JP2005164891A - Pixel circuit and its driving method, active matrix system, and display arrangement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画素毎に配した負荷素子を電流駆動する画素回路に関する。又この画素回路がマトリクス状に配列されたマトリクス装置であって、特に各画素回路内に設けた絶縁ゲート型電界効果トランジスタによって負荷素子に流れる電流量が制御される、いわゆるアクティブマトリクス装置に関する。更には、負荷素子として有機ELなど電流値によって輝度が制御される電気光学素子を有するアクティブマトリクス型の表示装置に関する。 The present invention relates to a pixel circuit that current-drives a load element arranged for each pixel. The present invention also relates to a matrix device in which the pixel circuits are arranged in a matrix, and particularly to a so-called active matrix device in which the amount of current flowing to a load element is controlled by an insulated gate field effect transistor provided in each pixel circuit. Furthermore, the present invention relates to an active matrix display device having an electro-optic element whose luminance is controlled by a current value such as an organic EL as a load element.
画像表示装置、例えば液晶ディスプレイなどでは、多数の液晶画素をマトリクス状に並べ、表示すべき画像情報に応じて画素毎に入射光の透過強度又は反射強度を制御することによって画像を表示する。これは、有機EL素子を画素に用いた有機ELディスプレイなどにおいても同様であるが、液晶画素と異なり有機EL素子は自発光素子である。その為、有機ELディスプレイは液晶ディスプレイに比べて画像の視認性が高く、バックライトが不要であり、応答速度が速いなどの利点を有する。又、各発光素子の輝度レベル(階調)はそれに流れる電流値によって制御可能であり、いわゆる電流制御型であるという点で液晶ディスプレイなどとは大きく異なる。 In an image display device such as a liquid crystal display, an image is displayed by arranging a large number of liquid crystal pixels in a matrix and controlling the transmission intensity or reflection intensity of incident light for each pixel in accordance with image information to be displayed. This also applies to an organic EL display using an organic EL element as a pixel, but unlike a liquid crystal pixel, the organic EL element is a self-luminous element. Therefore, the organic EL display has advantages such as higher image visibility than the liquid crystal display, no backlight, and a high response speed. Further, the luminance level (gradation) of each light emitting element can be controlled by the value of the current flowing therethrough, and is greatly different from a liquid crystal display or the like in that it is a so-called current control type.
有機ELディスプレイにおいては、液晶ディスプレイと同様、その駆動方式として単純マトリクス方式とアクティブマトリクス方式とがある。前者は構造が単純であるものの、大型且つ高精細のディスプレイの実現が難しいなどの問題がある為、現在はアクティブマトリクス方式の開発が盛んに行なわれている。この方式は、各画素回路内部の発光素子に流れる電流を、画素回路内部に設けた能動素子(一般には薄膜トランジスタ,TFT)によって制御するものである。
図15は、一般的な有機EL表示装置の構成を示すブロック図である。この表示装置100は、画素回路(PXLC)101がm×nのマトリクス状に配列された画素アレイ部102、水平セレクタ(HSEL)103、ライトスキャナ(WSCN)104、ドライブスキャナ(DSCN1)105、水平セレクタ103により選択され輝度情報に応じた信号が供給される信号線DTL101〜DTL10n、ライトスキャナ104により選択駆動される走査線WSL101〜WSL10m、及びドライブスキャナ105により選択駆動される走査線DSL101〜DSL10mを有する。
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a general organic EL display device. The
図16は、図15に示した画素回路の一構成例を示す回路図である。図示する様に、この画素回路101は、基本的にpチャネル型の薄膜電界効果トランジスタ(以下、TFTと言う)で構成されている。すなわち画素回路101は、ドライブTFT111、スイッチングTFT112、サンプリングTFT115、有機EL素子117、保持容量C111を有する。係る構成を有する画素回路101は、信号線DTL101と走査線WSL101,DSL101との交差部に配されている。信号線DTL101はサンプリングTFT115のドレインに接続し、走査線WSL101はサンプリングTFT115のゲートに接続し、他の走査線DSL101はスイッチングTFT112のゲートに接続している。
FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration example of the pixel circuit shown in FIG. As shown in the figure, the
ドライブTFT111、スイッチングTFT112及び有機EL素子117は、電源電位Vccと接地電位GNDの間で直列に接続されている。すなわちドライブトランジスタ111のソースが電源電位Vccに接続される一方、有機EL素子(発光素子)117のカソードが接地電位GNDに接続されている。一般に、有機EL素子117は整流性がある為ダイオードの記号で表わしている。一方、サンプリングTFT115及び保持容量C111は、ドライブTFT111のゲートに接続している。ドライブTFT111のゲート・ソース間電圧をVgsで表わしている。
The
画素回路101の動作であるが、まず走査線WSL101を選択状態(ここでは低レベル)とし、信号線DTL101に信号を印加すると、サンプリングTFT115が導通して信号が保持容量C111に書き込まれる。保持容量C111に書き込まれた信号電位がドライブトランジスタ111のゲート電位となる。続いて、走査線WSL101を非選択状態(ここでは高レベル)とすると、信号線DTL101とドライブTFT111とは電気的に切り離されるが、ドライブTFT111のゲート電位Vgsは保持容量C111によって安定に保持される。続いて他の走査線DSL101を選択状態(ここでは低レベル)にすると、スイッチングTFT112が導通し、電源電位Vccから接地電位GNDに向かって駆動電流がTFT111,TFT112及び発光素子117を流れる。DSL101が非選択状態になるとスイッチングトランジスタ112がオフし、駆動電流は流れなくなる。スイッチングTFT112は発光素子117の発光時間を制御する為に挿入されたものである。
The operation of the
TFT111及び発光素子117に流れる電流は、TFT111のゲート・ソース間電圧Vgsに応じた値となり、発光素子117はその電流値に応じた輝度で発光し続ける。上記の様に、走査線WSL101を選択して信号線DTL101に与えられた信号を画素回路101の内部に伝える動作を、以下「書き込み」と呼ぶ。上述の様に、一度信号の書き込みを行なえば、次に書き換えられるまでの間、発光素子117は一定の輝度で発光を続ける。
The current flowing through the
上述した様に画素回路101では、ドライブトランジスタであるTFT111のゲート印加電圧を入力信号に応じて変化させることで、EL発光素子117に流れる電流値を制御している。この時、pチャネル型のドライブトランジスタ111のソースは電源電位Vccに接続されており、このTFT111は常に飽和領域で動作している。よって、ドライブトランジスタ111は下記の式(1)に示した値を持つ定電流源となっている。
As described above, in the
Ids=(1/2)・μ・(W/L)・Cox・(Vgs−Vth)2・・・(1)
ここでIdsは飽和領域で動作するトランジスタのドレイン・ソース間に流れる電流を表わしている。又μは移動度、Wはチャネル幅、Lはチャネル長、Coxはゲート容量、Vthはトランジスタの閾電圧を表わしている。式(1)から明らかな様に、飽和領域ではトランジスタのドレイン電流Idsはゲート・ソース間電圧Vgsによって制御される。図16に示したドライブトランジスタ111は、Vgsが一定に保持される為、ドライブトランジスタ111は定電流源として動作し、発光素子117を一定の輝度で発光させることができる。
Ids = (1/2) · μ · (W / L) · Cox · (Vgs−Vth) 2 (1)
Here, Ids represents a current flowing between the drain and source of a transistor operating in the saturation region. Further, μ represents mobility, W represents channel width, L represents channel length, Cox represents gate capacitance, and Vth represents a threshold voltage of the transistor. As apparent from the equation (1), in the saturation region, the drain current Ids of the transistor is controlled by the gate-source voltage Vgs. Since the
図17は、有機EL素子の電流−電圧(I−V)特性の経時変化を示すグラフである。グラフにおいて、実線で示す曲線が初期状態時の特性を示し、破線で示す曲線が経時変化後の特性を示している。一般的に、有機EL素子のI−V特性は、グラフに示す様に時間が経過すると劣化してしまう。これに対して、図16に示した画素回路は、ドライブトランジスタが定電流駆動である為、有機EL素子には定電流Idsが流れ続け、有機EL素子のI−V特性が劣化してもその発光輝度が経時劣化することはない。 FIG. 17 is a graph showing a change with time of current-voltage (IV) characteristics of the organic EL element. In the graph, the curve indicated by the solid line indicates the characteristic in the initial state, and the curve indicated by the broken line indicates the characteristic after change with time. Generally, the IV characteristic of an organic EL element deteriorates over time as shown in the graph. On the other hand, in the pixel circuit shown in FIG. 16, since the drive transistor is driven at a constant current, the constant current Ids continues to flow through the organic EL element, and the IV characteristic of the organic EL element deteriorates. The light emission luminance does not deteriorate with time.
図16に示した画素回路は、pチャネル型のTFTにより構成されているが、nチャネル型のTFTにより構成することができれば、TFT作成において従来のアモルファスシリコン(a−Si)プロセスを用いることが可能になる。これにより、TFT基板の低コスト化が可能となり、開発が期待されている。 The pixel circuit shown in FIG. 16 is configured by a p-channel TFT. However, if the pixel circuit can be configured by an n-channel TFT, a conventional amorphous silicon (a-Si) process can be used for TFT fabrication. It becomes possible. As a result, the cost of the TFT substrate can be reduced, and development is expected.
