WO2002075713A1 - Circuit d'excitation permettant d'activer un element emettant de la lumiere a matrice active - Google Patents

Circuit d'excitation permettant d'activer un element emettant de la lumiere a matrice active Download PDF

Info

Publication number
WO2002075713A1
WO2002075713A1 PCT/JP2002/002592 JP0202592W WO02075713A1 WO 2002075713 A1 WO2002075713 A1 WO 2002075713A1 JP 0202592 W JP0202592 W JP 0202592W WO 02075713 A1 WO02075713 A1 WO 02075713A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
emitting element
light emitting
light
tft
driving circuit
Prior art date
Application number
PCT/JP2002/002592
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroyuki Nakamura
Shigeki Kondo
Original Assignee
Canon Kabushiki Kaisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Kabushiki Kaisha filed Critical Canon Kabushiki Kaisha
Priority to JP2002574645A priority Critical patent/JP3938050B2/ja
Priority to US10/247,284 priority patent/US6670773B2/en
Publication of WO2002075713A1 publication Critical patent/WO2002075713A1/ja

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3225Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix
    • G09G3/3233Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix with pixel circuitry controlling the current through the light-emitting element
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/2007Display of intermediate tones
    • G09G3/2018Display of intermediate tones by time modulation using two or more time intervals
    • G09G3/2022Display of intermediate tones by time modulation using two or more time intervals using sub-frames
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0842Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0842Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor
    • G09G2300/0852Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor being a dynamic memory with more than one capacitor
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0842Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor
    • G09G2300/0861Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor with additional control of the display period without amending the charge stored in a pixel memory, e.g. by means of additional select electrodes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02Details of power systems and of start or stop of display operation

