JP2013231920A - 電気光学装置およびその駆動方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】駆動トランジスタの特性ばらつきを解消し、発光デューティー比を確保し、あわせて表示領域の左右の狭額縁化をはかり表示品質を向上させる。
【解決手段】
マトリクス状に配置される複数の画素回路と、y方向に延長され、複数の画素回路の隣接する2列に2本ずつ配置されて第1電圧と第2電圧とが交互に印加される1組の電源供給配線と、y方向に延長されてデータ電圧を伝達するデータ線と、y方向と交差するx方向に延長されて制御信号を伝達する複数のゲート線とを具備する電気光学装置であって、電流発光素子と、複数の画素回路の各々は、書き込み制御トランジスタと、駆動トランジスタと電源供給制御トランジスタと、スイッチングトランジスタと、容量素子と前記2列の複数の画素回路は1行毎に2列のいずれか一方の列の画素回路が交互に前記1組の電源供給配線のいずれか1つに接続される。
【選択図】図3

Description

本発明は、電流により発光する電流発光素子を用いた電気光学装置を駆動する技術に関する。
近年、有機EL(Organic Electroluminescence)など、供給される電流に応じた強度で発光する素子(以下、電流発光素子という)を用いた表示装置が開発されている。このような電流発光素子に供給される電流量を、各画素における駆動トランジスタの制御により、表示の階調が制御される。そのため、この駆動トランジスタに特性ばらつき(例えば、閾値電圧や電子の移動度。)があると、その特性ばらつきが表示に直接現れてしまう。一方で、発光している画素の数と消灯している画素の数の1フレーム当たりの割合によっては十分な発光デューティー比を得ることができず表示品位が低くなってしまうという問題がある。そこで、例えば、駆動トランジスタの閾値電圧のばらつきを補償しつつ、十分な発光デューティー比を得るための回路構成が開発されている(特許文献1)。
また、電流発光素子に供給する電流を正確に制御するために駆動トランジスタのゲート電位を高精度または迅速に制御するためにはデータ電圧の書き込みに先立ち、駆動トランジスタのゲートを所定の電圧に初期化することが望ましい。そこで、初期化を実現するために画素回路の構成を複雑化することなく初期化を行う回路構成が開発されており、そこでの駆動トランジスタは、電子の移動度がn型導電性のトランジスタに比して低いp型導電性のトランジスタが用いられている例が開示されている(特許文献2)。
WO2009/142033公報 特開2011−247981号公報
上記特許文献1に記載された技術においては、画素回路の駆動トランジスタはn型導電性のトランジスタが用いられており、p型導電性のトランジスタに置き換えると電源配線(VP)は固定電位であるため、駆動トランジスタのゲートに供給される電圧もVPとなる。したがって、p型導電性のトランジスタはオフとなり、電流を電気発光素子に供給することができない。また、上記特許文献2に記載された技術においては、画素回路の駆動トランジスタはp型導電性のトランジスタが用いられているが、p型導電性のトランジスタをオンまたはオフさせつつ、電気発光素子に発光に必要な電源を供給させるために電源配線(特許文献2の図2の符号17)は、スキャンされ、Low電位とHigh電位の2値をとる。この場合、例えば、図21に示すように、基板の横方向に延長される電源配線をスキャンするドライバを左右どちらかの額縁に配置されるため、片側の額縁が大きくなってしまうという問題が生じる。
そこで、本発明は、駆動トランジスタの特性ばらつき(例えば、閾値電圧や電子の移動度)を解消し、発光デューティー比を確保し、あわせて表示領域の左右の狭額縁化をはかり表示品質を向上させることを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明においては、マトリクス状に配置される複数の画素回路と、y方向に延長され、複数の画素回路の隣接する2列に2本ずつ配置されて第1電圧と第2電圧とが交互に印加される1組の電源供給配線と、y方向に延長されてデータ電圧を伝達するデータ線と、y方向と交差するx方向に延長されて制御信号を伝達する複数のゲート線とを具備する電気光学装置であって、複数の画素回路の各々は、電流量に応じた輝度で発光する電流発光素子と、データ線に接続されて該画素回路へのデータ電圧の書き込みを制御する書き込み制御トランジスタと、電流発光素子へ供給される電流量を制御する駆動トランジスタと1組の電源供給配線のいずれか1つに接続されて第1電圧または第2電圧を該画素回路への供給を制御する電源供給制御トランジスタと、駆動トランジスタのゲートと電源供給制御トランジスタのソースまたはドレインとの間に接続されて駆動トランジスタのゲート電圧を制御するスイッチングトランジスタと、一方の端子が駆動トランジスタのゲートに接続されて他方の端子が複数の制御配線のうちの1つに接続されて階調に応じた電圧を保持する容量素子とを含み、1組の電源供給配線は第1電源供給配線と第2電源供給配線とからなり、第1電源供給配線および第2電源供給配線はそれぞれ隣接する2列の画素回路の偶数行または奇数行のいずれか1つに接続される電気光学装置が提供される。かかる構成により、例えば、表示装置の表示領域の左右を狭額縁化することが可能となる。
さらに、請求項1に記載の電気光学装置において、容量素子は第3電圧と第3電圧よりも高い電圧である第4電圧のいずれか1つを伝達する第1ゲート線に接続されてもよい。かかる構成により、例えば、容量素子へのデータ電圧の書き込み時に電流発光素子を発光させないことが容易となる。
さらに、請求項1に記載の電気光学装置において、1組の電源供給配線の駆動を制御する電源供給配線駆動回路は、y方向に沿って配置されてもよい。かかる構成により、表示画面の左右の片側の狭額縁化を防ぐことが可能となる。
さらに上記課題を解決するため、請求項1ないし3のいずれかに記載の電気光学装置において、書き込み制御トランジスタ、駆動トランジスタ、電源供給制御トランジスタ、およびスイッチングトランジスタはいずれも第1導電性トランジスタで形成されてもよい。かかる構成により、例えば、所定の領域に導電性の異なるトランジスタが形成される場合に比べて製造工程が容易となる。
さらに上記課題を解決するため、請求項4に記載の電気光学装置において、第1導電性トランジスタはp型の導電性トランジスタであってもよい。かかる構成により、例えば、画素回路を構成する各要素の動作時における電子の移動度が減少し、より精密に電気発光素子に供給する電流を制御することが可能となる。
さらに上記課題を解決するため、請求項1ないし5のいずれかに記載の電気光学装置において、データ電圧は、電流発光素子の発光閾値電圧よりも低い電圧であってもよい。かかる構成により、例えば、データ電圧の書き込みだけでは電気発光素子は発光しないため、画素回路へのデータ電圧の書き込みのタイミングの自由度が高まる。
さらに上記課題を解決するため、請求項1ないし6のいずれかに記載の電気光学装置において、1組の電源供給配線は複数組具備され、複数組の電源供給配線のうち第1期間に第1電圧が供給される電源供給配線同士はx方向に延長される配線で接続され、複数組の電源供給配線のうち第1期間に第2電圧が供給される電源供給配線同士はx方向に延長される配線で接続されてもよい。かかる構成により、例えば、電源供給配線が網目状となり、電源供給配線に接続される各画素回路の電流発光素子に流れる電流の量に応じて電源供給配線の電圧降下にバラツキが生じるために生じるクロストークを目立たなくすることが可能となる。
さらに上記課題を解決するため、マトリクス状に配置される複数の画素回路と、y方向に延長され、複数の画素回路の隣接する2列に2本ずつ配置される1組の電源供給配線であって、1組の電源供給配線は第1電源供給配線と第2電源供給配線とからなり、第1電源供給配線および第2電源供給配線はそれぞれ隣接する2列の画素回路の偶数行または奇数行のいずれか1つに接続される1組の電源供給配線と、y方向に延長されてデータ電圧を伝達するデータ線と、y方向と交差する第2方向に延長されて制御信号を伝達する複数のゲート線とを具備し、複数の画素回路の各々は、電流量に応じた輝度で発光する電流発光素子と、記データ線に接続されて該画素回路へのデータ電圧の書き込みを制御する書き込み制御トランジスタと、電流発光素子へ供給される電流量を制御する駆動トランジスタと1組の電源供給配線のいずれか1つに接続されて第1電圧または第2電圧の該画素回路への供給を制御する電源供給制御トランジスタと駆動トランジスタのゲートと電源供給制御トランジスタのソースまたはドレインとの間に接続されて駆動トランジスタのゲート電圧を制御するスイッチングトランジスタと、一方の端子が駆動トランジスタのゲートに接続されて他方の端子が複数のゲート線のうちの1つに接続されて階調に応じた電圧を保持する容量素子とを含む電気光学装置を駆動する駆動方法であって、1組の電源供給配線のいずれか一方の電源供給配線に第1電圧を供給し、他方の電源供給配線に第1電圧とは異なる第2電圧を供給し、第1電圧が供給される少なくとも1つの画素回路においては、電流発光素子へ駆動トランジスタを介して電流の供給を行い、第2電圧が供給される少なくとも1つの画素回路においては、第2電圧をスイッチングトランジスタを介して容量素子に供給する電気光学装置を駆動する駆動方法が提供される。かかる構成により、例えば、同じ列に配置される画素回路において、ある行の画素回路では電気発光素子に電流を供給しつつ、ある画素回路では初期化を行うことが可能となる。
