(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-04
(45)【発行日】2024-09-12
(54)【発明の名称】画素回路の駆動方法、画素回路、及び、表示装置
(51)【国際特許分類】
G09G 3/3233 20160101AFI20240905BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20240905BHJP
G09G 3/20 20060101ALI20240905BHJP
H10K 59/12 20230101ALI20240905BHJP
【FI】
G09G3/3233
G09F9/30 338
G09F9/30 365
G09G3/20 611H
G09G3/20 621A
G09G3/20 622P
G09G3/20 623C
G09G3/20 623D
G09G3/20 641R
G09G3/20 642A
H10K59/12
(21)【出願番号】P 2020172823
(22)【出願日】2020-10-13
【審査請求日】2023-10-12
(73)【特許権者】
【識別番号】523290528
【氏名又は名称】JDI Design and Development 合同会社
(74)【代理人】
【識別番号】100189430
【氏名又は名称】吉川 修一
(74)【代理人】
【識別番号】100190805
【氏名又は名称】傍島 正朗
(72)【発明者】
【氏名】山本 哲郎
(72)【発明者】
【氏名】國田 謙二
(72)【発明者】
【氏名】柘植 仁志
(72)【発明者】
【氏名】田中 哲平
【審査官】川俣 郁子
(56)【参考文献】
【文献】特開2015-079107(JP,A)
【文献】特開2010-145579(JP,A)
【文献】国際公開第2015/033496(WO,A1)
【文献】特開2010-145581(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2019/0362670(US,A1)
【文献】中国特許出願公開第103578411(CN,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G09F9/30-9/46
G09G3/00-3/08
3/12-3/16
3/19-3/26
3/30-3/34
3/38
H05B33/00-33/28
44/00
45/60
H10K50/00-99/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
信号線を介して供給された信号電圧に応じた
電源からの電流を供給する駆動トランジスタと、前記信号線と前記駆動トランジスタのゲート電極との間に接続された書き込みトランジスタと、前記電流に応じて発光する発光素子とを備える画素回路の駆動方法であって、
前記発光素子は、前記駆動トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方の電極に接続されており、
前記電源は、前記駆動トランジスタの前記ソース電極及び前記ドレイン電極の他方の電極に接続されており、第一電位と前記第一電位よりも低い第二電位であって、前記発光素子を逆バイアスとするための第二電位とを切り替え可能であり、
前記駆動方法は、
前記駆動トランジスタのゲートソース間電圧を前記駆動トランジスタの閾値電圧よりも大きくする閾値補正準備動作の前
であって前記電源が前記第一電位であるときに、前記駆動トランジスタの前記ゲート電極に所定の電圧を供給
し、
前記駆動トランジスタの前記ゲート電極に前記所定の電圧が供給された後、前記第一電位から前記第二電位に切り替える
画素回路の駆動方法。
【請求項2】
前記所定の電圧は、前記閾値補正準備動作の開始時点を含む前記閾値補正準備動作中にわたって供給され続ける
請求項1に記載の画素回路の駆動方法。
【請求項3】
前記所定の電圧は、前記駆動トランジスタの前記閾値電圧よりも大きな電圧であって、前記駆動トランジスタの前記ゲート電極及びソース電極間が順バイアスとなるための参照電圧である
請求項1又は2に記載の画素回路の駆動方法。
【請求項4】
前記所定の電圧は、前記書き込みトランジスタが前記閾値補正準備動作の前にオンすることで、前記信号線から前記駆動トランジスタの前記ゲート電極に供給される
請求項1~3のいずれか1項に記載の画素回路の駆動方法。
【請求項5】
前記所定の電圧は、前記駆動トランジスタの前記ゲート電極と前記所定の電圧を供給するための電源線との間に接続された選択トランジスタが前記閾値補正準備動作の前にオンすることで、前記電源線から前記駆動トランジスタの前記ゲート電極に供給される
請求項1~3のいずれか1項に記載の画素回路の駆動方法。
【請求項6】
前記駆動トランジスタの前記ソース電極及び前記ドレイン電極の他方の電極への前記電流の供給を、前記駆動トランジスタの前記ゲート電極に前記所定の電圧を供給する前に停止
する
請求項1~5のいずれか1項に記載の画素回路の駆動方法。
【請求項7】
前記発光素子は、有機EL素子である
請求項1~
6のいずれか1項に記載の画素回路の駆動方法。
【請求項8】
画素回路であって、