図18は、図16に示した画素回路のpチャネルTFTをnチャネルTFTに置き換えた構成を示す回路図である。図示する様に、この画素回路101は、nチャネル型のTFT111,112,115、保持容量C111、発光素子である有機EL素子117で構成されている。TFT111はドライブトランジスタ、TFT112はスイッチングトランジスタ、TFT115はサンプリングトランジスタである。又図において、DTL101は信号線を表わし、DSL101及びWSL101は走査線をそれぞれ示している。この画素回路101では、ドライブトランジスタであるTFT111のドレイン側が電源電位Vccに接続され、ソースはEL素子117のアノードに接続されており、ソースフォロワ回路を形成している。
FIG. 18 is a circuit diagram showing a configuration in which the p-channel TFT of the pixel circuit shown in FIG. 16 is replaced with an n-channel TFT. As shown in the figure, the
図19は、図18に示した画素回路の動作説明に供するタイミングチャートである。走査線WSL101に選択パルスが印加されると、サンプリングトランジスタ115が導通し、信号線DTL101から信号をサンプリングして保持容量C111に書き込む。これにより、ドライブトランジスタ111のゲート電位がサンプリングされた信号電位に保持される。このサンプリング動作は線順次で行なわれる。すなわち1行目の走査線WSL101に選択パルスが印加された後、続いて2行目の走査線WSL102に選択パルスが印加され、以下1水平期間(1H)毎に1行分の画素が選択されていく。WSL101の選択と同時にDSL101も選択される為、スイッチングトランジスタ112がオンする。これにより、ドライブトランジスタ111及びスイッチングトランジスタ112を介して発光素子に駆動電流が流れる為、発光が行なわれる。1フィールド期間(1f)の途中でDSL101は非選択状態となり、スイッチングトランジスタ112はオフになる。これにより発光は停止する。走査線DSL101は1フィールド期間に占める発光時間(デューティ)を制御するものである。
FIG. 19 is a timing chart for explaining the operation of the pixel circuit shown in FIG. When a selection pulse is applied to the scanning line WSL101, the
ここで図20の(A)は、初期状態におけるドライブトランジスタ111とEL素子117の動作点を示すグラフである。図において、横軸はドライブトランジスタ111のドレイン・ソース間電圧Vdsを示し、縦軸はドレイン・ソース間電流Idsを示している。図示する様に、ソース電位はドライブトランジスタ111とEL素子117との動作点で決まり、その電圧値はゲート電圧によって異なる値を持つ。ドライブトランジスタ111は飽和領域で駆動されるので、動作点のソース電圧に対応したVgsに関し、前述の式(1)に規定された電流値の駆動電流Idsを流す。
Here, FIG. 20A is a graph showing operating points of the
しかしながら、EL素子のI−V特性は前述した様に経時劣化する。(B)に示す様に、この経時劣化により動作点が変化してしまい、同じゲート電圧を印加してもトランジスタのソース電圧は変化してしまう。これによりドライブトランジスタ111のゲート・ソース間電圧Vgsは変化してしまい、流れる電流値が変動する。同時にEL素子117に流れる電流値も変化する。この様にEL素子117のI−V特性が変化すると、図18に示したソースフォロワ構成の画素回路では、有機EL素子の発光輝度が経時的に変化してしまうという課題がある。
However, the IV characteristic of the EL element deteriorates with time as described above. As shown in (B), the operating point changes due to the deterioration over time, and the source voltage of the transistor changes even when the same gate voltage is applied. As a result, the gate-source voltage Vgs of the
尚、上記課題を回避する為、ドライブトランジスタ111とEL素子117の配置を逆にすることも考えられる。すなわち、ドライブトランジスタ111のソースを接地電位GNDに接続し、ドレインをEL素子117のカソードに接続し、EL素子117のアノードを電源電位Vccに接続する回路構成も考えられるところである。この方式では、図16に示したpチャネルTFT構成の画素回路と同様に、ソースの電位が固定されており、ドライブトランジスタ111は定電流源として駆動し、EL素子のI−V特性の劣化による輝度変化も防止できる。しかしながら、この方式ではドライブトランジスタをEL素子のカソード側に接続する必要があり、このカソード接続は新規にアノード電極及びカソード電極の開発が必要であり、現状の技術では非常に困難であるとされている。以上により、従来の方式では輝度変化のない、nチャネルトランジスタ使用の有機ELディスプレイの実用化は成されていなかった。
In order to avoid the above problem, it may be possible to reverse the arrangement of the
アクティブマトリクス型の有機ELディスプレイは、EL素子の特性変動に加え、画素回路を構成するnチャネル型TFTの閾電圧も経時的に変化する。前述の式(1)から明らかな様に、ドライブトランジスタの閾電圧Vthが変動すると、ドレイン電流Idsが変化してしまう。これにより、同じゲート電圧Vgsを与えても、Vthの変動により発光輝度が変化するという課題がある。 In the active matrix organic EL display, in addition to fluctuations in the characteristics of the EL elements, the threshold voltage of the n-channel TFT constituting the pixel circuit also changes over time. As is clear from the above equation (1), when the threshold voltage Vth of the drive transistor fluctuates, the drain current Ids changes. Thereby, even if the same gate voltage Vgs is given, there is a problem that the light emission luminance changes due to the variation of Vth.
上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明は発光素子など電流駆動型の負荷素子のI−V特性が経時変化しても、発光輝度を一定に保持することが可能な画素回路を提供することを一般的な目的とする。又、画素回路を構成するトランジスタの閾電圧が経時変化しても、安定して負荷素子を駆動可能な画素回路を提供することを一般的な目的とする。加えて、負荷素子の特性変動に対する補償機能及びトランジスタの閾電圧変動に対する補償機能を付加した画素回路において、特にこれら補償機能の付加に関わらず入力信号のゲインの低下を招くことのない画素回路構成及び画素回路駆動方法を提供することを特定の目的とするものである。 In view of the above-described problems of the related art, the present invention provides a pixel circuit that can maintain constant light emission luminance even when the IV characteristic of a current-driven load element such as a light-emitting element changes with time. This is a general purpose. It is another general object of the present invention to provide a pixel circuit that can stably drive a load element even when a threshold voltage of a transistor constituting the pixel circuit changes with time. In addition, in the pixel circuit to which the compensation function for the load element characteristic variation and the compensation function for the threshold voltage variation of the transistor are added, in particular, the pixel circuit configuration that does not cause a decrease in the gain of the input signal regardless of the addition of the compensation function. It is a specific object to provide a pixel circuit driving method.
係る目的を達成する為に以下の手段を講じた。即ち、行状の走査線と列状の信号線とが交差する部分に個々に配された画素回路であって、負荷素子と、保持容量と、サンプリングトランジスタと、ドライブトランジスタとを備え、前記サンプリングトランジスタは該走査線によって選択された時動作し、該信号線から入力信号をサンプリングして該保持容量に保持し、前記ドライブトランジスタは、該保持容量に保持された信号電位に応じて該負荷素子を電流駆動する画素回路において、閾電圧キャンセル回路と追加保持容量とブートストラップ回路とを含んでおり、前記閾電圧キャンセル回路は、該負荷素子の電流駆動に先だって該ドライブトランジスタの閾電圧を検知しあらかじめその影響をキャンセルする為に必要な電位を該追加保持容量に保持させて、該ドライブトランジスタのゲートに印加するものであり、前記ブートストラップ回路は、該負荷素子の電流駆動時該負荷素子の特性変動を検知し、その影響を打ち消す様に該保持容量に保持された信号電位のレベルを自動的に調整するブートストラップ動作を行なうものであり、前記サンプリングトランジスタは、サンプリング動作時該信号線から入力された信号を、該追加保持容量及びドライブトランジスタのゲート容量を含む容量成分との結合を介することなく、直接該保持容量に書き込むことを特徴とする。 In order to achieve this purpose, the following measures were taken. That is, a pixel circuit individually disposed at a portion where a row-shaped scanning line and a column-shaped signal line intersect with each other, and includes a load element, a storage capacitor, a sampling transistor, and a drive transistor, and the sampling transistor Operates when selected by the scanning line, samples the input signal from the signal line and holds it in the holding capacitor, and the drive transistor sets the load element in accordance with the signal potential held in the holding capacitor. The pixel circuit for current driving includes a threshold voltage cancel circuit, an additional storage capacitor, and a bootstrap circuit. The threshold voltage cancel circuit detects the threshold voltage of the drive transistor in advance of current driving of the load element. The potential required to cancel the influence is held in the additional holding capacitor, and the drive transistor The bootstrap circuit detects a change in characteristics of the load element during current driving of the load element, and sets the level of the signal potential held in the holding capacitor so as to cancel the influence. A bootstrap operation that automatically adjusts is performed, and the sampling transistor combines a signal input from the signal line during the sampling operation with a capacitance component including the additional storage capacitor and the gate capacitance of the drive transistor. It is characterized in that the data is directly written in the storage capacitor without any intervention.
具体的には、前記保持容量の一端は接地電位に接続可能である一方他端は該サンプリングトランジスタに接続して該入力信号を保持し、前記追加保持容量の一端は該ドライブトランジスタのゲートに接続する一方他端は該保持容量と直列に接続されている。又、前記閾電圧キャンセル回路は、第1及び第2のスイッチングトランジスタを含んでおり、第1のスイッチングトランジスタはそのソース/ドレインが、該ドライブトランジスタのドレインとゲートとの間に接続され、第2のトランジスタはそのソース/ドレインが該ドライブトランジスタのソースと該追加保持容量の一端との間に接続され、該追加保持容量の他端が該ドライブトランジスタのゲートに接続されている。又、前記ブートストラップ回路はスイッチングトランジスタを含んでおり、該スイッチングトランジスタは、ソースが接地され、ドレインがドライブトランジスタ及び該負荷素子の接続ノードと該保持容量に接続され、サンプリング時オンして該保持容量の一端を接地レベルに固定する一方、ブートストラップ動作時オフして該保持容量の一端を該接続ノードのレベルにする。好ましくは、前記負荷素子は、電流駆動により発光する有機EL素子である。又、前記サンプリングトランジスタ及びドライブトランジスタはN型の薄膜トランジスタである。 Specifically, one end of the holding capacitor can be connected to a ground potential, while the other end is connected to the sampling transistor to hold the input signal, and one end of the additional holding capacitor is connected to the gate of the drive transistor. The other end is connected in series with the holding capacitor. The threshold voltage cancel circuit includes first and second switching transistors. The first switching transistor has a source / drain connected between the drain and gate of the drive transistor, and a second switching transistor. The transistor has a source / drain connected between the source of the drive transistor and one end of the additional storage capacitor, and the other end of the additional storage capacitor connected to the gate of the drive transistor. The bootstrap circuit includes a switching transistor, the source of which is grounded, the drain of which is connected to the connection node of the drive transistor and the load element and the storage capacitor, and is turned on at the time of sampling to hold the switching transistor. While one end of the capacitor is fixed to the ground level, it is turned off during the bootstrap operation, and one end of the storage capacitor is set to the level of the connection node. Preferably, the load element is an organic EL element that emits light by current driving. The sampling transistor and the drive transistor are N-type thin film transistors.
