JP5110341B2 - 表示装置及びその表示駆動方法 - Google Patents
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Description
図16は、従来技術におけるアクティブマトリックス型の表示装置の要部を示す概略構成図である。また、図17は、従来技術におけるアクティブマトリックス型の表示装置の表示駆動方法の一例(ホールド型)を模式的に示したタイミングチャートであり、図18は、従来技術におけるアクティブマトリックス型の表示装置の表示駆動方法の他の例(擬似インパルス型)を模式的に示したタイミングチャートである。ここで、図17及び図18においては、後述する実施形態との比較のために、便宜的に表示パネルに12行(第1行〜第12行)の表示画素が配列された構成を有する場合について、その表示駆動方法を示した。図中、kは正の整数である。なお、各行における映像データの書込動作及び表示動作、ブランキングデータの書込動作及び表示動作を明確にするため、便宜的にハッチングを施して示した。
請求項6記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の表示装置において、前記各グループの複数行の前記表示画素は、連続しない複数の行の前記表示画素からなることを特徴とする。
請求項9記載の発明は、請求項1乃至8のいずれかに記載の表示装置において、前記データ駆動部は、前記階調信号として、前記発光素子を所定の輝度階調で発光動作させるための所定の電流値を有する階調電流を生成する手段を備えていることを特徴とする。
請求項10記載の発明は、請求項1乃至9のいずれかに記載の表示装置において、前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする。
[第1の実施形態]
<表示装置>
まず、本発明に係る表示装置の概略構成について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る表示装置の第1の実施形態を示す概略ブロック図である。また、図2は、本実施形態に係る表示装置に適用される表示パネルの一例を示す要部構成図であり、図3は、本実施形態に係る表示装置に適用される表示パネルの周辺回路(走査ドライバ、電源ドライバ、逆バイアスドライバ)の一例を示す要部構成図である。
(表示パネル・表示画素)
図4は、本実施形態に係る表示装置に適用される表示画素(発光駆動回路)の一例を示す回路構成図である。なお、本実施形態においては、表示画素として、表示データに応じた電流値を有する階調電流を供給することにより、各表示画素に設けられた発光素子に表示データに応じた電流値を有する発光駆動電流を流して、所望の輝度階調で発光動作(表示動作)させる電流階調指定方式の駆動制御方法に対応した回路構成(発光駆動回路)を備えた場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、表示データに応じた電圧値を有する階調電圧を印加することにより、各表示画素の発光素子に表示データに応じた電流値を有する発光駆動電流を流して、所望の輝度階調で発光動作させる電圧階調指定方式の駆動制御方法に対応した回路構成を備えたものであってもよい。
走査ドライバ120は、システムコントローラ160から供給される走査制御信号に基づいて、各走査ラインSLに選択レベル(上述した表示画素EMにおいては、ハイレベル)の走査信号Vselを印加することにより、各行ごとの表示画素EMを選択状態に設定する。具体的には、各行の走査ラインSLに走査信号Vselを印加する動作を、相互に時間的に重ならないタイミングでずらして実行することにより、各行ごとの表示画素EMを順次選択状態に設定する。
電源ドライバ130は、システムコントローラ160から供給される電源制御信号に基づいて、各グループに含まれる行の表示画素EMについて、発光動作期間中のみハイレベルの電源電圧Vsc(=Ve;第1の電源電圧)を当該グループに含まれる行の電源ラインVLに印加し、発光動作期間以外の動作期間(後述する表示装置の表示駆動動作において同一のグループに含まれる全ての行の表示画素EMにおける逆バイアス設定期間及び書込動作期間を含む非発光動作期間)中、ローレベルの電源電圧Vsc(=Vs;第2の電源電圧)を印加する。ここで、ローレベルの電源電圧Vscを印加する動作は、実質的に、表示画素EM(発光駆動回路DC)への電源電圧Vscの供給を遮断する動作と等価となる。
