TWI357036B - - Google Patents

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TWI357036B
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circuit
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Hiroshi Kageyama
Hajime Akimoto
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Hitachi Displays Ltd
Panasonic Liquid Crystal Displ
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1357036 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明疋有關畫像顯示裝置，特別是有關將發光元件 使用於畫素的畫像顯示裝置。 【先前技術】 就畫素中使用發光元件的畫像顯示裝置而言，例如有 使用電激發光（以下簡稱爲el)元件的EL顯示器。又， 就主動矩陣型的EL顯示器而言，是將傳達訊號或電流的 配線配置成矩陣狀，在畫素中除了 E L元件以外，還內藏 有以主動兀件的薄膜電晶體（以下簡稱爲T F T )所形成的 畫素電路。 又’就控制EL兀件之發光亮度的方法面言，倒如有 躉素電路控制供給至EL元件的電壓之方法，及控制電流 之方法，由於EL元件的發光亮度是與流動於EL元件的 電流成比例而變化，因此控制電流的方式具有可安定控制 發光亮度的優點。專利文獻1是揭示有關根據電流來控制 EL元件的發光亮度之方法。 圖13是表不使用EL兀件之以往的畫素電路。以往 的畫素電路是由電阻101，P通道TFT102，103，TFT開 關1〇4，電源線105，及電容器106所構成，在畫素電路 連接EL元件108，接地電極1〇7。若開啓TFT開關104 後對輸入端子1 09施加電壓訊號，則電流會流至電阻 1 〇1，在P通道TFT] 02的閘極電極產生對應於汲極電流 (2) (2)1357036 的閘極電壓，該閘極電壓會被記憶於電容器1 Ο 6。此刻所 流動的電流i是根據式1 »在此，電源線1 0 5的電壓爲 Vdd，供給至輸入端子1〇9的電壓爲Vin，TFT102的源極 -汲極電極間的電壓爲V d s，電:阻1 0 1的電阻値爲R。 i = (Vdd - Vds - Vin)/ R) ···(式 1) 由於P通道TFT 102及103會構成電流鏡電路，因此 在P通道TFT 103的源極-汲極電極間也會產生電流i， 在EL元件1 08中也會有電流i流動。其次，即使關閉 TFT開關104，電容器106還是會記憶TFT 103的閘極電 壓，因此P通道TFT103會無關輸入端子109的電壓如 何，持續將電流i供應給EL元件1 08。 •因此，圖1 3所示的畫素電路可藉由控制供應給輸入 端子的電壓Vin來使根據式1的電流流至EL元件，且可 根據電容器1 〇 6所保持的閘極電壓來記憶流動於E L元件 108的電流。由於流動於EL元件108的電流與發光亮度 成比例，因此可根據供應給輸入端子的電壓 V i η來控制 EL元件〗08的發光亮度。可藉由將以上所述的畫素電路 與EL元件配列成2次元，依次於輸入端子寫入訊號電壓 Vin，而使能夠顯示畫像。此外’與電流量成比例變化發 光亮度的EL元件，例如有機EL二極體。 [專利文獻】]特開2 000 — 5 6 84 7號公報 (3) (3)1357036 【發明內容】 (發明所欲解決的課題） 以往的畫像顯示裝置配列有複數個圖1 3所示的畫素 電路。但，在複數個畫素電路之間，即使在T F T 1 0 2流動 同樣的電流，汲極-源極電極間的電壓V d s値還是會因爲 TFT本身的特性偏差而有所偏差。又，由於1條電源線 1 05連接有複數個畫素電路，因此會因電源線1 05所具有 的配線電阻而產生電壓下降，有可能在幾個畫素電路中， 電源線105的電壓Vdd會下降。在大畫面的畫像顯示裝 置中會因爲電源線的長度變長，而使得電壓下降特別顯 著。 由於EL元件108的發光強度是與按照式1的電流I 成比例，因此EL元件108的發光強度會直接受到Vds偏 差或 V d d下降的影響。若受到如此的影響，則在利用圖 13的畫素電路之畫像顯示裝置中，顯示畫像會被觀測出 有明暗不均，畫質降低的情況。 在此，本發明之目的是在於提供一種不會產生上述畫 質降低的畫像顯示裝置。 (用以解決課題的手段） 本發明之畫像顯示裝置，係由： 複數個畫素配置成矩陣狀的畫像顯示部；及 爲了和上述畫素進行電壓訊號的存取’而配置於上述 畫像顯示部内的複數條訊號線；及 -7- (4) (4)1357036 控制上述訊號線的電壓之驅動電路所構成； 上述畫素係以發光元件及控制上述發光元件的發光強 度之畫素電路所構成； 其特徵係具備：選.擇性地.