JP2009128601A - 表示装置および集積回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の電源配線をもつ表示装置において、電源の起動順序と電源OFF時の立ち下がり順序による表示装置の誤動作を防止する。
【解決手段】表示装置は、複数の電気光学素子(EL素子)と、電気光学素子を駆動する画素回路とが行方向および列方向にマトリクス状に配置された画像表示部と、画像表示部に第1の電位を供給する第1の電源供給線と、画像表示部に列毎に接続され、画素回路にデータ信号を供給する複数のデータ線と、データ線と交差する複数の走査線と、複数のデータ線を駆動するデータ線駆動回路と、複数の走査線を駆動する走査線駆動回路とを有する。走査線駆動回路は、第2の電源供給線により第2の電位が供給される。第1の電位と第2の電位の電位差に応じて、複数の走査線の電位を第1の電位にする素子(スイッチング素子)を備える。
【選択図】図1
【解決手段】表示装置は、複数の電気光学素子(EL素子)と、電気光学素子を駆動する画素回路とが行方向および列方向にマトリクス状に配置された画像表示部と、画像表示部に第1の電位を供給する第1の電源供給線と、画像表示部に列毎に接続され、画素回路にデータ信号を供給する複数のデータ線と、データ線と交差する複数の走査線と、複数のデータ線を駆動するデータ線駆動回路と、複数の走査線を駆動する走査線駆動回路とを有する。走査線駆動回路は、第2の電源供給線により第2の電位が供給される。第1の電位と第2の電位の電位差に応じて、複数の走査線の電位を第1の電位にする素子(スイッチング素子)を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、表示装置および集積回路に係り、特に電気光学素子をマトリクス状に配置した表示装置に関する。
近年、エレクトロルミネセンス素子(以下、EL素子)を用いた表示装置がCRT(Cathode Ray Tube)やLCD(liquid crystal Display)に替わる表示装置として注目されている。その中でも、素子に流れる電流によって発光輝度が制御される電流制御型の発光素子である有機EL素子の応用開発が活発に行われている。とくに、周辺回路を含んだ有機ELディスプレイでは、表示領域に限らず、周辺回路においても薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)が用いられている。
図5は、従来例の表示装置(有機ELディスプレイ)の全体構成例を示す。同図において、20は、複数のEL素子7と、そのEL素子7を駆動する画素回路6とが行方向および列方向にマトリクス状に配置された画像表示部(表示領域)である。また、21は、画像表示部20に列毎に接続され、画素回路6にデータ信号を供給する複数のデータ線5を駆動するデータ線駆動回路である。さらに、3は、データ線5と交差する複数の走査線2を駆動する走査線駆動回路である。この構成では、画素回路6毎に、各列の走査線2の信号により、各行のデータ線5を介してEL素子7へ供給する電圧、電流、時間等を制御する。こうすることで、EL素子7の輝度を調節し、階調表示を行う。
図4に従来例の表示装置の回路構成図を示す。図4で示した回路構成は、電流設定方式の画素回路を持つ構成であり、これを用いて回路動作を説明する。
図4において、3は走査線駆動回路、4は走査線駆動回路3により駆動される走査線、5はデータ線駆動回路(非図示)により駆動されるデータ線である。また、6は画像表示部を構成する画素回路、7は画素回路6により駆動されるEL素子、9は画素回路6内の保持容量である。さらに、1は画像表示部に第1の電力(電位)V1を供給する第1の電源供給線、2は走査線駆動回路3に第2の電力(電位)V2を供給する第2の電源供給線である。
走査線駆動回路3は、第2の電源供給線2と接地線GNDとの間に直列に接続された1段目のp型及びn型トランジスタTr1、Tr2と、2段目のp型及びn型トランジスタTr3、Tr4とを有する2段のインバータ回路を備える。これにより、走査線駆動回路3は、入力された信号S1に応じて、Low/Highレベルの信号S2を走査線4に出力する。
