JP4697297B2 - 表示装置、表示装置の画素レイアウト方法および電子機器 - Google Patents
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Description
ΔVs=ΔVg×{Ccs/(Ccs+Cel)} ……(1)
電気光学素子と、映像信号を書き込む書込みトランジスタと、前記書込みトランジスタによって書き込まれた前記映像信号に応じて前記電気光学素子を駆動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電極とソース電極との間に接続され、前記書込みトランジスタによって書き込まれた前記映像信号を保持する保持容量と、前記電気光学素子のアノード電極と固定電位ノードとの間に接続された補助容量とを有する画素が行列状に配置された表示装置において、
前記補助容量を画素行の画素の配列方向において隣接する特定の2つの画素間を跨いで形成する一方、
前記特定の2つの画素以外の2つの画素間の前記補助容量と対応する部位には島状の金属パターンを形成する。
1.基本例に係る有機EL表示装置(2Trの画素構成)
2.実施例1(補助容量の他端を共通電源供給線に接続)
3.実施例2(補助容量の他端を前段の画素行の電源供給線に接続)
4.変形例
5.適用例(電子機器)
[システム構成]
図1は、本発明の基本例に係るアクティブマトリクス型表示装置の構成の概略を示すシステム構成図である。ここでは、一例として、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の電気光学素子、例えば有機EL素子を画素(画素回路)の発光素子として用いたアクティブマトリクス型有機EL表示装置の場合を例に挙げて説明するものとする。
図2は、本基本例に係る有機EL表示装置10に用いられる画素(画素回路)20の具体的な構成例を示す回路図である。
図3は、画素20の断面構造の一例を示す断面図である。図3に示すように、画素20は、駆動トランジスタ22等を含む駆動回路が形成されたガラス基板201上に形成されている。具体的には、ガラス基板201上に絶縁膜202、絶縁平坦化膜203およびウインド絶縁膜204がその順に形成され、当該ウインド絶縁膜204の凹部204Aに有機EL素子21が設けられた構成となっている。ここでは、駆動回路の各構成素子の内、駆動トランジスタ22のみを図示し、他の構成素子については省略している。
次に、本基本例に係る有機EL表示装置10の回路動作について、図4のタイミング波形図を基に図5および図6の動作説明図を用いて説明する。
図4のタイミング波形図において、時刻t1以前は、前のフレーム(フィールド)における有機EL素子21の発光期間となる。この前フレームの発光期間では、電源供給線32の電位DSが第1電源電位(以下、「高電位」と記述する)Vccにあり、また、書込みトランジスタ23が非導通状態にある。
時刻t1になると、線順次走査の新しいフレーム(現フレーム)に入る。そして、図5(B)に示すように、電源供給線32の電位DSが高電位Vccから第2電源電位(以下、「低電位」と記述する)Vssに切り替わる。低電位Vssは、信号線33の基準電位Vofsに対してVofs−Vthよりも十分に低い電位である。
次に、時刻t3で、図5(D)に示すように、電源供給線32の電位DSが低電位Vssから高電位Vccに切り替わると、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgが保たれた状態で閾値補正処理が開始される。すなわち、ゲート電圧Vgから駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthを減じた電位に向けて駆動トランジスタ22のソース電圧Vsが上昇を開始する。
次に、時刻t5で、図6(B)に示すように、信号線33の電位が基準電位Vofsから映像信号の信号電圧Vsigに切り替わる。続いて、時刻t6で、走査線31の電位WSが高電位側に遷移することで、図6(C)に示すように、書込みトランジスタ23が導通状態になって映像信号の信号電圧Vsigをサンプリングし、当該信号電圧Vsigを画素20内に書き込む。
次に、時刻t7で走査線31の電位WSが低電位側に遷移することで、図6(D)に示すように、書込みトランジスタ23が非導通状態となる。これにより、駆動トランジスタ22のゲート電極は、信号線33から電気的に切り離されるためにフローティング状態になる。
ここで、駆動トランジスタ22の閾値補正(即ち、閾値キャンセル)の原理について説明する。閾値補正処理は、先述したように、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgの初期化電位Vofsを基準として当該電位Vofsから駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthを減じた電位に向かって、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsを変化させる処理である。
Ids=(1/2)・μ(W/L)Cox(Vgs−Vth)2 ……(2)
ここで、Wは駆動トランジスタ22のチャネル幅、Lはチャネル長、Coxは単位面積当たりのゲート容量である。
Ids=(1/2)・μ(W/L)Cox(Vsig−Vofs−ΔV)2
……(3)
続いて、駆動トランジスタ22の移動度補正の原理について説明する。移動度補正処理は、先述したように、駆動トランジスタ22に流れるドレイン−ソース間電流Idsに応じた補正量ΔVで駆動トランジスタ22のゲート−ソース間の電位差に負帰還をかける処理である。この移動度補正処理により、駆動トランジスタ22のドレイン−ソース間電流Idsの移動度μに対する依存性を打ち消すことができる。
図2の画素回路において、保持容量24の容量値をCcs、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間の寄生容量の容量値をCgs、有機EL素子21の等価容量の容量値をCelとする。このとき、映像信号の信号電圧Vsigを書き込むときの書込みゲインGは次式(4)で与えられる。
G=1−{(Ccs+Cgs)/(Ccs+Cgs+Cel)} …(4)
