TWI431591B - 影像顯示裝置 - Google Patents

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Hiroshi Kageyama
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Description

影像顯示裝置
本發明係關於影像顯示裝置。
近年來，使用有機電致發光(Electro Luminescence)元件(以下簡稱為有機EL元件)等發光元件之影像顯示裝置之開發相當興盛地在進行。這些發光元件與驅動該發光元件的畫素電路一起被形成於玻璃基板等之上。
圖7係顯示使用從前的技術之有機電致發光顯示器的電路構成之圖。於各畫素電路PX被設置有機EL元件101，有機EL元件之陰極電極接地，有機EL元件101之陽極電極透過驅動TFT(Thin Film-Transistor，亦稱為薄膜電晶體)102連接至電源線Vcc。在驅動TFT102之閘極-源極間連接著記憶電容103。此外驅動TFT 102之閘極電極透過畫素開關104連接至訊號線DL，訊號線DL被連接至訊號輸入電路XDV。此外有機EL元件101之陽極電極透過重設開關105接地。重設開關105透過重設開關控制線RL藉由重設開關控制電路RDV控制，畫素開關104透過畫素開關掃描線GL藉由畫素開關控制電路YDV控制。此處1個畫素電路對應於1個畫素。
圖8係顯示從前的有機電致發光顯示器之對1個畫素電路PX的畫素開關掃描線GL及訊號線DL之電位的波形之波形圖。在使由訊號線輸入的影像訊號成為寫入對象之畫素電路PX，開始時藉由重設開關控制線RL使重設開關105成為打開(ON)。此時，有機EL元件101之陰極端與陽極端都被重設為接地電壓，同時記憶電容103之一端也被設定為接地電壓。接著藉由該畫素之畫素開關掃描線GL，使該畫素之畫素開關104打開。此時被施加至訊號線DL之訊號電壓被施加至記憶電容103之另一端，所以在記憶電容103之兩端產生前述訊號電壓。接著依照該畫素之畫素開關掃描線GL、重設開關控制線RL的順序使控制線關閉(OFF)的話，在記憶電容103的兩端保持前述訊號電壓。記憶電容103的兩端之電壓即係驅動TFT 102的閘極-源極間電壓，所以驅動TFT 102使有機EL元件101以相當於前述訊號電壓的訊號電流來驅動及發光。如此進行在從前之有機EL顯示器，藉由電流流至有機EL元件101使得即使在記憶電容103的兩端施加的電壓變得不安定，也可以防止流至有機EL元件101的電流量發生意外的變動，而且顯示著由複數畫素所構成的影像。
如前所述之影像顯示裝置，例如記載於日本專利特開2004-347993號公報。
在前述之影像顯示裝置，如圖7所示每一畫素行必須要2條控制線。因此控制畫素電路的配線構造變得複雜。進而在使重設控制電路RDV及畫素開關控制電路YDV外接實裝的場合，連接端子數必須要有畫素行數的2倍。
本發明之目的在於提供簡化控制畫素電路的配線的構造之影像顯示裝置。
相關於本發明之顯示裝置包含：延伸於第1方向之複數畫素掃描線、延伸於與前述第1方向交叉的第2方向之複數訊號線、對應於前述畫素掃描線與前述訊號線之交點而設的複數畫素電路，且藉由於各畫素掃描線對前述畫素電路依序供給的掃描線與於各訊號線對前述畫素電路供給的影像訊號進行驅動的複數畫素電路。接著前述各畫素電路，特徵為包含：調整電流量之驅動電晶體、藉由從前述驅動電晶體供給的電流量而改變亮度之發光元件、根據驅動該畫素電路之前述掃描訊號及前述影像訊號而產生因應於前述影像訊號的電位之畫素開關、一端由前述畫素開關供給前述電位，而藉由與被供給至另一端的電位之電位差來控制前述驅動電晶體供給的電流量之電容元件、以及在藉由對應於該畫素電路之前述畫素掃描線供給之前述掃描訊號之前，根據藉由其他畫素掃描線所供給之前述掃描訊號，把前述電容元件之前述另一端之電位設定為特定之基準狀態的重設開關。
