JP2009193027A - Active matrix type display apparatus and driving method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば有機エレクトロ・ルミネッセンス(以下、ELと称する)素子のような表示素子を含む表示画素をマトリクス状に配列して表示画面を構成したアクティブマトリクス型表示装置およびその駆動方法に関する。 The present invention relates to an active matrix display device in which display pixels including display elements such as organic electroluminescence (hereinafter referred to as EL) elements are arranged in a matrix to form a display screen, and a driving method thereof.
パーソナルコンピュータ、情報携帯端末あるいはテレビジョン等の表示装置として、平面型のアクティブマトリクス型表示装置が広く利用されている。近年、このような平面型のアクティブマトリクス型表示装置として、有機EL素子のような自己発光素子を用いた有機EL表示装置が注目され、盛んに研究開発が行われている。この有機EL表示装置は、薄型軽量化の妨げとなるバックライトを必要とせず、高速な応答性から動画再生に適し、に適し、さらに低温で輝度低下しないために寒冷地でも使用できるという特徴を備えている。 2. Description of the Related Art Planar active matrix display devices are widely used as display devices for personal computers, portable information terminals, and televisions. In recent years, as such a flat-type active matrix display device, an organic EL display device using a self-luminous element such as an organic EL element has attracted attention and has been actively researched and developed. This organic EL display device does not require a backlight that obstructs the reduction in thickness and weight, is suitable for video playback because of its high-speed response, and can be used even in cold regions because it does not decrease brightness at low temperatures. I have.
一般に、有機EL表示装置は、複数行、複数列に並んで設けられ表示画面を構成した複数の表示画素、表示画素の各行に沿って延びた複数の走査線、表示画素の各列に沿って延びた複数の信号線、各走査線を駆動する走査線駆動回路、各信号線を駆動する信号線駆動回路等を備えている。各表示画素は自己発光素子である有機EL素子、およびこの有機EL素子に駆動電流を供給する画素回路により構成されている(例えば、特許文献1)。 In general, an organic EL display device includes a plurality of display pixels arranged in a plurality of rows and a plurality of columns and constituting a display screen, a plurality of scanning lines extending along each row of display pixels, and a column of display pixels. A plurality of extended signal lines, a scanning line driving circuit for driving each scanning line, a signal line driving circuit for driving each signal line, and the like are provided. Each display pixel includes an organic EL element that is a self-light-emitting element and a pixel circuit that supplies a drive current to the organic EL element (for example, Patent Document 1).
各画素回路は、走査線および信号線の交差位置近傍に配置された画素スイッチ、一対の電源線間で有機EL素子と直列に接続され薄膜トランジスタによって構成された駆動トランジスタ、および駆動トランジスタのゲート制御電圧を保持する保持容量を有している。画素スイッチは対応走査線から供給される走査信号に応答して導通し、対応信号線から供給される映像信号を取り込む。この映像信号に対応する駆動トランジスタのゲート・ソース間電位はゲート制御電圧として保持容量に書き込まれ所定期間保持される。そして、駆動トランジスタは保持容量に書き込まれたゲート制御電圧に応じた電流量を有機EL素子に供給し、発光動作を行う。
画素回路としては、映像信号として電流を用いたカレントコピー型の回路が用いられている。
As the pixel circuit, a current copy type circuit using a current as a video signal is used.
しかし、映像信号として電流を用いる場合、低階調表示においては信号電流が小さくなるため、信号線の負荷容量の影響により、信号電流の書き込み不足が発生し、駆動トランジスタのゲート電圧を所望の値に設定することができにくくなる。これにより、低階調表示において輝度上昇が生じてしまう。 However, when a current is used as a video signal, the signal current becomes small in low gradation display, so that the signal current is insufficiently written due to the influence of the load capacity of the signal line, and the gate voltage of the driving transistor is set to a desired value. It becomes difficult to set. This causes an increase in luminance in low gradation display.
本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、その目的は、低階調表示における信号電流の書き込み不足を低減し、低階調表示での輝度上昇を抑えて良好な表示を実現することが可能なアクティブマトリクス型表示装置およびその駆動方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to reduce a shortage of signal current writing in low gradation display and to realize a good display by suppressing an increase in luminance in low gradation display. It is an object of the present invention to provide an active matrix display device and a driving method thereof.
