JP6330208B2 - 表示装置及び表示装置の駆動方法 - Google Patents
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Description
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した表示装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。
図1は、補助電極が配置された表示装置の部分平面図である。また、図2は、図1のA−A’線に沿って切断した要部断面図であり、図3は、図1のB−B’線に沿って切断した要部断面図である。図1には、1つの画素20を含む表示部の一部が表されている。画素20は、図1に示すように、例えば、赤色表示用のサブ画素20Rと、緑色表示用のサブ画素20Gと、青色表示用のサブ画素20Bと、接続部20Cとを有している。また、図1には、サブ画素ごとに離間して配置された陽極121と、サブ画素列ごとに配置して設けられ、サブ画素を区画するバンク122と、画素20ごとに配置された補助配線131と、駆動回路層と陽極121とを電気接続するビア120とが表されている。
図4は、従来の表示装置のプログレッシブ駆動方式を説明する動作遷移図である。同図において、横軸は時間を表し、縦軸は画素行(表示行)を表す。同図では、複数の画素が行列状に配置された表示パネルにおいて、初期化動作、Vth(閾値電圧)検出動作、書込み動作、及び発光動作が行順次に実行されていることが示されている。ここでは、表示パネルの行数を、例えば、2160行としている。
以下、上記4期間とブランキング期間との関係により、カソード電位が変動した場合の問題について説明するため、有機EL発光素子を有する画素回路について例示する。
期間aでは、スイッチ204のみを導通状態として、駆動トランジスタ202のゲート電位に参照電圧Vrefに設定することにより、有機EL素子201の発光を停止する。
期間bでは、スイッチ206を導通状態として、駆動トランジスタ202のソース電位を安定させる(駆動トランジスタ202のソース電位を初期化電圧Viniに設定する)。期間bは、駆動トランジスタ202のVth検出期間の初期状態(時刻ta)において駆動トランジスタ202をオン状態とするために必要な電圧を容量素子210に充電する初期化期間である。なお初期化電圧Viniは、電位差(Vini−Vel)が有機EL素子201の閾値電圧よりも小さくなるように設定されている。より望ましくは(Vini−Vel)<0である。
期間cでは、駆動トランジスタ202の閾値電圧が容量素子210にて検出される。具体的には、走査線91及び初期化制御線94の電圧レベルをLOW、ならびに、参照電圧制御線92及び発光制御線96の電圧レベルをHIGHに維持する。すなわち、スイッチ203及び206をオフ状態とし、スイッチ204及び205をオン状態とする。
期間dでは、参照電圧制御線92の電圧レベルをHIGHからLOWに変化させて、スイッチ204を非導通状態とし、閾値電圧検出動作が終了する。
期間eでは、発光制御線96の電圧レベルをHIGHからLOWに変化させる。すなわち、スイッチ203、204、205及び206をオフ状態とする。これにより、信号電圧を書き込むための準備が完了する。
期間fは、データ線95から表示階調に応じた映像信号電圧(データ信号電圧)を画素200に取り込み、容量素子210に書き込む書込み期間である。具体的には、スイッチ203をオン状態にすることで、データ線95及びスイッチ203を介してデータ信号電圧が容量素子210の第1電極に印加される。これにより、容量素子210には、Vth検出期間で保持された駆動トランジスタ202の閾値電圧Vthに加えて、データ信号電圧と参照電圧Vrefとの電圧差が、(容量211の静電容量)/(容量211の静電容量+容量素子210の静電容量)倍されて、記憶(保持)される。なお、容量211は、有機EL素子201が有する寄生容量であってもよいし、容量素子210のようにTFT工程で形成してもよい。ここで、スイッチ205が非導通状態にあるため、駆動トランジスタ202はドレイン電流を流さない。
期間gでは、書込み終了時に、走査線91の電位を通常のLOWレベルよりも低く設定することにより走査線91の立ち下がりを迅速に完了させている。これにより、走査線91の負荷(配線時定数)が大きく、立ち上がり及び立ち下がりに時間がかかるような大画面、高画素数の表示パネルであっても確実に書き込むことができる。
