JPH0916123A - 画像表示装置 - Google Patents
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- JPH0916123A JPH0916123A JP7168428A JP16842895A JPH0916123A JP H0916123 A JPH0916123 A JP H0916123A JP 7168428 A JP7168428 A JP 7168428A JP 16842895 A JP16842895 A JP 16842895A JP H0916123 A JPH0916123 A JP H0916123A
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Abstract
例関係にすることで、入力映像信号に忠実な薄膜画素素
子の輝度を得ることを目的とする。 【構成】 一画素毎に薄膜画素素子ELと、該薄膜画素
素子ELの発光制御用の非線形素子Mと、該非線形素子
Mのゲート電極に接続された信号保持用のキャパシタC
と、該キャパシタCへのデータ書き込み用の非線形素子
Tyと、前記発光制御用の非線形素子Mと任意の固定電
位との間に、電流−電圧特性が一次比例である負荷素子
Rsとを有する。
Description
例えば有機EL画像表示装置のような、エレクトロルミ
ネセンス(EL)画像表示装置に関する。
以下、これらの図面に基づいて従来例を説明する。
ディスプレイ(表示)パネル10には、ディスプレイ画
面11、X軸のシフトレジスタ12、Y軸のシフトレジ
スタ13が設けてある。
給されており、またX軸のシフトレジスタ12には、シ
フトレジスタ電源の供給とX軸同期信号の入力が行われ
る。さらにY軸のシフトレジスタ13には、シフトレジ
スタ電源の供給とY軸同期信号の入力が行われる。ま
た、X軸のシフトレジスタ12の出力部に画像データ信
号の出力が設けてある。
明図であり、ディスプレイ画面11の一画素(点線の四
角で示す)は、トランジスタが2個、コンデンサが1
個、EL素子が1個より構成されている。
シフトレジスタ13で選択信号Y1の出力があり、また
X軸のシフトレジスタ12で選択信号X1の出力があっ
た場合、トランジスタTy11とトランジスタTx1が
オンとなる。
は、非線形素子(BIAS TFT)M11である薄膜
トランジスタのゲートに入力される。これにより、この
ゲート電圧に応じた電流がEL電源から非線形素子M1
1のドレイン、ソース間に流れ、EL素子EL11が発
光する。
タ12は、選択信号X1の出力をオフとし、選択信号X
2を出力することになるが、非線形素子M11のゲート
電圧は、コンデンサC11で保持されるため、次にこの
画素が選択されるまでEL素子EL11の前記発光は、
持続することになる。
素毎のEL素子を発光制御用の非線形素子(BIAS
TFT)Mに直列接続し、この非線形素子(BIAS
TFT)Mのゲート電極に信号保持用のキャパシタCを
接続する。
ータ書き込み用の非線形素子(SELECT−SW用T
FT)Tyを接続し、このデータ書き込み用の非線形素
子(SELECT−SW用TFT)TyにY座標選択信
号YnとX座標選択信号により選択された画像データ
(映像信号)Diを印加する。
のキャパシタCに電荷を蓄積し、この信号保持用のキャ
パシタCに蓄積された電圧により前記発光制御用の非線
形素子(BIAS TFT)Mに流れる電流を制御する
ことにより、EL素子の発光強度が決定される。(“A
6×6−in 20−lpi Electroluminescent DisplayPan
el ”T.P.BRODY,FANG CHEN LUO,et.al.IEEE Trans.Elec
tron Devices,Vol.ED-22,No.9,Sept.1975、p739〜p749
参照)
の非線形素子(BIAS TFT)Mに流れる電流と、
キャパシタCに蓄積された電圧との特性関係は必ずしも
一次比例の関係ではない。このため入力された映像信号
の大きさとEL素子の発光輝度との関係が直線的でない
ため、入力映像信号に忠実にEL素子の発光輝度が得ら
れないため、映像信号の大きさに忠実な発光輝度の再現
が難しかった。
ジスタ(TFT)の場合、これに流れる電流は飽和領域
で次式のものとなる。 Ids=(1/2)(W/L)μ0 C0 (Vgs−Vt
h)2 Ids TFTに流れる電流 Vgs ゲートソース間電圧(キャパシタに蓄積された
電圧) C0 単位面積当りのゲート容量 μ0 移動度 W TFTのゲートのチャネル幅 L TFTのゲートのチャネル長 Vth TFTの閾値電圧 前記式より明らかな如く、IdsとVgsとは比例関係
