JP2006251455A - Active matrix type display device and method for driving the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アクティブマトリクス型表示装置及びその駆動方法に関するものである。 The present invention relates to an active matrix display device and a driving method thereof.
近年、CRTやLCDに代わる表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス素子(Organic Electro Luminescent Device:以降、「有機EL素子」と略称する)素子を用いた有機EL表示装置が開発されている。特に、有機EL素子を駆動させるスイッチング素子として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor以降、「TFT」と略称する)を備えたアクティブマトリクス型の有機EL表示装置が開発されている。 In recent years, an organic EL display device using an organic electroluminescent device (hereinafter referred to as “organic EL device”) has been developed as a display device that replaces a CRT or LCD. In particular, an active matrix organic EL display device having a thin film transistor (hereinafter referred to as “TFT”) as a switching element for driving the organic EL element has been developed.
以下で、アクティブマトリクス型の有機EL表示装置について、図面を参照して説明する。図5は、この有機EL表示装置の等価回路図である。図5では、表示パネルに行列状に配置された複数の表示画素の中から、1つの表示画素210だけを示している。行方向に延びた画素選択信号線211と列方向に延びた表示信号線212の交差点の付近に、Nチャネル型の画素選択用TFT213が配置されている。この画素選択用TFT213のゲートは、画素選択信号線211に接続されており、そのドレインは、表示信号線212に接続されている。画素選択信号線211には垂直駆動回路301から出力されるハイレベルの画素選択信号Gが印加され、それに応じて画素選択用TFT213がオンする。表示信号線212には水平駆動回路302から表示信号Dが出力される。
Hereinafter, an active matrix organic EL display device will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the organic EL display device. FIG. 5 shows only one
画素選択用TFT213のソースは、Pチャネル型の駆動用TFT214のゲートに接続されている。駆動用トランジスタ214のソースには、正電源電圧PVddを供給する電源線223が接続されている。駆動用トランジスタ214のドレインは有機EL素子216の陽極に接続されている。有機EL素子216の陰極には負電源電圧CVが供給されている。
The source of the pixel selection TFT 213 is connected to the gate of a P-channel type driving TFT 214. A power supply line 223 that supplies a positive power supply voltage PVdd is connected to the source of the
また、駆動用TFT214のゲートと保持容量線217の間には保持容量218が接続されている。保持容量線217は一定の電位に固定されている。保持容量218は、画素選択用TFT213を通して駆動用TFT214のゲートに印加される表示信号Dを一水平期間保持する。
A
次に、上述した有機EL表示装置の動作について説明する。ハイレベルの画素選択信号Gが1水平期間にわたって画素選択信号線211に印加されると、画素選択用TFT213がオンする。すると、表示信号線212の出力された表示信号Dが画素選択用TFT213を通して、駆動用TFT214のゲートに印加されると共に、保持容量218によって保持される。即ち、表示信号Dが表示画素210に書き込まれる。
Next, the operation of the above-described organic EL display device will be described. When the high-level pixel selection signal G is applied to the pixel
そして、駆動用TFT214のゲートに印加された表示信号Dに応じて、駆動用TFT214のコンダクタンスが変化して、駆動用トランジスタ214がオン状態となる場合には、そのコンダクタンスに応じた電流が駆動用TFT214を通して有機EL素子216に供給され、有機EL素子216がそれに応じた輝度で点灯する。一方、当該ゲートに供給された表示信号Dに応じて、駆動用TFT214がオフ状態となる場合には、駆動用TFT214には電流が流れないため、有機EL素子216は消灯する。
When the conductance of the driving
上述した動作を、1フィールド期間にわたって、全ての行の表示画素210に対して行うことにより、表示パネル全体に所望の画像を表示することができる。
A desired image can be displayed on the entire display panel by performing the above-described operation on the
なお、本願に関連する技術文献としては、以下の特許文献が挙げられる。
しかしながら、上述した有機EL表示装置では、有機EL素子216の発光による残像が表示パネルの一部に生じることがあり、そのため表示品位が劣化するという問題があった。これは、同一の表示画素について、前回に表示信号Dが書き込まれた時の駆動用TFT214の導通状態(オン状態もしくはオフ状態)によっては、今回に書き込まれた時の駆動用TFT214に、今回の表示信号Dに応じて期待される電流値とは異なる電流値の電流が流れてしまうためである。即ち、駆動用TFT214に流れる電流にヒステリシスがあるという現象である。この現象は、特に表示信号Dがハイレベルとロウレベルの中間レベルの信号である場合に顕著である。
However, in the above-described organic EL display device, an afterimage due to light emission of the
本発明の検討によれば、このヒステリシス現象は、前回の表示信号Dの書き込み時に、駆動用TFT214に流れるキャリア(正孔)がそのゲート絶縁膜中にトラップされ、そのトラップされたキャリアが駆動用TFT214のしきい値を変動させているためと考えられる。
According to the study of the present invention, this hysteresis phenomenon is caused by the carrier (hole) flowing in the driving
そこで本発明は、上述のような表示パネルの残像を抑制し、表示品位の向上を図ったアクティブマトリクス型の有機EL表示装置を提供するものである。 Accordingly, the present invention provides an active matrix type organic EL display device which suppresses the afterimage of the display panel as described above and improves display quality.
