JP4033166B2 - 電子回路、その駆動方法、電気光学装置および電子機器 - Google Patents
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Description
回路の駆動方法、電気光学装置および電子機器に関する。
素子や発光ポリマー素子などと呼ばれる有機発光ダイオード(Organic Light Emitting D
iode、以下適宜「OLED素子」と略称する)素子が注目されている。このOLED素子
は、自発光型であるために視野角依存性が少なく、また、バックライトや反射光が不要で
ある。このため、広視野角や、低消費電力、薄型化に向いているなど、表示パネルとして
優れた特性を有している。
ここで、OLED素子は、液晶素子のように電圧保持性を有さず、電流が途絶えると、
発光状態が維持できなくなる電流型の被駆動素子である。このため、OLED素子をアク
ティブ・マトリクス方式で駆動する場合、書込期間(選択期間)において、画素の階調に
応じた電圧を駆動トランジスタのゲートに書き込んで、当該電圧をゲート容量などにより
保持し、当該ゲート電圧に応じた電流を駆動トランジスタがOLED素子に流し続ける構
成が一般的となっている。
て、画素毎にOLED素子の明るさが相違し、このため、表示品位が低下する、という問
題が指摘されている。この問題を解決するため、近年では、書込期間において、当該駆動
トランジスタをダイオード接続させるとともに、駆動トランジスタからデータ線に定電流
を流し、これによって、当該駆動トランジスタのゲートに、OLED素子に流すべき電流
に応じた電圧を書き込むようにプログラミングして、駆動トランジスタのしきい値電圧特
性のばらつきを補償する技術が提案されている(例えば、特許文献1および2参照)。
OLED素子に流すべき電流が小さくなるように設定するとき、書込期間では、当該駆動
トランジスタのゲート電圧が高く、当該駆動トランジスタのソース・ドレイン間の電流が
流れにくい状態となるので、書込期間内に、当該駆動トランジスタのゲートに目的とする
電圧を書き込むことができない、といった問題が新たに指摘された。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、駆動トラ
ンジスタのゲートに、被駆動素子に流すべき電流に応じた電圧を迅速に書き込むことが可
能な電子回路、その駆動方法、電気光学装置、および、電子機器を提供することにある。
流を制御する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタのゲートとドレインとの間をオ
ンまたはオフする第1のスイッチング素子と、一端が前記駆動トランジスタのゲートに接
続された容量素子と、前記容量素子の他端と前記駆動トランジスタのドレインとの間をオ
ンまたはオフする第2のスイッチング素子と、信号線と前記容量素子の他端との間をオン
またはオフする第3のスイッチング素子と、オフしたときに前記駆動トランジスタの制御
にかかわらず前記被駆動素子に流れる電流を遮断する第4のスイッチング素子とを備える
電子回路の駆動方法であって、少なくとも前記第1および第2のスイッチング素子をオン
させ、この後、前記第1および第2のスイッチング素子をオフさせる第1のステップと、
前記第3のスイッチング素子をオンさせた状態にて、前記信号線に対し前記被駆動素子に
流すべき電流に応じた電圧を印加する第2のステップと、前記第3のスイッチング素子を
オフさせる一方、前記第4のスイッチング素子のオン状態が継続することによって前記駆
動トランジスタが、当該駆動トランジスタのゲート電圧にしたがった電流を前記被駆動素
子に流し続ける第3のステップとを備えることを特徴とする。この方法によれば、第1の
スイッチング素子がオンすることによって、駆動トランジスタがダイオード接続されると
ともに、第2のスイッチング素子もオンすることによって、容量素子の両端が短絡して容
量素子の電圧保持状態がクリアされて、容量素子の一端および駆動トランジスタのゲート
(ノードA)および、容量素子の他端(ノードB)は、当該駆動トランジスタのしきい値
電圧に応じた電圧となる。その後、第1、第2のトランジスタがオフされて、これにより
、ノードAは、しきい値電圧に応じた電圧に保持される(第1のステップ)。次に、第2
のステップにおいて、ノードBは、データ線に印加された電圧(被駆動素子に流すべき電
流に応じた電圧)に変化し、この電圧変化に応じた分だけ、ノードAの電圧も変化して保
持される。第3のステップにおいては、変化後におけるノードAの電圧に応じた電流が被
駆動素子に流れ続けるが、このとき流れる電流は、駆動トランジスタのしきい値特性がキ
ャンセルされている。さらに、第2のステップでは、被駆動素子に流すべき電流に応じた
電圧を容量素子の他端に印加するのであって、駆動トランジスタのゲートに直接印加しな
いので、当該電圧の書き込みに要する時間を短縮化することができる。
た後に、前記第1のスイッチング素子をオフさせても良い。このように、第2、第1のス
イッチング素子を順番にオフさせると、確実に、ノードAを、駆動トランジスタのしきい
値電圧に応じた電圧とさせることが可能となる。
また、方法では、前記第1のステップにおいて、前記第1、第2のスイッチング素子を
略同時にオンさせるとともに、前記第3のスイッチング素子をオンさせて、前記駆動トラ
ンジスタのソースおよびドレイン間に電流を流し、この後、前記第1、第2のスイッチン
