【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は表示装置に係わり、
特に、階調表示の改良技術に関わる。
【０００２】
【従来の技術】薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）により駆動
制御されるエレクトロルミネッセンス素子（ＥＬＤ）を
備えた薄膜トランジスタ駆動エレクトロルミネッセンス
表示装置（ＴＦＴ−ＥＬＤ）は軽量、小型、高精細、広
視角、低消費電力等を実現する表示装置として、将来的
に有望視されている。
【０００３】ここで、図４に従来のＴＦＴ−ＥＬＤの回
路図を、図５に同ＴＦＴ−ＥＬＤの断面図を示す。図４
において、符号１１はＴＦＴ−ＥＬＤの単位画素、１２
は走査線、１３は信号線、１４はアナログ信号供給線、
１５は保持容量、１６は選択トランジスタ、１７は駆動
トランジスタ、１８はＥＬＤである。図５に示すよう
に、ガラス基板１０上にはＥＬＤ１８の発光強度（階
調）を調整するための駆動トランジスタ１７が形成され
ており、駆動トランジスタ１７のドレイン電極はＥＬＤ
１８の陽極（透明電極）２１に接続し、ソース電極はア
ナログ信号供給線１４に接続している。ＥＬＤ１８は陽
極２１、発光層２２及び陰極２３から構成されており、
ＥＬＤ１８としては、無機エレクトロルミネセンス素
子、低分子系有機エレクトロルミネセンス素子、高分子
系有機エレクトロルミネセンス素子の何れでもよい。
【０００４】また、選択トランジスタ１６のゲート電極
は走査線１２に、ソース電極は信号線１３に、ドレイン
電極は駆動トランジスタ１７のゲート電極に接続してい
る。また、アナログ信号供給線１４と選択トランジスタ
１６のソース電極の間には保持容量１５が介在してい
る。
【０００５】上記の構成において、ＥＬＤ１８を発光さ
せるには、走査線１２及び信号線１３を「Ｈ」レベルに
し、選択トランジスタ１６のドレイン・ソース間を導通
して駆動トランジスタ１７をオンにする。この状態でア
ナログ信号供給線１４からアナログ信号が供給される
と、当該アナログ信号は保持容量１５に伝達されるとと
もに、駆動トランジスタ１７のコンダクタンスを変化さ
せる。すると、ＥＬＤ１８はアナログ信号に対応した強
度で発光し、発光強度の階調を実現することができる。
【０００６】しかし、上記の構成では、特に中間階調に
おいて、駆動トランジスタ１７のトランジスタ特性のバ
ラツキによって各画素のＥＬＤ１８の発光強度が不均一
になり、画質が低下するという問題が生じていた。
【０００７】そこで、かかる問題を解決するべく、本出
願人は特開平１１−７３１５８号公報において、ＥＬＤ
の発光をオン／オフ制御し、階調に対応して発光面積を
変えることで階調表示を実現する技術を提案した。同公
報に開示したＴＦＴ−ＥＬＤの回路図を図６に示す。同
図において、ＥＬＤ１８−１及びＥＬＤ１８−２によっ
て１画素当たりのＥＬＤが構成される。本構成では信号
線１３−１及び信号線１３−２から成る２ビットの信号
線によってＥＬＤ１８−１及びＥＬＤ１８−２のそれぞ
れについてオン／オフ制御することで、４階調表示を実
現する。ＥＬＤ１８−１及びＥＬＤ１８−２が共に非発
光の状態のときを第０階調、ＥＬＤ１８−１のみが発光
している状態を第１階調、ＥＬＤ１８−２のみが発光し
ている状態を第２階調、ＥＬＤ１８−１及びＥＬＤ１８
−２が共に発光している状態を第３階調とし、ＥＬＤ１
８−１及びＥＬＤ１８−２の発光面積を１：２とする。
【０００８】上記の構成において、走査線１２、信号線
１３−１及び信号線１３−２には図７に示すように、そ
れぞれ信号Ｓ、Ｄ１及びＤ２が供給される。信号Ｓが
「Ｈ」レベルのとき、選択トランジスタ１６−１及び１
