JP2010008521A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1H単位分割閾値補正処理における少なくとも1回の閾値補正処理期間に、オフセット電位Vofs 期間でも閾値補正処理を複数回繰り返して行なう。1H内閾値補正分割処理の各閾値補正動作の間の間隔期間はサンプリングトランジスタ125がオフしているので、ゲート・ソース間電圧Vgsが一定のままソース電位Vs_121が上昇する。1H内閾値補正分割処理を適用したときの閾値補正動作間は、1H内閾値補正分割処理を適用しないときの同期間に閾値補正を行なっているときよりも、ゲート・ソース間電圧Vgs_121が大きく電流が多く流れるため、閾値補正動作自体の速度は、1H内閾値補正分割処理を適用したときの方が1H内閾値補正分割処理を適用しないときよりも早くなり、正常に閾値補正動作を行なうことが可能となる。
【選択図】図8
Description
図1は、本発明に係る表示装置の一実施形態であるアクティブマトリクス型表示装置の構成の概略を示すブロック図である。本実施形態では、たとえば画素の表示素子(電気光学素子、発光素子)として有機EL素子を、能動素子としてポリシリコン薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)をそれぞれ用い、薄膜トランジスタを形成した半導体基板上に有機EL素子を形成してなるアクティブマトリクス型有機ELディスプレイ(以下「有機EL表示装置」と称する)に適用した場合を例に説明する。このような有機EL表示装置は、半導体メモリやミニディスク(MD)やカセットテープなどの記録媒体を利用した携帯型の音楽プレイヤーやその他の電子機器の表示部に利用される。
図2は、図1に示した有機EL表示装置1を構成する本実施形態の画素回路Pに対する第1比較例を示す図である。なお、表示パネル部100の基板101上において画素回路Pの周辺部に設けられた垂直駆動部103と水平駆動部106も合わせて示している。図3は、本実施形態の画素回路Pに対する第2比較例を示す図である。なお、表示パネル部100の基板101上において画素回路Pの周辺部に設けられた垂直駆動部103と水平駆動部106も合わせて示している。図4は有機EL素子や駆動トランジスタの動作点を説明する図である。図4Aは、有機EL素子や駆動トランジスタの特性ばらつきが駆動電流Idsに与える影響を説明する図である。
図2に示すように、第1比較例の画素回路Pは、基本的にp型の薄膜電界効果トランジスタ(TFT)でドライブトランジスタが構成されている点に特徴を有する。また、ドライブトランジスタの他に走査用に2つのトランジスタを使用した3Tr駆動の構成を採っている。
次に、本実施形態の画素回路Pの特徴を説明する上での比較例として、図3に示す第2比較例の画素回路Pについて説明する。第2比較例(後述する本実施形態も同様)の画素回路Pは、基本的にn型の薄膜電界効果トランジスタでドライブトランジスタが構成されている点に特徴を有する。p型ではなく、n型で各トランジスタを構成することができれば、トランジスタ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、トランジスタ基板の低コスト化が可能となり、このような構成の画素回路Pの開発が期待される。
一般的に、図4に示すように、駆動トランジスタ121はドレイン・ソース間電圧に関わらず駆動電流Idsが一定となる飽和領域で駆動される。よって、飽和領域で動作するトランジスタのドレイン端−ソース間に流れる電流をIds、移動度をμ、チャネル幅(ゲート幅)をW、チャネル長(ゲート長)をL、ゲート容量(単位面積当たりのゲート酸化膜容量)をCox、トランジスタの閾値電圧をVthとすると、駆動トランジスタ121は下記の式(1)に示した値を持つ定電流源となっている。なお、“^”はべき乗を示す。式(1)から明らかなように、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によって制御され定電流源として動作する。
また、第1および第2比較例では、駆動トランジスタ121の特性については特に問題視していなかったが、画素ごとに駆動トランジスタ121の特性が異なると、その影響が駆動トランジスタ121に流れる駆動電流Idsに影響を及ぼす。一例としては、式(1)から分かるように、移動度μや閾値電圧Vthが画素によってばらついた場合や経時的に変化した場合、ゲート・ソース間電圧Vgsが同じであっても、駆動トランジスタ121に流れる駆動電流Idsにばらつきや経時変化が生じ、有機EL素子127の発光輝度も画素ごとに変化してしまうことになる。
