JP2010113188A - 有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】相対的な輝度変化の程度を軽減することができる有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法を提供する。
【解決手段】(a)前処理を行い、(b)閾値電圧キャンセル処理を行い、(c)書込み処理を行い、(d)第1ノードを浮遊状態とし、(e)有機エレクトロルミネッセンス発光部を駆動した後、有機エレクトロルミネッセンス発光部のアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する一連の工程を少なくとも1回行う、工程を備えた有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法であって、工程(a)乃至工程(e)までの一連の工程をくり返して行うと共に、工程(e)と次の工程(a)との間に、或る期間に亙って有機エレクトロルミネッセンス発光部のアノード電極とカソード電極との間に順方向電圧を印加する補助駆動工程を備えており、補助駆動工程の終期から次の工程(b)の終期までの期間を1ミリ秒以下とする。
【選択図】 図1
【解決手段】(a)前処理を行い、(b)閾値電圧キャンセル処理を行い、(c)書込み処理を行い、(d)第1ノードを浮遊状態とし、(e)有機エレクトロルミネッセンス発光部を駆動した後、有機エレクトロルミネッセンス発光部のアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する一連の工程を少なくとも1回行う、工程を備えた有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法であって、工程(a)乃至工程(e)までの一連の工程をくり返して行うと共に、工程(e)と次の工程(a)との間に、或る期間に亙って有機エレクトロルミネッセンス発光部のアノード電極とカソード電極との間に順方向電圧を印加する補助駆動工程を備えており、補助駆動工程の終期から次の工程(b)の終期までの期間を1ミリ秒以下とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法に関する。
発光部を備えた表示素子、及び、係る表示素子を備えた表示装置が周知である。例えば、有機材料のエレクトロルミネッセンス(Electroluminescence:以下、ELと略称する場合がある)を利用した有機エレクトロルミネッセンス発光部を備えた表示素子(以下、単に、有機EL表示素子と略称する場合がある)は、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な表示素子として注目されている。
液晶表示装置と同様に、例えば、有機EL表示素子を備えた表示装置(以下、単に、有機EL表示装置と略称する場合がある)においても、駆動方式として、単純マトリクス方式、及び、アクティブマトリクス方式が周知である。アクティブマトリクス方式は、構造が複雑となるといった欠点はあるが、画像の輝度を高いものとすることができる等の利点を有する。アクティブマトリクス方式により駆動される有機EL表示素子にあっては、発光層を含む有機層等から構成された発光部に加えて、発光部を駆動するための駆動回路を備えている。
有機エレクトロルミネッセンス発光部(以下、単に、発光部と略称する場合がある)を駆動するための回路として、2つのトランジスタと1つの容量部から構成された駆動回路(2Tr/1C駆動回路と呼ぶ)が、例えば、特開2007−310311号公報(特許文献1)から周知である。この2Tr/1C駆動回路は、図2に示すように、書込みトランジスタTRW、駆動トランジスタTRDの2つのトランジスタから構成され、更には、1つの容量部C1から構成されている。ここで、駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域は第2ノードND2を構成し、駆動トランジスタTRDのゲート電極は第1ノードND1を構成する。
そして、図5にタイミングチャートを示すように、[期間−TP(2)1]において、閾値電圧キャンセル処理を行うための前処理が実行される。即ち、走査線SCLからの信号によりオン状態とされた書込みトランジスタTRWを介して、データ線DTLから第1ノード初期化電圧VOfs(例えば、0ボルト)を第1ノードND1に印加する。これにより、第1ノードND1の電位は、VOfsとなる。また、駆動トランジスタTRDを介して、電源部100から第2ノード初期化電圧VCC-L(例えば、−10ボルト)を第2ノードND2に印加する。これにより、第2ノードND2の電位は、VCC-Lとなる。駆動トランジスタTRDの閾値電圧を電圧Vth(例えば、3ボルト)と表す。駆動トランジスタTRDのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域(以下、便宜上、ソース領域と呼ぶ場合がある)との間の電位差がVth以上となり、駆動トランジスタTRDはオン状態となる。
次いで、[期間−TP(2)2]において、閾値電圧キャンセル処理が行われる。即ち、書込みトランジスタTRWのオン状態を維持したまま、電源部100の電圧を第2ノード初期化電圧VCC-Lから駆動電圧VCC-H(例えば、20ボルト)に切り替える。その結果、第1ノードND1の電位から駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって、第2ノードND2の電位は変化する。即ち、浮遊状態の第2ノードND2の電位は上昇する。そして、駆動トランジスタTRDのゲート電極とソース領域との間の電位差がVthに達すると、駆動トランジスタTRDがオフ状態となる。この状態にあっては、第2ノードND2の電位は、概ね(VOfs−Vth)である。
その後、[期間−TP(2)3]において、書込みトランジスタTRWをオフ状態とする。そして、データ線DTLの電圧を映像信号に相当する電圧[発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号(駆動信号、輝度信号)VSig_m]とする。
次いで、[期間−TP(2)4]において、書込み処理を行う。具体的には、走査線SCLをハイレベルとすることによって書込みトランジスタTRWをオン状態とする。その結果、第1ノードND1の電位は、映像信号VSig_mへと上昇する。
ここで、容量部C1の値を値c1とし、発光部ELPの容量CELの値を値cELとする。そして、駆動トランジスタTRDのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間の寄生容量の値をcgsとする。駆動トランジスタTRDのゲート電極の電位がVOfsからVSig_m(>VOfs)に変化したとき、容量部C1の両端の電位(換言すれば、第1ノードND1と第2ノードND2の電位)は、原則として、変化する。即ち、駆動トランジスタTRDのゲート電極の電位(=第1ノードND1の電位)の変化分(VSig_m−VOfs)に基づく電荷が、容量部C1、発光部ELPの容量CEL、駆動トランジスタTRDのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間の寄生容量に振り分けられる。然るに、値cELが、値c1及び値cgsと比較して十分に大きな値であれば、駆動トランジスタTRDのゲート電極の電位の変化分(VSig_m−VOfs)に基づく駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域(第2ノードND2)の電位の変化は小さい。そして、一般に、発光部ELPの容量CELの値cELは、容量部C1の値c1及び駆動トランジスタTRDの寄生容量の値cgsよりも大きい。そこで、説明の便宜のため、第1ノードND1の電位変化により生ずる第2ノードND2の電位変化は考慮せずに説明を行う。尚、図5に示した駆動のタイミングチャートは、第1ノードND1の電位変化により生ずる第2ノードND2の電位変化を考慮せずに示した。
上述した動作にあっては、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に電源部100から電圧VCC-Hが印加された状態で、駆動トランジスタTRDのゲート電極に映像信号VSig_mが印加される。このため、図5に示すように、[期間−TP(2)4]において第2ノードND2の電位が上昇する。この電位の上昇量ΔV(電位補正値)については後述する。駆動トランジスタTRDのゲート電極(第1ノードND1)の電位をVgとし、他方のソース/ドレイン領域(第2ノードND2)の電位をVsとしたとき、上述した第2ノードND2の電位の上昇量ΔVを考慮しなければ、Vgの値、Vsの値は以下のとおりとなる。第1ノードND1と第2ノードND2の電位差、即ち、駆動トランジスタTRDのゲート電極と、ソース領域として働く他方のソース/ドレイン領域との間の電位差Vgsは、以下の式(A)で表すことができる。
Vg =VSig_m
Vs ≒VOfs−Vth
Vgs≒VSig_m−(VOfs−Vth) (A)
Vs ≒VOfs−Vth
Vgs≒VSig_m−(VOfs−Vth) (A)
即ち、駆動トランジスタTRDに対する書込み処理において得られたVgsは、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSig_m、駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vth、及び、駆動トランジスタTRDのゲート電極の電位を初期化するための電圧VOfsのみに依存している。そして、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELとは無関係である。
次いで、移動度補正処理について簡単に説明する。上述した動作にあっては、書込み処理において、駆動トランジスタTRDの特性(例えば、移動度μの大小等)に応じて駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域の電位(即ち、第2ノードND2の電位)を変化させる移動度補正処理が併せて行われる。
上述したように、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に電源部100から電圧VCC-Hが印加された状態で、駆動トランジスタTRDのゲート電極に映像信号VSig_mが印加される。ここで、図5に示すように、[期間−TP(2)4]において第2ノードND2の電位が上昇する。その結果、駆動トランジスタTRDの移動度μの値が大きい場合、駆動トランジスタTRDのソース領域における電位の上昇量ΔV(電位補正値)は大きくなり、駆動トランジスタTRDの移動度μの値が小さい場合、駆動トランジスタTRDのソース領域における電位の上昇量ΔV(電位補正値)は小さくなる。駆動トランジスタTRDのゲート電極とソース領域との間の電位差Vgsは、式(A)から以下の式(B)のように変形される。尚、[期間−TP(2)4]の全時間(t0)は、有機EL表示装置の設計の際、設計値として予め決定しておけばよい。
Vgs≒VSig_m−(VOfs−Vth)−ΔV (B)
以上の操作によって、閾値電圧キャンセル処理、書込み処理、移動度補正処理が完了する。そして、その後の[期間−TP(2)5]の始期において、走査線SCLからの信号により書込みトランジスタTRWをオフ状態とすることにより第1ノードND1を浮遊状態とする。駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域(以下、便宜上、ドレイン領域と呼ぶ場合がある)には、電源部100から電圧VCC-Hが印加された状態にある。従って、以上の結果として、第2ノードND2の電位が上昇し、所謂ブートストラップ回路におけると同様の現象が駆動トランジスタTRDのゲート電極に生じ、第1ノードND1の電位も上昇する。駆動トランジスタTRDのゲート電極とソース領域との間の電位差Vgsは、式(B)の値を保持する。また、発光部ELPを流れる電流は、駆動トランジスタTRDのドレイン領域からソース領域へと流れるドレイン電流Idsである。駆動トランジスタTRDが飽和領域において理想的に動作するとすれば、ドレイン電流Idsは、以下の式(C)で表すことができる。発光部ELPはドレイン電流Idsの値に応じた輝度で発光する。尚、係数kについては後述する。
Ids=k・μ・(Vgs−Vth)2
=k・μ・(VSig_m−VOfs−ΔV)2 (C)
=k・μ・(VSig_m−VOfs−ΔV)2 (C)
そして、図5に示す[期間−TP(2)5]を発光期間とし、[期間−TP(2)6’]の始期から次の発光期間までの間を非発光期間とする。非発光期間を設けることにより、アクティブマトリクス駆動に伴う残像ボケが低減され、動画品位をより優れたものとすることができる。
以上に概要を説明した2Tr/1C駆動回路の動作についても、後に詳しく説明する。
上述した駆動方法により発光部を駆動する有機EL表示装置にあっては、例えば或るパターンを長時間表示させると、そのパターンに応じた輝度変化が残るといった所謂焼き付きが残る場合がある。例えば、図33の(A)に示すように、有機EL表示装置の表示領域EAにおいて、領域Aを白表示とし、窓状の領域Bを黒表示として長時間表示させる。その後、例えば表示領域EA全体を白表示とすると、図33の(B)に示すように、領域Bに対応する部分の輝度に対し、領域Aに対応する部分の輝度は相対的に低くなるといった現象が認められる。その結果、有機EL表示装置の表示品質の低下を招くといった問題が生ずる。
従って、本発明の目的は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、上述した相対的な輝度変化の程度を軽減することができる有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法を提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法は、
書込みトランジスタ、駆動トランジスタ、及び、容量部から構成された駆動回路であって、
駆動トランジスタにおいては、
(A−1)一方のソース/ドレイン領域は、電源部に接続されており、
(A−2)他方のソース/ドレイン領域は、有機エレクトロルミネッセンス発光部に備えられたアノード電極に接続され、且つ、容量部の一方の電極に接続されており、第2ノードを構成し、
(A−3)ゲート電極は、書込みトランジスタの他方のソース/ドレイン領域に接続され、且つ、容量部の他方の電極に接続されており、第1ノードを構成し、
書込みトランジスタにおいては、
(B−1)一方のソース/ドレイン領域は、データ線に接続されており、
(B−2)ゲート電極は、走査線に接続されている、
駆動回路を用いた有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法である。
書込みトランジスタ、駆動トランジスタ、及び、容量部から構成された駆動回路であって、
駆動トランジスタにおいては、
(A−1)一方のソース/ドレイン領域は、電源部に接続されており、
(A−2)他方のソース/ドレイン領域は、有機エレクトロルミネッセンス発光部に備えられたアノード電極に接続され、且つ、容量部の一方の電極に接続されており、第2ノードを構成し、
(A−3)ゲート電極は、書込みトランジスタの他方のソース/ドレイン領域に接続され、且つ、容量部の他方の電極に接続されており、第1ノードを構成し、
書込みトランジスタにおいては、
(B−1)一方のソース/ドレイン領域は、データ線に接続されており、
(B−2)ゲート電極は、走査線に接続されている、
駆動回路を用いた有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法である。
そして、
(a)第1ノードと第2ノードとの間の電位差が駆動トランジスタの閾値電圧を越え、且つ、第2ノードと有機エレクトロルミネッセンス発光部に備えられたカソード電極との間の電位差が有機エレクトロルミネッセンス発光部の閾値電圧を越えないように、第1ノードの電位及び第2ノードの電位を初期化する前処理を行い、次いで、
(b)第1ノードの電位を保った状態で、第1ノードの電位から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって第2ノードの電位を変化させる閾値電圧キャンセル処理を行い、その後、
(c)走査線からの信号によりオン状態とされた書込みトランジスタを介して、データ線から映像信号を第1ノードに印加する書込み処理を行い、次いで、
(d)走査線からの信号により書込みトランジスタをオフ状態とすることにより第1ノードを浮遊状態とし、
(e)電源部から駆動トランジスタを介して第1ノードと第2ノードとの間の電位差の値に応じた電流を有機エレクトロルミネッセンス発光部に流すことによって有機エレクトロルミネッセンス発光部を駆動した後、有機エレクトロルミネッセンス発光部のアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する一連の工程を、少なくとも1回行う、
工程を備えた有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法である。
(a)第1ノードと第2ノードとの間の電位差が駆動トランジスタの閾値電圧を越え、且つ、第2ノードと有機エレクトロルミネッセンス発光部に備えられたカソード電極との間の電位差が有機エレクトロルミネッセンス発光部の閾値電圧を越えないように、第1ノードの電位及び第2ノードの電位を初期化する前処理を行い、次いで、
(b)第1ノードの電位を保った状態で、第1ノードの電位から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって第2ノードの電位を変化させる閾値電圧キャンセル処理を行い、その後、
(c)走査線からの信号によりオン状態とされた書込みトランジスタを介して、データ線から映像信号を第1ノードに印加する書込み処理を行い、次いで、
(d)走査線からの信号により書込みトランジスタをオフ状態とすることにより第1ノードを浮遊状態とし、
(e)電源部から駆動トランジスタを介して第1ノードと第2ノードとの間の電位差の値に応じた電流を有機エレクトロルミネッセンス発光部に流すことによって有機エレクトロルミネッセンス発光部を駆動した後、有機エレクトロルミネッセンス発光部のアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する一連の工程を、少なくとも1回行う、
工程を備えた有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法である。
そして、更には、
工程(a)乃至工程(e)までの一連の工程をくり返して行うと共に、工程(e)と次の工程(a)との間に、或る期間に亙って有機エレクトロルミネッセンス発光部のアノード電極とカソード電極との間に順方向電圧を印加する補助駆動工程を備えており、補助駆動工程の終期から次の工程(b)の終期までの期間を1ミリ秒以下とする。
工程(a)乃至工程(e)までの一連の工程をくり返して行うと共に、工程(e)と次の工程(a)との間に、或る期間に亙って有機エレクトロルミネッセンス発光部のアノード電極とカソード電極との間に順方向電圧を印加する補助駆動工程を備えており、補助駆動工程の終期から次の工程(b)の終期までの期間を1ミリ秒以下とする。
本発明にあっては、工程(a)乃至工程(e)までの一連の工程をくり返して行うと共に、工程(e)と次の工程(a)との間に、或る期間に亙って発光部のアノード電極とカソード電極との間に順方向電圧を印加する補助駆動工程を備えており、補助駆動工程の終期から次の工程(b)の終期までの期間を1ミリ秒以下とする。これにより、上述した相対的な輝度変化の程度を軽減することができる。本発明を適用した有機EL表示装置にあっては、輝度の均一性に優れた画像を表示することができる。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。尚、説明は以下の順序で行う。
