JP2002287664A

JP2002287664A - 表示パネルとその駆動方法

Info

Publication number: JP2002287664A
Application number: JP2001084717A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Kondo; 茂樹近藤; Hiroyuki Nakamura; 博之中村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2002-10-04

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】電流制御型発光素子を用いたアクティブマト
リクス型の表示パネルにおいて、複雑な回路構成やトラ
ンジスタの特性のバラツキの影響を受けず、画素毎に所
望の輝度表示を可能にし、良好はホワイトバランスでカ
ラー表示が可能な構成を提供する。【解決手段】複数の単位画素で１表示画素とし、単位
画素毎に発光素子を配し、該発光素子をカレントミラー
回路で駆動する回路構成において、該回路を構成するト
ランジスタのミラー比を表示画素内において、各単位画
素の発光色の発光効率に応じて設定することにより、表
示画素として良好なホワイトバランスの表示を実現す
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、有機及び無機エレ
クトロルミネッセンス（以下、「ＥＬ」と記す）素子や
発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と記す）素子といっ
た、自発光型発光素子を用いたアクティブマトリクス型
の表示パネルとその駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、有機及び無機ＥＬ素子、或いはＬ
ＥＤ素子等のような自発光型の発光素子をアレイ状に組
み合わせ、ドットマトリクスにより表示を行うディスプ
レイは、テレビや携帯端末等に広く利用されている。こ
れら自発光型の発光素子を用いたディスプレイは、液晶
ディスプレイとは異なり、照明のためのバックライトを
必要とせず、視野角が広いといった特徴を有し、注目を
集めている。

【０００３】中でも、トランジスタ等スイッチング素子
とこれら発光素子とを組み合わせてスタティック駆動を
行うアクティブマトリクス型と呼ばれるディスプレイ
は、ダイナミック駆動を行う単純マトリクス型のディス
プレイと比較して、高輝度、高コントラスト、高精細等
の優位性を持っており、近年注目されている。

【０００４】この種のディスプレイの従来例として、図
３に、ＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＩｎｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎＤｉｓｐｌａｙ発行の、１９９０年秋季大会予稿集
「Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ’９０」の第２１６〜２１９
頁の発表から引用した、ＥＬ素子を使用したアクティブ
マトリクス型ディスプレイの駆動回路の１画素構成を示
す。図中、１０１、１０７はトランジスタ、１０２は走
査線、１０３はデータ線、１０４はコンデンサ、１０５
は電源線、１０６はＥＬ素子、１０８は共通電極、１０
９は電流制御回路である。

【０００５】図３の構成において、走査線１０２が選択
されて選択信号が印加されると、トランジスタ１０１が
オンとなり、トランジスタ１０１を介してデータ線１０
３からデータ信号がコンデンサ１０４に書き込まれる。
コンデンサ１０４に書き込まれたデータ信号は、トラン
ジスタ１０７のゲート・ソース電極間電圧を決定する。

【０００６】次いで、当該走査線１０２が非選択とな
り、トランジスタ１０１がオフすると、コンデンサ１０
４の両端間の電圧は次の走査で当該走査線１０２が選択
されるまで保持される。そして、コンデンサ１０４の両
端間の電圧に応じて、電源線１０５→ＥＬ素子１０６→
トランジスタ１０７のドレイン→共通電極１０８という
経路に沿って電流が流れ、この電流によりＥＬ素子１０
６が発光する。

【０００７】一般的に、コンピュータの端末、パーソナ
ルコンピュータのモニタ、テレビ等の動画表示を行うた
めには、各画素の輝度が変化する階調表示ができること
が望ましい。画像に階調性を出すためには、従来、アナ
ログ階調方式、面積階調方式、時間階調方式が用いられ
ていた。

【０００８】アナログ階調方式では、発光素子に電流を
供給するトランジスタのゲート電極電位を、ビデオ信号
に応じて制御する。即ち、トランジスタのコンダクタを
制御する必要がある。この場合、発光素子の輝度−電圧
特性に応じてビデオ信号を変化させる必要がある。一般
的にＥＬ素子やＬＥＤ素子の電圧−電流特性は非線形の
ダイオード特性を示すため、電圧−輝度特性もダイオー
ド特性を示す。従って、ビデオ信号電圧にガンマ補正を
施す必要があり、システムが複雑になる。また、トラン
ジスタ、特にディスプレイで広く用いられている薄膜ト
ランジスタ（以下、「ＴＦＴ」と記す）は特性にバラツ
キがあるため、画素に入力されるビデオ信号電圧が均一
であっても、表示にムラを生じてしまう。

