JP3850425B2 - 電流サンプル／ホールド回路，電流サンプル／ホールド方法，これを利用した逆多重化装置，および，ディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は，時分割多重化データ電流を逆多重化（ＤｅＭＵＸ）する回路に用いる電流のサンプル／ホールド回路，電流サンプル／ホールド方法，これを利用した逆多重化装置，および，電流駆動型のディスプレイ装置に関する。

図１は，電流の逆多重化が必要な電流駆動型ディスプレイ装置の例であって，ＡＭＯＬＥＤ（アクティブマトリクス有機発光ダイオード）ディスプレイ装置のパネル部分を示した図面である。

図１の電流駆動型ディスプレイ装置は，データ電流を提供するデータドライバ１０と，上記データ電流を１：Ｎ逆多重化する逆多重化器２０と，所定の行に配置，接続されたピクセル４０の第１および第２の選択ラインを順次に選択する第１および第２のスキャンドライバ３１，３２とを含む。

スキャンドライバ３１，３２によって選択されたラインに属する各ピクセル４０には，所定のデータライン５０を経てＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）駆動用データ電流が供給され，このデータ電流に対応する輝度で発光する。

ここで，多くのピクセル４０を駆動するために必要なデータドライバ１０と，長い連絡配線で接続されるビデオ信号処理装置側の出力バッファの数を減らすために（Ｎ：１）時分割多重方式が用いられる。なお，旧来のアナログＴＶ信号は，結果的に，Ｎ＝ライン画素数の場合の時分割多重信号に等しいと考えるが，最近の複雑な画像処理機能を備えるＴＶでは，遅延時間調整を含めて，デジタル画像信号を時分割多重化することが望ましい。また，データドライバ１０がパネル側には無く，ビデオ信号処理装置側に置かれる場合にも，データドライバ１０とピクセル４０の間の連絡配線が長いだけで，以下の技術的説明の思想に影響を与えるものではない。

このため，パネル側では，電流逆多重化器２０が用いられる。つまり，１個のデータドライバ１０から供給された電流は逆多重化器２０で（１：Ｎ）逆多重化されて，Ｎ個のデータライン５０に対応するピクセルにデータを供給する。こうすれば，ビデオ信号処理装置側の出力バッファと長い連絡配線，更にパネル側のデータドライバの個数が各々（１／Ｎ）に減少し，伝送特性を揃え易くなり，さらには輝度ムラが軽減して，画質が向上する。また逆多重化器２０を使用することによって，データドライバ等の必要個数が減るので，購入費用も節減される。

図２は，従来技術の逆多重化器に用いられるアナログスイッチを示している。

図２に示された１：２逆多重化器では，データ電流が図の下側から上側に流れ，スイッチＳ１，Ｓ２が交互に開閉（オン・オフ）されることによって，２個のデータラインにデータ電流が出力される。一方，電流駆動パネルで高い輝度分解能を実現するためにはピクセル４０にデータを書き込む時間が長く必要である。しかし，図２に示す従来技術では，交互に開閉されるたびにピクセルにデータを記入しなければならないので，データドライバの個数を減らす場合，データ記入の時間を減らさなければならず，画質が低下する恐れがある。

したがって，上記従来技術の逆多重化器を利用する場合には高い輝度分解能を実現することが難しいという問題点があった。このような問題は，サンプル／ホールド回路を使用して逆多重化器を構成することによって解決できる。

図３は，他の従来技術で利用されるサンプル／ホールド回路を示している。

ＡＭＯＬＥＤ用ピクセル回路は，信号入力端とＯＬＥＤ駆動出力端が両方共にソース形態（電子吸い込み型＝電流送出型，例えば，出力点がＰ−ｃｈ ＦＥＴのドレイン，または，ＰＮＰ Ｂｉｐ．トランジスタのコレクタ）で実現されることが多い。したがって，ピクセル４０の入力端が電流ソース形態で外部機器と接続されるためにサンプル／ホールド回路２０の出力端は電流シンク形態（電子送出型＝電流吸い込み型，例えば，出力点がＮ−ｃｈ ＦＥＴのドレイン，または，ＮＰＮ Ｂｉｐ．トランジスタのコレクタ）でなければならない。このことは設計上の問題であり，これと反対の設計も，当然，可能である。

上記従来のピクセル回路は，プログラミングされたデータを電流で貯蔵し，ピクセルに記入する機能を持っているので，実質的にサンプル／ホールド動作と類似な動作を行う。

しかしながら，上記従来のピクセル回路をサンプル／ホールド回路にも利用する場合には，上記サンプル／ホールド回路２０の入力端および出力端は全てソース形態で実現されたり，全てシンク形態で実現されざるを得ない。

このように，ソース形態の入力端を有するピクセル４０と共に使用するための，従来技術のサンプル／ホールド回路は，出力端が電流シンク形態でなければならない。この時，サンプル／ホールド回路の入力端もやはり電流シンク形態となって，電流ソース形態の出力端を有するデータドライバＩＣ１０と連結されなければならない。

したがって，図３に示すように従来のサンプル／ホールド回路２０を利用する場合には，データドライバＩＣ１０の出力端は電流ソース形態でなければならない。しかし，出力端を電流シンク形態とするドライバＩＣの方が，出力端を電流ソース形態とするドライバＩＣに比べて製作費用が少なくて済む。また，出力端を電流シンク形態とするドライバＩＣは，電流ソース形態に構成されたピクセルと直接連結できるので汎用性が高い。また，上記電流シンク出力端を有するドライバＩＣは，一般に電力消費が少なく，面積が小さく，出力が均一であるという長所を有する。

