(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブマトリクス型表示装置にあって、
電源から供給される電流を制御する駆動用トランジスタと、
前記駆動用トランジスタのゲート電位を保持するための蓄積容量と、ソース信号線から前記駆動用トランジスタに電流経路を形成する信号線接続ト
ランジスタと、
前記ソース信号線もしくは前記信号線接続トランジスタから前記蓄積容量に電荷を移動させる経路を形成する蓄積容量接続トランジスタと、
前記駆動用トランジスタのゲート電極と前記蓄積容量接続トランジスタのゲート電極間に容量と、
を画素毎に具備し、
前記容量が表示素子の電流密度対輝度特性もしくは電圧対輝度特性の違いに応じて容量値を変化させたものであることを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項２】
アクティブマトリクス型表示装置にあって、
電源から供給される電流を制御する駆動用トランジスタと、
前記駆動用トランジスタのゲート電位を保持するための蓄積容量と、
ソース信号線から前記駆動用トランジスタに電流経路を形成する信号線接続トランジスタと、
前記信号線接続トランジスタのゲート電位を制御するゲート信号線と、
前記ソース信号線もしくは前記信号線接続トランジスタから前記蓄積容量に電荷を移動させる経路を形成する蓄積容量接続トランジスタと、
前記駆動用トランジスタのゲート電極と前記蓄積容量接続トランジスタのゲート電極間に容量と、
を画素毎に具備し、
前記容量はゲート信号線に印加する電圧出力からの距離に応じて容量値を変化させたものであることを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機電界発光素子など、電流量により階調表示を行う表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機発光素子は、自発光素子であるため、液晶表示装置で必要とされるバックライトが不要であり、視野角が広いなどの利点から、次世代表示装置として期待されている。
【０００３】
有機発光素子では素子の発光強度と素子に印加される電界が比例関係とならず、素子の発光強度と素子を流れる電流密度が比例関係にあるため、素子の膜厚のばらつき及び入力信号値のばらつきに対する発光強度のばらつきは電流制御により階調表示を行うほうが小さくすることができる。
【０００４】
半導体層を有するスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス型表示装置の例を図７に示す。各画素は７９に示すように、複数のスイッチング素子７３ａ〜７３ｄと蓄積容量７４ならびに有機電界発光素子７２からなる。
【０００５】
スイッチング素子７３は１フレームのうち行選択期間（期間Ａ）にはゲートドライバ７０からの出力により７３ａ及び７３ｂのスイッチング素子を導通させ、７３ｄのスイッチング素子は非導通状態とする。非選択期間（期間Ｂ）には、逆に７３ｄを導通状態とし、７３ａ及び７３ｂを非導通状態とする。
【０００６】
この操作により期間Ａにおいて、ソースドライバ７１から出力される電流値に応じて、７３ｃを流れる電流量が決められ、７３ｃのソースドレイン間電流とゲート電圧の関係からゲート電圧が決まり、ゲート電圧に応じた電荷が蓄積容量７４に蓄積される。期間Ｂでは期間Ａで蓄積された電荷量に応じて、７３ｃのゲート電圧が設定されるため、期間Ａで７３ｃに流れた電流と同一の電流が期間Ｂにおいても７３ｃを流れ、７３ｄを通じて、有機発光素子７２を発光させる。ソース信号線７６に流す電流量に応じ、蓄積容量７４の電荷量が変わり、有機発光素子７２の発光強度が変化する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
表示パターンとして、あるソース信号線に、点灯、非点灯の順に電流を流す場合と、非点灯、点灯の順に電流を流した場合で、非点灯時画素の輝度が異なることがわかった。点灯、非点灯の順の場合、非点灯画素は点灯時の輝度を１、非点灯時の輝度を０とすると、０．５程度点灯した。また、１度点灯信号を流した後、残りの同一フレーム期間内で非点灯信号を流しつづけた場合、非点灯画素の輝度は０．５から徐々に減少し、フレーム周波数が６０Ｈｚ、表示行数が２２０行の場合、６から７行目より輝度は０となることがわかった。
