JP2010281872A - 発光装置及びその駆動制御方法、並びに電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像データに応じた適切な輝度階調で発光素子を発光動作させることができる表示装置及びその駆動制御方法を提供する。
【解決手段】画素PIXは、画素駆動回路DCと、有機EL素子OELと、を備えている。画素駆動回路DCは、少なくとも、選択ラインLsea及びLsebに各々印加される選択信号Vsea、Vsebに基づいて、画素PIXを選択状態に設定し、データラインLdを介して書き込まれる検査用電圧Vmeasに基づいて、データラインLdに流れる電流Imeasを測定することにより、画素PIXに固有のパラメータを取得する。有機EL素子OELは、取得されたパラメータに基づいて補正された階調電圧Vdataに応じた輝度階調で発光動作する。
【選択図】図5
【解決手段】画素PIXは、画素駆動回路DCと、有機EL素子OELと、を備えている。画素駆動回路DCは、少なくとも、選択ラインLsea及びLsebに各々印加される選択信号Vsea、Vsebに基づいて、画素PIXを選択状態に設定し、データラインLdを介して書き込まれる検査用電圧Vmeasに基づいて、データラインLdに流れる電流Imeasを測定することにより、画素PIXに固有のパラメータを取得する。有機EL素子OELは、取得されたパラメータに基づいて補正された階調電圧Vdataに応じた輝度階調で発光動作する。
【選択図】図5
Description
本発明は、発光装置及びその駆動制御方法、並びに電子機器に関し、特に、画像データに応じた電流を供給することにより所定の輝度階調で発光する電流駆動型の発光素子を有する画素を、複数配列した発光パネルを備えた発光装置及びその駆動制御方法、並びにこれを適用した電子機器に関する。
近年、液晶表示装置に続く次世代の表示デバイスとして、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)や発光ダイオード(LED)等のような電流駆動型(又は、電流制御型)の発光素子を、マトリクス状に配列した表示パネルを備えた発光素子型の表示装置(発光素子型ディスプレイ、発光装置)が注目されている。
特に、アクティブマトリックス型の駆動方式を適用した発光素子型ディスプレイにおいては、液晶表示装置に比較して、表示応答速度が速く、視野角依存性も小さいという優れた表示特性を有している。また、液晶表示装置のようにバックライトや導光板を必要としないという装置構成上の特長も有している。そのため、今後様々な電子機器への適用が期待されている。
例えば、特許文献1に記載された有機ELディスプレイ装置は、電圧信号によって電流制御されたアクティブマトリクス駆動表示装置であって、画像データに応じた電圧信号がゲートに印加されて有機EL素子に電流を流す電流制御用薄膜トランジスタと、この電流制御用薄膜トランジスタのゲートに画像データに応じた電圧信号を供給するためのスイッチングを行うスイッチ用薄膜トランジスタと、が画素ごとに設けられている。
このような電圧信号によって階調を制御する有機ELディスプレイ装置においては、電流制御用薄膜トランジスタ等の経時的なしきい値電圧の変化によって、有機EL素子に流れる電流の電流値が変動してしまうという問題を有している。
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み、画像データに応じた適切な輝度階調で発光素子を発光動作させることができる発光装置及びその駆動制御方法並びに電子機器を提供することを目的とする。
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み、画像データに応じた適切な輝度階調で発光素子を発光動作させることができる発光装置及びその駆動制御方法並びに電子機器を提供することを目的とする。
請求項1記載の発明は、画像データに応じて駆動される発光装置であって、複数の画素と、各画素に接続される複数のデータラインと、電源電圧が供給される電源ライン及び共通電極と、を有する発光パネルと、前記発光パネルに接続される駆動回路と、を備え、前記各画素は、電流路の一端が前記電源ラインに接続された駆動トランジスタと、カソード側が前記共通電極に接続されアノード側が前記駆動トランジスタの電流路の他端に接続された発光素子と、一端が前記駆動トランジスタの制御端子に接続され他端が前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続された保持容量と、を有し、前記駆動回路は、前記保持容量の蓄積電荷を放電させた後、前記保持容量に蓄積させた電荷に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路に流れる検査用電流の電流値を前記各データラインを介して測定する電流測定回路と、前記電源ライン及び前記共通電極に前記電源電圧を供給し、前記保持容量に電荷を蓄積し、前記電流測定回路により前記電流の電流値を測定する期間において、前記電源ライン及び前記共通電極の電位を、前記発光素子に電流が流れない状態となる第1及び第2の電位に設定する電源駆動回路と、を有することを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の発光装置において、前記駆動回路は、前記各データラインの一端を一定電位に設定し、前記駆動トランジスタの前記制御端子と前記電流路の他端とを前記データラインに電気的に接続して、前記保持容量の両端を同電位に設定することによって前記蓄積電荷を放電させることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の発光装置において、前記駆動回路は、前記各データラインを介して前記保持容量の前記一端に検査用電圧を供給して、該保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積させる電圧印加回路を有し、前記電流測定回路は、前記保持容量に蓄積された前記検査用電圧に応じた電荷に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路に流れる前記検査用電流の電流値を測定することを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項3に記載の発光装置において、前記検査用電圧は、互いに異なる電圧値を有する第1の検査用電圧と第2の検査用電圧とを有し、前記電流測定回路は、前記検査用電流の電流値として、前記第1の検査用電圧に対応する第1の電流値と前記第2の検査用電圧に対応する第2の電流値とを測定し、前記駆動回路は、前記第1及び第2の検査用電圧と前記第1及び第2の電流値に基づいて、前記駆動トランジスタの閾値電圧及び電流増幅率を含む特性パラメータを取得する演算回路を有することを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項4に記載の発光装置において、前記駆動回路は、画像データに応じた階調電圧を前記特性パラメータに基づいて補正した駆動電圧を前記各データラインを介して前記駆動トランジスタの前記制御端子に印加して前記保持容量に該駆動電圧に応じた電荷を蓄積させ、前記保持容量に蓄積された電荷に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路に流れる駆動電流を前記発光素子に供給する駆動電圧印加回路を有し、前記電源駆動回路は、前記駆動電流を前記発光素子に供給する期間において、前記電源ライン及び前記共通電極の電位を、前記発光素子に電流が流れる状態となる、第3及び第4の電位に設定することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項3乃至5の何れかに記載の発光装置において、前記電流測定回路は、前記各データラインを介して前記保持容量の一端に前記検査用電圧が印加されて、前記保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷が蓄積された後に、前記検査用電流の電流値を測定することを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項6記載の発光装置において、前記発光パネルは第1の選択ラインと第2の選択ラインとを有し、前記各画素は、前記第1の選択ラインに印加される第1の選択信号に応じて前記駆動トランジスタの制御端子と前記各データラインとを接続する第1の選択トランジスタと、前記第2の選択ラインに印加される第2の選択信号に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路の他端と前記各データラインとを接続する第2の選択トランジスタと、を有し、前記駆動回路は、前記各データラインの一端を一定電位に設定し、前記第1の選択ラインに第1の選択信号を印加して、前記第1の選択トランジスタを介して前記各データラインと前記駆動トランジスタの制御端子とを接続し、前記第2の選択ラインに前記第2の選択信号を印加して、前記第2の選択トランジスタを介して前記各データラインと前記駆動トランジスタの前記電流路の他端とを接続して、前記保持容量の両端を同電位に設定して前記蓄積電荷の放電を行なわせ、前記電圧印加回路により前記各データラインの一端に前記検査用電圧を印加し、前記第1の選択ラインに前記第1の選択信号を印加して、前記第1の選択トランジスタを介して前記各データラインと前記駆動トランジスタの制御端子とを接続して、前記各データラインを介して前記保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積させ、前記保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積させた後に、前記第2の選択ラインに前記第2の選択信号を印加して、前記各データラインを介して前記電流測定回路と前記駆動トランジスタの前記電流路の他端とを接続して、前記電流測定回路により前記検査用電流の測定を行うことを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項3乃至5の何れかに記載の発光装置において、前記電流測定回路は、前記各データラインを介した前記保持容量の一端への前記検査用電圧の印加と並行して、前記検査用電流の電流値を測定することを特徴とする。
請求項9記載の発明は、請求項8記載の発光装置において、前記発光パネルは第1の選択ラインと第2の選択ラインとを有し、前記複数のデータラインは前記複数の画素における第1の画素に接続される第1のデータラインと前記第1の画素と該第1の画素に隣接する第2の画素とに接続される第2のデータラインとを有し、前記第1の画素は、前記第1の選択ラインに印加される第1の選択信号に応じて前記駆動トランジスタの制御端子と前記第1のデータラインとを接続する第1の選択トランジスタと、前記第2の選択ラインに印加される第2の選択信号に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路の他端と前記第2のデータラインとを接続する第2の選択トランジスタと、を有し、前記駆動回路は、前記第1及び第2のデータラインの一端を一定電位に設定し、前記第1の選択ラインに第1の選択信号を印加して、前記第1の選択トランジスタを介して前記第1のデータラインと前記駆動トランジスタの制御端子とを接続し、前記第2の選択ラインに前記第2の選択信号を印加して、前記第2の選択トランジスタを介して前記第2のデータラインと前記駆動トランジスタの前記電流路の他端とを接続して、前記保持容量の両端を同電位に設定して前記蓄積電荷の放電を行なわせ、前記電圧印加回路により前記第1のデータラインの一端に前記検査用電圧を印加し、前記第1の選択ラインに前記第1の選択信号を印加して、前記第1の選択トランジスタを介して前記第1のデータラインと前記駆動トランジスタの制御端子とを接続して、前記第1のデータラインを介して前記保持容量へ前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積させるとともに、前記第2の選択ラインに前記第2の選択信号を印加して、前記第2のデータラインを介して前記電流測定回路と前記駆動トランジスタの前記電流路の他端とを接続して、前記電流測定回路により前記検査用電流の測定を行うことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の発光装置において、前記駆動回路は、前記各データラインを介して前記保持容量の前記一端に検査用電圧を供給して、該保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積させる電圧印加回路を有し、前記電流測定回路は、前記保持容量に蓄積された前記検査用電圧に応じた電荷に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路に流れる前記検査用電流の電流値を測定することを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項3に記載の発光装置において、前記検査用電圧は、互いに異なる電圧値を有する第1の検査用電圧と第2の検査用電圧とを有し、前記電流測定回路は、前記検査用電流の電流値として、前記第1の検査用電圧に対応する第1の電流値と前記第2の検査用電圧に対応する第2の電流値とを測定し、前記駆動回路は、前記第1及び第2の検査用電圧と前記第1及び第2の電流値に基づいて、前記駆動トランジスタの閾値電圧及び電流増幅率を含む特性パラメータを取得する演算回路を有することを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項4に記載の発光装置において、前記駆動回路は、画像データに応じた階調電圧を前記特性パラメータに基づいて補正した駆動電圧を前記各データラインを介して前記駆動トランジスタの前記制御端子に印加して前記保持容量に該駆動電圧に応じた電荷を蓄積させ、前記保持容量に蓄積された電荷に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路に流れる駆動電流を前記発光素子に供給する駆動電圧印加回路を有し、前記電源駆動回路は、前記駆動電流を前記発光素子に供給する期間において、前記電源ライン及び前記共通電極の電位を、前記発光素子に電流が流れる状態となる、第3及び第4の電位に設定することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項3乃至5の何れかに記載の発光装置において、前記電流測定回路は、前記各データラインを介して前記保持容量の一端に前記検査用電圧が印加されて、前記保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷が蓄積された後に、前記検査用電流の電流値を測定することを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項6記載の発光装置において、前記発光パネルは第1の選択ラインと第2の選択ラインとを有し、前記各画素は、前記第1の選択ラインに印加される第1の選択信号に応じて前記駆動トランジスタの制御端子と前記各データラインとを接続する第1の選択トランジスタと、前記第2の選択ラインに印加される第2の選択信号に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路の他端と前記各データラインとを接続する第2の選択トランジスタと、を有し、前記駆動回路は、前記各データラインの一端を一定電位に設定し、前記第1の選択ラインに第1の選択信号を印加して、前記第1の選択トランジスタを介して前記各データラインと前記駆動トランジスタの制御端子とを接続し、前記第2の選択ラインに前記第2の選択信号を印加して、前記第2の選択トランジスタを介して前記各データラインと前記駆動トランジスタの前記電流路の他端とを接続して、前記保持容量の両端を同電位に設定して前記蓄積電荷の放電を行なわせ、前記電圧印加回路により前記各データラインの一端に前記検査用電圧を印加し、前記第1の選択ラインに前記第1の選択信号を印加して、前記第1の選択トランジスタを介して前記各データラインと前記駆動トランジスタの制御端子とを接続して、前記各データラインを介して前記保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積させ、前記保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積させた後に、前記第2の選択ラインに前記第2の選択信号を印加して、前記各データラインを介して前記電流測定回路と前記駆動トランジスタの前記電流路の他端とを接続して、前記電流測定回路により前記検査用電流の測定を行うことを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項3乃至5の何れかに記載の発光装置において、前記電流測定回路は、前記各データラインを介した前記保持容量の一端への前記検査用電圧の印加と並行して、前記検査用電流の電流値を測定することを特徴とする。
