JP2013171234A - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電気光学装置1は、複数の走査線12と、複数のデータ線14と、表示部100と、データ線駆動回路10と、データ線14の電位を保持する保持容量50と、データ線駆動回路10の動作を制御する駆動制御回路5と、駆動制御回路5に対して明るさ情報Brを供給するとともに、データ線駆動回路10に画像信号Vidを供給する表示制御回路4とを備える。データ線駆動回路10は、電位制御信号が供給される給電線と、一端がデータ線14に接続されるとともに、他端にデータ信号に基づく電位が供給される保持容量と、保持容量の他端及び給電線の間に接続されるトランジスターとを有し、駆動制御回路5は、明るさ情報Brに基づいて電位制御信号の電位Vrefを制御する。
【選択図】図2
Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、細かい精度のデータ信号を必要としない一方で、高品位の表示が可能な電気光学装置を提供することである。
明るさ情報に基づいて電位制御信号の電位を変更することにより、表示部で表示すべき画面全体の明るさを変更した場合、発光素子の輝度と、当該発光素子に供給する画像信号の示す電位との関係も変化する。この場合、電位制御信号の電位変化を考慮せずにガンマ補正を施しても、画像信号の規定する輝度とは異なる輝度で、発光素子が発光する場合がある。
これに対して、本発明にかかる電気光学装置は、発光素子の輝度及び画像信号の示す電位に加えて、明るさ情報を対応付けて記憶する記憶部を有する。従って、明るさ情報に基づいて、表示部で表示すべき画面全体の明るさを変更した場合であっても、発光素子は、画像信号が規定する正しい輝度で発光することが可能となる。
この発明によれば、第1期間及び第2期間において、データ線の電位を初期化したうえで、第3期間において、第3保持容量の他端に発光素子の輝度を規定する電位の信号が供給される。このため、駆動トランジスターのゲートノードの電位は、発光素子の輝度を規定する電位の信号に応じた値に正確に設定されるため、高品位の表示が可能となる。
また、第3期間において第3保持容量の他端に供給される画像信号に基づく電位は、第3保持容量及び第1保持容量の容量比に基づいて圧縮された上で、駆動トランジスターのゲートノードに供給される。このため、本発明に係る電気光学装置は、発光素子に供給する電流の大きさを精度よく供給することができ、高品位の表示が可能となる。
この発明によれば、第1期間及び第2期間において、データ信号が第4保持容量の一端に供給され、一時的に保持されたうえで、第3期間において、駆動トランジスターのゲートノードに供給される。
仮に、電気光学装置が第4保持容量を備えない場合、駆動トランジスターのゲートノードに対するデータ信号の供給する動作の全てを、第3期間において行わなければならず、第3期間の時間長を十分な長さに設定する必要がある。
これに対して本発明は、第1期間及び第2期間において、データ信号の供給動作と、データ線等の初期化動作とを並行して行うため、1水平走査期間に実行すべき動作についての時間的な制約を緩和することができる。これにより、データ信号の供給動作の低速化が可能になるとともに、データ線等の初期化を行う期間を十分に確保することが可能となる。
また、この発明によれば、画像信号に基づいた電位の変動の大きさを、第1保持容量、第2保持容量、及び、第3保持容量に加えて、第4保持容量を用いて圧縮するため、発光素子に対して電流を細かい精度で供給することが可能となる。
この発明によれば、明るさ情報に基づいて、第4保持容量の容量値を変化させることができる。これにより、例えば、表示部で表示すべき画面全体の明るさが明るく、データ線の電位変動に伴うムラ等が視認される可能性が低い場合には、画像信号に基づいた電位の変動幅に対する圧縮率を低くして、コントラスト比の大きい鮮明な画像を表示することが可能となる。
この発明によれば、駆動トランジスターのゲートの電位を、駆動トランジスターの閾値電圧に対応した電位とすることができ、駆動トランジスター毎の閾値電圧のばらつきを補償することが可能となる。
この発明によれば、発光素子に寄生する容量の保持電圧の影響を抑えることができる。
この発明によれば、第3保持容量を十分に大きく(すなわち、第1保持容量及び第2保持容量に比べて大きく)することが可能となるため、データ線の電位の変動範囲は、発光素子の輝度を規定する電位の信号の電位の変動範囲に比べて、十分に小さく狭めることが可能となり、データ信号を細かい精度で刻まなくても、駆動トランジスターのゲートノードの電位を細かい精度で設定することが可能となる。また、第3保持容量を十分に大きくする場合、画素回路毎に駆動トランジスターのゲートノードの電位がばらつくことを防止することが可能となり、表示ムラの発生を防止した高品位の表示が可能となる。なお、第3保持容量は、互いに隣り合うデータ線及び第2給電線を同層に設けることで形成してもよい。また、第3保持容量は、互いに隣り合うデータ線及び第2給電線を平面視したときに重なるように配置することで形成してもよい。
また、上述した電気光学装置において、前記第3保持容量は、電気的に並列に接続された複数の第3個別回路を備え、前記複数の第3個別回路の各々は、前記データ線と電気的に直列に接続された第3個別容量と第3個別スイッチとを有し、前記駆動制御回路は、前記明るさ情報に基づいて、前記複数の第3個別スイッチの一部または全部を選択的にオンさせる、態様としてもよい。
この発明によれば、例えば、表示部で表示すべき画面全体の明るさが明るく、データ線の電位変動に伴うムラ等が視認される可能性が低い場合には、画像信号に基づいた電位の変動幅に対する圧縮率を低くして、コントラスト比の大きい鮮明な画像を表示することが可能となる。
図1は、本発明の実施形態に係る電気光学装置1の構成を示す斜視図である。電気光学装置1は、例えばヘッドマウント・ディスプレイにおいて画像を表示するマイクロ・ディスプレイである。
図1に示すように、電気光学装置1は、表示パネル2と、表示パネル2の動作を制御する制御部3とを備える。表示パネル2は、複数の画素回路と、当該画素回路を駆動する駆動回路とを備える。本実施形態において、表示パネル2が備える複数の画素回路及び駆動回路は、シリコン基板に形成され、画素回路には、発光素子の一例であるOLEDが用いられる。また、表示パネル2は、例えば、表示部で開口する枠状のケース82に収納されるとともに、FPC(Flexible Printed Circuits)基板84の一端が接続される。
FPC基板84には、半導体チップの制御部3が、COF(Chip On Film)技術によって実装されるとともに、複数の端子86が設けられて、図示省略された上位回路に接続される。
表示制御回路4には、図示省略された上位回路よりデジタルの画像データVideoが同期信号に同期して供給される。ここで、画像データVideoとは、表示パネル2(厳密には、後述する表示部100)で表示すべき画像の画素の階調レベルを例えば8ビットで規定するデータである。また、同期信号とは、垂直同期信号、水平同期信号、及び、ドットクロック信号を含む信号である。
表示制御回路4は、同期信号に基づいて、制御信号Ctrを生成し、これを表示パネル2及び駆動制御回路5に対して供給する。なお、制御信号Ctrとは、パルス信号や、クロック信号、イネーブル信号などを含む信号である。
また、表示制御回路4は、電気光学装置1の利用者が図示省略された入力部より入力した明度指定情報に基づいて明るさ情報Brを生成し、これを駆動制御回路5に対して供給する。ここで、明度指定情報とは、表示パネル2(厳密には、後述する表示部100)が画像を表示する際の画面全体の明るさを規定するデータである。また、明るさ情報Brは、表示部100が画像を表示する際の画面全体の明るさを規定するデータであり、Rbr個の互いに異なる値をとり得る。ここで、Rbrは1以上の自然数である。なお、明るさ情報Brは、明度指定情報と等しい値に設定されるものであってもよい。
なお、本実施形態では、表示制御回路4は、利用者が入力した明度指定情報に基づいて、明るさ情報Brを生成するが、画像データVideoに基づいて明るさ情報Brを生成してもよい。例えば、画像データVideoによって規定される発光素子の輝度の平均値に基づいて算出してもよい。
