たすことで前記駆動トランジスタの相互インダクタンスを大きくすることが好適である。
また、駆動トランジスタは薄膜トランジスタ(TFT)であり、駆動TFTのチャネル層が、多結晶シリコン、または、アモルファスシリコン、または、微結晶シリコン、または、酸化物半導体で形成されることが好適である。
また、駆動TFTの閾値電圧、もしくは、有機EL素子のターンオン電圧、もしくは、それらの和、を階調信号電圧に加算して駆動TFTのゲートに印加することが好適である。
また、周囲温度、ディスプレイ本体の温度、表示画像、または表示画像の履歴によって、有機EL素子の温度を推定し、画素に供給される電源電圧または信号電圧を調整する機能を有することが好適である。
また、本発明に係る表示装置は、上述の画素回路を用いたことを特徴とする。
このように、本発明によれば、有機EL素子を用いた表示装置において、低消費電力でのアナログ駆動が可能になる。
従来の画素回路の構成を示す図である。 従来のアナログ駆動のバイアス模式図である。 従来のデジタル駆動のバイアス模式図である。 実施形態1の画素回路の構成を示す図である。 実施形態1の駆動のバイアス模式図である。 実施形態2の画素回路の構成を示す図である。 実施形態2の駆動のタイミングチャートである。 実施形態1の変形例の構成を示す図である。
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
「概要説明」
実施形態に係る表示装置によれば、有機EL素子は駆動TFTのソースに接続される。通常、有機EL素子は駆動トランジスタ(TFT)にドレイン接続され、駆動トランジスタの表示面積当たりの相互コンダクタンスは1×10−12〜5×10−12(A/V/m)程度に設計される。本実施形態では、駆動トランジスタの表示面積当たりの相互コンダクタンスを1×10−11(A/V/m)以上、好ましくは1×10−10(A/V/m)以上とする。ここでトランジスタの相互コンダクタンスは、ドレイン電流をゲート電圧で偏微分した値として定義され、通常チャネル電界依存性を持つ。したがって相互コンダクタンスの値はトランジスタに印加するゲート電圧に依存する。そこで慣習的に、適当なゲート電圧範囲内でのドレイン電流のゲート電圧偏微分の最大値が相互コンダクタンス値として採用されている。
これにより、駆動トランジスタのゲート・ソース間に必要な電圧は、1V以下、好ましくは0.4V以下となり、有機EL素子の駆動電圧と比較して十分小さくなる。このため、駆動トランジスタを飽和領域で動作させるために必要なドレイン・ソース間電圧は有機EL素子の駆動電圧に比べて数分の1、好ましくは10分の1以下とすることができる。
このように、本実施形態によれば、従来のアナログ駆動で駆動トランジスタのドレイン・ソース間電圧が5V程度必要な場合と比較して、30%〜60%電源電圧を下げることが可能となり、その分消費電力を低減できる。
また、デジタル駆動では、有機EL素子の劣化に伴う駆動電圧の上昇が大きい場合、輝度の補正が難しかったが、本実施形態はアナログ駆動であるため、駆動トランジスタのゲートに有機EL素子の駆動電圧上昇分を加算することは、画素回路内で比較的容易にできる。
本実施形態の実施に当たっては、相互コンダクタンスの高いトランジスタを用いる必要がある。相互コンダクタンスを上げる手段としては、チャネル移動度を上げる、チャネル容量を下げる、チャネル幅・長さ比を大きくする、などが挙げられる。
TFTからなる駆動トランジスタの相互コンダクタンスを上げる最も簡単な方法はチャネル移動度を上げることである。移動度の高いTFTチャネル材料としては、多結晶シリコン(ELA(Excimer Laser Anneal)法、SPC(Solid Phase Crystallization)法、レーザーアニール法など)、酸化物半導体(ZnO、IGZO、IZO、ZTOなど)が挙げられる。この場合、移動度は15cm/Vs以上、好ましくは20cm/Vs以上であることが好適である。
多結晶シリコンは、キャリアの移動度が高く、本実施形態の駆動トランジスタに好適である。通常、多結晶シリコンはP型チャネルを形成するため、有機EL素子のカソードにコンタクトを形成するか、通常とは逆にカソードから順に積層して有機EL素子を形成することが好適である。
また、酸化物半導体は、通常N型チャネルを形成し、移動度も高く、好適である。酸化物半導体は、初期特性の均一性に優れ、バイアス印加素子安定性も良好で、好適である。特に、移動度が十分高いか、透明電極、チャネルなどを用いてチャネル幅・チャネル長比を大きくできる場合、ゲート電圧を低くできゲートに印加される電界を極小にできるため、バイアスストレスによる駆動トランジスタの劣化を抑えることができ好適である。
チャネル容量を上げることによっても、駆動トランジスタの相互コンダクタンスを上げることができる。チャネル容量を上げる方法としては、ゲート絶縁膜形成に化学気相成長(CVD)法、原子層堆積(ALD)法などの積層法を用いることが好適である。ゲート絶縁膜の厚さとしては、1000A(オングストローム)以下、好ましくは500A程度以下とすることが好適である。
駆動トランジスタのチャネル幅・チャネル長比を上げることによっても駆動トランジスタの相互コンダクタンスを挙げることが可能である。チャネル長を短くすることは、プロセス精度や歩留まりの観点から限界があるため、これは主にTFTチャネル幅を大きくすることによって達成される。
