JPWO2004055773A1 - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、フラットパネルディスプレイの中でも、近年では、低温で結晶化した多結晶半導体を用いた薄膜トランジスタ(以下薄膜トランジスタをTFTと表記する)を有する表示装置の製品化が進められている。上記低温とは、結晶化温度が600℃以下であり、従来の結晶化温度1000℃以上と比較すると低温であるという意味である。低温で結晶化した多結晶半導体を用いたTFTは画素だけでなく、画素部の周囲に信号線駆動回路を一体形成することが可能であるため、表示装置の小型化や、高精細化が可能であり、今後はさらに普及が見込まれる。
低温で結晶化した多結晶半導体を用いたTFTを有する表示装置では、液晶表示装置のほかに、発光素子特に有機EL素子を用いた表示装置が開発されている。
一方、有機EL素子を用いた表示装置としては、パッシブマトリクス駆動の表示装置が開発され、携帯電話機、カーステレオなどの表示装置として、生産されている。
図2に、従来のパッシブマトリクス駆動の表示装置の概略を示す。図2で示す表示装置はガラス等の基板201の中央に画素部が配置されている。画素部は、発光素子、カラム信号線、ロウ信号線が配置されている。基板201の上側には、カラム信号線を制御するための、カラム信号線駆動回路202が、基板201の左には、ロウ信号線を制御するための、ロウ信号線駆動回路203が配置されている。さらに、カラム信号線駆動回路202とロウ信号線線駆動回路203を制御するために、コントローラ240が配置されている。なお、カラム信号線駆動回路202およびロウ信号線駆動回路203はLSIチップによって構成され、FPC(Flexible Printed Circuit)によって基板201に接続されている(例えば、特許文献1参照)。
発光素子224〜239の輝度、つまり発光素子224〜239を流れる電流量は、カラム信号線駆動回路の定電流源204〜207の電流値、およびスイッチ208〜211のオンになっている時間によって制御出来る。図3に示すのはカラム信号線駆動回路の例である。まず、内蔵した定電圧源301にて、一定の電圧を発生させる。定電圧源としては、公知のバンドギャップレギュレータなどがよく使用され、温度係数の小さな電源が使用される。この定電圧をオペアンプ302、トランジスタ303および抵抗304によって、電流に変換し、温度係数が小さな定電流を作ることが可能になる。その電流をトランジスタ305〜309、抵抗314〜318によって構成されるカレントミラー回路で反転、且つ複数に複写しスイッチ310〜313を介してカラム信号線に供給する。
次に、発光素子の階調表示の方式について述べる。図2に示したカラム信号線駆動回路において、スイッチ208〜211のオン時間が1通りのみであると、この表示装置の階調は2通りのみである。この表示装置での階調の表現法について、図4を参照して説明する。
図4は時間階調方式のタイミングチャートを簡単に示している。フレーム周波数を60Hzとし、時間階調方式によって3ビットの階調を得る例である。フレーム周波数が60Hzの場合、1フレーム期間は16.6msとなる。この期間を垂直方向の画素数で割った値がほぼ1水平ライン期間401となる。例えば垂直方向の画素数が220個とすると、1水平ライン期間は75μsとなる。上述した方式では、この水平ライン期間のうちの90%が映像期間(映像信号が存在する期間)とすると、映像期間は68μsとなる。この期間を3ビットすなわち8階調で表示を行なう場合には、図4に示すように、階調に比例してスイッチがオンしている時間、すなわち点灯期間402を設定すればよい。図4において、403で示す期間は非点灯期間で、404で示す期間は帰線期間である。
時間階調方式においては、以上のようにして階調表現を行う。もちろん、カラー表示装置においても、同様の階調表現が可能である。
また、アクティブマトリクス駆動の表示装置としては、図5に示すようなものがある。図5のアクティブマトリクス型表示装置の画素は、スイッチ用TFT508〜511、EL駆動用TFT512〜515、保持容量516〜519、EL素子520〜523よりなっている。以下にその動作を説明する。
ソース信号線駆動回路501に接続されたソース信号線503、504より供給される映像信号は、ゲート信号線駆動回路502に接続されたゲート信号線505がハイになるとスイッチ用TFT508、510がオンするため、保持容量516、518およびEL駆動用TFT512、514のゲートに入力される。そして、その電圧値に応じた電流を駆動用TFT512、514は電源線507からEL素子520、522に流す。ここで、駆動用TFT512、514は電圧電流変換素子としての役割を示す。ゲート信号線505がロウになると、スイッチ用TFT508、510はオフになるが、保持容量516、518には電荷が保持されているので、EL駆動用TFT512、514は同じ状態を保ち、EL素子520、522に電流を流し続ける。このように、アクティブマトリクスでは、画素がメモリ性を持つため、次の書き込みが行われるまで、同じ状態の発光は続けることができる。
