JP2016109915A - 画素回路、および表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】画素回路が含む発光素子の劣化を補償することが可能な、画素回路、および表示装置を提供する。【解決手段】電流が流れることにより発光する発光素子と、発光素子の発光を制御する駆動トランジスタを含む階調制御部と、発光素子の発光による光に応じて電流が流れる受光素子と、受光素子がゲートに接続され、発光素子の劣化を補償する補償トランジスタと、補償トランジスタの閾値電圧を補償する補償回路とを含む劣化補償部と、を備える、画素回路が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、画素回路、および表示装置に関する。
発光素子と発光素子の発光を制御する駆動トランジスタ（transistor）とを含む画素回路において、発光素子の劣化に対応して発光期間を変化させることによって、発光素子の劣化補償を行う技術が開発されている。上記発光素子の劣化補償を行う技術としては、例えば特許文献１に記載の技術が挙げられる。
特表２００３−５０９７２８号公報
例えば特許文献１に記載の技術を用いる画素回路は、発光素子と、発光素子の発光を制御する駆動トランジスタと、発光素子の発光による光を受光するフォトダイオード（photodiode）とを含む。発光素子が劣化すると発光量が少なくなるため、フォトダイオードを流れる電流量が減る。その結果、例えば特許文献１に記載の技術を用いる画素回路では、駆動トランジスタが発光素子をより長く発光させる。つまり、例えば特許文献１に記載の技術を用いる画素回路では、劣化によって発光素子の発光量の低下により暗くなっている分を、発光期間を長くすることにより補償することによって、発光素子の劣化補償を行っている。
しかしながら、例えば、特許文献１に記載の技術が、画素回路をマトリクス状に複数有する表示装置など、複数の画素回路を有する装置（または回路）に適用される場合には、下記の２つの問題が生じうる。
・駆動トランジスタの閾値電圧がばらつくと、当該閾値電圧に応じて発光期間が変化してしまう。
・駆動トランジスタのゲート（gate）電圧をフォトダイオードによって変動させるので、発光素子に流れる電流が常に変化し、発光素子の光量ばらつきの原因となる。
よって、例えば特許文献１に記載の技術を用いたとしても、発光素子の劣化を十分に補償することができるとは限らない。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、画素回路が含む発光素子の劣化を補償することが可能な、新規かつ改良された画素回路、および表示装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の一の観点によれば、電流が流れることにより発光する発光素子と、上記発光素子の発光を制御する駆動トランジスタを含む階調制御部と、上記発光素子の発光による光に応じて電流が流れる受光素子と、上記受光素子がゲートに接続され、上記発光素子の劣化を補償する補償トランジスタと、上記補償トランジスタの閾値電圧を補償する補償回路とを含む劣化補償部と、を備える、画素回路が提供される。
かかる構成によって、例えば、発光素子が発する光の光量に応じて受光素子に流れる電流量が変わることによって、発光素子の発光期間が調整される。また、かかる構成によって、補償トランジスタの閾値電圧が補償されるので、発光素子の発光期間は、補償トランジスタの閾値電圧に依存しない。よって、かかる構成によって、画素回路が含む発光素子の劣化を補償することができる。
また、上記劣化補償部は、第１端子が上記発光素子と接続され、第２端子が上記補償トランジスタの第１端子と接続され、ゲートに印加される第１電圧に基づいて、上記発光素子と上記補償トランジスタとを接続する第１トランジスタと、第１端子が上記補償トランジスタの第２端子と接続され、第２端子が上記階調制御部が含む上記駆動トランジスタの第１端子と接続され、ゲートに印加される上記第１電圧に基づいて、上記補償トランジスタと上記駆動トランジスタとを接続する第２トランジスタと、第１端子が上記補償トランジスタのゲートと接続され、ゲートに印加される第２電圧に基づいて、初期化電圧が印加される第２端子と上記補償トランジスタのゲートとを接続する第３トランジスタと、をさらに含んでいてもよい。