請求項9記載の発明は、請求項8記載の発光装置において、前記発光パネルは第1の選択ラインと第2の選択ラインとを有し、前記複数のデータラインは前記複数の画素における第1の画素に接続される第1のデータラインと前記第1の画素と該第1の画素に隣接する第2の画素とに接続される第2のデータラインとを有し、前記第1の画素は、前記第1の選択ラインに印加される第1の選択信号に応じて前記駆動トランジスタの制御端子と前記第1のデータラインとを接続する第1の選択トランジスタと、前記第2の選択ラインに印加される第2の選択信号に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路の他端と前記第2のデータラインとを接続する第2の選択トランジスタと、を有し、前記駆動回路は、前記第1及び第2のデータラインの一端を一定電位に設定し、前記第1の選択ラインに第1の選択信号を印加して、前記第1の選択トランジスタを介して前記第1のデータラインと前記駆動トランジスタの制御端子とを接続し、前記第2の選択ラインに前記第2の選択信号を印加して、前記第2の選択トランジスタを介して前記第2のデータラインと前記駆動トランジスタの前記電流路の他端とを接続して、前記保持容量の両端を同電位に設定して前記蓄積電荷の放電を行なわせ、前記電圧印加回路により前記第1のデータラインの一端に前記検査用電圧を印加し、前記第1の選択ラインに前記第1の選択信号を印加して、前記第1の選択トランジスタを介して前記第1のデータラインと前記駆動トランジスタの制御端子とを接続して、前記第1のデータラインを介して前記保持容量へ前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積させるとともに、前記第2の選択ラインに前記第2の選択信号を印加して、前記第2のデータラインを介して前記電流測定回路と前記駆動トランジスタの前記電流路の他端とを接続して、前記電流測定回路により前記検査用電流の測定を行うことを特徴とする。
請求項10記載の発明に係る電子機器は、請求項1乃至9の何れかに記載の発光装置が実装されてなることを特徴とする。
請求項11記載の発明は、画像データに応じて駆動される発光装置の駆動制御方法であって、前記発光装置は、電源電圧が供給される電源ライン及び共通電極と、電流路の一端が前記電源ラインに接続された駆動トランジスタと、カソード側が前記共通電極に接続されアノード側が前記駆動トランジスタの電流路の他端に接続された発光素子と、一端が前記駆動トランジスタの制御端子に接続され他端が前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続された保持容量と、を有する複数の画素と、前記各画素に接続される複数のデータラインと、を有し、前記各画素の前記保持容量の蓄積電荷を放電させる初期化ステップと、前記初期化ステップの後、前記保持容量に蓄積させた電荷に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路に流れる検査用電流の電流値を前記各データラインを介して測定する電流測定ステップと、前記保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積する期間及び前記電流測定回路により前記電流の電流値を測定する期間に、前記電源ライン及び前記共通電極の電位を、前記発光素子に電流が流れない状態となる第1及び第2の電位に設定する第1電源電圧設定ステップと、を含むことを特徴とする。
請求項12記載の発明は、請求項11記載の発光装置の駆動制御方法において、前記初期化ステップは、前記各データラインの一端を一定電位に設定する電位設定ステップと、前記駆動トランジスタの制御端子と前記電流路の他端とを前記データラインに電気的に接続して、前記保持容量の両端を同電位に設定する同電位設定ステップと、を含むことを特徴とする。
請求項13記載の発明は、請求項11又は12に記載の発光装置の駆動制御方法において、前記電流測定ステップは、前記各データラインを介して前記保持容量の前記一端に検査用電圧を供給して、該保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積させる検査用電圧書込ステップを含むことを特徴とする。
請求項14記載の発明は、請求項13に記載の発光装置の駆動制御方法において、前記検査用電圧書込ステップは、前記各データラインを介して前記検査用電圧として第1の検査用電圧を前記保持容量の前記一端に供給する第1検査用電圧書込ステップと、前記検査用電圧として前記第1検査用電圧と異なる電圧値の第2の検査用電圧を前記保持容量の前記一端に供給する第2検査用電圧書込ステップと、を含み、前記電流測定ステップは、前記電流測定回路は、前記検査用電流の電流値として、前記第1の検査用電圧に対応する第1の電流値を測定する第1電流測定ステップと、前記第2の検査用電圧に対応する第2の電流値を測定する第2電流測定ステップと、を含み、前記第1及び第2の検査用電圧と前記第1及び第2の電流値に基づいて、前記駆動トランジスタの閾値電圧及び電流増幅率を含む特性パラメータを取得する特性パラメータ取得ステップを含むことを特徴とする。
請求項15記載の発明は、請求項14記載の発光装置の駆動制御方法において、画像データに応じた階調電圧を前記特性パラメータに基づいて補正した駆動電圧を前記各データラインを介して前記駆動トランジスタの前記制御端子に印加して前記保持容量に該駆動電圧に応じた電荷を蓄積させる駆動電圧印加ステップと、前記保持容量に蓄積された電荷に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路に流れる駆動電流を前記発光素子に供給する発光動作ステップと、前記駆動電流を前記発光素子に供給する期間において、前記電源ライン及び前記共通電極の電位を、前記発光素子に電流が流れる状態となる、第3及び第4の電位に設定する第2電源電圧設定ステップと、を含むことを特徴とする。
請求項16記載の発明は、請求項13乃至15の何れかに記載の発光装置の駆動制御方法において、前記電流測定ステップは、前記検査用電圧書込ステップによって前記保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷が蓄積された後に実行されることを特徴とする。
請求項17記載の発明は、請求項13乃至15の何れかに記載の発光装置の駆動制御方法において、前記検査用電圧書込ステップによる前記保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積する動作と、前記電流測定ステップによる前記検査用電流の電流値を測定する動作とは並行して実行されることを特徴とする。
請求項13記載の発明は、請求項11又は12に記載の発光装置の駆動制御方法において、前記電流測定ステップは、前記各データラインを介して前記保持容量の前記一端に検査用電圧を供給して、該保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積させる検査用電圧書込ステップを含むことを特徴とする。
請求項14記載の発明は、請求項13に記載の発光装置の駆動制御方法において、前記検査用電圧書込ステップは、前記各データラインを介して前記検査用電圧として第1の検査用電圧を前記保持容量の前記一端に供給する第1検査用電圧書込ステップと、前記検査用電圧として前記第1検査用電圧と異なる電圧値の第2の検査用電圧を前記保持容量の前記一端に供給する第2検査用電圧書込ステップと、を含み、前記電流測定ステップは、前記電流測定回路は、前記検査用電流の電流値として、前記第1の検査用電圧に対応する第1の電流値を測定する第1電流測定ステップと、前記第2の検査用電圧に対応する第2の電流値を測定する第2電流測定ステップと、を含み、前記第1及び第2の検査用電圧と前記第1及び第2の電流値に基づいて、前記駆動トランジスタの閾値電圧及び電流増幅率を含む特性パラメータを取得する特性パラメータ取得ステップを含むことを特徴とする。
請求項15記載の発明は、請求項14記載の発光装置の駆動制御方法において、画像データに応じた階調電圧を前記特性パラメータに基づいて補正した駆動電圧を前記各データラインを介して前記駆動トランジスタの前記制御端子に印加して前記保持容量に該駆動電圧に応じた電荷を蓄積させる駆動電圧印加ステップと、前記保持容量に蓄積された電荷に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路に流れる駆動電流を前記発光素子に供給する発光動作ステップと、前記駆動電流を前記発光素子に供給する期間において、前記電源ライン及び前記共通電極の電位を、前記発光素子に電流が流れる状態となる、第3及び第4の電位に設定する第2電源電圧設定ステップと、を含むことを特徴とする。
請求項16記載の発明は、請求項13乃至15の何れかに記載の発光装置の駆動制御方法において、前記電流測定ステップは、前記検査用電圧書込ステップによって前記保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷が蓄積された後に実行されることを特徴とする。
請求項17記載の発明は、請求項13乃至15の何れかに記載の発光装置の駆動制御方法において、前記検査用電圧書込ステップによる前記保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積する動作と、前記電流測定ステップによる前記検査用電流の電流値を測定する動作とは並行して実行されることを特徴とする。
本発明に係る発光装置及びその駆動制御方法によれば、画像データに応じた適切な輝度階調で発光素子を発光動作することができ、良好かつ均質な画質を有する電子機器を実現することができる。
以下、本発明に係る発光装置及びその駆動制御方法について、実施形態を示して詳しく説明する。なお、本実施形態では、発光装置を表示装置として説明する。
<第1の実施形態>
(表示装置)
まず、本発明に係る表示装置の概略構成について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る表示装置の全体構成の一例を示す概略ブロック図であり、図2は、第1の実施形態に係る表示装置に適用される表示パネル及びその周辺回路(駆動回路)の一例を示す要部構成図である。
<第1の実施形態>
(表示装置)
まず、本発明に係る表示装置の概略構成について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る表示装置の全体構成の一例を示す概略ブロック図であり、図2は、第1の実施形態に係る表示装置に適用される表示パネル及びその周辺回路(駆動回路)の一例を示す要部構成図である。
図1に示すように、本実施形態に係る表示装置(発光装置)100は、概略、表示パネル(発光パネル)110と、選択ドライバ(選択駆動回路)120と、電源ドライバ(電源駆動回路)130と、データドライバ(データ駆動回路)140と、システムコントローラ(制御回路)150と、表示信号生成回路160と、を備えて構成されている。ここで、選択ドライバ120、電源ドライバ130、データドライバ140、システムコントローラ150と、表示信号生成回路160は、本発明における駆動回路をなす。
表示パネル110は、図2に示すように、行方向(図面左右方向)及び列方向(図面上下方向)に2次元配列(例えばn/2行×m列;nは偶数となる正の整数、mは正の整数)された複数の画素PIXと、行方向に配列された画素PIXに接続するように配設された複数の選択ラインLs1〜Lsnと、全画素PIXに共通に接続するように配設された電源ラインLaと、全画素PIXに共通に設けられた共通電極Ecと、列方向に配列された画素PIXに接続するように配設された複数のデータラインLdと、を有している。ここで、各行の画素PIXには、各々、一対の選択ライン(第1及び第2の選択ライン)Ls1及びLs2、Ls3及びLs4、・・・Lsn-1及びLsnが接続されている。また、画素PIXは、後述するように、画素駆動回路と、発光素子と、を有している。
選択ドライバ120は、上記の表示パネル110に配設された各選択ラインLs1〜Lsnに接続され、各行の一対の選択ラインLs1及びLs2、Ls3及びLs4、・・・Lsn-1及びLsnごとに、所定のタイミングで所定の電圧レベルの選択信号Vse1及びVse2、Vse3及びVse4、・・・Vsen-1及びVsenを順次印加する。
ここで、選択ドライバ120は、例えば図2に示すように、シフトレジスタ回路121と、出力回路122と、を備えている。シフトレジスタ回路121は、後述するシステムコントローラ150から供給される選択制御信号(例えば走査クロック信号及び走査スタート信号)に基づいて、各行の選択ラインLs1〜Lsnに対応するシフト信号を順次出力する。出力回路122は、上記シフトレジスタ回路121から出力されるシフト信号を所定の信号レベル(選択レベル;例えばハイレベル)に変換し、システムコントローラ150から供給される選択制御信号(例えば出力制御信号)に基づいて、各選択ラインLs1〜Lsnに選択信号Vse1〜Vsenとして出力する。
電源ドライバ130は、表示パネル110に共通に接続された各電源ラインLa及び共通電極Ecに接続され、各電源ラインLa及び共通電極Ecに所定のタイミングで所定の電源電圧Vsa、Vcを印加する。
ここで、電源ドライバ130は、例えば図2に示すように、システムコントローラ150から供給される電源制御信号(例えば出力制御信号)に基づいて、上記の選択信号の印加タイミングに同期して、各電源ラインLa及び共通電極Ecに所定の信号レベルの電源電圧Vsa、Vcを個別に供給する電源回路131、132を備えている。
