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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機EL(Electroluminescence )ディスプレイなどの、電流値によって輝度が制御される電気光学素子を有する画素回路がマトリクス状に配列された画像表示装置のうち、特に各画素回路内部に設けられた絶縁ゲート型電界効果トランジスタによって電気光学素子に流れる電流値が制御される、いわゆるアクティブマトリクス型画像表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
画像表示装置、たとえば液晶ディスプレイなどでは、多数の画素をマトリクス状に並べ、表示すべき画像情報に応じて画素毎に光強度を制御することによって画像を表示する。
これは有機ELディスプレイなどにおいても同様であるが、有機ELディスプレイは各画素回路に発光素子を有する、いわゆる自発光型のディスプレイであり、液晶ディスプレイに比べて画像の視認性が高い、バックライトが不要、応答速度が速い、等の利点を有する。
また、各発光素子の輝度はそれに流れる電流値によって制御することによって発色の階調を得る、すなわち発光素子が電流制御型であるという点で液晶ディスプレイなどとは大きく異なる。
【0003】
有機ELディスプレイにおいては、液晶ディスプレイと同様、その駆動方式として単純マトリクス方式とアクティブマトリクス方式とが可能であるが、前者は構造が単純であるものの、大型かつ高精細のディスプレイの実現が難しいなどの問題がある。
このため、各画素回路内部の発光素子に流れる電流を、画素回路内部に設けた能動素子、一般にはTFT(Thin Film Transistor、薄膜トランジスタ)によって制御する、アクティブマトリクス方式の開発が盛んに行われている。
【0004】
図7は、電流駆動方式を採用した有機EL表示装置の構成を示すブロック図である。
この表示装置1は、図7に示すように、画素回路(PXLC)2aがm×nのマトリクス状に配列された画素アレイ部2、水平セレクタ(HSEL)3、ライトスキャナ(WSCN)4、ドライブスキャナ(DSCN)5、水平セレクタ3により選択され輝度情報に応じたデータ信号が供給されるデータ線DTL1〜DTLn、ライトスキャナ4により選択駆動される走査線WSL1〜WSLm、およびドライブスキャナ5により選択駆動される駆動線DSL1〜DSLm、を有する。
【0005】
図8は、図7の画素回路2aの一構成例を示す回路図である。
【0006】
図8の画素回路2aは、pチャネル薄膜電界効果トランジスタ(以下、TFTという)11〜TFT14、キャパシタC11、発光素子である有機EL素子(OLED)15を有する。また、図8において、DTLは入力信号が電流として伝播されるデータ線を示している。
有機EL素子は多くの場合整流性があるため、OLED(Organic Light Emitting Diode)と呼ばれることがあり、図8その他では発光素子としてダイオードの記号を用いているが、以下の説明においてOLEDには必ずしも整流性を要求するものではない。
図8ではTFT11のソースが電源電位VCC(電源電圧VCCの供給ライン)に接続され、発光素子15のカソード(陰極)は接地電位GNDに接続されている。図8の画素回路2aの動作は以下の通りである。
【0007】
入力信号(電流信号)SIの書き込み時には、TFT12を非導通に保持した状態で、TFT13,TFT14を導通状態に保持する。
これにより、駆動(ドライブ)トランジスタであるTFT11に信号電流に応じた電流が流れる。
このとき、TFT11のゲートとドレインは導通状態にあるTFT13により電気的に接続されており、TFT11は飽和領域にて駆動している。
よって、下記式1に基づいて入力電流に相当するゲート電圧が書き込まれ、画素容量であるキャパシタC11に保持される。
その後、TFT14を非導通状態に保持して、TFT12を導通状態に保持する。
これにより、入力信号電流に応じた電流がTFT12と発光素子15に流れ、発光素子15はその電流値に応じた輝度で発光する。
上記のように、TFT14を導通させてデータ線に与えられた輝度情報を画素内部に伝える操作を、以下「書き込み」と呼ぶ。
【0008】
この画素回路2aでは、ドライブトランジスタ11のしきい値Vthや移動度μのバラツキが補正される。
【0009】
【数1】
Ids=1/2・μ(W/L)Cox(Vgs−|Vth|)2 …(1)
【0010】
ここで、μはキャリアの移動度を、Coxは単位面積当たりのゲート容量を、Wはゲート幅を、Lはゲート長を、VgsはTFT11のゲート・ソース間電圧を、VthはTFT11のしきい値Vthをそれぞれ示している。
