JP2012098317A - 画像表示装置および画像表示装置の駆動方法 - Google Patents

画像表示装置および画像表示装置の駆動方法 Download PDF

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Abstract

【課題】画像表示装置のコントラストを向上させる。
【解決手段】画像表示装置は、発光期間に電流量に応じて発光する発光素子と、前記発光期間の前に一端に供給される表示電位に応じた電位差を記憶する記憶容量と、前記記憶容量が記憶した電位差に応じてドレイン電極の電流量を調節する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタのドレイン電極に対して前記発光素子と直列的に接続され、前記発光期間にオンされる点灯制御スイッチと、前記点灯制御スイッチがオンされる場合に生じる電流経路であって前記駆動トランジスタから前記発光素子への電流経路の内にある点と放電電位を供給する配線とを前記発光期間の前に接続する放電スイッチと、を含む。
【選択図】図4A

Description

本発明は発光素子を用いた画像表示装置、およびその画像表示装置の駆動方法に関する。
近年有機EL表示装置など、発光素子を用いた画像表示装置の開発が盛んに行われている。発光素子を階調に応じた輝度で発光させる画素回路、およびその画素回路を駆動する方式の一つが特許文献1に開示されている。図10は従来の画素回路の一例を示す図である。この画素回路は、発光素子ILと、駆動トランジスタTRDと、記憶容量CPと、選択スイッチSWSと、発光信号制御スイッチSWFと、点灯制御スイッチSWIと、リセットスイッチSWRと、を含む。そして、画素回路の列に対応してデータ線DATと電源線PWRが設けられ、画素回路の行に対応して発光制御信号線REFが設けられている。駆動トランジスタTRDはpチャネル型のトランジスタである。
駆動トランジスタTRDのソース電極は電源線PWRに接続され、ドレイン電極は点灯制御スイッチSWIを介して発光素子ILの一端に接続されている。記憶容量CPの一端は駆動トランジスタTRDのゲート電極と接続されており、記憶容量CPの他端は選択スイッチSWSを介してデータ線DATと接続され、また記憶容量CPの他端は発光信号制御スイッチSWFを介して発光制御信号線REFと接続されている。選択スイッチSWSと、発光信号制御スイッチSWFと、点灯制御スイッチSWIと、リセットスイッチSWRとは薄膜トランジスタである。これらの薄膜トランジスタのゲート電極はそれぞれ制御信号を送る配線に接続されている。ここで、駆動トランジスタTRDのゲート電極のあるノードをノードNAと呼ぶ。
図10に示す有機EL表示装置での画素回路の駆動方法を以下で説明する。データ信号を書込む期間にはデータ線DATからのデータ信号が記憶容量CPの他端に供給される。その際にリセットスイッチSWRをオンすることで、駆動トランジスタTRDのゲート−ソース間の電位差をその駆動トランジスタTRDの閾値電圧とする。そしてリセットスイッチSWRをオフすると、記憶容量CPはデータ信号の電位と電源線の電位との電位差から駆動トランジスタTRDの閾値電圧を除いた電位差を記憶する。そのデータ信号を書き込む期間の後には発光素子を発光させる期間がある。その発光素子を発光させる期間には、選択スイッチSWSをオフして発光信号制御スイッチSWFをオンし、さらに点灯制御スイッチSWIをオンする。すると、発光制御信号線REFから記憶容量CPの他端に発光制御信号が供給されて駆動トランジスタTRDのゲート−ソース間の電位差は閾値電圧に加えてデータ信号の電位と発光制御信号の電位との電位差に応じた電位差が足された電位差となる。閾値電圧が時間的に変化しなければ、駆動トランジスタTRDの閾値電圧の値に関わらず、発光素子ILはデータ信号の電位と発光制御信号の電位との電位差により定まる輝度で発光する。
特許文献1には上述の従来の有機EL表示装置が開示されている。
特開2007−148222号公報
画像表示装置においては、各画素回路に含まれる駆動トランジスタのドレイン電極から発光素子への電流経路上に寄生容量が発生する。その寄生容量は、例えば発光素子の両端の間や、点灯制御スイッチのソースまたはドレイン電極とゲート電極との間、また点灯制御スイッチと発光素子の間の配線と他の配線の間などに発生する。寄生容量はあるフレームの発光期間などに供給される電位を記憶し、次のフレームの発光期間が開始した際に発光素子に向けて電流を流す。すると、駆動トランジスタが電流を流さない場合でも、発光素子が微発光する。これにより発光素子の最低輝度がこの微発光の輝度以上となるため、コントラストが悪化する。
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであって、その目的は、寄生容量による微発光を抑え、コントラストを向上させた画像表示装置および画像表示装置の駆動方法を提供することにある。
本出願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下
の通りである。
(1)発光期間に電流量に応じた輝度で発光する発光素子と、表示電位を供給するデータ線と、前記発光期間の前に一端に前記表示電位が供給され、当該表示電位に応じた電位差を記憶する記憶容量と、前記記憶容量が記憶した電位差により生じるゲート電極とソース電極間の電位差に応じてドレイン電極の電流量を調節する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタのドレイン電極に対して前記発光素子と直列的に接続され、前記発光期間にオンされる点灯制御スイッチと、前記点灯制御スイッチがオンされる場合に生じる電流経路であって前記駆動トランジスタから前記発光素子への電流経路の内にある点と放電電位を供給する配線とを前記発光期間の前に接続する放電スイッチと、を含むことを特徴とする画像表示装置。