同様にゲート信号線506がハイになるとスイッチ用TFT509、511がオンし、ソース信号線の映像信号をEL駆動用TFT513、515のゲートおよび保持容量517、519に書きこみ、EL駆動用TFT513、515はEL素子521、523に電流を流し、EL素子521、523は発光する。(以上の説明は、例えば、特許文献2に開示されている。)
一方、図5に示すようなアクティブマトリクス型の有機EL表示装置では、画素にメモリ機能があるため、画素の有機EL素子は、1フレーム期間にわたって、点灯することが可能であり、パッシブマトリクス型のような問題は生じない。しかし、前述したアクティブ型では容量に保持した電圧を画素内部のTFTによって、電流に変換するため、その電流がTFTの特性ばらつきの影響を受ける。低温ポリシリコンTFTは線状レーザー光を用いて結晶を作るため、そのばらつきによって縞状にTFT特性がばらつく。このため、縞状に輝度むらが発生するという問題点があった。
図6に示すようなカレントミラー回路を使用した表示装置ではカレントミラーのペアTFT609、610の特性がそろっていれば、前述した輝度ムラをなくすことができる。また、TFT609、610はTFTサイズを大きくすることによって、より特性をそろえることが可能になる。しかし、このような表示装置では画素内のTFT面積が増大し、開口率が低下するために小さな画素には適応できないという課題があった。
本発明の要旨の一つは、基板上にスイッチング素子および発光素子よりなる複数の画素がマトリクス状に配置された表示装置であって、1列の画素列に対し複数のソース信号線が配置され、1行の画素列に対し1本のゲート信号線が配置され、前記スイッチング素子は入力端子、出力端子、制御端子を有し、前記入力端子は前記複数のソース信号線のいずれかに電気的に接続され、前記出力端子は前記発光素子に電気的に接続され、前記制御端子は前記ゲート信号線に電気的に接続されているものである。前記スイッチング素子は、1つの薄膜トランジスタで構成することができる。また前記スイッチング素子は、マルチゲートの薄膜トランジスタ、例えばダブルゲート又はトリプルゲートの薄膜トランジスタで構成することもできる。さらに、前記発光素子としてEL素子を用いることができる。
本発明の要旨の一つは、基板上にスイッチング素子および発光素子よりなる複数の画素がマトリクス状に配置された表示装置であって、1列の画素列に対し複数のソース信号線が配置され、1行の画素列に対し1本のゲート信号線が配置され、前記スイッチング素子は入力端子、出力端子、制御端子を有し、前記入力端子は前記複数のソース信号線のいずれかに電気的に接続され、前記出力端子は前記発光素子に電気的に接続され、前記制御端子は前記ゲート信号線に電気的に接続され、前記複数のソース信号線の少なくとも1つに電気的に接続されたソース信号線駆動回路を複数有するものである。前記ソース信号線駆動回路は電流出力型のソース信号線駆動回路であって、また、薄膜トランジスタで形成されていても良い。前記ソース信号線駆動回路は前記スイッチング素子と同一基板上に形成することができる。前記ソース信号線駆動回路は半導体チップを実装したものであっても良い。複数の前記ソース信号線駆動回路は前記複数の画素が配置された領域の両側(当該領域の上下又は左右)に分けて配置されていても良い。さらに、前記ソース信号線駆動回路は、前記複数のソース信号線のいずれか1つを駆動するものである。前記スイッチング素子は、1つの薄膜トランジスタで構成することができる。また、前記スイッチング素子は、マルチゲートの薄膜トランジスタ、例えばダブルゲート又はトリプルゲートの薄膜トランジスタで構成することもできる。さらに、前記発光素子としてEL素子を用いることができる。
本発明の要旨の一つは、基板上にスイッチング素子および発光素子よりなる複数の画素がマトリクス状に配置された表示装置であって、1列の画素列に対し複数のソース信号線が配置され、1行の画素列に対し1本のゲート信号線が配置され、前記スイッチング素子は入力端子、出力端子、制御端子を有し、前記入力端子は前記複数のソース信号線のいずれかに電気的に接続され、前記出力端子は前記発光素子に電気的に接続され、前記制御端子は前記ゲート信号線に電気的に接続され、前記ゲート信号線を同時に複数本駆動させる1つのゲート信号線駆動回路を有するものである。前記ゲート信号線駆動回路は薄膜トランジスタで構成することができる。前記ゲート信号線駆動回路は前記スイッチング素子と同一基板上に形成することができる。前記ゲート信号線駆動回路は半導体チップを実装したものであっても良い。前記スイッチング素子は、1つの薄膜トランジスタで構成することができる。また前記スイッチング素子は、マルチゲートの薄膜トランジスタ、例えばダブルゲート又はトリプルゲートの薄膜トランジスタで構成することもできる。さらに、前記発光素子としてEL素子を用いることができる。
