JPH08241057A - 画像表示装置 - Google Patents

画像表示装置

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JPH08241057A
JPH08241057A JP7043749A JP4374995A JPH08241057A JP H08241057 A JPH08241057 A JP H08241057A JP 7043749 A JP7043749 A JP 7043749A JP 4374995 A JP4374995 A JP 4374995A JP H08241057 A JPH08241057 A JP H08241057A
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JP
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capacitor
select switch
resistance
pixel
writing
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JP7043749A
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Ichiro Takayama
一郎 高山
Michio Arai
三千男 荒井
Mitsufumi Kodama
光文 小玉
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
TDK Corp
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
TDK Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 他画素に対する画像制御信号の影響を受け
ず、制御信号に応じた輝度での表示を可能とした画像表
示装置を提供すること。 【構成】 一画素毎に薄膜画素素子ＥＬと、この薄膜画
素素子ＥＬの発光制御用の非線形素子５と、この非線形
素子５のゲート電極に接続された信号保持用のコンデン
サＣと、このコンデンサＣへのデータ書き込み用の非線
形素子６を備えた画像表示装置において、前記コンデン
サＣと任意の固定電位との間に、前記データ書き込み用
の非線形素子６のオン抵抗より大きな抵抗値でかつ前記
データ書き込み用の非線形素子６のオフ抵抗より小さな
抵抗値の抵抗Ｒを配置したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は画像表示装置に係り、特
に制御信号に応じた輝度での表示を可能にしたものに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来のエレクトロルミネセンス（ＥＬ）
画像表示装置は、図４（Ａ）に示す如く、ＥＬで構成さ
れる画面部１と、Ｘ軸信号が出力されるシフトレジスタ
２と、Ｙ軸信号が出力されるシフトレジスタ３等を具備
している。画面部１にはＥＬ電源Ｅｏが印加され、Ｙ軸
用のシフトレジスタ３にはＹ軸同期信号Ｙｃとシフトレ
ジスタ電源ＳＲが印加される。またＸ軸用のシフトレジ
スタ２には画像データ信号Ｄｉと、Ｘ軸同期信号Ｘｃと
シフトレジスタ電源ＳＲが印加される。
【０００３】図４（Ｂ）は、画面部１の１部分Ｗを拡大
したものを示す回路であり、４つの画素１０−１、１０
−２、１０−３、１０−４が例示されている。画素１０
−１は、発光用の薄膜のＥＬ素子ＥＬ1 と、このＥＬ素
子ＥＬ1 の発光を制御するバイアス薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）１１−１と、このバイアスＴＦＴ１１−１の
ゲート電極に接続されるコンデンサＣ1 と、このコンデ
ンサＣ1 に対し信号を書き込む書き込み用のＹ座標セレ
クトスイッチ１２−１で構成される。他の画素１０−
２、１０−３、１０−４・・・も画素１０−１と同様に
構成されている。
【０００４】Ｙ座標セレクトスイッチ１２−１は、例え
