JP2000221942A - 有機el素子駆動装置 - Google Patents
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Abstract
おいて、動きが速く輝度変化が大きいような画面でも輝
度が乱れることによる画面の不具合やコントラスト不足
などの現象を回避し、良好な表示画質を得ることができ
る素子駆動装置の提供。 【解決手段】電源線3に接続される有機EL素子2に対
して駆動電流を供給する駆動TFT5のゲート電圧を与
える保持容量6と並列に、ブランキング信号をゲート端
子に入力とするスイッチTFT10を備え、1フレーム
期間保持される駆動TFT5のゲート電圧に対して、次
の1フレーム期間が始まる直前の所定の期間にブランキ
ング信号をオンとして、有機EL素子2の発光にブラン
キングをかける。
Description
いたディスプレイ装置に関し、特に、アクティブマトリ
クス方式の素子駆動回路に関する。
ンス(Electroluminescence、「EL」という)現象を
利用した有機薄膜EL素子を応用したデバイスとして、
有機薄膜EL素子構造を単位画素とし、その単位画素を
1枚の支持基板上に平面的に2次元配置してマトリクス
駆動をする平面発光型有機薄膜ELディスプレイが提案
されており、まず最初の段階として、単純マトリクス方
式による有機ELディスプレイが研究開発されている。
は、例えば、m行×n列のマトリクスが構成されている
とすれば、n列側にデータ信号、m行側に走査信号を供
給して、m行側を所定周期毎に順次走査することにより
画面を構成するような駆動方法がある。
は、画面サイズが大きくなると、1行分の走査時間が短
くなり、画面の平均輝度が低くなったり、輝度を上げる
ために消費電力が大きくなったりする、という問題点が
あった。
有機ELディスプレイとして、アクティブマトリクス方
式のディスプレイが研究開発されている。
は、有機EL素子などの発光素子をアクティブマトリク
ス方式で駆動する表示装置として、図8に示すような構
成が提案されている。すなわち図8を参照すると、表示
部はマトリクス状に配列されたm×nのピクセルP11
〜Pmnから構成されている。これらのピクセルP11
〜Pmnには、アナログのビデオ信号Svがビデオアン
プにより増幅され、さらにV/I(電圧/電流)補正回
路により、ビデオ信号の特性が補正されて供給されてい
る。この場合、ピクセルP11〜Pmnには、走査制御
回路により順次時分割されて、個々のピクセルP11〜
Pmnにビデオ信号Svが間欠的に供給されている。な
お、走査制御回路には同期信号Syncが供給され、走
査制御回路はこの同期信号Syncのタイミングにより
走査制御を行っている。
それぞれ設けられており、いわゆるアクティブマトリク
ス方式とされている。駆動手段は、各ピクセルP11〜
Pmnに間欠的に供給されるビデオ信号を、次のフレー
ム周期で次のビデオ信号が供給されるまで保持する保持
手段と、保持手段で保持されたビデオ信号のレベルに応
じた定電流で駆動するFET(電界効果トランジスタ)
素子から構成される。そして、FET素子により各ピク
セルP11〜Pmnを駆動する定電流が供給される。
は供給された定電流に応じて発光するようになり、これ
により、ビデオ信号に応じた無段階とされた階調制御を
行えるようにしている。例えば、ピクセルP11は有機
EL素子O−EL1の駆動回路において、FET TR
−11はアナログスイッチとして動作しており、ピクセ
ルP11に、ビデオ信号が与えられる時にオンし、入力
されたビデオ信号をコンデンサC1およびFET TR
−1のゲートに印加している。
デオ信号が与えられる期間にのみオンするよう制御され
るが、オンとなる周期は、例えば1フレーム毎とされて
いる。
まれたビデオ信号は、コンデンサC1により次のフレー
ムで次のビデオ信号が与えられるまで保持される。
T TR−1のゲートに印加されており、このため、F
ET TR−1のドレインには、このゲート電圧に応じ
た定電流が流れる。
機EL素子O−EL1にカソード電流として供給され、
有機EL素子を1フレーム期間階調に応じた電流で発光
させることになる。
だけ抜き出した素子駆動装置の構成を示す。図10は、
その動作を説明するタイミングチャートを示す図であ
