JP2015079107A - 表示装置、表示装置の駆動方法、及び、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光部の消光期間において、駆動トランジスタからスイッチングトランジスタを通して流れる貫通電流を抑制することが可能な表示装置、当該表示装置の駆動方法、及び、当該表示装置を有する電子機器を提供する。【解決手段】本開示の表示装置は、発光部、映像信号を書き込む書込みトランジスタ、書込みトランジスタによって書き込まれた映像信号に基づいて発光部を駆動する駆動トランジスタ、及び、発光部の一端に固定電位を与えるスイッチングトランジスタを含む画素が配置されて成る画素アレイ部を備え、駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタのゲート電極に書き込むことによって発光部を消光状態にする。【選択図】 図5
Description
本開示は、表示装置、表示装置の駆動方法、及び、電子機器に関する。
近年、表示装置としては、発光部を含む画素が行列状(マトリクス状)に配置されて成る平面型(フラットパネル型)の表示装置が主流となっている。この種の表示装置において、発光部を駆動する駆動回路として、映像信号を書き込む書込みトランジスタ、発光部を駆動する駆動トランジスタ、及び、駆動トランジスタのソース電極に固定電位を与えるスイッチングトランジスタの3つのトランジスタ(Tr)を有する構成のものがある(例えば、特許文献1参照)。
上記の構成の駆動回路を含む表示装置にあっては、スイッチングトランジスタが導通状態になり、駆動トランジスタのソース電極に固定電位を与えることによって発光部の消光期間に入る。しかし、発光部の消光期間において、駆動トランジスタとスイッチングトランジスタとが共に導通状態にある時間が長くなるため、駆動トランジスタからスイッチングトランジスタを通して多くの貫通電流が流れる。その結果、発光部の発光に寄与しない多くの無駄な電力を消費することになる。
そこで、本開示は、発光部の消光期間において、駆動トランジスタからスイッチングトランジスタを通して流れる貫通電流を抑制することが可能な表示装置、当該表示装置の駆動方法、及び、当該表示装置を有する電子機器を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための本開示の表示装置は、
発光部、映像信号を書き込む書込みトランジスタ、書込みトランジスタによって書き込まれた映像信号に基づいて発光部を駆動する駆動トランジスタ、及び、発光部の一端に固定電位を与えるスイッチングトランジスタを含む画素が配置されて成る画素アレイ部と、
駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタのゲート電極に書き込むことによって発光部を消光状態にする駆動部と、
を備える構成となっている。
発光部、映像信号を書き込む書込みトランジスタ、書込みトランジスタによって書き込まれた映像信号に基づいて発光部を駆動する駆動トランジスタ、及び、発光部の一端に固定電位を与えるスイッチングトランジスタを含む画素が配置されて成る画素アレイ部と、
駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタのゲート電極に書き込むことによって発光部を消光状態にする駆動部と、
を備える構成となっている。
また、上記の目的を達成するための本開示の表示装置の駆動方法は、
発光部、映像信号を書き込む書込みトランジスタ、書込みトランジスタによって書き込まれた映像信号に基づいて発光部を駆動する駆動トランジスタ、及び、発光部の一端に固定電位を与えるスイッチングトランジスタを含む画素が配置されて成る表示装置に駆動に当たって、
駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタのゲート電極に書き込むことによって発光部を消光状態にする構成となっている。
発光部、映像信号を書き込む書込みトランジスタ、書込みトランジスタによって書き込まれた映像信号に基づいて発光部を駆動する駆動トランジスタ、及び、発光部の一端に固定電位を与えるスイッチングトランジスタを含む画素が配置されて成る表示装置に駆動に当たって、
駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタのゲート電極に書き込むことによって発光部を消光状態にする構成となっている。
また、上記の目的を達成するための本開示の電子機器は、
発光部、映像信号を書き込む書込みトランジスタ、書込みトランジスタによって書き込まれた映像信号に基づいて発光部を駆動する駆動トランジスタ、及び、発光部の一端に固定電位を与えるスイッチングトランジスタを含む画素が配置されて成る画素アレイ部と、
駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタのゲート電極に書き込むことによって発光部を消光状態にする駆動部と、
を備える表示装置を有する構成となっている。
発光部、映像信号を書き込む書込みトランジスタ、書込みトランジスタによって書き込まれた映像信号に基づいて発光部を駆動する駆動トランジスタ、及び、発光部の一端に固定電位を与えるスイッチングトランジスタを含む画素が配置されて成る画素アレイ部と、
駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタのゲート電極に書き込むことによって発光部を消光状態にする駆動部と、
を備える表示装置を有する構成となっている。
上記の構成の表示装置、表示装置の駆動方法、あるいは、電子機器において、駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタのゲート電極に書き込むことで、駆動トランジスタが非導通状態になり、発光部の発光期間が終了し、消光期間に入る。すなわち、消光期間の開始のタイミングが、スイッチングトランジスタが導通状態になるタイミングではなく、書込みトランジスタが導通状態になるタイミングで規定される。そして、駆動トランジスタが非導通状態になることで、駆動トランジスタからスイッチングトランジスタを通して流れる貫通電流を抑制できる。
本開示によれば、発光部の消光期間において、駆動トランジスタからスイッチングトランジスタを通して流れる貫通電流を抑制できるために、発光部の発光に寄与しない無駄な電力消費を抑えることができる。
尚、ここに記載された効果に必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載されたいずれかの効果であってもよい。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、これに限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。
尚、ここに記載された効果に必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載されたいずれかの効果であってもよい。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、これに限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。
以下、本開示の技術を実施するための形態(以下、「実施形態」と記述する)について図面を用いて詳細に説明する。本開示の技術は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値などは例示である。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は以下の順序で行う。
1.本開示の表示装置、表示装置の駆動方法、及び、電子機器、全般に関する説明
2.本開示の技術が適用される表示装置
2−1.システム構成
2−2.画素回路
2−3.比較例に係る駆動方法
3.実施形態の説明
3−1.実施例1
3−2.実施例2
3−3.実施例3
4.変形例
5.電子機器
1.本開示の表示装置、表示装置の駆動方法、及び、電子機器、全般に関する説明
2.本開示の技術が適用される表示装置
2−1.システム構成
2−2.画素回路
2−3.比較例に係る駆動方法
3.実施形態の説明
3−1.実施例1
3−2.実施例2
3−3.実施例3
4.変形例
5.電子機器
<本開示の表示装置、表示装置の駆動方法、及び、電子機器、全般に関する説明>
本開示の表示装置は、発光部を駆動する駆動回路が、書込みトランジスタ、駆動トランジスタ、及び、スイッチングトランジスタの3つのトランジスタ(Tr)を少なくとも含む構成の画素(画素回路)が配置されて成る平面型(フラットパネル型)の表示装置である。平面型の表示装置としては、有機EL表示装置、液晶表示装置、プラズマ表示装置などを例示することができる。これらの表示装置のうち、有機EL表示装置は、有機材料のエレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence:EL)を利用し、有機薄膜に電界をかけると発光する現象を用いた有機EL素子を画素の発光素子(電気光学素子)として用いている。