図3に示す第2比較例の画素回路Pにおける有機EL素子127の経時変化による駆動電流変動を防ぐ回路(ブートストラップ回路)を搭載し、また駆動トランジスタ121の特性変動(閾値電圧ばらつきや移動度ばらつき)による駆動電流変動を防ぐ駆動方式を採用したのが本実施形態の画素回路Pにてベースとする図5に示す第3比較例の画素回路Pである。
図6は、図5に示した第3比較例の画素回路Pに関する第3比較例の駆動タイミングの基本例を説明するタイミングチャートであり、線順次駆動の場合で示している。図6においては、時間軸を共通にして、書込走査線104WSの電位変化、電源供給線105DSL の電位変化、および映像信号線106HSの電位変化を表してある。また、これらの電位変化と並行に、1行分(図では1行目)について駆動トランジスタ121のゲート電位Vgおよびソース電位Vsの変化も表してある。
図7は、1H単位分割閾値補正処理の問題点を説明する図である。図6に示したように、1水平走査期間を1つの処理サイクルとして、駆動トランジスタ121のドレイン電圧Vd_121を第1電位Vccにして電流が流れる状態のままで閾値補正動作を複数回に亘って実行する「1H単位分割閾値補正処理」の場合、各回の閾値補正処理期間の間の間隔期間(信号線電位が閾値補正用のオフセット電位Vofs の期間から次のオフセット電位Vofs に変わる間の信号電位Vinの期間:閾値補正動作間と称する)は前述通りサンプリングトランジスタ125をオフしており、駆動トランジスタ121の閾値補正が完全に行なわれていないので、そのゲート・ソース間電圧Vgs_121は閾値電圧Vthよりも大きい。
ここで、閾値補正の破綻現象が生じる原因に鑑みると、信号線電位が閾値補正用のオフセット電位Vofs と次のオフセット電位Vofs の間の信号電位Vinにある期間である閾値補正動作間の駆動トランジスタ121のソース電位Vs_121の上昇を如何に抑えるかや、各回の閾値補正処理期間における閾値補正動作時のソース電位Vs_121の上昇を如何に早くするか、などが肝要となる。何れも、ソース電位Vs_121の上昇速度に関係するものであるから、概ね同じような観点から対処が可能と考えられる。
図8は、閾値補正動作間におけるソース電位Vs_121の上昇を起因とする閾値補正の破綻現象を解消する手法の第1実施形態を説明する図である。ここで、図8は、図5に示した第3比較例の画素回路Pをそのまま使用し、線順次駆動の場合で示したタイミングチャートである。図8においては、時間軸を共通にして、書込走査線104WSの電位変化、電源供給線105DSL の電位変化、および映像信号線106HSの電位変化を表してある。また、これらの電位変化と並行に、1行分について駆動トランジスタ121のゲート電位Vgおよびソース電位Vsの変化も表してある。
図9は、閾値補正動作間におけるソース電位Vs_121の上昇を起因とする閾値補正の破綻現象を解消する手法の第2実施形態を説明する図である。ここで、図9も、図5に示した第3比較例の画素回路Pをそのまま使用し、線順次駆動の場合で示したタイミングチャートである。図9においても、時間軸を共通にして、書込走査線104WSの電位変化、電源供給線105DSL の電位変化、および映像信号線106HSの電位変化を表してある。また、これらの電位変化と並行に、1行分について駆動トランジスタ121のゲート電位Vgおよびソース電位Vsの変化も表してある。
たとえば、画素回路Pの側面からの変更が可能である。たとえば、回路理論上は「双対の理」が成立するので、画素回路Pに対しては、この観点からの変形を加えることができる。この場合、図示を割愛するが、先ず、前述の各実施形態に示した画回路Pがn型の駆動トランジスタ121を用いて構成しているのに対し、p型の駆動トランジスタ121を用いて画素回路Pを構成する。これに合わせて映像信号Vsig のオフセット電位Vofs に対する信号振幅ΔVinの極性や電源電圧の高低関係を逆転させるなど、双対の理に従った変更を加える。
Claims (8)
- 駆動電流を生成する駆動トランジスタ、前記駆動トランジスタの出力端に接続された電気光学素子、映像信号の信号振幅に応じた情報を保持する保持容量、および前記信号振幅に応じた情報を前記保持容量に書き込むサンプリングトランジスタを具備する画素回路が行列状に配置されている画素アレイ部と、
前記画素回路を垂直走査するための垂直走査パルスを生成する垂直走査部と、
前記垂直走査部での前記垂直走査に合わせて映像信号を前記画素回路に供給する水平走査部と、
前記駆動電流を一定に維持する駆動信号一定化回路と、
を備え、
前記駆動信号一定化回路は、前記垂直走査部および水平走査部の制御の元で、前記駆動トランジスタに電流が流れる状態でかつ閾値補正用の基準電位が前記サンプリングトランジスタの入力端に供給されるようにして前記サンプリングトランジスタを導通させることで前記駆動トランジスタの閾値電圧に対応する電圧を前記保持容量に保持させる閾値補正機能を実現するように構成されており、さらに、
