JP2005043794A - 画素回路、表示装置、および画素回路の駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】経時的な特性劣化に伴う画素の発光素子の劣化度合いが進んだとしても、劣化分の輝度を補うことができる画素回路、表示装置、および画素回路の駆動方法を提供する。
【解決手段】TFT31,TFT32と、第1のノードND31に接続された第1のキャパシタC31と、第2のノードND32に接続された第2のキャパシタC32と、第1のノードND31と第3のノードND33との間に接続され、ゲートが消去線ESL31が接続されたTFT34と、第2のノードND32と第3のノードND33との間に接続され、ゲートが消去線ESL32接続されたTFT35と、ゲートおよびドレインが第3のノードND33のノードに接続され、ソースが電荷放電ラインVCCとの間に接続されTFT33と、データ線DTL31と第3のノードND33との間に接続され、ゲートが走査線WSL31に接続されたTFT36とを設ける。
【選択図】 図1
【解決手段】TFT31,TFT32と、第1のノードND31に接続された第1のキャパシタC31と、第2のノードND32に接続された第2のキャパシタC32と、第1のノードND31と第3のノードND33との間に接続され、ゲートが消去線ESL31が接続されたTFT34と、第2のノードND32と第3のノードND33との間に接続され、ゲートが消去線ESL32接続されたTFT35と、ゲートおよびドレインが第3のノードND33のノードに接続され、ソースが電荷放電ラインVCCとの間に接続されTFT33と、データ線DTL31と第3のノードND33との間に接続され、ゲートが走査線WSL31に接続されたTFT36とを設ける。
【選択図】 図1
Description
本発明は、有機EL(Electroluminescence )ディスプレイなどの、電流値によって輝度が制御される電気光学素子を有する画素回路、並びにこの画素回路がマトリクス状に配列された画像表示装置のうち、特に各画素内部に設けられた絶縁ゲート型電界効果トランジスタによって電気光学素子に流れる電流値が制御される、いわゆるアクティブマトリクス型画像表示装置、および画素回路の駆動方法に関するものである。
画像表示装置、たとえば液晶ディスプレイなどでは、多数の画素をマトリクス状に並べ、表示すべき画像情報に応じて画素毎に光強度を制御することによって画像を表示する。
これは有機ELディスプレイなどにおいても同様であるが、有機ELディスプレイは各画素回路に発光素子を有する、いわゆる自発光型のディスプレイであり、液晶ディスプレイに比べて画像の視認性が高い、バックライトが不要、応答速度が速い、等の利点を有する。
また、各発光素子の輝度はそれに流れる電流値によって制御される、すなわち発光素子が電流制御型であるという点で液晶ディスプレイなどとは大きく異なる。
これは有機ELディスプレイなどにおいても同様であるが、有機ELディスプレイは各画素回路に発光素子を有する、いわゆる自発光型のディスプレイであり、液晶ディスプレイに比べて画像の視認性が高い、バックライトが不要、応答速度が速い、等の利点を有する。
また、各発光素子の輝度はそれに流れる電流値によって制御される、すなわち発光素子が電流制御型であるという点で液晶ディスプレイなどとは大きく異なる。
有機ELディスプレイにおいては、液晶ディスプレイと同様、その駆動方式として単純マトリクス方式とアクティブマトリクス方式とが可能であるが、前者は構造が単純であるものの、大型かつ高精細のディスプレイの実現が難しいなどの問題がある。そのため、各画素内部の発光素子に流れる電流を、画素内部に設けた能動素子(一般にはTFT:Thin Film Transistor、薄膜トランジスタ)によって制御する、アクティブマトリクス方式の開発が盛んに行われている。
図8は、アクティブマトリクス型有機ELディスプレイにおける画素回路の第1の構成例を示す回路図である(たとえば特許文献1、2参照)。
図8の画素回路10は、pチャネルの薄膜電界効果トランジスタ(以下、TFTという)11およびnチャネルのTFT12、キャパシタC11、発光素子である有機EL素子(OLED)13を有する。また、図8において、DTLはデータ線を、WSLは走査線をそれぞれ示している。
有機EL素子は多くの場合整流性があるため、OLED(Organic Light Emitting Diode)と呼ばれることがあり、図8その他では発光素子としてダイオードの記号を用いているが、以下の説明においてOLEDには必ずしも整流性を要求するものではない。
図8ではTFT11のソースが電源電位VCCに接続され、発光素子13のカソード(陰極)は接地電位GNDに接続されている。図8の画素回路10の動作は以下の通りである。
有機EL素子は多くの場合整流性があるため、OLED(Organic Light Emitting Diode)と呼ばれることがあり、図8その他では発光素子としてダイオードの記号を用いているが、以下の説明においてOLEDには必ずしも整流性を要求するものではない。
図8ではTFT11のソースが電源電位VCCに接続され、発光素子13のカソード(陰極)は接地電位GNDに接続されている。図8の画素回路10の動作は以下の通りである。
走査線WSLを選択状態(ここではハイレベル)とし、データ線DTLに書き込み電位Vdataを印加すると、TFT12が導通してキャパシタC11が充電または放電され、TFT11のゲート電位はVDATAとなる。
走査線を非選択状態(ここではローレベル)とすると、データ線DTLとTFT11とは電気的に切り離されるが、TFT11のゲート電位はキャパシタC11によって安定に保持される。
TFT11および発光素子13に流れる電流は、TFT11のゲート・ソース間電圧Vgsに応じた値となり、発光素子13はその電流値に応じた輝度で発光し続ける。
上記のように、走査線WSLを選択してデータ線に与えられた輝度情報を画素内部に伝える操作を、以下「書き込み」と呼ぶ。
上述のように、図4の画素回路10では、一度VDATAの書き込みを行えば、次に書き換えられるまでの間、発光素子13は一定の輝度で発光を継続する。
上記のように、走査線WSLを選択してデータ線に与えられた輝度情報を画素内部に伝える操作を、以下「書き込み」と呼ぶ。
上述のように、図4の画素回路10では、一度VDATAの書き込みを行えば、次に書き換えられるまでの間、発光素子13は一定の輝度で発光を継続する。
図9は、アクティブマトリクス型有機ELディスプレイにおける画素回路の第2の構成例を示す回路図である。
図9の画素回路20は、pチャネルTFT21,TFT22、nチャネルTFT23,TFT24、キャパシタC21、発光素子である有機EL素子OLED25を有する。また、図9において、DTLはデータ線を、WSLは走査線を、ESLは消去線をそれぞれ示している。
この画素回路20の動作について、図10に示すタイミングチャートを参照しながら以下に説明する。
この画素回路20の動作について、図10に示すタイミングチャートを参照しながら以下に説明する。
まず、状態(期間)<1>において、図10(C),(D)に示すように、走査線WSLに印加する走査信号WSおよび消去線ESLに印加する消去信号ESがハイレベルに設定される。これにより、TFT24,TFT23がオン状態、TFT22がオフ状態となり、データ線DTLよりデータVDATA量に応じた電荷がキャパシタC21に充電される。
状態(期間)<2>において、図10(C),(D)に示すように、走査線WSLへの走査信号WSおよび消去線ESLへの消去信号ESがローレベルに設定される。これにより、TFT24,TFT23がオフ状態、TFT22がオフ状態となり、キャパシタC21に充電された電荷に応じた電流が、TFT21を通して、EL発光素子25に流れる。この電流は、消去線ESLへの印加信号ESがハイレベルになるまで、維持される。
状態(期間)<3>において、図10(D)に示すように、消去線ESLへの消去信号ESがハイレベルに設定される。これにより、TFT23、TFT22がオン状態となるので、キャパシタC21に充電された電荷が、TFT23、TFT22を通じて放電され、EL発光素子25の発光はそこでオフされる。
このように、図9の回路では、各画素は消去線ESLを1本使用することで、一意的に発光素子25の発光期間(DUTY)を制御している。
ところで、有機ELディスプレイにおける発光素子は、その発光量と時間に比例して劣化する特性があることは一般にも知られており、発光素子の特性向上が期待されている。
一方、ディスプレイの表示画面は常に一様ではないために画面内における発光素子の劣化も一様ではなく、部分的に発光素子が劣化する要因となっている。
特に時計の表示などにおいては、その部分のみが極端に劣化し輝度の低下が見られることから、一般的に“焼きつき”と呼ばれる。(以下、部分的な画素劣化を“焼きつき”と表記する)
また、複数種の発光素子を用いる場合や、単一の発光素子の場合においても複数の発光波長成分を持つ場合において、それぞれの劣化特性は一致しない場合が多く見られる。
この場合、劣化した画素部分においてはホワイトバランスがずれて色がついたように見える。
一方、ディスプレイの表示画面は常に一様ではないために画面内における発光素子の劣化も一様ではなく、部分的に発光素子が劣化する要因となっている。
特に時計の表示などにおいては、その部分のみが極端に劣化し輝度の低下が見られることから、一般的に“焼きつき”と呼ばれる。(以下、部分的な画素劣化を“焼きつき”と表記する)