本発明は、マトリクス状に配置された複数の表示画素を備え、各表示画素は画素選択信号に応じてオンする画素選択用トランジスタと、発光素子と、前記画素選択用トランジスタを通して印加される表示信号に応じて前記発光素子を駆動する駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジスタのゲートと保持容量線の間に接続され、前記表示信号を保持する保持容量と、プリチャージ信号に応じてオンし前記駆動用トランジスタのソースとゲートとを短絡するプリチャージ用トランジスタと、を備え、前記プリチャージ用トランジスタがオフした後に、前記保持容量線の電位を上昇させる保持容量制御信号を印加することにより、前記駆動用トランジスタのゲート電位をソース電位より高くすることを特徴とするものである。 The present invention includes a plurality of display pixels arranged in a matrix, each display pixel being turned on in response to a pixel selection signal, a light emitting element, and a display signal applied through the pixel selection transistor. And a driving transistor for driving the light emitting element, connected between a gate of the driving transistor and a holding capacitor line, holding the display signal, and turned on in response to a precharge signal. A precharging transistor that short-circuits the source and gate of the transistor for driving, and after the precharging transistor is turned off, by applying a storage capacitor control signal that raises the potential of the storage capacitor line, The gate potential of the transistor is made higher than the source potential.
この構成によれば、駆動用トランジスタのゲート絶縁膜中にトラップされたキャリアをソースあるいはドレインに抜くことができるので、表示画素に表示信号を書き込む前に、駆動用トランジスタの電気的特性(特に、しきい値電圧)を元の状態に戻すことができる。これにより、駆動用トランジスタには、常に表示信号に応じた適正な電流値の電流が流れるようになり、表示パネルの残像現象を抑制することができる。 According to this configuration, since carriers trapped in the gate insulating film of the driving transistor can be extracted to the source or drain, before writing the display signal to the display pixel, the electrical characteristics of the driving transistor (particularly, Threshold voltage) can be restored to the original state. As a result, a current having an appropriate current value corresponding to the display signal always flows through the driving transistor, and the afterimage phenomenon of the display panel can be suppressed.
また、本発明のアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法は、マトリクス状に配置された複数の表示画素を備え、各表示画素は画素選択信号に応じてオンする画素選択用トランジスタと、発光素子と、前記画素選択用トランジスタを通して印加される表示信号に応じて前記発光素子を駆動する駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジスタのゲートと保持容量線の間に接続され、前記表示信号を保持する保持容量と、プリチャージ信号に応じてオンし前記駆動用トランジスタのソースとゲートとを短絡するプリチャージ用トランジスタと、を備えたアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法において、
プリチャージ信号に応じて、前記プリチャージ用トランジスタをオンして前記駆動用トランジスタのソースとゲートとを短絡し、
前記プリチャージ用トランジスタをオフした後に、前記保持容量線の電位を上昇させる保持容量制御信号を印加することにより、前記駆動用トランジスタのゲート電位をソース電位より高くし、
その後、前記画素選択信号に応じて前記画素選択用トランジスタをオンして、前記表示信号を前記画素選択用トランジスタを通して前記駆動用トランジスタのゲートに印加することを特徴とするものである。
The driving method of the active matrix display device of the present invention includes a plurality of display pixels arranged in a matrix, each display pixel being turned on in response to a pixel selection signal, a light emitting element, A driving transistor for driving the light emitting element in accordance with a display signal applied through the pixel selection transistor; a storage capacitor connected between the gate of the driving transistor and a storage capacitor line; In a driving method of an active matrix display device comprising: a precharging transistor that is turned on in response to a precharge signal and short-circuits a source and a gate of the driving transistor;
In response to a precharge signal, the precharge transistor is turned on to short-circuit the source and gate of the drive transistor,
After turning off the precharge transistor, by applying a storage capacitor control signal that raises the potential of the storage capacitor line, the gate potential of the driving transistor is made higher than the source potential,
Thereafter, the pixel selection transistor is turned on in accordance with the pixel selection signal, and the display signal is applied to the gate of the driving transistor through the pixel selection transistor.