次に、表示制御回路4は、明るさ情報Brと画像データVideoとに基づいて、アナログの画像信号Vidを、以下のように生成する。すなわち、表示制御回路4は、画像信号Vidの示す電位、表示パネル2が備える発光素子(後述するOLED130)の輝度、及び、明るさ情報Brを対応付けて記憶した記憶部6を備える。記憶部6には、明るさ情報Brの取り得る値の各々に対応して、Rbr個のルックアップテーブルLUTが設けられる。そして、各ルックアップテーブルLUTには、表示部100の表示すべき画面が、明るさ情報Brの示す値に対応する明るさとなる場合の、画像信号Vidの示す電位と、発光素子の輝度とが対応付けて記憶される。表示制御回路4は、明るさ情報Brに対応するルックアップテーブルLUTを参照することで、画像データVideoに規定される輝度に対応した、電位を出力し、画像信号Vidを生成する。そして、表示制御回路4は、生成した画像信号Vidを、表示パネル2に対して供給する。
具体的には、駆動制御回路5は、表示パネル2に対して、制御信号Sel(1)、Sel(2)、Sel(3)と、これらの信号に対して論理反転の関係にある制御信号/Sel(1)、/Sel(2)、/Sel(3)と、負論理の制御信号/Giniと、正論理の制御信号Grefと、所定のリセット電位である電位Vorstと、電位制御信号とを供給する。ここで、電位制御信号の電位Vrefは、明るさ情報Brに基づいて定められる。なお、以下では、制御信号Sel(1)、Sel(2)、Sel(3)を、制御信号Selと総称し、制御信号/Sel(1)、/Sel(2)、/Sel(3)を、制御信号/Selと総称する場合がある。
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、m行の走査線12が図において横方向(X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14が図において縦方向(Y方向)に延在し、かつ、各走査線12と互いに電気的な絶縁を保って設けられている。そして、m行の走査線12と(3n)列のデータ線14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ている。
なお、同一行の走査線12と同一グループに属する3列のデータ線14との交差に対応した3つの画素回路110は、それぞれR(赤)、G(緑)、B(青)の画素に対応して、これらの3画素が表示すべきカラー画像の1ドットを表現する。すなわち、本実施形態では、RGBに対応したOLEDの発光によって1ドットのカラーを加法混色で表現する構成となっている。
また、表示パネル2には、1列目〜(3n)列目のデータ線14の各々に対応して、(3n)個の保持容量50が設けられる。保持容量50の一端はデータ線14に接続され、他端が給電線16に接続される。すなわち、保持容量50は、データ線14の電位を保持する第1保持容量として機能する。保持容量50は、互いに隣り合う給電線16及びデータ線14が絶縁体(誘電体)を挟持することで形成されることが好ましい。この場合、互いに隣り合う給電線16とデータ線14との間の距離は、必要とされる大きさの容量が得られるように定められる。なお、以下では、保持容量50の容量値をCdtと表記する。
図2において、保持容量50は、表示部100の外側に設けられているが、これはあくまでも等価回路であり、表示部100の内側に設けてもよい。また、保持容量50は、表示部100の内側から外側にわたって設けられてもよい。
なお、走査線駆動回路20は、走査信号Gwr(1)〜Gwr(m)のほかにも、当該走査信号Gwrに同期した各種の制御信号を行毎に生成して表示部100に供給するが、図2においては図示を省略している。また、フレームの期間とは、電気光学装置1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、例えば同期信号に含まれる垂直同期信号の周波数が120Hzであれば、その1周期分の8.3ミリ秒の期間である。
データ信号供給回路70は、制御部3より供給される画像信号Vidと制御信号Ctrとに基づいて、データ信号Vd(1)、Vd(2)、…、Vd(n)を生成する。具体的には、データ信号供給回路70は、例えば、シフトレジスタを含んで構成され、制御信号Ctrに基づいて画像信号Vidを時分割したデータ信号Vd(1)、Vd(2)、…、Vd(n)を生成する。そして、データ信号供給回路70は、データ信号Vd(1)、Vd(2)、…、Vd(n)を、1、2、…、n番目のグループに対応するデマルチプレクサDMに対して、それぞれ供給する。なお、データ信号Vd(1)〜Vd(n)が取り得る電位の最高値をVmaxとし、最低値をVminとする。
図3に示すように、デマルチプレクサDMは、列毎に設けられたトランスミッションゲート34(第2スイッチ)の集合体であり、各グループを構成する3列に、データ信号を順番に供給するものである。ここで、j番目のグループに属する(3j−2)、(3j−1)、(3j)列に対応したトランスミッションゲート34の入力端は互いに共通接続されて、その共通端子にそれぞれデータ信号Vd(j)が供給される。j番目のグループにおいて左端列である(3j−2)列に設けられたトランスミッションゲート34は、制御信号Sel(1)がHレベルであるとき(制御信号/Sel(1)がLレベルであるとき)にオン(導通)する。同様に、j番目のグループにおいて中央列である(3j−1)列に設けられたトランスミッションゲート34は、制御信号Sel(2)がHレベルであるとき(制御信号/Sel(2)がLレベルであるとき)にオンし、j番目のグループにおいて右端列である(3j)列に設けられたトランスミッションゲート34は、制御信号Sel(3)がHレベルであるとき(制御信号/Sel(3)がLレベルであるとき)にオンする。
また、各列のトランジスター43のソースノードは、給電線62(電位制御線)に各列にわたって共通に接続され、ゲートノードには、駆動制御回路5から制御信号Grefが各列にわたって共通に供給される。このため、トランジスター43は、保持容量44の他端であるノードh1と給電線62とを、制御信号GrefがHレベルのときに電気的に接続し、制御信号GrefがLレベルのときに電気的に非接続とする。なお、給電線62には、駆動制御回路5から電位Vref(電位制御信号)が供給される。
トランジスター121は、ソースノードが給電線116に接続され、ドレインノードがトランジスター123のソースノードまたはドレインノードの他方と、トランジスター124のソースノードとにそれぞれ接続されている。ここで、給電線116には、画素回路110において電源の高位側となる電位Velが給電される。
トランジスター121、122において、ドレインノード又はソースノードが他の構成要素と電気的に接続されると説明したが、電位関係が変わる場合に、ドレインノードとして説明したノードがソースノードとなり、ソースノードとして説明したノードがドレインノードとなることもあり得る。以下で説明するトランジスター123〜125についても同様である。いずれにしても、例えば、トランジスター121のソースノード及びドレインノードのいずれか一方は、給電線116に電気的に接続される。そして、トランジスター121のソースノード及びドレインノードのいずれか他方は、トランジスター124を介してOLED130に電気的に接続されている。また、図4では、トランジスター121のソースノード及びドレインノードのいずれか他方は、トランジスター123を介してOLED130のアノードに電気的に接続されている。トランジスター121が飽和領域で動作する場合には、トランジスター121のゲート・ソース間の電圧に応じた導通状態が制御され、この導通状態に応じた電流をOLED130に供給する。すなわち、トランジスター121は、トランジスター121のゲートノードおよびソースノード間の電圧に応じた電流を流す駆動トランジスターとして機能する。
トランジスター123のゲートノードには制御信号Gcmp(i)が供給される。このトランジスター123は、トランジスター121のソースノードおよびゲートノードgの間の電気的な接続を制御する、閾値補償トランジスターとして機能する。