また、上記劣化補償部は、第１端子が上記階調制御部が含む上記駆動トランジスタの第２端子と接続され、第２端子が上記補償トランジスタの第１端子と接続され、ゲートに印加される第１電圧に基づいて、上記補償トランジスタと上記駆動トランジスタとを接続する第４トランジスタと、第１端子が上記補償トランジスタの第２端子と接続され、第２端子が電源と接続され、ゲートに印加される上記第１電圧に基づいて、上記電源と上記補償トランジスタとを接続する第５トランジスタと、第１端子が上記補償トランジスタのゲートと接続され、ゲートに印加される第２電圧に基づいて、初期化電圧が印加される第２端子と上記補償トランジスタのゲートとを接続する第６トランジスタと、をさらに含んでいてもよい。
また、上記補償回路は、第１端子が上記補償トランジスタのゲートと接続され、第２端子が上記補償トランジスタの第１端子と接続され、ゲートに印加される第３電圧に基づいて、上記補償トランジスタの第１端子と上記補償トランジスタのゲートとを接続させる第７トランジスタと、第１端子が上記補償トランジスタの第２端子と接続され、ゲートに印加される第４電圧に基づいて、補償用データに対応する補償電圧が印加される第２端子と、上記補償トランジスタの第２端子とを接続する第８トランジスタと、を備え、上記補償電圧は、上記第８トランジスタ、上記補償トランジスタ、および上記第７トランジスタを介して、上記補償トランジスタのゲートに印加されてもよい。
また、上記受光素子は、フォトダイオード、または、フォトトランジスタであってもよい。
また、上記目的を達成するために、本発明の他の観点によれば、画素回路をマトリクス状に複数有し、供給される表示データに基づく画像を表示する表示部を備え、上記画素回路は、電流が流れることにより発光する発光素子と、上記発光素子の発光を制御する駆動トランジスタを含む階調制御部と、上記発光素子の発光による光に応じて電流が流れる受光素子と、上記受光素子がゲートに接続され、上記発光素子の劣化を補償する補償トランジスタと、上記補償トランジスタの閾値電圧を補償する補償回路とを含む、劣化補償部と、を備える、表示装置が提供される。
かかる構成によって、各画素回路では、例えば、発光素子が発する光の光量に応じて受光素子に流れる電流量が変わることによって、発光素子の発光期間が調整される。また、かかる構成によって、各画素回路では、補償トランジスタの閾値電圧が補償されるので、発光素子の発光期間は、補償トランジスタの閾値電圧に依存しない。よって、かかる構成によって、画素回路が含む発光素子の劣化を補償することができる。
本発明によれば、画素回路が含む発光素子の劣化を補償することができる。
本発明の実施形態に係る画素回路の構成の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る画素回路の動作の一例を示すタイミングチャート（timing chart）である。 本発明の実施形態に係る画素回路の動作の一例を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る画素回路の動作の一例を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る画素回路の動作の一例を説明するための説明図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
また、以下において、“一の構成要素と、他の構成要素とを、接続する”とは、“当該一の構成要素と当該他の構成要素とが、他の構成要素を介さずに、電気的に接続されていること”、または、“当該一の構成要素と当該他の構成要素とが、他の構成要素を介して、電気的に接続されていること”をいう。
（本発明の実施形態に係る画素回路）
［１］本発明の実施形態に係る画素回路の構成
図１は、本発明の実施形態に係る画素回路１００の構成の一例を示す説明図である。また、図２は、本発明の実施形態に係る画素回路１００の動作の一例を示すタイミングチャートである。
画素回路１００は、発光素子ＯＬＥＤと、階調制御部１０２と、劣化補償部１０４とを備える。
また、画素回路は、図２に示す信号ＧＲＳＴ（第２電圧）、信号ＧＷＲＴ（第３電圧、第４電圧）、信号ＥＭ（第１電圧）、信号ＤＡＴＡ（表示データ（data）に対応する電圧）、信号ＣＤＡＴＡ（補償用データに対応する補償電圧）がそれぞれ供給される複数の信号線と接続される。各信号線への各種信号の供給は、例えば、画素回路１００を有する表示部を備える表示装置（後述する）が備えるドライバ（driver）や、画素回路１００の外部装置が備えるドライバなど、画素回路１００の外部のドライバから供給される。
［１−１］発光素子ＯＬＥＤ