上記目的を達成するため、この発明の態様に係るアクティブマトリクス型表示装置は、表示素子と、前記表示素子に駆動電流を供給する画素回路とを含み、基板上にマトリクス状に配設された複数の画素部と、前記画素部の列毎に接続された複数の映像信号線と、前記映像信号線に基準電流および階調信号電流を出力する信号線駆動回路と、を具備し、
前記各画素回路は、第1端子が電圧電源に接続され第2端子が前記表示素子に接続される駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタの第1端子と制御端子との間に接続され前記駆動トランジスタの制御端子の電位を保持する第1保持容量と、前記駆動トランジスタの第2端子と前記映像信号線との間に接続され、前記映像信号線から供給される前記基準電流および階調信号電流を前記駆動トランジスタを通して流す第1スイッチと、前記駆動トランジスタの第2端子と前記第1保持容量との間に接続された第2スイッチと、前記駆動トランジスタの制御端子と前記第1保持容量との間に設けられ、前記基準電流と階調信号電流との差分に応じた電位を保持する第2保持容量と、前記第1保持容量と第2補助容量との間に接続された第3スイッチと、前記駆動トランジスタの第2端子と制御端子との間に設けられ、これら第2端子と制御端子との間の接続、非接続を制御する第4スイッチと、前記駆動トランジスタの第2端子と表示素子との間の接続、非接続を制御する出力スイッチと、を備えている。
In order to achieve the above object, an active matrix display device according to an aspect of the present invention includes a display element and a plurality of pixel circuits arranged in a matrix on a substrate, the pixel circuit supplying a driving current to the display element. A plurality of video signal lines connected to each column of the pixel unit, and a signal line driving circuit that outputs a reference current and a gradation signal current to the video signal line,
Each of the pixel circuits includes a driving transistor having a first terminal connected to a voltage power source and a second terminal connected to the display element, and is connected between a first terminal and a control terminal of the driving transistor. A first holding capacitor for holding a potential of a control terminal; a second terminal of the driving transistor; and the video signal line connected to the reference current and the grayscale signal current supplied from the video signal line. A first switch flowing through the drive transistor; a second switch connected between the second terminal of the drive transistor and the first storage capacitor; and a control terminal of the drive transistor and the first storage capacitor. A third storage capacitor provided between the first storage capacitor and the second storage capacitor, and a second storage capacitor that holds a potential corresponding to a difference between the reference current and the gradation signal current. , A fourth switch provided between the second terminal and the control terminal of the drive transistor, and controlling connection / disconnection between the second terminal and the control terminal, and a second terminal of the drive transistor And an output switch for controlling connection / disconnection between the display element and the display element.
この発明の他の態様に係るアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法は、上記アクティブマトリクス型表示装置の駆動方法であって、前記映像信号線から前記画素回路の駆動トランジスタを通して基準電流を流し、基準電流を書込む第1信号書込みと、前記映像信号線から前記画素回路の駆動トランジスタを通して階調信号電流を流して階調信号電流を書込み、前記第2保持容量に、前記基準電流と階調信号電流との差分に応じた電位を保持する第2信号書込みと、前記第4スイッチにより前記駆動トランジスタの制御端子と第2端子とを導通して、前記駆動トランジスタの閾値のオフセットをキャンセルし、前記第2保持容量および第1保持容量に書込まれた電位に応じた駆動電流を前記駆動トランジスタから前記表示素子に出力し前記表示素子を発光させる駆動方法である。 A driving method of an active matrix display device according to another aspect of the present invention is a driving method of the active matrix display device, wherein a reference current is supplied from the video signal line through a driving transistor of the pixel circuit, and the reference current is supplied. The first signal writing to write the grayscale signal current by passing the grayscale signal current from the video signal line through the driving transistor of the pixel circuit, and writing the grayscale signal current to the second storage capacitor. The second signal writing that holds the potential according to the difference between the second transistor and the fourth switch, the control terminal and the second terminal of the driving transistor are made conductive by the fourth switch, the threshold value offset of the driving transistor is canceled, and the second transistor A driving current corresponding to the potential written in the two holding capacitors and the first holding capacitor is output from the driving transistor to the display element; A driving method for emitting 示素Ko.
この発明の態様によれば、低階調表示における信号電流の書き込み不足を低減し、低階調表示での輝度上昇を抑えて良好な表示を実現することが可能なアクティブマトリクス型表示装置およびその駆動方法を提供することができる。また、トランジスタの閾値電圧や移動度のばらつきに関係なく発光電流を制御でき、表示品位の向上したアクティブマトリクス型表示装置およびその駆動方法を提供することができる。 According to an aspect of the present invention, an active matrix display device capable of reducing insufficient writing of a signal current in low gradation display and suppressing luminance increase in low gradation display and realizing good display and its A driving method can be provided. Further, it is possible to provide an active matrix display device with improved display quality and a driving method thereof, which can control light emission current regardless of variations in threshold voltage and mobility of transistors.
