JP2006243175A - Power-on method - Google Patents

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Kazuo Nakamura
和夫 中村
Katsuhide Uchino
勝秀 内野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize fine pixels by a low breakdown voltage MOS process in a pixel circuit using an organic EL element and to provide a high definition display device. <P>SOLUTION: The organic EL element requires voltage between anode and cathode of about 4-6V for light emission, each element of the pixel circuit is usually considered as the breakdown voltage of 6V, however, source/drain breakdown voltage required by second and third transistors at the time of normal operation becomes about a half of anode power supply voltage. Then, sequences at the time of power application are optimized and the breakdown voltage of 6V of the second and third transistors is made unnecessary. At the time of power application, all of the first, second and third transistors are made into non-conduction, next, the first transistor is conducted, potential of a signal line is established as potential by which the third transistor becomes a conducted state, next, fixed potential connected to the third transistor is started, next, a bias power source Vb to be given to a gate of the second transistor is set to predetermined voltage by which the second transistor becomes a conducted state and a positive power source Vcc is finally started to the predetermined voltage. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、信号線と走査線が交差する部分に形成される画素回路がマトリクス状に配置されて成る表示装置であって、特に発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)を用いた表示装置における電源投入方法に関する。   The present invention is a display device in which pixel circuits formed at portions where signal lines and scanning lines intersect are arranged in a matrix, and in particular, a display using an organic electroluminescence element (organic EL element) as a light emitting element. The present invention relates to a power-on method in an apparatus.

国際公開01/54107号International Publication No. 01/54107 特開2004−219682JP 2004-219682 A 特開2003−173169JP2003-173169

近年、フラットパネルディスプレイ(FPD)として有機EL表示装置に関心が高まっている。現在、FPDでは液晶表示装置(LCD)が主流を占めているが、液晶表示装置は自発光デバイスではないので、バックライトや偏光板などの他部材を必要とする。このため、表示装置の厚みが増したり、輝度が不足するなどの事情が避けられない。
これに対して有機EL表示装置は自発光デバイスであり、バックライトなど他部材が原理的に不要で、薄型化や高輝度の実現性などの点でLCDと比較して有利である。特に、各画素にスイッチング素子を形成したアクティブマトリクス型有機EL表示装置では、各画素にホールド点灯させることで消費電流を低く抑えることができ、大画面化および高精細化が比較的容易に行えることから、各社で開発が進められており、次世代FPDの主流になると期待されている。
In recent years, interest in organic EL display devices as flat panel displays (FPD) has increased. At present, liquid crystal display devices (LCD) occupy the mainstream in FPD, but liquid crystal display devices are not self-luminous devices, and thus require other members such as a backlight and a polarizing plate. For this reason, circumstances such as an increase in the thickness of the display device and a lack of luminance are inevitable.
On the other hand, the organic EL display device is a self-luminous device and does not require other members such as a backlight in principle, and is advantageous in comparison with an LCD in terms of thinning and high brightness. In particular, in an active matrix organic EL display device in which a switching element is formed in each pixel, the current consumption can be suppressed by holding each pixel in a hold state, and a large screen and high definition can be relatively easily performed. Therefore, each company is developing and is expected to become the mainstream of next-generation FPD.

また、近年ではデジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダーなどに代表される個人用撮影機器が発達しており、それらのファインダー表示素子として、結晶珪素基板上に画素回路および駆動回路が形成されたLiquid Crystal on Silicon所謂LCOSあるいは高温または低温多結晶シリコンLCDが用いられている。
LCDを用いたファインダー素子では、透過型ではバックライトが、反射型ではフロントライトが必要であり、必然的にモジュール厚が増してしまい、機器の薄型化に不利となる。また、個人用撮影機器の小型化とともにファインダー自体も小型され、それに伴い画素自体も縮小される傾向にあり、透過型LCDでは開口部が十分にとれず、性能限界に近づきつつある。反射型ではLCOSが主流になりつつあるが、やはり照明系は必要であり、機器の薄型化に寄与しない。
一方、有機ELをビューファインダー表示素子として用いた場合には、自発光であるのでLCDのような照明系を必要せず、機器の薄型化に寄与できる。また、有機ELの素子構造として上面発光の素子を用いることで、開口率も性能上十分な値を確保できる。
In recent years, personal photography devices such as digital still cameras and digital camcorders have been developed. As a finder display element for these, Liquid Crystal on Silicon has a pixel circuit and a drive circuit formed on a crystalline silicon substrate. So-called LCOS or high temperature or low temperature polycrystalline silicon LCDs are used.
In a finder element using an LCD, a backlight is required for the transmissive type and a front light is required for the reflective type, which inevitably increases the module thickness, which is disadvantageous for making the device thinner. In addition, along with the miniaturization of personal photographing equipment, the viewfinder itself is also miniaturized, and the pixels themselves tend to be reduced accordingly. With a transmissive LCD, the aperture is not sufficient and the performance limit is approaching. In the reflection type, LCOS is becoming mainstream, but an illumination system is still necessary and does not contribute to the thinning of the device.
On the other hand, when the organic EL is used as a viewfinder display element, it is self-luminous, so that an illumination system such as an LCD is not necessary, and it can contribute to thinning of the device. Further, by using a top emission device as the organic EL device structure, a sufficient aperture ratio can be secured.

また、近年ではビューファインダーも高精細化の道をたどりつつあり、QVGA(Quarter Video Graphics Array:320×240画素)からVGA(Video Graphics Array:640×480画素)、さらにはSVGA(Super Video Graphics Array:800×600画素)やXGA(Extended Graphics Array:1024×768画素)の要求が機器メーカーから出ている。
これらの高精細化の要求に対応するには、LCOSのようにMOSプロセスを用いるのは当然のこととして、さらに画素駆動回路の素子数を減少させるか、あるいは画素駆動回路内の素子サイズの縮小が必要となる。
In recent years, viewfinders are also on the path of higher definition, from QVGA (Quarter Video Graphics Array: 320 × 240 pixels) to VGA (Video Graphics Array: 640 × 480 pixels), and SVGA (Super Video Graphics Array). : 800 × 600 pixels) and XGA (Extended Graphics Array: 1024 × 768 pixels) are requested by device manufacturers.
In order to meet these demands for higher definition, it is natural to use a MOS process like LCOS, and further reduce the number of elements in the pixel drive circuit or reduce the element size in the pixel drive circuit. Is required.

なお、上記特許文献1には有機EL素子を用いた画素回路に関する技術が記載されており、また上記特許文献2,3には、液晶表示装置に関する電源シーケンスの技術が記載されている。   Patent Document 1 describes a technique related to a pixel circuit using an organic EL element, and Patent Documents 2 and 3 describe a power supply sequence technique related to a liquid crystal display device.

一般的にMOSプロセスにおいては、ソース・ドレイン耐圧が小さいプロセスほど、トランジスタサイズを小さくすることができ、微細化に有利である。このため、画素駆動回路内の素子サイズの縮小ということを考えると、より低耐圧のプロセスを用い、トランジスタサイズを縮小することが有効である。
ところが、有機EL素子は、ある程度の電圧、例えば約4V以上をアノード・カソード間に印加しなければ発光しない。
図7(a)に有機EL素子のアノード・カソード間電圧と発光輝度の特性を、また図7(b)に有機EL素子のアノード・カソード間電圧と電流密度の特性を示す。これらの図からわかるように、有機EL素子を発光させるには少なくとも4V以上の電圧印加が必要であり、一般に発光のための電圧範囲は約4〜6Vに設定される。
したがって、通常のMOSトランジスタのソース・ドレイン耐圧としては6V耐圧が必要となり、より低耐圧のプロセス、例えば3V耐圧プロセスは用いることができない。このような事情で、画素回路の微細化が制限されている。
In general, in a MOS process, the smaller the source / drain breakdown voltage, the smaller the transistor size, which is advantageous for miniaturization. For this reason, considering the reduction of the element size in the pixel driving circuit, it is effective to reduce the transistor size by using a lower withstand voltage process.
However, the organic EL element does not emit light unless a certain voltage, for example, about 4 V or more is applied between the anode and the cathode.
FIG. 7A shows the characteristics of the anode-cathode voltage and emission luminance of the organic EL element, and FIG. 7B shows the characteristics of the anode-cathode voltage and current density of the organic EL element. As can be seen from these figures, voltage application of at least 4 V or more is required to cause the organic EL element to emit light, and the voltage range for light emission is generally set to about 4 to 6V.
Therefore, a 6V breakdown voltage is required as a source / drain breakdown voltage of a normal MOS transistor, and a process with a lower breakdown voltage, for example, a 3V breakdown voltage process cannot be used. Under such circumstances, miniaturization of pixel circuits is limited.

また上記特許文献1に記載されているように、MOSプロセスによくフィットし、且つ比較的少ない素子数で画素回路を実現する技術が知られている。この画素回路は2個のトランジスタと1個の容量で形成されている。もちろん、画素回路の素子数が少ないことも、微細化に有利である。
以下、この従来の画素回路について図面を用いて説明する。図8は従来の画素回路を示し、また図9は図8の回路の動作タイミングを示している。
回路構成としては、トランジスタは全てP型で構成されており、サンプリングトランジスタT11のゲートに映像信号の取り込み制御を行う走査線WSが接続され、ソースには映像信号線SIGが、ドレインには容量Csの一端と駆動トランジスタT12のゲートが接続される。
駆動トランジスタT12のソースには電源Vccが与えられ、ドレインには有機EL素子4のアノード電極が接続される。有機EL素子4のカソードはカソード電源Vkのラインに接続される。
容量Csの他端には、電圧Vcsの供給ラインLVcsが接続される。
Further, as described in Patent Document 1, there is known a technique that realizes a pixel circuit with a relatively small number of elements that fits well in a MOS process. This pixel circuit is formed by two transistors and one capacitor. Of course, the small number of elements in the pixel circuit is also advantageous for miniaturization.
Hereinafter, this conventional pixel circuit will be described with reference to the drawings. FIG. 8 shows a conventional pixel circuit, and FIG. 9 shows the operation timing of the circuit of FIG.
As a circuit configuration, all the transistors are P-type, and a scanning line WS for controlling capturing of a video signal is connected to a gate of the sampling transistor T11, a video signal line SIG is connected to the source, and a capacitor Cs is connected to the drain. Is connected to the gate of the driving transistor T12.
The power source Vcc is applied to the source of the driving transistor T12, and the anode electrode of the organic EL element 4 is connected to the drain. The cathode of the organic EL element 4 is connected to the cathode power supply Vk line.
A supply line LVcs for the voltage Vcs is connected to the other end of the capacitor Cs.

