JP2017116583A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】一画素あたりのトランジスタ数を低減した回路を用いた表示装置を提供する。【解決手段】各々が複数の走査信号線のいずれか及び複数の映像信号線のいずれかに接続された複数の画素回路を備え、複数の画素回路の各々は、制御端子が走査信号線に接続され、第1端子が映像信号線に接続された第1トランジスタ、制御端子が第1ノードに接続され、第1端子が第1トランジスタの第2端子に接続された第2トランジスタ、第1端子が第1ノードに接続され、第2端子が第2トランジスタの第2端子に接続された第3トランジスタ、第1端子が第2トランジスタの第2端子に接続された第4トランジスタ、及び第1端子が第2トランジスタの第1端子に接続され、第2端子が電源電位線に接続された第5トランジスタを含むことを特徴とする表示装置である。【選択図】図3

Description

本発明は、表示装置に関する。特に、画素に設けられる発光素子を電流駆動する表示装置に関する。
有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ELと呼ぶ。)表示装置は、各画素に発光素子が設けられ、個別に発光を制御することで画像を表示する。発光素子は、一方をアノード電極、他方をカソード電極として区別される一対の電極間に有機EL材料を含む層(以下、「発光層」ともいう)を挟んだ構造を有している。有機EL表示装置は、一方の電極が画素ごとに画素電極として設けられ、他方の電極は複数の画素に跨がって共通の電位が印加される共通電極として設けられている。有機EL表示装置は、この共通電極の電位に対し、画素電極の電位を画素毎に印加することで、画素の発光を制御している。
表示装置の各画素に設けられた発光素子には駆動トランジスタが接続されている。これらの複数の駆動トランジスタが閾値電圧のばらつきを有すると、表記装置の輝度に反映され、表示不良が生じる場合がある。このような駆動トランジスタの閾値電圧のばらつきによる表示不良を補うために、例えば特許文献1では、駆動トランジスタの閾値補償を行う表示装置及びその駆動方法が開示されている。
特開2015−049335
しかしながら、この従来技術においては、駆動トランジスタの閾値電圧を補償するために一画素に対して少なくとも6個のトランジスタが要求される。表示装置の更なる高精細化のためには、更に一画素あたりのトランジスタ数を低減した回路が要求される。
本発明は、上記実情に鑑み、一画素あたりのトランジスタ数を低減した回路を用いた表示装置を提供することを目的の一つとする。
本発明による表示装置の一態様は、複数の走査信号線と、複数の初期化制御信号線と、複数の発光制御信号線と、複数の走査信号線、複数の初期化制御信号線及び複数の発光制御信号線に交差して配置された複数の映像信号線と、各々が複数の走査信号線のいずれか及び複数の映像信号線のいずれかに接続された複数の画素回路を備え、複数の画素回路の各々は、制御端子が走査信号線に接続され、第1端子が映像信号線に接続された第1トランジスタ、制御端子が第1ノードに接続され、第1端子が第1トランジスタの第2端子に接続された第2トランジスタ、第1端子が第1ノードに接続され、第2端子が第2トランジスタの第2端子に接続され、制御端子が走査信号線に接続された第3トランジスタ、第1端子が第2トランジスタの第2端子に接続され、制御端子が発光制御信号線に接続された第4トランジスタ、第1端子が第2トランジスタの第1端子に接続され、第2端子が電源電位線に接続され、制御端子が発光制御信号線に接続された第5トランジスタ、第1端子が第1ノードに接続され、第2端子が初期化制御信号線に接続された保持容量、及び、アノードが第4トランジスタの第2端子に接続された発光素子を含む。
本発明による表示装置の一態様は、複数の第1走査信号線と、複数の第2走査信号線と、複数の初期化制御信号線と、複数の発光制御信号線と、複数の第1走査信号線、複数の第2走査信号線、複数の初期化制御信号線及び複数の発光制御信号線に交差して配置された複数の映像信号線と、各々が複数の画素回路を含み、複数の第1走査信号線のいずれか、複数の第2走査信号線いずれか、複数の初期化制御信号線いずれか、複数の発光制御信号線いずれか、及び複数の映像信号線のいずれかに接続された複数の画素回路群を備え、複数の画素回路群の各々は、制御端子が発光制御信号線に接続され、第1端子が電源電位線に接続された第1トランジスタ、及び、制御端子が第1走査信号線に接続され、第1端子が映像信号線に接続された第5トランジスタを更に含み、複数の画素回路群の各々に含まれる複数の画素回路の各々は、制御端子が第1ノードに接続され、第1端子が第1トランジスタの第2端子及び第5トランジスタの第2端子に接続された第2トランジスタ、第1端子が第1ノードに接続され、第2端子が第2トランジスタの第2端子に接続され、制御端子が第2の走査信号線に接続された第3トランジスタ、第1端子が第2トランジスタの第2端子に接続され、制御端子が発光制御信号線に接続された第4トランジスタ、第1端子が第1ノードに接続され、第2端子が初期化制御信号線に接続された保持容量、及び、第4トランジスタの第2端子に接続された発光素子を含む。
