專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像顯示裝置，特別是涉及在象素中用發(fā)光元件的圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
作為在象素中使用發(fā)光元件的圖像顯示裝置，已經(jīng)報告了用電致發(fā)光(以下簡稱為EL)元件的EL顯示器。進(jìn)一步，在有源矩陣型的EL顯示器中，將傳輸信號和電流的配線配置成矩陣狀，在象素中，除了EL元件外，還內(nèi)藏由作為有源元件的薄膜晶體管(以下簡稱為TFT)形成的象素電路。
作為控制EL元件的發(fā)光亮度的方法，具有由象素電路控制向EL元件供給的電壓的方法和控制電流的方法，但是因為EL元件的發(fā)光亮度與流過EL元件的電流成正比地變化，所以在控制電流的方法中，具有能夠穩(wěn)定地控制發(fā)光亮度的優(yōu)點。在專利文獻(xiàn)1(日本特開2000-56847)中揭示了用電流控制EL元件的發(fā)光亮度的方法。
使用EL元件的已有的象素電路如圖13所示。已有的象素電路由電阻101、p溝道TFT102、103、TFT開關(guān)104、電源線105和電容106構(gòu)成，EL元件108和接地電極107與象素電路連接。當(dāng)使TFT開關(guān)104接通，在輸入端子109上加上電壓信號時，在電阻101上流過電流，在p溝道TFT102的柵極上產(chǎn)生與漏極電流對應(yīng)的柵極電壓，將該柵極電壓存儲在電容106中。這時流過的電流i服從式1。其中，我們令電源線105的電壓為Vdd，供給輸入端子109的電壓為Vin，TFT102的源極-漏極間的電壓為Vds，電阻101的電阻值為R。
i＝(Vdd-Vds-Vin)/R (式1)因為p溝道TFT102、103構(gòu)成電流鏡電路，所以在p溝道TFT103的源極-漏極間也產(chǎn)生電流i，在EL元件108中也流過電流i。其次，即便使TFT開關(guān)104斷開，因為電容106存儲TFT103的柵極電壓，所以p溝道TFT103與輸入端子109的電壓無關(guān)，繼續(xù)向EL元件108供給電流i。
所以，如圖13所示的象素電路通過控制供給輸入端子的電壓Vin能夠在EL元件108中流過按照式1的電流，進(jìn)一步，電容106能夠根據(jù)保持的柵極電壓存儲流過EL元件108的電流。因為流過EL元件108的電流與發(fā)光亮度成正比，所以能夠根據(jù)供給輸入端子的電壓Vin控制EL元件108的發(fā)光亮度。通過2維地配列上述那樣的象素電路和EL元件，在輸入端子上順次地寫入信號電壓Vin，能夠顯示圖像。此外，作為與電流量成正比地改變發(fā)光亮度的EL元件，有機(jī)EL二極管是眾所周知的。

發(fā)明內(nèi)容
已有的圖像顯示裝置配列多個圖13所示的象素電路。但是，在多個象素電路之間，即便當(dāng)在TFT102中流過相同的電流時，漏極-源極間的電壓Vds的值也由于TFT自身的特性偏離而發(fā)生偏離。進(jìn)一步，因為多個象素電路與1條電源線105連接，所以由于電源線105持有的配線電阻發(fā)生電壓下降，在數(shù)個象素電路中電源線105的電壓Vdd下降。在大畫面的圖像顯示裝置中由于電源線的長度變長引起的電壓下降變得特別顯著。
因為EL元件108的發(fā)光強(qiáng)度與按照式1的電流i成正比，所以EL元件108的發(fā)光強(qiáng)度直接受到Vds偏離和Vdd下降的影響。當(dāng)受到這種影響時，在用圖13的象素電路的圖像顯示裝置中，在顯示圖像中觀察到明暗的斑點，使圖像質(zhì)量降低。
因此，本發(fā)明的目的是提供不發(fā)生上述那樣的圖像質(zhì)量降低的圖像顯示裝置。
本發(fā)明的圖像顯示裝置是由將多個象素配置成矩陣狀的圖像顯示單元、用于接入上述象素和電壓信號配置在上述圖像顯示單元內(nèi)的多條信號線、和控制上述信號線的電壓的驅(qū)動電路構(gòu)成的，上述象素由發(fā)光元件和控制上述發(fā)光元件的發(fā)光強(qiáng)度的象素電路構(gòu)成，其特征在于該圖像顯示裝置具備選擇地對上述信號線產(chǎn)生多個象素中的各個所具有的象素電路的內(nèi)部電壓的象素電路電壓檢測部件，驅(qū)動電路具備將信號線的電壓和與顯示圖像對應(yīng)的信號電壓加起來再次將電壓輸出到信號線的電壓加法電路。
上述象素電路電壓檢測部件由能夠在多個上述象素中的各個象素具備的多個象素電路與信號線之間，得到斷路狀態(tài)、連接狀態(tài)、用比上述連接狀態(tài)高得多的電阻值連接的電阻連接狀態(tài)這樣3種狀態(tài)的電路構(gòu)成是合適的。
又，上述象素電路電壓檢測部件也可以由電阻和使與該電阻并聯(lián)連接的電阻的兩端短路/開路的開關(guān)晶體管構(gòu)成。
又，上述象素電路具備向上述發(fā)光元件供給恒定電流的電流存儲電路是合適的。
進(jìn)一步，上述驅(qū)動電路也可以具有包含存儲上述信號線的電壓的取樣電路和將上述存儲的電壓與圖像信號的電壓加起來的加法電路的構(gòu)成，也可以由輸出模擬電壓的驅(qū)動器IC和連接在該驅(qū)動器IC與信號線之間的電容構(gòu)成。
