JP5360684B2 - 発光装置、電子機器および画素回路の駆動方法 - Google Patents
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Description
以上の事情に鑑みて、本発明は、駆動トランジスタと発光制御トランジスタとの間のノードに残存した電荷に起因した発光素子の発光を抑制するという課題の解決を目的としている。
図1は、本実施形態に係る発光装置10の構成を示すブロック図である。この発光装置10は、画像を表示するための手段として各種の電子機器に採用される装置であり、複数の画素回路Pが面状に配列された画素アレイ部100と、各画素回路Pを駆動する駆動回路200と、発光装置10で利用される各種電位を生成する電源回路24と、制御回路30とを有する。
初期化期間PINTにおいては、走査線駆動回路20は、第1制御信号G1[i]、第2制御信号G2[i]および第3制御信号G3[i]をハイレベルに設定する。
補償期間PHにおいては、走査線駆動回路20は、第1制御信号G1[i]をローレベルに設定し、他の信号については初期化期間PINTの状態を維持する。
書込期間PWRT[i]においては、走査線駆動回路20は、第3制御信号G3[i]をローレベルに設定し、他の信号については補償期間PHの状態を維持する。
放電期間Prにおいては、走査線駆動回路20は、走査信号GWRT[i]をローレベルに設定し、第2制御信号G2[i]をハイレベルに設定する。他の信号については書込期間PWRTの状態を維持する。
次に、図7〜図11を参照しながら、画素回路Pの具体的な動作について説明する。以下では、第i行に属する第j列目の画素回路Pの動作を、初期化期間PINT、補償期間PH、書込期間PWRT、放電期間Prおよび発光期間PELに区分して説明する。
図7に初期化期間PINTにおける画素回路Pの具体的な動作を示す。図7に示すように、初期化期間PINTにおいては、発光制御トランジスタ210、放電用トランジスタ220、第1スイッチング素子230および第2スイッチング素子240が全てオン状態になる。このとき、容量素子Caの第1電極Aは、第1スイッチング素子230、発光制御トランジスタ210および放電用トランジスタ220を介して第3電源線160と導通するから、第1電極Aの電位はVCCに設定される。すなわち、駆動トランジスタ200のゲートの電位もVCCに設定(初期化)される。また、容量素子Caの第2電極Bは、第2スイッチング素子240を介してデータ線104と導通するから、第2電極Bの電位は、データ線104に供給される所定の電位に設定される。このとき、データ線104に供給される所定の電位をVSTと表記する。
図8に補償期間PHにおける画素回路Pの具体的な動作を示す。補償期間PHにおいては、駆動トランジスタ200の閾値電圧の補償動作が行われる。図8に示すように、補償期間PHにおいては、発光制御トランジスタ210がオフ状態に設定される一方、放電用トランジスタ220、第1スイッチング素子230および第2スイッチング素子240はオン状態に設定される。このとき、駆動トランジスタ200はダイオード接続の状態になり、駆動トランジスタ200の閾値電圧をVthとすると、駆動トランジスタ200のゲート・ソース間の電圧は「VEL−Vth」に漸近する。
図9に書込期間PWRTにおける画素回路Pの具体的な動作を示す。図9に示すように、書込期間PWRTにおいては、発光制御トランジスタ210および第1スイッチング素子230がオフ状態に設定される一方、放電用トランジスタ220および第2スイッチング素子240はオン状態に設定される。このとき、データ線104には、第i行第j列の画素回路Pにおける発光素子11の指定階調に応じたデータ電位VD[j]が供給される。したがって、容量素子Caの第2電極Bの電位は、VSTからVD[j]に変化する。
VG=VEL−Vth−k×△V ・・・(1)
上記の式(1)におけるVGは、駆動トランジスタ200のゲートの電位を表す。また、式(1)におけるkはC/(C+Cs)である。
図10に放電期間Prにおける画素回路Pの具体的な動作を示す。図10に示すように、放電期間Prにおいては、発光制御トランジスタ210および放電用トランジスタ220がオン状態に設定される一方、第1スイッチング素子230および第2スイッチング素子240はオフ状態に設定される。これにより、図10に示すように、第1電源線140から、駆動トランジスタ200、発光制御トランジスタ210および放電用トランジスタ220を介して第3電源線160へ至る電流経路が形成される。前述したように、電位VCCは、放電用トランジスタ220がオン状態のときにおけるノードNDの電位が、第2電源線150に供給される電位VCTよりも発光素子11の閾値電圧だけ高い電位を下回るように設定されるから、駆動トランジスタ200および発光制御トランジスタ210を流れる電流は、発光素子11へ流れ込まずに、オン状態の放電用トランジスタを介して第3電源線160へ流れ込む。したがって、前述の補償期間PHや書込期間PWRTにおける画素回路Pの動作によって駆動トランジスタ200のドレインと発光制御トランジスタ210のドレインとの間に蓄積された電荷は、放電用トランジスタ220を介して第3電源線160へ放電される。
