JP2013054161A - Electro-optical device, driving method of the same and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気光学装置、電気光学装置の駆動方法および電子機器に関する。 The present invention relates to an electro-optical device, a driving method of the electro-optical device, and an electronic apparatus.
近年、有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode、以下「OLED」という)素子などの発光素子を用いた電気光学装置が各種提案されている。この電気光学装置では、表示すべき画像の画素に対応して画素回路が設けられる。当該画素回路は、上記発光素子のほか、当該発光素子に電流を供給するトランジスターを含む回路構成が一般的である。このような回路構成において、トランジスターの閾値電圧や移動度などの特性が画素回路毎に相違していると、表示画面の一様性を損なう表示ムラが発生する。このため、トランジスターの閾値電圧や移動度などの特性を補償する技術が提案されている(例えば特許文献1参照)。 In recent years, various electro-optical devices using light emitting elements such as organic light emitting diode (hereinafter referred to as “OLED”) elements have been proposed. In this electro-optical device, a pixel circuit is provided corresponding to a pixel of an image to be displayed. The pixel circuit generally has a circuit configuration including a transistor that supplies current to the light emitting element in addition to the light emitting element. In such a circuit configuration, if the characteristics such as the threshold voltage and mobility of the transistors are different for each pixel circuit, display unevenness that impairs the uniformity of the display screen occurs. For this reason, a technique for compensating characteristics such as a threshold voltage and mobility of a transistor has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、この技術では、発光素子に電流を供給するトランジスターの閾値電圧を補償する動作が、映像信号のサンプリングに先行する複数の水平周期で繰り返し実行されるので、その分だけ、発光期間の時間長が短くなる。したがって、発光期間の時間長を十分に確保することが困難であるという問題があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的の1つは、サンプリングに先行する期間においてトランジスターのゲート・ソース間に目的とする電圧にセットするのに要する時間を短くして、その分、発光期間の時間長を確保することにある。
However, in this technique, the operation for compensating the threshold voltage of the transistor that supplies current to the light-emitting element is repeatedly executed in a plurality of horizontal periods preceding the sampling of the video signal. Becomes shorter. Therefore, there is a problem that it is difficult to ensure a sufficient length of the light emission period.
The present invention has been made in view of such circumstances, and one of its purposes is to shorten the time required to set the target voltage between the gate and the source of the transistor in the period preceding sampling. Therefore, the length of the light emission period is ensured accordingly.
上記目的を達成するために本発明に係る電気光学装置にあっては、画素回路と、前記画素回路を駆動する駆動回路とを具備し、前記画素回路は、第1電源線と第2電源線との間に直列に接続される第1トランジスターおよび発光素子と、一端が前記第1トランジスターにおいて前記第1電源線とは非接続側のノードに接続され、他端が信号線に接続された容量素子と、を含み、前記駆動回路は、第1期間に、前記第1電源線に対して高位側の第1電位または低位側の第2電位のうち、前記第2電位を供給し、前記第1トランジスターのゲートに対して当該第1トランジスターを導通状態とさせる初期化電位を供給し、前記第1期間の後の第2期間に、前記第1電源線に対して前記第1電位を供給し、前記第1トランジスターのゲートに対して前記初期化電位を供給し、前記信号線に対して、当該第2期間の途中で前記第1トランジスターのゲートおよびソース間の電圧が低くなる方向に変化させた後に、前記容量素子にセット電流が流れるように、電位が時間的に変化する波形信号を供給し、前記第2期間の後の第3期間に、前記第1トランジスターのゲートに、階調レベルに応じた電位のデータ信号を供給することを特徴とする。
本発明によれば、第2期間において、セット電流が第1トランジスターを流れるのに必要な電圧が、当該第1トランジスターのゲート・ソース間にセットされる途中で、波形信号の電位が変化する。この電位の変化によって、ゲート・ソース間の電圧が低くなる方向に、変動する。したがって、本発明では、ゲート・ソース間に閾値電圧をセットする場合と比較して、セットに必要な時間長を短縮することができる。
In order to achieve the above object, an electro-optical device according to the present invention includes a pixel circuit and a drive circuit that drives the pixel circuit, and the pixel circuit includes a first power supply line and a second power supply line. A first transistor and a light emitting element connected in series with each other, a capacitor having one end connected to a node on the non-connection side of the first transistor and the first power supply line, and the other end connected to a signal line The driving circuit supplies the second potential of the first potential on the higher side or the second potential on the lower side with respect to the first power supply line in the first period; An initialization potential that makes the first transistor conductive is supplied to the gate of one transistor, and the first potential is supplied to the first power supply line in a second period after the first period. , With respect to the gate of the first transistor After supplying the initializing potential and changing the voltage between the gate and the source of the first transistor in the direction in which the voltage between the gate and source of the first transistor is lowered during the second period, a set current is supplied to the capacitor element. A waveform signal whose potential changes with time is supplied so as to flow, and a data signal having a potential corresponding to a gradation level is supplied to the gate of the first transistor in a third period after the second period. It is characterized by that.
According to the present invention, in the second period, the potential of the waveform signal changes while the voltage necessary for the set current to flow through the first transistor is set between the gate and the source of the first transistor. Due to this potential change, the voltage between the gate and the source varies in the direction of lowering. Therefore, in the present invention, the time length required for setting can be shortened as compared with the case where the threshold voltage is set between the gate and the source.
本発明において、前記駆動回路は、前記波形信号を、前記第2期間の途中で前記第3電位から第4電位に変化させた後に前記第4電位から前記第3電位に向かって直線的に変化させる態様としても良いし、前記第3期間の終了点まで含むように前記第4電位から前記第3電位に向かって変化させる態様としても良いし、前記第1期間から前記第2期間の途中まで前記第3電位とさせる態様としても良い。 In the present invention, the drive circuit linearly changes from the fourth potential to the third potential after changing the waveform signal from the third potential to the fourth potential in the middle of the second period. It is good also as a mode to make it change, and it is good also as a mode made to change toward the said 3rd potential from the said 4th electric potential so that the end point of the said 3rd period may be included, and it is good from the 1st period to the middle of the 2nd period It is good also as an aspect made into the said 3rd electric potential.
