具体实施方式
为了实现上述目的,本发明的一种方式所涉及的显示装置是具有配置成m行n列的矩阵状的多个发光像素的显示装置,其中,m是4以上的整数,n是1以上的整数,所述显示装置具备:第一信号线和第二信号线,其按照所述多个发光像素中的分别与所述m行n列的矩阵的n个列对应的m个发光像素,与该m个发光像素对应地沿列方向配置,将决定发光像素的辉度的信号电压提供给所述发光像素;第一电源线和第二电源线;以及扫描线,其按照每个发光像素行而配置,所述多个发光像素构成将多个发光像素行作为一个驱动块的两个以上的驱动块,所述多个发光像素分别具备:发光元件,其一方的端子与所述第二电源线连接,通过流动与所述信号电压相应的信号电流而进行发光;以及电流控制单元,其与所述第一电源线和所述发光元件的另一方的端子连接,将所述信号电压转换为所述信号电流,属于第k个驱动块的所述发光像素还具备第一开关晶体管,所述第一开关晶体管的栅极与所述扫描线连接,源极和漏极中的一方经由第一连接线与所述第一信号线连接,源极和漏极中的另一方与所述电流控制单元连接,对所述第一信号线与所述电流控制单元的导通和非导通进行切换,其中,k是自然数,属于第(k+1)个驱动块的所述发光像素还具备第二开关晶体管,所述第二开关晶体管的栅极与所述扫描线连接,源极和漏极中的一方经由第二连接线与所述第二信号线连接,源极和漏极中的另一方与所述电流控制单元连接,对所述第二信号线与所述电流控制单元的导通和非导通进行切换,所述第一信号线配置于对应列的发光像素所具备的所述第一开关晶体管和所述第二开关晶体管的左侧和右侧中的一方,所述第二信号线配置于对应列的发光像素所具备的所述第一开关晶体管和所述第二开关晶体管的左侧和右侧中的另一方,所述第一连接线配置成与所述第二信号线不交叉,所述第二连接线配置成与所述第一信号线不交叉,在同一所述驱动块内的全部发光像素中,对所述电流控制单元的阈值电压进行检测的阈值检测期间以及使所述电流控制单元初始化的初始化期间中的至少一方被共用化,在不同的所述驱动块之间,在各驱动块内共用化的所述阈值检测期间和所述初始化期间中的至少一方相独立。
根据本方式,能够在驱动块内使驱动晶体管的初始化期间以及阈值修正期间一致,因此能够在1帧期间中使该初始化期间和修正期间较长。因此,能在发光元件中流动高精度地修正后的驱动电流,图像显示品质提高。另外,通过驱动块化,能够减少上述期间中的控制单元输出的信号电平的切换次数。
进而,由于不存在两条信号线彼此的布线交叉,因此不存在该信号线之间的层间电容,能够减少随着信号线的充放电产生的消耗电力。进一步,由于不存在层间电容,因此能够抑制阈值电压检测中以及初始化期间的信号线的电位变动,使阈值的检测精度提高。也即是,能够实现高精度的阈值电压修改。
另外,本发明的一种方式所涉及的显示装置也可以为在所述m行n列的矩阵的第i列中,所述第一信号线配置于对应列的发光像素所具备的所述第一开关晶体管和所述第二开关晶体管的左侧和右侧中的一方,所述第二信号线配置于对应列的发光像素所具备的所述第一开关晶体管和所述第二开关晶体管的左侧和右侧中的另一方,其中,i是1≤i≤n-1的整数,在第(i+1)列中,所述第一信号线配置于对应列的发光像素所具备的所述第一开关晶体管和所述第二开关晶体管的左侧和右侧中的另一方,所述第二信号线配置于对应列的发光像素所具备的所述第一开关晶体管和所述第二开关晶体管的左侧和右侧中的一方。
根据本方式,在相邻列之间配置两条第一信号线或者两条第二信号线。换言之,在相邻列之间不会并列配置第一信号线和第二信号线。由此,能够进一步降低在第一信号线与第二信号线之间产生的寄生电容,因此能够进一步减轻为了检测阈值电压而提供电压的信号线受到提供信号电压的信号线的电位变动的影响。因此,能够更高精度地修正阈值电压。
另外,本发明的一种方式所涉及的显示装置也可以还具备第一控制线,所述第一控制线按照每个发光像素行而配置,与所述电流控制单元连接,所述第一控制线在同一所述驱动块内的全部发光像素中被共用化,在不同的所述驱动块之间相独立。
根据本方式,能够在驱动块内使第一控制线信号的定时一致。因此,输出对在发光元件中流动的驱动电流进行控制的信号的驱动电路的负荷降低。另外,通过上述驱动块化以及按照每个发光像素列而配置的两条信号线,能够在1帧期间中使通过第一控制线进行的电流控制单元的控制动作期间较长,因此能在发光元件中流动高精度的驱动电流,能够提高图像显示品质。
另外,本发明的一种方式所涉及的显示装置也可以为还具备第二控制线,所述第二控制线按照每个发光像素行而配置,与所述电流控制单元连接,所述电流控制单元具备:驱动晶体管,其源极和漏极中的一方与所述发光元件的另一方的端子连接,将施加到栅极-源极间的所述信号电压转换为作为漏极电流的所述信号电流;第一电容元件,其一方的端子与所述驱动晶体管的栅极连接,另一方的端子与所述驱动晶体管的源极连接;第二电容元件,其一方的端子与所述驱动晶体管的源极连接,另一方的端子与所述第一控制线连接;以及第三开关晶体管,其栅极与所述第二控制线连接,源极和漏极***在所述第一电源线与所述发光元件的另一方的端子之间,对所述驱动晶体管的漏极电流的导通和截止进行切换,所述第一开关晶体管的栅极与所述扫描线连接,源极和漏极中的一方与所述第一信号线连接,源极和漏极中的另一方与所述驱动晶体管的栅极连接,所述第二开关晶体管的栅极与所述扫描线连接,源极和漏极中的一方与所述第二信号线连接,源极和漏极中的另一方与所述驱动晶体管的栅极连接。
根据本方式,电流控制单元包括:驱动晶体管,其将信号电压转换为信号电流;第一电容元件,其保持与信号电压对应的电压;第二电容元件,其使驱动晶体管的栅极和源极电位稳定化;以及第三开关晶体管,其对漏极电流的导通和截止进行切换。根据上述电流控制单元的电路结构、到驱动块化后的各发光像素的控制线、扫描线和信号线的配置,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,输出控制电流路径的信号而控制信号电压的驱动电路的负荷降低。另外,通过上述驱动块化以及按照每个发光像素列而配置的两条信号线,还能够在作为重写全部发光像素的时间的1帧期间Tf中使驱动晶体管的阈值修正期间较长。这是因为,在第k个驱动块中采样辉度信号的期间,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照每个发光像素行来分割,而是按照每个驱动块来分割。因此,显示区域的面积越大,则越不会减小发光占空比,能够将相对于1帧期间的相对阈值修正期间设定为较长。由此,在发光元件中流动基于高精度地修正后的信号电压的驱动电流,图像显示品质提高。进一步,通过第三开关晶体管,能够与向驱动晶体管施加信号电压的定时独立地对发光元件的发光动作进行控制。
另外,在本发明的一种方式所涉及的显示装置中,所述第二控制线也可以在同一驱动块内的全部发光像素中被共用化,在不同的驱动块之间相独立。
根据本方式,通过第二控制线在同一块内同时控制第三开关晶体管,从而能够实现同一块内的同时发光,输出来自第二控制线的信号的驱动电路的负荷降低。
另外,本发明的一种方式所涉及的显示装置也可以为还具备第二控制线,所述第二控制线按照每个发光像素行而配置,与所述电流控制单元连接,所述电流控制单元具备:驱动晶体管,其源极和漏极中的一方与所述发光元件的另一方的端子连接,将施加到栅极-源极间的所述信号电压转换为作为漏极电流的所述信号电流;第三电容元件,其一方的端子与所述驱动晶体管的栅极连接,另一方的端子与所述驱动晶体管的源极连接;第四电容元件,其一方的端子与所述驱动晶体管的源极连接,另一方的端子与所述第一控制线连接;以及第四开关晶体管,其栅极与所述第二控制线连接,源极和漏极中的一方与所述第三电容元件的另一方的端子连接,源极和漏极中的另一方与所述驱动晶体管的源极连接,所述第一开关晶体管的栅极与所述扫描线连接,源极和漏极中的一方与所述第一信号线连接,源极和漏极中的另一方与所述驱动晶体管的栅极连接,所述第二开关晶体管的栅极与所述扫描线连接,源极和漏极中的一方与所述第二信号线连接,源极和漏极中的另一方与所述驱动晶体管的栅极连接。
根据本方式,电流控制单元包括:驱动晶体管,其将信号电压转换为信号电流;第三电容元件,其保持与信号电压对应的电压;第四电容元件,其使驱动晶体管的栅极和源极电位稳定化;以及第四开关晶体管,其对驱动晶体管的源极与第三电容元件的导通和非导通进行切换。根据上述电流控制单元的电路结构、到驱动块化后的各发光像素的控制线、扫描线和信号线的配置,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,输出控制电流路径的信号而控制信号电压的驱动电路的负荷降低。另外,通过上述驱动块化以及按照每个发光像素列而配置的两条信号线,还能够在作为重写全部发光像素的时间的1帧期间Tf中使驱动晶体管的阈值修正期间较长。由此,在发光元件中流动基于高精度地修正后的信号电压的驱动电流,图像显示品质提高。另外,通过配置第四开关晶体管,能够使第三电容元件保持与准确的信号电压对应的电压。
另外,本发明的一种方式所涉及的显示装置也可以为所述电流控制单元具备:驱动晶体管,其源极和漏极中的一方与第一电源线连接,源极和漏极中的另一方与所述发光元件的另一方的端子连接,将施加到栅极-源极间的所述信号电压转换为所述信号电流;第五电容元件,其一方的端子与所述驱动晶体管的栅极连接;第五开关晶体管,其栅极与所述扫描线连接,源极和漏极中的一方与所述第五电容元件的一方的端子连接,源极和漏极中的另一方与参考电源线连接;以及第六开关晶体管,其栅极与所述第一控制线连接,源极和漏极中的一方与所述第五电容元件的另一方的端子连接,源极和漏极中的另一方与所述驱动晶体管的源极连接,所述第一开关晶体管的栅极与所述扫描线连接,源极和漏极中的一方与所述第五电容元件的另一方的端子连接,源极和漏极中的另一方与所述第一信号线连接,所述第二开关晶体管的栅极与所述扫描线连接,源极和漏极中的一方与所述第五电容元件的另一方的端子连接,源极和漏极中的另一方与所述第二信号线连接。
根据本方式,电流控制单元包括:驱动晶体管,其将信号电压转换为信号电流;第五电容元件,其保持与信号电压对应的电压;第五开关晶体管,其用于对驱动晶体管的栅极提供参考电压;以及第六开关晶体管,其对驱动晶体管的源极与第五电容元件的导通和非导通进行切换。根据上述电流控制单元的电路结构、到驱动块化后的各发光像素的控制线、扫描线和信号线的配置,能够在同一驱动块内使驱动晶体管的初始化期间及其定时一致。因此,输出控制电流路径的信号而控制信号电压的驱动电路的负荷降低。另外,通过上述驱动块化以及按照每个发光像素列而配置的两条信号线,还能够在作为重写全部发光像素的时间的1帧期间Tf中使驱动晶体管的复位期间较长。由此,在发光元件中流动基于高精度地修正后的信号电压的驱动电流,图像显示品质提高。另外,通过配置第六开关晶体管,能够使第五电容元件保持与准确的信号电压对应的电压。
另外,本发明的一种方式所涉及的显示装置也可以为所述第一电源线按照每个发光像素行而配置,提供第一电压和第二电压,所述第一电压是比用于使所述电流控制单元初始化的基准电压低的电压,所述第二电压是比所述基准电压高的电压,所述电流控制单元具备:驱动晶体管,其源极和漏极中的一方与所述发光元件的另一方的端子连接,源极和漏极中的另一方与所述第一电源线连接,将施加到栅极-源极间的所述信号电压转换为作为漏极电流的所述信号电流;以及第六电容元件,其一方的端子与所述驱动晶体管的栅极连接,另一方的端子与所述驱动晶体管的源极和漏极中的一方连接,至少保持与所述信号电压或者所述基准电压对应的电压,所述第一开关晶体管的栅极与所述扫描线连接,源极和漏极中的一方与所述第一信号线连接,源极和漏极中的另一方与所述驱动晶体管的栅极连接,所述第二开关晶体管的栅极与所述扫描线连接,源极和漏极中的一方与所述第二信号线连接,源极和漏极中的另一方与所述驱动晶体管的栅极连接,所述显示装置还具备电压控制单元,所述电压控制单元对同一所述驱动块内的全部发光像素,在所述阈值检测期间和所述初始化期间中的至少一方中以相同的定时控制所述第一电压和所述第二电压的提供,在不同的所述驱动块之间,以与所述定时不同的定时控制所述第一电压和所述第二电压的提供。
根据本方式,电流控制单元包括:驱动晶体管,其将信号电压转换为信号电流;以及第六电容元件,其保持与信号电压和基准电压对应的电压。根据上述电流控制单元的电路结构、到驱动块化后的各发光像素的控制线、扫描线、信号线和电源线的配置,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,输出控制电流路径的信号而控制信号电压的驱动电路的负荷降低。另外,通过上述驱动块化以及按照每个发光像素列而配置的两条信号线,还能够在作为重写全部发光像素的时间的1帧期间Tf中使驱动晶体管的阈值修正期间较长。由此,在发光元件中流动基于高精度地修正后的信号电压的驱动电流,图像显示品质提高。
另外,本发明的一种方式所涉及的显示装置也可以为所述发光像素是根据所述信号电压来进行发光的有机EL(Electro Luminescence:电致发光)元件。
根据本方式,在有源矩阵型的有机EL显示面板中,不存在两条信号线彼此的布线交叉,因此不存在该信号线之间的层间电容,能够减少随着信号线的充放电产生的消耗电力。进而,由于不存在层间电容,能够抑制阈值电压检测中以及初始化期间的信号线的电位变动,使阈值的检测精度提高。也即是,能够实现高精度的阈值电压修正。另外,通过驱动块化,能够在1帧期间中使初始化期间和阈值修正期间较长,能够实现驱动电路的输出负荷和成本的降低以及安装材料利用率的提高。
另外,本发明不仅可以作为具备这样的特征性单元的显示装置来实现,也可以作为将显示装置所包含的特征性单元作为步骤的显示装置的控制方法来实现。
(实施方式1)
下面,参照附图说明本发明的实施方式1。
本实施方式的显示装置具有配置成m(m是4以上的整数)行n(n是1以上的整数)列的矩阵状的多个发光像素,具备第一信号线和第二信号线,所述第一信号线和所述第二信号线按照多个发光像素中的分别与m行n列的矩阵的n个列对应的m个发光像素,与该m个发光像素对应地沿列方向配置,将决定发光像素的辉度的信号电压提供给发光像素,第一信号线配置于对应列的发光像素所具备的所述第一开关晶体管和所述第二开关晶体管的左侧和右侧中的一方,第二信号线配置于对应列的发光像素所具备的所述第一开关晶体管和所述第二开关晶体管的左侧和右侧中的另一方,对第一信号线和对应列的发光像素进行连接的第一连接线被配置成与第二信号线不交叉,对第二信号线和对应列的发光像素进行连接的第二连接线被配置成与第一信号线不交叉,在同一驱动块内的全部发光像素中,对电流控制单元的阈值电压进行检测的阈值检测期间被共用化,在不同的驱动块之间,阈值检测期间相独立。
