CN102549646B - 显示装置及其驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种显示装置及其驱动方法。具有多个发光像素的显示装置构成以多个发光像素行为一个驱动块的2个以上的驱动块,各发光像素包括驱动晶体管、第1电容元件、发光元件、使驱动晶体管和第1电容元件导通的第1开关元件以及向驱动晶体管施加电源电压的第2开关元件,还包括连接属于第k个驱动块的发光像素(11A)和第1信号线(151)的第3开关元件、或连接属于第(k+1)个驱动块的发光像素(11B)和第2信号线(152)的第4开关元件,控制第1开关元件的导通的第1控制线(131)和使驱动晶体管的源极电位确定的第3控制线(134)在同一驱动块内的所有发光像素中被共用化。由此,能降低驱动电路的输出负荷,提高了显示品质。
Description
技术领域
本发明涉及显示装置及其驱动方法,尤其涉及使用了电流驱动型的发光元件的显示装置及其驱动方法。
背景技术
作为使用了电流驱动型的发光元件的显示装置,已知有使用了有机电致发光(EL)元件的显示装置。使用了该自发光的有机EL元件的有机EL显示装置不需要液晶显示装置所需的背光源,最适于装置的薄型化。另外,由于视角也没有限制,所以作为下一代的显示装置而其实用化受到期待。另外,有机EL显示装置中所使用的有机EL元件的各发光元件的辉度(brightness)由其中流动的电流值来控制,这一点不同于液晶单元的辉度由对其施加的电压来控制。
在有机EL显示装置中,通常呈矩阵状配置构成像素的有机EL元件。将如下的显示装置称作无源矩阵型的有机EL显示器,该装置为:在多条行电极(扫描线)和多条列电极(数据线)的交点处设置有机EL元件,在所选择的行电极与多条列电极之间施加与数据信号相当的电压来驱动有机EL元件。
另一方面,在多条扫描线与多条数据线的交点处设置开关薄膜晶体管(TFT:Thin Film Transistor),在该开关TFT连接驱动元件的栅极,通过所选择的扫描线而使该开关TFT导通,从信号线向驱动元件输入数据信号。将通过该驱动元件驱动有机EL元件的显示装置称作有源矩阵型的有机EL显示装置。
有源矩阵型的有机EL显示装置与仅在选择了各行电极(扫描线)的期间使与其连接的有机EL元件发光的无源矩阵型的有机EL显示装置不同,能够使有机EL元件发光到下一扫描(选择),因此,即使占空比提高,也不会发生如导致显示器的辉度减少这样的情况。因此,有源矩阵型的有机EL显示装置能够用低电压来驱动,能够实现低功耗化。但是,在有源矩阵型的有机EL显示器中存在如下缺点:由于驱动晶体管的特性不匀,即使提供相同的数据信号,各像素中有机EL元件的辉度也会不同,会发生辉度不均。
针对该问题,例如在专利文献1中,作为由驱动晶体管的特性不匀导致的辉度不均的补偿方法,公开了一种用简单的像素电路补偿各像素的特性不匀的方法。
图13是表示专利文献1所述的以往的图像显示装置的结构的框图。该图中所示的图像显示装置500包括像素阵列单元502和对其进行驱动的驱动单元。像素阵列单元502包括:按各行配置的扫描线701~70m;按各列配置的信号线601~60n;配置在两者交叉的部分的矩阵状的发光像素501;以及按各行配置的供电线801~80m。另外,驱动单元包括信号选择器503、扫描线驱动单元504以及供电线驱动单元505。
扫描线驱动单元504以水平周期(1H)依次向各扫描线701~70m提供控制信号,以行为单位按线顺序扫描发光像素501。供电线驱动单元505与该线顺序扫描相应地向各供电线801~80m提供以第1电压和第2电压来切换的电源电压。信号选择器503与该线顺序扫描相应地切换成为图像信号的辉度信号电压和基准电压并提供给列状的信号线601~60n。
在此,列状的信号线601~60n分别按各列配置有2条,一条信号线向奇数行的发光像素501提供基准电压和信号电压,另一条信号线向偶数行的发光像素501提供基准电压和信号电压。
图14是专利文献1所述的以往的图像显示装置具有的发光像素的电路结构图。在该图中示出了第1行且第1列的发光像素501。对该发光像素501配置有扫描线701、供电线801以及信号线601。2条信号线601中的1条连接于发光像素501。发光像素501包括开关晶体管511、驱动晶体管512、保持电容513、发光元件514。开关晶体管511的栅极连接于扫描线701,其源极和漏极中的一方连接于信号线601,另一方连接于驱动晶体管512的栅极。驱动晶体管512的源极连接于发光元件514的阳极,其漏极连接于供电线801。发光元件514的阴极连接于接地布线515。保持电容513连接于驱动晶体管512的源极和栅极。
在上述结构中,供电线驱动单元505在信号线601为基准电压的状态下,将供电线801从第1电压(高电压)切换到第2电压(低电压)。扫描线驱动单元504同样在信号线601为基准电压的状态下使扫描线701的电压成为“H”电平(高电平),使开关晶体管511导通,将基准电压施加到驱动晶体管512的栅极,并且,将驱动晶体管512的源极设定为第2电压。通过以上的动作,完成用于修正驱动晶体管512的阈值电压Vth的准备。接着,在信号线601的电压从基准电压切换到信号电压之前的修正期间,供电线驱动单元505将供电线801的电压从第2电压切换到第1电压,使与驱动晶体管512的阈值电压Vth相当的电压保持在保持电容513。接着,使开关晶体管511的电压成为“H”电平,使信号电压保持在保持电容513。也即是,该信号电压与先前所保持的与驱动晶体管512的阈值电压Vth相当的电压相加后被写入到保持电容513。然后,驱动晶体管512从处于第1电压的供电线801接受电流的供给,使与上述保持电压相应的驱动电流在发光元件514中流动。
在上述的动作中,信号线601按各列配置有两条,由此延长了各信号线处于基准电压的时间段。由此,以确保用于将与驱动晶体管512的阈值电压Vth相当的电压保持于保持电容513的修正期间。
图15是专利文献1所述的图像显示装置的动作定时图。该图中,从上向下依次示出了第1线的扫描线701及供电线801、第2线的扫描线702及供电线802、第3线的扫描线703及供电线803、分配给奇数行的发光像素的信号线、分配给偶数行的发光像素的信号线的信号波形。施加于扫描线的扫描信号依次按每1线移位1水平期间(1H)。施加于与1线相应的扫描线的扫描信号包含有2个脉冲。第1个脉冲的时间宽度较长,为1H以上。第2个脉冲的时间宽度较窄,为1H的一部分。第1个脉冲对应于上述的阈值修正期间,第2个脉冲对应于信号电压取样期间和迁移率修正期间。另外,提供到供电线的电源脉冲也以1H周期按每1线进行移位。与此相对,各信号线能够在2H中施加1次信号电压,将处于基准电压的时间段确保在1H以上。
如上所述,在专利文献1所述的以往的图像显示装置中,即使每个发光像素中驱动晶体管512的阈值电压Vth不匀,也能确保足够的阈值修正期间,由此,能够按每个发光像素消除该不匀,实现抑制图像的辉度不均。
在先技术文献:
专利文献1:日本特开2008-122633号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,对于专利文献1所述的以往的图像显示装置,按发光像素行配置的扫描线和供电线的信号电平的通断(ON、OFF,切换)较多。例如,必须按发光像素行设定阈值修正期间。另外,当从信号线经由开关晶体管取样辉度信号电压时,必须接着设置发光期间。因此,需要设定每个像素行的阈值修正定时以及发光定时。因而,随着显示面板的面积变大,行数也会增加,所以从各驱动电路输出的信号变多,而且,其信号切换的频率变高,扫描线驱动电路和供电线驱动电路的信号输出负荷变大。
另外,对于专利文献1所述的以往的图像显示装置,驱动晶体管的阈值电压Vth的修正期间小于2H,作为要求进行高精度的修正的显示装置来说是有局限的。
鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种能降低驱动电路的输出负荷、通过高精度的阈值电压修正来提高显示品质的显示装置。
用于解决问题的手段
为了达到上述目的,本发明的一种方式涉及的显示装置是具有呈矩阵状配置的多个发光像素的显示装置,包括:第1信号线和第2信号线,其按发光像素列配置,用于向所述发光像素提供确定发光像素的辉度的信号电压;第1电源线和第2电源线;扫描线,其按发光像素行配置;以及第1控制线、第2控制线以及第3控制线,其按发光像素行配置,所述多个发光像素构成以多个发光像素行为一个驱动块的2个以上的驱动块,所述多个发光像素各自包括:发光元件,其一端子连接于所述第2电源线,通过流动与所述信号电压相应的信号电流而发光;驱动晶体管,其源极和漏极中的一方连接于所述发光元件的另一端子,将施加在栅极-源极间的所述信号电压转换为所述信号电流;第1电容元件,其一端子连接于所述驱动晶体管的栅极;第2电容元件,其一端子连接于所述第1电容元件的另一端子,其另一端子连接于所述第3控制线;第1开关晶体管,其栅极连接于所述第1控制线,其源极和漏极中的一方连接于所述第1电容元件的另一端子,其源极和漏极的另一方连接于所述驱动晶体管的源极;以及第2开关晶体管,其栅极连接于所述第2控制线,其源极和漏极被***在所述第1电源线与所述驱动晶体管的源极和漏极中的另一方之间,属于第k个驱动块的所述发光像素还包括第3开关晶体管,所述第3开关晶体管的栅极连接于所述扫描线,其源极和漏极中的一方连接于所述驱动晶体管的栅极,其源极和漏极的另一方连接于所述第1信号线,属于第(k+1)个驱动块的所述发光像素还包括第4开关晶体管,所述第4开关晶体管的栅极连接于所述扫描线,其源极和漏极中的一方连接于所述驱动晶体管的栅极,其源极和漏极的另一方连接于所述第2信号线,其中,k为自然数,所述第1控制线及所述第3控制线在同一驱动块内的所有发光像素中被共用化,在不同的驱动块之间独立。
发明效果
根据本发明的显示装置及其驱动方法,能够在驱动块内使驱动晶体管的阈值修正期间及定时一致,因此能够减少信号电平从通(ON)向断(OFF)或从断向通的切换次数,用于对发光像素的电路进行驱动的驱动电路的负荷降低。通过上述驱动块化和按发光像素列配置的两条信号线,能够相对于1帧期间将驱动晶体管的阈值修正期间取得较大,因此,能在发光元件中流动高精度的驱动电流,使图像显示品质提高。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1涉及的显示装置的电结构的框图。
图2A是本发明实施方式1涉及的显示装置中的奇数驱动块的发光像素的具体电路结构图。
图2B是本发明实施方式1涉及的显示装置中的偶数驱动块的发光像素的具体电路结构图。
图3是表示本发明实施方式1涉及的显示装置具有的显示面板的一部分的电路结构图。
图4A是本发明实施方式1涉及的显示装置的驱动方法的动作定时图。
图4B是根据本发明实施方式1涉及的驱动方法而发光的驱动块的状态变化图。
图5是本发明实施方式1涉及的显示装置具有的发光像素的状态变化图。
图6是本发明实施方式1涉及的显示装置的动作流程图。
图7是说明扫描线和信号线的波形特性的图。
图8是表示本发明实施方式2涉及的显示装置具有的显示面板的一部分的电路结构图。
图9A是本发明实施方式2涉及的显示装置的驱动方法的动作定时图。
图9B是根据本发明实施方式2涉及的驱动方法而发光的驱动块的状态变化图。
图10A是本发明实施方式3涉及的显示装置中的奇数驱动块的发光像素的具体电路结构图。
图10B是本发明实施方式3涉及的显示装置中的偶数驱动块的发光像素的具体电路结构图。
图11是本发明实施方式3涉及的显示装置的驱动方法的动作定时图。
图12是内置有本发明的显示装置的薄型平板TV的外观图。
图13是表示专利文献1所述的以往的图像显示装置的结构的框图。
图14是专利文献1所述的以往的图像显示装置具有的发光像素的电路结构图。
图15是专利文献1所述的图像显示装置的动作定时图。
标号说明
