(57)【要約】（アクティブ・アドレッシング・マトリクス）発光ディスプレイ画素回路における抵抗性又は容量性の電圧−電流変換器（３５）の使用は、改善された表示均一性のために、高速なプログラミングと、非常に正確な画素電流決定とを可能にする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差電極の領域で画素を有し、
夫々の画素は、メモリ素子に基づく電流調整回路を少なくとも有し、
前記調整回路の接続点は、発光素子に直列に接続可能であるディスプレイ装置であって、
列電極と前記メモリ素子の接続点との間で前記発光素子を流れる電流を調整するために画素の領域で電圧−電流変換手段を有する、ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記電圧−電流変換手段は、前記列電極と前記メモリ素子の接続点との間に直流遮断回路を有する、請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記電圧−電流変換手段は、前記列電極と前記メモリ素子の接続点との間に静電容量を有する、請求項２記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
プログラム可能な電圧ランプ発生器を更に有する、請求項３記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
前記電圧−電流変換手段は、前記列電極と前記メモリ素子の接続点との間に抵抗を有する、請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
前記発光素子は、有機ＬＥＤ又はポリマーＬＥＤを有することを特徴とする、請求項１記載のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交差電極の領域で画素を有し、夫々の画素はメモリ素子に基づく電流調整回路を少なくとも有し、調整回路の接続点は発光素子に直列に接続可能である、ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような電界発光型ディスプレイ装置は、ますます（ポリマー）半導体有機材料、半導体無機材料又は電子発光材料に基づく。ディスプレイ装置は、セグメント化された画素（又は固定パターン）を介して発光しうるが、また、マトリクスパターンを用いるディスプレイも可能である。メモリ素子を介する画素の調整は、画素によって発光されるべき光の強度を決定する。メモリ素子による上記調整は、特別な切替え素子が用いられるところの調整（所謂、アクティブ駆動）であって、ますます幅広い用途を見いだす。
【０００３】
ディスプレイ装置の適切な用途分野は、例えば、携帯電話、システム手帳などである。
【０００４】
上述のような形式のディスプレイ装置は、国際特許出願ＷＯ０１９１０９５に記載されている。この文献では、発光デバイスを流れる電流は、発光画素のマトリクスにおける画素ごとの個々のＴＦＴトランジスタ回路により調整される。この目的のために、電荷は２つのトランジスタの枝を介してコンデンサの両端に生成される。調整回路の接続点は発光素子に直列に接続可能であり、更なるトランジスタ及びコンデンサはメモリ素子を構成する。
【０００５】
第１のＴＦＴトランジスタがオフされた後、コンデンサの電荷は、更なるＴＦＴトランジスタを流れる電流、ひいては発光デバイスを流れる電流を決定する。その後の選択の際に、これは繰り返される。
【０００６】
このような駆動方法は電流プログラミングと呼ばれ、基本的には、入力データ電圧信号がコンデンサに蓄えられるところの電圧プログラミングに比べて、トランジスタ出力電流を決定するための、より正確な方法を可能にする。出力トランジスタは、この電圧を電流に変換して、表示相の間、発光素子を駆動する。その欠点は、生成された出力電流の正確さである。ＴＦＴトランジスタの閾値電圧及びキャリア移動度の広がりは、この正確さを著しく制限する。
【０００７】
