JP2009101582A - Data signal feeder, light emitting element array and image formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アレイ状に配置されたLED、有機ELや無機EL等の発光素子を駆動するデータ信号供給装置、該データ信号供給装置を用いた発光素子アレイ、該発光素子アレイを用いた画像形成装置及び画像表示装置に関する。 The present invention relates to an LED arranged in an array, a data signal supply device for driving light emitting elements such as organic EL and inorganic EL, a light emitting element array using the data signal supply device, and image formation using the light emitting element array The present invention relates to a device and an image display device.
電子写真プリンタの露光光源として発光ダイオード等を数千個並べた発光素子アレイが用いられている。例えば、GaAsなどの化合物半導体基板上にいくつかのAlGaAs層による素子構造を形成し、それをアレイ化している(特許文献1)。 A light emitting element array in which thousands of light emitting diodes are arranged as an exposure light source of an electrophotographic printer is used. For example, element structures composed of several AlGaAs layers are formed on a compound semiconductor substrate such as GaAs and arrayed (Patent Document 1).
プリンタ用として使用する場合、まず所望の印刷解像度にあわせて発光素子サイズおよび発光素子間隔を決定することが求められる。よって、印刷解像度が高密度になるにつれて発光素子数が多くなり、それにより発光素子サイズ及び発光素子間隔も小さくなる。さらに、プリンタ用光源として使用するためには、この発光素子を個別に駆動させることが求められる。実際には駆動方式に時分割駆動を用いることにより、必要な発光素子の電極数、駆動ICチップ数を減らしてコスト上昇を抑える工夫がなされている。時分割駆動に関する技術については、特許文献2及び3に開示されている。
発光素子アレイを駆動する駆動回路を大面積かつ低コストで作製する場合、結晶Siを用いて回路を作製するよりも、有機材料やアモルファスSiを用いて回路を作製するほうが有利である。 When a driving circuit for driving the light emitting element array is manufactured at a large area and at a low cost, it is more advantageous to manufacture a circuit using an organic material or amorphous Si than to manufacture a circuit using crystalline Si.
しかしながら、時分割駆動で発光素子を駆動する場合は、発光素子を個別に駆動する場合と比べて、一つの発光素子へデータを書き込む時間が短くなる。よって、結晶Siと比べて動作速度の遅い有機材料やアモルファスSiを発光素子アレイの駆動回路に用いた場合、動作速度の速い時分割での書き込みに追従することができないという課題がある。 However, in the case where the light emitting element is driven by time division driving, the time for writing data to one light emitting element is shorter than in the case where the light emitting elements are individually driven. Therefore, when an organic material or amorphous Si whose operation speed is lower than that of crystalline Si is used for the drive circuit of the light emitting element array, there is a problem that writing in time division with high operation speed cannot be followed.
本発明は上記課題を解決するためのもので、その目的は発光素子の駆動回路(データ信号供給装置)に動作速度の遅いTFTを用いた場合でも十分な速度で画像形成ができる回路を提供することである。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a circuit capable of forming an image at a sufficient speed even when a TFT having a low operating speed is used in a light emitting element driving circuit (data signal supply device). That is.
本発明に係るデータ信号供給装置は、スイッチングトランジスタを有し、入力されるデータ信号をサンプリングして負荷回路の駆動には不十分な電圧レベルのデータ信号を保持するサンプルホールド回路と、前記負荷回路に増幅されたデータ信号を供給するために前記サンプルホールド回路に保持されたデータ信号を電圧増幅する増幅回路と、を備えたデータ信号供給回路を少なくとも2つ以上具備する。 A data signal supply device according to the present invention includes a sample-and-hold circuit that has a switching transistor, holds a data signal at a voltage level that is insufficient for driving the load circuit by sampling the input data signal, and the load circuit And at least two data signal supply circuits each including an amplifier circuit that amplifies the voltage of the data signal held in the sample and hold circuit in order to supply the amplified data signal.
前記少なくとも2つ以上の増幅回路の各々は、サンプリング期間の少なくとも2倍以上の積分時間をかけて、前記サンプルホールド回路に保持されたデータ信号を積分することにより、当該保持されたデータ信号の電圧を前記負荷回路の駆動に十分な電圧に昇圧する積分回路を含み、前記複数のデータ信号供給回路のうち、一つの前記データ信号供給回路の前記増幅回路における前記積分時間中に、他の前記データ信号供給回路において前記データ信号をサンプリングすることを特徴とする。 Each of the at least two amplifier circuits integrates the data signal held in the sample and hold circuit over an integration time that is at least twice as long as the sampling period, whereby the voltage of the held data signal is obtained. An integration circuit that boosts the voltage to a voltage sufficient for driving the load circuit, and among the plurality of data signal supply circuits, during the integration time in the amplification circuit of one of the data signal supply circuits, the other data The data signal is sampled in the signal supply circuit.