また、複数種の発光素子を用いる場合や、単一の発光素子の場合においても複数の発光波長成分を持つ場合において、それぞれの劣化特性は一致しない場合が多く見られる。
この場合、劣化した画素部分においてはホワイトバランスがずれて色がついたように見える。
表示素子の発光時間に対する劣化に起因される画面の焼きつきは、表示素子材料の発光寿命時間を改善することによって、画面の焼きつきを抑えることが一番好ましいことであると考えられてきた。
材料の改善以外では、従来、焼きつきを防止するためには、画素の保持容量を積極的に放電するような回路を有している(たとえば、特許文献3参照。)ものを使用して、不要な発光時間を抑えて焼きつきを防止する。
また、スクリーンセーバー等の用い方を工夫し、焼きつきを緩和するような装置も提案されている(たとえば、特許文献4参照。)
USP5,684,365
特開平8−234683号公報
特開2002−169509号公報
特開2002−207475号公報
材料の改善以外では、従来、焼きつきを防止するためには、画素の保持容量を積極的に放電するような回路を有している(たとえば、特許文献3参照。)ものを使用して、不要な発光時間を抑えて焼きつきを防止する。
また、スクリーンセーバー等の用い方を工夫し、焼きつきを緩和するような装置も提案されている(たとえば、特許文献4参照。)
しかしながら、表示素子材料の発光寿命時間を改善することによって、自発光型ディスプレイでは表示素子材料の発光寿命がいくら延びたとしても、原理的に焼きつきを完全に無くすことは不可能である。また、表示装置に映し出される映像信号は用途等において、焼きつきが起こりやすい映像信号のみ入力される場合もある。つまり、従来の材料の寿命改善を行っただけでは,焼きつきを防ぐことはできない。
また、材料の寿命が延びない限り画面の焼きつきは改善されず、材料開発のスピード、コスト等その分野の開発に依存することしかできなかった。
また、材料の寿命が延びない限り画面の焼きつきは改善されず、材料開発のスピード、コスト等その分野の開発に依存することしかできなかった。
特許文献3に記載の画素の保持容量を積極的に放電するような回路や特許文献4に記載の回路によって、実用に耐え得る程、焼きつき、すなわち画素の劣化に伴う発光輝度の劣化を補償し、緩和することができない。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、経時的な特性劣化に伴う画素の発光素子の劣化度合いが進んだとしても、劣化分の輝度を補うことができる画素回路、表示装置、および画素回路の駆動方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点は、流れる電流によって輝度が変化する複数の電気光学素子と、輝度情報に応じたデータ信号が供給されるデータ線と、複数の書き込みノードと、データ取り込みノードと、第1および第2の基準電位と、第1端子と第2端子間で電流供給ラインを形成し、それぞれ異なる上記書き込みノードに接続された制御端子の電位に応じて上記電流供給ラインを流れる電流を制御する複数の駆動トランジスタと、上記複数の書き込みノードに書き込まれたデータ信号をそれぞれ保持する複数の保持容量と、上記複数の書き込みノードと上記第データ取り込みノードとの間に並列に接続された複数の書き込み用スイッチング素子と、上記データ線と上記データ取り込みノードとの間に接続されたデータ取り込み用スイッチング素子と、を有し、上記第1の基準電位と第2の基準電位との間に、上記駆動トランジスタの電流供給ライン、および上記電気光学素子が直列に接続された回路が複数並列に存在する。
好適には、上記複数の書き込み用スイッチング素子のいずれかが導通状態にあり、上記データ取り込み用スイッチング素子が非導通状態にあるときに、上記データ取り込みノードの電荷を電荷放電ラインに放電させる手段を有する。
好適には、上記電気光学素子を駆動する場合、初期期間においては、上記複数の書き込み用スイッチング素子および上記データ取り込み用スイッチング素子が導通させられ、上記データ線を伝搬されるデータ信号に応じた電荷が各書き込みノードを通して各上記保持容量に充電された後、上記データ取り込み用スイッチング素子と少なくとも一つの書き込み用スイッチング素子が非導通状態に保持されて、当該非導通状態に保持された書き込み用スイッチング素子に接続された駆動トランジスタを含む回路の電気光学素子が所望の期間、発光状態に保持され、導通状態に保持されている書き込み用スイッチング素子に接続された保持容量の電荷を放電させて当該導通状態に保持されている書き込み用スイッチング素子に接続された駆動トランジスタを含む回路の電気光学素子が非発光状態に保持され、初期期間経過以降においては、上記複数の書き込み用スイッチング素子および上記データ取り込み用スイッチング素子が導通させられ、上記データ線を伝搬されるデータ信号に応じた電荷が各書き込みノードを通して各上記保持容量に充電された後、上記データ取り込み用スイッチング素子と初期期間で非発光状態に保持された電気光学素子を含む回路の駆動トランジスタに接続された書き込み用スイッチング素子が非導通状態に保持されて、少なくとも当該非導通状態に保持された書き込み用スイッチング素子に接続された駆動トランジスタを含む回路の電気光学素子が所望の期間、発光状態に保持され、初期期間で発光された電気光学素子を含む回路の駆動トランジスタに接続された書き込み用スイッチング素子が選択的に導通状態に保持されて、初期期間で発光された電気光学素子が非発光状態に保持される。
また、好適には、初期期間経過以降においては、上記発光させる発光期間が上記初期期間時の発光期間と異なるように設定される。
本発明の第2の観点は、流れる電流によって輝度が変化する第1および第2のの電気光学素子と、輝度情報に応じたデータ信号が供給されるデータ線と、第1、第2、および第3の制御線と、第1、第2、および 第3のノードと、第1および第2の基準電位と、第1端子と第2端子間で電流供給ラインを形成し、上記第1のノードに接続された制御端子の電位に応じて上記電流供給ラインを流れる電流を制御する第1の駆動トランジスタと、第1端子と第2端子間で電流供給ラインを形成し、上記第2のノードに接続された制御端子の電位に応じて上記電流供給ラインを流れる電流を制御する第2の駆動トランジスタと、上記第1のノードに書き込まれたデータ信号を保持する第1の保持容量と、上記第2のノードに書き込まれたデータ信号を保持する第2の保持容量と、上記第1のノードと上記第3のノードとの間に接続され、上記第1の制御線によって導通制御される第1のスイッチング素子と、上記第2のノードと上記第3のノードとの間に接続され、上記第2の制御線によって導通制御される第2のスイッチング素子と、上記データ線と上記第3のノードとの間に接続され、上記第3の制御線によって導通制御される第3のスイッチング素子と、を有し、上記第1の基準電位と第2の基準電位との間に、上記第1の駆動トランジスタの電流供給ライン、および上記第1の電気光学素子が直列に接続され、かつ、上記第1の基準電位と第2の基準電位との間に、上記第2の駆動トランジスタの電流供給ライン、および上記第2の電気光学素子が直列に接続されている。
好適には、上記第1のスイッチング素子または第2のスイッチング素子が導通状態にあり、上記第3のスイッチング素子が非導通状態にあるときに、上記第3のノードの電荷を電荷放電ラインに放電させる手段を有する。
好適には、上記電気光学素子を駆動する場合、初期期間においては、上記第1の制御線、第2の制御線、および第3の制御線により上記第1のスイッチング素子、第2のスイッチング素子、および第3のスイッチング素子が導通させられ、上記データ線を伝搬されるデータ信号に応じた電荷が上記第1および第2のノードを通して上記第1および第2の保持容量に充電された後、上記第1のスイッチング素子、および第3のスイッチング素子が非導通状態に保持されて上記第1の発光素子が所望の期間発光状態に保持され、導通状態に保持されている第2のスイッチング素子に接続された第2の保持容量の電荷を放電させて上記第2の電気光学素子が非発光状態に保持され、初期期間経過以降においては、上記第1の制御線、第2の制御線、および第3の制御線により上記第1のスイッチング素子、第2のスイッチング素子、および第3のスイッチング素子が導通させられ、上記データ線を伝搬されるデータ信号に応じた電荷が上記第1および第2のノードを通して上記第1および第2の保持容量に充電された後、少なくとも上記第1のスイッチング素子、および第2のスイッチング素子が非導通状態に保持されて上記第2の発光素子が所望の期間発光状態に保持され、第1のスイッチング素子が選択的に導通状態に保持されて第1の保持容量の電荷を放電させて上記第1の電気光学素子が非発光状態に保持される。
また、好適には、初期期間経過以降においては、上記第2の発光素子を発光させる発光期間が上記初期期間時の第1の発光素子を発光させた発光期間と異なるように設定される。
本発明の第3の観点は、マトリクス状に複数配列された画素回路と、上記画素回路のマトリクス配列に対して列毎に配線され、輝度情報に応じたデータ信号が供給される複数のデータ線と、第1および第2の基準電位と、上記各画素回路は、流れる電流によって輝度が変化する複数の電気光学素子と、複数の書き込みノードと、データ取り込みノードと、第1端子と第2端子間で電流供給ラインを形成し、それぞれ異なる上記書き込みノードに接続された制御端子の電位に応じて上記電流供給ラインを流れる電流を制御する複数の駆動トランジスタと、上記複数の書き込みノードに書き込まれたデータ信号をそれぞれ保持する複数の保持容量と、上記複数の書き込みノードと上記第データ取り込みノードとの間に並列に接続された複数の書き込み用スイッチング素子と、上記データ線と上記データ取り込みノードとの間に接続されたデータ取り込み用スイッチング素子と、を有し、上記第1の基準電位と第2の基準電位との間に、上記駆動トランジスタの電流供給ライン、および上記電気光学素子が直列に接続された回路が複数並列に存在する。
