JP6299090B2 - 電気光学装置、電気光学装置の駆動方法および電子機器 - Google Patents
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Description
また、電気光学装置に対して、表示サイズの小型化や表示の高精細化が要求されることが多い。表示サイズの小型化と表示の高精細化とを両立するためには、画素回路を微細化する必要があるので、電気光学装置を例えばシリコン集積回路に設ける技術も提案されている(例えば特許文献2参照)。
以上の構成によれば、第1期間で指定階調に応じた電位のデータ信号が第1保持容量の第1電極に供給されたとき、データ線の電位は、第1保持容量およびデータ線の容量の容量比で当該第1保持容量の電位を分圧した分だけシフトされ、第2期間で第1トランジスターのゲートに供給される。このため、本発明によれば、第1トランジスターのゲートの電位の範囲は、データ信号の電位範囲に対し狭められる。したがって、第1トランジスターのゲート・ソース間の電圧変化に対する電流変化が大きい場合にも、正確に電流を制御することができる。
以上のようにデータ信号を第1保持容量の第1電極に供給する構成では、第1電極に対してデータ信号の供給を開始した直後にデータ線の電位が不安定に変動する可能性がある。本発明では、第1電極にデータ信号が供給される第1期間にて、第2トランジスターがオフ状態に制御されることでデータ線と第1トランジスターのゲートとは電気的に絶縁されるから、第1電極にデータ信号を供給した直後におけるデータ線の電位の不安定な変動が第1トランジスターのゲートまで波及しない。したがって、例えば第2トランジスターをオン状態に制御した状態で第1電極にデータ信号を供給する構成と比較して、第1トランジスターのゲートの電位がデータ信号に応じた目標の電位に高精度に設定され、結果的に発光素子の輝度の誤差を低減する(ひいては表示品位を向上する)ことが可能である。
図1は、本発明の実施形態に係る電気光学装置10の構成を示す斜視図である。
電気光学装置10は、例えばヘッドマウント・ディスプレイにおいて画像を表示するマイクロ・ディスプレイである。電気光学装置10の詳細については後述するが、複数の画素回路や当該画素回路を駆動する駆動回路などが例えばシリコン基板に形成された有機EL装置であり、画素回路には、発光素子の一例であるOLEDが用いられている。
電気光学装置10は、表示部で開口する枠状のケース72に収納されるとともに、FPC(Flexible Printed Circuits)基板74の一端が接続されている。FPC基板74には、半導体チップの制御回路5が、COF(Chip On Film)技術によって実装されるとともに、複数の端子76が設けられて、図示省略された上位回路に接続される。当該上位回路から複数の端子76を介して画像データが同期信号に同期して供給される。同期信号には、垂直同期信号や、水平同期信号、ドットクロック信号が含まれる。また、画像データは、表示すべき画像の画素の指定階調(階調レベル)を例えば8ビットで規定する。
制御回路5は、電気光学装置10の電源回路とデータ信号出力回路との機能を兼用するものである。すなわち、制御回路5は、同期信号にしたがって生成した各種の制御信号や各種電位を電気光学装置10に供給するほか、デジタルの画像データをアナログのデータ信号に変換して、電気光学装置10に供給する。
このうち、表示部100には、表示すべき画像の画素に対応した画素回路110がマトリクス状に配列されている。詳細には、表示部100において、m行の走査線12が図において横方向に延在して設けられ、また、3列毎にグループ化された(3n)列のデータ線14が図において縦方向に延在し、かつ、各走査線12と互いに電気的な絶縁を保って設けられている。そして、m行の走査線12と(3n)列のデータ線14との交差部に対応して画素回路110が設けられている。このため、本実施形態において画素回路110は、縦m行×横(3n)列でマトリクス状に配列されている。
なお、同一行の走査線12と同一グループに属する3列のデータ線14との交差に対応した3つの画素回路110は、それぞれR(赤)、G(緑)、B(青)の画素に対応して、これらの3画素が表示すべきカラー画像の1ドットを表現する。すなわち、本実施形態では、RGBに対応したOLEDの発光によって1ドットのカラーを加法混色で表現する構成となっている。
また、電気光学装置10には、デマルチプレクサ30での選択タイミングに合わせてデータ信号Vd(1)、Vd(2)、…、Vd(n)が、1、2、…、n番目のグループに対応して制御回路5によって供給される。なお、データ信号Vd(1)〜Vd(n)が取り得る電位の最高値をVmaxとし、最低値をVminとする。