1显示装置;10显示面板;11A、11B、21A、21B、501发光像素;12信号线组;13控制线组;14扫描/控制线驱动电路;15信号线驱动电路;20定时控制电路;30电压控制电路;110、112电源线;113、213有机EL元件;114、214、512驱动晶体管;115、116、117、215、216、217、511开关晶体管;118、119静电保持电容;131第1控制线;132第2控制线;133、701、702、703扫描线;134第3控制线;151第1信号线;152第2信号线;500图像显示装置;502像素阵列单元;503信号选择器;504扫描线驱动单元;505供电线驱动单元;513保持电容;514发光元件;515接地布线;601信号线;801、802、803供电线。
具体实施方式
为了达到上述目的,本发明的一种方式涉及的显示装置是具有呈矩阵状配置的多个发光像素,包括:第1信号线和第2信号线,其按发光像素列配置,用于向所述发光像素提供确定发光像素的辉度的信号电压;第1电源线和第2电源线;扫描线,其按发光像素行配置;以及第1控制线、第2控制线以及第3控制线,其按发光像素行配置,所述多个发光像素构成以多个发光像素行为一个驱动块的2个以上的驱动块,所述多个发光像素各自包括:发光元件,其一端子连接于所述第2电源线,通过流动与所述信号电压相应的信号电流而发光;驱动晶体管,其源极和漏极中的一方连接于所述发光元件的另一端子,将施加在栅极-源极间的所述信号电压转换为所述信号电流;第1电容元件,其一端子连接于所述驱动晶体管的栅极;第2电容元件,其一端子连接于所述第1电容元件的另一端子,其另一端子连接于所述第3控制线;第1开关晶体管,其栅极连接于所述第1控制线,其源极和漏极中的一方连接于所述第1电容元件的另一端子,其源极和漏极的另一方连接于所述驱动晶体管的源极;以及第2开关晶体管,其栅极连接于所述第2控制线,其源极和漏极被***在所述第1电源线与所述驱动晶体管的源极和漏极的另一方之间,属于第k个驱动块的所述发光像素还包括第3开关晶体管,所述第3开关晶体管的栅极连接于所述扫描线,其源极和漏极中的一方连接于所述驱动晶体管的栅极,其源极和漏极的另一方连接于所述第1信号线,属于第(k+1)个驱动块的所述发光像素还包括第4开关晶体管,所述第4开关晶体管的栅极连接于所述扫描线,其源极和漏极中的一方连接于所述驱动晶体管的栅极,其源极和漏极的另一方连接于所述第2信号线,其中,k为自然数,所述第1控制线及所述第3控制线在同一驱动块内的所有发光像素中被共用化,在不同的驱动块之间独立。
根据本方式,通过配置有将第1电容元件和驱动晶体管的源极的电流通路连接的第1开关晶体管、用于向驱动晶体管提供电源电压的第2开关晶体管、保持与驱动晶体管的阈值电压和辉度信号电压对应的电压的第1电容元件、以及用于使第1电容元件产生用于检测并记录驱动晶体管的阈值电压的电压的第2电容元件的发光像素电路、对驱动块化的各发光像素的控制线、扫描线及信号线的配置,能够在同一驱动块内使驱动晶体管的阈值修正期间及其定时一致。因此,用于输出控制电流通路的信号并控制信号电压的驱动电路的负荷降低。另外,进而通过上述驱动块化和按发光像素列配置的两条信号线,能够在作为重写所有发光像素的时间的1帧期间Tf中将驱动晶体管的阈值修正期间取为较大。其原因是,在第k个驱动块中取样辉度信号的期间,能在第(k+1)个驱动块中设置阈值修正期间。因此,阈值修正期间不是按发光像素行来分割,而是按驱动块来分割。因而,显示区域的面积越大,越能够不会使发光占空比减小而将相对于1帧期间的相对的阈值修正期间设定得较长。由此,能在发光元件中流动基于高精度地修正后的辉度信号电压的驱动电流,使图像显示品质提高。
另外,在本发明的一种方式涉及的显示装置中,所述第2控制线可以在同一驱动块内的所有发光像素中被共用化,在不同的驱动块之间独立。
根据本方式,通过第2控制线在同一块内同时控制用于向驱动晶体管提供电源电压的第2开关晶体管,从而能够实现同一块内的同时发光,进而,能够减少向第2控制线输出信号的驱动电路的输出条数,能够减小驱动电路的规模。
另外,在本发明的一种方式涉及的显示装置中,还包括控制所述第1信号线、所述第2信号线、所述第1控制线、所述第2控制线、所述第3控制线以及所述扫描线而驱动所述发光像素的驱动电路,所述驱动电路,通过来自所述第2控制线的控制信号使所述第2开关晶体管成为截止状态,由此停止向第k个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管施加电源电压,通过来自所述扫描线的扫描信号使所述第3开关晶体管成为导通状态,由此从所述第1信号线向第k个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管的栅极同时施加基准电压,通过在所述第1开关晶体管为导通状态下使所述第3控制线的电压电平改变,从而向第k个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管的源极同时施加使所述驱动晶体管的栅极-源极间电压成为阈值电压以上的初始化电压,通过来自所述扫描线的扫描信号使所述第3开关晶体管成为截止状态,由此使所述第1信号线和第k个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管的栅极同时非导通,通过来自所述第2控制线的控制信号使所述第2开关晶体管成为截止状态,由此停止向第(k+1)个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管施加电源电压,通过来自所述扫描线的扫描信号使所述第4开关晶体管成为导通状态,由此从所述第2信号线向第(k+1)个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管的栅极同时施加所述基准电压,通过在所述第1开关晶体管为导通状态下使所述第3控制线的电压电平改变,由此向第(k+1)个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管的源极同时施加所述初始化电压,通过来自所述扫描线的扫描信号使所述第4开关晶体管成为截止状态,由此使所述第2信号线和第(k+1)个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管的栅极同时非导通。
根据本方式,用于控制所述第1信号线、所述第2信号线、所述第1控制线、所述第2控制线、所述第3控制线以及所述扫描线的电压的驱动电路对阈值修正期间、信号电压写入期间以及发光期间进行控制。
另外,在本发明的一种方式涉及的显示装置中,所述信号电压包括:用于使所述发光元件发光的辉度信号电压;和用于使与所述驱动晶体管的阈值电压对应的电压存储在所述第1电容元件的基准电压,所述显示装置还包括:信号线驱动电路,其将所述信号电压输出到所述第1信号线和所述第2信号线;和定时控制电路,其控制所述信号线驱动电路输出所述信号电压的定时,所述定时控制电路使所述信号线驱动电路在向所述第1信号线输出所述辉度信号电压的期间向所述第2信号线输出所述基准电压,使所述信号线驱动电路在向所述第2信号线输出所述辉度信号电压的期间向所述第1信号线输出所述基准电压。
根据本方式,在第k个驱动块中取样辉度信号的期间,能在第(k+1)个驱动块中能设置阈值修正期间。因此,阈值修正期间不是按发光像素行来分割,而是按驱动块来分割。因而,显示区域的面积越大,越能将相对的阈值修正期间设定得较长。
另外,在本发明的一种方式涉及的显示装置中,当将重写全部的所述发光像素的时间设为Tf,将所述驱动块的总数设为N时,对所述驱动晶体管的阈值电压进行检测的时间最大为Tf/N。
另外,本发明不仅可以作为包括这样的特征单元的显示装置来实现,也可以作为将包含在显示装置中的特征单元作为步骤的显示装置的驱动方法来实现。
<实施方式1>
本实施方式的显示装置是具有呈矩阵状配置的多个发光像素的显示装置,包括:按发光像素列配置的第1信号线和第2信号线;和按发光像素行配置的第1控制线、第2控制线以及第3控制线,多个发光像素构成以多个发光像素行为一个单位的2个以上的驱动块,多个发光像素各自包括:驱动晶体管;一端子连接于驱动晶体管的栅极的第1电容元件;连接于驱动晶体管的漏极的发光元件;栅极连接于第1控制线、被***在驱动晶体管的源极与第1电容元件的另一端子之间的第1开关晶体管;栅极连接于第2控制线、用于切换驱动晶体管的漏极电流的通断的第2开关晶体管;以及被***在第1电容元件的另一端子与第3控制线之间的第2电容元件,属于第奇数个驱动块的发光像素还包括被***在第1信号线与驱动晶体管的栅极之间的第3开关晶体管,属于第偶数个驱动块的发光像素还包括***在第2信号线与驱动晶体管的栅极之间的第4开关晶体管,第1控制线、第2控制线以及第3控制线在同一驱动块的所有发光像素中被共用化。由此,能够在驱动块内使驱动晶体管的阈值修正期间及发光期间一致。因此,驱动电路的负担负荷降低。另外,由于能够相对于1帧期间将阈值修正期间取为较大,所以能够使图像显示品质提高。
以下,参照附图说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明实施方式1涉及的显示装置的电结构的框图。该图中的显示装置1包括显示面板10、定时控制电路20以及电压控制电路30。显示面板10包括多个发光像素11A及11B、信号线组12、控制线组13、扫描/控制线驱动电路14以及信号线驱动电路15。
发光像素11A及11B呈矩阵状配置在显示面板10上。在此,发光像素11A及11B构成了以多个发光像素行为一个驱动块的2个以上的驱动块。发光像素11A构成第k(k为自然数)个驱动块,而发光像素11B构成第(k+1)个驱动块。其中,当将显示面板10分成N个驱动块时,(k+1)为N以下的自然数。这例如意味着:发光像素11A构成第奇数个驱动块,发光像素11B构成第偶数个驱动块。
信号线组12包括按发光像素列配置的多条信号线。在此,按各发光像素列配置两条信号线,第奇数个驱动块的发光像素连接于第1信号线,第偶数个驱动块的发光像素连接于不同于第1信号线的第2信号线。
控制线组13包括按发光像素配置的扫描线和控制线。
扫描/控制线驱动电路14通过向控制线组13的各扫描线输出扫描信号,另外向各控制线输出控制信号,从而驱动发光像素具有的电路元件。
信号线驱动电路15通过向信号线组12的各信号线输出辉度信号或基准信号来驱动发光像素具有的电路元件。
定时控制电路20控制从扫描/控制线驱动电路14输出的扫描信号和控制信号的输出定时。另外,定时控制电路20控制用于输出从信号线驱动电路15向第1信号线及第2信号线输出的辉度信号或基准信号的定时,在向第1信号线输出辉度信号的期间,向第2信号线输出基准电压,在向第2信号线输出辉度信号的期间,向第1信号线输出基准电压。也即是,定时控制电路20使第1信号线和第2信号线互斥地输出辉度信号和基准信号。
电压控制电路30控制从扫描/控制线驱动电路14输出的扫描信号和控制信号的电压电平。
图2A是本发明实施方式1涉及的显示装置中的奇数驱动块的发光像素的具体电路结构图,图2B是本发明实施方式1涉及的显示装置中的偶数驱动块的发光像素的具体电路结构图。图2A和图2B中所示的发光像素11A及11B均包括有机EL(电致发光)元件113、驱动晶体管114、开关晶体管115、116及117、静电保持电容118及119、第1控制线131、第2控制线132、扫描线133、第3控制线134、第1信号线151、第2信号线152。
在图2A和图2B中,有机EL元件113是阴极连接于作为第2电源线的电源线112、阳极连接于驱动晶体管114的漏极的发光元件,通过流动驱动晶体管114的驱动电流而进行发光。
驱动晶体管114是源极连接于开关晶体管116的源极和漏极中的一方、漏极连接于有机EL元件113的阳极的驱动晶体管。驱动晶体管114将施加在栅极-源极间的信号电压转换为与该信号电压对应的漏极电流。并且,将该漏极电流作为驱动电流提供给有机EL元件113。驱动晶体管114例如由p型薄膜晶体管(p型TFT)构成。
