JP4737120B2 - 画素回路の駆動方法、電気光学装置および電子機器 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、駆動トランジスタの移動度の個体差に起因して各電気光学素子の階調にバラツキが発生するという問題を解決するため、抵抗を駆動トランジスタと電源との間に設け、駆動トランジスタの自己補正をする構成が開示されている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、消費電力を削減しつつ、開口率を低下させることなく駆動トランジスタの移動度のばらつきを補正するという課題の解決を目的としている。
<A:電気光学装置の構成>
図1は、本発明の実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。この電気光学装置Dは、画像を表示するための手段として各種の電子機器に採用される装置であり、複数の画素回路Pが面状に配列された画素アレイ部10と、各画素回路Pを駆動する走査線駆動回路22およびデータ線駆動回路24と、電気光学装置Dで利用される各電圧を生成する電圧生成回路27とを有する。なお、図1においては走査線駆動回路22とデータ線駆動回路24と電圧生成回路27とが別個の回路として図示されているが、これらの回路の一部または全部が単一の回路とされた構成も採用される。また、図1に図示されたひとつの走査線駆動回路22(あるいはデータ線駆動回路24や電圧生成回路27)が複数のICチップに区分された態様で電気光学装置Dに実装されてもよい。
電圧生成回路27は、電源の高位側の電位(以下「電源電位」という)VELおよび低位側の電位(以下「接地電位」という)Gndと、一定の初期化電位Viniを生成する。初期化電位Viniは、総ての給電線17に対して共通に出力されて各画素回路Pに給電される。
同図に示されるように、画素回路Pは、電源電位VELが供給される電源線と接地電位Gndが供給される接地線との間に介挿された電気光学素子11を含む。電気光学素子11は、これに供給される駆動電流Ielに応じた輝度に発光する電流駆動型の発光素子であり、典型的には、有機EL材料からなる発光層を陽極と陰極との間に介在させたOLED(Organic Light-Emitting Diode)素子である。
次に、図3を参照して、走査線駆動回路22が生成する各信号の具体的な波形を説明する。図4に示されるように、走査信号GWRT[1]ないしGWRT[m]は、水平走査期間(1H)ごとに順番にハイレベルとなる。すなわち、走査信号GWRT[i]は、垂直走査期間(1V)のうち第i番目の水平走査期間においてハイレベルを維持するとともにそれ以外の期間においてローレベルを維持する。走査信号GWRT[i]のハイレベルへの移行は第i行の各画素回路Pの選択を意味する。以下では走査信号GWRT[1]ないしGWRT[m]の各々がハイレベルとなる期間(すなわち水平走査期間)を「書込期間PWRT」と表記する。
(a)初期化期間PINT
初期化期間PINTにおいては、図3に示されるように、第1制御信号G1[i]および第2制御信号G2[i]がハイレベルを維持するとともに走査信号GWRT[i]および第3制御信号G3[i]がローレベルを維持する。したがって、図4に示されるように、第1トランジスタTr1と第3トランジスタTr3とはオン状態に遷移する。このとき、第1制御信号G1[i]の電位はVHとなる。ここで、電位VHは電源電位VELより高電位となるように設定される。したがって、この例の第1トランジスタTr1と第3トランジスタTr3とは線形領域で動作してオン状態となる。第1トランジスタTr1がオン状態になると、駆動トランジスタTdrはダイオードとして機能する。一方、第2制御信号G2[i]のハイレベルの電位はVCとなる。電位VCは第2トランジスタTr2が飽和領域で動作するように設定されている。この例では電位VCは初期化電位Viniより高く電源電位VELより低い。すなわち、VH>VEL>VC>Viniの関係がある。
Vgs(A)=VEL-VI(A)
Vgs(B)=VEL-VI(B)
書込期間PWRTにおいては、図3に示されるように、走査信号GWRT[i]がハイレベルに遷移し、第1制御信号G1[i]、第2制御信号G2[i]、および第3制御信号G3[i]はローレベルを維持する。したがって、図6に示されるように、第1乃至第3トランジスタTr1〜Tr3および第5トランジスタTr5はオフ状態を維持する一方、第4トランジスタTr4がオン状態に遷移してデータ線14と第1電極L1とが導通する。したがって、第1電極L1の電位は、初期化期間PINTで供給されていた初期化電位Viniから電気光学素子11の階調に応じたデータ電位VD[j]に変化する。
VG=VEL−VI−k・ΔV ……(1)
ただし、k=C/(C+Cs)
また、駆動トランジスタTdrの飽和領域での電流Ids(=Iel)は、以下に示す式(2)で与えられる。
Ids=1/2*μ*W/L*Cox*(Vgs-Vth)^2……(2)
ここで「μ」は移動度である。初期化期間TiniのIdsをIds[ini]としたとき、Ids[ini]は以下に示す式(3)で与えられる。
Ids[ini]=1/2*μ(A)*W/L*Cox*Vgs(A)^2=1/2*μ(B)*W/L*Cox*Vgs(B)^2……(3)
