JP2009122336A - 表示装置、表示装置の駆動方法および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】書込みトランジスタによって信号線から駆動トランジスタのゲート電極に基準電位Vofsを書き込む際にアクティブ(ハイレベル)になる書込みパルス(走査線電位)WS1,WS2の波高値を、映像信号の信号電圧Vsigを書き込む際にアクティブになる書込みパルスWS0の波高値よりも高くなるように設定することで、駆動トランジスタのゲート電極がフローティング状態となる期間において、駆動トランジスタの電流リークに起因する駆動トランジスタのゲート電位Vgの上昇を抑える。
【選択図】図11
Description
電気光学素子と、
ゲート電極が走査線に接続され、一方の電極が信号線に接続された書込みトランジスタと、
ゲート電極が前記書込みトランジスタの他方の電極に接続され、一方の電極が電源供給線に接続され、他方の電極が前記電気光学素子のアノード電極に接続された駆動トランジスタと、
一方の電極が前記駆動トランジスタのゲート電極に接続され、他方の電極が前記駆動トランジスタの他方の電極に接続された保持容量と
を有する画素が行列状に配置された画素アレイ部と、
前記電源供給線に第1電源電位と当該第1電源電位よりも低い第2電源電位とを選択的に供給する電源供給走査回路と、
前記信号線に対して映像信号と基準電位とを選択的に出力する信号出力回路とを備え、
前記信号出力回路から前記信号線に出力された前記基準電位を書き込むときと、前記映像信号を書き込むときに前記書込みトランジスタのゲート電極に書込みパルスを供給し、
前記書込みトランジスタによる前記基準電位の書込みによって前記駆動トランジスタのゲート電極の電位の初期化を行った後、前記駆動トランジスタのゲート電極の初期化電位を基準として当該初期化電位から前記駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって、前記駆動トランジスタの他方の電極の電位を変化させる閾値補正処理を実行する表示装置において、
前記書込みトランジスタによる前記基準電位の書込み時に前記映像信号の書込み時よりも波高値が高い書込みパルスを前記書込みトランジスタのゲート電極に供給する
構成となっている。
図1は、本発明が適用されるアクティブマトリクス型表示装置の構成の概略を示すシステム構成図である。
図2は、画素(画素回路)20の具体的な構成例を示す回路図である。
図3は、画素20の断面構造の一例を示す断面図である。図3に示すように、画素20は、駆動トランジスタ22等を含む駆動回路が形成されたガラス基板201上に絶縁膜202、絶縁平坦化膜203およびウインド絶縁膜204がその順に形成され、当該ウインド絶縁膜204の凹部204Aに有機EL素子21が設けられた構成となっている。ここでは、駆動回路の各構成素子のうち、駆動トランジスタ22のみを図示し、他の構成素子については省略して示している。
次に、上記構成の画素20が行列状に2次元配置されてなる有機EL表示装置10における理想的な動作状態での回路動作について、図4のタイミング波形図を基に図5および図6の動作説明図を用いて説明する。
図4のタイミング波形図において、時刻t1以前は、前のフレームにおける有機EL素子21の発光期間となる。この発光期間では、電源供給線32の電位DSが第1電源電位(以下、「高電位」と記述する)Vccpにあり、また、書込みトランジスタ23が非導通状態にある。
そして、時刻t1になると、線順次走査の新しいフレーム(現フレーム)に入る。そして、図5(B)に示すように、電源供給線32の電位DSが高電位Vccpから、信号線33の基準電位Vofsに対してVofs−Vthよりも十分に低い第2電源電位(以下、「低電位」と記述する)Viniに切り替わる。
次に、時刻t3で、図5(D)に示すように、電源供給線32の電位DSが低電位Viniから高電位Vccpに切り替わると、駆動トランジスタ22のゲート電位Vgが保たれた状態で、当該ゲート電位Vgから駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthを減じた電位に向かって駆動トランジスタ22のソース電位Vsが上昇を開始する。やがて、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsが駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthに収束し、当該閾値電圧Vthに相当する電圧が保持容量24に保持される。
