JPWO2015063988A1 - 表示装置の電源断方法および表示装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、駆動トランジスタの閾値電圧シフトを抑制する表示装置の電源断方法および表示装置を提供する。表示装置の電源断方法は、表示装置に対する電源オフ操作を検出するステップ(S20)と、前記電源オフ操作が検出されたとき、前記複数の画素回路のそれぞれにおける前記容量素子に、前記駆動トランジスタに黒レベルを表す電圧を設定するステップ(S30)と、前記電圧の設定直後に前記表示パネルへの電力供給を止めるステップ(S40)とを有する。

Description

本開示は、表示装置の電源断方法および表示装置に関し、特に電流に応じて発光する発光素子を用いた表示装置の電源断方法および表示装置に関する。
近年、液晶ディスプレイに代わる次世代のフラットパネルディスプレイの一つとして、有機EL(Electro Luminescence)を利用した有機ELディスプレイが注目されている。有機ELディスプレイ等のアクティブマトリクス方式の表示装置には、駆動トランジスタとして薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)が用いられている。
特開2009−104104号公報
薄膜トランジスタに関して特許文献1は経時的な特性シフトが生じることを開示している。酸化物薄膜トランジスタでは、通電などの電気的ストレスにより、閾値電圧(オフ・オンの移行時のゲート・ソース間電圧)がシフトする傾向がある。そして、閾値電圧の経時的なシフトは、有機EL発光素子への供給電流量変動の原因となるため、表示装置の輝度制御に影響し、表示品質を悪化させてしまうという問題が生じる。
本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、駆動トランジスタの閾値電圧シフトを抑制する表示装置の電源断方法および表示装置を提供する。
上記の課題に鑑みて、本開示における表示装置の電源断方法は、行列状に配置された複数の画素回路を有する表示パネルを備える表示装置の電源断方法である。ここで、複数の画素回路のそれぞれは、供給される電流量に応じて発光する発光素子と、発光素子に電流を供給する駆動トランジスタと、駆動トランジスタのゲートに接続され輝度を表す電圧を保持する容量素子とを有している。表示装置の電源断方法は、表示装置に対する電源オフ操作を検出するステップと、電源オフ操作が検出されたとき複数の画素回路のそれぞれにおける容量素子に黒レベルを表す電圧を設定するステップと、黒レベルを表す電圧の設定直後に表示パネルへの電力供給を止めるステップとを有する。
また、本開示における表示装置は、行列状に配置された複数の画素回路を有する表示パネルを備える表示装置であって、複数の画素回路のそれぞれは、供給される電流量に応じて発光する発光素子と、発光素子に電流を供給する駆動トランジスタと、駆動トランジスタのゲートに接続され輝度を表す電圧を保持する容量素子とを有し、表示装置は、電源オフ操作が検出されたとき、複数の画素回路のそれぞれにおける容量素子に黒レベルを表す電圧を設定する制御部と、黒レベルを表す電圧の設定直後に前記表示パネルへの電力供給を止める電源部とを備える。
本開示における表示装置の電源断方法および表示装置によれば、表示装置の電源がオフの期間における駆動トランジスタの閾値電圧シフトを抑制することができる。
図1は、実施の形態に係る表示装置の構成例を示すブロック図である。 図2は、実施の形態に係る図1中の表示パネルに二次元状に配置される画素回路の構成例を示す回路図である。 図3は、実施の形態に係る表示装置の電源断方法を示すフローチャートである。 図4は、実施の形態に係る表示装置の通常表示の動作と、電源断の直前に行われるオフシーケンスとを示すタイムチャートである。 図5は、図4中のオフシーケンスの詳細なタイミング例を示すタイムチャートである。 図6Aは、図5の期間T21における画素回路の動作を示す説明図である。 図6Bは、図5の期間T22における画素回路の動作を示す説明図である。 図6Cは、図5の期間T23における画素回路の動作を示す説明図である。 図6Dは、図5の期間T24における画素回路の動作を示す説明図である。 図6Eは、図5の期間T25における画素回路の動作を示す説明図である。 図6Fは、図5の期間T26における画素回路の動作を示す説明図である。 図6Gは、図5の期間T27における画素回路の動作を示す説明図である。 図6Hは、図7の期間T28における画素回路の動作を示す説明図である。 図7は、図4中の通常表示動作の詳細なタイミング例を示すタイムチャートである。 図8は、実施の形態の変形例における表示画素の回路例を示す図である。 図9は、他の実施の形態における通常表示動作の詳細なタイミング例を示すタイムチャートである。 図10は、他の実施の形態におけるオフシーケンスの詳細なタイミング例を示すタイムチャートである。
(本開示の基礎となる知見)
以下、本開示の詳細を説明する前に、本開示の基礎となる知見について説明する。
通常、薄膜トランジスタは、電子の移動度が高く、アクティブマトリクス方式の表示装置の画素内において駆動トランジスタとして用いられている。表示装置の各画素は、輝度を表す電圧を保持する容量素子を備え、この容量素子は駆動トランジスタのゲートに接続される。駆動トランジスタのゲートに輝度を表す電圧を印加することにより、駆動トランジスタは、輝度値に対応する電流を有機EL素子(発光素子)に供給する。供給された電流により発光素子は、電流値に応じた発光量で発光する。
このような駆動トランジスタとして用いられる酸化物薄膜トランジスタはオフ時のリーク電流が極めて小さく、リーク電流の大きさがpAオーダーであるという長所がある。
リーク電流が極めて小さいことに関して本願発明者は以下の課題を見出している。すなわち、リーク電流が極めて小さいがために、表示装置の電源がオフになっても、各画素内部では電源オフ直前での輝度を表す電圧が数日間にわたって保持され、その電圧が駆動トランジスタに印加されることがある。その結果、表示装置の電源がオフであるにもかかわらず、駆動トランジスタに電気的ストレスが数日間かかり、閾値電圧シフトを生じさせる。
このように、有機EL表示装置の電源がオフの期間であっても、駆動トランジスタの閾値電圧がシフトするという問題がある。閾値電圧シフトは酸化物薄膜トランジスタの種類によって異なるが、例えば、駆動トランジスタがプラスの閾値電圧をもつ場合には、ゲート・ソース間にプラスのバイアスストレスが大きいほど閾値電圧シフトは顕著に現れる。
しかも、電源オフ直前の表示パターンに応じた閾値電圧シフトが発生してしまうため、異なる画素間の閾値電圧シフト量のばらつきが不均一になりあるいは拡大し、画質を劣化させる。
このような知見に基づいて本開示に係る表示装置の電源断方法は、表示装置に対する電源オフ操作が検出されたとき、駆動トランジスタへの電気的ストレスを抑制する電圧を設定し、この電圧の設定直後に前記表示パネルへの電力供給を止めるようにしている。ここで、電気的ストレスを抑圧する電圧というのは、具体的には黒レベルを表す電圧である。黒レベルを表す電圧は、発光素子で表現可能は輝度の階調のうちもっとも暗い階調(つまり黒)を表す電圧である。上述したように、ゲート・ソース間にプラスのバイアスストレスが大きいほど閾値電圧シフトは顕著に現れることから、駆動トランジスタのゲートに黒レベルを表す電圧が印加された状態にすることにより、駆動トランジスタにかかる電気的ストレスを抑制することができる。
これにより、表示装置が電源オフである期間では駆動トランジスタへの電気的ストレスが抑圧されているので、駆動トランジスタの閾値電圧シフトを抑制することができる。
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する趣旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
(実施の形態)
以下、本開示における表示装置の電源断方法および表示装置について図面を参照しながら説明する。
[1−1.表示装置の構成]
本実施の形態において、本開示の一態様に係る表示装置の発光素子として有機EL素子を用いる場合について、図1および図2を用いて説明する。
