JP2012013741A - Display device and display driving method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画素回路がマトリクス状に配置された画素アレイを有する表示装置と、その表示駆動方法であって、例えば発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)を用いた表示装置に関する。 The present invention relates to a display device having a pixel array in which pixel circuits are arranged in a matrix, and a display driving method thereof, for example, a display device using an organic electroluminescence element (organic EL element) as a light emitting element.
例えば上記特許文献1,2にみられるように、有機EL素子を画素に用いた画像表示装置が開発されている。有機EL素子は自発光素子であることから、例えば液晶ディスプレイに比べて画像の視認性が高く、バックライトが不要であり、応答速度が速いなどの利点を有する。又、各発光素子の輝度レベル(階調)はそれに流れる電流値によって制御可能である(いわゆる電流制御型)。
有機ELディスプレイにおいては、液晶ディスプレイと同様、その駆動方式として単純マトリクス方式とアクティブマトリクス方式とがある。前者は構造が単純であるものの、大型且つ高精細のディスプレイの実現が難しいなどの問題がある為、現在はアクティブマトリクス方式の開発が盛んに行なわれている。この方式は、各画素回路内部の発光素子に流れる電流を、画素回路内部に設けた能動素子(一般には薄膜トランジスタ:TFT)によって制御するものである。
For example, as seen in
In the organic EL display, similarly to the liquid crystal display, there are a simple matrix method and an active matrix method as driving methods. Although the former has a simple structure, there is a problem that it is difficult to realize a large-sized and high-definition display. Therefore, the active matrix method is actively developed at present. In this method, a current flowing through a light emitting element in each pixel circuit is controlled by an active element (generally a thin film transistor: TFT) provided in the pixel circuit.
ところで表示パネルのフリッカ対策としては、例えば特許文献3に示されるように、1フレーム内の発光期間内で、一時的な消光を行わせ、結果として適切な期間長の2回以上の発光を実行させることが提案されている。
本発明では、このように発光期間中に消光期間を設ける駆動方式において、適切な発光動作が実行されるようにすることを目的とする。
By the way, as a countermeasure against flickering of the display panel, for example, as disclosed in Patent Document 3, temporary extinction is performed within a light emission period within one frame, and as a result, light emission is performed twice or more with an appropriate period length. It has been proposed to let
An object of the present invention is to perform an appropriate light emission operation in the driving method in which the extinction period is provided during the light emission period.
本発明の表示装置は、1サイクル(例えば1フレーム)の発光動作として、映像信号電圧の入力を行う非発光期間の動作と、発光素子の発光を行う発光期間の動作を行う画素回路であって、上記発光期間では、駆動電圧が与えられた状態で上記発光素子に上記映像信号電圧に応じた電流を流し、上記映像信号電圧に基づく階調の発光を行う画素回路が、マトリクス状に配置されて成る画素アレイを有する。また上記画素回路の発光動作のために上記画素回路に対して所定電圧値の上記駆動電圧を印加するとともに、上記発光期間中に、一時的に上記発光素子の発光を休止させるため、上記発光素子の両端電圧が上記発光素子の閾値電圧となる電圧値の発光休止電圧を印加する駆動制御スキャナを備える。 The display device of the present invention is a pixel circuit that performs a non-light emission period operation for inputting a video signal voltage and a light emission period operation for light emission of a light emitting element as light emission operations of one cycle (for example, one frame). In the light emission period, pixel circuits that emit light of gradation based on the video signal voltage by causing a current corresponding to the video signal voltage to flow through the light emitting element in a state where a driving voltage is applied are arranged in a matrix. A pixel array. Further, the light emitting element is configured to apply the driving voltage having a predetermined voltage value to the pixel circuit for the light emitting operation of the pixel circuit, and to temporarily stop light emission of the light emitting element during the light emitting period. And a drive control scanner for applying a light emission pause voltage having a voltage value at which the voltage between both ends of the light emitting element becomes a threshold voltage of the light emitting element.
例えば上記画回路は、上記発光素子と、ドレイン・ソース間に駆動電圧が印加されることでソース側に接続された上記発光素子に対してゲート・ソース間電圧に応じた電流印加を行う駆動トランジスタと、導通されることで信号線に与えられた映像信号電圧を上記駆動トランジスタのゲートに入力するサンプリングトランジスタと、上記駆動トランジスタのゲート・ソース間に接続され、入力された映像信号電圧を保持する保持容量とを有する。そして表示装置は、さらに、上記画素アレイ上で列状に配設される各信号線に、上記映像信号電圧を供給する信号セレクタと、上記画素アレイ上で行状に配設される各書込制御線に走査パルスを与えて上記画素回路の上記サンプリングトランジスタを制御し、各画素回路への上記信号線からの上記映像信号電圧の入力を実行させる書込スキャナとを備える。この構成において上記駆動制御スキャナは、上記画素アレイ上で行状に配設される各電源制御線に電源パルスを与えることで、上記画素回路の上記駆動トランジスタへの上記駆動電圧及び上記発光休止電圧の印加を行う。
例えば上記駆動制御スキャナは、上記画素回路の非発光期間に上記駆動トランジスタに印加する初期電圧と、上記駆動電圧と、上記発光休止電圧の3値のパルス電圧を、上記各電源制御線に与える。
また、上記発光期間における上記駆動トランジスタのソースノードが、アノード及びカソードを備えた上記発光素子のアノードノードとされており、上記駆動制御スキャナは、上記発光期間における上記駆動トランジスタのドレインノードに接続されている上記各電源制御線に与える上記発光休止電圧として、上記発光素子のアノード・カソード間電圧が上記発光素子の閾値電圧となる電圧を印加する。
For example, the picture circuit includes a driving transistor that applies a current corresponding to a gate-source voltage to the light emitting element connected to the source side by applying a driving voltage between the light emitting element and the drain-source. And connected between the sampling transistor for inputting the video signal voltage applied to the signal line to the gate of the driving transistor and the gate and the source of the driving transistor to hold the input video signal voltage. Holding capacity. The display device further includes a signal selector for supplying the video signal voltage to each signal line arranged in a column on the pixel array, and each writing control arranged in a row on the pixel array. A writing scanner that applies a scanning pulse to the line to control the sampling transistor of the pixel circuit and to input the video signal voltage from the signal line to each pixel circuit. In this configuration, the drive control scanner applies a power pulse to each power control line arranged in a row on the pixel array, so that the drive voltage to the drive transistor of the pixel circuit and the light emission pause voltage can be reduced. Apply.
For example, the drive control scanner applies an initial voltage applied to the drive transistor during the non-light emission period of the pixel circuit, the drive voltage, and a ternary pulse voltage of the light emission pause voltage to each power supply control line.
The source node of the drive transistor in the light emission period is an anode node of the light emitting element having an anode and a cathode, and the drive control scanner is connected to the drain node of the drive transistor in the light emission period. A voltage at which the anode-cathode voltage of the light emitting element becomes the threshold voltage of the light emitting element is applied as the light emission pause voltage to be applied to each power control line.
本発明の表示駆動方法は、画素回路の上記発光期間の発光動作のために、上記画素回路に対して所定電圧値の上記駆動電圧を印加するとともに、上記発光期間中に、一時的に上記発光素子の発光を休止させるため、上記発光素子の両端電圧が上記発光素子の閾値電圧となる電圧値の発光休止電圧を印加する表示駆動方法である。 The display driving method of the present invention applies the drive voltage having a predetermined voltage value to the pixel circuit for the light emission operation of the pixel circuit in the light emission period, and temporarily emits the light emission during the light emission period. This is a display driving method in which a light emission pause voltage having a voltage value at which the voltage across the light emitting element becomes the threshold voltage of the light emitting element is applied in order to pause the light emission of the element.
