CN1541033A - 电场发光显示电路 - Google Patents

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Abstract

本发明是可边进行正确的数据写入，同时却可减少写入动作所需的时间。其解决方式在于：首先，藉由将WriteI－1设为H、WriteV－1设为L，将TFT(18)导通，将TFT(12、16)切断，而且将开关SW1连接于Vope，且将Vope充电于补助电容C。其次，藉由将WriteI－1设为L，将TFT(16)导通，且将开关SW1连接于Ivideo，并透过TFT(10、18、16)来使电流Ivideo流动。藉此，使Ivideo流动于TFT(10)的状态的正确的栅极电压值充电至辅助电容C。接着，将WriteV－1、WriteI－1设为H，将TFT(16、18)切断，将TFT(14)导通，而藉由保持于补助电容C的电压，透过TFT(10、12)，使电流流通于有机电场发光(EL)组件(14)。

Description

电场发光显示电路
技术领域
本发明是关于一种电场发光(Electroluminescence；以下简称EL)显示电路，是依据因应用以驱动EL组件的数据所产生的数据电压、及数据电流两方，而控制EL组件的发光。
背景技术
将自发光组件的电场发光组件用于各画素以作为发光组件的EL显示装置，除为自发光型外，并同时具有薄型且消耗电力较小等的优点，故正以作为取代液晶显示装置(LCD)及阴极射线管(CRT)等显示装置的显示装置而受到瞩目。
尤其，在将个别控制EL组件的薄膜晶体管(TFT)等的开关组件设置于各画素，且依各画素控制EL组件的主动矩阵型EL显示装置中，可进行高精密的显示。
在此主动矩阵型EL显示装置中，是在基板上使多条栅极线向列方向延伸，且使多条数据线及电源线向行方向延伸，而各画素是具备：有机EL组件、选择TFT、驱动用TFT以及保持电容。藉由选择栅极线而将选择TFT导通，且将数据线上的数据电压充电于保持电容，且以此电压将驱动TFT导通，再使来自电源线的电力流动于有机EL组件。
此外，在专利文献1中，是显示在各画素中追加p信道的2个TFT，以作为控制用晶体管，且使因应显示数据的数据电流流动于数据线的电路。
第5图是显示该专利文献1所载的画素电路。如此，于scanA连接有栅极的n信道TFT(选择TFT)3的一端为连接于使电流Iw流动的数据线data，而另一端是连接于p信道TFT1及p信道TFT(驱动TFT)4的一端。TFT1是另一端连接于电源线Vdd，栅极连接于有机EL组件OLED驱动用的p信道TFT2的栅极。此外，TFT4是另一端连接于TFT1及TFT2的栅极。再者，TFT4的栅极是连接于scanB。
在此构成中，是将scanA设为H而将TFT3导通，同时将scanB设为L而将TFT4导通。再者，使因应数据的电流Iw流动于data。由此，TFT1的栅极源极间即短路，且使电流Iw转换为电压，而该电压设定于TFT1、2的栅极。再者，TFT3、4切断后，由于TFT2的栅极电压是藉由补助电容C而保持，故在之后因应电流Iw的电流Iw亦流动于TFT2，且由于此电流而使有机EL(OLED)发光。然后，藉由将scanB设为L，TFT1即导通，使其栅极电压上升，且使补助电容C放电而消除数据，并使TFT1、TFT2切断。
依据此电路，由于电流流动于TFT1，使此电流转换为电压而决定栅极电压，且因应该栅极电压而决定TFT2的电流量。因此，可对应数据电流Iw而设定TFT2的电流量。
但是，在此专利文献1所示的电路中，是使数据电流Iw流动于TFT1而设定驱动TFT2的栅极电压。因此，流动于TFT2的电流未必保证会成为因应数据电流，而称为间接指定方式。
另一方面，在非专利文献1中，是揭示使数据电流流动于数据线，且在将此数据电流流动于驱动TFT的状态下，设定于补助电容的构成的电路。亦即，在此方式中，由于是使驱动TFT的栅极电压依据数据电流而直接决定，故称为直接指定方式。