1.本発明の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法についてのより詳しい説明
2.各実施例において用いられる有機EL表示装置の概要の説明
3.実施例1(2Tr/1C駆動回路の態様)
4.実施例2(第1の3Tr/1C駆動回路の態様)
5.実施例3(第2の3Tr/1C駆動回路の態様)
6.実施例4(4Tr/1C駆動回路の態様)
1.本発明の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法についてのより詳しい説明
2.各実施例において用いられる有機EL表示装置の概要の説明
3.実施例1(2Tr/1C駆動回路の態様)
4.実施例2(第1の3Tr/1C駆動回路の態様)
5.実施例3(第2の3Tr/1C駆動回路の態様)
6.実施例4(4Tr/1C駆動回路の態様)
〈本発明の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法についてのより詳しい説明〉
上述した本発明の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法(以下、単に、本発明の駆動方法と呼ぶ場合がある)にあっては、基本的には、補助駆動工程の終期から次の工程(b)の終期までの期間の長さを短くする程、相対的な輝度変化が軽減されるといった関係が認められる。有機エレクトロルミネッセンス発光部の仕様等にもよるが、基本的には、補助駆動工程の終期から次の工程(b)の終期までの期間を1ミリ秒以下とすることで効果が認められる。より好ましくは、上記期間を0.5ミリ秒以下とすることが望ましい。
上述した本発明の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法(以下、単に、本発明の駆動方法と呼ぶ場合がある)にあっては、基本的には、補助駆動工程の終期から次の工程(b)の終期までの期間の長さを短くする程、相対的な輝度変化が軽減されるといった関係が認められる。有機エレクトロルミネッセンス発光部の仕様等にもよるが、基本的には、補助駆動工程の終期から次の工程(b)の終期までの期間を1ミリ秒以下とすることで効果が認められる。より好ましくは、上記期間を0.5ミリ秒以下とすることが望ましい。
本発明の駆動方法にあっては、補助駆動工程において、或る期間に亙って有機エレクトロルミネッセンス発光部のアノード電極とカソード電極との間に順方向電圧を印加する。この場合において、駆動方法の工程を共通化するといった観点からは、補助駆動工程が、電源部から駆動トランジスタを介して第1ノードと第2ノードとの間の電位差の値に応じた電流を有機エレクトロルミネッセンス発光部に流すことによって有機エレクトロルミネッセンス発光部を駆動する工程である構成とすることが好ましい。上述した構成によれば、工程(e)と補助駆動工程の双方で有機エレクトロルミネッセンス発光部が駆動される。有機エレクトロルミネッセンス発光部の仕様等にもよるが、補助駆動工程を行う期間の長さは、概ね1ミリ秒程度を下回らないようにすればよい。工程(e)の期間の長さは一律に固定された期間とすることができる。あるいは又、工程(e)の期間の長さが、例えば映像信号の値に応じて変化するといった構成とすることもできる。
ここで、以上に説明した各種の好ましい構成を含む本発明の駆動方法にあっては、前記工程(a)において、走査線からの信号によりオン状態とされた書込みトランジスタを介して、データ線から第1ノード初期化電圧を第1ノードに印加する構成とすることができる。
尚、データ線に印加される電圧が映像信号から第1ノード初期化電圧に切り替わるのを待って書込みトランジスタをオン状態とする構成であってもよいし、動作に支障を生じない範囲で先行して書込みトランジスタをオン状態とする構成であってもよい。後者の構成によれば、データ線に第1ノード初期化電圧が印加されると直ちに第1ノードの電位が初期化される。前者の構成にあっては、データ線の電圧の切り替えを待つ時間も含めて前処理に時間を配分する必要がある。後者の構成にあっては、データ線の電圧の切り替えを待つ時間が不要であり、前処理をより短い時間で行うことができる。後者の構成にあっては、前処理に引き続き行われる閾値電圧キャンセル処理により長い時間を配分することができる。
また、前記工程(a)において、駆動トランジスタを介して、電源部から第2ノード初期化電圧を第2ノードに印加する構成とすることができる。
また、前記工程(b)において、走査線からの信号によりオン状態とされた書込みトランジスタを介して、データ線から第1ノード初期化電圧を第1ノードに印加した状態を維持し、以て、第1ノードの電位を保った状態とする構成とすることができる。
また、前記工程(b)において、電源部から駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に、第1ノードの電位から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電圧よりも高い電圧を印加し、以て、第1ノードの電位から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって第2ノードの電位を変化させる構成とすることができる。
また、前記工程(e)において、駆動トランジスタを介して、電源部から第2ノード初期化電圧を第2ノードに印加し、以て、有機エレクトロルミネッセンス発光部のアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する構成とすることができる。
あるいは又、本発明の駆動方法にあっては、
駆動回路は、更に、第1トランジスタを備えており、
第1トランジスタにおいては、
(C−1)他方のソース/ドレイン領域は、第2ノードに接続されており、
(C−2)一方のソース/ドレイン領域には、第2ノード初期化電圧が印加され、
(C−3)ゲート電極は、第1トランジスタ制御線に接続されている、
構成とすることができる。
駆動回路は、更に、第1トランジスタを備えており、
第1トランジスタにおいては、
(C−1)他方のソース/ドレイン領域は、第2ノードに接続されており、
(C−2)一方のソース/ドレイン領域には、第2ノード初期化電圧が印加され、
(C−3)ゲート電極は、第1トランジスタ制御線に接続されている、
構成とすることができる。
そして、以上に説明した各種の好ましい構成を含む本発明の駆動方法にあっては、前記工程(a)において、第1トランジスタ制御線からの信号によりオン状態とされた第1トランジスタを介して、第2ノードに第2ノード初期化電圧を印加する構成とすることができる。
そして、以上に説明した各種の好ましい構成を含む本発明の駆動方法にあっては、前記工程(e)において、第1トランジスタ制御線からの信号によりオン状態とされた第1トランジスタを介して、第2ノードに第2ノード初期化電圧を印加し、以て、有機エレクトロルミネッセンス発光部のアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する構成とすることができる。
あるいは又、本発明の駆動方法にあっては、
駆動回路は、更に、第2トランジスタを備えており、
第2トランジスタにおいては、
(D−1)他方のソース/ドレイン領域は、第1ノードに接続されており、
(D−2)一方のソース/ドレイン領域には、第1ノード初期化電圧が印加され、
(D−3)ゲート電極は、第2トランジスタ制御線に接続されている、
構成とすることができる。
駆動回路は、更に、第2トランジスタを備えており、
第2トランジスタにおいては、
(D−1)他方のソース/ドレイン領域は、第1ノードに接続されており、
(D−2)一方のソース/ドレイン領域には、第1ノード初期化電圧が印加され、
(D−3)ゲート電極は、第2トランジスタ制御線に接続されている、
構成とすることができる。
そして、以上に説明した各種の好ましい構成を含む本発明の駆動方法にあっては、前記工程(a)において、第2トランジスタ制御線からの信号によりオン状態とされた第2トランジスタを介して、第1ノード初期化電圧を第1ノードに印加する構成とすることができる。
そして、前記工程(b)において、第2トランジスタ制御線からの信号によりオン状態とされた第2トランジスタを介して、第1ノード初期化電圧を第1ノードに印加した状態を維持し、以て、第1ノードの電位を保った状態とする構成とすることができる。
以上に説明した各種の好ましい構成を含む本発明の駆動方法(以下、単に、本発明と略称する場合がある)における工程(b)にあっては、第1ノードの電位から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって、第2ノードの電位を変化させる閾値電圧キャンセル処理を行なう。定性的には、閾値電圧キャンセル処理において、第1ノードと第2ノードとの間の電位差(換言すれば、駆動トランジスタのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間の電位差)が駆動トランジスタの閾値電圧に近づく程度は、閾値電圧キャンセル処理の時間により左右される。従って、例えば閾値電圧キャンセル処理の時間を充分長く確保した構成にあっては、第2ノードの電位は第1ノードの電位から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に達する。そして、第1ノードと第2ノードとの間の電位差が駆動トランジスタの閾値電圧に達すると、駆動トランジスタはオフ状態となる。一方、例えば閾値電圧キャンセル処理の時間を短く設定せざるを得ない構成にあっては、第1ノードと第2ノードとの間の電位差が駆動トランジスタの閾値電圧より大きく、駆動トランジスタはオフ状態とはならない場合がある。本発明にあっては、閾値電圧キャンセル処理の結果として、必ずしも駆動トランジスタがオフ状態となることを要しない。
本発明にあっては、工程(d)において、走査線からの信号により書込みトランジスタをオフ状態とする。この時期と、有機エレクトロルミネッセンス発光部に電流を流すために、所定の駆動電圧を電源部から駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に印加する時期との先後関係は、特に限定するものではない。例えば、書込みトランジスタをオフ状態とした後、直ちに、あるいは、所定の間隔を空けて、駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加する態様であってもよいし、駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加した状態で、書込みトランジスタをオフ状態とする態様であってもよい。後者の態様にあっては、駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加した状態で、データ線から映像信号が第1ノードに印加する期間が存在する。この期間において、駆動トランジスタの特性に応じて第2ノードの電位を上昇させる移動度補正処理の動作が行われる。
上述した駆動電圧と、工程(b)において駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に印加する電圧とは異なる値の電圧であってもよいが、電源部から印加する電圧の種類を削減する観点からは、工程(b)、及び、工程(e)における有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動の際に、電源部は駆動電圧を駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に印加する構成であることが好ましい。
また、本発明にあっては、駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧が印加された状態で、工程(c)を行う構成とすることもできる。この構成にあっては、書込み処理において上述した移動度補正処理が併せて行なわれる。
本発明が適用される有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、例えば、
(1)走査回路、
(2)信号出力回路、
(3)第1の方向にN個、第1の方向とは異なる第2の方向にM個、合計N×M個の、2次元マトリクス状に配列され、それぞれが有機エレクトロルミネッセンス発光部、及び、有機エレクトロルミネッセンス発光部を駆動するための駆動回路を備えている有機エレクトロルミネッセンス表示素子、
(4)走査回路に接続され、第1の方向に延びるM本の走査線、
(5)信号出力回路に接続され、第2の方向に延びるN本のデータ線、並びに、
(6)電源部、
を備えている構成とすることができる。そして、各有機エレクトロルミネッセンス表示素子(以下、単に、有機EL表示素子と呼ぶ場合がある)は、駆動トランジスタ、書込みトランジスタ、及び、容量部を具備した駆動回路、並びに、有機エレクトロルミネッセンス発光部から構成されている。
(1)走査回路、
(2)信号出力回路、
(3)第1の方向にN個、第1の方向とは異なる第2の方向にM個、合計N×M個の、2次元マトリクス状に配列され、それぞれが有機エレクトロルミネッセンス発光部、及び、有機エレクトロルミネッセンス発光部を駆動するための駆動回路を備えている有機エレクトロルミネッセンス表示素子、
(4)走査回路に接続され、第1の方向に延びるM本の走査線、
(5)信号出力回路に接続され、第2の方向に延びるN本のデータ線、並びに、
(6)電源部、
を備えている構成とすることができる。そして、各有機エレクトロルミネッセンス表示素子(以下、単に、有機EL表示素子と呼ぶ場合がある)は、駆動トランジスタ、書込みトランジスタ、及び、容量部を具備した駆動回路、並びに、有機エレクトロルミネッセンス発光部から構成されている。
本発明が適用される有機エレクトロルミネッセンス表示装置(以下、単に、有機EL表示装置と呼ぶ場合がある)にあっては、所謂モノクロ表示の構成であってもよいし、カラー表示の構成であってもよい。例えば、1つの画素は複数の副画素から構成されている構成、具体的には、1つの画素は、赤色発光副画素、緑色発光副画素、青色発光副画素の3つの副画素から構成されている、カラー表示の構成とすることができる。更には、これらの3種の副画素に更に1種類あるいは複数種類の副画素を加えた1組(例えば、輝度向上のために白色光を発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するために補色を発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するためにイエローを発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するためにイエロー及びシアンを発光する副画素を加えた1組)から構成することもできる。
有機EL表示装置にあっては、走査回路、信号出力回路等の各種の回路、走査線、データ線等の各種の配線、電源部、有機エレクトロルミネッセンス発光部(以下、単に、発光部と呼ぶ場合がある)の構成、構造は、周知の構成、構造とすることができる。具体的には、発光部は、例えば、アノード電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、カソード電極等から構成することができる。
駆動回路を構成するトランジスタとして、nチャネル型の薄膜トランジスタ(TFT)を挙げることができる。駆動回路を構成するトランジスタは、エンハンスメント型であってもよいし、デプレッション型であってもよい。nチャネル型のトランジスタにあってはLDD構造(Lightly Doped Drain構造)が形成されていてもよい。場合によっては、LDD構造は非対称に形成されていてもよい。例えば、駆動トランジスタに大きな電流が流れるのは有機EL表示素子の発光時であるので、発光時においてドレイン領域側となる一方のソース/ドレイン領域側にのみLDD構造を形成した構成とすることもできる。尚、例えば、書込みトランジスタ等にpチャネル型の薄膜トランジスタを用いてもよい。
駆動回路を構成する容量部は、一方の電極、他方の電極、及び、これらの電極に挟まれた誘電体層(絶縁層)から構成することができる。駆動回路を構成する上述したトランジスタ及び容量部は、或る平面内に形成され(例えば、支持体上に形成され)、発光部は、例えば、層間絶縁層を介して、駆動回路を構成するトランジスタ及び容量部の上方に形成されている。また、駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域は、発光部に備えられたアノード電極に、例えば、コンタクトホールを介して接続されている。尚、半導体基板等にトランジスタを形成した構成であってもよい。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、それに先立ち、各実施例において用いられる有機EL表示装置の概要を説明する。
〈各実施例において用いられる有機EL表示装置の概要〉
各実施例での使用に適した有機EL表示装置は、複数の画素を備えた有機EL表示装置である。1つの画素は複数の副画素(各実施例にあっては、3つの副画素である赤色発光副画素、緑色発光副画素、青色発光副画素)から構成されている。各副画素は、駆動回路11と、この駆動回路11に接続された発光部(発光部ELP)とが積層された構造を有する有機EL表示素子10から構成されている。
各実施例での使用に適した有機EL表示装置は、複数の画素を備えた有機EL表示装置である。1つの画素は複数の副画素(各実施例にあっては、3つの副画素である赤色発光副画素、緑色発光副画素、青色発光副画素)から構成されている。各副画素は、駆動回路11と、この駆動回路11に接続された発光部(発光部ELP)とが積層された構造を有する有機EL表示素子10から構成されている。
実施例1、実施例2、実施例3及び実施例4における有機EL表示装置の概念図を、それぞれ、図1、図16、図21及び図26に示す。実施例1、実施例2、実施例3及び実施例4における有機EL表示装置を構成する有機EL表示素子の等価回路図を、それぞれ、図2、図17、図22及び図27に示す。図2には、2トランジスタ/1容量部から基本的に構成された駆動回路(2Tr/1C駆動回路と呼ぶ場合がある)を示す。図17及び図22には、3トランジスタ/1容量部から基本的に構成された駆動回路を示す。なお、図17に示す回路を第1の3Tr/1C駆動回路と呼び、図22に示す回路を第2の3Tr/1C駆動回路と呼ぶ場合がある。図27には、4トランジスタ/1容量部から基本的に構成された駆動回路(4Tr/1C駆動回路と呼ぶ場合がある)を示す。
ここで、各実施例における有機EL表示装置は、
(1)走査回路101、
(2)信号出力回路102、
(3)第1の方向にN個、第1の方向とは異なる第2の方向にM個、合計N×M個の、2次元マトリクス状に配列され、それぞれが発光部ELP、及び、発光部ELPを駆動するための駆動回路11を備えている有機EL表示素子10、
(4)走査回路101に接続され、第1の方向に延びるM本の走査線SCL、
(5)信号出力回路102に接続され、第2の方向に延びるN本のデータ線DTL、並びに、
(6)電源部100、
を備えている。図1、図16、図21及び図26においては、3×3個の有機EL表示素子10を図示しているが、これは、あくまでも例示に過ぎない。尚、便宜のため、図1、図16、図21及び図26においては、図2等に示す給電線PS2の図示を省略した。
(1)走査回路101、
(2)信号出力回路102、
(3)第1の方向にN個、第1の方向とは異なる第2の方向にM個、合計N×M個の、2次元マトリクス状に配列され、それぞれが発光部ELP、及び、発光部ELPを駆動するための駆動回路11を備えている有機EL表示素子10、
(4)走査回路101に接続され、第1の方向に延びるM本の走査線SCL、
(5)信号出力回路102に接続され、第2の方向に延びるN本のデータ線DTL、並びに、
(6)電源部100、
