JP5536338B2 - 過渡的容量結合を用いた表示パネルと制御方法 - Google Patents
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Description
・光バルブの、特に液晶のパネルの場合には、直接液晶分極成分(direct liquid crystal polarization component)の発生を回避するために、バルブの端子にて電圧を交互に変えるのが通常である。
・発光体が発光ダイオードであるパネルの場合には、特許文献1,2に記されているように、発光体の端子の電圧を定期的に逆転するのが有利であろう。しかしながら、この電力供給電圧の逆転の複数の期間には、この発光体は明らかに発光を停止し、このときダイオードは逆方向の極性が与えられる。
・電流制御型発光体のパネルの場合には、その電流変調器を備える駆動回路は、この変調器はアモルファス・シリコンの活性層を含むトランジスタであるので、このタイプのトランジスタの、特にトリガ閾値電圧のドリフトを補償するために、変調器の制御電圧を定期的に逆転させるのは有利なことであろう。特許文献3,4はこのような事情を示している。画像が表示されているときは、各駆動回路にとって、この電圧の符号が変調器を導通にさせるように適合されている表示または発光の期間(複数)と、この電圧の符号が逆転し、変調器を導通にはしないような、所謂、デポラリゼーション(depolarization)の期間(複数)とが区別されて存在する。パネルの全体の制御としては、複数の発光期間と複数のデポラリゼーション期間とは重複することができる。すなわち、或る行の発光体またはバルブが発光しているときに他の行の回路、発光体またはバルブはデポラリゼーション期間に入ることもできる。
[1]この回路の制御端子をアドレス指定電極に容量的に結合することによってこの回路が選択され、この端子の電位がこの回路の参照端子の電位Vcalに「クランプ」される。参照端子は、それ故にこの回路の「クランプ用端子」となる。この選択とこの「クランピング」の期間、電位Viniがアドレス指定電極に印加される。このとき、値Vcalに保たれている制御端子の電位に、このクランピングによる過渡現象以外の影響は与えない。
[2]この回路が尚選択されていて、制御端子が、このときまだクランプ用端子にクランプされている状態で、本発明によれば、クランピングが維持されているので過渡的にだけ、制御端子との容量性結合によって通過する電圧ジャンプ信号ΔVがアドレス指定電極に印加される。その過渡的電圧ピークは、ピークの瞬間に、ステップ[1]の結合とクランピングを同時に除去することによって、そのとき、ロックされる。回路の制御端子は、このとき、電位Vcalから電位Vprog=Vcal+Δ’Vに変化し、ロッキング操作を通してこの最後の電位に保持される。
好ましくは、パネルは、少なくとも1つのベース電力供給電極と少なくとも1つの上位電力供給電極の間で電力が与えられるように適合される発光体のアレイを備え、そこでは、発光体のそれぞれの前記駆動回路は、前記回路の制御電極を形成する電圧モード制御の電極と、および、前記複数の電力供給電極の1つと前記発光体の電力供給電極との間に接続される2つの電流通過電極とを備える電流変調器を備える。通常は、このような変調器は、TFTトランジスタである。この変調器によって供給される電流は、このトランジスタのゲート端子とソース端子の間の電位差に依存する。この電位差は、通常は、制御端子と、その回路のその制御電圧に対する参照電極(reference electrode)との間の電位差に、等しくはないが、その関数である。この回路の制御電圧に関する参照電極は、このとき、ベース電力供給電極によって形成される。好ましくは、前記電流変調器はアモルファス・シリコンの半導体層を備えるトランジスタである。
・ひとつは、第1の選択スイッチが用いられるときには容量結合による手段、
・残りは、第2の選択スイッチが用いられるときには導通による手段、が存在する。
