ДИСПЛЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2013 года по МПК G09G3/30 

Область техники

Настоящее изобретение относится к дисплейным устройствам.

Уровень техники

Управление светоизлучающим элементом (т.е. токовым элементом), управляемым при помощи питающего тока, например органическим электролюминесцентным элементом или светодиодом, должно быть осуществлено подачей на токовый элемент точного значения электрического тока. Поэтому для повышения эффективности органического электролюминесцентного элемента необходимо точно и быстро регулировать ток, подаваемый на устройство, в частности в режиме ожидания.

С одной стороны, все более высокие требования предъявляются к снижению потребления энергии, и, как полагают, степень использования органических электролюминесцентных элементов будет иметь тенденцию к увеличению, тогда как, с другой стороны, быстрыми темпами идет разработка технологий тонкопленочных транзисторов, позволяющих создавать мобильные устройства. Однако окончательно принятый способ управления до сих пор еще не создан, и, как полагают, требования к получению высококачественных изображений и увеличению числа полутоновых изображений в будущем будут только возрастать.

На Фиг.10 показана принципиальная схема, иллюстрирующая стандартную схему управления, раскрытую в патентном документе 1. Согласно схеме управления (Фиг.10), электрод затвора транзистора 10 соединен со линией Xi развертки, а электрод стока транзистора 10 соединен с электродом стока транзистора 12. Электрод стока транзистора 12 соединен с линией питания Vi, а электрод затвора транзистора 12 соединен с электродом истока транзистора 10. Электрод истока транзистора 12 соединен с электродом стока транзистора 11 и с анодом Ei,j органического электролюминесцентного элемента. Электрод затвора транзистора 11 соединен со линией Xi развертки, а электрод истока транзистора 11 соединен с сигнальной линией Yj.

В интервал времени выбора к линии питания Vi приложено напряжение электрического сигнала, которое равно или меньше опорного потенциала Vss. При переходе, в интервал времени выбора, строки Xi развертки в состояние Н (состояние с высоким уровнем) транзисторы 10 - 12 могут быть переведены во включенное состояние. Кроме того, напряжение, приложенное к органическому электролюминесцентному элементу Ei,j, может быть равным нулю либо напряжению обратного смещения. Таким образом, запрограммированный втекающий ток Ij может протекать в направлении, указанном стрелкой б.

Поскольку в интервал времени выбора транзистор 12 переходит во включенное состояние, к конденсатору 13 будет приложено напряжение затвор-исток Vgs, соответствующее режиму работы транзистора 12. При этом в конденсаторе 13 будет накапливаться электрический заряд, соответствующий напряжению затвор-исток Vgs.

По окончании интервала времени выбора, т.е. в интервал времени невыбора, в течение которого строка Xi развертки находится в состоянии с низким уровнем, положительное напряжение конденсатора 13, заряженного в интервал времени выбора, может быть приложено между затвором и истоком транзистора 12. При этом только транзистор 12 будет находиться во включенном состоянии.

В интервал времени невыбора напряжение электрического сигнала, приложенное к линии питания Vi, может служить напряжением источника питания Vdd, значительно превышающим опорный потенциал Vss. Следовательно, к органическому электролюминесцентному элементу Ei,j может быть приложено напряжение прямого смещения, вызывающее протекание через элемент Ei,j постоянного тока.

Такой способ управления называют способом программирования по току, обеспечивающим протекание, через органический электролюминесцентный элемент, постоянного тока, независимо от разброса параметров тонкопленочных транзисторов пикселей.

Перечень упомянутых материалов

Патентные документы

1. Заявка на патент Японии, Tokukai, No. 2003-195810 А (Дата публикации: 09.07.03 г.).

2. Заявка на патент Японии, Tokukai, No. 2003-50564 А (Дата публикации: 21.02.03 г.).

3. Заявка на патент Японии, Tokukai, No.2004-309924 А (Дата публикации 4.11.05).

Непатентные документы

1. Chang-Hoon Shim et al., "Fast Current-Programming Method to OLED", SID 08 DIGEST 9.4: Late-News Paper, pp.105-108

2. N.Morosawa, et al., "Stacked Source and Drain Structure for Micro Silicon TFT for Large Size OLED Display", IDW'07 AMD1-2

Сущность изобретения

Задача изобретения

Как было сказано выше, в патентном документе 1 предложен способ управления органическим электролюминесцентным элементом методом программирования по току. Следует отметить, что в дисплейной панели, проводники, по которым протекает электрический ток, например, сигнальные линии данных и проводники в схемах пикселей, имеют паразитную емкость. Поэтому, зарядка емкости затвор-исток формирующего транзистора, например, транзистора 12, до потенциала мишени, постоянным напряжением питания требует длительного времени, вследствие необходимости зарядки также и паразитной емкости.

С другой стороны, из непатентного документа 1 известно, что пассивная матрица или активная матрица электролюминесцентной панели имеют отрицательную емкость. От отрицательной емкости на сигнальный проводник для подачи электрического тока на органический электролюминесцентный элемент OLED, может быть подан электрический ток - Cn·dV/dt, пропорциональный дифференциальному значению, найденному дифференцированием по времени напряжения сигнального проводника. Величина отрицательной емкости есть коэффициент пропорциональности Cn из соотношения Cn·dV/dt. Отрицательная емкость (Фиг.11) образована (а) операционным усилителем ОР1, содержащим дифференцирующую схему, состоящую из резистора R₀ и конденсатора Со и соединенную с его неинвертирующим входом, и (b) операционным усилителем ОР2, содержащим резисторы R₁ и R₂, который усиливает выходное напряжение операционного усилителя ОР1. Управление выходным сигналом вспомогательного источника тока осуществлено выходным напряжением отрицательной емкости. Вспомогательный источник тока состоит из регулируемого резистора R₃ и компаратора ОР3, выход которой соединен с входом затвора переключающего транзистора.

Наличие отрицательной емкости служит причиной быстрой зарядки паразитной емкости Ср, образованной между сигнальными проводниками или в схемах пикселя. При этом постоянный ток мишени, подаваемый на органический электролюминесцентный элемент OLED, может быстро принимать установившееся значение. На Фиг.12(а) показаны передний и задний фронты сигнала заданного условного тока. На Фиг.12(b) показаны передний и задний фронты сигнала заданного тока, полученного при использовании отрицательной емкости. Из Фиг.12 следует, что не только передний и задний фронты являются крутыми, но и слабый ток достигает своего установившегося значения в заданный период.

Следует обратить внимание, что вспомогательный источник тока (Фиг.11) может вызвать протекание электрического тока от источника питания Vref только в направлении сигнальных проводников. Поэтому, при необходимости снижения напряжения сигнальных проводников, сигнальные проводники должны быть связаны с низковольтным источником питания импульсом сброса V_pulse.

Таким образом, до зарядки паразитной емкости от вспомогательного источника тока необходимо выполнить предварительную зарядку, например предварительную зарядку до значения напряжения сброса либо непосредственно саму операцию сброса. При этом возрастает потребление энергии. Кроме того, за счет большого количества операционных усилителей схема может иметь сложную конфигурацию.

Далее, в патентном документе 1 предложен способ (Фиг.2), согласно которому используют источник тока шунта, вызывающий протекание через линии данных большего количества токов и увеличивающий, таким образом, скорость заряда паразитной емкости. Однако для реализации предложенного способа необходим дополнительный источник тока шунта, вызывающий протекание излишнего количества электрических токов, а следовательно, и увеличение потребления электроэнергии.

Далее, в патентном документе 3 предложены (i) устройство управления синхронизацией и (ii) устройство для записи токов, отличных от запрограммированного тока, вызывающие протекание электрического тока, величина которого превышает величину запрограммированного тока, протекающего в заданный период времени в пределах интервала записи. Следует, однако, отметить, что согласно этому способу, смена режима управления синхронизацией или вспомогательным источником тока зависит от предыдущего состояния линий данных. При этом конфигурация становится сложной. Кроме того, напряжение затвор-исток каждого формирующего транзистора, при протекании постоянного тока, отлично от пикселя к пикселю вследствие разброса параметров формирующих транзисторов. При этом возникает проблема, вызванная изменением степени компенсации задержки времени записи от пикселя к пикселю, обусловленной устройством для записи тока, выполненным с возможностью записи тока, отличного от запрограммированного (тока). Чрезвычайно трудно создать устройство для записи тока, которое, кроме того, может обеспечивать точную компенсацию разброса характеристик формирующих транзисторов.

Как было сказано выше, проблема обычного дисплейного устройства, в основе которого лежит способ программирования по току, состоит в усложнении конфигурации либо повышении потребления энергии при выполнении компенсации зарядки паразитной емкости.

Настоящее изобретение было создано с учетом этих проблем, и его цель состоит в создании дисплейного устройства, обладающего способностью быстро компенсировать зарядку паразитной емкости при наличии простой конфигурации и при малом потреблении энергии.