本発明の一実施形態に係る表示装置の概略構成を説明する斜視図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の回路構成を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る画素回路の回路図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の駆動方法を説明するタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る表示装置の初期化期間の動作を説明する回路図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の書き込み及び閾値補償期間の動作を説明する回路図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の発光期間の動作を説明する回路図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の回路構成を説明する回路図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置に含まれる複数の画素回路群の各々の回路構成を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の駆動方法を説明するタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る表示装置の初期化期間の動作を説明する回路図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の書き込み及び閾値補償期間の動作を説明する回路図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の書き込み及び閾値補償期間の動作を説明する回路図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の発光期間の動作を説明する回路図である。
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
<第1実施形態>
図面を用いて本実施形態に係る表示装置100の構成、及びその駆動方法について説明する。
[概略構成]
図1は、本実施形態に係る表示装置100の概略構成を説明する斜視図である。本実施形態に係る表示装置100は、第1基板102と、第2基板104と、複数の画素108と、シール材110と、端子領域114と、接続端子116とを有している。
第1基板102上には、表示領域106が設けられている。表示領域106には、第1基板102上に、各々が少なくとも一つの発光素子を有する複数の画素108が配列されている。
表示領域106の上面には第1基板102と対向する第2基板104が設けられている。第2基板104は表示領域106を囲むシール材110によって、第1基板102に固定されている。第1基板102に形成された表示領域106は、第2基板104とシール材110によって大気に晒されないように封止されている。このような封止構造により画素108に設けられる発光素子の劣化を抑制している。
第1基板102には、一端部に端子領域114が設けられている。端子領域114は第2基板104の外側に配置されている。端子領域114は、複数の接続端子116によって構成されている。接続端子116には、映像信号を出力する機器や電源などと表示パネル(図1では表示装置100)とを接続する配線基板が配置される。配線基板と接続する接続端子116の接点は、外部に露出している。第1基板102には接続端子116から入力された映像信号を表示領域106に出力するドライバIC112が設けられている。
[回路構成]
図2は、本実施形態に係る表示装置100の回路構成を説明する回路図である。
本実施形態に係る表示装置100は、複数の画素回路118、走査線駆動回路120、信号線駆動回路122を有する。表示装置100は更に、走査信号線SG、初期化制御信号線RG、発光制御信号線EG、映像信号線Vsig及び電源電位線PVDDをそれぞれ複数有する。
走査線駆動回路120は、複数の走査信号線SGにそれぞれ信号SG1〜SGmを、複数の初期化制御信号線RGにそれぞれ信号RG1〜RGmを、複数の発光制御信号線EGにそれぞれ信号EG1〜EGmを出力する。
信号線駆動回路122は、複数の映像信号線Vsigに映像信号Vsig1〜Vsignを出力する。また、信号線駆動回路122は、図示のように、複数の電源電位線PVDDに電源電位VDDを出力してもよい。複数の映像信号線Vsig及び複数の電源電位線は、複数の走査信号線SG、複数の初期化制御信号線RG及び複数の発光制御信号線EGに交差して配置されている。
複数の画素回路118は、表示装置100の表示領域106において行列状に配置されている。複数の画素回路118の各々は、複数の走査信号線SGのいずれか及び複数の映像信号線Vsigのいずれかに接続されている。更に、初期化制御信号線RGのいずれか、複数の発光制御信号線EGのいずれか及び複数の電源電位線PVDDのいずれかに接続されている。複数の画素回路118の配置は、行列状に限定されるものではないが、本実施形態においては、m行n列(m及びnは整数)の行列状に配置されるものとして説明する。
次いで、本実施形態に係る表示装置100が有する複数の画素回路118の各々の回路構成について詳細に説明する。
画素回路118の各々は複数のトランジスタを含むが、以下の説明ではトランジスタのゲート端子を「制御端子」と呼ぶことがある。また、便宜上、トランジスタのソース端子又はドレイン端子のいずれか一方を「第1端子」と呼び、他方を「第2端子」と呼ぶことがある。つまり、トランジスタの第1端子は、トランジスタの各端子に印加される電位の条件によってはソース端子として機能する場合もあり、ドレイン端子として機能する場合もある。第2端子についても同様である。
図3は、本実施形態に係る表示装置100に含まれる複数の画素回路118の各々の回路構成を説明する図である。本実施形態に係る表示装置100が有する画素回路118の各々は、第1〜第5トランジスタTR1〜TR5、保持容量Cst及び発光素子124を含んでいる。
第1トランジスタTR1は、制御端子が走査信号線SGに接続されている。また、第1トランジスタTR1は、第1端子が映像信号線Vsigに接続されている。つまり、第1トランジスタTR1は、所謂選択トランジスタとして機能する。