本発明の第4の観点は、マトリクス状に複数配列された画素回路と、上記画素回路のマトリクス配列に対して列毎に配線され、輝度情報に応じたデータ信号が供給される複数のデータ線と、上記画素回路のマトリクス配列に対して行毎に配線された第1、第2、および第3の制御線と、第1および第2の基準電位と、上記各画素回路は、流れる電流によって輝度が変化する第1および第2のの電気光学素子と、第1、第2、および 第3のノードと、第1端子と第2端子間で電流供給ラインを形成し、上記第1のノードに接続された制御端子の電位に応じて上記電流供給ラインを流れる電流を制御する第1の駆動トランジスタと、第1端子と第2端子間で電流供給ラインを形成し、上記第2のノードに接続された制御端子の電位に応じて上記電流供給ラインを流れる電流を制御する第2の駆動トランジスタと、上記第1のノードに書き込まれたデータ信号を保持する第1の保持容量と、上記第2のノードに書き込まれたデータ信号を保持する第2の保持容量と、上記第1のノードと上記第3のノードとの間に接続され、上記第1の制御線によって導通制御される第1のスイッチング素子と、上記第2のノードと上記第3のノードとの間に接続され、上記第2の制御線によって導通制御される第2のスイッチング素子と、上記データ線と上記第3のノードとの間に接続され、上記第3の制御線によって導通制御される第3のスイッチング素子と、を有し、上記第1の基準電位と第2の基準電位との間に、上記第1の駆動トランジスタの電流供給ライン、および上記第1の電気光学素子が直列に接続され、かつ、上記第1の基準電位と第2の基準電位との間に、上記第2の駆動トランジスタの電流供給ライン、および上記第2の電気光学素子が直列に接続されている。
本発明の第5の観点は、流れる電流によって輝度が変化する複数の電気光学素子と、輝度情報に応じたデータ信号が供給されるデータ線と、複数の書き込みノードと、データ取り込みノードと、第1および第2の基準電位と、第1端子と第2端子間で電流供給ラインを形成し、それぞれ異なる上記書き込みノードに接続された制御端子の電位に応じて上記電流供給ラインを流れる電流を制御する複数の駆動トランジスタと、上記複数の書き込みノードに書き込まれたデータ信号をそれぞれ保持する複数の保持容量と、上記複数の書き込みノードと上記第データ取り込みノードとの間に並列に接続された複数の書き込み用スイッチング素子と、上記データ線と上記データ取り込みノードとの間に接続されたデータ取り込み用スイッチング素子と、を有し、上記第1の基準電位と第2の基準電位との間に、上記駆動トランジスタの電流供給ライン、および上記電気光学素子が直列に接続された回路が複数並列に存在し、さらに、上記複数の書き込み用スイッチング素子のいずれかが導通状態にあり、上記データ取り込み用スイッチング素子が非導通状態にあるときに、上記データ取り込みノードの電荷を電荷放電ラインに放電させる手段を有する画素回路の駆動方法であって、初期期間においては、上記複数の書き込み用スイッチング素子および上記データ取り込み用スイッチング素子を導通させて、上記データ線を伝搬されるデータ信号に応じた電荷を各書き込みノードを通して各上記保持容量に充電させた後、上記データ取り込み用スイッチング素子と少なくとも一つの書き込み用スイッチング素子を非導通状態に保持して、当該非導通状態に保持された書き込み用スイッチング素子に接続された駆動トランジスタを含む回路の電気光学素子を所望の期間、発光状態に保持し、導通状態に保持されている書き込み用スイッチング素子に接続された保持容量の電荷を放電させて当該導通状態に保持されている書き込み用スイッチング素子に接続された駆動トランジスタを含む回路の電気光学素子を非発光状態に保持し、初期期間経過以降においては、上記複数の書き込み用スイッチング素子および上記データ取り込み用スイッチング素子を導通させ、上記データ線を伝搬されるデータ信号に応じた電荷を各書き込みノードを通して各上記保持容量に充電させた後、少なくとも上記データ取り込み用スイッチング素子と初期期間で非発光状態に保持された電気光学素子を含む回路の駆動トランジスタに接続された書き込み用スイッチング素子を非導通状態に保持して、当該非導通状態に保持された書き込み用スイッチング素子に接続された駆動トランジスタを含む回路の電気光学素子を所望の期間、発光状態に保持し、初期期間で発光された電気光学素子を含む回路の駆動トランジスタに接続された書き込み用スイッチング素子を選択的に導通状態に保持して、初期期間で発光された電気光学素子を非発光状態に保持する。
本発明の第6の観点は、流れる電流によって輝度が変化する第1および第2のの電気光学素子と、輝度情報に応じたデータ信号が供給されるデータ線と、第1、第2、および第3の制御線と、第1、第2、および 第3のノードと、第1および第2の基準電位と、第1端子と第2端子間で電流供給ラインを形成し、上記第1のノードに接続された制御端子の電位に応じて上記電流供給ラインを流れる電流を制御する第1の駆動トランジスタと、第1端子と第2端子間で電流供給ラインを形成し、上記第2のノードに接続された制御端子の電位に応じて上記電流供給ラインを流れる電流を制御する第2の駆動トランジスタと、上記第1のノードに書き込まれたデータ信号を保持する第1の保持容量と、上記第2のノードに書き込まれたデータ信号を保持する第2の保持容量と、上記第1のノードと上記第3のノードとの間に接続され、上記第1の制御線によって導通制御される第1のスイッチング素子と、上記第2のノードと上記第3のノードとの間に接続され、上記第2の制御線によって導通制御される第2のスイッチング素子と、上記データ線と上記第3のノードとの間に接続され、上記第3の制御線によって導通制御される第3のスイッチング素子と、を有し、上記第1の基準電位と第2の基準電位との間に、上記第1の駆動トランジスタの電流供給ライン、および上記第1の電気光学素子が直列に接続され、かつ、上記第1の基準電位と第2の基準電位との間に、上記第2の駆動トランジスタの電流供給ライン、および上記第2の電気光学素子が直列に接続され、さらに、上記第1のスイッチング素子または第2のスイッチング素子が導通状態にあり、上記第3のスイッチング素子が非導通状態にあるときに、上記第3のノードの電荷を電荷放電ラインに放電させる手段を有する画素回路の駆動方法であって、初期期間においては、上記第1の制御線、第2の制御線、および第3の制御線により上記第1のスイッチング素子、第2のスイッチング素子、および第3のスイッチング素子が導通させ、上記データ線を伝搬されるデータ信号に応じた電荷を上記第1および第2のノードを通して上記第1および第2の保持容量に充電させた後、上記第1のスイッチング素子、および第3のスイッチング素子を非導通状態に保持して上記第1の発光素子を所望の期間発光状態に保持し、導通状態に保持されている第2のスイッチング素子に接続された第2の保持容量の電荷を放電させて上記第2の電気光学素子を非発光状態に保持し、初期期間経過以降においては、上記第1の制御線、第2の制御線、および第3の制御線により上記第1のスイッチング素子、第2のスイッチング素子、および第3のスイッチング素子を導通させ、上記データ線を伝搬されるデータ信号に応じた電荷を上記第1および第2のノードを通して上記第1および第2の保持容量に充電させた後、少なくとも上記第1のスイッチング素子、および第2のスイッチング素子を非導通状態に保持して上記第2の発光素子を所望の期間発光状態に保持し、第1のスイッチング素子を選択的に導通状態に保持して第1の保持容量の電荷を放電させて上記第1の電気光学素子を非発光状態に保持する。
本発明によれば、たとえば経過時間初期のころは、第1〜第3の制御線により第1〜第3のスイッチング素子が導通状態となり、第3のスイッチング素子、第1のスイッチング素子、第2のスイッチング素子を通してデータ線に伝搬されたデータが第1のノード、第2のノードに転送され、データ量に応じた電荷が第1および第2の保持容量に保持される。
次に、第3の制御線および第1の制御線に第3および第1のスイッチング素子が非導通状態に切り替えられる。第1の保持容量に保持された電荷は維持され、第1の発光素子は発光する。
しかし、このとき、第2のスイッチング素子は、第2の制御線により導通状態の保持されていることから、第2の保持容量に保持された電荷は、第2のノード、第2のスイッチング素子等を通して電荷放電ラインにすぐさま放電され、第2の発光素子は発光しない。
また、第1の制御線により第1のスイッチング素子が導通状態に保持される。これに伴い、第1の保持容量に保持された電荷は、第1のノード、第1のスイッチング素子等を通して電荷放電ラインにすぐさま放電され、第1の発光素子は消灯する。
このように、経過時間初期状態では第1の発光素子のみ点灯状態に制御され、第2の発光素子は点灯状態にならいように制御される。
次に、第3の制御線および第1の制御線に第3および第1のスイッチング素子が非導通状態に切り替えられる。第1の保持容量に保持された電荷は維持され、第1の発光素子は発光する。
しかし、このとき、第2のスイッチング素子は、第2の制御線により導通状態の保持されていることから、第2の保持容量に保持された電荷は、第2のノード、第2のスイッチング素子等を通して電荷放電ラインにすぐさま放電され、第2の発光素子は発光しない。