本発明によれば、アクティブマトリクス型の表示装置において、表示パネルの残像を抑止し、表示品位の向上を図ることが可能となる。 According to the present invention, in an active matrix display device, afterimages of the display panel can be suppressed and display quality can be improved.
次に、本発明の第1の実施形態に係るアクティブマトリクス型の有機EL表示装置及びその駆動方法について、図面を参照して説明する。図1は、この有機EL表示装置の等価回路図である。図1では、表示パネルにマトリクス状に配置された複数の表示画素の中から、1つの表示画素210Aだけを示している。なお、図1において、図5と同一の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
Next, an active matrix organic EL display device and a driving method thereof according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of the organic EL display device. In FIG. 1, only one
この有機EL表示装置では、表示画素210Aにおいて、駆動用TFT214のソースとゲートの間にプリチャージ用TFT220が接続されている。このプリチャージ用TFT220のゲートはプリチャージ信号線221に接続されている。プリチャージ信号線221にはプリチャージ信号PCGが供給されるので、プリチャージ用TFT220はこのプリチャージ信号PCGに応じてスイッチングする。プリチャージ用TFT220がオンすると、駆動用TFT214のソースとゲートとは短絡され、プリチャージ用TFT220がオフすると、駆動用TFT214のソースとゲートとは電気的に絶縁されることになる。
In this organic EL display device, a
また、保持容量線217は固定電位ではなく、後述する所定の期間にハイレベルになる保持容量制御信号SCが供給される。前記プリチャージ信号PCG及び保持容量制御信号SCは表示パネルの外部の制御用LSI400から供給されるが、後述する第2の実施形態のように、垂直駆動回路301から出力される画素選択信号Gを利用することもできる。
The
次に、上述した有機EL表示装置の駆動方法について、図面を参照して説明する。図2は、本実施形態に係る表示装置の駆動方法を説明するタイミング図である。 Next, a method for driving the above-described organic EL display device will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a timing diagram illustrating a method for driving the display device according to the present embodiment.
図2に示すように、まず、プリチャージ信号線221に、ハイレベルのプリチャージ信号PCGを印加する。すると、プリチャージ用TFT220がオンして、駆動用TFT214のゲート電位とソース電位とが同電位となる。次に、プリチャージ信号PCGがロウレベルに立ち下がり、プリチャージ用TFT220がオフした後に、保持容量線217に、ハイレベルの保持容量制御信号SCを印加する。
As shown in FIG. 2, first, a high-level precharge signal PCG is applied to the
すると、保持容量218の容量結合効果により、駆動用TFT214のゲートの電位が保持容量制御信号SCのロウレベルからハイレベルへの電圧変化分ΔV(例えば、約10V)に応じて上昇する。これにより、駆動用TFT214のゲート電位が、そのソース電位に比して高くなる。このとき、駆動用TFT214のゲート絶縁膜に、前回の表示信号Dの書き込みにより、キャリア(正孔)がトラップされていたとすると、そのキャリア(正孔)はゲートからソースあるいはドレインへ向かう電界によりトンネル電流となって、ゲート絶縁膜からソースあるいはドレインに引き抜かれる。これにより、駆動用TFT214の電気的特性が初期化される。
Then, due to the capacitive coupling effect of the
その後、垂直駆動回路301からハイレベルの画素選択信号Gが出力され、これに応じて画素選択用TFT213が1水平期間オンする。そして、この1水平期間中に、水平駆動回路302から表示信号線212に表示信号Dが出力され、この表示信号Dが画素選択用TFT213を通して、駆動用TFT214のゲートに印加されると共に、保持容量218に保持される。そして、表示信号Dに応じた電流が駆動用TFT214から有機EL素子216に供給され、有機EL素子216が発光する。
Thereafter, a high-level pixel selection signal G is output from the
このように、本実施形態によれば、表示画素210Aに表示信号Dを書き込む前に、駆動用TFT214のゲート絶縁膜中のキャリア(正孔)を抜き取り、その電気的特性を初期化しているので、表示パネルの残像現象を抑止し、その表示品位を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, before writing the display signal D to the
次に、本発明の第2の実施形態に係る表示装置の駆動方法について、図面を参照して説明する。図3は、本発明の第2の実施形態に係る有機EL表示装置の等価回路図である。図3においては、マトリクス状に配列された複数の表示画素の中で、3つの表示画素、即ち、ある列のm行目の表示画素210A、同一列の(m−1)行目の表示画素210B、同一列の(m−2)行目の表示画素210Cが示されている。
Next, a driving method of the display device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of an organic EL display device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, among a plurality of display pixels arranged in a matrix, three display pixels, that is, a
