JP6153830B2 - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Description
本実施形態に係る表示装置10について図1に基づいて説明する。図1は、表示装置10を概略的に示す平面図である。
画素部PXの等価回路について図2に基づいて説明する。図2は、画素部PXの等価回路を示す。各画素部PXの画素回路12は、階調電圧信号からなる映像信号に応じて有機EL素子OEの発光を制御する電圧信号方式の画素回路12であり、画素スイッチSST、駆動トランジスタDRT、キャパシタとしての保持容量Cs、補助容量Cadを有している。補助容量Cadは発光電流量を調整するために設けられる素子であり、場合によっては不要となる。
走査線の配置イメージについて図3に基づいて説明する。図3は、4色の縦ストライプ画素の走査線配置イメージを示す。4色の縦ストライプ画素の走査線配置イメージは、R(赤)表示用、G(緑)表示用、B(青)表示用、W(白)表示用の4つの画素部PXが同じ行にそれぞれ接続されている。
コントローラ14は、有機ELパネルの外部に配置されたプリント回路基板(図示せず)上に形成され、走査線駆動回路Ydr1、Ydr2及び信号線駆動回路Xdrを制御する。コントローラ14は外部から供給されるデジタル映像信号及びクロック信号を受け取り、垂直走査タイミングを制御する垂直走査制御信号、水平走査タイミングを制御する水平走査制御信号をクロック信号に基づいて発生させる。
信号線駆動回路Xdrは、コントローラ14からの水平走査制御信号の制御により各水平走査期間において順次得られるデジタル映像信号をアナログ形式に変換し、このアナログ式の映像信号に応じた複数階調の階調電圧信号Vsigを複数の映像信号配線X(1〜n)に並列的に供給する。
走査線駆動回路Ydr1、Ydr2は、シフトレジスタ(図示せず)、出力バッファ(図示せず)等を含み、コントローラ14から供給される水平走査制御信号の一つである水平走査スタートパルスを順次次段に転送し、図1及び図2に示すように、出力バッファを介して各行の画素部PXに3種類の制御信号BG(1〜m)、SG(1〜m)、RG(1〜m)を供給する。
次に、以上のように構成された表示装置10における画素回路12の動作について説明する。画素回路12の動作は、ソース初期化動作、ゲート初期化動作、オフセットキャンセル動作、映像信号書き込み動作、発光動作に分けられる。
第1にソース初期化動作を行う。ソース初期化動作では、走査線駆動回路Ydr1、Ydr2から、制御信号SGが画素スイッチSSTをオフ状態とするレベル(オフ電位:ここではローレベル)、制御信号BGが出力スイッチBCTをオフ状態とするレベル(オフ電位:ここではローレベル)、制御信号RGがリセットスイッチRSTをオン状態とするレベル(オン電位:ここではハイレベル)に設定される。
第2にゲート初期化動作を行う。ゲート初期化動作では、走査線駆動回路Ydr1、Ydr2から、制御信号SGが画素スイッチSSTをオン状態とするレベル(オン電位:ここではハイレベル)、制御信号BGが出力スイッチBCTをオフ状態とするレベル(オフ電位:ここではローレベル)、制御信号RGがリセットスイッチRSTをオン状態とするレベル(オン電位:ここではハイレベル)に設定される。
第3にオフセットキャンセル動作を行なう。制御信号SGがオン電位(ハイレベル)、制御信号BGがオン電位(ハイレベル)、制御信号RGがオフ電位(ローレベル)となる。これによりリセットスイッチRSTがそれぞれオフ(非導通状態)、画素スイッチSST、出力スイッチBCTがオン(導通状態)となり、閾値のオフセットキャンセル動作が開始される。
第4に映像信号書き込み動作では、制御信号SGが画素スイッチSSTをオン状態とするレベル(オン電位:ここではハイレベル)、制御信号BGが出力スイッチBCTをオン状態とするレベル(オン電位:ここではハイレベル)、制御信号RGがリセットスイッチRSTをオフ状態とするレベル(オフ電位:ここではローレベル)に設定される。
第5に発光動作を行う発光期間では、制御信号SGが画素スイッチSSTをオフ状態とするレベル(オフ電位:ここではローレベル)、制御信号BGが出力スイッチBCTをオン状態とするレベル(オン電位:ここではハイレベル)、制御信号RGがリセットスイッチRSTをオフ状態とするレベル(オフ電位:ここではローレベル)に設定される。
次に、ゲート初期化動作及びオフセットキャンセル動作において印加される初期化電圧Viniについて図5〜図7に基づいて説明する。