さらに上記課題を解決するため、請求項8に記載の電気光学装置を駆動する駆動方法において、第1電圧が供給される少なくとも1つの画素回路においては、データ電圧が書き込み制御トランジスタを介して書き込まれる画素回路を除く画素回路の電流発光素子へは駆動トランジスタを介して電流の供給を行ってもよい。かかる構成により、例えば、同じ列に配置される画素回路において、ある行の画素回路では電気発光素子に電流を供給しつつ、ある画素回路ではデータ電圧の書き込みを行うことが可能となる。
さらに上記課題を解決するため、請求項8ないし11のいずれかに記載の電気光学装置を駆動する駆動方法において、マトリクス状に配置される複数の画素回路のN行目の画素回路のスイッチングトランジスタのゲート電圧を制御する制御信号とN−1行目の画素回路の書き込み制御トランジスタのゲートを制御する制御信号とを共用してもよい。かかる構成により、例えば、ゲートドライバの構成を簡素化することが可能となる。
さらに上記課題を解決するため、電気光学装置に具備されるマトリクス状に配置される複数の画素回路であって、複数の画素回路の各々は電流量に応じた輝度で発光する電流発光素子とデータ線に接続される書き込み制御トランジスタと電流発光素子に供給される電流量を制御する駆動トランジスタと電源供給配線に接続される電源供給制御トランジスタと駆動トランジスタのゲートと電源供給制御トランジスタのソースまたはドレインとの間に接続されるスイッチングトランジスタと一方の端子が駆動トランジスタのゲートに接続される容量素子とを含む画素回路と、y方向に延長され、複数の画素回路の隣接する2列の間に配置されて2列の複数の画素回路がそれぞれ接続される電源供給配線と、y方向に延長されてデータ電圧を伝達するデータ線と、y方向と交差するx方向に延長されて制御信号を伝達する複数のゲート線とを具備する駆動回路の駆動方法であって、電源供給配線に第2電圧が供給される第1期間にN行目の画素回路に書き込み制御トランジスタをオフすることにより容量素子が保持する電位の初期化を行い、第1期間経過後の電源供給配線に第1電圧が供給される第2期間にN行目の画素回路には書き込み制御トランジスタをオフしてデータ線に所定のデータ電圧の供給を行い、第2期間経過後の電源供給配線に第2電圧が供給される第3期間にN行目の画素回路に書き込み制御トランジスタを介して所定のデータ電圧を書き込み、書き込まれた電圧の昇圧を行い、第3期間経過後の電源供給配線に第1電圧が供給される第4期間にN行目の画素回路の電流発光素子に駆動トランジスタを介して電流を供給する電気光学装置を駆動する駆動方法が提供される。かかる構成により、例えば、同じ列に配置される画素回路において、ある行の画素回路では電気発光素子に電流を供給しつつ、ある画素回路ではデータ電圧の書き込みを行うことが可能となる。
さらに上記課題を解決するため、電気光学装置に具備されるマトリクス状に配置される複数の画素回路であって、複数の画素回路の各々は電流量に応じた輝度で発光する電流発光素子とデータ線に接続される書き込み制御トランジスタと電流発光素子に供給される電流量を制御する駆動トランジスタと電源供給配線に接続される電源供給制御トランジスタと駆動トランジスタのゲートと電源供給制御トランジスタのソースまたはドレインとの間に接続されるスイッチングトランジスタと一方の端子が駆動トランジスタのゲートに接続される容量素子とを含む画素回路と、y方向に延長され、複数の画素回路の隣接する2列の間に配置されて2列の複数の画素回路がそれぞれ接続される電源供給配線と、y方向に延長されてデータ電圧を伝達するデータ線と、y方向と交差するx方向に延長されて制御信号を伝達する複数のゲート線とを具備する駆動回路の駆動方法であって、電源供給配線に第2電圧が供給される第1期間に、すべての行の画素回路の書き込み制御トランジスタをオフして、データ線に階調に応じたデータ電圧を供給することによりデータ線を階調に応じたデータ電圧でプログラムし、N行目の画素回路についてはさらに電源供給制御トランジスタおよびスイッチングトランジスタをオンすることによりN行目の画素回路の容量素子が保持する電位の初期化を行う電気光学装置の駆動方法が提供される。かかる駆動方法により、データ線を階調に応じたデータ電圧でプログラムしている間に、初期化を行うことが可能となる。
以上、説明した本発明によれば、電源供給配線が電気光学装置の表示部の縦方向(y方向)に延長されることから、電源供給配線を駆動するドライバーを表示部の縦方向に沿って配置することが可能となる。したがって、所定の画像が表示される表示領域の左右の狭額縁化をはかることが可能となる。
また、同じ列に配置される画素回路において、ある行の画素回路では電気発光素子に電流を供給しつつ、ある画素回路ではデータ電圧の書き込みを行うことが可能となるため、データ電圧の書き込み時間を十分にとることが可能となり電流発光素子への電流の供給を制御する駆動トランジスタの特性ばらつき(例えば、閾値電圧)を解消しつつ、表示品質を向上させることが可能となる。
また、本発明では、電源供給配線が網目状に配置されることから、電源供給配線が縦方向にのみ延長されて配置される場合に比して電圧降下によるクロストークを目立たなくすることが可能となる。
また、1組の電源供給配線のいずれか一方の電源供給配線に第1電圧を供給し、他方の電源供給配線に第1電圧とは異なる第2電圧を供給し、第1電圧が供給される少なくとも1つの画素回路においては、電流発光素子へ駆動トランジスタを介して電流の供給を行い、第2電圧が供給される少なくとも1つの画素回路においては、第2電圧を前記スイッチングトランジスタを介して前記容量素子に供給することから、同じ列に配置される画素回路において、ある行の画素回路では電気発光素子に電流を供給しつつ、他のある行の画素回路では初期化を行うことが可能となる。
また、データ線へのデータ電圧のプログラム、画素回路へのデータの書き込みおよび該データ電圧の昇圧、画素回路の電気発光素子への電流の供給、画素回路の駆動トランジスタのゲート電圧の初期化の4つの動作について、画素回路の各トランジスタの制御および電源供給配線に供給される電圧を制御することにより、同じ列に配置される画素回路において、ある行の画素回路ではデータ電圧の書き込みを行い、他のある行の画素回路では初期化が行われ、または、ある2列に配置される画素回路に接続されるデータ線にデータ電圧のプログラムを行いつつ、同じ2列の画素回路においては初期化を行うことが可能となる。よって、データ電圧の書き込みに要する時間を十分に確保しつつ、発光デューティー比を高くすることが可能となり表示品位が高まる。
本発明にかかる本発明の第1実施形態にかかる電子機器1の構成を示す概略図を示す。 本発明の第1実施形態に係るデマルチプレクサ41の1つのブロック内の構成を示す回路図である。 本発明の第1実施形態に係る各画素100が有する画素回路110の構成を示す回路図を示す。 K列目およびK+1列目の画素100の間にE/NL1およびE/NL2からなる1組の電源供給配線E/NLが配置されている例を示す。 本発明にかかる各電圧の電位の関係を示す。 本発明にかかる駆動トランジスタのVth補償のための動作を示す。 本発明にかかる駆動トランジスタのVth補償のための動作を示す。 本発明にかかるN行目の画素回路110に関する各信号のタイミングチャートを示す。 本発明にかかる各期間における、K列目およびK+1列目のN行目および前後の行(2N−1行目および2N+1行目)の画素回路110の状態を説明する図。 本発明にかかる各期間における、K列目およびK+1列目のN行目および前後の行(2N−1行目および2N+1行目)の画素回路110の状態を説明する図。 本発明にかかる各期間における、K列目およびK+1列目のN行目および前後の行(2N−1行目および2N+1行目)の画素回路110の状態を説明する図。 本発明にかかる各期間における、K列目およびK+1列目のN行目および前後の行(2N−1行目および2N+1行目)の画素回路110の状態を説明する図。 本発明にかかる各期間における、K列目およびK+1列目のN行目および前後の行(2N−1行目および2N+1行目)の画素回路110の状態を説明する図。 本発明にかかる各期間における、K列目およびK+1列目のN行目および前後の行(2N−1行目および2N+1行目)の画素回路110の状態を説明する図。 本発明にかかる2N−1行目ないし2N+1行目の画素回路110に関する各信号の第2の実施例にかかるタイミングチャートを示す。 本発明にかかる電気光学装置の第3の実施例にかかる電気光学装置10の全体構成図。 (1)は、第1実施例にかかる電気光学装置10において、全画面グレーの背景に白のウィンドウを表示した場合の画像を示す。(2)は、実施例3にかかる電気光学装置10において、全画面グレーの背景に白のウィンドウを表示した場合の画像を示す。 第4実施形態にかかる電子機器1−1の構成を示す概略図を示す。 本発明の第4実施形態に係るデマルチプレクサ41−1の1つのブロック内の構成を示す回路図を示す。 