(2)(1)において、前記放電スイッチは、前記発光素子の前記駆動トランジスタ側の一端と前記放電電位を供給する配線とを前記発光期間の前に電気的に接続する、ことを特徴とする画像表示装置。
(3)(2)において、前記発光素子の前記一端は、前記点灯制御スイッチを介して前記駆動トランジスタのドレイン電極に接続され、前記点灯制御スイッチは、前記放電スイッチが前記発光素子の前記駆動トランジスタ側の一端と前記放電電位を供給する配線とを電気的に接続した後、前記発光期間の開始までオフされる、ことを特徴とする画像表示装置。
(4)(1)から(3)のいずれかにおいて、前記放電スイッチが前記電流経路内の点と前記放電電位を供給する配線とを接続する際に前記記憶容量の他端と前記駆動トランジスタのドレイン電極とを接続するリセットスイッチをさらに含む、ことを特徴とする画像表示装置。
(5)(1)から(4)のいずれかにおいて、発光制御信号線と、選択スイッチと、発光信号制御スイッチと、をさらに含み、前記記憶容量の前記一端は、前記選択スイッチを介して前記データ線と接続され、前記発光信号制御スイッチを介して前記発光制御信号線と接続され、前記記憶容量の前記他端は、前記駆動トランジスタのゲート電極に接続される、ことを特徴とする画像表示装置。
(6)(1)において、前記放電スイッチは、前記電流経路の内にある点と前記データ線とを前記発光期間の前に接続し、前記データ線は、前記電流経路の内にある点と接続される際に前記放電電位を供給する、ことを特徴とする画像表示装置。
(7)(5)において、前記放電スイッチは、前記電流経路の内にある点と前記発光制御信号線とを前記発光期間の前に接続し、前記発光制御信号線は、前記電流経路の内にある点と接続される際に前記放電電位を供給する、ことを特徴とする画像表示装置。
(8)発光素子と、電位差を記憶する記憶容量と、ソース電極とドレイン電極とゲート電極とを含む駆動トランジスタと、を含む画像表示装置の駆動方法であって、前記駆動トランジスタのドレイン電極から前記発光素子への電流経路を確保し、前記記憶容量が記憶する電位差に応じて前記駆動トランジスタが調節する電流量に応じて前記発光素子を発光させる発光ステップと、前記発光ステップの前に前記電流経路内にある点に放電用の電位を供給する放電ステップと、前記発光ステップの前に前記記憶容量の一端に表示電位を供給し、前記表示電位に応じた電位差を前記記憶容量に記憶させる記憶ステップと、を含むことを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
(9)データ線と、発光制御信号線と、発光期間に電流量に応じて発光する発光素子と、駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタのゲート電極に一端が接続された記憶容量と、前記記憶容量の他端と前記データ線との間に設けられた選択スイッチと、前記記憶容量の前記他端と前記発光制御信号線との間に設けられた発光信号制御スイッチと、駆動トランジスタのゲート電極とドレイン電極との間に設けられたリセットスイッチと、前記発光素子の一端と前記駆動トランジスタのドレイン電極との間に設けられた点灯制御スイッチと、前記発光素子の前記一端と前記データ線との間に設けられ、前記発光期間の前にオンされる放電スイッチと、を含むことを特徴とする画像表示装置。
(10)データ線と、発光制御信号線と、発光期間に電流量に応じて発光する発光素子と、駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタのゲート電極に一端が接続された記憶容量と、前記記憶容量の他端と前記データ線との間に設けられた選択スイッチと、前記記憶容量の前記他端と前記発光制御信号線との間に設けられた発光信号制御スイッチと、駆動トランジスタのゲート電極とドレイン電極との間に設けられたリセットスイッチと、前記発光素子の一端と前記駆動トランジスタのドレイン電極との間に設けられた点灯制御スイッチと、前記点灯制御スイッチの前記駆動トランジスタ側の一端と前記データ線との間に設けられ、前記発光期間の前にオンされる放電スイッチと、を含むことを特徴とする画像表示装置。
(11)データ線と、発光制御信号線と、発光期間に電流量に応じて発光する発光素子と、駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタのゲート電極に一端が接続された記憶容量と、前記記憶容量の他端と前記データ線との間に設けられた選択スイッチと、前記記憶容量の前記他端と前記発光制御信号線との間に設けられた発光信号制御スイッチと、駆動トランジスタのゲート電極とドレイン電極との間に設けられたリセットスイッチと、前記発光素子の一端と前記駆動トランジスタのドレイン電極との間に設けられた点灯制御スイッチと、前記点灯制御スイッチの前記駆動トランジスタ側の一端と前記発光制御信号線との間に設けられ、前記発光期間の前にオンされる放電スイッチと、を含むことを特徴とする画像表示装置。
本発明によれば画像表示装置において寄生容量による微発光を抑え、コントラストを向上させることができる。