トランジスター124のゲートノードには制御信号Gel(i)が供給され、ドレインノードがトランジスター125のソースノードとOLED130のアノードとにそれぞれ接続されている。すなわち、トランジスター124は、トランジスター121のドレインノードと、OLED130のアノードとの間の電気的な接続を制御する、発光制御トランジスターとして機能する。
トランジスター125のゲートノードにはi行目に対応した制御信号Gorst(i)が供給され、ドレインノードは(3j−1)列目の給電線16に接続されて電位Vorstに保たれている。このトランジスター125は、給電線16と、OLED130のアノードとの間の電気的な接続を制御する初期化トランジスターとして機能する。
本実施形態において表示パネル2はシリコン基板に形成されるので、トランジスター121〜125の基板電位については電位Velとしている。
Cdt>Crf1>>Cpix
となるように設定される。すなわち、CdtはCrf1よりも大きく、CpixはCdtおよびCrf1よりも十分に小さくなるように設定される。なお、保持容量132としては、トランジスター121のゲートノードgに寄生する容量を用いても良いし、シリコン基板において互いに異なる導電層で絶縁層を挟持することによって形成される容量を用いても良い。
このようなOLED130において、アノードからカソードに電流が流れると、アノードから注入された正孔とカソードから注入された電子とが有機EL層で再結合して励起子が生成され、白色光が発生する。このときに発生した白色光は、シリコン基板(アノード)とは反対側のカソードを透過し、カラーフィルターによる着色を経て、観察者側に視認される構成となっている。
図5を参照して電気光学装置1の動作について説明する。図5は、電気光学装置1における各部の動作を説明するためのタイミングチャートである。この図に示されるように、走査線駆動回路20は、走査信号Gwr(1)〜Gwr(m)を順次Lレベルに切り替えて、1フレームの期間において1〜m行目の走査線12を1水平走査期間(H)毎に順番に走査する。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、i行目が水平走査される走査期間において、特にi行(3j−2)列の画素回路110について着目して動作を説明する。
説明の便宜上、初期化期間の前提となる発光期間から説明する。図5に示されるように、i行目の発光期間において、走査線駆動回路20は、走査信号Gwr(i)をHレベルに、制御信号Gel(i)をLレベルに、制御信号Gcmp(i)をHレベルに、制御信号Gorst(i)をHレベルに、それぞれ設定する。このため、図6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124がオンする一方、トランジスター122、123、125がオフする。したがって、トランジスター121は、ゲート・ソース間の電圧Vgsに応じた電流IdsをOLED130に供給する。後述するように、本実施形態において発光期間での電圧Vgsは、トランジスター121の閾値電圧から、データ信号の電位に応じてレベルシフトした値である。このため、OLED130には、階調レベルに応じた電流がトランジスター121の閾値電圧を補償した状態で供給されることになる。
次にi行目の走査期間に至ると、まず、第1期間として(b)の初期化期間が開始する。初期化期間において、走査線駆動回路20は、図5に示されるように、走査信号Gwr(i)をHレベルに、制御信号Gel(i)をHレベルに、制御信号Gcmp(i)をHレベルに、制御信号Gorst(i)をLレベルに、それぞれ設定する。 このため、図7に示されるように、i行(3j−2)列の画素回路110において、トランジスター124がオフし、トランジスター125がオンする。これによってOLED130に供給される電流の経路が遮断されるとともに、OLED130のアノードが電位Vorstにリセットされる。OLED130は、上述したようにアノードとカソードとで有機EL層を挟持した構成であるので、アノード・カソードの間には、図において破線で示されるように容量Coledが並列に寄生する。発光期間においてOLED130に電流が流れていたときに、当該OLED130のアノード・カソード間の両端電圧が当該容量Coledによって保持されるが、この保持電圧は、トランジスター125のオンによってリセットされる。このため、本実施形態では、後の発光期間においてOLED130に再び電流が流れるときに、当該容量Coledで保持されている電圧の影響を受けにくくなる。
本実施形態において電位Viniは、(Vel−Vini)がトランジスター121の閾値電圧|Vth|よりも大きくなるように設定される。なお、トランジスター121はPチャネル型であるので、ソースノードの電位を基準とした閾値電圧Vthは負である。そこで、高低関係の説明で混乱が生じるのを防ぐために、閾値電圧については、絶対値の|Vth|で表し、大小関係で規定することにする。
i行目の走査期間では、次に第2期間として(c)の補償期間となる。補償期間において、駆動制御回路5は、図5に示されるように、制御信号/GiniをHレベルに、制御信号GrefをHレベルに、それぞれ設定する。このため、図8に示されるように、レベルシフト回路LSにおいて、トランジスター43はオンした状態となる一方、トランジスター45はオフした状態となる。これにより、保持容量44の他端と給電線62とが電気的に接続され、ノードh1が電位Vrefに設定される。
初期化期間の後、第3期間として(d)の書込期間に至る。書込期間において、走査線駆動回路20は、図5に示されるように、走査信号Gwr(i)をLレベルに、制御信号Gel(i)をHレベルに、制御信号Gcmp(i)をHレベルに、制御信号Gorst(i)をLレベルに、それぞれ設定する。これにより、トランジスター121のダイオード接続が解除される。また、駆動制御回路5は、図5に示されるように、制御信号/GiniをHレベルに、制御信号GrefをLレベルに、それぞれ設定する。これにより、トランジスター45はオフした状態を維持するとともに、トランジスター43もオフした状態となる。このため、(3j−2)列目のデータ線14からi行(3j−2)列の画素回路110におけるゲートノードgに至るまでの経路はフローティング状態になるものの、当該経路における電位は、保持容量50、132によって(Vel−|Vth|)、すなわち、電位Vpに維持される。
このときのゲートノードgの電位変化について、図10を参照しつつ詳説する。図10は、補償期間及び書込期間における、ゲートノードg及びノードh1の各々の電位変化について説明するための説明図である。図10(A)は、補償期間終了時(厳密には、補償期間終了時から、保持容量44の他端にデータ信号Vd(j)が供給されるまでの期間)におけるゲートノードg及びノードh1の電位について表し、図10(B)は、書込期間終了時(厳密には、書込期間のうち、保持容量44の他端にデータ信号Vd(j)が供給された後の期間)におけるゲートノードg及びノードh1の電位について表している。なお、以下において、変化後のゲートノードgの電位をVgateと表す。
図8及び図9に示したように、補償期間及び書込期間において、保持容量50及び保持容量132は電気的に並列に接続される。従って、保持容量50及び保持容量132の合成容量の容量値C0は、以下の式(1)で表される。
C0=Cpix+Cdt ……(1)
従って、補償期間終了時に保持容量50及び保持容量132の合成容量に蓄積された電荷をQ0aとし(図10(A))、書込期間終了時に当該合成容量に蓄積されている電荷をQ0bとすると(図10(B))、書込期間において、保持容量50及び保持容量132の合成容量から流出する電荷(Q0a−Q0b)は、以下の式(2)で表される。
Q0a−Q0b = C0*(Vp−Vgate) ……(2)
同様に、補償期間終了時における、保持容量44に蓄積された電荷をQ1aとし(図10(A))、書込期間終了時に保持容量44に蓄積されている電荷をQ1bとすると(図10(B))、書込期間において、保持容量44に流入する電荷(Q1b−Q1a)は、以下の式(3)で表される。
Q1b−Q1a = Crf1*{(Vgate−Vd(j))−(Vp−Vref)} ……(3)