・この回路によって制御される、パネルの発光体またはバルブが、表示すべき像の画素または副画素を発光するように、
および/または、パネルの発光体またはバルブ、または駆動回路、または必要に応じて、この回路の電流変調器が、少なくとも部分的にデポラリゼーション(depolarization)がされること、
が意図されている。
・1つの同一の列(columns)の、ダイオードを制御する回路の全てが同じアドレス指定電極XDによって動作させられるように、列に配置した複数のアドレス指定電極からなるアレイと、
1つの同一の行(row)の、ダイオードを制御する回路の全てが、同じ電極によって動作させられるように、行に配置した選択電極YSのアレイと、
回路の全てに共通の参照電極PRと、
回路の全てに共通のベース電力供給電極PBと、
を備えている。
ドレイン端子Dとソース端子Sである2個の電流端子と、この場合は回路の制御端子Cに対応するゲート端子Gとを備えた電流変調器T2と、
前記ゲートGと回路のクランプ用端子Rとの間に接続された保持キャパシタCSと、
を備えている。
このステップは、この画像または画像フレーム内のダイオードの発光期間の開始を特徴付ける。選択スイッチT4とクランプ用スイッチT3は、選択電極YSに適当な論理信号を印加することによって、同時に閉じられる。T4を閉じることは、ダイオード2の駆動回路1”が、キャパシタCCを経由して制御端子Cをアドレス指定電極XDに結合することにより、選択されることを引き起こす。スイッチT3とT4を同時に閉じることは、その結合にも拘らず、制御端子Cの電位をクランプ用電極PRに印加されたクランピング電位Vcalにクランピングする結果になる。このクランピング・ステップの間に、アドレス指定電極の電位が値Vini―E=0に向かって変化させられる。このステップの期間の長さは、その電位が安定化し、特にゲートGの電位が値Vcalに留まるために十分な長さである。
このステップの期間は以下に記すようにパネルのアドレス指定を実現するために特に重要である。
もしTがあまりにも長く選ばれると、制御端子Cの電圧は値Vcalに戻ってしまうであろうということは注意すべきである。
この画像フレーム内の、このダイオード2の発光期間の残りの期間、選択スイッチT4とクランプ用スイッチT3は、開けられたままである。それ故、駆動回路1”はもはや選択された状態にない。このステップの期間、キャパシタCSは制御端子Cの電圧を一定値に保持し、ダイオード2は、それ故に、それに関連付けられた画素または副画素の画像データに比例した輝度を発し続ける。
このステップの開始は、ダイオードの発光期間の終了と、変調器T2のデポラリゼーション(depolarization)期間の開始とを特徴付ける。選択電極YSに適当な論理信号を印加することによって、選択スイッチT4とクランプ用スイッチT3が同時に閉じられる。T4が閉じられると、キャパシタCCを経由して、変調器T2の制御端子Cがアドレス指定電極XDに結合されることによって、ダイオード2の駆動回路1は選択された状態になる。スイッチT3とT4が同時に閉じられると、この容量結合にもかかわらず、制御端子Cの電位VGは、参照電極PRに印加されたクランピング電位Vcalにクランプされる。これらのスイッチが同時に閉じている間に、アドレス指定電極の電位を値Vini―P―1に向かって変化する。この値Vini―P―1は、後で明らかにされる。このステップの期間の長さは、その電位が安定化すために、特に制御端子Cの電位が値Vcalに留まるの十分な長さである。
このステップの期間も、以下に記すようにパネルのアドレス指定を実現するために特に重要である。
規定1:差ΔVpol−1は、前の発光期間に発生した変調器のトリガ閾値電圧のドリフトを補償するために、よく知られた方法で、適当な値の、変調器の(負の)デポラリゼーション(depolarization)制御電圧VG―VS=Vprog―pol―1―VSS=Vprog―pol―1を得るように調節される。