ここで、駆動トランジスタのサイズを大きくするには、有機EL素子の発光面積を確保しながらチャネル幅を大きくすることが好適である。このため、有機EL素子の発光を駆動トランジスタなどのTFTが配置されるTFT基板側とは逆側に取り出すトップエミッション構造とすることが好適である。
また、ボトムエミッション構造とした場合では、透明電極、透明チャネルを用い駆動トランジスタの一部と有機EL発光領域をオーバーラップさせ、TFTの一部に光を通過させることが好適である。この場合、透明チャネル・電極の可視光に対する波長透過率は最大で70%以上とすることが好ましい。さらに好ましくは、可視光のほぼ全域に渡り70%以上、可視光に対する波長最大透過率80%以上とすることが好適である。これによって、駆動トランジスタのチャネル幅を大きくして駆動トランジスタを大型化しても画素の開口率を十分なものに維持することが可能となる。
本実施形態のように有機EL素子を負荷に用いたソースフォロワ回路は、回路のIV特性が有機EL素子の特性に依存する。特に、有機EL素子はIVの温度依存性が高く、本発明を用いた画素回路のIV特性も動作温度に強く依存してしまう。このため、ディスプレイ温度、環境温度、表示内容などに基づき、電源電圧または信号電圧を調整し、有機EL素子の温度依存性に基づく画素回路IVの温度依存性を補正する機能を有することが好適である。すなわち、ディスプレイ本体温度、環境温度(周囲温度)を計測したりすることで有機EL素子の温度を推定できる。また、映像データの内容(表示内容)の履歴などから、ディスプレイ電流を推定し、推定結果に基づいて有機EL素子の温度を推定できる。そして、このようにして得た有機EL素子の推定温度に基づき、電源電圧を調整したり、信号電圧を調整することで、温度変化に基づく有機EL素子の駆動電流(=発光輝度)の変化を補償することが可能になる。
「実施形態1」
図3は、本発明の実施形態1の画素回路構成図である。2TFTと保持容量で構成されている。
N型の駆動トランジスタ(TFT)T1のドレインは電源VDDに接続され、ゲートは書込みトランジスタ(TFT)T2を介して信号線と接続されている。N型チャネルの駆動トランジスタT1のゲート・ドレイン間には保持容量Csが接続される。駆動トランジスタT1のソースには有機EL素子OLEDのアノードが接続され、そのカソードは電源CVに接続される。
実施形態1の回路の動作を詳しく説明する。図3の回路は従来の画素回路同様、信号線から信号電圧VdataをT1のゲートに印加することによって、駆動トランジスタT1から目的輝度に応じた駆動電流を有機EL素子OLEDに供給する。ただし、図3の回路では、有機EL素子OLEDが駆動トランジスタT1のソース側に接続され、いわゆるソースフォロワ回路を形成しているため、ゲートに印加する電圧Vgは、有機EL素子OLEDの駆動電流を供給するのに必要な駆動トランジスタT1のゲート・ソース間電圧Vgsと有機EL素子OLED自身の駆動電圧Voledの和となる(Vgs=Vgs+Voled)。
ここで、駆動トランジスタT1の相互コンダクタンスを1×10−11(A/V/m)以上、好ましくは1×10−10(A/V/m)以上とすると、有機EL素子OLEDの駆動に必要な駆動トランジスタT1のVgsは通常1V以下となる。
例えば、有機ELディスプレイが8ビットの階調を持つとすると、アナログ駆動では信号電圧を256階調で制御する必要がある。駆動トランジスタT1の駆動レンジが小さくなると、階調を正確に制御することは難しくなる。本実施形態によれば、有機EL素子OLEDの駆動電圧との和を制御すればよいので、相互コンダクタンスの高い駆動トランジスタT1でも階調電圧を正確に制御することができる。
図4は、実施形態1の回路の動作バイアスの例である。曲線Vaは有機EL素子OLEDのアノード電位Vaの変化と有機EL素子に流れる電流Ioledの関係を示し、曲線Vgは、駆動トランジスタT1のゲート電圧Vgとそのとき流れる電流Ioledの関係を示している。駆動トランジスタT1に流れる電流と有機EL素子OLEDに流れる電流は等しいため、図4の駆動トランジスタのゲート電圧Vgと有機EL素子OLEDのアノード電圧(=駆動トランジスタT1のソース電圧)Vaの差が駆動トランジスタT1のVgsに相当する。また、図4においては、駆動トランジスタT1のVgsを一定値としてそのソース電位を変更した時に駆動トランジスタT1に流れる電流値も示している。
このように、駆動トランジスタT1の相互コンダクタンスを高くとっているため、駆動トランジスタT1のVgsは比較的小さく、従って駆動トランジスタT1を飽和領域で動作させるためのドレイン・ソース間電圧Vdsも小さくてすむ。図4を、図2Aに示した従来技術の動作バイアスと比較すると電源電圧VDD−CVが低く抑えられていることがわかる。すなわち、Vgsによって駆動電流Ioledを変更することができるが、Vds=VDD−Vaが比較的小さくてよいため、VDDを比較的低い電圧にすることが可能になる。
また、駆動トランジスタT1のゲートバイアスを低く抑えられるので、駆動トランジスタT1として微結晶シリコンや酸化物半導体を用いた場合の閾値電圧シフトを極小に抑えられることが期待でき、従来これらの半導体を駆動TFTに用いたときの素子劣化の問題を解決できる。
「実施形態2」
有機EL素子OLEDが駆動に伴い高抵抗化する場合、有機EL素子OLEDの駆動電圧Voledを劣化後のターンオン電圧の上昇分オフセットすることが有効である。実施形態2として、駆動TFTのゲートに有機EL素子のターンオン電圧を加算する機能を有する回路を挙げる。
