JPH09212121A

JPH09212121A - メモリ機能付き表示装置

Info

Publication number: JPH09212121A
Application number: JP8022298A
Authority: JP
Inventors: Daigo Morioka; 大悟森岡; Kazuhiro Mizutani; 和弘水谷; Yuichi Ikezu; 勇一池津
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1996-02-08
Filing date: 1996-02-08
Publication date: 1997-08-15
Anticipated expiration: 2016-02-08
Also published as: JP2800756B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ＥＬ等の輝度が高くない発光素子にメモリ機
能を持たせることにより実効的に輝度を向上させる。【構成】ガラス基板１上に（図示の状態では裏面
に）、マスク９により遮光されたフォトトランジスタ
６、７、８及び起動発光小画素３、小画素４、５を形成
し、小画素４にフォトトランジスタ６、７とコンデンサ
１４を並列に接続し、小画素５にフォトトランジスタ８
とコンデンサ１５を並列に接続する。小画素４、５を電
源線１２、ＧＮＤ線１３間に直列に接続する。小画素３
の陽極を走査線１７に、陰極をデータ線１６に接続す
る。フォトトランジスタ６、７、８はそれぞれ小画素
３、４、５の光のみに感応するように構成される。小画
素３が発光すると６が４を短絡し５が発光する。８はこ
れに感応して５を短絡し、これにより４が発光する。こ
のようにして小画素４と５とが交互に発光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メモリ機能付きの
表示装置に関し、特に単独ではメモリ機能を有しない分
散型ＥＬ、有機薄膜ＥＬ、無機薄膜ＥＬ、蛍光表示管等
からなる素子を対にして用い、それらを交互に発光させ
るようにした、メモリ機能付きの表示装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】マシン・マンインターフェースとして用
いられる表示装置は各種情報機器の発展につれその重要
性が益々高まってきている。特に、近年、情報機器の多
様化および省スペース化に伴い、低消費電力、小型薄膜
型、大型、軽量、低電圧駆動等の表示装置への要求が強
くなってきている。表示装置としては、ＣＲＴ、液晶等
があるが、上記の要請に鑑み特に最近ではＥＬ等の薄型
で自己発光型の表示装置への期待が高まっている。

【０００３】表示装置は、アクティブマトリックス型液
晶、プラズマディスプレイ等のように画素がメモリ機能
を有するものと、単純マトリックス型液晶、分散型Ｅ
Ｌ、有機薄膜ＥＬ、無機薄膜ＥＬ、蛍光表示管等の画素
がメモリ機能を有しないものとに分類される。図３に示
すように、走査線数ｎ、データ線数ｍのマトリックス状
の表示装置では、一画面を表示する時間の１／ｎのパル
ス電圧が走査線上に順次加えられ、それに同期してデー
タ線にデータ電圧が与えられる。

【０００４】図４に示すように、画素がメモリ機能を持
つアクティブマトリックス型等の表示装置では、画素に
電圧が加えられるのはＴ／ｎ（Ｔは１画面の表示時間）
であるにもかかわらず、発光すべき画素がＴ／ｎ時間経
過後以降も発光を持続するが、画素がメモリ機能を持た
ない単純マトリックス表示装置では、発光するのはＴ／
ｎ時間のみであった。

【０００５】アクティブマトリックス型の素子は、非線
形素子を用いる二端子方式と、電界効果トランジスタな
どを用いる三端子方式に分けられ、二端子方式は絶縁膜
を両側から金属で挟んだ構造で絶縁層内でのプール・フ
レンケル効果などを利用したＭＩＭ型、ダイオードを逆
方向に接続して両極性として用いるダイオード型などが
あり、三端子方式としては各画素にスイッチ素子として
電界効果トランジスタが用いられ、アモルファスシリコ
ン、多結晶シリコンを用いたものがある。この中でも現
在最もよく使用されているアクティブマトリックス表示
方式は電界効果トランジスタを用いたものである。