又本発明は、行状の走査線と、列状の信号線と、両者が交差する部分にマトリクス状に配された画素とからなるアクティブマトリクス装置であって、各画素は、負荷素子と、保持容量と、サンプリングトランジスタと、ドライブトランジスタとを備え、前記サンプリングトランジスタは該走査線によって選択された時動作し、該信号線から入力信号をサンプリングして該保持容量に保持し、前記ドライブトランジスタは、該保持容量に保持された信号電位に応じて該負荷素子を電流駆動し、前記画素は更に閾電圧キャンセル回路と追加保持容量とブートストラップ回路とを含んでおり、前記閾電圧キャンセル回路は、該負荷素子の電流駆動に先だって該ドライブトランジスタの閾電圧を検知しあらかじめその影響をキャンセルする為に必要な電位を該追加保持容量に保持させて、該ドライブトランジスタのゲートに印加するものであり、前記ブートストラップ回路は、該負荷素子の電流駆動時該負荷素子の特性変動を検知し、その影響を打ち消す様に該保持容量に保持された信号電位のレベルを自動的に調整するブートストラップ動作を行なうものであり、前記サンプリングトランジスタは、サンプリング動作時該信号線から入力された信号を、該追加保持容量及びドライブトランジスタのゲート容量を含む容量成分との結合を介することなく、直接該保持容量に書き込むことを特徴とする。 The present invention also provides an active matrix device comprising a row-shaped scanning line, a column-shaped signal line, and pixels arranged in a matrix at a portion where they intersect, each pixel having a load element, a holding element A capacitor, a sampling transistor, and a drive transistor. The sampling transistor operates when selected by the scan line, samples an input signal from the signal line, and holds the input signal in the holding capacitor. The load element is current-driven according to the signal potential held in the holding capacitor, and the pixel further includes a threshold voltage canceling circuit, an additional holding capacitor, and a bootstrap circuit, and the threshold voltage canceling circuit includes the threshold voltage canceling circuit. Necessary for detecting the threshold voltage of the drive transistor and canceling the influence in advance prior to the current drive of the load element. Is held in the additional holding capacitor and applied to the gate of the drive transistor, and the bootstrap circuit detects a characteristic variation of the load element when the load element is driven and cancels the influence thereof. Similarly, the bootstrap operation for automatically adjusting the level of the signal potential held in the holding capacitor is performed, and the sampling transistor receives the signal input from the signal line during the sampling operation as the additional holding capacitor. In addition, it is characterized in that data is directly written in the storage capacitor without being coupled with a capacitive component including the gate capacitance of the drive transistor.
更に本発明は、行状の走査線と、列状の信号線と、両者が交差する部分にマトリクス状に配された画素とからなる表示装置であって、各画素は、電気光学素子と、保持容量と、サンプリングトランジスタと、ドライブトランジスタとを備え、前記サンプリングトランジスタは該走査線によって選択された時動作し、該信号線から映像信号をサンプリングして該保持容量に保持し、前記ドライブトランジスタは、該保持容量に保持された信号電位に応じて該電気光学素子を駆動して映像信号に応じた映像を表示し、前記画素は更に閾電圧キャンセル回路と追加保持容量とブートストラップ回路とを含んでおり、前記閾電圧キャンセル回路は、該電気光学素子の駆動に先だって該ドライブトランジスタの閾電圧を検知しあらかじめその影響をキャンセルする為に必要な電位を該追加保持容量に保持させて、該ドライブトランジスタのゲートに印加するものであり、前記ブートストラップ回路は、該電気光学素子の駆動時該電気光学素子の特性変動を検知し、その影響を打ち消す様に該保持容量に保持された信号電位のレベルを自動的に調整するブートストラップ動作を行なうものであり、前記サンプリングトランジスタは、サンプリング動作時該信号線から入力された映像信号を、該追加保持容量及びドライブトランジスタのゲート容量を含む容量成分との結合を介することなく、直接該保持容量に書き込むことを特徴とする。 Furthermore, the present invention is a display device comprising a row-shaped scanning line, a column-shaped signal line, and pixels arranged in a matrix at a portion where they intersect, each pixel having an electro-optic element and a holding device A capacitor, a sampling transistor, and a drive transistor. The sampling transistor operates when selected by the scanning line, samples a video signal from the signal line, and holds the video signal in the holding capacitor. The electro-optic element is driven according to the signal potential held in the holding capacitor to display an image corresponding to the video signal, and the pixel further includes a threshold voltage cancel circuit, an additional holding capacitor, and a bootstrap circuit. The threshold voltage canceling circuit detects the threshold voltage of the drive transistor prior to driving the electro-optic element, and previously compensates for the effect. A potential necessary for cell holding is held in the additional holding capacitor and applied to the gate of the drive transistor, and the bootstrap circuit changes the characteristic variation of the electro-optic element when the electro-optic element is driven. Detecting and performing a bootstrap operation for automatically adjusting the level of the signal potential held in the storage capacitor so as to cancel the influence, and the sampling transistor is input from the signal line during the sampling operation The video signal is directly written to the storage capacitor without being coupled to the additional storage capacitor and the capacitive component including the gate capacitance of the drive transistor.
加えて本発明は、行状の走査線と列状の信号線とが交差する部分に個々に配された画素回路であって、負荷素子と、保持容量と、サンプリングトランジスタと、ドライブトランジスタとを備え、前記サンプリングトランジスタは該走査線によって選択された時動作し、該信号線から入力信号をサンプリングして該保持容量に保持し、前記ドライブトランジスタは、該保持容量に保持された信号電位に応じて該負荷素子を電流駆動する画素回路の駆動方法において、該負荷素子の電流駆動に先だって該ドライブトランジスタの閾電圧を検知しあらかじめその影響をキャンセルする為に必要な電位を該追加保持容量に保持させて、該ドライブトランジスタのゲートに印加する 閾電圧キャンセル手順と、該負荷素子の電流駆動時該負荷素子の特性変動を検知し、その影響を打ち消す様に該保持容量に保持された信号電位のレベルを自動的に調整するブートストラップ動作を行なうブートストラップ手順と、サンプリング動作時該信号線から入力された信号を、該追加保持容量及びドライブトランジスタのゲート容量を含む容量成分との結合を介することなく、直接該保持容量に書き込む書込手順とを含むことを特徴とする。 In addition, the present invention is a pixel circuit individually arranged at a portion where a row-shaped scanning line and a column-shaped signal line intersect, and includes a load element, a storage capacitor, a sampling transistor, and a drive transistor. The sampling transistor operates when selected by the scanning line, samples the input signal from the signal line and holds it in the holding capacitor, and the drive transistor responds to the signal potential held in the holding capacitor. In the driving method of the pixel circuit for driving the load element by current, the threshold voltage of the drive transistor is detected prior to current driving of the load element, and a potential necessary for canceling the influence is held in the additional holding capacitor in advance. The threshold voltage canceling procedure applied to the gate of the drive transistor and the characteristic change of the load element during current driving of the load element A bootstrap procedure for performing a bootstrap operation that automatically adjusts the level of the signal potential held in the storage capacitor so as to cancel the influence, and a signal input from the signal line during the sampling operation. And a writing procedure for directly writing to the storage capacitor without coupling to the additional storage capacitor and a capacitive component including the gate capacitance of the drive transistor.
本発明によれば画素回路はドライブトランジスタ周りに閾電圧キャンセル回路とブートストラップ回路を付加している。閾電圧キャンセル回路は、負荷素子の電流駆動に先立ってドライブトランジスタの閾電圧を検知しあらかじめその影響をキャンセルする為に必要な電位を追加保持容量に保持させて、ドライブトランジスタのゲートに印加している。これにより、ドライブトランジスタの閾電圧が経時的に変化しても、負荷素子を安定的に駆動可能である。又ブートストラップ回路は、負荷素子の電流駆動時特性変動を検知し、その影響を打ち消す様に保持容量に保持された信号電位のレベルを自動的に調整している。これにより、負荷素子の経時的な特性変動を補償することができる。更に、該追加保持容量及びドライブトランジスタのゲート容量などを含む容量成分との結合を介することなく、信号線から入力された信号を直接保持容量に書き込む構成としている。これにより、負荷素子の特性変動補償機能及びドライブトランジスタの閾電圧変動補償機能を組み込んだ画素回路構成であっても、入力映像信号のゲインが低下することがない。その分映像信号の入力振幅を抑えることができる為、消費電力を節減できるばかりでなく、高耐圧映像信号ドライバの開発も必要とならない為、低コスト化が図れる。 According to the present invention, the pixel circuit includes a threshold voltage cancel circuit and a bootstrap circuit around the drive transistor. The threshold voltage cancel circuit detects the threshold voltage of the drive transistor prior to the current drive of the load element, holds the potential necessary for canceling the influence in advance in the additional holding capacitor, and applies it to the gate of the drive transistor. Yes. Thereby, even if the threshold voltage of the drive transistor changes with time, the load element can be driven stably. In addition, the bootstrap circuit detects fluctuations in the current driving characteristics of the load element and automatically adjusts the level of the signal potential held in the holding capacitor so as to cancel the influence. As a result, it is possible to compensate for the characteristic variation with time of the load element. Further, the signal input from the signal line is directly written into the storage capacitor without being coupled to the additional storage capacitor and the capacitive component including the gate capacitance of the drive transistor. As a result, even if the pixel circuit configuration incorporates the load element characteristic variation compensation function and the drive transistor threshold voltage variation compensation function, the gain of the input video signal does not decrease. Accordingly, since the input amplitude of the video signal can be suppressed, not only power consumption can be saved, but also development of a high-voltage video signal driver is not required, so that the cost can be reduced.