信号線を介して供給された電圧に応じた
電源からの電流を供給する駆動トランジスタと、
前記信号線と前記駆動トランジスタのゲート電極との間に接続された書き込みトランジスタと、
前記駆動トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方の電極に接続された発光素子とを備え、
前記電源は、前記駆動トランジスタの前記ソース電極及び前記ドレイン電極の他方の電極に接続されており、第一電位と前記第一電位よりも低い第二電位であって、前記発光素子を逆バイアスとするための第二電位とを切り替え可能であり、
前記画素回路において、
前記駆動トランジスタのゲートソース間電圧を前記駆動トランジスタの閾値電圧よりも大きくする閾値補正準備動作の前
であって前記電源が前記第一電位であるときに、前記駆動トランジスタの前記ゲート電極に所定の電圧が印加され
、
前記駆動トランジスタの前記ゲート電極に前記所定の電圧が供給された後、前記第一電位から前記第二電位に切り替える
画素回路。
【請求項9】
請求項
8に記載の画素回路と、
前記信号線に信号電圧を供給する水平セレクタと、
前記駆動トランジスタの前記ゲート電極に前記所定の電圧を供給するための制御を行う制御部とを備え、
前記制御部は、前記閾値補正準備動作の前に、前記駆動トランジスタの前記ゲート電極に前記所定の電圧を印加する
表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、有機EL(Electro Luminescence)素子等の発光素子を備える画素回路の駆動方法、画素回路、及び、表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
自発光型表示装置に用いられる電気光学素子として、有機EL素子が知られている。有機EL素子は、有機薄膜に電界をかけると発光する現象を利用した電気光学素子であり、有機EL素子を流れる電流値を制御することで発色の階調を得ている。そのため、有機EL素子を用いる有機EL表示装置は、有機EL素子の電流量を制御するための駆動トランジスタと、駆動トランジスタの制御電圧を保持する保持容量(キャパシタ)とを含む画素回路が画素ごとに設けられている。
【0003】
駆動トランジスタは、当該駆動トランジスタの特性バラツキにより有機EL素子の発光輝度などに影響を与えることがある。駆動トランジスタの特性バラツキは、閾値電圧のバラツキ、移動度のバラツキなどである。そこで、特許文献1には、駆動トランジスタの閾値電圧のバラツキを補正する閾値電圧補正、及び、駆動トランジスタの移動度のバラツキを補正する移動度補正を行う表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上記のような画素回路を備える表示装置において、表示される映像の表示品位が向上することが望まれる。
【0006】
そこで、本開示は、表示品位が向上された画素回路の駆動方法、画素回路、及び、表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一態様に係る画素回路の駆動方法は、信号線を介して供給された信号電圧に応じた電流を供給する駆動トランジスタと、前記信号線と前記駆動トランジスタのゲート電極との間に接続された書き込みトランジスタと、前記電流に応じて発光する発光素子とを備える画素回路の駆動方法であって、前記駆動トランジスタのゲートソース間電圧を前記駆動トランジスタの閾値電圧よりも大きくする閾値補正準備動作の前に、前記駆動トランジスタの前記ゲート電極に所定の電圧を供給する。
【0008】
本開示の一態様に係る画素回路は、信号線を介して供給された電圧に応じた電流を供給する駆動トランジスタと、前記信号線と前記駆動トランジスタのゲート電極との間に接続された書き込みトランジスタと、前記駆動トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方の電極に接続された発光素子とを備え、前記駆動トランジスタのゲートソース間電圧を前記駆動トランジスタの閾値電圧よりも大きくする閾値補正準備動作の前に、前記駆動トランジスタの前記ゲート電極に所定の電圧が印加される。
【0009】
本開示の一態様に係る表示装置は、上記の画素回路と、前記信号線に前記信号電圧を供給する水平セレクタと、前記駆動トランジスタの前記ゲート電極に前記所定の電圧を供給するための制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記閾値補正準備動作の前に、前記駆動トランジスタの前記ゲート電極に前記所定の電圧を印加する。
【発明の効果】
【0010】
本開示の一態様に係る画素回路の駆動方法等によれば、映像の表示品位を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】
図1は、従来技術の有機EL表示装置の概略構成を示す図である。
【
図2】
図2は、従来技術の画素回路を示す回路図である。
【
図3】
図3は、有機EL素子のI-V特性の経時変化を示す図である。
【
図4】
図4は、従来技術の有機EL表示装置の回路動作を説明するためのタイミングチャートである。
