JP4843203B2 - アクティブマトリクス型表示装置 - Google Patents
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Description
<全体構成>
図1には、本実施形態における有機ELディスプレイの全体構成図が示されている。有機ELディスプレイ1は、画素に有機EL素子とTFTを配置したアクティブマトリクス型表示アレイ101、データドライバ102、ゲートドライバ103、プリチャージ回路104、データ制御バス112を介してデータドライバ102にビデオ信号と制御信号を供給するとともにゲート制御バス113を介してゲートドライバ103に制御信号を供給する制御回路106、データドライバ102からの階調データ電流もしくはプリチャージ回路104からのプリチャージ電圧を画素に供給するデータライン107、ゲートドライバ103からのゲート選択電位を供給するゲートライン108、ゲートドライバ103から有機EL素子を点灯制御する制御電圧を供給する点灯ライン109、及びRGBの映像データ及びクロック等が入力される入力バス111を有して構成される。表示アレイ101、データドライバ102、ゲートドライバ103、プリチャージ回路104で表示デバイスが構成され、低温ポリシリコンプロセスを適用すれば、これらの回路はガラス基板上に形成できる。
次に、図2を用いて、アクティブマトリクス型表示アレイ101内にマトリクス状に配置されている本実施形態の画素回路の回路構成を説明する。
A.プリチャージ
まず、ゲートTFT205をオンし、保持容量206にプリチャージ電位を書き込む。このプリチャージ電位は有機EL素子201が消灯するレベル、つまり電流が流れないレベルとする。そうすると、有機EL素子201に流れていた電流は徐々に減少し、やがて流れなくなる。図2の画素回路は階調電流を書き込む直前は常にこの初期状態となるように制御する。つまり、有機EL素子201は消灯、駆動TFT202のゲート電位とデータライン107の電位はプリチャージ電位となるようにする。
次に、点灯制御TFT204をオフし、駆動TFT202のドレイン端子をハイインピーダンスにする。そして、ゲートTFT205をオンし、データライン107に階調電流を流すと、その電流は、電流供給ライン211から駆動TFT202のソース端子からドレイン端子を通り、ダイオードTFT203の順方向を経由し、ゲートTFT205を通ってデータライン107に流れる。これにより、駆動TFT202のゲート端子には、データライン107に流した階調電流を駆動TFT202が流すためのゲート電位が生成される。この電位が安定した後、点灯制御TFT204をオンすると、ダイオードTFT203に逆バイアスが印加され、データライン107からの階調電流が駆動TFT202を経由して流れなくなる。その後、ゲートTFT205をオフすることで、保持容量206には、データライン107に流された階調電流を駆動TFT202が流すための電位が書き込まれ、次にアクセスされるまで保持される。ここで、ダイオードTFT203に逆バイアスが印加される理由について説明する。駆動TFT202は通常飽和領域で用いられるため、駆動TFT202のドレイン・ソース間電圧Vdsは、点灯制御TFT204がオンする、すなわち有機EL素子201と接続されると、駆動TFT202のゲート・ソース間電圧Vgsに対して、十分大きく、|Vds|>|Vgs|が成立する。そのため、ダイオードTFT203には逆バイアスが印加され、データライン107への電流経路が絶たれることになる。以降、図2の画素回路は再び前記初期状態に戻され、階調電流が書き込まれるという上記動作を繰り返す。
次に、図2の画素回路がマトリクス状に配置された表示アレイ101を前述のように駆動するために用いるデータドライバ102、プリチャージ回路104について、図3を用いてその内部構成を説明する。
リセットTFT1503、1504及びリセット容量1505を用いて電圧電流変換TFT1501のVthを補正する手順について説明する。
次に図4を用いてゲートドライバ103の内部構成を説明する。ゲートドライバ103は、シフトレジスタ401、ゲートイネーブル回路402、点灯イネーブル回路403、ゲートバッファ404、点灯バッファ405を有して構成される。図において、E1、E2はそれぞれ奇数ライン、偶数ラインのゲートイネーブル制御ライン、LEは点灯イネーブル制御ラインである。
