CN1189855C - 有源矩阵型显示装置及有源矩阵型有机场致发光显示装置 - Google Patents
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Abstract
在采用电流写入型像素电路的情况下,需要以行顺序向各像素进行数据的写入。在将电流写入型像素电路(11)配置为矩阵状的有源矩阵型显示装置中,设置由对应于各个数据线(13-1~13-m)设置的m个电流驱动电路(CD)(15-1~15-m)构成的数据线驱动电路(15),用该数据线驱动电路(15)来暂时保持图像数据(在本例中为亮度数据),然后通过将其以电流的形式提供给各个数据线(13-1~13-m),来对各像素电路(11)进行图像信息的写入驱动。
Description
技术领域
本发明涉及每个像素具有有源元件并通过该有源元件以像素为单位来进行显示控制的有源矩阵型显示装置,特别涉及将亮度随流过的电流而变化的电光元件用作像素的显示元件的有源矩阵型显示装置及采用有机材料的场致发光(以下称为有机EL(electroluminescence))元件作为电光元件的有源矩阵型有机EL显示装置。
背景技术
在显示装置、例如像素的显示元件采用液晶单元的液晶显示器等中,将许多像素排列为矩阵状,按照要显示的图像信息来控制每个像素的光强度,从而进行图像的显示驱动。该显示驱动在像素的显示元件采用有机EL元件的有机EL显示器等中也是同样的。
但是,在有机EL显示器的情况下,由于是像素的显示元件采用发光元件的、所谓的自发光型显示器,所以与液晶显示器相比,具有图像清楚、无需背光、响应速度快等优点。此外,各发光元件的亮度由其中流过的电流值来控制,即有机EL元件是电流控制型,在这一点上与液晶单元是电压控制型的液晶显示器等有很大不同。
在有机EL显示器中,与液晶显示器同样,其驱动方式可以采用简单(无源)矩阵方式和有源矩阵方式。其中,前者构造简单,但是有难以实现大型而且高清晰的显示器等问题。因此,近年来正在积极进行将像素内部的发光元件中流过的电流通过像素内部设置的有源元件(一般为薄膜晶体管(Thin FilmTransistor;TFT))来控制的有源矩阵方式的开发。
图33示出有源矩阵型有机EL显示器中的像素电路(单位像素的电路)的现有例(详见美国专利第5684365号公报、(日本)特开平8-234683号公报)。
从图33可知,该现有例的像素电路具有:有机EL元件101,其阳极被连接在正电源Vdd上;TFT 102,其漏极被连接在有机EL元件101的阴极上,源极被接地;电容器103,被连接在TFT 102的栅极和地之间;以及TFT 104,其漏极被连接在TFT 102的栅极上,源极被连接在数据线106上,栅极被连接在扫描线105上。
这里,有机EL元件在许多情况下有整流性,所以有时被称为OLED(Organic Light Emitting Diode,有机发光二极管)。因此,在图33及其他图中,写作OLED并用二极管的记号来表示。但是,在以下说明中,并不要求OLED有整流性。
上述结构的像素电路的操作如下所述。首先,使扫描线105的电位变为选择状态(这里为高电平),向数据线106施加写入电位Vw,于是TFT 104导通,电容器103被充电或放电,TFT 102的栅极电位变为写入电位Vw。接着,使扫描线105的电位变为非选择状态(这里为低电平),于是扫描线105和TFT102被电隔离,TFT 102的栅极电位由电容器103保持稳定。
然后,TFT 102及OLED 101中流过的电流变为与TFT 102的栅极-源极间电压Vgs对应的值,OLED 101以与该电流值对应的亮度来持续发光。以下,将选择扫描线105并将提供给数据线106的亮度信息传递到像素内部的操作称为“写入”。如上所述,在图33所示的像素电路中,一旦进行电位Vw的写入,则在下次进行写入之前的期间内,OLED 101以恒定的亮度来持续发光。
将许多这种像素电路(以下有时也简称像素)111如图34所示排列为矩阵状,一边通过扫描线驱动电路113来依次选择扫描线112-1~112-n,一边从电压驱动型数据线驱动电路(电压驱动器)114通过数据线115-1~115-m重复进行写入,从而能够构成有源矩阵型显示装置(有机EL显示器)。这里,示出m列n行的像素排列。在此情况下,当然数据线为m根,扫描线为n根。
在简单矩阵型显示装置中,各发光元件只在被选择的瞬间才发光,而在有源矩阵型显示装置中,在写入结束后发光元件也持续发光。因此,有源矩阵型显示装置与简单矩阵型显示装置相比,在降低发光元件的峰值亮度、峰值电流等方面,尤其是对大型、高清晰的显示器很有利。
然而,在有源矩阵型有机EL显示器中,有源元件一般采用玻璃衬底上形成的绝缘栅型薄膜场效应晶体管(TFT)。然而,众所周知,用于形成该TFT的非晶硅或多晶硅与单晶硅相比,晶体性很差,导电机制的可控性很差,所以形成的TFT的特性的偏差很大。
特别是在比较大型的玻璃衬底上形成多晶硅TFT的情况下,为了避免玻璃衬底的热变形等问题,通常在形成非晶硅膜后,通过激光退火方法来进行结晶。然而,难以在大的玻璃衬底上均匀地照射激光能量,多晶硅的结晶状态不可避免地随衬底内的位置而产生偏差。其结果是,即使是在同一衬底上形成的TFT,其阈值Vth也会因像素不同而相差几百mV,有时相差1V以上,这并不罕见。
在此情况下,即使例如对不同的像素写入相同的电位Vw,TFT的阈值Vth也因像素而异。由此,其结果是OLED中流过的电流Ids对每个像素偏差很大,完全偏离期望的值,作为显示器,不能期待高的画质。不仅对阈值Vth,而且对载流子的迁移率μ等的偏差也是这样。
为了改善这种问题,作为一例,本申请的发明人提出了图35所示的电流写入型像素电路(见国际公开号WO01-06484公报)。
从图35可知,该电流写入型像素电路具有:OLED 121,其阴极被连接在负电源Vss上;TFT 122,其漏极被连接在OLED 121的阳极上,源极被连接在作为参考电位点的地上(以下称为“接地”);电容器123,被连接在该TFT 122的栅极和地之间;TFT 124,其栅极被连接在TFT 122的栅极上,源极被接地;TFT 125,其漏极被连接在TFT 124的漏极上,源极被连接在数据线128上,栅极被连接在扫描线127上;以及TFT 126,其漏极被连接在TFT122、124的各栅极上,源极被连接在TFT 124、125的各漏极上,栅极被连接在扫描线127上。
在该电路例中,TFT 122、124采用PMOS(场效应晶体管),TFT 125、126采用NMOS。驱动该像素电路的时序图示于图36(A)~(C)。
图35所示的像素电路与图33所示的像素电路的决定性的不同点如下所述。即,在图33所示的像素电路中亮度数据以电压的形式被提供给像素,而在图35所示的像素电路中以电流的形式被提供给像素。其操作如下所述。
首先,在写入亮度信息时,使扫描线127变为选择状态,使数据线128中流过与亮度信息对应的电流Iw。该电流Iw通过TFT 125而流过TFT 124。此时,设TFT 124中产生的栅极-源极间电压为Vgs。在写入时,TFT 126将TFT 124的栅极-漏极间短路,所以TFT 124工作在饱和区。
因此,根据众所周知的MOS晶体管的公式,
Iw=μ1 Cox1 W1/L1/2(Vgs-Vth1)2 ……(1)
成立。在式(1)中,Vth1是TFT 124的阈值,μl是载流子的迁移率,Cox1是单位面积的栅极电容,W1是沟道宽度,L1是沟道长度。
接着,设OLED 121中流过的电流为Idrv,则该电流Idrv由与OLED 121串联连接的TFT 122控制其电流值。在图35所示的像素电路中,TFT 122的栅极-源极间电压与式(1)的Vgs一致,所以如果假定TFT 122工作在饱和区,则
Idrv-μ2 Cox2 W2/L2/2(Vgs-Vth2)2 ……(2)。
顺便指出,已知MOS晶体管工作在饱和区的条件一般为
|Vds|>|Vgs-Vt| ……(3)
式(2)、式(3)的各参数的意义与式(1)相同。这里,TFT 124和TFT 122被接近地形成在小的像素内部,事实上,可认为μ1=μ2,Cox1=Cox2,Vth1=Vth2。于是,根据式(1)和式(2)可容易地导出
Idrv/Iw=(W2/W1)/(L2/L1) ……(4)
即,即使载流子的迁移率μ、单位面积的栅极电容Cox、阈值Vth的值本身在屏幕面内、或对每个屏幕有偏差,OLED 121中流过的电流Idrv也精确地与写入电流Iw成正比,所以其结果是,能够精确地控制OLED 121的发光亮度。例如,如果特别设计为W2=W1、L2=L1,则Idrv/Iw=1,即写入电流Iw和OLED 121中流过的电流Idrv为同一值,而不依赖于TFT特性的偏差。
一般在有源矩阵型显示装置中,向各像素写入亮度数据基本上以扫描线为单位来进行。例如,在采用非晶硅TFT的液晶显示器中,一般集中(同时)对被选择的同一扫描线上的像素进行写入。这样,以扫描线为单位的写入一般被称为行顺序写入。
在采用该行顺序写入方式的显示装置中,通常,数据线驱动器通过一般的单片(monolithic)半导体技术来制造,与构成显示屏幕内部的像素电路的TFT的制造步骤分开。因此,容易得到特性稳定的产品,但是另一方面,需要与显示装置的数据线根数相同的数据线驱动器个数,所以整个系统容易变得大型、昂贵。此外,在实现像素数多、或像素间距狭窄的显示装置时,用于显示屏幕和屏幕外部的驱动器的连线的配线根数和连接点数变得庞大,所以从连接的可靠性和配线间距等来看,在大型、高清晰的显示装置的实现上也有限度。
这里,上述“屏幕外部的驱动器”的确被设置在显示屏幕(玻璃衬底)的外部,有时通过软电缆等与屏幕连线,也有时通过TAB(Tape AutomatedBonding,胶带自动粘接)技术等被搭载在屏幕(玻璃衬底)上。在上述说明中包含两者而方便地表示为“屏幕外部”,以下也同样表示。
另一方面,在采用多晶硅TFT的液晶显示器中,晶体管的驱动能力强,能够在短时间内对单一像素进行写入,所以也多采用称为点顺序写入的写入方式。采用该点顺序写入方式的显示装置的结构例示于图37,其操作时序图示于图38(A)~(F)。在图37中,对与图34同等的部分附以同一标号来表示。
在图37中,在数据线115-1~115-m的各一端和信号输入线116之间设置有水平开关HSW1~HSWm。这些水平开关HSW1~HSWm由从水平扫描器(HSCAN)117依次输出的选择脉冲we1~wem来进行开/关控制。水平开关HSW1~HSWm及水平扫描器117由TFT构成,与像素电路11在同一制造步骤中被同时形成。
向水平扫描器117输入水平起始脉冲hsp及水平时钟信号hck。如图38(A)~(E)所示,水平扫描器117在输入水平起始脉冲hsp后,对应于水平时钟信号hck的推移(上升及下降),依次产生用于选择水平开关HSW1~HSWm的选择脉冲we1~wem。