本実施形態の有機EL表示装置では、プリチャージ信号PCG及び保持容量制御信号SCを垂直駆動回路301から出力される画素選択信号Gを利用するようにしたものである。即ち、m行目の表示画素210Aについては、プリチャージ信号PCGmとして(m−2)行目の表示画素210Cに供給される画素選択信号Gm−2を用い、保持容量制御信号SCmとして(m−1)行目の表示画素210Bに供給される画素選択信号Gm−1を用いている。そのために、m行目のプリチャージ信号線211は第1の配線31を介して、m−2行目の画素選択信号線211に接続され、m行目の保持容量線217は第2の配線32を介して、m−1行目の画素選択信号線211に接続されている。(m−1)行目の表示画素210B、(m−2)行目の表示画素210Cについても同様に構成されている。
In the organic EL display device of this embodiment, the pixel selection signal G output from the
このように構成することで、本実施形態の有機EL表示装置は第1の実施形態のものと等価な動作をする。図4は、本実施形態に係る有機EL表示装置の駆動方法を説明するタイミング図である。ここでは、m行目の表示画素210Aを例として説明するが、他の行の表示画素についても同様である。
With this configuration, the organic EL display device of this embodiment operates equivalent to that of the first embodiment. FIG. 4 is a timing diagram illustrating a method for driving the organic EL display device according to the present embodiment. Here, the
まず、(m−2)行目の画素選択信号Gm−2がハイレベルに立ち上がると、プリチャージ信号線221に、ハイレベルのプリチャージ信号PCGmが印加される。すると、プリチャージ用TFT220がオンして、駆動用TFT214のゲート電位とソース電位とを同電位にする。次に、画素選択信号Gm−2がロウレベルに立ち下がると、プリチャージ信号PCGmもロウレベルに立ち下がり、プリチャージ用TFT220がオフする。
First, when the pixel selection signal Gm-2 in the (m-2) -th row rises to a high level, a high-level precharge signal PCGm is applied to the
その後、(m−1)行目の画素選択信号Gm−1がハイレベルに立ち上がり、これに応じて保持容量線217に、ハイレベルの保持容量制御信号SCmが印加される。すると、保持容量218の容量結合効果により、駆動用TFT214のゲートの電位が保持容量制御信号SCのロウレベルからハイレベルへの電圧変化分ΔV(例えば、約10V)に応じて上昇する。これにより、駆動用TFT214のゲート電位が、そのソース電位に比して高くなる。このとき、駆動用TFT214のゲート絶縁膜に、前回の表示信号Dの書き込みにより、キャリア(正孔)がトラップされていたとすると、そのキャリア(正孔)はゲートからソースあるいはドレインへ向かう電界によりトンネル電流となって、ゲート絶縁膜からソースあるいはドレインに引き抜かれる。これにより、駆動用TFT214の電気的特性が初期化される。
Thereafter, the pixel selection signal Gm-1 in the (m−1) th row rises to a high level, and accordingly, a high level storage capacitor control signal SCm is applied to the
その後、m行目の画素選択信号Gmがハイレベルに立ち上がり、これに応じて画素選択用TFT213が1水平期間オンする。そして、この1水平期間中に、水平駆動回路302から表示信号線212に表示信号Dが出力され、この表示信号Dが画素選択用TFT213を通して、駆動用TFT214のゲートに印加されると共に、保持容量218に保持される。そして、表示信号Dに応じた電流が駆動用TFT214から有機EL素子216に供給され、有機EL素子216が発光する。
Thereafter, the pixel selection signal Gm in the m-th row rises to a high level, and accordingly the
このように、本実施形態によれば、第1の実施形態と全く同様に、表示画素210A,210B,210Cにそれぞれ表示信号Dを書き込む前に、駆動用TFT214のゲート絶縁膜中のキャリア(正孔)を抜き取り、その電気的特性を初期化しているので、表示パネルの残像現象を抑止し、その表示品位を向上させることができる。また、プリチャージ信号PCG及び保持容量制御信号SCを垂直駆動回路301から出力される画素選択信号Gを利用しているので、回路構成が簡単になるという利点もある。
As described above, according to the present embodiment, in the same manner as in the first embodiment, before writing the display signal D to the
なお、上述した第1及び第2の実施形態では、発光素子として有機EL素子216を用いているが、その替わりに、有機EL素子以外の発光素子、例えば、無機EL素子や発光ダイオードを用いてもよい。また、上述した第1及び第2の実施形態では、画素選択用TFT213及びプリチャージ用TFT220は例えばNチャネル型TFTであり、駆動用TFT214は例えばPチャネル型TFTであるとしたが、これらのTFTは他の導電チャネル型であってもよい。
In the first and second embodiments described above, the
210,210A,210B,210C 表示画素
211 画素選択信号線 212 表示信号線 213 画素選択用TFT
214 駆動用TFT 215 電源線 216 有機EL素子
217 保持容量線 218 保持容量 220 プリチャージ用TFT
221 プリチャージ信号線 301 垂直駆動回路
302 水平駆動回路 400 制御用LSI
210, 210A, 210B,
214
221
Claims (8)
各表示画素は画素選択信号に応じてオンする画素選択用トランジスタと、発光素子と、前記画素選択用トランジスタを通して印加される表示信号に応じて前記発光素子を駆動する駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジスタのゲートと保持容量線の間に接続され、前記表示信号を保持する保持容量と、プリチャージ信号に応じてオンし前記駆動用トランジスタのソースとゲートとを短絡するプリチャージ用トランジスタと、を備え、前記プリチャージ用トランジスタがオフした後に、前記保持容量線の電位を上昇させる保持容量制御信号を印加することにより、前記駆動用トランジスタのゲート電位をソース電位より高くすることを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。 A plurality of display pixels arranged in a matrix;