以下図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る有機EL表示装置について詳細に説明する。
図1は、有機EL装置全体を概略的に示している。図1に示すように、有機EL表示装置は、例えば、10型以上の大型アクティブマトリクス型表示装置として構成され、有機ELパネル10および有機ELパネル10を制御するコントローラ12を備えている。
Hereinafter, an organic EL display device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows the entire organic EL device. As shown in FIG. 1, the organic EL display device is configured as, for example, a large active matrix display device of 10 type or more, and includes an
有機ELパネル10は、ガラス板等の絶縁基板8上にマトリクス状に配列され表示領域11を構成したm×n個の表示画素PX、表示画素の行毎に接続されているとともにそれぞれ独立してm本ずつ設けられた第1走査線Sga(1〜m)、第2走査線Sgb(1〜m)、第3走査線Sgc(1〜m)、第4走査線Sgd(1〜m)、第5走査線Sge(1〜m)、表示画素PXの列毎に接続されたn本の映像信号線X(1〜n)、を備えている。また、有機ELパネル10は、第1、第2、第3、第4、第5走査線Sga(1〜m)、Sgb(1〜m)Sgc(1〜m)、Sgd(1〜m)、Sge(1〜m)を表示画素PXの行毎に順次駆動する走査線駆動回路14a、14b、および複数の映像信号線X(1〜n)を駆動する信号線駆動回路15を備えている。走査線駆動回路14a、14bおよび信号線駆動回路15は、表示領域11の外側で絶縁基板8上に一体的に形成されている。
The
画素部として機能する各表示画素PXは、対向電極間に光活性層を備えた表示素子と、この表示素子に駆動電流を供給する画素回路18とを含んでいる。表示素子は、例えば自己発光素子であり、本実施形態では、光活性層として少なくとも有機発光層を備えた電流駆動型の有機EL素子16を用いている。
Each display pixel PX that functions as a pixel portion includes a display element having a photoactive layer between opposing electrodes, and a
図2に表示画素PXの等価回路を示す。画素回路18は電流信号からなる映像信号に応じて有機EL素子16の発光を制御する電流駆動方式の画素回路であり、画素スイッチとしての第1スイッチ21、第2スイッチ22、第3スイッチ23、第4スイッチ24、駆動トランジスタ20、出力スイッチ26、第1保持容量C1および第2保持容量C2を備えている。
FIG. 2 shows an equivalent circuit of the display pixel PX. The
第1スイッチ21、第2スイッチ22、第3スイッチ23、第4スイッチ24、駆動トランジスタ20、出力スイッチ26は、ここでは同一導電型、例えばPチャネル型の薄膜トランジスタにより構成されている。本実施形態において、画素回路18を構成する薄膜トランジスタは全て同一工程、同一層構造で形成され、半導体層にポリシリコンを用いたトップゲート構造の薄膜トランジスタである。
Here, the
第1スイッチ21、第2スイッチ22、第3スイッチ23、第4スイッチ24、駆動トランジスタ20、出力スイッチ26の各々は、第1端子、第2端子、および制御端子を有し、本実施形態では、これら第1端子、第2端子、および制御端子をそれぞれソース、ドレイン、ゲートとしている。
Each of the
駆動トランジスタ20、出力スイッチ26、および有機EL素子16は、低電位の第1電圧電源線Vssと高電位の第2電圧電源線Vddとの間でこの順で直列に接続されている。第1電圧電源線Vssおよび第2電圧電源線Vddは、例えば、−9Vおよび+6Vの電位にそれぞれ設定される。駆動トランジスタ20は、そのソースが第2電圧電源線Vddに接続されている。有機EL素子16は、一方の電極、ここではカソードが第1電圧電源線Vssに接続されている。出力スイッチ26は、そのソースが駆動トランジスタ20の第2端子、ここではドレインに接続されている。出力スイッチ26は、そのドレインが有機EL素子16のアノードに接続され、更に、ゲートが第5走査線Sgeに接続されている。
The
駆動トランジスタ20は、映像信号に応じた電流量の発光電流を有機EL素子16に出力する。出力スイッチ26は、第5走査線Sgeからの第5制御信号Se(1〜m)によりオン(導通状態)、オフ(非導通状態)が制御され、駆動トランジスタ20と有機EL素子16との接続、非接続を制御する。
The
第1スイッチ21は、対応する映像信号線X(1〜n)と駆動トランジスタ20のドレインとの間に接続され、そのゲートは第1走査線Sgaに接続されている。第1スイッチ21は、第1走査線Sgaから供給される第1制御信号Sa(1〜m)に応答して対応の映像信号線X(1〜n)から階調電流としての信号電流を取り込む。
The
第1保持容量C1は、その一方の電極が第1電圧電源線Vddに接続されている。第2保持容量C2は、その一方の電極が駆動トランジスタ20のゲートに接続されている。第1および第2保持容量C1、C2は、映像信号により決定される駆動トランジスタ20のゲート制御電位を保持する。
One electrode of the first storage capacitor C1 is connected to the first voltage power supply line Vdd. One electrode of the second storage capacitor C <b> 2 is connected to the gate of the
第2スイッチ22は、駆動トランジスタ20のドレインと第1保持容量C1との間に接続され、そのゲートは第2走査線Sgbに接続されている。第2スイッチ22は、第2走査線Sgbから供給される第2制御信号Sb(1〜m)によりオン(導通状態)、オフ(非導通状態)が制御される。
The
第3スイッチ23は、第1保持容量C1と第2保持容量C2との間に接続され、そのゲートは第3走査線Sgcに接続されている。第3スイッチ23は、第3スイッチ23は、第3走査線Sgcから供給される第3制御信号Sc(1〜m)によりオン(導通状態)、オフ(非導通状態)が制御される。
The