由此,本实施方式的显示装置能够在驱动块内使驱动晶体管的阈值修正期间一致,因此能够在1帧期间中使修正期间较长。因此,能在发光元件中流动高精度地修正后的驱动电流,图像显示品质提高。另外,对阈值修正期间中的发光像素的电路进行驱动的电路的负荷降低。
进一步,两条信号线彼此不存在布线交叉,因此该信号线之间不存在层间电容,能够减少随着信号线的充放电产生的功耗。进一步,由于不存在层间电容,从而能抑制阈值电压检测过程中以及初始化期间的信号线的电位变动,使阈值的检测精度提高。也即是,能够实现高精度的阈值电压修正。
此外,阈值检测期间被共用化是指期间和定时分别是共同的,相独立是指期间不重复。换言之,阈值检测期间被共用化是指在同一驱动块内的各发光像素中使该期间的开始时刻以及结束时刻一致。另外,在不同的驱动块之间阈值检测期间相独立是指在不同的驱动块之间的各发光像素中使该期间的开始时刻以及结束时刻不同、且在不同的驱动块之间使该期间不重复。
下面,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的显示装置的电结构的框图。图1所示多个发光像素11A和11B、多条第一信号线151和多条第二信号线152的配置布局是仿照从上面观察显示面板10的情况下的配置的布局。
图1中的显示装置1具备显示面板10和控制电路20。显示面板10具备多个发光像素11A和11B、信号线群12、控制线群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和11B呈矩阵状配置于显示面板10上。在此,发光像素11A和11B构成将多个发光像素行作为一个驱动块的两个以上的驱动块。发光像素11A构成第奇数个驱动块,另外,发光像素11B构成第偶数个驱动块。
信号线群12包括按每个发光像素列配置的多条第一信号线151和第二信号线152。在此,对于各发光像素列分别配置有两条信号线(第一信号线151和第二信号线152),第奇数个驱动块的发光像素11A与第一信号线151连接,第偶数个驱动块的发光像素11B与第二信号线152连接。
具体而言,第一信号线151和第二信号线152按照多个发光像素11A和11B中的分别与m行n列的矩阵的n个列对应的m个发光像素11A和11B,与该m个发光像素11A和11B对应地沿列方向配置,将决定发光像素11A和11B的辉度的信号电压提供给发光像素11A和11B。如图1所示,第一信号线151配置于对应列的发光像素11A和11B的左侧,第二信号线152配置于对应列的发光像素11A和11B的右侧。另外,该两条信号线(第一信号线151和第二信号线152)还将用于使发光像素11A和11B所具有的驱动晶体管初始化的基准电压提供给发光像素11A和11B。
此外,第一信号线151和第二信号线152的配置不限于此。例如,也可以第一信号线151配置于对应列的发光像素11A和11B的右侧、第二信号线152配置于对应列的发光像素11A和11B的左侧。
控制线群13包括按每个发光像素配置的扫描线和电源线。
扫描/控制线驱动电路14将扫描信号输出到控制线群13的各扫描线、将控制信号输出到控制线群13的各控制线,由此驱动发光像素所具有的电路元件。
信号线驱动电路15对信号线群12的各信号线输出决定发光辉度的信号电压或者用于检测驱动晶体管的阈值电压的基准电压,由此驱动发光像素所具有的电路元件。
控制电路20对从扫描/控制线驱动电路14输出的扫描信号、可变电压的输出定时以及电压电平进行控制。另外,控制电路20对从信号线驱动电路15输出的信号电压或者输出基准电压的定时进行控制。
此外,控制电路20、扫描/控制线驱动电路14以及信号线驱动电路15构成对各发光像素的动作进行控制的控制单元。
图2A是本发明实施方式1的显示装置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的显示装置的偶数驱动块的发光像素的具体电路结构图。图2A和图2B所示的发光像素11A和11B均具备有机EL(电致发光)元件113、驱动晶体管114、开关晶体管115和116、静电保持电容117和118、第二控制线131、第一控制线132、扫描线133、第一信号线151以及第二信号线152。
有机EL元件113例如是阴极与作为第二电源线的电源线112连接、阳极与驱动晶体管114的源极连接的发光元件,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在栅极-源极之间被施加与信号电压对应的电压,从而转换与该电压对应的漏极电流。并且,该漏极电流作为驱动电流被提供给有机EL元件113。驱动晶体管114例如由n型薄膜晶体管(n型TFT)构成。
开关晶体管115的栅极与扫描线133连接,源极和漏极中的一方与驱动晶体管114的栅极连接。另外,在奇数驱动块的发光像素11A中,其源极和漏极中的另一方与第一信号线151连接,该发光像素11A所具有的开关晶体管115相当于第一开关晶体管。另一方面,在偶数驱动块的发光像素11B中,源极和漏极中的另一方与第二信号线152连接,该发光像素11B所具有的开关晶体管115相当于第二开关晶体管。
此外,对开关晶体管115与第一信号线151进行连接的布线相当于本发明的第一连接线,对开关晶体管115与第二信号线152进行连接的布线相当于本发明的第二连接线。也即是,发光像素11A所具有的开关晶体管115的栅极与扫描线133连接,源极和漏极中的一方经由第一连接线与第一信号线151连接,源极和漏极中的另一方与后述的电流控制单元100连接,切换第一信号线151与电流控制单元100的导通和非导通。另一方面,发光像素11B所具有的开关晶体管115的栅极与扫描线133连接,源极和漏极中的一方经由第二连接线与第二信号线152连接,源极和漏极中的另一方与电流控制单元100连接,切换第二信号线152与电流控制单元100的导通和非导通。
在此,第一连接线被配置成与第二信号线152不交叉,第二连接线被配置成与第一信号线151不交叉。
通过上述结构,在本实施方式中,第一信号线151和连接于该第一信号线151的多条第一连接线与第二信号线152和连接于该第二信号线152的多条第二连接线不交叉。由此,在本实施方式的显示装置1中,不产生例如如图26的显示装置500那样因信号线的交叉而产生的寄生电容。
其结果,在显示装置1中,在进行用于使发光像素11A和11B发光的控制时,不需要使寄生电容充放电,能够抑制浪费的电力消耗。也即是,显示装置1能够减少功耗。
开关晶体管116是栅极与第二控制线131连接、源极和漏极中的另一方与作为正电源线的电源线110连接的第三开关晶体管。开关晶体管116具有使驱动晶体管114的漏极电流导通和截止的功能。
此外,开关晶体管116的源极和漏极连接在电源线110与有机EL元件的阳极之间即可。通过该配置,能够使驱动晶体管114的漏极电流导通和截止。开关晶体管115和116例如由n型薄膜晶体管(n型TFT)构成。
静电保持电容117是一方的端子与驱动晶体管114的栅极连接、另一方的端子与驱动晶体管114的源极连接的第一电容元件。静电保持电容117具有以下功能:保持与从第一信号线151或者第二信号线152提供的信号电压对应的电荷,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118是连接在静电保持电容117的另一方的端子与第一控制线132之间的第二电容元件。静电保持电容118首先在稳定状态下存储驱动晶体管114的源极电位,即使在从开关晶体管115施加了信号电压的情况下,其源极电位的信息也保留于静电保持电容117与静电保持电容118之间的节点。此外,该定时的源极电位是指驱动晶体管114的阈值电压。之后,即使从上述信号电压的保持到发光为止的定时根据每个发光像素行而不同,由于静电保持电容117的另一方的端子的电位被确定,因此驱动晶体管114的栅极电压也被确定。另一方面,驱动晶体管114的源极电位已经处于稳定状态,因此静电保持电容118具有结果上保持驱动晶体管114的源极电位的功能。
此外,驱动晶体管114、开关晶体管116以及静电保持电容117和118构成电流控制单元100。
电流控制单元100与电源线110、有机EL元件113的另一方的端子以及第一控制线132连接,将信号电压转换为信号电流。具体而言,电流控制单元100与作为第一电源线的电源线110、有机EL元件113的阳极、第二控制线131、第一控制线132以及开关晶体管115的源极和漏极中的一方的端子连接。通过该结构,电流控制单元100具有将从第一信号线151或者第二信号线152提供的信号电压转换为作为驱动晶体管114的漏极电流的信号电流的功能。
第二控制线131按每个发光像素行而配置,在相同的驱动块内的全部发光像素中共用化,在不同的驱动块之间相独立。具体而言,第二控制线131与扫描/控制线驱动电路14连接,与属于包括发光像素11A和11B的像素行的各发光像素连接。由此,第二控制线131具有提供使驱动晶体管114的漏极电流导通和截止的定时的功能。在此,第二控制线131在相同的驱动块内的全部发光像素中共用化是指从扫描/控制线驱动电路14输出的一个控制信号同时被提供给相同的驱动块内的第二控制线131。例如,在相同的驱动块内,与扫描/控制线驱动电路14连接的一条控制线分支成按每个发光像素行配置的第二控制线131。另外,第二控制线131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输出的独立(一个个)的控制信号被提供给多个驱动块。例如,第二控制线131分别按每个驱动块而连接于扫描/控制线驱动电路14。
第一控制线132按每个发光像素行而配置,在相同的驱动块内的全部发光像素中共用化,在不同的驱动块之间相独立。具体而言,第一控制线132与扫描/控制线驱动电路14连接,与属于包括发光像素11A和11B的像素行的各发光像素连接。由此,第一控制线132具有以下功能:通过切换电压电平,实现检测驱动晶体管114的阈值电压的环境。
扫描线133具有以下功能:提供将信号电压或者用于对驱动晶体管114的阈值电压进行检测的基准电压写入到属于包括发光像素11A和11B的像素行的各发光像素的定时。
第一信号线151和第二信号线152与信号线驱动电路15连接,分别连接到属于包括发光像素11A和11B的像素列的各发光像素,具有以下功能:提供用于对驱动TFT的阈值电压进行检测的基准电压以及决定发光强度的信号电压。
此外,在图2A和图2B中虽没有示出,但是电源线110和电源线112还分别与其它发光像素连接,并与电压源连接。
接着,说明第二控制线131、第一控制线132、扫描线133、第一信号线151以及第二信号线152的发光像素之间的连接关系。
图3是表示本发明实施方式1的显示装置所具有的显示面板的一部分的电路结构图。在图3中示出了两个相邻的驱动块和各控制线、各扫描线和各信号线。在附图和以下说明中,使用“标号(块编号、该块的行编号)”或者“标号(块编号)”来表示各控制线、各扫描线和各信号线。
如上所述,驱动块由多个发光像素行构成,在显示面板10中存在两个以上的驱动块。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的上部分所示的第k个驱动块中,第二控制线131(k)共用地连接于该驱动块内的全部发光像素11A所具有的开关晶体管116的栅极。另外,第一控制线132(k)共用地连接于该驱动块内的全部发光像素11A所具有的静电保持电容118。另一方面,扫描线133(k、1)~扫描线133(k、m)分别按每个发光像素行单独进行连接。另外,在图4的下部分所示的第(k+1)个驱动块中,也为与第k个驱动块同样的连接。但是,与第k个驱动块连接的第二控制线131(k)以及与第(k+1)个驱动块连接的第二控制线131(k+1)是不同的控制线,从扫描/控制线驱动电路14输出独立的控制信号。另外,与第k个驱动块连接的第一控制线132(k)以及与第(k+1)个驱动块连接的第一控制线132(k+1)是不同的控制线,从扫描/控制线驱动电路14输出独立的控制信号。
另外,在第k个驱动块中,第一信号线151与该驱动块内的全部发光像素11A所具有的开关晶体管115的源极和漏极中的另一方连接。另一方面,在第(k+1)个驱动块中,第二信号线152与该驱动块内的全部发光像素11B所具有的开关晶体管115的源极和漏极中的另一方连接。
如上所述,通过上述驱动块化,控制向驱动晶体管114的漏极的电压施加的导通和截止的第二控制线131的条数得到削减。另外,对检测驱动晶体管114的阈值电压Vth的Vth检测电路进行控制的第一控制线132的条数得到削减。因此,将驱动信号输出到这些控制线的扫描/控制线驱动电路14的输出条数减少,能够实现电路规模的削减。
接着,使用图4说明本实施方式的显示装置1的驱动方法。在此,详细说明具有图2A和图2B所示的具体电路结构的显示装置的驱动方法。
图4是本发明实施方式1的显示装置的驱动方法的动作时间图。在图4中,横轴表示时间。另外,在纵向上从上起依次示出在第k个驱动块的扫描线133(k、1)、133(k、2)和133(k、m)、第一信号线151、第二控制线131(k)和第一控制线132(k)产生的电压的波形图。另外,接着这些波形示出在第(k+1)个驱动块的扫描线133(k+1、1)、133(k+1、2)和133(k+1、m)、第二信号线152、第二控制线131(k+1)以及第一控制线132(k+1)产生的电压的波形图。另外,图5是本发明实施方式1的显示装置所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)的电压电平全部为低电平(LOW),第一控制线132(k)和第二控制线131(k)也为低电平。如图5的(a)所示,从使第二控制线131(k)成为了低电平的瞬间起,开关晶体管116成为截止状态。由此,有机EL元件113光猝灭,k块中的发光像素的一齐发光结束。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)的电压电平同时从低电平变化为高电平(HIGH),使开关晶体管115为导通状态。另外,此时,第二控制线131(k)已经成为低电平,开关晶体管116成为了截止(图6的S11),信号线驱动电路15使第一信号线151的电压从信号电压变化为驱动晶体管114成为截止的基准电压(图7的S12)。由此,信号电压被施加到驱动晶体管114的栅极。