図1は、実施の形態に係る表示装置の構成例を示すブロック図である。図2は、図1中の表示パネルに二次元状に配置される画素回路の構成例を示す回路図である。
図1に示す表示装置1は、制御部2と、走査線駆動回路3と、電源部4と、データ線駆動回路5と、表示パネル6とを備える。
表示パネル6は、例えば有機ELパネルである。また、表示パネル6は、少なくとも、互いに平行に配置されたN(例えばN=1080)本の走査線と、N本の点灯制御線、直交して配置されたM本のソース信号線を有する。さらに、表示パネル6は、ソース信号線と走査線との各交点に、薄膜トランジスタおよびEL素子から構成される画素回路を有する。以下、同一の走査線に対応して配置された画素回路を、適宜、「表示ライン」という。すなわち、表示パネル6は、M個のEL素子を有する表示ラインをN本並べた構成となっている。
制御部2は、表示装置の電源がオンであるときの通常表示における1フレーム毎の動作の制御と、電源オフ操作が検出されたときのオフシーケンスの動作の制御とを行う。本開示における特徴的な動作として、表示装置に対する電源オフ操作が検出されたとき、制御部2は、通常表示の動作からオフシーケンス動作に制御を移行する。オフシーケンスでは、制御部2は、各画素回路内の駆動トランジスタへの電気的ストレスを抑制する電圧を設定し、この電圧の設定直後に表示パネル6への電力供給を止めるように電源部4を制御する。
また、通常表示において、制御部2は、表示データ信号に基づいてデータ線駆動回路5を制御するための第1制御信号を生成し、生成した第1制御信号をデータ線駆動回路5へ出力する。また、制御部2は、入力される同期信号に基づいて走査線駆動回路3を制御するための第2制御信号を生成し、生成した第2制御信号を走査線駆動回路3へ出力する。
ここで、表示データ信号は、映像信号、垂直同期信号、および水平同期信号を含む表示データを示す信号である。映像信号は、フレームごとに階調情報である各画素値を指定する信号である。垂直同期信号は、画面に対する垂直方向の処理のタイミングについて同期を取るための信号であり、ここでは、フレームごとの処理タイミングの基準となる信号である。水平同期信号は、画面に対する水平方向の処理のタイミングについて同期を取るための信号であり、ここでは、表示ラインごとの処理タイミングの基準となる信号である。
また、第1制御信号は、映像信号および水平同期信号を含む。第2制御信号は、垂直同期信号および水平同期信号を含む。
電源部4は、制御部2、走査線駆動回路3、表示パネル6の各部に電力を供給するとともに、表示パネル6に各種電圧を供給する。ここでいう各種電圧は、図2に示す画素回路例では、VINI、VREF、VTFT、VELであり、それぞれ初期化電源線71、基準電圧電源線68、ELアノード電源線69、ELカソード電源線70を介して各画素回路に供給される。
データ線駆動回路5は、制御部2で生成された第1制御信号に基づいて、表示パネル6のソース信号線(図2ではData線76)を駆動する。より具体的には、データ線駆動回路5は、映像信号および水平同期信号に基づいて、各画素回路にソース信号を出力する。
走査線駆動回路3は、制御部2で生成された第2制御信号に基づいて、表示パネル6の走査線を駆動する。より具体的には、走査線駆動回路3は、垂直同期信号および水平同期信号に基づいて、各画素回路に走査信号、REF信号、イネーブル信号、init信号を、少なくとも表示ライン単位で出力する。これらの走査信号、REF信号、イネーブル信号、init信号は、図2に示す画素回路例では、Scan線72、Ref線73、Enable線75、Init線74に出力され、接続先のスイッチのオンおよびオフを制御するために用いられる。
以上のように、表示装置1は構成される。
なお、表示装置1は、例えば、図示しないが、CPU(Central Processing Unit)、制御プログラムを格納したROM(Read Only Memory)などの記憶媒体、RAM(Random Access Memory)などの作業用メモリ、および通信回路を有するとしてもよい。例えば、表示データ信号S1は、例えば、CPUが制御プログラムを実行することにより生成される。
続いて図2に示す画素回路例の構成について説明する。
図2に示す画素回路60は、表示パネル6が有する一画素であり、Data線76(データ線)を介して供給されたデータ信号(データ信号電圧)に応じた発光量で発光する機能を有する。
画素回路60は、表示画素(発光画素)の一例であり、行列状に配置されている。画素回路60は、駆動トランジスタ61と、スイッチ62と、スイッチ63と、スイッチ64と、イネーブルスイッチ65と、EL素子66と、容量素子67と、を備えている。また、画素回路60には、Data線76(データ線)と、基準電圧電源線68(VREF)と、ELアノード電源線69(VTFT)と、ELカソード電源線70(VEL)と、初期化電源線71(VINI)とを備える。
ここで、Data線76は、データ信号電圧を供給するための信号線(ソース信号線)の一例である。
基準電圧電源線68(VREF)は、容量素子67の第1電極の電圧値を規定する基準電圧VREFを供給する電源線である。ELアノード電源線69(VTFT)は、駆動トランジスタ61のドレイン電極の電位を決定するための高電圧側電源線である。ELカソード電源線70(VEL)は、EL素子66の第2電極(カソード)に接続された低電圧側電源線である。初期化電源線71(VINI)は、駆動トランジスタ61のソースゲート間の電圧すなわち容量素子67の電圧を初期化するための電源線である。
EL素子66は、発光素子の一例であり、行列状に配置される。EL素子66は、駆動電流が流されて発光する発光期間と、駆動電流が流されず発光しない非発光期間とを有する。具体的には、EL素子66は、駆動トランジスタ61から供給される電流量に応じた発光量で発光する。EL素子66は、例えば有機EL素子である。EL素子66は、カソード(第2電極)が、ELカソード電源線70に接続され、アノード(第1電極)が、駆動トランジスタ61のソース(ソース電極)に接続されている。ここで、ELカソード電源線70に供給されている電圧はVELであり、例えば0(v)である。
駆動トランジスタ61は、EL素子66への電流の供給量を制御する電圧駆動の駆動素子であり、EL素子66に電流(駆動電流)を流すことでEL素子66を発光させる。具体的には、駆動トランジスタ61は、ゲート電極が容量素子67の第1電極に接続され、ソース電極が容量素子67の第2電極およびEL素子66のアノードに接続されている。
駆動トランジスタ61は、スイッチ63がオフ状態(非導通状態)にされて基準電圧電源線68と容量素子67の第1電極とが非導通で、かつ、イネーブルスイッチ65がオン状態(導通状態)にされてELアノード電源線69とドレイン電極と導通した場合に、当該データ信号電圧に応じた電流である駆動電流をEL素子66に流すことにより、EL素子66を発光させる。ここで、ELアノード電源線69に供給されている電圧はVTFTであり、例えば20Vである。これにより、駆動トランジスタ61は、ゲート電極に供給されたデータ信号電圧(データ信号)を、そのデータ信号電圧(データ信号)に対応した信号電流に変換し、変換された信号電流をEL素子66に供給する。
また、駆動トランジスタ61は、スイッチ63がオフ状態(非導通状態)にされて基準電圧電源線68と容量素子67の第1電極とが非導通で、かつ、イネーブルスイッチ65がオフ状態(非導通状態)にされてELアノード電源線69とドレイン電極とが非導通である場合に、駆動電流をEL素子66に流さないことでEL素子66を発光させない。
さらに、駆動トランジスタ61の閾値電圧は、経時的な閾値電圧シフトによって画素回路毎にばらつくことがある。このばらつきによる影響は、閾値電圧補償動作によって抑制することができる。この閾値補償動作を、簡単に説明すると、画素回路のそれぞれにおける容量素子67に、対応する駆動トランジスタ61の閾値電圧に相当する電圧を設定する動作である。この動作の詳細については後述する。
容量素子67は、電圧を保持するための蓄積容量の一例であり、駆動トランジスタ61の流す電流量を決める電圧を保持する。具体的には、容量素子67の第2電極(節点B側の電極)は、駆動トランジスタ61のソース(ELカソード電源線70側)とEL素子66のアノード(第1電極)との間に接続されている。容量素子67の第1電極(節点A側の電極)は、駆動トランジスタ61のゲートに接続されている。また、容量素子67の第1電極は、基準電圧電源線68(VREF)とスイッチ63を介して接続されている。
