JP6658778B2 - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
まず、図1を参照して電子機器の概要を説明する。図1は、本実施形態に係る電子機器の概要を説明する図である。
図2は、本実施形態に係る電子機器の内部構造を説明する図である。図3は、本実施形態に係る電子機器の光学系を説明する図である。次に、図2と図3とを参照して電子機器の内部構造と光学系とを説明する。なお、図2と図3とでは第1表示機器151を電子機器の例として説明しているが、第2表示機器152に対しても左右対称で殆ど同じ構造をなしている。したがって、第1表示機器151について説明し、第2表示機器152の詳細な説明は省略する。
次に、図4を参照して電気光学装置の構成を説明する。図4は、本実施形態に係る電気光学装置の構成を示す概略平面図である。本実施形態では、電気光学装置10が、発光素子として有機EL素子を備える有機EL装置である場合を例に取り説明する。図4に示すように、本実施形態に係る電気光学装置10は、素子基板11と、保護基板12とを有している。素子基板11には、不図示のカラーフィルターが設けられている。素子基板11と保護基板12とは、不図示の充填剤を介して対向配置され接着されている。
次に、図5を参照して、電気光学装置の回路構成を説明する。図5は、本実施形態に係る電気光学装置の回路ブロック図である。図5に示すように、電気光学装置10の表示領域Eには、互いに交差する複数の第1行線としての第1走査線42と複数の列線としての信号線43とが形成され、第1走査線42と信号線43との各交差に対応してサブ画素58が行列状に配列されている。各サブ画素58には、発光素子20(図8参照)等を含む要素回路としての画素回路41が設けられている。
次に、図6を参照して、本実施形態に係る画素の構成を説明する。図6は、本実施形態に係る画素の構成を説明する図である。
次に、図7を参照して、本実施形態に係る電気光学装置10におけるデジタル駆動による画像表示方法を説明する。図7は、本実施形態に係る電気光学装置のデジタル駆動を説明する図である。
「画素回路の構成」
次に、図8を参照して、実施例1に係る画素回路の構成を説明する。図8は、実施例1に係る画素回路の構成を説明する図である。
上述したように、本実施形態では、第1電位(VDD1)と第2電位(VSS)とで低電圧系電源が構成され、第3電位(VDD2)と第2電位(VSS)とで高電圧系電源が構成される。このような構成とすることで、高速で動作し明るい表示が得られる電気光学装置10を実現している。以下にこの点を説明する。
続いて、本実施形態に係る電気光学装置10が備えるトランジスターの特性について説明する。本実施形態に係る電気光学装置10では、高電圧系電源を構成する第3電位線(高電位線49)と第2電位線(低電位線46)との間に、発光素子20と直列に第1トランジスター31と第4トランジスター34とが配置されている。第1トランジスター31のオン抵抗は発光素子20のオン抵抗と比べて十分に低いことが好ましい。又、第4トランジスター34のオン抵抗も発光素子20のオン抵抗と比べて十分に低いことが好ましい。
次に、図9を参照して、本実施形態に係る電気光学装置10における画素回路の駆動方法を説明する。図9は、実施例1に係る画素回路の駆動方法の一例を説明する図である。図9において、横軸は時間軸であり、第1期間(非表示期間)と第2期間(表示期間)とを有する。第1期間は、図7に示すP1(P1−1〜P1−8)に相当する。第2期間は、図7に示すP2(P2−1〜P2−8)に相当する。なお、時間軸における時刻t0、時刻t1、時刻t2は、後述する図12に示す時刻t0、時刻t1、時刻t2に対応する。
次に、図10から図12を参照して、走査線駆動回路52の構成と、走査線駆動回路52による第1走査信号及び第2走査信号の形成方法とを説明する。まず、実施例1に係る走査線駆動回路の構成を説明する。図10及び図11は、実施例1に係る走査線駆動回路の構成を示すブロック図である。
「走査線駆動回路」