各个水平开关HSW1~HSWm在收到选择脉冲we1~wem期间变为导通状态,将通过信号输入线116收到的图像数据(电压值)sin传递到数据线115-1~数据线115-m。由此,以点顺序向扫描线驱动电路113选择的扫描线上的像素进行写入。在水平开关HSW1~HSWm变为不导通后,提供给数据线115-1~数据线115-m的电压也由数据线115-1~数据线115-m的杂散电容等电容分量保持。
这样,在收到m个时钟的水平时钟信号hck后,向被选择的扫描线上的所有像素写入数据。在该点顺序写入方式的显示装置的情况下,采用时分复用1根信号输入线116的结构,所以有下述等优点:显示屏幕和屏幕外部的数据驱动器(供给图像数据sin的电路)的连接点数很少即可,并且外部驱动器数也能够与之相应地减少。
然而,在像素电路采用前述图35所示的电流写入型像素电路的情况下,在图37所示的显示装置的结构中,不能向像素111进行正常的写入。以下说明其理由。
在图37中,在特定的水平开关HSW被选择而导通的状态下,如果信号输入线116由电流源驱动,则向水平开关HSW选择的数据线上的像素正常地进行电流写入。其后,在向水平扫描器117输入水平时钟信号hck,向别的数据线开始进行写入,在与该写入同时,以前选择的水平开关HSW变为不导通,所以对应的数据线中流过的电流变为零。
因此,为了正常地进行写入,在扫描线从选择状态变为非选择状态的时刻,需要向该扫描线上的所有像素供给规定的写入电流。即,在采用电流写入型像素电路的情况下,需要以行顺序向各像素进行数据的写入,例如如图39所示,需要采用从显示屏幕的外部设置的数据线驱动器118向被选择的扫描线上的像素集中进行写入的结构。
这是与图34所示的行顺序驱动方式的显示装置基本上相同的结构。其结果是,如前所述,发生下述问题:构成屏幕外部的数据线驱动器118的电流驱动电路CD1~CDm的个数、以及它们和显示屏幕之间的配线的连接点数增加。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而提出的,其目的在于提供一种有源矩阵型显示装置及有源矩阵型有机EL显示装置,在采用电流写入型像素电路的情况下,能在削减显示屏幕和外部的数据驱动电路的连接点数的同时,实现正常的电流写入操作。
本发明的有源矩阵型显示装置包括:显示部,将以电流的形式提供的图像信息的像素电路配置为矩阵状,并且配有选择这些像素电路的各像素电路的多根扫描线及向各像素电路供给图像信息的多根数据线;以及驱动电路,通过将图像信息暂时保持后以电流的形式提供给所述多根数据线的各个数据线来对各像素电路进行图像信息的写入驱动;其中,各个所述像素电路具有亮度随流过的电流而变化的电光元件;所述驱动电路通过使大小与亮度对应的电流经所述多根数据线流过各个所述像素电路来进行图像信息的写入。
在上述结构的有源矩阵型显示装置中,在像素电路为电流写入型的情况下,即使像素电路内的有源元件的特性因像素而异,显示元件中流过的电流也精确地与写入电流成正比,所以能够精确地控制显示元件的发光亮度。另一方面,驱动电路暂时保持图像信息,然后以电流的形式向各个数据线提供图像信息。由此,驱动电路向各像素电路写入图像信息以行顺序来进行。
附图说明
图1是本发明第1实施例的有源矩阵型显示装置的结构例的方框图。
图2(A)~(K)是用于说明第1实施例的有源矩阵型显示装置的电路操作的时序图。
图3是一例有机EL元件的结构的剖面构造图。
图4是数据线驱动电路的第1电路例的电路图。
图5(A)~(D)是第1电路例的数据线驱动电路的电路操作的时序图。
图6是数据线驱动电路的第2电路例的电路图。
图7是第2电路例的变形例的电路图。
图8是本发明第2实施例的有源矩阵型显示装置的结构例的方框图。
图9(A)~(J)是用于说明第2实施例的有源矩阵型显示装置的电路操作的时序图。
图10是数据线驱动电路的第3电路例的电路图。
图11是第2实施例的变形例的有源矩阵型显示装置的结构例的方框图。
图12是第2实施例的另一变形例的有源矩阵型显示装置的结构例的方框图。
图13是第2实施例的另一变形例的有源矩阵型显示装置的结构例的方框图。
图14是数据线驱动电路的第4电路例的电路图。
图15(A)~(C)是第4电路例的数据线驱动电路的电路操作的时序图。
图16是第4电路例的变形例的电路图。
图17是数据线驱动电路的第5电路例的电路图。
图18是本发明第3实施例的有源矩阵型显示装置的结构例的方框图。
图19是数据线驱动电路的第6电路例的电路图。
图20(A)~(G)是第6电路例的数据线驱动电路的电路操作的时序图。
图21是数据线驱动电路的第7电路例的电路图。
图22是数据线驱动电路的第8电路例的电路图。
图23(A)~(D)是第8电路例的数据线驱动电路的电路操作的时序图。
图24是第8电路例的变形例的电路图。
图25是第8电路例的另一变形例的电路图。
图26(A)~(D)是第8电路例的另一变形例的数据线驱动电路的电路操作的时序图。
图27是本发明第4实施例的有源矩阵型显示装置的结构例的方框图。
图28(A)~(D)是第4实施例的有源矩阵型显示装置的操作说明图。
图29是本发明第5实施例的有源矩阵型显示装置的结构例的方框图。
图30是第5实施例的有源矩阵型显示装置中的泄漏元件(LK)的效果的说明图。
图31是本发明第6实施例的有源矩阵型显示装置的结构例的方框图。
图32是第6实施例的有源矩阵型显示装置中的预充电元件(PC)的效果的说明图。
图33是现有例的像素电路的电路结构的电路图。
图34是行顺序驱动方式的有源矩阵型显示装置的结构例的方框图。
图35是现有例的电流写入型像素电路的电路结构的电路图。
图36(A)~(C)是用于说明现有例的电流写入型像素电路的电路操作的时序图。
图37是点顺序驱动方式的有源矩阵型显示装置的结构例的方框图。
图38(A)~(F)是用于说明点顺序驱动方式的有源矩阵型显示装置的电路操作的时序图。
图39是采用电流写入型像素电路的情况下的有源矩阵型显示装置的结构例的方框图。
具体实施方式
以下,参照附图来详细说明本发明的实施例。
[第1实施例]
图1是本发明第1实施例的有源矩阵型显示装置的结构例的方框图。在图1中,将多个像素电路11配置为矩阵状来构成显示区域(显示部)。这里,以m列n行的像素排列为例来表示。在该显示区域上,对各个像素电路11连接有:n根扫描线12-1~12-n,选择各像素(像素电路);以及m根数据线13-1~13-m,向各像素供给图像数据、例如亮度数据。
在上述显示区域的外部,设置有选择驱动扫描线12-1~12-n的扫描线驱动电路14,并且设置有驱动数据线13-1~13-m的数据线驱动电路15。扫描线驱动电路14例如由移位寄存器构成,各传送级的输出端被连接在扫描线12-1~12-n的各一端上。如后所述,数据线驱动电路15由m个电流写入型电流驱动电路(CD)15-1~15-m构成。电流写入型电流驱动电路(以下简称“电流驱动电路”)15-1~15-m的各输出端被连接在数据线13-1~13-m的各一端上。
通过信号输入线16从外部向数据线驱动电路15的电流驱动电路15-1~15-m供给图像数据(在本例中为亮度数据)sin,并且通过控制线17从外部供给驱动控制信号de。即,对每根数据线13-1~13-m设置的电流驱动电路15-1~15-m公用同一信号输入线16,对其进行时分复用来进行图像数据的取入。还从水平扫描器(HSCAN)18向电流驱动电路15-1~15-m供给2套写入控制信号weA1~weAm、weB1~weBm。
向水平扫描器18输入水平起始脉冲hsp及水平时钟信号hck。水平扫描器18例如由移位寄存器构成,如图2(A)~(K)的时序图所示,在输入水平起始脉冲hsp后,对应于水平时钟信号hck的推移(上升及下降),依次产生写入控制信号weA1~weAm、weB1~weBm。这里,例如各个写入控制信号weA1~weAm处于比各个写入控制信号weB1~weBm稍延迟的定时关系。
在上述结构的第1实施例的有源矩阵型显示装置中,像素电路11例如采用图35所示的电流写入型像素电路。该电流写入型像素电路如前所述,像素电路11的显示元件采用亮度由电流值来控制的发光元件、例如有机EL元件(OLED),并且具有4个TFT(绝缘栅型场效应晶体管)及1个电容器,亮度数据以电流的形式由数据线提供。像素电路11不限于图35所示的电路结构,只要是电流写入型像素电路即可。
这里,说明有机EL元件的构造的一例。图3示出有机EL元件的剖面构造。从该图可知,有机EL元件如下构成:在由透明玻璃等构成的衬底21上,形成由透明导电膜构成的第1电极(例如阳极)22,在其上进一步依次堆积空穴迁移层23、发光层24、电子迁移层25及电子注入层26来形成有机层27后,在该有机层27上形成由金属构成的第2电极(例如阴极)28。通过在第1电极22和第2电极28之间施加直流电压E,在发光层24中电子和空穴重新结合时发光。
在包含该有机EL元件(OLED)的像素电路中,如上所述,有源元件一般采用玻璃衬底上形成的TFT。然后,在生成该像素电路的玻璃衬底(显示屏幕)上,扫描线驱动电路14也同样由TFT等电路元件来形成。此时,电流驱动电路15-1~15-m也可以在相同的显示屏幕(玻璃衬底)上由TFT等电路元件同时来形成。但是,不一定将电流驱动电路15-1~15-m设置在显示屏幕上,也可以采用设置在屏幕外部的结构。
[第1电路例]
图4是构成数据线驱动电路15的电流驱动电路15-1~15-m的具体电路例的电路图。各个电流驱动电路15-1~15-m采用完全相同的电路结构。
从图4可知,本例的电流驱动电路由4个TFT 31~34及1个电容器35构成。在该电路例中,TFT 31~34都由NMOS构成,但是这只是一例,并不限于此。
在图4中,TFT 31的源极被接地来构成变换部。在该TFT 31的漏极上,分别连接有TFT 32、33的各源极及TFT 34的漏极。TFT 32是其漏极被连接在信号输入线16上的第1开关元件,向其栅极提供第1写入控制信号weA。TFT 33的漏极被连接在数据线13上来构成驱动部,经控制线17向其栅极提供驱动控制信号de。TFT 34是其源极被连接在TFT 31的栅极上的第2开关元件,向其栅极提供第2写入控制信号weB。在TFT 31的栅极及TFT 34的源极和地之间,连接有构成保持部的电容器35。
接着,用图5(A)~(D)的驱动波形图来说明上述结构的电流驱动电路的电路操作。
在向本电流驱动电路进行写入时,使第1写入控制信号weA及第2写入控制信号weB都变为选择状态。这里,假设两者都将高电平的状态作为选择状态。进而,使驱动控制信号de变为非选择状态(这里为低电平)。在此状态下通过在信号输入线16上连接电流值为Iw的电流源CS,使写入电流Iw通过TFT 32的源极而流过TFT 31。
此时,TFT 31的栅极-漏极间由TFT 34电短路,所以式(3)成立,TFT 31工作在饱和区。因此,在该栅极-源极间,产生由