本発明において、前記画素回路は、前記第1トランジスターのゲートとデータ線との間に配置した第2トランジスターを含み、前記駆動回路は、前記第2トランジスターを、前記第1期間、前記第2期間および前記第3期間に導通状態とし、前記データ線に、前記第1期間および第2期間に前記初期化電位を供給し、前記第3期間に前記データ信号を供給する構成としても良い。
また、この構成において、前記データ線と、前記初期化電位が給電される給電線との間に配置した第3トランジスターを有し、前記第3トランジスターは、前記第1期間および第2期間において導通状態になる構成としても良い。
なお、本発明は、電気光学装置のほか、電気光学装置の駆動方法や、当該電気光学装置を有する電子機器として概念することも可能である。電子機器は、典型的には表示装置であり、電子機器としてはパーソナルコンピューターや携帯電話機が挙げられる。もっとも、本発明に係る電気光学装置の用途は、表示装置に限定されない。例えば、光線の照射によって感光体ドラムなどの像担持体に潜像を形成するための露光装置(光ヘッド)にも適用可能である。
In the present invention, the pixel circuit includes a second transistor disposed between a gate of the first transistor and a data line, and the driving circuit includes the second transistor in the first period and the second period. Further, a configuration may be adopted in which the conductive state is set in the third period, the initialization potential is supplied to the data line in the first period and the second period, and the data signal is supplied in the third period.
In this configuration, the semiconductor device further includes a third transistor disposed between the data line and a power supply line to which the initialization potential is supplied, and the third transistor is conductive in the first period and the second period. It is good also as a structure which will be in a state.
In addition to the electro-optical device, the present invention can be conceptualized as a driving method of the electro-optical device or an electronic apparatus having the electro-optical device. The electronic device is typically a display device, and examples of the electronic device include a personal computer and a mobile phone. However, the use of the electro-optical device according to the invention is not limited to the display device. For example, the present invention can also be applied to an exposure apparatus (optical head) for forming a latent image on an image carrier such as a photosensitive drum by irradiation of light.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。この図に示されるように、電気光学装置10は、表示部100、走査線駆動回路160、電源線駆動回路170およびデマルチプレクサ240に大別される。
このうち、表示部100には、表示すべき画像の画素に対応した画素回路110がマトリクス状に配列されている。詳細には、表示部100において、まず、m行の走査線112が図において横方向に延在して設けられ、また、3列毎にグループ化された(3n)列のデータ線114が図において縦方向に延在し、かつ、各走査線112と互いに電気的な絶縁を保って設けられている。次に、m行の走査線112と(3n)列のデータ線114との交差部に対応して、画素回路110が設けられている。このため、本実施形態において画素回路110は、縦m行×横(3n)列でマトリクス状に配列される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an electro-optical device according to an embodiment of the invention. As shown in this figure, the electro-
Among these, in the
ここで、m、nは、いずれも自然数である。走査線112および画素回路110のマトリクスの行(ロウ)を区別するために、図において上から順に1、2、3、…、(m−1)、m行と呼ぶ場合がある。また、データ線114のグループを一般化して説明するために、1以上n以下の整数jを用いると、図1において左から数えて(3j−2)列目、(3j−1)列目および(3j)列目のデータ線114は、それぞれj番目のブロックに属している、ということになる。
また、表示部100には、1行毎に個別の電源線116および信号線118が設けられて、1行分の画素回路110にわたってそれぞれ共用されている。
Here, m and n are both natural numbers. In order to distinguish the row (row) of the matrix of the
Further, the
電気光学装置10には、図示を省略した上位の制御装置から次のような制御信号やデータ信号が供給される。すなわち、制御装置から、走査線駆動回路160を制御するための制御信号Ctra、電源線駆動回路170を制御するための制御信号Ctrb、デマルチプレクサ240の選択を制御するための制御信号Sel(1)、Sel(2)、Sel(3)、初期化用の制御信号Giniが、それぞれ供給される。
また、制御装置からは、データ信号Vd(1)、Vd(2)、…、Vd(n)が1、2、…、n番目のブロックに対応して供給される。データ信号Vd(1)〜Vd(n)が取り得る電位の最高値Vdata(max)は最大輝度の白レベルに相当し、最低値Vdata(min)は最小輝度の黒レベルに相当する。
The electro-
Also, data signals Vd (1), Vd (2),..., Vd (n) are supplied from the control device corresponding to the first, second,. The maximum potential value Vdata (max) that can be taken by the data signals Vd (1) to Vd (n) corresponds to the white level with the maximum luminance, and the minimum value Vdata (min) corresponds to the black level with the minimum luminance.