【０００６】図５は、電界効果トランジスタ型アクティ
ブマトリックス型表示装置の１画素の斜視図である。透
明なガラス基板１０１の上には（図示された状態では基
板の下面）データ線１０２と走査線１０３とが直交して
それぞれ複数本ずつ形成されており、データ線１０２と
走査線１０３との交差部分には、ゲートが走査線１０３
に、ソースがデータ線１０２に接続されたＴＦＴ１０４
と、このＴＦＴ１０４のドレインに接続された透明画素
電極１０５が形成されている。ＦＥＴ１０４は、走査線
１０３上の信号がハイとなったときにオンとなり、この
ときにデータ線１０２上のデータを透明画素電極１０５
に書き込む。液晶素子は２枚の平板電極間に液晶を挟ん
だ構造をしているため、一種のコンデンサであることか
ら、データが画素電極に書き込まれた後にはＴＦＴ１０
４がオフとなって画素電極１０５がデータ線１０２と切
り離された後も、書き込まれた画像情報（信号電荷）を
保持し続ける。そのため、走査線数が増えても明るい画
像を得ることができる。

【０００７】しかし、アクティブマトリックス方式表示
装置はバックライトは不可欠なものであり、消費電力が
大きく、表示装置としての厚みも厚くなるという欠点が
ある。そこで、発光素子自身にメモリ機能をもたせた表
示装置に期待が寄せられている。発光を利用した表示素
子構造としては、複数の表示素子と該表示素子より発光
あるいは透過する光の少なくとも一方が入力する発光素
子に結合した受光素子と、表示素子をそれぞれ駆動する
駆動回路を持ち、発光素子の出力が隣接する表示素子の
駆動回路にそれぞれ加わり、表示、ターンを順次シフト
する構造が、特開昭６０−１４０３８号公報において開
示されている。しかしながら、この構造は画素の駆動を
光出力で隣接する画素に順次シフトさせるもので、画素
にメモリ機能を持たせるものではない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】メモリ機能を有しない
発光素子を上述した従来のような単純マトリックス方式
でパルス駆動する場合、表示装置の画素が増加するに従
い、走査線数ｎが増加し、各画素を点灯する時間は短く
なり、各画素の輝度は減少して、高精度にするほど表示
装置全体としても輝度が低下してしまう問題点があっ
た。また、同じ理由により、パルス駆動では十分輝度が
とれない発光素子は表示装置としての用途が制限される
という問題点もあった。

【０００９】一方、ＴＦＴ液晶に代表される画素がメモ
リ機能を有する表示装置でも、画素に自発光機能が備え
られていない場合にはバックライトが不可欠で消費電力
が大きく、表示装置としての厚みも厚くなるという問題
点があった。したがって、本発明の解決すべき課題は、
メモリ機能を付与された発光素子を表示装置の画素と
し、これにより、表示装置の画素の増加による輝度の低
下を緩和しまた輝度が低くパルス駆動に適していない発
光素子の新しい表示装置への利用を可能にし、以て薄型
で高効率の表示装置の提供を可能にすることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、画素を、
それぞれが受光素子を備えた２つの発光小画素により構
成し、第１の発光小画素の発光を対応する受光素子が感
知して第１の発光小画素の発光を停止させるとともに第
２の発光小画素を点灯させ、第２の発光小画素の発光を
対応する受光素子が感知して第２の発光小画素の発光を
停止させるとともに第１の発光小画素を点灯させるよう
にし、このような動作を順次継続させることにより解決
することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明によるメモリ機能付き表示
装置は、１画素が、一対の駆動電源端子間に直列に接続
された一対の発光素子と、それぞれの発光素子に並列に
接続されるとともにそれぞれの発光素子に光学的に結合
された受光素子と、を備えていることを特徴としてい
る。

【００１２】上記のように構成された表示装置では、画
素内での一方の発光素子の発光が他方の発光素子の点灯
と自己の消灯を起動することが可能になりこれにより２
つの発光素子を交互に発光させることができるようにな
る。すなわち、画素に発光をメモリさせることが可能に
なり、画素を駆動するパルスが短く、パルス駆動時間分
の輝度では表示機器としての輝度が十分得られなくても
発光をメモリする時間分、実効的に輝度を向上させるこ
とが可能になる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１（ａ）は、本発明の第１の実施例の１
画素分を示す斜視図であり、図１（ｂ）はその等価回路
図である。図１（ａ）において、画素２は走査線数ｎ、
データ線数ｍのマトリックス状表示装置の発光表示画素
の中の一つであって、有機薄膜ＥＬからなる起動発光小
画素３と小画素４、小画素５から構成されている。

【００１４】そして、起動発光小画素３にはフォトトラ
ンジスタ６が、小画素４にはフォトトランジスタ７が、
小画素５にはフォトトランジスタ８が備えられている。
これらのフォトトランジスタはそれぞれマスク９により
外光から遮断されており、フォトトランジスタ６は起動
発光小画素３のみの光、フォトトランジスタ７は小画素
４のみの光、フォトトランジスタ８は小画素５のみの光
を感知するように構成されている。各小画素には基板側
に光を透過する陽極電極１０、反対側に陰極電極１１が
形成されており、小画素４と小画素５は直列に接続さ
れ、その両端は画素と平行に配線された電源線１２とＧ
ＮＤ線１３にそれぞれ接続されている。

