JP5247283B2 - 画像表示装置および画像表示装置の駆動方法 - Google Patents
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Description
<画像表示装置の概略構成>
図1は、以下の各実施形態の説明に好適な画像表示装置の概略構成を示す図である。図1において、画像表示装置の表示パネル10には、電源線、走査線等からなる制御線11および画像信号線12が配設されている。制御線11は、表示パネル10に設けられたラインドライバ13に接続されている。一方、画像信号線12は、制御線11と異なる方向に沿って配設されるとともに、表示パネル10に設けられたデータドライバ14に接続されている。なお、図1では、図示を省略しているが、表示パネル10は、有機EL素子を具備し、マトリクス状に配列された複数の画素回路を有しており、これらの画素回路には制御線11および画像信号線12が接続されている。
図2は、例えば図1に示した表示パネル10に設けられる画素回路(1画素)の構成を示した図である。なお、図2において、第1電源線111、第2電源線112および走査線113は、制御線11に含まれる。
つぎに、図2に示す画素回路の動作について、図2および図3を参照して説明する。ここで、図3は、図2に示す画素回路の動作を説明するためのシーケンス図である。図2に示す画素回路にあっては、図3に示すように、Csリセット期間、Vth検出準備期間、Vth検出期間、データ書込み期間、Coledリセット期間および発光期間という6つの期間を経て動作する。この制御シーケンスに示されるように、Csリセット、Vth検出準備、Vth検出、Coledリセットおよび発光は全画素一括であるが、データ書込みのみは走査線113ごとの順次走査である。
Csリセット期間では、第1電源線111が高電位(VDD)、第2電源線112が高電位(VDD)、走査線113が高電位(VgH)、画像信号線12がゼロ電位(GND)とされる。この制御により、スイッチングトランジスタTsがオン、駆動トランジスタTdがオフとされ、第1電源線111→有機発光素子OLED→スイッチングトランジスタTs→容量Csという経路で電流が流れ、容量Csに所定の基準電位を印加することにより、容量Csの電位をリセットする。
Vth検出準備期間では、第1電源線111がマイナス電位(−VE)、第2電源線112がゼロ電位(GND)、走査線113が低電位(VgL)、画像信号線12が高電位(VdH)とされる。この制御により、スイッチングトランジスタTsがオフ、駆動トランジスタTdがオンとされ、第2電源線112→駆動トランジスタTd→有機発光素子OLEDという経路で電流が流れ、有機発光素子OLEDが固有に有している素子容量(以下「素子容量Coled」と表記)に電荷が蓄積される。なお、このVth検出準備期間において、有機発光素子OLEDに電荷を蓄積する理由は、後述するVth検出期間に駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧を閾値電圧に近づける際に、有機発光素子OLEDを駆動トランジスタTdのドレイン・ソース間に流す電流の供給源として作用させるためである。
Vth検出期間では、第1電源線111がゼロ電位(GND)、走査線113が高電位(VgH)とされる一方で、画像信号線12が高電位(VdH)に、第2電源線112がゼロ電位(GND)に維持される。この制御により、スイッチングトランジスタTsがオンとなり、駆動トランジスタTdのゲートとドレインとが接続される。
データ書込み期間では、画像信号電位(Vdata)を容量Csに反映させることにより、駆動トランジスタTdのゲート電位を所望電位に変化させることが行われる。より詳細には、第1電源線111がゼロ電位(GND)に、第2電源線112がゼロ電位(GND)にそれぞれ維持される。また、画像信号線12は、Vth検出期間時の印加電位(VdH)から画像信号電位(Vdata)を差し引いた分の電位(VdH−Vdata)とされ、走査線113は、データ書込み期間内の所定期間において、高電位(VgH)とされる。
Coledリセット期間では、第1電源線111がマイナス電位(−VE)、第2電源線112もマイナス電位(−VE)とされる。一方、走査線113が低電位(VgL)に、画像信号線12が高電位(VdH)に維持される。このとき、スイッチングトランジスタTsがオフ、駆動トランジスタTdがオンとされ、有機発光素子OLED→駆動トランジスタTd→第2電源線112という経路で電流が流れ、有機発光素子OLEDに残存する電荷が放電される。なお、このColedリセット期間に素子容量Coledの電荷を放電する理由は、素子容量Coledの残存電荷による発光への影響を回避するためである。