开关晶体管115的栅极连接于扫描线133,其源极和漏极的一方连接于驱动晶体管114的栅极。另外,在奇数驱动块的发光像素11A中,开关晶体管115的源极和漏极的另一方连接于第1信号线151,该开关晶体管115作为第3开关晶体管发挥作用,而在偶数驱动块的发光像素11B中,开关晶体管115的源极和漏极的另一方连接于第2信号线152,该开关晶体管115作为第4开关晶体管发挥作用。
开关晶体管116是栅极连接于第2控制线132、源极和漏极的另一方连接于作为第1电源线的电源线110的第2开关晶体管。开关晶体管116具有使驱动晶体管114的漏极电流通断的功能。
开关晶体管116的源极和漏极连接在电源线110与驱动晶体管114的源极之间。通过该配置,能够使驱动晶体管114的漏极电流通断。
开关晶体管117是栅极连接于第1控制线131、源极和漏极中的一方连接于静电保持电容118的另一端子、源极和漏极的另一方连接于驱动晶体管114的源极的第1开关晶体管。开关晶体管117在来自信号线的辉度信号电压写入期间成为截止状态,因而在该期间不会产生从静电保持电容118及119向驱动晶体管114的泄漏电流,因此具有使静电保持电容118及119保持与正确的信号电压和驱动晶体管114的阈值电压对应的电压的功能。另外,通过开关晶体管117,上述期间不受用于抑制上述泄漏电流的高速写入的制约,所以能够确保写入正确的辉度信号电压所需要的写入期间。另一方面,在阈值电压检测期间和发光期间,通过成为导通状态,将驱动晶体管114的源极连接于静电保持电容118及119,使静电保持电容118正确地保持与阈值电压和信号电压对应的电荷,具有使驱动晶体管114将反映了保持在静电保持电容118的电压的驱动电流提供到发光元件的功能。开关晶体管115、116以及117由p型薄膜晶体管(p型TFT)构成。
静电保持电容118是作为一端子的第1电极连接于驱动晶体管114的栅极、作为另一端子的第2电极连接于开关晶体管117的源极和漏极的一方的第1电容元件。静电保持电容118具有如下功能:保持与从第1信号线151或第2信号线152提供的信号电压以及驱动晶体管114的阈值电压对应的电荷,例如在开关晶体管115成为截止状态之后,控制从驱动晶体管114向有机EL元件113提供的信号电流。
静电保持电容119是连接在静电保持电容118的第2电极与第3控制线134之间的第2电容元件。首先,在通过电压控制电路30使第3控制线134向高电位侧变化而使静电保持电容118的一端子与另一端子之间产生了大于驱动晶体管114的阈值电压的电压之后,通过开关晶体管117的导通,在稳定状态下通过静电保持电容118及119来存储驱动晶体管114的源极电位。静电保持电容118与119之间的节点的稳定状态下的电位为对驱动晶体管114的栅极电压加上阈值电压而得到的电压。即使在辉度信号电压经由开关晶体管115被施加到了静电保持电容118的第1电极的情况下,其源极电位的信息也会残留在静电保持电容118与静电保持电容119之间的节点处。因此,通过施加上述辉度信号电压,第1信号线151或者第2信号线152的辉度信号电压与基准电压的电压差被施加到静电保持电容118。然后,即使从保持上述信号电压到发光的定时根据每个发光像素行的不同而不同,也能通过静电保持电容119确定静电保持电容118的第2电极的电位,因此也能确定静电保持电容118的第1电极的电位,驱动晶体管114的栅极电压得以确定。
第1控制线131连接于扫描/控制线驱动电路14,并连接于属于包含发光像素11A及11B的像素行的各发光像素。由此,第1控制线131具有产生使驱动晶体管114的源极与静电保持电容118和静电保持电容119之间的节点导通或非导通的状态的功能。
第2控制线132连接于扫描/控制线驱动电路14,并连接于属于包含发光像素11A及11B的像素行的各发光像素。由此,第2控制线132具有提供使驱动晶体管114的源极-漏极间电流通断的定时的功能。
第3控制线134连接于扫描/控制线驱动电路14,并连接于属于包含发光像素11A及11B的像素行的各发光像素。由此,第3控制线134具有通过切换电压电平来完善用于检测驱动晶体管114的阈值电压的环境的功能。
扫描线133具有提供向属于包含发光像素11A及11B的像素行的各发光像素写入作为辉度信号电压或基准电压的信号电压的定时的功能。
第1信号线151和第2信号线152连接于信号线驱动电路15,并分别连接到属于包含发光像素11A及11B的像素列的各发光像素,具有提供用于检测驱动TFT的阈值电压的基准电压和用于确定发光强度的信号电压的功能。
虽然在图2A和图2B中没有示出,但电源线110和电源线112分别是正电源线和负电源线,也连接于其他发光像素,且连接于电压源。
接着,说明控制线131、第2控制线132、第3控制线134、扫描线133、第1信号线151以及第2信号线152的发光像素间的连接关系。
图3是表示本发明实施方式1涉及的显示装置具有的显示面板的一部分的电路结构图。在该图中示出了两个相邻的驱动块、各控制线、各扫描线以及各信号线。在附图及以下的说明中,将各控制线、各扫描线以及各信号线表示为“标号(块号,在该块中的行号)”或“标号(块号)”。
如上所述,驱动块由多个发光像素行构成,显示面板10中存在2个以上的驱动块。例如,图3所示的各驱动块由m行的发光像素行构成。
在图3的上方所示的第k个驱动块中,第1控制线131(k)共用地连接于该驱动块内的所有发光像素11A具有的开关晶体管117的栅极。另外,第2控制线132(k)共用地连接于该驱动块内的所有的发光像素11A具有的开关晶体管116的栅极。另外,第3控制线134(k)共用地连接于与该驱动块内的所有的发光像素11A具有的静电保持电容119。另一方面,扫描线133(k,1)~扫描线133(k,m)分别按发光像素行单独地连接。具体而言,第1控制线131连接于扫描/控制线驱动电路14,并连接在属于包含发光像素11A及11B的像素行的各发光像素。
另外,在图3的下方所示的第(k+1)个驱动块中,也为与第k个驱动块同样的连接。但是,连接于第k个驱动块的第1控制线131(k)与连接于第(k+1)个驱动块的第1控制线131(k+1)是不同的控制线,被从扫描/控制线驱动电路14输出单独的控制信号。另外,连接于第k个驱动块的第2控制线132(k)与连接于第(k+1)个驱动块的第2控制线132(k+1)是不同的控制线,从扫描/控制线驱动电路14输出单独的控制信号。另外,连接于第k个驱动块的第3控制线134(k)与连接于第(k+1)个驱动块的第3控制线134(k+1)是不同的控制线,从扫描/控制线驱动电路14输出单独的控制信号。也即是,第1控制线131、第2控制线132以及第3控制线134在同一驱动块内的所有发光像素中被共用化,在不同的驱动块之间相独立。在此,在同一驱动块内控制线被共用化是指,从扫描/控制线驱动电路14输出的一个控制信号被同时提供给同一驱动块内的控制线。例如,在同一驱动块内,连接于扫描/控制线驱动电路14的一条控制线分支为按发光像素行配置的第1控制线131。另外,控制线在不同的驱动块之间相独立是指,从扫描/控制线驱动电路14输出的单独的控制信号被提供给多个驱动块。例如,第1控制线131按驱动块单独地连接于扫描/控制线驱动电路14。
另外,在第k个驱动块中,第1信号线151连接于该驱动块内的所有发光像素11A具有的开关晶体管115的源极和漏极的另一方。另一方面,在第(k+1)个驱动块中,第2信号线152连接于该驱动块内的所有发光像素11B具有的开关晶体管115的源极和漏极的另一方。
通过上述驱动块化,能够削减用于控制驱动晶体管114的源极与静电保持电容118和静电保持电容119之间的节点的连接的第1控制线131的条数。另外,能够削减用于控制向驱动晶体管114的源极通断电源电压施加的第2控制线132的条数。另外,能够削减用于控制对驱动晶体管114的阈值电压Vth进行检测的Vth检测电路的第3控制线134的条数。因此,能够减少向这些控制线输出驱动信号的扫描/控制线驱动电路14的输出条数,能削减电路规模。
接着,使用图4A来说明本实施方式涉及的显示装置1的驱动方法。在此,详细说明对于具有图2A和图2B中所示的具体电路结构的图像显示装置的驱动方法。
图4A是本发明实施方式1涉及的显示装置的驱动方法的动作定时图。在该图中,横轴表示时间。另外,在纵向上,从上向下依次示出了在第k个驱动块的扫描线133(k,1)、133(k,2)及133(k,m)、第1信号线151、第1控制线131(k)、第2控制线132(k)及第3控制线134(k)上产生的电压的波形图。另外,继这些之后示出了在第(k+1)个驱动块的扫描线133(k+1,1)、133(k+1,2)及133(k+1,m)、第2信号线152、第1控制线131(k+1)、第2控制线132(k+1)及第3控制线134(k+1)上产生的电压的波形图。另外,图5是本发明实施方式1涉及的显示装置具有的发光像素的状态变化图。另外,图6是本发明实施方式1涉及的显示装置的动作流程图。
首先,在即将时刻t0之前,扫描线133(k,1)~133(k,m)的电压电平全部是高电平(HIGH),第2控制线132(k)也是高电平。从使第2控制线132(k)为高电平的瞬间起,开关晶体管116成为截止状态。由此,有机EL元件113光猝灭,k块中的发光像素的同时发光结束。同时,开始k块中的非发光期间。
接着,在时刻t0,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k,1)~133(k,m)的电压电平同时从高电平变为低电平,使开关晶体管115成为导通状态。另外,此时第2控制线132(k)已经是高电平,开关晶体管116为截止,信号线驱动电路15使第1信号线151的信号电压从辉度信号电压变为驱动晶体管114成为截止的基准电压(图6的S11)。由此,如图5(b)所示,通过基准电压VR被施加到驱动晶体管114的栅极,属于第k个驱动块的所有的发光像素被复位。上述向驱动晶体管114的栅极施加基准电压的动作相当于第1基准电压施加步骤。使第2控制线132(k)从低电平(LOW)变为高电平而使开关晶体管116截止的定时未必需要是时刻t0以前,也可以在t0至t1之间。
在此,设为在时刻t0以前的发光期间,用驱动晶体管114的阈值电压Vth对与信号电压Vdata(负的电压值)对应的电压V’进行了修正后的电压(-V’+Vth)被保持在静电保持电容118中。
在该状态下,当在时刻t0使开关晶体管115成为导通状态,从第1信号线151向静电保持电容118的第1电极施加基准电压VR来取代Vdata时,则静电保持电容118的第2电极的电位VM用式1来表示。
VM=VM(O) (式1)
接着,在时刻t1,扫描/控制线驱动电路14使第3控制线134(k)的电压电平从低电平变为高电平(图6的S12)。此时,当使第3控制线134(k)的电压电平变化了ΔV时,则静电保持电容118的第2电极会上升根据静电保持电容118与静电保持电容119的电容比而分配的电压量。在此,当将静电保持电容118和静电保持电容119的静电电容分别设为C1及C2时,则静电保持电容118的第2电极的电位VM用式2来表示。
通过该第3控制线134(k)从低电平向高电平变化,ΔV被预先设定为使得在作为驱动晶体管114的源极-栅极间电压的Vsg产生比驱动晶体管114的阈值电压Vth大的电压。也即是,将在静电保持电容118上产生的电位差作为能检测驱动晶体管的阈值电压的电位差,完成向阈值电压的检测过程的准备。使第3控制线134(k)的电压电平变化ΔV的上述动作相当于第1初始化电压施加步骤。
在此,当将静电保持电容118的第1电极的电位设为VG时,则时刻t1的保持在静电保持电容118的电压(VM-VG)用式3来表示。
此时,由于第2控制线132(k)的电压电平被维持在高电平,所以不会从正电源线110向驱动晶体管114提供电流,如图5(c)所示,与保持在静电保持电容118的电压对应的放电电流开始流向驱动晶体管114和有机EL元件113。
从时刻t1到时刻t2的期间,由于上述放电电流,用上述式3表示的保持在静电保持电容118的电压如式4那样逐渐接近驱动晶体管114的阈值电压Vth。
VM-VG→Vth (式4)
并且,如图5(d)所示,当保持在静电保持电容118的电压变为了驱动晶体管114的阈值电压Vth时,上述放电电流停止。此时的VG和VM用式5来表示。
