CN105659311B - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
使具有由电流驱动的自发光型显示元件的显示装置的边框尺寸比以往小。在发射驱动器(400)与发射线(EM)(第一发射线~第三发射线(EM1~EM3))之间,设置有对从发射驱动器(400)输出的发光使能信号(GGem)向发射线(EM)的供给进行控制的晶体管(Tem1~Tem3)。在这样的结构中,基于被供给至晶体管(Tem1~Tem3)的选择信号(SEL1~SEL3),在各子帧,晶体管(Tem1~Tem3)中的1个成为导通状态,并且在1帧期间中,晶体管(Tem1~Tem3)分别成为导通状态各1次。
Description
技术领域
本发明涉及显示装置,更详细而言,涉及有机EL显示装置等具有 由电流驱动的自发光型显示元件的显示装置及其驱动方法。
背景技术
以往,作为显示装置具有的显示元件,有亮度由被施加的电压控 制的电光学元件和亮度由流过的电流控制的电光学元件。作为亮度由 被施加的电压控制的电光学元件的代表例,可以举出液晶显示元件。 另一方面,作为亮度由流过的电流控制的电光学元件的代表例,可以 举出有机EL(Electro Luminescence:电致发光)元件。有机EL元件 也被称为OLED(Organic Light-Emitting Diode:有机发光二极管)。 使用作为自发光型电光学元件的有机EL元件的有机EL显示装置与需 要背光源和彩色滤光片等的液晶显示装置相比,能够容易地实现薄型 化、低耗电化、高亮度化等。因此,近年来,积极地推进有机EL显示 装置的开发。
作为有机EL显示装置的驱动方式,已知无源矩阵方式(也被称为 简单矩阵方式)和有源矩阵方式。采用无源矩阵方式的有机EL显示装 置的结构简单,因此大型化和高精细化困难。与此相对,采用有源矩 阵方式的有机EL显示装置(以下称为“有源矩阵型的有机EL显示装 置”)与采用无源矩阵方式的有机EL显示装置相比,能够容易地实现 大型化和高精细化。
在有源矩阵型的有机EL显示装置中,呈矩阵状形成有多个像素电 路。有源矩阵型的有机EL显示装置的像素电路典型地包含选择像素的 输入晶体管和控制电流对有机EL元件的供给的驱动晶体管。另外,以 下有时将从驱动晶体管流入有机EL元件的电流称为“驱动电流”。
不过,在有源矩阵型的通常有机EL显示装置中,1个像素包括3 个子像素(显示红色的R子像素、显示绿色的G子像素和显示蓝色的B子像素)。图37是表示构成1个子像素的现有的通常像素电路91的结构的电路图。该像素电路91与配置在显示部的多个数据线DL与多个扫描信号线SL的各交叉点对应地设置。如图37所示,该像素电路91包括:2个晶体管T1、T2;1个电容器Cst;和1个有机EL元件OLED。晶体管T1是驱动晶体管,晶体管T2是输入晶体管。另外,在图37所示的例子中,晶体管T1、T2是n沟道型的晶体管(TFT)。
晶体管T1设置成与有机EL元件OLED串联。关于该晶体管T1,栅极端子与晶体管T2的漏极端子连接,漏极端子与供给高电平电源电压ELVDD的电源线(以下称为“高电平电源线”,标注与高电平电源电压相同的标记ELVDD)连接,源极端子与有机EL元件OLED的阳极端子连接。晶体管T2设置于数据线DL与晶体管T1的栅极端子之间。关于该晶体管T2,栅极端子与扫描信号线SL连接,漏极端子与晶体管T1的栅极端子连接,源极端子与数据线DL连接。关于电容器Cst,一端与晶体管T1的栅极端子连接,另一端与晶体管T1的源极端子连接。有机EL元件OLED的阴极端子与供给低电平电源电压ELVSS的电源线(以下称为“低电平电源线”,标注与低电平电源电压相同的标记ELVSS)连接。以下,将晶体管T1的栅极端子、电容器Cst的一端、晶体管T2的漏极端子之间的连接点方便地称为“栅极节点”。对栅极节点的电位标注标记VG。另外,一般而言,漏极和源极中电位高的一者被称为漏极,但在本说明书的说明中,将一者定义为漏极,另一者定义为源极,因此也有源极电位高于漏极电位的情况。
图38是用于说明图37所示的像素电路91的动作的时序图。在时刻t91以前,扫描信号线SL为非选择状态。因此,在时刻t91以前,晶体管T2为截止状态,栅极节点的电位VG维持初始电平(例如与前1帧的写入相应的电平)。当时刻t91时,扫描信号线SL成为选择状态,晶体管T2导通。由此,经数据线DL和晶体管T2,该像素电路91形成的与像素(子像素)的亮度对应的数据电压Vdata被供给到栅极节点。然后,至时刻t92为止的期间,栅极节点的电位VG根据数据电压Vdata而变化。此时,电容器Cst被充电到作为栅极节点的电位VG与晶体管T1的源极电位之差的栅极-源极间电压Vgs。当时刻t92时,扫描信号线SL成为非选择状态。由此,晶体管T2截止,电容器 Cst所保持的栅极-源极间电压Vgs确定。晶体管T1根据电容器Cst所保持的栅极-源极间电压Vgs向有机EL元件OLED供给驱动电流。其结果是,有机EL元件OLED以与驱动电流相应的亮度发光。
不过,图37所示的像素电路91是与1个子像素对应的电路。因此,与由3个子像素构成的1个像素对应的像素电路910的结构为图39所示的结构。如图39所示,构成1个像素的像素电路910包括R子像素用的像素电路91(R)、G子像素用的像素电路91(G)和B子像素用的像素电路91(B)。根据图39所示的结构,像素电路内需要很多电路元件,难以高精细化。
因此,在日本特开2005-148749号公报中公开了如图40所示,使1个像素所需要的晶体管和电容器的数量比以往少的结构的像素电路920。该像素电路920包括:驱动单元921;依次控制单元922;以及3个有机EL元件OLED(R)、OLED(G)和OLED(B)。驱动单元921包括驱动晶体管T11、输入晶体管T12和电容器Cst1。依次控制单元922包括:用于对红色用的有机EL元件OLED(R)的发光进行控制的晶体管T13(R);用于对绿色用的有机EL元件OLED(G)的发光进行控制的晶体管T13(G);和用于对蓝色用的有机EL元件OLED(B)的发光进行控制的晶体管T13(B)。此外,作为用于控制晶体管T13(R)、T13(G)和T13(B)的导通/截止的配线,发射线EM1、EM2和EM3设置成通过像素电路920。
在以上这样的结构中,1帧期间被分割为3个子帧。具体而言,1帧期间被分割为用于进行红色的发光的第一子帧、用于进行绿色的发光的第二子帧和用于进行蓝色的发光的第三子帧。而且,在依次控制单元922中,第一子帧中仅晶体管T13(R)为导通状态,第二子帧中仅晶体管T13(G)为导通状态,第三子帧中仅晶体管T13(B)为导通状态。由此,经过1帧期间,有机EL元件OLED(R)、有机EL元件OLED(G)和有机EL元件OLED(B)依次发光,显示期望的彩色图像。日本特开2005-148749号公报中公开的有机EL显示装置中,如以上那样,1个像素所需要的晶体管和电容器的数量被削减。另外,日本特开2005-148750号公报中也公开了如下结构的像素电路:设置 有用于对各色用的有机EL元件的发光进行控制的多个晶体管,并且设置有用于控制这些多个晶体管的导通/截止的多个发射线。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-148749号公报
专利文献2:日本特开2005-148750号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是,根据图40所示的结构,作为用于驱动发射线EM1、EM2和EM3的结构要素,需要3个系统的发射驱动器(驱动发射线的驱动电路)。因此,发射驱动器的电路占有面积变大。因此,边框尺寸变大。然而,为了实现显示装置的小型化和显示部的面积的扩大,强烈需要使边框尺寸减小。
因此,本发明的目的是使具有由电流驱动的自发光型显示元件的显示装置的边框尺寸比以往小。
解决问题的技术方案
本发明的第一方面是一种显示装置,其为通过将1帧期间分割为j个子帧,在每个子帧显示不同颜色的画面,从而进行彩色图像的显示的有源矩阵型的显示装置,其中,j为3以上的整数,该显示装置的特征在于,包括:
以构成多个行和多个列的方式配置成矩阵状的像素电路,该像素电路包含j个电光学元件、驱动电流控制部和j个发光控制晶体管,上述j个电光学元件以相互不同的颜色进行发光,上述驱动电流控制部对用于使上述j个电光学元件为发光状态的驱动电流进行控制,上述j个发光控制晶体管设置成与上述j个电光学元件一对一地对应,对上述驱动电流向对应的电光学元件的供给进行控制;
发光使能信号生成部,其生成用于对上述j个发光控制晶体管的导通/截止状态进行控制的发光使能信号;
每行设置有j条的发光控制线,其用于向上述j个发光控制晶体管供给上述发光使能信号;和
发光使能信号切换部,其将由上述发光使能信号生成部生成的上述发光使能信号的供给目的地在各行中在上述j条发光控制线之间切换,使得上述发光使能信号在每个子帧被供给至不同的发光控制线。
本发明的第二方面在本发明的第一方面的基础上,特征在于:
上述发光使能信号切换部包括:
生成第一控制信号的第一控制信号生成部;和
以与上述j条发光控制线一对一地对应的方式在每行设置有j个的发光使能信号供给控制晶体管,
上述j个发光使能信号供给控制晶体管的控制端子被供给上述第一控制信号,
上述j个发光使能信号供给控制晶体管的第一导通端子与上述发光使能信号生成部连接,
上述j个发光使能信号供给控制晶体管的第二导通端子分别与对应的发光控制线连接,
上述第一控制信号生成部生成上述第一控制信号,使得在各子帧,上述j个发光使能信号供给控制晶体管中的1个成为导通状态,并且,在1帧期间中,上述j个发光使能信号供给控制晶体管分别成为导通状态各1次。
本发明的第三方面,在本发明的第二方面的基础上,特征在于:
上述j个发光控制晶体管和上述j个发光使能信号供给控制晶体管是由氧化物半导体形成沟道层的薄膜晶体管。
本发明的第四方面,在本发明的第三方面的基础上,特征在于:
上述氧化物半导体的主成分包括铟(In)、镓(Ga)、锌(Zn)和氧(О)。
本发明的第五方面,在本发明的第二方面的基础上,特征在于:
上述发光使能信号生成部具有由多个级构成的移位寄存器,
上述移位寄存器基于从外部输入的多个时钟信号,输出在上述多个行依次成为导通电平的上述发光使能信号,
构成上述移位寄存器的各级的单位电路具有:
第一节点;
输出对不同级的单位电路的动作进行控制的其它级控制信号的第一输出节点;
输出上述发光使能信号的第二输出节点;
第一晶体管,其控制端子和第一导通端子被供给从前级的单位电路输出的上述其它级控制信号,第二导通端子与上述第一节点连接;
第二晶体管,其控制端子与上述第一节点连接,上述第一导通端子被供给上述多个时钟信号中的1个,第二导通端子与上述第一输出节点连接;
第三晶体管,其控制端子与上述第一节点连接,第一导通端子被供给导通电平的直流电源电压,第二导通端子与上述第二输出节点连接;