本発明により、発光素子の駆動回路に動作速度の遅いTFTを用いた場合でも十分な速度で発光素子を駆動することができる。 According to the present invention, a light emitting element can be driven at a sufficient speed even when a TFT having a low operation speed is used in a driving circuit of the light emitting element.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(全体構成)
図1は、時分割駆動のためのLSI(100)とアレイ状に配置された発光素子を駆動する駆動回路であるデータ信号供給装置101と、LED素子102を示した図である。
(overall structure)
FIG. 1 is a diagram showing an LSI (100) for time-division driving, a data
時分割駆動のためのLSI(100)は、発光させるLEDの数に応じた画素信号を出力する必要がある。ここでは、説明を簡単にするために4×4の配線で構成された時分割駆動のためのLSIを示しており、発光させるLEDの数を16個(LED1からLED16)としている。図中の103は4本のクロック配線、104は4本のデータ配線を示している。101はデータ信号供給装置であり、LEDの個数分この回路が設けてある。
The LSI (100) for time division driving needs to output pixel signals corresponding to the number of LEDs to emit light. Here, in order to simplify the description, an LSI for time-division driving composed of 4 × 4 wiring is shown, and the number of LEDs to emit light is 16 (LED1 to LED16). In the figure,
時分割駆動用LSI(100)のクロック配線103とデータ配線104はそれぞれデータ信号供給装置101とつながっている。具体的にはクロック配線φ1は4つのデータ信号供給装置と接続しており、またデータ配線D1も4つのデータ信号供給装置と接続している。例えば、LED1を駆動するデータ信号供給装置は、クロック配線φ1とデータ配線D1と接続している。この様にクロック配線とデータ配線を接続することで、各データ信号供給装置に画素信号を供給することができる。
The
図2を用いて説明すると、クロック配線φ1がONとなっている間、データ信号供給装置にはD1−1、D2−1、D3−1、D4−1の画素信号が供給される。この動作によりLED1からLED4を発光することができる。同様にクロック配線φ2がONとなっている間、データ信号供給装置にはD1−2、D2−2、D3−2、D4−2の画素信号が供給される。この場合は、LED5からLED8を発光することができる。この様にクロック配線をφ1からφ4まで動作させることで、一行分のLEDを発光させることができる。そして、再びクロック配線をφ1からφ4まで動作させることで次の行のLEDを発光させることができる。
Referring to FIG. 2, while the clock wiring φ 1 is ON, the pixel signals of D 1 −1, D 2 −1, D 3 −1, and D 4 −1 are supplied to the data signal supply device. Is done. By this operation, the
時分割駆動用のLSIは比較的動作の速い材料(例えば単結晶Si)で形成されているため、データ信号供給装置には高速にデータが供給される。画素信号を時分割で送るとLSIの出力端子数は少なくてすむが、一行の画像データ書き込みに許される時間(dR)はn分割するとdR/nに短くしなければならなくなる。時間余裕の無い極限の場合を考えるとデータ取得用のクロックパルス幅も1/nに狭くしなければならなくなる。 Since the LSI for time division driving is formed of a material having a relatively fast operation (for example, single crystal Si), data is supplied to the data signal supply device at a high speed. If pixel signals are sent in a time division manner, the number of LSI output terminals can be reduced, but the time allowed for writing image data in one row (d R ) must be reduced to d R / n when divided into n. Considering the extreme case where there is no time margin, the clock pulse width for data acquisition must also be reduced to 1 / n.
しかし、本発明では、データ信号供給装置は比較的動作速度の遅い有機TFTや非単結晶材料からなる活性層を有するTFTで形成されているため、時分割駆動LSIの動作速度に追従することが困難である。また、時分割駆動LSIからのデータ供給時間が短時間であるため、動作速度の遅いTFTでは十分に大きな画素信号を受けることも困難である。本発明では、この様な課題を解決するために高速である時分割駆動LSIからの画素信号をデータ信号供給装置で蓄積・増幅している。 However, in the present invention, since the data signal supply device is formed of an organic TFT having a relatively slow operation speed or a TFT having an active layer made of a non-single crystal material, it can follow the operation speed of the time-division drive LSI. Have difficulty. In addition, since the data supply time from the time division drive LSI is short, it is difficult to receive a sufficiently large pixel signal with a TFT having a low operation speed. In the present invention, in order to solve such a problem, the pixel signal from the high-speed time-division driving LSI is accumulated and amplified by the data signal supply device.
(データ信号供給装置)
次に、本発明に係るデータ信号供給装置に関して図3を用いて説明する。
(Data signal supply device)
Next, a data signal supply apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
本発明に係るデータ信号供給装置は、サンプルホールド回路114と増幅回路115とを備えたデータ信号供給回路113を少なくとも2つ以上具備する。サンプルホールド回路114はスイッチングトランジスタを有し、入力されるデータ信号をサンプリングして負荷回路の駆動には不十分な電圧レベルのデータ信号を保持する。また、増幅回路115は、負荷回路に増幅されたデータ信号を供給するために、サンプルホールド回路114に保持されたデータ信号を電圧増幅する。
The data signal supply apparatus according to the present invention includes at least two data
少なくとも2つ以上の増幅回路の各々は、サンプリング期間の少なくとも2倍以上の積分時間をかけてサンプルホールド回路に保持されたデータ信号を積分することにより、当該保持されたデータ信号の電圧を負荷回路の駆動に十分な電圧に昇圧する。また、少なくとも2つ以上の増幅回路の各々は、複数のデータ信号供給回路のうち、一つのデータ信号供給回路の増幅回路における積分時間中に、他のデータ信号供給回路においてデータ信号をサンプリングする。 Each of the at least two amplification circuits integrates the data signal held in the sample-and-hold circuit over an integration time that is at least twice as long as the sampling period, thereby applying the voltage of the held data signal to the load circuit. The voltage is boosted to a voltage sufficient for driving. Each of the at least two amplification circuits samples the data signal in the other data signal supply circuit during the integration time in the amplification circuit of one data signal supply circuit among the plurality of data signal supply circuits.
本発明に係るサンプルホールド回路114及び増幅回路115の少なくとも1つを構成するトランジスタは、非単結晶半導体からなる活性層を有する薄膜トランジスタ又は有機トランジスタで構成されてもよい。
The transistor constituting at least one of the
図3に示すデータ信号供給装置では、一例として時分割回路からD1−1のデータが供給されている場合を示す。また、この場合は一画素当たり4個の信号を蓄積することができるように構成されている。データの蓄積数に関しては、時分割回路とデータ信号供給装置の動作速度を考慮して決定してもよい。データの蓄積数に関しては任意に設定可能である。 In the data signal supply device shown in FIG. 3, a case where D 1 −1 data is supplied from the time division circuit is shown as an example. In this case, four signals can be accumulated per pixel. The number of stored data may be determined in consideration of the operation speed of the time division circuit and the data signal supply device. The number of accumulated data can be arbitrarily set.