走査線駆動回路160は、フレームの期間にわたって走査線112を1行毎に順番に走査するための走査信号を、制御信号Ctraにしたがって生成するものである。ここで、1、2、3、…、(m−1)、m行目の走査線112に供給される走査信号を、それぞれGwr(1)、Gwr(2)、Gwr(3)、…、Gwr(m-1)、Gwr(m)と表記している。なお、フレームの期間とは、電気光学装置10が1カット(コマ)分の画像を表示するのに要する期間をいい、垂直走査周波数が60Hzであれば、その1周期分の16.67ミリ秒の期間である。
The scanning
電源線駆動回路170は、1、2、3、…、(m−1)、m行目の電源線116および信号線118の電位を制御信号Ctrbにしたがって、すなわち走査線112の水平走査に同期して、それぞれ制御するものである。詳細には、電源線駆動回路170は、電源線116については、第1電位としての高位側の電位Vel_Hまたは第2電位としての低位側の電位Vel_Lのいずれかに切り替えて供給する。図1においては、1、2、3、…、(m−1)、m行目の電源線116に供給される電源電位を、各行で区別するために、それぞれVel(1)、Vel(2)、Vel(3)、…、Vel(m-1)、Vel(m)と表記している。
一方、電源線駆動回路170は、水平走査される走査線112に対応した信号線118に、次のようなランプ信号(波形信号)を供給する。すなわち、電源線駆動回路170は、後述するようにセット期間の途中で第3電位としての電位Vrefから第4電位としての電位Vxまで立ち上がって、この後、書込期間の終了時の電位Vrefまで直線的に低下するランプ信号を供給する。1、2、3、…、(m−1)、m行目の信号線118に供給されるランプ信号を区別するために、それぞれVrmp(1)、Vrmp(2)、Vrmp(3)、…、Vrmp(m-1)、Vrmp(m)と表記している。
電源駆動回路170は、また、初期化電位Viniを給電線124に供給する。
The power supply
On the other hand, the power supply
The power
デマルチプレクサ240は、データ線114毎に設けられたNチャネル型のトランジスター242の集合体であり、各ブロックを構成する3列のデータ線114に対し、データ信号を順番に分配するものである。
ここで、各ブロックにおいて左端列に位置するデータ線114、j番目のブロックでいえば、(3j−2)列目のデータ線114に設けられたトランジスター242は、制御信号Sel(1)がHレベルであるときにオン(導通)して、データ信号を当該左端列のデータ線114にサンプリングする。
同様に、各ブロックにおいて中央列、右端列に位置するデータ線114、j番目のブロックでいえば、(3j−1)、(3j)列目のデータ線114に設けられたトランジスター242は、制御信号Sel(2)、Sel(3)がHレベルであるときにそれぞれオンして、データ信号を当該中央、右端のデータ線114にそれぞれサンプリングする。
なお、各列のデータ線114には、図示省略しているが、それぞれ容量が寄生している。このため、トランジスター242がオンして、データ線114にデータ信号がサンプリングされたとき、その後、トランジスター242がオフ(非導通)状態になっても、当該データ信号の電位が寄生容量によって保持される構成となっている。
The
Here, in the
Similarly, in each block, the
Although not shown, each
Nチャネル型のトランジスター120は、データ線114毎に設けられる。トランジスター120にあっては、ゲートノードが、制御信号Giniを供給する制御信号線122に接続され、ソースまたはドレインノードの一方が給電線124に接続され、ソースまたはドレインノードの他方がデータ線114に接続されている。なお、制御信号Giniは、各行の走査期間のうち、後述する初期化期間およびセット期間においてHレベルとなり、他の期間においてLレベルとなる信号である。
An N-
なお、本実施形態では、便宜的に走査線駆動回路160、電源線駆動回路170およびデマルチプレクサ240に分けているが、これらをまとめて、画素回路110を駆動するための駆動回路として概念することも可能である。
In the present embodiment, the scanning
図2を参照して画素回路110について説明する。なお、この図においては、i行目及び当該i行目に対し下側で隣り合う(i+1)行目の走査線112と、j番目のブロックに属する3列のうち、(3j−2)列目及び当該(3j−2)列目に対し右側で隣り合う(3j−1)列目のデータ線114との交差に対応する2×2の計4画素分の画素回路110が示されている。
図に示されるように、各画素回路110は、それぞれNチャネル型のトランジスター131、132と、容量素子135、136と、OLED140とを含む構成である。各画素回路110については電気的にみれば互いに同一構成なので、i行(3j−2)列に位置するもので代表して説明する。
The
As shown in the figure, each
i行(3j−2)列の画素回路110において、トランジスター132のゲートノードがi行目の走査線112に接続されている。トランジスター132において、ドレインノードまたはソースノードの一方がデータ線114に接続され、ドレインノードまたはソースノードの他方が、容量素子135の一端とトランジスター131のゲートノードgとにそれぞれ接続されている。
In the
容量素子135の他端は、トランジスター131のソースノードsと、容量素子136の一端と、OLED140の陽極とにそれぞれ接続されている。トランジスター131のドレインノードdは、i行目の電源線116に接続されている。容量素子136の他端は、i行目の信号線118に接続されている。
ここで、トランジスター131が第1トランジスターとなり、トランジスター132が第2トランジスターとなる。また、ソースノードsが電源線116(第1電源線)とは非接続側のノードとなる。容量素子135については、トランジスター131のゲートノードgに寄生する容量を用いることができる場合がある。
The other end of the
Here, the
OLED140の陽極は、画素回路110毎に個別に設けられた画素電極である。一方、OLED140の陰極は、画素回路110のすべてにわたって共通の電極117(第2電源線)であって、電源の低位側の電位Vctに保たれている。OLED140は、例えばガラス基板において、互いに対向する陽極と透明性を有する陰極とで有機EL材料からなる発光層を挟持した素子である。OLED140において、発光閾値電圧を超えた状態で陽極から陰極に向かって順方向に電流が流れると、当該電流に応じた輝度にて光が発生するとともに、基板とは反対側の陰極を通過し、観察者側に視認される構成となっている。
The anode of the
なお、図2において、Gwr(i)、Gwr(i+1)は、それぞれi、(i+1)行目の走査線112に供給される走査信号である。Vel(i)、Vel(i+1)は、それぞれi、(i+1)行目の電源線116に供給される電源電位であり、Vrmp(i)、Vrmp(i+1)は、それぞれi、(i+1)行目の信号線118に供給されるランプ信号である。
In FIG. 2, Gwr (i) and Gwr (i + 1) are scanning signals supplied to the
表示部100は、一般にガラス基板などの透明性を有する絶縁基板に形成される。このため、表示部100の画素回路110におけるトランジスター131、132は、例えば薄膜トランジスターであり、非晶質シリコンや低温ポリシリコンで形成される。低温ポリシリコンで形成する場合、走査線駆動回路160および電源線駆動回路170を構成する能動素子や、トランジスター120、242については、画素回路110とともに上記絶縁基板に形成することができる。また、電気光学装置10の全体をシリコン基板のような半導体基板に形成しても良い。
The
図3を参照して電気光学装置10の動作について説明する。なお、図3は、電気光学装置10における各部の動作を説明するための波形図であるが、論理信号以外の信号の電位を示す縦スケールは、説明便宜のために波形同士で異ならせている場合がある。