本開示の表示装置は、発光部を駆動する駆動回路が、書込みトランジスタ、駆動トランジスタ、及び、スイッチングトランジスタの3つのトランジスタ(Tr)を少なくとも含む構成の画素(画素回路)が配置されて成る平面型(フラットパネル型)の表示装置である。平面型の表示装置としては、有機EL表示装置、液晶表示装置、プラズマ表示装置などを例示することができる。これらの表示装置のうち、有機EL表示装置は、有機材料のエレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence:EL)を利用し、有機薄膜に電界をかけると発光する現象を用いた有機EL素子を画素の発光素子(電気光学素子)として用いている。
画素の発光部として有機EL素子を用いる有機EL表示装置は次のような特長を持っている。すなわち、有機EL素子が10V以下の印加電圧で駆動できるために、有機EL表示装置は低消費電力である。有機EL素子が自発光型の素子であるために、有機EL表示装置は、同じ平面型の表示装置である液晶表示装置に比べて、画像の視認性が高く、しかも、バックライト等の照明部材を必要としないために軽量化及び薄型化が容易である。更に、有機EL素子の応答速度が数マイクロ秒程度と非常に高速であるために、有機EL表示装置は動画表示時の残像が発生しない。
発光部を構成する有機EL素子は、自発光型の素子であるとともに、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の電気光学素子である。電流駆動型の電気光学素子としては、有機EL素子の他に、無機EL素子、LED素子、半導体レーザー素子などを例示することができる。
有機EL表示装置等の平面型の表示装置は、表示部を備える各種の電子機器において、その表示部(表示装置)として用いることができる。各種の電子機器としては、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ゲーム機、ノート型パーソナルコンピュータ、電子書籍等の携帯情報機器、PDA(Personal Digital Assistant)や携帯電話機等の携帯通信機器などを例示することができる。
本開示の表示装置、表示装置の駆動方法、及び、電子機器にあっては、画素アレイ部の各画素について、駆動トランジスタの閾値電圧のばらつきに起因する駆動電流のばらつきの補正(以下、「閾値補正」と記述する場合もある)を行う機能を有する構成とすることができる。このとき、駆動トランジスタを非導通状態にする電圧について、閾値補正を行う際に用いる基準電圧とすることができる。また、駆動部について、駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を、保持容量に書き込む構成とすることができる。
上述した好ましい構成を含む本開示の表示装置、表示装置の駆動方法、及び、電子機器にあっては、駆動部について、駆動トランジスタを非導通状態にする電圧が駆動トランジスタのゲートに書き込まれた状態において、駆動トランジスタのソースにスイッチングトランジスタを通して固定電位を与える構成とすることができる。このとき、駆動部について、スイッチングトランジスタが導通状態にあるときに、駆動トランジスタを非導通状態にする電圧よりも小さい電圧を駆動トランジスタのゲートに書き込む構成とすることができる。
また、上述した好ましい構成を含む本開示の表示装置、表示装置の駆動方法、及び、電子機器にあっては、駆動トランジスタの閾値電圧をVth_Drvとし、駆動トランジスタのソースに与えられる固定電位をVssとする。このとき、スイッチングトランジスタの導通状態で、駆動トランジスタのゲートに書き込まれる電圧について、(Vth_Drv+Vss)よりも小さい電圧とすることができる。
また、上述した好ましい構成を含む本開示の表示装置、表示装置の駆動方法、及び、電子機器にあっては、スイッチングトランジスタの導通状態で、駆動トランジスタのゲートに書き込まれる電圧について、閾値電圧を補正する際に用いる基準電圧よりも小さい電圧とすることができる。また、駆動部について、閾値電圧を補正する際に用いる基準電圧と、当該基準電圧よりも小さい電圧とを、書込みトランジスタを通して駆動トランジスタのゲートに書き込む構成とすることができる。
また、上述した好ましい構成を含む本開示の表示装置、表示装置の駆動方法、及び、電子機器にあっては、書込みトランジスタの閾値電圧をVth_WSとし、駆動トランジスタの閾値電圧をVth_Drvとし、駆動トランジスタのソースに与えられる固定電位をVssとする。そして、書込みトランジスタを非導通状態にする電圧を、(Vth_WS+Vth_Drv+Vss)よりも小さく設定する。その際、駆動部について、閾値電圧を補正する際に用いる基準電圧を駆動トランジスタのゲートに書き込む前に、スイッチングトランジスタを通して駆動トランジスタのソースに固定電位を与える構成とすることができる。
<本開示の技術が適用される表示装置>
[システム構成]
図1は、本開示の技術が適用されるアクティブマトリクス型表示装置の基本的な構成の概略を示すシステム構成図である。
[システム構成]
図1は、本開示の技術が適用されるアクティブマトリクス型表示装置の基本的な構成の概略を示すシステム構成図である。
アクティブマトリクス型表示装置は、電気光学素子に流れる電流を、当該電気光学素子と同じ画素内に設けた能動素子、例えば絶縁ゲート型電界効果トランジスタによって制御する表示装置である。絶縁ゲート型電界効果トランジスタとしては、典型的には、TFT(Thin Film Transistor;薄膜トランジスタ)を用いることができる。
ここでは、一例として、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の電気光学素子である例えば有機EL素子を、画素(画素回路)の発光素子(発光部)として用いるアクティブマトリクス型有機EL表示装置の場合を例に挙げて説明するものとする。以下では、「画素回路」を単に「画素」と記述する場合もある。
図1に示すように、本開示の有機EL表示装置10は、有機EL素子を含む複数の画素20が行列状(マトリクス状)に2次元配置されて成る画素アレイ部30と、当該画素アレイ部30の周辺に配置される駆動部(駆動回路部)とを有する構成となっている。駆動部は、例えば、画素アレイ部30と同じ表示パネル70上に搭載された書込み走査部40、駆動走査部50、及び、信号出力部60等から成り、画素アレイ部30の各画素20を駆動する。尚、書込み走査部40、駆動走査部50、及び、信号出力部60のいくつか、あるいは全部を表示パネル70外に設ける構成を採ることも可能である。
ここで、有機EL表示装置10がカラー表示対応の場合は、カラー画像を形成する単位となる1つの画素(単位画素/ピクセル)は複数の副画素(サブピクセル)から構成される。このとき、副画素の各々が図1の画素20に相当することになる。より具体的には、カラー表示対応の表示装置では、1つの画素は、例えば、赤色(Red;R)光を発光する副画素、緑色(Green;G)光を発光する副画素、青色(Blue;B)光を発光する副画素の3つの副画素から構成される。
但し、1つの画素としては、RGBの3原色の副画素の組み合わせに限られるものではなく、3原色の副画素に更に1色あるいは複数色の副画素を加えて1つの画素を構成することも可能である。より具体的には、例えば、輝度向上のために白色(White;W)光を発光する副画素を加えて1つの画素を構成したり、色再現範囲を拡大するために補色光を発光する少なくとも1つの副画素を加えて1つの画素を構成したりすることも可能である。
画素アレイ部30には、m行n列の画素20の配列に対して、行方向(画素行の画素の配列方向/水平方向)に沿って走査線31(311〜31m)と駆動線32(321〜32m)とが画素行毎に配線されている。更に、m行n列の画素20の配列に対して、列方向(画素列の画素の配列方向/垂直方向)に沿って信号線33(331〜33n)が画素列毎に配線されている。
走査線311〜31mは、書込み走査部40の対応する行の出力端にそれぞれ接続されている。駆動線321〜32mは、駆動走査部50の対応する行の出力端にそれぞれ接続されている。信号線331〜33nは、信号出力部60の対応する列の出力端にそれぞれ接続されている。
書込み走査部40は、シフトレジスタ回路等によって構成されている。この書込み走査部40は、画素アレイ部30の各画素20への映像信号の信号電圧の書込みに際して、走査線31(311〜31m)に対して書込み走査信号WS(WS1〜WSm)を順次供給することによって画素アレイ部30の各画素20を行単位で順番に走査する、所謂、線順次走査を行う。
駆動走査部50は、書込み走査部40と同様に、シフトレジスタ回路等によって構成されている。この駆動走査部50は、書込み走査部40による線順次走査に同期して、駆動走査信号AZ(AZ1〜AZm)を駆動線32(321〜32m)に供給する。
信号出力部60は、信号供給源(図示せず)から供給される輝度情報に応じた映像信号の信号電圧(以下、単に「信号電圧」と記述する場合もある)Vsigと基準電圧Vofsとを選択的に出力する。ここで、基準電圧Vofsは、映像信号の信号電圧Vsigの基準となる電圧(例えば、映像信号の黒レベルに相当する電圧)であり、後述する閾値補正処理の際に用いられる。
