(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子の発光制御用の薄膜トランジスタと、
前記発光制御用の薄膜トランジスタのゲート電極に接続された信号保持用のキャパシタと、
前記キャパシタへのデータ書き込み用の薄膜トランジスタと、
第２の薄膜トランジスタと、
前記第２の薄膜トランジスタのソース電極又はドレイン電極に接続されるとともに前記第２の薄膜トランジスタのゲート電極に接続され、かつ前記データ書き込み用の薄膜トランジスタを介して前記発光制御用の薄膜トランジスタのゲート電極に接続された、入力された画像信号に比例した電流を出力する電流源と、
を有していることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
発光素子と、
前記発光素子の発光制御用の薄膜トランジスタと、
前記発光制御用の薄膜トランジスタのゲート電極に接続された信号保持用のキャパシタと、
前記キャパシタへのデータ書き込み用の薄膜トランジスタと、
第２の薄膜トランジスタと、
入力された画像信号に比例した電流を出力する電流源と、を有し、
前記第２の薄膜トランジスタのソース電極又はドレイン電極は前記第２の薄膜トランジスタのゲート電極に接続され、
前記電流源からの出力を、前記第２の薄膜トランジスタのゲート電極に入力するとともに、前記発光制御用の薄膜トランジスタのゲート電極に入力することを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
前記第２の薄膜トランジスタは、前記発光制御用の薄膜トランジスタとカレントミラーを構成することを特徴とする請求項１又は２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記第２の薄膜トランジスタは、前記発光制御用の薄膜トランジスタと同時に形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記発光制御用の薄膜トランジスタは、飽和領域で駆動されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
発光素子と、
前記発光素子の発光制御用の薄膜トランジスタと、
前記発光制御用の薄膜トランジスタのゲート電極に接続された信号保持用のキャパシタと、
前記キャパシタへのデータ書き込み用の薄膜トランジスタと、
第２の薄膜トランジスタと、
前記第２の薄膜トランジスタのソース電極又はドレイン電極に接続されるとともに前記第２の薄膜トランジスタのゲート電極に接続され、かつ前記データ書き込み用の薄膜トランジスタを介して前記発光制御用の薄膜トランジスタのゲート電極に接続された、入力された画像信号に比例した電流を出力する電流源と、
を有する画像表示装置の駆動方法であって、
前記電流源から前記第２の薄膜トランジスタと前記発光制御用の薄膜トランジスタとに同じ電流を流して前記発光素子の発光を制御することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項７】
発光素子と、
前記発光素子の発光制御用の薄膜トランジスタと、
前記発光制御用の薄膜トランジスタのゲート電極に接続された信号保持用のキャパシタと、
前記キャパシタへのデータ書き込み用の薄膜トランジスタと、
第２の薄膜トランジスタと、
入力された画像信号に比例した電流を出力する電流源と、を有する画像表示装置の駆動方法であって、
前記第２の薄膜トランジスタのソース電極又はドレイン電極は前記第２の薄膜トランジスタのゲート電極に接続され、
前記電流源からの出力を、前記第２の薄膜トランジスタのゲート電極に入力して前記第２の薄膜トランジスタに前記画像信号に比例した電流を出力するとともに、前記発光制御用の薄膜トランジスタのゲート電極に入力して前記発光制御用の薄膜トランジスタに前記画像信号に比例した電流を流して前記発光素子の発光を制御することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項８】
前記第２の薄膜トランジスタは、前記発光制御用の薄膜トランジスタと同時に形成したものであることを特徴とする請求項６又は７記載の画像表示装置の駆動方法。
【請求項９】
前記発光制御用の薄膜トランジスタは、飽和領域で駆動されていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の画像表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置に係り、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）画像表示装置およびその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４、図５は従来例を示した図である。以下、これらの図面に基づいて従来例を説明する。
【０００３】
図４（Ａ）は、パネルブロック図であり、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。
【０００４】
ディスプレイ画面１１には、ＥＬ電源が供給されており、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。