また、第1の制御線により第1のスイッチング素子が導通状態に保持される。これに伴い、第1の保持容量に保持された電荷は、第1のノード、第1のスイッチング素子等を通して電荷放電ラインにすぐさま放電され、第1の発光素子は消灯する。
このように、経過時間初期状態では第1の発光素子のみ点灯状態に制御され、第2の発光素子は点灯状態にならいように制御される。
経過時間中期以降は、第1〜第3の制御線により第1〜第3のスイッチング素子が導通状態となり、第3のスイッチング素子、第1のスイッチング素子、第2のスイッチング素子を通してデータ線に伝搬されたデータが第1のノード、第2のノードに転送され、データ量に応じた電荷が第1および第2の保持容量に保持される。
次に、第1〜第3の制御線により第1〜第3のスイッチング素子が非導通状態と切り替えられる。これに伴い、第1および第2の保持容量に保持された電荷は維持され、第1および第2の発光素子は発光状態に維持される。
次に、第1の制御線により第1のスイッチング素子が導通状態に保持される。これに伴い、第1の保持容量に保持された電荷は、第1のノード、第1のスイッチング素子等を通して電荷放電ラインにすぐさま放電され、第1の発光素子は消灯する。
しかし、このとき、第2のスイッチング素子は、第2の制御線により非導通状態に保持されていることから、第2の保持容量に保持された電荷は維持され、第2の発光素子は点灯状態に維持される。
また、第2の制御線により第2のスイッチング素子が導通状態に保持される。これに伴い、第2の保持容量に保持された電荷は、第2のノード、第2のスイッチング素子等を通して電荷放電ラインにすぐさま放電され、第2の発光素子は消灯する。
このように、発光素子毎に、オフにするタイミングを変更する。こうすることで、画面の焼きつき(発光素子の劣化、すなわち画素の輝度の低下)が目立たなくなる。
次に、第1〜第3の制御線により第1〜第3のスイッチング素子が非導通状態と切り替えられる。これに伴い、第1および第2の保持容量に保持された電荷は維持され、第1および第2の発光素子は発光状態に維持される。
次に、第1の制御線により第1のスイッチング素子が導通状態に保持される。これに伴い、第1の保持容量に保持された電荷は、第1のノード、第1のスイッチング素子等を通して電荷放電ラインにすぐさま放電され、第1の発光素子は消灯する。
しかし、このとき、第2のスイッチング素子は、第2の制御線により非導通状態に保持されていることから、第2の保持容量に保持された電荷は維持され、第2の発光素子は点灯状態に維持される。
また、第2の制御線により第2のスイッチング素子が導通状態に保持される。これに伴い、第2の保持容量に保持された電荷は、第2のノード、第2のスイッチング素子等を通して電荷放電ラインにすぐさま放電され、第2の発光素子は消灯する。
このように、発光素子毎に、オフにするタイミングを変更する。こうすることで、画面の焼きつき(発光素子の劣化、すなわち画素の輝度の低下)が目立たなくなる。
本発明によれば、画素の発光素子の劣化度合いが進んだとしても、劣化分の輝度を補うことができる。
その結果、発光素子の劣化度合いが進んでも、劣化しない画素と同じレベルの輝度に近づけることができる。
また、画素毎に輝度劣化の量が違っても、画素毎に劣化を初期輝度状態に補正し、画面内の輝度のばらつきのを補正することができる。
その結果、発光素子の劣化度合いが進んでも、劣化しない画素と同じレベルの輝度に近づけることができる。
また、画素毎に輝度劣化の量が違っても、画素毎に劣化を初期輝度状態に補正し、画面内の輝度のばらつきのを補正することができる。
以下、本発明の実施形態を、図面に関連付けて詳細に説明する。
図1は、アクティブマトリクス型画像表示装置に適用可能な本発明に係る画素回路の一実施形態を示す回路図である。
本実施形態に係る画素回路30は、図1に示すように、pチャネルTFT31〜TFT33、nチャネルTFT34〜TFT36、キャパシタC31,C32、有機EL素子(OLED:電気光学素子)からなる発光素子37,38、および第1のノードND31〜第3のノードND33を有する。
また、図1において、DTL31はデータ線を、WSL31は走査線を、ESL31,ESL32は消去線をそれぞれ示している。
また、図1において、DTL31はデータ線を、WSL31は走査線を、ESL31,ESL32は消去線をそれぞれ示している。
これらの構成要素のうち、TFT31が本発明に係る第1の駆動トランジスタを構成し、TFT32が本発明に係る第2の駆動トランジスタを構成し、TFT33がTFT36がオフで、TFT34または/およびTFT35がオンのときに電荷を放電させる手段を構成し、TFT34が第1のスイッチング素子を構成し、TFT35が第2のスイッチング素子を構成し、TFT36が第3のスイッチング素子を構成を構成し、キャパシタC31が本発明に係る第1の保持容量を構成し、キャパシタC32が第2の保持容量を構成している。
また、TFT34とTFT35は本発明の書き込み用スイッチング素子を構成し、TFT36はデータ取り込み用スイッチング素子を構成し、ノードND31とND32が書き込み用ノードを構成し、ノードND33がデータ取り込み用ノードを構成している。
また、TFT34とTFT35は本発明の書き込み用スイッチング素子を構成し、TFT36はデータ取り込み用スイッチング素子を構成し、ノードND31とND32が書き込み用ノードを構成し、ノードND33がデータ取り込み用ノードを構成している。
また、消去線ESL31が本発明に係る第1の制御線に対応し、消去線ESL32が第2の制御線に対応し、走査線WSL31が第3の制御線に対応する。
また、電源電圧VCCの供給ライン(電源電位)が第1の基準電位に相当し、接地電位GNDが第2の基準電位に相当している。
また、本実施形態においては、第1の電源電位としての電源電圧VCCの供給ラインは本発明に係る電荷放電ラインとして共用されている。
また、電源電圧VCCの供給ライン(電源電位)が第1の基準電位に相当し、接地電位GNDが第2の基準電位に相当している。
また、本実施形態においては、第1の電源電位としての電源電圧VCCの供給ラインは本発明に係る電荷放電ラインとして共用されている。
画素回路30において、第1の基準電位(VCC) と第2の基準電位(本実施形態では接地電位GND)との間にTFT31と光学素子37が直列に接続されている。具体的には、TFT31のソース(たとえば第1端子)が電源電圧VCCの供給ラインに接続され、TFT31のドレイン(第2端子)が発光素子37のアノードに接続され、発光素子37のカソード側が接地電位GNDに接続されている。そして、TFT31のゲート(制御端子)が第1のノードND31に接続されている。
同様に、第1の基準電位(VCC) と第2の基準電位GNDとの間にTFT32と光学素子38が直列に接続されている。具体的には、TFT32のソース(たとえば第1端子)が電源電圧VCCの供給ラインに接続され、TFT32のドレイン(第2端子)が発光素子38のアノードに接続され、発光素子38のカソード側が接地電位GNDに接続されている。そして、TFT32のゲート(制御端子)が第2のノードND32に接続されている。
すなわち、本実施形態においては、第1の基準電位(VCC) と第2の基準電位との間に光学素子と駆動トランジスタとしてのTFTを直列に接続した回路が、複数並列(本実施形態では2つの回路が並列)に存在する。
同様に、第1の基準電位(VCC) と第2の基準電位GNDとの間にTFT32と光学素子38が直列に接続されている。具体的には、TFT32のソース(たとえば第1端子)が電源電圧VCCの供給ラインに接続され、TFT32のドレイン(第2端子)が発光素子38のアノードに接続され、発光素子38のカソード側が接地電位GNDに接続されている。そして、TFT32のゲート(制御端子)が第2のノードND32に接続されている。
すなわち、本実施形態においては、第1の基準電位(VCC) と第2の基準電位との間に光学素子と駆動トランジスタとしてのTFTを直列に接続した回路が、複数並列(本実施形態では2つの回路が並列)に存在する。
第1のノードND31と第3のノードND33とに第1のスイッチング素子としてのTFT34のソース・ドレインがそれぞれ接続され、TFT34のゲートが第1の制御線としての消去線ESL31に接続されている。
第2のノードND32と第3のノードND33とに第2のスイッチング素子としてのTFT35のソース・ドレインがそれぞれ接続され、TFT35のゲートが第2の制御線としての消去線ESL32に接続されている。
第3のノードND33がTFT33のゲートに接続され、TFT33のドレインが第3のノードND33、すなわちゲートに接続され、ソースが電源電圧VCCの供給ライン(電荷放電ライン)に接続されている。
データ線DTL31とTFT33のドレイン(第3のノードND33)とに第3のスイッチング素子としてのTFT36のソース・ドレインがそれぞれ接続され、TFT36のゲートが第3の制御線として走査線WSL31に接続されている。
第2のノードND32と第3のノードND33とに第2のスイッチング素子としてのTFT35のソース・ドレインがそれぞれ接続され、TFT35のゲートが第2の制御線としての消去線ESL32に接続されている。
第3のノードND33がTFT33のゲートに接続され、TFT33のドレインが第3のノードND33、すなわちゲートに接続され、ソースが電源電圧VCCの供給ライン(電荷放電ライン)に接続されている。