上式(4)から明らかなように、有機EL素子21の等価容量の容量値Celが大きければ大きいほど、書込みゲインGは1(理想値)に近づくことがわかる。
G=1−{(Ccs+Cgs)/(Ccs+Cgs+Cel+Csub)}
…(5)
t=(Ccs+Cel)・ΔVs/Ids …(6)
ここで、ΔVsは移動度補正動作における駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの上昇量であり、Idsは移動度補正時に流れる電流である。
上式(6)から明らかなように、移動度補正時の電流Idsが大きければ大きいほど移動度補正時間tが短くなり、有機EL素子21の等価容量の容量値Celが大きければ大きいほど移動度補正時間tが長くなる。
表示装置の大型化に対応して有機EL素子21の必要な駆動電流が大きくなると、発光色ごとの有機EL素子21の寄生容量Celの差もより大きくなってしまう。そのため、画素20に付加する補助容量のサイズは非常に大きなものとなる。このような大きなサイズの補助容量をレイアウトするには、一例として、図10に示すような画素レイアウトがとられる。
ところで、低温ポリシリコンTFTでは、一般的に、アモルファスシリコンを結晶化させるためにエキシマレーザーアニール法(ELA法)を用いている。しかし、エキシマレーザーアニール法で作成したTFTは大きな移動度が得られる反面、その閾値電圧や移動度のばらつきが大きく、さらにそれらがスジ状にばらつくという問題がある。
(画素回路)
図13は、実施例1に係る画素20Aの画素回路を示す回路図であり、図中、図2と同等部分には同一符号を付して示している。
図14は、実施例1に係る画素20Aの画素レイアウトを示す平面図であり、図中、図12と同等部分には同一符号を付して示している。ここでは、一例として、B画素用の補助容量25Bをレイアウトする場合について示している。R,Gの画素の補助容量については、図示を省略している。先述したように、B画素用の補助容量25Bは、他の色の補助容量に比べてサイズが大きいとしている。
(画素回路)
図15は、実施例2に係る画素20Bの画素回路を示す回路図であり、図中、図2と同等部分には同一符号を付して示している。
上記実施形態では、有機EL素子21の駆動回路が、基本的に、駆動トランジスタ22および書込みトランジスタ23の2つのトランジスタ(Tr)を有する2Tr構成の場合を例に挙げて説明したが、本発明はこの2Tr構成への適用に限られるものではない。
以上説明した本発明による表示装置は、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装置に適用することが可能である。
Claims (8)
- 電気光学素子と、映像信号を書き込む書込みトランジスタと、前記書込みトランジスタによって書き込まれた前記映像信号に応じて前記電気光学素子を駆動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電極とソース電極との間に接続され、前記書込みトランジスタによって書き込まれた前記映像信号を保持する保持容量と、前記電気光学素子のアノード電極と固定電位ノードとの間に接続された補助容量とを有する画素が行列状に配置され、
前記補助容量は、画素行の画素の配列方向において隣接する特定の2つの画素間に跨って形成され、
前記特定の2つの画素以外の2つの画素間の前記補助容量と対応する部位には島状の金属パターンが形成されている
表示装置。 - 前記特定の2つの画素および当該特定の2つの画素以外の2つの画素は、2つの画素間の境界線に関して線対称な画素レイアウトになっている
請求項1記載の表示装置。 - 前記固定電位ノードは、前記画素に電源電位を供給する電源供給線であり、
前記島状の金属パターンは、前記電源供給線の配線の一部と並列接続される
請求項1記載の表示装置。 - 前記電源供給線は、前記画素に対して第1電源電位と当該第1電源電位よりも低い第2電源電位とを選択的に供給することによって前記電気光学素子の発光制御を行ない、
前記補助容量は、自段の画素行の前記駆動トランジスタのソース電極に一端が接続され、前段の画素行の前記電源供給線に他端が接続されている
請求項3記載の表示装置。 - 前記画素は、前記駆動トランジスタに流れる電流に応じた補正量で当該駆動トランジスタのゲート−ソース間の電位差に負帰還をかけることによって前記駆動トランジスタの移動度を補正する移動度補正処理の機能を有する
請求項1記載の表示装置。 - 前記移動度補正処理は、前記書込みトランジスタによる前記映像信号の書込み処理と並行して行われる
請求項5記載の表示装置。 - 電気光学素子と、映像信号を書き込む書込みトランジスタと、前記書込みトランジスタによって書き込まれた前記映像信号に応じて前記電気光学素子を駆動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電極とソース電極との間に接続され、前記書込みトランジスタによって書き込まれた前記映像信号を保持する保持容量と、前記電気光学素子のアノード電極と固定電位ノードとの間に接続された補助容量とを有する画素が行列状に配置された表示装置の画素のレイアウトをするに当たって、
前記補助容量を画素行の画素の配列方向において隣接する特定の2つの画素間を跨いで形成する一方、
前記特定の2つの画素以外の2つの画素間の前記補助容量と対応する部位には島状の金属パターンを形成する
表示装置の画素レイアウト方法。 - 電気光学素子と、映像信号を書き込む書込みトランジスタと、前記書込みトランジスタによって書き込まれた前記映像信号に応じて前記電気光学素子を駆動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電極とソース電極との間に接続され、前記書込みトランジスタによって書き込まれた前記映像信号を保持する保持容量と、前記電気光学素子のアノード電極と固定電位ノードとの間に接続された補助容量とを有する画素が行列状に配置され、
前記補助容量は、画素行の画素の配列方向において隣接する特定の2つの画素間に跨って形成され、
前記特定の2つの画素以外の2つの画素間の前記補助容量と対応する部位には島状の金属パターンが形成されている
表示装置を有する電子機器。
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