このような本発明では、画素回路は1サイクルの発光動作が非発光期間と発光期間の動作で行われる。非発光期間では、少なくとも画素回路への映像信号電圧の書込が行われ、発光期間には、その映像信号電圧に基づいた輝度の発光動作が行われる。
ここでフリッカ対策のため、発光期間中に一時的な消光を行わせる。つまり発光期間には継続した発光が2回以上行われるようにする。
このように発光期間中に一時的な消光期間を設けるために、一時的に駆動電圧印加を止めるが、本発明の場合、そのときに発光素子の両端電圧が発光素子の閾値電圧となる電圧値の発光休止電圧を印加するものとする。これにより一時的な消光の前後で発光素子に流れる電流が変動してしまうことを防止する。
In the present invention, in the pixel circuit, one cycle of light emission operation is performed during the non-light emission period and the light emission period. In the non-light emission period, the video signal voltage is written to at least the pixel circuit, and in the light emission period, a light emission operation with luminance based on the video signal voltage is performed.
Here, as a countermeasure against flicker, temporary extinction is performed during the light emission period. That is, continuous light emission is performed twice or more during the light emission period.
Thus, in order to provide a temporary extinction period during the light emission period, the drive voltage application is temporarily stopped. In the present invention, the voltage value at which the voltage across the light emitting element becomes the threshold voltage of the light emitting element at that time It is assumed that a light emission pause voltage is applied. This prevents the current flowing through the light emitting element from fluctuating before and after temporary extinction.
本発明によれば、発光期間中に一時的に消光期間を設ける表示駆動方式において、消光の前後で発光素子に流れる電流量が変動することを防止でき、適切な発光動作を実現できる。 According to the present invention, in the display driving method in which the extinction period is temporarily provided during the light emission period, it is possible to prevent the amount of current flowing through the light emitting element from fluctuating before and after the extinction, thereby realizing an appropriate light emission operation.
以下、本発明の実施の形態について次の順序で説明する。
[1.実施の形態の表示装置及び画素回路の構成]
[2.本発明に至る過程で考慮された画素回路動作(比較例I、II)]
[3.実施の形態の画素回路動作]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order.
[1. Configuration of Display Device and Pixel Circuit of Embodiment]
[2. Pixel circuit operation considered in the process leading to the present invention (Comparative Examples I and II)]
[3. Pixel Circuit Operation of Embodiment]
[1.表示装置及び画素回路の構成]
図1に実施の形態の有機EL表示装置の構成を示す。
この有機EL表示装置は、有機EL素子を発光素子とし、アクティブマトリクス方式で発光駆動を行う画素回路10を含むものである。
図示のように、有機EL表示装置は、多数の画素回路10が列方向と行方向(m行×n列)にマトリクス状に配列された画素アレイ20を有する。なお、画素回路10のそれぞれは、R(赤)、G(緑)、B(青)のいずれかの発光画素となり、各色の画素回路10が所定規則で配列されてカラー表示装置が構成される。
[1. Configuration of Display Device and Pixel Circuit]
FIG. 1 shows a configuration of an organic EL display device according to an embodiment.
This organic EL display device includes a
As illustrated, the organic EL display device includes a
各画素回路10を発光駆動するための構成として、水平セレクタ11、ドライブスキャナ12、ライトスキャナ13を備える。
また水平セレクタ11により選択され、表示データとしての輝度信号の信号値(階調値)に応じた電圧を画素回路10に供給する信号線DTL1、DTL2・・・DTL(n)が、画素アレイ上で列方向に配されている。信号線DTL1、DTL2・・・DTL(n)は、画素アレイ20においてマトリクス配置された画素回路10の列数分(n列)だけ配される。
As a configuration for driving each
Also, signal lines DTL1, DTL2,... DTL (n), which are selected by the
また画素アレイ20上において、行方向に書込制御線WSL1,WSL2・・・WSL(m)、電源制御線DSL1,DSL2・・・DSL(m)が配されている。これらの書込制御線WSL及び電源制御線DSLは、それぞれ、画素アレイ20においてマトリクス配置された画素回路10の行数分(m行)だけ配される。
On the
書込制御線WSL(WSL1〜WSL(m))はライトスキャナ13により駆動される。
ライトスキャナ13は、設定された所定のタイミングで、行状に配設された各書込制御線WSL1〜WSL(m)に順次、走査パルスWS(WS1,WS2・・・WS(m))を供給して、画素回路10を行単位で線順次走査する。
Write control lines WSL (WSL1 to WSL (m)) are driven by the
The
電源制御線DSL(DSL1〜DSL(m))はドライブスキャナ12により駆動される。ドライブスキャナ12は、ライトスキャナ13による線順次走査に合わせて、行状に配設された各電源制御線DSL1〜DSL(m)に電源パルスDS(DS1,DS2・・・DS(m))を供給する。電源パルスDS(DS1,DS2・・・DS(m))は駆動電圧Vccと、初期電圧Viniと、発光休止電圧Vmの3値に切り替わるパルス電圧とされる。
なおドライブスキャナ12,ライトスキャナ13は、クロックck及びスタートパルスspに基づいて、電源パルスDS、走査パルスWSのタイミングを設定する。
The power supply control lines DSL (DSL1 to DSL (m)) are driven by the
The
水平セレクタ11は、ライトスキャナ13による線順次走査に合わせて、列方向に配された信号線DTL1、DTL2・・・に対して、画素回路10に対する入力信号としての信号線電圧を供給する。本実施の形態では、水平セレクタ11は、各信号線に対し信号線電圧として、閾値補正に用いる基準電圧Vofsと、映像データによる階調に応じた電圧である映像信号電圧Vsigとを時分割で供給する。
The
なお、本実施の形態の表示装置においては、本発明請求項でいう駆動制御スキャナの例がドライブスキャナ12であり、信号セレクタの例が水平セレクタ11であり、書込スキャナの例がライトスキャナ13である。
In the display device of this embodiment, an example of the drive control scanner referred to in the claims of the present invention is the
図2に実施の形態の画素回路10の構成例を示している。この画素回路10が、図1の構成における画素回路10のようにマトリクス配置される。
なお、図2では簡略化のため、信号線DTLと、書込制御線WSL及び電源制御線DSLが交差する部分に配される1つの画素回路10のみを示している。
FIG. 2 shows a configuration example of the
In FIG. 2, only one
この画素回路10は、発光素子である有機EL素子1と、保持容量Csと、サンプリングトランジスタTsと、駆動トランジスタTdを有して構成される。なお容量Coledは有機EL素子1の寄生容量である。
サンプリングトランジスタTs、駆動トランジスタTdは、nチャネルの薄膜トランジスタ(TFT)で構成されている。
The
The sampling transistor Ts and the drive transistor Td are composed of n-channel thin film transistors (TFTs).
保持容量Csは、一方の端子が駆動トランジスタTdのソース(ノードND2)に接続され、他方の端子が同じく駆動トランジスタTdのゲート(ノードND1)に接続されている。
駆動トランジスタTdのドレインは当該画素回路10の行に対応する電源制御線DSLに接続されている。電源制御線DSLと駆動トランジスタTdの接続点をノードND3とする。
画素回路10の発光素子は例えばダイオード構造の有機EL素子1とされ、アノードとカソードを備えている。有機EL素子1のアノードは駆動トランジスタTdのソースに接続され、カソードは所定の配線(カソード電圧Vcat)に接続されている。
The storage capacitor Cs has one terminal connected to the source (node ND2) of the drive transistor Td and the other terminal connected to the gate (node ND1) of the drive transistor Td.