データ線DTL31とTFT33のドレイン(第3のノードND33)とに第3のスイッチング素子としてのTFT36のソース・ドレインがそれぞれ接続され、TFT36のゲートが第3の制御線として走査線WSL31に接続されている。
第1の保持容量としての第1のキャパシタC31の第1電極が第1のノードND31に接続され、第2電極が電源電圧VCCの供給ラインに接続されている。
第2の保持容量としての第2のキャパシタC32の第1電極が第4のノードND34に接続され、第2電極が電源電圧VCCの供給ラインに接続されている。
第2の保持容量としての第2のキャパシタC32の第1電極が第4のノードND34に接続され、第2電極が電源電圧VCCの供給ラインに接続されている。
このような構成において、消去線ESL31には第1の消去信号ES1(n)が伝搬され、消去線ESL32には第2の消去信号ES(n)が伝搬され、走査線WSL31には第1の走査信号WS(n)が伝搬される。
このような画素回路を図2のように、M×Nのマトリクス状に多数配列し、走査線WSL31〜WSL31−Mを順次選択しながらデータ線DTL31〜DTL−31N書き込みを繰り返すことにより、アクティブマトリクス型画像表示装置40を構成することができる。
図2において、各データ線DTL31−1〜DTL31−N、データ線DTL32−1〜DTL32−Nは水平駆動回路(HDRV)42により駆動され、各消去線ESL31−1〜ESL31−M、ESL32−1〜ESL32−M、走査線WSL31−1〜WSL31−Mは垂直駆動回路(VDRV)41により駆動される。
図2において、各データ線DTL31−1〜DTL31−N、データ線DTL32−1〜DTL32−Nは水平駆動回路(HDRV)42により駆動され、各消去線ESL31−1〜ESL31−M、ESL32−1〜ESL32−M、走査線WSL31−1〜WSL31−Mは垂直駆動回路(VDRV)41により駆動される。
このように、アクティブマトリクス型画像表示装置に適用される画素回路30の動作おおび焼きつき補正の原理を、図3(A)〜(H)に示すタイミングチャートを参照しながら以下に説明する。
タイミングは時間経過で変わり、図3(E),(D)に示す第1および第2の消去線ESL31,ESL32に印加される第1および第2の消去信号SE1(<1>)、ES2(<1>)は経過時間初期、図3(G),(F)に示す第1および第2の消去信号SE1(<2>)、ES2(<2>)は経過時間後期のタイミングである。後述するが、この経過時間によりこのタイミングを変更することも、画面の焼きつき状態を目立たなくするための要でもある。経過時期初期とは、たとえば駆動時間が5000時間あるいは10000時間に達するまでの期間、経過時間後期とは、5000時間あるいは10000時間経過後の期間を示す。
まず、経過時間初期のころの動作を説明する。
まず、状態<1>において、図3(C)〜(E)に示すように、走査信号WSがハイレベルで走査線WSL31に印加され、第1の消去信号ES1(<1>)がハイレベルで第1の消去線ESL31に印加され、第2の消去信号ES2(<1>)がハイレベルで第2の消去線ESL32に印加される。これに伴い、TFT34、TFT35、およびTFT36がデータ線DTL31に伝搬されたデータがTFT36、TFRT34、TFT35を通して第1のノードND31、第2のノードND32に転送され、データ量に応じた電荷がキャパシタC31,C32にチャージされる。
次に、状態<2>において、図3(C),(D)に示すように、走査信号WSがローレベルで走査線WSL31に印加され、第1の消去信号ES1(<1>)がローレベルで第1の消去線ESL31に印加される。これに伴い状態<1>でオン状態となったTFT34とTFT36がオフ状態となり、キャパシタC31にチャージされた電荷は維持され、発光素子37は点灯する。
しかし、このとき、図3(E)に示すように、第2の消去信号ES2(<1>)はハイレベルに保持されて第2の消去線ESL32に印加されていることから、TFT35はオン状態のままに保持されている。その結果、キャパシタC32にチャージされた電荷は、第2のノードND32、TFT35、第3のノードND33、およびTFT33を通して電荷放電ライン(本実施形態ではVCC)にすぐさま放電され、発光素子38は点灯しない。
しかし、このとき、図3(E)に示すように、第2の消去信号ES2(<1>)はハイレベルに保持されて第2の消去線ESL32に印加されていることから、TFT35はオン状態のままに保持されている。その結果、キャパシタC32にチャージされた電荷は、第2のノードND32、TFT35、第3のノードND33、およびTFT33を通して電荷放電ライン(本実施形態ではVCC)にすぐさま放電され、発光素子38は点灯しない。
また、状態<4>において、図3(D)に示すように、第1の消去信号ES1(<1>)がハイレベルで第1の消去線ESL31に印加される。これに伴い状態<2>でオフ状態となっていたTFT34がオン状態となる。その結果、キャパシタC31にチャージされた電荷は、第1のノードND31、TFT34、第3のノードND33、およびTFT33を通して電荷放電ライン(本実施形態ではVCC)にすぐさま放電され、発光素子37は消灯する。
このように、経過時間初期状態では発光素子37のみ点灯状態に制御され、発光素子38は点灯状態にならいように制御される。
経過時間中期以降は下記のタイミングで回路が駆動される。
まず、状態<1>において、図3(C),(F),(G)に示すように、走査信号WSがハイレベルで走査線WSL31に印加され、第1の消去信号ES1(<2>)がハイレベルで第1の消去線ESL31に印加され、第2の消去信号ES2(<2>)がハイレベルで第2の消去線ESL32に印加される。これに伴い、TFT34、TFT35、およびTFT36がデータ線DTL31に伝搬されたデータがTFT36、TFRT34、TFT35を通して第1のノードND31、第2のノードND32に転送され、データ量に応じた電荷がキャパシタC31,C32にチャージされる。
次に、状態<2>において、図3(C),(F),(G)に示すように、走査信号WSがローレベルで走査線WSL31に印加され、第1の消去信号ES1(<2>)がローレベルで第1の消去線ESL31に印加され、第2の消去信号ES2(<2>)がローレベルで第2の消去線ESL32に印加される。これに伴い、状態<1>でオン状態となったTFT34、TFT35、TFT36がオフ状態となり、キャパシタC31,C32にチャージされた電荷は維持され、発光素子37および38は点灯状態に維持される。
次に、状態<3>において、図3(F)に示すように、第1の消去信号ES1(<2>)がハイレベルで第1の消去線ESL31に印加される。これに伴い状態<2>でオフ状態となっていたTFT34がオン状態となる。その結果、キャパシタC31にチャージされた電荷は、第1のノードND31、TFT34、第3のノードND33、およびTFT33を通して電荷放電ライン(本実施形態ではVCC)にすぐさま放電され、発光素子38は消灯する。しかし、このとき、図3(G)に示すように、第2の消去信号ES2(<2>)はローレベルに保持されて第2の消去線ESL32に印加されていることから、TFT35はオフ状態のままに保持されている。その結果、キャパシタC32にチャージされた電荷は維持され、発光素子38は点灯状態に維持される。
また、状態<5>において、図3(G)に示すように、第2の消去信号ES2(<2>)がハイレベルで第2の消去線ESL32に印加される。これに伴い、状態<3>でオフ状態となっていたTFT35がオン状態となる。その結果、キャパシタC32にチャージされた電荷は、第2のノードND32、TFT35、第3のノードND33、およびTFT33を通して電荷放電ライン(本実施形態ではVCC)にすぐさま放電され、発光素子38は消灯する。
このように、発光素子毎に、オフにするタイミングを変更する。理由および原理は後述するが、こうすることで、画面の焼きつき(発光素子の劣化、すなわち画素の輝度の低下)が目立たなくなる。
以下に、画面の焼きつきが目立たなくなる原理を、図4に関連付けて説明する。
図4においては、1画素内で、それぞれの駆動トランジスタに接続された発光素子37の発光エリアをA、発光素子38の発光エリアをBとし、その発光エリアAの面積をSa、発光エリアBの面積をSb、そのエリア内の発光素子の初期輝度をNとする。
初期状態では上述したように、片方のエリアAしか発光していない。したがって、ここでは発光素子37のみ発光しているとすると、画素の輝度は、(N×Sa+N×Sb)/(Sa+Sb)となる。
たとえば、Sa=2、Sb=1とすると、画素の輝度は0.67Nとなる。
たとえば、Sa=2、Sb=1とすると、画素の輝度は0.67Nとなる。
時間が経過すると、発光エリアAの輝度は時間と共に劣化する。ここでは、発光素子の輝度劣化が10%進んだとすると、発光エリアAのみの発光だと、画素の輝度は0.67N×0.9で0.6Nとなり、劣化度は10.4%となる。
ただし、(劣化度)=〔(劣化しない画素輝度−劣化した画素輝度)/(劣化しない画素輝度)〕×100=10.4、となる。
ただし、(劣化度)=〔(劣化しない画素輝度−劣化した画素輝度)/(劣化しない画素輝度)〕×100=10.4、となる。
しかし、発光エリアBを同じデューティ(DUTY)時間(発光期間)で点灯させることによって劣化を補正してやると、劣化した画素の輝度は(0.9N×Sa+N×Sb)/(Sa+Sb)となり、劣化しなかった画素の輝度は、(N×Sa+N×Sb)/(Sa+Sb)となる。