VG=VRt VM=VR+Vth (式5)
为了使与阈值电压Vth相当的电压保持在静电保持电容118而流动的放电电流是微量的,因此,到保持在静电保持电容118的电压逐渐接近于驱动晶体管114的阈值电压Vth而成为稳定状态为止需要时间。因而,该期间越长,保持在静电保持电容118的电压越稳定,通过将该期间确保为足够长,能够实现高精度的电压补偿。
以上,在时刻t1~时刻t2的期间,在第k个驱动块内同时执行驱动晶体管114的阈值电压Vth的修正,在第k个驱动块的所有发光像素11A具有的静电保持电容118同时保持与驱动晶体管114的阈值电压Vth相当的电压。
接着,在时刻t2,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k,1)~133(k,m)的电压电平同时从低电平变为高电平,使开关晶体管115成为截止状态(图6的S13)。由此,完成属于第k个驱动块的发光像素的阈值检测动作。上述通过使开关晶体管115成为截止状态而停止向驱动晶体管114的栅极提供基准电压的动作相当于第1非导通步骤。
上述的第1基准电压施加步骤、第1初始化电压施加步骤以及第1非导通步骤相当于第1阈值保持步骤。
接着,在时刻t2~时刻t3的期间,扫描/控制线驱动电路14使第1控制线131(k)的电压电平从低电平变为高电平,使开关晶体管117成为截止状态。由此,完成向属于第k个驱动块的发光像素写入辉度信号电压的准备。在辉度信号电压的写入期间,开关晶体管117为截止状态,由此静电保持电容118的第2电极与驱动晶体管114的源极的电流通路被切断。因此,在写入期间内,不会从静电保持电容118向驱动晶体管114流动放电电流,与该辉度信号电压对应的正确的电压被保持在静电保持电容118中。另外,通过切断上述电流通路,上述期间不需要使用于抑制上述放电电流的开关晶体管115高速地从截止到导通、进而从导通到截止的高速写入动作,因此,能够确保写入正确的辉度信号电压所需的原本的写入期间。
接着,在时刻t3~时刻t4的期间,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k,1)~133(k,m)的电压电平依次变为高→低→高,使开关晶体管115按发光像素行依次成为导通状态。另外,此时,信号线驱动电路15使第1信号线151的信号电压从基准电压变为辉度信号电压Vdata(图6的S14)。由此,如图5(e)所示,向驱动晶体管114的栅极施加辉度信号电压Vdata。此时,静电保持电容118的第2电极的电位VM成为根据C1和C2分配信号电压的变化量(Vdata-VR)而得到的电压与作为时刻t2的VM电位的(VR+Vth)之和,用式6来表示。
保持在静电保持电容118的电位差Vsg是由上述式6所规定的VM与作为VG的电位的Vdata的差量,用式7来表示。
也即是,向静电保持电容118写入相加电压,该相加电压是与该辉度信号电压Vdata相应的电压和之前所保持的与驱动晶体管114的阈值电压Vth相当的电压相加得到的电压。上述相加电压的写入动作相当于第1辉度保持步骤。
以上,在时刻t3~时刻t4的期间,在第k个驱动块内按发光像素行依次执行修正后的辉度信号电压的写入。
接着,在时刻t4,使第1控制线131(k)的电压电平从高电平变为低电平。另外,几乎同时使第2控制线132(k)和第3控制线134(k)的电压电平从高电平变为低电平(图6的S15)。由此,如图5(a)所示,在有机EL元件113中流动与上述相加电压相应的驱动电流。也即是,第k个驱动块内的所有发光像素11A同时开始发光。上述发光动作相当于第1发光步骤。
以上,在使第2控制线132(k)的电压电平从高电平变为低电平的上述时刻以后的期间,在第k个驱动块内同时执行有机EL元件113的发光。在此,在驱动晶体管114中流动的漏极电流id使用从由式7所规定的Vsg减去驱动晶体管114的阈值电压Vth而得到的电压值来由式8进行表示。
在此,β是与迁移率、栅极绝缘膜电容以及晶体管的沟道区域的尺寸有关的特性参数。根据式8可知,用于使有机EL元件113发光的漏极电流id为不依赖于驱动晶体管114的阈值电压Vth的电流。
以上,通过将发光像素行进行驱动块化,能够在驱动块内同时执行驱动晶体管114的阈值电压Vth补偿。另外,也能够在驱动块内同时执行有机EL元件113的发光。由此,能够在驱动块内同步地进行驱动晶体管114的驱动电流的通断控制。因而,能够在驱动块内将第1控制线131、第2控制线132以及第3控制线134共用化。
另外,虽然扫描线133(k,1)~133(k,m)与扫描/控制线驱动电路14单独地连接,但在阈值电压补偿期间,驱动脉冲的定时相同。因此,扫描/控制线驱动电路14能抑制要输出的脉冲信号的高频化,因而能够减轻驱动电路的输出负荷。
在专利文献1所述的以往的图像显示装置500中难以实现上述的驱动电路的输出负荷小的驱动方法。虽然在图14所示的像素电路图中也补偿了驱动晶体管512的阈值电压Vth,但在与该阈值电压相当的电压被保持在保持电容513之后,驱动晶体管512的源极电位会发生变动且不确定。因此,在图像显示装置500中,必须在保持了阈值电压Vth后立即接着执行加上辉度信号电压而得到的相加电压的写入。另外,由于上述相加电压也受到源极电位的变动的影响,所以必须立即接着执行发光动作。也即是,在以往的图像显示装置500中,必须按发光像素行执行上述的阈值电压补偿、辉度信号电压写入以及发光,在图14所示的发光像素501中无法进行驱动块化。
与此相对,本发明的显示装置1具有的发光像素11A及11B如前所述,在驱动晶体管114的源极与电源线110之间附加了开关晶体管116,在驱动晶体管114的源极与静电保持电容118的第2电极之间附加了开关晶体管117。由此,驱动晶体管114的栅极电位和源极电位得以稳定化,因而能够按发光像素行任意地设定从基于阈值电压修正的电压的写入到辉度信号电压的相加写入的时间、或者从该相加写入到发光的时间。通过该电路结构,能够进行驱动块化,能够使同一驱动块内的阈值修正期间及发光期间一致。
在此,在专利文献1所述的使用了两条信号线的以往的图像显示装置和本发明的驱动块化的显示装置之间,对由阈值电压检测期间规定的发光占空比进行比较。
图7是说明扫描线和信号线的波形特性的图。在该图中,各像素行的1水平期间t1H中的阈值电压Vth的检测期间是基准电压被施加到各像素具有的静电保持电容的期间,相当于扫描线为高电平状态的期间即PWS。在图7所示的扫描线的波形特性中,在用于连接信号线和上述静电保持电容的开关晶体管为p型晶体管的情况下,扫描线的波形成为高电平和低电平翻转的波形。此时,各像素行的1水平期间t1H中的成为阈值电压Vth的检测期间的PWs成为低电平状态。
另外,在信号线,1水平期间t1H包括提供信号电压的期间即PWD和提供基准电压的期间即tD。另外,当将PWS的上升时间和下降时间分别设为tR(S)和tF(S),将PWD的上升时间和下降时间分别设为tR(D)和tF(D)时,则1水平期间t1H表示为式9。
t1H=tD+PWD+tR(D)+tF(D) (式9)
进而,假定PWD=tD时,则1水平期间t1H表示为式10。
tD+PWD+tR(D)+tF(D)=2tD+tR(D)+tF(D) (式10)
根据式9和式10,tD用式11来表示。
tD=(t1H-tR(D)-tF(D))/2 (式11)
另外,由于Vth检测期间必须在基准电压产生期间内开始并结束,所以设为将Vth检测期间确保为最大,tD用式12来表示。
tD=PWS+tR(S)+tF(S) (式12)
根据式11和式12,PWs表示为式13。
PWS=(t1H-tR(D)-tF(D)-2tR(S)-2tF(S))/2 (式13)
对于上述式13,作为一例,具有扫描线条数为1080条(+消隐30条)的垂直分辨率,比较进行120Hz驱动的面板的发光占空比。
在以往的图像显示装置中,具有两条信号线的情况下的1水平期间t1H是具有一条信号线的情况下的2倍,因此,t1H={1秒/(120Hz×1110条)}×2=7.5μS×2=15μS。在此,当取tR(D)=tF(D)=2μS,tR(s)=tF(s)=1.5μS,将这些代入式13时,则作为Vth的检测期间的PWS成为2.5μS。
在此,设为具有足够的精度的Vth检测期间需要为1000μS,则该Vth检测所需的水平期间需要至少1000μS/2.5μS=400水平期间来作为非发光期间。因此,使用了两条信号线的以往的图像显示装置的发光占空比为(1110水平期间-400水平期间)/1110水平期间=64%以下。
接着,求出本发明的驱动块化的显示装置的发光占空比。与上述条件同样地,假为具有足够的精度的Vth检测期间需要为1000μS,则在块驱动的情况下,图4A中所示的期间A(阈值检测准备期间+阈值检测期间)相当于上述1000μS。在该情况下,由于1帧的非发光期间包含上述期间A和写入期间,所以至少为1000μS×2=2000μS。因此,本发明的驱动块化的图像显示装置的发光占空比为(1帧时间-2000μS)/1帧时间,代入(1秒/120Hz)作为1帧时间,则发光占空比为76%以下。
根据以上的比较结果,相对于使用了两条信号线的以往的图像显示装置,通过如本发明这样组合块驱动,即使设定了相同的阈值检测期间,也能将发光占空比确保为更大。因此,能够实现充分地确保了发光辉度且降低了驱动电路的输出负荷的寿命长的显示装置。
反之而言,可知:在将使用了两条信号线的以往的图像显示装置和如本发明这样组合了块驱动的显示装置设定为相同的发光占空比的情况下,本发明的显示装置能够将阈值检测期间确保为较长。
再次说明本实施方式涉及的显示装置1的驱动方法。
另一方面,在时刻t5,开始第(k+1)个驱动块中的驱动晶体管114的阈值电压修正。
首先,在即将时刻t5之前,扫描线133(k+1,1)~133(k+1,m)的电压电平均为高电平,第2控制线132(k+1)也为高电平。从使第2控制线132(k+1)为高电平的瞬间起,开关晶体管116成为截止状态。由此,有机EL元件113光猝灭,(k+1)块中的发光像素的同时发光结束。同时,开始(k+1)块中的非发光期间。
接着,在时刻t5,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k+1,1)~133(k+1,m)的电压电平同时从高电平变为低电平,使开关晶体管115成为导通状态。另外,此时第2控制线132(k+1)已经成为高电平,开关晶体管116截止,信号线驱动电路15使第2信号线152的信号电压从辉度信号电压变为基准电压(图6的S21)。由此,通过基准信号电压VR被施加到驱动晶体管114的栅极,属于第(k+1)个驱动块的所有发光像素被复位。上述向驱动晶体管114的栅极施加基准电压的动作相当于第2基准电压施加步骤。
接着,在时刻t6,扫描/控制线驱动电路14使第3控制线134(k+1)的电压电平从低电平变为高电平(图6的S22)。
通过该第3控制线134(k+1)从低电平向高电平变化,ΔV被预先设定为使得在作为驱动晶体管114的源极-栅极间电压的Vsg产生比驱动晶体管114的阈值电压Vth大的电压。也即是,将在静电保持电容118产生的电位差作为能检测驱动晶体管的阈值电压的电位差,完成向阈值电压的检测过程的准备。使第3控制线134(k)的电压电平变化ΔV的上述动作相当于第2初始化电压施加步骤。
此时,由于第2控制线132(k+1)的电压电平被维持在高电平,所以不会从电源线110向驱动晶体管114提供电流,与保持在静电保持电容118的电压对应的放电电流开始流向驱动晶体管114和有机EL元件113。
以上,在时刻t6~时刻t7的期间,在第(k+1)个驱动块内同时执行驱动晶体管114的阈值电压Vth的修正,在第(k+1)个驱动块的所有发光像素11B具有的静电保持电容118同时保持与驱动晶体管114的阈值电压Vth相当的电压。