第四晶体管,其控制端子被供给从后级的单位电路输出的上述其它级控制信号,第一导通端子与上述第一输出节点连接,第二导通端子被供给截止电平的直流电源电压;
第五晶体管,其控制端子被供给从后级的单位电路输出的上述其它级控制信号,第一导通端子与上述第一节点连接,第二导通端子被供给截止电平的直流电源电压;和
第六晶体管,其控制端子被供给在各子帧的结束时刻成为导通电平的子帧重置信号,第一导通端子与上述第二输出节点连接,第二导通端子被供给截止电平的直流电源电压。
本发明的第六方面,在本发明的第一方面的基础上,特征在于:
以j个像素电路为1个组,着眼于各组中包含的j个像素电路和与该j个像素电路对应的j条发光控制线时,所着眼的j条发光控制线中的各个发光控制线,与对应于所着眼的j个像素电路中的以相互不同的颜色发光的电光学元件的发光控制晶体管连接。
本发明的第七方面,在本发明的第一方面的基础上,特征在于:
上述发光使能信号切换部包括:
生成第二控制信号的第二控制信号生成部;和
具有与上述j条发光控制线分别对应的至少j个输出的多路输出选择器,
上述多路输出选择器基于上述第二控制信号,对作为输入信号被供给的上述发光使能信号的输出进行切换,
上述第二控制信号生成部生成上述第二控制信号,使得在上述多路输出选择器中根据在每个子帧不同的输出而输出上述发光使能信号,并且在上述多路输出选择器中在1帧期间中分别根据上述j个输出而输出上述发光使能信号各1次。
本发明的第八方面,在本发明的第七方面的基础上,特征在于:
在连续的2个子帧之间,设置有使上述像素电路中包含的上述j个电光学元件为熄灭状态,并且向上述像素电路写入与黑色相当的图像数据的黑色显示期间,
上述多路输出选择器用CMOS电路构成。
本发明的第九方面,在本发明的第七方面的基础上,特征在于:
上述多路输出选择器按每行设置,
在各行中,上述多路输出选择器的j个输出分别与对应的发光控制线连接。
本发明的第十方面,在本发明的第七方面的基础上,特征在于:
上述多路输出选择器仅设置有1个,
上述多路输出选择器的j个输出在所有的行分别与对应的发光控制线连接。
本发明的第十一方面,在本发明的第一方面的基础上,特征在于,还包括:
以与各行对应的方式设置的扫描信号线;
以与各列对应的方式设置的数据线;
用于向上述像素电路供给高电平的直流电源电压的第一电源线;和
用于向上述像素电路供给低电平的直流电源电压的第二电源线,
上述驱动电流控制部包含:
用于控制上述驱动电流的驱动晶体管,其在上述第一电源线与上述第二电源线之间以与上述j个发光控制晶体管的各个发光控制晶体管串联的方式设置;
输入晶体管,其设置在上述驱动晶体管的控制端子与上述数据线之间,在对应的扫描信号线为选择状态时,将上述驱动晶体管的控制端子与上述数据线电连接;和
电容器,其设置在上述驱动晶体管的控制端子与上述驱动晶体管的一个导通端子之间。
本发明的第十二方面,在本发明的第一方面的基础上,特征在于:
在连续的2个子帧之间,设置有使上述像素电路中包含的上述j个电光学元件为熄灭状态,并且向上述像素电路写入与黑色相当的图像数据的黑色显示期间。
本发明的第十三方面,其是有源矩阵型的显示装置的驱动方法,该显示装置包括:
以构成多个行和多个列的方式配置成矩阵状的像素电路,该像素电路包含j个电光学元件、驱动电流控制部和j个发光控制晶体管,上述j个电光学元件以相互不同的颜色进行发光,上述驱动电流控制部对用于使上述j个电光学元件为发光状态的驱动电流进行控制,上述j个发光控制晶体管设置成与上述j个电光学元件一对一地对应,对上述驱动电流向对应的电光学元件的供给进行控制,其中,j为3以上的整数;和
在上述像素电路以与上述j个发光控制晶体管一对一地对应的方式在每行设置有j条的发光控制线,
通过将1帧期间分割为j个子帧,在每个子帧显示不同颜色的画面,从而进行彩色图像的显示,
上述驱动方法的特征在于,包括:
生成发光使能信号的发光使能信号生成步骤,该发光使能信号为用于控制上述j个发光控制晶体管的导通/截止状态的信号,并且为用于向上述j条发光控制线供给的信号;
发光使能信号切换步骤,将在上述发光使能信号生成步骤中生成的上述发光使能信号的供给目的地在各行中在上述j条发光控制线之间切换,使得上述发光使能信号在每个子帧被供给至不同的发光控制线。
发明效果
根据本发明的第一方面,在设置有发光使能信号生成部和j条发光控制线的结构的显示装置中,由发光使能信号生成部生成的发光使能信号被发光使能信号切换部在每个子帧供给至不同的发光控制线,其中,上述发光使能信号生成部生成用于对以与像素电路内的j个(j为3以上的整数)电光学元件一对一地对应的方式设置的j个发光控制晶体管的导通/截止状态进行控制的发光使能信号,上述j条发光控制线用于对j个发光控制晶体管中的各个发光控制晶体管供给发光使能信号。由于设置有这样的发光使能信号切换部,所以每行只要生成1个发光使能信号即可。因此,能够使用于生成发光使能信号的结构要素(典型地为驱动器)的数量比以往少。由此,能够使边框尺寸比以往小,能够实现显示装置的小型化。
根据本发明的第二方面,作为用于对像素电路中包含的j个发光控制晶体管的导通/截止状态进行控制的结构要素,仅需要1个系统的发光使能信号生成部和每行j个的发光使能信号供给控制晶体管。与此相对,根据现有技术,需要j个系统的发光使能信号生成部。发光使能信号生成部至少包含6个晶体管,因此根据本发明的第二方面,与以往相比晶体管占有面积变小。因此,能够使边框尺寸比以往小,能够实现显示装置的小型化。
根据本发明的第三方面,使用沟道层由氧化物半导体形成的薄膜晶体管。因此,能够实现晶体管的小型化,能够更容易地实现显示装置的小型化。
根据本发明的第四方面,通过使用氧化铟镓锌作为形成沟道层的氧化物半导体,能够可靠地得到本发明的第三方面的效果。
根据本发明的第五方面,在发光使能信号生成部具有由具有6个晶体管的多个级(单位电路)构成的移位寄存器的结构的显示装置中,能够使边框尺寸比以往小。
根据本发明的第六方面,在各子帧,各组中包含的j个像素电路中相互不同的发光色的电光学元件成为发光状态。也就是说,在各子帧中,发光色混合存在。由此,抑制在采用分时驱动(场序驱动)的情况下容易产生的色乱的发生。基于以上情况,能够实现在抑制色乱的产生的同时使边框尺寸比以往小的显示装置。
根据本发明的第七方面,作为用于对像素电路中包含的j个发光控制晶体管的导通/截止状态进行控制的结构要素,仅需要1个系统的发光使能信号生成部和多路输出选择器。与此相对,根据现有技术,需要j个系统的发光使能信号生成部。因此,根据本发明的第七方面,能够使发光使能信号生成部的电路占有面积比以往小。
根据本发明的第八方面,在各子帧的开始前,进行与黑色显示相应的数据的写入(黑插入)。这里,多路输出选择器用CMOS电路构成。因此,能够高速地进行黑插入,动态图像显示时的显示品质提高。
根据本发明的第九方面,在按每行设置有多路输出选择器的结构的显示装置中,得到与本发明的第七方面相同的效果。
根据本发明的第十方面,能够仅由1个多路输出选择器控制所有的发光控制晶体管的导通/截止状态。由此,能够使边框尺寸比以往大幅减小。
根据本发明的第十一方面,在对用于使电光学元件为发光状态的驱动电流进行控制的驱动电流控制部由驱动晶体管、输入晶体管和电容器构成的显示装置中,得到与本发明的第一方面相同的效果。
根据本发明的第十二方面,在各子帧的开始前,进行与黑色显示相应的数据的写入。因此,能够防止电光学元件以与前次写入相应的亮度发光。
根据本发明的第十三方面,能够在显示装置的驱动方法中得到与本发明的第一方面相同的效果。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的有源矩阵型有机EL显示装置的主要部分的结构(像素电路-发射驱动器间的结构)的电路图。
图2是表示上述第一实施方式中的有机EL显示装置的整体结构的框图。
图3是用于对上述第一实施方式中的显示部的结构进行说明的图。
图4是表示上述第一实施方式中的源极驱动器的一结构例的框图。
图5是表示上述第一实施方式中的栅极驱动器的一结构例的框图。
图6是用于对上述第一实施方式中的栅极驱动器的动作进行说明的时序图。
图7是表示上述第一实施方式中的像素电路的结构的电路图。
图8是表示上述第一实施方式中的发光使能信号切换部的结构的图。
图9是用于对上述第一实施方式中的第一发射线~第三发射线与晶体管T3~T5的连接关系进行说明的图。
图10是表示上述第一实施方式中的发射驱动器的一结构例的框图。
图11是表示上述第一实施方式中的供给至发射驱动器的发射时钟信号的波形图。
图12是表示上述第一实施方式中的构成发射驱动器的移位寄存器内的单位电路的结构(移位寄存器的1级的结构)的电路图。
图13是用于对上述第一实施方式中的单位电路的动作进行说明的时序图。
图14是表示上述第一实施方式中的1帧期间的结构的图。
图15是表示上述第一实施方式中的供给至扫描信号线的扫描信号、供给至发射线的发光使能信号和选择信号的波形的时序图。
图16是用于对上述第一实施方式的效果进行说明的图。
图17是用于对上述第一实施方式的效果进行说明的图。
图18是表示上述第一实施方式的第一变形例中,构成发射驱动器的移位寄存器内的单位电路的结构(移位寄存器的1级的结构)的电路图。
图19是用于对上述第一实施方式的第一变形例的效果进行说明的图。
图20是表示上述第一实施方式的第二变形例中的主要部分的结构(像素电路-发射驱动器间的结构)的电路图。
图21是用于对本发明的第二实施方式的有源矩阵型的有机EL显示装置中,第一发射线~第三发射线与晶体管T3~T5的连接关系进行说明的图。
图22是表示在上述第二实施方式中,1个组中包含的3个像素电路内的有机EL元件的、1帧期间中的发光状态的推移的图。
图23是表示上述第二实施方式中的第一子帧的发光状态的图。
图24是表示上述第二实施方式中的第二子帧的发光状态的图。
图25是上述第二实施方式中的第三子帧的发光状态的图。
图26是表示本发明的第三实施方式中的有源矩阵型的有机EL显示装置的整体结构的框图。
图27是用于对上述第三实施方式中的多路输出选择器(demultiplexer)的输入输出信号进行说明的图。
图28是上述第三实施方式中的多路输出选择器的详细结构的框图。
图29是表示上述第三实施方式中的多路输出选择器的选择信号与输出的对应关系的图。
图30是表示上述第三实施方式中的发光使能信号切换部的结构的图。
图31是表示上述第三实施方式中的供给至扫描信号线的扫描信号、供给至发射线的发光使能信号和选择信号的波形的时序图。
图32是表示上述第三实施方式中的多路输出选择器内的AND电路的具体结构的电路图。
图33是表示上述第三实施方式中的多路输出选择器内的NOT电路的具体结构的电路图。
图34是表示本发明的第四实施方式的有源矩阵型有机EL显示装置的整体结构的框图。
图35是表示上述第四实施方式中供给至扫描信号线的扫描信号、供给至发射线的发光使能信号、选择信号和从发射信号输入切换电路600输出的发光使能信号的波形的时序图。
图36是用于对上述第四实施方式的效果进行说明的图。
图37是表示构成1个子像素的现有的通常像素电路的结构的电路图。