Решение поставленной задачи

Для решения поставленной задачи предложено дисплейное устройство по настоящему изобретению, содержащее: сигнальные проводники для подачи видеосигнала; пиксели, в каждом из которых изображение может быть воспроизведено в соответствии с видеосигналом, подаваемым по соответствующему сигнальному проводнику; по меньшей мере один операционный усилитель, имеющий (i) неинвертирующий вход, соединенный с соответствующим сигнальным проводником, (ii) инвертирующий вход и (iii) выход; первый импедансный элемент, через который выход и неинвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя соединены между собой; второй импедансный элемент, через который выход и инвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя соединены между собой; и третий импедансный элемент, через который инвертирующий вход по меньшей мере указанного одного операционного усилителя соединен с выводом опорного напряжения, в котором при подаче видеосигнала на (а) соответствующий сигнальный проводник, соединенный с неинвертирующим входом и (b) пиксели, имеющие электрическое соединение с соответствующим сигнальным проводником, соединенным, в свою очередь, с неинвертирующим входом, значение Zn полного импеданса пикселей, имеющих электрическое соединение с соответствующим сигнальным проводником, соединенным, в свою очередь, с неинвертирующим входом, может быть выражено в виде:

|Zn|<|Z1|·|Z3|/|Z2|,

где Z1 - величина импеданса первого импедансного элемента, Z2 - величина импеданса второго импедансного элемента и Z3 - величина импеданса третьего импедансного элемента.

Согласно изобретению, отрицательная емкость может быть получена путем использования по меньшей мере одного операционного усилителя и первого-третьего (трех) импедансных элементов.

Наличие отрицательной емкости способствует увеличению быстродействия в процессе зарядки или разрядки паразитной емкости. При этом одной схемой может быть обеспечена возможность введения и притягивания электрического заряда в/от паразитной емкости. В результате, используемая схема может быть уменьшена в размере, с возможностью создания дисплейного устройства, потребляющего меньшее количество электроэнергии.

Кроме того, простая конфигурация схемы может быть получена за счет отсутствия дополнительных выводов панели. При этом может быть уменьшена установочная поверхность и снижена стоимость.

Как было сказано выше, может быть создано дисплейное устройство простой конфигурации и с низким потреблением энергии, обеспечивающее быструю компенсацию зарядки паразитной емкости.

Для решения поставленной задачи предложено дисплейное устройство по настоящему изобретению, содержащее сигнальные проводники для подачи видеосигнала; пиксели, в каждом из которых изображение может быть воспроизведено в соответствии с видеосигналом, подаваемым по соответствующему сигнальному проводнику; по меньшей мере один операционный усилитель, имеющий (i) инвертирующий вход, соединенный с соответствующим сигнальным проводником, (ii) неинвертирующий вход и (iii) выход; первый импедансный элемент, через который выход и инвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя соединены между собой; второй импедансный элемент, через который выход и неинвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя соединены между собой; и третий импедансный элемент, через который неинвертирующий вход по меньшей мере указанного одного операционного усилителя соединен с выводом опорного напряжения, в котором при подаче видеосигнала на (а) соответствующий сигнальный проводник, соединенный с инвертирующим входом, и (b) пиксели, электрически соединенные с соответствующим сигнальным проводником, соединенным, в свою очередь, с инвертирующим входом, величина Zn полного импеданса пикселей, электрически соединенных с соответствующим сигнальным проводником, соединенным, в свою очередь, с инвертирующим входом, может быть выражена в виде:

|Zn|>|Z1|·|Z3|/|Z2|,

где Z1 - величина импеданса первого импедансного элемента, Z2 - величина импеданса второго импедансного элемента и Z3 - величина импеданса третьего импедансного элемента.

Согласно изобретению, отрицательная емкость может быть получена путем использования по меньшей мере одного операционного усилителя и первого - третьего (трех) импедансных элементов. При этом быстрая зарядка паразитной емкости, соединенной с проводником, может быть выполнена схемой простой конфигурации. Кроме того, за счет наличия отрицательной емкости может быть увеличено быстродействие в процессе зарядки или разрядки паразитной емкости. При этом введение и притягивание электрического заряда к/от паразитной емкости может быть выполнено одной схемой. В результате используемая схема может быть уменьшена в размере с возможностью создания дисплейного устройства, потребляющего меньшее количество электроэнергии.

Как было сказано выше, может быть создано дисплейное устройство простой конфигурации и с низким потреблением энергии, обеспечивающее быструю компенсацию зарядки паразитной емкости.

Полезные эффекты изобретения

В дисплейном устройстве по настоящему изобретению, содержащем сигнальные проводники для подачи видеосигнала; пиксели, в каждом из которых изображение может быть воспроизведено в соответствии с видеосигналом, подаваемым по соответствующему сигнальному проводнику; по меньшей мере один операционный усилитель, имеющий (i) неинвертирующий вход, соединенный с соответствующим сигнальным проводником, (ii) инвертирующий вход и (iii) выход; первый импедансный элемент, через который выход и неинвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя соединены между собой; второй импедансный элемент, через который выход и инвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя соединены между собой; и третий импедансный элемент, через который инвертирующий вход, по меньшей мере указанного одного операционного усилителя соединен с выводом опорного напряжения, в котором при подаче видеосигнала на (а) соответствующий сигнальный проводник, соединенный с неинвертирующим входом, и (b) пиксели, имеющие электрическое соединение с соответствующим сигнальным проводником, соединенным, в свою очередь, с неинвертирующим входом, значение Zn полного импеданса пикселей, имеющих электрическое соединение с соответствующим сигнальным проводником, соединенным, в свою очередь, с неинвертирующим входом, может быть выражено в виде:

|Zn|<Z1|·|Z3|/|Z2|,

где Z1 - величина импеданса первого импедансного элемента, Z2 - величина импеданса второго импедансного элемента и Z3 - величина импеданса третьего импедансного элемента.

Кроме того, как было сказано выше, в дисплейном устройстве по настоящему изобретению, содержащем сигнальные проводники для подачи видеосигнала; пиксели, в каждом из которых изображение может быть воспроизведено в соответствии с видеосигналом, подаваемым по соответствующему сигнальному проводнику; по меньшей мере один операционный усилитель, имеющий (i) инвертирующий вход, соединенный с соответствующим сигнальным проводником, (ii) неинвертирующий вход и (iii) выход; первый импедансный элемент, через который выход и инвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя соединены между собой; второй импедансный элемент, через который выход и неинвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя соединены между собой; и третий импедансный элемент, через который неинвертирующий вход по меньшей мере указанного одного операционного усилителя соединен с выводом опорного напряжения, в котором при подаче видеосигнала на (а) соответствующий сигнальный проводник, соединенный с инвертирующим входом, и (b) пиксели, электрически соединенные с соответствующим сигнальным проводником, соединенным, в свою очередь, с инвертирующим входом, величина Zn полного импеданса пикселей, электрически соединенных с соответствующим сигнальным проводником, соединенным, в свою очередь, с инвертирующим входом, может быть выражена в виде:

|Zn|>|Z1|·|Z3|/|Z2|,

где Z1 - величина импеданса первого импедансного элемента, Z2 - величина импеданса второго импедансного элемента и Z3 - величина импеданса третьего импедансного элемента.

При этом может быть получено дисплейное устройство простой конфигурации и с низким потреблением энергии, обеспечивающее быструю компенсацию зарядки паразитной емкости.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 показана принципиальная схема, иллюстрирующая конфигурацию выходного участка формирующей схемы сигнала истока по первому варианту реализации изобретения.

На Фиг.2 показана принципиальная схема, иллюстрирующая конфигурацию схемы пикселя.

На Фиг.3 приведена временная диаграмма, иллюстрирующая процесс управления схемой пикселя, изображенной на Фиг.2.

На Фиг.4 показана структурная схема, иллюстрирующая конфигурацию дисплейного устройства.

На Фиг.5 показана принципиальная схема, иллюстрирующая конфигурацию варианта выходного участка, изображенного на Фиг.1.

На Фиг.6, демонстрирующей эффект от использования выходного участка, изображенного на Фиг.1 и 2, показана диаграмма сигнала тока и сигнала электрического потенциала.

На Фиг.7 показана принципиальная схема, иллюстрирующая конфигурацию выходного участка формирующей схемы сигнала истока по второму варианту реализации изобретения.

На Фиг.8 показана принципиальная схема, иллюстрирующая конфигурацию выходного участка формирующей схемы сигнала истока по третьему варианту реализации изобретения.

На Фиг.9 показана принципиальная схема, иллюстрирующая конфигурацию выходного участка формирующей схемы сигнала истока по четвертому варианту реализации изобретения.

На Фиг.10 показана принципиальная схема, иллюстрирующая конфигурацию схемы пикселя.

На Фиг.11 представлена принципиальная схема, показывающая, как образована отрицательная емкость.