信号出力部60から出力される信号電圧Vsig/基準電圧Vofsは、信号線33(331〜33n)を介して画素アレイ部30の各画素20に対して、書込み走査回路40による走査によって選択された画素行の単位で書き込まれる。すなわち、信号出力部60は、信号電圧Vsigを行(ライン)単位で書き込む線順次書込みの駆動形態を採っている。
[画素回路]
図2は、画素(画素回路)20の具体的な回路構成の一例を示す回路図である。画素20の発光部は、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の電気光学素子である有機EL素子21から成る。
図2は、画素(画素回路)20の具体的な回路構成の一例を示す回路図である。画素20の発光部は、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の電気光学素子である有機EL素子21から成る。
図2に示すように、画素20は、有機EL素子21と、有機EL素子21に電流を流すことによって当該有機EL素子21を駆動する駆動回路とによって構成されている。有機EL素子21は、全ての画素20に対して共通に配線された共通電源線34にカソード電極が接続されている。尚、図2には、有機EL素子21の等価容量Coledについても図示している。
有機EL素子21を駆動する駆動回路は、駆動トランジスタ22、書込みトランジスタ23、及び、スイッチングトランジスタ24の少なくとも3つのトランジスタ(Tr)と、1つの保持容量(C)25を有する、3Tr1Cの構成となっている。駆動トランジスタ22、書込みトランジスタ23、及び、スイッチングトランジスタ24としては、Nチャネル型のトランジスタを用いることができる。但し、ここで例示した、駆動トランジスタ22、書込みトランジスタ23、及び、スイッチングトランジスタ24の導電型の組み合わせは一例に過ぎず、これらの組み合わせに限られるものではない。
駆動トランジスタ22は、ソース電極が有機EL素子21のアノード電極に接続され、ドレイン電極が電源電圧Vccのノードに接続されている。書込みトランジスタ23は、ソース/ドレイン電極の一方の電極が信号線33(331〜33n)に接続され、他方の電極が駆動トランジスタ22のゲート電極に接続されている。また、書込みトランジスタ23のゲート電極は、走査線31(311〜31m)に接続されている。
スイッチングトランジスタ24は、ソース/ドレイン電極の一方の電極が駆動トランジスタ22のソース電極、及び、有機EL素子21のアノード電極に接続され、他方の電極が固定電位Vssのノードに接続されている。また、スイッチングトランジスタ24のゲート電極は、駆動線32(321〜32m)に接続されている。保持容量25は、一方の電極が駆動トランジスタ22のゲート電極に接続され、他方の電極が駆動トランジスタ22のソース電極、及び、有機EL素子21のアノード電極に接続されている。
ここで、有機EL素子21の閾値電圧をVth_ELとし、共通電源線34の電位、即ち、有機EL素子21のカソード電位をVcathとするとき、スイッチングトランジスタ24の他方の電極に与えられる固定電位Vssは、Vss<Vcath+Vth_ELの関係を満たすように設定されている。
上記構成の画素20において、書込みトランジスタ23は、書込み走査部40から走査線31を通してゲート電極に印加される、高電圧の状態がアクティブ状態となる書込み走査信号WSに応答して導通状態となる。これにより、書込みトランジスタ23は、信号線33を通して信号出力部60から異なるタイミングで供給される、輝度情報に応じた映像信号の信号電圧Vsigまたは基準電圧Vofsを画素20内に書き込む。書込みトランジスタ23によって書き込まれた信号電圧Vsigまたは基準電圧Vofsは保持容量25に保持される。
駆動トランジスタ22は、飽和領域で動作することにより、保持容量25に保持された信号電圧Vsigの電圧値に応じた電流値の駆動電流を有機EL素子21に供給し、当該有機EL素子21を電流駆動することによって発光させる。スイッチングトランジスタ24は、駆動走査部50から駆動線32を通してゲート電極に印加される、高電圧の状態がアクティブ状態となる駆動走査信号AZに応答して導通状態となる。これにより、スイッチングトランジスタ24は、Vss<Vcath+Vth_ELの関係を満たす固定電位Vssを、駆動トランジスタ22のソース電極、及び、有機EL素子21のアノード電極に与える。すなわち、スイッチングトランジスタ24は、駆動トランジスタ22のソース電位及び有機EL素子21のアノード電位を固定電位Vssにリセットするリセットトランジスタである。
画素アレイ部30の各画素20は、駆動トランジスタ22の特性のばらつきに起因する駆動電流のばらつきを補正する機能を有している。駆動トランジスタ22の特性としては、例えば、駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthや、駆動トランジスタ22のチャネルを構成する半導体薄膜の移動度u(以下、単に「駆動トランジスタ22の移動度u」と記述する)を例示することができる。
閾値電圧Vthのばらつきに起因する駆動電流のばらつきの補正(以下、「閾値補正」と記述する場合もある)は、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgを基準電圧Vofsに初期化することによって行なわれる。具体的には、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgの初期化電位(基準電圧Vofs)を基準として当該初期化電位から駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthを減じた電位に向けて、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsを変化させる動作が行われる。この動作が進むと、やがて、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsが駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthに収束する。この閾値電圧Vthに相当する電圧は保持容量25に保持される。そして、保持容量25に閾値電圧Vthに相当する電圧が保持されていることで、映像信号の信号電圧Vsigによる駆動トランジスタ22の駆動の際に、駆動トランジスタ22に流れるドレイン−ソース間電流Idsの閾値電圧Vthに対する依存性を抑えることができる。
一方、移動度uのばらつきに起因する駆動電流のばらつきの補正(以下、「移動度補正」と記述する場合もある)は、書込みトランジスタ23が導通状態となり、映像信号の信号電圧Vsigを書き込んでいる状態で、駆動トランジスタ22を介した電流を保持容量25に流すことによって行なわれる。換言すれば、駆動トランジスタ22に流れる電流Idsに応じた帰還量(補正量)で保持容量25に負帰還をかけることによって行なわれる。上記の閾値補正により、映像信号を書き込んだときには既にドレイン−ソース間電流Idsの閾値電圧Vthに対する依存性が打ち消されており、当該ドレイン−ソース間電流Idsは、駆動トランジスタ22の移動度uに依存したものとなっている。従って、駆動トランジスタ22に流れる電流Idsに応じた帰還量で駆動トランジスタ22のドレイン−ソース間電圧Vdsに負帰還をかけることで、駆動トランジスタ22に流れるドレイン−ソース間電流Idsの移動度uに対する依存性を抑えることができる。
[比較例に係る駆動方法]
ここで、上記の構成のアクティブマトリクス型有機EL表示装置10の駆動方法に関して、先ず、本開示の技術(即ち、実施形態に係る駆動方法)よりも前の技術について、比較例に係る有機EL表示装置10の駆動方法として、図3のタイミング波形図を用いて簡単に説明する。
ここで、上記の構成のアクティブマトリクス型有機EL表示装置10の駆動方法に関して、先ず、本開示の技術(即ち、実施形態に係る駆動方法)よりも前の技術について、比較例に係る有機EL表示装置10の駆動方法として、図3のタイミング波形図を用いて簡単に説明する。
図3のタイミング波形図には、信号線33の電位Vofs/Vsig、書込み走査信号WS、駆動走査信号AZ、及び、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vg、ソース電圧Vsのそれぞれの変化の様子を示している。尚、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの波形については破線で示している。信号線33の電位は、1水平周期(1H)で基準電圧Vofsと信号電圧Vsigとの間で切り替わる。
尚、書込みトランジスタ23及びスイッチングトランジスタ24がNチャネル型のトランジスタであるため、書込み走査信号WS及び駆動走査信号AZの高電圧の状態がアクティブ状態となり、低電圧の状態が非アクティブ状態となる。そして、書込みトランジスタ23及びスイッチングトランジスタ24は、書込み走査信号WS及び駆動走査信号AZのアクティブ状態で導通状態となり、非アクティブ状態で非導通状態となる。