接着,在时刻t1,扫描/控制线驱动电路14使第一控制线132(k)的电压电平从低电平变化为高电平,在经过了一定期间之后,在时刻t2变化为低电平(图6的S13)。另外,此时,第二控制线131(k)的电压电平保持为低电平,因此驱动晶体管114的源极S(M)与有机EL元件113的阴电极之间的电位差逐渐接近有机EL元件113的阈值电压。在此,例如,使基准电压和电源线112电位为0V,使第一控制线132(k)的高电压电平(VgH)与低电压电平(VgL)的电位差(VgH-VgL)为ΔVreset,使静电保持电容118的静电电容值为C2,使有机EL元件113的静电电容和阈值电压分别为CEL和VT(EL)。此时,在使第一控制线132(k)的电压电平从低电平成为了高电平的瞬间,驱动晶体管114的源极S(M)的电位Vs与根据C2和CEL分配的电压和VT(EL)之和大致相等,成为如下式1。
(式1)
之后,如图5的(b)所示,通过进行有机EL元件113的自放电,上述Vs在稳定状态下逐渐接近VT(EL)。即,成为Vs→VT(EL)。
之后,在时刻t2,扫描/控制线驱动电路14使第一控制线132(k)的电压电平从高电平变化为低电平,由此Vs被偏置,成为以下式2。
(式2)
通过该第一控制线132(k)从高电平向低电平的变化,对作为驱动晶体管114的栅极源极间电压的Vgs设定ΔVreset,使得产生比驱动晶体管114的阈值电压Vth大的电压。也即是,使在静电保持电容117产生的电位差为能够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。
接着,在时刻t3,扫描/控制线驱动电路14使第二控制线131(k)的电压电平从低电平变化为高电平,使开关晶体管116为导通状态。由此,如图5的(c)所示,驱动晶体管114成为导通状态,使漏极-源极间电流流向静电保持电容117、118以及成为截止状态的有机EL元件113。此时,由式2规定的Vs逐渐接近-Vth。由此,在静电保持电容117、118和有机EL元件113记录驱动晶体管114的栅极-源极间电压。此时,有机EL元件113的阳电极电位即驱动晶体管的源极电位是低于-Vth(<0)的电位,有机EL元件113的阴极电位为0V,因此成为反偏压状态,有机EL元件113不发光而作为静电电容CEL发挥功能。
在时刻t3~时刻t4的期间,发光像素11A的电路成为稳定状态,在静电保持电容117和118保持与驱动晶体管114的阈值电压Vth相当的电压。此外,用于使与阈值电压Vth相当的电压保持在静电保持电容117和118中而流动的电流是微量的,因此,到成为稳定状态之前需要时间。因此,该期间越长,则在静电保持电容117中保持的电压越稳定,通过确保该期间足够长,能实现高精度的电压补偿。
接着,在时刻t4,扫描/控制线驱动电路14使第二控制线131(k)的电压电平从高电平变化为低电平(图6的S14)。由此,向驱动晶体管114的电流供给被停止。此时,在第k个驱动块的全部发光像素11A所具有的静电保持电容117和118中同时保持与驱动晶体管114的阈值电压Vth相当的电压。此外,从停止向驱动晶体管114提供电压的步骤(图6的S11)到停止向驱动晶体管114提供电流的步骤(图6的S14)相当于本发明的第一电压保持步骤。
另外,在时刻t3~时刻t4的期间,对与属于第(k+1)个驱动块的发光像素11B连接的第二信号线152施加信号电压。在此,在本实施方式的显示装置1中,如上所述,第一信号线151和第二信号线152按分别与n个列对应的m个发光像素列而与m个发光像素11A和11B对应地沿列方向配置,第一信号线151配置于对应列的发光像素11A和11B的左侧,第二信号线152配置于对应列的发光像素11A和11B的右侧。也即是,第一信号线151配置于对应列的发光像素11A和11B所具备的开关晶体管115的左侧,第二信号线152配置于对应列的发光像素11A和11B所具备的开关晶体管115的右侧。进一步,第一连接线配置成与第二信号线152不交叉,第二连接线配置成与第一信号线151不交叉。由此,在显示装置1中,不会产生例如图26的显示装置500所示那样因信号线的交叉而产生的寄生电容。此外,本说明书所记载的因信号线的交叉而产生的寄生电容(信号线的寄生电容)是指在第一信号线151与第二信号线152之间产生的寄生电容、在第一连接线与第二信号线152之间产生的寄生电容、以及在第二连接线与第一信号线151之间产生的寄生电容中的至少一个。
因此,在时刻t3~时刻t4的期间、也即是发光像素11A的阈值检测期间,提供给第一信号线151的基准电压不会经由因信号线的交叉产生的寄生电容而受到提供给第二信号线152的信号电压的影响。换言之,能够抑制提供用于检测阈值电压的基准电压的第一信号线151的电位变动。
因而,本实施方式的显示装置1能够提高阈值电压的检测精度。
具体而言,在提供基准电压的第一信号线151的电位万一因提供给第二信号线的信号电压而变动了的情况下,由驱动晶体管114的栅极电位和阈值电压决定的驱动晶体管114的源极电位会变动。其结果,静电保持电容117和118的接点M的电位VM会变动。因此,静电保持电容117和118无法保持准确的阈值电压。
与此相对,在本实施方式的显示装置1中,通过减少因信号线的交叉而产生的寄生电容,能够抑制阈值检测期间的基准电压的变动。因此,能够在静电保持电容117和118中保持准确的阈值电压。也即是,阈值电压的检测精度提高。
接着,在时刻t5,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化为低电平,使开关晶体管115为截止状态。
以上,在时刻t0~时刻t5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。
接着,在时刻t5~时刻t7的期间,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k、1)~133(k、m)的电压电平依次变化为低电平→高电平→低电平,使开关晶体管115按每个发光像素行而依次成为导通状态。另外,此时,信号线驱动电路15使第一信号线151的电压从基准电压变化为信号电压Vdata(图6的S15)。
由此,如图6的(d)所示,对驱动晶体管114的栅极施加信号电压Vdata。此时,静电保持电容117和118的接点M的电位VM(=Vs)成为根据C1和C2分配信号电压的变化量ΔVdata而得到的电压与作为时刻t4的Vs电位的-Vth之和,成为以下式3。
(式3)
也即是,在静电保持电容117中保持的电位差Vgs是Vdata与通过上述式3规定的电位的差分(差量),成为以下式4。
(式4)
也即是,在静电保持电容117中,写入与该信号电压Vdata相应的电压和之前保持的相当于驱动晶体管114的阈值电压Vth的电压相加而得到的相加电压。
此外,将第一信号线151的信号电压施加到电流控制单元100的步骤(图6的S15)相当于本发明的第一辉度保持步骤。
以上,在时刻t5~时刻t7的期间,在第k个驱动块内按每个发光像素行而依次执行修正后的信号电压的写入。
接着,在时刻t7以后,使第二控制线131(k)的电压电平从低电平变化为高电平(图7的S16)。由此,与上述相加电压相应的驱动电流在有机EL元件113中流动。也即是,在第k个驱动块内的全部发光像素11A同时开始发光。
以上,在时刻t7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使用从通过式4规定的Vgs减去驱动晶体管114的阈值电压Vth而得到的电压值来表示为以下式5。
(式5)
在此,β是关于迁移率的特性参数。根据式5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,通过使发光像素行驱动块化,能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,有机EL元件113的发光也在驱动块内同时执行。由此,能够使驱动晶体管114的驱动电流的导通和截止的控制在驱动块内同步,另外,能够使该驱动电流的源极以后的电流路径的控制在驱动块内同步。因此,能够使第一控制线132和第二控制线131在驱动块内共用化。
另外,在扫描线133(k、1)~133(k、m),相独立地与扫描/控制线驱动电路14连接,但在阈值修正期间中,驱动脉冲的定时是相同的。因此,扫描/控制线驱动电路14能够抑制所输出的脉冲信号的高频化,因此能够降低驱动电路的输出负荷。进而,信号线151及与该信号线连接的多条第一连接线和第二信号线152及与该第二信号线152连接的多条第二连接线不交叉。由此,在本实施方式的显示装置1中,不产生因信号线的交叉而产生的寄生电容。其结果,信号线驱动电路15在对第一信号线151和第二信号线152提供基准电压和信号电压时不需要对寄生电容充电,不产生浪费的电力消耗。也即是,显示装置1能够减少功耗。
另一方面,上述的驱动电路的输出负荷小的驱动方法在专利文献1所记载的以往的显示装置500中是难以实现的。即使在图27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于保持电容513之后,驱动晶体管512的源极电位会变动而不确定。因此,在显示装置500中,在保持了阈值电压Vth之后,接着必须立即执行加上信号电压而得到的相加电压的写入。另外,上述相加电压也受到源极电位的变动的影响,因此接着必须立即执行发光动作。也即是,在以往的显示装置500中,必须按每个发光像素行而执行上述的阈值电压修正、信号电压写入以及发光,在图27所示的发光像素501中无法驱动块化。
与此相对,如上所述,在本发明的显示装置1所具有的发光像素11A和11B中,在驱动晶体管114的漏极附加了开关晶体管116。由此,驱动晶体管114的栅极和源极电位稳定化,因此能够按照每个发光像素行来任意地设定从通过阈值电压修正得到的电压的写入到信号电压的相加写入为止的时间、或者从该相加写入到发光为止的时间。通过该电路结构,能够实现驱动块化,能够使同一驱动块内的阈值修正期间以及发光期间一致。
在此,在专利文献1所记载的使用了两条信号线的以往的显示装置以及本发明的驱动块化后的显示装置中,对根据阈值检测期间规定的发光占空比(duty)进行比较。
图7是说明扫描线和信号线的波形特性的图。在图7中,各像素行的1水平期间t1H中的阈值电压Vth的检测期间相当于扫描线为导通状态的期间即PWS。另外,在信号线中,1水平期间t1H包括提供信号电压的期间即PWD以及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,1水平期间t1H如以下那样表示。
t1H=tD+PWD+tR(D)+tF(D) (式6)
进而,当假设为PWD=tD时,则成为如下式7。
tD+PWD+tR(D)+tF(D)=2tD+tR(D)+tF(D) (式7)
根据式6和式7,成为以下式8。
tD=(t1H-tR(D)-tF(D))/2 (式8)
另外,Vth检测期间必须在基准电压产生期间内开始并结束,因此作为确保了最大的Vth检测时间,成为以下式9。
tD=PWS+tR(S)+tF(S) (式9)
根据式8和式9,得到以下式10。
PWS=(t1H-tR(D)-tF(D)-2tR(S)-2tF(S))/2 (式10)
针对上述式10,作为例子,具有扫描线条数为1080条(+消隐30条)的垂直分辨率,对120Hz驱动的面板的发光占空比进行比较。
在以往的显示装置中,具有两条信号线的情况下的1水平期间t1H为具有一条信号线的情况的两倍,成为以下式。
t1H={1秒/(120Hz×1110条)}×2=7.5μS×2=15μS
在此,设为tR(D)=tF(D)=2μS、tR(S)=tF(S)=1.5μS,当将这些值代入到式10时,作为Vth的检测期间的PWS成为2.5μS。
在此,当用于具有足够精度的Vth检测期间需要为1000μS时,该Vth检测所需的水平期间中,至少需要1000μS/2.5μS=400水平期间为非发光期间。因此,使用两条信号线的以往的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后的显示装置的发光占空比。与上述条件同样地,当用于具有足够精度的Vth检测期间需要为1000μS时,在块驱动的情况下,图5A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,1帧的非发光期间包括上述期间A和写入期间,因此至少为1000μS×2=2000μS。因此,本发明的驱动块化后的显示装置的发光占空比是(1帧时间-2000μS)/1帧时间,作为1帧时间而代入(1秒/120Hz),发光占空比为76%以下。
根据上述比较结果,相对于使用了两条信号线的以往的显示装置,通过如本发明这样组合块驱动,即使设置了相同的阈值检测期间,也能够确保更大的发光占空比。因此,能够实现充分确保发光辉度且驱动电路的输出负荷降低了的寿命长的显示装置。
反言之,在将使用两条信号线的以往的显示装置以及如本发明这样组合块驱动的显示装置设定为相同的发光占空比的情况下,可知本发明的显示装置能确保更长的阈值检测期间。
再说明本实施方式的显示装置1的驱动方法。
另一方面,在时刻t8,开始第(k+1)个驱动块的驱动晶体管114的阈值电压修正。
首先,在即将时刻t8之前,扫描线133(k+1、1)~133(k+1、m)的电压电平全部为低电平,第一控制线132(k+1)和第二控制线131(k+1)也是低电平。从使第二控制线131(k+1)成为了低电平的瞬间起,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)块中的发光像素的一齐发光结束。同时,开始(k+1)块中的非发光期间。
首先,在时刻t8,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化为高电平,使开关晶体管115为导通状态。另外,此时,第二控制线131(k+1)已经成为低电平,开关晶体管116截止(图7的S21),信号线驱动电路15使第二信号线152的电压从信号电压变化为基准电压(图6的S22)。由此,基准电压被施加到驱动晶体管114的栅极。
接着,在时刻t9,扫描/控制线驱动电路14使第一控制线132(k+1)的电压电平从低电平变化为高电平,在经过了一定期间之后,在时刻t10变化为低电平(图6的S23)。另外,此时,第二控制线131(k+1)的电压电平维持为低电平,因此驱动晶体管114的源极S(M)与有机EL元件113的阴电极之间的电位差逐渐接近有机EL元件113的阈值电压。由此,使储存在电流控制单元100的静电保持电容117中的电位差为能够检测驱动晶体管的阈值电压的电位差,向阈值电压的检测过程的准备完成。