第6图是显示该非专利文献1所记载的电路。其中电源Vdd是连接有p信道的驱动TFT5的源极，而在该漏极则是透过p信道TFT6连接有机EL组件OLED的阳极，而有机EL组件OLED的阴极是连接于接地。
此外，驱动TFT5的栅极是透过p信道TFT7连接于数据线Data，同时并透过补助电容C连接于电源线Vdd。再者，驱动TFT5与TFT6的连接点，是透过TFT8连接于数据线Data。
再者，在TFT6的栅极是连接有向列方向延伸的读取线Read，而在TFT7、8的栅极则同样连接有向列方向延伸的写入线Write。
在此电路中，首先是在对于数据线Data供给因应显示数据的数据电流的状态下，而将写入线Write设成L，将TFT7、8导通，且将读取线Read设为H再将TFT6予以切断。藉此，流动于数据线Data的数据电流Idata即透过驱动TFT5、TFT8而流动，且在此际因TFT7已导通，故TFT5的栅极电压即设定为Idata流动于TFT5的时的电压，且使该电压保持于补助电容C。
其后，藉由将写入线Write设为H，读取线Read设为L，而使TFT7、8切断，TFT6导通。由于TFT5是使栅极电压维持在藉由补助电容C所保持的电压，故持续流动与电流Idata相同的电流。
如此一来，即可将与数据电流Idata相对应的电流Ioled流动于有机EL组件OLED且使其发光。尤其，在此电路中，实际上是使因应显示的数据电流Idata流动于驱动TFT5而将数据电压写入至补助电容C。因此，对于有机EL组件OLED的驱动电流Ioled可进行正确的电流设定。
(专利文献1)
日本特开2001-147659号公报
(非专利文献1)
R.Hattori et.al.，IECE TRANS.ELCTRON.，Vol.E83-C，No.5，pp.779-782，May(2000)
发明内容
如上述所示，依据直接指定方式，可进行更为正确的有机EL组件的驱动电流控制。
但是，在此电路中，是将相当于最小视讯数据的电流值(最小电流)依原状写入补助电容C。当阶调(gradation)数较少时，虽是可将该最小电流值设为某种程度的较大的值，不过为了高精密度的显示而将阶调数增大时，则最小电流值即会变得极小。为了依据与此种较小电流相对应的数据电流而确实设定补助电容的充电电压，对于1画素的数据写入所需的时间将会变得极大。因此，在此直接指定方式中，极难以进行画素数多、阶调数较大的显示。
另外，在间接指定方式中，是可藉由预先变更TFT1与TFT2的尺寸(比)，而将相当于最小视讯数据的写入电流设定成较大，故可缩小写入时间。但是，如上述所示，在此间接指定方式中，在写入数据的正确性的方面，是逊于直接指定方式。
本发明是关于边进行正确的写入数据，同时却可减少写入动作所需的时间。
本发明是具备：藉由因应有关于发光量的数据的电压、电流而依序驱动的数据线；将因应有关于发光量的数据的电压、电流予以依序切换而供给至该数据线的切换电路；连接于前述数据线，使根据因应有关于前述发光量的数据的电压、电流的充电电压依序予以保持的电压保持电路；根据依据保持于该电压保持电路的电流的充电电压而产生驱动电流的驱动电流产生组件；以及藉由来自该驱动电流产生组件的电流而驱动的EL组件。
如此，即在电压保持电路中，保持设定于数据线的电压之后，保持因应设定于数据线的电流的电压。藉由将电压设定于数据线，即可提早将电压保持电路的充电电压设定于预定电压，且在之后可藉由设定于数据线的电流而正确设定电压保持电路的充电电压。
