JP2006047493A - Control line driving circuit for display and image display device - Google Patents
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Description
本発明は、マトリクス状に配列された表示画素を有し、画素単位で表示制御が行われるアクティブマトリクス型画像表示装置及びその駆動回路に関する。例えば、各表示素子として有機EL(Electro Luminescence)素子を用いたアクティブマトリクス型の画像表示装置及びその駆動回路に関する。 The present invention relates to an active matrix image display device having display pixels arranged in a matrix and in which display control is performed in units of pixels, and a driving circuit thereof. For example, the present invention relates to an active matrix image display device using an organic EL (Electro Luminescence) element as each display element and a driving circuit thereof.
近年、自発光型の高輝度ディスプレイとして、有機ELを用いた薄型の画像表示装置が注目を集めている。自発光である為に液晶表示装置のようなバックライトが不要で、表示パネル全体を1〜2mm程度にまで薄型化できるので、小型・軽量化が図れるとともに、低電力で高い輝度が得られ、視認性、応答速度、寿命、消費電力の点で優れており、次世代ディスプレイの有力な候補とされている。この有機ELディスプレイは現在、デジタルカメラや携帯電話などモバイル機器(携帯用情報機器)用の小型ディスプレイへの応用が進んでいるとともに、今後はPC向けモニタやテレビなど中大型ディスプレイへの応用が考えられている。 In recent years, thin image display devices using organic EL have attracted attention as self-luminous high-luminance displays. Because it is self-luminous, a backlight like a liquid crystal display device is unnecessary, and the entire display panel can be thinned to about 1 to 2 mm, so that it can be reduced in size and weight, and high brightness can be obtained with low power, It is excellent in terms of visibility, response speed, lifetime, and power consumption, and is considered a promising candidate for next-generation displays. This organic EL display is currently being applied to small displays for mobile devices (portable information devices) such as digital cameras and mobile phones, and is expected to be applied to medium and large displays such as PC monitors and TVs in the future. It has been.
従来、薄膜トランジスタ(TFT)を用いた有機EL表示装置は、画素回路に使用しているTFTの電気的特性ばらつきが発光輝度のばらつきとして現れてしまい、表示品質が劣化してしまう。このばらつきを低減させるため、電子移動度が高い低温ポリシリコンTFTによって画素回路を形成することが主流であった。この低温ポリシリコンTFTは、更にパネル内部に画素回路を駆動する駆動回路を形成することが可能であり、シフトレジスタ回路、サンプル/ホールド回路などを作り込むことで、小型で高精細な画像表示装置を実現することができた。しかし、低温ポリシリコンTFTは加工の難しさがあり、結晶性のよいポリシリコン膜を形成するためレーザーアニール処理をすると表示品質の劣化が生じたりパネルの大型化が難しいなど、製造プロセス上の問題があることと、パネル内部に複雑な回路を形成するため、パネルの歩留まりが低下し、製造コストが高くなってしまう。 Conventionally, in an organic EL display device using a thin film transistor (TFT), variations in electrical characteristics of TFTs used in pixel circuits appear as variations in light emission luminance, and display quality deteriorates. In order to reduce this variation, it has been the mainstream to form pixel circuits with low-temperature polysilicon TFTs having high electron mobility. This low-temperature polysilicon TFT can further form a drive circuit for driving a pixel circuit inside the panel. By incorporating a shift register circuit, a sample / hold circuit, etc., a small and high-definition image display device Was able to be realized. However, low-temperature polysilicon TFTs have difficulty in processing, and problems in the manufacturing process such as display quality deterioration and difficulty in increasing the size of the panel when laser annealing is performed to form a polysilicon film with good crystallinity. In addition, since a complicated circuit is formed inside the panel, the yield of the panel is lowered and the manufacturing cost is increased.
一方、液晶ディスプレイに広く普及している加工の簡単なアモルファスシリコンによるTFT基板を採用することで、大画面化及び低コスト化が可能となる。しかし、アモルファスシリコンは製造コストが低いというメリットがあるが、電子の移動度がポリシリコンに比べて低く、TFTの閾値電圧の変動やばらつき、オフ時のリーク電流が大きいなどの問題があったため、有機EL表示装置としての画素回路に応用することが難しかった。 On the other hand, by adopting a TFT substrate made of amorphous silicon, which is widely used for liquid crystal displays and is easy to process, it is possible to increase the screen size and reduce the cost. However, amorphous silicon has the merit that the manufacturing cost is low, but the mobility of electrons is lower than that of polysilicon, and there are problems such as fluctuations and variations in the threshold voltage of the TFT, and large leakage current at the off time. It was difficult to apply to a pixel circuit as an organic EL display device.
近年、これらの問題に対処するため補正回路を組み込んだ画素回路などが提案されており、アモルファスシリコンTFTを用いた有機EL表示装置の開発試作が行われている。しかし、この場合においても、電子の移動度が低いため、パネル内部にシフトレジスタ回路やサンプル/ホールド回路などを作り込むことはできない。したがって、アモルファスシリコンなど低コストで製造可能なTFTを用いた表示装置の画素回路を駆動する回路はパネル外に設ける必要がある。駆動回路には、パネルの制御線を駆動する制御線駆動回路と、パネルのデータ線を駆動するデータ線駆動回路が含まれる。パネルは行状の制御線と列状のデータ線とが交差する部分に画素回路を配したマトリクス構成となっており、制御線側に制御線駆動回路が接続し、データ線側にデータ線駆動回路が接続する。これらの周辺駆動回路はパネルに内蔵される場合と、パネルに外付けされる場合がある。制御線駆動回路はゲートドライバと通称され、データ線駆動回路はデータドライバと通称される場合がある。これらのドライバを外付けする場合には、一般にドライバICとして搭載される。 In recent years, a pixel circuit incorporating a correction circuit has been proposed to cope with these problems, and an organic EL display device using an amorphous silicon TFT has been developed and prototyped. However, even in this case, since the mobility of electrons is low, a shift register circuit, a sample / hold circuit or the like cannot be built in the panel. Therefore, a circuit for driving a pixel circuit of a display device using a TFT that can be manufactured at a low cost such as amorphous silicon needs to be provided outside the panel. The drive circuit includes a control line drive circuit that drives the control lines of the panel and a data line drive circuit that drives the data lines of the panel. The panel has a matrix configuration in which pixel circuits are arranged at the intersections of row-like control lines and column-like data lines. A control line drive circuit is connected to the control line side, and a data line drive circuit is placed on the data line side. Connect. These peripheral drive circuits may be built in the panel or may be externally attached to the panel. The control line driver circuit is commonly referred to as a gate driver, and the data line driver circuit is sometimes referred to as a data driver. When these drivers are externally attached, they are generally mounted as driver ICs.
