JP4409193B2 - Current-driven active matrix display device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブマトリクス表示装置、特に発光素子としてエレクトロルミネッセント(Electroluminescent :以下ELと記す)などの電流駆動型の発光素子を使用する電流駆動型アクティブマトリクス表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
発光素子としてELを使用した表示装置は、発光素子に流す電流を制御して発光輝度を変化させる自発発光型の表示装置であり、液晶表示装置のようにバックライトを必要とせず構造を薄型にし易く、また表示素子の応答特性がよく、視野角依存性も少ない点が注目され、近年、フラット型表示パネルとしての研究、開発が進み実用化されつつある。
【0003】
図8(A )は、発光素子として有機ELを使用した従来の電流駆動型アクティブマトリクス表示装置の回路構成図、図8(B )は、図8(A )における画素部 の詳細図である。図において、1は表示部、2は画素部、3はデータ線駆動回路、4は走査線駆動回路、5は電源回路、Q2はEL素子駆動用トランジスタ、Q1は制御用トランジスタ、 Cs はコンデンサ、OLEDは有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode)、S1〜SNは走査線、D1〜DMはデータ線を示す。次に、図8の回路動作について簡単に説明する。
【0004】
走査線駆動回路4は、一般にシフトレジスタ等により構成されていてスタートパルスGSI により動作開始し、シフトクロックGCLKによりN 段のシフト動作を行う。走査線駆動回路4は、各段のシフト動作ごとに順次、走査線S1,S2,S3, ・・・SNに走査パルスSCANを送出して、その走査線に接続されている画素部2の制御用トランジスタQ1を動作させる。走査線駆動回路4から一本の走査線に走査パルスSCANが送出され、その走査線に接続されている画素部2の制御用トランジスタQ1が動作している間に、データ線駆動回路3から制御用トランジスタQ1を介してデータ信号電圧DATAがコンデンサ Cs に印加される。このデータ信号電圧に比例した電流が、電源線VDDAからEL素子駆動用トランジスタQ2を介して有機発光ダイオードOLEDに流れて発光ダイオードOLEDを発光させる。コンデンサ Cs に印加された電圧は1フレームの期間保持される。なお図8において、有機発光ダイオードOLEDに電流を供給するための電源回路5以外に、走査線駆動回路4やデータ線駆動回路3等を動作させるための電源も必要であるが省略している。また、スタートパルスGSI やシフトクロックGCLKは、表示装置全体を制御する制御回路(図示省略)から出力される。
【0005】
このような発光素子として有機ELを使用した従来の電流駆動型アクティブマトリクス表示装置については、例えば特開2000−305522号公報、特開2001−5426号公報等に記載されている。
図9は、このような表示装置における画素部2の一例を簡単に説明するための概略断面図を示す。図において、6は陰極(反射層)、7はEL発光層、8は陽極(透明電極)、9は絶縁層、10は導体、11は電極、12はガラス基板、13は散乱光を示す。なお、図9において画素部のコンデンサCsについては省略している。EL発光層7からの光は陰極6の反射層で反射され陽極8の透明電極を通過し、ガラス基板12の表面から出射する。光の一部はガラス基板12の表面で反射し散乱光13となる。
【0006】
近年、薄膜トランジスタの形成技術が進歩し、特にポリシリコンTFT (薄膜トランジスタ:Thin Film Transistor )を使うことによりアクティブマトリクス型表示装置において、表示部と同一基板上に表示部を駆動するための駆動回路を形成することが可能となっている。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−305522号公報
【特許文献2】
特開2001−5426号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このような有機発光ダイオードOLEDを使用した表示装置は、おなじアクティブマトリクスでも、液晶表示装置とは異なり、EL発光素子に電流を供給するための電源回路を別に有し、この電源回路から定常電流が流れるので、映像信号(データ信号)以外の要素でコンデンサ CS の保持電圧変動が起きた場合でも電流変動が生じてしまう。図8の回路における制御用トランジスタQ1において、制御用トランジスタQ1がオフの時(動作してない時)にリーク電流(漏れ電流)があると、コンデンサ CS の保持電圧が変動する。この変動は画素部2の通常のフレーム周期程度の時間では問題ないが、なんらかの原因で走査線駆動回路4からの走査パルスが停止してしまうとコンデンサ CS の保持電圧は更新されなくなり、制御用トランジスタQ1のリーク電流のためコンデンサ CS の保持電圧は変動する。図8の回路において、保持電圧がグランド(アース)方向に変動するとEL素子駆動用トランジスタQ2を介して有機発光ダイオードOLEDに流れる電流が増加する方向に変化し、有機発光ダイオードOLEDの輝度が増して明るくなる。有機発光ダイオードOLEDが明るくなると、図9に示す構造からも明らかのように、制御トランジスタQ1に当たる散乱光13も増加する。制御用トランジスタQ1のリーク電流は光が当たると増加するので、コンデンサ CS の保持電圧は、さらに有機発光ダイオードOLEDの電流が増加する方向に変動する。そしてついには耐えられる限界の電流を超えてしまい、EL素子駆動用トランジスタQ2や有機発光ダイオードOLEDの断線・短絡などの永久破壊が発生するという問題がある。前記特許文献の特開2000−305522号公報には電源投入時に、回路に不適当な電圧が印加され、回路部分が破壊されることを防止する発明が記載されている。しかし走査パルスが停止した場合の回路破壊に対する防止策について前記2件の特許文献には何ら記載ない。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の一観点によれば、複数の画素部をマトリクス状に配した表示部と、データ信号を供給するデータ線駆動回路と、走査パルスを発生する走査線駆動回路を有し、この表示部において時分割駆動により画像の表示を行う電流駆動型アクティブマトリクス表示装置において、走査線駆動回路からの走査パルス出力の有無を検出する走査パルス検出回路と、表示部にデータ信号電流を供給している電源回路からの電流を制御する電源制御回路を設け、走査パルス検出回路において走査パルス無しの検出時に、電源制御回路を動作させ電源回路からの電流を遮断することを特徴とする。