図5に実施形態2の回路図を、図6にその駆動タイミングチャートを示す。なお、簡単のため、有機EL素子OLEDのカソード電位CVを0とする。
駆動トランジスタT1のドレインと電源VDDの間には、トランジスタT4が配置され、保持容量Csは、駆動トランジスタT1のゲートと書き込みトランジスタT2との間に配置される。また、駆動トランジスタT1のゲート・ソース間には、トランジスタT3が配置され、書き込みトランジスタT2と保持容量の接続点はトランジスタT5を介し電源VDDに接続されている。また、トランジスタT4,T5は、信号ENBによってオンオフされ、トランジスタT3は書き込みトランジスタT2と同じ信号SCNによってオンオフされる。
信号電圧書き換えのタイミングで信号ENBをロウレベル、信号SCNをハイレベルに設定する。これによって、トランジスタT4がオフされ、有機EL素子OLEDの両端電圧が下がり発光を停止する。このとき、有機EL素子OLEDのアノード電位Vaはターンオン電圧Vturn−onになっている。トランジスタT3がオンされるので、駆動トランジスタT1のゲートにVturn−onが導入される。駆動トランジスタT1としてディプレッション型のTFTを用いれば、駆動トランジスタT1は導通状態にあるので、ゲート電圧VgにVturn−onを導入できる。
同時に、トランジスタT5がオフされ、書き込みトランジスタT2がオンされるので、保持容量Csの書き込みトランジスタT2側の電圧Vbに信号電圧Vdataが書き込まれる。信号電圧Vdataは目的のゲート・ソース電圧をVgsとして、
Vdata=VDD−(Vgs−ΔVoled)
とする。ただし、有機EL素子の目的駆動電圧をVoledとすると、
ΔVoled=Voled−Vturn−on
である。
次に、信号ENBをロウレベル、信号SCNをハイレベルに設定して、トランジスタT2、T3をオフにして、トランジスタT4、T5をオンにすると、VgはVgs+Voledとなる。これによって、駆動トランジスタT1のゲート・ソース間にはVgsが、有機EL素子OLEDにはVoledが印加され、有機EL素子OLEDの駆動電圧上昇ΔVoledによって引き起こされる輝度ばらつきを補正できる。
トランジスタT1、T5は相互コンダクタンスを高く設計してあるので、電源電圧VDD−CVは実施形態1と同様有機EL素子の駆動電圧とほぼ等しく、実施形態2の回路も低消費電力で動作する。
ここで、図3の画素回路において、駆動トランジスタT1をP型TFTとした実施形態1の変形例の構成を、図7に示す。この場合、有機EL素子OLEDのアノードが電源CVに接続され、カソードが駆動トランジスタT1のソースに接続される。駆動トランジスタT1のドレインは電源VDDに接続され、ゲートはトランジスタT2を介し信号線に接続される。また、駆動トランジスタT1のゲート・ドレイン間に保持容量Csが接続される。なお、この例の場合は、電源CVが電源VDDより高電圧で、電源CVからの電流が、有機EL素子OLED、駆動トランジスタT1に流れる。また、有機EL素子OLEDのカソードが画素毎に形成された画素電極となり、アノードが全画素共通の共通電極となる。上述したように、多結晶シリコンは、通常、多結晶シリコンはP型チャネルを形成するため、この構成が好適である。
Cs 保持容量、OLED 有機EL素子、T1 駆動トランジスタ、T2 書き込みトランジスタ、T3〜T5 トランジスタ。

Claims (6)

  1. 有機EL素子と、
    電源からの電流を前記有機EL素子に供給する駆動トランジスタと、
    を含み、
    前記駆動トランジスタのソース端が前記有機EL素子の一端に接続され、前記有機EL素子の他端は電源電位に接続され、
    かつ、前記駆動トランジスタの画素単位面積当たりの相互コンダクタンスが1×10−11(A/V/m)以上であることを特徴とする画素回路。
  2. 請求項1に記載の画素回路において、
    駆動トランジスタの移動度が15cm/Vs以上、
    または、駆動トランジスタのゲート絶縁膜の厚さが1000オングストローム以下としてチャネル容量を大きくする、
    または、駆動トランジスタのチャネル層またはソース電極の可視光に対する波長透過率が最大70%以上として前記有機EL素子からの光を駆動トランジスタに透過させると共に駆動トランジスタを大型化する、
    のうち少なくとも一つを満たすことで前記駆動トランジスタの相互インダクタンスを大きくすることを特徴とする画素回路。
  3. 請求項2に記載の画素回路において、
    駆動トランジスタは薄膜トランジスタ(TFT)であり、
    駆動TFTのチャネル層が、多結晶シリコン、または、アモルファスシリコン、または、微結晶シリコン、または、酸化物半導体で形成されることを特徴とする画素回路。
  4. 請求項1〜3のいずれか1つに記載の画素回路において、
    駆動TFTの閾値電圧、もしくは、有機EL素子のターンオン電圧、もしくは、それらの和、を階調信号電圧に加算して駆動TFTのゲートに印加することを特徴とする画素回路。
  5. 請求項1〜4に記載の画素回路において、
    周囲温度、ディスプレイ本体の温度、表示画像、または表示画像の履歴によって、有機EL素子の温度を推定し、画素に供給される電源電圧または信号電圧を調整する機能を有することを特徴とする画素回路。
  6. 請求項1〜5のいずれか1つに記載の画素回路を用いたことを特徴とする表示装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013015091A1 (en) * 2011-07-22 2013-01-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device