図3のタイミング波形図において、時刻t01までが前の表示フレームにおける有機EL素子21の発光期間となり、時刻t01になると、有機EL素子21が消光し、線順次走査の新しい表示フレーム(現表示フレーム)の消光期間(非発光期間)に入る。そして、時刻t03−時刻t04の期間で1回目の閾値補正が行なわれ、時刻t05−時刻t06の期間で2回目の閾値補正が行なわれ、時刻t07−時刻t08の期間で映像信号の書込み&移動度補正が行われる。
比較例に係る駆動方法にあっては、時刻t01で駆動走査信号AZがアクティブ状態になることで、スイッチングトランジスタ24が導通状態になる。これにより、有機EL素子21のアノード電極(=駆動トランジスタ22のソース電極)に対して、Vcath+Vth_ELよりも低い固定電位Vssがスイッチングトランジスタ24によって書き込まれるため有機EL素子21が消光する。
ここで、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの変動量ΔVsに対するゲート電圧Vgの変動量ΔVgの割合(以降、ブートストラップゲインGbstと呼ぶ)について考える。図4に示すように、駆動トランジスタ22のゲート電極−ソース電極間の寄生容量の容量値をCgsとし、ゲート電極−ドレイン電極間の寄生容量の容量値をCgdとし、書込みトランジスタ23のゲート電極−他方の電極(駆動トランジスタ22側の電極)間の寄生容量の容量値をCwsとする。また、保持容量25の容量値をCsとする。
このとき、ブートストラップゲインGbstは、
Gbst=ΔVg/ΔVs
=(Cs+Cgs)/(Cs+Cws+Cgd+Cgs) ・・・(1)
で表わすことができる。式(1)において、寄生容量の各容量値Cws,Cgd,Cgsが保持容量25の容量値Csに比べて十分に小さいために、一般的には、ブートストラップゲインGbstは1に近い値となる。
Gbst=ΔVg/ΔVs
=(Cs+Cgs)/(Cs+Cws+Cgd+Cgs) ・・・(1)
で表わすことができる。式(1)において、寄生容量の各容量値Cws,Cgd,Cgsが保持容量25の容量値Csに比べて十分に小さいために、一般的には、ブートストラップゲインGbstは1に近い値となる。
ここで、比較例に係る駆動方法にあっては、スイッチングトランジスタ24が導通状態になり、駆動トランジスタ22のソース電極に固定電位Vssを与えることによって有機EL素子21の消光期間に入る構成を採っている。しかし、有機EL素子21の消光期間において、駆動トランジスタ22とスイッチングトランジスタ24とが共に導通状態にある時間が長くなるため、駆動トランジスタ22からスイッチングトランジスタ24を通して多くの貫通電流が流れる。その結果、有機EL素子21の発光に寄与しない多くの無駄な電力を消費することになる。
<実施形態の説明>
比較例に係る駆動方法では、消光期間の開始(発光期間の終了)のタイミングを、スイッチングトランジスタ24を駆動する駆動走査信号AZがアクティブ状態になるタイミング、即ち、駆動トランジスタ22のソース電極に固定電位Vssを書き込むタイミングで規定している。これに対して、本開示の実施形態では、消光期間の開始(発光期間の終了)のタイミングを、駆動トランジスタ22を非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタ22のゲート電極に書き込むタイミングで規定している。
比較例に係る駆動方法では、消光期間の開始(発光期間の終了)のタイミングを、スイッチングトランジスタ24を駆動する駆動走査信号AZがアクティブ状態になるタイミング、即ち、駆動トランジスタ22のソース電極に固定電位Vssを書き込むタイミングで規定している。これに対して、本開示の実施形態では、消光期間の開始(発光期間の終了)のタイミングを、駆動トランジスタ22を非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタ22のゲート電極に書き込むタイミングで規定している。
より具体的には、本実施形態にあっては、書込み走査信号WSをアクティブ状態にすることによって書込みトランジスタ23を導通状態にし、駆動トランジスタ22を非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタ22のゲート電極に書き込むことによって有機EL素子21を消光状態にする。駆動トランジスタ22を非導通状態にする電圧としては、駆動トランジスタ22の閾値電圧を補正する際に用いる基準電圧Vofsを用いることができる。但し、これは一例であって、基準電圧Vofsに限られるものではない。
駆動トランジスタ22を非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタ22のゲート電極に書き込むことで、駆動トランジスタ22が非導通状態になり、有機EL素子21の発光期間が終了し、消光期間に入る。すなわち、消光期間の開始(発光期間の終了)のタイミングが、スイッチングトランジスタ24が導通状態になる、即ち、駆動走査信号AZがアクティブ状態になるタイミングではなく、書込みトランジスタ23が導通状態になる、即ち、書込み走査信号WSがアクティブ状態になるタイミングで規定される。
そして、消光期間に入るとき、駆動トランジスタ22が非導通状態になることで、駆動トランジスタ22からスイッチングトランジスタ24を通して固定電位Vssのノードに貫通電流が流れることはない。従って、消光期間において、スイッチングトランジスタ24を通して固定電位Vssのノードに流れる貫通電流を抑制することができるために、有機EL素子21の発光に寄与しない無駄な電力消費を抑えることができる。
以下に、消光期間において、駆動トランジスタ22からスイッチングトランジスタ24を通して固定電位Vssのノードに流れる貫通電流を抑制するための具体的な実施例について説明する。
[実施例1]
実施例1に係る有機EL表示装置10の駆動方法について、図5のタイミング波形図を用いて説明する。
実施例1に係る有機EL表示装置10の駆動方法について、図5のタイミング波形図を用いて説明する。
図5のタイミング波形図には、信号線33の電位Vofs/Vsig、書込み走査信号WS、駆動走査信号AZ、及び、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vg、ソース電圧Vsのそれぞれの変化の様子を示している。尚、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの波形については破線で示している。信号線33の電位は、1水平周期(1H)で基準電圧Vofsと信号電圧Vsigとの間で切り替わる。
尚、比較例に係る駆動方法の場合と同様に、書込みトランジスタ23及びスイッチングトランジスタ24がNチャネル型のトランジスタであるため、書込み走査信号WS及び駆動走査信号AZの高電圧の状態がアクティブ状態となり、低電圧の状態が非アクティブ状態となる。そして、書込みトランジスタ23及びスイッチングトランジスタ24は、書込み走査信号WS及び駆動走査信号AZのアクティブ状態で導通状態となり、非アクティブ状態で非導通状態となる。実施例2及び実施例3においても同様とする。
図5のタイミング波形図において、時刻t11までが前の表示フレームにおける有機EL素子21の発光期間となり、時刻t11になると、書込み走査信号WSがアクティブ状態となることで、書込みトランジスタ23が導通状態になる。このとき、信号線33には、信号出力部60から閾値補正の際に用いる基準電圧Vofsが供給された状態にある。従って、書込みトランジスタ23は、駆動トランジスタ22を非導通状態にする電圧として基準電圧Vofsを駆動トランジスタ22のゲート電極に書き込む。
ここで、基準電圧Vofsは、映像信号の信号電圧Vsigの基準となる電圧、例えば、映像信号の黒レベルに相当する電圧である。すなわち、基準電圧Vofsは、駆動トランジスタ22を非導通状態にする電圧である。従って、駆動トランジスタ22のゲート電極に基準電圧Vofsが書き込まれることで、駆動トランジスタ22が非導通状態になり、有機EL素子21への電流の供給が停止するため、有機EL素子21が消光する。そして、線順次走査の新しい表示フレーム(現表示フレーム)の消光期間(非発光期間)に入る。このとき、スイッチングトランジスタ24を駆動するための駆動走査信号AZは非アクティブ状態にある。ここで、基準電圧Vofsは、有機EL素子21のカソード電位Vcathと等しい電圧を設定することもできる。
消光期間において、書込み走査信号WSが再びアクティブ状態にある時刻t12で駆動走査信号AZがアクティブ状態になり、これに応答してスイッチングトランジスタ24が導通状態になり、固定電位Vssを駆動トランジスタ22のソース電極に書き込む。これにより、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgが基準電圧Vofsにある状態で、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsが固定電位Vssになるため、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧VgsはVofs−Vssとなる。ここで、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsが駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthよりも大きくないと、閾値補正の処理を行うことができないために、Vofs−Vss>Vthなる電位関係を満たすように固定電位Vssが設定されることになる。