書込期間において、保持容量50及び保持容量132の合成容量から流出する電荷と、保持容量44に流入する電荷とは等しいため、以下の式(4)が成立する。
Q0a−Q0b = Q1b−Q1a ……(4)
従って、式(1)〜式(3)より、書込期間におけるゲートノードgの電位Vgateを算出することができる。具体的には、電位Vgateは以下の式(5)で表される。
Vgate = {Crf1/(Crf1+C0)}*{Vd(j)−Vref}+Vp ……(5)
ここで、以下の式(6)に示す容量比k1を導入すると、電位Vgateは、以下の式(7)で表すこともできる。
k1 = Crf1/(Crf1+Cdt+Cpix) ……(6)
Vgate = k1*{Vd(j)−Vref}+Vp ……(7)
このときのノードh1の電位変化量{Vd(j)−Vref}をΔVで表し、ゲートノードgの電位変化量(Vgate−Vp)をΔVgで表すと、以下の式(8)が成立する。
ΔVg = k1*ΔV ……(8)
このように、ゲートノードgは、補償期間における電位Vp=(Vel−|Vth|)から、ノードh1の電位変化量ΔVに容量比k1を乗じた値(k1*ΔV)だけ、上昇方向にシフトした値Vgate=Vel−|Vth|+k1・ΔVとなる。
このとき、トランジスター121の電圧Vgsの絶対値|Vgs|は、閾値電圧|Vth|からゲートノードgの電位上昇したシフト分だけ減じた値となる。すなわち、以下の式(9)が成立する。
|Vgs| = |Vth|−k1*ΔV ……(9)
このとき、ゲートノードgの電位範囲ΔVgateは、以下の式(10)に示すように、データ信号の電位範囲ΔVdata(=Vmax−Vmin)に容量比k1を乗じた値に圧縮される。
ΔVgate = k1*ΔVdata ……(10)
上述のとおり、容量値Cpixは、容量値Crf1及び容量値Cdtに比べて十分に小さいので、例えば、Crf1:Cdt=1:9となるように保持容量44、50の容量を設定したとき、ゲートノードgの電位範囲ΔVgateをデータ信号の電位範囲ΔVdataの1/10に圧縮することができる。
また、ゲートノードgの電位範囲ΔVgateを、データ信号の電位範囲ΔVdataに対してどの方向にどれだけシフトさせるかについては、電位Vp(=Vel−|Vth|)、電位Vrefで定めることができる。これは、データ信号の電位範囲ΔVdataが、電位Vrefを基準にして容量比k1で圧縮されるとともに、その圧縮範囲が電位Vpを基準にシフトされたものが、ゲートノードgの電位範囲ΔVgateとなるためである。
i行目の書込期間の終了した後、発光期間が開始される。本実施形態では、i行目の書込期間の終了した後、1水平走査期間の間をおいて発光期間が開始される。発光期間において、走査線駆動回路20は、上述したように、走査信号Gwr(i)をHレベルに設定するため、トランジスター122がオフする。これによって、ゲートノードgの電位は、シフトした電位(Vel−|Vth|+k1・ΔV)に維持される。また、発光期間において、走査線駆動回路20は、上述したように、制御信号Gel(i)をLレベルに設定するので、i行(3j−2)列の画素回路110において、トランジスター124がオンする。ゲート・ソース間の電圧Vgsは、(|Vth|−k1・ΔV)であるから、OLED130には、先の図6に示したように、階調レベルに応じた電流がトランジスター121の閾値電圧を補償した状態で供給されることになる。
このような動作は、i行目の走査期間において、(3j−2)列目の画素回路110以外のi行目の他の画素回路110においても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、実際には、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。
従って、ゲートノードgの電位範囲ΔVgateをデータ信号の電位範囲ΔVdataに対して圧縮する場合には、圧縮しない場合に比べて、OLED130を高輝度で発光させることが困難になる。この場合、表示部100の表示する画面は、全体的に暗くなる。
これに対して、本実施形態では、駆動制御回路5が、明るさ情報Brに基づいて電位Vrefを制御する。具体的には、表示部100で表示すべき画面全体の明るさが明るい場合には、駆動制御回路5が、電位Vrefを高電位に設定する。これにより、電圧Vgsを大きくすることができ、明るい画像の表示と、電流Idsの制御精度向上との両立が可能となる。
これに対して、本実施形態においては、データ線14の電位変化範囲についても、データ信号の電位範囲ΔVdataに対し狭められるので、容量Cprsを介した影響を抑えることができる。
図において、Aは閾値電圧|Vth|が大きいトランジスターを、Bは閾値電圧|Vth|が小さいトランジスターを、それぞれ示している。なお、図12において、ゲート・ソース間の電圧Vgsは、実線で示される特性と電位Velとの差である。また、図10において、縦スケールの電流は、ソースからドレインに向かう方向を負(下)とした対数で示されている。
補償期間においてゲートノードgは、電位Vref_Hから電位(Vel−|Vth|)となる。このため、閾値電圧|Vth|が大きいトランジスターAは、動作点がSからAaに移動する一方、閾値電圧|Vth|が小さいトランジスターBは、動作点がSからBaに移動する。
次に、2つのトランジスターが属する画素回路110へのデータ信号の電位が同じ場合、つまり同じ階調レベルが指定された場合に、書込期間においては、動作点Aa、Baからの電位シフト量は、ともに同じk1・ΔVである。このため、トランジスターAについては動作点がAaからAbに移動し、トランジスターBについては動作点がBaからBbに移動するが、電位シフト後の動作点における電流は、トランジスターA、Bともに、ほぼ同じIdsで揃うことになる。
第1実施形態においては、各列の保持容量44の他端、すなわちノードhに、デマルチプレクサDMによってデータ信号を直接供給する構成とした。このため、各行の走査期間においては、駆動制御回路5からデータ信号が供給される期間イコール書込期間となるので、時間的な制約が大きい。
そこで次に、このような時間的な制約を緩和することができる第2実施形態について説明する。なお、以下においては説明の重複を避けるために、第1実施形態との相違する部分を中心に説明することにする。
また、図13及び図14に示すように、駆動制御回路5は各列のトランスミッションゲート42に対して、制御信号Gcpl及び制御信号/Gcplを共通に供給する。各列のトランスミッションゲート42は、制御信号GcplがHレベルであるとき(制御信号/GcplがLレベルであるとき)に一斉にオンする。
図15を参照して第2実施形態に係る電気光学装置1の動作について説明する。図15は、第2実施形態における動作を説明するためのタイミングチャートである。
この図に示されるように、走査信号Gwr(1)〜Gwr(m)が順次Lレベルに切り替えられて、1フレームの期間において1〜m行目の走査線12が1水平走査期間(H)毎に順番に走査される点については、第1実施形態と同様である。また、第2実施形態ではi行目の走査期間が、(b)で示される初期化期間と(c)で示される補償期間と(d)で示される書込期間との順となっている点についても、第1実施形態と同様である。なお、第2実施形態において(d)の書込期間は、制御信号GcplがLからHレベルになるとき(制御信号/GcplがLレベルになったとき)から走査信号GwrがLからHレベルになるときまでの期間である。
第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、時間の順でいえば(発光期間)→初期化期間→補償期間→書込期間→(発光期間)というサイクルの繰り返しとなる。ただし、第2実施形態では、第1実施形態と比較して、データ信号の供給期間イコール書込期間ではなく、データ信号の供給が書込期間よりも先行している点において相違している。詳細には、第2実施形態では、(a)の初期化期間と(b)の補償期間とにわたって、データ信号が供給され得る点において第1実施形態と相違している。