На Фиг.12 показана обычная диаграмма сигнала. На Фиг.12 (а) показан сигнал тока, полученный в случае, когда отрицательная емкость, изображенная на Фиг.11, не используется. На Фиг.12 (b) показан сигнал тока, полученный при использовании отрицательной емкости, изображенной на Фиг.11.

Описание примеров осуществления изобретения

Далее будут рассмотрены примеры 1-4 осуществления настоящего изобретения со ссылкой на Фиг.1-9. В приведенном ниже описании рассмотрена конфигурация дисплейного устройства 1 в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения.

На Фиг.4 показана структурная схема, иллюстрирующая конфигурацию дисплейного устройства 1. Дисплейное устройство 1 представляет собой органическое электролюминесцентное дисплейное устройство с активной матрицей, содержащее (i) формирующую схему 2 сигнала истока, выполненную с возможностью управления сигнальными линиями данных (m сигнальными линиями данных, сигнальными проводниками) S1, S2… и Sm, (ii) формирующую схему 3 сигнала затвора, выполненную с возможностью управления строками развертки (n строками развертки) G1, G2… и Gn и строками развертки (n строками развертки) R1, R2… и Rn, (iii) дисплейный модуль 4, имеющий в своем составе пиксели (m×n пикселей) A11…, A1m…, An1…, и Anm, и (iv) схему управления 5, выполненную с возможностью управления формирующей схемой сигнала истока 2 и формирующей схемой сигнала затвора 3.

Формирующая схема сигнала истока 2 содержит сдвиговый регистр, область регистра защелки и область переключателя. Видеосигнал, содержащий сигнал напряжения или сигнал тока, может быть подан формирующей схемой 2 сигнала истока на сигнальную линию данных, соответствующую пикселям, принадлежащим выбранному столбцу. Как и формирующая схема 2 сигнала истока, формирующая схема 3 сигнала затвора содержит сдвиговый регистр, область регистра защелки, и область переключателя. Формирующая схема 3 сигнала затвора выполнена с возможностью управления строками G1, G2… и Gn развертки и строками R1, R2… и Rn развертки. Кроме того, формирующая схема 3 сигнала затвора выполнена с возможностью подачи управляющего сигнала на каждую выбранную строку. Схема управления 5 выполнена с возможностью выдачи тактового импульса, запускающего импульса и т.д. Сдвиговый регистр формирующей схемы 2 сигнала истока и сдвиговый регистр формирующей схемы 3 сигнала затвора выполнены с возможностью подачи сигналов выбора столбца и строки.

Дисплейный модуль 4 дисплейного устройства 1 содержит (i) строки G1-Gn развертки (n строк развертки), (ii) сигнальные линии S1-Sm данных (m сигнальных линий данных), пересекающиеся со строками G1-Gn развертки, и (iii) пиксели (m×n пикселей) A11…A1m, … An1, …, и Anm, соответствующие местам пересечения строк G1-Gn развертки с сигнальными линиями S1-Sm данных. Пиксели могут служить элементами изображения. Пиксели A11…, A1m…, An1…, и Anm расположены в виде матрицы, с образованием массива (матрицы) пикселей. Направление массива пикселей, в котором проходят строки развертки, в дальнейшем будет именоваться направлением строк, а направление массива пикселей, в котором проходят сигнальные линии данных, будет именоваться направлением столбцов.

В приведенном ниже описании со ссылкой на Фиг.2 будет рассмотрена конфигурация схемы пикселей Pixel каждого пикселя Aij (i=1…n, j=1…m).

Схема пикселей Pixel расположена в месте пересечения (i) строки Gi развертки и строки Ri развертки (каждая из которых может служить i-й выбранной строкой) с (ii) сигнальной линией Sj данных (которая может служить j-м столбцом). Кроме того, i-я строка содержит линию REFi опорного потенциала и линию Ei управления. J-й столбец или каждый из столбцов содержит линию Vp питания.

Схема пикселей Pixel содержит (i) органический электролюминесцентный светодиод, который может служить элементом, излучающим свет, яркость которого соответствует проходящему через него току, (ii) формирующий транзистор DTFT, (iii) коммутационные элементы SW1, SW2, и SW3 и (iv) конденсатор С.Используемые в настоящем изобретении формирующий транзистор DTFT и коммутационные элементы SW1, SW2 и SW3 выполнены в виде N-канальных тонкопленочных транзисторов. Следует, однако, обратить внимание на тот факт, что они могут быть Р-канальными тонкопленочными транзисторами либо транзисторами различных видов. При использовании N-канальных тонкопленочных транзисторов в дисплейном устройстве 1 может быть применена панель из аморфного кремния, из которой сложно изготовить Р-канальные тонкопленочные транзисторы.

В схеме Pixel пикселей, затвор коммутационного элемента SW1, который может служить управляющим выводом, выполненным с возможностью перевода коммутационного элемента SW1 в проводящее и непроводящее состояние, соединен со строкой Gi развертки. Затвор коммутационного элемента SW2, который может служить управляющим выводом, выполненным с возможностью перевода коммутационного элемента SW2 в проводящее и непроводящее состояние, соединен со строкой Ri развертки. Затвор коммутационного элемента SW3, который может служить управляющим выводом, выполненным с возможностью перевода коммутационного элемента SW3 в проводящее и непроводящее состояние, соединен с линией Ei управления. Затвор формирующего транзистора DTFT, который может служить выводом для регулирования электрического тока, соединен с одним выводом (истоком) коммутационного элемента SW2 и одним выводом конденсатора С. Сток транзистора формирователя DTFT соединен с линией Vp питания.

Исток формирующего транзистора DTFT соединен с (i) одним выводом (стоком) коммутационного элемента SW1, (ii) другим выводом конденсатора С и (iii) стоком коммутационного элемента SW3. Исток коммутационного элемента SW3 соединен с анодом органического электролюминесцентного светодиода. Исток коммутационного элемента SW1 соединен с сигнальной линией Sj данных. Другой вывод (сток) коммутационного элемента SW2 соединен с линией REFi опорного потенциала.

Далее, катод органического электролюминесцентного светодиода электрически замкнут на общий электрический потенциал Vcom.

В приведенном ниже описании со ссылкой на Фиг.3 рассмотрены процессы управления схемой пикселей Pixel, имеющей вышеупомянутую конструкцию.

В начале периода записи данных строки Gi и Ri развертки имеют уровень High, а линия Ei управления имеет уровень Low. В то же самое время линия REFi опорного потенциала имеет уровень High.

Таким образом, коммутационные элементы SW1 и SW2 переведены в проводящее состояние, при этом схема формирования постоянного тока может обеспечивать протекание постоянного тока, соответствующего электрическому потенциалу данных (i) и служащего видеосигналом, от формирующей схемы 2 сигнала истока через линию Vp питания, формирующий транзистор DTFT, коммутационный элемент SW1 и сигнальную линию Sj данных. В результате, к конденсатору С может быть приложено напряжение затвор-исток, соответствующее постоянному току.

Далее, в начале светоизлучающего периода строки Gi и Ri развертки соответствуют уровню Low, а линия Ei управления соответствует уровню High. Линия REFi опорного потенциала остается на уровне High. Соответственно, коммутационные элементы SW1 и SW2 переведены в непроводящее состояние. Затвор формирующего транзистора DTFT становится плавающим, а электрический потенциал затвора может меняться в зависимости от электрического потенциала истока таким образом, что напряжение затвор-исток имеет постоянное значение. В течение светоизлучающего периода электрический заряд, соответствующий электрическому потенциалу записываемых данных, может быть аккумулирован в конденсаторе С, подобно вышеупомянутому, с возможностью протекания управляющего тока (тока выбора) через органический электролюминесцентный светодиод и коммутационный элемент SW3, находящийся в проводящем состоянии. Органический электролюминесцентный светодиод выполнен с возможностью излучения света, яркость которого соответствует току, проходящему через светодиод.

Далее, в начале периода вставки черных кадров строка Ri развертки соответствует уровню High, а линия REFi опорного потенциала соответствует уровню Low. Так как линия REFi опорного потенциала соответствует уровню Low, то напряжение затвор-исток формирующего транзистора DTFT может соответствовать напряжению обратного смещения с возможностью перехода формирующего транзистора DTFT в непроводящее состояние. В результате, через органический электролюминесцентный светодиод электрический ток не проходит, что вызывает появление черного изображения. Такая конфигурация, в которой предусмотрен период вставки черного кадра, может служить техническим приемом, позволяющим, при попытке достичь одинаковой яркости в одном (1) кадре, избежать затруднения при регулировании слабого электрического тока, посредством сокращения светоизлучающего периода и повышения электрического тока, протекающего в светоизлучающий период.