【０００８】
一方、非点灯の後に点灯信号を流した場合は、点灯輝度ははじめ０．８であったが、３行目より輝度１で表示できた。
【０００９】
ソース信号線に必要な電流密度は黒表示時で０．０１ｍＡ／平方センチ、白表示時で５ｍＡ／平方センチである。各画素へ供給される電流は、携帯電話、ＰＤＡやテレビとして用いる表示装置では黒表示時に１．５ｎＡから２９ｎＡ、白表示時には７５０ｎＡから１４．５μＡである。
【００１０】
ソース信号線と同じ電流が流れるように駆動トランジスタ７３ｃのゲート電圧を変化させる必要があるが、ゲート電圧変化に必要な電荷はトランジスタ７３ｃを通して電源線７５から供給される。
【００１１】
このときの１画素分の等価回路を図８（ａ）に示す。またトランジスタ８１のドレイン電流Ｉｄとゲート電圧Ｖｇの関係を図８（ｂ）に示す。
【００１２】
ゲート電圧が小さいと駆動トランジスタ８１の見かけの抵抗値が大きくなる。そのためゲート電圧が小さいつまり、電流値が低い黒階調ほど、抵抗値が大きくなる。この駆動トランジスタの抵抗値とソース信号線８４に寄生する浮遊容量８３との時定数により波形のなまりが生じ、所定電流にまで変化するのに時間がかかる。これにより、選択期間（水平走査期間）を長くしなければならないという問題がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のアクティブマトリクス型表示装置は、第一の期間（書き込み期間）において電流Ｉ１を設定し、第二の期間（表示期間）において電流Ｉ１に一意的に対応する電流Ｉ２を表示素子に流すように画素回路が構成されたアクティブマトリクス型表示装置において、各電流がＩ１＞Ｉ２なる関係を満たすことを特徴とするものである。
【００１４】
またこれを実現する手段として、ゲート信号線と電流制御を行うトランジスタのゲート電極間に容量を接続し、
同一ＥＬ電流を得るのに必要なソース電流を増加させ、トランジスタの見かけの抵抗値を小さくし波形のなまりを小さくしたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明を行う。
【００１６】
（発明の実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における表示装置の１画素分の回路を示したものである。従来の構成の１画素分の回路と比較して、容量Ｃｔ１８を設けたことが特徴である。また図２に主要な波形のタイミングチャートを示す。
【００１７】
ゲート信号線１（１２）にトランジスタ１７ｂ、１７ｃを導通状態とする信号を流し、ＥＬ素子１６に所定の電流（Ｉ１とする）を流すために、ソース信号線１１にＩ１の電流を流す。このときのトランジスタ１７ａのゲート電位をＶ１とする。（トランジスタ１７ａの電流−電圧特性において電流がＩ１の時に電圧はＶ１であるとする）これが図２における第１の期間すなわち選択期間（水平走査期間）である。なお、トランジスタ１７ｄはこの期間非道通である。
【００１８】
次にゲート信号線１（１２）にトランジスタ１７ｂ、１７ｃを非導通状態とする信号を、ゲート信号線２（１３）にトランジスタ１７ｄを導通にする信号を流す。図２における第２の期間である。この時容量Ｃｔ（１８）があるためゲート信号線１の電位変化に応じてトランジスタ１７ａのゲート電圧値はＶ１から変化する。
【００１９】
この時の変化量ΔＶｐはトランジスタ１７ｂのゲートソース間容量をＣｇｓとすると、ΔＶｐ＝ΔＶｇ×（Ｃｇｓ＋Ｃｔ）／（Ｃｇｓ＋Ｃｔ＋Ｃｓ）で表される。ここでＣｓは蓄積容量１４の容量値、ΔＶｇはゲート信号線１の電位変化量を示す。図２に示すように、第１の期間と第２の期間の切り替わり時点においてゲート信号線電圧は大きくなることから、駆動トランジスタ１７ａのゲート電位は上昇する。上昇値は３つの容量の値により変化し、Ｃｇｓはトランジスタのサイズ、構成により決められるため、実際はＣｔとＣｓにより変化量を制御する。
【００２０】
