JP7469220B2 - 発光表示装置及び発光表示装置の駆動方法 - Google Patents
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Description
従来の発光表示装置では、素子の劣化によって、安定した高品質な表示が困難である。
特許文献1に開示された技術においては、複数のサブ画素が1つの基準電圧線を共有し、スキャンTFT(Thin Film Transistor)とセンシングTFTとが共通する1つのゲート線に接続されたOLED画素において、選択した1つのサブ画素のOLED素子の劣化をセンシングしている。
ただし、本発明は、以下の実施形態の記載によって限定解釈されるものではない。
図1は、本実施形態における発光表示装置100の全体構成を示すブロック図である。
図1に示す発光表示装置100は、タイミングコントローラー110と、データ線駆動回路120と、ゲート線駆動回路130と、記憶部140と、マトリクス状(m行×n列)に配置された複数の画素200と、を備える。
画素200は、サブ画素200R、サブ画素200W、サブ画素200B及びサブ画素200Gを含む。
また、発光表示装置100には、低電位電圧VSSが供給されている。
低電位電圧VSSとしては接地電圧(=0V)を例示することができる。
ここで、タイミング同期信号TSSには、垂直同期信号、水平同期信号、データイネーブル信号及びクロック信号等が含まれる。
また、データ線駆動回路120は、センシング時に基準電圧供給及びセンシング検出線Refの電圧を検出する。
複数のサブ画素200の各々は、発光素子と、該発光素子を発光させるための画素回路と、を含む。
該発光素子は、ピクセル回路内に含まれる駆動トランジスタを介して高電位電圧VDDの高電位電圧線Vddから低電位電圧VSSの低電位電圧線Vssに流れる電流に応じて発光する。
センシング駆動は、OLED素子の劣化をセンシングするための駆動である。
センシング駆動は、画像表示中の垂直ブランク期間、画像表示の開始前のパワーオンシークエンス期間、又は画像表示終了後のパワーオフシークエンス期間に行われることができる。
垂直ブランク期間は、画像データが書き込みされない期間であって、1フレーム分の画像データが書き込みされる垂直アクティブ区間ごとに配置される。
パワーオンシークエンス期間は、駆動電源がオンした後から画像表示されるまでの期間である。
パワーオフシークエンス期間は、発光表示装置のオフ信号の受信による画像表示終了後から駆動電源がオフするまでの期間である。
図2に示す画素200は、サブ画素200R、サブ画素200W、サブ画素200B及びサブ画素200Gを含む。
ここで、トランジスタ201RはスキャンTFTであり、トランジスタ202Rは駆動TFTであり、トランジスタ203RはセンシングTFTである。
また、容量素子204Rは、ストレージキャパシタである。
発光層は、カソードとアノードとの間に順次積層された、電子注入層、電子輸送層、有機発光層、正孔輸送層及び正孔注入層を備える。
発光素子205Rは、アノードとカソードとの間に正のバイアスが印加されると、カソードからの電子が電子注入層及び電子輸送層を経由して有機発光層に供給され、アノードからの正孔が正孔注入層及び正孔輸送層を経由して有機発光層に供給される。
有機発光層では、供給された電子と正孔との再結合により、電流密度に比例した輝度で蛍光物又は燐光物が発光する。
一方、発光素子205Rは、負のバイアスが印加されると、電荷を蓄積する容量素子として機能する。
図2に示すように、画素200においては、基準電圧供給及びセンシング検出線Ref及びスキャン信号線Scanは、サブ画素200R,200W,200B,200G間で共有し、データ信号線DataR,DataW,DataB,DataGは、サブ画素200R,200W,200B,200Gの各々に対応して設けられている。
基準電圧供給及びセンシング検出線Refは、高電位電圧VDDよりも低く、且つ低電位電圧VSS以上である基準電圧Vrefを供給する。
すなわち、VDD>Vref>VSSである。
第1ノードN1Rは、トランジスタ201Rのソースドレインの一方と、トランジスタ202Rのゲートと、容量素子204Rの一方の電極と、に接続されている。
第2ノードN2Rは、トランジスタ202Rのソースドレインの一方と、トランジスタ203Rのソースドレインの一方と、容量素子204Rの他方の電極と、発光素子205Rのアノードと、に接続されている。
トランジスタ202Rのゲートは第1ノードN1Rに接続され、ソースドレインの一方は第2ノードN2Rに接続され、ソースドレインの他方は高電位電圧線Vddに接続されている。
トランジスタ203Rのゲートはスキャン信号線Scanに接続され、ソースドレインの一方は第2ノードN2Rに接続され、ソースドレインの他方は基準電圧供給及びセンシング検出線Refに接続されている。