第1の実施形態に係る有機EL表示装置の回路構成の一例を示す図である。 第1の実施形態に係る各画素回路の構成の一例を示す回路図である。 第1の実施形態に係る画素回路に関するリセット制御線、点灯制御線、放電制御線、発光制御信号線、およびデータ線等の電位の時間変化の一例を示す波形図である。 プリチャージ期間における画素回路内のスイッチの状態を示す図である。 データ記憶期間における画素回路内のスイッチの状態を示す図である。 発光期間における画素回路内のスイッチの状態を示す図である。 第1の実施形態に係る各画素回路の構成の他の一例を示す回路図である。 発光素子にかかる電圧と、輝度との関係を示す図である。 第2の実施形態に係る各画素回路の構成の一例を示す回路図である。 第2の実施形態に係る画素回路に関するリセット制御線、点灯制御線、放電制御線、および発光制御信号線等の電位の時間変化の一例を示す波形図である。 プリチャージ期間における画素回路内のスイッチの状態を示す図である。 データ記憶期間における画素回路内のスイッチの状態を示す図である。 発光期間における画素回路内のスイッチの状態を示す図である。 従来の有機EL表示装置の画素回路の一例を示す図である。
以下では、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。出現する構成要素のうち同一機能を有するものには同じ符号を付し、その説明を省略する。なお以下では、発光素子を用いた画像表示装置の一種である有機EL表示装置に本発明を適用した場合について説明する。
[第1の実施形態]
有機EL表示装置は、物理的には、アレイ基板と、フレキシブルプリント基板と、ドライバ集積回路とを含んでいる。アレイ基板上には、画像を表示する表示領域DAが配置される。図1は、第1の実施形態に係る有機EL表示装置の回路構成の一例を示す図である。図1に示す回路は、主にアレイ基板とドライバ集積回路とに設けられている。有機EL表示装置のアレイ基板上には表示領域DAがあり、表示領域DAにはマトリクス状に画素が配置されている。画素となる領域のそれぞれには3つの画素回路PCR,PCG,PCBが図中横方向に並んで配置されている。画素回路PCRは赤を表示し、画素回路PCGは緑を表示し、画素回路PCBは青を表示する。以下では画素回路PCR,PCB,PCGに対し、その発光する色を区別しないときは画素回路PCと呼ぶ。なお表示領域DAにはM列×N行の画素PXが配置されている。n行目m列目の画素PXを構成する赤の画素回路PCRをPCR(m,n)、緑の画素回路PCGをPCG(m,n)、青の画素回路PCBをPCB(m,n)と記す。表示領域内には(3×M)列×N行の画素回路PCが並んでおり、本実施形態では同じ列に並んでいる画素回路PCは同じ色を表示する。
表示領域DA内では、画素回路PCの各列に対応してデータ線DATR,DATG,DATB(以下これらのデータ線を区別しない時はデータ線DATと呼ぶ)と電源電位Voledを供給する電源線PWRとが図中上下方向に延び、画素回路PCの各行に対応してリセット制御線RESと、点灯制御線ILMと、放電制御線DISと、発光制御信号線REFとが図中左右方向に延びている。またアレイ基板上の領域であって表示領域DAの図中下側の領域には、データ線DATR,DATG,DATBに対応して設けられたRGB切替スイッチDSR,DSG,DSBと、統合データ線DATIと、データ線駆動回路XDVとが設けられ、表示領域DAの図中上側の領域には放電電位供給スイッチPSR,PSG,PSBおよび放電電位供給線PRVが設けられ、表示領域DAの図中右側の領域には垂直走査回路YDVが設けられている。なお、データ線駆動回路XDVと垂直走査回路YDVとの一部はドライバ集積回路にも設けられている。
同じデータ線DATに接続される画素回路PCは同じ色を表示する。以下では、m列目の画素の列を構成する画素回路PCRの列に対応するデータ線DATRをDATR(m)と、画素回路PCGの列に対応するデータ線DATGをDATG(m)と、画素回路PCBの列に対応するデータ線DATBをDATB(m)と記す。あるデータ線DATは、対応する列内の複数の画素回路PCに対してデータ信号を供給する。また、リセット制御線RESと、点灯制御線ILMと、放電制御線DISと、発光制御信号線REFとの数はそれぞれ画素回路PCの行数と同じ数(N本)である。n行目の画素回路PCの行に対応するリセット制御線RESをRES(n)、点灯制御線ILMをILM(n)、放電制御線DISをDIS(n)、発光制御信号線REFをREF(n)と記す。リセット制御線RES、点灯制御線ILM、放電制御線DISおよび発光制御信号線REFの一端は垂直走査回路YDVに接続されている。
RGB切替スイッチDSR,DSG,DSBはnチャネル型の薄膜トランジスタであって、画素の列に対応してそれぞれM個設けられている。RGB切替スイッチDSRのゲート電極にはRGB切替制御線CLA1が接続され、RGB切替スイッチDSGのゲート電極にはRGB切替制御線CLB1が接続され、RGB切替スイッチDSBのゲート電極にはRGB切替制御線CLC1が接続される。
画素のm列目に対応するデータ線DATのうち画素回路PCRに対応するデータ線DATR(m)の下端には、RGB切替スイッチDSRの一端が接続されている。RGB切替スイッチDSRの他端は、画素の列に対応してM本設けられた統合データ線DATIのうちm列目の画素に対応する統合データ線DATIの一端と接続されている。同様に、データ線DATG(m)の下端はRGB切替スイッチDSGを介して対応する統合データ線DATIの一端と接続されており、データ線DATB(m)の下端はRGB切替スイッチDSBを介して対応する統合データ線DATIの一端と接続されている。統合データ線DATIの他端は、データ線駆動回路XDVに接続される。