なお、走査線駆動回路20は、走査信号Gwr(1)〜Gwr(m)のほかにも、当該走査信号に同期した各種の制御信号を行毎に生成して表示部100に供給するが、図2においては図示を省略している。また、フレームの期間とは、電気光学装置10が1カット(コマ)分の画像を表示するのに要する期間をいい、例えば同期信号に含まれる垂直同期信号の周波数が120Hzであれば、その1周期分の8.3ミリ秒の期間である。
ここで、j番目のグループに属する(3j−2)、(3j−1)、(3j)列に対応したトランスミッションゲート34の入力端は互いに共通接続されて、その共通端子にそれぞれデータ信号Vd(j)が供給される。
j番目のグループにおいて左端列である(3j−2)列に設けられたトランスミッションゲート34は、制御信号Sel(1)がHレベルであるとき(制御信号/Sel(1)がLレベルであるとき)にオン(導通)する。同様に、j番目のグループにおいて中央列である(3j−1)列に設けられたトランスミッションゲート34は、制御信号Sel(2)がHレベルであるとき(制御信号/Sel(2)がLレベルであるとき)にオンし、j番目のグループにおいて右端列である(3j)列に設けられたトランスミッションゲート34は、制御信号Sel(3)がHレベルであるとき(制御信号/Sel(3)がLレベルであるとき)にオンする。
したがって、本実施形態において、各列のトランジスター45、46は、制御信号/GiniがLレベルであるときに一斉にオンし、制御信号/GiniがHレベルであるときに一斉にオフする構成となっている。
なお、保持容量50については、図2では表示部100の外側に設けられているが、これはあくまでも等価回路であり、表示部100の内側、または、内側から外側にわたって設けられも良いのはもちろんである。また、図2では省略しているが、保持容量50の容量をCdtとする。電位Vssは、論理信号である走査信号や制御信号のLレベルに相当する。
なお、iは、画素回路110が配列する行を一般的に示す場合の記号であって、1以上m以下の整数である。
この画素回路110には、走査信号Gwr(i)、制御信号Gel(i)が供給される。ここで、走査信号Gwr(i)、制御信号Gel(i)は、それぞれi行目に対応して走査線駆動回路20によって供給されるものである。このため、走査信号Gwr(i)、制御信号Gel(i)は、i行目であれば、着目している(3j−2)列以外の他の列の画素回路にも共通に供給される。
トランジスター121にあっては、ソースノードが給電線116に接続され、ドレインノードがトランジスター124のソースノードに接続されている。ここで、給電線116には、画素回路110において電源の高位側となる電位Velが給電される。
トランジスター124にあって、ゲートノードにはi行目に対応した制御信号Gel(i)が供給され、ドレインノードがOLED130のアノードに接続されている。
なお、保持容量132としては、トランジスター121のゲートノードgに寄生する容量を用いても良いし、シリコン基板において互いに異なる導電層で絶縁層を挟持することによって形成される容量を用いても良い。
OLED130は、上記シリコン基板において、アノードと光透過性を有するカソードとで白色有機EL層を挟持した素子である。そして、OLED130の出射側(カソード側)にはRGBのいずれかに対応したカラーフィルターが重ねられる。
このようなOLED130において、アノードからカソードに電流が流れると、アノードから注入された正孔とカソードから注入された電子とが有機EL層で再結合して励起子が生成され、白色光が発生する。このときに発生した白色光は、シリコン基板(アノード)とは反対側のカソードを透過し、カラーフィルターによる着色を経て、観察者側に視認される構成となっている。
図4を参照して電気光学装置10の動作について説明する。図4は、電気光学装置10における各部の動作を説明するためのタイミングチャートである。なお、この図において、電圧振幅を示す縦スケールは、説明便宜のために必ずしも一致していない(以下の図14、図21においても同様である)。
1水平走査期間(H)での動作は、各行の画素回路110にわたって共通である。そこで以下については、i行目が水平走査される走査期間において、特にi行(3j−2)列の画素回路110について着目して動作を説明する。
説明の便宜上、初期化期間の前提となる発光期間から説明する。図4に示されるように、i行目の発光期間では、走査信号Gwr(i)がHレベルであり、制御信号Gel(i)はLレベルである。
このため、図5に示されるようにi行(3j−2)列の画素回路110においては、トランジスター124がオンする一方、トランジスター122がオフする。したがって、トランジスター121は、保持容量132によって保持された電圧、すなわちゲート・ソース間の電圧Vgsに応じた電流IdsをOLED130に供給する。後述するように発光期間におけるゲートノードgの電位は、指定階調に応じた電位のデータ信号を保持容量44、50の容量比に応じてレベルシフトした値であるので、電圧Vgsについては、指定階調に応じた電圧ということになる。このため、トランジスター121は、指定階調に応じた電流を供給するので、OLED130は、当該電流に応じた輝度で発光することになる。