又，本發(fā)明的圖像顯示裝置是由將多個象素配置成矩陣狀的圖像顯示單元、用于接入上述象素和電壓信號配置在上述圖像顯示單元內(nèi)的多條信號線、和控制上述信號線的模擬電壓的驅(qū)動電路構(gòu)成的，上述象素由發(fā)光元件和控制上述發(fā)光元件的發(fā)光強(qiáng)度的象素電路構(gòu)成，其特征在于與上述信號線平行地配置具有比上述信號線高的電阻值的多條電阻配線，在上述信號線與上述電阻配線之間設(shè)置多個第一開關(guān)部件，在上述電阻配線與上述象素電路之間設(shè)置多個第二開關(guān)部件。
這時，上述驅(qū)動電路具備將信號線的電壓和與顯示圖像對應(yīng)的信號電壓加起來再次將電壓輸出到信號線的電壓加法電路是合適的。
又，具備控制上述第一和第二開關(guān)部件使上述信號線與上述象素電路之間的電阻值至少分2個階段地變化的控制電路是合適的。
進(jìn)一步，上述信號線和電阻配線也可以是通過夾入絕緣膜重疊起來形成的。
又，上述電阻配線也可以用多晶硅薄膜形成。
進(jìn)一步，構(gòu)成上述象素電路的元件用薄膜晶體管構(gòu)成是合適的，薄膜晶體管也可以只由n溝道或p溝道中的任何一方構(gòu)成。
如果根據(jù)本發(fā)明，則通過減輕由于電源線的電壓下降和TFT的門限電壓偏離引起的發(fā)光元件的亮度偏離，能夠?qū)崿F(xiàn)具有良好圖像質(zhì)量的圖像顯示裝置。


圖1是表示與本發(fā)明有關(guān)的圖像顯示裝置的第一實施方式例的電路構(gòu)成圖。
圖2是表示圖1所示的象素電路的詳細(xì)構(gòu)成的電路圖。
圖3是表示第一實施方式例的EL元件和接地電極的構(gòu)造的圖。
圖4是表示第一實施方式例的驅(qū)動波形、開關(guān)的接通/斷開工作、產(chǎn)生的電壓和電流的定時圖。
圖5是表示與本發(fā)明有關(guān)的圖像顯示裝置的第二實施方式例的電路構(gòu)成圖。
圖6是表示第二實施方式例的EL元件、接地電極、信號線和電阻配線的構(gòu)造的圖。
圖7是沿圖6中所示的A-A′線的部分截面圖。
圖8是表示第二實施方式例的驅(qū)動波形、開關(guān)的接通/斷開工作、產(chǎn)生的電壓和電流的定時圖。
圖9是表示TFT開關(guān)的狀態(tài)變化的圖。
圖10是在第一和第二實施方式例中使用的加法電路的電路圖。
圖11是在第一和第二實施方式例中使用的驅(qū)動器IC的替代電路的圖。
圖12是表示信號線電壓對于驅(qū)動器輸出電壓的變化作出的響應(yīng)的圖。
圖13是表示使用EL元件的象素電路的已有例的圖。
標(biāo)號說明1……玻璃基板，2……象素電路，3……信號線，4……掃描線總線，4a～4d……掃描線，5……掃描電路，6……驅(qū)動器IC，7……電纜，11～14……TFT開關(guān)，15……電流控制用TFT，16……電容，17……電阻，18……EL元件，18a……EL元件材料，19……接地電極，20……電源線，21……存儲器(M)，22……DA變換器(DAC)，23……加法電路，24……電容，25～27……開關(guān)，30……陽極，41……玻璃基板，42……象素電路，43……信號線，44……掃描線總線，45……掃描電路，48……電阻配線，49……偽象素電路，51～54……TFT開關(guān)，55……電流控制用TFT，56……電容，58……EL元件，58a……EL元件材料，60……電源線，70……陽極，71～74……絕緣膜，81……運算放大器電路，82、83……電阻，86……驅(qū)動器IC，87、88……TFT開關(guān)，101……電阻，102、103……p溝道TFT，104……TFT開關(guān)，105……電源線，106……電容，107……接地電極，108……EL元件，109……輸入端子具體實施方式

下面，我們一面參照附圖一面詳細(xì)說明與本發(fā)明有關(guān)的圖像顯示裝置的實施方式。
<實施方式1>
圖1是表示與本發(fā)明有關(guān)的圖像顯示裝置的第一實施方式例的電路構(gòu)成圖。在玻璃基板1的表面上形成多個象素電路2、多條信號線3、多條掃描線總線4和掃描電路5。
將象素電路2配列成2列×2行的矩陣狀，但是象素電路2的個數(shù)為2×2＝4個的理由只是為了使說明容易，例如畫面的圖像分辨率，在彩色VGA(Video Graphics Array(視頻圖形陣列))的情形中，列數(shù)為640×3色＝1920列，行數(shù)為480行。各條信號線3與象素電路2中的1列連接，各條掃描線總線4與象素電路2中的1行連接。掃描電路5與全部的掃描線總線4連接，在掃描線總線4上產(chǎn)生信號。又，驅(qū)動器IC6結(jié)合在玻璃基板1的表面上，與信號線3連接。驅(qū)動器IC6通過電纜7接受從外部輸入的圖像信號。