この画素回路の動作は、図9の時点tm1で、走査線WSの走査パルスを低電位にすることでサンプリングトランジスタT1をオンにする。これにより、容量Csの一端であるノードNAの電位を映像信号電位に設定する。即ち映像信号線SIGによって与えられる信号電圧Vsを容量Csに書き込む。
このとき、容量Csに電圧Vcsを供給するラインLVscは、ある基準電位Vrefに固定される(Vcs=Vref)。
In the operation of the pixel circuit, the sampling transistor T1 is turned on by setting the scanning pulse of the scanning line WS to a low potential at a time point tm1 in FIG. Thereby, the potential of the node NA which is one end of the capacitor Cs is set to the video signal potential. That is, the signal voltage Vs given by the video signal line SIG is written into the capacitor Cs.
At this time, the line LVsc that supplies the voltage Vcs to the capacitor Cs is fixed to a certain reference potential Vref (Vcs = Vref).

時点tm2で走査線WSの走査パルスが高電位とされ、サンプリングトランジスタT1がカットオフされる。この時点tm2で、ラインLVcsから容量Csに与えられる電圧Vcsは、基準電位Vrefから最高電位Vrまで時間的に増加するランプ信号とされる。このランプ信号の周期は1フレームより十分短く、通常1水平期間に設定される。
このとき、容量Csの容量カップリングにより、ランプ信号による電圧Vcsの増加に伴ってノードNAの電位、即ち駆動トランジスタT12のゲート電圧は、信号電圧VsからVs+Vrまで増加することになる。この電圧増加期間中において、ある時点でノードNAの電位が駆動トランジスタT12のカットオフ電圧(閾値電圧Vth)に到達する。すると、駆動トランジスタT12は遮断され、有機EL素子4への電流Ielの供給は停止される。
その時点まで、つまり駆動トランジスタT12が導通されている間は、駆動トランジスタT12を介して有機EL素子4に電流Ielが供給されるため、有機EL素子4は発光している。
時点tm2〜tm3にこのような動作が行われるが、時点tm3〜tm4、時点tm4〜tm5も同様の動作が行われる。即ち例えば1フレーム内の1水平期間(tm1〜tm2)において映像信号電位Vsの書込が行われた後は、そのフレーム内の後続する各水平期間でランプ信号によって時点tm2〜tm3と同様の動作が行われることになる。
なお、駆動トランジスタT12は線形領域で動作しておりスイッチング素子として用いられているため、駆動トランジスタT12がオンしている期間は、電源Vccと有機EL素子4のアノードが直結されており、いわゆる定電圧駆動となっている。
At time tm2, the scanning pulse of the scanning line WS is set to a high potential, and the sampling transistor T1 is cut off. At this time tm2, the voltage Vcs given from the line LVcs to the capacitor Cs is a ramp signal that increases in time from the reference potential Vref to the maximum potential Vr. The cycle of the ramp signal is sufficiently shorter than one frame and is usually set to one horizontal period.
At this time, due to the capacitive coupling of the capacitor Cs, the potential of the node NA, that is, the gate voltage of the driving transistor T12 increases from the signal voltage Vs to Vs + Vr as the voltage Vcs due to the ramp signal increases. During this voltage increase period, the potential of the node NA reaches the cut-off voltage (threshold voltage Vth) of the drive transistor T12 at a certain point in time. Then, the drive transistor T12 is cut off, and the supply of the current Iel to the organic EL element 4 is stopped.
Up to that point, that is, while the drive transistor T12 is conducting, the current Iel is supplied to the organic EL element 4 through the drive transistor T12, so that the organic EL element 4 emits light.
Such an operation is performed at time points tm2 to tm3, but similar operations are performed at time points tm3 to tm4 and time points tm4 to tm5. That is, for example, after the video signal potential Vs is written in one horizontal period (tm1 to tm2) in one frame, the same operation as that at the time tm2 to tm3 is performed by the ramp signal in each subsequent horizontal period in the frame. Will be done.
Since the drive transistor T12 operates in a linear region and is used as a switching element, the power source Vcc and the anode of the organic EL element 4 are directly connected during the period in which the drive transistor T12 is on. It is voltage driven.

ここで、駆動トランジスタT12がオンしている時間Tonは、ランプ信号波形が直線的に増加するとして、以下の式で表現される。
Ton=(Vth/Vr)・Th+(Vcc−Vs)/Vr・Th ・・・(式1)
但しVthは駆動トランジスタT12の閾値電圧、Vrは電圧Vcs振幅、Vccは電源電圧、Vsは映像信号電位、Thは一水平期間の周期を表す。
駆動トランジスタT12がオンしている時間Tonは、有機EL素子4が発光する期間であり、つまり有機EL素子4は、例えば1水平期間(1H)内において、ノードNAに与えられる映像信号電圧Vsに応じた時間だけ発光することになる。このように有機EL素子4が映像信号電圧Vsに応じた時間だけ発光することで階調制御される。
Here, the time Ton during which the driving transistor T12 is on is expressed by the following equation assuming that the ramp signal waveform increases linearly.
Ton = (Vth / Vr) · Th + (Vcc−Vs) / Vr · Th (Equation 1)
However, Vth is the threshold voltage of the drive transistor T12, Vr is the amplitude of the voltage Vcs, Vcc is the power supply voltage, Vs is the video signal potential, and Th is the period of one horizontal period.
The time Ton during which the drive transistor T12 is on is a period during which the organic EL element 4 emits light. In other words, the organic EL element 4 has, for example, the video signal voltage Vs applied to the node NA within one horizontal period (1H). It emits light for a time that depends on it. In this way, gradation control is performed by the organic EL element 4 emitting light for a time corresponding to the video signal voltage Vs.

ところで一般にトランジスタの閾値電圧Vthは経時変動する。
ここで、閾値電圧Vthが±ΔVthだけ変動すると、
Ton=((Vth±ΔVth)/Vr)・Th+(Vcc−Vs)/Vr・Th
・・・(式2)
となり、駆動トランジスタT12のオン時間Tonが変動してしまう。
ところが、MOSトランジスタの閾値電圧変動ΔVthは±10mV程度であることから、ランプ信号振幅Vrを十分大きく、例えば1V程度にすることで、閾値電圧変動ΔVthを、その1%程度に抑え込むことが可能であり、実用上問題無い。つまりオン時間Tonが閾値電圧変動ΔVthによって大きく影響うけるものとはならない。
また、オン時間Tonにより階調制御しているので、ランプ信号振幅Vrを大きく設定すれば、各画素での駆動トランジスタT12の特性バラツキ起因による階調ズレや面内ザラツキを抑制できる。さらに、ランプ信号の周期が一水平周期と高速であるので、フリッカも無い。
In general, the threshold voltage Vth of a transistor varies with time.
Here, when the threshold voltage Vth varies by ± ΔVth,
Ton = ((Vth ± ΔVth) / Vr) · Th + (Vcc−Vs) / Vr · Th
... (Formula 2)
Thus, the on-time Ton of the driving transistor T12 varies.
However, since the threshold voltage fluctuation ΔVth of the MOS transistor is about ± 10 mV, the threshold voltage fluctuation ΔVth can be suppressed to about 1% by setting the ramp signal amplitude Vr sufficiently large, for example, about 1 V. Yes, no problem in practical use. That is, the on-time Ton is not greatly affected by the threshold voltage fluctuation ΔVth.
Further, since gradation control is performed by the on time Ton, if the ramp signal amplitude Vr is set to be large, gradation deviation and in-plane roughness due to characteristic variations of the drive transistor T12 in each pixel can be suppressed. Further, since the cycle of the ramp signal is as high as one horizontal cycle, there is no flicker.

しかしながら、図8のような従来回路では、発光時には有機EL素子4に定電圧が印加される。
一般に有機EL素子を駆動する際、定電流駆動のほうが定電圧駆動に比較して、有機EL寿命が長い。これを図10を用いて説明する。
図10(a)は有機ELの電流−電圧特性(I−V曲線)を示し、図10(b)は電流−輝度特性(I−L曲線)を示している。
まず図10(a)のI−V曲線であるが、初期の特性は実線のようになるが、経時劣化により破線のようになる。すると、初期には、電圧Voで電流Ioであったものが、経時劣化でΔIだけ電流が低下する。すなわち、ある定電圧Voで駆動した場合には、ΔIだけ電流が劣化する。
次に図10(b)のI−L曲線を見ると、初期の特性は実線のようになるが、経時劣化により破線のようになる。すると、定電流駆動している場合には、初期の<A>点から<B>点までの経時劣化で収まるが、定電圧駆動の場合には図10(a)に見られたようにΔIだけ電流が劣化するので、I−L劣化は<C>点まで進み、劣化度合いが大きい。
このことから、有機EL表示装置の長寿命化のためには定電流駆動が望ましいものとなるが、図18で示した従来回路では定電流駆動は不可能である。
However, in the conventional circuit as shown in FIG. 8, a constant voltage is applied to the organic EL element 4 during light emission.
In general, when driving an organic EL element, constant current driving has a longer organic EL lifetime than constant voltage driving. This will be described with reference to FIG.
FIG. 10A shows the current-voltage characteristic (IV curve) of the organic EL, and FIG. 10B shows the current-luminance characteristic (IL curve).
First, the IV curve in FIG. 10A is shown by a solid line in the initial characteristic, but becomes a broken line due to deterioration over time. Then, in the initial stage, the voltage Vo is the current Io, but the current decreases by ΔI due to deterioration over time. That is, when driven by a certain constant voltage Vo, the current deteriorates by ΔI.
Next, when looking at the IL curve in FIG. 10B, the initial characteristic becomes a solid line, but becomes a broken line due to deterioration over time. Then, in the case of constant current driving, the deterioration with time from the initial point <A> to the point <B> falls, but in the case of constant voltage driving, ΔI as seen in FIG. Since the current deteriorates only, the IL deterioration proceeds to the point <C>, and the degree of deterioration is large.
Therefore, constant current driving is desirable for extending the life of the organic EL display device, but constant current driving is not possible with the conventional circuit shown in FIG.