データドライバ140は、表示パネル110の各データラインLdに接続され、少なくとも表示動作時に、画像データに応じた階調信号(階調電圧Vdata)を生成して、各データラインLdを介して画素PIXへ供給する。また、後述する補正パラメータ取得動作時に、特定の電圧値の検査用電圧Vmeasを、各データラインLdを介して画素PIXへ供給し、検査用電圧Vmeasに対応して画素PIXに流れる電流Imeasの電流値を測定値として出力する。
図3は、本実施形態に係る表示装置に適用可能なデータドライバの一例を示す概略ブロック図である。また、図4は、図3に示したデータドライバの出力回路の一例を示す概略回路構成図である。ここで、図4おいては、D/Aコンバータ144と出力回路145のみを示して、データドライバ140の図示を簡略化する。
データドライバ140は、例えば図3に示すように、シフトレジスタ回路141と、データレジスタ回路142と、データラッチ回路143と、D/Aコンバータ144と、出力回路145と、を備えている。
シフトレジスタ回路141は、システムコントローラ150から供給されるデータ制御信号(シフトクロック信号CLK、サンプリングスタート信号STR)に基づいて、順次シフト信号を出力する。データレジスタ回路142は、該シフト信号の入力タイミングに基づいて、表示信号生成回路160から供給される1行分の画像データD0〜Dmを順次取り込む。データラッチ回路143は、データ制御信号(データラッチ信号STB)に基づいて、データレジスタ回路142に取り込まれた1行分の画像データD0〜Dmを保持する。D/Aコンバータ144は、図示を省略した電源供給手段から供給される階調基準電圧V0〜VPに基づいて、上記保持された画像データD0〜Dmを、所定のアナログ信号電圧Vpixに変換する。出力回路145は、アナログ信号電圧に変換された画像データを所定の信号レベルの階調電圧Vdataに変換して、システムコントローラ150から供給されるデータ制御信号(出力切換・イネ−ブル信号OE)に基づいて、当該画像データに対応する各列のデータラインLdに一斉に出力する。
特に、本実施形態に適用されるデータドライバ140においては、図4に示すように、出力回路145に、各列のデータラインLdに接続された切換スイッチ(接続切換回路)145aと、D/Aコンバータ144の出力に対するバッファ回路として動作するフォロワアンプ145bと、電流計(電流測定回路)145cと、を有している。
切換スイッチ145aは、システムコントローラ150から供給されるデータ制御信号に基づいて、データラインLdを接点Na、Nb、Ncのいずれかに選択的に接続する。接点Naは、フォロワアンプ145bを介してD/Aコンバータ144に接続され、D/Aコンバータ144から出力される画像データに応じたアナログ信号電圧Vpixが階調電圧Vdataとして印加される。接点Nbは、接地電位(GND)に接続されている。接点Ncは、電流計145cを介して接地電位に接続されている。
これにより、切換スイッチ145aは、表示パネル110に配列された画素PIXを初期化、又は、リセットする際には、接点Nbに接続して、データラインLdを接地電位GNDに設定する。また、各画素PIXに画像データを書込む際には、接点Naに接続して、データラインLdに画像データに応じた階調電圧Vdataが印加されるように設定する。また、各画素PIXに固有の補正パラメータを取得する際には、接点Ncに接続して、データラインLdに流れる電流Imeasの電流値が電流計145cにより測定されて、出力されるように設定する。
ここで、詳しくは後述するが、補正パラメータ取得動作時には、上記のデータラインLdに流れる電流の電流値を電流計145cにより測定する動作に先立って、データラインLdに特定の電圧値の検査用電圧Vmeasを印加する動作を実行する。この検査用電圧Vmeasは、上記のデータドライバ140の構成において、画像データに替えて補正パラメータ取得用データを、データレジスタ回路142を介してD/Aコンバータ(電圧生成回路)144に供給することにより生成され、出力回路145から所定のタイミングで各データラインLdに供給される。
なお、検査用電圧Vmeasを生成、供給する手法は、上記の手法のほか、出力回路145又はデータドライバ140の外部に図示を省略した定電圧源(電圧生成回路)を備え、補正パラメータ取得動作時の所定のタイミングで、当該定電圧源から特定の電圧値の検査用電圧Vmeasを各データラインLdに供給するように切り換え制御するものであってもよい。
システムコントローラ150は、後述する表示信号生成回路160から供給されるタイミング信号に基づいて、少なくとも上記選択ドライバ120及び電源ドライバ130、データドライバ140の動作状態を制御して、表示パネル110における所定の駆動制御動作を実行するための選択制御信号及び電源制御信号、データ制御信号を生成して出力する。
特に、本実施形態においては、システムコントローラ150は、選択ドライバ120及び電源ドライバ130、データドライバ140の各々に対して、選択制御信号及び電源制御信号、データ制御信号を出力することにより、各ドライバを所定のタイミングで動作させて、所定の電圧レベルの選択信号Vse1〜Vsen及び電源電圧Vsa、Vc、並びに、補正パラメータ取得用の検査用電圧Vmeas、画像データに応じた階調電圧Vdataを生成して出力させる。これにより、システムコントローラ150は、各画素PIXにおける駆動制御動作(後述する補正パラメータ取得動作、及び、表示動作)を連続的に実行させて、映像信号に基づく所定の画像情報を表示パネル110に表示させる制御を行う。
表示信号生成回路160は、例えば、表示装置100の外部から供給される映像信号に基づいて、画像データ(輝度階調データ)を生成してデータドライバ140に供給するとともに、該画像データに基づいて表示パネル110に所定の画像情報を表示するためのタイミング信号(システムクロック等)を抽出、又は、生成してシステムコントローラ150に供給する。
表示信号生成回路160は、具体的には、映像信号から輝度階調信号成分を抽出し、表示パネル110の1行分ごとに、該輝度階調信号成分をデジタル信号からなる画像データ(輝度階調データ)としてデータドライバ140のデータレジスタ回路142に供給する。ここで、上記映像信号が、テレビ放送信号(コンポジット映像信号)のように、画像情報の表示タイミングを規定するタイミング信号成分を含む場合には、表示信号生成回路160は、上記輝度階調信号成分を抽出する機能のほか、タイミング信号成分を抽出してシステムコントローラ150に供給する機能を有するものであってもよい。この場合においては、上記システムコントローラ150は、表示信号生成回路160から供給されるタイミング信号に基づいて、選択ドライバ120や電源ドライバ130、データドライバ140に対して個別に供給する各制御信号を生成する。
(画素)
次に、本実施形態に係る表示パネルに配列される画素について具体的に説明する。
図5は、本実施形態に係る表示パネルに適用される画素(画素駆動回路及び発光素子)の一実施形態を示す回路構成図である。
次に、本実施形態に係る表示パネルに配列される画素について具体的に説明する。
図5は、本実施形態に係る表示パネルに適用される画素(画素駆動回路及び発光素子)の一実施形態を示す回路構成図である。
本実施形態に係る表示パネル110に配列される画素PIXは、図5に示すように、画素駆動回路DCと、有機EL素子(電流駆動型の発光素子)OELと、を備えた構成を有している。画素駆動回路DCは、少なくとも、選択ドライバ120から選択ラインLsea(Ls1、Ls3、・・・Lsn-1)を介して印加される選択信号Vsea(Vse1、Vse3、・・・Vsen-1)、及び、選択ラインLseb(Ls2、Ls4、・・・Lsn)を介して印加される選択信号Vseb(Vse2、Vse4、・・・Vsen)に基づいて、画素PIXを選択状態に設定し、データドライバ140からデータラインLdを介して供給される階調電圧Vdataに応じた発光駆動電流を生成する。有機EL素子OELは、上記画素駆動回路DCにおいて生成される発光駆動電流に基づいて、所定の輝度階調で発光動作する。
図5に示す画素駆動回路DCは、具体的には、トランジスタTr11〜Tr13と、キャパシタCsとを備えている。トランジスタTr11〜Tr13はゲート端子、ドレイン端子及びソース端子を有し、ドレイン端子とソース端子間に形成される電流路を有するものである。トランジスタ(第1の選択トランジスタ)Tr11は、ゲート端子が選択ラインLsea(Ls1、Ls3、・・・Lsn-1;第1の選択ライン)に接続され、また、ドレイン端子がデータラインLdに接続され、また、ソース端子が接点N11に接続されている。トランジスタ(第2の選択トランジスタ)Tr12は、ゲート端子が選択ラインLseb(Ls2、Ls4、・・・Lsn;第2の選択ライン)に接続され、また、ドレイン端子がデータラインLdに接続され、また、ソース端子が接点N12に接続されている。トランジスタ(駆動トランジスタ)Tr13は、ゲート端子が接点N11に接続され、ドレイン端子が電源ラインLaに接続され、ソース端子が接点N12に接続されている。また、キャパシタ(保持容量)Csは、トランジスタTr13のゲート端子(接点N11)及びソース端子(接点N12)間に接続されている。
すなわち、本実施形態においては、1個の画素PIXに対して、一対(2本)の選択ラインLsea及びLsebが接続されている。有機EL素子OELは、アノード(アノード電極)が上記画素駆動回路DCの接点N12に接続され、カソード(カソード電極)が共通電極Ecに接続されている。
なお、図5に示した画素PIXにおいて、トランジスタTr11〜Tr13については、特に限定するものではないが、例えば全て同一のチャネル型を有する周知の薄膜トランジスタ(TFT)を適用することができる。トランジスタTr11〜Tr13は、アモルファスシリコン薄膜トランジスタであっても、ポリシリコン薄膜トランジスタであってもよい。なお、図5においては、トランジスタTr11〜Tr13がnチャネル型の薄膜トランジスタからなる場合を示す。
特に、トランジスタTr11〜Tr13をnチャネル型アモルファスシリコン薄膜トランジスタにより構成した場合、すでに確立されたアモルファスシリコン製造技術を適用して、多結晶型や単結晶型の薄膜トランジスタに比較して、簡易な製造プロセスで動作特性(電子移動度等)が均一で安定したトランジスタを実現することができる。また、キャパシタCsは、トランジスタTr13のゲート・ドレイン間に形成される寄生容量であってもよいし、当該寄生容量に加えて別個の容量素子を並列に接続したものであってもよい。
また、上述した画素PIXにおいては、画素駆動回路DCとして3個のトランジスタTr11〜Tr13を備えた回路構成を示したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、3個以上のトランジスタを備えた他の回路構成を有するものであってもよい。また、画素駆動回路DCにより発光駆動される発光素子として有機EL素子OELを適用した回路構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電流制御型の発光素子であれば、例えば、発光ダイオード等の他の発光素子であってもよい。
(表示装置の駆動制御方法)
次に、本実施形態に係る表示装置における駆動制御方法について説明する。
本実施形態に係る表示装置100の駆動制御動作は、補正パラメータ取得動作と、表示動作と、を有している。
次に、本実施形態に係る表示装置における駆動制御方法について説明する。
本実施形態に係る表示装置100の駆動制御動作は、補正パラメータ取得動作と、表示動作と、を有している。
補正パラメータ取得動作においては、表示パネル110に配列された各画素PIXにおける発光特性の変動を補償するためのパラメータを取得する。より具体的には、各画素PIXの画素駆動回路DCに設けられた発光駆動用のトランジスタTr13のしきい値電圧Vthの経時的な変化に対応する電流値(電流Imeas)を測定して、補正パラメータとして取得する動作を実行する。
表示動作においては、画像データに応じて生成した電圧値を、上述した補正パラメータ取得動作において画素PIXごとに取得した補正パラメータに基づいて補正して、階調電圧Vdataとして各画素PIXに書き込む。これにより、各画素PIXにおける発光特性の変動(トランジスタTr13のしきい値電圧Vthの変化)を補償した電流値の発光駆動電流を有機EL素子OELに供給して、画像データに応じた輝度階調で発光させる。
以下、各動作について具体的に説明する。
(補正パラメータ取得動作)
図6は、本実施形態に係る表示装置における補正パラメータ取得動作を示すタイミングチャートである。図7は、本実施形態に係る表示装置における初期化動作を示す動作概念図であり、図8は、本実施形態に係る表示装置における電圧書込動作を示す動作概念図であり、図9は、本実施形態に係る表示装置における電流測定動作を示す動作概念図である。ここで、図7〜図9おいては、データドライバ140の構成として、図示の都合上、D/Aコンバータ144と出力回路145のみを示す。
(補正パラメータ取得動作)
図6は、本実施形態に係る表示装置における補正パラメータ取得動作を示すタイミングチャートである。図7は、本実施形態に係る表示装置における初期化動作を示す動作概念図であり、図8は、本実施形態に係る表示装置における電圧書込動作を示す動作概念図であり、図9は、本実施形態に係る表示装置における電流測定動作を示す動作概念図である。ここで、図7〜図9おいては、データドライバ140の構成として、図示の都合上、D/Aコンバータ144と出力回路145のみを示す。
本実施形態に係る補正パラメータ取得動作においては、図6(a)に示すように、所定の補正パラメータ取得期間Tcrpに、画素PIXを初期化する初期化期間Tiniと、補正パラメータ取得用の検査用電圧Vmeasを書き込む電圧書込期間Twvmと、画素PIXに流れる電流Imeasを測定する電流測定期間Trimと、を含むように設定されている。
まず、初期化期間Tiniにおいては、図6(a)、図7(a)に示すように、画素PIXに接続された選択ラインLsea及びLsebに対して、選択ドライバ120から各々ハイレベル(選択レベル)の選択信号Vsea及びVsebを印加し、また、電源ラインLa及び共通電極Ecに対して、電源ドライバ130から各々ローレベル(接地電位GND)の電源電圧Vsa及びVcを印加する。また、このタイミングに同期して、図6(a)、図7(a)に示すように、データドライバ140の出力回路145に設けられた切換スイッチ145aを接点Nbに切換接続することにより、データラインLdに対して接地電位GND(初期化電圧)を印加する。
これにより、図7(a)、(b)に示すように、画素PIXの画素駆動回路DCに設けられたトランジスタTr11、Tr12がオン動作して、トランジスタTr13のゲート端子(接点N11)及びソース端子(接点N12;有機EL素子OELのアノード)が接地電位GNDに設定されるとともに、トランジスタTr13のドレイン端子及び有機EL素子OELのカソードも接地電位GNDに設定される。
したがって、トランジスタTr13のゲート・ソース間に接続されたキャパシタCsに蓄積された電荷が放電されて画素PIXが初期化される。なお、このとき、トランジスタTr13はオフ状態となり、また、有機EL素子OELには電流が流れないため発光動作しない。