Definitions

  • the present invention relates to a driving circuit for a light-emitting element used in an image display device, specifically, an organic and inorganic elector-luminescence (hereinafter, referred to as “EL”) element or a light-emitting diode (hereinafter, referred to as “LED”).
  • EL organic and inorganic elector-luminescence
  • LED light-emitting diode
  • the present invention relates to a driving circuit for an active matrix type light emitting element for driving and controlling a self light emitting element, and an active matrix type display panel using the same.
  • Displays that combine organic and inorganic EL light-emitting elements or light-emitting elements such as LEDs in an array and display characters using a dot matrix are widely used in televisions, portable terminals, and the like.
  • these displays using self-luminous elements have attracted attention because they do not require a backlight for illumination and have a wide viewing angle, unlike displays using liquid crystals.
  • active matrix displays which perform static driving by combining transistors and other light-emitting elements with these light-emitting elements, have higher brightness, higher contrast, and higher definition than simple matrix-driven displays that perform time-division driving. It has advantages such as these, and has been noted in recent years.
  • the organic EL element there are an analog gray scale method, an area gray scale method, and a time gray scale method as in the conventional method for giving gradation to an image.
  • FIG. 6 shows examples of display elements with two thin film transistors (TFTs) per pixel.
  • 101 is an organic light emitting device
  • 102 and 103 are TFTs
  • 107 is a scanning line
  • 108 is a signal line
  • 109 is a power line
  • 110 is a ground potential
  • 111 is a memory capacity using a capacitor.
  • FIG. 6 The operation of FIG. 6 will be described below.
  • the TFT 102 is turned on by the scanning line 107, the video data voltage from the signal line 108 is stored in the memory capacity of 111, and even if the scanning line 107 is turned off and the TFT 10'2 is turned off, Since the voltage is continuously applied to the gate electrode of the TFT 103, the TFT 103 keeps on.
  • the TF 103 has a source electrode connected to the power supply line 109, a drain electrode connected to one electrode of the light emitting element, and a gate electrode to which the video data voltage of the drain electrode of the TFT 102 is input.
  • the amount of current between the source electrode and the drain electrode is controlled by the video data voltage.
  • the organic EL element 101 is disposed between the power supply line 109 and the ground potential, and emits light in accordance with the current amount.
  • the amount of current flowing at this time depends on the gate voltage of the TFT 103, and the current characteristic is changed in an analog manner using a region (saturation region) where the characteristic of the source current (Vg-Is characteristic) with respect to the gate voltage rises. This changes the light emission luminance.
  • the emission luminance of the organic EL element which is a light emitting element, is controlled, and display including gradation can be performed. Since this gradation expression method is performed using an analog video data voltage, it is called an analog gradation method. In this case, it is necessary to change the gamma (a) characteristic on the video data signal side according to the voltage-luminance characteristic of the organic EL element on the drive signal side.
  • the TFTs currently used include the amorphous silicon (a-Si) type and the polycrystalline silicon (P-Si) type.
  • the TFTs can be miniaturized with high mobility, and the laser processing technology
  • the specific gravity of polycrystalline silicon TFTs has been increasing from the viewpoint that manufacturing processes can be made lower in temperature due to advances in the technology.
  • polycrystalline silicon TFTs are generally susceptible to the crystal grain boundaries that make them up, and especially in the above-mentioned saturation region, the V g -I s current characteristics tend to vary greatly between TFT elements. Therefore, even if the video signal voltage input to the pixel is uniform, there is a problem that the display becomes uneven.
  • the area gray scale method has been proposed in the literature AM-LCD200, AM3-1.
  • one pixel is divided into a plurality of sub-pixels, each sub-pixel is turned on and off, and gradation is represented by the area of the turned-on pixel.
  • the TFT gate voltage is applied at a voltage much higher than the threshold voltage, and the TFT can be used in the linear region where the relationship between the source voltage and the drain voltage is constant, so that the TFT characteristics are also stable. It is used under the conditions, and the light emission luminance of the light emitting element is also stabilized.
  • each element is only turned on and off, emits light at a constant luminance without generating shading, and controls the gradation according to the area of the sub-pixel that emits light. This is called an area gray scale method.
  • the gray scale is controlled by the light emission time of the organic EL element, and is reported in 2000 SI D 36.4 L.
  • FIG. 7 is an example of a circuit diagram of one pixel portion of a conventional display panel employing a time gray scale method.
  • 101 is an organic EL element
  • 102 to 104 are TFTs
  • 107 is a scanning line
  • 108 is a signal line
  • 109 is a power supply line
  • 110 is a ground potential
  • 111 is a memory capacity
  • 112 is a reset line.
  • the organic EL element 101 emits light at the highest luminance depending on the voltage from the signal line, and then the TFT 103 is turned on for one field by the TFT 104.
  • This is a method in which on and off are repeated at appropriate times within the time, and the gray scale is displayed according to the emission time.
  • a plurality of light emission periods are selected to adjust the light emission time. For example, if you want to display 8 bits (256 gradations), you can select from eight subfield periods with a light emission time ratio of 1: 2: 4: 8: 16: 32: 64: 128. Clearly. Immediately before each subfield period, there is an addressing period for the scanning lines of all pixels each time to select light emission or non-light emission in the subfield. After the end of the addressing period, the display panel is caused to emit light by changing the voltage of the power supply line 109 all at once.
  • the display is basically non-display during the addressing period, when the N-bit gradation display is to be performed during the effective light emission period in one field,
  • Effective light emission period (1 field period) 1 (1 screen addressing period XN). Therefore, the light emission time becomes relatively short, and the viewer The light emission amount will decrease.
  • An object of the present invention is to provide a novel circuit configuration of a pixel transistor for a new active matrix type light emitting element with the object of improving the above-described conventional technology, and to provide a display panel superior to the conventional one. Is to do.
  • a main feature of the present invention is a circuit configuration of an active matrix light emitting element in which a switching element is arranged electrically in parallel with the light emitting element.
  • a second aspect of the present invention is a circuit configuration of an active matrix light emitting element in which a second switching element is arranged on the constant current source side of the light emitting element.
  • the present invention for solving the above-mentioned problems is directed to an active matrix in which scanning lines and signal lines are formed in a matrix on a substrate, and at least one light-emitting element is provided near an intersection between the scanning lines and the signal lines.
  • a constant current source connected to a driving power supply; a light emitting element disposed in series with the constant current source; and a light emitting element disposed in series with the constant current source and electrically connected to the light emitting element.
  • a driving circuit for a light emitting element characterized by having a first switching element arranged in parallel.
  • the drive circuit of the present invention includes a configuration in which the first switching element is a first thin film transistor including three electrodes of a source, a drain, and a gate.
  • the drive circuit of the present invention has a memory circuit capable of storing a video data signal. Is also included as a preferred embodiment. That is, the present invention has a memory circuit including a second thin film transistor having a gate electrode connected to a scanning line, a source electrode and a drain electrode connected to a signal line, and a first memory capacity. This drive circuit is one of preferred embodiments of the present invention.
  • the drive circuit of the present invention includes, as a preferred embodiment, a circuit which performs on / off control using the above drive circuit configuration. That is, by controlling the current flowing through the first switching element and the amount of current flowing through the light emitting element according to information from the scanning line and the signal line, the present invention controls on / off of the light emitting element.
  • the driving circuit is one of preferred embodiments of the present invention.
  • the present invention includes, as a preferred embodiment, a device which performs gradation display using the above-described drive circuit configuration.
  • a time gray scale method or an analog gray scale method may be used. That is, the drive circuit of the present invention, which performs a gray scale display by controlling a light emitting time by turning on and off the light emitting element, is one of the preferred embodiments of the present invention, and furthermore, responds to information from a scanning line and a signal line.
  • the driving circuit according to the present invention which controls the amount of current flowing through the first switching element and the amount of current flowing through the light emitting element, thereby controlling the emission and emission of the light emitting element, is also a preferred embodiment of the present invention. is there.
  • a circuit obtained by improving the above driving circuit configuration is also included in a preferred embodiment of the present invention. That is, the driving circuit of the present invention in which a second switching element is arranged between the second electrode of the light emitting element and the constant current source is preferable. In particular, the light emitting element is switched by switching the second switching element.
  • the one that controls the on / off of the device is preferred. It is more preferable that the second switching element is a third thin film transistor including three electrodes of a source, a drain, and a gate.
  • the semiconductor device further includes a second memory circuit including a fourth thin film transistor and a second memory capacity, and the second switching element in which an output from the memory circuit is connected to a gate electrode of the third thin film transistor.
  • the drive circuit of the present invention described above is also preferable.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of one pixel portion of one embodiment of the display panel of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a matrix arrangement of a display panel having the pixel configuration of FIG.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of one pixel portion showing another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a matrix arrangement of a display panel having the pixel configuration of FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing a timing chart when time gray scale is performed in a display panel having the drive circuit of the present invention.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of one pixel portion of a conventional active matrix light emitting device.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of one pixel showing another embodiment of a conventional active matrix light emitting device. Embodiment of the Invention