スイッチ62は、データ信号電圧を供給するためのData線76(信号線)と容量素子67の第1電極との導通および非導通を切り換える。具体的には、スイッチ62は、ドレインおよびソースの一方の端子がData線76に接続され、ドレインおよびソースの他方の端子が容量素子67の第1電極に接続され、ゲートが走査線であるScan線72に接続されているスイッチングトランジスタである。換言すると、スイッチ62は、Data線76を介して供給された映像信号電圧(映像信号)に応じたデータ信号電圧(データ信号)を容量素子67に書き込むための機能を有する。
スイッチ63は、基準電圧VREFを供給する基準電圧電源線68と容量素子67の第1電極との導通および非導通を切り換える。具体的には、スイッチ63は、ドレインおよびソースの一方の端子が基準電圧電源線68(VREF)に接続され、ドレインおよびソースの他方の端子が容量素子67の第1電極に接続され、ゲートがRef線73に接続されているスイッチングトランジスタである。換言すると、スイッチ63は、容量素子67の第1電極(駆動トランジスタ61のゲート)に対して基準電圧(VREF)を与える機能を有する。
スイッチ64は、容量素子67の第2電極と初期化電源線71との導通および非導通を切り換える。具体的には、スイッチ64は、ドレインおよびソースの一方の端子が初期化電源線71(VINI)に接続され、ドレインおよびソースの他方の端子が容量素子67の第2電極に接続され、ゲートがInit線74に接続されているスイッチングトランジスタである。換言すると、スイッチ64は、容量素子67の第2電極(駆動トランジスタ61のソース)に対して初期化電圧(VINI)を与える機能を有する。
イネーブルスイッチ65は、ELアノード電源線69と駆動トランジスタ61のドレイン電極との導通および非導通を切り換える。具体的には、イネーブルスイッチ65は、ドレインおよびソースの一方の端子がELアノード電源線69(VTFT)に接続され、ドレインおよびソースの他方の端子が駆動トランジスタ61のドレイン電極に接続され、ゲートがEnable線75に接続されているスイッチングトランジスタである。
以上のように画素回路60は構成されている。
なお、画素回路60を構成するスイッチ62〜スイッチ64とイネーブルスイッチ65とはn型TFTとして、以下では説明を行うが、それに限られない。スイッチ62〜スイッチ64とイネーブルスイッチ65とは、p型TFTであってもよい。また、スイッチ62〜スイッチ64とイネーブルスイッチ65とにおいて、n型TFTとp型TFTとが混在して用いられてもよい。なお、p型TFTのゲートに接続された信号線については以下で説明する電圧レベルを逆転させればよい。
また、画素回路60を構成するスイッチ62〜スイッチ64とイネーブルスイッチ65とは、透明アモルファス酸化物半導体(TAOS(Transparent Amorphous Oxide Semiconductors))等の酸化物半導体で構成されるスイッチングトランジスタであることが良い。チャネル層がTAOSで構成されたトランジスタは、電子の移動度が高く、スイッチングトランジスタとしての使用に適しており、さらにオフ時のリーク電流が極めて小さいという特徴がある。
また、基準電圧電源線68の電圧VREFと初期化電源線71の電圧VINIとの電位差は駆動トランジスタ61の最大閾値電圧よりも大きな電圧に設定される。
また、基準電圧電源線68の電圧VREF及び初期化電源線71の電圧VINIは、EL素子66に電流が流れないように、次のように設定されている。
電圧VINI<電圧VEL+(EL素子66の順方向電流閾値電圧)、
(基準電圧電源線68の電圧VREF)<電圧VEL+(EL素子66の順方向電流閾値電圧)+(駆動トランジスタ61の閾値電圧)
ここで、電圧VELは、上述したように、ELカソード電源線70の電圧である。
[1−2.表示装置の動作]
次に、図1および図2に示した表示装置の構成例における動作について図3および図4を用いて説明する。
図3は、実施の形態に係る表示装置の電源断方法を示すフローチャートである。また、図4は、実施の形態に係る表示装置の通常表示の動作と、電源断の直前に行われるオフシーケンスとを示すタイムチャートである。
まず、通常表示の動作よりも先にオフシーケンスの動作(電源断方法)について説明する。
図3に示すように、制御部2は、表示装置1に対する電源オフ操作を検出する(S20)。ここでいう電源オフ操作は、例えば、ユーザによるリモコンの電源ボタンの押下、表示装置1本体の電源ボタンの押下、ユーザによるオフタイマーの設定によるオフ時刻の到来、ユーザの無操作時間を計測するタイマーによる設定時間の経過、停電時のAC電源電圧の低下などを含む。また、図4に示すように、電源オフ操作の検出により、制御部2の動作は、通常表示の制御からオフシーケンスの制御に移行する。
電源オフ操作が検出されたとき、制御部2は、特定の処理を行う、すなわち、全ての画素回路60のそれぞれにおける容量素子67に、駆動トランジスタ61への電気的ストレスを抑制する電圧を設定する(S30)。例えば、通常表示と同様に表示行を順に走査しながら、行内の画素回路60に電気的ストレスを抑制する電圧を書き込み、最終行内の画素回路60への書き込みが完了して全行の走査を終えたとき、走査を停止する(つまり1行目に戻らない。)。前述したように、電気的ストレスを抑圧する電圧というのは、具体的には黒レベルを表す電圧である。というのは、駆動トランジスタのゲートに黒レベルを表す電圧が印加された状態では、駆動トランジスタの閾値電圧シフトが抑制されるからである。
さらに、制御部2からの制御によって電源部4は、電圧の設定直後に表示パネル6、走査線駆動回路3、データ線駆動回路5への電力供給を止める(S40)。これにより表示装置1は電源オフの状態になる。
上記のステップS30における電圧の設定は、例えば、ステップS31〜S33のように設定することができる。すなわち、電源オフ操作が検出されたとき、まず、制御部2は、複数の画素回路60の容量素子67のそれぞれに駆動トランジスタ61の閾値電圧よりも高く、かつ、EL素子66を発光させない第1の電圧を保持させる(S31)。この動作は、図4のオフシーケンスにおけるINI信号(Init線74)の立ち上がりからREF信号(基準電圧電源線68)の立ち上がりによる。
以下、図4のオフシーケンスにおける動作をさらに詳細に説明する。
図5は、図4中のオフシーケンスの詳細なタイミング例を示すタイムチャートである。図6A〜図6Gは、図5に示す期間T21〜T27における画素回路60の動作を示す説明図である。また、図5のオフシーケンス中の期間T21〜T25における画素回路60の動作は、通常表示のタイムチャート例を示す図7の1フレーム中の期間T21〜T25と同じである。以下に説明するように、期間T25の終了時点で、各画素回路60において、当該駆動トランジスタ61の閾値電圧に相当する電圧が容量素子67に保持され、ゲートに印加された状態になる。さらに、この状態で、容量素子67への黒レベルの設定は、図5の期間T26およびT27で行われる。
(期間T21)
図5に示す時刻t0〜時刻t1の期間T21は、スイッチ64のみを導通状態として、節点Bの電位を安定させる(節点Bの電位を初期化電源線71の電圧VINIに設定する)ための期間である。
より具体的には、図6Aの画素回路60の動作状態に示されるように、時刻t0において、走査線駆動回路3は、Scan線72とRef線73とEnable線75との電圧レベルをLOWに維持しつつ、Init線74の電圧レベルをLOWからHIGHに変化させる。すなわち、時刻t0において、スイッチ62、スイッチ63及びイネーブルスイッチ65は非導通状態(オフ状態)のままで、スイッチ64が導通状態(オン状態)にされる。
このように、Init線74の動作により、スイッチ62、スイッチ63、スイッチ64及びイネーブルスイッチ65のうちスイッチ64のみを導通とする期間T21を設けることにより、節点Bの電位を初期化電源線71の電圧VINIに設定することができる。
この期間T21を設ける理由は次の通りである。
