JP5412770B2 - 画素回路の駆動方法、発光装置および電子機器 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態に係る発光装置のブロック図である。発光装置100は、例えば画像を表示する表示装置として電子機器に搭載される。図1に示すように、発光装置100は、複数の画素回路Uが配列された素子部10と、各画素回路Uを駆動する駆動回路30と、駆動回路30を制御する制御回路50とを具備する。駆動回路30は、走査線駆動回路32と信号線駆動回路34と電位制御回路36とを含んで構成される。なお、駆動回路30は、例えば複数の集積回路に分散して実装される。ただし、駆動回路30の少なくとも一部は、各画素回路Uが配置された基板上に形成された薄膜トランジスタで構成され得る。
図5および図6に示すように、第i行の初期化期間PRS(H[i-4],H[i-3])においては、制御信号GB[i]がアクティブレベルに設定されることで制御スイッチTCRがオン状態に制御される。選択スイッチTSLはオフ状態を維持するから、駆動トランジスタTDRのゲートの電位VGは、制御スイッチTCRを介して給電線28の基準電位VREFに設定される。一方、初期化期間PRSの開始後(単位期間H[i-4]の途中の時点)に電位制御回路36が給電線16に電位V2(電位VEL[i])を供給することで、駆動トランジスタTDRのソースの電位VSは電位V2に設定される。すなわち、駆動トランジスタTDRのゲート−ソース間(保持容量C1の両端間)の電圧VGSは、基準電位VREFと電位V2との差分の電圧VGS1(VGS1=VREF−V2)に初期化される。なお、制御信号GB[i]をアクティブレベルに変化させる時点と電位VEL[i]を電位V2に変化させる時点とは同時でもよい。
VGS1=VREF−V2≫VTH ……(1)
V2−VCT≪VTH_OLED……(2)
図5および図7に示すように、補償期間PCPが開始すると、電位制御回路36は、給電線16の電位VEL[i](駆動トランジスタTDRのドレインの電位)を電位V1に変化させる。図5に示すように、電位V1は、電位V2や基準電位VREFを充分に上回る。一方、初期化期間PRSから引続き制御スイッチTCRがオン状態に制御されることで、駆動トランジスタTDRのゲートの電位VGは補償期間PCPでも基準電位VREFに維持される。
Ids=1/2・μ・W/L・Cox・(VGS−VTH)2 ……(3)
図5に示すように、単位期間H[i]が開始すると、制御信号GB[i]が非アクティブレベルに設定されることで制御スイッチTCRがオフ状態に変化する。すなわち、駆動トランジスタTDRのゲートに対する基準電位VREFの供給が停止する。
VGS2=VTH+ΔVG・cp2/(cp1+cp2)
=VIN+VTH ……(4)
VGS3=VGS2−ΔV
=VIN+VTH−ΔV ……(5)
図9に示すように、単位期間H[i](期間h2)が経過すると、走査信号GA[i]が非アクティブレベルに設定されることで選択スイッチTSLがオフ状態に遷移する。制御信号GB[i]は単位期間H[i]から引続き非アクティブレベルに設定されるから、制御スイッチTCRはオフ状態を維持する。したがって、駆動トランジスタTDRのゲートは、信号線14や給電線28から切り離された電気的なフローティング状態となる。すなわち、駆動トランジスタTDRのゲートに対する電位の供給が停止する。
IDR=1/2・μ・W/L・Cox・(VGS3−VTH)2
=1/2・μ・W/L・Cox・{(VIN+VTH−ΔV)−VTH}2
=1/2・μ・W/L・Cox・(VIN−ΔV)2 ……(6)
以上の各形態は様々に変形される。各形態に対する変形の具体的な態様を以下に例示する。なお、以下の例示から2以上の態様を任意に選択して組合わせてもよい。