图38是用于对图37所示的像素电路的动作进行说明的时序图。
图39是表示现有例中的与1个像素对应的像素电路的结构的电路图。
图40是日本特开2005-148749号公报中公开的例子中的与1个像素对应的像素电路的结构的电路图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外,以下假设m和n为2以上的整数。此外,各晶体管中,栅极端子相当于控制端子,漏极端子相当于第一导通端子,源极端子相当于第二导通端子。
<1.第一实施方式>
<1.1整体结构和动作概要>
图2是表示本发明的第一实施方式的有源矩阵型的有机EL显示装置1的整体结构的框图。该有机EL显示装置1包括:显示控制电路100;源极驱动器(数据线驱动电路)200;栅极驱动器(扫描信号线驱动电路)300;发射驱动器400;显示部500;和发射信号输入切换电路600。另外,在本实施方式中,在包含显示部500的有机EL面板7内形成有栅极驱动器300和发射驱动器400。也就是说,栅极驱动器300和发射驱动器400被单片集成化。此外,在该有机EL显示装置1设置有逻辑电源390、逻辑电源490、有机EL用高电平电源580和有机EL用低电平电源590,作为用于向有机EL面板7供给各种电源电压的结构要素。
从逻辑电源390向有机EL面板7供给栅极驱动器300的动作所需要的高电平电源电压VDD和低电平电源电压VSS。从逻辑电源490向有机EL面板7供给发射驱动器400的动作所需要的高电平电源电压VDD和低电平电源电压VSS。从有机EL用高电平电源580向有机EL面板7供给作为恒定电压的高电平电源电压ELVDD。从有机EL用低电平电源590向有机EL面板7供给作为恒定电压的低电平电源电压ELVSS。
图3是用于对本实施方式中的显示部500的结构进行说明的图。在显示部500,如图3所示,m条数据线DL(1)~DL(m)和n条扫描信号线SL(1)~SL(n)以彼此交叉的方式配置。与数据线DL (1)~DL(m)和扫描信号线SL(1)~SL(n)的各交叉点对应地设置有像素电路50。也就是说,在显示部500以构成多个行(n行)和多个列(m列)的方式呈矩阵状配置有像素电路50。此外,在显示部500,以与n条扫描信号线SL(1)~SL(n)对应的方式配置有n条第一发射线EM1(1)~EM1(n)、n条第二发射线EM2(1)~EM2(n)、和n条第三发射线EM3(1)~EM3(n)。进一步,在显示部500配置有高电平电源线ELVDD和低电平电源线ELVSS。在本实施方式中,由高电平电源线ELVDD实现第一电源线,由低电平电源线ELVSS实现第二电源线。像素电路50的详细结构将在后文叙述。
另外,以下,在不需要将m条数据线DL(1)~DL(m)彼此区别的情况下,简单的以标记DL表示数据线。同样地,分别将扫描信号线、第一发射线、第二发射线和第三发射线简单地以标记SL、EM1、EM2和EM3表示。此外,也可以将第一发射线EM1~第三发射线EM3简单地总称为“发射线”。对发射线标注标记EM。在本实施方式中,由发射线EM实现发光控制线。
显示控制电路100输出:显示数据DA;用于控制源极驱动器200的动作的源极启动脉冲信号SSP、源极时钟信号SCK和锁存选通信号LS;用于控制栅极驱动器300的动作的栅极启动脉冲信号GSP、栅极时钟信号GCK和全导通信号ALL_ON;用于控制发射驱动器400的动作的发射启动脉冲信号ESP、发射时钟信号ECK和子帧重置信号SUBF_RST;和用于控制发射信号输入切换电路600的动作的发射切换指示信号Sem。
源极驱动器200接收从显示控制电路100发送的显示数据DA、源极启动脉冲信号SSP、源极时钟信号SCK和锁存选通信号LS,向数据线DL(1)~DL(m)供给驱动用视频信号。
图4是表示源极驱动器200的一结构例的框图。源极驱动器200包括m比特的移位寄存器21、寄存器22、锁存电路23和m个D/A转换器(DAC)24。移位寄存器21具有级联连接的m个寄存器(未图示)。移位寄存器21根据源极时钟信号SCK,将供给至第一级寄存器的源极启动脉冲信号SSP的脉冲从输入端向输出端依次传送。响应该脉冲的传送,从移位寄存器21输出与各数据线DL对应的时序脉冲 DLP。根据该时序脉冲DLP,寄存器22存储显示数据DA。锁存电路23响应锁存选通信号LS,获取并保存寄存器22中存储的1行的显示数据DA。D/A转换器24以与各数据线DL对应的方式设置。D/A转换器24将锁存电路23所保存的显示数据DA转换成模拟电压。该转换得到的模拟电压作为驱动用视频信号被一齐供给至所有数据线DL(1)~DL(m)。
栅极驱动器300根据从显示控制电路100发送的栅极启动脉冲信号GSP和栅极时钟信号GCK,向n条扫描信号线SL(1)~SL(n)依次供给有源的扫描信号。栅极驱动器300还根据从显示控制电路100发送的全导通信号ALL_ON,一齐对n条扫描信号线SL(1)~SL(n)供给有源的扫描信号。另外,关于扫描信号线SL,将被施加有源的扫描信号的状态称为“选择状态”。对此,发射线EM也同样。当扫描信号线SL为选择状态时,在与该扫描信号线SL对应地设置的像素电路50中进行数据的写入。另外,本说明书中,将向像素电路写入与本来的视频数据不同的与黑色显示相应的数据称为“黑插入”。
图5是表示本实施方式中的栅极驱动器300的一结构例的框图。该栅极驱动器300包括:由n个触发器电路31构成的移位寄存器310和用于进行黑插入的控制的黑插入控制部320。移位寄存器310构成为:栅极启动脉冲信号GSP被供给至第一级触发器电路31,栅极时钟信号GCK被共用地供给至所有的触发器电路31。黑插入控制部320中,以与移位寄存器310内的触发器电路31一对一地对应的方式设置有n个OR电路32。OR电路32被输入来自触发器电路31的输出信号和全导通信号ALL_ON。此外,来自OR电路32的输出信号作为扫描信号被供给至扫描信号线SL。
在以上这样的结构中,在全导通信号ALL_ON成为高电平时,向所有OR电路32供给高电平的信号。由此,如图6的时刻t21~时刻t22的期间那样,n条扫描信号线SL(1)~SL(n)一齐成为选择状态。在全导通信号ALL_ON成为低电平时,如果移位寄存器310的第一级触发器电路31被供给栅极启动脉冲信号GSP的脉冲,则基于栅极时钟信号GCK,栅极启动脉冲信号GSP中包含的脉冲被从第一级触发器电路31向第n级触发器电路31依次传送。并且,响应该脉冲的传送,来自第1~n级触发器电路31的输出信号依次成为高电平。由此,如图6的时刻t22~时刻t23的期间那样,n条扫描信号线SL(1)~SL(n)依次成为选择状态规定期间。
发射驱动器400根据从显示控制电路100发送的发射启动脉冲信号ESP、发射时钟信号ECK和子帧重置信号SUBF_RST,输出用于向发射线EM供给的发光使能信号。关于发射驱动器400的详细说明将在后文叙述。另外,在本实施方式中,由该发射驱动器400实现发光使能信号生成部。
发射信号输入切换电路600根据从显示控制电路100发送的发射切换指示信号Sem,输出选择信号SEL1、SEL2和SEL3。在本实施方式中,根据发射切换指示信号Sem,在每个子帧,3个选择信号SEL1、SEL2和SEL3中的1个成为有效(本实施方式中为高电平)。另外,在本实施方式中,由该发射信号输入切换电路600实现第一控制信号生成部,由选择信号SEL1、SEL2和SEL3实现第一控制信号。
<1.2像素电路的结构>
图7是表示本实施方式中的像素电路50的结构的电路图。该像素电路50与配置于显示部500的m条数据线DL(1)~DL(m)和n条扫描信号线SL(1)~SL(n)的各交叉点对应地设置。如图7所示,该像素电路50包括:5个晶体管T1~T5;1个电容器Cst;3个有机EL元件OLED(R)、OLED(G)和OLED(B)。晶体管T1是驱动晶体管,晶体管T2是输入晶体管。晶体管T3、T4和T5分别作为通过对驱动电流向有机EL元件OLED(R)、OLED(G)和OLED(B)的供给进行控制来进行发光的控制的发光控制晶体管起作用。有机EL元件OLED(R)作为发出红色光的电光学元件起作用。有机EL元件OLED(G)作为发出绿色光的电光学元件起作用。有机EL元件OLED(B)作为发出蓝色光的电光学元件起作用。以下也将3个有机EL元件OLED(R)、OLED(G)和OLED(B)简单地总称为“有机EL元件OLED”。
另外,在本实施方式中,由晶体管T1、晶体管T2和电容器Cst实现用于对使有机EL元件OLED为发光状态的驱动电流进行控制的驱动电流控制部510。
如图7所示,晶体管T1与晶体管T3~T5中的各个晶体管串联,并且与有机EL元件OLED(R)、OLED(G)和OLED(B)中的各个OLED串联地设置。换言之,晶体管T1和有机EL元件OLED(R)通过晶体管T3串联地连接,晶体管T1和有机EL元件OLED(G)通过晶体管T4串联连接,晶体管T1和有机EL元件OLED(B)通过晶体管T5串联连接。关于晶体管T1,栅极端子与晶体管T2的漏极端子连接,漏极端子与高电平电源线ELVDD连接,源极端子与晶体管T3~T5的漏极端子连接。晶体管T2设置在数据线DL与晶体管T1的栅极端子之间。关于该晶体管T2,栅极端子与扫描信号线SL连接,漏极端子与晶体管T1的栅极端子连接,源极端子与数据线DL连接。关于电容器Cst,一端与晶体管T1的栅极端子连接,另一端与晶体管T1的源极端子连接。关于晶体管T3,漏极端子与晶体管T1的源极端子连接,源极端子与有机EL元件OLED(R)的阳极端子连接。关于晶体管T4,漏极端子与晶体管T1的源极端子连接,源极端子与有机EL元件OLED(G)的阳极端子连接。关于晶体管T5,漏极端子与晶体管T1的源极端子连接,源极端子与有机EL元件OLED(B)的阳极端子连接。晶体管T3~T5的栅极端子分别与第一发射线EM1~第三发射线EM3连接。有机EL元件OLED(R)、OLED(G)和OLED(B)的阴极端子与有机EL用低电平电源线ELVSS连接。
另外,在本实施方式中,像素电路50内的晶体管T1~T5都是n沟道型。此外,在本实施方式中,晶体管T1~T5采用氧化物TFT(将氧化物半导体使用于沟道层的薄膜晶体管)。后述的晶体管Tem1~Tem3也同样。
以下,对氧化物TFT中包含的氧化物半导体层进行说明。氧化物半导体层例如为In-Ga-Zn-O类半导体层。氧化物半导体层例如包括In-Ga-Zn-O类半导体。In-Ga-Zn-O类半导体是In(铟)、Ga(镓)、Zn(锌)的三元氧化物。In、Ga和Zn的比例(组成比)没有特别限定。例如可以为In︰Ga︰Zn=2︰2︰1、In︰Ga︰Zn=1︰1︰1、In︰Ga︰Zn=1︰1︰2等。
具有In-Ga-Zn-O类半导体层的TFT具有高迁移率(与非晶硅TFT相比超过20倍的迁移率)和低泄漏电流(与非晶硅TFT相比不足100 分之1的泄漏电流),适宜作为像素电路50内的驱动TFT(上述晶体管T1)和开关TFT(上述晶体管T2)使用。如果使用具有In-Ga-Zn-O类半导体层的TFT,则能够大幅削减显示装置的耗电。