象素電路2由TFT開關(guān)11～14、電流控制用TFT15、電容16、電阻17、和EL元件18構(gòu)成。電容16連接在電流控制用TFT15的柵極-源極之間，具有保持柵極-源極間的電壓Vgs的功能。TFT開關(guān)13連接在電流控制用TFT15的漏極-柵極之間，控制是否將漏極的電壓供給柵極和電容16。電流控制用TFT15的漏極與電源配線20連接，從電源配線20供給電流。電流控制用TFT15的源極與3個TFT開關(guān)11、12、14連接。TFT開關(guān)11連接在多條信號線3中的1條與電流控制用TFT15之間，具有當(dāng)接通時使流過電流控制用TFT15的電流直接流過信號線3的作用。TFT開關(guān)12經(jīng)過串聯(lián)電阻17連接在信號線3中的1條與電流控制用TFT15之間，具有當(dāng)接通時產(chǎn)生與加在電阻17的兩端上的電壓成正比的電流的作用。TFT開關(guān)14連接在EL元件18的陽極與電流控制用TFT15之間，具有當(dāng)接通時將流過電流控制用TFT15的電流供給EL元件18的作用。EL元件18的陰極與接地電極19連接。
圖中雖然省略了，但是TFT開關(guān)11～14與掃描線總線4連接，根據(jù)掃描線總線4的信號控制接通/斷開的狀態(tài)。多條掃描線總線4全部與掃描電路5連接，掃描電路5具有產(chǎn)生控制TFT開關(guān)11～14接通/斷開的邏輯信號，供給掃描線總線4的功能。
驅(qū)動器IC6由存儲器(M)21、DA變換器(DAC)22、加法電路23、電容24、和開關(guān)25～27構(gòu)成。驅(qū)動器IC6與全部信號線3連接，對于每條信號線并列地構(gòu)成相同的電路。全部多個存儲器21與電纜7連接，具有分配并存儲通過電纜7輸入的數(shù)字圖像信號的功能。DA變換器22與存儲器21連接，具有將存儲器21存儲的數(shù)字圖像信號變換成模擬電壓的功能。電容24和開關(guān)25構(gòu)成取樣電路，具有當(dāng)開關(guān)25接通時將信號線3的電壓取樣到電容24的作用。加法電路23將DA變換器22的輸出電壓“-Vdata”與電容24的電壓Vc相加，產(chǎn)生相加電壓Vo。開關(guān)26與加法電路23和信號線24連接，當(dāng)開關(guān)26接通時將相加電壓Vo輸出到信號線3。TFT27是用于使信號線3的電壓下降到比電源線20的電壓充分低的電壓的開關(guān)。此外，也可以用TFT形成構(gòu)成驅(qū)動器IC6的存儲器21、DA變換器22、加法電路23、電容24、和開關(guān)25～27中的全部或一部分的功能，形成在玻璃基板1上。
圖2是象素電路2的更詳細(xì)的電路圖。在圖1中由于擔(dān)心在圖面上變得很煩雜，而省略掃描線4與TFT開關(guān)11～14的連接關(guān)系和電源總線20，但是將這些描述在圖2中。又，在圖1中區(qū)別地描述TFT開關(guān)與電流控制用TFT，但是可以在構(gòu)造上沒有特別不同地形成。
在圖2中，TFT開關(guān)11～14和電流控制用TFT15全部由n溝道TFT構(gòu)成。掃描線4由4條掃描線4a～4d組成。掃描線4a與TFT開關(guān)13的柵極連接，掃描線4b與TFT開關(guān)11的柵極連接，掃描線4c與TFT開關(guān)12的柵極連接，掃描線4d與TFT開關(guān)14的柵極連接。
按照n溝道TFT的特性，當(dāng)掃描線4a～4d的電壓高時能夠使TFT開關(guān)11～14接通，當(dāng)掃描線4a～4d的電壓低時能夠使TFT開關(guān)11～14斷開。電源線20圍繞在象素電路的周邊，共同地與全部象素電路2連接供給電流。也存在著當(dāng)顯示裝置為彩色顯示時，為了對每種紅、藍(lán)、綠的象素改變供給電壓，分開電源線的情形。
在圖1和圖2中，將EL元件18和接地電極19包含在象素電路2內(nèi)部進(jìn)行描述，但是將EL元件18和接地電極19對于玻璃基板1形成如圖3所示的立體配置。在象素電路2內(nèi)設(shè)置與TFT開關(guān)14連接的陽極30，用蒸涂技術(shù)使EL元件材料18a在玻璃基板1形成薄膜。進(jìn)一步在它的上面用蒸涂技術(shù)形成接地電極19的薄膜。由陽極30和接地電極19夾著的部分成為EL元件18。當(dāng)顯示裝置為彩色時，EL元件材料18a用紅、藍(lán)、綠的多種顏色。通過在陽極30和接地電極19之間流過電流，EL元件18發(fā)光。當(dāng)接地電極透明時，紙面的上方向成為顯示面，當(dāng)陽極透明時，紙面的下方向成為顯示面。
圖4表示用于驅(qū)動本實施方式例的圖像顯示裝置的掃描線總線4的驅(qū)動波形、驅(qū)動器IC6的開關(guān)的接通/斷開工作和在顯示裝置內(nèi)各單元中產(chǎn)生的電壓和電流。又，在圖4中，說明在圖1描述的多個象素電路2中，驅(qū)動左上的1個電路的情形。
L(4a)、L(4b)、L(4c)、L(4d)表示掃描電路5分別在掃描線4a～4d上產(chǎn)生的驅(qū)動波形。L(4a)～L(4d)的信號是2值的邏輯電壓信號，當(dāng)為高的電壓信號(以下簡略為H)時，TFT開關(guān)接通，當(dāng)為低的電壓信號(以下簡略為L)時，TFT開關(guān)斷開。S(25)、S(26)、S(27)分別表示驅(qū)動器IC6內(nèi)的開關(guān)25～27的接通/斷開狀態(tài)。