【0010】
本発明は、このような構成にすることにより、ELなどの電流駆動型の発光素子を使用する電流駆動型アクティブマトリクス表示装置において、走査線駆動回路からの走査パルスが停止しても、これを検出して表示部へ供給する電流を遮断するので、EL素子駆動用トランジスタやEL発光素子の断線・短絡などの永久破壊の発生を防止することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施例による電流駆動型アクティブマトリクス表示装置の回路構成図、図2は、本発明の実施例による走査パルス検出回路図、図3は、本発明の実施例による走査パルス検出回路の動作タイムチャート、図4は、本発明の第1の実施例による電源制御回路図、図5は、本発明の第2の実施例による電源制御回路図を示す。
【0012】
本発明の実施例による電流駆動型アクティブマトリクス表示装置の回路構成は、図1に示すように、従来の表示装置の構成に比べ走査パルス検出回路14および電源制御回路15が追加されている。走査パルス検出回路14は図2に示すようにD 型フリップフロップ(DFF )回路により構成されている。走査パルス検出回路14の回路動作は図3の動作タイムチャートに示すように、シフトアウトパルスGSO の立ち上がりによりシフトアウトパルス保持信号GSOHLDがセットされ、スタートパルスGSI によりシフトアウトパルス保持信号GSOHLDがリセットされる。そしてシフトアウトパルス保持信号GSOHLDがオンの状態のときに、スタートパルスGSI の立ち上がりにより電源制御信号PowCNTがオンになる。走査線駆動回路4に供給されているシフトクロックGCLKが停止すると、走査線駆動回路4内のシフトレジスタからのシフトアウトパルスGSO が出力されなくなり、シフトアウトパルス保持信号GSOHLDがセットされず次のスタートパルスGSI の立ち上がりで電源制御信号PowCNTをオフにする。
【0013】
なお、シフトアウトパルスGSO は、N 段のシフトレジスタにおいてN +1 番目のシフトクロックにより出力される信号である。また、パワーオンリセット信号PonRSTは、走査パルス検出回路14を初期状態にリセットする信号であり、表示装置全体を制御する制御回路(図示省略)から出力される。
電源制御回路15は、図4に示すようにインバータINおよびP チャンネルのMOS 型スイッチングトランジスタQ3から構成されている。走査パルス検出回路14から電源制御信号PowCNTオンの信号を受けて、トランジスタQ3がオンとなり、電源回路5から各画素部2に電源線VDDAを介して電源を供給する。走査線駆動回路4に供給されているシフトクロックGCLKが停止すると、電源制御信号PowCNTがオフとなり電源制御回路15のトランジスタQ3をオフにして、電源回路5から表示部1の各画素部2に供給している電流を遮断する。従って、画素部2の制御用トランジスタQ1のリーク電流のためコンデンサ CS の保持電圧がグランド側に変動したとしても、EL素子駆動用トランジスタQ2を介して有機発光ダイオードOLEDに電流が流れないので、これら素子の破壊は起こらない。
【0014】
図5は、電源制御回路15の第2の実施例であり、2個のスイッチングトランジスタQ31 およびスイッチングトランジスタQ32 を設けて、電源回路5からの電流を2系統(VDDA1 およびVDDA2 )に分けて画素部2に電流を供給する。このように構成することにより各スイッチングトランジスタQ31 ないしスイッチングトランジスタQ32 が取り扱う電流が小さくなり、例えばポリシリコンTFT で構成することが可能となる。なお、図5に示す電源制御回路15の場合、2個のスイッチングトランジスタQ31 およびスイッチングトランジスタQ32 を設けた例であるが、スイッチングトランジスタの個数を増やして、さらに多系統に分けて電源回路5からの電流を供給するようにしてもよい。
【0015】
図6は、本発明の実施例による電流駆動型アクティブマトリクス表示装置の表示パネルの平面図であって、同一表示基板16上にポリシリコンTFT 技術を使用して表示部1、走査線駆動回路4、走査パルス検出回路14、電源制御回路15を形成する。表示部1に流れる電流が大きい場合であっても図5に示す電源制御回路を使用して多系統に分けて電流供給することにより各スイッチングトランジスタをポリシリコンTFT で構成でき、電源制御回路15を同一表示基板16上に形成できる。
【0016】
図7は、本発明の他の実施例による電流駆動型アクティブマトリクス表示装置の表示パネルの平面図であって、同一表示基板16上にポリシリコンTFT 技術を使用して表示部1、走査線駆動回路4、走査パルス検出回路14を形成する。電源制御回路は電源部等が搭載されている図示されてない別基板(プリント基板)17に設ける。この場合、電源制御回路15はプリント基板に搭載するのでスイッチングトランジスタとして単結晶トランジスタが使用でき、小さいスイッチング抵抗で、かつ大きな電流の制御ができる。
【0017】
なお、電源制御回路15のスイッチングトランジスタの代わりにリレー等の機械的なスイッチング素子を使用すれば、さらに小さいスイッチング抵抗で、かつ大きな電流の制御ができる。
図6または図7の実施例に対して、さらにデータ線駆動回路を同一表示基板16上に形成してもよい。
【0018】
図6および図7の実施例によると、走査線駆動回路4に直接関連する走査パルス検出回路14や電源制御回路15を走査線駆動回路4と同一表示基板16上に形成するので、これら回路間の信号線を半田づけ接続やコネクタ接続する必要なく、表示装置の製造が容易である。
【0019】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ELなどの電流駆動型の発光素子を使用する電流駆動型アクティブマトリクス表示装置において、走査線駆動回路からの走査パルス出力の有無を検出し、走査パルス無しを検出した時に、電源回路からの電流を遮断するようにしたので、走査線駆動回路からの走査パルスが停止しても、EL素子駆動用トランジスタやEL発光素子の断線・短絡などの永久破壊の発生を防止することができる効果がある。また、新たな回路追加にもかかわらず製造が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例による電流駆動型アクティブマトリクス表示装置の回路構成図。