【0011】
この方式では、映像信号が電流値Iinとしてパネルの水平セレクタ3に入力される。入力された電流信号は、水平セレクタ3にてサンプルホールドされ、全段がサンプルホールドされた後に、同時に画素が接続されたデータ線DTLに電流が出力される。
【0012】
図9は、水平セレクタ3の要部の構成を示す回路図である。
水平セレクタ3は、図9に示すように、画素回路のマトリクス配列に対して列毎に配線され、輝度情報に応じたデータ信号が供給されるデータ線DTL1,DTL2、〜、DTLnに対応して設けられた、電流サンプルホールド回路31−1,31−2、〜、31−nと、nチャネルTFTからなる水平スイッチ(HSW)32−1,32−2、〜、32−nを有している。
【0013】
電流サンプルホールド回路31−1は、図9に示すように、TFT33−1,TFT34−1、TFT35−1、キャパシタC31−1、およびノードND31−1,ND32−1を有している。
同様に、電流サンプルホールド回路31−1は、図9に示すように、TFT33−2,TFT34−2、TFT35−2、キャパシタC31−2、およびノードND31−2,ND32−2を有している。
そして、図示しないが、電流サンプルホールド回路31−nは、TFT33−n,TFT34−n、TFT35−n、キャパシタC31−n、およびノードND31−n,ND32−nを有している。
【0014】
この水平セレクタ3のサンプルホールド動作を、図10(A)〜(M)に関連付けて説明する。
なお、図10(A)のSHSWは水平スイッチの切換信号を示している。また、図10(H)は第1列目のTFT33−1のドレイン電位Vd331を、図10(I)は第2列目のTFT33−2のドレイン電位Vd332を、図10(J)は第n列目のTFT33−nのドレイン電位Vd33nを、図10(K)は第1列目のキャパシタC11−1の電位VC111を、図10(L)は第2列目のキャパシタC11−2の電位VC112を、図10(M)は第n列目のキャパシタC11−nの電位VC11nを、それぞれ示している。
【0015】
図10(A)に示すように、切換信号SHSWを低レベルとして全水平スイッチHSWをオフさせた状態で、図10(B),(C)に示すように、第1列目の電流サンプルホールド回路31−1のTFT34−1,35−1が接続されたサンプルホールド線SHL31−1,32−1を高レベルとして、TFT34−1,35−1を導通状態とする(オンさせる)。
このとき、入力信号電流Iinが電流サンプルホールド回路31−1内に流れる。このとき、TFT33−1は、TFT34−1を介してゲート−ドレインが接続されており、飽和領域にて動作する。そのゲート電圧は上記式1に基づいて決定され、図10(K)に示すように、キャパシタC31−1に保持される。
所定のゲート電圧がキャパシタC31−1に書き込まれた後に、サンプルホールド線SHL31−1を低レベルとしてTFT34−1を非導通状態とし、その後にサンプルホールド線SHL32−1を低レベルとしてTFT35−1を非導通状態とする。
【0016】
次に、同様に、図10(D),(E)に示すように、第2列目の電流サンプルホールド回路31−2のTFT34−2,35−2が接続されたサンプルホールド線SHL31−2,32−2を高レベルとして、TFT34−2,35−2を導通状態とする(オンさせる)。
このとき、入力信号電流Iinが電流サンプルホールド回路31−2内に流れる。このとき、TFT33−2は、TFT34−2を介してゲート−ドレインが接続されており、飽和領域にて動作する。そのゲート電圧は上記式1に基づいて決定され、図10(L)に示すように、キャパシタC31−2に保持される。
所定のゲート電圧がキャパシタC31−2に書き込まれた後に、サンプルホールド線SHL31−2を低レベルとしてTFT34−2を非導通状態とし、その後にサンプルホールド線SHL32−2を低レベルとしてTFT35−2を非導通状態とする。
以下、隣接サンプルホールド回路が順次動作してゆき、全ての回路に映像信号Iinが点順次にサンプルホールドされる。
その後、図10(A)に示すように、水平スイッチHSWが全段同時にオンされ、TFT33−1〜TFT33−nが定電流源として機能し、図11に示すように、サンプルホールドされた電流が各データ線DTL1〜DTLnに出力される。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した水平セレクタ3においては、定電流源として機能するTFT33(−1〜−n)のドレイン電位、特に、サンプルホールド動作が先に行われるTFT33のドレイン電位が降下し、一定に保持することができないという不利益がある
この課題についてさらに詳細に説明する。
【0018】
ここで、第1列目の電流サンプルホールド回路31−1のサンプルホールド時の各ノードの電位を調べる。