このように、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgを基準電圧Vofsに固定し、かつ、ソース電圧Vsを固定電位Vssに固定して(確定させて)初期化する処理が、閾値補正処理(閾値補正動作)を行う前の準備(閾値補正準備)の処理である。従って、基準電圧Vofs及び固定電位Vssが、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vg及びソース電圧Vsの各初期化電圧となる。そして、書込み走査信号WSが非アクティブティ状態になる時刻t13から、書込み走査信号WSが再びアクティブティ状態になる時刻t14までの期間が閾値補正準備期間となる。
次に、時刻t15で、駆動走査信号AZが非アクティブ状態になり、スイッチングトランジスタ24が非導通状態になると、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgが基準電圧Vofsに保たれた状態で閾値補正の処理が開始される。すなわち、ゲート電圧Vgから駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthを減じた電圧に向けて駆動トランジスタ22のソース電圧Vsが上昇を開始する。時刻t15から、書込み走査信号WSが非アクティブティ状態になる時刻t16までの期間が1回目の閾値補正期間となる。その後、書込み走査信号WSがアクティブ状態になる時刻t17から時刻t18までの期間で2回目の閾値補正処理が行われる。
閾値補正処理が進むと、やがて、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsが駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthに収束する。この閾値電圧Vthに相当する電圧は保持容量25に保持される。尚、閾値補正処理を行う期間(閾値補正期間)において、電流が専ら保持容量25側に流れ、有機EL素子21側には流れないようにするために、有機EL素子21がカットオフ状態となるように共通電源線34の電位、即ち、カソード電位Vcathが設定されるものとする。
次に、信号出力部60から信号線33に映像信号の信号電圧Vsigが供給された状態において、時刻t19で、書込み走査信号WSがアクティブ状態になる。これに応答して書込みトランジスタ22が導通状態になることで、映像信号の信号電圧Vsigをサンプリングし、駆動トランジスタ22のゲート電極に書き込む。この書込みトランジスタ23による信号電圧Vsigの書込みにより、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgが信号電圧Vsigになる。そして、映像信号の信号電圧Vsigによる駆動トランジスタ22の駆動の際に、駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthが保持容量25に保持された閾値電圧Vthに相当する電圧と相殺されることで、駆動トランジスタ22に流れるドレイン−ソース間電流Idsの閾値電圧Vthに対する依存性を抑えることができる。
このとき、映像信号の信号電圧Vsigに応じて電源電圧Vccのノードから駆動トランジスタ22に流れる電流(ドレイン−ソース間電流Ids)は、有機EL素子21の等価容量Coledに流れ込む。これにより、有機EL素子21の等価容量Coledの充電が開始される。
有機EL素子21の等価容量Coledが充電されることにより、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsが時間の経過と共に上昇していく。このとき既に、駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthの画素毎のばらつきに起因した駆動電流のばらつきが補正されており、駆動トランジスタ22のドレイン−ソース間電流Idsは当該駆動トランジスタ22の移動度uに依存したものとなる。
ここで、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgの変動量ΔVgに対するソース電圧Vsの変動量ΔVsの割合(以降、書込みゲインGinと呼ぶ)が0(理想値)であると仮定すると、駆動トランジスタ22のソース電圧VsがΔVだけ上昇することで、駆動トランジスタ22のゲート‐ソース間電圧VgsはVsig−Vofs+Vth−ΔVとなる。
すなわち、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの上昇分ΔVは、保持容量25に保持された電圧(Vsig−Vofs+Vth)から差し引かれるように、換言すれば、保持容量25の充電電荷を放電するように作用する。換言すれば、ソース電圧Vsの上昇分ΔVは、保持容量25に対して負帰還がかけられたことになる。従って、ソース電圧Vsの上昇分ΔVは負帰還の帰還量となる。
このように、駆動トランジスタ22に流れるドレイン−ソース間電流Idsに応じた帰還量ΔVで保持容量25に負帰還をかけることで、駆動トランジスタ22のドレイン−ソース間電流Idsの移動度uに対する依存性を抑えることができる。この依存性を抑える処理が、駆動トランジスタ22の移動度uの画素毎のばらつきに起因する駆動電流のばらつきを補正する移動度補正処理である。
より具体的には、駆動トランジスタ22のゲート電極に書き込まれる映像信号の信号振幅Vin(=Vsig−Vofs)が高い程ドレイン−ソース間電流Idsが大きくなるため、負帰還の帰還量ΔVの絶対値も大きくなる。従って、映像信号の信号振幅Vin、即ち、発光輝度レベルに応じた移動度補正処理が行われる。また、映像信号の信号振幅Vinを一定とした場合、駆動トランジスタ22の移動度uが大きいほど負帰還の帰還量ΔVの絶対値も大きくなるため、画素毎の移動度uのばらつきに起因した駆動電流のばらつきを抑えることができる。
次に、時刻t20で、書込み走査信号WSが非アクティブ状態になり、これに応答して書込みトランジスタ23が非導通状態となることにより、駆動トランジスタ22のゲート電極は、信号線33から電気的に切り離され、フローティング状態になる。ここで、駆動トランジスタ22のゲート電極がフローティング状態にあるときは、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間に保持容量25が接続されていることにより、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの変動に連動してゲート電圧Vgも変動する。このように、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgがソース電圧Vsの変動に連動して変動する動作がブートストラップ動作である。
駆動トランジスタ22のゲート電極がフローティング状態になり、それと同時に、駆動トランジスタ22のドレイン−ソース間電流Idsが有機EL素子21に流れ始めることにより、当該電流Idsに応じて有機EL素子21のアノード電圧が上昇する。そして、有機EL素子21のアノード電圧がVth_EL+Vcathを超えると、有機EL素子21に駆動電流が流れ始めるため、有機EL素子21が発光を開始する。
また、有機EL素子21のアノード電圧の上昇は、即ち、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの上昇に他ならない。そして、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsが上昇すると、ブートストラップ動作により、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgも連動して上昇する。このとき、ブートストラップゲインGbstが1(理想値)であると仮定した場合、ゲート電圧Vgの上昇量はソース電圧Vsの上昇量に等しくなる。故に、発光期間中、駆動トランジスタ22のゲート‐ソース間電圧Vgsは、Vsig−Vofs+Vth−ΔVで一定に保持される。
上述した一連の動作において、実施例1に係る有機EL表示装置10の駆動方法では、消光期間の開始(発光期間の終了)のタイミングを、駆動トランジスタ22のゲート電極に、駆動トランジスタ22を非導通状態にする電圧、例えば基準電圧Vofsを書き込むタイミングで規定している。実施例1にあっては、基準電圧Vofsを書き込むタイミングは、書込みトランジスタ23を駆動する書込み走査信号WSがアクティブ状態になるタイミングでもある。