逆バイアスドライバ140は、システムコントローラ160から供給される逆バイアス制御信号に基づいて、各グループに含まれる行の表示画素EMについて、非発光動作期間Tnem中の特定の期間のみ、逆バイアス設定信号Vbsを当該グループに含まれる行の逆バイアスラインBLに印加し、書込動作期間Twrt開始以前の非発光動作期間Tnem中、各表示画素EM(発光駆動回路DC)に設けられた発光駆動用のスイッチング素子(薄膜トランジスタTr13ゲート−ソース間)に逆バイアス電圧(0V(無電圧)を含む)を印加して、逆バイアス状態(無電界状態を含む)に設定する。
図5は、本実施形態に係る表示装置に適用されるデータドライバの一例を示す概略ブロック図である。なお、図5に示すデータドライバの内部構成については、表示データに応じた電流値を有する階調電流を生成することができる一構成例を示したものに過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。
システムコントローラ160は、少なくとも、走査ドライバ120及び電源ドライバ130、逆バイアスドライバ140、データドライバ150の各々に対して、動作状態を制御するタイミング制御信号として、走査制御信号及び電源制御信号、逆バイアス制御信号、データ制御信号を生成して出力することにより、各ドライバを所定のタイミングで動作させて、所定の電圧レベルを有する走査信号Vsel及び電源電圧Vsc、逆バイアス設定信号Vbs、並びに、表示データに応じた階調信号(階調電流Idata)を生成して表示パネル110に出力させ、各表示画素EM(発光駆動回路DC)における駆動制御動作(非発光動作、逆バイアス設定動作、書込動作、発光動作)を連続的に実行させて、映像信号に基づく所定の画像情報を表示パネル110に表示させる制御(後述する表示装置の表示駆動制御)を行う。
表示信号生成回路170は、例えば、表示装置100の外部から供給される映像信号から輝度階調信号成分を抽出し、表示パネル110の1行分ごとに、該輝度階調信号成分をデジタル信号からなる表示データ(輝度階調データ)としてデータドライバ150のデータレジスタ回路52に供給する。ここで、上記映像信号が、テレビ放送信号(コンポジット映像信号)のように、画像情報の表示タイミングを規定するタイミング信号成分を含む場合には、表示信号生成回路170は、上記輝度階調信号成分を抽出する機能のほか、タイミング信号成分を抽出してシステムコントローラ160に供給する機能を有するものであってもよい。この場合においては、上記システムコントローラ160は、表示信号生成回路170から供給されるタイミング信号に基づいて、走査ドライバ120や電源ドライバ130、逆バイアスドライバ140、データドライバ150に対して個別に供給する各制御信号を生成する。
すなわち、表示パネル110及びその周辺回路(走査ドライバ120、電源ドライバ130、逆バイアスドライバ140)の他の例は、図6に示すように、表示パネル110の各行の表示画素EMに対して、各々個別の走査ラインSL、電源ラインVL及び逆バイアスラインBLが配設され、走査ドライバ120、電源ドライバ130及び逆バイアスドライバ140から、各々個別の走査信号Vsel、電源電圧Vsc、逆バイアス設定信号Vbsが各行ごとに印加されるように構成されている。
次に、本実施形態において、上述した表示パネルを構成する表示画素(図3参照)の駆動制御方法について説明する。
図7は、本実施形態に係る表示装置に適用される表示画素における駆動制御方法(逆バイアス設定動作、非発光動作、書込動作、発光動作)を示すタイミングチャートである。また、図8は、本実施形態に係る表示画素(発光駆動回路)における逆バイアス設定動作及び非発光動作を示す概念図であり、図9は、本実施形態に係る表示画素(発光駆動回路)における書込動作及び発光動作を示す概念図である。