電流サンプルホールド回路31−1では、図12(A)に示すように、TFT35−1が非導通状態に保持されて入力電流Iinがサンプルホールドされる。
この期間中、TFT33−1はオンし続けているために、TFT33−1のドレイン電位(ND31−1の電位)は供給源がなくなり、接地電位GNDレベルまで下降してしまう。
このときTFT34−1に注目する。TFT34−1はオフしており、キャパシタC31−1には電流Iinに相当するゲート電位が保持されている。
【0019】
しかしながら、ノードND31−1の電位が接地電位GNDレベルまで落ちることで、TFT34−1には、図12(B)に示すように、ドレイン・ソース間電圧Vdsが印加されてしまい、TFT34−1にはリーク電流が流れる。このリーク電流がキャパシタC31−1から流れ出すことで、TFT33−1のゲート電圧は減少してしまう。これにより、TFT33−1のゲート・ソース間電圧Vgsはサンプルホールド時よりも減少してしまい、その後水平スイッチHSWがオンして飽和領域になったとしても、電流Iinより小さい電流値しか流れなくなってしまう。このリーク量はリーク時間に比例する。
【0020】
サンプルホールド回路は前述したように点順次にて動作するので、スキャン開始部とスキャン終了部とでは、各容量にゲート電位が保持されている時間が異なる。すなわち、図10(K)〜(L)に示すように、スキャン開始部では終了部に比べて保持時間が長くなる。
そのため、スキャン開始部ではリーク時間も長くなり、ゲート電圧降下量がスキャン終了部に比べて大きくなる。つまり、画面全体に単色のラスター表示をしたとしても、図13に示すように、スキャン終了部に向かって輝度がグラデーションしてしまう。
特に、有機EL等を駆動するTFTではリーク電流が高いために、この問題は顕著に現れる。
【0021】
この問題点は有機ELに関わらず、電流のサンプルを行う場面ではどんな時も問題となる。
たとえば、電流を点順次にてサンプリングし、一括で出力する場合には同様の理由でサンプリング開始部と終了部とで出力の電流値が異なってしまう。
【0022】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、他の回路のサンプリング期間も、定電流源として機能する出力トランジスタのドレイン電位を一定に保つことができ、出力トランジスタのゲート電位のリークによる変化を抑えることが可能で、出力段の電流値バラツキのない、均一な電流源を得ることができ、スキャン終了部に向かって輝度むらが発生しない高品位な画像を表示することが可能な表示装置を提供することにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点は、映像信号が信号電流として供給される表示装置であって、マトリクス状に複数配列された画素回路と、上記画素回路のマトリクス配列に対して列毎に配線され、輝度情報に応じた信号電流が供給されるデータ線と、上記データ線に対応して設けられ、入力映像信号電流をサンプルホールドする複数のサンプルホールド回路を有し、各サンプルホールド回路を順次動作させて、全てのサンプルホールド回路に映像信号を点順次にサンプルホールドさせ、上記複数のサンプルホールド回路にサンプルホールドされた電流を、水平スイッチを介して対応するデータ線に出力させる水平セレクタと、を有し、上記各サンプルホールド回路は、ソースが接地電位に接続された第1の電界効果トランジスタと、ソースが上記第1の電界効果トランジスタのドレインに接続された第2の電界効果トランジスタと、上記第1の電界効果トランジスタのドレインとゲートとの間に接続された第1のスイッチと、上記第2の電界効果トランジスタのドレインとゲートとの間に接続された第2のスイッチと、上記第2の電界効果トランジスタのドレインと上記信号電流の供給線との間に接続された第3のスイッチと、上記第1の電界効果トランジスタのゲートと接地電位との間に接続された第1のキャパシタと、上記第2の電界効果トランジスタのゲートと接地電位との間に接続された第2のキャパシタと、サンプルホールド動作が終了し、他のサンプルホールド回路がサンプルホールド動作を行っている間に、上記第2の電界効果トランジスタのドレインをダイオード接続されたトランジスタを介して電源電位に接続させる回路と、を有し、上記第2の電界効果トランジスタのドレインが上記水平スイッチを介して対応するデータ線に接続され、上記第1のスイッチと上記第1の電界効果トランジスタ同士、および、上記第2のスイッチと上記第2の電界効果トランジスタ同士のうちの少なくともいずれか同士は、逆極性のトランジスタにより形成されている。
【0024】
好適には、上記リーク除去回路は、電源電位と上記第2の電界効果トランジスタのドレインとの間に接続されたダイオード接続されたトランジスタと第4のスイッチが直列に接続されている。