上記した本発明において、前記ソース信号線駆動回路または前記ゲート信号線駆動回路は単一の極性のトランジスタによって構成することができる。
本発明の要旨の一つは、基板上にスイッチング素子および発光素子よりなる画素がマトリクス状に配置され、1列の画素列に対し複数のソース信号線が配置され、1行の画素列に対し1本のゲート信号線が配置され、前記スイッチング素子は入力端子、出力端子、制御端子を有し、前記入力端子は前記複数のソース信号線のいずれかに電気的に接続され、前記出力端子は前記発光素子に電気的に接続され、前記制御端子は前記ゲート信号線に電気的に接続された表示装置の駆動方法であって、前記ゲート信号線を同時に複数本駆動させて複数の前記スイッチング素子をオン状態にすることにより、前記複数のソース信号線のいずれかの信号を前記発光素子に入力し、前記発光素子を駆動させる方法である。この発光装置の駆動方法において、スイッチング素子は1つの薄膜トランジスタ、または、マルチゲートの薄膜トランジスタで構成したものを適用することができる。
第2図は、従来のパッシブマトリクス型EL表示装置を示す図である。
第3図は、従来の電流源回路を示す図である。
第4図は、従来のパッシブマトリクス型EL表示装置の階調を示す図である。
第5図は、従来のアクティブマトリクス型EL表示装置の画素を示す図である。
第6図は、カレントミラーを用いた従来のアクティブマトリクス型EL表示装置の画素を示す図である。
第7図は、本発明の画素とソース信号線駆動回路を示す図である。
第8図は、本発明のソース信号線駆動回路のブロック図である。
第9図は、本発明のソース信号線駆動回路のブロック図である。
第10図は、本発明の定電流源のブロック図である。
第11図は、本発明のアナログ映像信号を用いたソース信号線駆動回路を示す図である。
第12図は、本発明のアナログ映像信号を用いたソース信号線駆動回路を示す図である。
第13図は、本発明のスイッチング素子を一つのTFTで構成した実施例を示す図である。
第14図は、本発明のスイッチング素子を複数のTFTで構成した実施例を示す図である。
第15図は、本発明の画素の平面図である。
第16図は、本発明のゲート信号線を接続した実施例を示す図である。
第17図は、本発明の単極性のTFTを用いた信号線駆動回路の実施例である。
第18図は、本発明の表示装置を用いた電子機器の図である。
第19図は、本発明の信号線駆動回路を画素部の両側に設置した実施例を示す図である。
図1に本発明の表示装置の概略図を示す。図1において、1つの画素は1つのスイッチング素子と1つの発光素子によって構成されている。1列の画素に対して4本のソース信号線が配置され、1行の画素に対して1本のゲート信号線が配置されている。本実施形態では1列の画素に対して配置されたソース信号線は4本であるが4本には限定されない。
ソース信号線駆動回路101に接続されたソース信号線103〜110はスイッチング素子の入力端子に接続され、発光素子の一方の電極はスイッチング素子の出力端子に接続され、ゲート信号線駆動回路102に接続されたゲート信号線はスイッチング素子の制御端子に接続される。使用するソース信号線駆動回路101は図3に示したようなソース信号線に電流を出力するタイプのものであることが望ましいが限定はされない。ソース信号線駆動回路101から電流が出力され、ゲート信号線111〜114がハイ(アクティブ)になると、スイッチング素子119〜122、127〜130がオンし、スイッチング素子を通して発光素子135〜138、143〜146、そして共通のカソードに電流が流れ、発光素子135〜138、143〜146は発光する。
次に、ゲート信号線111〜114がロウになるとスイッチング素子119〜122、127〜130がオフになる。続いて、ゲート信号線115〜118がハイになると、スイッチング素子123〜126、131〜134がオンし、発光素子139〜142、147〜150に電流がながれ、発光する。これを繰り返すことによって画面全体が発光する。
階調を表現する場合には図4で示したのと同じように、ソース信号線に流れる電流を制御することによって、表現ができる。
このとき、従来のパッシブマトリクス型EL表示装置と異なるのは、本発明では複数のゲート信号線111〜114を同時にオンさせていることである。図1では、ソース信号線は縦1列に対して4本あり、4本のゲート信号線をオンさせることができる。
これによって、従来のパッシブマトリクス型EL表示装置では、画素数を176xRGBx220とした場合、1ラインの点灯期間が約75μsであったのに対し、本発明では同時に4ラインが点灯できるため、300μs期間点灯が可能になる。これによって、画素数の多くないパッシブマトリクス型EL表示装置と同様の信頼性が確保できる。
ソース信号線駆動回路、ゲート信号線駆動回路はスイッチング素子と同様に基板上に同時形成しても良いし、また、スイッチング素子とは別にドライバ回路を作製し、画素基板に貼り付けてもよい。ドライバ回路は単結晶シリコンでも良いし、ポリシリコンなど非単結晶を用いても良い。