図6に示すように、駆動トランジスタ22のゲート電極−ソース電極間の寄生容量の容量値をCgsとし、保持容量25の容量値をCsとし、有機EL素子21の等価容量の容量値をColedとする。このとき、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgの変動量ΔVgに伴うソース電圧Vsの変動量ΔVsの割合、即ち、書込みゲインGinは、次式(2)で表わされる。
Gin=ΔVs/ΔVg
=(Cs+Cgs)/(Cs+Cgs+Coled) ・・・(2)
Gin=ΔVs/ΔVg
=(Cs+Cgs)/(Cs+Cgs+Coled) ・・・(2)
ここで、Coled≫Cs,Coled≫Cgsより、Gin≒0とすると、基準電圧VofsをVth_EL+Vcath+Vth_Drvよりも小さい電圧に設定したとき、または基準電圧VofsをVcath以下の電圧に設定したとき、消光期間の開始時(発光期間の終了時)に駆動トランジスタ22のゲート電極に基準電圧Vofsを書き込むことによって、駆動トランジスタ22のゲート‐ソース間電圧Vgsが、駆動トランジスタ22の閾値電圧Vth_Drvよりも小さくなるために、駆動トランジスタ22は非導通状態になる。このとき、スイッチングトランジスタ24も非導通状態にある。従って、駆動トランジスタ22からスイッチングトランジスタ24を通して固定電位Vssのノードに電流(貫通電流)が流れることはない。これにより、閾値補正準備期間(時刻t13−時刻t14)を除く消光期間においては、駆動トランジスタ22からスイッチングトランジスタ24を通して固定電位Vssのノードに流れる貫通電流を抑制することができるために、有機EL素子21の発光に寄与しない無駄な電力消費を抑えることができる。
[実施例2]
実施例2に係る有機EL表示装置10の駆動方法について、図7のタイミング波形図を用いて説明する。
実施例2に係る有機EL表示装置10の駆動方法について、図7のタイミング波形図を用いて説明する。
図7のタイミング波形図には、信号線33の電位Vofs1/Vofs2/Vsig、書込み走査信号WS、駆動走査信号AZ、及び、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vg、ソース電圧Vsのそれぞれの変化の様子を示している。尚、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの波形については破線で示している。
実施例2では、実施例1と同様に、消光期間の開始のタイミングを、駆動トランジスタ22のゲート電極に、駆動トランジスタ22を非導通状態にする電圧を書き込むタイミングで規定するのに加えて、次のような構成を採っている。すなわち、実施例2では、スイッチングトランジスタ24が導通状態にあるときに、駆動トランジスタ22を非導通状態にする電圧よりも小さい電圧を駆動トランジスタ22のゲート電極に書き込む構成を採っている。
ここで、駆動トランジスタ22の閾値電圧VthをVth_Drvとする。このとき、スイッチングトランジスタ24の導通状態で、駆動トランジスタ22のゲート電極に書き込まれる電圧は、(Vth_Drv+Vss)よりも小さい電圧とする。実施例2では、実施例1と同様に、駆動トランジスタ22を非導通状態にする電圧として基準電圧Vofsを用いる。従って、スイッチングトランジスタ24の導通状態で、駆動トランジスタ22のゲート電極に書き込まれる電圧は、基準電圧Vofsよりも小さい電圧となる。以下では、基準電圧VofsをVofs1とし、基準電圧Vofsよりも小さい電圧をVofs2とする。
実施例2にあっては、基準電圧Vofs2についても、基準電圧Vofs1と同様に、信号出力部60から信号線33を通して供給されるものとする。これにより、信号線33の電位は、基準電圧Vofs1/基準電圧Vofs2/映像信号の信号電圧Vsigの3値をとることになる。そして、基準電圧Vofs1/基準電圧Vofs2/信号電圧Vsigは、書込みトランジスタ23によって駆動トランジスタ22のゲート電極に書き込まれる。
尚、ここでは、スイッチングトランジスタ24の導通状態で、駆動トランジスタ22のゲート電極に書き込まれる電圧として、信号出力部60から出力される基準電圧Vofs2を用いるとしたが、これに限られるものではない。例えば、駆動トランジスタ22の閾値電圧Vth_DrvがVth_Drv>0である限りにおいて、スイッチングトランジスタ24の導通状態で、駆動トランジスタ22のゲート電極に書き込まれる電圧として固定電位Vssを用いることもできる。固定電位Vssを兼用することで、基準電圧Vofs2を別途生成する必要がなくなるため、システムの簡略化を図る上で有利となる利点がある。
実施例2の具体的な動作においては、実施例1と同様に、消光期間の開始(発光期間の終了)のタイミングは、駆動トランジスタ22のゲート電極に基準電圧Vofs1を書き込むタイミング(時刻t11)で規定される。そして、図7のタイミング波形図に示すように、信号線33の電位は、書込み走査信号WSのアクティブ期間内の時刻t21で、基準電圧Vofs1から基準電圧Vofs2に切り替わる。これに伴い、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vg及びソース電圧Vsが低下する。
消光期間において、書込み走査信号WSが再びアクティブ状態にある時刻t12で駆動走査信号AZがアクティブ状態になり、これに応答してスイッチングトランジスタ24が導通状態になり、固定電位Vssを駆動トランジスタ22のソース電極に書き込む。これにより、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vg及びソース電圧Vsの初期化が行われ、閾値補正準備期間に入る。
次に、駆動走査信号AZがアクティブ状態にある期間、即ち、スイッチングトランジスタ24が導通状態にある期間において、時刻t22で信号線33の電位が基準電圧Vofs1から基準電圧Vofs2に切り替わる。これにより、書込みトランジスタ23によって基準電圧Vofs2がサンプリングされ、駆動トランジスタ22のゲート電極に書き込まれる。その後、閾値補正に当たって、時刻t14で書込み走査信号WSが再度アクティブ状態になり、これに応答して書込みトランジスタ23が導通状態になることで、駆動トランジスタ22のゲート電極に基準電圧Vofs1が書き込まれる。以降の、1回目の閾値補正、2回目の閾値補正、及び、信号書込み&移動度補正の動作については、基本的に、実施例1と同様に実行される。
上述したように、実施例2にあっては、信号線33の電位を基準電圧Vofs1/基準電圧Vofs2/信号電圧Vsigの3値とする。そして、閾値補正準備期間において、Vofs2<Vofs1及びVofs2−Vss<Vth_Drvの条件を満たす基準電圧Vofs2を駆動トランジスタ22のゲート電極に書き込む。この駆動により、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsが閾値電圧Vth_Drvよりも小さくなるため、閾値補正期間以外の消光期間、即ち、閾値補正準備期間においてもスイッチングトランジスタ24を通して固定電位Vssのノードに流れる貫通電流を抑制することができる。
[実施例3]
実施例3に係る有機EL表示装置10の駆動方法について、図8のタイミング波形図を用いて説明する。
実施例3に係る有機EL表示装置10の駆動方法について、図8のタイミング波形図を用いて説明する。
図8のタイミング波形図には、信号線33の電位Vofs/Vsig、書込み走査信号WS、駆動走査信号AZ、及び、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vg、ソース電圧Vsのそれぞれの変化の様子を示している。尚、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの波形については破線で示している。
実施例1及び実施例2では、閾値補正準備期間の前後において、書込み走査信号WSのアクティブ期間と駆動走査信号AZのアクティブ期間とをオーバーラップさせる構成を採っていた。これに対して、実施例3では、閾値補正準備期間及びその前後において、書込み走査信号WSのアクティブ期間と駆動走査信号AZのアクティブ期間とをオーバーラップさせない構成を採っている。
そして、実施例3では、書込みトランジスタ23を非導通状態にする電圧、即ち、書込み走査信号WSの低電圧WS_Lについて次式(3)を満たすように設定している。すなわち、書込みトランジスタ23の閾値電圧をVth_WSとし、駆動トランジスタ22の閾値電圧をVth_Drvとするとき、書込みトランジスタ23を非導通状態にする電圧WS_Lは、
WS_L<Vth_WS+Vth_Drv+Vss ・・・(3)
を満たす電圧に設定される。
WS_L<Vth_WS+Vth_Drv+Vss ・・・(3)
を満たす電圧に設定される。
ここで、書込みトランジスタ23を非導通状態にする電圧、即ち、書込み走査信号WSの低電圧WS_Lを、式(3)を満たす電圧に設定する理由について説明する。