Iw=μCox W/L/2(Vgs-Vth)2 ……(5)给出的电压Vgs。这里,Vth是TFT 31的阈值,μ是载流子的迁移率,Cox是单位面积的栅极电容,W是沟道宽度,L是沟道长度。
接着,使第1、第2写入控制信号weA、weB变为非选择状态。详细地说,首先,使第2写入控制信号weB变为低电平而使TFT 34变为不导通状态。由此,TFT 31的栅极-源极间产生的电压Vgs由电容器35保持。接着,使第1写入控制信号weA变为低电平而使TFT 32变为不导通状态,从而本电流驱动电路和电流源CS被电断路,所以其后能够通过电流源CS向别的电流驱动电路进行写入。TFT 33根据电容器35的保持电压Vgs来驱动数据线13。
这样,在向本电流驱动电路的写入结束时,首先使TFT 34变为不导通状态,然后使TFT 32变为不导通状态,即,通过使TFT 34先于TFT 32变为不导通状态,能够可靠地进行亮度数据的写入。这里,在第2写入控制信号weB变为非选择的时刻,电流源CS驱动的数据必须为有效,但是其后可以为任意值(例如,向下一电流驱动电路的写入数据)。
接着,使驱动控制信号de变为选择状态(这里为高电平),于是如果TFT31工作在饱和区,则流过TFT 31的电流由
Id=μCox W/L/2(vgs-Vth)2 ……(6)给出。这是数据线13中流过的电流,它与先前的写入电流Iw一致。
即,图4所示的电路具有下述功能:一旦将以电流值的形式写入的亮度数据sin变换为电压值并保持在电容器35中,则在写入结束后也根据电容器35的电压值以与写入的电流值大致相等的电流值来驱动数据线13。再者,在该操作中,式(5)、式(6)中的载流子的迁移率μ、和阈值Vth等的绝对值不成问题。即,图4所示的电路能够以与写入的电流值精确地相等的电流值来驱动数据线13,而不依赖于TFT的特性偏差。
接着,根据图2(A)~(K)的时序图来说明下述情况下的操作:在图1所示的第1实施例的有源矩阵型显示装置中,像素电路11采用图35的电流写入型像素电路,而且电流驱动电路15-1~15-m采用图4的电流写入型电流驱动电路。
如前所述,水平扫描器18在输入水平起始脉冲hsp后,对应于水平时钟信号hck的推移,依次产生第1、第2写入控制信号weA1~weAm、weB1~weBm。这里,各个写入控制信号weA1~weAm的定时比各个写入控制信号weB1~weBm稍延迟。亮度数据sin与这些写入控制信号weA1~weAm、weB1~weBm同步,从信号输入线16以电流值的形式被输入。
然后,在输入了m个时钟的水平时钟信号hck后,向m个电流驱动电路15-1~15-m写入亮度数据sin。在写入当中,使驱动控制信号de变为非选择状态,而在向所有电流驱动电路15-1~15-m的写入结束的时刻变为选择状态,从而驱动数据线13-1~数据线13-m。在驱动控制信号de为选择状态时,选择第k根扫描线12-k,所以向扫描线12-k上连接的像素11以行顺序进行写入。
在使扫描线12-k变为非选择后写入结束,而在图2(A)~(K)的时序图中,在该时刻,驱动控制信号de保持选择状态,在写入结束之前保持有效的写入数据(写入电流)。但是,在该驱动法中,在1个扫描线期间(通常为1个帧期间/扫描线根数),串行进行向电流驱动电路15-1~15-m的写入、和数据线13-1~13-m的驱动,所以有时难以为这些写入和数据线驱动两者都确保足够的时间。
[第2电路例]
图6是电流驱动电路15-1~15-m的另一电路例的电路图,图中,对与图4同等的部分附以同一标号来表示。
从图6可知,本例的电流驱动电路除了图4的电路元件之外,还采用下述结构:在TFT 31和电流源CS之间,例如经TFT 32连接有在写入亮度数据sin时工作在饱和区的阻抗变换用晶体管、即导电型与TFT 31不同的PMOS的TFT 40。通过该结构,能够比图4的电路例更高速地向本电流驱动电路进行亮度数据sin的写入。以下依次说明其理由。
在电流写入中,一般有写入所需的时间长这一问题。这是因为,在向图4的电路例的电流驱动电路写入电流值Iw的情况下,电流源CS的输出电阻在理论上无限大,所以电路的电阻由图4的TFT 31来决定,另一方面,屏幕内部的TFT一般驱动能力很小,换言之,输入电阻高,所以信号输入线16的电位到达平稳状态要花费时间。
这里,首先对图4的电路例的情况求写入所需的时间。在写入时,TFT 31的栅极-漏极间由TFT 34短路,因此工作在饱和区,据此,用栅极-源极间电压Vgs对MOS晶体管的式(1)的两边进行微分,得
1/Rn=μnCox Wn/Ln(Vgsn-Vth) ……(7)。这里,TFT 31是NMOS,所以在必要的参数上附以下标n来表示。Rn是TFT 31的从信号输入线16看到的微分电阻,这是信号输入线16的输入电阻。TFT 32是模拟开关,呈现电阻特性,但是与TFT 31相比,能够将电阻值设计得足够小,所以忽略其电阻值。
根据式(1)、式(7),得
Rn=1/√(2μn Cox Wn/Ln·Iw) ……(8)。即,TFT 31的输入电阻Rn与写入电流Iw的平方根成反比,特别是在写入电流Iw很小的状态下为非常大的值。另一方面,设信号输入线16中存在的电容为Cs,则写入操作的时间常数在平稳状态附近由
τ=Cs×Rn ……(9)给出。
向信号输入线16供给信号电流的电流源CS通常由屏幕外部的部件构成,所以多是在距离上远离数据线驱动电路15,电容Cs容易为大值。此外,如前所述,TFT 31的输入电阻Rn随着写入电流Iw减小而增大,所以小电流的写入所需的长写入时间是严重的问题。
为了缩短写入时间,根据(9)式,需要减小TFT 31的输入电阻Rn。为此,可以通过将最大亮度值相当的电流值设定为更大的值,使得在小亮度值时写入电流Iw也不太减小,但是这将导致功耗增大。或者,可以增大TFT 31的Wn/Ln,但是在此情况下,是以更小的栅极电压振幅来使用TFT 31,所以有驱动电流容易受微小噪声影响等问题。
这里,考虑图6的电路例的电路操作。在信号输入线16上连接有电流源CS,在该电流源CS和本电流驱动电路之间存在比较大的寄生电容Cs。现在,考虑写入消耗电流Iw的操作,如果TFT 40工作在饱和区,则在平稳状态下,根据MOS晶体管的式(1),
Iw=μp Cox Wp/Lp/2(Vgs-Vtp)2 ……(10)成立。这里,TFT 40是PMOS,所以对必要的参数附以下标p来表示。
在图6的电路例中,如果注意到信号输入线16是TFT 40的源极,则可知
Iw=μp Cox Wp/Lp/2(Vin-Vg-|Vtp|)2 ……(11)成立。Vin及Vg分别是以地为参考的信号输入线16的电压及TFT 40的栅极电压。
如果用信号输入线16的电压Vin对式(11)的两边进行微分,则得
1/Rp=μp Cox Wp/Lp/(Vin-Vg-|Vtp|) ……(12)。Rp是TFT 40的从信号输入线16看到的微分电阻,该是信号输入线16的输入电阻。根据式(11)、式(12),得
Rp=1/√(2μpCox Wp/Lp·Iw) ……(13)。写入操作的时间常数在平稳状态附近由
τ=Cs×Rp ……(14)给出。
这里应注意的是,根据式(13)、式(14),写入时间常数与TFT 31的参数(Wn、Ln等)无关,由P沟道TFT 40来决定。即,可知如果将TFT 40的Wp/Lp设定得很大,则能够根据式(13)来任意地减小信号输入线16的输入电阻Rp,根据式(14),写入操作的时间常数变得很小。即,不用变更写入电流Iw的大小或TFT 31的参数,换言之,不会造成如前所述的功耗的增大或抗噪声性能的恶化,就能够使写入高速化。
如果写入高速化,则能够在一定时间内时分复用同一信号输入线16将许多数据写入到数据线驱动器列中,所以能够削减屏幕和屏幕外部的电流源CS之间的连接点数、和电流源CS的个数。
以下示出用于使TFT 40工作在饱和区的方法。如前所述,MOS晶体管工作在饱和区的条件由式(3)给出,而在PMOS的情况下,也可以写作
Vd<Vg+|Vtp| ……(15)。这里,Vd及Vg分别是以地为参考的漏极电位及栅极电位。
如前所述,写入时间成问题的是写入电流Iw小的情况。因此,考虑写入电流Iw接近零的状态,则TFT 31的栅极-漏极由TFT 34电短路,流过的电流接近零。由此,其漏极电位大致为Vtn,这是TFT 40的漏极电位Vg。因此,(15)式可以写作
Vtn<Vg+|Vtp| ……(16)
因此,为了使TFT 40工作在饱和区,应该使(16)式成立,具体地说,例如在栅极电位Vg=0时使用的情况下使Vtn<|Vtp|,或者使Vg不为0V、而为比0V高的电位时使用即可。
如上所述,通过在TFT 31和电流源CS之间,连接在写入亮度数据sin的写入时工作在饱和区的阻抗变换用晶体管(在本例中为P沟道TFT 40),能够比图4的电路例更高速地向本电流驱动电路进行亮度数据sin的写入。由此,能够在一定时间内时分复用同一信号输入线16将许多数据写入到数据线驱动器列中,所以能够削减屏幕和屏幕外部的电流源CS之间的连接点数、和电流源CS的个数。
在本电路例中,采用将P沟道TFT 40经TFT 32连接在TFT 31和电流源CS之间的电路结构,但是如图7所示,设置在写入亮度数据sin时工作在饱和区的P沟道TFT 40来取代N沟道TFT32,使该P沟道TFT 40具有阻抗变换和开关(图6的TFT 32)两种功能,也能够得到与上述情况同样的作用效果。在该变形例的情况下,每个电流驱动电路能够削减1个晶体管,所以有能相应地实现这部分电路结构的简化、低成本化的优点。
[第2实施例]
图8是本发明第2实施例的有源矩阵型显示装置的结构例的方框图。图中,对与图1同等的部分附以同一标号来表示。在本实施例的有源矩阵型显示装置中,与第1实施例的有源矩阵型显示装置的不同在于数据线驱动电路15′的结构。
即,在第1实施例中,数据线驱动电路15由1列电流驱动电路15-1~15-m构成,而在本实施例中,数据线驱动电路15′由2列电流驱动电路15A-1~15A-m、15B-1~15B-m构成。通过信号输入线16从外部向这2列电流驱动电路15A-1~15A-m、15B-1~15B-m供给图像数据(在本例中为亮度数据)sin。
还通过2根控制线17-1、17-2从外部向2列电流驱动电路15A-1~15A-m、15B-1~15B-m供给2套驱动控制信号de1、de2。如图9的时序图所示,这些驱动控制信号de1、de2是在1个扫描线期间的周期内极性反转、而且相互反相的信号。
另一方面,如图9(A)~(J)的时序图所示,水平扫描器18采用下述结构:在输入水平起始脉冲hsp后,对应于水平时钟信号hck的推移(上升及下降),依次产生1套写入控制信号we1~wem。该1套写入控制信号we1~wem被供给到2列电流驱动电路15A-1~15A-m、15B-1~15B-m。
[第3电路例]
