JP5251420B2 - 発光装置および電子機器、発光装置の駆動方法 - Google Patents
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Description
以上においては、VTH補償型の画素回路を例示したが、他の構成の画素回路でも、発光期間の開始直後において、駆動トランジスタの発光素子側の電極に残存している電荷(データ電位の書き込み終了時点で残存している電荷)が発光素子に供給されることによって、駆動電流の供給による本来の発光とは異なる発光が瞬間的に起こるという同様の問題が発生し得る。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、書込後に駆動トランジスタの電極に残存した電荷に起因した発光素子の発光を抑制するという課題の解決を目的としている。
図1は、本発明の第1実施形態に係る発光装置100の構成を示すブロック図である。発光装置100は、画像を表示する表示体として電子機器に搭載される。図1に示すように、発光装置100は、複数の画素回路Uが配列された素子部10と、各画素回路Uを駆動する駆動回路30と、発光装置100で利用される各種電位を生成する電位生成回路40とを具備する。駆動回路30は、走査線駆動回路32とデータ線駆動回路34とを含んで構成される。また、駆動回路30は、例えば複数の集積回路に分散して実装される。ただし、駆動回路30の少なくとも一部は、基板上に形成された薄膜トランジスタで構成され得る。
図2に示すように、駆動回路30(例えば走査線駆動回路32)は、制御信号GINI[i]およびリセット信号GPRE[i]をハイレベルに設定し、走査信号GWRT[i]および発光制御信号GEL[i]をローレベルに設定する。したがって、図4に示すように、第2スイッチング素子Tr2、第3スイッチング素子Tr3および第5スイッチング素子Tr5はオン状態になる一方、第1スイッチング素子Tr1および第4スイッチング素子Tr4はオフ状態になる。
図2に示すように、補償期間PCPが開始すると、駆動回路30は、リセット信号GPRE[i]をローレベルに設定する一方、他の信号を初期化期間PINIと同じレベルに維持する。したがって、図5に示すように、第2スイッチング素子Tr2がオフ状態に遷移する。そうすると、第5スイッチング素子Tr5を介してリセット線16に接続された第2電極La2の電位が電位VSTに維持される一方、駆動トランジスタTDRがダイオード接続されることで、第1電極La1の電位(すなわち駆動トランジスタTDRのゲートの電位)が、初期化期間PINIで設定されたリセット電位VSTから電源電位VELよりも閾値電圧VTHだけ低い電位まで引き上げられる。すなわち、補償期間PCPにおいては、駆動トランジスタTDRのゲート・ソース間の電圧を、駆動トランジスタTDRの閾値電圧VTHに漸近させる補償動作が実行される。
図2に示すように、書込期間PWRTが開始すると、駆動回路30は、走査信号GWRT[i]をハイレベルに設定する一方、制御信号GINI[i]をローレベルに設定する。他の信号は補償期間PCPと同じレベルに維持される。したがって、図6に示すように、第4スイッチング素子Tr4がオン状態に遷移する一方、第3スイッチング素子Tr3および第5スイッチング素子Tr5はオフ状態に遷移する。
図2に示すように、リセット期間PRが開始すると、駆動回路30は、走査信号GWRTをローレベルに設定する一方、リセット信号GPREをハイレベルに設定する。したがって、図7に示すように、第4スイッチング素子Tr4がオフ状態に遷移する一方、第2スイッチング素子Tr2がオン状態に遷移する。
図2に示すように、発光期間PELが開始すると、駆動回路30は、リセット信号GPRE[i]をローレベルに設定する一方、発光制御信号GEL[i]をハイレベルに設定する。他の信号はリセット期間PRと同じレベルに維持される。したがって、図8に示すように、第2スイッチング素子Tr2がオフ状態に遷移する一方、第1スイッチング素子Tr1がオン状態に遷移する。発光期間PELにおいては、第1スイッチング素子Tr1がオン状態に遷移することで、駆動トランジスタTDRのドレインと発光素子Eの陽極とが導通する。これにより、駆動電流Idsの経路が形成される。そして、駆動トランジスタTDRのゲートの電位に応じた駆動電流Idsが、駆動トランジスタTDRおよび第1スイッチング素子Tr1を経由して発光素子Eに供給される。これにより、発光素子Eはデータ電位d[j]に応じた輝度に発光する。
図9は、本発明の第2実施形態に係る画素回路Uの回路図である。図9においては、第i行に属する第j列の1個の画素回路Uのみが代表的に図示されている。本実施形態では、図3に示す第3スイッチング素子Tr3および第5スイッチング素子Tr5が設けられておらず、第2制御線52も設けられていない。また、本実施形態では、図3に示す容量素子C0およびC1が設けられておらず、駆動トランジスタTDRのゲート・ソース間の電圧を保持するための容量素子C2のみが設けられている。そして、図9に示すように、第4スイッチング素子Tr4における画素回路U側の電極と駆動トランジスタTDRのゲートとが直接接続されている。その他の構成は第1実施形態と同じであるから、重複する部分については説明を省略する。