將複數個上述畫素所分別具 有的上述畫素電路的内部電壓產生至上述訊號線之畫素電 路電壓檢出手段，上述驅動電路具備加算上述訊號線的電 壓與對應於顯示畫像的訊號電壓後，再度將電壓輸出至上 述訊號線之電壓加算手段。 又，最好上述畫素電路電壓檢出手段係以複數個上述 畫素所分別具備的複數個上述畫素電路與上述訊號線之間 取得遮斷狀態，連接狀態，及以比上述連接狀態還要更高 的電阻値來連接的電阻連接狀態等3狀態的電路所構成。 又，最好上述畫素電路電壓檢出手段係由：電阻器， 及並聯於該電阻器的開關電晶體所構成。 又，最好上述畫素電路係具備：對上述發光元件供給 定電流之電流記憶電路。 又，最好上述驅動電路係含：記憶上述訊號線的電壓 之取樣電路，及加算上述所被記憶的電壓與畫像訊號的電 壓之加算電路。 又，最好上述驅動電路係由：輸出類比電壓的驅動器 1C，及連接於上述驅動器1C與上述訊號線之間的電容器 所構成。 又，本發明之畫像顯示裝置，係由： 複數個畫素配置成矩陣狀的畫像顯示部；及 -8- (5) (5)1357036 爲了和上述畫素進行電壓訊號的存取，而配置於上述 畫像顯示部内的複數條訊號線；及 控制上述訊號線的類比電壓之驅動電路所構成； 上述畫素爲發光元件及控制上述發光元件的發光強度 之畫素電路所構成； 其特徵爲： 具有比上述訊號線還要高的電阻値的複數條電阻配線 會與上述訊號線平行配置，在上述訊號線與上述電阻配線 之間設有複數個第1開關手段，在上述電阻配線與上述畫 素電路之間設有複數個第2開關手段。 此情況，最好上述驅動電路具備：加算上述訊號線的 電壓與對應於顯示畫像的訊號電壓後，再度將電壓輸出至 訊號線之電壓加算手段。 .又，最好具備：控制上述第1及第2開關手段，而使 上述訊號線與上述畫素電路間的電阻値至少變化成2段階 之控制電路》 又，最好上述訊號線與上述電阻配線係夾著絶縁膜而 重疊設置。 又，最好上述電阻配線爲多晶矽薄膜電阻。 又，最好上述畫素電路係以η通道或P通道薄膜電晶 體的其中一方的通道薄膜電晶體來構成。 〔發明的効果〕
若利用本發明，則可減輕因電源線的電壓下降或TFT (6) (6)1357036 的臨界値電壓偏差所引起之發光元件的亮度偏差，實現畫 質佳的畫像顯示裝置。 【實施方式】 以下’參照圖面來詳細説明本發明之畫像顯示裝置的 實施形態。 <實施形態1 > 圖]是表示本發明之畫像顯示裝置的第1實施形態例 的電路構成圖。在玻璃基板1的表面形成有：複數個畫素 電路2，複數條訊號線3，複數個掃描線匯流排4，掃描 電路5。 畫素電路2是配列成2列X 2行的矩陣狀，畫素電路 2的個數爲2x2=4個的理由是爲了容易簡單説明，例如 畫面的解像度爲彩色 VGA (Video Graphics Array)時， 列數會形成640列x 3色=1 920列，行數會形成480行。 各訊號線3是在畫素電路2中連接於1列份，各掃描線匯 流排4是在畫素電路2中連接於1行份。掃描電路5會連 接至所有的掃描線匯流排4，在掃描線匯流排4產生訊 號。並且，在玻璃基板1的表面上接著驅動器IC6，而與 訊號線3連接。驅動器IC6會經由纜線7來接受從外部輸 入的畫像訊號。 晝素電路2是以 TFT開關1 ]〜1 4，電流控制用 TFT】5，電容器]6，電阻器17，EL元件]8來構成。電容 -10- (7) 1357036 器1 6會被連接於電流控制用TFT 1 5的閘極一源 間，具有保持閘極-源極電極間的電壓Vgs之槎 開關〗3會被連接於電流控制用TFT ] 5的汲極一 間，用以控制是否將汲極電極的電壓供應給閘極 容器〗6。電流控制用TFT15的汲極電極會被連 配線2 0，由電源配線2 0來供給電流。電流控制 的源極電極會被連接至3個TFT開關I 1，】2， 開關】1會連接複數條訊號線3中的1條與電 TFT 1 5之間，在開啓時，供以使流動於電流控制 的電流直接流至訊號線3。TFT開關1 2是經由 阻器1 7來連接訊號線3中的1條與電流控制用 間，在開啓時，供以產生與施加於電阻器1 7兩 成比例的電流。TFT開關14會連接EL元件18 電流控制用 TFT 1 5之間，在開啓時，供以將流 控制用TFT1 5的電流供應給EL元件1 8。EL元供 極會被連接至接地電極19。
在圖中雖省略，但實際上TFT開關1 1〜I 4 線匯流排4連接，根據掃描線匯流排4的訊號來 /關閉狀態。複數個掃描線匯流排4會全部被連 電路5，掃描電路5會產生用以控制TFT開關1 開啓/關閉之邏輯訊號，且供應給掃描線匯流排 驅動器IC6是以記憶體（Μ ) 21，DA (DAC) 22，力口算電路23，電容器24，開關25' 成。驅動器IC6會被連接至所有的訊號線3，依 極電極之 I tg 。 TFT 閘極電極 電極及電 接至電源 用 TFT15 14。 TFT 流制御用 用 TFT 15 串聯的電 TFT15 之 端的電壓 的陽極與 動於電流 b 1 8的陰 會與掃描 控制開啓 接至掃描 1〜1 4的 4 〇 轉換器 - 2 7來構 照各訊號 -11 - (8) (8)1357036 線來並列相同的電路。