The drain of the drive transistor Td is connected to the power control line DSL corresponding to the row of the
The light emitting element of the
サンプリングトランジスタTsは、そのソース・ドレインが信号線DTLと駆動トランジスタTdのゲート(ノードND1)の間で直列接続されている。
従って、サンプリングトランジスタTsが導通したときに、駆動トランジスタTdのゲートに信号線DTLの信号線電圧(映像信号電圧Vsig/基準電圧Vofs)が入力される構成となっている。
このサンプリングトランジスタTsのゲートは、当該画素回路10の行に対応する書込制御線WSLに接続されている。
The source / drain of the sampling transistor Ts is connected in series between the signal line DTL and the gate (node ND1) of the drive transistor Td.
Therefore, when the sampling transistor Ts is turned on, the signal line voltage (video signal voltage Vsig / reference voltage Vofs) of the signal line DTL is input to the gate of the drive transistor Td.
The gate of the sampling transistor Ts is connected to the write control line WSL corresponding to the row of the
有機EL素子1の発光駆動は、基本的には次のようになる。
信号線DTLに映像信号電圧Vsigが印加されたタイミングで、サンプリングトランジスタTsが、書込制御線WSLを介してライトスキャナ13から与えられる走査パルスWSによって導通される。これにより信号線DTLからの映像信号電圧Vsigが保持容量Csに書き込まれる。
The light emission driving of the
At the timing when the video signal voltage Vsig is applied to the signal line DTL, the sampling transistor Ts is turned on by the scanning pulse WS supplied from the
駆動トランジスタTdは、ドライブスキャナ12によって駆動電圧Vccが与えられている電源制御線DSLからの電流供給により電流Idsを有機EL素子1に流し、有機EL素子1を発光させる。
このとき電流Idsは、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧Vgsに応じた値(保持容量Csに保持された電圧に応じた値)となり、有機EL素子1はその電流値に応じた輝度で発光する。
つまりこの画素回路10の場合、保持容量Csに信号線DTLからの映像信号電圧Vsigを書き込むことによって、駆動トランジスタTdのゲート印加電圧を変化させ、これにより有機EL素子1に流れる電流値をコントロールして発光の階調を得る。
The drive transistor Td causes the current Ids to flow through the
At this time, the current Ids becomes a value corresponding to the gate-source voltage Vgs of the driving transistor Td (a value corresponding to the voltage held in the holding capacitor Cs), and the
That is, in the case of this
駆動トランジスタTdは、常に飽和領域で動作するように設計されているので、駆動トランジスタTdは次の式1に示した値を持つ定電流源となる。
Ids=(1/2)・μ・(W/L)・Cox・(Vgs−Vth)2・・・(式1)
但し、Idsは飽和領域で動作するトランジスタのドレイン・ソース間に流れる電流、μは移動度、Wはチャネル幅、Lはチャネル長、Coxはゲート容量、Vthは駆動トランジスタTdの閾値電圧を表している。
この式1から明らかな様に、飽和領域ではドレイン電流Idsはゲート・ソース間電圧Vgsによって制御される。駆動トランジスタTdは、ゲート・ソース間電圧Vgsが一定に保持される為、定電流源として動作し、有機EL素子1を一定の輝度で発光させることができる。
Since the drive transistor Td is designed to always operate in the saturation region, the drive transistor Td becomes a constant current source having a value represented by the following
Ids = (1/2) · μ · (W / L) · Cox · (Vgs−Vth) 2 (Equation 1)
Where Ids is the current flowing between the drain and source of a transistor operating in the saturation region, μ is the mobility, W is the channel width, L is the channel length, Cox is the gate capacitance, and Vth is the threshold voltage of the driving transistor Td. Yes.
As apparent from
このように基本的には、各フレーム期間において、画素回路10に映像信号電圧(階調値)Vsigが保持容量Csに書き込まれる動作が行われ、これにより表示すべき階調に応じて駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧Vgsが決まる。
そして駆動トランジスタTdは飽和領域で動作することで有機EL素子1に対して定電流源として機能し、ゲート・ソース間電圧Vgsに応じた電流を有機EL素子1に流すことで、各フレーム期間に有機EL素子1では映像信号の階調値に応じた輝度の発光が行われる。
In this way, basically, in each frame period, an operation is performed in which the video signal voltage (gradation value) Vsig is written in the storage capacitor Cs in the
The drive transistor Td functions as a constant current source for the
[2.本発明に至る過程で考慮された画素回路動作(比較例I、II)]
ここで、本発明の理解のため、比較例Iとして基本的な画素回路10の動作について説明する。これは、各画素回路10の駆動トランジスタTdの閾値、移動度のばらつきによるユニフォミティ劣化を補償するための閾値補正動作、移動度補正動作を含む回路動作である。
[2. Pixel circuit operation considered in the process leading to the present invention (Comparative Examples I and II)]
Here, in order to understand the present invention, the basic operation of the
なお画素回路動作においては、閾値補正動作、移動度補正動作自体は、従来より行われているが、この必要性について簡単に説明しておく。
例えばポリシリコンTFT等を用いた画素回路では、駆動トランジスタTdの閾値電圧Vthや、駆動トランジスタTdのチャネルを構成する半導体薄膜の移動度μが経時的に変化することがある。また製造プロセスのバラツキによって閾値電圧Vthや移動度μのトランジスタ特性が画素毎に異なったりする。
駆動トランジスタTdの閾値電圧や移動度が画素毎に異なると、画素毎に駆動トランジスタTdに流れる電流値にばらつきが生じる。このため仮に全画素回路10に同一の映像信号値(映像信号電圧Vsig)を与えたとしても、有機EL素子1の発光輝度に画素毎のバラツキが生じ、その結果、画面のユニフォミティ(一様性)が損なわれる。
このことから、画素回路動作においては、閾値電圧Vthや移動度μの変動に対する補正機能を持たせるようにしている。
In the pixel circuit operation, the threshold value correction operation and the mobility correction operation itself have been performed conventionally. This necessity will be briefly described.
For example, in a pixel circuit using a polysilicon TFT or the like, the threshold voltage Vth of the drive transistor Td and the mobility μ of the semiconductor thin film constituting the channel of the drive transistor Td may change over time. Further, the transistor characteristics of the threshold voltage Vth and the mobility μ are different for each pixel due to variations in the manufacturing process.
If the threshold voltage and mobility of the drive transistor Td differ from pixel to pixel, the current value flowing through the drive transistor Td varies from pixel to pixel. For this reason, even if the same video signal value (video signal voltage Vsig) is given to all the
For this reason, the pixel circuit operation is provided with a correction function for fluctuations in the threshold voltage Vth and the mobility μ.
図3に画素回路10の発光サイクル(各フレーム期間)の動作のタイミングチャートを示す。
図3では、水平セレクタ11が信号線DTLに与える信号線電圧を示している。この動作例の場合、水平セレクタ11は信号線電圧として、1水平期間(1H)に、単一の所定の電圧値としての閾値補正基準電圧Vofsと、映像信号電圧Vsigとしてのパルス電圧を信号線DTLに与える。
また図3には、書込制御線WSLを介してライトスキャナ13によってサンプリングトランジスタTsのゲートに与えられる走査パルスWSを示している。nチャネルのサンプリングトランジスタTsは、走査パルスWSがHレベルとされることで導通され、走査パルスWSがLレベルとされることで非導通となる。
また図3には、電源制御線DSLを介してドライブスキャナ12から供給される電源パルスDSを示している。電源パルスDSとしては駆動電圧Vcc又は初期電圧Viniが与えられる。
また図3には、図2に示したノードND1、ND2の電圧として、駆動トランジスタTdのゲート電圧Vgとソース電圧Vsの変化を示している。
FIG. 3 shows a timing chart of the operation of the light emission cycle (each frame period) of the
FIG. 3 shows the signal line voltage that the
FIG. 3 shows a scan pulse WS applied to the gate of the sampling transistor Ts by the
FIG. 3 shows a power pulse DS supplied from the
FIG. 3 shows changes in the gate voltage Vg and the source voltage Vs of the drive transistor Td as the voltages of the nodes ND1 and ND2 shown in FIG.