容量素子204Rの一方の電極は第1ノードN1Rに接続され、他方の電極は第2ノードN2Rに接続されている。
発光素子205Rのアノードは第2ノードN2Rに接続され、カソードは低電位電圧線Vssに接続されている。
サブ画素200Wには、N型TFT(Thin Film Transistor)であるトランジスタ201W,202W,203Wと、容量素子204Wと、発光素子205Wと、が設けられている。
サブ画素200Bには、N型TFT(Thin Film Transistor)であるトランジスタ201B,202B,203Bと、容量素子204Bと、発光素子205Bと、が設けられている。
サブ画素200Gには、N型TFT(Thin Film Transistor)であるトランジスタ201G,202G,203Gと、容量素子204Gと、発光素子205Gと、が設けられている。
ここで、トランジスタ201W,201B,201GはスキャンTFTであり、トランジスタ202W,202B,202Gは駆動TFTであり、トランジスタ203W,203B,203GはセンシングTFTである。
また、容量素子204W,204B,204Gは、ストレージキャパシタである。
発光素子205W,205B,205Gは、駆動トランジスタに接続されたアノードと、低電位電圧線Vssに接続されたカソードと、アノードとカソードとの間の発光層と、を備える。
発光素子205Wは白色光を発し、発光素子205Gは緑色光を発し、発光素子205Bは青色光を発する。
第1ノードN1Wは、トランジスタ201Wのソースドレインの一方と、トランジスタ202Wのゲートと、容量素子204Wの一方の電極と、に接続されている。
第2ノードN2Wは、トランジスタ202Wのソースドレインの一方と、トランジスタ203Wのソースドレインの一方と、容量素子204Wの他方の電極と、発光素子205Wのアノードと、に接続されている。
第1ノードN1Bは、トランジスタ201Bのソースドレインの一方と、トランジスタ202Bのゲートと、容量素子204Bの一方の電極と、に接続されている。
第2ノードN2Bは、トランジスタ202Bのソースドレインの一方と、トランジスタ203Bのソースドレインの一方と、容量素子204Bの他方の電極と、発光素子205Bのアノードと、に接続されている。
第1ノードN1Gは、トランジスタ201Gのソースドレインの一方と、トランジスタ202Gのゲートと、容量素子204Gの一方の電極と、に接続されている。
第2ノードN2Gは、トランジスタ202Gのソースドレインの一方と、トランジスタ203Gのソースドレインの一方と、容量素子204Gの他方の電極と、発光素子205Gのアノードと、に接続されている。
図3は、図1に示す発光表示装置100の劣化センシングの動作を示すフローチャートである。
図1に示す発光表示装置100の劣化補償は、サブ画素200Wの劣化センシングを行い(S1)、サブ画素200Rの劣化センシングを行い(S2)、サブ画素200Bの劣化センシングを行い(S3)、サブ画素200Gの劣化センシングを行い(S4)、これらを全画素完了まで繰り返すことで行われる。
なお、S1からS4の順序は、互いに入れ替えられてもよい。
次に、センシングした値から補償値を算出し、該補償値を修正し、表示するときにデータ電圧を修正後の補償値によりデータ信号線DataR,DataW,DataB,DataGにそれぞれデータ電圧が出力される。
まず、サブ画素内を初期化し(S21)、サブ画素の発光素子を発光させ(S22)、サブ画素内の第2ノードの電圧を検出することでセンシングTFTのしきい値電圧をセンシングし(S23)、補償値をS23におけるセンシング結果により修正する(S24)。
このようにして、修正されたOLED補償値が得られる。
画像データの表示時には、画像データが入力され(S31)、入力された画像データに対してS24において修正された補償値によりOLEDの補償が行われ(S32)、補償された値によりデータ線電圧が出力される(S33)。
図5は、図4のS21からS23のタイミングチャートである。
図2に示す画素回路は、図5に示すように、初期化期間、発光期間及びセンシング期間で順次駆動される。
ここでは、サブ画素200Wに着目して説明する。
図8は、発光期間におけるサブ画素200W,200R,200B,200G及びセンシングユニット300の動作を示す図である。
図9は、センシング期間におけるサブ画素200W,200R,200B,200G及びセンシングユニット300の動作を示す図である。
第1のセンシングスイッチ301がオンすると、基準電圧供給及びセンシング検出線Refは基準電圧Vrefとなるように構成されている。
第2のセンシングスイッチ302がオンすると、基準電圧供給及びセンシング検出線RefはADC303に接続されるように構成されている。