また、各画素にあるスイッチング素子は電流のオンオフを制御するだけであり、電圧電流変換を行わないので、スイッチング素子のばらつきによって輝度ムラを発生させることはない。また、スイッチング素子のオフ電流によって、電荷が放電してしまうということもない。よって、従来のアクティブマトリクス型EL表示装置のように、レーザー結晶化のばらつきによって、画質を低下させることはない。また、1つの画素にあるスイッチング素子は1つであり、複雑な回路を画素内に入れる必要はない。また、ばらつき低減のため、スイッチング素子サイズを大きくしなければならないということはない。したがって、開口率の低下は発生せず、且つ小さな画素でも対応できるという利点がある。
以上に説明したように、本発明では、パッシブマトリクス型EL表示装置のように、EL素子の点灯期間が非常に短くなるという問題や、従来のアクティブ型EL発光装置のように、素子のばらつきによって、縞状の輝度ムラが発生するという問題、開口率が低下するという問題を解決することが可能である。
ソース信号線駆動回路1301から、ソース信号線1303〜1310に電流が出力され、ゲート信号線1311〜1314がハイ(画素TFTがNチャネル型の場合)になると、TFT1319〜1322、1327〜1330に電流が流れ、TFTを通してEL素子1335〜1338、1343〜1346、そして共通のカソードに電流が流れ、EL素子1335〜1338、1343〜1346は発光する。
次に、ゲート信号線1311〜1314がロウ(画素TFTがNチャネル型の場合)になるとTFT1319〜1322、1327〜1330がオフになる。続いて、ゲート信号線1315〜1318がハイになると、TFT1323〜1326、1331〜1334がオンし、EL素子1339〜1342、1347〜1350に電流が流れ、発光する。これを繰り返すことによって画面全体が発光する。以上、画素TFTがNチャネル型の場合を述べたが、画素がPチャネル型の場合はゲート信号線の電位は逆となる。
ソース信号線駆動回路1301、ゲート信号線駆動回路1302は画素TFTと同様に基板上に同時形成しても良いし、また、画素TFTとは別に、ドライバ回路を作製し、画素基板に貼り付けてもよい。ドライバ回路は単結晶シリコンでも良いし、ポリシリコンなど非単結晶を用いても良い。
階調を表現する場合には図4で示したのと同じように、ソース信号線に流れる電流を制御することによって、表現ができる。
ソース信号線駆動回路1401から、ソース信号線1403〜1410に電流が出力され、ゲート信号線1411〜1414がハイ(画素TFTがNチャネル型の場合)になると、TFT1419〜1422、1427〜1430に電流が流れ、TFTを通してEL素子1435〜1438、1443〜1446、そして共通のカソードに電流が流れ、EL素子1435〜1438、1443〜1446は発光する。
次に、ゲート信号線1411〜1414がロウ(画素TFTがNチャネル型の場合)になるとTFT1419〜1422、1427〜1430がオフになる。続いて、ゲート信号線1415〜1418がハイになると、TFT1423〜1426、1431〜1434がオンし、EL素子1439〜1442、1447〜1450に電流がながれ、発光する。これを繰り返すことによって画面全体が発光する。以上、画素TFTがNチャネル型の場合を述べたが、画素がPチャネル型の場合はゲート信号線の電位は逆となる。
ソース信号線駆動回路1401、ゲート信号線駆動回路1402は画素TFTと同様に基板上に同時形成しても良いし、また、画素TFTとは別にドライバ回路を作製し、画素基板に貼り付けてもよい。ドライバ回路は単結晶シリコンでも良いし、ポリシリコンなど非単結晶を用いても良い。
階調を表現する場合には図4で示したのと同じように、ソース信号線に流れる電流を制御することによって、表現ができる。
本実施例で示すスイッチング素子は、本明細書の他の実施例にも適用できる。
ソース信号線駆動回路1601から、ソース信号線1603〜1610に電流が出力され、ゲート信号線1611、1613、1615、1617がハイ(画素TFTがNチャネル型の場合)になると、TFT1619、1621、1623、1625、1627、1629、1631、1633に電流が流れ、TFTを通してEL素子1635、1637、1639、1641、1643、1645、1647、1649、そして共通のカソードに電流が流れ、EL素子1635、1637、1639、1641、1643、1645、1647、1649は発光する。
次に、ゲート信号線1611、1613、1615、1617がロウ(画素TFTがNチャネル型の場合)になるとTFT1619、1621、1623、1625、1627、1629、1631、1633がオフになる。続いて、ゲート信号線1612、1614、1616、1618がハイになると、TFT1620、1622、1624、1626、1628、1630、1632、1634がオンし、EL素子1636、1638、1640、1642、1644、1646、1648、1650に電流がながれ、発光する。これを繰り返すことによって画面全体が発光する。以上、画素TFTがNチャネル型の場合を述べたが、画素がPチャネル型の場合はゲート信号線の電位は逆となる。
