JP2011158821A - 画像表示装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動トランジスタと発光素子との間にスイッチを有する画素回路を用いた画像表示装置において、発光開始時等に当該スイッチをオンすると、その直後に発光素子に過渡的な電流が流れて画像信号以上の過剰な発光を生じ、黒輝度が上昇しコントラスト比が低下する。
【解決手段】OLED90と点灯スイッチ92との接続点を補償電源回路36に接続可能な補償スイッチ100を設ける。発光期間の前に補償期間を設け、補償期間にて補償スイッチ100をオンする。その後、発光期間では補償スイッチ100をオフした上で、点灯スイッチ92をオンする。
【選択図】図3
【解決手段】OLED90と点灯スイッチ92との接続点を補償電源回路36に接続可能な補償スイッチ100を設ける。発光期間の前に補償期間を設け、補償期間にて補償スイッチ100をオンする。その後、発光期間では補償スイッチ100をオフした上で、点灯スイッチ92をオンする。
【選択図】図3
Description
本発明は、駆動電流に応じて発光するダイオード型の発光素子を備えた複数の画素回路を有する画像表示装置、及びその駆動方法に関する。
従来より、有機EL(Electro-Luminescence)素子を用いた表示装置である有機ELディスプレイが提案されている。有機EL素子は自発光素子であるため、液晶表示装置では必要となるバックライトが不要であり薄型化に適すると共に、視野角が180°に近いという特長を有する。そのため、有機ELディスプレイは次世代の表示装置としてその実用化が大きく期待されている。
現在、提案されている有機ELディスプレイは主として、発光層に注入された正孔と電子とが再結合する際に光を生じる現象を利用する電流制御型の有機EL素子を用いたものである。有機ELディスプレイは、液晶ディスプレイ (Liquid Crystal Display:LCD)と同様、アクティブマトリックス方式を採用することができ、画素に対応して複数の画素回路が配列される。画素回路は例えば、アモルファスシリコンや多結晶シリコン等で形成される薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)を用いて構成される。各画素回路には有機発光ダイオード(Organic light-emitting diode:OLED)などの有機EL素子が設けられ、有機EL素子に流れる電流に応じて各画素の輝度を制御することができる。
アクティブマトリックス型の画像表示装置では、画素回路それぞれに駆動トランジスタを設けて、当該画素回路の発光素子等を駆動する。この駆動トランジスタの閾値電圧は画素回路間でばらつき、これに起因して発光素子に流れる電流値が変化して輝度むらが発生する。この現象を改善するための手法として、下記非特許文献1などには、例えば駆動トランジスタの閾値電圧を予め検出するとともに、検出した閾値電圧に基づいて発光素子に流れる電流を制御する方式が開示されている。
また、画像表示装置の性能を表す指標の一つとしてコントラスト比がある。コントラスト比は、黒レベルの輝度に対する白レベルの輝度の比で表される。コントラスト比の劣化要因として黒レベルが上がる「黒浮き」がある。下記特許文献1〜4はこのコントラスト比を改善する技術を開示している。
R.M.A. Dawson et al., "Design of an Improved Pixel for a Polysilicon Active-Matrix Organic LEDDisplay," SID 98 Digest, pp. 11-14, 1998.
アクティブマトリクス方式の画像表示装置において、その特性改善のために様々な構成及び駆動方法の画素回路が提案されている。例えば、駆動トランジスタの閾値電圧のばらつきの影響を除去する観点などから、駆動トランジスタと発光素子との間にTFTなどからなるスイッチ(点灯スイッチ)を設けた画素回路がある。点灯スイッチは例えば、発光素子の発光開始時や、画素回路に記憶された前フレームの画像信号をリセットする際にオンされる。本願発明者は、点灯スイッチをオンした直後に発光素子が不要に発光すること、及び、この発光が、画素回路に記憶された画像信号の大きさには関係なく生じ、画像信号に応じた量以上の過剰な発光となり、本来、低輝度で表示されるべき画素にて「黒浮き」を生じてコントラスト比を低下させることを観測した。このコントラスト比低下の問題について解析を行った結果、点灯スイッチを構成するTFTの発光素子側の電極とゲート電極との間の寄生容量CPに蓄積される電荷量が、過剰発光に相当する電流量にほぼ匹敵することが分かった。このことから、点灯スイッチを構成するトランジスタをオフからオンに移行させるときのゲート電位の変化が寄生容量CPの電荷蓄積状態の変化を生じ、その際の電荷移動に起因して発光素子に過渡的な電流が流れると推察される。当該過渡電流は瞬時的に流れるためピーク電流は比較的大きくなり、発光素子が瞬時的に発光して黒レベルを上昇させる。この現象は人の視覚に印象づけられるため、表示画像の画質の低下として観察される。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、駆動トランジスタと発光素子との間にスイッチを有する画素回路を用いた画像表示装置において、コントラスト比の向上を図ることを目的とする。
本発明に係る画像表示装置は、入力される画像信号に応じた記憶電圧を書き込み期間にて設定され、前記記憶電圧に応じて発光期間にて発光する複数の画素回路を有した画像表示装置であって、前記画素回路が、前記記憶電圧に応じた駆動電流を電流出力端子から出力する駆動電流発生部と、基準電圧源と前記電流出力端子との間に接続され、前記駆動電流に応じて発光するダイオード型の発光素子と、前記電流出力端子と前記発光素子との間に接続される点灯スイッチと、前記発光素子と前記点灯スイッチとの接続点と所定電圧の補償電圧源との間に接続される補償スイッチと、を有し、前記補償スイッチが、前記書き込み期間後、且つ次の前記発光期間前に配置される補償期間においてオン状態とされる。
他の本発明に係る画像表示装置は、入力される画像信号に応じた記憶電圧を書き込み期間にて設定され、前記記憶電圧に応じて発光期間にて発光する複数の画素回路を有した画像表示装置であって、前記画素回路が、前記記憶電圧に応じた駆動電流を電流出力端子から出力する駆動電流発生部と、前記駆動電流発生部の制御端子に接続される保持容量を備え、当該保持容量に設定される前記記憶電圧を保持可能とする電圧記憶部と、基準電圧源と前記電流出力端子との間に接続され、前記駆動電流に応じて発光するダイオード型の発光素子と、前記電流出力端子と前記発光素子との間に接続される点灯スイッチと、前記制御端子と前記電流出力端子との間に接続されるバイパススイッチと、前記発光素子と前記点灯スイッチとの接続点と所定電圧の補償電圧源との間に接続される補償スイッチと、を有し、前記点灯スイッチが、新たな前記画像信号に基づく前記記憶電圧の設定動作に先行して前記書き込み期間に行われる前記記憶電圧のリセット動作にて、当該バイパススイッチと共にオン状態とされ、前記保持容量を前記発光素子を介して前記基準電圧源に接続し、前記補償スイッチが、前記発光期間後、且つ前記リセット動作前に配置される補償期間においてオン状態とされる。当該画像表示装置の好適な態様では、前記補償スイッチは、さらに前記書き込み期間後、且つ前記発光期間前に配置される補償期間においてオン状態とされる。