  • a main aspect of the present invention is a novel active matrix light emitting element driving circuit configuration in which switching elements are arranged electrically in parallel with the light emitting elements. According to such a configuration, on / off of the first switching means is controlled by signals from the scanning line and the signal line, and when the first switching means is in the off state or by current distribution to the light emitting element side. Also, the light emitting element can emit light during a period in which current flows.
  • the present invention will be described with reference to specific embodiments, but the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of one element portion of the light emitting element of the present invention.
  • 11 is an organic EL element which is a light emitting element
  • 12 and 13 are TFTs corresponding to the first and second switching means of the present invention
  • 16 is a constant current source
  • 15 is a scanning line
  • 14 is Is the video data signal line
  • 1 ⁇ is the power supply line
  • 18 is the first power supply (grounded in this figure).
  • 19 is the memory capacity
  • 20 is the second power supply (ground potential GND in this figure).
  • the light emitting element 11 is always connected to a power supply line 17 connected to a driving power supply (not shown), a constant current source 16 and a first power supply 18, and the light emitting element 11 is connected to the first power supply 18.
  • the current between the constant current source and the ground potential is distributed according to the conductance of the TFT 13 serving as the switching means, and light emission of a predetermined luminance is obtained from the light emitting element according to the amount of the current.
  • the TFT 13 is turned on, and at the same time, electric charge is accumulated in the memory capacitor 19 and a current flows through the TFT 13. As a result, the current from the constant current source flows through the TFT 13, so that the light-emitting element side is in a non-light emitting state with no current flowing.
  • first power supply 18 and the second power supply 20 both show the ground potential, but may have other potentials independently.
  • the light emitting element can be turned on and off by adjusting the conductance of the current between the light emitting element and the switching element.
  • the magnitude of the video signal is such that the TFT 13 needs to be turned off when the light emitting element is turned on, or the TFT 13 is turned on when a non-light emitting state is obtained. Therefore, the magnitude of the video data signal needs to be in an inverse relationship with respect to the light emission luminance characteristics of the light emitting element, and it is necessary to perform inverse gamma (a) correction by a correction circuit that generates the video data signal. is there.
  • the current from the constant current source always flows through either the light emitting element 11 or the TFT 13 and becomes a constant current source. Therefore, a current of the same intensity always flows. This is disadvantageous in that the current consumption is larger than that in the conventional non-light emitting element which does not consume current.
  • the current will stabilize even with a constant current source. Since a transient time is required until the desired light emission luminance is not obtained during this time, the response speed of the light emitting element to the video data signal is more advantageous in this circuit.
  • the constant current source always supplies a constant current, and therefore the circuit of the present invention is preferable in terms of current stability.
  • the characteristic required for TFT 13 is that when the light-emitting element is turned on, it is desired that the resistance be as high as possible compared to the conductance of the light-emitting element. However, conversely, when the light emitting element is turned off, it is necessary to concentrate the current on the TFT 13 side, and ideally, it is necessary to reduce the current flowing to the light emitting element to zero. It is necessary to use a TFT 13 having a low resistance so that only a current less than the light emission threshold value flows.
  • each element displays 256 gray scales.
  • the light emission luminance is proportional to the amount of current flowing through the element. If the current amount showing the maximum luminance in the light emission state is 1, the minimum luminance current amount is 1/256.
  • the conductance of TFT may be controlled so that a smaller current flows through the non-light emitting element. Even if the amount of current in the non-light emitting state is set to 1/5 of the above minimum luminance current amount, the on / off ratio of the TFT 13 of about 1: 100 is sufficient, and only a three-digit on / off ratio is sufficient. Understand.
  • the conventional polycrystalline silicon TFT requires an on-off ratio of about four to six orders of magnitude, compared to the TFT 13 used in the circuit of the present invention.
  • the required transistor characteristics are very loose. With such characteristics, it is highly possible to use even recent TFTs using organic semiconductors, and it can be said that this is a very promising circuit configuration.
  • FIG. 2 is a circuit layout diagram of a light-emitting panel in which the light-emitting elements having the configuration of FIG. 1 are arranged in a matrix. The same numbers are used for the same parts as in FIG.
  • a scanning line selection signal is given from the scanning control circuit 21 to the scanning line 15 and the TFT 1
  • the TFT 12 turns on.
  • the video data signal obtained by performing the inverse correction on the signal line 14 from the video data control circuit 22 is input to the source electrode of the TFT 12, and the video data signal is transmitted to the drain electrode of the TFT 12 and the second electrode.
  • both the first power supply 18 and the second power supply are set to the ground potential, but different potentials may of course be used. However, when different potentials are used, it is necessary to provide another power supply line in the matrix wiring, which makes the structure of the light emitting element panel complicated.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention. The same numbers are used for the same parts as in FIG.
  • a third TFT 26 is arranged between the constant current source 16 and the light emitting element 11, and a memory circuit including a fourth TFT 24 and a second memory capacity 25 is added. That is the point.
  • a scanning line selection signal is input from the scanning line 15 to the second TFT 12 and the fourth TFT 24.
  • a low-level voltage which is a light-emitting signal of the light-emitting element is applied to the signal line 14, is stored in the memory capacity 19, and the TFT 13 is turned off.
  • the conductance of the light emitting elements arranged in parallel becomes smaller.
  • a high-level signal voltage is applied to the reset line 23 to turn on the third TFT 26, and is simultaneously stored and held in the memory capacity 25.
  • the current from the constant current circuit flows to the light emitting element, and a predetermined light emission luminance can be obtained according to the conductance of the TFT 13 and the light emitting element.
  • the TFT 13 has a low resistance.
  • the current from the constant current source can be interrupted only by turning off the TFT 26, so that the light emitting element cannot be turned on regardless of the state of the TFT 13.
  • the on / off of the light emitting element can be controlled by the above circuit configuration.
  • Fig. 4 shows a layout diagram in which the circuit configuration of Fig. 3 is applied to a matrix panel. Also, by controlling the on / off of the TFT 26, it is possible to perform a time gradation display. This operation will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5.
  • FIG. 5 shows a timing chart in the case where the light emitting element including the driving circuit of the present invention is used to control the light emitting time within one frame period to perform time gradation.
  • A1 to A4 indicate the address period of each subfield.
  • the periods indicated by E1 to E4 are light emission periods of each subfield, and these are called PWM control light emission periods.
  • the lighting time within one frame is divided into subfield periods of lengths of 1/2, 1/4, 1/8, and 1/16, respectively, and whether to turn on during that period is controlled. For example, a pixel that is to obtain a light emission luminance of 1/2 is lit only during a subfield period having a length of 8 during a scanning line selection time (address period).
  • a scanning selection signal is input to the scanning line 25 in FIG. 3 during the address period in FIG. 5, the TFT 12 and the TFT 24 are turned on, and this state is maintained for a predetermined period by the memory capacitors 19 and 25.
  • the period during which the TFT 24 is on is the address period, which is the period for determining information of one subfield.
  • the video data From the control circuit 22 for example, a low-level voltage (light-emitting signal) or a high-level voltage (non-light-emitting signal) is input to each signal line 14 in order from the signal line on the left side of the light-emitting panel. Of the TFT 13 is determined. Immediately after this, each light emitting element to which the light emitting signal is input starts emitting light.
  • next reset voltage is applied to the TFT 24 from the reset line, and at the same time, a light emission signal or a non-light emission signal is applied to each signal line as in the previous subfield, and the next subfield is applied. That state is maintained over the field period.
  • an ON signal is output from the video data control circuit 22 to the signal line 14 and the period is 1/2 of the length (in this case, one frame of one frame). (1/2 time)
  • the light emitting element emits light. By turning it off during the address period corresponding to the remaining period, the observer sees the light emission luminance as 50%.
  • the drive circuit shown in FIG. 1 can be similarly realized by controlling the on / off of TFT 13.
  • the time gradation can be performed by dividing one field period into a plurality of subfields and controlling on / off in each subfield period.
  • the number of scanning lines is two by two, and although the complexity fc is increased, the following advantages are obtained.
  • the signals input to the video data signal lines 14 and 23 are made to have a relationship between a high level and a single level, the signal transmission in the light emitting element panel is less affected by noise.
  • the voltage level applied to each wiring is reduced to enable operation at low voltage, enabling higher-speed signal transmission.
  • the light emission luminance can be changed in an analog manner to obtain a gray scale.
  • the conductance range of the TFT 13 is set to the same three digits, and the conductance of the light emitting element and the TFT 13 shown in Fig. If the distribution of the amount of current from the source 16 is changed, it is possible to freely control the light emission luminance. For example, if the same amount is distributed, the amount of current of the light emitting element becomes 1/2, and a luminance showing 50% gradation is obtained.
  • Transistors that satisfy the above performance are not limited to amorphous silicon-polysilicon TFTs, and even organic TFTs that use recent organic semiconductors have sufficient characteristics. Needless to say.
  • a new pixel circuit for an organic EL device was able to be configured by using the configuration of a small number of pixel transistors. Furthermore, when the time gradation is performed, the light emission time becomes longer, and the luminance of the light emitting panel can be improved.