画素回路6は、駆動トランジスタ(p型TFT)M1と、走査線4の信号に応じてON/OFF動作が制御されるスイッチング素子としてのn型トランジスタ(n型TFT)M2、M3、及びp型トランジスタ(n型TFT)M4とを有する。駆動トランジスタM1は、ソース端子が第1の電源供給線1、ドレイン端子がトランジスタM4のソース−ドレイン端子間を介してEL素子7にそれぞれ接続されている。駆動トランジスタM1のゲート端子と第1の電源供給線1との間には、保持容量9が接続されている。駆動トランジスタM1のゲート端子とドレイン端子との間には、トランジスタM2が配置されている。駆動トランジスタM1のドレイン端子とトランジスタM4との接続点は、トランジスタM3を介してデータ線5に接続されている。
この構成において、画素回路6に電流信号を設定する時、データ線5からEL素子7に入力される電流信号Idataを伝送する。このとき、走査線4の信号S2はHighレベルである。よって、トランジスタM2、M3はON、トランジスタM4はOFFであり、駆動トランジスタM1とEL素子7は非接続の状態であるため、EL素子7には電流は流れない。これにより、入力された電流信号Idataによって、駆動トランジスタM1の電流駆動能力に応じた電圧が、駆動トランジスタM1のゲート端子と第1の電源供給線1に配置された保持容量9に生じる。
次に、走査線4の信号S2がLowレベルになり、トランジスタM2、M3がOFF、トランジスタM4がONになる。保持容量9に保持された電圧に応じた電流が駆動トランジスタM1により生成され、その電流がEL素子7に供給される。これにより、供給された電流Idataに応じた輝度でEL素子7が発光する。
ここで、図4に示した回路構成をもつ表示装置において、電源投入時に画素回路6の第1の電源供給線1、走査線駆動回路3の第2の電源供給線2の順序で電源投入してしまう場合を考える。この場合、第1の電源供給線1が立ち上がっていて、第2の電源供給線2が立ち上がっていない期間、走査線4の信号S2の電位レベルはLowである。よって、トランジスタM2、M3はOFF、トランジスタM4はONである。このとき、保持容量9の両端に不定の電位差があると、その電位差に応じた電流が駆動トランジスタM1により生成される。さらにトランジスタM4はONであるため、駆動トランジスタM1とEL素子7は接続されており、駆動トランジスタM1によって生成された電流がEL素子7に供給されてしまい発光してしまう。
また、電源OFF時に、第2の電源供給線2、第1の電源供給線1の順序でOFFしてしまう場合を考える。この場合、第2の電源供給線2が立ち下がっていて、第1の電源供給線2が立ち下がっていない期間、走査線4の信号S2の電位レベルはLowであり、トランジスタM2、M3がOFF、トランジスタM4はONとなる。このとき、駆動トランジスタM1とEL素子7は接続されているため、保持容量9の両端の電位差に応じた電流が駆動トランジスタM1により生成され、EL素子7に流れてしまう。結果として、EL素子7は、第1の電源供給線1が立ち下がるまでの期間、駆動トランジスタM1で生成された電流に応じた輝度で発光してしまう。
電源起動時の誤動作を防ぐ手段として、特許文献1がある。特許文献1には、電源投入順序をコントロールする電源シーケンス制御手段を備えた表示駆動集積回路が記載されている。
特許第3800826号公報
特許文献1の発明では、電源供給線に電源接続スイッチを設けることで電源シーケンス制御を行う構成である。しかしながら、電流を多く流す電源供給線であると、電源接続スイッチを大きくしてスイッチ自体を低抵抗化する必要があり、回路面積の増大という問題を引き起こす。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、複数の電源供給線を備える表示装置において、簡易な回路構成で、かつ回路面積を増大させることなく、上述のような電源起動時及び電源OFF時の誤動作を防止する表示装置を提供することを目的とする。