実施例1に対する変形例である変形例1に係る走査線駆動回路の構成と画素回路の駆動方法の一例とを説明する。図14は、変形例1に係る走査線駆動回路の構成を説明する図である。図15は、変形例1に係る画素回路の駆動方法の一例を説明する図である。
「走査線駆動回路」
実施例1に対する変形例である変形例2に係る走査線駆動回路の構成を説明する。図16は、変形例2に係る走査線駆動回路の構成を説明する図である。図17は、変形例2に係る画素回路の駆動方法の一例を説明する図である。
「走査線駆動回路」
実施例1に対する変形例である変形例3に係る走査線駆動回路の構成を説明する。図18は、変形例3に係る走査線駆動回路の構成を説明する図である。図19は、変形例3に係る画素回路の駆動方法の一例を説明する図である。
「画素回路」
次に、実施例2に係る画素回路の構成を説明する。図20は、実施例2に係る画素回路の構成を説明する図である。図20に示すように、実施例2に係る画素回路41Aは、実施例1に係る画素回路41に対して、第1インバーター61と第2インバーター62との間に配置された第3トランジスターがP型の第3トランジスター33Aである点が異なるが、他の構成は同じである。
実施例2に係る走査線駆動回路の構成を説明する。図21は、実施例2に係る走査線駆動回路の構成を示すブロック図である。図21に示すように、実施例2に係る走査線駆動回路52Dは、選択回路80と、第1調整回路82と、第2調整回路84とを含む。実施例2に係る走査線駆動回路52Dは、実施例1に係る走査線駆動回路52に対して、第1否定回路86を有していない点が異なるが、他の構成は同じである。
「画素回路」
次に、実施例3に係る画素回路の構成を説明する。図23は、実施例3に係る画素回路の構成を説明する図である。図23に示すように、実施例3に係る画素回路41Bは、実施例1に係る画素回路41に対して、信号線43と第1インバーター61との間に配置された第2トランジスターがP型の第2トランジスター32Aである点が異なるが、他の構成は同じである。
実施例3に係る走査線駆動回路の構成を説明する。図24は、実施例3に係る走査線駆動回路の構成を示すブロック図である。図24に示すように、実施例3に係る走査線駆動回路52Eは、選択回路80と、第1調整回路82と、第2調整回路84と、第1否定回路86と、第2否定回路88とを含む。実施例3に係る走査線駆動回路52Dは、実施例1に係る走査線駆動回路52に対して、第2否定回路88を有している点が異なるが、他の構成は同じである。第2否定回路88は、一例として、複数のインバーター78を含む。第2否定回路88は、第1調整回路82に電気的に接続されている。
「画素回路」
次に、実施例4に係る画素回路の構成を説明する。図26は、実施例4に係る画素回路の構成を説明する図である。図26に示すように、実施例4に係る画素回路41Cは、実施例1に係る画素回路41に対して、第2トランジスターと第3トランジスターとが、ともにP型の第2トランジスター32A、第3トランジスター33Aである点が異なるが、他の構成は同じである。
実施例4に係る走査線駆動回路の構成を説明する。図27は、実施例4に係る走査線駆動回路の構成を示すブロック図である。図27に示すように、実施例4に係る走査線駆動回路52Fは、選択回路80と、第1調整回路82と、第2調整回路84と、第2否定回路88とを含む。実施例4に係る走査線駆動回路52Fは、実施例1に係る走査線駆動回路52に対して、第1否定回路86を有しておらず、第2否定回路88を有している点が異なるが、他の構成は同じである。