Description

ブマトリクス型発光素子の駆動回路 技術分野
本発明は、 画像表示装置に用いられる発光素子の駆動回路、 詳しくは有機及 び無機のエレクト口 ·ルミネセンス (以下、 「E L」 という。) 素子や発光ダイ オード (以下、 「L E D」 という。) 等の自発光素子を駆動制御するアクティブ マトリクス型発光素子の駆動回路、 及びこれを用いたァクティブマトリクス型 表示パネルに関する。 背景技術
有機及び無機 E L発光素子、 又は L E D等のような発光素子をアレイ状に組 み合わせ、 ドッ卜マトリクスにより文字表示を行うディスプレイは、 テレビ、 携帯端末等に広く利用されている。
特に、 自発光素子を用いたこれらのディスプレイは、 液晶を用いたディスプ レイと異なり、 照明のためのバックライトを必要とせず、 視野角が広い等の特 徴を有し、 注目を集めている。 中でも、 トランジスタ等とこれらの発光素子と を組み合わせてスタティック駆動を行う、 アクティブマトリクス型と呼ばれる ディスプレイは、 時分割駆動を行う単純マトリクス駆動のディスプレイと比較 して、 高輝度、 高コントラスト、 及び高精細等の優位性を持っており、 近年注 目されている。
有機 E L素子に関しても、 画像に階調性を出すための従来の方式と同様に、 アナ口グ階調方式、 面積階調方式及び時間階調方式が挙げられる。
( 1 ) アナログ方式
従来例として、 アクテ ブマトリクス駆動の発光素子に関して、 最も単純な 一画素あたり 2個の薄膜トランジスタ (以下 TFTと言う) を備えた表示素子 の例を図 6、 図 7に示す。 図 6において、 101は有機£ 素子、 102、 1 03は T F T、 107は走査線、 108は信号線、 109は電源線、 1 10は 接地電位、 1 1 1はコンデンサを用いたメモリ容量である。
図 6の動作を以下に説明する。 走査線 107によって TFT 102がオン状 態となると信号線 108からの映像データ電圧が 1 1 1のメモリ容量に蓄積さ れ、 走査線 107がオフして TFT 10'2がオフ状態になっても、 TFT 10 3のゲート電極には前記電圧が印加され続ける為、 T F Τ 103はオン状態を 続ける。
一方 T F Τ 103はソース電極が電源線 109と接続され、 ドレイン電極が 発光素子の一方の電極に接続されており、 ゲート電極には TFT102のドレ ィン電極の映像データ電圧が入力されており、 ソース電極とドレイン電極間の 電流量は前記映像デ一夕電圧によって制御されている。 このとき有機 E L素子 10 1は電源線 109と接地電位間に配置され、前記電流量に応じて発光する。 このとき流れる電流量は TFT 1 03のゲート電圧に依存し、 前記ゲート電 圧に対するソース電流の特性(Vg— I s特性)が立ち上がる領域(飽和領域) を用いて、 アナログ的に電流特性を変化させて発光輝度を変化させている。 この結果発光素子である有機 EL素子の発光輝度は制御され、 階調を含めて 表示を行うことができる。 この階調表現方式を、 アナログ的な映像データ電圧 を用いて行なうことから、 アナログ階調方式という。 この場合、 駆動信号側で は、 有機 EL素子の電圧—輝度特性に応じて映像データ信号側のガンマ (ァ) 特性を変化させておく必要がある。
液晶表示素子や CRTなどと同様に発光素子についても、 コンピュータの端 末、 パソコンのモニタ、 テレビ等の動画表示を行うためには、 各画素の輝度が 変化する濃淡階調表示ができることが、 C R Tとの互換性を得るに当たっても 有利である。 また駆動システムも簡素化されるなど、 コスト上有利である。 現在用いられている上記 T F Tは、 アモルファスシリコン (a— S i ) 方式 と多結晶シリコン (P— S i ) 方式があるが、 高移動度で素子の微細化が可能 であり、 またレーザー加工技術の進歩により製造プロセスの低温化が可能とい つた観点から、 多結晶シリコン T F Tの比重が大きくなつている。 しかしなが ら、 一般的に多結晶シリコン T F Tは、 それを構成する結晶粒界の影響を受け やすく、 特に上記飽和領域では V g— I s電流特性が T F T素子毎にばらつき が大きく現れ易い。 よって仮に画素に入力されるビデオ信号電圧が均一であつ ても、 表示にむらが生じてしまうという問題を抱えている。
また一般に現在の T F Tの多くは単にスィツチング素子として用いられて おり、 トランジスタの閾値電圧よりかなり高いゲート電圧を印加し、 ソース電 圧に対するドレイン電圧の関係が一定となる領域 (これを線形領域と呼ぶ) で 使用されているので、 上記の飽和領域でのばらつきを受けにくくなつている。
( 2 ) 面積階調方式
一方面積階調方式が、 文献 AM— L C D 2 0 0 0、 AM 3— 1に提案されて いる。 これは、 一画素を複数のサブ画素に分割し、 各サブ画素はオン Zオフを 行い、 オンしている画素の面積によって階調を表現するものである。
このような利用方法では、 T F Tのゲート電圧は閾値電圧よりはるかに高い 電圧を印加し、 ソース電圧に対するドレイン電圧の関係が一定となる上記線形 領域で用いることができるために、 T F T特性も安定した条件で用いられ、 発 光素子の発光輝度も安定する。 この方式の場合、 各素子はオンオフ制御される のみで濃淡は出さず一定輝度で発光し、 発光するサブ画素の面積に応じて階調 を制御するものである。 これは面積階調方式と呼ばれる。
しかしこの方式ではサブ画素の分割方法に依存したデジ夕ル階調しか出せ ず、 また階調数を増やすためには、 サブ画素の面積をより小さくしてサブ画素 の数を増やさなくてはならない。 しかしながら、 仮に多結晶シリコン T F Tを 用いてトランジスタを微細化したとしても、 各画素に配置されたトランジスタ 部分の面積が発光部の面積を侵食し、 画素開口率を下げるために表示パネルの 発光輝度を下げる結果となる。 よって開口率を上げようとすると階調性が落ち ることになり、 明るさと階調性がトレードオフの関係にあって、 結果的に階調 性を上げることが困難である。
(3) 時間階調方式
また、 時間階調方式においては、 階調を有機 EL素子の発光時間によって制 御する方式であり、 2000 S I D 36. 4 Lで報告されている。
図 7は、 時間階調方式を採用した従来の表示パネルの一画素部分の回路図の一 例である。 図 7において、 101は有機 EL素子、 102~104は TFT、 107は走査線、 108は信号線、 109は電源線、 1 10は接地電位、 11 1はメモリ容量、 112はリセット線である。
この回路構成を用いた時間階調方式においては、 TFT1 03のオンしたと き信号線からの電圧によってよつて有機 EL素子 101は最高輝度で発光し、 次に TFT 104によって、 TFT 103を 1フィールドの時間内で適時オン とオフを繰り返し、 その発光時間によって階調を表示する方式である。
またこの方式では、 複数の発光期間を選択して発光時間を調整する。 たとえ ば、 8ビット(256階調)を表示しょうとした場合、 発光時間の比が 1 : 2 : 4 : 8 : 16 : 32 : 64 : 128の 8つのサブフィールド期間の中から選択 することになる。 そして、 各サブフィールド期間の直前に、 そのサブフィ一ル ドでの発光、 非発光を選択するため、 その度に全画素の走査線のアドレツシン グ期間が存在する。 このアドレッシング期間が終了した後に一斉に電源線 10 9の電圧を一斉に変化させるなどして、 表示パネルを全面発光させる。
よってアドレツシング期間内は基本的には非表示であるため、 1フィールド 内での有効発光期間は、 Nビット階調表示を行おうとした場合、
有効発光期間 = (1フィールド期間) 一 (1画面アドレッシング期間 XN) となる。 そこで相対的に発光時間が短くなり、 観察者にとっては表示パネルの 発光量が低下することになる。
そのため、 1サブフィールド当りの発光量を上げてフィールド全体での発光 量を補う必要が生じるが、 これには個 の発光素子の発光輝度を上げることが 必要であり、 発光素子の寿命低下などにつながる。 また、 通常の液晶ディスプ レイ (L C D) では、 1フィールドあたり 1回のアドレッシングで済むところ を、 階調ビット回数分だけアドレッシングする必要があるため、 より高速のァ 回路が必要になり、 消費電力の増大が避けられなくなる。 発明の開示
本発明は上記従来技術を改良することを目的にして、 新規なアクティブマト リクス型発光素子のための画素トランジスタの新規な回路構成を提供すること を目的とし、 従来よりも優れた表示パネルを提供することにある。
本発明の主たるものは、 発光素子に対して電気的に並列にスィツチング素子 を配置したァクティブマトリクス型発光素子の回路構成にある。
また本発明の第 2は、 上記発光素子の定電流源側に第 2のスィツチング素子 を配置したァクティブマトリクス型発光素子の回路構成にある。
上記課題を解決するための本発明は、 基板上に走査線と信号線とがマトリク ス状に形成され、 該走査線と該信号線との交差点近傍に少なくとも 1つの発光 素子を有するァクティブマトリクス型発光素子であって、 駆動電源に接続され た定電流源と、 前記定電流源に直列に配置された発光素子と、 前記定電流源と 直列に配置され、 力 ^つ発光素子に対し電気的に並列に配置された第 1のスイツ チング素子を有することを特徴とする発光素子の駆動回路である。