データ信号供給装置にはクロックφ0A、φ1A、φ2A、φ3A、φ0p、φ1p、φ2p、φ3p、φ0B、φ1B、φ2B、φ3Bが供給されるような構成となっている。ここで、φ0A、φ1A、φ2A、φ3Aはスイッチングトランジスタ(Tr0A、Tr1A、Tr2A、Tr3A)を駆動するクロックである。また、φ0p、φ1p、φ2p、φ3pは増幅回路115を駆動するクロック、φ0B、φ1B、φ2B、φ3Bはタイミングスイッチ110を駆動するクロックである。また、各クロックのタイミングチャートを図4に、画素信号D1−1とクロックφ1、φ0A、φ0p、φ0Bのタイミングと、V0A、V0Bの電圧変化を図5に示す。
A configuration in which clocks φ 0A , φ 1A , φ 2A , φ 3A , φ 0p , φ 1p , φ 2p , φ 3p , φ 0B , φ 1B , φ 2B , φ 3B are supplied to the data signal supply device. It has become. Here, φ 0A , φ 1A , φ 2A , and φ 3A are clocks that drive the switching transistors (Tr0A, Tr1A, Tr2A, Tr3A). Further, φ 0p , φ 1p , φ 2p , and φ 3p are clocks that drive the amplifier circuit 115, and φ 0B , φ 1B , φ 2B , and φ 3B are clocks that drive the
(サンプルホールド回路)
次にサンプルホールド回路114について説明する。
(Sample hold circuit)
Next, the
図3において、クロックφ1により選択されD1−1により転送された画素信号は、クロックφ0A、φ1A、φ2A、φ3Aにより図4に示すタイミングで順番にそれぞれスイッチングトランジスタTr0A、Tr1A、Tr2A、Tr3Aをスイッチする。スイッチングトランジスタTr0A、Tr1A、Tr2A、Tr3Aは、それぞれr行目、(r+1)行目、(r+2)行目、(r+3)行目の画素信号を信号蓄積用の容量C1乃至C4に送る。ここで、容量C1乃至C4に蓄積される信号は、負荷回路の駆動には不十分な電圧レベルのデータ信号である。 In FIG. 3, the pixel signals selected by the clock φ 1 and transferred by D 1 −1 are sequentially switched by the switching transistors Tr0A, Tr1A, at the timing shown in FIG. 4 by the clocks φ 0A , φ 1A , φ 2A , φ 3A . Tr2A and Tr3A are switched. The switching transistors Tr0A, Tr1A, Tr2A, Tr3A send the pixel signals of the r-th, (r + 1) -th, (r + 2) -th, and (r + 3) -th to the signal storage capacitors C1 to C4, respectively. Here, the signals accumulated in the capacitors C1 to C4 are data signals having a voltage level that is insufficient for driving the load circuit.
(増幅回路)
次に増幅回路115について説明する。
(Amplification circuit)
Next, the amplifier circuit 115 will be described.
図3において、Tr0Aのソースには信号蓄積用の容量C1が接続されており、その接続点をV0Aで表す。この接続点には更にTr0p1のドレイン端子とTr1のゲート端子がつながれている。Tr1のドレイン端子にはTr0p2が接続されており、Tr0p1とTr0p2のゲート端子はクロックφ0pに接続されている。Tr1のドレイン端子は容量Cp1の一方の端子と接続しており、Tr1のソース端子とCp1の他方の端子はアース電位となっている。ここで、Cp1は独立に容量を設けてもよいし、Tr1の寄生容量であってもよい。この部分が積分回路となる。 In Figure 3, the source of Tr0A has capacitor C1 for signal storage is connected, representing the connection points V 0A. Further, the drain terminal of Tr0p1 and the gate terminal of Tr1 are connected to this connection point. The drain terminal of the Tr1 is connected to Tr0p2, the gate terminals of Tr0p1 and Tr0p2 is connected to the clock phi 0p. The drain terminal of Tr1 is connected to one terminal of the capacitor Cp1, and the source terminal of Tr1 and the other terminal of Cp1 are at ground potential. Here, Cp1 may be provided with a capacitance independently or may be a parasitic capacitance of Tr1. This part becomes an integration circuit.
Tr0p1は容量C1に画素信号が書き込まれる直前、つまり図4、図5に示すφ0AがONになる直前にφ0pをONにしてC1を放電させV0A点の電位を0Vにリセットする。また同じクロックφ0pのタイミングでTr0p2はONされ容量Cp1をプレチャージしV0Bの電位を電源電位(Vcc)にする。 Tr0p1 resets immediately before, i.e. 4, the potential of V 0A point to discharge C1 and the phi 0p to ON just before the phi 0A shown in FIG. 5 becomes ON to 0V the pixel signal is written into the capacitor C1. Also at the timing of the same clock φ 0p Tr0p2 it is the potential of the ON to the capacitance Cp1 precharge and V 0B to the power supply potential (Vcc).