В период вставки черного кадра напряжение затвор-исток формирующего транзистора DTFT может принимать отрицательное значение. При этом смещение порогового напряжения формирующего транзистора DTFT может быть подавлено. Как следует из непатентного документа 2, известно, что при приложении к затвору тонкопленочного транзистора на основе аморфного кремния смещения при постоянном токе, пороговое напряжение может быть смещено в положительном направлении. Для предотвращения этого явления может быть использован способ подавления смещения порогового напряжения посредством приложения напряжения обратного смещения, абсолютная величина которого, по существу, равна абсолютной величине смещения при постоянном токе.

В приведенном ниже описании вариантов реализации изобретения рассмотрена конфигурация выходного участка формирующей схемы 2 сигнала истока.

Вариант 1 реализации изобретения

На Фиг.1 показана конфигурация выходного участка формирующей схемы 2 сигнала истока по настоящему варианту реализации изобретения.

Каждый столбец (т.е. каждая сигнальная линия Sj данных) выходного участка содержит цепь 2aj отрицательной емкости и схема 2bj формирования постоянного тока.

Цепь 2aj отрицательной емкости содержит операционный усилитель ОР1, резисторы (резистивные элементы) R1 и R2 и конденсатор (емкостной элемент) Cn.

Неинвертирующий вход операционного усилителя ОР1 соединен с соответствующей сигнальной линией Sj данных. Следует обратить внимание на тот факт, что, хотя неинвертирующий вход непосредственно соединен с сигнальной линией Sj данных, между неинвертирующим входом и сигнальной линией Sj данных может быть расположен другой элемент. Кроме того, хотя в настоящем варианте реализации изобретения приведено описание примера, в котором операционный усилитель ОР1 соединен с каждой сигнальной линией Sj данных, операционный усилитель ОР1 может быть соединен только с одной либо каждой сигнальной линией данных, для которой желателен описанный ниже эффект.

Неинвертирующий вход операционного усилителя ОР1 соединен с выходом OUT через резистор R1, который может служить импедансным элементом (первым импедансным элементом) Z1. Инвертирующий вход операционного усилителя ОР1 соединен с выходом OUT через резистор R2, который может служить импедансным элементом (вторым импедансным элементом) Z2. Инвертирующий вход операционного усилителя ОР1 соединен с выводом опорного напряжения gnd через конденсатор Cn, который может служить импедансным элементом (третьим импедансным элементом) Z3. Следует обратить внимание на тот факт, что хотя используемый здесь вывод опорного напряжения может служить выводом заземления, вывод опорного напряжения может служить выводом, электрический потенциал которого может быть задан в зависимости от каждого конкретного случая. Импедансный элемент Z1 и импедансный элемент Z2 выполнены в виде однотипных резистивных элементов.

Допустим, что (i) Vsj - электрический потенциал сигнальной линии Sj данных, (ii) Vo - электрический потенциал выхода OUT, (iii) Iin - электрический ток, протекающий от входа (который может служить неинвертирующим входом) операционного усилителя ОР1, вывод которого соединен с сигнальной линией Sj данных, к выходу OUT через импедансный элемент Z1, a (iv) каждый из Z1, Z2 и Z3 может служить импедансом соответствующего импедансного элемента Z1, Z2 и Z3. В этом случае, Vo и lin могут быть выражены следующими уравнениями:

Vo={(Z2+Z3)/Z3}×Vsj,

Iin=(Vsj-Vo)/Z1.

Соответственно

Iin={-Z2/(Z1·Z3)}×Vsj.

Следовательно, величина Zin входного импеданса может быть выражена следующим образом:

Zin=-(Z1/Z2)×Z3.

В этом случае, условие устойчивости такой системы может быть представлено в виде

|Zn|<|Zin|,

т.е.

|Zn|<|Z1|·|Z3|/|Z2|,

где Zn - величина полного импеданса пикселей, электрически соединенных с сигнальной линией Sj данных, импеданс которой может быть определен при подаче видеосигнала на сигнальную линию Sj данных и электрически соединенные с ней пиксели.

Следует отметить, что в случае, когда Z1/Z2 есть безразмерная величина, a Z3 - емкость, полученное значение Zin может служить отрицательной емкостью. В случае, рассмотренном на Фиг.1, отрицательная емкость может быть выражена следующим уравнением:

Отрицательная емкость =-(R2/R1)×Cn. Допустим, что (i) R1 и R2 - значения сопротивления резисторов R1 и R2 соответственно, (ii) Cn - величина емкости конденсатора Cn, a (iii) Ср - сумма емкостей сигнальной линии Sj данных и паразитной емкости, соединенной с сигнальной линией Sj данных. Тогда может быть получено условие (условие устойчивости системы), при котором Vo - отрицательное напряжение, т.е. условие получения отрицательной обратной связи, при котором справедливо следующее неравенство:

$$Cp>\left(R2/R1\right)\times Cn\dots \left(1\right)$$

Согласно настоящему варианту реализации изобретения, за счет использования резистивных элементов и емкостного элемента может быть получена отрицательная емкость, допускающая устойчивый режим. Паразитная емкость Ср есть сумма «плавающей» емкости сигнальной линии Sj данных и емкости соответствующих схем Pixel пикселей. Величина отрицательной емкости ограничена неравенством (1); однако, в целях сокращения времени, затраченного на зарядку паразитной емкости, величина отрицательной емкости предпочтительно должна быть максимально близкой к значению Ср при удовлетворении неравенства (1). Плавающая емкость сигнальной линии Sj данных может быть определена по (i) величине перекрытого участка между сигнальной линией Sj данных и другим проводником, пересекающим сигнальную линию Sj данных, (ii) по толщине межслойной пленки, и (iii) по диэлектрической постоянной межслойной пленки. В случае, рассмотренном на Фиг.2, емкость схемы Pixel пикселей есть сумма:

(1) Емкости пикселя С;

Емкости формирующего транзистора DTFT и емкости коммутационного элемента SW1; и

Последовательной емкости коммутационного элемента SW3 и органического электролюминесцентного светодиода.

Если пиксель не выбран, паразитная емкость между затвором и истоком (стоком) коммутационного элемента SW1 может оказывать влияние только на плавающую емкость сигнальной линии Sj данных.

В случае пассивной матрицы емкость схемы пикселей есть сумма емкостей всех пикселей, соединенных с сигнальной линией Sj данных.

Так как цепь 2aj отрицательной емкости может быть использована в качестве отрицательной емкости, то она может служить также паразитной емкостью схемы подавления.

Как было сказано выше, значения R1, R2 и Cn могут быть широко использованы при условии удовлетворения неравенству (1). Следует обратить внимание на тот факт, что в случае R2>R1, то есть |Z2|>|Z1|, Cn может иметь меньшую величину. При этом может быть уменьшена площадь, занимаемая Cn, что, в свою очередь, позволяет уменьшить площадь формирователя.

Далее, схема формирования постоянного тока содержит резистор (первый резистор) R, компаратор ОР2 и коммутационный элемент (первый переключатель) M1.

Резистор R одним концом соединен с источником питания gnd. На неинвертирующий вход (первый вход) компаратора ОР2 может быть подан электрический потенциал VData данных, соответствующий величине электрического тока, проходящего через сигнальную линию Sj данных, а на инвертирующий вход (второй вход) компаратора ОР2 может быть подан электрический потенциал другого вывода резистора. В качестве коммутационного элемента M1 здесь выбран N-канальный тонкопленочный транзистор. Коммутационный элемент M1 включен между другим выводом резистора R и выходом OUTj схемы 2bj формирования постоянного тока. Затвор коммутационного элемента M1, который может служить управляющим выводом, выполненным с возможностью перевода коммутационного элемента M1 в проводящее и непроводящее состояние, соединен с выходом компаратора ОР2.

Схема 2bj формирования постоянного тока выполнена подобно вышеупомянутому, с возможностью (i) сравнения электрического потенциала VData данных с электрическим потенциалом другого вывода резистора R, вызванным падением напряжения на резисторе R и (ii) повторного переключения коммутационного элемента M1 для уравнивания электрического потенциала VData данных с электрическим потенциалом другого вывода резистора R. При этом на выходе OUTi может возникнуть постоянный ток (т.е. электрический ток, полученный путем деления напряжения на резисторе R на величину R), соответствующий электрическому потенциалу VData данных.

На Фиг.5 показана схема, в которой неинвертирующий вход и инвертирующий вход в дифференциальном усилителе операционного усилителя ОР1, изображенного на Фиг.1, могут быть поменяны местами.

При наличии схемы, изображенной на Фиг.5, условие (условие устойчивости системы) получения отрицательной обратной связи имеет следующий вид:

|Zn|>|Zin|,

т.е.

|Zn|>|Z1|·|Z3|/|Z2|,

соответственно

$$Cp<\left(R2/R1\right)\times Cn\dots \left(2\right)$$

Т.е. абсолютная величина отрицательной емкости больше абсолютной величины Ср. Величина отрицательной емкости ограничена неравенством (2); однако в целях сокращения времени, затрачиваемого на зарядку паразитной емкости, величина отрицательной емкости предпочтительно должна быть максимально близкой к величине Ср при удовлетворении неравенству (2). Следует обратить внимание на тот факт, что в случае R2>R1, т.е. |Z2|>|Z1|, область расположения Cn может быть уменьшена, при этом площадь, занимаемая формирователем, может быть также уменьшена.