上述した実施例及び変形例の走査線駆動回路では、第1調整回路82と第2調整回路84とがAND回路(論理積回路)76を含み、第1調整回路82と第2調整回路84との出力側に必要に応じて第1否定回路86又は第2否定回路88を備えていたが、本発明はこのような形態に限定されない。第1調整回路82と第2調整回路84とがOR回路(論理和回路)を含み、第1調整回路82と第2調整回路84との入力側に必要に応じて第1否定回路86又は第2否定回路88を備えた構成としてもよい。換言すると、元選択信号と第1調整信号CS1又は第2調整信号CS2との論理積をとり必要に応じて反転信号として選択信号又は非保持信号を出力する代わりに、元選択信号の反転信号と第1調整信号CS1又は第2調整信号CS2の反転信号との論理和を取り選択信号又は非保持信号を出力する構成としてもよい。また、例えば、OR回路を含む第1調整回路82の入力側と出力側とに第2否定回路88を備えた構成として、元選択信号の反転信号と第1調整信号CS1の反転信号との論理和を取り、その反転信号を選択信号として出力する構成としてもよい。要するに、走査線駆動回路は、元選択信号に対して論理演算結果が同じとなるような構成であれば上述した実施例及び変形例以外の構成とすることが可能である。
上述した実施例及び変形例の画素回路では、第1トランジスター31のゲートが第2インバーター62の出力端子27に電気的に接続されていたが、本発明はこのような形態に限定されない。第1トランジスター31のゲートが第2インバーター62の入力端子28、即ち、第1インバーター61の出力端子26に電気的に接続されていてもよい。
上述した実施例及び変形例の画素回路では、記憶回路60が2つのインバーター61,62を含んでいたが、本発明はこのような形態に限定されない。記憶回路60が2つ以上の偶数個のインバーターを含む構成であってもよい。
上述した実施例及び変形例では、電気光学装置として、単結晶半導体基板(単結晶シリコン基板)からなる素子基板11に有機EL素子からなる発光素子20が720行×3840(1280×3)列配列された有機EL装置を例に取り説明したが、本発明の電気光学装置はこのような形態に限定されない。例えば、電気光学装置はガラス基板からなる素子基板11に各トランジスターとして薄膜トランジスター(Thin Film Transistor:TFT)が形成された構成を有していてもよいし、ポリイミド等からなるフレキシブル基板に薄膜トランジスターが形成された構成を有していてもよい。また、電気光学装置は、発光素子として微細なLED素子を高密度に配列したマイクロLEDディスプレイや、発光素子にナノサイズの半導体結晶物質を用いる量子ドット(Quantum Dots)ディスプレイであってもよい。さらに、カラーフィルターとして入射してきた光を別の波長の光に変換する量子ドットを用いてもよい。また、電気光学装置は、発光素子を備えた構成に限定されない。電気光学装置は、光変調装置等であってもよい。光変調装置としては、例えば、シリコン基板上に液晶層が形成されたLCOS(Liquid Crystal On Silicon)や、マイクロミラー型光変調装置のDMD(登録商標)(Digital Micromirror Device)等があげられる。
上述した実施形態では、発光素子を備えた電気光学装置を例に取り説明したが、本発明は半導体装置等の電子装置にも適用することが可能である。例えば、本発明は、複数の要素回路が行列状(複数行一列の配置も含む)に配置され、各要素回路に相補的な2つの信号が供給される半導体装置に適用できる。このような半導体装置の好適な例としては、SRAM(Static Random Access Memory)等があげられる
上述した実施形態では、電子機器として、電気光学装置10を組み込んだシースルー型のヘッドマウントディスプレイ100を例に取り説明したが、本発明の電気光学装置10はクローズ型のヘッドマントディスプレイを始めとした他の電子機器にも適用できる。他の電子機器としては、例えば、プロジェクター、リアプロジェクション型テレビ、直視型テレビ、携帯電話、携帯用オーディオ機器、パーソナルコンピューター、ビデオカメラのモニター、カーナビゲーション装置、ヘッドアップディスプレイ、ページャー、電子手帳、電卓、腕時計等のウェアラブル機器、ハンドヘルドディスプレイ、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、ディジタルスチルカメラ、サイネージディスプレイなどをあげることができる。また、これらの電子機器が変形例8の電子装置を備えていてもよい。
Claims (5)
- 第1走査線と、
第2走査線と、
信号線と、