また、上記特許文献1には、図11のような回路技術も提案されている。即ち、図8の回路構成において、カソード電圧Vkの異常からの駆動トランジスタT12の保護のために、図11のとおり、有機EL素子4と並列に、ダイオード接続されたP型トランジスタT13(保護ダイオード)を設置する。
ところが実駆動の際には、この保護ダイオードT13の特性から、無効電流ImによりEL電流Ielが変化してしまう。この無効電流Imを十分小さくするには、保護ダイオードT13を駆動時の有機EL素子4の抵抗より高い抵抗となるように設定する必要があり、このためチャネル長を大きくする必要があるなど、微細化には向かない。
また、この図11の画素回路も図8と同様の定電圧駆動のため、保護用ダイオードT13のソース・ドレイン間にはVcc−Vkの電圧が印加されるため、低耐圧プロセスを用いることは出来ない。
Further, in the above Patent Document 1, a circuit technique as shown in FIG. 11 is also proposed. That is, in the circuit configuration of FIG. 8, in order to protect the drive transistor T12 from an abnormality in the cathode voltage Vk, as shown in FIG. 11, a diode-connected P-type transistor T13 (protection diode) in parallel with the organic EL element 4 is used. Is installed.
However, during actual driving, the EL current Iel changes due to the reactive current Im due to the characteristics of the protection diode T13. In order to make this reactive current Im sufficiently small, it is necessary to set the protection diode T13 to have a resistance higher than that of the organic EL element 4 during driving. For this reason, it is necessary to increase the channel length. It is not suitable for conversion.
Also, since the pixel circuit of FIG. 11 is driven at a constant voltage similar to that of FIG. 8, a voltage of Vcc-Vk is applied between the source and drain of the protective diode T13, so that a low breakdown voltage process can be used. Absent.

本発明はこれらの事情に鑑み、少ない素子数の有機EL素子のアクティブマトリクス型の画素回路において、長寿命化を実現するとともに、低耐圧MOSプロセスによる微細画素を実現し、高精細な有機EL表示装置を提供できるようにすることを目的とする。   In view of these circumstances, the present invention realizes a long life in an active matrix type pixel circuit of an organic EL element with a small number of elements, realizes a fine pixel by a low breakdown voltage MOS process, and achieves a high definition organic EL display. An object is to be able to provide a device.

本発明の電源投入方法は、次の表示装置にかかる電源投入方法である。即ち表示装置は、信号線と走査線が交差する部分に形成される画素回路がマトリクス状に配置されて成り、各画素回路は、有機エレクトロルミネッセンス素子が、MOSプロセスにより形成された第1,第2,第3のトランジスタ及び容量を有する回路により発光駆動される構成とされている。そして上記第1のトランジスタのゲートが上記走査線が接続され、上記第1のトランジスタのソース/ドレインの一方が上記信号線に、他方が上記容量の一端と上記第3のトランジスタのゲートとに接続され、上記容量の他端には時間的に増減するランプ信号が印加され、上記第2のトランジスタのゲートはバイアス電源に接続され、上記第2のトランジスタのソース/ドレインの一方が正電源に、他方が上記第3のトランジスタに接続され、上記第3のトランジスタのソース/ドレインの一方が固定電位に、他方が上記第2のトランジスタに接続され、上記第2,第3のトランジスタの接続点が、上記有機エレクトロルミネッセンス素子のアノード電極に接続され、上記有機エレクトロルミネッセンス素子のカソード電極がカソード電位に接続された構成である。この構成において、上記第1のトランジスタは、上記走査線から供給される走査パルスに応じて導通され、導通時に、上記信号線からの信号値が上記容量に書き込まれ、上記第2のトランジスタが定電流源として動作するように上記バイアス電源が設定され、上記第3のトランジスタの非導通期間に、上記第2のトランジスタによる定電流が上記有機エレクトロルミネッセンス素子に流れて発光が行われる。
このような表示装置の電源投入方法として、上記第1,第2,第3のトランジスタを全て非導通とする第1のステップと、上記第1のトランジスタを導通させるとともに、上記信号線の電位を、上記第3のトランジスタが導通状態となる電位に確定させる第2のステップと、上記第3のトランジスタに接続された固定電位を立ち上げる第3のステップと、上記第2のトランジスタのゲートに与える上記バイアス電源を、上記第2のトランジスタが導通状態となる所定電圧に設定する第4のステップと、上記第2のトランジスタに接続された上記正電源を所定電圧に立ち上げる第5のステップとを実行する。
また、上記第1、第2、第3、第4,第5のステップによる電源投入のための期間は、1フレーム期間長以内であるとする。
また、上記画素回路に対しては、電源投入後の通常動作時において、上記ランプ信号として、1フレーム周期より十分短い周期で増減を繰り返す信号が印加され、上記第3のトランジスタが、上記ランプ信号と、上記容量に書き込まれた信号値とによるゲート電圧によりスイッチングされることで、上記有機エレクトロルミネッセンス素子への定電流印加期間が制御される。
The power-on method of the present invention is a power-on method for the following display device. In other words, the display device includes pixel circuits formed at portions where signal lines and scanning lines intersect, and each pixel circuit includes first and first organic electroluminescence elements formed by a MOS process. The light emission is driven by a circuit having second and third transistors and a capacitor. The gate of the first transistor is connected to the scanning line, one of the source / drain of the first transistor is connected to the signal line, and the other is connected to one end of the capacitor and the gate of the third transistor. A ramp signal that increases or decreases in time is applied to the other end of the capacitor, the gate of the second transistor is connected to a bias power source, and one of the source / drain of the second transistor is a positive power source, The other is connected to the third transistor, one of the source / drain of the third transistor is connected to a fixed potential, the other is connected to the second transistor, and the connection point of the second and third transistors is Connected to the anode electrode of the organic electroluminescence element, and the cathode electrode of the organic electroluminescence element is at the cathode potential. It is a connection configuration. In this configuration, the first transistor is turned on in response to a scan pulse supplied from the scan line, and when it is turned on, a signal value from the signal line is written to the capacitor, and the second transistor is defined. The bias power supply is set so as to operate as a current source, and during the non-conduction period of the third transistor, a constant current from the second transistor flows through the organic electroluminescence element to emit light.
As a method for powering on such a display device, the first step of making all the first, second, and third transistors non-conductive, the first transistor being made conductive, and the potential of the signal line being A second step of determining the potential at which the third transistor becomes conductive; a third step of raising a fixed potential connected to the third transistor; and applying the third transistor to the gate of the second transistor. A fourth step of setting the bias power source to a predetermined voltage at which the second transistor becomes conductive; and a fifth step of raising the positive power source connected to the second transistor to a predetermined voltage. Execute.
Further, it is assumed that the period for turning on the power in the first, second, third, fourth, and fifth steps is within one frame period length.
In addition, to the pixel circuit, a signal that repeatedly increases and decreases in a period sufficiently shorter than one frame period is applied as the ramp signal during normal operation after power-on, and the third transistor is connected to the ramp signal. And a constant voltage application period to the organic electroluminescence element is controlled by switching with the gate voltage based on the signal value written in the capacitor.

このような本発明では、MOSプロセスを用いて形成される画素回路において、第2のトランジスタを定電流源とし、第3のトランジスタと並列に接続された有機EL素子に対して、第3のトランジスタの非導通期間に定電流を印加して有機EL薄膜を発光させる。
第3のトランジスタが、上記容量に書き込まれた信号値と上記ランプ信号とによるゲート電圧によりスイッチングされることで、信号値に応じた期間、有機EL薄膜が発光される。つまり映像信号値に応じて階調制御が行われて表示動作が行われる。
そしてこの画素回路において、電源投入時のシーケンスを最適化することで、低耐圧MOSプロセスによる微細画素を実現し、高精細な有機EL表示装置を提供するものである。
上述したように、有機EL素子では、発光のために4〜6V程度のアノード・カソード間電圧を印加しなければならず、このため画素回路における各素子は6V耐圧とされる。ところが有機EL素子の閾値電圧は3V程度であり、通常動作時の第2,第3のトランジスタの必要なソース・ドレイン耐圧は、アノード電源電圧の半分程度となるため、6V耐圧は必要ではない。つまり通常駆動時の耐圧だけを考慮した場合には、より低耐圧のプロセスを用いることが可能である。換言すれば、画素回路素子に対する電源投入時における印加電圧を考慮すれば、低耐圧プロセスで画素回路を構成することが可能となる。
In the present invention, in the pixel circuit formed using the MOS process, the second transistor is a constant current source, and the third transistor is compared with the organic EL element connected in parallel with the third transistor. A constant current is applied during the non-conduction period to cause the organic EL thin film to emit light.
The third transistor is switched by the gate voltage based on the signal value written in the capacitor and the ramp signal, so that the organic EL thin film emits light for a period corresponding to the signal value. That is, gradation control is performed according to the video signal value, and the display operation is performed.
In this pixel circuit, by optimizing the power-on sequence, a fine pixel is realized by a low breakdown voltage MOS process, and a high-definition organic EL display device is provided.
As described above, in the organic EL element, an anode-cathode voltage of about 4 to 6 V must be applied for light emission, and each element in the pixel circuit has a withstand voltage of 6 V. However, the threshold voltage of the organic EL element is about 3V, and the necessary source / drain withstand voltage of the second and third transistors at the time of normal operation is about half of the anode power supply voltage. That is, when considering only the withstand voltage during normal driving, it is possible to use a process with a lower withstand voltage. In other words, the pixel circuit can be configured by a low withstand voltage process in consideration of the voltage applied to the pixel circuit element when the power is turned on.

本発明にかかる有機EL表示装置では、そのMOSプロセスで形成された画素回路において、直流バイアスで制御される定電流源トランジスタ(第2のトランジスタ)で生成される電流を信号値(アナログ映像信号電位)と時間的に増減するランプ信号を用いて、駆動トランジスタ(第3のトランジスタ)を制御することでトランジスタ特性バラツキの影響を受けづらい定電流パルス幅変調を行う。このようにして定電流駆動での有機EL薄膜の発光動作を行うことで、少素子の画素回路構成において長寿命化が実現でき、またトランジスタ特性バラツキの影響を受けにくいことや、少素子の画素回路構成により、高精細かつ高画質化に有利なものとなる。
そしてこの画素回路の電源投入方法として、上記第1,第2,第3,第4,第5のステップの動作を実行して電源投入方法を行うことで、例えば電源電圧を6Vとしても、画素回路内の第2,第3のトランジスタのソース・ドレイン間には、最大でその半分程度の電圧しかかからない。このため、これらの素子は例えば3V耐圧程度とすれば十分となる。つまり本発明によって電源投入シーケンスを最適化することで、第2,第3のトランジスタを低耐圧MOSプロセスにより形成することができ、微細画素の形成を可能とし、高精細な有機EL表示装置を提供することができる。
In the organic EL display device according to the present invention, in a pixel circuit formed by the MOS process, a current generated by a constant current source transistor (second transistor) controlled by a DC bias is converted into a signal value (analog video signal potential). ) And a ramp signal that increases and decreases with time, and the drive transistor (third transistor) is controlled to perform constant current pulse width modulation that is not easily affected by variations in transistor characteristics. By performing the light emitting operation of the organic EL thin film by constant current driving in this way, it is possible to realize a long life in a pixel circuit configuration with a small number of elements, and it is difficult to be affected by variations in transistor characteristics. The circuit configuration is advantageous for high definition and high image quality.
As a power-on method for the pixel circuit, the power-on method is performed by performing the operations of the first, second, third, fourth, and fifth steps. Only half of the maximum voltage is applied between the source and drain of the second and third transistors in the circuit. For this reason, it is sufficient for these elements to have a breakdown voltage of about 3 V, for example. In other words, by optimizing the power-on sequence according to the present invention, the second and third transistors can be formed by a low breakdown voltage MOS process, and fine pixels can be formed, thereby providing a high-definition organic EL display device. can do.