【０００９】図３の駆動回路において、アナログ階調表
示を行うためには、トランジスタ１０７のゲート・ソー
ス電極間にしきい値電圧（Ｖ_th）付近の電圧を印加する
必要がある。しかしながら、トランジスタ１０７のゲー
ト電圧・ソース電流特性に、図４に示すようなバラツキ
があると、例えば図３のトランジスタ１０７のゲート電
極にゲート電圧Ｖ_Aを印加した場合、トランジスタ１０
７に流れる電流はＩ_A（実線で示す曲線とＶ_Aとの交点）
とＩ_B（破線で示す曲線とＶ_Aとの交点）のように異なる
ため、ＥＬ素子１０６に流れる電流も変わり、本来なら
ば同じ輝度であるはずの領域の輝度が異なり、輝度ムラ
等の画質劣化が生じることになる。

【００１０】また、面積階調方式としては、文献「ＡＭ
−ＬＣＤ２０００、ＡＭ３−１」に提案されている方式
が挙げられる。この方式は、一つの画素を複数の副画素
に分割し、各副画素をオン・オフして、オンしている副
画素の総面積によって当該画素の階調を出すものであ
る。しかしながらこの方式では、開口率を上げるのが困
難なため、発光素子への駆動電流密度を上げざるを得
ず、駆動電圧の上昇、素子の寿命低下といった問題があ
る。

【００１１】また、時間階調方式は、上述のアナログ階
調方式や面積階調方式における問題点を解決するため
に、発光素子の発光時間を変調して階調を出す方式であ
り、例えば、ＳＩＤ２０００ＤＩＧＥＳＴ３６．１
（ｐ．９１２〜９１５）で報告されている。

【００１２】しかしながら、当該方式においても、回路
構成に用いたトランジスタのバラツキの影響を小さくす
るため、発光素子の定電流駆動のためのトランジスタを
線形領域で動作させる必要があり、このため、電源電
圧、消費電力の上昇といった問題がある。

【００１３】また、映像信号（１フィールド或いは１フ
レームで１画面）を時間階調表示用に変換するために、
フレームメモリ及びメモリ入出力制御用ＭＰＵが必要に
なり、システムが複雑になり、コストもアップしてしま
う。

【００１４】これらの問題を解決するため、ＴＦＴのば
らつきそのものを補正する回路もいくつか提案されてい
る。

【００１５】ＳＩＤ９８、講演番号４．２には、４つの
ＴＦＴと２つのキャパシタを用いてＥＬ素子への電流を
制御するドライブＴＦＴのしきい値電圧（Ｖ_th）を補正
する画素回路及びその駆動シーケンスが提案されてい
る。これは、アドレッシングＴＦＴのドレイン電極とド
ライブＴＦＴのゲート電極の間に電圧クランプ用のキャ
パシタを直列に接続し、所定のタイミングで駆動するこ
とにより、ドライブＴＦＴのＶ_thばらつきを補正するも
のである。この回路は、クランプキャパシタとドライブ
ＴＦＴのゲート容量比により補正された電圧レベルが決
定するため、大きなクランプ容量値が必要になり、画素
回路面積の増大を招く恐れがある。

【００１６】これに対して、ＩＤＲＣ（Ｉｎｔｅｒｎａ
ｔｉｏｎａｌＤｉｓｐｌａｙＲｅｓｅａｒｃｈＣ
ｏｎｆｅｒｅｎｃｅ）２０００、Ｄｉｇｅｓｔｐ．３
５８〜３６１には、カレントミラー回路をＥＬ素子を用
いたディスプレイの駆動回路に適用した形態が提案され
ている。図５は、当該駆動回路の１画素構成を示す図で
あり、図中、１２０はカレントミラー回路、１２１〜１
２４はＴＦＴ、１２５は保持容量、１２６は有機ＥＬ素
子、１２７は走査線、１２８は信号線、１２９は電源
線、１３０は定電流回路である。

【００１７】図５の構成において、走査線１２７に印加
された選択信号によって、トランジスタ１２３と１２４
がオンすると、定電流回路１３０からの定電流がトラン
ジスタ１２４を介してトランジスタ１２１に供給され、
さらに、ＴＦＴ１２３を介して保持容量１２５とＴＦＴ
１２２のゲート電極に供給される。ＴＦＴ１２１とＴＦ
Ｔ１２２はカレントミラーを構成しており、同一電流が
流れる。ＴＦＴ１２３とＴＦＴ１２４がオフしても、保
持容量１２５によってＴＦＴ１２２のゲート電極電位は
固定されているため、ＴＦＴ１２２はオン状態を保持し
て定電流を流し続ける。この状態で、定電流値を制御す
ることで、有機ＥＬ素子１２６が発光・非発光を行うこ
とになる。