ADC303は、検出したアナログセンシング電圧をデジタルセンシング値に変換してタイミングコントローラー110に送信する。
初期化期間には、データ信号線DataR,DataG,DataBを例えば0Vとし、データ信号線DataWを例えば6Vとし、スキャン信号線Scanをトランジスタ201R,201W,201B,201G,203R,203W,203B,203Gがオンするように例えば22Vとする。
ここで、データ信号線DataWの6Vは、データ信号線DataWに副画素200Wの駆動TFTをオンさせるための電圧であって、ノーマル駆動で行われた駆動TFTの電気特性の偏差の補償による電圧であり得る。
これにより、トランジスタ202R,202B,202Gはオフした状態で、トランジスタ202Wがオンする。
そして、初期化期間では、第1のセンシングスイッチ301がオンし、第2のセンシングスイッチ302がオフする。
第1ノードN1Wは、データ線DataWの電圧6Vがトランジスタ201Wで電圧降下した電圧であり、例えば5Vに充電される。
発光期間には、スキャン信号線Scanを例えば-6Vとして、201R,201W,201B,201G,203R,203W,203B,203Gをオフする。
第1ノードN1R,N1B,N1Gは0Vであるためトランジスタ202R,202B,202Gはオフする。
ここで、データ信号線DataR,DataB,DataGは0Vの状態で、データ信号線DataWを例えば16Vとする。
第1ノードN1Wの電圧は5Vであるためトランジスタ202Wはオンし、高電位電圧線Vddから第2ノードN2Rに電流が流れる。
これにより、発光素子205Wのアノードの電圧が上昇し、発光素子205Wが発光する。
このとき、発光輝度が低く、発光時間が非常に短いため、視聴者には発光はほとんど認識されない。
そして、発光期間では、第1のセンシングスイッチ301はオン状態を維持し、第2のセンシングスイッチ302はオフ状態を維持する。
トランジスタ202Wのゲートは初期化期間に5Wまで充電されているためトランジスタ202Wはオンし、発光素子205が発光する。
センシング期間には、スキャン信号線Scanの電圧をトランジスタ202Wのゲート電圧(例えば、5V)より低く、発光素子のカソードの電圧(例えば、0V)より高くし、例えば4Vとする。
データ信号線DataR,DataB,DataGは0Vの状態を維持する。
基準電圧供給及びセンシング検出線Refをフローティング状態とすると、第2ノードN2Rから基準電圧供給及びセンシング検出線Refに電流が流れる。
基準電圧供給及びセンシング検出線Refの電圧は、スキャン信号線Scanの電圧4Vからトランジスタ203Wのしきい値電圧を減じた値、すなわちトランジスタ203Wのしきい値電圧が1Vであれば3Vまで上昇する。
そして、センシング期間では、第1のセンシングスイッチ301はオフし、第2のセンシングスイッチ302はオフ状態を維持する。
これにより、基準電圧供給及びセンシング検出線Refはフローティング状態となるが、
トランジスタ203Wがオンしているため、基準電圧供給及びセンシング検出線Refの電圧は、スキャン信号線Scanの電圧4Vからトランジスタ203Wのしきい値電圧を減じた値まで上昇する。
第2のセンシングスイッチ302がオンすると、基準電圧供給及びセンシング検出線RefのラインコンデンサLCaの電圧がセンシング電圧としてADC303にサンプリングされる。
図6(A),(B)において、横軸は時間を表し、縦軸は基準電圧供給及びセンシング検出線Refにおけるセンシング値である検出電圧を表している。
図6(A),(B)の検出電圧を比較すると、図6(A)では図6(B)よりも検出電圧の上昇が急峻である。
また、図6(A),(B)のセンシング期間開始を0とした同時刻、例えば6msでの基準電圧供給及びセンシング検出線Refにおける検出電圧で比較すると、図6(A)では検出電圧は3.4121Vであり、図6(B)では検出電圧は2.4376Vである。
図6(A),(B)に示すように、センシングTFTのしきい値電圧変化ΔVth=0Vのときは、センシングTFTのしきい値電圧変化ΔVth=1Vのときよりも時間変化に対する検出電圧の変化が急峻である。
また、時間変化に対する検出電圧の上昇がほぼ飽和後の所定の時点、例えば6ms、8ms、10msにおける検出電圧の差によりセンシングTFTのしきい値電圧を推定することができる。
時間変化に対する検出電圧の上昇がほぼ飽和した後には、時間変化に対する検出電圧の差は概ね一定の値で推移する。
そのため、発光素子の劣化補償を適切に行うことが可能である。
110 タイミングコントローラー
120 データ線駆動回路
130 ゲート線駆動回路
140 記憶部
200 画素
200R,200W,200G,200B サブ画素