を備えている。図1、図16、図21及び図26においては、3×3個の有機EL表示素子10を図示しているが、これは、あくまでも例示に過ぎない。尚、便宜のため、図1、図16、図21及び図26においては、図2等に示す給電線PS2の図示を省略した。
発光部ELPは、例えば、アノード電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、カソード電極等から成る周知の構成、構造を有する。走査回路101、信号出力回路102、走査線SCL、データ線DTL、電源部100の構成、構造は、周知の構成、構造とすることができる。
駆動回路11の最小構成要素を説明する。駆動回路11は、少なくとも、駆動トランジスタTRD、書込みトランジスタTRW、及び、一対の電極を備えた容量部C1から構成されている。駆動トランジスタTRDは、ソース/ドレイン領域、チャネル形成領域、及び、ゲート電極を備えた、nチャネル型のTFTから成る。また、書込みトランジスタTRWも、ソース/ドレイン領域、チャネル形成領域、及び、ゲート電極を備えた、nチャネル型のTFTから成る。尚、書込みトランジスタTRWがpチャネル型のTFTから成る構成であってもよい。
ここで、駆動トランジスタTRDにおいては、
(A−1)一方のソース/ドレイン領域は、電源部100に接続されており、
(A−2)他方のソース/ドレイン領域は、発光部ELPに備えられたアノード電極に接続され、且つ、容量部C1の一方の電極に接続されており、第2ノードND2を構成し、
(A−3)ゲート電極は、書込みトランジスタTRWの他方のソース/ドレイン領域に接続され、且つ、容量部C1の他方の電極に接続されており、第1ノードND1を構成する。
(A−1)一方のソース/ドレイン領域は、電源部100に接続されており、
(A−2)他方のソース/ドレイン領域は、発光部ELPに備えられたアノード電極に接続され、且つ、容量部C1の一方の電極に接続されており、第2ノードND2を構成し、
(A−3)ゲート電極は、書込みトランジスタTRWの他方のソース/ドレイン領域に接続され、且つ、容量部C1の他方の電極に接続されており、第1ノードND1を構成する。
また、書込みトランジスタTRWにおいては、
(B−1)一方のソース/ドレイン領域は、データ線DTLに接続されており、
(B−2)ゲート電極は、走査線SCLに接続されている。
(B−1)一方のソース/ドレイン領域は、データ線DTLに接続されており、
(B−2)ゲート電極は、走査線SCLに接続されている。
図3に有機EL表示装置の一部分の模式的な一部断面図を示す。駆動回路11を構成するトランジスタTRD,TRW及び容量部C1は支持体20上に形成され、発光部ELPは、例えば、層間絶縁層40を介して、駆動回路11を構成するトランジスタTRD,TRW及び容量部C1の上方に形成されている。また、駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域は、発光部ELPに備えられたアノード電極に、コンタクトホールを介して接続されている。尚、図3においては、駆動トランジスタTRDのみを図示する。その他のトランジスタは隠れて見えない。
より具体的には、駆動トランジスタTRDは、ゲート電極31、ゲート絶縁層32、半導体層33に設けられたソース/ドレイン領域35,35、及び、ソース/ドレイン領域35,35の間の半導体層33の部分が該当するチャネル形成領域34から構成されている。一方、容量部C1は、他方の電極36、ゲート絶縁層32の延在部から構成された誘電体層、及び、一方の電極37(第2ノードND2に相当する)から成る。ゲート電極31、ゲート絶縁層32の一部、及び、容量部C1を構成する他方の電極36は、支持体20上に形成されている。駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域35は配線38に接続され、他方のソース/ドレイン領域35は一方の電極37に接続されている。駆動トランジスタTRD及び容量部C1等は、層間絶縁層40で覆われており、層間絶縁層40上に、アノード電極51、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び、カソード電極53から成る発光部ELPが設けられている。尚、図面においては、正孔輸送層、発光層、及び、電子輸送層を1層52で表した。発光部ELPが設けられていない層間絶縁層40の部分の上には、第2層間絶縁層54が設けられ、第2層間絶縁層54及びカソード電極53上には透明な基板21が配置されており、発光層にて発光した光は、基板21を通過して、外部に出射される。尚、一方の電極37(第2ノードND2)とアノード電極51とは、層間絶縁層40に設けられたコンタクトホールによって接続されている。また、カソード電極53は、第2層間絶縁層54、層間絶縁層40に設けられたコンタクトホール56,55を介して、ゲート絶縁層32の延在部上に設けられた配線39に接続されている。
図3等に示す有機EL表示装置の製造方法を説明する。先ず、支持体20上に、走査線SCL等の各種配線、容量部C1を構成する電極、半導体層から成るトランジスタ、層間絶縁層、コンタクトホール等を、周知の方法により適宜形成する。次いで、周知の方法により成膜及びパターニングを行い、マトリクス状に配列された発光部ELPを形成する。そして、上記工程を経た支持体20と基板21を対向させ周囲を封止した後、例えば外部の回路との結線を行い、有機EL表示装置を得ることができる。
有機EL表示装置は、(N/3)×M個の2次元マトリクス状に配列された画素から構成されている。そして、各画素を構成する有機EL表示素子10は、線順次駆動されるとし、表示フレームレートをFR(回/秒)とする。即ち、第m行目(但し、m=1,2,3・・・,M)に配列された(N/3)個の画素(N個の副画素)のそれぞれを構成する有機EL表示素子10が同時に駆動される。換言すれば、1つの行を構成する各有機EL表示素子10にあっては、その発光/非発光のタイミングは、それらが属する行単位で制御される。尚、1つの行を構成する各画素について映像信号を書き込む処理は、全ての画素について同時に映像信号を書き込む処理(以下、単に、同時書込み処理と呼ぶ場合がある)であってもよいし、各画素毎に順次映像信号を書き込む処理(以下、単に、順次書込み処理と呼ぶ場合がある)であってもよい。いずれの書込み処理とするかは、有機EL表示装置の構成に応じて適宜選択すればよい。
ここで、原則として、第m行、第n列目(但し、n=1,2,3・・・,N)に位置する有機EL表示素子10に関する駆動、動作を説明するが、係る有機EL表示素子10を、以下、第(n,m)番目の有機EL表示素子10あるいは第(n,m)番目の副画素と呼ぶ。そして、第m行目に配列された各有機EL表示素子10の水平走査期間(第m番目の水平走査期間)が終了するまでに、各種の処理(後述する閾値電圧キャンセル処理、書込み処理、移動度補正処理)が行われる。尚、書込み処理や移動度補正処理は、第m番目の水平走査期間内に行われるが、場合によっては、第(m−m”)番目の水平走査期間から第m番目の水平走査期間に亙り、行われる場合もある。一方、駆動回路の種類によっては、閾値電圧キャンセル処理やこれに伴う前処理を第m番目の水平走査期間より先行して行うことができる。
そして、上述した各種の処理が全て終了した後、第m行目に配列された各有機EL表示素子10を構成する発光部を発光させる。尚、上述した各種の処理が全て終了した後、直ちに発光部を発光させてもよいし、所定の期間(例えば、所定の行数分の水平走査期間)が経過した後に発光部を発光させてもよい。この所定の期間は、有機EL表示装置の仕様や駆動回路の構成等に応じて、適宜設定することができる。尚、以下の説明においては、説明の便宜のため、各種の処理終了後、直ちに発光部を発光させるものとする。そして、第m行目に配列された各有機EL表示素子10を構成する発光部の発光状態は、例えば、第(m+m’)行目に配列された各有機EL表示素子10の水平走査期間の開始直前まで継続される。ここで、「m’」は、有機EL表示装置の設計仕様によって決定される。即ち、或る表示フレームの第m行目に配列された各有機EL表示素子10を構成する発光部の発光は、第(m+m’−1)番目の水平走査期間まで継続される。一方、第(m+m’)番目の水平走査期間の始期から、例えば、後述する補助駆動工程の始期まで発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加することにより、非発光状態を維持する。非発光状態の期間(以下、単に、非発光期間と呼ぶ場合がある)を設けることにより、アクティブマトリクス駆動に伴う残像ボケが低減され、動画品位をより優れたものとすることができる。また、水平走査期間の時間長は、(1/FR)×(1/M)秒未満の時間長である。(m+m’)の値がMを越える場合、越えた分の水平走査期間は、次の表示フレームにおいて処理される。但し、各副画素(有機EL表示素子10)の発光状態/非発光状態は、以上に説明した状態に限定するものではない。上述した各種の処理が全て終了した後、補助駆動工程の始期までの間に、発光状態/非発光状態を複数回くり返す構成であってもよい。
1つのトランジスタの有する2つのソース/ドレイン領域において、「一方のソース/ドレイン領域」という用語を、電源部に接続された側のソース/ドレイン領域といった意味において使用する場合がある。また、トランジスタがオン状態にあるとは、ソース/ドレイン領域間にチャネルが形成されている状態を意味する。係るトランジスタの一方のソース/ドレイン領域から他方のソース/ドレイン領域に電流が流れているか否かは問わない。一方、トランジスタがオフ状態にあるとは、ソース/ドレイン領域間にチャネルが形成されていない状態を意味する。また、或るトランジスタのソース/ドレイン領域が他のトランジスタのソース/ドレイン領域に接続されているとは、或るトランジスタのソース/ドレイン領域と他のトランジスタのソース/ドレイン領域とが同じ領域を占めている形態を包含する。更には、ソース/ドレイン領域は、不純物を含有したポリシリコンやアモルファスシリコン等の導電性物質から構成することができるだけでなく、金属、合金、導電性粒子、これらの積層構造、有機材料(導電性高分子)から成る層から構成することができる。また、以下の説明で用いるタイミングチャートにおいて、各期間を示す横軸の長さ(時間長)は模式的なものであり、各期間の時間長の割合を示すものではない。縦軸においても同様である。また、タイミングチャートにおける波形の形状も模式的なものである。
以下、実施例に基づき、発光部ELPの駆動方法を説明する。
実施例1は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法に関する。実施例1にあっては、駆動回路11は2トランジスタ/1容量部から構成されている。駆動回路11を含む有機EL表示素子10の等価回路図を図2に示す。
先ず、駆動回路や発光部の詳細について説明する。
この駆動回路11は、書込みトランジスタTRW、駆動トランジスタTRDの2つのトランジスタから構成され、更には、1つの容量部C1から構成されている(2Tr/1C駆動回路)。
[駆動トランジスタTRD]
駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域は、給電線PS1を介して、電源部100に接続されている。一方、駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域は、
[1]発光部ELPのアノード電極、及び、
[2]容量部C1の一方の電極、
に接続されており、第2ノードND2を構成する。また、駆動トランジスタTRDのゲート電極は、
[1]書込みトランジスタTRWの他方のソース/ドレイン領域、及び、
[2]容量部C1の他方の電極、
に接続されており、第1ノードND1を構成する。尚、電源部100からは、後述するように、電圧VCC-H、及び、電圧VCC-Lが供給される。
駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域は、給電線PS1を介して、電源部100に接続されている。一方、駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域は、
[1]発光部ELPのアノード電極、及び、
[2]容量部C1の一方の電極、
に接続されており、第2ノードND2を構成する。また、駆動トランジスタTRDのゲート電極は、
[1]書込みトランジスタTRWの他方のソース/ドレイン領域、及び、
[2]容量部C1の他方の電極、
に接続されており、第1ノードND1を構成する。尚、電源部100からは、後述するように、電圧VCC-H、及び、電圧VCC-Lが供給される。
ここで、駆動トランジスタTRDは、有機EL表示素子10の発光状態においては、以下の式(1)に従ってドレイン電流Idsを流すように駆動される。有機EL表示素子10の発光状態においては、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域はドレイン領域として働き、他方のソース/ドレイン領域はソース領域として働く。説明の便宜のため、以下の説明において、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域を単にドレイン領域と呼び、他方のソース/ドレイン領域を単にソース領域と呼ぶ場合がある。尚、
μ :実効的な移動度
L :チャネル長
W :チャネル幅
Vgs:ゲート電極とソース領域との間の電位差
Vth:閾値電圧
Cox:(ゲート絶縁層の比誘電率)×(真空の誘電率)/(ゲート絶縁層の厚さ)
k≡(1/2)・(W/L)・Cox
とする。
μ :実効的な移動度
L :チャネル長
W :チャネル幅
Vgs:ゲート電極とソース領域との間の電位差
Vth:閾値電圧
Cox:(ゲート絶縁層の比誘電率)×(真空の誘電率)/(ゲート絶縁層の厚さ)
k≡(1/2)・(W/L)・Cox
とする。
Ids=k・μ・(Vgs−Vth)2 (1)
このドレイン電流Idsが有機EL表示素子10の発光部ELPを流れることで、有機EL表示素子10の発光部ELPが発光する。更には、このドレイン電流Idsの値の大小によって、有機EL表示素子10の発光部ELPにおける発光状態(輝度)が制御される。
[書込みトランジスタTRW]
書込みトランジスタTRWの他方のソース/ドレイン領域は、上述のとおり、駆動トランジスタTRDのゲート電極に接続されている。一方、書込みトランジスタTRWの一方のソース/ドレイン領域は、データ線DTLに接続されている。そして、信号出力回路102からデータ線DTLを介して、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号(駆動信号、輝度信号)VSigが、一方のソース/ドレイン領域に供給される。尚、データ線DTLを介して、VSig以外の種々の信号・電圧(プリチャージ駆動のための信号や各種の基準電圧等)が、一方のソース/ドレイン領域に供給されてもよい。また、書込みトランジスタTRWのオン/オフ動作は、書込みトランジスタTRWのゲート電極に接続された走査線SCLからの信号、具体的には、走査回路101からの信号によって制御される。
書込みトランジスタTRWの他方のソース/ドレイン領域は、上述のとおり、駆動トランジスタTRDのゲート電極に接続されている。一方、書込みトランジスタTRWの一方のソース/ドレイン領域は、データ線DTLに接続されている。そして、信号出力回路102からデータ線DTLを介して、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号(駆動信号、輝度信号)VSigが、一方のソース/ドレイン領域に供給される。尚、データ線DTLを介して、VSig以外の種々の信号・電圧(プリチャージ駆動のための信号や各種の基準電圧等)が、一方のソース/ドレイン領域に供給されてもよい。また、書込みトランジスタTRWのオン/オフ動作は、書込みトランジスタTRWのゲート電極に接続された走査線SCLからの信号、具体的には、走査回路101からの信号によって制御される。
[発光部ELP]
発光部ELPのアノード電極は、上述のとおり、駆動トランジスタTRDのソース領域に接続されている。一方、発光部ELPのカソード電極は、電圧VCatが印加される給電線PS2に接続されている。発光部ELPの寄生容量を符号CELで表す。また、発光部ELPの発光に必要とされる閾値電圧をVth-ELとする。即ち、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間にVth-EL以上の電圧が印加されると、発光部ELPは発光する。
発光部ELPのアノード電極は、上述のとおり、駆動トランジスタTRDのソース領域に接続されている。一方、発光部ELPのカソード電極は、電圧VCatが印加される給電線PS2に接続されている。発光部ELPの寄生容量を符号CELで表す。また、発光部ELPの発光に必要とされる閾値電圧をVth-ELとする。即ち、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間にVth-EL以上の電圧が印加されると、発光部ELPは発光する。
次いで、実施例1における発光部ELPの駆動方法について説明する。
以下の説明において、電圧あるいは電位の値を以下のとおりとするが、これは、あくまでも説明のための値であり、これらの値に限定されるものではない。
VSig :発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号
・・・0ボルト〜10ボルト
VCC-H :発光部ELPに電流を流すための駆動電圧
・・・20ボルト
VCC-L :第2ノード初期化電圧
・・・−10ボルト
VOfs :駆動トランジスタTRDのゲート電極の電位(第1ノードND1の電位)を初期
化するための第1ノード初期化電圧
・・・0ボルト
Vth :駆動トランジスタTRDの閾値電圧
・・・3ボルト
VCat :発光部ELPのカソード電極に印加される電圧
・・・0ボルト
Vth-EL:発光部ELPの閾値電圧
・・・3ボルト
・・・0ボルト〜10ボルト
VCC-H :発光部ELPに電流を流すための駆動電圧
・・・20ボルト
VCC-L :第2ノード初期化電圧
・・・−10ボルト
VOfs :駆動トランジスタTRDのゲート電極の電位(第1ノードND1の電位)を初期
化するための第1ノード初期化電圧
・・・0ボルト
Vth :駆動トランジスタTRDの閾値電圧
・・・3ボルト
VCat :発光部ELPのカソード電極に印加される電圧
・・・0ボルト
Vth-EL:発光部ELPの閾値電圧
・・・3ボルト
各実施例における発光部ELPの駆動方法は、上述した駆動回路を用いて、
(a)第1ノードND1と第2ノードND2との間の電位差が駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを越え、且つ、第2ノードND2と発光部ELPに備えられたカソード電極との間の電位差が発光部ELPの閾値電圧Vth-ELを越えないように、第1ノードND1の電位及び第2ノードND2の電位を初期化する前処理を行い、次いで、
(b)第1ノードND1の電位を保った状態で、第1ノードND1の電位から駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって第2ノードND2の電位を変化させる閾値電圧キャンセル処理を行い、その後、
(c)走査線SCLからの信号によりオン状態とされた書込みトランジスタTRWを介して、データ線DTLから映像信号VSigを第1ノードND1に印加する書込み処理を行い、次いで、
(d)走査線SCLからの信号により書込みトランジスタTRWをオフ状態とすることにより第1ノードND1を浮遊状態とし、
(e)電源部100から駆動トランジスタTRDを介して第1ノードND1と第2ノードND2との間の電位差の値に応じた電流を発光部ELPに流すことによって発光部ELPを駆動した後、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する一連の工程を、少なくとも1回行う、