この図に示されるように、走査線駆動回路160が走査信号Gwr(1)〜Gwr(m)の電位を切り替えることによって、1フレームの期間において1〜m行目の走査線112が1水平走査期間(H)毎に順番に走査される。
1水平走査期間(H)での動作は、各行の画素回路110にわたって共通である。そこで以下については、主にi行目の走査線112が水平走査される走査期間において、当該i行目であって、j番目のブロックに属する(3j−2)列の画素回路110について着目して説明する。
The operation of the electro-
As shown in this figure, the scanning
The operation in one horizontal scanning period (H) is common to the
本実施形態において、i行目の走査期間は、大別すると時間の順で、初期化期間→セット期間→サンプリング期間→書込期間に分けられる。そして、書込期間の終了後に後述する条件を満たしたときから、次のフレームの初期化期間が開始するまでが発光期間となり、これらの期間が繰り返される。なお、セット期間は、目的とする電圧を容量素子135にセットする期間であり、書込期間には、トランジスター131の移動度μの補償する期間も含まれる。
In this embodiment, the scanning period of the i-th row is roughly divided into an initialization period, a set period, a sampling period, and a writing period in the order of time. The light emission period is from the time when the condition described later is satisfied after the end of the writing period until the initialization period of the next frame starts, and these periods are repeated. Note that the set period is a period in which a target voltage is set in the
<発光期間>
説明の便宜上、i行目の走査期間の前に、前提となる発光期間から説明する。図3に示されるように、発光期間では、走査信号Gwr(i)がLレベルである。このため、i行(3j−2)列の画素回路110においては、図4に示されるように、トランジスター132がオフであり、ゲートノードgは、データ線114から電気的に切り離された状態となる。
ランプ信号Vrmp(i)は電位Vrefで一定であるので、容量素子136に電流は流れない。
また、容量素子135には、すなわちトランジスター131におけるゲート・ソース間には、後述するように階調レベルに応じた電位に対してトランジスター131の特性を相殺するように補償された電圧がセットされている。電位Vel(i)は高位側の電位Vel_Hであるので、OLED140には、図4に示されるように当該ゲート・ソース間の電圧Vgsに応じた電流Idrが供給される。このため、OLED140は、階調レベルに応じた輝度で、トランジスター131における特性を相殺した状態で発光することになる。このとき、ソースノードs(OLED140の陽極、容量素子136の一端)は、発光期間において当該電流Idrに応じた電位に保持されることになる。
<Light emission period>
For convenience of explanation, a presumed light emission period will be described before the i-th scanning period. As shown in FIG. 3, in the light emission period, the scanning signal Gwr (i) is at the L level. Therefore, in the
Since the ramp signal Vrmp (i) is constant at the potential Vref, no current flows through the
In addition, a voltage compensated so as to cancel the characteristics of the
<初期化期間>
次に、i行目の走査期間に至る。走査期間の最初は第1期間としての初期化期間である。図3に示されるように、i行目の初期化期間では、制御信号Giniおよび走査信号Gwr(i)がそれぞれHレベルとなる。このため、図5に示されるようにi行(3j−2)列の画素回路110においては、トランジスター120、132がオンする。したがって、ゲートノードgは、トランジスター132、データ線114およびトランジスター120を介して給電線124に電気的に接続されるので、初期化電位Viniにセットされる(図3参照)。
<Initialization period>
Next, the scanning period of the i-th row is reached. The beginning of the scanning period is an initialization period as the first period. As shown in FIG. 3, in the initialization period of the i-th row, the control signal Gini and the scanning signal Gwr (i) are each at the H level. Therefore, as shown in FIG. 5, in the
一方、電源線116における電位Vel(i)は、電源線駆動回路170によって低位側の電位Vel_Lに切り替えられる。ここで、電位Vel_Lと初期化電位Viniとの差分の電圧は、トランジスター131の閾値電圧Vthを十分に上回るように設定される。このため、トランジスター131がオン状態になるので、図3または図5に示されるように、ソースノードsは、電源線116の電位Vel_Lにリセットされる。
したがって、i行目の画素回路110では、トランジスター131のゲート・ソース間の電圧Vgs(容量素子の135の保持電圧)が電圧(Vini−Vel_L)にそれぞれ初期化されて、均一に揃えられることになる。
On the other hand, the potential Vel (i) in the
Therefore, in the
また、ソースノードsは、OLED140の陽極でもある。このとき、OLED140の陽極の電位Vel_Lについては、OLED140の陰極の電位Vctとの差分の電圧がOLED140の発光閾値電圧を超えないように設定される。このため、発光期間においてオン状態にあったOLED140は、初期化期間においてオフ状態(非発光状態)になる。
The source node s is also the anode of the
<セット期間>
初期化期間に続いて、第2期間としてのセット期間に至る。図3に示されるように、i行目のセット期間では、初期化期間と比較して、i行目の電源線116における電位Vel(i)が高位側の電位Vel_Hに切り替えられる。これにより、電流が電源線116から、オン状態にあるトランジスター131のドレイン・ソース間を流れるので、ソースノードsは、電位Vel_Lから上昇し始める(図3参照)。
<Set period>
Following the initialization period, a set period as a second period is reached. As shown in FIG. 3, in the set period of the i-th row, the potential Vel (i) in the
