JP2000276108A - アクティブ型ｅｌ表示装置 - Google Patents

アクティブ型ｅｌ表示装置

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JP2000276108A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタルビデオデータを入力するアクティブ
型EL表示装置において、複数段階のアナログ電圧を必要
とせず、ドライブ回路の入力端子数及び配線パターンを
削減して、表示パネルを小型化する。 【解決手段】 TFT５を介してデータライン３に流れる
電流でEL素子６を電流駆動すると共に、入力デジタルビ
デオデータを各データライン毎に順次取り込むデータレ
ジスタ８と、データレジスタに取り込まれたデータを１
Ｈ期間保持するラッチ回路９と、各データライン３と電
源ライン１１の間に挿入され、１データライン毎のｎビ
ットのデジタルビデオデータをビット毎に各々制御信号
として入力するｎ個のアナログスイッチとを設け、各ス
イッチのトランジスタのサイズを変えてスイッチに流れ
る電流量を各々異なるように設定し、デジタルビデオデ
ータに応じた輝度でELを発光させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
（TFT）を用いて有機エレクトロルミネッセンス（EL）
素子を駆動するアクティブ型のEL表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機EL素子は、自ら発光するため液晶表
示装置で必要なバックライトが要らず薄型化に最適であ
ると共に、視野角にも制限が無いため、次世代の表示装
置としてその実用化が大きく期待されている。
【０００３】有機EL素子５１は、図５に示すように例え
ば、透明なガラス基板５２上にITO等の透明電極から成
る陽極５３を形成し、この陽極５３とMgIn合金から成る
陰極５４との間に、MTDATAから成るホール輸送層５５，
TPDとRubreneから成る発光層５６，Alq3から成る電子輸
送層５７を順に積層して形成されている。そして、陽極
５３から注入されたホールと陰極５４から注入された電
子とが発光層５６の内部で再結合することにより光が放
たれ、図中の矢印で示すように光は透明な陽極側から外
部へ放射される。
【０００４】このような有機EL表示装置には、単純マト
リクス構造のパッシブ型と、TFTを用いるアクティブ型
の２種類があり、アクティブ型においては、従来、図４
に示す駆動回路が用いられていた。
【０００５】図４において７０が有機EL素子であり、１
画素分の駆動回路は、データライン７５からの表示信号
DATAがドレインに印加され、選択信号ライン７６からの
選択信号SCANがゲートに印加され、選択信号SCANにより
オンオフするスイッチング用TFT７１と、TFT７１のソー
スと所定の直流電圧Vsc 間に接続され、TFT７１のオン
時に供給される表示信号により充電され、TFT７１のオ
フ時には充電電圧VGを保持するコンデンサ７２と、ドレ
インが駆動電源電圧Vddを供給する電源ライン７７に接
続され、ソースが有機EL素子７０の陽極に接続されると
共に、ゲートにコンデンサ７２からの保持電圧VGが供給
されることにより有機EL素子７０を電流駆動する駆動用
TFT７４によって構成されている。ここでは、有機EL素
子の陰極は接地（GND）電位に接続されており、駆動電
源電圧Vddは例えば１０Ｖといったと正電位である。ま
た、電圧Vscは例えば、Vddと同一電位あるいは接地（GN
D）電位である。
【０００６】このように構成されているため、ＴＦＴ７
１がオンしたときにデータライン７５から供給された電
圧が、駆動用ＴＦＴ７４のゲートに印加され、その電圧
に応じた電流がEL素子７０に流れ、EL素子７０が発光す
る。
【０００７】ところで、ビデオ信号にはアナログとデジ
タルの２種類の信号があり、アクティブ型有機EL表示装
置においては、デジタルのビデオ信号に対応する表示装
置は今のところ実現されていない。一方、液晶表示装置
においては、このようなデジタルのビデオ信号に対応す
る表示装置は、従来、図３に示すように構成されてい
た。
【０００８】即ち、外部からのデジタルビデオデータＤ
０〜Ｄ３を、シフトレジスタ３０からのシフトクロック
に従ってデータレジスタ３１に取り込み、取り込んだデ
ータをラッチ回路３２にラッチする。そして、ラッチさ
れたデジタルデータをD/Aコンバータ３３でアナログの
表示信号に変換し、この信号をデータライン３４に供給
する。データライン３４には、選択信号ライン３５から
の選択信号に応じて開閉するＴＦＴ３６のドレインが接
続されており、このＴＦＴ３６のソースに画素電極３７
０及び補助容量３８が接続されている。画素電極３７０
の対向側には共通電極が設けられ、両電極の間に液晶３
７が封入されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】デジタルビデオ信号を
入力する従来の液晶表示装置においては、上述したよう
に、ドライバ回路内にデジタル信号をアナログ信号に変
換するD/Aコンバータを用いていた。例えば、デジタル