次いで、電圧書込期間Twvmにおいては、図6(a)、図8(a)に示すように、電源ラインLaにローレベル(接地電位GND)の電源電圧Vsaを印加するとともに、共通電極Ecにハイレベルの電源電圧Vcを印加した状態で、選択ラインLseaにハイレベル(選択レベル)の選択信号Vseaを印加するとともに、選択ラインLsebにローレベル(非選択レベル)の選択信号Vsebを印加する。また、このタイミングに同期して、図6(a)、図8(a)に示すように、データドライバ140の切換スイッチ145aを接点Naに切換接続することにより、データラインLdに対して補正パラメータ取得用の特定の電圧値の検査用電圧Vmeasを印加する。ここで、検査用電圧Vmeasは、図3に示したデータドライバ140において、画像データD0〜Dmに替えて、所定の補正パラメータ取得用データをデータレジスタ回路142に供給することにより、D/Aコンバータ144を介して生成される。また、この検査用電圧Vmeasの電圧値はトランジスタTr13の閾値電圧より大きい値に設定される。
これにより、図8(a)、(b)に示すように、画素PIXの画素駆動回路DCに設けられたトランジスタTr11がオン動作して、トランジスタTr13のゲート端子(接点N11)に検査用電圧Vmeasが印加される。また、トランジスタTr12がオフ動作して、トランジスタTr13のソース端子(接点N12)に印加された接地電位GNDが保持される。また、トランジスタTr13のドレイン端子は接地電位GNDに設定され、また、有機EL素子OELのカソードにはハイレベルの電源電圧Vcが印加される。
したがって、トランジスタTr13のゲート・ソース間に接続されたキャパシタCsに検査用電圧Vmeasに応じた電荷が蓄積されて画素PIXに検査用電圧Vmeasが書き込まれる。ここで、検査用電圧Vmeasは、トランジスタTr11のオン抵抗や、配線抵抗を経由してトランジスタTr13のゲート端子(接点N11)に印加されるが、書き込む先が容量(キャパシタCs)であるので、トランジスタTr11のドレイン・ソース間や配線抵抗に電流は殆ど流れないため、これらによる電圧降下は殆ど無く、時定数のバラツキはあるものの、その書込み精度は十分高いものとなる。すなわち、トランジスタTr13のゲート・ソース間電圧Vgsは、キャパシタCsに充電された検査用電圧Vmeasと略同等になる。なお、このとき、トランジスタTr13はオン動作するが、ドレイン・ソース間に電位差が生じていないため電流は流れず、また、有機EL素子OELにも電流が流れないため発光動作しない。なお、上記構成においては、共通電極Ecにハイレベルの電源電圧Vcを印加するとしたが、有機EL素子OELに電流が流れない状態にすればよく、接点N12は接地電位GNDに設定されているため、共通電極Ecに印加する電圧をローレベル(接地電位GND)の電圧としてもよい。
次いで、電流測定期間Trimにおいては、図6(a)、図9(a)に示すように、選択ラインLseaにローレベル(非選択レベル)の選択信号Vseaを印加するとともに、選択ラインLsebにハイレベル(選択レベル)の選択信号Vsebを印加する。また、このタイミングに同期して、図6(a)、図9(a)に示すように、データドライバ140の切換スイッチ145aを接点Ncに切換接続することにより、データラインLdと電流計145cを接続する。そして、この状態で、電源ラインLa及び共通電極Ecにハイレベルの電源電圧Vsa及びVcを印加する。
これにより、図9(a)、(b)に示すように、画素PIXの画素駆動回路DCに設けられたトランジスタTr11がオフ動作して、トランジスタTr13のゲート端子(接点N11)に印加された検査用電圧Vmeasが保持される。また、トランジスタTr12がオン動作して、トランジスタTr13のソース端子(接点N12)がデータラインLdに接続される。また、トランジスタTr13のドレイン端子にはハイレベルの電源電圧Vsaが印加され、有機EL素子OELのカソードにはハイレベルの電源電圧Vcが印加される。
したがって、キャパシタCsに充電された検査用電圧VmeasによりトランジスタTr13のゲート・ソース間電圧Vgsが保持されて、トランジスタTr13がオン動作し、ドレイン・ソース間に電位差が生じるため、電源ラインLaからトランジスタTr13、接点N12、トランジスタ12を介して、データラインLd方向に電流Imeasが流れる。この電流Imeasは、データドライバ140に設けられた電流計145cによりその電流値が測定される。そして、測定された電流Imeasの電流値に基づいて、後述するようにトランジスタTr13のしきい値電圧Vthと移動度を含む定数βの2種類のパラメータを取得して、補正パラメータとして図示を省略した記憶回路(メモリ)に格納する。なお、補正パラメータを格納する記憶回路は、例えばデータドライバ140内に設けられるものであってもよいし、独立した別個の構成として設けるものであってもよい。
ここで、電流Imeasの電流値は、画素PIXのトランジスタTr13の特性変化(具体的には、しきい値電圧Vthの経時的な変化)の状態に応じて異なるため、その電流値から当該トランジスタTr13特有のパラメータを入手することができる。より具体的には、電源ラインLaに印加する電源電圧VsaをトランジスタTr13が飽和領域で動作する電圧値に設定した場合、トランジスタTr13に流れるドレイン電流Idsは、次の(1)式のように表すことができる。ここで、ドレイン電流Idsは、電流計145cにより測定される電流Imeasである。
Ids = Imeas = β(Vmeas−Vth)2 ・・・(1)
Ids = Imeas = β(Vmeas−Vth)2 ・・・(1)
したがって、上記式において、検査用電圧Vmeasとして2つの異なる電圧値の第1の検査用電圧Vmeas1、第2の検査用電圧Vmeas2を印加した場合に、トランジスタTr13に流れるドレイン電流Idsの2つの電流(第1の電流Imeas1、第2の電流Imeas2)の電流値を測定することにより、トランジスタTr13のしきい値電圧Vthと移動度を含む定数βの2種類のパラメータを取得することができる。また、このとき、トランジスタTr13は、定電流源として動作するため、トランジスタTr12のオン抵抗や、配線抵抗の影響を受けることがなく、取得されるパラメータはトランジスタTr13の特性変化を十分に反映しており、その精度は十分高いものとなる。
ここで、検査用電圧Vmeasとして第1の検査用電圧Vmeas1と第2の検査用電圧Vmeas2を印加し、対応するドレイン電流Idsの第1の電流Imeas1と第2の電流Imeas2を測定する場合の動作について説明する。図6(b)は、このときの補正パラメータ取得動作を示すタイミングチャートである。なお、上記の図6(a)に基づいて説明した動作と同じ動作については説明を簡略化又は省略する。
図6(b)に示すように、補正パラメータ取得期間Tcrpは、画素PIXを初期化する初期化期間Tiniと、補正パラメータ取得用の第1の検査用電圧Vmeas1を書き込む第1電圧書込期間Twvm1と、画素PIXに流れる第1の電流Imeas1を測定する第1電流測定期間Trim1と、補正パラメータ取得用の第2の検査用電圧Vmeas2を書き込む第2電圧書込期間Twvm2と、画素PIXに流れる第2の電流Imeas2を測定する第2電流測定期間Trim2と、を含む。ここで、初期化期間Tiniにおける動作は上記の図6(a)における動作と同じであるので説明を省略する。
次いで、第1電圧書込期間Twvm1においては、電源ラインLaにローレベル(接地電位GND)の電源電圧Vsaを印加するとともに、共通電極Ecにハイレベルの電源電圧Vcを印加した状態で、選択ラインLseaにハイレベル(選択レベル)の選択信号Vseaを印加するとともに、選択ラインLsebにローレベル(非選択レベル)の選択信号Vsebを印加し、データラインLdに対して第1の検査用電圧Vmeas1を印加する。
次いで、第1電流測定期間Trim1においては、選択ラインLseaにローレベル(非選択レベル)の選択信号Vseaを印加するとともに、選択ラインLsebにハイレベル(選択レベル)の選択信号Vsebを印加し、データラインLdと電流計145cを接続する。そして、この状態で、電源ラインLa及び共通電極Ecにハイレベルの電源電圧Vsa及びVcを印加する。これにより、電源ラインLaからトランジスタTr13、接点N12、トランジスタTr12を介して、データラインLd方向に流れる第1の電流Imeas1の電流値が電流計145cにより測定される。
次いで、第2電圧書込期間Twvm2においては、電源ラインLaにローレベル(接地電位GND)の電源電圧Vsaを印加し、共通電極Ecにハイレベルの電源電圧Vcを印加した状態で、選択ラインLseaにハイレベル(選択レベル)の選択信号Vseaを印加するとともに、選択ラインLsebにローレベル(非選択レベル)の選択信号Vsebを印加し、データラインLdに対して第2の検査用電圧Vmeas2を印加する。
次いで、第2電流測定期間Trim2においては、選択ラインLseaにローレベル(非選択レベル)の選択信号Vseaを印加するとともに、選択ラインLsebにハイレベル(選択レベル)の選択信号Vsebを印加し、データラインLdと電流計145cを接続する。そして、この状態で、電源ラインLa及び共通電極Ecにハイレベルの電源電圧Vsa及びVcを印加し、電源ラインLaからトランジスタTr13、接点N12、トランジスタTr12を介して、データラインLd方向に流れる第2の電流Imeas2の電流値が電流計145cにより測定される。
なお、上述した電圧書込動作及び電流測定動作において、共通電極Ecに印加されるハイレベルの電源電圧Vcは、有機EL素子OELに電流が流れて発光動作しないように、逆バイアスとなる高電位の電圧に設定する。すなわち、電源電圧Vcは、各動作状態において、有機EL素子OELのアノード(接点N12)の電圧よりも高電位になるように、電圧値を設定する。
次に、画素PIXが2次元配列された表示パネル110において、上述した補正パラメータ取得動作を実行する場合について説明する。
図10は、本実施形態に係る補正パラメータ取得動作を、画素が2次元配列された表示パネルに適用した場合のタイミングチャートである。なお、補正パラメータとしてトランジスタTr13のしきい値電圧Vthと移動度を含む定数βの2種類のパラメータを取得する場合、上記の図6(b)に示したように、補正パラメータ取得期間Tcrpは、初期化期間Tiniと、第1電圧書込期間Twvm1、第1電流測定期間Trim1、第2電圧書込期間Twvm2、第2電流測定期間Trim2を含むものであるが、便宜上、図10においてはこれを省略して、上記の図6(a)に対応する形で示している。
図10は、本実施形態に係る補正パラメータ取得動作を、画素が2次元配列された表示パネルに適用した場合のタイミングチャートである。なお、補正パラメータとしてトランジスタTr13のしきい値電圧Vthと移動度を含む定数βの2種類のパラメータを取得する場合、上記の図6(b)に示したように、補正パラメータ取得期間Tcrpは、初期化期間Tiniと、第1電圧書込期間Twvm1、第1電流測定期間Trim1、第2電圧書込期間Twvm2、第2電流測定期間Trim2を含むものであるが、便宜上、図10においてはこれを省略して、上記の図6(a)に対応する形で示している。
画素PIXが2次元配列された図2に示す表示パネル110において、補正パラメータ取得動作を実行する場合には、図10に示すように、まず、初期化期間Tiniにおいて、表示パネル110の全ての行の選択ラインLs1〜Lsnに対してハイレベルの選択信号Vse1〜Vsenを一斉に印加し、電源ラインLa、共通電極Ecに対して接地電位GNDの電源電圧Vsa及びVcを印加した状態で、各列のデータラインLdを一斉に接地電位GNDに設定する。これにより、表示パネル110に配列された全ての画素PIXにおいて、画素駆動回路DCのキャパシタCsに蓄積された電荷が放電されて初期化が行われる。
次いで、図10に示すように、電圧書込動作及び電流測定動作からなる一連の動作を、表示パネル110の1行目からn/2行目の画素PIXに対して順次実行する。まず、1行目の画素PIXに対して、上述したように、電圧書込期間Twvmにおいて、選択ラインLs1にハイレベルの選択信号Vse1を印加するとともに、選択ラインLs2〜Lsnにローレベルの選択信号Vse2〜Vsenを印加し、共通電極Ecにハイレベルの電源電圧Vcを印加した状態で、各列のデータラインLdに一斉に検査用電圧Vmeasを印加する。これにより、1行目の画素PIXにおいて、画素駆動回路DCのキャパシタCsに検査用電圧Vmeasに応じた電荷が充電されて電圧書込が行われる。
次いで、電流測定期間Trimにおいて、選択ラインLs1、Ls3〜Lsnにローレベルの選択信号Vse1を印加するとともに、選択ラインLs2にハイレベルの選択信号Vse2を印加した状態で、電源ラインLa及び共通電極Ecにハイレベルの電源電圧Vsa及びVcを印加する。これにより、1行目の画素PIXにおいて、画素駆動回路DCの駆動トランジスタであるトランジスタTr13に、検査用電圧Vmeasに応じた電流値の電流Imeas(ドレイン電流Ids)が流れる。この電流Imeasを各データラインLdに接続された電流計145cで個別に測定することにより、各画素PIXの駆動トランジスタの素子特性に関するパラメータ(上述したしきい値電圧Vth、移動度を含む定数β)を取得する。取得されたパラメータは、各画素PIXに対応する記憶領域を備えた記憶回路(図示を省略)に、補正パラメータとして格納される。
そして、以上の一連の動作を2行目以降の画素PIXについても、順次繰り返し実行することにより、表示パネル110に配列された全ての画素PIXについて、補正パラメータが取得される。
なお、本実施形態においては、補正パラメータ取得動作として、各行の画素PIXに対する電圧書込動作及び電流測定動作を実行する前に、全ての画素PIXに対して一回のみ初期化動作を実行する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、各行の画素PIXに対する電圧書込動作及び電流測定動作を実行する前に、毎回初期化動作を実行するものであってもよい。これによれば、初期化動作、電圧書込動作及び電流測定動作からなる一連の動作が、各行ごとに実行されるので、前の行の画素PIXに対する電圧書込動作及び電流測定動作の際に、各列のデータラインLdや画素PIXに残留している電荷による電位の影響を抑制することができる。
(表示動作)
次に、本実施形態に係る表示装置における表示動作について説明する。
図11は、本実施形態に係る表示装置における表示動作を示すタイミングチャートである。図12は、本実施形態に係る表示装置におけるリセット動作を示す動作概念図であり、図13は、本実施形態に係る表示装置における書込動作を示す動作概念図であり、図14は、本実施形態に係る表示装置における発光動作を示す動作概念図である。ここで、図12〜図14おいては、データドライバ140の構成として、図示の都合上、D/Aコンバータ144と出力回路145のみを示す。
次に、本実施形態に係る表示装置における表示動作について説明する。
図11は、本実施形態に係る表示装置における表示動作を示すタイミングチャートである。図12は、本実施形態に係る表示装置におけるリセット動作を示す動作概念図であり、図13は、本実施形態に係る表示装置における書込動作を示す動作概念図であり、図14は、本実施形態に係る表示装置における発光動作を示す動作概念図である。ここで、図12〜図14おいては、データドライバ140の構成として、図示の都合上、D/Aコンバータ144と出力回路145のみを示す。