図15に示されるように、i行目の発光期間において、走査線駆動回路20は、走査信号Gwr(i)をHレベルに、制御信号Gel(i)をLレベルに、制御信号Gcmp(i)をHレベルに、制御信号Gorst(i)をHレベルに、それぞれ設定する。このため、図16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124がオンする一方、トランジスター122、123、125がオフするので、当該画素回路110における動作は基本的に第1実施形態と同様となる。すなわち、トランジスター121は、ゲート・ソース間の電圧Vgsに応じた電流IdsをOLED130に供給することになる。
i行目の走査期間に至って、まず(b)の初期化期間(第1期間)が開始する。初期化期間において、走査線駆動回路20は、図15に示されるように、走査信号Gwr(i)をHレベルに、制御信号Gel(i)をHレベルに、制御信号Gcmp(i)をHレベルに、制御信号Gorst(i)をLレベルに、それぞれ設定する。このため、図17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124がオフし、トランジスター125がオンする。これによってOLED130に供給される電流の経路が遮断されるとともに、トランジスター124のオンによってOLED130のアノードが電位Vorstにリセットされるので、当該画素回路110における動作は基本的に第1実施形態と同様となる。
ここで、初期化期間において、j番目のグループに属する左端列のトランスミッションゲート34が制御信号Sel(1)によってオンする場合、図17に示されるように、データ信号Vd(j)が保持容量41の一端に供給されるので、当該データ信号は、保持容量41によって保持される。
i行目の走査期間においては、次に(c)の補償期間となる。補償期間において、走査線駆動回路20は、図15に示されるように、走査信号Gwr(i)をLレベルに、制御信号Gel(i)をHレベルに、制御信号Gcmp(i)をLレベルに、制御信号Gorst(i)をLレベルに、それぞれ設定する。このため、図18に示されるように、i行(3j−2)列の画素回路110では、トランジスター122がオンして、ゲートノードgがデータ線14に電気的に接続される一方、トランジスター123のオンによって、トランジスター121がダイオード接続となる。したがって、電流が、給電線116→トランジスター121→トランジスター123→トランジスター122→(3j−2)列目のデータ線14という経路で流れるので、ゲートノードgは、電位Viniから上昇し、やがて(Vel−|Vth|)に飽和する。したがって、第2実施形態においても、保持容量132は、補償期間の終了に至るまでにトランジスター121の閾値電圧|Vth|を保持することになる。
なお、すでに初期化期間において、j番目のグループに属する左端列のトランスミッションゲート34が制御信号Sel(1)によってオンした場合には、補償期間において、当該トランスミッションゲート34はオンすることはないが、保持容量41にデータ信号Vd(j)が保持されている点において変わりはない。
また、駆動制御回路5は、補償期間が終了すると、制御信号GrefをHレベルからLレベルに変更するので、トランジスター43がオフする。このため、(3j−2)列目のデータ線14からi行(3j−2)列の画素回路110におけるゲートノードgに至るまでの経路は、フローティング状態になるものの、当該経路の電位は、保持容量50、132によって(Vel−|Vth|)に維持される。
i行目の走査期間においては、次に(d)の書込期間となる。書込期間において、駆動制御回路5は、図15に示されるように、制御信号/GiniをHレベルに、制御信号GrefをLレベルに、制御信号GcplをHレベルに、それぞれ設定する。このため、図19に示されるように、レベルシフト回路LSにおいてトランスミッションゲート42がオンするので、保持容量41に保持されたデータ信号が保持容量44の他端であるノードh1に供給される。これにより、ノードh1は、補償期間における電位Vrefからシフトする。すなわち、ノードh1は電位(Vref+ΔVh)に変化する。なお、電位(Vref+ΔVh)を電位Vhと表す場合がある。
図20は、書込期間開始前後における、ノードh1の電位変化量ΔVhについて説明するための説明図である。図20(A)は、書込期間開始前におけるノードh1の電位について表しており、図20(B)は、書込期間開始後(すなわち、トランスミッションゲート42がオンした後の期間)におけるノードh1の電位について表している。
図18及び図19に示したように、補償期間及び書込期間において、保持容量50及び保持容量132は電気的に並列に接続され、これらと保持容量44とは電気的に直列に接続される。従って、保持容量44、保持容量50、及び、保持容量132の合成容量の容量値C1は、式(1)で示した容量値C0を用いて、以下の式(11)で表される。
C1 = (C0*Crf1)/(C0+Crf1) ……(11)
従って、書込期間開始前に、保持容量44、保持容量50、及び保持容量132の合成容量に蓄積された電荷をQ1cとし(図20(A))、書込期間開始後に当該合成容量に蓄積されている電荷をQ1dとすると(図20(B))、書込期間において、当該合成容量から流出する電荷(Q1c−Q1d)は、以下の式(12)で表される。
Q1c−Q1d = C1*(Vref−Vh) ……(12)
同様に、書込期間開始前に、保持容量41に蓄積された電荷をQ2cとし(図20(A))、書込期間開始後に保持容量41に蓄積されている電荷をQ2dとすると(図20(B))、書込期間において、保持容量41に流入する電荷(Q2d−Q2c)は、以下の式(13)で表される。
Q2d−Q2c = Crf2*(Vh−Vd(j)) ……(13)
書込期間において、保持容量44、保持容量50、及び保持容量132の合成容量から流出する電荷と、保持容量41に流入する電荷とは等しいため、以下の式(14)が成立する。
Q1c−Q1d = Q2d−Q2c ……(14)
従って、式(12)〜式(14)より、書込期間におけるノードh1の電位Vhを算出することができる。具体的には、電位Vhは以下の式(15)で表される。
Vh = {C1/(C1+Crf2)}*(Vref)
+ {Crf2/(C1+Crf2)}*(Vd(j)) ……(15)
よって、ノードh1における電位変化量ΔVhは、以下の式(16)で表される。
ΔVh = Vh−Vref
= {Crf2/(C1+Crf2)}*{Vd(j)−Vref} ……(16)
ここで、以下の式(17)に示す容量比k2を導入すると、電位変化量ΔVhは、以下の式(18)で表すこともできる。
k2 = Crf2/(C1+Crf2) ……(17)
ΔVh = k2*{Vd(j)−Vref} ……(18)
このとき、ゲートノードgは、保持容量44の一端にデータ線14を介して接続されているので、補償期間における電位Vp=(Vel−|Vth|)から、変化する。なお、この場合のゲートノードgの電位変化は、上述した式(1)〜(10)、及び、図10、図11で説明したとおりである。
すなわち、上述した第1実施形態では、ノードh1の電位は、書込期間開始前後で電位Vrefからデータ信号Vd(j)の示す電位に変化するのに対して、第2実施形態では、電位Vrefから電位Vhへと変化する。従って、書込期間におけるゲートノードgの電位Vgateは、式(7)のVd(j)に対して、式(15)のVhを代入して算出することができる。具体的には、電位Vgateは、以下の式(19)に示される。
Vgate = k1*ΔVh+(Vel−|Vth|)
= k1*k2*{Vd(j)−Vref}+(Vel−|Vth|) ……(19)
また、書込期間開始前後におけるゲートノードgの電位変化量ΔVgは、式(8)のΔVに対して、式(18)のΔVhを代入して算出することができる。具体的には、電位変化量ΔVgは、以下の式(20)に示される。
ΔVg = k1*ΔVh
= k1*k2*{Vd(j)−Vref} ……(20)
このように、ノードh1の電位は、データ信号Vd(j)の示す電位を電位Vrefによりシフトさせ、これを、容量比k2により圧縮した値だけ変化する。これにより、ゲートノードgの電位Vgateは、ノードh1の電位変化量ΔVhをさらに容量比k1で圧縮した値だけ変化する。