液晶ディスプレイは画素回路の構成が比較的単純であり、1個の画素回路は1本の制御線と1本のデータ線で駆動することができる。換言すると、通常の液晶ディスプレイでは画素の1行に対して1本の制御線を割り当て、画素の1列に対して1本のデータ線を割り当てればよく、比較的単純な構成である。これに対し、有機ELディスプレイでは、閾値電圧の変動やばらつきを補正しかつ有機EL素子の経時的な輝度劣化を補償するため、画素回路の構成が複雑となっており、通常1個の画素回路を駆動するため数本の制御線を設ける必要がある。換言すると、1本の画素行に対して数本の制御線を割り当てる必要がある。本明細書では、1行分の画素に割り当てられる数本の制御線をまとめてドライブバスと呼んでいる。このように、有機ELディスプレイでは画素回路TFTの補償方法を改善して制御線の本数の多い大型パネルが開発されており、例えば以下の特許文献1〜3に記載がある。
1個の画素回路を複数本の制御線で駆動する場合、パネル全体では制御線の本数が膨大となり、これを駆動するゲートドライバとの間の配線が複雑になるという課題がある。特に外付けのゲートドライバICを用いた場合、その実装やパネルに対する配線処理が非常に複雑になる。図2を参照して、この点を簡単に説明する。 When one pixel circuit is driven by a plurality of control lines, there is a problem that the number of control lines is enormous in the entire panel, and wiring with a gate driver for driving the control circuit becomes complicated. In particular, when an external gate driver IC is used, its mounting and wiring processing for the panel become very complicated. This point will be briefly described with reference to FIG.
図示するように、従来の画像表示装置は、有機ELパネル15と制御線駆動回路13とデータ線駆動回路14とで構成されている。有機ELパネル15は、行状に配されたドライブバスVL、列状に配されたデータ線HL及び各行のドライブバスVLと各列のデータ線HLとが交差する部分に配された行列状の画素11を備えている。図示を簡略するため、1本のドライブバスVLと1本のデータ線HLと、これらの交差部に位置する1個の画素11のみを示してある。画素11は有機EL発光素子17と、これを駆動する画素回路18とで構成されている。画素回路18は複数のTFTで構成されているが、図では画素回路18を1個のTFTでシンボル的に表現している。本例では、この画素回路18を駆動するためにドライブバスVLは、3本の制御線V1L,V2L,V3Lで構成されている。画素回路18が多機能化しかつ複雑化する程、制御線の本数は増える。データ線駆動回路14は各列のデータ線HLにデータ信号を供給する。本例では、データ線駆動回路14は複数のデータドライバICを必要な個数だけパネル15に接続した構成となっている。一方制御線駆動回路13は1行分のドライブバスVLを構成する所定本数の制御線V1L,V2L,V3Lにそれぞれ制御パルスを供給して画素11を行単位で駆動し、各列のデータ線HLから供給されたデータ信号に基づいて画像を表示する。
As shown in the figure, the conventional image display device includes an
制御駆動回路13はゲートドライバ13aと配線基板13bとで構成されている。ゲートドライバ13aは外付けのドライバICであり、パネル15に含まれる制御線の総本数に見合う個数分だけ、カスケード接続されている。配線基板13bは複数のゲートドライバ13aと有機ELパネル15との間に介在し、ドライバICの出力パッドと有機ELパネル15の各制御線に連なる入力パッドとの間を結線している。
The
ゲートドライバ13aは、シフトレジスタとバッファとを含んでいる。シフトレジスタは複数のフリップフロップを多段に接続したものからなり、外部から入力されたクロック(図示せず)に応じて動作し同じく外部から入力された垂直スタートパルスVSをフリップフロップからフリップフロップに転送して各段ごと順次パルスを出力する。バファはシフトレジスタから出力されるパルスを制御パルスとして配線基板13bを介しパネル15の各制御線に出力する。
The gate driver 13a includes a shift register and a buffer. The shift register is composed of a plurality of flip-flops connected in multiple stages, operates in response to an externally input clock (not shown), and similarly transfers an externally input vertical start pulse VS from the flip-flop to the flip-flop. Then, pulses are output sequentially for each stage. The buffer outputs a pulse output from the shift register as a control pulse to each control line of the
本例はドライブバスVLが3本の制御線V1L,V2L,V3Lで構成されている。各制御線にはそれぞれ異なったパターンの制御パルスを送る。このため、制御線駆動回路13側でも、各制御線V1L,V2L,V3Lに対応して、異なるパターンの垂直スタートパルスVS1,VS2,VS3をシフトレジスタに入力し、それぞれ転送して対応する制御パルスを得ている。図示の例では、1番目のゲートドライバのシフトレジスタの先頭段に垂直スタートパルスVS1を入れ、順次転送することで各段から制御パルスを出力するとともに、最終段から出力したパルスを、4番目のゲートドライバの先頭段に入力している。このようにして、順次パルスを転送して、必要な個数の制御パルスを得ている。また2番目のゲートドライバの先頭段に垂直スタートパルスVS2を入れ、これを順次転送することで制御パルスを生成するとともに、最終段から出力された制御パルスを5番目のゲートドライバの先頭段に送り、以下同様にして必要な個数の制御パルスを得ている。また3番目のゲートドライバのシフトレジスタの先頭段に垂直スタートパルスVS3を入力し、これを順次転送することで制御パルスを生成するとともに、最終段から出力された制御パルスを6番目のゲートドライバの先頭段に転送している。
In this example, the drive bus VL is composed of three control lines V1L, V2L, and V3L. A different pattern of control pulses is sent to each control line. For this reason, on the control
以上の説明から明らかなように、ゲートドライバ13aは全てシフトレジスタからなる共通の構成を有しており、入力する垂直スタートパルスVSのパターンを変えることで、1本のドライブバスVLに含まれる3本の制御線V1L,V2L,V3Lに対応させている。このため図2に示すように制御線駆動回路13はゲートドライバ13aを縦列に配した構成となっており、1番目のゲートドライバ13aからは各行のドライブバスVLに含まれる制御線V1Lに対応した制御パルスを出力する。2番目のゲートドライバ13aは同じく各行のドライブバスに含まれる制御線V2Lに対応する制御パルスを出力する。3番目のゲートドライバ13aは各行のドライブバスVLに含まれる制御線V3Lに対応する制御パルスを出力する。一方、パネル15側は行単位で制御線V1L,V2L,V3Lが束ねられた形で構成している。1行目のVLに3本の制御線V1L,V2L,V3Lが配され、2行目のドライブバスVLに同じく制御線V1L,V2L,V3Lが配されている。以上の説明から明らかなように、縦列に配されたゲートドライバ13aが制御パルスを出力する出力端子の配列と、パネル15側が制御パルスを受け入れる制御線に対応した入力端子の配列とは1対1に対応していない。換言するとゲートドライバ13a側の出力端子と有機ELパネル15側の入力端子との間で配線の並び替えをする必要があり、このために配線基板13bがゲートドライバ13aと有機ELパネル15との間に介在している。並び替えのための配線処理は非常に複雑であり、これを有機ELパネル15の内部で行うことは非常に困難である。そのため、図示の配線基板13bを設けなければならない。この配線基板13bの存在で、有機ELパネル15を囲む周辺の額縁のサイズが大きくなり、この結果画像表示装置としての外形が拡大してしまう。また、配線基板13bを含む部品の組み込みが必要となり、コストが上昇してしまう。