る。
オ信号Vsに、制御線99は図8のライン同期信号Ls
yに対応する。また、スイッチング素子97は、図8の
TR−11に、保持容量96は、図8の容量C1に、駆
動TFT95は、FET TR−1に、有機EL素子9
2は、図8のO−EL1にそれぞれ対応している。
ィブ状態でスイッチング素子97が導通状態の時、信号
線98からの入力信号が保持容量96で1フレーム期間
保持されて、駆動TFT95のゲートをオンさせ、有機
EL素子92に電流を流して発光させる。
た従来の装置では、1フレーム期間中、有機EL素子9
2が発光しているため、例えば、画面の切り替わり時
に、明るい画面から暗い画面に急激に変化したような場
合には、信号線電圧は、図10(a)に示すように、有
機EL素子に電流を多く流すフレーム期間から少なく流
す次のフレーム期間に切り替わることになるため、図1
0(b)に示す制御線信号を入力とするスイッチング素
子97を通して信号線側に逆流するようなかたちとな
り、駆動TFTのゲート保持電圧は、図10(c)に示
すように、フレームの切り替わり時に、直前の期間の電
流が残ってしまい、次のフレーム期間に電流を流し、本
来次のフレームが暗い画面であるにもかかわらず、画面
の輝度を上げてしまうことになり、画像が見苦しくなっ
たり、コントラストを悪化させる、という問題点を有し
ている。
報には、アクティブマトリクス基板の走査線にブランキ
ング信号を重畳する駆動回路が開示されている。しかし
ながら、この駆動回路では、水平周期毎にブランキング
信号を挿入しているため、1フレーム(垂直)期間を基
準にして動作するアクティブマトリクスの問題点に対し
ては何ら有効な手段を提供しない。
てなされたものであって、その目的は、アクティブマト
リクス方式の有機ELパネルにおいて、動きが速く輝度
変化が大きいような画面でも輝度が乱れることによる画
面の不具合やコントラスト不足などの現象を回避し、良
好な表示画質を得ることができる素子駆動装置を提供す
ることにある。
明は、アクティブマトリクス方式の素子駆動回路におい
て、電源線に接続される有機EL素子に対して駆動電流
を供給する駆動素子のゲート電圧を与える保持容量と並
列に、ブランキング信号を制御端子に入力とするスイッ
チ素子を備え、駆動素子のゲート電圧の1フレームの保
持期間において、次の1フレーム期間が始まる直前の所
定の期間にブランキング信号をオンとして、前記有機E
L素子の発光にブランキングをかける、ことを特徴とす
る。
子駆動回路が、電源線に一端が接続される有機EL素子
と、前記有機EL素子の他端にドレインを接続しソース
を接地線に接続した駆動TFTと、前記駆動TFTのゲ
ートと前記接地線の間に挿入される保持容量と、前記駆
動TFTのゲートと前記接地線の間に、前記保持容量と
並列に挿入され、ゲートにブランキング信号を入力とす
る第1のスイッチ素子と、信号線と前記駆動TFTのゲ
ートとの間に接続され、制御線を制御端子に入力とする
第2のスイッチ素子と、を備えており、1フレーム期間
保持される駆動素子のゲート電圧に対して、次の1フレ
ーム期間が始まる直前の所定の期間にブランキング信号
をオンとして、前記有機EL素子の発光にブランキング
をかけるようにしたものである。
する。図1は、本発明の一実施の形態の素子駆動装置の
構成を示す図である。図1を参照すると、本発明の一実
施の形態は、電源線3、信号線8、及び制御線9と、第
1のスイッチング素子7と、保持容量6と、駆動TFT
5と、スイッチTFT10とからなるアクティブマトリ
クス回路にて、有機EL素子2を駆動する構成としたも
のである。電源線3には所定の駆動電圧が印加されてお
り、接地線4は接地されている。この素子駆動装置1に
おいて、保持容量6と並列にスイッチTFT10をなす
Nch型TFT素子を配置し、ゲートにブランキング信
号を加えてオンさせることで、保持容量6によって保持
されている駆動TFT5のゲート電圧を接地線4に放電
する構成とされている。
によって1フレーム期間保持される駆動TFT5のゲー
ト電圧に対して、次の1フレーム期間が始まる直前の所
定の期間に挿入され、有機EL素子2の発光にブランキ
ングをかける。
に説明する。
アクティブマトリクスパネルの1画素あたりの素子駆動
回路の構成を示す図である。また図2は、本発明の一実