発光素子ＯＬＥＤは、電流が流れることにより発光する。発光素子ＯＬＥＤとしては、例えば、有機ＥＬ素子（organic Electro Luminescence element）や、無機ＥＬ素子（Inorganic Electro Luminescence element）など、電流が流れることにより発光する任意の発光素子が挙げられる。以下では、本発明の実施形態に係る発光素子が、有機ＥＬ素子である場合を例に挙げる。
［１−２］階調制御部１０２
階調制御部１０２は、発光素子ＯＬＥＤの発光を制御する。階調制御部１０２は、例えば、信号線を介して供給される信号ＤＡＴＡに基づいて、発光素子ＯＬＥＤに流れる電流を信号ＤＡＴＡに対応する電流とすることによって、発光素子ＯＬＥＤの発光を制御する。
階調制御部１０２は、例えば、駆動トランジスタＭ１と、スイッチトランジスタＭ２（switch transistor）と、容量Ｃとを有する。
ここで、本発明の実施形態に係るトランジスタとしては、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）などのＦＥＴ（Field-Effect Transistor）が挙げられる。図１では、本発明の実施形態に係るトランジスタが、Ｐチャネル（channel）型のＴＦＴである例を示しているが、本発明の実施形態に係るトランジスタは、上記に示す例に限られない。例えば、本発明の実施形態に係るトランジスタは、Ｎチャネル型であってもよい。また、本発明の実施形態に係る画素回路では、例えば、Ｐチャネル型のトランジスタとＮチャネル型のトランジスタとが混在していてもよい。また、本発明の実施形態に係るトランジスタは、例えば、アモルファスシリコントランジスタ（amorphous silicon transistor）や、低温ポリシリコントランジスタ（polysilicon transistor）、酸化物トランジスタなど、後述する各トランジスタの役目を果たすことが可能な任意の種類のトランジスタであってもよい。さらに、後述する各トランジスタの役目を果たすことが可能であれば、本発明の実施形態に係るトランジスタは、任意の回路素子であってもよい。
以下では、本発明の実施形態に係るトランジスタが、Ｐチャネル型のＴＦＴである場合を例に挙げる。また、以下では、本発明の実施形態に係るトランジスタの第１端子がドレイン（drain）であり、第２端子がソース（source）である場合を例に挙げる。なお、本発明の実施形態に係る画素回路では、例えば、供給される電源電圧や回路構成などによって、本発明の実施形態に係るトランジスタの第１端子がソースとなり、第２端子がドレインとなる場合もありうる。
駆動トランジスタＭ１は、発光素子ＯＬＥＤの発光を制御する役目を果たす。駆動トランジスタＭ１の第１端子は、劣化補償部１０４と接続され、第２端子は、電圧ＥＬＶＤＤを供給する電源と接続される。また、駆動トランジスタＭ１のゲート（制御端子）は、スイッチトランジスタＭ２の第１端子および容量Ｃと接続される。
スイッチトランジスタＭ２は、ゲートに印加される信号ＧＷＲＴに応じた電圧に基づいて選択的にオン（on）、オフ（off）する。スイッチトランジスタＭ２の第１端子は、駆動トランジスタＭ１のゲート、および容量Ｃの一端に接続され、スイッチトランジスタＭ２の第２端子は、信号ＤＡＴＡが供給される信号線と接続される。スイッチトランジスタＭ２がオンすることによって、信号ＤＡＴＡに応じた電圧が容量Ｃに保持される。
容量Ｃは、一端が駆動トランジスタＭ１のゲートに接続され、他端が電源と接続される。容量Ｃは、駆動トランジスタＭ１のゲートの電位を保持する役目を果たす。容量Ｃを備えることによって、画素回路では、信号ＤＡＴＡに対応するデータ（表示データ）を保持することが可能となる。
容量Ｃとしては、例えば、所定の静電容量を有するキャパシタ（capacitor）などの容量素子が挙げられる。また、画素回路では、例えば、容量Ｃを寄生容量で実現することも可能である。
階調制御部１０２は、例えば図１に示す構成を有することによって、信号線を介して供給される信号ＤＡＴＡに基づいて、発光素子ＯＬＥＤの発光を制御する。
なお、本発明の実施形態に係る画素回路が備える階調制御部の構成は、図１に示す構成に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る画素回路は、駆動トランジスタＭ１の閾値電圧を補償する補償回路をさらに備える構成など、駆動トランジスタＭ１を含み、信号線を介して供給される信号ＤＡＴＡに基づいて、発光素子ＯＬＥＤに流れる電流を制御することが可能な、任意の構成をとることが可能である。
［１−３］劣化補償部１０４