図5には、横軸に時間、縦軸に表示ラインをとり、本実施形態のフレーム期間の表示状態が示されている。各ラインは、1フレーム期間を、映像データを表示する表示期間と、有機EL素子201及び駆動TFT202をリセットするリセット期間に分割される。ここで「リセットする」とは、駆動TFT202のゲート端子に、電流が流れない電位(プリチャージ電位VPRE)を設定して有機EL素子201を消灯する動作を言う。また、「リセット期間」とは、その電位が保持容量206に書き込まれることで、次に表示データのためのアクセスが行われるまで、前記リセット状態が維持される期間を言う。
<画素回路>
図16には、本実施形態の画素回路が示されている。図16の画素回路は図2のダイオードTFT203をダイオード223としている以外、図2の画素回路と同じである。ダイオード223のアノードは駆動TFT202のドレイン端子、点灯制御TFT204のソース端子に、カソードは駆動TFT202のゲート端子、保持容量206の電位固定されてない側の端子、ゲートTFT205のソース端子に接続されている。駆動方法は第1実施形態と同一であるため説明は省略する。
<画素回路>
図19には、本実施形態の画素回路が示されている。図19の画素回路はアモルファスシリコンTFTでも構成可能なようにN型TFTのみで構成している。有機EL素子1901、駆動TFT1902、ダイオードTFT1903、点灯制御TFT1904、ゲートTFT1905が設けられる。それぞれの機能は第1実施形態1のP型TFTと同じである。簡単に説明すると、ゲートTFT1905のソース端子が保持容量1906の一端に接続され、ドレイン端子がデータライン107に接続され、ゲート端子がゲートライン108に接続される。また、駆動TFT1902のゲート端子が保持容量1906の一端及びゲートTFT1905のソース端子に接続され、ソース端子が有機EL素子1901及び保持容量1906の他端に接続される。駆動TFT1902のゲート端子とドレイン端子間にはダイオードTFT1903が接続される。ダイオードTFT1903のゲート端子とドレイン端子が接続(短絡)される。また、点灯制御TFT1904のゲート端子が点灯ライン109に接続され、ソース端子が駆動TFT1902のドレイン端子に接続され、ドレイン端子が電源供給ライン1911に接続されて有機EL素子1901のオンオフを制御する。
<基本構成>
図9には、本実施形態における有機ELディスプレイ2の全体構成図が示されている。有機ELディスプレイ2は、画素に有機EL素子とTFTを配置したアクティブマトリクス型表示アレイ901、データドライバ902、ゲートドライバ903、プリチャージ回路904、データドライバ902からの階調電圧、もしくはプリチャージ回路904からのプリチャージ電圧を画素に供給するデータライン907、ゲートドライバからのゲート選択電位を供給するゲートライン908、ゲートドライバ903からリセットパルスを供給するリセットライン909、ゲートドライバ903から有機EL素子を点灯制御する制御電圧を供給する点灯ライン910、データ制御バス912を介してデータドライバ902にビデオ信号と制御信号を供給するとともにゲート制御バス913を介してゲートドライバ903に制御信号を供給する制御回路906、入力バス911を有して構成される。
図10には、アクティブマトリクス表示アレイ901に配置されるVth補正回路を含む画素回路が示されており、図10(a)と図10(b)の補正動作の基本はほとんど同じである。
図11には、図9のデータドライバ902とプリチャージ回路904の内部構成が示されている。データドライバ902は、シフトレジスタ1101、ビデオスイッチ1102、RGBのビデオ信号バス1111を有する。プリチャージ回路904は、プリチャージスイッチ1103、プリチャージ制御ライン1112、プリチャージ電位ライン1113を有する。
図14には、図9のゲートドライバ903の内部構成が示されている。ゲートドライバ903は、シフトレジスタ1401、ゲートライン908をアクティブにするためのゲートイネーブル回路1402、リセットライン909をアクティブにするためのリセットイネーブル回路1403、点灯ライン910をアクティブにする点灯イネーブル回路1404、ゲートイネーブル回路1402の出力をバッファするゲートバッファ1405、リセットイネーブル回路1403の出力をバッファするリセットバッファ1406、点灯イネーブル回路1404の出力をバッファする点灯バッファ1407を有する。