【0025】
本発明によれば、たとえば第1列目のサンプルホールド回路の第1、第2、および第3のスイッチを導通状態とする(オンさせる)。
このとき、入力信号電流がサンプルホールド回路内に流れる。このとき、第1および第2の電界効果トランジスタは、第1のスイッチおよび第2のスイッチを介してゲート−ドレインが接続されており、飽和領域にて動作する。そのゲート電圧は上記式1に基づいて決定され、第1および第2のキャパシタに保持される。
所定のゲート電圧が第1および第2のキャパシタに書き込まれた後に、たとえば第1のスイッチを非導通状態として第2のスイッチを非導通状態とし、その後に第3のスイッチを非導通状態とする。
次に、同様に、第2列目のサンプルホールド回路の第1、第2、および第3のスイッチを導通状態とする(オンさせる)。
このとき、入力信号電流が第2列目のサンプルホールド回路内に流れる。このとき、第1および第2の電界効果トランジスタは、第1のスイッチおよび第2のスイッチを介してゲート−ドレインが接続されており、飽和領域にて動作する。
そのゲート電圧は上記式1に基づいて決定され、第1および第2のキャパシタに保持される。
所定のゲート電圧が第1および第2のキャパシタに書き込まれた後に、たとえば第1のスイッチを非導通状態として第2のスイッチを非導通状態とし、その後に第3のスイッチを非導通状態とする。
【0026】
以下、隣接サンプルホールド回路が順次動作してゆき、全ての回路に映像信号が点順次にサンプルホールドされる。
そして、自段のサンプルホールドが終了し、他段がサンプルホールドを行っている期間に、たとえばサンプルホールドが終了したサンプルホールド回路は、第3のスイッチを導通状態とする。
すると、ダイオード接続されているトランジスタは、電界効果トランジスタを含む定電流源に従った電流Iinが流れる。ここでは定電流源には入力電流がサンプルホールドされているので、ダイオード接続されているトランジスタと、定電流源を構成する電界効果トランジスタには電流Iinが流れる。
このとき、ダイオード接続されたトランジスタにはサンプリングされた電流Iinに相当する定電流が流れる。トランジスタは飽和領域にて動作するので、このトランジスタのゲート電圧(ドレイン電圧)は式1に基づき動作点が決定される。このゲート電位は電界効果トランジスタのドレイン電位と等しくなる。
ここで、電界効果トランジスタのドレイン電位が電界効果トランジスタのゲート電圧になるべく等しくなるようにダイオード接続されたトランジスタサイズの設計を行うことで、第1のスイッチを構成するたとえばトランジスタのソースとドレインの電圧差を抑制することができる。
また、第1のスイッチおよび第2のスイッチを構成するトランジスタが第1および第2の電界効果トランジスタと逆極性のトランジスタにより形成されていることから、サンプリング時のゲートカップリングによるドレイン電圧の変化を抑え、ホールド時間中のリーク電流を抑えることができる。
ホールド期間中のリークを除去することで、ホールド時間差による出力電流値のバラツキを抑制することができ、均一な定電流源を形成できる。
以上より、電流の点順次サンプリングにおいても、スキャン開始と終了部ブロックとでリーク量の殆ど変わらなくでき、均一な出力電流を得ることができる。
その後、全サンプルホールド回路の電界効果トランジスタが定電流源として機能し、サンプルホールドされた電流が水平スイッチを介して各データ線に並列的に出力される。
これにより、スキャン終了部に向かって輝度むらが発生しない高品位な画像を表示することが可能となる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。
【0028】
第1実施形態
図1は、本第1の実施形態に係る電流駆動方式を採用した有機EL表示装置の構成例を示すブロック図である。
図2は、図1の有機EL表示装置において本実施形態に係る画素回路および水平セレクタの具体的構成を示す回路図である。
【0029】
この表示装置100は、図1および図2に示すように、画素回路(PXLC)101がm×nのマトリクス状に配列された画素アレイ部102、水平セレクタ(HSEL)103、ライトスキャナ(WSCN)104、ドライブスキャナ(DSCN)105、水平セレクタ103により選択され輝度情報に応じたデータ信号が電流信号として順次に供給されるデータ線DTL101〜DTL10n、ライトスキャナ104により選択駆動される走査線WSL101〜WSL10m、およびドライブスキャナ105により選択駆動される駆動線DSL101〜DSL10mを有する。
【0030】
なお、画素アレイ部102において、画素回路101はm×nのマトリクス状に配列されるが、図1においては図面の簡単化のために2×3のマトリクス状に配列した例を示している。