劣化補償部１０４は、例えば、受光素子ＰＤと、補償トランジスタＭ３と、補償トランジスタＭ３の閾値電圧を補償する補償回路とを含み、発光素子ＯＬＥＤの劣化を補償する。劣化補償部１０４は、例えば、発光素子ＯＬＥＤの発光により生じた光に応じて受光素子ＰＤに流れる電流により、発光素子ＯＬＥＤの発光期間を調整することによって、発光素子ＯＬＥＤの劣化を補償する。
劣化補償部１０４は、例えば図１に示すように、受光素子ＰＤと、補償トランジスタＭ３と、トランジスタＭ４（第７トランジスタ）およびトランジスタＭ５（第８トランジスタ）を有する補償回路と、トランジスタＭ６（第１トランジスタ）と、トランジスタＭ７（第２トランジスタ）と、トランジスタＭ８（第３トランジスタ）とを有する。
受光素子ＰＤは、一端が電圧ＥＬＶＤＤを供給する電源と接続され、他端が補償トランジスタＭ３のゲートに接続される。受光素子ＰＤには、発光素子ＯＬＥＤの発光による光に応じて電流が流れる。
受光素子ＰＤとしては、例えば、フォトダイオード、または、フォトトランジスタ（phototransistor）が挙げられる。なお、受光素子ＰＤは、発光素子ＯＬＥＤの発光による光に応じて電流が流れる、任意の素子であってもよい。
補償トランジスタＭ３は、発光素子ＯＬＥＤの劣化を補償する役目を果たす。補償トランジスタＭ３の第１端子は、トランジスタＭ４の第２端子、およびトランジスタＭ６の第２端子と接続され、補償トランジスタＭ３の第２端子は、トランジスタＭ５の第１端子、およびトランジスタＭ７の第１端子と接続される。また、補償トランジスタＭ３のゲートは、受光素子ＰＤの他端、トランジスタＭ４の第１端子、およびトランジスタＭ８の第１端子と接続される。
トランジスタＭ４は、補償回路を構成する一のトランジスタである。トランジスタＭ４の第１端子は、補償トランジスタＭ３のゲートと接続され、トランジスタＭ４の第２端子は、補償トランジスタＭ３の第１端子と接続される。また、トランジスタＭ４は、例えば、ゲートに印加される信号ＧＷＲＴに応じた電圧（第３電圧）に基づいて選択的にオン、オフする。トランジスタＭ４がオンすることによって、補償トランジスタＭ３はダイオード接続される。
トランジスタＭ５は、補償回路を構成する他のトランジスタである。トランジスタＭ５の第１端子は、補償トランジスタＭ３の第２端子と接続され、トランジスタＭ５の第２端子は、信号ＣＤＡＴＡに応じた電圧が供給される信号線が接続される。また、トランジスタＭ５は、例えば、ゲートに印加される信号ＧＷＲＴに応じた電圧（第４電圧）に基づいて選択的にオン、オフする。
ここで、信号ＣＤＡＴＡに応じた電圧とは、補償用データに対応する補償電圧である。本発明の実施形態に係る補償用データは、例えば、テーブル（table）などによって、表示データと一対一に対応付けられるデータである。つまり、本発明の実施形態に係る補償電圧は、表示データに対応して変動しうる電圧である。
補償回路は、例えば上記のようなトランジスタＭ４、およびトランジスタＭ５を有する。補償回路を有することによって、劣化補償部１０４では、信号ＣＤＡＴＡに応じた電圧（補償電圧）が、トランジスタＭ５、補償トランジスタＭ３、およびトランジスタＭ４を介して、補償トランジスタＭ３のゲートに印加され、補償トランジスタＭ３の閾値補償が実現される。補償回路による補償トランジスタＭ３の閾値補償については、後述する。
なお、図１では、トランジスタＭ５のゲートとトランジスタＭ４のゲートとに、同一の信号ＧＷＲＴが供給される例を示しているが、トランジスタＭ５のゲートとトランジスタＭ４のゲートとに供給される信号は、上記に限られない。例えば、トランジスタＭ５のゲートとトランジスタＭ４のゲートとに供給される信号は、トランジスタＭ４とトランジスタＭ５とを共にオン状態とする期間を生じさせる、異なる信号であってもよい。
トランジスタＭ６は、発光素子ＯＬＥＤと劣化補償部１０４とを選択的に接続する役目を果たす。トランジスタＭ６の第１端子は、例えば発光素子ＯＬＥＤのアノードと接続され、トランジスタＭ６の第２端子は、補償トランジスタＭ３の第１端子と接続される。トランジスタＭ６は、ゲートに印加される信号ＥＭに応じた電圧（第１電圧）に基づいて選択的にオン、オフすることによって、発光素子ＯＬＥＤと劣化補償部１０４とを選択的に接続する。
トランジスタＭ７は、補償トランジスタＭ３と、階調制御部１０２が含む駆動トランジスタＭ１とを選択的に接続する役目を果たす。トランジスタＭ７の第１端子は、補償トランジスタＭ３の第２端子と接続され、トランジスタＭ７の第２端子は、駆動トランジスタＭ１の第１端子と接続される。トランジスタＭ７は、ゲートに印加される信号ＥＭに応じた電圧（第１電圧）に基づいて選択的にオン、オフすることによって、補償トランジスタＭ３と駆動トランジスタＭ１とを選択的に接続する。
