JP6774325B2 - 画素回路および表示装置 - Google Patents
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Description
1.実施の形態(表示装置)
2.変形例(表示装置)
3.適用例(電子機器)
[構成]
図1は、本技術の一実施の形態に係る表示装置1の概略構成を表したものである。表示装置1は、例えば、画素アレイ部10、コントローラ20およびドライバ30を備えている。コントローラ20およびドライバ30が、本技術の「駆動回路」の一具体例に対応する。画素アレイ部10は、複数の画素11が行列状に配置されてなる。コントローラ20およびドライバ30は、外部から入力された映像信号Dinおよび同期信号Tinに基づいて、複数の画素11を駆動する。
図2は、画素アレイ部10に含まれる各画素11の回路構成の一例を表したものである。画素アレイ部10は、コントローラ20およびドライバ30によって各画素11がアクティブマトリクス駆動されることにより、外部から入力された映像信号Dinおよび同期信号Tinに基づく画像を表示する。画素アレイ部10は、行方向に延在する複数の走査線WSL、複数の電源線DSLおよび複数の制御線CTLと、列方向に延在する複数の信号線DTLとを有している。画素アレイ部10は、さらに、走査線WSLと信号線DTLとが互いに交差する箇所ごとに1つずつ設けられた複数の画素11を有している。
次に、コントローラ20について説明する。コントローラ20は、例えば、映像信号処理回路21、タイミング生成回路22および電源回路23を有している。映像信号処理回路21は、例えば、外部から入力されたデジタルの映像信号Dinに対して所定の補正を行い、それにより得られた映像信号に基づいて、信号電圧Vsigを生成する。映像信号処理回路21は、例えば、生成した信号電圧Vsigを水平セレクタ31に出力する。所定の補正としては、例えば、ガンマ補正や、オーバードライブ補正などが挙げられる。タイミング生成回路22は、ドライバ30内の各回路が連動して動作するように制御するものである。タイミング生成回路22は、例えば、外部から入力された同期信号Tinに応じて(同期して)、ドライバ30内の各回路に対して制御信号を出力する。電源回路23は、水平セレクタ31、ライトスキャナ32、電源スキャナ33、映像信号処理回路21およびタイミング生成回路22等の種々の回路で必要となる種々の固定電圧を生成し、供給する。
次に、本実施の形態の表示装置1の動作(消光から発光までの動作)について説明する。本実施の形態では、有機EL素子13のI−V特性が経時変化しても、その影響を受けることなく、有機EL素子13の発光輝度を一定に保つようにするために、有機EL素子13のI−V特性の変動に対する補償動作を組み込んでいる。さらに、本実施の形態では、駆動トランジスタTr1の閾値電圧や移動度が経時変化しても、それらの影響を受けることなく、有機EL素子13の発光輝度を一定に保つようにするために、上記閾値電圧や上記移動度の変動に対する補正動作を組み込んでいる。
まず、コントローラ20およびドライバ30は、駆動トランジスタTr1のゲート−ソース間電圧Vgsを駆動トランジスタTr1の閾値電圧Vthに近づける閾値補正の準備を行う。閾値補正の準備前、有機EL素子13は発光している。このとき、走査線WSLの電圧がVoffとなっており、制御線CTLの電圧がVonとなっており、電源線DSLの電圧がVccとなっている(図4)。駆動トランジスタTr1は飽和領域で動作するので、有機EL素子13に流れる電流Idsは、駆動トランジスタTr1のゲート−ソース間電圧Vgsの大きさに応じた値となっている。
次に、コントローラ20およびドライバ30は、スイッチングトランジスタTr3をオンさせた状態で、駆動トランジスタTr1の閾値補正の動作を行う。具体的には、信号線DTLの電圧がVofsとなっており、かつ、走査線WSLの電圧がVonとなっている間に、電源スキャナ33は、制御信号に応じて電源線DSLの電圧をVssからVccに上げる(T4、図7)。すると、駆動トランジスタTr1のドレイン−ソース間に電流が流れ、ソース電圧Vsが上昇する。このとき、ソース電圧VsがVofs−Vthよりも低い場合(閾値補正がまだ完了していない場合)には、駆動トランジスタTr1がカットオフするまで(ゲート−ソース間電圧VgsがVthになるまで)、駆動トランジスタTr1のドレイン−ソース間に電流が流れ、保持容量Cs1,Cs2が充電される。このとき、駆動トランジスタTr1のソース電圧Vsは、例えば、図8に示したように、時間の経過とともに上昇していく。その結果、ゲート電圧VgがVofsとなり、保持容量Cs1,Cs2が充電され、ゲート−ソース間電圧VgsがVthに近づいていく。
その後、待機期間中に、水平セレクタ31は、信号線DTLの電圧をVofsからVsigに切り替える。