接着,在时刻t7,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k+1,1)~133(k+1,m)的电压电平同时从低电平变为高电平,使开关晶体管115成为截止状态(图6的S23)。由此,完成属于第(k+1)个驱动块的发光像素的阈值检测动作。上述使开关晶体管115成为截止状态而停止向驱动晶体管114的栅极提供基准电压的动作相当于第2非导通步骤。
上述的第2基准电压施加步骤、第2初始化电压施加步骤以及第2非导通步骤相当于第2阈值保持步骤。
接着,在时刻t8~时刻t9的期间,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k+1,1)~133(k+1,m)的电压电平依次变为高→低→高,使开关晶体管115按发光像素行依次成为导通状态。另外,此时,信号线驱动电路15使第2信号线152的信号电压从基准电压VR变为辉度信号电压Vdata(图6的S24)。由此,向驱动晶体管114的栅极施加辉度信号电压Vdata。此时,向静电保持电容118写入相加电压,该相加电压是与该辉度信号电压Vdata相应的电压和之前所保持的与驱动晶体管114的阈值电压Vth相当的电压相加而得到的电压。上述相加电压的写入动作相当于第2辉度保持步骤。
以上,在时刻t8~时刻t9的期间,在第(k+1)个驱动块内按发光像素行依次执行修正后的辉度信号电压的写入。
接着,在时刻t9,使第1控制线131(k+1)的电压电平从高电平变为低电平。另外,几乎同时使第2控制线132(k+1)和第3控制线134(k+1)的电压电平从高电平变为低电平(图6的S25)。由此,在有机EL元件113中流动与上述相加电压相应的驱动电流。也即是,第(k+1)个驱动块内的所有发光像素11B同时开始发光。上述发光动作相当于第2发光步骤。
以上,在时刻t9以后的期间,在第(k+1)个驱动块内同时执行有机EL元件113的发光。
在显示面板10内的第(k+2)个驱动块以后,也依次执行以上的动作。
图4B是根据本发明实施方式1涉及的驱动方法而发光的驱动块的状态变化图。在该图中,表示出某发光像素列的按驱动块的发光期间和非发光期间。纵向表示多个驱动块,另外,横轴表示经过时间。在此,非发光期间包括上述的阈值修正期间和辉度信号电压的写入期间。
根据本发明实施方式1涉及的显示装置的驱动方法,发光期间在同一驱动块内被设定为同时。因此,在驱动块之间,相对于行扫描方向,发光期间台阶状地出现。
以上,通过配置有开关晶体管116、117和静电保持电容119的发光像素电路、对驱动块化的各发光像素的控制线、扫描线及信号线的配置、以及上述驱动方法,能够在同一驱动块内使驱动晶体管114的阈值修正期间及其定时一致。另外,进而能在同一驱动块内使发光期间及其定时也一致。因此,用于输出控制各开关晶体管的导通和非导通的信号、控制电流通路的信号的扫描/控制线驱动电路14和用于控制信号电压的信号线驱动电路15的负荷降低。另外,进而通过上述驱动块化和按发光像素列配置的两条信号线,能够在作为重写全部发光像素的时间的1帧期间Tf中将驱动晶体管114的阈值修正期间取为较大。其原因是,在第k个驱动块中取样辉度信号的期间,能在第(k+1)个驱动块中设置阈值修正期间。因此,阈值修正期间不是按发光像素行来分割,而是按驱动块来分割。因而,即使显示区域的面积变大,也不会使扫描/控制线驱动电路14的输出数相应那么增加,且不会使发光占空比减小,能将相对于1帧期间的相对的阈值修正期间设定得较长。由此,能在发光元件中流动基于高精度地修正后的辉度信号电压的驱动电流,使显示品质提高。
例如,在将显示面板10分成N个驱动块的情况下,付与各发光像素的阈值修正期间最大成为Tf/N。在此,本发明中的阈值修正期间由图4A中所示的定时图中的复位期间和阈值检测期间构成。与此相对,在以按发光像素行而不同的定时设定阈值修正期间的情况下,当发光像素行为M行(M>>N)时,则最大成为Tf/M。另外,在如专利文献1所述那样按发光像素列配置有两条的信号线的情况下,也为最大2Tf/M。
另外,通过驱动块化,能够在驱动块内使用于对驱动晶体管114的源极和静电保持电容118的第2电极的导通进行控制的第1控制线、用于控制对驱动晶体管114的漏极通断电压施加的第2控制线、以及用于控制静电保持电容118的第2电极的电位的第3控制线共用化。因此,能够削减从扫描/控制线驱动电路14输出的控制线的条数。因而,驱动电路的负荷降低。
例如,在专利文献1所述的以往的图像显示装置500中,每发光像素行配置有两条控制线(供电线和扫描线)。当图像显示装置500由M行的发光像素行构成时,则控制线合计为2M条。
与此相对,在本发明实施方式1涉及的显示装置1中,从扫描/控制线驱动电路14输出每发光像素行一条扫描线、每个驱动块三条控制线。因此,当显示装置1由M行的发光像素行构成时,则控制线(包含扫描线)合计为(M+3N)条。
在大型化而发光像素的行数较多的情况下,可实现M>>N,因此在该情况下,本发明涉及的显示装置1的控制线条数与以往的图像显示装置500的控制线条数相比,能够削减到约1/2。
<实施方式2>
以下,参照附图说明本发明的实施方式2。
图8是表示本发明实施方式2涉及的显示装置具有的显示面板的一部分的电路结构图。在该图中示出了两个相邻的驱动块、各控制线、各扫描线以及各信号线。在附图及以下的说明中,将各控制线、各扫描线以及各信号线表示为“标号(块号,该块中的行号)”或“标号(块号)”。
该图中所示的显示装置与图3所示的显示装置1相比,各发光像素的电路结构是同样的,不同点仅在于,第2控制线132不按驱动块而共用化,其按发光像素行而连接于未图示的扫描/控制线驱动电路14。以下,省略与图3所示的实施方式1涉及的显示装置1的相同点的说明,仅说明不同点。
在图8的上方所示的第k个驱动块中,第2控制线132(k,1)~132(k,m)按该驱动块内的发光像素行进行配置,与各发光像素11A具有的开关晶体管116的栅极单独地连接。另外,第1控制线131(k)共用地连接于该驱动块内的所有的发光像素11A具有的开关晶体管117的栅极。另外,第3控制线134(k)共用地连接于该驱动块内的所有的发光像素11A具有的静电保持电容119。另一方面,扫描线133(k,1)~扫描线133(k,m)分别按发光像素行单独地连接。另外,在图8的下方所示的第(k+1)个驱动块中,也为与第k个驱动块同样的连接。但是,连接于第k个驱动块的第1控制线131(k)与连接于第(k+1)个驱动块的第1控制线131(k+1)是不同的控制线,从扫描/控制线驱动电路14输出单独的控制信号。同样地,连接于第k个驱动块的第3控制线134(k)与连接于第(k+1)个驱动块的第3控制线134(k+1)是不同的控制线,从扫描/控制线驱动电路14输出单独的控制信号。
另外,在第k个驱动块中,第1信号线151连接于该驱动块内的所有发光像素11A具有的开关晶体管115的源极和漏极的另一方。另一方面,在第(k+1)个驱动块中,第2信号线152连接于该驱动块内的所有发光像素11B具有的开关晶体管115的源极和漏极的另一方。
通过上述驱动块化,能够削减用于控制Vth检测电路的第1控制线131和第3控制线134的条数。因此,向这些控制线输出驱动信号的扫描/控制线驱动电路14的负荷降低。
接着,使用图9A来说明本实施方式2涉及的图像显示装置的驱动方法。
图9A是本发明实施方式2涉及的显示装置的驱动方法的动作定时图。在该图中,横轴表示时间。另外,在纵向上,从上向下依次示出了在第k个驱动块的扫描线133(k,1)、133(k,2)及133(k,m)、第1信号线151、第1控制线131(k)、第2控制线132(k,1)、132(k,2)及132(k,m)、第3控制线134(k)上产生的电压的波形图。另外,继这些之后示出了在第(k+1)个驱动块的扫描线133(k+1,1)、133(k+1,2)及133(k+1,m)、第2信号线152、第1控制线131(k+1)、第2控制线132(k+1,1)、132(k+1,2)及132(k+1,m)、第3控制线134(k+1)上产生的电压的波形图。
本实施方式涉及的驱动方法与图4A所示的实施方式1涉及的驱动方法相比,其不同点仅在于,使驱动块内的发光期间不一致,按发光像素行设定了信号电压的写入期间和发光期间。
首先,在时刻t20,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k,1)的电压电平从高电平变为低电平,使开关晶体管115成为导通状态。另外,此时,信号线驱动电路15使第1信号线151的电压从辉度信号电压Vdata变为基准电压。由此,属于第k个驱动块的第1行的发光像素光猝灭。然后,扫描/控制线驱动电路14依次使扫描线133(k,2)~扫描线133(k,m)的电压电平从高电平变为低电平,由此属于第k个驱动块的发光像素按行依次光猝灭。
另外,在时刻t20~时刻t21的期间,扫描/控制线驱动电路14使第2控制线132(k、1)~第2控制线132(k、m)的电压电平依次从低电平变为高电平,使驱动晶体管114和电源线110非导通。由此,停止向属于第k个驱动块的发光像素具有的驱动晶体管114提供电源电压。
接着,在时刻t21,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k,1)~133(k,m)的电压电平同时从高电平变为低电平,使开关晶体管115成为导通状态。另外,此时第2控制线132(k,1)~132(k,m)已经是高电平,开关晶体管116为截止状态。另外,此时第1控制线131(k)已经成为低电平,开关晶体管117为导通状态。进而,信号线驱动电路15使第1信号线151的电压从辉度信号电压变为基准电压(图6的S11)。由此,向驱动晶体管114的栅极施加基准电压。上述向驱动晶体管114的栅极施加基准电压的动作相当于第1基准电压施加步骤。
接着,在时刻t22,扫描/控制线驱动电路14使第3控制线134(k)的电压电平从低电平变为高电平(图6的S12)。此时,当使第3控制线134(k)的电压电平变化了ΔV时,静电保持电容118的第2电极上升根据静电保持电容118与静电保持电容119的电容比而分配的电压量。
通过该第3控制线134(k)从低电平向高电平变化,ΔV被预先设定为使得在作为驱动晶体管114的源极-栅极间电压的Vsg产生比驱动晶体管114的阈值电压Vth大的电压。也即是,将在静电保持电容118产生的电位差作为能检测驱动晶体管的阈值电压的电位差,完成向阈值电压的检测过程的准备。使第3控制线134(k)的电压电平变化ΔV的上述动作相当于第1初始化电压施加步骤。
此时,由于第2控制线132(k,1)~132(k,m)的电压电平被维持在高电平,所以不会从电源线110向驱动晶体管114提供电流,与保持在静电保持电容118的电压对应的放电电流开始流向驱动晶体管114和有机EL元件113。
从时刻t22到时刻t23的期间,由于上述放电电流,保持在静电保持电容118的电压逐渐接近驱动晶体管114的阈值电压Vth。
并且,当保持在静电保持电容118的电压变为了驱动晶体管114的阈值电压Vth时,上述放电电流停止。
为了使与阈值电压Vth相当的电压保持在静电保持电容118而流动的放电电流是微量的,因此,到保持在静电保持电容118的电压逐渐接近于驱动晶体管114的阈值电压Vth而成为稳定状态需要时间。因而,该期间越长,保持在静电保持电容118的电压越稳定,通过将该期间确保为足够长,能够实现高精度的电压补偿。
以上,在时刻t22~时刻t23的期间,在第k个驱动块内同时执行驱动晶体管114的阈值电压Vth的修正,在第k个驱动块的所有发光像素11A具有的静电保持电容118同时保持与驱动晶体管114的阈值电压Vth相当的电压。
接着,在时刻t23,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k,1)~133(k,m)的电压电平同时从低电平变为高电平,使开关晶体管115成为截止状态(图6的S13)。由此,完成属于第k个驱动块的发光像素的阈值检测动作。上述使开关晶体管115成为截止状态而停止向驱动晶体管114的栅极提供基准电压的动作相当于第1非导通步骤。