期間jは、発光期間である。具体的には、走査線91、参照電圧制御線92及び初期化制御線94の電圧レベルをLOWに維持しつつ、発光制御線96の電圧レベルをLOWからHIGHに変化させる。すなわち、スイッチ203、204及び206をオフ状態に維持しつつ、スイッチ205をオン状態とする。
上述した表示パネルのプログレッシブ駆動方式、画素回路及びその駆動方法によれば、図4に示すように、表示パネルの上下端部でカソード電圧Vcatに大きな変動が発生する。この表示パネルの上下端部におけるカソード電圧Vcatの変動は、透明陰極127を通じて表示領域内部へと伝搬する。この原因としては、(1)接続部20Cにおける補助配線131及び透明陰極127間の接続抵抗RBCが高いこと、(2)透明陰極127を通じて全画素が接続されていること、及び(3)表示パネル上下端部において、初期化期間及び発光期間が、ブランキング行から表示領域へ突入する、または、表示領域からブランキング行へ抜けること、が挙げられる。
図7の1段目に示すように、表示パネル上端部における最上行の画素行では、初期化期間bにおいて、カソード電位Vcatは、駆動トランジスタ202のソース電極に印加される初期化電圧Viniにより、初期化電圧Viniに対応した電位へと急峻に変化する。
図7の4段目に示すように、表示パネル下端部における最下行の画素行では、初期化期間bにおいて、カソード電位Vcatは、駆動トランジスタ202のソース電極に印加される初期化電圧Viniにより、初期化電圧Viniに対応した電位へと急峻に変化する。その後、最下行の画素行では、初期化期間が表示領域からブランキング行へと抜けていく。この初期化期間の表示領域から仮想領域への抜けにより、容量素子210及び容量211に対する充電電流は激減する。これにより、最下行のカソード電位Vcatは電圧降下を開始する。このとき、Vth検出期間c→期間d→期間e→書込み期間f→期間g→期間hと遷移する。
実施の形態における表示装置1について、図面を用いて説明する。
本実施の形態に係る表示装置1は、表示部2と、電源部3と、データ線駆動回路40と、走査線駆動回路50と、制御回路60とを備える。
本実施の形態に係る表示装置における電圧降下を低減する構成は、上記1−1.及び図1〜3で説明した構成と同様であるので、ここでは説明を省略する。
図9は、実施の形態に係る表示装置のプログレッシブ駆動方式を説明する動作遷移図である。同図において、横軸は時間を表し、縦軸は画素行(表示行)を表す。同図では、複数の画素が行列状に配置された表示パネルにおいて、初期化動作、Vth(閾値電圧)検出動作、書込み動作、黒挿入動作及び発光動作が行順次に実行されていることが示されている。ここでは、表示パネルの行数を、例えば、2160行としている。また、図9には、さらに、ブランキング行なる仮想行(2161行〜)が示されている。
以下、上記5期間とブランキング期間とを駆動する画素回路については、図5Aで示した回路構成と同様であるので、ここでは説明を省略する。
期間aでは、スイッチ205を非導通状態として、有機EL素子201の発光を停止する。
期間bでは、まず、スイッチ206を導通状態として、駆動トランジスタ202のソース電極に初期化電圧Viniを印加する。その後、例えば、244H経過後に、スイッチ204を導通状態として、駆動トランジスタ202のゲート電極に参照電圧Vrefを印加する。その後、例えば、5H後に、スイッチ205を導通状態とする(駆動トランジスタ202のソース電位を初期化電圧Viniに設定する)。
期間cでは、駆動トランジスタ202の閾値電圧が容量素子210にて検出される。具体的には、走査線91及び初期化制御線94の電圧レベルをLOW、ならびに、参照電圧制御線92及び発光制御線96の電圧レベルをHIGHに維持する。すなわち、スイッチ203及び206をオフ状態とし、スイッチ204及び205をオン状態とする。
期間dでは、発光制御線96の電圧レベルをHIGHからLOWに変化させて、スイッチ205を非導通状態とする。
期間eでは、参照電圧制御線92の電圧レベルをHIGHからLOWに変化させる。すなわち、スイッチ203、204、205及び206をオフ状態とする。これにより、信号電圧を書き込むための準備が完了する。