６−２のそれぞれのドレイン・ソース間は導通状態とな
る。同図において、第１階調を実現するときは、信号Ｓ
を「Ｈ」レベルにし、信号Ｄ１を「Ｈ」レベル、信号Ｄ
２を「Ｌ」レベルにする。すると、駆動トランジスタ１
７−１はオン状態となり、駆動トランジスタ１７−２は
オフ状態となるため、ＥＬＤ１８−１のみが発光する。
さらに、第２階調を実現するときは、信号Ｓを「Ｈ」レ
ベルにし、信号Ｄ１を「Ｌ」レベル、信号Ｄ２を「Ｈ」
レベルにする。すると、駆動トランジスタ１７−２はオ
ン状態となり、駆動トランジスタ１７−１はオフ状態と
なるため、ＥＬＤ１８−２のみが発光する。
【０００９】この方式では、駆動トランジスタ１７−
１、１７−２は近似的に完全なオン状態或いはオフ状態
の何れかの状態をとる。オン状態では、駆動トランジス
タ１７−１、１７−２の抵抗はＥＬＤ１８−１、１８−
２の抵抗に比べて無視できるほど小さく、駆動トランジ
スタ１７−１、１７−２及びＥＬＤ１８−１、１８−２
を流れる電流量は、ほぼＥＬＤ１８−１、１８−２の抵
抗のみで決まる。故に、駆動トランジスタ１７−１、１
７−２のトランジスタ特性のバラツキによってＥＬＤ１
８−１、１８−２の発光強度が不均一になることはな
い。また、駆動トランジスタ１７−１、１７−２がオフ
状態のときは、ＥＬＤ１８−１、１８−２に印加される
電圧が閾値電圧以下になるため、ＥＬＤ１８−１、１８
−２は全く発光せず、やはり、駆動トランジスタ１７−
１、１７−２のトランジスタ特性のバラツキによってＥ
ＬＤ１８−１、１８−２の発光強度が不均一になること
はない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の構成で
は各階調毎に発光重心（発光部分の平均発光位置）が移
動するため、視認性が低下する不都合が生じていた。こ
の点を図８を参照して説明する。同図において、単位画
素１１の発光重心を符号４０で表し、ハッチングが付さ
れたＥＬＤは非発光状態、白塗りのＥＬＤは発光状態を
示す。同図（Ａ）は非発光状態、同図（Ｂ）はＥＬＤ１
８−１のみが発光している状態、同図（Ｃ）はＥＬＤ１
８−２のみが発光している状態、同図（Ｄ）は両者が発
光している状態である。これらの図を見てわかるよう
に、各階調毎に発光重心４０の位置が異なる。このよう
な場合、表示画像の明るさが変わると、その表示されて
いる位置（発光位置）が変わるという好ましくない現象
が現れる。また、このようなとき、実際に表示画像を見
ると、画像がちらつき、不自然な表示であるように感じ
たり、疲労を感じたりする。
【００１１】そこで、本発明はこのような問題点を解決
し、発光強度の各階調毎に発光重心位置が変化しない表
示装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するべ
く、本発明では各階調に対応した発光部分の位置が特定
の位置を中心にして点対称になるよう配置することで複
数の発光素子から成る単位画素を構成する。本構成によ
り、各階調毎に発光重心の位置が変化しない表示装置を
提供することができる。ここで、上記特定の位置とは、
例えば、最小輝度の階調を実現するときの発光素子の発
光重心位置である。
【００１３】また、複数の発光素子の各々は各階調に対
応して発光状態と非発光状態のうち何れかの状態をとる
ように構成することが好ましい。複数の発光素子の発光
状態をオン／オフ制御することで、発光素子の特性のバ
ラツキによる発光輝度の不均一を防止でき、階調表示を
容易に実現できる。本構成を実現するべく、例えば、発
光素子としてエレクトロルミネッセンス素子を用い、当
該素子の発光状態を薄膜トランジスタによってオン／オ
フ制御する。
