JP2017068032A - 表示素子の駆動方法、表示装置、及び、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】ブートストラップ動作に伴う輝度ムラを低減することができる表示装置を提供する。【解決手段】一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部が接続されたnチャネル型の駆動トランジスタ、及び、ゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部を含む表示素子の駆動に当たって、ゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づけ、次いで、ゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、ゲート電極に基準電圧を印加する処理を行う。【選択図】 図3
Description
本開示は、表示素子の駆動方法、表示装置、及び、電子機器に関する。
電流駆動型の発光部を備えた表示素子、及び、係る表示素子を備えた表示装置が周知である。例えば、有機材料のエレクトロルミネッセンスを利用した発光部を備えた表示素子(以下、単に、有機EL表示素子と略称する場合がある)は、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な表示素子として注目されている。
液晶表示装置と同様に、例えば、有機EL表示素子を備えた表示装置においても、駆動方式として、単純マトリクス方式、及び、アクティブマトリクス方式が周知である。アクティブマトリクス方式は、構造が複雑になるといった欠点はあるが、画像の輝度を高いものとすることができる等の利点を有する。アクティブマトリクス方式により駆動される有機EL表示素子にあっては、発光層を含む有機層等から構成された発光部に加えて、発光部を駆動するための駆動回路を備えている。
電流駆動型の発光部を駆動するための回路として、例えば、2つのトランジスタと1つの容量部から構成された駆動回路(2Tr/1C駆動回路と呼ぶ)が、特開2007−310311号公報(特許文献1)等から周知である。2Tr/1C駆動回路は、図1に示すように、書込みトランジスタTRWと駆動トランジスタTRDの2つのトランジスタ、及び、1つの容量部CSから構成されている。ここで、駆動トランジスタTRDのゲート電極は第1ノードND1を構成し、発光部ELPに接続されるソース/ドレイン領域は第2ノードND2を構成する。
容量部CSは、駆動トランジスタTRDのソース領域に対するゲート電極の電圧(所謂ゲート−ソース間電圧)を保持するために用いられる。ここで、駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthは表示素子毎にばらつく。従って、容量部CSに保持されている電圧が映像信号電圧のみを反映した電圧であると、閾値電圧Vthのばらつきによる輝度ムラが生ずる。このため、容量部CSに保持される電圧が映像信号電圧と閾値電圧Vthとを反映した電圧となるように駆動回路を駆動するといったことが行われる。
容量部CSに映像信号電圧と閾値電圧Vthとを反映した電圧が保持されるようにした状態で、書込みトランジスタTRWが非導通状態とされると、駆動トランジスタを介して電流が流れ発光部ELPが発光する。発光部ELPのアノード電極の電圧、換言すれば、第2ノードND2の電圧は発光部ELPの発光に伴い上昇する。このとき、駆動トランジスタTRDのゲート電極の電圧、換言すれば、第1ノードND1の電圧は、ブートストラップ動作によって上昇する。理想的なブートストラップ動作が起こるとすれば、ブートストラップ動作の前後においてゲート−ソース間電圧は保たれるので、駆動トランジスタの閾値電圧Vthのばらつきによる輝度ムラは生じない。
実際には、駆動トランジスタTRDの寄生容量などの影響によって、ブートストラップ動作時における第1ノードND1の電圧の上昇量は、第2ノードND2の電圧の上昇量よりも小さくなる。また、ブートストラップ動作時における第2ノードND2の電圧の上昇量は、駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthに応じて変化する。このため、ブートストラップ動作の前後における容量部CSの電圧変化の程度は、駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthの値によって変化する。定性的には、閾値電圧Vthが大きくなるほどブートストラップ動作によって容量部CSの電圧が小さくなり、結果として発光部ELPに流れる電流が減少する。これは、輝度ムラの原因となる。
従って、本開示の目的は、ブートストラップ動作に伴う輝度ムラを低減することができる表示装置およびその駆動方法を提供することにある。
上記の目的を達成するための本開示の表示素子の駆動方法は、
一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部が接続されたnチャネル型の駆動トランジスタ、及び、駆動トランジスタのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部を含む表示素子の駆動に当たって、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加し、
その後、駆動トランジスタのゲート電極に映像信号電圧を印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部を発光させる、
表示素子の駆動方法である。
一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部が接続されたnチャネル型の駆動トランジスタ、及び、駆動トランジスタのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部を含む表示素子の駆動に当たって、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加し、
その後、駆動トランジスタのゲート電極に映像信号電圧を印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部を発光させる、
表示素子の駆動方法である。
上記の目的を達成するための本開示の表示装置は、
一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部が接続されたnチャネル型の駆動トランジスタ、及び、駆動トランジスタのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部を含む表示素子が配置された表示部、及び、表示部を駆動する駆動部、
を備えており、
駆動部は、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加し、
その後、駆動トランジスタのゲート電極に映像信号電圧を印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部を発光させる、
表示装置である。
一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部が接続されたnチャネル型の駆動トランジスタ、及び、駆動トランジスタのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部を含む表示素子が配置された表示部、及び、表示部を駆動する駆動部、
を備えており、
駆動部は、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加し、
その後、駆動トランジスタのゲート電極に映像信号電圧を印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部を発光させる、
表示装置である。
上記の目的を達成するための本開示の電子機器は、
表示装置を備えた電子機器であって、
表示装置は、
一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部が接続されたnチャネル型の駆動トランジスタ、及び、駆動トランジスタのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部を含む表示素子が配置された表示部、及び、表示部を駆動する駆動部、
を備えており、
駆動部は、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加し、
その後、駆動トランジスタのゲート電極に映像信号電圧を印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部を発光させる、
電子機器である。
表示装置を備えた電子機器であって、
表示装置は、
一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部が接続されたnチャネル型の駆動トランジスタ、及び、駆動トランジスタのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部を含む表示素子が配置された表示部、及び、表示部を駆動する駆動部、
を備えており、
駆動部は、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加し、
その後、駆動トランジスタのゲート電極に映像信号電圧を印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部を発光させる、
電子機器である。
本開示に係る表示装置の駆動方法によれば、閾値電圧キャンセル処理を行った後に、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する。この動作による駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域の電圧変化は、閾値電圧Vthが大きくなるほどブートストラップ動作によって容量部CSの電圧が小さくなるといった現象を軽減させる。これによって、ブートストラップ動作に伴う輝度ムラを低減することができる。本開示の表示装置や電子機器にあっては、ブートストラップ動作に伴う輝度ムラが軽減された画像を表示することができる。
以下、図面を参照して、実施形態に基づいて本開示を説明する。本開示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や材料は例示である。以下の説明において、同一要素また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.本開示に係る表示素子の駆動方法、表示装置、及び、電子機器全般に関する説明
2.第1の実施形態
3.第2の実施形態
4.電子機器の説明、その他
1.本開示に係る表示素子の駆動方法、表示装置、及び、電子機器全般に関する説明
2.第1の実施形態
3.第2の実施形態
4.電子機器の説明、その他
[本開示に係る表示素子の駆動方法、表示装置、及び、電子機器、全般に関する説明]
本開示に係る表示素子の駆動方法、表示装置、及び、電子機器(以下、これらを単に、「本開示」と呼ぶ場合がある)にあっては、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に第1の駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし且つ駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域の電圧を第1の駆動電圧を超える第2の駆動電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する構成とすることができる。
本開示に係る表示素子の駆動方法、表示装置、及び、電子機器(以下、これらを単に、「本開示」と呼ぶ場合がある)にあっては、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に第1の駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし且つ駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域の電圧を第1の駆動電圧を超える第2の駆動電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する構成とすることができる。
上述した好ましい構成の本開示にあっては、閾値電圧キャンセル処理の前に、駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に印加される電圧を第2の駆動電圧から初期化電圧に切り替えることで、他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化する構成とすることができる。この場合において、初期化電圧は、基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電圧よりも低い所定の値に設定された電圧とすることができる。
上述した各種の好ましい構成を含む本開示において、表示素子は、駆動トランジスタのゲート電極に接続されている書込みトランジスタを更に含んでおり、映像信号電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される構成とすることができる。この場合において、基準電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される構成とすることができる。
あるいは又、本開示にあっては、
駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域には、発光制御トランジスタを介して電圧が印加され、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で、第1の制御電圧がゲート電極に印加されて導通状態となった発光制御トランジスタを介して駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし且つ発光制御トランジスタのゲートに印加される電圧を第1の制御電圧を超える第2の制御電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する構成とすることができる。
駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域には、発光制御トランジスタを介して電圧が印加され、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で、第1の制御電圧がゲート電極に印加されて導通状態となった発光制御トランジスタを介して駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし且つ発光制御トランジスタのゲートに印加される電圧を第1の制御電圧を超える第2の制御電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する構成とすることができる。
この場合においても、表示素子は、駆動トランジスタのゲート電極に接続されている書込みトランジスタを更に含んでおり、映像信号電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される構成とすることができる。そして、閾値電圧キャンセル処理の前に、発光制御トランジスタを非導通状態とし且つ駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を超える電圧を印加し次いで基準電圧を印加することによって、駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化する構成とすることができる。この場合において、基準電圧を超える電圧と基準電圧とは、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される構成とすることができる。
上述した各種の好ましい構成を含む本開示にあっては、書込み処理において、駆動トランジスタに電流が流れることによって駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域の電位が変化する構成とすることができる。
上述した各種の好ましい構成を含む本開示において、発光部は、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から成る構成とすることができる。電流駆動型の発光部として、有機エレクトロルミネッセンス発光部、LED発光部、半導体レーザ発光部などを挙げることができる。これらの発光部は、周知の材料や方法を用いて構成することができる。平面型の表示装置を構成する観点からは、中でも、発光部は有機エレクトロルミネッセンス発光部から成る構成が好ましい。
上述した各種の好ましい構成を含む本開示に用いられる駆動部は、例えば、走査部、データドライバ、及び、電源部といった回路から構成される。これらは、周知の回路素子等を用いて構成することができる。