As is apparent from the above description, the gate drivers 13a all have a common configuration including shift registers, and are included in one drive bus VL by changing the pattern of the input vertical start pulse VS. This corresponds to the control lines V1L, V2L, and V3L. Therefore, as shown in FIG. 2, the control
上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明はパネル側の画素回路構成及びドライブバス構成に対応して、多種多様な制御パルスを供給することが可能な汎用型の表示用制御線駆動回路を提供することを目的とする。かかる目的を達成するために以下の手段を講じた。即ち本発明は、行状に配されたドライブバス、列状に配されたデータ線及び各行のドライブバスと各列のデータ線とが交差する部分に配された行列状の画素を備えた表示パネルを行順次で駆動する為、一行分のドライブバスを構成する所定本数の制御線に対応する制御パルスを供給して画素を行単位で駆動し、各列のデータ線から別途供給されたデータ信号に基づいて画像を表示する表示用制御線駆動回路であって、シフトレジスタとバッファとセレクタとを含み、前記シフトレジスタは、複数のフリップフロップを多段に接続したものからなり、外部から入力されたクロックに応じて動作し同じく外部から入力されたスタート用のパルスをフリップフロップからフリップフロップに転送して各段ごと順次パルスを出力し、前記バッファは、各行のドライブバスに含まれる各制御線に接続しており、該シフトレジスタから出力されるパルスを制御パルスとして各制御線に出力し、前記セレクタは、一行分のドライブバスを構成する制御線の本数に応じて該シフトレジスタ内のパルスの転送路を切り換え、以って各行のドライブバスに対して該所定本数の制御線に対応した異なるパターンの制御パルスの供給を可能にしたことを特徴とする。 In view of the above-described problems of the prior art, the present invention provides a general-purpose display control line drive circuit capable of supplying a wide variety of control pulses corresponding to the pixel circuit configuration and the drive bus configuration on the panel side. The purpose is to provide. In order to achieve this purpose, the following measures were taken. That is, the present invention relates to a display panel having drive buses arranged in rows, data lines arranged in columns, and matrix-like pixels arranged in portions where the drive buses in each row intersect with the data lines in each column. In order to drive the pixels sequentially, a control signal corresponding to a predetermined number of control lines constituting a drive bus for one row is supplied to drive the pixels in units of rows, and a data signal separately supplied from the data line of each column. A display control line driving circuit for displaying an image based on the above, including a shift register, a buffer, and a selector, and the shift register is formed by connecting a plurality of flip-flops in multiple stages, and is input from the outside It operates according to the clock, and similarly, a start pulse input from the outside is transferred from the flip-flop to the flip-flop, and sequentially outputs a pulse for each stage. Connected to each control line included in the row drive bus, the pulse output from the shift register is output as a control pulse to each control line, and the selector controls the control line constituting the drive bus for one row. According to the present invention, the pulse transfer path in the shift register is switched in accordance with the number of lines so that control pulses of different patterns corresponding to the predetermined number of control lines can be supplied to the drive buses in each row. To do.
具体的には、前記セレクタは、該パルスの転送路を切り換えて該フリップフロップの多段接続を各パターンの制御パルスに対応した所定数の系統に分け、各系統の先頭段のフリップフロップ、に対応するパターンのスタート用パルスを入力する。又、前記バッファは、該異なるパターンに対応して異なる電圧レベルの制御パルスを出力する。 Specifically, the selector switches the pulse transfer path to divide the multi-stage connection of the flip-flops into a predetermined number of systems corresponding to the control pulses of each pattern, and corresponds to the first stage flip-flop of each system. Input a start pulse for the pattern to be used. The buffer outputs control pulses having different voltage levels corresponding to the different patterns.