複數個記億體2]會全部與纜線7 連接，具有分配經由纜線7而輸入的數位畫像訊號，且予 以記億的機能。DA轉換器22會被連接至記憶體2 1，具 有將記億體2 1所記憶的數.位畫像訊號變換成，類.比電壓的 機能。電容器24 ·與開關25會構成取樣電路，當開關25 開啓時，供以使訊號線3的電壓取樣於電容器24。加.算 電路 23是在於加算 DA轉換器 22的輸出電壓“-Vdata”與電容器24的電壓Vc，而產生加算電壓Vo。開 關2 6會連接加算電路2 3與訊號線,3，當開關2 6開啓 時，加算電壓V〇會被輸出至訊號線3。TFT2.7是用以將 訊號線3的電壓下降成比電源線2 0的電壓還要更低的電 壓之開關。又，構成驅動器IC6之記憶體21，DA轉換器 2 2，加算電路2 3 ’電容器2 4，及開關2 5〜2 7，亦可利用 TFT來構成全部或部份的機能，而形成於玻璃基板I上。 圖2是表示畫素電路2的詳細電路圖。在圖1中，基 於考量紙面上的繁雜度，而省略掃描線匯流排4與TFT 開關1 1〜1 4的連接關係及電源線2 0，但會在圖2中記 述。又’圖1中雖分別記述TFT開關與電流控制用 TFT，但構造上可形成無特別不同。 在圖2中’ TFT開關11〜14與電流控制用TFT15是 全部以η通道TFT來構成。掃描線匯流排4是由4條掃 描線4 a〜4 d來形成。掃描線4 a會被連接至TFT開關 13的閘極電極，掃描線4 b會被連接至TFT開關]1的閘 極電極’掃描線4 c會被連接至TFT開關1 2的閘極電 -12- (9) (9)1357036 極，掃描線4 d會被連接至TFT開關]4的閘極電極。 根據η通道TFT的特性，當掃描線4 a〜4 d的電壓 較高時，可將TFT開關1 1〜14開啓，當掃描線4 a〜4 d的電壓較低時，可將TFT開關關閉。電·源線2 0是被配 置於畫素電路的周邊，共通連接至全部的畫素電路2’而 來供給電流。當顯示裝置爲彩色顯示時，爲了依紅，藍’ 綠的各畫素來改變供給電壓，亦可分開電源線。 在圖1及圖2中，EL元件18與接地電極19雖是記 述成包含於畫素電路2的内部，但實際上EL元件18與 接地電極19是對玻璃基板1形成圖3所示之立體的配 置。在畫素電路2内設置連接至TFT開關〗4的陽極電極 30，藉由蒸鍍技術來將EL元件材料18 a形成於玻璃基 板 1上。又，於其上利用蒸鍍技術來形成接地電極 1 9。 夾持於陽極電極30與接地電極19的部分會形成EL元件 1 8。當顯示裝置爲彩色時，EL元件材料1 8 a是使用紅， 藍，綠複數種顏色。EL元件1 8是藉由使電流流動於陽極 電極30與接地電極19之間來發光。當接地電極爲透明 時，紙面上方向會形成顯示面，當陽極電極爲透明時，紙 面下方向會形成顯示面。 圖4是表示供以驅動本實施形態例的畫像顯示裝置之 掃描線匯流排4的驅動波形，驅動器IC 6之開關的開啓/ 關閉動作，及顯示裝置内各部的發生電壓及發生電流。並 且，在圖4中’是以描繪於圖]的複數個畫素電路2中驅 動左上的1電路爲例來進行説明。 -13- (10) (10)1357036 L(4 a) ，L(4 b) ’L(4 c ) ，L(4 d)是表 示掃描電路5分別產生於掃描線4 a〜4 d的驅動波形。 L(4 a )〜L(4 d)的訊號爲2値的邏輯電壓訊號，當 爲較高的電壓訊號（以下簡稱爲Η )時，TFT開關會形成 開啓’當爲較低的電壓訊號（以下簡稱爲L )時，TFT開 關會形成關閉。S (25) ，S (26) ，S (27)是分別表 示驅動器IC6内之開關25〜27的開啓/關閉狀態。 V s i g是表示訊號線3的電壓値，V g s是表示電流控制 用TFT]5之閘極一源極電極間的電壓値，ids是表示電流 控制用TFT15之汲極—源極電極間電流値，iLED是表示 流動於發光元件1 8的電流値。 圖4中横軸爲時間。時刻t 0〜t 5是表示將畫像訊 號寫入圖]中左上的畫素電路2的期間，時刻t 5〜tEND 是表不根據寫入左上的畫素電路2中的畫像訊號來使發光 元件1 8發光的期間。 在時刻t 〇〜t 5之間，掃描線4 d會形成L，T由 於FT開關1 4爲關閉狀態，因此發光元件1 8會熄燈。 在時刻t〗，若使開關2 7適當期間形成開啓狀態， 則訊號線3的電壓會形成比電源線2 0的電壓V d d還要更 低的電壓。在關閉開關2 6後，會根據訊號線3所持有的 寄生電容來保持該電壓。 在時刻t 2，使掃描線4 a及4 b形成Η，開啓開關 25。此刻，開關TFT〗3及】2會形成開啓狀態。因爲 T F T】3爲開啓狀態，所以在電流控制用T F T ] 5的閘極電 -14 - (11) (11)1357036 極會被供給電源線20的電壓Vdd，又，因此TFT ]2會形 成開啓狀態’所以在電流控制用TFT 1 5的源極電極會被 供給訊號線3的電壓Vsig。由於訊號線的電壓Vs]g會形 成比電源線的電壓V d d還要更低的電壓，因此閘極一源 極電極間電壓Vgs會在電流控制用TFT1 5開啓時形成充 分的値，電流控制用TFT15的汲極一源極電極間電流ids 會流動。