上記と同じように、Sa=2、Sb=1とすると、劣化した画素の輝度は0.93N、劣化しなかった画素の輝度はNとなる。
この場合、(劣化度)=〔(劣化しない画素輝度−劣化した画素輝度)/(劣化しない画素輝度)〕×100=7〔%〕、となる。
よって、劣化の程度が抑えられることになる。
上記と同じように、Sa=2、Sb=1とすると、劣化した画素の輝度は0.93N、劣化しなかった画素の輝度はNとなる。
この場合、(劣化度)=〔(劣化しない画素輝度−劣化した画素輝度)/(劣化しない画素輝度)〕×100=7〔%〕、となる。
よって、劣化の程度が抑えられることになる。
また、これにエリア毎に発光時間のデューティ比を変えるとさらに改善される。上記条件でのDutyが50%としたとき、発光エリアAのデューティを50%、発光エリアBのデューティを60%とし、補正してやると、画素の輝度は(0.9N×Sa+N×Sb×(60/50))/(Sa+Sb)となる。たとえば、Sa=2、Sb=1とすると、画素の輝度はNとなる。
この場合、(劣化度)=〔(劣化しない画素輝度−劣化した画素輝度)/(劣化しない画素輝度)〕×100=0〔%〕、となる。
よって、劣化の程度がさらに抑えられることになる。
このように、使用することで、画面の焼きつきを抑えることができるようになる。
この場合、(劣化度)=〔(劣化しない画素輝度−劣化した画素輝度)/(劣化しない画素輝度)〕×100=0〔%〕、となる。
よって、劣化の程度がさらに抑えられることになる。
このように、使用することで、画面の焼きつきを抑えることができるようになる。
また、上記と同じ画素、駆動条件、デューティコントロールだと、初期と経過時間後の補正後の輝度レベルが違ってしまう。
上記条件だと、0.67NとNと約1.5倍変わってしまうので、補正時に、デューティの割合を初期状態から約2/3にしてやるという方法がある。
たとえば、初期時の光っているエリアのデューティが60%であると補正後の、光っているデューティは40%にする。こうすることで、初期時に100nitであっても、補正時にも100nitになる。
上記条件だと、0.67NとNと約1.5倍変わってしまうので、補正時に、デューティの割合を初期状態から約2/3にしてやるという方法がある。
たとえば、初期時の光っているエリアのデューティが60%であると補正後の、光っているデューティは40%にする。こうすることで、初期時に100nitであっても、補正時にも100nitになる。
また、上記と同じ画素、駆動条件でも、画素の発光エリアを図5または図6のように任意に変えることで、焼きつきをより目立たないようにすることや、補正による画素むらを抑えることができるようになる。
たとえば、図5は補正エリアBを画素の周辺部に配置することで、隣り合う画素での輝度を同じにすることで、輝度補正効果による画素むらを抑えることができるようになる。また、隣り合う画素の輝度が同じになることで画素の劣化をより目立たなくする効果も得られる。
図6は上記図5の補正効果を表示素子の劣化度合いによりエリア比を変更することで、補正の最適化を行うことができる。
たとえば、図5は補正エリアBを画素の周辺部に配置することで、隣り合う画素での輝度を同じにすることで、輝度補正効果による画素むらを抑えることができるようになる。また、隣り合う画素の輝度が同じになることで画素の劣化をより目立たなくする効果も得られる。
図6は上記図5の補正効果を表示素子の劣化度合いによりエリア比を変更することで、補正の最適化を行うことができる。
また、上記と同じ画素、駆動条件でも、画素の発光エリアを図7(A)〜(J)のタイミングのように任意に変えることで、焼きつきをより目立たないようにすることができる。
たとえば、図7(F),(G)に示す第1および第2の消去信号ES1(<2>),ES2(<2>)は、上記で説明してきたように、発光初期より時間がある程度経過した時の、エリアごとの比を変えたタイミングペアであるが、さらに、時間が経過すると劣化度合いもさらに進むため、図7(H),(I)に示す第1および第2の消去信号ES1(<3>),ES2(<3>)のタイミングペアのように、初期からついている発呼素子37の発光時間をより短くし、後で発光させてくる発光素子38の発光時間を長くすることで、さらなる画像劣化を目立たなくさせる効果が得られる。
たとえば、図7(F),(G)に示す第1および第2の消去信号ES1(<2>),ES2(<2>)は、上記で説明してきたように、発光初期より時間がある程度経過した時の、エリアごとの比を変えたタイミングペアであるが、さらに、時間が経過すると劣化度合いもさらに進むため、図7(H),(I)に示す第1および第2の消去信号ES1(<3>),ES2(<3>)のタイミングペアのように、初期からついている発呼素子37の発光時間をより短くし、後で発光させてくる発光素子38の発光時間を長くすることで、さらなる画像劣化を目立たなくさせる効果が得られる。
たとえば、図4を用いて説明すると、発光エリア毎の発光時間(Duty)が、以前と同じで、A=50%、B=60%で、Sa=2、Sb=1とすると、補正した画素の輝度は(0.8N×Sa+N×Sb×(60/50))/(Sa+Sb)から、0.93Nとなる。
この場合、(劣化度)=〔(劣化しない画素輝度−劣化した画素輝度)/(劣化しない画素輝度)〕×100=7〔%〕、となる。
この場合、(劣化度)=〔(劣化しない画素輝度−劣化した画素輝度)/(劣化しない画素輝度)〕×100=7〔%〕、となる。
しかし、さらに、経過時間でこのデューティ時間を調整することで、さらに焼きつき画像を目立たなくすることができる。ここでは、A=50%、B=60%とし、画素の補正後の輝度を計算すると、(0.8N×Sa+N×Sb×(70/50))/(Sa+Sb)から、0.95Nとなる。
この場合、(劣化度)=〔(劣化しない画素輝度−劣化した画素輝度)/(劣化しない画素輝度)〕×100=5〔%〕、となる。
このように、使用することで、画面の焼きつきをさらに抑えることができるようになる。
この場合、(劣化度)=〔(劣化しない画素輝度−劣化した画素輝度)/(劣化しない画素輝度)〕×100=5〔%〕、となる。
このように、使用することで、画面の焼きつきをさらに抑えることができるようになる。
以上説明したように、本実施形態によれば、第1の駆動トランジスタとしてのTFT31と、第2の駆動トランジスタとしてのTFT32と、第1のノードND31に書き込まれたデータ信号を保持する第1のキャパシタC31と、第2のノードND32に書き込まれたデータ信号を保持する第2のキャパシタC32と、第1のノードND31と第3のノードND33との間に接続され、ゲートが消去線ESL31が接続されたTFT34と、第2のノードND32と第3のノードND33との間に接続され、ゲートが消去線ESL32接続されたTFT35と、ゲートおよびドレインが第3のノードND33のノードに接続され、ソースが電荷放電ラインVCCとの間に接続されTFT33と、データ線DTL31と第3のノードND33との間に接続され、ゲートが走査線WSL31に接続されたTFT36とを設けたので、以下の効果を得ることができる。
すなわち、画素内で二つの発光素子領域をもち、そのデューティ(発光期間)をコントロールすることで、画素の発光素子の劣化度合いが進んだとしても、劣化分の輝度を補うことができる。
その結果、発光素子の劣化度合いが進んでも、劣化しない画素と同じレベルの輝度に近づけることができる。
また、画素毎に輝度劣化の量が違っても、画素毎に劣化を初期輝度状態に補正し、画面内の輝度のばらつきのを補正することができる。
その結果、発光素子の劣化度合いが進んでも、劣化しない画素と同じレベルの輝度に近づけることができる。
また、画素毎に輝度劣化の量が違っても、画素毎に劣化を初期輝度状態に補正し、画面内の輝度のばらつきのを補正することができる。
また、画素内部の発光素子の発光時間を任意に選択することができる。
その結果、画面内でマトリックス状に表示画素領域を複数選択し、発光時間を制御することによって、入力映像ソースが表示されるエリアごとに最適な、輝度および信号処理を行うことで、よりコントラスト感のあるインパクトな画像が表現できる。
また、ある入力信号ソースが大面積で明るい画面が表示領域の大部分を占め、違った入力映像ソースが小面積で暗い画面を表示していても、大面積で明るい表示領域に対しては表示素子の発光時間を短くし輝度を抑制することで、画質を損なうことなく省電力化を図り、小面積で暗い表示領域に対しては発光時間を長くすることで画質のコントラスト感を向上させることで、あい異なる特性の映像信号を一枚画面上で表現することができる。
また、制御のオン/オフ、また制御の可変範囲を自在に選択することによって、テキスト表示、動画表示など入力信号に最適な表示をすることができる。
また、映像信号処理部にて入力ソースごとの信号処理が軽減されるため、システムのコストダウンおよび小型化を実現できる。
さらにまた、画素単位で表示期間(DUTY)を選択できるようになるため、画素毎の劣化に伴う輝度低下を、DUTY比を画素毎に変えることで補正することができる。
その結果、画面内でマトリックス状に表示画素領域を複数選択し、発光時間を制御することによって、入力映像ソースが表示されるエリアごとに最適な、輝度および信号処理を行うことで、よりコントラスト感のあるインパクトな画像が表現できる。