すなわち、本発明は、電源起動時の電源投入順序によるEL素子の無制御発光等の誤動作と、電源OFF時の立ち下がりの順序によるEL素子の無制御発光等の誤動作を防止することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る表示装置は、複数の電気光学素子と、前記電気光学素子を駆動する画素回路とが行方向および列方向にマトリクス状に配置された画像表示部と、前記画像表示部に第1の電位を供給する第1の電源供給線と、前記画像表示部に列毎に接続され、前記画素回路にデータ信号を供給する複数のデータ線と、前記データ線と交差する複数の走査線と、前記複数のデータ線を駆動するデータ線駆動回路と、前記複数の走査線を駆動する走査線駆動回路と、を有する表示装置において、前記走査線駆動回路は第2の電源供給線により第2の電位が供給され、前記第1の電位と前記第2の電位の電位差に応じて、前記複数の走査線の電位を前記第1の電位にする素子を備えたことを特徴とする。
本発明において、前記素子は、前記第2の電位が前記第1の電位より低電位であるときに前記複数の走査線の電位を前記第1の電位にする構成でもよい。
本発明において、前記素子は、前記第1の電源供給線と前記複数の走査線との間に設けられるスイッチング素子で構成され、前記スイッチング素子は、その制御端子が前記第2の電源供給線に接続する構成でもよい。
また、前記電気光学素子は、エレクトロルミネセンス素子であってもよい。
本発明によると、複数の電源供給線を備える表示装置において、電源起動時の電源投入順序、および電源OFF時の電源立ち下がり順序によらず、EL素子の無制御発光等の誤動作を防止することが可能である。
以下、本発明に係る表示装置を実施するための最良の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
本実施の形態は、電気光学素子として、入力された電流により発光輝度が制御されるEL素子を用いたアクティブマトリクス型表示装置に適用される。すなわち、この表示装置は、EL素子と、EL素子に入力される電流を制御するためのTFT素子から構成された画素回路とを含む画素がマトリクス状に配置された表示領域を有する。また、表示領域の外側に配置される周辺回路として、各列の画素毎に配置され、画素回路に入力される電流を制御するデータ信号をデータ線に出力するデータ線駆動回路と、画素回路に入力される走査信号を走査線に出力する走査線駆動回路と、を有する。
また、画素回路は第1の電源供給線により電力を供給され、走査線駆動回路は第2の電源供給線により電力を供給される。第1の電源供給線と走査線の間にスイッチング素子を設け、スイッチング素子の制御端子は第2の電源供給線に接続される。
本実施の形態によれば、複数の電源供給線を備える表示装置において電源投入の順序および電源立ち下がりの順序によって起きうるEL素子の無制御発光等の誤動作を防止することができる。
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施例について説明する。
図1は、本実施例の電流設定方式の画素回路をもつ表示装置の回路構成の一例である。なお、表示装置の全体構成、すなわちEL素子と画素回路とを行方向および列方向にマトリクス状に配置してなる画像表示部と、その周辺回路を構成する走査線駆動回路及びデータ線駆動回路とについては、図5に示すものと同様であるため、その詳細は省略する。
図1に示す本実施例の表示装置は、図4に示す従来例の表示装置と比べると、第1の電源供給線1と走査線2の間にp型トランジスタ(p型TFT)から成るスイッチング素子8が設けられている点が相違している。スイッチング素子8は、ゲート端子(制御端子)が第2の電源供給線2、ソース端子が第1の電源供給線1、ドレイン端子が走査線2にそれぞれ接続されている。その他の構成は従来例のものと同様であるため、その説明は省略する。
次に、本実施例の動作について説明する。なお、通常時の回路動作については、従来例のものと同じであるため、その説明を省略する。
まず、電源起動時について説明する。
電源起動時には、第1の電源供給線1が起動し、第2の電源供給線2が起動されていない場合、スイッチング素子8がONになり、走査線4の電位レベルが第1の電源供給線1の電位V1になる。このとき、トランジスタM2、M3はON、トランジスタM4はOFFとなる。よって、EL素子7には電流が流れないので、EL素子7の発光は起きない。