図10に示すように、駆動回路30は、リセット信号GPRE[i]および発光制御信号GEL[i]をローレベルに設定し、走査信号GWRT[i]をハイレベルに設定する。したがって、図9に示す第1スイッチング素子Tr1および第2スイッチング素子Tr2はオフ状態になる一方、図9に示す第4スイッチング素子Tr4はオン状態になる。したがって、データ線14に供給される電位d[j]が容量素子C2に書き込まれるとともに駆動トランジスタTDRのゲートに供給される。これにより、駆動トランジスタTDRのゲート・ソース間の電圧はVEL−d[j]に設定されて駆動トランジスタTDRはオン状態に遷移する。
図10に示すように、リセット期間PRが開始すると、駆動回路30は、リセット信号GPRE[i]をハイレベルに設定する一方、走査信号GWRT[i]をローレベルに設定する。また、駆動回路30は発光制御信号GEL[i]をローレベルに維持する。したがって、図9に示す第2スイッチング素子Tr2はオン状態に遷移するから、リセット線16と駆動トランジスタTDRのドレインとが導通する。本実施形態では、リセット電位VSTは、低位側電源電位VCTよりも発光素子Eの閾値電圧VTH_OLED分だけ高い電位(以下「発光電位」という)を下回る電位に設定される。このため、書込期間PWRTにおけるデータ電位d[j]の書き込み動作によって、駆動トランジスタTDRのドレインの電位が発光電位を上回る電位まで上昇していた場合であっても、駆動トランジスタTDRのドレインとリセット線16とが導通することにより、駆動トランジスタTDRのドレインに残存する電荷は、リセット線16へ放電される。すなわち、駆動トランジスタTDRのドレインとリセット線16とが導通することにより、駆動トランジスタTDRのドレインの電位は発光電位を下回る電位に設定される。
図10に示すように、発光期間PELが開始すると、駆動回路30は、リセット信号GPRE[i]をローレベルに設定する一方、発光制御信号GEL[i]をハイレベルに設定する。また、走査信号GWRT[i]をローレベルに維持する。したがって、図9に示す第2スイッチング素子Tr2はオフ状態に遷移する一方、第1スイッチング素子Tr1はオン状態に遷移する。また、第4スイッチング素子Tr4はオフ状態を維持する。これにより、駆動電流Idsの経路が形成され、駆動トランジスタTDRのゲートの電位に応じた駆動電流Idsが、駆動トランジスタTDRおよび第1スイッチング素子Tr1を経由して発光素子Eに供給される。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の変形が可能である。また、以下に示す変形例のうちの2以上の変形例を組み合わせることもできる。
(1)変形例1
上述の各実施形態では、各画素回路U内に第2スイッチング素子Tr2が設けられているが、これに限らず、例えば図11に示すように、ひとつの行(図11では例えば第i行)に属するn個の画素回路Uでひとつの第2スイッチング素子Tr2を共用することもできる。図12に示す構成によれば、上述の各実施形態に比べて第2スイッチング素子Tr2の数を削減できるから、構成が簡素化されるという利点がある。
画素回路U内に設けられる各スイッチの導電型は任意である。例えば、駆動トランジスタTDRをNチャネル型のトランジスタで構成することもできる。また、第1スイッチング素子Tr1〜第5スイッチング素子Tr5の全部または一部をPチャネル型のトランジスタで構成することもできる。
以上の各形態のように、複数の画素回路Uが行列状に配列された構成のもとで各画素回路Uを行単位で時分割に駆動する場合には各画素回路U内に第4スイッチング素子Tr4が必要である。しかし、例えば複数の画素回路UがX方向に沿って1行のみに配列された構成においては、時分割での複数行の選択という動作が不要であるから、画素回路U内の第4スイッチング素子Tr4は不要となる。複数の画素回路Uが1行のみに配列された発光装置100は、例えば、電子写真方式の画像形成装置(印刷装置)において感光体ドラムなどの像担持体を露光する露光装置として好適に採用される。
有機EL素子は発光素子の例示に過ぎない。例えば、無機EL素子やLED(Light Emitting Diode)素子などの発光素子を配列した発光装置にも以上の各態様と同様に本発明が適用される。本発明における発光素子は、電流の供給で階調(輝度)が変化する要素である。
次に、本発明に係る発光装置100を利用した電子機器について説明する。図12は、以上に説明した何れかの形態に係る発光装置100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、表示装置としての発光装置100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。この発光装置100は発光素子E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。