駆動トランジスタ１７ａのゲート電位の上昇はドレイン電流の低下を引き起こす。変化量ΔＶｐに相当する分だけドレイン電流が低下する。従ってゲート信号線２を導通状態としてＥＬ素子１６に流れる電流は所定の電流値Ｉ１に比べ小さい電流が流れることとなる。
【００２１】
このことは逆に、第２の期間においてＥＬ素子にＩ１の電流を流すためには第１の期間においてトランジスタ１７ａにＩ１より大きな電流を流すことになることを示し、Ｃｓが小さいかもしくはＣｔが大きくなれば流す電流をより大きくすることができる。Ｃｓを小さくすると電荷の保持能力が小さくなるため、第２の期間での１７ａのゲート電位が変化しやすくなるので、現実には小さくできない。そこでＣｔを大きくすることで、実現することが望ましい。
【００２２】
このようにソース信号線に流す電流を大きくすれば、図８（ｂ）に示す電流―電圧特性を持つトランジスタの見かけの抵抗値を小さくすることが可能となる。これにより抵抗と浮遊容量との積による時定数が小さくなることから、第１の期間において所定電流値へ変化する時間を短くすることができるのである。
【００２３】
ゲート信号線の振幅が１４Ｖの場合について、Ｃｔの値を変化させた時のソース信号線１１に流す電流とＥＬ素子１６に流れる電流との関係を図３に示す。
【００２４】
容量比（（Ｃｇｓ＋Ｃｔ）／（Ｃｇｓ＋Ｃｔ＋Ｃｓ））が０．０３のとき、ソース信号線に流すべき電流値はＥＬ素子に流れる電流値の５倍程度となる。更にＣｔを大きくするとＥＬ素子に流れる電流値に対し、ソース信号線に流す電流値の割合が増加する。容量比が０．１１となると２００倍となる。更に０．１５まで大きくすると５００倍となる。
【００２５】
ソース信号線に流れる電流が大きくなるほど駆動トランジスタの抵抗値は下がるため、所定電流に変化するのに要する時間は下がるので、Ｃｔの値は大きいほどよい。
【００２６】
但し、Ｃｔが大きくなり容量比が０．１５となると、黒階調時にＥＬに流れる電流が３ｎＡとした場合、図３よりソース信号線に流す電流は１．５μＡとなり、書き込みに必要な電流値は大きい。ＥＬ電源線の電圧を１５Ｖとした場合、携帯電話などを想定したソース信号線数５２８本の場合、書き込みに必要な電力は最も電流の小さい黒表示時でも１１．９ｍＷとなる。一方でフレーム周波数６０Ｈｚで１水平走査期間内で所定電流値までに変化させるのに必要な電流値は０．３μＡ程度あればよいことから、Ｃｔの最大値は容量比が０．１１となる程度が消費電力を低減させる観点から望ましい。
【００２７】
一方Ｃｔの下限値は容量比が０．０３であることが望ましい。少なくとも５倍程度は電流値を上げることで、フレーム周波数を３０Ｈｚ程度まで低下させれば１水平走査期間内に所定電流値に変化させることができる。
【００２８】
また、フレーム周波数が６０Ｈｚの場合でも、図５のようにソース信号線５１に切り替え手段５８及び電圧源５９及び電流源５０を設け、電圧源５９をソース信号線５１に黒信号電流を流した時の電圧値に設定し、各水平走査期間の始め２μ秒以上５μ秒以下の期間切り替え手段５８を電圧源５９を選択するように、残りの期間で電流源５０を選択するようにする。
【００２９】
この様にすれば、黒階調へは遅くとも１水平走査期間中に変化できる。また、ソース信号線の変化は黒階調を表す電圧値から所定電流値に対応する電圧値に変化することから、所定の階調を示す電流値に変化しなかった場合、所定輝度に比べ低い輝度で表示される。これは電流の少ない低階調側で顕著であり、一方で高階調側では元々の電流値が大きいため十分に電流値が変化できるため所定輝度を出力できる。
【００３０】
これを図に表すと図６の６１で示すような階調と観測される輝度の関係となる。元来高階調部に比べ低階調部の１階調間の輝度変化が小さい方が階調特性がよくみえるため、電圧源５９を設けたこの方法では、必ずしも所定電流まで電流値を変化させなくても画質に影響がないことがわかる。このことを考慮すれば、容量比が０．０３であっても６０Ｈｚ駆動可能である。
【００３１】
更に所定電流値に短時間で変化させる方法として、ソース信号線に所定電流値のＸ倍（ここでＸは２以上の自然数）の電流を流し、ゲート信号線２（５３）により第２の期間におけるトランジスタ５７ｄの導通期間を１／Ｘとする方法がある。輝度はＸ倍であるが、発光期間が１／Ｘであるため所定輝度を表示することができる。図９において期間９１の長さを変化させることである。なおこの例では図５の回路構成において説明を行ったが、各階調とも１水平走査期間内に十分に所定電流値に変化できるのであれば、電圧源５９及び切り替え手段５８はなくてもよい。