【００１８】カレントミラー回路１２０は、供給された
電流を、ＴＦＴのしきい値電圧に関わらず負荷に供給す
ることが可能であるため、本質的にＴＦＴのバラツキに
関係なく、負荷、即ち有機ＥＬ素子１２６に定電流を供
給することが可能となる。また、ここで使用される保持
容量１２５は、ドライブＴＦＴ１２２のゲート電圧を保
持するために必要最小限の大きさでよい。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のカレントミラー回路では、以下のような問題点
があった。

【００２０】図６、図７に図５のカレントミラー回路を
用いて構成されたアクティブマトリクス型の表示パネル
の回路構成を示す。図中、１は発光素子、２は制御回路
であり、本図ではカレントミラー回路である。３は定電
流回路、４は走査回路、５は定電流回路３の出力レベル
・タイミングを制御するデータドライバ回路、６は走査
線、７は信号線、８は電源線である。

【００２１】従来、図５の定電流回路１３０は、図６に
示す定電流回路３のようにマトリクスを構成する信号線
７毎に接続されていたか、或いは、図７に示すように、
１個の回路で全ての画素を駆動するように接続されてい
た。

【００２２】図６のように、信号線７毎に定電流回路３
を接続した場合、該回路の駆動能力としては基本的に１
画素を駆動できるだけの電流を供給できればよい。

【００２３】しかしながら、図６の構成では、水平画素
数分だけの出力能力を有する定電流回路３が必要にな
り、例えばＶＧＡカラーの場合、６４０×３＝１９２０
個の回路が必要になる。単純に言えば、１９２０Ｐｉｎ
のＩＣ実装を行わなければならない。近年、高性能ＴＦ
Ｔの基板として用いられている多結晶シリコンＴＦＴ基
板を用いて画素部と同じ基板上に作製することも可能で
あるが、多結晶シリコンＴＦＴは、特性のバラツキが大
きく、定電流回路のようなアナログ的な回路を構成しよ
うとした場合、上記のような多数の定電流回路をばらつ
きなく作り込むことの困難さは容易に理解できる。

【００２４】一方、図７のように、全ての画素を１個の
定電流回路で駆動する場合、１走査線に接続されている
全ての画素を駆動できるだけの電流駆動能力が必要にな
り、そのため、回路を構成するトランジスタなどの素子
サイズが増大する懸念がある。当該構成では、図６の場
合のような問題点は解決されるが、１画素毎に異なる輝
度レベルを実現するために、非常に高周波数（例えば、
ＶＧＡ６０フレーム表示の場合、５５ＭＨｚ）で電流値
の切換を行わなければならない。

【００２５】さらに、有機ＥＬ素子を用いたカラー表示
装置では、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）色に
それぞれ発光する材料を単位画素毎に配置し、それぞれ
の画素毎に映像信号を転送して所望の輝度を得ることに
よりカラー表示を行っている。

【００２６】しかしながら、現状のＲ、Ｇ、Ｂそれぞれ
の発光材料は、素子に流す電流密度に対する発光輝度特
性、即ち発光効率が材料毎に異なる。この特性を図８に
定性的に示す。図８に示されるように、一般的にＧ発光
材料の発光効率が高く（電流密度が同じならば、発光輝
度が高い。或いは、同じ発光輝度ならば、定電流密度で
よい。）、次にＢ発光材料であり、Ｒ発光材料は発光効
率が最も低い。

【００２７】上記装置において、Ｒ、Ｇ、Ｂ全ての有機
ＥＬ素子を発光させて白表示を行う場合、ホワイトバラ
ンスを考慮する必要があるが、例えば、各色の発光波長
をＲ（６１５ｎｍ）、Ｇ（５４５ｎｍ）、Ｂ（４５０ｎ
ｍ）とすると、それぞれの発光輝度比は、視感度特性か
ら、０．４５：１：０．０４に設定することが望まれ
る。しかしながら、現状の発光材料の発光効率はＲが最
も低く、且つ、Ｒ、Ｇ、Ｂの比も視感度特性とは異なっ
ているため、良好なホワイトバランスを得るためには、
各発光色毎に素子に供給する電流レベルを変調しなけれ
ばならず、図６、図７に示した構成では実施が困難であ
った。