さらに他の本発明に係る画像表示装置は、入力される画像信号に応じた記憶電圧を書き込み期間にて設定され、前記記憶電圧に応じて発光期間にて発光する複数の画素回路を有した画像表示装置であって、前記画素回路が、前記記憶電圧に応じた駆動電流を電流出力端子から出力する駆動電流発生部と、前記駆動電流発生部の制御端子に接続される保持容量を備え、当該保持容量に設定される前記記憶電圧を保持可能とする電圧記憶部と、基準電圧源と前記電流出力端子との間に接続され、前記駆動電流に応じて発光するダイオード型の発光素子と、前記制御端子と前記電流出力端子との間に接続されるバイパススイッチと、前記制御端子と所定電圧の補償電圧源との間に接続される補償スイッチと、を有する。さらに当該画像表示装置は、前記電流出力端子と前記基準電圧源との間に、前記発光素子と直列に接続される点灯スイッチを有し、前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチは、前記発光期間後、且つ次の前記書き込み期間前に設定される補償期間において共にオン状態とされる。当該画像表示装置の好適な態様では、前記点灯スイッチは、前記各画素回路に設けられる。当該画像表示装置の他の好適な態様は、複数の前記画素回路それぞれの前記発光素子の一方端子に共通に接続される共通電源線を有し、前記点灯スイッチが、前記共通電源線と前記基準電源との間に接続される。また、当該画像表示装置において、さらに前記各画素回路へ配線される電源線と、所定電圧を有する駆動電圧源及び停止電圧源を選択的に前記電源線に接続する電源線スイッチ回路と、を有し、前記駆動電流発生部が、前記電源線を介して前記駆動電圧源に接続される電流入力端子を有し、前記制御端子に前記保持容量から前記記憶電圧に応じた電圧を印加されて、前記電流入力端子と前記電流出力端子との間に前記駆動電流を生じる駆動トランジスタを有し、前記電源線スイッチ回路は、前記補償期間にて、前記駆動トランジスタの前記駆動電流の出力が停止する電圧を有する前記停止電圧源を前記電源線に接続するものであってもよい。
また、本発明の好適な態様は、前記画素回路に前記画像信号を供給する複数の信号線と、前記信号線への前記画像信号の供給を制御する信号線駆動回路と、前記補償期間にて前記信号線を前記補償電圧源に接続する信号線スイッチ回路と、を有し、前記補償スイッチの一方端が前記信号線に接続される画像表示装置である。当該画像表示装置において、前記補償電圧源は、前記発光素子に対する逆バイアス電圧を供給するものであってもよい。また、当該画像表示装置において、前記補償電圧源を前記基準電圧源と共通として、前記補償スイッチの一方端を前記基準電圧源に接続してもよい。
前記点灯スイッチは、薄膜トランジスタで構成することができる。また、前記発光素子は、有機発光ダイオードとすることができる。
本発明に係る画像表示装置の駆動方法は、本発明に係る上記画像表示装置を駆動する方法であって、前記書き込み期間にて、行列配置された前記画素回路の全部又は一部を行単位で順次選択して、選択された行の前記画素回路に前記画像信号に応じた前記記憶電圧を設定し、前記書き込み期間後、且つ前記発光期間前に設定される前記補償期間にて、前記各画素回路の前記点灯スイッチがオフされた状態で、当該各画素回路の前記補償スイッチを同時にオンし、前記各補償スイッチをオフした後、前記発光期間にて、前記各画素回路の前記点灯スイッチをオンする。
本発明に係る画像表示装置の他の駆動方法は、バイパススイッチを有する本発明に係る上記画像表示装置を駆動する方法であって、前記発光期間にて、行列配置された前記各画素回路の前記点灯スイッチをオン状態とし、前記発光期間後、且つ前記書き込み期間前に設定される前記補償期間にて、前記各画素回路の前記点灯スイッチがオフされた状態で、当該各画素回路の前記補償スイッチを同時にオンし、前記各補償スイッチをオフした後、前記書き込み期間にて、前記画素回路の全部又は一部を行単位で順次選択して、選択された行の前記画素回路に対して、前記保持容量に設定された前記記憶電圧を前記点灯スイッチ及び前記バイパススイッチをオンしてリセットする前記リセット動作、及びリセット後の前記保持容量に新たな前記画像信号に基づく前記記憶電圧を設定する前記設定動作を行う。
本発明に係る画像表示装置のさらに他の駆動方法は、一方端子が駆動電流発生部の制御端子に接続される補償スイッチを有する本発明に係る上記画像表示装置を駆動する方法であって、前記発光期間にて、行列配置された前記各画素回路の前記発光素子に接続される前記点灯スイッチをオン状態とし、前記発光期間後、且つ前記書き込み期間前に設定される前記補償期間にて、前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチを同時にオンして、前記保持容量に設定された前記記憶電圧をリセットし、前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチをオフした後、前記書き込み期間にて前記点灯スイッチをオフに維持したまま、前記画素回路の全部又は一部を行単位で順次選択して、選択された行の前記画素回路の前記保持容量に新たな前記画像信号に基づく前記記憶電圧を設定する設定動作を行う。
本発明に係る画像表示装置のさらに他の駆動方法は、電源線スイッチ回路を有する本発明に係る上記画像表示装置を駆動する方法であって、前記発光期間にて、行列配置された前記各画素回路の前記発光素子に接続される前記点灯スイッチをオン状態とし、前記発光期間後、且つ前記書き込み期間前に前記補償期間を包含して設定される補償可能期間にて、前記電源線に前記停止電圧源を接続し、前記補償期間にて、前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチを同時にオンして、前記保持容量に設定された前記記憶電圧をリセットし、前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチをオフし、さらに前記電源線に前記駆動電圧源を接続した後、前記書き込み期間にて前記点灯スイッチをオフに維持したまま、前記画素回路の全部又は一部を行単位で順次選択して、選択された行の前記画素回路の前記保持容量に新たな前記画像信号に基づく前記記憶電圧を設定する設定動作を行う。
本発明に係る画像表示装置、及びその駆動方法によれば、発光素子に直列に接続される点灯スイッチをオンしたときの過渡的な電流が低減される。これにより、本来、低輝度で表示されるべき画素での当該電流による発光が低減されコントラスト比が向上する。
以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)である画像表示装置について、図面に基づいて説明する。各実施形態は、OLEDを発光素子として備えたアクティブマトリックス方式の有機EL表示装置である。
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る有機EL表示装置2の概略の構成を示す模式図である。有機EL表示装置2は、本体回路4、表示基板6及び接続基板8を有する。本体回路4は、画像信号を処理する信号処理回路やフレームメモリなどを含み、例えば、ガラスエポキシ基板等のリジッド基板を用いて形成される。表示基板6には、表示画像の画素に対応する画素回路が配列された表示部10が形成される。有機EL表示装置では、表示基板6をフレキシブルな材料で構成することもできる。表示基板6上には、表示部10を駆動する駆動回路12も設けられる。駆動回路12は、その主要部を一又は複数の半導体チップに集積し、当該チップを表示基板6上に搭載することにより形成される。また、駆動回路12として、低温ポリシリコンからなる半導体層を用いたTFT等で構成された回路を表示基板6上に直接形成することもできる。
図1は、第1の実施形態に係る有機EL表示装置2の概略の構成を示す模式図である。有機EL表示装置2は、本体回路4、表示基板6及び接続基板8を有する。本体回路4は、画像信号を処理する信号処理回路やフレームメモリなどを含み、例えば、ガラスエポキシ基板等のリジッド基板を用いて形成される。表示基板6には、表示画像の画素に対応する画素回路が配列された表示部10が形成される。有機EL表示装置では、表示基板6をフレキシブルな材料で構成することもできる。表示基板6上には、表示部10を駆動する駆動回路12も設けられる。駆動回路12は、その主要部を一又は複数の半導体チップに集積し、当該チップを表示基板6上に搭載することにより形成される。また、駆動回路12として、低温ポリシリコンからなる半導体層を用いたTFT等で構成された回路を表示基板6上に直接形成することもできる。