しかしながら，ＡＭＯＬＥＤのような動作条件を有する電流駆動ディスプレイ装置でサンプル／ホールド回路２０を利用する場合，上記出力端が電流シンク形態であるドライバＩＣが有する長所を犧牲にしなければならないという問題点が存在する。

本発明は，前述した従来の技術の問題点を解決するための逆多重化装置またはディスプレイ装置を提供することを目的とする。特に，本発明はデータ記入時間を減らさずにデータドライバＩＣの個数を減らすことができる逆多重化装置を提供する。

また，本発明は，電流シンク出力端を有するドライバＩＣと共に用いることができるサンプル／ホールド回路を提供する。

また，本発明は，入力端と出力端の電流ソース／シンク形態が異なるサンプル／ホールド回路およびこれを利用するディスプレイ装置を提供する。

前述した課題を解決するために本発明の一つの特徴によるサンプル／ホールド回路は，第１トランジスタと；第１制御信号によって上記第１トランジスタがダイオード連結を形成するように上記第１トランジスタに電気的に連結された第４スイッチと；上記第１制御信号によって上記第１トランジスタのソース・ゲート間の電圧が充電されるように上記第１トランジスタと電気的に連結されたキャパシタと；上記第１制御信号によって上記第１トランジスタのドレインにデータを入力する第５スイッチと；第２制御信号および上記キャパシタに充電された電圧を利用して上記第１トランジスタのソースにデータを出力する第６スイッチとを含む。

また，前述したサンプル／ホールド回路は第３制御信号によって上記第１トランジスタのソースに第１電源を接続させる第２スイッチと；第４制御信号によって上記第１トランジスタのドレインに第２電源を接続させる第３スイッチとをさらに含むことができる。

ここで，上記第１トランジスタはＰＭＯＳトランジスタであり，上記第１電源が上記第２電源より高い電圧を有することができる。または，上記第１トランジスタはＮＭＯＳトランジスタであり，上記第１電源が第２電源より低い電圧を有することができる。

また，本発明の特徴によるサンプル／ホールド方法は，第１トランジスタをダイオード連結させ，入力電流が第１トランジスタのドレイン端子から第１トランジスタを通って第１電源に流れるようにする第１スイッチング段階，上記第１トランジスタのソース・ゲート間に電気的に連結されたキャパシタに上記入力電流に対応するソース・ゲート電圧を充電する段階および，上記キャパシタに充電されたソース・ゲート電圧に対応する出力電流が第２電源から上記第１トランジスタを通って上記第１トランジスタのソース端子に流れるようにする第２スイッチング段階を含む。

以上説明したように本発明によれば，データドライバに接続される逆多重化器は，サンプル／ホールド回路を含んで構成され，ピクセルにデータを記入する時間を減らすことなく，高い輝度分解能，即ちカラー表示における微妙な色変化も再現できるディスプレイを実現することができる。

また，本発明の構成によるサンプル／ホールド回路は，電流ソース形態の入力端と電流シンク形態の出力端を有し，出力端を電流シンク形態のデータドライバと共に用いることができるので，費用を減少し，さらにデータドライバの汎用性を保障できる。

更に，電流シンク形態の出力端を有するデータドライバを用いることができるので出力電流の均一性を確保できる。

以下，添付した図面を参照して本発明の実施例について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし，本発明は，多様な相異なる形態で実現することでき，ここで説明する実施例に限定されない。

図面内の記入は，本実施形態を明確に説明するために，説明と関係ない部分は省略している。明細書全体において，類似な部分については同一図面符号を付け，ある部分が他の部分と連結されているとする時，これは直接的に連結されている場合だけでなく，他の素子を間に置いて電気的に連結されている場合も含む。また，スイッチとは，電気回路の開閉（遮断または導通）機能を有し，この機能を制御信号によって操作できる素子を意味する。

次に，本発明の実施例によるサンプル／ホールド回路について図面を参照して詳細に説明する。

前述した課題を達成するために，本実施形態は，逆多重化器を実現することにおいてサンプル／ホールド回路を利用する。また，本実施形態の特徴によるサンプル／ホールド回路は電流ソース形態の入力端と電流シンク形態の出力端を有する。

図４ａ〜図４ｄは，サンプル／ホールド回路を利用した１：２逆多重化器について示した図面である。

さらに詳細に説明すれば，図４ａ，４ｂは，例えば奇数番目選択ラインの選択時の逆多重化動作を示した図面であり，図４ｃ，４ｄは，偶数番目選択ラインの選択時の逆多重化動作を示した図面である。

図４ａ〜４ｄに示された逆多重化器は，中央部にデータを入力し左右端から出力するため，データ貯蔵手段２１，２２，２３，２４と入力スイッチＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４と出力スイッチＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を各々含む４個のサンプル／ホールド回路を利用する。各サンプル／ホールド回路においては，入力スイッチＡが閉じられると，入力端を通じて流れる電流をサンプリングして電圧形態でデータ貯蔵手段に記録し，出力スイッチＢが閉じられれば記録されたデータに相当する電流を，出力端を通じて継続的に出力する機能を有する。まず，図４ａ，図４ｂに基づいてサンプル／ホールド回路を利用する逆多重化動作を説明する。

図４ａは，出力スイッチＢ１，Ｂ２が閉じられた直後を示し，直前にサンプリングされ貯蔵手段２１，２２に貯蔵されたデータにより決定される電流がデータラインＤ１，Ｄ２に供給され，選択された奇数番目選択ラインのピクセルにデータが記入される。その後，入力スイッチＡ３が閉じられ，貯蔵手段２３はサンプリング動作を行う。この時，入力スイッチＡ４と出力スイッチＢ４が共に開いている貯蔵手段２４は待機状態になる。