表示装置は、所謂モノクロ表示の構成であってもよいし、カラー表示の構成であってもよい。カラー表示の構成とする場合には、1つの画素は複数の副画素から成る構成、具体的には、1つの画素は、赤色発光副画素、緑色発光副画素、及び、青色発光副画素の3つの副画素から成る構成とすることができる。更には、これらの3種の副画素に更に1種類あるいは複数種類の副画素を加えた1組(例えば、輝度向上のために白色光を発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するために補色を発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するためにイエローを発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するためにイエロー及びシアンを発光する副画素を加えた1組)から構成することもできる。
表示装置の画素(ピクセル)の値として、VGA(640,480)、S−VGA(800,600)、XGA(1024,768)、APRC(1152,900)、S−XGA(1280,1024)、U−XGA(1600,1200)、HD−TV(1920,1080)、Q−XGA(2048,1536)の他、(1920,1035)、(720,480)、(1280,960)等、画像表示用解像度の幾つかを例示することができるが、これらの値に限定するものではない。
表示部を構成する表示素子は、或る平面内に形成され(例えば、支持体上に形成され)ており、発光部は、例えば、層間絶縁層を介して、発光部を駆動する駆動回路の上方に形成されている。
発光部を駆動する駆動回路は、トランジスタや容量部から成る回路として構成することができる。駆動回路を構成するトランジスタとして、例えば、薄膜トランジスタ(TFT)を挙げることができる。トランジスタは、エンハンスメント型であってもよいし、デプレッション型であってもよい。nチャネル型のトランジスタにあってはLDD構造(Lightly Doped Drain構造)が形成されていてもよい。場合によっては、LDD構造は非対称に形成されていてもよい。例えば、駆動トランジスタに大きな電流が流れるのは表示素子の発光時であるので、発光時においてドレイン領域となる一方のソース/ドレイン領域にのみLDD構造を形成した構成とすることもできる。本開示の動作に適合する限り、駆動回路の構成は特に限定するものではない。
1つのトランジスタの有する2つのソース/ドレイン領域において、「一方のソース/ドレイン領域」という用語を、電源側に接続されたソース/ドレイン領域といった意味において使用する場合がある。また、トランジスタが導通状態にあるとは、ソース/ドレイン領域間にチャネルが形成されている状態を意味する。係るトランジスタの一方のソース/ドレイン領域から他方のソース/ドレイン領域に電流が流れているか否かは問わない。一方、トランジスタが非導通状態にあるとは、ソース/ドレイン領域間にチャネルが形成されていない状態を意味する。また、ソース/ドレイン領域は、不純物を含有したポリシリコンやアモルファスシリコン等の導電性物質から構成することができるだけでなく、金属、合金、導電性粒子、これらの積層構造、有機材料(導電性高分子)から成る層から構成することができる。
駆動回路を構成する容量部は、一方の電極、他方の電極、及び、これらの電極に挟まれた誘電体層から構成することができる。駆動回路を構成する上述したトランジスタ及び容量部は、或る平面内に形成され(例えば、支持体上に形成され)、発光部は、例えば、層間絶縁層を介して、駆動回路を構成するトランジスタ及び容量部の上方に形成されている。また、駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域は、発光部の一端(発光部に備えられたアノード電極等)に、例えば、コンタクトホールを介して接続されている。尚、半導体基板等にトランジスタを形成した構成であってもよい。
走査線やデータ線、あるいは給電線などといった各種の配線は、或る平面上(例えば、支持体上)に形成される。これらの配線は、周知の構成や構造とすることができる。
支持体や後述する基板の構成材料として、高歪点ガラス、ソーダガラス(Na2O・CaO・SiO2)、硼珪酸ガラス(Na2O・B2O3・SiO2)、フォルステライト(2MgO・SiO2)、鉛ガラス(Na2O・PbO・SiO2)等のガラス材料の他、可撓性を有する高分子材料、例えば、ポリエーテルスルホン(PES)やポリイミド、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)に例示される高分子材料を例示することができる。尚、支持体や基板の表面に各種のコーティングが施されていてもよい。支持体と基板の構成材料は、同じであってもよいし異なっていてもよい。可撓性を有する高分子材料から成る支持体および基板を用いれば、可撓性を有する表示装置を構成することができる。
本明細書における各種の式に示す条件は、式が数学的に厳密に成立する場合の他、式が実質的に成立する場合にも満たされる。式の成立に関し、表示素子や表示装置の設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。
以下の説明で用いるタイミングチャートにおいて、各期間を示す横軸の長さ(時間長)は模式的なものであり、各期間の時間長の割合を示すものではない。縦軸においても同様である。また、タイミングチャートにおける波形の形状も模式的なものである。
[第1の実施形態]
第1の実施形態は、本開示に係る表示素子およびその駆動方法、並びに、表示装置およびその駆動方法に関する。
第1の実施形態は、本開示に係る表示素子およびその駆動方法、並びに、表示装置およびその駆動方法に関する。
図1は、第1の実施形態に係る表示装置の概念図である。表示装置1は、発光部と発光部を駆動する駆動回路とを含む表示素子3が、行方向(図1においてX方向)に延びる走査線SCLと列方向(図1においてY方向)に延びるデータ線DTLとに接続された状態で2次元マトリクス状に配列して形成されている表示部2を備えている。尚、図示の都合上、図1においては、1つの表示素子3、より具体的には、後述する第(n,m)番目の表示素子3についての結線関係を示した。
表示装置1は、更に、電源部100、走査部101、及び、データドライバ102を備えている。これらによって、表示部2を駆動するための駆動部が構成される。
走査線SCLには、走査部101から走査信号が供給される。データ線DTLには、表示すべき画像の輝度に応じた映像信号電圧などが供給される。給電線PS1には、電源部100から駆動電圧などが供給される。尚、後述する共通給電線PS2には、共通の電圧(例えば接地電位)が供給される。
図1では図示されていないが、表示パネル2が画像を表示する領域(表示領域)は、行方向にN個、列方向にM個、合計N×M個の、2次元マトリクス状に配列された表示素子3から構成されている。表示領域における表示素子3の行数はMであり、各行を構成する表示素子3の数はNである。
走査線SCL、及び、給電線PS1の本数はそれぞれM本である。第m行目(但し、m=1,2・・・,M)の表示素子3は、第m番目の走査線SCLm、第m番目の給電線PS1mに接続されており、1つの表示素子行を構成する。尚、図1では、走査線SCLm及び給電線PS1mのみが示されている。
また、データ線DTLの本数はN本である。第n列目(但し、n=1,2・・・,N)の表示素子3は、第n番目のデータ線DTLnに接続されている。尚、図1では、データ線DTLnのみが示されている。
表示素子3は、一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部ELPが接続されたnチャネル型の駆動トランジスタTRD、及び、駆動トランジスタTRDのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部CSを含み、駆動トランジスタTRDのゲート電極に接続されている書込みトランジスタTRWを更に含んでいる。駆動トランジスタTRDと書込みトランジスタTRWは、nチャネル型のTFTから成る。尚、例えば書込みトランジスタTRWがpチャネル型のTFTから成る構成とすることもできる。また、表示素子3は更に別のトランジスタを備えていてもよい。
書込みトランジスタTRWの一方のソース/ドレイン領域は、データ線DTLに接続されており、ゲート電極は、走査線SCLに接続されている。
駆動トランジスタTRDのゲート電極は、書込みトランジスタTRWの他方のソース/ドレイン領域に接続され、且つ、容量部CSの一方の電極に接続されており、第1ノードND1を構成する。駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域は、給電線PS1に接続されており、他方のソース/ドレイン領域は、発光部ELPの一端(より具体的には、発光部ELPに備えられたアノード電極)に接続され、且つ、容量部CSの他方の電極に接続されており、第2ノードND2を構成する。
容量部CSは、駆動トランジスタTRDのソース領域に対するゲート電極の電圧(所謂ゲート−ソース間電圧)を保持するために用いられる。この場合の「ソース領域」とは、発光部ELPが発光するときに「ソース領域」として働く側のソース/ドレイン領域を意味する。表示素子3の発光状態においては、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域(図1において給電線PS1に接続されている側)はドレイン領域として働き、他方のソース/ドレイン領域(発光部ELPの一端、具体的には、アノード電極に接続されている側)はソース領域として働く。
表示装置1は、例えばモノクロ表示の表示装置であり、1つの表示素子3が1つの画素を構成する。走査部101からの走査信号によって、表示装置1は行単位で線順次走査される。第m行、第n列目に位置する表示素子3を、以下、第(n,m)番目の表示素子3あるいは第(n,m)番目の画素と呼ぶ。また、第m行目の表示素子に割り当てられる走査期間(水平走査期間)を、符号Hmで表す。
表示装置1にあっては、第m行目に配列されたN個の画素のそれぞれを構成する表示素子3が同時に駆動される。換言すれば、行方向に沿って配されたN個の表示素子3にあっては、その発光/非発光のタイミングは、それらが属する行単位で制御される。表示装置1の表示フレームレートをFR(回/秒)と表せば、表示装置1を行単位で線順次走査するときの1行当たりの走査期間(いわゆる水平走査期間)は、(1/FR)×(1/M)秒未満である。
表示装置1には、例えば図示せぬ装置から、表示すべき画像に応じた階調を表す映像信号DSigが入力される。映像信号DSigは、8ビット、16ビットおよび24ビットなどといった階調ビット数のデジタル信号である。入力される映像信号DSigのうち、第(n,m)番目の表示素子3に対応する映像信号をDSig(n,m)と表す場合がある。
データドライバ102は、映像信号DSigの値に対応した電圧を生成し、データ線DTLに供給する。映像信号DSigに対応する映像信号電圧をVSigと表す。また、映像信号電圧VSigが例えば第(n,m)番目の表示素子3に対応するものであることを示す場合に、これを映像信号電圧VSig(n,m)あるいは映像信号電圧VSig_mと表す場合がある。
尚、第1の実施形態において、データドライバ102は、基準電圧VOfsと映像信号電圧VSigとを交互にデータ線DTLに供給する。具体的には、水平走査期間の前半は基準電圧VOfs、後半は映像信号電圧VSigを供給する。
電源部100は、第1の駆動電圧VCC-M、第2の駆動電圧VCC-H、及び、初期化電圧VCC-Lを給電線PS1に供給する。
走査部101は、走査線SCLに走査信号を供給する。これによって、走査線SCLに接続された書込みトランジスタTRWの導通状態/非導通状態が制御される。
発光部ELPは、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って、具体的には、有機エレクトロルミネッセンス素子から構成されている。発光部ELPは、アノード電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び、カソード電極等から成る周知の構成や構造を有する。
発光部ELPの他端(具体的には、カソード電極)には、共通給電線PS2から、電圧VCat(例えば0[ボルト])が印加される。発光部ELPの容量を符号CELで表す。また、発光部ELPの発光に必要とされる閾値電圧をVth-ELとする。発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間にVth-EL以上の電圧が印加されると、発光部ELPは発光する。
ここで、発光部やトランジスタなどの配置関係について説明する。図2は、表示部における表示素子を含む部分の模式的な一部断面図である。
トランジスタTRD,TRW及び容量部CSは支持体21上に形成され、発光部ELPは、例えば、層間絶縁層40を介して、トランジスタTRD,TRW及び容量部CSの上方に形成されている。また、駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域は、発光部ELPに備えられたアノード電極に、コンタクトホールを介して接続されている。尚、図2においては、駆動トランジスタTRDのみを図示する。その他のトランジスタは隠れて見えない。
駆動トランジスタTRDは、ゲート電極31、ゲート絶縁層32、半導体層33に設けられた一方のソース/ドレイン領域35A、他方のソース/ドレイン領域35B、及び、一方のソース/ドレイン領域35Aと他方のソース/ドレイン領域35Bとの間の半導体層33の部分が該当するチャネル形成領域34から構成されている。一方、容量部CSは、一方の電極36、ゲート絶縁層32の延在部から構成された誘電体層、及び、他方の電極37から成る。ゲート電極31、ゲート絶縁層32の一部、及び、容量部CSを構成する一方の電極36は、支持体21上に形成されている。駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域35Aは配線38(給電線PS1に対応する)に接続され、他方のソース/ドレイン領域35Bは他方の電極37に接続されている。駆動トランジスタTRD及び容量部CS等は、層間絶縁層40で覆われており、層間絶縁層40上に、アノード電極51、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び、カソード電極53から成る発光部ELPが設けられている。尚、図面においては、正孔輸送層、発光層、及び、電子輸送層を1層52で表した。発光部ELPが設けられていない層間絶縁層40の部分の上には、第2層間絶縁層54が設けられ、第2層間絶縁層54及びカソード電極53上には透明な基板22が配置されており、発光層にて発光した光は、基板22を通過して、外部に出射される。尚、他方の電極37とアノード電極51とは、層間絶縁層40に設けられたコンタクトホールによって接続されている。また、カソード電極53は、第2層間絶縁層54、層間絶縁層40に設けられたコンタクトホール56,55を介して、ゲート絶縁層32の延在部上に設けられた配線39(共通給電線PS2に対応する)に接続されている。
尚、容量部CSを構成する電極の面積に対して、発光部ELPを構成する電極の面積は大きい。一般的に、容量値は、発光部ELPの容量CEL>容量部CSといった関係にある。
図1に示す駆動トランジスタTRDは、表示素子3の発光状態においては、飽和領域で動作するように電圧設定されており、以下の式(1)に従ってドレイン電流Idsを流すように駆動される。上述したように、表示素子3の発光状態においては、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域はドレイン領域として働き、他方のソース/ドレイン領域はソース領域として働く。説明の都合上、以下、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域を単にドレイン領域と呼び、他方のソース/ドレイン領域を単にソース領域と呼ぶ場合がある。尚、
μ :実効的な移動度
L :チャネル長
W :チャネル幅
Vgs:ソース領域に対するゲート電極の電圧(ゲート−ソース間電圧)
Vth:閾値電圧
Cox:(ゲート絶縁層の比誘電率)×(真空の誘電率)/(ゲート絶縁層の厚さ)
k≡(1/2)・(W/L)・Cox
とする。
μ :実効的な移動度
L :チャネル長
W :チャネル幅
Vgs:ソース領域に対するゲート電極の電圧(ゲート−ソース間電圧)
Vth:閾値電圧
Cox:(ゲート絶縁層の比誘電率)×(真空の誘電率)/(ゲート絶縁層の厚さ)
k≡(1/2)・(W/L)・Cox
とする。
Ids=k・μ・(Vgs−Vth)2 (1)
このドレイン電流Idsが発光部ELPを流れることで、表示素子3の発光部ELPが発光する。更には、このドレイン電流Idsの値の大小によって、ドレイン電流Idsが流れているときの発光部ELPにおける光の強さが制御される。
以上、表示装置1の概要について説明した。次いで、表示装置1の基本的な動作の概要について説明する。詳細な動作については、後述する図5ないし図17を参照して、後ほど詳しく説明する。
図3は、第1の実施形態に係る表示装置の動作、より具体的には、表示装置の第(n,m)番目の表示素子の動作を説明するための模式的なタイミングチャートである。