In-Ga-Zn-O类半导体可以为非晶的,也可以包含结晶质部分而具有结晶性。作为结晶质In-Ga-Zn-O类半导体,优选c轴与层面大致垂直地取向的结晶质In-Ga-Zn-O类半导体。这样的In-Ga-Zn-O类半导体的结晶结构例如在日本特开2012-134475号公报中公开。
氧化物半导体层可以包含其它氧化物半导体来代替In-Ga-Zn-O类半导体。可以包含例如Zn-O类半导体(ZnO)、In-Zn-O类半导体(IZO(注册商标))、Zn-Ti-O类半导体(ZTO)、Cd-Ge-O类半导体、Cd-Pb-O类半导体、CdO(氧化镉)、Mg-Zn-O类半导体、In-Sn-Zn-O类半导体(例如In2O3-SnO2-ZnO)、In-Ga-Sn-O类半导体等。
<1.3主要部分的结构(像素电路-发射驱动器间的结构>
图1是表示本实施方式中的主要部分的结构(像素电路50-发射驱动器400间的结构)的电路图。如由图1和图2可知,在本实施方式中,每行设置有3条发射线EM(第一发射线EM1、第二发射线EM2和第三发射线EM3)。如图1所示,在发射驱动器400与第一发射线EM1~第三发射线EM3之间设置有分别由选择信号SEL1~SEL3控制导通/截止状态的晶体管Tem1~Tem3。由这些晶体管Tem1~Tem3实现发光使能信号供给控制晶体管。关于晶体管Tem1,栅极端子被供给选择信号SEL1,漏极端子与发射驱动器400连接,源极端子与第一发射线EM1连接。关于晶体管Tem2,栅极端子被供给选择信号SEL2,漏极端子与发射驱动器400连接,源极端子与第二发射线EM2连接。关于晶体管Tem3,栅极端子被供给选择信号SEL3,漏极端子与发射驱动器400连接,源极端子与第三发射线EM3连接。
在以上这样的结构中,发射信号输入切换电路600在每个子帧使3个选择信号SEL1、SEL2和SEL3中的1个为高电平。选择信号SEL1成为高电平时,晶体管Tem1成为导通状态,从发射驱动器400输出的发光使能信号GGem被供给至第一发射线EM1。选择信号SEL2成为高电平时,晶体管Tem2成为导通状态,从发射驱动器400输出的发光 使能信号GGem被供给至第二发射线EM2。选择信号SEL3成为高电平时,晶体管Tem3成为导通状态,从发射驱动器400输出的发光使能信号GGem被供给至第三发射线EM3。
如以上那样,从1个发射驱动器400输出的发光使能信号GGem被逐个子帧地依次供给至3条发射线EM(第一发射线EM1、第二发射线EM2和第三发射线EM3)。如以上那样,在本实施方式中,由发射信号输入切换电路600和设置于各行的晶体管Tem1~Tem3实现发光使能信号切换部610(图8参照)。
另外,在本实施方式中,与后述的第二实施方式不同,如图9所示,在所有列的像素电路50中,第一发射线EM1与晶体管T3的栅极端子连接,第二发射线EM2与晶体管T4的栅极端子连接,第三发射线EM3与晶体管T5的栅极端子连接。
<1.4发射驱动器>
<1.4.1概略结构>
图10是表示本实施方式中的发射驱动器400的一结构例的框图。该发射驱动器400包括由n个单位电路40构成的n级移位寄存器4。另外,在图10中示出从第(k-1)级至第(k+1)级的单位电路40(k-1)~40(k+1)。这里,k为2以上且(n-2)以下的偶数。在各单位电路40中设置有:用于接收时钟信号VCLK的输入端子;用于接收置位信号S的输入端子;用于接收第一重置信号R1的输入端子;用于接收第二重置信号R2的输入端子;用于输出第一输出信号Q1的输出端子;和用于输出第二输出信号Q2的输出端子。另外,各单位电路40还包含用于接收高电平电源电压VDD的输入端子和用于接收低电平电源电压VSS的输入端子,在图10中省略它们的图示。
构成该发射驱动器400的移位寄存器4被供给图11所示那样的2相时钟信号(第一时钟信号CK1和第二时钟信号CK2),作为发射时钟信号ECK。第一时钟信号CK1和第二时钟信号CK2彼此相位错开1水平扫描期间。此外,第一时钟信号CK1和第二时钟信号CK2均在2水平扫描期间中的1水平扫描期间成为高电平的状态。
供给至移位寄存器4的各级(各单位电路)的输入端子的信号如下所述。对于第奇数级,供给第一时钟信号CK1作为时钟信号VCLK。 对于第偶数级,供给第二时钟信号CK2作为时钟信号VCLK。此外,对于任意级,供给从前级输出的第一输出信号Q1作为置位信号S,供给从后级输出的第一输出信号Q1作为第一重置信号R1。但是,对于第一级,供给发射启动脉冲信号ESP作为置位信号S。进一步,子帧重置信号SUBF_RST被共用地供给至所有级作为第二重置信号R2。
在以上那样的结构中,如果移位寄存器4的第一级被供给作为置位信号S的发射启动脉冲信号ESP的脉冲,则基于第一时钟信号CK1和第二时钟信号CK2,从各级输出的第一输出信号Q1中包含的移位脉冲被从第1级向第n级依次传送。然后,响应该移位脉冲的传送,从各级输出的第一输出信号Q1依次成为高电平,并且从各级输出的第二输出信号Q2依次成为高电平。另外,从各级输出的第二输出信号Q2作为发光使能信号GGem被供给至发射线EM。
<1.4.2单位电路的结构>
图12是表示构成发射驱动器400的移位寄存器4内的单位电路40的结构(移位寄存器4的1级的结构)的电路图。如图12所示,单位电路40具有6个晶体管M1~M6。此外,单位电路40除了高电平电源电压VDD用的输入端子和低电平电源电压VSS用的输入端子之外,还具有4个输入端子41~44和2个输出端子48、49。这里,对接收置位信号S的输入端子标注标记41,对接收第一重置信号R1的输入端子标注标记42,对接收时钟信号VCLK的输入端子标注标记43,对接收第二重置信号R2的输入端子标注标记44。此外,对输出第一输出信号Q1的输出端子标注标记48,对输出第二输出信号Q2的输出端子标注标记49。在晶体管M2的栅极端子-漏极端子间形成有寄生电容Cgd,在晶体管M2的栅极端子-源极端子间形成有寄生电容Cgs。晶体管M1的源极端子、晶体管M2的栅极端子、晶体管M3的栅极端子和晶体管M5的漏极端子相互连接。另外,以下称它们相互连接的区域(配线)为“第一节点”。对第一节点标注标记N1。
关于晶体管M1,栅极端子和漏极端子与输入端子41连接(也就是说,为二极管连接),源极端子与第一节点N1连接。关于晶体管M2,栅极端子与第一节点N1连接,漏极端子与输入端子43连接,源极端子与输出端子48连接。关于晶体管M3,栅极端子与第一节点N1 连接,漏极端子与高电平电源电压VDD用的输入端子连接,源极端子与输出端子49连接。关于晶体管M4,栅极端子与输入端子42连接,漏极端子与输出端子48连接,源极端子与低电平电源电压VSS用的输入端子连接。关于晶体管M5,栅极端子与输入端子42连接,漏极端子与第一节点N1连接,源极端子与低电平电源电压VSS用的输入端子连接。关于晶体管M6,栅极端子与输入端子44连接,漏极端子与输出端子49连接,源极端子与低电平电源电压VSS用的输入端子连接。
接着,对各结构要素的该单位电路40的功能进行说明。晶体管M1当置位信号S成为高电平时,使第一节点N1的电位向高电平变化。晶体管M2当第一节点N1的电位成为高电平时,将时钟信号VCLK的电位供给至输出端子48。晶体管M3当第一节点N1的电位成为高电平时,将高电平电源电压VDD的电位供给至输出端子49。晶体管M4当第一重置信号R1成为高电平时,使输出端子48的电位向低电平电源电压VSS的电位变化。晶体管M5当第一重置信号R1成为高电平时,使第一节点N1的电位向低电平电源电压VSS的电位变化。晶体管M6当第二重置信号R2成为高电平时,使输出端子49的电位向低电平电源电压VSS的电位变化。
另外,在本实施方式中,由晶体管M1实现第一晶体管,由晶体管M2实现第二晶体管,由晶体管M3实现第三晶体管,由晶体管M4实现第四晶体管,由晶体管M5实现第五晶体管,有晶体管M6实现第六晶体管。此外,由输出端子48实现第一输出节点,由输出端子49实现第二输出节点。此外,由从输出端子48输出的第一输出信号Q1实现其它级控制信号。
<1.4.3单位电路的动作>
接着,参照图12和图13对本实施方式中的单位电路40的动作进行说明。如图13所示,在时刻t10以前的期间,第一节点N1的电位、第一输出信号Q1的电位(输出端子48的电位)和第二输出信号Q2的电位(输出端子49的电位)为低电平。此外,对输入端子43供给隔规定期间成为高电平的时钟信号VCLK。另外,关于图13,实际的波形会产生若干延迟,但这里示出理想的波形。
当时刻t10时,输入端子41被供给置位信号S的脉冲。晶体管M1如图12所示成为二极管连接,因此晶体管M1因该置位信号S的脉冲而成为导通状态。由此,第一节点N1的电位上升。
当时刻t11时,时钟信号VCLK从低电平变化为高电平。此时,第一重置信号R1成为低电平,因此晶体管M5成为截止状态。因此,第一节点N1成为浮置状态。如上述那样,在晶体管M2的栅极端子-漏极端子间形成有寄生电容Cgd,在晶体管M2的栅极端子-源极端子间形成有寄生电容Cgs。因此,因自举效应,第一节点N1的电位大幅上升。其结果是,晶体管M2和晶体管M3被施加大的电压。由此,第一输出信号Q1的电位(输出端子48的电位)上升至时钟信号VCLK的高电平的电位,第二输出信号Q2的电位(输出端子49的电位)上升至高电平电源电压VDD的电位。另外,在时刻t11~时刻t12的期间中,第一重置信号R1成为低电平。因此,晶体管M4维持在截止状态,因此在该期间中,第一输出信号Q1的电位不会下降。此外,在时刻t11~时刻t12的期间中,第二重置信号R2成为低电平。因此,晶体管M6维持在截止状态,在该期间中,第二输出信号Q2的电位不会下降。
当时刻t12时,时钟信号VCLK从高电平变为低电平。由此,输入端子43的电位下降,并且第一输出信号Q1的电位下降,而且,经寄生电容Cgd、Cgs,第一节点N1的电位也下降。此外,在时刻t12,输入端子42被供给第一重置信号R1的脉冲。由此,晶体管M4和晶体管M5成为导通状态。通过晶体管M4成为导通状态,第一输出信号Q1的电位降低到低电平,通过晶体管M5成为导通状态,第一节点N1的电位降低到低电平。另外,通过第一节点N1的电位降低到低电平,晶体管M3成为截止状态,当时刻t13时,第二重置信号R2维持在低电平。因此,在时刻t12~时刻t13的期间,输出端子49维持在浮置状态,第二输出信号Q2的电位维持在高电平电源电压VDD的电位。
当时刻t13时,输入端子44被供给第二重置信号R2的脉冲。由此,晶体管M6成为导通状态。其结果是,第二输出信号Q2的电位下降至低电平。另外,作为第二重置信号R2的子帧重置信号SUBF_RST 的脉冲在各子帧的结束时刻被供给至各单位电路40。也就是说,图13的时刻t13相当于各子帧的结束时刻。
<1.5驱动方法>