【００３２】
Ｃｔの値を変化させる他に、ゲート信号線１の電圧の変化量を変えてもよい。図３においてはゲート信号線１の電圧の変化量が１４Ｖであったが、これを例えば１６Ｖとした場合、ＥＬに流れる電流は同一ソース信号線電流に対し１４Ｖの時に比べ０．５から０．８倍になる。従って、１４Ｖの時と同一の輝度を得るためにはソース信号線を１．３から２倍流すことになり、その分駆動トランジスタの見かけの抵抗値が下がるため、信号線の波形なまりが小さくなり、短い水平走査期間で所定電流値を流すことができるようになる。
【００３３】
またゲート信号線１の電圧の変化量を変えることでＥＬ素子に流れる電流量が変化することから、ゲート信号線１の電圧の振幅を変化させることで表示部の輝度を変化させることもできる。輝度を高めたい時にはゲート信号線１の電圧の振幅を小さくし、輝度を低くしたい時にはゲート信号線１の電圧の振幅を大きくすれば実現できる。
【００３４】
さらにゲート信号線１の電圧変化に要する時間を変化させ、ΔＶｇを変化させて輝度調節する方法もある。ゲート信号線の波形なまりが小さい時は周波数成分が高いため、Ｃｔを介して駆動トランジスタ１７ａのゲート電位変化が大きくなる。これにより輝度は低下する。一方で波形なまりが大きくなるとΔＶｇが見かけ上小さくなるため電位変化が小さいため輝度の変化量が小さく、波形なまりが小さい時に比べ、輝度が高くなる。
【００３５】
各ゲート信号線は一般的にゲートドライバの出力にバッファを用いていることが多い。例えば図２１に示すような構成である。２１０はシフトレジスタであり、あるパルスを順に伝達していくブロックである。シフトレジスタ２１０の出力をバッファ２１１を通して各ゲート信号線に出力する。その時出力波形の一例を２１２から２１４に示す。バッファ２１１のスルーレートを変化させることもしくはゲート信号線に容量もしくは抵抗を入れることで波形のなまり方が変化する。
【００３６】
ゲート信号線には配線抵抗及び浮遊容量が存在するため図１３（ａ）に示すようにゲートドライバ付近でのゲート信号線波形とゲートドライバから最も離れた画素におけるゲート信号線波形が異なる。近い画素では１３４に示すように波形の立ちあがり及び立ち下がりは瞬時で行われるが、遠い画素になると１３７及び１３８に示した抵抗と容量の時定数に応じて波形が１３５に示すように変化する。これにより、ΔＶｇは小さくなる。図１３（ｂ）のようにゲートドライバを配置した場合、画面左側に比べ右側では駆動トランジスタのゲート電位の変化ΔＶｐは小さくなるため、ＥＬ素子に流れる電流が増加し、輝度が上昇する。特に黒表示時において輝度の上昇が目立つようになり、コントラストも低下する。そこで、図１３（ｂ）の容量１３６の大きさをゲートドライバからの距離に応じて変化させるようにする。ゲートドライバに近い１３６ａに比べ、ゲートドライバから遠い１３６ｂの方が容量値を大きくすることで、ΔＶｇが小さくなってもΔＶｐの大きさを変化させないようにできる。
【００３７】
なお、図１３においては画面の一方からゲート信号線を供給した場合で説明を行ったが、画面の両方からゲート信号線を供給した場合でも同様に、供給源から遠い画素の容量を大きくして、近づくにつれ小さくする構成とすれば同様な効果が得られる。
【００３８】
マルチカラー表示装置として赤、緑、青色の３種のＥＬ素子１６を並べて表示させる場合、各色のＥＬ素子１６の電流密度ー輝度特性が異なるため黒階調時の電流密度の上限値が異なる。例えば図１４のような電流密度ー輝度特性を持つ３色のＥＬ素子を用いた場合、赤色発光素子１４３に比べ緑色発光素子１４１の黒階調時電流が小さい。緑色の画素ではより電流密度を小さくする必要がある。そこで、本発明による容量を付加した画素構成（図１）において容量１８の大きさを発光色ごとに変化させて、ＥＬに流れる電流値を変化させるようにした。図１４に示したＥＬ素子を用いた場合、最も発光開始電流が小さい緑色を発光する画素の容量が最も大きく、赤色を発光する画素の容量が最も小さくなるように形成すればよい。
