JP6669178B2 - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
信号線との交差に対応して設けられた画素回路と、制御線と、を備え、前記画素回路は、
記憶回路と、発光素子と、制御回路と、を含み、前記発光素子は、前記記憶回路に保持さ
れている画像信号に応じて輝度を変え、前記制御回路は、前記発光素子の発光と非発光と
を制御し、1枚の画像を表示するフィールドは、第1サブフィールドと第2サブフィールドとを含み、前記第1サブフィールドと前記第2サブフィールドの各々は、前記発光素子を非発光とする第1期間と、前記発光素子を発光可能とする第2期間と、を有し、前記第1サブフィールドにおける前記第2期間の長さと、前記第2サブフィールドにおける前記第2期間の長さと、は異なることを特徴とする。
まず、図1を参照して電子機器の概要を説明する。図1は、本実施形態に係る電子機器の概要を説明する図である。
図2は、本実施形態に係る電子機器の内部構造を説明する図である。図3は、本実施形態に係る電子機器の光学系を説明する図である。次に、図2と図3とを参照して電子機器の内部構造と光学系とを説明する。なお、図2と図3とでは第1表示機器151を電子機器の例として説明しているが、第2表示機器152に対しても左右対称で殆ど同じ構造をなしている。したがって、第1表示機器151について説明し、第2表示機器152の詳細な説明は省略する。
次に、図4を参照して電気光学装置の構成を説明する。図4は、本実施形態に係る電気光学装置の構成を示す概略平面図である。本実施形態では、電気光学装置10が、発光素子として有機EL素子を備える有機EL装置である場合を例に取り説明する。図4に示すように、本実施形態に係る電気光学装置10は、素子基板11と、保護基板12とを有している。素子基板11には、不図示のカラーフィルターが設けられている。素子基板11と保護基板12とは、不図示の充填剤を介して対向配置され接着されている。
次に、図5を参照して、電気光学装置の回路構成を説明する。図5は、本実施形態に係る電気光学装置の回路ブロック図である。図5に示すように、電気光学装置10の表示領域Eには、互いに交差する複数の走査線42と複数の信号線43とが形成され、走査線42と信号線43との各交差に対応してサブ画素58が行列状に配列されている。各サブ画素58には、発光素子20(図9参照)等を含む画素回路41が設けられている。
4の相補トランジスターである第8トランジスター38とがともにN型である(図9参照
)ので、選択状態における走査信号(選択信号)はHigh(高電位)であり、非選択状態における走査信号(非選択信号)はLow(低電位)である。選択信号は、第1電位(V1)以上の高電位で設定され、第3電位(V3)であることが好ましい。又、非選択信号は、第2電位(V2)以下の低電位で設定され、第2電位(V2)であることが好ましい。
次に、図6を参照して、本実施形態に係る画素の構成を説明する。図6は、本実施形態に係る画素の構成を説明する図である。
次に、図7及び図8を参照して、本実施形態に係る電気光学装置10におけるデジタル駆動による画像表示方法を説明する。図7は、本実施形態に係る電気光学装置のデジタル駆動を説明する図である。図8は、本実施形態に係る電気光学装置の時分割階調方式を説明する表である。
て非発光となる。本実施形態では、第1サブフィールドとしてのサブフィールドSF1における表示期間P2(第2期間P2−1)の長さと、第2サブフィールドとしてのサブフィールドSF2における表示期間P2(第2期間P2−2)の長さとは異なる。具体的には、サブフィールドSF2における表示期間P2(第2期間P2−2)の長さは、サブフィールドSF1における表示期間P2(第2期間P2−1)の長さの倍になっている。以下同様に、サブフィールドSFiにおける表示期間P2(第2期間P2−i)の長さは、その一つ前のサブフィールドSFi−1における表示期間P2(第2期間P2−i−1)の長さの倍になっている。更に、第1サブフィールドとしてのサブフィールドSF1における非表示期間P1(第1期間P1−1)の長さと、第2サブフィールドとしてのサブフィールドSF2における非表示期間P1(第1期間P1−2)の長さとは異なる。又、第1サブフィールドとしてのサブフィールドSF1の期間長(即ち、非表示期間P1(第1期間P1−1)の長さと表示期間P2(第2期間P2−1)の長さとの和)は、第2サブフィールドとしてのサブフィールドSF2の期間長(即ち、非表示期間P1(第1期間P1−2)の長さと表示期間P2(第2期間P2−2)の長さとの和)に等しく、共に一垂直期間VPである。この結果、サブフィールドSF1における非表示期間P1(第1期間P1−1)の長さは、サブフィールドSF2における非表示期間P1(第1期間P1−2)の長さよりも長くなっている。このように、非表示期間P1は、記憶回路60への画像信号の書き込みや表示時間の調整等に使用される。