接着,基于上述的各结构要素的动作,对本实施方式的驱动方法进行说明。图14是表示本实施方式中的1帧期间的结构的图。如图14所示,1帧期间包括3个子帧(第一子帧~第三子帧)。第一子帧是用于进行红色画面的显示的子帧。也就是说,在第一子帧,有机EL元件OLED(R)发光。第二子帧是用于进行绿色画面的显示子帧。也就是说,在第二子帧,有机EL元件OLED(G)发光。第三子帧是用于进行蓝色画面的显示的子帧。也就是说,在第三子帧,有机EL元件OLED(B)发光。有机EL显示装置1的动作中,重复这些第一子帧~第三子帧。由此,重复地显示红色画面、绿色画面和蓝色画面,进行期望的彩色显示。
图15是表示被供给至扫描信号线SL的扫描信号、被供给至发射线EM的发光使能信号和选择信号SEL1~SEL3的波形的时序图。另外,图15中,分别以标记SF1~SF3表示第一子帧~第三子帧。如图15所示,连续的2个子帧之间的回扫期间为黑色显示期间。在黑色显示期间,所有发射线EM为非选择状态,所有扫描信号线SL(1)~SL(n)为选择状态。在这样的状态下,源极驱动器200将与黑色相应的模拟电压作为驱动用视频信号供给至所有的数据线DL(1)~DL(m)。由此,显示部500内的所有像素电路50被写入与黑色相应的图像数据。此外,通过所有的发射线EM成为非选择状态,显示部500内的所有的有机EL元件OLED成为熄灭状态,因此在显示部500显示黑色的画面。如以上所述,通过在黑色显示期间(回扫期间)进行与黑色相应的图像数据的写入,防止在各子帧中有机EL元件OLED以与前一子帧的写入相应的亮度发光。
在第一子帧SF1,首先,发射信号输入切换电路600使选择信号SEL1为高电平,使选择信号SEL2和选择信号SEL3为低电平。由此,在各行中,晶体管Tem1成为导通状态,晶体管Tem2和晶体管Tem3成为截止状态。接着,栅极驱动器300使第1行扫描信号为高电平,发射驱动器400使第1行发光使能信号为高电平。晶体管Tem1~Tem3中仅晶体管Tem1成为导通状态,因此在第1行,第一发射线EM1(1)成为选择状态。由此,在第1行各像素电路50中,晶体管T3成为导通状态,并且晶体管T4和晶体管T5成为截止状态。此外,第1行扫描信号线SL(1)成为选择状态,由此,在第1行各像素电路50中,晶体管T2成为导通状态。其结果是,在第1行各像素电路50中,电容器Cst基于施加至数据线DL的数据电压被充电。
当栅极驱动器300使第1行扫描信号线SL(1)为非选择状态时,在第1行各像素电路50,晶体管T2成为截止状态。由此,电容器Cst所保持的栅极-源极间电压Vgs确定。在第1行各像素电路50中,与该栅极-源极间电压Vgs的大小相应的驱动电流在晶体管T1的漏极-源极间流动。如上所述,在第一子帧SF1,晶体管T3成为导通状态,因此在第1行各像素电路50中,经晶体管T3向有机EL元件OLED(R)供给驱动电流。其结果是,在第1行各像素电路50中,有机EL元件OLED(R)发光。另外,如上所述,子帧重置信号SUBF_RST的脉冲在各子帧的结束时刻被供给至移位寄存器4内的单位电路40。因此,第1行第一发射线EM1(1)至第一子帧SF1的结束时刻为止维持在选择状态。以上这样的动作在第2~n行依次进行。
在第二子帧SF2,发射信号输入切换电路600使选择信号SEL2为高电平,使选择信号SEL1和选择信号SEL3为低电平。因此,在各行,晶体管Tem2成为导通状态,晶体管Tem1和晶体管Tem3成为截止状态。在这样的状态中,与第一子帧SF1同样地,各行的扫描信号依次成为高电平,并且各行的发光使能信号依次成为高电平。在各像素电路50中,晶体管T4成为导通状态,并且晶体管T3和晶体管T5成为截止状态。通过以上动作,在第二子帧SF2,各像素电路50中有机EL元件OLED(G)发光。
在第三子帧SF3,发射信号输入切换电路600使选择信号SEL3为高电平,使选择信号SEL1和选择信号SEL2为低电平。因此,在各行中,晶体管Tem3成为导通状态,晶体管Tem1和晶体管Tem2成为截止状态。在这样的状态下,与第一子帧SF1同样地,各行的扫描信号依次成为高电平,并且各行的发光使能信号依次成为高电平。在各像素电路50中,晶体管T5成为导通状态,并且晶体管T3和晶体管T4 成为截止状态。通过以上动作,在第三子帧SF3,各像素电路50中有机EL元件OLED(B)发光。
<1.6效果>
根据本实施方式,在发射驱动器400与发射线EM(第一发射线EM1~第三发射线EM3)之间,设置有对从发射驱动器400输出的发光使能信号GGem向发射线EM的供给进行控制的晶体管Tem1~Tem3。在这样的结构中,在各子帧,晶体管Tem1~Tem3中的1个晶体管成为导通状态,并且在1帧期间中,晶体管Tem1~Tem3分别成为导通状态1次。因此,从发射驱动器400输出的发光使能信号GGem在每个子帧被供给至不同的发射线EM。因此,与现有技术不同,作为用于生成发光使能信号GGem的驱动器,只要具有1个系统的发射驱动器400即可。由此,控制有机EL元件OLED的发光所需要的晶体管的数量比以往削减。
接着,定量地对本实施方式的效果进行说明。例如,着眼于采用将1帧期间分割为3个子帧的分时驱动的有机EL显示装置,根据现有技术,需要3个系统的发射驱动器400。当着眼于1个系统的发射驱动器400时,由图12可知,每1行需要6个晶体管M1~M6。因此,根据现有技术,每1行需要18个晶体管。与此相对,根据本实施方式,在发射驱动器400与发射线EM之间新需要3个晶体管Tem1~Tem3,但只要具有1个系统的发射驱动器400即可。因此,根据本实施方式,每1行需要9个晶体管。这里,如图16所示,令包含栅极配线和源极/漏极区域的矩形区域为TFT占有区域70。此外,令TFT占有区域70的各边的长度如图16所示为x、y。这样一来,如图17所示,现有技术中的TFT占有面积为18xy,而本实施方式中的TFT占有面积成为9xy。因此,本实施方式中的TFT占有面积与现有技术中的TFT占有面积之比(TFT占有面积比)P1如下所述。
P1=(9xy/18xy)×100=50(%)
像这样,根据本实施方式,TFT占有面积与现有技术相比较,成为50%。
由以上记述可知,根据本实施方式,能够使有机EL显示装置的边框尺寸比以往小,因此能够实现有机EL显示装置的小型化。此外,当着眼于一定尺寸的面板时,能够实现HD面板的FHD化和FHD的面 板的WQHD化等高精细化(高分辨率化)。另外,这里仅着眼于TFT占有面积说明了效果,但实际上,发射驱动器400内的TFT间的连接配线和接触部的占有面积也变得比以往小。
此外,在本实施方式中,电路内的晶体管采用具有In-Ga-Zn-O类半导体层的TFT等的氧化物TFT(将氧化物半导体用于沟道层的晶体管)。因此,能够进行电路内的TFT的小型化,面板的高精细化变得容易。
<1.7变形例>
以下,对上述第一实施方式的变形例进行说明。
<1.7.1第一变形例>
在上述第一实施方式中,构成发射驱动器400的移位寄存器4内的单位电路40包含6个晶体管M1~M6,但本发明不限定于此。一般地,为了实现驱动性能的提高和可靠性的提高,单位电路40包含9个以上的晶体管。这里,作为第一变形例,单位电路40包含9个晶体管的例子。另外,对于单位电路40的具体的电路结构没有特别限定。
图18是表示本变形例中的单位电路40的结构(移位寄存器4的1级的结构)的电路图。如图18所示,单位电路40包括9个晶体管Z1~Z9和2个电容器CAP1、CAP2。此外,单位电路40除了高电平电源电压VDD用的输入端子和低电平电源电压VSS用的输入端子之外,还具有4个输入端子41~44和2个输出端子48、49。在晶体管Z7的栅极端子-漏极端子间形成有寄生电容Cgd,在晶体管Z7的栅极端子-源极端子间形成有寄生电容Cgs。
晶体管Z1的源极端子、晶体管Z5的漏极端子、晶体管Z7的栅极端子、晶体管Z8的栅极端子和电容器CAP1的一端相互连接。另外,方便地称它们相互连接的区域(配线)为“第一节点”。对第一节点标注标记N1。晶体管Z2的源极端子、晶体管Z3的漏极端子、晶体管Z4的漏极端子、晶体管Z5的栅极端子、晶体管Z6的栅极端子和电容器CAP2的一端相互连接。另外,方便地称它们相互连接的区域(配线)为“第二节点”。对第二节点标注标记N2。
关于晶体管Z1,栅极端子和漏极端子与输入端子41连接(也就是说,成为二极管连接),源极端子与第一节点N1连接。关于晶体管 Z2,栅极端子和漏极端子与输入端子42连接(也就是说,成为二极管连接),源极端子与第二节点N2连接。关于晶体管Z3,栅极端子与输入端子41连接,漏极端子与第二节点N2连接,源极端子与低电平电源电压VSS用的输入端子连接。关于晶体管Z4,栅极端子与输出端子48连接,漏极端子与第二节点N2连接,源极端子与低电平电源电压VSS用的输入端子连接。关于晶体管Z5,栅极端子与第二节点N2连接,漏极端子与第一节点N1连接,源极端子与低电平电源电压VSS用的输入端子连接。关于晶体管Z6,栅极端子与第二节点N2连接,漏极端子与输出端子48连接,源极端子与低电平电源电压VSS用的输入端子连接。关于晶体管Z7,栅极端子与第一节点N1连接,漏极端子与输入端子43连接,源极端子与输出端子48连接。关于晶体管Z8,栅极端子与第一节点N1连接,漏极端子与高电平电源电压VDD用的输入端子连接,源极端子与输出端子49连接。关于晶体管Z9,栅极端子与输入端子44连接,漏极端子与输出端子49连接,源极端子与低电平电源电压VSS用的输入端子连接。关于电容器CAP1,一端与第一节点N1连接,另一端与输出端子48连接。关于电容器CAP2,一端与第二节点N2连接,另一端与输入端子41连接。
接着,对各结构要素的该单位电路40的功能进行说明。晶体管Z1当置位信号S成为高电平时,使第一节点N1的电位向高电平变化。晶体管Z2当第一重置信号R1成为高电平时,使第二节点N2的电位向高电平变化。晶体管Z3当置位信号S成为高电平时,使第二节点N2的电位向低电平电源电压VSS的电位变化。晶体管Z4当输出端子48的电位成为高电平时,使第二节点N2的电位向低电平电源电压VSS的电位变化。晶体管Z5当第二节点N2的电位成为高电平时,使第一节点N1的电位向低电平电源电压VSS的电位变化。晶体管Z6当第二节点N2的电位成为高电平时,使输出端子48的电位向低电平电源电压VSS的电位变化。晶体管Z7当第一节点N1的电位成为高电平时,将时钟信号VCLK的电位供给至输出端子48。晶体管Z8当第一节点N1的电位成为高电平时,将高电平电源电压VDD的电位供给至输出端子49。晶体管Z9当第二重置信号R2成为高电平时,使输出端子49的电位向低电平电源电压VSS的电位变化。电容器CAP1在输出端子 48的电位为高电平的期间中,作为用于将第一节点N1的电位维持在高电平的补偿电容起作用。电容器CAP2在输出端子48的电位成为高电平时,用于使第二节点N2的电位下降使电路动作稳定化而起作用。