【図2】 本発明の実施例による走査パルス検出回路図。
【図3】 本発明の実施例による走査パルス検出回路の動作タイムチャート。
【図4】 本発明の第1の実施例による電源制御回路図。
【図5】 本発明の第2の実施例による電源制御回路図。
【図6】 本発明の実施例による電流駆動型アクティブマトリクス表示装置の表示パネルの平面図。
【図7】 本発明の他の実施例による電流駆動型アクティブマトリクス表示装置の表示パネルの平面図。
【図8】 従来の電流駆動型アクティブマトリクス表示装置の回路構成図。
【図9】 電流駆動型アクティブマトリクス表示装置の画素部の概略断面図。
【符号の説明】
1 表示部
2 画素部
3 データ線駆動回路
4 走査線駆動回路
5 電源回路
6 陰極(反射層)
7 EL発光層
8 陽極(透明電極)
9 絶縁層
10 導体
11 電極
12 ガラス基板
13 散乱光
14 走査パルス検出回路
15 電源制御回路
16 表示基板
17 別基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an active matrix display device, and more particularly to a current driven active matrix display device using a current driven light emitting element such as electroluminescent (hereinafter referred to as EL) as a light emitting element.
[0002]
[Prior art]
A display device using EL as a light-emitting element is a spontaneous emission type display device that changes the light emission luminance by controlling the current flowing through the light-emitting element, and does not require a backlight like a liquid crystal display device, and has a thin structure. Attention has been paid to the fact that the display element is easy to handle, the response characteristics of the display element are good, and the viewing angle dependency is small. In recent years, research and development as a flat display panel have been advanced and put into practical use.
[0003]
FIG. 8A is a circuit configuration diagram of a conventional current-driven active matrix display device using an organic EL as a light emitting element, and FIG. 8B is a detailed view of a pixel portion in FIG. 8A. In the figure, 1 is a display unit, 2 is a pixel unit, 3 is a data line driving circuit, 4 is a scanning line driving circuit, 5 is a power supply circuit, Q2 is an EL element driving transistor, Q1 is a control transistor, Cs is a capacitor, OLED is an organic light emitting diode, S1 to SN are scanning lines, and D1 to DM are data lines. Next, the circuit operation of FIG. 8 will be briefly described.
[0004]
The scanning line driving circuit 4 is generally composed of a shift register or the like, starts its operation by a start pulse GSI, and performs N stages of shift operations by a shift clock GCLK. The scanning line driving circuit 4 sequentially sends scanning pulses SCAN to the scanning lines S1, S2, S3,... SN for each stage shift operation, and controls the
[0005]
Conventional current-driven active matrix display devices using organic EL as such light emitting elements are described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2000-305522 and 2001-5426.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for simply explaining an example of the
[0006]