第4スイッチ24は、駆動トランジスタ20のドレイン、ゲート間に接続され、そのゲートが第4走査線Sgeに接続されている。第4スイッチ24は、第4走査線Sgeから供給される第4制御信号Sa(1〜m)に応じてオン、オフ制御され、駆動トランジスタ20のゲート、ドレイン間の接続、非接続を制御するとともに、保持容量C2からの電流リークを規制する。
The
一方、図1に示すコントローラ12は有機ELパネル10の外部に配置されたプリント回路基板上に形成され、走査線駆動回路14a、14bおよび信号線駆動回路15を制御する。コントローラ12は外部から供給されるデジタル映像信号および同期信号を受け取り、垂直走査タイミングを制御する垂直走査制御信号、および水平走査タイミングを制御する水平走査制御信号を同期信号に基づいて発生し、これら垂直走査制御信号および水平走査制御信号をそれぞれ走査線駆動回路14a、14bおよび信号線駆動回路15に供給すると共に、水平および垂直走査タイミングに同期してデジタル映像信号を信号線駆動回路15に供給する。
On the other hand, the
走査線駆動回路14a、14bは、シフトレジスタ、出力バッファ等を含み、外部から供給される水平走査スタートパルスを順次次段に転送し、図1および第2に示すように、出力バッファを介して各行の表示画素PXに4種類の制御信号、すなわち、制御信号Sa(1〜m)、Sb(1〜m)、Sc(1〜m)、Sd(1〜m)、Se(1〜m)を供給する。これにより、各第1、第2、第3、第4、第5走査線Sga(1〜m)、Sgb(1〜m)、Sgc(1〜m)、Sgd(1〜m)、Sge(1〜m)は、互いに異なる1水平走査期間において、それぞれ制御信号Sa(1〜m)、制御信号Sb(1〜m)、Sc(1〜m)、制御信号Sd(1〜m)、制御信号Se(1〜m)により駆動される。
The scanning
信号線駆動回路15は、水平走査制御信号の制御により各水平走査期間において順次得られる映像信号をアナログ形式に変換して第1信号電流Irefおよび第2信号電流Isigとし、第1および第2信号電流を複数の映像信号線X(1〜n)に並列的に供給する。図2に示すように、信号線駆動回路15は、各映像信号線X(1〜n)に接続された電流供給部Iを有している。電流供給部Iは、映像信号線X(1〜n)を通して画素回路18に、基準電流として第1信号電流Irefおよび階調電流としての第2信号電流Isigを供給する。第1信号電流Irefおよび第2信号電流Isigは、それぞれ時分割することにより、同一の映像信号配線X(1〜n)を用いて複数の表示画素PXに供給される。
The signal
第1信号電流Irefおよび第2信号電流Isigの電流量は、映像信号線の書き込み不足が生じない電流量に設定されている。つまり、第1信号電流Irefおよび第2信号電流Isigの電流量は、一水平走査期間(t)の、映像信号線Xの配線容量(Cp)に最高階調表示から最低階調表示までの電位変化分(最大電圧変化ΔV)を掛けた値に相当する電荷量よりも大きな値に設定される[(Iref・Isig)>Cp×ΔV/t]。第1信号電流Irefおよび第2信号電流Isigは、例えば、有機EL表示装置の最高階調表示を行なう駆動電流と同程度の大きさに設定される。 The amount of current of the first signal current Iref and the second signal current Isig is set to an amount of current that does not cause insufficient writing of the video signal line. That is, the current amount of the first signal current Iref and the second signal current Isig is the potential from the highest gradation display to the lowest gradation display in the wiring capacity (Cp) of the video signal line X in one horizontal scanning period (t). It is set to a value larger than the amount of charge corresponding to the value multiplied by the change (maximum voltage change ΔV) [(Iref · Isig)> Cp × ΔV / t]. For example, the first signal current Iref and the second signal current Isig are set to the same magnitude as the drive current for performing the highest gradation display of the organic EL display device.
また、第1信号電流Irefおよび第2信号電流Isigのいずれか一方、例えば、第1信号電流Irefを定電流とし、第2信号電流Isigを階調に応じて可変する信号電流としている。なお、第2信号電流Isigを定信号電流とし、第1信号電流Irefを階調に応じて可変する信号電流としてもよい。あるいは、第1信号電流Irefおよび第2信号電流Isigの両方を可変の信号電流とすることも可能である。 In addition, one of the first signal current Iref and the second signal current Isig, for example, the first signal current Iref is a constant current, and the second signal current Isig is a signal current that varies according to the gradation. Note that the second signal current Isig may be a constant signal current, and the first signal current Iref may be a signal current that varies according to gradation. Alternatively, both the first signal current Iref and the second signal current Isig can be variable signal currents.