このため、発光素子20を発光可能とする表示期間P2(第2期間)を比較的長時間とし
て、時分割駆動による表示階調数を容易に増やすことができる。これにより、高品位な画
像を実現することができる。
次に、本実施形態に係る画素回路の構成を、図9を参照して説明する。図9は、本実施形態に係る画素回路の構成を説明する図である。
上述したように、本実施形態では、第1電位(VDD1)と第2電位(VSS)とで低電圧系電源が構成され、第3電位(VDD2)と第2電位(VSS)とで高電圧系電源が構成される。このような構成とすることで、高速で動作し明るい表示が得られる電気光学装置10を実現している。以下にこの点を説明する。
続いて、本実施形態に係る電気光学装置10が備えるトランジスターの特性について説明する。本実施形態に係る電気光学装置10では、高電圧系電源を構成する第3電位線(高電位線49)と第2電位線(低電位線46)との間に、発光素子20と直列に第1トランジスター31と第2トランジスター32とが配置されている。第1トランジスター31のオン抵抗は発光素子20のオン抵抗と比べて十分に低いことが好ましい。又、第2トランジスター32のオン抵抗も発光素子20のオン抵抗と比べて十分に低いことが好ましい。
iは1又は2)と表したとき、そのドレイン電流Idsiは、以下の数式4で表される。
次に、図10を参照して、本実施形態に係る電気光学装置10における画素回路の駆動方法を説明する。図10は、本実施形態に係る画素回路の駆動方法を説明する図である。図10において、横軸は時間軸であり、図7に示すSF1〜SF16までの16個のサブフィールドSFのうち、1行目の走査線42に対応するサブ画素58群のサブフィールドSF1からサブフィールドSF5までに相当する期間が示されている。
続いて、制御線駆動回路54における制御信号の生成方法と、走査線駆動回路52における走査信号の生成方法とを説明する。まず、図11〜図13を参照して制御線駆動回路54における制御信号の生成方法を説明する。図11及び図12は、制御線駆動回路の構成を示すブロック図である。図13は、制御線駆動回路の動作を説明するタイミングチャートである。
上述した実施形態の画素回路41では、制御回路としてP型の第1トランジスター31を備えた構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。制御回路としてN型の第1トランジスター31を備えた構成であってもよい。第1トランジスター31がN型である場合、図9において、第1トランジスター31は、発光素子20に対して低電位側に配置される。即ち、第1トランジスター31は、発光素子20と第2トランジスター32との間、又は、第2トランジスター32と第2電位線(低電位線46)との間に配置される。第1トランジスター31がN型である場合、活性信号はHigh(高電位)で設定され、非活性信号はLow(低電位)で設定される。
上述した実施形態の画素回路41では、制御回路として第1トランジスター31を備えた構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。制御回路が、第1トランジスター31以外の回路素子を含む構成であってもよい。図17及び図18は、変形例2に係る画素回路の構成を説明する図である。
上述した実施形態の画素回路41では、第2トランジスター32と第4トランジスター34と第8トランジスター38とがともにN型であったが、本発明はこのような形態に限定されない。第2トランジスター32と第4トランジスター34と第8トランジスター38とがともにP型であってもよい。このような場合、高電位と低電位とが入れ替わり、第1電位(V1)が第1低電位VSS1(例えばVSS1=4.0V)となり、第2電位(V2)が高電位VDD(例えばVDD=7.0V)となり、第3電位(V3)が第2低電位VSS2(例えばVSS2=0V)となる。
上述した実施形態の画素回路41では、第2トランジスター32のゲートが記憶回路60の第2インバーター62の出力端子27に電気的に接続された構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。第2トランジスター32のゲートが記憶回路60の第1インバーター61の出力端子25に電気的に接続される構成であってもよい。