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。説明の都合上、まず負荷素子である発光素子の特性変動補償機能(ブートストラップ機能)を備えた画素回路を説明し、続いてドライブトランジスタの閾電圧変動補償機能を追加した画素回路を説明し、最後にこれらの補償機能を備えつつ入力映像信号のゲイン低下を抑制する為の画素回路構成を説明する。図1は電気光学素子である発光素子の特性変動に対する補償機能であるブートストラップ機能を備えた画素回路を含む表示装置の構成を示すブロック図である。尚、この画素回路構成は、同一出願人の先願である特願2003−146758(2003年5月23日出願)に記載されているものと同一である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. For convenience of explanation, a pixel circuit having a characteristic variation compensation function (bootstrap function) of a light emitting element that is a load element will be described first, followed by a pixel circuit having a drive transistor threshold voltage variation compensation function added, Finally, a pixel circuit configuration for suppressing the gain reduction of the input video signal while having these compensation functions will be described. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a display device including a pixel circuit having a bootstrap function that is a compensation function for characteristic variation of a light-emitting element that is an electro-optical element. This pixel circuit configuration is the same as that described in Japanese Patent Application No. 2003-146758 (filed on May 23, 2003), which is a prior application of the same applicant.
図1に示すように、表示装置100は、画素回路(PXLC)101がマトリクス状に配列された画素アレイ部102、水平セレクタ(HSEL)103、ライトスキャナ(WSCN)104、ドライブスキャナ(DSCN1)105、水平セレクタ103により選択され輝度情報に応じた映像信号が供給される信号線DTL101〜DT110n、ライトスキャナ104により選択駆動される走査線WSL101〜WSL10m、およびドライブスキャナ105により選択駆動される駆動線DSL101〜DSL10mを有する。なお図1においては、図面の簡単化のために一つの画素回路の具体的な構成を示している。
As shown in FIG. 1, the
本画素回路101は、図1に示すように、nチャネルTFT111〜TFT115、キャパシタC111、有機EL素子(OLED:電気光学素子)からなる発光素子117、およびノードND111,ND112を有する。また、図1において、DTL101は信号線を、WSL101は走査線を、DSL101は駆動線をそれぞれ示している。これらの構成要素のうち、TFT111が駆動用電界効果トランジスタを構成し、サンプリング用TFT115が第1のスイッチを構成し、TFT114が第2のスイッチを構成し、キャパシタC111が保持容量素子を構成している。
As shown in FIG. 1, the
画素回路101において、TFT111のソースと接地電位GNDとの間に発光素子(OLED)117が接続されている。具体的には、発光素子117のアノードがTFT111のソースに接続され、カソード側が接地電位GNDに接続されている。発光素子117のアノードとTFT111のソースとの接続点によりノードND111が構成されている。TFT111のソースがTFT114のドレインおよびキャパシタC111の第1電極に接続され、TFT111のゲートがノードND112に接続されている。TFTll4のソースが固定電位(本実施形態では接地電位GND)に接続され、TFT114のゲートが駆動線DSL101に接続されている。また、キャパシタC111の第2電極がノードND112に接続されている。信号線DTL101とノードND112とにサンプリング用TFT115のソース・ドレインがそれぞれ接続されている。そして、TFT115のゲートが走査線WSL101に接続されている。
In the
このように、本実施形態に係る画素回路101は、ドライブトランジスタとしてのTFT111のゲート・ソース間にキャパシタC111が接続され、TFT111のソース電位をスイッチトランジスタとしてのTFT114を介して固定電位に接続するよう構成されている。
Thus, in the
次に、上記構成の動作を、画素回路の動作を中心に、図2(A)〜(F)および図3(A)〜(F)に関連付けて説明する。なお、図3(A)は画素配列の第1行目の走査線WSL101に印加される走査信号ws〔1〕を、図3(B)は画素配列の第2行目の走査線WSL102に印加される走査信号ws〔2〕を、図3(C)は画素配列の第1行目の駆動線DSL101に印加される駆動信号ds〔1〕を、図3(D)は画素配列の第2行目の駆動線DSL102に印加される駆動信号ds〔2〕を、図3(E)はTFT111のゲート電位Vg(ノードND112)を、図3(F)はTFT111のソース電位Vs(ノードND111)をそれぞれ示している。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIGS. 2A to 2F and FIGS. 3A to 3F, focusing on the operation of the pixel circuit. 3A shows the scanning signal ws [1] applied to the first row scanning line WSL101 of the pixel array, and FIG. 3B shows the scanning signal WSL102 applied to the second row scanning line WSL102 of the pixel array. 3C shows a scanning signal ws [2] to be applied, FIG. 3C shows a driving signal ds [1] applied to the driving line DSL101 in the first row of the pixel array, and FIG. FIG. 3E shows the gate potential Vg (node ND112) of the
まず、通常のEL発光素子117の発光状態時は、図3(A)〜(D)に示すように、ライトスキャナ104より走査線WSL101,WSL102,・・への走査信号ws〔1〕,ws〔2〕,・・が選択的にローレベルに設定され、ドライブスキャナ105により駆動線DSL101,DSL102,・・への駆動信号ds〔1〕,ds〔2〕,・・が選択的にローレベルに設定される。その結果、画素回路101においては、図2(A)に示すように、TFT115とTFT114がオフした状態に保持される。
First, when the normal EL
次に、EL発光素子117の非発光期間において、図3(A)〜(D)に示すように、ライトスキャナ104より走査線WSL101,WSL102,・・への走査信号ws〔1〕,ws〔2〕,・・がローレベルに保持され、ドライブスキャナ105により駆動線DSL101,DSL102,・・への駆動信号ds〔1〕,ds〔2〕,・・が選択的にハイレベルに設定される。その結果、画素回路101においては、図2(B)に示すように、TFT115はオフ状態に保持されたままで、TFT114がオンする。このとき、TFT114を介して電流が流れ、図3(F)に示すように、TFT111のソース電位Vsは接地電位GNDまで下降する。そのため、EL発光素子117に印加される電圧も0Vとなり、EL発光素子117は非発光となる。
Next, during the non-light emitting period of the EL
次に、EL発光素子117の非発光期間において、図3(A)〜(D)に示すように、ドライブスキャナ105により駆動線DSL101,DSL102,・・への駆動信号ds〔1〕,ds〔2〕,・・がハイレベルに保持されたまま、ライトスキャナ104より走査線WSL101,WSL102,・・への走査信号ws〔1〕,ws〔2〕,・・が選択的にハイレベルに設定される。その結果、画素回路101においては、図2(C)に示すように、TFT114がオン状態に保持されたままで、TFT115がオンする。これにより、水平セレクタ103により信号線DTL101に伝搬された入力信号(Vin)が保持容量としてのキャパシタC111に書き込まれる。このとき、図3(F)に示すように、ドライブトランジスタとしてのTFT111のソース電位Vsは接地電位レベル(GNDレベル)にあるため、図3(E),(F)に示すように、TFT111のゲート・ソース間の電位差は入力信号の電圧Vinと等しくなる。
Next, during the non-emission period of the EL
その後、EL発光素子117の非発光期間において、図3(A)〜(D)に示すように、ドライブスキャナ105により駆動線DSL101,DSL102,・・への駆動信号ds〔1〕,ds〔2〕,・・がハイレベルに保持されたまま、ライトスキャナ104より走査線WSL101,WSL102,・・への走査信号ws〔1〕,ws〔2〕,・・が選択的にローレベルに設定される。その結果、画素回路101においては、図2(D)に示すように、TFT115がオフ状態となり、保持容量としてのキャパシタC111への入力信号の書き込みが終了する。
Thereafter, during the non-light emitting period of the EL
その後に図3(A)〜(D)に示すように、ライトスキャナ104より走査線WSL101,WSL102,・・への走査信号ws〔1〕,ws〔2〕,・・はローレベルに保持され、ドライブスキャナ105により駆動線DSL101,DSL102,・・への駆動信号ds〔1〕,ds〔2〕,・・が選択的にローレベルに設定される。その結果、画素回路101においては、図2(E)に示すように、TFT114がオフ状態となる。TFT114がオフすることで、図3(F)に示すように、ドライブトランジスタとしてのTFT111のソース電位Vsは上昇し、EL発光素子117にも電流が流れる。
Thereafter, as shown in FIGS. 3A to 3D, the scanning signals ws [1], ws [2],... From the
TFT111のソース電位Vsは変動するにもかかわらず、TFT111のゲート・ソース間には容量があるために、図3(E),(F)に示すように、ゲート・ソース電位は常にVinにて保たれている。このとき、ドライブトランジスタとしてのTFT111は飽和領域で駆動しているので、このTFT111に流れる電流値IdsはTFT111のゲート・ソース電圧であるVinにて決められる。この電流IdsはEL発光素子117にも同様に流れ、EL発光素子117は発光する。EL発光素子117の等価回路は図2(F)に示すようになっているため、このときノードND111の電位はEL発光素子117に電流Idsが流れるゲート電位まで上昇する。この電位上昇に伴い、キャパシタ111(保持容量)を介してノードND112の電位も同様に上昇する。これにより、前述した通りTFT111のゲート・ソース電位はVinに保たれる。
Although the source potential Vs of the
ここで一般に、EL発光素子は発光時間が長くなるに従い、そのI−V特性は劣化する。そのため、ドライブトランジスタが同じ電流値を流したとしても、EL発光素子に印加される電位は変化し、ノードND111の電位は下降する。しかしながら、本回路ではドライブトランジスタのゲート・ソース間電位が一定に保たれたままノードND111の電位は下降するので、ドライブトランジスタ(TFT111)に流れる電流は変化しない。よって、EL発光素子に流れる電流も変化せず、EL発光素子のI−V特性が劣化しても、入力電圧Vinに相当した電流が常に流れつづける。 Here, in general, the EL characteristics of the EL light emitting element deteriorate as the light emission time becomes longer. Therefore, even if the drive transistor passes the same current value, the potential applied to the EL light emitting element changes, and the potential of the node ND111 decreases. However, in this circuit, since the potential of the node ND111 decreases while the gate-source potential of the drive transistor is kept constant, the current flowing through the drive transistor (TFT 111) does not change. Therefore, the current flowing through the EL light emitting element does not change, and a current corresponding to the input voltage Vin continues to flow even if the IV characteristics of the EL light emitting element deteriorate.