上記のように構成された有機EL表示装置において、画素回路18の動作は、第1信号電流(基準信号電流)書き込み動作、第2信号電流(階調信号電流)書き込み動作、閾値キャンセル動作、および発光動作に分けられる。
In the organic EL display device configured as described above, the operation of the
図3は、制御信号Sa、Sb、Sc、Sdのオン、オフ(high、Low)タイミングを示すタイミングチャートであり、図4は、1行目の表示画素PXにおける画素回路18の動作を模式的に示している。
FIG. 3 is a timing chart showing on / off timings of the control signals Sa, Sb, Sc, and Sd. FIG. 4 schematically illustrates the operation of the
図3および図4に示すように、第1信号電流(基準信号電流)書き込み動作では、例えば、1行目の表示画素PXに対し、第1走査線駆動回路14aから第1スイッチ21、第2スイッチ22、第3スイッチ23をオン状態とするレベル(オン電位)、ここでは、ローレベルの制御信号Sa、Sb、Scが出力される。同時に、第2走査線駆動回路14bから、第4スイッチ24をオン状態とするローレベルの制御信号Sd、および出力スイッチ26をオフ状態とするレベル(オフ電位)、ここではハイレベルの制御信号Seが出力される。これにより、第1ないし第4スイッチ21ないし24がオン(導通状態)、また、出力スイッチ26がオフ(非導通状態)に切換えられ、第1信号電流書込み動作が開始される。
As shown in FIGS. 3 and 4, in the first signal current (reference signal current) writing operation, for example, the
第1信号電流書込み期間において、信号線駆動回路15の対応する電流供給部Iから、例えば、所定の定電流に設定された第1信号電流Irefが映像信号線Xに供給される。表示画素PXにおいて、第1、第2、第3、第4スイッチ21ないし24はオン状態にあり、駆動トランジスタ20はそのゲート、ドレイン間がダイオード接続状態にある。これにより、第1電圧電源線Vddから駆動トランジスタ20を通して映像信号線Xに基準信号電流Irefが流れる。そのため、駆動トランジスタ20のゲートの電位は、基準信号電流Irefの電流量に応じた基準電位Vrefとなる。この時の駆動トランジスタ20のゲート電圧Vgsは以下の式1で表される。
Vgs=Vdd−Vref ・・・(式1)
従って、基準電流Irefが駆動トランジスタ20を流れたときの電流式は、トランジスタの電流式から、以下の式2で表される。
Iref=β×(Vgs−Vth)2
=β×(Vdd−Vref−Vth)2 ・・・ (式2)
ここで、Vthは駆動トランジスタ20の閾値、βは駆動トランジスタの移動度、チャネル長、チャネル幅、ゲート容量値などを含む定数である。
In the first signal current writing period, for example, the first signal current Iref set to a predetermined constant current is supplied to the video signal line X from the corresponding current supply unit I of the signal
Vgs = Vdd−Vref (Formula 1)
Therefore, the current equation when the reference current Iref flows through the driving
Iref = β × (Vgs−Vth) 2
= Β × (Vdd−Vref−Vth) 2 (Expression 2)
Here, Vth is a threshold value of the
したがって、Vrefは以下の式3で表される。
Vref=Vdd−Vth−(Iref/β)1/2 ・・・ (式3)
この基準電位Vrefは、第2スイッチ22を介して、第1保持容量C1に書き込まれる。
Therefore, Vref is expressed by
Vref = Vdd−Vth− (Iref / β) 1/2 (Expression 3)
The reference potential Vref is written to the first storage capacitor C1 through the
続いて、図3および図5に示すように、制御信号Sbがオフ電位(ハイレベル)となり、第2スイッチ22がオフとなる。これにより、第1信号電流書込み動作が終了するとともに、第2信号電流(階調信号電流)書き込み動作が開始する。
Subsequently, as shown in FIGS. 3 and 5, the control signal Sb is turned off (high level), and the
第2信号電流書き込み期間において、信号線駆動回路15の対応する電流供給部Iから、階調信号に対応する第2信号電流Isigが映像信号線Xに供給される。表示画素PXにおいて、第1、第3、第4スイッチ21、23、24はオン状態、出力スイッチ26はオフ状態にあり、駆動トランジスタ20はそのゲート、ドレイン間がダイオード接続状態にある。これにより、第1電圧電源線Vddから駆動トランジスタ20および第1スイッチ21を通して映像信号線Xに階調信号電流Isigが流れる。
In the second signal current writing period, the second signal current Isig corresponding to the gradation signal is supplied to the video signal line X from the corresponding current supply unit I of the signal
従って、駆動トランジスタ20のゲート電位はVrefからVsigに変化する。Vsigは式3と同様に、以下の式4で表される。
Vsig=Vdd−Vth−(Isig/β)1/2 ・・・ (式4)
駆動トランジスタ20のゲートに生じた電位変動(Vsig−Vref)は、第2保持容量C2を介して、第1保持容量C1と第3スイッチ23との間のノードn1に容量カップリングされる。第1保持容量C1および第2保持容量C2の容量値をそれぞれC1、C2とすると、駆動トランジスタ20のゲート電位の変化に対応する容量カップリング分は、
(Vsig−Vref)×C2/(C1+C2)
で表される。
Accordingly, the gate potential of the driving
Vsig = Vdd−Vth− (Isig / β) 1/2 (Formula 4)