【００１４】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態１．図１におい
て符号１１は表示装置の単位画素を示している。単位画
素当たりのＥＬＤは、ＥＬＤ１８−１０、１８−２１及
び１８−２２から構成され、２ビット４階調表示となっ
ている。ここで、ＥＬＤ１８−１０は０ビット表示用の
ＥＬＤである。ＥＬＤ１８−２１、１８−２２は同一の
駆動トランジスタによって同時にオン／オフ制御され、
ＬＤ１８−２１は１ビット表示用の第１ＥＬＤ、ＥＬＤ
１８−２２は１ビット表示用の第２ＥＬＤである。各Ｅ
ＬＤは図示しない２本の走査線（０ビット、１ビット表
示用の走査線）によって駆動制御される。
【００１５】尚、同図においては単位画素１１のみが表
示されているが、実際には表示装置の画面全体に単位画
素１１がマトリクス状に配置されている。
【００１６】同図（Ａ）は非発光状態（第０階調）、同
図（Ｂ）はＥＬＤ１８−１０のみが発光している状態
（第１階調）、同図（Ｃ）はＥＬＤ１８−２１，１８−
２２のみが発光している状態（第２階調）、同図（Ｄ）
はＥＬＤ１８−１０，１８−２１及び１８−２２が発光
している状態（第３階調）である。
【００１７】同図に示すように、各階調における発光重
心４０の位置は第１階調に対応した発光部分（ＥＬＤ１
８−１０）の中心点と同じ位置であり、各階調において
変化しないように構成されている。即ち、第２階調に対
応した発光部分は第１階調に対応した発光部分に対して
点対称となり、第３階調に対応した発光部分は第１階調
に対応した発光部分に対して点対称となる。このよう
に、各階調におけるＥＬＤの発光部分を特定の一点を中
心として点対称に配置することで、発光重心４０の位置
が変化しないという構造が容易に得られる。このため、
表示画像の明るさが変化したときに、その表示されてい
る位置が変化するという好ましくない現象が現れること
はない。故に、画像がちらついたり、不自然な表示であ
るように感じたり、或いは疲労感を感じるといった画質
課題を解決することができる。
【００１８】尚、同図において、各ＥＬＤの形状は四角
形（正方形）としたが、これを円形、楕円形等で構成し
てもよい。また、各ＥＬＤ１８−１０、１８−２１及び
１８−２２の面積を等しくすることで、各階調毎の発光
強度を線形的に増減することができる。 発明の実施の形態２．図２において符号１１は表示装置
の単位画素を示している。単位画素当たりのＥＬＤは、
ＥＬＤ１８−１０、１８−２１、１８−２２、１８−３
１、１８−３２、１８−３３及び１８−３４から構成さ
れ、３ビット８階調表示となっている。ここで、ＥＬＤ
１８−１０は０ビット表示用のＥＬＤである。ＥＬＤ１
８−２１、１８−２２は同一の駆動トランジスタによっ
て同時にオン／オフ制御され、ＬＤ１８−２１は１ビッ
ト表示用の第１ＥＬＤ、ＥＬＤ１８−２２は１ビット表
示用の第２ＥＬＤである。また、ＥＬＤ１８−３１、１
８−３２、１８−３３及び１８−３４は同一の駆動トラ
ンジスタによって同時にオン／オフ制御され、ＬＤ１８
−３１は２ビット表示用の第１ＥＬＤ、ＥＬＤ１８−３
２は２ビット表示用の第２ＥＬＤ、ＬＤ１８−３３は２
ビット表示用の第３ＥＬＤ、ＬＤ１８−３４は２ビット
表示用の第４ＥＬＤである。各ＥＬＤは図示しない３本
の走査線（０ビット〜２ビット表示用の走査線）によっ
て駆動制御される。
【００１９】尚、同図においては単位画素１１のみが表
示されているが、実際には表示装置の画面全体に単位画
素１１がマトリクス状に配置されている。
【００２０】図２（Ａ）は非発光状態（第０階調）、同
図（Ｂ）は０ビット表示用のＥＬＤのみが発光している
状態（第１階調）、同図（Ｃ）は１ビット表示用のＥＬ
Ｄのみが発光している状態（第２階調）、同図（Ｄ）は