本発明の駆動回路には、前記第 1のスイッチング素子がソース、ドレイン、 ゲートの 3電極からなる第 1の薄膜トランジスタであるものが好ましい態様と して含まれる。
本発明の駆動回路には、 映像データ信号を蓄積できるメモリ回路を有するも のも好ましい態様として含まれる。 すなわち、 走査線に接続されたゲート電極 と信号線に接続されたソース電極とドレイン電極を有する第 2の薄膜トランジ ス夕と、 第 1のメモリ容量とから成るメモリ回路を有している本発明の駆動回 路は本発明の好ましい形態の一つである。
さらに本発明の駆動回路には、 上記駆動回路構成を利用してオンオフ制御を 行なうものが好ましい態様として含まれる。 すなわち、 走査線と信号線からの 情報に応じて、 前記第 1のスイッチング素子に流れる電流と前記発光素子に流 れる電流量を制御することによって、 前記発光素子のオンオフを制御する本発 明の駆動回路は本発明の好ましい形態の一つである。
さらに本発明は、 上記駆動回路構成を利用して階調表示を行なうものが好ま しい態様として含まれる。時間階調方式やアナログ階調方式が用いられてよい。 すなわち、 前記発光素子のオンオフによって、 発光時間を制御して階調表示を 行なう本発明の駆動回路は、 本発明の好ましい形態の一つであり、 また、 走査 線と信号線からの情報に応じて、 前記第 1のスイッチング素子に流れる電流量 と前記発光素子に流れる電流量とを制御することによって、 前記発光素子の発 光輝渡を制御する本発明の駆動回路も、 本発明の好ましい形態である。
また上記駆動回路構成に改良を施した回路も本発明の好ましい態様に含ま れる。 すなわち、 前記発光素子の第 2の電極と前記定電流源の間に第 2のスィ ツチング素子を配置した本発明の駆動回路は好ましく、 特に、 前記第 2のスィ ツチング素子の切り替えによって、 発光素子のオンオフを制御するものは好ま しい。 前記第 2のスイッチング素子がソース、 ドレイン、 ゲートの 3電極から なる第 3の薄膜トランジスタであるものはさらに好ましい。 また、 第 4の薄膜 トランジスタと第 2のメモリ容量から成る第 2のメモリ回路を有し、 該メモリ 回路からの出力が前記第 3の薄膜トランジスタのゲート電極に接続された上記 第 2スィツチング素子を配置した本発明の駆動回路も好ましい。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の表示パネルの一実施形態の一画素部分の回路図である。 図 2は、 図 1の画素構成を有する表示パネルのマトリクス配置を示す回路図 である。
図 3は、 本発明の他の実施形態を示す一画素部分の回路図である。
図 4は、 図 3の画素構成を有する表示パネルのマトリクス配置を示す回路図 である。
図 5は、 本発明の駆動回路を有する表示パネルで時間階調を行なう時のタイ ミングチャートを示す図である。
図 6は、 従来のアクティブマトリクス型発光素子の一画素部分の回路図であ る。
図 7は、 従来のァクティブマトリクス型発光素子の他の実施形態を示す一画 素部分の回路図である。 発明の実施の形態
本発明の主たるものは、 発光素子に対して電気的に並列にスイッチング素子 を配置した新規なァクティブマトリクス型発光素子の駆動回路構成にある。 このような構成によれば、 第 1スイッチング手段のオン ·オフを走査線と信 号線とからの信号によって制御し、 第 1スイッチング手段がオフ状態の時、 あ るいは電流分配によって発光素子側へも電流が流れる期間に渡って発光素子を 発光させることができる。 以下、 具体的な実施の形態を示して本発明を説明す るが、 本発明はこれらに限定されるものではない。
図 1は本発明の発光素子の一素子部分の回路図である。
1 1は発光素子である有機 E L素子、 1 2、 1 3は本発明の第 1及び第 2のス ィツチング手段にそれぞれ対応する T F T、 1 6は定電流源、 1 5は走査線、 1 4は映像データ信号線、 1 Ίは電源線、 1 8は第 1の電源 (この図では接地 電位)、 19はメモリ容量、 20は第 2の電源 (この図では接地電位 GND) で あ 。
発光素子 11は本回路上では常に駆動電源 (不図示) に接続された電源線 1 7とそれに続く定電流源 16、 および第 1の電源 18につながっており、 該発 光素子と第 1のスイッチング手段である TFT13のコンダクタンスに応じて、 定電流源と接地電位との間の電流が分配され、 その電流量に応じて発光素子か ら所定の輝度の発光が得られる。
この時映像デ一夕信号が TFT 12のゲート電極に入力された時に、 TFT 13がオンし同時にメモリ容量 19に電荷が蓄積されて、 TFT13に電流が 流れる。これによつて定電流源からの電流は TFT 13を通って流れるために、 発光素子側には電流が流れなレ ^で非発光状態となる。
またここでは、 第 1の電源 18及び第 2の電源 20が共に接地電位を図示し ているが、 それぞれ独立に他の電位であっても良い。
このように発光素子とスィツチング素子の電流のコンダクタンスを調整す ることにより、 発光素子をオンオフさせることができる。 このとき前記映像デ 一夕信号の大きさは発光素子をオンするときに、 TFT13がオフする必要が あって、 あるいは非発光状態を得るときは TFT 13がオンする関係にある。 よって発光素子の発光輝度特性に対して、 前記映像データ信号の大きさが逆 の関係になっている必要があり、映像データ信号を生成する補正回路によって、 逆ガンマ (ァ) 補正を行なう必要がある。
よって映像デ一夕信号の補正回路を設ける点が新たに必要とされ、 また定電 流源からの電流は常に発光素子 11かまたは TFT 13のいずれかを流れるこ とになり、定電流原にとつては常に同じ強度の電流が流れつづけることになる。 これは従来例の非発光状態では電流消費がない発光素子に比べると消費電流が 大きくなることが欠点となる。
しかし瞬時にオンオフを繰り返した場合、 定電流源であっても電流が安定す るまでの過渡的な時間は必要であって、 この間所望の発光輝度が得られないこ とから、 映像データ信号に対する発光素子の応答速度は本回路の方が有利であ る。 また定電流源は常に一定の電流を流しつづける訳で、 電流安定性という点 では本発明の回路の方が好ましい。
一方 T F T 1 3に必要とされる特性は、 発光素子がオンする場合は、 発光素 子のコンダク夕ンスに比べて可能な限り高抵抗であることが望まれる。 しかし 反対に発光素子をオフさせる時は、 T F T 1 3の側に電流を集中する必要があ つて、 理想的には発光素子に流れる電流をゼロにすることが必要であり、 現実 には発光素子の発光閾値未満の電流だけを流す程度に、 T F T 1 3の抵抗が低 抵坊になるものを用いる必要がある。
現在コンピュータなどで利用されているデジタル階調方式の一例として、 例 えば各素子が 2 5 6階調の濃淡階調表示を行なう時を考える。 発光時間を一定 とすると、 発光輝度は素子に流れる電流量に比例し、 仮に発光状態の最大輝度 を示す電流量を 1とすると、 最小輝度の電流量は 1 / 2 5 6である。 非発光素 子にはそれよりも少ない電流しか流れないように、 T F Tのコンダクタンスを 制御すればよい。仮に非発光状態の電流量を上記最小輝度電流量の 1 / 5として も、 T F T 1 3のオンオフ比は 1対 1 0 0 0程度で十分であり、 僅か 3桁のォ ンオフ比でよいことがわかる。
よつて上記オンオフ比に限って言えば、 一般の多結晶シリコン T F Tなどが 4から 6桁程度のオンオフ比を必要とされているのに比べて、 本発明の回路に 用いる T F T 1 3に対して求められるトランジスタ特性は非常に緩い。 この程 度の特性であれば、 最近の有機半導体を用いた T F Tであっても使える可能性 が大きく、 非常に有望な回路構成であると言える。
また図 2には、 図 1の構成を持つ発光素子をマトリックス状に配置した発光 パネルの回路配置図を示す。 図 1と同じ部分には同じ番号を用いた。
走査制御回路 2 1から走査線 1 5に走査線の選択信号が与えられ、 T F T 1 2のゲート電極に走査線の選択電圧が入力されると TFT 12がオンする。 同 じタイミングで映像データ制御回路 22から信号線 14に前記逆ァ補正を施し た映像デ一夕信号が TFT12のソース電極に入力され、 映像デ一夕信号が T FT 12のドレイン電極と第 2の電源 20 (この図では接地電位) との間に配 置されたコンデンサで形成されたメモリ容量 19に蓄積される。 この電圧が保 持されている期間中は TFT 13のゲート電極に映像デ一夕信号電圧が印加さ れ、 それに応じて発光素子 11が発光する。
ここでは第 1の電源 18と第 2の電源を共に接地電位とした一般的な例を 示したが、 当然別の電位を用いても良い。 ただし別電位とした時は、 マトリク ス配線中に別の電源ラインを設ける必要があり、 発光素子パネル作成上煩雑な 構造となる。
図 3は本発明の他の実施形態を示す構成図である。 図 1と同じ部分には同じ 番号を用いた。
図 1に比べて異なる点は、 定電流源 16と発光素子 1 1との間に、 第 3の T FT26が配置され、 また第 4の TFT24と第 2のメモリ容量 25からなる メモリ回路が追加されている点である。 以下本回路構成の動作例を示す。 先ず走査線 1 5から走査線選択信号が第 2の TFT 12と及び第 4の T F T 24に入力される。 このとき信号線 14に発光素子の発光信号であるローレ ベルの電圧が印加され、 メモリ容量 19に蓄積され、 TFT 13がオフする。 これによつて並列に配置されている発光素子のコンダクタンスの方が小さくな る。