The potential fluctuation (Vsig−Vref) generated at the gate of the driving
(Vsig−Vref) × C2 / (C1 + C2)
It is represented by
よって、ノードn1の電位V1は、元のVrefに、このカップリング分が加わることになり、以下の式5で表される。
V1=Vref+(Vsig−Vref)×C2/(C1+C2) ・・・(式5)
ここで、第2保持容量C2に保持される電圧ΔVは、V1−Vsigとなるから、式3、4、5を代入することで、以下の式6が得られる。
ΔV=V1−Vsig
=(Vsig−Vref)×C2/(C1+C2)
=(Isig1/2 −Iref1/2 )×C1/{(C1+C2)×β1/2 } …(式6)
この式から、第2保持容量C2には、第2信号電流Isigと第1信号電流Irefとの差分に応じた電圧が保持される。
なお、第1信号電流書き込みおよび第2信号電流書き込みは、1水平周期H内で順次行われる。
Therefore, the potential V1 of the node n1 is added to the original Vref by this coupling, and is expressed by the following
V1 = Vref + (Vsig−Vref) × C2 / (C1 + C2) (Formula 5)
Here, since the voltage ΔV held in the second holding capacitor C2 is V1−Vsig, the following Expression 6 is obtained by substituting
ΔV = V1−Vsig
= (Vsig−Vref) × C2 / (C1 + C2)
= (Isig 1/2 -Iref 1/2 ) × C1 / {(C1 + C2) × β 1/2 } (Formula 6)
From this equation, a voltage corresponding to the difference between the second signal current Isig and the first signal current Iref is held in the second holding capacitor C2.
The first signal current writing and the second signal current writing are sequentially performed within one horizontal period H.
次に、図3および図6に示すように、第1制御信号Saおよび第3制御信号Scがハイレベル(オフ電位)となり、第1スイッチ21および第3スイッチ23がオフに切換えられる。これにより、第2信号電流書込み動作が終了し、駆動トランジスタ20の閾値キャンセル動作が行われる。
Next, as shown in FIGS. 3 and 6, the first control signal Sa and the third control signal Sc become high level (off potential), and the
閾値キャンセル期間において、画素回路18の第2スイッチ22、第4スイッチ24がオンし、第1スイッチ21、第3スイッチ23、出力スイッチ26がオフしている。これにより、第1電圧電源線Vddから駆動トランジスタ20、第4スイッチ24を通して電流が流がれて第1保持容量C1を充電し、駆動トランジスタ20のゲート電位を上昇させる。電流は、駆動トランジスタ20のゲート電圧が閾値電圧に達した段階で流れなくなる。よって、第1保持容量C1に閾値電圧Vthが保持される。
In the threshold cancellation period, the
次に、発光動作が行われる。図3および図7に示すように、発光期間において、第3スイッチ23および出力スイッチ26がオン状態、第1スイッチ21、第2スイッチ22、第4スイッチ24がオフに切換えられる。駆動トランジスタ20は、第1および第2保持容量C1、C2に書き込まれたゲート制御電圧により導通状態に維持され、第2電圧電源線Vddからゲート制御電圧に対応した電流量の発光電流IELを出力スイッチ26側へ供給する。この発光電流IELは、出力スイッチ26を通った後、有機EL素子16に供給される。これにより有機EL素子16が発光し、発光動作が開始される。そして、有機EL素子16は、1フレーム期間後に、再び第5制御信号Seがオフ電位となるまで発光状態を維持する。
Next, a light emission operation is performed. As shown in FIGS. 3 and 7, in the light emission period, the
この発光期間における駆動トランジスタ20のゲート電圧Vgsは、第1保持容量C1に保持された電圧と第2保持容量C2に保持された電圧の和となる。第3スイッチ23をオンして第1および第2保持容量C1、C2を接続した場合、駆動トランジスタ20のゲート容量に比べ、第1保持容量C1および第2保持容量C2の容量の方が大きいため、第1保持容量C1および第2保持容量C2はそれぞれ電荷を保持したまま接続される。よって、駆動トランジスタ20のゲート電圧Vgsは、第1保持容量C1に保持された駆動トランジスタ20の閾値電圧Vthと、第2保持容量C2に保持された電圧ΔVの和となり、式6を代入すると以下の式7で表される。
Vgs=Vth+ΔV
=Vth+(Isig1/2 −Iref1/2 )×C1/{(C1+C2)×β1/2 }
一方、発光電流IELは、次の式8によって表される。
IEL=β×(Vgs−Vth)2 …(式8)
これに式7を代入すると、発光電流IELは以下の式9で表される。
IEL=(Isig1/2 −Iref1/2 )2 ×{C1/(C1+C2)}2 …(式9)
この式9から、発光電流IELは第2信号電流Isigと第1信号電流(基準電流)Irefとの差分によって決まり、駆動トランジスタ20の閾値電圧や移動度に寄らないことがわかる。
The gate voltage Vgs of the driving
Vgs = Vth + ΔV
= Vth + (Isig 1/2 −Iref 1/2 ) × C1 / {(C1 + C2) × β 1/2 }
On the other hand, the light emission current I EL is expressed by the following
I EL = β × (Vgs−Vth) 2 (Equation 8)
When Expression 7 is substituted for this, the light emission current I EL is expressed by Expression 9 below.