待機期間が終了した後(つまり閾値補正が完了した後)、コントローラ20およびドライバ30は、映像信号Dinに応じた信号電圧Vsigの書き込みと、移動度補正を行う。具体的には、信号線DTLの電圧がVsigとなっており、かつ電源線DSLの電圧がVccとなっている間に、ライトスキャナ32は、制御信号に応じて走査線WSLの電圧をVoffからVonに上げ(T7)、駆動トランジスタTr1のゲートを信号線DTLに接続する。すると、駆動トランジスタTr1のゲート電圧Vgが信号線DTLの電圧Vsigとなる。さらに、制御スキャナ34は、走査線WSLの電圧がVoffからVonに上がった後に(つまり閾値補正の動作を行った後に)、制御信号に応じて制御線CTLの電圧をVonからVoffに下げて、スイッチングトランジスタTr3をオフさせる(図10)。ここで、制御スキャナ34は、信号電圧Vsigの印加のために書き込みトランジスタTr2をオンさせた後に、スイッチングトランジスタTr3をオフさせる。
次に、ライトスキャナ32は、制御信号に応じて走査線WSLの電圧をVonからVoffに下げる(T8)。すると、駆動トランジスタTr1のゲートがフローティングとなり、駆動トランジスタTr1のドレイン−ソース間に電流Idsが流れ、ソース電圧Vsが上昇し、それにともなってゲート電圧Vgも上昇する。その直後、制御スキャナ34は、制御信号に応じて制御線CTLの電圧をVoffからVonに上げる(T9、図11)。つまり、制御スキャナ34は、閾値補正の動作を行った後のスイッチングトランジスタTr3のオフ時に駆動トランジスタTr1のゲートに信号電圧Vsigを印加した状態で、所定のタイミングでスイッチングトランジスタTr3をオンさせる。ここで、制御スキャナ34は、「所定のタイミング」として、書き込みトランジスタTr2をオフさせた後を選択する。
次に、本実施の形態の表示装置1における効果について説明する。
以下に、上記実施の形態の表示装置1の種々の変形例について説明する。なお、以下では、上記実施の形態の表示装置1と共通する構成要素に対しては、同一の符号が付与される。さらに、上記実施の形態の表示装置1と共通する構成要素についての説明は、適宜、省略されるものとする。
上記実施の形態において、スイッチングトランジスタTr3をオンさせる「所定のタイミング」として、例えば、図12に示したように、書き込みトランジスタTr2をオフさせる前が選択されてもよい。このようにした場合には、スイッチングトランジスタTr3がオフしている間の移動度補正量を小さくすることができるので、移動度補正時間を長くすることができる。その結果、発光輝度のばらつきを低減することができる。
上記実施の形態において、例えば、図13に示したように、信号電圧Vsigの印加のために書き込みトランジスタTr2をオンさせる前に、スイッチングトランジスタTr3がオフされてもよい。このようにした場合にも、スイッチングトランジスタTr3がオフしている間の移動度補正量ΔVを画素内の容量比によって小さくすることができるので、移動度補正時間を長くすることが可能となる。その結果、発光輝度のばらつきを低減することができる。
上記実施の形態において、例えば、図15に示したように、保持容量Cs2の代わりに、駆動トランジスタTr1のゲート−ソース間容量Cgsが用いられてもよい。このとき、ゲート−ソース間容量Cgsが保持容量Cs1よりも小さくなっていることが好ましい。このようにした場合であっても、ゲート−ソース間容量Cgsと保持容量Cs1との容量比によって、スイッチングトランジスタTr3がオフしている間の移動度補正量を小さくすることができる。従って、発光輝度のばらつきを低減することができる。
上記実施の形態において、例えば、図16に示したように、画素回路12が、保持容量Cs3をさらに有していてもよい。保持容量Cs3において、一端が導電パスP1のうち、保持容量Cs1とスイッチングトランジスタTr3との間に接続され、他端が固定電源線(カソード電圧Vcatの電源線)または可変電源線(電源線DSL)に接続されている。本応用例においても、上記実施の形態およびその変形例と同様に、移動度補正時間を長くすることが可能となる。従って、発光輝度のばらつきを低減することができる。
上記変形例Cにおいて、例えば、図18に示したように、画素回路12が、保持容量Cs3をさらに有していてもよい。本応用例においても、上記変形例Dと同様に、移動度補正時間を長くすることが可能となる。従って、発光輝度のばらつきを低減することができる。
以下、上記実施の形態およびその変形例(以下、「上記実施の形態等」と称する。)で説明した表示装置1の適用例について説明する。上記実施の形態の表示装置1は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなど、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。
(1)