グ素子を略同時にオフさせても良い。この方法では、第1、第2のスイッチング素子のオ
ンオフが共通制御されるので、電子回路における制御線数を減らすことが可能となる。
この構成において、前記第2のスイッチング素子は、前記第1のスイッチング素子と同一導電型のトランジスタであって、前記第2のスイッチング素子のゲートは前記制御線に
接続される構成が好ましい。これにより、電子回路への制御線をさらに1本分削減することができる。
もちろん、前記第1乃至第4のスイッチング素子は、それぞれトランジスタであって、それらのゲートは、互いに異なる制御線に接続される構成としても良い。
なお、上記電子回路において、前記被駆動素子は電気光学素子であることが好ましく、特に、有機発光ダイオード素子であることが望ましい。
また、本発明に係る電子機器としては、この電気光学装置を有することが望ましい。
図1は、本発明の第1実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、電気光学装置10では、複数本の走査線102が横方向(X
方向)に延接される一方、複数本のデータ線(信号線)112が図において縦方向(Y方
向)に延設されている。そして、これらの走査線102とデータ線112との交差の各々
に対応するように画素回路(電子回路)200がそれぞれ設けられている。
ここで説明の便宜上、本実施形態では、走査線102の本数(行数)を「360」とし
、データ線の本数(列数)を「480」として、画素回路200が、縦360行×横48
0列のマトリクス状に配列する構成を想定する。ただし、本発明をこの配列に限定する趣
旨ではない。
また、画素回路200の配列において、走査線102に平行するように、制御線104
、108が、それぞれ行毎にX方向に延設されている。このため、走査線102、制御線
104および108が1組となって、1行分の画素回路200に兼用されている。
なお、画素回路200には、後述するOLED素子が含まれ、このOLED素子への電
流を画素回路200毎に制御することによって、所定の画像が階調表示される。
択した走査線102に対して、Hレベルの走査信号を供給するとともに、この選択に同期
した各種制御信号を、制御線104および108に、それぞれ供給するものである。すな
わち、Yドライバ14は、走査線102、制御線104および108に対し、行毎に、走
査信号や制御信号をそれぞれ供給するものである。
ここで、説明の便宜上、i行目(iは、1≦i≦360を満たす整数であり、行を一般
化して説明するためのもの)の走査線102に供給される走査信号をGWRT−iと表記
する。同様に、i行目の制御線104および108に供給される制御信号をGINI−i
およびGEL−iと、それぞれ表記する。
1行分の画素回路、すなわち、選択された行に位置する1〜480列の画素回路200の
各々に、当該画素回路200のOLED素子に流すべき電流(すなわち、画素の階調)に
応じた電圧のデータ信号を、1〜480列目のデータ線112を介して、それぞれ供給す
るものである。ここで、データ信号は、電圧が低いほど、画素が明るくなるように指定し
、反対に、電圧が高いほど、画素が暗くなるように指定する。
なお、説明の便宜上、j列目(jは、1≦j≦480を満たす整数であり、列を一般化
して説明するためのもの)のデータ線112に供給されるデータ信号をX−jと表記する
。
源線114を介してそれぞれ供給される。また、すべての画素回路200は、電圧基準の
電位Gndに共通接地されている。
なお、画素の最低階調である黒色を指定するデータ信号X−jの電圧はVELよりも低く
、画素の最高階調である白色を指定するデータ信号X−jの電圧はGndよりも高く設定
される。換言すれば、データ信号X−jの電圧範囲は、電源電圧の内に収まるように設定
されている。
制御回路12は、Yドライバ14およびXドライバ16に、それぞれクロック信号(図
示省略)などを供給して両ドライバを制御するとともに、Xドライバ16に、階調を画素
毎に規定する画像データを供給する。
ある。そこで、画素回路200の構成を、i行j列に位置するもので代表して説明する。
図2は、i行j列に位置する画素回路200の構成を示す図である。
この図に示されるように、画素回路200は、駆動トランジスタ210と、第1〜第4
のスイッチング素子として機能するトランジスタ211、212、213、214と、容
量素子として機能する容量220と、電気光学素子たるOLED素子230とを有する。
このうち、pチャネル型の駆動トランジスタ210のソースは、電源線114に接続さ
れている。また、駆動トランジスタ210のドレインは、pチャネル型のトランジスタ2
11のドレイン、および、nチャネル型のトランジスタ212、214の各ドレインに、
それぞれ接続されている。
トランジスタ214のソースは、OLED素子230の陽極に接続され、また、当該O
LED素子230の陰極は、電源の低位側電圧Gndに接地されている。このため、OL
ED素子230は、電源の高位側電圧VELおよび低位側電圧Gndの間の経路に、駆動
トランジスタ210およびトランジスタ214とともに電気的に介挿された構成となって
いる。
一方、駆動トランジスタ210のゲートは、容量220の一端およびトランジスタ21
1のソースに接続されている。なお、説明の便宜上、駆動トランジスタ210のゲート(
容量220の一端)をノードAとする。
また、このノードAには、容量222の一端が接続され、容量222の他端は、電源線