ソース信号線駆動回路1601、ゲート信号線駆動回路1602は画素TFTと同様に基板上に同時形成しても良いし、また、画素TFTとは別に、ドライバ回路を作製し、画素基板に貼り付けてもよい。ドライバ回路は単結晶シリコンでも良いし、ポリシリコンなど非単結晶を用いても良い。
階調を表現する場合には図4で示したのと同じように、ソース信号線に流れる電流を制御することによって表現ができる。本発明では、上記の説明に限らず、同様に他の組み合わせで同時駆動を行うことも可能であり、どのゲート信号線を同時駆動するかを任意に設定することが可能である。
まず、映像信号線828に入力されたデジタル映像信号はシフトレジスタ801の出力パルスによってラッチ回路802〜804、815〜817に記憶される。1ライン分のデータが記憶されると水平帰線期間中にラッチ信号線830がハイになり、ラッチ回路805〜807、818〜820にデータが転送される。次の映像期間においては、再びラッチ回路802〜804、815〜817にデジタル映像信号が記憶される。
一方、ラッチ回路805〜807、818〜820に蓄えられたデータと、カウント信号線829より入力されるデータはEXNOR808〜810、821〜823によって比較される。EXNORの出力はAND811、824に入力されすべてがハイになったときラッチ回路812、825の状態が変化する。この状態変化に応じてスイッチ814、827が開閉し、定電流源813、826の電流をソース信号線831、832に流すか、流さないかを制御する。
カウント信号線には000〜111までの信号が順に出力され、ラッチ回路805〜807のデータがそれぞれ1、0、1であればカウント信号が101のときにラッチ回路812が動作し、スイッチが閉じる。よって、カウント信号が000〜101の期間は電流がソース信号線に流れ、点灯が行われる。このように、デジタル映像信号のデータによって、ソース信号線に電流に流れる期間が制御され、階調を表現することができる。
本実施例に示すソース信号線駆動回路は、本明細書の他の実施例にも適用できる。
以下にその動作を説明する。シフトレジスタ1001は出力パルスを順次シフトしていく。まずシフトパルスがスイッチ1010、1011に加えられ、スイッチ1010、1011がオンすると電源線1003よりTFT1004、スイッチ1011、1010を介して、定電流源1002に電流が流れる。シフトレジスタの出力パルスがスイッチ1012、1013に加わると、同様に電源線1003よりTFT1005、スイッチ1013、1012を介して、定電流源1002に電流が流れる。そのとき、スイッチ1010、1011はすでにオフしているが、容量1007には電荷が蓄えられているので、TFT1004はオンしたままであり、電源線1003から出力端子1016に電流が流れる。
シフトレジスタの出力パルスがスイッチ1014、1015に加わると、同様に電源線1003よりTFT1006、スイッチ1015、1014を介して、定電流源1002に電流が流れる。そのとき、スイッチ1010、1011、1012、1013はすでにオフしているが、容量1007、1008には電荷が蓄えられているので、TFT1004、1005はオンしたままであり、電源線1003から出力端子1016、1017に電流が流れる。このようにして、基準定電流源1002を基にして、ソース信号線を駆動する電流源を構成することができる。この電流源は容量に蓄えられる電荷が保持できれば、原理的にTFT1004〜1006の素子ばらつきの影響を受けることがないので、ばらつきの少ない電流源を構成することができる。
まず第1行目に対応するアナログ映像信号をアナログ映像信号線1124に入力する。シフトレジスタ1101の出力パルスによって、スイッチ1103、1110、1117をオンオフし、アナログ映像信号をサンプリングして、容量1104、1111、1118に保持する。この電圧がTFT1105、1112、1119のゲート・ソース間電圧となる。1行目のサンプリングが終了するまで、スイッチ1109、1116、1123はTFT1108、1115、1122とそれに応じたソース信号線1128、1129、1130を接続し、TFT1105、1112、1119とソース信号線は接続されない。よって、TFT1105、1112、1119のゲート・ソース間に電圧が印加されても、電流は流れない。サンプリングが終了したのち、スイッチ1109、1116、1123を切り換え、TFT1105、1112、1119とソース信号線は接続される。このようにして、ソース信号線にアナログ映像信号に応じた電流が出力される。