分別地，Vsig表示信號線3的電壓值，Vgs表示電流控制用TFT15的柵極-源極間的電壓值，ids表示電流控制用TFT15的漏極-源極間的電流值，iLED表示流過發(fā)光元件18的電流值。
在全部圖4中橫軸是時間。從時刻t0到t5是將圖像信號寫入圖1中左上的象素電路2的期間，從時刻t5到tEND是按照寫入左上的象素電路2的圖像信號、發(fā)光元件18發(fā)光的期間。
從時刻t0到t5，掃描線4d成為L，因為TFT開關(guān)14為斷開狀態(tài)，所以發(fā)光元件18熄滅。
在時刻t1，當(dāng)使開關(guān)27在適當(dāng)?shù)钠陂g成為接通狀態(tài)時，信號線3的電壓成為比電源線20的電壓Vdd充分低的電壓。在開關(guān)26斷開后，也由信號線具有的寄生電容保持該電壓。
在時刻t2，掃描線4a和4b成為H，使開關(guān)25接通。這時，開關(guān)TFT13和12成為接通狀態(tài)。因為TFT13成為接通狀態(tài)，所以將電源線20的電壓Vdd供給電流控制用TFT15的柵極，因為TFT12成為接通狀態(tài)，所以將信號線3的電壓Vsig供給電流控制用TFT15的源極。因為信號線的電壓Vsig成為比電源線的電壓Vdd充分低的電壓，所以柵極-源極間電壓Vgs成為使電流控制用TFT15接通的充分的值，流動著電流控制用TFT15的漏極-源極間電流ids。不久，隨著對信號線3的寄生電容進(jìn)行充電，信號線3的電壓Vsig上升，電流控制用TFT15的柵極-源極間電壓Vgs成為電流控制用TFT15的門限電壓Vth，電流ids成為0而穩(wěn)定。
這時，信號線3的電壓Vsig＝Vdd-Vth，在驅(qū)動器IC6內(nèi)，通過開關(guān)25，將電壓Vdd-Vth加到電容24上。即，本實施方式例在時刻t2到t3之間，進(jìn)行檢測電流控制用TFT15的門限電壓Vth并傳送到驅(qū)動器IC6的工作。
在時刻t3，使掃描線4b成為L，掃描線4c成為H，開關(guān)25斷開，開關(guān)26接通。這時，開關(guān)TFT11為斷開狀態(tài)，12為接通狀態(tài)。因為在驅(qū)動器IC6內(nèi)，開關(guān)25為斷開狀態(tài)，所以在電容24上保持電壓Vdd-Vth。在加法電路23中，將電容24的電壓Vdd-Vth和作為圖像信號的DA變換器22的輸出電壓-Vdata加起來，加法電路23的輸出電壓Vo成為Vdd-Vth-Vdata。
因為開關(guān)26為接通狀態(tài)，所以將加法電路23的輸出電壓Vo輸出到信號線3，信號線的電壓Vsig成為比時刻t3以前的電壓低Vdata的Vdd-Vth-Vdata。即，本實施方式例在時刻t3到t4之間，進(jìn)行將電壓-Vdata加到時刻t3以前的信號線的電壓Vsig上的工作。
另一方面，在象素電路2中，因為TFT11成為斷開狀態(tài)，TFT12成為接通狀態(tài)，所以電流控制用TFT15的源極和信號線3經(jīng)過電阻器17連接起來。因為信號線的電壓Vsig為比時刻t3以前的電壓低，所以在電流控制用TFT15中再次開始流過電流。當(dāng)假定這時的柵極-源極間電壓Vgs＝Vth′時，因為源極的電壓成為Vdd-Vth′，所以在電阻17的兩端產(chǎn)生成為源極的電壓和信號線3的電壓Vsig之差的電壓Vdata-(Vth′-Vth)。所以，根據(jù)歐姆定律，在電阻17中流過按照式2的電流值i的電流。電流控制用TFT的漏極-源極間電流ids也流著相同電流值i的電流。此外在式2中R是電阻的電阻值。
i＝Vdata{1-(Vth′-Vth)/Vdata}/R (式2)在時刻t4，當(dāng)使掃描線4a成為L時，TFT開關(guān)13斷開，由電容16保持電流控制用TFT15的柵極-源極間電壓Vgs＝Vth′。此后，使掃描線4c成為L，使開關(guān)26斷開。
在從時刻t5到時刻tEND之間，掃描線4d成為H，TFT開關(guān)14保持接通狀態(tài)，通過電流控制用TFT15向EL元件18供給電流，EL元件18發(fā)光。(在該期間，驅(qū)動器IC6也可以將圖像信號寫入到其它象素)。這時，電流控制用TFT15的漏極-源極間電流ids由電流電容16保持的柵極-源極間電壓Vgs＝Vth′限制在電流值i。因此，流過EL元件18的電流iLED也被限制在電流值i。
因為EL元件18的發(fā)光強(qiáng)度與iLED的電流值成正比，所以EL元件18的發(fā)光強(qiáng)度也與電流值i成正比。從而，能夠根據(jù)具有圖像信號的信息的電壓Vdata，控制EL元件18的發(fā)光強(qiáng)度。
因為通過在全部象素上重復(fù)進(jìn)行以上工作，按照圖像信號控制預(yù)定象素的發(fā)光強(qiáng)度，所以與本發(fā)明有關(guān)的圖像顯示裝置的第一實施方式例能夠顯示圖像。
可是，在上述的式2中，通過使電壓Vdata的振幅比電壓(Vth′-Vth)充分地大，能夠用下面的式3近似式2。
i＝Vdata/R (式3)這時，因為在式3的右邊，只有電壓Vdata和電阻17的電阻值R，所以這意味著通過用多晶硅形成的配線等形成電阻17，具有穩(wěn)定的電阻值，能夠使不受電源線20的電壓Vdd和控制用TFT15的門限電壓Vth影響的電流i與電壓Vdata成正比。