図４ｂで，出力スイッチＢ１，Ｂ２は依然として閉じられており，貯蔵手段２１，２２は前述したようにデータラインＤ１，Ｄ２に継続して電流を供給する。入力スイッチＡ３が開かれ，貯蔵手段２３を待機状態にすると，入力スイッチＡ３が開かれた瞬間の入力をサンプリングして貯蔵し，そのデータを維持し続ける。次に，スイッチＡ４を閉じると，その瞬間のデータをサンプリングして貯蔵手段２４に記録する。

上記データ貯蔵手段２３，２４のサンプリング動作が完了すれば，図４ｃに示すように出力スイッチＢ３，Ｂ４が閉じられ，データ貯蔵手段２３，２４は，サンプリングして貯蔵したデータで出力電流値を制御してデータラインＤ１，Ｄ２に供給し，選択された偶数番目選択ラインのピクセルにデータを記入する。この時，出力スイッチＢ１，Ｂ２は開いており，入力スイッチＡ１は閉じられてデータ貯蔵手段２１はサンプリング動作を行う。

図４ｄでは入力スイッチＢ３，Ｂ４は依然として閉じられた状態に維持され，データ記入動作は続く。そして，入力スイッチＡ１が開かれてデータ貯蔵手段２１は待機状態になり，入力スイッチＡ２が閉じられてデータ貯蔵手段２２がサンプリング動作を行う。

このように，図４ａ〜図４ｄに示された逆多重化方式によって，データラインＤ１，Ｄ２に供給されるデータ電流は均一にサンプル／ホールドされ，その間に奇数番目または偶数番目選択ラインに対応するピクセルにデータを書き込む時間は確保できる。したがって，逆多重化をしてもデータ記入時間を減らす必要がない。

上記のように動作する１：２逆多重化器は，当該技術分野における通常の知識を有する者によって上記記述内容から１：Ｎ逆多重化器に容易に拡張できる。

一方，本発明の明細書で用いられる用語である“サンプル”，“ホールド”について以下のように定義する。

前述した図４ａ〜４ｄに示された一連のサンプル／ホールド動作を見てみると，入力端を通じて流れる電流をサンプリングして電圧形態でデータ貯蔵手段２１，２２，２３，２４に記録する動作と；入力スイッチと出力スイッチが全て開かれて記録されたデータを維持しながら待機する状態と；記録されたデータに対応する値でデータラインに電流を供給するホールディング動作と；を含む。したがって，本発明の明細書で，各々の段階を明確に区別するために，上記各々の段階を“サンプリング”段階，“待機”段階，“ホールディング”段階と定義する。

以下，前述したサンプル／ホールド動作を行う回路の構成をさらに詳細に説明する。

図５は，本発明の第１実施例によるサンプル／ホールド回路を示している。

本発明の第１実施例によるサンプル／ホールド回路２００は，一端がデータドライバ（データ電流ドライバ）１００に，他端がＲ１，Ｒ２，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３で例示される寄生抵抗および寄生キャパシタンスを有するデータライン３００に，それぞれ接続される。第１実施例に示されたサンプル／ホールド回路は，トランジスタ（第１トランジスタ）Ｍ１，複数のスイッチ（第２スイッチ，第３スイッチ，第４スイッチ，第５スイッチ，第６スイッチ）Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，キャパシタＣｈを含む。

スイッチＳ２は第１電源ＶＤＤ１とトランジスタＭ１のソースの間に接続され，スイッチＳ３は第２電源ＶＳＳ２とトランジスタＭ１のドレインの間に接続される。本実施例では上記トランジスタＭ１がＰＭＯＳ形態であり，第１電源が第２電源より高い電圧を有すると例示されているが，これは一つの例示であり，図５に示された構成に限られるわけではない。また，電圧の大きさとは無関係に，正電圧は負電圧より高いものとする。

スイッチＳ４は入力端とトランジスタＭ１のゲートの間に接続され，スイッチＳ５は入力端とトランジスタＭ１のドレインの間に接続される。スイッチＳ４，Ｓ５が閉じられる場合，トランジスタＭ１はソースからドレインへの一方向に電流を流すダイオード連結を形成する。スイッチＳ６はトランジスタＭ１のソースと出力端の間に接続される。

以下，本発明の第１実施例によるサンプル／ホールド回路の動作を詳細に説明する。

スイッチＳ２，Ｓ４，Ｓ５が導通し，スイッチＳ３，Ｓ６が遮断される場合，トランジスタＭ１はゲートとドレインを連結してダイオード連結を形成し，電流はトランジスタＭ１を経由して第１電源ＶＤＤ１からデータドライバ１００に流れる。この時，キャパシタＣｈにはトランジスタＭ１に流れる電流に対応するソース・ゲート間電圧が充電される。このような方法でサンプル／ホールド回路はデータのサンプリング動作を行う。

ここで，スイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６が全て遮断されれば，サンプル／ホールド回路は待機状態となる。上記待機状態は，逆多重化装置の他のサンプル／ホールド回路がサンプリング動作を行う間に待機する状態である。

スイッチＳ２，Ｓ４，Ｓ５が遮断され，スイッチＳ３，Ｓ６が導通すれば，上記キャパシタＣｈに充電されたソース−ゲート電圧に対応する電流が，出力端からＳ６，Ｍ１，Ｓ３を通ってＶＳＳ２まで流れ，その値は一定に維持される。この時，サンプル／ホールド回路はホールディング動作を行い，データを出力する。