工程を備えている。
(a)第1ノードND1と第2ノードND2との間の電位差が駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを越え、且つ、第2ノードND2と発光部ELPに備えられたカソード電極との間の電位差が発光部ELPの閾値電圧Vth-ELを越えないように、第1ノードND1の電位及び第2ノードND2の電位を初期化する前処理を行い、次いで、
(b)第1ノードND1の電位を保った状態で、第1ノードND1の電位から駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって第2ノードND2の電位を変化させる閾値電圧キャンセル処理を行い、その後、
(c)走査線SCLからの信号によりオン状態とされた書込みトランジスタTRWを介して、データ線DTLから映像信号VSigを第1ノードND1に印加する書込み処理を行い、次いで、
(d)走査線SCLからの信号により書込みトランジスタTRWをオフ状態とすることにより第1ノードND1を浮遊状態とし、
(e)電源部100から駆動トランジスタTRDを介して第1ノードND1と第2ノードND2との間の電位差の値に応じた電流を発光部ELPに流すことによって発光部ELPを駆動した後、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する一連の工程を、少なくとも1回行う、
工程を備えている。
そして、各実施例における発光部ELPの駆動方法にあっては、工程(a)乃至工程(e)までの一連の工程をくり返して行うと共に、工程(e)と次の工程(a)との間に、或る期間に亙って発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に順方向電圧を印加する補助駆動工程を備えており、補助駆動工程の終期から次の工程(b)の終期までの期間を1ミリ秒以下とする。
図4に、実施例1に係る発光部ELPの駆動のタイミングチャートを模式的に示す。後程詳しく説明するが、図4に示す[期間−TP(2)6]の終期と[期間−TP(2)+1]の始期との間には、[期間−TP(2)7]と[期間−TP(2)8]とが存在する。そして、[期間−TP(2)7]において、上述した補助駆動工程が行われる。
先ず、発明の理解を助けるために、実施例1に係る発光部ELPの駆動方法の工程のうち、上述した補助駆動工程を省略した場合の動作と、その場合の問題点について説明する。図4に示す[期間−TP(2)7]及び[期間−TP(2)8]における動作を省略し、これらの期間を全て直前の[期間−TP(2)6’]に含ませた、参考例に係る発光部ELPの駆動のタイミングチャートを模式的に図5に示し、各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に図6の(A)乃至(F)、及び、図7の(A)及び(B)に示す。
図5に示す[期間−TP(2)0]〜[期間−TP(2)3]は、書込み処理が行われる[期間−TP(2)4]の直前までの動作期間である。そして、[期間−TP(2)0]〜[期間−TP(2)3]において、第(n,m)番目の有機EL表示素子10は原則として非発光状態にある。図5に示すように、[期間−TP(2)4]の他、[期間−TP(2)1]〜[期間−TP(2)3]は第m番目の水平走査期間に包含される。尚、説明の便宜のため、[期間−TP(2)1]の始期、及び、[期間−TP(2)4]の終期は、それぞれ、第m番目の水平走査期間の始期及び終期に一致するものとして説明する。
以下、[期間−TP(2)0]〜[期間−TP(2)3]の各期間について、説明する。尚、[期間−TP(2)1]〜[期間−TP(2)3]の各期間の長さは、有機EL表示装置の設計に応じて適宜設定すればよい。
[期間−TP(2)0](図5、図6の(A)参照)
この[期間−TP(2)0]は、例えば、前の表示フレームから現表示フレームにおける動作である。即ち、この[期間−TP(2)0]は、前の表示フレームにおける第(m+m’)番目の水平走査期間から、現表示フレームにおける第(m−1)番目の水平走査期間までの期間である。そして、この[期間−TP(2)0]において、第(n,m)番目の有機EL表示素子10は、非発光状態にある。[期間−TP(2)0]の始期は図示されていないが、電源部100から供給される電圧が駆動電圧VCC-Hから第2ノード初期化電圧VCC-Lに切り替えられる。その結果、第2ノードND2の電位はVCC-Lまで低下し、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧が印加され、発光部ELPは非発光状態となる。また、第2ノードND2の電位低下に倣うように、浮遊状態の第1ノードND1(駆動トランジスタTRDのゲート電極)の電位も低下する。
この[期間−TP(2)0]は、例えば、前の表示フレームから現表示フレームにおける動作である。即ち、この[期間−TP(2)0]は、前の表示フレームにおける第(m+m’)番目の水平走査期間から、現表示フレームにおける第(m−1)番目の水平走査期間までの期間である。そして、この[期間−TP(2)0]において、第(n,m)番目の有機EL表示素子10は、非発光状態にある。[期間−TP(2)0]の始期は図示されていないが、電源部100から供給される電圧が駆動電圧VCC-Hから第2ノード初期化電圧VCC-Lに切り替えられる。その結果、第2ノードND2の電位はVCC-Lまで低下し、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧が印加され、発光部ELPは非発光状態となる。また、第2ノードND2の電位低下に倣うように、浮遊状態の第1ノードND1(駆動トランジスタTRDのゲート電極)の電位も低下する。
後述するように、実施例1の有機EL表示装置にあっては、各水平走査期間において、信号出力回路102からデータ線DTLに、第1ノード初期化電圧VOfsを印加し、次いで、第1ノード初期化電圧VOfsに代えて映像信号VSigを印加する。より具体的には、現表示フレームにおける第m番目の水平走査期間に対応して、データ線DTLには、第1ノード初期化電圧VOfsが印加され、次いで、第1ノード初期化電圧VOfsに代えて第(n,m)番目の副画素に対応する映像信号(便宜のため、VSig_mと表す。他の映像信号においても同様である。)が印加される。同様に、第(m+1)番目の水平走査期間に対応して、データ線DTLには、第1ノード初期化電圧VOfsが印加され、次いで、第1ノード初期化電圧VOfsに代えて第(n,m+1)番目の副画素に対応する映像信号VSig_m+1が印加される。図5においては記載を省略したが、第m番目及び第(m+1)番目の水平走査期間以外の各水平走査期間においても、データ線DTLには第1ノード初期化電圧VOfsと映像信号VSigとが印加される。
[期間−TP(2)1](図5、図6の(B)参照)
そして、現表示フレームにおける第m行目の水平走査期間が開始する。この[期間−TP(2)1]において、上記の工程(a)、即ち、上述した前処理を行う。
そして、現表示フレームにおける第m行目の水平走査期間が開始する。この[期間−TP(2)1]において、上記の工程(a)、即ち、上述した前処理を行う。
実施例1にあっては、前記工程(a)において、走査線SCLからの信号によりオン状態とされた書込みトランジスタTRWを介して、データ線DTLから第1ノード初期化電圧VOfsを第1ノードND1に印加する。また、前記工程(a)において、駆動トランジスタTRDを介して、電源部100から第2ノード初期化電圧VCC-Lを第2ノードND2に印加する。
具体的には、[期間−TP(2)1]の開始時、走査線SCLをハイレベルとすることによって、書込みトランジスタTRWをオン状態とする。その結果、第1ノードND1の電位は、VOfs(0ボルト)となる。電源部100から第2ノード初期化電圧VCC-Lを第2ノードND2に印加しているので、第2ノードND2の電位はVCC-L(−10ボルト)を保持する。
第1ノードND1と第2ノードND2との間の電位差は10ボルトであり、駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthは3ボルトであるので、駆動トランジスタTRDはオン状態である。尚、第2ノードND2と発光部ELPに備えられたカソード電極との間の電位差は−10ボルトであり、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELを越えない。これにより、第1ノードND1の電位及び第2ノードND2の電位を初期化する前処理が完了する。
[期間−TP(2)2](図5、図6の(C)参照)
この[期間−TP(2)2]において、上記の工程(b)、即ち、上述した閾値電圧キャンセル処理を行う。
この[期間−TP(2)2]において、上記の工程(b)、即ち、上述した閾値電圧キャンセル処理を行う。
実施例1にあっては、前記工程(b)において、走査線SCLからの信号によりオン状態とされた書込みトランジスタTRWを介して、データ線DTLから第1ノード初期化電圧VOfsを第1ノードND1に印加した状態を維持し、以て、第1ノードND1の電位を保った状態とする。また、前記工程(b)において、電源部100から駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に、第1ノードND1の電位から駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電圧よりも高い電圧を印加し、以て、第1ノードND1の電位から駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって第2ノードND2の電位を変化させる。
即ち、書込みトランジスタTRWのオン状態を維持したまま、電源部100から供給される電圧を、VCC-Lから電圧VCC-Hに切り替える。その結果、第1ノードND1の電位は変化しないが(VOfs=0ボルトを維持)、第1ノードND1の電位から駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって、第2ノードND2の電位は変化する。即ち、浮遊状態の第2ノードND2の電位が上昇する。説明の便宜のため、[期間−TP(2)2]の長さは、第2ノードND2の電位を充分変化させるのに足りる長さであるとする。
この[期間−TP(2)2]が充分長ければ、駆動トランジスタTRDのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間の電位差がVthに達し、駆動トランジスタTRDはオフ状態となる。即ち、浮遊状態の第2ノードND2の電位が(VOfs−Vth=−3ボルト)に近づき、最終的に(VOfs−Vth)となる。ここで、以下の式(2)が保証されていれば、云い換えれば、式(2)を満足するように電位を選択、決定しておけば、発光部ELPが発光することはない。
(VOfs−Vth)<(Vth-EL+VCat) (2)
この[期間−TP(2)2]にあっては、第2ノードND2の電位は、最終的に、(VOfs−Vth)となる。即ち、駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vth、及び、駆動トランジスタTRDのゲート電極の電位を初期化するための電圧VOfsのみに依存して、第2ノードND2の電位は決定される。そして、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELとは無関係である。
[期間−TP(2)3](図5、図6の(D)参照)
この[期間−TP(2)3]の始期において、走査線SCLからの信号により書込みトランジスタTRWをオフ状態とする。また、データ線DTLに印加される電圧が、第1ノード初期化電圧VOfsから映像信号VSig_mに切り替わる。閾値電圧キャンセル処理において駆動トランジスタTRDがオフ状態に達しているとすれば、実質上、第1ノードND1と第2ノードND2の電位は変化しない。尚、閾値電圧キャンセル処理において駆動トランジスタTRDがオフ状態に達していない場合には、[期間−TP(2)3]においてブートストラップ動作が生じ、第1ノードND1と第2ノードND2の電位は多少上昇する。
この[期間−TP(2)3]の始期において、走査線SCLからの信号により書込みトランジスタTRWをオフ状態とする。また、データ線DTLに印加される電圧が、第1ノード初期化電圧VOfsから映像信号VSig_mに切り替わる。閾値電圧キャンセル処理において駆動トランジスタTRDがオフ状態に達しているとすれば、実質上、第1ノードND1と第2ノードND2の電位は変化しない。尚、閾値電圧キャンセル処理において駆動トランジスタTRDがオフ状態に達していない場合には、[期間−TP(2)3]においてブートストラップ動作が生じ、第1ノードND1と第2ノードND2の電位は多少上昇する。
[期間−TP(2)4](図5、図6の(E)参照)
この期間内に、上記の工程(c)、即ち、上述した書込み処理を行う。走査線SCLからの信号により書込みトランジスタTRWをオン状態とする。そして、書込みトランジスタTRWを介して、データ線DTLから映像信号VSig_mを第1ノードND1に印加する。その結果、第1ノードND1の電位はVSig_mへと上昇する。駆動トランジスタTRDはオン状態である。尚、場合によっては、[期間−TP(2)3]において書込みトランジスタTRWのオン状態を保った構成とすることもできる。この構成にあっては、[期間−TP(2)3]においてデータ線DTLの電圧が第1ノード初期化電圧VOfsから映像信号VSig_mに切り替わると直ちに書込み処理が開始される。
この期間内に、上記の工程(c)、即ち、上述した書込み処理を行う。走査線SCLからの信号により書込みトランジスタTRWをオン状態とする。そして、書込みトランジスタTRWを介して、データ線DTLから映像信号VSig_mを第1ノードND1に印加する。その結果、第1ノードND1の電位はVSig_mへと上昇する。駆動トランジスタTRDはオン状態である。尚、場合によっては、[期間−TP(2)3]において書込みトランジスタTRWのオン状態を保った構成とすることもできる。この構成にあっては、[期間−TP(2)3]においてデータ線DTLの電圧が第1ノード初期化電圧VOfsから映像信号VSig_mに切り替わると直ちに書込み処理が開始される。
ここで、容量部C1の容量は値c1であり、発光部ELPの容量CELの容量は値cELとする。そして、駆動トランジスタTRDのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間の寄生容量を値cgsとする。駆動トランジスタTRDのゲート電極の電位がVOfsからVSig_m(>VOfs)に変化したとき、容量部C1の両端の電位(第1ノードND1及び第2ノードND2の電位)は、原則として、変化する。即ち、駆動トランジスタTRDのゲート電極の電位(=第1ノードND1の電位)の変化分(VSig_m−VOfs)に基づく電荷が、容量部C1、発光部ELPの容量CEL、駆動トランジスタTRDのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間の寄生容量に振り分けられる。然るに、値cELが、値c1及び値cgsと比較して十分に大きな値であれば、駆動トランジスタTRDのゲート電極の電位の変化分(VSig_m−VOfs)に基づく駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域(第2ノードND2)の電位の変化は小さい。そして、一般に、発光部ELPの容量CELの容量の値cELは、容量部C1の容量の値c1及び駆動トランジスタTRDの寄生容量の値cgsよりも大きい。従って、上述した説明においては、第1ノードND1の電位変化により生ずる第2ノードND2の電位変化を考慮していない。また、特段の必要がある場合を除き、第1ノードND1の電位変化により生ずる第2ノードND2の電位変化は考慮せずに説明を行う。他の実施例においても同様である。尚、駆動のタイミングチャートは、第1ノードND1の電位変化により生ずる第2ノードND2の電位変化を考慮せずに示した。
上述した書込み処理にあっては、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域には電源部100から駆動電圧VCC-Hが印加された状態で、駆動トランジスタTRDのゲート電極に映像信号VSig_mが印加される。このため、図5に示すように、[期間−TP(2)4]において第2ノードND2の電位が上昇する。この電位の上昇量(図5に示すΔV)については後述する。駆動トランジスタTRDのゲート電極(第1ノードND1)の電位をVg、駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域(第2ノードND2)の電位をVsとしたとき、上述した第2ノードND2の電位の上昇を考慮しなければ、Vgの値、Vsの値は以下のとおりとなる。第1ノードND1と第2ノードND2の電位差、即ち、駆動トランジスタTRDのゲート電極とソース領域として働く他方のソース/ドレイン領域との間の電位差Vgsは、以下の式(3)で表すことができる。
Vg =VSig_m
Vs ≒VOfs−Vth
Vgs≒VSig_m−(VOfs−Vth) (3)
Vs ≒VOfs−Vth
Vgs≒VSig_m−(VOfs−Vth) (3)
即ち、駆動トランジスタTRDに対する書込み処理において得られたVgsは、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSig_m、駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vth、及び、駆動トランジスタTRDのゲート電極の電位を初期化するための電圧VOfsのみに依存している。そして、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELとは無関係である。
次いで、上述した[期間−TP(2)4]における第2ノードND2の電位の上昇について説明する。上述した駆動方法にあっては、書込み処理において、駆動トランジスタTRDの特性(例えば、移動度μの大小等)に応じて駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域の電位(即ち、第2ノードND2の電位)を上昇させる移動度補正処理が併せて行われる。
駆動トランジスタTRDをポリシリコン薄膜トランジスタ等から作製した場合、トランジスタ間で移動度μにばらつきが生ずることは避け難い。従って、移動度μに差異がある複数の駆動トランジスタTRDのゲート電極に同じ値の映像信号VSigを印加したとしても、移動度μの大きい駆動トランジスタTRDを流れるドレイン電流Idsと、移動度μの小さい駆動トランジスタTRDを流れるドレイン電流Idsとの間に、差異が生じてしまう。そして、このような差異が生ずると、有機EL表示装置の画面の均一性(ユニフォーミティ)が損なわれてしまう。
上述した駆動方法にあっては、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域には電源部100から駆動電圧VCC-Hが印加された状態で、駆動トランジスタTRDのゲート電極に映像信号VSig_mが印加される。このため、図5に示すように、[期間−TP(2)4]において第2ノードND2の電位が上昇する。駆動トランジスタTRDの移動度μの値が大きい場合、駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域における電位(即ち、第2ノードND2の電位)の上昇量ΔV(電位補正値)は大きくなる。逆に、駆動トランジスタTRDの移動度μの値が小さい場合、駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域における電位の上昇量ΔV(電位補正値)は小さくなる。ここで、駆動トランジスタTRDのゲート電極とソース領域として働く他方のソース/ドレイン領域との間の電位差Vgsは、式(3)から以下の式(4)のように変形される。