隨著訊號線3的寄生電容被充電，訊號線3的電 壓Vsig會上昇，電流控制用TFT15的閘極一源極電極間 電壓 Vgs在形成電流控制用 TFT15的臨界値電壓 Vth 時，電流ids會形成〇保持安定。 此刻，訊號線3的電壓 Vsig=Vdd— Vth，在驅動器 IC6内’電壓Vdd— Vth會經由開關25來施加於電容器 24。亦即，本實施形態例是在時刻t 2〜t 3之間，進行 檢測出電流控制用TFT 1 5的臨界値電壓Vth .，而傳達至驅 動器IC6的動作。 在時刻t 3，使掃描線4 b形成L，使掃描線4 c形 成H，使開關25關閉，使開關26開啓。此刻，TFT開關 1 1會形成關閉狀態，1 2會形成開啓狀態。在驅動器IC 6 内，由於開關25爲關閉狀態，因此電容器24會保持電壓 Vdd-Vth。在力□算電路23中，加算電容器24的電壓Vdd 一 Vth及畫像訊號之DA轉換器22的輸出電壓—Vdata， 加算電路23的輸出電壓Vo會形成Vdd — Vth - Vdata。 由於開關2 6爲開啓狀態，因此加算電路2 3的輸出電 壓Vo會被輸出至訊號線3，訊號線的電壓Vsig會形成比 -15- (12) 1357036 時刻t 3以前的電壓還要低Vdata，亦即\^(3-V d a t a的電壓。亦即，就本實施形態例而言，是在 3〜t 4之間，進行在時刻t 3以前的訊號線的電 中加算電壓— Vdata的動作。 另一方面，在畫素電路2中，由於TFT]】會 閉狀態，TFT1 2會形成開啓狀態，因此電流控制用 的源極電極與訊號線3會經由電阻器1 7來連接。 號線的電壓Vsig會形成比時刻t 3以前的電壓還 因此在電流制御用 TFT 1 5中會再度開始流動電流 設此刻的閘極—源極電極間電壓 Vgs = Vth’ ，則 極的電壓會形成Vdd- Vth’ ，因此在電阻器17的 產生源極電極的電壓與訊號線3的電壓Vsig之 Vdata— (Vth， - Vth )。因此，根據歐姆法則， 器1 7中會流動按照式2之電流値i的電流。電流 TFT的汲極-源極電極間電流ids亦流動同樣電流 電流。在式2中，R爲電阻器的電阻値。 i = Vdata {1— (Vth’ 一 Vth)/Vdata}/R … 在時刻t 4，若使掃描線4 a形成L，則TFT 會形成關閉，電流控制用TFT1 5的閘極-源極電 壓Vgs= Vth’會藉電容器16而保持。然後，使掃3 4 C形成L，關閉開關2 6。 .在時刻t 5〜時刻Tend之間，在使掃描線4 -Vth -:時刻t 壓 Vsig '形成關 TFT 1 5 由於訊 要低， 。若假 源極電 兩端會 差電壓 在電姐 控制用 値i的 (式2) 開關1 3 極間電 鹿線 d形成 -16- (13) (13)1357036 Η之下，TFT開關】4會保持開啓狀態，電流會經由電流 控制用TFT15來供給至EL元件18，而使EL元件18發 光。（此間，驅動器IC6亦可將畫像訊號寫入其他的畫 素）此刻’電流控制用T F T 1 5的汲極—源極電極間電流 i d s會根據電流電容器1 6所保持的閘極—源極電極間電壓 V g s = V t h ’來限制於電流値i。因此，流動於e L元件I 8 的電流i L E D也會被限制於電流値i。 由於EL元件1 8的發光強度是與iLED的電流値成比 例，因此E L元件1 8的發光強度也會與電流値i成比例。 因此，可藉由具有畫像訊號的資訊之電壓Vd at a來控制 EL元件18的發光強度。 藉由重複對全體畫素進行以上的動作，將可根據畫像 訊號來控制所定畫素的發光強度，因此本發明之畫像顯示 裝置的第1實施形態例可顯示畫像。 但’在前述的式2中’若使電壓Vdata的振幅形成比 電壓（Vth’ - Vth )還要更大’則式2可近似於其次的式 i=Vdata/R …（式 3) 此情況，由於在式3的右邊只存在電壓Vdata及電阻 器17的電阻値R ’因此可藉由使用由多晶矽所構成的配 線等來形成電阻器]7 ’而使具有安定的電阻値，在不受 電源線2 0的電壓V d d或電流控制用TFT 1 5的臨界値電壓 -17- (14) 1357036 vth之髡響下，使電流値I與電壓Vdata成比例。 因此，構成本發明之畫像顯示裝置的第1實施形態 之EL元件18的發光亮度不易受到電源電壓vdd的變 或電流控制用TFT的Vth偏差之影響》 本實施形態例所示的畫像顯示裝置可適用於行動 話，TV ’ PDA，筆記型PC ’監視器，可減輕行動電話 TV，PDA ’筆記型PC ’監視器等電源線的電壓下降 TFT的臨界値電壓偏差所引起之發光元件的亮度偏差， 實現畫質佳的畫像顯示裝置。 <實施形態2 > 圖5是表示本發明之畫像顯示裝置的第2實施形態 的電路構成圖。在玻璃基板4 1的表画上形成有複數個 素電路42，複數個虛擬畫素電路49’複數條訊號線43 複數條電J且配j泉-4 8 ’複數個掃描線匯流排4 4，及掃描 路45。畫素電路42是配列成2列χ2行的矩陣狀，畫 電路42的個數爲2x3=6個的理由是爲了容易簡單 明，例如當畫面的解像度爲彩色 V G A時，列數會形 64 0列X 3色=1 9 2 0列’行數會形成4 8 0行。