此外，本发明是具备：产生因应供给至栅极的电压的驱动电流的驱动晶体管；藉由来自该驱动晶体管的驱动电流而驱动的EL组件；在前述驱动晶体管与EL组件之间，控制是否将来自驱动晶体管的驱动电流供给至EL组件的驱动电流控制晶体管；一端连接于驱动晶体管与驱动电流控制晶体管的连接部，而另一端连接于数据线的第1写入控制晶体管；一端连接于数据线而另一端连接于驱动晶体管的栅极的第2写入晶体管；以及连接于前述驱动晶体管的栅极，且保持该栅极的电压的保持电容，其中，因应有关发光量的数据的数据电压及数据电流是依序供给至前述数据线，且在将前述控制晶体管及第1写入晶体管切断，并对前述数据线供给数据电压的状态下，将前述第2写入晶体管导通，再将电压数据写入前述保持电容，其次对数据线供给数据电流之外，并同时将前述第1写入晶体管导通，再透过驱动晶体管、第1写入晶体管，将数据电流流动于数据线，并藉此而透过第2写入晶体管，将与数据电流相对应的电压写入保持电容，接着并藉由将第1及第2写入晶体管切断，并将控制晶体管导通，使驱动晶体管产生因应写入于保持电容的电压的驱动电流，且将此透过控制晶体管而供给至EL组件并使EL组件发光。
此外，本发明的特征是在配置成矩阵状的各画素中包括有EL组件，且在控制各画素的发光而进行显示的EL显示电路中，对应各行而配置多条的数据线，且将该多条的数据线以行方向依序连接每个画素，并将有关于行方向的画素的显示数据，从多条数据线予以依序供给。
如此，藉由设置多条的数据线，即可对于多列的画素，将数据同时写入，缩短整体的写入时间。
此外，前述多条的数据线是可分别切换有关于显示数据的数据电压及数据电流两方而进行供给，并对于各画素依序供给数据电压与数据电流而控制各画素的显示较为理想。
此外，是以对应于各列而设置2条控制线，同时并于各画素设置由该2条控制线所控制的多个晶体管，且藉由前述2条控制线，来控制数据电压对于各画素的写入以及数据电流对于各画素的写入较为理想。
附图说明
第1图是显示实施形态的画素电路的构成图。
第2图是用以说明实施形态的动作的控制时脉的时序图。
第3图是说明Vope的图。
第4图是显示实施形态的周边电路的构成图。
第5图是显示现有的间接指定的画素电路的构成图。
第6图是显示现有的直接指定的画素电路的构成图。
10、12、16、18TFT       14有机EL组件
30水平移位缓存器        32垂直移位缓存器
C补助电容
具体实施方式
以下，兹根据图式以说明本发明的实施形态。
第1图是为显示实施形态的构成图。在电源Vdd，是连接有p信道的TFT10的源极，而在其漏极中，是透过p信道TFT12而连接有机EL组件14的阳极，且有机EL组件14的阴极为连接于接地。
此外，TFT10的栅极是藉由p信道TFT16而连接于数据线data(data1、data2)，并同时透过补助电容C，连接于电源线Vdd。再者，TFT10与TFT12的连接点是透过TFT18连接于数据线Data。
再者，在TFT12的栅极是连接有向列方向延伸的写入线WriteV，而在TFT16、18的栅极则同样连接有向列方向延伸的写入线WriteI。
此外，在本实施形态中，是与各行(column)相对应而设置有第1数据线data1与第2数据线data2的2条作为数据线data。再者，TFT16、TFT18为每隔1列而交互连接于第1数据线data1与第2数据线data2。
此外，第1及第2数据线data1、data2，是分别透过开关SW1、SW2，而使电流视讯信号Ivideo及电压动作信号Vope的任意一个得以切换并供给。另外，开关SW1是在信号SW1-I为H时选择Ivideo，且于SW1-V为H时选择Vope。此外，开关SW2是在信号SW2-I为H时选择Ivideo，且SW2-V为H时选择Vope。
有关于在此种电路中的各种控制时脉，兹根据第2图来说明。首先，2个时脉CKV1、CKV2，是为了控制对于每隔一列(水平线)的画素电路的信号，而于每1H(1水平期间)予以互补性的重复H、L。亦即，时脉CKV1为H的期间，时脉CKV2即成为L，并予以重复。
各列的写入信号WriteV-1、V-2、V-3、…虽是于每2H期间成为L，然而成为此L的时序是在各列以每1H期间依序偏移。从CKV1成为H的时序，在2时脉期间WriteV-1即成为L，并相对于此偏移1H期间，而WriteV-2、WriteV-3依序成为L。