画素回路Uを構成する各トランジスタ(駆動トランジスタTDR,選択スイッチTSL,制御スイッチTCR)の導電型は任意である。例えば、図11に示すように、駆動トランジスタTDRや各スイッチ(選択スイッチTSL,制御スイッチTCR)をPチャネル型とした画素回路Uも採用される。図11の画素回路Uにおいては、発光素子Eの陽極が給電線18(電位VCT)に接続され、駆動トランジスタTDRのドレインが給電線16(電位VEL[i])に接続されるとともにソースが発光素子Eの陰極に接続される。駆動トランジスタTDRのゲートとソースとの間に保持容量C1が介在する構成や、駆動トランジスタTDRのゲートと信号線14との間に選択スイッチTSLが介在する構成や、駆動トランジスタTDRのゲートと給電線28との間に制御スイッチTCRが介在する構成は、図2の画素回路Uと同様である。以上のようにPチャネル型の駆動トランジスタTDRを採用した場合、Nチャネル型の駆動トランジスタTDRを採用した場合と比較して電圧の関係(高低)は逆転するが、本質的な動作は以上の例示と同様であるから、具体的な動作の説明は省略する。
初期化期間PRSや補償期間PCPとして利用する単位期間Hの個数は任意である。例えば3個以上の単位期間Hを補償期間PCPとして利用する構成や、1個の単位期間Hを補償期間PCPとして利用する構成も採用される。補償期間PCPを1個の単位期間Hとした構成であっても、階調電位VDATAの供給とともに初期化動作と第1補償動作とを1個の単位期間H内に完了する必要がある特許文献1の技術と比較すれば、初期化動作や第1補償動作の時間を充分に確保できるという本発明の所期の効果は確かに実現される。また、以上の構成においては、初期化期間PRSや補償期間PCPが単位期間Hと同時に開始および終了する構成(すなわち、初期化期間PRSや補償期間PCPが単位期間Hの整数倍の時間長である構成)を例示したが、単位期間Hの始点および終点や時間長とは無関係に初期化期間PRSや補償期間PCPを設定した構成も採用される。
各ブロックBに属する信号線14の本数は任意である。また、分配回路MPを構成するスイッチSWの個数は、ブロックB内の信号線14の本数に応じて適宜に変更される。さらに、以上の形態においては、3色分(赤色,緑色,青色)の画素回路Uの配列を単位として複数の信号線14をブロックBに区分したが、複数の信号線14を複数のブロックBに区分する方法は任意である。例えば、画素回路Uの表示色とは無関係に選定された所定の本数毎に複数の信号線14を区分してもよい。また、複数の信号線14をブロックBに区分する構成は本発明において必須ではない。例えば、ブロックB内の各信号線14に階調電位VDATAを分配する動作を複数のブロックBについて並列に実行するのではなく、素子部10内の総ての信号線14に対して階調電位VDATAを時分割で順次に分配する構成(すなわち、素子部10内の総ての信号線14を1個のブロックBとした構成)も採用される。
以上の各形態においては発光素子Eに付随する容量C2を利用したが、図12に示すように、発光素子Eとは別個に形成した容量CXを容量C2とともに利用する構成も好適である。容量CXの電極e1は、駆動トランジスタTDRと発光素子Eとを結ぶ経路上(駆動トランジスタTDRのソース)に接続される。容量CXの電極e2は、所定の電位が供給される配線(例えば、電位VCTが供給される給電線18や、基準電位VREFが供給される給電線28)に接続される。図12の構成においては、容量値cp2が容量CXと発光素子Eの容量C2との合計値となる。したがって、数式(4)の電圧VGS2や数式(5)の電圧VGS3(さらには数式(6)の駆動電流IDR)を容量CXに応じて適宜に調整することが可能である。
以上の形態においては第i行の各画素回路Uについて単位期間H[i]の開始前に第1補償動作を実行したが、例えば、単位期間H[i]の期間h1(期間h2の開始前)にて単位期間H[i]の開始前から引続き第i行の第1補償動作を実行する構成も採用される。以上の態様は、例えば、制御信号GB[i]を単位期間H[i]の開始前から単位期間H[i]の期間h1にわたってアクティブレベルに維持することで実現される。