施例におけるTFT(Thin Film Transistor;薄膜ト
ランジスタ)の薄膜構造を示す平面図であり、駆動TF
T5、第1のスイッチング素子(TFT)7、スイッチ
TFT10、及び保持容量6とその間の配線の様子を示
すレイアウト図である。
源線3と、信号線8と、制御線9と、第1のスイッチン
グ素子7と、保持容量6と、駆動TFT5と、スイッチ
TFT10とからなるアクティブマトリクス回路にて、
有機EL素子2を駆動させる構成としている。電源線3
には、所定の駆動電圧が印加されており、接地線4は接
地されている。そして、このアクティブマトリクス回路
の保持容量6と並列に、スイッチTFT10としてNc
h(チャネル)型TFT素子を配置し、ブランキング信
号を加えることで保持容量6によって保持されている駆
動TFT5のゲート電圧を接地線4に放電する。
続されており、接地線4にはNch型の駆動TFT5を
介して接続されている。このNch型駆動TFT5は、
電源線3から接地線4に印加される駆動電圧が第1のス
イッチング素子7を介してゲート電極に印加され、その
電圧に対応した駆動電流(ドレイン電流)Ie1を有機E
L素子2に供給する。
手段として保持容量6の一端が接続されており、保持容
量6の他端は接地線4に接続されている。この保持容量
6及び駆動TFT5のゲート電極には、スイッチング手
段である第1のスイッチング素子7の一端が接続されて
いる。
置とは相違して、本発明の一実施例においては、保持容
量6と並列に、スイッチTFT10としてNch型TF
T素子を配置し、ブランキング信号を加えることで保持
容量6によって保持されている駆動TFT5のゲート電
圧を接地線4に放電する構成とされている。
3に示すように、画像表示装置100の一部として利用
されている。すなわち、この画像表示装置100では、
一個の回路基板に(m×n)個の有機EL素子がm行n
列に配列されて形成されている。
り、一個の直流電源1001が接続されている。m本の
接地線4も互いに共通接続されており、本体ハウジング
(図示せず)などの大容量部品に接続されることで、接
地されている。
生するm個の信号ドライバ1002がそれぞれ接続され
ており、n本の制御線9の各々には、制御信号を各々発
生するn個の制御信号ドライバ1003が個々に接続さ
れている。
には、ブランキング信号を各々発生するn個のブランキ
ング信号ドライバ1004が各々に接続されている。
回路(図示せず)に接続されており、この統合制御回路
がm個の信号ドライバとn個の制御信号ドライバとのマ
トリクス駆動を統合制御する。
場合、ビデオ信号等のデータ信号をm行分、電圧又は電
流信号として供給し、制御信号ドライバ1003は、水
平走査期間づつ順次、駆動信号を出力する。
は、ブランキング信号線20にブランキング信号を出力
する。このブランキング信号は、1フレーム周期で、次
の行(ライン)の信号と位相が1水平期間づつずれた信
号である。
る。図1において,制御線9に制御信号を入力して第1
のスイッチング素子7をオン状態とし,この状態で、信
号線8に、図4(a)に示すような有機EL素子2の発
光輝度に対応した信号を入力する。
状態の第1のスイッチング素子7を介して保持容量6に
保持される。この保持容量6の保持電圧は、駆動TFT
5のゲート電極に印加されるので、電源線3に常時印加
されている駆動電圧が駆動TFT5により駆動電流に変
換されて、有機EL素子2に供給される。
TFT5のゲート電極に印加される電圧に対応してお
り、有機EL素子2は、信号線8に供給された信号に対
応した輝度で発光することになり、この動作状態は、図
4(b)に示す制御線信号を制御端子に入力する第1の
スイッチング素子7がオフ状態とされても、保持容量6
の保持電圧により維持される。
号によりスイッチTFT10がオンし、駆動TFTのゲ
ート保持電圧を、図4(d)に示すようにして、ブラン
キングをかける。
に示すような電流Ie1が流れ、1フレーム毎の切り替わ
り時にも電流波形の乱れることなく、個々に制御された
輝度で有機EL素子2が発光する。
(e)の電流波形がフレームの切り替わり時に乱れない
ような時間に設定する。
と、画面としては輝度が暗くなるが、有機EL素子のよ
うな自発光素子の場合には、輝度を上げるだけでよいた