本発明の第4実施形態に係る各画素100が有する画素回路110の構成を示す回路図を示す。 2N−1行目ないし2N+1行目の画素回路110に関する各信号のタイミングチャートを示す図を示す。 本発明の第4実施形態にかかる各期間における、N行目および前後の行(2N−1行目および2N+1行目)の画素回路110の状態を説明する図。 本発明の第4実施形態にかかる各期間における、N行目および前後の行(2N−1行目および2N+1行目)の画素回路110の状態を説明する図。 本発明の第4実施形態にかかる各期間における、N行目および前後の行(2N−1行目および2N+1行目)の画素回路110の状態を説明する図。 本発明の第4実施形態にかかる各期間における、N行目および前後の行(2N−1行目および2N+1行目)の画素回路110の状態を説明する図。 本発明の第4実施形態にかかる各期間における、N行目および前後の行(2N−1行目および2N+1行目)の画素回路110の状態を説明する図。 本発明にかかる駆動トランジスタのVth補償のための動作を示す。 第5実施形態にかかる2N−1行目ないし2N+1行目の画素回路110に関する各信号のタイミングチャートを示す。 第5実施形態にかかる2N−1行目ないし2N+1行目の画素回路110に関する各信号のタイミングチャートを示す。 第5実施形態にかかる2N−1行目ないし2N+1行目の画素回路110に関する各信号のタイミングチャートを示す。 第5実施形態にかかる2N−1行目ないし2N+1行目の画素回路110に関する各信号のタイミングチャートを示す。 第5実施形態にかかる2N−1行目ないし2N+1行目の画素回路110に関する各信号のタイミングチャートを示す。 本発明にかかる電気光学装置の第6実施形態にかかる電気光学装置10−1の全体構成図を示す。 基板の横方向に延長される電源配線をスキャンするドライバを左右どちらかの額縁に配置されるため、片側の額縁が大きくなってしまうという従来の問題を示す。
以下、本発明の実施形態に係る電子機器について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係る電子機器について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(全体構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子機器1の構成を示す概略図である。電子機器1は、スマートフォン、携帯電話、パーソナルコンピュータ、テレビなど、画像を表示する表示部を有する装置である。電子機器1は、電気光学装置10、制御部80および電源90を有する。電気光学装置10は、マトリクス状に配置された画素100を有する。電気光学装置は、各画素100における電流発光素子を発光させて画像を表示し、上記の表示部を構成する。各画素100は、画素回路110を有する(図3参照)。この例では、電流発光素子190は、有機ELを用いた発光素子であるものとするが、供給される電流量に応じて発光強度が変化する発光素子であれば、他の発光素子であってもよい。
なお、図1において、画素100は、6行6列のマトリクス状に配置されているが、この配置に限られず、さらに多くの画素100が存在してもよいし、少なくてもよい。したがって、以下の説明では、画素100は、i行j列のマトリクス状に配置されるものとする。電気光学装置10の詳細については後述する。
制御部80は、CPU(Central Processing Unit)、メモリなどを有し、電気光学装置10の動作を制御するコントローラである。制御部80の制御には、電子機器1の表示部に表示させる画像を示す画像データに基づいて各画素100における階調を決定し、決定した階調に応じたデータ電圧を画素回路110に書き込むことにより各画素100の電流発光素子190を発光させる制御が含まれる。電源90は、電気光学装置10および制御部80など、電子機器1の各部へ電力を供給する。
(電気光学装置10の構成)
電気光学装置10は、マトリクス状に配置された画素100、発光制御回路30、データ線制御回路40および電源供給配線E/NL、発光制御線ECL、データ線DL、および複数のゲート線GLを有する。
ゲート線制御回路20は、各行の画素100に対応して設けられた複数のゲート線(GL1、GL2、GL3)にそれぞれ制御信号を供給する。ゲート線GL1には、詳細は後述するが、VMMとVSSの2値の信号を所定のタイミングで供給し、駆動トランジスタ115のゲートのオン、オフの制御を可能とする。GL2には、スイッチングトランジスタ113のオン、オフを指定する制御信号G2を提供する。GL3には、書き込みトランジスタ113のオン、オフを指定する制御信号G3を供給する。
発光制御回路30は、各行の画素100に対応して設けられた発光制御線ECLに発光または後述する駆動トランジスタのゲート電圧の初期化を制御する発光/初期化信号EMを供給する。
データ線および電源供給配線制御回路40は、データ線DLに各画素に表示される階調に応じたデータ電圧を供給する。また、電源供給配線E/NLには、電気発光素子190に供給する電流の電源である高電位側の電圧であるELVDDおよび駆動トランジスタのゲート電圧を初期化する電圧であるVinitを、1水平期間毎に交互に供給する。
電気光学装置10の表示部は、少なくともゲート線制御回路20、発光制御回路30およびデータ線制御回路40に囲まれた領域となり、電源供給配線E/NLは、表示部の縦方向に延びて、隣接する2列の画素100毎に2本ずつ配置される。隣接する2列の画素100は、2本ずつ配置された電源供給配線E/NL(以下、「1組の電源供給配線E/NL」という。)に1行毎に交互に1組の電源供給配線のいずれか1つに接続される。すなわち、1組の電源供給配線は第1電源供給配線と第2電源供給配線とからなり、第1電源供給配線および第2電源供給配線はそれぞれ隣接する2列の画素回路の偶数行または奇数行のいずれか1つに接続される。なお、本実施例では、電源供給配線E/NLは2列の画素100の各列の間に配置されているが、隣接する2列の画素100毎に2本ずつ配置されていれば、特に隣接する2列の画素100との関係で配置を限定するものではない。ただし、隣接する2列の画素100の間に電源供給配線E/NLが配置される場合、各画素100を電源供給配線E/NLに接続するための配線の長さを短くすることが可能となり、無用な寄生キャパシタを減らすことができるなどの作用がある。
図2は、本発明の第1実施形態に係るデマルチプレクサ41の1つのブロック内の構成を示す回路図である。この例では、デマルチプレクサ41は、画素100の2列毎に対応する複数のブロックを有し、制御部80の制御にしたがって供給される制御信号CLA1、CLA2、CLA3、CLA4により動作する。図8または図10に示すように、デマルチプレクサ41は、制御信号CLA1およびCLA2に応じてデータ電圧をデータ線DLに供給し、制御信号CLA3およびCLA4に応じてELVDDまたはVinitを1組の電源供給配線のいずれか1つにそれぞれ供給する。
図3は、本発明の第1実施形態に係る各画素100が有する画素回路110の構成を示す回路図である。画素回路110は、電流発光素子190、電源供給制御トランジスタ111、書き込み制御トランジスタ112、スイッチングトランジスタ113、駆動トランジスタ115および容量素子114を含む。画素回路110に含まれるトランジスタは、いずれもP型導電性のトランジスタで構成される。p型導電性のトランジスタで構成した場合、電子の移動度がn型導電性のトランジスタに比して低いため、より精密な制御が可能となる。
画素回路110は、1組の電源供給配線E/NLのうち1つの電源供給配線E/NL、複数のゲート線(GL1、GL2、GL3)、発光制御線ECL、データ線DLおよび低電位側ELVSSに接続されている。なお、図4に示すように、マトリクス状に配置された画素100のうち隣接するK列目およびK+1列目の画素100の間に電源供給配線E/NL1および電源供給配線E/NL2からなる1組の電源供給配線E/NLが配置されている場合、K列目およびK+1列目の2N−1行の画素100の画素回路110は、電源供給配線E/NL1に接続される。K列目およびK+1列目の2N行の画素100の画素回路110は電源供給配線E/NL2に接続される。K列目およびK+1列目の2N+1行の画素100の画素回路110はE/NL1に接続される。このように、画素回路110は、行毎に左右交互に前記1組の電源供給配線のいずれか1つに接続される。
ふたたび図3を参照しながら、画素回路110の構成を説明する。前述のとおり、画素回路110は電源供給配線E/NLに接続されるが、電源供給配線E/NLと低電位側ELVSSとを結ぶ経路上には、電源供給配線E/NL側から順に電源供給制御トランジスタ111、駆動トランジスタ115および電気発光素子190が接続されている。電源供給制御トランジスタ111のゲートは、電源供給配線E/NLに接続される。書き込み制御トランジスタ112のゲートはゲート線GL2に接続され、書き込み制御トランジスタ112の第1端子(ソースまたはドレイン)および第2端子(ソースまたはドレイン)はそれぞれデータ線DLと電流発光素子190とに接続される。容量素子114は、詳細は後述するが、一方の端子はVSSまたはVMMを伝達するゲート線GLlに接続され、他方の端子は駆動トランジスタ115のゲートに接続される。スイッチングトランジスタ113のゲートはゲート線GL3に接続され、スイッチングトランジスタ113の第1端子および第2端子はそれぞれデータ線DLと電流発光素子190に接続される。