图10是电流驱动电路15A-1~15A-m、15B-1~15B-m的具体电路例的电路图,图中对与图4同等的部分附以同一标号来表示。本例的电流驱动电路的由4个TFT 31~34及1个电容器35构成的基本电路部分与图4的电流驱动电路相同。
不同点是控制TFT 32及TFT 34的电路的结构。该控制电路由3个“非”门36、37、38及1个“或非”电路39构成。“非”门36将从水平扫描器18供给的写入控制信号we的极性反转并供给到“或非”电路39作为其一个输入。“或非”电路39将通过控制线17-1(或17-2)从外部供给的驱动控制信号de1(或de2)作为另一个输入。
通过该“或非”电路39的驱动控制信号de1(或de2)被直接供给到TFT 34的栅极,并且经“非”门37、38被供给到TFT 32的栅极。“非”门37、38具有与第1写入控制信号weA比图2(A)~(K)的时序图中的第2写入控制信号weB延迟的时间相当的延迟时间,将通过“或非”电路39的驱动控制信号de1(或de2)延迟该延迟时间并提供给TFT 32的栅极。
在上述结构的电流驱动电路中,其基本电路操作与图4的电流驱动电路相同。即,进行下述操作:一旦将以电流值的形式写入的亮度数据sin变换为电压值并保持在电容器35中,则在写入结束后也根据电容器35的电压值以与写入的电流值大致相等的电流值来驱动数据线13。
除此之外,本例的电流驱动电路能够通过使驱动控制信号de1(或de2)变为非选择状态(低电平)、使写入控制信号we变为选择状态(高电平)来进行亮度数据sin的写入,通过使驱动控制信号de1(或de2)变为选择状态,来变为驱动数据线13的状态,而不依赖于写入控制信号we的状态。
如前所述,“非”门37、38构成延迟电路。由于该“非”门37、38的延迟作用,在向本电流驱动电路的写入结束时,通过使TFT 34先于TFT 32变为不导通状态,来进行可靠的数据写入。
接着,根据图9(A)~(J)的时序图来说明下述情况下的操作:在图8所示的第2实施例的有源矩阵型显示装置中,像素电路11采用图35的电流写入型像素电路,而且电流驱动电路15A-1~15A-m、15B-1~15B-m采用图10的电流写入型电流驱动电路。
在第k根扫描线12-k被选期间,使驱动控制信号de1被变为非选择状态,能够从信号输入线16向第1数据线驱动器列(电流驱动电路15A-1~15A-m)进行亮度数据sin的写入。在此期间,从水平扫描器18对应于水平时钟hck依次输出写入控制信号we1~wem,与之同步以电流值的形式向信号输入线16提供亮度数据sin,向第1数据驱动器列写入亮度数据。
接着,第k+1根扫描线12-k+1被选择,于是驱动控制信号de1变为选择状态,根据写入到电流驱动电路15A-1~15A-m中的数据来驱动数据线13-1~数据线13-m。此时,驱动控制信号de2被变为非选择,向第2数据线驱动器列(电流驱动电路15B-1~15B-m)进行亮度数据sin的写入。在下一扫描线周期内,在第k+2根扫描线12-k+2被选择时,第2数据线驱动器列驱动数据线13-1~13-m。
这样,通过在每次切换扫描线12-1~13-n时交替地使第1、第2数据线驱动器列(电流驱动电路15A-1~15A-m、15B-1~15B-m)变为写入状态/驱动状态,能够大体在1个扫描线周期内确保向数据线驱动电路15′的写入时间、数据线13-1~13-m的驱动时间两者,所以向数据线驱动电路15′的写入及数据线13-1~13-m的驱动能够可靠地工作。
在本实施例中,以电流驱动电路15A-1~15A-m、15B-1~15B-m采用图10所示的电流写入型电流驱动电路的情况为例进行了说明,但是不限于此,使用图4、图6及图7所示的电流写入型电流驱动电路也能得到同样的作用效果。但是,在图10的电路例的情况下,输入写入控制信号we1~wem的信号线只要1根即可,所以与需要2根的图4、图6及图7的电路例相比,有能够将数据线驱动电路15和水平扫描器18之间连接的配线根数减半这一优点。
此外,在本实施例的有源矩阵型显示装置中,在1个扫描线周期期间难以完成向所有m个电流驱动电路15A-1~15A-m、15B-1~15B-m的写入操作的情况下,也可以设置多根信号输入线16,进行并行写入(第2实施例的变形例)。
具体地说,如图11所示,例如设置2根信号输入线16-1、16-2,并且将电流驱动电路15A-1~15A-m、15B-1~15B-m分块为图的左侧一半和右侧一半,使信号输入线16-1负责向电流驱动电路15A-1~15A-m、15B-1~15B-m进行图的左侧一半的数据写入,使信号输入线16-2负责进行图的右侧一半的数据写入。
通过采用该结构,能够向电流驱动电路15A-1~15A-m、15B-1~15B-m同时(并行)逐次写入2个亮度数据sin,所以1个数据线驱动器的写入时间变为2倍,因此写入操作变得容易。同样,也可以设置3根以上的信号输入线16。
此外,对这样将电流驱动电路15A-1~15A-m、15B-1~15B-m分块为图的左侧一半和右侧一半而构成的有源矩阵型显示装置,也可以应用图6说明过的亮度数据写入的高速化的概念。在此情况下,电流写入型电流驱动电路采用图4的电路例。
即,如图12所示,在信号输入线16-1、16-2的输入部上,插入阻抗变换用晶体管、例如P沟道TFT 40-1、40-2,并且向这些TFT 40-1、40-2的各栅极提供比地电位高的恒定的偏置电压值Vbias。这里,在信号输入线16-1、16-2中分别存在寄生电容Cs1、Cs2,但是如果适当设定偏置电压值Vbias,则能够使P沟道TFT 40-1、40-2工作在饱和区。
这样,将电流驱动电路15A-1~15A-m、15B-1~15B-m分块,对块内的多个电流驱动电路,公用地设置在写入亮度数据时工作在饱和区的阻抗变换用晶体管、例如P沟道TFT 40-1、40-2,将这些TFT 40-1、40-2的Wp/Lp设定为大值,从而根据与图6的电路说明的情况同样的理由,不用变更电流驱动电路15A-1~15A-m、15B-1~15B-m的电路结构,就能够实现亮度数据写入的高速化。
再者,作为第2实施例的另一变形例,也可以采用图13所示的结构。如图13所示,该另一变形例的有源矩阵型显示装置除了图11的结构之外,还采用下述结构:将数据线13-1~13-m在中央二分,在显示区域的上下两侧配置数据线驱动电路15U、15D。
在此情况下,水平扫描器18U、18D也被配置在显示区域的上下两侧。此外,还采用图11的结构,所以对上侧的数据线驱动电路15U设置有2根信号输入线16U-1、16U-2,对下侧的数据线驱动电路15D设置有2根信号输入线16D-1、16D-2。
通过采用该另一变形例的结构,上下的数据线驱动电路15U、15D分别驱动的数据线13U-1~13U-m、13D-1~13D-m的布线长度只要图11的结构的情况下的一半即可,所以各数据线13U-1~13U-m、13D-1~13D-m的电容变为一半,数据线的驱动时间也可以相应地缩短。
再者,能够在画面内上半部和下半部中同时各进行1根扫描线12-1~12-n的选择、写入,所以能够使向1根扫描线的写入时间变为2倍,因此能够可靠地进行数据线13U-1~13U-m、13D-1~13D-m的驱动、和向数据线驱动电路15U、15D的数据写入的操作。
[第4电路例]
图14是电流驱动电路的另一电路例的电路图。本例的电流驱动电路被用作第1实施例(见图1)的数据线驱动电路15的电流驱动电路15-1~15-m或第2实施例的数据线驱动电路15′的电流驱动电路15A-1~15A-m、15B-1~15B-m。
从图14可知,本例的电流驱动电路由4个TFT 41~TFT 44及1个电容器45构成。在该电路例中,TFT 41、42由NMOS构成,TFT 43、44由PMOS构成,但是这只是一例,并不限于此。
TFT 41的源极被接地,其漏极被连接在数据线13上。在TFT 41的栅极和地之间,连接有电容器C。在TFT 41的栅极上,还分别连接有TFT 42的栅极及TFT 44的漏极。TFT 41和TFT 42被接近配置,并且栅极被连接在一起,从而形成电流镜电路。
TFT 42的源极被接地。TFT 42的漏极、TFT 43的漏极及TFT 44的源极被连接在一起。TFT 43的源极被连接在信号输入线16上,向其栅极提供第1写入控制信号weA。此外,向TFT 43的栅极提供第2写入控制信号weB。
接着,用图15(A)~(C)的驱动波形图来说明上述结构的电流驱动电路的电路操作。
在向本电流驱动电路进行写入时,使第1写入控制信号weA、第2写入控制信号weB都变为选择状态。这里,两者都将低电平的状态作为选择状态。在此状态下通过在信号输入线16上连接电流值为Iw的电流源CS,使写入电流Iw通过TFT 43而流过TFT 42。此时,TFT 42的栅极-漏极间由TFT 44电短路,所以式(3)成立,TFT 42工作在饱和区。因此,在TFT 42的栅极-源极间,产生由式(1)给出的电压Vgs。
接着,使第1、第2写入控制信号weA、weB变为非选择状态。详细地说,首先,使第2写入控制信号weB变为高电平而使TFT 44变为不导通状态。由此,TFT 42的栅极-源极间产生的电压Vgs由电容器45保持。
接着,使第1写入控制信号weA变为高电平而使TFT 43变为不导通状态,从而本电流驱动电路和电流源CS被电断路,所以其后能够通过电流源CS向其他的电流驱动电路进行写入。这里,在第2写入控制信号weB变为非选择的时刻,电流源CS驱动的数据必须为有效,但是其后可以为任意值(例如,向下一电流驱动电路的写入数据)。
TFT 41和TFT 42被连接在一起,从而形成电流镜电路,所以如果TFT 41工作在饱和区,则流过TFT 41的电流由(2)式给出,这即是数据线13中流过的电流,它与先前的写入电流Iw成正比。
即,图14所示的电路与图4所示的电路同样,具有下述功能:一旦将以电流值的形式写入的亮度数据sin变换为电压值并保持在电容器45中,则也在写入结束后根据电容器45的电压值以与写入的电流值成正比的电流值来驱动数据线13。在该操作中,由于TFT 41和TFT 42被接近配置等,这些TFT的迁移率μ、和阈值Vth事实上相等,它们的绝对值不成问题。即,图14所示的电路能够以与写入的电流值精确地成正比的电流值来驱动数据线13,而不依赖于TFT的特性偏差。
通过设定TFT 41和TFT 42的沟道宽度W及沟道长度L,换言之,通过设定电流镜电路的镜像比,能够使向本电流驱动电路的写入电流Iw和数据线13的驱动电流Id的关系为期望的值。
例如,如果使TFT 41和TFT 42的W/L的值相等,则写入电流Iw和驱动电流Id相等,如果使TFT 42的W/L大于TFT 41的W/L,则写入电流Iw大于驱动电流Id。后者例如在外部的电流源CS难以驱动小电流的情况下、或者在想使向电流驱动电路的写入时间高速化的情况下很有效。