1水平走査期間を1処理サイクルとして、前記駆動トランジスタに電流が流れる状態のままで閾値補正動作を複数回に亘って行なうとともに、閾値補正処理期間の少なくとも1回は、前記閾値補正用の基準電位が前記サンプリングトランジスタの入力端に供給されるようにして前記サンプリングトランジスタの導通と非導通を複数回に亘って繰り返して閾値補正処理を実行する1水平期間内閾値補正分割処理を行なう
ことを特徴とする表示装置。 - 前記1水平期間内閾値補正分割処理が行なわれる閾値補正処理期間の各閾値補正処理の間の間隔期間は、1水平走査期間を1処理サイクルとする各閾値補正処理期間の間の間隔期間よりも短い
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 1回目の閾値補正処理期間に、前記1水平期間内閾値補正分割処理を行なう
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 駆動電流を生成する駆動トランジスタ、前記駆動トランジスタの出力端に接続された電気光学素子、映像信号の信号振幅に応じた情報を保持する保持容量、および前記信号振幅に応じた情報を前記保持容量に書き込むサンプリングトランジスタを具備する画素回路が行列状に配置されている画素アレイ部と、
前記画素回路を垂直走査するための垂直走査パルスを生成する垂直走査部と、
前記垂直走査部での前記垂直走査に合わせて映像信号を前記画素回路に供給する水平走査部と、
前記駆動電流を一定に維持する駆動信号一定化回路と、
を備え、
前記駆動信号一定化回路は、前記垂直走査部および水平走査部の制御の元で、前記駆動トランジスタに電流が流れる状態でかつ閾値補正用の基準電位が前記サンプリングトランジスタの入力端に供給されるようにして前記サンプリングトランジスタを導通させることで前記駆動トランジスタの閾値電圧に対応する電圧を前記保持容量に保持させる閾値補正機能を実現するように構成されており、さらに、
最初の閾値補正処理に先立ち、前記保持容量の両端電圧が前記駆動トランジスタの閾値電圧を上回るように設定する準備処理をし、
さらに、前記準備処理後で、かつ、最初の閾値補正処理開始前に、前記サンプリングトランジスタを非導通状態にして前記前記駆動トランジスタに電流を流し、
さらに、一定期間経過後に、前記サンプリングトランジスタをオンして閾値補正動作を開始する
ことを特徴とする表示装置。 - 1水平走査期間を1処理サイクルとして、前記駆動トランジスタに電流が流れる状態のままで閾値補正動作を複数回に亘って行なう
ことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。 - 前記準備処理後で、かつ、最初の閾値補正処理開始前に、前記サンプリングトランジスタを非導通状態にして前記前記駆動トランジスタに電流を流す期間は、1水平走査期間を1処理サイクルとする各閾値補正処理期間の間の間隔期間よりも短い
ことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。 - 最初の閾値補正処理開始時に前記保持容量が前記駆動トランジスタの閾値電圧を下回ることがない範囲で、前記準備処理後で、かつ、最初の閾値補正処理開始前に、前記サンプリングトランジスタを非導通状態にして前記前記駆動トランジスタに電流を流す期間を設定する
ことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。 - 前記垂直走査部は、前記画素回路を垂直走査して前記保持容量に前記信号振幅に応じた情報を書き込むための書込走査パルスを前記サンプリングトランジスタの制御入力端に供給する書込走査部と、前記駆動電流を前記電気光学素子に流すために使用される第1電位および前記第1電位とは異なる第2電位を切り替えて前記駆動トランジスタの電源供給端に供給する駆動走査部とを有し、
前記水平走査部は、基準電位と信号電位で切り替わる映像信号を前記サンプリングトランジスタの入力端に供給するものであり、
前記駆動信号一定化回路は、前記書込走査部、前記水平駆動部、および前記駆動走査部の制御の元で、前記第1電位に対応する電圧が前記駆動トランジスタの前記電源供給端に供給されかつ映像信号における基準電位の時間帯に前記サンプリングトランジスタを導通させることにより、前記駆動トランジスタの閾値電圧に対応する電圧を前記保持容量に保持させる閾値補正機能を実現するように構成されている
ことを特徴とする請求項1または4に記載の表示装置。
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