本開示にあっては、一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部が接続されたnチャネル型の駆動トランジスタTRD、及び、駆動トランジスタTRDのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部CSを含む表示素子3の駆動に当たって、
駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧VOfsから駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタTRDを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加し、
その後、駆動トランジスタTRDのゲート電極に映像信号電圧VSigを印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部を発光させる。
駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧VOfsから駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタTRDを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加し、
その後、駆動トランジスタTRDのゲート電極に映像信号電圧VSigを印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部を発光させる。
ここで、第1の実施形態にあっては、
駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に第1の駆動電圧VCC-Mを印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧VOfsから駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とし且つ駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域の電圧を第1の駆動電圧VCC-Mを超える第2の駆動電圧VCC-Hに切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタTRDを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加する。
駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に第1の駆動電圧VCC-Mを印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧VOfsから駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とし且つ駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域の電圧を第1の駆動電圧VCC-Mを超える第2の駆動電圧VCC-Hに切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタTRDを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加する。
以下の説明において、電圧あるいは電位の値を以下のとおりとするが、これは、あくまでも説明のための値であり、これらの値に限定されるものではない。
VSig :映像信号電圧
・・・0ボルト〜15ボルト
VOfs :駆動トランジスタTRDのゲート電極(第1ノードND1)に印加する基準電圧
・・・0ボルト
VCC-L :駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域(第2ノードND2)の
電位を初期化するための初期化電圧
・・・−10ボルト
VCC-M :閾値電圧キャンセル処理時に供給される第1の駆動電圧
・・・10ボルト
VCC-H :発光部ELPに電流を流すための第2の駆動電圧
・・・20ボルト
Vth :駆動トランジスタTRDの閾値電圧
・・・3ボルト
VCat :発光部ELPのカソード電極に印加される電圧
・・・0ボルト
Vth-EL:発光部ELPの閾値電圧
・・・4ボルト
・・・0ボルト〜15ボルト
VOfs :駆動トランジスタTRDのゲート電極(第1ノードND1)に印加する基準電圧
・・・0ボルト
VCC-L :駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域(第2ノードND2)の
電位を初期化するための初期化電圧
・・・−10ボルト
VCC-M :閾値電圧キャンセル処理時に供給される第1の駆動電圧
・・・10ボルト
VCC-H :発光部ELPに電流を流すための第2の駆動電圧
・・・20ボルト
Vth :駆動トランジスタTRDの閾値電圧
・・・3ボルト
VCat :発光部ELPのカソード電極に印加される電圧
・・・0ボルト
Vth-EL:発光部ELPの閾値電圧
・・・4ボルト
図3に示す[期間−TP0]は、例えば、前の表示フレームにおける動作であり、第(n,m)番目の表示素子3が発光状態にある期間である。第(n,m)番目の画素を構成する表示素子3における発光部ELPには駆動トランジスタTRDを介してドレイン電流が流れている。
[期間−TP1]において、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に印加される電圧を第2の駆動電圧VCC-Hから初期化電圧VCC-Lに切り替えることで、他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化する。
具体的には、[期間−TP1]の始期において、給電線PS1mの電圧を駆動電圧VCC-Hから初期化電圧VCC-Lに切り替え、[期間−TP2]の途中までその状態を継続する。駆動トランジスタTRDは導通状態であるので、駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域の電位(即ち、第2ノードND2の電位)は低下しVCC-Lに初期化される。電圧値を例示したように、初期化電圧VCC-Lは、基準電圧VOfsから駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電圧よりも低い所定の値に設定された電圧である。書込みトランジスタTRWは非導通状態であり、第1ノードND1と第2ノードND2とは容量部を介して接続されているので、第1ノードND1の電位も、第2ノードND2の電位低下に伴い低下する。
そして、[期間−TP2]において、駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧(第1の実施形態にあっては、第1の駆動電圧VCC-M)を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧VOfsから駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行う。
具体的には、[期間−TP2]の始期から終期に亘って、走査線SCLからの走査信号に基づいて導通状態とされた書込みトランジスタTRWを介してデータ線DTLnから駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加する。また、[期間−TP2]の途中において、給電線PS1mの電圧を基準電圧VOfsから第1の駆動電圧VCC-Mに切り替える。
駆動トランジスタTRDのゲート−ソース間電圧は閾値電圧Vthを超えているので、駆動トランジスタTRDには電流が流れ、他方のソース/ドレイン領域の電位は上昇する。これによって、第2ノードND2の電位は基準電圧VOfsから駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって近づく。第2ノードND2の電位が(VOfs−Vth)に達すると、駆動トランジスタTRDは非導通状態となる。
そして、[期間−TP2]において、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタTRDを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加する。
具体的には、[期間−TP3]において、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とし且つ駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域の電圧を第1の駆動電圧を超える第2の駆動電圧VCC-Hに切り替えることで他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加する。
[期間−TP3]の始期において、書込みトランジスタTRWは非導通状態にある。[期間−TP3]の途中で、給電線PS1mの電圧を第1の駆動電圧VCC-Mから第2の駆動電圧VCC-Hに切り替える。後で図14Bを参照して詳しく説明するが、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域とゲート電極との間には寄生容量があるので、給電線PS1mの電圧上昇に伴いゲート電極の電位も上昇する。これによって、駆動トランジスタTRDは導通状態となって、他方のソース/ドレイン領域の電位は上昇する。そして、駆動トランジスタTRDのゲート電極の電圧、換言すれば、第1ノードND1の電圧も、ブートストラップ動作によって上昇する。
その後、走査線SCLからの走査信号に基づいて導通状態とされた書込みトランジスタTRWを介してデータ線DTLnから駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加する。駆動トランジスタTRDのゲート電極の電位はVOfsまで低下し初期化され、第2ノードND2の電位も併せて低下する。
[期間−TP4]の間、データ線DTLnには映像信号電圧VSig_mが供給される。この期間の間に、駆動トランジスタTRDのゲート電極に映像信号電圧を印加する書込み処理を行う。具体的には、走査線SCLmの走査信号に基づいて書込みトランジスタTRWを導通状態とし、データ線DTLnから書込みトランジスタTRWのゲート電極に映像信号電圧VSig_mを印加する。
この書込み処理において、駆動トランジスタTRDに電流が流れることによって駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域の電位が変化する。即ち、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に第2の駆動電圧VCC-Hが印加されている状態で、駆動トランジスタTRDのゲート電極に映像信号電圧VSigが印加されるので、駆動トランジスタTRDを介して電流が流れ、第2ノードND2の電位が変化する。具体的には、第2ノードND2の電位が上昇する。
次いで、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部ELPを発光させる。具体的には、走査線SCLmの走査信号が終了すると書込みトランジスタTRWは非導通状態となり、駆動トランジスタTRDのゲート電極はデータ線DTLnから切り離される。駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域には第2の駆動電圧VCC-Hが印加されており、第1ノードND1は、データ線DTLnから電気的に切り離されている。そして、書込み処理によって容量部CSに保持された電圧の値に応じた電流が駆動トランジスタTRDを介して発光部ELPに流れる。以上の結果として、第2ノードND2の電位は上昇する。
ここで、上述したとおり、駆動トランジスタTRDのゲート電極は浮遊状態にあり、しかも、容量部CSが存在するが故に、所謂ブートストラップ回路におけると同様の現象が駆動トランジスタTRDのゲート電極に生じ、第1ノードND1の電位も上昇する。
以上、表示装置1の基本的な動作の概要について説明した。
後で詳しく説明するように、図3に示す[期間−TP3]の動作による駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域の電圧変化は、[期間−TP4]〜[期間−TP5]において閾値電圧Vthが大きくなるほどブートストラップ動作によって容量部CSの電圧が小さくなるといった現象を軽減させる。
ここで、第1の実施形態の特徴となる動作の理解を助けるため、特徴となる動作を省略した参考例の動作、及び、その問題点について詳しく説明する。
図4は、図3の[期間−TP2]および[期間−TP3]において給電線に印加される第1の駆動電圧VCC-Mを第2の駆動電圧VCC-Hとすると共に[期間−TP3]において走査線に印加されるパルスを省略した参考例の表示装置の動作を説明するための模式的なタイミングチャートである。
[期間−TP0](図4、図5A参照)
この[期間−TP0]は、例えば、前の表示フレームにおける動作であり、前回の各種の処理完了後に第(n,m)番目の表示素子3が発光状態にある期間である。即ち、給電線PS1mには第2の駆動電圧VCC-Hが供給され、第(n,m)番目の画素を構成する表示素子3における発光部ELPには、後述する式(5)に基づくドレイン電流Ids’が流れており、第(n,m)番目の画素を構成する表示素子3の輝度は、係るドレイン電流Ids’に対応した値である。ここで、書込みトランジスタTRWは非導通状態であり、駆動トランジスタTRDは導通状態である。
この[期間−TP0]は、例えば、前の表示フレームにおける動作であり、前回の各種の処理完了後に第(n,m)番目の表示素子3が発光状態にある期間である。即ち、給電線PS1mには第2の駆動電圧VCC-Hが供給され、第(n,m)番目の画素を構成する表示素子3における発光部ELPには、後述する式(5)に基づくドレイン電流Ids’が流れており、第(n,m)番目の画素を構成する表示素子3の輝度は、係るドレイン電流Ids’に対応した値である。ここで、書込みトランジスタTRWは非導通状態であり、駆動トランジスタTRDは導通状態である。
上述したように、各水平走査期間に対応して、データ線DTLnには、基準電圧VOfsと映像信号電圧VSigとが供給される。しかしながら、書込みトランジスタTRWは非導通状態であるので、[期間−TP0]においてデータ線DTLnの電位(電圧)が変化しても、第1ノードND1と第2ノードND2の電位は変化しない(実際には、寄生容量等の静電結合による電位変化が生じ得るが、通常、これらは無視することができる)。
[期間−TP1](図4、図5B参照)
この[期間−TP1]は、例えば、現表示フレームにおける動作である。[期間−TP0]の始期において、給電線PS1mに供給する電圧を第2の駆動電圧VCC-Hから初期化電圧VCC-Lに切り替える。その結果、第2ノードND2の電位はVCC-Lまで低下し、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧が印加され、発光部ELPは非発光状態となる。また、第2ノードND2の電位低下に倣うように、浮遊状態の第1ノードND1(駆動トランジスタTRDのゲート電極)の電位も低下する。
この[期間−TP1]は、例えば、現表示フレームにおける動作である。[期間−TP0]の始期において、給電線PS1mに供給する電圧を第2の駆動電圧VCC-Hから初期化電圧VCC-Lに切り替える。その結果、第2ノードND2の電位はVCC-Lまで低下し、発光部ELPのアノード電極とカソード電極との間に逆方向電圧が印加され、発光部ELPは非発光状態となる。また、第2ノードND2の電位低下に倣うように、浮遊状態の第1ノードND1(駆動トランジスタTRDのゲート電極)の電位も低下する。
[期間−TP2](図4、図6A、及び、図6B参照)
この[期間−TP2]において、走査線SCLmをハイレベルとして書込みトランジスタTRWを導通状態とする。データ線DTLnには基準電圧VOfsが供給されているので、第1ノードND1の電位は、VOfs(0ボルト)となる(図6A参照)。そして、給電線PS1mに供給される電圧を、初期化電圧VCC-Lから第2の駆動電圧VCC-Hに切り替える。その結果、基準電圧VOfsから駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって、第2ノードND2の電位は上昇する。
この[期間−TP2]において、走査線SCLmをハイレベルとして書込みトランジスタTRWを導通状態とする。データ線DTLnには基準電圧VOfsが供給されているので、第1ノードND1の電位は、VOfs(0ボルト)となる(図6A参照)。そして、給電線PS1mに供給される電圧を、初期化電圧VCC-Lから第2の駆動電圧VCC-Hに切り替える。その結果、基準電圧VOfsから駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって、第2ノードND2の電位は上昇する。
この[期間−TP2]が充分長ければ、駆動トランジスタTRDのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間の電位差がVthに達し、駆動トランジスタTRDは非導通状態となる。即ち、第2ノードND2の電位が(VOfs−Vth)に近づき、最終的に(VOfs−Vth)となる(図6B参照)。
[期間−TP3](図4、図7A参照)