第2トランジスタTR2は、制御端子が第1ノードN1に接続されている。また、第2トランジスタTR2は、第1端子が第1トランジスタTR1の第2端子に接続されている。第2トランジスタTR2は、所謂駆動トランジスタとして機能し、制御端子に印加される電位に応じた電流を発光素子124に供給する。また、表示装置100の駆動時において、第2トランジスタTR2は、飽和状態で駆動する。
第3トランジスタTR3は、制御端子が走査信号線SGに接続されている。また、第3トランジスタTR3は、第1端子が第1ノードN1に接続され、第2端子が第2トランジスタTR2の第2端子に接続されている。走査信号線SGに出力される電位に応じて第3トランジスタTR3がオンになると、第2トランジスタTR2は、制御端子と第2端子とが導通し、ダイオード接続の状態となる。
第4トランジスタTR4は、制御端子が発光制御信号線EGに接続されている。また、第1端子が第2トランジスタTR2の第2端子及び第3トランジスタTR3の第2端子に接続されている。
第5トランジスタTR5は、制御端子が発光制御信号線EGに接続されている。また、第5トランジスタTR5は、第1端子が第2トランジスタの第1端子に接続され、第2端子は電源電位線PVDDに接続されている。発光制御信号線EGの電位を制御して、第4トランジスタTR4及び第5トランジスタTR5を共にオンにすることによって、発光素子124に電流を供給し、発光状態とすることができる。
保持容量Cstは、第1端子が第1ノードN1に接続され、第2端子が初期化制御信号線RGに接続されている。
発光素子124は、アノードが第4トランジスタTR4の第2端子に接続され、カソードが共通電位線PVSSに接続されている。発光素子124としては、供給される電流に応じた輝度の光を発する電流駆動型の発光素子124を用いることができる。本実施形態においては、発光素子124として、有機発光ダイオードを用いる。
尚、本実施形態においては第1〜第5トランジスタTR1〜TR5は、Pチャネルトランジスタである。しかし、これに限られるものではなく、第1〜第5トランジスタTR1〜TR5のいずれか、又は全てがNチャネルトランジスタであっても構わない。つまり、第1〜第6トランジスタTR1、TR2A〜TR5A、TR6は、Pチャネルトランジスタは、同一極性のトランジスタであってもよい。尚、全てがNチャネルトランジスタである場合は、ソースとドレインの関係が入れ替わるので、適宜回路の接続関係を変更しても良い。
以上、本実施形態に係る表示装置100に含まれる複数の画素回路の各々の回路構成について説明した。本実施形態においては、一画素当たり5個のトランジスタと1個の容量を含む回路構成となっている。従来技術においては、駆動トランジスタの閾値電圧を補償するために一画素に対して少なくとも6個のトランジスタが必要であった。
以下で詳述する表示装置の駆動方法によれば、上述した構成の表示装置において閾値補償が可能となる。つまり、従来技術による表示装置よりも、一画素に含まれるトランジスタの数を低減することができるため、表示装置の更なる高精細化が可能となる。
[駆動方法]
図面を用いて、本実施形態に係る表示装置100の駆動方法について説明する。
図4は、本実施形態に係る表示装置100の駆動方法を説明するタイミングチャートである。図4では、行列状に配置された画素回路118のうち、第N行に配置された画素回路118aと、第N+1行に配置され、画素回路118aと同じ列に配置された画素回路118bとのタイミングチャートを示している。
本実施形態に係る表示装置100は、1フレームにおいて、初期化期間、書き込み及び閾値補償期間、及び発光期間の3種の期間を含んで駆動される。
先ず、初期化期間における駆動について説明する。時刻t1〜時刻t2は、画素回路118aの初期化期間(Reset[N])である。図5は、本実施形態に係る表示装置100の初期化期間の動作を説明する回路図である。
初期化期間の直前において、第1ノードN1には、前フレームの階調データに対応する電荷が蓄積されているため、後続するフレームの階調データを書き込む前に、初期化期間においてこの電荷を放電する。
初期化期間に入る前に、第3トランジスタTR3の制御端子に第3トランジスタTR3をオフする信号を供給しておく。本実施形態においては、第3トランジスタTR3はPチャネルトランジスタであるため、第3トランジスタTR3の制御端子にハイレベル(H)の電位を印加して第3トランジスタTR3をオフにしておく。
また、遅くとも初期化期間に入る前に、発光制御信号線EGに、第4トランジスタTR4及び第5トランジスタTR5をオンにする信号を供給しておく。本実施形態においては、第4トランジスタTR4及び第5トランジスタTR5はPチャネルトランジスタであるため、発光制御信号線EGを介して第4トランジスタTR4及び第5トランジスタTR5の制御端子にローレベル(L)の電位を印加して第4トランジスタTR4及び第5トランジスタTR5をオンにしておく。
この状態で、時刻t1において初期化期間に入ると、第3トランジスタTR3がオンになるように初期化制御信号線RGを第1の電位V1に変化させることで保持容量Cstの第2端子の電位を変化させる。本実施形態においては、第3トランジスタTR3はPチャネルトランジスタであるため、初期化制御信号線RGを介して保持容量Cstの第2端子に正の電位VGHを印加し、第3トランジスタTR3をオンにする。
第3トランジスタTR3をオンにするには、第3トランジスタTR3の制御端子に印加されているハイレベルの電位VG3に第3トランジスタTR3の閾値Vth3を加えた電位VG3+Vth3よりも高い電位を、第3トランジスタTR3の第1端子に印加する必要がある。これによって、第3トランジスタTR3の第1端子を基準としたときの、第3トランジスタTR3Aの制御端子の電位がVth3よりも低下するため、第3トランジスタTR3がオンになる。
これによって、前フレームにおいて第1ノードN1に蓄積された電荷を、第3トランジスタTR3を介して放電することができる。
