(57)【要約】【課題】保護回路のリーク電流に起因した画素の階調ずれを抑制する。【解決手段】画素２の階調を規定するデータ電流が供給される複数のデータ線Ｘと、内部回路の静電破壊を防止するためにデータ線Ｘに接続されており、リーク電流が流れることによって、データ線Ｘの静電気を放電する保護回路６とを有する。ここで、保護回路６におけるリーク電流が流れる経路中の抵抗値は、リーク電流によるデータ電流の変動に起因して、画素の表示階調にずれが生じないような抵抗値に設定されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学装置において、
画素の階調を規定するデータ電流が供給される複数のデータ線と、
内部回路の静電破壊を防止するために前記データ線に接続されており、リーク電流が流れることによって、前記データ線の静電気を放電する保護回路とを有し、
前記保護回路における前記リーク電流が流れる経路中の抵抗値は、前記リーク電流による前記データ電流の変動に起因して、前記画素の表示階調にずれが生じないような抵抗値に設定されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記抵抗値は、前記保護回路に印加される電圧の最大値に基づいて設定されていることを特徴とする請求項１に記載された電気光学装置。
【請求項３】
前記保護回路は、一対の前記データ線に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載された電気光学装置。
【請求項４】
前記抵抗値は、互いに隣接した階調間における電流変化量の最小値の１／２よりも前記リーク電流が小さくなるような抵抗値に設定されていることを特徴とする請求項３に記載された電気光学装置。
【請求項５】
前記保護回路は、前記データ線と、所定の電圧が供給された電源線とに接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載された電気光学装置。
【請求項６】
前記抵抗値は、互いに隣接した階調間における電流変化量の最小値よりも前記リーク電流が小さくなるような抵抗値に設定されていることを特徴とする請求項５に記載された電気光学装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載された電気光学装置を実装したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置および電子機器に係り、特に、電流レベルでデータが供給されるデータ線に接続された保護回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内部回路の静電破壊を防止するための保護回路がデータ線に接続された電気光学装置が提案されている（例えば、特許文献１〜６）。特に、特許文献４には、画素特性の検査時における検査精度を確保すべく、保護回路を流れるリーク電流を考慮した上で、保護回路の抵抗値を設定する点が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平３−５４４７５号公報
【特許文献２】
特開１１−２３１３４５号公報
【特許文献３】
実開昭６４−３８２７号公報
【特許文献４】
特開平８−２２０２４号公報
【特許文献５】
特開平１０−３０３４３１号公報
【特許文献６】
特開平７−２９４９５２号公報。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、データ線に対するデータの供給を電流ベースで行う電流プログラム方式では、データ線に接続された保護回路のリーク電流が大きくなると、画素の表示階調が本来の階調からずれてしまうという問題が生じる。上述した特許文献はいずれも、基本的にデータ線に対するデータの供給を電圧ベースで行う電圧プログラム方式（液晶は本方式が採られる）に関するものであり、電流プログラム方式固有の問題である保護回路のリーク電流に起因した階調ずれについては考慮されていない。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、電流プログラム方式において、保護回路のリーク電流に起因した階調ずれを抑制することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、第１の発明は、画素の階調を規定するデータ電流が供給される複数のデータ線と、内部回路の静電破壊を防止するためにデータ線に接続されており、リーク電流が流れることによって、データ線の静電気を放電する保護回路とを有する。ここで、保護回路におけるリーク電流が流れる経路中の抵抗値は、リーク電流によるデータ電流の変動に起因して、画素の表示階調にずれが生じないような抵抗値に設定されている。この抵抗値は、保護回路に印加される電圧の最大値に基づいて設定されていることが好ましい。