規定2:規定1によって定められたにVpol−1が正か0となるように、Vini―P−1は十分高い値である。好ましくは、値ΔVpol−1が許せば、Vini―P−1=0と選択される。
この画像フレーム内の、このダイオード2のデポラリゼーション(depolarization)期間の残りの期間、選択スイッチT4とクランプ用スイッチT3は開けられたままである。それ故、駆動回路1”はもはや選択された状態にない。このステップの期間、キャパシタCSは、変調器T2の制御電圧を一定値に保持し、変調器T2は、それ故に、Vprog―pol―1の値に比例して、デポラリゼーション(depolarization)がされることを続ける。
さて、次に、主に、発光期間において、回路のアドレス指定が、従来のように、アドレス指定電極と回路の制御端子との間の導通によって行われる点で、主に、第1の実施形態と異なる本発明の第2の実施形態を記述する。図2を参照すると、パネルはこのとき、選択電極YSEとYSPの2つのアレイを備える。第1のアレイは発光期間において用いられ、第2のアレイはデポラリゼーション(depolarization)期間において用いられる。各駆動回路1”’は、制御端子Cをアドレス指定電極XDへの導通によってリンクするように、結合キャパシタCCを短絡するように適した、発光のための選択スイッチT1を更に備えている点で、これまで記述してきた第1の実施形態の駆動回路1”と異なる。このスイッチT1は、発光用の選択電極YSEによって制御される。選択スイッチT4はデポラリゼーション(depolarization)のためだけに用いられる。したがって、発光体の駆動回路はそれぞれ4つのTFTトランジスタを備える。
【手続補正14】
【補正対象書類名】 明細書
【補正対象項目名】 0103
【補正方法】 変更
【補正の内容】
【0103】
上に記した実施形態は、アクティブ・マトリクスを有する有機発光ダイオード表示パネルに関するものである。本発明はより一般的にあらゆる種類のアクティブ・マトリクス表示パネルに適用でき、特に、電流制御型発光体または光バルブに適用される。
以下に、本発明の好ましい態様を示す。
付記1.複数の発光体または複数の光バルブからなるアレイと、
アクティブ・マトリクスであって、
複数の電圧モードの信号をアドレス指定するためのアドレス指定用の複数の電極(XD)からなるアレイと、
複数の選択電極(Y S 、Y SP )からなる第1のアレイと、
アドレス指定のための少なくとも1つの参照電極(P R )と、
前記複数の発光体または複数のバルブのそれぞれを制御するのに適した複数の回路からなるアレイであって、各回路(1”、1”’)は、直列に搭載された結合キャパシタ(C C )と第1の選択スイッチ(T4)とを経由してアドレス指定電極(X D )に結合するのに適した電圧モードの制御端子(C)と、
選択スイッチ(T4)と同じ極性のクランプ用スイッチ(T3)を介してと前記制御端子(C)および前記クランプ用端子(R)の間に搭載された保持キャパシタ(C S )とを経由して前記制御端子(C)に接続されるのに適した電圧モードのクランプ用端子(R)とを備えている、アレイと、
を備えたアクティブ・マトリクスと
を備え、
前記クランプ用端子(R)が少なくとも1つの参照電極(P R )にリンクされ、
前記第1の選択スイッチ(T4)の制御と前記クランプ用スイッチ(T3)の制御とが、前記第1のアレイの同じ選択電極(Y S )に直接接続している
ことを特徴とする表示パネル。
付記2.少なくとも1つのベース電力供給電極PBと少なくとも1つの上位電力供給電極PAの間で電力が与えられるのに適した発光体のアレイを備え、
発光体(2)の前記制御回路のそれぞれは、前記回路の制御電極(C)を形成する電圧モードの制御電極(G)と、前記電力供給電極(P A 、P B )の1つと前記発光体の電力供給電極の間に接続される2つの電流通過型電極(D,S)を備えた電流変調器(T2)を備える
ことを特徴とする、付記1に記載のパネル。
付記3.前記電流変調器は、アモルファス・シリコンからなる半導体層を備えたトランジスタであることを特徴とする、付記2に記載のパネル。