図8を用いて図10のVth補正回路動作及び有機EL素子の駆動方法について説明する。
Claims (3)
- 電流駆動されるダイオード型発光素子と前記ダイオード型発光素子を制御する薄膜トランジスタとを1つの画素回路として、前記画素回路をマトリクス状に配置したアクティブマトリクス型表示アレイと、
前記マトリクスの各列に対応して設けられ、対応する列の画素回路にデータ信号を供給するデータラインと、
前記データラインへの前記データ信号の供給を制御するデータドライバと、
前記マトリクスの各行に対応して設けられ、対応する行の画素回路に選択信号を供給するゲートラインと、
前記ゲートラインに選択信号を供給するゲートドライバと、
前記データドライバ及びゲートドライバを制御する制御回路と、
を有するアクティブマトリクス型表示装置であって、
前記データドライバは、
入力されたビデオ信号を電圧電流変換して前記データ信号として前記データラインに出力する電圧電流変換回路
を有し、前記電圧電流変換回路は、
制御端子が前記ビデオ信号の入力されるラインに接続され、一方の非制御端子が電源ラインに接続され、他方の非制御端子が前記データラインに接続された電圧電流変換トランジスタと、
前記電源ラインと前記電圧電流変換トランジスタの前記制御端子の間に接続された容量と、
前記電圧電流変換トランジスタのしきい電圧を補正する補正回路と、
を有し、前記補正回路は、
前記電圧電流変換トランジスタの前記制御端子と前記他方の非制御端子間に接続された第1リセットトランジスタと、
一端が前記容量に接続され、他端が前記電圧電流変換トランジスタの前記制御端子及び前記第1リセットトランジスタに接続されたリセット容量と、
一方の非制御端子が前記電源ラインに接続され、他方の非制御端子が前記容量及びリセット容量並びに前記ビデオ信号の入力されるラインに接続された第2リセットトランジスタと、
を有し、前記第1及び第2リセットトランジスタをオン動作させて前記リセット容量に前記電圧電流変換トランジスタのしきい電圧に対応する電荷を蓄積させ、
前記画素回路は、
一端の電位が所定電位に固定された保持容量と、
前記保持容量の非固定電位端子に一方の非制御端子が接続され、他方の非制御端子が前記データラインに接続され、制御端子が前記ゲートラインに接続されたゲートトランジスタと、
制御端子が前記保持容量の非固定電位端子に接続され、一方の非制御端子が電源ラインに接続されて前記ダイオード型発光素子への駆動電流を制御する駆動トランジスタと、
ゲート端子とドレイン端子とが短絡されていて、前記駆動トランジスタのゲート端子とドレイン端子とを接続するダイオードトランジスタと、
制御端子が点灯ラインに接続され、一方の非制御端子が前記駆動トランジスタの非制御端子に接続され、他方の非制御端子が前記ダイオード型発光素子に接続されて前記ダイオード型発光素子の駆動電流のオンオフを制御する点灯制御トランジスタと、
を有し、
画素回路の駆動時に、前記駆動トランジスタのゲート端子に前記データラインに流れた階調電流を前記駆動トランジスタが流すためのゲート電位が生成され、安定化した後、前記点灯制御トランジスタをオンし、前記ダイオードトランジスタに逆バイアスが印加され、前記データラインからの階調電流が前記駆動トランジスタを経由して流れなくなり、その後、前記ゲートトランジスタをオフすることで、前記保持容量に、前記データラインに流れた階調電流を前記駆動トランジスタが流すための電位が書き込まれ、次のアクセスまで保持するようにした
ことを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。 - 請求項1記載の装置において、
前記画素回路内のトランジスタはP型であり、
前記電圧電流変換回路内の前記電圧電流変換トランジスタ、第1及び第2リセットトランジスタはN型である
ことを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。 - 請求項1または2に記載の装置において、
前記ダイオード型発光素子は有機EL素子であることを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。
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