接続基板8は、本体回路4と表示基板6とを接続し、例えば、本体回路4側に設けられるグラフィックコントローラなどから駆動回路12へ表示データや表示コントロール信号を入力する。例えば、図1において、DIは、本体回路4側から駆動回路12に対する表示データインターフェース(RGBインターフェース)を意味し、グラフィックコントローラで形成された画像データと、データ取り込み用のクロックが連続的に入力される系(外部データ)である。この表示データインターフェース(DI)では、駆動回路12は、従来のパーソナルコンピュータに使用されるドライバと同様に取り込み用クロックに合わせて画像データを順次取り込む。接続基板8は、フレキシブル配線基板で構成することができる。なお、駆動回路12の一部又は全部を、接続基板8上に配置することもできる。
図2は、有機EL表示装置2の主に表示基板6(有機EL表示パネル)に形成される部分の概略の構成を示す模式的な回路図である。表示基板6には画素回路20がマトリクス状に配置された表示部10が設けられる他、駆動回路12としてゲート駆動回路30、信号線駆動回路32、発光基準信号生成回路34及び補償電源回路36が設けられる。
ゲート駆動回路30は表示部10の画素回路20の行(ライン)毎に制御信号を出力する。具体的には、本実施形態では、後述するように画素回路20がそれぞれTFTからなる3つのスイッチ(点灯スイッチ、バイパススイッチ及び補償スイッチ)を備えることに対応して、画素回路20の行それぞれに3本の制御信号線(点灯制御線40、バイパス制御線42及び補償制御線44)が設けられ、ゲート駆動回路30は、各行の制御線40,42,44に制御信号を供給する。
信号線駆動回路32は選択された行の各画素の画像信号を表すデータを入力され、当該データをD/A変換器でアナログ電圧に変換して画像信号に応じた電圧信号を生成する。信号線駆動回路32は当該電圧信号を表示部10の画素回路20の列毎に生成する。画素回路20の列それぞれには信号線46が設けられ、信号線駆動回路32は各列の信号線46に、選択された行の各画素の画像信号を表す電圧信号を並列して出力する。
信号線46にはスイッチSWa,SWbが設けられる。これらスイッチSWa,SWbを用いて、信号線駆動回路32、発光基準信号生成回路34及び補償電源回路36のうち信号線46に接続される回路が切り換えられる。具体的には、スイッチSWaはオン状態にて信号線46に補償電源回路36を接続し、オフ状態では補償電源回路36を信号線46から切り離す。スイッチSWbは、信号線46を信号線駆動回路32に接続する状態、発光基準信号生成回路34に接続する状態、及びいずれにも接続しない状態を切り換える。これらスイッチSWa,SWbの切り換えは制御回路(図示せず)により行われる。
発光基準信号生成回路34は画素回路20の発光基準信号VREFを生成する。また、補償電源回路36は補償電圧源として機能する。これら発光基準信号生成回路34及び補償電源回路36の出力電圧は信号線46を介して各画素回路20に供給される。
各画素回路20は、OLED駆動電圧源(図2には図示せず)から電源線48を介して正電圧VOLEDを供給される。また、図2には図示していないが、各画素回路20は共通接地線を介して接地電位GNDを供給される。
ゲート駆動回路30は垂直走査回路60と行毎の論理回路62とを有する。垂直走査回路60は表示部10にて動作対象となる画素回路の行を列方向(例えば、画面上側から下側への向き)に順番に選択し、当該選択した行に対するタイミング信号を生成し、当該行の論理回路62へ出力する。具体的には、垂直走査回路60はシフトレジスタであり、直列接続された複数段のフリップフロップからなる。制御回路は、垂直走査回路60にシフトクロックCK(周期τCK)を供給すると共に、垂直走査回路60の先頭段にパルスPIを入力する。垂直走査回路60はパルスPIをシフトクロックCKの立ち上がりでラッチし出力する。垂直走査回路60の直列接続された各段は直前の段の出力を入力され、当該入力をシフトクロックCKに同期してラッチし出力する。これにより先頭段にてラッチされたHighレベル(論理値“1”に対応、以下、Hレベル)又はLowレベル(論理値“0”に対応、以下、Lレベル)の状態は、シフトクロックCKの周期毎に順番に後段へシフトされる。また、各段の出力は並列して垂直走査回路60の外部へ取り出すことができる。画素回路20の各行に複数段のフリップフロップを対応付けることで、垂直走査回路60は位相差を有する複数のタイミング信号を各行に対して出力することができる。本実施形態では、垂直走査回路60は、連続する3段のフリップフロップが各行に割り当てられるシフトレジスタで構成され、パルスPIは、垂直走査回路60の先頭段にてHレベルがクロック2周期(2τCK)に亘りラッチされるように設定される。そして、第k行に対応付けられる3段のフリップフロップのうち1段目の出力が当該行に対する第1のタイミング信号LAkとして取り出され、2段目の出力が第2のタイミング信号LBkとして取り出される。タイミング信号LAk,LBkにはそれぞれ幅2τCKのパルスが現れるが、LBkのパルスはLAkのパルスに対してクロック1周期(τCK)分遅れる。
論理回路62は、垂直走査回路60が出力する行毎のタイミング信号LAk,LBk、及び制御回路がタイミング信号線70,72,74に出力する行共通のタイミング信号S1,S2,S3に基づいて動作する。図2に示す例では、第k行のタイミング信号LAkと、信号S2とがAND回路80に入力され、それらの論理積がOR回路82に入力される。OR回路82は、AND回路80の出力と信号S1との論理和を第k行の点灯制御信号SLGTとして点灯制御線40へ出力する。また、第k行のタイミング信号LBkと、信号S3とがAND回路84に入力され、それらの論理積が第k行のバイパス制御信号SBPSとしてバイパス制御線42へ出力される。
各補償制御線44はタイミング信号線76に接続される。制御回路はタイミング信号線76にタイミング信号S4を出力し、当該信号S4が補償制御信号SCMPとして各補償制御線44に共通に出力される。
図3は、図2に示す有機EL表示パネルの表示部10に配列される画素回路20の概略の回路図である。各画素回路20は、発光素子としてOLED90を有する。具体的にはOLED90は、AlSi ,AlNd,Ag,ITO(Indium T in Oxide)等によって形成されたアノード層及びカソード層と、アリールアミン誘導体,フタルシアニン,トリスアルミニウム錯体,ベンゾキノリノラト,イリジウム錯体等の有機系の材料によってアノード層とカソード層との間に形成された発光層とを少なくとも備えた構造を有し、発光層に注入された正孔と電子とが再結合することによって光を生じる機能を有する。OLED90のカソード電極は共通接地線に接続される。また、OLED90のアノード電極は、n型TFTからなる点灯スイッチ92と、p型TFT(以下、駆動TFTという。)94を介して電源線48に接続される。
また、駆動TFT94の制御端子であるゲート電極は、保持コンデンサ96を介して信号線46に接続され、駆動TFT94のドレイン電極とゲート電極との間には、n型TFTからなるバイパススイッチ98が設けられる。なお、バイパススイッチ98のゲート電極は、バイパス制御線42に接続される。また、点灯スイッチ92のゲート電極は、点灯制御線40に接続される。
OLED90と点灯スイッチ92との接続点と信号線46との間にn型TFTからなる補償スイッチ100が接続される。補償スイッチ100のゲート電極は、補償制御線44に接続される。
なお、既に述べたように画素回路20の各TFTは例えば、半導体層にポリシリコンを用いる多結晶シリコン薄膜トランジスタであり、表示基板6上に形成されている。