発光期間では、第1電源線111が高電位(VDD)、第2電源線112がゼロ電位(GND)とされ、走査線113が低電位(VgL)に維持される。一方、画像信号線12は、画像データに応じた高電位(VdH)まで引き上げられ、そのレベルが維持される。すなわち、発光期間における発光開始時からの制御では、制御対象の画素回路における有機発光素子OLEDに流れる電流が所望の発光輝度を発光させるに必要な電流レベルとなるまで引き上げられる。
図4は、第1の実施形態にかかる演算部20の構成を示した図である。同図に示すように、演算部20は、電源IC21と、抵抗器22と、増幅器23と、A/D変換器24と、CPU25と、タイミングコントローラ26と、を備えている。
Tm=Ws/(I・V) (1)
次に、図5を参照して、表示パネル10の発光時における演算部20の動作について説明する。なお、図5は、演算部20により実行される発光期間の制御に係る処理(発光期間制御処理)の手順を示したフローチャートである。
次に、第2の実施形態として、図1に示した画像表示装置に設けられる演算部20の他の構成例について説明する。なお、第1の実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付与し説明を省略する。
図9は、第2の実施形態にかかる演算部30の構成の一例を示した図である。同図に示したように、演算部30は、電源IC21と、抵抗器22と、増幅器23と、積分器31と、比較器32と、タイミングコントローラ33と、を備えている。
次に、図10を参照して、表示パネル10の発光時における演算部30の動作について説明する。
閾値電圧検出期間では、第1電源線111がゼロ電位(GND)とされ、第2電源線112が電源電位(VDD)とされ、Tth制御線114が高電位(VgH)とされ、走査線113が高電位(VgH)とされ、画像信号線12がゼロ電位(GND)とされる。この制御によって、スイッチングトランジスタTsがオン、閾値電圧検出用トランジスタTthがオン、駆動トランジスタTdがオンとされる。その結果、駆動トランジスタTdのソース電極に対するゲート電極の電位が閾値電圧Vthに達するまで素子容量Coled、第1の容量Cs1および第2の容量Cs2に蓄積された電荷が放電され、駆動トランジスタTd→第1電源線111という経路で電流が流れる。そして、駆動トランジスタTdのゲート電極−ソース電極間の電位差が閾値電圧Vthに達すると、駆動トランジスタTdがオフとなり、この時点で、第1と第2の容量Cs1,Cs2の両端には閾値電圧Vthの電圧が生じる。
有機発光素子初期化期間では、第1電源線111のゼロ電位(GND)と、走査線113の高電位(VgH)が維持される一方で、第2電源線112がゼロ電位(GND)とされ、Tth制御線114が低電位(VgL)とされる。また、画像信号線12には、たとえば画像信号電圧の最大電位(Vdh)が供給される。この制御によって、スイッチングトランジスタTsがオン、閾値電圧検出用トランジスタTthがオフ、駆動トランジスタTdがオンとされる。その結果、駆動トランジスタTd→素子容量Coled、および駆動トランジスタTd→第2の容量Cs2という経路で電流が流れ、素子容量Coledおよび第2の容量Cs2に残存していた電荷と、上記の経路で流れてきた電流による電荷とが中和される。この動作によって、素子容量Coled自身の残存電荷による発光への影響が回避される。また、第2の容量Cs2に溜まっていた電荷がなくなるので、第2の容量Cs2の両端にかかっていた閾値電圧Vthもゼロ電位(GND)となり、その結果、第1の容量Cs1にのみその両端に閾値電圧Vthがかかることになる。
書込み期間では、第1電源線111と第2電源線112のゼロ電位(GND)と、Tth制御線114の低電位(VgL)が維持される一方で、走査線113による走査信号と画像信号線12による画像信号に応じた所定のレベルの信号電位が供給される。本実施の形態にかかる書込み処理では、全画素一括ではなく、走査線113ごとの順次走査が行われる。この制御によって、画像信号線12からはその画素に応じた画像信号電位Vdata(≦VdH)が供給され、スイッチングトランジスタTs→第2の容量Cs2→駆動トランジスタTd→第1電源線111という経路で電流が流れ、第2の容量Cs2には画像信号電位Vdataに応じた電荷が保持されることになる。なお、図13中の画像信号線12における網掛け部は、画像信号に応じた最大VdHまでの所定の電圧が印加されることを示している。