所以，構(gòu)成與本發(fā)明有關(guān)的圖像顯示裝置的第一實施方式例的EL元件18的發(fā)光亮度不容易受到電源電壓Vdd的變動和電流控制用TFT的Vth偏離的影響。
本實施方式例所示的圖像顯示裝置能夠應(yīng)用于便攜式電話、TV、PDA、網(wǎng)點PC和監(jiān)視器，能夠減輕由于便攜式電話、TV、PDA、網(wǎng)點PC和監(jiān)視器電源線的電壓下降和TFT的門限電壓偏離引起的發(fā)光元件的亮度偏離，能夠?qū)崿F(xiàn)具有良好圖像質(zhì)量的圖像顯示裝置。
<實施方式2>
圖5是表示與本發(fā)明有關(guān)的圖像顯示裝置的第二實施方式的電路構(gòu)成圖。在玻璃基板41的表面上形成多個象素電路42、多個偽象素電路49、多條信號線43、多條電阻配線48、多條掃描線總線44和掃描電路45。將象素電路42配列成2列×2行的矩陣狀，但是象素電路42的個數(shù)為2×3＝6個的理由只是為了使說明容易，例如畫面的圖像分辨率，在彩色VGA的情形中，列數(shù)為640×3色＝1920列，行數(shù)為480行。各條信號線43和電阻配線48與象素電路42和偽象素電路49中的1列連接，各條掃描線總線44與象素電路42和偽象素電路49中的1行連接。掃描電路45與全部的掃描線總線44連接，在掃描線總線44上產(chǎn)生信號。又，驅(qū)動器IC6與玻璃基板41的表面連接，與信號線43連接。驅(qū)動器IC6通過電纜7接受從外部輸入的圖像信號。
象素電路42由TFT開關(guān)51～54、電流控制用TFT55、電容56、和EL元件58構(gòu)成。電容56連接在電流控制用TFT55的柵極-源極之間，具有保持柵極-源極間的電壓Vgs的功能。TFT開關(guān)53連接在電流控制用TFT55的漏極-柵極之間，控制是否將漏極的電壓供給柵極和電容56。電流控制用TFT55的漏極與電源配線60連接，從電源配線60供給電流。
電流控制用TFT55的源極與2個TFT開關(guān)52、54連接。TFT開關(guān)52連接在電阻配線48中的1條與電流控制用TFT55之間，具有當(dāng)接通時使流過電流控制用TFT55的電流流過電阻配線48的作用。TFT開關(guān)54連接在EL元件58的陽極與電流控制用TFT55之間，具有當(dāng)接通時將流過電流控制用TFT55的電流供給EL元件58的作用。EL元件58的陰極與接地電極59連接。
TFT開關(guān)51連接在與電阻配線48上的TFT開關(guān)52連接的連接節(jié)點和信號線43之間，具有當(dāng)接通時使流過電阻配線48或TFT開關(guān)52的電流流過信號線43的作用。偽象素電路49只由TFT開關(guān)51構(gòu)成，具有當(dāng)TFT開關(guān)51接通時使流過電阻配線48的電流流過信號線43的作用。
在圖5中區(qū)別地描述TFT開關(guān)與電流控制用TFT，但是可以在構(gòu)造上沒有特別不同地形成。又，TFT開關(guān)51～54和電流控制用TFT55全部由n溝道TFT構(gòu)成。
又，圖5中省略了，但是TFT開關(guān)51～54與掃描線總線44連接，根據(jù)掃描線總線44的信號控制接通/斷開狀態(tài)。多條掃描線總線44全部與掃描電路45連接，掃描電路45具有產(chǎn)生控制TFT開關(guān)51～54接通/斷開的邏輯信號，供給掃描線總線44的功能。
驅(qū)動器IC6由存儲器21、DA變換器22、加法電路23、電容24、和開關(guān)25～27構(gòu)成。驅(qū)動器IC6與全部信號線43連接，對于每條信號線并列地構(gòu)成相同的電路。全部多個存儲器21與電纜7連接，具有分配并存儲通過電纜7輸入的數(shù)字圖像信號的功能。DA變換器22與存儲器21連接，具有將存儲器21存儲的數(shù)字圖像信號變換成模擬電壓的功能。電容24和開關(guān)25構(gòu)成取樣電路，具有當(dāng)開關(guān)25接通時將信號線43的電壓取樣到電容24的作用。加法電路23將DA變換器22的輸出電壓“-Vdata”與電容24的電壓Vc相加，產(chǎn)生相加電壓Vo。開關(guān)26與加法電路23和信號線43連接，當(dāng)開關(guān)26接通時將相加電壓Vo輸出到信號線43。TFT27是用于使信號線43的電壓下降到比電源線60的電壓充分低的電壓的開關(guān)。此外，也可以用TFT形成構(gòu)成驅(qū)動器IC6的存儲器21、DA變換器22、加法電路23、電容24、和開關(guān)25～27中的全部或一部分的功能，并形成在玻璃基板41上。
在圖5中，將EL元件58和接地電極59包含在象素電路42內(nèi)部進(jìn)行描述，但是將EL元件58和接地電極59對于玻璃基板形成如圖6所示的立體配置。在象素電路42內(nèi)，設(shè)置與TFT開關(guān)54連接的陽極70，用蒸涂技術(shù)使EL元件材料58a在玻璃基板41形成薄膜。進(jìn)一步用蒸涂技術(shù)在其上形成接地電極59的薄膜。由陽極70和接地電極59夾著的部分成為EL元件58。當(dāng)顯示裝置為彩色時，EL元件材料58a用紅、藍(lán)、綠的多種顏色。由于在陽極70和接地電極59之間流過電流，EL元件58發(fā)光。當(dāng)接地電極透明時，紙面的上方向成為顯示面，當(dāng)陽極透明時，紙面的下方向成為顯示面。