此外，在本發明之一態樣，亦可以是前述畫素開關設於前述電容元件之一端與前述訊號線之間，前述重設開關之一端與前述電容元件之另一端連接，對前述重設開關之另一端供給基準電位，前述發光元件之一端與前述驅動電晶體之源極電極連接，對前述發光元件之另一端供給基準電位，前述電容元件之前述一端係與前述驅動電晶體之閘極電極連接，前述電容元件之前述另一端與前述驅動電晶體之源極電極連接，對前述驅動電晶體之汲極電極供給電源電位。
此外，在本發明之一態樣，亦可以是前述畫素開關係薄膜電晶體，其閘極電極被連接於對應該畫素電路之前述畫素掃描線，前述重設開關係薄膜電晶體，其閘極電極被連接於在藉由對應於該畫素電路之前述畫素掃描線供給的前述掃描訊號之前，供給前述掃描訊號之前述畫素掃描線。
此外，在本發明之一態樣，亦可以是前述影像訊號，係由比前述發光元件之時間常數更長時間供給的預定之基本電位及在之後對應於比前述基本電位更短時間供給之發光元件的亮度之亮度電位所構成。
此外，在本發明之一態樣，前述發光元件亦可係電致發光元件。
此外，在本發明之一態樣，亦可進而包含供輸出前述掃描訊號之掃描電路。
此外，在本發明之一態樣，前述畫素電路，亦可被形成於絕緣基板上。
此外，在本發明之一態樣，前述發光元件，亦可以是有機電致發光元件，前述驅動電晶體係n通道之電晶體，前述發光元件之陽極電極被連接於前述驅動電晶體之源極電極，前述發光元件之陰極電極被供給前述基準電位，前述電源電位比前述基準電位還高。
此外，在本發明之一態樣，前述發光元件，亦可以是有機電致發光元件，前述驅動電晶體係p通道之電晶體，前述發光元件之陰極電極被連接於前述驅動電晶體之源極電極，前述發光元件之陽極電極被供給前述基準電位，前述電源電位比前述基準電位還低。
根據本發明，於各畫素行只要設置1條控制線即可可以簡化控制畫素電路之配線構造。此外，在外裝地實裝控制電路的場合可以削減連接端子數。結果，可以有效地進行成本削減。
以下，根據圖面詳細說明本發明之實施形態之例。在以下，針對於在有機電致發光顯示器適用本發明的場合之例進行說明。
[第1實施形態]
相關於本發明之第1實施形態之有機EL顯示器，被構成為包含在其顯示區域內有機EL元件及驅動其之電路在各畫素被形成為矩陣狀之玻璃基板，及藉由被貼合於該玻璃基板密封有機EL元件之密封基板。
圖1係顯示相關於第1實施形態之有機電致發光顯示器之電路構成圖。在顯示區域複數之畫素開關掃描線GL延伸於第1方向(水平方向)，複數之訊號線DL延伸於第2方向(垂直方向)。此外畫素開關掃描線GL被連接於畫素開關控制電路YDV，訊號線DL被連接於訊號輸入電路XDV。畫素開關掃描線GL與訊號線DL對應於平面交叉之點，畫素電路PX被配置為矩陣狀。此處，1個畫素電路PX對應於顯示器上之1個畫素。在本圖僅記載1列×2行之2個畫素電路PX而已，但實際上為了進行影像輸出有很多的畫素電路PX排列於水平方向及垂直方向。用於電視的有機EL顯示器的場合例如排列著1920(水平)×RGB×1080(垂直)之畫素電路PX。以下將第n條畫素開關掃描線記為GL(n)、第m條訊號線記為DL(m)等。此處，n為1以上畫素開關掃描線的數目以下之整數，m為1以上訊號線的數目以下之整數。又，電源配線PW(m)與接地配線GD(m)係在顯示區域內相互平行地延伸而配置於垂直方向，於電源配線PW(m)被供給正的電源電位。畫素開關控制電路YDV，由第1條畫素開關掃描線GL(1)開始依序對畫素開關掃描線GL(2)、畫素開關掃描線GL(3)、…供給掃描訊號。
接著說明對應於畫素開關掃描線GL(n)與訊號線DL(m)之交點而設的畫素電路PX。於畫素電路PX被設置有機EL元件1，有機EL元件1之陰極端被連接於接地配線GD(m)，陽極端連接至驅動TFT 2之源極電極，驅動TFT 2之汲極電極被連接至電源配線PW(m)。在驅動TFT 2之閘極一源極間連接著記憶電容3。此外驅動TFT 2之閘極電極透過畫素開關4連接至訊號線DL(m)。此外有機EL元件1之陽極端透過重設開關5被連接於接地配線GD(m)。畫素開關4之閘極電極被連接於畫素開關掃描線GL(n)，藉由畫素開關控制電路YDV控制。此外重設開關5之閘極電極被連接於對應前段之畫素電路PX的畫素開關掃描線GL(n-1)。又，有機EL元件在大多數的場合有整流性，亦被稱為OLED(Organic Light Emitting Diode)，所以在圖1在有機EL元件1使用整流記號。