図５に示された第１実施例においてサンプリング動作の間にサンプル／ホールド回路の入力端はデータドライバ１００の出力端Ｎｉが吸い込むデータ電流を供給する。また，ホールディング動作の間にサンプル／ホールド回路の出力端はデータラインからデータ電流を吸い込む。したがって，本発明の第１実施例によって電流ソース形態の入力端と電流シンク形態の出力端を有するサンプル／ホールド回路を実現することができる。このように，本発明の第１実施例によるサンプル／ホールド回路は出力端が電流シンク形態であるデータドライバと共に利用できる。

ここで，図５に示された第１実施例のトランジスタＭ１をＮＭＯＳ形態で実現し，第１電源ＶＤＤ１と第２電源ＶＳＳ２の相対的電圧レベルを互いに変えれば（交換すれば），入力端が電流シンク形態であり，出力端が電流ソース形態であるサンプル／ホールド回路も同様に実現できる。このような変形例は当該技術分野における通常の知識を有する者によって本実施形態の趣旨と特徴から容易に導出できる。

図６は，本発明の第１実施例によるサンプル／ホールド回路のスイッチをＰＭＯＳトランジスタで実現した回路を示した図面である。

図６に示されたサンプル／ホールド回路では，制御信号Ａ（第１制御信号および第３制御信号）が低電圧になるとトランジスタＭ２，Ｍ４，Ｍ５が導通し，サンプリング準備動作を行う。この後，制御信号Ａが高電圧になるとトランジスタＭ２，Ｍ４，Ｍ５が遮断され，サンプリング動作を行う。上記スイッチング機能を行うトランジスタＭ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６が全て遮断されれば，サンプル／ホールド回路は待機状態となる。その後，制御信号Ｂ（第２制御信号および第４制御信号）が低電圧になるとトランジスタＭ３，Ｍ６が導通して，キャパシタＣｈに充電されたソース−ゲート電圧に対応する一定の電流を出力端子から吸い込み，ホールディングする。

図７ａおよび図７ｂは，本発明の第１実施例によるサンプル／ホールド回路でスイッチＳ３を各々ＰＭＯＳトランジスタとＮＭＯＳトランジスタで実現した場合，ホールディング動作時の動作点を示すグラフである。

図７ａおよび図７ｂの各グラフにおいて，原点（電圧＝ＶＳＳ２，電流＝０）を通る複数の曲線は，それぞれ，トランジスタＭ１のソース−ゲート電圧をパラメータとして１本の曲線を描き，トランジスタＭ１の電流が縦軸，ソース電圧が横軸で示された特性曲線である。この時，各々の特性曲線は互いに異なるソース−ゲート電圧に対応する。一方，曲線Ａ，Ｂはピクセルの第３電源ＶＤＤ２からデータラインを通じて流れる電流とトランジスタＭ１のソース電圧の関係を示した曲線である。上記複数の特性曲線と曲線Ａ，Ｂの交点によって動作点が決定される。ピクセル回路のＴＦＴの特性によって曲線Ａ，Ｂは変わる。工程におけるピクセル間のＴＦＴ特性偏差による出力電流の影響（ばらつき）を軽減するために，上記動作点は，上記特性曲線のうち直線で表される飽和領域に含まれるように決定されるべきである。

図７ａおよび図７ｂに示された動作点を参照すると，スイッチＳ３をＮＭＯＳトランジスタで実現した場合，同一電流で使用可能な動作点の電圧範囲がさらに広いことが分かる。ここで，スイッチＳ３をＰＭＯＳトランジスタで実現した場合，ドレインは第２電源ＶＳＳ２に連結され，上記ＰＭＯＳトランジスタを導通させるためのゲート電圧として第２電源ＶＳＳ２電圧レベルが利用される。このようにしてサンプル／ホールド回路のホールディング動作の間，上記ＰＭＯＳトランジスタがダイオード連結される。したがって，図７ａにおける，上記ＰＭＯＳトランジスタのしきい電圧を変化させた場合の特性曲線の移動は，同じ電流レベルに対応するドレイン電圧が，しきい電圧変化以上の間隔で高い電圧に移動し，これにより動作点の使用可能な電圧範囲が大きく減少する。これに対して，スイッチＳ３をＮＭＯＳトランジスタで実現した場合，ソースが第２電源ＶＳＳ２に連結され，上記ＮＭＯＳトランジスタを導通させるためのゲート電圧として第１電源ＶＤＤ１電圧レベルを使用するので，上記ＮＭＯＳトランジスタは線形領域（グラフの左端付近）で動作し，ドレイン−ソース電圧が小さい。したがって，図７ｂでも複数の特性曲線は，同じ電流レベルで高い電圧に少し移動するだけで，動作点の使用可能な電圧範囲も少ししか減らない。

したがって，本発明の第１実施例によるサンプルホールド回路でスイッチＳ３をＮＭＯＳトランジスタで実現した場合にさらに広い電流範囲で均一な出力を出すことができる。

図８は，本発明の第１実施例によるサンプル／ホールド回路のスイッチＳ３をＮＭＯＳトランジスタで実現した回路を示した図面である。

図８に示された実施例は，スイッチＳ６に対応するトランジスタＭ６がＰＭＯＳで実現され，スイッチＳ３に対応するトランジスタＭ３ＢがＮＭＯＳで実現される。上記トランジスタＭ６とトランジスタＭ３Ｂの極性が異なるために，制御信号Ｂと制御信号Ｃは互いに異なる信号を使用するので制御信号が多くなる短所がある。