i行目のセット期間の途中で、ランプ信号Vrmp(i)が電位Vrefから電位Vxに立ち上がる。一方、セット期間において走査信号Gwr(i)および制御信号Giniが引き続きHレベルであるので、トランジスター131、120がオンして、ゲートノードgが初期化電位Viniに固定されている。
このため、図3または図6に示されるように、容量素子135、136の接続点であるソースノードsの電位は、ランプ信号Vrmp(i)が立ち上がる瞬間でみたときに、容量素子136の他端に供給されたランプ信号Vrmp(i)の電位変動分(Vx−Vref)を容量素子135、135の容量比で分圧した分だけ上昇する。
In the middle of the i-th set period, the ramp signal Vrmp (i) rises from the potential Vref to the potential Vx. On the other hand, since the scanning signal Gwr (i) and the control signal Gini are continuously at the H level in the set period, the
Therefore, as shown in FIG. 3 or FIG. 6, the potential of the source node s, which is the connection point of the
i行目のセット期間においてランプ信号Vrmp(i)の電位が立ち上がった後、一定の変化率で低下する。このため、図7に示されるようにセット電流Isが、電源線116から、トランジスター131および容量素子136を順に経由して信号線118に流れる。
したがって、セット期間において、トランジスター131のゲート・ソース間は、セット電流Isが自身のトランジスター131に流れるのに必要な電圧(Vth+Va)に収束する。換言すれば、セット期間においてソースノードsは、図3に示されるように、初期化電位Viniよりも、電圧(Vth+Va)だけ低い電位で飽和することになる。
After the potential of the ramp signal Vrmp (i) rises during the set period of the i-th row, it decreases at a constant rate of change. Therefore, as shown in FIG. 7, the set current Is flows from the
Therefore, during the set period, the voltage between the gate and the source of the
なお、本実施形態では、OLED140の陽極であるソースノードsの飽和電位(Vini−Vth−Va)と、OLED140の陰極の電位Vctとの差分の電圧は、OLED140の発光閾値電圧を下回るように設定される。このため、セット期間においても、OLED140は、オフ状態を維持することになる。
In this embodiment, the difference voltage between the saturation potential (Vini−Vth−Va) of the source node s that is the anode of the
<サンプリング期間>
セット期間の後、サンプリング期間に至る。図3に示されるように、i行目のサンプリング期間では、セット期間と比較して、走査信号Gwr(i)および制御信号GiniがそれぞれLレベルになる。このため、i行(3j−2)列の画素回路110にあっては、図8に示されるように、トランジスター132がオフするので、トランジスター131のゲートノードgは、(3j−2)列目のデータ線114から電気的に切り離された状態、すなわちハイ・インピーダンス(浮遊)状態になる。
各列のトランジスター120もオフするので、各データ線114は、給電線124から電気的に切り離される。このため、各データ線114については、次のデータ信号のサンプリングまで、寄生容量によって初期化電位Viniに維持される。
なお、サンプリング期間においてもランプ信号Vrmp(i)の電位は一定の変化率で低下するので、セット電流Isが流れ続ける。このため、トランジスター131のゲート・ソース間は、セット期間の終了時における電圧(Vth+Va)を維持することになる。
<Sampling period>
After the set period, the sampling period is reached. As shown in FIG. 3, in the sampling period of the i-th row, the scanning signal Gwr (i) and the control signal Gini are each at the L level as compared with the set period. Therefore, in the
Since the
Even during the sampling period, the potential of the ramp signal Vrmp (i) decreases at a constant rate of change, so that the set current Is continues to flow. Therefore, the voltage (Vth + Va) at the end of the set period is maintained between the gate and the source of the
i行目のサンプリング期間では、図示省略した制御装置によって、データ信号Vd(1)〜Vd(n)として、i行目であって各グループに属する3列のうち、左端列、中央列、右端列の画素の階調レベルに対応した電位のデータ信号が順番に供給される。このため、j番目のブロックに対応するデータ信号Vd(j)は、図3に示されるように、i行(3j−2)列の画素、i行(3j−1)列の画素、i行(3j)列の画素、の階調レベルに応じた電位に変化する。
また、制御装置によって、データ信号の出力に合わせて、制御信号Sel(1)、Sel(2)、Sel(3)が排他的にHレベルになる。これによって、デマルチプレクサ240では、各ブロックにおいてトランジスター242が左端列、中央列、右端列の順番でオンするので、各データ線114には、i行目であって、対応する列の画素の階調レベルに応じた電位のデータ信号がサンプリングされることになる。(3j−2)列目のデータ線114でいえば、図8に示されるように、データ信号としてi行(3j−2)列の画素の階調レベルに応じた電位Vdataがサンプリングされることになる
なお、制御信号Sel(1)、Sel(2)、Sel(3)がLレベルになると、各列のトランジスター242がそれぞれオフになる。このため、各列のデータ線114は、それぞれ浮遊状態になるが、サンプリングされたデータ信号の電位は寄生容量によってそのまま保持される。
In the sampling period of the i-th row, the control device (not shown) outputs the data signals Vd (1) to Vd (n) as the data signals Vd (1) to Vd (n). Data signals having potentials corresponding to the gradation levels of the pixels in the column are sequentially supplied. Therefore, as shown in FIG. 3, the data signal Vd (j) corresponding to the j-th block is a pixel in i row (3j-2) column, a pixel in i row (3j-1) column, i row (3j) The potential changes according to the gradation level of the pixels in the column.