期間fは、データ線95から表示階調に応じた映像信号電圧(データ信号電圧)を画素200に取り込み、容量素子210に書き込む書込み期間である。具体的には、スイッチ203をオン状態にすることで、データ線95及びスイッチ203を介してデータ信号電圧が容量素子210の第1電極に印加される。これにより、容量素子210には、Vth検出期間で保持された駆動トランジスタ202の閾値電圧Vthに加えて、データ信号電圧と参照電圧Vrefとの電圧差が、(容量211の静電容量)/(容量211の静電容量+容量素子210の静電容量)倍されて、記憶(保持)される。なお、容量211は、有機EL素子201が有する寄生容量であってもよいし、容量素子210のようにTFT工程で形成してもよい。ここで、スイッチ205が非導通状態にあるため、駆動トランジスタ202はドレイン電流を流さない。
期間gでは、書込み終了時に、走査線91の電位を通常のLOWレベルよりも低く設定することにより走査線91の立ち下がりを迅速に完了させている。これにより、走査線91の負荷(配線時定数)が大きく、立ち上がり及び立ち下がりに時間がかかるような大画面、高画素数の表示パネルであっても確実に書き込むことができる。
期間hでは、スイッチ203、204、205及び206をオフ状態として、有機EL素子201を発光させない。期間hは、有機EL素子201を発光させずに黒表示をさせる黒挿入期間である。
期間jは、発光期間である。具体的には、走査線91、参照電圧制御線92及び初期化制御線94の電圧レベルをLOWに維持しつつ、発光制御線96の電圧レベルをLOWからHIGHに変化させる。すなわち、スイッチ203、204及び206をオフ状態に維持しつつ、スイッチ205をオン状態とする。
図9に示すように、表示パネル下端部における最下行の画素行では、初期化期間bにおいて、カソード電位Vcatは、駆動トランジスタ202のソース電極に印加される初期化電圧Viniにより、初期化電圧Viniに対応した電位へと急峻に変化(上昇)する。その後、最下行の画素行では、初期化期間が表示領域からブランキング行へと抜けていく。この初期化期間の表示領域から仮想領域への抜けにより、容量素子210及び容量211に対する充電電流は激減する。これにより、最下行のカソード電位Vcatは電圧降下を開始する。このとき、Vth検出期間c→期間d→期間e→書込み期間f→期間g→黒挿入期間hと遷移する。
図9に示すように、表示パネル上端部における最上行の画素行では、初期化期間bにおいて、カソード電位Vcatは、駆動トランジスタ202のソース電極に印加される初期化電圧Viniにより、初期化電圧Viniに対応した電位へと急峻に変化する。
図11Aは、実施の形態に係る表示装置により表示された画像図である。また、図11Bは、従来の表示装置により表示された画像図である。両図を比較した場合、従来の表示装置では、パネル上下端部にそれぞれ、暗帯が顕著に観測されるのに対して、本実施の形態に係る表示装置では、上下端部の暗帯が低減されている。
図12は、発光デューティー比と表示ムラとの関係を示すグラフである。同図に示されたグラフにおいて、横軸は発光デューティー比を表し、縦軸は隣接輝度差率を表す。本実施の形態に係る駆動方法では、表示パネル上端部の表示ムラを抑制すべく黒挿入期間を設け、表示パネル下端部の表示ムラを抑制すべく初期化期間を長く設定している。黒挿入期間及び初期化期間はいずれも非発光期間であるため、本実施の形態に係る駆動方法によれば、発光デューティー比は減少する。図12では、従来の駆動方法により発光デューティー比が95%と設定された場合には、隣接輝度差率は表示ムラが感知される閾値である視認限界2%を超えている。
T2=−0.0552R+139.05 (式2)
T1≧−0.150R+148.69 (式4)
なる関係を有するよう黒挿入期間を決定する。これにより、人のムラ感知限界により規定された指標により黒挿入期間を設定できるので、高精度に表示ムラを低減することが可能となる。
T2≧−0.0552R+139.05 (式5)
なる関係を有するよう初期化期間を決定する。これにより、人のムラ感知限界により規定された指標により初期化期間を設定できるので、高精度に表示ムラを低減することが可能となる。
以上、本発明の表示装置及び表示装置の駆動方法について、実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明に係る表示装置及び表示装置の駆動方法は、上記実施の形態に限定されるものではない。実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本実施の形態に係る表示装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