114に接続されている。なお、この容量222は、駆動トランジスタ210のゲート容
量で代用できるので、積極的に設ける必要はない。
。このため、チャネル型の異なるトランジスタ211、214は、当該制御線108に供
給される制御信号GEL-iの論理レベルに応じて、互いに排他的にオンオフすることになる
。
トランジスタ212のソースは、容量220の他端とnチャネル型のトランジスタ21
3のドレインとにそれぞれ接続される一方、トランジスタ212のゲートは、i行目の制
御線104に接続されている。このため、トランジスタ212は、当該制御線104に供
給される制御信号GINI-iがHレベルであればオンし、Lレベルであればオフすることに
なる。
また、トランジスタ213のソースは、j列目のデータ線112に接続され、そのゲー
トは、i行目の走査線102に接続されている。このため、トランジスタ213は、走査
信号GWRT-iがHレベルとなったときにオンして、j列目のデータ線112に供給される
データ信号X−j(の電圧)を容量220の他端に印加することになる。ここで、説明の
便宜上、容量220の他端(トランジスタ212のソース、トランジスタ213のドレイ
ン)をノードBとする。
2やデータ線112、制御線104、108等とともに形成されている。このため、駆動
トランジスタ210や、トランジスタ211、212、213、214は、ポリシリコン
プロセスによるTFT(薄膜トランジスタ)によって構成される。また、OLED素子2
30は、基板上において、ITO(酸化錫インジウム)などの透明電極膜を陽極(個別電
極)とし、アルミニウムやリチウムなどの単体金属膜またはこれらの積層膜を陰極(共通
電極)として、発光層を挟持した構成となっている。
説明するためのタイミングチャートである。
まず、Yドライバ14は、図3に示されるように、1垂直走査期間(1F)の開始時か
ら、1行目、2行目、3行目、…、360行目の走査線102を、順番に1本ずつ1水平
走査期間(1H)毎に選択して、選択した走査線102の走査信号のみをHレベルとし、
他の走査線への走査信号をLレベルとする。
ここで、i行目の走査線102が選択されて、走査信号GWRT-iがHレベルとなる1水
平走査期間(1H)に着目して、当該水平走査期間およびその前後の動作について、図3
とともに、図4〜図7を参照して説明する。
期間Tiだけ先行したタイミングt1から、i行j列における画素回路200の書込動作
の事前準備が開始する。一方、走査信号GWRT−iがHレベルから再びLレベルに変化
しても、書き込んだ電圧に基づく発光を維持する動作が継続する。
このため、i行j列の画素回路200の動作については、大別すると、タイミングt1
から走査信号GWRT−iがHレベルに変化するまでの第1の期間(1)、走査信号GW
RT−iがHレベルとなる第2の期間(2)、および、走査信号GWRT−iがLレベル
に変化した後の第3の期間、の3つにわけることができる。
これらの第1〜第3の期間については、その動作内容に着目して、それぞれ初期化期間
(1)、書込期間(2)および発光維持期間(3)と称することにする。このうち、初期
化期間(1)については、本実施形態では、さらに2つの期間(1a)および(1b)に
分けることができる。
以下、これらの期間の動作について順を追って説明することにする。
I−iは、いずれもLレベルである。そして、タイミングt1に至ると、初期化期間(1
)のうち、最初の期間(1a)となり、Yドライバ14は、制御信号GINI−iのみを
Hレベルとする。このため、画素回路200では、図4に示されるように、Lレベルの制
御信号GEL-iによってトランジスタ211がオンしているので、駆動トランジスタ210
がダイオードとして機能する。このため、ノードAは、電源電圧VELから駆動トランジス
タ210のしきい値電圧Vthpを差し引いた電圧(VEL−Vthp)となる。また、トランジ
スタ212もオンするので、ノードBはノードAと同電位となり、容量220の電荷蓄積
状態もクリアにされる。
駆動トランジスタ210のドレインは、pチャネル型のトランジスタ211のドレイン
、および、nチャネル型のトランジスタ212、214の各ドレインに、それぞれ接続さ
れているため、確実に容量220の2つの電極を同電位にすることができ、容量220の
電荷蓄積状態もクリアにすることができる。
タ210はダイオードとして機能するが、pチャネル型の駆動トランジスタ210のゲー
ト電圧が電源電圧VELに近いので、ソース・ドレイン間に電流が流れにくい状態にある。
このため、ノードAが、電圧(VEL−Vthp)に至るまでには、実際には、比較的長い時
間が必要とされる。ただし、本実施形態では、期間(1a)において、トランジスタ21
1、212がともにオンして、容量220の両端が短絡状態になるので、容量220の充
放電による時間ロスを考慮しないで済む。また、期間(1a)が次の書込期間(2)とは
無関係であるので、期間(1a)に必要な期間、すなわち、ノードAが電圧(VEL−Vth
p)に至るまでの時間は、書込期間(2)よりも時間的に手前の期間にて十分に確保する
ことができる。
データ信号を出力するが、データ信号の電圧と期間(1a)の最終タイミングにおけるノ
ードAの電圧(VEL−Vthp)とは、画素の最低階調(黒色)を指定するデータ信号の最
高電圧値が、電圧(VEL−Vthp)以下の関係にある。
したがって、画素を徐々に明るくすることを指定するにつれて、データ信号は、電圧(