発光期間では、第1電源線111が電源電位(VDD)とされる一方で、第2電源線112がゼロ電位(GND)に維持され、Tth制御線114は低レベル(VgL)に維持される。また、走査線113は低レベル(VgL)とされ、画像信号線12はゼロ電位(GND)とされる。このとき、駆動トランジスタTdの閾値電圧を保持する第1の容量Cs1と画像信号に応じた画像信号電圧を保持する第2の容量Cs2とが直列に接続され、両者の電圧の和Vth+Vdataが駆動トランジスタTdのゲート電極とソース電極との間に印加される。その結果、駆動トランジスタTdがオンとなり、第1電源線111→駆動トランジスタTd→有機発光素子OLED→第2電源線112という経路で電流が流れ、有機発光素子OLEDが発光する。
11 制御線
111 第1電源線
112 第2電源線
113 走査線
114 Tth制御線
12 画像信号線
13 ラインドライバ
14 データドライバ
20 演算部
21 電源IC
22 抵抗器
23 増幅器
24 A/D変換器
25 CPU
26 タイミングコントローラ
261 タイマ部
27 FET
30 演算部
31 積分器
32 比較器
33 タイミングコントローラ
Claims (6)
- 発光素子を夫々有する複数の画素回路と、
表示対象となるフレーム単位の画像に応じた電力を前記各画素回路に供給し、当該各画素回路の発光素子を一斉に発光させる電源部と、
前記電源部からの供給電力に応じた電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部により検出された電流値に基づいて、前記画素回路への電力供給量が所定の値となるよう、前記電力の供給時間を計算発光期間として導出する発光期間導出部と、
前記電源部を制御し、前記発光の開始からの発光継続期間が前記計算発光期間を経過したタイミングで、前記各画素回路の発光素子を一斉に消灯させるタイミング制御部と、
を備え、
前記発光期間導出部は、上限値となる所定の基準電力量を、前記電流検出部により検出された電流値と、前記電源部からの印加電圧との積から求まる電力で除算し、この結果を前記計算発光期間とすることを特徴とする画像表示装置。 - 前記発光期間導出部は、前記発光素子の発光開始直時に前記計算発光期間の導出を開始することを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記タイミング制御部は、前記発光素子の発光開始から始まる所定の期間内において、前記発光素子の発光と消灯との割合を前記計算発光期間に基づいて制御することを特徴とする請求項1または2に記載の画像表示装置。
- 発光素子を夫々有する複数の画素回路と、
表示対象となるフレーム単位の画像に応じた電力を前記各画素回路に供給し、当該各画素回路の発光素子を一斉に発光させる電源部と、
前記電源部からの供給電力に応じた電流値を検出する電流検出部と、
を備える画像表示装置の駆動方法であって、
前記電流検出部により検出された電流値に基づいて、前記画素回路への電力供給量が所定の値となるよう、前記電力の供給時間を計算発光期間として導出する発光期間導出工程と、
前記電源部を制御し、前記発光の開始からの発光継続期間が前記計算発光期間を経過したタイミングで、前記各画素回路の発光素子を一斉に消灯させるタイミング制御工程と、
を含み、
前記発光期間導出工程では、上限値となる所定の基準電力量を、前記電流検出部により検出された電流値と、前記電源部からの印加電圧との積から求まる電力で除算し、この結果を前記計算発光期間とすることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。 - 前記発光期間導出工程では、前記発光素子の発光開始直時に前記計算発光期間の導出を開始することを特徴とする請求項4に記載の画像表示装置の駆動方法。
- 前記タイミング制御工程では、前記発光素子の発光開始から始まる所定の期間内において、前記発光素子の発光と消灯との割合を前記計算発光期間に基づいて制御することを特徴とする請求項4または5に記載の画像表示装置の駆動方法。
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