め、高コントラストを得るのには有利である。
した画像表示装置100では、縦横に配列された(m×
n)個の有機EL素子2が、1フレーム期間において乱
れることなく正しい輝度で発光するので、画素単位で正
しく階調表現され、輝度変化が大きく動きの速い画面で
もコントラストの高い画像を表示することができる。
ついて説明する。図5は、本発明の第2の実施例の構成
を示す図である。図5を参照すると、本発明の第2の実
施例の素子駆動回路51は、第1、第2のスイッチング
素子57、62を備え、変換TFT61と駆動TFT5
5とでカレントミラー回路を構成している。
圧信号が印加されているが、本発明の第2の実施例で
は、信号線58に印加する信号を電流信号に変えたもの
である。
て第1、及び第2のスイッチング素子57、62をオン
状態に制御し、この状態で信号線58に有機EL素子5
2の発光輝度に対応した信号電流を入力する。
ング素子62を介して変換TFT61に入力されて信号
電圧に変換され,この信号電圧は、第1のスイッチング
素子57を介して保持容量56に保持される。
T55のゲート電極に印加されるので、電源線53に常
時印加されている駆動電圧が、駆動TFT55により駆
動電流に変換されて有機EL素子52に供給される。
動TFT55のゲート電極に印加される電圧に対応する
ので、有機EL素子52は、信号線58に供給された信
号電流に対応した輝度で発光することになり、この動作
状態は、第1、第2のスイッチング素子57、62がオ
フ状態とされても、保持容量56の保持電圧により維持
される。
容量56と並列に設けられたスイッチTFT60にブラ
ンキング信号を加えることにより、1フレームの保持期
間の最後の期間に、所定のブランキング期間を設けるこ
とができる。
明するためのタイミングチャートである。図6を参照す
ると、この動作状態は、図4に示した前記第1の実施例
のタイミングチャートとほぼ同様であるが、図6(a)
に示すように第2のスイッチング素子62の出力がパル
ス状になっていることが相違している。
の実施例の素子駆動装置を用いた画像表示装置において
も、動きが速く輝度変化が大きいような画面でも輝度が
乱れることによる画面の不具合やコントラスト不足など
の現象を回避できる。
装置51においては、駆動TFT55と変換TFT57
とがカレントミラー回路を形成しているため、駆動TF
T55が製造誤差のために所望の動作特性を発揮しなく
とも、変換TFT61が同様な製造誤差により動作特性
が同等に変動してさえすれば、駆動TFT55が駆動電
圧から変換する駆動電流は、変換TFT61に供給され
る制御電流に対応することになる。
対応した駆動電流を有機EL素子52に供給することが
でき、この素子駆動装置51を利用した画像表示装置
は,画素単位で階調された画像を良好な品質で表示する
ことができる。
ついて説明する。図7は、本発明の第3の実施例の構成
を示す図である。図7に示すように、本発明の第3の実
施例においては、スイッチTFT10を製造する際にで
きるドレインとソース間の寄生容量を、保持容量71と
して利用している。その他の構成及び動作は、前記した
第1の実施例と同様である。
さくできるため、画像表示装置を構成する場合には、素
子の開口率を大きくとることができ、輝度を上げること
ができる、という効果も期待できる。
かけるスイッチTFTは、素子の駆動電流を遮断できる
場所ならば何れの箇所に配置してもよいし、TFTをP
チャネルのものに変え、それぞれの部材の極性を変更し
てもよいことは勿論である。
素子駆動回路において、駆動素子のゲート電圧を保持す
る容量と並列にスイッチを備え、1フレーム期間の次の
フレーム期間の直前にブランキング期間を設ける構成と
したことにより、画像表示装置において動きが速く、輝
度変化が大きいような画面でも、輝度が乱れることによ
る画面の不具合やコントラスト不足などの現象の発生を
回避し、良好なコントラストを得ることができ、画質を
向上することができる、という効果を奏する。
の有機EL素子の素子駆動装置の回路構成を示す図であ
る。
表示装置の構成の一例を示す図である。
ミング図である。
タイミング図である。
を画像表示装置の構成を示す図である。
の素子駆動装置の回路構成を示す図である。
子の素子駆動装置の動作を説明するためのタイミング図
である。