顯示區域內之畫素PX係在單一之玻璃基板上用多晶矽TFT元件構成，訊號輸入電路XDV及畫素開關控制電路YDV分別由複數之單晶矽驅動IC晶片構成，被實裝於單一之玻璃基板上。又，在此驅動TFT 2、畫素開關4、重設開關5均為nMOS電晶體。此處於製造多晶矽TFT電路或非晶矽TFT電路時，由於矽的特性等原因，在驅動TFT之特性上會產生不齊一。在本實施形態，在多晶矽TFT元件之驅動TFT 2之閾值電壓Vth也存在著不齊一。
於本實施形態，藉由被供給至畫素開關掃描線GL的掃描訊號選擇對應於該畫素開關掃描線GL之畫素電路PX的集合，對屬於該集合之畫素電路PX藉由訊號線DL輸入影像訊號。接著記憶電容3保持對應於被輸入的影像訊號之電位差，藉由因應於該電位差的電流而使有機EL元件1發光。
以下詳細說明於本實施形態被輸入至畫素電路PX之訊號與畫素電路PX之動作。圖2係顯示相關於本實施形態之畫素開關掃描線GL(n-1)、GL(n)、與訊號線DL(m)、與顯示畫素電路PX之G點及S點之電位的波形之波形圖。本圖之畫素電路PX的G點及S點係對應於圖1之畫素開關掃描線GL(n)之畫素電路PX內之點，G點係驅動TFT 2之閘極端，S點係驅動TFT 2之源極端。此外在該圖波形係以越靠上側越為高電位，左右延伸的虛線顯示接地電位。
在對對應於畫素開關掃描線GL(n)以及訊號線DL(m)之行的畫素電路PX(以下稱為對象畫素電路)進行影像訊號的輸入之前，進行其前段之行之對畫素電路PX的影像訊號的輸入。此時，在TR之計時(timing)畫素開關掃描線GL(n-1)之電位成為高位準(H)而掃描訊號被供給。藉此，於對象畫素電路，重設開關5成為打開。此時，有機EL元件1之陰極端與陽極端都被連接於接地配線GD而被重設為接地電位，同時記憶電容3之一端也被設定為接地電位。
接著畫素開關掃描線GL(n-1)之電位成為低位準(L)，成為對象的畫素電路PX之重設開關5變成關閉。接著在Ta之計時被供給至訊號線DL(m)之影像訊號的電位成為基本電位Vbase。此處基本電位Vbase係預先決定的電位，係不會隨著訊號等的變化而變動的電位。在此之後的Tb之計時，於畫素開關掃描線GL(n)被供給高位準的電位之掃描訊號，對象畫素電路之畫素開關4成為打開。此時被供給至訊號線DL(m)之影像訊號的基本電位Vbase被施加至記憶電容3與驅動TFT 2之閘極端之連接節點之G點，在驅動TFT 2之源極端子有電流流過。此時重設開關5已經是關閉，所以因應於有機EL元件1所具有之寄生電容寫入電荷，記憶電容3與有機EL元件1之陰極端以及驅動TFT 2之源極端之接續節點之S點的電位如圖2所示地上升。對於由有機EL元件1之電阻與寄生電容所決定的時間常數τ，在經過充分的時間之後，電流不再流動，S點之電位成為(驅動TFT 2之閘極端之G點的電位)-(驅動TFT 2之閾值電壓Vth)。亦即在此時間點，在記憶電容3之兩端之G點與S點之間(驅動TFT 2之閾值電壓Vth)之電位差被保持。此處，Vbase比各畫素電路中之在驅動TFT 2中最大的閾值電壓Vth還要大，而比有機EL元件1之閾值電壓還要低者較佳。
其後在Tc之計時，被供給至訊號線DL(m)之影像訊號的電位由基本電位Vbase起，變更為亮度電位Vdata時，記憶電容3與驅動TFT 2之閘極端之連接節點之G點的電位由基本電位Vbase改寫為亮度電位Vdata。隨著此G點之電位的變化，驅動TFT 2之源極端之接續節點之S點的電位，係僅再度上升亮度電位Vdata與基本電位Vbase之差分而已，但與記憶電容3之靜電電容(在本實施形態為100fF程度)相比，有機EL元件1之寄生電容(在本實施形態為數個pF程度)較大，所以S點之電位變動並不像G點之電位變動那樣高速。此外，相對於G點藉由畫素開關4之飽和動作被寫入電位，S點係藉由驅動TFT 2之非飽和動作而被寫入電位，因此S點之電位變動變慢了。亦即在S點之電位變動小的Td計時使畫素開關掃描線GL(n)之電壓為低位準而停止掃描訊號之供給，使對象畫素電路之畫素開關4關閉的話，在記憶電容3的兩端之G點與S點之間，被保持著(驅動TFT 2之閾值電壓Vth)+(輝度電位Vdata與基本電位Vbase之差分)k倍之電位差。×使畫素開關4關閉時之G點成為高阻抗，所以在記憶電容3的兩端之G點與S點之間更高的電位差並不會被提供。又，此處之「k倍」係隨著亮度電位Vdata與基本電位Vbase之差分而變動的0以上但未達到1之變數。又，由Tc至Td之時間最好是與由有機EL元件1之電阻與寄生電容所決定的時間常數τ相比不太大的時間較佳。