また、図5においては、動作説明で重要となる経路を太線で示している(以下の図6〜図10、図15〜図19、図22〜図25においても同様である)。
次にi行目の走査期間に至ると、まず、(b)の初期化期間が開始する。初期化期間では、発光期間と比較して、制御信号Gel(i)がHレベルになる。このため、図6に示されるように、i行(3j−2)列の画素回路110においてはトランジスター124がオフする。これによってOLED130に供給される電流の経路が遮断されるので、OLED130は、オフ(非発光)状態となる。また、初期化期間においては制御信号/GiniがLレベルになるので、レベルシフト回路40においては、図6に示されるようにトランジスター45、46がそれぞれオンする。このため、保持容量44の第1電極h1は電位Vrefに、保持容量44の第2電極h2(およびデータ線14)は電位Viniに、それぞれ初期化される。
初期化期間の後に(d)の供給期間に至る。供給期間では、図4に示すように、制御信号/GiniがHレベルになるので、レベルシフト回路40ではトランジスター45、46がそれぞれオフする。また、走査信号Gwr(i)がHレベルになるので、トランジスター122がオフする。すなわち、供給期間においては、トランジスター121のゲートノードgとデータ線14との絶縁が維持される。
一方、制御回路5は、データ信号の電位の切り替えに合わせて制御信号Sel(1)、Sel(2)、Sel(3)を順番に排他的にHレベルとする。なお、図4では省略しているが、制御回路5は、制御信号Sel(1)、Sel(2)、Sel(3)とは論理反転の関係にある制御信号/Sel(1)、/Sel(2)、/Sel(3)についても出力している。これによって、デマルチプレクサ30は、各グループにおいてトランスミッションゲート34がそれぞれ左端列、中央列、右端列の順番でオンすることで、各保持容量44の第1電極h1にデータ信号を順次に供給する。
供給期間の後に(e)の書込期間に至る。書込期間では、走査信号Gwr(i)がLレベルになるので、図10に示すように、画素回路110においてはトランジスター122がオンする。具体的には、i行目の走査信号Gwr(i)がローレベルに設定されることでi行の3n個の画素回路の各々におけるトランジスター122が一斉にオン状態に遷移する。以上の説明から理解される通り、j番目のグループに属する(3j−2)列、(3j−1)列、(3j)列の各列に着目すると、供給期間では、各列の画素回路110におけるトランジスター122がオフ状態に維持された状態で、第1電極h1に対するデータ信号の供給により各列のデータ線14の電位が順番にデータ信号に応じた電位に設定される一方、供給期間の経過後の書込期間では、i番目のグループに属する各列の画素回路110のトランジスター122が一斉にオン状態に制御される。
図11は、書込期間におけるデータ信号の電位とゲートノードgの電位との関係を示す図である。制御回路5から供給されるデータ信号は、上述したように画素の指定階調に応じて最小値Vminから最大値Vmaxまでの電位範囲を取り得る。本実施形態では、当該データ信号が直接ゲートノードgに書き込まれるのではなく、図に示されるようにレベルシフトされて、ゲートノードgに書き込まれる。
このとき、ゲートノードgの電位範囲ΔVgateは、データ信号の電位範囲ΔVdata(=Vmax−Vmin)に容量比k1を乗じた値に圧縮される。例えば、Crf1:Cdt=1:9となるように保持容量44、50の容量を設定したとき、ゲートノードgの電位範囲ΔVgateをデータ信号の電位範囲ΔVdataの1/10に圧縮することができる。
また、ゲートノードgの電位範囲ΔVgateを、データ信号の電位範囲ΔVdataに対してどの方向にどれだけシフトさせるかについては、電位Vini、Vrefで定めることができる。これは、データ信号の電位範囲ΔVdataが、電位Vrefを基準にして容量比k1で圧縮されるとともに、その圧縮範囲が電位Viniを基準にシフトされたものが、ゲートノードgの電位範囲ΔVgateとなるためである。
第1実施形態において、トランジスター121の閾値電圧が画素回路110毎にばらついていると、表示画面の一様性を損なうような表示ムラが発生する。そこで、次にトランジスター121における閾値電圧のばらつきを補償した第2実施形態について説明する。なお、以下においては説明の重複を避けるために、第1実施形態との相違する部分を中心に説明することにする。
この図に示した第2実施形態が第1実施形態(図2参照)と相違する点は、第1に、給電線16が設けられている点、第2に、レベルシフト回路40の一部が異なる点、および、第3に、画素回路110の構成並びに動作が異なる点、にある。
