JP4940760B2 - 駆動トランジスタの特性測定方法、電気光学装置、および電子機器 - Google Patents
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Description
以上のような事情を背景として、本発明は、駆動トランジスタの電気的特性を正確に測定すること及び補正の精度を向上するといった課題の解決を目的としている。
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。同図に例示された電気光学装置Aは、画像を表示する手段として各種の電子機器に利用される装置であり、複数の単位回路(画素回路)Uが面状に配列された素子アレイ部10と、各単位回路Uを駆動するための走査線駆動回路23およびデータ線駆動回路25とを含む。なお、走査線駆動回路23およびデータ線駆動回路25は、素子アレイ部10とともに基板上に形成された薄膜トランジスタによって構成されてもよいしICチップの形態で実装されてもよい。
Q1=−Ch1・Vgsm+CL1・Vref……(1)
次に、測定時における、保持容量素子Ch、測定用容量素子Cm及び寄生容量CLに蓄積される電荷の総和Q2は、以下に示す式(2)で与えられる。
Q2=−Ch1(Vdd−Vref)+CL1・Vref−Cm1(Vout−Vref)……(2)
電荷の漏れる経路はないのでQ1=Q2となる。したがって、出力電圧Voutは以下の式(3)で与えられる。
Vout=(Vgsm−Vdd+Vref)Ch1/Cm1+Vref……(3)
さらに式(3)を変形すると式(4)を導くことができる。
Vgsm=Cm1・Vout/Ch1−(Cm1+Ch1)・Vref/Ch1+Vdd……(4)
そして、測定回路43は測定結果を測定データDmとして画像処理回路27に出力する。画像処理回路27は、測定データDmに基づいて、補正パラメータを算出して記憶する。そして、駆動期間Tdにおいて補正パラメータを読み出して、読み出した補正パラメータに従って入力画像データDinを補正して出力画像データDoutを生成する。この補正方法によれば、垂直走査期間1Vの一部に測定期間Tmを割り当てたので、駆動トランジスタT1の電気的特性が経時変化しても、これに追随して補正を行うことができる。この結果、リアルタイムの補正が可能となり、輝度のばらつきを大幅に低減することができる。
上述した第1実施形態において、駆動トランジスタT1のゲート・ソース間電圧Vgsmは式(4)に従って算出した。式(4)において、保持容量素子Chの容量値Ch1は各単位回路Uでばらつき、測定用容量素子Cmの容量値Cm1の誤差、電源電圧Vddの変化、あるいはリーク電流によって、ゲート・ソース間電圧Vgsmには誤差が発生する。第2実施形態では、より正確に駆動トランジスタT1の特性を取得する。
図8に、第2実施形態において第i行第j列の駆動トランジスタの特性を測定する手順を示す。まず、設定電流Imの大きさをI0に設定する(ステップS1)。次に、設定電流Imのプログラムを実行する(ステップS2)。具体的には、図9(A)に示すように設定電流Imを駆動トランジスタT1に流す。次に、出力電圧Vout1を検出する(ステップS3)。具体的には、図9(B)及び図10(A)に示すようにデータ線15を基準電圧Vrefに充電した後、保持容量素子Chに蓄積された電荷を測定用容量素子Cmに移動させて出力電圧Vout1を検出する。
上述した第1実施形態及び第2実施形態は、データ信号X1〜Xnを電圧で与える電圧プログラム駆動方式を採用した。これに対して第3実施形態の電気光学装置はデータ信号X1〜Xnを電流で与える電流プログラム駆動方式を採用する。
電流プログラム駆動方式では、低階調のデータ信号を保持容量素子Chに書き込むときに、小さな電流でデータ線15の寄生容量CLを充電しなければならないため、書込期間Td1を長くする必要がある。書込期間Td1の長さは発光期間Td2の長さなどから決定されるので、その時間を長くするのには一定の限界がある。このため、低階調を正確に表現できないといった問題がある。
そこで、電流プログラムに先立ってデータ線15にプリチャージ電圧Vpreを供給して寄生容量CLを充電し、その後、電流プログラムを実行することによって書込期間Td1を短縮することができる。
そして、書込期間Td1においては、電流データ生成回路34が出力画像データDoutに応じて電流データを生成し、電流DAコンバータ35において電流データがデジタル信号からアナログ信号に変換されデータ信号X1〜Xnが生成される。このとき、制御信号C1はスイッチ31がオン状態となるように制御する。これによって、データ信号X1〜Xnがデータ線15に供給される。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の変形が可能である。
(1)上述した実施形態の単位回路Uとして図12に示す回路を用いてもよい。この回路は、図2示す回路からスイッチングトランジスタT2を省略している。また、単位回路Uとして図13に示すものを用いてもよい。この回路は、スイッチングトランジスタT5を駆動トランジスタT1と発光制御トランジスタT4との間に設けた点で、図2示す回路と相違する。これらの回路では、上述した実施形態と同様に、駆動トランジスタT1の特性を測定することができる。
次に、本発明に係る電気光学装置を利用した電子機器について説明する。図14ないし図16には、以上に説明した何れかの形態に係る電気光学装置Aを表示装置として採用した電子機器の形態が図示されている。
Claims (9)
- 複数のデータ線と、前記データ線に接続される複数の単位回路と、測定用容量素子とを備え、前記複数の単位回路の各々は、そのゲートに応じた大きさの駆動電流を出力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に設けられた保持容量素子と、前記駆動電流に応じた階調を表示する電気光学素子とを有する電気光学装置において、前記駆動トランジスタの特性を測定する駆動トランジスタの特性測定方法であって、