2、100 表示部
3 電源部
10 基板
11 駆動回路層
12 有機EL層
20 画素
20B、20G、20R サブ画素
20C 接続部
30 給電線
40 データ線駆動回路
50 走査線駆動回路
60 制御回路
71 参照電源線
81 ELアノード電源線
82 ELカソード電源線
91 走査線
92 参照電圧制御線
93 初期化電源線
94 初期化制御線
95 データ線
96 発光制御線
111 ゲート電極
112 ゲート絶縁層
113 半導体層
114 ソース電極
115 ドレイン電極
116 層間絶縁層
120 ビア
121 陽極
122 バンク
123 正孔注入層
124 正孔輸送層
125 有機発光層
126 電子輸送層
127 透明陰極
131 補助配線
200 画素
201 有機EL素子
202 駆動トランジスタ
203、204、205、206 スイッチ
210 容量素子
211 容量
Claims (19)
- 回路素子が形成された駆動回路基板上に形成された第1電極と、前記第1電極の上方に形成された発光物質を含む発光層と、前記発光層の上方に形成された第2電極とを有する画素が行列状に配置された表示部を有し、垂直ブランキング期間を含み行順次走査するシーケンスにより駆動される表示装置の駆動方法であって、
発光素子及び前記回路素子を初期化する初期化ステップと、
前記初期化ステップの後、前記回路素子に信号電圧を書き込む書込みステップと、
前記書込みステップの後、前記第2電極の抵抗値に基づいて決定した第1期間において、前記発光素子を発光させずに黒表示をさせる黒挿入ステップと、
前記黒挿入ステップの後、前記発光素子を発光させる発光ステップとを含む
表示装置の駆動方法。 - 前記黒挿入ステップでは、
前記第2電極の抵抗値が大きいほど前記第1期間を短く設定して、前記発光素子を発光させずに黒表示をさせる
請求項1に記載の表示装置の駆動方法。 - 前記黒挿入ステップでは、
前記第2電極のシート抵抗をR(Ω/sq.)とし、行順次走査における単位水平走査期間を1Hとし、前記第1期間をT1(H)とした場合、
T1≧−0.150R+148.69
なる関係を有するよう前記第1期間を決定する
請求項1または2に記載の表示装置の駆動方法。 - 前記発光ステップでは、
前記表示部の最上行における発光開始タイミングにおいて、前記最上行の画素の前記第2電極が電位変動し、
前記初期化ステップでは、
前記表示部の最上行から所定の画素行だけ下方に位置する画素行の初期化終了タイミングが、前記表示部の最上行における前記発光開始タイミングと一致する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示装置の駆動方法。 - 前記初期化ステップでは、
前記第2電極の抵抗値に基づいて決定された第2期間、初期化を実行する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の表示装置の駆動方法。 - 前記初期化ステップでは、
前記第2電極の抵抗値が大きいほど前記第2期間を短く設定して、前記初期化を実行する
請求項5に記載の表示装置の駆動方法。 - 前記初期化ステップでは、
前記第2電極のシート抵抗をR(Ω/sq.)とし、行順次走査における単位水平走査期間を1Hとし、前記第2期間をT2(H)とした場合、
T2≧−0.0552R+139.05
なる関係を有するよう前記第2期間を決定する
請求項5または6に記載の表示装置の駆動方法。 - 回路素子が形成された駆動回路基板上に形成された第1電極と、前記第1電極の上方に形成された発光物質を含む発光層と、前記発光層の上方に形成された第2電極とを有する画素が行列状に配置された表示部を有し、垂直ブランキング期間を含み行順次走査するシーケンスにより駆動される表示装置の駆動方法であって、
前記第2電極の抵抗値に基づいて決定した第2期間において、発光素子及び前記回路素子を初期化する初期化ステップと、
前記初期化ステップの後、前記回路素子に信号電圧を書き込む書込みステップと、
前記書込みステップの後、前記発光素子を発光させる発光ステップとを含む
表示装置の駆動方法。 - 前記初期化ステップでは、
前記第2電極の抵抗値が大きいほど前記第2期間を短く設定して、前記発光素子及び前記回路素子を初期化する