第2の相違点については、第1実施形態におけるトランジスター46(図2参照)が、図12におけるトランジスター43に置き換わっている。このトランジスター43のゲートには、制御信号Grefが、制御回路5から各列にわたって共通に供給される。
このうち、トランジスター123にあっては、ゲートノードにi行目に対応した制御信号Gcmp(i)が供給され、ソースノードがトランジスター121のドレインノードに接続されている。また、トランジスター123のドレインノードは、トランジスター121のゲートノードgに接続されている。
一方、トランジスター125にあっては、ゲートノードにi行目に対応した制御信号Gorst(i)が供給され、ソースノードがOLED130のアノードに接続されている。また、トランジスター125のドレインノードは、対応する列の給電線16に接続されている。
なお、トランジスター123、125の基板電位についても、トランジスター121、122、124と同様に電位Velとしている。
図14を参照して第2実施形態に係る電気光学装置10の動作について説明する。図14は、第2実施形態における動作を説明するためのタイミングチャートである。
この図に示されるように、走査信号Gwr(1)〜Gwr(m)が順次Lレベルに切り替えられて、1フレームの期間において1〜m行目の走査線12が1水平走査期間(H)毎に順番に走査される点については、第1実施形態と同様である。ただし、第2実施形態ではi行目の走査期間が、第1実施形態と比較して、(b)で示される初期化期間と(d)で示される供給期間との間に、(c)で示される補償期間が挿入されている。このため、第2実施形態では、時間の順でいえば(発光期間)→初期化期間→補償期間→供給期間→書込期間→(発光期間)というサイクルの繰り返しとなる。
第2実施形態では、図14に示されるように、i行目の発光期間では走査信号Gwr(i)がHレベルである。また、論理信号である制御信号Gel(i)、Gcmp(i)、Gorst(i)のうち、制御信号Gel(i)がLレベルであり、制御信号Gcmp(i)、Gorst(i)がHレベルである。
このため、図15に示されるようにi行(3j−2)列の画素回路110においては、トランジスター124がオンする一方、トランジスター122、123、125がオフする。したがって、トランジスター121は、ゲート・ソース間の電圧Vgsに応じた電流IdsをOLED130に供給する。
後述するように、第2実施形態において発光期間での電圧Vgsは、トランジスター121の閾値電圧から、データ信号の電位に応じてレベルシフトした値である。このため、OLED130には、指定階調に応じた電流がトランジスター121の閾値電圧を補償した状態で供給されることになる。
i行目の走査期間に至って、まず(b)の初期化期間が開始する。初期化期間では、発光期間と比較して、制御信号Gel(i)がHレベルに、制御信号Gorst(i)がLレベルに、それぞれ変化する。
このため、図16に示されるように、i行(3j−2)列の画素回路110においてはトランジスター124がオフし、トランジスター125がオンする。これによってOLED130に供給される電流の経路が遮断されるとともに、OLED130のアノードが電位Vorstにリセットされる。
OLED130は、上述したようにアノードとカソードとで有機EL層を挟持した構成であるので、アノード・カソードの間には、実際には図において破線で示されるように容量Coledが並列に寄生する。発光期間においてOLED130に電流が流れていたときに、当該OLED130のアノード・カソード間の両端電圧が当該容量Coledによって保持されるが、この保持電圧は、トランジスター125のオンによってリセットされる。このため、第2実施形態では、後の発光期間においてOLED130に再び電流が流れるときに、当該容量Coledで保持されている電圧の影響を受けにくくなる。
なお、第2実施形態において、電位Vorstについては、当該電位Vorstと共通電極118の電位Vctとの差がOLED130の発光閾値電圧を下回るように設定される。このため、初期化期間(次に説明する補償期間、供給期間および書込期間)において、OLED130はオフ(非発光)状態である。
また、第2実施形態において電位Vrefについては、データ信号Vd(1)〜Vd(n)が取り得る電位に対して、後の供給期間において第1電極h1の電位が上昇変化するような値に、例えば最低値Vminよりも低くなるように設定される。
i行目の走査期間では、次に(c)の補償期間となる。補償期間では初期化期間と比較して、図14に示すように、走査信号Gwr(i)および制御信号Gcmp(i)がLレベルとなる。一方、補償期間では、制御信号GrefがHレベルに維持された状態で制御信号/GiniがHレベルになる。