Further, the control signals Sel (1), Sel (2), and Sel (3) are exclusively set to the H level in accordance with the output of the data signal by the control device. As a result, in the
<書込期間>
サンプリング期間の後、第3期間としての書込期間に至る。図3に示されるように、i行目の書込期間では、サンプリング期間と比較して、走査信号Gwr(i)が再びHレベルになる。このため、i行(3j−2)列の画素回路110にあっては、図9に示されるようにトランジスター131が再びオンするので、ゲートノードgには、(3j−2)列目のデータ線114にサンプリングされたデータ信号の電位Vdataがセットされる。このため、電位Vdataに応じた電流Idsがトランジスター131を流れるので、図3に示されるようにソースノードsの電位が再び上昇し始める。
<Writing period>
After the sampling period, the writing period as the third period is reached. As shown in FIG. 3, in the writing period of the i-th row, the scanning signal Gwr (i) becomes H level again as compared with the sampling period. For this reason, in the
なお、i行目のセット期間においても、ランプ信号Vrmp(i)の電位は時間経過とともにサンプリング期間と同じ割合で低下するので、セット電流Isが、ソースノードsから容量素子136を介してi行目の信号線118へ至る経路に流れる。そうとすると、トランジスター131を流れる電流Idsは、ソースノードsから、容量素子136へ向かって流れるセット電流Isと、容量素子135へ向かって流れる電流(Ids−Is)とに分岐することになる。
In the i-th set period, the potential of the ramp signal Vrmp (i) decreases at the same rate as the sampling period with time, so that the set current Is is supplied from the source node s to the i-th line via the
このときにトランジスター131に流れる電流Idsによって、トランジスター131のゲート・ソース間の電圧Vgsが、次のように負帰還制御(移動度補償)される。
すなわち、トランジスター131の移動度μが小さければ、ゲートノードgが同じ電位Vdataであっても、ドレインノードdからソースノードsに流れる電流が少なくなる。このため、ソースノードsの電位上昇量ΔVが小さくなり(図3参照)、その分、電圧Vgsの変化量(負帰還量)が大きくなるので、移動度μが小であるトランジスター131に対して、電流が多く流れる方向に制御が働く。
反対に、トランジスター131の移動度μが大きければ、ゲートノードgが同じ電位Vdataであっても、ドレインノードdからソースノードsに流れる電流が多くなる。このため、ソースノードsの電位上昇量ΔVが大きくなり、その分、電圧Vgsの変化量(負帰還量)が小さくなるので、移動度μが大であるトランジスター131に対して、電流が少なく流れる方向に制御が働く。
このようにして、結局、図3に示されるように、トランジスター131のゲート・ソース間の電圧Vgsは、書込期間が終了するまでに、電圧(Vdata+Vth+Va−ΔV)に収束することになる。
At this time, the voltage Vgs between the gate and the source of the
That is, if the mobility μ of the
On the other hand, if the mobility μ of the
Thus, as shown in FIG. 3, the gate-source voltage Vgs of the
<発光期間>
そして、書込期間が終了すると、図3に示されるように、走査信号の電位Gwr(i)が再びLレベルとなる。このため、図4に示されるようにトランジスター132がオフするので、ゲートノードgは、浮遊状態になる。このとき、トランジスター131におけるゲート・ソース間の電圧Vgs(容量素子135の両端電圧)は、書込期間の終了時における電圧(Vdata+Vth+Va−ΔV)に維持されるから、トランジスター131には当該電圧に応じた電流Idrが流れる。
書込期間では、ランプ信号Vrmp(i)の電位の低下が停止して、電位Vrefで一定となるから、容量素子136にはセット電流Isが流れない。
<Light emission period>
When the writing period ends, as shown in FIG. 3, the potential Gwr (i) of the scanning signal becomes L level again. Therefore, as shown in FIG. 4, the
In the writing period, the decrease in the potential of the ramp signal Vrmp (i) is stopped and becomes constant at the potential Vref. Therefore, the set current Is does not flow through the
この結果、図3に示されるように、容量素子136の一端であるソースノードsの電位は時間の経過とともに再上昇する。ゲートノードgは浮遊状態であるので、ゲートノードgの電位は、ソースノードsの電位上昇に連動して上昇する。すなわち、ゲートノードgおよびソースノードsは、書込期間の終了時の電圧(Vdata+Vth+Va−ΔV)を維持した状態で、それぞれ上昇する。
ソースノードsの電位が上昇する過程において、OLED140の両端電圧が発光閾値電圧を超えると、電流Idrの一部がOLED140にも流れ始めて、発光開始となる。まもなく容量素子136への充電が完了すると、電流IdsがすべてOLED140に流れるので、当該OLED140は、当該電流Idrに応じた輝度で発光し続けることになる。
As a result, as shown in FIG. 3, the potential of the source node s, which is one end of the
In the process of increasing the potential of the source node s, when the voltage across the
ゲート・ソース間の電圧Vgsが(Vdata+Vth+Va−ΔV)であるから、トランジスター131によってOLED140に供給される電流Idrは、当該トランジスター131が飽和領域で動作する場合を考えると、まず、閾値電圧Vthの影響が相殺される。また、電圧Vgsがトランジスター131の移動度μに応じて負帰還制御されているので、画素回路110毎に、トランジスター131の移動度μが相違しても、電流Idrのバラツキによる影響が抑えられる。
Since the gate-source voltage Vgs is (Vdata + Vth + Va−ΔV), the current Idr supplied to the
このような動作は、i行目の走査期間において、着目した(3j−2)列目の画素回路110以外のi行目の画素回路110において時間的に並列して実行される。さらに、このようなi行目の動作は、1フレームの期間において1、2、3、…、(m−1)、m行目の順番で実行されるとともに、フレーム毎に繰り返される。
この動作において、各画素回路110にけるOLED140には、トランジスター131の閾値電圧Vthや移動度μのバラツキが補償された電流がそれぞれ供給される。
したがって、本実施形態によれば、画素回路110毎にトランジスター131の特性がばらついても、そのばらつきに起因した輝度のムラが抑制されるので、高品位な表示が可能となる。
Such an operation is executed in parallel in time in the i-
In this operation, the
Therefore, according to the present embodiment, even if the characteristics of the
ところで、背景技術の欄で述べた従来の技術は、初期化電位Viniに固定させた状態で、トランジスター131をオンさせることによって、当該トランジスター131のゲート・ソース間の電圧を当該トランジスター131の閾値電圧Vthに漸近させる、というものである。しかしながら、この技術では、トランジスター131のゲート・ソース間の電圧が閾値電圧Vthに近づくにつれてドレインノードdからソースノードsに流れる電流は微小になり、ゲート・ソース間の電圧の時間変化率が非常に小さくなる。このため、トランジスター131のゲート・ソース間の電圧が目的とする閾値電圧に到達するまでには(トランジスター131に流れる電流の値がゼロになるまでには)、非常に長い時間を要してしまうことになる。
これに対して、本実施形態では、セット期間の終了時であっても、トランジスター131のドレインノードdからソースノードsにセット電流Isが流れるので、トランジスター131のゲート・ソース間の電圧が目的とする電圧(Vth+Va)に到達するまでの時間を短縮化することができ、その分、発光期間の時間長を確保することができる。
By the way, in the conventional technique described in the background art section, the