画素回路110を構成する各素子とそれが関連する動作について以下説明する。
(書き込み制御トランジスタ112)
書き込み制御トランジスタ112は、ゲート線GL3より供給される制御信号G3に応じてデータ線DLにより伝達されるデータ電圧の供給の有無を制御する。なお、データ電圧は、各画素に表示させる階調に応じたものであるが、電流発光素子190が消灯状態となる範囲で決定される。具体的には、低電位側の電位ELVSS、電流発光素子190の発光閾値電圧をVth_Eとした場合、データ電圧は、電位ELVSSとの差が発光閾値電圧Vth_Eより小さくなるように決定される。
本発明にかかる画素回路110の動作の詳細は後述するが、データ電圧が画素回路110に書き込まれる前に、容量素子114の電圧は、その一方の端子には電源供給配線E/NLよりVinitが供給され、他方の端子にはゲート線GL1よりVSSが供給されることにより初期化される。したがって、データ電圧の書き込みの前においてはp型導電性トランジスタの駆動トランジスタ115はオンの状態である。また、スイッチングトランジスタ113はゲート線G2を介して制御信号G2を受けてオンすることにより、データ電圧は、容量素子114に供給される。
(電源供給制御トランジスタ111)
電源供給制御トランジスタ111は、電源供給配線E/NLに接続されて、発光制御線ECLを介して伝達される発光/初期化信号EMに応じてELVDDまたはVinitの画素100への供給を制御する。
ELVDDが電源供給制御トランジスタ111を介して駆動トランジスタ115の第1端子に供給され、ELVDDは、駆動トランジスタ115のゲート電圧すなわち、容量素子114が維持している電圧よりも高い電圧(図5参照)であることから、駆動トランジスタ115はオンして、容量素子114が維持している電圧、別の言い方をすれば、駆動トランジスタのゲート電圧に応じた電流が電流発光素子190に提供される。
Vinitが電源供給制御トランジスタ111を介してスイッチングトランジスタ113の第1端子に供給されると、ゲート線GL2の制御信号G2に応じてスイッチングトランジスタ113がオンすることにより、Vinitが容量素子114に供給される。また、ゲート線GL1にはVSSが供給されて、駆動トランジスタのゲート電圧、すなわち容量素子114が保持する電圧は初期化される。
(駆動トランジスタ115)
駆動トランジスタ115は、第1端子が電源供給制御トランジスタ111の第2端子およびスイッチングトランジスタ113の第1端子に接続され、第2端子は電流発光素子190に接続される。また、駆動トランジスタ115のゲートは、容量素子114に接続される。
駆動トランジスタ115は、容量素子114に維持される電圧に応じて電流発光素子190に供給する電流を制御する。前述のとおり、容量素子114には、各画素100に表示させる階調に応じた電圧が維持される。電源供給制御トランジスタ111が初期化信号EMに応じてオンすると、駆動トランジスタ115は電源供給制御トランジスタ111を介してELVDDを受け、容量素子114によって維持されている電圧に応じて電流発光素子に電流を供給する。
(スイッチングトランジスタ113)
スイッチングトランジスタ113は、前述のとおり、Vinitが第1端子に供給されるタイミングで、ゲートGL3を介して供給される制御信号G3に応じて、オンした場合、Vinitを容量素子114に供給する。
ELVDDが第1端子に供給されるタイミングで、スイッチングトランジスタ113がゲート線GL3を介して供給される制御信号G3に応じてオフした場合、ELVDDを容量素子114に供給しないため、駆動トランジスタ115は容量素子114が維持する電圧に応じて電流を電流発光素子190に供給することが可能となる。
(電流発光素子190)
電流発光素子190は、第1端子は駆動トランジスタ115の第2端子に接続され、第2端子は低電位側ELVSSに接続されている。駆動トランジスタ115を介して電流の供給を受けると、その電流に応じた光量で発光する。以上が電気光学装置10の構成についての説明である。
(各電位の関係)
ここに、高電位側の電圧であるELVDD、低電位側の電圧であるELVSS、初期化の電圧であるVinit、ゲート線GL1に供給されるVSSおよびVMM、データ電圧(ここではData)の関係の一例を図5に示す。VSSは少なくとも前述したとおり、データ電圧(Data)は、電流発光素子190の発光閾値電圧よりも低い電圧の範囲であり、なおかつ階調に応じて設定されている。
(動作)
電流発光素子190を駆動する電流の制御に関し、データ電圧の書き込みの際における駆動トランジスタのゲートの閾値(Vth)ばらつきが問題であるが、本発明では、例えば、図6および図7の動作を行うことにより駆動トランジスタのVth補償を行っている。
図6には、ゲート線GL1にはVSSが供給され、データ線DLに供給されるデータ電圧Vdataが、例えば、T1の期間で書き込み制御トランジスタ112および駆動トランジスタ115およびスイッチングトランジスタ113がすべてオンし、電源供給制御トランジスタ111のみオフされることにより、容量素子114に供給される。このとき、容量素子114に供給される電圧、すなわち駆動トランジスタのゲート電圧Vgは、以下の式(1)で表わされる。
Vg=Vdata−Vth<ELVSS (1)
T1の期間経過後のT2の期間に、図7に示すように、さらに、書き込み制御トランジスタ112およびスイッチングトランジスタ113のゲートがオフし、ゲート線GL1にはVMMが供給されることにより、Vgは以下の式(2)にしめすように、昇圧される。
Vg´=Vdata−Vth+VMM−VSS (2)
以上のとおり、本発明における駆動トランジスタVth補償の一例を示した。
図8は、2N−1行目ないし2N+1行目の画素回路110に関する各信号のタイミングチャートを示す図である。図9(1)〜(6)は、各期間における、K列目およびK+1列目のN行目および前後の行(N−1行目およびN+1行目)の画素回路110の状態を説明する図である。ここで、NおよびKは偶数であるものとする。したがって、N行は偶数行であり、N+1またはN―2は奇数行となる。また、前述のとおり、2列の画素回路110毎に1組の電源供給配線が配置されるが、2列の画素回路110は、1行毎に交互に1組の電源供給配線のうちのいずれか1つと接続されることから、偶数行の画素回路110は同じ電源供給配線に接続され、奇数行の画素回路110も同じ電源供給配線に接続される。ここにおいて、1組の電源供給配線は1水平期間毎にELVDDとVinitが交互に供給される。したがって、偶数行の画素回路110にELVDDが供給される場合には、奇数行の画素回路110にはVinitが供給されることになる。なお、図8において、各信号の名称に付された(n)、(n−1)などは、それぞれN行目、N−1行目などに供給される信号を示している。例えば、EM(n)は、n行目に供給される発光制御信号EMを示している。
図8に示す「1H」は1水平走査期間を示している。また、図9における(1)〜(6)は、図8における各期間に対応する。また、データ電圧Dataの信号以外の各信号は、Hレベル、Lレベルの電圧になっている。この例ではトランジスタはp型であるため、Lレベルの電圧がゲート電極に供給されるとオン状態になるように構成されている。
図8における(1)から(6)の期間について、図9を用いて偶数行である2N行目の画素回路110の動作を中心に説明する。図9(1)においては、2N行目の画素回路110が接続されている電源供給配線E/NL2にはELVDDが供給される。まず、図9(1)に対応する期間においては、2N行目の画素回路110のゲート線GL2およびゲート線GL3にはHレベルの制御信号が供給されるため、2N行目の画素回路110のスイッチングトランジスタ113および書き込み制御トランジスタ112はいずれもオフとなる。2N行目の画素回路110の発光制御線ECLにはLレベルのEM信号が供給されて電源供給制御トランジスタはオン状態であるため、電源供給配線E/NL2より供給されたELVDDは駆動トランジスタ115に供給される。2N行目の画素回路110のゲート線GL1にVMMが供給されると、容量素子114の電圧はVMM分上昇して駆動トランジスタ115がオンし、容量素子114の電圧に応じた電流が電流発光素子190に供給され、電流発光素子190が発光する。
なお、奇数行である2N―1行目および2N+1の画素回路110においては、電源供給配線E/NL1にはVinitが供給されて、いずれも消灯しており、2N―1行目の画素回路110においては初期化が行われている。
図9(2)に対応する期間においては、2N行目の画素回路110が接続している電源供給配線E/NL2にはVinitが供給される。2N行目の画素回路110のゲート線GL3にはHレベルの制御信号が供給されるため、2N行目の画素回路110の書き込み制御トランジスタ112はオフとなる。2N行目の画素回路110のゲート線GL2にはLレベルの制御信号G2が供給されるため、スイッチングトランジスタ113はオンとなる。2N行目の画素回路110の発光制御線ECLにはLレベルのEM信号が供給されて電源供給制御トランジスタはオンするため、電源供給配線E/NL2より供給されたVinitは容量素子114に供給される。その後、ゲート線GL1にはVSSが供給されて、容量素子114の電圧は初期化される。