次に、時刻t5で、図6(B)に示すように、信号線33の電位が基準電位Vofsから映像信号の信号電圧Vsigに切り替わる。続いて、時刻t6で、走査線31の電位WSが高電位側に遷移することで、図6(C)に示すように、書込みトランジスタ23が導通状態になって映像信号の信号電圧Vsigをサンプリングして画素20内に書き込む。
次に、時刻t7で走査線31の電位WSが低電位側に遷移することで、図6(D)に示すように、書込みトランジスタ23が非導通状態となる。これにより、駆動トランジスタ22のゲート電極は、信号線33から電気的に切り離されるためにフローティング状態になる。
ここで、駆動トランジスタ22の閾値補正の原理について説明する。駆動トランジスタ22は、飽和領域で動作するように設計されているために定電流源として動作する。これにより、有機EL素子21には駆動トランジスタ22から、次式(1)で与えられる一定のドレイン−ソース間電流(駆動電流)Idsが供給される。
Ids=(1/2)・μ(W/L)Cox(Vgs−Vth)2 ……(1)
ここで、Wは駆動トランジスタ22のチャネル幅、Lはチャネル長、Coxは単位面積当たりのゲート容量である。
Ids=(1/2)・μ(W/L)Cox(Vsig−Vofs−ΔV)2
……(2)
で表される。
次に、駆動トランジスタ22の移動度補正の原理について説明する。図8に、駆動トランジスタ22の移動度μが相対的に大きい画素Aと、駆動トランジスタ22の移動度μが相対的に小さい画素Bとを比較した状態で特性カーブを示す。駆動トランジスタ22をポリシリコン薄膜トランジスタなどで構成した場合、画素Aや画素Bのように、画素間で移動度μがばらつくことは避けられない。
次に、有機EL表示装置10における実動作状態での回路動作について、図10のタイミング波形図を用いて説明する。
本実施形態では、信号出力回路60から信号線33(33−1〜33−n)に出力された基準電位Vofsを書き込むときと、映像信号の信号電圧Vsigを書き込むときに書込みトランジスタ23のゲート電極に書込みパルスWSを供給するに当たって、基準電位Vofsの書込み時の書込みパルスWSの波高値(電圧値)を、信号電圧Vsigの書込み時の書込みパルスWSの波高値よりも高く設定することを特徴としている。
そこで、分割Vth補正に適用する場合において、図12(A)のタイミング波形図に示すように、閾値補正処理の回数が1回目、2回目、…、n回目と増すにしたがって、基準電位Vofsの書込み時の書込みパルスWS1,WS2,…,WSnの波高値V1,V2,…,Vnを、信号電圧Vsigの書込み時の書込みパルスの波形値V0に向けて徐々に低くする。具体的には、V1>V2>,…,>Vnとし、Vn=V0とする。
また、分割Vth補正に適用する場合において、図12(B)のタイミング波形図に示すように、複数回の閾値補正処理のうち、最終回(n回目)の閾値補正処理の補正期間では基準電位Vofsの書込み時の書込みパルスWSnの波高値Vnを信号電圧Vsigの書込み時の書込みパルスの波形値V0と同程度とし、最終回の閾値補正処理を除く1回目〜n−1回目の各補正期間では基準電位Vofsの書込み時の書込みパルスWS1,WS2,…,WSn−1の各波高値V1,V2,…,Vn−1(V1=V2=,…,=Vn−1)を信号電圧Vsigの書込み時の書込みパルスの波形値V0よりも高くする。
続いて、図11のタイミング波形図に対応した、基準電位Vofsの書込み時の書込みパルスWS1,WS2と、映像信号の信号電圧Vsigの書込み時の書込みパルスWS0とを出力する書込み走査回路40の具体的な回路構成例について説明する。
図13は、実施例1に係る書込み走査回路40Aの回路構成例を示す回路図である。ここでは、図面の簡略化のために、ある画素行に対応する回路部分の構成についてのみ示しているが、他の画素行に対応する回路部分についても同様の回路構成となっている。