また、図2においては図面に簡単化のために、水平セレクタ103は、第1列と第2列目の電流サンプルホールド回路と水平スイッチHSWのみを記載しているが第n列目まで同様の構成を有する電流サンプルホールド回路が各DTL101〜DTL10nに対応して配置される。
また、図2においても、図面の簡単化のために一つの画素回路の具体的な構成を示している。
【0031】
本第1の実施形態に係る画素回路101は、図2に示すように、pチャネルTFT111〜TFT114、キャパシタC111、有機EL素子(OLED:電気光学素子)からなる発光素子115、第1のノードND111、および第2のノードND112を有する。
また、図2において、DTL101はデータ線を、WSL101は走査線を、DSL101は駆動線を、SHLはサンプルホールド線をそれぞれ示している。
【0032】
画素回路101において、電源電位VCCと接地電位GNDとの間にTFT111、第1のノードND111、TFT112、および発光素子115が直列に接続されている。
具体的には、ドライブトランジスタとしてのTFT111のソースが電源電圧VCCの供給ラインに接続され、ドレインが第1のノードND111に接続されている。TFT112のソースが第1のノードND111に接続され、ドレインが発光素子115のアノードに接続され、発光素子115のカソードが接地電位GNDに接続されている。そして、TFT111のゲートが第2のノードND112に接続され、TFT112のゲートが駆動線DSL101に接続されている。
第1のノードND111と第2のノードND112とに、TFT113のソース・ドレインが接続され、TFT113のゲートが走査線WSL101に接続されている。
キャパシタC111の第1電極が第2のノードND112に接続され、第2電極が電源電位VCCに接続されている。
データ線DTL101と第2のノードND112とにTFT114のソース・ドレインが接続され、TFT114のゲートが走査線WSL101に接続されている。
【0033】
水平セレクタ103は、図2に示すように、画素回路のマトリクス配列に対して列毎に配線され、輝度情報に応じたデータ信号が供給されるデータ線DTL101,DTL012、〜、DTL10nに対応して設けられた、電流サンプルホールド回路1031−1,1031−2、〜、1031−nと、nチャネルTFTからなる水平スイッチ(HSW)1032−1,1032−2、〜、1032−nを有している。
【0034】
電流サンプルホールド回路1031−1は、図2に示すように、nチャネルTFT121−1〜TFT124−1、pチャネルTFT125−1〜TFT127−1、第1のキャパシタC121−1、第2のキャパシタC122−1、およびノードND121−1,ND122−1,ND123−1,ND124−1を有している。
【0035】
電流サンプルホールド回路1031−2は、図2に示すように、nチャネルTFT121−2〜TFT124−2、pチャネルTFT125−2〜TFT127−2、第1のキャパシタC121−2、第2のキャパシタC122−2、およびノードND121−2,ND122−2,ND123−2,ND124−2を有している。
そして、図示しないが、電流サンプルホールド回路1031−nは、nチャネルTFT121−n〜TFT124−n、pチャネルTFT125−n〜TFT127−n、第1のキャパシタC121−n、第2のキャパシタC122−n、およびノードND121−n,ND122−n,ND123−n,ND124−nを有している。
TFT121(−1〜−n)が本発明に係る第1の電界効果トランジスタを構成し、TFT122(−1〜−n)が第2の電界効果トランジスタを構成し、TFT125(−1〜−n)が第1のスイッチを構成し、TFT126(−1〜−n)が第2のスイッチを構成し、TFT123(−1〜−n)が第3のスイッチを構成し、TFT124(−1〜−n)が第4のスイッチを構成する。
【0036】
電流サンプルホールド回路1031−1において、TFT121−1のソースが接地電位(所定電位)GNDに接続され、ドレインがノードND121−1に接続され、ゲートがノードND122−1に接続されている。ノードND121−1とノードND122−1とに第1のスイッチとしてのTFT125−1のソース・ドレインがそれぞれ接続されている。TFT125−1のゲートがサンプルホールド線SHL121−1に接続されている。
キャパシタC121−1の第1電極がノードND122−1に接続され、第2電極が接地電位GNDに接続されている。
TFT122−1のソースがノードND121−1に接続され、ドレインがノードND123−1に接続され、ゲートがノードND124−1に接続されている。ノードND123−1とノードND124−1とに第2のスイッチとしてのTFT126−1のソース・ドレインがそれぞれ接続されている。TFT126−1のゲートがサンプルホールド線SHL122−1に接続されている。