なお、奇数行である2N―1行目および2N+1の画素回路110においては、電源供給配線E/NL1にはELVDDが供給されている。2N―1行目の画素回路110は、電源供給制御トランジスタのゲートはオフに制御されて、データ電圧の書き込みが行われている。データ電圧の書き込みが行われている2N―1行目の画素回路110以外の奇数行の画素回路110は、発光している。
図9(3)および図9(4)に対応する期間においては、2N行目の画素回路110が接続している電源供給配線E/NL2にはELVDDが供給される。しかしながら、2N行目の画素回路110の発光制御線ECLにはHレベルのEM信号を供給し、電源供給制御トランジスタをオフとする。ゲート線GL3より提供されるLレベルの制御信号G3によりオンされた書き込み制御トランジスタ113を介してデータ線DL1のData1およびデータ線DL2のData2がそれぞれK列目の2N行目の画素回路110およびK+1列目の2N行目の画素回路110に供給される。なお、前述のとおり、2N行目の画素回路110の容量素子114の電圧は初期化されていることから、データ電圧の書き込みの前においてはp型導電性トランジスタの駆動トランジスタ115のゲートはオンの状態である。また、2N行目の画素回路110のスイッチングトランジスタ113はゲート線GL2を介してLレベルの制御信号を受けてオンすることにより、Data1とData2は、それぞれ対応する画素回路110の容量素子114に供給され、データ電圧の書き込みが完了する。なお、容量素子114は、表示部に表示される階調に応じた電圧を保持することになる。より具体的には、容量素子114は、Data1またはData2の電圧から駆動トランジスタ115のゲートの閾値(Vth)落ちした電圧を保持することになる。2N行目の画素回路110以外の偶数行の画素回路110の電流発光素子190は発光状態である。
なお、奇数行である2N―1行目および2N+1の画素回路110においては、電源供給配線E/NL1にはVinitが供給されている。2N―1行目の画素回路110は、初期化されている。
その後、図9(4)に示すように、データ線GL1に供給される電圧がVSSからVMMに遷移し、2N行目の画素回路110の容量素子114の電圧はVMMからVSSを引いた電圧分昇圧され、駆動トランジスタのVth補償が行われる。すなわち、容量素子114が保持する電圧(Vgate)は、K列目の2N行目の画素回路110であれば、Data1の電圧から駆動トランジスタ115のゲートの閾値(Vth)落ちた電圧についてVMMからVSSを引いた電圧分の昇圧を行う。K+1列目の2N行目の画素回路110であれば、Data2の電圧から駆動トランジスタ115のゲートの閾値(Vth)落ちた電圧についてVMMからVSSを引いた電圧分の昇圧を行う。具体的な数式で表現すると、以下の式(3)で示すとおりである。
Vgate=Data−Vth+VMM−VSS (3)
図9(5)に対応する期間においては、2N行目の画素回路110が接続している電源供給配線E/NL2にはVinitが供給される。ゲート線GL1、ゲート線GL2およびゲート線GL3に供給される制御信号G1、G2およびG3はいずれもHレベルに制御されて、2N行目の画素回路110の電源供給制御トランジスタ111、書き込み制御トランジスタ112およびスイッチングトランジスタ113のゲートはいずれもオフの状態であり、当然に消灯状態となる。なお、他の偶数行の画素回路110も消灯状態である。
なお、図9(5)に対応する期間においては、2N+1行目または2N−1行目の画素回路110が接続している電源供給配線E/NL2にはELVDDが供給される。したがって、データ電圧の書き込みが行われる2N+1行目の画素回路110以外の奇数行の画素回路110は発光状態である。
図9(6)に対応する期間においては、2N行目の画素回路110が接続している電源供給配線E/NL2にはELVDDが供給される。ここにおいて、2N行目の画素回路110の容量素子114は、図9(3)および図9(4)を用いて説明した動作を経て表示部に表示される階調に応じた電圧を保持した状態である。発光制御線ECLによりLレベルのEM信号が供給され、ゲート線GL3およびゲート線GL2によりHレベルの制御信号が供給されることから、2N行目の画素回路110の書き込み制御トランジスタ112およびスイッチングトランジスタ113はいずれもオフとなるが、電源供給制御トランジスタはオン状態となる。したがって、ELVDDが2N行目の画素回路110の電源供給制御トランジスタを介して駆動トランジスタ115の第1端子に供給される。そして、2N行目の画素回路110の駆動トランジスタ115の第1端子に供給されるELVDDは、容量素子114が保持する電圧よりも高い電圧に設定されていることから(図5を参照。)駆動トランジスタ115のゲートはオンし、駆動トランジスタ115は容量素子114が保持する電圧に応じた電流を電流発光素子190に供給する。2N行目の画素回路110の電流発光素子190は電流量に応じた輝度で発光する。なお、偶数行の2N+2行目の画素回路110は、データ電圧の書き込みが行われていることから発光していないが、それ以外の偶数行の画素回路110は発光している。
図9(6)に対応する期間においては、2N+1行目または2N−1行目の画素回路110が接続している電源供給配線E/NL2にはVinitが供給される。したがって、2N+1行目および2N−1行目の画素回路110を含むすべての奇数行の画素回路110は消灯状態である。
以上のとおり、N行目の画素回路110の動作を中心に本発明にかかる電気光学装置の一連の動作を説明した。以上の一連の動作の後は、次のデータ電圧の書き込みがされるまで、図9の(5)および(6)の状態が繰り返される。
(第2実施形態)
図10は、2N−1行目ないし2N+1行目の画素回路110に関する各信号の第2実施例にかかるタイミングチャートを示す図である。図10に示すように、ある1水平期間に2N行目のゲート線GL2にLレベルの制御信号G2が供給された後、その後に続く1水平期間に同じようにLレベルの制御信号G2が供給されるように制御する場合(図10に円で囲った)、2N行目のゲート線GL2の2水平期間の制御信号の波形は、2N行―1目のゲート線GL3の2水平期間の制御信号の波形と同じであるため、N行目のゲート線GL2の制御信号G2は、N−1行目のゲート線GL3の制御信号G3と共有できることから、ゲートドライバ20を簡素化することが可能となる。
なお、N行目のゲート線GL2のLレベルの制御信号G2がある1水平期間に供給された後、その後に続く1水平期間にも同じようにLレベルの制御信号G2が供給されるように制御したとしても不都合はない。偶数行の画素回路110は、Vinitが供給されて消灯状態であるため、制御信号G2により、書き込み制御トランジスタ112がオンしてデータ電圧が画素回路110に供給されたとしても電流発光素子190は発光しないためである。
(第3実施形態)
図11は、本発明にかかる電気光学装置の第3の実施例にかかる電気光学装置10の全体構成図である。複数組の電源供給配線E/NL1および電源供給配線E/NL2のうち1水平期間にELVDDが供給される電源供給配線同士は横方向に延長される配線で接続され、複数組の電源供給配線のうち同じ1水平期間にVinitが供給される電源供給配線同士は横方向に延長される配線で接続されている。かかる構成により、例えば、電源供給配線が網目状となり、電源供給配線に接続される各画素回路110の電流発光素子に流れる電流の量に応じて電源供給配線の電圧降下にバラツキが生じるために生じるクロストークを目立たなくすることが可能となる。
図12の(1)は、第1実施形態にかかる電気光学装置10において、全画面グレーの背景に白のウィンドウを表示した場合の画像である。一方、図12の(2)は、第3実施形態にかかる電気光学装置10において、全画面グレーの背景に白のウィンドウを表示した場合の画像である。実施例1にかかる電気光学装置10の場合、電源供給配線E/NLは縦方向にしか配置されないため、白ウィンドウを表示すると、その上下の画素は、電圧降下が大きいため、他の画素に比べて暗くなる。一方、実施例2にかかる電気光学装置10の場合、電源供給配線E/NLは網の目状に配置されるため、白ウィンドウの上下での境目がぼやけるため、電圧降下のムラ(クロストーク)が目立たない。なお、第1実施形態にかかる電気光学装置ないし第3実施形態にかかる電気光学装置を組み合わせて実施することはすることは可能であり、各実施形態を組み合わせて実施することにより、少なくとも各実施形態による作用効果をそれぞれ享受することが可能となる。
(第4実施形態)