次に有機EL表示装置2の動作について説明する。有機EL表示装置2の動作では1フレーム期間に、書き込み期間PW、発光期間PE及び補償期間PXが設けられる。書き込み期間PWでは、各行の画素回路20の保持コンデンサ96への画像信号の書き込みを行い、発光期間PEでは、保持コンデンサ96に書き込んだ画像信号に応じた強度で各行のOLED22を発光させる。補償期間PXは、これら書き込み期間PWと発光期間PEとの間に設けられる。本実施形態では、書き込み期間PW後、かつ発光期間PE前に補償期間PX1が設けられ、発光期間PE後、かつ書き込み期間PW前に補償期間PX2が設けられる。なお、補償期間PX1,PX2はいずれか一方だけを設けることもできる。
図4は、この有機EL表示装置2の駆動方式を説明するタイミング図であり、タイミング信号S1,S2,S3,S4の電圧レベルを示す図である。書き込み期間PWでは、制御回路はタイミング信号S2,S3のHレベルの期間を発生させる。一方、制御回路は、書き込み期間PWにおいてタイミング信号S1,S4をLレベルに維持する。
発光期間PEでは、制御回路は、タイミング信号S1をHレベル、タイミング信号S2,S3,S4をLレベルに維持する。
また、補償期間PX(PX1及びPX2)では、制御回路は、タイミング信号S4をHレベル、タイミング信号S1,S2,S3をLレベルに維持する。
図5は、書き込み期間PWでの画素回路20の動作を説明するためのタイミング図である。書き込み期間PWにおいて、スイッチSWaはオフ状態とされ、スイッチSWbは、信号線46を信号線駆動回路32に接続する状態に設定される。図5には、第k行と第(k+1)行とが順番に垂直走査回路60により選択される場合の信号波形が示されている。信号群110は第k行に対する信号、信号群112は第(k+1)行に対する信号であり、各信号群にはバイパス制御信号SBPS、点灯制御信号SLGT及び補償制御信号SCMPが示されている。各制御信号SBPS,SLGT,SCMPのHレベルはそれぞれn型TFTからなるバイパススイッチ98、点灯スイッチ92、補償スイッチ100をオンの状態にし、Lレベルはオフの状態にする。図5には、或る列の信号線46に信号線駆動回路32から印加される画像信号VSも示している。
書き込み期間PWにおいて各行の論理回路62のAND回路80,84それぞれの一方端子に入力されるタイミング信号S2,S3はHレベルに維持されるので(図4参照)、AND回路80,84それぞれの他方端子に入力される行毎のタイミング信号LAk,LBkによって点灯制御信号SLGT、バイパス制御信号SBPSの電位レベルが定まる。
すなわち、第k行の点灯制御信号SLGTがタイミング信号LAkに同期して長さ2τCKを有する時刻T0からT2までの期間、Hレベルとなる場合、第k行のバイパス制御信号SBPSが1クロック遅れたタイミング信号LBkに同期して時刻T1からT3までの期間、Hレベルとなる。さらに、第(k+1)行の点灯制御信号SLGTがタイミング信号LAk+1に同期して時刻T3にて立ち上がり、これより1クロック遅れて第(k+1)行のバイパス制御信号SBPSが立ち上がる。
第k行の画素回路20では、時刻T1からT2までの期間、バイパススイッチ98及び点灯スイッチ92がオンとなることで、駆動TFT94はゲート電極とドレイン電極とが接続されたダイオード接続になり、前のフレームで保持コンデンサ96に記憶されていた駆動TFT94のゲート電極の電圧はクリアされる。
次に、時刻T2で点灯スイッチ92がオフすると、駆動TFT94とOLED90とは強制的に電流オフ状態になる。このとき、駆動TFT94のゲート電極とドレイン電極とはバイパススイッチ98で短絡されているため、保持コンデンサ96の一端でもある駆動TFT94のゲート電極の電圧は、電源線48の電圧より閾値電圧(Vth)だけ低い電圧に自動的にリセットされる。なお、このとき、保持コンデンサ96の他端には、信号線46から第k行の画像信号VSkのアナログ画像電圧が入力されている。
次に、時刻T3でバイパススイッチ98がオフすると、保持コンデンサ96はその時点の両端の電位差を保持する。これにより、第k行の画素回路20への画像信号の書き込みが完了する。
続いて第(k+1)行の画素回路20への画像信号の書き込みが第k行と同様に行われる。このようにして、画素回路20へのアナログ画像電圧の書込みは、垂直走査回路60の列方向の走査に応じて行毎に順次行われ、全ての行の画素回路20への書込みが終了した時点で1フレームの書き込み期間PWは終了する。
なお、図5に示すように補償制御信号SCMPはLレベルに維持されるので、書き込み期間PWにて補償スイッチ100はオフ状態に保たれる。
図6は発光期間PEでの画素回路20の動作を説明するためのタイミング図である。発光期間PEでは、タイミング信号線70に印加されるタイミング信号S1がHレベルに維持される結果、各行の論理回路62のOR回路82の出力はHレベルとなる。すなわち、発光期間PEにて各行の点灯制御信号SLGTはHレベルとなる。一方、タイミング信号S3,S4は発光期間PEにてLレベルであるので、バイパス制御信号SBPS,補償制御信号SCMPはLレベルに維持される。その結果、発光期間PEにて、各画素回路20の点灯スイッチ92はオン状態、バイパススイッチ98及び補償スイッチ100はオフ状態に保たれる。
また、スイッチSWaはオフ状態とされ、一方、スイッチSWbは信号線46を発光基準信号生成回路34に接続する。発光基準信号生成回路34は発光期間PEにて一定電圧VREFの発光基準信号SREFを信号線46に印加する。
さて、発光期間PEにおいて各画素回路20の保持コンデンサ96は、先行する書き込み期間PWにて画像信号VSkに応じた電圧を設定されている。すなわち、保持コンデンサ96の信号線46に接続された一方端子に、書き込み期間PWにて印加されたVSkと等しい電圧が印加されると、駆動TFT94のゲート電極に接続される他方端子の電圧は、電源線48の電圧より閾値電圧Vthだけ低い電圧となる。
従って、発光基準信号SREFを信号線46に印加すると、画像信号VSkを書き込まれた画素回路20の駆動TFT94は、発光基準信号SREFがVSkより高ければオフ状態となり、一方、VSkより低ければオン状態となる。電圧VREFは画質を考慮して設定され、例えば、画像信号VSの振幅の範囲内に設定することができる。
駆動TFT94はオン状態にてOLED90に(VSk−VREF)に応じた駆動電流を供給する駆動電流発生部として機能する。発光期間PEにおいて点灯スイッチ92はオン状態であるので、各画素回路20のOLED90は駆動TFT94により駆動される。
本実施形態では、1フレーム期間のうち発光期間PEにのみOLED90を発光させることで、連続する複数フレームの画像の表示において、画像相互間に無発光期間を設けることが可能である。これによりなめらかな動画像表示が可能となる。
図7は補償期間PXでの画素回路20の動作を説明するためのタイミング図である。補償期間PX1は書き込み期間PWにて最終行に対するバイパス制御信号SBPSがLレベルとなり(図5参照)、全行への書き込みが完了した後に開始される。また、補償期間PX2は発光期間PEにて点灯制御信号SLGTがLレベルとなり(図6参照)、各画素回路20のOLED90の発光が停止された後に開始される。
補償期間PXでは、タイミング信号線76に印加されるタイミング信号S4がHレベルに維持される結果、各行の補償制御信号SCMPはHレベルとなる。一方、タイミング信号S1,S2,S3は補償期間PXにてLレベルであるので、バイパス制御信号SBPS、点灯制御信号SLGTはLレベルに維持される。その結果、補償期間PXにて、各画素回路20の補償スイッチ100はオン状態、バイパススイッチ98及び点灯スイッチ92はオフ状態を維持する。
また、スイッチSWaはオン状態とされ、信号線46は補償電源回路36に接続される。一方、スイッチSWbは、信号線46を信号線駆動回路32及び発光基準信号生成回路34のいずれにも接続しないフローティング状態に設定される。これにより、補償期間PXにて信号線46は補償電源回路36の出力電圧VCMPを印加される。