各訊號線 及電阻配線4 8是在(y電路4 2及畫素電路4 9中 接於1列份’各掃描線匯流排4 4是在畫素電路4 2及虛 畫素電路49中連接於1行份。掃描電路45會被連接至 有的掃描線匯流排4 4 ’在掃描線匯流排4 4產生訊號。 且，在玻璃基板4 ]的表面上接著驅動器IC 6，而與訊 例 動 電 j 或 而 例 畫 ) 電 素 説 成 43 連 擬 所 並 號 -18 - (15) (15)Ϊ357036 線4 3連接。驅動器IC 6會經由纜線7來接受從外部輸入 的畫像訊號。 畫素電路42是以TFT開關51〜54，電流控制用 TFT55 >電容器56，EL元件58來構成。電容器56會被 連接於電流控制用TFT5 5的閘極電極與源極電極之間， 具有保持閘極—源極電極間的電壓Vgs之機能。TFT開關 5 3會被連接於電流控制用TFT5 5的汲極一閘極電極間， 用以控制是否將汲極電極的電壓供應給閘極電極及電容器 56。電流控制用 TFT55的汲極電極會被連接至電源配線 6 0，由電源配線6 0來供給電流。 電流控制用TFT55的源極電極會被連接至兩個TFT 開關52，54。TFT開關52會連接電阻配線48中的1條 本與電流控制用TFT55之間，在開啓時，供以使流動於 電流控制用TFT55的電流流至電阻配線48。TFT開關54 會連接EL元件58的陽極與電流控制用TFT55之間，在 開啓時，供以將流動於電流控制用 TFT5 5的電流供應給 EL元件58。EL素子58的陰極會被連接至接地電極59。 TFT開關5 1會連接電阻配線48上的TFT開關52的 連接節點與訊號線4 3之間，在開啓時，供以使流動於電 阻配線4 8或TFT開關52的電流流至訊號線4 3 °虛擬晝 素電路49是僅以TFT開關51來構成’當TFT開關51開 啓時，供以使流動於電阻配線4 8的電流流至訊號線4 3。 在圖5中，雖是分別針對TFT開關與電流控制用 TFT來敘述，但構造上可形成無特別不同。並且’ TFT開 -19 - (16) (16)1357036 關51〜54與電流控制用TFT55全是以η通道TFT來構 成。 又，於圖5中雖省略，但實際上TFT開關5 1〜54是 與掃描線匯流排4 4連接，根據掃描線匯流排4 4的訊號來 控制開啓/關閉狀態。複數個掃描線匯流排4 4是全部連 接至掃描電路45，掃描電路45具有產生控制TFT開關 5 I〜5 4的開啓/關閉之邏輯訊號，且供應給掃描線匯流 排44之機能。
驅動器IC6是以記憶體2 1，DA轉換器22，加算電路 23，電容器24，開關25〜27來構成。驅動器IC6會連接 至所有訊號線43，依各訊號線來並列同樣的電路。複數 個記憶體2 ]會全部與纜線7連接，具有分配經由纜線7 而輸入的數位畫像訊號且予以記億之機能。DA轉換器22 會被連接至記憶體2〗，具有將記憶體2 1所記憶的數位畫 像訊號變換成類比電壓之機能。電容器24與開關25會構 成取樣電路，在開關25開啓時，供以使訊號線43的電壓 取樣於電容器24。加算電路23會加算DA轉換器22的輸 出電壓“一 Vdata”與電容器24的電壓 Vc，產生加算電 壓Vo。開關26會連接加算電路23與訊號線43，在開關 26開啓時，加算電壓V〇會輸出至訊號線3。TFT27是供 以使訊號線43的電壓下降至比電源線60的電壓還要更低 的開關。又，構成驅動器IC6之記憶體2 1，DA轉換器 2 2，加算電路2 3，電容器2 4，及開關2 5〜2 7，亦可利用 TFT來構成全部或部份的機能，而形成於玻璃基板4 I -20- (17) (17)1357036 上。 在圖5中，EL元件58與接地電極59雖是記載成包 含於畫素電路42的内部，但實際上EL元件58與接地電 極5 9是對玻璃基板形成圖6所示之立體的配置。在畫素 電路42内，設置連接至TFT開關54的陽極電極70，利 用蒸鍍技術來將EL素子材料58 a成膜於玻璃基板41 上。並且’在上面利用蒸鍍技術來形成接地電極5 9。夾 持於陽極電極70與接地電極59的部分會形成EL素子 58。當顯示裝置爲彩色時，El元件材料58 a是使用紅， 藍，綠的複數種顏色。藉由電流流動於陽極電極70與接 地電極59之間，來使EL元件58發光。當接地電極爲透 明時，紙面上方向會形成顯示面，當陽極電極爲透明時， 紙面下方向會形成顯示面。 訊號線4 3與電阻配線4 8可重疊形成於玻璃基板4 1 上。圖7是表示圖6之A — A ’間的剖面圖。在玻璃基板 4 1上形成絶縁膜74，且於其上形成電阻配線48 (在多晶 矽薄膜中摻雜磷或硼而形成者）。在上面，夾著絶縁膜 73以鋁等導電率高的金屬來形成訊號線43»在上靣，夾 著絶縁膜72來形成陽極電極70與絶縁膜71。在上面， 將EL元件材料5 8 a蒸鍍於其上而形成接地電極5 9。若 重疊形成電阻配線48訊號線43，則可使在陽極電極70 上蒸鍍EL元件材料58 a而形成的EL元件58所占的面 積更大，因此有助於使畫像顯示裝置更明亮地發光。 