なお、RGB切替スイッチDSR,DSG,DSBのドレイン電極は統合データ線DATIに接続され、ソース電極は対応するデータ線DATに接続されている。なお、薄膜トランジスタのソース電極とドレイン電極とは、構造上極性が定まっているわけではない。その薄膜トランジスタを流れる電流の向きと薄膜トランジスタがnチャネル型かpチャネル型かとによって定まるものである。よって薄膜トランジスタにおいてはソース電極の接続先とドレイン電極の接続先とが反対になっていてもよい。
放電電位供給スイッチPSR,PSG,PSBはnチャネル型の薄膜トランジスタであって、画素の列に対応してそれぞれM個設けられている。放電電位供給スイッチPSR,PSG,PSBのゲート電極にはそれぞれ放電電位供給制御線CLA2,CLB2,CLC2が接続される。
画素のm列目に対応するデータ線DATのうち画素回路PCRに対応するデータ線DATR(m)の上端には、放電電位供給スイッチPSRの一端が接続されている。放電電位供給スイッチPSRの他端は、放電電位供給線PRVと接続されている。同様に、データ線DATG(m)の上端は放電電位供給スイッチPSGを介して放電電位供給線PRVと接続され、データ線DATB(m)の上端は放電電位供給スイッチPSBを介して放電電位供給線PRVと接続される。放電電位供給線PRVは、データ線駆動回路XDVにも接続され、画素回路PC内の電荷を放電するための放電電位を供給する。
図2は、第1の実施形態に係る各画素回路PCの構成の一例を示す回路図である。各画素回路PCは、発光素子ILと、駆動トランジスタTRDと、記憶容量CPと、補助容量CCと、点灯制御スイッチSWIと、リセットスイッチSWRと、選択スイッチSWSと、発光信号制御スイッチSWFと、放電スイッチSWDと、を含む。発光素子ILは有機EL素子であり、通常はダイオード特性を有するため、OLED(Organic light-emitting diode)とも呼ばれる。発光素子ILの一端には図示しない基準電位供給配線によって基準電位が供給される。駆動トランジスタTRDはpチャネル型の薄膜トランジスタであり、ゲート電極に印加される電位とソース電極に印加される電位との電位差に応じて電源線PWRから発光素子ILに向けての電流(特に電流量)を制御する。駆動トランジスタTRDのソース電極は電源線PWRに接続されており、駆動トランジスタTRDのドレイン電極は点灯制御スイッチSWIを介して発光素子ILの他端に接続されている。記憶容量CPの一端は駆動トランジスタTRDのゲート電極に接続される。記憶容量CPの他端は選択スイッチSWSの一端に接続され、選択スイッチSWSの他端はデータ線DATと接続される。また記憶容量CPの他端は発光信号制御スイッチSWFの一端とも接続され、発光信号制御スイッチSWFの他端は発光制御信号線REFと接続されている。なお、画素回路PCRに含まれる発光素子ILは赤を発光し、画素回路PCGに含まれる発光素子ILは緑を発光し、画素回路PCBに含まれる発光素子ILは青を発光する。
補助容量CCの一端は記憶容量CPの他端に接続され、補助容量CCの他端は駆動トランジスタTRDのソース電極に接続されている。補助容量CCは、記憶容量CPの他端の電位を安定させるために設けられたものであるが、なくてもよい。駆動トランジスタTRDのゲート電極とドレイン電極とはリセットスイッチSWRを介して接続されている。放電スイッチSWDは、発光素子ILの点灯制御スイッチSWI側の一端とデータ線DATとの間に設けられている。リセットスイッチSWRはダブルゲート型かつpチャネル型の薄膜トランジスタであり、選択スイッチSWSはpチャネル型の薄膜トランジスタであり、発光信号制御スイッチSWFはnチャネル型の薄膜トランジスタである。リセットスイッチSWR、選択スイッチSWSおよび発光信号制御スイッチSWFのゲート電極は、リセット制御線RESに接続されている。点灯制御スイッチSWIはnチャネル型の薄膜トランジスタであり、そのゲート電極は点灯制御線ILMに接続される。放電スイッチSWDはnチャネル型の薄膜トランジスタであり、そのゲート電極は放電制御線DISに接続される。
なお、基準電位は、電源線PWRから供給される電源電位Voledやデータ線DAT、点灯制御スイッチSWIなどのスイッチに用いる薄膜トランジスタのゲート電極に供給される電位等との関係で基準となる電位である。基準電位は必ずしも接地された電極から供給されなくてもよい。
次に本実施形態に係る有機EL表示装置の駆動方法について説明する。図3は、第1の実施形態に係る画素回路PCに関するリセット制御線RES、点灯制御線ILM、放電制御線DIS、発光制御信号線REF、およびデータ線DATR,DATG,DATB等の電位の時間変化の一例を示す波形図である。本図ではある行の画素回路PCに対する信号のみを示している。
ある画素回路に対する発光のための操作は、プリチャージ操作、データ記憶操作、発光操作の順で行われる。プリチャージ操作は駆動トランジスタTRDのゲート電位を低くするための操作であり、この操作を行う期間をプリチャージ期間Tprと呼ぶ。データ記憶操作は駆動トランジスタTRDにその閾値電圧を発生させるとともに記憶容量CPに表示すべき階調および閾値電圧に応じた電位差を記憶させる操作であり、この操作を行う期間をデータ記憶期間Twrと呼ぶ。発光操作は発光素子ILを発光させる操作であり。この操作を行う期間を発光期間Tilと呼ぶ。ここでは、プリチャージ期間Tprとデータ記憶期間Twrとは連続しており、その両方を合わせた期間の長さが1水平期間(1H)である。画素回路PCはマトリクス状に配置されており、垂直走査回路YDVは1水平期間ごとに次の行を順次走査する。本図の例では、n行目の画素回路PCがプリチャージ期間Tprまたはデータ記憶期間Twrのときは、n行目以外の画素回路PCは発光期間Tilとなる。次の水平期間1Hには、n+1行目の画素回路PCがプリチャージ期間Tprまたはデータ記憶期間Twrとなり、n+1行目以外の画素回路PCは発光期間Tilとなる。なお垂直走査回路YDVは、表示領域DA内の最後の行まで走査された後は、垂直帰線期間を経て次のフレームを表示させるため1番目の行から順次走査する。