これにより、OLED90と点灯スイッチ92との接続点、すなわちOLED90のアノード電極、及び点灯スイッチ92のソース電極が補償スイッチ100及び信号線46を介して補償電源回路36に接続され補償電圧VCMPを印加される。
補償電源回路36の電圧VCMPは負電圧に設定する。当該電圧値は、点灯スイッチ92を構成するn型TFTのゲート−ソース間電圧VGSを閾値未満に保つことや、逆バイアスによるOLED90のリーク電流の大きさなどを考慮に入れて設定される。
図8は有機EL表示装置2の動作を説明する模式的な信号波形図であり、1フレーム期間におけるバイパス制御信号SBPS、点灯制御信号SLGT、補償制御信号SCMP及びOLED90の発光強度IEMTを示している。発光強度IEMTは、OLED90の過剰発光の様子を理解容易とするため、画素回路20に書き込む画像信号VSを最低階調(0階調)にした場合を示している。また、補償制御信号SCMP及び発光強度IEMTは、条件が異なる4つの場合について示している。条件aは2つの補償期間PX1,PX2のいずれにおいても、図7を用いて説明した上述の補償動作を行わない場合である。また、条件b1は補償期間PX1のみで補償動作を行う場合、条件b2は補償期間PX2のみで補償動作を行う場合、そして条件cは補償期間PX1,PX2の両方で補償動作を行う場合である。
図8において、書き込み期間PWのバイパス制御信号SBPSのパルス120、及び点灯制御信号SLGTのパルス122は任意の1行に対するものを示している。条件aの発光強度IEMTの波形には、各行の書き込み動作にて生じる発光124,126と、発光期間PEの開始時に生じる発光128とが示されている。これら発光124,126,128は黒浮きの原因となる過剰な発光である。
発光126は、図5の時刻T1からT2までの期間に相当する期間ξ2に生じる。当該期間ξ2では、保持コンデンサ96の一方端がバイパススイッチ98、点灯スイッチ92及びOLED90を介して共通接地線へ接続され、保持コンデンサ96に蓄積されていた前フレームの画像信号に応じた電荷が放電される。この書き込み対象行での保持コンデンサ96のリセット動作に伴いOLED90に電流が流れ、当該行のOLED90が発光する。この発光は上述の画素回路20の駆動方式にて予定されたものである。
発光124は点灯スイッチ92をオフ状態からオン状態へ移行することに起因して生じ、そのピークは基本的にバイパススイッチ98がオンする前の期間ξ1に生じる。この発光124は発光126と同様、書き込み対象の行毎に生じる。
発光128も発光124と同様、点灯スイッチ92をオフ状態からオン状態へ移行することに起因して生じ、発光期間PEの開始直後にピークを生じる。この発光128は表示部10全体のOLED90で一斉に起こるので、瞬間的な輝度は行毎の発光124,126より大きくなる。図8はこの強度差を模式的に表現している。
発光124,128の発生機構として、点灯スイッチ92をオフからオンに移行させるときの点灯制御線40の電位変化が点灯スイッチ92のゲート電極とソース電極との間の寄生容量CPの電荷蓄積状態の変化を生じ、その際の電荷移動がOLED90に過渡的な電流を生じることが考えられる。この機構は例えば、点灯スイッチ92のオン時に点灯制御線40の電位が上がると容量CPによるカップリングによって点灯スイッチ92のソース電極に電子が集まり、その結果、OLED90のアノード電位が上昇してOLED90が順バイアス状態になるというモデルにより定性的に解釈することができる。
有機EL表示装置2が行う補償動作は、このような点灯スイッチ92のオン後の電荷移動を補償して、OLED90に過渡的な電流が生じることを抑制しようとするものである。例えば、上述のモデルにおける補償動作では、点灯スイッチ92のソース電極とOLED90との接続部分に当該部分の電位より低い補償電圧源を接続することで、当該部分に電子が注入される。注入された電子は、オフ状態でのソース電極の電子蓄積量を増加させてオン時にソース電極へ移動する電子の量を少なくしたり、また、OLED90のアノード電位を引き下げて順バイアス状態になりにくくし、これにより、OLED90の過渡的な電流を防止・軽減し得る。
有機EL表示装置2は条件b1では、この補償動作を補償期間PX1にて行うことにより、期間PX1に続く発光期間PEの開始時の発光128を防止・軽減することができる。条件b2では、補償動作を補償期間PX2にて行うことにより、期間PX2に続く書き込み期間PWでの発光124を防止・軽減できる。条件cでは、期間PX1とPX2とで補償動作を行うので、発光124,128の双方を防止・軽減できる。
図9、図10は条件a,b1,b2,cでの測定結果を示すグラフである。図9は、条件aに対する条件b1,b2,cそれぞれの相対輝度を示す。図9の縦軸は0階調表示時の輝度に基づく相対輝度であり、横軸は補償期間PXの長さである。曲線130は条件cの測定結果、曲線132は条件b1の測定結果、そして曲線134は条件b2の測定結果を示している。補償動作を行ったいずれの条件でも、補償動作を行わない条件aより0階調時の相対輝度が低減され、上述した過剰発光の抑制に対して有機EL表示装置2の構成及び駆動方法の有効性が示された。今回の測定では、条件b2より条件b1において相対輝度が低減される結果が得られた。この結果より、発光期間PEの開始時の発光128が黒浮きに比較的大きな影響を及ぼしていること、及び、上述の補償動作は当該発光128を好適に抑制できることが伺われる。さらに、条件cの結果が示すように、補償期間PX1及びPX2で補償動作を行うことで、一層の黒浮き防止が可能となる。
なお、図9に示すように、相対輝度は補償期間PXの変化に対して極小値を有し、最適値が存在し得るという実験結果が得られた。よって、補償期間PXの長さは実験等に基づき求められる最適値に設定することが好ましい。例えば、本実施形態では補償動作を行う各条件に対して、相対輝度は83μSで最小となり、補償期間PXの長さはおよそ60〜100μSの範囲にて設定すれば好適な相対輝度が実現されるという結果が得られた。
図10は、図9に示した測定と同一条件で測定した相対コントラストを示している。図10の縦軸は条件aに対する相対コントラストであり、横軸は補償期間PXの長さである。曲線140は条件cの測定結果、曲線142は条件b1の測定結果、そして曲線144は条件b2の測定結果を示している。補償動作によって0階調時の輝度が抑制されることでコントラストの向上が図られる。
上述の実施形態では、1フレーム期間に書き込み期間PW,発光期間PEをそれぞれ1回ずつ設ける有機EL表示装置2の駆動方法を示した。このような通常駆動に代えて、1フレームの書き込みを複数の書き込み期間PWに分割して行う駆動方法も可能である。例えば、480ラインからなる表示部10の書き込みを60ライン毎に分割する場合、1フレーム期間にて書き込み期間及び発光期間が8回繰り返される。このような駆動方法では、各ラインの書き込み動作は1フレーム期間に1回ずつであるので、発光124の影響は通常動作と比べて原理的に変わらないが、発光動作は各回にて全ラインが点灯されるので、発光128の影響は通常動作と比べて8倍となる。このような駆動方法では上述した補償動作が極めて有効である。
ここで、0階調での駆動時のOLED素子自体の輝度は、データ電圧をダイナミックに変化させない限り、基本的には最大階調時の輝度には依存せず一定値をとる。このことは、消費電力の低減の観点から行われ得る低輝度表示などにおいては、コントラスト比が低下する必然的な要因が存在していることを意味する。このコントラスト比の低下を緩和するために、OLED素子に不要な電流が流れて生じる過剰発光を抑制することは重要である。上述の有機EL表示装置2の構成及び駆動方法はこの過剰発光を好適に抑制することができる。
また、発光期間の伸張により表示輝度を制御する画像表示装置においては、低輝度モード時に発光期間PEを短くすることになる。発光期間PEが短い場合、発光期間PE開始時における有機EL素子の発光128の影響は相対的に大きくなる。そのため、このような画像表示装置においても本発明による黒輝度の抑制が有効性が高くなる。