すなわち、ゲートノードgの電位Vgateは、式(19)に示したように、データ信号Vd(j)を電位Vrefによりシフトさせ、且つ、当該シフトした電位に対して、容量値Cdt、Crf1、Crf2、Cpixに基づいて定められる容量比(容量比k1、容量比k2)を乗じることで圧縮した電位が供給される。
第2実施形態では、i行目の書込期間の終了した後、発光期間が開始される。発光期間において、走査線駆動回路20は、上述したように制御信号Gel(i)をLレベルに設定するので、i行(3j−2)列の画素回路110においては、トランジスター124がオンする。このため、OLED130には、図16に示したように、階調レベルに応じた電流がトランジスター121の閾値電圧を補償した状態で供給されることになる。
このような動作は、i行目の走査期間において、(3j−2)列目の画素回路110以外のi行目の他の画素回路110においても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、実際には、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。
また、第2実施形態によれば、第1実施形態と同様に、データ信号Vd(j)の電位を高電位に設定しなくても、電位Vrefを高電位にすることにより、OLED130を高輝度で発光させることを可能とし、電気光学装置1が明るい画像を表示することを可能とする。
第2実施形態によれば、第1実施形態と同様に、発光期間においてOLED130の寄生容量に保持された電圧を十分に初期化することができるほか、トランジスター121の閾値電圧が画素回路110毎にばらついても、表示画面の一様性を損なうような表示ムラの発生を抑えられる結果、高品位の表示が可能になる。
例えば、補償期間においてゲート・ソース間電圧Vgsが閾値電圧に近づくにつれ、トランジスター121に流れる電流が低下するので、ゲートノードgを電位(Vel−|Vth|)に収束するまで時間を要するが、第2実施形態では、第1実施形態と比較して図15に示されるように補償期間を長く確保することができる。このため、第2実施形態によれば、第1実施形態と比較して、トランジスター121の閾値電圧のばらつきを、精度良く補償することができる。また、データ信号の供給動作についても低速化することができる。
本発明は、上述した実施形態や応用例などの実施形態等に限定されるものではなく、例えば次に述べるような各種の変形が可能である。また、次に述べる変形の態様は、任意に選択された一または複数を適宜に組み合わせることもできる。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば次に述べるような各種の変形が可能である。また、次に述べる変形の態様は、任意に選択された一または複数を適宜に組み合わせることもできる。
上述した実施形態において、制御部3と表示パネル2とは別体としたが、制御部3についても、表示部100、データ線駆動回路10、走査線駆動回路20とともに、シリコン基板に集積化しても良い。
上述した実施形態及び変形例では、電気光学装置1をシリコン基板に集積した構成としたが、他の半導体基板に集積した構成しても良い。例えば、SOI基板であってもよい。また、ポリシリコンプロセスを適用してガラス基板等に形成しても良い。いずれにしても、画素回路110が微細化されて、トランジスター121において、ゲート電圧Vgsの変化に対しドレイン電流が指数関数的に大きく変化する構成に有効である。
また、画素回路の微細化を必要としない場合に、本発明を適用してもよい。
上述した実施形態及び変形例では、データ線14を3列毎にグループ化するとともに、各グループにおいてデータ線14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は、「2」以上「3n」以下の所定数であればよい。例えば、グループを構成するデータ線数は、「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、すなわちデマルチプレクサDMを用いないで各列のデータ線14にデータ信号を一斉に線順次で供給する構成でも良い。
上述した実施形態及び変形例では、画素回路110におけるトランジスター121〜125をPチャネル型で統一したが、Nチャネル型で統一しても良い。また、Pチャネル型およびNチャネル型を適宜組み合わせても良い。
図24は、変形例4に係る画素回路110の回路図である。変形例4に係る画素回路110は、図24に示すように、トランジスター121〜125をNチャネル型で統一するものである。図24に示すように、トランジスター121〜125をNチャネル型で統一する場合、上述した実施形態及び変形例における、データ信号Vd(j)とは、正負が逆転した電位を、各画素回路110に供給すればよい。
また、上述した実施形態等では、トランジスター45をPチャネル型とし、トランジスター43をNチャネル型としたが、Pチャネル型またはNチャネル型で統一してもよい。また、トランジスター45をNチャネル型とし、トランジスター43をPチャネル型としてもよい。
上述した実施形態及び変形例では、各保持容量50は、互いに隣り合う給電線16及びデータ線14が絶縁体(誘電体)を挟持することで形成される単一の保持容量であったが、各保持容量50を、複数の容量素子により形成されてもよい。この場合、駆動制御回路5は、明るさ情報Brに基づいて、複数の容量素子のうち一部または全部を選択し、選択した容量素子を給電線16及びデータ線14に電気的に接続させる制御を行うものであることが好ましい。
図21は、変形例5に係る保持容量50の構成を示す回路図である。変形例5に係る保持容量50は、互いに隣り合うデータ線14及び給電線16の間に電気的に並列に接続された所定数Rcdの個別回路Ud(第1個別回路)を備える。ここで所定数Rcdは、2以上の自然数である。
各個別回路Udは、データ線14及び給電線16の間に電気的に直列に接続された保持容量501(第1個別容量)、トランジスター502、及び、トランジスター503を含んで構成される。具体的には、各個別回路Udは、保持容量501、保持容量501の一端と給電線16との間に電気的に接続されたトランジスター502、及び、保持容量501の他端とデータ線14との間に電気的に接続されたトランジスター503を備える。
ここで、所定数Rcdの保持容量501の各々の有する容量値は、全て同一の値であってもよいし、それぞれが異なる値を有するものであってもよい。例えば、所定数Rcd=「3」の場合、保持容量50の有する3つの保持容量501の容量値の比は、「1:1:1」であってもよいし、「1:2:4」としてもよい。
また、変形例5に係る表示パネル2には、所定数Rcdの個別回路Udの各々に1対1に対応するように、所定数Rcdの制御線504と、所定数Rcdの制御線505とが設けられる。ある個別回路Udに備えられたトランジスター502のゲートは、当該個別回路Udに対応する制御線504に電気的に接続され、当該個別回路Udに備えられたトランジスター503のゲートは、当該個別回路Udに対応する制御線505に電気的に接続される。
また、変形例5に係る駆動制御回路5は、明るさ情報Brに基づいて、制御信号Gcd(1)、Gcd(2)、…、Gcd(Rcd)を生成し、これら所定数Rcdの制御信号Gcdの各々を、所定数Rcdの制御線504の各々に供給するとともに、所定数Rcdの制御線505の各々に供給する。これにより、駆動制御回路5は、明るさ情報Brに基づいて、所定数Rcdの保持容量501の中から一部または全部の保持容量501を選択的にデータ線14及び給電線16に電気的に接続させることができる。すなわち、変形例5に係る電気光学装置1は、明るさ情報Brに基づいて保持容量50の容量値Cdtを制御することができる。
例えば、駆動制御回路5が、電位Vrefを、明るさ情報Brに基づいて高電位に設定する場合、表示部100で表示すべき画面全体の明るさは、例えば明るくなる。表示部100で表示すべき画面全体の明るさが明るくなる場合、データ線14の電位変動に伴うクロストークやムラ等が発生しても、これが電気光学装置1の利用者に視認される可能性は低い。従って、この場合には、容量値Cdtを小さくして、容量比k1及び容量比k2を大きな値とする(すなわち、圧縮率を小さくする)ことで、表示部100が明るい画像を表示することができるとともに、コントラスト比の大きい鮮明な画像を表示することができる。