接着,在时刻t11,扫描/控制线驱动电路14使第二控制线131(k+1)的电压电平从低电平变化为高电平,使开关晶体管116为导通状态。由此,驱动晶体管114成为导通状态,使漏极-源极间电流流向静电保持电容117、118以及处于截止状态的有机EL元件。此时,在静电保持电容117、118和有机EL元件113中记录驱动晶体管114的栅极-源极间电压。此时,有机EL元件113的阳电极电位即驱动晶体管的源极电位是低于-Vth(<0)的电位,有机EL元件113的阴电位为0V,因此成为反偏压状态,有机EL元件113不发光而作为静电电容CEL发挥功能。
在时刻t11~时刻t12的期间,发光像素11B的电路成为稳定状态,在静电保持电容117和118中保持与驱动晶体管114的阈值电压Vth相当的电压。此外,该期间越长,则在静电保持电容117和118中保持的阈值电压Vth的检测精度越高。因此,通过确保该期间足够长,能实现高精度的电压补偿。
接着,在时刻t12,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化为低电平,使开关晶体管115为截止状态(图6的S24)。由此,驱动晶体管114成为截止状态。此时,在第(k+1)个驱动块的全部发光像素11B所具有的静电保持电容117中同时保持相当于驱动晶体管114的阈值电压Vth的电压。此外,从停止向驱动晶体管114提供电压的步骤(图6的S21)到停止向驱动晶体管114提供电流的步骤(图6的S24),相当于本发明的第二电压保持步骤。
接着,在时刻t13,扫描/控制线驱动电路14使第二控制线131(k+1)的电压电平从高电平变化为低电平。
以上,在时刻t11~时刻t12的期间中,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。
接着,在时刻t13以后,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k+1、1)~133(k+1、m)的电压电平依次变化为低电平→高电平→低电平,开始使开关晶体管115按每个发光像素行而依次为导通状态。另外,此时,信号线驱动电路15使第二信号线152的电压从基准电压变化为信号电压(图6的S25)。由此,对驱动晶体管114的栅极施加信号电压。此时,在静电保持电容117中,写入与该信号电压Vdata相应的电压和之前保持的相当于驱动晶体管114的阈值电压Vth的电压相加而得到的相加电压。
以上,在时刻t13以后的期间中,在第(k+1)个驱动块内按每个发光像素行而依次执行修正后的信号电压的写入。
接着,在时刻t15以后,使第二控制线131(k+1)的电压电平从低电平变化为高电平(图8的S26)。由此,与上述相加电压相应的驱动电流在有机EL元件113中流动。也即是,第(k+1)个驱动块内的全部发光像素11B一齐开始发光。
以上,在时刻t15以后的期间中,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上述动作。
图8是根据本发明实施方式1的驱动方法进行发光的驱动块的状态变化图。在图8中,示出某发光像素列的每个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信号电压的写入期间。根据本发明实施方式1的显示装置的驱动方法,在同一驱动块内一齐设定发光期间。因此,在驱动块之间,发光期间相对于行扫描方向呈台阶状。
以上,通过配置了开关晶体管116和静电保持电容118的发光像素电路、到驱动块化后的各发光像素的控制线、扫描线和信号线的配置以及上述驱动方法,能够使驱动晶体管114的阈值修正期间及其定时在同一驱动块内一致。另外,还能够使发光期间及其定时在同一驱动块内一致。因此,扫描/控制线驱动电路14和/或控制信号电压的信号线驱动电路15的负荷降低,所述扫描/控制线驱动电路14输出对各开关晶体管的导通和非导通进行控制的信号和/或控制电流路径的信号。另外,还能够通过上述驱动块化以及按每个发光像素列配置的两条信号线,在重写全部发光像素的时间即1帧期间Tf中使驱动晶体管114的阈值修正期间较长。这是因为,在第k个驱动块中采样辉度信号的期间,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每个发光像素行来分割,而是按每个驱动块来分割。因此,即使显示区域的面积变大,也不那么增加扫描/控制线驱动电路14的输出数量、且不使发光占空比减小、能够将相对于1帧期间的相对的阈值修正期间设定为较长。由此,在发光元件中流动基于高精度地修正后的信号电压的驱动电流,图像显示品质提高。
例如,在将显示面板10分割为N个驱动块的情况下,提供给各发光像素的阈值修正期间最大为Tf/N。与此相对,在按每个发光像素行而以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,阈值修正期间最大为Tf/M。另外,即使在如专利文献1所记载那样按每个发光像素列配置两条信号线的情况下,阈值修正期间也最大为2Tf/M。
另外,本实施方式的显示装置1具备第一信号线151和第二信号线152,所示第一信号线151和所示第二信号线152按照多个发光像素11A和11B中的分别与m行n列的矩阵的n个列对应的m个发光像素11A和11B,与该m个发光像素11A和11B对应地沿列方向配置,将决定发光像素11A和11B的辉度的信号电压提供给发光像素11A和11B。具体而言,第一信号线151配置于对应列的左侧,第二信号线152配置于对应列的右侧。也即是,第一信号线151配置于对应列的发光像素11A和11B所具备的开关晶体管115的左侧,第二信号线152配置于对应列的发光像素11A和11B所具备的开关晶体管115的右侧。另外,该两条信号线(第一信号线151和第二信号线152)还将用于使发光像素11A和11B所具有的驱动晶体管初始化的基准电压提供给发光像素11A和11B。另外,第一信号线151被配置成与多条第二连接线不交叉,第二信号线152被配置成与多条第一连接线不交叉。
由此,在本实施方式的显示装置1中,不会产生例如图26的显示装置500那样因信号线的交叉而产生的寄生电容。
其结果,在显示装置1中,在进行用于使发光像素11A和11B发光的控制时,不需要使寄生电容充放电,能够抑制浪费的电力消耗。也即是,显示装置1能够减少功耗。进一步,能够抑制阈值检测期间的基准电压的变动,因此能够使静电保持电容117和118保持准确的阈值电压。也即是,阈值电压的检测精度提高。
另外,通过驱动块化,能够使控制向驱动晶体管114的漏极的施加电压的导通和截止的第二控制线、以及对该驱动电流的源极以后的电流路径进行控制的第一控制线在驱动块内共用化。因此,从扫描/控制线驱动电路14输出的控制线的条数减少。因此,驱动电路的负荷降低。
例如,在专利文献1所记载的以往的显示装置500中,每个发光像素行配置两条控制线(供电线和扫描线)。当显示装置500由M行的发光像素行构成时,控制线合计为2M条。
与此相对,在本发明实施方式1的显示装置1中,从扫描/控制线驱动电路14,每个发光像素行输出一条扫描线、每个驱动块输出两条控制线。因此,当显示装置1由M行的发光像素行构成时,控制线(包括扫描线)合计为(M+2N)条。
在面积变大而发光像素的行数多的情况下,实现M>>N,因此,在该情况下,与以往的显示装置500的控制线条数相比,本发明的显示装置1的控制线条数大约能够减少到1/2。
(实施方式1的变形例)
实施方式1的变形例的显示装置与实施方式1的显示装置1相比,各发光像素的电路结构是同样的,但第一信号线151与第二信号线152的配置不同。具体而言,不同点在于:在配置成m行n列的矩阵状的发光像素11A和11B的第i(i是1≤i≤n-1的整数)个列中,第一信号线151配置在对应列的发光像素11A和11B所具备的开关晶体管115的左侧和右侧中的一方,第二信号线152配置在对应列的发光像素11A和11B所具备的开关晶体管115的左侧和右侧中的另一方,在第(i+1)个列中,第一信号线151配置在对应列的发光像素11A和11B所具备的开关晶体管115的左侧和右侧中的另一方,第二信号线配置在对应列的发光像素11A和11B所具备的开关晶体管115的左侧和右侧中的一方。
下面,关于本发明的实施方式1的变形例,省略与实施方式1的显示装置1的相同点的说明,参照附图仅说明不同点。
图9是表示本发明实施方式1的变形例的显示装置的电结构的框图。图9所示的多个发光像素11A和11B以及多条第一信号线151和多条第二信号线152的配置布局使仿照从上面观察显示面板10的情况下的配置的布局。
如上所述,图9所示的显示装置与实施方式1的显示装置1相比,在配置成m行n列的矩阵状的发光像素11A和11B的第i(1≤i≤n-1的整数)个列中,第一信号线151配置在对应列的发光像素11A所具备的开关晶体管115的左侧和右侧中的一方,第二信号线152配置在对应列的发光像素11B所具备的开关晶体管115的左侧和右侧中的另一方,在第(i+1)个列中,第一信号线151配置在对应列的发光像素11A所具备的开关晶体管115的左侧和右侧中的另一方,第二信号线152配置在对应列的发光像素11B所具备的开关晶体管115的左侧和右侧中的一方。例如,在本变形例中,第i个列与全部奇数列对应,第(i+1)个列与全部偶数列对应。
换言之,在相邻的列之间,不并列配置第一信号线151和第二信号线152。由此,能够进一步降低在第一信号线151与第二信号线152之间产生的寄生电容,因此能进一步降低为了检测阈值电压而提供电压的信号线受到提供信号电压的信号线的电位变动的影响。
因此,本变形例的显示装置与实施方式1的显示装置1相比,能够更高精度地修正阈值电压。
也即是,配置于相邻列之间的两条信号线(两条第一信号线或者两条第二信号线)在相同定时和期间中被提供信号电压和基准电压,因此能进一步减轻如上所述的为了检测阈值电压而提供电压的信号线受到提供信号电压的信号线的电位变动的影响。
(实施方式2)
下面,参照附图说明本发明的实施方式2。
图10是表示本发明实施方式2的显示装置所具有的显示面板的一部分的电路结构图。在图10中示出了两个相邻的驱动块和各控制线、各扫描线和各信号线。在附图和以下说明中,用“标号(块编号、该块中的行编号)”或者“标号(块编号)”表示各控制线、各扫描线和各信号线。
图10所示的显示装置与实施方式1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:第二控制线131不按照每个驱动块而共用化而按照每个发光像素行与未图示的扫描/控制线驱动电路14连接。下面,省略与实施方式2的显示装置1的相同点的说明,仅说明不同点。
在图10的上部所示的第k个驱动块中,第二控制线131(k、1)~131(k、m)按照每个该驱动块内的发光像素行来配置,分别与各发光像素11A所具有的开关晶体管116的栅极连接。另外,第一控制线132(k)共用地连接于该驱动块内的全部发光像素11A所具有的静电保持电容118。另一方面,扫描线133(k、1)~扫描线133(k、m)分别按照每个发光像素行而单独进行连接。另外,在图10的下部所示的第(k+1)个驱动块中,也进行与第k个驱动块同样的连接。但是,与第k个驱动块连接的第一控制线132(k)以及与第(k+1)个驱动块连接的第一控制线132(k+1)是不同的控制线,从扫描/控制线驱动电路14输出独立的控制信号。
另外,在第k个驱动块中,第一信号线151与该驱动块内的全部发光像素11A所具有的开关晶体管115的源极和漏极中的另一方连接。另一方面,在第(k+1)个驱动块中,第二信号线152与该驱动块内的全部发光像素11B所具有的开关晶体管115的源极和漏极中的另一方连接。
如上所述,通过进行驱动块化,控制Vth检测电路的第一控制线132的条数减少。因此,将驱动信号输出到这些控制线的扫描/控制线驱动电路14的负荷降低。
接着,使用图11说明本实施方式的显示装置的驱动方法。
图11是本发明实施方式2的显示装置的驱动方法的动作时间图。在图11中,横轴表示时间。另外,在纵向上,从上方起依次示出了在第k个驱动块的扫描线133(k、1)、133(k、2)和133(k、m)、第一信号线151、第二控制线131(k、1)和131(k、m)以及第一控制线132(k)产生的电压的波形图。另外,接着这些示出了在第(k+1)个驱动块的扫描线133(k+1、1)、133(k+1、2)和133(k+1、m)、第二信号线152、第二控制线131(k+1、1)和131(k+1、m)以及第一控制线132(k+1)产生的电压的波形图。
本实施方式的驱动方法与图4所示的实施方式1的驱动方法相比,不同点仅在于:使驱动块内的发光期间不一致,按照每个发光像素行设定信号电压的写入期间和发光期间。
首先,在即将时刻t20之前,扫描线133(k、1)~133(k、m)的电压电平全部为低电平,第一控制线132(k)和第二控制线131(k、1)~131(k、m)也为低电平。如图5的(a)所示,从使第二控制线131(k、1)~131(k、m)为低电平的瞬间起,开关晶体管116成为截止状态。由此,有机EL元件113光猝灭,k块中的发光像素的每个像素行的发光结束。同时,开始k块的非发光期间。
接着,在时刻t20,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化为高电平,使开关晶体管115为导通状态。此时,第二控制线131(k、1)~131(k、m)已经成为低电平,开关晶体管116成为截止状态(图6的S11)。另外,此时,信号线驱动电路15使第一信号线151的电压从信号电压变化为基准电压(图6的S12)。由此,基准电压被施加到驱动晶体管114的栅极。
接着,在时刻t21,扫描/控制线驱动电路14使第一控制线132(k)的电压电平从低电平变化为高电平,在经过了一定期间之后,在时刻t22使之变化为低电平(图6的S13)。此时,第二控制线131(k、1)~131(k、m)的电压电平维持为低电平,因此驱动晶体管114的源极S(M)与有机EL元件113的阴电极之间的电位差逐渐接近有机EL元件113的阈值电压。此时,在时刻t22,驱动晶体管114的源极S(M)的电位Vs使用实施方式1的式2来规定。由此,使在电流控制单元100的静电保持电容117产生的电位差成为能够检测驱动晶体管的阈值电压的电位差。这样,完成向阈值电压的检测过程的准备。