ばＴＦＴで構成され、そのゲート電極はシフトレジスタ
３の端子Ｙ1 に接続される。このＹ座標セレクトスイッ
チ１２−１はまたＸ座標セレクトスイッチ１３に接続さ
れている。そしてＸ座標セレクトスイッチ１３は、例え
ばＴＦＴで構成され、そのゲート電極はシフトレジスタ
２の端子Ｘ1 に接続されている。なおＸ座標セレクトス
イッチ１３には、画像データ信号Ｄｉが入力される。
【０００５】従って、Ｙ軸用のシフトレジスタ３におい
て端子Ｙ1 より同期信号が出力されるとＹ座標セレクト
スイッチ１２−１、１２−２・・・はオンとなる。この
ときＸ軸用のシフトレジスタ２において端子Ｘ1 に同期
信号が出力されると、Ｘ座標セレクトスイッチ１３がオ
ンとなり、Ｘ座標セレクトスイッチ１３に入力された画
像データ信号Ｄ1 がＹ座標セレクトスイッチ１２−１を
経由してコンデンサＣ 1 に保持される。次に端子Ｘ2 に
同期信号が出力されると、Ｘ座標セレクトスイッチ１３
がオフになると同時にＸ座標セレクトスイッチ１４がオ
ンとなり、このときＸ座標セレクトスイッチ１４に入力
された画像データ信号Ｄ2 がＹ座標セレクトスイッチ１
２−２を経由してコンデンサＣ2 に保持される。従っ
て、Ｙ座標セレクトスイッチ１２−１、１２−２・・・
はコンデンサＣ1 、Ｃ2 ・・・に画像データ信号に応じ
た電荷を蓄積する書き込み用のセレクトスイッチとして
機能する。
【０００６】このようにしてコンデンサＣ1 、Ｃ2 ・・
・に画像データ信号Ｄ1 、Ｄ2 ・・・が保持され、これ
に応じてバイアスＴＦＴ１１−１、１１−２・・・もオ
ン状態になりＥＬ素子ＥＬ1 、ＥＬ2 ・・・を画像デー
タ信号Ｄ1 、Ｄ2 ・・・に応じて発光制御する。このよ
うに端子Ｙ1 に対する画素１０−１、１０−２・・・が
発光制御動作したのちに、Ｙ軸用のシフトレジスタ３で
は端子Ｙ2 に同期信号が出力され、同様にして画素１０
−３、１０−４・・・が発光制御動作する。なおＥＬ素
子ＥＬ1 、ＥＬ2 ・・・は、例えば有機ＥＬ素子で構成
される。
【０００７】このような、一画素毎に薄膜ＥＬ素子と、
前記ＥＬ素子の発光制御用の、バイアスＴＦＴの如き非
線形素子と、この非線形素子のゲート電極に接続された
信号保持用のコンデンサと、この信号保持用のコンデン
サへのデータ書き込み用のＹ軸セレクトスイッチの如き
非線形素子を備えたＥＬ画像表示装置において、ＥＬの
発光強度は信号保持用のコンデンサに蓄積された電圧に
依存し、その発光はスタティックである。このようなＥ
Ｌ画像表示装置は、例えばＡ６６−ｉｎ ２０１ｐｉ
Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａ
ｙ ＰａｎｅｌＴ．ｐ．Ｂｒｏｄｙ、Ｆ．Ｃ．Ｌｕｏ、
ｅｔ．ａｌ．、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｖｏｌ．ＥＤ−２２，Ｎｏ．９，
Ｓｅｐｔ．１９７５，（Ｐ７３９〜Ｐ７４９）に記載さ
れている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記信号保
持用のコンデンサに蓄積された電荷はデータ書き込み用
の非線形素子のオフ・リークにより失われ、画質が変化
してしまう。しかもこの失われる電荷の量は、表示され
る画面の情報により影響される。
【０００９】いま図４に示す一画素の回路を図５に示
す。発光用の薄膜のＥＬ素子ＥＬの一端は共通電極ＣＯ
Ｍに接続され、他端はこれを発光制御するバイアスＴＦ
Ｔ１１に接続される。このバイアスＴＦＴ１１は固定電
位ＶＤ（図４のＥｏに相当）が印加され、またそのゲー
ト電極には信号保持用のコンデンサＣが接続される。そ
してこの信号保持用のコンデンサＣにはＹ座標セレクト
スイッチ１２が接続される。
【００１０】ところで信号保持用のコンデンサＣに蓄積
される電荷は、前記Ｙ座標セレクトスイッチ１２を経由
してリークされ、ＥＬ素子ＥＬのバイアスが変わり画質
に影響が生ずるが、そのリーク量は、Ｙ座標セレクトス
イッチ１２に印加される電位Ｘｉにより影響される。例