本実施形態に係る表示動作においては、図11に示すように、所定の表示期間(1処理サイクル期間)Tcycに、画素PIXをリセットするリセット期間Trstと、画像データに応じた階調電圧Vdataを書き込む書込期間(第3のタイミング)Twrtと、発光素子を所定の輝度階調で発光させる発光期間(第4のタイミング)Temと、を含むように設定されている(Tcyc≧Trst+Twrt+Tem)。
まず、リセット期間Trstにおいては、図11、図12(a)に示すように、画素PIXに接続された電源ラインLa及び共通電極Ecに各々ローレベル(接地電位GND)の電源電圧Vsa及びVcを印加した状態で、選択ラインLseaにローレベル(非選択レベル)の選択信号Vseaを印加するとともに、選択ラインLsebにハイレベル(選択レベル)の選択信号Vsebを印加する。また、このタイミングに同期して、図11、図12(a)に示すように、データドライバ140の出力回路145に設けられた切換スイッチ145aを接点Nbに切換接続することにより、データラインLdを接地電位GND(リセット電圧)に設定する。
これにより、図12(a)、(b)に示すように、画素PIXの画素駆動回路DCに設けられたトランジスタTr12がオン動作して、トランジスタTr13のソース端子(接点N12;有機EL素子OELのアノード)が接地電位GNDに設定されるとともに、トランジスタTr13のドレイン端子及び有機EL素子OELのカソードも接地電位GNDに設定される。すなわち、トランジスタTr13のソース端子の電位が接地電位GNDにリセットされる。なお、このとき、トランジスタTr13はオフ状態となり、また、有機EL素子OELには電流が流れないため発光動作しない。
次いで、書込期間Twrtにおいては、図11、図13(a)に示すように、電源ラインLa及び共通電極Ecにローレベル(接地電位GND)の電源電圧Vsa及びVcを印加した状態で、選択ラインLseaにハイレベル(選択レベル)の選択信号Vseaを印加するとともに、選択ラインLsebにローレベル(非選択レベル)の選択信号Vsebを印加する。また、このタイミングに同期して、図11、図13(a)に示すように、データドライバ140の切換スイッチ145aを接点Naに切換接続することにより、データラインLdに対して画像データに対応した階調電圧Vdataを印加する。
これにより、図13(a)、(b)に示すように、画素PIXの画素駆動回路DCに設けられたトランジスタTr11がオン動作して、トランジスタTr13のゲート端子(接点N11)に階調電圧Vdataが印加される。また、トランジスタTr12がオフ動作して、トランジスタTr13のソース端子(接点N12)に印加された接地電位GNDが保持される。また、トランジスタTr13のドレイン端子及び有機EL素子OELのカソードは接地電位GNDに設定される。したがって、トランジスタTr13のゲート・ソース間に接続されたキャパシタCsに階調電圧Vdataに応じた電荷が蓄積されて画素PIXに階調電圧Vdataが書き込まれる。
ここで、階調電圧Vdataは、表示信号生成回路160から供給される画像データに基づいて、当該画素PIXのトランジスタTr13が本来流すべき電流値の電流(発光駆動電流)となるように、上述した補正パラメータ取得動作において予め取得した補正パラメータを使って補正した書込電圧である。具体的には、階調電圧Vdataは、画像データの輝度階調値に応じて生成される電圧成分に、上述した補正パラメータ取得動作により取得された、当該画素PIXのトランジスタTr13の特性変化に応じた補正パラメータに基づいて生成される電圧成分(補正電圧成分)を加味した電圧値に設定されている。
なお、このとき、トランジスタTr13はオン動作するが、ソース・ドレイン間に電位差が生じていないため電流は流れず、また、有機EL素子OELにも電流が流れないため発光動作しない。
なお、このとき、トランジスタTr13はオン動作するが、ソース・ドレイン間に電位差が生じていないため電流は流れず、また、有機EL素子OELにも電流が流れないため発光動作しない。
次いで、発光期間Temにおいては、図11、図14(a)に示すように、選択ラインLsea及びLsebにローレベル(非選択レベル)の選択信号Vsea、Vsebを印加した状態で、電源ラインLaにハイレベルの電源電圧Vsaを印加し、共通電極Ecにローレベルの電源電圧Vc(接地電位GND)を印加する。また、このタイミングに同期して、図11、図14(a)に示すように、データドライバ140の切換スイッチ145aを接点Nbに切換接続することにより、データラインLdを接地電位GNDに設定する。
これにより、図14(a)、(b)に示すように、画素PIXの画素駆動回路DCに設けられたトランジスタTr11、Tr12がオフ動作して、トランジスタTr13のゲート端子(接点N11)に印加された電圧Vdataが保持される。また、トランジスタTr13のドレイン端子にはハイレベルの電源電圧Vsaが印加され、有機EL素子OELのカソードにはローレベルの電源電圧Vcが印加される。
したがって、キャパシタCsに充電された電圧VdataによりトランジスタTr13のゲート・ソース間電圧Vgsが保持されて、トランジスタTr13がオン動作し、また、有機EL素子OELに順バイアスが印加されるため、電源ラインLaからトランジスタTr13、接点N12、有機EL素子OELを介して、共通電極Ec方向に発光駆動電流Iemが流れる。ここで、発光駆動電流Iemは、上記書込動作において画素PIXに書き込まれ、トランジスタTr13のゲート・ソース間に保持された階調電圧Vdataの電圧値に基づいて規定されるので、トランジスタTr13の特性変化を補償した、画像データに応じた本来の電流値を有している。これにより、有機EL素子OELは、駆動トランジスタであるトランジスタTr13の特性変化の状態に関わらず、画像データに応じた本来の輝度階調で発光動作する。
次に、画素PIXが2次元配列された表示パネル110において、上述した表示動作を実行する場合について説明する。
図15は、本実施形態に係る表示動作を、画素が2次元配列された表示パネルに適用した場合のタイミングチャートである。
図15は、本実施形態に係る表示動作を、画素が2次元配列された表示パネルに適用した場合のタイミングチャートである。
画素PIXが2次元配列された図2に示す表示パネル110において、表示動作を実行する場合には、図15に示すように、画像データ書込期間Tdwtに、リセット動作及び書込動作からなる一連の動作を、表示パネル110の1行目からn/2行目の画素PIXに対して順次実行する。
まず、リセット期間Trstにおいて、選択ラインLs1、Ls3〜Lsnにローレベルの選択信号Vse1、Vse3〜Vsenを印加するとともに、選択ラインLs2にハイレベルの選択信号Vse2を印加し、電源ラインLa、共通電極Ecを接地電位GNDに設定した状態で、各列のデータラインLdを一斉に接地電位GNDに設定する。これにより、1行目の各画素PIXにおいて、画素駆動回路DCの接点N12(トランジスタTr13のソース端子、又は、有機EL素子OELのアノード)の電位が接地電位GNDにリセットされる。
次いで、書込期間Twrtにおいて、選択ラインLs1にハイレベルの選択信号Vse1を印加するとともに、選択ラインLs2〜Lsnにローレベルの選択信号Vse2〜Vsenを印加した状態で、各列のデータラインLdに画像データに応じた階調電圧Vdataを印加する。これにより、1行目の画素PIXにおいて、画素駆動回路DCのキャパシタCsに階調電圧Vdataに応じた電荷が充電されて画像データが書き込まれる。
そして、以上の1行目の画素PIXに対する一連の動作を、図15に示すように、2行目以降の画素PIXについても順次繰り返し実行することにより、表示パネル110に配列された全ての画素PIXについて、上述した補正パラメータ取得動作において取得されたパラメータに基づいて補正された、画像データに応じた階調電圧Vdataが書き込まれる。
次いで、図15に示すように、全画素一括発光期間Taemにおいて、選択ラインLs1〜Lsnにローレベルの選択信号Vse1〜Vsenを印加した状態で、電源ラインLaにハイレベルの電源電圧Vsaを印加し、共通電極Ecにローレベルの電源電圧Vcを印加する。これにより、表示パネル110の全ての行の画素PIXにおいて、画素駆動回路DCの駆動トランジスタであるトランジスタTr13に、階調電圧Vdataに応じた電流値の発光駆動電流Iem(ドレイン電流Ids)が流れ、各画素PIXの有機EL素子OELが画像データに応じた本来の輝度階調で発光動作して、表示パネル110に所望の画像情報が表示される。
以上説明したように、本実施形態に係る表示装置(発光装置)及びその駆動制御方法によれば、各画素PIXへの画像データの書き込み時に、各画素PIXへの画素駆動回路DCに設けられる駆動トランジスタ(トランジスタTr13)の素子特性(しきい値電圧)の変化に応じて補正された階調電圧Vdataを書き込むことができる。これにより、駆動トランジスタ(トランジスタTr13)の特性変化の状態に関わらず、画像データに応じた本来の電流値の発光駆動電流Iemを有機EL素子OELに流すことができるので、画像データに応じた適切な輝度階調で発光動作させることができ、良好かつ均質な画質を実現することができる。
また、本実施形態に係る表示装置及びその駆動制御方法によれば、画素PIXの画素駆動回路DCに設けられるトランジスタやキャパシタの数を大幅に増加することなく、駆動トランジスタであるトランジスタTr13の素子特性の変化に対応した電流Imeasを、簡易な方法で測定して画素PIXごとに補正パラメータを取得することができる。
さらに、本実施形態に係る表示装置及びその駆動制御方法によれば、補正パラメータ取得動作において、データラインLdに印加される検査用電圧Vmeasは、各画素PIXのキャパシタCsに直接印加されて充電され、また、データドライバ140の電流計145cにより測定される電流Imeasは、トランジスタTr13の飽和電流、すなわち定電流である。したがって、選択トランジスタであるトランジスタTr11やTr12のオン抵抗や配線抵抗のばらつきに影響されることがないので、トランジスタTr13の特性変化を十分に反映した、精度の高い補正パラメータを取得することができる。
<第2の実施形態>
(表示装置)
次に、本発明に係る表示装置の第2の実施形態について、図面を参照して説明する。
図16は、第2の実施形態に係る表示装置に適用される表示パネル及びその周辺回路(駆動回路)の一例を示す要部構成図である。ここで、表示装置の全体構成は、上述した第1の実施形態(図1参照)と同等であるので説明を省略する。
(表示装置)
次に、本発明に係る表示装置の第2の実施形態について、図面を参照して説明する。
図16は、第2の実施形態に係る表示装置に適用される表示パネル及びその周辺回路(駆動回路)の一例を示す要部構成図である。ここで、表示装置の全体構成は、上述した第1の実施形態(図1参照)と同等であるので説明を省略する。
本実施形態に係る表示パネル110は、図16に示すように、行方向(図面左右方向)及び列方向(図面上下方向)に2次元配列(n/2行×m列)された複数の画素PIXと、行方向に配列された画素PIXに接続するように配設された複数の選択ラインLs1〜Lsnと、全画素PIXに共通に接続するように配設された電源ラインLaと、全画素PIXに共通に設けられた共通電極Ecと、列方向に配列された画素PIXに接続するように配設された複数のデータラインLd1〜Ldm+1と、を有している。ここで、各行の画素PIXには、各々、一対の選択ライン(第1及び第2の選択ライン)Ls1及びLs2、Ls3及びLs4、・・・Lsn-1及びLsnが接続されている。また、各列の画素PIXには、隣接する列間でデータラインを共有するように、各々、一対のデータライン(第1及び第2のデータライン)Ld1及びLd2、Ld2及びLd3、Ld3及びLd4、・・・Ldm及びLdm+1が接続されている。
なお、本実施形態においてデータラインLdm+1は、階調電圧Vdataが印加される必要はなく、いわゆるデータラインとしての機能を果たすものではない(すなわち、擬似的なデータラインである)が、説明の都合上、データラインと表記する。また、本実施形態に係る選択ドライバ120及び電源ドライバ130は、上述した第1の実施形態(図2〜図4参照)と同等であるので説明を省略する。
データドライバ140は、上述した第1の実施形態(図3、図4参照)と同等の構成を有し、表示パネル110に配列された画素PIXの列数よりも1列多く配設された各データラインLd1〜Ldm+1に接続されている。ここで、各列のデータラインLd1〜Ldmは、図3、図4に示したように、出力回路145に接続され、各データラインLd1〜Ldmが切換スイッチ(接続切換回路)145aを介して、D/Aコンバータ144の出力を駆動するフォロワアンプ145b、電流計145c又は接地電位GNDのいずれかに切換接続される。また、m列目の画素PIXに接続されるデータラインLdm+1は、出力回路145の切換スイッチ145aを介して電流計(電流測定回路)145c又は接地電位GNDのいずれかに切換接続され、フォロワアンプ145bには接続されない。
そして、詳しくは後述するが、データドライバ140は、表示動作時には、画像データに応じた階調信号(階調電圧Vdata)を生成して、データラインLd1〜Ldmを介して各列の画素PIXへ供給する。また、データドライバ140は、補正パラメータ取得動作時には、特定の電圧値の検査用電圧Vmeasを生成して、データラインLd1〜Ldmを介して各列の画素PIXへ供給するとともに、データラインLd2〜Ldm+1を介して各列の画素PIXに流れる電流Imeasを測定する。データラインLdm+1は、出力回路145により接地電位GNDに設定される状態と、電流計145cに接続される状態と、のいずれかに選択的に切換接続される。
システムコントローラ150は、選択ドライバ120及び電源ドライバ130、データドライバ140の各々に対して、選択制御信号及び電源制御信号、データ制御信号を出力することにより、各ドライバを所定のタイミングで動作させて、各画素PIXにおける駆動制御動作(後述する補正パラメータ取得動作、及び、発光動作)を連続的に実行させて、映像信号に基づく所定の画像情報を表示パネル110に表示させる制御を行う。
(画素)
次に、本実施形態に係る表示パネルに配列される画素について具体的に説明する。
図17は、本実施形態に係る表示パネルに適用される画素(画素駆動回路及び発光素子)の一実施形態を示す回路構成図である。ここでは、説明の都合上、隣接する2列分の画素PIX1、PIX2を示し、画素PIX1の構成について説明する。また、上述した第1の実施形態と同等の構成については同等の符号を付してその説明を簡略化又は省略する。
次に、本実施形態に係る表示パネルに配列される画素について具体的に説明する。
図17は、本実施形態に係る表示パネルに適用される画素(画素駆動回路及び発光素子)の一実施形態を示す回路構成図である。ここでは、説明の都合上、隣接する2列分の画素PIX1、PIX2を示し、画素PIX1の構成について説明する。また、上述した第1の実施形態と同等の構成については同等の符号を付してその説明を簡略化又は省略する。