付記4.前記発光体は、発光ダイオードであることを特徴とする、付記2または3に記載のパネル。
付記5.前記制御回路(1”’)は、前記制御端子(C)を前記アドレス指定電極(X D )に、前記結合キャパシタ(C C )を通過することなくリンクするのに適した第2選択スイッチ(T1)を備えることを特徴とする、付記1乃至4のいずれか1つに記載のパネル。
付記6.付記1乃至5のいずれか1つに記載のパネルを制御する方法であって、
所定の電圧(V prog―data 、V prog―pol )が、前記パネルの少なくとも1つの制御回路の制御端子に印加され、保持される間に連続した複数の期間を備え、前記期間の少なくとも1つの期間において、前記所定の電圧(V prog―data 、V prog―pol )がそれぞれの回路の制御端子(C)に、過渡的容量結合によって、
クランピング・ステップであって、その間、パネルの前記参照電極(P R )がクランピング電位(V cal )に向かって変化して、選択信号が前記制御回路の第1の選択スイッチ(T4)とクランプ用スイッチ(T3)を制御する選択電極(Y S )に印加され、この信号が前記スイッチ(T4、T3)を閉じるように適合され、前記選択信号が印加されている間に、初期電圧信号(V ini―E 、V ini―P )がアドレス指定電極(X D )に印加される、クランピング・ステップと、
回路プログラミング・ステップであって、その間、前記選択信号が依然として、印加されている期間で、前記参照電極(P R )にリンクされたクランプ用端子(R)のクランピング電位(V cal )への制御端子(C)の電位のクランピングが達成された後で、かつ、前記初期信号が印加された後に、最終電圧信号(V data 、V pol )が前記アドレス指定電極(X D )に印加され、この最終信号が電圧ジャンプ(ΔV data =V data −V ini―E 、ΔV pol =V pol −V ini―P )をこのアドレス指定電極(X D )上に生成し、次ぎにこれが、前記アドレス指定電極(X D )に結合した前記制御端子(C)上に過渡的電圧ジャンプを生成し、前記過渡的電圧ジャンプの期間に前記選択信号が終了し、前記初期信号(V ini―E 、V ini―P )と前記最終信号(V data 、V pol )の値は、前記選択信号が終了した時点で、前記制御端子(C)上で、前記所定の電圧(V prog―data 、V prog―pol )を得ることを可能にする電圧ジャンプ(ΔV prog―data =V prog―data −V cal ,ΔV prog―pol =V prog―pol −V cal )を得るように適合されている回路プログラミング・ステップと
に従って、印加されることを特徴とする方法。
付記7.アドレス指定電極(X D )での前記電圧ジャンプと前記選択信号の終了時との間の時間間隔Tは、制御端子で得られる電圧ジャンプがほぼ最大値をとるように適合されることを特徴とする、付記6に記載の方法。
付記8.C C とC S が結合キャパシタと保持キャパシタのそれぞれのキャパシタンスの値であるとし、R4が閉じているときの選択スイッチ(T4)の電気抵抗であるとし、R3が閉じているときのクランプ用スイッチ(T3)の電気抵抗であるとし、T 0 が式
[数1]
で定義されるとき、アドレス指定電極(X D )での前記電圧ジャンプと前記選択信号の終了時との間の時間間隔Tは、T 0 ≦T≦1.1T 0 であることを特徴とする、付記6または7に記載の方法。
付記9.前記複数の期間は、複数の発光期間と複数のデポラリゼーション期間を備え、
デポラリゼーション期間に制御回路の制御端子に印加されて保持される所定のいわゆるデポラリゼーション電圧(V prog―pol )は、発光期間に同じ回路の制御端子に印加され保持される所定の所謂発光電圧(V prog―data )とは反対の極性の電圧であり、この発光電圧は、前記制御端子が結合するのに適したアドレス指定電極(X D )への所謂発光信号の印加によって得られ、