図3のタイミングチャートにおける時点tsは、発光素子である有機EL素子1が発光駆動される1サイクル、例えば画像表示の1フレーム期間の開始タイミングとなる。
この時点tsに至る前は、前フレームの発光が行われている。
即ち、有機EL素子1の発光状態は、電源パルスDSが駆動電圧Vccであり、サンプリングトランジスタTsがオフした状態である。この時、駆動トランジスタTdは飽和領域で動作するように設定されているため、有機EL素子1に流れる電流Idsは駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧Vgsに応じて、上述した式1に示される値となる。
A time point ts in the timing chart of FIG. 3 is a start timing of one cycle in which the
Before reaching this time point ts, light emission of the previous frame is performed.
That is, the light emission state of the
時点tsで今回のフレームの発光のための動作が開始される。
時点tsから次の時点tsまでが、例えば1フレーム期間として、画素回路10で1サイクルの発光動作が行われる期間となる。
この1サイクルの期間は、非発光期間と発光期間に大別される。この図3では、期間LT1,LT2,LT3が非発光期間であり、期間LT4が発光期間となる。
The operation for light emission of the current frame is started at time ts.
The period from time ts to the next time ts is a period in which one cycle of light emission operation is performed in the
This one-cycle period is roughly divided into a non-light emitting period and a light emitting period. In FIG. 3, the periods LT1, LT2, and LT3 are non-light emitting periods, and the period LT4 is a light emitting period.
期間LT1として、消光及び閾値補正のための準備が行われる。
まず電源パルスDS=初期電圧Viniとされる。
このとき、初期電圧Viniが有機EL素子1の閾値電圧Vthelとカソード電圧Vcatの和よりも小さい、つまりVini ≦Vthel+Vcatであることで、有機EL素子1は消光し、非発光期間が開始される。このとき電源制御線DSLが駆動トランジスタTdのソースとなる。また有機EL素子1のアノード(ノードND2)は初期電圧Viniに充電される。
また駆動トランジスタTdのゲート電圧(ノードND1)は、ソース電圧の低下に応じて低下する。
In the period LT1, preparation for extinction and threshold correction is performed.
First, power supply pulse DS = initial voltage Vini.
At this time, when the initial voltage Vini is smaller than the sum of the threshold voltage Vthel and the cathode voltage Vcat of the
Further, the gate voltage (node ND1) of the drive transistor Td decreases as the source voltage decreases.
一定期間後、閾値補正のための準備が行われる
即ち、信号線DTLの電圧が閾値補正基準電圧Vofsである時に、走査パルスWSがHレベルとされ、サンプリングトランジスタTsがオンとされる。このため駆動トランジスタTdのゲート(ノードND1)は閾値補正基準電圧Vofsとなる。
駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧Vgs=Vofs−Viniとなる。
このVofs−Viniが駆動トランジスタTdの閾値電圧Vthよりも大きくないと閾値補正動作を行うことができないために、Vofs−Vini>Vthとなるように、初期電圧Vini、基準電圧Vofsが設定されている。
即ち閾値補正の準備として、駆動トランジスタのゲート・ソース間電圧が、その閾値電圧Vthよりも十分広げられることになる。
After a certain period, preparation for threshold correction is performed. That is, when the voltage of the signal line DTL is the threshold correction reference voltage Vofs, the scanning pulse WS is set to H level, and the sampling transistor Ts is turned on. Therefore, the gate (node ND1) of the drive transistor Td becomes the threshold correction reference voltage Vofs.
The gate-source voltage Vgs of the drive transistor Td is Vgs = Vofs−Vini.
Since the threshold value correction operation cannot be performed unless this Vofs−Vini is larger than the threshold voltage Vth of the drive transistor Td, the initial voltage Vini and the reference voltage Vofs are set so that Vofs−Vini> Vth. .
That is, as a preparation for threshold correction, the gate-source voltage of the drive transistor is sufficiently widened than the threshold voltage Vth.
続いて期間LT2として閾値補正(Vth補正)が行われる。
即ち、信号線電圧が閾値補正基準電圧Vofsとなっている間、ライトスキャナ13は走査パルスWSのHレベルを維持する。そしてドライブスキャナ12が電源パルスDSを駆動電圧Vccとする。
この場合、有機EL素子1のアノード(ノードND2)が駆動トランジスタTdのソースとなり電流が流れる。このため、駆動トランジスタTdのゲート(ノードND1)は閾値補正基準電圧Vofsに固定されたまま、ソースノード(ノードND2)が上昇する。
有機EL素子1のアノード電圧(ノードND2の電圧)が、Vcat+Vthel(有機EL素子1の閾値電圧)以下である限り、駆動トランジスタTdの電流は保持容量Csと寄生容量Coled及び補助容量Csubを充電するために使われる。有機EL素子1のアノード電圧がVcat+Vthel以下である限りとは、有機EL素子1のリーク電流が駆動トランジスタTdに流れる電流よりもかなり小さいという意味である。
このためノードND2の電圧(駆動トランジスタTdのソース電圧)は、時間と共に上昇してゆく。
Subsequently, threshold correction (Vth correction) is performed in the period LT2.
That is, while the signal line voltage is the threshold correction reference voltage Vofs, the
In this case, the anode (node ND2) of the
As long as the anode voltage of the organic EL element 1 (the voltage at the node ND2) is equal to or lower than Vcat + Vthel (threshold voltage of the organic EL element 1), the current of the drive transistor Td charges the holding capacitor Cs, the parasitic capacitor Coled, and the auxiliary capacitor Csub. Used for. “As long as the anode voltage of the
For this reason, the voltage of the node ND2 (source voltage of the drive transistor Td) increases with time.
この閾値補正は、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧を閾値電圧Vthとする動作である。従って駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧が閾値電圧Vthとなるまで、駆動トランジスタTdのソース電圧が上昇される。
一定時間経過すると、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧が閾値電圧Vthとなる。
なお、この例では閾値補正動作を1回行うものとしているが、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧が閾値電圧Vthとなる時間を確保するため、閾値補正動作が分割して複数回行われることもある。
This threshold correction is an operation in which the gate-source voltage of the drive transistor Td is set to the threshold voltage Vth. Accordingly, the source voltage of the drive transistor Td is increased until the gate-source voltage of the drive transistor Td reaches the threshold voltage Vth.
After a certain period of time, the gate-source voltage of the drive transistor Td becomes the threshold voltage Vth.
In this example, the threshold correction operation is performed once. However, the threshold correction operation is divided and performed a plurality of times in order to secure time for the gate-source voltage of the drive transistor Td to be the threshold voltage Vth. There is also.