本电流驱动电路的变形例示于图16。本变形例的电流驱动电路只是TFT44的连接位置与图14的电路不同。即,TFT 44采用被连接在TFT 41的栅极和TFT 42的栅极之间的结构。电路操作可以是与图14的电路的情况同样的操作。
[第5电路例]
图17是电流驱动电路的另一电路例的电路图。本例的电流驱动电路也被用作第1实施例(见图1)的数据线驱动电路15的电流驱动电路15-1~15-m或第2实施例的数据线驱动电路15′的电流驱动电路15A-1~15A-m、15B-1~15B-m。
本例的电流驱动电路与第1电路例的电流驱动电路(见图4)的基本电路部分的结构相同,所以在以下说明中,以不同的电路部分为中心来说明其结构。此外,在图17中,对与图4同等的部分附以同一标号来表示。
在图17中,在TFT 41的漏极和数据线13之间插入有TFT 46。在该TFT46的栅极-漏极间连接有TFT 47,向其栅极提供第2写入控制信号weB。在TFT 46的栅极和地之间连接有电容器48。
接着,说明上述结构的电流驱动电路的电路操作。该电路操作与图4的电路相同,所以在以下操作说明中,使用图5(A)~(D)的驱动波形图。
首先,在向本电流驱动电路进行写入时,使驱动控制信号de变为非选择状态(低电平)而使数据线13中不流过电流,在此状态下,使第1、第2写入控制信号weA、weB变为选择状态(高电平),于是写入电流Iw透过TFT 42而流过TFT 41及TFT 46。此时,两个TFT 41、TFT 46的栅极-源极间都分别由TFT 44及TFT 47短路,所以工作在饱和区。
接着,使第2写入控制信号weB变为非选择状态。由此,TFT 41及TFT46的各栅极-源极间产生的电压Vgs由电容器45及电容器48分别保持。接着,通过使第1写入控制信号weA变为非选择状态,本电流驱动电路和信号输入线16被电断路,所以其后能够经信号输入线16向别的电流驱动电路进行写入。
接着,使数据线驱动控制信号de变为高电平。TFT 41的栅极-源极间电压Vgs由电容器45保持,所以如果TFT 41工作在饱和区,则流过TFT 41的电流与式(5)的写入电流Iw一致,这即是数据线13中流过的电流Id。即,写入电流Iw与数据线13的驱动电流Id一致。
这里,说明TFT 46的作用。在图4的电路中,如前所述,写入电流Iw、数据线13的驱动电流Id都由TFT 41来决定,所以根据式(5)、式(6),Iw=Idrv。但是,这是假设流过TFT 41的电流Ids在饱和区不依赖于漏极-源极间电压Vds的情况。
然而,在实际的晶体管中,有时即使栅极-源极间电压Vgs恒定,漏极-源极间电压Vds越大,则漏极-源极间Ids也越大。这是因为,由于漏极-源极间电压Vds增大,漏极近旁的夹断点向源极一侧移动,有效的沟道长度减少,即所谓的短沟道效应;或者漏极的电位影响沟道电位而使沟道的电导率变化,即所谓的背面栅极效应。
在此情况下,流过晶体管的电流Ids例如由关系式
Ids=μCox W/L/2(Vgs-Vth)2×(1+λVds) ……(17)来表示,依赖于漏极-源极间电压Vds。这里,λ为正的常数。在此情况下,在图4的电路中,如果在写入时和驱动时漏极-源极间电压Vds不相同,则写入电流Iw和OLED中流过的电流Idrv不一致。
相反,考虑图17的电路的操作。着眼于图17的TFT 46的操作,其漏极电位在写入时和驱动时一般不相同。例如在驱动时的漏极电位高的情况下,TFT 46的漏极-源极间电压Vds也增大,如果将其代入式(17),则即使写入时和驱动时栅极-源极间电压Vgs恒定,漏极-源极间电流Ids在驱动时也增加。换言之,OLED中流过的电流Idrv大于写入电流Iw,两者不一致。
然而,OLED中流过的电流Idrv流过TFT 41,所以在此情况下TFT 41中的电压降增大,其漏极电位(TFT 46的源极电位)上升。其结果是,TFT 46的栅极-源极间电压Vgs减小,它在减小OLED中流过的电流Idrv的方向上起作用。其结果是,TFT 41的漏极电位不能变动很大,如果着眼于TFT 41,则可知写入时和驱动时漏极-源极间电流Ids不会变化很大。即,与写入电流Iw相比,OLED中流过的电流Idrv精度相当高地一致。
为了更好地进行该操作,最好都减小TFT 41、TFT 46的漏极-源极间电流Ids对漏极-源极间电压Vds的依赖性,所以最好使两个晶体管都工作在饱和区。在写入时TFT 41、46的栅极-漏极间都被短路,所以必然两者都工作在饱和区,而不依赖于写入的亮度数据。为了在驱动时也使其工作在饱和区,使数据线13变为足够高的电位即可。通过该驱动,数据线13中流过的电流Id比图4的电路例的情况更精确地与写入电流Iw一致,而不依赖于TFT的特性偏差。
[第3实施例]
图18是本发明第3实施例的有源矩阵型显示装置的结构例的方框图,图中对与图1同等的部分附以同一标号来表示。在本实施例的有源矩阵型显示装置中,与第1实施例的有源矩阵型显示装置的不同在于驱动数据线的数据线驱动电路的结构。
即,在第1实施例中,数据线驱动电路15采用电流写入型电流驱动电路,而在本实施例中,数据线驱动电路19采用电压写入型电流驱动电路(CD)19-1~19-m。电压写入型电流驱动电路(以下简称“电流驱动电路”)19-1~19-m的各输出端被连接在数据线13-1~13-m的各一端上。
[第6电路例]
图19是构成数据线驱动电路19的电压写入型电流驱动电路19-1~19-m的具体电路例的电路图。各个电流驱动电路19-1~19-m采用完全相同的电路结构。
从图19可知,本例的电流驱动电路由2个TFT 51、52及1个电容器53构成。TFT 51被连接在数据线13和地之间。TFT 52被连接在TFT 51的栅极和信号输入线16之间。电容器53被连接在TFT 51的栅极和地之间。在该电路例中,TFT 51、52由NMOS构成,但是这只是一例,并不限于此。
在上述结构的电流驱动电路中,其特征在于,亮度数据sin由电压源VS通过信号输入线16以电压的形式来提供。在写入亮度数据sin时,使写入控制信号we变为选择状态(这里为高电平)来向信号输入线16施加电压Vw,于是TFT 52为导通状态,所以TFT 51的栅极-源极间电压Vgs变为写入电压Vw。
即使写入控制信号we变为非选择状态,该写入电压Vw也由电容器53保持。如果TFT 51工作在饱和区,则流过TFT 51的电流Id为
Id=μCox W/L/2(Vw-Vth)2 ……(18)。因此,能够通过写入电压Vw来控制数据线13的驱动电流Id。
在图18所示的有源矩阵型显示装置中,用上述结构的电流驱动电路来构成数据线驱动电路19的情况下的操作的时序图示于图20(A)~(G)。其操作基本上与图1的情况相同,所以这里省略其详细说明。
[第7电路例]
图21是电压写入型电流驱动电路的另一电路例的电路图。图中,对与图19同等的部分附以同一标号来表示。本例的电流驱动电路采用在图19的电路上添加了用数据线驱动控制信号de来控制的TFT 54的结构。TFT 54被连接在数据线13和TFT 51的漏极之间,向其栅极提供驱动控制信号de。在该电路例中,TFT 51、52、54也由NMOS构成,但是这只是一例,并不限于此。
这样,通过采用在数据线13和TFT 51的漏极之间连接受驱动控制信号de控制的TFT 54的结构,能够用该电流驱动电路来构成图1、图8、图11或图12所示的有源矩阵型显示装置。特别是,在应用于图8、图11或图12的结构的有源矩阵型显示装置的情况下,配置有2列(2套)数据线驱动电路,所以通过交替地进行向数据线驱动电路的写入和数据线13-1~13-m的驱动,在各个操作时间上都产生余量。
[第8电路例]
图22是电压写入型电流驱动电路的另一电路例的电路图,图中对与图21同等的部分附以同一标号来表示。本例的电流驱动电路采用下述结构:在图21的电路上追加了被连接在TFT 51的栅极和漏极之间的复位TFT 57、和被连接在TFT 51的栅极和TFT 52的源极之间的数据写入电容器58。
然而,在图21的电路例中采用下述结构:亮度数据以电压的形式被提供,它被原封不动地保持在电容器53中,TFT 51根据该保持的电压使电流流过数据线;但是在该结构中,如果TFT 51的阈值有偏差,则根据式(1),驱动电流也有偏差,有可能损害图像的质量。
相反,本电路例的电压写入型电流驱动电路采用下述结构:在通过复位TFT 57进行使TFT 51的栅极-漏极在规定的期间内电短路的操作后,通过数据写入电容器58使TFT 51的栅极和信号输入线16电容耦合;从而即使TFT51的阈值有偏差,驱动电流也没有偏差,不会损害图像的质量。以下,用图23(A)~(D)的时序图来进行其具体操作说明。
首先,在TFT 54为导通状态时,通过向复位TFT 57的栅极提供高电平的复位信号rst而使该TFT 57变为导通状态。于是,TFT 51的栅极-漏极被电短路,但是此时TFT 54为导通状态,从数据线经TFT 54及TFT 51向地流过电流,所以TFT 51的栅极-源极间电压变得高于其阈值Vth。
接着,由于向TFT 54的栅极提供的驱动信号de变为低电平而使TFT 54变为截止状态,于是流过TFT 51的电流经过规定的时间后变为零。此时,其漏极-栅极间由TFT 57短路,所以TFT 51的漏极及栅极的电位逐渐降低,其值在变为TFT 51的阈值Vth的状态下稳定。此时,通过向TFT 52的栅极施加高电平的写入控制信号we,信号输入线16被变为规定的电位(在本例中为地电平)(以下将该操作称为复位操作)。其后,向信号输入线16施加信号电压Vw。
信号输入线16和TFT 51的栅极经数据写入电容器58、即通过电容耦合被相连,所以设电容器53、58的电容值为Co、Cd,则TFT 51的栅极电位大体上升
ΔVg=Vw×Cd/(Cd+Co) ……(19)。在施加信号电压Vw前Vg=Vth,所以TFT 51的栅极-源极间电压Vgs为
Vgs=Vth+ΔVg
=Vth+Vw×Cd/(Cd+Co) ……(20)(以下将该操作称为被写入操作)。
在施加信号电压Vw后使TFT 52变为截止状态,如果通过向TFT 54的栅极提供驱动控制信号de而使该TFT 54变为导通状态,则TFT 51使电流流过数据线。此时,根据式(1)及式(20),其电流值Id为
Id=μCox W/L/2{Vw×Cd/(Cd+Co)}2 ……(21)(以下将该操作称为驱动操作)。式(21)不包含阈值Vth,所以可知驱动电流值Id不依赖于TFT 51的阈值Vth的偏差。
图24是第8电路例的变形例的电路图,图中,对与图22同等的部分附以同一标号来表示。在第8电路例中,电容器53被连接在数据写入电容器58的输出端和地之间,而本变形例的电流驱动电路与它的不同点只是电容器53被连接在数据写入电容器58的输入端和地之间,其他结构及操作时序图相同。
这样,通过采用将电容器53连接在数据写入电容器58的输入端和地之间的结构,施加信号电压Vw后TFT 51的栅极-源极间电压Vgs大致以Vth+Vw来提供。即,与第8电路例的电流驱动电路相比,有对相同的信号电压Vw能得到更大的栅极-源极间电压Vgs的优点。