表示装置1を構成する表示パネル6のサイズや1画素あたり(画素回路60)のサイズが大きい場合に、EL素子66の容量が大きくなり、初期化電源線71の配線時定数が大きくなることで、節点Bの電圧を初期化電源線71の電圧VINIにすることに時間を要する。そのため、スイッチ64を先に導通させる期間T21を設けることにより、節点Bの電位を初期化電源線71の電圧VINIにより確実に設定することができる。
なお、基準電圧電源線68の電圧VREFを節点Aに印加することも同様に時間を要する。しかし、電圧VREFを充放電する対象は、容量素子67および基準電圧電源線68の配線時定数である。つまり、基準電圧電源線68と初期化電源線71との配線時定数がほぼ同等であるが、EL素子66の容量>容量素子67であり、容量比は、(EL素子66)/(容量素子67)が1.3〜9倍である。そのため、EL素子66を充電する(節点Bの電位に初期化電源線71の電圧VINIを書き込む)方が容量素子67を充電する(節点Aの電位に基準電圧電源線68の電圧VREFを書き込む)よりも時間がかかる。
また、期間T21において、スイッチ64のみを導通させスイッチ63の導通を遅らせる利点としては次のようなものもある。
すなわち、期間T21において、節点Bの電位に初期化電源線71の電圧VINIを書き込む期間を設けることで基準電圧電源線68の電圧VINIを節点Aに書き込む負荷を軽くすることができる利点がある。つまり、期間T21を設けることで、節点Aの電圧を低い電圧に設定することができ、基準電圧電源線68は画素回路60に充電するための電流(電圧)を供給するのみでよくなる。換言すると、基準電圧電源線68の電圧VREFがEL素子66を充電するための電圧として用いられないため、基準電圧電源線68の負荷が軽くなるという利点がある。
このように、スイッチ64のみを導通状態(オン状態)に切り換えて、先に節点Bの電位を確定させる期間T21を設ける。それにより、表示パネル6の電力消費と表示パネル6の輝度変動の影響とを小さくしつつ、期間T21以降の期間T22の総時間を短くすることができる。
(期間T22:初期化期間)
図5に示す時刻t1〜時刻t2の期間T22は、駆動トランジスタ61の閾値電圧補償を行うためにドレイン電流を流すのに必要な初期電圧を容量素子67に保持させ、駆動トランジスタ61のソースゲート間に印加するための初期化期間である。
具体的には、図6Bの画素回路60の動作状態に示されるように、時刻t1において、走査線駆動回路3は、Scan線72とEnable線75の電圧レベルをLOWに維持し、Init線74の電圧レベルをHIGHに維持しつつ、Ref線73の電圧レベルをLOWからHIGHに変化させる。すなわち、時刻t1において、スイッチ62及びイネーブルスイッチ65は非導通状態(オフ状態)、かつ、スイッチ64が導通状態(オン状態)のままで、スイッチ63が導通状態(オン状態)にされる。
これにより、節点Aの電位が基準電圧電源線68の電圧VREFに設定される。ここで、スイッチ64が導通状態であるから、節点Bの電位は初期化電源線71の電圧VINIに設定されている。すなわち、駆動トランジスタ61は、基準電圧電源線68の電圧VREF及び初期化電源線71の電圧VINIが印加される。
なお、期間T22は、節点Aおよび節点Bの電位が、所定電位になるまでの長さ(時間)に設定される。
また、上述したように、駆動トランジスタ61のゲート・ソース間電圧は、閾値補償動作を行うのに必要な初期ドレイン電流を確保できる初期電圧に設定されることが必要である。つまり、初期電圧は、複数の画素回路60の容量素子67のそれぞれに駆動トランジスタ61の閾値電圧よりも高く、かつ、EL素子66を発光させない電圧であることが必要である。そのため、基準電圧電源線68の電圧VREFと初期化電源線71の電圧VINIの電位差は駆動トランジスタ61の最大閾値電圧よりも大きな電圧に設定される。また、電圧VREF及び電圧VINIは、EL素子66に電流が流れないように、電圧VINI<電圧VEL+EL素子66の順方向電流閾値電圧、および、VREF<電圧VEL+EL素子66の順方向電流閾値電圧+駆動トランジスタ61の閾値電圧、となるように設定される。
(期間T23)
図5に示す時刻t2〜時刻t3の期間T23は、スイッチ64とイネーブルスイッチ65とが同時に導通状態とならないようにするための期間である。
より具体的には、図6Cの画素回路60の動作状態に示されるように、時刻t2において、走査線駆動回路3は、Scan線72とEnable線75の電圧レベルをLOWに維持し、Ref線73の電圧レベルをHIGHに維持しつつ、Init線74の電圧レベルをHIGHからLOWに変化させる。すなわち、時刻t2において、スイッチ62及びイネーブルスイッチ65は非導通状態(オフ状態)、かつ、スイッチ63が導通状態(オン状態)のままで、スイッチ64が非導通状態(オフ状態)にされる。
このように、Init線74の動作によりスイッチ64を非導通とする期間T23を設けることにより、期間T23がなければスイッチ64とイネーブルスイッチ65とが同時に導通状態となり、イネーブルスイッチ65、駆動トランジスタ61、および、スイッチ64を介して、ELアノード電源線69と初期化電源線71との間に貫通電流が流れてしまうのを防止することができる。
(期間T24:閾値設定期間/閾値補償期間)
次に、図5の時刻t3〜時刻t4の期間T24は、複数の画素回路60における駆動トランジスタ61の閾値電圧のばらつきを補償する閾値設定期間である。つまり、複数の画素回路60における駆動トランジスタ61の閾値電圧にばらつきがあっても、個々の駆動トランジスタ61の閾値電圧に相当する電圧を対応する容量素子67に設定する期間である。
図5のオフシーケンスと、図7の通常表示とで期間T21〜T25までは同じであるが、オフシーケンスと通常表示とでは目的が異なるため、図5では期間T25を閾値設定期間と呼び、図7では閾値補償期間と呼ぶ。図5の閾値設定期間は、表示装置1の電源オフ後の容量素子67の電圧を規定するのが目的であるのに対して、図7の通常表示では、期間T25の後に容量素子67に書き込まれる輝度を表す電圧が、閾値電圧のばらつきにより正しい値から閾値電圧シフト分ずれるのを抑制するのが目的であるという点が異なっている。
期間T24では、図6Dの画素回路60の動作状態に示されるように、時刻t3において、走査線駆動回路3は、Scan線72およびInit線74の電圧レベルをLOW、Ref線73の電圧レベルをHIGHに維持し、Enable線75の電圧レベルをLOWからHIGHに変化させる。すなわち、時刻t3において、スイッチ62およびスイッチ64は非導通状態(オフ状態)に、かつ、スイッチ63は導通状態(オン状態)に維持されつつ、イネーブルスイッチ65が導通状態(オン状態)にされる。
ここで、容量素子67の電圧は、初期化期間(期間T22)で上述したように初期電圧に設定されているので、EL素子66には電流が流れない。駆動トランジスタ61は、ELアノード電源線69の電圧VTFTによりドレイン電流が供給されるが、それとともに駆動トランジスタ61のソース電位が変化する。言い換えると、駆動トランジスタ61は、ELアノード電源線69の電圧VTFTにより供給されるドレイン電流が0となるまで駆動トランジスタ61のソース電位が変化する。
このように、駆動トランジスタ61のゲート電極に基準電圧電源線68の電圧VREFを入力した状態で、イネーブルスイッチ65を導通状態(オン状態)にすると、駆動トランジスタ61の閾値補償動作を開始することができる。
そして、期間T24の終了時(時刻t4)には、節点Aと節点Bとの電位差(駆動トランジスタ61のゲート・ソース間電圧)は駆動トランジスタ61の閾値に相当する電位差となっており、この電圧は容量素子67に保持される。
(期間T25)
図5に示す時刻t4〜時刻t5の期間T25は、閾値補償動作を終了させるための期間である。
より具体的には、図6Eの画素回路60の動作状態に示されるように、走査線駆動回路3は、Scan線72およびInit線74の電圧レベルをLOW、Ref線73の電圧レベルをHIGHに維持し、Enable線75の電圧レベルをHIGHからLOWに変化させる。すなわち、時刻t4において、スイッチ62およびスイッチ64は非導通状態(オフ状態)に、かつ、スイッチ63は導通状態(オン状態)に維持されつつ、イネーブルスイッチ65が非導通状態(オフ状態)にされる。
このようにして、Enable線75の動作によりイネーブルスイッチ65を非導通とする期間T25を設けることにより、駆動トランジスタ61経由で、ELアノード電源線69から節点Bへの電流の供給をなくすことができ、閾値補償動作を確実に終了させてから次の動作を行うことができる。