Vgs≒VSig_m−(VOfs−Vth)−ΔV (4)
尚、書き込み処理を実行するための所定の時間(図5においては、[期間−TP(2)4]の全時間t0)は、有機EL表示装置の設計の際、設計値として予め決定しておけばよい。また、このときの駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域における電位(VOfs−Vth+ΔV)が以下の式(2’)を満足するように、[期間−TP(2)4]の全時間t0は決定されている。そして、これによって、[期間−TP(2)4]において、発光部ELPが発光することはない。更には、この移動度補正処理によって、係数k(≡(1/2)・(W/L)・Cox)のばらつきの補正も同時に行われる。
(VOfs−Vth+ΔV)<(Vth-EL+VCat) (2’)
[期間−TP(2)5](図5、及び、図6の(F)参照)
以上の操作によって、閾値電圧キャンセル処理、書込み処理、移動度補正処理が完了する。その後、この[期間−TP(2)5]において、上記の工程(e)の前半を構成する発光部ELPの駆動を行う。即ち、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に電源部100から駆動電圧VCC-Hが印加された状態を維持した状態で、走査回路101の動作に基づき走査線SCLをローレベルとし、書込みトランジスタTRWをオフ状態とし、第1ノードND1、即ち、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とする。従って、以上の結果として、第2ノードND2の電位は上昇する。
以上の操作によって、閾値電圧キャンセル処理、書込み処理、移動度補正処理が完了する。その後、この[期間−TP(2)5]において、上記の工程(e)の前半を構成する発光部ELPの駆動を行う。即ち、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に電源部100から駆動電圧VCC-Hが印加された状態を維持した状態で、走査回路101の動作に基づき走査線SCLをローレベルとし、書込みトランジスタTRWをオフ状態とし、第1ノードND1、即ち、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とする。従って、以上の結果として、第2ノードND2の電位は上昇する。
ここで、上述したとおり、駆動トランジスタTRDのゲート電極は浮遊状態にあり、しかも、容量部C1が存在するが故に、所謂ブートストラップ回路におけると同様の現象が駆動トランジスタTRDのゲート電極に生じ、第1ノードND1の電位も上昇する。その結果、駆動トランジスタTRDのゲート電極とソース領域として働く他方のソース/ドレイン領域との間の電位差Vgsは、式(4)の値を保持する。
また、第2ノードND2の電位が上昇し、(Vth-EL+VCat)を越えるので、発光部ELPは発光を開始する。このとき、発光部ELPを流れる電流は、駆動トランジスタTRDのドレイン領域からソース領域へと流れるドレイン電流Idsであるので、式(1)で表すことができる。ここで、式(1)と式(4)から、式(1)は、以下の式(5)にように変形することができる。
Ids=k・μ・(VSig_m−VOfs−ΔV)2 (5)
従って、発光部ELPを流れる電流Idsは、例えば、VOfsを0ボルトに設定したとした場合、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号VSig_mの値から、駆動トランジスタTRDの移動度μに起因した電位補正値ΔVの値を減じた値の2乗に比例する。云い換えれば、発光部ELPを流れる電流Idsは、発光部ELPの閾値電圧Vth-EL、及び、駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthには依存しない。即ち、発光部ELPの発光量(輝度)は、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELの影響、及び、駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthの影響を受けない。そして、第(n,m)番目の有機EL表示素子10の輝度は、係る電流Idsに対応した値である。
しかも、移動度μの大きな駆動トランジスタTRDほど、電位補正値ΔVが大きくなるので、式(4)の左辺のVgsの値が小さくなる。従って、式(5)において、移動度μの値が大きくとも、(VSig_m−VOfs−ΔV)2の値が小さくなる結果、ドレイン電流Idsを補正することができる。即ち、移動度μの異なる駆動トランジスタTRDにおいても、映像信号VSigの値が同じであれば、ドレイン電流Idsが略同じとなる結果、発光部ELPを流れ、発光部ELPの輝度を制御する電流Idsが均一化される。これにより、移動度μのばらつき(更には、kのばらつき)に起因する発光部ELPの輝度のばらつきを補正することができる。
そして、発光部ELPの発光状態を第(m+m’−1)番目の水平走査期間まで継続する。この第(m+m’−1)番目の水平走査期間終期は、[期間−TP(2)5]の終期に相当する。
[期間−TP(2)6’](図5、及び、図7の(A)参照)
次いで、上記の工程(e)の後半を構成する、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する工程を行う。
次いで、上記の工程(e)の後半を構成する、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する工程を行う。
実施例1にあっては、前記工程(e)において、駆動トランジスタTRDを介して、電源部100から第2ノード初期化電圧VCC-Lを第2ノードND2に印加し、以て、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する。
具体的には、書込みトランジスタTRWのオフ状態を保った状態で、[期間−TP(2)6’]の始期(換言すれば、第(m+m’)番目の水平走査期間の始期)において、電源部100から供給される電圧を、電圧VCC-Hから電圧VCC-Lに切り替える。その結果、第2ノードND2の電位はVCC-Lまで低下し、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧が印加され、発光部ELPは非発光状態となる。また、第2ノードND2の電位低下に倣うように、浮遊状態の第1ノードND1(駆動トランジスタTRDのゲート電極)の電位も低下する。
そして、上述した非発光状態を、次のフレームにおける第(m−1)番目の水平走査期間まで継続する。この時点は、図5に示す[期間−TP(2)+1]の始期の直前に相当する。このように、発光部ELPを発光状態とした後に、発光部ELPを非発光状態とすることにより、アクティブマトリクス駆動に伴う残像ボケが低減され、動画品位をより優れたものとすることができる。
そして、[期間−TP(2)+1]以降においては、上述した[期間−TP(2)1]乃至[期間−TP(2)6’]において説明したと同様の工程がくり返される(図5、及び、図7の(B)参照)。
上述した参考例の駆動方法により発光部ELPを駆動する有機EL表示装置にあっては、例えば或るパターンを長時間表示させると、そのパターンに応じた輝度変化が残る場合がある。背景技術において説明したが、図33の(A)に示すように、有機EL表示装置の表示領域EAにおいて、領域Aを白表示とし、窓状の領域Bを黒表示として長時間表示させる。そして、その後、表示領域EA全体を白表示とすると、図33の(B)に示すように、領域Bに相当する部分の輝度に対し、領域Aに対応する部分の輝度は相対的に低くなるといった現象が認められる。その結果、有機EL表示装置の表示品質の低下を招くといった問題が生ずる。
発明者らは、図5に示す駆動のタイミングチャートで有機EL表示装置を駆動し、図33の(A)のパターンを有機EL表示装置に長時間表示させた後に、発光部ELPの電圧−電流特性の変化を測定した。具体的には、領域A(白表示部分)の画素を構成していた或る発光色(例えば、緑色)の発光部ELPの両端に直流電圧を印加し、電圧の値を変えて電圧−電流特性を測定した。同様に、領域B(黒表示部分)の画素を構成していた該或る発光色の発光部ELPの両端に直流電圧を印加し、電圧の値を変えて電圧−電流特性を測定した。測定結果を図8の(A)に示す。
その結果、領域A(白表示部分)を構成していた発光部ELPと、領域B(黒表示部分)を構成していた発光部ELPとの間には、主に逆方向電流の値に差があることが認められた。具体的には、図8の(A)に示すように、領域A(白表示部分)を構成していた発光部ELPは、領域B(黒表示部分)を構成していた発光部ELPに対し、逆方向電流の電流値の絶対値が大きくなる傾向が認められた。発明者らは、この発光部ELPにおける逆方向電流の特性の変化が[期間−TP(2)2]乃至[期間−TP(2)3]において第2ノードND2の電位に与える影響、更には、発光部ELPの輝度に与える影響について、以下のように考察した。
図5を参照して[期間−TP(2)2]の動作を説明したが、上述した説明にあっては、発光部ELPの逆方向電流については特段考慮されていない。しかしながら、[期間−TP(2)2]にあっては、発光部ELPには逆方向電圧が印加された状態にある。[期間−TP(2)3]においても同様である。
図8の(B)は、発光部ELPに流れる逆方向電流を考慮した場合の、[期間−TP(2)2]における第2ノードND2の電位変化を説明するための模式的な回路図である。図8の(C)は、発光部ELPに流れる逆方向電流を考慮した場合の、[期間−TP(2)3]における第2ノードND2の電位変化を説明するための模式的な回路図である。
図8の(B)に示すように、[期間−TP(2)2]においては、領域A(白表示部分)を構成していた発光部ELPには相対的に大きな逆方向電流が流れる。同様に、図8の(C)に示すように、[期間−TP(2)3]においても、領域A(白表示部分)を構成していた発光部ELPには相対的に大きな逆方向電流が流れる。
図9は、発光部ELPの逆方向電流に差があるときの、駆動回路11における第1ノードND1と第2ノードND2の電位変化を示した模式図である。発光部ELPの逆方向電流が大きくなると、[期間−TP(2)2]乃至[期間−TP(2)3]において、第2ノードND2の電位はより上昇する。これに伴い、第1ノードND1と第2ノードND2との電位差はより小さくなる。
従って、発光部ELPの逆方向電流が大きくなると、[期間−TP(2)5]において駆動トランジスタTRDを流れる電流は減少し、第2ノードND2の電位上昇は小さくなると共に、ブートストラップ動作による第1ノードND1の電位上昇も小さくなる。そして、[期間−TP(2)5]において駆動トランジスタTRDを流れる電流が減少するのであるから、発光部ELPの輝度も減少する。即ち、領域A(白表示部分)を構成していた発光部ELPの輝度は、領域B(黒表示部分)を構成していた発光部ELPの輝度に対して相対的に低下する。これにより、図33の(B)に示す現象が発生し得る。
そこで、発明者らは、図33の(B)に示す輝度差の程度を軽減することができる駆動方法について種々検討した。その結果、工程(e)と次の工程(a)との間に、或る期間に亙って発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に順方向電圧を印加する補助駆動工程を備えており、補助駆動工程の終期から次の工程(b)の終期までの期間を1ミリ秒以下とする駆動方法によって、図33の(B)に示す輝度差の程度を軽減することができることを見いだした。
上述したように、図4は、補助駆動工程を備えている実施例1に係る発光部ELPの駆動のタイミングチャートの模式図である。実施例1にあっては、工程(e)と次の工程(a)との間、より具体的には、[期間−TP(2)6]の次の[期間−TP(2)7]において補助駆動工程を行う。そして、補助駆動工程の終期から次の工程(b)の終期までの期間、より具体的には、[期間−TP(2)7]の終期から[期間−TP(2)+2]の終期までの期間TDは1ミリ秒以下とする。尚、図示されていないが、図4に示す[期間−TP(2)0]の前においても、上述したと同様の補助駆動工程が行われる。図4に示す[期間−TP(2)7]乃至[期間−TP(2)+2]における各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に図10の(A)乃至(D)に示す。
図4に示す[期間−TP(2)0]乃至[期間−TP(2)5]における動作は、図5を参照して説明した[期間−TP(2)0]乃至[期間−TP(2)5]における動作と同様であるので、説明を省略する。図4に示す[期間−TP(2)6]における動作は、終期が異なる他は、図5を参照して説明した[期間−TP(2)6’]における動作と同様であるので説明を省略する。図4に示す[期間−TP(2)6]は、例えば、第(m+m’+Δm’)行目に配列された各有機EL表示素子10の水平走査期間、即ち、第(m+m’+Δm’)番目の水平走査期間の直前まで継続される。ここで、「Δm’」は、有機EL表示装置の設計仕様によって決定される。(m+m’+Δm’)の値がMを越える場合、越えた分の水平走査期間は、次の表示フレームにおいて処理される。
実施例1においては、書込みトランジスタTRWのオフ状態を保った状態で、[期間−TP(2)7]の始期、即ち、第(m+m’+Δm’)番目の水平走査期間の始期において、電源部100の電圧を電圧VCC-Lから電圧VCC-Hに切り替え、[期間−TP(2)7]の間この状態を維持する。これにより、[期間−TP(2)7]に亙って発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に順方向電圧が印加される。実施例1にあっては、[期間−TP(2)7]の長さは、略3ミリ秒となる所定の長さに固定されている。後述する他の実施例においても同様である。
駆動トランジスタTRDのゲート電極とソース領域として働く他方のソース/ドレイン領域との間の電位差Vgsは、基本的には上述した式(4)の値を保持した状態であるので、図10の(A)に示すように、発光部ELPには、上述した式(5)に示す値のドレイン電流Idsが流れる。即ち、実施例1にあっては、補助駆動工程は、電源部100から駆動トランジスタTRDを介して第1ノードND1と第2ノードND2との間の電位差の値に応じた電流を発光部ELPに流すことによって発光部ELPを駆動する工程である。
そして、書込みトランジスタTRWのオフ状態を保った状態で、[期間−TP(2)8]の始期において、電源部100から供給される電圧を、VCC-Hから電圧VCC-Lに切り替える。その結果、第2ノードND2の電位はVCC-Lまで低下し、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧が印加され、発光部ELPは非発光状態となる。また、第2ノードND2の電位低下に倣うように、浮遊状態の第1ノードND1(駆動トランジスタTRDのゲート電極)の電位も低下する。
そして、発光部ELPの非発光状態を、次のフレームにおける第(m−1)番目の水平走査期間まで継続する。この時点は、図4に示す[期間−TP(2)+1]の始期の直前に相当する。
そして、[期間−TP(2)+1]以降においては、上述した[期間−TP(2)1]乃至[期間−TP(2)8]において説明したと同様の工程がくり返される。即ち、[期間−TP(2)+1]においては、図4において説明した[期間−TP(2)1]と同様に工程(a)、即ち前処理が行われる(図10の(C)参照)。また、[期間−TP(2)+2]においては、図4において説明した[期間−TP(2)2]と同様に工程(b)、即ち閾値電圧キャンセル処理が行われる(図10の(D)参照)。
ここで、補助駆動工程の終期から次の工程(b)の終期までの期間は1ミリ秒以下となるように設定されている。具体的には、補助駆動工程の終期である[期間−TP(2)7]の終期から、次の工程(b)の始期である[期間−TP(2)+2]の始期まで
の、図4に示す期間TDが1ミリ秒以下となるように、[期間−TP(2)7]及び[期間−TP(2)8]は設定されている。
の、図4に示す期間TDが1ミリ秒以下となるように、[期間−TP(2)7]及び[期間−TP(2)8]は設定されている。
図11は、図5に示す駆動のタイミングチャートで有機EL表示装置を駆動し、図33の(A)のパターンを有機EL表示装置に長時間表示させた後に、図4及び図5に示す駆動のタイミングチャートで有機EL表示装置を駆動すると共に、有機EL表示装置を全白表示としたときの、領域Aと領域Bの輝度を説明するための模式図である。
先ず、補助駆動工程を行わない図5に示すタイミングチャートで有機EL表示装置を駆動すると共に、有機EL表示装置を全白表示とした。このとき、領域Bの輝度を1として正規化すると、領域Aの輝度は0.95であった。
次いで、図4に示すタイミングチャートで有機EL表示装置を駆動し、全白表示とした。尚、補助駆動工程においても発光部ELPが発光するので、実質的に発光期間が増加し、輝度は若干増加する。上述した期間TDを3ミリ秒に設定したときの領域Bの輝度を1として規格化すると、領域Aの輝度は0.95であった。期間TDを2ミリ秒に設定したときの領域Bの輝度は1.00であり、領域Aの輝度は0.95であった。期間TDを1ミリ秒に設定したときの領域Bの輝度は0.95であり、領域Aの輝度は0.92であった。期間TDを0.5ミリ秒に設定したときの領域Bの輝度は0.90であり、領域Aの輝度は0.90であった。
期間TDが2ミリ秒〜3ミリ秒程度の場合、領域Aと領域Bの輝度差の程度の軽減効果は認められなかった。しかしながら、期間TDを1ミリ秒とすると、領域Aと領域Bの輝度差の程度が若干軽減され、期間TDを0.5ミリ秒とすると、領域Aと領域Bの輝度差は殆ど認められなくなった。
このように、期間TDを短くすればする程、有機EL表示装置全体の輝度が低下しつつ、且つ、領域Aと領域Bの輝度差の程度が軽減されるといった傾向が認められる。このような傾向を生ずる理由の詳細は明らかではないが、期間TDを短くすればする程、[期間−TP(2)2]と[期間−TP(2)3]において発光部ELPの逆方向電流が増加することが推定される。また、期間TDを短くすればする程、領域A(白表示部分)を構成していた発光部ELPの逆方向電流特性と、領域B(黒表示部分)を構成していた発光部ELPの逆方向電流特性との差が減少することが推定される。即ち、発光部ELPの両端に直流電圧を印加し、電圧の値を変えて電圧−電流特性を測定したときの特性は図8の(A)のままである。しかしながら、動的な動作時の発光部ELPの逆方向電流特性は、例えば期間TDを0.5ミリ秒に設定したときには、図12の波線で示すように、領域A(白表示部分)を構成していた発光部ELPと領域B(黒表示部分)を構成していた発光部ELPとで同様の挙動を示すと推定される。
以上、実施例1の発光部ELPの駆動方法について説明した。以下、実施例1の変形例について説明する。
図13は、変形例1に係る発光部ELPの駆動のタイミングチャートの模式図である。変形例1では、発光部ELPを駆動した後発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する一連の工程を、複数回行う。図13では、一連の工程を2回行う場合の例を示した。即ち、図13に示す[期間−TP(2)5]乃至[期間−TP(2)6A]が1回目の一連の工程に該当し、[期間−TP(2)6B]乃至[期間−TP(2)6C]が2回目の一連の工程に該当する。これにより、有機EL表示装置に表示される画像のちらつき(フリッカ)をより低減することができる。[期間−TP(2)6A]及び[期間−TP(2)6C]における駆動回路11の動作は、基本的には図5の[期間−TP(2)6]を参照して説明したと同様である。また、[期間−TP(2)6B]の動作は、基本的には図5の[期間−TP(2)7]を参照して説明したと同様である。