図９は，本発明の第１実施例によるサンプル／ホールド回路のスイッチＳ３，Ｓ６をＮＭＯＳトランジスタで実現した例を示した図面である。

図９に示されたサンプル／ホールド回路は図５に示されたサンプル／ホールド回路のスイッチのうちスイッチＳ２，Ｓ４，Ｓ５がＰＭＯＳトランジスタＭ２，Ｍ４，Ｍ５で実現され，スイッチＳ３，Ｓ６はＮＭＯＳトランジスタＭ３ｂ，Ｍ６ｂで実現される。トランジスタＭ３ｂ，Ｍ６Ｂの極性を同一に構成する場合には信号線の数を減少させることが可能であり，逆多重化部を構成する時に有利になる。また，トランジスタＭ２，Ｍ４，Ｍ５とトランジスタＭ３ｂ，Ｍ６ｂの極性が異なるために，図９に示された回路を待機状態なしでサンプリング，ホールディング動作のみを行う場合，信号Ａ，Ｂとして同一信号を用いることができる。

図１０は，本発明の第２実施例によるサンプル／ホールド回路を示した図面である。

図１０に示された第２実施例は本発明の第１実施例とは異なりスイッチＳ５ｂがトランジスタＭ１のゲート・ドレイン間に接続される。スイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６は図５に示された第１実施例と同じ接続構造で接続され，Ｓ５ｂが閉じられる時，トランジスタＭ１はダイオード連結を形成する。

スイッチＳ２，Ｓ４，Ｓ５ｂが導通し，スイッチＳ３，Ｓ６が遮断される場合，トランジスタＭ１ではゲートとドレインが連結されてダイオード連結を形成し，電流は，トランジスタＭ１を経由して第１電源ＶＤＤ１からサンプル／ホールド回路の入力端に向かい，矢印に沿って流れる。この時，キャパシタＣｈにはトランジスタＭ１に流れる電流に対応するソース−ゲート間電圧が充電される。そしてスイッチＳ２，Ｓ４，Ｓ５ｂが遮断されれば，サンプル／ホールド回路はデータのサンプリング動作を行う。

また，スイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５ｂ，Ｓ６が全て遮断されれば，サンプル／ホールド回路は待機状態となる。上記待機状態は逆多重化装置の他のサンプル／ホールド回路がサンプリング動作を行う間に待機する状態である。

スイッチＳ２，Ｓ４，Ｓ５ｂが遮断され，スイッチＳ３，Ｓ６が導通すれば，上記キャパシタＣｈに充電されたソース−ゲート電圧に対応する電流が出力端に流れ，この状態が維持される。この時，サンプル／ホールド回路はホールディング動作の状態にあり，データを供給する。

図５に示された第１実施例と同様に，本発明の第２実施例によるサンプル／ホールド回路もトランジスタＭ１をＮＭＯＳ形態で実現し，第１電源ＶＤＤ１と第２電源ＶＳＳ２の相対的な電圧レベルを互いに変えれば（交換すれば），入力端が電流シンク形態であり，出力端が電流ソース形態であるサンプル／ホールド回路を実現することができる。

また，スイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５ｂ，Ｓ６に用いられるトランジスタの極性を変えることにより，様々な特徴を有する回路を実現することができる。

図１１は，本発明の第２実施例によるサンプル／ホールド回路のスイッチＳ３，Ｓ６をＮＭＯＳトランジスタで実現した回路を示した図面である。

図１１に示された回路は，本発明の第２実施例によるサンプル／ホールド回路において，スイッチＳ２，Ｓ４，Ｓ５ｂをＰＭＯＳトランジスタＭ２，Ｍ４，Ｍ５ｂで実現し，スイッチＳ３，Ｓ６はＮＭＯＳトランジスタＭ３ｂ，Ｍ６ｂで実現している。

図９に示された実施例と同様に，図１１に示された実施例もやはりトランジスタＭ２，Ｍ４，Ｍ５ｂとトランジスタＭ３ｂ，Ｍ６ｂの極性が異なるために，待機状態なしでサンプリング，ホールディング動作のみ行う場合に，制御信号Ａと制御信号Ｂを一つの信号に統一してかかる回路の動作を行うことができる。

また，図１１に示されたサンプル／ホールド回路のようにトランジスタＭ３ｂをＮＭＯＳトランジスタで実現する場合，さらに広い電流範囲で均一な出力を出すことができるということは図７ａおよび図７ｂのグラフから容易に分かる。

一方，図１１に示された回路において，キャパシタＣｈの一端がトランジスタＭ４のソースとトランジスタＭ５ｂのドレインに接続されているので，トランジスタＭ４とトランジスタＭ５ｂの両ゲート端子に対して寄生キャパシタンス（寄生容量）を形成する可能性がある。しかし，図５または図９に示された本発明の第１実施例はキャパシタＣｈがトランジスタＭ４のソースにだけ接続されているので，図１０に示された実施例に比べて形成される寄生キャパシタンスが少ない。したがって，寄生キャパシタンスの影響を減らして出力電流の減少を防止する面で本発明の第１実施例が有利である。

図面には示していないが，本発明の第２実施例において，スイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５ｂ，Ｓ６のチャンネル極性は多様な回路特性を示すことができるように多様に変更することができる。例えば，トランジスタＭ１とトランジスタＭ６ｂが同一なチャンネル極性のトランジスタで実現されれば，しきい電圧のような薄膜トランジスタ特性の偏差による影響を減らすことができる。

図１２は，本発明の第３実施例によるサンプル／ホールド回路を示した図面である。

図１２に示された第３実施例は，本発明の第１実施例とは異なってスイッチＳ４ＢがトランジスタＭ１のゲート・ドレイン間に接続される。スイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６は図５に示した第１実施例と同じ構造で接続され，スイッチＳ４ｂが閉じられる時，トランジスタＭ１はダイオード連結を形成する。