201R,201W,201G,201B,202R,202W,202G,202B,203R,203W,203G,203B トランジスタ
204R,204W,204G,204B 容量素子
205R,205W,205G,205B 発光素子
300 センシングユニット
301 第1のスイッチ
302 第2のスイッチ
303 ADC
Claims (9)
- 各々にスキャンTFT、センシングTFT及び駆動TFTが設けられた複数のサブ画素をそれぞれ有する画素がマトリクス状に配置された発光表示装置の駆動方法であって、前記スキャンTFT及び前記センシングTFTのゲートが共通のスキャン線に接続され、前記スキャンTFTのソースとドレインの一方がデータ信号線に接続され、前記駆動TFTのゲートは前記スキャンTFTのソースとドレインの他方に接続され、前記駆動TFTのソースとドレインの一方が他のサブ画素と共通の高電位電圧線に接続され、前記センシングTFTのソースとドレインの一方が他のサブ画素と共通の基準電圧供給及びセンシング検出線に接続され、前記センシングTFTのソースとドレインの他方が前記駆動TFTのソースとドレインの他方に接続されており、
前記発光表示装置は、画像を表示するノーマル駆動と、劣化をセンシングするセンシング駆動とで駆動され、
当該駆動方法は、
前記基準電圧供給及びセンシング検出線が共通する複数のサブ画素のうち1つのサブ画素の駆動TFTをオンし、他のサブ画素の駆動TFTはオフ状態を維持する第1のステップと、
前記スキャン線の電圧を、オンした前記1つのサブ画素の前記駆動TFTのゲート電圧より低く、且つ発光素子のカソードの電圧より高くする第2のステップと、
前記センシングTFTのしきい値電圧を前記基準電圧供給及びセンシング検出線でセンシングする第3のステップと、を含み、
前記第1のステップ、第2のステップ、及び第3のステップは、前記センシング駆動中にこの順番で実行される、発光表示装置の駆動方法。 - 前記センシングTFTのしきい値電圧を用いて前記発光素子の補償値を算出すること、
前記発光素子の前記補償値により前記発光素子の劣化補償を行うこと、を更に含む請求項1に記載の発光表示装置の駆動方法。 - 請求項2に記載の発光表示装置の駆動方法により前記他のサブ画素の劣化補償を行うことで前記画素の劣化補償を行うこと、
前記画素の劣化補償を順次行うことでマトリクス状に配置された前記画素の劣化補償を順次行うこと、を更に含む発光表示装置の駆動方法。 - ノーマル駆動とセンシング駆動とを含むパネル;および
前記パネル内にそれぞれ異なる色を発光する少なくとも3つのサブ画素を含み、
前記少なくとも3つのサブ画素のそれぞれは、画素回路及び発光素子を含み、
前記画素回路は、スキャンTFT、センシングTFT、および駆動TFTを含み、前記スキャンTFT及び前記センシングTFTのゲートが共通のスキャン線に接続され、前記スキャンTFTのソースとドレインの一方がデータ信号線に接続され、前記駆動TFTのゲートは前記スキャンTFTのソースとドレインの他方に接続され、前記駆動TFTのソースとドレインの一方が他のサブ画素と共通の高電位電圧線に接続され、前記センシングTFTのソースとドレインの一方が他のサブ画素と共通の基準電圧供給及びセンシング検出線に接続され、前記センシングTFTのソースとドレインの他方が前記駆動TFTのソースとドレインの他方に接続されており、
前記センシング駆動において、前記少なくとも3つのサブ画素のうち1つのサブ画素は、他のサブ画素より高いデータ電圧が印加され、前記少なくとも3つのサブ画素のうちの1つのサブ画素の前記駆動TFTがオンにされる一方で、他のサブ画素の前記駆動TFTがオフにされ、
前記センシング駆動のセンシング期間において、前記少なくとも3つのサブ画素のうちの1つのサブ画素の前記センシングTFTのゲート電圧を前記1つのサブ画素の前記駆動TFTのゲート電圧より低く、且つ前記センシングTFTのゲート電圧を前記発光素子のカソード電圧より高くすることにより、前記センシングTFTのしきい値電圧をセンシングする発光表示装置。 - 前記センシング駆動は、パワーオフシークエンス期間に行われる、請求項4に記載の発光表示装置。
- 前記センシング駆動は、初期化期間、発光期間及び前記センシング期間を含む、請求項4に記載の発光表示装置。
- 前記初期化期間には、前記1つのサブ画素の前記駆動TFTがオンするデータ電圧が印加され、前記他のサブ画素には0Vのデータ電圧が印加される、請求項6に記載の発光表示装置。
- 前記発光期間には、前記1つのサブ画素の前記発光素子が発光し、前記他のサブ画素の前記発光素子が発光しない、請求項6に記載の発光表示装置。
- 前記発光期間には、前記基準電圧供給及びセンシング検出線に0Vの電圧が印加される、請求項6に記載の発光表示装置。
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