これは、移動度に応じた電位VIが初期化期間PINTにおいて容量素子C1に保持されるからである。したがって、変化量ΔV(=Vini−VD[j])が0の時には移動度が相違しても同じIdsが得られ、さらに、データ振幅がある場合でも、画素回路を2個のトランジスタで構成した場合や、閾値補償駆動と比較して、移動度のばらつきに起因するIdsバラツキは小さくなる。
発光期間PELにおいては、図3に示されるように、第1制御信号G1[i]と第2制御信号G2[i]とがローレベルを維持するから、第1乃至第3トランジスタTr1〜Tr3はオフ状態を維持する。また、走査信号GWRT[i]は発光期間PELにおいてローレベルを維持するから、図7に示されるように、第4トランジスタTr4がオフ状態に遷移するとともに第5トランジスタTr5がオン状態に遷移する。したがって、容量素子C0の第1電極L1は、オフ状態となった第4トランジスタTr4によってデータ線14から電気的に絶縁される。
この結果、発光期間PELにおいて第2電極L2の電位VGは式(1)で示される電位に固定され、当該電位に応じた駆動電流Ielが駆動トランジスタTdrおよび第5トランジスタTr5を経由して電気光学素子11に供給される。この駆動電流Ielの供給によって電気光学素子11はデータ電位VD[j]に応じた輝度に発光する。
第2実施形態に係る電気光学装置は、図1に示す第1実施形態の電気光学装置と同様に構成されている。ただし、走査線駆動回路22から出力される第1制御信号G1[i]のタイミングが第1実施形態と相違する。
図8に第2実施形態に係る電気光学装置のタイミングチャートを示す。この例では、初期化期間PINTと書込期間PWRTとの間に補償期間PHを設けている。この補償期間PHでは、第2トランジスタTr2の特性のばらつきを補正する。
Vgs(A)=VEL-VI(A)
Vgs(B)=VEL-VI(B)
次に、補償期間PHにおいては、第1制御信号G1[i]がハイレベルを維持する一方、第2制御信号G2[i]がローレベルに遷移するので、画素回路Pは図9に示すように動作する。補償期間PHの開始においては、駆動トランジスタTdrのゲート電位VGが電位VIになっているが、これが電位[VEL−Vth]に向けて上昇していく。
次に、本発明に係る電気光学装置Dを利用した電子機器について説明する。図13は、以上に説明した何れかの形態に係る電気光学装置Dを表示装置として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ2000は、表示装置としての電気光学装置Dと本体部2010とを備える。本体部2010には、電源スイッチ2001およびキーボード2002が設けられている。この電気光学装置Dは電気光学素子11にOLED素子を使用しているので、視野角が広く見易い画面を表示できる。
図14に、実施形態に係る電気光学装置Dを適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001およびスクロールボタン3002、ならびに表示装置としての電気光学装置Dを備える。スクロールボタン3002を操作することによって、電気光学装置Dに表示される画面がスクロールされる。
図15に、実施形態に係る電気光学装置Dを適用した携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants)の構成を示す。情報携帯端末4000は、複数の操作ボタン4001および電源スイッチ4002、ならびに表示装置としての電気光学装置Dを備える。電源スイッチ4002を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が電気光学装置Dに表示される。
なお、本発明に係る電気光学装置が適用される電子機器としては、図13から図15に示したもののほか、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、プリンタ、スキャナ、複写機、ビデオプレーヤ、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。また、本発明に係る電気光学装置の用途は画像の表示に限定されない。例えば、光書込み型のプリンタや電子複写機といった画像形成装置においては、用紙などの記録材に形成されるべき画像に応じて感光体を露光する書込みヘッドが使用されるが、この種の書込みヘッドとしても本発明の電気光学装置は利用される。本発明にいう電子回路とは、各実施形態のように表示装置の画素を構成する画素回路のほか、画像形成装置における露光の単位となる回路をも含む概念である。
Claims (6)
- 駆動電流に応じた光量で発光する発光素子と、前記発光素子に前記駆動電流を供給する
駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタのゲートとドレインとの間に設けられた第1
トランジスタと、前記駆動トランジスタのドレインと初期化電位を供給するノードとの間
に設けられた第2トランジスタと、前記駆動トランジスタのゲートに一方の端子が接続さ
れた容量素子とを備えた画素回路の駆動方法であって、
前記第1トランジスタをオン状態とする初期化期間において、前記容量素子の他方の端
子に固定電位を供給し、前記第2トランジスタのゲートに当該第2トランジスタを飽和領
域で動作させる所定電位を供給し、
前記初期化期間が終了した後の書込期間において、前記第1トランジスタ及び前記第2
トランジスタをオフさせた状態で前記容量素子の他方の端子に表示すべき階調に応じた電
位を供給する、画素回路の駆動方法。 - 前記初期化期間と前記書込期間との間に補償期間を設け、当該補償期間において、前記