図14は、変形例2に係る発光部ELPの駆動のタイミングチャートの模式図である。変形例2は、変形例1に対し、電源部100は、第2ノード初期化電圧として2種類の電圧を供給する点が相違する。具体的には、第2ノード初期化電圧として上述した電圧VCC-Lの他、中間電圧VCC-M(例えば、−3ボルト)を供給する。そして、[期間−TP(2)6A]及び[期間−TP(2)6C]において、電源部100は、中間電圧VCC-Mを印加する。例えば、[期間−TP(2)6A]において第2ノードND1の電位が大きく低下する程、寄生容量等の影響により第1ノードND1と第2ノードND2との間の電位差が減少し、[期間−TP(2)6B]における発光部ELPの輝度が低下するといった問題が発生する。中間電圧VCC-Mを供給することにより、このような輝度の低下を軽減することができる。
尚、上述した図4の[期間−TP(2)6]において、電源部100が上述した中間電圧VCC-Mを印加するといった、図15に示す構成とすることもできる(変形例3)。更には、図4、図13、図14及び図15に示す[期間−TP(2)8]において、電源部100が中間電圧VCC-Mを印加するといった構成、あるいは又、[期間−TP(2)8]を省略し、補助駆動工程の後直ぐに前処理工程を行うといった構成とすることもできる。
実施例2も、本発明の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法に関する。実施例2にあっては、駆動回路11は3トランジスタ/1容量部から構成されている(第1の3Tr/1C駆動回路)。実施例2における有機EL表示装置の概念図を図16に示し、駆動回路11を含む有機EL表示素子10の等価回路図を図17に示す。
先ず、駆動回路や発光部の詳細について説明する。
第1の3Tr/1C駆動回路も、上述した2Tr/1C駆動回路と同様に、書込みトランジスタTRW、駆動トランジスタTRDの2つのトランジスタ、1つの容量部C1を備えている。そして、第1の3Tr/1C駆動回路においては、更に、第1トランジスタTR1を備えている。
[駆動トランジスタTRD]
駆動トランジスタTRDの構成は、実施例1において説明した駆動トランジスタTRDの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例1においては、電源部100から駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に電圧VCC-Lを印加することにより、第2ノードND2の電位を初期化した。一方、実施例2においては、後述するように、第1トランジスタTR1を用いて第2ノードND2の電位を初期化する。従って、実施例2においては、第2ノードND2の電位の初期化のために、電源部100から電圧VCC-Lを印加する必要はない。以上の理由により、実施例2においては、電源部100は一定の電圧VCCを印加する。
駆動トランジスタTRDの構成は、実施例1において説明した駆動トランジスタTRDの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例1においては、電源部100から駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に電圧VCC-Lを印加することにより、第2ノードND2の電位を初期化した。一方、実施例2においては、後述するように、第1トランジスタTR1を用いて第2ノードND2の電位を初期化する。従って、実施例2においては、第2ノードND2の電位の初期化のために、電源部100から電圧VCC-Lを印加する必要はない。以上の理由により、実施例2においては、電源部100は一定の電圧VCCを印加する。
[書込みトランジスタTRW]
書込みトランジスタTRWの構成は、実施例1において説明した書込みトランジスタTRWの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。実施例1と同様に、信号出力回路102からデータ線DTLを介して、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号(駆動信号、輝度信号)VSig、更には、第1ノード初期化電圧VOfsが、一方のソース/ドレイン領域に供給される。
書込みトランジスタTRWの構成は、実施例1において説明した書込みトランジスタTRWの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。実施例1と同様に、信号出力回路102からデータ線DTLを介して、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号(駆動信号、輝度信号)VSig、更には、第1ノード初期化電圧VOfsが、一方のソース/ドレイン領域に供給される。
[第1トランジスタTR1]
第1トランジスタTR1においては、
(C−1)他方のソース/ドレイン領域は、第2ノードND2に接続されており、
(C−2)一方のソース/ドレイン領域には、第2ノード初期化電圧VSSが印加され、
(C−3)ゲート電極は、第1トランジスタ制御線AZ1に接続されている。電圧VSSについては後述する。
第1トランジスタTR1においては、
(C−1)他方のソース/ドレイン領域は、第2ノードND2に接続されており、
(C−2)一方のソース/ドレイン領域には、第2ノード初期化電圧VSSが印加され、
(C−3)ゲート電極は、第1トランジスタ制御線AZ1に接続されている。電圧VSSについては後述する。
第1トランジスタTR1のオン状態/オフ状態は、第1トランジスタ制御線AZ1からの信号により制御される。より具体的には、第1トランジスタ制御線AZ1は、第1トランジスタ制御回路103に接続されている。そして、第1トランジスタ制御回路103の動作に基づき、第1トランジスタ制御線AZ1をローレベルあるいはハイレベルとし、第1トランジスタTR1をオン状態あるいはオフ状態とする。
[発光部ELP]
発光部ELPの構成は、実施例1において説明した発光部ELPの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。
発光部ELPの構成は、実施例1において説明した発光部ELPの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。
次いで、実施例2における発光部ELPの駆動方法について説明する。
以下の説明において、電圧VCCの値、及び、電圧VSSの値を以下のとおりとするが、これは、あくまでも説明のための値であり、これらの値に限定されるものではない。
VCC :発光部ELPに電流を流すための駆動電圧
・・・20ボルト
VSS :第2ノードND2の電位を初期化するための第2ノード初期化電圧
・・・−10ボルト
・・・20ボルト
VSS :第2ノードND2の電位を初期化するための第2ノード初期化電圧
・・・−10ボルト
図18に、補助駆動工程を備えている実施例2の駆動方法に係る発光部ELPの駆動のタイミングチャートを模式的に示す。後程詳しく説明するが、図18に示す[期間−TP(3)6]の終期と[期間−TP(3)+1]の始期との間には、[期間−TP(3)7]と[期間−TP(3)8]とが存在する。そして、[期間−TP(3)7]において、上述した補助駆動工程が行われる。各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に図19の(A)乃至(F)、及び、図20の(A)乃至(E)に示す。
図18に示す[期間−TP(3)0]〜[期間−TP(3)3]は、書込み処理が行われる[期間−TP(3)4]の直前までの動作期間である。そして、[期間−TP(3)0]〜[期間−TP(3)3]において、第(n,m)番目の有機EL表示素子10は原則として非発光状態にある。図18に示すように、[期間−TP(3)4]の他、[期間−TP(3)1]〜[期間−TP(3)3]は第m番目の水平走査期間に包含される。尚、説明の便宜のため、[期間−TP(3)1]の始期、及び、[期間−TP(3)4]の終期は、それぞれ、第m番目の水平走査期間の始期、及び、終期に一致するものとして説明する。
以下、[期間−TP(3)0]〜[期間−TP(3)3]の各期間について、説明する。尚、[期間−TP(3)1]〜[期間−TP(3)3]の各期間の長さは、有機EL表示装置の設計に応じて適宜設定すればよい。
[期間−TP(3)0](図19の(A)参照)
この[期間−TP(3)0]は、例えば、前の表示フレームから現表示フレームにおける動作である。即ち、この[期間−TP(3)0]は、前の表示フレームにおける補助駆動期間の終了後から、現表示フレームにおける第(m−1)番目の水平走査期間までの期間である。そして、この[期間−TP(3)0]において、第(n,m)番目の有機EL表示素子10は、非発光状態にある。[期間−TP(3)0]において、第1トランジスタTR1はオン状態である。第2ノードND2には、オン状態の第1トランジスタTR1を介して第2ノード初期化電圧VSSが印加される。
この[期間−TP(3)0]は、例えば、前の表示フレームから現表示フレームにおける動作である。即ち、この[期間−TP(3)0]は、前の表示フレームにおける補助駆動期間の終了後から、現表示フレームにおける第(m−1)番目の水平走査期間までの期間である。そして、この[期間−TP(3)0]において、第(n,m)番目の有機EL表示素子10は、非発光状態にある。[期間−TP(3)0]において、第1トランジスタTR1はオン状態である。第2ノードND2には、オン状態の第1トランジスタTR1を介して第2ノード初期化電圧VSSが印加される。
第2ノードND2には、駆動トランジスタTRDを介して電圧VCCも印加されている。このため、第2ノードND2の電位は、電圧VSS及び電圧VCC、並びに、第1トランジスタTR1のオン抵抗の値及び駆動トランジスタTRDのオン抵抗の値により定まる。ここで、第1トランジスタTR1のオン抵抗が充分低いとすれば、第2ノードND2の電位は、略VSSまで低下し、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧が印加され、発光部ELPは非発光状態となる。また、第2ノードND2の電位低下に倣うように、浮遊状態の第1ノードND1(駆動トランジスタTRDのゲート電極)の電位も低下する。以下、便宜のため、第1トランジスタTR1がオン状態であるときは、第2ノードND2の電位はVSSであるとして説明する。また、図18においても、第1トランジスタTR1がオン状態であるときは、第2ノードND2の電位はVSSであるとして表した。
実施例2の有機EL表示装置においても、各水平走査期間において、信号出力回路102からデータ線DTLに、第1ノード初期化電圧VOfsを印加し、次いで、第1ノード初期化電圧VOfsに代えて映像信号VSigを印加する。詳細は、実施例1において説明したと同様であるので、説明を省略する。
[期間−TP(3)1](図19の(B)参照)
そして、現表示フレームにおける第m行目の水平走査期間が開始する。この[期間−TP(3)1]において、上記の工程(a)、即ち、上述した前処理が行われる。
そして、現表示フレームにおける第m行目の水平走査期間が開始する。この[期間−TP(3)1]において、上記の工程(a)、即ち、上述した前処理が行われる。
実施例1とは異なり、実施例2にあっては、前記工程(a)において、第1トランジスタ制御線AZ1からの信号によりオン状態とされた第1トランジスタTR1を介して、第2ノードND2に第2ノード初期化電圧VSSを印加する。尚、実施例1と同様に、前記工程(a)において、走査線SCLからの信号によりオン状態とされた書込みトランジスタTRWを介して、データ線DTLから第1ノード初期化電圧VOfsを第1ノードND1に印加する。
具体的には、第1トランジスタTR1のオン状態を維持し、[期間−TP(3)1]の開始時、走査線SCLをハイレベルとすることによって、書込みトランジスタTRWをオン状態とする。その結果、第1ノードND1の電位は、VOfs(0ボルト)となる。第2ノードND2の電位はVSS(−10ボルト)を保持する。
実施例1の[期間−TP(2)1]において説明したと同様に、第2ノードND2と発光部ELPに備えられたカソード電極との間の電位差は−10ボルトであり、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELを越えない。これにより、第1ノードND1の電位及び第2ノードND2の電位を初期化する前処理が完了する。
[期間−TP(3)2](図19の(C)参照)
この[期間−TP(3)2]において、上記の工程(b)、即ち、上述した閾値電圧キャンセル処理を行う。即ち、書込みトランジスタTRWのオン状態を維持したまま、第1トランジスタTR1をオン状態からオフ状態とする。上述したように、実施例2においては、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に一定の電圧VCCが印加された状態にある。その結果、第1ノードND1の電位は変化しないが(VOfs=0ボルトを維持)、第1ノードND1の電位から駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって、第2ノードND2の電位は変化する。即ち、浮遊状態の第2ノードND2の電位が上昇する。説明の便宜のため、[期間−TP(3)3]の長さは、第2ノードND2の電位を充分変化させるのに足りる長さであるとする。
この[期間−TP(3)2]において、上記の工程(b)、即ち、上述した閾値電圧キャンセル処理を行う。即ち、書込みトランジスタTRWのオン状態を維持したまま、第1トランジスタTR1をオン状態からオフ状態とする。上述したように、実施例2においては、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に一定の電圧VCCが印加された状態にある。その結果、第1ノードND1の電位は変化しないが(VOfs=0ボルトを維持)、第1ノードND1の電位から駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって、第2ノードND2の電位は変化する。即ち、浮遊状態の第2ノードND2の電位が上昇する。説明の便宜のため、[期間−TP(3)3]の長さは、第2ノードND2の電位を充分変化させるのに足りる長さであるとする。
実施例1の[期間−TP(2)2]において説明したと同様に、浮遊状態の第2ノードND2の電位が(VOfs−Vth=−3ボルト)に近づき、最終的に(VOfs−Vth)となる。上述した式(2)が保証されていれば、発光部ELPが発光することはない。即ち、駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vth、及び、駆動トランジスタTRDのゲート電極の電位を初期化するための電圧VOfsのみに依存して、第2ノードND2の電位は決定される。そして、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELとは無関係である。
[期間−TP(3)3](図18、図19の(D)参照)
第1トランジスタTR1のオフ状態を保った状態で、この[期間−TP(3)3]の始期において、走査線SCLからの信号により書込みトランジスタTRWをオフ状態とする。また、データ線DTLに印加される電圧が、第1ノード初期化電圧VOfsから映像信号VSig_mに切り替わる。動作の詳細は、実施例1の[期間−TP(2)3]において説明したと同様であるので、説明を省略する。
第1トランジスタTR1のオフ状態を保った状態で、この[期間−TP(3)3]の始期において、走査線SCLからの信号により書込みトランジスタTRWをオフ状態とする。また、データ線DTLに印加される電圧が、第1ノード初期化電圧VOfsから映像信号VSig_mに切り替わる。動作の詳細は、実施例1の[期間−TP(2)3]において説明したと同様であるので、説明を省略する。
[期間−TP(3)4](図18、図19の(E)参照)
この期間内に、上記の工程(c)、即ち、上述した書込み処理を行う。具体的には、第1トランジスタTR1のオフ状態を保った状態で、走査線SCLからの信号により書込みトランジスタTRWをオン状態とする。そして、書込みトランジスタTRWを介して、データ線DTLから映像信号VSig_mを第1ノードND1に印加する。その結果、第1ノードND1の電位はVSig_mへと上昇する。動作の詳細は、実施例1の[期間−TP(2)4]の説明において電圧VCC-Hを電圧VCCと読み替えたと同様であるので、説明を省略する。駆動トランジスタTRDのゲート電極とソース領域として働く他方のソース/ドレイン領域との間の電位差Vgsは、上述した式(4)で表される。
この期間内に、上記の工程(c)、即ち、上述した書込み処理を行う。具体的には、第1トランジスタTR1のオフ状態を保った状態で、走査線SCLからの信号により書込みトランジスタTRWをオン状態とする。そして、書込みトランジスタTRWを介して、データ線DTLから映像信号VSig_mを第1ノードND1に印加する。その結果、第1ノードND1の電位はVSig_mへと上昇する。動作の詳細は、実施例1の[期間−TP(2)4]の説明において電圧VCC-Hを電圧VCCと読み替えたと同様であるので、説明を省略する。駆動トランジスタTRDのゲート電極とソース領域として働く他方のソース/ドレイン領域との間の電位差Vgsは、上述した式(4)で表される。
[期間−TP(3)5](図18、及び、図19の(F)参照)
以上の操作によって、閾値電圧キャンセル処理、書込み処理、移動度補正処理が完了する。その後、この[期間−TP(3)5]において、上記の工程(e)の前半を構成する発光部ELPの駆動を行う。具体的には、第1トランジスタTR1のオフ状態を保持する。そして、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に電源部100から電圧VCCが印加された状態を維持した状態で、走査回路101の動作に基づき走査線SCLをローレベルとし、書込みトランジスタTRWをオフ状態とし、第1ノードND1、即ち、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とする。動作の詳細は、実施例1の[期間−TP(2)5]の説明において電圧VCC-Hを電圧VCCと読み替えたと同様であるので、説明を省略する。駆動トランジスタTRDのドレイン領域からソース領域へと流れるドレイン電流Idsは、上述した式(5)で表すことができる。
以上の操作によって、閾値電圧キャンセル処理、書込み処理、移動度補正処理が完了する。その後、この[期間−TP(3)5]において、上記の工程(e)の前半を構成する発光部ELPの駆動を行う。具体的には、第1トランジスタTR1のオフ状態を保持する。そして、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に電源部100から電圧VCCが印加された状態を維持した状態で、走査回路101の動作に基づき走査線SCLをローレベルとし、書込みトランジスタTRWをオフ状態とし、第1ノードND1、即ち、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とする。動作の詳細は、実施例1の[期間−TP(2)5]の説明において電圧VCC-Hを電圧VCCと読み替えたと同様であるので、説明を省略する。駆動トランジスタTRDのドレイン領域からソース領域へと流れるドレイン電流Idsは、上述した式(5)で表すことができる。
そして、発光部ELPの発光状態を第(m+m’−1)番目の水平走査期間まで継続する。この第(m+m’−1)番目の水平走査期間の終期は、[期間−TP(3)5]の終期に相当する。
[期間−TP(3)6](図18、及び、図20の(A)参照)
次いで、上記の工程(e)の後半を構成する、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する工程を行う。
次いで、上記の工程(e)の後半を構成する、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する工程を行う。