上述的第1基准电压施加步骤、第1初始化电压施加步骤以及第1非导通步骤相当于第1阈值保持步骤。
接着,在时刻t23~时刻t24的期间,扫描/控制线驱动电路14使第1控制线131(k)的电压电平从低电平变为高电平,使开关晶体管117成为截止状态。由此,完成向属于第k个驱动块的发光像素写入辉度信号电压的准备。在辉度信号电压的写入期间,开关晶体管117为截止状态,由此静电保持电容118的第2电极与驱动晶体管114的源极的电流通路被切断。因此,在写入期间内,不会从静电保持电容118向驱动晶体管114流动放电电流,与该辉度信号电压对应的正确的电压被保持在静电保持电容118。另外,由于上述期间不需要用于抑制上述放电电流的高速写入,所以,能够确保写入正确的辉度信号电压所需的原本的写入期间。
然后,在时刻t23~时刻t24的期间,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k,1)~133(k,m)的电压电平依次变为高→低→高,使开关晶体管115按发光像素行依次成为导通状态。另外,此时,信号线驱动电路15使第1信号线151的信号电压从基准电压变为辉度信号电压Vdata(图6的S14)。由此,向驱动晶体管114的栅极施加辉度信号电压Vdata。此时,向静电保持电容118写入相加电压,该相加电压是与该辉度信号电压Vdata相应的电压和之前所保持的与驱动晶体管114的阈值电压Vth相当的电压相加而得到的电压。上述相加电压的写入动作相当于第1辉度保持步骤。
以上,在时刻t23~时刻t24的期间,在第k个驱动块内按发光像素行依次执行修正后的辉度信号电压的写入。
接着,在时刻t24,扫描/控制线驱动电路14使第1控制线131(k)的电压电平从高电平变为低电平。另外,几乎同时使第3控制线134(k)的电压电平从高电平变为低电平。由此,完成使与上述相加电压相应的驱动电流在有机EL元件113中流动的准备。
接着,在时刻t25以后,扫描/控制线驱动电路14使第2控制线132(k,1)~132(k,m)的电压电平按行依次从高电平变为低电平(图6的S15)。由此,在第k个驱动块内的所有发光像素11A中,按发光像素行而在有机EL元件113中流动与上述相加电压相应的驱动电流,开始发光。上述发光动作相当于第1发光步骤。
以上,通过将发光像素行进行驱动块化,能够在驱动块内同时执行驱动晶体管114的阈值电压Vth补偿。另外,也能够在驱动块内同时执行有机EL元件113的发光。由此,能够在驱动块内同步地进行驱动晶体管114的驱动电流的通断控制。因而,能够在驱动块内使第1控制线131、第2控制线132以及第3控制线134共用化。
以上,在时刻t25以后,在第k个驱动块内按发光像素行依次执行与修正后的辉度信号电压对应的发光。在此,在驱动晶体管114中流动的漏极电流id使用从由实施方式1中记载的式7所规定的Vsg减去驱动晶体管114的阈值电压Vth而得到的电压值来由式8进行规定。根据式8可知,用于使有机EL元件113发光的漏极电流id为不依赖于驱动晶体管114的阈值电压Vth的电流。
以上,通过将发光像素行进行驱动块化,能够在驱动块内同时执行驱动晶体管114的阈值电压Vth补偿。由此,能够在驱动块内使第1控制线131和第3控制线134共用化。
另外,虽然扫描线133(k,1)~133(k,m)与扫描/控制线驱动电路14单独地连接,但在阈值电压补偿期间,驱动脉冲的定时相同。因此,扫描/控制线驱动电路14能抑制要输出的脉冲信号的高频化,因而能够降低驱动电路的输出负荷。
在本实施方式中,从与实施方式1相同的观点来看,与专利文献1所述的使用了两条信号线的以往的图像显示装置相比,也具有能将发光占空比确保为更大的优点。
因此,能够实现充分地确保发光辉度且降低了驱动电路的输出负荷的寿命长的图像显示装置。
另外,可知:在将使用了两条信号线的以往的图像显示装置和如本发明这样组合了块驱动的显示装置设定为相同的发光占空比的情况下,本发明的显示装置能够将阈值检测期间确保为较长。
再次说明本实施方式涉及的显示装置的驱动方法。
另一方面,在时刻t28,开始第(k+1)个驱动块中的驱动晶体管114的阈值电压修正。
首先,在紧接着属于第k个驱动块中的m行的发光像素11A的光猝灭动作完成之后的时刻t26,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k+1,1)的电压电平从高电平变为低电平,使开关晶体管115成为导通状态。另外,此时,信号线驱动电路15使第2信号线152的电压从辉度信号电压Vdata变为基准电压。由此,属于第(k+1)个驱动块的第1行的的发光像素光猝灭。然后,扫描/控制线驱动电路14依次使扫描线133(k+1,2)~扫描线133(k+1,m)的电压电平从高电平变为低电平,由此属于第(k+1)个驱动块的发光像素按行依次光猝灭。
另外,在时刻t26~时刻t27的期间,扫描/控制线驱动电路14使第2控制线132(k+1,1)~第2控制线132(k+1,m)的电压电平依次从低电平变为高电平,使驱动晶体管114和电源线110非导通。由此,停止向属于第(k+1)个驱动块的发光像素具有的驱动晶体管114提供电源电压。
接着,在紧接着属于第k个驱动块的所有发光像素11A的阈值电压检测期间结束之后的时刻t27,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k+1,1)~133(k+1,m)的电压电平同时从高电平变为低电平,使开关晶体管115成为导通状态。另外,此时第2控制线132(k+1,1)~132(k+1,m)已经是高电平,开关晶体管116为截止状态。另外,此时第1控制线131(k+1)已经成为低电平,开关晶体管117为导通状态。进而,信号线驱动电路15使第2信号线152的电压从辉度信号电压变为基准电压(图6的S21)。由此,向驱动晶体管114的栅极施加基准电压。上述向驱动晶体管114的栅极施加基准电压的动作相当于第2基准电压施加步骤。
接着,在时刻t28,扫描/控制线驱动电路14使第3控制线134(k+1)的电压电平从低电平变为高电平(图6的S22)。此时,当使第3控制线134(k+1)的电压电平变化了ΔV时,静电保持电容118的第2电极上升根据静电保持电容118与静电保持电容119的电容比而分配的电压量。
通过该第3控制线134(k+1)从低电平向高电平变化,ΔV被预先设定为使得在作为驱动晶体管114的源极-栅极间电压的Vsg产生比驱动晶体管114的阈值电压Vth大的电压。也即是,将在静电保持电容118产生的电位差作为能检测驱动晶体管的阈值电压的电位差,完成向阈值电压的检测过程的准备。上述使第3控制线134(k+1)的电压电平变化ΔV的动作相当于第2初始化电压施加步骤。
此时,由于第2控制线132(k+1,1)~132(k+1,m)的电压电平被维持在高电平,所以不会从电源线110向驱动晶体管114提供电流,与保持在静电保持电容118的电压对应的放电电流开始流向驱动晶体管114和有机EL元件113。
从时刻t28到时刻t29的期间,由于上述放电电流,保持在静电保持电容118的电压逐渐接近驱动晶体管114的阈值电压Vth。
并且,当保持在静电保持电容118的电压变为了驱动晶体管114的阈值电压Vth时,上述放电电流停止。
以上,在时刻t28~时刻t29的期间,在第(k+1)个驱动块内同时执行驱动晶体管114的阈值电压Vth的修正,在第(k+1)个驱动块的所有发光像素11B具有的静电保持电容118同时保持与驱动晶体管114的阈值电压Vth相当的电压。
接着,在时刻t29,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k+1,1)~133(k+1,m)的电压电平同时从低电平变为高电平,使开关晶体管115成为截止状态(图6的S23)。由此,完成属于第(k+1)个驱动块的发光像素的阈值检测动作。上述使开关晶体管115成为截止状态而停止向驱动晶体管114的栅极提供基准电压的动作相当于第2非导通步骤。
上述的第2基准电压施加步骤、第2初始化电压施加步骤以及第2非导通步骤相当于第2阈值保持步骤。
接着,在时刻t29~时刻t30的期间,扫描/控制线驱动电路14使第1控制线131(k+1)的电压电平从低电平变为高电平,使开关晶体管117成为截止状态。由此,完成向属于第(k+1)个驱动块的发光像素写入辉度信号电压的准备。在辉度信号电压的写入期间,开关晶体管117为截止状态,由此静电保持电容118的第2电极与驱动晶体管114的源极的电流通路被切断。因此,在写入期间内,不会从静电保持电容118向驱动晶体管114流动放电电流,与该辉度信号电压对应的正确的电压被保持在静电保持电容118。
然后,在时刻t29~时刻t30的期间,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k+1,1)~133(k+1,m)的电压电平依次变为高→低→高,使开关晶体管115按发光像素行依次成为导通状态。另外,此时,信号线驱动电路15使第2信号线152的信号电压从基准电压变为辉度信号电压Vdata(图6的S24)。由此,向驱动晶体管114的栅极施加辉度信号电压Vdata。此时,向静电保持电容118写入相加电压,该相加电压是与该辉度信号电压Vdata相应的电压和之前所保持的与驱动晶体管114的阈值电压Vth相当的电压相加而得到的电压。上述相加电压的写入动作相当于第2辉度保持步骤。
以上,在时刻t29~时刻t30的期间,在第(k+1)个驱动块内按发光像素行依次执行修正后的辉度信号电压的写入。
接着,在时刻t30,扫描/控制线驱动电路14使第1控制线131(k+1)的电压电平从高电平变为低电平。另外,几乎同时使第3控制线134(k+1)的电压电平从高电平变为低电平。由此,完成使与上述相加电压相应的驱动电流在有机EL元件113中流动的准备。
接着,在时刻t31以后,扫描/控制线驱动电路14使第2控制线132(k+1,1)~132(k+1,m)的电压电平按行依次从高电平变为低电平(图6的S25)。由此,在第(k+1)个驱动块内的所有发光像素11B中,按发光像素行而在有机EL元件113中流动与上述相加电压相应的驱动电流,开始发光。上述发光动作相当于第2发光步骤。
以上,在时刻t31以后,在第(k+1)个驱动块内按发光像素行依次执行与修正后的辉度信号电压对应的发光。
在显示面板10内的第(k+2)个驱动块以后,也依次执行以上的动作。
图9B是根据本发明实施方式2涉及的驱动方法而发光的驱动块的状态变化图。在该图中,表示出某发光像素列的按驱动块的发光期间和非发光期间。纵向表示多个驱动块,另外,横轴表示经过时间。在此,非发光期间包括上述的阈值修正期间。
根据本发明实施方式2涉及的图像显示装置的驱动方法,发光期间在同一驱动块内也按发光像素行而依次进行设定。因此,在驱动块内,相对于行扫描方向,发光期间也连续地出现。
以上,在实施方式2中,通过配置有开关晶体管116、117和静电保持电容119的发光像素电路、对驱动块化的各发光像素的控制线、扫描线及信号线的配置、以及上述驱动方法,也能够在同一驱动块内使驱动晶体管114的阈值修正期间及其定时一致。因此,用于输出控制电流通路的信号的扫描/控制线驱动电路14和用于控制信号电压的信号线驱动电路15的负荷降低。另外,进而通过上述驱动块化和按发光像素列配置的两条信号线,能够在作为重写全部发光像素的时间的1帧期间Tf中将驱动晶体管114的阈值修正期间取为较大。其原因是,在第k个驱动块中取样辉度信号的期间,能在第(k+1)个驱动块中设置阈值修正期间。因此,阈值修正期间不是按发光像素行来分割,而是按驱动块来分割。因而,显示区域的面积越是变大,也能够不使发光占空比减小而将相对于1帧期间的相对的阈值修正期间设定得较长。由此,能在发光元件中流动基于高精度地修正后的辉度信号电压的驱动电流,使图像显示品质提高。
例如,在将显示面板10分成N个驱动块的情况下,付与各发光像素的阈值修正期间最大为Tf/N。
<实施方式3>
以下,参照附图来说明本发明的实施方式3。