しかし、電流プログラミングでは、その欠点は、プログラミング相の間に起こり得る限界速度である。小さな電流は、その内在する大きな寄生容量を有する長い列ラインを介して画素へ供給される。画素回路が所謂レイシオド（ｒａｔｉｏ−ｅｄ）ミラー回路から成る場合に、入力トランジスタは、出力トランジスタよりも大きく作られる。これは、データ入力電流の増大（ｕｐ−ｓｃａｌｉｎｇ）を可能にし、一方、出力電流は、発光素子を駆動することができるほど十分に低い。高いデータ入力電流は、実際には、画素回路のプログラミング速度を増大させるが、この場合に、これは２つのミラー回路の整合に依存する。このような整合は、最低輝度レベルで、特に低い電流レベルに関して、電流の正確さをやはり制限する。
【特許文献１】国際特許出願ＷＯ０１９１０９５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
国際特許出願ＷＯ０１９１０９５（所謂、切替えミラーアプローチ）では、入力電流に直接関連する蓄積されたコンデンサ電圧を決定し、次の期間に、同一の画素出力電流を伝送するために、１つのトランジスタしか用いられない。同じトランジスタが両方の時間期間で用いられるので、トランジスタの広がりは著しく回避される。しかし、この方法は、２つの時間期間の間の電流スケーリングを全く認めない。結果として、プログラミング時間は、正確な列データ入力電流が画素トランジスタに流れ込む前に寄生列容量が十分に充電されることを確実にするほど、十分に長いことを必要とされる。
【０００９】
特に、本発明は、上記問題がより小さい範囲で起こるところの、上記形式のディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的のために、当該ディスプレイ装置は、列電極と前記メモリ素子の接続点との間で前記発光素子を流れる電流を調整するために画素の領域で電圧−電流変換手段を有する。
【００１１】
夫々の画素に正確な電圧−電流変換器を与えることによって、プログラミング相時間の間一定である入力電圧は、電流に変換される。この場合に、この電流は、例えば切替え電流ミラーに蓄えられる。プログラミング相の後、切替えミラーは、プログラム電流を画素に伝送するよう出力モードに接続される。
【００１２】
最も簡単な変換方法は、単一の抵抗を用いることにある。しかし、複数の抵抗又は抵抗として用いられる複数のトランジスタは広がりを示す。
【００１３】
従って、本発明の好ましい実施例は、電圧−電流変換器としてコンデンサを用いる。これは、入力電圧がプログラミング相の間に変化する場合に可能性がある。例えば、三角ランプ電圧を用いると、列電極における電流は：
Ｑ＝Ｃ×Ｖ＝Ｉ×ｔ→Ｉ＝Ｃ×ｄＶ／ｄｔ
から得られる。なお、ｄＶ／ｄｔはプログラミングの間の電圧ランプを示す。
【００１４】
有利な点は、コンデンサがトランジスタよりも良い精度で作成可能である点である。このようにして、より良い表示均一性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の上記及び他の態様について、以下に記載される実施例を参照して説明することにより明らかとする。
【００１６】
図面は概略であり、対応する部品は、全体として同じ参照番号によって表される。
【００１７】
図１は、本発明に従うディスプレイ装置１の一部の等価回路図を概略的に示す。このディスプレイ装置は、ｍ本の行８（１，２，．．．，ｍ）及びｎ本の列７（１，２，．．．，ｎ）とともに、ポリマーＬＥＤ又は有機ＬＥＤ２０のマトリクスを有する。行及び列が述べられる場合、それらは、望まれるならば交換されても良い。この装置は、更に、行選択回路１６及びデータレジスタ１５を有する。外部から提供される情報１７、例えばビデオ信号は、処理ユニット１８で処理される。処理ユニット１８は、表示されるべき情報に依存して、供給ライン１９を介してデータレジスタ１５の別個の部分１５−１，
．．．，１５−ｎを充電する。
【００１８】
行の選択は、ライン８、本例ではＴＦＴトランジスタ又はＭＯＳトランジスタ２２のゲート電極を介して、行選択回路１６を用いて、それらのトランジスタのゲート電極に、必要とされる選択電圧を与えることによって行われる。
【００１９】
この従来技術の装置におけるデータ書込は、電流プログラミングを介して行われる。これは、選択の間に、理想的な電流源であるとみなされる電流源１０が、例えばスイッチ９を介して、データレジスタ１５によりオンに切り替えられることを意味する。電流の値は、データレジスタの内容によって決定される。一般的に、電流源１０は、複数の行に共通している。