スイッチＳ２，Ｓ４ｂ，Ｓ５が導通し，スイッチＳ３，Ｓ６が遮断される場合，トランジスタＭ１はゲートとドレインが連結され，ダイオード連結を形成し，電流は，トランジスタＭ１を経由して第１電源ＶＤＤ１からサンプル／ホールド回路の入力端に流れる。この時，キャパシタＣｈにはトランジスタＭ１に流れる電流に対応するソース−ゲート間電圧が充電さる。そして，スイッチＳ２，Ｓ４ｂ，Ｓ５が遮断されれば，サンプル／ホールド回路はデータのサンプリング動作を行う。

ここで，スイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４ｂ，Ｓ５，Ｓ６が全て遮断されれば，サンプル／ホールド回路は待機状態となる。上記待機状態は逆多重化装置の他のサンプル／ホールド回路がサンプリング動作を行う間に待機する状態である。

スイッチＳ２，Ｓ４ｂ，Ｓ５が遮断され，スイッチＳ３，Ｓ６が導通すれば，上記キャパシタＣｈに充電されたソース−ゲート電圧に対応する電流が，出力端を経て，負荷から継続的に吸い込まれる。この時，サンプル／ホールド回路はホールディング動作を行い，データを供給する。

図５に示された第１実施例と同様に，本発明の第３実施例によるサンプル／ホールド回路もトランジスタＭ１をＮＭＯＳ形態で実現し，第１電源ＶＤＤ１と第２電源ＶＳＳ２の相対的な電圧レベルを互いに変えれば（交換すれば），入力端が電流シンク形態であり，出力端が電流ソース形態であるサンプル／ホールド回路を実現することができる。

また，スイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４ｂ，Ｓ５，Ｓ６に用いられるトランジスタの極性を変えることによって様々な特徴を有する回路を実現することができる。

図１３は，本発明の第３実施例によるサンプル／ホールド回路でスイッチＳ３，Ｓ６のスイッチをＮＭＯＳトランジスタで実現した回路を示した図面である。

図１３に示されたサンプル／ホールド回路は，本発明の第３実施例においてスイッチＳ２，Ｓ４ｂ，Ｓ５をＰＭＯＳトランジスタで実現し，スイッチＳ３，Ｓ６をＮＭＯＳトランジスタで実現している。

図９に示された実施例と同様に，図１３に示された実施例もやはりトランジスタＭ２，Ｍ４ｂ，Ｍ５とトランジスタＭ３ｂ，Ｍ６ｂの極性が異なるために，待機状態なしでサンプリング，ホールディング動作のみ行う場合に，制御信号Ａと制御信号Ｂを同一の信号としてかかる回路の動作を行うことができる。

また，図１３に示されたサンプル／ホールド回路のようにトランジスタＭ３ｂをＮＭＯＳトランジスタで実現する場合，さらに広い電流範囲で均一な出力を出すことができるというのは図７ａおよび図７ｂのグラフから容易に分かる。

また，図１３に示されたサンプル／ホールド回路は第２実施例とは異なってキャパシタの一端がトランジスタＭ４Ｂのソースにのみ連結されているので，寄生キャパシタンスの影響が第２実施例に比べて少ない。

図面には示していないが，本発明の第３実施例のサンプル／ホールド回路のスイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４ｂ，Ｓ５，Ｓ６のチャンネル極性は様々な回路特性を示すことができるように多様に変更できる。例えば，トランジスタＭ１とトランジスタＭ６ｂを同一チャンネル極性のトランジスタで実現すれば，しきい電圧のように極性依存型特性値の偏差を減らすことができる。

以上で説明した様々な実施例から分かるように，当該技術に対して通常の知識を有する者は本発明の特徴から駆動電流範囲および製造複雑性の関係を適切に考慮して所望のサンプル／ホールド回路を製作することができる。

つまり，本発明の趣旨とそれによる第１，第２，第３実施例でのスイッチとトランジスタＭ１の極性を適切に変えて組み合わせることにより，様々な特性を有するサンプル／ホールド回路を実現することができ，これは全て本発明の範囲内に含まれる。

以上，本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが，本発明の権利範囲はこれに限定されず，請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。

本発明は，時分割多重化データ電流を逆多重化（ＤｅＭＵＸ）する回路に用いる電流のサンプル／ホールド回路，電流サンプル／ホールド方法，これを利用した逆多重化装置，および，電流駆動型のディスプレイ装置に適用可能である。

電流の逆多重化が必要な電流駆動ディスプレイ装置の例であって，ＡＭＯＬＥＤディスプレイ装置を示した図面である。 従来技術の逆多重化器に用いられるアナログスイッチを示している。 他の従来技術を利用する電流駆動ディスプレイ装置を示している。 サンプル／ホールド回路を利用した逆多重化動作を示した図面である。 サンプル／ホールド回路を利用した逆多重化動作を示した図面である。 サンプル／ホールド回路を利用した逆多重化動作を示した図面である。 サンプル／ホールド回路を利用した逆多重化動作を示した図面である。 本発明の第１実施例によるサンプル／ホールド回路を示した図面である。 本発明の第１実施例によるサンプル／ホールド回路のスイッチをＰＭＯＳトランジスタで実現した例である。 本発明の第１実施例によるサンプル／ホールド回路のスイッチＳ３を各々ＰＭＯＳトランジスタとＮＭＯＳトランジスタで実現した場合，ホールディング動作時の動作点を示すグラフである。 本発明の第１実施例によるサンプル／ホールド回路のスイッチＳ３を各々ＰＭＯＳトランジスタとＮＭＯＳトランジスタで実現した場合，ホールディング動作時の動作点を示すグラフである。 本発明の第１実施例によるサンプル／ホールド回路のスイッチＳ３をＮＭＯＳトランジスタで実現した回路を示した図面である。 本発明の第１実施例によるサンプル／ホールド回路のスイッチＳ３，Ｓ６をＮＭＯＳトランジスタで実現した例を示した図面である。 本発明の第２実施例によるサンプル／ホールド回路を示した図面である。 本発明の第２実施例によるサンプル／ホールド回路のスイッチＳ３，Ｓ６をＮＭＯＳトランジスタで実現した回路を示した図面である。 本発明の第３実施例によるサンプル／ホールド回路を示した図面である。 本発明の第３実施例によるサンプル／ホールド回路のスイッチＳ３，Ｓ６をＮＭＯＳトランジスタで実現した回路を示した図面である。