このため、図17に示されるように、レベルシフト回路40においては、トランジスター43がオンした状態でトランジスター45がオフすることによって、第1電極h1が電位Vrefに固定される。一方、i行(3j−2)列の画素回路110ではトランジスター122がオンすることによって、ゲートノードgがデータ線14に電気的に接続されるので、補償期間の開始当初においてゲートノードgは電位Viniとなる。
ただし、上記経路に流れる電流は、ゲートノードgが電位(Vel−|Vth|)に近づくにつれて流れにくくなるので、補償期間の終了に至るまでに、データ線14およびゲートノードgは電位(Vel−|Vth|)で飽和する。したがって、保持容量132は、補償期間の終了に至るまでにトランジスター121の閾値電圧|Vth|を保持することになる。
補償期間が終了すると、図14に示されるように、制御信号Gcmp(i)がHレベルになるので、トランジスター121のダイオード接続が解除される一方、制御信号GrefがLレベルになるので、トランジスター43がオフになる。また、その後に供給期間が開始すると、走査信号Gwr(i)がHレベルになるので、図18に示されるように、トランジスター122がオフする。すなわち、供給期間においては、第1実施形態と同様に、トランジスター121のゲートノードgとデータ線14との絶縁が維持される。また、供給期間の開始時においては、データ線14の電位Vdataは、保持容量50によって補償期間の終了時の電位に維持されている。
供給期間の後に(e)の書込期間に至る。書込期間では、図14に示すように、走査信号Gwr(i)がLレベルになる。したがって、書込み期間では、図19に示すように、画素回路110においてはトランジスター122がオンする。本実施形態においては、i行目の走査信号Gwr(i)がローレベルに設定されることでi行の3n個の画素回路の各々におけるトランジスター122が一斉にオン状態に遷移する。以上の説明から理解される通り、j番目のグループに属する(3j−2)列、(3j−1)列、(3j)列の各列に着目すると、供給期間では、各列の画素回路110におけるトランジスター122がオフ状態に維持された状態で、第1電極h1に対するデータ信号の供給により各列のデータ線14の電位が順番にデータ信号に応じた電位Vdataに設定される一方、供給期間の経過後の書込期間では、i番目のグループに属する各列の画素回路110のトランジスター122が一斉にオン状態に制御される。
第2実施形態においては、レベルシフト回路40における保持容量44の第1電極h1に対してデマルチプレクサ30からデータ信号を直接に供給する構成を例示した。このため、第2実施形態においては、レベルシフト回路40にデータ信号が供給される期間と初期化期間および補償期間とを重複させることができない。
そこで次に、このような時間的な制約を緩和することができる第3実施形態について説明する。なお、以下においては説明の重複を避けるために、第2実施形態との相違する部分を中心に説明することにする。
この図に示した第3実施形態が図12に示した第2実施形態と相違する点は、主としてレベルシフト回路40の各列において保持容量41およびトランスミッションゲート42が設けられている点にある。
なお、各列のトランスミッションゲート42は、制御回路5から供給される制御信号GcplがHレベルであるとき(制御信号/GcplがLレベルであるとき)に一斉にオンする。
図21を参照して第3実施形態に係る電気光学装置10の動作について説明する。図21は、第3実施形態における動作を説明するためのタイミングチャートである。
この図に示されるように、走査信号Gwr(1)〜Gwr(m)が順次Lレベルに切り替えられて、1フレームの期間において1〜m行目の走査線12が1水平走査期間(H)毎に順番に走査される点については、第2実施形態と同様である。また、第3実施形態ではi行目の走査期間が、(b)で示される初期化期間、(c)で示される補償期間、(d)で示される供給期間、(e)で示される書込期間の順となっている点についても、第2実施形態と同様である。第3実施形態において(d)の供給期間は、制御信号GcplがLからHレベルになるとき(制御信号/GcplがLレベルになったとき)から走査信号がLからHレベルになるときまでの期間である。
第3実施形態においても、第2実施形態と同様に、時間の順でいえば(発光期間)→初期化期間→補償期間→供給期間→書込期間→(発光期間)というサイクルの繰り返しとなる。ただし、第3実施形態では、第2実施形態と比較して、(b)の初期化期間と(c)の補償期間とにわたって、制御回路5からデータ信号が供給され得る点において第2実施形態と相違している。
第3実施形態では、図21に示されるように、i行目の発光期間では走査信号Gwr(i)がHレベルであり、また、制御信号Gel(i)がLレベルであり、制御信号Gcmp(i)、Gorst(i)がHレベルである。