図4Aから図4Cは、各期間における、図3に示す画素回路PC内の点灯制御スイッチSWI、リセットスイッチSWR、選択スイッチSWS、発光信号制御スイッチSWFおよび放電スイッチSWDの状態を示す図である。以下では図3と図4Aから図4Cを用いて駆動方法について説明する。
プリチャージ期間Tprの前は、前フレームに表示する階調で発光素子ILが発光している。垂直走査回路YDVはプリチャージ期間Tprには、リセット制御線RESにローレベルの電位を供給し、点灯制御線ILMおよび放電制御線DISにはハイレベルの電位を供給する。発光制御信号線REFには発光制御信号の電位Vrefを与える。すると、選択スイッチSWS、リセットスイッチSWR、点灯制御スイッチSWI、および放電スイッチSWDはオンされており、発光信号制御スイッチSWFはオフされている。図4Aは画素回路PC内のこれらのスイッチの状態を示す図である。これにより、記憶容量CPの駆動トランジスタTRDのゲート電極側の一端はリセットスイッチSWR、点灯制御スイッチSWIおよび放電スイッチSWDを介してデータ線DATに接続され、記憶容量CPの他端は選択スイッチSWSを介してデータ線DATに接続される。ここで、データ線DATには発光素子ILが発光する電位より低い電位Vdinが供給されており、発光素子IL、点灯制御スイッチSWIおよび駆動トランジスタTRDと発光素子ILの間の配線などに生じる寄生容量に溜まった電荷が放電される。また記憶容量CPの他端にも同じ電位Vdinが供給されており、記憶容量CPに溜まった電荷も放電(プリチャージ)され、また駆動トランジスタTRDのゲート電極の電位Vdinも駆動トランジスタがオンするのに充分に低い電位となる。リセットスイッチSWR、点灯制御スイッチSWIおよび放電スイッチSWDは、記憶容量CPをプリチャージするプリチャージスイッチとして機能している。なお、プリチャージ期間Tprには電源線PWRから駆動トランジスタTRDのドレイン電極を介して電流が流れるが、その電流は放電スイッチSWDにより発光素子ILではなくデータ線DATに流れる。図2に示す画素回路PCではプリチャージ期間Tprにデータ線DATと発光素子ILの一端との間を電気的に接続し、かつリセットスイッチSWRや点灯制御スイッチSWIもオンすることで、記憶容量CPと寄生容量の電荷を放電するルートが重なり、結果としてスイッチの数を増やなくても記憶容量CPと寄生容量との放電を実現している。
なお、記憶容量CPの電荷をデータ線DATなどの放電用の配線に放電するルートと、寄生容量の電荷を放電するルートを分けても寄生容量に溜まった電荷は放電される。例えば記憶容量CPの駆動トランジスタTRD側の一端と放電用の配線との間にスイッチを設け、プリチャージ期間Tprにそのスイッチと放電スイッチSWDとをオンしてもよい。
プリチャージ期間Tprが終わりデータ記憶期間Twrになると、垂直走査回路YDVは点灯制御線ILMにローレベルの電位を供給し、点灯制御スイッチSWIがオフになる。図4Bはデータ記憶期間Twrにおける画素回路PC内のこれらのスイッチの状態を示す図である。データ記憶期間Twrが始まるとリセットスイッチSWRがオンされていることにより、電源線PWRから駆動トランジスタTRDのドレイン電極とゲート電極とを介して記憶容量CPの一端への電流経路が確保され、その電流経路に電流が流れる。電流が流れると記憶容量CPに電荷が溜まり、駆動トランジスタTRDのゲート電極の電位は上昇していく。十分な時間が経過すると駆動トランジスタTRDのゲート電極とソース電極との間の電圧がその駆動トランジスタTRDの閾値電圧となり、電流は流れなくなる。その時点でデータ線DATはその画素回路PCが表示すべき階調を示す表示電位Vdataを記憶容量CPの他端に供給し、記憶容量CPはそれらにより生じる電位差を記憶する。駆動トランジスタTRDの閾値電圧をVthとし、データ記憶期間Twrが充分に長いとすると、データ記憶期間Twrの終わりに記憶容量CPの両端にかかる電位差は、Voled−|Vth|−Vdataとなる。なお、発光素子ILの駆動トランジスタTRD側の一端と点灯制御スイッチSWIとの間のノード(以下ノードIと記す)には電流が供給されないため、このノードIの電位は保たれる。
ここで、データ記憶期間Twrにはデータ線駆動回路XDVはデータ線DATR,DATG,DATBのそれぞれに順次、表示電位Vdataに対応するデータ信号を供給する。データ記憶期間Twrのはじめに、RGB切替制御線CLA1がハイレベルになりRGB切替スイッチDSRがオンされ、統合データ線DATIとデータ線DATRとが接続される。データ線駆動回路XDVは統合データ線DATIを介してデータ線DATRにデータ信号を書き込む。次はRGB切替制御線CLA1に代わりRGB切替制御線CLB1がハイレベルになり、データ線駆動回路XDVは統合データ線DATIを介してデータ線DATGにデータ信号を書き込む。同様にRGB切替制御線CLB1に代わりRGB切替制御線CLC1がハイレベルになり、データ線駆動回路XDVは統合データ線DATIを介してデータ線DATBにデータ信号を書き込む。データ線書込み後はRGB切替スイッチDSBはオフされる。RGB切替スイッチDSR,DSG,DSBがオフされても、データ線DATR,DATG,DATBは供給されたデータ信号の電位を保持する。なぜならデータ線DATR,DATG,DATBとリセット制御線RESなどの左右に延びる配線との間には寄生容量が発生しており、それらが電位を保持するためである。これにより、データ記憶期間Twrの間ずっとデータ信号を供給しなくても、少なくともデータ記憶期間Twrの終わりには記憶容量CPの他端には表示電位Vdataが供給される。データ記憶期間Twrの終わりにリセット制御線RESの電位がハイレベルとなりリセットスイッチSWRと選択スイッチSWSとがオフされると、記憶容量CPは上述の電位差を記憶する。また発光信号制御スイッチSWFがオンになり、記憶容量CPのデータ線DAT側の一端に発光制御信号の電位Vrefが供給される。