VEL−Vthp)に対して、低下方向に離間することになる。
制御信号GINI−iをLレベルに復帰させる。このため、画素回路200では、図5に
示されるように、トランジスタ212がオフするが、トランジスタ211のオンが継続す
ることによって、駆動トランジスタ210は引き続きダイオードとして機能する。
L−iをHレベルに復帰させるので、この開始タイミングでは、ノードAは電圧(VEL
−Vthp)である。ただし、ノードAは、容量222のみによって保持されるに過ぎな
いので、ノードBが電圧変化すると、ノードAも電圧変化することになる。
ここで、書込期間(2)においてYドライバ14は、走査信号GWRT-iをHレベルとさ
せるので、図6に示されるように、トランジスタ213がオンする一方、Xドライバ16
は、i行j列の画素の階調に応じた階調電圧のデータ信号X−jをj列目のデータ線11
2に供給するので、ノードBは、初期化期間(1)の電圧(VEL−Vthp)から階調電圧
へと変化することになる。
上述したように、データ信号の最高電圧値は、電圧(VEL−Vthp)以下であるので、
データ信号X−jの電圧は(VEL−Vthp−ΔV)として表すことができる。なお、ΔV
は、初期化期間(1)におけるノードBの電圧(VEL−Vthp)からの電圧変化(低下)
分を示し、画素を明るくするにつれて大きくなる。
−Vthp)からデータ信号X−jの電圧(VEL−Vthp−ΔV)に低下する。したがって、
ノードAは、ノードBにおける電圧変化分ΔVを容量220と駆動トランジスタ210の
ゲート容量との容量比で配分した分だけ、初期化期間(1)の電圧(VEL−Vthp)から
低下することになる。
詳細には、容量220のサイズをCaとし、駆動トランジスタ210のゲート容量をC
bとしたときに、ノードAは、電圧(VEL−Vthp)から、{ΔV・Ca /(Ca+Cb
)}だけ低下するので、結果的に、ノードAの電圧Vgは、次式のように表すことができ
る。
Vg=VEL−Vthp−ΔV・Ca /(Ca+Cb)……(a)
214がオンするので、図6に示されるように、ノードAの電圧Vgに応じた電流IELが
電源線114→駆動トランジスタ210→トランジスタ214→OLED素子230→接
地Gndという経路にて流れる。このため、OLED素子230は、当該電流に応じた明
るさで発光開始となる。
レベルとする一方、制御信号GEL-iをHレベルに維持する。このため、画素回路200で
は、図7に示されるように、トランジスタ213がオフするが、容量220における電圧
保持状態が変化しないので、ノードAは、電圧Vgに維持される。これにより、発光維持
期間(3)では、OLED素子230が当該電流IELに応じた明るさで発光し続けること
になる。
IELは、駆動トランジスタ210のソース・ドレイン間の導通状態によって定まり、当該
導通状態は、ノードAの電圧で設定される。ここで、駆動トランジスタ210のソースか
らみたゲートの電圧は、ノードAの電圧Vgそのものであるので、電流IELは、次のよう
に示される。
IEL=(β/2)(VEL−Vg−Vthp)2 ……(b)
なお、この式においてβは、駆動トランジスタ210の利得係数である。
IEL=(β/2){ΔV・Ca /(Ca+Cb)}2 ……(c)
となる。この式(c)に示されるように、OLED素子230に流れる電流IELは、駆
動トランジスタ210のしきい値Vthpに依存することなく、電圧変化分ΔVのみによっ
て定まることになる(容量Ca、Cbおよび利得係数βは、固定値である)。
号GEL−iをLレベルにする。これにより、トランジスタ214がオフするので、電流
経路が遮断される結果、OLED素子230は消灯することになる。
ここで、Yドライバ14は、1行目から360行目までに対応する制御信号GEL-1〜G
EL-360のHレベル期間が同一となるように制御する。換言すれば、すべてのOLED素子
230に対して、1垂直走査期間において発光維持期間(3)の占める割合が一定になる
ように制御する。このため、発光維持期間(3)が長くすると、画面全体が明るくなる一
方、短くすると、画面全体が暗くすることができる。
なお、発光維持期間(3)の最長は、1垂直走査期間(1F)のうち、初期化期間(1
)および書込期間(2)を除いた期間の全域である。このため、i行目でいえば、制御信
号GEL−iは、走査信号GWRT−iがHレベルからLレベルに変化するタイミングか
ら、1垂直走査期間(1F)経過して、再びi行目の走査線102が選択されるタイミン
グより期間Tiだけ先行したタイミングt1までの期間でHレベルをとることができる。
いてもすべて初期化期間(1)、書込期間(2)および発光維持期間(3)の動作が同時
並列的に実行される。
また、ここではi行目について着目して説明したが、1行目から360行目までについ
ても、1水平走査期間(1H)毎に順番に走査線102が選択されて、当該選択期間にお
いて書込期間(2)の動作が実行される。そして、書込期間(2)の前には初期化期間(
1)が、書込期間(2)の後には発光維持期間(3)が、それぞれ実行される。例えば、
i行目に続く(i+1)行目については、図3に示されるように、走査信号GWRT-(i+1)
がHレベルになるタイミングより期間Tiだけ先行したタイミングt2から、初期化期間
(1)となり、この後、走査信号GWRT-(i+1)がHレベルになる期間で書込期間(2)と