初期化期間における動作によって、前フレームにおいて第1ノードN1に蓄えられていた電荷は放電される。このとき、当該電荷は発光素子124を介して共通電位線PVSSへ放電される。この放電によって、保持容量Cstから前フレームで書き込まれた映像信号が初期化される。具体的には、第1ノードN1の電位は、前フレームの映像信号を含まない共通電位線PVSSの電位に発光素子124の閾値の電位を加えた電位に収束する。
初期化期間が終了すると、書き込み及び閾値補償期間に入る。時刻t2〜時刻t3は、画素回路118aの書き込み及び閾値補償期間(Vsig/OC[N])である。書き込み及び閾値補償期間では、階調データの書き込み及び第2トランジスタTR2の閾値補償を行う。
図6は、本実施形態に係る表示装置100の書き込み及び閾値補償期間の動作を説明する回路図である。
時刻t2において、第3トランジスタTR3がオフになるように初期化制御信号線RGを第1の電位V1よりも低い第2の電位V2に変化させることで保持容量Cstの第2端子の電位を変化させる。本実施形態においては、第3トランジスタTR3はPチャネルトランジスタであるため、保持容量の第2端子にローレベルの電位を印加し、第3トランジスタTR3をオフにする。
更に時刻t2において、走査信号線SGに、第1トランジスタTR1及び第3トランジスタTR3をオンにする信号を供給する。本実施形態においては、第1トランジスタTR1及び第3トランジスタTR3はPチャネルトランジスタであるため、走査信号線の電位をローレベルにして両者のトランジスタをオンにする。
ここで、第3トランジスタTR3がオンとなることによって、第2トランジスタTR2は制御端子と第2端子とが導通し、ダイオード接続の状態となる。この状態で、映像信号線Vsigに階調データを供給する。これによって、第1ノードN1に階調データ及び第2トランジスタTR2の閾値の情報が書き込まれる。
ここで、階調データ及び第2トランジスタTR2の閾値の情報について説明する。画素回路118の書き込み及び閾値補償において、映像信号線にVsig[N]が出力されると、第2トランジスタTR2の第2端子側(つまり、第3トランジスタTR3側)では、Vsig[N]に第2トランジスタTR2の閾値Vth2を加えた電位Vsig[N]+Vth2が出力される。つまり、Vsig[N]+Vth2の電位が第1ノードN1に出力される。
書き込み及び閾値補償期間が終了すると、発光期間に入る。時刻t3以降は、画素回路118aの発光期間(Emission[N])である。
図7は、本実施形態に係る表示装置の発光期間の動作を説明する回路図である。時刻t3において、走査信号線SGに、第1トランジスタTR1及び第3トランジスタTR3をオフにする信号を供給する。本実施形態においては、第1トランジスタTR1及び第3トランジスタTR3はPチャネルトランジスタであるため、走査信号線SGの電位をハイレベルにして第1トランジスタTR1及び第3トランジスタTR3をオフにする。
この状態で、第4トランジスタTR4及び第5トランジスタTR5をオンにする。本実施形態においては、第4トランジスタTR4及び第5トランジスタTR5はPチャネルトランジスタであるため、発光制御信号線EGの電位をローレベルにして第4トランジスタTR4及び第5トランジスタTR5をオンにする。これによって、発光素子124に電流を流して発光させることができる。
発光期間において、駆動トランジスタとして機能する第2トランジスタTR2の制御端子の電位は、Vsig[N]+Vth2に維持される。この電位が第2トランジスタTR2の制御端子に印加されると、第2トランジスタTR2の飽和領域における電流値は、(Vsig[N]−VDD)の2乗に比例するために、第2トランジスタTR2の閾値依存を排除した駆動電流を生成することができる。これによって、各画素回路に含まれる第2トランジスタTR2の閾値ばらつきによる表示不良を排除することができる。
以上、本実施形態に係る表示装置の構成及び駆動方法について説明した。本実施形態に係る表示装置は、一画素に含まれるトランジスタの数を5個とすることができ、従来技術よりも低減することができる。更に、本実施形態に係る表示装置の駆動方法によれば、駆動トランジスタとして機能する第2トランジスタの閾値補償が可能になる。よって、表示装置の更なる高精細化が可能となる。
<第2実施形態>
図面を用いて本実施形態に係る表示装置200の構成、及びその駆動方法について説明する。尚、表示装置200の概略構成については、第1実施形態に係る表示装置100と同様であるため、詳細な説明は省略する。
[回路構成]
図8は、本実施形態に係る表示装置200の回路構成を説明する回路図である。
本実施形態に係る表示装置200は、複数の画素回路群119、走査線駆動回路120、信号線駆動回路122を有する。表示装置200は更に、第1走査信号線IG、第2走査信号線SG、初期化制御信号線RG、発光制御信号線EG、映像信号線Vsig及び電源電位線PVDDをそれぞれ複数有する。
走査線駆動回路120は、複数の第1走査信号線IGにそれぞれ信号IG1/2〜IGm−1/mを、複数の第2走査信号線SGにそれぞれ信号SG1〜SGmを、複数の初期化制御信号線RGにそれぞれ信号RG1/2〜RGm−1/mを、複数の発光制御信号線EGにそれぞれ信号EG1/2〜EGm−1/mを出力する。
信号線駆動回路122は、複数の映像信号線Vsigに映像信号Vsig1〜Vsignを出力する。また、信号線駆動回路122は、図示のように、複数の電源電位線PVDDに電源電位VDDを出力してもよい。複数の映像信号線Vsig及び複数の電源電位線は、複数の走査信号線SG、複数の初期化制御信号線RG及び複数の発光制御信号線EGに交差して配置されている。