図21に示す例では、トランジスター502及びトランジスター503は、データ線14と給電線16との間に、保持容量501と電気的に直列に接続される第1個別スイッチとして機能する。
なお、図21に示した例では、各個別回路Udに2個のトランジスター502、503が備えられるが、個別回路Udは、これらのうち一方のみを備えるものであってもよい。この場合、トランジスター502またはトランジスター503のうち一方が、第1個別スイッチに該当する。
上述した実施形態及び変形例では、保持容量44は、単一の容量素子より形成されるものであったが、保持容量44は、(変形例5に係る保持容量50と同様に)複数の容量素子により形成してもよい。この場合、駆動制御回路5は、明るさ情報Brに基づいて、複数の容量素子のうち一部または全部を選択し、選択した容量素子をノードh1及びノードh2に電気的に接続させる制御を行うものであることが好ましい。
図22は、変形例6に係る保持容量44の構成を示す回路図である。変形例6に係る保持容量44は、ノードh1及びノードh2の間に電気的に並列に接続された所定数Rc1の個別回路U1(第3個別回路)を備える。ここで所定数Rc1は、2以上の自然数である。
各個別回路U1は、ノードh1及びノードh2の間に電気的に直列に接続された保持容量441(第3個別容量)、トランジスター442、及び、トランジスター443を含んで構成される。具体的には、各個別回路U1は、保持容量441、保持容量441の一端とノードh2との間に電気的に接続されたトランジスター442、及び、保持容量441の他端とノードh1との間に電気的に接続されたトランジスター443を備える。
ここで、所定数Rc1の保持容量441の各々の有する容量値は、全て同一の値であってもよいし、それぞれが異なる値を有するものであってもよい。
また、変形例6に係る表示パネル2には、所定数Rc1の個別回路U1の各々に1対1に対応するように、所定数Rc1の制御線444と、所定数Rc1の制御線445とが設けられる。トランジスター442のゲートは、対応する制御線444に電気的に接続され、トランジスター443のゲートは、対応する制御線445に電気的に接続される。
また、変形例6に係る駆動制御回路5は、明るさ情報Brに基づいて、制御信号Gc1(1)、Gc1(2)、…、Gc1(Rc1)を生成し、これら所定数Rc1の制御信号Gc1の各々を、所定数Rc1の制御線444の各々と、所定数Rc1の制御線445の各々に供給する。これにより、駆動制御回路5は、明るさ情報Brに基づいて、所定数Rc1の保持容量441の中から一部または全部の保持容量441を選択的にノードh1及びノードh2に電気的に接続させることができる。すなわち、変形例6に係る電気光学装置1は、明るさ情報Brに基づいて保持容量44の容量値Crf1を制御することができる。これにより、容量比k1及び容量比k2を制御することが可能となり、ゲートノードgの電位範囲ΔVgateの圧縮率や、表示部100の表示すべき画像の明るさ及びコントラスト比等を制御することが可能となる。
なお、トランジスター442及びトランジスター443は、保持容量441と直列に接続される第3個別スイッチとして機能する。また、個別回路U1は、2個のトランジスター442、443のうち一方のみを備えるものであってもよい。この場合、トランジスター442またはトランジスター443のうち一方が、第3個別スイッチに該当する。
上述した実施形態及び変形例では、保持容量41は、単一の容量素子より形成されるものであったが、保持容量41は、(変形例5に係る保持容量50と同様に)複数の容量素子により形成してもよい。この場合、駆動制御回路5は、明るさ情報Brに基づいて、複数の容量素子のうち一部または全部を選択し、選択した容量素子をノードh3及びノードh4に電気的に接続させる制御を行うものであることが好ましい。
図23は、変形例7に係る保持容量41の構成を示す回路図である。変形例7に係る保持容量41は、ノードh3及びノードh4の間に電気的に並列に接続された所定数Rc2の個別回路U2(第4個別回路)を備える。ここで所定数Rc2は、2以上の自然数である。
各個別回路U2は、ノードh3及びノードh4の間に電気的に直列に接続された保持容量411(第4個別容量)とトランジスター412とを含んで構成される。具体的には、各個別回路U2は、保持容量411と、保持容量411の一端及びノードh3(または、ノードh4)との間に電気的に接続されたトランジスター412とを備える。ここで、所定数Rc2の保持容量411の各々の有する容量値は、全て同一の値であってもよいし、それぞれが異なる値を有するものであってもよい。また、変形例6に係る表示パネル2には、所定数Rc2の個別回路U2の各々に1対1に対応するように、所定数Rc2の制御線413が設けられる。トランジスター412のゲートは、対応する制御線413に電気的に接続される。
また、変形例7に係る駆動制御回路5は、明るさ情報Brに基づいて、制御信号Gc2(1)、Gc2(2)、…、Gc2(Rc2)を生成し、これら所定数Rc2の制御信号Gc2の各々を、所定数Rc2の制御線413の各々に供給する。これにより、駆動制御回路5は、明るさ情報Brに基づいて、所定数Rc2の保持容量411の中から一部または全部の保持容量411を選択的にノードh3及びノードh4に電気的に接続させることができる。すなわち、変形例7に係る電気光学装置1は、明るさ情報Brに基づいて保持容量41の容量値Crf2を制御することができる。これにより、容量比k2を制御することが可能となり、ゲートノードgの電位範囲ΔVgateの圧縮率や、表示部100の表示すべき画像の明るさ及びコントラスト比等を制御することが可能となる。
なお、トランジスター412は、保持容量411と直列に接続される第4個別スイッチとして機能する。また、トランジスター412は、保持容量411とノードh4との間に設けられるものであってもよい。さらには、個別回路U2は、2個のトランジスターを備えるものであってもよい。この場合、当該2個のトランジスターが、第4個別スイッチに該当する。
上述した実施形態及び変形例では、表示制御回路4は、画像データVideo及び明るさ情報Brに基づいて画像信号Vidを生成したが、画像データVideoのみに基づいて画像信号Vidを生成してもよい。この場合、記憶部6は、画像信号Vidの示す電位と、発光素子の輝度とが対応付けて記憶するルックアップテーブルLUTを1つ備えればよい。
上述した実施形態及び変形例では、電気光学素子として発光素子であるOLEDを例示したが、例えば無機発光ダイオードやLED(Light Emitting Diode)など、電流に応じた輝度で発光するものであれば良い。
次に、実施形態等や応用例に係る電気光学装置1を適用した電子機器について説明する。電気光学装置1は、画素が小サイズで高精細な表示な用途に向いている。そこで、電子機器として、ヘッドマウント・ディスプレイを例に挙げて説明する。
まず、図25に示されるように、ヘッドマウント・ディスプレイ300は、外観的には、一般的な眼鏡と同様にテンプル310や、ブリッジ320、レンズ301L、301Rを有する。また、ヘッドマウント・ディスプレイ300は、図26に示されるように、ブリッジ320近傍であってレンズ301L、301Rの奥側(図において下側)には、左眼用の電気光学装置1Lと右眼用の電気光学装置1Rとが設けられる。
電気光学装置1Lの画像表示面は、図26において左側となるように配置している。これによって電気光学装置1Lによる表示画像は、光学レンズ302Lを介して図において9時の方向に出射する。ハーフミラー303Lは、電気光学装置1Lによる表示画像を6時の方向に反射させる一方で、12時の方向から入射した光を透過させる。
電気光学装置1Rの画像表示面は、電気光学装置1Lとは反対の右側となるように配置している。これによって電気光学装置1Rによる表示画像は、光学レンズ302Rを介して図において3時の方向に出射する。ハーフミラー303Rは、電気光学装置1Rによる表示画像を6時方向に反射させる一方で、12時の方向から入射した光を透過させる。