Claims (9)
- 発光素子と、
ゲートと、第1電極と、前記発光素子側の第2電極と、を有する駆動トランジスタと、
前記第2電極と前記発光素子との間に介在する第1スイッチング素子と、
前記第2電極の電位をリセットするためのリセット電位が供給されるリセット線と前記第2電極との間に介在する第2スイッチング素子と、
駆動回路と、を具備し、
前記駆動回路は、
書込期間において、前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子をオフ状態にするとともに、前記駆動トランジスタのゲートの電位を指定階調に応じた電位に設定し、
前記書込期間の後の発光期間において、前記第1スイッチング素子をオン状態にすることで、前記駆動トランジスタのゲートに設定された電位に応じた駆動電流を前記発光素子に供給し、
前記書込期間の開始後であって、前記発光期間の開始前に、前記第2スイッチング素子をオン状態にすることで、前記第2電極の電位を前記リセット電位に設定する、
発光装置。 - 前記駆動トランジスタはPチャネル型のトランジスタであり、前記第1電極はソース電極、前記第2電極はドレイン電極であって、前記第1電極は電源電位が供給される電源線側に配置され、
前記駆動トランジスタのドレインとゲートとの間に介在する第3スイッチング素子と、
第3電極および第4電極を有し、前記第3電極は前記駆動トランジスタのゲートに接続される容量素子と、
前記第4電極とデータ電位が供給されるデータ線との間に介在する第4スイッチング素子と、をさらに備え、
前記駆動回路は、
前記書込期間の前の補償期間において、前記第3スイッチング素子をオン状態にし、
前記書込期間において、前記第3スイッチング素子をオフ状態にする一方、前記第4スイッチング素子をオン状態にすることで、前記駆動トランジスタのゲートの電位を前記データ電位に応じた電位に設定する、
請求項1に記載の発光装置。 - 前記駆動回路は、前記補償期間の前の初期化期間において、前記第2スイッチング素子および前記第3スイッチング素子をオン状態にすることで、前記駆動トランジスタのゲートの電位を前記リセット電位に設定する
請求項2に記載の発光装置。 - 前記容量素子の前記第4電極と前記リセット線との間に介在する第5スイッチング素子をさらに備え、
前記駆動回路は、
前記初期化期間および前記補償期間において、前記第5スイッチング素子をオン状態にすることで、前記第4電極の電位を前記リセット電位に設定し、
前記書込期間から前記発光期間にわたって、前記第5スイッチング素子をオフ状態にする、
請求項3に記載の発光装置。 - 前記リセット電位は、前記電源電位よりも前記駆動トランジスタの閾値電圧分だけ低い電位よりも低く、
前記補償期間において、前記第3スイッチング素子をオン状態にすることで、前記駆動トランジスタのゲートの電位を前記リセット電位から前記電源電位よりも前記駆動トランジスタ閾値電圧だけ低い電位に向けて引き上げる、
請求項3又は請求項4に記載の発光装置。 - 前記駆動回路は、前記初期化期間から前記発光期間の直前まで前記第1スイッチング素子をオフ状態にする、
請求項3から請求項5の何れかに記載の発光装置。 - 請求項1から請求項6の何れかに記載の発光装置を具備する電子機器。
- 駆動電流が供給される発光素子と、ゲートと、第1電極と、前記発光素子側の第2電極と、を有する駆動トランジスタと、前記第2電極と前記発光素子との間に介在する第1スイッチング素子と、前記第2電極の電位をリセットするためのリセット電位が供給されるリセット線と前記第2電極との間に介在する第2スイッチング素子と、を具備する発光装置を駆動する方法であって、
書込期間において、前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子をオフ状態にするとともに、前記駆動トランジスタのゲートの電位を指定階調に応じた電位に設定し、
前記書込期間の後の発光期間において、前記第1スイッチング素子をオン状態にすることで、前記駆動トランジスタのゲートに設定された電位に応じた駆動電流を前記発光素子に供給し、
前記書込期間の開始後であって、前記発光期間の開始前に、前記第2スイッチング素子をオン状態にすることで、前記第2電極の電位を前記リセット電位に設定する、
発光装置の駆動方法。 - 前記駆動トランジスタはPチャネル型のトランジスタであり、前記第1電極はソース電極、前記第2電極はドレイン電極であって、前記第1電極は電源電位が供給される電源線側に配置され、
前記書込期間の前の補償期間において、前記駆動トランジスタを導通させるとともにダイオード接続する補償動作を実行し、
前記書込期間において、前記駆動トランジスタのダイオード接続を解除するとともに、前記駆動トランジスタのゲートの電位を前記指定階調に応じた電位に設定する、
請求項8に記載の発光装置の駆動方法。
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