On the other hand, in this embodiment, the set current Is flows from the drain node d of the
また、本実施形態では、i行目のセット期間の途中でランプ信号Vrmp(i)が電位Vrefから電位Vxに立ち上がるように構成されている。この立ち上がりによって、図3に示されるように、トランジスター131のゲート・ソース間の電圧Vgsは、一気に低くなって、目的とする電圧(Vth+Va)に近くなる。したがって、本実施形態によれば、セット期間を短縮しても、トランジスター131のゲート・ソース間の電圧Vgsを当該セット期間内に目的とする電圧(Vth+Va)に到達させることが十分に可能になる。
換言すれば、ドレインノードdからソースノードsに流れる電流のみによって、ゲート・ソース間に電圧をセットする場合では、図3において破線で示されるようにセット期間内に目的電圧(Vth+Va)に到達しないときがある。このとき、トランジスター131の閾値電圧が十分に補償されないので、表示ムラが発生してしまうことになる。
これに対して、本実施形態では、短いセット期間でもトランジスター131のゲート・ソース間を目的とする電圧(Vth+Va)に到達するので、より確実に閾値電圧を補償して、表示ムラの発生を抑えた高品位な表示が可能となるのである。
In the present embodiment, the ramp signal Vrmp (i) rises from the potential Vref to the potential Vx in the middle of the set period of the i-th row. With this rise, as shown in FIG. 3, the voltage Vgs between the gate and the source of the
In other words, when the voltage is set between the gate and the source only by the current flowing from the drain node d to the source node s, the target voltage (Vth + Va) is not reached within the set period as shown by the broken line in FIG. There is a time. At this time, since the threshold voltage of the
In contrast, in the present embodiment, the target voltage (Vth + Va) is reached between the gate and source of the
なお、トランジスター131のゲート・ソース間の電圧を、セット期間の終了時までに目的とする電圧に到達させるためには、一見すれば、電位Vel_Lを高めれば良いようにみえる。しかし、電位Vel_Lを高めたときに、OLED140の陰極の電位Vctとの差分の電圧がOLED140の発光閾値電圧を超えやすくなる。発光閾値電圧を超えてしまうと、例えば階調レベルが最低値の黒が指定される場合であっても発光状態になってしまう。このため、低階調側の表現特性が悪化してしまうことになるので、電位Vel_Lについては、むやみに高めることができない、といった事情がある。
Note that in order to make the voltage between the gate and the source of the
本発明は、上述した実施形態に限られず、種々の変形・適用が可能である。
例えば上述した実施形態にあっては、行毎の電源線116に、走査線112の走査に同期して電位Vel_Hまたは電位Vel_Lのいずれかを供給する構成としたが、電位Vel_Hを給電する高位側電源線と電位Vel_Lを給電する低位側電源線とを設けるとともに、いずれかの電源線を選択するスイッチを画素回路110内に設けて、トランジスター131のドレインノードdに供給する構成としても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible.
For example, in the embodiment described above, either the potential Vel_H or the potential Vel_L is supplied to the
実施形態では、データ線114を複数本毎にグループ化するとともに、各グループにおいて3列のデータ線114を順番に選択して、データ信号を供給する構成としたが、グループを構成するデータ線数については「2」であっても良いし、「4」以上であっても良い。また、グループ化せずに、書込期間において各列のデータ線114にデータ信号を一斉に供給する構成としても良い。いずれにしても、書込期間においてトランジスター131がオンしたときに、ゲートノードgに階調レベルに応じた電位のデータ信号が供給される構成であれば良い。
In the embodiment, the
一方、トランジスター131、132についてはそれぞれNチャネル型としたが、いずれか一方を、または、双方をPチャネル型としても良い。
また、実施形態においては、発光素子としてOLED140を例示したが、無機EL素子やLED(Light Emitting Diode)素子など、電流に応じた輝度で発光する素子が適用可能である。
On the other hand, each of the
In the embodiment, the
<電子機器>
次に、本発明に係る電気光学装置を適用した電子機器のいくつかについて説明する。
図10は、上述した実施形態に係る電気光学装置10を表示装置として採用した電子機器(その1)としてのパーソナルコンピューターの外観を示す図である。パーソナルコンピューター2000は、表示装置としての電気光学装置10と本体部2010とを備える。本体部2010には、電源スイッチ2001およびキーボード2002が設けられている。電気光学装置10において、発光素子にOLED140を使用した場合、視野角が広く見易い画面表示が可能になる。
<Electronic equipment>
Next, some electronic apparatuses to which the electro-optical device according to the invention is applied will be described.
FIG. 10 is a diagram illustrating an appearance of a personal computer as an electronic apparatus (part 1) that employs the electro-
図11は、実施形態に係る電気光学装置10を表示装置として採用した電子機器(その2)である携帯電話機の外観を示す図である。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001や方向キー3002などのほか、受話口3003、送話口3004とともに上述した電気光学装置10を備える。方向キー3002を操作することによって、電気光学装置10に表示される画面がスクロールする。
FIG. 11 is a diagram illustrating an appearance of a mobile phone that is an electronic apparatus (part 2) that employs the electro-
図12は、実施形態に係る電気光学装置10を表示装置として採用した電子機器(その3)としての携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants)の外観を示す図である。携帯情報端末4000は、複数の操作ボタン4001や方向キー4002などのほか、上述した電気光学装置10を備える。携帯情報端末4000では、所定の操作によって住所録やスケジュール帳などの各種の情報が電気光学装置10に表示されるとともに、表示された情報が方向キー4002の操作に応じてスクロールする。
FIG. 12 is a diagram illustrating an appearance of a personal digital assistant (PDA) as an electronic apparatus (part 3) that employs the electro-
なお、本発明に係る電気光学装置が適用される電子機器としては、図10から図12までに示した例のほか、テレビ、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、プリンター、スキャナー、複写機、ビデオプレーヤー、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。 The electronic apparatus to which the electro-optical device according to the invention is applied includes, in addition to the examples shown in FIGS. 10 to 12, a television, a car navigation device, a pager, an electronic notebook, electronic paper, a calculator, a word processor, a work Stations, videophones, POS terminals, printers, scanners, copiers, video players, devices equipped with a touch panel, and the like.