以上のように、期間T25を終えた時刻t5の時点で、複数の画素回路60内の各容量素子67は、対応する駆動トランジスタ61の閾値電圧に相当する電圧を保持している。
(期間T26)
期間T26および期間T27では、期間T25の状態からさらに個々の駆動トランジスタ61の閾値電圧に応じた黒レベルを設定する。
具体的には、図5に示す時刻t5〜時刻t6の期間T26は、スイッチ63を非導通状態(オフ状態)にすることで、Data線76を介して供給されたデータ信号電圧と基準電圧電源線68の電圧VREFとが同時に節点Aに印加されるのを防止する期間である。
具体的には、図6Fの画素回路60の動作状態に示されるように、時刻t5において、走査線駆動回路3は、Scan線72とInit線74とEnable線75との電圧レベルをLOWに維持しつつ、Ref線73の電圧レベルをHIGHからLOWに変化させる。すなわち、時刻t5において、スイッチ62、スイッチ64及びイネーブルスイッチ65は非導通状態(オフ状態)のままで、スイッチ63が非導通状態(オフ状態)にされる。
このように、Ref線73の動作によりスイッチ63をさらに非導通とし、スイッチ62およびスイッチ63が非導通状態(オフ状態)となる期間T26を設けることで、Data線76を介してスイッチ62から供給されるデータ信号電圧(黒レベルを表す電圧)と、基準電圧電源線68の電圧VREFとが節点Aに同時に印加されるのを防止している。
また、Enable線75に接続されるイネーブルスイッチ65は図6F(図2)に示すように駆動トランジスタ61のドレイン側に接続されている。イネーブルスイッチ65をn型トランジスタで形成した場合、イネーブルスイッチ65のオン抵抗は高くなりやすく、オン抵抗による電圧ドロップは、表示パネル6の消費電力に影響する。そのため、できる限りイネーブルスイッチ65のオン抵抗を下げて形成する。一般的にはイネーブルスイッチ65のチャネルサイズを大きくしたり、Enable線75のオン制御電圧を高くしたりするなどでオン抵抗を下げる方法が知られているが、いずれの方法であってもEnable線75の立下り時間を長くする方向となってしまう。
そこで、本実施の形態では、Ref線73に対して先にEnable線75を立ち下げる期間T25を設けることにより、節点Aの電圧が不安定となる期間を短くすることができる、つまり、立下り時間を短くすることができる。
(期間T27:書込期間)
次に、図5の時刻t6〜時刻t7の期間T27は、Data線76から表示階調の低い黒レベルを表す映像信号電圧(データ信号電圧)を画素回路60にスイッチ62を介して取り込み、容量素子67に書き込む書込期間である。
具体的には、図6Gの画素回路60の動作状態に示されるように、時刻t6において、走査線駆動回路3は、Init線74、Ref線73及びEnable線75の電圧レベルをLOWに維持しつつ、Scan線72の電圧レベルをLOWからHIGHに変化させる。すなわち、時刻t6において、スイッチ63とスイッチ64とイネーブルスイッチ65は非導通状態(オフ状態)に維持されつつ、スイッチ62が導通状態(オン状態)にされる。
これにより、容量素子67には、閾値補償期間で記憶された駆動トランジスタ61の閾値電圧Vthに加えて、黒レベルを表す映像信号電圧と基準電圧電源線68の電圧VREFとの電圧差が、(EL素子66の容量)/(EL素子66の容量+容量素子67の容量)倍されて、記憶(保持)される。イネーブルスイッチ65が非導通状態にあるため、駆動トランジスタ61はドレイン電流を流さない。そのため、節点Bの電位は期間T27の間で大きく変化することはない。
このように、期間T27(書込期間)では、黒レベルを表すデータ信号電圧(映像信号電圧)であって、駆動トランジスタ61の閾値電圧に応じた電圧を容量素子67に設定する。
(期間T90)
図5の時刻t5以降の期間T90の任意の時点に、制御部2からの制御によって電源部4は、表示パネル6、走査線駆動回路3、データ線駆動回路5等への電力供給を止める。これにより表示装置1は電源オフの状態になる。
その結果、表示装置1の電源オフの状態において、容量素子67は黒レベルを表す電圧を保持し、つまり、駆動トランジスタ61のゲートには黒レベルを表す電圧が印加された状態になっている。この状態では、駆動トランジスタの電気的なストレスが抑制される。
しかも、複数の画素回路60において駆動トランジスタ61の閾値電圧にばらつきがあったとしても、画素回路60では対応する駆動トランジスタ61の閾値電圧相当の電圧に、黒レベルと表す電圧を上乗せした電圧を、個別に容量素子67に保持している。つまり、閾値電圧シフトが生じている駆動トランジスタ61の個別の閾値電圧に対応する黒レベル電圧を、対応する容量素子67が保持する。したがって、表示装置1の電源オフ状態における閾値電圧シフトを抑制し、しかも個々の駆動トランジスタ61の閾値電圧にばらつきがあっても抑制する効果を得ることができる。
次に、図4に示した通常表示におけるフレーム毎の表示動作について説明する。
図7は、図4中の通常表示動作の詳細なタイミング例を示すタイムチャートである。図6A〜図6Hは、図7に示す期間T21〜期間T30における画素回路60の動作を示す説明図である。
図7に示す期間T21〜期間T25は、図5に示す期間T21〜T25と同じであり、既に説明した。ここでは期間T26以降について説明する。
(期間T26)
図7に示す時刻t5〜時刻t6の期間T26は、スイッチ63を非導通状態(オフ状態)にすることで、Data線76を介して供給されたデータ信号電圧と基準電圧電源線68の電圧VREFとが同時に節点Aに印加されるのを防止する期間である。
具体的には、図6Fの画素回路60の動作状態に示されるように、時刻t5において、走査線駆動回路3は、Scan線72とInit線74とEnable線75との電圧レベルをLOWに維持しつつ、Ref線73の電圧レベルをHIGHからLOWに変化させる。すなわち、時刻t5において、スイッチ62、スイッチ64及びイネーブルスイッチ65は非導通状態(オフ状態)のままで、スイッチ63が非導通状態(オフ状態)にされる。
このように、Ref線73の動作によりスイッチ63をさらに非導通とし、スイッチ62およびスイッチ63が非導通状態(オフ状態)となる期間T26を設けることで、Data線76を介してスイッチ62から供給されるデータ信号電圧(映像信号電圧)と、基準電圧電源線68の電圧VREFとが節点Aに同時に印加されるのを防止している。
また、Enable線75に接続されるイネーブルスイッチ65は図6F(図2)に示すように駆動トランジスタ61のドレイン側に接続されている。イネーブルスイッチ65をn型トランジスタで形成した場合、イネーブルスイッチ65のオン抵抗は高くなりやすく、オン抵抗による電圧ドロップは、表示パネル6の消費電力に影響する。そのため、できる限りイネーブルスイッチ65のオン抵抗を下げて形成する。一般的にはイネーブルスイッチ65のチャネルサイズを大きくしたり、Enable線75のオン制御電圧を高くしたりするなどでオン抵抗を下げる方法が知られているが、いずれの方法であってもEnable線75の立ち下り時間を長くする方向となってしまう。
そこで、本実施の形態では、Ref線73に対して先にEnable線75を立ち下げる期間T25を設けることにより、節点Aの電圧が不安定となる期間を短くすることができる、つまり、立ち下り時間を短くすることができる。
(期間T27:書込期間)
次に、図7の時刻t6〜時刻t7の期間T27は、Data線76から表示階調に応じた映像信号電圧(データ信号電圧)を画素回路60にスイッチ62を介して取り込み、容量素子67に書き込む書込期間である。
具体的には、図6Gの画素回路60の動作状態に示されるように、時刻t6において、走査線駆動回路3は、Init線74、Ref線73及びEnable線75の電圧レベルをLOWに維持しつつ、Scan線72の電圧レベルをLOWからHIGHに変化させる。すなわち、時刻t6において、スイッチ63とスイッチ64とイネーブルスイッチ65は非導通状態(オフ状態)に維持されつつ、スイッチ62が導通状態(オン状態)にされる。