複数の画素回路群119の各々は、複数の画素回路118を含んでいる。本実施形態においては、複数の画素回路群119の各々は、2個の画素回路(第1画素回路118A及び第2画素回路118B)を含んでいる。また、複数の画素回路群119の各々は、表示装置200の表示領域106において行列状に配置されている。また、複数の画素回路群119の各々は、複数の第1走査信号線IGのいずれか及び複数の映像信号線Vsigのいずれかに接続されている。更に、複数の初期化制御信号線RG、複数の発光制御信号線EG及び複数の電源電位線PVDDのいずれかに接続されている。複数の画素回路群119の配置は、行列状に限定されるものではないが、本実施形態においては、m/2行n列(m及びnは整数、且つmは偶数)の行列状に配置されるものとして説明する。
次いで、本実施形態に係る表示装置200が有する複数の画素回路群119の各々の回路構成について詳細に説明する。
尚、画素回路群119の各々は複数のトランジスタを含むが、以下の説明ではトランジスタのゲート端子を制御端子と呼ぶことがある。また、便宜上、トランジスタのソース端子又はドレイン端子のいずれか一方を第1端子と呼び、他方を第2端子と呼ぶことがある。つまり、トランジスタの第1端子は、電圧を印加する条件によってはソース端子として機能する場合もあり、ドレイン端子として機能する場合もある。第2端子についても同様である。
図9は、本実施形態に係る表示装置200に含まれる複数の画素回路群119の各々の回路構成を説明する図である。本実施形態に係る表示装置200が有する複数の画素回路群119の各々は、第1トランジスタTR1、第5トランジスタTR5及び複数の画素回路118を含んでいる。本実施形態においては、複数の画素回路群119の各々は、2つの画素回路(第1画素回路118A及び第2画素回路118B)を含んでいる。
第1トランジスタTR1は、制御端子が発光制御信号線EGに接続されている。また、第1端子が電源電位線PVDDに接続され、第2端子は画素回路群119が含む第1画素回路118A及び第2画素回路118Bに接続されている。
第5トランジスタTR5は、制御端子が第1走査信号線IGに接続されている。また、第1端子が映像信号線Vsigに接続され、第2端子は画素回路群119が含む第1画素回路118A及び第2画素回路118Bに接続されている。
複数の画素回路群119の各々に含まれる複数の画素回路118の各々の回路構成について説明する。複数の画素回路群119の各々に含まれる複数の画素回路118の各々は、第2トランジスタ〜第4トランジスタTR2〜TR4、保持容量Cst、発光素子124を含んでいる。本実施形態においては、1個の画素回路群119は、第1画素回路118A及び第2画素回路118Bの2個の画素回路を含むが、両者の回路構成は同一であるため、以下では特に第1画素回路118Aの回路構成について説明する。
第2トランジスタTR2Aは、制御端子が第1ノードN1Aに接続され、第1端子が第1トランジスタTR1の第2端子及び第5トランジスタTR5の第2端子に接続されている。第2トランジスタTR2Aは、所謂駆動トランジスタとして機能し、制御端子に印加される電位に応じた電流を発光素子124Aに供給する。また、表示装置100の駆動時において、第2トランジスタTR2は、飽和状態で駆動する。
第3トランジスタTR3Aは、制御端子が第2走査信号線SGに接続されている。また、第1端子が第1ノードN1Aに接続され、第2端子が第2トランジスタTR2Aの第2端子に接続されている。第2走査信号線SGの電位に応じて第3トランジスタTR3Aがオンになると、第2トランジスタTR2Aは、制御端子と第2端子とが導通し、ダイオード接続の状態となる。
第4トランジスタTR4Aは、制御端子が発光制御信号線EGに接続されている。また、第1端子が第2トランジスタTR2Aの第2端子及び第3トランジスタTR3Aの第2端子に接続されている。発光制御信号線EGの電位を制御して、第1トランジスタTR1及び第4トランジスタTR4Aを共にオンにすることによって、発光素子124Aに電流を供給し、発光状態とすることができる。
保持容量CstAは、第1端子が第1ノードN1Aに接続され、第2端子が初期化制御信号線RGに接続されている。
発光素子124Aは、アノードが第4トランジスタTR4Aの第2端子に接続され、カソードが共通電位線PVSSに接続されている。発光素子124Aとしては、供給される電流に応じた輝度の光を発する電流駆動型の発光素子を用いることができる。本実施形態においては、発光素子124Aとして、有機発光ダイオードを用いる。
尚、本実施形態においては第1〜第5トランジスタTR1、TR2A〜TR4A、TR5は、Pチャネルトランジスタである。しかし、これに限られるものではなく、第1〜第5トランジスタTR1、TR2A〜TR4A、TR5のいずれか、又は全てがNチャネルトランジスタであっても構わない。つまり、第1〜第6トランジスタTR1、TR2A〜TR5A、TR6は、同一極性のトランジスタであってもよい。尚、全てがNチャネルトランジスタである場合は、ソースとドレインの関係が入れ替わるので、適宜回路の接続関係を変更しても良い。
以上、本実施形態に係る表示装置200に含まれる複数の画素回路118の各々の回路構成について説明した。本実施形態においては、一画素当たり4個のトランジスタと1個の容量を含む回路構成となっている。従来技術においては、駆動トランジスタの閾値電圧を補償するために一画素に対して少なくとも6個のトランジスタが必要であった。
以下で詳述する表示装置の駆動方法によれば、上述した構成の表示装置において閾値補償が可能となる。つまり、従来技術による表示装置よりも、一画素に含まれるトランジスタの数を低減することができるため、表示装置の更なる高精細化が可能となる。
[駆動方法]
図面を用いて、本実施形態に係る表示装置200の駆動方法について説明する。
図10は、本実施形態に係る表示装置200の駆動方法を説明するタイミングチャートである。図10では、行列状に配置された画素回路群119のうち、第N行に配置された第1画素回路118A、及び第N+1行に配置された第2画素回路118Bを含む画素回路群119aと、第N+2行に配置された第1画素回路118A、及び第N+3行に配置された第2画素回路118Bを含む画素回路群119bとのタイミングチャートを示している。