【０００５】
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ部の拡大説明図であり、ディスプレイ画面１１の１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。
【０００６】
この１画素の発光動作は、例えば、Ｙ軸のシフトレジスタ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。
【０００７】
このため、画像データ（映像信号）ＶＬ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Ｍ１１のドレイン、ソース間に流れ、ＥＬ素子ＥＬ１１が発光する。
【０００８】
次のタイミングでは、Ｘ軸のシフトレジスタ１２は、選択信号Ｘ１の出力をオフとし、選択信号Ｘ２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。
【０００９】
図５に一画素を抜き出して示す如く、一画素毎の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。
【００１０】
そしてこの信号保持用のキャパシタＣにデータ書き込み用の非線形素子（ＳＥＬＥＣＴ−ＳＷ用ＴＦＴ）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）ＶＬを印加する。
【００１１】
この画像データＶＬにより前記信号保持用のキャパシタ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。（“Ａ６×６−in  20−lpi  Electroluminescent Display Panel ”T.P.BRODY,FANG CHEN LUO,et.al.IEEE Trans.Electron Devices,Vol.ED-22,No.9,Sept.1975、p739〜p749参照）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、発光制御用の非線形素子（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。
【００１３】
例えばこの非線形素子Ｍが電界効果トランジスタ（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。
【００１４】
Ｉｄｓ＝（１／２）（Ｗ／Ｌ）μ0 Ｃ0 （Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）2 
Ｉｄｓ  ＴＦＴに流れる電流
Ｖｇｓ  ゲートソース間電圧（キャパシタＣ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。
【００１５】
本発明は、前記従来の課題を解決し、入力電圧と発光制御用の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。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、図１に示す如く、発光用の薄膜画素素子（ＥＬ素子）とその発光制御用の非線形素子（ＢＩＡＳ  ＴＦＴ）と選択用のスイッチ用ＴＦＴ等で構成されたパネル１０とは別に前記発光制御用の非線形素子と同じ電圧−電流特性を有する参照用（第２の）非線形素子２を設ける。
【００１７】
一方、入力信号である画像信号ＶＬを参照変換部１に入力し、この参照変換部１の一方の出力を参照用非線形素子２に入力して、参照用非線形素子２に入力画像信号の大きさに比例した電流を流すとともに、そのときの参照用非線形素子２に印加する制御信号ＶＬｏをパネル１０内の発光制御用の非線形素子に印加する。
【００１８】
（作用）
これにより発光制御用の非線形素子にも、参照用非線形素子２と同様に、入力画像信号ＶＬの大きさに比例した電流を流すことができるので、発光用のＥＬ素子を、入力画像信号の大きさに忠実に比例した輝度で制御することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図２は本発明の実施の形態における参照変換部に演算増幅器を用いる場合の説明図であり、以下図２に基づき説明する。
【００２０】
図２（Ａ）は構成図であり、参照変換部１は画像信号ＶＬが一方の入力部に入力される演算増幅器（オペアンプ）ＯＰを具備し、その出力が参照用の第２の非線形素子Ｍ１であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）のゲート電圧となる。また参照用の非線形素子Ｍ１には参照抵抗Ｒｓが接続されている。そして参照用の非線形素子Ｍ１の参照電位Ｖｓが演算増幅器ＯＰの他方の入力部に入力される。
【００２１】
従って、画像信号ＶＬが演算増幅器ＯＰに入力されると、演算増幅器ＯＰは入力画像信号ＶＬと参照電位Ｖｓが等しくなるように非線形素子Ｍ１を制御するので、画像信号ＶＬに比例した電流が参照用の非線形素子Ｍ１の電流Ｉｓとして流れる。
【００２２】