以上説明したように、本実施形態によれば、ドライブトランジスタとしてのTFT111のソースが発光素子117のアノードに接続され、ドレインが電源電位Vccに接続され、TFT111のゲート・ソース間にキャパシタC111が接続され、TFT111のソース電位をスイッチトランジスタとしてのTFT114を介して固定電位に接続するよう構成されていることから、次の効果を得ることができる。即ちEL発光素子のI−V特性が経時変化しても、輝度劣化の無いソースフォロワー出力が行える。nチャネルトランジスタのソースフォロワー回路が可能となり、現状のアノード・カソード電極を用いたままで、nチャネルトランジスタをEL発光素子の駆動素子として用いることができる。また、nチャネルのみで画素回路のトランジスタを構成することができ、TFT作成においてa−Siプロセスを用いることができるようになる。これにより、TFT基板の低コスト化が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the source of the
図4は、図1に示したブートストラップ機能を備えた画素回路に更に閾電圧キャンセル機能を追加した画素回路構成を表わしている。尚、この画素回路は同一出願人の先願である特願2003−159646(2003年6月4日出願)に記載されているものと同一である。尚、理解を容易にする為、図1に示した画素回路と対応する部分には対応する参照番号を付してある。図4の画素回路は基本的に、図1の画素回路に閾電圧キャンセル回路を追加したものである。但し、ブートストラップ回路に含まれるスイッチングトランジスタ114のゲートには、駆動線DSL101に代えて走査線WSL101を接続し、回路の簡略化を図っている。基本的に、ブートストラップ回路に含まれるスイッチングトランジスタ114は、映像信号のサンプリングに合わせて開閉制御すれば良いので、この様な簡略化は可能である。勿論、スイッチングトランジスタ114のゲートには、図1の例と同様に別途専用の駆動線DSL101を接続しても良い。
FIG. 4 shows a pixel circuit configuration in which a threshold voltage canceling function is further added to the pixel circuit having the bootstrap function shown in FIG. This pixel circuit is the same as that described in Japanese Patent Application No. 2003-159646 (filed on June 4, 2003), which is a prior application of the same applicant. For easy understanding, portions corresponding to those of the pixel circuit shown in FIG. The pixel circuit of FIG. 4 is basically obtained by adding a threshold voltage cancel circuit to the pixel circuit of FIG. However, the gate of the switching
閾電圧キャンセル回路は、基本的にドライブトランジスタ111、スイッチングトランジスタ112、追加のスイッチングトランジスタ113及び保持容量C111とで構成されている。これらに加え本画素回路は結合容量C112及びスイッチングトランジスタ116を含んでいる。追加されたスイッチングトランジスタ113のソース/ドレインは、ドライブトランジスタ111のゲートとドレインとの間に接続されている。又スイッチングトランジスタ116のドレインはサンプリングトランジスタ115のドレインに接続され、ソースはオフセット電圧Vofsが供給されている。結合容量C112はサンプリングトランジスタ115側のノードND114とドライブトランジスタ側のノードND112との間に介在している。スイッチングトランジスタ113及び116のゲートには閾電圧(Vth)キャンセル用の走査線AZL101が接続されている。
The threshold voltage cancel circuit basically includes a
図5は、図4に示した画素回路の動作説明に供するタイミングチャートである。この画素回路は1フィールド(1f)の間で、Vth補正、信号書込、ブートストラップ動作を順に行なう。Vth補正と信号書込は1fの内非発光期間に行なわれ、ブートストラップ動作は発光期間の先頭で行なわれる。まずVth補正期間では、走査線DSL111がハイレベルにある間に走査線AZL101がハイレベルに立ち上がる。これにより、スイッチングトランジスタ112及び113が同時にオンする為、電流が流れドライブトランジスタ111のゲートに連なるノードND112の電位が上昇する。その後DSL111がローレベルに立ち下がり非発光状態となる。これによりノードND112に蓄積された電荷がスイッチングトランジスタ113を介して放電され、ND112の電位は徐々に低下する。そして、ノードND112とノードND111の電位差がVthとなったところで、ドライブトランジスタ111に電流は流れなくなる。図から明らかな様に、ND112とND111の電位差はVgsに相当し、式(1)からVgs=Vthとなったところで、Idsは0になる。この結果、ND112とND111の電位差Vthが保持容量C111に保持されることになる。
FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the pixel circuit shown in FIG. This pixel circuit sequentially performs Vth correction, signal writing, and bootstrap operation during one field (1f). Vth correction and signal writing are performed during the non-light emission period of 1f, and the bootstrap operation is performed at the beginning of the light emission period. First, in the Vth correction period, the scanning line AZL101 rises to a high level while the scanning line DSL111 is at a high level. As a result, the switching
続いて走査線WSL101が1Hの期間ハイレベルとなってサンプリングトランジスタ115が導通し、信号書込が行なわれる。すなわちDTL101に供給された映像信号Vsigはサンプリングトランジスタ115によってサンプリングされ、結合容量C112を介して保持容量C111に書き込まれる。この結果、保持容量C111の保持電位Vinは、先に書き込まれたVthとVsigの合計になる。但し、Vsigの入力ゲインは100%ではなく、ある程度の損失がある。
Subsequently, the scanning line WSL101 becomes high level for 1H and the
この後DSL111がハイレベルに立ち上がり発光を開始するとともにブートストラップ動作が行なわれる。これにより、ドライブトランジスタ111のゲートに印加される信号電位Vinは発光素子117のI−D特性に応じてΔVだけ上昇する。この様にして、図4の画素回路は、ドライブトランジスタ111のゲートに印加する正味の信号成分に加え、Vth及びΔVを上乗せしている。Vth及びΔVが変化しても常にその影響をキャンセルできるので、発光素子117を安定に駆動可能である。
Thereafter, the
以下図6〜図12を参照して、図4に示した画素回路を含む表示装置の構成及び動作を具体的且つ詳細に説明する。ブートストラップ回路に加え閾電圧キャンセル回路を採用した有機EL表示装置の構成を示すブロック図である。図7は、図6の有機EL表示装置において画素回路の具体的な構成を示す回路図である。なお、図4の実施例では、ブートストラップ回路に含まれるスイッチングトランジスタ114のゲートに、駆動線DSL101に代えて走査線WSL101を接続し、回路の簡略化を図っていたが、本実施例では簡略化を図ることなく、スイッチングトランジスタ114のゲートには、図1の例と同様に別途専用の駆動線DSL101を接続している。
Hereinafter, the configuration and operation of the display device including the pixel circuit shown in FIG. 4 will be described specifically and in detail with reference to FIGS. It is a block diagram which shows the structure of the organic electroluminescence display which employ | adopted the threshold voltage cancellation circuit in addition to the bootstrap circuit. FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific configuration of the pixel circuit in the organic EL display device of FIG. In the embodiment of FIG. 4, the scanning line WSL101 is connected to the gate of the switching
図6および図7に示すように、この表示装置100は、画素回路(PXLC)101がm×nのマトリクス状に配列された画素アレイ部102、水平セレクタ(HSEL)103、ライトスキャナ(WSCN)104、第1のドライブスキャナ(DSCN1)105、第2のドライブスキャナ(DSCN2)106、オートゼロ回路(AZRD)107、水平セレクタ103により選択され輝度情報に応じた映像信号が供給される信号線DTL101〜DT110n、ライトスキャナ104により選択駆動される走査線WSL101〜WSL10m、第1のドライブスキャナ105により選択駆動される駆動線DSL101〜DSL10m、第2のドライブスキャナ106により選択駆動される駆動線DSL111〜DSLllm、およびオートゼロ回路107により選択駆動されるオートゼロ線AZL101〜AZL10mを有する。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
なお、画素アレイ部102において、画素回路101はm×nのマトリクス状に配列されるが、図6においては図面の簡単化のために2(=m)×3(=n)のマトリクス状に配列した例を示している。また、図7においても、図面の簡単化のために一つの画素回路の具体的な構成を示している。
In the