以下、本発明の実施の形態としての電源投入方法を説明する。
ここではまず、表示装置構成、画素回路構成、及び、通常の発光駆動時の画素回路の動作を説明し、その後、電源投入方法を説明する。
Hereinafter, a power-on method as an embodiment of the present invention will be described.
Here, the display device configuration, the pixel circuit configuration, and the operation of the pixel circuit during normal light emission driving will be described first, and then the power-on method will be described.

図1に実施の形態の表示装置の構成を示す。本例の表示装置では、画素アレイ1としてカラー画素ユニットGSがm行×n列のマトリクス状に配列されている。
1つのカラー画素ユニットは、R(赤)画素回路10R、B(青)画素回路10B、G(緑)画素回路10Gから構成される。そしてこのようなカラー画素ユニットGS11〜GSnmがマトリクス状に配列される。図では画素アレイ1における4隅のカラー画素ユニットGS11、GS1n、GSm1、GSnmのみを示し、他は省略している。
FIG. 1 shows a configuration of a display device according to an embodiment. In the display device of this example, color pixel units GS are arranged in a matrix of m rows × n columns as the pixel array 1.
One color pixel unit includes an R (red) pixel circuit 10R, a B (blue) pixel circuit 10B, and a G (green) pixel circuit 10G. Such color pixel units GS11 to GSnm are arranged in a matrix. In the figure, only the color pixel units GS11, GS1n, GSm1, and GSnm at the four corners in the pixel array 1 are shown, and the others are omitted.

このような画素アレイ1に対して、映像信号線駆動回路2,走査線駆動回路3が設けられる。
映像信号線駆動回路2には、水平クロックHCK、水平スタート信号HST、及び映像信号(Video)が入力される。映像信号線駆動回路2はこれらの信号に基づいて、画素アレイ1の各列に対して配設された映像信号線SIGに対して、各水平期間毎に映像信号を与える。
映像信号線SIGとしては、列方向に並ぶR画素回路10Rに対する映像信号線SIG−R、列方向に並ぶB画素回路10Bに対する映像信号線SIG−B、列方向に並ぶG画素回路10Gに対する映像信号線SIG−Gが設けられる。カラー画素ユニットGSはn列であるため、画素アレイ1に対して、映像信号線SIG−R(1)〜SIG−R(n)、SIG−B(1)〜SIG−B(n)、SIG−G(1)〜SIG−G(n)が設けられることになり、映像信号線駆動回路2は、これらの映像信号線SIGに対してそれぞれ1水平期間毎に、列方向の各画素に応じたR映像信号、B映像信号、G映像信号を印加する。
A video signal line driving circuit 2 and a scanning line driving circuit 3 are provided for such a pixel array 1.
A horizontal clock HCK, a horizontal start signal HST, and a video signal (Video) are input to the video signal line driving circuit 2. Based on these signals, the video signal line driving circuit 2 gives video signals to the video signal lines SIG arranged for the respective columns of the pixel array 1 every horizontal period.
The video signal line SIG includes a video signal line SIG-R for the R pixel circuit 10R aligned in the column direction, a video signal line SIG-B for the B pixel circuit 10B aligned in the column direction, and a video signal for the G pixel circuit 10G aligned in the column direction. A line SIG-G is provided. Since the color pixel unit GS has n columns, the video signal lines SIG-R (1) to SIG-R (n), SIG-B (1) to SIG-B (n), SIG are connected to the pixel array 1. -G (1) to SIG-G (n) are provided, and the video signal line driving circuit 2 responds to each pixel in the column direction for each video signal line SIG every horizontal period. R video signal, B video signal, and G video signal are applied.

走査線駆動回路3には、垂直走査クロックVCK、垂直スタート信号VST、ランプ信号、及び基準電圧Vrefが与えられる。ランプ信号は、例えば1水平期間の周期で電圧値が0から最大値に増加する鋸歯状波信号とされる。
走査線駆動回路3はこれらの信号に基づいて、画素アレイ1の各行に対して配設された走査線WSに対して走査パルスを与え、また電圧印加線LVcsを駆動する。
画素アレイ1はm行の画素が構成されることから、走査線WSとしては走査線WS(1)〜WS(m)が設けられ、また電圧印加線LVcs(1)〜LVcs(m)が設けられる。走査線駆動回路3は、1フレーム期間内において、1水平期間毎に走査線WS(1)〜WS(m)を順次選択する走査パルスを印加する。
各画素回路10(10R、10B、10G)には、それぞれ対応する行の走査線WSからの走査パルスと、電圧印加線LVcsからの電圧Vcsが与えられる。
The scanning line driving circuit 3 is supplied with a vertical scanning clock VCK, a vertical start signal VST, a ramp signal, and a reference voltage Vref. The ramp signal is, for example, a sawtooth wave signal whose voltage value increases from 0 to the maximum value in a period of one horizontal period.
Based on these signals, the scanning line driving circuit 3 applies a scanning pulse to the scanning lines WS provided for each row of the pixel array 1 and drives the voltage application line LVcs.
Since the pixel array 1 includes m rows of pixels, the scanning lines WS (1) to WS (m) are provided as the scanning lines WS, and the voltage application lines LVcs (1) to LVcs (m) are provided. It is done. The scanning line driving circuit 3 applies a scanning pulse for sequentially selecting the scanning lines WS (1) to WS (m) for each horizontal period within one frame period.
Each pixel circuit 10 (10R, 10B, 10G) is supplied with the scanning pulse from the scanning line WS of the corresponding row and the voltage Vcs from the voltage application line LVcs.

画素アレイ1の各画素回路10(10R、10B、10G)に対しては、電源電圧Vccとカソード電圧Vkが与えられる。
また、画素アレイ1のR画素回路10Rに対してはバイアス電圧VbRが、画素回路10Bに対してはバイアス電圧VbBが、画素回路10Gに対してはバイアス電圧VbGが、それぞれ与えられる。
A power supply voltage Vcc and a cathode voltage Vk are applied to each pixel circuit 10 (10R, 10B, 10G) of the pixel array 1.
Further, a bias voltage VbR is applied to the R pixel circuit 10R of the pixel array 1, a bias voltage VbB is applied to the pixel circuit 10B, and a bias voltage VbG is applied to the pixel circuit 10G.

画素回路10の構成を図2に示す。
この画素回路10はMOSプロセスで生成される回路であり、有機EL素子4を駆動する回路が、N型のサンプリングトランジスタT1、P型の電流源トランジスタT2、N型の駆動トランジスタT3としての3つのトランジスタと、1つの容量Csで形成されている。
サンプリングトランジスタT1は、そのゲートが映像信号取り込み制御のための走査線WSに接続される。またドレインには映像信号線SIGが接続され、ソースは容量Csの一端と駆動トランジスタT3のゲートに接続される。駆動トランジスタT3のゲートノードをノードNAとして示している。
容量Csの他端には、電圧印加線LVcsが接続され、図1の走査線駆動回路3により電圧Vcsが印加される。
電流源トランジスタT2のソースには電源Vccのラインが接続され、ゲートには電流調整用バイアス電源Vbのラインが接続される。またドレインは駆動トランジスタT3のドレインおよび有機EL素子4のアノードと接続される。電流源トランジスタT2と駆動トランジスタT3と有機EL素子4の接続点をノードNBとして示す。
駆動トランジスタT3のソースは固定電位Vloのラインが接続される。有機EL素子4のカソードにはカソード電源Vkのラインが接続される。
電流源トランジスタT2は、飽和領域で動作するように設定されており定電流Ioを流す。バイアス電位Vbは電流Ioが、駆動する有機EL素子4で必要とされる電流値となるように設定される。例えば、輝度200nitを得るのに5nA必要なら、Io=5nAと設定する。
この画素回路10では、駆動トランジスタT3と有機EL素子4は並列とされている。従って、駆動トランジスタT3がオフとされる期間、定電流Ioが、有機EL素子4に電流Ielとして流れ、有機EL素子4が発光することになる。駆動トランジスタT3がオンである期間は定電流Ioは、電流Itとして固定電位VIo側に流れ込むことになる。
The configuration of the pixel circuit 10 is shown in FIG.
This pixel circuit 10 is a circuit generated by a MOS process, and there are three circuits for driving the organic EL element 4 as an N-type sampling transistor T1, a P-type current source transistor T2, and an N-type drive transistor T3. It is formed of a transistor and one capacitor Cs.
The gate of the sampling transistor T1 is connected to the scanning line WS for video signal capture control. Further, the video signal line SIG is connected to the drain, and the source is connected to one end of the capacitor Cs and the gate of the driving transistor T3. A gate node of the driving transistor T3 is shown as a node NA.
A voltage application line LVcs is connected to the other end of the capacitor Cs, and the voltage Vcs is applied by the scanning line driving circuit 3 of FIG.
The power source Vcc line is connected to the source of the current source transistor T2, and the current adjusting bias power source Vb line is connected to the gate. The drain is connected to the drain of the driving transistor T3 and the anode of the organic EL element 4. A connection point of the current source transistor T2, the drive transistor T3, and the organic EL element 4 is shown as a node NB.
The line of the fixed potential Vlo is connected to the source of the driving transistor T3. A cathode power source Vk line is connected to the cathode of the organic EL element 4.
The current source transistor T2 is set so as to operate in the saturation region, and flows a constant current Io. The bias potential Vb is set so that the current Io becomes a current value required for the organic EL element 4 to be driven. For example, if 5 nA is required to obtain a luminance of 200 nit, Io = 5 nA is set.
In the pixel circuit 10, the drive transistor T3 and the organic EL element 4 are arranged in parallel. Therefore, during the period when the drive transistor T3 is turned off, the constant current Io flows as the current Iel in the organic EL element 4, and the organic EL element 4 emits light. During the period when the driving transistor T3 is on, the constant current Io flows into the fixed potential VIo side as the current It.