この[期間−TP3]においては、走査線SCLmをローレベルとし、書込みトランジスタTRWは非導通状態とする。その結果、第1ノードND1は浮遊状態となる。[期間−TP2]において駆動トランジスタTRDが非導通状態に達しているとすれば、実質上、第1ノードND1と第2ノードND2の電位は変化しない(実際には、寄生容量等の静電結合による電位変化が生じ得るが、通常、これらは無視することができる)。尚、閾値電圧キャンセル処理において駆動トランジスタTRDが非導通状態に達していない場合には、ブートストラップ動作が生じ、第1ノードND1と第2ノードND2の電位は多少上昇する。
この[期間−TP3]においては、走査線SCLmをローレベルとし、書込みトランジスタTRWは非導通状態とする。その結果、第1ノードND1は浮遊状態となる。[期間−TP2]において駆動トランジスタTRDが非導通状態に達しているとすれば、実質上、第1ノードND1と第2ノードND2の電位は変化しない(実際には、寄生容量等の静電結合による電位変化が生じ得るが、通常、これらは無視することができる)。尚、閾値電圧キャンセル処理において駆動トランジスタTRDが非導通状態に達していない場合には、ブートストラップ動作が生じ、第1ノードND1と第2ノードND2の電位は多少上昇する。
[期間−TP4](図4、図7B、及び、図8A参照)
この[期間−TP4]において、データ線DTLnには映像信号電圧VSig_mが供給される。そして、走査線SCLmの走査信号に基づいて、書込みトランジスタTRWを導通状態とし、書込みトランジスタTRWを介して駆動トランジスタTRDのゲート電極に映像信号電圧VSig_mを印加する。
この[期間−TP4]において、データ線DTLnには映像信号電圧VSig_mが供給される。そして、走査線SCLmの走査信号に基づいて、書込みトランジスタTRWを導通状態とし、書込みトランジスタTRWを介して駆動トランジスタTRDのゲート電極に映像信号電圧VSig_mを印加する。
上述した書込み処理にあっては、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域には第2の駆動電圧VCC-Hが印加されている。このため、図4に示すように、第2ノードND2の電位が上昇する。この電位の上昇量を符号ΔVで表す(図7B参照)。書込み処理の終了後、走査線SCLmの走査信号に基づいて、書込みトランジスタTRWは非導通状態となる(図8A参照)
駆動トランジスタTRDのゲート電極(第1ノードND1)の電位をVg、駆動トランジスタTRDのソース領域(第2ノードND2)の電位をVsと表すとき、上述した第2ノードND2の電位の上昇量ΔVを考慮しなければ、Vgの値、Vsの値は以下のとおりとなる。第1ノードND1と第2ノードND2の電位差、即ち、駆動トランジスタTRDのゲート電極とソース領域として働く他方のソース/ドレイン領域との間の電位差Vgsは、以下の式(2)で表すことができる。
Vg =VSig_m
Vs ≒VOfs−Vth
Vgs≒VSig_m−(VOfs−Vth) (2)
Vs ≒VOfs−Vth
Vgs≒VSig_m−(VOfs−Vth) (2)
駆動トランジスタTRDに対する書込み処理において得られたVgsは、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号電圧VSig_m、駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vth、及び、基準電圧VOfsのみに依存している。
次いで、上述した第2ノードND2の電位の上昇量(ΔV)について説明する。上述した駆動方法にあっては、表示素子3の駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧VCC-Hを印加している状態で書込み処理を行う。これにより、表示素子3の駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域の電位を変化させる移動度補正処理が併せて行われる。
駆動トランジスタTRDを薄膜トランジスタ等から作製した場合、トランジスタ間で移動度μにばらつきが生ずることは避け難い。移動度μに差異がある複数の駆動トランジスタTRDのゲート電極に同じ値の映像信号電圧VSigを印加したとしても、移動度μの大きい駆動トランジスタTRDを流れるドレイン電流Idsと、移動度μの小さい駆動トランジスタTRDを流れるドレイン電流Idsとの間に差異が生じ、表示装置1の画面の均一性(ユニフォーミティ)が損なわれてしまう。
上述した駆動方法にあっては、駆動トランジスタTRDの移動度μの値が大きい場合、駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域における電位(即ち、第2ノードND2の電位)の上昇量ΔVは大きくなる。逆に、駆動トランジスタTRDの移動度μの値が小さい場合、駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域における電位の上昇量ΔVは小さくなる。ここで、駆動トランジスタTRDのゲート電極とソース領域として働く他方のソース/ドレイン領域との間の電位差Vgsは、式(2)から以下の式(3)のように変形される。
Vgs≒VSig_m−(VOfs−Vth)−ΔV (3)
尚、映像信号電圧VSigの書込みを行う走査信号の期間の長さは、表示素子3や表示装置1の設計に応じて決定すればよい。また、このときの駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域における電位(VOfs−Vth+ΔV)が以下の式(4)を満足するように、走査信号の期間の長さは決定されているとする。この条件をみたせば、書込み処理において発光部ELPは発光しない。尚、この移動度補正処理によって、式(1)における係数k(≡(1/2)・(W/L)・Cox)のばらつきの補正も同時に行われる。
(VOfs−Vth+ΔV)<(Vth-EL+VCat) (4)
[期間−TP5](図4、及び、図8B参照)
駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に第2の駆動電圧VCC-Hが印加され、また、書込み処理の終了から引き続き書込みトランジスタTRWは非導通状態を維持する。以上の結果として、第2ノードND2の電位は上昇する。このときの電位の上昇量を符号Vupと表す。
駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に第2の駆動電圧VCC-Hが印加され、また、書込み処理の終了から引き続き書込みトランジスタTRWは非導通状態を維持する。以上の結果として、第2ノードND2の電位は上昇する。このときの電位の上昇量を符号Vupと表す。
駆動トランジスタTRDのゲート電極は浮遊状態にあり、しかも、容量部CSが存在するが故に、所謂ブートストラップ回路におけると同様の現象が駆動トランジスタTRDのゲート電極に生じ、第1ノードND1の電位も上昇する。このときの電位の上昇量を符号Vbstと表す。ブートストラップ動作が理想的であれば、Vup=Vbstであるので、ゲート−ソース間電圧Vgsの値は、式(3)の値を保持する。
第2ノードND2の電位が上昇し(Vth-EL+VCat)を超えるので、発光部ELPは発光を開始する。このとき、発光部ELPを流れる電流は、駆動トランジスタTRDのドレイン領域からソース領域へと流れるドレイン電流Idsであるので、式(1)で表すことができる。ここで、式(1)と式(3)から、式(1)は、以下の式(5)のように変形することができる。
Ids=k・μ・(VSig_m−VOfs−ΔV)2 (5)
従って、発光部ELPを流れる電流Idsは、基準電圧VOfsを0ボルトに設定したとした場合、発光部ELPにおける輝度を制御するための映像信号電圧VSig_mの値から、駆動トランジスタTRDの移動度μに起因した電位補正値ΔVの値を減じた値の2乗に比例する。従って、発光部ELPを流れる電流Idsは駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthには依存しないので、発光部ELPの発光量(輝度)は駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthの影響を受けない。そして、第(n,m)番目を構成する表示素子3の輝度は、係る電流Idsに対応した値である。
しかも、移動度μの大きな駆動トランジスタTRDほど電位補正値ΔVが大きくなるので、式(3)の左辺のVgsの値が小さくなる。従って、式(4)において、移動度μの値が大きくとも、(VSig_m−VOfs−ΔV)2の値が小さくなる結果、駆動トランジスタTRDの移動度μのばらつき(更には、kのばらつき)に起因するドレイン電流Idsのばらつきを補正することができる。これにより、移動度μのばらつき(更には、kのばらつき)に起因する発光部ELPの輝度のばらつきを補正することができる。
以上、参考例の動作について詳しく説明した。引き続き、参考例の問題点について詳しく説明する。
上述したように、図4の[期間−TP4]ないし[期間−TP5]におけるブートストラップ動作が理想的なものであれば、ゲート−ソース間電圧Vgsの値は、式(3)の値を保持する。従って、発光時に流れる電流は閾値電圧Vthの影響を受けない。
しかしながら、実際には、ブートストラップ動作において、Vup>Vbstといった挙動を示す。これによって、ブートストラップ動作後におけるゲート−ソース間電圧Vgsの値は、閾値電圧Vthの影響を受ける。以下、図9ないし図12を参照して詳しく説明する。
尚、説明の都合上、書込み処理における第2ノードND2の電位変化ΔVは考慮しないものとする。
図9は、図4に示す[期間−TP4]ないし[期間−TP5]のブートストラップ動作における駆動トランジスタのソース電圧変化に対するゲート電圧変化の割合を示すブートストラップゲインGbstを説明するための図である。
トランジスタのゲート電極には、各種配線などとの間に生ずる寄生容量が存在する。図9にあっては、寄生容量を符号Cpで示した。
この場合、第2ノードND2にVupの電圧変化が生じたときの第1ノードND1の電圧変化Vbstは、以下の式(6)で与えられる。
Vbst={CS/(CS+Cp)}・Vup (6)
=Gbst・Vup
但し、Gbst≡CS/(CS+Cp)であって、以下、ブートストラップゲインと称する。
=Gbst・Vup
但し、Gbst≡CS/(CS+Cp)であって、以下、ブートストラップゲインと称する。
容量部CSに対して寄生容量Cpが十分小さい値であれば、ブートストラップゲインGbstは実質的に「1」として扱うことができる。しかしながら、表示素子の細密化が進むほど、容量部CSを構成する電極の面積を小さくせざるを得ず、結果として、寄生容量Cpの影響が大きくなる。
ここで、ブートストラップゲインGbstが「1」であるときと、ブートストラップゲインGbstが1より小さい例として、例えばGbstが「0.6」であるときの電圧変化について説明する。
図10は、ブートストラップゲインGbstが「1」であるときの動作を説明するための模式的なタイミングチャートである。
図10において、[期間−TP4]の書込み処理時のゲート−ソース間電圧をVgs_4と表せば、
Vgs_4=VSig_m−(VOfs−Vth)
と表される。
Vgs_4=VSig_m−(VOfs−Vth)
と表される。
また、発光時の発光部ELPのアノード電極の電圧を符号VELで表せば、駆動トランジスタTRDのソース領域の電圧上昇量Vupは、
Vup=VEL−(VOfs−Vth)
と表される。
Vup=VEL−(VOfs−Vth)
と表される。
そして、ブートストラップ動作によるゲート電極の電圧上昇量Vbstは、
Vbst=Gbst・Vup=Vup
となる。
Vbst=Gbst・Vup=Vup
となる。
従って、[期間−TP4]ないし[期間−TP5]におけるブートストラップ動作後のゲート−ソース間電圧をVgs_5と表せば、
Vgs_5=VSig_4
=VSig_m−(VOfs−Vth)
となる。
Vgs_5=VSig_4
=VSig_m−(VOfs−Vth)
となる。
このように、ブートストラップゲインGbstが「1」の場合には、ブートストラップ動作の前後においてゲート−ソース間電圧は変化しない。
次いで、図11の場合について説明する。図11の場合においても、[期間−TP4]の書込み処理時のゲート−ソース間電圧Vgs_4は図10と同様に、
Vgs_4=VSig_m−(VOfs−Vth)
であり、また、駆動トランジスタTRDのソース領域の電圧上昇量Vupも、
Vup=VEL−(VOfs−Vth)
である。
Vgs_4=VSig_m−(VOfs−Vth)
であり、また、駆動トランジスタTRDのソース領域の電圧上昇量Vupも、
Vup=VEL−(VOfs−Vth)
である。
しかしながら、図11の場合には、ブートストラップ動作によるゲート電極の電圧上昇量Vbstは、
Vbst=Gbst・Vup=0.6×Vup
である。
Vbst=Gbst・Vup=0.6×Vup
である。
従って、ブートストラップ動作後のゲート−ソース間電圧Vgs_5は、
Vgs_5=VSig_4−(Vup−0.6×Vup)
=VSig_4−Vup・(1−0.6)
=VSig_m−(VOfs−Vth)−(VEL−(VOfs−Vth))・(1−0.6)
となる。
Vgs_5=VSig_4−(Vup−0.6×Vup)
=VSig_4−Vup・(1−0.6)
=VSig_m−(VOfs−Vth)−(VEL−(VOfs−Vth))・(1−0.6)
となる。
従って、ブートストラップゲインGbstが1より小さい場合には、ブートストラップ動作におけるゲート−ソース間電圧の低下量は
(VEL−(VOfs−Vth))・(1−Gbst) (7)
と表される。Gbstが「0.6」の例について説明をしているので、より具体的には、
(VEL−(VOfs−Vth))・(1−0.6)
と表される。
(VEL−(VOfs−Vth))・(1−Gbst) (7)
と表される。Gbstが「0.6」の例について説明をしているので、より具体的には、
(VEL−(VOfs−Vth))・(1−0.6)
と表される。
この式(7)には、閾値電圧Vthが含まれている。従って、閾値電圧Vthがばらつくと、ブートストラップ動作によるゲート−ソース間電圧の低下量もばらつく。
このため、[期間−TP4]の書込み処理において閾値電圧Vthの影響をキャンセルするように容量部Csに電圧を保持したとしても、ブートストラップ動作によるゲート−ソース間電圧の低下量のばらつきによって、輝度がばらつく。
図12A及び図12Bは、[期間−TP4]及び[期間−TP5]における駆動トランジスタのゲート−ソース間電圧Vgsの値を説明する図であって、図12Aは駆動トランジスタの閾値電圧がVth1である場合を示し、図12Bは駆動トランジスタの閾値電圧がVth2(>Vth1)である場合を示す。
図から明らかなように、駆動トランジスタTRDのソース領域の電圧上昇量Vupは、閾値電圧Vthが大きくほど大きくなる。結果として、ブートストラップ動作におけるゲート−ソース間電圧の低下量も、閾値電圧Vthが大きくほど大きくなる。閾値電圧がVth1とVth2とである場合、ブートストラップ動作におけるゲート−ソース間電圧の低下量には、(1−0.6)・(Vth2−Vth1)の差が生ずる。定性的には、閾値電圧Vthが大きいほど、表示素子の輝度が暗くなるといった現象が生ずる。
以上、参考例の問題点について詳しく説明した。次いで、第1の実施形態の特徴となる動作について、図3、図13ないし図17を参照して、詳しく説明する。
図3に示すように、第1の実施形態にあっては、[期間−TP2]および[期間−TP3]において給電線PS1mに第1の駆動電圧VCC-Mが印加される。
このとき、給電線PS1mに供給される駆動電圧の値は参考例と異なるものの、以下説明するように、参考例と同様に他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧VOfsから駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理が行われる。
[期間−TP2](図3、図13A、及び、図13B参照)
[期間−TP2]において、走査線SCLmをハイレベルとして書込みトランジスタTRWを導通状態とする。データ線DTLnには基準電圧VOfsが供給されているので、第1ノードND1の電位は、VOfs(0ボルト)となる(図13A参照)。そして、給電線PS1mに供給される電圧を、初期化電圧VCC-Lから第1の駆動電圧VCC-Mに切り替える。その結果、基準電圧VOfsから駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって、第2ノードND2の電位は上昇する。
[期間−TP2]において、走査線SCLmをハイレベルとして書込みトランジスタTRWを導通状態とする。データ線DTLnには基準電圧VOfsが供給されているので、第1ノードND1の電位は、VOfs(0ボルト)となる(図13A参照)。そして、給電線PS1mに供給される電圧を、初期化電圧VCC-Lから第1の駆動電圧VCC-Mに切り替える。その結果、基準電圧VOfsから駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって、第2ノードND2の電位は上昇する。