接着,参照图13和图18,对本变形例的单位电路40的动作进行说明。当时刻t10时,向输入端子41供给置位信号S的脉冲。晶体管Z1如图18所示成为二极管连接,因此因该置位信号S的脉冲,晶体管Z1成为导通状态。由此,电容器CAP1被充电(这里是预充电),第一节点N1的电位上升。此外,通过置位信号S的脉冲,晶体管Z3成为导通状态,第二节点N2的电位成为低电平。由此,晶体管Z5和晶体管Z6成为截止状态。通过以上动作,在时刻t10~时刻t11的期间,以输入置位信号S的脉冲的状态,第二节点N2的电位成为低电平,因此电容器CAP2基于输入端子41与第二节点N2的电位差被充电。
当时刻t11时,时钟信号VCLK从低电平变化至高电平。此时,第二节点N2的电位成为低电平,因此晶体管Z5成为截止状态。因此,第一节点N1成为浮置状态。此外,如上所述,在晶体管Z7的栅极端子-漏极端子间形成有寄生电容Cgd,在晶体管Z7的栅极端子-源极端子间形成有寄生电容Cgs。通过以上动作,因自举效应,第一节点N1的电位大幅上升。其结果是,晶体管Z7和晶体管Z8被施加大的电压。由此,第一输出信号Q1的电位(输出端子48的电位)上升至时钟信号VCLK的高电平的电位,第二输出信号Q2的电位(输出端子49的电位)上升至高电平电源电压VDD的电位。另外,关于晶体管Z5和晶体管Z6,栅极端子-漏极端子间也存在寄生电容,因此伴随着第一节点N1的电位和第一输出信号Q1的电位的上升,第二节点N2的电位想要上升。但是,在时刻t10~时刻t11的期间,电容器CAP2根据输入端子41与第二节点N2的电位差被充电,并且在时刻t11置位信号S从高电平变化至低电平,由此,第二节点N2的电位维持在低电平。此外,通过第一输出信号Q1的电位上升至时钟信号VCLK的高电平的电位,晶体管Z4成为导通状态。第二节点N2的电位也由此维持在低电平。
当时刻t12时,时钟信号VCLK从高电平变化至低电平。由此,输入端子43的电位下降,并且第一输出信号Q1的电位下降,而且经 寄生电容Cgd、Cgs,第一节点N1的电位也下降。此外,在时刻t12,输入端子42被供给第一重置信号R1的脉冲。因此,晶体管Z2成为导通状态,第二节点N2的电位成为高电平。由此,晶体管Z5和晶体管Z6成为导通状态。其结果是,第一节点N1的电位和第一输出信号Q1的电位下降至低电平。另外,第一节点N1的电位下降至低电平,由此晶体管Z8成为截止状态,至时刻t13为止,第二重置信号R2被维持在低电平。因此,在时刻t12~时刻t13的期间,输出端子49被维持在浮置状态,第二输出信号Q2的电位被维持在高电平电源电压VDD的电位。
如以上那样,在本变形例中,由包含9个晶体管Z1~Z9的单位电路40构成发射驱动器400内的移位寄存器4。以下,对以采用这样的单位电路40为前提的情况下的本变形例的效果定量地进行说明。例如,当着眼于采用将1帧期间分割为3个子帧的分时驱动的有机EL显示装置时,根据现有技术,需要3个系统的发射驱动器400。当着眼于1个系统的发射驱动器400时,由图18可知,每1行需要9个晶体管Z1~Z9。因此,根据现有技术,每1行需要27个晶体管。与此相对,根据本变形例,在发射驱动器400与发射线EM之间新需要3个晶体管Tem1~Tem3,但只要具有1系统的发射驱动器400即可。因此,根据本变形例,每1行需要12个晶体管。基于以上情况,如图19所示,现有技术中的TFT占有面积为27xy,而本变形例中的TFT占有面积成为12xy。因此,本变形例的TFT占有面积与现有技术的TFT占有面积之比(TFT占有面积比)P2如下所述。
P2=(12xy/27xy)×100=44(%)
也就是说,根据本变形例,TFT占有面积与现有技术相比较成为44%。像这样,构成发射驱动器400内的移位寄存器4的晶体管的数量越多,TFT占有面积的削减效果越大。
<1.7.2第二变形例>
在上述第一实施方式中,各像素电路50包含3个有机EL元件OLED(R)、OLED(G)和OLED(B),1帧期间被分割为3个子帧。但是,本发明不限定于此,1帧期间也可以被分割为4个以上的子帧。也能够将本发明适用于例如如图20所示,各像素电路50中包含4 个有机EL元件OLED(R)、OLED(G)、OLED(B)和OLED(W),1帧期间被分割为4个子帧的情况。对此,后文叙述的第二实施方式~第四实施方式也同样。另外,有机EL元件OLED(W)作为发出白色光的电光学元件起作用。
如图20所示,在本变形例中,各像素电路50设置有晶体管T6作为通过对驱动电流向有机EL元件OLED(W)的供给进行控制来进行发光的控制的发光控制晶体管。此外,除了第一发射线EM1~第三发射线EM3之外,第4发射线EM4配置于显示部500。该第4发射线EM4与发射驱动器400之间设置有由选择信号SEL4控制导通/截止状态的晶体管Tem4。
在以上这样的结构中,在各子帧,晶体管Tem1~Tem4中的1个成为导通状态,并且在1帧期间中,晶体管Tem1~Tem4分别成为导通状态1次。例如,在第一子帧,晶体管Tem1成为导通状态,在第二子帧,晶体管Tem2成为导通状态,在第三子帧,晶体管Tem3成为导通状态,在第4子帧,晶体管Tem4成为导通状态。由此,重复显示红色画面、绿色画面、蓝色画面和白色画面,进行期望的彩色显示。
如以上这样,各像素电路50包含4个有机EL元件OLED(R)、OLED(G)、OLED(B)和OLED(W)的结构的有机EL显示装置也能够比以往削减TFT占有面积。
<2.第二实施方式>
对本发明的第二实施方式进行说明。另外,仅对与上述第一实施方式不同之处进行说明,对与上述第一实施方式相同之处省略说明。对此,后文叙述的第三实施方式和第四实施方式也同样。
<2.1像素电路的结构>
在本实施方式中,在扫描信号线SL延伸的方向上排列配置的3个像素电路50成为1个组。列的数量为m,因此每行形成(m/3)个组。图21使表示1个组包含的3个像素电路50(1)~50(3)的结构的电路图。各个像素电路50的结构与上述第一实施方式同样(参照图7)。这里,对第一发射线EM1~第三发射线EM3与3个像素电路50(1)~50(3)中包含的晶体管T3~T5的栅极端子的连接关系进行说明。第一发射线EM1与像素电路50(1)内的晶体管T3的栅极端子、像素电 路50(2)内的晶体管T4的栅极端子和像素电路50(3)内的晶体管T5的栅极端子连接。第二发射线EM2与像素电路50(1)内的晶体管T4的栅极端子、像素电路50(2)内的晶体管T5的栅极端子和像素电路50(3)内的晶体管T3的栅极端子连接。第三发射线EM3与像素电路50(1)内的晶体管T5的栅极端子、像素电路50(2)内的晶体管T3的栅极端子和像素电路50(3)内的晶体管T4的栅极端子连接。像这样,第一发射线EM1~第三发射线EM3的各个发射线在3个像素电路50(1)~50(3)中与对应于以彼此不同的颜色发光的有机EL元件OLED的晶体管的栅极端子连接。
<2.2驱动方法>
在以上这样的结构中,与上述第一实施方式同样地,重复第一子帧SF1~第三子帧SF3(参照图14)。在第一子帧SF1,首先,发射信号输入切换电路600使选择信号SEL1为高电平,使选择信号SEL2和选择信号SEL3为低电平。由此,在各行,晶体管Tem1成为导通状态,晶体管Tem2和晶体管Tem3成为截止状态。接着,栅极驱动器300使第1行扫描信号为高电平,发射驱动器400使第1行发光使能信号为高电平。仅晶体管Tem1~Tem3中的晶体管Tem1成为导通状态,因此在第1行,第一发射线EM1(1)成为选择状态。由此,在第1行,在像素电路50(1)中,晶体管T3成为导通状态,并且晶体管T4和晶体管T5成为截止状态,在像素电路50(2)中,晶体管T4成为导通状态,并且晶体管T3和晶体管T5成为截止状态,在像素电路50(3)中,晶体管T5成为导通状态,并且晶体管T3和晶体管T4成为截止状态(参照图21)。此外,第1行扫描信号线SL(1)成为选择状态,由此,在第1行各像素电路50中,晶体管T2成为导通状态。其结果是,在第1行各像素电路50中,电容器Cst基于被施加到数据线DL的数据电压被充电。
栅极驱动器300使第1行扫描信号线SL(1)为非选择状态时,在第1行各像素电路50中,晶体管T2成为截止状态。由此,电容器Cst保持的栅极-源极间电压Vgs确定。在第1行各像素电路50中,与该栅极-源极间电压Vgs的大小相应的驱动电流在晶体管T1的漏极-源极间流动。如上所述,第一发射线EM1(1)与像素电路50(1)内 的晶体管T3的栅极端子、像素电路50(2)内的晶体管T4的栅极端子和像素电路50(3)内的晶体管T5的栅极端子连接。因此,在像素电路50(1)中,驱动电流经晶体管T3供给至有机EL元件OLED(R),在像素电路50(2)中,驱动电流经晶体管T4供给至有机EL元件OLED(G),在像素电路50(3)中,驱动电流经晶体管T5供给至有机EL元件OLED(B)。其结果是,在像素电路50(1)中,有机EL元件OLED(R)发光,在像素电路50(2)中,有机EL元件OLED(G)发光,在像素电路50(3)中,有机EL元件OLED(B)发光。另外,如上所述,子帧重置信号SUBF_RST的脉冲在各子帧的结束时刻被供给至移位寄存器4内的单位电路40。因此,第1行第一发射线EM1(1)至第一子帧SF1的结束时刻为止被维持在选择状态。
以上这样的动作在第2~n行依次进行。而且,在第二子帧SF2和第三子帧SF3中,也进行与第一子帧SF1同样的动作。其中,在第二子帧SF2,发射信号输入切换电路600使选择信号SEL2为高电平,在第三子帧SF3,发射信号输入切换电路600使选择信号SEL3为高电平。因此,在第二子帧SF2,第二发射线EM2成为选择状态,在第三子帧SF3,第三发射线EM3成为选择状态。
通过以上动作,1个组包含的3个像素电路50(1)~50(3)内的有机EL元件OLED的、1帧期间中的发光状态的推移如下所述(参照图22)。在像素电路50(1)中,在第一子帧SF1,仅红色用的有机EL元件OLED(R)成为发光状态,在第二子帧SF2,仅绿色用的有机EL元件OLED(G)成为发光状态,在第三子帧SF3,仅蓝色用的有机EL元件OLED(B)成为发光状态。在像素电路50(2)中,在第一子帧SF1,仅绿色用的有机EL元件OLED(G)成为发光状态,在第二子帧SF2,仅蓝色用的有机EL元件OLED(B)成为发光状态,在第三子帧SF3,仅红色用的有机EL元件OLED(R)成为发光状态。在像素电路50(3)中,在第一子帧SF1,仅蓝色用的有机EL元件OLED(B)成为发光状态,在第二子帧SF2,仅红色用的有机EL元件OLED(R)成为发光状态,在第三子帧SF3,仅绿色用的有机EL元件OLED(G)成为发光状态。
<2.3效果>
根据本实施方式,当着眼于3行×3列的像素电路50时,在第一子帧SF1,成为图23所示的发光状态,在第二子帧SF2,成为图24所示的发光状态,在第三子帧SF3,成为图25所示的发光状态。也就是说,在各子帧中,发光色混合存在。由此,抑制在采用分时驱动(场序驱动)的情况下容易发生的色乱的产生。此外,与上述第一实施方式同样地,能够比以往削减TFT占有面积。基于以上情况,能够实现在抑制色乱的产生的同时使边框尺寸比以往小的有机EL显示装置。
<3.第三实施方式>
<3.1整体结构>