図3により通常の発光駆動時の回路動作を説明する。まず、時点tm1で走査線WSを高電位にすることで、NチャンネルのサンプリングトランジスタT1をオン状態にする。すると映像信号線SIGよりアナログ映像信号電位Vsが容量Csに充電されてノードNAの電位はVsとなる。この時点tm1〜tm2の映像信号の書込期間、つまりサンプリングトランジスタT1がオン状態の間は、電圧印加線LVcsからの電圧Vcsは基準電位Vref(例えばグランドレベル)に固定される。   The circuit operation during normal light emission driving will be described with reference to FIG. First, the scanning line WS is set to a high potential at time tm1, thereby turning on the N-channel sampling transistor T1. Then, the analog video signal potential Vs is charged to the capacitor Cs from the video signal line SIG, and the potential of the node NA becomes Vs. During this video signal writing period from tm1 to tm2, that is, while the sampling transistor T1 is in the ON state, the voltage Vcs from the voltage application line LVcs is fixed to the reference potential Vref (for example, the ground level).

時点tm2で走査線WSが低電位になることでサンプリングトランジスタT1がオフとされる。同時に時点tm2から電圧印加線LVcsの電圧Vcsは、電圧値を基準電圧VrefからVrまで時間的に増加させるランプ信号電圧とする。このランプ信号の周期は、1フレーム期間より十分短く設定する。例えば、1水平周期(1H)が適当である。
電圧Vcsの増加に伴い、ノードNAの電位は容量Csの電荷保持により、信号電位VsからVs+Vrまで上昇する。この間において、ノードNAの電位が駆動トランジスタT3の閾値電圧Vthに到達すると、駆動トランジスタT3が導通される。この導通時点までは、電流源トランジスタT2とバイアス電位Vbにより決定される定電流Ioが有機EL素子4に流れる。駆動トランジスタT3が導通した後は、駆動トランジスタT3の導通時のオン抵抗は有機EL素子4のオン抵抗よりも十分小さいため、電流源トランジスタT2より供給される電流Ioは、駆動トランジスタT3を介して固定電位Vloに流れ込み、有機EL素子4へは、殆ど流れないことになる。
時点tm2〜tm3にこのような動作が行われるが、時点tm3〜tm4、時点tm4〜tm5も同様の動作が行われる。即ち例えば1フレーム内の1水平期間(tm1〜tm2)において映像信号電位Vsの書込が行われた後は、1フレーム期間内で後続する各水平期間に、ランプ信号による電圧Vcsの時間的増加に応じて時点tm2〜tm3と同様の動作が行われることになる。
The sampling transistor T1 is turned off when the scanning line WS becomes low potential at time tm2. At the same time, the voltage Vcs of the voltage application line LVcs from time tm2 is a ramp signal voltage that increases the voltage value from the reference voltage Vref to Vr over time. The cycle of this ramp signal is set to be sufficiently shorter than one frame period. For example, one horizontal period (1H) is appropriate.
As the voltage Vcs increases, the potential of the node NA rises from the signal potential Vs to Vs + Vr due to the charge retention of the capacitor Cs. During this time, when the potential of the node NA reaches the threshold voltage Vth of the drive transistor T3, the drive transistor T3 is turned on. Until this conduction point, the constant current Io determined by the current source transistor T2 and the bias potential Vb flows through the organic EL element 4. After the drive transistor T3 is turned on, the on-resistance when the drive transistor T3 is turned on is sufficiently smaller than the on-resistance of the organic EL element 4, so that the current Io supplied from the current source transistor T2 passes through the drive transistor T3. It flows into the fixed potential Vlo and hardly flows into the organic EL element 4.
Such an operation is performed at time points tm2 to tm3, but similar operations are performed at time points tm3 to tm4 and time points tm4 to tm5. That is, for example, after the video signal potential Vs is written in one horizontal period (tm1 to tm2) in one frame, the voltage Vcs due to the ramp signal increases with time in each subsequent horizontal period in one frame period. Accordingly, the same operation as at the time points tm2 to tm3 is performed.

ここで、駆動トランジスタT3がオフとされて有機EL素子4に電流が流れている時間Tonは、
Ton=(Vth/Vr)・Th+(Vlo−Vs)/Vr・Th・・・(式3)
となる。ただしVthは駆動トランジスタT3の閾値電圧、Vrはランプ振幅、Thはランプ信号周期、Vloは駆動トランジスタT3のソース電圧、Vsは映像信号電圧である。
そしてこの時間Tonは、電圧Vr、即ちランプ信号振幅が十分大きければ、駆動トランジスタT3の閾値電圧Vthの変動には、ほとんど左右されない。
つまり、MOSトランジスタの閾値電圧変動ΔVthは±10mV程度であることから、ランプ信号振幅Vrを十分大きく、例えば1V程度にすることで、閾値電圧変動ΔVthを、その1%程度に抑え込むことが可能であり、オン時間Tonが閾値電圧変動ΔVthによって大きく影響うけるものとはならない。
結局、人間が視認する明るさYは、
Y=Io・Ton
となり、階調はTonで制御される。
そしてこのようにオン時間Tonで階調制御しているので、ランプ信号振幅Vrを大きく設定すれば、各画素での駆動トランジスタT3の特性バラツキ起因による階調ズレや面内ザラツキを抑制できる。さらに、ランプ信号の周期が一水平周期と高速であるので、フリッカも無い。
Here, the time Ton when the driving transistor T3 is turned off and the current flows through the organic EL element 4 is:
Ton = (Vth / Vr) · Th + (Vlo−Vs) / Vr · Th (Expression 3)
It becomes. However, Vth is the threshold voltage of the drive transistor T3, Vr is the ramp amplitude, Th is the ramp signal period, Vlo is the source voltage of the drive transistor T3, and Vs is the video signal voltage.
The time Ton is hardly influenced by the fluctuation of the threshold voltage Vth of the driving transistor T3 if the voltage Vr, that is, the ramp signal amplitude is sufficiently large.
That is, since the threshold voltage variation ΔVth of the MOS transistor is about ± 10 mV, the threshold voltage variation ΔVth can be suppressed to about 1% by setting the ramp signal amplitude Vr sufficiently large, for example, about 1V. Yes, the on-time Ton is not greatly affected by the threshold voltage fluctuation ΔVth.
After all, the brightness Y that humans can see is
Y = Io ・ Ton
Thus, the gradation is controlled by Ton.
Since gradation control is performed with the on-time Ton in this way, if the ramp signal amplitude Vr is set large, gradation deviation and in-plane roughness due to characteristic variations of the drive transistor T3 in each pixel can be suppressed. Further, since the cycle of the ramp signal is as high as one horizontal cycle, there is no flicker.

そしてこの画素回路10の場合、有機EL素子4は発光期間中、定電流Ioにより駆動されるので、劣化は定電圧駆動する場合に比べて小さいものとできる。つまり先に述べた図10に沿っていえば、初期に図10(b)の<A>点の輝度が得られていたときに、経時劣化によっては輝度は<B>点までしか下がらず、<C>点まで劣化してしまう従来の画素回路に比べて劣化の度合いが小さい。これによって長寿命化が実現される。   In the case of the pixel circuit 10, the organic EL element 4 is driven by the constant current Io during the light emission period, so that the deterioration can be made smaller than that in the case of the constant voltage drive. That is, according to FIG. 10 described above, when the luminance at the point <A> in FIG. 10B is obtained in the initial stage, the luminance decreases only to the point <B> depending on the deterioration over time. The degree of deterioration is small as compared with a conventional pixel circuit that deteriorates to C> point. This realizes a long life.

ところで、図2では1つの画素回路10のみについて示したが、図1で述べたように1つのカラー画素ユニットGSは、R画素回路10R、B画素回路10B、G画素回路10Gから成る。
各画素回路10R、10B、10Gは、それぞれ有機EL素子4に対して定電流駆動を行うわけであるが、図1の構成からわかるように、バイアス電圧Vbは、それぞれR、B、Gに対して個別に設定される。即ちR画素回路10Rではバイアス電圧VbRが設定されて定電流Ioの値が決められる。B画素回路10Bではバイアス電圧VbBが設定されて定電流Ioの値が決められる。G画素回路10Gではバイアス電圧VbGが設定されて定電流Ioの値が決められる。
このように色毎にバイアス電位を設定することで、カラー表示の際のホワイトバランス調整でピーク電流を設定できる。従って、ホワイトバランス調整でトランジスタサイズを調整することなく、外部からの調整を直流電位で設定できることになるため、映像信号のダイナミックレンジを色毎に設定する必要がなく、外部回路を簡略化できる。
また、チップ間トランジスタ特性バラツキによる補正も外部バイアス電源電位を変更することで容易に対応できる。
また発光効率や色の見え方は、R、B、G各色で異なるが、それに応じた調整もバイアス電圧VbR、VbB、VbGの設定で可能となる。さらには有機EL素子4としての薄膜の材料などによっても発光効率が変動するが、それに対する調整も可能である。
2 shows only one pixel circuit 10, but as described in FIG. 1, one color pixel unit GS includes an R pixel circuit 10R, a B pixel circuit 10B, and a G pixel circuit 10G.
Each of the pixel circuits 10R, 10B, and 10G performs constant current driving on the organic EL element 4, but as can be seen from the configuration of FIG. 1, the bias voltage Vb is applied to R, B, and G, respectively. Are set individually. That is, in the R pixel circuit 10R, the bias voltage VbR is set and the value of the constant current Io is determined. In the B pixel circuit 10B, the bias voltage VbB is set to determine the value of the constant current Io. In the G pixel circuit 10G, the bias voltage VbG is set to determine the value of the constant current Io.
By setting the bias potential for each color in this way, the peak current can be set by white balance adjustment during color display. Therefore, external adjustment can be set with a DC potential without adjusting the transistor size by white balance adjustment, so that it is not necessary to set the dynamic range of the video signal for each color, and the external circuit can be simplified.
Further, correction due to variations in transistor characteristics between chips can be easily handled by changing the external bias power supply potential.
The luminous efficiency and the color appearance differ for each of the R, B, and G colors, but adjustments corresponding to the colors can be made by setting the bias voltages VbR, VbB, and VbG. Furthermore, although the light emission efficiency varies depending on the material of the thin film as the organic EL element 4, it is possible to adjust it.