過剰発光を抑制することで、暗室コントラスト比が改善される。暗室コントラスト比の向上により、低階調域における色再現範囲の拡大が可能となり、高い質感を映像に持たせる等の表示品位の向上が図られる。例えば、暗いシーンが多い映画などを表示した場合においても、意図された通りの色彩を表現することができる。
なお、図3の画素回路20では、構成が簡単な単チャネルの薄膜トランジスタを用いた回路構成を示したが、有機EL表示装置2に用いられる各TFTを例えば、CMOS構成にすることも可能である。また、画素回路20の各TFTは半導体層にアモルファスシリコンを用いるアモルファスシリコン薄膜トランジスタを用いてガラス基板上に構成するようにしてもよい。
[第2の実施形態]
第2の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して援用し説明の簡素化を図る。
第2の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して援用し説明の簡素化を図る。
図11は、本実施形態の有機EL表示装置2の表示部10に配列される画素回路200の回路図である。画素回路200の補償スイッチ100は一方端子を、OLED90のカソードと同様、共通接地線に接続される。なお、画素回路200の補償スイッチ100の他方端子は第1の実施形態の画素回路20と同様、OLED90のアノードに接続される。
補償スイッチ100の一方端子が信号線46ではなく、共通接地線に接続されることに対応して、本実施形態の有機EL表示装置2は図2において補償電源回路36及びスイッチSWaを廃した構成となる。また、駆動方法に関しては、補償期間PXにてスイッチSWaをオンする必要はなくなる。なお、補償動作に信号線46を利用しないので、補償期間PXにてスイッチSWbにより信号線駆動回路32又は発光基準信号生成回路34が信号線46に接続されていてもよい。
本実施形態では、第1の実施形態にて補償電源回路36の電圧VCMPを接地電位GNDに設定した場合と同様の過剰発光抑制の効果が期待できる。
[第3の実施形態]
第3の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して援用し説明の簡素化を図る。第1の実施形態の説明で用いた図2に示した構成に関して、本実施形態の有機EL表示装置2の主な相違点は、電源線48へ供給される電源電圧VDLを切り換え可能である点である。この点については、図12を用いて後述する。
第3の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して援用し説明の簡素化を図る。第1の実施形態の説明で用いた図2に示した構成に関して、本実施形態の有機EL表示装置2の主な相違点は、電源線48へ供給される電源電圧VDLを切り換え可能である点である。この点については、図12を用いて後述する。
図12は、本実施形態の有機EL表示装置2の表示部10に配列される画素回路300の概略の回路図である。画素回路300の補償スイッチ100は、一方端子をバイパススイッチ98と駆動TFT94のゲートとの接続点に接続され、他方端子を信号線46に接続される。
各画素回路300へ配線される電源線48は、電源線スイッチ回路302に接続される。電源線スイッチ回路302は電源電圧制御回路304により制御され、正電圧VOLEDを供給するOLED駆動電圧源と、駆動TFT94からOLED90への駆動電流の供給を停止させる停止電圧源とのいずれに電源線48を接続するかを切り換える。本実施形態では接地電位GNDを停止電圧源として用いる。なお、停止電圧源は、基本的には後述する補償動作にて駆動TFT94をオンさせない電圧であればよい。
図13は、画素回路300の動作を説明するためのタイミング図である。第1の実施形態では補償動作を行うタイミングとして2つの補償期間PX1,PX2を示したが、本実施形態では発光期間PEと次の書き込み期間PWとの間の補償期間PX2にて補償動作を行う。
発光期間PEでは、第1の実施形態と同様、各行の点灯制御信号SLGTはHレベルとなり、一方、バイパス制御信号SBPS、補償制御信号SCMPはLレベルに設定される。その結果、発光期間PEにて各画素回路300の点灯スイッチ92はオン状態、バイパススイッチ98及び補償スイッチ100はオフ状態となる。
発光期間PEでは第1の実施形態と同様、スイッチSWaはオフ状態、スイッチSWbはオン状態とされ、信号線46はスイッチSWbを介して発光基準信号生成回路34に接続される。発光基準信号生成回路34は一定電圧VREFの発光基準信号SREFを信号線46に印加する。保持コンデンサ96は、先行する書き込み期間PWにて画像信号VSkに応じた端子間電圧を設定されており、信号線46に接続された保持コンデンサ96の一方端子が一定電圧VREFに設定されることで、保持コンデンサ96の他方端子に接続された駆動TFT94のゲートは画像信号VSkに応じた電位に設定される。
電源電圧制御回路304は電源線スイッチ回路302を制御して、電源線48をOLED駆動電圧源に接続し、電源線48は駆動TFT94の電流入力端子であるソースにVOLEDを供給する。また、上述のように点灯スイッチ92はオン状態であるので、駆動TFT94はオン状態にて画像信号VSkに応じた駆動電流を生じ、各画素回路300のOLED90は当該駆動電流により駆動される。
さて、この発光期間PEが完了すると、次は補償期間PX2となる。補償期間PX2は、発光期間PEにて点灯制御信号SLGTがLレベルとなり各画素回路300のOLED90の発光が停止された後に開始される。
補償期間PX2では、スイッチSWa,SWbを制御して、信号線46に補償電源回路36の出力電圧VCMPを印加する。補償電圧VCMPは第1の実施形態と同様に負電圧に設定される。また、電源電圧制御回路304が電源線スイッチ回路302を制御して、電源線48に接地電位GNDを印加する。
本実施形態における補償期間PX2は正確には補償動作を可能な補償可能期間であり、実際に補償動作が行われる実質的な補償期間は期間PX2内にて、各行の補償制御信号SCMP、バイパス制御信号SBPS及び点灯制御信号SLGTが共にHレベルに設定される期間である。当該実質的な補償期間では、各画素回路300の補償スイッチ100、バイパススイッチ98及び点灯スイッチ92は同時にオンしている状態となる。これにより、OLED90のアノード電極、及び点灯スイッチ92のソース電極がバイパススイッチ98及び補償スイッチ100を介して信号線46に接続されて補償電圧VCMPを印加され、第1の実施形態にて説明した補償動作が実現される。
補償期間PX2の後、書き込み期間PWとなる。書き込み期間PWでは、画素回路300の保持コンデンサ96に画像信号VSに応じた電圧を設定する動作を行毎に行う。
ここで、図5を用いて説明した第1の実施形態の書き込み期間PWの動作では、保持コンデンサ96に新たなフレームの画像信号VSに応じた電圧を設定する際に、前フレームで設定された保持コンデンサ96の記憶電圧をリセットするプリチャージ動作(図5の時刻T1からT2)、及び駆動TFT94のVthのばらつきをキャンセルするVthキャンセル動作(図5の時刻T2からT3)を行った。本実施形態では、補償期間PX2にて、補償動作と同時にプリチャージ動作が行われるので、書き込み期間PWでは、プリチャージ動作を省略することができる。すなわち、各行の書き込み動作にて点灯スイッチ92をオンする必要がない。
具体的には、書き込み期間PWにて、電源電圧制御回路304は電源線スイッチ回路302を制御して、電源線48に駆動電圧VOLEDを印加する。一方、信号線駆動回路32は、書き込み期間PWにて時分割で、信号線46に各行の画像信号VSを順次印加する。ゲート駆動回路30は各行の点灯制御信号SLGT及び補償制御信号SCMPをLレベルに維持し、点灯スイッチ92及び補償スイッチ100をオフ状態に保つ。ゲート駆動回路30は、第k行の画像信号VSkが信号線46に印加される期間PW(k)内において、第k行のバイパス制御信号SBPSをHレベルとする期間PVTH(k)を設ける。当該期間では、点灯スイッチ92及び補償スイッチ100がオフした状態で、バイパススイッチ98がオン状態とされ、Vthキャンセル動作が行われる。