図11に発光期間PELにおける画素回路Pの具体的な動作を示す。図11に示すように、発光期間PELにおいては、発光制御トランジスタ210がオン状態に設定される一方、放電用トランジスタ220、第1スイッチング素子230および第2スイッチング素子240はオフ状態に設定される。このとき、駆動トランジスタ200で生成される駆動電流Ielが、発光制御トランジスタ210を介してOLED素子11へ供給される。これにより、OLED素子11はデータ電位VD[j]に応じた輝度に発光する。
Iel=(β/2)(Vgs−Vth)2
=(β/2)(VEL−VG−Vth)2 ・・・(2)
式(1)の代入によって、式(2)は以下のように変形される。
Iel=(β/2){VEL−(VEL−Vth−k×△V)−Vth}2
=(β/2)(k×△V)2
つまり、発光素子11に供給される駆動電流Ielは、データ電位VD[j]と電位VSTとの差分値△V(△V=VST−VD[j])によって決定され、駆動トランジスタ200の閾値電圧Vthには依存しない。
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。また、以下に示す変形例のうちの2以上の変形例を組み合わせることもできる。
図12に示すように、第3電源線160は省略され得る。図12に示す構成では、放電用トランジスタ220のソースは第2電源線150に接続される。図12の構成によれば、上述の実施形態に比べて電源線の本数を少なくすることができるという利点がある。ただし、図12の構成において、放電用トランジスタ220がオン状態のときにおけるノードNDの電位は、電位VCTよりも発光素子11の閾値電圧だけ高い電位を下回る。
上述の実施形態では、放電用トランジスタ220をNチャネル型としているが、これに限らず、放電用トランジスタ220をPチャネル型とすることもできる。ただし、放電用トランジスタ220がNチャネル型で構成される態様によれば、放電用トランジスタ220がオフ状態のときにそのゲートに供給される電位を、放電用トランジスタ220がPチャネル型で構成される態様に比べて低くできる。したがって、放電用トランジスタ220がオフ状態のときに、放電用トランジスタ220に発生するリーク電流の量を少なくすることができるという利点がある。
図13に示すように、電位VSTが供給される第4電源線と第2電極Bとの間に第3スイッチング素子250を設けることもできる。第3スイッチング素子250のゲートは、第4制御信号G4[i]が供給される第4制御線180に接続される。図13に示す態様においては、走査線駆動回路20は、書込期間PWRTにおいてのみ走査信号GWRT[i]をハイレベルに設定し、初期化期間PINTおよび補償期間PHにおいては走査信号GWRT[i]をローレベルに設定する。一方、走査線駆動回路20は、初期化期間PINTおよび補償期間PHにおいて第4制御信号G4[i]をハイレベルに設定し、その他の期間においては第4制御信号G4[i]をローレベルに設定する。これにより、初期化期間PINTおよび補償期間PHにおいて第3スイッチング素子250がオン状態に設定されるから、第2電極Bは、第3スイッチング素子250を介して第4電源線170と導通する。したがって、初期化期間PINTおよび補償期間PHにおいて、第2電極Bの電位は電位VSTに設定される。
上述の実施形態における処理回路23では、インバータ300が遅延回路302の前段に設けられているが、これに限らず、遅延回路302がインバータ300の前段に設けられるという態様とすることもできる。要するに、処理回路23は、走査信号GWRT[i]を反転および遅延させる手段であればよい。
上述の各実施形態においては、発光素子の一例として、OLED素子を取り上げたが、無機発光ダイオードやLED(Light Emitting Diode)であってもよい。要は、駆動電流に応じた発光輝度で発光するのであれば、どのような素子であってもよい。
次に、本発明に係る発光装置を利用した電子機器について説明する。図14は、以上に説明した実施形態に係る発光装置10を表示装置として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ2000は、表示装置としての発光装置10と本体部2010とを備える。本体部2010には、電源スイッチ2001およびキーボード2002が設けられている。この発光装置10はOLED素子を使用しているので、視野角が広く見易い画面を表示できる。
Claims (7)
- 画素回路と、前記画素回路を駆動する駆動回路と、を具備する発光装置であって、