また、このヘッドマウント・ディスプレイ300において、視差を伴う両眼画像のうち、左眼用画像を電気光学装置1Lに表示させ、右眼用画像を電気光学装置1Rに表示させると、装着者に対し、表示された画像があたかも奥行きや立体感を持つかのように知覚させることができる(3D表示)。
Br…明るさ情報、Vd…データ信号。
Claims (14)
- 複数の走査線と、
複数のデータ線と、
前記複数の走査線と前記複数のデータ線との交差に対応して設けられた複数の画素回路を具備する表示部と、
前記複数のデータ線の各々に対応して設けられ前記データ線の各々の電位を保持する第1保持容量と、
前記複数のデータ線に電気的に接続されるデータ線駆動回路と、
前記データ線駆動回路の動作を制御する駆動制御回路と、
前記駆動制御回路に対して前記表示部で表示すべき画面全体の明るさを示す明るさ情報を供給する表示制御回路と、
を備え、
前記複数の画素回路の各々は、
発光素子と、
発光素子に電流を供給する駆動トランジスターと、
前記駆動トランジスターのゲートと前記データ線との間に電気的に接続された書込トランジスターと、
一端が前記駆動トランジスターのゲートに電気的に接続され、前記駆動トランジスターのゲートおよびソース間の電圧を保持する第2保持容量と、
を具備し、
前記表示制御回路は、
前記発光素子の輝度を規定する画像信号を、前記データ線駆動回路に対して供給し、
前記データ線駆動回路は、
前記駆動制御回路から電位制御信号が供給される電位制御線と、
前記複数のデータ線の各々に対応して設けられる複数のレベルシフト回路と、
を具備し、
前記複数のレベルシフト回路の各々は、
一端が前記データ線に接続されるとともに、他端に前記画像信号に基づく電位が供給される第3保持容量と、
前記第3保持容量の他端及び前記電位制御線の間に電気的に接続された第1トランジスターと、
を有し、
前記駆動制御回路は、
前記明るさ情報に基づいて、前記電位制御信号の電位を制御する、
ことを特徴とする電気光学装置。 - 前記表示制御回路は、
前記発光素子の輝度、前記画像信号の示す電位、及び、前記明るさ情報を対応付けて記憶した記憶部を備え、
前記明るさ情報に基づいて、前記発光素子の輝度を規定する前記画像信号を生成する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の電気光学装置。 - 前記電気光学装置は、
前記複数の画素回路の動作を制御する走査線駆動回路を備え、
前記データ線駆動回路は、
初期電位を給電する第1給電線を備え、
前記レベルシフト回路は、
前記第3保持容量の一端及び前記第1給電線の間に電気的に接続された第2トランジスターを備え、
第1期間において、
前記駆動制御回路は、前記第2トランジスターをオン状態に維持し、
前記第1期間が終了後に開始される第2期間において、
前記走査線駆動回路は、前記書込トランジスターをオン状態に維持し、
前記駆動制御回路は、前記第1トランジスターをオン状態に維持するとともに、前記第2トランジスターをオフ状態に維持し、
前記第2期間が終了後に開始される第3期間において、
前記走査線駆動回路は、前記書込トランジスターをオン状態に維持し、
前記駆動制御回路は、前記第1トランジスター及び前記第2トランジスターをオフ状態に維持し、
前記第3保持容量の他端には、前記画像信号に基づく電位が供給される、
ことを特徴とする、請求項2に記載の電気光学装置。 - 前記レベルシフト回路は、
第4保持容量を備え、
前記第4保持容量は、
前記第1期間の開始から前記第3期間の開始までの期間のうち少なくとも一部において、一端に、前記表示制御回路が出力する前記画像信号の示す電位が供給され、
前記第3期間において、一端が、前記第3保持容量の他端に電気的に接続される、
ことを特徴とする、請求項3に記載の電気光学装置。 - 前記データ線駆動回路は、
前記第4保持容量の各々に対応して設けられる第1スイッチ及び第2スイッチの組を複数備え、
前記第1スイッチの出力端は、
前記第3保持容量の他端に電気的に接続され、
前記第1スイッチの入力端は、
前記第4保持容量の一端と前記第2スイッチの出力端とに電気的に接続され、
前記第1期間の開始から前記第3期間の開始までの期間において、
前記駆動制御回路は、
前記第1スイッチをオフとした状態で、前記第2スイッチをオンさせ、
前記表示制御回路は、
前記第2スイッチの入力端に、前記画像信号の示す電位を供給し、
前記第3期間において、
前記駆動制御回路は、
前記第2スイッチをオフとした状態で、前記第1スイッチをオンさせる、
ことを特徴とする、請求項4に記載の電気光学装置。 - 前記第4保持容量は、
固定電位が供給される第2給電線と前記第2スイッチの出力端との間に電気的に並列に接続された複数の第4個別回路を備え、
前記複数の第4個別回路の各々は、
前記前記第2給電線と前記第2スイッチの出力端との間に電気的に直列に接続された第4個別容量と第4個別スイッチとを有し、
前記駆動制御回路は、
前記明るさ情報に基づいて、前記複数の第4個別スイッチの一部または全部を選択的にオンさせる、
ことを特徴とする、請求項5に記載の電気光学装置。 - 前記複数のデータ線は、所定数毎にグループ化され、
1のグループに属する所定数のデータ線に対応した所定数の前記第2スイッチの入力端は、共通接続され、
前記駆動制御回路は、
前記1のグループに属する所定数の第2スイッチを、前記画像信号の供給に同期して所定の順番でオンさせる、
ことを特徴とする、請求項5または6に記載の電気光学装置。 - 前記画素回路は、
前記駆動トランジスターのゲート及びドレインの間に電気的に接続された閾値補償トランジスターを備え、
前記走査線駆動回路は、
前記第2期間において、
前記閾値補償トランジスターをオン状態に維持し、
前記第2期間以外の期間において、
前記閾値補償トランジスターをオフ状態に維持する、
ことを特徴とする、請求項3乃至7のうちいずれか1項に記載の電気光学装置。 - 前記複数のデータ線の各々に対応して設けられ、所定のリセット電位を供給する複数の第3給電線を備え、
前記画素回路は、
前記第3給電線と前記発光素子との間に電気的に接続された初期化トランジスターを備え、
前記走査線駆動回路は、
前記第1期間、前記第2期間、及び、前記第3期間のうち、少なくとも一部において、前記初期化トランジスターをオン状態に維持する、
ことを特徴とする、請求項3乃至8のうちいずれか1項に記載の電気光学装置。 - 複数の前記第3給電線の各々は、
複数の前記データ線の各々に沿って設けられ、
前記第1保持容量は、
複数の前記データ線及び複数の前記第3給電線のうち、互いに隣り合う前記データ線及び前記第3給電線によって形成される、
ことを特徴とする、請求項9に記載の電気光学装置。 - 前記第1保持容量は、
複数の前記データ線及び複数の前記第3給電線のうち、互いに隣り合う前記データ線及び前記第3給電線の間に電気的に並列に接続された複数の第1個別回路を備え、
前記複数の第1個別回路の各々は、
互いに隣り合う前記データ線及び前記第3給電線の間に電気的に直列に接続された第1個別容量と第1個別スイッチとを有し、
前記駆動制御回路は、
前記明るさ情報に基づいて、前記複数の第1個別スイッチの一部または全部を選択的にオンさせる、
ことを特徴とする、請求項9に記載の電気光学装置。 - 前記画素回路は、
前記駆動トランジスターと前記発光素子との間に電気的に接続された発光制御トランジスターを備え、
前記走査線駆動回路は、
少なくとも前記第1期間の開始時から前記第3期間の終了時までの期間において、前記発光制御トランジスターをオフ状態に維持する、
ことを特徴とする、請求項3乃至11のうちいずれか1項に記載の電気光学装置。 - 前記第3保持容量は、
電気的に並列に接続された複数の第3個別回路を備え、
前記複数の第3個別回路の各々は、
前記データ線と電気的に直列に接続された第3個別容量と第3個別スイッチとを有し、
前記駆動制御回路は、
前記明るさ情報に基づいて、前記複数の第3個別スイッチの一部または全部を選択的にオンさせる、
ことを特徴とする、請求項1乃至12に記載の電気光学装置。 - 請求項1乃至13のいずれかに記載の電気光学装置を備える
ことを特徴とする電子機器。
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