まず、非発光動作期間(非表示動作期間)Tnemにおいては、図7、図8(a)に示すように、走査ドライバ120から走査ラインSLに対して、非選択レベルの走査信号Vselを印加して当該表示画素EMを非選択状態に設定するとともに、電源ドライバ130から電源ラインVLに対して、ローレベルの電源電圧Vsc(=Vs)が印加される。また、データドライバ150からはデータラインDLに対して階調電流Idataは供給されない。
次いで、上記非発光動作期間Tnem中に設定される逆バイアス設定期間Tbsにおいては、図7、図8(b)に示すように、逆バイアスドライバ140から逆バイアスラインBLに対して、ハイレベルの逆バイアス設定信号Vbsが印加される。
次いで、上記非発光動作期間Tnem中に設定される書込動作期間Twrtにおいては、図7、図9(a)に示すように、走査ドライバ120から走査ラインSLに対して、選択レベル(ハイレベル)の走査信号Vselを印加して当該表示画素EMを選択状態に設定するとともに、この選択タイミングに同期して、データドライバ150からデータラインDLに対して、表示データに応じた(負極性の)電流値を有する階調電流Idataを供給する。また、この書込動作期間Twrtにおいては、上記非発光動作期間Tnemと同様に、電源ドライバ130から電源ラインVLに対して、ローレベルの電源電圧Vsc(=Vs)が印加され、逆バイアスドライバ140から逆バイアスラインBLに対して、ローレベルの逆バイアス設定信号Vbsが印加される。
次いで、書込動作期間Twrt、又は、該書込動作期間Twrtを含む非発光動作期間Tnem終了後の発光動作期間(表示動作期間)Temにおいては、図7、図9(b)に示すように、走査ドライバ120から走査ラインSLに対して、ローレベルの走査信号Vselを印加して当該表示画素EMを非選択状態に設定するとともに、この非選択タイミングに同期して、データドライバ130からの階調電流Idataの供給が遮断されて、当該階調電流Idataの引き込み動作が停止される。また、上記非発光動作期間Tnemと同様に、逆バイアスドライバ140から逆バイアスラインBLに対して、ローレベルの逆バイアス設定信号Vbsが印加される。一方、この発光動作期間Temにおいては、電源ドライバ130から電源ラインVLに対して、ハイレベルの電源電圧Vsc(=Ve)が印加される。
図10は、本実施形態に係る表示画素において、発光駆動用のスイッチング素子(薄膜トランジスタ)を逆バイアス状態に設定した場合のしきい値電圧の変動量(Vthシフト量)を示す実験結果である。ここでは、発光駆動用のスイッチング素子として適用されるnチャネル型のアモルファスシリコン薄膜トランジスタのゲート−ソース間に、順バイアス電圧を印加して継続的にオン動作させた場合(図中、点線で示す)と、駆動動作期間の1/5の期間、−30Vの逆バイアス電圧を印加して逆バイアス状態に設定した場合(図中、実線で示す)における、時間経過に対するしきい値電圧の変動量の変化傾向を測定した結果の一例を示す。
次に、本実施形態に係る表示装置における表示駆動方法(画像情報の表示動作)について説明する。
図11は、本実施形態に係る表示装置の表示駆動方法の第1の例を模式的に示したタイミングチャ−トである。なお、本実施形態においては、説明の都合上、便宜的に表示パネルに12行(n=12;第1行〜第12行)の表示画素が配列された構成を有しているものとして説明する。また、図中、kは正の整数であり、図中の各行の斜線で示したハッチング部分は、各々、上述した表示データの逆バイアス設定期間を表しており、クロスメッシュで示したハッチング部分は、各々、上述した表示データの書込動作期間を表しており、ドットで示したハッチング部分は、各々、上述した発光動作期間を表している。
このような書込動作期間Twrtは、表示パネル110に配列された表示画素EMについて、各行ごとに時間的に重ならないようにタイミングをずらして順次実行される。
。
以下、同様の動作が4〜6行目、7〜9行目、10〜12行目の表示画素EMを各々一組とする各グループについて、各行の書込動作期間が時間的に重ならないように順次タイミングをずらしながら実行される。
図12は、本実施形態に係る表示装置の表示駆動方法の第2の例を模式的に示したタイミングチャ−トである。ここで、上述した第1の例(図11参照)と同等の表示駆動方法については、その説明を簡略化する。