可是，信號線43和電阻配線48能夠在玻璃基板41上重疊地形成。圖6的A-A′間的截面圖如圖7所示。在玻璃基板41上形成絕緣膜74，在絕緣膜74上，形成通過在多晶硅薄膜中摻雜磷或硼中的任何一個形成的電阻配線48。在電阻配線48，夾著絕緣膜73地用鋁等導(dǎo)電率高的金屬形成信號線43。在信號線43上夾著絕緣膜72地形成陽極70和絕緣膜71。在其上面，形成EL元件材料58a，進(jìn)一步在它上面蒸涂接地電極59。因為當(dāng)重疊地形成電阻配線48和信號線43時，能夠更大地確保在陽極70上蒸涂EL元件材料58a產(chǎn)生的EL元件58占據(jù)的面積，所以對于要使圖像顯示裝置更明亮地發(fā)光的情形是有利的。
圖8表示用于驅(qū)動本實施方式例的圖像顯示裝置的TFT開關(guān)51～54的接通/斷開工作、驅(qū)動器IC6的開關(guān)的接通/斷開工作和在顯示裝置內(nèi)各單元中產(chǎn)生的電壓和電流。又，在圖8中，說明在圖5描述的多個象素電路42中，驅(qū)動左列最上段的1個電路的情形。9-ABC項目表示TFT開關(guān)51～54的狀態(tài)，a～c情形的各狀態(tài)分別如圖9的(a)～(c)所示。圖9是抽出圖5的左列最上段的象素電路附近的圖。x情形表示全部TFT開關(guān)成為斷開的狀態(tài)(圖9中未畫出)。圖8的S(25)、S(26)、S(27)分別表示驅(qū)動器IC6內(nèi)的開關(guān)25～27的接通/斷開狀態(tài)。分別地，Vsig表示信號線43的電壓值，Vgs表示電流控制用TFT55的柵極-源極間的電壓值，ids表示電流控制用TFT55的漏極-源極間的電流值，iLED表示流過發(fā)光元件58的電流值。
在全部圖8中橫軸是時間。從時刻t0到t5是將圖像信號寫入圖5中左列最上段的象素電路42的期間，從時刻t5到tEND是按照寫入左列最上段的象素電路42的圖像信號，發(fā)光元件18發(fā)光的期間。
從時刻t0到t5之間，全部TFT開關(guān)為斷開狀態(tài)，所以發(fā)光元件58熄滅。
在時刻t1，當(dāng)使開關(guān)27在適當(dāng)?shù)钠陂g成為接通狀態(tài)時，信號線43的電壓Vsig成為比電源線60的電壓Vdd充分低的電壓。在使開關(guān)26斷開后，也由信號線43具有的寄生電容保持該電壓。
在時刻t2，如圖9(a)所示，使成為驅(qū)動目的的象素電路42內(nèi)的TFT開關(guān)51～53接通。因為TFT53為接通狀態(tài)，所以向電流控制用TFT55的柵極供給電源線60的電壓Vdd，因為TFT52為接通狀態(tài)，所以向電流控制用TFT55的源極供給信號線的電壓Vsig。因為信號線的電壓Vsig是比電源線的電壓Vdd充分低的電壓，所以柵極-源極間的電壓Vgs成為對于使電流控制用TFT55接通的充分的值，電流控制用TFT55的漏極-源極間的電流ids沿圖中的虛線箭頭流動。
不久，隨著對信號線43的寄生電容進(jìn)行充電，信號線43的電壓Vsig上升，電流控制用TFT55的柵極-源極間電壓Vgs成為電流控制用TFT55的門限電壓Vth，電流ids成為0而穩(wěn)定。這時，信號線的電壓Vsig＝Vdd-Vth，在驅(qū)動器IC6內(nèi)，通過開關(guān)25，將電壓Vdd-Vth加到電容24上。即，本實施方式例在時刻t2到t3之間，進(jìn)行檢測電流控制用TFT55的門限電壓Vth并傳送到驅(qū)動器IC6的工作。
在時刻t3，如圖9(b)所示，使成為驅(qū)動目的的象素電路42的1個上段和1個下段的象素電路42(或偽象素電路49)內(nèi)的TFT開關(guān)51接通。因為在驅(qū)動器IC6內(nèi)，開關(guān)25為斷開狀態(tài)，所以電容24保持電壓Vdd-Vth。在加法電路23中，將電容24的電壓Vdd-Vth和作為圖像信號的DA變換器22的電壓-Vdata加起來，加法電路23的輸出電壓Vo成為Vdd-Vth-Vdata。因為開關(guān)26為接通狀態(tài)，所以將加法電路23的輸出電壓Vo輸出到信號線43，信號線的電壓Vsig成為比時刻t3以前的電壓低Vdata的Vdd-Vth-Vdata。即，在本實施方式例中在時刻t3到t4之間，進(jìn)行將電壓-Vdata加到時刻t3以前的信號線的電壓Vsig上的工作。
因為信號線的電壓Vsig比時刻t3以前的電壓低，所以在電流控制用TFT55中再次開始流過電流。這時的電流路徑按照圖中的虛線箭頭流動。當(dāng)假定在電阻配線48上，象素電路(或偽象素電路)的縱方向間隔的長度的電阻為2R時，電流路徑上的信號線43和電流控制用TFT55之間的電阻成為2R的并聯(lián)電阻，電阻值為R。又，當(dāng)假定這時的電流控制用TFT的柵極-源極間電壓Vgs＝Vth′時，因為源極的電壓成為Vdd-Vth′，所以在電阻配線48上，產(chǎn)生成為源極的電壓和信號線43的電壓Vsig之差的電壓Vdata-(Vth′-Vth)。所以，根據(jù)歐姆定律，在電阻配線48中流過按照式4的電流值i的電流。電流控制用TFT的漏極-源極間電流ids也流著相同電流值i的電流。