実施例2にあっては、前記工程(e)において、第1トランジスタ制御線AZ1からの信号によりオン状態とされた第1トランジスタTR1を介して、第2ノードND2に第2ノード初期化電圧VSSを印加し、以て、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する。
具体的には、書込みトランジスタTRWのオフ状態を保った状態で、[期間−TP(3)6]の始期(換言すれば、第(m+m’)番目の水平走査期間の始期)において、第1トランジスタTR1をオフ状態からオン状態とする。そして、第1トランジスタTR1のオン状態を[期間−TP(3)6]の終期まで保持する。その結果、第2ノードND2の電位はVSSまで低下し、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧が印加され、発光部ELPは非発光状態となる。また、第2ノードND2の電位低下に倣うように、浮遊状態の第1ノードND1(駆動トランジスタTRDのゲート電極)の電位も低下する。
実施例1の[期間−TP(2)6]において説明したと同様に、[期間−TP(3)6]は、例えば、第(m+m’+Δm’)行目に配列された各有機EL表示素子10の水平走査期間、即ち、第(m+m’+Δm’)番目の水平走査期間の直前まで継続される。ここで、「Δm’」は、有機EL表示装置の設計仕様によって決定される。(m+m’+Δm’)の値がMを越える場合、越えた分の水平走査期間は、次の表示フレームにおいて処理される。
実施例2においては、[期間−TP(3)7]において、補助駆動工程を行う。具体的には、書込みトランジスタTRWのオフ状態を保った状態で、[期間−TP(3)7]の始期、即ち、第(m+m’+Δm’)番目の水平走査期間の始期において、第1トランジスタTR1をオン状態からオフ状態とし、[期間−TP(3)7]の間この状態を維持する。これにより、[期間−TP(3)7]に亙って発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に順方向電圧が印加される。実施例2においても、[期間−TP(3)7]の長さは、略2ミリ秒となる所定の長さに固定されている。
実施例1の[期間−TP(2)7]において説明したと同様に、駆動トランジスタTRDのゲート電極とソース領域として働く他方のソース/ドレイン領域との間の電位差Vgsは、基本的には上述した式(4)の値を保持した状態であるので、図20の(B)に示すように、発光部ELPには、上述した式(5)に示す値のドレイン電流Idsが流れる。即ち、実施例2においても、補助駆動工程は、電源部100から駆動トランジスタTRDを介して第1ノードND1と第2ノードND2との間の電位差の値に応じた電流を発光部ELPに流すことによって発光部ELPを駆動する工程である。
そして、書込みトランジスタTRWのオフ状態を保った状態で、[期間−TP(3)8]の始期において、第1トランジスタTR1をオフ状態からオン状態とする。その結果、第2ノードND2の電位はVSSまで低下し、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧が印加され、発光部ELPは非発光状態となる。また、第2ノードND2の電位低下に倣うように、浮遊状態の第1ノードND1(駆動トランジスタTRDのゲート電極)の電位も低下する(図20の(C)参照)。
そして、[期間−TP(3)+1]以降においては、上述した[期間−TP(3)1]乃至[期間−TP(3)8]において説明したと同様の工程がくり返される。例えば、[期間−TP(3)+1]においては、図19の(B)を参照して説明した[期間−TP(3)1]と同様に工程(a)、即ち前処理が行われる(図20の(D)参照)。また、[期間−TP(3)+2]においては、図19の(C)を参照して説明した[期間−TP(3)2]と同様に工程(b)、即ち閾値電圧キャンセル処理が行われる(図20の(E)参照)。
ここで、補助駆動工程の終期から次の工程(b)の終期までの期間は1ミリ秒以下となるように設定されている。具体的には、補助駆動工程の終期である[期間−TP(3)7]の終期から、次の工程(b)の始期である[期間−TP(3)+2]の始期までの、図18に示す期間TDが1ミリ秒以下となるように、[期間−TP(3)7]及び[期間−TP(3)8]は設定されている。
実施例2における効果の詳細は、実施例1において図11を参照して説明したと同様であるので、説明を省略する。
以上、実施例2の発光部ELPの駆動方法について説明した。実施例2の変形例として、実施例1の変形例1のように、発光部ELPを駆動した後、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する一連の工程を、複数回行う構成とすることができる。あるいは又、実施例1の変形例2や変形例3とは電圧の印加方法が相違するが、第1トランジスタを介して印加する第2ノード初期化電圧として2種類の電圧を供給する構成とすることもできる。
実施例3も、本発明の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法に関する。実施例3においては、駆動回路11は3トランジスタ/1容量部から構成されている(第2の3Tr/1C駆動回路)。実施例3における有機EL表示装置の概念図を図21に示し、駆動回路11を含む有機EL表示素子10の等価回路図を図22に示す。
先ず、駆動回路や発光部の詳細について説明する。
第2の3Tr/1C駆動回路も、上述した2Tr/1C駆動回路と同様に、書込みトランジスタTRW、駆動トランジスタTRDの2つのトランジスタ、1つの容量部C1を備えている。そして、第2の3Tr/1C駆動回路においては、更に、第2トランジスタTR2を備えている。
[駆動トランジスタTRD]
駆動トランジスタTRDの構成は、実施例1において説明した駆動トランジスタTRDの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。実施例3にあっては、実施例1と同様に、電源部100から駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に電圧VCC-Lを印加することにより、第2ノードND2の電位を初期化する。従って、電源部100からは、電圧VCC-H、及び、電圧VCC-Lが供給される。
駆動トランジスタTRDの構成は、実施例1において説明した駆動トランジスタTRDの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。実施例3にあっては、実施例1と同様に、電源部100から駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に電圧VCC-Lを印加することにより、第2ノードND2の電位を初期化する。従って、電源部100からは、電圧VCC-H、及び、電圧VCC-Lが供給される。
[書込みトランジスタTRW]
書込みトランジスタTRWの構成は、実施例1において説明した書込みトランジスタTRWの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例1及び実施例2においては、信号出力回路102からデータ線DTLを介して、映像信号VSig、更には、第1ノード初期化電圧VOfsを、一方のソース/ドレイン領域に供給する。一方、実施例3においては、後述するように、第2トランジスタTR2を用いて第1ノードND1の電位を初期化する。従って、実施例3においては、データ線DTLから第1ノード初期化電圧VOfsを印加する必要はない。以上の理由により、実施例3においては、データ線DTLには映像信号VSigのみが供給される。そして、実施例3においては、工程(a)及び工程(b)、即ち、前処理や閾値電圧キャンセル処理を、第m番目の水平走査期間より前の走査期間に行うことができる。
書込みトランジスタTRWの構成は、実施例1において説明した書込みトランジスタTRWの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例1及び実施例2においては、信号出力回路102からデータ線DTLを介して、映像信号VSig、更には、第1ノード初期化電圧VOfsを、一方のソース/ドレイン領域に供給する。一方、実施例3においては、後述するように、第2トランジスタTR2を用いて第1ノードND1の電位を初期化する。従って、実施例3においては、データ線DTLから第1ノード初期化電圧VOfsを印加する必要はない。以上の理由により、実施例3においては、データ線DTLには映像信号VSigのみが供給される。そして、実施例3においては、工程(a)及び工程(b)、即ち、前処理や閾値電圧キャンセル処理を、第m番目の水平走査期間より前の走査期間に行うことができる。
[第2トランジスタTR2]
駆動回路11は、更に、第2トランジスタTR2を備えており、
第2トランジスタTR2においては、
(D−1)他方のソース/ドレイン領域は、第1ノードND1に接続されており、
(D−2)一方のソース/ドレイン領域には、第1ノード初期化電圧VOfsが印加され、
(D−3)ゲート電極は、第2トランジスタ制御線AZ2に接続されている。
駆動回路11は、更に、第2トランジスタTR2を備えており、
第2トランジスタTR2においては、
(D−1)他方のソース/ドレイン領域は、第1ノードND1に接続されており、
(D−2)一方のソース/ドレイン領域には、第1ノード初期化電圧VOfsが印加され、
(D−3)ゲート電極は、第2トランジスタ制御線AZ2に接続されている。
第2トランジスタTR2のオン状態/オフ状態は、第2トランジスタ制御線AZ2からの信号により制御される。より具体的には、第2トランジスタ制御線AZ2は、第2トランジスタ制御回路104に接続されている。そして、第2トランジスタ制御回路104の動作に基づき、第2トランジスタ制御線AZ2をローレベルあるいはハイレベルとし、第2トランジスタTR2をオン状態あるいはオフ状態とする。
[発光部ELP]
発光部ELPの構成は、実施例1において説明した発光部ELPの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。
発光部ELPの構成は、実施例1において説明した発光部ELPの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。
次いで、実施例3における発光部ELPの駆動方法について説明する。
図23に、補助駆動工程を備えている実施例3に係る発光部ELPの駆動のタイミングチャートを模式的に示す。後程詳しく説明するが、図23に示す[期間−TP(3B)6]の終期と[期間−TP(3B)+1]の始期との間には、[期間−TP(3B)7]と[期間−TP(3B)8]とが存在する。そして、[期間−TP(3B)7]において、上述した補助駆動工程が行われる。各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に図24の(A)乃至(F)、及び、図25の(A)乃至(E)に示す。
図23に示す[期間−TP(3B)0]〜[期間−TP(3B)3]は、書込み処理が行われる[期間−TP(3B)4]の直前までの動作期間である。そして、[期間−TP(3B)0]〜[期間−TP(3B)3]において、第(n,m)番目の有機EL表示素子10は原則として非発光状態にある。上述した実施例1及び実施例2とは異なり、[期間−TP(3B)1]〜[期間−TP(3B)3]は、第(m−1)番目の水平走査期間の終期までに行われる。そして、[期間−TP(3B)4]は第m番目の水平走査期間に包含される。尚、説明の便宜のため、[期間−TP(3B)4]の始期、及び、[期間−TP(3B)4]の終期は、それぞれ、第m番目の水平走査期間の始期、及び、終期に一致するものとして説明する。
以下、[期間−TP(3B)0]〜[期間−TP(3B)3]の各期間について、説明する。尚、[期間−TP(3B)1]〜[期間−TP(3B)3]の各期間の長さは、有機EL表示装置の設計に応じて適宜設定すればよい。ここでは、説明の便宜のため、[期間−TP(3B)1]、[期間−TP(3B)2]及び[期間−TP(3B)3]の各期間の長さは、1水平走査期間であるとして説明する。
[期間−TP(3B)0](図23、図24の(A)参照)
この[期間−TP(3B)0]は、例えば、前の表示フレームから現表示フレームにおける動作である。即ち、この[期間−TP(3B)0]は、前の表示フレームにおける補助駆動期間の終了後から、現表示フレームにおける第(m−4)番目の水平走査期間までの期間である。第2トランジスタTR2はオフ状態である。そして、この[期間−TP(3B)0]において、第(n,m)番目の有機EL表示素子10は、非発光状態にある。
この[期間−TP(3B)0]は、例えば、前の表示フレームから現表示フレームにおける動作である。即ち、この[期間−TP(3B)0]は、前の表示フレームにおける補助駆動期間の終了後から、現表示フレームにおける第(m−4)番目の水平走査期間までの期間である。第2トランジスタTR2はオフ状態である。そして、この[期間−TP(3B)0]において、第(n,m)番目の有機EL表示素子10は、非発光状態にある。
[期間−TP(3B)0]において、電源部100から供給される電圧がVCC-Hから電圧VCC-Lに切り替えられる。その結果、第2ノードND2の電位はVCC-Lまで低下し、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧が印加され、発光部ELPは非発光状態となる。また、第2ノードND2の電位低下に倣うように、浮遊状態の第1ノードND1(駆動トランジスタTRDのゲート電極)の電位も低下する。
[期間−TP(3B)1](図23、図24の(B)参照)
そして、現表示フレームにおける第(m−3)番目の水平走査期間が開始する。この[期間−TP(3B)1]において、上記の工程(a)、即ち、上述した前処理が行われる。
そして、現表示フレームにおける第(m−3)番目の水平走査期間が開始する。この[期間−TP(3B)1]において、上記の工程(a)、即ち、上述した前処理が行われる。
実施例1とは異なり、実施例3にあっては、前記工程(a)において、第2トランジスタ制御線AZ2からの信号によりオン状態とされた第2トランジスタTR2を介して、第1ノード初期化電圧VOfsを第1ノードND1に印加する。尚、実施例1と同様に、前記工程(a)において、駆動トランジスタTRDを介して、電源部100から第2ノード初期化電圧VCC-Lを第2ノードND2に印加する。
具体的には、[期間−TP(3B)1]の開始時、第2トランジスタTR2をオフ状態からオン状態とする。その結果、第1ノードND1の電位は、VOfs(0ボルト)となる。第2ノードND2の電位はVCC-L(−10ボルト)を保持する。
[期間−TP(3B)2](図23、図24の(C)参照)
そして、現表示フレームにおける第(m−2)番目の水平走査期間が開始する。この[期間−TP(3B)2]において、上記の工程(b)、即ち、上述した閾値電圧キャンセル処理を行う。
そして、現表示フレームにおける第(m−2)番目の水平走査期間が開始する。この[期間−TP(3B)2]において、上記の工程(b)、即ち、上述した閾値電圧キャンセル処理を行う。
実施例3にあっては、前記工程(b)において、第2トランジスタ制御線AZ2からの信号によりオン状態とされた第2トランジスタTR2を介して、第1ノード初期化電圧VOfsを第1ノードND1に印加した状態を維持し、以て、第1ノードND1の電位を保った状態とする。
即ち、第2トランジスタTR2のオン状態を維持したまま、電源部100から供給される電圧を、VCC-Lから電圧VCC-Hに切り替える。その結果、第1ノードND1の電位は変化しないが(VOfs=0ボルトを維持)、第1ノードND1の電位から駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって、第2ノードND2の電位は変化する。即ち、浮遊状態の第2ノードND2の電位が上昇する。説明の便宜のため、[期間−TP(3B)2]の長さは、第2ノードND2の電位を充分変化させるのに足りる長さであるとする。
実施例1の[期間−TP(2)2]において説明したと同様に、浮遊状態の第2ノードND2の電位が(VOfs−Vth=−3ボルト)に近づき、最終的に(VOfs−Vth)となる。上述した式(2)が保証されていれば、発光部ELPが発光することはない。即ち、駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vth、及び、駆動トランジスタTRDのゲート電極の電位を初期化するための電圧VOfsのみに依存して、第2ノードND2の電位は決定される。そして、発光部ELPの閾値電圧Vth-ELとは無関係である。
[期間−TP(3B)3](図23、図24の(D)参照)
そして、現表示フレームにおける第(m−1)番目の水平走査期間が開始する。この[期間−TP(3B)3]の始期において、第2トランジスタTR2をオフ状態とする。閾値電圧キャンセル処理において駆動トランジスタTRDがオフ状態に達しているとすれば、実質上、第1ノードND1と第2ノードND2の電位は変化しない。
そして、現表示フレームにおける第(m−1)番目の水平走査期間が開始する。この[期間−TP(3B)3]の始期において、第2トランジスタTR2をオフ状態とする。閾値電圧キャンセル処理において駆動トランジスタTRDがオフ状態に達しているとすれば、実質上、第1ノードND1と第2ノードND2の電位は変化しない。
[期間−TP(3B)4](図23、図24の(E)参照)
そして、現表示フレームにおける第m番目の水平走査期間が開始する。データ線DTLの電圧が映像信号VSig_mに切り替わった後、走査線SCLからの信号により書込みトランジスタTRWをオン状態とする。その結果、第1ノードND1の電位はVSig_mへと上昇する。駆動トランジスタTRDはオン状態である。動作の詳細は、実施例1の[期間−TP(2)4]において説明したと同様であるので、説明を省略する。
そして、現表示フレームにおける第m番目の水平走査期間が開始する。データ線DTLの電圧が映像信号VSig_mに切り替わった後、走査線SCLからの信号により書込みトランジスタTRWをオン状態とする。その結果、第1ノードND1の電位はVSig_mへと上昇する。駆動トランジスタTRDはオン状態である。動作の詳細は、実施例1の[期間−TP(2)4]において説明したと同様であるので、説明を省略する。
[期間−TP(3B)5](図23、及び、図24の(F)参照)
以上の操作によって、閾値電圧キャンセル処理、書込み処理、移動度補正処理が完了する。その後、この期間において、上記の工程(e)の前半を構成する発光部ELPの駆動を行う。
以上の操作によって、閾値電圧キャンセル処理、書込み処理、移動度補正処理が完了する。その後、この期間において、上記の工程(e)の前半を構成する発光部ELPの駆動を行う。
具体的には、第2トランジスタTR2のオフ状態を保持する。そして、実施例1の[期間−TP(2)5]において説明したと同様の動作を行う。駆動トランジスタTRDのドレイン領域からソース領域へと流れるドレイン電流Idsは、上述した式(5)で表すことができる。そして、発光部ELPの発光状態を第(m+m’−1)番目の水平走査期間まで継続する。この第(m+m’−1)番目の水平走査期間の終期は、[期間−TP(3B)5]の終期に相当する。
[期間−TP(3B)6](図23、及び、図25の(A)参照)
次いで、上記の工程(e)の後半を構成する、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する工程を行う。具体的には、第2トランジスタTR2のオフ状態と書込みトランジスタTRWのオフ状態を保った状態で、[期間−TP(3B)6]の始期(換言すれば、第(m+m’)番目の水平走査期間の始期)において、電源部100から供給される電圧を、VCC-Hから電圧VCC-Lに切り替える。その結果、第2ノードND2の電位はVCC-Lまで低下し、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧が印加され、発光部ELPは非発光状態となる。また、第2ノードND2の電位低下に倣うように、浮遊状態の第1ノードND1(駆動トランジスタTRDのゲート電極)の電位も低下する。