本実施形態の表示装置10によれば、初期化電圧Viniに関して、階調電圧信号Vsigが増加するほど低くすることにより、低階調(黒側)の駆動電流Ieを増加させず、高階調側の駆動電流Ieを増やすことができ、ダイナミックレンジ及びコントラストを向上させることができる。
Ie=β×{(Vsig−Vini−ΔV1)×Cel/(Cs+Cel+Cad)}2 ・・・(1)
β=μ×Co×W/2L ・・・(2)
となる。但し、Wはチャネル幅、Lはチャネル長、μは移動度、Coはゲート絶縁膜の単位面積当たりの容量である。
本実施形態の表示装置10における画素回路12の動作は、実施形態1と同様にソース初期化動作、ゲート初期化動作、オフセットキャンセル動作、映像信号書き込み動作、発光動作に分けられる。
第1にソース初期化動作を行う。ソース初期化動作では、走査線駆動回路Ydr1、Ydr2から、制御信号SGが画素スイッチSSTをオフ状態とするレベル(オフ電位:ここではローレベル)、制御信号BGが出力スイッチBCTをオフ状態とするレベル(オフ電位:ここではローレベル)、制御信号RGがリセットスイッチRSTをオン状態とするレベル(オン電位:ここではハイレベル)に設定される。
第2にゲート初期化動作を行う。ゲート初期化動作では、走査線駆動回路Ydr1、Ydr2から、制御信号SGが画素スイッチSSTをオン状態とするレベル(オン電位:ここではハイレベル)、制御信号BGが出力スイッチBCTをオフ状態とするレベル(オフ電位:ここではローレベル)、制御信号RGがリセットスイッチRSTをオン状態とするレベル(オン電位:ここではハイレベル)、制御信号RG2が第2リセットスイッチRST2をオフ状態とするレベル(オフ電位:ここではローレベル)に設定される。
第3にオフセットキャンセル動作を行なう。制御信号SGがオン電位(ハイレベル)、制御信号BGがオフ電位(ローレベル)、制御信号RGがオフ電位(ローレベル)、制御信号RG2がオン電位(ハイレベル)となる。これによりリセットスイッチRST、出力スイッチBCTがそれぞれオフ(非導通状態)、画素スイッチSST、第2リセットスイッチRST2がオン(導通状態)となり、閾値のオフセットキャンセル動作が開始される。
第4に映像信号書き込み動作を行う映像信号書き込み期間では、制御信号SGが画素スイッチSSTをオン状態とするレベル(オン電位:ここではハイレベル)、制御信号BGが出力スイッチBCTをオフ状態とするレベル(オフ電位:ここではローレベル)、制御信号RGがリセットスイッチRSTをオフ状態とするレベル(オフ電位:ここではローレベル)、制御信号RG2が第2リセットスイッチRST2をオン状態とするレベル(オン電位:ここではハイレベル)に設定される。
第5に発光動作を行う発光期間では、制御信号SGが画素スイッチSSTをオフ状態とするレベル(オフ電位:ここではローレベル)、制御信号BGが出力スイッチBCTをオン状態とするレベル(オン電位:ここではハイレベル)、制御信号RGがリセットスイッチRSTをオフ状態とするレベル(オフ電位:ここではローレベル)、制御信号2RG2が第2リセットスイッチRST2をオフ状態とするレベル(オフ電位:ここではローレベル)に設定される。
本実施形態の表示装置10によれば、階調電圧信号Vsigが高いほど初期化電圧Viniを低くすることにより、低階調(黒側)の駆動電流Ieを増加させず、高階調側の駆動電流Ieを増すことにより、ダイナミックレンジ及びコントラストを向上させることができる。
走査線の他の配置イメージについて図10に基づいて説明する。図10は、RGBW正方画素の走査線配置イメージを示す。
オフセットキャンセル動作を行うオフセットキャンセル期間を必要に応じて複数回設けてもよい。
薄膜トランジスタ(TFT)の半導体層は、ポリシリコンに限らず、アモルファスシリコンで構成することも可能である。
出力スイッチBCTは、4つの画素部に1つ設けて共有される構成としたが、これに限らず、必要に応じて、出力スイッチBCTの数を増減可能である。さらに、画素部PXを構成する自己発光素子は、有機EL素子OEに限定されず自己発光可能な様々な表示素子を適用可能である。
本発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
Claims (5)
- 基板上にマトリクス状に配列され、発光素子と前記発光素子に駆動電流を供給する画素回路とを有する複数の画素部と、
前記画素部の配列する行に沿って配置された複数の走査線と、
前記画素部の配列する列に沿って配置された複数の映像信号配線と、
前記行に沿って配置された複数のリセット配線と、
高電位電圧電源線及び低電位電圧電源線と、
前記複数の走査線に制御信号を順次供給して、前記画素部を行単位で線順次走査する走査線駆動回路と、