【００３９】
容量Ｃｔ（１８）の一端はゲート信号線１に接続されているが、必ずしもゲート信号線に接続されている必要はなく、図１５に示すように別の信号線を電圧制御線１５９として接続してもよい。この電圧制御線１５９は図１６のように同一行の容量Ｃｔすべてに接続され、ゲートドライバにより制御されている。この時の各信号線波形を図１８に示す。電圧制御線はゲート信号線１がハイレベルになると同時もしくは数μ秒程度遅れてハイレベルとする。再びローレベルになるのはゲート信号線１がローレベルとなった時もしくは電圧制御線がハイレベルになったあと、トランジスタ１５７ｄが導通状態から非導通状態に変化した後である。
【００４０】
これにより、電圧制御線１５９の電圧変化量ΔＶｇと容量比Ｃｔ／（Ｃｔ＋Ｃｓ）の積だけトランジスタ１５７ａのゲート電位が変化する。この図ではＶ１からΔＶｐだけ変化する。これにより電流は減少する。ＥＬ素子に所定の電流を流すにはソース信号線には所定の電流値よりも大きい電流を流すことになる。よってこれまでの説明と同様に、ＥＬ素子に流す電流が小さい領域でも容量Ｃｔ及び電圧変化量ΔＶｇを大きくすることで、ソース信号線に流す電流値を増大させ、トランジスタの抵抗値を下げ波形変化をはやくできるようになる。
【００４１】
またこの方法は、ゲート信号線にＣｔの一端を接続することに比べ、ΔＶｇの値を大きく取ることができるため、Ｃｔの値が小さくてもΔＶｇを大きくすることでトランジスタの電流値の変化量を大きくできる。ゲート信号線に接続した場合ΔＶｇはトランジスタの耐圧により最大値が決められおよそ２０Ｖ以下でないといけないが、本発明の形態による電圧制御線では２０Ｖ以上電位差があってもよい。従って、電圧値を大きくして、容量Ｃｔを小さくし、画素の開口率を上げられるという利点がある。
【００４２】
容量Ｃｔを素子として設計し形成する他に、例えば、トランジスタ１７ｂのゲート電極とトランジスタ１７ａゲート電極を絶縁膜などを介して重ねて配置するもしくは近くに並べることで容量を形成したり、ゲート信号線１とトランジスタ１７ａに接続される配線のクロス領域を用いて、クロス領域の大きさで容量の制御をおこなってもよい。
【００４３】
コンデンサの代わりにトランジスタ１７８を図１７のように形成して、トランジスタのソースゲート間容量を用いてもよい。またドレイン電極は未接続となっているが、節点１７０に接続してもよい。
【００４４】
また以上の例においてはｐ型トランジスタを用いた回路構成で説明を行ってきたが、図１０に示すようにｎ型トランジスタを用いても同様な効果が得られる。例えば図１１にゲート信号線波形と電流制御を行うトランジスタ１０７ａのゲート電圧とドレイン電流の電圧変化を示す。
【００４５】
第１の期間（水平走査期間に相当する）においてゲート信号線１（１０２）にハイレベルの信号を印加し、１０７ｃ及び１０７ｂのトランジスタを導通状態とする。この期間に所定電流値をソース信号線１０１に流すことで、この所定電流に対応した電圧にソース信号線１０１及び、トランジスタ１０７ａのゲート電圧が変化する。
【００４６】
次に第２の期間でゲート信号線１（１０２）をローレベルとし、ソース信号線１０１から電流が流れないようにする。この時トランジスタ１０７ｂのゲート電極とソース電極間に寄生する浮遊容量１０９によりゲート信号線１の電位変化に応じて節点１００の電位が変化する。この場合、図１１に示すように電位が低くなる方向へ変化する。これによりｎ型トランジスタ１０７ａのドレイン電流も低下し、その結果、ＥＬ素子１０６に流れる電流も減少する。減少量はｐ型トランジスタと同様の式で表され、容量１０８を増加させると、電流値の減少量も大きくなる。電流値の減少を補正するためソース信号線に流す電流値を大きくすることになるから、ｐ型トランジスタの場合と同様にｎ型トランジスタでも電流値変化に要する時間を短くできる効果は同一である。
【００４７】