【００２８】本発明の課題は、上記問題点を解決し、定
電流回路を用いた発光素子の駆動回路において、トラン
ジスタ等スイッチング素子の特性のバラツキの影響や素
子サイズの増大などの問題を解決し、画素毎に所望の輝
度表示が可能な表示パネルとその駆動方法を提供するこ
とにあり、さらには、良好なホワイトバランスでフルカ
ラー表示が可能な表示パネルとその駆動方法を提供する
ことにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明の第一は、複数行
の走査線と複数列の信号線を基板上にマトリクス配置
し、該走査線と信号線の交点を単位画素として隣接する
少なくとも２つ以上の単位画素により表示画素を形成
し、各単位画素毎に、素子に流れる電流に応じて輝度が
変化する電流制御型発光素子を備えたアクティブマトリ
クス型の表示パネルであって、各単位画素は、少なくと
も第１乃至第４トランジスタと保持容量と上記発光素子
を有し、第１トランジスタのゲート電極が単位画素行毎
に共通に走査線に接続され、第１主電極が単位画素列毎
に共通に信号線に接続され、第２主電極が第２トランジ
スタの第１主電極、ゲート電極、及び第３トランジスタ
の第１主電極に接続され、第２トランジスタの第２主電
極が第１の電源線に接続され、第３トランジスタのゲー
ト電極が単位画素行毎に共通に走査線に接続され、第２
主電極が保持容量の第１電極及び第４トランジスタのゲ
ート電極に接続され、保持容量の第２電極が第１の電源
線に接続され、第４トランジスタの第１主電極が第１の
電源線に接続され、第２主電極が発光素子の第１電極に
接続され、発光素子の第２電極が第２の電源線に接続さ
れ、表示画素列毎に信号線が共通に、該表示画素列毎に
設けられた定電流回路に接続され、第２トランジスタと
第４トランジスタにおけるトランジスタのゲート電極の
長さ（Ｌ）と幅（Ｗ）の比（Ｗ／Ｌ）の割合が、表示画
素内において単位画素毎に異なることを特徴とする。

【００３０】上記本発明の表示パネルにおいては、下記
の構成を好ましい態様として含むものである。

【００３１】上記トランジスタが薄膜トランジスタであ
る。

【００３２】上記第４トランジスタの第２主電極がスイ
ッチ手段を介して発光素子の第１電極に接続されてい
る。

【００３３】上記スイッチ手段が２入力のマルチプレク
サで構成されている。

【００３４】上記スイッチ手段が第５トランジスタと第
６トランジスタを直列に接続してなり、第５トランジス
タの第１主電極が前記第４トランジスタの第２主電極
に、第６トランジスタの第２主電極が発光素子の第１電
極に接続され、両トランジスタのゲート電極を２入力と
するマルチプレクサを構成してなる。

【００３５】上記スイッチ手段が第５トランジスタで構
成され、第１主電極が前記第４トランジスタの第２主電
極に、第２主電極が発光素子の第１電極に接続され、当
該トランジスタのゲート電極と発光素子の第２電極とを
２入力とするマルチプレクサが構成されている。

【００３６】本発明の第二は、上記本発明の表示パネル
の駆動方法であって、表示画素行毎に順次走査線に選択
信号を印加して、選択した表示画素行内の単位画素の第
１乃至第３トランジスタをオンし、上記第１トランジス
タのオン期間に同期して、当該単位画素の発光素子の発
光・非発光情報を有する駆動信号を各信号線より第１及
び第３トランジスタを介して保持容量に印加し、該駆動
信号の情報に応じて第４トランジスタをオンして第１電
源線より該第４トランジスタを介して発光素子に電流を
供給することを特徴とする。

【００３７】本発明の表示パネルの駆動方法において
は、下記の構成を好ましい態様として含むものである。

【００３８】第４トランジスタと発光素子との間にスイ
ッチ手段を有し、第４トランジスタから発光素子への電
流の供給と、該スイッチ手段のオン・オフによって制御
する。

【００３９】上記スイッチ手段のオン期間を変調するこ
とによって、発光素子の発光時間を変調する。

【００４０】上記スイッチ手段が２入力のマルチプレク
サで構成され、該スイッチ手段のオン期間の変調を、上
記マルチプレクサの入力信号によって制御する。

【００４１】上記スイッチ手段がトランジスタを２個直
列に接続してなり、両トランジスタのゲート電極を２入
力としてマルチプレクス駆動する。

【００４２】上記スイッチ手段が１個のトランジスタで
構成され、該トランジスタのゲート電極と発光素子の該
トランジスタが接続されていない側の電極とを２入力と
してマルチプレクス駆動し、発光素子の発光時間を変調
する。