本発明は又、行状に配されたドライブバス、列状に配されたデータ線及び各行のドライブバスと各列のデータ線とが交差する部分に配された行列状の画素を備えた表示パネルと、各列のデータ線にデータ信号を供給するデータ線駆動回路と、一行分のドライブバスを構成する所定本数の制御線に夫々制御パルスを供給して画素を行単位で駆動し、各列のデータ線から供給された該データ信号に基づいて画像を表示する制御線駆動回路とからなる画像表示装置であって、前記制御線駆動回路は、シフトレジスタとバッファとセレクタとを含み、前記シフトレジスタは、複数のフリップフロップを多段に接続したものからなり、外部から入力されたクロックに応じて動作し同じく外部から入力されたスタート用のパルスをフリップフロップからフリップフロップに転送して各段ごと順次パルスを出力し、前記バッファは、各行のドライブバスに含まれる各制御線に接続しており、該シフトレジスタから出力されるパルスを制御パルスとして各制御線に出力し、前記セレクタは、一行分のドライブバスを構成する制御線の本数に応じて該シフトレジスタ内のパルスの転送路を切り換え、以って各行のドライブバスに対して該所定本数の制御線に対応した異なるパターンの制御パルスの供給を可能にしたことを特徴とする。 The present invention also includes a display panel including drive buses arranged in rows, data lines arranged in columns, and matrix-like pixels arranged in portions where the drive buses in each row intersect with the data lines in each column. And a data line driving circuit for supplying a data signal to the data lines of each column, and a control pulse is supplied to each of a predetermined number of control lines constituting a drive bus for one row to drive pixels in units of rows. An image display device including a control line driving circuit for displaying an image based on the data signal supplied from the data line, the control line driving circuit including a shift register, a buffer, and a selector, The register consists of a plurality of flip-flops connected in multiple stages. The register operates in response to a clock input from the outside, and a start pulse input from the outside is also output from the flip-flop. The buffer is connected to each control line included in the drive bus of each row, and the pulse output from the shift register is used as a control pulse for each control line. And the selector switches the pulse transfer path in the shift register in accordance with the number of control lines constituting the drive bus for one row, so that the predetermined number of control lines for the drive bus in each row. It is possible to supply control pulses of different patterns corresponding to the above.
本発明によれば、複数本の制御線からなるドライブバスを備えた画像表示装置に対して、制御線の本数並びに各制御線が必要とするパルスのパターンに応じて、表示用制御線駆動回路は多種多様な制御パルスを出力することが可能である。これにより、複雑な配線処理基板が必要でなくなり、パネルの狭額縁化が実現でき、低コスト化も極めて容易に達成が可能である。 According to the present invention, for an image display device provided with a drive bus composed of a plurality of control lines, a display control line drive circuit is provided according to the number of control lines and the pulse pattern required for each control line. Can output a wide variety of control pulses. As a result, a complicated wiring processing board is not required, a narrow frame of the panel can be realized, and cost reduction can be achieved very easily.
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明にかかる画像表示装置、例えば各画素の表示素子として自発光素子である有機EL素子を用いた、アクティブマトリクス型有機EL表示装置を示す概略構成図である。図示するように、本表示装置は、基本的に有機ELパネル15とデータ線駆動回路14と制御線駆動回路13とで構成されている。有機ELパネル15は、行状に配されたドライブバスVL、列状に配されたデータ線HL及び各行のドライブバスVLと各列のデータ線HLとが交差する部分に配された行列状の画素11とで構成された画素アレイ部12を含んでいる。画素11は有機EL素子17とこれを駆動する画素回路とで構成されている。画素回路は1個のTFT18でシンボリックに表現されているが、実際は画素回路に必要とされる機能に応じて所定個数のTFTの組み合わせからなる。ドライブバスVLは所定本数の制御線で構成されている。本実施形態では、1行分のドライブバスVLは、3本の制御線V1L,V2L,V3Lで構成されている。ただし本発明はこれに限られるものではなく、一行のドライブバスVLに含まれる制御線の本数は、画素回路の構成や複雑さの度合いに応じて変化する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an active matrix organic EL display device using an image display device according to the present invention, for example, an organic EL element which is a self-luminous element as a display element of each pixel. As shown in the figure, this display device basically includes an
データ線駆動回路14は、マトリクス状の画素11で構成された画素アレイ部12と同じく、有機ELパネル15に内蔵されている。ただし本発明はこれに限られるものではなく、データ線駆動回路14は、有機ELパネル15に対して外付けとしてもよい。データ線駆動回路14は各列のデータ線HL−1ないしHL−mにデータ信号を供給する。このため、外部システム回路16が備えられており、データ線駆動回路14に対して水平走査制御信号や映像データ信号を供給している。
The data line driving