このため、図22に示されるようにi行(3j−2)列の画素回路110においては、トランジスター124がオンする一方、トランジスター122、123、125がオフするので、当該画素回路110における動作は基本的に第2実施形態と同様となる。すなわち、トランジスター121は、ゲート・ソース間の電圧Vgsに応じた電流IdsをOLED130に供給することになる。
i行目の走査期間に至って、まず(b)の初期化期間が開始する。
第3実施形態において初期化期間では、発光期間と比較して、制御信号Gel(i)がHレベルに、制御信号Gorst(i)がLレベルに、それぞれ変化する。
このため、図23に示されるように、i行(3j−2)列の画素回路110においてはトランジスター124がオフし、トランジスター125がオンする。これによってOLED130に供給される電流の経路が遮断されるとともに、トランジスター125のオンによってOLED130のアノードが電位Vorstにリセットされるので、当該画素回路110における動作は基本的に第2実施形態と同様となる。
第3実施形態では電位Vrefについては、データ信号Vd(1)〜Vd(n)が取り得る電位に対して、後の供給期間において第1電極h1の電位が上昇変化するような値に設定される。
ここで、初期化期間において、j番目のグループに属する左端列のトランスミッションゲート34が制御信号Sel(1)によってオンする場合、図23に示されるように、データ信号Vd(j)が保持容量41の一端に供給されるので、当該データ信号は、保持容量41によって保持される。
i行目の走査期間においては、次に(c)の補償期間となる。図21に示すように、補償期間では、初期化期間と比較して、走査信号Gwr(i)がLレベルに、制御信号Gcmp(i)がLレベルに、それぞれ変化する。
このため、図24に示されるように、i行(3j−2)列の画素回路110ではトランジスター122がオンして、ゲートノードgがデータ線14に電気的に接続される一方、トランジスター123のオンによって、トランジスター121がダイオード接続となる。
したがって、電流が、給電線116→トランジスター121→トランジスター123→トランジスター122→(3j−2)列目のデータ線14という経路で流れるので、ゲートノードgの電位およびデータ線14の電位Vdataは、電位Viniから上昇し、やがて(Vel−|Vth|)に飽和する。したがって、第3実施形態においても、保持容量132は、補償期間の終了に至るまでにトランジスター121の閾値電圧|Vth|を保持することになる。
また、補償期間において、j番目のグループに属する左端列のトランスミッションゲート34が制御信号Sel(1)によってオンする場合、図24に示されるように、データ信号Vd(j)が保持容量41によって保持される。
また、補償期間が終了すると、制御信号Gcmp(i)がHレベルになるので、トランジスター121のダイオード接続が解除される。
供給期間では、図21に示されるように、制御信号GcplがHレベルとなる(制御信号/GcplがLレベルとなる)。このため、図25に示されるように、レベルシフト回路40においてトランスミッションゲート42がオンするので、保持容量41に保持されたデータ信号が保持容量44の第1電極h1に供給され、第1電極h1の電位は、補償期間における電位Vrefから電位(Vref+ΔV)に変化する。
供給期間の後に(e)の書込期間に至る。書込期間では、図21に示すように、走査信号Gwr(i)がLレベルになる。したがって、書込み期間では、図26に示すように、画素回路110においてはトランジスター122がオンする。トランジスター122がオンすると、データ線14とゲートノードgとが電気的に導通するため、ゲートノードgの電位はデータ線14の電位Vdata(Vel−|Vth|+k2・ΔV)に応じて変動する。具体的には、保持容量132の容量Cpixを便宜的に無視すると、トランジスター121のゲートノードgの電位は、供給期間の終点におけるデータ線14の電位Vdata(=Vel−|Vth|+k2・ΔV)に略等しい電位に変動する。したがって、その後の制御信号Gel(i)がローレベルに遷移する発光期間では、OLED130がデータ信号とトランジスター121の閾値電圧Vthに応じた輝度で発光する。本実施形態においては、第i行目の制御信号Gel(i)がローレベルに設定されることで第i行の3n個の画素回路の各々におけるトランジスター124が一斉にオン状態に遷移する。さらに、このようなi行目の動作は、実際には、1フレームの期間において1、2、3、…、(m−1)、m行目の順番で実行されるとともに、フレーム毎に繰り返される。