【００１５】そして、フォトトランジスタ７とタイミン
グ調整用のコンデンサ１４が小画素４に並列に接続さ
れ、また、フォトトランジスタ８とタイミング調整用の
コンデンサ１５が小画素５に並列に接続されている。起
動発光小画素３の陽極電極１０は走査線１７に、陰極電
極１１はデータ線１６に接続されており、フォトトラン
ジスタ６はフォトトランジスタ７に並列に接続されてい
る。また、電源線等の各配線は絶縁膜により、それぞれ
互いに短絡しないようになされている。

【００１６】次に、この実施例の製造方法を簡単に説明
する。ガラス基板１上（図示された状態では基板の裏
面）に、遮光性のマスク９を形成し、その上に薄膜のフ
ォトトランジスタ６〜９を形成する。透明導電膜を堆積
しこれをパターニングして陽極電極１０を形成し、その
上に真空蒸着法により有機ＥＬ材料を被着しパターニン
グして小画素３〜５を形成する。その上に陰極電極１１
と薄膜コンデンサ（１４、１５）を形成した後、金属膜
および絶縁膜の堆積とそのパターニングにより各部の接
続を行うとともに配線を形成する。

【００１７】次に、このように形成された本実施例の表
示装置の動作について説明する。電源線１２には約１０
Ｖの電圧が印加され、初期の状態では小画素４、５には
それぞれ約５Ｖの電圧が印加されている。ここで、小画
素４、５の発光開始電圧は約７Ｖである。また、各画素
の駆動は、一画素表示時間の１／ｎであるパルス電圧が
走査線１７に順次与えられ、それに同期して発光すべき
画素のデータ線１６にデータ電圧が与えられる。いま、
起動発光小画素３の走査線１７にパルス入力電圧１８
が、同時にデータ線１６にもデータ電圧１９が与えられ
たものとすると、Ｔ／ｎ（Ｔは１画面の走査時間）の時
間、起動発光小画素３は発光し、この光はフォトトラン
ジスタ６に入射し、フォトトランジスタ６は光を感知し
て小画素４をショートする。そのため、コンデンサ１４
が放電、コンデンサ１５が充電され、小画素５に約１０
Ｖの電圧が印加されて、小画素５が発光する。

【００１８】次に、小画素５の発光をフォトトランジス
タ８が感知して小画素５をショートし、コンデンサ１５
が放電し、コンデンサ１４が充電される。これにより、
小画素５が消灯し、小画素４に約１０Ｖの電圧が印加さ
れて、小画素４は発光する。また、この発光をフォトト
ランジスタ７が感知して、という動作を、小画素４、５
の間で交互に繰り返して画素２の発光を持続させること
ができる。すなわち、点灯選択画素においては発光が継
続されるため、パルス入力電圧１８の時間分発光するの
に比較して、実効輝度が増加する。また、データ電圧が
与えられなかった起動発光小画素は、印加電圧が発光で
きる電圧に達しないため発光せず、したがってその画素
は発光しない。画素２の発光の停止は、電源線１２に印
加される電圧を定期的に０に落とすことによって行われ
る。

【００１９】図２（ａ）は、有機薄膜ＥＬを用いた本発
明の第２の実施例の１画素分の斜視図であり、図２
（ｂ）はその等価回路図である。第１の実施例の場合と
同様にＥＬ素子はガラス基板２０上に真空蒸着などの方
法により形成されており、図において、画素２１は走査
線数ｎ、データ線数ｍのマトリックス状表示装置の発光
表示画素の中の一つで、有機薄膜ＥＬである小画素２２
と小画素２３から構成されおり、ガラス基板２０側に陽
極電極２４が、反対側に陰極電極２５が形成されてい
る。

【００２０】小画素２２は、フォトトランジスタ２６お
よびコンデンサ３１と並列に接続され、また、小画素２
３は、フォトトランジスタ２７およびコンデンサ３２と
並列に接続されている。フォトトランジスタ２６、２７
は遮光されており、それぞれ小画素２２または２３の発
光光のみを感知するように構成されている。小画素２２
と小画素２３は直列に接続され、その両端は電源線２９
とＧＮＤ線３０にそれぞれ接続されている。また、コレ
クタがフォトトランジスタ２７のコレクタに、ベースが
走査線３５に、エミッタがデータ線３４にそれぞれ接続
されたトランジスタ３３が備えられている。また、各配
線は、絶縁膜によりそれぞれ互いに短絡しないようにな
されている。