制御線駆動回路13も有機ELパネル15に内蔵されている。ただし本発明はこれに限られるものではなく、制御線駆動回路13は外付けのゲートドライバICとして、有機ELパネル15に取り付ける方式であってもよい。制御線駆動回路13は、各行のドライブバスVLを構成する所定本数の制御線V1L−1,V2L−1,V3L−1・・・V1L−n,V2L−n,V3L−nにそれぞれ制御パルスVS1−1,VS2−1,VS3−1・・・VS1−n、VS2−n、VS3−nを供給して画素11を行単位で駆動し、各列のデータ線HL−1・・・HL−mから供給されたデータ信号に基づいて画素アレイ部12に画像を表示する。この目的で制御線駆動回路13には外部のシステム回路16から垂直クロックパルスVCK、垂直スタートパルスVS1,VS2,VS3や電源V1,V2,V3が供給される。
The control
本発明の特徴事項として制御線駆動回路13は、シフトレジスタとバッファとセレクタとを含んでいる。シフトレジスタは、複数のフリップフロップを多段に接続したものからなり、外部システム回路16から入力された垂直クロックパルスVCKに応じて動作し同じく外部システム回路16から入力された垂直スタートパルスVS1,VS2,VS3をフリップフロップからフリップフロップに転送して各段ごと順次パルスを出力する。バッファは、各行のドライブバスVLに含まれる各制御線V1L,V2L,V3Lに接続しており、シフトレジスタから出力されるパルスを制御パルスとして各制御線V1L,V2L,V3Lに出力する。セレクタは、1行分のドライブバスVLを構成する制御線V1L,V2L,V3Lの本数に応じてシフトレジスタ内のパルスの転送路を切り換え、もって各行のドライブバスVLに対して所定本数の制御線V1L,V2L,V3Lに対応した異なるパターンの制御パルスVS1,VS2,VS3の供給を可能にしている。
As a feature of the present invention, the control
セレクタは、シフトレジスタ内のパルスの転送路を切り換えてフリップフロップの多段接続を各パターンの制御パルスに対応した所定数の系統に分け、各系統の先頭段のフリップフロップに、対応するパターンのスタート用パルスを入力する。またバッファは、異なるパターンに対応して異なる電圧レベルV1,V2,V3の制御パルスを出力することができる。 The selector switches the pulse transfer path in the shift register to divide the multi-stage connection of the flip-flops into a predetermined number of systems corresponding to the control pulses of each pattern, and starts the corresponding pattern at the flip-flop at the first stage of each system. Input pulse. The buffer can output control pulses of different voltage levels V1, V2, and V3 corresponding to different patterns.
引き続き図1を参照して本画像表示装置の各構成要素を詳細に説明する。画素11は、有機EL素子17を発光駆動する能動素子として電界効果トランジスタ、例えばポリシリコンTFTあるいはアモルファスシリコンTFT18を有し、これらTFT18が形成された基板上に有機EL素子17が形成された構成となっている。有機EL素子17は、透明導電膜からなる第一電極を基板上に形成し、この第一電極上に正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層を順番に堆積させて有機層を形成し、当該有機層の上に金属からなる第二電極を形成した構造をもち、第一電極と第二電極との間に直流電圧を印加することで、発光層において電子と正孔とが再結合する際に発光するようになっている。
With reference to FIG. 1, each component of the image display apparatus will be described in detail. The
画素アレイ部12には、m列n行の画素配列に対応して、ドライブバスVLが各行に配線されている。1行分のドライブバスVLは3本の制御線V1L,V2L,V3Lで構成されている。またデータ線HL−1,HL−2・・・HL−mが各列に配線されている。
In the
各制御線V1L−1,V2L−1,V3L−1・・・V1L−n,V2L−n,V3L−nの各一端は、制御線駆動回路13の各出力端に接続されている。制御線駆動回路13は、本発明にかかるゲートドライバによって構成され、外部システム回路16で生成される垂直スタートパルスVS1,VS2,VS3及び垂直制御信号用電源V1,V2,V3が与えられることにより、同じく外部システム回路16で生成される垂直クロックパルスVCKに同期して、順次垂直制御パルスVS1−1,VS2−1,VS3−1・・・VS1−n,VS2−n,VS3−nを出力し、対応する制御線V1L−1,V2L−1,V3L−1・・・V1L−n,V2L−n,V3L−nを駆動する。
One end of each control line V1L-1, V2L-1, V3L-1,... V1L-n, V2L-n, V3L-n is connected to each output end of the control
データ線HL−1・・・HL−mの各一端は、データ線駆動回路14の各出力端に接続されている。データ線駆動回路14は、データ線HLを通して画素11の各々に対して輝度情報(データ)を電流値または電圧値の形で書き込む、電流書き込み型また電圧書き込み型の駆動回路構成となっている。
One end of each of the data lines HL-1... HL-m is connected to each output end of the data line driving
外部システム回路16は、有機ELパネル15の外部に配置される基板上に搭載される。この外部システム回路16は、データ線駆動回路14及び制御線駆動回路13を制御するタイミングジェネレータ19と、制御線駆動回路13から出力される制御パルスを所望の電圧に設定する電源を生成する電源回路20とを備えている。タイミングジェネレータ19は外部から供給される画像データ信号及び同期信号を受信し、制御線駆動回路13を制御する垂直クロックパルスVCK、垂直スタートパルスVS1,VS2,VS3と、データ線駆動回路14を制御する水平走査制御信号及び映像データ信号を同期信号に基づいて発生し、それぞれ制御線駆動回路13及びデータ線駆動回路14に供給する。
The external system circuit 16 is mounted on a substrate disposed outside the
図3は、図1に示した制御線駆動回路の構成の一例を示すブロック図である。図示するように、制御線駆動回路13はセレクタ回路21、シフトレジスタ回路22、電圧レベルシフト回路23及びバッファ回路24とで構成されている。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the control line driving circuit shown in FIG. As shown in the figure, the control
セレクタ回路21は、タイミングジェネレータ19から出力される入力ポート数切り換え信号(デジタルまたはシリアル)MODEにより、任意の入力ポート数を選択できるスイッチである。本例の場合は、入力ポート数=3に設定される。この入力ポート数は、1行分のドライブバスを構成する制御線の本数を表している。このセレクタ21からポート数3の情報を持った信号をシフトレジスタ回路22へ供給する。
The selector circuit 21 is a switch that can select an arbitrary number of input ports by an input port number switching signal (digital or serial) MODE output from the timing generator 19. In this example, the number of input ports is set to 3. The number of input ports represents the number of control lines constituting the drive bus for one row. A signal having information on the number of