これにより、容量素子67には、閾値補償期間で記憶された駆動トランジスタ61の閾値電圧Vthに加えて、映像信号電圧と基準電圧電源線68の電圧VREFとの電圧差が、(EL素子66の容量)/(EL素子66の容量+容量素子67の容量)倍されて、記憶(保持)される。イネーブルスイッチ65が非導通状態にあるため、駆動トランジスタ61はドレイン電流を流さない。そのため、節点Bの電位は期間T27の間で大きく変化することはない。
大画面化(表示パネル6のサイズが大きくなる)、かつ、画素回路60の数が増加するのに伴い、画素回路60に映像信号を書き込むための期間(水平走査期間)が短くなる。大画面化に伴いScan線72配線時定数も増加するため、水平走査期間の短縮とあわせて、所定の階調電圧を画素回路60に書き込むことが難しくなる。
そこで、本実施の形態では、図7に示すように、限られた時間で映像信号(データ信号電圧)を取り込むために、スイッチ62を導通させる時間(期間T27)を増加させている。また、本実施の形態では、Scan線72の波形なまりがあっても、所定の映像信号(データ信号電圧)がData線76に入力される前にScan線72が立ち上がりを完了させて、スイッチ62が導通状態(オン状態)となるようにしている。これは期間T27での節点B電位変動が大きく発生しないためである。
このように、期間T27(書込期間)では、データ信号電圧(映像信号電圧)及び駆動トランジスタ61の閾値電圧に応じた電圧が容量素子67に記憶(保持)される。
(期間T28)
図7に示す時刻t7〜時刻t8の期間T28は、スイッチ62を確実に非導通にさせるための期間である。
より具体的には、図6Hの画素回路60の動作状態に示されるように、時刻t7において、走査線駆動回路3は、Ref線73とInit線74とEnable線75の電圧レベルをLOWに維持しつつ、Scan線72の電圧レベルをHIGHからLOWに変化させる。すなわち、時刻t7において、スイッチ63、スイッチ64およびイネーブルスイッチ65は非導通状態(オフ状態)のままで、スイッチ62が非導通状態(オフ状態)にされる。
これにより、続く期間T29(発光期間)においてイネーブルスイッチ65が導通状態(オン状態)にするまえにスイッチ62を確実に非導通状態(オフ状態)にすることができる。
期間T28を設けず、イネーブルスイッチ65とスイッチ62とが同時に導通状態(オン状態)になってしまった場合、駆動トランジスタ61のドレイン電流により、節点Bの電位が上昇する一方で、節点Aの電位はデータ信号電圧となることから、駆動トランジスタ61のソースゲート間電圧が小さくなってしまう。この場合には、所望の輝度に比べて少ない輝度で発光してしまうという問題となる。これを防止するため、本実施の形態では、期間T28を設けてスイッチ62が非導通であることを確保してから、続く期間T29においてイネーブルスイッチ65を導通状態にする。
(期間T29:発光期間)
次に、図7に示す時刻t8〜時刻t9の期間T29は、発光期間である。
具体的には、時刻t8において、走査線駆動回路3は、Scan線72、Ref線73及びInit線74の電圧レベルをLOWに維持しつつ、Enable線75の電圧レベルをLOWからHIGHに変化させる。すなわち、時刻t8において、スイッチ62、スイッチ63及びスイッチ64は非導通状態(オフ状態)に維持されつつ、イネーブルスイッチ65が導通状態(オン状態)にされる。
このように、イネーブルスイッチ65を導通状態(オン状態)にさせることで、容量素子67に蓄えられた電圧に応じて駆動トランジスタ61にEL素子66に電流を供給しEL素子66を発光させることができる。
(期間T30)
図7に示す時刻t9〜時刻t0の期間T30は、すべてのスイッチを非導通状態として、節点Aおよび節点Bの電位を、期間T21で必要な電圧に近い電圧まで変化させるための期間である。
より具体的には、時刻t9において、走査線駆動回路3は、Scan線72とRef線73とInit線74の電圧レベルをLOWに維持しつつ、Enable線75の電圧レベルをHIGHからLOWに変化させる。すなわち、時刻t9において、スイッチ62、スイッチ63、スイッチ64は非導通状態(オフ状態)のままで、さらにイネーブルスイッチ65が非導通状態(オフ状態)にされる。
このようにすることで、期間T29と期間T21の間に期間T30を設けることで、電源線による電流の充放電なしに、節点Aおよび節点Bの電位を、次の期間T21で必要な電圧に近い電圧まで変化させることができる。
以上のようなシーケンスにより、画素回路60は、通常表示を行う。この通常表示における図7の期間T21〜T25まで(閾値電圧補償動作まで)の動作は、オフシーケンスにおける図5の期間T21〜T25まで(閾値電圧設定動作まで)の動作と同じであり、容量素子67に駆動トランジスタ61の閾値電圧に相当する電圧を設定している。
これにより、図7に示す通常表示では、画素回路60間で初期化電源線71の閾値電圧にばらつきがあってもデータ信号電圧(映像信号電圧)に応じた発光量でEL素子66を発光させることができる。一方、図5に示すオフシーケンスでは、電源オフ後の駆動トランジスタ61の電気的ストレスを抑制することができる。
なお、図7の期間T21〜T25の動作は、表示パネルの表示ライン毎に順次行う線順次の動作が基本である。しかし、図5の期間T21〜T25の動作は、線順次の動作であってもよいし、表示パネルの全表示ラインを同時に一括して行う一括設定の動作であってもよい。この一括設定では、全表示ラインの複数の画素回路60のそれぞれにおける容量素子67に黒レベルを表す電圧を同時に設定する。
また、図5のオフシーケンスの期間は、図7の1フレーム期間と同じでもよいし、異なっていてもよい。例えば、図5のオフシーケンスを一括設定の動作は、線順次の動作と比べて、配線の浮遊容量による遅延の影響が大きくなるが、線順次の全画素ラインのトータル時間よりもオフシーケンスの期間は短縮可能である。
[1−3.効果等]
以上説明してきたように本開示における表示装置の終了方法の一態様は、行列状に配置された複数の画素回路を有する表示パネルを備える表示装置の電源断方法であって、前記複数の画素回路のそれぞれは、供給される電流量に応じて発光する発光素子と、前記発光素子に電流を供給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接続され輝度を表す電圧を保持する容量素子とを有し、前記表示装置の電源断方法は、前記表示装置に対する電源オフ操作を検出するステップと、前記電源オフ操作が検出されたとき前記複数の画素回路のそれぞれにおける前記容量素子に黒レベルを表す電圧を設定するステップと、前記黒レベルを表す電圧の設定直後に前記表示パネルへの電力供給を止めるステップとを有する。
これによれば、表示装置の電源がオフの期間における駆動トランジスタの閾値電圧シフトを抑制することができる。
また、前記電圧を設定するステップにおいて、前記複数の画素回路のそれぞれにおける前記容量素子に黒レベルを表す電圧を同時に一括設定してもよい。
これによれば、全画素回路の容量素子に一括設定するので電力供給を止めるまでの時間を短縮可能である。
また、前記駆動トランジスタは、n型薄膜トランジスタであり、前記容量素子に保持された電圧が大きいほど大きい電流を前記発光素子に供給し、前記黒レベルを表す電圧は前記発光素子の輝度を表す電圧のうち最小の電圧であってもよい。
これによれば、駆動トランジスタ61がn型薄膜トランジスタである場合に、電源がオフの期間における駆動トランジスタの閾値電圧シフトを抑制することができる。
また、前記駆動トランジスタは、p型薄膜トランジスタであり前記容量素子に保持された電圧が大きいほど小さい電流を前記発光素子に供給し、前記黒レベルを表す電圧は前記発光素子の輝度を表す電圧のうち最大の電圧であってもよい。
これによれば、駆動トランジスタ61がp型薄膜トランジスタである場合に、電源がオフの期間における駆動トランジスタの閾値電圧シフトを抑制することができる。
また、前記複数の画素回路のそれぞれは、さらに、前記容量素子に接続されるスイッチを有し、前記スイッチは、酸化物半導体で構成されるスイッチングトランジスタであってもよい。
これによれば、酸化物半導体で構成されたスイッチングトランジスタはオフ時のリーク電流が極めて小さいという特徴があるが、電源がオフの期間における駆動トランジスタの閾値電圧シフトを抑制することができる。