i＝Vdata{1-(Vth′-Vth)/Vdata}/R (式4)在時刻t4，當(dāng)使全部TFT開關(guān)斷開時，由電容56保持電流控制用TFT55的柵極-源極間電壓Vgs＝Vth′。
在從時刻t5到時刻tEND之間，如圖9(a)所示，使成為驅(qū)動目的的象素電路42內(nèi)的TFT開關(guān)54成為接通狀態(tài)。通過電流控制用TFT55向EL元件58供給電流，EL元件58發(fā)光。(在該期間，驅(qū)動器IC6也可以將圖像信號寫入到其它象素。)。這時，電流控制用TFT55的漏極-源極間電流ids由電流電容56保持的柵極-源極間電壓Vgs＝Vth′限制在電流值i上。因此，流過EL元件58的電流iLED也被限制在電流值i上。
因為EL元件58的發(fā)光強(qiáng)度與iLED的電流值成正比，所以EL元件58的發(fā)光亮度也與電流值i成正比。從而，能夠根據(jù)具有圖像信號的信息的電壓Vdata，控制EL元件58的發(fā)光亮度。
因為通過在全部象素上重復(fù)進(jìn)行以上工作，能夠按照圖像信號控制預(yù)定象素的發(fā)光亮度，所以本實施方式例的圖像顯示裝置能夠顯示圖像。
可是，在上述的式4中，通過使電壓Vdata的振幅比(Vth′-Vth)充分地大，能夠用下面的式5近似式4。
i＝Vdata/R (式5)這時，因為在式5的右邊，只有電壓Vdata和從電阻配線48的電阻值求得的電阻值R，所以這意味著通過使電阻配線48持有穩(wěn)定的電阻值，能夠使不受電源線60的電壓Vdd和控制用TFT55的門限電壓Vth影響的電流i與電壓Vdata成正比。所以，構(gòu)成與本實施方式例的圖像顯示裝置的EL元件58的發(fā)光亮度不容易受到電源電壓Vdd的變動和電流控制用TFT的Vth偏離的影響。
本實施方式例所示的圖像顯示裝置能夠應(yīng)用于便攜式電話、TV、PDA、網(wǎng)點PC和監(jiān)視器，能夠減輕由于便攜式電話、TV、PDA、網(wǎng)點PC和監(jiān)視器電源線的電壓下降和TFT的門限電壓偏離引起的發(fā)光元件的亮度偏離，能夠?qū)崿F(xiàn)具有良好圖像質(zhì)量的圖像顯示裝置。
<實施方式3>
在本實施方式例中，我們說明第一和第二實施方式例的變形例、加法電路的構(gòu)成例等。
在上述第一和第二實施方式例中，象素電路的TFT全部用n溝道TFT，但是通過使各節(jié)點電壓特性、電流方向、EL元件的陽極、陰極相反，能夠用全部p溝道TFT構(gòu)成象素電路的TFT，這是顯而易見的。
又在圖10中，表示在上述第一和第二實施方式例中使用的加法電路23的電路構(gòu)成。加法電路23由運算放大器電路81、具有電阻值r的電阻82、83構(gòu)成。加法電路23產(chǎn)生下列式6所示的電壓作為輸出電壓Vo。
Vo＝Vc-(r/r)Vdata＝Vc-Vdata (式6)所以圖10所示的加法電路能夠?qū)?Vdata的值與電容24的電壓Vc加起來。
圖11表示上述第一和第二實施方式例中使用的驅(qū)動器IC6的替代電路。代替驅(qū)動器IC6，能夠使用驅(qū)動器電路6a。驅(qū)動器電路6a由以有的液晶顯示器等中使用的模擬電壓輸出驅(qū)動器IC86和TFT開關(guān)87、88、電容89構(gòu)成。TFT開關(guān)88是用于使信號線3的電壓下降到低電壓的開關(guān)，起著與圖1和圖5開關(guān)27相同的作用。TFT開關(guān)87連接在信號線3與電容89之間，當(dāng)將驅(qū)動器IC86的輸出電壓加到信號線3的電壓上時使TFT開關(guān)87接通。
圖12是表示信號線電壓Vsig對于圖11中的驅(qū)動器輸出電壓Vd的變化作出的響應(yīng)的圖。當(dāng)在使TFT開關(guān)87接通的狀態(tài)中，驅(qū)動器IC86的輸出電壓Vd從0變化到作為圖像信號的-Vdata時，因為電容的2個端子間的電壓差不能夠急劇地變化，所以信號線的電壓Vsig也減少電壓Vdata。但是，電容89使用比信號線3的寄生電容充分大的電容量。這里，當(dāng)假定信號線原來的電壓為Vdd-Vth時，由于上述工作，在信號線上產(chǎn)生新的電壓Vdd-Vth-Vdata。即，這意味著圖11的電路能夠?qū)?Vdata的電壓加到信號線3的電壓上。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，包括將多個象素配置成矩陣狀的圖像顯示單元；用于接入上述象素和電壓信號配置在上述圖像顯示單元內(nèi)的多條信號線；和控制上述信號線的電壓的驅(qū)動電路，上述象素包括發(fā)光元件和控制上述發(fā)光元件的發(fā)光強(qiáng)度的象素電路，其特征在于該圖像顯示裝置具備選擇地對上述信號線產(chǎn)生多個上述象素分別具有的上述象素電路的內(nèi)部電壓的象素電路電壓檢測部件，上述驅(qū)動電路具備將上述信號線的電壓和與顯示圖像對應(yīng)的信號電壓加起來再次將電壓輸出到上述信號線的電壓加法電路。