なる。(i+1)行目の書込期間において、j列目のデータ線112には、(i+1)行
j列の画素の階調に応じた電圧のデータ信号X−jが供給されて、その電圧変化分がノー
ドAに書き込まれ、この後、発光維持期間(3)となる。
したがって、初期化期間(1)が隣接する2行以上にわたって並行して実行される場合
もあり得る。同様に、発光維持期間(3)も隣接する2行以上にわたって並行して実行さ
れる。
よって駆動トランジスタ210をダイオード接続するとともに、トランジスタ212のオ
ンによって 容量220の電圧保持状態をクリアし、この後、トランジスタ212のオフ
、および、トランジスタ211のオフを経て、ノードAを、駆動トランジスタ210のし
きい値電圧Vthpに応じた電圧(VEL−Vthp)とさせる。ここで、ノードAが電圧(VEL
−Vthpに達するまでに比較的長時間を要するが、本実施形態によれば、行が選択される
書込期間(2)とは時間的に手前の期間にて十分に長い期間を確保して初期化期間(1)
として割り当てているので、初期化期間(1)の長期化は問題とならない。
また、第1実施形態において、書込期間(2)では、データ信号X−jをノードBに印
加して容量220の他端を電圧変化させ、この電圧変化による電荷の再分配によって、駆
動トランジスタ210のゲートに、OLED素子230に流すべき電流に応じた電圧を書
き込んでいる。このため、初期化期間(1)の確保とあいまって、駆動トランジスタ21
0のゲートに、OLED素子230に流すべき電流に応じた電圧を直接書き込む方式と比
較して、電圧の書き込みに要する時間を短縮化することが可能となる。
さらに、発光維持期間(3)において、OLED素子230に流れる電流は、駆動トラ
ンジスタ210のしきい値電圧Vthpに依存しない。このため、画素回路200毎に、駆
動トランジスタ210のしきい値電圧Vthpがバラついても、OLED素子230に流す
電流を均一に揃えることができる。
したがって、第1実施形態に係る電気光学装置によれば、高解像度化に伴って画素数が
増加しても、データ信号の書き込み時間が短くて済むとともに、OLED素子230に流
れる電流の均一性を確保することが可能となる。
次に、本発明の第2実施形態に係る電気光学装置について説明する。この第2実施形態
に係る電気光学装置は、第1実施形態における画素回路を図8に示される画素回路200
に置換したものである。
図2に示される画素回路(第1実施形態)では、トランジスタ211、214のオンオ
フを、制御線108によって供給される制御信号GEL-iによって共通制御する一方、トラ
ンジスタ212のオンオフについては、別の制御線104によって供給される制御信号G
INI-iによって制御する構成であったが、図8に示される画素回路200では、トランジ
スタ212をpチャネル型に変更するとともに、トランジスタ212のゲートを制御線1
08に接続して、トランジスタ211、214のみならず212についても、共通に制御
する構成としたものである。このため、図1および図2における制御線104が第2実施
形態では不要となる。
ンジスタ214はnチャネル型であるので、制御信号GEL-iがHレベルであれば、トラン
ジスタ211、212はともにオフし、トランジスタ214はオンする一方、制御信号G
EL-iがLレベルであれば、トランジスタ211、212はともにオンし、トランジスタ2
14はオフすることになる。すなわち、トランジスタ211、212と、トランジスタ2
14とは、互いに導電型が異なるので、排他的にオンオフすることになる。
ここで、トランジスタ211、212をともに同一のチャネル型にすると、トランジス
タ211、212のしきい値電圧が同等となるため、異なるチャネル型で構成した場合と
比して同一の制御信号GINI−iにより動作を確実に制御することができる。例えば、
同一の制御信号GINI−iに対して、一方のトランジスタがオンして、他方のトランジ
スタがオフするなどの誤動作を防止することができる。また、同一のチャネル型とするこ
とにより、トランジスタに不純物を注入する際のマージンを設ける必要がなく、トランジ
スタ211とトランジスタ212とをより近接して配置することが可能である。したがっ
て、画素領域におけるトランジスタ占有領域を最小限とできると共に、トランジスタ21
1とトランジスタ212とのトランジスタ特性をばらつきなく製造することが可能である
。さらに、駆動トランジスタ210がトランジスタ211とトランジスタ212と同一の
チャネル型であれば、同様の効果が得られる。また、同一のチャネル型のみにて構成する
ことにより、画素回路に供給する信号に対する電源の電圧範囲を最低限とすることができ
るため、信頼性の高い電子回路を実現することができる。
置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
まず、Yドライバ14は、図9に示されるように、第1実施形態と同様に1垂直走査期
間(1F)の開始時から、1行目、2行目、3行目、…、360行目の走査線102を、
順番に1本ずつ1水平走査期間(1H)毎に選択して、選択した走査線102の走査信号
のみをHレベルとし、他の走査線への走査信号をLレベルとする。
ここで、i行目の走査線102が選択されて、走査信号GWRT-iがHレベルとなる1水
平走査期間(1H)に着目して、当該水平走査期間およびその前後の動作について、図9
とともに、図10〜図12を参照して説明する。
)については、制御信号GEL-iがLレベルである初期化期間(1)と、制御信号GEL-iが