書き込み期間PWにて各行に対して画像信号の書き込み及びVthキャンセルが完了すると発光期間PEが開始され、保持コンデンサ96に設定された記憶電圧に応じた強度で各行のOLED90が発光する。
本実施形態の補償動作は、期間PX2に続く書き込み期間PWでの発光を防止・軽減できる。本実施形態の補償動作によれば、上述したように書き込み期間PWにて点灯スイッチ92はオフに維持できる。すなわち、本実施形態の有機EL表示装置2は、第1の実施形態にて図8を用いて説明した発光124,126を防止でき、黒浮きを軽減してコントラストの向上を図ることができる。
なお、本実施形態の構成に、第1又は第2の実施形態の補償スイッチを併用することにより、補償期間PX2だけでなく、補償期間PX1でも補償動作を行うようにすることができる。この構成では、図8を用いて説明した発光124,126,128のいずれも防止・軽減できる。
また、電源線スイッチ回路302を設けず、補償期間PX2にて電源線48にVOLEDを印加した状態で補償動作を行う構成としても、発光124,126を防ぐ効果は期待できる。
本実施形態では補償スイッチの一方端子を信号線46に接続し、補償動作時に信号線46を補償電源回路36に接続する構成としたが、画像信号VSを伝達する信号線46を補償電圧VCMPの印加に兼用するのではなく、補償電源回路36から補償スイッチ100の一方端子へ信号線46とは別個の信号線を設けてもよい。
[第4の実施形態]
第4の実施形態において、第1又は第3の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して援用し説明の簡素化を図る。第3の実施形態では、各画素回路300の点灯スイッチ92は互いに同じタイミングで切り換えられる。すなわち、第3の実施形態の補償スイッチ100の配置、及び補償動作において、点灯スイッチ92は複数の画素回路で共用することができる。本実施形態はこの点灯スイッチ92を共用する構成である。
第4の実施形態において、第1又は第3の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して援用し説明の簡素化を図る。第3の実施形態では、各画素回路300の点灯スイッチ92は互いに同じタイミングで切り換えられる。すなわち、第3の実施形態の補償スイッチ100の配置、及び補償動作において、点灯スイッチ92は複数の画素回路で共用することができる。本実施形態はこの点灯スイッチ92を共用する構成である。
図14は本実施形態の有機EL表示装置2の表示部10に配列される画素回路400の回路図である。画素回路400が第3の実施形態の画素回路300と相違する点は、画素回路400は点灯スイッチ92を有さず、点灯スイッチ92は画素回路400の外に設けられる。当該点灯スイッチ92は例えば、表示部10に配列される全画素回路400で共用される。
具体的には、各画素回路400のOLED90のアノード電極は当該画素回路400の駆動TFT94のドレイン電極に接続され、一方、各画素回路400のOLED90のカソード電極は、表示部10内に配線される共通接地線402に接続される。言い換えれば、各画素回路400のOLED90のカソード電極は共通接地線402によって互いに接続される。そして、共通接地線402が接地電位GNDに接続されることによって、各OLED90のカソード電極に接地電位GNDが印加される。点灯スイッチ92は、共通接地線402と接地電位GNDとの間に配置され、各OLED90のカソード電極と接地電位GNDとの断続を制御する。点灯スイッチ92は表示部10の外側、例えば、本体回路4、表示基板6に配置することができ、点灯制御線40も表示部10の外に配置することができる。なお、図14には、点灯スイッチ92に対する点灯制御信号SLGTを生成する回路として点灯スイッチ制御回路404を設ける構成を示した。本実施形態では点灯制御信号SLGTは行毎に生成する必要がないので、点灯スイッチ制御回路404は垂直走査回路60等を用いない簡単な回路構成となる。
本実施形態では、点灯スイッチ92を共用する構成としたことにより、点灯制御線40を各行に配線する必要がなくなる。すなわち、表示部10内の配線が少なくなり、画素の開口率を向上させることができる。投入電力が同じでも開口率が向上すれば、より高輝度の有機EL表示装置2を実現することができる。また、これは見方を換えれば、所望の輝度をより少ない消費電力で実現できる。また、点灯スイッチ92や点灯制御線40の共通化による構成の簡素化によりコスト低減を図ることができる。また、行毎に点灯制御信号SLGTを生成する必要がないので、ゲート駆動回路30の構成が簡素化される。このような点で、パネル外周部の占有面積縮小の効果を期待できる。
以上、本発明を、実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
例えば、上述の各実施形態では、駆動電流発生部の制御に利用される記憶電圧を保持可能とする電圧記憶部は、保持コンデンサ96のみからなる例を示した。しかし、電圧記憶部は、例えば、記憶電圧を設定される保持コンデンサの他に、当該コンデンサの周辺回路との接続を制御するスイッチを有する回路とすることもできる。
本発明に係る画像表示装置及びその駆動方法は、例えば、アクティブマトリクス型の有機ELディスプレイに用いることができ、ひいては、テレビ、カーナビゲーションシステム、PCモニタ、ノートPC、携帯電話、DSC、PDA等に利用することができる。
2 有機EL表示装置、4 本体回路、6 表示基板、8 接続基板、10 表示部、12 駆動回路、20,200,300 画素回路、30 ゲート駆動回路、32 信号線駆動回路、34 発光基準信号生成回路、36 補償電源回路、40 点灯制御線、42 バイパス制御線、44 補償制御線、46 信号線、48 電源線、60 垂直走査回路、62 論理回路、70,72,74,76 タイミング信号線、80,84 AND回路、82 OR回路、90 OLED、92 点灯スイッチ、94 駆動TFT、96 保持コンデンサ、98 バイパススイッチ、100 補償スイッチ、302 電源線スイッチ回路、304 電源電圧制御回路、402 共通接地線、404 点灯スイッチ制御回路。
Claims (16)
- 入力される画像信号に応じた記憶電圧を書き込み期間にて設定され、前記記憶電圧に応じて発光期間にて発光する複数の画素回路を有した画像表示装置であって、
前記画素回路は、
前記記憶電圧に応じた駆動電流を電流出力端子から出力する駆動電流発生部と、
基準電圧源と前記電流出力端子との間に接続され、前記駆動電流に応じて発光するダイオード型の発光素子と、
前記電流出力端子と前記発光素子との間に接続される点灯スイッチと、
前記発光素子と前記点灯スイッチとの接続点と所定電圧の補償電圧源との間に接続される補償スイッチと、
を有し、
前記補償スイッチは、前記書き込み期間後、且つ次の前記発光期間前に配置される補償期間においてオン状態とされること、
を特徴とする画像表示装置。 - 入力される画像信号に応じた記憶電圧を書き込み期間にて設定され、前記記憶電圧に応じて発光期間にて発光する複数の画素回路を有した画像表示装置であって、
前記画素回路は、
前記記憶電圧に応じた駆動電流を電流出力端子から出力する駆動電流発生部と、
前記駆動電流発生部の制御端子に接続される保持容量を備え、当該保持容量に設定される前記記憶電圧を保持可能とする電圧記憶部と、
基準電圧源と前記電流出力端子との間に接続され、前記駆動電流に応じて発光するダイオード型の発光素子と、
前記電流出力端子と前記発光素子との間に接続される点灯スイッチと、
前記制御端子と前記電流出力端子との間に接続されるバイパススイッチと、
前記発光素子と前記点灯スイッチとの接続点と所定電圧の補償電圧源との間に接続される補償スイッチと、