過渡的容量結合によって電圧を印加する少なくとも1つ期間は、前記デポラリゼーション期間を含み、
前記デポラリゼーション期間のそれぞれに関して、過渡的容量結合によって所定のデポラリゼーション電圧(V prog―pol )を前記パネルの制御回路のそれぞれの制御端子に印加することに関して、前記初期電圧信号(V ini―P )および前記最終電圧信号(V pol )が前記発光信号と同じ極性を示すように選ばれることを特徴とする、付記6から8のいずれか1つに記載の方法。
発光期間のステップ1と2が変更されて以下のステップ1になることであり、
発光期間のステップ3とデポラリゼーション(depolarization)期間のステップ4,5,6は変わらずにそれぞれ新たな番号2,3,4,5が付けられることである。
電位Vcal,VddおよびVssが参照電極PRおよび電力供給電極PAとPBにそれぞれ印加される。
このステップは、この画像フレームにおいてダイオードの発光期間の開始を特徴付ける。この期間、デポラリゼーション(depolarization)用の選択スイッチT4とクランプ用スイッチT3とは開のままである。選択電極YSに適当な論理信号を印加することによって発光用の選択スイッチT1は閉じられる。T1が閉じることは、回路が、変調器T2のゲートGをアドレス指定電極XDへリンクすることによって、発光のために選択されることになる。このステップの間、アドレス指定電極の電位は値Vdata−1に向かって変化し、それが変調器T2の制御ゲートG上に伝わる。このステップの時間間隔は保持キャパシタCSを充電するのに十分に長い。それ故に、ダイオード2はこの画像フレームに関連付けられた画素または副画素の画像データに比例した輝度の発光を開始する。
この画像フレーム内のこのダイオード2の残りの発光期間中、選択スイッチT1とT4およびクランプ用スイッチT3は開いたままである。駆動回路1”’は、発光のためにもあるいはデポラリゼーション(depolarization)のためにも、もはや選択されてはいない。このステップの間、キャパシタCSは変調器T2の制御電圧を一定値に維持し、ダイオード2は、それ故、関連付けられた画素または副画素の画像データに比例した輝度を発光し続ける。
このステップの開始は、ダイオードの発光期間の終了と変調器T2のデポラリゼーション(depolarization)期間の開始を特徴付ける。デポラリゼーション(depolarization)期間の間、発光用の選択スイッチは開のままである。
このステップの終了は、変調器T2のデポラリゼーション(depolarization)期間の終了と、新しい画像フレームにおけるダイオード2の新しい発光期間の開始を特徴付ける。
Claims (9)
- 複数の発光体または複数の光バルブからなるアレイと、
アクティブ・マトリクスであって、
複数の電圧モードの信号をアドレス指定するためのアドレス指定電極からなるアレイと、
複数の選択電極からなる第1のアレイと、
各々が前記複数の発光体または複数の光バルブのそれぞれを制御するように配置された複数の回路からなるアレイであって、各回路は、直列に搭載された結合キャパシタと第1の選択スイッチとを経由してアドレス指定電極に結合するように配列された制御端子を備え、前記第1の選択スイッチは、トランジスタである、複数の回路からなる、アレイと、
前記制御端子を所定の電圧にクランピングするための少なくとも1つの参照電極と、
クランプ用スイッチを介して、前記制御端子に接続されるように配置されたクランプ用端子であって、前記クランプ用スイッチは、前記クランプ用スイッチと前記第1の選択スイッチとの共通の制御端子に送られる信号が前記クランプ用スイッチと前記第1の選択スイッチとの同じ開閉状態を引き起こすような、前記第1の選択スイッチと同じ極性を有するトランジスタである、クランプ用端子と、
前記制御端子と前記クランプ用端子との間に搭載された保持キャパシタと、
を備えたアクティブ・マトリクスと、
を備え、
前記クランプ用端子が1つの参照電極にリンクされ、