【００４３】

【発明の実施の形態】図８において、電流密度に対する
各色の発光輝度変化の傾きはほぼ等しい。このことは、
一定の電流から、Ｒ、Ｇ、Ｂの画素毎に所定の割合で電
流密度を変化させることによって、全ての輝度レベルを
表現できることを意味する。本発明は、この特性を利用
して達成されたものである。

【００４４】本発明の表示パネルは、基本構成として複
数行の走査線と複数列の信号線とを基板上にマトリクス
状に配置し、その交点を単位画素として隣接する少なく
とも２つ以上の単位画素により表示画素を形成し、各単
位画素毎に発光素子を配置したアクティブマトリクス型
の表示パネルである。

【００４５】本発明においては、各単位画素は、図５に
示したカレントミラー回路を基本構成として有する。即
ち、少なくとも第１乃至第４トランジスタと保持容量と
上記発光素子を有し、第１トランジスタのゲート電極が
単位画素行毎に共通に走査線に接続され、第１主電極が
単位画素列毎に共通に信号線に接続され、第２主電極が
第２トランジスタの第１主電極、ゲート電極、及び第３
トランジスタの第１主電極に接続され、第２トランジス
タの第２主電極が第１の電源線に接続され、第３トラン
ジスタのゲート電極が画素行毎に共通に走査線に接続さ
れ、第２主電極が保持容量の第１電極及び第４トランジ
スタのゲート電極に接続され、保持容量の第２電極が第
１の電源線に接続され、第４トランジスタの第１主電極
が第１の電源線に接続され、第２主電極が発光素子の第
１電極に接続され、発光素子の第２電極が第２の電源線
に接続されている。さらに本発明の表示パネルにおいて
は、表示画素列毎に信号線が共通に、該表示画素列毎に
設けられた定電流回路に接続された構成を基本構成とし
て有している。

【００４６】さらにまた、本発明においては、第２トラ
ンジスタと第４トランジスタにおけるトランジスタのゲ
ート電極の長さ（Ｌ）と幅（Ｗ）の比（Ｗ／Ｌ）の割合
が、表示画素内において単位画素毎に異なることを特徴
とする。本発明においては、この第２トランジスタと第
４トランジスタの（Ｗ／Ｌ）の割合を、単位画素毎に異
なるように設定することにより、上記したように、各単
位画素に供給された定電流は、上記、各単位画素で異な
る電流密度で発光素子に流れるため、単位画素毎に異な
る発光輝度が得られる。即ち、Ｒ、Ｇ、Ｂの各発光色に
対応する３単位画素を一組で表示画素とし、フルカラー
表示する際に、各発光色の発光輝度に応じて各単位画素
の上記第２トランジスタと第４トランジスタの（Ｗ／
Ｌ）の割合を設定することにより、当該表示画素におい
て良好なホワイトバランスが得られる。

【００４７】図１に本発明の表示パネルのアクティブマ
トリクス回路を模式的に示す。図中、１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ
はそれぞれＲ、Ｇ、Ｂを発光する発光素子、２Ｒ、２
Ｇ、２Ｂは各発光色の発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂに供給
する電流を制御する制御回路である。３は定電流回路、
４は走査回路、５は定電流回路３の出力レベル・タイミ
ングを制御するデータドライバ回路、６は走査線、７は
信号線、８は電源線である。

【００４８】図１の構成では、行方向（走査線６に沿っ
た方向）に１表示画素を構成するＲ、Ｇ、Ｂの単位画素
を配列し、信号線７により同じ定電流回路３に接続され
ている。当該構成において、走査回路４により走査線６
が順次選択され、これと同期してデータドライバ回路５
より定電流回路３に、各表示画素の発光・非発光情報を
有する駆動信号が印加され、発光する表示画素に接続さ
れた定電流回路３からは定電流が信号線７に供給され
る。発光する単位画素の制御回路２Ｒ、２Ｇ、２Ｂには
信号線７より該定電流が供給され、これにより、制御回
路２Ｒ、２Ｇ、２Ｂにおいて発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ
への電流供給が行われる。

【００４９】図２に、本発明の好ましい一実施形態の１
単位画素の回路図を示す。本実施形態は、本発明の基本
構成である図５に示したカレントミラー回路にスイッチ
手段を付加したものであり、基本構成における発光素子
として有機ＥＬ素子を用い、上記スイッチ手段として第
５トランジスタを用い、さらに第１〜第５トランジスタ
としてＴＦＴを用いた形態である。図中、２は図１の２
Ｒ、２Ｇ、２Ｂに相当する制御回路、２１〜２５はＴＦ
Ｔ、２６は保持容量、２７は＋電源線、２８はパルス信
号線、２９は有機ＥＬ素子、３０は−電源線であり、図
１と同じ部材には同じ符号を付した。