第1トランジスタをオン状態とし、前記容量素子の他方の端子に前記固定電位を供給し、
前記第2トランジスタのゲートに当該第2トランジスタをオフ状態にする電位を供給する
ことを特徴とする請求項1に記載の画素回路の駆動方法。 - 複数のデータ線と、複数の走査線と、前記データ線と前記走査線との交差に対応して設
けられた複数の画素回路と、前記データ線に階調に応じたデータ電位を供給する第1駆動
手段と、初期化期間を指定する第1制御信号および第2制御信号を生成するとともに、書
込期間を指定する走査信号を前記走査線に供給する第2駆動手段とを備えた電気光学装置
であって、
前記複数の画素回路の各々は、
ゲートの電位に応じた駆動電流を生成する駆動トランジスタと、
前記駆動トランジスタが生成する駆動電流に応じた階調となる電気光学素子と、
前記駆動トランジスタのゲートに接続された一方の端子を有する容量素子と、
前記駆動トランジスタのゲートとドレインとの間に設けられ、そのゲートに前記第1制
御信号が供給される第1トランジスタと、
前記駆動トランジスタのドレインと初期化電位を供給するノードとの間に設けられ、そ
のゲートに前記第2制御信号が供給される第2トランジスタと、
前記ノードと前記容量素子の他方の端子との間に設けられ、そのゲートに前記第1制御
信号が供給される第3トランジスタと、
前記容量素子の他方の端子と前記データ線との間に設けられ、そのゲートに前記走査線
を介して前記走査信号が供給される第4トランジスタとを備え、
前記第2駆動手段は、
前記第1制御信号の電位を、前記初期化期間において前記第1および第3トランジスタ
がオン状態となる電位とし、前記書込期間において前記第1および第3トランジスタがオ
フ状態となる電位とし、
前記第2制御信号の電位を、前記初期化期間において前記第2トランジスタが飽和領域
で動作する所定電位とし、前記書込期間において前記第2トランジスタがオフ状態となる
電位とし、
前記走査信号の電位を、前記初期化期間において前記第4トランジスタがオフ状態とな
る電位とし、前記書込期間において前記第4トランジスタがオン状態となる電位とする、
電気光学装置。 - 複数のデータ線と、複数の走査線と、前記データ線と前記走査線との交差に対応して設
けられた複数の画素回路と、前記データ線に階調に応じたデータ電位を供給する第1駆動
手段と、初期化期間と補償期間とを指定する第1制御信号および前記初期化期間を指定す
る第2制御信号を生成するとともに、書込期間を指定する走査信号を前記走査線に供給す
る第2駆動手段とを備えた電気光学装置であって、
前記複数の画素回路の各々は、
ゲートの電位に応じた駆動電流を生成する駆動トランジスタと、
前記駆動トランジスタが生成する駆動電流に応じた階調となる電気光学素子と、
前記駆動トランジスタのゲートに接続された一方の端子を有する容量素子と、
前記駆動トランジスタのゲートとドレインとの間に設けられ、そのゲートに前記第1制
御信号が供給される第1トランジスタと、
前記駆動トランジスタのドレインと初期化電位を供給するノードとの間に設けられ、そ
のゲートに前記第2制御信号が供給される第2トランジスタと、
前記ノードと前記容量素子の他方の端子との間に設けられ、そのゲートに前記第1制御
信号が供給される第3トランジスタと、
前記容量素子の他方の端子と前記データ線との間に設けられ、そのゲートに前記走査線
を介して前記走査信号が供給される第4トランジスタとを備え、
前記第2駆動手段は、
前記第1制御信号の電位を、前記初期化期間および前記補償期間において前記第1およ
び第3トランジスタがオン状態となる電位とし、前記書込期間において前記第1および第
3トランジスタがオフ状態となる電位とし、
前記第2制御信号の電位を、前記初期化期間において前記第2トランジスタが飽和領域
で動作する所定電位とし、前記補償期間および前記書込期間において前記第2トランジス
タがオフ状態となる電位とし、
前記走査信号の電位を、前記初期化期間および前記補償期間において前記第4トランジ
スタがオフ状態となる電位とし、前記書込期間において前記第4トランジスタがオン状態
となる電位とする、
電気光学装置。 - 前記複数の画素回路の各々は、
前記駆動トランジスタと前記電気光学素子との間に設けられ、そのゲートに発光期間を指定する第3制御信号が供給される第5トランジスタを備え、
前記第2駆動手段は、
前記第1制御信号の電位を、前記初期化期間および前記補償期間において前記第1およ
び第3トランジスタがオン状態となる電位とし、前記書込期間および前記発光期間におい
て前記第1および第3トランジスタがオフ状態となる電位とし、
前記第2制御信号の電位を、前記初期化期間において前記第2トランジスタが飽和領域
で動作する所定電位とし、前記補償期間、前記書込期間および前記発光期間において前記
第2トランジスタがオフ状態となる電位とし、
前記走査信号の電位を、前記初期化期間、前記補償期間、および前記発光期間において
前記第4トランジスタがオフ状態となる電位とし、前記書込期間において前記第4トラン
ジスタがオン状態となる電位とし、
前記第3制御信号の電位を、前記初期化期間、前記補償期間、および前記書込期間にお
いて前記第5トランジスタがオフ状態となる電位とし、前記発光期間において前記第5ト
ランジスタがオン状態となる電位とする、
請求項4に記載の電気光学装置。 - 請求項3乃至5のうちいずれか1項に記載の電気光学装置を具備する電子機器。
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