トランジスタＭ８は、補償トランジスタＭ３のゲートをリセット（reset）する（初期化する）役目を果たす。トランジスタＭ８の第１端子は、補償トランジスタＭ３のゲートと接続され、トランジスタＭ８の第２端子は、信号ＶＩＮＩＴに応じた電圧（初期化電圧）が供給される信号線が接続される。また、トランジスタＭ８は、ゲートに印加される信号ＧＲＳＴに応じた電圧（第２電圧）に基づいて選択的にオン、オフする。トランジスタＭ８がオンすることによって、補償トランジスタＭ３のゲートは初期化される。
劣化補償部１０４は、例えば図１に示す構成を有することによって、発光素子ＯＬＥＤの劣化を補償し、かつ、補償トランジスタＭ３の閾値補償を行う。図１に示す劣化補償部１０４の動作の一例については、後述する。
なお、本発明の実施形態に係る画素回路が備える劣化補償部の構成は、図１に示す構成に限られない。
例えば、本発明の実施形態に係る画素回路が、劣化補償部１０４における発光素子ＯＬＥＤの劣化の補償のための動作時に、階調制御部１０２および発光素子ＯＬＥＤの一方または双方と電気的に切断することが可能な構成を有する場合には、劣化補償部は、トランジスタＭ６とトランジスタＭ７の一方または双方を備えない構成をとることが可能である。また、例えば、外部のドライバにおいて信号ＶＩＮＩＴの供給が制御される場合には、劣化補償部は、トランジスタＭ８を備えない構成をとることも可能である。
本発明の実施形態に係る画素回路１００は、例えば図１に示す構成を有する。
なお、本発明の実施形態に係る画素回路の構成は、図１に示す構成に限られない。
例えば、図１では、劣化補償部１０４が、階調制御部１０２と発光素子ＯＬＥＤとの間に接続される構成を示しているが、本発明の実施形態に係る画素回路は、劣化補償部１０４と発光素子ＯＬＥＤとの間に階調制御部１０２が接続される構成をとることも可能である。
上記変形例に係る画素回路を構成する劣化補償部１０４は、例えば図１に示す劣化補償部１０４と同様に、例えば、受光素子ＰＤと、補償トランジスタＭ３と、トランジスタＭ４（第７トランジスタ）およびトランジスタＭ５（第８トランジスタ）を有する補償回路と、トランジスタＭ６（第４トランジスタ）と、トランジスタＭ７（第５トランジスタ）と、トランジスタＭ８（第６トランジスタ）とを有する。上記変形例に係る画素回路を構成する劣化補償部１０４では、トランジスタＭ６およびトランジスタＭ７の接続関係が、図１に示すトランジスタＭ６および図１に示すトランジスタＭ７と異なる。
より具体的には、上記変形例に係るトランジスタＭ６の第１端子は、階調制御部１０２が含む駆動トランジスタＭ１の第２端子と接続され、上記変形例に係るトランジスタＭ６の第２端子は、補償トランジスタＭ３の第１端子と接続される。また、上記変形例に係るトランジスタＭ６は、ゲートに印加される信号ＥＭに応じた電圧（第１電圧）に基づいて選択的にオン、オフすることによって、補償トランジスタＭ３と駆動トランジスタＭ１とを選択的に接続する。
また、上記変形例に係るトランジスタＭ７の第１端子は、補償トランジスタＭ３の第２端子と接続され、上記変形例に係るトランジスタＭ７の第２端子は、電圧ＥＬＶＤＤを供給する電源と接続される。また、上記変形例に係るトランジスタＭ７は、ゲートに印加される信号ＥＭに応じた電圧（第１電圧）に基づいて選択的にオン、オフすることによって、電源と補償トランジスタＭ３とを選択的に接続する。
上記変形例に係る画素回路は、階調制御部１０２、劣化補償部１０４、および発光素子ＯＬＥＤの接続関係が、図１に示す画素回路１００と異なるが、上記変形例に係る階調制御部１０２、劣化補償部１０４、および発光素子ＯＬＥＤそれぞれの構成、機能は、図１に示す画素回路１００が備える階調制御部１０２、劣化補償部１０４、および発光素子ＯＬＥＤと同様である。よって、上記変形例に係る画素回路は、画素回路１００と同様に動作し、画素回路１００と同様の効果を奏することができる。
［２］本発明の実施形態に係る画素回路の動作
次に、本発明の実施形態に係る画素回路の動作の一例について説明する。以下では、図１に示す画素回路１００が、図２に示すタイミングチャートに基づき動作する場合を例に挙げて、本発明の実施形態に係る画素回路の動作の一例を説明する。なお、上述した変形例に係る画素回路における動作は、後述する画素回路１００における動作と同様であるので、説明は省略する。
［２−１］リセット期間の動作（図２に示す“Ｒｅｓｅｔ”）