期間LT2の終了時点で、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧が閾値電圧Vthとなった時、ソース電圧(ノードND2:有機EL素子1のアノード電圧)=Vofs−Vth≦Vcat+Vthelとなっている。(Vcatはカソード電圧、Vthelは有機EL素子1の閾値電圧)
このとき、ライトスキャナ13は走査パルスWSをLレベルとし、サンプリングトランジスタTsがオフとなって閾値補正動作が完了する。
When the gate-source voltage of the drive transistor Td reaches the threshold voltage Vth at the end of the period LT2, the source voltage (node ND2: anode voltage of the organic EL element 1) = Vofs−Vth ≦ Vcat + Vthel. (Vcat is the cathode voltage, Vthel is the threshold voltage of the organic EL element 1)
At this time, the
その後、信号線電圧が映像信号電圧Vsigとなっている期間LT3に、ライトスキャナ13が走査パルスWSをHレベルとし、映像信号電圧Vsigの書込及び移動度補正が行われる。即ち駆動トランジスタTdのゲートに映像信号電圧Vsigが入力される。
Thereafter, during a period LT3 in which the signal line voltage is the video signal voltage Vsig, the
駆動トランジスタTdのゲート電圧は映像信号電圧Vsigの電圧となるが、電源制御線DSLが駆動電圧Vccとなっていることで電流が流れ、ソース電圧は時間とともに上昇してゆく。
このとき、駆動トランジスタTdのソース電圧が有機EL素子1の閾値電圧Vthelとカソード電圧Vcatの和を越えなければ、駆動トランジスタTdの電流は保持容量Csと寄生容量Coled及び補助容量Csubを充電するのに使用される。つまり有機EL素子1のリーク電流が駆動トランジスタTdに流れる電流よりもかなり小さければという条件である。
そしてこのときは、駆動トランジスタTdの閾値補正動作は完了しているため、駆動トランジスタTdが流す電流は移動度μを反映したものとなる。
具体的にいうと、移動度が大きいものはこの時の電流量が大きく、ソースの上昇も早い。逆に移動度が小さいものは電流量が小さく、ソースの上昇は遅くなる。
これによって、走査パルスWSがHレベルとなる期間LT4として、サンプリングトランジスタTsがオンしてから、駆動トランジスタTdのソース電圧Vsは上昇し、サンプリングトランジスタTsがオフしたときには、ソース電圧Vsは移動度μを反映した電圧となる。駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧Vgsは移動度を反映して小さくなり、一定時間経過後に完全に移動度を補正する電圧となる。
The gate voltage of the drive transistor Td becomes the voltage of the video signal voltage Vsig. However, since the power supply control line DSL is at the drive voltage Vcc, a current flows and the source voltage increases with time.
At this time, if the source voltage of the drive transistor Td does not exceed the sum of the threshold voltage Vthel and the cathode voltage Vcat of the
At this time, since the threshold value correcting operation of the drive transistor Td is completed, the current flowing through the drive transistor Td reflects the mobility μ.
Specifically, those with high mobility have a large current amount at this time, and the source rises quickly. On the other hand, when the mobility is low, the amount of current is small and the source rises slowly.
As a result, during the period LT4 when the scanning pulse WS is at the H level, the source voltage Vs of the drive transistor Td rises after the sampling transistor Ts is turned on, and when the sampling transistor Ts is turned off, the source voltage Vs becomes the mobility μ The voltage reflects. The gate-source voltage Vgs of the driving transistor Td is reduced to reflect the mobility, and becomes a voltage that completely corrects the mobility after a predetermined time has elapsed.
このように映像信号電圧Vsig書込及び移動度補正を行った後、ゲート・ソース間電圧Vgsを確定させ、ブートストラップ、発光状態へと移行する。
即ち走査パルスWSをLレベルとしてサンプリングトランジスタTsをオフして書き込みが終了し、有機EL素子1を発光させる。
この場合、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧Vgsに応じた電流Idsが流れ、ノードND2の電圧は、有機EL素子1にその電流が流れる電圧まで上昇し、有機EL素子1は発光する。このときサンプリングトランジスタTsがオフであり、ノードND2の電圧の上昇と同時に駆動トランジスタTdのゲート(ノードND1)も同様に上昇するため、ゲート・ソース間電圧Vgsは一定に保たれたままである。(ブートストラップ動作)
このように期間LT4としての発光期間が開始されることとなる。そして次のフレームの開始時点tsまで有機EL素子1の発光が継続される。
After writing the video signal voltage Vsig and correcting the mobility in this way, the gate-source voltage Vgs is determined, and the bootstrap and light emission states are entered.
That is, the scanning pulse WS is set to L level, the sampling transistor Ts is turned off, writing is completed, and the
In this case, a current Ids corresponding to the gate-source voltage Vgs of the drive transistor Td flows, the voltage of the node ND2 rises to a voltage at which the current flows in the
Thus, the light emission period as the period LT4 is started. The light emission of the
このように画素回路10は1フレーム期間における1サイクルの発光駆動動作として、閾値補正動作及び移動度補正動作を含んで、有機EL素子1の発光のための動作が行われる。
閾値補正動作によって各画素回路10での駆動トランジスタTdの閾値電圧Vthのバラツキや、経時変動による閾値電圧Vth変動などに関わらず、信号電圧Vsigに応じた電流を有機EL素子1に与えることができる。つまり製造上或いは経時変化による閾値電圧Vthのバラツキをキャンセルして、画面上に輝度ムラ等を発生させずに高画質を維持できる。
また、駆動トランジスタTdの移動度によってもドレイン電流は変動するため、画素回路10毎の駆動トランジスタTdの移動度のバラツキにより画質が低下するが、移動度補正により、駆動トランジスタTdの移動度の大小に応じてソース電圧Vsが得られる。結果として各画素回路10の駆動トランジスタTdの移動度のバラツキを吸収するようなゲート・ソース間電圧Vgsに調整されるため、移動度のバラツキによる画質低下も解消される。
As described above, the
A current corresponding to the signal voltage Vsig can be applied to the
In addition, since the drain current varies depending on the mobility of the driving transistor Td, the image quality deteriorates due to variations in the mobility of the driving transistor Td for each
なお、図3では図示及び説明の簡略化のため、閾値補正を1回で行う例を述べたが、上述のように複数回分割して閾値補正を行うこともある。その場合、図3の期間LT3として示す映像信号電圧Vsigの書込を行う前に、信号線DTLの電圧が基準電圧Vofsのときに、走査パルスWSをオンとする動作を複数回行うこととなる。
1サイクルの画素回路動作内で閾値補正動作を分割して複数回行うのは、表示装置の高速化(高周波数化)の要請による。
高フレームレート化が進むことで、画素回路の動作時間が相対的に短くなっていくため、連続的な閾値補正期間(信号線電圧=基準電圧Vofsの期間)を確保することが難しくなる。その場合、時分割的に閾値補正動作を行うことで閾値補正期間として必要な期間を確保して、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧を閾値電圧Vthに収束させるようにする。
なお、閾値補正動作を複数回行う場合もあるのは、後述する図4,図7の動作例でも同様である。
In FIG. 3, for the sake of simplicity of illustration and description, an example in which threshold correction is performed once has been described. However, threshold correction may be performed by dividing a plurality of times as described above. In that case, before the video signal voltage Vsig shown as the period LT3 in FIG. 3 is written, the operation of turning on the scanning pulse WS is performed a plurality of times when the voltage of the signal line DTL is the reference voltage Vofs. .
The reason why the threshold correction operation is divided and performed a plurality of times within one cycle of the pixel circuit operation is due to the demand for higher speed (higher frequency) of the display device.
As the frame rate is increased, the operation time of the pixel circuit is relatively shortened, so that it is difficult to secure a continuous threshold value correction period (signal line voltage = reference voltage Vofs period). In that case, a threshold correction operation is performed in a time-sharing manner to secure a necessary period as a threshold correction period, and the gate-source voltage of the drive transistor Td is converged to the threshold voltage Vth.
Note that the threshold correction operation may be performed a plurality of times as in the operation examples of FIGS. 4 and 7 described later.
ところで、図3の比較例Iでは、発光期間において継続して有機EL素子1を発光させている。1フレーム期間内に非発光期間と発光期間を設ける場合、フリッカを改善させるために発光期間長を適正に設定することが望ましい。
そこで図4の比較例IIとして示すように、発光期間内に一時的に発光を休止させる発光休止期間を設けるようにすることが提案された。
図4において期間LT1,LT2,LT3の動作は図3と同様である。この図4では発光期間内を、期間LT4a、LT5、LT4bに分け、期間LT4a、LT4bは実際に有機EL素子1が発光している期間で、期間LT5は発光が休止されている期間としている。なお、このように1サイクル内で発光動作を休止を挟んで分割して実行させる駆動方式を、説明上「分割発光駆動」ということとする。
By the way, in the comparative example I of FIG. 3, the
Therefore, as shown as Comparative Example II in FIG. 4, it has been proposed to provide a light emission suspension period in which light emission is temporarily suspended within the light emission period.