キャパシタC122−1の第1電極がノードND124−1に接続され、第2電極が接地電位GNDに接続されている。
ノードND123−1と入力電流信号の供給線ISL101とにTFT123−1のソース・ドレインがそれぞれ接続されている。TFT123−1のゲートがサンプルホールド線SHL123−1に接続されている。
また、TFT127−1のソースが電源電圧VCCの供給ラインに接続され、TFT127−1のゲートとドレイン同士が接続されている。すなわち、TFT127−1はダイオード接続されている。
そして、TFT127−1のゲートとドレインの接続点とノードND123−1とにTFT124−1のソース・ドレインがそれぞれ接続され、TFT124−1のゲートがサンプルホールド線SHL124−1に接続されている。
また、ノードND123−1が水平スイッチ1032−1に接続されている。
【0037】
そして、TFT124−1とTFT127−1により本発明に係るリーク除去回路が構成されている。
また、定電流源として機能するTFT121−1およびTFT122−1と第1のスイッチを構成するTFT125−1および第2のスイッチとしてのTFT126−1はそれぞれ逆極性のトランジスタで形成されている。
【0038】
なお、他の電流サンプルホールド回路1031−2〜1031−nの接続形態は、上述した電流サンプルホールド回路1031−1と同様に行われることから、ここではその詳細は省略する。
【0039】
次に、上記構成の動作を、水平セレクタの動作を中心に、図3(A)〜(K)に関連付けて説明する。
【0040】
なお、図3(A)のSHSWは水平スイッチの切換信号を、図3(B)は第1列目のTFT123−1のゲートが接続されたサンプルホールド線SHL123−1の信号レベルを、図3(C)は第1列目のTFT125−1のゲートが接続されたサンプルホールド線SHL121−1の信号レベルを、図3(D)は第1列目のTFT126−1のゲートが接続されたサンプルホールド線SHL122−1の信号レベルを、図3(E)は第2列目のTFT123−2のゲートが接続されたサンプルホールド線SHL123−2の信号レベルを、図3(F)は第2列目のTFT125−2のゲートが接続されたサンプルホールド線SHL121−2の信号レベルを、図3(G)は第2列目のTFT126−2のゲートが接続されたサンプルホールド線SHL122−2の信号レベルを、図3(H)は第1列目のTFT121−1のドレイン電位Vd1211を、図3(I)は第2列目のTFT121−2のドレイン電位Vd1212を、図3(J)は第1列目の第1のキャパシタC121−1の電位VC1211を、図3(K)は第2列目の第1のキャパシタC121−2の電位VC1212をそれぞれ示している。
【0041】
図2の第1列目の電流サンプルホールド回路1031−1においては、図3(A)〜(D)に示すように、切換信号SHSWを低レベルとして全水平スイッチHSWをオフさせた状態で、サンプルホールド線SHL121−1,SHL122−1,を低レベルとし、サンプルホールド線SHL123−1を高レベルとしてTFT125−1,126−1,123−1を導通状態とする。
TFT123−1が導通状態となったことに伴い、信号電流Iinが電流サンプルホールド回路1031−1内に流れる。
このとき、TFT121−1は、TFT125−1を介してゲート−ドレインが接続されており、飽和領域にて動作する。そのゲート電圧は前述した式1に基づいて決定され、キャパシタC121−1に保持される。
同様に、TFT122−1は、TFT126−1を介して飽和領域にて動作する。そのゲート電圧は前述した式1に基づいて決定され、キャパシタC122−1に保持される。
このように、所定のゲート電圧がキャパシタC121−1、およびC122−1に書き込まれた後に、図3(B)〜(D)に示すように、サンプルホールド線SHL121−1を高レベルとして(たとえば0Vから15Vに切り換えて)TFT125−1を非導通状態とし、次に、サンプルホールド線SHL122−1を高レベルとして(たとえば0Vから15Vに切り換えて)TFT126−1を非導通状態とした後に、サンプルホールド線SHL123−1を低レベルとしてTFT123−1を非導通状態とする。
【0042】
次に、同様に、図2の第2列目の電流サンプルホールド回路1031−2においては、図3(A),(E)〜(F)に示すように、切換信号SHSWを低レベルとして全水平スイッチHSWをオフさせた状態で、サンプルホールド線SHL121−2,SHL122−2,を低レベルとし、サンプルホールド線SHL123−2を高レベルとしてTFT125−2,126−2,123−2を導通状態とする。