Claims (9)
- 【請求項1】アクティブマトリクス方式の有機EL(エ
レクトロルミネセンス)素子駆動回路において、電源線
に接続される有機EL素子に対して駆動電流を供給する
駆動素子のゲート電圧を与える保持容量と並列に、ブラ
ンキング信号を制御端子に入力とスイッチ素子を備え、
前記駆動素子のゲート電圧の1フレームの保持期間にお
いて、次の1フレーム期間が始まる直前の所定の期間に
ブランキング信号をオンとして、前記有機EL素子の発
光にブランキングをかける、ことを特徴とする有機EL
素子駆動装置。 - 【請求項2】アクティブマトリクス方式の有機EL(エ
レクトロルミネセンス)素子駆動回路において、 電源線に一端が接続される有機EL素子と、 前記有機EL素子の他端にドレインを接続しソースを接
地線に接続した駆動トランジスタと、 前記駆動トランジスタのゲートと前記接地線との間に挿
入される保持容量と、 前記駆動トランジスタのゲートと前記接地線との間に、
前記保持容量と並列に挿入され、制御端子にブランキン
グ信号を入力とする第1のスイッチ素子と、 信号線と前記駆動トランジスタのゲートとの間に挿入さ
れ、制御端子が制御線に接続されオン・オフ制御される
第2のスイッチ素子と、 を備えたことを特徴とする有機EL素子駆動回路。 - 【請求項3】前記駆動トランジスタのゲート電圧の1フ
レームの保持期間において、次の1フレーム期間が始ま
る直前の所定の期間に前記ブランキング信号をオンとし
て前記第1のスイッチ素子を導通状態とすることで、前
記有機EL素子の発光にブランキングをかける、ことを
特徴とする請求項2記載の有機EL素子駆動装置。 - 【請求項4】アクティブマトリクス方式の有機EL(エ
レクトロルミネセンス)素子駆動回路において、 電源線に一端が接続される有機EL素子と、 前記有機EL素子の他端にドレインを接続しソースを接
地線に接続した駆動トランジスタと、 前記駆動トランジスタのゲートと前記接地線との間に挿
入される保持容量と、 前記駆動トランジスタのゲートと前記接地線との間に、
前記保持容量と並列に挿入され、制御端子にブランキン
グ信号を入力とする第1のスイッチ素子と、 前記駆動トランジスタのゲートと前記保持容量と前記第
1のスイッチ素子の接続点に一端が接続され、制御端子
が制御線に接続されオン・オフ制御される第2のスイッ
チ素子と、 ゲートとドレインの接続点が前記第2のスイッチ素子の
他端に接続され、ソースが前記接地線に接続された変換
トランジスタと、 前記変換トランジスタのドレインとゲートとの接続点と
信号線との間に挿入され、制御端子が前記制御線に接続
されオン・オフ制御される第3のスイッチ素子と、を備
えたことを特徴とする有機EL素子駆動回路。 - 【請求項5】前記駆動トランジスタのゲート電圧の1フ
レームの保持期間において、次の1フレーム期間が始ま
る直前の所定の期間にブランキング信号をオンとして前
記第1のスイッチ素子を導通状態とすることで、前記有
機EL素子の発光にブランキングをかける、ことを特徴
とする請求項4記載の有機EL素子駆動装置。 - 【請求項6】前記ブランキング信号が、1フレーム周期
で、次の行の信号と位相が1水平期間づつずれた信号よ
りなり、前記ブランキング信号によるブランキング期間
は、1フレーム期間の最後の期間であって、次のフレー
ムに影響を与えない時間とされている、ことを特徴とす
る請求項1乃至4のいずれか一に記載の有機EL素子駆
動装置。 - 【請求項7】前記保持容量を、前記ブランキング信号を
制御端子に入力とする前記第1のスイッチ素子をなすト
ランジスタのドレインとソース間の寄生容量で構成す
る、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一に記
載の有機EL素子駆動装置。 - 【請求項8】前記駆動トランジスタと、前記第1のスイ
ッチ素子をなすトランジスタとがTFTよりなる、こと
を特徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載の有機
EL素子駆動装置。 - 【請求項9】請求項1乃至8のいずれか一に記載の有機
EL素子駆動装置を備えたディスプレイ装置。
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