接着,在时刻t23,扫描/控制线驱动电路14使第二控制线131(k、1)~131(k、m)的电压电平一齐从低电平变化为高电平,使开关晶体管116为导通状态。由此,驱动晶体管114成为导通状态,使漏极电流流向静电保持电容117、118以及处于截止状态的有机EL元件113。此时,由式2规定的Vs逐渐接近-Vth。由此,在静电保持电容117、118和有机EL元件113中记录驱动晶体管114的栅极-源极间电压。此时,有机EL元件113的阳电极电位即驱动晶体管的源极电位是低于-Vth(<0)的电位,有机EL元件113的阴电位为0V,因此成为反偏压状态,有机EL元件113不发光而作为静电电容CEL发挥功能。
然后,在时刻t23~时刻t24的期间,发光像素11A的电路成为稳定状态,在静电保持电容117和118中保持与驱动晶体管114的阈值电压Vth相当的电压。此外,为了使与阈值电压Vth相当的电压保持于静电保持电容117和118而流动的电流是微量的,因此到成为稳定状态之前需要时间。因此,该期间越长,则在静电保持电容117和118中保持的电压越稳定,通过确保该期间足够长,能实现高精度的电压补偿。
另外,在时刻t23~时刻t24的期间,对与属于第(k+1)个驱动块的发光像素11B连接的第二信号线152施加信号电压。在此,第一信号线151和第二信号线152按分别与n个列对应的m个发光像素列而与m个发光像素11A和11B对应地沿列方向配置,第一信号线151配置于对应列的发光像素11A和11B所具备的开关晶体管115的左侧,第二信号线152配置于对应列的发光像素11A和11B所具备的开关晶体管115的右侧。进一步,第一连接线被配置成与第二信号线152不交叉,第二连接线被配置成与第一信号线151不交叉。
由此,本实施方式的显示装置与实施方式1的显示装置1同样地不会产生由信号线的交叉产生的寄生电容。
因此,在时刻t23~时刻t24的期间、也即是发光像素11A的阈值检测期间中,提供给第一信号线151的基准电压不会通过因信号线的交叉产生的寄生电容而受到提供给第二信号线152的信号电压的影响。换言之,能够抑制提供用于检测阈值电压的基准电压的第一信号线151的电位变动。
因而,本实施方式的显示装置与实施方式1的显示装置1同样地能够提高阈值电压的检测精度。
接着,在时刻t24,扫描/控制线驱动电路14使第二控制线131(k、1)~131(k、m)的电压电平一齐从高电平变化为低电平(图6的S14)。由此,停止向驱动晶体管114提供电流。此时,在第k个驱动块的全部发光像素11A所具有的静电保持电容117和118中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t25,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化为低电平,使开关晶体管115为截止状态。
以上,在时刻t20~时刻t25的期间中,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。
接着,在时刻t25以后,扫描/控制线驱动电路14使扫描线133(k、1)~133(k、m)的电压电平依次变化为低电平→高电平→低电平,使开关晶体管115按每个发光像素行而依次为导通状态。另外,此时,信号线驱动电路15使第一信号线151的电压从基准电压变化为信号电压Vdata(图6的S15)。由此,对驱动晶体管114的栅极施加信号电压Vdata。此时,在静电保持电容117中保持的电位差Vgs是Vdata与通过实施方式1的式3规定的电位的差分,由式4的关系来规定。也即是,在静电保持电容117中,写入与该信号电压Vdata相应的电压和之前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相加电压。
另外,在扫描线133(k、1)的电压电平变化为上述低电平→高电平→低电平之后,扫描/控制线驱动电路14接着使第二控制线131(k、1)的电压电平从低电平变化为高电平。依次按照每个发光像素行反复执行该动作。
以上,在时刻t25以后,在第k个驱动块内按每个发光像素行来依次执行修正后的信号电压的写入和发光。
以上,在时刻t26以后的期间中,在第k个驱动块内按每个发光像素行来执行有机EL元件113的发光。在此,对于在驱动晶体管114中流动的漏极电流id,使用从通过实施方式1中记载的式4规定的Vgs减去驱动晶体管114的阈值电压Vth而得到的电压值来由式5进行规定。根据式5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,如上所述,通过使发光像素行驱动块化,能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,能够使该驱动电流的源极以后的电流路径的控制在驱动块内同步。因此,能够使第一控制线132在驱动块内共用化。
另外,在扫描线133(k、1)~133(k、m),虽然单独地与扫描/控制线驱动电路14连接,但在阈值修正期间中,驱动脉冲的定时是相同的。因此,扫描/控制线驱动电路14能够抑制所输出的脉冲信号的高频化,因此能够降低驱动电路的输出负荷。
在本实施方式中,根据与实施方式1同样的观点,与专利文献1所记载的使用两条信号线的以往的显示装置相比,也具有能够确保发光占空比更大的优点。
因此,能够实现充分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,在将使用两条信号线的以往的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,可知本发明的显示装置能确保阈值检测期间较长。
此外,时刻t28~时刻t35的第(k+1)个驱动块的动作与上述第k个驱动块的动作是同样的,因此省略说明。
在显示面板10内的第(k+2)个驱动块以后也依次执行上述动作。
图12是根据本发明实施方式2的驱动方法进行发光的驱动块的状态变化图。在图12中,示出了某发光像素列中的每个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的显示装置的驱动方法,在同一驱动块内也按每个发光像素行来依次设定发光期间。因此,在驱动块内,发光期间也相对于行扫描方向而连续地出现。
以上,在实施方式2中,也能够通过配置了开关晶体管116和静电保持电容118的发光像素电路、到驱动块化后的各发光像素的控制线、扫描线和信号线的配置、以及上述驱动方法,使驱动晶体管114的阈值修正期间及其定时在同一驱动块内一致。因此,输出对电流路径进行控制的信号的扫描/控制线驱动电路14和/或控制信号电压的信号线驱动电路15的负荷降低。另外,还能够通过上述驱动块化和按每个发光像素列配置的两条信号线,在重写全部发光像素的时间即1帧期间Tf中使驱动晶体管114的阈值修正期间较长。这是因为,在第k个驱动块中采样辉度信号的期间,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每个发光像素行来分割,而是按每个驱动块来分割。因此,显示区域的面积越大,也也能够不减小发光占空比、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,在发光元件中流动基于高精度地修正后的信号电压的驱动电流,图像显示品质提高。
例如,在将显示面板10分割为N个驱动块的情况下,提供给各发光像素的阈值修正期间最大为Tf/N。
另外,在实施方式2中,也不会产生因信号线的交叉产生的寄生电容,因此,与实施方式1同样地能够抑制浪费的电力消耗,并且能够实现高精度的阈值电压修正。
(实施方式3)
下面,参照附图说明本发明的实施方式。
本实施方式的显示装置的电结构除了发光像素的电路结构以外与图1所示的结构是同样的。也即是,本实施方式的显示装置具备显示面板10和定时控制电路20。显示面板10具备后述的多个发光像素21A和21B、信号线群12、控制线群13、扫描/控制线驱动电路14以及信号线驱动电路15。
下面,省略与实施方式1和2重复的结构的说明,仅说明与发光像素21A和21B相关联的结构。
发光像素21A和21B呈矩阵状配置于显示面板10上。在此,发光像素21A和21B构成将多个发光像素行作为一个驱动块的两个以上的驱动块。发光像素21A构成第奇数个驱动块,另外,发光像素21B构成第偶数个驱动块。
图13A是本发明实施方式3的显示装置的奇数驱动块的发光像素的具体电路结构图,图13B是本发明实施方式3的显示装置的偶数驱动块的发光像素的具体电路结构图。图13A和图13B所示的像素电路与实施方式1的图2A和图2B所示的像素电路相比,不同点在于:代替开关晶体管116而附加了开关晶体管216。同样地,电流控制单元200的结构与实施方式1的电流控制单元100的结构的不同点在于,代替开关晶体管116而附加了开关晶体管216。下面,省略与图2A和图2B所示的显示装置的结构重复的部分的说明。
在图13A和图13B中,有机EL元件213例如是阴极与作为负电源线的电源线112连接、阳极与驱动晶体管214的源极连接的发光元件,通过流动驱动晶体管214的驱动电流而进行发光。
开关晶体管216相当于本发明的第四开关晶体管,其栅极与第二控制线231连接,其源极和漏极中的一方与静电保持电容217的另一方的端子连接,其源极和漏极中的另一方与驱动晶体管214的源极连接。开关晶体管216具有以下功能:通过在从信号线写入信号电压的期间中成为截止状态,使静电保持电容217保持准确的与信号电压对应的电压。另一方面,具有以下功能:通过在阈值检测期间和发光期间中成为导通状态,将驱动晶体管214的源极连接于静电保持电容217和218,使静电保持电容217准确地保持与阈值电压和信号电压对应的电荷,使驱动晶体管214将反映了在静电保持电容217中保持的电压的驱动电流提供给发光元件。此外,静电保持电容217相当于本发明的第三电容元件,静电保持电容218相当于本发明的第四电容元件。
第二控制线231与扫描/控制线驱动电路14连接,与属于包括发光像素21A和21B的像素行的各发光像素连接。由此,第二控制线231具有以下功能:产生使驱动晶体管214的源极与静电保持电容217和静电保持电容218之间的节点为导通或者非导通的状态。
第一控制线232与扫描/控制线驱动电路14连接,与属于包括发光像素21A和21B的像素行的各发光像素连接。由此,第一控制线232具有以下功能:通过切换电压电平,实现对驱动晶体管214的阈值电压进行检测的环境。
接着,说明第二控制线231、第一控制线232、扫描线233、第一信号线251以及第二信号线252的发光像素之间的连接关系。
图14是表示本发明实施方式3的显示装置所具有的显示面板的一部分的电路结构图。在图14中,示出了两个相邻的驱动块和各控制线、各扫描线以及各信号线。在附图和以下说明中,使用“标号(块编号、该块中的行编号)”或者“标号(块编号)”来表示各控制线、各扫描线和各信号线。
如上所述,驱动块由多个发光像素行构成,在显示面板10中存在两个以上的驱动块。例如,图14所示的各驱动块由m行的发光像素行构成。
在图14的上部所示的第k个驱动块中,第二控制线231(k、1)~231(k、m)按该驱动块内的每个发光像素行来配置,分别与各发光像素21A所具有的开关晶体管216的栅极连接。另外,第一控制线232(k)共用地连接于该驱动块内的全部发光像素21A所具有的静电保持电容218。另一方面,扫描线233(k、1)~扫描线233(k、m)分别按每个发光像素行而单独地进行连接。
另外,在图14的下部所示的第(k+1)个驱动块中,也进行与第k个驱动块同样的连接。但是,与第k个驱动块连接的第一控制线232(k)和与第(k+1)个驱动块连接的第一控制线232(k+1)是不同的控制线,从扫描/控制线驱动电路14输出独立的控制信号。
另外,在第k个驱动块中,第一信号线251与该驱动块内的全部发光像素21A所具有的开关晶体管215的源极和漏极中的另一方连接。另一方面,在第(k+1)个驱动块中,第二信号线252与该驱动块内的全部发光像素21B所具有的开关晶体管215的源极和漏极中的另一方连接。此外,发光像素21A所具有的开关晶体管215相当于本发明的第一开关晶体管,发光像素21B所具有的开关晶体管215相当于本发明的第二开关晶体管。
如上所述,通过进行驱动块化,控制Vth检测电路的第一控制线232的条数减少。因此,将驱动信号输出到这些控制线的扫描/控制线驱动电路14的电路规模降低。另外,能够确保Vth的检测时间较长,Vth的检测精度提高,结果是显示品质提高。
接着,使用图15说明本实施方式的显示装置的驱动方法。在此,详细说明具有图13A和图13B所示的具体的电路结构的显示装置的驱动方法。
图15是本发明实施方式3的显示装置的驱动方法的动作时间图。在图15中,横轴表示时间。另外,在纵向上,从上方起依次示出了在第k个驱动块的扫描线233(k、1)、233(k、2)和233(k、m)、第二控制线231(k、1)、231(k、2)和231(k、m)、第一控制线232(k)以及第一信号线251产生的电压的波形图。另外,接着这些,示出了在第(k+1)个驱动块的扫描线233(k+1、1)、233(k+1、2)和233(k+1、m)、第二控制线231(k+1、1)、231(k+1、2)和231(k+1、m)、第一控制线232(k+1)以及第二信号线252产生的电压的波形图。
另外,图16是本发明实施方式3的显示装置所具有的发光像素的状态变化图。另外,图17是本发明实施方式3的显示装置的动作流程图。
首先,在时刻t40,使扫描线233(k、1)的电压电平变化为高电平,从第一信号线25将基准电压1施加到驱动晶体管214的栅极(图17的S31)。
此时,如图16的(a)所示,基准电压例如为0V。另外,在即将时刻t40之前处于发光模式,因此将该稳定状态下的驱动晶体管214的源极电位Vs设为VEL。这样,由于为第二控制线231(k、1)的电压电平为高电平的状态,开关晶体管216处于导通状态,因此成为Vgs=-VEL<VT(TFT),驱动晶体管214变化为截止状态。
之后,在时刻t41,使扫描线233(k、1)的电压电平变化为低电平,下面,在k块内将第一信号线251维持为基准电压的状态下,使扫描线233的电压电平按照像素行顺序为低电平→高电平→低电平,由此有机EL元件213按照像素行顺序光猝灭。也即是,k块中的发光像素的发光按照像素行顺序结束。同时,按照像素行顺序开始k块的非发光期间。