次に第2行目に対応するアナログ映像信号をアナログ映像信号線1126に入力する。シフトレジスタ1102の出力パルスによって、スイッチ1106、1113、1120をオンオフし、アナログ映像信号をサンプリングして、容量1107、1114、1121に保持する。この電圧がTFT1108、1115、1122のゲート・ソース間電圧となる。2行目のサンプリングが終了するまで、スイッチ1109、1116、1123はTFT1105、1112、1119とそれに応じたソース信号線を接続し、TFT1108、1115、1122とソース信号線は接続されない。よって、TFT1108、1115、1122のゲート・ソース間に電圧が印加されても、電流は流れない。サンプリングが終了したのち、スイッチ1109、1116、1123を切り換え、TFT1108、1115、1122とソース信号線は接続される。このようにして、ソース信号線にアナログ映像信号に応じた電流が出力される。
次に第3行目に対応するアナログ映像信号をアナログ映像信号線1124に入力する。シフトレジスタ1101の出力パルスによって、アナログ映像信号をサンプリングしていく。これを繰り返すことによって、アナログ映像信号に応じた電流をソース信号線に出力していく。
図11において、1125及び1127はそれぞれ電源線を示す。
まず第1行目に対応するアナログ映像信号をアナログ電流源1201から入力する。シフトレジスタ1203の出力パルスによって、スイッチ1210〜1215をオンオフし、アナログ電流映像信号をサンプリングして、TFT1204〜1206のゲート・ソース間に必要な電圧を発生させる。そして容量1207〜1209に保持する。1行目のサンプリングが終了するまで、スイッチ1229〜1231はTFT1217〜1219とそれに応じたソース信号線を接続し、TFT1204〜1206とソース線は接続されない。よって、TFT1204〜1206のゲート・ソース間に電圧が印加されても、電流は流れない。サンプリングが終了したのち、スイッチ1229〜1231を切り換え、TFT1204〜1206とソース信号線は接続される。このようにして、ソース信号線にアナログ映像信号に応じた電流が出力される。
次に第2行目に対応するアナログ映像信号をアナログ電流源1202から入力する。シフトレジスタ1216の出力パルスによって、スイッチ1223〜1228をオンオフし、アナログ電流映像信号をサンプリングして、TFT1217〜1219のゲート・ソース間に必要な電圧を発生させる。そして容量1220〜1222に保持する。2行目のサンプリングが終了するまで、スイッチ1229〜1231はTFT1204〜1206とそれに応じたソース信号線を接続し、TFT1217〜1219とソース線は接続されない。よって、TFT1217〜1219のゲート・ソース間に電圧が印加されても、電流は流れない。サンプリングが終了したのち、スイッチ1229〜1231を切り換え、TFT1217〜1219とソース信号線は接続される。このようにして、ソース信号線にアナログ映像信号に応じた電流が出力される。
次に第3行目に対応するアナログ映像信号をアナログ電流源1201から入力する。シフトレジスタ1203の出力パルスによって、アナログ電流映像信号をサンプリングしていく。これを繰り返すことによって、アナログ映像信号に応じた電流をソース信号線に出力していく。
本発明はソース信号線の本数が従来のアクティブマトリクス型EL発光装置より多いが、画素のカラー化を塗り分け方式で行う場合には、各色の境界の部分にソース信号線を入れることが可能になる。また、TFTは1つの画素に対して1つのみしか必要とせず、また、保持容量は不要であるので、開口率を高くすることができる。
また、EL素子の画素電極と異なる対向電極を透明電極として、EL素子の発光を上方から取り出した上方発光型の場合は、ソース信号線上に絶縁膜を成膜し、その上に画素電極を置くことができ、その場合は画素の9割以上を画素電極とすることも可能である。
大型表示装置では、そのコストの大半がソース信号線駆動回路、ゲート信号線駆動回路などの駆動回路ではなく、画素部であるため、ポリシリコンTFTを用いずアモルファスTFTなどを用いることによって大幅なコストダウンを図ることができる。
また、本実施例は前述した他の実施例と組み合わせて使用することが可能である。
図17において、スタートパルスSPは走査方向切り換えスイッチ1702に入力され、スイッチ用TFT1711を経て、シフトレジスタ1701に入力される。シフトレジスタはブートストラップを用いたセットリセット型のシフトレジスタである。以下にシフトレジスタ1701の動作を説明する。
スタートパルスはTFT1703のゲートとTFT1706のゲートに入力される。TFT1706がオンになるとTFT1704のゲートはロウになりTFT1704はオフになる。また、TFT1710のゲートもロウになるためTFT1710もオフとなる。TFT1703のゲートは電源電位まで上がるため、まずTFT1709のゲートは「電源−Vgs」まで上昇する。出力1は初期電位がロウであるため、TFT1709は出力1と容量1708を充電しながらソース電位を上げていく、TFT1709のゲートが「電源−Vgs」まで上昇したときに、TFT1709はまだオンしているので、出力1はさらに上昇を続ける。TFT1709のゲートは放電経路がないので、ソースに合わせて上昇し、電源をこえてもさらに上昇を続ける。