WO2014021150A1 (ja) * 2012-07-31 2014-02-06 シャープ株式会社 表示装置およびその駆動方法
JP2018205707A (ja) * 2017-05-31 2018-12-27 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 電界発光表示装置
JP2020504340A (ja) * 2017-03-10 2020-02-06 クンシャン ゴー−ビシオノクス オプト−エレクトロニクス カンパニー リミテッドKunshan Go−Visionox Opto−Electronics Co., Ltd. ディスプレイデバイスを駆動する方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI471843B (zh) * 2012-07-18 2015-02-01 Innocom Tech Shenzhen Co Ltd 有機發光二極體像素電路與顯示器
TWI483233B (zh) * 2013-02-08 2015-05-01 Au Optronics Corp 像素結構及其驅動方法
US9768345B2 (en) 2013-12-20 2017-09-19 Apple Inc. LED with current injection confinement trench
WO2015097595A1 (en) 2013-12-27 2015-07-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device
US20160119189A1 (en) * 2014-10-28 2016-04-28 Electronics And Telecommunications Research Institute System for controlling carrier virtual network
KR102237748B1 (ko) 2014-11-24 2021-04-12 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 이의 구동방법
KR20160108630A (ko) * 2015-03-04 2016-09-20 연세대학교 산학협력단 전기 에너지를 이용한 박막 활성화 방법, 박막 트랜지스터 제조 방법 및 기판 처리 장치
EP3273647B1 (en) * 2015-03-20 2019-02-06 NTT DoCoMo, Inc. Service allocation determination based on the presence of an isolation requirement in the service requirements
KR102306070B1 (ko) * 2015-04-06 2021-09-29 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 구동 방법
US9646101B1 (en) * 2015-11-17 2017-05-09 Ebay Inc. Presentation of information on multiple devices
KR102458660B1 (ko) * 2016-08-03 2022-10-26 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시 장치 및 전자 기기
US10624190B1 (en) * 2019-01-21 2020-04-14 Mikro Mesa Technology Co., Ltd. Micro light-emitting diode driving circuit and method for driving the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0916123A (ja) * 1995-07-04 1997-01-17 Tdk Corp 画像表示装置
US20070063932A1 (en) * 2005-09-13 2007-03-22 Arokia Nathan Compensation technique for luminance degradation in electro-luminance devices
JP2009103780A (ja) * 2007-10-22 2009-05-14 Seiko Epson Corp 電気光学装置

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6384804B1 (en) * 1998-11-25 2002-05-07 Lucent Techonologies Inc. Display comprising organic smart pixels
JP4982014B2 (ja) * 2001-06-21 2012-07-25 株式会社日立製作所 画像表示装置
JP4075505B2 (ja) * 2001-09-10 2008-04-16 セイコーエプソン株式会社 電子回路、電子装置、及び電子機器
JP3899886B2 (ja) * 2001-10-10 2007-03-28 株式会社日立製作所 画像表示装置