【００５０】図２の回路において、走査線６が選択され
てＴＦＴ２１、２３がオンすると、当該単位画素が発光
する場合には、定電流回路３より定電流が駆動信号とし
て信号線７よりＴＦＴ２１を介してＴＦＴ２２に供給さ
れ、さらにＴＦＴ２３を介して保持容量２６とＴＦＴ２
４のゲート電極に入力される。ＴＦＴ２２とＴＦＴ２４
とはカレントミラーを構成しており、その（Ｗ／Ｌ）の
割合に応じた電流が流れる。ＴＦＴ２１とＴＦＴ２３が
オフしても、ＴＦＴ２４のゲート電極電位は保持容量２
６にメモリされた信号によって固定されている（メモリ
されている）ため、該駆動信号によるＴＦＴ２４のオン
状態はメモリされ、＋電源線２７より有機ＥＬ素子２９
に定電流が供給される。本実施形態においては、ＴＦＴ
２４を介して供給された定電流は、最終的にパルス信号
線２８より入力されるオン信号によってＴＦＴ２５がオ
ンした期間のみ該ＴＦＴ２５を介して有機ＥＬ素子２９
に供給される。即ち、ＴＦＴ２５を設けたことにより、
ＴＦＴ２５のオン期間の制御によって時間階調を得るこ
とができる。

【００５１】前記したように、本発明においては単位画
素毎に、ＴＦＴ２２とＴＦＴ２４の（Ｗ／Ｌ）の割合、
即ちカレントミラー回路におけるミラー比がＲ、Ｇ、Ｂ
で最適なホワイトバランスが保たれるように設定されて
いるため、共通の＋電源線２７からの電流値を単位画素
毎に制御して、良好なグレイ（階調）が表示できる。従
って、白黒の階調表示を行う場合には、表示画素内で各
単位画素のＴＦＴ２５を同時にオンした上で該オン期間
を変調し、有機ＥＬ素子２９の発光時間を制御する。ま
た、カラー階調表示を行う場合には、単位画素毎にＴＦ
Ｔ２５のオン期間を変調し、有機ＥＬ素子２９の発光時
間を単位画素毎に制御すればよい。

【００５２】また、本実施形態においては、パルス信号
線２８を単位画素行毎に共通に接続し、有機ＥＬ素子２
９のカソード電極を単位画素列毎に共通に接続してマト
リクス配線し、パルス信号線２８、カソード電極を２入
力としてマルチプレクス駆動することにより、有機ＥＬ
素子２９の発光時間を単位画素毎に制御（ＴＦＴ２５が
オン、有機ＥＬ素子２９のカソード電極電位がｌｏｗレ
ベルになる時間の制御）することができる。

【００５３】図９は、本発明の表示パネルの他の実施形
態の１画素の回路図を示す。図中、９１、９２はＴＦ
Ｔ、９３、９４はパルス信号線である。本実施形態は、
先の実施形態におけるスイッチ手段としてのＴＦＴ２５
に代えて、スイッチ手段を２入力のマルチプレクサで構
成した形態であり、具体的には第５トランジスタと第６
トランジスタを直列に接続し、それぞれのゲート電極を
２入力としてマルチプレクス駆動するものである。即
ち、従来の液晶表示パネルなどでマルチプレクス駆動に
用いられていた制御ドライバを利用し、制御信号をパル
ス信号線９３、９４に入力し、その組み合わせによって
ＴＦＴ９１、９２のオン・オフを制御し、単位画素毎に
有機ＥＬ素子２９に電流を供給する期間（ＴＦＴ９１、
９２が同時にオンする期間）を制御することができる。

【００５４】本発明においては、各単位画素の回路には
いわゆるカレントミラー回路が用いられているため、回
路を構成するＴＦＴ特性のバラツキに左右されないアナ
ログ階調制御が可能である。

【００５５】また、各表示画素は同じ定電流回路から定
電流を供給するため、該定電流回路３は基本的に表示画
素を構成する単位画素、例えば図１の構成では３個の単
位画素を駆動できるだけの電流駆動能力が有れば良く、
回路的負荷は１個の定電流回路３で全ての単位画素を駆
動する場合に比べて格段に小さくできる。