図３Ａは、本発明の実施形態に係る画素回路１００の動作の一例を説明するための説明図であり、図２に示す“Ｒｅｓｅｔ”における画素回路１００の動作を示している。
リセット期間では、信号ＧＲＳＴによってトランジスタＭ８がオン状態となり、また、他のトランジスタは、対応する各信号によってオフ状態となる。よって、リセット期間では、補償トランジスタＭ３のゲートが、信号ＶＩＮＩＴに応じた電圧（初期化電圧）によってリセットされる。
［２−２］プログラム期間の動作（図２に示す“Ｐｒｏｇｒａｍ”）
図３Ｂは、本発明の実施形態に係る画素回路１００の動作の一例を説明するための説明図であり、図２に示す“Ｐｒｏｇｒａｍ”における画素回路１００の動作を示している。
プログラム期間では、信号ＧＷＲＴによって、トランジスタＭ２、トランジスタＭ４、およびトランジスタＭ５がオン状態となり、また、他のトランジスタは、対応する各信号によってオフ状態となる。
トランジスタＭ２がオン状態となることによって、プログラム期間では、駆動トランジスタＭ１のゲートに、表示データ（階調用データ）がプログラムされる。具体的には、画素回路１００では、信号ＧＷＲＴによってトランジスタＭ２がオン状態となり、表示データに対応する信号ＤＡＴＡに応じた電圧が、容量Ｃに保持されることによって、表示データがプログラムされる。
また、補償回路を構成するトランジスタＭ４およびトランジスタＭ５がオン状態となることによって、プログラム期間では、劣化補償トランジスタＭ３の閾値補償が行われる。
画素回路１００では、信号ＣＤＡＴＡに応じた電圧（補償電圧）が、トランジスタＭ５、補償トランジスタＭ３、およびトランジスタＭ４を介して、補償トランジスタＭ３のゲートに印加される。このとき、補償トランジスタＭ３のゲート電圧Ｖｇ（Ｍ３）は、例えば下記の数式１で表されるように、補償トランジスタＭ３の閾値電圧Ｖｔｈに依存した電圧となる。ここで、下記の数式１に示す“ＣＤＡＴＡ”は、補償電圧であり、上述したように表示データに対応して設定される電圧である（他の数式においても同様とする。）。また、図１に示す画素回路１００では、補償トランジスタＭ３がｐチャネルのトランジスタであるので、閾値電圧Ｖｔｈは、負の値をとることとなる。
Figure 2016109915
［２−３］発光期間および非発光期間の動作（図２に示す“発光”、および“非発光”）
図３Ｃは、本発明の実施形態に係る画素回路１００の動作の一例を説明するための説明図であり、図２に示す“発光”、および“非発光”における画素回路１００の動作を示している。
発光・非発光期間では、例えば信号ＥＭによって、トランジスタＭ６、およびトランジスタＭ７がオン状態となり、また、他のトランジスタは、対応する各信号によってオフ状態となる。
トランジスタＭ６、およびトランジスタＭ７がオン状態となることによって、駆動トランジスタＭ１のゲートに印加される表示データに対応する電圧に応じた電流が、発光素子ＯＬＥＤに流れ、発光素子ＯＬＥＤは、電流量に応じて発光する。
発光素子ＯＬＥＤの発光により生じた光は、受光素子ＰＤで受光され、受光素子ＰＤは、発光素子ＯＬＥＤから生じた光の光量に応じた電流を流し続ける。受光素子ＰＤが発光素子ＯＬＥＤから生じた光の光量に応じた電流を流し続けることによって、補償トランジスタＭ３のゲート電圧Ｖｇ（Ｍ３）は、例えば下記の数式２に示すように、上昇し続けることとなる。
ここで、下記の数式２に示す“Ｃ”は、例えば、受光素子ＰＤや駆動トランジスタＭ１の寄生容量である。なお、下記の数式２に示す“Ｃ”は、キャパシタなどの容量素子であってもよい。下記の数式２に示す“Ｃ”は、例えば、受光素子ＰＤや駆動トランジスタＭ１のサイズや、容量素子のサイズなどによって、調整可能である。
また、下記の数式２に示す“Ｉ”は、受光素子ＰＤを流れる電流である。下記の数式２に示す“Ｉ”は、例えば受光素子ＰＤのサイズによって調整可能である。
また、下記の数式２に示す“ｔ”は、発光素子ＯＬＥＤの発光が開始されてから発光素子ＯＬＥＤの発光が停止するまでの時間（例えば、秒単位で表される時間。以下、「発光停止時間」と示す。）である。
Figure 2016109915
補償トランジスタＭ３のゲート電圧Ｖｇ（Ｍ３）は、上記数式２により上昇し続け、下記の数式３に示す状態となったときに、補償トランジスタＭ３はオフ状態となる。そして、補償トランジスタＭ３がオフ状態となることによって、画素回路１００では、発光素子ＯＬＥＤの発光が停止される。
ここで、下記の数式３に示す“ＶＡ”は、表示データが示す階調によって決まる、補償トランジスタＭ３の第２端子電圧（例えばソース電圧）である。
Figure 2016109915