そして、例えば、1、5、9行目の表示画素EMを一組とするグループにおいて、当該グループに含まれる全ての行の表示画素EMに、一斉に非発光動作及び逆バイアス設定動作が実行され、その後、1、5、9行目の順に表示画素EMに対して上記書込動作が実行され、9行目の表示画素EMについて書込動作が終了した後、当該グループに含まれる1、5、9行目の全ての行の表示画素EMが一斉に発光動作する。この発光動作は、1、5、9行目の表示画素EMに対して、次のフレーム期間において非発光動作(逆バイアス設定動作を含む)が実行されるタイミングまで継続される。
次に、本実施形態に係る表示装置及びその表示駆動方法の第2の実施形態について、図面を参照して説明する。
<表示装置>
図13は、第2の実施形態に係る表示装置に適用される表示パネル及びその周辺回路(走査ドライバ、電源ドライバ、逆バイアスドライバ、データドライバ)の一例を示す要部構成図である。ここで、上述した第1の実施形態(図1〜図6参照)と同等の構成については、同一又は同等の符号を付してその説明を簡略化する。
次に、本実施形態に係る表示装置における表示駆動方法(画像情報の表示動作)について説明する。
図14は、本実施形態に係る表示装置の表示駆動方法の第1の例を模式的に示したタイミングチャ−トである。ここでは、上述した第1の実施形態に示した表示画素の駆動制御方法を適宜参照しながら説明する。また、上述した第1の実施形態の第1の例と同等の表示駆動方法については、その説明を簡略化する。
図15は、本実施形態に係る表示装置の表示駆動方法の第2の例を模式的に示したタイミングチャ−トである。ここで、上述した第1の例(図14参照)と同等の表示駆動方法については、その説明を簡略化する。
110 表示パネル
120 走査ドライバ
130 電源ドライバ
140 バイアス制御ドライバ
150 データドライバ
160 システムコントローラ
170 表示信号生成回路
EM 表示画素
DC 発光駆動回路
SL 走査ライン
VL 電源ライン
BL バイアスライン
DL データライン
Tr11〜Tr14 薄膜トランジスタ
Cs コンデンサ
OEL 有機EL素子
Claims (10)
- 行方向に配設された複数の走査ライン及び列方向に配設された複数のデータラインと、行方向に配設された複数の信号ラインと、複数の表示画素と、を有し、前記各表示画素が前記各走査ラインと前記各データラインとの各交点近傍に配列された表示パネルと、
所定のタイミングで前記表示パネルの前記各走査ラインに選択レベルの走査信号を順次印加して、各行の前記表示画素を順次選択状態に設定する走査駆動部と、
所望の画像情報を表示するための表示データに応じた階調信号を生成し、前記各データラインを介して、前記選択状態に設定された行の前記表示画素に供給するデータ駆動部と、
前記表示パネルに配列された前記複数の表示画素を、複数行ごとに複数のグループに分け、該各グループの前記表示画素に、当該表示画素を表示動作させる第1の電源電圧及び前記表示画素を非表示動作させる、前記第1の電源電圧と異なる電位の第2の電源電圧を供給する電源駆動部と、
前記各信号ラインに状態設定信号を供給する状態設定部と、
タイミング制御信号を供給することにより、前記走査駆動部、前記データ駆動部、前記電源駆動部及び前記状態設定部の各々を所定のタイミングで動作させ、少なくとも、前記表示パネルの前記各グループの前記表示画素を、前記表示データに応じて一斉に表示動作させる駆動制御部と、
を備え、
前記表示画素は、発光素子と、前記発光素子の発光動作を制御する発光駆動回路と、を備え、前記発光駆動回路は、第1の制御端子と第1の導通路とを有し、前記第1の導通路の一端に前記第1の電源電圧又は前記第2の電源電圧が印加され、該第1の導通路の他端に前記発光素子が接続された第1のスイッチ手段と、第2の制御端子と第2の導通路とを有し、前記第2の制御端子が前記走査ラインに接続され、前記第2の導通路の一端に前記第1の電源電圧又は前記第2の電源電圧が印加され、該第2の導通路の他端に前記第1のスイッチ手段の前記第1の制御端子が接続された第2のスイッチ手段と、第3の制御端子と第3の導通路とを有し、前記第3の制御端子が前記走査ラインに接続され、前記第3の導通路の一端に前記データラインが接続され、該第3の導通路の他端に前記第1の導通路の他端が接続された第3のスイッチ手段と、第4の制御端子と第4の導通路とを有し、前記第4の制御端子が前記信号ラインに接続され、前記第4の導通路の一端が前記走査ラインに接続され、該第4の導通路の他端に前記第1のスイッチ手段の前記第1の制御端子が接続され、前記信号ラインに前記状態設定信号が供給されたときにオン状態に設定される第4のスイッチ手段と、前記第1のスイッチ手段の前記第1の制御端子と前記第1の導通路の他端との間に接続されて、前記第1の制御端子と前記第1の導通路の他端との間の電位差に対応した電荷を蓄積する容量素子と、を備え、