次の発光期間Tilにおいては、点灯制御線ILMの電位がハイレベルとなり点灯制御スイッチSWIがオンになり、放電制御線DISの電位がローレベルになり放電スイッチSWDがオフとなる。図4Cはこのタイミングのスイッチの状態を示す図である。駆動トランジスタTRDが流す電流はデータ信号の電位と発光制御信号の電位Vrefとの電位差に応じて変化する。具体的には、駆動トランジスタTRDのゲート電極に印加される電位は、Voled−│Vth│−(Vdata−Vref)である。
駆動トランジスタTRDが流す電流量はゲートーソース間の電位差から閾値電圧を引いた値により定まるため、駆動トランジスタTRDの製造時の閾値電圧のばらつきに関係なく電流量を制御できる。それにより、データ信号の電位に応じた輝度で発光素子ILが発光する。
ここで発光期間Tilに点灯制御スイッチSWIがオンされる直前には、少なくとも発光素子ILの両端に生じる寄生容量やノードIと他の配線との間に生じる寄生容量には電荷が溜まっていないため、点灯制御スイッチSWIがオンされる際に何らかの理由でこの寄生容量に関わるノードの電位が変化しても、これらの寄生容量からの電荷は発光素子ILに流れない。発光期間Tilの前であって、本フレームの前のフレームの発光期間Tilの後に放電スイッチSWDが前記駆動トランジスタから前記発光素子への電流経路内のノードに生じる寄生容量の電荷を放電したからである。よって、記憶容量CPに書込むデータ信号が最も暗い階調を示し、駆動トランジスタTRDが発光素子ILに向けて電流を流さない場合でも発光素子ILの微発光は抑えられ、表示のコントラストを向上できる。
ここで画素回路PCの構成は図2に示す例と異なっていても構わない。図5は第1の実施形態に係る各画素回路PCの構成の他の一例を示す回路図である。図2に示す画素回路PCとの違いは主に2つある。1つは放電スイッチSWDの一端が、点灯制御スイッチSWIの駆動トランジスタTRD側の一端とデータ線DATとの間に接続される点であり、もう1つは、補助容量CCが駆動トランジスタTRDのゲート電極とソース電極との間に設けられている点である。リセット制御線RES、発光制御信号線REF、放電制御線DISおよび点灯制御線ILMには図3に示すようなタイミングで電位が供給される。プリチャージ期間Tprには点灯制御スイッチSWIと放電スイッチSWDがオンになっており、発光期間に生じる電流経路の内の点、つまり駆動トランジスタTRDから発光素子ILの間に生じる寄生容量の電荷は放電される。
放電スイッチSWDの一端をデータ線DATに接続する代わりに発光制御信号線REFに接続し、放電スイッチSWDが点灯制御スイッチSWIの駆動トランジスタTRD側の一端と発光制御信号線REFとの間に設けられていてもよい。
図6は、発光素子ILにかかる電圧VELと、輝度Lとの関係を示す図である。グラフの実線は赤の発光素子ILの場合を、破線は緑の発光素子ILの場合を、一点鎖線は青の発光素子ILの場合を示す。発光開始電圧Visは、各発光素子ILが測定可能な下限の輝度で発光する(例えば0.01cd/m)電圧と定義する。これらの線が示す特性を見ればわかるように、発光素子ILはある発光開始電圧Visを超えると発光を始め、その輝度は電圧が大きくなるにつれ大きくなっていく。なお、発光開始電圧Visは発光素子ILの色により異なり、赤の発光素子ILで2.3V、緑の発光素子ILで2.2V、青の発光素子ILで2.6Vほどである。発光素子ILの一端に基準電位が供給されているとすると、発光開始電圧Visより小さい電位(例えば2.0V以下)を発光制御信号線REFに印加すれば、図2や図5に示す画素回路と同じように微発光を抑えることができる。なお、垂直走査回路YDVは、放電スイッチSWDがオンされる期間に発光開始電圧Visより低い電位を供給し、発光期間Tilに発光に適した電位を供給してもよい。
[第2の実施形態]
第2の実施形態は、第1の実施形態の第2の画素回路と比べると放電スイッチSWDの一端をデータ線DATに接続する代わりに発光制御信号線REFに接続している点が異なる。また放電スイッチSWDが点灯制御スイッチSWIの駆動トランジスタTRD側の一端と発光制御信号線REFとの間に設けられている。以下では第2の実施形態について、第1の実施形態との相違を中心に述べる。図7は第2の実施形態に係る各画素回路PCの構成の一例を示す回路図である。図7に示す画素回路PCでは補助容量CCを省略した。
次に第2の実施形態に係る有機EL表示装置の駆動方法について説明する。図8は第2の実施形態に係る画素回路PCに関するリセット制御線RES、点灯制御線ILM、放電制御線DIS、および発光制御信号線REF等の電位の時間変化の一例を示す波形図である。第1の実施形態と同じように、画素回路PCは行ごとに走査され、ある行ではプリチャージ期間Tpr、データ記憶期間Twr、発光期間Tilの順に期間が移っていく。図9Aから図9Cは、各期間における、図7に示す画素回路PC内の点灯制御スイッチSWI、リセットスイッチSWR、選択スイッチSWS、発光信号制御スイッチSWFおよび放電スイッチSWDの状態を示す図である。