【０００７】
第１の発明において、保護回路は、一対のデータ線に接続されていてもよい。この場合、保護回路における抵抗値は、互いに隣接した階調間における電流変化量の最小値の１／２よりもリーク電流が小さくなるような抵抗値に設定されていることが好ましい。
【０００８】
第１の発明において、保護回路は、データ線と、所定の電圧が供給された電源線とに接続されていてもよい。この場合、保護回路における抵抗値は、互いに隣接した階調間における電流変化量の最小値よりもリーク電流が小さくなるような抵抗値に設定されていることが好ましい。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明に係る電気光学装置を実装したことを特徴とする電子機器を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る電気光学装置のブロック構成図である。表示部１には、ｍドット×ｎライン分の画素２がマトリクス状（二次元平面的）に並んでいる。また、この表示部１には、それぞれが水平方向に延在している水平ラインＹ１〜Ｙｎと、それぞれが垂直方向に延在しているデータ線Ｘ１〜Ｘｍとが設けられており、これらの交差に対応して画素２が配置されている。走査線駆動回路３およびデータ線駆動回路４は、互いに協働して、表示部１の表示制御を行う。すなわち、走査線駆動回路３は、所定の走査方向で、データの書込対象となる画素行（１水平ライン上に存在する画素群）に対応する走査線Ｙ１〜Ｙｎを順番に選択していく。データ線駆動回路４は、データの書込対象となる画素行に対して、画素２の階調を規定するデータ電流Ｉｄａｔａをデータ線Ｘ１〜Ｘｍを介して供給する。データの書き込みは、データ線Ｘへのデータの供給を電流ベースで行う電流プログラム方式によって行われる。
【００１１】
図２は、電流プログラム方式における一例としての画素２の回路図である。１つの画素２は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ、４つのトランジスタＴ１〜Ｔ４、および、データを保持するキャパシタＣによって構成されている。スイッチングトランジスタＴ１のゲートは、走査信号ＳＥＬが供給された走査線Ｙに接続され、そのソースは、データ電流Ｉｄａｔａが供給されたデータ線Ｘに接続されている。第１のスイッチングトランジスタＴ１のドレインは、第２のスイッチングトランジスタＴ２のソースと、駆動トランジスタＴ３のドレインと、制御トランジスタＴ４のドレインとに共通接続されている。第２のスイッチングトランジスタＴ２のゲートは、第１のスイッチングトランジスタＴ１と同様に、走査信号ＳＥＬが供給された走査線Ｙに接続されている。第２のスイッチングトランジスタＴ２のドレインは、キャパシタＣの一方の電極と、駆動トランジスタＴ３のゲートとに共通接続されている。キャパシタＣの他方の電極と駆動トランジスタＴ３のソースとには、電源電圧Ｖｄｄが印加されている。制御信号ＧＰがゲートに供給された制御トランジスタＴ４は、駆動トランジスタＴ３のドレインと有機ＥＬ素子ＯＬＥＤのアノード（陽極）との間に設けられている。この有機ＥＬ素子ＯＬＥＤのカソード（陰極）には、電源電圧Ｖｄｄよりも低い電圧Ｖｓｓが印加されている。
【００１２】
電流プログラム方式における画素２の駆動プロセスは、データの書込プロセスと、それに続く駆動プロセスとに大別される。書込プロセスでは、キャパシタＣに対するデータの書き込みが行われる。具体的には、走査信号ＳＥＬが高レベル（以下「Ｈレベル」という）になるライン選択期間において、トランジスタＴ１，Ｔ２が共にオン（導通）する。これにより、データ線ＸとトランジスタＴ３のドレインとが電気的に接続されるとともに、トランジスタＴ３は、自己のゲートと自己のドレインとが電気的に接続されたダイオード接続となる。トランジスタＴ３は、データ線Ｘより供給されたデータ電流Ｉｄａｔａを自己のチャネルに流し、このデータ電流Ｉｄａｔａに応じたゲート電圧Ｖｇが自己のゲートに発生する。トランジスタＴ３のゲートに接続されたキャパシタＣには、発生したゲート電圧Ｖｇに応じた電荷が蓄積され、蓄積された電荷量に相当するデータが書き込まれる。