シフトレジスタ回路22は、セレクタ21で設定された入力ポート数3の情報を受信することで、シフトレジスタ回路22の構成を3系統に分割する。そして、タイミングジェネレータ19で設定された垂直スタートパルスVS1,VS2,VS3を垂直クロックパルスVCKの立ち上がりまたは立ち下がりに同期して出力ビット数割る入力ポート数分(本例の場合は3)のシフト動作を行う。すなわちセレクタ21は、1行分のドライブバスを構成する制御線の本数に応じてシフトレジスタ回路22内のパルスの転送路を切り換え、フリップフロップの多段接続を各スタートパルスVS1,VS2,VS3に対応した3個の系統に分け、各系統の先頭段のフリップフロップに対応するスタートパルスVS1,VS2,VS3を入力する。これに応じてシフトレジスタ回路22の3分割された各系統はそれぞれスタートパルスのシフト動作を行って順次制御パルスを生成する。
The
電圧レベルシフト回路23は、シフトレジスタ回路22から各段ごとに出力されるパルスに対して、電源回路20で設定された電源V1〜V3に電圧レベルを独立に設定する。すなわち、垂直制御パルスのパターンごとに任意の電圧レベルを設定する事が可能である。
The voltage
バッファ回路24は、入力ポートごとに電圧レベルシフトされた制御パルスの駆動能力を上げるために、出力電流を増大させる回路である。このようにしてバッファ回路24は最終的に各制御線に対応した制御パルスVS1−1,VS2−1,VS3−1・・・VS1−n,VS2−n,VS3−nをパネル側に出力する。
The
なお上記実施形態においては、入力ポート数を3に設定した場合を例に挙げて説明したが、入力ポート数は3に限られるものではなく、制御パルスの種類もしくはパターンに合わせ、最適な入力ポート数を設定すればよい。以上のようなゲートドライバを用いることで、多種多様な垂直制御パルスを1つのドライバICのみで出力することができるので、複雑な配線処理ブロックが不要となり、パネルの狭額縁化も実現でき、低コスト化を極めて容易に達成することが可能である。なお上記実施形態では画素11の表示素子として有機EL素子17を用いた有機EL表示装置を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、画素の表示素子として自発光型の素子を用いた画像表示装置全般に適用可能である。
In the above embodiment, the case where the number of input ports is set to 3 has been described as an example. However, the number of input ports is not limited to 3, and an optimal input port is selected according to the type or pattern of control pulses. Set the number. By using the gate driver as described above, a wide variety of vertical control pulses can be output by only one driver IC, so that no complicated wiring processing block is required, and the panel can be narrowed. Costing can be achieved very easily. In the above embodiment, the organic EL display device using the
図4は、図3に示したシフトレジスタ回路とセレクタ回路の具体的な構成例を示す回路図である。図示するように、シフトレジスタはフリップフロップFFの多段接続からなる。1個のフリップフロップはD入力端子とCLK入力端子とQ出力端子を有している。先頭段のフリップフロップFF1のD入力端子にはスタートパルスVS1が供給され、CLK入力端子には垂直クロックパルスVCKが入力され、Q出力端子からは制御パルスが出力される。後続段のフリップフロップFF2以降も同じ構成となっている。フリップフロップFFはD入力端子に供給されたパルスをCLK入力端子に供給されたクロックの立ち下りまたは立ち上がりに同期してラッチし、Q出力端子に出力する。Q出力端子から出力されたパルスはパネル側に供給されるとともに、次段のD入力端子に供給される。このようにしてフリップフロップの先頭段FF1に入力されたスタートパルスVS1は順次後続段へと転送されて制御パルスを各段ごとに出力する。 FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific configuration example of the shift register circuit and the selector circuit shown in FIG. As shown in the figure, the shift register includes a multi-stage connection of flip-flops FF. One flip-flop has a D input terminal, a CLK input terminal, and a Q output terminal. A start pulse VS1 is supplied to the D input terminal of the first flip-flop FF1, a vertical clock pulse VCK is input to the CLK input terminal, and a control pulse is output from the Q output terminal. The subsequent stage flip-flop FF2 and the subsequent stages have the same configuration. The flip-flop FF latches the pulse supplied to the D input terminal in synchronization with the falling or rising of the clock supplied to the CLK input terminal, and outputs it to the Q output terminal. The pulse output from the Q output terminal is supplied to the panel side and is also supplied to the D input terminal of the next stage. In this way, the start pulse VS1 input to the first stage FF1 of the flip-flop is sequentially transferred to the subsequent stage and outputs a control pulse for each stage.
セレクタ回路はシフトレジスタ回路の2段目以降各段に対応したスイッチSWからなる。各スイッチSWはシフトレジスタ回路内のパルスの転送路を切り換えるために配されたものであり、入力ポート切り換え信号MODEに応じて切り換え動作を行う。なお2段目のフリップフロップFF2に対応したスイッチSW1にはスタートパルスVS2が供給されている。また3段目のフリップフロップFF3に対応したスイッチSW2にはスタートパルスVS3が供給されている。 The selector circuit includes switches SW corresponding to the second and subsequent stages of the shift register circuit. Each switch SW is arranged to switch a pulse transfer path in the shift register circuit, and performs a switching operation according to an input port switching signal MODE. The start pulse VS2 is supplied to the switch SW1 corresponding to the second-stage flip-flop FF2. The start pulse VS3 is supplied to the switch SW2 corresponding to the third-stage flip-flop FF3.