また、本開示における表示装置の一態様は、行列状に配置された複数の画素回路を有する表示パネルを備える表示装置であって、前記複数の画素回路のそれぞれは、供給される電流量に応じて発光する発光素子と、前記発光素子に電流を供給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接続され輝度を表す電圧を保持する容量素子とを有し、前記表示装置は、電源オフ操作が検出されたとき、前記複数の画素回路のそれぞれにおける前記容量素子に黒レベルを表す電圧を設定する制御部と、前記黒レベルを表す電圧の設定直後に前記表示パネルへの電力供給を止める電源部とを備える。
これによれば、表示装置の電源がオフの期間における駆動トランジスタの閾値電圧シフトを抑制することができる。
また、前記複数の画素回路のそれぞれは、さらに、前記容量素子に接続されるスイッチを有し、前記スイッチは、酸化物半導体で構成されるスイッチングトランジスタであってもよい。
これによれば、酸化物半導体で構成されたスイッチングトランジスタはオフ時のリーク電流が極めて小さいという特徴があるが、電源がオフの期間における駆動トランジスタの閾値電圧シフトを抑制することができる。
(変形例)
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前述した実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
図8は、実施の形態の変形例における表示画素の回路例を示す図である。図8の画素回路は、駆動トランジスタ61と、スイッチ62と、EL素子66と、容量素子67とを備え、図2に示した画素回路よりも簡素化された構成である。
同図の駆動トランジスタ61はn型TFTではなくp型TFTが用いられ、そのドレインは電圧V1の電源線に接続されている。
容量素子67の一方の電極は電圧V2の電源線に接続されている。電圧V1は電圧V2と同じでもよい。
スイッチ62のソースおよびドレインの一方はData線76に接続され、ソースおよびドレインの他方は容量素子67の他方の電極に接続されている。スイッチ62のゲートはScan線72に接続されている。
この構成において、オフシーケンスでは、まずData線76の電位を、黒レベルを表す電位に設定する。この場合、黒レベルを表す電位は、駆動トランジスタ61がp型なので輝度を表す電圧範囲のうち最大の電位である。次にScan線72をハイレベルにする(つまりスイッチ62をオンにする)。これにより、容量素子67には、駆動トランジスタ61の黒レベルを表す電圧が保持される。保持された電圧は、駆動トランジスタ61のゲートに印加される。その結果、駆動トランジスタ61の電気的ストレスが抑制される。さらに、この状態で電源部4は表示パネル6への電力供給を停止する。
このように、画素回路60は、図2の回路例に限らず図8の回路例でもよい。例えば、図8の回路例に対して、電圧V1の電源線と駆動トランジスタ61の間にスイッチを追加し、そのゲートにEnable線75を接続した回路構成としてもよい。また、図8の回路例に対して、電圧V2の電源線と駆動トランジスタ61の間にスイッチを追加し、そのゲートにRef線73を接続した回路構成としてもよい。また、図8の回路例に対して、EL素子66のアノードにスイッチを介して初期化電源線71を接続し、そのスイッチのゲートにInit線74を接続した回路構成としてもよい。
また、図2、図7のように、駆動トランジスタ61はn型であってもp型であってもよい。
駆動トランジスタ61がn型薄膜トランジスタである場合、容量素子67に保持された電圧が大きいほど駆動トランジスタ61は大きい電流をEL素子66に供給し、黒レベルを表す電圧はEL素子66(発光素子)の輝度を表す電圧のうち最小の電圧である。
また、駆動トランジスタ61がp型薄膜トランジスタである場合、容量素子67に保持された電圧が大きいほど駆動トランジスタ61は小さい電流をEL素子66に供給し、黒レベルを表す電圧はEL素子66(発光素子)の輝度を表す電圧のうち最大の電圧である。
(他の実施の形態)
次に、本開示における他の実施の形態について図9、図10を用いて説明する。この実施の形態における表示装置および画素回路の構成は、図1および図2と同じである。また、この実施の形態における電源断方法およびタイムチャートも、図3および図4のレベルでは同じである。
図9および図10のタイムチャートは表示装置1が大きく、Vini電源71が節点Bに電圧を印加する時に、EL素子66の容量が大きく表示装置1の面内において節点Bの電圧がViniにまでに変化するのに時間がかかる場合に有効である。
1本のVini電源71が供給する画素に接続されたEL素子66の総容量とVini電源配線抵抗との積である時定数が90μsec以上となる場合に、電源給電端と遠端との画素において、Init線74の操作により非発光期間が開始される時間に差が発生する。Init線74の操作により非発光期間が開始される時間に発生する差は、おおよそ時定数相当である。例えば、1フレームが120Hzの場合、90μsecはおおよそ1%程度の時間となるので、画素によって輝度が1%変化することとなり表示ムラが発生する。
非発光期間が開始される時間の差を減らすために本願発明の別の実施の形態として、図9に示すように、Ref線73およびVref電源68により非発光状態となる駆動方法を考案した。
Ref線73はIni線74に比べて画素回路内部の充放電すべき容量が小さく、Init線ではEL素子66および保持容量67が負荷となるが、Vref電源では保持容量67のみが負荷であり、また一般的にはEL素子に比べて保持容量の方が小さいため、Ref線73の時定数は半分以下にすることが可能である。そのため、パネル面内での非発光期間が開始される時間の差は1%未満であり表示ムラが発生しにくい。
この実施の形態では、実施の形態における図7に示した通常表示動作、および、図5に示したオフシーケンスの駆動タイミングとは異なる駆動タイミングを有し、上記表示装置に適した動作例について説明する。
まず、他の実施の形態における通常表示の駆動タイミング例について説明する。
図9は、他の実施の形態における通常表示動作の詳細なタイミング例を示すタイムチャートである。図9は、図7と比べて、初期化期間、閾値電圧補償期間、書込期間、発光期間がこの順に行われる点で同じであるが、駆動タイミングが一部異なっている。以下異なる点を中心に説明する。
時刻t01において、Ref線73がローレベルからハイレベルに遷移する。この立ち上がりにより、EL素子66が非発光になる。
期間T11の幅を調整することによりEL素子66の非発光期間を調整することができる。
時刻t02において、Init線74がローレベルからハイレベルに遷移する。この立ち上がりにより、初期化期間が開始する。
期間T12は、初期化期間である。初期化期間では、節点Bの寄生容量(EL素子66の容量)をInit線74に十分に放電させるための期間が設けられている。また、初期化期間は、節点Aの寄生容量を放電して電位を確定させるための期間でもある。この期間は、寄生容量への充電と駆動トランジスタ61を流れる電流とのトレードオフにより決められる。期間T12の終了時には、駆動トランジスタ61の閾値電圧補償を行うためにドレイン電流を流すのに必要な初期電圧が容量素子67に保持される。
時刻03において、Init線74がハイレベルからローレベルに遷移し、閾値電圧補償期間が開始する。
期間T14は、図7の期間T24と同じく閾値電圧補償期間である。
時刻t04において、Ref線73の立ち下りによるスイッチ63がオン状態からオフ状態に変化し、閾値電圧補償期間が終了する。この時点で、節点Aと節点Bとの電位差(駆動トランジスタ61のゲート・ソース間電圧)は駆動トランジスタ61の閾値に相当する電位差となっており、この電圧は容量素子67に保持される。
期間T15は、時刻t04でスイッチ63がオン状態からオフ状態に変化する時に、駆動トランジスタ61のゲート電位が変動するので、行内のゲート電位が確定するための期間としている。この期間を、REF遷移期間と呼ぶ。
時刻t05において、Enable線75がハイレベルからローレベルに遷移し、イネーブルスイッチ65がオフ状態になり、駆動トランジスタ61への電流供給を停止する。
期間T16は、イネーブルスイッチ65がオフ状態になってから、行内の全ての画素においてELアノード電源線69(VTFT)の電位を同じにするための期間である。