前記駆動制御部は、前記状態設定部から前記信号ラインに前記状態設定信号を供給する逆バイアス設定期間を設定し、該逆バイアス設定期間に前記各表示画素に接続される前記各走査ラインに前記走査駆動部から特定の電圧レベルに設定した非選択レベルの前記走査信号を印加し、当該表示画素に前記電源駆動部から前記第2の電源電圧を供給するように制御し、
前記逆バイアス設定期間において、前記第1のスイッチ手段の前記第1の制御端子に、前記走査ラインの前記特定の電圧レベルが、前記信号ラインに接続されてオン状態に設定された前記第4のスイッチ手段を介して印加され、前記特定の電圧レベルが、前記第2の電源電圧と同じ電位又は前記第1の制御端子に印加される電圧が前記第1のスイッチ手段に対して逆バイアス電圧となる電位に設定されていることを特徴とする表示装置。 - 前記表示パネルは、前記各信号ラインを前記各グループに対応して有し、該各信号ラインは前記各グループに含まれる各行に対応して分岐して配設され、
前記状態設定部は、前記各グループに対応した前記各信号ラインに単一の前記状態設定信号を出力し、前記分岐して配設された信号ラインを介して、前記グループごとの前記表示画素に前記状態設定信号を同時に供給することを特徴とする請求項1記載の表示装置。 - 前記表示パネルは、前記各信号ラインを、前記各グループに含まれる各行に対応して複数有し、
前記状態設定部は、前記各信号ラインに対応して前記状態設定信号を順次出力し、前記各信号ラインを介して、前記行ごとの前記表示画素に前記状態設定信号を順次供給することを特徴とする請求項1記載の表示装置。 - 前記表示パネルは、複数の電源ラインを前記各グループに対応して有し、該各電源ラインは前記各グループに含まれる各行に対応して分岐して配設され、
前記電源駆動部は、前記各グループに対応した前記各電源ラインに単一の前記第1の電源電圧又は前記第2の電源電圧を出力し、前記分岐して配設された電源ラインを介して、前記グループごとの前記表示画素に前記第1の電源電圧又は前記第2の電源電圧を同時に供給することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の表示装置。 - 前記各グループの複数行の前記表示画素は、連続する複数の行の前記表示画素からなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の表示装置。
- 前記各グループの複数行の前記表示画素は、連続しない複数の行の前記表示画素からなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の表示装置。
- 前記逆バイアス設定期間において、当該逆バイアス設定期間より前の期間に前記容量素子に蓄積されていた電荷の少なくとも一部が放電されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の表示装置。
- 少なくとも前記発光駆動回路に設けられる前記第1のスイッチ手段は、アモルファスシリコン薄膜トランジスタにより構成されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の表示装置。
- 前記データ駆動部は、前記階調信号として、前記発光素子を所定の輝度階調で発光動作させるための所定の電流値を有する階調電流を生成する手段を備えていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の表示装置。
- 前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の表示装置。
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