本実施形態に係る表示装置200は、1フレームにおいて、初期化期間、書き込み及び閾値補償期間、及び発光期間の3種の期間を含んで駆動される。
先ず、初期化期間における駆動について説明する。初期化期間においては、同じ画素回路群119に含まれる第1画素回路118A及び第2画素回路118Bは同様の駆動をするため、特に第1画素回路118Aの駆動について説明する。時刻t1〜時刻t2は、画素回路群119aの初期化期間(Reset[N/N+1])であり、第1画素回路118A及び第2画素回路118Bが同時に初期化される。図11は、本実施形態に係る表示装置200の初期化期間の動作を説明する回路図である。初期化期間の直前において、第1ノードN1Aには、前フレームの階調データに対応する電荷が蓄積されているため、後続するフレームの階調データを書き込む前に、初期化期間においてこれらの電荷を放電する。
初期化期間に入る前に、第3トランジスタTR3Aの制御端子に第3トランジスタTR3Aをオフする信号を供給しておく。本実施形態においては、第3トランジスタTR3AはPチャネルトランジスタであるため、第3トランジスタTR3Aの制御端子にハイレベル(H)の電位を印加して第3トランジスタTR3Aをオフにしておく。
また、初期化期間に入る前に、第1トランジスタTR1及び第4トランジスタTR4Aをオンにしておく。本実施形態においては、第1トランジスタTR1及び第4トランジスタTR4AはPチャネルトランジスタであるため、発光制御信号線EGを介して第1トランジスタTR1及び第4トランジスタTR4Aの制御端子にローレベル(L)の電位を印加して第1トランジスタTR1及び第4トランジスタTR4Aをオンにしておく。
この状態で、時刻t1において初期化期間に入ると、第3トランジスタTR3Aがオンになるように初期化制御信号線RGを第1の電位V1に変化させることで保持容量の第2端子の電位を変化させる。本実施形態においては、第3トランジスタTR3AはPチャネルトランジスタであるため、初期化制御信号線RGを介して保持容量CstAの第2端子に正の電位VGHを印加し、第3トランジスタTR3Aをオンにする。
第3トランジスタTR3Aをオンにするには、第3トランジスタTR3Aの制御端子に印加されているハイレベルの電位VG3に第3トランジスタTR3Aの各々の閾値Vth3Aを加えた電位VG3+Vth3Aを、第3トランジスタTR3Aの第1端子に印加する必要がある。これによって、第3トランジスタTR3Aの第1端子を基準としたときの、第3トランジスタTR3Aの制御端子の電位がVth3よりも低下するため、第3トランジスタTR3Aがオンになる。
これによって、前フレームにおいて第1ノードN1Aに蓄積された電荷を、第3トランジスタTRAを介して放電することができる。
初期化期間における動作によって、前フレームにおいて第1ノードN1Aに蓄えられていた電荷は放電される。このとき、当該電荷は発光素子124Aを介して共通電位線PVSSへ放電される。この放電によって、保持容量CstAから前フレームで書き込まれた映像信号が初期化される。具体的には、第1ノードN1Aの電位は、前フレームの映像信号を含まない共通電位線PVSSの電位に発光素子124Aの閾値の電位を加えた電位に収束する。
初期化期間が終了すると、書き込み及び閾値補償期間に入る。この処理は、画素回路群119の各々に含まれる第1画素回路118A及び第2画素回路118Bに対して個別に行う。時刻t2〜時刻t3は、第1画素回路118Aの書き込み及び閾値補償期間(Vsig/OC[N])であり、時刻t3〜時刻t4は、第2画素回路118Bの書き込み及び閾値補償期間(Vsig/OC[N+1])である。書き込み及び閾値補償期間では、各々の画素回路118において階調データの書き込み、及び駆動トランジスタとして機能する第2トランジスタTR2A及びTR2Bの閾値補償を行う。
図12及び図13は、本実施形態に係る表示装置200の書き込み及び閾値補償期間の動作を説明する回路図である。
時刻t2において、第3トランジスタTR3A及びTR3Bがオフになるように初期化制御信号線RGを第1の電位V1よりも低い第2の電位V2に変化させることで、保持容量CstA及びCstBの第2端子の電位を変化させる。本実施形態においては、第3トランジスタTR3A及びTR3BはPチャネルトランジスタであるため、保持容量CstA及びCstBの第2端子にローレベルの電位を印加し、第3トランジスタTR3A及びTR3Bをオフにする。
更に時刻t2において、第1走査信号線IGに、第5トランジスタTR5をオンにする信号を供給する。本実施形態においては、第5トランジスタTR5はPチャネルトランジスタであるため、第1走査信号線IGの電位をローレベルにして第5トランジスタTR5をオンにする。
この状態で、複数の画素回路118の第3トランジスタTR3を順次オンすることによって、映像信号線Vsigに階調データを供給する。これによって、第1ノードN1Aに階調データ及び第2トランジスタTR2Aの閾値の情報が書き込まれる。
図10に示した例においては、時刻t2〜時刻t3において、第2走査信号線SG[N]をローレベルにして第3トランジスタTR3Aをオンにすることによって、第1画素回路118Aに対して階調データ及び第2トランジスタTR2Aの閾値の情報を書き込む。次いで、時刻t3〜時刻t4において、第2走査信号線SG[N+1]をローレベルにして第3トランジスタTR3Bをオンにすることによって、第2画素回路118Bに対して階調データ及び第2トランジスタTR2Bの閾値の情報を書き込む。