えば図４（Ｂ）において、画素１０−３のコンデンサＣ
3 のリーク電流はＹ座標セレクトスイッチ１２−３のオ
フ抵抗とこのＹ座標セレクトスイッチ１２−３の接続電
位に影響される。
【００１１】ここでＹ座標セレクトスイッチ１２−３の
接続電位は、他画素に蓄積しようとする（換言すれば端
子Ｙ2 に同期信号が出力されていない時間中に）Ｙ座標
セレクトスイッチ１２−１、１２−３（図示省略されて
いるが、画素１０−３の上方の画素１０−５に設けられ
たＹ座標セレクトスイッチ１２−５等）が接続されてい
るＸ軸の共通データ線ＸＤ1 に印加される電圧の影響を
受ける。この共通データ線ＸＤ1 の電位は画像信号に基
づき決まるものである。
【００１２】しかしＥＬ画像表示装置には、どのような
画像を表示するのか事前には不明のため、前記リーク損
失を設計に反映することが不可能であった。そこで、Ｙ
座標セレクトスイッチには極めて高いオフ抵抗が要求さ
れる。また同時に限られた書き込み時間内に信号保持用
のコンデンサに画像データを充電するために、低いオン
抵抗も要求される。この書き込み時間は高解像度を目指
し、一画面の画素数を増やす程、短くなる。このため極
めて高いオフ抵抗と同時に、より低いオン抵抗が要求さ
れる。そのため非線形素子の製造方法の選択の自由度が
小さく、低コスト化、画面部の大面積化、高画質化、高
解像度化が難しかった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の問題点
を改善するため、図１に示す如く、ＥＬ素子ＥＬに対す
るバイアスＴＦＴ５のゲート電極に接続された信号保持
用のコンデンサＣに、放電用の抵抗Ｒを接続する。
【００１４】この抵抗Ｒの値は、データ書き込み用の非
線形素子であるセレクトスイッチ６のオフ抵抗よりも低
く、かつオン抵抗よりも高い値のものを配置する。なお
図１において、ＣＯＭは共通電極、ＶＤは固定電位であ
る。
【００１５】
【作用】図１において、図示省略したＹ軸のシフトレジ
スタによりセレクトスイッチ６をオンにする。このオン
状態において、画像データ信号ＤがＸ軸電位Ｘｉ側から
伝達されると、コンデンサＣはこの画像データ信号Ｄに
応じて充電され、ＥＬ素子がこの画像データ信号Ｄに応
じて発光する。
【００１６】その後、セレクトスイッチ６がオフになる
と、コンデンサＣの電荷は主に抵抗Ｒにより任意の固定
電位（図１の場合はＣＯＭ）へ放電が行われるので、こ
のコンデンサＣの失われる電荷量はそれに隣接する表示
画面の情報に影響されることがない。
【００１７】
【実施例】本発明の一実施例を図２に基づき詳述する。
図２において、２はＸ軸用のシフトレジスタ、３はＹ軸
用のシフトレジスタ、１０−１、１０−２、１０−３、
１０−４・・・は画面部を構成する画素である。
【００１８】画素１０−１は、発光用の薄膜のＥＬ素子
ＥＬ1 と、このＥＬ素子ＥＬ1 の発光を制御するバイア
スＴＦＴ５−１と、このバイアスＴＦＴ５−１のゲート
電極に接続されるコンデンサＣ1 ′と、このコンデンサ
Ｃ1 ′に並列接続された抵抗Ｒ1 と、このコンデンサＣ
1 ′に対して信号を書き込む書き込み用のＹ座標セレク
トスイッチ６−１で構成される。他の素子１０−２、１
０−３、１０−４・・・も画素１０−１と同様に構成さ
れている。
【００１９】Ｙ座標セレクトスイッチ６−１は、例えば
ＴＦＴで構成され、そのゲート電極はシフトレジスタ３
の端子Ｙ1 に接続されている。このＹ座標セレクトスイ
ッチ６−１は、また、Ｘ座標セレクトスイッチ１３に接
続されている。このＸ座標セレクトスイッチ１３は、例
えばＴＦＴで構成され、そのゲート電極はシフトレジス
タ２の端子Ｘ1 に接続されている。なおＸ座標セレクト
スイッチ１３には、画像データ信号Ｄが入力される。
【００２０】従って、Ｙ軸用のシフトレジスタ３におい
て、端子Ｙ1 より同期信号が出力されるとＹ座標セレク
トスイッチ６−１、６−２・・・はオンとなる。このと
きＸ軸用のシフトレジスタ２の端子Ｘ1 に同期信号が出
力されると、Ｘ座標セレクトスイッチ１３がオンとな
り、Ｘ座標セレクトスイッチ１３に入力された画像デー