実施例3では、上述したように、閾値補正準備期間及びその前後において、書込み走査信号WSのアクティブ期間と駆動走査信号AZのアクティブ期間とをオーバーラップさせない構成を採っている。これにより、図8のタイミング波形図に示すように、時刻t12で駆動走査信号ASがアクティブ状態になり、これに応答してスイッチングトランジスタ24が導通状態になることで、駆動トランジスタ22のソース電極に固定電位Vssが書き込まれる。すると、容量カップリングにより、ブートストラップゲインGbst1に応じて駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgが大きく低下する。このとき、書込み走査信号WSの低電圧WS_Lとの兼ね合いで、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsが閾値電圧Vth_Drvよりも大きくなり、駆動トランジスタ22が導通状態になる可能性がある。
閾値補正準備期間において、駆動トランジスタ22が導通状態になると、スイッチングトランジスタ24を通して固定電位Vssのノードに貫通電流が流れるとともに、駆動走査信号AZが非アクティブ状態になる時刻t14から1回目の閾値補正が開始される時刻t15までの間、駆動トランジスタ22のゲート電極及びソース電極が共にフローティング状態になる。すると、ブートストラップ動作により、閾値補正時の駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsが閾値電圧Vth_Drvよりも圧縮され、補正がかからなくなる可能性がある。よって、書込み走査信号WSの低電圧WS_Lを、式(3)を満たす電圧に設定する必要がある。
式(3)は次のようにして導き出される。すなわち、閾値補正準備期間においては、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧VgsがVgs<Vth_Drv、即ち、Vg−Vss<Vth_Drvを満たせばよい。
Vg=WS_L−Vth_WSより、WS_L−Vth_WS−Vss<Vth_Drvとなる。よって、書込み走査信号WSの低電圧WS_Lは、式(3)を満たせばよいことになる。
Vg=WS_L−Vth_WSより、WS_L−Vth_WS−Vss<Vth_Drvとなる。よって、書込み走査信号WSの低電圧WS_Lは、式(3)を満たせばよいことになる。
上述したように、実施例3にあっては、閾値補正準備期間及びその前後において、書込み走査信号WSのアクティブ期間と駆動走査信号AZのアクティブ期間とをオーバーラップさせず、書込み走査信号WSの低電圧WS_Lを、式(3)を満たす電圧に設定する。そして、基準電圧Vofsを駆動トランジスタ22のゲート電極に書き込む前に、スイッチングトランジスタ24を通して駆動トランジスタ22のソース電極に固定電位Vssを与える。この駆動により、駆動トランジスタ22からスイッチングトランジスタ24を通して固定電位Vssのノードに貫通電流が流れず、原理的に、貫通電流が発生することはない。
<変形例>
以上、本開示の技術について実施形態を用いて説明したが、本開示の技術は上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。すなわち、本開示の技術の要旨を逸脱しない範囲内で上記の実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本開示の技術の技術的範囲に含まれる。
以上、本開示の技術について実施形態を用いて説明したが、本開示の技術は上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。すなわち、本開示の技術の要旨を逸脱しない範囲内で上記の実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本開示の技術の技術的範囲に含まれる。
例えば、上記の実施形態では、有機EL素子21を駆動する駆動回路について、3つのトランジスタ(22,23,24)及び1つ容量素子(25)から成る3Tr/1C型の回路構成としたが、これに限られるものではない。有機EL素子21の容量不足分を補い、保持容量25に対する映像信号の書込みゲインを高めるために、必要に応じて、一方の電極を有機EL素子21のアノード電極に接続し、他方の電極を固定電位のノードに接続した補助容量を追加した3Tr/2C型の回路構成とすることもできる。
また、図9に示すように、閾値補正に用いる基準電圧Vofsを選択的に駆動トランジスタ22のゲート電極に与えるスイッチングトランジスタ26を追加した4Tr/1C型の回路構成や、更に上記の補助容量を追加した4Tr/2C型の回路構成とすることもできる。必要に応じて更に、トランジスタ等の構成素子を追加した回路構成とすることもできる。
更に、上記の実施形態では、画素20の電気光学素子として、有機EL素子を用いた有機EL表示装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、本開示はこの適用例に限られるものではない。具体的には、本開示の技術は、無機EL素子、LED素子、半導体レーザー素子など、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の電気光学素子を用いた表示装置全般に対して適用可能である。
<電子機器>
以上説明した本開示の表示装置は、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器において、その表示部(表示装置)として用いることが可能である。
以上説明した本開示の表示装置は、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器において、その表示部(表示装置)として用いることが可能である。
上述した実施形態の説明から明らかなように、本開示の表示装置は、消光期間において、スイッチングトランジスタ24を通して固定電位Vssのノードに流れる貫通電流を抑制できるため、有機EL素子21の発光に寄与しない無駄な電力消費を抑えることができる。従って、あらゆる分野の電子機器において、その表示部として本開示の表示装置を用いることで、電子機器の低消費電力化に寄与できる。
本開示の表示装置を表示部に用いる電子機器としては、テレビジョンシステムの他、例えば、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ゲーム機器、ノート型パーソナルコンピュータなどを例示することができる。また、本開示の表示装置は、電子書籍機器や電子腕時計等の携帯情報機器や、携帯電話機やPDA等の携帯通信機器などの電子機器において、その表示部として用いることもできる。
尚、本開示は以下のような構成をとることもできる。
[1]発光部、映像信号を書き込む書込みトランジスタ、書込みトランジスタによって書き込まれた映像信号に基づいて発光部を駆動する駆動トランジスタ、及び、発光部の一端に固定電位を与えるスイッチングトランジスタを含む画素が配置されて成る画素アレイ部と、
駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタのゲート電極に書き込むことによって発光部を消光状態にする駆動部と、
を備える表示装置。
[2]画素アレイ部の各画素は、駆動トランジスタの閾値電圧を補正する機能を有する、
上記[1]に記載の表示装置。
[3]駆動トランジスタを非導通状態にする電圧は、閾値電圧を補正する際に用いる基準電圧である、
上記[2]に記載の表示装置。
[4]駆動部は、駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を保持容量に書き込む、
上記[2]又は上記[3]に記載の表示装置。
[5]駆動部は、駆動トランジスタを非導通状態にする電圧が駆動トランジスタのゲート電極に書き込まれた状態において、駆動トランジスタのソース電極にスイッチングトランジスタを通して固定電位を与える、
上記[1]から上記[4]のいずれかに記載の表示装置。
[6]駆動部は、スイッチングトランジスタが導通状態にあるときに、駆動トランジスタを非導通状態にする電圧よりも小さい電圧を駆動トランジスタのゲート電極に書き込む、
上記[5]に記載の表示装置。
[7] 駆動トランジスタの閾値電圧をVth_Drvとし、駆動トランジスタのソース電極に与えられる固定電位をVssとするとき、
スイッチングトランジスタの導通状態で、駆動トランジスタのゲート電極に書き込まれる電圧は、(Vth_Drv+Vss)よりも小さい、
上記[6]に記載の表示装置。
[8]スイッチングトランジスタの導通状態で、駆動トランジスタのゲート電極に書き込まれる電圧は、閾値電圧を補正する際に用いる基準電圧よりも小さい、
上記[7]に記載の表示装置。
[9]駆動部は、閾値電圧を補正する際に用いる基準電圧と、当該基準電圧よりも小さい電圧とを、書込みトランジスタを通して駆動トランジスタのゲート電極に書き込む、
上記[8]に記載の表示装置。
[10]書込みトランジスタの閾値電圧をVth_WSとし、駆動トランジスタの閾値電圧をVth_Drvとし、駆動トランジスタのソース電極に与えられる固定電位をVssとするとき、
書込みトランジスタを非導通状態にする電圧が、(Vth_WS+Vth_Drv+Vss)よりも小さく設定されており、
駆動部は、閾値電圧を補正する際に用いる基準電圧を駆動トランジスタのゲート電極に書き込む前に、スイッチングトランジスタを通して駆動トランジスタのソース電極に固定電位を与える、
上記[2]から上記[4]のいずれかに記載の表示装置。