また、駆動トランジスタM1は、トランジスタM2がONであるため、ゲート端子とドレイン端子とが接続されたダイオード接続となる。データ線5は電源起動直後であるため、データ線駆動回路(非図示)は動作しておらず、フローティング状態である。よって、駆動トランジスタM1のゲートソース間の電位差VGSは、駆動トランジスタM1のしきい値電圧Vthとなる。これにより、駆動トランジスタM1のドレイン電流は0となり、EL素子7の黒色表示時のVGSに設定できる。
次に、第2の電源供給線2の電位V2が立ち上がりはじめると、第1の電源供給線1と第2の電源供給線2の電位差(V1−V2)が小さくなる。そして、第1の電源供給線1と第2の電源供給線2との電位差がスイッチング素子8のしきい値より小さくなると、スイッチング素子8はオフになる。これにより、走査線4は、第1の電源供給線1と非接続となり、通常の動作が可能となる。
次に、電源OFF時について説明する。
電源OFF時には、第2の電源供給線2、第1の電源供給線1の順序でOFFした時、スイッチング素子8がONとなり、走査線4は第1の電源供給線1に接続される。よって、走査線4の電位はHighレベルとなる。このとき、トランジスタM2、M3がON、トランジスタM4がOFFである。これにより、画素回路6とEL素子7は非接続となり、EL素子7は発光せず、電源OFF時の誤動作が防止できる。
以上説明したように、本実施例では、スイッチング素子8により、第1の電源供給線1側の第1の電位V1と第1の電源供給線2側の第2の電位V2の電位差に応じて、走査線4の信号S2の電位を第1の電位V1にするように構成している。より具体的には、スイッチング素子8により、第2の電位V2が第1の電位V1より低電位であるときに走査線4の電位を第1の電位V1にするように構成している。このため、簡易な回路構成で、かつ回路面積を増大させることなく、電源起動時の電源投入順序、および電源OFF時の電源立ち下がり順序によらず、EL素子の無制御発光等の誤動作を防止することが可能である。
次に、図2を参照して、本発明の第2の実施例について説明する。
図2は、本実施例の走査線が複数ある場合の回路構成の一例である。本実施例の表示装置では、行走査を行う走査線は2本、すなわち第1の走査線4と第2の走査線10とを用いている。
第1の走査線4は、入力された信号S1aに応じて、データ線5より伝送された電流信号dataを画素回路6に設定するための信号S2aをn型トランジスタM2、M3のゲート端子に印加する信号線である。また、第2の走査線10は、入力された信号S1bに応じて、EL素子7の発光を制御するための信号S2bをp型トランジスタM4のゲート端子に印加する信号線である。本実施例では、第1の走査線4と第1の電源供給線1の間と、第2の走査線10と第1の電源供給線1の間とにそれぞれ図1と同様のスイッチング素子8を配置する。2つのスイッチング素子8のゲート端子(制御端子)はともに第2の電源供給線2に接続される。
次に、本実施例の動作について説明する。
まず、電源起動時には、第1の電源供給線1が起動し、第2の電源供給線2が起動されていない場合、スイッチング素子8がONになり、第1の走査線4及び第2の走査線10の電位レベルが第1の電源供給線1の電位V1になる。このとき、トランジスタM2、M3はON、トランジスタM4はOFFとなる。よって、EL素子7には電流が流れないので、EL素子7の発光は起きない。
また、駆動トランジスタM1は、トランジスタM2がONであるため、ゲート端子とドレイン端子とが接続されたダイオード接続となる。データ線5は電源起動直後であるため、データ線駆動回路(非図示)は動作しておらず、フローティング状態である。よって、駆動トランジスタM1のゲートソース間の電位差VGSは、駆動トランジスタM1のしきい値電圧Vthとなる。これにより、駆動トランジスタM1のドレイン電流は0となり、EL素子7の黒色表示時のVGSに設定できる。
次に、データ線5より伝送された電流信号Idataを画素回路6に設定する時、第1の走査線4の信号S2aと第2の走査線10の信号S2bの電位レベルはともにHighであり、トランジスタM2、M3はON、トランジスタM4はOFFである。発光時は、第1の走査線4と第2の走査線10の電位レベルはLowであり、トランジスタM2、M3はOFF、トランジスタM4はONである。よって、駆動トランジスタM1により生成された電流に応じた輝度でEL素子7は発光する。