一方リセット線 23には第 3の TFT26をオンするために、 ハイレベルの 信号電圧が印加され、 同時にメモリ容量 25に蓄積されて保持される。
この条件下で定電流回路からの電流は発光素子に流れ、 TFT13と発光素 子のコンダクタンスに応じて、 所定の発光輝度を得ることができる。
反対に信号線にハイレベルの信号電圧が印加され、 TFT13が低抵抗 (ォ ン状態) になったときは、 TFT26のオンオフに関わらず、 発光素子には電 流が流れなくて、 発光しない。 さらに発光素子をオフさせるためには、 TFT 26をオフしさえすれば、 定電流源からの電流を遮断できるために、 TFT1 3の状態に関わらず発光素子を光らせることはできない。
このように上記回路構成によって、 発光素子のオンオフが制御できることが わかる。 また TFT 13と発光素子のコンダクタンスを制御して、 階調表示を 行なえることは図 1と同様である。
図 4には図 3の回路構成をマトリクスパネルに応用した配置図を示した。 また TFT26をオンオフ制御することによって、 時間階調表示を行なうこ とも可能になる。 この動作を図 3及び図 4及び図 5にて説明する。
図 5に本発明の駆動回路を備えた発光素子を用いて、 1フレーム期間内の発 光時間を制御して時間階調行なう場合の、 タイミングチャートを示す。
図 5において、 A 1から A 4は各サブフィールドのアドレス期間を示す。 A 1期間内ではマトリクス状に配置された各走査線 X= 1から nまで順に走査信 号が印加される。 この各走査期間内に、 信号線から順に Y= 1から mまでの画 素の on/o f f信号が印加され、 各画素が発光し始める。 E 1から E4で示 した期間は、 各サブフィールドの発光期間であり、 これらを PWM制御発光期 間と呼ぶ。
この場合 1フレーム内の点灯時間が、それぞれ長さが 1/2、 1/4、 1/8、 1/16のサブフィールド期間に分けて、その期間でオンさせるかどうかを制御 する。 例えば 1/2の発光輝度を得ようとする画素は、 走査線の選択時間 (ァ ドレス期間) の 8の長さのサブフィ一ルド期間のみ点灯するようにする。 図 5のアドレス期間に図 3の走査線 25に走査選択信号が入力された時、 T FT 12及び TFT24がオンし、 且つメモリ容量 19と 25により所定期間 この状態が保持される。 この TFT24がオンしている期間がアドレス期間で あって、 1サブフィールドの情報を決定する期間である。 このとき映像データ 制御回路 2 2からは、 例えば発光パネルの左側の信号線から順に各信号線 1 4 に対して、 ローレベルの電圧(発光信号) 又はハイレベルの電圧(非発光信号) が入力され、 各画素の T F T 1 3の状態が決定される。 この直後に発光信号が 入力された各発光素子は発光し始める。
次のサブフィールド期間になると、 リセット線から次のリセット電圧が T F T 2 4に印加され、 同時に前のサブフィールドと同じ様に各信号線に発光信号 又は非発光信号が印加されて、 次のサブフィールド期間に渡ってその状態が保 持される。
この例では走査線が選択された 1フレームの先頭のァドレス期間において、 映像データ制御回路 2 2から信号線 1 4に O N信号が出力されて 1 / 2の長さ の期間(この場合 1フレームの 1 / 2の時間)発光素子が発光する。そして残る 期間に相当するアドレス期間ではオフさせることで、 観察者には 5 0 %の発光 輝度として見える。
以上図 3に示す駆動回路を例にしてオンオフ制御を説明してきたが、 図 1に 示す駆動回路であっても T F T 1 3のオンオフを制御することで同様に実現で きる。 1フィールド期間を複数のサブフィールドに分けて、 各サブフィールド 期間内のオンオフを制御することによって、 時間階調できることは先に述べた のと同じである。
また図 1の例と比べて走査線が 2ラインずつになり、 煩雑 fcなる反面、 以下 の利点も得られる。 上記例の場合は、 映像データ信号線 1 4と 2 3に入力され る信号を、 ハイレベルと口一レベルとの関係にすれば、 発光素子パネル内の信 号伝送上ノイズの影響を受けにくくなり動作が安定するほか、 各配線に与える 電圧レベルを下げて低電圧で動作可能になるために、 より高速な信号伝送が可 能になる。
また本発明の駆動回路を利用して、 発光輝度をアナログ的に変化させて、 濃 淡階調を得ることができる。 例えば発光素子のォン時とオフ時のコンダクタン スの違いが 3桁程度であるために、 T F T 1 3のコンダクタンスのレンジを同 じ 3桁程度で作り、 図 1に示す発光素子と T F T 1 3のコンダクタンスを等し く制御して、 定電流源 1 6からの電流量の分配を変えれば、 発光輝度を自在に 制御することが可能となる。 例えば同量ずつ分配すれば、 発光素子の電流量は 1 / 2となり 5 0 %階調を示す輝度が得られる。
以上の性能を満たすトランジス夕は、 ァモルファスシリコンゃポリシリコン T F Tに限らず、 最近の有機半導体を用いた有機 T F Tであっても十分可能な 特性であるために、 T F T構成材料に依存しないことは言うまでもない。 以上説明したように、 少ない画素トランジスタの構成を利用して、 有機 E L 素子用の新規な画素回路を構成することができた。 さらに、 時間階調を行なつ た場合には発光時間が長くなり、 発光パネルの輝度を向上させることが可能に なった。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 基板上に走査線と信号線とがマトリクス状に形成され、 該走査線と該信号 線との交差点近傍に少なくとも 1つの発光素子を有するァクティブマトリクス 型発光素子であって、
駆動電源に接続された定電流源と
前記定電流源に直列に配置された発光素子と、
前記定電流源と直列に配置され、 力 ^つ発光素子に対し電気的に並列に配置さ れた第 1のスイッチング素子を有することを特徴とする発光素子の駆動回路。
2 . 前記第 1のスイッチング素子がソース、 ドレイン、 ゲートの 3電極からな る第 1の薄膜トランジス夕であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の発 光素子の駆動回路。
3 . 走査線に接続されたゲ一ト電極と信号線に接続されたソース電極とドレイ ン電極を有する第 2の薄膜トランジスタと、 第 1のメモリ容量とから成るメモ リ回路を有していることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の発光素子の駆動 回路。
4 . 走査線と信号線からの情報に応じて、 前記第 1のスイッチング素子に流れ る電流と前記発光素子に流れる電流量を制御することによって、 前記発光素子 のオンオフを制御することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の発光素子の駆 動回路。
5 . 前記発光素子のオンオフによって、 発光時間を制御して階調表示を行なう ことを特徴とする請求の範囲第 4項記載の発光素子の駆動回路。
6 . 走査線と信号線からの情報に応じて、 前記第 1のスイッチング素子に流れ る電流量と前記発光素子に流れる電流量とを制御することによって、 前記発光 素子の発光輝度を制御することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の発光素子 の駆動回路。
7 . 前記発光素子の第 2の電極と前記定電流源の間に第 2のスィツチング素子 を配置したことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の発光素子の駆動回路。
8 . 前記第 2のスイッチング素子の切り替えによって、 発光素子のオンオフを 制御することを特徴とする請求の範囲第 7項記載の発光素子の駆動回路。
9 . 前記第 2のスイッチング素子がソース、 ドレイン、 ゲートの 3電極からな る第 3の薄膜トランジスタであることを特徴とする請求の範囲第 8項記載の発 光素子の駆動回路。
1 0 . 第 4の薄膜トランジスタと第 2のメモリ容量から成る第 2のメモリ回路 を有し、 該メモリ回路からの出力が前記第 3の薄膜トランジス夕のゲート電極 に接続されたことを特徴とする請求の範囲第 7項記載の発光素子の駆動回路。
PCT/JP2002/002592 2001-03-21 2002-03-19 Circuit d'excitation permettant d'activer un element emettant de la lumiere a matrice active WO2002075713A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002574645A JP3938050B2 (ja) 2001-03-21 2002-03-19 アクティブマトリクス型発光素子の駆動回路
US10/247,284 US6670773B2 (en) 2001-03-21 2002-09-20 Drive circuit for active matrix light emitting device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001-080504 2001-03-21
JP2001080504 2001-03-21