藉由以上的動作，記憶電容3之兩端之G點與S點之間的電位差為(驅動TFT 2之閾值電壓Vth)+(亮度電位Vdata與基本電位Vbase之差分)×k倍、該電位差被保持於記憶電容3。記憶電容3的兩端之電位差即係驅動TFT 2的閘極一源極間電壓，所以驅動TFT 2使有機EL元件1以相當於前述的電壓之訊號電流來驅動，在對應的亮度下發光。此處，由驅動TFT 2流至有機EL元件1之電流可以由被保持於記憶電容3的電位差減去閾值電壓Vth之值來計算，電流與亮度之關係也可以在事前取得。基本電位Vbase為一定，所以對所要的亮度之亮度電位Vdata可以與閾值電壓Vth之不齊一無關係地被計算出。又，Td之計時以後藉由流至有機EL元件1的電流使S點的電位上升，但是G點與S點之間的電位差還是被維持，所以藉此而由驅動TFT 2流至有機EL元件1的電流不會減少。
此處，以畫素開關控制電路YDV控制掃描訊號，訊號輸入電路XDV藉由供給與驅動TFT 2之閾值電壓Vth之值無關的基本電位Vbase與亮度電位Vdata，可以使有機EL元件1以所要的亮度發光。
如此進行本實施形態之有機EL顯示器，於每一畫素行僅僅使用1條畫素開關掃描線GL，就可以顯示所要的影像。進而藉由前述之控制抵銷了閾值電壓Vth之不齊一，可以大幅抑制起因於該不齊一之發光元件的電流量的變動。因而，發光元件之亮度不齊一，或是隨場合不同之Vth移位導致亮度燒焦等畫質上的問題都可以避免。
相關於本實施形態之畫素電路PX的構造使用圖3進行說明。
圖3為被形成於玻璃基板20上之畫素電路PX之剖面圖。顯示有機EL元件1、驅動TFT 2、重設開關5、畫素開關掃描線GL之剖面。
此處，有機EL元件1被設於陰極電極27與陽極電極26之間，陽極電極26透過接續配線25被連接至驅動TFT 2之源極端與重設開關5之一端。此外重設開關5之另一端被連接於接地配線GD，接地配線GD另外透過陰極電極接續電極28連接至陰極電極電極27。此外驅動TFT2之汲極端，如圖1所示被連接於電源配線PW。重設開關5之閘極電極係以開關掃描線GL構成，驅動TFT 2之閘極電極24雖為顯示於圖3但被連接於畫素電路PX之G點。
此處全體被設於玻璃基板20之上，於其上方設有層間絕緣膜21,22,23之層。驅動TFT2及重設開關5之通道部分係厚度50nm之多晶矽薄膜，被構成於玻璃基板20與層間絕緣膜21之間。畫素開關掃描線GL以及驅動TFT 2之閘極電極24係做為金屬配線層被構成為驅動TFT 2及重設開關5的通道部分之上。接地配線GD以及接續配線25以及電源配線PW，係由被設於層間絕緣膜21與層間絕緣膜22之間的金屬配線層所構成。接地配線GD進而被接續於重設開關5的通道部分。電源配線PW進而被接續於驅動TFT 2的通道部分。接續配線25進而被接續於驅動TFT 2或重設開關5之通道部分之接地配線GD或與電源配線PW不同之端。陰極電極接續電極28與陽極電極26係以被設於層間絕緣膜22上之金屬配線層所構成。於其上方有不存在層間絕緣膜23之區域。陰極電極接續電極28連接於接地配線GD，陽極電極26連接於接續配線25。陽極電極26的上方有不存在層間絕緣膜23之區域，該處與層間絕緣膜23之上方被構成有機EL元件1，有機EL元件1的上方與陰極電極接續電極28的上方被構成使用了應用ITO的透明電極之陰極電極電極27。
在相關於以上之本實施形態之畫素電路PX如前所述，在單一之玻璃基板20上用多晶矽TFT元件構成顯示區域內之畫素，訊號輸入電路XDV及畫素開關控制電路YDV分別把複數之單晶矽驅動IC晶片構成於玻璃基板20上。然而訊號輸入電路XDV以及畫素開關控制電路YDV也與畫素同樣，可以使用多晶矽TFT元件來構成。或是另外藉由在訊號輸入電路XDV與畫素開關控制電路YDV之一部分使用多晶矽TFT元件，剩下的部分使用單晶矽製作之IC之組合亦可以實現。