接着,在时刻t42,扫描/控制线驱动电路14使第一控制线232(k)的电压电平从低电平变化为高电平,在经过了一定期间之后,使之变化为低电平(图17的S32)。另外,此时,第二控制线231(k、1)~231(k、m)的电压电平维持为高电平。在此,在开关晶体管215为截止状态下,使第一控制线232(k)变化ΔVreset(>0),使静电保持电容218的静电电容值为C2,使有机EL元件213的静电电容和阈值电压为CEL和VT(EL)。此时,在使第一控制线232(k)的电压电平成为了高电平的瞬间,驱动晶体管214的源极S(M)的电位Vs成为根据C2与CEL分配的电压与VT(EL)之和,成为以下式11。
(式11)
之后,如图16的(b)所示,通过有机EL元件213进行自放电,上述Vs在稳定状态下逐渐接近VT(EL)。
接着,在时刻t43,扫描/控制线驱动电路14使扫描线233(k、1)~233(k、m)的电压电平一齐变化为高电平。
接着,扫描/控制线驱动电路14使第一控制线232(k)的电压电平从高电平变化为低电平,由此Vs被偏置,成为以下式12。
(式12)
通过该第一控制线232(k)从高电平向低电平的变化,在作为驱动晶体管214的栅极源极间电压的Vgs产生了比驱动晶体管214的阈值电压Vth大的电压。也即是,使在静电保持电容217产生的电位差为能够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。与此同时,如图16的(c)所示,驱动晶体管214成为导通状态,使漏极-源极间电流流向静电保持电容217、218和有机EL元件213。此时,通过式2规定的Vs逐渐接近-Vth。由此,在静电保持电容217、218中记录驱动晶体管214的Vth。此时,阳电极电位为低于-Vth的电位、阴极电位为0V,因此,有机EL元件213成为反偏压状态,所以流向有机EL元件213的电流不为用于使有机EL元件213发光的电流。
在时刻t43~时刻t44的期间,发光像素21A的电路成为稳定状态,在静电保持电容217和218中保持相当于驱动晶体管214的阈值电压Vth的电压。此外,为了使相当于阈值电压Vth的电压保持到静电保持电容217和218而流动的电流是微量的,因此到成为稳定状态为止需要时间。因此,该期间越长,则在静电保持电容217中保持的电压越稳定,通过确保足够长的该期间,能实现高精度的电压补偿。
接着,在时刻t44,扫描/控制线驱动电路14使扫描线233(k、1)~233(k、m)的电压电平一齐从高电平变化为低电平(图17的S33)。由此,完成向静电保持电容217、218记录驱动晶体管214的Vth。此时,在第k个驱动块的全部发光像素21A所具有的静电保持电容217和218中同时保持相当于驱动晶体管214的阈值电压Vth的电压。此外,在即将时刻t44之前,第二控制线231(k、1)~231(k、m)也一齐为低电平,开关晶体管216为截止状态。由此,抑制了Vth检测后的驱动晶体管214的泄漏电流流入静电保持电容217、218而在静电保持电容217、218中记录的驱动晶体管214的阈值电压Vth的值发生偏离的情况。
以上,在时刻t43~时刻t44的期间中,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。
另外,在时刻t43~时刻t44的期间,对与属于第(k+1)个驱动块的发光像素21B连接的第二信号线252施加信号电压。在此,第一信号线251和第二信号线252按照分别与n个列对应的m个发光像素的列,与m个发光像素21A和21B对应地沿列方向配置,第一信号线251配置于对应列的发光像素21A和21B所具备的开关晶体管215的左侧,第二信号线252配置于对应列的发光像素21A和21B所具备的开关晶体管215的右侧。并且,第一连接线被配置成与第二信号线252不交叉,第二连接线被配置成与第一信号线251不交叉。
由此,本实施方式的显示装置与实施方式1的显示装置1同样地不会产生因信号线的交叉产生的寄生电容。
因此,在时刻t43~时刻t44的期间、也即是发光像素21A的阈值检测期间中,提供给第一信号线251的基准电压不会通过因信号线的交叉产生的寄生电容而受到提供给第二信号线252的信号电压的影响。换言之,能够抑制提供用于检测阈值电压的基准电压的第一信号线251的电位变动。
因而,本实施方式的显示装置与实施方式1的显示装置1同样地能够提高阈值电压的检测精度。
接着,在时刻t44以后的期间中,扫描/控制线驱动电路14使扫描线233(k、1)~233(k、m)的电压电平依次变化为低电平→高电平→低电平,使开关晶体管215按照每个发光像素行而依次为导通状态。另外,此时,信号线驱动电路15使第一信号线251的电压变化为与各像素的辉度值相应的信号电压Vdata(图17的S34)。由此,如图16的(d)所示,对驱动晶体管214的栅极施加信号电压Vdata。此时,静电保持电容217和218的接点M的电位VM为根据C1和C2分配Vdata而得到的电压与时刻t44的Vs电位即-Vth之和,成为以下式13。
(式13)
也即是,在静电保持电容217中保持的电位差VgM是Vdata与通过上述式13规定的电位的差分,成为以下式14。
(式14)
也即是,在静电保持电容217中,写入与该信号电压Vdata相应的电压和之前保持的相当于驱动晶体管214的阈值电压Vth的电压相加而得到的相加电压。
另外,在时刻t46以后的期间中,扫描/控制线驱动电路14使第二控制线231(k、1)~231(k、m)的电压电平依次变化为低电平→高电平,使开关晶体管216按照每个发光像素行而依次为导通状态(图17的S35)。由此,在驱动晶体管214的栅极-源极间施加通过式13表示的电压,通过流动如图16的(e)所示的漏极电流,按照每个像素行进行与阈值修正后的信号电压对应的发光。
以上,在时刻t46以后的期间中,在第k个驱动块内按照每个发光像素行而依次执行修正后的信号电压的写入和发光。
在此,对于在驱动晶体管214中流动的漏极电流id,使用从通过式4规定的VgM减去驱动晶体管214的阈值电压Vth而得到的电压值来表示为以下式15。
(式15)
在此,β是关于迁移率的特性参数。根据式15可知,用于使有机EL元件213发光的漏极电流id为不依赖于驱动晶体管214的阈值电压Vth、而且与有机EL元件213的电容成分无关的电流。
以上,如上所述,通过使发光像素行驱动块化,在驱动块内,能同时执行驱动晶体管214的阈值电压Vth补偿。由此,能够使该驱动电流的源极以后的电流路径的控制在驱动块内同步。因此,能够使第一控制线232在驱动块内共用化。
另外,在扫描线233(k、1)~233(k、m),虽然单独地与扫描/控制线驱动电路14连接,但在阈值修正期间中,驱动脉冲的定时是相同的。因此,扫描/控制线驱动电路14能够抑制所输出的脉冲信号的高频化,因此能够降低驱动电路的输出负荷。
在本实施方式中,根据与实施方式1同样的观点,与专利文献1所记载的使用两条信号线的以往的显示装置相比,也具有能够确保发光占空比更大的优点。
因此,能够实现充分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,在将使用两条信号线的以往的显示装置和如本发明这样组合了块驱动的显示装置设为相同发光占空比的情况下,可知本发明的显示装置能确保阈值检测期间较长。
此外,时刻t50~时刻t56的第(k+1)个驱动块的动作与上述第k个驱动块的动作是同样的,因此省略说明。
在显示面板10内的第(k+2)个驱动块以后也依次执行上述动作。
此外,根据本实施方式的驱动方法进行发光的驱动块的状态变化图与图12所示的状态变化图使同样的,因此省略说明。
以上,在实施方式3中,也能够通过配置了开关晶体管216和静电保持电容218的发光像素电路、到驱动块化后的各发光像素的控制线、扫描线和信号线的配置、以及上述驱动方法,使驱动晶体管214的阈值修正期间及其定时在同一驱动块内一致。因此,输出对电流路径进行控制的信号的扫描/控制线驱动电路14和/或控制信号电压的信号线驱动电路15的负荷降低。另外,还能够通过上述驱动块化和按照每个发光像素列配置的两条信号线,在重写全部发光像素的时间即1帧期间Tf中使驱动晶体管214的阈值修正期间较长。这是因为,在第k个驱动块中采样辉度信号的期间,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照每个发光像素行来分割,而是按照每个驱动块来分割。因此,显示区域的面积越大,也能够不会减小发光占空比、将相对于1帧期间的相对的阈值修正期间设定为较长。由此,在发光元件中流动基于高精度地修正后的信号电压的驱动电流,图像显示品质提高。
例如,在将显示面板10分割为N个驱动块的情况下,提供给各发光像素的阈值修正期间最大为Tf/N。
另外,在实施方式3中,也不会产生因信号线的交叉产生的寄生电容,因此,与实施方式1同样地能够抑制浪费的电力消耗,并且,能够实现高精度的阈值电压修正。
此外,从将第一信号线251的基准电压施加到驱动晶体管214的栅极的步骤(图17的S31)到停止向驱动晶体管214提供电流的步骤(图17的S33),相当于本发明的第一电压保持步骤。另外,将第一信号线151的信号电压施加到电流控制单元200的步骤(图6的S34)相当于本发明的第一辉度保持步骤。另外,从第二信号线252将基准电压施加到驱动晶体管214的栅极的步骤(图17的S41)到停止向驱动晶体管214提供电流的步骤(图17的S43),相当于本发明的第二电压保持步骤。
(实施方式4)
下面,参照附图说明本发明的实施方式。
本实施方式的显示装置的电结构除了发光像素的电路结构以外与图1所示的结构是同样的。也即是,本实施方式的显示装置具备显示面板10和控制电路20。显示面板10具备后述的多个发光像素31A和31B、信号线群12、控制线群13、扫描/控制线驱动电路14、信号线驱动电路15以及选择器电路16。
控制线群13包括按每个发光像素配置的扫描线、控制线以及电源线。
扫描/控制线驱动电路14对控制线群13的各扫描线输出扫描信号、对控制线群13的各控制线输出控制信号、另外对各电源线输出可变电压,由此驱动发光像素所具有的电路元件。
发光像素31A和31B呈矩阵状配置在显示面板10上。在此,发光像素31A和31B构成将多个发光像素行作为一个驱动块的两个以上的驱动块。发光像素31A构成第奇数个驱动块,另外,发光像素31B构成第偶数个驱动块。
下面,省略与实施方式1~3重复的结构的说明,仅说明与发光像素31A和31B有关的结构。
图18A是本发明实施方式4的显示装置的奇数驱动块的发光像素的具体的电路结构图,图18B是本发明实施方式4的显示装置的偶数驱动块的发光像素的具体的电路结构图。图18A和图18B所示的发光像素31A和31B均具备有机EL元件313、驱动晶体管314、开关晶体管315、静电保持电容316和317、扫描线333、第一信号线351以及第二信号线352。在此,驱动晶体管314以及静电保持电容316和317构成电流控制单元300。电流控制单元300具有以下功能:将从第一信号线351或者第二信号线352提供的信号电压转换为作为驱动晶体管314的漏极电流的信号电流。图18A和图18B所示的像素电路与图2A和图2B所示的像素电路相比,不同点在于没有配置开关晶体管116。下面,省略与图2A和图2B所示的显示装置的结构重复的部分的说明。
有机EL元件313例如是阴极与作为第二电源线的电源线312连接、阳极与驱动晶体管314的源极连接的发光元件,通过流动驱动晶体管314的驱动电流而进行发光。
驱动晶体管314的漏极与作为第一电源线的电源线310连接,栅极与静电保持电容316的第一电极连接。对驱动晶体管314的栅极施加与信号电压对应的电压,由此转换为与该电压对应的漏极电流。并且,该漏极电流作为驱动电流而被提供给有机EL元件313。驱动晶体管314例如由n型薄膜晶体管(n型TFT)构成。
开关晶体管315的栅极与扫描线333连接,源极和漏极中的一方与驱动晶体管314的栅极连接。另外,在奇数驱动块的发光像素31A中,其源极和漏极中的另一方与第一信号线351连接,在偶数驱动块的发光像素31B中与第二信号线352连接。此外,发光像素31A所具有的开关晶体管315相当于第一开关晶体管,发光像素31B所具有的开关晶体管315相当于第二开关晶体管。
静电保持电容316相当于本发明的第六电容元件,其一方的端子与驱动晶体管314的栅极连接,另一方的端子与驱动晶体管314的源极连接。静电保持电容316保持与从第一信号线351或者第二信号线352提供的信号电压对应的电荷,例如具有以下功能:在开关晶体管115成为了截止状态之后,对从驱动晶体管314提供给有机EL元件313的驱动电流进行控制。
另外,静电保持电容316与驱动晶体管314的栅极和开关晶体管115连接,具有对驱动晶体管314的阈值电压进行检测的功能。
静电保持电容317是连接在静电保持电容316的另一方的端子与参考电压源(在图18A和图18B中示出为参考电压Vref,但也可以是电源线312)之间的保持电容元件。静电保持电容317首先在稳定状态下存储驱动晶体管314的源极电位,即使在从开关晶体管115施加了信号电压的情况下,该源极电位的信息保留在静电保持电容316与静电保持电容317之间的节点。此外,该定时的源极电位是指驱动晶体管314的阈值电压。之后,即使从上述阈值电压的保持到发光为止的定时根据每个发光像素行而不同,静电保持电容316的另一方的端子的电位也被确定,因此确定驱动晶体管314的栅极电压被固定。另一方面,驱动晶体管314的源极电位已经处于稳定状态,因此静电保持电容317具有结果保持驱动晶体管314的源极电位的功能。
此外,静电保持电容317不需要作为独立的电路元件来添加,也可以是有机EL元件313所具有的寄生电容。
电源线310将第一电压或者第二电压提供给驱动晶体管314的漏极。第一电压是比从第一信号线351和第二信号线352提供的基准电压低的电压,通过将该电压施加到驱动晶体管314的漏极,能够使上述驱动晶体管314的源极电位复位。另外,第二电压是比上述基准电压高的电压,通过将该电压施加到驱动晶体管314的漏极,能够使静电保持电容316保持与阈值电压对应的电压,或者能通过与信号电压对应的驱动电流来使有机EL元件313发光。
控制电路20与扫描/控制线驱动电路14和信号线驱动电路15一起构成对各发光像素的动作进行控制的控制单元。此外,本实施方式的控制电路20与实施方式1~3的控制电路20相比,还对上述第一电压和第二电压的提供定时进行控制。也即是,本实施方式的控制电路20包括本发明的电压控制单元的功能,对于同一驱动块内的全部发光像素,在阈值检测期间中以相同的定时控制第一电压和第二电压的提供,在不同的驱动块之间,以与定时不同的定时控制第一电压和第二电压的提供。
接着,使用图19说明本实施方式的显示装置的驱动方法。在此,详细说明具有图18A和图18B所示的具体的电路结构的显示装置的驱动方法。此外,各驱动块由m行的发光像素行构成。