以上の説明からわかるように、本例の有機EL表示装置では、そのMOSプロセスで形成された画素回路10において、直流バイアスで制御される電流源トランジスタT2で生成される電流Ioを映像信号値とランプ信号を用いて、駆動トランジスタをスイッチング制御することで、トランジスタ特性バラツキの影響を受けづらい定電流パルス幅変調を行う。このようにして定電流駆動での有機EL薄膜の発光動作を行うことで、少素子の画素回路構成において長寿命化が実現でき、またトランジスタ特性バラツキの影響を受けにくいことや、少素子の画素回路構成により、高精細かつ高画質化に有利なものとなる。   As can be seen from the above description, in the organic EL display device of this example, in the pixel circuit 10 formed by the MOS process, the current Io generated by the current source transistor T2 controlled by the DC bias is used as the video signal value. By using the ramp signal to perform switching control of the driving transistor, constant current pulse width modulation is performed which is not easily affected by variations in transistor characteristics. By performing the light emitting operation of the organic EL thin film by constant current driving in this way, it is possible to realize a long life in a pixel circuit configuration with a small number of elements, and it is difficult to be affected by variations in transistor characteristics. The circuit configuration is advantageous for high definition and high image quality.

以下、この画素回路10における電源投入方法を説明するが、まず各部の電圧設定例を述べる。
画素回路10の通常駆動時の各電圧設定としては、
電源電圧Vcc=6V、
カソード電圧Vk=0V、
固定電位Vlo=3V、
バイアス電位Vb=5.2V、
走査線WSの走査パルス電圧範囲:0〜6V、
信号線SIGの映像信号電圧範囲:2.0〜4.6V、
電圧Vcsの電圧範囲:0〜3V、
である。
Hereinafter, a method of turning on the power in the pixel circuit 10 will be described. First, voltage setting examples of each unit will be described.
As each voltage setting during normal driving of the pixel circuit 10,
Power supply voltage Vcc = 6V,
Cathode voltage Vk = 0V,
Fixed potential Vlo = 3V,
Bias potential Vb = 5.2V,
Scanning pulse voltage range of the scanning line WS: 0-6V,
Video signal voltage range of the signal line SIG: 2.0 to 4.6 V,
Voltage range of voltage Vcs: 0-3V,
It is.

このような電圧設定で、図3で述べた通常動作時について考えると、ノードNAの電圧範囲は5.0〜7.6V、ノードNBの電圧範囲は3〜4.2Vとなり、各トランジスタT1,T2,T3の最大ソース・ドレイン間電圧は、
サンプリングトランジスタT1・・・5.6V、
電流源トランジスタT2・・・3V、
駆動トランジスタT3・・・1.2V
となる。
つまり通常動作時においては、電源電圧=6Vであっても、電流源トランジスタT2と駆動トランジスタT3はソース・ドレイン間電位差が3Vを超えない。このことは、電源投入時にソース・ドレイン間電位差が3Vを超えないようにすれば、これら電流源トランジスタT2と駆動トランジスタT3について低耐圧プロセス、例えば3V耐圧プロセスを適用できることを意味する。
Considering the normal operation described with reference to FIG. 3 with such a voltage setting, the voltage range of the node NA is 5.0 to 7.6 V, the voltage range of the node NB is 3 to 4.2 V, and each transistor T1, The maximum source-drain voltage of T2 and T3 is
Sampling transistor T1... 5.6V,
Current source transistor T2 3V,
Drive transistor T3 ... 1.2V
It becomes.
That is, during normal operation, even if the power supply voltage is 6V, the source-drain potential difference between the current source transistor T2 and the drive transistor T3 does not exceed 3V. This means that a low breakdown voltage process, such as a 3V breakdown voltage process, can be applied to the current source transistor T2 and the drive transistor T3 if the potential difference between the source and drain does not exceed 3V when the power is turned on.

そこで本例では、以下のように電源投入を行う。
図4には、本例の電源投入シーケンスによる電源投入時の電源電圧Vcc、カソード電圧Vk、固定電位VIo、電圧Vcs、バイアス電圧Vb、走査線WS、映像信号線SIGの電圧状態を示している。
時点tm0で電源投入が開始される。この電源投入時点で、まず各電位を、電源電圧Vcc=0V、カソード電圧Vk=0V、固定電位Vlo=0V、バイアス電圧Vb=6V、走査線WS=0V、信号線SIG=2V、電圧Vcs=0Vとする。この場合、各トランジスタT1、T2、T3はカットオフ状態となる。
そして時点tm0〜tm1の期間に、走査線WSを6Vまで上昇させる。これによってサンプリングトランジスタT1は導通する。
この時点tm1までの期間、走査線WS以外は電圧を変化させない。この時点tm1までの期間の各トランジスタT1,T2,T3のソース・ドレイン間電位差は、
サンプリングトランジスタT1:0V、
電流源トランジスタT2:0V、
駆動トランジスタT3:0V、
である。
Therefore, in this example, power is turned on as follows.
FIG. 4 shows voltage states of the power supply voltage Vcc, the cathode voltage Vk, the fixed potential VIo, the voltage Vcs, the bias voltage Vb, the scanning line WS, and the video signal line SIG when the power is turned on according to the power-on sequence of this example. .
Power on is started at time tm0. At the time of turning on the power, first, the respective potentials are set to the power supply voltage Vcc = 0V, the cathode voltage Vk = 0V, the fixed potential Vlo = 0V, the bias voltage Vb = 6V, the scanning line WS = 0V, the signal line SIG = 2V, and the voltage Vcs =. 0V. In this case, the transistors T1, T2, and T3 are cut off.
Then, the scanning line WS is raised to 6V during the period from the time point tm0 to tm1. As a result, the sampling transistor T1 becomes conductive.
During the period up to this time tm1, the voltage is not changed except for the scanning line WS. The potential difference between the source and drain of each of the transistors T1, T2, T3 during the period up to the time tm1 is
Sampling transistor T1: 0V,
Current source transistor T2: 0V,
Drive transistor T3: 0V,
It is.

次に時点tm1〜tm2の期間に、信号線SIGを4.6Vまで上昇させる。上昇された信号線SIGの電位は容量Csに書き込まれる。この期間では信号線SIG以外は電圧を変化させない。この時点tm1〜tm2の期間のソース・ドレイン間電位差は、
サンプリングトランジスタT1:0V、
電流源トランジスタT2:0V、
駆動トランジスタT3:0V、
である。
Next, the signal line SIG is raised to 4.6 V during the period from the time point tm1 to tm2. The raised potential of the signal line SIG is written into the capacitor Cs. During this period, the voltage is not changed except for the signal line SIG. The potential difference between the source and the drain during the period from time tm1 to tm2 is
Sampling transistor T1: 0V,
Current source transistor T2: 0V,
Drive transistor T3: 0V,
It is.

時点tm2〜tm3の期間では、走査線WSを0Vとすることで、サンプリングトランジスタT1をカットオフ状態にし、容量Csの両端間の電位差を保持する。
さらに時点tm3〜tm4の期間では、固定電位VIo=3V、電圧Vcs=3Vとする。この時点tm4までの期間では、サンプリングトランジスタT1がカットオフしているので、電圧Vcsの3Vへの上昇に伴いノードNAの電位も上昇し、NA=7.6V(=4.6V+3V)となる。この時点tm3〜tm4の期間での各トランジスタのソース・ドレイン間電位は、
サンプリングトランジスタT1:3V、
電流源トランジスタT2:3V、
駆動トランジスタT3:3V、
となる。
In the period from the time point tm2 to tm3, the scanning line WS is set to 0 V, so that the sampling transistor T1 is cut off and the potential difference between both ends of the capacitor Cs is held.
Further, in the period from the time point tm3 to tm4, the fixed potential VIo = 3V and the voltage Vcs = 3V. In the period up to the time point tm4, the sampling transistor T1 is cut off, so that the potential of the node NA rises as the voltage Vcs rises to 3V, and becomes NA = 7.6V (= 4.6V + 3V). At this time tm3 to tm4, the source-drain potential of each transistor is
Sampling transistor T1: 3V,
Current source transistor T2: 3V,
Drive transistor T3: 3V,
It becomes.

次に時点tm4〜tm5の期間に、バイアス電圧Vbを0Vとする。この期間の各トランジスタのソース・ドレイン間電位は、
サンプリングトランジスタT1:3V、
電流源トランジスタT2:3V、
駆動トランジスタT3:3V、
となる。
Next, the bias voltage Vb is set to 0 V in the period from the time point tm4 to tm5. The potential between the source and drain of each transistor during this period is
Sampling transistor T1: 3V,
Current source transistor T2: 3V,
Drive transistor T3: 3V,
It becomes.

最後に時点tm5〜tm6の期間で、電源電圧Vccを6Vまで上昇させる。この状態では、サンプリングトランジスタT1はカットオフ状態、電流源トランジスタT2は定電流動作、駆動トランジスタT3はオン状態となっているので、各トランジスタのソース・ドレイン間電位差は、
サンプリングトランジスタT1:3V、
電流源トランジスタT2:0V、
駆動トランジスタT3:3V、
となる。
Finally, the power supply voltage Vcc is raised to 6V in the period from time tm5 to tm6. In this state, the sampling transistor T1 is in a cut-off state, the current source transistor T2 is in a constant current operation, and the drive transistor T3 is in an on state. Therefore, the potential difference between the source and drain of each transistor is
Sampling transistor T1: 3V,
Current source transistor T2: 0V,
Drive transistor T3: 3V,
It becomes.