I EL = (Isig 1/2 −Iref 1/2 ) 2 × {C1 / (C1 + C2)} 2 (Equation 9)
From Equation 9, it can be seen that the light emission current IEL is determined by the difference between the second signal current Isig and the first signal current (reference current) Iref and does not depend on the threshold voltage or mobility of the
以上のように構成された有機EL表示装置およびその駆動方法によれば、低階調表示を行う場合でも、第1信号電流と第2信号電流との差分により、所望の発光電流が決まるため、映像信号線へ供給する第1および第2信号電流の電流値を自由に設定することが可能となり、映像信号線の配線容量よりも十分に大きな値に設定することがでる。従って、低階調で表示を行う場合でも、配線容量に影響されることなく、充分にかつ短時間で信号電流を書き込むことができ、低輝度での表示不良、スジムラ、ざらつき感の視認を解消し、高品位の画像表示を実現することができる。
また、トランジスタの閾値電圧や移動度のばらつきに関係なく、発光電流を制御でき、スジやムラのない、高品位の画質の有機EL表示装置が実現できる。
According to the organic EL display device configured as described above and the driving method thereof, a desired light emission current is determined by the difference between the first signal current and the second signal current even when low gradation display is performed. The current values of the first and second signal currents supplied to the video signal line can be set freely, and can be set to a value sufficiently larger than the wiring capacity of the video signal line. Therefore, even when displaying at low gradation, the signal current can be written in a sufficiently short time without being affected by the wiring capacity, and the display failure at low luminance, unevenness, and the feeling of roughness are eliminated. In addition, high-quality image display can be realized.
In addition, a light-emitting current can be controlled regardless of variations in the threshold voltage and mobility of the transistor, and a high-quality organic EL display device free from stripes and unevenness can be realized.
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
例えば、前述した実施形態において、薄膜トランジスタの半導体層は、ポリシリコンに限らず、アモルファスシリコンで構成することも可能である。表示画素を構成する自己発光素子は、有機EL素子に限定されず自己発光可能な様々な表示素子を適用可能である。 For example, in the above-described embodiment, the semiconductor layer of the thin film transistor is not limited to polysilicon, but may be composed of amorphous silicon. The self-luminous elements constituting the display pixels are not limited to organic EL elements, and various display elements capable of self-luminance are applicable.
8…絶縁基板、10…有機ELパネル、11…表示領域、12…コントローラ、
14a、14b…走査線駆動回路、15…信号線駆動回路、16…有機EL素子、
18…画素回路、20…駆動トランジスタ、21…第1スイッチ、
22…第2スイッチ、23…第3スイッチ、24…第4スイッチ、
26…出力スイッチ、C1…第1保持容量、C2…第2保持容量、
Vss…第1電圧電源線、 Vdd…第2電圧電源線、
8 ... Insulating substrate, 10 ... Organic EL panel, 11 ... Display area, 12 ... Controller,
14a, 14b ... scanning line drive circuit, 15 ... signal line drive circuit, 16 ... organic EL element,
18 ... pixel circuit, 20 ... drive transistor, 21 ... first switch,
22 ... 2nd switch, 23 ... 3rd switch, 24 ... 4th switch,
26: Output switch, C1: First holding capacitor, C2: Second holding capacitor,
Vss ... first voltage power line, Vdd ... second voltage power line,
Claims (6)
前記画素部の列毎に接続された複数の映像信号線と、
前記映像信号線に基準電流および階調信号電流を出力する信号線駆動回路と、を具備し、
前記各画素回路は、第1端子が電圧電源に接続され第2端子が前記表示素子に接続される駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタの第1端子と制御端子との間に接続され前記駆動トランジスタの制御端子の電位を保持する第1保持容量と、前記駆動トランジスタの第2端子と前記映像信号線との間に接続され、前記映像信号線から供給される前記基準電流および階調信号電流を前記駆動トランジスタを通して流す第1スイッチと、前記駆動トランジスタの第2端子と前記第1保持容量との間に接続された第2スイッチと、前記駆動トランジスタの制御端子と前記第1保持容量との間に設けられ、前記基準電流と階調信号電流との差分に応じた電位を保持する第2保持容量と、前記第1保持容量と第2補助容量との間に接続された第3スイッチと、前記駆動トランジスタの第2端子と制御端子との間に設けられ、これら第2端子と制御端子との間の接続、非接続を制御する第4スイッチと、前記駆動トランジスタの第2端子と表示素子との間の接続、非接続を制御する出力スイッチと、を備えているアクティブマトリクス型表示装置。 A plurality of pixel portions including a display element and a pixel circuit for supplying a driving current to the display element, the pixel parts being arranged in a matrix on the substrate;
A plurality of video signal lines connected to each column of the pixel portion;
A signal line driving circuit for outputting a reference current and a gradation signal current to the video signal line,
Each of the pixel circuits includes a driving transistor having a first terminal connected to a voltage power source and a second terminal connected to the display element, and is connected between a first terminal and a control terminal of the driving transistor. A first holding capacitor for holding a potential of a control terminal; a second terminal of the driving transistor; and the video signal line connected to the reference current and the grayscale signal current supplied from the video signal line. A first switch flowing through the drive transistor; a second switch connected between the second terminal of the drive transistor and the first storage capacitor; and a control terminal of the drive transistor and the first storage capacitor. A third storage capacitor provided between the first storage capacitor and the second storage capacitor, and a second storage capacitor that holds a potential corresponding to a difference between the reference current and the gradation signal current. , A fourth switch provided between the second terminal and the control terminal of the drive transistor, and controlling connection / disconnection between the second terminal and the control terminal, and a second terminal of the drive transistor And an output switch for controlling connection / disconnection between the display element and the display element.