图25是第8电路例的另一变形例的电路图,图中,对与图24同等的部分附以同一标号来表示。在本变形例的电流驱动电路中,新附加了被连接在数据写入电容器58的信号输入线侧节电和规定的电位点(在本例中为地)之间的开关元件、例如TFT 59,在这一点及与其对应的复位操作这一点上与图24的电路例的电流驱动电路的不同。
以下,用图26(A)~(D)的时序图来说明本变形例的电流驱动电路的操作。在复位操作时,与图24的电路例同样,通过向TFT 57的栅极提供高电平的复位信号rst而使该TFT 57变为导通状态,从而TFT 51的栅极-漏极被电短路。
接着,向TFT 54的栅极提供的驱动信号de变为低电平而使TFT 54变为截止状态,于是与图24的电路例同样,TFT 51的漏极及栅极在变为其阈值Vth的状态下稳定。但是此时,向TFT 52的栅极提供的写入控制信号we仍旧为低电平,而新附加的TFT 59由复位信号rst变为导通状态,所以其漏极电位变为规定的电位(在本例中为地电平)。
其后,复位信号rst变为低电平,从而TFT 59变为截止状态,然后写入控制信号we变为高电平。向信号输入线16施加有信号电压Vw,所以信号电压Vw经数据写入电容器58被传递到驱动晶体管51的栅极,其栅极-源极间电压与图24的电路例同样,大体变为Vth+Vw。
这样,在图25的电路例的电流驱动电路中,基本操作与图24的电路例相同,但是其优点在于信号输入线16的控制变得简单,并且写入速度加快。即,在像图24的电路例那样采用在复位操作时经信号输入线16及TFT 52将电容器53复位到参考电位(在本例中为地电平)的结构的情况下,需要控制信号输入线16的电位。
相反,在图25的电路例中,能够通过TFT 59来简便地进行电容器53的复位,所以无需向信号输入线16提供参考电位。因此,信号输入线16的控制变得简单,而且例如如图26(A)~(D)所示,在结束向数据线驱动电路写入信号电压Vw后,信号输入线16可以被变为任意电位、例如下一写入周期的信号电压,所以能高速地进行信号电压Vw的写入。
[第4实施例]
图27是本发明第4实施例的有源矩阵型显示装置的结构例的方框图,图中对与图18同等的部分附以同一标号来表示。本实施例的有源矩阵型显示装置与第3实施例的有源矩阵型显示装置的不同点在于数据线驱动电路19′的结构。
即,在第3实施例的有源矩阵型显示装置中,数据线驱动电路19由1套电压写入型电流驱动电路(CD)19-1~19-m构成,而在本实施例的有源矩阵型显示装置中,数据线驱动电路19′由3套电压写入型电流驱动电路19A-1~19A-m、19B-1~19B-m、19C-1~19C-m构成。
3套电压写入型电流驱动电路19A-1~19A-m、19B-1~19B-m、19C-1~19C-m采用下述驱动电路:在进行了将前述第8电路例的电压写入型电流驱动电路、即驱动TFT 51的栅极-漏极在规定的期间内电短路的操作后,使TFT 51的栅极和信号输入线16进行电容耦合,从而即使TFT 51的阈值有偏差,驱动电流也没有偏差。
对每根数据线设置3套电压写入型电流驱动电路的理由如下所述。即,如前所述,第8电路例的电流驱动电路通过重复进行复位操作、被写入操作、驱动操作这3种操作来实现期望的功能。因此,在本实施例的有源矩阵型显示装置中,在某个扫描周期中,如图28(A)~(C)所示,使3列(3套)数据线驱动电路中的1列进行复位操作,另1列进行被写入操作,其余1列进行驱动操作,在每个扫描线切换周期时切换各个操作。
这样,在将通过重复进行复位操作、被写入操作、驱动操作这3种操作来实现期望的功能的电压写入型电流驱动电路用作数据线驱动电路的有源矩阵型显示装置中,对1根数据线设置3套电压写入型电流驱动电路,在某个扫描周期中,使1套驱动电路进行复位操作,另1套驱动电路进行被写入操作,其余1套驱动电路进行驱动操作,从而各个操作可以花费1根扫描线的切换周期(1H),所以能够进行可靠的操作。
[第5实施例]
图29是本发明第5实施例的有源矩阵型显示装置的结构例的方框图,图中,对与图1同等的部分附以同一标号来表示。本实施例的有源矩阵型显示装置与第1实施例的有源矩阵型显示装置的基本结构完全相同,除此之外,其特征在于,在信号输入线16和地之间,例如连接有由NMOS晶体管构成的泄漏元件(LK)55。
以下,说明泄漏元件55的作用。在电流写入型像素电路中,写入“黑”的情况相当于写入电流为零的情况。此时,假设在前一写入周期中向信号输入线16写入了“白”电平、即比较大的电流,其结果是,信号输入线16的电位变为比较高的电平,则其后紧接着写入“黑”需要很长时间。
这是因为,写入“黑”意味着,例如在图4所示的电流驱动电路中,通过TFT 31对信号输入线16的电容Cs等中积累的初始电荷进行放电,如图30所示,信号输入线16的电压变为TFT 31的阈值。这样,信号输入线16的电压降低而到达TFT 31的阈值近旁,于是TFT 31的阻抗增高,在理论上写入“黑”永远不会结束。在现实中,是在有限的时间内进行写入,所以“黑”电平不能完全下沉,出现所谓的黑色上浮(日语:黑浮き)现象,使图像的对比度降低。
相反,在本实施例的有源矩阵型显示装置中,在信号输入线16和规定的电位点(例如接地电位)之间连接泄漏元件55,具体地说是NMOS晶体管,提供恒定偏置作为其栅极电压Vg。由此,如图30所示,在写入“黑”时即使在TFT 31的阈值附近,数据线电位也比较高速地降低,能够防止上述黑色上浮。
泄漏元件55也可以是简单的电阻元件,但是在此情况下,在写入“白”时数据线电位上升,电阻元件中流过的电流也与其成正比增加。这在图4所示的电流驱动电路中将导致TFT 31中流过的电流降低和功耗恶化。
相反,如图29所示,泄漏元件55采用NMOS晶体管,如果使该晶体管工作在饱和区则为恒流操作,所以能够将这种危害抑制到最小限度。此外,也可以采用下述结构:控制NMOS晶体管的泄漏元件(LK)55的栅极电位,使其只在必要时(例如在写入黑时)才变为导通状态。
这样,在信号输入线16和接地电位之间连接泄漏元件55的结构不限于应用于数据线驱动电路采用图4所示的电流写入型驱动电路的图1结构的有源矩阵型显示装置,也同样能够应用于采用其他电流写入型驱动电路、或图19所示的电压写入型数据线驱动电路的结构的有源矩阵型显示装置。泄漏元件55可以由TFT构成,也可以与TFT工艺分开,由外部部件构成。
[第6实施例]
图31是本发明第6实施例的有源矩阵型显示装置的结构例的方框图,图中,对与图1同等的部分附以同一标号来表示。本实施例的有源矩阵型显示装置与第1实施例的有源矩阵型显示装置的基本结构完全相同,除此之外,其特征在于,在信号输入线16和正电源Vdd之间,连接有初始值设定用元件、例如由PMOS晶体管构成的预充电元件(PC)56。
以下,说明预充电元件56的作用。在电流写入型像素电路中,在写入与“黑”接近的“灰”时有时需要很长时间。在图32中,示出写入开始时数据线的电位为0V的情况。这在下述情况下会发生:在前一写入周期中写入了“黑”的情况下,写入的电流驱动电路(例如图4的情况)的TFT 31的阈值低至0V左右,或者同样写入“黑”。
在现有技术中,由于写入了初始值0V至与“黑”接近的灰、即非常小的电流值,所以到达平衡电位要花费很长时间。例如,也可能在规定的写入时间内达不到TFT 31的阈值。在此情况下,TFT 31在驱动数据线13时变为截止状态,显示图像变为所谓的黑色模糊(日语:黑潰れ)状态。
在本实施例的有源矩阵型显示装置中,在数据线13和电源电位Vdd之间,连接PMOS晶体管作为预充电元件56,在写入周期的开头处提供脉冲作为其栅极电位Vg。通过施加该脉冲,信号输入线16的电压上升到TFT 31的阈值以上,其后比较高速地收敛到由写入电流Iw和数据线驱动电路内部的TFT的操作之间的平衡来决定的平衡电位,能够高速地进行精确的亮度数据的写入。
这样,在信号输入线16和正电源Vdd之间连接预充电元件56的结构不限于应用于数据线驱动电路采用图4所示的电流写入型驱动电路的图1结构的有源矩阵型显示装置,也同样能够应用于采用其他电流写入型驱动电路的结构的有源矩阵型显示装置。预充电元件56可以由TFT构成,也可以与TFT工艺分开,由外部部件构成。
在上述各实施例中,以应用于电流写入型像素电路11的显示元件采用有机EL元件的有源矩阵型有机EL显示装置的情况为例进行了说明,但是本发明不限于此,可应用于将亮度随流过的电流而变化的电光元件用作显示元件的所有有源矩阵型显示装置。
此外,在上述各实施例所用的各电路例中,作为将写入电流变换为电压的变换部的第1场效应晶体管、和作为将电容器(保持部)保持的电压变换为驱动电流来驱动数据线的驱动部的第2场效应晶体管分别由不同的晶体管构成,但是也可以由同一晶体管构成,时分复用地进行电流-电压变换操作和基于其的数据线驱动操作。由此,在原理上,在两个操作间不会发生偏差。
产业上的可利用性
如上所述,根据本发明,在采用电流写入型像素电路的有源矩阵型显示装置中,通过将图像信息暂时由驱动电路以电压的形式保持后,变换为电流的形式而提供给多根数据线中的各个数据线(集中并且同时),来对各像素电路进行图像信息的写入驱动。由此,能够以行顺序向各像素电路进行图像信息的写入,能够在削减显示屏幕和外部的数据驱动电路的连接点数的同时,实现正常的电流写入操作。
Claims (59)
1、一种有源矩阵型显示装置,包括:
显示部,将以电流的形式提供的图像信息的像素电路配置为矩阵状,并且配有选择这些像素电路的各像素电路的多根扫描线及向各像素电路供给图像信息的多根数据线;以及
驱动电路,通过将图像信息暂时保持后以电流的形式提供给所述多根数据线的各个数据线来对各像素电路进行图像信息的写入驱动;
其特征在于,各个所述像素电路具有亮度随流过的电流而变化的电光元件;
所述驱动电路通过使大小与亮度对应的电流经所述多根数据线流过各个所述像素电路来进行图像信息的写入。
2、如权利要求1所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
所述驱动电路具有:保持部,对所述多根数据线分别设置,以电压的形式来保持所述图像信息;以及驱动部,将所述保持部保持的电压变换为电流并供给到所述多根数据线的各个数据线。
3、如权利要求2所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
所述驱动电路具有接受以电流的形式提供的所述图像信息、将该电流变换为电压的变换部,用所述保持部来保持该变换部变换过的电压。
4、如权利要求3所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
在所述驱动电路中,
所述变换部包含第1场效应晶体管,该晶体管在处于其漏极和栅极被电短路的状态时,通过接受以电流的形式被供给的所述图像信息来在其栅极-源极间产生电压;