Hレベルである書込期間(2)とに大別することができる。
第2実施形態において、i行目の初期化期間(1)の前では、走査信号GWRT-iおよび
制御信号GEL-iは、いずれもLレベルである。そして、初期化期間(1)に至ると、Yド
ライバ14は、制御信号GEL−iをLレベルとした状態で、走査信号GWRT-iをHレベ
ルとする。また、Xドライバ16は、すべてのデータ線112に供給するデータ信号を、
初期電圧Viniとする。
4がオフするが、トランジスタ211、212がともにオンし、また、走査信号GWRT-i
がHレベルであるので、トランジスタ213もオンする。したがって、画素回路200で
は、次の条件を満たす場合に電流が、図10に示されるように、電源線114→駆動トラ
ンジスタ210→トランジスタ212→トランジスタ213→データ線112という経路
で流れる。ここで、上記経路に電流が流れる条件は、データ線112の初期電圧Viniが
、電源線114の電圧VELから、駆動トランジスタ210のしきい値電圧Vthpを差し引
いた電圧(VEL−Vthp)よりも低いことである。このため、初期電圧Viniは、(VEL
−Vthp−α)と表すことができる。ここで、αは、正の値であれば良いが、本実施形
態では、ほぼゼロに近い数とする。また、初期電圧Viniとデータ信号とは、画素の最低
階調(黒色)を指定するデータ信号の最高電圧値が、初期電圧(VEL−Vthp−α)
以下の関係にある。このため、第2実施形態においても、画素を徐々に明るくすることを
指定するにつれて、データ信号が、電圧(VEL−Vthp)に対して低下方向に離間するこ
とになる。
このように初期化期間(1)では、電圧差は小さいものの、電源線114からデータ線
112まで電流が流れる。また、初期化期間(1)では、トランジスタ211、212が
ともにオンして、容量220の両端が短絡状態になる。このため、容量220の充放電に
よる時間ロスが発生しないので、ノードAは、比較的短時間のうちに、データ線112と
略同一の初期電圧(VEL−Vthp−α)になる。
T-iをHレベルに維持した上で、制御信号GEL−iをHレベルとさせる。このため、こ
の開始タイミングでは、ノードAは、電圧(VEL−Vthp−α)である。ただし、ノ
ードAは、容量222のみによって保持されるに過ぎないので、第1実施形態と同様に、
ノードBが電圧変化すると、ノードAも電圧変化することになる。
一方、書込期間(2)において、Xドライバ16は、i行j列の画素の階調に応じた階
調電圧のデータ信号X−jをj列目のデータ線112に供給する。このため、ノードBは
、初期化期間(1)の電圧(VEL−Vthp−α)から階調電圧に低下するので、データ信
号X−jの電圧は(VEL−Vthp−α−ΔV)として表すことができる。
を容量220と駆動トランジスタ210のゲート容量との容量比で配分した分だけ、初期
化期間(1)の電圧(VEL−Vthp−α)から低下することになる。
また、書込期間(2)において制御信号GEL−iがHレベルになると、トランジスタ
214がオンするので、図11に示されるように、ノードAの電圧Vgに応じた電流IEL
が第1実施形態と同様に、電源線114→駆動トランジスタ210→トランジスタ214
→OLED素子230→接地Gndという経路にて流れる。このため、OLED素子23
0は、当該電流に応じた明るさで発光開始となる。
レベルとする一方、制御信号GEL-iをHレベルに維持する。このため、画素回路200で
は、図12に示されるように、トランジスタ213がオフするが、容量220における電
圧保持状態が変化しないので、ノードAは、電圧Vgに維持される。これにより、発光維
持期間(3)では、OLED素子230が当該電流IELに応じた明るさで発光し続けるこ
とになる。
るノードAの電圧はαだけ低く、また、書込期間(2)および発光維持期間(3)におい
てOLED素子230に流れる電流IELを示す式(c)には、αの成分が残ってしまうが
、駆動トランジスタ210のしきい値Vthpに依存しない点には変わりはない。そもそも
、上述したように、第2実施形態では、αをゼロに近い正の値に設定しているので、その
影響については、ほとんど無視することができる。
走査信号GWRT-iがHレベルとなる期間の前半で行われるが、容量220の両端を短絡し
た状態で電流を流すことによって、ノードAを電圧(VEL−Vthp−α)に保持させるの
で、短期間でも構わない。また、書込期間(2)についても、走査信号GWRT-iがHレベ
ルとなる期間の後半で行われるが、初期化期間(1)において、すでにデータ線112は
、電源電圧VELに近い初期電圧Viniにプリチャージされた状態にあり、書込期間(2)
において、データ線112は初期電圧から階調電圧に変化するだけであるので、データ線
112に寄生容量があっても、その変化に要する時間は短くて済む。このため、第2実施
形態では、初期化期間(1)および書込期間(2)が短くても良いのである。
さらに、第2実施形態では、発光維持期間(3)において、OLED素子230に流れ
る電流は、駆動トランジスタ210のしきい値電圧Vthpに依存しない点は、第1実施形
態と同様である。
したがって、第2実施形態に係る電気光学装置によれば、高解像度化に伴って画素数が
増加しても、データ信号の書き込み時間が短くて済むとともに、OLED素子230に流
れる電流の均一性を確保することが可能となる。