【００１３】
データの書込プロセスに続く駆動プロセスでは、駆動電流Ｉｏｌｅｄが有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを流れ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが発光する。上述したライン選択期間が経過すると、走査信号ＳＥＬがＬレベルになり、トランジスタＴ１，Ｔ２が共にオフ（非導通）する。これにより、データ電流Ｉｄａｔａが供給されるデータ線ＸとトランジスタＴ３のドレインとが電気的に分離され、トランジスタＴ３のゲートとドレインとの間も電気的に分離される。ただし、分離後も、トランジスタＴ３のゲートには、キャパシタＣの蓄積電荷に応じたゲート電圧Ｖｇが印加され続ける。そして、走査信号がＬレベルになるのと同期して駆動信号ＧＰがＨレベルになると、電源電圧Ｖｄｄから基準電圧Ｖｓｓに向かって、トランジスタＴ３，Ｔ４と有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとを介した駆動電流Ｉｏｌｅｄの電流経路が形成される。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを流れる駆動電流Ｉｏｌｅｄは、トランジスタＴ３のチャネル電流に相当し、その電流レベルは、キャパシタＣの蓄積電荷に起因したゲート電圧Ｖｇによって制御される。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、駆動電流Ｉｏｌｅｄに応じた輝度で発光し、これによって、画素２の階調が設定される。
【００１４】
保護回路６は、内部回路の静電破壊を防止する回路である。本実施形態において、保護回路６は、一対のデータ線Ｘに対応して設けられており、具体的には、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）に接続される外部接続端子に接続されている。図３は、単一の保護回路６の構成を示す回路図である。この保護回路６は、一般にダイオードリングと呼ばれ、２つのダイオード列６ａ，６ｂを逆向きに並列接続した構成を有する。それぞれのダイオード列６ａ，６ｂは、ダイオード接続によって非線形な抵抗素子として機能するトランジスタを複数直列に接続したものである。また、ダイオード列６ａ，６ｂの端子ａは、左側のデータ線Ｘ１に接続されているとともに、これらの端子ｂは、データ線Ｘ１と隣接した右側のデータ線Ｘ２に接続されている。
【００１５】
保護回路６は、２つの端子ａ，ｂ間の電圧Ｖａｂに応じたリーク電流Ｉｌｅａｋを流すことにより、データ線Ｘの静電気を放電する。具体的には、データ線Ｘ１の電圧がデータ線Ｘ２の電圧よりも保護回路６の耐圧以上高くなった場合には、ダイオード列６ａを介して、端子ａから端子ｂに向かうリーク電流Ｉｌｅａｋの経路が形成される。一方、データ線Ｘ２の電圧がデータ線Ｘ１の電圧よりも保護回路６の耐圧以上高くなった場合には、ダイオード列６ｂを介して、端子ｂから端子ａに向かうリーク電流Ｉｌｅａｋの経路が形成される。これにより、静電気によって、保護回路６の印加電圧Ｖａｂが所定の耐圧を超えた場合、いずれかの方向にリーク電流Ｉｌｅａｋが流れて、この電圧Ｖａｂを減少させる方向に作用する。その結果、静電気が放電されて、データ線Ｘ１，Ｘ２に接続された後段の回路系を含めた内部回路の静電破壊を防止する。
【００１６】
ところで、電流プログラム方式では、画素２の表示階調をデータ電流Ｉｄａｔａの電流値で規定しているため、保護回路６をリーク電流Ｉｌｅａｋが流れると、データ電流Ｉｄａｔａの電流値が変化する。例えば、図３の構成において、データ線Ｘ１からデータ線Ｘ２に向かってリーク電流Ｉｌｅａｋが流れる場合、データ線Ｘ１の電流値Ｉ１’は、データ線駆動回路４より供給される本来値Ｉ１よりＩｌｅａｋ分だけ減少し、データ線Ｘ２の電流値Ｉ２’は、本来値Ｉ２よりＩｌｅａｋ分だけ増大する。リーク電流Ｉｌｅａｋの電流量は、保護回路６の印加電圧Ｖａｂに依存しており、基本的に、この印加電圧Ｖａｂに比例して増大する。したがって、リーク電流Ｉｌｅａｋが大きくなると、画素２の階調ずれや階調の反転が生じてしまうという不都合がある。
【００１７】