例えば、補償期間においてゲート・ソース間電圧Vgsが閾値電圧に近づくにつれ、トランジスター121に流れる電流が低下するので、ゲートノードgを電位(Vel−|Vth|)に収束するまで時間を要するが、第3実施形態では、第2実施形態と比較して図21に示されるように補償期間を長く確保することができる。このため、第3実施形態によれば、第2実施形態と比較して、トランジスター121の閾値電圧のばらつきを、精度良く補償することができる。
また、データ信号の供給動作についても低速化することができる。
本発明は、上述した実施形態や応用例などの実施形態等に限定されるものではなく、例えば次に述べるような各種の変形が可能である。また、次に述べる変形の態様は、任意に選択された一または複数を適宜に組み合わせることもできる。
実施形態において、データ信号を供給する制御回路5については電気光学装置10とは別体としたが、制御回路5についても、走査線駆動回路20やデマルチプレクサ30、レベルシフト回路40とともに、シリコン基板に集積化しても良い。
実施形態においては、電気光学装置10をシリコン基板に集積した構成としたが、他の半導体基板に集積した構成しても良い。また、ポリシリコンプロセスを適用してガラス基板等に形成しても良い。いずれにしても、画素回路110が微細化して、トランジスター121において、ゲート電圧Vgsの変化に対しドレイン電流が指数関数的に大きく変化する構成に有効である。
実施形態等では、データ線14を3列毎にグループ化するとともに、各グループにおいてデータ線14を順番に選択して、データ信号を供給する構成としたが、グループを構成するデータ線数については「2」であっても良いし、「4」以上であっても良い。
また、グループ化せずに、すなわちデマルチプレクサ30を用いないで各列のデータ線14にデータ信号を一斉に線順次で供給する構成でも良い。ここで、第1実施形態において、デマルチプレクサ30を用いないで各列のデータ線14にデータ信号を一斉に線順次で供給する構成とした場合、保持容量44の第1電極h1がデータ信号出力回路(制御回路5)における出力端に接続される。データ信号出力回路の出力インピーダンスが低いとき、データ信号が出力されない期間において第1電極h1が接地レベルになるので、これを初期電位に用いることができる。
上述した実施形態等では、画素回路110におけるトランジスター121〜125をPチャネル型で統一したが、Nチャネル型で統一しても良い。また、Pチャネル型およびNチャネル型を適宜組み合わせても良い。
実施形態等では、電気光学素子として発光素子であるOLEDを例示したが、例えば無機発光ダイオードやLED(Light Emitting Diode)など、電流に応じた輝度で発光するものであれば良い。
次に、実施形態等や応用例に係る電気光学装置10を適用した電子機器について説明する。電気光学装置10は、画素が小サイズで高精細な表示な用途に向いている。そこで、電子機器として、ヘッドマウント・ディスプレイを例に挙げて説明する。
まず、図27に示されるように、ヘッドマウント・ディスプレイ300は、外観的には、一般的な眼鏡と同様にテンプル310や、ブリッジ320、レンズ301L、301Rを有する。また、ヘッドマウント・ディスプレイ300は、図28に示されるように、ブリッジ320近傍であってレンズ301L、301Rの奥側(図において下側)には、左眼用の電気光学装置10Lと右眼用の電気光学装置10Rとが設けられる。
電気光学装置10Lの画像表示面は、図28において左側となるように配置している。これによって電気光学装置10Lによる表示画像は、光学レンズ302Lを介して図において9時の方向に出射する。ハーフミラー303Lは、電気光学装置10Lによる表示画像を6時の方向に反射させる一方で、12時の方向から入射した光を透過させる。
電気光学装置10Rの画像表示面は、電気光学装置10Lとは反対の右側となるように配置している。これによって電気光学装置10Rによる表示画像は、光学レンズ302Rを介して図において3時の方向に出射する。ハーフミラー303Rは、電気光学装置10Rによる表示画像を6時方向に反射させる一方で、12時の方向から入射した光を透過させる。
また、このヘッドマウント・ディスプレイ300において、視差を伴う両眼画像のうち、左眼用画像を電気光学装置10Lに表示させ、右眼用画像を電気光学装置10Rに表示させると、装着者に対し、表示された画像があたかも奥行きや立体感を持つかのように知覚させることができる(3D表示)。
Claims (6)
- 保持容量が設けられたデータ線と、
前記データ線に対応して設けられた画素回路と、
前記画素回路を駆動する駆動回路と、
第1電極と前記データ線に接続された第2電極とを有する第1保持容量と
を具備し、
前記画素回路は、
駆動電流に応じた輝度で発光する発光素子と、
ゲート・ソース間の電圧に応じた駆動電流を前記発光素子に供給する第1トランジスターと、
前記データ線と前記第1トランジスターのゲートとを電気的に導通させるオン状態と絶縁させるオフ状態とに切替えられる第2トランジスターとを具備し、