本第実施形態に係る画素回路101は、図7に示すように、nチャネルTFT111〜TFT116、キャパシタC111,C112、有機EL素子(OLED:電気光学素子)からなる発光素子117、第1のノードND111、第2のノードND112、第3のノードNDll3、および第4のノードND114を有する。また、図7において、DTL101は信号線を、WSL101は走査線を、DSL101,DSL111は駆動線を、AZL101はオートゼロ線をそれぞれ示している。これらの構成要素のうち、TFT111がドライブトランジスタを構成し、TFT112が第1のスイッチを構成し、TFT113が第2のスイッチを構成し、TFT114が第3のスイッチを構成し、TFT115が第4のスイッチを構成し、TFT116が第5のスイッチを構成し、キャパシタC111が保持容量素子を構成し、キャパシタC112が結合容量素子を構成している。
As shown in FIG. 7, the
画素回路101において、電源電位Vccと接地電位GNDとの間に、第1のスイッチとしてのTFT112、第3のノードND113、ドライブトランジスタとしてのTFT111、第1のノードND111、および発光素子(OLED)117が直列に接続されている。具体的には、発光素子117のカソードが接地電位GNDに接続され、アノードが第1のノードND111に接続され、TFT111のソースが第1のノードND111に接続され、TFT111のドレインが第3のノードND113に接続され、第3のノードND113と電源電位Vccとの間にTFT112のソース・ドレインが接続されている。そして、TFT111のゲートが第2のノードND112に接続され、TFT112のゲートが駆動線DSLl11に接続されている。第2のノードND112と第3のノードND113との間にTFT113のソース・ドレインが接続され、TFT113のゲートがオートゼロ線AZL101に接続されている。TFT114のドレインが第1のノード111およびキャパシタC111の第1電極に接続され、ソースが固定電位(本実施形態では接地電位GND)に接続され、TFT114のゲートが駆動線DSL101に接続されている。また、キャパシタC111の第2電極が第2のノードND112に接続されている。キャパシタC112の第1電極が第2のノードND112に接続され、第2電極が第4のノードND114に接続されている。信号線DTL101と第4のノードND114に第4のスイッチとしてのTFT115のソース・ドレインがそれぞれ接続されている。そして、TFT115のゲートが走査線WSL101に接続されている。さらに、第4のノードND114と所定電位Vofsとの間にTFT116のソース・ドレインがそれぞれ接続されている。そして、TFT116のゲートがオートゼロ線AZL101に接続されている。
In the
このように、本実施形態に係る画素回路101は、ドライブトランジスタとしてのTFT111のゲート・ソース間に保持容量としてのキャパシタC111が接続され、非発光期問にTFT111のソース電位をスイッチトランジスタとしてのTFT114を介して固定電位に接続し、またTFT111のゲート・ドレイン間を接続して、閾値Vthの補正を行うように構成されている。
As described above, in the
次に、上記構成の動作を、画素回路の動作を中心に、図8(A)〜(D)および図9〜図12の(A),(B)に関連付けて説明する。なお、図8(A)は画素配列の第1行目の走査線WSL101に印加される走査信号ws〔1〕を、図8(B)は画素配列の第1行目の駆動線DSL101に印加される駆動信号ds〔1〕を、図8(C)は画素配列の第1行目の駆動線DSL111に印加される駆動信号ds〔2〕を、図8(D)は画素配列の第1行目のオートゼロ線AZL101に印加されるオートゼロ信号az〔1〕をそれぞれ示している。また、図8(A)〜(D)中、Teで示す期間が発光期間であり、Tneで示す期間が非発光期間であり、Tvcは閾値Vthのキャンセル期間であり、Twで示す期間が書き込み期間である。 Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIGS. 8A to 8D and FIGS. 9A to 12B, focusing on the operation of the pixel circuit. 8A shows the scanning signal ws [1] applied to the scanning line WSL101 in the first row of the pixel array, and FIG. 8B shows the driving signal DSL101 applied in the first row of the pixel array. FIG. 8C shows the drive signal ds [1] applied to the drive line DSL111 in the first row of the pixel array, and FIG. 8D shows the first drive signal ds [1] of the pixel array. The auto-zero signal az [1] applied to the auto-zero line AZL101 in the row is shown. 8A to 8D, a period indicated by Te is a light emission period, a period indicated by Tne is a non-light emission period, Tvc is a cancellation period of the threshold Vth, and a period indicated by Tw is a writing period. It is a period.
まず、通常のEL発光素子117の発光状態時は、図8(A)〜(D)に示すように、ライトスキャナ104より走査線WSL101への走査信号ws〔1〕がローレベルに設定され、ドライブスキャナ105により駆動線DSL101への駆動信号ds〔1〕がローレベルに設定され、オートゼロ回路107によりオートゼロ線AZL101へのオートゼロ信号az〔1〕がローレベルに設定され、ドライブスキャナ106により駆動線DSL111への駆動信号ds〔2〕が選択的にハイレベルに設定される。その結果、画素回路101においては、図9(A)に示すように、TFT112がオン状態(導通状態)に保持され、TFT113〜TFT116がオフ状態(非導通状態)に保持される。ドライブトランジスタ111は飽和領域で動作するように設計されており、EL発光素子117に流れる電流Idsは、ドライブトランジスタ111のゲートに印加される信号電位に応じた値をとる。
First, when the normal EL
次に、EL発光素子117の非発光期間Tneにおいて、図8(A)〜(D)に示すように、ライトスキャナ104より走査線WSL101への走査信号ws〔1〕がローレベルに保持され、オートゼロ回路107によりオートゼロ線AZL101へのオートゼロ信号az〔1〕がローレベルに保持され、ドライブスキヤナ106により駆動線DSL111への駆動信号ds〔2〕がハイレベルに保持された状態で、ドライブスキャナ105により駆動線DSL101への駆動信号ds〔1〕が選択的にハイレベルに設定される。その結果、画素回路101においては、図9(B)に示すように、TFT112がオン状態、TFT113,TFT115,TFT116はオフ状態に保持されたままで、TFT114がオンする。このとき、TFT114を介して電流が流れ、TFT111のソース電位Vsは接地電位GNDまで下降する。そのため、EL発光素子117に印加される電圧も0Vとなり、EL発光素子117は非発光となる。この場合、TFT114がオンしてもキャパシタC111に保持されている電圧、すなわち、TFT111のゲート電圧は変わらないことから、電流Idsは図9(B)に示すように、TFT112、第3のノードND113、TFT111、第1のノードND111、およびTFT114の経路を流れる。
Next, in the non-light emitting period Tne of the EL
次に、EL発光素子117の非発光期間Tneにおいて、図8(A)〜(D)に示すように、ライトスキャナ104より走査線WSL101への走査信号ws〔1〕がローレベルに保持され、ドライブスキャナ105により駆動線DSL101への駆動信号ds〔1〕がハイレベルに保持された状態で、オートゼロ回路107によりオートゼロ線AZL101へのオートゼロ信号az〔1〕がハイレベルに設定され、その後、図8(C)に示すように、ドライブスキャナ105により駆動線DSL101への駆動信号ds〔1〕がローレベルに設定される。その結果、画素回路101においては、図10(A)に示すように、TFT114がオン状態、TFT115がオフ状態に保持されたままで、TFT113,TFT116がオンし、TFTll2がオフする。このとき、TFT111のゲートとドレインはTFT113を介して接続されているのでTFT111は飽和領域で動作する。また、TFT111のゲートには、キャパシタC111,C112が並列に接続されているため、TFT111のゲート・ドレイン間電圧Vgdは、図10(B)に示すように、時間と共に緩やかに減少してゆく。そして、一定時間経過後、TFT111のゲート・ソース間電圧VgsはTFT111の閾値電圧Vthとなる。このとき、キャパシタC112には(Vofs−Vth)が、キャパシタC111にはVthがそれぞれ充電される。
Next, in the non-light emitting period Tne of the EL
次に、図8(A)〜(D)に示すように、ライトスキャナ104より走査線WSL101への走査信号ws〔1〕がローレベルに保持され、ドライブスキャナ105により駆動線DSL101への駆動信号ds〔1〕がハイレベルに保持され、ドライブスキャナ106により駆動線DSL111への駆動信号ds〔2〕がローレベルに保持された状態で、オートゼロ回路107によりオートゼロ線AZL101へのオートゼロ信号az〔1〕がローレベルに設定され、その後、図8(C)に示すように、ドライブスキャナ106により駆動線DSL111への駆動信号ds〔2〕がハイレベルに設定される。その結果、画素回路101においては、図11(A)に示すように、TFT114がオン状態、TFT115がオフ状態に保持されたままで、TFT113,TFT116がオフし、TFT112がオンする。これにより、TFT111のドレイン電圧が電源電圧Vccとなる。
Next, as shown in FIGS. 8A to 8D, the scanning signal ws [1] from the
次に、図8(A)〜(D)に示すように、書き込み期間Twでドライブスキャナ105により駆動線DSL101への駆動信号ds〔1〕がハイレベルに保持され、ドライブスキャナ106により駆動線DSL111への駆動信号ds〔2〕がハイレベルに保持され、オートゼロ回路107によりオートゼロ線AZL101へのオートゼロ信号az〔1〕がローレベルに保持された状態で、ライトスキャナ104より走査線WSL101への走査信号ws〔1〕がハイレベルに設定される。その結果、画素回路101においては、図11(B)に示すように、TFT114、TFT112がオン状態、TFT113、TFT116がオフ状態に保持されたままで、TFT115がオンする。これにより、TFT115を介して信号線DTL101を伝播された入力電圧Vinが入力して、ノードND114の電圧変化量△VがTFT111のゲートにカップリングさせる。このとき、TFT111のゲート電圧VgはVthという値であり、カップリング量△VはキャパシタC111の容量値C1、キャパシタC112の容量値C2、およびTFT111の寄生容量C3によって下記の式のように決定される。