本実施形態に係る表示パネル110に配列される画素PIX1は、図17に示すように、画素駆動回路DCと、有機EL素子(電流駆動型の発光素子)OELと、を備えた構成を有している。画素駆動回路DCは、具体的には、トランジスタTr21〜Tr23と、キャパシタCsとを備えている。トランジスタTr21〜Tr23はゲート端子、ドレイン端子及びソース端子を有し、ドレイン端子とソース端子間に形成される電流路を有するものである。トランジスタ(第1の選択トランジスタ)Tr21は、ゲート端子が選択ラインLsea(Ls1、Ls3、・・・Lsn-1;第1の選択ライン)に接続され、また、ドレイン端子がデータライン(第1のデータライン)Ldaに接続され、また、ソース端子が接点N21に接続されている。トランジスタ(第2の選択トランジスタ)Tr22は、ゲート端子が選択ラインLseb(Ls2、Ls4、・・・Lsn;第2の選択ライン)に接続され、また、ドレイン端子が隣接する列のデータライン(第2のデータライン)Ldbに接続され、また、ソース端子が接点N22に接続されている。トランジスタ(駆動トランジスタ)Tr23は、ゲート端子が接点N21に接続され、ドレイン端子が電源ラインLaに接続され、ソース端子が接点N22に接続されている。すなわち、本実施形態においては、1個の画素PIX1に対して、一対(2本)の選択ラインLsea及びLseb、並びに、一対(2本)のデータラインLda及びLdbが接続されている。ここで、一対のデータラインLda及びLdbのうち、一方のデータラインLdbは、隣接する列の画素PIX2にも接続されて、隣接する列相互で兼用されている。
また、キャパシタCsは、トランジスタTr23のゲート端子(接点N21)及びソース端子間に接続されている。有機EL素子OELは、アノード(アノード電極)が上記画素駆動回路DCの接点N22に接続され、カソード(カソード電極)が共通電極Ecに接続されている。
(表示装置の駆動制御方法)
次に、本実施形態に係る表示装置における駆動制御方法について説明する。ここでは、説明の都合上、図17に示した隣接する2列分の画素PIX1、PIX2を用いて、画素PIX1における駆動制御動作について説明する。
本実施形態においても、上述した第1の実施形態に係る表示装置100の駆動制御動作と同様に、補正パラメータ取得動作と、表示動作と、を有している。
次に、本実施形態に係る表示装置における駆動制御方法について説明する。ここでは、説明の都合上、図17に示した隣接する2列分の画素PIX1、PIX2を用いて、画素PIX1における駆動制御動作について説明する。
本実施形態においても、上述した第1の実施形態に係る表示装置100の駆動制御動作と同様に、補正パラメータ取得動作と、表示動作と、を有している。
以下、各動作について具体的に説明する。
(補正パラメータ取得動作)
図18は、本実施形態に係る表示装置における補正パラメータ取得動作を示すタイミングチャートである。図19は、本実施形態に係る表示装置における初期化動作を示す動作概念図であり、図20は、本実施形態に係る表示装置における電圧書込・電流測定動作を示す動作概念図である。ここで、図19、図20おいては、データドライバ140の構成として、図示の都合上、D/Aコンバータ144と出力回路145のみを示す。
(補正パラメータ取得動作)
図18は、本実施形態に係る表示装置における補正パラメータ取得動作を示すタイミングチャートである。図19は、本実施形態に係る表示装置における初期化動作を示す動作概念図であり、図20は、本実施形態に係る表示装置における電圧書込・電流測定動作を示す動作概念図である。ここで、図19、図20おいては、データドライバ140の構成として、図示の都合上、D/Aコンバータ144と出力回路145のみを示す。
本実施形態に係る補正パラメータ取得動作においては、図18(a)に示すように、所定の補正パラメータ取得期間Tcrpに、画素PIX1を初期化する初期化期間Tiniと、補正パラメータ取得用の検査用電圧Vmeasを書き込むと同時に、画素PIX1に流れる電流Imeasを測定する電圧書込・電流測定期間Twrと、を含むように設定されている。
まず、初期化期間Tiniにおいては、図18(a)、図19に示すように、画素PIX1に接続された選択ラインLsea及びLsebに対して、選択ドライバ120から各々ハイレベル(選択レベル)の選択信号Vsea及びVsebを印加し、また、電源ラインLa及び共通電極Ecに対して、電源ドライバ130から各々ローレベル(接地電位GND)の電源電圧Vsa及びVcを印加する。また、このタイミングに同期して、図18(a)、図19に示すように、データドライバ140の出力回路145に設けられた切換スイッチ145aを接点Nbに切換接続することにより、少なくとも初期化対象になっている画素PIX1の列のデータラインLda及び隣接する列のデータラインLdbに対して接地電位GND(初期化電圧)を印加する。
これにより、図19に示すように、画素PIX1の画素駆動回路DCに設けられたトランジスタTr21、Tr22がオン動作して、トランジスタTr23のゲート端子(接点N21)及びソース端子(接点N22;有機EL素子OELのアノード)が接地電位GNDに設定されるとともに、トランジスタTr23のドレイン端子及び有機EL素子OELのカソードも接地電位GNDに設定される。したがって、トランジスタTr23のゲート・ソース間に接続されたキャパシタCsに蓄積された電荷が放電されて画素PIX1が初期化される。なお、このとき、トランジスタTr23はオフ状態となり、また、有機EL素子OELには電流が流れないため発光動作しない。
次いで、電圧書込・電流測定期間Twrにおいては、図18(a)、図20に示すように、選択ラインLsea及びLsebにハイレベル(選択レベル)の選択信号Vsea及びVsebを印加する。また、このタイミングに同期して、電圧書込・電流測定対象になっている画素PIX1の列のデータラインLdaに接続された切換スイッチ145aを接点Naに切換接続して、データラインLdaに対して補正パラメータ取得用の特定の電圧値の検査用電圧Vmeasを印加するとともに、隣接する列の画素PIX2のデータラインLdbに接続された切換スイッチ145aを接点Ncに切換接続して、データラインLdbと電流計145cを接続する。そして、この状態で、電源ラインLa及び共通電極Ecにハイレベルの電源電圧Vsa及びVcを印加する。
これにより、図20に示すように、画素PIX1の画素駆動回路DCに設けられたトランジスタTr21がオン動作して、トランジスタTr23のゲート端子(接点N21)に検査用電圧Vmeasが印加される。また、トランジスタTr22がオン動作して、トランジスタTr23のソース端子(接点N22)がデータラインLdbに接続される。また、トランジスタTr23のドレイン端子にはハイレベルの電源電圧Vsaが印加され、有機EL素子OELのカソードにはハイレベルの電源電圧Vcが印加される。
したがって、トランジスタTr23のゲート・ソース間に接続されたキャパシタCsに検査用電圧Vmeasに基づく電圧が充電されてゲート・ソース間電圧Vgsが保持されることにより、トランジスタTr23がオン動作し、ドレイン・ソース間に電位差が生じるため、電源ラインLaからトランジスタTr23、接点N22、トランジスタ22を介して、隣接する列のデータラインLdb方向に電流Imeasが流れる。この電流Imeasは、データラインLdbに接続された電流計145cによりその電流値が測定される。そして、測定された電流Imeasの電流値に基づいて、後述するようにトランジスタTr13のしきい値電圧Vthと移動度を含む定数βの2種類のパラメータを取得して、補正パラメータとして図示を省略した記憶回路(メモリ)に格納する。
このとき、画素PIXに検査用電圧Vmeasを書き込むことによりトランジスタTr23のゲート・ソース間に生じる電圧Vgsは、検査用電圧Vmeasから電流ImeasによるトランジスタTr22のソース・ドレイン間の電圧降下分及びデータラインLdb等の配線における電圧降下分を合わせたΔVを差し引いたVmeas−ΔVとなる。ここで、電源ラインLaに印加する電源電圧VsaをトランジスタTr23が飽和領域で動作する電圧値に設定した場合、トランジスタTr23に流れるドレイン電流Idsは、次の(2)式のように表すことができる。
Ids =β(Vgs−Vth)2 ・・・(2)
Ids =β(Vgs−Vth)2 ・・・(2)
ここで、ゲート・ソース間電圧VgsをVmeas−ΔVとおくと、次の(3)式のように表される。
Ids = Imeas =
β(Vmeas−ΔV−Vth)2
= β{Vmeas−(ΔV+Vth)}2 ・・・(3)
Ids = Imeas =
β(Vmeas−ΔV−Vth)2
= β{Vmeas−(ΔV+Vth)}2 ・・・(3)
この(3)式は、上述した第1の実施形態における(1)式のVthの項が、見かけ上(ΔV+Vth)に変化しただけである。ここで、トランジスタTr22は補正パラメータ取得動作を行うときにのみオン動作して使用されるものであり、通常の表示動作時にはオフ動作しているものであるから、トランジスタTr22のソース・ドレイン間の抵抗値は設計値や初期の測定値からの変化は少ない。また、ΔVに関わる配線部分の抵抗値は設計値から求めることができる。これにより、ΔVの値は電流Imeasの測定値から求めることができる。したがって、第1の実施形態と同様に、検査用電圧Vmeasとして2つの異なる電圧値の第1の検査用電圧Vmeas1、第2の検査用電圧Vmeas2を印加した場合に、トランジスタTr23に流れるドレイン電流Idsの2つの電流(第1の電流Imeas1、第2の電流Imeas2)の電流値を測定することにより、トランジスタTr23のしきい値電圧Vthと移動度を含む定数βの2種類のパラメータを取得することができる。また、このとき、トランジスタTr23は定電流源として動作するため、トランジスタTr22のオン抵抗や、配線抵抗の影響を受けることがなく、取得されるパラメータはトランジスタTr23の特性変化を十分に反映しており、その精度は十分高いものとなる。
ここで、検査用電圧Vmeasとして第1の検査用電圧Vmeas1と第2の検査用電圧Vmeas2を印加し、対応するドレイン電流Idsの第1の電流Imeas1と第2の電流Imeas2を測定する場合の動作について説明する。図18(b)は、このときの補正パラメータ取得動作を示すタイミングチャートである。なお、上記の図18(a)に基づいて説明した動作と同じ動作については説明を簡略化又は省略する。
図18(b)に示すように、補正パラメータ取得期間Tcrpは、画素PIX1を初期化する初期化期間Tiniと、補正パラメータ取得用の第1の検査用電圧Vmeas1を書き込むと同時に、画素PIX1に流れる第1の電流Imeas1を測定する第1電圧書込・電流測定期間Twr1と、第2の検査用電圧Vmeas2を書き込むと同時に、画素PIX1に流れる第2の電流Imeas2を測定する第2電圧書込・電流測定期間Twr2と、を含む。ここで、初期化期間Tiniにおける動作は上記の図18(a)における動作と同じであるので説明を省略する。
次いで、第1電圧書込・電流測定期間Twr1においては、選択ラインLsea及びLsebにハイレベル(選択レベル)の選択信号Vsea及びVsebを印加し、データラインLdaに対して第1の検査用電圧Vmeas1を印加するとともに、隣接する列のデータラインLdbと電流計145cを接続する。そして、この状態で、電源ラインLa及び共通電極Ecにハイレベルの電源電圧Vsa及びVcを印加する。これによりトランジスタTr23がオン動作し、電源ラインLaからトランジスタTr23、接点N22、トランジスタTr22を介して、隣接する列のデータラインLdb方向に流れる第1の電流Imeas1の電流値が電流計145cにより測定される。
次いで、第2電圧書込・電流測定期間Twr2においては、選択ラインLsea及びLsebにハイレベル(選択レベル)の選択信号Vsea及びVsebを印加し、データラインLdaに対して第2の検査用電圧Vmeas2を印加するとともに、隣接する列のデータラインLdbと電流計145cを接続し、電源ラインLa及び共通電極Ecにハイレベルの電源電圧Vsa及びVcを印加する。これによりトランジスタTr23がオン動作し、電源ラインLaからトランジスタTr23、接点N22、トランジスタTr22を介して、隣接する列のデータラインLdb方向に流れる第2の電流Imeas2の電流値が電流計145cにより測定される。
なお、この電圧書込・電流測定動作においては、共通電極Ecにハイレベルの電源電圧Vcが印加されることにより、有機EL素子OELに逆バイアスが印加されて電流が流れないため発光動作しない。
次に、画素PIXが2次元配列された表示パネル110において、上述した補正パラメータ取得動作を実行する場合について説明する。
図21は、本実施形態に係る補正パラメータ取得動作を、画素が2次元配列された表示パネルに適用した場合のタイミングチャートである。なお、補正パラメータとしてトランジスタTr23のしきい値電圧Vthと移動度を含む定数βの2種類のパラメータを取得する場合、上記の図18(b)に示したように、補正パラメータ取得期間Tcrpは、初期化期間Tiniと、第1電圧書込・電流測定期間Twr1、第2電圧書込・電流測定期間Twr2を含むものであるが、便宜上、図21及び後述の図22においてはこれを省略して、上記の図18(a)に対応する形で示している。
図21は、本実施形態に係る補正パラメータ取得動作を、画素が2次元配列された表示パネルに適用した場合のタイミングチャートである。なお、補正パラメータとしてトランジスタTr23のしきい値電圧Vthと移動度を含む定数βの2種類のパラメータを取得する場合、上記の図18(b)に示したように、補正パラメータ取得期間Tcrpは、初期化期間Tiniと、第1電圧書込・電流測定期間Twr1、第2電圧書込・電流測定期間Twr2を含むものであるが、便宜上、図21及び後述の図22においてはこれを省略して、上記の図18(a)に対応する形で示している。
画素PIXが2次元配列された図16に示す表示パネル110において、補正パラメータ取得動作を実行する場合には、図21に示すように、まず、初期化期間Tiniにおいて、表示パネル110の全ての行の選択ラインLs1〜Lsnに対してハイレベルの選択信号Vse1〜Vsenを一斉に印加し、電源ラインLa、共通電極Ecに対して接地電位GNDの電源電圧Vsa及びVcを印加した状態で、各列のデータラインLd1〜Ldm+1を一斉に接地電位GNDに設定する。これにより、表示パネル110に配列された全ての画素PIXにおいて、画素駆動回路DCのキャパシタCsに蓄積された電荷が放電されて初期化が行われる。
次いで、図21に示すように、表示パネル110の各行において、電圧書込・電流測定動作を、各列の画素PIXに対して順次実行した後、同様の動作を表示パネル110の1行目からn/2行目の画素PIXに対して順次実行する。まず、1行目1列目の画素PIXに対して、電圧書込・電流測定期間Twr1において、上述したように、選択ラインLs1及びLs2にハイレベルの選択信号Vse1及びVse2を印加するとともに、選択ラインLs3〜Lsnにローレベルの選択信号Vse3〜Vsenを印加した状態で、1列目のデータラインLd1に検査用電圧Vmeasを印加するとともに、隣接する2列目のデータラインLd2を電流計145cに接続する。また、3列目以降のデータラインLd3〜Ldmを接地電位GNDに設定する。そして、この状態で、電源ラインLa及び共通電極Ecにハイレベルの電源電圧Vsa及びVcを印加する。