In recent years, thin film transistor formation technology has progressed, and in particular, a drive circuit for driving the display unit on the same substrate as the display unit is formed in an active matrix display device by using a polysilicon TFT (Thin Film Transistor). It is possible to do.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2000-305522 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-5426
[Problems to be solved by the invention]
Unlike the liquid crystal display device, a display device using such an organic light emitting diode OLED has a separate power supply circuit for supplying current to the EL light emitting element, and a steady current is supplied from the power supply circuit. since flows, current variation even if the holding voltage variation of capacitor C S in elements other than the video signal (data signal) occurs occurs. In control transistor Q1 in the circuit of FIG. 8, the control transistor Q1 is the in the off (when not in operation) is the leakage current (leakage current), the holding voltage of the capacitor C S is varied. This variation is no problem in the time order of the normal frame period of the
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a display unit in which a plurality of pixel units are arranged in a matrix, a data line driving circuit that supplies a data signal, and a scanning line driving circuit that generates a scanning pulse In the current-driven active matrix display device that displays images by time-division driving in this display unit, a scanning pulse detection circuit that detects the presence or absence of scanning pulse output from the scanning line driving circuit, and data in the display unit A power supply control circuit for controlling the current from the power supply circuit that supplies the signal current is provided, and when the scan pulse detection circuit detects no scan pulse, the power supply control circuit is operated to cut off the current from the power supply circuit. And
[0010]
In the current driven active matrix display device using a current driven light emitting element such as an EL, even when the scanning pulse from the scanning line driving circuit is stopped, the present invention is configured as described above. Since the current detected and supplied to the display portion is cut off, it is possible to prevent permanent destruction such as disconnection / short circuit of the EL element driving transistor and the EL light emitting element.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 is a circuit configuration diagram of a current-driven active matrix display device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a scan pulse detection circuit diagram according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a scan pulse according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a power supply control circuit diagram according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a power supply control circuit diagram according to the second embodiment of the present invention.