△V={C2/(C1+C2+C3)}・(Vin−Vofs)
Next, as shown in FIGS. 8A to 8D, in the writing period Tw, the
ΔV = {C2 / (C1 + C2 + C3)} · (Vin−Vofs)
したがって、C1、C2をC3に比べて十分大きくとればゲートヘのカップリング量はキャパシタC111の容量値C1、キャパシタC112の容量値C2によってのみ決まる。TFT111は飽和領域で動作するように設計されているので、図11(B)および図12(A)に示すように、TFT111のゲートにカップリングされる電圧量に応じた電流Idsが流れる。
Therefore, if C1 and C2 are sufficiently larger than C3, the amount of coupling to the gate is determined only by the capacitance value C1 of the capacitor C111 and the capacitance value C2 of the capacitor C112. Since the
書き込み終了後、図8(A)〜(D)に示すように、ドライブスキャナ106により駆動線DSL111への駆動信号ds〔2〕がハイレベルに保持され、オートゼロ回路107によりオートゼロ線AZL101へのオートゼロ信号az〔1〕がローレベルに保持された状態で、ライトスキャナ104より走査線WSL101への走査信号ws〔1〕がローレベルに設定され、その後、ドライブスキャナ105により駆動線DSL101ヘの駆動信号ds〔1〕がローレベルに設定される。その結果、画素回路101においては、図12(B)に示すように、TFT112がオン状態、TFT113、TFT116がオフ状態に保持されたままで、TFT115がオフし、TFT114がオフする。この場合、TFT114がオフしてもTFT111のゲート・ソース間電圧は一定であるので、TFT111は一定電流IdsをEL発光素子117に流す。これによって、第1のノードND111の電位はEL発光素子117にIdsという電流が流れる電圧Vxまで上昇し、EL発光素子117は発光する。ここで、本回路においてもEL素子は発光時間が長くなるとその電流−電圧(I−V)特性は変化してしまう。そのため、第1のノードND111の電位も変化する。しかしながら、TFT111のゲート・ソース間電圧Vgsは一定値に保たれているのでEL発光素子117に流れる電流は変化しない。よって、EL発光素子117のI−V特性が劣化しても、一定電流Idsが常に流れ続け、EL発光素子117の輝度が変化することはない。
After the completion of writing, as shown in FIGS. 8A to 8D, the drive signal ds [2] to the drive line DSL111 is held at a high level by the
以上が、ブートストラップ回路及び閾電圧キャンセル回路を備えた画素回路の詳細な説明である。この説明から明らかな様に、ブートストラップ回路及び閾電圧キャンセル回路を備えた図4の画素回路は、ドライブトランジスタがNチャネルであってもEL素子を定電流で駆動でき、EL素子のI−V特性の経時変化及びドライブトランジスタの閾電圧の経時変化による輝度変動を防ぐことができた。しかしながら、図4の画素回路は結合容量C112を介してサンプリングトランジスタ側とドライブトランジスタ側を接続する構成である為、映像信号Vsigのゲインが落ちるという欠点がある。Vsigは結合容量C112を介して保持容量C111に書き込まれる為、ドライブトランジスタのゲートに印加されるゲート電圧ΔVgは以下の式で表わされる。
ΔVg=(C2/(C1+C2))×(Vsig−Vofs)
上式から明らかな様に、例えばC1とC2が等しい場合、ΔVgはVsigの半分となってしまい、映像信号のゲインが落ち込む。これを補償する為大きな振幅の入力映像信号が必要となる。この為、消費電力が上がるだけでなく、高耐圧の映像信号ドライバが必要になり、高コスト増となってしまう。尚、上式でC1は保持容量C111の容量値を表わし、C2は結合容量C112の容量値を表わしている。
The above is the detailed description of the pixel circuit including the bootstrap circuit and the threshold voltage cancel circuit. As is clear from this description, the pixel circuit of FIG. 4 having the bootstrap circuit and the threshold voltage cancel circuit can drive the EL element with a constant current even if the drive transistor is an N channel, and the I-V of the EL element can be driven. Luminance fluctuations due to changes in characteristics over time and changes in drive transistor threshold voltage over time could be prevented. However, since the pixel circuit of FIG. 4 has a configuration in which the sampling transistor side and the drive transistor side are connected via the coupling capacitor C112, there is a drawback that the gain of the video signal Vsig is lowered. Since Vsig is written into the storage capacitor C111 via the coupling capacitor C112, the gate voltage ΔVg applied to the gate of the drive transistor is expressed by the following equation.
ΔVg = (C2 / (C1 + C2)) × (Vsig−Vofs)
As is clear from the above equation, for example, when C1 and C2 are equal, ΔVg becomes half of Vsig, and the gain of the video signal falls. In order to compensate for this, an input video signal having a large amplitude is required. For this reason, not only the power consumption increases, but also a video signal driver with a high withstand voltage is required, resulting in an increase in cost. In the above equation, C1 represents the capacitance value of the holding capacitor C111, and C2 represents the capacitance value of the coupling capacitor C112.
図13は、図4に示した画素回路の改良版であり、特に映像信号の入力ゲインの低下を抑制可能にした点を特徴にしている。尚、理解を容易にする為図4に示した画素回路と対応する部分には対応する参照番号を付してある。図示する様に、本画素回路101は、行状の走査線WSL101と列状の信号線DTL101とが交差する部分に配されている。尚、走査線WSL101と平行に追加の走査線DSL111とAZL101も配されている。画素回路101は、発光素子117などの電流駆動型負荷素子と、保持容量C111と、サンプリングトランジスタ115と、ドライブトランジスタ111とを備えている。サンプリングトランジスタ115は走査線WSL101によって選択された時動作し、信号線DTL101から入力信号Vsigをサンプリングして保持容量C111に保持する。ドライブトランジスタ111は、保持容量C111に保持された信号電位に応じて発光素子117を電流駆動する。
FIG. 13 is an improved version of the pixel circuit shown in FIG. 4 and is characterized in that it can suppress a decrease in the input gain of the video signal. For easy understanding, parts corresponding to those of the pixel circuit shown in FIG. As shown in the figure, the
画素回路101はこれらの基本的な構成要素に加え、閾電圧キャンセル回路と追加保持容量C112とブートストラップ回路とを含んでいる。閾電圧キャンセル回路は、発光素子117の電流駆動に先立ってドライブトランジスタ111の閾電圧Vthを検知し、あらかじめその影響をキャンセルする為に必要な電位を追加保持容量C112に保持させて、ドライブトランジスタ111のゲートに印加するものである。ブートストラップ回路は、発光素子117の電流駆動時、発光素子117の特性変動を検知し、その影響を打ち消す様に保持容量C111に保持された信号電位のレベルを自動的に調整するものである。係る構成において、サンプリングトランジスタ115は、サンプリング動作時信号線DTL101から入力された信号を、追加保持容量C112及びドライブトランジスタ111のゲート容量を含む容量成分との結合を介することなく、直接保持容量C111に書き込むことを特徴とする。これにより、ドライブトランジスタ111のゲート電圧ΔVgは、
ΔVg=Vsig−Vss(GND)
となる。図4の回路で計算されたΔVgと比較すれば明らかな様に、容量カップリングによる損失がない分、入力映像信号のゲイン低下がない。従って、映像信号Vsigの振幅を図4の回路に比較して小さくすることが可能である。
In addition to these basic components, the
ΔVg = Vsig−Vss (GND)
It becomes. As apparent from comparison with ΔVg calculated by the circuit of FIG. 4, there is no loss in gain of the input video signal because there is no loss due to capacitive coupling. Therefore, the amplitude of the video signal Vsig can be reduced as compared with the circuit of FIG.