此外，很清楚的是如本實施例這樣不拘於多晶矽，也可以把非晶矽或其他有機/無機半導體薄膜用於電晶體，或是變更玻璃基板，使用表面具有絕緣性之其他基板，或是在電晶體上使用底閘極而不是本次的頂閘極，或是在有機電致發光元件1不採用本次的頂發射形式而使用底發射形式。
在本實施例以對接地配線GD施加接地電壓為前提進行說明，但因為電壓為相對值，所以前述施加電壓不侷限於接地電壓，只要在與其他訊號電壓或電源電壓之間成為基準的電壓即可。此外，在本實施例對應於畫素開關掃描線GL(n)之畫素電路PX之重設開關5被接續於驅動前段的畫素電路PX之畫素開關掃描線GL(n-1)，但接續對象不限於前段，只要被接續於例如對應於畫素開關掃描線GL(n-2)等比自段更前面被驅動的畫素電路PX的畫素開關掃描線GL即可。
[第2實施形態]
相關於本發明的第2實施形態之有機EL顯示器，其全體構成或畫素電路之構成，與第1實施形態相同。此處僅以與第1實施形態之差異處之對畫素的訊號電壓寫入方法為中心進行說明。
圖4係顯示本實施形態之畫素開關掃描線GL(n-1)、GL(n)、與訊號線DL(m)、與顯示畫素電路PX之G點及S點之電位的波形之波形圖。本圖之畫素電路PX的G點及S點係對應於圖1之畫素開關掃描線GL(n)之畫素電路PX內之點，G點係驅動TFT 2之閘極端，S點係驅動TFT 2之源極端。此外在該圖波形係以越靠上側越為高電位，左右延伸的虛線顯示接地電位。
在對對應於畫素開關掃描線GL(n)以及訊號線DL(m)之行的畫素電路PX(以下稱為對象畫素電路)進行影像訊號的輸入之前，進行其前段之行之對畫素的影像訊號的輸入。此時，在TR之計時(timing)畫素開關掃描線GL(n-1)之電位成為高位準(H)而掃描訊號被供給。藉此，於成為對象的畫素電路，重設開關5成為打開。此時，有機EL元件1之陰極端與陽極端都被連接於接地配線GD而被重設為接地電位，同時記憶電容3之一端也被設定為接地電位。
接著畫素開關掃描線GL(n-1)之電位成為低位準(L)，成為對象的畫素電路之重設開關5變成關閉。接著在Ta之計時被供給至訊號線DL(m)之影像訊號的電位成為亮度電位Vdata。在此之後的Tb之計時，於畫素開關掃描線GL(n)的電位成為高位準被供給掃描訊號，對象畫素電路之畫素開關4成為打開。此時被供給至訊號線DL(m)之影像訊號的亮度電位Vdata被施加至記憶電容3與驅動TFT 2之閘極端之連接節點之G點。此時重設開關5已經是關閉(OFF)，所以記憶電容3與有機EL元件1之陰極端及驅動TFT 2之源極端之接續節點之S點的電位如圖4所示，係上升對接地電壓之亮度電位Vdata之差分，但與記憶電容3之靜電電容(在本實施形態為100fF程度)相比，有機EL元件1之寄生電容(在本實施形態為數個pF程度)較大，所以S點之電位變動並不像G點之電位變動那樣高速。此外，相對於G點藉由畫素開關4之飽和動作被寫入電位，S點係藉由驅動TFT 2之非飽和動作而被寫入電位，因此S點之電位變動比G點之電位變動還要慢。亦即在S點之電位變動小的Tc計時使畫素開關掃描線GL(n)之電壓為低位準而停止掃描訊號之供給，使對象畫素電路之畫素開關4關閉的話，在記憶電容3的兩端之G點與S點之間，被保持著(輝度電位Vdata與接地電位之差分)×m倍之電位差。使畫素開關4關閉時之G點成為高阻抗，所以在記憶電容3的兩端之G點與S點之間更高的電位差並不會被提供。又，此處之「m倍」係隨著亮度電位Vdata與接地電位之差分而變動的變數。
藉由以上的動作，記憶電容3之兩端之G點與S點之間，有(亮度電位Vdata與接地電位之差分)×m倍之電位差，而其被保持於記憶電容3。記憶電容3的兩端之電位差即係驅動TFT 2的閘極一源極間電壓，所以驅動TFT 2使有機EL元件1以相當於前述的電壓之訊號電流來驅動，在對應的亮度下發光。由前述之式可知，S點與G點之間的電位差，可以由亮度電位Vdata與接地電位求出。
如此進行本實施形態之有機EL顯示器，於每一畫素行僅僅使用1條畫素開關掃描線GL，就可以顯示複數畫素所構成的影像。又，本實施形態與第1實施形態相較，出現於訊號線DL的動作波形很單純，所以有可以用更低的成本製造訊號輸入電路XDV之優點。