ここで、階調データ及び第2トランジスタTR2Aの閾値の情報について説明する。第1画素回路118Aの書き込み及び閾値補償において、映像信号線にVsig[N]が出力されると、第2トランジスタTR2Aの第2端子側では、Vsig[N]に第2トランジスタTR2Aの閾値Vth2Aを加えた電位Vsig[N]+Vth2Aが出力される。つまり、Vsig[N]+Vth2Aの電位が第1ノードN1Aに出力される。
一方、この時刻t2〜時刻t4の期間は、画素回路群119bの初期化期間(Reset[N+2/N+3])も含む。本実施形態においては、初期化期間(Reset[N+2/N+3])は、時刻t2〜時刻t3の期間内に開始され、時刻t4で終了する態様が示されている。しかし、初期化期間(Reset[N+2/N+3])のタイミングはこれに限られない。初期化期間(Reset[N+2/N+3])は、第1ノードN1に蓄積した電荷を放電するための十分な時間が確保されればよいため、例えば時刻t3〜時刻t4の期間内に開始され、時刻t4で終了してもよい。つまり、初期化期間(Reset[N+2/N+3])は、少なくとも、画素回路群119aの第2画素回路118Bの書き込み及び閾値補償期間(Vsig/OC[N+1])と重なっていればよい。
このような駆動方法によって、順次各行の画素回路118を駆動することができ、各行の初期化期間、書き込み及び閾値補償期間を十分に確保することがが容易になる。
書き込み及び閾値補償期間が終了すると、発光期間に入る。時刻t4〜は、画素回路群119aの発光期間であり、発光素子124A及び124Bが同時に発光する。発光期間においては、同じ画素回路群119に含まれる第1画素回路118A及び第2画素回路118Bは同様の駆動をするため、特に第1画素回路118Aの駆動について説明する。
図14は、本実施形態に係る表示装置200の発光期間の動作を説明する回路図である。時刻t4において、第2走査信号線SGに、第3トランジスタTR3A及び第5トランジスタTR5をオフにする信号を供給する。本実施形態においては、第3トランジスタTR3A及び第5トランジスタTR5はPチャネルトランジスタであるため、第2走査信号線SG及び第1走査信号線IGの電位をハイレベルにして第3トランジスタTR3A及び第5トランジスタTR5をそれぞれオフにする。
この状態で、第1トランジスタTR1及び第4トランジスタTR4Aをオンにする。本実施形態においては、第1トランジスタTR1及び第4トランジスタTR4AはPチャネルトランジスタであるため、発光制御信号線EGの電位をローレベルにして第1トランジスタTR1及び第4トランジスタTR4Aをオンにする。これによって、発光素子124Aに電流を流して発光させることができる。
発光期間において、第2トランジスタTR2Aの制御端子の電位は、Vsig[N]+Vth2Aに維持される。この電位が第2トランジスタTR2Aの制御端子に印加されると、第2トランジスタTR2Aの飽和領域における電流値は(Vsig[N]−PVDD)の2乗に比例するために、第2トランジスタTR2Aの閾値依存を排除した駆動電流を生成することができる。これによって、各画素回路に含まれる第2トランジスタTR2の閾値ばらつきによる表示不良を排除することができる。
一方、この時刻t4において、画素回路群119bの書き込み及び閾値補償期間(Vsig/OC[N+2])が開始される。つまり、画素回路群119bの書き込み及び閾値補償期間(Vsig/OC[N+2]及びVsig/OC[N+3])は、画素回路群119aの発光期間(Emission[N/N+1])に重なる。時刻t5に画素回路群119bの書き込み及び閾値補償期間(Vsig/OC[N+3])となり、その後の時刻t6に画素回路群119bの発光期間となる。
このような駆動方法によって、順次各行の画素回路118を駆動することができ、各行の初期化期間、書き込み及び閾値補償期間及び発光期間を十分に確保することがが容易になる。
以上、本実施形態に係る表示装置200の構成及び駆動方法について説明した。本実施形態に係る表示装置は、一画素に含まれるトランジスタの数を4個とすることができ、従来技術よりも低減することができる。更に、本実施形態に係る表示装置の駆動方法によれば、駆動トランジスタとして機能する第2トランジスタTR2の閾値補償が可能になる。よって、表示装置の更なる高精細化が可能となる。
また、本実施形態においては1個の画素回路群119が2個の画素回路118を含む例について説明した。しかし、これに限られず、1個の画素回路群119が3個以上の画素回路118を含む場合に拡張することは容易である。
100:表示装置 102:第1基板 104:第2基板 106:表示領域 108:画素 110:シール材 112:ドライバIC 114:端子領域 116:接続端子 118:画素回路 120:走査線駆動回路 122:信号線駆動回路
124:発光素子 Cst、CstA、CstB:保持容量 TR1、TR2、TR2A、TR2B、TR3、TR3A、TR3B、TR4、TR4A、TR4B、TR5:トランジスタ IG、SG:走査信号線 RG:初期化制御信号線 EG:発光制御信号線 Vsig:映像信号線 PVDD:電源電位線 PVSS:共通電位線
VDD:電源電位 VSS:共通電位

Claims (12)

  1. 複数の走査信号線と、
    複数の初期化制御信号線と、
    複数の発光制御信号線と、
    前記複数の走査信号線、前記複数の初期化制御信号線及び前記複数の発光制御信号線に交差して配置された複数の映像信号線と、
    各々が前記複数の走査信号線のいずれか及び前記複数の映像信号線のいずれかに接続された複数の画素回路を備え、
    前記複数の画素回路の各々は、
    制御端子が前記走査信号線に接続され、第1端子が前記映像信号線に接続された第1トランジスタ、
    制御端子が第1ノードに接続され、第1端子が前記第1トランジスタの第2端子に接続された第2トランジスタ、
    第1端子が前記第1ノードに接続され、第2端子が前記第2トランジスタの第2端子に接続され、制御端子が前記走査信号線に接続された第3トランジスタ、