圖8是表示供以驅動本實施形態例的畫像顯示裝置之 -21 - (18) (18)1357036 TFT開關5]〜54的開啓/關閉動作，驅動器IC6之開關 的開啓/關閉動作，及於顯示裝置内各部的發生電壓及發 生電流。並且，在圖8中，是以描繪於圖5的複數個畫素 電路42中驅動左列最上段的〗電路爲例來進行説明。9-AB C的項目是表示TFT開關51〜54的狀態，a〜c的 各狀態是分別描繪於圖9的（a )〜（c )。圖9是表示 抽出圖5的左列最上段的畫素電路附近的圖面。x的情況 是表示所有的TFT開關關閉的狀態（未被描繪圖9 )。圖 8的S (25) ’ S (26) ，S (2 7)是分別表示驅動器 IC6内之開關25〜27的開啓/關閉狀態。Vsig是表示訊 號線43的電壓値，Vgs是表示電流控制用TFT55之閘極 -源極電極間的電壓値，ids是表示電流制御用TFT55的 汲極一源極電極間電流値，i LED是表示流動於發光元伴 5 8的電流値。 圖8中横軸爲時間。時刻t 〇〜t 5是表示將畫像訊 號寫入圖5中的左列最上段的畫素電路4 2的期間，時刻 t 5〜tEND是表示根據寫入左列最上段的畫素電路42的 畫像訊號來使發光元件5 8發光的期間。 在時刻t 0〜t 5之間’所有的TFT開關爲關閉狀 態，發光元件5 8會熄燈。 在時刻t】，若使開關2 7於適當的期間形成開啓狀 態，則訊號線4 3的電壓V si g會形成比電源線6 0的電壓 Vdd還要更低。在關閉開關26後，藉由訊號線43所具有 的寄生電容來保持該電壓。 -22- (19) (19)1357036 在時刻t 2，如圖9(a)所示，使驅動目的之畫素 電路42内的TFT開關5]〜53開啓。由於TFT53爲開啓 狀態，因此電源線6 0的電壓V d d會被供給至電流控制用 TFT55的閘極電極，又，由於TFT52爲開啓狀態，因此 訊號線的電壓Vsig會被供給至電流控制用TFT15的源極 電極。又，因爲訊號線的電壓 V s i g比電源線的電壓 V d d 還要更低，所以閘極-源極電極間電壓V g s會在電流控制 用TFT1 5開啓時形成充分的値，電流控制用TFT】5的汲 極-源極電極間電流i d s會沿著圖中的虛線箭頭來流動。 隨著訊號線4 3的寄生電容被充電，訊號線4 3的電壓 V si g會上昇，電流控制用 TFT5 5的閘極-源極電極間電 壓Vgs在形成電流控制用TFT55的臨界値電壓Vth時， 電流ids會形成0保持安定。此刻，訊號線的電壓Vsig = Vd.d — Vth，在驅動器IC6内，電壓Vdd—Vth會經由開關 25來施加於電容器24。亦即，就本實施形態例而言，是 在時刻t 2〜t 3之間，進行檢測出電流控制用TFT5 5的 臨界値電壓Vth後傳達至驅動器IC6的動作。 在時刻t 3，如圖9 ( b )所示，使驅動目的之畫素 電路42的1個上段與1個下段的畫素電路42 (或虛擬畫 素電路49 )内的TFT開關51開啓。在驅動器IC6内，由 於開關25爲關閉狀態，因此電容器24會保持電壓Vdd-Vth。在加算電路23中加算電容器24的電壓 Vdd - Vth 與畫像訊號之DA轉換器22的輸出電壓一 V data，加算電 路23的輸出電壓Vo會形成Vdd — Vth- Vdata。又，由於 -23- (20) (20)1357036 開關2 6爲開啓狀態，因此加算_電路23的輸出電壓Vo會 被輸出至訊號線43，訊號線的電壓Vsig會比時刻t 3以 前的電壓還要低Vdata，亦即形成Vdd-Vth— Vdata的電 壓。亦即，就本實施形態例而言，是在時刻t 3〜t 4之 間’進行在時刻t 3以前的訊號線的電壓V s i g中加算電 壓—Vdata的動作。 由於訊號線的電壓Vsig是形成比時刻t 3以前的電 壓還要低’因此會在電流控制用TFT5 5中再度開始流動 電流。此刻的電流路徑是按照圖中的虛線箭頭來流動。在 電阻配線48中，若將畫素電路（或虛擬畫素電路）的縱 方向間距量的長度的電阻假設爲2 R，則電流路徑上的訊 號線43與電流制限用TFT55間的電阻會形成2R的並列 電阻，電阻値會形成R。又，若假設此刻的電流控制周 TFT的閘極一源極電極間電壓 Vgs = Vth’ ，則源極電極 的電壓會形成Vdd- Vth’ ，因此會在電阻配線48中產生 源極電極的電壓與訊號線43的電壓Vsig之差電壓Vdata -(Vth ’ _ Vth )。因此，根據歐姆法則，在電阻配線 4 8中會流動按照式4之電流値i的電流。電流控制用T F T 的汲極-源極電極間電流i d s亦流動同樣電流値i的電 流。 i = Vdata{l-(Vth’-Vth)/Vdata}/R …（式 4) 在時刻t 4，若使所有的TFT開關關閉，則電流控制 -24 - (21) (21)1357036 用TFT55的閘極—源極電極間電壓Vgs=Vth’會藉由電 容器5 6來予以保持。 在時刻t 5〜時刻tEND之間，如圖9 ( a )所示， 使驅動目的之畫素電路42内的TFT開關54形成開啓狀 態。