图26是表示本发明的第三实施方式中的有源矩阵型的有机EL显示装置2的整体结构的框图。在本实施方式中,与上述第一实施方式(参照图2)不同,在发射驱动器400与发射线EM之间每行设置有1个多路输出选择器DM。也就是说,整体上设置有n个多路输出选择器DM(1)~DM(n)。各多路输出选择器DM被从发射信号输入切换电路600供给2个选择信号(选择信号CTL1和选择信号CTL2)。在本实施方式中,由发射信号输入切换电路600实现第二控制信号生成部,由选择信号CTL1和选择信号CTL2实现第二控制信号。另外,在本实施方式中,使用LTPS(低温多晶硅)或C-Si(结晶硅)的高迁移率的晶体管。
<3.2多路输出选择器的结构和动作>
图27是用于对本实施方式中的多路输出选择器DM的输入输出信号进行说明的图。由图27可知,本实施方式中的多路输出选择器DM是1输入4输出的多路输出选择器DM。该多路输出选择器DM被供给从发射驱动器400输出的发光使能信号GGem作为输入信号。然后,该发光使能信号GGem基于选择信号CTL1、CTL2输出至4个输出目的地中的任一个。这4个输出目的地中的3个是第一发射线EM1~第三发射线EM3。剩余的1个在本实施方式中不使用(开放端子)。
图28是表示本实施方式中的多路输出选择器DM的详细结构的框图。另外,该多路输出选择器DM由CMOS电路构成。如图28所示,该多路输出选择器DM包括2个NOT电路811、812和8个AND电路821~824、831~834。NOT电路811输出选择信号CTL1的逻辑反转信号。NOT电路812输出选择信号CTL2的逻辑反转信号。AND电路821输出表示来自NOT电路811的输出信号与来自NOT电路812的输出信号的逻辑积的信号。AND电路822输出表示选择信号CTL1与来自NOT电路812的输出信号的逻辑积的信号。AND电路823输出表示来自NOT电路811的输出信号与选择信号CTL2的逻辑积的信号。AND电路824输出表示选择信号CTL1与选择信号CTL2的逻辑积的信号。AND电路831输出表示来自AND电路821的输出信号与发光使能信号GGem的逻辑积的信号。AND电路832输出表示来自AND电路822的输出信号与发光使能信号GGem的逻辑积的信号。AND电路833输出表示来自AND电路823的输出信号与发光使能信号GGem的逻辑积的信号。AND电路834输出表示来自AND电路824的输出信号与发光使能信号GGem的逻辑积的信号。
如以上那样构成多路输出选择器DM,因此选择信号与输出的对应关系如图29所示。因此,发光使能信号GGem的值为1时,如果选择信号CTL1的值为0,并且选择信号CTL2的值为0,则第一发射线EM1成为选择状态。此外,发光使能信号GGem的值为1时,如果选择信号CTL1的值为1,并且选择信号CTL2的值为0,则第二发射线EM2成为选择状态。进一步,发光使能信号GGem的值为1时,如果选择信号CTL1的值为0,并且选择信号CTL2的值为1,则第三发射线EM3成为选择状态。
但是,如果选择信号CTL1的值为1,并且选择信号CTL2的值为1,则发光使能信号GGem不对任一个发射线EM输出。因此,即使从发射驱动器400输出的发光使能信号GGem的值为1,通过使选择信号CTL1的值和选择信号CTL2的值这两者为1,也能够使第一发射线EM1~第三发射线EM3为非选择状态。
另外,在本实施方式中,由发射信号输入切换电路600和多路输出选择器DM(1)~DM(n)实现发光使能信号切换部620(参照图30)。
<3.3驱动方法>
接着,基于上述的多路输出选择器DM的动作,对本实施方式的驱动方法进行说明。图31是表示供给至扫描信号线SL的扫描信号、 供给至发射线EM的发光使能信号和选择信号CTL1、CTL2的波形的时序图。与上述第一实施方式同样地,连续的2个子帧之间的回扫期间为黑色显示期间。在该黑色显示期间,选择信号CTL1的值为1,并且,选择信号CTL2的值为1。由此,在黑色显示期间,所有的发射线EM成为非选择状态,显示部500内的所有有机EL元件OLED成为熄灭状态。另外,在各子帧的结束时刻,基于子帧重置信号SUBF_RST,从发射驱动器400输出的发光使能信号GGem的值成为0。因此,不一定需要在黑色显示期间使选择信号CTL1的值和选择信号CTL2的值这两者为1。但是,通过使选择信号CTL1的值和选择信号CTL2的值这两者为1,能够在黑色显示期间可靠地使所有的发射线EM为非选择状态。
在第一子帧SF1,首先,发射信号输入切换电路600使选择信号CTL1的值为0,使选择信号CTL2的值为0。由此,输入多路输出选择器DM的发光使能信号GGem的输出目的地成为第一发射线EM1。接着,栅极驱动器300使第1行扫描信号为高电平,发射驱动器400使第1行发光使能信号为高电平。发光使能信号GGem的输出目的地成为第一发射线EM1,因此在第1行,第一发射线EM1(1)成为选择状态。由此,在第1行各像素电路50,晶体管T3成为导通状态,并且晶体管T4和晶体管T5成为截止状态。此外,通过第1行扫描信号线SL(1)成为选择状态,在第1行各像素电路50中,晶体管T2成为导通状态。其结果是,在第1行各像素电路50中,电容器Cst基于施加至数据线DL的数据电压被充电。
当栅极驱动器300使第1行扫描信号线SL(1)为非选择状态时,在第1行各像素电路50,晶体管T2成为截止状态。由此,电容器Cst保持的栅极-源极间电压Vgs确定。在第1行各像素电路50中,与该栅极-源极间电压Vgs的大小相应的驱动电流在晶体管T1的漏极-源极间流动。如上所述,在第一子帧SF1,晶体管T3成为导通状态,因此在第1行各像素电路50中,驱动电流经晶体管T3供给至有机EL元件OLED(R)。其结果是,在第1行各像素电路50,有机EL元件OLED(R)发光。另外,如上所述,子帧重置信号SUBF_RST的脉冲在各子帧的结束时刻被供给至移位寄存器4内的单位电路40。因此,第1 行第一发射线EM1(1)至第一子帧SF1的结束时刻为止维持在选择状态。
以上那样的动作在第2~n行依次进行。而且,在第二子帧SF2和第三子帧SF3也进行与第一子帧SF1相同的动作。其中,在第二子帧SF2,发射信号输入切换电路600使选择信号CTL1的值为1,使选择信号CTL2的值为0。此外,在第三子帧SF3,发射信号输入切换电路600使选择信号CTL1的值为0,使选择信号CTL2的值为1。因此,在第二子帧SF2,第二发射线EM2成为选择状态,在第三子帧SF3,第三发射线EM3成为选择状态。
<3.4效果>
根据本实施方式,在发射驱动器400与发射线EM(第一发射线EM1~第三发射线EM3)之间,设置有将从发射驱动器400输出的发光使能信号GGem的输出目的地在第一发射线EM1~第三发射线EM3之间切换的多路输出选择器DM。在这样的结构中,在每个子帧进行输出目的地的切换。因此,从发射驱动器400输出的发光使能信号GGem在每个子帧被供给至不同的发射线EM。因此,与现有技术不同,作为用于生成发光使能信号的驱动器,只具有1个系统的发射驱动器400即可。
另外,如上所述,本实施方式的多路输出选择器DM包括2个NOT电路811、812和8个AND电路821~824、831~834。AND电路在使用CMOS电路的情况下,如图32所示,由6个晶体管(3个NMOS晶体管和3个PMOS晶体管)构成。此外,NOT电路在使用CMOS电路的情况下,如图33所示,由2个晶体管(1个NMOS晶体管和1个PMOS晶体管)构成。基于以上情况,令1个多路输出选择器DM所需要的晶体管的数量为P时,P如以下这样求取。
P=6×8+2×2=52
这里,设构成发射驱动器400的移位寄存器4的1个级所包含的晶体管的数量为X。这样一来,在现有技术中需要3个系统的发射驱动器400,因此现有技术中的1行的晶体管数为“3X”。与此相对,本实施方式中的1行的晶体管数为“X+52”。基于以上情况,如果满足“3X>X+52”,则本实施方式中需要的晶体管的数量比现有技术少。因此,如果移位寄存器4的1个级中包含的晶体管的数量多于26个,则本实施方式中的TFT占有面积比现有技术中的TFT占有面积小。
关于TFT占有面积以外的观点,根据本实施方式,得到以下这样的效果。本实施方式中的多路输出选择器DM由CMOS电路构成。因此,即使从发射驱动器400输出的发光使能信号GGem的值为1,通过控制供给至多路输出选择器DM的选择信号CTL1、CTL2的值,也能够迅速地强制性地使所有的发射线EM为非选择状态。由此,能够高速地在连续的2个子帧之间进行黑插入。其结果是,动态图像显示时的显示品质提高。
<4.第四实施方式>
<4.1整体结构>
图34是表示本发明的第四实施方式中的有源矩阵型的有机EL显示装置3的整体结构的框图。在上述第三实施方式中,每行设置有1个多路输出选择器DM,但在本实施方式中,整体设置有1个多路输出选择器DM。此外,在本实施方式中,与上述第一实施方式~第三实施方式不同,没有设置发射驱动器。发射信号输入切换电路600将2个选择信号(选择信号CTL1和选择信号CTL2)供给至多路输出选择器DM,并且将发光使能信号GGem供给至多路输出选择器DM。另外,在本实施方式中,由发射信号输入切换电路600实现发光使能信号生成部。
<4.2多路输出选择器的结构和动作>
多路输出选择器DM为与上述第三实施方式相同的结构(参照图27~图29)。因此,多路输出选择器DM的4个输出中的1个不使用。其中,在本实施方式中,剩余的3个如图34所示,分别与n条发射线EM连接。基于以上情况,在发光使能信号GGem的值为1时,如果选择信号CTL1的值为0,并且选择信号CTL2的值为0,则第1~n行的第一发射线EM1(1)~EM1(n)成为选择状态。此外,在发光使能信号GGem的值为1时,如果选择信号CTL1的值为1,并且选择信号CTL2的值为0,则第1~n行的第二发射线EM2(1)~EM2(n)成为选择状态。进一步,在发光使能信号GGem的值为1时,如果选择信号CTL1的值为0,并且选择信号CTL2的值为1,则第1~n行的第三发射线EM3(1)~EM3(n)成为选择状态。如果选择信号CTL1的值为1,并且选择信号CTL2的值为1,则无论发光使能信号GGem的值如何,所有的发射线EM均成为非选择状态。另外,在本实施方式中,由发射信号输入切换电路600和多路输出选择器DM实现发光使能信号切换部。
<4.3驱动方法>
接着,对本实施方式的驱动方法进行说明。图35是表示供给至扫描信号线SL的扫描信号、供给至发射线EM的发光使能信号、选择信号CTL1、CTL2和从发射信号输入切换电路600输出的发光使能信号的波形的时序图。由图35可知,从发射信号输入切换电路600输出的发光使能信号的值在黑色显示期间为0,在这以外的期间为1。