In FIG. 4, the operations in the periods LT1, LT2, and LT3 are the same as those in FIG. In FIG. 4, the light emission period is divided into periods LT4a, LT5, and LT4b. The periods LT4a and LT4b are periods during which the
発光期間内に一時的に発光を休止させるために、期間LT5でドライブスキャナ12は電源パルスDSを一時的に初期電圧Viniに落とすようにしている。
これによりノードND1,ND2の電圧が低下し、有機EL素子1に電流が流れなくなる状態となって発光が休止される。一定時間後、ドライブスキャナ12は電源パルスDSを再び駆動電圧Vccとし、発光を再開させる。
In order to temporarily stop the light emission within the light emission period, the
As a result, the voltages at the nodes ND1 and ND2 are lowered, and the light emission is stopped when no current flows through the
例えばこのように分割発光動作を行わせることでフリッカ対策が可能となる。しかし、このような分割発光動作において、当然期間LT4a,LT4bの発光輝度は同一輝度であるべきところ、以下に述べるように、期間LT4bでの発光輝度が低下してしまうという点が指摘されることとなった。 For example, flicker countermeasures can be achieved by performing the divided light emission operation in this way. However, in such a divided light emitting operation, it should be pointed out that the light emission luminance in the period LT4b is naturally lowered, and the light emission luminance in the period LT4b is lowered as described below. It became.
図5,図6を用いて、期間LT5の発光休止前後での駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧Vgsの変移を考察する。なお説明上、期間LT5の開始前のゲート・ソース間電圧を「Vgs」、期間LT5の後のゲート・ソース間電圧を「Vgs’」と表記する。 The transition of the gate-source voltage Vgs of the drive transistor Td before and after the light emission stop in the period LT5 will be considered with reference to FIGS. For the sake of explanation, the gate-source voltage before the start of the period LT5 is expressed as “Vgs”, and the gate-source voltage after the period LT5 is expressed as “Vgs ′”.
図5(a)は、発光休止を行う期間LT5の前後での電源パルスDSの波形を拡大して示している。
この例では、駆動電圧Vcc=20V、初期電圧Vini=−10Vとする。
また図5(b)(c)及び図6(a)(b)(c)には、画素回路10の一部を示している。
期間LT5の前、つまり期間LT4aで発光しているときの駆動トランジスタTdのゲート電圧Vg=10V、ソース電圧Vs=5Vとし、ゲート・ソース間電圧Vgs=5Vであったとする。
FIG. 5A shows an enlarged waveform of the power supply pulse DS before and after the period LT5 during which light emission is suspended.
In this example, the drive voltage Vcc = 20V and the initial voltage Vini = −10V.
5B, 5C, and 6A, 6B, and 6C show a part of the
It is assumed that the gate voltage Vg = 10 V and source voltage Vs = 5 V of the driving transistor Td when light is emitted before the period LT5, that is, during the period LT4a, and the gate-source voltage Vgs = 5 V.
ここで前提として駆動トランジスタTdの動作点毎のノードND1−ND3間の寄生容量を考える。
図5(b)のようにノードND3が駆動トランジスタTdのドレイン、ノードND2がソースとなる場合、寄生容量はCgdであり、金属のオーバーラップ容量しか見えない為、容量値は小さい(容量小)。
一方、図5(c)のように、ノードND2が駆動トランジスタTdのドレイン、ノードND3がソースとなる場合、寄生容量はCgsとなる。この時,寄生容量の値は大きくなる(容量大)。
Here, as a premise, a parasitic capacitance between the nodes ND1 to ND3 for each operating point of the driving transistor Td is considered.
When the node ND3 is the drain of the driving transistor Td and the node ND2 is the source as shown in FIG. 5B, the parasitic capacitance is Cgd and only the metal overlap capacitance can be seen, so the capacitance value is small (small capacitance). .
On the other hand, when the node ND2 is the drain of the driving transistor Td and the node ND3 is the source as shown in FIG. 5C, the parasitic capacitance is Cgs. At this time, the value of the parasitic capacitance increases (large capacitance).
図5(a)に示すように、ドライブスキャナ12は期間LT5において電源パルスDSを初期電圧Viniとする。例えば電源パルスDSを駆動電圧Vcc=20Vから初期電圧Vini=−10に下げる。
ここで、20Vから−10Vに下げる過程として、図5(a)の期間SP1はノードND3が20Vから5Vに落ちるまでの期間としている。
また、期間SP2はノードND3が5Vから−10Vに落ちる期間としている。
期間SP3はノードND3が−10Vとなっている期間としている。
期間SP4はノードND3が−10Vから−8.65Vに上がる期間としている。
期間SP5はノードND3が−8.65Vから20Vに上がる期間としている。
As shown in FIG. 5A, the
Here, as a process of decreasing from 20V to −10V, a period SP1 in FIG. 5A is a period until the node ND3 drops from 20V to 5V.
The period SP2 is a period during which the node ND3 falls from 5V to −10V.
The period SP3 is a period in which the node ND3 is −10V.
The period SP4 is a period during which the node ND3 rises from −10V to −8.65V.
The period SP5 is a period during which the node ND3 rises from −8.65V to 20V.
まず期間SP1として、ノードND3が20Vから5Vに落ちる際の駆動トランジスタTdの動作点を考察する。
この場合、図5(b)のように、駆動トランジスタTdの動作点は電圧関係からND3:ドレイン、ND2:ソースとなり、前述のように容量小となる。ノードND1−ND2間の電圧は5Vである。
First, consider the operating point of the drive transistor Td when the node ND3 falls from 20V to 5V in the period SP1.
In this case, as shown in FIG. 5B, the operating point of the drive transistor Td is ND3: drain and ND2: source from the voltage relationship, and the capacitance is small as described above. The voltage between the nodes ND1 and ND2 is 5V.
次に期間SP2でノードPND3が5V以下になるとドレイン、ソースが逆転する。すなわち図5(c)のように、ND3:ソース、ND2:ドレインとなり、カップリングに寄与する寄生容量は飽和駆動の駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧Vgsとなる。チャネル形成時のND3−ND2間寄生容量は「容量大」となり電源パルスDSが5Vから―10Vに至る期間SP2は、期間SP1に比べてカップリング電圧が沢山入る。このカップリングによりノードND1=8.5V、ノードND2=4.85Vとなると仮定する。ノードND1−ND2間の電圧は3.65Vとなる。 Next, when the node PND3 becomes 5 V or less in the period SP2, the drain and the source are reversed. That is, as shown in FIG. 5C, ND3: source, ND2: drain, and the parasitic capacitance contributing to coupling is the gate-source voltage Vgs of the drive transistor Td for saturation drive. The parasitic capacitance between ND3 and ND2 at the time of channel formation becomes “capacity large”, and a coupling voltage is larger in the period SP2 in which the power supply pulse DS changes from 5V to −10V than in the period SP1. It is assumed that node ND1 = 8.5V and node ND2 = 4.85V due to this coupling. The voltage between the nodes ND1 and ND2 is 3.65V.
次に期間SP3として、電源パルスDSが−10Vまで落ちきると、ノードND1はND1−ND3=Vth(閾値電圧)となる電圧になる。Vth=5Vとすると図6(a)に示すように、ノードND1は8.5Vから−5Vとなる。
この時ノードND2は保持容量Csを介してノードND1の変動を受けて、4.85Vから−8.65Vとなる。この時のノードND1−ND2間の電圧は3.65Vである。
Next, as the period SP3, when the power supply pulse DS drops to −10V, the node ND1 becomes a voltage satisfying ND1−ND3 = Vth (threshold voltage). When Vth = 5V, as shown in FIG. 6A, the node ND1 is changed from 8.5V to −5V.