此外，写入信号WriteI-1、I-2、I-3、…是分别于写入信号WriteV-1、V-2、V-3的L的后半的1H期间成为L。
再者，开关SW1的控制信号SW1-V，是于写入信号WriteV-1、V-3、V-5、…为L的期间的前半成为H，而将数据线data1连接于Vope，而开关SW2是在写入信号WriteV-2、V-4、V-6、…为L的期间的前半成为H，而将数据线data1连接于Vope。
此外，开关SW1的控制信号SW1-I，是写入信号WriteI-1、I-3、I-5、…为L的期间成为H，而将数据线data2连接于Ivideo，而开关SW2-I是写入信号WriteI-2、I-4、I-6、…为L的期间成为H，而将数据线data2连接于Ivideo。
在此，兹说明依据此种时脉的1个画素(图中的上方的画素)中的动作。
由于SW1-V成为H，而使开关SW1选择Vope。
此外，由于WriteV-1为L，WriteI-1为H，而使TFT12、TFT18切断，TFT16导通，而Vope充电于补助电容C，且设定于TFT10的栅极电位。
在此，此Vope是为根据有关于其画素的亮度数据(如为RGB别的数据则为RGB别的亮度数据)的电压值，而藉由此电压的供给，补助电容C的充电即提早结束。
其次，SW1-V即成为L而SW1-I即成为H。藉此，使开关SW1选择Ivideo。此外，WriteV-1虽维持L，但由于WriteI-1成为L，而使TFT18导通，且透过来自电源Vdd的TFT10、TFT18，使电流Ivideo流动。再者，在此电流Ivideo流动于TFT10的状态中的TFT10的栅极电压即写入于补助电容C。在此，如上述所示，TFT10的栅极电压是由于Vope而被预备性的设定，而Ivideo所产生的充放电量仅有些许，即使藉由多阶调时较小的最小亮度电流，亦可提早干涉充放电。
如此一来，由于亮度数据的写入终了，故WriteV-1、WriteI-1即成为H。藉此，使TFT12导通，而来自电源Vdd的电流即流动于有机EL组件14。在此，TFT10的栅极电压是设定为Ivideo流动时的电压，且此电压藉由补助电容C而保持。于是，流动于有机EL组件14的电流即成为与Ivideo相同。
如此，在本实施形态中，是为将Ivideo流动于TFT10而将其栅极电位予以设定的直接指定方式，可进行正确的电流控制。再者，由于可预先藉由Vope而设定栅极电压，故可大幅缩短亮度数据的写入所需的时间，亦易于对应多阶调的显示。
在此，有关输入的电压Vope，兹根据第3图来说明。此电压Vope，并非直接意味视讯信息的电压，而是赋予使电流信号Ioled流动的TFT10的动作点的电压情报，该电流信号Ioled为流动于有机EL组件14的亮度信息。换言的，与亮度信息相对应而流动于数据线data的电流Ivideo，应是与流动于有机EL组件14的电流Ioled约略相等(IvideoIoled)。再者，如为将TFT10、18导通而使Ivideo流动时，则是为将该等导通电阻从VDD予以扣除的值，而成为Vope＝VDD-(VDS+VTF18)。此外，如是为将电流Ioled流动于有机EL组件14时，则成为TFT12的导通电阻VTFT12、与有机发光组件的导通电阻Voled、与TFT10的栅极源极感电Vgs的总和，亦即Vope＝Voled+V12+Vgs。
如此一来即可决定Vope。再且，由于预先知道组件的特性，故可求得因应亮度信号的Vope。于是，在进行画素设定的际，亦可藉由预先仿真，求出有关于输入亮度信号与有关于Vope的变换的曲线，并设置依据此曲线而进行变换的电路，且将此输出供给作为Vope即可。