前記第1走査線及び前記第2走査線と前記信号線との交差に対応して設けられた画素回路と、
前記第1走査線に選択信号又は非選択信号を供給し、前記第2走査線に保持信号又は非保持信号を供給する走査線駆動回路と、を備え、
前記画素回路は、発光素子と、記憶回路と、第1トランジスターと、第2トランジスターと、を含み、
前記記憶回路は、第1インバーターと、第2インバーターと、第3トランジスターと、を含み、
前記第1トランジスターは、ゲートが前記記憶回路に電気的に接続されるとともに、前記発光素子と直列に電気的に接続され、
前記第2トランジスターは、前記信号線と前記第1インバーターの入力との間に配置され、前記第1走査線の選択信号によりオン状態となり、非選択信号によりオフ状態となり、
前記第1インバーターの出力と前記第2インバーターの入力とが電気的に接続され、
前記第3トランジスターは、前記第2インバーターの出力と前記第1インバーターの入力との間に配置され、前記第2走査線の保持信号によりオン状態となり、非保持信号によりオフ状態となり、
前記走査線駆動回路は、前記第2走査線の前記保持信号を前記非保持信号に切り替えると同時かその後に前記第1走査線の前記非選択信号を前記選択信号に切り替え、前記第2走査線の前記非保持信号を前記保持信号に切り替えてから、前記第1走査線の前記選択信号を前記非選択信号に切り替えることを特徴とする電気光学装置。 - 前記走査線駆動回路は、M本の出力端子に順次に出力して元非選択信号を順次に元選択信号とする選択回路と、前記元選択信号に対して前記非保持信号のパルス幅と、前記非保持信号から前記保持信号に切り換わるタイミングとを調整する第2調整回路と、否定回路と、を含み、
前記選択回路から出力する前記元選択信号と前記元非選択信号を、前記選択信号と前記非選択信号として前記第1走査線に供給し、
前記選択回路から出力する前記元選択信号と前記元非選択信号と、第2調整信号とを用いて形成される前記第2調整回路の出力を、前記否定回路により反転させて前記非保持信号と前記保持信号とを形成し、前記第2走査線に供給することを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 - 前記走査線駆動回路は、M本の出力端子に順次に出力して元非選択信号を順次に元選択信号とする選択回路と、前記元選択信号に対して前記選択信号のパルス幅と、前記非選択信号から前記選択信号に切り換わるタイミングとを調整する第1調整回路と、前記元選択信号に対して前記非保持信号のパルス幅と、前記非保持信号から前記保持信号に切り換わるタイミングとを調整する第2調整回路と、否定回路と、を含み、
前記選択回路から出力する前記元選択信号と前記元非選択信号と、第1調整信号とを用いて形成される前記第1調整回路の出力により、前記非選択信号と前記選択信号を形成し、
前記選択回路から出力する前記元選択信号と前記元非選択信号と、第2調整信号とを用いて形成される前記第2調整回路の出力を、前記否定回路により反転させて前記非保持信号と前記保持信号とを形成し、前記第2走査線に供給することを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 - 前記第1トランジスターは、前記発光素子が発光する際に線形動作し、
前記第1インバーターと前記第2インバーターとは第1電位と第2電位に電気的に接続され、前記発光素子と前記第1トランジスターとは前記第2電位と第3電位に電気的に接続され、
前記第2電位からみて、前記第3電位は前記第1電位と同じ側に設けられ、
前記第3電位と前記第2電位の電位差は、前記第1電位と前記第2電位の電位差よりも大きく、
前記第3トランジスターのゲートに前記第2電位の前記非保持信号と、前記第3電位の前記保持信号を交互に供給することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電気光学装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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