[0012]
As shown in FIG. 1, the circuit configuration of the current drive type active matrix display device according to the embodiment of the present invention includes a scan
[0013]
The shift-out pulse GSO is a signal output by the (N + 1) th shift clock in the N-stage shift register. The power-on reset signal PonRST is a signal that resets the scan
As shown in FIG. 4, the power
[0014]
FIG. 5 shows a second embodiment of the power
[0015]
FIG. 6 is a plan view of a display panel of a current-driven active matrix display device according to an embodiment of the present invention. The
[0016]
FIG. 7 is a plan view of a display panel of a current-driven active matrix display device according to another embodiment of the present invention. The
[0017]
Note that if a mechanical switching element such as a relay is used instead of the switching transistor of the power
In addition to the embodiment of FIG. 6 or FIG. 7, a data line driving circuit may be formed on the
[0018]
6 and 7, the scanning
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a current drive type active matrix display device using a current drive type light emitting element such as an EL, the presence / absence of a scan pulse output from the scan line drive circuit is detected and the scan pulse is detected. When the absence is detected, the current from the power supply circuit is cut off, so even if the scanning pulse from the scanning line driving circuit stops, the EL element driving transistor and the EL light emitting element are permanently damaged, such as disconnection or short circuit. There is an effect that can prevent the occurrence of. In addition, manufacture is easy despite the addition of new circuits.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a current-driven active matrix display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a scanning pulse detection circuit diagram according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an operation time chart of the scanning pulse detection circuit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a power supply control circuit diagram according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a power supply control circuit diagram according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view of a display panel of a current driven active matrix display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view of a display panel of a current driven active matrix display device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a circuit configuration diagram of a conventional current-driven active matrix display device.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a pixel portion of a current-driven active matrix display device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
7 EL light emitting layer 8 Anode (transparent electrode)
9 Insulating
Claims (3)
該シフトレジスタからのシフトアウトパルスの出力の有無を検出する走査パルス検出回路と、前記表示部にデータ信号電流を供給している電源回路からの電流を複数のスイッチング素子で複数系統に分割して前記表示部に供給するように制御する電源制御回路を設け、該走査パルス検出回路において該シフトアウトパルス無しの検出時に、該電源制御回路を動作させ該電源回路からの電流を遮断することを特徴とする電流駆動型アクティブマトリクス表示装置。A display portion having a plurality of pixel portions arranged in a matrix; a data line driving circuit for supplying a data signal; and a scanning line driving circuit for generating a scanning pulse based on a shift operation of a shift register . In a current-driven active matrix display device that displays images by time-division driving,
A scan pulse detection circuit that detects whether or not a shift-out pulse is output from the shift register and a current from a power supply circuit that supplies a data signal current to the display unit are divided into a plurality of systems by a plurality of switching elements. A power supply control circuit for controlling to supply to the display unit is provided, and the power supply control circuit is operated to cut off a current from the power supply circuit when the scan pulse detection circuit detects no shift-out pulse. A current-driven active matrix display device.
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