図13は、第4実施形態にかかる電子機器1−1の構成を示す概略図である。第1、第2および第3実施形態にかかる電子機器1の構成と基本的に同じであるが、電源供給配線E/NLの配置が異なる。第1、第2および第3の実施形態にかかる電子機器1の場合、隣接する2列の画素100毎に電源供給配線E/NLが2本ずつ配置されたが、第4実施形態にかかる電子機器1−1の場合、隣接する2列の画素100毎に電源供給配線E/NLは1本ずつ配置される。したがって、本実施例の場合、隣接する2列の画素100は、同じ電源供給配線E/NLに接続される。本実施例では、電源供給配線E/NLは2列の画素100の各列の間に配置されているが、隣接する2列の画素100毎に1本ずつ配置されていれば、特に隣接する2列の画素100との関係で配置を限定するものではない。ただし、隣接する2列の画素100の間に電源供給配線E/NLが配置される場合、各画素100を電源供給配線E/NLに接続するための配線の長さを短くすることが可能となり、無用な寄生キャパシタを減らすことができるなどの作用がある。
図14は、本発明の第4実施形態に係るデマルチプレクサ41−1の1つのブロック内の構成を示す回路図である。この例では、デマルチプレクサ41−1は、画素100の2列毎に対応する複数のブロックを有し、制御部80の制御にしたがって供給される制御信号CLA1−1、CLA2−1、CLA3−1、CLA4−1により動作する。図16または図18に示すように、デマルチプレクサ41−1は、制御信号CLA1−1およびCLA2−1に応じてデータ電圧をデータ線DLに供給し、制御信号CLA3−1およびCLA4−1に応じてELVDDまたはVinitを電源供給配線に供給する。なお、図16および図18においては、制御信号CLA1−1およびCLA2−1は、1水平走査期間の1/4の間隔で供給されるように構成されている。かかる構成により制御部80とデマルチプレクサ41−1との間でデータ電圧を伝達する配線の数を少なくすることが可能となる。
データ線DL1およびDL2を制御する制御信号CLA1−1およびCLA2−1は、1水平走査期間の1/2の間隔で供給されるように構成しても構わない。
図15は、本発明の第4実施形態に係る各画素100が有する画素回路110の構成を示す回路図である。画素回路110の構成は、第1、第2および第3の実施形態にかかる画素回路110の構成と同じである。
画素回路110は、電源供給配線E/NL、複数のゲート線(G1、G2、G3)、発光制御線ECL、データ線DLおよび低電位側ELVSSに接続される。画素回路110を構成する各トランジスタ(111、112、113および115)、容量素子114および電流発光素子190と電源供給配線E/NL、
ゲート線GL1、GL2およびGL3、発光制御線ECL、データ線DLおよび低電位側ELVSSとの接続関係は、第1ないし第3実施形態にかかる画素回路110と同じである。したがって、第4実施形態にかかる画素回路110を構成する各素子とそれが関連する動作も第1ないし第3実施形態にかかる画素回路110を構成する各素子と同様である。また、高電位側の電圧であるELVDD、低電位側の電圧であるELVSS、初期化の電圧であるVinit、ゲート線GL1に供給されるVSSおよびVMM、データ電圧(ここではData)の関係も、第1ないし第3の実施形態と同様である。
(タイミングチャート)
図16は、2N−1行目ないし2N+1行目の画素回路110に関する各信号のタイミングチャートを示す図である。図16(1)〜(5)は、各期間における、2N行目および前後の行(N−1行目およびN+1行目)の画素回路110の状態を説明する図である。ここで、Nは偶数であるものとする。したがって、N行は偶数行であり、2N+1または2N―1は奇数行となる。また、前述のとおり、隣接する2列の画素回路110毎に1本の電源供給配線が配置されるため、隣接する2列の画素回路110は同じ電源供給配線に接続される。なお、図16において、各信号の名称に付された(2n)、(2n−1)などは、それぞれ2N行目、2N−1行目などに供給される信号を示している。例えば、EM(2n)は、2n行目に供給される発光制御信号であるEM信号を示している。
図16に示す「1H」は1水平走査期間を示している。第4実施形態においては、「1H」の1/2の期間の単位でVinitまたはELVDDが電源供給配線E/NLに交互に供給される。図17における(1)〜(5)は、図16における各期間に対応する。また、データ電圧Dataの信号以外の各信号は、Hレベル、Lレベルの電圧になっている。この例ではトランジスタはp型であるため、Lレベルの電圧がゲート電極に供給されるとオン状態になるように構成されている。
図16における(1)から(5)の期間について、図17を用いて2N行目の画素回路110の動作を中心にそれぞれ説明する。図17(1)に対応する期間おいては、電源供給配線E/NLにはVinitが供給される。まず、2N行目の画素回路110のゲート線GL3にはHレベルの制御信号が供給され、ゲート線GL2およびに発光制御線ECLにはLレベルの制御信号およびEM信号が供給されることにより、書き込み制御トランジスタ112はオフし、スイッチングトランジスタ113および電源供給制御トランジスタ111はオンする。そして、ゲート線GL1がVMMからVSSに遷移することにより、初期化が行われる。なお、2N−1行目の画素回路110においては、ゲート線GL3およびGL2にLレベルの制御信号が供給されて書き込み制御トランジスタ112およびスイッチングトランジスタ113がオンすることにより、容量素子114にはデータ電圧の書き込みが行われる。
図17(2)に対応する期間においては、電源供給配線E/NLにはELVDDが供給される。また、データ線DL1およびDL2の各配線には、階調に応じた電圧がそれぞれ供給されて、各データ線にデータ電圧がプログラムされる。このとき2N行目の画素回路110のゲート線GL3および発光制御線ECLにはHレベルの制御信号及びEM信号が供給されるため、電源供給制御トランジスタ111および書き込み制御トランジスタ112はいずれもオフすることから、データ電圧が書き込まれることもないし、発光することもない。2N−1行目の画素回路110および2N+1行目の画素回路110においては、電源供給配線E/NLにLレベルのEM信号が供給され、ゲート線GL2およびゲート線GL3にHレベルの制御信号が供給されることにより、電源供給制御トランジスタ111はオンし、スイッチングトランジスタ113および書き込み制御トランジスタ112はオフすることにより電流発光素子に電流が供給される。
図17(3)および図17(4)に対応する期間で1水平走査期間の1/2の期間を構成するが、この間においては、電源供給配線E/NLにはVinitが供給される。まず、2N行目の画素回路110のゲート線GL3およびGL2には、Lレベルの制御信号が供給されて書き込み制御トランジスタ112およびスイッチングトランジスタ113がオンし、発光制御線ECLにはHレベルのEM信号が供給されて電源供給制御トランジスタ111がオフすることにより、図17(2)に対応する期間に各データ線DL1およびDL2に書き込まれたデータ電圧が容量素子114に供給される。図17(4)に対応する期間において、2N行目の画素回路110のゲート線GL3およびゲート線GL2に供給される制御信号もHレベルの制御信号に遷移することにより書き込み制御トランジスタ112およびスイッチングトランジスタ113はオフする。また、ゲート線GL1の電位はVSSからVMMに遷移するため、容量素子114が図17(3)に対応する期間に保持した電圧が昇圧される。N−1行目の画素回路110においては、ゲート線GL3およびゲート線GL2にLレベルの制御信号が供給されて書き込み制御トランジスタ112およびスイッチングトランジスタ113はオンし、容量素子114にはデータ電圧の書き込みが行われる。
図17(3)および図17(4)に対応する期間を通じて、2N+1行目の画素回路110については、発光制御線ECLおよびゲート線GL2にLレベルのEM信号および制御信号が供給されるため、電源供給制御トランジスタ111およびスイッチングトランジスタ113はオンすることによりVinitが容量素子114に供給され、ゲート線GL1の電位がVMMからVSSに遷移することにより、容量素子114の電圧が初期化される。
図17(5)に対応する期間おいては、電源供給配線E/NLにはELVDDが供給される。また、データ線DL1およびDL2に、それぞれ階調に応じた電圧が供給されて、各データ線へデータ電圧がプログラムされる。このとき2N−1行目の画素回路110および2N行目の画素回路110には、それぞれ電源供給配線E/NLにLレベルの制御信号およびEM信号が供給され、ゲート線GL2およびゲート線GL3にHレベルの制御信号が供給されることにより、電源供給制御トランジスタ111はオンし、スイッチングトランジスタ113および書き込み制御トランジスタ112はオフすることにより電流発光素子に、容量素子114が保持する電圧に応じた電流が供給される。N+1行目の画素回路110のゲート線GL3および発光制御線ECLにはHレベルの制御信号およびEM信号が供給されるため、電源供給制御トランジスタ111および書き込み制御トランジスタ112はいずれもオフすることから、データ電圧が書き込まれることはないし、発光することもない。