次いで、上記の工程(e)の後半を構成する、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する工程を行う。具体的には、第2トランジスタTR2のオフ状態と書込みトランジスタTRWのオフ状態を保った状態で、[期間−TP(3B)6]の始期(換言すれば、第(m+m’)番目の水平走査期間の始期)において、電源部100から供給される電圧を、VCC-Hから電圧VCC-Lに切り替える。その結果、第2ノードND2の電位はVCC-Lまで低下し、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧が印加され、発光部ELPは非発光状態となる。また、第2ノードND2の電位低下に倣うように、浮遊状態の第1ノードND1(駆動トランジスタTRDのゲート電極)の電位も低下する。
実施例1の[期間−TP(2)6]において説明したと同様に、[期間−TP(3B)6]は、例えば、第(m+m’+Δm’)行目に配列された各有機EL表示素子10の水平走査期間、即ち、第(m+m’+Δm’)番目の水平走査期間の直前まで継続される。ここで、「Δm’」は、有機EL表示装置の設計仕様によって決定される。(m+m’+Δm’)の値がMを越える場合、越えた分の水平走査期間は、次の表示フレームにおいて処理される。
実施例3においては、[期間−TP(3B)7]において、補助駆動工程を行う。具体的には、第2トランジスタTR2のオフ状態及び書込みトランジスタTRWのオフ状態を保った状態で、[期間−TP(3B)7]の始期、即ち、第(m+m’+Δm’)番目の水平走査期間の始期において、電源部100の電圧を電圧VCC-Lから電圧VCC-Hに切り替え、[期間−TP(3B)7]の間この状態を維持する。これにより、[期間−TP(3B)7]に亙って発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に順方向電圧が印加される。実施例3においても、[期間−TP(3B)7]の長さは、略2ミリ秒となる所定の長さに固定されている。
実施例1の[期間−TP(2)7]において説明したと同様に、駆動トランジスタTRDのゲート電極とソース領域として働く他方のソース/ドレイン領域との間の電位差Vgsは、基本的には上述した式(4)の値を保持した状態であるので、図25の(B)に示すように、発光部ELPには、上述した式(5)に示す値のドレイン電流Idsが流れる。即ち、実施例3においても、補助駆動工程は、電源部100から駆動トランジスタTRDを介して第1ノードND1と第2ノードND2との間の電位差の値に応じた電流を発光部ELPに流すことによって発光部ELPを駆動する工程である。
そして、第2トランジスタTR2のオフ状態及び書込みトランジスタTRWのオフ状態を保った状態で、[期間−TP(3B)8]の始期において、電源部100の電圧を電圧VCC-Hから電圧VCC-Lに切り替える。その結果、第2ノードND2の電位はVCC-Lまで低下し、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧が印加され、発光部ELPは非発光状態となる。また、第2ノードND2の電位低下に倣うように、浮遊状態の第1ノードND1(駆動トランジスタTRDのゲート電極)の電位も低下する(図25の(C)参照)。
そして、[期間−TP(3B)+1]以降においては、上述した[期間−TP(3B)1]乃至[期間−TP(3B)8]において説明したと同様の工程がくり返される。即ち、[期間−TP(3B)+1]においては、図24の(B)を参照して説明した[期間−TP(3B)1]と同様に工程(a)、即ち前処理が行われる(図25の(D)参照)。また、[期間−TP(3B)+2]においては、図24の(C)を参照して説明した[期間−TP(3B)2]と同様に工程(b)、即ち閾値電圧キャンセル処理が行われる(図25の(E)参照)。
ここで、補助駆動工程の終期から次の工程(b)の終期までの期間は1ミリ秒以下となるように設定されている。具体的には、補助駆動工程の終期である[期間−TP(3B)7]の終期から、次の工程(b)の始期である[期間−TP(3B)+2]の始期までの、図23に示す期間TDが1ミリ秒以下となるように、[期間−TP(3B)7]及び[期間−TP(3B)8]は設定されている。
実施例3における効果の詳細は、実施例1において図11を参照して説明したと同様であるので、説明を省略する。
以上、実施例3の発光部ELPの駆動方法について説明した。実施例3の変形例として、実施例1の変形例1のように、発光部ELPを駆動した後、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する一連の工程を、複数回行う構成とすることができる。あるいは又、実施例1の変形例2や変形例3と同様に、第2ノード初期化電圧として2種類の電圧を供給する構成とすることもできる。
実施例4も、本発明の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法に関する。実施例4においては、駆動回路11は4トランジスタ/1容量部から構成されている(4Tr/1C駆動回路)。実施例4における有機EL表示装置の概念図を図26に示し、駆動回路11を含む有機EL表示素子10の等価回路図を図27に示す。
先ず、駆動回路や発光部の詳細について説明する。
4Tr/1C駆動回路も、上述した2Tr/1C駆動回路と同様に、書込みトランジスタTRW、駆動トランジスタTRDの2つのトランジスタ、1つの容量部C1を備えている。そして、4Tr/1C駆動回路においては、更に、第1トランジスタTR1、及び、第2トランジスタTR2を備えている。
実施例4は、実施例3の変形である。実施例3にあっては、実施例1と同様に、電源部100から第2ノードND2に第2ノード初期化電圧VCC-Lを印加した。これに対し、実施例4にあっては、実施例2において説明した第1トランジスタTR1を介して、第2ノードND2に第2ノード初期化電圧VSSを印加する。
[駆動トランジスタTRD]
駆動トランジスタTRDの構成は、実施例1において説明した駆動トランジスタTRDの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例2と同様に、電源部100は一定の電圧VCCを印加する。
駆動トランジスタTRDの構成は、実施例1において説明した駆動トランジスタTRDの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例2と同様に、電源部100は一定の電圧VCCを印加する。
[書込みトランジスタTRW]
書込みトランジスタTRWの構成は、実施例1において説明した書込みトランジスタTRWの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例3と同様に、データ線DTLには映像信号VSigのみが供給される。そして、実施例4においても、工程(a)及び工程(b)、即ち、前処理や閾値電圧キャンセル処理を、第m番目の水平走査期間より前の走査期間に行うことができる。
書込みトランジスタTRWの構成は、実施例1において説明した書込みトランジスタTRWの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例3と同様に、データ線DTLには映像信号VSigのみが供給される。そして、実施例4においても、工程(a)及び工程(b)、即ち、前処理や閾値電圧キャンセル処理を、第m番目の水平走査期間より前の走査期間に行うことができる。
[第1トランジスタTR1]
第1トランジスタTR1の構成は、実施例2において説明した第1トランジスタTR1の構成と同様であるので、説明を省略する。
第1トランジスタTR1の構成は、実施例2において説明した第1トランジスタTR1の構成と同様であるので、説明を省略する。
[第2トランジスタTR2]
第2トランジスタTR2の構成は、実施例3において説明した第2トランジスタTR2の構成と同様であるので、説明を省略する。
第2トランジスタTR2の構成は、実施例3において説明した第2トランジスタTR2の構成と同様であるので、説明を省略する。
[発光部ELP]
発光部ELPの構成は、実施例1において説明した発光部ELPの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。
発光部ELPの構成は、実施例1において説明した発光部ELPの構成と同じであるので、詳細な説明は省略する。
次いで、実施例4における発光部ELPの駆動方法について説明する。
図28に、補助駆動工程を備えている実施例4に係る発光部ELPの駆動のタイミングチャートを模式的に示す。各トランジスタのオン/オフ状態等を模式的に図29の(A)乃至(F)、及び、図30の(A)乃至(E)に示す。図28に示す[期間−TP(4)0]乃至[期間−TP(4)+5]の各期間は、実施例3において参照した、図23に示す[期間−TP(3B)0]乃至[期間−TP(3B)+5]の各期間に相当する。
図28及び図23から明らかなように、実施例4の動作は、実施例3において電源部100から電圧VCC-Lが印加される期間に対応して第1トランジスタTR1をオン状態とし、電源部100から電圧VCC-Hが印加される期間に対応して第1トランジスタTR1をオフ状態としたものである。上述した点が相違する他、実施例4の動作は実施例3の動作を適宜読み替えたものであるので、説明を省略する。
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した有機EL表示装置、有機EL表示素子、駆動回路を構成する各種の構成要素の構成、構造、発光部の駆動方法における工程は例示であり、適宜、変更することができる。
実施例2においては、例えば、[期間−TP(3)0]において、第2ノードND2には、電源部100から駆動トランジスタTRDを介して電圧VCCが印加され、また、第1トランジスタTR1を介して電圧VSSが印加された状態となる。このため、電源部100から第1トランジスタTR1を介して電流が流れ、消費電力が増加する。これを避けるため、例えば図31に示すように、第3トランジスタTR3を介して電源部100と駆動トランジスタTR1の一方のソース/ドレイン領域とを接続する。第3トランジスタTR3のゲート電極を制御線CLに接続されており、制御線CLの一端は第3トランジスタ制御回路105に接続されている。そして、[期間−TP(3)0]等において第3トランジスタ制御回路105からの信号に基づき、第3トランジスタTR3を適宜オフ状態とするといった構成とすることができる。
また、実施例4においても、上述したと同様の現象が生じ得る。このため、図32に示すように、第3トランジスタTR3を介して電源部100と駆動トランジスタTR1の一方のソース/ドレイン領域とを接続し、第3トランジスタTR3を適宜オフ状態とするといった構成とすることができる。
TRW・・・書込みトランジスタ、TRD・・・駆動トランジスタ、TR1・・・第1トランジスタ、TR2・・・第2トランジスタ、TR3・・・第3トランジスタ、C1・・・容量部、ELP・・・有機エレクトロルミネッセンス発光部、CEL・・・発光部ELPの容量、ND1・・・第1ノード、ND2・・・第2ノード、SCL・・・走査線、DTL・・・データ線、AZ1・・・第1トランジスタ制御線、AZ2・・・第2トランジスタ制御線、CL・・・制御線、PS1・・・給電線、PS2・・・給電線、10・・・有機エレクトロルミネッセンス表示素子、11・・・駆動回路、20・・・支持体、21・・・基板、31・・・ゲート電極、32・・・ゲート絶縁層、33・・・半導体層、34・・・チャネル形成領域、35,35・・・ソース/ドレイン領域、36・・・他方の電極、37・・・一方の電極、38・・・配線、39・・・配線、40・・・層間絶縁層、51・・・アノード電極、52・・・正孔輸送層、発光層及び電子輸送層、53・・・カソード電極、54・・・第2層間絶縁層、55,56・・・コンタクトホール、100・・・電源部、101・・・走査回路、102・・・信号出力回路、103・・・第1トランジスタ制御回路、104・・・第2トランジスタ制御回路、105・・・第3トランジスタ制御回路
Claims (14)
- 書込みトランジスタ、駆動トランジスタ、及び、容量部から構成された駆動回路であって、
駆動トランジスタにおいては、
(A−1)一方のソース/ドレイン領域は、電源部に接続されており、
(A−2)他方のソース/ドレイン領域は、有機エレクトロルミネッセンス発光部に備えられたアノード電極に接続され、且つ、容量部の一方の電極に接続されており、第2ノードを構成し、
(A−3)ゲート電極は、書込みトランジスタの他方のソース/ドレイン領域に接続され、且つ、容量部の他方の電極に接続されており、第1ノードを構成し、
書込みトランジスタにおいては、
(B−1)一方のソース/ドレイン領域は、データ線に接続されており、
(B−2)ゲート電極は、走査線に接続されている、
駆動回路を用いて、
(a)第1ノードと第2ノードとの間の電位差が駆動トランジスタの閾値電圧を越え、且つ、第2ノードと有機エレクトロルミネッセンス発光部に備えられたカソード電極との間の電位差が有機エレクトロルミネッセンス発光部の閾値電圧を越えないように、第1ノードの電位及び第2ノードの電位を初期化する前処理を行い、次いで、
(b)第1ノードの電位を保った状態で、第1ノードの電位から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって第2ノードの電位を変化させる閾値電圧キャンセル処理を行い、その後、
(c)走査線からの信号によりオン状態とされた書込みトランジスタを介して、データ線から映像信号を第1ノードに印加する書込み処理を行い、次いで、
(d)走査線からの信号により書込みトランジスタをオフ状態とすることにより第1ノードを浮遊状態とし、
(e)電源部から駆動トランジスタを介して第1ノードと第2ノードとの間の電位差の値に応じた電流を有機エレクトロルミネッセンス発光部に流すことによって有機エレクトロルミネッセンス発光部を駆動した後、有機エレクトロルミネッセンス発光部のアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する一連の工程を、少なくとも1回行う、
工程を備えた有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法であって、
工程(a)乃至工程(e)までの一連の工程をくり返して行うと共に、工程(e)と次の工程(a)との間に、或る期間に亙って有機エレクトロルミネッセンス発光部のアノード電極とカソード電極との間に順方向電圧を印加する補助駆動工程を備えており、補助駆動工程の終期から次の工程(b)の終期までの期間を1ミリ秒以下とする有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法。 - 補助駆動工程の終期から次の工程(b)の終期までの期間を0.5ミリ秒以下とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法。
- 補助駆動工程は、電源部から駆動トランジスタを介して第1ノードと第2ノードとの間の電位差の値に応じた電流を有機エレクトロルミネッセンス発光部に流すことによって有機エレクトロルミネッセンス発光部を駆動する工程である請求項1又は請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法。
- 前記工程(a)において、走査線からの信号によりオン状態とされた書込みトランジスタを介して、データ線から第1ノード初期化電圧を第1ノードに印加する請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法。
- 前記工程(a)において、駆動トランジスタを介して、電源部から第2ノード初期化電圧を第2ノードに印加する請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法。
- 前記工程(b)において、走査線からの信号によりオン状態とされた書込みトランジスタを介して、データ線から第1ノード初期化電圧を第1ノードに印加した状態を維持し、以て、第1ノードの電位を保った状態とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法。
- 前記工程(b)において、電源部から駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に、第1ノードの電位から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電圧よりも高い電圧を印加し、以て、第1ノードの電位から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって第2ノードの電位を変化させる請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法。
- 前記工程(e)において、駆動トランジスタを介して、電源部から第2ノード初期化電圧を第2ノードに印加し、以て、有機エレクトロルミネッセンス発光部のアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法。
- 駆動回路は、更に、第1トランジスタを備えており、
第1トランジスタにおいては、
(C−1)他方のソース/ドレイン領域は、第2ノードに接続されており、
(C−2)一方のソース/ドレイン領域には、第2ノード初期化電圧が印加され、
(C−3)ゲート電極は、第1トランジスタ制御線に接続されている、
請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法。 - 前記工程(a)において、第1トランジスタ制御線からの信号によりオン状態とされた第1トランジスタを介して、第2ノードに第2ノード初期化電圧を印加する請求項9に記載の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法。
- 前記工程(e)において、第1トランジスタ制御線からの信号によりオン状態とされた第1トランジスタを介して、第2ノードに第2ノード初期化電圧を印加し、以て、有機エレクトロルミネッセンス発光部のアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧を印加する請求項9に記載の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法。
- 駆動回路は、更に、第2トランジスタを備えており、
第2トランジスタにおいては、
(D−1)他方のソース/ドレイン領域は、第1ノードに接続されており、
(D−2)一方のソース/ドレイン領域には、第1ノード初期化電圧が印加され、
(D−3)ゲート電極は、第2トランジスタ制御線に接続されている、
請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法。 - 前記工程(a)において、第2トランジスタ制御線からの信号によりオン状態とされた第2トランジスタを介して、第1ノード初期化電圧を第1ノードに印加する請求項12に記載の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法。
- 前記工程(b)において、第2トランジスタ制御線からの信号によりオン状態とされた第2トランジスタを介して、第1ノード初期化電圧を第1ノードに印加した状態を維持し、以て、第1ノードの電位を保った状態とする請求項12に記載の有機エレクトロルミネッセンス発光部の駆動方法。
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