图10A是本发明实施方式3涉及的显示装置中的奇数驱动块的发光像素的具体电路结构图,图10B是本发明实施方式3涉及的显示装置中的偶数驱动块的发光像素的具体电路结构图。图10A和图10B所示的发光像素21A及21B均包括有机EL(电致发光)元件213、驱动晶体管214、开关晶体管215、216及217、静电保持电容118及119、第1控制线131、第2控制线132、扫描线133、第3控制线134、第1信号线151以及第2信号线152。
该图中所示的发光像素21A及21B与图2A和图2B中所示的发光像素11A及11B相比,作为电路结构而不同点在于,各晶体管为n型,并且有机EL元件213的端子连接关系是相反的。各扫描线、各控制线以及各信号线与图2A和图2B中所示的发光像素11A及11B同样地,与各晶体管及静电保持电容相连接。以下,省略与实施方式1涉及的显示装置1的相同点的说明,仅说明不同点。
在图10A和图10B中,有机EL元件213是阳极连接于作为第2电源线的电源线112、阴极连接于驱动晶体管214的漏极的发光元件,通过流动驱动晶体管214的驱动电流而进行发光。
驱动晶体管214是源极连接于开关晶体管216的源极和漏极中的一方、漏极连接于有机EL元件213的阴极的驱动晶体管。驱动晶体管214将施加于栅极-源极间的信号电压转换为与该信号电压对应的漏极电流。并且,将该漏极电流作为驱动电流提供给有机EL元件213。驱动晶体管214例如由n型薄膜晶体管(n型TFT)构成。
开关晶体管215的栅极连接于扫描线133,其源极和漏极中的一方连接于驱动晶体管214的栅极。另外,在奇数驱动块的发光像素21A中,其源极和漏极的另一方连接于第1信号线151,该开关晶体管215作为第3开关晶体管发挥作用。另一方面,在偶数驱动块的发光像素21B中,其源极和漏极的另一方连接于第2信号线152,该开关晶体管215作为第4开关晶体管发挥作用。
开关晶体管216是栅极连接于第2控制线132、源极和漏极的另一方连接于作为第1电源线的电源线110的第2开关晶体管。开关晶体管216具有使驱动晶体管214的漏极电流通断的功能。
开关晶体管216的源极和漏极只要连接在电源线110与驱动晶体管214的源极之间即可。通过该配置,能够使驱动晶体管214的漏极电流通断。
开关晶体管217是栅极连接于第1控制线131、源极和漏极中的一方连接于静电保持电容118的另一端子、源极和漏极的另一方连接于驱动晶体管214的源极的第1开关晶体管。开关晶体管217在来自信号线的信号电压写入期间成为截止状态,由此具有使静电保持电容118保持与正确的信号电压对应的电压的功能。另一方面,在阈值电压检测期间和发光期间,通过成为导通状态,将驱动晶体管214的源极连接于静电保持电容118及119,使静电保持电容118正确地保持与阈值电压以及信号电压对应的电荷,具有使驱动晶体管214将反映了保持在静电保持电容118的电压的驱动电流提供到发光元件的功能。开关晶体管215、216以及217由n型薄膜晶体管(n型TFT)构成。
静电保持电容118是作为一端子的第1电极连接于驱动晶体管214的栅极、作为另一端子的第2电极连接于开关晶体管217的源极和漏极中的一方的第1电容元件。静电保持电容118如有如下功能:保持与从第1信号线151或第2信号线152提供的信号电压以及驱动晶体管214的阈值电压对应的电荷,例如在开关晶体管215成为截止状态之后,控制从驱动晶体管214向有机EL元件213提供的信号电流。
静电保持电容119是连接在静电保持电容118的第2电极与第3控制线134之间的第2电容元件。首先,通过开关晶体管217的导通,静电保持电容119在稳定状态下存储驱动晶体管214的源极电位。
虽然在图10A和图10B中没有示出,但电源线110和电源线112分别是负电源线和正电源线,也连接于其他发光像素,且连接于电压源。
另外,第1控制线131、第2控制线132以及第3控制线134的发光像素间的连接关系与图3所示的各控制线的连接关系是同样的,分别按驱动块而共用化。
通过上述驱动块化,能够削减用于对驱动晶体管214的源极与静电保持电容118和119之间的节点的连接进行控制的第1控制线131的条数。另外,能够削减用于控制向驱动晶体管214的源极通断电源电压施加的第2控制线132的条数。另外,能够削减用于控制对驱动晶体管214的阈值电压Vth进行检测的Vth检测电路的第3控制线134的条数。因此,向这些控制线输出驱动信号的扫描/控制线驱动电路14的输出条数减少,能削减电路规模。
接着,使用图11来说明本实施方式涉及的显示装置的驱动方法。在此,详细说明对于具有图10A和图10B中所示的具体的电路结构的显示装置的驱动方法。
图11是本发明实施方式3涉及的显示装置的驱动方法的动作定时图。另外,图6是本发明实施方式3涉及的显示装置的动作流程图。
首先,在即将时刻t30之前,扫描线133(k,1)~133(k,m)的电压电平全部是低电平,第2控制线132(k)也是低电平。从使第2控制线132(k)为低电平的瞬间起,开关晶体管216成为截止状态。由此,有机EL元件213光猝灭,k块中的发光像素的同时发光结束。同时,开始k块中的非发光期间。
接着,在时刻t30,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k,1)~133(k,m)的电压电平同时从低电平变为高电平,使开关晶体管215成为导通状态。另外,此时第2控制线132(k)已经是低电平,开关晶体管216截止,信号线驱动电路15使第1信号线151的信号电压从辉度信号电压变为驱动晶体管214截止的基准电压(图6的S11)。由此,通过基准电压VR被施加到驱动晶体管214的栅极,属于第k个驱动块的所有的发光像素被复位。上述向驱动晶体管214的栅极施加基准电压的动作相当于第1基准电压施加步骤。
接着,在时刻t31,扫描/控制线驱动电路14使第3控制线134(k)的电压电平从高电平变为低电平(图6的S12)。此时,当使第3控制线134(k)的电压电平变化了ΔV时,静电保持电容118的第2电极下降根据静电保持电容118与静电保持电容119的电容比而分配的电压量。
通过该第3控制线134(k)从高电平向低电平变化,ΔV被预先设定为使得在作为驱动晶体管214的源极-栅极间电压的Vgs产生比驱动晶体管214的阈值电压Vth大的电压。也即是,将在静电保持电容118产生的电位差作为能检测驱动晶体管的阈值电压的电位差,完成向阈值电压的检测过程的准备。使第3控制线134(k)的电压电平变化ΔV的上述动作相当于第1初始化电压施加步骤。
此时,由于第2控制线132(k)的电压电平被维持在低电平,所以不会从电源线112向驱动晶体管214提供电流,与保持在静电保持电容118的电压对应的放电电流开始流向驱动晶体管214和有机EL元件213。
从时刻t31到时刻t32的期间,由于上述放电电流,保持在静电保持电容118的电压逐渐接近驱动晶体管214的阈值电压Vth。
并且,当保持在静电保持电容118的电压变为了驱动晶体管214的阈值电压Vth时,上述放电电流停止。
为了使与阈值电压Vth相当的电压保持在静电保持电容118而流动的放电电流是微量的,因此,到保持在静电保持电容118的电压逐渐接近于驱动晶体管214的阈值电压Vth而成为稳定状态需要时间。因而,该期间越长,保持在静电保持电容118的电压越稳定,通过将该期间确保为足够长,能够实现高精度的电压补偿。
以上,在时刻t31~时刻t32的期间,在第k个驱动块内同时执行驱动晶体管214的阈值电压Vth的修正,在第k个驱动块的所有发光像素21A具有的静电保持电容118同时保持与驱动晶体管214的阈值电压Vth相当的电压。
接着,在时刻t32,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k,1)~133(k,m)的电压电平同时从高电平变为低电平,使开关晶体管215成为截止状态(图6的S13)。由此,完成属于第k个驱动块的发光像素的阈值检测动作。上述使开关晶体管215成为截止状态而停止向驱动晶体管214的栅极提供基准电压的动作相当于第1非导通步骤。
上述的第1基准电压施加步骤、第1初始化电压施加步骤以及第1非导通步骤相当于第1阈值保持步骤。
接着,在时刻t32~时刻t33的期间,扫描/控制线驱动电路14使第1控制线131(k)的电压电平从高电平变为低电平,使开关晶体管217成为截止状态。由此,完成向属于第k个驱动块的发光像素写入辉度信号电压的准备。在辉度信号电压的写入期间,开关晶体管217为截止状态,由此静电保持电容118的第2电极与驱动晶体管214的源极的电流通路被切断。因此,在写入期间内,不会从静电保持电容118向驱动晶体管214流动放电电流,与该辉度信号电压对应的正确的电压被保持在静电保持电容118。另外,由于上述期间不需要用于抑制上述放电电流的高速写入,所以,能够确保写入正确的辉度信号电压所需的原本的写入期间。
然后,在时刻t33~时刻t34的期间,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k,1)~133(k,m)的电压电平依次变为低→高→低,使开关晶体管215按发光像素行依次成为导通状态。另外,此时,信号线驱动电路15使第1信号线151的信号电压从基准电压变为辉度信号电压Vdata(图6的S14)。由此,向驱动晶体管214的栅极施加辉度信号电压Vdata。此时,向静电保持电容118写入相加电压,该相加电压是与该辉度信号电压Vdata相应的电压和之前所保持的与驱动晶体管214的阈值电压Vth相当的电压相加而得到的电压。上述相加电压的写入动作相当于第1辉度保持步骤。
以上,在时刻t33~时刻t34的期间,在第k个驱动块内按发光像素行依次执行修正后的辉度信号电压的写入。
接着,在时刻t34,使第1控制线131(k)的电压电平从低电平变为高电平。另外,几乎同时使第2控制线132(k)和第3控制线134(k)的电压电平从低电平变为高电平(图6的S15)。由此,在有机EL元件213中流动与上述相加电压相应的驱动电流。也即是,第k个驱动块内的所有发光像素21A同时开始发光。上述发光动作相当于第1发光步骤。
在使第2控制线132(k)的电压电平从低电平变为高电平的上述时刻以后的期间,在第k个驱动块内同时执行有机EL元件213的发光。
以上,通过将发光像素行进行驱动块化,能够在驱动块内同时执行驱动晶体管214的阈值电压Vth补偿。另外,也能够在驱动块内同时执行有机EL元件213的发光。由此,能够在驱动块内同步地进行驱动晶体管214的驱动电流的通断控制。因而,能够在驱动块内使第1控制线131、第2控制线132以及第3控制线134共用化。
另外,虽然扫描线133(k,1)~133(k,m)与扫描/控制线驱动电路14单独地连接,但在阈值电压补偿期间,驱动脉冲的定时相同。因此,扫描/控制线驱动电路14能抑制要输出的脉冲信号的高频化,因而能够降低驱动电路的输出负荷。
在本实施方式中,从与实施方式1同样的观点来看,与专利文献1所述的使用了两条信号线的以往的图像显示装置相比,也具有能将发光占空比确保为较大的优点。
因此,能够实现充分地确保发光辉度且降低了驱动电路的输出负荷的寿命长的显示装置。
另外,可知:在将使用了两条信号线的以往的图像显示装置和如本发明这样组合了块驱动的显示装置设定为相同的发光占空比的情况下,本发明的显示装置能够将阈值检测期间确保为较长。
再次说明本实施方式涉及的显示装置的驱动方法。
另一方面,在时刻t35以后,开始第(k+1)个驱动块中的驱动晶体管214的阈值电压修正。
第(k+1)个驱动块的时刻t35~时刻t36期间的复位动作、时刻t36~时刻t37期间的阈值电压修正动作、以及时刻t38~时刻t39期间的写入动作分别是与第k个驱动块的时刻t30~时刻t31期间的复位动作、时刻t31~时刻t32期间的阈值电压修正动作、以及时刻t33~时刻t34期间的写入动作同样的动作,因此,在此省略说明。
根据本发明的实施方式3涉及的显示装置的驱动方法,发光期间在同一驱动块内被设定为同时。因此,在驱动块之间,相对于行扫描方向,发光期间台阶状地出现。