В рассмотренных выше примерах в операционном усилителе ОР1 может быть использована фазокомпенсирующая емкость, выполненная с возможностью предотвращения генерации. Такой конструктивный прием широко известен. Величина фазокомпенсирующей емкости должна быть выбрана соответствующим образом, поскольку она связана с компромиссным соотношением между потреблением электроэнергии и скоростью нарастания выходного напряжения.

На Фиг.6 показан эффект варианта реализации настоящего изобретения.

В средней части Фиг.6 показан сигнал тока органического светодиода, записанного в схему Pixel пикселей согласно варианту реализации настоящего изобретения. На Фиг.6 внизу показан сигнал тока органического светодиода, записанного в схему Pixel пикселей с одного обычного источника тока. На Фиг.6 вверху показаны сигналы электрических потенциалов сигнальной линии Sj данных, полученные в процессе реализации настоящего изобретения, и сигналы, полученные при одном обычном источнике тока. В первом столбце запрограммированное значение тока составляет 150 нА, во втором столбце - 280 мкА, а в третьем столбце - 1 мкА. Допустим, что величины паразитной емкости и паразитного сопротивления проводников составляют соответственно 10 пФ и 3 кОм, а емкость каждого пикселя - 1 пФ. Моделирование может быть выполнено таким образом, что один период строчной развертки (1Н) составляет 15 мкс, при управляющей частоте 60 Гц панели, поделенной на секции по 1080 строк в каждой, при условии применения каждой конфигурации в HD-телевидении (телевидении высокой четкости).

В обычной конфигурации, в которой вариант реализации настоящего изобретения не использован, зарядка паразитной емкости может быть осуществлена электрическим током порядка нескольких сотен нА. В результате, в течение периода записи электрический ток не может быть записан в виде тока светового излучения. Кроме того, в случае значительного изменения напряжения сигнальной линии Sj данных, например, при изменении электрического тока от 280 нА до 1 мкА, период записи не соответствует требованиям.

С другой стороны, при использовании настоящего варианта реализации изобретения, для зарядки паразитной емкости может быть использована цепь 2aj отрицательной емкости. Таким образом, может быть обеспечена возможность быстрой записи запрограммированного тока. Передний и задний фронт сигнала тока, показанного в средней части Фиг.6, имеют более крутую форму, по сравнению с фронтами сигнала тока органического светодиода, показанными в нижней части Фиг.6. Это означает, что отрицательная емкость простой конфигурации позволяет уменьшить запрограммированное время. При этом может быть получена дисплейная панель с более высоким разрешением, дисплейная панель с более высоким качеством изображения (например, с управлением (формированием) с удвоенной скоростью), дисплейная панель большего размера и т.п.

Далее, тот факт, что задний фронт сигнала тока органического светодиода имеет крутую форму, обеспечивает высокое быстродействие цепи 2aj отрицательной емкости по варианту реализации настоящего изобретения, не только при заряженной паразитной емкости сигнальной линии Sj данных (приложении к паразитной емкости электрического потенциала), но также и при разряженной паразитной емкости (уменьшении (отдаче) электрического потенциала паразитной емкости). Т.е. сигнал данных может быть быстро записан в каждый пиксель независимо от предыдущего состояния строки данных.

Кроме того, если схема формирования постоянного тока выполнена с возможностью подачи сигнального тока на каждую сигнальную линию данных, как, например, в дисплейном устройстве 1 по варианту реализации настоящего изобретения и другим вариантам реализации изобретения, в дисплейном устройстве, выполненном с возможностью программирования по току, задержка времени записи данных может быть значительно уменьшена, что, в свою очередь, обеспечивает подачу на светоизлучающий элемент управляющего тока, не зависящего от разброса параметров формирующих транзисторов. При этом дисплейные устройства могут быть выполнены большими и с высоким разрешением.

Вариант 2 реализации изобретения

На Фиг.7 показана конфигурация выходного участка формирующей схемы 2 сигнала истока по настоящему варианту реализации изобретения.

Отличие выходного участка от конфигурации, изображенной на Фиг.1, состоит в том, что импедансный элемент Z1 может служить конденсатором Cn, импедансный элемент Z2 - резистором R2, а импедансный элемент Z3 - резистором R1. Импедансный элемент Z2 и импедансный элемент Z3 могут быть выполнены в виде однотипных резистивных элементов.

В этом случае, как и в Варианте 1 реализации изобретения, входной импеданс может быть выражен следующим уравнением:

Zin=-(1/jωCn)/R2)×R1,

таким образом, отрицательная емкость может быть получена как:

$$Отрицательная\text{ емкость }=\text{-}\left(\text{R2/R1}\right)\times Cn\dots \left(\text{3}\right)$$

В этом случае условие обеспечения отрицательной обратной связи (условие устойчивости системы) может иметь вид:

|Zn|<|Zin|,

т.е.

Cp>(R2/R1)×Cn,

где Zn - величина полного импеданса пикселей, имеющих электрическое соединение с сигнальной линией Sj данных, полученная при подаче видеосигнала на сигнальную линию Sj данных и пиксели, электрически соединенные с этой линией.

Согласно настоящему варианту реализации изобретения, за счет использования резистивных элементов и емкостного элемента может быть получена отрицательная емкость, обеспечивающая устойчивый режим. Величина отрицательной емкости ограничена неравенством (3); однако в целях сокращения времени, затрачиваемого на зарядку паразитной емкости, величина отрицательной емкости предпочтительно должна быть максимально приближена к значению Cp при удовлетворении неравенству (3). Следует обратить внимание на тот факт, что в случае R2>R1, то есть |Z2|>|Z3|, Cn может иметь меньшую величину, что, в свою очередь, позволяет уменьшить площадь формирователя.

Применение настоящего варианта реализации изобретения позволяет получить такой же эффект, что и при использовании Варианта 1 реализации изобретения. Кроме того, согласно настоящему варианту реализации изобретения, в цепи обратной связи вместо резистора может быть использован конденсатор. Таким образом, даже при возникновении неисправности в дифференциальном усилителе операционного усилителя ОР1, может быть предотвращена подача выходного сигнала операционного усилителя ОР1 непосредственно на сигнальную линию Sj данных.

Кроме того, в случае обмена местами неинвертирующего входа и инвертирующего входа дифференциального усилителя операционного усилителя ОР1 (Фиг.2), условие обеспечения отрицательной обратной связи (условие устойчивости системы) может иметь следующий вид:

|Zn|>|Zin|,

т.е.

$$Cp<\left(R2/R1\right)\times Cn\dots \left(\text{4}\right)$$

Величина отрицательной емкости ограничена неравенством (4); однако в целях сокращения времени, затрачиваемого на зарядку паразитной емкости, величина отрицательной емкости предпочтительно должна быть максимально приближена к значению Ср при удовлетворении неравенству (4).

[Вариант 3 реализации изобретения]

На Фиг.8 показана конфигурация выходного участка формирующей схемы сигнала истока по настоящему варианту реализации изобретения.

Отличие выходного участка от конфигурации, изображенной на Фиг.1, состоит в том, что импедансный элемент Z1 может служить конденсатором С1, импедансный элемент Z2 - конденсатором С2, а импедансный элемент Z3 - конденсатором Cn. Импедансный элемент Z1 и импедансный элемент Z2 выполнены в виде однотипных емкостных элементов. Импедансный элемент Z2 и импедансный элемент Z3 также выполнены в виде однотипных емкостных элементов.

В этом случае рассмотренная ниже отрицательная емкость может быть получена так же, как в Варианте 1 реализации изобретения.

$$Отрицательная\text{ емкость }=\text{-}\left(\text{C1/C2}\right)\times Cn\dots \left(\text{5}\right)$$

При этом условие обеспечения отрицательной обратной связи (условие устойчивости системы) может иметь вид

|Zn|<|Zin|,

т.е.

Ср>(С1/С2)×Cn,

где Zn - величина полного импеданса пикселей, имеющих электрическое соединение с сигнальной линией Sj данных, полученная при подаче видеосигнала на сигнальную линию Sj данных и пиксели, электрически соединенные с этой линией.

Согласно настоящему варианту реализации изобретения, за счет использования емкостных элементов может быть получена отрицательная емкость, обеспечивающая устойчивый режим. Величина отрицательной емкости ограничена неравенством (5); однако в целях сокращения времени, затрачиваемого на зарядку паразитной емкости, величина отрицательной емкости предпочтительно должна быть максимально приближена к значению Ср при удовлетворении неравенству (5). Следует обратить внимание на тот факт, что в случае С1>С2, то есть |Z2|>Z1|, Cn может занимать меньше места, что, в свою очередь, позволяет уменьшить площадь формирователя. Аналогичный эффект может быть получен и в случае Cn>С2, т.е. |Z2|>|Z3|.