この[期間−TP2]が充分長ければ、駆動トランジスタTRDのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間の電位差がVthに達し、駆動トランジスタTRDは非導通状態となる。即ち、第2ノードND2の電位が(VOfs−Vth)に近づき、最終的に(VOfs−Vth)となる(図13B参照)。
[期間−TP3](図3、図14A、図14B、図15A、及び、図15B参照)
この[期間−TP3]においては、走査線SCLmをローレベルとし、書込みトランジスタTRWは非導通状態となる。その結果、第1ノードND1は浮遊状態となる。[期間−TP2]において駆動トランジスタTRDが非導通状態に達しているとすれば、実質上、第1ノードND1と第2ノードND2の電位は変化しない(図14A参照)。ここまでは、参考例と同様の動作である。
この[期間−TP3]においては、走査線SCLmをローレベルとし、書込みトランジスタTRWは非導通状態となる。その結果、第1ノードND1は浮遊状態となる。[期間−TP2]において駆動トランジスタTRDが非導通状態に達しているとすれば、実質上、第1ノードND1と第2ノードND2の電位は変化しない(図14A参照)。ここまでは、参考例と同様の動作である。
第1の実施形態にあっては、[期間−TP3]の途中で、給電線PS1mの電圧を第1の駆動電圧VCC-Mから第2の駆動電圧VCC-Hに切り替える(図14B参照)。ここで、駆動トランジスタTRDのゲート電極と一方のソース/ドレイン領域との間には寄生容量(符号Cgdで表す)があるので、容量結合によってゲート電極の電位も上昇する。この結果、駆動トランジスタTRDのゲート−ソース間電圧は閾値電圧Vthを超えるので、駆動トランジスタTRDを介して電流が流れ、第2ノードND2の電位は上昇する。そして、駆動トランジスタTRDのゲート電極の電圧、換言すれば、第1ノードND1の電圧も、ブートストラップ動作によって上昇する。
その後、走査線SCLからの走査信号に基づいて導通状態とされた書込みトランジスタTRWを介してデータ線DTLnから駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加する。駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域の電位は低下し、再びVCC-Lに初期化される。第2ノードND2の電位も併せて低下する。これによって、駆動トランジスタTRDは非導通状態となる(図15A参照)。その後、書込みトランジスタTRWが非導通状態とされるが、駆動トランジスタTRDは非導通状態を保つ(図15B参照)。
[期間−TP4]以降の動作は、参考例において説明した動作と同様であるので、説明を省略する。
以上説明した第1の実施形態の特徴となる動作を行うことによって、ブートストラップ動作におけるゲート−ソース間電圧の低下量が閾値電圧Vthのばらつきに起因する輝度ムラが軽減される。以下、詳しく説明する。
図16は、第1の実施形態に係る表示装置において、閾値電圧がVth1である駆動トランジスタTRDを備えた表示素子と、閾値電圧がVth2(>Vth1)である駆動トランジスタTRDを備えた表示素子とにおける、駆動トランジスタTRDのゲート電圧およびソース電圧の変化を説明するための、模式的なタイミングチャートである。尚、閾値電圧がVth1であるものの波形を実線、閾値電圧がVth2であるものの波形を破線で示した。
また、図17は、図16における電圧変化を説明するための表である。尚、この表においては、ブートストラップゲインGbstが「0.6」であるとした例の数値を記載した。
図16において、符号Vg1と符号Vs1とは、閾値電圧がVth1である駆動トランジスタTRDのゲート電圧とソース電圧とを示す。同様に、符号Vg2と符号Vs2とは、閾値電圧がVth2である駆動トランジスタTRDのゲート電圧とソース電圧とを示す。また、符号VA1は、[期間−TP3]のブートストラップ動作時における閾値電圧がVth1である駆動トランジスタTRDのソース電圧の上昇量を示す。同様に、符号VA2は、閾値電圧がVth2である駆動トランジスタTRDのソース電圧の上昇量を示す。
定性的には、同種のトランジスタであっても、閾値電圧が低いトランジスタほど電流が流れやすいといった傾向を示す。図16の例では、Vth1<Vth2であるから、VA1>VA2といった大小関係がある。
そして、[期間−TP3]においてゲート電極の電圧を再初期化すると、ゲート電極の電位変化に応じてソース領域の電圧もある程度は低下する。
この結果、ゲート電圧Vs1、ゲート電圧Vs2は、図16や図17の[C]の欄に示すように、
Vs1=VOfs−Vth1+Va1
Vs2=VOfs−Vth2+Va2
といった値となる。
Vs1=VOfs−Vth1+Va1
Vs2=VOfs−Vth2+Va2
といった値となる。
上述したように、ゲート電極の電圧の再初期化前においてVA1>VA2といった大小関係がある。このため、Va1とVa2についても、Va1>Va2といった大小関係を示す。以下、理由について説明する。
図9を参照して説明したブートストラップゲインGbstは、駆動トランジスタTRDのソース電圧変化に対するゲート電圧変化の割合を示す値であって、Gbst≡CS/(CS+Cp)として与えられた。ここで、図9の配線関係から、駆動トランジスタTRDのゲート電圧変化に対するソース電圧変化の割合を示す値Ginを考える。この場合、基本的には、発光部ELPの容量CELと容量部CSとが直列接続された回路における分圧関係によってGinが定まる。具体的には、Gin≡CS/(CS+CEL)として与えられる。
従って、図16の[B]においてVg1の電圧は(VOfs+VA1・Gbst)と表され、これが、図16の[C]においてVOfsまで低下する。Vg1の低下によるVs1の低下量は、(VA1・Gbst・Gin)と表される。同様に、図16の[B]においてVg2の電圧は(VOfs+VA2・Gbst)と表され、これが、図16の[C]においてVOfsまで低下する。Vg2の低下によるVs2の低下量は、(VA2・Gbst・Gin)と表される。
そうすると、図16の[C]と[D]におけるVa1,Va2は、
Va1=VA1・(1−Gbst・Gin)
Va2=VA2・(1−Gbst・Gin)
と表される。GbstとGinは分圧関係から定まる値であるから、(1−Gbst・Gin)は正の値となる。従って、VA1>VA2であれば、Va1>Va2である。
Va1=VA1・(1−Gbst・Gin)
Va2=VA2・(1−Gbst・Gin)
と表される。GbstとGinは分圧関係から定まる値であるから、(1−Gbst・Gin)は正の値となる。従って、VA1>VA2であれば、Va1>Va2である。
そして、書込み処理の後のゲート電圧Vs1、ゲート電圧Vs2は、図17の[E]の欄、ブートストラップが生じた状態でのゲート電圧Vs1、ゲート電圧Vs2は、図17の[F]の欄に示す値となる。
これらの値から、第1の実施形態においては、閾値電圧がVth1とVth2とである場合、ブートストラップ動作におけるゲート−ソース間電圧の低下量の差は、
(1−0.6)・(Vth2−Vth1)−0.6×(Va1−Va2)
と表される。
(1−0.6)・(Vth2−Vth1)−0.6×(Va1−Va2)
と表される。
従って、参考例の場合に比べて、ブートストラップ動作におけるゲート−ソース間電圧の低下量の差は、0.6×(Va1−Va2)相殺される。これによって、ブートストラップ動作におけるゲート−ソース間電圧の低下量が閾値電圧Vthのばらつきに起因する輝度ムラが軽減される。
図3の[期間−TP3]においてブートストラップ動作を行う期間の長さは、表示装置の設計や仕様に応じて、実測などに基づき、適宜好ましい長さを設定すればよい。
以上、第1の実施形態について具体的に説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、図18に示す表示装置1Aのように、表示素子3が、第1ノードND1に接続された第1ノード初期化トランジスタTR1を備えている構成であってもよい。第1ノード初期化トランジスタTR1において、一方のソース/ドレイン領域には、基準電圧VOfsが印加され、他方のソース/ドレイン領域は、第1ノードND1に接続されている。第1ノード初期化回路103からの信号がゲート電極に印加されて第1ノード初期化トランジスタTR1が導通状態となることで、第1ノードND1の電位を初期化することができる。従って、この構成にあっては、データドライバ102から基準電圧VOfsを供給する必要がない。
[第2の実施形態]
第2の実施形態も、本開示に係る表示素子およびその駆動方法、並びに、表示装置およびその駆動方法に関する。
第2の実施形態も、本開示に係る表示素子およびその駆動方法、並びに、表示装置およびその駆動方法に関する。
図19は、第2の実施形態に係る表示装置の概念図である。
第2の実施形態に係る表示装置1Bは、図1に示す表示装置1に対して、表示素子3が発光制御トランジスタTREL_Cを備えていること、及び、発光制御トランジスタTREL_Cを制御するための発光制御線CL並びに発光制御部104を備えていることが主に相違する。第2の実施形態にあっては、電源部100、走査部101、データドライバ102、及び、発光制御部104によって表示部2を駆動する駆動部が構成される。
発光制御線CLは、走査線SCLと同様にM本設けられており、第m行目の表示素子3の発光制御トランジスタTREL_Cのゲート電極は、第m番目の発光制御線CLmに接続されている。発光制御部104は発光制御線CLに信号を供給する。これによって、発光制御線CLに接続された発光制御トランジスタTREL_Cの導通状態/非導通状態が制御される。尚、図19では、発光制御線CLmのみが示されている。
駆動トランジスタTRDや書込みトランジスタTRWと同様に、発光制御トランジスタTREL_Cは、nチャネル型のTFTから成る。尚、例えば書込みトランジスタTRWがpチャネル型のTFTから成る構成とすることもできる。
発光制御トランジスタTREL_Cは、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域と給電線PS1との間に配置されている。従って、駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域には、発光制御トランジスタTREL_Cを介して電圧が印加される。
発光制御トランジスタTREL_Cが付加されている点を除き、表示素子3の構成は、第1の実施形態において説明した構成と同様である。第1の実施形態と同様に、映像信号電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタTRWを介して駆動トランジスタTRDのゲート電極に印加される。
尚、データドライバ102や電源部100が供給する電圧は、第1の実施形態とは異なる。データドライバ102は、基準電圧VOfsを超える電圧VOfs-H、基準電圧VOfs、及び、映像信号電圧VSigを、順次データ線DTLに供給する。具体的には、水平走査期間の前半は電圧VOfs-Hを供給した後に基準電圧VOfsを供給し、後半は映像信号電圧VSigを供給する。電源部100は、第2の駆動電圧VCC-Hを給電線PS1に供給する。
以上、表示装置1Bの概要について説明した。次いで、表示装置1Bの動作の概要について説明する。詳細な動作については、後述する図21ないし図26を参照して、後ほど詳しく説明する。
図20は、第2の実施形態に係る表示装置の動作、より具体的には、表示装置の第(n,m)番目の表示素子の動作を説明するための模式的なタイミングチャートである。
上述したように、本開示にあっては、一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部ELPが接続されたnチャネル型の駆動トランジスタTRD、及び、駆動トランジスタTRDのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部CSを含む表示素子3の駆動に当たって、
駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタTRDを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加し、
その後、駆動トランジスタTRDのゲート電極に映像信号電圧VSigを印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部ELPを発光させる。
駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタTRDを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加し、
その後、駆動トランジスタTRDのゲート電極に映像信号電圧VSigを印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部ELPを発光させる。
ここで、第2の実施形態にあっては、
駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加した状態で、第1の制御電圧がゲート電極に印加されて導通状態となった発光制御トランジスタTREL_Cを介して駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧VOfsから駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とし且つ発光制御トランジスタTREL_Cのゲートに印加される電圧を第1の制御電圧を超える第2の制御電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタTRDを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加する。
駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加した状態で、第1の制御電圧がゲート電極に印加されて導通状態となった発光制御トランジスタTREL_Cを介して駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧VOfsから駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とし且つ発光制御トランジスタTREL_Cのゲートに印加される電圧を第1の制御電圧を超える第2の制御電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタTRDを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加する。
以下の説明において、電圧あるいは電位の値を以下のとおりとするが、これは、あくまでも説明のための値であり、これらの値に限定されるものではない。
VGL :発光制御トランジスタTREL_Cを非導通状態とする電圧
・・・0ボルト
VGH1 :発光制御トランジスタTREL_Cを導通状態とする第1の制御電圧
・・・10ボルト
VGH1 :発光制御トランジスタTREL_Cを導通状態とする第2の制御電圧
・・・15ボルト
VOfs-H:基準電圧VOfsを超える電圧
・・・30ボルト
・・・0ボルト
VGH1 :発光制御トランジスタTREL_Cを導通状態とする第1の制御電圧
・・・10ボルト
VGH1 :発光制御トランジスタTREL_Cを導通状態とする第2の制御電圧
・・・15ボルト
VOfs-H:基準電圧VOfsを超える電圧
・・・30ボルト
[期間−TP0](図20、図21A参照)
図20に示す[期間−TP0]は、例えば、前の表示フレームにおける動作であり、第(n,m)番目の表示素子3が発光状態にある期間である。第(n,m)番目の画素を構成する表示素子3における発光部ELPには駆動トランジスタTRDを介してドレイン電流が流れている。書込みトランジスタTRWは非導通状態であり、発光制御トランジスタTREL_Cと駆動トランジスタTRDとは導通状態である。
図20に示す[期間−TP0]は、例えば、前の表示フレームにおける動作であり、第(n,m)番目の表示素子3が発光状態にある期間である。第(n,m)番目の画素を構成する表示素子3における発光部ELPには駆動トランジスタTRDを介してドレイン電流が流れている。書込みトランジスタTRWは非導通状態であり、発光制御トランジスタTREL_Cと駆動トランジスタTRDとは導通状態である。
[期間−TP1]〜[期間−TP2](図20、図21B、図22A、図22B、図23A参照)
この[期間−TP1]以降は、例えば、現表示フレームにおける動作である。[期間−TP1]〜[期間−TP2]において、発光制御トランジスタTREL_Cを非導通状態とし且つ駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを超える電圧を印加し次いで基準電圧VOfsを印加することによって、駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化し、その後、閾値電圧キャンセル処理を行う。基準電圧VOfsを超える電圧VOfs-Hと、基準電圧VOfsとは、導通状態とされた書込みトランジスタTRWを介して駆動トランジスタTRDのゲート電極に印加される。