符号の説明

２１，２２，２３，２４ データ貯蔵手段
１００ データドライバ
３００ データライン
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ 入力スイッチ
Ｂ 制御信号
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４ 出力スイッチ
Ｄ１，Ｄ２ データライン
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６，Ｍ３ｂ，Ｍ６ｂ トランジスタ
Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ５ｂ スイッチ
Ｃｈ キャパシタ
ＶＤＤ１ 第１電源
ＶＳＳ２ 第２電源

Claims (25)

1. 第１トランジスタと；
   第１制御信号によって前記第１トランジスタがダイオード連結を形成するように前記第１トランジスタに電気的に連結された第４スイッチと；
   前記第１制御信号によって前記第１トランジスタのソース・ゲート間の電圧が充電されるように前記第１トランジスタと電気的に連結されたキャパシタと；
   前記第１制御信号によって前記第１トランジスタのドレインにデータを入力する第５スイッチと；
   第２制御信号および前記キャパシタに充電された電圧を利用して前記第１トランジスタのソースにデータを出力する第６スイッチと；
   を含むことを特徴とする，サンプル／ホールド回路。
2. 第３制御信号によって前記第１トランジスタのソースに第１電源を接続させる第２スイッチと；
   第４制御信号によって前記第１トランジスタのドレインに第２電源を接続させる第３スイッチと；
   をさらに含むことを特徴とする，請求項１に記載のサンプル／ホールド回路。
3. 前記第１トランジスタはＰＭＯＳトランジスタであり，前記第１電源が前記第２電源より高い電圧を有することを特徴とする，請求項２に記載のサンプル／ホールド回路。
4. 前記第１トランジスタはＮＭＯＳトランジスタであり，前記第１電源が第２電源より低い電圧を有することを特徴とする，請求項２に記載のサンプル／ホールド回路。
5. 前記第２，４，５スイッチはチャンネル極性が互いに同一なトランジスタであり，前記第３，６スイッチもチャンネル極性が互いに同一なトランジスタであることを特徴とする，請求項２に記載のサンプル／ホールド回路。
6. 前記第２スイッチは前記第１トランジスタとチャンネル極性が同一なトランジスタであり，前記第３スイッチは前記第１トランジスタとチャンネル極性が異なることを特徴とする，請求項２に記載のトランジスタであるサンプル／ホールド回路。
7. 前記第６スイッチは前記第２スイッチとチャンネル極性が同一なトランジスタであることを特徴とする，請求項６に記載のサンプル／ホールド回路。
8. 前記第４，５スイッチは前記第３スイッチとチャンネル極性が同一なトランジスタであることを特徴とする，請求項２に記載のサンプル／ホールド回路。
9. 前記第３スイッチは前記第６スイッチとチャンネル極性が異なるトランジスタであることを特徴とする，請求項８に記載のサンプル／ホールド回路。
10. 前記第３制御信号が前記第１制御信号と一致し，前記第４制御信号が前記第２制御信号と一致することを特徴とする，請求項５に記載のサンプル／ホールド回路。
11. 前記第２，４，５スイッチと前記第３，６スイッチはチャンネル極性が互いに異なるトランジスタであることを特徴とする，請求項１０に記載のサンプル／ホールド回路。
12. 前記第１制御信号と前記第２制御信号が所定期間内に互いに反転した値を有する区間が存在することを特徴とする，請求項１０に記載のサンプル／ホールド回路。
13. 電流をサンプル／ホールドする方法において：
    第１トランジスタをダイオード連結させ，入力電流が第１トランジスタのドレイン端子から第１トランジスタを通って第１電源に流れるようにする第１スイッチング段階と；
    前記第１トランジスタのソースとゲートの間に電気的に連結されたキャパシタに前記入力電流に対応するソース・ゲート電圧を充電する段階と；
    前記キャパシタに充電されたソース・ゲート電圧に対応する出力電流が，第２電源から前記第１トランジスタを通って前記第１トランジスタのソース端子に流れるようにする第２スイッチング段階と；
    を含むことを特徴とする，サンプル／ホールド方法。
14. 電流をサンプル／ホールドする方法において：
    第１トランジスタをダイオード連結させ，入力電流が第１電源から第１トランジスタを通って第１トランジスタのドレイン端子に流れるようにする第１スイッチング段階と；
    前記第１トランジスタのソースとゲートの間に電気的に連結されたキャパシタに前記入力電流に対応するソース・ゲート電圧を充電する段階と；
    前記キャパシタに充電されたソース・ゲート電圧に対応する出力電流が，前記第１トランジスタのソース端子から前記第１トランジスタを通って第２電源に流れるようにする第２スイッチング段階と；
    を含むことを特徴とする，サンプル／ホールド方法。
15. 所定個数のサンプル／ホールド回路を含むサンプル／ホールド回路グループを備え，ソース（source）方式の電流の入力を受けて逆多重化してシンク（sink）方式のデータを出力する電流を逆多重化する逆多重化装置において：
    前記サンプル／ホールド回路グループは，一つの入力端と出力端を有し，
    各サンプル／ホールド回路グループの入力端は互いに電気的に連結され，
    前記各グループ内でサンプル／ホールド回路の入力端と出力端は，サンプル／ホールド回路グループの入力端と出力端とにそれぞれスイッチを介して連結され，所定の順序によって順次に電流をサンプリングおよびホールディングし，