2.權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述象素電路電壓檢測部件包括由能夠在多個上述象素分別具備的多個上述象素電路與上述信號線之間，得到斷路狀態(tài)、連接狀態(tài)、用比上述連接狀態(tài)高得多的電阻值連接的電阻連接狀態(tài)這樣3種狀態(tài)的電路。
3.權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述象素電路電壓檢測部件包括電阻和與該電阻并聯(lián)連接的開關(guān)晶體管。
4.權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述象素電路具備向上述發(fā)光元件供給恒定電流的電流存儲電路。
5.權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述驅(qū)動電路包含存儲上述信號線的電壓的取樣電路和將上述存儲的電壓與圖像信號的電壓加起來的加法電路。
6.權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述驅(qū)動電路包括輸出模擬電壓的驅(qū)動器IC和連接在上述驅(qū)動器IC與上述信號線之間的電容。
7.權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述發(fā)光元件是發(fā)光二極管元件。
8.權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述象素電路和上述象素電路電壓檢測部件是用薄膜晶體管構(gòu)成的。
9.權(quán)利要求8所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述象素電路由n溝道或p溝道薄膜晶體管中某一方的溝道薄膜晶體管構(gòu)成。
10.一種圖像顯示裝置，包括將多個象素配置成矩陣狀的圖像顯示單元；用于接入上述象素和電壓信號配置在上述圖像顯示單元內(nèi)的多條信號線；和控制上述信號線的模擬電壓的驅(qū)動電路，上述象素包括發(fā)光元件和控制上述發(fā)光元件的發(fā)光強(qiáng)度的象素電路，其特征在于與上述信號線平行地配置具有比上述信號線高的電阻值的多條電阻配線，在上述信號線與上述電阻配線之間設(shè)置多個第一開關(guān)部件，在上述電阻配線與上述象素電路之間設(shè)置多個第二開關(guān)部件。
11.權(quán)利要求10所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述驅(qū)動電路具備將上述信號線的電壓和與顯示圖像對應(yīng)的信號電壓加起來再次將電壓輸出到信號線的電壓加法電路。
12.權(quán)利要求10所述的圖像顯示裝置，其特征在于它備有控制上述第一和第二開關(guān)部件使上述信號線與上述象素電路之間的電阻值至少分兩個階段地變化的控制電路。
13.權(quán)利要求10所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述信號線和上述電阻配線是通過夾入絕緣膜重疊起來進(jìn)行設(shè)置的。
14.權(quán)利要求10所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述電阻配線是多晶硅薄膜電阻。
15.權(quán)利要求10所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述發(fā)光元件發(fā)光二極管元件。
16.權(quán)利要求10所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述象素電路、上述第一開關(guān)部件和第二開關(guān)部件是用薄膜晶體管構(gòu)成的。
17.權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述象素電路由n溝道或p溝道薄膜晶體管中某一方的溝道薄膜晶體管構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠減輕由于電源線的電壓下降和TFT的門限電壓偏離引起的發(fā)光元件的亮度偏離，具有良好圖像質(zhì)量的圖像顯示裝置。它備有選擇地對信號線(3)產(chǎn)生多個象素中的各個象素具有的象素電路(2)的內(nèi)部電壓的象素電路電壓檢測部件，驅(qū)動電路(6)備有將信號線的電壓和與顯示圖像對應(yīng)的信號電壓加起來再次將電壓輸出到信號線的電壓加法電路。
文檔編號G09G3/10GK1612192SQ2004100058
公開日2005年5月4日 申請日期2004年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月28日
發(fā)明者景山寬, 秋元肇 申請人:株式會社日立制作所, 株式會社日立顯示器