【００２０】
アドレス指定の間、コンデンサ２４は、トランジスタ２１、２２及び２３を介して、ある電荷を供給される。このコンデンサは、後述されるように、トランジスタ２１の調整、ひいては、駆動期間中にＬＥＤ２０を流れる実際の電流、及び（本例では）画素（ｎ，１）の輝度を決定する（更に、それらとともに上記メモリ回路を構成する）。行８の選択と列７への電圧供給との間の相互同期は、駆動ライン１４を介して駆動ユニット１８により行われる。コンデンサ２４は、トランジスタ２１、２２及び２３とともに、画素駆動回路３０として考えられる。
【００２１】
行、本例では行１が、選択される時点で、電流源１０は電流を流し始める。選択中に、情報は、（本例では）ライン７を介して列レジスタ１５から提供される。この情報は、伝送電流及び時間期間に依存して、コンデンサ２４が所与の電荷を得るように、（調整）トランジスタ２１、２２及び２３を流れる電流を決定する。コンデンサ２４の他の面は、正極の電源ライン１２へ接続されている。選択後、プログラミング相の終了時に（スイッチ２２の閉成後）、このコンデンサは、（制御）トランジスタ２１のゲートでの電圧を決定する特定の電荷を有する。ダイオード（ＬＥＤ）２０は、画素が調整されるまで、即ち、関連するトランジスタ２１が同様の方法で調整されるまで導通を開始しない。（ライン時間の終了時又はフレーム時間の終了時である）その時点で、例えば、１又はそれ以上のＬＥＤ２０と、例えば接地との間の（本例ではライン１３を介する）共通スイッチ１１は、ＬＥＤの輝度が調整値に一致するように電流がトランジスタ２１及びＬＥＤ２０を流れることができるよう短時間閉じられる。
【００２２】
電流プログラミングは、基本的には、トランジスタ２１の出力電流を決定するための極めて正確な方法を可能にする。しかし、その欠点は、プログラミング相の間に起こり得る限界速度である。小さな電流は、その内在する大きな寄生容量２５を有する長い列ラインを介して画素へ供給される。
【００２３】
データ入力の増大（ｕｐ−ｓｃａｌｉｎｇ）は、出力電流が有機ＬＥＤを駆動することができるほど十分に小さく保たれる間、レイシオド（ｒａｔｉｏ−ｅｄ）ミラー回路を画素駆動回路として用いることによって可能である。そのミラー回路では、入力トランジスタは、出力トランジスタよりも大きく作られる。高いデータ入力電流は、画素回路のプログラミング速度を増大させる。たとえその速度がより速いとしても、この電流プログラミングの方法は２つのミラー回路の整合に依存し、このような整合は、最低輝度レベルで、特に低い電流レベルに関して、電流の正確さをやはり制限する。
【００２４】
正確さを高める方法は、切替えミラーアプローチである。このアプローチでは、入力電流に直接関連する蓄積されたコンデンサ電圧を決定し（プログラミング相）、次の期間に、同一の画素出力電流を伝送する（駆動相）ために、１つのトランジスタしか用いられない。同じトランジスタが両方の時間期間で用いられるので、トランジスタの広がりは著しく回避される。しかし、この方法は、２つの時間期間の間の電流スケーリングを全く認めない。結果として、プログラミング時間は、正確な列データ入力電流が画素トランジスタに流れ込む前に、寄生（列）容量２５が十分に充電されることを確実にするほど十分に長いことを必要とされる。
【００２５】
図２は、本発明に従う装置の一部を示す。この場合に、画素駆動回路３０は、ｐ形ＴＦＴ３１、３３（Ｔ１、Ｔ４）及びｎ形ＴＦＴ３２、２１（Ｔ３、Ｔ２）と、コンデンサ２４とを有する。この場合に、行の選択は、先と同じく、ライン８、本例ではＴＦＴトランジスタ又はＭＯＳトランジスタ３１、３２、３３のゲート電極を介して、行選択回路１６を用いて、それらのトランジスタのゲート電極に、必要とされる選択電圧を与えることによって行われる。同時に、列７はデータ電圧を供給される。
【００２６】
データ電圧は列７へ供給されるが、それにも関わらず、この装置での書込データは、画素駆動回路３０に電圧−電流変換器３５を組み込むことによって、電流プログラミングを介して行われる。これは、選択の間に、理想的な電流源とみなされる画素駆動回路３０内の電流源３１、３３、３５が、プログラミングデータ電圧を介してデータレジスタ１５によりオンに切り替えられることを意味する。
【００２７】