でなく、このため映像信号に比例した発光輝度を得るこ
とができなかった。
電圧と非線形素子に流れる電流を一次比例関係にするこ
とで、入力映像信号に忠実な薄膜画素素子の輝度を得る
ことを目的とする。
め、本発明では図1(A)に示す如く、この発光制御用
の非線形素子(BIAS TFT)Mと任意の固定電位
COMとの間に、電流−電圧特性が一次比例特性を有す
る負荷素子として抵抗Rsを接続する。
ス抵抗Rsを接続したので、下記の如く負帰還が非線形
素子(BIAS TFT)Mに係り、非線形素子Mに流
れる電流IdsとキャパシタCに蓄積された電圧Vgと
の間に一次比例特性の関係が得られる。
のゲート電圧Vgが変化すると非線形素子Mに流れる電
流Idsが変化し、Ids・Rsつまり、非線形素子M
のソース電極と固定電位である共通電位COM間の電位
Vsが変化する。これにもとづきVg−VsつまりVg
sが変化し、非線形素子Mに流れる電流が変化する。こ
れにより負帰還が係りゲート電圧Vgが大きくなったと
き、Idsは増加するものの、ソースフォロア回路を構
成しているため負帰還が係りVg−Ids特性は一次比
例特性が得られる。
本発明では、図1(A)に示す如く、EL素子に直列接
続された発光制御用の非線形素子(BIAS TFT)
Mと共通電位COMとの間に、電流−電圧特性が一次比
例特性を有する負荷素子として抵抗Rsを接続する。
g、つまりコンデンサCの充電電圧が大きくなるとき、
図1(B)に示す如く、この非線形素子Mに流れる電流
Idsが増加する。この電流Idsが増大することによ
り抵抗Rsにおける電圧降下が大きくなり、ソース電位
Vsが上昇する。
ト間電圧Vgs、Vgs=Vg−Vsも、ソース電位V
sが上昇するため小さくなり、これによりBIAS T
FTに流れる電流Idsが減少する。このようにして負
帰還がBIAS TFTにかかるので、Ids対Vg特
性は一次比例の関係を持つ範囲を得ることができる。
(BIAS TFT)Mのソース電極と任意の共通電位
COMの間に、発光制御用の非線形素子の相互コンダク
タンスの逆数よりも十分に大きな抵抗〔10倍以上〜1
T(テラ=1012)Ω以下〕を配したことにより負帰還
が係り、発光制御用の非線形素子Mに流れる電流Ids
とキャパシタCに蓄積された電圧との間に一次比例の関
係を持つ範囲を作ることができる。
ジスタ(TFT:薄膜トランジスタ)の場合、ソース電
位VsとこのTFTに流れる電流Idsは、飽和領域で
次式の通りとなる。
(W/L)μ0 C0 (Vg−Vs−Vth)〕である。
の相互コンダクタンスgmの逆数より十分大きな場合、
即ち、gmRs>>1のとき、 ΔVs≒ΔVg これにより式から、 ΔIds=(1/Rs)ΔVs=(1/Rs)ΔVg・・・・・・・・ この式の関係により、EL素子に流れる電流Idsと
ゲート電圧Vgとが一次比例の関係となっていることが
わかる。
抵抗体を使用せずに、ソース電極を共通電位COMに接
続する導線を、例えばポリシリコンの如き高抵抗な薄膜
により作成することもできる。この場合の抵抗値の制御
は、そのパターン寸法(例えば、幅、長さ、厚さ等)を
調節することにより行うことができる。
線形素子(BIAS TFT)に必ず存在する寄生抵
抗、例えばソース抵抗、オフセット領域(ドーピングの
ない領域)等を使用して作ってもよい。このときの抵抗
値の制御は、ドーピング量、オフセット距離、電極のパ
ターン形状等により行う。図2(A)に示す抵抗Rs
は、この寄生抵抗を等価的に示したものである。
S TFT)MとしてPチャネル電界効果トランジスタ
を使用し、この非線形素子Mのドレイン電極と任意の共
通電位COMの間に、EL素子が設けてある。また、ゲ
ート電極と任意の固定電位VDとの間に信号保持用のキ
ャパシタCが設けてある。
制御用の非線形素子Mの相互コンダクタンスの逆数より
も十分に大きな抵抗(10倍以上〜1TΩ以下)とする
ことにより負帰還が係り、非線形素子Mに流れる電流I
dsとキャパシタCに蓄積された電圧との間に一次比例
の関係を持つ範囲を作ることができる。
例を示しており、上からドレイン電極D、ドレインパタ
ーン、ゲート電極G、ソースパターン、ソース電極Sを
示している。このソースパターンの一部にオフセット領
域OPを設け、抵抗Rsを作ることができる。勿論この
ソースパターンの幅、長さ、厚さ等を調節して抵抗Rs
を作るようにしてもよい。
薄膜画素素子に必ず発生する寄生抵抗を用いてもよく、
図3(A)に示す抵抗Rsは、この寄生抵抗を等価的に
示したものである。
S TFT)MとしてPチャネル電界効果トランジスタ
を使用し、この非線形素子Mのゲート電極と固定電位V