[第3實施形態]
相關於本發明的第3實施形態之有機電致發光顯示器，於畫素電路PX使用pMOS電晶體。此處僅以與第1實施形態之構成及動作之差異處為中心進行說明。
圖5係顯示相關於第3實施形態之有機電致發光顯示器之電路構成圖。在顯示區域複數之畫素開關掃描線GL延伸於第1方向(水平方向)，複數之訊號線DL延伸於第2方向(垂直方向)。此外畫素開關掃描線GL被連接於畫素開關控制電路YDV，訊號線DL被連接於訊號輸入電路XDV。畫素開關掃描線GL與訊號線DL對應於平面交叉之點，畫素電路PX被配置為矩陣狀。在本圖僅記載1列_2行之2個畫素電路PX而已，但實際上為了進行影像輸出有很多的畫素電路PX排列於水平方向及垂直方向。用於電視的有機EL顯示器的場合例如排列著1920(水平)×RGB×1080(垂直)之畫素電路PX。以下將第n條畫素開關掃描線記為GL(n)、第m條訊號線記為DL(m)等。此處，n為1以上畫素開關掃描線的數目以下之整數，m為1以上訊號線的數目以下之整數。又，電源配線PW(m)與接地配線GD(m)係在顯示區域內相互平行地延伸而配置於垂直方向，於電源配線PW(m)被供給正的電源電位。畫素開關控制電路YDV，由第1條畫素開關掃描線GL(1)開始依序對畫素開關掃描線GL(2)、畫素開關掃描線GL(3)、…供給掃描訊號。
以下說明對應於畫素開關掃描線GL(n)與訊號線DL(m)之畫素電路PX。於畫素電路PX被設置有機EL元件1，有機EL元件1之陽極端被連接於接地配線GD(m)，陰極端連接至驅動TFT 2之源極電極，驅動TFT 2之汲極電極被連接至被施加負電壓的電源配線PW(m)。在驅動TFT 2之閘極一源極間連接著記憶電容3。此外驅動TFT 2之閘極電極透過畫素開關4連接至訊號線DL(m)。此外有機EL元件1之陰極端透過重設開關5被連接於接地配線GD(m)。畫素開關4被連接於畫素開關掃描線GL(n)，藉由畫素開關控制電路YDV控制。此外重設開關5之閘極電極被連接於對應前段之畫素電路PX的畫素開關掃描線GL(n-1)。又，此處電源配線PW(m)與接地配線GD(m)，在顯示區域內平行配置。
顯示區域內之畫素PX係在單一之玻璃基板上用多晶矽TFT元件構成，訊號輸入電路XDV及畫素開關控制電路YDV分別由複數之單晶矽驅動IC晶片構成，被實裝於單一之玻璃基板上。另外與第1實施形態及第2實施形態不同，驅動TFT2、畫素開關4、以及重設開關5都是pMOS電晶體。
於本實施形態，藉由被供給至畫素開關掃描線GL的掃描訊號選擇對應於該畫素開關掃描線GL之畫素電路PX的集合，對屬於該集合之畫素電路PX藉由訊號線DL輸入影像訊號。接著記憶電容3保持對應於被輸入的影像訊號之電位差，藉由因應於該電位差的電流而使有機EL元件1發光。
以下詳細說明於本實施形態被輸入至畫素電路PX之訊號與畫素電路PX之動作。圖6係顯示本實施形態之畫素開關掃描線GL(n-1)、GL(n)、與訊號線DL(m)、與顯示畫素電路PX之G點及S點之電位的波形之波形圖。本圖之畫素電路PX的G點及S點係對應於圖5之畫素開關掃描線GL(n)之畫素電路PX內之點，G點係驅動TFT 2之閘極端，S點係驅動TFT 2之源極端。此外在該圖波形係以越靠上側越為高電位，左右延伸的虛線顯示接地電位。
在對對應於畫素開關掃描線GL(n)以及訊號線DL(m)之行的畫素電路PX(以下稱為對象畫素電路)進行影像訊號的輸入之前，進行其前段之對畫素電路PX的影像訊號的輸入。此時，在TR之計時(timing)畫素開關掃描線GL(n-1)之電位成為低位準(L)而掃描訊號被供給。藉此，於對象畫素電路，pMOS之重設開關5成為打開。此時，有機EL元件1之陽極端與陰極端都被連接於接地配線GD(m)而被重設為接地電位，同時記憶電容3之一端也被設定為接地電位。