所述保持部包含电容器,该电容器保持所述第1场效应晶体管的栅极-源极间产生的电压;
所述驱动部包含第2场效应晶体管,该晶体管根据所述电容器的保持电压来驱动所述多根数据线的各个数据线。
5、如权利要求4所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
所述驱动电路具有:变换部,接受以电流的形式被提供的所述图像信息,将该电流变换为电压;保持部,保持该变换部变换过的电压;以及驱动部,将该保持部保持的电压变换为电流并供给到所述多根数据线中的各个数据线;
在所述变换部和向所述驱动电路供给所述图像信息的电流源之间,具有在写入所述图像信息时工作在饱和区的阻抗变换用晶体管。
6、如权利要求5所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
所述变换部包含第1场效应晶体管,该晶体管在处于其漏极和栅极被电短路的状态时,通过接受以电流的形式被供给的所述图像信息来在其栅极-源极间产生电压;
所述保持部包含电容器,该电容器保持所述第1场效应晶体管的栅极-源极间产生的电压;
所述驱动部包含第2场效应晶体管,该晶体管根据所述电容器的保持电压来驱动所述多根数据线中的各个数据线;
在所述第1场效应晶体管和向所述驱动电路供给所述图像信息的电流源之间,具有在写入所述图像信息时工作在饱和区的阻抗变换用晶体管。
7、如权利要求6所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
所述阻抗变换用晶体管是导电型与所述第1场效应晶体管不同的晶体管,对所述驱动电路分别设置。
8、如权利要求6所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
将对所述多根数据线分别设置的所述驱动电路进行分块;
对块内的多个驱动电路公用地设置有所述阻抗变换用晶体管。
9、如权利要求4所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
所述驱动电路将同一晶体管用作所述第1、第2场效应晶体管;
时分复用地进行由所述第1场效应晶体管进行的电流-电压的变换、和基于该变换由所述第2场效应晶体管进行的数据线的驱动。
10、如权利要求4所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
所述驱动电路具有:第1开关元件,连接或断开输入所述图像信息的信号输入线和所述第1场效应晶体管;以及第2开关元件,连接或断开所述第1场效应晶体管的漏极和栅极;
在取入所述图像信息时使所述第1及第2开关元件变为连接状态,而在该取入结束时使所述第2开关元件变为断开状态,然后使所述第1开关元件变为断开状态。
11、如权利要求4所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
所述驱动电路将具有大致同一特性的晶体管用作所述第1、第2场效应晶体管;
所述第1、第2场效应晶体管形成电流镜电路。
12、如权利要求11所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
所述驱动电路具有:第1开关元件,连接或断开输入所述图像信息的信号输入线和所述第1场效应晶体管;以及第2开关元件,连接或断开所述第1场效应晶体管的栅极和所述第2场效应晶体管的栅极;
在取入所述图像信息时使所述第1及所述第2开关元件变为连接状态,而在该取入结束时使所述第2开关元件变为断开状态,然后使所述第1开关元件变为断开状态。
13、如权利要求12所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
在所述驱动电路中,所述第1场效应晶体管的沟道宽度/沟道长度大于所述第2场效应晶体管的沟道宽度/沟道长度。
14、如权利要求10所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
所述驱动电路具有:第3场效应晶体管,被连接在所述第1开关元件和所述第1场效应晶体管之间;第3开关元件,连接或断开所述第3场效应晶体管的漏极和栅极之间;以及第2电容器,被连接在所述第3场效应晶体管的栅极上;
在所述第1场效应晶体管通过所述第2开关元件,并且所述第3场效应晶体管通过所述第3开关元件,都处于其漏极和栅极被连接的状态时,通过所述第1开关元件以电流的形式向这些晶体管的漏极-源极间供给所述图像信息。
15、如权利要求2所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
对所述多根数据线分别设置的多个所述驱动电路公用同一信号输入线,对其进行时分复用来进行图像信息的取入。
16、如权利要求2所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
所述驱动电路接受以电压的形式被提供的所述图像信息,用保持部来保持该电压。
17、如权利要求16所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
在所述驱动电路中,
所述保持部包含保持电容器,该电容器保持与所述图像信息对应的电压;
所述驱动电路包含场效应晶体管,该晶体管根据所述保持电容器的保持电压来驱动所述多根数据线中的各个数据线;
所述场效应晶体管在其栅极-漏极被电短路的操作后,在其栅极和信号输入线经写入电容器被电容耦合的状态下接受图像信息。
18、如权利要求17所述有源矩阵型显示装置,其特征在于,
所述驱动电路具有开关元件,被连接在所述写入电容器的信号输入线侧节点和规定的电位点之间;
在进行将所述场效应晶体管的栅极-漏极间电连接的操作期间,通过将所述开关元件短路来使所述写入电容器的信号输入线侧节点变为所述规定的电位。
19、如权利要求2所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
对1根数据线设置有多套所述驱动电路。
20、如权利要求19所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
对1根数据线设置有2套所述驱动电路,在一套驱动电路驱动数据线期间,另一套驱动电路进行图像信息的取入。
21、如权利要求19所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
对1根数据线设置有3套所述驱动电路,在某个扫描周期中,1套驱动电路进行复位操作,另1套驱动电路进行数据被写入操作,其余1套进行数据线驱动操作。
22、如权利要求1所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
构成所述驱动电路的晶体管是与构成所述像素电路的晶体管同时形成的薄膜晶体管。
23、如权利要求1所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
在输入所述图像信息的信号输入线和接地电位之间具有泄漏元件。
24、如权利要求1所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
在输入所述图像信息的信号输入线和电源电位之间,具有初始值设定用元件,该元件在通过所述信号输入线向所述驱动电路供给所述图像信息之前,将所述信号输入线的电位设定为规定的值。
25、一种有源矩阵型显示装置,具备:
显示部,其像素电路被配置为矩阵状,并且配有选择该各像素电路的多根扫描线及向各像素电路供给图像信息的多根数据线;以及
驱动电路,通过所述多根数据线的各个数据线来对各个所述像素电路进行图像信息的写入驱动;其特征在于,
所述像素电路具有:电光元件,其亮度随流过的电流而变化;第1场效应晶体管,其源极或漏极被连接在所述数据线上,而且栅极被连接在所述扫描线上;第2场效应晶体管,在其处于漏极和栅极被连接的状态时,通过所述第1场效应晶体管从所述数据线供给电流来在其栅极-源极间产生电压;电容器,保持所述第2场效应晶体管产生的电压;第3场效应晶体管,维持所述电容器中的电压保持的状态;以及第4场效应晶体管,将所述电容器保持的电压变换为驱动电流并使其流过所述电光元件;
所述驱动电路具有:第5场效应晶体管,在其处于漏极和栅极被电短路的状态时,通过接受以电流的形式供给的所述图像信息来在其栅极-源极间产生电压;电容器,保持所述第5场效应晶体管的栅极-源极间产生的电压;以及第6场效应晶体管,将所述电容器保持的电压变换为电流并供给到所述多根数据线中的各个数据线。
26、如权利要求25所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
在所述驱动电路中的所述第1场效应晶体管和向该驱动电路供给所述图像信息的电流源之间,具有在写入所述图像信息时工作在饱和区的阻抗变换用晶体管。
27、如权利要求26所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
所述阻抗变换用晶体管是导电型与所述第1场效应晶体管不同的晶体管。
28、如权利要求26所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
对所述驱动电路分别设置有所述阻抗变换用晶体管。
29、如权利要求26所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
将对所述多根数据线分别设置的所述驱动电路进行分块;
对块内的多个驱动电路公用地设置有所述阻抗变换用晶体管。
30、如权利要求25所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
所述驱动电路将同一晶体管用作所述第1、第2场效应晶体管;
时分复用地进行由所述第1场效应晶体管进行的电流-电压的变换、和基于该变换由所述第2场效应晶体管进行的数据线的驱动。
31、如权利要求25所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
所述驱动电路具有:第1开关元件,连接或断开输入所述图像信息的信号输入线和所述第1场效应晶体管;以及第2开关元件,连接或断开所述第1场效应晶体管的漏极和栅极;
在取入所述图像信息时使所述第1及第2开关元件变为连接状态,而在该取入结束时使所述第2开关元件变为断开状态,然后使所述第1开关元件变为断开状态。
32、如权利要求25所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
所述驱动电路将具有大致同一特性的晶体管用作所述第1、第2场效应晶体管;
所述第1、第2场效应晶体管形成电流镜电路。
33、如权利要求32所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