クロックφ1、クロックφ0AでTr10、Tr0AがONされ画素信号(0 or 1のディジタル信号とする)がC1に蓄積される。しかし、この場合、Tr10、Tr0Aは応答速度が十分速くない有機TFTで作製されているため、C1には信号の一部しか蓄積されない。そのため、図5に示すV0Aの電位は信号が1であっても1の電圧レベルまでは高くはならない。この電圧レベルでは発光素子駆動用トランジスタ、TrD1を素早くONさせることはできない。 Tr10 and Tr0A are turned on by the clock φ 1 and the clock φ 0A , and the pixel signal (0 or 1 digital signal) is accumulated in C1. However, in this case, since Tr10 and Tr0A are made of organic TFTs whose response speed is not sufficiently high, only a part of the signal is accumulated in C1. Therefore, the potential of V 0A shown in FIG. 5 does not increase to a voltage level of 1 even if the signal is 1. At this voltage level, the light emitting element driving transistor TrD1 cannot be quickly turned on.
そこで、図5に示すように、V0Aの電位でTr1を不十分ながら(チャンネル抵抗はまだ高い)ONさせ、時間をかけてV0Bの電位をアース電位(0V)にもっていく(この時Tr0p2はOFFになっている)。この場合、V0Bの電位をプレチャージの高電位(Vcc)から0電位に下げるのにある程度の時間がかかるので、この時間を確保できるだけの数のデータ信号供給回路113を設ける必要がある。
Therefore, as shown in FIG. 5, (still high channel resistance) insufficient while the Tr1 at a potential of V 0A was turned ON, bring the potential of V 0B to the ground potential (0V) over time (this time Tr0p2 Is OFF). In this case, since it takes a certain amount of time to lower the potential of V 0B from the precharge high potential (Vcc) to 0 potential, it is necessary to provide as many data signal
尚、図ではCp1のV0B電位ではないほうの端子はアース電位(0V)となっているが、本発明においてはアース電位に限らずV0Bと比べて十分な電位差、すなわち、TrD1をスイッチングするのに十分な電位差であれば、アース電位以外の電位であってもよい。 In the figure, the terminal of Cp1 that is not the V 0B potential is at the ground potential (0V). However, in the present invention, the potential difference is not limited to the ground potential, that is, a sufficient potential difference compared with V 0B , that is, TrD1 is switched. As long as the potential difference is sufficient, a potential other than the ground potential may be used.
以上の動作により、データ信号供給回路は次のような信号をタイミングスイッチへ出力する。 With the above operation, the data signal supply circuit outputs the following signals to the timing switch.
D1−1からの画素信号が1(ON)の場合は、C1に画素信号が書き込まれるためCp1にプレチャージされたV0Bは電源電位(Vcc)よりも低電位になる。よって、この場合はタイミングスイッチに0の信号が供給される。 When the pixel signal from D 1 -1 is 1 (ON), the pixel signal is written to C1, and therefore V 0B precharged to Cp1 is lower than the power supply potential (Vcc). Therefore, in this case, a 0 signal is supplied to the timing switch.
逆に、D1−1からの画素信号が0(OFF)の場合は、C1に画素信号が書き込まれないためCp1にプレチャージされたV0Bは電源電位(Vcc)に保たれる。よって、この場合はタイミングスイッチに1の信号が供給される。 Conversely, when the pixel signal from D 1 −1 is 0 (OFF), the pixel signal is not written to C1, and therefore V 0B precharged to Cp1 is kept at the power supply potential (Vcc). Therefore, in this case, a signal of 1 is supplied to the timing switch.
次に、図3の回路におけるTrD1の閾値電圧等の関係について説明する。 Next, the relationship of the threshold voltage of TrD1 in the circuit of FIG. 3 will be described.
増幅用トランジスタにその閾値電圧より大きいオンデータ信号電圧が入力された時の増幅用トランジスタのオンドレイン電流をId(on)とする。また、増幅用トランジスタにその閾値電圧以下のオフデータ信号電圧が入力された時の前記増幅用トランジスタのオフドレイン電流をId(off)とする。また、保持容量をCp1、増幅時間をt、負荷回路のTrD1の動作閾値電圧をVthとする。このとき、増幅されたデータ信号の電圧が、 Let I d (on) be the on-drain current of the amplifying transistor when an on-data signal voltage greater than the threshold voltage is input to the amplifying transistor. The off-drain current of the amplifying transistor when an off-data signal voltage equal to or lower than the threshold voltage is input to the amplifying transistor is defined as I d (off). Further, it is assumed that the storage capacitor is Cp1, the amplification time is t, and the operation threshold voltage of the load circuit TrD1 is Vth. At this time, the voltage of the amplified data signal is
を満たし、且つ、前記増幅用トランジスタに入力されるデータ信号電圧の最大値をVOAMAXとした時に、 And the maximum value of the data signal voltage input to the amplifying transistor is V OAMAX ,
を満足する。そして、本発明のデータ信号供給装置は、複数のデータ信号供給回路のうち、一つのデータ信号提供回路の増幅時間t中に、他のデータ信号供給回路においてデータ信号をサンプルホールドする。 Satisfied. The data signal supply device of the present invention samples and holds the data signal in another data signal supply circuit during the amplification time t of one data signal supply circuit among the plurality of data signal supply circuits.
尚、本発明においては上記機能を実現させるために図3に示す回路を示したが、これ以外の構成であっても本発明の機能を実現する回路であればどのよう回路でもよい。 In the present invention, the circuit shown in FIG. 3 is shown in order to realize the above function. However, any other circuit may be used as long as it is a circuit that realizes the function of the present invention even if it has other configurations.
(タイミングスイッチ)
次にタイミングスイッチ110(Tr0B1、Tr0B2、Tr0B3、Tr0B4)について説明する。
(Timing switch)
Next, the timing switch 110 (Tr0B1, Tr0B2, Tr0B3, Tr0B4) will be described.