上記数式３より、補償トランジスタＭ３がオフ状態となって発光素子ＯＬＥＤの発光が停止する発光停止時間は、下記の数式４で表される。
Figure 2016109915
上記数式４より、受光素子ＰＤを流れる電流“Ｉ”が小さいと、発光停止時間が長くなることが分かる。つまり、画素回路１００が備える発光素子ＯＬＥＤが劣化して、発光素子ＯＬＥＤが発する光の光量が低下した場合には、画素回路１００では、受光素子ＰＤに流れる電流量が減少して発光停止時間がより長くなり、その結果、発光期間がより長くなる。
よって、画素回路１００は、発光素子ＯＬＥＤの劣化による発光量の低下を、発光期間の延長によって補うことが可能である。
また、上記数式４より、発光素子ＯＬＥＤの発光期間は、補償トランジスタＭ３の閾値電圧Ｖｔｈに依存しないことが分かる。よって、複数の画素回路１００間において、それぞれが有する補償トランジスタＭ３の閾値電圧Ｖｔｈにばらつきがあったとしても、当該閾値電圧Ｖｔｈのばらつきは発光期間に影響を与えない。
また、発光停止時間“ｔ”は、上記数式４に示すように“Ｃ”、“Ｉ”、および“ＣＤＡＴＡ”に依存する。ここで、上述したように、“Ｃ”は、受光素子ＰＤや駆動トランジスタＭ１のサイズや、容量素子のサイズなどによって、調整可能であり、“Ｉ”は、例えば受光素子ＰＤのサイズによって調整可能である。また、上述したように、“ＣＤＡＴＡ”は、表示データに対応して設定される補償電圧である。よって、発光停止時間“ｔ”は、例えば、画素回路１００（または、後述する本発明の実施形態に係る表示装置）の設計者などによって調整可能な、設計パラメータであるといえる。
したがって、画素回路１００は、画素回路１００が含む発光素子ＯＬＥＤの劣化を補償することができる。
（本発明の実施形態に係る表示装置）
上述した本発明の実施形態に係る画素回路は、例えば、画像データが示す画像を表示画面に表示することが可能な表示装置に備えられてもよい。本発明の実施形態に係る表示装置は、例えば、供給される表示データに基づく画像を表示する表示部として、本発明の実施形態に係る画素回路をマトリクス状に複数有する。
また、本発明の実施形態に係る表示装置は、例えば、表示部を構成する本発明の実施形態に係る画素回路それぞれに図２に示すような各種信号を供給する、１または２以上のドライバを備える。また、本発明の実施形態に係る表示装置は、例えば、１または２以上のドライバにおける処理タイミングを制御するタイミングコントローラ（timing controller）を備えていてもよい。なお、上記１または２以上のドライバや、上記タイミングコントローラは、本発明の実施形態に係る表示装置の外部デバイスであってもよい。
本発明の実施形態に係る表示装置が備える表示部では、表示部を構成する画素回路それぞれにおいて、例えば図２、図３Ａ〜図３Ｂを参照して示したような動作が行われる。
したがって、本発明の実施形態に係る表示装置では、表示部を構成する画素回路それぞれにおいて発光素子ＯＬＥＤの劣化が補償されるので、イメージ・スティッキング（焼きつき）（image sticking）が抑制される。
また、イメージ・スティッキングが抑制されることによって、本発明の実施形態に係る表示装置は、表示部の表示画面に表示する画僧の画質の向上や、本発明の実施形態に係る表示装置の寿命の改善を図ることができる。
また、本発明の実施形態に係る表示装置が備える表示部を構成する画素回路それぞれでは、例えば図１に示すように、駆動トランジスタＭ１のゲート電圧が受光素子ＰＤにより変動されない。つまり、本発明の実施形態に係る表示装置では、駆動トランジスタＭ１のゲート電圧が受光素子ＰＤにより変動することによって、発光素子ＯＬＥＤに流れる電流が変化することはない。
よって、本発明の実施形態に係る表示装置では、駆動トランジスタＭ１のゲート電圧が受光素子ＰＤにより変動することによる発光素子ＯＬＥＤの光量ばらつきは生じないので、例えば特許文献１に記載の技術が用いられる既存の表示装置よりも、発光ばらつきを抑制することができる。
上記では、本発明の実施形態に係る画素回路が備えられる装置として、表示装置を挙げて説明したが、本発明の実施形態に係る画素回路が備えられる装置は、上記に限られない。本発明の実施形態に係る画素回路は、例えば、テレビ（television）受像機や、タブレット（tablet）型の装置、携帯電話やスマートフォン（smart phone）などの通信装置、映像／音楽再生装置（または映像／音楽記録再生装置）、ゲーム（game）機、ＰＣ（Personal Computer）などのコンピュータ（computer）など、画像を表示する機能を有する様々な機器に適用することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１００ 画素回路