以上のとおり、N行目の画素回路110の動作を中心に本発明にかかる電気光学装置の一連の動作を説明した。以上の一連の動作の後は、次のデータ電圧の書き込みがされるまで、図17の(2)および(4)の状態が繰り返される。このように、一連の動作を制御することにより、初期化を1水平期間の前に行うことが可能となり、十分な発光デューティー比を確保しつつ、書き込み期間を確保することが可能となる。
(第5実施形態)
図18および図19に基づいて、本発明の第5実施形態を説明する。第5実施形態は、第4実施形態と基本的に同じであるが、各信号のタイミングチャートが異なる。図18は、第5実施形態にかかる2N−1行目ないし2N+1行目の画素回路110に関する各信号のタイミングチャートを示す図である。図19(1)〜(5)は、各期間における、2N行目および前後の行(2N−1行目および2N+1行目)の画素回路110の状態を説明する図である。ここでも、Nは偶数であるものとする。したがって、2N行は偶数行であり、2N+1または2N―1は奇数行となる。また、前述のとおり、2列の画素回路110毎に1本の電源供給配線が配置されるため、2列の画素回路110は同じ電源供給配線に接続される。なお、図18において、各信号の名称に付された(2n)、(2n−1)などは、それぞれ2N行目、2N−1行目などに供給される信号を示している。例えば、EM(2n)は、2n行目に供給される発光制御信号であるEM信号を示している。
図18に示す「1H」は図16と同様に、1水平走査期間を示している。第5実施形態においても、「1H」の1/2の期間の単位でVinitまたはELVDDが電源供給配線E/NLに交互に供給される。図19における(1)〜(5)は、図18における各期間に対応する。また、データ電圧Dataの信号以外の各信号は、Hレベル、Lレベルの電圧になっている。この例ではトランジスタはp型であるため、Lレベルの電圧がゲート電極に印加されるとオン状態になるように構成されている。
図18における(1)から(5)の期間について、図19を用いて2N行目の画素回路110の動作を中心にそれぞれ説明する。図19(1)に対応する期間においては、電源供給配線E/NLにはVinitが供給される。また、データ線DL1およびDL2には階調に応じたデータ電圧がそれぞれプログラムされる。2N行目の画素回路110のゲート線GL3にはHレベルの制御信号が供給され、ゲート線GL2およびに発光制御線ECLにはLレベルの制御信号およびEM信号が供給されることにより、書き込み制御トランジスタ112はオフし、スイッチングトランジスタ113および電源供給制御トランジスタ111はオンすることによりVinitが容量素子114に供給される。そして、2N行目の画素回路110のゲート線GL1がVMMからVSSに遷移することにより、初期化が行われる。また、2N−1行目の画素回路110および2N+1行目の画素回路110においては、ゲート線GL3にHレベルの制御信号が供給され、書き込み制御トランジスタ112はオフし、2N行目の書き込み制御トランジスタ112も前述のとおりオフしていることから、データ線DL1およびDL2に階調に応じたデータ電圧がそれぞれ書き込まれている間、各行の画素回路110にデータ電圧の書き込みが行われることはない。
図19(2)および図19(3)に対応する期間においては、電源供給配線E/NLにはELVDDが供給される。まず、図19(2)に対応する期間において、2N行目の画素回路110のゲート線GL3およびゲート線GL2にはLレベルの制御信号が供給されるため、書き込み制御トランジスタ112およびスイッチングトランジスタ113はオンする。また、発光制御線ECLにはHレベルのEM信号が供給されるため、電源供給制御トランジスタ111はオフする。このとき、駆動トランジスタ115のゲート電圧は、図19(1)に対応する期間に初期化されて各データ線DL1およびDL2にプログラムされたデータ電圧よりも低い電圧であるため、図19(1)に対応する期間に各データ線DL1およびDL2に書き込まれたデータ電圧が駆動トランジスタ115の第2端子に供給されると、駆動トランジスタ115のゲートはオンし、データ線DL1およびDL2にそれぞれ書き込まれたデータ電圧は容量素子114に供給される。
図19(4)に対応する期間おいては、電源供給配線E/NLにはVinitが供給される。また、データ線DL1およびDL2には階調に応じたデータ電圧がそれぞれプログラムされる。2N行目の画素回路110および2N−1行目の画素回路110のゲート線GL3およびゲート線GL2にはHレベルの制御信号が供給されるため、書き込み制御トランジスタ112およびスイッチングトランジスタ113のゲートはそれぞれオフする。また、2N+1行目の画素回路110のゲート線GL3にもHレベルの制御信号が供給されるため、書き込み制御トランジスタ112のゲートはオフする。したがって、階調に応じたデータ電圧の書き込みがデータ線DL1およびDL2にそれぞれ行われている間、2N−1行目、2N行目および2N+1行目の各画素回路110にデータ電圧が書き込まれることはない。また、2N+1行目の画素回路110のゲート線GL2および発光制御線ECLにはLレベルの制御信号およびEM信号が供給されるため、スイッチングトランジスタ113および電源供給制御トランジスタ111はオンしてVinitが容量素子114に供給され、ゲート線GL1の電位がVMMからVSSに遷移することにより、容量素子114が保持する電圧が初期化される。
図19(5)に対応する期間においては、電源供給配線E/NLにはELVDDが供給される。このとき2N−1行目の画素回路110および2N行目の画素回路110には、それぞれ電源供給配線E/NLにLレベルのEM信号が供給され、ゲート線GL2およびゲート線GL3にHレベルの制御信号が供給されることにより、電源供給制御トランジスタ111はオンし、スイッチングトランジスタ113および書き込み制御トランジスタ112はオフすることにより駆動トランジスタ115の第1端子にELVDDが供給されて駆動トランジスタ115がオンすることにより、容量素子114が保持する電圧に応じた電流が電流発光素子に供給される。N+1行目の画素回路110について述べると、発光制御線ECLにはHレベルのEM信号が供給されるため、電源供給制御トランジスタ111はオフする。また、ゲート線GL3およびゲート線GL2にLレベルの制御信号が供給されるため、書き込み制御トランジスタ112およびスイッチングトランジスタ113はオンする。このとき、容量素子114が保持する電圧は、図19(4)に対応する期間における初期化により、各データ線DL1およびDL2に書き込まれたデータ電圧よりも低い電圧であるため、図19(4)に対応する期間に各データ線DL1およびDL2に書き込まれたデータ電圧が駆動トランジスタ115の第2端子に供給されると、駆動トランジスタ115はオンし、データ線DL1およびDL2にそれぞれ書き込まれたデータ電圧は容量素子114に供給される。なお、前述のとおり、電源供給制御トランジスタ111はオフ状態であるため、発光することはない。
以上のとおり、N行目の画素回路110の動作を中心に本発明の第5実施形態にかかる電気光学装置の一連の動作を説明した。以上の一連の動作の後は、次のデータ電圧の書き込みがされるまで、図19の(4)および(5)の状態が繰り返される。このように、一連の動作を制御することにより、初期化をデータ線DLにデータ電圧をプログラムしている間に行うことが可能となり、十分な発光デューティー比を確保しつつ、書き込み期間を確保することが可能となる。
(第6実施形態)
図20は、本発明にかかる電気光学装置の第6実施形態にかかる電気光学装置10−1の全体構成図である。電源供給配線E/NL同士は横方向に延長される配線で互いに接続されている。かかる構成により、電源供給配線が網目状となり、第3実施形態にかかる電気光学装置と同様に、電源供給配線に接続される各画素回路110の電流発光素子に流れる電流の量に応じて電源供給配線の電圧降下にバラツキが生じるために生じるクロストークを目立たなくすることが可能となる。
なお、第4実施形態にかかる電気光学装置ないし第6実施形態にかかる電気光学装置を組み合わせて実施することはすることは可能であり、各実施形態を組み合わせて実施することにより、少なくとも各実施形態による作用効果をそれぞれ享受することが可能となる。
以上、本発明の実施形態にかかる電気光学装置に関して説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
1…電子機器、10…電気光学装置、10−1…電気光学装置、20…ゲート線制御回路、30…発光制御回路、40…データ線制御回路、41…デマルチプレクサ、80…制御部、90…電源、100…画素、110…画素回路、111〜113…トランジスタ、114…容量素子、190…電流発光素子

Claims (14)

  1. マトリクス状に配置される複数の画素回路と、
    y方向に延長され、前記複数の画素回路の隣接する2列に2本ずつ配置されて第1電圧と第2電圧とが交互に印加される1組の電源供給配線と、
    前記y方向に延長されてデータ電圧を伝達するデータ線と、
    前記y方向と交差するx方向に延長されて制御信号を伝達する複数のゲート線とを具備する電気光学装置であって、
    前記複数の画素回路の各々は、
    電流量に応じた輝度で発光する電流発光素子と、
    前記データ線に接続されて該画素回路への前記データ電圧の書き込みを制御する書き込み制御トランジスタと、