本発明に係るデータ信号供給装置で駆動する負荷回路は、増幅回路から出力されたデータ信号に応じてオン又はオフ状態となるスイッチングトランジスタ(タイミングスイッチ)を含む。 The load circuit driven by the data signal supply device according to the present invention includes a switching transistor (timing switch) that is turned on or off in accordance with the data signal output from the amplifier circuit.
タイミングスイッチ110は、各々のデータ信号供給回路113から出力される駆動信号を発光素子102に供給するタイミングを制御する。図3に示す回路のうちr行目のタイミングスイッチについて説明する。
The
タイミングスイッチであるTr0B1のドレイン端子にはCp1が接続されている。Tr0B1のゲート端子にはクロックφ0Bを供給する配線が接続されている。Tr0B1のソース端子には反転入力トランジスタであるTrD1が接続されている。反転入力トランジスタTrD1は入力信号が0の時にONとなり、逆に入力信号が1の時にOFFとなる。r行目以外のタイミングスイッチも同様に接続されている。 Cp1 is connected to the drain terminal of Tr0B1, which is a timing switch. Wiring for supplying the clock phi 0B is connected to the gate terminal of the Tr0B1. The source terminal of Tr0B1 is connected to TrD1, which is an inverting input transistor. The inverting input transistor TrD1 is turned on when the input signal is 0, and is turned off when the input signal is 1. The timing switches other than the r-th row are connected in the same manner.
タイミングスイッチ110の動作について、図5を用いて説明する。r行目のクロックφ0AがONになることで、C1に電荷が蓄積されV0Aの電位が上昇する。これにより、プレチャージされたCp1の電圧V0Bは徐々に低下する。タイミングスイッチTr0B1を動作するクロックφ0Bは、電圧V0Bが十分に低下した後にTr0B1をONにする。図5の場合、r+3行目の画素信号のクロックφ1がONになるタイミングで、タイミングスイッチφ0BをONにする。φ0Bは一定時間ONの状態を保持し、その後Cp1に電荷がプレチャージされるタイミングφ0pの直前にOFFにする。
The operation of the
全てnタイプのトランジスタで本発明に係るデータ信号供給装置を構成した回路を図6に示す。この回路では、Tr1(Tr2からTr4を有する回路についても同様)のドレイン端子とTr0B1のドレイン端子間にトランジスタTr0C1と電源端子を設ける。すなわち、Tr1のドレイン端子とTr0C1のゲート端子を接続し、Tr0C1のドレイン端子とTr0B1のドレイン端子を接続する。また、Tr0C1のドレイン端子には電源電圧Vccが供給可能な構成となっている。 FIG. 6 shows a circuit in which the data signal supply device according to the present invention is composed of all n-type transistors. In this circuit, a transistor Tr0C1 and a power supply terminal are provided between the drain terminal of Tr1 (the same applies to a circuit having Tr2 to Tr4) and the drain terminal of Tr0B1. That is, the drain terminal of Tr1 and the gate terminal of Tr0C1 are connected, and the drain terminal of Tr0C1 and the drain terminal of Tr0B1 are connected. Further, the power supply voltage Vcc can be supplied to the drain terminal of Tr0C1.
この場合の動作について具体的に説明する。Tr0C1のゲート端子にはCp1が接続されている。D1−1からの画素信号が1(ON)の場合は、Cp1にプレチャージされたV0Bは電源電位(Vcc)よりも低電位になる。したがって、このときはTr0C1のゲート端子に十分な電圧が供給されないため、Tr0C1は動作しない。よって、Tr0B1のドレイン端子にはVccが印加される。このとき、タイミングスイッチのクロックφ0Bに信号が供給されることでTr0B1がONとなり、TrE1のゲート端子にVcc(ON信号)が供給される。
The operation in this case will be specifically described. Cp1 is connected to the gate terminal of Tr0C1. When the pixel signal from D 1 -1 is 1 (ON), V 0B precharged to
逆に、D1−1からの画素信号が0(OFF)の場合は、Cp1にプレチャージされたV0Bは電源電位(Vcc)に保たれる。このときはTr0C1のゲート端子に電圧が供給されるため、Tr0C1が動作する。この場合、Tr0C1のドレイン端子はGNDに接続されるため、Tr0B1のドレイン端子の電位は、GNDとなる。よって、タイミングスイッチのクロックφ0Bに信号が供給されてもTrE1のゲート端子に信号が供給されない。 Conversely, when the pixel signal from D 1 −1 is 0 (OFF), V 0B precharged to Cp 1 is kept at the power supply potential (Vcc). At this time, since voltage is supplied to the gate terminal of Tr0C1, Tr0C1 operates. In this case, since the drain terminal of Tr0C1 is connected to GND, the potential of the drain terminal of Tr0B1 is GND. Therefore, even if a signal is supplied to the clock φ0B of the timing switch, no signal is supplied to the gate terminal of TrE1.
(発光素子)
図3では、発光素子であるLED素子(102)が反転入力トランジスタTrD1のドレイン端に接続されている。TrD1のソース端にはLED1を駆動するための電源が接続されている。TrD1のゲート端にはタイミングスイッチTr0B1のソース端が接続されている。
(Light emitting element)
In FIG. 3, the LED element (102) which is a light emitting element is connected to the drain terminal of the inverting input transistor TrD1. A power source for driving the
LED1は、TrD1のゲート端子の信号が0の場合に駆動電流が供給されて発光し、TrD1のゲート端子の信号が1の場合に消灯する。
The
また、図6では、反転入力トランジスタを用いない場合の例を示す。LED1は、D1−1からの画素信号が1(ON)の場合にTrE1がONとなり、駆動電流が供給されて発光する。逆に、D1−1からの画素信号が0(OFF)の場合は、TrE1がOFFとなり、LED1は発光しない。 FIG. 6 shows an example in which an inverting input transistor is not used. When the pixel signal from D 1 −1 is 1 (ON), the LED 1 is turned on, and the drive current is supplied to emit light. Conversely, when the pixel signal from D 1 −1 is 0 (OFF), TrE1 is turned OFF and LED1 does not emit light.