At this time, the node ND2 is changed from 4.85V to −8.65V due to the fluctuation of the node ND1 through the storage capacitor Cs. At this time, the voltage between the nodes ND1 and ND2 is 3.65V.
期間SP4として、電源パルスDSが立ち上がる際には、まずノードND3が−10Vから−8.65Vに至るまでは、図6(b)に示すように寄生容量はCgs、つまり「容量大」となり、ノードND1は−5Vから−4.87Vとなる。 In the period SP4, when the power supply pulse DS rises, first, until the node ND3 reaches from −10V to −8.65V, the parasitic capacitance becomes Cgs, that is, “capacity is large” as shown in FIG. The node ND1 is changed from −5V to −4.87V.
期間SP5として、ノードND3が−8.65Vを越えて20Vに至る期間は、図6(c)に示すように、駆動トランジスタTdのPソース、ドレインが反転し、寄生容量はCgd、つまり「容量小」となる。このときノードND1は−4.87Vから8.28Vとなり、ノードND2は−8.65Vから4.5Vとなる。すなわち発光休止後のゲート・ソース間電圧Vgs’(ノードND1−ND2間の電圧)=3.78Vとなる。
つまり期間LT4aの発光時には、ゲート・ソース間電圧Vgs=5Vであったことに対し、期間LT4bで発光を再開するときは、ゲート・ソース間電圧Vgs’=3.78Vとなってしまう。
As the period SP5, during the period when the node ND3 exceeds −8.65V and reaches 20V, the P source and drain of the driving transistor Td are inverted and the parasitic capacitance is Cgd, that is, “capacitance” as shown in FIG. "Small". At this time, the node ND1 is changed from −4.87V to 8.28V, and the node ND2 is changed from −8.65V to 4.5V. That is, the gate-source voltage Vgs ′ (voltage between the nodes ND1 and ND2) after the light emission is stopped = 3.78V.
That is, the gate-source voltage Vgs = 5 V at the time of light emission in the period LT4a, whereas when the light emission is resumed in the period LT4b, the gate-source voltage Vgs ′ = 3.78 V.
このように電源パルスDSの立ち下がり/立ち上がりで寄生容量の見え方が異なる。すなわち立ち下がりのカップリングの方が立ち上がりのカップリングより大きく見え、よって発光休止後のゲート・ソース間電圧Vgs’が休止前のゲート・ソース間電圧Vgsよりも小さくなってしまう。このような現象により分割発光駆動では発光休止後に有機EL素子1に流れる電流が低下してしまい、発光輝度が低くなる。
図4には、期間LT4bのノードND1の電圧が、本来、破線で示すレベルであるところ、実線のように期間LT4aに比べて低下していることを示している。
Thus, the appearance of the parasitic capacitance differs depending on the falling / rising of the power pulse DS. That is, the falling coupling appears to be larger than the rising coupling, and thus the gate-source voltage Vgs ′ after the light emission is stopped becomes smaller than the gate-source voltage Vgs before the light emission. Due to such a phenomenon, the current that flows through the
FIG. 4 shows that the voltage at the node ND1 in the period LT4b is originally lower than the period LT4a as shown by a solid line, at a level indicated by a broken line.
[3.実施の形態の画素回路動作]
そこで本実施の形態では、分割発光駆動を行う際に、上記のようなカップリングの見え方によるゲート・ソース間電圧Vgsの変動を避け、期間LT4a,LT4bでの各発光の際に同一の輝度による発光が保たれるようにする。
[3. Pixel Circuit Operation of Embodiment]
Therefore, in the present embodiment, when the divided light emission driving is performed, the above-described fluctuation of the gate-source voltage Vgs due to the appearance of the coupling is avoided, and the same luminance is obtained during each light emission in the periods LT4a and LT4b. So that the light emission is maintained.
本実施の形態の駆動波形を図7に示す。
図7において、基本的な動作は図3、図4と同様である。
即ち、時点tsから次の時点tsまでの1フレーム期間の1サイクルの動作として非発光期間と発光期間が設けられる。期間LT1,LT2,LT3が非発光期間であり、期間LT4a以降が発光期間となる。
そして重複説明は避けるが、期間LT1で消光及び閾値補正の準備、期間LT2で閾値補正動作、期間LT3で映像信号電圧Vsigの書込及び移動度補正が行われ、その後、期間LT4aの発光が行われる。
そしてこの例は図4と同様に分割発光駆動が行われ、期間LT4aの後、期間LT5で一時的に発光が休止され、期間LT4bで発光が再開される。即ちフリッカ対策のため、発光期間中に一時的な発光休止させる。
FIG. 7 shows drive waveforms of the present embodiment.
In FIG. 7, the basic operation is the same as in FIGS.
That is, a non-light emitting period and a light emitting period are provided as an operation of one cycle of one frame period from the time point ts to the next time point ts. The periods LT1, LT2, and LT3 are non-light emitting periods, and the period LT4a and later are light emitting periods.
Although avoiding redundant explanation, preparation for extinction and threshold correction is performed in the period LT1, threshold correction operation is performed in the period LT2, writing and mobility correction of the video signal voltage Vsig are performed in the period LT3, and then light emission in the period LT4a is performed. Is called.
In this example, the divided light emission driving is performed as in FIG. 4, and after the period LT4a, the light emission is temporarily stopped in the period LT5, and the light emission is resumed in the period LT4b. That is, to prevent flicker, the light emission is temporarily stopped during the light emission period.
上記図4の場合は、期間LT5においてドライブスキャナ12は電源パルスDSを初期電圧Viniにまで落とすこととしたが、本実施の形態の場合、期間LT5において、ドライブスキャナ12が電源パルスDSを発光休止電圧Vmとする。
In the case of FIG. 4, the
図8に期間LT5の前後の電源パルスDSを拡大して示す。なお図8では破線で上記比較例IIの場合を参考のために示している。
例えば上記図5で述べた前提を踏まえたうえで、発光休止電圧Vm=5Vとする。
すると、期間LT5で電源パルスDSが20Vから5Vまで下がるときと、発光休止電圧Vm=5Vが継続しているときと、さらに再び20Vにまで上がるときは、いずれも画素回路10は図5(b)の状態となっている。
つまり、電源パルスDSを初期電圧Viniまでは下げず、適切な発光休止電圧Vmまで下げるようにすることで、電源パルスDSの立ち下がり/立ち上がりに見える寄生容量が共に「容量小」で統一され、カップリング量が等しくなる。結果として、発光休止の前後でノードND1,ND2は変動せず、期間LT4bでは期間LT4aと同じゲート・ソース間電圧Vgsとなる。つまり同じ電流を有機EL素子1に流すことができ、発光輝度の低下を生じさせないようにできる。
FIG. 8 shows an enlarged view of the power supply pulse DS before and after the period LT5. In FIG. 8, the case of Comparative Example II is indicated by a broken line for reference.
For example, based on the premise described in FIG. 5 above, the light emission pause voltage Vm = 5V.