以上の形態においては第1補償動作で閾値電圧VTHの誤差を補償するとともに第2補償動作で移動度μの誤差を補償したが、例えば移動度μの誤差が特段の問題にならないといった事情があるならば、第2補償動作を省略した構成も採用される。単位期間H[i]において、例えば電流Idsの経路上のスイッチをオフ状態に制御することで電流Idsを遮断すれば、駆動トランジスタTDRのゲート−ソース間の電圧VGSは、階調電位VDATAに応じて設定された数式(4)の電圧VGS2から変化しない。すなわち、第i行の各画素回路Uについて第2補償動作は実行されない。
有機EL素子は発光素子の例示に過ぎない。例えば、無機EL素子やLED(Light Emitting Diode)素子などの発光素子を配列した発光装置にも以上の各態様と同様に本発明が適用される。本発明における発光素子は、電流の供給で駆動される(典型的には階調(輝度)が制御される)電流駆動型の被駆動素子である。
次に、以上の各態様に係る発光装置100を利用した電子機器について説明する。図13ないし図15には、発光装置100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 (6)
- 第1の走査線と第1のデータ線の交差に対応して配置された第1画素回路と、前記第1の走査線と第2のデータ線の交差に対応して配置された第2画素回路と、第2の走査線と前記第1のデータ線の交差に対応して配置された第3画素回路と、前記第1の走査線と前記第2のデータ線の交差に対応して配置された第4画素回路と、を備え、前記第1乃至第4画素回路の各々は、相互に直列に接続された発光素子および駆動トランジスタと、前記発光素子と前記駆動トランジスタとの間の経路と前記駆動トランジスタのゲートとの間に介在する保持容量と、前記走査線の選択時に前記信号線と前記駆動トランジスタのゲートとを導通させる選択スイッチとを含む複数の画素回路を駆動する方法であって、
第1期間に、前記第1画素回路の駆動トランジスタ及び前記第2画素回路の駆動トランジスタをオン状態に制御するとともに当該駆動トランジスタのゲートに給電線から基準電位を供給することで、前記第1画素回路及び前記第2画素回路において、前記保持容量の両端間の電圧を前記駆動トランジスタの閾値電圧に接近させる第1補償動作を実行し、
前記第1期間の後の第2期間に、前記第1のデータ線に第1の階調電位を供給し、前記第2期間の後の第3期間に、前記第2のデータ線に第2の階調電位を供給し、前記第3期間の後の第4期間に前記第1の走査線を選択することで、前記第1画素回路の駆動トランジスタのゲートに前記第1の階調電位を供給するとともに、前記第2画素回路の駆動トランジスタのゲートに前記第2の階調電位を供給し、
前記第4期間の後の第5期間に、前記第1画素回路及び前記第2画素回路において、前記保持容量の両端間の電圧に応じた駆動電流を前記発光素子に供給し、
第6期間に、前記第3画素回路の駆動トランジスタ及び前記第4画素回路の駆動トランジスタをオン状態に制御するとともに当該駆動トランジスタのゲートに前記給電線から前記基準電位を供給することで、前記第3画素回路及び前記第4画素回路において、前記保持容量の両端間の電圧を前記駆動トランジスタの閾値電圧に接近させる第1補償動作を実行し、
前記第3期間及び前記第6期間の後の第7期間に、前記第1のデータ線に第3の階調電位を供給し、前記第7期間後の第8期間に、前記第2のデータ線に第4の階調電位を供給し、前記第4期間及び前記第8期間の後の第9期間に前記第2の走査線を選択することで、前記第3画素回路の駆動トランジスタのゲートに前記第3の階調電位を供給するとともに、前記第3画素回路の駆動トランジスタのゲートに前記第4の階調電位を供給し、
前記第9期間の後の第10期間に、前記第3画素回路及び前記第4画素回路において、前記保持容量の両端間の電圧に応じた駆動電流を前記発光素子に供給し、