以上の回路では、TrD1を除いてn型TFTを用いた場合、全てn型TFTを用いた場合を示したが、全てp型TFTを用いて作製することもできる。またCMOSと類似のコンプリメンタリ型のTFTを用いることもできる。 In the above circuit, when n-type TFTs are used except for TrD1, all n-type TFTs are used. However, all of them can also be made using p-type TFTs. A complementary TFT similar to a CMOS can also be used.
尚、発光素子は、有機EL素子であってもよい。 The light emitting element may be an organic EL element.
(画像形成装置)
図7は本発明に係る発光素子を利用した画像形成装置の断面図である。図7において矢印方向に回転する円筒状(ドラム)の感光体201が設置される。感光体を一様帯電させる前に、クリーニングブレード206により感光体に付着したトナーを除去し、像消去手段207により前プロセスによる感光状態をクリアする。次に帯電手段202により感光体を一様に帯電させる。
(Image forming device)
FIG. 7 is a cross-sectional view of an image forming apparatus using the light emitting element according to the present invention. In FIG. 7, a cylindrical (drum)
その後、像形成手段203により帯電した感光体の一部を除電することで、感光体201に静電潜像を形成する。続いて現像手段204で静電潜像にトナーを付着させる。次に転写手段205で転写材210に現像された画像を転写する。画像転写された転写材210は転写材搬送装置209で搬送され、像定着手段208により転写トナー像の定着が行われる。
Thereafter, a part of the photosensitive member charged by the
本発明に係る画像形成装置では、感光体201に静電潜像を形成する像形成手段203として、感光体の主走査方向(ドラムの回転軸と平行な方向)に配列した発光素子アレイを用いることができる。発光素子は、主走査方向の画素毎に設けられている。アレイ状に配列した発光素子は、感光体201に静電潜像を形成できる位置に設置されており、発光素子が発光することで帯電した感光体201の一部を除電することができる。また、この発光素子は上述した駆動回路で駆動することができる。
In the image forming apparatus according to the present invention, a light emitting element array arranged in the main scanning direction of the photoconductor (direction parallel to the rotation axis of the drum) is used as the
本発明に係る画像形成装置の他の態様として、像形成手段203にスタイラス(針)を用いることもできる。スタイラスを用いる場合は、スタイラスを主走査方向にアレイ状に配置する。この場合も主走査方向の画素毎にスタイラスを設ける。スタイラスは誘電体材料を含むドラムに静電潜像を形成できる位置に設置されており、スタイラスを用いて帯電したドラムの一部を除電することで静電潜像を形成する。
As another aspect of the image forming apparatus according to the present invention, a stylus (needle) may be used for the
スタイラスを用いてドラムの帯電状態を変化させる方法の一例として次の方法がある。
例えば図3のLED1が設けられている位置(TrD1のドレイン側)にスタイラスを接続する。ここでドラムは負に帯電しているとする。この場合、スタイラスは帯電したドラムの近傍に設置されている。そして、TrD1がスイッチングすることでスタイラスがドラムより高電位のVcc2と接続され、その結果、帯電したドラムのうちの各スタイラスが設置された位置に相当する部分が除電される。このスタイラスを制御する回路に上述した駆動回路を用いることができる。
The following method is an example of a method for changing the charged state of the drum using a stylus.
For example, the stylus is connected to the position where the
以上のように、像形成手段203である発光素子やスタイラスを駆動する回路に本発明に係る駆動回路を用いることで、駆動回路として動作速度の遅いTFTを用いた場合でも十分な速度で画像形成ができる。
As described above, by using the driving circuit according to the present invention for the circuit that drives the light emitting element or stylus that is the
(画像表示装置)
次に本発明に係る駆動回路を画像表示装置に用いる場合について、図8を用いて説明する。
(Image display device)
Next, the case where the drive circuit according to the present invention is used in an image display device will be described with reference to FIG.
図8(a)では、簡単のために発光素子であるLEDを2次元に16×16個配列した場合について説明する。実際に画像表示装置として用いる場合は、画面の解像度分の発光素子を設ける必要がある。 FIG. 8A illustrates a case where 16 × 16 LEDs that are light emitting elements are two-dimensionally arranged for the sake of simplicity. When actually used as an image display device, it is necessary to provide light emitting elements corresponding to the resolution of the screen.