TFT123−2が導通状態となったことに伴い、信号電流Iinが電流サンプルホールド回路1031−2内に流れる。
このとき、TFT121−2は、TFT125−2を介してゲート−ドレインが接続されており、飽和領域にて動作する。そのゲート電圧は前述した式1に基づいて決定され、図3(K)に示すように、キャパシタC121−2に保持される。
同様に、TFT122−2は、TFT126−2を介して飽和領域にて動作する。そのゲート電圧は前述した式1に基づいて決定され、キャパシタC122−1に保持される。
このように、所定のゲート電圧がキャパシタC121−2、およびC122−1に書き込まれた後に、図3(E)〜(G)に示すように、サンプルホールド線SHL121−2を高レベルとして(たとえば0Vから15Vに切り換えて)TFT125−2を非導通状態とし、次に、サンプルホールド線SHL122−2を高レベルとして(たとえば0Vから15Vに切り換えて)TFT126−2を非導通状態とした後に、サンプルホールド線SHL123−2を低レベルとしてTFT123−2を非導通状態とする。
【0043】
以下、隣接サンプルホールド回路が順次動作してゆき、全ての回路に映像信号Iinが点順次にサンプルホールドされる。
そして、各電流サンプルホールド回路1031−1,1031−2,・・・は、自段のサンプルホールドが終了し、他段がサンプルホールド行っている期間に、たとえばサンプルホールドが終了した電流サンプルホールド回路1031−1は、TFT123−1を非導通状態とした後、サンプルホールド線SHL124−1を高レベルとしてTFT124−1を導通状態とする。
この回路には電流Iinが流れるが、TFT127−1のゲート電圧(ドレイン電圧)は電流Iinに相当する電圧になる。この場合、TFT121−1とTFT122−1とは飽和領域で駆動できるようにTFT127−1のサイズ設計を行う。
【0044】
ここでTFT125−1のゲートカップリングについて考察する。
本実施形態では、TFT125−1のトランジスタはpチャネルになっている。そのため、TFT125−1がオフするときのゲート電位は0V→15Vへと変化し、ゲートカップリングの値は正の値を持つ。以上より、ゲートカップリング後のTFT121−1に流れる電流値は図4に示すように、ΔIdsだけ増加する。
このとき、TFT121−1に流れる電流値がIinになるようにドレイン電圧が変化する。
本実施形態においては、図4に示すように電流を減少させる方向に変移するので、ドレイン電圧は減少する。
本実施形態では、ドレイン・ソース間電圧Vdsが減少するので、飽和領域から線形領域側に入ってくる。線形領域ではトランジスタは抵抗体になるので、Vdsの変化量に対するIdsの変化量はリニアに効く。
よって、カップリングによる電流減少分を補うVdsの変動量は、TFT125−1をTFT121−1と同極性のnチャネルにより形成した場合よりも少なくてよくなる。
これにより、カップリングによるTFT121−1のドレイン電圧のゲート電圧に対する変化は少なく、リークを抑制することができる。よって、出力電流値のバラツキを補正することができる。
【0045】
本実施形態によれば、点順次電流サンプルホールド回路1031(−1〜−n)において、カスコード接続を行っているサンプリング回路のスイッチングトランジスタとしてのTFT125−1,126−1に、サンプリングトランジスタとしてのTFT121−1,122−1と逆極性のトランジスタを用いていることから、サンプリング時のゲートカップリングによるドレイン電圧の変化を抑え、ホールド時間中のリーク電流を抑えることができる。
ホールド期間中のリークを除去することで、ホールド時間差による出力電流値のバラツキを抑制することができ、均一な定電流源を形成できる。
その結果、図5に示すように、スキャン終了部に向かって輝度むらが発生しない高品位な画像を表示することが可能となる。
そして、上記のバラツキ抑制の効果は、リーク電流の大きなTFTにおいて顕著である。そのため、TFTを用いた電流駆動の有機ELディスプレイでの高ユニフォーミティを持つ画質を得ることができる。
【0046】
なお、本実施形態では、スイッチングトランジスタとしてのTFT125−1,126−1をpチャネルとしたが、サンプリングトランジスタとしてのTFT121−1,122−1がpチャネルである場合には、TFT125−1,126−1はnチャネルでよい。
【0047】
また、リーク除去回路を構成するTFT127(−1〜−n)をpチャネルとして説明したが、図6に示すように、nチャネルのTFT127A(−1〜−n)をゲートとドレインを接続したダイオード接続させたものでも良い。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、サンプリング時のゲートカップリングによるドレイン電圧の変化を抑え、ホールド時間中のリーク電流を抑えることができる。