具体的な構成を見ると、保持容量C111の一端はスイッチングトランジスタ114を介して接地電位GNDに接続可能である一方、他端はサンプリングトランジスタ115のソース(ノードND114)に接続して、入力信号Vsigを保持する。追加保持容量C112の一端はドライブトランジスタ111のゲート(ノードND112)に接続する一方、他端は保持容量C111とノードND114で直列に接続されている。閾電圧キャンセル回路はスイッチングトランジスタ113及び119を含んでいる。スイッチングトランジスタ113は、そのソース/ドレインが、ドライブトランジスタ111のドレインとゲートとの間に接続されている。一方スイッチングトランジスタ119はそのソース/ドレインがドライブトランジスタ111のソース(ノードND111)と追加保持容量C112の一端(ノードND114)との間に接続されている。追加保持容量C112の他端はドライブトランジスタ111のゲート(ノードND112)に接続されている。一方ブートストラップ回路は別のスイッチングトランジスタ114を含んでいる。このスイッチングトランジスタ114は、ソースが接地され、ドレインがドライブトランジスタ111及び発光素子117の接続ノード(ND111)と保持容量C111に接続されている。このスイッチングトランジスタ114は、サンプリング時にオンして保持容量C111の一端を接地レベルに固定する一方、ブートストラップ動作時オフして保持容量C111の一端を接続ノードND111のレベルにする。
Looking at a specific configuration, one end of the holding capacitor C111 can be connected to the ground potential GND via the switching
図14は、図13に示した画素回路の動作説明に供するタイミングチャートである。理解を容易にする為、図5に示したタイミングチャートと対応する部分には対応する参照符号を付してある。まずVth補正期間では、トランジスタ119が導通し、ノード112と114との間にある追加保持容量C112にVthが保持される。この時ノードND114とND111は同レベルとなるので、保持容量C111には何も書き込まれない。次に信号書込期間になると、トランジスタ114及び115が導通し、ノードND111とND114の間にある保持容量C111に信号Vsigが書き込まれる。その時のゲイン損失はない。更に発光期間に入るとブートストラップ動作が行なわれ、ノードND111のレベルがΔVだけ持ち上げられる。この様にして本発明では実質的にゲイン低下を生じることなく入力映像信号をドライブトランジスタのゲートに印加できる一方、ドライブトランジスタのVthの変動や発光素子の特性変動ΔVは自動的にドライブトランジスタのゲートにフィードバックキャンセルされる。
FIG. 14 is a timing chart for explaining the operation of the pixel circuit shown in FIG. In order to facilitate understanding, portions corresponding to those in the timing chart shown in FIG. First, in the Vth correction period, the
101・・・画素回路、111・・・ドライブトランジスタ、112・・・スイッチングトランジスタ、113・・・スイッチングトランジスタ、114・・・スイッチングトランジスタ、115・・・サンプリングトランジスタ、117・・・発光素子、119・・・スイッチングトランジスタ、C111・・・保持容量、C112・・・追加保持容量
DESCRIPTION OF
Claims (9)
負荷素子と、保持容量と、サンプリングトランジスタと、ドライブトランジスタとを備え、
前記サンプリングトランジスタは該走査線によって選択された時動作し、該信号線から入力信号をサンプリングして該保持容量に保持し、
前記ドライブトランジスタは、該保持容量に保持された信号電位に応じて該負荷素子を電流駆動する画素回路において、
閾電圧キャンセル回路と追加保持容量とブートストラップ回路とを含んでおり、
前記閾電圧キャンセル回路は、該負荷素子の電流駆動に先だって該ドライブトランジスタの閾電圧を検知しあらかじめその影響をキャンセルする為に必要な電位を該追加保持容量に保持させて、該ドライブトランジスタのゲートに印加するものであり、
前記ブートストラップ回路は、該負荷素子の電流駆動時該負荷素子の特性変動を検知し、その影響を打ち消す様に該保持容量に保持された信号電位のレベルを自動的に調整するブートストラップ動作を行なうものであり、
前記サンプリングトランジスタは、サンプリング動作時該信号線から入力された信号を、該追加保持容量及びドライブトランジスタのゲート容量を含む容量成分との結合を介することなく、直接該保持容量に書き込むことを特徴とする画素回路。 A pixel circuit individually arranged at a portion where a row-shaped scanning line and a column-shaped signal line intersect,
A load element, a holding capacitor, a sampling transistor, and a drive transistor;
The sampling transistor operates when selected by the scanning line, samples an input signal from the signal line, and holds it in the storage capacitor,
The drive transistor is a pixel circuit that current-drives the load element in accordance with a signal potential held in the holding capacitor.
Including a threshold voltage cancellation circuit, an additional storage capacitor and a bootstrap circuit,
The threshold voltage cancel circuit detects the threshold voltage of the drive transistor prior to current driving of the load element, and holds in advance the potential necessary for canceling the influence in the additional storage capacitor, thereby driving the gate of the drive transistor. Applied to
The bootstrap circuit detects a change in characteristics of the load element during current driving of the load element, and performs a bootstrap operation for automatically adjusting the level of the signal potential held in the holding capacitor so as to cancel the influence. To do,
The sampling transistor writes a signal input from the signal line during a sampling operation directly to the storage capacitor without being coupled with a capacitance component including the additional storage capacitor and the gate capacitor of the drive transistor. Pixel circuit.
各画素は、負荷素子と、保持容量と、サンプリングトランジスタと、ドライブトランジスタとを備え、
前記サンプリングトランジスタは該走査線によって選択された時動作し、該信号線から入力信号をサンプリングして該保持容量に保持し、
前記ドライブトランジスタは、該保持容量に保持された信号電位に応じて該負荷素子を電流駆動し、
前記画素は更に閾電圧キャンセル回路と追加保持容量とブートストラップ回路とを含んでおり、
前記閾電圧キャンセル回路は、該負荷素子の電流駆動に先だって該ドライブトランジスタの閾電圧を検知しあらかじめその影響をキャンセルする為に必要な電位を該追加保持容量に保持させて、該ドライブトランジスタのゲートに印加するものであり、
前記ブートストラップ回路は、該負荷素子の電流駆動時該負荷素子の特性変動を検知し、その影響を打ち消す様に該保持容量に保持された信号電位のレベルを自動的に調整するブートストラップ動作を行なうものであり、
前記サンプリングトランジスタは、サンプリング動作時該信号線から入力された信号を、該追加保持容量及びドライブトランジスタのゲート容量を含む容量成分との結合を介することなく、直接該保持容量に書き込むことを特徴とするアクティブマトリクス装置。 An active matrix device comprising a row-shaped scanning line, a column-shaped signal line, and pixels arranged in a matrix at a portion where both intersect,
Each pixel includes a load element, a storage capacitor, a sampling transistor, and a drive transistor,
The sampling transistor operates when selected by the scanning line, samples an input signal from the signal line, and holds it in the storage capacitor,
The drive transistor drives the load element in accordance with the signal potential held in the holding capacitor,
The pixel further includes a threshold voltage cancel circuit, an additional storage capacitor, and a bootstrap circuit,
The threshold voltage cancel circuit detects the threshold voltage of the drive transistor prior to current driving of the load element, and holds in advance the potential necessary for canceling the influence in the additional storage capacitor, thereby driving the gate of the drive transistor. Applied to
The bootstrap circuit detects a change in characteristics of the load element during current driving of the load element, and performs a bootstrap operation for automatically adjusting the level of the signal potential held in the holding capacitor so as to cancel the influence. To do,
The sampling transistor writes a signal input from the signal line during a sampling operation directly to the storage capacitor without being coupled with a capacitance component including the additional storage capacitor and the gate capacitor of the drive transistor. Active matrix device.
各画素は、電気光学素子と、保持容量と、サンプリングトランジスタと、ドライブトランジスタとを備え、
前記サンプリングトランジスタは該走査線によって選択された時動作し、該信号線から映像信号をサンプリングして該保持容量に保持し、
前記ドライブトランジスタは、該保持容量に保持された信号電位に応じて該電気光学素子を駆動して映像信号に応じた映像を表示し、
前記画素は更に閾電圧キャンセル回路と追加保持容量とブートストラップ回路とを含んでおり、
前記閾電圧キャンセル回路は、該電気光学素子の駆動に先だって該ドライブトランジスタの閾電圧を検知しあらかじめその影響をキャンセルする為に必要な電位を該追加保持容量に保持させて、該ドライブトランジスタのゲートに印加するものであり、
前記ブートストラップ回路は、該電気光学素子の駆動時該電気光学素子の特性変動を検知し、その影響を打ち消す様に該保持容量に保持された信号電位のレベルを自動的に調整するブートストラップ動作を行なうものであり、
前記サンプリングトランジスタは、サンプリング動作時該信号線から入力された映像信号を、該追加保持容量及びドライブトランジスタのゲート容量を含む容量成分との結合を介することなく、直接該保持容量に書き込むことを特徴とする表示装置。 A display device comprising a row-shaped scanning line, a column-shaped signal line, and pixels arranged in a matrix at a portion where both intersect,
Each pixel includes an electro-optic element, a storage capacitor, a sampling transistor, and a drive transistor,
The sampling transistor operates when selected by the scanning line, samples a video signal from the signal line, and holds it in the storage capacitor,
The drive transistor drives the electro-optic element according to a signal potential held in the holding capacitor to display an image according to a video signal;
The pixel further includes a threshold voltage cancel circuit, an additional storage capacitor, and a bootstrap circuit,
The threshold voltage cancel circuit detects the threshold voltage of the drive transistor prior to driving the electro-optic element, and holds a potential necessary for canceling the influence in the additional storage capacitor in advance, thereby driving the gate of the drive transistor. Applied to
The bootstrap circuit detects a characteristic variation of the electro-optical element when the electro-optical element is driven, and automatically adjusts the level of the signal potential held in the storage capacitor so as to cancel the influence Is to perform
The sampling transistor directly writes the video signal input from the signal line during the sampling operation to the storage capacitor without being coupled to the additional storage capacitor and a capacitance component including the gate capacitance of the drive transistor. Display device.
該負荷素子の電流駆動に先だって該ドライブトランジスタの閾電圧を検知しあらかじめその影響をキャンセルする為に必要な電位を該追加保持容量に保持させて、該ドライブトランジスタのゲートに印加する 閾電圧キャンセル手順と、
該負荷素子の電流駆動時該負荷素子の特性変動を検知し、その影響を打ち消す様に該保持容量に保持された信号電位のレベルを自動的に調整するブートストラップ動作を行なうブートストラップ手順と、
サンプリング動作時該信号線から入力された信号を、該追加保持容量及びドライブトランジスタのゲート容量を含む容量成分との結合を介することなく、直接該保持容量に書き込む書込手順とを含むことを特徴とする画素回路の駆動方法。 A pixel circuit individually disposed at a portion where a row-shaped scanning line and a column-shaped signal line intersect with each other, and includes a load element, a storage capacitor, a sampling transistor, and a drive transistor, and the sampling transistor Operates when selected by the scanning line, samples the input signal from the signal line and holds it in the holding capacitor, and the drive transistor drives the load element in accordance with the signal potential held in the holding capacitor In the pixel circuit driving method,
Prior to current drive of the load element, a threshold voltage of the drive transistor is detected and a potential necessary for canceling the influence is held in the additional holding capacitor in advance and applied to the gate of the drive transistor. When,
A bootstrap procedure for detecting a characteristic variation of the load element during current driving of the load element and performing a bootstrap operation for automatically adjusting a level of a signal potential held in the holding capacitor so as to cancel the influence;
And a writing procedure for directly writing the signal input from the signal line during the sampling operation to the storage capacitor without coupling with the additional storage capacitor and the capacitance component including the gate capacitance of the drive transistor. A driving method of the pixel circuit.
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