図8(a)において、データ信号供給装置101までは図1の場合と同様である。本発明を画像表示装置として用いる場合は、マトリックス状に配置された発光素子(LED)102の垂直走査方向の発光を制御する垂直走査回路105を設置する。マトリックス状に配置された発光素子102は、データ信号供給装置101と水平走査配線116を介して接続されると共に、垂直走査回路105と垂直走査配線117を介して接続されている。
8A, the processing up to the data signal
また、図8(b)に各発光素子をスイッチングするための具体的な回路例を示す。図8(b)では、発光素子1−1の場合を示すが、他の発光素子でも同様の回路となっている。水平走査配線116はスイッチングトランジスタ1(TFT1)のドレイン端子と接続しており、垂直走査配線117はTFT1のゲート端子と接続している。また、スイッチングトランジスタ2(TFT2)のゲート端子は、TFT1のソース端子と接続しており、TFT2のソース端子は接地してある。また、発光素子102はアノード側が電源Vccと接続しており、また、カソード側はTFT2のドレイン端子と接続している。
FIG. 8B shows a specific circuit example for switching each light emitting element. FIG. 8B shows the case of the light emitting element 1-1, but other light emitting elements have the same circuit. The
図8(b)に示す回路では、水平走査配線116と垂直走査配線117に信号が供給された場合に、TFT1及びTFT2がONとなり発光素子102が発光する。尚、図8(b)に示す回路は、一例であり同様の機能を示す回路であればどのような回路でもよい。
In the circuit shown in FIG. 8B, when a signal is supplied to the
次に、発光素子102の発光タイミングについて説明する。
Next, the light emission timing of the
データ信号供給装置101は発光素子102の水平走査方向の駆動を制御する。また、垂直走査回路105は発光素子の垂直走査方向の駆動を制御する。つまり、各データ信号供給装置101からは、垂直走査方向の画素信号が経時的に供給される。垂直走査回路105は、この垂直走査方向の画素信号を垂直方向に配列された発光素子(例えば、1−1、D2−1、・・・16−1)に供給するタイミングを制御する。
The data signal
図9を用いて具体的に説明する。図9の駆動回路の場合、r行目からr+3行目の4つの画素信号がタイミングスイッチ110により水平走査配線116に供給される。また、図9の画像表示装置では、垂直走査方向に16個の発光素子が設けられている。この場合、垂直走査回路105は、φ0B、φ1B、φ2B、φ3Bのタイミングと同期して発光素子102に垂直走査配線117を介して駆動信号を供給する。つまり、発光素子1−1を発光させる場合は、タイミングスイッチ110のタイミングφ0Bと、垂直走査回路105のタイミングφ0Cを同期させる。これにより、発光素子1−1に対応する水平走査配線116と垂直走査配線117に駆動信号が供給されて、発光素子1−1が発光する。同様に、発光素子2−1を発光させる場合は、タイミングスイッチ110のタイミングφ1Bと、垂直走査回路105のタイミングφ1Cを同期させる。以下同様に、各発光素子とタイミングスイッチのタイミングと垂直回路105のタイミングの組み合わせは次のようになる。すなわち、(LED3−1、φ2B、φ2C)、(LED4−1、φ3B、φ3C)、(LED5−1、φ0B、φ4C)、(LED6−1、φ1B、φ5C)、(LED7−1、φ2B、φ6C)、(LED8−1、φ3B、φ7C)。(LED9−1、φ0B、φ8C)、(LED10−1、φ1B、φ9C)、(LED11−1、φ2B、φ10C)、(LED12−1、φ3B、φ11C)。(LED13−1、φ0B、φ12C)、(LED14−1、φ1B、φ13C)、(LED15−1、φ2B、φ14C)、(LED16−1、φ3B、φ15C)。
This will be specifically described with reference to FIG. In the case of the driving circuit of FIG. 9, four pixel signals from the r-th row to the (r + 3) -th row are supplied to the
尚、垂直走査回路として高速のLSIを用いてもよいが、データ信号供給装置からの画素信号は時分割駆動用LSI(100)よりも十分遅い速度であることから、比較的低速度のトランジスタを用いても十分駆動することができる。このようなトランジスタとしては、有機トランジスタや非単結晶半導体からなる活性層を有する薄膜トランジスタが挙げられる。 Although a high-speed LSI may be used as the vertical scanning circuit, the pixel signal from the data signal supply device is sufficiently slower than the time-division driving LSI (100). Even if it is used, it can be driven sufficiently. Examples of such a transistor include an organic transistor and a thin film transistor having an active layer made of a non-single crystal semiconductor.
以上のような構成により、本発明に係る駆動回路を画像表示装置として用いることができる。 With the configuration as described above, the drive circuit according to the present invention can be used as an image display device.
(素子構成)
図10に、図3に図示した回路で用いた素子(TFT)の構造を示す。図10(a)は、半導体層225がソース電極221及びドレイン電極222の上に形成されており、このような構造はボトムコンタクト型と呼ばれる。図10(b)は、ソース電極221及びドレイン電極222が、半導体層225の上に形成されており、この構造をトップコンタクト型構造と呼ぶ。本発明の駆動回路ではいずれの構成のTFTを用いてもよい。
(Element structure)
FIG. 10 shows the structure of an element (TFT) used in the circuit shown in FIG. In FIG. 10A, the semiconductor layer 225 is formed on the
図10(a)において、基板226にはプラスチック、ガラスなどの絶縁物を用いる。基板226上にゲート電極223を塗布或いは蒸着技術により作製する。ゲート電極223の上にゲート絶縁膜224を形成し、更にその上にパターン化されたソース電極221とドレイン電極222を形成する。そしてその上に半導体層225を形成する。最後にこれを被うようにパシベーション層227を形成する。図10(b)についても同様の製法で作製することができる。半導体層としては有機半導体を使う場合、ペンタセン、ポルフィリン、銅ポルフィルン、ルブレン、オリゴチオフェン、ポリチオフェン、フタロシアニン、銅フタロシアニン、メロシアニン、C60を使用することができる。また、フッ化ペンタセン、フッ化フタロシアニン、PTCDI、フッ化銅フタロシアニンなども使用することができる。
In FIG. 10A, the
また、無機半導体としてはアモルファスシリコン、多結晶シリコン、酸化物半導体(例えばZnO、InGaZnO4、ZnSnInOなど)などを使用する事ができる。ゲート絶縁膜としては有機物ではポリイミド、フェノール樹脂、PMMA、パリレン、無機物ではSiO2などを使用することができる。パシベーション膜としてはパリレン、SiO2などを使うことができる。 As the inorganic semiconductor, amorphous silicon, polycrystalline silicon, an oxide semiconductor (eg, ZnO, InGaZnO 4 , ZnSnInO, or the like) can be used. As the gate insulating film, polyimide, phenol resin, PMMA and parylene can be used for organic materials, and SiO 2 can be used for inorganic materials. Parylene, SiO 2 or the like can be used as the passivation film.