電流會經由電流控制用T F T 5 5來供應給E L元件5 8， 使E L元件5 8發光。（此間，驅動器IC 6亦可將畫像訊 號寫入其他的畫素）此刻，電流控制用 T F T 5 5的汲極-源極電極間電流i d s會根據電流電容器5 6所保持的閘極 —源極電極間電壓v g s = v th ’來限制於電流値i。因此， 流動於EL元件5 8的電流i LED也會被限制於電流値i。 由於EL元件58的發光強度是與iLED的電流値成比 例，因此EL元件5 8的發光強度也會與電流値i成比例。 因此，可藉由具有畫像訊號的資訊之電壓 Vdata來控制 EL元件58的發光強度。 藉由重複對全體畫素進行以上的動作，將可根據畫像 訊號來控制所定畫素的發光強度，因此本發明之畫像顯示 裝置的第1實施形態例可顯示畫像。 但，在前述的式4中，若使電壓V d a t a的振幅形成比 電壓（Vth’ — Vth )還要更大，則式4可近似於其次的式 i = Vdata/ R …（式 5) 此情況，由於式5的右邊只存在電壓V d a t a及由配線 -25- (22) 1357036 電阻4 8的電阻値所求得的電阻値R，因此可藉由使 電阻4 8具安定的電阻値，而於不受電源線6 0的電壓 或電流控制用TFT55的臨界値電壓Vth之影響下， 流値i與電壓V d a t a成比例。 因此，構成本實施型態例之畫像顯示裝置的EL 18的發光亮度不易受到電源電壓Vdd的變動或電流 用TFT的Vth偏差之影響。 本實施形態例所示的畫像顯示装置可適用於行 話，TV，PDA，筆記型PC，監視器，可減輕行動電 TV，PDA，筆記型PC，監視器等電源線的電壓下 TFT的臨界値電壓偏差所引起之發光元件的亮度偏差 實現畫質佳的畫像顯示裝置。 <實施形態3 > 本實施形態例是說明有關第]及第2實施形態例 形例，加算電路的構成例等。 在前述第1及第2實施形態例中，畫素電路的 雖是全部使用η通道TFT，但亦可使各節點電壓極性 流的流向’ E L元件的陽極，陰極呈相反，全部以p TFT來構成畫素電路的TFT。 又’圖]〇是表示使用於前述第1及第2實施形 的加算電路23的電路構成。加算電路23是以讀出放 電路8 1及具有電阻値r的電阻82，83來構成。加算 2 3會產生其次的式6所示的電壓，亦即輸出電壓ν〇。 配線 Vdd 使電 元件 控制 動電 話， 降或 ，而 的變 TFT ，電 通道 態例 大器 電路 -26- (23) (23)1357036 V 〇 = V c - (r/r) Vdata=Vc-Vdata ··(式 6) 因此，圖]0所示的加算電路可將-v d a t a的値加算 於電容器24的電壓Vc中。 圖1 1是表示使用於前述第1及第2實施形態例之驅 動器IC6的代替電路。可取代驅動器IC6，使用驅動器電 路6 a 。驅動器電路6 a是由使用於以往液晶顯示器等的 類比電壓輸出驅動器IC86 ’ TFT開關87 ’ 88，及電容器 8 9所構成。TF T開關8 8是供以使訊號線3的電壓下降成 較低的電壓之開關’進行與圖1及圖5的開關2 7相同的 動作。TFT開關87會連接訊號線3與電容器89之間，在 訊號線3的電壓中加算驅動器IC 8 6的輸出電壓時；形成 開啓。 圖]2是表示對圖11中驅動器輸出電壓Vd的變化之 訊號線電壓Vsig的回應圖。在使TFT開關87形成開啓的 狀態下，若使驅動器IC86的輸出電壓Vd從0變化成畫 像訊號的-Vdata，則由於電容器的2端子間的電壓差不 可急速變化，因此訊號線的電壓 Vsig也會減少電壓 Vdata。但’電容器89的電容是使用比訊號線3的寄生電 容還要更大者。在此，若假設訊號線的原電壓爲Vdd -Vth，則根據上述動作，訊號線會產生新的電壓Vdd — Vth 一 V data。亦即，圖u的電路是意指可在訊號線3的電壓 中加算一Vdata的電壓。 -27- (24) (24)1357036 【圖式簡單說明】 圖1是表示本發明之畫像顯示裝置的第】實施形態例 的電路構成圖。 圖2是表示圖]之畫素電路的詳細構成電路圖。 圖3是表示第1實施形態例之el元件與接地電極的 構造圖。 圖4是表示第1實施形態例之驅動波形，開關的開啓 /關閉動作’發生電壓，及發生電流的時序圖。 圖5是表示本發明之畫像顯示裝置的第2實施形態例 的電路構成圖。 圖6是表示第2實施形態例之EL元件，接地電極， 訊號線，及電阻配線的構造圖。 圖7是表示沿著圖6的A — A ’線的部分剖面圖。 圖8是表示第2實施形態例之驅動波形，TFT開關的 開啓/關閉動作，發生電壓，及發生電流的時序圖。 圖9是表示TFT開關的狀態變化圖。 圖]〇是表示使用於第1及第2實施形態例之加算電 路的電路圖。 圖〗]是表示使用於第1及第2實施形態例之驅動’器 I C的代替電路。 圖12是表示針對驅動器輸出電壓的變化之訊號線電 壓的回應圖。 圖]3是表示使用E L元件之畫素電路的習知例。 -28- (25) (25)1357036 〔符號之說明〕 1 :玻璃基板 2 : 畫素電路 3 :訊號線 4 :掃描線匯流排 4 a〜4 d :掃描線 5 :掃描電路