TFT1709のドレイン、及びソースが等電位になったときに、電流が出力に流れるのが停止し、そこでTFT1709の電位上昇が止まる。このようにして、出力1は電源電位に等しいハイ電位を出力できる。この時はCLbの電位はハイとする。CLbがロウに落ちると、容量1708電荷はTFT1709を介してCLbにぬけて、出力1はロウに落ちる。出力1のパルスは次の段のシフトレジスタに伝わっていく。本実施例は本明細書の他の実施例と組み合わせて使用することができる。
ソース信号線駆動回路1901から、ソース信号線1904〜1911に電流が出力され、ゲート信号線1952〜1955がハイ(画素TFTがNチャネル型の場合)になると、TFT1920〜1927に電流が流れ、TFTを通してEL素子1928〜1935、そして共通のカソードに電流が流れ、EL素子1928〜1935は発光する。
以上の動作と同時に、ソース信号線駆動回路1902から、ソース信号線1912〜1919に電流が出力され、ゲート信号線1956〜1959がハイ(画素TFTがNチャネル型の場合)になると、TFT1936〜1943に電流が流れ、TFTを通してEL素子1944〜1951、そして共通のカソードに電流が流れ、EL素子1944〜1951は発光する。
ソース信号線駆動回路1901、1902、ゲート信号線駆動回路1903は画素TFTと同様に基板上に同時形成しても良いし、また、画素TFTとは別に、ドライバ回路を作製し、画素基板に貼り付けてもよい。ドライバ回路は単結晶シリコンでも良いし、ポリシリコンなど非単結晶を用いても良い。
階調を表現する場合には図4で示したのと同じように、ソース信号線に流れる電流を制御することによって、表現ができる。
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、ゲーム機、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末、携帯電話機、電子書籍などが挙げられる。それらの一例を図18に示す。
図18(A)はデジタルカメラであり、本体3101、表示部3102、受像部3103、操作キー3104、外部接続ポート3105、シャッター3106、音声出力部3107を含む。本発明の表示装置はカメラの表示部3102に用いることができる。
図18(B)はノートパソコンであり、本体3201、筐体3202、表示部3203、キーボード3204、外部接続ポート3205、ポインティングマウス3206、音声出力部3207を含む。本発明の表示装置は表示部3203に使用することができる。
図18(C)は携帯情報端末であり、本体3301、表示部3302、スイッチ3303、操作キー3304、赤外線ポート3305、音声出力部3306を含む。本発明の表示装置は表示部3302に使用することができる。
図18(D)は記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDVD再生装置)であり、本体3401、筐体3402、記録媒体(CD、LDまたはDVD等)読込部3405、操作スイッチ3406、音声出力部3407、表示部(a)3403、表示部(b)3404等を含む。表示部(a)は主として画像情報を表示し、表示部(b)は主として文字情報を表示するが、本発明の表示装置は記録媒体を備えた画像再生装置の表示部(a)、(b)に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置としては、CD再生装置、ゲーム機器などに本発明を用いることができる。
図18(E)は折りたたみ式携帯表示装置であり、本体3501に本発明を用いた表示部3502を装着することができる。3503は音声出力部を示す。
図18(F)は腕時計型表示装置であり、ベルト3601、表示部3602、操作スイッチ3603、音声出力部3604を含む。本発明の表示装置は表示部3602に用いることができる。
図18(G)は携帯電話機であり、本体3701は、筐体3702、表示部3703、音声入力部3704、アンテナ3705、操作キー3706、外部接続ポート3707、音声出力部3708を含む。本発明の表示装置を表示部3703に用いることができる。
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例1〜12のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。
Claims (22)
- 基板上にスイッチング素子および発光素子よりなる複数の画素がマトリクス状に配置され、
1列の画素列に対し複数のソース信号線が配置され、
1行の画素列に対し1本のゲート信号線が配置され、
前記スイッチング素子は入力端子、出力端子、制御端子を有し、
前記入力端子は前記複数のソース信号線のいずれかに電気的に接続され、
前記出力端子は前記発光素子に電気的に接続され、前記制御端子は前記ゲート信号線に電気的に接続されていることを特徴とした表示装置。 - 基板上にスイッチング素子および発光素子よりなる複数の画素がマトリクス状に配置され、