を有し、
前記点灯スイッチは、新たな前記画像信号に基づく前記記憶電圧の設定動作に先行して前記書き込み期間に行われる前記記憶電圧のリセット動作にて、当該バイパススイッチと共にオン状態とされ、前記保持容量を前記発光素子を介して前記基準電圧源に接続し、
前記補償スイッチは、前記発光期間後、且つ前記リセット動作前に配置される補償期間においてオン状態とされること、
を特徴とする画像表示装置。 - 請求項2に記載の画像表示装置において、
前記補償スイッチは、さらに前記書き込み期間後、且つ前記発光期間前に配置される補償期間においてオン状態とされること、を特徴とする画像表示装置。 - 入力される画像信号に応じた記憶電圧を書き込み期間にて設定され、前記記憶電圧に応じて発光期間にて発光する複数の画素回路を有した画像表示装置であって、
前記画素回路は、
前記記憶電圧に応じた駆動電流を電流出力端子から出力する駆動電流発生部と、
前記駆動電流発生部の制御端子に接続される保持容量を備え、当該保持容量に設定される前記記憶電圧を保持可能とする電圧記憶部と、
基準電圧源と前記電流出力端子との間に接続され、前記駆動電流に応じて発光するダイオード型の発光素子と、
前記制御端子と前記電流出力端子との間に接続されるバイパススイッチと、
前記制御端子と所定電圧の補償電圧源との間に接続される補償スイッチと、
を有し、
さらに当該画像表示装置は、前記電流出力端子と前記基準電圧源との間に、前記発光素子と直列に接続される点灯スイッチを有し、
前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチは、前記発光期間後、且つ次の前記書き込み期間前に設定される補償期間において共にオン状態とされること、
を特徴とする画像表示装置。 - 請求項4に記載の画像表示装置において、
前記点灯スイッチは、前記各画素回路に設けられること、を特徴とする画像表示装置。 - 請求項4に記載の画像表示装置において、
複数の前記画素回路それぞれの前記発光素子の一方端子に共通に接続される共通電源線を有し、
前記点灯スイッチは、前記共通電源線と前記基準電源との間に接続されること、
を特徴とする画像表示装置。 - 請求項4に記載の画像表示装置において、
前記各画素回路へ配線される電源線と、
所定電圧を有する駆動電圧源及び停止電圧源を選択的に前記電源線に接続する電源線スイッチ回路と、
を有し、
前記駆動電流発生部は、前記電源線を介して前記駆動電圧源に接続される電流入力端子を有し、前記制御端子に前記保持容量から前記記憶電圧に応じた電圧を印加されて、前記電流入力端子と前記電流出力端子との間に前記駆動電流を生じる駆動トランジスタを有し、
前記電源線スイッチ回路は、前記補償期間にて、前記駆動トランジスタの前記駆動電流の出力が停止する電圧を有する前記停止電圧源を前記電源線に接続すること、
を特徴とする画像表示装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか1つに記載の画像表示装置において、
前記画素回路に前記画像信号を供給する複数の信号線と、
前記信号線への前記画像信号の供給を制御する信号線駆動回路と、
前記補償期間にて前記信号線を前記補償電圧源に接続する信号線スイッチ回路と、
を有し、
前記補償スイッチの一方端は前記信号線に接続されること、
を特徴とする画像表示装置。 - 請求項8に記載の画像表示装置において、
前記補償電圧源は、前記発光素子に対する逆バイアス電圧を供給すること、を特徴とする画像表示装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか1つに記載の画像表示装置において、
前記補償電圧源は前記基準電圧源と共通であり、
前記補償スイッチの一方端は前記基準電圧源に接続されること、
を特徴とする画像表示装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか1つに記載の画像表示装置において、
前記点灯スイッチは、薄膜トランジスタからなること、を特徴とする画像表示装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか1つに記載の画像表示装置において、
前記発光素子は、有機発光ダイオードであること、を特徴とする画像表示装置。 - 請求項1又は請求項3に記載の画像表示装置を駆動する駆動方法であって、
前記書き込み期間にて、行列配置された前記画素回路の全部又は一部を行単位で順次選択して、選択された行の前記画素回路に前記画像信号に応じた前記記憶電圧を設定し、
前記書き込み期間後、且つ前記発光期間前に設定される前記補償期間にて、前記各画素回路の前記点灯スイッチがオフされた状態で、当該各画素回路の前記補償スイッチを同時にオンし、
前記各補償スイッチをオフした後、前記発光期間にて、前記各画素回路の前記点灯スイッチをオンすること、
を特徴とする画像表示装置の駆動方法。 - 請求項2又は請求項3に記載の画像表示装置を駆動する駆動方法であって、
前記発光期間にて、行列配置された前記各画素回路の前記点灯スイッチをオン状態とし、
前記発光期間後、且つ前記書き込み期間前に設定される前記補償期間にて、前記各画素回路の前記点灯スイッチがオフされた状態で、当該各画素回路の前記補償スイッチを同時にオンし、
前記各補償スイッチをオフした後、前記書き込み期間にて、前記画素回路の全部又は一部を行単位で順次選択して、選択された行の前記画素回路に対して、前記保持容量に設定された前記記憶電圧を前記点灯スイッチ及び前記バイパススイッチをオンしてリセットする前記リセット動作、及びリセット後の前記保持容量に新たな前記画像信号に基づく前記記憶電圧を設定する前記設定動作を行うこと、
を特徴とする画像表示装置の駆動方法。 - 請求項4から請求項6のいずれか1つに記載の画像表示装置を駆動する駆動方法であって、
前記発光期間にて、行列配置された前記各画素回路の前記発光素子に接続される前記点灯スイッチをオン状態とし、
前記発光期間後、且つ前記書き込み期間前に設定される前記補償期間にて、前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチを同時にオンして、前記保持容量に設定された前記記憶電圧をリセットし、
前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチをオフした後、前記書き込み期間にて前記点灯スイッチをオフに維持したまま、前記画素回路の全部又は一部を行単位で順次選択して、選択された行の前記画素回路の前記保持容量に新たな前記画像信号に基づく前記記憶電圧を設定する設定動作を行うこと、
を特徴とする画像表示装置の駆動方法。 - 請求項7に記載の画像表示装置を駆動する駆動方法であって、
前記発光期間にて、行列配置された前記各画素回路の前記発光素子に接続される前記点灯スイッチをオン状態とし、
前記発光期間後、且つ前記書き込み期間前に前記補償期間を包含して設定される補償可能期間にて、前記電源線に前記停止電圧源を接続し、
前記補償期間にて、前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチを同時にオンして、前記保持容量に設定された前記記憶電圧をリセットし、
前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチをオフし、さらに前記電源線に前記駆動電圧源を接続した後、前記書き込み期間にて前記点灯スイッチをオフに維持したまま、前記画素回路の全部又は一部を行単位で順次選択して、選択された行の前記画素回路の前記保持容量に新たな前記画像信号に基づく前記記憶電圧を設定する設定動作を行うこと、
を特徴とする画像表示装置の駆動方法。
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-
2010
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