０ビット及び１ビット表示用のＥＬＤのみが発光してい
る状態（第３階調）、図３（Ａ）は２ビット表示用のＥ
ＬＤのみが発光している状態（第４階調）、同図（Ｂ）
は０ビット及び２ビット表示用のＥＬＤのみが発光して
いる状態（第５階調）、同図（Ｃ）は１ビット及び２ビ
ット表示用のＥＬＤのみが発光している状態（第６階
調）、同図（Ｄ）は全てのＥＬＤ（０ビット、１ビット
及び２ビット表示用のＥＬＤ）が発光している状態（第
７階調）である。
【００２１】同図に示すように、各階調における発光重
心４０の位置は第１階調に対応した発光部分（ＥＬＤ１
８−１０）の中心点と同じ位置であり、各階調において
変化しないように構成されている。即ち、第２階調に対
応した発光部分は第１階調に対応した発光部分に対して
点対称となり、第３階調に対応した発光部分は第１階調
に対応した発光部分に対して点対称となり、…、第７階
調に対応した発光部分は第１階調に対応した発光部分に
対して点対称となっている。このように、各階調におけ
るＥＬＤの発光部分を特定の一点を中心にして点対称に
配置することで、発光重心４０の位置が変化しないとい
う構造が容易に得られる。このため、表示画像の明るさ
が変化したときに、その表示されている位置が変化する
という好ましくない現象が現れることはない。故に、画
像がちらついたり、不自然な表示であるように感じた
り、或いは疲労感を感じるといった画質課題を解決する
ことができる。
【００２２】尚、同図において、各ＥＬＤの形状は四角
形（正方形）としたが、これを円形、楕円形等で構成し
てもよい。また、各ＥＬＤ１８−１０、１８−２１、１
８−２２、１８−３１、…、１８−３４の面積を等しく
することで、各階調毎の発光強度を線形的に増減するこ
とができる。
【００２３】また、本実施形態では８階調表示について
説明したが、単位画素当たりのＥＬＤの数を調整するこ
とで、任意の階調度を得ることができる。また、本発明
の表示装置はビデオカメラ、デジタルカメラ、カーオー
ディオ、ビデオＣＤプレーヤー、携帯端末、ノートパソ
コンなどに用いることができる。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、各階調における発光重
心の位置が変化しないため、表示画像の明るさが変化し
ても、発光位置が変わらない。従って、表示画像を見た
ときに、画像がちらついたり、不自然な表示であるよう
に感じたり、疲労を感じたりすることがない。
【図面の簡単な説明】【図１】実施形態１におけるＴＦＴ−ＥＬＤの単位画素
を構成する各ＥＬＤの発光状態の説明図である。
【図２】実施形態２におけるＴＦＴ−ＥＬＤの単位画素
を構成する各ＥＬＤの発光状態の説明図である。
【図３】実施形態２におけるＴＦＴ−ＥＬＤの単位画素
を構成する各ＥＬＤの発光状態の説明図である。
【図４】従来のＴＦＴ−ＥＬＤにおける単位画素の回路
図である。
【図５】従来のＴＦＴ−ＥＬＤにおける単位画素の断面
図である。
【図６】従来のＴＦＴ−ＥＬＤにおける単位画素の回路
図である。
【図７】従来のＴＦＴ−ＥＬＤにおける走査線及び信号
線のタイミングチャートである。
【図８】従来のＴＦＴ−ＥＬＤにおける単位画素を構成
するＥＬＤの発光状態の説明図である。
【符号の説明】 １１ 単位画素 ４０ 発光重心 １８−１０ ０ビット表示用ＥＬＤ １８−２１ １ビット表示用第１ＥＬＤ １８−２２ １ビット表示用第２ＥＬＤ １８−３１ ２ビット表示用第１ＥＬＤ １８−３２ ２ビット表示用第２ＥＬＤ １８−３３ ２ビット表示用第３ＥＬＤ １８−３４ ２ビット表示用第４ＥＬＤ
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