タ信号Ｄ1 が書き込み用のセレクトスイッチとして機能
するＹ座標セレクトスイッチ６−１を経由してコンデン
サＣ1 ′に保持される。これによりバイアスＴＦＴ５−
１をオン状態にし、画像データ信号Ｄ1 に応じた電流が
ＥＬ素子Ｅ1 に流れ、画像データ信号Ｄ1 に基づき発光
制御される。
【００２１】次にＸ軸用のシフトレジスタ２の端子Ｘ2
に同期信号が出力されると、Ｘ座標セレクトスイッチ１
４がオンとなり、このときＸ座標セレクトスイッチ１４
に入力された画像データ信号Ｄ2 が、書き込み用のセレ
クトスイッチとして機能するＹ座標セレクトスイッチ６
−２を経由してコンデンサＣ2 ′に保持される。これに
よりバイアスＴＦＴ５−２をオン状態にし、画像データ
信号Ｄ2 に応じた電流がＥＬ素子Ｅ2 に流れ、画像デー
タ信号Ｄ2 に基づき発光制御される。
【００２２】このようにしてコンデンサＣ1 ′、Ｃ2 ′
・・・に画像データ信号Ｄ1 、Ｄ2・・・が保持され、
これに応じてバイアスＴＦＴ５−１、５−２・・・もオ
ン状態になりＥＬ素子ＥＬ1 、ＥＬ2 ・・・を画像デー
タ信号Ｄ1 、Ｄ2 ・・・に応じて発光させる。このよう
に端子Ｙ1 に対する画素１０−１、１０−２・・・が発
光制御したのちに、Ｙ軸用のシフトレジスタ３では端子
Ｙ2 に同期信号が出力され同様にして画素１０−３、１
０−４・・・が発光される。このような動作がＸ軸用の
シフトレジスタ２、Ｙ軸用のシフトレジスタ３について
順次行われ、画面が構成される。
【００２３】本発明においてはコンデンサＣ1 ′にはデ
ータ書き込み用の非線形素子であるセレクトスイッチ６
−１のオフ抵抗値よりも小さな値の抵抗Ｒ1 が並列接続
されている。同様にコンデンサＣ2 ′、Ｃ3 ′、Ｃ4 ′
・・・には抵抗Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 ・・・が接続されてい
る。従ってコンデンサＣ1 ′に充電された電荷は、セレ
クトスイッチ６−１がオフ状態の間で抵抗Ｒ1 を介し
て、図２（Ｂ）に示す如く、放電される。コンデンサＣ
2 ′、Ｃ3 ′、Ｃ4 ′・・・でも同様である。この場
合、コンデンサＣ1 ′の放電は、前記の如く、抵抗Ｒ1
を介して行われるので、その放電が他の画素１０−３・
・・の画像データの影響を受けることがなく、一定の割
合で失われるため、常に一定となる。他のコンデンサＣ
2 ′、Ｃ3 ′、Ｃ4 ′・・・においても、同様にその放
電は他の画素の画像データの影響を受けることはない。
【００２４】本発明では、このようにコンデンサ
Ｃ1 ′、Ｃ2 ′、Ｃ3 ′、Ｃ4 ′・・・に蓄積された電
荷が一定の割合で失われるため、ＥＬ素子の発光は間欠
発光になるが、各画素への電荷の書き込み周波数を、人
間の目が明滅を判定できる限界の周波数以上にすること
により、使用者には連続した発光と同様に認識させるこ
とができる。このとき、発光強度は、１秒あたりの時間
平均輝度がスタティック発光時の目的の輝度になるよう
に調整すればよい。
【００２５】本発明の他の実施例を図３（Ａ）、（Ｂ）
に示す。図３（Ａ）ではコンデンサＣと固定電位ＶＤの
間に抵抗Ｒを接続する場合を示し、同（Ｂ）では固定電
位ＶＤとは別に固定電位Ｖ0 を用意し、この固定電位Ｖ
0 とコンデンサＣの間に抵抗Ｒを接続した場合を示す。
これらによるも前記の場合と同様に動作させることがで
きる。
【００２６】なおＥＬ素子の極性は、図示のものに限定
されるものではなく、逆極性のものを使用することがで
きる。逆極性のものを使用した場合には、当然これに応
じて固定電位ＶＤ、共通電極ＣＯＭも逆になる。
【００２７】また前記放電用の抵抗の値は、セレクトス
イッチのオン抵抗の２倍〜１０8 倍好ましくは１０００
〜１０倍、オフ抵抗の１／２〜１／１０8 好ましくは１
／１０〜１／１０００位である。
【００２８】なお、前記第２図の例では、抵抗及びコン
デンサをバイアスＴＦＴに追加した固定電位と接続した
例について記載したが、本発明は勿論これに限定される
ものではなく、別に設けた固定電位に接続してもよい
し、ＣＯＭ電極に接続することも可能である。