選択した前記単位回路の駆動トランジスタに前記データ線を介して設定電流を流して前記保持容量素子に前記設定電流の大きさに応じた電圧を保持する第1ステップと、
前記測定容量素子の電荷を放電させる第2ステップと、
前記保持容量素子と前記測定用容量素子とを前記データ線を介して容量結合させる第3ステップと、
前記測定容量素子の電圧を検出する第4ステップと、
検出された電圧を記憶する第5ステップと、
前記設定電流の大きさに応じた前記駆動トランジスタのゲート電圧を設定する第6ステップと、
算出したゲート電圧を前記データ線を介して前記駆動トランジスタのゲートに印加する第7ステップと、
前記第2ステップから前記第4ステップを実行して、前記測定容量素子の電圧を検出する第8ステップと、
前記第5ステップで記憶した電圧と前記第8ステップで検出した電圧とを比較して、両者が一致するように前記駆動トランジスタのゲート電圧を決定する第9ステップと、
を備えることを特徴とする駆動トランジスタの特性測定方法。 - 前記第9ステップは、前記第5ステップで記憶した電圧と前記第8ステップで検出した電圧とが不一致の場合に、前記駆動トランジスタのゲート電圧を設定し直し、新たなゲート電圧を設定して、前記第5ステップで記憶した電圧と前記第8ステップで検出した電圧とが一致するまで前記第6ステップから前記第9ステップを繰り返して実行することを特徴とする請求項1に記載の駆動トランジスタの特性測定方法。
- 前記第2ステップにおいて前記データ線を基準電圧に充電し、
前記第4ステップにおいて、前記データ線と接続される前記測定用容量素子の一端の電圧を前記基準電圧に固定して、前記測定用容量素子の他端の電圧を検出する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の駆動トランジスタの特性測定方法。 - 複数のデータ線と、前記データ線に接続される複数の単位回路とを備え、前記複数の単位回路の各々は、そのゲート・ソース間電圧に応じた大きさの駆動電流を出力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ソースとの間に設けられた保持容量素子と、前記駆動電流に応じた階調を表示する電気光学素子とを有する電気光学装置において、
前記複数の単位回路が配置される領域の外に設けられた測定容量素子と、
前記測定容量素子の電荷を放電させる放電部と、
電流源と、
電圧源と、
前記電流源、前記電圧源、及び前記測定用容量素子のいずれかを選択して前記データ線と接続する選択手段と、
前記測定容量素子の電圧を検出する検出部と、
駆動期間において、前記電圧源と前記データ線とを接続するように前記選択手段を制御する駆動処理を実行し、測定期間において、前記電流源と前記データ線とを接続するように前記選択手段を制御するとともに前記データ線を介して設定電流を前記駆動トランジスタに流すように前記電流源を制御する電流設定処理と、前記放電部を制御して前記測定用容量素子の電荷を放電させ、前記データ線と前記測定用容量素子とを接続して前記保持容量素子と前記測定用容量素子とを容量結合させるように前記選択手段を制御する電圧測定処理を実行する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記測定期間において、前記電圧測定処理の後、前記検出部によって検出された電圧を記憶する記憶処理と、前記電圧源と前記データ線とを接続するように前記選択手段を制御するとともに前記電圧源から前記駆動トランジスタのゲートに供給するゲート電圧を出力する電圧設定処理と、前記電圧測定処理とを再度実行し、記憶した前記測定容量素子の電圧と今回の電圧測定処理で得られた前記測定用容量素子の電圧とが一致するまで、前記電圧設定処理と前記電圧測定処理とを繰り返す、
ことを特徴とする電気光学装置。 - 前記放電部は前記測定用容量素子に並列に設けられたスイッチング素子であり、
前記検出部は、出力端子と負入力端子との間に前記測定用容量素子が設けられ、正入力端子に基準電圧が供給されるオペアンプであり、
前記制御手段は、前記スイッチング素子をオン状態にして前記測定用容量素子の電荷を放電させるとともに前記データ線と前記測定用容量素子とを接続するように前記選択手段を制御する、
ことを特徴とする請求項4に記載の電気光学装置。 - 前記電圧測定処理によって得られた前記測定用容量素子の電圧に基づいて、入力画像データを補正して、前記駆動期間において前記電圧源が出力する電圧を規定する出力画像データを生成する画像処理部とを備えることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の電気光学装置。
- 前記電圧測定処理で得られた前記測定容量素子の電圧に基づいて生成したプリチャージ電圧を指定するプリチャージデータを記憶する記憶手段と、
前記制御手段は、前記駆動期間において、前記駆動処理を実行する替わりに、前記プリチャージデータを前記電圧源に供給して前記プリチャージ電圧を生成するとともに前記電圧源と前記データ線とを接続するように前記選択手段を制御して前記データ線に前記プリチャージ電圧を供給するプリチャージ処理と、前記電流源と前記データ線とを接続するように前記選択手段を制御するとともに前記電流源から表示すべき階調に応じたデータ電流を出力させる書込処理とを実行する、
ことを特徴とする請求項4乃至6のうちいずれか1項に記載の電気光学装置。 - 前記測定期間は、表示すべき画像データの垂直走査期間の一部に割り当てられていることを特徴とする請求項4乃至7のうちいずれか1項に記載の電気光学装置。
- 請求項4乃至8のうちいずれか1項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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