Применение настоящего варианта реализации изобретения позволяет получить такой же эффект, что и при использовании Варианта 1 реализации изобретения. Кроме того, согласно настоящему варианту реализации изобретения, в цепи обратной связи вместо резистора может быть использован конденсатор. Таким образом, даже при возникновении неисправности в дифференциальном усилителе операционного усилителя ОР1, может быть предотвращена подача выходного сигнала операционного усилителя ОР1 непосредственно на сигнальную линию Sj данных.

Кроме того, за счет использования в качестве импедансных элементов Z1, Z2, и Z3 не резисторов, а конденсаторов, имеющих более точные значения, по сравнению с резисторами, может быть уменьшен разброс значений отрицательной емкости.

В случае обмена местами неинвертирующего входа и инвертирующего входа дифференциального усилителя операционного усилителя ОР1 (Фиг.2), условие обеспечения отрицательной обратной связи (условие устойчивости системы) может иметь следующий вид:

|Zn|>|Zin|,

т.е.

$$Cp<\left(C1/C2\right)\times Cn\dots \left(\text{6}\right)$$

Величина отрицательной емкости ограничена неравенством (6); однако в целях сокращения времени, затрачиваемого на зарядку паразитной емкости, величина отрицательной емкости предпочтительно должна быть максимально приближена к значению Ср при удовлетворении неравенству (6).

[Вариант 4 реализации изобретения]

На Фиг.9 показана конфигурация выходного участка формирующей схемы сигнала истока по настоящему варианту реализации изобретения.

Отличие выходного участка, изображенного на Фиг.9 от выходного участка, показанного на Фиг.1, состоит в том, что выходной участок (Фиг.9) далее содержит переключатель (второй переключатель) М2, компаратор 21 и логическую схему ИЛИ 22 с двумя входами. Вход (неинвертирующий вход на Фиг.1) операционного усилителя ОР1 соединен с сигнальной линией Sj данных через переключатель М2.

Для обеспечения проводящего или непроводящего состояний переключателя М2 на переключатель М2 через вывод (например, затвор тонкопленочного транзистора) может быть подан электрический потенциал VData данных либо сигнал, соответствующий внешнему управляющему сигналу s1. Следует обратить внимание на тот факт, что электрический потенциал VData данных может быть приложен к компаратору 21, выполненному с возможностью (i) сравнения электрического потенциала VData данных с опорным потенциалом для определения его попадания в диапазон, в котором электрический ток, не превышающий заданного значения, может проходить через сигнальную линию Sj данных и (ii) выдачи результатов этого сравнения. Результирующий сигнал может быть подан на один из двух входов схемы ИЛИ 22, а управляющий сигнал s1 - на другой. Выходной сигнал схемы ИЛИ 22 может быть подан на переключатель М2 через вывод, управляющий переводом переключателя М2 в проводящее и непроводящее состояние. Управляющий сигнал s1 может служить сигналом, управляющим переводом переключателя М2 в проводящее или непроводящее состояние.

При этом переключатель М2 может быть токопроводящим только в режиме управления с использованием отрицательной емкости. Управление с использованием отрицательной емкости возможно при подаче на схему ИЛИ 22 по меньшей мере одного (i) управляющего сигнала s1 для перевода переключателя М2 в проводящее состояние и (ii) выходного сигнала компаратора 21, который может быть подан при нахождении электрического потенциала VData данных в диапазоне, в котором электрический ток, не превышающий заданного значения, может проходить через сигнальную линию Sj данных.

Переключатель М2 может быть переведен в непроводящее состояние, если величина электрического потенциала VData данных больше величины электрического потенциала (именуемой ниже VData (n)), соответствующей определенному уровню серого, т.е. (i) при протекании электрического тока, величина которого больше величины VData (n)/R, от схемы 2bj формирования постоянного тока через сигнальную линию Sj данных с возможностью записи тока в схему пикселей Pixel, либо (ii) в режиме, при котором отрицательная емкость не использована.

В случае (i) достаточно большой величины электрического тока, протекающего через сигнальную линию Sj данных, либо (ii) в режиме управления с малой скоростью, например, в режиме стоп-кадра, задержкой нарастания сигнала тока, вызванной зарядкой паразитной емкости, можно пренебречь даже при отсутствии отрицательной емкости. При этом потребление электроэнергии, обусловленное наличием отрицательной емкости, может быть уменьшено, (а) если цепь 2aj отрицательной емкости может служить отрицательной емкостью при переводе переключателя М2 в проводящее состояние только при условии, что величина тока, протекающего через сигнальную линию Sj данных, мала, либо при необходимости выполнения развертки с большой скоростью, и (b) если цепь 2aj отрицательной емкости не может служить отрицательной емкостью при переводе переключателя М2 в непроводящее состояние, при условии, что электрический ток, протекающий через сигнальную линию Sj данных, имеет большое значение, либо при достаточно длинном периоде записи данных. Следует обратить внимание на тот факт, что хотя вышеизложенное описание основано на допущении, что сигналом данных, вызывающим протекание заданного тока через сигнальную линию Sj данных, может служить напряжение, сигнал данных этим не ограничен. Как вариант, может быть использована конфигурация, в которой электрический ток может служить источником сигнала, предотвращающего разброс параметров, вызванный значениями сопротивления. В этом случае управление выводом выключателя М2 может быть осуществлено компаратором, измеряющим значение электрического тока.

В изложенном выше описании были рассмотрены варианты реализации изобретения.

Следует обратить внимание на тот факт, что хотя в приведенных выше вариантах реализации изобретения было рассмотрено органическое электролюминесцентное дисплейное устройство, выполненное с возможностью программирования электрического тока для передачи данных, варианты реализации изобретения этим не ограничены. Варианты реализации изобретения могут быть применены в дисплейном устройстве или схеме управления, в которых использован светодиод, изготовленный из материала, отличного от полупроводникового. При этом может быть обеспечена возможность быстрого программирования электрических токов, имеющих постоянные значения, при управлении светоизлучающим элементом, управляемым электрическим током.

Кроме того, варианты реализации изобретения могут быть использованы в формирователе истока, выполненном с возможностью программирования напряжения, например формирователе истока жидкокристаллического дисплейного устройства. Несмотря на то, что в качестве запрограммированного сигнала к жидкому кристаллу может быть приложено напряжение, полный импеданс источника напряжения не принимает нулевого значения. Для уменьшения полного импеданса должны быть приняты соответствующие меры, например увеличено характеристическое отношение (соотношение размеров) выходного транзистора. При этом могут быть увеличены площадь либо потребление энергии. За счет корректирования задержки времени программирования, вызванной ограниченным полным импедансом, с помощью цепи отрицательной емкости, может быть уменьшен размер выходного транзистора. Кроме того, цепь 2aj отрицательной емкости может быть использована в дисплейном устройстве с пассивной матрицей либо в сегментном дисплейном устройстве.

В последние годы не только дисплейные устройства большего размера с более высоким разрешением, но также и дисплейные устройства, в которых высокое качество изображения может быть получено за счет двухскоростного либо четырехскоростного управления, нашли свое применение на практике. Таким образом, за счет использования настоящего изобретения может быть уменьшен период записи, что, в свою очередь, позволяет создать дисплейное устройство с широкими функциональными возможностями.

Для решения поставленной задачи предложено дисплейное устройство по настоящему изобретению, содержащее: сигнальные проводники для подачи видеосигнала; пиксели, в каждом из которых обеспечено воспроизведение изображения в соответствии с видеосигналом, подаваемым по соответствующему сигнальному проводнику; по меньшей мере один операционный усилитель, имеющий (1) неинвертирующий вход, соединенный с соответствующим сигнальным проводником, (ii) инвертирующий вход и (iii) выход; первый импедансный элемент, через который выход и неинвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя соединены между собой; второй импедансный элемент, через который выход и инвертирующий вход по меньшей мере одного операционного усилителя соединены между собой; и третий импедансный элемент, через который инвертирующий вход, по меньшей мере указанного одного операционного усилителя соединен с выводом опорного напряжения, в котором на (а) соответствующий сигнальный проводник, соединенный с неинвертирующим входом и (b) пиксели, электрически соединенные с соответствующим сигнальным проводником, соединенным с неинвертирующим входом, может быть подан видеосигнал, а значение Zn полного импеданса пикселей, электрически соединенных с соответствующим сигнальным проводником, соединенным с неинвертирующим входом, может быть выражено в виде:

|Zn|<|Z1|·|Z3|/|Z2|,

где Z1 - величина импеданса первого импедансного элемента, Z2 - величина импеданса второго импедансного элемента, a Z3 - величина импеданса третьего импедансного элемента.

Согласно изобретению, отрицательная емкость может быть получена за счет использования по меньшей мере одного операционного усилителя и первого-третьего импедансных элементов.