この[期間−TP1]以降は、例えば、現表示フレームにおける動作である。[期間−TP1]〜[期間−TP2]において、発光制御トランジスタTREL_Cを非導通状態とし且つ駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを超える電圧を印加し次いで基準電圧VOfsを印加することによって、駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化し、その後、閾値電圧キャンセル処理を行う。基準電圧VOfsを超える電圧VOfs-Hと、基準電圧VOfsとは、導通状態とされた書込みトランジスタTRWを介して駆動トランジスタTRDのゲート電極に印加される。
具体的には、[期間−TP1]の始期において、発光制御線CLmに電圧VGLを供給し、発光制御トランジスタTREL_Cが非導通状態とする。駆動トランジスタTRDと給電線PS1mは電気的に切り離されるので、発光部ELPは消灯する。結果として、駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域の電位(即ち、第2ノードND2の電位)は、(Vth-EL+VCat)といった値まで低下する(図21B参照)。書込みトランジスタTRWは非導通状態であり、第1ノードND1と第2ノードND2とは容量部CSを介して接続されているので、第1ノードND1の電位も、第2ノードND2の電位低下に伴い低下する。
尚、[期間−TP1]の開始時から、データ線DTLnに、基準電圧VOfsを超える電圧VOfs-Hを供給する。[期間−TP1]の途中で走査線SCLをハイレベルとすることによって、書込みトランジスタTRWを導通状態とする。その結果、第1ノードND1の電位はVOfs-Hに上昇する。第1ノードND1と第2ノードND2とは容量部CSを介して接続されているので、第2ノードND2も上昇する。これによって、発光部ELPの両端の電位差が閾値電圧Vth-ELを超えるので、電位発光部ELPは導通状態となるが、駆動トランジスタTRDのソース領域の電位は、再び、(Vth-EL+VCat)まで、直ちに低下する(図22A参照)。尚、この過程において、発光部ELPが発光し得るが、発光は一瞬であり、実用上、問題とはならない。一方、駆動トランジスタTRDのゲート電極は電圧VOfs-Hを保持する。
そして、[期間−TP2]において、データ線DTLnの電圧を基準電圧VOfsに切り替える。これによって、第1ノードND1の電位は、VOfsとなる(図22B参照)。そして、第1ノードND1の電位の低下に伴い、第2ノードND2の電位も低下する。即ち、駆動トランジスタTRDのゲート電極の電位の変化分(VOfs−VOfs-H)に基づく電荷が、容量部CS、発光部ELPの寄生容量CEL、駆動トランジスタTRDのゲート電極とソース領域との間の寄生容量に振り分けられる。尚、閾値補正動作の前提として、第2ノードND2の電位が(VOfs−Vth)よりも低いことが必要となる。電圧VOfs-Hの値等は、この条件を満たすように設定されている。即ち、以上の処理により、駆動トランジスタTRDのゲート電極とソース領域との間の電位差がVth以上となり、駆動トランジスタTRDは導通状態となる。
次に、駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加した状態で、第1の制御電圧VGH1がゲート電極に印加されて導通状態となった発光制御トランジスタTREL_Cを介して駆動トランジスタTRDの一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧VOfsから駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行う(図23A参照)。
具体的には、書込みトランジスタTRWの導通状態を保った状態で、発光制御線CLmに第1の制御電圧VGH1を供給する(図23B参照)。駆動トランジスタTRDのゲート−ソース間電圧は閾値電圧Vthを超えているので、駆動トランジスタTRDには電流が流れ、他方のソース/ドレイン領域の電位は上昇する。これによって、第2ノードND2の電位は基準電圧VOfsから駆動トランジスタTRDの閾値電圧Vthを減じた電位に向かって近づく。第2ノードND2の電位が(VOfs−Vth)に達すると、駆動トランジスタTRDは非導通状態となる。
[期間−TP3](図20、図24A、図24B、図25A、図25B、及び、図26参照)
この[期間−TP3]において、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタTRDを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加する。
この[期間−TP3]において、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタTRDを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加する。
具体的には、駆動トランジスタTRDのゲート電極を浮遊状態とし且つ発光制御トランジスタTREL_Cのゲートに印加される電圧を第1の制御電圧VGH1を超える第2の制御電圧VGH2に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタTRDを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加する。
[期間−TP3]の始期において、走査線SCLmをローレベルとし、書込みトランジスタTRWは非導通状態となる。その結果、第1ノードND1は浮遊状態となる。[期間−TP2]において駆動トランジスタTRDが非導通状態に達しているとすれば、実質上、第1ノードND1と第2ノードND2の電位は変化しない(図24A参照)。
第2の実施形態にあっては、[期間−TP3]の途中で、発光制御線CLmの電圧を第1の制御電圧VGH1から第2の制御電圧VGH2に切り替える(図24B参照)。ここで、駆動トランジスタTRDのゲート電極と一方のソース/ドレイン領域との間には寄生容量Cgdがあり、また、発光制御トランジスタTREL_Cのゲート電極とソース領域との間にも寄生容量(符号Cgs’で表す)があるので、容量結合によって駆動トランジスタTRDのゲート電極の電位も上昇する。この結果、駆動トランジスタTRDのゲート−ソース間電圧は閾値電圧Vthを超えるので、駆動トランジスタTRDを介して電流が流れ、第2ノードND2の電位は上昇する。そして、駆動トランジスタTRDのゲート電極の電圧、換言すれば、第1ノードND1の電圧も、ブートストラップ動作によって上昇する(図25A参照)。
その後、走査線SCLからの走査信号に基づいて導通状態とされた書込みトランジスタTRWを介してデータ線DTLnから駆動トランジスタTRDのゲート電極に基準電圧VOfsを印加する。駆動トランジスタTRDの他方のソース/ドレイン領域の電位は低下し、再びVCC-Lに初期化される。第2ノードND2の電位も併せて低下する。これによって、駆動トランジスタTRDは非導通状態となる(図25B参照)。その後、書込みトランジスタTRWが非導通状態とされるが、駆動トランジスタTRDは非導通状態を保つ(図26参照)。
[期間−TP4]以降の動作は、第1の実施形態において説明した動作と同様であるので、説明を省略する。
第2の実施形態の[期間−TP3]における駆動トランジスタTRDのゲート電極やソース領域の電圧変化は、第1の実施形態における[期間−TP3]の電圧変化と同様である。従って、第1の実施形態において説明したのと同様に、ブートストラップ動作におけるゲート−ソース間電圧の低下量が閾値電圧Vthのばらつきに起因する輝度ムラが軽減される。
以上、第2の実施形態について具体的に説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、図27に示す表示装置1Cのように、表示素子3が、第2ノードND2に接続された第2ノード初期化トランジスタTR2を備えている構成であってもよい。第2ノード初期化トランジスタTR2において、一方のソース/ドレイン領域は、初期化電圧VSSが印加され、他方のソース/ドレイン領域は、第2ノードND2に接続されている。第2ノード初期化回路105からの信号が第2ノード初期化トランジスタTR2のゲート電極に印加されることで導通状態/非導通状態が制御されるので、第2ノードND2の電位を初期化することができる。従って、データドライバ102が電圧VOfs-Hや電圧VOfsを供給するといった必要はない。また、図28に示す表示装置1Dのように、表示素子3が、第1ノードND1に接続された第1ノード初期化トランジスタTR1と、第2ノードND2に接続された第2ノード初期化トランジスタTR2とを備えている構成であってもよい。
以上、本開示の実施形態について具体的に説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた数値、構造、基板、原料、プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、構造、基板、原料、プロセスなどを用いてもよい。
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の表示部(表示装置)として用いることができる。一例として、例えば、テレビジョンセット、デジタルスチルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機等の携帯端末装置、ビデオカメラ、ヘッドマウントディスプレイ(頭部装着型ディスプレイ)等の表示部として用いることができる。
本開示の表示装置は、封止された構成のモジュール形状のものをも含む。一例として、画素アレイ部に透明なガラス等の対向部が貼り付けられて形成された表示モジュールが該当する。尚、表示モジュールには、外部から画素アレイ部への信号等を入出力するための回路部やフレキシブルプリントサーキット(FPC)などが設けられていてもよい。以下に、本開示の表示装置を用いる電子機器の具体例として、デジタルスチルカメラ及びヘッドマウントディスプレイを例示する。但し、ここで例示する具体例は一例に過ぎず、これに限られるものではない。
(具体例1)
図29は、レンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラの外観図であり、図29Aにその正面図を示し、図29Bにその背面図を示す。レンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラは、例えば、カメラ本体部(カメラボディ)311の正面右側に交換式の撮影レンズユニット(交換レンズ)312を有し、正面左側に撮影者が把持するためのグリップ部313を有している。
図29は、レンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラの外観図であり、図29Aにその正面図を示し、図29Bにその背面図を示す。レンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラは、例えば、カメラ本体部(カメラボディ)311の正面右側に交換式の撮影レンズユニット(交換レンズ)312を有し、正面左側に撮影者が把持するためのグリップ部313を有している。
そして、カメラ本体部311の背面略中央にはモニタ314が設けられている。モニタ314の上部には、ビューファインダ(接眼窓)315が設けられている。撮影者は、ビューファインダ315を覗くことによって、撮影レンズユニット312から導かれた被写体の光像を視認して構図決定を行うことが可能である。
上記の構成のレンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラにおいて、そのビューファインダ315として本開示の表示装置を用いることができる。すなわち、本例に係るレンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラは、そのビューファインダ315として本開示の表示装置を用いることによって作製される。
(具体例2)
図30は、ヘッドマウントディスプレイの外観図である。ヘッドマウントディスプレイは、例えば、眼鏡形の表示部411の両側に、使用者の頭部に装着するための耳掛け部412を有している。このヘッドマウントディスプレイにおいて、その表示部411として本開示の表示装置を用いることができる。すなわち、本例に係るヘッドマウントディスプレイは、その表示部411として本開示の表示装置を用いることによって作製される。
図30は、ヘッドマウントディスプレイの外観図である。ヘッドマウントディスプレイは、例えば、眼鏡形の表示部411の両側に、使用者の頭部に装着するための耳掛け部412を有している。このヘッドマウントディスプレイにおいて、その表示部411として本開示の表示装置を用いることができる。すなわち、本例に係るヘッドマウントディスプレイは、その表示部411として本開示の表示装置を用いることによって作製される。
(具体例3)
図31は、シースルーヘッドマウントディスプレイの外観図である。シースルーヘッドマウントディスプレイ511は、本体部512、アーム513および鏡筒514で構成される。
図31は、シースルーヘッドマウントディスプレイの外観図である。シースルーヘッドマウントディスプレイ511は、本体部512、アーム513および鏡筒514で構成される。
本体部512は、アーム513および眼鏡500と接続される。具体的には、本体部512の長辺方向の端部はアーム513と結合され、本体部512の側面の一側は接続部材を介して眼鏡500と連結される。尚、本体部512は、直接的に人体の頭部に装着されてもよい。
本体部512は、シースルーヘッドマウントディスプレイ511の動作を制御するための制御基板や、表示部を内蔵する。アーム513は、本体部512と鏡筒514とを接続させ、鏡筒514を支える。具体的には、アーム513は、本体部512の端部および鏡筒514の端部とそれぞれ結合され、鏡筒514を固定する。また、アーム513は、本体部512から鏡筒514に提供される画像に係るデータを通信するための信号線を内蔵する。
鏡筒514は、本体部512からアーム513を経由して提供される画像光を、接眼レンズを通じて、シースルーヘッドマウントディスプレイ511を装着するユーザの目に向かって投射する。このシースルーヘッドマウントディスプレイ511において、本体部512の表示部に、本開示の表示装置を用いることができる。
尚、本開示の技術は以下のような構成も取ることができる。
[1]
一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部が接続されたnチャネル型の駆動トランジスタ、及び、駆動トランジスタのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部を含む表示素子の駆動に当たって、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加し、
その後、駆動トランジスタのゲート電極に映像信号電圧を印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部を発光させる、
表示素子の駆動方法。
[2]
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に第1の駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし且つ駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域の電圧を第1の駆動電圧を超える第2の駆動電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する、
上記[1]に記載の表示素子の駆動方法。
[3]
閾値電圧キャンセル処理の前に、駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に印加される電圧を第2の駆動電圧から初期化電圧に切り替えることで、他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化する、
上記[2]に記載の表示素子の駆動方法。
[4]
初期化電圧は、基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電圧よりも低い所定の値に設定された電圧である、
上記[3]に記載の表示素子の駆動方法。
[5]
表示素子は、駆動トランジスタのゲート電極に接続されている書込みトランジスタを更に含んでおり、
映像信号電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[2]ないし[4]のいずれかに記載の表示素子の駆動方法。
[6]
基準電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[5]に記載の表示素子の駆動方法。
[7]
駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域には、発光制御トランジスタを介して電圧が印加され、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で、第1の制御電圧がゲート電極に印加されて導通状態となった発光制御トランジスタを介して駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし且つ発光制御トランジスタのゲートに印加される電圧を第1の制御電圧を超える第2の制御電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する、