Then, in the period LT5, when the power supply pulse DS decreases from 20V to 5V, when the light emission pause voltage Vm = 5V continues, and when the power supply pulse DS increases to 20V again, the
In other words, by reducing the power pulse DS to the appropriate light emission suspend voltage Vm without lowering to the initial voltage Vini, both the parasitic capacitances that appear to be the falling / rising of the power pulse DS are unified as “small capacity”. Coupling amount becomes equal. As a result, the nodes ND1 and ND2 do not fluctuate before and after the light emission is stopped, and in the period LT4b, the gate-source voltage Vgs is the same as that in the period LT4a. That is, the same current can be passed through the
発光休止電圧Vmは、有機EL素子1の駆動電圧付近とすればよい。より具体的には、本例の画素回路構成の場合、有機EL素子1の両端電圧(アノード・カソード間電圧)が有機EL素子1の閾値電圧Vthelとなる電圧値とすればよい。換言すれば、ノードND2(有機EL素子1のアノード)が、閾値電圧Vthel+カソード電圧Vcatとなればよく、本例の回路構成の場合、ノードND2の電圧は、電源パルスDSの電圧となるため、発光休止電圧Vm=Vthel+Vcatとすればよい。
つまり、ノードND2の電圧が、有機EL素子1に電流が流れなくなり発光を停止させる電圧値となるとともに、期間LT5内に、ノードND2が駆動トランジスタTdのドレインとなることがない電圧であればよいということである。
The light emission resting voltage Vm may be around the driving voltage of the
That is, the voltage at the node ND2 may be a voltage that stops the light emission because no current flows through the
以上のように本実施の形態では、ドライブスキャナ12は、1サイクルの発光動作において駆動トランジスタTdに対して初期電圧Viniと、駆動電圧Vccと、発光休止電圧のVmの3値のパルス電圧を、各電源制御線DSLに与えるようにする。特に分割発光駆動として発光休止させるときは、発光休止電圧Vmを駆動トランジスタTdに印加する。
この発光休止電圧Vmが上記のような適切な電圧値とされていることで、発光休止前後で駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧Vgsを変動させず、各分割発光時に有機EL素子1の発光輝度を変動させないようにできる。
即ちフリッカ対策としての分割発光駆動において、適切な発光動作を実現できる。
As described above, in the present embodiment, the
By setting the light emission pause voltage Vm to an appropriate voltage value as described above, the gate-source voltage Vgs of the drive transistor Td is not changed before and after the light emission pause, and the
That is, an appropriate light emission operation can be realized in the divided light emission drive as a countermeasure against flicker.
以上、実施の形態について説明したが、本発明は上記例に限定されるものではない。
画素回路10の構成は図2に限定されない。また回路構成によっては、必ずしも電源パルスDSの電圧が直接有機EL素子1のアノードに印加されるものとなるわけではないが、いずれにしても、発光休止電圧Vmは、有機EL素子1のアノードノードが、或る所定の電位とされ、有機EL素子1のアノード・カソード間電圧がその閾値電圧となるように設定されればよい。
また図7では分割発光駆動として、発光期間中に1回の発光休止を挟んで2回の発光が行われる例を示したが、発光期間中に2回以上の発光休止を行う場合もある。その場合も、各発光休止の際に、ドライブスキャナ12が電源パルスDSを発光休止電圧Vmとすればよい。
Although the embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above example.
The configuration of the
FIG. 7 shows an example in which the light emission is performed twice with one light emission pause during the light emission period as the divided light emission drive. However, the light emission pause may be performed twice or more during the light emission period. In this case, the
1 有機EL素子、10 画素回路、11 水平セレクタ、12 ドライブスキャナ、13 ライトスキャナ、20 画素アレイ部、Cs 保持容量、Ts サンプリングトランジスタ、Td 駆動トランジスタ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記画素回路の発光動作のために上記画素回路に対して所定電圧値の上記駆動電圧を印加するとともに、上記発光期間中に、一時的に上記発光素子の発光を休止させるため、上記発光素子の両端電圧が上記発光素子の閾値電圧となる電圧値の発光休止電圧を印加する駆動制御スキャナと、
を備えた表示装置。 A pixel circuit that performs an operation in a non-light emitting period in which a video signal voltage is input and an operation in a light emitting period in which a light emitting element emits light as a one-cycle light emitting operation, and a driving voltage is applied in the light emitting period. A pixel array in which pixel circuits are arranged in a matrix to emit light of gradation based on the video signal voltage by passing a current corresponding to the video signal voltage to the light emitting element in a state;
The driving voltage of a predetermined voltage value is applied to the pixel circuit for the light emission operation of the pixel circuit, and the light emission of the light emitting element is temporarily stopped during the light emission period. A drive control scanner that applies a light emission pause voltage having a voltage value at which both-end voltage is a threshold voltage of the light emitting element;
A display device comprising:
上記発光素子と、
ドレイン・ソース間に駆動電圧が印加されることでソース側に接続された上記発光素子に対してゲート・ソース間電圧に応じた電流印加を行う駆動トランジスタと、
導通されることで信号線に与えられた映像信号電圧を上記駆動トランジスタのゲートに入力するサンプリングトランジスタと、
上記駆動トランジスタのゲート・ソース間に接続され、入力された映像信号電圧を保持する保持容量と、
を有し、
さらに、
上記画素アレイ上で列状に配設される各信号線に、上記映像信号電圧を供給する信号セレクタと、
上記画素アレイ上で行状に配設される各書込制御線に走査パルスを与えて上記画素回路の上記サンプリングトランジスタを制御し、各画素回路への上記信号線からの上記映像信号電圧の入力を実行させる書込スキャナと、
を備え、
上記駆動制御スキャナは、上記画素アレイ上で行状に配設される各電源制御線に電源パルスを与えることで、上記画素回路の上記駆動トランジスタへの上記駆動電圧及び上記発光休止電圧の印加を行う請求項1に記載の表示装置。 The pixel circuit is
The light emitting element;
A driving transistor that applies a current according to a gate-source voltage to the light-emitting element connected to the source side by applying a driving voltage between the drain and the source;
A sampling transistor that inputs the video signal voltage applied to the signal line to the gate of the drive transistor by being conducted; and
A holding capacitor connected between the gate and source of the driving transistor and holding the input video signal voltage;
Have
further,
A signal selector for supplying the video signal voltage to each signal line arranged in a row on the pixel array;
A scanning pulse is applied to each write control line arranged in a row on the pixel array to control the sampling transistor of the pixel circuit, and the video signal voltage from the signal line is input to each pixel circuit. A writing scanner to be executed,
With
The drive control scanner applies the drive voltage and the light emission pause voltage to the drive transistor of the pixel circuit by applying a power pulse to each power control line arranged in a row on the pixel array. The display device according to claim 1.
上記駆動制御スキャナは、上記発光期間における上記駆動トランジスタのドレインノードに接続されている上記各電源制御線に与える上記発光休止電圧として、上記発光素子のアノード・カソード間電圧が上記発光素子の閾値電圧となる電圧を印加する請求項3に記載の表示装置。 The source node of the driving transistor in the light emission period is an anode node of the light emitting element having an anode and a cathode,
The drive control scanner is configured such that the anode-cathode voltage of the light-emitting element is a threshold voltage of the light-emitting element as the light-emission suspend voltage applied to each power supply control line connected to the drain node of the drive transistor during the light-emission period. The display device according to claim 3, wherein a voltage is applied.
上記画素回路の上記発光期間の発光動作のために、上記画素回路に対して所定電圧値の上記駆動電圧を印加するとともに、上記発光期間中に、一時的に上記発光素子の発光を休止させるため、上記発光素子の両端電圧が上記発光素子の閾値電圧となる電圧値の発光休止電圧を印加する表示駆動方法。 A pixel circuit that performs an operation in a non-light emitting period in which a video signal voltage is input and an operation in a light emitting period in which a light emitting element emits light as a one-cycle light emitting operation, and a driving voltage is applied in the light emitting period. A display driving method for a display device having a pixel array in which a pixel circuit that emits gradation light based on the video signal voltage by passing a current corresponding to the video signal voltage to the light emitting element in a state is arranged in a matrix As
For the light emission operation of the pixel circuit during the light emission period, the drive voltage having a predetermined voltage value is applied to the pixel circuit, and the light emission of the light emitting element is temporarily suspended during the light emission period. A display driving method of applying a light emission resting voltage having a voltage value at which a voltage across the light emitting element becomes a threshold voltage of the light emitting element.
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