Dとの間に信号保持用のキャパシタCが設けてある。ま
た、ソース電極と固定電位VDとの間に薄膜画素素子で
あるEL素子とその寄生抵抗Rsが設けてある。
制御用の非線形素子Mの相互コンダクタンスの逆数より
も十分に大きな抵抗(10倍以上〜1TΩ以下)とする
ことにより負帰還が係り、非線形素子Mに流れる電流I
dsとキャパシタCに蓄積された電圧との間に一次比例
の関係を持つ範囲を作ることができる。
L発光素子)を示す図であり、寄生抵抗としてこの図に
示す如く、抵抗層102を使用してもよい。この場合も
その等価回路は図3(A)に示す通りである。なお図3
(B)に示す有機EL発光素子において、101はMg
Ag等の陰極、103は電子注入輸送層、104は発光
層、105は正孔注入輸送層、106は透明電極であ
る。
102としてポリシリコン薄膜、アモルファスシリコン
薄膜、高抵抗有機薄膜等の膜厚で制御を行う。勿論薄膜
画素素子の電流−電圧特性が一次比例する場合には、こ
れを用いてもよい。
線形素子の出力抵抗を用いてもよい。図4(A)は非線
形素子である負荷TFT(LOAD TFT)の出力抵
抗を用いたときを示したものである。LOAD TFT
のゲート電極には抵抗R1、R2で分圧された一定の電
位が加えられている。
VDS−Ids特性(ドレインソース間の電圧電流特性)
を示し、VDSに一定以上の値が加わるとき(飽和領
域)、V DS−Idsの関係は一次比例となりLOAD
TFTが抵抗と見なせることを表している。なお、ここ
でのVDSはLOAD TFTのドレインソース電極間に
かかる電圧を表している。この出力抵抗値はLOAD
TFTに印加される電圧、すなわち抵抗R1,R2の抵
抗比、及びLOAD TFTのチャネル長で制御を行う
ものである。またLOAD TFTのゲート電極に加え
る一定の電位は抵抗R1,R2を使用しないで外部から
一定の電位を与える等の他の手段を用いることもでき
る。
極に加える電位を制御することにより出力抵抗値の制御
を容易に行うことができ、しかも、大きな抵抗値を小さ
な面積で作ることができる。
膜で製造したTFTを用いた場合の説明をしたが、これ
に限定されるものではなく、他の製法で製造した非線形
素子を用いることもできる。
のような効果がある。 :請求項1記載の本発明によれば入力電圧と非線形素
子に流れる電流を一次比例関係に構成することができる
ので、入力映像信号に忠実な薄膜画素素子の輝度を得る
ことができる。
導線を使用して前記一次比例関係を得ることができるの
で、特別な抵抗を必要とせず、入力映像信号に忠実な薄
膜画素素子の輝度を得ることができる。
素子の寄生抵抗を用いて前記一次比例関係を得ることが
できるので、これまた特別な抵抗を必要とせず、入力映
像信号に忠実な薄膜画素素子の輝度を得ることができ
る。
素素子の寄生抵抗を用いたので、特別な抵抗を必要とせ
ず、入力映像信号に忠実な薄膜画素素子の輝度を得るこ
とができる。
素素子に抵抗薄膜を形成したので、非常に簡単な構成
で、入力映像信号に忠実な薄膜画素素子の輝度を得るこ
とができる。
子として非線形素子の出力抵抗を用いたので出力抵抗の
制御が容易に行うことができ、かつ、大きな抵抗値を小
さな面積で作ることができる。
場合の説明図である。
る場合の説明図である。
場合の説明図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 一画素毎に薄膜画素素子と、該薄膜画素
素子の発光制御用の非線形素子と、該非線形素子のゲー
ト電極に接続された信号保持用のキャパシタと、該キャ
パシタへのデータ書き込み用の非線形素子と、前記発光
制御用の非線形素子と任意の固定電位との間に、電流−
電圧特性が一次比例である負荷素子とを有することを特
徴とする画像表示装置。 - 【請求項2】 前記負荷素子は高抵抗導線であることを
特徴とする請求項1記載の画像表示装置。 - 【請求項3】 前記負荷素子は前記非線形素子の寄生抵
抗であることを特徴とする請求項1記載の画像表示装
置。 - 【請求項4】 前記負荷素子は前記薄膜画素素子の寄生
抵抗であることを特徴とする請求項1記載の画像表示装
置。 - 【請求項5】 前記負荷素子は前記薄膜画素素子とその
寄生抵抗であり、該寄生抵抗は抵抗薄膜で形成されたも
のであることを特徴とする請求項1記載の画像表示装
置。 - 【請求項6】 前記負荷素子は非線形素子の出力抵抗で
あることを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。
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