US7167169B2 (en) * 2001-11-20 2007-01-23 Toppoly Optoelectronics Corporation Active matrix oled voltage drive pixel circuit
JP4119198B2 (ja) * 2002-08-09 2008-07-16 株式会社日立製作所 画像表示装置および画像表示モジュール
JP2004157467A (ja) * 2002-11-08 2004-06-03 Tohoku Pioneer Corp アクティブ型発光表示パネルの駆動方法および駆動装置
GB0227356D0 (en) * 2002-11-23 2002-12-31 Koninkl Philips Electronics Nv Colour active matrix electroluminescent display devices
GB0301623D0 (en) * 2003-01-24 2003-02-26 Koninkl Philips Electronics Nv Electroluminescent display devices
TW200500979A (en) * 2003-05-20 2005-01-01 Adv Lcd Tech Dev Ct Co Ltd Light emission type display apparatus
GB0401613D0 (en) * 2004-01-26 2004-02-25 Cambridge Display Tech Ltd Organic light emitting diode
JP4869626B2 (ja) * 2004-05-22 2012-02-08 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置及び電子機器
US7245297B2 (en) * 2004-05-22 2007-07-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electronic device
US7211825B2 (en) * 2004-06-14 2007-05-01 Yi-Chi Shih Indium oxide-based thin film transistors and circuits
JP4438722B2 (ja) * 2004-11-19 2010-03-24 ソニー株式会社 バックライト駆動装置、バックライト駆動方法及び液晶表示装置
US7142179B2 (en) * 2005-03-23 2006-11-28 Eastman Kodak Company OLED display device
JP2006285116A (ja) * 2005-04-05 2006-10-19 Eastman Kodak Co 駆動回路
US8300031B2 (en) * 2005-04-20 2012-10-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device comprising transistor having gate and drain connected through a current-voltage conversion element
US8847861B2 (en) * 2005-05-20 2014-09-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Active matrix display device, method for driving the same, and electronic device
US7960908B2 (en) * 2005-07-15 2011-06-14 Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd. Organic EL display
US7986287B2 (en) * 2005-08-26 2011-07-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and method of driving the same
US20090046090A1 (en) * 2005-10-26 2009-02-19 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Active matrix display devices
US9165505B2 (en) * 2006-01-13 2015-10-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electoric device having the same
US20080012471A1 (en) * 2006-06-29 2008-01-17 Eastman Kodak Company Oled device having improved light output
US20080001538A1 (en) * 2006-06-29 2008-01-03 Cok Ronald S Led device having improved light output
TWI442368B (zh) * 2006-10-26 2014-06-21 Semiconductor Energy Lab 電子裝置,顯示裝置,和半導體裝置,以及其驅動方法