また、ある入力信号ソースが大面積で明るい画面が表示領域の大部分を占め、違った入力映像ソースが小面積で暗い画面を表示していても、大面積で明るい表示領域に対しては表示素子の発光時間を短くし輝度を抑制することで、画質を損なうことなく省電力化を図り、小面積で暗い表示領域に対しては発光時間を長くすることで画質のコントラスト感を向上させることで、あい異なる特性の映像信号を一枚画面上で表現することができる。
また、制御のオン/オフ、また制御の可変範囲を自在に選択することによって、テキスト表示、動画表示など入力信号に最適な表示をすることができる。
また、映像信号処理部にて入力ソースごとの信号処理が軽減されるため、システムのコストダウンおよび小型化を実現できる。
さらにまた、画素単位で表示期間(DUTY)を選択できるようになるため、画素毎の劣化に伴う輝度低下を、DUTY比を画素毎に変えることで補正することができる。
なお、図1の画素回路30では、スイッチング素子としてはNMOSを用いているが、これは一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、上述したように、TFT33〜TFT36は単なるスイッチであるから、これらのすべて乃至一部をpチャネルMOS、あるいはその他のスイッチ素子で構成することも可能なことは明らかである。
本発明よれば、発光素子の劣化度合いが進んだとしても、劣化分の輝度を補うことができ、劣化しない画素と同じレベルの輝度に近づけることができ、また、画素毎に輝度劣化の量が違っても、画素毎に劣化を初期輝度状態に補正し、画面内の輝度のばらつきのを補正することができることから、自発光型の有機EL(Electroluminescence )ディスプレイなどに適用可能である。
30…画素回路、31…第1の駆動トランジスタとしてのTFT、32…第2の駆動トランジスタとしてのTFT、34…第1のスイッチング素子としてのTFT、35…第2のスイッチング素子としてのTFT、36…第3のスイッチング素子としてのTFT、37…第1の発光素子、38…第2の発光素子、ND31…第1のノード、ND32…第2のノード、ND33…第3のノード、ESL31…第1の制御線としての消去線、ESL32…第2の制御線としての消去線、WSL31…第3の制御線としての走査線、40…画像表示装置、41…水平駆動回路(HDRV)、42…垂直駆動回路(VDRV)。
Claims (16)
- 流れる電流によって輝度が変化する複数の電気光学素子と、
輝度情報に応じたデータ信号が供給されるデータ線と、
複数の書き込みノードと、
データ取り込みノードと、
第1および第2の基準電位と、
第1端子と第2端子間で電流供給ラインを形成し、それぞれ異なる上記書き込みノードに接続された制御端子の電位に応じて上記電流供給ラインを流れる電流を制御する複数の駆動トランジスタと、
上記複数の書き込みノードに書き込まれたデータ信号をそれぞれ保持する複数の保持容量と、
上記複数の書き込みノードと上記第データ取り込みノードとの間に並列に接続された複数の書き込み用スイッチング素子と、
上記データ線と上記データ取り込みノードとの間に接続されたデータ取り込み用スイッチング素子と、を有し、
上記第1の基準電位と第2の基準電位との間に、上記駆動トランジスタの電流供給ライン、および上記電気光学素子が直列に接続された回路が複数並列に存在する
画素回路。 - 上記複数の書き込み用スイッチング素子のいずれかが導通状態にあり、上記データ取り込み用スイッチング素子が非導通状態にあるときに、上記データ取り込みノードの電荷を電荷放電ラインに放電させる手段を有する
請求項1記載の画素回路。 - 上記電気光学素子を駆動する場合、
初期期間においては、上記複数の書き込み用スイッチング素子および上記データ取り込み用スイッチング素子が導通させられ、上記データ線を伝搬されるデータ信号に応じた電荷が各書き込みノードを通して各上記保持容量に充電された後、上記データ取り込み用スイッチング素子と少なくとも一つの書き込み用スイッチング素子が非導通状態に保持されて、当該非導通状態に保持された書き込み用スイッチング素子に接続された駆動トランジスタを含む回路の電気光学素子が所望の期間、発光状態に保持され、導通状態に保持されている書き込み用スイッチング素子に接続された保持容量の電荷を放電させて当該導通状態に保持されている書き込み用スイッチング素子に接続された駆動トランジスタを含む回路の電気光学素子が非発光状態に保持され、
初期期間経過以降においては、上記複数の書き込み用スイッチング素子および上記データ取り込み用スイッチング素子が導通させられ、上記データ線を伝搬されるデータ信号に応じた電荷が各書き込みノードを通して各上記保持容量に充電された後、上記データ取り込み用スイッチング素子と初期期間で非発光状態に保持された電気光学素子を含む回路の駆動トランジスタに接続された書き込み用スイッチング素子が非導通状態に保持されて、少なくとも当該非導通状態に保持された書き込み用スイッチング素子に接続された駆動トランジスタを含む回路の電気光学素子が所望の期間、発光状態に保持され、初期期間で発光された電気光学素子を含む回路の駆動トランジスタに接続された書き込み用スイッチング素子が選択的に導通状態に保持されて、初期期間で発光された電気光学素子が非発光状態に保持される
請求項2記載の画素回路。 - 初期期間経過以降においては、上記発光させる発光期間が上記初期期間時の発光期間と異なるように設定される
請求項3記載の画素回路。 - 流れる電流によって輝度が変化する第1および第2のの電気光学素子と、
輝度情報に応じたデータ信号が供給されるデータ線と、
第1、第2、および第3の制御線と、
第1、第2、および 第3のノードと、
第1および第2の基準電位と、
第1端子と第2端子間で電流供給ラインを形成し、上記第1のノードに接続された制御端子の電位に応じて上記電流供給ラインを流れる電流を制御する第1の駆動トランジスタと、
第1端子と第2端子間で電流供給ラインを形成し、上記第2のノードに接続された制御端子の電位に応じて上記電流供給ラインを流れる電流を制御する第2の駆動トランジスタと、
上記第1のノードに書き込まれたデータ信号を保持する第1の保持容量と、
上記第2のノードに書き込まれたデータ信号を保持する第2の保持容量と、
上記第1のノードと上記第3のノードとの間に接続され、上記第1の制御線によって導通制御される第1のスイッチング素子と、
上記第2のノードと上記第3のノードとの間に接続され、上記第2の制御線によって導通制御される第2のスイッチング素子と、
上記データ線と上記第3のノードとの間に接続され、上記第3の制御線によって導通制御される第3のスイッチング素子と、を有し、
上記第1の基準電位と第2の基準電位との間に、上記第1の駆動トランジスタの電流供給ライン、および上記第1の電気光学素子が直列に接続され、かつ、
上記第1の基準電位と第2の基準電位との間に、上記第2の駆動トランジスタの電流供給ライン、および上記第2の電気光学素子が直列に接続されている
画素回路。 - 上記第1のスイッチング素子または第2のスイッチング素子が導通状態にあり、上記第3のスイッチング素子が非導通状態にあるときに、上記第3のノードの電荷を電荷放電ラインに放電させる手段を有する
請求項5記載の画素回路。 - 上記電気光学素子を駆動する場合、
初期期間においては、上記第1の制御線、第2の制御線、および第3の制御線により上記第1のスイッチング素子、第2のスイッチング素子、および第3のスイッチング素子が導通させられ、上記データ線を伝搬されるデータ信号に応じた電荷が上記第1および第2のノードを通して上記第1および第2の保持容量に充電された後、上記第1のスイッチング素子、および第3のスイッチング素子が非導通状態に保持されて上記第1の発光素子が所望の期間発光状態に保持され、導通状態に保持されている第2のスイッチング素子に接続された第2の保持容量の電荷を放電させて上記第2の電気光学素子が非発光状態に保持され、
初期期間経過以降においては、上記第1の制御線、第2の制御線、および第3の制御線により上記第1のスイッチング素子、第2のスイッチング素子、および第3のスイッチング素子が導通させられ、上記データ線を伝搬されるデータ信号に応じた電荷が上記第1および第2のノードを通して上記第1および第2の保持容量に充電された後、少なくとも上記第1のスイッチング素子、および第2のスイッチング素子が非導通状態に保持されて上記第2の発光素子が所望の期間発光状態に保持され、第1のスイッチング素子が選択的に導通状態に保持されて第1の保持容量の電荷を放電させて上記第1の電気光学素子が非発光状態に保持される
請求項6記載の画素回路。 - 初期期間経過以降においては、上記第2の発光素子を発光させる発光期間が上記初期期間時の第1の発光素子を発光させた発光期間と異なるように設定される
請求項7記載の画素回路。 - マトリクス状に複数配列された画素回路と、
上記画素回路のマトリクス配列に対して列毎に配線され、輝度情報に応じたデータ信号が供給される複数のデータ線と、
第1および第2の基準電位と、
上記各画素回路は、
流れる電流によって輝度が変化する複数の電気光学素子と、
複数の書き込みノードと、
データ取り込みノードと、
第1端子と第2端子間で電流供給ラインを形成し、それぞれ異なる上記書き込みノードに接続された制御端子の電位に応じて上記電流供給ラインを流れる電流を制御する複数の駆動トランジスタと、
上記複数の書き込みノードに書き込まれたデータ信号をそれぞれ保持する複数の保持容量と、
上記複数の書き込みノードと上記第データ取り込みノードとの間に並列に接続された複数の書き込み用スイッチング素子と、
上記データ線と上記データ取り込みノードとの間に接続されたデータ取り込み用スイッチング素子と、を有し、