以上のように本例の電源投入シーケンスでは、まず初期時点で走査線WSは0Vであり、トランジスタT1,T2,T3が全て非導通(カットオフ)の状態とされる(第1のステップ)。なお、カソード電圧Vk=0Vである。
次に、時点tm1までの期間に、サンプリングトランジスタT1を導通させるとともに、サンプリングトランジスタT1が導通した状態で時点tm2までの期間に信号線SIGの電位を4.6Vまで上昇させる。つまり信号線SIGの電位を駆動トランジスタT3が導通状態となる電位に確定させる(第2のステップ)。
次に、時点tm3〜tm4において、駆動トランジスタT3の接続された固定電位VIoを3Vに立ち上げる(第3のステップ)。
次に、時点tm4〜tm5に、電流源トランジスタT2のゲートに与えるバイアス電圧Vbを5.2Vとし、電流源トランジスタT2が導通状態となるようにする(第4のステップ)。
そして最後に、時点tm5〜tm6において、電流源トランジスタT2に接続された電源電圧Vccを所定電圧、つまり6Vに立ち上げる(第5のステップ)。
なお、このような第1〜第5のステップでの電源投入シーケンス期間は、1フレーム期間長以内で実行される。例えば時点tm0〜tm6の期間長が1フレーム期間長とされる。
As described above, in the power-on sequence of this example, first, the scanning line WS is 0 V at the initial time, and the transistors T1, T2, and T3 are all in a non-conductive (cut-off) state (first step). The cathode voltage Vk = 0V.
Next, the sampling transistor T1 is turned on during the period up to the time point tm1, and the potential of the signal line SIG is raised to 4.6 V during the period up to the time point tm2 while the sampling transistor T1 is turned on. That is, the potential of the signal line SIG is determined to be a potential at which the drive transistor T3 becomes conductive (second step).
Next, at time points tm3 to tm4, the fixed potential VIo to which the driving transistor T3 is connected is raised to 3V (third step).
Next, from time tm4 to tm5, the bias voltage Vb applied to the gate of the current source transistor T2 is set to 5.2 V so that the current source transistor T2 becomes conductive (fourth step).
Finally, at time points tm5 to tm6, the power supply voltage Vcc connected to the current source transistor T2 is raised to a predetermined voltage, that is, 6 V (fifth step).
The power-on sequence period in the first to fifth steps is executed within one frame period length. For example, the period length of the time points tm0 to tm6 is set to one frame period length.

このような第1〜第5のステップが実行される電源投入シーケンスによれば、各ステップの期間において、各トランジスタT1,T2,T3のソース・ドレイン間電位が3Vを越えることはない。
そして上述したように、通常動作時においては、電流源トランジスタT2と駆動トランジスタT3の最大ソース・ドレイン間電圧は、3V以内である。
したがって、電源投入時のソース・ドレイン間電圧も合わせて考えると、電流源トランジスタT2と駆動トランジスタT3については、3V耐圧プロセスを適用でき、画素面積を縮小することが可能である。これによって、より微細な画素を構成することが可能となる。
According to the power-on sequence in which the first to fifth steps are executed, the source-drain potentials of the transistors T1, T2, and T3 do not exceed 3V during each step.
As described above, during normal operation, the maximum source-drain voltage of the current source transistor T2 and the drive transistor T3 is within 3V.
Therefore, when considering the source-drain voltage when the power is turned on, a 3V breakdown voltage process can be applied to the current source transistor T2 and the driving transistor T3, and the pixel area can be reduced. This makes it possible to configure a finer pixel.

図2の画素回路10は、MOSプロセスにより形成される。この画素回路10を実現するレイアウト図を図5(a)(b)に示し、また有機EL画素回路の断面構造例を図6に模式的に示す。
まず図6でMOSプロセスで形成される画素回路10の構造を述べる。なお、この図6はあくまで一般的なモデルとしての層構造の参考図であり、図2の回路を実現する図5のレイアウトに対応するものではない。
The pixel circuit 10 in FIG. 2 is formed by a MOS process. A layout diagram for realizing the pixel circuit 10 is shown in FIGS. 5A and 5B, and a cross-sectional structure example of the organic EL pixel circuit is schematically shown in FIG.
First, the structure of the pixel circuit 10 formed by the MOS process will be described with reference to FIG. Note that FIG. 6 is a reference diagram of the layer structure as a general model, and does not correspond to the layout of FIG. 5 for realizing the circuit of FIG.

既に公知であるように、MOSプロセスでは結晶珪素基板(シリコンウエハ)上に不純物添加、拡散を行い、ポリシリコン膜、酸化膜、層間絶縁膜等を成膜していくことでトランジスタを形成し、また素子間の配線のためのアルミまたは銅などによる金属配線膜を生成して所要の回路を構成する。
有機EL画素回路の場合、例えば図6に示すようにトランジスタTa,Tb,Tc及び容量Csが形成されるとともに、3層に金属配線膜(第1金属配線膜MT1,第2金属配線膜MT2、第3金属配線膜MT3)が形成される。各層の間はコンタクトとして層間プラグCTが形成されて電気的に接続される。
そして最上層としてアノード電極41,EL薄膜42,カソード電極43が蒸着形成される。
図2の画素回路10の場合、電流源トランジスタT2と駆動トランジスタT3の接続点であるノードNBが有機EL素子4のアノードに接続されるが、このためには例えば図6のトランジスタTcの部分において示すように、所定の領域から層間プラグCTや金属配線膜MT1,MT2,MT3を介してアノード電極41に接続されることになる。
As already known, in the MOS process, impurities are added and diffused on a crystalline silicon substrate (silicon wafer) to form a transistor by forming a polysilicon film, an oxide film, an interlayer insulating film, etc. Further, a metal wiring film made of aluminum or copper for wiring between elements is generated to constitute a required circuit.
In the case of an organic EL pixel circuit, for example, as shown in FIG. 6, transistors Ta, Tb, Tc and a capacitor Cs are formed, and a metal wiring film (first metal wiring film MT1, second metal wiring film MT2, A third metal wiring film MT3) is formed. An interlayer plug CT is formed as a contact between the layers and is electrically connected.
Then, an anode electrode 41, an EL thin film 42, and a cathode electrode 43 are deposited as the uppermost layer.
In the pixel circuit 10 of FIG. 2, the node NB, which is a connection point between the current source transistor T2 and the drive transistor T3, is connected to the anode of the organic EL element 4. For this purpose, for example, in the transistor Tc portion of FIG. As shown, it is connected from a predetermined region to the anode electrode 41 via the interlayer plug CT and the metal wiring films MT1, MT2, MT3.

この図6は、あくまで模式的に層構造を示したものであるが、図2の画素回路10に対応したレイアウト例は図5(a)(b)のようになる。
なお、図5(a)は、電流源トランジスタT2と駆動トランジスタT3を6V耐圧とした場合、図5(b)は、電流源トランジスタT2と駆動トランジスタT3を3V耐圧とした場合のレイアウト例である。
図5(a)(b)においては実線で各素子の構造領域を示し、破線で第1金属配線膜MT1を、一点鎖線で第2金属配線膜MT2を、点線で第3金属配線膜MT3を示している。また層間プラグ(コンタクト)CTとしての上下層のコンタクト部分を「○」で示している。
6 schematically shows a layer structure to the last, but a layout example corresponding to the pixel circuit 10 of FIG. 2 is as shown in FIGS.
5A shows a layout example when the current source transistor T2 and the drive transistor T3 have a withstand voltage of 6V, and FIG. 5B shows a layout example when the current source transistor T2 and the drive transistor T3 have a withstand voltage of 3V. .
In FIGS. 5A and 5B, the solid region indicates the structure region of each element, the broken line indicates the first metal wiring film MT1, the dashed-dotted line indicates the second metal wiring film MT2, and the dotted line indicates the third metal wiring film MT3. Show. Also, the upper and lower contact portions as the interlayer plug (contact) CT are indicated by “◯”.

図5(a)と図5(b)は、どちらも図2の回路に対応するものであり、各素子の接続構成は同様で、以下のようになっている。
まず図5(a)(b)のそれぞれにおいて、実線で示すように、サンプリングトランジスタT1、電流源トランジスタT2、駆動トランジスタT3、容量Csが形成される。
また破線で示す第1金属配線膜MT1により、映像信号線SIGと必要な素子間配線が形成される。また一点鎖線で示す第2金属配線膜MT2により走査線WS、固定電位VIoライン、電圧Vcsのための電圧印加線LVcsが形成される。点線で示す第3金属配線膜MT3によっては電源電圧Vccラインとバイアス電圧Vbラインが形成される。
FIG. 5A and FIG. 5B both correspond to the circuit of FIG. 2, and the connection configuration of each element is the same, and is as follows.
First, in each of FIGS. 5A and 5B, as shown by a solid line, a sampling transistor T1, a current source transistor T2, a drive transistor T3, and a capacitor Cs are formed.
The first metal wiring film MT1 indicated by a broken line forms the video signal line SIG and necessary inter-element wiring. Further, the second metal wiring film MT2 indicated by the alternate long and short dash line forms a scanning line WS, a fixed potential VIo line, and a voltage application line LVcs for the voltage Vcs. A power supply voltage Vcc line and a bias voltage Vb line are formed by the third metal wiring film MT3 indicated by a dotted line.

第1金属配線膜MT1による映像信号線SIGはコンタクトCT12によりサンプリングトランジスタT1のドレイン領域(D)に接続される。
サンプリングトランジスタT1のゲート領域(G)はコンタクトCT11により、第2金属配線膜MT2の走査線WSに接続される。
サンプリングトランジスタT1のソース領域(S)は、コンタクトCT10により第1金属配線膜MT1の配線と接続され、コンタクトCT8により容量Csの一方の電極に接続される。さらに、この容量Csの一方の電極は、駆動トランジスタT3のゲート領域(G)に接続される。
駆動トランジスタT3のソース領域(S)はコンタクトCT9により第2金属配線膜MT2による固定電位VIoラインに接続される。
容量Csの他端は、コンタクトCT7,第1金属配線膜、コンタクトCT6を介して第2金属配線膜MT2による電圧印加線LVcsに接続される。
駆動トランジスタT3のドレイン領域(D)は、コンタクトCT5、第1金属配線膜MT1、コンタクトCT4を介して電流源トランジスタT2のドレイン領域(D)に接続される。なお、このコンタクトCT4またはCT5は、上部層のアノード電極41に接続されることになる。
電流源トランジスタT2のゲート領域(G)は、コンタクトCT3を介して、第3金属配線膜MT3によるバイアス電圧Vbラインに接続される。
電流源トランジスタT2のソース領域(S)は、コンタクトCT2、第1金属配線膜MT1、コンタクトCT1を介して第3金属配線膜MT3による電源電圧Vccラインに接続される。
The video signal line SIG by the first metal wiring film MT1 is connected to the drain region (D) of the sampling transistor T1 by the contact CT12.
The gate region (G) of the sampling transistor T1 is connected to the scanning line WS of the second metal wiring film MT2 by the contact CT11.
The source region (S) of the sampling transistor T1 is connected to the wiring of the first metal wiring film MT1 by the contact CT10, and is connected to one electrode of the capacitor Cs by the contact CT8. Further, one electrode of the capacitor Cs is connected to the gate region (G) of the drive transistor T3.
The source region (S) of the drive transistor T3 is connected to the fixed potential VIo line by the second metal wiring film MT2 through the contact CT9.
The other end of the capacitor Cs is connected to the voltage application line LVcs by the second metal wiring film MT2 through the contact CT7, the first metal wiring film, and the contact CT6.
The drain region (D) of the drive transistor T3 is connected to the drain region (D) of the current source transistor T2 via the contact CT5, the first metal wiring film MT1, and the contact CT4. This contact CT4 or CT5 is connected to the anode electrode 41 in the upper layer.
The gate region (G) of the current source transistor T2 is connected to the bias voltage Vb line by the third metal wiring film MT3 through the contact CT3.
The source region (S) of the current source transistor T2 is connected to the power supply voltage Vcc line by the third metal wiring film MT3 via the contact CT2, the first metal wiring film MT1, and the contact CT1.