データのビット数が４ビットの場合、これをアナログ信
号に変換するためには「１６」段階の階調電圧V0〜V15
を必要とする。
【００１０】従って、ドライバ回路を表示パネルに内蔵
する場合には、「１６」段階もの階調電圧V0〜V15を入
力するための端子及び配線パターンを、表示パネルに設
けねばならなくなり、パネルを小型化できないという課
題があった。また、ドライバ回路をＩＣ化する場合であ
っても、ＩＣの端子数が増加してしまう。
【００１１】そして、このような課題は、図４に示す従
来の駆動回路によってＴＦＴを用いてEL素子を駆動する
アクティブ型EL表示装置においても問題となっていた。
【００１２】そこで、本発明は、デジタルビデオ信号を
入力するにもかかわらず、そのデータビット数に応じた
階調電圧を必要としないアクティブ型EL表示装置を提供
するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、アクティブ型
EL表示装置であって、選択信号に応じて開閉する薄膜ト
ランジスタを介してデータラインに接続されたEL素子
と、入力されるデジタルデータを各データライン毎に順
次取り込むデータレジスタと、該データレジスタに取り
込まれたデータを所定期間保持するラッチ回路と、各デ
ータラインと電源ラインの間に挿入され、１データライ
ン毎のｎビット（ｎ：２以上の整数）のデジタルデータ
をビット毎に各々制御信号として入力するｎ個のスイッ
チとを備え、該ｎ個のスイッチは流れる電流量が各々異
なるように構成されていることを特徴とする。
【００１４】本発明では、前記ｎ個のスイッチは、各々
トランジスタにより構成され、各トランジスタのサイズ
が異なることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明によるアクティブ
型EL表示装置の実施形態を示すブロック図であり、１は
画素部、２はドライバ回路であって、この例は、画素部
１を有する表示パネルがドライバ回路２を内蔵している
例を示す。
【００１６】画素部１において、各画素は、データライ
ン３からの表示信号DATAがドレインに印加され、選択信
号ライン４からの選択信号SCANがゲートに印加され、選
択信号SCANに応じて開閉するTFT５と、陽極６０がＴＦ
Ｔ５のソースに接続されて陰極６１が接地電位に接続さ
れたEL素子６と、TFT５のソースと所定の直流電位 間に
接続された保持用コンデンサ７とより成る。EL素子６
は、図５に示す構造とほぼ同様に、陽極６０と陰極６１
間に、ホール輸送層，発光層及び電子輸送層を順に積層
して形成されている。
【００１７】ここで、本実施形態では、１画素に表示す
るデジタルビデオデータは４ビットで構成されているも
のとする。
【００１８】ドライバ回路２は、各データライン３毎に
４つのD-FFから成り、入力されるデジタルデータD0〜D3
を取り込むデータレジスタ８と、各データライン毎にデ
ータレジスタ８へデータを取り込むタイミングを示すシ
フトクロックＳＦ１，ＳＦ２・・を出力するシフトレジ
スタ９と、データレジスタ８に取り込まれたデータをラ
ッチパルスLATに応じてラッチするラッチ回路１０と、
各データライン３毎に設けられ、電源電圧Vddを供給す
る電源ライン１１とデータライン３との間に挿入された
４つのアナログスイッチ１２０，１２１，１２２，１２
３とを有する。そして、この４つのアナログスイッチ１
２０，１２１，１２２，１２３には、データライン３用
のラッチ回路１０１からの４ビットの各出力LD0,LD1,LD
2,LD3が各々スイッチの開閉を制御する制御信号として
入力されている。
【００１９】また、４つのアナログスイッチ１２０，１
２１，１２２，１２３は、ｎチャンネルとｐチャンネル
のトランジスタから成り、これらトランジスタのサイズ
を変えることによって、流れる電流量が異なるよう設定
している。即ち、アナログスイッチ１２０を構成するト
ランジスタのチャンネル幅をＷとしたとき、アナログス
イッチ１２１，１２２，１２３を各々構成するトランジ
スタのチャンネル幅を、順に、２Ｗ，４Ｗ，８Ｗとして
いる。よって、アナログスイッチ１２０，１２１，１２
２，１２３を各々流れる電流をI0,I1,I2,I3とすると、I
1＝２I0、I2＝4I0、I3＝8I0となる。
【００２０】次に、本発明の動作を、図２のタイミング
チャートを参照しながら説明する。
【００２１】まず、シフトレジスタ９において、スター
トパルスＳＴＨが図２bに示すように立ち上がると、基
準クロックCKHに基づき、１Ｈ期間（水平同期期間）内
に各段から図２c,dに示すように、順次シフトクロックS
F1,SF2,・・が出力される。１列目のデータライン用の
シフトクロックSF1は、初段のデータレジスタ８０１に
クロックとして印加されているので、入力された４ビッ
トのデジタルビデオデータD0,D1,D2,D3は、図２eに示す
ようにシフトクロックSF1の立ち上がりに応じて、デー
タレジスタ８０１に取り込まれる。２列目のデータライ
ン用のシフトクロックSF2は、次段のデータレジスタ８
０２にクロックとして印加されているので、入力された
４ビットのデジタルビデオデータD0,D1,D2,D3は、図２f