前記駆動回路は、
第1期間において、前記第2トランジスターをオフ状態に制御した状態で、指定階調に応じた電位のデータ信号を前記第1電極に供給して、前記保持容量と前記第1保持容量で分圧し、
前記第1期間に続く第2期間において、前記第2トランジスターをオン状態に制御して、前記第1トランジスターのゲートに書込み、
前記第1期間の前に、前記第1電極と前記第2電極が所定電位に初期化され、
前記第1期間では、前記データ線の電位が、不安定に変動する期間を経て目的電位で安定する
電気光学装置。 - 前記画素回路は、
前記第1トランジスターのゲートと一方の電流端とを電気的に導通させるオン状態と絶縁させるオフ状態とに切替えられる第3トランジスターを具備し、
前記駆動回路は、
第3期間において、前記画素回路における前記第3トランジスターをオン状態にして当該画素回路における前記第1トランジスターの閾値電圧を生成し、前記第2期間の後に、指定階調と生成した前記閾値電圧とに応じた駆動電流を前記発光素子に供給する
請求項1の電気光学装置。 - 第1データ線保持容量が設けられた第1データ線と、
第2データ線保持容量が設けられた第2データ線と、
前記第1データ線に対応して設けられた第1画素回路と、
前記第2データ線に対応して設けられた第2画素回路と、
第1電極と前記第1データ線に接続された第2電極とを有する第1保持容量と、
第3電極と前記第2データ線に接続された第4電極とを有する第2保持容量と、
前記第1画素回路および前記第2画素回路を駆動する駆動回路と
を具備し、
前記第1画素回路は、
駆動電流に応じた輝度で発光する第1発光素子と、
ゲート・ソース間の電圧に応じた駆動電流を前記第1発光素子に供給する第1トランジスターと、
前記第1データ線と前記第1トランジスターのゲートとを電気的に導通させるオン状態と絶縁させるオフ状態とに切替えられる第2トランジスターとを具備し、
前記第2画素回路は、
駆動電流に応じた輝度で発光する第2発光素子と、
ゲート・ソース間の電圧に応じた駆動電流を前記第2発光素子に供給する第3トランジスターと、
前記第2データ線と前記第3トランジスターのゲートとを電気的に導通させるオン状態と絶縁させるオフ状態とに切替えられる第4トランジスターとを具備し、
前記駆動回路は、
第1期間において、前記第2トランジスターをオフ状態に制御した状態で、指定階調に応じた電位のデータ信号を前記第1電極に供給して、前記第1データ線保持容量と前記第1保持容量で分圧し、その後に前記第4トランジスターをオフ状態に制御した状態で、指定階調に応じた電位のデータ信号を前記第3電極に供給して、前記第2データ線保持容量と前記第2保持容量で分圧し、
前記第1期間に続く第2期間において、前記第2トランジスターおよび前記第4トランジスターをオン状態に制御して、前記第1トランジスターおよび前記第3トランジスターのゲートに書込み、
前記第1期間の前に、前記第1電極と前記第2電極が所定電位に初期化され、
前記第1期間では、前記第1データ線の電位が、不安定に変動する期間を経て目的電位で安定する
電気光学装置。 - 前記第1画素回路は、前記第1発光素子に供給される駆動電流の経路上に設けられた第5トランジスターを具備し、
前記第2画素回路は、前記第2発光素子に供給される駆動電流の経路上に設けられた第6トランジスターを具備し、
前記駆動回路は、前記第2期間に続く第4期間において、前記第5トランジスターおよび前記第6トランジスターをオン状態にする
請求項3の電気光学装置。 - 請求項1から請求項4の何れかの電気光学装置を具備する電子機器。
- 保持容量が設けられたデータ線と、
前記データ線に対応して設けられた画素回路と、
前記画素回路を駆動する駆動回路と、
第1電極と前記データ線に接続された第2電極とを有する第1保持容量と
を具備し、
前記画素回路は、
駆動電流に応じた輝度で発光する発光素子と、
ゲート・ソース間の電圧に応じた駆動電流を前記発光素子に供給する第1トランジスターと、
前記データ線と前記第1トランジスターのゲートとを電気的に導通させるオン状態と絶縁させるオフ状態とに切替えられる第2トランジスターと、を具備する電気光学装置の駆動方法であって、
第1期間において、前記第2トランジスターをオフ状態に制御した状態で、指定階調に応じた電位のデータ信号を前記第1電極に供給して、前記保持容量と前記第1保持容量で分圧し、
前記第1期間に続く第2期間において、前記第2トランジスターをオン状態に制御して、前記第1トランジスターのゲートに書込み、
前記第1期間の前に、前記第1電極と前記第2電極が所定電位に初期化され、
前記第1期間では、前記データ線の電位が、不安定に変動する期間を経て目的電位で安定する
電気光学装置の駆動方法。
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