JP4243760B2 - 発光ダイオード用駆動回路 - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオード特に有機発光ダイオードを持ちかつ容量及び電流フィードバックを持つ映像面の画素用の駆動回路であって、発光ダイオード用の電流駆動トランジスタとしての第１の薄膜トランジスタ、及び第１の通電電極を第１の薄膜トランジスタのゲートに接続されかつ第２の通電電極をデータ導線に接続されかつゲート電極を走査信号導線に接続される第２の薄膜トランジスタが設けられているものに関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）特に有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を持つ映像面を薄膜トランジスタにより駆動する際、製造により生じる薄膜トランジスタのパラメータ特に閾値電圧及び電荷担体可動性の変動のため、ＬＥＤ駆動電流の三次元的変動が生じ、それにより映像面輝度の有害な三次元的不均質性が生じる。

この問題の救済策として、ＬＥＤの駆動電流変動に対する種々の補償対策が提案されている。″Ｐｉｘｅｌ−Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｌａｒｇｅ−ＳｉｚｅｄＰｏｌｙ−Ｓｉ ＡＭ−ＯＬＥＤ Ｄｉｓｐｌａｙｓ″， Ａｓｉａ Ｄｉｓｐｌａｙ／ＩＤＷ′０１，Ｓｅｉｔｅｎ １３９５ ｂｉｓ １３９８，２００１において、Ａ． Ｙｕｍｏｔｏ ｅｔ ａｌにより、駆動電流の変動を補償するため少なくとも４つの薄膜トランジスタを持つ駆動回路が提案されている。しかしこれらの回路は部分的な補償しか可能とせず、多数のトランジスタにより比較的少ない製造利益でのみ製造可能である。

米国特許出願公開第２００２／０１０１１７２号明細書から、最初にあげた種類の駆動回路が公知であるが、付加的に別の薄膜トランジスタを持ち、これらのトランジスタがＬＥＤ電流を外部の電流−電圧変換回路へ逆供給し、こうして実際に流れる電流のフィードバックを可能にする。

電圧制御される公知の解決策は、閾値電圧変動の補償のみを可能にし、電荷担体可動性の変動の補償を可能にしない。電流制御される解決策は非常に高抵抗であり、従って比較的長い立上がり時間を必要とする、純粋な電流反射回路を使用すると、薄膜トランジスタの２つはほぼ同じ性質をもっていなければならないが、薄膜トランジスタではこの要求を満たすことは困難である。上述した公知の電流フィードバック回路の別の欠点は、ＬＥＤ素子の両側に駆動回路の部分を実現せねばならず、このため、特に有機半導体材料では、ＬＥＤ半導体材料に通すための技術的に極めて製造困難な貫通接触子を必要とする。

更に公知の回路は費用がかかる。なぜならば、４つの付加的な薄膜トランジスタ、スイッチとして作用する２つの薄膜トランジスタ、及びインバータ用の２つの薄膜トランジスタが必要とされるからである。

本発明の基礎になっている課題は、僅かな部材しか必要とせずかつ公知の回路より製造が簡単な電流フィードバックを持つ駆動回路を提案することである。

この課題は、最初にあげた種類の駆動回路において、第３の薄膜トランジスタが設けられて、駆動導線を介してそのゲートの駆動により、電流駆動トランジスタの出力端からダイオード駆動電流を取出して、電流測定兼電圧調整回路へ導き、電流測定兼電圧調整回路が、電流測定結果及び電圧比較に関係する電圧信号をデータ導線へ与え、発光ダイオードが、第３の薄膜トランジスタのゲートの駆動中に、その非線形開閉特性により、電流測定兼電圧調整回路への電流転向用スイッチとして作用することによって、解決される。従ってこの回路により、測定すべき電流は、電流駆動薄膜トランジスタの出力端から直接取出される。電流の測定値は目標値と比較され、これらの値が相違していると、適当に修正された信号が画素回路の入力端へ与えられる。それにより第３の薄膜トランジスタの遮断後再びＬＥＤを流れる駆動電流が安定化される。従って本発明による回路は、充分均一なＬＥＤパラメータが存在する時、常に動作せしめられる。

更に本発明による回路は、１つの付加的な薄膜トランジスタ、従って全体として３つの薄膜トランジスタしかひつようとしないという利点を持っている。なぜならば、非線形ＬＥＤ特性がＬＥＤ素子を通る電流の遮断に利用され、電流用の別個のスイッチを実現する必要がないからである。これはＬＥＤ素子の１つの側にすべての回路部分を実現するのも可能になるので、製造の際従来の層順を使用することができる。ＬＥＤ材料特に有機ＬＥＤの場合有機材料を通る貫通接触子は必要でない。