此外，在本实施形态中，是与数据线data1并列而具有数据线data2。再且，垂直方向的各画素，是交互连接于数据线data1、data2，且于各画素，以偏移相当于时脉CKV1的1H的时序，进行Vope的写入、Ivideo的写入。因此，垂直方向的各画素的有机EL组件14的发光开始时序，是分别偏移相当于1H。然后，data1是在2H对第1条线的画素写入数据之后，在下一个2H对第3条线的画素写入数据，且将此对奇数列的画素依序进行。此外，data2是在对第2条线的画素写入数据之后，对第4条线的画素写入数据，且将此对偶数列的画素依序进行。然后，相对于写入第1条线的画素的数据，对于第2条线的画素的数据写入，是仅在1H后。于是，即从第1条线的画素，朝下方依每1H依序进行写入。因此，对于1画素的数据写入需要对于Vope写入1H，对于Ivideo写入1H总计为2时脉，但写入1行数据所需的时间，是与对于1条线，以1H写入数据的情况相同。
另外，在上述说明中，虽仅就1行的画素进行了说明，不过实际上在1H期间，是依序进行有关于相当于1列的全画素的电压(Vope)写入，且于下一个1H期间进行有关于相当于1列的全画素的电流(Ivideo)写入。再者，在1条线中进行电流写入时，是在下一列，并列进行电压写入。
尤其电压写入是以在1H的期间将相当于1条线的全画素的Vope予以依次将数据加载data1或data2而进行的点顺序方式为较佳，而电流写入则是以在1H的期间将相当于1条线的全画素的Ivideo予以一次加以加载data1或data2而进行的线顺序方式为较佳。此外，关于电流写入，亦可采行将1条线的画素分割成多个区块，且于该每一区块与Ivideo平行而将数据加载该区块内的data1或data2的区块顺序方式。此时，区块的数量N，是以电流写入时间除1H期间的数所决定。例如，将电流写入时间设为tw时，则N＝1H÷tw。藉此，即可确实结束电流写入。
第4图是显示周边电路的构成。水平移位缓存器30，是控制对1水平线的各画素写入数据的时序并予以输出。亦即，藉由每1画素因应视讯数据(此时为Vope)的时序的像点时脉CKH1、CKH2，将H位准传送至1像点时脉的每一期间，且将依序选择水平方向的画素的信号予以输出。
此水平移位缓存器(HSR)30的输出，是输入至与1行相对应而设置2个的和栅极AND1、2。对于和栅极AND1是输入有CKV1，对于和栅极AND2是输入有CKV2。于是，CKV1为H的际，是从AND1输出活性化时脉(H时脉)，而CKV2为H时则由AND2输出活性化时脉。
AND1的输出是成为开关SW1-V的控制信号，而AND2的输出是成为开关SW2-V的控制信号。开关SW1-V是连接Vope、data1，而开关SW2-V是连接Vope与data2。因此，CKV1为H的1H的期间时，SW1-V即导通，而将依各画素变化的Vope供给至data1。此外，在CKV1成为L，而CKV2成为H的1H的期间中，SW2-V即导通，而Vope即供给至data2。
另一方面，在此Vope供给至data2的1H的期间中，SW1-T即导通，而对于data1是供给Ivideo。在此，此Ivideo并非点顺序的供给，而为线顺序或时脉顺序的数据。于是，即需将根据依每画素而变化的视讯数据的电流，流通于相当1H的期间的行的各画素。为此，故设置与水平画素数相对应的电流源，且从此处分别产生电流，并将此由SW1-I、SW2-I等输出。
此外，视讯信号如为电压信号，亦可对其取样，且藉由所取样的值，而产生电流。换言的，如将电压信号充电于补助电容，并以充电于此补助电容的电压来驱动晶体管并产生电流时，可使其发挥作为各行Ivideo的电流源功能。
此外，在垂直方向上，是设置有输入CKV1、CKV2的垂直移位缓存器32(VSR1至VSRn)。垂直移位缓存器32是将各列缓存器分别成为2H的期间H的选择信号予以输出。此外，成为此选择信号的H的时序，是依每1水平线而仅偏移1H，由此，上方的列的选择信号成为H的后半的1H为下方的列的选择信号亦成为H。
1列的选择信号是输出作为藉由反相器INV而逆转的WriteV-1，并同时透过输入下一列选择信号的非和栅极NAND输出WriteI-1。由于选择信号是依序每2个地成为H，故如第2图所示WriteV-1、2、3、…、WriteI-1、2、3、…即由垂直移位缓存器32输出。