請求項8に記載の表示装置の駆動方法。 - 前記初期化ステップでは、
前記第2電極のシート抵抗をR(Ω/sq.)とし、行順次走査における単位水平走査期間を1Hとし、前記第2期間をT2(H)とした場合、
T2≧−0.0552R+139.05
なる関係を有するよう前記第2期間を決定する
請求項8または9に記載の表示装置の駆動方法。 - 前記初期化ステップでは、
前記表示部の最下行における初期化タイミングにおいて、前記最下行の画素の前記第2電極が電位変動し、
前記書込みステップでは、
前記表示部の最下行から所定の画素行だけ上方に位置する画素行の書込み終了タイミングが、前記表示部の最下行における前記初期化タイミングと一致する
請求項8〜10のいずれか1項に記載の表示装置の駆動方法。 - 発光素子及び当該発光素子を発光駆動するための回路素子を有する画素が行列状に配置された表示部を有し、垂直ブランキング期間を含み行順次走査するシーケンスにより駆動される表示装置であって、
前記画素は、
前記回路素子が形成された駆動回路基板上に形成された第1電極と、
前記第1電極の上方に形成された発光物質を含む発光層と、
前記発光層の上方に形成された第2電極とを備え、
前記表示装置は、さらに、
前記第1電極に初期化電圧を印加する初期化ステップと、
前記初期化ステップの後、前記回路素子に信号電圧を書き込む書込みステップと、
前記書込みステップの後、前記第2電極の抵抗値に基づいて決定された第1期間において、前記発光素子を発光させずに黒表示をさせる黒挿入ステップと、
前記黒挿入ステップの後、前記発光素子を発光させる発光ステップとを実行する制御部を備える
表示装置。 - 前記画素は、さらに、
前記駆動回路基板上に前記第1電極と離間して形成された補助配線と、
前記第1電極と前記第2電極との間に介在した中間層とを備え、
前記中間層及び前記第2電極は、前記第1電極の上方から前記補助配線の上方に延設されている
請求項12に記載の表示装置。 - 前記制御部は、
前記黒挿入ステップにおいて、前記第2電極のシート抵抗をR(Ω/sq.)とし、行順次走査における単位水平走査期間を1Hとし、前記第1期間をT1(H)とした場合、
T1≧−0.150R+148.69
なる関係を有するよう前記第1期間を決定する
請求項12または13に記載の表示装置。 - 前記制御部は、
前記初期化ステップにおいて、前記第2電極の抵抗値に基づいて決定された第2期間において、初期化を実行する
請求項12〜14のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記制御部は、
前記初期化ステップにおいて、前記第2電極のシート抵抗をR(Ω/sq.)とし、行順次走査における単位水平走査期間を1Hとし、前記第2期間をT2(H)とした場合、
T2≧−0.0552R+139.05
なる関係を有するよう前記第2期間を決定する
請求項15に記載の表示装置。 - 発光素子及び当該発光素子を発光駆動するための回路素子を有する画素が行列状に配置された表示部を有し、垂直ブランキング期間を含み行順次走査するシーケンスにより駆動される表示装置であって、
前記画素は、
前記回路素子が形成された駆動回路基板上に形成された第1電極と、
前記第1電極の上方に形成された発光物質を含む発光層と、
前記発光層の上方に形成された第2電極とを備え、
前記表示装置は、さらに、
前記第2電極の抵抗値に基づいて決定された第2期間において、前記第1電極に初期化電圧を印加する初期化ステップと、
前記初期化ステップの後、前記回路素子に信号電圧を書き込む書込みステップと、
前記書込みステップの後、前記発光素子を発光させる発光ステップとを実行する制御部を備える
表示装置。 - 前記画素は、さらに、
前記駆動回路基板上に前記第1電極と離間して形成された補助配線と、
前記第1電極と前記第2電極との間に介在した中間層とを備え、
前記中間層及び前記第2電極は、前記第1電極の上方から前記補助配線の上方に延設されている
請求項17に記載の表示装置。 - 前記制御部は、
前記初期化ステップにおいて、前記第2電極のシート抵抗をR(Ω/sq.)とし、行順次走査における単位水平走査期間を1Hとし、前記第2期間をT2(H)とした場合、
T2≧−0.0552R+139.05
なる関係を有するよう前記第2期間を決定する
請求項17または18に記載の表示装置。
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