コンデンサ２４は、プログラミング相の間、電流源３１、３３、３５を介してある電荷を速やかに供給される。このコンデンサは、先と同じく、トランジスタ２１の調整、ひいては、駆動期間中にｎ形ＴＦＴ３２、２１（Ｔ３、Ｔ２）及びＬＥＤ２０を流れる実際の電流を決定する（更に、それらとともに上記メモリ回路を構成する）。電流源３１、３３、３５は、もはや寄生（列）容量２５へ接続されていないので、この寄生容量２５の充電は、もはやプログラミング相の速度に影響を及ぼさない。（短い）プログラミング相の終了時に、電流源３１、３３、３５は、ｐ形ＴＦＴ３１、３３（Ｔ１、Ｔ４）を無効にすることによって無効にされ、同じ電流が、その後にｎ形ＴＦＴ３２、２１（Ｔ３、Ｔ２）を有効にすることによってＬＥＤ２０へ供給される。
【００２８】
図３は、電圧−電流変換器３５の第１の可能な実施例を示す。この実施例は、抵抗３６によって実現される。プログラミング相の間に、レジスタ１５での電圧Ｖは、抵抗３６を流れる一定電流をもたらす。
【００２９】
図３の電圧−電流変換器は、電圧プログラミングに起因して速い。しかし、全ての広がりは、閾値電圧の変動として取り除かれるわけではなく、トランジスタ２１（Ｔ２）の移動度の変動は、コンデンサ２４（Ｃ）に蓄積された電圧に広がりを示させる。これは、プログラミング相の間、抵抗３６を流れる電流に影響を及ぼす。更に、抵抗３６の値も、ＬＥＤ２０に流される電流の広がりをもたらすよう、幾らかの広がりを示しうる。
【００３０】
これは、ＶＩ変換器機能がコンデンサ３７によって実行されるところの図４の実施例において解決されている。この場合、入力電流は動的方法で決定される。即ち、プログラミング相の間、プログラミング電圧は、所望のプログラミング電流に関連するランプｄＶ／ｄｔを有しながら列７で供給される。コンデンサ３７はその２つのノードで直流電圧を分離するので、Ｔ２の広がりの影響はない。この実施例は高速である。たとえ列（伝送）ラインにかかる電圧が、その伝送ラインの特性に起因して、まだ十分に安定していない場合でさえ、入力電流はより良く決定される。
【００３１】
一実施例で、低抵抗の出力インピーダンスを有するバッファ増幅器は、ランプ電圧を発生させる。例えば、列ドライバ１５は、内部で、低抵抗の出力インピーダンスを有するバッファ増幅器の前にある、コンデンサを充電する低電流発生器によりランプ電圧を発生させる。この増幅器は、列ライン７を駆動する。他の実施例では、データライン７は、定電流源によって直接的に充電される。大きな寄生列ラインコンデンサ２５により、ランプ電圧は生成され、一定電流の（コンデンサ２５、３７によって決定される）一部は、充電コンデンサ３７を充電するために、ひいては画素回路をプログラミングするために使用されうる。
【００３２】
更に一般的には、図４の回路は、例えば充電電流を増幅する（又は、必要ならば弱める）よう、容量性素子及び信号処理のための更なる回路を含む所謂直流遮断回路として実現されうる。
【００３３】
幾つかの変形例は、本発明の適用範囲内で可能である。例えば、バイポーラトランジスタによる実現も実行可能である。実用的な回路では、更なるトランジスタ／スイッチが、付加的なトランジスタ、コンデンサを充電／予備充電するためのスイッチ、キックバック補償など、回路動作を改善するよう加えられても良い。
【００３４】
また、本案は、切替えミラー画素回路に限定されない。
【００３５】
本発明の保護の適用範囲は、記載された実施例に限定されない。本発明は、夫々及び全ての新規な特徴的特性並びに夫々及び全ての機能の組合せに属する。特許請求の範囲における参照番号は、これらの請求項の保護範囲を限定しているわけではない。語「有する」及びその活用形の使用は、特許請求の範囲で挙げられている以外の要素の存在を除外するわけではない。要素の前に置かれた語「１つの」の使用は、このような要素の複数個の存在を除外するわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来技術に従うディスプレイ装置を概略的に示す。
【図２】本発明に従う装置の一部を示す。
【図３】図２の可能な実施例を示す。
【図４】更なる実施例を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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