図5は、図4に示したシフトレジスタの動作説明に供する回路図で、MODE=1の場合を表している。この場合、先頭段のFF1に入力されたVS1は1段目の制御パルスVS−1として出力される。VS−1は同時にSW1を介して次段のFF2に転送され、次の制御パルスVS−2として出力される。このようにして各段のフリップフロップFFから対応する制御パルスVSが出力される。制御パルスVS−1はパネル側の1行目のドライブバスを構成する1本の制御線に供給される。制御パルスVS−2は同じく2行目のドライブバスを構成する1本の制御線に供給される。なお、SW1に供給されるスタートパルスVS2は不要なので、MODE=1の場合には遮断される。同様にスターパルスVS3も不要なのでSW2によって遮断される。 FIG. 5 is a circuit diagram for explaining the operation of the shift register shown in FIG. 4 and shows a case where MODE = 1. In this case, VS1 input to the first stage FF1 is output as the first stage control pulse VS-1. VS-1 is simultaneously transferred to FF2 in the next stage via SW1 and output as the next control pulse VS-2. In this way, the corresponding control pulse VS is output from each stage flip-flop FF. The control pulse VS-1 is supplied to one control line constituting the drive bus in the first row on the panel side. Similarly, the control pulse VS-2 is supplied to one control line constituting the drive bus in the second row. Since the start pulse VS2 supplied to SW1 is unnecessary, it is blocked when MODE = 1. Similarly, the star pulse VS3 is unnecessary and is blocked by SW2.
図6はMODE=2(ドライブバスが2本の制御線で構成される場合)における動作を表している。この場合、フリップフロップFFの多段接続は、奇数番目の多段接続と偶数番目の多段接続の2系統に分けられる。FF1に入力したスタートパルスVS1は制御パルスVS1−1として出力されるとともに、3段目のFF3に入力され、次のスタートパルスVS1−2として出力される。一方2段目のFF2に入力されたスタートパスルVS2は制御パルスVS2−1として出力されるとともに、4段目のFF4に転送される。FF4は制御パルスVS2−2を出力するとともに、6段目のFF6に転送する。このようにしてFF1から出力された制御パルスVS1−1とFF2から出力された制御パルスVS2−1は、1行目のドライブバスを構成する2本の制御線に供給される。同様にしてFF3から出力された制御パルスVS1−2とFF4から出力された制御パルスVS2−2は、2行目のドライブバスを構成する2本の制御線に供給される。
FIG. 6 shows the operation in MODE = 2 (when the drive bus is constituted by two control lines). In this case, the multi-stage connection of the flip-flop FF is divided into two systems, an odd-numbered multi-stage connection and an even-numbered multi-stage connection. The start pulse VS1 input to the FF1 is output as the control pulse VS1-1, and is input to the third-stage FF3 and output as the next start pulse VS1-2. On the other hand, the start pulse VS2 input to the second stage FF2 is output as a control pulse VS2-1 and transferred to the fourth stage FF4. The
図7はMODE=3(ドライブバスが3本の制御線で構成されている場合)における動作を表している。この場合にはフリップフロップFFの多段接続は、FF1,FF4,FF7・・・とFF2,FF5,FF8・・・とFF3,FF6,FF9・・・の3系統に分けられる。FF1に入力したスタートパルスVS1は制御パルスVS1−1として出力されるとともにFF4に転送される。FF2に入力したスタートパルスVS2は制御パルスVS2−1として出力されるとともにFF5に転送される。FF3に入力したスタートパルスVS3はVS3−1として出力されるとともに、FF6に転送される。このようにしてFF1,FF2,FF3から出力されたVS1−1,VS2−1,VS3−1は1行目のドライブバスを構成する3本の制御線に分配される。 FIG. 7 shows the operation in MODE = 3 (when the drive bus is composed of three control lines). In this case, the multi-stage connection of the flip-flop FF is divided into three systems of FF1, FF4, FF7... FF2, FF5, FF8... FF3, FF6, FF9. The start pulse VS1 input to FF1 is output as a control pulse VS1-1 and transferred to FF4. The start pulse VS2 input to FF2 is output as a control pulse VS2-1 and transferred to FF5. The start pulse VS3 input to FF3 is output as VS3-1 and transferred to FF6. In this way, VS1-1, VS2-1, and VS3-1 output from FF1, FF2, and FF3 are distributed to the three control lines constituting the drive bus in the first row.
図8は、有機EL表示パネルの構成例を示すブロック図であり、特にMODE=2の場合を表している。この表示パネル15は、画素回路(PXLC)11がm×nのマトリクス状に配列された画素アレイ部12、データ線駆動回路14、制御線駆動回路131,132、データ線駆動回路14により選択され輝度情報に応じたデータ信号が供給されるデータ線HL−1〜HL−m、制御線駆動回路131により選択駆動される制御線V1L−1〜V1L−n、及び制御線駆動回路132により選択駆動される制御線V2L−1〜V2L−nを有する。ここで制御線駆動回路131,132はもとの制御線駆動回路13をMODE=2に従って2系統に分けたものであり、図6に示した構成に対応している。また制御線V1L−1とV2L−1で1行目のドライブバスを構成している。同様にしてV1L−nとV2L−nとでn行目のドライブバスを構成している。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of the organic EL display panel, and particularly shows a case where MODE = 2. The
図9は、図8に示した画素回路の一構成例を示す回路図である。図示する様に、この画素回路11は、基本的にpチャネル型の薄膜電界効果トランジスタ(以下、TFTと言う)で構成されている。すなわち画素回路11は、ドライブTFT111、スイッチングTFT112、サンプリングTFT115、有機EL素子17、保持容量C111を有する。係る構成を有する画素回路11は、データ線HL−1と制御線V1L−1,V2L−1との交差部に配されている。データ線HL−1はサンプリングTFT115のドレインに接続し、制御線V1L−1はサンプリングTFT115のゲートに接続し、他の制御線V2L−1はスイッチングTFT112のゲートに接続している。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration example of the pixel circuit shown in FIG. As shown in the figure, the
ドライブTFT111、スイッチングTFT112及び有機EL素子17は、電源電位Vccと接地電位GNDの間で直列に接続されている。すなわちドライブトランジスタ111のソースが電源電位Vccに接続される一方、有機EL素子(発光素子)17のカソードが接地電位GNDに接続されている。一般に、有機EL素子17は整流性がある為ダイオードの記号で表わしている。一方、サンプリングTFT115及び保持容量C111は、ドライブTFT111のゲートに接続している。ドライブTFT111のゲート・ソース間電圧をVgsで表わしている。
The