上記[1]に記載の表示素子の駆動方法。
[8]
表示素子は、駆動トランジスタのゲート電極に接続されている書込みトランジスタを更に含んでおり、
映像信号電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[7]に記載の表示素子の駆動方法。
[9]
閾値電圧キャンセル処理の前に、
発光制御トランジスタを非導通状態とし且つ駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を超える電圧を印加し次いで基準電圧を印加することによって、駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化する、
上記[8]に記載の表示素子の駆動方法。
[10]
基準電圧を超える電圧と基準電圧とは、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[8]に記載の表示素子の駆動方法。
[11]
書込み処理において、駆動トランジスタに電流が流れることによって駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域の電位が変化する、
上記[1]ないし[10]のいずれかに記載の表示素子の駆動方法。
[12]
発光部は、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から構成されている、
上記[1]ないし[11]のいずれかに記載の表示素子の駆動方法。
[13]
発光部は有機エレクトロルミネッセンス素子である、
上記[12]に記載の表示素子の駆動方法。
[14]
一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部が接続されたnチャネル型の駆動トランジスタ、及び、駆動トランジスタのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部を含む表示素子が配置された表示部、及び、表示部を駆動する駆動部、
を備えており、
駆動部は、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加し、
その後、駆動トランジスタのゲート電極に映像信号電圧を印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部を発光させる、
表示装置。
[15]
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に第1の駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし且つ駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域の電圧を第1の駆動電圧を超える第2の駆動電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する、
上記[14]に記載の表示装置。
[16]
閾値電圧キャンセル処理の前に、駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に印加される電圧を第2の駆動電圧から初期化電圧に切り替えることで、他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化する、
上記[15]に記載の表示装置。
[17]
初期化電圧は、基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電圧よりも低い所定の値に設定された電圧である、
上記[16]に記載の表示装置。
[18]
表示素子は、駆動トランジスタのゲート電極に接続されている書込みトランジスタを更に含んでおり、
映像信号電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[15]ないし[17]のいずれかに記載の表示装置。
[19]
基準電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[18]に記載の表示装置。
[20]
駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域には、発光制御トランジスタを介して電圧が印加され、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で、第1の制御電圧がゲート電極に印加されて導通状態となった発光制御トランジスタを介して駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし且つ発光制御トランジスタのゲートに印加される電圧を第1の制御電圧を超える第2の制御電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する、
上記[14]に記載の表示装置。
[21]
表示素子は、駆動トランジスタのゲート電極に接続されている書込みトランジスタを更に含んでおり、
映像信号電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[20]に記載の表示装置。
[22]
閾値電圧キャンセル処理の前に、
発光制御トランジスタを非導通状態とし且つ駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を超える電圧を印加し次いで基準電圧を印加することによって、駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化する、
上記[21]に記載の表示装置。
[23]
基準電圧を超える電圧と基準電圧とは、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[21]に記載の表示装置。
[24]
書込み処理において、駆動トランジスタに電流が流れることによって駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域の電位が変化する、
上記[14]ないし[23]のいずれかに記載の表示装置。
[25]
発光部は、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から構成されている、
上記[14]ないし[24]のいずれかに記載の表示装置。
[26]
発光部は有機エレクトロルミネッセンス素子である、
上記[25]に記載の表示装置。
[27]
表示装置を備えた電子機器であって、
表示装置は、
一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部が接続されたnチャネル型の駆動トランジスタ、及び、駆動トランジスタのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部を含む表示素子が配置された表示部、及び、表示部を駆動する駆動部、
を備えており、
駆動部は、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加し、
その後、駆動トランジスタのゲート電極に映像信号電圧を印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部を発光させる、
電子機器。
[28]
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に第1の駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし且つ駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域の電圧を第1の駆動電圧を超える第2の駆動電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する、
上記[27]に記載の電子機器。
[29]
閾値電圧キャンセル処理の前に、駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に印加される電圧を第2の駆動電圧から初期化電圧に切り替えることで、他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化する、
上記[28]に記載の電子機器。
[30]
初期化電圧は、基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電圧よりも低い所定の値に設定された電圧である、
上記[29]に記載の電子機器。
[31]
表示素子は、駆動トランジスタのゲート電極に接続されている書込みトランジスタを更に含んでおり、
映像信号電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[28]ないし[30]のいずれかに記載の電子機器。
[32]
基準電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[31]に記載の電子機器。
[33]
駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域には、発光制御トランジスタを介して電圧が印加され、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で、第1の制御電圧がゲート電極に印加されて導通状態となった発光制御トランジスタを介して駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし且つ発光制御トランジスタのゲートに印加される電圧を第1の制御電圧を超える第2の制御電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する、
上記[27]に記載の電子機器。
[34]
表示素子は、駆動トランジスタのゲート電極に接続されている書込みトランジスタを更に含んでおり、
映像信号電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[33]に記載の電子機器。
[35]
閾値電圧キャンセル処理の前に、
発光制御トランジスタを非導通状態とし且つ駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を超える電圧を印加し次いで基準電圧を印加することによって、駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化する、
上記[34]に記載の電子機器。
[36]
基準電圧を超える電圧と基準電圧とは、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[34]に記載の電子機器。
[37]
書込み処理において、駆動トランジスタに電流が流れることによって駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域の電位が変化する、
上記[27]ないし[36]のいずれかに記載の電子機器。
[38]
発光部は、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から構成されている、
上記[27]ないし[37]のいずれかに記載の電子機器。
[39]
発光部は有機エレクトロルミネッセンス素子である、
上記[38]に記載の電子機器。
[1]
一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部が接続されたnチャネル型の駆動トランジスタ、及び、駆動トランジスタのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部を含む表示素子の駆動に当たって、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加し、
その後、駆動トランジスタのゲート電極に映像信号電圧を印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部を発光させる、
表示素子の駆動方法。
[2]
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に第1の駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし且つ駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域の電圧を第1の駆動電圧を超える第2の駆動電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する、
上記[1]に記載の表示素子の駆動方法。
[3]
閾値電圧キャンセル処理の前に、駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に印加される電圧を第2の駆動電圧から初期化電圧に切り替えることで、他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化する、
上記[2]に記載の表示素子の駆動方法。
[4]
初期化電圧は、基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電圧よりも低い所定の値に設定された電圧である、
上記[3]に記載の表示素子の駆動方法。
[5]
表示素子は、駆動トランジスタのゲート電極に接続されている書込みトランジスタを更に含んでおり、
映像信号電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[2]ないし[4]のいずれかに記載の表示素子の駆動方法。
[6]
基準電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[5]に記載の表示素子の駆動方法。
[7]
駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域には、発光制御トランジスタを介して電圧が印加され、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で、第1の制御電圧がゲート電極に印加されて導通状態となった発光制御トランジスタを介して駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし且つ発光制御トランジスタのゲートに印加される電圧を第1の制御電圧を超える第2の制御電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する、
上記[1]に記載の表示素子の駆動方法。
[8]
表示素子は、駆動トランジスタのゲート電極に接続されている書込みトランジスタを更に含んでおり、
映像信号電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[7]に記載の表示素子の駆動方法。
[9]
閾値電圧キャンセル処理の前に、
発光制御トランジスタを非導通状態とし且つ駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を超える電圧を印加し次いで基準電圧を印加することによって、駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化する、
上記[8]に記載の表示素子の駆動方法。
[10]
基準電圧を超える電圧と基準電圧とは、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[8]に記載の表示素子の駆動方法。
[11]
書込み処理において、駆動トランジスタに電流が流れることによって駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域の電位が変化する、
上記[1]ないし[10]のいずれかに記載の表示素子の駆動方法。
[12]
発光部は、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から構成されている、
上記[1]ないし[11]のいずれかに記載の表示素子の駆動方法。
[13]
発光部は有機エレクトロルミネッセンス素子である、
上記[12]に記載の表示素子の駆動方法。
[14]
一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部が接続されたnチャネル型の駆動トランジスタ、及び、駆動トランジスタのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部を含む表示素子が配置された表示部、及び、表示部を駆動する駆動部、
を備えており、
駆動部は、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加し、
その後、駆動トランジスタのゲート電極に映像信号電圧を印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部を発光させる、
表示装置。
[15]