例えばこのようなレイアウトで図2の画素回路10を形成できる。
ここで、図5(a)(b)を比較してみる。上記したように、図5(a)は全トランジスタT1,T2,T3を6Vプロセスとしたレイアウトで、図5(b)は電流源トランジスタT2と駆動トランジスタT3を3Vプロセス、サンプリングトランジスタT1を6Vプロセスにしたレイアウトである。
For example, the pixel circuit 10 of FIG. 2 can be formed with such a layout.
Here, FIG. 5A and FIG. 5B will be compared. As described above, FIG. 5A is a layout in which all transistors T1, T2, and T3 are 6V processes, and FIG. 5B is a current source transistor T2 and drive transistor T3 that are 3V processes, and the sampling transistor T1 is 6V processes. This is the layout.

図5(a)の全てのトランジスタT1,T2,T3が6Vプロセスの場合は、トランジスタ耐圧を確保するための最低チャネル長が大きいため、画素面積が大きい。一方、トランジスタT2、T3に3Vプロセスを用いた図5(b)のレイアウトでは、最低チャネル長が小さいので、トランジスタT2,T3のサイズを小さくできる。また、これらのトランジスタサイズが小さく、ゲート容量も小さいので、容量Csの面積も小さくできる。
これらのことから、図示するように同じ回路でも、図5(b)の場合、図5(a)と比較して小さい面積で回路を構成できる。
実際、この図5(b)の例では、図5(a)に比較して約70%の面積で画素を構成でき、微細画素の形成に非常に有利となる。
In the case where all the transistors T1, T2, and T3 in FIG. 5A are 6V processes, the minimum channel length for securing the transistor withstand voltage is large, so the pixel area is large. On the other hand, in the layout of FIG. 5B in which the 3V process is used for the transistors T2 and T3, the minimum channel length is small, so that the sizes of the transistors T2 and T3 can be reduced. In addition, since the transistor size is small and the gate capacitance is small, the area of the capacitance Cs can be reduced.
Therefore, even in the same circuit as shown in the figure, in the case of FIG. 5B, the circuit can be configured with a smaller area compared to FIG. 5A.
In fact, in the example of FIG. 5B, a pixel can be configured with an area of about 70% as compared with FIG. 5A, which is very advantageous for forming fine pixels.

また、このようにトランジスタT2、T3に3Vプロセスを用いて画素を形成した表示パネルは、全トランジスタT1,T2,T3を6Vプロセスとした画素の表示パネルよりも小さくできることはいうまでもなく、例えば1枚のウエハーから取れるパネル数も多く、製造歩留まりの向上や低コスト化が実現できる。
もちろん、例えばビデオカメラ装置のビューファインダなどにも用いられる有機EL表示パネルとしての小型化、高精細化に好適である。
Further, it goes without saying that a display panel in which pixels are formed in the transistors T2 and T3 by using a 3V process can be made smaller than a display panel having pixels in which all the transistors T1, T2, and T3 are 6V processes. The number of panels that can be taken from a single wafer is large, which can improve the manufacturing yield and reduce the cost.
Of course, it is suitable for downsizing and high definition as an organic EL display panel used for a viewfinder of a video camera device, for example.

本発明の実施の形態の表示装置の構成のブロック図である。It is a block diagram of the structure of the display apparatus of embodiment of this invention. 実施の形態の画素回路の回路図である。It is a circuit diagram of a pixel circuit of an embodiment. 実施の形態の通常動作時の動作の説明図である。It is explanatory drawing of the operation | movement at the time of normal operation | movement of embodiment. 実施の形態の電源投入シーケンスの説明図である。It is explanatory drawing of the power-on sequence of embodiment. 実施の形態の画素回路を形成するレイアウトの説明図である。It is explanatory drawing of the layout which forms the pixel circuit of embodiment. 有機EL画素回路の模式的な断面構造の説明図である。It is explanatory drawing of the typical cross-section of an organic EL pixel circuit. 有機EL素子の発光特性の説明図である。It is explanatory drawing of the light emission characteristic of an organic EL element. 従来の画素回路の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional pixel circuit. 従来の画素回路の動作の説明図である。It is explanatory drawing of operation | movement of the conventional pixel circuit. 有機ELの経時劣化の説明図である。It is explanatory drawing of deterioration with time of organic EL. 従来の画素回路の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional pixel circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1 画素アレイ、2 映像信号線駆動回路、3 走査線駆動回路、4 有機EL素子、10 画素回路、10R R画素回路、10B B画素回路、10G G画素回路、Cs 容量、T1 サンプリングトランジスタ、T2 電流源トランジスタ、T3 駆動トランジスタ、SIG 映像信号線、WS 走査線、LVcs 電圧印加線、Vcc 電源電圧、VIo 固定電位、Vk カソード電圧、Vb バイアス電圧   1 pixel array, 2 video signal line drive circuit, 3 scanning line drive circuit, 4 organic EL element, 10 pixel circuit, 10R R pixel circuit, 10BB pixel circuit, 10GG pixel circuit, Cs capacity, T1 sampling transistor, T2 current Source transistor, T3 drive transistor, SIG video signal line, WS scanning line, LVcs voltage application line, Vcc power supply voltage, VIo fixed potential, Vk cathode voltage, Vb bias voltage

Claims (3)

信号線と走査線が交差する部分に形成される画素回路がマトリクス状に配置されて成り、各画素回路は、有機エレクトロルミネッセンス素子が、MOSプロセスにより形成された第1,第2,第3のトランジスタ及び容量を有する回路により発光駆動される構成とされ、
上記第1のトランジスタのゲートが上記走査線が接続され、
上記第1のトランジスタのソース/ドレインの一方が上記信号線に、他方が上記容量の一端と上記第3のトランジスタのゲートとに接続され、
上記容量の他端には時間的に増減するランプ信号が印加され、
上記第2のトランジスタのゲートはバイアス電源に接続され、
上記第2のトランジスタのソース/ドレインの一方が正電源に、他方が上記第3のトランジスタに接続され、
上記第3のトランジスタのソース/ドレインの一方が固定電位に、他方が上記第2のトランジスタに接続され、
上記第2,第3のトランジスタの接続点が、上記有機エレクトロルミネッセンス素子のアノード電極に接続され、
上記有機エレクトロルミネッセンス素子のカソード電極がカソード電位に接続されており、
上記第1のトランジスタは、上記走査線から供給される走査パルスに応じて導通され、導通時に、上記信号線からの信号値が上記容量に書き込まれ、
上記第2のトランジスタが定電流源として動作するように上記バイアス電源が設定され、
上記第3のトランジスタの非導通期間に、上記第2のトランジスタによる定電流が上記有機エレクトロルミネッセンス素子に流れて発光が行われる表示装置の電源投入方法として、
上記第1,第2,第3のトランジスタを全て非導通とする第1のステップと、
上記第1のトランジスタを導通させるとともに、上記信号線の電位を、上記第3のトランジスタが導通状態となる電位に確定させる第2のステップと、
上記第3のトランジスタに接続された固定電位を立ち上げる第3のステップと、
上記第2のトランジスタのゲートに与える上記バイアス電源を、上記第2のトランジスタが導通状態となる所定電圧に設定する第4のステップと、
上記第2のトランジスタに接続された上記正電源を所定電圧に立ち上げる第5のステップと、
を実行することを特徴とした電源投入方法。
Pixel circuits formed at portions where signal lines and scanning lines intersect are arranged in a matrix, and each pixel circuit includes first, second, and third organic electroluminescent elements formed by a MOS process. It is configured to emit light by a circuit having a transistor and a capacitor,
The gate of the first transistor is connected to the scanning line;
One of the source / drain of the first transistor is connected to the signal line, the other is connected to one end of the capacitor and the gate of the third transistor,
A ramp signal that increases or decreases in time is applied to the other end of the capacitor,
The gate of the second transistor is connected to a bias power supply;
One of the source / drain of the second transistor is connected to the positive power supply, and the other is connected to the third transistor,
One of the source / drain of the third transistor is connected to a fixed potential and the other is connected to the second transistor;
The connection point of the second and third transistors is connected to the anode electrode of the organic electroluminescence element,
The cathode electrode of the organic electroluminescence element is connected to the cathode potential,
The first transistor is turned on in response to a scan pulse supplied from the scan line, and when turned on, a signal value from the signal line is written to the capacitor,
The bias power supply is set so that the second transistor operates as a constant current source;
As a method for powering on the display device in which the constant current from the second transistor flows through the organic electroluminescence element during the non-conduction period of the third transistor and light emission is performed,
A first step in which all of the first, second and third transistors are turned off;
A second step of turning on the first transistor and determining the potential of the signal line to a potential at which the third transistor is turned on;
A third step of raising a fixed potential connected to the third transistor;
A fourth step of setting the bias power supplied to the gate of the second transistor to a predetermined voltage at which the second transistor becomes conductive;
A fifth step of raising the positive power supply connected to the second transistor to a predetermined voltage;
The power-on method characterized by performing.
上記第1、第2、第3、第4,第5のステップによる電源投入のための期間は、1フレーム期間長以内であることを特徴とする請求項1に記載の電源投入方法。   2. The power-on method according to claim 1, wherein a period for power-on in the first, second, third, fourth, and fifth steps is within one frame period length. 上記画素回路に対しては、電源投入後の通常動作時において、上記ランプ信号として、1フレーム周期より十分短い周期で増減を繰り返す信号が印加され、
上記第3のトランジスタが、上記ランプ信号と、上記容量に書き込まれた信号値とによるゲート電圧によりスイッチングされることで、上記有機エレクトロルミネッセンス素子への定電流印加期間が制御されることを特徴とする請求項1に記載の電源投入方法。
To the pixel circuit, during normal operation after power-on, a signal that repeatedly increases and decreases in a cycle sufficiently shorter than one frame cycle is applied as the ramp signal.
The third transistor is switched by a gate voltage based on the ramp signal and a signal value written in the capacitor, thereby controlling a constant current application period to the organic electroluminescence element. The power-on method according to claim 1.
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