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US10/247,284 Continuation US6670773B2 (en) 2001-03-21 2002-09-20 Drive circuit for active matrix light emitting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2002075713A1 true WO2002075713A1 (fr) 2002-09-26

Family

ID=18936779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2002/002592 WO2002075713A1 (fr) 2001-03-21 2002-03-19 Circuit d'excitation permettant d'activer un element emettant de la lumiere a matrice active

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6670773B2 (ja)
JP (1) JP3938050B2 (ja)
KR (1) KR100475526B1 (ja)
CN (1) CN1265339C (ja)
WO (1) WO2002075713A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003108071A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Sanyo Electric Co Ltd 表示装置
WO2004104975A1 (ja) * 2003-05-23 2004-12-02 Sony Corporation 画素回路、表示装置、および画素回路の駆動方法
JP2005227781A (ja) * 2004-02-13 2005-08-25 Samsung Sdi Co Ltd 正極と負極との間にバイパストランジスタが備えられた有機発光素子
US7242378B2 (en) 2003-05-27 2007-07-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Image display device supplied with digital signal and image display method
JP2007183385A (ja) * 2006-01-06 2007-07-19 Seiko Epson Corp 電気光学装置、その駆動方法および電子機器
JP2008181159A (ja) * 2001-09-21 2008-08-07 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002116732A (ja) * 2000-10-05 2002-04-19 Pioneer Electronic Corp 自発光パネル駆動方法及び装置
JP2003271099A (ja) * 2002-03-13 2003-09-25 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置および表示装置の駆動方法
TW594628B (en) * 2002-07-12 2004-06-21 Au Optronics Corp Cell pixel driving circuit of OLED
TW589596B (en) * 2002-07-19 2004-06-01 Au Optronics Corp Driving circuit of display able to prevent the accumulated charges
AU2003282285A1 (en) * 2002-12-04 2004-06-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. An organic led display device and a method for driving such a device
KR100490622B1 (ko) * 2003-01-21 2005-05-17 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계발광 표시장치 및 그 구동방법과 픽셀회로
JP4338997B2 (ja) * 2003-03-17 2009-10-07 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置の作製方法
KR100497246B1 (ko) * 2003-04-01 2005-06-23 삼성에스디아이 주식회사 발광 표시 장치 및 그 표시 패널과 구동 방법
KR100497247B1 (ko) * 2003-04-01 2005-06-23 삼성에스디아이 주식회사 발광 표시 장치 및 그 표시 패널과 구동 방법
JP4346350B2 (ja) * 2003-05-28 2009-10-21 三菱電機株式会社 表示装置
US6885443B2 (en) * 2003-07-03 2005-04-26 Infineon Technologies Ag Drive device for a light-emitting component
US7342560B2 (en) * 2004-04-01 2008-03-11 Canon Kabushiki Kaisha Voltage current conversion device and light emitting device
JP2006259573A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Seiko Epson Corp 有機el装置及びその駆動方法並びに電子機器
US7355220B2 (en) * 2005-03-31 2008-04-08 Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd. Array substrate
US7088051B1 (en) 2005-04-08 2006-08-08 Eastman Kodak Company OLED display with control
US7649513B2 (en) * 2005-06-25 2010-01-19 Lg Display Co., Ltd Organic light emitting diode display
KR100985860B1 (ko) * 2005-11-08 2010-10-08 삼성전자주식회사 발광장치 및 그 제어방법
KR101006381B1 (ko) * 2006-02-22 2011-01-10 삼성전자주식회사 발광장치 및 그 제어방법
US7902906B2 (en) * 2007-01-15 2011-03-08 Canon Kabushiki Kaisha Driving circuit of driving light-emitting device
JP4928290B2 (ja) * 2007-01-31 2012-05-09 キヤノン株式会社 差動信号比較器
JP2009014796A (ja) * 2007-06-30 2009-01-22 Sony Corp El表示パネル、電源線駆動装置及び電子機器
US8120555B2 (en) * 2007-11-02 2012-02-21 Global Oled Technology Llc LED display with control circuit
TWI410932B (zh) * 2008-05-09 2013-10-01 Innolux Corp 畫素結構
KR200454154Y1 (ko) * 2009-10-12 2011-06-17 한국서부발전 주식회사 탈황 흡수탑용 교반기
JP5754145B2 (ja) * 2011-01-25 2015-07-29 セイコーエプソン株式会社 超音波センサーおよび電子機器
JP5791355B2 (ja) 2011-04-27 2015-10-07 キヤノン株式会社 発光素子の駆動回路
JP2015049335A (ja) 2013-08-30 2015-03-16 三星ディスプレイ株式會社Samsung Display Co.,Ltd. El表示装置及びel表示装置の駆動方法
JP6976695B2 (ja) * 2017-03-08 2021-12-08 株式会社東芝 発光基板、プリントヘッドおよび画像形成装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0365445A2 (en) * 1988-10-20 1990-04-25 EASTMAN KODAK COMPANY (a New Jersey corporation) Electroluminescent storage display with improved intensity driver circuits
JPH05265399A (ja) * 1992-03-23 1993-10-15 Toshiba Corp 表示装置
JPH0854835A (ja) * 1994-08-09 1996-02-27 Nec Corp アクティブマトリクス型電流制御型発光素子の駆動回路
US5594463A (en) * 1993-07-19 1997-01-14 Pioneer Electronic Corporation Driving circuit for display apparatus, and method of driving display apparatus
WO1998048403A1 (en) * 1997-04-23 1998-10-29 Sarnoff Corporation Active matrix light emitting diode pixel structure and method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01296815A (ja) 1988-05-25 1989-11-30 Canon Inc 半導体集積回路
JP3390214B2 (ja) * 1993-07-19 2003-03-24 パイオニア株式会社 表示装置の駆動回路
US5714968A (en) * 1994-08-09 1998-02-03 Nec Corporation Current-dependent light-emitting element drive circuit for use in active matrix display device
JP2001083924A (ja) * 1999-09-08 2001-03-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電流制御型発光素子の駆動回路および駆動方法
TW480727B (en) * 2000-01-11 2002-03-21 Semiconductor Energy Laboratro Semiconductor display device
JP2003108071A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Sanyo Electric Co Ltd 表示装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0365445A2 (en) * 1988-10-20 1990-04-25 EASTMAN KODAK COMPANY (a New Jersey corporation) Electroluminescent storage display with improved intensity driver circuits
JPH05265399A (ja) * 1992-03-23 1993-10-15 Toshiba Corp 表示装置
US5594463A (en) * 1993-07-19 1997-01-14 Pioneer Electronic Corporation Driving circuit for display apparatus, and method of driving display apparatus
JPH0854835A (ja) * 1994-08-09 1996-02-27 Nec Corp アクティブマトリクス型電流制御型発光素子の駆動回路
WO1998048403A1 (en) * 1997-04-23 1998-10-29 Sarnoff Corporation Active matrix light emitting diode pixel structure and method