発光素子に流れる電流を制御する駆動トランジスタと、
前記駆動トランジスタのゲートに対する、映像信号に対応した信号電圧の印加を制御する書き込みトランジスタと、
前記駆動トランジスタのゲートと、前記発光素子のアノードとの間の導電パスに設けられた第1保持容量と、
前記導電パスにおいて、前記第1保持容量と比べて前記発光素子のアノード寄りに設けられたスイッチングトランジスタと
を備えた
画素回路。
(2)
前記導電パスに対して並列に接続された第2保持容量をさらに備えた
(1)に記載の画素回路。
(3)
一端が前記導電パスのうち、前記第1保持容量と前記スイッチングトランジスタとの間に接続され、他端が固定電源線または可変電源線に接続された第3保持容量をさらに備えた
(2)に記載の画素回路。
(4)
一端が前記導電パスのうち、前記第1保持容量と前記スイッチングトランジスタとの間に接続され、他端が固定電源線または可変電源線に接続された第3保持容量をさらに備えた
(1)に記載の画素回路。
(5)
各々が発光素子と画素回路とを含む複数の画素と、
複数の前記画素を駆動する駆動回路と
を備え、
前記画素回路は、
前記発光素子に流れる電流を制御する駆動トランジスタと、
前記駆動トランジスタのゲートに対する、映像信号に対応した信号電圧の印加を制御する書き込みトランジスタと、
前記駆動トランジスタのゲートと、前記発光素子のアノードとの間の導電パスに設けられた第1保持容量と、
前記導電パスにおいて、前記第1保持容量と比べて前記発光素子のアノード寄りに設けられたスイッチングトランジスタと
を有する
表示装置。
(6)
前記駆動回路は、前記スイッチングトランジスタをオンさせた状態で、前記駆動トランジスタのゲート−ソース間電圧を前記駆動トランジスタの閾値電圧に近づける補正動作を行った後に、前記スイッチングトランジスタをオフさせ、
前記駆動回路は、前記補正動作を行った後の前記スイッチングトランジスタのオフ時に前記駆動トランジスタのゲートに前記信号電圧を印加した状態で、所定のタイミングで前記スイッチングトランジスタをオンさせる
(5)に記載の表示装置。
(7)
前記駆動回路は、前記所定のタイミングとして、前記書き込みトランジスタをオフさせた後を選択する
(6)に記載の表示装置。
(8)
前記駆動回路は、前記所定のタイミングとして、前記書き込みトランジスタをオフさせる前を選択する
(6)に記載の表示装置。
(9)
前記駆動回路は、前記信号電圧の印加のために前記書き込みトランジスタをオンさせた後に、前記スイッチングトランジスタをオフさせる
(6)に記載の表示装置。
(10)
前記駆動回路は、前記信号電圧の印加のために前記書き込みトランジスタをオンさせる前に、前記スイッチングトランジスタをオフさせる
(6)に記載の表示装置。
Claims (3)
- 発光素子に流れる電流を制御する駆動トランジスタと、
前記駆動トランジスタのゲートに対する、映像信号に対応した信号電圧の印加を制御する書き込みトランジスタと、
前記駆動トランジスタのゲートと、前記発光素子のアノードとの間の導電パスに設けられた第1保持容量と、
前記導電パスにおいて、前記第1保持容量と比べて前記発光素子のアノード寄りに設けられたスイッチングトランジスタと、
前記導電パスに対して並列に接続された第2保持容量と、
一端が前記導電パスのうち、前記第1保持容量と前記スイッチングトランジスタとの間に接続され、他端が固定電源線または可変電源線に接続された第3保持容量と
を備えた
画素回路。 - 各々が発光素子と画素回路とを含む複数の画素と、
複数の前記画素を駆動する駆動回路と
を備え、
前記画素回路は、
前記発光素子に流れる電流を制御する駆動トランジスタと、
前記駆動トランジスタのゲートに対する、映像信号に対応した信号電圧の印加を制御する書き込みトランジスタと、
前記駆動トランジスタのゲートと、前記発光素子のアノードとの間の導電パスに設けられた第1保持容量と、
前記導電パスにおいて、前記第1保持容量と比べて前記発光素子のアノード寄りに設けられたスイッチングトランジスタと
を有し、
前記駆動回路は、前記スイッチングトランジスタをオンさせた状態で、前記駆動トランジスタのゲート−ソース間電圧を前記駆動トランジスタの閾値電圧に近づける補正動作を行った後に、前記スイッチングトランジスタをオフさせ、
前記駆動回路は、前記補正動作を行った後の前記スイッチングトランジスタのオフ時に前記駆動トランジスタのゲートに前記信号電圧を印加した状態で、所定のタイミングで前記スイッチングトランジスタをオンさせ、
前記駆動回路は、前記所定のタイミングとして、前記書き込みトランジスタをオフさせる前を選択する
表示装置。 - 前記駆動回路は、前記信号電圧の印加のために前記書き込みトランジスタをオンさせた後に、前記スイッチングトランジスタをオフさせる
請求項2に記載の表示装置。
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