垂直走査回路YDVはプリチャージ期間Tprには、リセット制御線RESおよび点灯制御線ILMにローレベルの電位を供給し、放電制御線DISにハイレベルの電位を供給する。すると、選択スイッチSWS、リセットスイッチSWR、および放電スイッチSWDはオンされており、点灯制御スイッチSWIおよび発光信号制御スイッチSWFはオフされている。図9Aは画素回路PC内のこれらのスイッチの状態を示す図である。記憶容量CPの一端は選択スイッチSWSを介してデータ線DATに接続され、記憶容量CPの他端はリセットスイッチSWRおよび放電スイッチSWDを介して発光制御信号線REFに接続される。垂直走査回路YDVは発光制御信号線REFに発光開始電圧Visより低い放電用の放電電位Vdisを供給しており、点灯制御スイッチSWIに生じる寄生容量や駆動トランジスタTRDと点灯制御スイッチSWIとの間の配線に生じる寄生容量に溜まった電荷が放電される。ここで、放電用の放電電位Vdisは駆動トランジスタTRDのソース−ドレイン間で電流を流すのに小さい電位でもある。すると、記憶容量CPもプリチャージされ、次のデータ記憶期間Twrで駆動トランジスタTRDに電流を流し、その閾値電圧を発生させることができるようになる。
次のデータ記憶期間Twrになると、垂直走査回路YDVは放電制御線DISにローレベルの電位を供給し、放電スイッチSWDがオフになる。また、垂直走査回路YDVは発光制御信号線REFに発光制御信号の電位Vrefを供給する。図9Bは、データ記憶期間Twrにおける画素回路PC内のスイッチの状態を示す図である。データ記憶期間Twrが始まると電源線PWRから駆動トランジスタTRDのドレイン電極を介してゲート電極に電流が流れる。十分な時間が経過するとその電流が流れなくなり、駆動トランジスタTRDのゲート電極とソース電極との間の電圧がその駆動トランジスタTRDの閾値電圧となる点は、第1の実施形態と同様である。第1の実施形態と同様の方法でデータ線DATが記憶容量CPの一端にその画素回路PCが表示すべき階調を示す表示電位Vdataを供給すれば、記憶容量CPはデータ記憶期間Twrが終わりリセットスイッチSWRがオフになる時点でそれらにより生じる電位差を記憶する。
なお、データ線駆動回路XDVは、データ記憶期間Twrの代わりにプリチャージ期間Tprに、RGB切替スイッチDSR,DSG,DSBを介してデータ線DATR,DATG,DATBに順にデータ信号を供給してもよい。
次の発光期間Tilには垂直走査回路YDVはリセット制御線RESと点灯制御線ILMにハイレベルの電位を供給する。選択スイッチSWSおよびリセットスイッチSWRはオフになり、発光信号制御スイッチSWFおよび点灯制御スイッチSWIはオンになる。すると、発光素子ILを流れる電流は駆動トランジスタTRDにより制御され、発光素子ILはデータ信号に応じた輝度で発光する。ここで、点灯制御スイッチSWIの駆動トランジスタTRD側に生じる寄生容量において、電荷がプリチャージ期間Tprに放電されているため、駆動トランジスタTRDが電流を流さない場合の発光素子ILの微発光は抑えられる。
これまで本発明の様々な実施形態について説明してきたが、本発明が適用できる範囲はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的思想に応じて種々の形態に適用することができる。
DA 表示領域、DAT,DATR,DATG,DATB データ線、DATI 統合データ線、DSR,DSG,DSB RGB切替スイッチ、ILM 点灯制御線、DIS 放電制御線、REF 発光制御信号線、RES リセット制御線、PC,PCR,PCG,PCB 画素回路、PRV 放電電位供給線、PSR,PSG,PSB 放電電位供給スイッチ、PWR 電源線、PX 画素、XDV データ線駆動回路、YDV 垂直走査回路、CLA1,CLB1,CLC1 RGB切替制御線、CLA2,CLB2,CLC2 放電電位供給制御線、CC 補助容量、CP 記憶容量、IL 発光素子、SWF 発光信号制御スイッチ、SWI 点灯制御スイッチ、SWD 放電スイッチ、SWR リセットスイッチ、SWS 選択スイッチ、TRD 駆動トランジスタ、VEL 発光素子にかかる電圧、Vis 発光開始電圧、L 輝度、Vdata 表示電位、Vdis 放電電位、Vref 発光制御信号の電位、Tpr プリチャージ期間、Twr データ記憶期間、Til 発光期間。

Claims (11)

  1. 発光期間に電流量に応じた輝度で発光する発光素子と、
    表示電位を供給するデータ線と、
    前記発光期間の前に一端に前記表示電位が供給され、当該表示電位に応じた電位差を記憶する記憶容量と、
    前記記憶容量が記憶した電位差により生じるゲート電極とソース電極間の電位差に応じてドレイン電極の電流量を調節する駆動トランジスタと、
    前記駆動トランジスタのドレイン電極に対して前記発光素子と直列的に接続され、前記発光期間にオンされる点灯制御スイッチと、
    前記点灯制御スイッチがオンされる場合に生じる電流経路であって前記駆動トランジスタから前記発光素子への電流経路の内にある点と放電電位を供給する配線とを前記発光期間の前に接続する放電スイッチと、
    を含むことを特徴とする画像表示装置。