所述驱动电路具有:第1开关元件,连接或断开输入所述图像信息的信号输入线和所述第1场效应晶体管;以及第2开关元件,连接或断开所述第1场效应晶体管的栅极和所述第2场效应晶体管的栅极;
在取入所述图像信息时使所述第1及所述第2开关元件变为连接状态,而在该取入结束时使所述第2开关元件变为断开状态,然后使所述第1开关元件变为断开状态。
34、如权利要求33所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
在所述驱动电路中,所述第1场效应晶体管的沟道宽度/沟道长度大于所述第2场效应晶体管的沟道宽度/沟道长度。
35、如权利要求31所述的有源矩阵型显示装置,其特征在于,
所述驱动电路具有:第3场效应晶体管,被连接在所述第1开关元件和所述第1场效应晶体管之间;第3开关元件,使所述第3场效应晶体管的漏极和栅极之间连接或断开;以及第2电容器,被连接在所述第3场效应晶体管的栅极上;
在所述第1场效应晶体管通过所述第2开关元件,并且所述第3场效应晶体管通过所述第3开关元件,都处于其漏极和栅极被连接的状态时,通过所述第1开关元件以电流的形式向这些晶体管的漏极-源极间供给所述图像信息。
36、一种有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,包括:
显示部,将具有第1、第2电极及在这些电极间包含发光层的有机层用作显示元件,将其接受以电流的形式提供的图像信息的像素电路配置为矩阵状,并且配有选择该各像素电路的多根扫描线及向各像素电路供给亮度信息的多根数据线而成;以及
驱动电路,通过将图像信息暂时保持后以电流的形式提供给所述多根数据线的各个数据线来对各像素电路进行图像信息的写入驱动。
37、如权利要求36所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
所述驱动电路具有:保持部,对所述多根数据线分别设置,以电压的形式来保持所述图像信息;以及驱动部,将所述保持部保持的电压变换为电流并供给到所述多根数据线中的各个数据线。
38、如权利要求37所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
所述驱动电路具有接受以电流的形式提供的所述图像信息、将该电流变换为电压的变换部,用所述保持部来保持该变换部变换过的电压。
39、如权利要求38所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
在所述驱动电路中,
所述变换部包含第1场效应晶体管,该晶体管在处于其漏极和栅极被电短路的状态时,通过接受以电流的形式被供给的所述图像信息来在其栅极-源极间产生电压;
所述保持部包含电容器,该电容器保持所述第1场效应晶体管的栅极-源极间产生的电压;
所述驱动部包含第2场效应晶体管,该晶体管根据所述电容器的保持电压来驱动所述多根数据线中的各个数据线。
40、一种有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,包括:
显示部,将具有第1、第2电极及在这些电极间包含发光层的有机层用作显示元件,将其接受以电流的形式提供的图像信息的像素电路配置为矩阵状,并且配有选择该各像素电路的多根扫描线及向各像素电路供给亮度信息的多根数据线;以及
驱动电路,通过将图像信息暂时保持后以电流的形式提供给所述多根数据线的各个数据线来对各像素电路进行图像信息的写入驱动;
所述驱动电路具有:变换部,接受以电流的形式被提供的所述图像信息,将该电流变换为电压;保持部,保持该变换部变换过的电压;以及驱动部,将该保持部保持的电压变换为电流并供给到所述多根数据线中的各个数据线;
在所述变换部和向所述驱动电路供给所述图像信息的电流源之间,具有在写入所述图像信息时工作在饱和区的阻抗变换用晶体管。
41、如权利要求40所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
所述变换部包含第1场效应晶体管,该晶体管在处于其漏极和栅极被电短路的状态时,通过接受以电流的形式被供给的所述图像信息来在其栅极-源极间产生电压;
所述保持部包含电容器,该电容器保持所述第1场效应晶体管的栅极-源极间产生的电压;
所述驱动部包含第2场效应晶体管,该晶体管根据所述电容器的保持电压来驱动所述多根数据线中的各个数据线;
在所述第1场效应晶体管和向所述驱动电路供给所述图像信息的电流源之间,具有在写入所述图像信息时工作在饱和区的阻抗变换用晶体管。
42、如权利要求41所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
所述阻抗变换用晶体管是导电型与所述第1场效应晶体管不同的晶体管,对所述驱动电路分别设置。
43、如权利要求41所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
将对所述多根数据线分别设置的所述驱动电路进行分块;
对块内的多个驱动电路公用地设置有所述阻抗变换用晶体管。
44、如权利要求39所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
所述驱动电路将同一晶体管用作所述第1、第2场效应晶体管;
时分复用地进行由所述第1场效应晶体管进行的电流-电压的变换、和基于该变换由所述第2场效应晶体管进行的数据线的驱动。
45、如权利要求39所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
所述驱动电路具有:第1开关元件,连接或断开输入所述图像信息的信号输入线和所述第1场效应晶体管;以及第2开关元件,连接或断开所述第1场效应晶体管的漏极和栅极;
在取入所述图像信息时使所述第1及第2开关元件变为连接状态,而在该取入结束时使所述第2开关元件变为断开状态,然后使所述第1开关元件变为断开状态。
46、如权利要求39所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
所述驱动电路将具有大致同一特性的晶体管用作所述第1、第2场效应晶体管;
所述第1、第2场效应晶体管形成电流镜电路。
47、如权利要求46所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
所述驱动电路具有:第1开关元件,连接或断开输入所述图像信息的信号输入线和所述第1场效应晶体管;以及第2开关元件,连接或断开所述第1场效应晶体管的栅极和所述第2场效应晶体管的栅极;
在取入所述图像信息时使所述第1及所述第2开关元件变为连接状态,而在该取入结束时使所述第2开关元件变为断开状态,然后使所述第1开关元件变为断开状态。
48、如权利要求47所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
在所述第1、所述第2场效应晶体管中,所述第1场效应晶体管的沟道宽度/沟道长度大于所述第2场效应晶体管的沟道宽度/沟道长度。
49、如权利要求45所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
所述驱动电路具有:第3场效应晶体管,被连接在所述第1开关元件和所述第1场效应晶体管之间;第3开关元件,使所述第3场效应晶体管的漏极和栅极之间连接或断开;以及第2电容器,被连接在所述第3场效应晶体管的栅极上;
在所述第1场效应晶体管通过所述第2开关元件,并且所述第3场效应晶体管通过所述第3开关元件,都处于其漏极和栅极被连接的状态时,通过所述第1开关元件以电流的形式向这些晶体管的漏极-源极间供给所述图像信息。
50、如权利要求36所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
对所述多根数据线分别设置的多个所述驱动电路公用同一信号输入线,对其进行时分复用来进行图像信息的取入。
51、如权利要求36所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
所述驱动电路接受以电压的形式被提供的所述图像信息,用保持部来保持该电压。
52、如权利要求51所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
在所述驱动电路中,
所述保持部包含保持电容器,该电容器保持与所述图像信息对应的电压;
所述驱动电路包含场效应晶体管,该晶体管根据所述保持电容器的保持电压来驱动所述多根数据线的各个数据线;
所述场效应晶体管在其栅极-漏极被电短路的操作后,在其栅极和信号输入线经写入电容器被电容耦合的状态下接受图像信息。
53、如权利要求52所述有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
所述驱动电路具有开关元件,该元件被连接在所述写入电容器的信号输入线侧节点和规定的电位点之间;
在进行将所述场效应晶体管的栅极-漏极间电连接的操作期间,通过将所述开关元件短路来使所述写入电容器的信号输入线侧节点变为所述规定的电位。
54、如权利要求36所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
对1根数据线设置有多套所述驱动电路。
55、如权利要求54所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
对1根数据线设置有2套所述驱动电路,在一套驱动电路驱动数据线期间,另一套驱动电路进行图像信息的取入。
56、如权利要求54所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
对1根数据线设置有3套所述驱动电路,在某个扫描周期中,1套驱动电路进行复位操作,另1套驱动电路进行数据被写入操作,其余1套进行数据线驱动操作。
57、如权利要求36所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
构成所述驱动电路的晶体管是与构成所述像素电路的晶体管同时形成的薄膜晶体管。
58、如权利要求36所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
在输入所述图像信息的信号输入线和规定的电位点之间具有泄漏元件。
59、如权利要求36所述的有源矩阵型有机场致发光显示装置,其特征在于,
在输入所述图像信息的信号输入线和规定的电位点之间,具有初始值设定用元件,该元件在通过所述信号输入线向所述驱动电路供给所述图像信息之前,将所述信号输入线的电位设定为规定的值。
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