かかる不都合を解消すべく、本実施形態では、保護回路６において、リーク電流Ｉｌｅａｋが流れる経路中の抵抗値Ｒを適切に設定することで、リーク電流Ｉｌｅａｋの電流量を規制する。図４は、階調とデータ電流Ｉｄａｔａとの関係を示す概略的な特性図である。電流変化に対して階調が線形的に変化しているので、隣接した階調間における電流変化量ΔＩ（以下、ステップ値ΔＩという）が等間隔に設定されている。この場合、リーク電流Ｉｌｅａｋがステップ値ΔＩの１／２よりも小さくなるように、保護回路６の抵抗値Ｒを設定する。この抵抗値Ｒは、ダイオード列６ａ，６ｂを構成する個々のトランジスタのチャネル長、チャネル幅、或いは、チャネルにドーピングされる不純物濃度等を設定することによって、任意に設定可能である。
【００１８】
具体的には、数式１にしたがって抵抗値Ｒが設定される。ここで、最大値Ｖｍａｘは、データ線Ｘ１，Ｘ２間の電位差が最大になった時に生じる保護回路６の印加電圧Ｖａｂである。例えば、図４に示す６４階調表示の場合には、データ線Ｘ１に階調０に相当するデータ電流Ｉ０が供給され（データ線Ｘ１の電圧は最大電圧になる）、かつ、データ線Ｘ２に階調６３に相当するデータ電流Ｉ６３が供給された場合（データ線Ｘ２の電圧は最小電圧になる）、保護回路６の印加電圧Ｖａｂが最大になる。
［数１］
Ｉｌｅａｋ＜ΔＩ／２
Ｖｍａｘ／Ｒ＜ΔＩ／２
Ｒ＞２・Ｖｍａｘ／ΔＩ
【００１９】
これにより、データ線Ｘ１，Ｘ２間に生じ得る全電圧領域において、Ｉｌｅａｋ＜ΔＩ／２の条件を具備する。その結果、保護回路６をリーク電流Ｉｌｅａｋが流れても、リーク電流Ｉｌｅａｋの電流量が有効に規制されるため、画素２の階調ずれを抑制でき、隣接した画素間における階調の反転も抑制できる。
【００２０】
なお、図４に示した特性では、階調とデータ電流Ｉｄａｔａとの関係が線形的に示されているが、これは一例であって、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの特性等を考慮した上で、非線形な関係に設定してもよい。この場合には、リーク電流Ｉｌｅａｋがステップ値ΔＩの最小値の１／２よりも小さくなるよう、抵抗値Ｒを設定すればよい。
【００２１】
さらに、本実施形態では、保護回路６としてダイオードリングを用いた例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、図５および図６の変形例を含めて、内部回路の静電破壊を防止する様々な回路構成に対して広く適用可能である。
【００２２】
図５は、変形例としての抵抗素子を用いた保護回路６の回路図である。この保護回路６は、例えば、多結晶シリコン層にボロンまたはリン等の不純物を拡散することによって形成されたシート抵抗である。この保護回路６の抵抗素子は、上述した条件を具備する抵抗値Ｒに設定されている。
【００２３】
図６は、別の変形例としてのトランジスタを用いた保護回路６の回路図である。この保護回路６は、３つのトランジスタ６ａ，６ｂ，６ｃで構成されている。データ線Ｘ１，Ｘ２の間には、２つのトランジスタ８ａ，８ｂが直列に接続されているとともに、一方のトランジスタ８ａのゲートはデータ線Ｘ１、他方のトランジスタ８ｂのゲートはデータ線Ｘ２にそれぞれ接続されている。また、データ線Ｘ１，Ｘ２の間には、トランジスタ８ｃも設けられており、このトランジスタ８ｃのゲートは、２つのトランジスタ８ａ，８ｂ間の接続ノードに接続されている。この保護回路６において、リーク電流Ｉｌｅａｋが流れる経路中の抵抗は、トランジスタ８ｃのチャネル抵抗に相当し、これが上述した条件を具備する抵抗値Ｒに設定されている。
【００２４】
（第２の実施形態）
図７は、本実施形態に係る電気光学装置のブロック構成図である。内部回路の静電破壊を防止する保護回路９は、データ線単位で設けられており、データ線Ｘと所定の電圧が供給された電源線Ｖｓｓとの間を接続する抵抗素子によって構成されている。なお、図１に示した回路要素と同一の要素については、同一の符号を付して、ここでの説明を省略する。
【００２５】
第１の実施形態と同様に、本実施形態でも、保護回路９において、リーク電流Ｉｌｅａｋが流れる経路中の抵抗値Ｒを適切に設定することで、リーク電流Ｉｌｅａｋの電流量を規制する。この場合、リーク電流Ｉｌｅａｋがステップ値ΔＩよりも小さくなるように、保護回路９の抵抗値Ｒを設定する。具体的には、数式２にしたがって抵抗値Ｒが設定される。ここで、最大値Ｖｍａｘは、データ線Ｘの電圧が最大になった時に生じる保護回路９の印加電圧Ｖａｂである。例えば、図４に示す６４階調表示の場合には、データ線Ｘに階調６３に相当するデータ電流Ｉ６３が供給された場合（データ線Ｘの電圧は最大電圧になる）、保護回路９の印加電圧Ｖａｂが最大になる。