これにより、1行目1列目の画素PIXにおいて、画素駆動回路DCのキャパシタCsに検査用電圧Vmeasに応じた電荷が充電されて電圧書込が行われ、駆動トランジスタであるトランジスタTr23に、検査用電圧Vmeasに応じた電流値の電流Imeas(ドレイン電流Ids)が流れる。この電流ImeasをデータラインLd2に接続された電流計145cで測定することにより、1行目1列目の画素PIXの駆動トランジスタの素子特性に関するパラメータ(上述したしきい値電圧Vthに関連する(ΔV+Vth)、移動度を含む定数β)を取得する。取得されたパラメータは、各画素PIXに対応する記憶領域を備えた記憶回路(図示を省略)に、補正パラメータとして格納される。
そして、このような1行目1列目の画素PIXに対する動作を、図21に示すように、電圧書込・電流測定期間Twr2〜Twrmにおいて、1行目の2列目以降の画素PIXについても順次繰り返し実行することにより、表示パネル110の1行目の各画素PIXについて、補正パラメータが取得される。さらに、このような1行目の各画素PIXに対する一連の動作を、2行目以降の各画素PIXについても同様に順次繰り返し実行することにより、表示パネル110に配列された全ての画素PIXについて、補正パラメータが取得される。
図22は、本実施形態に係る補正パラメータ取得動作を、画素が2次元配列された表示パネルに適用した場合の他のタイミングチャートである。
本実施形態においては、補正パラメータ取得動作として、各行各列の画素PIXに対して個別に電圧書込・電流測定動作を実行する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
本実施形態においては、補正パラメータ取得動作として、各行各列の画素PIXに対して個別に電圧書込・電流測定動作を実行する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば図22に示すように、表示パネル110に配列された全ての画素PIXに対して初期化動作を実行した後、まず、電圧書込・電流測定期間Twroにおいて、1行目の奇数列のm/2個の画素PIX対する電圧書込・電流測定動作を一斉に実行して補正パラメータを取得する。次いで、電圧書込・電流測定期間Twreにおいて、1行目の偶数列のm/2個の画素PIX対する電圧書込・電流測定動作を一斉に実行して補正パラメータを取得する。
次いで、図22に示すように、以上の1行目の各画素PIXに対する一連の動作を、2行目以降の各画素PIXについても同様に順次繰り返し実行することにより、表示パネル110に配列された全ての画素PIXについて、補正パラメータが取得される。これによれば、図21に示した列毎に電圧書込・電流測定動作を行う構成に比べて、電圧書込・電流測定動作に要する時間を大幅に短縮して、補正パラメータ取得動作を迅速に実行することができる。
(表示動作)
次に、本実施形態に係る表示装置における表示動作について説明する。
図23は、本実施形態に係る表示装置における表示動作を示すタイミングチャートである。図24は、本実施形態に係る表示装置におけるリセット動作を示す動作概念図であり、図25は、本実施形態に係る表示装置における書込動作を示す動作概念図であり、図26は、本実施形態に係る表示装置における発光動作を示す動作概念図である。ここで、図24〜図26おいては、データドライバ140の構成として、図示の都合上、D/Aコンバータ144と出力回路145のみを示す。また、上述した第1の実施形態と同等の表示動作についてはその説明を簡略化する。
次に、本実施形態に係る表示装置における表示動作について説明する。
図23は、本実施形態に係る表示装置における表示動作を示すタイミングチャートである。図24は、本実施形態に係る表示装置におけるリセット動作を示す動作概念図であり、図25は、本実施形態に係る表示装置における書込動作を示す動作概念図であり、図26は、本実施形態に係る表示装置における発光動作を示す動作概念図である。ここで、図24〜図26おいては、データドライバ140の構成として、図示の都合上、D/Aコンバータ144と出力回路145のみを示す。また、上述した第1の実施形態と同等の表示動作についてはその説明を簡略化する。
本実施形態に係る表示動作は、上述した第1の実施形態と同様に、図23に示すように、所定の表示期間(1処理サイクル期間)Tcycが、リセット期間Trstと、書込期間Twrtと、発光期間Temと、を含むように設定されている(Tcyc≧Trst+Twrt+Tem)。
まず、リセット期間Trstにおいては、図23、図24に示すように、画素PIX1に接続された電源ラインLa及び共通電極Ecに各々ローレベル(接地電位GND)の電源電圧Vsa及びVcを印加した状態で、選択ラインLseaにローレベル(非選択レベル)の選択信号Vseaを印加するとともに、選択ラインLsebにハイレベル(選択レベル)の選択信号Vsebを印加する。また、このタイミングに同期して、図23、図24に示すように、データドライバ140の出力回路145に設けられた切換スイッチ145aを接点Nbに切換接続することにより、少なくともリセット対象になっている画素PIX1の列のデータラインLda及び隣接する列のデータラインLdbに対して接地電位GND(リセット電圧)を印加する。
まず、リセット期間Trstにおいては、図23、図24に示すように、画素PIX1に接続された電源ラインLa及び共通電極Ecに各々ローレベル(接地電位GND)の電源電圧Vsa及びVcを印加した状態で、選択ラインLseaにローレベル(非選択レベル)の選択信号Vseaを印加するとともに、選択ラインLsebにハイレベル(選択レベル)の選択信号Vsebを印加する。また、このタイミングに同期して、図23、図24に示すように、データドライバ140の出力回路145に設けられた切換スイッチ145aを接点Nbに切換接続することにより、少なくともリセット対象になっている画素PIX1の列のデータラインLda及び隣接する列のデータラインLdbに対して接地電位GND(リセット電圧)を印加する。
これにより、図24に示すように、画素PIX1の画素駆動回路DCに設けられたトランジスタTr22がオン動作して、トランジスタTr23のソース端子(接点N22;有機EL素子OELのアノード)が接地電位GNDに設定されるとともに、トランジスタTr23のドレイン端子及び有機EL素子OELのカソードも接地電位GNDに設定される。すなわち、トランジスタTr23のソース端子の電位が接地電位GNDにリセットされる。なお、このとき、トランジスタTr23はオフ状態となり、また、有機EL素子OELには電流が流れないため発光動作しない。
次いで、書込期間Twrtにおいては、図23、図25に示すように、電源ラインLa及び共通電極Ecにローレベル(接地電位GND)の電源電圧Vsa及びVcを印加した状態で、選択ラインLseaにハイレベル(選択レベル)の選択信号Vseaを印加するとともに、選択ラインLsebにローレベル(非選択レベル)の選択信号Vsebを印加する。また、このタイミングに同期して、図23、図25に示すように、少なくとも書込対象になっている画素PIX1の列のデータラインLdaに接続された切換スイッチ145aを接点Naに切換接続して、データラインLdaに対して画像データに対応した階調電圧Vdataを印加する。
これにより、図25に示すように、画素PIX1の画素駆動回路DCに設けられたトランジスタTr21がオン動作して、トランジスタTr23のゲート端子(接点N21)に階調電圧Vdataが印加される。また、トランジスタTr22がオフ動作して、トランジスタTr23のソース端子(接点N22)に印加された接地電位GNDが保持される。また、トランジスタTr23のドレイン端子及び有機EL素子OELのカソードは接地電位GNDに設定される。したがって、トランジスタTr23のゲート・ソース間に接続されたキャパシタCsに階調電圧Vdataに応じた電荷が蓄積されて画素PIX1に階調電圧Vdataが書き込まれる。
ここで、階調電圧Vdataは、表示信号生成回路160から供給される画像データに基づいて、当該画素PIX1のトランジスタTr23が本来流すべき電流値の電流(発光駆動電流)となるように、上述した補正パラメータ取得動作において予め取得した補正パラメータを使って補正した書込電圧である。具体的には、階調電圧Vdataは、画像データの輝度階調値に応じて生成される電圧成分に、上述した補正パラメータ取得動作により取得された、当該画素PIX1のトランジスタTr23の特性変化に応じた補正パラメータに基づいて生成される電圧成分(補正電圧成分)を加味した電圧値に設定されている。
なお、このとき、トランジスタTr23はオン動作するが、ソース・ドレイン間に電位差が生じていないため電流は流れず、また、有機EL素子OELにも電流が流れないため発光動作しない。
なお、このとき、トランジスタTr23はオン動作するが、ソース・ドレイン間に電位差が生じていないため電流は流れず、また、有機EL素子OELにも電流が流れないため発光動作しない。
次いで、発光期間Temにおいては、図23、図26に示すように、選択ラインLsea及びLsebにローレベル(非選択レベル)の選択信号Vsea、Vsebを印加した状態で、電源ラインLaにハイレベルの電源電圧Vsaを印加し、共通電極Ecにローレベルの電源電圧Vc(接地電位GND)を印加する。また、このタイミングに同期して、図23、図26に示すように、データドライバ140の切換スイッチ145aを接点Nbに切換接続することにより、データラインLdaを接地電位GNDに設定する。
これにより、図26に示すように、画素PIX1の画素駆動回路DCに設けられたトランジスタTr21、Tr22がオフ動作して、トランジスタTr23のゲート端子(接点N21)に印加された電圧Vdataが保持される。また、トランジスタTr23のドレイン端子にはハイレベルの電源電圧Vsaが印加され、有機EL素子OELのカソードにはローレベルの電源電圧Vcが印加される。したがって、キャパシタCsに充電された電圧VdataによりトランジスタTr23のゲート・ソース間電圧Vgsが保持されて、トランジスタTr23がオン動作し、また、有機EL素子OELに順バイアスが印加されるため、電源ラインLaからトランジスタTr23、接点N22、有機EL素子OELを介して、共通電極Ec方向に発光駆動電流Iemが流れる。ここで、発光駆動電流Iemは、上記書込動作において画素PIXに書き込まれ、トランジスタTr23のゲート・ソース間に保持された階調電圧Vdataの電圧値に基づいて規定されるので、トランジスタTr23の特性変化を補償した、画像データに応じた本来の電流値を有している。これにより、有機EL素子OELは、駆動トランジスタであるトランジスタTr23の特性変化の状態に関わらず、画像データに応じた本来の輝度階調で発光動作する。
次に、画素PIXが2次元配列された表示パネル110において、上述した表示動作を実行する場合について説明する。
図27は、本実施形態に係る表示動作を、画素が2次元配列された表示パネルに適用した場合のタイミングチャートである。ここで、上述した第1の実施形態と同等の表示動作についてはその説明を簡略化する。
図27は、本実施形態に係る表示動作を、画素が2次元配列された表示パネルに適用した場合のタイミングチャートである。ここで、上述した第1の実施形態と同等の表示動作についてはその説明を簡略化する。
画素PIXが2次元配列された図16に示す表示パネル110において、表示動作を実行する場合には、図27に示すように、画像データ書込期間Tdwtに、リセット動作及び書込動作からなる一連の動作を、表示パネル110の1行目からn/2行目の画素PIXに対して順次実行する。
まず、リセット期間Trstにおいて、選択ラインLs1、Ls3〜Lsnにローレベルの選択信号Vse1、Vse3〜Vsenを印加するとともに、選択ラインLs2にハイレベルの選択信号Vse2を印加し、電源ラインLa、共通電極Ecを接地電位GNDに設定した状態で、各列のデータラインLd1〜Ldm及びデータラインLdm+1を一斉に接地電位GNDに設定する。これにより、1行目の各画素PIXにおいて、画素駆動回路DCの接点N22(トランジスタTr23のソース端子、又は、有機EL素子OELのアノード)の電位が接地電位GNDにリセットされる。
次いで、書込期間Twrtにおいて、選択ラインLs1にハイレベルの選択信号Vse1を印加するとともに、選択ラインLs2〜Lsnにローレベルの選択信号Vse2〜Vsenを印加した状態で、各列のデータラインLd1〜Ldmに画像データに応じた階調電圧Vdataを印加する。これにより、1行目の画素PIXにおいて、画素駆動回路DCのキャパシタCsに階調電圧Vdataに応じた電荷が充電されて画像データが書き込まれる。
そして、以上の1行目の画素PIXに対する一連の動作を、図27に示すように、2行目以降の画素PIXについても順次繰り返し実行することにより、表示パネル110に配列された全ての画素PIXについて、上述した補正パラメータ取得動作において取得されたパラメータに基づいて補正された、画像データに応じた階調電圧Vdataが書き込まれる。
次いで、図27に示すように、全画素一括発光期間Taemにおいて、選択ラインLs1〜Lsnにローレベルの選択信号Vse1〜Vsenを印加した状態で、電源ラインLaにハイレベルの電源電圧Vsaを印加し、共通電極Ecにローレベルの電源電圧Vcを印加する。これにより、表示パネル110の全ての行の画素PIXにおいて、画素駆動回路DCの駆動トランジスタであるトランジスタTr23に、階調電圧Vdataに応じた電流値の発光駆動電流Iem(ドレイン電流Ids)が流れ、各画素PIXの有機EL素子OELが画像データに応じた本来の輝度階調で発光動作して、表示パネル110に所望の画像情報が表示される。
<第3の実施形態>
次に、上記第1及び第2の実施形態における表示装置を電子機器に適用した、第3の実施形態について、図面を参照して説明する。有機EL素子OELからなる発光素子を各画素PIXに有する表示パネル110を備える表示装置100は、デジタルカメラ、モバイル型のパーソナルコンピュータ、携帯電話等、種々の電子機器に適用できるものである。
次に、上記第1及び第2の実施形態における表示装置を電子機器に適用した、第3の実施形態について、図面を参照して説明する。有機EL素子OELからなる発光素子を各画素PIXに有する表示パネル110を備える表示装置100は、デジタルカメラ、モバイル型のパーソナルコンピュータ、携帯電話等、種々の電子機器に適用できるものである。
図28は、デジタルカメラの構成を示す斜視図であり、図29は、モバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図であり、図30は、携帯電話の構成を示す図である。
図28において、デジタルカメラ200は、本体部201と、レンズ部202と、操作部203と、本実施形態の表示パネル110を備える表示装置100からなる表示部204と、シャッターボタン205とを備えている。この場合、表示部204において、表示パネル110の各画素の発光素子が画像データに応じた適切な輝度階調で発光動作して、良好かつ均質な画質を実現することができる。
図28において、デジタルカメラ200は、本体部201と、レンズ部202と、操作部203と、本実施形態の表示パネル110を備える表示装置100からなる表示部204と、シャッターボタン205とを備えている。この場合、表示部204において、表示パネル110の各画素の発光素子が画像データに応じた適切な輝度階調で発光動作して、良好かつ均質な画質を実現することができる。