次に、電源OFF時には、第2の電源供給線2、第1の電源供給線1の順序でOFFした時、スイッチング素子8がONとなり、第1の走査線4及び第2の走査線10は第1の電源供給線1に接続される。よって、第1の走査線4及び第2の走査線10の電位はHighレベルとなる。このとき、トランジスタM2、M3がON、トランジスタM4がOFFである。これにより、画素回路6とEL素子7は非接続となり、EL素子7は発光せず、電源OFF時の誤動作が防止できる。
従って、本実施例でも、スイッチング素子8を設けることにより、図1のときと同様に簡易な回路構成で、かつ回路面積を増大させることなく、電源投入時と電源OFF時におけるEL素子7の無制御発光等の誤動作を防止することが可能である。また、第1の電源供給線1が起動され、第2の電源供給線2が起動されていない時、駆動トランジスタM1は、ゲート端子とドレイン端子とがトランジスタM2を介して互いに接続したダイオード接続となる。このため、駆動トランジスタM1のソース−ゲート間の電位差はしきい値電圧に設定できる。
なお、本実施例では、図2において、走査線を2本としたがそれに限定されない。例えば、3本でもよく、図2中のトランジスタM2、M3、M4の制御端子それぞれに走査線を設ける構成でもよい。
次に、図3を参照して、本発明の第3の実施例について説明する。
図3は、本実施例の電圧設定方式の画素回路をもつ表示装置の回路構成の一例である。
図3に示す本実施例の表示装置は、図1に示すスイッチング素子としてのn型トランジスタM2、M3の代わりに、データ線5と駆動トランジスタのゲート端子との間に、スイッチング素子としてのn型トランジスタ(n型TFT)M5が設けられている。その他の構成は図1に示すものと同様である。
次に、本実施例の動作について説明する。
まず、電源起動時には、第1の電源供給線1が立ち上がっていて、第2の電源供給線2が立ち上がっていない時、スイッチング素子8はONとなる。よって、走査線4は、第1の電源供給線1に接続され、その信号S2の電位レベルはHighであり、トランジスタM4がOFF、トランジスタM5がONである。これにより、トランジスタM4がOFFであるため、駆動トランジスタM1とEL素子7は非接続であり、EL素子7は発光しない。
次に、通常動作の際は、第1の電源供給線1と第2の電源供給線2がともに起ち上がっており、その電位差がスイッチング素子8のしきい値を下回るため、スイッチング素子8はOFFである。よって、走査線4は第1の電源供給線1と非接続となり、通常動作が可能となる。
次に、電源OFF時には、第1の電源供給線1が立ち上がっており、第2の電源供給線2が立ち下がっている場合、スイッチング素子8がONとなる。よって、走査線4の信号S2の電位レベルがHighとなり、トランジスタM5がON、トランジスタM4がOFFとなる。これにより、駆動トランジスタM1とEL素子7は非接続であるため、EL素子7の無制御発光は起こらない。
従って、本実施例でも、第1の実施例と同様に、簡易な回路構成で、かつ回路面積を増大させることなく、電源投入時と電源OFF時におけるEL素子7の無制御発光等の誤動作を防止することが可能である。
以上、説明したように複数の電源系(第1の電源供給線、第2の電源供給線)を備える表示装置において、電源投入順序、電源OFFの順序によらずEL素子の無制御発光等の誤動作を防止することが可能である。
なお、本発明の電源供給線について、第1の電源供給線1の電位に対して、第2の電源供給線2の電位の方が大きいことが望ましいが、それに限定されない。例えば、第1の電源供給線1の電位の方が第2の電源供給線2の電位よりも大きい場合、その電位差がスイッチング素子8のしきい値よりも小さければ、本発明は適用できる。
また、上記実施例では、画素回路の構成として電流設定方式、電圧設定方式の2種類について図1〜図3の回路構成で説明したが、本発明はこの回路構成に限定されない。
また、上記実施例の表示装置では、電気光学素子にEL素子を用いた例を挙げたが、これに限るものではなく、本発明が適用できるならば、他の表示装置であってもよい。