さらに、第2実施形態によれば、第1実施形態と比較して、制御線104が不要となる
ので、1行当たりの配線数が削減される結果、歩留まり向上や、ボトムエミッション型の
場合に開口率を高めた明るい表示が可能となる。
次に、本発明の第3実施形態に係る電気光学装置について説明する。この第3実施形態
に係る電気光学装置は、第1実施形態における画素回路を図13に示される画素回路20
0に置換したものである。
図2(第1実施形態)では、トランジスタ211、212のゲートが、図8(第2実施
形態)では、トランジスタ211、212、214のゲートが、それぞれ共通の制御線に
接続される構成としたが、図13に示される画素回路200では、逆に、トランジスタ2
11、212、214のゲートを、互いに異なる制御線104、106、108にそれぞ
れ接続して、オンオフを独立に制御する構成としたものである。
このため、第3実施形態では、制御線104、106、108にそれぞれ供給される制
御信号GSET-i、GINI-i、GEL-iのうち、例えば、制御信号GSET-iを、図3の制御信号
GINI-iと同一信号にすることにより、第1実施形態のように動作させることもできるし
、制御信号GSET-i、GINI-iを図9の制御信号GEL-iと同一信号にすることにより、第2
実施形態のように動作させることもできる。このため、第3実施形態によれば、回路動作
の自由度を向上させることができる。
例えば、各実施形態では、単色の画素について階調表示をする構成になっていたが、例
えば図14に示されるように、R(赤)、G(緑)、B(青)に対応させて画素回路20
0R、200G、200Bを配列させるとともに、これらの3画素により1ドットを構成
して、カラー表示を行うとしても良い。そして、カラー表示させる場合、OLED素子2
30R、230G、230Bは、それぞれ赤、緑、青にて発光するように発光層が選択さ
れる。
このようにカラー表示させる構成において、OLED素子230R、230G、230
Bの発光効率が互いに異なる場合には、電源電圧VELを色毎に異ならせる必要もある。
ただし、図14に示されるように、走査線102、制御線104および108について
は共用することができる。
なお、図14は、第1実施形態(図2参照)をカラー表示とする場合の構成例を示す図
である。第2実施形態(図8参照)、第3実施形態(図13参照)を用いてカラー表示す
る構成として良いのはもちろんである。
ても良い。また、トランジスタ211、212、213、214のチャネル型についても
同様である。ただし、図2に示される構成とする場合には、トランジスタ211、214
のチャネル型については、上述したように一方をpチャネル型、他方をnチャネル型とす
る必要がある。また、図8に示される構成とする場合には、トランジスタ211、212
ついては、nまたはpの一方のチャネル型に統一するとともに、トランジスタ214つい
ては、他方のチャネル型とする必要がある。
また、これら各トランジスタを、pチャネル型およびnチャネル型を相補型に組み合わ
せたトランスミッションゲートで構成して、電圧降下をほぼ無視できる程度に抑えても良
い。
くわえて、トランジスタ214のソース側にOLED素子230を接続するのではなく
、トランジスタ214のドレイン側にOLED素子230を接続しても良い。
素子や、フィールド・エミッション(FE)素子、LEDなどの他の発光素子、さらには
、電気泳動素子、エレクトロ・クロミック素子などを用いても良い。
まず、上述した電気光学装置10を、表示部に適用した携帯電話について説明する。図
15は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話1100は、複数の操作ボタン1102のほか、受話口11
04、送話口1106とともに、表示部として、上述した電気光学装置10を備えるもの
である。
て説明する。
図16は、このデジタルスチルカメラの背面を示す斜視図である。銀塩カメラは、被写
体の光像によってフィルムを感光させるのに対し、デジタルスチルカメラ1200は、被
写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像
信号を生成・記憶するものである。ここで、デジタルスチルカメラ1200におけるケー
ス1202の背面には、上述した電気光学装置10の表示面が設けられる。この電気光学
装置10は、撮像信号に基づいて表示を行うので、被写体を表示するファインダとして機
能することになる。また、ケース1202の前面側(図16においては裏面側)には、光
学レンズやCCDなどを含んだ受光ユニット1204が設けられている。
206を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、回路基板1208のメモリ
に転送・記憶される。また、このデジタルスチルカメラ1200にあって、ケース120
2の側面には、外部表示を行うためのビデオ信号出力端子1212と、データ通信用の入
出力端子1214とが設けられている。
も、テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲ
ーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テ
レビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これら
の各種電子機器の表示部として、上述した電気光学装置が適用可能なのは言うまでもない