与上述第一实施方式同样地,连续的2个子帧之间的回扫期间为黑色显示期间。在该黑色显示期间,选择信号CTL1的值为1,并且,选择信号CTL2的值为1。由此,在黑色显示期间,所有的发射线EM成为非选择状态,显示部500内的所有的有机EL元件OLED成为熄灭状态。另外,在黑色显示期间,从发射信号输入切换电路600输出的发光使能信号GGem的值为0,因此不一定需要在黑色显示期间使选择信号CTL1的值和选择信号CTL2的值这两者为1。但是,通过使选择信号CTL1的值和选择信号CTL2的值这两者为1,能够在黑色显示期间可靠地使所有的发射线EM为非选择状态。
在第一子帧SF1,首先,发射信号输入切换电路600使选择信号CTL1的值为0,使选择信号CTL2的值为0。由此,输入多路输出选择器DM的发光使能信号GGem的输出目的地成为第一发射线EM1。此外,在整个第一子帧SF1的期间中,从发射信号输入切换电路600输出的发光使能信号GGem的值为1。由此,在整个第一子帧SF1的期间中,第1~n行的第一发射线EM1(1)~EM1(n)成为选择状态。由此,在所有行的各像素电路50中,晶体管T3成为导通状态,并且晶体管T4和晶体管T5成为截止状态。在这样的状态中,栅极驱动器300首先使第1行扫描信号为高电平。由此,在第1行各像素电路50,晶体管T2成为导通状态。其结果是,在第1行各像素电路50,电容器Cst基于施加至数据线DL的数据电压被充电。
如果栅极驱动器300使第1行扫描信号线SL(1)为非选择状态,则在第1行各像素电路50中,晶体管T2成为截止状态。由此,电容器Cst保持的栅极-源极间电压Vgs确定。在第1行各像素电路50中,与该栅极-源极间电压Vgs的大小相应的驱动电流在晶体管T1的漏极-源极间流动。如上所述,在第一子帧SF1,晶体管T3成为导通状态。其结果是,在第1行各像素电路50,驱动电流经晶体管T3被供给至有机EL元件OLED(R),该有机EL元件OLED(R)发光。
以上那样的动作在第2~n行依次进行。而且,第二子帧SF2和第三子帧SF3也进行与第一子帧SF1相同的动作。其中,在第二子帧SF2,发射信号输入切换电路600使选择信号CTL1的值为1,使选择信号CTL2的值为0。此外,在第三子帧SF3,发射信号输入切换电路600使选择信号CTL1的值为0,使选择信号CTL2的值为1。因此,在第二子帧SF2,第二发射线EM2成为选择状态,在第三子帧SF3,第三发射线EM3成为选择状态。
另外,在本实施方式中,各子帧的从开始时刻至结束时刻的整个期间,n条发射线EM维持在选择状态。但是,如上所述,在黑色显示期间(回扫期间)进行与黑色相应的图像数据的写入,因此在各子帧中,有机EL元件OLED不会以与前1个子帧的写入相应的亮度进行发光。
<4.4效果>
根据本实施方式,设置有4个输出中的3个分别与所有第一发射线EM1、所有第二发射线EM2和所有第三发射线EM3连接的多路输出选择器DM。在这样的结构中,在每个子帧进行输出的切换。因此,输入多路输出选择器DM的发光使能信号GGem在每个子帧被供给至不同的发射线EM。这样一来,能够基于1个发光使能信号GGem控制所有的发射线EM的状态(选择状态/非选择状态)。像这样,通过使用CMOS逻辑IC从有机EL面板7的外部控制所有的发射线EM的状态,在有机EL面板7内不需要用移位寄存器构成的发射驱动器。因此,控制有机EL元件OLED的发光所需要的晶体管的数量比以往大幅削减。
接着,定量地对本实施方式的效果进行说明。另外,在这里,考虑1080行×1920列的FHD的显示装置。根据现有技术,需要3个系统的发射驱动器400,此外,由图12可知,1个系统的发射驱动器400需要6个晶体管M1~M6。因此,1行需要18个晶体管。因此,根据现有技术,在FHD的显示装置的情况下,需要34560个晶体管。与此相对,根据本实施方式,具有1个多路输出选择器DM即可。如上所述,1个多路输出选择器DM需要52个晶体管。因此,根据本实施方式,需要52个晶体管。
基于以上情况,在FHD的显示装置的情况下,如图36所示,现有技术中的TFT占有面积为34560xy,而本实施方式中的TFT占有面积为52xy。因此,本实施方式中的TFT占有面积与现有技术中的TFT占有面积之比(TFT占有面积比)P3如下所述。
P3=(52xy/34560xy)×100=0.15(%)
也就是说,根据本实施方式,例如在FHD的显示装置的情况下,TFT占有面积与现有技术相比较成为0.15%。像这样,根据本实施方式,TFT占有面积与现有技术相比较大幅削减。因此,能够使有机EL显示装置的边框尺寸比以往小,因此能够实现有机EL显示装置的小型化。
<5.其它>
本发明不限定于上述的实施方式和变形例,能够在未脱离本发明的主要内容的范围内进行各种变形而实施。例如,在上述的实施方式和变形例中,举出有机EL显示装置为例进行说明,但只要是具有由电流驱动的自发光型显示元件的显示装置,也能够将本发明应用于有机EL显示装置以外的显示装置。
此外,在上述的实施方式和变形例中,作为像素电路50(参照图7)等的晶体管,使用了n沟道型晶体管,但也可以使用p沟道型晶体管。
附图标记说明
1~3……有机EL显示装置
4……移位寄存器
7……有机EL面板
50……像素电路
100……显示控制电路
200……源极驱动器
300……栅极驱动器
400……发射驱动器
500……显示部
510……驱动电流控制部
600……发射信号输入切换电路
610,620……发光使能信号切换部
DM、DM(1)~DM(n)……多路输出选择器
T1……驱动晶体管
T2……输入晶体管
T3~T6……发光控制晶体管
Tem1~Tem4……发光使能信号供给控制晶体管
Cst……电容器
OLED(R)……红色用的有机EL元件(电光学元件)
OLED(G)……绿色用的有机EL元件(电光学元件)
OLED(B)……蓝色用的有机EL元件(电光学元件)
DL、DL(1)~DL(m)……数据线
SL、SL(1)~SL(n)……扫描信号线
EM……发射线
EM1、EM1(1)~EM1(n)……第一发射线
EM2、EM2(1)~EM2(n)……第二发射线
EM3、EM3(1)~EM3(n)……第三发射线
ELVDD……高电平电源电压、高电平电源线
ELVSS……低电平电源电压、低电平电源线。
Claims (6)
1.一种显示装置,其为通过将1帧期间分割为j个子帧,在每个子帧显示不同颜色的画面,从而进行彩色图像的显示的有源矩阵型的显示装置,其中,j为3以上的整数,该显示装置的特征在于,包括:
以构成多个行和多个列的方式配置成矩阵状的像素电路,该像素电路包含j个电光学元件、驱动电流控制部和j个发光控制晶体管,所述j个电光学元件以相互不同的颜色进行发光,所述驱动电流控制部对用于使所述j个电光学元件为发光状态的驱动电流进行控制,所述j个发光控制晶体管设置成与所述j个电光学元件一对一地对应,对所述驱动电流向对应的电光学元件的供给进行控制;
发光使能信号生成部,其生成用于对所述j个发光控制晶体管的导通/截止状态进行控制的发光使能信号;
每行设置有j条的发光控制线,其用于向所述j个发光控制晶体管供给所述发光使能信号;和
发光使能信号切换部,其将由所述发光使能信号生成部生成的所述发光使能信号的供给目的地在各行中在所述j条发光控制线之间切换,使得所述发光使能信号在每个子帧被供给至不同的发光控制线,
所述发光使能信号切换部包括:
生成第一控制信号的第一控制信号生成部;和
以与所述j条发光控制线一对一地对应的方式在每行设置有j个的发光使能信号供给控制晶体管,
所述j个发光使能信号供给控制晶体管的控制端子被供给所述第一控制信号,
所述j个发光使能信号供给控制晶体管的第一导通端子与所述发光使能信号生成部连接,
所述j个发光使能信号供给控制晶体管的第二导通端子分别与对应的发光控制线连接,
所述第一控制信号生成部生成所述第一控制信号,使得在各子帧,所述j个发光使能信号供给控制晶体管中的1个成为导通状态,并且,在1帧期间中,所述j个发光使能信号供给控制晶体管分别成为导通状态各1次,
所述发光使能信号生成部具有由多个级构成的移位寄存器,
所述移位寄存器基于从外部输入的多个时钟信号,输出在所述多个行依次成为导通电平的所述发光使能信号,
构成所述移位寄存器的各级的单位电路具有:
第一节点;
输出对不同级的单位电路的动作进行控制的其它级控制信号的第一输出节点;
输出所述发光使能信号的第二输出节点;
第一晶体管,其控制端子和第一导通端子被供给从前级的单位电路输出的所述其它级控制信号,第二导通端子与所述第一节点连接;
第二晶体管,其控制端子与所述第一节点连接,第一导通端子被供给所述多个时钟信号中的1个,第二导通端子与所述第一输出节点连接;
第三晶体管,其控制端子与所述第一节点连接,第一导通端子被供给导通电平的直流电源电压,第二导通端子与所述第二输出节点连接;
第四晶体管,其控制端子被供给从后级的单位电路输出的所述其它级控制信号,第一导通端子与所述第一输出节点连接,第二导通端子被供给截止电平的直流电源电压;
第五晶体管,其控制端子被供给从后级的单位电路输出的所述其它级控制信号,第一导通端子与所述第一节点连接,第二导通端子被供给截止电平的直流电源电压;和
第六晶体管,其控制端子被供给在各子帧的结束时刻成为导通电平的子帧重置信号,第一导通端子与所述第二输出节点连接,第二导通端子被供给截止电平的直流电源电压。
2.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
所述j个发光控制晶体管和所述j个发光使能信号供给控制晶体管是由氧化物半导体形成沟道层的薄膜晶体管。
3.如权利要求2所述的显示装置,其特征在于:
所述氧化物半导体的主成分包括铟、镓、锌和氧。
4.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
以j个像素电路为1个组,着眼于各组中包含的j个像素电路和与该j个像素电路对应的j条发光控制线时,所着眼的j条发光控制线中的各条发光控制线,与对应于所着眼的j个像素电路中的以相互不同的颜色发光的电光学元件的发光控制晶体管连接。
5.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,还包括:
以与各行对应的方式设置的扫描信号线;
以与各列对应的方式设置的数据线;
用于向所述像素电路供给高电平的直流电源电压的第一电源线;和
用于向所述像素电路供给低电平的直流电源电压的第二电源线,
所述驱动电流控制部包含:
用于控制所述驱动电流的驱动晶体管,其在所述第一电源线与所述第二电源线之间以与所述j个发光控制晶体管的各个发光控制晶体管串联的方式设置;
输入晶体管,其设置在所述驱动晶体管的控制端子与所述数据线之间,在对应的扫描信号线为选择状态时,将所述驱动晶体管的控制端子与所述数据线电连接;和
电容器,其设置在所述驱动晶体管的控制端子与所述驱动晶体管的一个导通端子之间。
6.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
在连续的2个子帧之间,设置有使所述像素电路中包含的所述j个电光学元件为熄灭状态,并且向所述像素电路写入与黑色相当的图像数据的黑色显示期间。
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