また画素構成は以上のものに限らず、例えば図４のような構成を用いてもよい。４８が本発明によって付加された容量で、４９はトランジスタ４７ｂのゲートソース電極間に寄生する容量である。４８の容量の大きさによって、トランジスタ４７ｄ、４７ｂが導通時と非導通時の間での節点４０の電位差が変化する。ゲート信号線２（４３）の電位変化が容量４８、４９を通して節点４０に伝達されるためである。導通時から非導通時の間でゲート信号線２（４３）は電圧上昇するため節点４０の電位も上昇する。これによりトランジスタ４７ａ及び４７ｃのドレイン電流が低下する。これによりソース信号線電流に比べＥＬ素子電流が小さくなることから、減少分を補正するためソース信号線電流を多く流すことができ、トランジスタ４７ａ及び４７ｃの見かけの抵抗値を下げることができ、電流値の変化に要する時間を短くすることができる。
【００４８】
ｎ型トランジスタで構成された回路（図１２）でも同様な効果が得られる。
【００４９】
なお、本発明は、上記した具体的な回路構成に限定されるものではなく、第一の期間（書き込み期間）においてある電流Ｉ1を設定し、第二の期間（表示期間）においてその電流Ｉ1に一意的に対応した電流Ｉ2を表示素子に流すように画素回路が構成されたアクティブマトリクス型表示装置において、Ｉ1＞Ｉ2となるように駆動することに特徴がある。Ｉ1とＩ2の一意的な関係とは例えば図３に示すような特定の容量比におけるソース信号線電流とＥＬ電流の関係を指す。この関係は、Ａ、Ｂ、ｎを正の定数としてＩ1＝Ａ＋Ｂ・Ｉ2nと近似できる。なお、この関係が成立することは、これまでに説明したように、とくに電流Ｉ2が小さい場合に大きな効果を発揮する。
【００５０】
（発明の実施の形態２）
図１９は本発明の第２の実施の形態における表示装置の１画素分の回路を示したものである。薄膜トランジスタ１９７ａのゲート電圧によりＥＬ素子１９６に流れる電流値を変化させ、階調表示を行う。行選択期間にトランジスタ１９７ｂが導通状態となり、ソース信号線１９１に印加された電圧に応じて蓄積容量１９４に電荷が蓄積される。非選択期間ではトランジスタ１９７ｂは非導通状態となり、蓄積容量１９４に蓄えられた電荷に応じてトランジスタ１９７ａのドレイン電流が決まり階調表示を行う。この操作を全ての行で行うことで表示を行っている。
【００５１】
この時のゲート信号線及び節点１９９ならびにトランジスタ１９７ａのドレイン電流の波形を図２０に示す。行選択期間においてＥＬ素子に所定電流Ｉ１を流すためにソース信号線１９１にＶ１の電圧を印加する。行選択期間が終わるとゲート信号１９２をハイレベルに変化させる。この時ゲート信号線１９２とトランジスタ１９７ａのゲート電極は容量Ｃｔ（１９８）により接続されているため、ゲート信号線１９２の変化に伴い節点１９９の電位もΔＶｐだけ変化する。ΔＶｐ＝（Ｃｔ＋Ｃｇｓ）／（Ｃｔ＋Ｃｇｓ＋Ｃｓ）×ΔＶｇで表される。ここでＣｇｓはトランジスタ１９７ｂのソースゲート間容量である。ΔＶｇが電圧の大きいほうに変化していることから、ΔＶｐも電圧が大きくなるほうに変化する。これによりトランジスタ１９７ａのソースゲート間の電位差が小さくなることから１９７ａのドレイン電流も小さくなる。
【００５２】
従って所定の輝度を得るためにはソース信号線１９１に印加する電圧を小さくすることになる。ソース信号線電圧が小さくなることで低電力化することができる。
【００５３】
なおこのことはトランジスタ１９７ａ及び１９７ｂをｎ型トランジスタとしても効果がある。図２２にｎ型トランジスタを用いた場合の回路構成を示す。
【００５４】
行選択期間にソース信号線２２１より所定電圧が印加され、蓄積容量２２４に電荷が蓄えられる。行選択期間が終了するとゲート信号線２２２はハイレベルからローレベルへ電圧が下がる方向へ変化する。これにより節点２２９の電位も容量２２８の存在により低下する。トランジスタ２２７ａはゲート電圧が低下することからドレイン電流が低下する。以上のように図１９及び図２０で説明したｐ型トランジスタと同様にドレイン電流が変化しＥＬ素子２２６に流れる電流が変化する。このことからｐ型、ｎ型トランジスタによらず同様な効果が得られることがわかる。
【００５５】
本発明においてトランジスタは薄膜トランジスタを例にして説明を行ったが薄膜トランジスタに限らず、バリスタ、サイリスタ、リングダイオード、薄膜ダイオードなどを用いても同様な効果が得られる。
【００５６】