ホールド期間中のリークを除去することで、ホールド時間差による出力電流値のバラツキを抑制することができ、均一な定電流源を形成できる。
上記のバラツキ抑制の効果は、リーク電流の大きなTFTにおいて顕著である。そのため、TFTを用いた電流駆動の有機ELディスプレイでの高ユニフォーミティを持つ画質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る有機EL表示装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の有機EL表示装置において本実施形態に係る画素回路の具体的な構成を示す回路図である。
【図3】本実施形態に係る動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図4】本実施形態に係る動作を説明するための図である。
【図5】本実施形態の利点を説明するための図である。
【図6】本実施形態に係るリーク除去回路の他の構成を採用した有機EL表示装置の構成を示す回路図である。
【図7】一般的な有機EL表示装置の構成を示すブロック図である。
【図8】図7の画素回路の一構成例を示す回路図である。
【図9】図7の水平セレクタの要部の具体的な構成を示す回路図である。
【図10】図9の回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図11】図9の回路の動作を説明するための図である。
【図12】図9の回路の課題を説明するための図である。
【図13】図9の回路の課題を説明するための図である。
【符号の説明】
100,100A…表示装置、101…画素回路(PXLC)、102…画素アレイ部、103,103A…水平セレクタ(HSEL)、1031−1〜1031−n,1031A−1〜1031A−n…電流サンプルホールド回路、104…ライトスキャナ(WSCN)、105…ドライブスキャナ(DSCN)、111〜114…TFT、115…発光素子、121(−1〜n)〜124(−1〜n)…nチャネルTFT、125(−1〜n)〜127(−1〜n)…pチャネルTFT、127A(−1〜n)…nチャネルTFT、DTL101〜DTL10n…データ線、WSL101〜WSL10m…走査線、DSL101〜DSL10m…駆動線、ISL101…信号電流の供給線、SHL121(−1〜n)〜124(−1〜n)…サンプルホールド線。
Claims (2)
- 映像信号が信号電流として供給される表示装置であって、
マトリクス状に複数配列された画素回路と、
上記画素回路のマトリクス配列に対して列毎に配線され、輝度情報に応じた信号電流が供給されるデータ線と、
上記データ線に対応して設けられ、入力映像信号電流をサンプルホールドする複数のサンプルホールド回路を有し、各サンプルホールド回路を順次動作させて、全てのサンプルホールド回路に映像信号を点順次にサンプルホールドさせ、上記複数のサンプルホールド回路にサンプルホールドされた電流を、水平スイッチを介して対応するデータ線に出力させる水平セレクタと、を有し、
上記各サンプルホールド回路は、
ソースが接地電位に接続された第1の電界効果トランジスタと、
ソースが上記第1の電界効果トランジスタのドレインに接続された第2の電界効果トランジスタと、
上記第1の電界効果トランジスタのドレインとゲートとの間に接続された第1のスイッチと、
上記第2の電界効果トランジスタのドレインとゲートとの間に接続された第2のスイッチと、
上記第2の電界効果トランジスタのドレインと上記信号電流の供給線との間に接続された第3のスイッチと、
上記第1の電界効果トランジスタのゲートと接地電位との間に接続された第1のキャパシタと、
上記第2の電界効果トランジスタのゲートと接地電位との間に接続された第2のキャパシタと、
サンプルホールド動作が終了し、他のサンプルホールド回路がサンプルホールド動作を行っている間に、上記第2の電界効果トランジスタのドレインをダイオード接続されたトランジスタを介して電源電位に接続させる回路と、を有し、
上記第2の電界効果トランジスタのドレインが上記水平スイッチを介して対応するデータ線に接続され、
上記第1のスイッチと上記第1の電界効果トランジスタ同士、および、上記第2のスイッチと上記第2の電界効果トランジスタ同士のうちの少なくともいずれか同士は、逆極性のトランジスタにより形成されている
表示装置。 - 上記回路は、電源電位と上記第2の電界効果トランジスタのドレインとの間に接続されたダイオード接続されたトランジスタと第4のスイッチが直列に接続されている
請求項1記載の表示装置。
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