  2. 前記放電スイッチは、前記発光素子の前記駆動トランジスタ側の一端と前記放電電位を供給する配線とを前記発光期間の前に電気的に接続する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
  3. 前記発光素子の前記一端は、前記点灯制御スイッチを介して前記駆動トランジスタのドレイン電極に接続され、
    前記点灯制御スイッチは、前記放電スイッチが前記発光素子の前記駆動トランジスタ側の一端と前記放電電位を供給する配線とを電気的に接続した後、前記発光期間の開始までオフされる、
    ことを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置。
  4. 前記放電スイッチが前記電流経路内の点と前記放電電位を供給する配線とを接続する際に前記記憶容量の他端と前記駆動トランジスタのドレイン電極とを接続するリセットスイッチをさらに含む、
    ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像表示装置。
  5. 発光制御信号線と、
    選択スイッチと、
    発光信号制御スイッチと、をさらに含み、
    前記記憶容量の前記一端は、前記選択スイッチを介して前記データ線と接続され、前記発光信号制御スイッチを介して前記発光制御信号線と接続され、
    前記記憶容量の前記他端は、前記駆動トランジスタのゲート電極に接続される、
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の画像表示装置。
  6. 前記放電スイッチは、前記電流経路の内にある点と前記データ線とを前記発光期間の前に接続し、
    前記データ線は、前記電流経路の内にある点と接続される際に前記放電電位を供給する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
  7. 前記放電スイッチは、前記電流経路の内にある点と前記発光制御信号線とを前記発光期間の前に接続し、
    前記発光制御信号線は、前記電流経路の内にある点と接続される際に前記放電電位を供給する、
    ことを特徴とする請求項5に記載の画像表示装置。
  8. 発光素子と、電位差を記憶する記憶容量と、ソース電極とドレイン電極とゲート電極とを含む駆動トランジスタと、を含む画像表示装置の駆動方法であって、
    前記駆動トランジスタのドレイン電極から前記発光素子への電流経路を確保し、前記記憶容量が記憶する電位差に応じて前記駆動トランジスタが調節する電流量に応じて前記発光素子を発光させる発光ステップと、
    前記発光ステップの前に前記電流経路内にある点に放電用の電位を供給する放電ステップと、
    前記発光ステップの前に前記記憶容量の一端に表示電位を供給し、前記表示電位に応じた電位差を前記記憶容量に記憶させる記憶ステップと、
    を含むことを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
  9. データ線と、
    発光制御信号線と、
    発光期間に電流量に応じて発光する発光素子と、
    駆動トランジスタと、
    前記駆動トランジスタのゲート電極に一端が接続された記憶容量と、
    前記記憶容量の他端と前記データ線との間に設けられた選択スイッチと、
    前記記憶容量の前記他端と前記発光制御信号線との間に設けられた発光信号制御スイッチと、
    駆動トランジスタのゲート電極とドレイン電極との間に設けられたリセットスイッチと、
    前記発光素子の一端と前記駆動トランジスタのドレイン電極との間に設けられた点灯制御スイッチと、
    前記発光素子の前記一端と前記データ線との間に設けられ、前記発光期間の前にオンされる放電スイッチと、
    を含むことを特徴とする画像表示装置。
  10. データ線と、
    発光制御信号線と、
    発光期間に電流量に応じて発光する発光素子と、
    駆動トランジスタと、
    前記駆動トランジスタのゲート電極に一端が接続された記憶容量と、
    前記記憶容量の他端と前記データ線との間に設けられた選択スイッチと、
    前記記憶容量の前記他端と前記発光制御信号線との間に設けられた発光信号制御スイッチと、
    駆動トランジスタのゲート電極とドレイン電極との間に設けられたリセットスイッチと、
    前記発光素子の一端と前記駆動トランジスタのドレイン電極との間に設けられた点灯制御スイッチと、
    前記点灯制御スイッチの前記駆動トランジスタ側の一端と前記データ線との間に設けられ、前記発光期間の前にオンされる放電スイッチと、
    を含むことを特徴とする画像表示装置。
  11. データ線と、
    発光制御信号線と、
    発光期間に電流量に応じて発光する発光素子と、
    駆動トランジスタと、
    前記駆動トランジスタのゲート電極に一端が接続された記憶容量と、
    前記記憶容量の他端と前記データ線との間に設けられた選択スイッチと、
    前記記憶容量の前記他端と前記発光制御信号線との間に設けられた発光信号制御スイッチと、
    駆動トランジスタのゲート電極とドレイン電極との間に設けられたリセットスイッチと、
    前記発光素子の一端と前記駆動トランジスタのドレイン電極との間に設けられた点灯制御スイッチと、
    前記点灯制御スイッチの前記駆動トランジスタ側の一端と前記発光制御信号線との間に設けられ、前記発光期間の前にオンされる放電スイッチと、
    を含むことを特徴とする画像表示装置。
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