图19是本发明实施方式4的显示装置的驱动方法的动作时间图。在图19中,横轴表示时间。另外,在纵向上,从上方起依次示出了在配置于第k个驱动块的第一行的扫描线333(k、1)、配置于第二行的扫描线330(k、2)和配置于第m行的扫描线333(k、m)、第一信号线351、配置于第k个驱动块的第一行的电源线310(k、1)、配置于第二行的电源线310(k、2)和配置于第m行的电源线310(k、m)产生的电压的波形图。另外,接着这些,示出了在配置于第(k+1)个驱动块的第一行的扫描线333(k+1、1)、配置于第二行的扫描线333(k+1、2)和配置于第m行的扫描线333(k+1、m)、第二信号线352、配置于第(k+1)个驱动块的第一行的电源线310(k+1、1)、配置于第二行的电源线310(k+1、2)和配置于第m行的电源线310(k+1、m)产生的电压的波形图。另外,图20是本发明实施方式4的显示装置的动作流程图。
首先,直到时刻t61为止,控制电路20将电源线310(k、1)~310(k、m)的电压电平依次设定为作为比基准电压低的第一电压的低电平,使驱动晶体管314的源极电位复位(图20的S51)。此时,第一电压例如为-10V,驱动晶体管314的源极电位被复位为-10V。
接着,在时刻t62,控制电路20使扫描线333(k、1)~333(k、m)的电压电平同时从低电平变化为高电平,使开关晶体管315为导通状态(图20的S52)。另外,此时,控制电路20使第一信号线351的电压电平从信号电压变化为基准电压。
由此,在图19所示的时刻t62,将基准电压施加到第k个驱动块所具有的所有驱动晶体管314的栅极。此时,基准电压例如为0V。
接着,在时刻t63,控制电路20使电源线310(k、1)~310(k、m)的电压电平从第一电压变化为高于基准电压的第二电压(图20的S53)。此时,第二电压例如为10V。由此,完成向阈值电压的检测过程的准备。
在时刻t63~时刻t64的期间,发光像素31A的电路成为稳定状态,直到时刻t64为止在静电保持电容316中保持相当于驱动晶体管314的阈值电压Vth的电压。此外,用于使相当于阈值电压Vth的电压保持到静电保持电容316而流动的电流是微量的,因此到成为稳定状态为止需要时间。因此,该期间越长,在静电保持电容316中保持的电压越稳定,通过确保该期间足够长,能实现高精度的电压补偿。
另外,在时刻t63~时刻t64的期间,对与属于第(k+1)个驱动块的发光像素31B连接的第二信号线352施加信号电压。在此,第一信号线351和第二信号线352按照分别与n个列对应的m个发光像素列,与m个发光像素31A和31B对应地沿列方向配置,第一信号线351配置于对应列的发光像素31A和31B所具备的开关晶体管315的左侧,第二信号线352配置于对应列的发光像素31A和31B所具备的开关晶体管315的右侧。并且,第一连接线被配置成与第二信号线352不交叉,第二连接线被配置成与第一信号线351不交叉。
由此,本实施方式的显示装置与实施方式1的显示装置1同样地不会产生因信号线的交叉产生的寄生电容。
因此,在时刻t63~时刻t64的期间、也即是发光像素31A的阈值检测期间中,提供给第一信号线351的基准电压不会通过因信号线的交叉产生的寄生电容而受到提供给第二信号线352的信号电压的影响。换言之,能够抑制提供用于检测阈值电压的基准电压的第一信号线351的电位变动。
因而,本实施方式的显示装置与实施方式1的显示装置1同样地能够提高阈值电压的检测精度。
接着,在时刻t64,控制电路20使扫描线333(k、1)~333(k、m)的电压电平同时从高电平变化为低电平,使开关晶体管315为截止状态(图23的S54)。由此,停止向驱动晶体管314施加基准电压。此时,在第k个驱动块的全部发光像素31A所具有的静电保持电容316中同时保持相当于驱动晶体管314的阈值电压Vth的电压,确定要补偿的驱动晶体管314的阈值电压Vth。
以上,在时刻t61~时刻t64的期间中,在第k个驱动块内同时执行驱动晶体管314的阈值电压Vth的修正。
接着,在时刻t15,控制电路20使第一信号线351的电压电平从基准电压变化为信号电压。
由此,在图19所示的时刻t64,将信号电压施加到第k个驱动块所具有的所有驱动晶体管314的栅极。此时,信号电压例如为0V~5V。
另外,在时刻t65~时刻t66的期间中,控制电路20使扫描线333(k、1)~333(k、m)的电压电平依次变化为低电平→高电平→低电平,使开关晶体管315按照每个发光像素行而依次为导通状态(图20的S55)。由此,在驱动晶体管314的栅极施加信号电压。此时,在静电保持电容316中,写入与该信号电压相应的电压和之前保持的相当于驱动晶体管314的阈值电压Vth的电压相加而得到的相加电压。另外,与此同时,在有机EL元件313中流动驱动晶体管314的驱动电流,有机EL元件313按照发光像素行顺序发光。
以上,在时刻t65~时刻t66的期间中,在第k个驱动块内按照发光像素行顺序来执行高精度地修正后的信号电压的写入和发光。
另外,在t16以后,控制电路20使第k个驱动块内的电源线310(k、1)~310(k、m)的电压电平按照发光像素行顺序从第二电压向第一电压变化,由此按照发光像素行顺序进行光猝灭。
以上,通过使发光像素行驱动块化,能够使对驱动晶体管113的阈值电压进行检测的期间在驱动块内一致,能够最大将1帧期间以驱动块数分割而得到的期间分配为阈值检测期间。因此,能在有机EL元件313中流动高精度地修正后的驱动电流,能够提高图像显示品质。另外,控制电路20能够在阈值检测期间中在驱动块内同时进行控制、也即是对同一驱动块输出同一控制信号。
此外,时刻t71~时刻t76的第(k+1)个驱动块的动作与上述第k个驱动块的动作是同样的,因此省略说明。
在显示面板10内的第(k+2)个驱动块以后也依次执行上述动作。
此外,根据本实施方式的驱动方法进行发光的驱动块的状态变化图与图14所示的状态变化是同样的,因此省略说明。
以上,在实施方式4中,也能够通过配置了静电保持电容316的发光像素电路、到驱动块化后的各发光像素的扫描线、电源线和信号线的配置、以及上述驱动方法,使驱动晶体管314的阈值修正期间及其定时在同一驱动块内一致。因此,输出对电流路径进行控制的信号的扫描/控制线驱动电路14和/或控制信号电压的信号线驱动电路15的负荷降低。另外,还能够通过上述驱动块化和按照每个发光像素列配置的两条信号线,在重写全部发光像素的时间即1帧期间Tf中使驱动晶体管314的阈值修正期间较长。这是因为,在第k个驱动块中采样辉度信号的期间,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照每个发光像素行来分割,而是按照每个驱动块来分割。因此,显示区域的面积越大,越能够不减小发光占空比、将相对于1帧期间的相对的阈值修正期间设定为较长。由此,在发光元件中流动基于高精度地修正后的信号电压的驱动电流,图像显示品质提高。
例如,在将显示面板10分割为N个驱动块的情况下,提供给各发光像素的阈值修正期间最大为Tf/N。
另外,在实施方式4中,也不产生因信号线的交叉产生的寄生电容,因此,与实施方式1同样地,也能够抑制浪费的电力消耗,并且,能够实现高精度的阈值电压修正。
此外,在第k个驱动块中,从使驱动晶体管314的源极和有机EL元件313复位的步骤(图20的S51)到使驱动晶体管314的栅极和第一信号线351为非导通的步骤(图20的S54),相当于本发明的第一电压保持步骤。另外,将第一信号线351的信号电压施加到静电保持电容316的步骤(图20的S55)相当于本发明的第一辉度保持步骤。另外,在第(k+1)个驱动块中,从使驱动晶体管314的源极和有机EL元件313复位的步骤(图20的S61)到使驱动晶体管314的栅极和第二信号线352为非导通的步骤(图20的S64),相当于本发明的第二电压保持步骤。
(实施方式5)
下面,参照附图说明本发明的实施方式。
本实施方式的显示装置的电结构除了发光像素的电路结构以外与图1所示的结构是同样的。也即是,本实施方式的显示装置具备显示面板10和控制电路20。显示面板10具备后述的多个发光像素41A和41B、信号线群12、控制线群13、扫描/控制线驱动电路14、信号线驱动电路15以及选择器电路16。
另外,在上述实施方式1~4中,在同一驱动块内的全部发光像素中阈值检测期间被共用化,在不同的块间中阈值检测期间相独立,但在本实施方式中,在同一驱动块内的全部发光像素中,使电流控制单元初始化的初始化期间被共用化,在不同的驱动块之间,初始化期间相独立。
此外,初始化期间被共用化是指期间以及定时分别是共同的情况,相独立是指期间不重复的情况。换言之,初始化期间被共用化是指使该期间的开始时刻以及结束时刻在同一驱动块内的各发光像素中一致。另外,在不同的驱动块之间初始化期间相独立是指使该期间的开始时刻以及结束时刻在不同的驱动块之间的各发光像素中不同、且在不同的驱动块之间使该期间不重复。
下面,省略与实施方式1~3重复的结构的说明,仅说明与发光像素41A和41B有关的结构。
发光像素41A和41B呈矩阵状配置在显示面板10上。在此,发光像素41A和41B构成将多个发光像素行作为一个驱动块的两个以上的驱动块。发光像素41A构成第奇数个驱动块,另外,发光像素41B构成第偶数个驱动块。
下面,省略与实施方式1~3重复的结构的说明,仅说明与发光像素41A和41B有关的结构。
图21A是本发明实施方式5的显示装置的奇数驱动块的发光像素的具体的电路结构图,图21B是本发明实施方式5的显示装置的偶数驱动块的发光像素的具体的电路结构图。图21A和图21B所示的发光像素41A和41B均具备有机EL元件413、驱动晶体管414、开关晶体管415、416、417、静电保持电容418、控制线431、扫描线433、第一信号线451以及第二信号线452。在此,驱动晶体管414、开关晶体管416、417、418以及静电保持电容418构成电流控制单元400。电流控制单元400具有以下功能:将从第一信号线451或者第二信号线452提供的信号电压转换为作为驱动晶体管414的漏极电流的信号电流。
在图21A和图21B中,开关晶体管416相当于本发明的第五开关晶体管,其栅极与扫描线433连接,其源极和漏极中的一方与驱动晶体管414的栅极和静电保持电容418中的一方的端子即第一电极连接,其源极和漏极中的另一方与参考电源线419连接。开关晶体管416具有以下功能:决定将参考电源线419的参照电压VREF施加到驱动晶体管414的栅极的定时。此外,静电保持电容418相当于本发明的第五电容元件。
开关晶体管417相当于本发明的第六开关晶体管,其栅极与控制线431连接,其源极和漏极中的一方与静电保持电容418的另一方的端子连接,其源极和漏极中的另一方与驱动晶体管414的源极连接。开关晶体管417具有以下功能:通过在从信号线输入信号电压的期间成为截止状态,在该期间中不产生从静电保持电容418向驱动晶体管414的源极的泄漏电流,因此使静电保持电容418保持准确的与信号电压对应的电压。另一方面,通过在初始化期间中成为导通状态,将驱动晶体管414的源极设定为初始化电位,能够使驱动晶体管414与有机EL元件413瞬间成为复位状态。开关晶体管415、416、417例如由n型薄膜晶体管(n型TFT)构成。
在此,上述初始化期间是指在将与信号电压对应的电压写入到静电保持电容418之前用于将驱动晶体管414的栅极电位和源极电位复位至初始化电位的期间。另外,初始化期间被设定在实施方式1~4中说明过的阈值检测期间之前且与阈值检测期间连续,或者被设定为代替阈值检测期间。
控制线431与扫描/控制线驱动电路14连接,与属于包括发光像素41A和41B的像素行的各发光像素连接。由此,控制线431具有以下功能:产生使驱动晶体管414的源极和静电保持电容418的第二电极为导通或者非导通的状态。
第一信号线451和第二信号线452与信号线驱动电路15连接,分别连接到属于包括发光像素41A和41B的像素列的各发光像素,具有以下功能:提供用于使驱动晶体管复位的基准电压以及决定发光强度的信号电压。
此外,在图21A和图21B中虽未示出,但电源线110和电源线112分别是正电源线和负电源线,也与其它发光像素连接,并与电压源连接。另外,参考电源线419也与其它发光像素连接,并与VREF电位的电压源连接。
接着,说明控制线431、扫描线433、第一信号线451以及第二信号线452的发光像素之间的连接关系。
图22是表示本发明实施方式5的显示装置所具有的显示面板的一部分的电路结构图。在图22中,示出了两个相邻的驱动块和各控制线、各扫描线和各信号线。在附图和以下说明中,使用“标号(块编号、该块中的行编号)”或者“标号(块编号)”表示各控制线、各扫描线和各信号线。
如上所述,驱动块由多个发光像素行构成,在显示面板10中存在两个以上的驱动块。例如,图22所示的各驱动块由m行发光像素行构成。
在图22的上部所示的第k个驱动块中,控制线431(k)共用地连接于该驱动块内的全部发光像素41A所具有的开关晶体管417的栅极。另一方面,扫描线433(k、1)~扫描线433(k、m)分别按照每个发光像素行而进行连接。
另外,在图22的下部所示的第(k+1)个驱动块中,也进行与第k个驱动块同样的连接。但是,与第k个驱动块连接的控制线431(k)以及与第(k+1)个驱动块连接的控制线431(k+1)是不同的控制线,从扫描/控制线驱动电路14输出独立的控制信号。
另外,在第k个驱动块中,第一信号线451与该驱动块内的所有发光像素41A所具有的开关晶体管415的源极和漏极中的另一方连接。另一方面,在第(k+1)个驱动块中,第二信号线452与该驱动块内的全部发光像素41B所具有的开关晶体管415的源极和漏极中的另一方连接。
通过上述驱动块化,对驱动晶体管414的源极与静电保持电容418的第二电极之间的连接进行控制的控制线431的条数减少。因此,将驱动信号输出到这些控制线的扫描/控制线驱动电路14的输出条数减少,能够实现电路规模的削减。
接着,使用图23说明本实施方式的显示装置的驱动方法。在此,详细说明具有图21A和图21B所示的具体的电路结构的显示装置的驱动方法。
图23是本发明实施方式1的显示装置的驱动方法的动作时间图。在图23中,横轴表示时间。另外,在纵向上,从上方起依次示出了在第k个驱动块的扫描线433(k、1)、433(k、2)和433(k、m)、第一信号线451以及控制线431(k)产生的电压的波形图。另外,接着这些,示出了在第(k+1)个驱动块的扫描线433(k+1、1)、433(k+1、2)和433(k+1、m)、第二信号线452以及控制线431(k+1)产生的电压的波形图。另外,图24是本发明实施方式的显示装置的动作流程图。