    前記電流発光素子へ供給される電流量を制御する駆動トランジスタと
    前記1組の電源供給配線のいずれか1つに接続されて前記第1電圧または前記第2電圧を前記該画素回路への供給を制御する電源供給制御トランジスタと、
    前記駆動トランジスタのゲートと前記電源供給制御トランジスタのソースまたはドレインとの間に接続されて前記駆動トランジスタのゲート電圧を制御するスイッチングトランジスタと、
    一方の端子が前記駆動トランジスタのゲートに接続されて他方の端子が前記複数の制御配線のうちの1つに接続されて階調に応じた電圧を保持する容量素子とを含み、
    前記1組の電源供給配線は第1電源供給配線と第2電源供給配線とからなり、前記第1電源供給配線および前記第2電源供給配線はそれぞれ前記隣接する2列の画素回路の偶数行または奇数行のいずれか1つに接続される
    ことを特徴とする電気光学装置。
  2. 前記容量素子は第3電圧と前記第3電圧よりも高い電圧である第4電圧のいずれか1つを伝達する第1ゲート線に接続されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
  3. 前記1組の電源供給配線の駆動を制御する電源供給配線駆動回路は、前y方向に沿って配置される
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の電気光学装置。
  4. 前記書き込み制御トランジスタ、前記駆動トランジスタ、前記電源供給制御トランジスタ、および前記スイッチングトランジスタはいずれも第1導電性トランジスタで形成されている
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の電気光学装置。
  5. 前記第1導電性トランジスタはp型の導電性トランジスタである
    ことを特徴とする請求項4に記載の電気光学装置。
  6. 前記データ電圧は、前記電流発光素子の発光閾値電圧よりも低い電圧であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の電気光学装置。
  7. 前記1組の電源供給配線は複数組具備され、
    前記複数組の電源供給配線のうち第1期間に前記第1電圧が供給される電源供給配線同士は前記x方向に延長される配線で接続され、
    前記複数組の電源供給配線のうち前記第1期間に前記第2電圧が供給される電源供給配線同士は前記x方向に延長される配線で接続される
    ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の電気光学装置。
  8. マトリクス状に配置される複数の画素回路と、
    y方向に延長され、前記複数の画素回路の隣接する2列に2本ずつ配置される1組の電源供給配線であって、前記1組の電源供給配線は第1電源供給配線と第2電源供給配線とからなり、前記第1電源供給配線および前記第2電源供給配線はそれぞれ前記隣接する2列の画素回路の偶数行または奇数行のいずれか1つに接続される1組の電源供給配線と、
    前記y方向に延長されてデータ電圧を伝達するデータ線と、
    前記y方向と交差するx方向に延長されて制御信号を伝達する複数のゲート線とを具備し、
    前記複数の画素回路の各々は、
    電流量に応じた輝度で発光する電流発光素子と、
    前記データ線に接続されて該画素回路への前記データ電圧の書き込みを制御する書き込み制御トランジスタと、
    前記電流発光素子へ供給される電流量を制御する駆動トランジスタと、
    前記1組の電源供給配線のいずれか1つに接続されて前記第1電圧または前記第2電圧の前記該画素回路への供給を制御する電源供給制御トランジスタと、
    前記駆動トランジスタのゲートと前記電源供給制御トランジスタのソースまたはドレインとの間に接続されて前記駆動トランジスタのゲート電圧を制御するスイッチングトランジスタと、
    一方の端子が前記駆動トランジスタのゲートおよび前記スイッチングトランジスタのソースまたはドレインに接続されて他方の端子が前記複数のゲート線のうちの1つに接続されて階調に応じた電圧を保持する容量素子とを含む電気光学装置を駆動する駆動方法であって、
    前記1組の電源供給配線のいずれか一方の電源供給配線に第1電圧を供給し、他方の電源供給配線に前記第1電圧とは異なる第2電圧を供給し、
    前記第1電圧が供給される少なくとも1つの画素回路においては、前記電流発光素子へ前記駆動トランジスタを介して電流の供給を行い、
    前記第2電圧が供給される少なくとも1つの画素回路においては、前記第2電圧を前記スイッチングトランジスタを介して前記容量素子に供給する
    ことを特徴とする電気光学装置を駆動する駆動方法。
  9. 前記第1電圧が供給される少なくとも1つの画素回路においては、前記データ電圧が前記書き込み制御トランジスタを介して書き込まれる画素回路を除く画素回路の前記電流発光素子へは前記駆動トランジスタを介して電流の供給を行うことを特徴とする請求項8に記載の電気光学装置を駆動する駆動方法。
  10. 前記容量素子が接続されているゲート線に第3電圧と前記第3電圧よりも高い電圧である第4電圧のいずれかを供給する
    ことを特徴とする請求項8または9に記載の電気光学装置を駆動する駆動方法。
  11. 前記データ線には、前記電流発光素子の発光閾値電圧よりも低い電圧を供給することを特徴とする
    請求項8ないし10のいずれかに記載の電気光学装置を駆動する駆動方法。
  12. 前記マトリクス状に配置される複数の画素回路のN行目の画素回路の前記スイッチングトランジスタのゲート電圧を制御する制御信号とN−1行目の画素回路の前記書き込み制御トランジスタのゲートを制御する制御信号とを共用することを特徴とする請求項8ないし11のいずれかに記載の電気光学装置を駆動する駆動方法。
  13. 電気光学装置に具備されるマトリクス状に配置される複数の画素回路であって、前記複数の画素回路の各々は電流量に応じた輝度で発光する電流発光素子とデータ線に接続される書き込み制御トランジスタと前記電流発光素子に供給される電流量を制御する駆動トランジスタと電源供給配線に接続される電源供給制御トランジスタと前記駆動トランジスタのゲートと前記電源供給制御トランジスタのソースまたはドレインとの間に接続されるスイッチングトランジスタと一方の端子が前記駆動トランジスタのゲートに接続される容量素子とを含む画素回路と、y方向に延長され、前記複数の画素回路の隣接する2列の間に配置されて前記2列の複数の画素回路がそれぞれ接続される電源供給配線と、前記y方向に延長されてデータ電圧を伝達するデータ線と、前記y方向と交差するx方向に延長されて制御信号を伝達する複数のゲート線とを具備する駆動回路の駆動方法であって、
    前記電源供給配線に第2電圧が供給される第1期間にN行目の画素回路に書き込み制御トランジスタをオフすることにより前記容量素子が保持する電位の初期化を行い、
    前記第1期間経過後の前記電源供給配線に第1電圧が供給される第2期間に前記N行目の画素回路には書き込み制御トランジスタをオフして前記データ線に所定のデータ電圧の供給を行い、
    前記第2期間経過後の前記電源供給配線に前記第2電圧が供給される第3期間に前記N行目の画素回路に前記書き込み制御トランジスタを介して前記所定のデータ電圧を書き込み、前記書き込まれた電圧の昇圧を行い、
    前記第3期間経過後の前記電源供給配線に前記第1電圧が供給される第4期間に前記N行目の画素回路の前記電流発光素子に前記駆動トランジスタを介して電流を供給する
    ことを特徴する電気光学装置を駆動する駆動方法。
  14. 電気光学装置に具備されるマトリクス状に配置される複数の画素回路であって、前記複数の画素回路の各々は電流量に応じた輝度で発光する電流発光素子とデータ線に接続される書き込み制御トランジスタと前記電流発光素子に供給される電流量を制御する駆動トランジスタと電源供給配線に接続される電源供給制御トランジスタと前記駆動トランジスタのゲートと前記電源供給制御トランジスタのソースまたはドレインとの間に接続されるスイッチングトランジスタと一方の端子が前記駆動トランジスタのゲートに接続される容量素子とを含む画素回路と、y方向に延長され、前記複数の画素回路の隣接する2列の間に配置されて前記2列の複数の画素回路がそれぞれ接続される電源供給配線と、前記y方向に延長されてデータ電圧を伝達するデータ線と、前記y方向と交差するx方向に延長されて制御信号を伝達する複数のゲート線とを具備する駆動回路の駆動方法であって、
    前記電源供給配線に第2電圧が供給される第1期間に、すべての行の画素回路の書き込み制御トランジスタをオフして、前記データ線に階調に応じたデータ電圧を供給することにより前記データ線を前記階調に応じたデータ電圧でプログラムし、N行目の画素回路についてはさらに前記電源供給制御トランジスタおよび前記スイッチングトランジスタをオンすることにより前記N行目の画素回路の前記容量素子が保持する電位の初期化を行うことを特徴する電気光学装置を駆動する駆動方法。
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