本発明は、集積回路から成る論理回路の電源供給線が給電されていてよい状態で、論理回路の出力がHighレベルを出力する必要がある場合に有効である。
例えば、本発明は、第1の電源供給線と、第2の電源供給線と、第1の電源供給線に接続される第1の回路部と、第2の電源供給線に接続される第2の回路部と、を有する集積回路(論理回路)に適用できる。この集積回路では、第1の回路部の入力は第2の回路部の出力に接続され、第1の電源供給線と第2の電源供給線の電位差に応じて、第2の回路部の出力を第1の電源供給線の電位にする。
上記の表示装置を用いて情報表示装置を構成できる。この情報表示装置は、例えば携帯電話、携帯コンピュータ、スチルカメラもしくはビデオカメラのいずれかの形態をとる。もしくは、それらの各機能の複数を実現する装置である。情報表示装置は、情報入力部を備えている。例えば、情報表示装置が携帯電話の場合には、情報入力部はアンテナを含んで構成される。情報表示装置がPDA(Personal Digital Assistant)や携帯パソコンの場合には、情報入力部はネットワークに対するインターフェース部を含んで構成される。情報表示装置がスチルカメラやムービーカメラの場合には、情報入力部はCCD(Charge Coupled Device)などによるセンサ部を含んで構成される。この場合、センサ部はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)を用いたものでもよい。
1 第1の電源配線
2 第2の電源配線
3 走査線駆動回路
4 走査線(第1の走査線)
5 データ線
6 画素回路
7 電気光学素子
8 スイッチング素子
9 保持容量
10 走査線(第2の走査線)
M1 駆動トランジスタ
M2、M3、M4、M5 トランジスタ
2 第2の電源配線
3 走査線駆動回路
4 走査線(第1の走査線)
5 データ線
6 画素回路
7 電気光学素子
8 スイッチング素子
9 保持容量
10 走査線(第2の走査線)
M1 駆動トランジスタ
M2、M3、M4、M5 トランジスタ
Claims (5)
- 複数の電気光学素子と、
前記電気光学素子を駆動する画素回路とが行方向および列方向にマトリクス状に配置された画像表示部と、
前記画像表示部に第1の電力を供給する第1の電源供給線と、
前記画像表示部に列毎に接続され、前記画素回路にデータ信号を供給する複数のデータ線と、
前記データ線と交差する複数の走査線と、
前記複数のデータ線を駆動するデータ線駆動回路と、
前記複数の走査線を駆動する走査線駆動回路と、
を有する表示装置において、
前記走査線駆動回路は、第2の電源供給線により第2の電力が供給され、
前記第1の電位と前記第2の電位の電位差に応じて、前記複数の走査線の電位を前記第1の電位にする素子を備えたことを特徴とする表示装置。 - 前記素子は、前記第2の電位が前記第1の電位より低電位であるときに前記複数の走査線の電位を前記第1の電位にすることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記素子は、前記第1の電源供給線と前記複数の走査線との間に設けられるスイッチング素子で構成され、
前記スイッチング素子は、その制御端子が前記第2の電源供給線に接続されていることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。 - 前記電気光学素子は、エレクトロルミネセンス素子であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の表示装置。
- 第1の電源供給線と、
第2の電源供給線と、
前記第1の電源供給線に接続される第1の回路部と、
前記第2の電源供給線に接続される第2の回路部と、
を有する集積回路において、
前記第1の回路部の入力は、前記第2の回路部の出力に接続され、
前記第1の電源供給線と前記第2の電源供給線の電位差に応じて、前記第2の回路部の出力を前記第1の電源供給線の電位にする素子を備えたことを特徴とする集積回路。
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