За счет наличия отрицательной емкости может быть обеспечено высокое быстродействие в процессе зарядки или разрядки паразитной емкости. При этом одна схема может быть использована для введения и притягивания электрического заряда к/от паразитной емкости. В результате, управляемая схема может быть уменьшена в размере, с возможностью создания дисплейного устройства, потребляющего меньшее количество электроэнергии.

Кроме того, за счет отсутствия у панели дополнительных выводов, может быть создана схема простой конфигурации. При этом может быть уменьшена установочная поверхность и снижена стоимость.

Как уже было сказано, дисплейное устройство может быть создано с возможностью быстрой компенсации зарядки паразитной емкости при наличии простой конструкции и малого потребления энергии.

Кроме того, в дисплейном устройстве первый и второй импедансные элементы могут быть выполнены однотипными, причем |Z2|>[Z1|.

Согласно изобретению, площадь, занимаемая цепью отрицательной емкости, может быть уменьшена.

Кроме того, в дисплейном устройстве второй и третий импедансные элементы могут быть выполнены однотипными, причем |Z2|>|Z3|.

Согласно изобретению, площадь, занимаемая цепью отрицательной емкости, может быть уменьшена.

Для решения поставленной задачи дисплейное устройство по настоящему изобретению выполнено таким образом, что первым и вторым импедансными элементами могут служить резистивные элементы, а третьим импедансным элементом может служить емкостной элемент.

Согласно изобретению, за счет использования резистивных элементов и емкостного элемента может быть получена отрицательная емкость, допускающая устойчивый режим.

Для решения поставленной задачи дисплейное устройство по настоящему изобретению выполнено таким образом, что первым импедансным элементом может служить емкостной элемент, а вторым и третьим импедансными элементами могут служить резистивные элементы.

Согласно изобретению, за счет использования резистивных элементов и емкостного элемента, может быть получена отрицательная емкость, допускающая устойчивый режим.

Кроме того, вместо резистивного элемента в цепи обратной связи по меньшей мере одного операционного усилителя может быть использован емкостной элемент. Таким образом, даже при возникновении неисправности в дифференциальном усилителе по меньшей мере одного операционного усилителя может быть предотвращена подача выходного сигнала указанного по меньшей мере одного операционного усилителя непосредственно на проводник.

Для решения поставленной задачи в дисплейном устройстве по настоящему изобретению первым, вторым и третьим импедансными элементами могут служить емкостные элементы.

Согласно изобретению, за счет использования емкостных элементов может быть получена отрицательная емкость, допускающая устойчивый режим.

Кроме того, вместо резистивного элемента в цепи обратной связи по меньшей мере одного операционного усилителя может быть использован емкостной элемент. Таким образом, даже при возникновении неисправности в дифференциальном усилителе по меньшей мере одного операционного усилителя может быть предотвращена подача выходного сигнала указанного по меньшей мере одного операционного усилителя непосредственно на проводник.

Кроме того, за счет использования первого-третьего импедансных элементов, выполненных не в виде резистивных, а в виде емкостных элементов, обладающих более точными значениями, разброс значений отрицательной емкости может быть уменьшен.

Для решения поставленной задачи предложено дисплейное устройство по настоящему изобретению, содержащее сигнальные проводники для подачи видеосигнала; пиксели, в каждом из которых изображение может быть воспроизведено в соответствии с видеосигналом, подаваемым по соответствующему сигнальному проводнику; по меньшей мере один операционный усилитель, имеющий (i) инвертирующий вход, соединенный с соответствующим сигнальным проводником, (ii) неинвертирующий вход и (iii) выход; первый импедансный элемент, через который выход и инвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя соединены между собой; второй импедансный элемент, через который выход и неинвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя соединены между собой; и третий импедансный элемент, через который неинвертирующий вход по меньшей мере указанного одного операционного усилителя соединен с выводом опорного напряжения, в котором при подаче видеосигнала на (а) соответствующий сигнальный проводник, соединенный с инвертирующим входом, и (b) пиксели, электрически соединенные с соответствующим сигнальным проводником, соединенным, в свою очередь, с инвертирующим входом, величина Zn полного импеданса пикселей, электрически соединенных с соответствующим сигнальным проводником, соединенным, в свою очередь, с инвертирующим входом, может быть выражена в виде

|Zn|>|Z1|·|Z3|/|Z2|,

где Z1 - величина импеданса первого импедансного элемента, Z2 - величина импеданса второго импедансного элемента и Z3 - величина импеданса третьего импедансного элемента.

Согласно изобретению, отрицательная емкость может быть получена путем использования по меньшей мере одного операционного усилителя и первого-третьего (трех) импедансных элементов. При этом быстрая зарядка паразитной емкости, соединенной с проводником, может быть обеспечена схемой простой конфигурации.

Кроме того, за счет отрицательной емкости может быть получено высокое быстродействие в процессе зарядки или разрядки паразитной емкости. При этом одной схемой может быть обеспечена возможность введения и притягивания электрического заряда к/от паразитной емкости. В результате используемая схема может быть уменьшена в размере, с возможностью создания дисплейного устройства, потребляющего меньшее количество электроэнергии.

Как было сказано выше, может быть создано дисплейное устройство простой конфигурации и с низким потреблением энергии, обеспечивающее быструю компенсацию зарядки паразитной емкости.

Кроме того, в дисплейном устройстве первый и второй импедансные элементы могут быть выполнены однотипными, причем |Z2|>|Z1|.

Согласно изобретению, площадь, занимаемая цепью отрицательной емкости, может быть уменьшена.

Кроме того, в дисплейном устройстве второй и третий импедансные элементы могут быть выполнены однотипными, причем |Z2|>|Z3|.

Согласно изобретению, площадь, занимаемая цепью отрицательной емкости, может быть уменьшена.

Для решения поставленной задачи в дисплейном устройстве по настоящему изобретению первым и вторым импедансными элементами могут служить резистивные элементы, а третьим импедансным элементом может служить емкостной элемент.

Согласно изобретению, за счет использования резистивных элементов и емкостного элемента может быть получена отрицательная емкость, обеспечивающая устойчивый режим.

Для решения поставленной задачи в дисплейном устройстве по настоящему изобретению первым импедансным элементом может служить емкостной элемент, а вторым и третьим импедансными элементами могут служить резистивные элементы.

Согласно изобретению, за счет использования резистивных элементов и емкостного элемента может быть получена отрицательная емкость, обеспечивающая устойчивый режим.

Кроме того, в цепи обратной связи по меньшей мере одного операционного усилителя вместо резистивного элемента может быть использован емкостной элемент. Таким образом, даже при возникновении неисправности в дифференциальном усилителе по меньшей мере одного операционного усилителя может быть предотвращена подача выходного сигнала указанного по меньшей мере одного операционного усилителя непосредственно на проводник.

Для решения поставленной задачи в дисплейном устройстве по настоящему изобретению первым, вторым и третьим импедансными элементами могут служить емкостные элементы.

Согласно изобретению, за счет использования емкостных элементов может быть получена отрицательная емкость, обеспечивающая устойчивый режим.

Кроме того, в цепи обратной связи по меньшей мере одного операционного усилителя вместо резистивного элемента может быть использован емкостной элемент. Таким образом, даже при возникновении неисправности в дифференциальном усилителе по меньшей мере одного операционного усилителя может быть предотвращена подача выходного сигнала указанного по меньшей мере одного указанного операционного усилителя непосредственно на проводник.

Кроме того, поскольку три (первый-третий) импедансных элемента выполнены не в виде резистивных элементов, а в виде емкостных элементов, обладающих более точными значениями, разброс значений отрицательной емкости может быть уменьшен.

Для решения поставленной задачи дисплейное устройство по настоящему изобретению далее содержит схему формирования постоянного тока, выполненную с возможностью подачи сигнального тока на каждый сигнальный проводник.

Согласно изобретению, в дисплейном устройстве, выполненном с возможностью программирования по току, задержка времени записи данных может быть значительно уменьшена, с возможностью подачи, на светоизлучающий элемент, управляющего тока, не зависящего от разброса параметров транзисторов, формирующих пиксели. При этом дисплейные устройства могут быть выполнены большими и с высоким разрешением.

Для решения поставленной задачи дисплейное устройство по настоящему изобретению далее содержит второй переключатель, через который неинвертирующий вход или инвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя, подлежащий соединению с соответствующим сигнальным проводником, соединен с этим соответствующим сигнальным проводником и который выполнен с возможностью проведения электрического тока только (i) при подаче на него через вывод для управления проводящим и непроводящим состояниями второго переключателя внешнего управляющего сигнала, переводящего этот переключатель в проводящее состояние, и/или (ii) при приложении к нему через указанный вывод электрического потенциала данных, вызывающего протекание электрического тока, величина которого не превышает заданного значения, через соответствующий сигнальный проводник.