Each display pixel has a pixel selection transistor that is turned on in response to a pixel selection signal, a light emitting element, a driving transistor that drives the light emitting element in response to a display signal applied through the pixel selection transistor, and the driving pixel A storage capacitor connected between a gate of the transistor and a storage capacitor line and holding the display signal; and a precharging transistor that is turned on in response to a precharge signal and short-circuits the source and gate of the driving transistor. The active transistor is characterized in that after the precharge transistor is turned off, the gate potential of the driving transistor is made higher than the source potential by applying a storage capacitor control signal for increasing the potential of the storage capacitor line. Matrix type display device.
各表示画素は画素選択信号に応じてオンする画素選択用トランジスタと、発光素子と、前記画素選択用トランジスタを通して印加される表示信号に応じて前記発光素子を駆動する駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジスタのゲートと保持容量線の間に接続され、前記表示信号を保持する保持容量と、プリチャージ信号に応じてオンし前記駆動用トランジスタのソースとゲートとを短絡するプリチャージ用トランジスタと、を備えたアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法において、
プリチャージ信号に応じて、前記プリチャージ用トランジスタをオンして前記駆動用トランジスタのソースとゲートとを短絡し、
前記プリチャージ用トランジスタをオフした後に、記保持容量線の電位を上昇させる保持容量制御信号を印加することにより、前記駆動用トランジスタのゲート電位をソース電位より高くし、
その後、前記画素選択信号に応じて前記画素選択用トランジスタをオンして、前記表示信号を前記画素選択用トランジスタを通して前記駆動用トランジスタのゲートに印加することを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法。 A plurality of display pixels arranged in a matrix;
Each display pixel has a pixel selection transistor that is turned on in response to a pixel selection signal, a light emitting element, a driving transistor that drives the light emitting element in response to a display signal applied through the pixel selection transistor, and the driving pixel A storage capacitor connected between a gate of the transistor and a storage capacitor line and holding the display signal; and a precharging transistor that is turned on in response to a precharge signal and short-circuits the source and gate of the driving transistor. In the driving method of the active matrix display device provided,
In response to a precharge signal, the precharge transistor is turned on to short-circuit the source and gate of the drive transistor,
After turning off the precharge transistor, by applying a storage capacitor control signal that increases the potential of the storage capacitor line, the gate potential of the driving transistor is made higher than the source potential,
Thereafter, the pixel selection transistor is turned on in response to the pixel selection signal, and the display signal is applied to the gate of the driving transistor through the pixel selection transistor. Method.
The method of driving an active matrix display device according to claim 5, wherein the light emitting element is an organic electroluminescence element.
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