図15は、実施例2に係る書込み走査回路40Bの回路構成例を示す回路図である。ここでは、図面の簡略化のために、ある画素行に対応する回路部分の構成についてのみ示しているが、他の画素行に対応する回路部分についても同様の回路構成となっている。
上記実施形態では、画素回路20の電気光学素子として、有機EL素子を用いた有機EL表示装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこの適用例に限られるものではない。具体的には、無機EL素子、LED素子、半導体レーザー素子など、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の電気光学素子(発光素子)を用いた表示装置全般に対して適用可能である。
以上説明した本発明による表示装置は、一例として、図17〜図21に示す様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなど、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。
Claims (9)
- 電気光学素子と、
ゲート電極が走査線に接続され、一方の電極が信号線に接続された書込みトランジスタと、
ゲート電極が前記書込みトランジスタの他方の電極に接続され、一方の電極が電源供給線に接続され、他方の電極が前記電気光学素子のアノード電極に接続された駆動トランジスタと、
一方の電極が前記駆動トランジスタのゲート電極に接続され、他方の電極が前記駆動トランジスタの他方の電極に接続された保持容量と
を有する画素が行列状に配置された画素アレイ部と、
前記電源供給線に第1電源電位と当該第1電源電位よりも低い第2電源電位とを選択的に供給する電源供給走査回路と、
前記信号線に対して映像信号と基準電位とを選択的に出力する信号出力回路と、
前記信号出力回路から前記信号線に出力された前記基準電位を書き込むときと、前記映像信号を書き込むときに前記書込みトランジスタのゲート電極に書込みパルスを供給する書込み走査回路とを備え、
前記書込みトランジスタによる前記基準電位の書込みによって前記駆動トランジスタのゲート電極の電位の初期化を行った後、前記駆動トランジスタのゲート電極の初期化電位を基準として当該初期化電位から前記駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって、前記駆動トランジスタの他方の電極の電位を変化させる閾値補正処理を実行する表示装置であって、
前記書込み走査回路は、前記書込みトランジスタによる前記基準電位の書込み時に前記映像信号の書込み時よりも波高値が高い書込みパルスを出力する
ことを特徴とする表示装置。 - 前記信号出力回路から前記信号線に出力された前記映像信号を前記書込みトランジスタによって前記駆動トランジスタのゲート電極に書き込む信号書込み処理を行う1水平走査期間に先立つ複数の水平走査期間に分割して前記閾値補正処理を複数回実行する場合において、
前記書込み走査回路は、前記複数回の閾値補正処理の各補正期間では前記基準電位の書込み時の書込みパルスの波高値を前記映像信号の書込み時の書込みパルスの波形値よりも高くする
ことを特徴とする請求項1記載の表示装置。 - 前記書込み走査回路は、前記複数回の閾値補正処理の各補正期間では前記基準電位の書込み時の書込みパルスの波高値を、閾値補正処理の回数が増すにしたがって前記映像信号の書込み時の書込みパルスの波形値に向けて徐々に低くする
ことを特徴とする請求項2記載の表示装置。 - 前記信号出力回路から前記信号線に出力された前記映像信号を前記書込みトランジスタによって前記駆動トランジスタのゲート電極に書き込む信号書込み処理を行う1水平走査期間に先立つ複数の水平走査期間に分割して前記閾値補正処理を複数回実行する場合において、
前記書込み走査回路は、前記複数回の閾値補正処理のうち、最終回の閾値補正処理の補正期間では前記基準電位の書込み時の書込みパルスの波高値を前記映像信号の書込み時の書込みパルスの波形値と同程度とし、最終回の閾値補正処理を除く各補正期間では前記基準電位の書込み時の書込みパルスの波高値を前記映像信号の書込み時の書込みパルスの波形値よりも高くする