首先,在时刻t81,扫描/控制线驱动电路14使扫描线433(k、1)~433(k、m)的电压电平同时从低电平变化为高电平,使属于第k个驱动块的发光像素41A所具有的开关晶体管415为导通状态。另外,通过扫描线433(k、1)~433(k、m)的电压电平的上述变化,同时使开关晶体管416为导通状态(图24的S71)。此时,控制线431(k)的电压电平已经为高电平,开关晶体管417处于导通状态。另外,信号线驱动电路15使第一信号线451的电压从信号电压变化为基准电压VR1。由此,在驱动晶体管414的栅极和静电保持电容418的第一电极施加参考电源线419的参照电压VREF,通过开关晶体管417的导通,在驱动晶体管414的源极和静电保持电容418的第二电极施加第一信号线451的基准电压VR1。也即是,驱动晶体管414的栅极电位和源极电位分别根据VREF和VR1被初始化。对上述的驱动晶体管114的栅极和源极分别施加参照电压VREF和基准电压VR1的动作相当于第一初始化电压施加步骤。
另外,在时刻t81,为了使有机EL元件413的发光停止,将参照电压VREF和基准电压VR1预先分别设定为满足由式16和式17表示的关系。
VREF-VCAT<Vth+Vt(EL) (式16)
VR1-VCAT<Vt(EL) (式17)
作为满足上述式16和式17的数值例,例如为VREF=VCAT=VR1=0V。
在此,Vth和Vt(EL)分别是驱动晶体管414和有机EL元件413的阈值电压,VCAT是有机EL元件413的阴极电压。上述式16是在时刻t81在参考电源线419→驱动晶体管414→有机EL元件413→电源线112这一电流路径中不流动电流的条件。另一方面,上述式17是在第一信号线451→开关晶体管415→开关晶体管417→有机EL元件413→电源线112这一电流路径中不流动电流的条件。
以上,在时刻t81,属于第k个驱动块的发光像素41A所具有的有机EL元件413的发光停止,开始驱动晶体管414的复位动作。
接着,在时刻t82,扫描/控制线驱动电路14使扫描线433(k、1)~433(k、m)的电压电平同时从高电平变化为低电平,使属于第k个驱动块的发光像素41A所具有的开关晶体管415为截止状态(图24的S72)。另外,通过扫描线433(k、1)~433(k、m)的电压电平的上述变化,同时使开关晶体管416为截止状态。由此,从时刻t81起开始的驱动晶体管414的复位动作结束。时刻t82使开关晶体管415和416为非导通的动作相当于第一非导通步骤。
上述的第一初始化电压施加步骤和第一非导通步骤相当于本发明的第一电压保持步骤。
此外,施加到驱动晶体管414的栅极-源极电压与漏极电流的特性具有滞后性,因此需要充分确保上述的初始化期间而使该栅极电位和源极电位高精度地初始化。当在初始化期间不充分的状态下执行阈值修正或者写入动作时,由于上述滞后性等而每个发光像素的阈值电压或者迁移率的变动履历会长时间残留,无法充分抑制图像的辉度不均匀,无法抑制残像等显示劣化。另外,通过确保该初始化期间足够长,使驱动晶体管414的栅极电位和源极电位稳定,能实现高精度的复位动作。
以上,在时刻t81~时刻t82的期间,驱动晶体管414的复位动作在第k个驱动块内同时执行,在第k个驱动块的所有发光像素41A所具有的驱动晶体管414的栅极和源极设定作为稳定的复位电压的VREF和VR1。
另外,在时刻t81~时刻t82的期间,在与属于第(k+1)个驱动块的发光像素41B连接的第二信号线452施加了信号电压。在此,第一信号线451和第二信号线452按照分别与n个列对应的m个发光像素列,与m个发光像素41A和41B对应地沿列方向配置,第一信号线451配置于对应列的发光像素41A和41B所具备的开关晶体管415的左侧,第二信号线452配置于对应列的发光像素41A和41B所具备的开关晶体管415的右侧。并且,第一连接线被配置成与第二信号线452不交叉,第二连接线被配置成与第一信号线451不交叉。
由此,本实施方式的显示装置与实施方式1的显示装置1同样地不会产生因信号线的交叉产生的寄生电容。
因此,在时刻t81~时刻t82的期间、也即是发光像素41A的阈值检测期间中,提供给第一信号线451的基准电压不会通过因信号线的交叉产生的寄生电容而受到提供给第二信号线452的信号电压的影响。换言之,能够抑制将基准电压提供给驱动晶体管414的源极的第一信号线451的电位变动。
因而,本实施方式的显示装置不会受到提供给第二信号线452的信号电压的影响而使驱动晶体管414的栅极电位和源极电位稳定化,由此实现高精度的复位动作。
接着,在时刻t83,扫描/控制线驱动电路14使控制线431(k)的电压电平从高电平变化为低电平,使属于第k个驱动块的发光像素41A所具有的开关晶体管417为截止状态。由此,在从时刻t84起开始的信号电压的写入期间中,开关晶体管417成为非导通状态,由此在该期间中不会产生从静电保持电容418向驱动晶体管414的源极的泄漏电流,因此能够使静电保持电容418保持准确的与信号电压对应的电压。
接着,在时刻t84~时刻t85的期间,扫描/控制线驱动电路14使扫描线433(k、1)的电压电平变化为低电平→高电平→低电平,使第一行的发光像素所具有的开关晶体管415为导通状态(图24的S73)。另外,通过扫描线433(k、1)的电压电平的上述变化,同时使开关晶体管416为导通状态。另外,此时,信号线驱动电路15使第一信号线451的电压从基准电压变化为信号电压Vdata。由此,对静电保持电容418的第二电极施加信号电压Vdata,在驱动晶体管414的栅极施加参考电源线419的参照电压VREF。作为Vdata的数值例例如为Vdata=-5V~0V。
此外,在时刻t84~时刻t85,开关晶体管417为非导通,驱动晶体管414的源极电位维持为作为初始化期间的电位的VR1,因此在有机EL元件413的正向上不流动发光电流。
因此,在静电保持电容418中,在两个电极被高精度地复位之后,写入与信号电压Vdata相应的电压。上述电压的写入动作相当于本发明的第一辉度保持步骤。
接着,在到时刻t86为止的期间中,对于属于第k个驱动块的第二行至第m行的发光像素,按照行顺序执行上述的时刻t84~时刻t85的写入动作。
接着,在时刻t87,扫描/控制线驱动电路14使控制线431(k)的电压电平从低电平变化为高电平,使属于第k个驱动块的发光像素41A所具有的开关晶体管417为导通状态(图24的S74)。此时,扫描线433(k、1)~433(k、m)的电压电平已经同时从高电平变化为低电平,因此开关晶体管415和416处于非导通状态。因此,在时刻t84~时刻t86的写入期间中在静电保持电容418中保持的电压成为驱动晶体管414的栅极-源极间电压即Vgs,使用式18来表示。
Vgs=(VREF-Vdata) (式18)
在此,Vgs例如为0V~5V,因此驱动晶体管414成为导通状态,漏极电流流入有机EL元件413,在属于第k个驱动块的发光像素41A中,根据通过上述式18规定的Vgs而一齐发光。该一齐发光动作相当于第一发光步骤。
此时,驱动晶体管414的源极电位成为比有机EL元件413的阴极电位VCAT高Vt(EL)的电位,使用式19来表示。
VS=Vt(EL)+VCAT (式19)
另外,根据通过上述式18规定的Vgs以及通过式19规定的源极电位,使用式20表示驱动晶体管414的栅极电位。
VG=(VREF-Vdata)+Vt(EL)+VCAT (式20)
以上,通过使发光像素行驱动块化,在驱动块内,能同时执行驱动晶体管414的初始化动作。另外,通过使发光像素行驱动块化,能够使控制线431在驱动块内共用化。
另外,在扫描线433(k、1)~433(k、m),虽然单独地与扫描/控制线驱动电路14连接,但在初始化期间中,驱动脉冲的定时是相同的。因此,扫描/控制线驱动电路14能够抑制所输出的脉冲信号的高频化,能够降低驱动电路的输出负荷。
如上所述,本发明的显示装置所具有的发光像素41A和41B中,在驱动晶体管414的栅极与参考电源线419之间附加了开关晶体管416,在驱动晶体管414的源极与静电保持电容418的第二电极之间附加了开关晶体管417。由此,驱动晶体管414的栅极和源极电位稳定化,因此能够按照每个发光像素行来任意地设定从初始化完成到信号电压的写入为止的时间以及从该写入到发光为止的时间。通过该电路结构,能够实现驱动块化,能够使同一驱动块内的阈值修正期间以及发光期间一致。
在专利文献1所记载的使用两条信号线的以往的显示装置以及本发明的驱动块化后的显示装置中,关于通过阈值检测期间规定的发光占空比的比较,与实施方式1是同样的。
再次说明本实施方式的显示装置1的驱动方法。
另一方面,在紧接着第k个驱动块的驱动晶体管414的初始化期间完成、写入期间开始的时刻t84之后,第(k+1)个驱动块的驱动晶体管414的复位动作开始。
在本实施方式中,根据与实施方式1同样的观点,与专利文献1所记载的使用两条信号线的以往的显示装置相比,也具有能够确保发光占空比更大的优点。
因此,能够实现充分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,在将使用两条信号线的以往的显示装置以及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,可知本发明的显示装置能确保用于使驱动晶体管414的栅极电位和源极电位初始化的初始化期间较长。
此外,时刻t91~时刻t97的第(k+1)个驱动块的动作与上述第k个驱动块的动作是同样的,因此省略说明。
另外,在实施方式5中,也不会产生因信号线的交叉产生的寄生电容,因此与实施方式1同样地能够抑制浪费的电力消耗。进一步,能够抑制初始化期间的基准电压VR1的变动,因此不会受到提供给第二信号线452的信号电压的影响而使驱动晶体管414的栅极电位和源极电位稳定化,由此实现高精度的复位动作。也即是,实现高精度的复位动作。
此外,对第(k+1)个驱动块的驱动晶体管414的栅极和源极施加参考电压和基准电压的步骤(图24的S81)以及停止施加该参考电压和基准电压的步骤(图24的S82)相当于本发明的第二电压保持步骤。
在显示面板10内的第(k+2)个驱动块以后也依次执行上述动作。
此外,根据本实施方式的驱动方法进行发光的驱动块的状态变化图与图8所示的状态变化图是同样的,因此省略说明。
以上,在实施方式5中,通过配置了开关晶体管416和417的发光像素电路、到驱动块化后的各发光像素的控制线、扫描线和信号线的配置、以及上述驱动方法,能够使驱动晶体管414的初始化期间及其定时在同一驱动块内一致。因此,输出对电流路径进行控制的信号的扫描/控制线驱动电路14和/或控制信号电压的信号线驱动电路15的负荷降低。另外,还能够通过上述驱动块化和按照每个发光像素列配置的两条信号线,在重写全部发光像素的时间即1帧期间Tf中使驱动晶体管414的初始化期间较长。这是因为,在第k个驱动块中采样辉度信号的期间,在第(k+1)个驱动块中设置初始化期间。因此,初始化期间不是按照每个发光像素行来分割,而是按照每个驱动块来分割。因此,即使显示区域的面积变大,也不会那么增加扫描/控制线驱动电路14的输出数量,并且不会减小发光占空比,能够将相对于一帧期间的相对的初始化期间设定为较长。由此,在发光原件中流动基于高精度地修正后的信号电压的驱动电流,图像显示品质提高。
例如,在将显示面板10分割为N个驱动块的情况下,提供给各发光像素的初始化期间最大为Tf/N。与此相对,在以按照每个发光像素行而不同的定时设定初始化期间的情况下,当发光像素行为M行(M>>N)时,初始化期间最大为Tf/M。另外,即使在按照每个发光像素列来配置两条专利文献1所记载那样的信号线的情况下,也是最大为2Tf/M。
另外,通过驱动块化,能够使对驱动晶体管414的源极与静电保持电容418的第二电极的导通进行控制的控制线在驱动块内共用化。因此,从扫描/控制线驱动电路14输出的控制线的个数减少。因此,驱动电路的负荷降低。
例如,在专利文献1所记载的以往的显示装置500中,每个发光像素行配置两条控制线(供电线和扫描线)。当显示装置500由M行的发光像素行构成时,控制线合计为2M条。
与此相对,在本发明实施方式的显示装置1中,从扫描/控制线驱动电路14,每个发光像素行输出一条扫描线、每个驱动块输出一条控制线。因此,当显示装置1由M行的发光像素行构成时,控制线(包括扫描线)的合计为(M+N)条。
在使面积变大而发光像素的行数多的情况下,实现M>>N,因此在该情况下,本发明的显示装置1的控制线条数与以往的显示装置500的控制线条数相比,大约能够减少到1/2。
以上,说明了实施方式1~5,但本发明的显示装置不限于上述实施方式。组合实施方式1~5的任意的构成要素而实现的其它实施方式、在不脱离本发明宗旨的范围内对实施方式1~5实施本领域技术人员能够想到的各种变形而得到的变形例、内置了本发明的显示装置的各种设备也包括在本发明中。
此外,在上述说明的实施方式中,描述了在选择晶体管的栅极的电压电平为高电平的情况下成为导通状态的n型晶体管,但对通过p型晶体管来形成这些晶体管的发光像素也能够应用在上述实施方式中说明的驱动块化,能实现与上述的各实施方式同样的效果。
例如,在实施方式5中,在图21A所示的发光像素41A中,使驱动晶体管414、开关晶体管415、416、417为p型晶体管,使电源线110侧为负电压,使电源线112为正电压,代替有机EL元件413而在驱动晶体管的漏极与电源线110之间将有机EL元件连接成从驱动晶体管到电源线110的方向为正向。图21B所示的发光像素41B也是同样的。另外,在图23的动作时间图中,使扫描线的极性反转。在这样的显示装置中,也能实现与实施方式5同样的效果。
例如,在上述各实施方式中,第k个驱动块与所有第奇数个驱动块对应,第(k+1)个驱动块与所有偶数个驱动块对应,但本发明不限于此。例如,也可以将三个驱动块作为一组,该第三个驱动块(例如第(k-1)个驱动块、第k个驱动块、第(k+1)个驱动块)中的第(k-1)个驱动块以及第k个驱动块具有上述的发光像素11A的结构,第(k+1)个驱动块具有上述的发光像素11B的结构。另外,也可以为显示区域的仅一部分发光像素被驱动块化。
另外,例如,本发明的显示装置能内置于如图25所示的薄型平板TV。通过内置本发明的显示装置,实现能够进行反映了图像信号的高精度的图像的薄型平板TV。
产业上的可利用性
本发明的显示装置及其控制方法特别是作为通过像素信号电流来控制像素的发光强度、从而使辉度变动的有源型有机EL平板面板显示器及其驱动方法是有用的。