前記画素回路は、
駆動電流を生成するPチャネル型駆動トランジスタと、
前記駆動電流に応じた階調になる発光素子と、
前記駆動トランジスタのドレインと前記発光素子の陽極との間に配置される発光制御トランジスタと、
前記発光制御トランジスタと前記発光素子の陽極との間のノードと、給電線と、の間に配置される放電用トランジスタと、
第1電極および第2電極を有し、前記第1電極は前記駆動トランジスタのゲートに接続される容量素子と、
前記駆動トランジスタのゲートとドレインとの間に介在する第1スイッチング素子と、を備え、
前記駆動回路は、
前記発光制御トランジスタをオフ状態に設定する一方、前記第1スイッチング素子をオン状態に設定することで、補償期間において、前記駆動トランジスタを前記陽極から切り離した状態で前記駆動トランジスタのゲート・ソース間の電圧を閾値電圧に近づけさせ、
前記発光制御トランジスタ及び前記第1スイッチング素子をオフ状態に設定して、前記補償期間の後の書込期間において、前記駆動トランジスタを前記陽極から切り離した状態で前記駆動トランジスタのゲートの電位を前記発光素子の指定階調に応じた電位に設定し、
前記第1スイッチング素子をオフ状態に設定する一方、前記発光制御トランジスタおよび前記放電用トランジスタをオン状態に設定することで、前記補償期間の後の放電期間において、前記発光制御トランジスタおよび前記放電用トランジスタを介して前記給電線へ至る経路に電流を流して前記駆動トランジスタのドレインに蓄積された電荷を放電し、
前記第1スイッチング素子及び前記放電用トランジスタをオフ状態に設定する一方、前記発光制御トランジスタをオン状態に設定することで、前記放電期間の後の発光期間において、前記駆動電流を前記発光素子へ供給する、
発光装置。 - 前記駆動回路は、
前記発光制御トランジスタ、前記放電用トランジスタおよび前記第1スイッチング素子をオン状態に設定することで、前記補償期間の前の初期化期間において駆動回路を初期化する、
請求項1の発光装置。 - 前記画素回路は、第1電位が供給される第1電源線と、前記第1電位より低い第2電位が供給される第2電源線との間に配置され、
前記給電線に供給される電位は、前記放電期間における前記ノードの電位が、前記第2電位よりも前記発光素子の閾値電圧だけ高い電位を下回るように設定される、
請求項1または請求項2の発光装置。 - 前記画素回路は、
前記指定階調に対応するデータ電位が供給されるデータ線と前記第2電極との間に介在する第2スイッチング素子を備え、
前記駆動回路は、
前記第2スイッチング素子のオンオフを制御する制御信号を生成する制御信号生成回路と、
前記制御信号を反転および遅延させる処理回路と、を備え、
前記発光制御トランジスタは、前記処理回路から出力される信号によってオンオフが制御される、
請求項1から請求項3の何れかの発光装置。 - 前記放電用トランジスタはNチャネル型のトランジスタである、
請求項1から請求項4の何れかの発光装置。 - 請求項1から請求項5の何れかの発光装置を具備する電子機器。
- 駆動電流を生成するPチャネル型駆動トランジスタと、前記駆動電流に応じた階調になる発光素子と、前記駆動トランジスタのドレインと前記発光素子の陽極との間に配置される発光制御トランジスタと、前記発光制御トランジスタと前記発光素子の陽極との間のノードと、給電線と、の間に配置される放電用トランジスタと、第1電極および第2電極を有し、前記第1電極は前記駆動トランジスタのゲートに接続される容量素子と、前記駆動トランジスタのゲートとドレインとの間に介在する第1スイッチング素子と、を備える画素回路の駆動方法であって、
補償期間において、前記発光制御トランジスタをオフ状態に設定する一方、前記第1スイッチング素子をオン状態に設定することで、前記駆動トランジスタを前記陽極から切り離した状態で前記駆動トランジスタのゲート・ソース間の電圧を閾値電圧に漸近させ、
前記補償期間の後の書込期間において、前記発光制御トランジスタ及び前記第1スイッチング素子をオフ状態に設定して、前記駆動トランジスタを前記陽極から切り離した状態で前記駆動トランジスタのゲートの電位を前記発光素子の指定階調に応じた電位に設定し、
前記補償期間の後の放電期間において、前記第1スイッチング素子をオフ状態に設定する一方、前記発光制御トランジスタおよび前記放電用トランジスタをオン状態に設定することで、前記発光制御トランジスタおよび前記放電用トランジスタを介して前記給電線へ至る経路に電流を流して前記駆動トランジスタのドレインに蓄積された電荷を放電し、
前記放電期間の後の発光期間において、前記第1スイッチング素子及び前記放電用トランジスタをオフ状態に設定する一方、前記発光制御トランジスタをオン状態に設定することで、前記駆動電流を前記発光素子へ供給する、
画素回路の駆動方法。
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