に示すようにシフトクロックSF2の立ち上がりに応じ
て、データレジスタ８０２に取り込まれる。以下同様
に、各列のデータライン用のデータレジスタ８に順次入
力データが取り込まれていく。
【００２２】ラッチパルスLATは、図２gに示すように１
Ｈ期間に１度だけ出力されるので、図２h,i に示すよう
に、各データライン用の全てのラッチ回路１０１，１０
２・・には、１Ｈ期間内にデータレジスタ８に順次取り
込まれたデータD0〜D3が、同時にラッチされ、１Ｈ期間
保持されることとなる。
【００２３】そして、ラッチ回路１０１の４ビットの出
力LD10,LD11,L D12,LD13は、各々アナログスイッチ１２
０，１２１，１２２，１２３に入力されるので、例え
ば、出力LD10,LD11,LD12,LD13が「１，０，０，０」で
あれば、アナログスイッチ１２０のみがオンして、電流
I0がItとしてデータライン３に流れる。ここで、選択信
号SCANが図２jに示すようにＨレベルであると、ＴＦＴ
５がオンして電流I0はEL素子６に流れ、EL素子６は電流
I0に応じた輝度で発光する。また、出力LD10,LD11,LD1
2,LD13が「１，１，１，１」であれば、全てのアナログ
スイッチ１２０，１２１，１２２，１２３がオンして、
電流I0,I1,I2,I3のトータル電流It＝I0＋２I0＋4I0＋8I
0＝15I0がデータライン３に流れる。つまり、この場合
は、I0の１５倍の電流が流れる。そして、この電流がＴ
ＦＴ５を介してEL素子６に流れるので、上述した例に比
べEL素子６は１５倍の輝度で発光することとなる。
【００２４】このように、４ビットのデジタルビデオデ
ータに対応する１６階調の輝度で、EL素子の表示が行わ
れることとなる。
【００２５】ところで、本実施形態においては、各デー
タライン毎に４つのアナログスイッチを設けたが、これ
はデジタルビデオデータのビット数が４ビットであるか
らであり、異なるビット数のときは、各データライン毎
にそのビット数と同じ個数のアナログスイッチを設けれ
ばよい。また、各アナログスイッチの電流量を変えるた
めに、上述の実施形態においてはトランジスタのチャン
ネル幅Ｗを変更するようにしたが、その代わりに、アナ
ログスイッチ１２０，１２１，１２２，１２３のチャン
ネル長を順に８Ｌ，４Ｌ，２Ｌ，Ｌと変更しても良く、
あるいはチャンネル幅Ｗとチャネル長Ｌの双方を変更す
るようにしても良い。
【００２６】尚、ドライブ回路を内蔵せずＩＣ化するこ
とも勿論可能であり、この場合のも同様に、階調電圧を
入力するための入力端子及びその配線パターが削減され
る。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、デジタルビデオデータ
を入力するアクティブ型EL表示装置において、従来のよ
うな複数段階のアナログ階調電圧を必要としないので、
ドライブ回路の入力端子数及びそのための配線パターン
を削減することができる。従って、ドライブ回路を表示
パネルに内蔵した場合には、表示パネル自体を小型化で
き、またドライブ回路をIC化した場合には、ICの端子数
及び回路規模を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアクティブ型EL表示装置の実施形
態を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の動作を示すタイミングチャ
ートである。
【図３】従来のアクティブ型EL表示装置を示すブロック
図である。
【図４】従来のアクティブ型EL表示装置の駆動回路を示
すブロック図である。
【図５】EL素子の構造を示す断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB18 BA06 DA01 DB03 EB00 GA04 5C080 AA06 BB05 DD22 EE29 GG12 JJ02 JJ03 JJ04

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 選択信号に応じて開閉する薄膜トランジ
    スタを介してデータラインに接続されたEL素子と、入力
    されるデジタルデータを各データライン毎に順次取り込
    むデータレジスタと、該データレジスタに取り込まれた
    データを所定期間保持するラッチ回路と、各データライ
    ンと電源ラインの間に挿入され、１データライン毎のｎ
    ビット（ｎ：２以上の整数）のデジタルデータをビット
    毎に各々制御信号として入力するｎ個のスイッチとを備
    え、該ｎ個のスイッチは流れる電流量が各々異なるよう
    に構成されていることを特徴とするアクティブ型EL表示
    装置。
  2. 【請求項２】 前記ｎ個のスイッチは、各々トランジス
    タにより構成され、各トランジスタのサイズが異なるこ
    とを特徴とする請求項１記載のアクティブ型EL表示装
    置。
JP11079729A 1999-03-24 1999-03-24 アクティブ型ｅｌ表示装置 Pending JP2000276108A (ja)

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