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に第1の駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし且つ駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域の電圧を第1の駆動電圧を超える第2の駆動電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する、
上記[14]に記載の表示装置。
[16]
閾値電圧キャンセル処理の前に、駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に印加される電圧を第2の駆動電圧から初期化電圧に切り替えることで、他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化する、
上記[15]に記載の表示装置。
[17]
初期化電圧は、基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電圧よりも低い所定の値に設定された電圧である、
上記[16]に記載の表示装置。
[18]
表示素子は、駆動トランジスタのゲート電極に接続されている書込みトランジスタを更に含んでおり、
映像信号電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[15]ないし[17]のいずれかに記載の表示装置。
[19]
基準電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[18]に記載の表示装置。
[20]
駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域には、発光制御トランジスタを介して電圧が印加され、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で、第1の制御電圧がゲート電極に印加されて導通状態となった発光制御トランジスタを介して駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし且つ発光制御トランジスタのゲートに印加される電圧を第1の制御電圧を超える第2の制御電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する、
上記[14]に記載の表示装置。
[21]
表示素子は、駆動トランジスタのゲート電極に接続されている書込みトランジスタを更に含んでおり、
映像信号電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[20]に記載の表示装置。
[22]
閾値電圧キャンセル処理の前に、
発光制御トランジスタを非導通状態とし且つ駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を超える電圧を印加し次いで基準電圧を印加することによって、駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化する、
上記[21]に記載の表示装置。
[23]
基準電圧を超える電圧と基準電圧とは、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[21]に記載の表示装置。
[24]
書込み処理において、駆動トランジスタに電流が流れることによって駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域の電位が変化する、
上記[14]ないし[23]のいずれかに記載の表示装置。
[25]
発光部は、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から構成されている、
上記[14]ないし[24]のいずれかに記載の表示装置。
[26]
発光部は有機エレクトロルミネッセンス素子である、
上記[25]に記載の表示装置。
[27]
表示装置を備えた電子機器であって、
表示装置は、
一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部が接続されたnチャネル型の駆動トランジスタ、及び、駆動トランジスタのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部を含む表示素子が配置された表示部、及び、表示部を駆動する駆動部、
を備えており、
駆動部は、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加し、
その後、駆動トランジスタのゲート電極に映像信号電圧を印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部を発光させる、
電子機器。
[28]
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に第1の駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし且つ駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域の電圧を第1の駆動電圧を超える第2の駆動電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する、
上記[27]に記載の電子機器。
[29]
閾値電圧キャンセル処理の前に、駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に印加される電圧を第2の駆動電圧から初期化電圧に切り替えることで、他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化する、
上記[28]に記載の電子機器。
[30]
初期化電圧は、基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電圧よりも低い所定の値に設定された電圧である、
上記[29]に記載の電子機器。
[31]
表示素子は、駆動トランジスタのゲート電極に接続されている書込みトランジスタを更に含んでおり、
映像信号電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[28]ないし[30]のいずれかに記載の電子機器。
[32]
基準電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[31]に記載の電子機器。
[33]
駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域には、発光制御トランジスタを介して電圧が印加され、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で、第1の制御電圧がゲート電極に印加されて導通状態となった発光制御トランジスタを介して駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし且つ発光制御トランジスタのゲートに印加される電圧を第1の制御電圧を超える第2の制御電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する、
上記[27]に記載の電子機器。
[34]
表示素子は、駆動トランジスタのゲート電極に接続されている書込みトランジスタを更に含んでおり、
映像信号電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[33]に記載の電子機器。
[35]
閾値電圧キャンセル処理の前に、
発光制御トランジスタを非導通状態とし且つ駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を超える電圧を印加し次いで基準電圧を印加することによって、駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化する、
上記[34]に記載の電子機器。
[36]
基準電圧を超える電圧と基準電圧とは、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
上記[34]に記載の電子機器。
[37]
書込み処理において、駆動トランジスタに電流が流れることによって駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域の電位が変化する、
上記[27]ないし[36]のいずれかに記載の電子機器。
[38]
発光部は、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から構成されている、
上記[27]ないし[37]のいずれかに記載の電子機器。
[39]
発光部は有機エレクトロルミネッセンス素子である、
上記[38]に記載の電子機器。
1,1A,1B,1C,1D・・・表示装置、2・・・表示部、3・・・表示素子、21・・・支持体、22・・・透明な基板、31・・・ゲート電極、32・・・ゲート絶縁層、33・・・半導体層、34・・・チャネル形成領域、35A・・・一方のソース/ドレイン領域、35B・・・他方のソース/ドレイン領域、36・・・一方の電極、37・・・他方の電極、38,39・・・配線、40・・・層間絶縁層、51・・・アノード電極、52・・・正孔輸送層、発光層、及び、電子輸送層、53・・・カソード電極、54・・・第2層間絶縁層、55,56・・・コンタクトホール、100・・・電源部、101・・・走査部、102・・・データドライバ、103・・・第1ノード初期化回路、104・・・発光制御部、105・・・第2ノード初期化回路、SCL・・・走査線、DTL・・・データ線、PS1・・・給電線、PS2・・・共通給電線、CL・・・発光制御線、AZ1・・・第1ノード初期化制御線、AZ2・・・第2ノード初期化制御線、TRW・・・書込みトランジスタ、TRD・・・駆動トランジスタ、TR1・・・第1ノード初期化トランジスタ、TR2・・・第2ノード初期化トランジスタ、TREL_C・・・発光制御トランジスタ、CS・・・容量部、ELP・・・有機エレクトロルミネッセンス発光部、CEL・・・発光部ELPの容量、ND1・・・第1ノード、ND2・・・第2ノード、311・・・カメラ本体部、312・・・撮影レンズユニット、313・・・グリップ部、314・・・モニタ、315・・・ビューファインダ、500・・・眼鏡、511・・・シースルーヘッドマウントディスプレイ、512・・・本体部、513・・・アーム、514・・・鏡筒
Claims (15)
- 一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部が接続されたnチャネル型の駆動トランジスタ、及び、駆動トランジスタのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部を含む表示素子の駆動に当たって、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加し、
その後、駆動トランジスタのゲート電極に映像信号電圧を印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部を発光させる、
表示素子の駆動方法。 - 駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に第1の駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし且つ駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域の電圧を第1の駆動電圧を超える第2の駆動電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する、
請求項1に記載の表示素子の駆動方法。 - 閾値電圧キャンセル処理の前に、駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に印加される電圧を第2の駆動電圧から初期化電圧に切り替えることで、他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化する、
請求項2に記載の表示素子の駆動方法。 - 初期化電圧は、基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電圧よりも低い所定の値に設定された電圧である、
請求項3に記載の表示素子の駆動方法。 - 表示素子は、駆動トランジスタのゲート電極に接続されている書込みトランジスタを更に含んでおり、
映像信号電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
請求項2に記載の表示素子の駆動方法。 - 基準電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
請求項5に記載の表示素子の駆動方法。 - 駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域には、発光制御トランジスタを介して電圧が印加され、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で、第1の制御電圧がゲート電極に印加されて導通状態となった発光制御トランジスタを介して駆動トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし且つ発光制御トランジスタのゲートに印加される電圧を第1の制御電圧を超える第2の制御電圧に切り替えることで、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加する、
請求項1に記載の表示素子の駆動方法。 - 表示素子は、駆動トランジスタのゲート電極に接続されている書込みトランジスタを更に含んでおり、
映像信号電圧は、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
請求項7に記載の表示素子の駆動方法。 - 閾値電圧キャンセル処理の前に、
発光制御トランジスタを非導通状態とし且つ駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を超える電圧を印加し次いで基準電圧を印加することによって、駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域の電位を初期化する、
請求項8に記載の表示素子の駆動方法。 - 基準電圧を超える電圧と基準電圧とは、導通状態とされた書込みトランジスタを介して駆動トランジスタのゲート電極に印加される、
請求項8に記載の表示素子の駆動方法。 - 書込み処理において、駆動トランジスタに電流が流れることによって駆動トランジスタの他方のソース/ドレイン領域の電位が変化する、
請求項1に記載の表示素子の駆動方法。 - 発光部は、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から構成されている、
請求項1に記載の表示素子の駆動方法。 - 発光部は有機エレクトロルミネッセンス素子である、
請求項12に記載の表示素子の駆動方法。 - 一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部が接続されたnチャネル型の駆動トランジスタ、及び、駆動トランジスタのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部を含む表示素子が配置された表示部、及び、表示部を駆動する駆動部、
を備えており、
駆動部は、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加し、
その後、駆動トランジスタのゲート電極に映像信号電圧を印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部を発光させる、
表示装置。 - 表示装置を備えた電子機器であって、
表示装置は、
一方のソース/ドレイン領域に電圧が印加され他方のソース/ドレイン領域に発光部が接続されたnチャネル型の駆動トランジスタ、及び、駆動トランジスタのゲート電極と他方のソース/ドレイン領域との間に接続された容量部を含む表示素子が配置された表示部、及び、表示部を駆動する駆動部、
を備えており、
駆動部は、
駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加した状態で一方のソース/ドレイン領域に駆動電圧を印加することで他方のソース/ドレイン領域の電位を基準電圧から駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって近づける閾値電圧キャンセル処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とし、寄生容量を介して浮遊状態のゲート電極の電位を変化させて駆動トランジスタを介して電流を流すことによって他方のソース/ドレイン領域とゲート電極との電圧を上昇させた後、駆動トランジスタのゲート電極に基準電圧を印加し、
その後、駆動トランジスタのゲート電極に映像信号電圧を印加する書込み処理を行い、
次いで、駆動トランジスタのゲート電極を浮遊状態とすることで発光部を発光させる、
電子機器。
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