前記各画素回路は、第1端子が電圧電源に接続され第2端子が前記表示素子に接続される駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタの第1端子と制御端子との間に接続され前記駆動トランジスタの制御端子の電位を保持する第1保持容量と、前記駆動トランジスタの第2端子と前記映像信号線との間に接続され、前記映像信号線から供給される前記基準電流および階調信号電流を前記駆動トランジスタを通して流す第1スイッチと、前記駆動トランジスタの第2端子と前記第1保持容量との間に接続された第2スイッチと、前記駆動トランジスタの制御端子と前記第1保持容量との間に設けられ、前記基準電流と階調信号電流との差分に相当する電位を保持する第2保持容量と、前記第1保持容量と第2補助容量との間に接続された第3スイッチと、前記駆動トランジスタの第2端子と制御端子との間に設けられ、これら第2端子と制御端子との間の接続、非接続を制御する第4スイッチと、前記駆動トランジスタの第2端子と表示素子との間の接続、非接続を制御する出力スイッチと、を備えているアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法であって、
前記映像信号線から前記画素回路の駆動トランジスタを通して基準電流を流し、基準電流を書込む第1信号書込みと、
前記映像信号線から前記画素回路の駆動トランジスタを通して階調信号電流を流して階調信号電流を書込み、前記第2保持容量に、前記基準電流と階調信号電流との差分に応じた電位を保持する第2信号書込みと、
前記第4スイッチにより前記駆動トランジスタの制御端子と第2端子とを導通して、前記駆動トランジスタの閾値のオフセットをキャンセルし、
前記第2保持容量および第1保持容量に書込まれた電位に応じた駆動電流を前記駆動トランジスタから前記表示素子に出力し前記表示素子を発光させるアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法。 A display element; a pixel circuit that supplies a driving current to the display element; a plurality of pixel portions arranged in a matrix on a substrate; and a plurality of video signal lines connected to each column of the pixel portion. And a signal line driving circuit for outputting a reference current and a gradation signal current to the video signal line,
Each of the pixel circuits includes a driving transistor having a first terminal connected to a voltage power source and a second terminal connected to the display element, and is connected between a first terminal and a control terminal of the driving transistor. A first holding capacitor for holding a potential of a control terminal; a second terminal of the driving transistor; and the video signal line connected to the reference current and the grayscale signal current supplied from the video signal line. A first switch flowing through the drive transistor; a second switch connected between the second terminal of the drive transistor and the first storage capacitor; and a control terminal of the drive transistor and the first storage capacitor. And a third storage capacitor connected between the first storage capacitor and the second storage capacitor, and a second storage capacitor that holds a potential corresponding to the difference between the reference current and the grayscale signal current. , A fourth switch that is provided between the second terminal and the control terminal of the drive transistor, and controls connection / disconnection between the second terminal and the control terminal, and a second switch of the drive transistor. An active matrix display device driving method comprising an output switch for controlling connection and non-connection between a terminal and a display element,
A first signal writing in which a reference current is caused to flow from the video signal line through a driving transistor of the pixel circuit, and the reference current is written;
A gradation signal current is supplied from the video signal line through the driving transistor of the pixel circuit to write the gradation signal current, and a potential corresponding to a difference between the reference current and the gradation signal current is held in the second storage capacitor. Second signal writing to
The control terminal and the second terminal of the driving transistor are made conductive by the fourth switch to cancel the offset of the threshold value of the driving transistor,
A driving method of an active matrix display device, wherein a driving current corresponding to a potential written in the second holding capacitor and the first holding capacitor is output from the driving transistor to the display element to cause the display element to emit light.
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WO2013179847A1 (en) * | 2012-05-30 | 2013-12-05 | シャープ株式会社 | Display device and method for driving same |
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