以上,通过配置有开关晶体管216、217和静电保持电容119的发光像素电路、对驱动块化的各发光像素的控制线、扫描线及信号线的配置、以及上述驱动方法,能够在同一驱动块内使驱动晶体管214的阈值修正期间及其定时一致。另外,进而能在同一驱动块内也使发光期间及其定时一致。因此,用于输出控制各开关晶体管的导通和非导通的信号、控制电流通路的信号的扫描/控制线驱动电路14和用于控制信号电压的信号线驱动电路15的负荷降低。另外,进而通过上述驱动块化和按发光像素列配置的两条信号线,能够在作为重写全部发光像素的时间的1帧期间Tf中将驱动晶体管214的阈值修正期间取为较大。
另外,通过驱动块化,能够在驱动块内使用于控制驱动晶体管214的源极和静电保持电容118的第2电极的导通的第1控制线、用于控制对驱动晶体管214的漏极通断电压施加的第2控制线、以及用于控制静电保持电容118的第2电极的电位的第3控制线共用化。因此,能够削减从扫描/控制线驱动电路14输出的控制线的条数。因而,驱动电路的负荷降低。
以上,对实施方式1~3进行了说明,但本发明涉及的显示装置不限于上述实施方式。通过组合实施方式1~3中的任意的构成要素而实现的其他实施方式、本领域技术人员在不脱离本发明的主旨的范围内对实施方式1~3实施能想到的各种变形而得到的变形例、内置有本发明涉及的显示装置的各种设备均包含在本发明中。
例如能够使用实施方式3涉及的显示装置的电路结构,如实施方式2涉及的显示装置1那样使之按发光像素行依次进行发光。在该情况下,通过将第2控制线132不按驱动块共用化,而按发光像素行连接于扫描/控制线驱动电路14,能实现上述依次发光。
另外,例如本发明涉及的显示装置可内置于如图12所示的薄型平板TV中。通过内置本发明涉及的显示装置,能够实现可进行反映了图像信号的高精度的图像显示的薄型平板TV。
产业上的可利用性
本发明尤其对通过由像素信号电流控制像素的发光强度来使辉度改变的有源型的有机EL平板显示器是有用的。
Claims (9)
1.一种显示装置,具有呈矩阵状配置的多个发光像素,包括:
第1信号线和第2信号线,其按发光像素列配置,用于向所述发光像素提供确定发光像素的辉度的信号电压;
第1电源线和第2电源线;
扫描线,其按发光像素行配置;以及
第1控制线、第2控制线以及第3控制线,其按发光像素行配置,
所述多个发光像素构成以多个发光像素行为一个驱动块的2个以上的驱动块,
所述多个发光像素各自包括:
发光元件,其一端子连接于所述第2电源线,通过流动与所述信号电压相应的信号电流而发光;
驱动晶体管,其源极和漏极中的一方连接于所述发光元件的另一端子,将施加在栅极-源极间的所述信号电压转换为所述信号电流;
第1电容元件,其一端子连接于所述驱动晶体管的栅极;
第2电容元件,其一端子连接于所述第1电容元件的另一端子,其另一端子连接于所述第3控制线;
第1开关晶体管,其栅极连接于所述第1控制线,其源极和漏极中的一方连接于所述第1电容元件的另一端子,其源极和漏极的另一方连接于所述驱动晶体管的源极;以及
第2开关晶体管,其栅极连接于所述第2控制线,其源极和漏极被***在所述第1电源线与所述驱动晶体管的源极和漏极的另一方之间,
属于第k个驱动块的所述发光像素还包括第3开关晶体管,所述第3开关晶体管的栅极连接于所述扫描线,其源极和漏极中的一方连接于所述驱动晶体管的栅极,其源极和漏极的另一方连接于所述第1信号线,
属于第(k+1)个驱动块的所述发光像素还包括第4开关晶体管,所述第4开关晶体管的栅极连接于所述扫描线,其源极和漏极的一方连接于所述驱动晶体管的栅极,其源极和漏极的另一方连接于所述第2信号线,
其中,k为自然数,
所述第1控制线及所述第3控制线在同一驱动块内的所有发光像素中被共用化,在不同的驱动块之间独立。
2.根据权利要求1所述的显示装置,
所述第2控制线在同一驱动块内的所有发光像素中被共用化,在不同的驱动块之间独立。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置,
还包括控制所述第1信号线、所述第2信号线、所述第1控制线、所述第2控制线、所述第3控制线以及所述扫描线而驱动所述发光像素的驱动电路,
所述驱动电路,
通过来自所述第2控制线的控制信号使所述第2开关晶体管成为截止状态,由此停止向第k个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管施加电源电压,
通过来自所述扫描线的扫描信号使所述第3开关晶体管成为导通状态,由此从所述第1信号线向第k个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管的栅极同时施加基准电压,
通过在所述第1开关晶体管为导通状态下使所述第3控制线的电压电平改变,从而向第k个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管的源极同时施加使所述驱动晶体管的栅极-源极间电压成为阈值电压以上的初始化电压,
通过来自所述扫描线的扫描信号使所述第3开关晶体管成为截止状态,由此使所述第1信号线和第k个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管的栅极同时非导通,
通过来自所述第2控制线的控制信号使所述第2开关晶体管成为截止状态,由此停止向第(k+1)个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管施加电源电压,
通过来自所述扫描线的扫描信号使所述第4开关晶体管成为导通状态,由此从所述第2信号线向第(k+1)个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管的栅极同时施加所述基准电压,
通过在所述第1开关晶体管为导通状态下使所述第3控制线的电压电平改变,由此向第(k+1)个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管的源极同时施加所述初始化电压,
通过来自所述扫描线的扫描信号使所述第4开关晶体管成为截止状态,由此使所述第2信号线和第(k+1)个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管的栅极同时非导通。
4.根据权利要求1或2所述的显示装置,
所述信号电压包括:用于使所述发光元件发光的辉度信号电压;和用于使与所述驱动晶体管的阈值电压对应的电压存储在所述第1电容元件的基准电压,
所述显示装置还包括:
信号线驱动电路,其将所述信号电压输出到所述第1信号线和所述第2信号线;和
定时控制电路,其控制所述信号线驱动电路输出所述信号电压的定时,
所述定时控制电路使所述信号线驱动电路在向所述第1信号线输出所述辉度信号电压的期间向所述第2信号线输出所述基准电压,使所述信号线驱动电路在向所述第2信号线输出所述辉度信号电压的期间向所述第1信号线输出所述基准电压。
5.根据权利要求1或2所述的显示装置,
当将重写全部的所述发光像素的时间设为Tf,将所述驱动块的总数设为N时,对所述驱动晶体管的阈值电压进行检测的时间最大为Tf/N。
6.一种显示装置的驱动方法,在所述显示装置中呈矩阵状配置有发光像素,构成以多个所述发光像素行为一个驱动块的2个以上的驱动块,所述发光像素包括将从多条信号线中的一条信号线提供的辉度信号电压或基准电压转换为与该电压对应的信号电流的驱动晶体管、和通过流动所述信号电流而发光的发光元件,所述驱动方法包括:
第1阈值保持步骤,使第k个驱动块具有的全部的与所述驱动晶体管的栅极连接的第1电容元件同时保持与所述驱动晶体管的阈值电压对应的电压,其中,k为自然数;
第1辉度保持步骤,在所述第1阈值保持步骤之后,在第k个驱动块具有的所述发光像素中,使所述第1电容元件按发光像素行依次保持对与所述阈值电压对应的电压加上所述辉度信号电压而得到的相加电压;以及
第2阈值保持步骤,在所述第1阈值保持步骤之后,使第(k+1)个驱动块具有的全部的所述第1电容元件同时保持与所述驱动晶体管的阈值电压对应的电压,
所述第1阈值保持步骤包括:
第1基准电压施加步骤,从按发光像素列配置的第1信号线向第k个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管的栅极同时施加所述基准电压;
第1初始化电压施加步骤,在所述第1基准电压施加步骤之后,从按发光像素行配置的第3控制线向第k个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管的源极同时施加使所述驱动晶体管的栅极-源极间电压成为阈值电压以上的初始化电压;以及
第1非导通步骤,在所述第1初始化电压施加步骤之后,使所述第1信号线和第k个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管的栅极同时非导通,
所述第2阈值保持步骤包括:
第2基准电压施加步骤,从按发光像素列配置的不同于所述第1信号线的第2信号线向第(k+1)个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管的栅极同时施加所述基准电压;
第2初始化电压施加步骤,在所述第2基准电压施加步骤之后,从按发光像素行配置的第3控制线向第(k+1)个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管的源极同时施加所述初始化电压;以及
第2非导通步骤,在所述第2初始化电压施加步骤之后,使所述第2信号线和第(k+1)个驱动块具有的全部的所述驱动晶体管的栅极同时非导通。
7.根据权利要求6所述的显示装置的驱动方法,
所述发光元件的一端子连接于第2电源线,其另一端子连接于所述驱动晶体管的源极和漏极的一方,
在所述第1基准电压施加步骤中,通过使栅极连接于按发光像素行配置的扫描线、源极和漏极中的一方连接于所述驱动晶体管的栅极、源极和漏极的另一方连接于所述第1信号线的第3开关晶体管导通,从所述第1信号线向所述驱动晶体管的栅极施加所述基准电压,
在所述第2基准电压施加步骤中,通过使栅极连接于按发光像素行配置的扫描线、源极和漏极中的一方连接于所述驱动晶体管的栅极、源极和漏极的另一方连接于所述第2信号线的第4开关晶体管导通,从所述第2信号线向所述驱动晶体管的栅极施加所述基准电压,
在第1初始化电压施加步骤和第2初始化电压施加步骤中,通过使栅极连接于按发光像素行配置的第2控制线、源极及漏极被***在第1电源线与所述驱动晶体管的源极和漏极的另一方之间的第2开关晶体管非导通,停止向所述驱动晶体管施加电源电压,并且,在使栅极连接于按发光像素行配置的第1控制线、源极和漏极中的一方连接于所述第1电容元件的另一端子、源极和漏极的另一方连接于所述驱动晶体管的源极的第1开关晶体管导通的状态下,从按发光像素行配置的第3控制线经由所述第1开关晶体管向所述驱动晶体管的源极施加所述初始化电压,
在所述第1非导通步骤中,通过使所述第3开关晶体管非导通,使所述第1信号线和所述驱动晶体管的栅极非导通,
在所述第2非导通步骤中,通过使所述第4开关晶体管非导通,使所述第2信号线和所述驱动晶体管的栅极非导通,
在所述第1辉度保持步骤中,通过使所述第3开关晶体管导通,从所述第1信号线向所述驱动晶体管的栅极施加所述辉度信号电压。
8.根据权利要求6或7所述的显示装置的驱动方法,
还包括第1发光步骤,所述第1发光步骤在所述第1辉度保持步骤之后,作为所述驱动晶体管的漏极电流,使第k个驱动块具有的全部的所述发光元件同时流动所述信号电流而发光。
9.根据权利要求6或7所述的显示装置的驱动方法,还包括:
第2辉度保持步骤,在所述第2阈值保持步骤之后,在第(k+1)个驱动块具有的所述发光像素中,使所述第1电容元件按发光像素行依次保持对与所述阈值电压对应的电压加上所述辉度信号电压而得到的相加电压;和
第2发光步骤,在所述第2辉度保持步骤之后,作为所述驱动晶体管的漏极电流,使第(k+1)个驱动块具有的全部的所述发光元件同时流动所述信号电流而发光。
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