【００２９】本発明ではＥＬ素子として有機ＥＬの薄膜
ＥＬを使用できる。本発明では間欠発光であるがスタテ
ィック発光に近いため、瞬間的に強く発光させる必要が
ない。有機薄膜ＥＬはあまり強く発光させると劣化が早
くなるので、なるべくやわらかく発光させることが好ま
しく、その意味からは前記のうちオフ抵抗に近い方の値
が好ましい。
【００３０】前記説明では、画素素子としてＥＬ素子を
使用した例について説明したが、本発明は勿論これに限
定されるものではなく、液晶等を使用することもでき
る。ところで間欠発光によりＥＬ素子を発光制御するこ
とは、特開平４−１３７３９２号公報に記載されている
が、これに記載されたものは、無発光時間がＥＬ素子の
温度緩和時間であることが必要であるが、本発明はこの
ように無発光時間は素子の温度緩和時間以上にする必要
が必ずしもなく、全く異なるものである。しかもこの公
報に記載されたものは、駆動波形を規定しているもの
の、その具体的な回路構成については何も記載されてな
く、しかも前記問題点の解決を考慮したものでもなく、
これまた全く異なるものである。
【００３１】またオフ電流リークに基づく画質の劣化を
防止することは、特開平２−１４８６８７号公報の第２
図に記載されたような、カレントミラー回路を用い、カ
レントミラー回路の電流をメモリセルの出力によりＭＯ
Ｓトランジスタを制御することによっても可能である
が、これはディジタルな信号による階調表示であり、し
かも回路が非常に複雑であり、さらに本発明のような間
欠発光ではなく、本発明とはこれまた大きく異なるもの
である。
【００３２】
【発明の効果】請求項１に記載された本発明によれば信
号保持用のコンデンサに、データ書き込み用非線形素子
のオン抵抗より高くオフ抵抗より小さい値のコンデンサ
の電荷放電用の抵抗を設けたので、前記データ書き込み
用非線形素子オフ抵抗をリーク抵抗の極めて小さい、非
常に大きな抵抗値のものとする必要がなく、オフ抵抗の
決定に自由度が与えられ、非線形素子の製造方法の選択
の自由が生まれ、画面の低コスト化、大面積化、高解像
度化、高画質化が容易になった。
【００３３】請求項２に記載された本発明によればＥＬ
素子を使用した画像表示装置に対して、オフ抵抗の決定
に自由度が与えられ、非線形素子の製造方法の選択の自
由が生まれ、画面の低コスト化、大面積化、高解像度
化、高画質化が容易になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の一実施例構成図である。
【図３】本発明の他の実施例である。
【図４】従来例である。
【図５】従来例の一画素構成図である。
【符号の説明】
１ 画面部 ２ シフトレジスタ ３ シフトレジスタ ５ バイアスＴＦＴ ６ セレクトスイッチ １０−１ 画素 １０−２ 画素 １０−３ 画素 １０−４ 画素 １１ バイアスＴＦＴ １１−１ バイアスＴＦＴ １２−１ セレクトスイッチ １３ セレクトスイッチ １４ セレクトスイッチ ＣＯＭ 共通電極 ＶＤ 固定電位
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小玉 光文 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一画素毎に薄膜画素素子と、この薄膜画
    素素子の発光制御用の非線形素子と、この非線形素子の
    ゲート電極に接続された信号保持用のコンデンサと、こ
    のコンデンサへのデータ書き込み用の非線形素子を備え
    た画像表示装置において、 前記コンデンサと任意の固定電位との間に、前記データ
    書き込み用の非線形素子のオン抵抗より大きな抵抗値で
    かつ前記データ書き込み用の非線形素子のオフ抵抗より
    小さな抵抗値の抵抗を配置したことを特徴とする画像表
    示装置。
  2. 【請求項２】 前記薄膜画素素子がエレクトロルミネセ
    ンス素子であることを特徴とする請求項１に記載された
    画像表示装置。
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