前記第1の選択スイッチの制御端子と前記クランプ用スイッチの制御端子とが、前記第1のアレイの同じ選択電極に直接接続している、
表示パネル。 - 少なくとも1つのベース電力供給電極と少なくとも1つの上位電力供給電極との間で電力が与えられるように配置された発光体のアレイを備え、
発光体の前記制御回路のそれぞれは、前記制御回路の制御電極を形成する電圧モードの制御電極と、前記ベース電力供給電極および前記上位電力供給電極の1つと前記発光体の電力供給電極の間に接続される電流入力電極および電流出力電極を備えた電流変調器を備える、請求項1に記載の表示パネル。 - 前記電流変調器は、アモルファス・シリコンからなる半導体層を備えたトランジスタである、請求項2に記載の表示パネル。
- 前記発光体は、発光ダイオードである、請求項2または3に記載の表示パネル。
- 前記制御回路は、前記制御端子を前記アドレス指定電極に、前記結合キャパシタを通過することなくリンクするように配列された第2の選択スイッチを備える、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の表示パネル。
- 請求項1乃至5のいずれか1つに記載の表示パネルを制御する方法であって、
所定の電圧が、前記表示パネルの少なくとも1つの制御回路の前記制御端子に印加され、保持される連続した複数の期間を備え、前記期間の少なくとも1つの期間において、前記所定の電圧が、容量結合によって、それぞれの回路の前記制御端子に印加され、前記所定の電圧は、
クランピング・ステップであって、前記表示パネルの前記参照電極がクランピング電位に向かって変化して、選択信号が前記制御回路の前記第1の選択スイッチと前記クランプ用スイッチを制御する前記選択電極に印加され、前記選択信号が前記スイッチを閉じるように適合され、前記選択信号が印加されている間に、初期電圧信号が前記アドレス指定電極に印加される、クランピング・ステップと、
回路プログラミング・ステップであって、前記選択信号が依然として印加されている期間で、前記参照電極にリンクされた前記クランプ用端子の前記クランピング電位への前記制御端子の電位のクランピングが達成された後、かつ、前記初期電圧信号が印加された後に、最終電圧信号が前記アドレス指定電極に印加され、該最終電圧信号が電圧ジャンプを前記アドレス指定電極上に生成し、次に過渡的電圧ジャンプを前記アドレス指定電極に結合した前記制御端子上に生成し、前記過渡的電圧ジャンプの期間に前記選択信号が終了し、前記初期電圧信号と前記最終電圧信号の値は、前記選択信号が終了した時点で、前記制御端子上で、電圧ジャンプを得るように適合されている回路プログラミング・ステップと、
に従って取得される、前記方法。 - 前記アドレス指定電極での前記電圧ジャンプと前記選択信号の終了時との間の時間間隔Tは、前記制御端子で得られる前記電圧ジャンプがほぼ最大値をとるように適合される、請求項6に記載の方法。
- 前記複数の期間は、前記表示パネルの前記制御回路に画像を表示するための電流が流れる複数の発光期間と前記表示パネルの前記制御回路に前記電流がブロックされる複数のデポラリゼーション期間とを備え、
1つのデポラリゼーション期間に制御回路の前記制御端子に印加されて保持される所定のデポラリゼーション電圧は、1つの発光期間に同じ回路の前記制御端子に印加され保持される所定の発光電圧とは反対の極性の電圧であり、前記発光電圧は、前記制御端子が結合するように配列された前記アドレス指定電極への発光信号の印加によって得られ、
過渡的容量結合によって電圧を印加する少なくとも1つ期間は、前記1つのデポラリゼーション期間を含み、
前記1つのデポラリゼーション期間のそれぞれに関して、前記過渡的容量結合によって所定のデポラリゼーション電圧を前記表示パネルの制御回路のそれぞれの前記制御端子に印加することに関して、前記初期電圧信号および前記最終電圧信号が前記発光信号と同じ極性を示すように選ばれる、請求項6から8のいずれか1項に記載の方法。
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