接著畫素開關掃描線GL(n-1)之電位成為高位準(H)，對象畫素電路之重設開關5變成關閉。接著在Ta之計時被供給至訊號線DL(m)之影像訊號的電位成為基本電位Vbase。在此之後的Tb之計時，於畫素開關掃描線GL(n)的電位被供給低位準的掃描訊號，對象畫素電路之畫素開關4成為打開。此時被供給至訊號線DL(m)之影像訊號的電位係基本電位Vbase，此基本電位Vbase被施加至記憶電容3與驅動TFT 2之閘極端之連接節點之G點，在驅動TFT 2之源極端子有電流流過。此時重設開關5已經是關閉，所以因應於有機EL元件1所具有之寄生電容寫入電荷，記憶電容3與有機EL元件1之陽極端以及驅動TFT 2之源極端之接續節點之S點的電位如圖6所示地下降。對於由有機EL元件1之電阻與寄生電容所決定的時間常數τ，在經過充分的時間之後，電流不再流動，S點之電位成為(驅動TFT 2之閘極端之G點的電位)-(驅動TFT 2a之閾值電壓Vth)。亦即在此時間點，在記憶電容3之兩端之G點與S點之間(驅動TFT 2之閾值電壓Vth)之電位差被保持。此處，基本電位Vbase比各畫素電路中之在驅動TFT 2中最低的閾值電壓Vth還要低，而比有機EL元件1之閾值電壓還要高者較佳。
其後在Tc之計時，被供給至訊號線DL(m)之影像訊號的電位由基本電位Vbase起，變更為亮度電位Vdata時，記憶電容3與驅動TFT 2之閘極端之連接節點之G點的電位由基本電位Vbase改寫為亮度電位Vdata。藉由此G點之電位的變化，驅動TFT 2之源極端之接續節點之S點的電壓，僅再度下降亮度電位Vdata與基本電位Vbase之差分。但是與記憶電容3之靜電電容(在本實施形態為100fF程度)相比有機EL元件1之寄生電容(在本實施形態為數pF程度)比較大，所以並不像是S點之電位變動不像G點之電位變動那麼高速。此外，相對於G點藉由畫素開關4之飽和動作被寫入電壓，S點係藉由驅動TFT 2之非飽和動作而被寫入電壓，因此S點之電位變動變慢了。亦即在S點之電位變動小的Td計時使畫素開關掃描線GL(n)之電壓為高位準而停止掃描訊號之供給，使對象畫素電路之畫素開關4關閉的話，在記憶電容3的兩端之G點與S點之間，被保持著(驅動TFT 2之閾值電壓Vth)+(輝度電位Vdata與基本電位Vbase之差分)×k倍之電位差。使畫素開關4關閉時之G點成為高阻抗，所以在記憶電容3的兩端之G點與S點之間更高的電位差並不會被提供。又，此處之「k倍」係隨著亮度電位Vdata與基本電位Vbase之差分而變動的變數。
藉由以上的動作，記憶電容3，於其兩端之G點與S點之間，保持著(驅動TFT 2之閾值電壓Vth)+(亮度電位Vdata與基本電位Vbase之差分)×k倍、之電位差。記憶電容3的兩端之電位差即係驅動TFT 2的閘極一源極間電壓，所以驅動TFT 2使有機EL元件1以相當於前述的電壓之訊號電流來驅動，在對應的亮度下發光。
如此進行本實施形態之由複數畫素所構成的有機EL顯示器，僅僅使用1條畫素開關掃描線GL，就可以顯示所要的影像。進而藉由前述之控制抵銷了閾值電壓Vth之不齊一，可以大幅抑制起因於該不齊一之發光元件的電流量的變動。因而，發光元件之亮度不齊一，或是隨場合不同之Vth移位導致亮度燒焦等畫質上的問題都可以避免。
在相關於以上之第3實施形態之畫素電路PX，與第1實施形態同樣，在單一之玻璃基板上用多晶矽TFT元件構成顯示區域內之畫素，訊號輸入電路XDV及畫素開關控制電路YDV分別把複數之單晶矽驅動IC晶片構成於玻璃基板上。然而訊號輸入電路XDV以及畫素開關控制電路YDV也與畫素同樣，可以使用多晶矽TFT元件來實現。或是另外藉由在訊號輸入電路XDV與畫素開關控制電路YDV之一部分使用多晶矽TFT元件，剩下的部分使用單晶矽驅動IC之組合亦可以實現。
此外，很清楚的是如本實施例這樣不拘於多晶矽，也可以把非晶矽或其他有機/無機半導體薄膜用於電晶體，或是變更玻璃基板，使用表面具有絕緣性之其他基板，或是在電晶體上使用底閘極而不是本次的頂閘極，或是在有機電致發光元件1不採用本次的頂發射形式而使用底發射形式。
在本實施形態，特別是作為TFT僅使用pMOS，所以可以把僅能構成pMOS的有機/無機半導體薄膜用於電晶體。又，在本實施形態以對接地配線GD施加接地電壓為前提進行說明，但因為電壓為相對值，所以前述施加電壓不侷限於接地電壓，只要在與其他訊號電壓或電源電壓之間成為基準的電壓即可。
GL(n)．．．畫素開關掃描線
DL(m)．．．訊號線