Согласно изобретению, второй переключатель может быть выполнен с возможностью перевода (i) в проводящее состояние таким образом, что отрицательная емкость может быть использована только в случае, когда (а) внешний управляющий сигнал, выдающий команду на использование отрицательной емкости, и/или (b) электрический ток, протекающий через сигнальный проводник, малы, и (ii) в непроводящее состояние, таким образом, что отрицательная емкость не может быть использована в случае: (с) когда электрический ток, протекающий через сигнальный проводник, является настолько большим, что задержкой нарастания сигнала, вызванной зарядкой паразитной емкости, можно пренебречь, либо (d) слишком длинного периода записи данных. При этом потребление энергии может быть уменьшено за счет использования отрицательной емкости.

Для решения поставленной задачи дисплейным устройством по настоящему изобретению может служить органическое электролюминесцентное дисплейное устройство либо светодиодное дисплейное устройство.

За счет использования изобретения может быть обеспечено быстрое программирование по току, имеющему постоянные значения при управлении светоизлучающим элементом электрическим током.

Настоящее изобретение не ограничено описаниями соответствующих вариантов его реализации; в которые могут быть внесены изменения в пределах объема притязаний. Объем притязаний изобретения охватывает вариант его реализации, основанный на комбинации технических средств, раскрытых в различных примерах осуществления изобретения.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение может быть использовано в различных дисплейных устройствах, например в органическом электролюминесцентном дисплейном устройстве и светодиодном дисплейном устройстве.

Перечень условных обозначений

2bj Схема формирования постоянного тока

Sj Сигнальная линия данных (Сигнальный проводник)

R1 Резистор (Первый импедансный элемент, Резистивный элемент)

R2 Резистор (Второй импедансный элемент, Резистивный элемент)

Cn Конденсатор (Третий импедансный элемент, Емкостной элемент)

Cn Конденсатор (Первый импедансный элемент, Емкостной элемент)

R2 Резистор (Второй импедансный элемент, Резистивный элемент)

R1 Резистор (Третий импедансный элемент, Резистивный элемент)

С1 Конденсатор (Первый импедансный элемент, Емкостной элемент)

С2 Конденсатор (Второй импедансный элемент, Емкостной элемент)

Cn Конденсатор (Третий импедансный элемент, Емкостной элемент)

ОР1 Операционный усилитель

ОР2 Компаратор

R Резистор (Первый резистор)

M1 Коммутационный элемент (Первый переключатель)

М2 Переключатель (Второй переключатель)

Z1, Z2, Z3 Величины импеданса

Zn Величина импеданса

Изобретение относится к устройствам отображения изображений. Техническим результатом является осуществление дисплейного устройства с низким потреблением энергии, выполненное с возможностью быстрой компенсации зарядки паразитной емкости. Результат достигается тем, что дисплейное устройство содержит (i) пиксели, (ii) сигнальные проводники (Sj) и (iii) операционный усилитель (ОР1), неинвертирующий вход которого соединен с соответствующим сигнальным проводником (Sj). Операционный усилитель (ОР1) выполнен таким образом, что неинвертирующий вход соединен с выходом (OUT) через первый импедансный элемент (R1), a инвертирующий вход соединен с выходом (OUT) через второй импедансный элемент (R2) и с выводом опорного напряжения через третий импедансный элемент (Cn). Величина Zn полного импеданса пикселей, электрически соединенных с соответствующим сигнальным проводником, полученная при подаче видеосигнала на соответствующий сигнальный проводник и пиксели, может быть выражена в виде |Zn|<|Z1|·|Z3|/[Z2|, где Z1, Z2 и Z3 - величины импеданса трех импедансных элементов (R1, R2 и Cn соответственно). 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Дисплейное устройство, содержащее:
сигнальные проводники для подачи видеосигнала;
пиксели, в каждом из которых обеспечено воспроизведение изображения в соответствии с видеосигналом, подаваемым по соответствующему сигнальному проводнику;
по меньшей мере один операционный усилитель, имеющий (i) неинвертирующий вход, соединенный с соответствующим сигнальным проводником, (ii) инвертирующий вход и (iii) выход;
первый импедансный элемент, через который выход и неинвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя соединены между собой;
второй импедансный элемент, через который выход и инвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя соединены между собой;
третий импедансный элемент, через который инвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя соединен с выводом опорного напряжения,
в котором при подаче видеосигнала на (а) соответствующий сигнальный проводник, соединенный с неинвертирующим входом, и (b) пиксели, электрически соединенные с соответствующим сигнальным проводником, соединенным с инвертирующим входом, величина Zn полного импеданса пикселей, электрически соединенных с соответствующим сигнальным проводником, соединенным с неинвертирующим входом, удовлетворяет выражению:
|Zn|<|Z1|·|Z3|/|Z2|,
где Z1 - величина импеданса первого импедансного элемента; Z2 - величина импеданса второго импедансного элемента, a Z3 - величина импеданса третьего импедансного элемента.

2. Дисплейное устройство по п.1, в котором:
первый и второй импедансные элементы являются однотипными, а |Z2|>|Z1|.

3. Дисплейное устройство по п.1, в котором:
второй и третий импедансные элементы являются однотипными, а |Z2|>|Z3|.

4. Дисплейное устройство по п.1 или 2, в котором:
первый импедансный элемент является резистивным элементом;
второй импедансный элемент является резистивным элементом,
а третий импедансный элемент является емкостным элементом.

5. Дисплейное устройство по п.1 или 3, в котором
первый импедансный элемент является емкостным элементом;
второй импедансный элемент является резистивным элементом; и
третий импедансный элемент является резистивным элементом.

6. Дисплейное устройство по любому из пп.1-3, в котором:
первый импедансный элемент является емкостным элементом;
второй импедансный элемент является емкостным элементом; и
третий импедансный элемент является емкостным элементом.

7. Дисплейное устройство, содержащее:
сигнальные проводники для подачи видеосигнала;
пиксели, в каждом из которых обеспечено воспроизведение изображения в соответствии с видеосигналом, подаваемым по соответствующему сигнальному проводнику;
по меньшей мере один операционный усилитель, имеющий (i) инвертирующий вход, соединенный с соответствующим сигнальным проводником, (ii) неинвертирующий вход и (iii) выход;
первый импедансный элемент, через который выход и инвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя соединены между собой;
второй импедансный элемент, через который выход и неинвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя соединены между собой; и
третий импедансный элемент, через который неинвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя соединен с выводом опорного напряжения,
в котором при подаче видеосигнала на (а) соответствующий сигнальный проводник, соединенный с инвертирующим входом, и (b) пиксели, электрически соединенные с соответствующим сигнальным проводником, соединенным с инвертирующим входом, величина Zn полного импеданса пикселей, электрически соединенных с соответствующим сигнальным проводником, соединенным с инвертирующим входом, удовлетворяет выражению:
|Zn|>|Z1|·|Z3|/|Z2|,
где Z1 - величина импеданса первого импедансного элемента; Z2 - величина импеданса второго импедансного элемента, a Z3 - величина импеданса третьего импедансного элемента.

8. Дисплейное устройство по п.7, в котором:
первый и второй импедансные элементы являются однотипными, а |Z2|>|Z1|.

9. Дисплейное устройство по п.7, в котором:
второй и третий импедансные элементы являются однотипными, а |Z2|>|Z3|.

10. Дисплейное устройство по п.7 или 8, в котором
первый импедансный элемент является резистивным элементом;
второй импедансный элемент является резистивным элементом, а
третий импедансный элемент является емкостным элементом.

11. Дисплейное устройство по п.7 или 9, в котором:
первый импедансный элемент является емкостным элементом;
второй импедансный элемент является резистивным элементом; и
третий импедансный элемент является резистивным элементом.

12. Дисплейное устройство по любому из пп.7-9, в котором:
первый импедансный элемент является емкостным элементом;
второй импедансный элемент является емкостным элементом; и
третий импедансный элемент является емкостным элементом.

13. Дисплейное устройство по п.1 или 7, которое дополнительно содержит схему формирования постоянного тока для подачи сигнального тока на каждый сигнальный проводник.

14. Дисплейное устройство по п.1 или 7, которое дополнительно содержит:
второй переключатель, через который неинвертирующий вход или инвертирующий вход указанного по меньшей мере одного операционного усилителя, подлежащий соединению с соответствующим сигнальным проводником, соединен с этим соответствующим сигнальным проводником,
и который выполнен с возможностью проведения электрического тока только (i) при подаче на него через вывод для управления проводящим и непроводящим состоянием второго переключателя внешнего управляющего сигнала, переводящего этот переключатель в проводящее состояние, и/или (ii) при приложении к нему через указанный вывод электрического потенциала данных, вызывающего протекание через соответствующий сигнальный проводник электрического тока, величина которого не превышает заданного значения.

15. Дисплейное устройство по п.1 или 7, в котором дисплейным устройством является органическое электролюминесцентное дисплейное устройство или светодиодное дисплейное устройство.