。また、直接画像や文字などを表示する電子機器の表示部に限られず、被感光体に光を照
射することにより間接的に画像もしくは文字を形成するために用いられる印刷機器の光源
として適用してもよい。
…走査線、104、106、108…制御線、112…データ線、114…電源線、20
0…画素回路、210…駆動トランジスタ、211、212、213、214…トランジ
スタ(それぞれ第1、第2、第3、第4のスイッチング素子)、220…容量(容量素子
)、230…OLED素子(被駆動素子)、1100…携帯電話機、1200…デジタル
スチルカメラ
Claims (11)
- 被駆動素子に流れる電流を制御する駆動トランジスタと、
前記駆動トランジスタのゲートとドレインとの間をオンまたはオフする第1のスイッチング素子と、
一端が前記駆動トランジスタのゲートに接続された容量素子と、
前記容量素子の他端と前記駆動トランジスタのドレインとの間をオンまたはオフする第2のスイッチング素子と、
信号線と前記容量素子の他端との間をオンまたはオフする第3のスイッチング素子と、
オフしたときに前記駆動トランジスタの制御にかかわらず前記被駆動素子に流れる電流を遮断する第4のスイッチング素子と
を備える電子回路の駆動方法であって、
少なくとも前記第1および第2のスイッチング素子をオンさせ、この後、前記第1および第2のスイッチング素子をオフさせる第1のステップと、
前記第3のスイッチング素子をオンさせた状態にて、前記信号線に対し前記被駆動素子に流すべき電流に応じた電圧を印加する第2のステップと、
前記第3のスイッチング素子をオフさせる一方、前記第4のスイッチング素子のオン状態が継続することによって前記駆動トランジスタが、当該駆動トランジスタのゲート電圧にしたがった電流を前記被駆動素子に流し続ける第3のステップと
を備えることを特徴とする電子回路の駆動方法。 - 前記第1のステップにおいて、
前記第2のスイッチング素子をオフさせた後に、前記第1のスイッチング素子をオフさせる
請求項1に記載の電子回路の駆動方法。 - 前記第1のステップにおいて、
前記第1、第2のスイッチング素子を略同時にオンさせるとともに、前記第3のスイッチング素子をオンさせて、前記駆動トランジスタのソースおよびドレイン間に電流を流し、この後、前記第1、第2のスイッチング素子を略同時にオフさせる
請求項1に記載の電子回路の駆動方法。 - 被駆動素子に流れる電流を制御する駆動トランジスタと、
前記駆動トランジスタのゲートとドレインとの間にて、第1の期間においてオンし、第2および第3の期間においてオフする第1のスイッチング素子と、
一端が前記駆動トランジスタのゲートに接続された容量素子と、
前記容量素子の他端と前記駆動トランジスタのドレインとの間にて、前記第1の期間の開始時において少なくともオンし、前記第2および第3の期間においてオフする第2のスイッチング素子と、
前記被駆動素子に流すべき電流に応じた電圧が前記第2の期間において印加される信号線と前記容量素子の他端との間にて、前記第2の期間においてオンし、前記第3の期間でオフする第3のスイッチング素子と、
前記第1の期間にオフし、前記第2および第3の期間にオンするとともに、オフしたときに前記駆動トランジスタの制御にかかわらず前記被駆動素子に流れる電流を遮断する第4のスイッチング素子と
を備えることを特徴とする電子回路。 - 前記第1および第4のスイッチング素子は、互いに異なる導電型のトランジスタであって、それらのゲートは、共通の制御線に接続される
請求項4に記載の電子回路。
- 前記第2のスイッチング素子は、前記第1のスイッチング素子と同一導電型のトランジスタであって、前記第2のスイッチング素子のゲートは前記制御線に接続される
請求項5に記載の電子回路。 - 前記第1乃至第4のスイッチング素子は、それぞれトランジスタであって、それらのゲートは、互いに異なる制御線に接続される
請求項4に記載の電子回路。 - 前記被駆動素子は電気光学素子である
請求項4乃至7のいずれかに記載の電子回路。 - 前記電気光学素子は有機発光ダイオード素子である
請求項8に記載の電子回路。 - 順次選択されると走査線と、電気光学素子に流すべき電流に応じた電圧が印加されるデータ線との交差に対応して画素回路を有する電気光学装置であって、
前記画素回路は、
前記電気光学素子に流れる電流を制御する駆動トランジスタと、
前記駆動トランジスタのゲートとドレインとの間にて、第1の期間においてオンし、第2および第3の期間においてオフする第1のスイッチング素子と、
一端が前記駆動トランジスタのゲートに接続された容量素子と、
前記容量素子の他端と前記駆動トランジスタのドレインとの間にて、前記第1の期間の開始時において少なくともオンし、前記第2および第3の期間においてオフする第2のスイッチング素子と、
前記データ線と前記容量素子の他端との間にて、前記第2の期間においてオンし、前記第3の期間でオフする第3のスイッチング素子と、
前記第1の期間にオフし、前記第2および第3の期間にオンするとともに、オフしたときに前記駆動トランジスタの制御にかかわらず前記電気光学素子に流れる電流を遮断する第4のスイッチング素子と
を備えることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項10に記載の電気光学装置を有する電子機器。
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