［数２］
Ｉｌｅａｋ＜ΔＩ
Ｖｍａｘ／Ｒ＜ΔＩ
Ｒ＞Ｖｍａｘ／ΔＩ
【００２６】
これにより、データ線Ｘに印加され得る全電圧領域において、Ｉｌｅａｋ＜ΔＩの条件を具備する。その結果、保護回路９をリーク電流Ｉｌｅａｋが流れても、画素２の階調ずれを抑制でき、隣接した画素間における階調の反転も抑制できる。
【００２７】
なお、本実施形態では、保護回路９として抵抗素子を用いた例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、図８および図９の変形例を含めて、内部回路の静電破壊を防止する様々な回路構成に対して広く適用可能である。
【００２８】
図８は、変形例としての保護回路９の回路図である。この保護回路９は、ダイオード接続されたｎチャネル型トランジスタを直列接続した２つのダイオード列９ａ，９ｂで構成されている。一方のダイオード列９ａは、データ線Ｘと、高電圧（電源電圧Ｖｄｄよりも高い電圧）が供給される電源線ＶＨＨとに接続されているとともに、他方のダイオード列９ｂは、データ線と、低電圧が供給される電源線Ｖｓｓとに接続されている。リーク電流Ｉｌｅａｋが流れる経路中の抵抗は、ダイオード列６ａ（または６ｂ）の抵抗に相当し、これが上述した条件を具備する抵抗値Ｒに設定されている。
【００２９】
図９は、別の変形例としての保護回路９の回路図である。この構成例は、図８のｎチャネル型トランジスタで構成されたダイオード列９ａをｐチャネル型トランジスタに変更したものである。
【００３０】
なお、上述した各実施形態では、電気光学素子として有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを用いた例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、駆動電流に応じて輝度が設定される電気光学素子（無機ＬＥＤ表示装置、フィールド・エミッション表示装置等）、或いは、駆動電流に応じた透過率・反射率を呈する電気光学装置（エレクトロクロミック表示装置、電気泳動表示装置等）に対しても、広く適用可能である。
【００３１】
また、上述した各実施形態に係る電気光学装置は、例えば、テレビ、プロジェクタ、携帯電話機、携帯端末、モバイル型コンピュータ、パーソナルコンピュータ等を含む様々な電子機器に実装可能である。これらの電子機器に上述した電気光学装置を実装すれば、電子機器の商品価値を一層高めることができ、市場における電子機器の商品訴求力の向上を図ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明では、保護回路におけるリーク電流が流れる経路中の抵抗値を、リーク電流によるデータ電流の変動に起因して、画素の表示階調にずれが生じないような抵抗値に設定している。これにより、保護回路のリーク電流に起因した階調ずれの抑制を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る電気光学装置のブロック構成図。
【図２】電流プログラム方式における一例としての画素の回路図。
【図３】第１の実施形態にかかる保護回路の回路図。
【図４】階調とデータ電流との関係を示す概略的な特性図。
【図５】変形例としての抵抗を用いた保護回路の回路図。
【図６】別の変形例としてのトランジスタを用いた保護回路の回路図。
【図７】第２の実施形態に係る電気光学装置のブロック構成図。
【図８】変形例としての保護回路の回路図。
【図９】別の変形例としての保護回路の回路図。
【符号の説明】
１  表示部
２  画素
３  走査線駆動回路
４  データ線駆動回路
６，９  保護回路
Ｔ１〜Ｔ４  トランジスタ
Ｃ  キャパシタ
ＯＬＥＤ  有機ＥＬ素子
【図１】
2004361571.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004361571.tif 000008
【図７】
2004361571.tif 000009
【図８】
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【図９】
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