１０２ 階調制御部
１０４ 劣化補償部
Ｃ 容量
ＯＬＥＤ 発光素子
Ｍ１ 駆動トランジスタ
Ｍ２、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７、Ｍ８ トランジスタ
Ｍ３ 劣化補償トランジスタ
ＰＤ 受光素子

Claims (6)

  1. 電流が流れることにより発光する発光素子と、
    前記発光素子の発光を制御する駆動トランジスタを含む階調制御部と、
    前記発光素子の発光による光に応じて電流が流れる受光素子と、前記受光素子がゲートに接続され、前記発光素子の劣化を補償する補償トランジスタと、前記補償トランジスタの閾値電圧を補償する補償回路とを含む劣化補償部と、
    を備えることを特徴とする、画素回路。
  2. 前記劣化補償部は、
    第１端子が前記発光素子と接続され、第２端子が前記補償トランジスタの第１端子と接続され、ゲートに印加される第１電圧に基づいて、前記発光素子と前記補償トランジスタとを接続する第１トランジスタと、
    第１端子が前記補償トランジスタの第２端子と接続され、第２端子が前記階調制御部が含む前記駆動トランジスタの第１端子と接続され、ゲートに印加される前記第１電圧に基づいて、前記補償トランジスタと前記駆動トランジスタとを接続する第２トランジスタと、
    第１端子が前記補償トランジスタのゲートと接続され、ゲートに印加される第２電圧に基づいて、初期化電圧が印加される第２端子と前記補償トランジスタのゲートとを接続する第３トランジスタと、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の画素回路。
  3. 前記劣化補償部は、
    第１端子が前記階調制御部が含む前記駆動トランジスタの第２端子と接続され、第２端子が前記補償トランジスタの第１端子と接続され、ゲートに印加される第１電圧に基づいて、前記補償トランジスタと前記駆動トランジスタとを接続する第４トランジスタと、
    第１端子が前記補償トランジスタの第２端子と接続され、第２端子が電源と接続され、ゲートに印加される前記第１電圧に基づいて、前記電源と前記補償トランジスタとを接続する第５トランジスタと、
    第１端子が前記補償トランジスタのゲートと接続され、ゲートに印加される第２電圧に基づいて、初期化電圧が印加される第２端子と前記補償トランジスタのゲートとを接続する第６トランジスタと、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の画素回路。
  4. 前記補償回路は、
    第１端子が前記補償トランジスタのゲートと接続され、第２端子が前記補償トランジスタの第１端子と接続され、ゲートに印加される第３電圧に基づいて、前記補償トランジスタの第１端子と前記補償トランジスタのゲートとを接続させる第７トランジスタと、
    第１端子が前記補償トランジスタの第２端子と接続され、ゲートに印加される第４電圧に基づいて、補償用データに対応する補償電圧が印加される第２端子と、前記補償トランジスタの第２端子とを接続する第８トランジスタと、
    を備え、
    前記補償電圧は、前記第８トランジスタ、前記補償トランジスタ、および前記第７トランジスタを介して、前記補償トランジスタのゲートに印加されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画素回路。
  5. 前記受光素子は、フォトダイオード、または、フォトトランジスタであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画素回路。
  6. 画素回路をマトリクス状に複数有し、供給される表示データに基づく画像を表示する表示部を備え、
    前記画素回路は、
    電流が流れることにより発光する発光素子と、
    前記発光素子の発光を制御する駆動トランジスタを含む階調制御部と、
    前記発光素子の発光による光に応じて電流が流れる受光素子と、前記受光素子がゲートに接続され、前記発光素子の劣化を補償する補償トランジスタと、前記補償トランジスタの閾値電圧を補償する補償回路とを含む、劣化補償部と、
    を備えることを特徴とする、表示装置。
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