JP2010511183A (ja) * 2006-11-28 2010-04-08 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 光フィードバックを有するアクティブマトリクス型ディスプレイ装置及びその駆動方法
JP5542297B2 (ja) * 2007-05-17 2014-07-09 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置、表示モジュール及び電子機器
JP5116359B2 (ja) * 2007-05-17 2013-01-09 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置
JP5542296B2 (ja) * 2007-05-17 2014-07-09 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置、表示モジュール及び電子機器
US7910932B2 (en) * 2007-06-01 2011-03-22 Northwestern University Transparent nanowire transistors and methods for fabricating same
JP4386128B2 (ja) * 2007-11-15 2009-12-16 ソニー株式会社 有機電界発光表示装置
JP2009276460A (ja) * 2008-05-13 2009-11-26 Sony Corp 表示装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0916123A (ja) * 1995-07-04 1997-01-17 Tdk Corp 画像表示装置
US20070063932A1 (en) * 2005-09-13 2007-03-22 Arokia Nathan Compensation technique for luminance degradation in electro-luminance devices
JP2009103780A (ja) * 2007-10-22 2009-05-14 Seiko Epson Corp 電気光学装置

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013015091A1 (en) * 2011-07-22 2013-01-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device
JP2013210645A (ja) * 2011-07-22 2013-10-10 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光装置、表示モジュール及び電子機器
JP2013257570A (ja) * 2011-07-22 2013-12-26 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光装置、表示モジュール及び電子機器
US10008149B2 (en) 2011-07-22 2018-06-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device including pixels suppressing variation in luminance
US10629122B2 (en) 2011-07-22 2020-04-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device
US11081050B2 (en) 2011-07-22 2021-08-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device
US11741895B2 (en) 2011-07-22 2023-08-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device
WO2014021150A1 (ja) * 2012-07-31 2014-02-06 シャープ株式会社 表示装置およびその駆動方法
US9443471B2 (en) 2012-07-31 2016-09-13 Sharp Kabushiki Kaisha Display device and driving method thereof
JP2020504340A (ja) * 2017-03-10 2020-02-06 クンシャン ゴー−ビシオノクス オプト−エレクトロニクス カンパニー リミテッドKunshan Go−Visionox Opto−Electronics Co., Ltd. ディスプレイデバイスを駆動する方法
US10872567B2 (en) 2017-03-10 2020-12-22 Kunshan Go-Visionox Opto-Electronics Co., Ltd. Method for driving display device
JP2018205707A (ja) * 2017-05-31 2018-12-27 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 電界発光表示装置

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