6 :驅動器1C 6 a :代替電路 7 :纜線 1 1〜1 4 : T F T開關 1 5 :電流控制用TFT 1 6 :電容器 1 7 :電阻器 1 8 : EL元件 1 8 a : EL元件材料 1 9 :接地電極 2 0 :電源線 2 1 :記憶體（Μ) 22: DA 轉換器（DAC) 2 3 :加算電路 24 :電容器 2 5〜2 7 :開關 -29- (26) (26)1357036 3 0 :陽極電極 4 1 :玻璃基板 4 2 :畫素電路 4 3 :訊號線 44 :掃描線匯流排 4 5 :掃描電路 4 8 :電阻配線 49:虛擬畫素電路 5 1-54： tft mm 55:電流控制用TFT 5 6 :電容器 5 8 : E L元件 5 8 a : E L元件材料 60 :電源線 7 〇 :陽極電極 71 ~ 74 ：絶縁膜 8 ]:讀出放大器電路 82 ， 83 :電阻
86 :驅動器1C 87 ， 88: TFT 開關 1 0 1 :電阻 ]02 ， 103： p 通道 TFT 104 :開關 TFT 1 0 5 :電源線 -30- (27) (27)1357036 ]0 6 :電容器 ]0 7 :接地電極 108： EL元件 1 〇 9 :輸入端子 -31

Claims (1)

1357036 月知日修正替換頁 第092136760號專利申請案中文申請專利範圍修正本 民國100年9月30曰修正 拾、申請專利範圍 1·—種畫像顯示裝置，係由： 複數個畫素配置成矩陣狀的畫像顯示部；及 爲了和上述畫素進行電壓訊號的存取，而配置於上述 畫像顯示部内的複數條訊號線；及 控制上述訊號線的電壓之驅動電路所構成； 上述畫素係以發光元件及控制上述發光元件的發光強 度之畫素電路所構成； 其特徵係具備：選擇性地將複數個上述畫素所分別具 有的上述畫素電路的内部電壓產生至上述訊號線之畫素電 路電壓檢出手段，上述驅動電路具備加算上述訊號線的電 壓與對應於顯示畫像的訊號電壓後，再度將電壓輸出至上 述訊號線之電壓加算手段， 上述畫素電路電壓檢出手段係以將上述發光元件與上 述訊號線之間遮斷的遮斷狀態，連接的連接狀態，及以比 上述連接狀態還要充分高的電阻値來連接的電阻連接狀態 等3狀態的電路所構成。 2 ·如申請專利範圍第1項之畫像顯示裝置，其中上述 畫素電路電壓檢出手段係由：電阻器，及並聯於該電阻器 的開關電晶體所構成。 3 .如申請專利範圍第1項之畫像顯示裝置，其中上述 畫素電路係具備：對上述發光元件供給定電流之電流記億 1357036 f 月多00修正替換頁 電路。 . 4.如申請專利範圍第1項之畫像顯示裝置，其中上述 驅動電路係含：記憶上述訊號線的電壓之取樣電路，及加 算上述所被記憶的電壓與畫像訊號的電壓之加算電路。 5.如申請專利範圍第1項之畫像顯示裝置，其中上述 驅動電路係由：輸出類比電壓的驅動器1C，及連接於上 述驅動器1C與上述訊號線之間的電容器所構成。 ' 6.如申請專利範圍第1項之畫像顯示裝置，其中上述 發光元件爲發光二極體元件。 7 ·如申請專利範圍第1項之畫像顯示裝置，其中上述 畫素電路與上述畫素電路電壓檢出手段係使用薄膜電晶體 來構成。 8. 如申請專利範圍第7項之畫像顯示裝置，其中上述 畫素電路係以η通道或ρ通道薄膜電晶體的其中一方的通 道薄膜電晶體來構成。 9. 一種畫像顯示裝置，係由： * 複數個畫素配置成矩陣狀的畫像顯示部：及 ~ 爲了和上述畫素進行電壓訊號的存取，而配置於上述 畫像顯示部内的複數條訊號線；及 控制上述訊號線的類比電壓之驅動電路所構成； 上述畫素爲發光元件及控制上述發光元件的發光強度 之畫素電路所構成； 其特徵爲： 具有比上述訊號線還要高的電阻値的複數條電阻配線 1357036 用〇日修正替換頁 會與上述訊號線平行配置’在上述訊號線與上述電阻配線 之間設有複數個第1開關手段，在上述電阻配線與上述畫 素電路之間設有複數個第2開關手段。 10.如申請專利範圍第9項之畫像顯示裝置，其中上 述驅動電路具備：加算上述訊號線的電壓與對應於顯示畫 像的訊號電壓後’再度將電壓輸出至訊號線之電壓加算手 段。 11·如申請專利範圍第9項之畫像顯示裝置，其中具 備：控制上述第1及第2開關手段，而使上述訊號線與上 述畫素電路間的電阻値至少變化成2段階之控制電路。 12.如申請專利範圍第9項之畫像顯示裝置，其中上 述訊號線與上述電阻配線係夾著絶縁膜而重疊設置。 1 3 ·如申請專利範圍第9項之畫像顯示裝置，其中上 述電阻配線爲多晶矽薄膜電阻。 1 4_如申請專利範圍第9項之畫像顯示裝置，其中上 述發光元件爲發光二極體元件。 1 5 .如申請專利範圍第9項之畫像顯示裝置，其中上 述畫素電路與上述第1及第2開關手段係使用薄膜電晶體 .來構成。 16.如申請專利範圍第丨5項之畫像顯示裝置，其中上 述畫素電路係以η通道或ρ通道薄膜電晶體的其中一方的 通道薄膜電晶體來構成。
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