YDV．．．畫素開關控制電路
XDV．．．訊號輸入電路
PX．．．畫素電路
PW(m)．．．電源配線
GD(m)．．．接地配
圖1係顯示相關於本發明的第1實施形態之有機電致發光顯示器之電路構成圖。
圖2係顯示相關於第1實施形態之畫素開關掃描線、訊號線、畫素電路之G點及S點之電位的波形之波形圖。
圖3為被形成於玻璃基板上之畫素電路之剖面圖。
圖4係顯示相關於第2實施形態之畫素開關掃描線、訊號線、畫素電路之G點及S點之電位的波形之波形圖。
圖5係顯示相關於第3實施形態之有機電致發光顯示器之電路構成圖。
圖6係顯示相關於第3實施形態之畫素開關掃描線、訊號線、畫素電路之G點及S點之電位的波形之波形圖。
圖7係顯示使用從前的技術之有機電致發光顯示器的電路構成之圖。
圖8係顯示從前的有機電致發光顯示器之對1個畫素電路的畫素開關掃描線及訊號線之電位的波形之波形圖。
GL(n)．．．畫素開關掃描線
DL(m)．．．訊號線
YDV．．．畫素開關控制電路
XDV．．．訊號輸入電路
PX．．．畫素電路
PW(m)．．．電源配線
GD(m)．．．接地配
1．．．有機EL元件
2．．．驅動TFT
3．．．記憶電容
4．．．畫素開關
5．．．重設開關

Claims (9)

  1. 一種影像顯示裝置，係具備：延伸於第1方向之複數畫素掃描線、延伸於與前述第1方向交叉的第2方向之複數訊號線、對應於前述畫素掃描線與前述訊號線之交點而設的，且藉由被供給至前述畫素掃描線之掃描訊號與被供給至前述訊號線的影像訊號進行驅動的畫素電路之影像顯示裝置；其特徵為：前述各畫素電路，包含：調整電流量之驅動電晶體、藉由從前述驅動電晶體供給的電流而發光之發光元件、根據前述掃描訊號以及前述影像訊號產生電位之畫素開關、一端由前述畫素開關供給前述電位，而藉由與被供給至另一端的電位之電位差來控制前述驅動電晶體供給的電流量之電容元件、以及在藉由對應於該畫素電路之前述畫素掃描線供給之前述掃描訊號之前，根據藉由其他畫素掃描線所供給之前述掃描訊號，把前述電容元件之前述另一端之電位設定為特定之基準狀態的重設開關。
  2. 如申請專利範圍第1項之影像顯示裝置，其中前述畫素開關設於前述電容元件之一端與前述訊號線之間，前述重設開關之一端與前述電容元件之另一端連接，對前述重設開關之另一端供給基準電位，前述發光元件之一端與前述驅動電晶體之源極電極連接，對前述發光元件之另一端供給基準電位，前述電容元件之前述一端係與前述驅動電晶體之閘極電極連接，前述電容元件之前述另一端與前述驅動電晶體之源極電極連接，對前述驅動電晶體之汲極電極供給電源電位。
  3. 如申請專利範圍第1項之影像顯示裝置，其中前述畫素開關係薄膜電晶體，其閘極電極被連接於對應該畫素電路之前述畫素掃描線，前述重設開關係薄膜電晶體，其閘極電極被連接於在藉由對應於該畫素電路之前述畫素掃描線供給的前述掃描訊號之前，供給前述掃描訊號之前述畫素掃描線。
  4. 如申請專利範圍第1項之影像顯示裝置，其中前述影像訊號，係由比前述發光元件之時間常數更長時間供給的預定之基本電位及在之後對應於比前述基本電位更短時間供給之發光元件的亮度的亮度電位所構成。
  5. 如申請專利範圍第1項之影像顯示裝置，其中前述發光元件，係有機電致發光元件。
  6. 如申請專利範圍第1項之影像顯示裝置，其中進而包含供輸出前述掃描訊號之掃描電路。
  7. 如申請專利範圍第1項之影像顯示裝置，其中前述畫素電路，被形成於絕緣基板上。
  8. 如申請專利範圍第2項之影像顯示裝置，其中前述發光元件，係有機電致發光元件，前述驅動電晶體係n通道之電晶體，前述發光元件之陽極電極被連接於前述驅動電晶體之源極電極，前述發光元件之陰極電極被供給前述基準電位，前述電源電位比前述基準電位還高。
  9. 如申請專利範圍第2項之影像顯示裝置，其中前述發光元件，係有機電致發光元件，前述驅動電晶體係p通道之電晶體，前述發光元件之陰極電極被連接於前述驅動電晶體之源極電極，前述發光元件之陽極電極被供給前述基準電位，前述電源電位比前述基準電位還低。
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