また表示素子として、ＥＬ素子で説明を行ったが、有機発光素子や無機エレクトロルミネッセンス素子、発光ダイオードなどを用いてよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように本発明は、ゲート信号線とゲート電極の電圧により電流制御を行うトランジスタのゲート電極を容量で接続することで、行選択期間から非選択期間へ変化する際のゲート電圧変化を利用して、ソース信号線に流れる電流に対し、ＥＬ素子に流れる電流が小さくなるようする。ＥＬ素子に流れる電流量を補正するためソース信号線電流を増加させ、電流制御を行うトランジスタの見かけの抵抗値を低くしたことで、ソース信号線に寄生する浮遊容量との積による波形なまりを小さくし、短い水平走査期間で所定電流に対応する電荷を蓄積容量に蓄えられるようにした。これにより本発明の表示装置で入力信号に応じた輝度で動画表示や、テレビ放送を表示することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による画素の構成を示した図
【図２】図１の画素構成における各信号線の量の変化を示した図
【図３】異なる容量比に対するソース信号線電流とＥＬ電流の関係を示した図
【図４】本発明の実施の形態における第２の画素構成を示した図
【図５】本発明の実施の形態における画素構成及びソース信号線電源を示した図
【図６】本発明の実施の形態における階調と輝度の関係を示した図
【図７】本発明の表示装置の構成を示した図
【図８】所定ソース信号線電流に対応した電荷を蓄積容量に蓄える時の１画素の等価回路を示した図
【図９】図５の構成において、短い水平走査期間でも所定輝度を得ることができるようにするための各信号線の波形を示した図
【図１０】本発明の実施の形態における第３の画素構成を示した図
【図１１】図１０における各信号線電圧及び電流の変化を示した図
【図１２】本発明の実施の形態における第４の画素構成を示した図
【図１３】本発明の実施の形態におけるゲート信号線波形及び表示部全体の構成を示した図
【図１４】表示素子の電流密度と輝度の関係の一例を示した図
【図１５】電圧制御線を設けた場合の１画素分の回路を示した図
【図１６】電圧制御線を設けた場合の表示装置とソースドライバ及びゲートドライバの構成を示した図
【図１７】トランジスタを用いて容量を形成した場合の１画素分の回路を示した図
【図１８】図１５の回路構成における各信号線波形を示した図
【図１９】本発明の第２の実施の形態における１画素分の回路を示した図
【図２０】図１９の回路構成における各信号線の変化を示した図
【図２１】ゲート信号線生成部の例を示した図
【図２２】本発明の第２の実施の形態における１画素分の回路をｎチャンネルトランジスタで形成した図
【符号の説明】
１１  ソース信号線
１２  ゲート信号線１
１３  ゲート信号線２
１４  蓄積容量
１５  ＥＬ電源線
１６  ＥＬ素子
１７  薄膜トランジスタ
１８  容量
【図１】
0003870755.tif 000002
【図２】
0003870755.tif 000003
【図３】
0003870755.tif 000004
【図４】
0003870755.tif 000005
【図５】
0003870755.tif 000006
【図６】
0003870755.tif 000007
【図７】
0003870755.tif 000008
【図８】
0003870755.tif 000009
【図９】
0003870755.tif 000010
【図１０】
0003870755.tif 000011
【図１１】
0003870755.tif 000012
【図１２】
0003870755.tif 000013
【図１３】
0003870755.tif 000014
【図１４】
0003870755.tif 000015
【図１５】
0003870755.tif 000016
【図１６】
0003870755.tif 000017
【図１７】
0003870755.tif 000018
【図１８】
0003870755.tif 000019
【図１９】
0003870755.tif 000020
【図２０】
0003870755.tif 000021
【図２１】
0003870755.tif 000022
【図２２】
0003870755.tif 000023