【００５６】また、Ｒ、Ｇ、Ｂの３単位画素を一つの表
示画素として共通の定電流回路３からの電流で駆動する
ため、図１の構成の如く、表示画素を構成する単位画素
が行方向に配列している場合には、仮に外部定電流源Ｉ
Ｃを実装する場合でも、接続Ｐｉｎ数は従来の１／単位
画素数、例えば図１の場合には１／３で済み、高歩留ま
り化、低コスト化を図ることができる。よって、本発明
では、表示画素を構成する単位画素の配列方向としては
行方向が望ましい。

【００５７】また、一つの定電流回路３で駆動するＲ、
Ｇ、Ｂの単位画素毎の電流値は、カレントミラー回路の
ミラー比で制御することで、定電流回路３と制御回路２
との接続は、従来の図６の構成と同様に考えることがで
き、従来のような１個の定電流回路３で全ての画素を駆
動する時のように、非常に高周波数で定電流回路３の出
力を切り換える必要が無く（１走査線の選択周期で切り
替わればよい）、結果として低消費電力が図られる。

【００５８】また、上記実施形態においては、Ｒ、Ｇ、
Ｂの３色の単位画素で表示画素を構成するものとした
が、本発明は特にこれに限定されるものではなく、Ｒ、
Ｇ、Ｂ、Ｗ（白）の４単位画素で表示画素を構成するも
のであってもよく、また、その配列方法としては、４単
位画素で表示画素を構成する場合には、正方配列として
も良い。さらに、同一色でミラー比を変えた単位画素を
組み合わせて表示画素を構成することにより、さらに広
い階調範囲を表示することもできる。尚、表示画素を構
成する単位画素が複数の行にまたがる場合には、該当す
る走査線を同時に選択する必要がある。

【００５９】尚、上記実施形態においては、トランジス
タとしてＴＦＴを、発光素子として有機ＥＬ素子を用い
た場合を例に説明したが、ＴＦＴ以外のトランジスタを
用いることもできる。また、スイッチ手段としてはＴＦ
Ｔ以外のトランジスタやアクティブ素子を用いても良
く、発光素子としては無機ＥＬ素子やＬＥＤ素子を好ま
しく用いることができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電流制御型の発光素子を用いたアクティブマトリクス型
の表示パネルにおいて、より良好な階調表示、カラー表
示がより低消費電力で実現し、さらに、回路構成が簡略
化されることで製造歩留まりが向上し、より安価に提供
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示パネルのアクティブマトリクス回
路を模式的に示す図である。

【図２】本発明の表示パネルの好ましい一実施形態の１
単位画素の回路図である。

【図３】トランジスタと発光素子とを用いたアクティブ
マトリクス型表示パネルの１画素の回路構成を示す図で
ある。

【図４】トランジスタのゲート電圧・ソース電流特性を
示す図である。

【図５】カレントミラー回路とＥＬ素子を用いたディス
プレイの駆動回路の１画素構成を示す図である。

【図６】従来の、カレントミラー回路を用いて構成され
たアクティブマトリクス型表示パネルの回路構成の一例
を示す図である。

【図７】従来の、カレントミラー回路を用いて構成され
たアクティブマトリクス型表示パネルの回路構成の他の
例を示す図である。

【図８】Ｒ、Ｇ、Ｂ各発光材料の電流密度に対する発光
輝度特性を示す図である。

【図９】本発明の表示パネルの他の実施形態の１単位画
素の回路図である。

【符号の説明】

１、１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ発光素子２、２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ制御回路３定電流回路４走査回路５データドライバ回路６走査線７信号線８電源線２１〜２５ＴＦＴ２６保持容量２７＋電源線２８パルス信号線２９有機ＥＬ素子３０ −電源線９１、９２ＴＦＴ９３、９４パルス信号線１０１、１０７トランジスタ１０２走査線１０３データ線１０４コンデンサ１０５電源電極１０６ＥＬ素子１０８共通電極１０９電流制御回路１２０カレントミラー回路１２１〜１２４ＴＦＴ１２５保持容量１２６有機ＥＬ素子１２７走査線１２８信号線１２９電源線１３０定電流回路

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｊ // Ｈ０１Ｌ 33/00 29/78 ６１４Ｆターム(参考） 3K007 AB04 AB05 AB18 BA06 DA01 DB03 EB00 GA04 5C080 AA06 AA07 BB05 CC03 DD05 EE29 EE30 FF11 JJ02 JJ03 JJ05 5C094 AA07 AA08 AA15 AA22 AA42 AA43 AA45 AA48 AA53 AA55 AA56 BA03 BA12 BA23 BA27 CA19 CA20 CA24 DA09 DA13 DB01 DB04 EA04 EA05 EA07 EA10 ED03 FA01 FB01 FB12 FB14 FB15 GA10 5F041 AA10 BB03 BB06 FF06 5F110 AA04 AA09 AA30 BB02 BB20 NN72