第３の薄膜トランジスタのゲート電極は走査信号導線に接続可能なので、画素が選択されると、第３の薄膜トランジスタが第２の薄膜トランジスタと共に動作せしめられ、それにより他の場合必要になる付加的な駆動導線が節約される。

列導線に接続される電流測定兼電圧調整回路の部材が低抵抗であり、従って全体として非常に短い立上がり時間が生じると、別の利点が得られる。

本発明による駆動回路の好ましい実施例が、図面に基いて以下に詳細に説明される。

図１は、ディスプレイの画素１０用のｐチャネルＴＦＴ（Ｔ１，Ｔ２）を持つ本発明による典型的な駆動回路の回路図を示すが、ｎチャネルＴＦＴ又はＣＭＯＳ実動化による同じ設計も当然可能である。

画素１０は、有機発光ダイオードＬＥＤを持ち、このダイオードの陰極は接地されている。第１の薄膜トランジスタＴ１は、ＬＥＤ素子のための電流駆動トランジスタとして作用する。この薄膜トランジスタＴ１は第２の薄膜トランジスタＴ２により駆動され、この第２の薄膜トランジスタＴ２のドレイン端子はデータ導線Ｄに接続され、そのソース端子は第１の薄膜トランジスタＴ１のゲートに接続されている。第２の薄膜トランジスタＴ２のゲートは走査信号導線Ａに接続されている。駆動回路は更に容量Ｃを持ち、この容量Ｃは供給電圧Ｖ_Ｄと電流トランジスタＴ１のゲートとの間に設けられて、記憶素子として役立つ。電流フィードバックのため、回路は第３の薄膜トランジスタＴ３を持ち、この薄膜トランジスタＴ３は、そのゲートの駆動の際、ＬＥＤ素子の駆動電流を第１の薄膜トランジスタＴ１のソース電極から直接取出して、電流測定兼電圧調整回路１１へ導く。図示した実施例では、第３の薄膜トランジスタＴ３のゲートは、第２の薄膜トランジスタＴ２のゲートと同様に、走査信号導線Ａに接続されているが、別個の駆動導線によっても制御可能である。測定される電流及び比較器１２における測定値と目標値との比較に応じて、電流測定兼電圧調整回路１１が適当な電圧信号をデータ導線Ｄへ与え、それにより薄膜トランジスタＴ１を通る駆動電流を所望の値に調整することができる。

電流測定兼電圧調整回路１１への電流転向のため、この回路１１に含まれる電源Ｕ_{ｖｅｒｓｃｈｉｅｂ}を介して適当に設定可能なＬＥＤ素子の陽極電位に関連して、ＬＥＤ素子の非線形開閉特性のみが利用され、従って画素回路は３つの薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３のみで足りる。

画素１０の列導線Ｄ及びＳに接続される部材、電源回路としての比較器１２、及び導線Ｓに接続される電流測定回路は低抵抗なので、電流に向けられた典型的な解決策に反し立上がり時間が非常に短い。

図１は本発明の実施例の回路図である。

符号の説明

１０ 画素
１１ 電流測定兼電圧調整装置
Ａ 走査信号導線
Ｃ 容量
Ｄ データ導線
ＬＥＤ 発光ダイオード
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ 薄膜ダイオード

Claims (2)

1. 発光ダイオード（ＬＥＤ）を持ちかつ容量（Ｃ）及び電流フィードバックを持つ映像面の画素（１０）用の駆動回路であって、発光ダイオード（ＬＥＤ）用の電流駆動トランジスタとしての第１の薄膜トランジスタ（Ｔ１）、及び第１の通電電極を第１の薄膜トランジスタ（Ｔ１）のゲートに接続されかつ第２の通電電極をデータ導線（Ｄ）に接続されかつゲート電極を走査信号導線（Ａ）に接続される第２の薄膜トランジスタ（Ｔ２）が設けられているものにおいて、第３の薄膜トランジスタ（Ｔ３）が設けられて、駆動導線を介してそのゲートを駆動される際、電流駆動トランジスタ（Ｔ１）の出力端からダイオード駆動電流を取出して、電流測定兼電圧調整回路（１１）へ導き、電流測定兼電圧調整回路（１１）が、電流測定結果及び電圧比較に関係する電圧信号をデータ導線（Ｄ）へ与え、発光ダイオード（ＬＥＤ）が、第３の薄膜トランジスタ（Ｔ３）のゲートの駆動中に、その非線形開閉特性により、電流測定兼電圧調整回路（１１）への電流転向用スイッチとして作用することを特徴とする、駆動回路。
2. 第２及び第３の薄膜トランジスタ（Ｔ２，Ｔ３）のゲート電極が同じ走査信号導線（Ａ）に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の駆動回路。

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