1列の画素列に対し複数のソース信号線が配置され、
1行の画素列に対し1本のゲート信号線が配置され、
前記スイッチング素子は入力端子、出力端子、制御端子を有し、
前記入力端子は前記複数のソース信号線のいずれかに電気的に接続され、
前記出力端子は前記発光素子に電気的に接続され、
前記制御端子は前記ゲート信号線に電気的に接続され、
前記複数のソース信号線の少なくとも1つに電気的に接続されたソース信号線駆動回路を複数有することを特徴とした表示装置。 - 基板上にスイッチング素子および発光素子よりなる複数の画素がマトリクス状に配置され、
1列の画素列に対し複数のソース信号線が配置され、
1行の画素列に対し1本のゲート信号線が配置され、
前記スイッチング素子は入力端子、出力端子、制御端子を有し、
前記入力端子は前記複数のソース信号線のいずれかに電気的に接続され、
前記出力端子は前記発光素子に電気的に接続され、
前記制御端子は前記ゲート信号線に電気的に接続され、
前記ゲート信号線を同時に複数本駆動させる1つのゲート信号線駆動回路を有することを特徴とした表示装置。 - 請求の範囲第2項において、
前記ソース信号線駆動回路は電流出力型のソース信号線駆動回路であることを特徴とした表示装置。 - 請求の範囲第2項において、
前記ソース信号線駆動回路は薄膜トランジスタで構成されていることを特徴とした表示装置。 - 請求の範囲第2項において、
前記ソース信号線駆動回路は前記スイッチング素子と同一基板上に形成されていることを特徴とした表示装置。 - 請求の範囲第2項において、
前記ソース信号線駆動回路は半導体チップを実装したものであることを特徴とした表示装置。 - 請求の範囲第2項において、
複数の前記ソース信号線駆動回路は前記複数の画素が配置された領域の両側に分けて配置されていることを特徴とした表示装置。 - 請求の範囲第2項において、
前記ソース信号線駆動回路は前記複数のソース信号線のいずれか1つを駆動するものであることを特徴とした表示装置。 - 請求の範囲第2項において、
前記ソース信号線駆動回路は単一の極性のトランジスタによって構成されていることを特徴とした表示装置。 - 請求の範囲第3項において、
前記ゲート信号線駆動回路は薄膜トランジスタで構成されていることを特徴とした表示装置。 - 請求の範囲第3項において、
前記ゲート信号線駆動回路は前記スイッチング素子と同一基板上に形成されていることを特徴とした表示装置。 - 請求の範囲第3項において、
前記ゲート信号線駆動回路は半導体チップを実装したものであることを特徴とした表示装置。 - 請求の範囲第3項において、
前記ゲート信号線駆動回路は、単一の極性のトランジスタによって構成されていることを特徴とした表示装置。 - 請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか一において、
前記スイッチング素子は1つの薄膜トランジスタで構成されていることを特徴とした表示装置。 - 請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか一において、
前記スイッチング素子はマルチゲートの薄膜トランジスタで構成されていることを特徴とした表示装置。 - 請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか一において、
前記発光素子はEL素子であることを特徴とした表示装置。 - 請求の範囲第1項乃至3項のいずれか一における表示装置が組み込まれたデジタルカメラ、ノートパソコン、携帯情報端末、記録媒体を備えた画像再生装置、折りたたみ式携帯表示装置、腕時計型表示装置、または携帯電話機。
- 基板上にスイッチング素子および発光素子よりなる複数の画素がマトリクス状に配置され、1列の画素列に対し複数のソース信号線が配置され、1行の画素列に対し1本のゲート信号線が配置され、前記スイッチング素子は入力端子、出力端子、制御端子を有し、前記入力端子は前記複数のソース信号線のいずれかに電気的に接続され、前記出力端子は前記発光素子に電気的に接続され、前記制御端子は前記ゲート信号線に電気的に接続された表示装置の駆動方法であって、
前記ゲート信号線を同時に複数本駆動させて複数の前記スイッチング素子をオン状態にすることにより、前記複数のソース信号線のいずれかの信号を前記発光素子に入力し、前記発光素子を駆動させることを特徴とした表示装置の駆動方法。 - 請求の範囲第19項において、
前記スイッチング素子は1つの薄膜トランジスタで構成されていることを特徴とした表示装置の駆動方法。 - 請求の範囲第19項において、
前記スイッチング素子はマルチゲートの薄膜トランジスタで構成されていることを特徴とした表示装置の駆動方法。 - 請求の範囲第19項において、
前記発光素子はEL素子であることを特徴とした表示装置の駆動方法。
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