JP5385791B2 - 画像表示装置 - Google Patents
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Description
図1において、この画像表示装置は、タイミングコントローラ1および表示パネル2を備えている。表示パネル2には、第1電源線11、第2電源線12、走査線13、および画像信号線14による各配線が配設された表示部3が設けられている。さらに、表示パネル2には、走査線13に対し所定の電位を所望のタイミングで印加するYドライバ(ラインドライバ)20、画像信号線14に対し所定の電位を所望のタイミングで印加するXドライバ(データドライバ)22が設けられている。これらの配線において、第1電源線11、第2電源線12および走査線13は、表示部3における所定方向(図1の例では横方向)に配設されている。そして、走査線13については、Yドライバ20に接続されている。また、画像信号線14は、第1電源線11、第2電源線12および走査線13とは異なる方向(概略直交方向)に沿って配設されるとともに、Xドライバ22に接続されている。
図2に示す画素回路は、表示パネル2上にマトリックス状に配列されている。そして、各画素回路は、有機EL素子の一つである有機発光素子OLED、駆動トランジスタTd、閾値電圧検出用トランジスタTsおよび閾値電圧(Vth)や画像信号電位を保持する容量Csを備えるように構成されている。
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。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、データ書き込み期間、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とになる。なお、これらの動作の中で、発光期間における動作は、後述の図4に示すタイミングコントローラ1の詳細ブロックおよび図5に示す処理フローに基づいて実行されるが、ここでは、動作の概要について説明し、詳細な動作については後述する。
Csリセット期間では、第1電源線11が高電位(VDD)、第2電源線12が高電位(VDD)、走査線13が高電位(VgH)、画像信号線14がゼロ電位(GND)とされる。この制御により、閾値電圧検出用トランジスタTsがオン、駆動トランジスタTdがオフとされ、第1電源線11→有機発光素子OLED→閾値電圧検出用トランジスタTs→容量Csという経路で電流が流れる。そして、容量Csが充電されることにより、容量Csの電荷がリセットされる。なお、このCsリセット期間で容量Csを充電する理由は、容量Csに書き込まれている1フレーム前の画像信号電位をリセットするためである。
Vth検出準備期間では、第1電源線11がマイナス電位(−VE)、第2電源線12がゼロ電位(GND)、走査線13が低電位(VgL)、画像信号線14が高電位(VgH)とされる。この制御により、閾値電圧検出用トランジスタTsがオフ、駆動トランジスタTdがオンとされ、第2電源線12→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る。そして、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11がゼロ電位(GND)、走査線13が高電位(VgH)とされる一方で、画像信号線14が高電位(VdH)に、第2電源線12がゼロ電位(GND)に維持される。この制御により、閾値電圧検出用トランジスタ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。
データ書き込み期間では、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11がゼロ電位(GND)に、第2電源線12がゼロ電位(GND)にそれぞれ維持される。また、画像信号線14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13は、データ書き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11がマイナス電位(−VE)、第2電源線12もマイナス電位(−VE)とされる。一方、走査線13が低電位(VgL)に、画像信号線14が高電位(VdH)に維持される。このとき、閾値電圧検出用トランジスタ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12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11が高電位(VDD)、第2電源線12がゼロ高電位(GND)とされ、走査線13が低電位(VgL)に維持される。なお、このようにして、第1電源線11が、発光期間開始時に第3電位としてのマイナス電位(−VE)から第4電位としての高電位(VDD)に切り替えられる。一方、画像信号線14は、発光期間の開始直後では、一旦、基準電位となる第1電位としてのGNDレベルまで引き下げられる。その後、一定電位となる第2電位としての高電位(VdH)まで引き上げられ、その高電位(VdH)のレベルが維持される。さらに、発光期間の終了直前では、GNDレベルまで引き下げられる。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一気に引き上げるのではなく、当該有機発光素子OLEDに流れる電流を増加させる制御を行っている。すなわち、発光期間における発光停止までの制御では、制御対象の画素回路における有機発光素子OLEDに流れる電流が非発光のレベル(黒レベル)まで一気に引き下げるのではなく、当該有機発光素子OLEDに流れる電流を減少させる制御を行っている。よって、画像信号線14が第1電位から第2電位となるために要する時間は、第1電源線11が第3電位から第4電位となるために要する時間よりも長くなる。