前記線順次走査に合わせて、映像信号に対応した階調電圧信号を前記映像信号配線に供給する信号線駆動回路と、
を有した表示装置において、
前記複数の走査線は、複数の第1走査線、複数の第2走査線、複数の第3走査線を有し、
前記画素回路は、駆動トランジスタと出力スイッチと保持容量と画素スイッチとを有し、
前記走査線駆動回路は、複数のリセットスイッチを有し、
前記駆動トランジスタは、前記低電位電圧電源線と前記高電位電圧電源線との間で前記発光素子と直列に接続され、前記駆動トランジスタの第1端子が前記発光素子に接続され、前記駆動トランジスタの第2端子が前記リセット配線に接続され、
前記出力スイッチの第1端子が前記高電位電圧電源線に接続され、前記出力スイッチの第2端子が前記駆動トランジスタの第2端子に接続され、前記出力スイッチの制御端子が前記第1走査線に接続され、
前記保持容量は、前記駆動トランジスタの前記第1端子と前記駆動トランジスタの制御端子との間に接続され、
前記画素スイッチの第1端子が前記映像信号配線に接続され、前記画素スイッチの第2端子が前記駆動トランジスタの前記制御端子に接続され、前記画素スイッチの制御端子が前記第2走査線に接続され、前記画素スイッチは前記映像信号配線から前記階調電圧信号を取り込み前記保持容量に保持し、
前記出力スイッチは、隣接する行及び列方向の4つの前記画素部で共通化され、
前記各リセットスイッチは前記リセット配線毎に設けられ、前記リセットスイッチの第1端子がリセット電源に接続され、前記リセットスイッチの第2端子が前記リセット配線に接続され、前記リセットスイッチの制御端子が前記第3走査線に接続され、
前記信号線駆動回路は、前記映像信号配線から前記駆動トランジスタの前記制御端子に初期化電圧を印加し、前記リセット配線から前記駆動トランジスタの前記第1端子にリセット電位を印加して前記駆動トランジスタを初期化するものであって、前記初期化電圧は、前記駆動トランジスタの閾値をオフセットキャンセルするオフセットキャンセル後に書き込まれる前記階調電圧信号の電圧値が高いほど低い値とする、
表示装置。 - 前記画素部は、赤表示用画素部、緑表示用画素部、青表示用画素部、白表示用画素部の4色の画素部を含み、
前記赤表示用画素部、前記緑表示用画素部、前記青表示用画素部、前記白表示用画素部が、行方向及び列方向に隣接して設けられ、
前記出力スイッチは、4色の前記画素部で共有されている、
請求項1に記載の表示装置。 - 前記画素部は、赤表示用画素部、緑表示用画素部、青表示用画素部、白表示用画素部の4色の画素部を含み、
前記赤表示用画素部、前記緑表示用画素部、前記青表示用画素部、前記白表示用画素部が、行方向に沿って並んで設けられ、
前記出力スイッチは、行方向及び列方向に隣接する2色の前記画素部で共有されている、
請求項1に記載の表示装置。 - 前記走査線駆動回路は、複数の第2リセットスイッチをさらに有し、
前記第2リセットスイッチは前記リセット配線毎に設けられ、前記第2リセットスイッチの第1端子が第2リセット電源に接続され、前記第2リセットスイッチの第2端子が前記リセット配線に接続され、前記第2リセットスイッチの制御端子が第4走査線に接続された、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の表示装置。 - 請求項1記載の表示装置の駆動方法であって、
(1)前記リセット配線から前記駆動トランジスタの前記第2端子にリセット電源を印加するソース初期化動作と、
(2)前記映像信号配線から前記駆動トランジスタの前記制御端子に初期化電圧を印加し、前記リセット配線から前記駆動トランジスタの前記第1端子にリセット電位を印加して前記駆動トランジスタを初期化するゲート初期化動作と、
(3)前記駆動トランジスタの前記制御端子に前記映像信号配線から前記初期化電圧を印加した状態で、前記高電位電圧電源線から前記駆動トランジスタに電流を流し、前記駆動トランジスタの閾値をオフセットキャンセルするオフセットキャンセル動作と、
(4)前記映像信号配線から前記駆動トランジスタの前記制御端子に前記階調電圧信号を書き込むと共に、前記高電位電圧電源線から前記駆動トランジスタを通して前記低電位電圧電源線に電流を流す映像信号書き込み動作と、
(5)前記高電位電圧電源線から前記駆動トランジスタを通して前記階調電圧信号に応じた前記駆動電流を前記発光素子に供給する発光動作と、
を行い、前記初期化電圧は、前記駆動トランジスタの閾値をオフセットキャンセルするオフセットキャンセル後に書き込まれる前記階調電圧信号の電圧値が高いほど低い値とする、
表示装置の駆動方法。
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