本発明が好適に用いられる、図10に示したTFTの半導体層の移動度の下限は1.0×10−2cm2/Vsで上限は1.0×102cm2/Vsである。 The lower limit of the mobility of the semiconductor layer of the TFT shown in FIG. 10 in which the present invention is preferably used is 1.0 × 10 −2 cm 2 / Vs, and the upper limit is 1.0 × 10 2 cm 2 / Vs.
100 時分割駆動用LSI
101 データ信号供給装置
102 発光素子
103 クロック配線
104 データ配線
105 垂直走査回路
110 タイミングスイッチ
113 データ信号供給回路
114 サンプルホールド回路
115 増幅回路
116 水平走査配線
117 垂直走査配線
201 感光体
202 帯電手段
203 像形成手段
204 現像手段
205 転写手段
206 クリーニングブレード
207 像消去手段
208 像定着手段
209 転写材搬送装置
210 転写材
221 ソース電極
222 ドレイン電極
223 ゲート電極
224 ゲート絶縁膜
225 半導体層
226 基板
227 パッシベーション層
100 Time division drive LSI
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記負荷回路に増幅されたデータ信号を供給するために前記サンプルホールド回路に保持されたデータ信号を電圧増幅する増幅回路と、
を備えたデータ信号供給回路を少なくとも2つ以上具備し、
前記少なくとも2つ以上の増幅回路の各々は、
サンプリング期間の少なくとも2倍以上の積分時間をかけて、前記サンプルホールド回路に保持されたデータ信号を積分することにより、該保持されたデータ信号の電圧を前記負荷回路の駆動に十分な電圧に昇圧する積分回路を含み、
前記複数のデータ信号供給回路のうち、一つの前記データ信号供給回路の前記増幅回路における前記積分時間中に、他の前記データ信号供給回路において前記データ信号をサンプリングする、ことを特徴とするデータ信号供給装置。 A sample-and-hold circuit that has a switching transistor, samples the input data signal, and holds a data signal at a voltage level insufficient for driving the load circuit;
An amplifier circuit that amplifies the voltage of the data signal held in the sample and hold circuit to supply the amplified data signal to the load circuit;
Comprising at least two data signal supply circuits comprising:
Each of the at least two amplifier circuits includes:
By integrating the data signal held in the sample-and-hold circuit over an integration time that is at least twice as long as the sampling period, the voltage of the held data signal is boosted to a voltage sufficient for driving the load circuit. Including an integrating circuit
Among the plurality of data signal supply circuits, the data signal is sampled in another data signal supply circuit during the integration time in the amplifier circuit of one of the data signal supply circuits. Feeding device.
前記増幅用トランジスタにその閾値電圧より大きいオンデータ信号電圧が入力された時の前記増幅用トランジスタのオンドレイン電流をId(on)、
前記増幅用トランジスタにその閾値電圧以下のオフデータ信号電圧が入力された時の前記増幅用トランジスタのオフドレイン電流をId(off)、
前記保持容量をCp1、
前記増幅時間をt、
前記負荷回路のTrD1の動作閾値電圧をVthとした時に、前記増幅されたデータ信号の電圧が、
ことを特徴とするデータ信号供給装置。 2. The circuit according to claim 1, wherein the amplifier circuit that amplifies the data signal held in the sample hold circuit includes an amplifying transistor having a holding capacitor at an output terminal;
I d (on) is an on-drain current of the amplifying transistor when an on-data signal voltage greater than the threshold voltage is input to the amplifying transistor.
The off-drain current of the amplifying transistor when an off-data signal voltage equal to or lower than the threshold voltage is input to the amplifying transistor is I d (off),
The holding capacity is Cp1,
The amplification time is t,
The operation threshold voltage of TrD1 of the load circuit when the V th, the voltage of the amplified data signal,
A data signal supply device.
前記感光体に静電潜像を形成するための請求項5に記載の発光素子アレイと、
を有することを特徴とする画像形成装置。 A photoreceptor,
The light-emitting element array according to claim 5 for forming an electrostatic latent image on the photoconductor,
An image forming apparatus comprising:
前記ドラムの帯電状態を変化させる位置に配置された複数のスタイラスと、
前記スタイラスの電位を変化させる請求項1乃至4のいずれか一項に記載のデータ信号供給装置とを有することを特徴とする画像形成装置。 A drum containing a dielectric material;
A plurality of styluses arranged at positions to change the charged state of the drum;
5. An image forming apparatus comprising: the data signal supply device according to claim 1 that changes a potential of the stylus.
前記発光素子アレイの水平走査方向に並んだ複数の水平走査配線にデータ信号を供給する請求項1乃至4のいずれか一項に記載のデータ信号供給装置と、
前記発光素子アレイを垂直走査方向に走査するための垂直走査回路とを有することを特徴とする画像表示装置。 Two-dimensionally arranged light-emitting element arrays;
The data signal supply device according to any one of claims 1 to 4, wherein a data signal is supplied to a plurality of horizontal scanning lines arranged in a horizontal scanning direction of the light emitting element array;
An image display device comprising: a vertical scanning circuit for scanning the light emitting element array in a vertical scanning direction.
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JP2007275162A JP2009101582A (en) | 2007-10-23 | 2007-10-23 | Data signal feeder, light emitting element array and image formation device |
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KR101368244B1 (en) * | 2011-12-30 | 2014-02-28 | 주식회사 실리콘웍스 | Circuit for sensing threshold voltage of organic light emitting diode display device |
-
2007
- 2007-10-23 JP JP2007275162A patent/JP2009101582A/en active Pending
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