また、図29において、パーソナルコンピュータ210は、本体部211と、キーボード212と、本実施形態の表示パネル110を備える表示装置100からなる表示部213とを備えている。この場合でも、表示部213において、表示パネル110の各画素の発光素子が画像データに応じた適切な輝度階調で発光動作して、良好かつ均質な画質を実現することができる。
また、図30において、携帯電話220は、操作部221と、受話口222と、送話口223と、本実施形態の表示パネル110を備える表示装置100からなる表示部224とを備えている。この場合でも、表示部224において、表示パネル110の各画素の発光素子が画像データに応じた適切な輝度階調で発光動作して、良好かつ均質な画質を実現することができる。
以上説明したように、本実施形態に係る表示装置及びその駆動制御方法においても、上述した実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
また、上記実施形態においては、本発明を有機EL素子OELからなる発光素子を各画素PIXに有する表示パネル110を備える表示装置100に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、有機EL素子OELからなる発光素子を有する複数の画素が一方向に配列された発光素子アレイを備え、感光体ドラムに画像データに応じて発光素子アレイから出射した光を照射して露光する露光装置に適用してもよい。この場合、発光素子アレイの各画素の発光素子を画像データに応じた適切な輝度で発光動作させることができて、良好な露光状態を得ることができる。
また、上記実施形態においては、本発明を有機EL素子OELからなる発光素子を各画素PIXに有する表示パネル110を備える表示装置100に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、有機EL素子OELからなる発光素子を有する複数の画素が一方向に配列された発光素子アレイを備え、感光体ドラムに画像データに応じて発光素子アレイから出射した光を照射して露光する露光装置に適用してもよい。この場合、発光素子アレイの各画素の発光素子を画像データに応じた適切な輝度で発光動作させることができて、良好な露光状態を得ることができる。
100 表示装置
110 表示パネル
120 選択ドライバ
130 電源ドライバ
140 データドライバ
144 D/Aコンバータ
145 出力回路
145a 切換スイッチ
145b フォロワアンプ
145c 電流計
150 システムコントローラ
PIX、PIX1、PIX2 画素
DC 画素駆動回路
Tr11〜Tr13、Tr21〜Tr23 トランジスタ
Cs キャパシタ
OEL 有機EL素子
110 表示パネル
120 選択ドライバ
130 電源ドライバ
140 データドライバ
144 D/Aコンバータ
145 出力回路
145a 切換スイッチ
145b フォロワアンプ
145c 電流計
150 システムコントローラ
PIX、PIX1、PIX2 画素
DC 画素駆動回路
Tr11〜Tr13、Tr21〜Tr23 トランジスタ
Cs キャパシタ
OEL 有機EL素子
Claims (17)
- 画像データに応じて駆動される発光装置であって、
複数の画素と、各画素に接続される複数のデータラインと、電源電圧が供給される電源ライン及び共通電極と、を有する発光パネルと、
前記発光パネルに接続される駆動回路と、
を備え、
前記各画素は、電流路の一端が前記電源ラインに接続された駆動トランジスタと、カソード側が前記共通電極に接続されアノード側が前記駆動トランジスタの電流路の他端に接続された発光素子と、一端が前記駆動トランジスタの制御端子に接続され他端が前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続された保持容量と、を有し、
前記駆動回路は、
前記保持容量の蓄積電荷を放電させた後、前記保持容量に蓄積させた電荷に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路に流れる検査用電流の電流値を前記各データラインを介して測定する電流測定回路と、
前記電源ライン及び前記共通電極に前記電源電圧を供給し、前記保持容量に電荷を蓄積し、前記電流測定回路により前記電流の電流値を測定する期間において、前記電源ライン及び前記共通電極の電位を、前記発光素子に電流が流れない状態となる第1及び第2の電位に設定する電源駆動回路と、
を有することを特徴とする発光装置。 - 前記駆動回路は、前記各データラインの一端を一定電位に設定し、前記駆動トランジスタの前記制御端子と前記電流路の他端とを前記データラインに電気的に接続して、前記保持容量の両端を同電位に設定することによって前記蓄積電荷を放電させることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記駆動回路は、前記各データラインを介して前記保持容量の前記一端に検査用電圧を供給して、該保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積させる電圧印加回路を有し、
前記電流測定回路は、前記保持容量に蓄積された前記検査用電圧に応じた電荷に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路に流れる前記検査用電流の電流値を測定することを特徴とする請求項1又は2に記載の発光装置。 - 前記検査用電圧は、互いに異なる電圧値を有する第1の検査用電圧と第2の検査用電圧とを有し、
前記電流測定回路は、前記検査用電流の電流値として、前記第1の検査用電圧に対応する第1の電流値と前記第2の検査用電圧に対応する第2の電流値とを測定し、
前記駆動回路は、前記第1及び第2の検査用電圧と前記第1及び第2の電流値に基づいて、前記駆動トランジスタの閾値電圧及び電流増幅率を含む特性パラメータを取得する演算回路を有することを特徴とする請求項3に記載の発光装置。 - 前記駆動回路は、画像データに応じた階調電圧を前記特性パラメータに基づいて補正した駆動電圧を前記各データラインを介して前記駆動トランジスタの前記制御端子に印加して前記保持容量に該駆動電圧に応じた電荷を蓄積させ、前記保持容量に蓄積された電荷に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路に流れる駆動電流を前記発光素子に供給する駆動電圧印加回路を有し、
前記電源駆動回路は、前記駆動電流を前記発光素子に供給する期間において、前記電源ライン及び前記共通電極の電位を、前記発光素子に電流が流れる状態となる、第3及び第4の電位に設定することを特徴とする請求項4に記載の発光装置。 - 前記電流測定回路は、前記各データラインを介して前記保持容量の一端に前記検査用電圧が印加されて、前記保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷が蓄積された後に、前記検査用電流の電流値を測定することを特徴とする請求項3乃至5の何れかに記載の発光装置。
- 前記発光パネルは第1の選択ラインと第2の選択ラインとを有し、前記各画素は、前記第1の選択ラインに印加される第1の選択信号に応じて前記駆動トランジスタの制御端子と前記各データラインとを接続する第1の選択トランジスタと、前記第2の選択ラインに印加される第2の選択信号に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路の他端と前記各データラインとを接続する第2の選択トランジスタと、を有し、
前記駆動回路は、
前記各データラインの一端を一定電位に設定し、前記第1の選択ラインに第1の選択信号を印加して、前記第1の選択トランジスタを介して前記各データラインと前記駆動トランジスタの制御端子とを接続し、前記第2の選択ラインに前記第2の選択信号を印加して、前記第2の選択トランジスタを介して前記各データラインと前記駆動トランジスタの前記電流路の他端とを接続して、前記保持容量の両端を同電位に設定して前記蓄積電荷の放電を行なわせ、
前記電圧印加回路により前記各データラインの一端に前記検査用電圧を印加し、前記第1の選択ラインに前記第1の選択信号を印加して、前記第1の選択トランジスタを介して前記各データラインと前記駆動トランジスタの制御端子とを接続して、前記各データラインを介して前記保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積させ、
前記保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積させた後に、前記第2の選択ラインに前記第2の選択信号を印加して、前記各データラインを介して前記電流測定回路と前記駆動トランジスタの前記電流路の他端とを接続して、前記電流測定回路により前記検査用電流の測定を行うことを特徴とする請求項6記載の発光装置。 - 前記電流測定回路は、前記各データラインを介した前記保持容量の一端への前記検査用電圧の印加と並行して、前記検査用電流の電流値を測定することを特徴とする請求項3乃至5の何れかに記載の発光装置。
- 前記発光パネルは第1の選択ラインと第2の選択ラインとを有し、前記複数のデータラインは前記複数の画素における第1の画素に接続される第1のデータラインと前記第1の画素と該第1の画素に隣接する第2の画素とに接続される第2のデータラインとを有し、前記第1の画素は、前記第1の選択ラインに印加される第1の選択信号に応じて前記駆動トランジスタの制御端子と前記第1のデータラインとを接続する第1の選択トランジスタと、前記第2の選択ラインに印加される第2の選択信号に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路の他端と前記第2のデータラインとを接続する第2の選択トランジスタと、を有し、
前記駆動回路は、
前記第1及び第2のデータラインの一端を一定電位に設定し、前記第1の選択ラインに第1の選択信号を印加して、前記第1の選択トランジスタを介して前記第1のデータラインと前記駆動トランジスタの制御端子とを接続し、前記第2の選択ラインに前記第2の選択信号を印加して、前記第2の選択トランジスタを介して前記第2のデータラインと前記駆動トランジスタの前記電流路の他端とを接続して、前記保持容量の両端を同電位に設定して前記蓄積電荷の放電を行なわせ、
前記電圧印加回路により前記第1のデータラインの一端に前記検査用電圧を印加し、前記第1の選択ラインに前記第1の選択信号を印加して、前記第1の選択トランジスタを介して前記第1のデータラインと前記駆動トランジスタの制御端子とを接続して、前記第1のデータラインを介して前記保持容量へ前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積させるとともに、前記第2の選択ラインに前記第2の選択信号を印加して、前記第2のデータラインを介して前記電流測定回路と前記駆動トランジスタの前記電流路の他端とを接続して、前記電流測定回路により前記検査用電流の測定を行うことを特徴とする請求項8記載の発光装置。 - 請求項1乃至9の何れかに記載の発光装置が実装されてなることを特徴とする電子機器。
- 画像データに応じて駆動される発光装置の駆動制御方法であって、
前記発光装置は、電源電圧が供給される電源ライン及び共通電極と、電流路の一端が前記電源ラインに接続された駆動トランジスタと、カソード側が前記共通電極に接続されアノード側が前記駆動トランジスタの電流路の他端に接続された発光素子と、一端が前記駆動トランジスタの制御端子に接続され他端が前記駆動トランジスタの前記電流路の他端に接続された保持容量と、を有する複数の画素と、前記各画素に接続される複数のデータラインと、を有し、
前記各画素の前記保持容量の蓄積電荷を放電させる初期化ステップと、
前記初期化ステップの後、前記保持容量に蓄積させた電荷に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路に流れる検査用電流の電流値を前記各データラインを介して測定する電流測定ステップと、
前記保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積する期間及び前記電流測定回路により前記電流の電流値を測定する期間に、前記電源ライン及び前記共通電極の電位を、前記発光素子に電流が流れない状態となる第1及び第2の電位に設定する第1電源電圧設定ステップと、
を含むことを特徴とする発光装置の駆動制御方法。 - 前記初期化ステップは、
前記各データラインの一端を一定電位に設定する電位設定ステップと、
前記駆動トランジスタの制御端子と前記電流路の他端とを前記データラインに電気的に接続して、前記保持容量の両端を同電位に設定する同電位設定ステップと、
を含むことを特徴とする請求項11記載の発光装置の駆動制御方法。 - 前記電流測定ステップは、前記各データラインを介して前記保持容量の前記一端に検査用電圧を供給して、該保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積させる検査用電圧書込ステップを含むことを特徴とする請求項11又は12に記載の発光装置の駆動制御方法。
- 前記検査用電圧書込ステップは、前記各データラインを介して前記検査用電圧として第1の検査用電圧を前記保持容量の前記一端に供給する第1検査用電圧書込ステップと、前記検査用電圧として前記第1検査用電圧と異なる電圧値の第2の検査用電圧を前記保持容量の前記一端に供給する第2検査用電圧書込ステップと、を含み、
前記電流測定ステップは、前記電流測定回路は、前記検査用電流の電流値として、前記第1の検査用電圧に対応する第1の電流値を測定する第1電流測定ステップと、前記第2の検査用電圧に対応する第2の電流値を測定する第2電流測定ステップと、を含み、
前記第1及び第2の検査用電圧と前記第1及び第2の電流値に基づいて、前記駆動トランジスタの閾値電圧及び電流増幅率を含む特性パラメータを取得する特性パラメータ取得ステップを含むことを特徴とする請求項13に記載の発光装置の駆動制御方法。 - 画像データに応じた階調電圧を前記特性パラメータに基づいて補正した駆動電圧を前記各データラインを介して前記駆動トランジスタの前記制御端子に印加して前記保持容量に該駆動電圧に応じた電荷を蓄積させる駆動電圧印加ステップと、
前記保持容量に蓄積された電荷に応じて前記駆動トランジスタの前記電流路に流れる駆動電流を前記発光素子に供給する発光動作ステップと、
前記駆動電流を前記発光素子に供給する期間において、前記電源ライン及び前記共通電極の電位を、前記発光素子に電流が流れる状態となる、第3及び第4の電位に設定する第2電源電圧設定ステップと、
を含むことを特徴とする請求項14記載の発光装置の駆動制御方法。 - 前記電流測定ステップは、前記検査用電圧書込ステップによって前記保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷が蓄積された後に実行されることを特徴とする請求項13乃至15の何れかに記載の発光装置の駆動制御方法。
- 前記検査用電圧書込ステップによる前記保持容量に前記検査用電圧に応じた電荷を蓄積する動作と、前記電流測定ステップによる前記検査用電流の電流値を測定する動作とは並行して実行されることを特徴とする請求項13乃至15の何れかに記載の発光装置の駆動制御方法。
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