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数行の走査線と複数列の信号線を基板
上にマトリクス配置し、該走査線と信号線の交点を単位
画素として隣接する少なくとも２つ以上の単位画素によ
り表示画素を形成し、各単位画素毎に、素子に流れる電
流に応じて輝度が変化する電流制御型発光素子を備えた
アクティブマトリクス型の表示パネルであって、各単位
画素は、少なくとも第１乃至第４トランジスタと保持容
量と上記発光素子を有し、第１トランジスタのゲート電
極が単位画素行毎に共通に走査線に接続され、第１主電
極が単位画素列毎に共通に信号線に接続され、第２主電
極が第２トランジスタの第１主電極、ゲート電極、及び
第３トランジスタの第１主電極に接続され、第２トラン
ジスタの第２主電極が第１の電源線に接続され、第３ト
ランジスタのゲート電極が単位画素行毎に共通に走査線
に接続され、第２主電極が保持容量の第１電極及び第４
トランジスタのゲート電極に接続され、保持容量の第２
電極が第１の電源線に接続され、第４トランジスタの第
１主電極が第１の電源線に接続され、第２主電極が発光
素子の第１電極に接続され、発光素子の第２電極が第２
の電源線に接続され、表示画素列毎に信号線が共通に、
該表示画素列毎に設けられた定電流回路に接続され、第
２トランジスタと第４トランジスタにおけるトランジス
タのゲート電極の長さ（Ｌ）と幅（Ｗ）の比（Ｗ／Ｌ）
の割合が、表示画素内において単位画素毎に異なること
を特徴とする表示パネル。
【請求項２】上記トランジスタが薄膜トランジスタで
ある請求項１に記載の表示パネル。
【請求項３】上記第４トランジスタの第２主電極がス
イッチ手段を介して発光素子の第１電極に接続されてい
る請求項１または２に記載の表示パネル。
【請求項４】上記スイッチ手段が２入力のマルチプレ
クサで構成されている請求項３に記載の表示パネル。
【請求項５】上記スイッチ手段が第５トランジスタと
第６トランジスタを直列に接続してなり、第５トランジ
スタの第１主電極が前記第４トランジスタの第２主電極
に、第６トランジスタの第２主電極が発光素子の第１電
極に接続され、両トランジスタのゲート電極を２入力と
するマルチプレクサを構成してなる請求項４に記載の表
示パネル。
【請求項６】上記スイッチ手段が第５トランジスタで
構成され、第１主電極が前記第４トランジスタの第２主
電極に、第２主電極が発光素子の第１電極に接続され、
当該トランジスタのゲート電極と発光素子の第２電極と
を２入力とするマルチプレクサが構成されている請求項
３に記載の表示パネル。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の表示パ
ネルの駆動方法であって、表示画素行毎に順次走査線に
選択信号を印加して、選択した表示画素行内の単位画素
の第１乃至第３トランジスタをオンし、上記第１トラン
ジスタのオン期間に同期して、当該単位画素の発光素子
の発光・非発光情報を有する駆動信号を各信号線より第
１及び第３トランジスタを介して保持容量に印加し、該
駆動信号の情報に応じて第４トランジスタをオンして第
１電源線より該第４トランジスタを介して発光素子に電
流を供給することを特徴とする表示パネルの駆動方法。
【請求項８】第４トランジスタと発光素子との間にス
イッチ手段を有し、第４トランジスタから発光素子への
電流の供給を、該スイッチ手段のオン・オフによって制
御する請求項７に記載の表示パネルの駆動方法。
【請求項９】上記スイッチ手段のオン期間を変調する
ことによって、発光素子の発光時間を変調する請求項８
に記載の表示パネルの駆動方法。
【請求項１０】上記スイッチ手段が２入力のマルチプ
レクサで構成され、該スイッチ手段のオン期間の変調
を、上記マルチプレクサの入力信号によって制御する請
求項９に記載の表示パネルの駆動方法。
【請求項１１】上記スイッチ手段がトランジスタを２
個直列に接続してなり、両トランジスタのゲート電極を
２入力としてマルチプレクス駆動する請求項１０に記載
の表示パネルの駆動方法。
【請求項１２】上記スイッチ手段が１個のトランジス
タで構成され、該トランジスタのゲート電極と発光素子
の該トランジスタが接続されていない側の電極とを２入
力としてマルチプレクス駆動し、発光素子の発光時間を
変調する請求項８に記載の表示パネルの駆動方法。