10…電気光学装置、110…画素回路、112…走査線、114…データ線、116…電源線、117…電極、118…信号線、120…トランジスター、131…トランジスター、132…トランジスター、135…容量素子、136…容量素子、140…発光素子、160…走査線駆動回路、170…電源線駆動回路、240…デマルチプレクサ、242…トランジスター、2000…パーソナルコンピューター、3000…携帯電話機、4000…携帯情報端末。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記画素回路は、
第1電源線と第2電源線との間に直列に接続される第1トランジスターおよび発光素子と、
一端が前記第1トランジスターにおいて前記第1電源線とは非接続側のノードに接続され、他端が信号線に接続された容量素子と、
を含み、
前記駆動回路は、
第1期間に、前記第1電源線に対して高位側の第1電位または低位側の第2電位のうち、前記第2電位を供給し、
前記第1トランジスターのゲートに対して当該第1トランジスターを導通状態とさせる初期化電位を供給し、
前記第1期間の後の第2期間に、前記第1電源線に対して前記第1電位を供給し、前記第1トランジスターのゲートに対して前記初期化電位を供給し、前記信号線に対して、当該第2期間の途中で前記第1トランジスターのゲートおよびソース間の電圧が低くなる方向に変化させた後に、前記容量素子にセット電流が流れるように、電位が時間的に変化する波形信号を供給し、
前記第2期間の後の第3期間に、前記第1トランジスターのゲートに、階調レベルに応じた電位のデータ信号を供給する
ことを特徴とする電気光学装置。 A pixel circuit; and a drive circuit that drives the pixel circuit;
The pixel circuit includes:
A first transistor and a light emitting element connected in series between the first power line and the second power line;
A capacitive element having one end connected to a node on the non-connection side of the first transistor and the first power supply line, and the other end connected to a signal line;
Including
The drive circuit is
Supplying the second potential out of the first potential on the higher side or the second potential on the lower side with respect to the first power supply line in the first period;
Supplying an initialization potential for bringing the first transistor into a conductive state with respect to the gate of the first transistor;
In a second period after the first period, the first potential is supplied to the first power supply line, the initialization potential is supplied to the gate of the first transistor, and the signal line is supplied. Then, after changing the voltage between the gate and the source of the first transistor in the middle of the second period, the waveform signal whose potential changes with time so that a set current flows through the capacitor element. Supply
An electro-optical device, wherein a data signal having a potential corresponding to a gradation level is supplied to a gate of the first transistor in a third period after the second period.
ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 The drive circuit changes the waveform signal linearly from the fourth potential to the third potential after changing from the third potential to the fourth potential in the middle of the second period. The electro-optical device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置。 The electro-optical device according to claim 2, wherein the drive circuit changes the waveform signal from the fourth potential toward the third potential so as to include the end point of the third period.
ことを特徴とする請求項3に記載の電気光学装置。 The electro-optical device according to claim 3, wherein the driving circuit causes the waveform signal to be the third potential from the first period to the middle of the second period.
前記第1トランジスターのゲートとデータ線との間に配置した第2トランジスターを含み、
前記駆動回路は、
前記第2トランジスターを、前記第1期間、前記第2期間および前記第3期間に導通状態とし、
前記データ線に、前記第1期間および第2期間に前記初期化電位を供給し、前記第3期間に前記データ信号を供給する
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電気光学装置。 The pixel circuit includes:
A second transistor disposed between the gate of the first transistor and the data line;
The drive circuit is
The second transistor is turned on in the first period, the second period, and the third period,
5. The electricity according to claim 1, wherein the initialization potential is supplied to the data line during the first period and the second period, and the data signal is supplied during the third period. Optical device.
前記第3トランジスターは、前記第1期間および第2期間において導通状態になる
ことを特徴とする請求項5に記載の電気光学装置。 A third transistor disposed between the data line and a power supply line to which the initialization potential is supplied;
The electro-optical device according to claim 5, wherein the third transistor is in a conductive state in the first period and the second period.
一端が前記第1トランジスターにおいて前記第1電源線とは非接続側のノードに接続され、他端が信号線に接続された容量素子と、
を含む電気光学装置の駆動方法であって、
第1期間に、前記第1電源線に高位側の第1電位または低位側の第2電位のうち、前記第2電位を供給し、前記第1トランジスターのゲートに該第1トランジスターを導通状態とさせる初期化電位を供給し、
前記第1期間の後の第2期間に、前記第1電源線に対して前記第1電位を供給し、前記第1トランジスターのゲートに対して前記初期化電位を供給し、前記信号線に対して、当該第2期間の途中で前記第1トランジスターのゲートおよびソース間の電圧が低くなる方向に変化させた後に、前記容量素子にセット電流が流れるように、電位が時間的に変化する波形信号を供給し、
前記第2期間の後の第3期間に、前記第1トランジスターのゲートに階調レベルに応じた電位のデータ信号を供給する
ことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。 A first transistor and a light emitting element connected in series between the first power line and the second power line;
A capacitive element having one end connected to a node on the non-connection side of the first transistor and the first power supply line, and the other end connected to a signal line;
An electro-optical device driving method including:
In the first period, the second potential is supplied to the first power supply line from the first potential on the higher side or the second potential on the lower side, and the first transistor is turned on to the gate of the first transistor. Supply initialization potential to
In a second period after the first period, the first potential is supplied to the first power supply line, the initialization potential is supplied to the gate of the first transistor, and the signal line is supplied. Then, after changing the voltage between the gate and the source of the first transistor in the middle of the second period, the waveform signal whose potential changes with time so that a set current flows through the capacitor element. Supply
A method for driving an electro-optical device, wherein a data signal having a potential corresponding to a gradation level is supplied to a gate of the first transistor in a third period after the second period.
ことを特徴とする電子機器。
An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 1.
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