[11]発光部、映像信号を書き込む書込みトランジスタ、書込みトランジスタによって書き込まれた映像信号に基づいて発光部を駆動する駆動トランジスタ、及び、発光部の一端に固定電位を与えるスイッチングトランジスタを含む画素が配置されて成る表示装置に駆動に当たって、
駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタのゲート電極に書き込むことによって発光部を消光状態にする、
表示装置の駆動方法。
[12]
発光部、映像信号を書き込む書込みトランジスタ、書込みトランジスタによって書き込まれた映像信号に基づいて発光部を駆動する駆動トランジスタ、及び、発光部の一端に固定電位を与えるスイッチングトランジスタを含む画素が配置されて成る画素アレイ部と、
駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタのゲート電極に書き込むことによって発光部を消光状態にする駆動部と、
を備える表示装置を有する電子機器。
[1]発光部、映像信号を書き込む書込みトランジスタ、書込みトランジスタによって書き込まれた映像信号に基づいて発光部を駆動する駆動トランジスタ、及び、発光部の一端に固定電位を与えるスイッチングトランジスタを含む画素が配置されて成る画素アレイ部と、
駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタのゲート電極に書き込むことによって発光部を消光状態にする駆動部と、
を備える表示装置。
[2]画素アレイ部の各画素は、駆動トランジスタの閾値電圧を補正する機能を有する、
上記[1]に記載の表示装置。
[3]駆動トランジスタを非導通状態にする電圧は、閾値電圧を補正する際に用いる基準電圧である、
上記[2]に記載の表示装置。
[4]駆動部は、駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を保持容量に書き込む、
上記[2]又は上記[3]に記載の表示装置。
[5]駆動部は、駆動トランジスタを非導通状態にする電圧が駆動トランジスタのゲート電極に書き込まれた状態において、駆動トランジスタのソース電極にスイッチングトランジスタを通して固定電位を与える、
上記[1]から上記[4]のいずれかに記載の表示装置。
[6]駆動部は、スイッチングトランジスタが導通状態にあるときに、駆動トランジスタを非導通状態にする電圧よりも小さい電圧を駆動トランジスタのゲート電極に書き込む、
上記[5]に記載の表示装置。
[7] 駆動トランジスタの閾値電圧をVth_Drvとし、駆動トランジスタのソース電極に与えられる固定電位をVssとするとき、
スイッチングトランジスタの導通状態で、駆動トランジスタのゲート電極に書き込まれる電圧は、(Vth_Drv+Vss)よりも小さい、
上記[6]に記載の表示装置。
[8]スイッチングトランジスタの導通状態で、駆動トランジスタのゲート電極に書き込まれる電圧は、閾値電圧を補正する際に用いる基準電圧よりも小さい、
上記[7]に記載の表示装置。
[9]駆動部は、閾値電圧を補正する際に用いる基準電圧と、当該基準電圧よりも小さい電圧とを、書込みトランジスタを通して駆動トランジスタのゲート電極に書き込む、
上記[8]に記載の表示装置。
[10]書込みトランジスタの閾値電圧をVth_WSとし、駆動トランジスタの閾値電圧をVth_Drvとし、駆動トランジスタのソース電極に与えられる固定電位をVssとするとき、
書込みトランジスタを非導通状態にする電圧が、(Vth_WS+Vth_Drv+Vss)よりも小さく設定されており、
駆動部は、閾値電圧を補正する際に用いる基準電圧を駆動トランジスタのゲート電極に書き込む前に、スイッチングトランジスタを通して駆動トランジスタのソース電極に固定電位を与える、
上記[2]から上記[4]のいずれかに記載の表示装置。
[11]発光部、映像信号を書き込む書込みトランジスタ、書込みトランジスタによって書き込まれた映像信号に基づいて発光部を駆動する駆動トランジスタ、及び、発光部の一端に固定電位を与えるスイッチングトランジスタを含む画素が配置されて成る表示装置に駆動に当たって、
駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタのゲート電極に書き込むことによって発光部を消光状態にする、
表示装置の駆動方法。
[12]
発光部、映像信号を書き込む書込みトランジスタ、書込みトランジスタによって書き込まれた映像信号に基づいて発光部を駆動する駆動トランジスタ、及び、発光部の一端に固定電位を与えるスイッチングトランジスタを含む画素が配置されて成る画素アレイ部と、
駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタのゲート電極に書き込むことによって発光部を消光状態にする駆動部と、
を備える表示装置を有する電子機器。
10・・・有機EL表示装置、20・・・画素、21・・・有機EL素子、22・・・駆動トランジスタ、23・・・書込みトランジスタ、24,26・・・スイッチングトランジスタ、25・・・保持容量、30・・・画素アレイ部、31(311〜31m)・・・走査線、32(321〜32m)・・・駆動線、33(331〜33n)・・・信号線、40・・・書込み走査部、50・・・駆動走査部、60・・・信号出力部、70・・・表示パネル、WS(WS1〜WSm)・・・書込み走査信号、AD(AD1〜ADm)・・・駆動走査信号
Claims (12)
- 発光部、映像信号を書き込む書込みトランジスタ、書込みトランジスタによって書き込まれた映像信号に基づいて発光部を駆動する駆動トランジスタ、及び、発光部の一端に固定電位を与えるスイッチングトランジスタを含む画素が配置されて成る画素アレイ部と、
駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタのゲート電極に書き込むことによって発光部を消光状態にする駆動部と、
を備える表示装置。 - 画素アレイ部の各画素は、駆動トランジスタの閾値電圧を補正する機能を有する、
請求項1に記載の表示装置。 - 駆動トランジスタを非導通状態にする電圧は、閾値電圧を補正する際に用いる基準電圧である、
請求項2に記載の表示装置。 - 駆動部は、駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を保持容量に書き込む、
請求項2に記載の表示装置。 - 駆動部は、駆動トランジスタを非導通状態にする電圧が駆動トランジスタのゲート電極に書き込まれた状態において、駆動トランジスタのソース電極にスイッチングトランジスタを通して固定電位を与える、
請求項1に記載の表示装置。 - 駆動部は、スイッチングトランジスタが導通状態にあるときに、駆動トランジスタを非導通状態にする電圧よりも小さい電圧を駆動トランジスタのゲート電極に書き込む、
請求項5に記載の表示装置。 - 駆動トランジスタの閾値電圧をVth_Drvとし、駆動トランジスタのソース電極に与えられる固定電位をVssとするとき、
スイッチングトランジスタの導通状態で、駆動トランジスタのゲート電極に書き込まれる電圧は、(Vth_Drv+Vss)よりも小さい、
請求項6に記載の表示装置。 - スイッチングトランジスタの導通状態で、駆動トランジスタのゲート電極に書き込まれる電圧は、閾値電圧を補正する際に用いる基準電圧よりも小さい、
請求項7に記載の表示装置。 - 駆動部は、閾値電圧を補正する際に用いる基準電圧と、当該基準電圧よりも小さい電圧とを、書込みトランジスタを通して駆動トランジスタのゲート電極に書き込む、
請求項8に記載の表示装置。 - 書込みトランジスタの閾値電圧をVth_WSとし、駆動トランジスタの閾値電圧をVth_Drvとし、駆動トランジスタのソース電極に与えられる固定電位をVssとするとき、
書込みトランジスタを非導通状態にする電圧が、(Vth_WS+Vth_Drv+Vss)よりも小さく設定されており、
駆動部は、閾値電圧を補正する際に用いる基準電圧を駆動トランジスタのゲート電極に書き込む前に、スイッチングトランジスタを通して駆動トランジスタのソース電極に固定電位を与える、
請求項2に記載の表示装置。 - 発光部、映像信号を書き込む書込みトランジスタ、書込みトランジスタによって書き込まれた映像信号に基づいて発光部を駆動する駆動トランジスタ、及び、発光部の一端に固定電位を与えるスイッチングトランジスタを含む画素が配置されて成る表示装置に駆動に当たって、
駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタのゲート電極に書き込むことによって発光部を消光状態にする、
表示装置の駆動方法。 - 発光部、映像信号を書き込む書込みトランジスタ、書込みトランジスタによって書き込まれた映像信号に基づいて発光部を駆動する駆動トランジスタ、及び、発光部の一端に固定電位を与えるスイッチングトランジスタを含む画素が配置されて成る画素アレイ部と、
駆動トランジスタを非導通状態にする電圧を、駆動トランジスタのゲート電極に書き込むことによって発光部を消光状態にする駆動部と、
を備える表示装置を有する電子機器。
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