    第1端子が前記第2トランジスタの第2端子に接続され、制御端子が前記発光制御信号線に接続された第4トランジスタ、
    第1端子が前記第2トランジスタの第1端子に接続され、第2端子が電源電位線に接続され、制御端子が前記発光制御信号線に接続された第5トランジスタ、
    第1端子が前記第1ノードに接続され、第2端子が前記初期化制御信号線に接続された保持容量、及び、
    前記第4トランジスタの第2端子に接続された発光素子を含むことを特徴とする表示装置。
  2. 前記複数の画素回路の各々は、初期化期間において、
    前記第3トランジスタの制御端子に前記第3トランジスタをオフする信号を供給し、
    前記第3トランジスタがオンになるように前記初期化制御信号線を第1の電位に変化させることで、前記保持容量の第2端子の電位を変化させることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記初期化期間の後の書き込み及び閾値補償期間において、
    前記初期化制御信号線を前記第1の電位よりも低い第2の電位に変化させることで、前記保持容量の第2端子の電位を変化させ、
    前記走査信号線に、前記第1トランジスタ及び前記第3トランジスタをオンにする信号を供給した状態で、前記映像信号線に階調データを供給することを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記書き込み及び閾値補償期間後の発光期間において、
    前記走査信号線に、前記第1トランジスタ及び前記第3トランジスタをオフにする信号を供給した状態で、前記第4トランジスタ及び前記第5トランジスタをオンにし、
    前記発光素子に電流を流して発光させることを特徴とする請求項3に記載の表示装置。
  5. 前記第1乃至第5トランジスタは、同一極性のトランジスタであることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  6. 複数の第1走査信号線と、
    複数の第2走査信号線と、
    複数の初期化制御信号線と、
    複数の発光制御信号線と、
    前記複数の第1走査信号線、前記複数の第2走査信号線、前記複数の初期化制御信号線及び前記複数の発光制御信号線に交差して配置された複数の映像信号線と、
    各々が複数の画素回路を含み、前記複数の第1走査信号線のいずれか、前記複数の第2走査信号線いずれか、前記複数の初期化制御信号線いずれか、前記複数の発光制御信号線いずれか、及び前記複数の映像信号線のいずれかに接続された複数の画素回路群を備え、
    前記複数の画素回路群の各々は、
    制御端子が前記発光制御信号線に接続され、第1端子が電源電位線に接続された第1トランジスタ、
    及び、制御端子が前記第1走査信号線に接続され、第1端子が前記映像信号線に接続された第5トランジスタを更に含み、
    前記複数の画素回路群の各々に含まれる前記複数の画素回路の各々は、
    制御端子が第1ノードに接続され、第1端子が前記第1トランジスタの第2端子及び前記第5トランジスタの第2端子に接続された第2トランジスタ、
    第1端子が前記第1ノードに接続され、第2端子が前記第2トランジスタの第2端子に接続され、制御端子が前記第2の走査信号線に接続された第3トランジスタ、
    第1端子が前記第2トランジスタの第2端子に接続され、制御端子が前記発光制御信号線に接続された第4トランジスタ、
    第1端子が前記第1ノードに接続され、第2端子が前記初期化制御信号線に接続された保持容量、及び、
    前記第4トランジスタの第2端子に接続された発光素子を含むことを特徴とする表示装置。
  7. 前記複数の画素回路群の各々は、初期化期間において、
    前記画素回路群に含まれる前記複数の画素回路について、
    前記第3トランジスタの制御端子に前記第3トランジスタをオフする信号を供給し、
    前記第3トランジスタがオンになるように前記初期化制御信号線を第1の電位に変化させることで、前記保持容量の第2端子の電位を変化させることを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
  8. 前記初期化期間の後の書き込み及び閾値補償期間において、
    前記画素回路群に含まれる前記複数の画素回路について、
    前記初期化制御信号線を前記第1の電位よりも低い第2の電位に変化させることで、前記保持容量の第2端子の電位を変化させ、
    前記第1走査信号線に、前記第5トランジスタをオンにする信号を供給した状態で、
    前記複数の画素回路の前記第3トランジスタを順次オンすることによって、前記映像信号線に階調データを供給することを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
  9. 前記書き込み及び閾値補償期間後の発光期間において、
    前記画素回路群に含まれる前記複数の画素回路について、
    前記第1走査信号線に、前記第3トランジスタ及び前記第5トランジスタをオフにする信号を供給した状態で、前記第1トランジスタ及び前記第4トランジスタをオンにし、
    前記発光素子に電流を流して発光させることを特徴とする請求項8に記載の表示装置。
  10. 前記第1乃至第5トランジスタは、同一極性のトランジスタであることを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
  11. 前記第1乃至第5トランジスタは、Pチャネルトランジスタであることを特徴とする請求項5に記載の表示装置。
  12. 前記第1乃至第5トランジスタは、Pチャネルトランジスタであることを特徴とする請求項10に記載の表示装置。
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