【００２１】次に、本実施例の動作について説明する。
電源線２９には約１０Ｖの電圧が印加され、初期の状態
では小画素２２、２３はそれぞれ約５Ｖの電圧が印加さ
れている。各画素の駆動は、一画素表示時間であるＴ／
ｎ（Ｔは１画面分の走査時間）のパルス幅のパルス電圧
を走査線３５に順次印加し、それに同期してデータ線３
４にデータ電圧を印加することによって行われる。ここ
で、走査線３５にパルス入力電圧３６を、同時にデータ
線３４にもデータ電圧３７を与えると、Ｔ／ｎの時間、
トランジスタ３３はＯＮし、小画素２３をショートし、
コンデンサ３２が放電する。そのため、小画素２２に約
１０Ｖの電圧が印加されて、小画素２２は発光する。

【００２２】次に、フォトトランジスタ２６がこの光を
感知してＯＮし、小画素２２をショートする。これによ
り、コンデンサ３１が放電し、コンデンサ３２が充電さ
れて小画素２３に約１０Ｖの電圧が印加されて、小画素
２３が発光する。そして、この光をフォトトランジスタ
２７が感知してＯＮし、コンデンサ３２が放電してコン
デンサ３１が充電されて小画素２２に約１０Ｖの電圧が
印加されて、小画素２２は発光する。また、この発光を
フォトトランジスタ２６が感知して、という動作を、小
画素２２、２３の間で交互に繰り返して画素２１の発光
が持続される。

【００２３】このように、点灯選択画素においては発光
がメモリされるため、パルス入力電圧３６の時間分発光
する場合の輝度に比較し、実効的な輝度が増加する。ま
た、データ電圧が与えられなかった画素は、起動発光小
画素が発光することがないため、発光しない。

【００２４】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、特許
請求の範囲に記載された範囲内において各種の変更が可
能なものである。例えば、フォトトランジスタに代えフ
ォトサイリスタや光伝導型受光素子を用いることがで
き、またトランジスタ３３に代えサイリスタを用いるこ
とができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表示装置
は、画素を少なくとも２つの小画素により構成し、各小
画素に感応する受光素子によりその小画素を消灯させる
とともに他方の小画素を点灯するようにしたものである
ので、画素の発光をメモリすることが可能になり、メモ
リ機能のない表示装置に比較して、実効的輝度を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の斜視図と等価回路図。

【図２】本発明の第２の実施例の斜視図と等価回路図。

【図３】マトリックス状表示装置の説明図。

【図４】メモリ機能を有しない画素とメモリ機能を有す
る画素との動作説明図。

【図５】ＴＦＴアクティブマトリックス型液晶表示装置
の説明図。

【符号の説明】

１、２０、１０１ガラス基板２、２１画素３起動発光小画素４、５、２２、２３小画素６、７、８、２６、２７フォトトランジスタ９、２８マスク１０、２４陽極電極１１、２５陰極電極１２、２９電源線１３、３０ＧＮＤ線１４、１５、３１、３２コンデンサ１６、３４、１０２データ線１７、３５、１０３走査線１８、３６パルス入力電圧１９、３７データ電圧３３トランジスタ１０４ＴＦＴ１０５透明画素電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１画素が、一対の駆動電源端子間に直列
に接続された一対の発光素子と、それぞれの発光素子に
並列に接続されるとともにそれぞれの発光素子に光学的
に結合された一対の受光素子と、を備えていることを特
徴とするメモリ機能付き表示装置。
【請求項２】請求項１に記載された画素がマトリック
ス状に配置されていることを特徴とするメモリ機能付き
表示装置。
【請求項３】各画素には、いずれか一方の発光素子を
短絡することのできるスイッチング素子が備えられてい
ることを特徴とする請求項１記載のメモリ機能付き表示
装置。
【請求項４】前記一対の駆動電源端子間に印加される
電圧が定期的に０になされることを特徴とする請求項１
記載のメモリ機能付き表示装置。
【請求項５】前記一対の発光素子のそれぞれにはコン
デンサが並列に接続されていることを特徴とする請求項
１記載のメモリ機能付き表示装置。