前記第6期間は、前記第1乃至第4期間の少なくとも一部と重なる期間である
画素回路の駆動方法。 - 前記第4期間において、前記第1画素回路の駆動トランジスタのゲートに前記第1の階調電位を供給した後に、前記第1画素回路において前記保持容量の両端間の電圧を前記駆動トランジスタの閾値電圧に接近させるともに、前記第2画素回路の駆動トランジスタのゲートに前記第2の階調電位を供給した後に、前記第2画素回路において前記保持容量の両端間の電圧を前記駆動トランジスタの閾値電圧に接近させる第2補償動作を実行する
請求項1の画素回路の駆動方法。 - 前記第4期間の開始前の2以上の単位期間にわたって前記第1期間における第1補償動作を実行する
請求項1または請求項2の画素回路の駆動方法。 - 第1の走査線と第1のデータ線の交差に対応して配置された第1画素回路と、前記第1の走査線と第2のデータ線の交差に対応して配置された第2画素回路と、第2の走査線と前記第1のデータ線の交差に対応して配置された第3画素回路と、前記第1の走査線と前記第2のデータ線の交差に対応して配置された第4画素回路と、
前記第1乃至第4画素回路の各々を駆動する駆動回路と、
を具備し、
前記第1乃至第4画素回路の各々は、相互に直列に接続された発光素子および駆動トランジスタと、前記発光素子と前記駆動トランジスタとの間の経路と前記駆動トランジスタのゲートとの間に介在する保持容量と、前記走査線の選択時に前記信号線と前記駆動トランジスタのゲートとを導通させる選択スイッチとを含み、
前記駆動回路は、
第1期間に、前記第1画素回路の駆動トランジスタ及び前記第2画素回路の駆動トランジスタをオン状態に制御するとともに当該駆動トランジスタのゲートに給電線から基準電位を供給することで、前記第1画素回路及び前記第2画素回路において、前記保持容量の両端間の電圧を前記駆動トランジスタの閾値電圧に接近させる第1補償動作を実行し、
前記第1期間の後の第2期間に、前記第1のデータ線に第1の階調電位を供給し、前記第2期間の後の第3期間に、前記第2のデータ線に第2の階調電位を供給し、前記第3期間の後の第4期間に前記第1の走査線を選択し、
前記第4期間の後の第5期間に、前記第1画素回路及び前記第2画素回路において、前記保持容量の両端間の電圧に応じた駆動電流を前記発光素子に供給し、
第6期間に、前記第3画素回路の駆動トランジスタ及び前記第4画素回路の駆動トランジスタをオン状態に制御するとともに当該駆動トランジスタのゲートに前記給電線から前記基準電位を供給することで、前記第3画素回路及び前記第4画素回路において、前記保持容量の両端間の電圧を前記駆動トランジスタの閾値電圧に接近させる第1補償動作を実行し、
前記第3期間及び前記第6期間の後の第7期間に、前記第1のデータ線に第3の階調電位を供給し、前記第7期間後の第8期間に、前記第2のデータ線に第4の階調電位を供給し、前記第4期間及び前記第8期間の後の第9期間に前記第2の走査線を選択し、
前記第9期間の後の第10期間に、前記第3画素回路及び前記第4画素回路において、前記保持容量の両端間の電圧に応じた駆動電流を前記発光素子に供給し、
前記第6期間は、前記第1乃至第4期間の少なくとも一部と重なる期間である
発光装置。 - 前記第1乃至第4画素回路の各々は、前記給電線と前記駆動トランジスタのゲートとの間に介在する制御スイッチを含み、
前記駆動回路は、
前記第1画素回路及び前記第2画素回路の制御スイッチを、前記第1期間にオン状態に制御し、前記第4期間及び前記第5期間にオフ状態に制御し、
前記第3画素回路及び前記第4画素回路の制御スイッチを、前記第6期間にオン状態に制御し、前記第9期間及び前記第10期間にオフ状態に制御する
請求項4の発光装置。 - 請求項4または請求項5の発光装置を具備する電子機器。
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