    前記各グループに跨り連続して入力されるデータをサンプルするサンプル／ホールド回路は，互いに順次に電流をサンプリングして，同時にホールディングすることを特徴とする，逆多重化装置。
16. 前記サンプル／ホールド回路は，
    第１トランジスタと；
    第１制御信号によって前記第１トランジスタがダイオード連結を形成するように前記第１トランジスタと電気的に連結された第４スイッチと；
    前記第１制御信号によって前記第１トランジスタのソース・ゲート間の電圧が充電されるように前記第１トランジスタと電気的に連結されたキャパシタと；
    前記第１制御信号によって前記第１トランジスタのドレインにデータを入力する第５スイッチと；
    第２制御信号および前記キャパシタに充電された電圧を利用して前記第１トランジスタのソースにデータを出力する第６スイッチと；
    を含むことを特徴とする，請求項１５に記載の逆多重化装置。
17. 前記サンプル／ホールド回路は，
    第３制御信号によって前記第１トランジスタのソースと第１電源を接続させる第２スイッチと；
    第４制御信号によって前記第１トランジスタのドレインと第２電源を接続させる第３スイッチと；
    をさらに含むことを特徴とする，請求項１６に記載の逆多重化装置。
18. １：Ｎ逆多重化機能をする時，Ｎ個のグループで構成され，各グループの出力端は互いに独立的であることを特徴とする，請求項１７に記載の逆多重化装置。
19. データ電流ドライバと；
    前記データ電流ドライバの出力端と接続され，データ電流をサンプリングおよびホールディングする複数のサンプル／ホールド回路と；
    前記サンプル／ホールド回路の出力端と接続されたデータラインと；
    前記データラインと接続されたピクセル回路と；
    を含み，
    前記サンプル／ホールド回路の入力端にはソース（source）方式の電流が入力され，前記サンプル／ホールド回路の出力端にはシンク（sink）方式の電流が出力されることを特徴とする，ディスプレイ装置。
20. 前記サンプル／ホールド回路は，
    第１トランジスタと；
    第１制御信号によって前記第１トランジスタがダイオード連結を形成するように前記第１トランジスタに電気的に連結された第４スイッチと；
    前記第１制御信号によって前記第１トランジスタのソース・ゲート間の電圧が充電されるように前記第１トランジスタに電気的に連結されたキャパシタと；
    前記第１制御信号によって前記第１トランジスタのドレインにデータを入力する第５スイッチと；
    第２制御信号および前記キャパシタに充電された電圧を利用して前記第１トランジスタのソースにデータを出力する第６スイッチと；
    を含むことを特徴とする，請求項１９に記載のディスプレイ装置。
21. 前記サンプル／ホールド回路は，
    第３制御信号によって前記第１トランジスタのソースに第１電源を接続させる第２スイッチと；
    第４制御信号によって前記第１トランジスタのドレインに第２電源を接続させる第３スイッチと；
    をさらに含むことを特徴とする，請求項２０に記載のディスプレイ装置。
22. 前記データ電流ドライバは電流シンク形態の出力端を含み，
    前記ピクセル回路は電流ソース形態の入力端を含むことを特徴とする，請求項２０に記載のディスプレイ装置。
23. データ電流ドライバと；
    前記データ電流ドライバの出力端に接続され，ソース（source）方式の前記データ電流を逆多重化してシンク（sink）方式のデータ電流を出力する逆多重化部と；
    前記逆多重化部の出力端に接続されたデータラインと；
    前記データラインと接続されたピクセル回路と；
    を含み，
    前記逆多重化部は，
    所定個数のサンプル／ホールド回路を含むサンプル／ホールド回路グループを備え，
    前記サンプル／ホールド回路グループは，一つの入力端と出力端を有し，
    各サンプル／ホールド回路グループの入力端は互いに電気的に連結され，
    前記各グループ内でサンプル／ホールド回路の入力端と出力端は，サンプル／ホールド回路グループの入力端と出力端とにそれぞれスイッチを介して連結され，所定の順序によって順次に電流をサンプリングおよびホールディングし，
    前記各グループに跨り連続して入力されるデータをサンプルするサンプル／ホールド回路は，互いに順次に電流をサンプリングして，同時にホールディングすることを特徴とする，ディスプレイ装置。
24. 前記サンプル／ホールド回路は，
    第１トランジスタと；
    第１制御信号によって前記第１トランジスタがダイオード連結を形成するように前記第１トランジスタに電気的に連結された第４スイッチと；
    前記第１制御信号によって前記第１トランジスタのソース・ゲート間の電圧が充電されるように前記第１トランジスタと電気的に連結されたキャパシタと；
    前記第１制御信号によって前記第１トランジスタのドレインにデータを入力する第５スイッチと；
    第２制御信号および前記キャパシタに充電された電圧を利用して前記第１トランジスタのソースにデータを出力する第６スイッチと；
    を含むことを特徴とする，請求項２３に記載のディスプレイ装置。
25. 前記サンプル／ホールド回路は，
    第３制御信号によって前記第１トランジスタのソースに第１電源を接続させる第２スイッチと；
    第４制御信号によって前記第１トランジスタのドレインに第２電源を接続させる第３スイッチと；
    をさらに含むことを特徴とする，請求項２４に記載のディスプレイ装置。
    

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