上記第1の基準電位と第2の基準電位との間に、上記駆動トランジスタの電流供給ライン、および上記電気光学素子が直列に接続された回路が複数並列に存在する
表示装置。 - 上記画素回路は、上記複数の書き込み用スイッチング素子のいずれかが導通状態にあり、上記データ取り込み用スイッチング素子が非導通状態にあるときに、上記データ取り込みノードの電荷を電荷放電ラインに放電させる手段を有する
請求項9記載の表示装置。 - マトリクス状に複数配列された画素回路と、
上記画素回路のマトリクス配列に対して列毎に配線され、輝度情報に応じたデータ信号が供給される複数のデータ線と、
上記画素回路のマトリクス配列に対して行毎に配線された第1、第2、および第3の制御線と、
第1および第2の基準電位と、
上記各画素回路は、
流れる電流によって輝度が変化する第1および第2のの電気光学素子と、
第1、第2、および 第3のノードと、
第1端子と第2端子間で電流供給ラインを形成し、上記第1のノードに接続された制御端子の電位に応じて上記電流供給ラインを流れる電流を制御する第1の駆動トランジスタと、
第1端子と第2端子間で電流供給ラインを形成し、上記第2のノードに接続された制御端子の電位に応じて上記電流供給ラインを流れる電流を制御する第2の駆動トランジスタと、
上記第1のノードに書き込まれたデータ信号を保持する第1の保持容量と、
上記第2のノードに書き込まれたデータ信号を保持する第2の保持容量と、
上記第1のノードと上記第3のノードとの間に接続され、上記第1の制御線によって導通制御される第1のスイッチング素子と、
上記第2のノードと上記第3のノードとの間に接続され、上記第2の制御線によって導通制御される第2のスイッチング素子と、
上記データ線と上記第3のノードとの間に接続され、上記第3の制御線によって導通制御される第3のスイッチング素子と、を有し、
上記第1の基準電位と第2の基準電位との間に、上記第1の駆動トランジスタの電流供給ライン、および上記第1の電気光学素子が直列に接続され、かつ、
上記第1の基準電位と第2の基準電位との間に、上記第2の駆動トランジスタの電流供給ライン、および上記第2の電気光学素子が直列に接続されている
表示装置。 - 上記画素回路は、上記第1のスイッチング素子または第2のスイッチング素子が導通状態にあり、上記第3のスイッチング素子が非導通状態にあるときに、上記第3のノードの電荷を電荷放電ラインに放電させる手段を有する
請求項11記載の表示装置。 - 流れる電流によって輝度が変化する複数の電気光学素子と、
輝度情報に応じたデータ信号が供給されるデータ線と、
複数の書き込みノードと、
データ取り込みノードと、
第1および第2の基準電位と、
第1端子と第2端子間で電流供給ラインを形成し、それぞれ異なる上記書き込みノードに接続された制御端子の電位に応じて上記電流供給ラインを流れる電流を制御する複数の駆動トランジスタと、
上記複数の書き込みノードに書き込まれたデータ信号をそれぞれ保持する複数の保持容量と、
上記複数の書き込みノードと上記第データ取り込みノードとの間に並列に接続された複数の書き込み用スイッチング素子と、
上記データ線と上記データ取り込みノードとの間に接続されたデータ取り込み用スイッチング素子と、を有し、
上記第1の基準電位と第2の基準電位との間に、上記駆動トランジスタの電流供給ライン、および上記電気光学素子が直列に接続された回路が複数並列に存在し、さらに
上記複数の書き込み用スイッチング素子のいずれかが導通状態にあり、上記データ取り込み用スイッチング素子が非導通状態にあるときに、上記データ取り込みノードの電荷を電荷放電ラインに放電させる手段を有する
画素回路の駆動方法であって、
初期期間においては、上記複数の書き込み用スイッチング素子および上記データ取り込み用スイッチング素子を導通させて、上記データ線を伝搬されるデータ信号に応じた電荷を各書き込みノードを通して各上記保持容量に充電させた後、上記データ取り込み用スイッチング素子と少なくとも一つの書き込み用スイッチング素子を非導通状態に保持して、当該非導通状態に保持された書き込み用スイッチング素子に接続された駆動トランジスタを含む回路の電気光学素子を所望の期間、発光状態に保持し、導通状態に保持されている書き込み用スイッチング素子に接続された保持容量の電荷を放電させて当該導通状態に保持されている書き込み用スイッチング素子に接続された駆動トランジスタを含む回路の電気光学素子を非発光状態に保持し、
初期期間経過以降においては、上記複数の書き込み用スイッチング素子および上記データ取り込み用スイッチング素子を導通させ、上記データ線を伝搬されるデータ信号に応じた電荷を各書き込みノードを通して各上記保持容量に充電させた後、上記データ取り込み用スイッチング素子と初期期間で非発光状態に保持された電気光学素子を含む回路の駆動トランジスタに接続された書き込み用スイッチング素子を非導通状態に保持して、少なくとも当該非導通状態に保持された書き込み用スイッチング素子に接続された駆動トランジスタを含む回路の電気光学素子を所望の期間、発光状態に保持し、初期期間で発光された電気光学素子を含む回路の駆動トランジスタに接続された書き込み用スイッチング素子を選択的に導通状態に保持して、初期期間で発光された電気光学素子を非発光状態に保持する
画素回路の駆動方法。 - 初期期間経過以降においては、上記発光させる発光期間が上記初期期間時の発光期間と異なるように設定される
請求項13記載の画素回路の駆動方法。 - 流れる電流によって輝度が変化する第1および第2の電気光学素子と、
輝度情報に応じたデータ信号が供給されるデータ線と、
第1、第2、および第3の制御線と、
第1、第2、および 第3のノードと、
第1および第2の基準電位と、
第1端子と第2端子間で電流供給ラインを形成し、上記第1のノードに接続された制御端子の電位に応じて上記電流供給ラインを流れる電流を制御する第1の駆動トランジスタと、
第1端子と第2端子間で電流供給ラインを形成し、上記第2のノードに接続された制御端子の電位に応じて上記電流供給ラインを流れる電流を制御する第2の駆動トランジスタと、
上記第1のノードに書き込まれたデータ信号を保持する第1の保持容量と、
上記第2のノードに書き込まれたデータ信号を保持する第2の保持容量と、
上記第1のノードと上記第3のノードとの間に接続され、上記第1の制御線によって導通制御される第1のスイッチング素子と、
上記第2のノードと上記第3のノードとの間に接続され、上記第2の制御線によって導通制御される第2のスイッチング素子と、
上記データ線と上記第3のノードとの間に接続され、上記第3の制御線によって導通制御される第3のスイッチング素子と、を有し、
上記第1の基準電位と第2の基準電位との間に、上記第1の駆動トランジスタの電流供給ライン、および上記第1の電気光学素子が直列に接続され、かつ、上記第1の基準電位と第2の基準電位との間に、上記第2の駆動トランジスタの電流供給ライン、および上記第2の電気光学素子が直列に接続され、さらに、
上記第1のスイッチング素子または第2のスイッチング素子が導通状態にあり、上記第3のスイッチング素子が非導通状態にあるときに、上記第3のノードの電荷を電荷放電ラインに放電させる手段を有する
画素回路の駆動方法であって、
初期期間においては、上記第1の制御線、第2の制御線、および第3の制御線により上記第1のスイッチング素子、第2のスイッチング素子、および第3のスイッチング素子が導通させ、上記データ線を伝搬されるデータ信号に応じた電荷を上記第1および第2のノードを通して上記第1および第2の保持容量に充電させた後、上記第1のスイッチング素子、および第3のスイッチング素子を非導通状態に保持して上記第1の発光素子を所望の期間発光状態に保持し、導通状態に保持されている第2のスイッチング素子に接続された第2の保持容量の電荷を放電させて上記第2の電気光学素子を非発光状態に保持し、
初期期間経過以降においては、上記第1の制御線、第2の制御線、および第3の制御線により上記第1のスイッチング素子、第2のスイッチング素子、および第3のスイッチング素子を導通させ、上記データ線を伝搬されるデータ信号に応じた電荷を上記第1および第2のノードを通して上記第1および第2の保持容量に充電させた後、少なくとも上記第1のスイッチング素子、および第2のスイッチング素子を非導通状態に保持して上記第2の発光素子を所望の期間発光状態に保持し、第1のスイッチング素子を選択的に導通状態に保持して第1の保持容量の電荷を放電させて上記第1の電気光学素子を非発光状態に保持する
画素回路の駆動方法。 - 初期期間経過以降においては、上記第2の発光素子を発光させる発光期間が上記初期期間時の第1の発光素子を発光させた発光期間と異なるように設定される
請求項15記載の画素回路の駆動方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003279905A JP2005043794A (ja) | 2003-07-25 | 2003-07-25 | 画素回路、表示装置、および画素回路の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003279905A JP2005043794A (ja) | 2003-07-25 | 2003-07-25 | 画素回路、表示装置、および画素回路の駆動方法 |
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2003
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