期間T17は、書込期間であり、図7と比べて、Scan線72のパルスの立ち下りをオーバードライブ駆動している点で異なっている。すなわち、時刻t07において、パルスの立ち下り時に通常のローレベルよりも低い電位に下げている。これは、Scan線72のパルスは実際にはかなりなまった波形であるので、立ち下り時間を短縮し、容量素子67への書き込みを早期に確定させるためである。
期間T18は、オーバードライブの期間である。但しオーバードライブはあってもなくても今回の発明にはどちらでも効果を発揮する。
期間T19は、時刻t07でスイッチ62がオン状態からオフ状態に変化した、駆動トランジスタ61のゲート電位が変動するので、行内のゲート電位が確定するための期間としている。この期間を、SCN遷移期間と呼ぶ。
時刻t09において、Enable線75がローレベルからハイレベルに遷移する。これにより発光期間を開始する。
期間T20は、発光期間である。
次に、他の実施の形態におけるオフシーケンスの駆動タイミング例について説明する。
図10は、他の実施の形態におけるオフシーケンスの詳細なタイミング例を示すタイムチャートである。図10は、図5と比べて、初期化期間、閾値電圧設定期間がこの順に行われる点で同じであるが、駆動タイミングの一部が異なっている。
図10に示す期間T11〜期間T15は、図9に示す期間T11〜期間T15と同じであり、既に説明した。ここでは、期間T15の後について説明する。
期間T15の終了直後に、図9では、Scan線72に書き込み用のパルスが出力されるが、図10ではローレベルを維持する。
期間T15を終えた時刻t05の時点で、複数の画素回路60内の各容量素子67は、対応する駆動トランジスタ61の閾値電圧に相当する電圧を保持している。したがって、容量素子67の保持された閾値電圧に相当する電圧は、オフシーケンスを終えて表示装置1の電源がオフになった以降も維持される。すなわち、表示装置1の電源オフの状態において、駆動トランジスタ61のゲートには閾値相当の電圧が印加された状態になっている。この状態では、駆動トランジスタの電界が安定的な平衡状態になるので、実質的に電気的なストレスが抑制される。
また、Data線76は、時刻t05の後の時刻t06で書き込み用のパルスが出力されないので、オフシーケンスの期間ではドントケア(つまり任意の電圧)でよい。データ線駆動回路5は、オフシーケンスにおいても通常動作を同様に動作してもよく、その場合、時刻t06でオフシーケンスでなければ表示されていたデータを出力することになる。当然、このデータは、オフシーケンスでは表示には反映されずに、無視される。
このように図10のオフシーケンスにおいても、図5と同じ効果を得ることができる。
さらに時定数を小さくする方法としては、Vref電源68の配線をゲート信号とは垂直に配線すると良い。垂直配線にすることで、同時にVref電源線が充電すべき画素数が少なくなることから、さらに表示ムラを小さくすることができる。
また、Vini線71を垂直に配線すれば、図4および図5の構成でも、より表示ムラが小さくなる。しかし、Vref電源68を垂直方向に配線するほうが、画質が向上する。本画素回路では、映像信号を保持容量67に記憶する際には、階調信号とVref電源68の電位差によって、階調信号に対応した電圧が書き込まれるため、Vref電源68が揺れると表示電圧が変動することがある。図9およびVref電源68を垂直方向に配線する構成では、Vref電源68の負荷を小さくすることで揺れを小さくし、表示ムラが少なくなる利点がある。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これらに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
例えば、本開示の発光画素において使用される駆動トランジスタ及びスイッチングトランジスタの半導体層の材料は、特に限定されないが、前述したTAOSが良い。例えば、TAOSとしてIGZO(In−Ga−Zn−O)などの酸化物半導体材料が採用され得る。IGZOなどの酸化物半導体からなる半導体層を備えるトランジスタは、リーク電流が少ない。また、スイッチとして、IGZOなどの酸化物半導体からなる半導体層を備えるトランジスタを用いる場合、閾値電圧を正とできるため、駆動トランジスタのゲートからのリーク電流を抑制することができる。
また、上記各実施の形態においては、発光素子として有機EL素子を用いたが、電流に応じて発光量が変化する発光素子であれば任意の発光素子を用いることができる。
また、上述した有機EL表示装置などの表示装置については、フラットパネルディスプレイとして利用することができ、テレビジョンセット、パーソナルコンピュータ、携帯電話など、表示装置を有するあらゆる電子機器に適用することができる。
本開示は、表示装置に利用でき、特にテレビジョンセットなどの表示装置に利用することができる。
1 表示装置
2 制御部
3 走査線駆動回路
4 電源部
5 データ線駆動回路
6 表示パネル
60 画素回路
61 駆動トランジスタ
62、63、64 スイッチ
65 イネーブルスイッチ
66 EL素子
67 容量素子
68 基準電圧電源線
69 ELアノード電源線
70 ELカソード電源線
71 初期化電源線
72 Scan線
73 Ref線
74 Init線
75 Enable線
76 Data線

Claims (7)

  1. 行列状に配置された複数の画素回路を有する表示パネルを備える表示装置の電源断方法であって、
    前記複数の画素回路のそれぞれは、供給される電流量に応じて発光する発光素子と、前記発光素子に電流を供給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接続され輝度を表す電圧を保持する容量素子とを有し、
    前記表示装置の電源断方法は、
    前記表示装置に対する電源オフ操作を検出するステップと、
    前記電源オフ操作が検出されたとき前記複数の画素回路のそれぞれにおける前記容量素子に黒レベルを表す電圧を設定するステップと、
    前記黒レベルを表す電圧の設定直後に前記表示パネルへの電力供給を止めるステップとを有する
    表示装置の電源断方法。
  2. 前記電圧を設定するステップにおいて、前記複数の画素回路のそれぞれにおける前記容量素子に黒レベルを表す電圧を同時に一括設定する
    請求項1に記載の表示装置の電源断方法。
  3. 前記駆動トランジスタは、n型薄膜トランジスタであり、前記容量素子に保持された電圧が大きいほど大きい電流を前記発光素子に供給し、
    前記黒レベルを表す電圧は前記発光素子の輝度を表す電圧のうち最小の電圧である
    請求項1または2に記載の表示装置の電源断方法。
  4. 前記駆動トランジスタは、p型薄膜トランジスタであり前記容量素子に保持された電圧が大きいほど小さい電流を前記発光素子に供給し、
    前記黒レベルを表す電圧は前記発光素子の輝度を表す電圧のうち最大の電圧である
    請求項1または2に記載の表示装置の電源断方法。
  5. 前記複数の画素回路のそれぞれは、さらに、前記容量素子に接続されるスイッチを有し、
    前記スイッチは、酸化物半導体で構成されるスイッチングトランジスタである
    請求項1〜4のいずれか1項に記載の表示装置の電源断方法。
  6. 行列状に配置された複数の画素回路を有する表示パネルを備える表示装置であって、
    前記複数の画素回路のそれぞれは、
    供給される電流量に応じて発光する発光素子と、
    前記発光素子に電流を供給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接続され輝度を表す電圧を保持する容量素子とを有し、
    前記表示装置は、
    電源オフ操作が検出されたとき、前記複数の画素回路のそれぞれにおける前記容量素子に黒レベルを表す電圧を設定する制御部と、
    前記黒レベルを表す電圧の設定直後に前記表示パネルへの電力供給を止める電源部とを備える
    表示装置。
  7. 前記複数の画素回路のそれぞれは、さらに、前記容量素子に接続されるスイッチを有し、
    前記スイッチは、酸化物半導体で構成されるスイッチングトランジスタである
    請求項6に記載の表示装置。
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