上述した実施形態の画素回路41では、第4トランジスター34が記憶回路60の第2インバーター62の入力端子28(=第1インバーター61の出力端子25)と信号線43との間に配置され、第8トランジスター38が記憶回路60の第1インバーター61の入力端子26(=第2インバーター62の出力端子27)と相補信号線45との間に配置された構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。第4トランジスター34が第1インバーター61の入力端子26(=第2インバーター62の出力端子27)と信号線43との間に配置され、第8トランジスター38が第2インバーター62の入力端子28(=第1インバーター61の出力端子25)と相補信号線45との間に配置される構成であってもよい。
上述した実施形態の画素回路41では、記憶回路60が2つのインバーター61,62を含んでいたが、本発明はこのような形態に限定されない。記憶回路60が2つ以上の偶数個のインバーターを含む構成であってもよい。
上述した実施形態(実施例及び変形例)では、電気光学装置として、単結晶半導体基板(単結晶シリコン基板)からなる素子基板11に有機EL素子からなる発光素子20が720行×3840(1280×3)列配列された有機EL装置を例に取り説明したが、本発明の電気光学装置はこのような形態に限定されない。例えば、電気光学装置はガラス基板からなる素子基板11に各トランジスターとして薄膜トランジスター(Thin Film Transistor:TFT)が形成された構成を有していてもよいし、ポリイミド等からなるフレキシブル基板に薄膜トランジスターが形成された構成を有していてもよい。また、電気光学装置は、発光素子として微細なLED素子を高密度に配列したマイクロLEDディスプレイや、発光素子にナノサイズの半導体結晶物質を用いる量子ドット(Quantum Dots)ディスプレイであってもよい。さらに、カラーフィルターとして入射してきた光を別の波長の光に変換する量子ドットを用いてもよい。
上述した実施形態では、電子機器として、電気光学装置10を組み込んだシースルー型のヘッドマウントディスプレイ100を例に取り説明したが、本発明の電気光学装置10はクローズ型のヘッドマントディスプレイを始めとした他の電子機器にも適用できる。他の電子機器としては、例えば、プロジェクター、リアプロジェクション型テレビ、直視型テレビ、携帯電話、携帯用オーディオ機器、パーソナルコンピューター、ビデオカメラのモニター、カーナビゲーション装置、ヘッドアップディスプレイ、ページャー、電子手帳、電卓、腕時計等のウェアラブル機器、ハンドヘルドディスプレイ、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、ディジタルスチルカメラ、サイネージディスプレイなどをあげることができる。
Claims (4)
- 走査線と、信号線と、前記走査線と前記信号線との交差に対応して設けられた画素回路と、制御線と、を備え、
前記画素回路は、記憶回路と、発光素子と、制御回路と、を含み、
前記発光素子は、前記記憶回路に保持されている画像信号と、前記制御回路の制御により、発光又は非発光となり、
1枚の画像を表示するフィールドは、サブフィールドを複数含み、
前記サブフィールドでは各走査線に関して、1走査線選択期間が含まれているとともに前記発光素子を非発光とする非表示期間と、前記発光素子を発光可能とする表示期間と、を有し、
異なる走査線の間で、前記非表示期間及び前記表示期間の開始と終了のタイミングが異なり、
前記非表示期間と前記表示期間との期間計が、全ての前記走査線について選択が終了する一垂直期間の長さである複数の前記サブフィールドと、前記一垂直期間よりも長い前記サブフィールドとを有することを特徴とする電気光学装置。 - 前記記憶回路は、互いの入力端子と出力端子を電気的に接続した第1インバーターと、第2インバーターと、を含み、
前記発光素子と、前記制御回路と、前記記憶回路の出力により制御される駆動トランジスターが電気的に接続され、
前記制御回路は、制御線に制御信号として活性信号が供給されるとオン状態となり、非活性信号が供給されるとオフ状態となって、前記駆動トランジスターと共に前記発光素子の発光を制御することを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 - 相補信号線を備え、
前記信号線には画像信号を供給すると共に、前記相補信号線には相補画像信号を供給し、
前記信号線は第1インバーターの出力端子に信号線接続トランジスターを介して電気的に接続されると共に、前記相補信号線は前記第2インバーターの出力端子に相補信号線接続トランジスターを介して電気的に接続されることを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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