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008181159A (ja) * 2001-09-21 2008-08-07 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置
US8599109B2 (en) 2001-09-21 2013-12-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and driving method thereof
JP2003108071A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Sanyo Electric Co Ltd 表示装置
US8149185B2 (en) 2003-05-23 2012-04-03 Sony Corporation Pixel circuit, display unit, and pixel circuit drive method
US9666130B2 (en) 2003-05-23 2017-05-30 Sony Corporation Pixel circuit, display device, and method of driving pixel circuit
CN100403379C (zh) * 2003-05-23 2008-07-16 索尼株式会社 像素电路、显示设备和像素电路驱动方法
US10475383B2 (en) 2003-05-23 2019-11-12 Sony Corporation Pixel circuit, display device, and method of driving pixel circuit
US9984625B2 (en) 2003-05-23 2018-05-29 Sony Corporation Pixel circuit, display device, and method of driving pixel circuit
US9947270B2 (en) 2003-05-23 2018-04-17 Sony Corporation Pixel circuit, display device, and method of driving pixel circuit
US8988326B2 (en) 2003-05-23 2015-03-24 Sony Corporation Pixel circuit, display device, and method of driving pixel circuit
US8760373B2 (en) 2003-05-23 2014-06-24 Sony Corporation Pixel circuit, display device, and method of driving pixel circuit
WO2004104975A1 (ja) * 2003-05-23 2004-12-02 Sony Corporation 画素回路、表示装置、および画素回路の駆動方法
US8723761B2 (en) 2003-05-23 2014-05-13 Sony Corporation Pixel circuit, display device, and method of driving pixel circuit
US8754833B2 (en) 2003-05-23 2014-06-17 Sony Corporation Pixel circuit, display device, and method of driving pixel circuit
CN100555380C (zh) * 2003-05-27 2009-10-28 三菱电机株式会社 输入数字信号的图像显示装置及图像显示方法
US7242378B2 (en) 2003-05-27 2007-07-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Image display device supplied with digital signal and image display method
JP2005227781A (ja) * 2004-02-13 2005-08-25 Samsung Sdi Co Ltd 正極と負極との間にバイパストランジスタが備えられた有機発光素子
JP4624123B2 (ja) * 2004-02-13 2011-02-02 三星モバイルディスプレイ株式會社 正極と負極との間にバイパストランジスタが備えられた有機発光素子
JP4702061B2 (ja) * 2006-01-06 2011-06-15 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置
JP2007183385A (ja) * 2006-01-06 2007-07-19 Seiko Epson Corp 電気光学装置、その駆動方法および電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
JP3938050B2 (ja) 2007-06-27
CN1265339C (zh) 2006-07-19
CN1460239A (zh) 2003-12-03
KR100475526B1 (ko) 2005-03-10
KR20020097487A (ko) 2002-12-31
US6670773B2 (en) 2003-12-30
JPWO2002075713A1 (ja) 2004-07-08
US20030178946A1 (en) 2003-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3938050B2 (ja) アクティブマトリクス型発光素子の駆動回路
US7038392B2 (en) Active-matrix light emitting display and method for obtaining threshold voltage compensation for same
KR101130903B1 (ko) 유기전계발광표시장치의 구동회로 및 구동방법
JP3989718B2 (ja) メモリ一体型表示素子
US6777888B2 (en) Drive circuit to be used in active matrix type light-emitting element array
US6870553B2 (en) Drive circuit to be used in active matrix type light-emitting element array
US6992663B2 (en) Driving circuit of active matrix type light-emitting element
KR100741977B1 (ko) 유기 전계발광 표시장치 및 그의 구동방법
WO2001073737A1 (fr) Affichage
KR101374443B1 (ko) 유기발광다이오드 표시장치
US8816943B2 (en) Display device with compensation for variations in pixel transistors mobility
JP2013101351A (ja) 制御回路を有するledディスプレイ
JP2002236469A (ja) 有機el回路
JP2004038176A (ja) 電界発光パネルとこれを有する電界発光装置
US7463224B2 (en) Light emitting device and display device
KR20080060886A (ko) 유기전계발광소자 디스플레이 구동방법 및 이의 구동장치
JP4039441B2 (ja) 電気光学装置および電子機器
US20080231566A1 (en) Minimizing dark current in oled display using modified gamma network
JP2002287664A (ja) 表示パネルとその駆動方法
JP2002287683A (ja) 表示パネルとその駆動方法
JP4628688B2 (ja) 表示装置およびその駆動回路
JP2002287682A (ja) 表示パネルとその駆動方法
KR20070101545A (ko) 표시 장치
JP2004138946A (ja) アクティブマトリクス型表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CN JP KP KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020027015653

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 028007778

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020027015653

Country of ref document: KR

122 Ep: pct application non-entry in european phase
WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1020027015653

Country of ref document: KR