画素回路11の動作であるが、まず制御パルスVS1−1を印加して制御線V1L−1を選択状態(ここでは低レベル)とし、データ線HL−1に信号を印加すると、サンプリングTFT115が導通して信号が保持容量C111に書き込まれる。保持容量C111に書き込まれた信号電位がドライブトランジスタ111のゲート電位となる。続いて、制御線V1L−1を非選択状態(ここでは高レベル)とすると、データ線HL−1とドライブTFT111とは電気的に切り離されるが、ドライブTFT111のゲート電位Vgsは保持容量C111によって安定に保持される。続いて他の制御線V2L−1に制御パルスVS2−1を印加して選択状態(ここでは低レベル)にすると、スイッチングTFT112が導通し、電源電位Vccから接地電位GNDに向かって駆動電流がTFT111,TFT112及び発光素子17を流れる。V2L−1が非選択状態になるとスイッチングトランジスタ112がオフし、駆動電流は流れなくなる。スイッチングTFT112は発光素子17の発光時間を制御する為に挿入されたものである。
The operation of the
TFT111及び発光素子17に流れる電流は、TFT111のゲート・ソース間電圧Vgsに応じた値となり、発光素子17はその電流値に応じた輝度で発光し続ける。上記の様に、制御線V1L−1を選択してデータ線HL−1に与えられた信号を画素回路11の内部に伝える動作を「書き込み」と呼ぶ。上述の様に、一度信号の書き込みを行なえば、次に書き換えられるまで、発光素子17はドライブトランジスタ112がオンしている間一定の輝度で発光を続ける。
The current flowing through the
13・・・制御線駆動回路、14・・・データ線駆動回路、15・・・有機ELパネル、21・・・セレクタ回路、22・・・シフトレジスタ回路、23・・・電圧レベルシフト回路、24・・・バッファ回路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
シフトレジスタとバッファとセレクタとを含み、
前記シフトレジスタは、複数のフリップフロップを多段に接続したものからなり、外部から入力されたクロックに応じて動作し同じく外部から入力されたスタート用のパルスをフリップフロップからフリップフロップに転送して各段ごと順次パルスを出力し、
前記バッファは、各行のドライブバスに含まれる各制御線に接続しており、該シフトレジスタから出力されるパルスを制御パルスとして各制御線に出力し、
前記セレクタは、一行分のドライブバスを構成する制御線の本数に応じて該シフトレジスタ内のパルスの転送路を切り換え、以って各行のドライブバスに対して該所定本数の制御線に対応した異なるパターンの制御パルスの供給を可能にしたことを特徴とする表示用制御線駆動回路。 Row-sequentially drives a display panel with row-shaped drive buses, column-shaped data lines, and matrix-like pixels arranged at the intersections of each row's drive bus and each column's data lines Therefore, by supplying control pulses corresponding to a predetermined number of control lines constituting a row of drive buses, pixels are driven in units of rows, and an image is obtained based on data signals separately supplied from the data lines of each column. A display control line driving circuit for displaying,
Including a shift register, a buffer and a selector;
The shift register includes a plurality of flip-flops connected in multiple stages, operates according to a clock input from the outside, and similarly transfers a start pulse input from the outside to each flip-flop. Output pulses sequentially for each stage,
The buffer is connected to each control line included in the drive bus of each row, and outputs a pulse output from the shift register to each control line as a control pulse,
The selector switches the pulse transfer path in the shift register in accordance with the number of control lines constituting the drive bus for one row, and thus corresponds to the predetermined number of control lines for the drive bus in each row. A display control line driving circuit characterized in that a control pulse having a different pattern can be supplied.
前記制御線駆動回路は、シフトレジスタとバッファとセレクタとを含み、
前記シフトレジスタは、複数のフリップフロップを多段に接続したものからなり、外部から入力されたクロックに応じて動作し同じく外部から入力されたスタート用のパルスをフリップフロップからフリップフロップに転送して各段ごと順次パルスを出力し、
前記バッファは、各行のドライブバスに含まれる各制御線に接続しており、該シフトレジスタから出力されるパルスを制御パルスとして各制御線に出力し、
前記セレクタは、一行分のドライブバスを構成する制御線の本数に応じて該シフトレジスタ内のパルスの転送路を切り換え、以って各行のドライブバスに対して該所定本数の制御線に対応した異なるパターンの制御パルスの供給を可能にしたことを特徴とする画像表示装置。 A display panel having drive buses arranged in rows, data lines arranged in columns, and matrix rows of pixels arranged in the intersections of the drive buses in each row and the data lines in each column; A data line driving circuit that supplies data signals to the data lines and a predetermined number of control lines constituting a drive bus for one row, respectively, supplies the control pulses to drive the pixels in units of rows and supplies them from the data lines of each column An image display device comprising a control line driving circuit for displaying an image based on the data signal,
The control line driving circuit includes a shift register, a buffer, and a selector,
The shift register includes a plurality of flip-flops connected in multiple stages, operates according to a clock input from the outside, and similarly transfers a start pulse input from the outside to each flip-flop. Output pulses sequentially for each stage,
The buffer is connected to each control line included in the drive bus of each row, and outputs a pulse output from the shift register to each control line as a control pulse,
The selector switches the pulse transfer path in the shift register in accordance with the number of control lines constituting the drive bus for one row, and thus corresponds to the predetermined number of control lines for the drive bus in each row. An image display device characterized in that control pulses of different patterns can be supplied.
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JP2011237763A (en) * | 2010-05-07 | 2011-11-24 | Samsung Mobile Display Co Ltd | Gate drive circuit and organic electric field light-emitting display using the same |
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2004
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