このときの演算増幅器ＯＰの出力電圧ＶＬｏをパネル１０側の発光制御用の非線形素子のゲート電圧に印加すれば、この非線形素子には、これまた画像信号ＶＬに比例した電流が流れるので、これに接続された薄膜画素素子であるＥＬ素子を画像信号ＶＬに比例した輝度で発光制御することができる。
【００２３】
図２（Ｂ）は参照変換部１に入力される画像信号ＶＬとパネル１０側の選択された薄膜画素素子（ＥＬ素子）に流れる電流Ｉｄｓとの関係が一次比例関係であることを示している。
【００２４】
この実施例においては、パネル側の非線形素子であるＴＦＴと、参照用の非線形素子Ｍ１であるＴＦＴを同一の基板上に同時に形成することにより、これらのＴＦＴの特性をほぼ同一のものとして容易に構成することができる。
【００２５】
図３は本発明の実施の形態における参照変換部にトランジスタを用いる場合の説明図であり、以下図３に基づき説明する。
【００２６】
参照変換部１には、トランジスタＱ１と該トランジスタＱ１のベースに接続された抵抗Ｒ１とエミッタに接続された抵抗Ｒ２が設けてあり、この参照変換部１は画像信号ＶＬに比例した電流を出力する電流源となるものである。
【００２７】
参照用非線形素子２には、参照用の非線形素子Ｍ１であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が設けてあり、参照変換部１の出力（トランジスタＱ１のコレクタ）がこのＴＦＴに接続される。そして、このＴＦＴの出力電圧ＶＬｏをパネル１０側の発光制御用の非線形素子であるＴＦＴのゲート電圧に印加する。これにより、参照用の非線形素子Ｍ１であるＴＦＴと発光制御用の非線形素子であるＴＦＴとは、カレントミラーとして機能する。
【００２８】
従って、画像信号ＶＬが抵抗Ｒ１に入力されると、それに比例した電流Ｉｓが非線形素子Ｍ１、トランジスタＱ１、抵抗Ｒ２、共通電位（アース）に流れる。このように画像信号ＶＬに比例した電流が参照用の非線形素子Ｍ１に流れ、これと同じ電流が発光制御用の非線形素子に流れることになる。
【００２９】
このため、パネル１０側の発光制御用の非線形素子には、画像信号ＶＬに比例した電流が流れるので、これに接続された薄膜画素素子であるＥＬ素子を画像信号ＶＬに比例した輝度で発光制御することができる。
【００３０】
この実施例においても、パネル側の非線形素子であるＴＦＴと、参照用の非線形素子Ｍ１であるＴＦＴを同一の基板上に同時に形成することにより、これらのＴＦＴの特性をほぼ同一のものとして容易に構成することができる。
【００３１】
また、この参照用の非線形素子Ｍ１は複数個設ける必要はなく、パネル側の発光制御用の非線形素子であるＴＦＴのチャネルの形等にあわせ一個で対応することができる。
【００３２】
なお、前記実施例では非線形素子として薄膜で製造した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。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果がある。
【００３４】
発光素子と、前記発光素子の発光制御用の薄膜トランジスタと、前記発光制御用の薄膜トランジスタのゲート電極に接続された信号保持用のキャパシタと、前記キャパシタへのデータ書き込み用の薄膜トランジスタと、第２の薄膜トランジスタと、前記第２の薄膜トランジスタのソース電極又はドレイン電極及び前記第２の薄膜トランジスタのゲート電極に接続され、かつ前記発光制御用の薄膜トランジスタのゲート電極に接続された電流源と、を有しているので入力映像信号に忠実な発光素子の輝度を得ることができる。
【００３５】
発光制御用の薄膜トランジスタと第２の薄膜トランジスタとでカレントミラーを構成するので、演算増幅器等の複雑な回路を必要とせず、入力映像信号に忠実な発光素子の輝度を得ることができる。
【００３６】
発光制御用の薄膜トランジスタと、第２の薄膜トランジスタとを同時に構成したものを使用するので、これらの特性をほとんど同様の特性のものにすることができ、従って映像信号に忠実な輝度を再現する画像表示装置を提供することができる。
【００３７】
発光制御用の薄膜トランジスタと第２の薄膜トランジスタを設け、電流源から前記第２の薄膜トランジスタと前記発光制御用の薄膜トランジスタとに同じ電流を流して前記発光素子の発光を制御する駆動方法としたので、入力映像信号に忠実な発光素子の輝度を得ることができる。
【００３８】
発光制御用の薄膜トランジスタを駆動する方法において、第２の薄膜トランジスタは、発光制御用の薄膜トランジスタと同時に形成したものを用いるので、これらの特性をほとんど同様の特性のものにすることができ、映像信号に忠実な輝度を再現する画像表示装置の駆動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】実施の形態における参照変換部に演算増幅器を用いる場合の説明図である。
【図３】実施の形態における参照変換部にトランジスタを用いる場合の説明図である。
【図４】従来例の説明図（１）である。
【図５】従来例の説明図（２）である。
【符号の説明】
１  参照変換部
２  第２の非線形素子（参照用非線形素子）
１０  パネル
ＶＬ  画像信号
ＶＬｏ  参照変換部の出力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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