ことを特徴とする請求項1記載の表示装置。 - 前記書込みトランジスタによって前記映像信号を前記駆動トランジスタのゲート電極に書き込むときに、前記駆動トランジスタに流れる電流を当該駆動トランジスタのゲート電極側に負帰還させる移動度補正処理を並行して実行する
ことを特徴とする請求項1記載の表示装置。 - 前記書込み走査回路は、前段側のバッファと電源ラインが分離された最終段バッファを有し、
前記最終段バッファの電源ラインに供給する電源電圧を切り替えることによって前記映像信号の書込み時と前記基準電位の書込み時とで異なる波高値の書込みパルスを出力する
ことを特徴とする請求項1記載の表示装置。 - 前記書込み走査回路は、第1波高値の書込みパルスを生成する回路部分と、第2波高値の書込みパルスを生成する回路部分とを有し、前記映像信号の書込み時と前記基準電位の書込み時とで前記第1波高値の書込みパルスと前記第2波高値の書込みパルスとを選択的に出力する
ことを特徴とする請求項1記載の表示装置。 - 電気光学素子と、
ゲート電極が走査線に接続され、一方の電極が信号線に接続された書込みトランジスタと、
ゲート電極が前記書込みトランジスタの他方の電極に接続され、一方の電極が電源供給線に接続され、他方の電極が前記電気光学素子のアノード電極に接続された駆動トランジスタと、
一方の電極が前記駆動トランジスタのゲート電極に接続され、他方の電極が前記駆動トランジスタの他方の電極に接続された保持容量と
を有する画素が行列状に配置された画素アレイ部と、
前記電源供給線に第1電源電位と当該第1電源電位よりも低い第2電源電位とを選択的に供給する電源供給走査回路と、
前記信号線に対して映像信号と基準電位とを選択的に出力する信号出力回路とを備え、
前記信号出力回路から前記信号線に出力された前記基準電位を書き込むときと、前記映像信号を書き込むときに前記書込みトランジスタのゲート電極に書込みパルスを供給し、
前記書込みトランジスタによる前記基準電位の書込みによって前記駆動トランジスタのゲート電極の電位の初期化を行った後、前記駆動トランジスタのゲート電極の初期化電位を基準として当該初期化電位から前記駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって、前記駆動トランジスタの他方の電極の電位を変化させる閾値補正処理を実行する表示装置の駆動方法であって、
前記書込みトランジスタによる前記基準電位の書込み時に前記映像信号の書込み時よりも波高値が高い書込みパルスを前記書込みトランジスタのゲート電極に供給する
ことを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 電気光学素子と、
ゲート電極が走査線に接続され、一方の電極が信号線に接続された書込みトランジスタと、
ゲート電極が前記書込みトランジスタの他方の電極に接続され、一方の電極が電源供給線に接続され、他方の電極が前記電気光学素子のアノード電極に接続された駆動トランジスタと、
一方の電極が前記駆動トランジスタのゲート電極に接続され、他方の電極が前記駆動トランジスタの他方の電極に接続された保持容量と
を有する画素が行列状に配置された画素アレイ部と、
前記電源供給線に第1電源電位と当該第1電源電位よりも低い第2電源電位とを選択的に供給する電源供給走査回路と、
前記信号線に対して映像信号と基準電位とを選択的に出力する信号出力回路と、
前記信号出力回路から前記信号線に出力された前記基準電位を書き込むときと、前記映像信号を書き込むときに前記書込みトランジスタのゲート電極に書込みパルスを供給する書込み走査回路とを備え、
前記書込みトランジスタによる前記基準電位の書込みによって前記駆動トランジスタのゲート電極の電位の初期化を行った後、前記駆動トランジスタのゲート電極の初期化電位を基準として当該初期化電位から前記駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向かって、前記駆動トランジスタの他方の電極の電位を変化させる閾値補正処理を実行する表示装置を有する電子機器であって、
前記書込み走査回路は、前記書込みトランジスタによる前記基準電位の書込み時に前記映像信号の書込み時よりも波高値が高い書込みパルスを出力する
ことを特徴とする電子機器。
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