発光開始時の駆動トランジスタTdの状態について考えると、ゲートとソース間には点灯させる絵の輝度に対応した電位が書き込まれている。その結果、明るい絵を出す設定のときは駆動トランジスタTdの抵抗成分が小さく、駆動トランジスタTdに電流が流れやすい状態であるため、発光開始直後に発光制御用電源(VDD)の入力端に過電流が流れてしまう。本実施形態のように、画像信号線の電位を徐々に上げていくことで有機発光素子OLEDの容量成分に電荷を蓄積させることで、過電流を低減することができる。駆動トランジスタTdの抵抗成分を大きくし、駆動トランジスタTdに急に電流が流れるのを抑制した状態とすることで、点灯させる絵の輝度によらず発光制御用電源(VDD)に過電流が発生するのを抑制することができる。
つぎに、タイミングコントローラ1の構成および機能について図4を参照して説明する。
制御部23は、入力された信号生成部21からのロジック信号(Ctrl_P)に基づき、第1電源線11に対する印加電位(OUT_P)を決定して出力する。また、制御部23は、入力された信号生成部21からのロジック信号(Ctrl_N)に基づき、第2電源線12に対する印加電位(OUT_N)を決定して出力する。なお、制御部23から出力される印加電位(OUT_P)は、図3のシーケンス図における第1電源線11に対する印加電位に対応し、印加電位(OUT_N)は、図3のシーケンス図における第2電源線12に対する印加電位に対応する。
カウンタ25は、入力されたロジック信号(HSYNC)をカウントしたカウント値(COUNT)を演算部27およびセレクタ29に出力する。なお、カウンタ25がカウントしたカウント値は、制御部23から出力される制御信号(CLR)によってクリアされ、その後、再度のカウント処理が実行される。
演算部27は、カウンタ25からのカウント値に基づき、信号生成部21からの画像データを補正した補正画像データを演算してセレクタ29に出力する。
セレクタ29は、カウンタ25からのカウント値に基づき、信号生成部21から入力された画像データと、演算部27から入力された補正画像データとの中から、いずれか一方を選択してXドライバ22に出力する。すなわち、セレクタ29は、画像データおよび補正画像データのうちのいずれか一方の画像データを選択する処理を行う。
一方、発光停止の制御期間に入っていると判定された場合には、カウンタ25のカウント値をカウントダウンする処理が行われる。さらに、カウントされたカウント値が所定値(M,MはM<Nを満たす正の整数)に達しているか否かが判定される。
つぎに、画像信号線14に印加される画像データ電位の立ち上げ時間および立ち下げ時間について説明する。なお、画像表示装置の表示仕様としては、以下のものを想定する。
(1)1フレーム:16.6ms(60Hz)
(2)1フレームにおける発光期間:8.3ms(1/2フレームに相当)
(3)Xドライバのクロック周波数:16.6μs(1/1000フレームに相当)
図8において、図2に示したシーケンス図との相違点は、発光期間において、発光期間の開始直後にGNDレベルまで引き下げられた電位を徐々に引き上げる際に、引き上げ後の電位を高電位(VdH)とはせず、この高電位(VdH)よりもΔV1だけ低い所定電位に維持する制御を行うようにしている点にある。その結果、発光期間において維持される第1電位は、“VdH−ΔV1”となる。
図9において、図2に示したシーケンス図との相違点は、発光期間の開始直後において、一旦引き下げる電位をGNDよりも高い電位に制御するようしにている点および発光停止時の電位引き下げ後の電位をGNDよりも高い所定電位に制御するようにしている点にある。その結果、発光期間の開始直後および発光停止時の電位は、“ΔV2”となる。
Claims (7)
- 発光素子および該発光素子を駆動する駆動素子をそれぞれ有する複数の画素回路と、
前記各画素回路に対して接続される電源線と、
前記発光素子の発光輝度に対応する画像データ電位を前記駆動素子に印加する画像信号線と、
前記画像信号線に印加する電位の大きさおよび出力タイミングを制御するとともに、前記電源線に印加する電位の大きさおよび出力タイミングを制御し、前記各画素回路に対する発光制御を全画素回路で一斉に行なう駆動制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、発光期間開始時に、前記画像信号線の画像データ電位を基準電位となる第1電位まで引き下げ、その後、前記第1電位から一定電位となる第2電位となるまで漸次変化させることにより、前記発光素子の発光を開始させ、
前記電源線に印加される電位は、前記発光素子の前記発光期間開始時に第3電位から第4電位に切り替えられ、
前記画像信号線が前記第1電位から前記第2電位となるために要する時間は、前記電源線が第3電位から第4電位となるために要する時間よりも長いことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置において、
前記画像信号線が前記第1電位から前記第2電位となるまでの時間は、50μs以上、350μs以下であることを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置において、
前記画像信号線が前記第1電位から前記第2電位まで段階的に変化して到達することを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置において、
前記電源線は、各画素回路に接続される第1電源線と第2電源線を有し、
前記発光期間開始時より前記第1電源線及び前記第2電源線の両方を切り替えることを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置において、
前記駆動制御部は、前記発光期間における発光開始時を判定し、発光開始時からの経過時間に基づいて前記画像信号線に出力する電位を調整する画像データ生成部を更に備えたことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項4に記載の画像表示装置において、
前記発光素子は、有機発光ダイオードであり、
前記第1電源線は、前記有機発光ダイオードのアノード側に接続され、且つ前記第2電源線は、前記有機発光ダイオードのカソード側に接続されることを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置において、
前記発光素子の発光を開始させた以後、前記画像信号線の画像データの電位を前記第2電位に維持させることを特徴とする画像表示装置。
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