如此一来，依据第4图的电路，是输出第2图所示的信号，且进行上述各画素的显示动作。尤其依据本实施形态的电路，在各画素的显示中，是以点顺序而使电压信号Vope写入至补助电容C，且之后在1H的期间，使在将电流信号Ivideo流通于驱动TFT10的状态下的驱动TFT10的栅极电压写入至补助电容C。再者，藉由之后1H的期间写入至补助电容C的电压，而使流动于驱动TFT10的电流流动于有机EL组件14而发光。如此，由于预先对补助电容C进行电压写入，故数据的写入仅需少许时间，即可将多阶调的数据在较短的时间写入至补助电容C。然后，实际上写入至补助电容C的数据，是为将电流Ivideo流动于驱动TFT10而决定的直接指定方式，可进行非常正确的数据写入。
另外，在上述的例中，虽是将数据线设为2条，而进行由1H期间电流的数据写入，但数据线并不以2条为限，亦可更多条。例如，亦可设成3条而进行2H的期间电流的数据写入。
综上所述，依据本发明，是在电压保持电路中，保持设定于数据线的电压之后，将因应设定于数据线的电流的电压予以保持。藉由将电压设定于数据线，而可提早将电压保持电路的充电电压设定于预定电压，并于之后藉由设定于数据线的电流而可正确地设定电压保持电路的充电电压。

Claims (5)

1.一种电场发光(EL)显示电路，其特征在于：
藉由因应有关于发光量的数据的电压、电流而依序驱动的数据线；
将因应有关于发光量的数据的电压、电流予以依序切换而供给至该数据线的切换电路；
连接于前述数据线，使根据因应有关于前述发光量的数据的电压、电流的充电电压依序予以保持的电压保持电路；
根据依据保持于该电压保持电路的电流的充电电压而产生驱动电流的驱动电流产生组件；以及
藉由来自该驱动电流产生组件的电流而驱动的电场发光(EL)组件。
2.一种电场发光(EL)显示电路，其特征在于：
产生因应供给至栅极的电压的驱动电流的驱动晶体管；
藉由来自该驱动晶体管的驱动电流而驱动的电场发光(EL)组件；
在前述驱动晶体管与EL组件之间，控制是否将来自驱动晶体管的驱动电流供给至EL组件的驱动电流控制晶体管；
一端连接于驱动晶体管与驱动电流控制晶体管的连接部，而另一端连接于数据线的第1写入控制晶体管；
一端连接于数据线而另一端连接于驱动晶体管的栅极的第2写入晶体管；以及
连接于前述驱动晶体管的栅极，且保持该栅极的电压的保持电容，
其中，
因应有关发光量的数据的数据电压及数据电流是依序供给至前述数据线，
且在将前述控制晶体管及第1写入晶体管切断，并对前述数据线供给数据电压的状态下，将前述第2写入晶体管导通，再将电压数据写入前述保持电容，
其次对数据线供给数据电流之外，并同时将前述第1写入晶体管导通，再透过驱动晶体管、第1写入晶体管，将数据电流流动于数据线，并藉此而透过第2写入晶体管，将与数据电流相对应的电压写入保持电容，
接着并藉由将第1及第2写入晶体管切断，并将控制晶体管导通，使驱动晶体管产生因应写入于保持电容的电压的驱动电流，且将此透过控制晶体管而供给至EL组件并使EL组件发光。
3.一种电场发光(EL)显示电路，其特征在于：是于配置成矩阵状的各画素中包括有电场发光(EL)组件，且控制各画素的发光而进行显示，
其中，对应各行而配置多条的数据线，且将该多条的数据线以行方向依序连接每个画素，
并将有关于行方向的画素的显示数据，从多条数据线予以依序供给。
4.如权利要求3所述的电场发光(EL)显示电路，其特征在于：
前述多条的数据线是可分别切换有关于显示数据的数据电压及数据电流两方而进行供给，
并对于各画素依序供给数据电压与数据电流而控制各画素的显示。
5.如权利要求4所述的电场发光(EL)显示电路，其特征在于：
是以对应于各列而设置2条控制线，同时并于各画素设置由该2条控制线所控制的多个晶体管，且藉由前述2条控制线，来控制数据电压对于各画素的写入以及数据电流对于各画素的写入。
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