【
図5】
図5は、従来技術の有機EL表示装置の回路動作を説明するための第1図である。
【
図6】
図6は、従来技術の有機EL表示装置の回路動作を説明するための第2図である。
【
図7】
図7は、従来技術の有機EL表示装置の回路動作を説明するための第3図である。
【
図8】
図8は、従来技術の有機EL表示装置の回路動作を説明するための第4図である。
【
図9】
図9は、従来技術の有機EL表示装置の駆動トランジスタのソース電位の変化を示す図である。
【
図10】
図10は、従来技術の有機EL表示装置の回路動作を説明するための第5図である。
【
図11】
図11は、従来技術の有機EL表示装置の回路動作を説明するための第6図である。
【
図12】
図12は、従来技術の有機EL表示装置の駆動トランジスタのソース電位と移動度との関係を示す図である。
【
図13】
図13は、従来技術の有機EL表示装置の回路動作を説明するための第7図である。
【
図14】
図14は、従来技術の有機EL表示装置における白表示及び黒表示を行った場合の、駆動トランジスタのゲート電位及びソース電位の変化を示す図である。
【
図15】
図15は、従来技術の有機EL表示装置におけるアノード電位及びカソード電位の変化を模式的に示す図である。
【
図16】
図16は、従来技術の有機EL表示装置の表示が白表示から黒表示へ変化する場合に発生する表示ムラを説明するための図である。
【
図17】
図17は、実施の形態に係る有機EL表示装置の回路動作を説明するためのタイミングチャートである。
【
図18】
図18は、実施の形態の変形例1に係る有機EL表示装置の概略構成を示す図である。
【
図19】
図19は、実施の形態の変形例1に係る有機EL表示装置の回路動作を説明するためのタイミングチャートである。
【
図20】
図20は、実施の形態の変形例2に係る有機EL表示装置の概略構成を示す図である。
【
図21】
図21は、実施の形態の変形例2に係る有機EL表示装置の回路動作を説明するためのタイミングチャートである。
【
図22】
図22は、比較例に係る有機EL表示装置の回路動作を説明するためのタイミングチャートである。
【
図23】
図23は、実施の形態の変形例3に係る有機EL表示装置の概略構成を示す図である。
【
図24】
図24は、実施の形態の変形例3に係る有機EL表示装置の回路動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
(本開示の基礎となった知見)
本開示に係る実施の形態及び各変形例の説明に先立ち、本開示の基礎となった知見について説明する。
【0013】
まずは、従来技術の有機EL表示装置の概略構成について、
図1を参照しながら説明する。
図1は、従来技術の有機EL表示装置1の概略構成を示す図である。
【0014】
図1に示すように、本開示の前提となる有機EL表示装置1は、有機EL素子を含む複数の画素回路20が行列状に2次元配置されて構成される画素アレイ30と、水平セレクタ40と、電源スキャナ50と、ライトスキャナ60とを備える。水平セレクタ40、電源スキャナ50、及び、ライトスキャナ60は、画素アレイ30の周辺に配置される駆動回路部(駆動部)である。
【0015】
有機EL表示装置1がカラー表示対応の場合、カラー画像を形成する単位となる1つの画素(単位画素/ピクセル)は、複数のサブ画素回路を含んで構成され、このサブ画素回路の各々が
図1の画素回路20に相当することになる。より具体的には、カラー表示対応の有機EL表示装置1では、1つの画素は、例えば、青色(Blue:B)光を発する第一のサブ画素回路、赤色(Red;R)光を発する第二のサブ画素回路、及び、緑色(Green;G)光を発する第三のサブ画素回路の3つのサブ画素回路を含んで構成される。
【0016】
ただし、1つの画素としては、RGBの3原色のサブ画素回路の組み合わせに限定されず、3原色のサブ画素回路に更に1色又は複数色のサブ画素回路を加えて1つの画素を構成することも可能である。例えば、輝度向上のために白色(White;W)光を発光するサブ画素回路を加えて、1つの画素を構成したり、色再現範囲を拡大するために補色光を発する少なくとも1つのサブ画素回路を加えて1つの画素を構成したりすることも可能である。
【0017】
また、画素アレイ30には、m行n列の画素の配列に対して、行方向(画素行の画素回路20の配列方向)に沿って電源線51と走査線61とが画素行ごとに配線されている。また、画素アレイ30には、m行n列の画素の配列に対して、列方向(画素列の画素回路20の配列方向)に沿って信号線41が画素列毎に配線されている。
【0018】
複数の信号線41は、水平セレクタ40の対応する画素列の出力端にそれぞれ接続されている。複数の電源線51は、電源スキャナ50の対応する画素行の出力端にそれぞれ接続されている。複数の走査線61は、ライトスキャナ60の対応する画素行の出力端にそれぞれ接続されている。
【0019】
水平セレクタ40(信号線駆動回路)は、信号供給源(図示せず)から供給される輝度情報に応じた映像信号の信号電圧Vsig(以下、信号電圧とも記載する)と基準電位Vofsとを選択的に出力する。ここで、基準電位Vofsは、映像信号の信号電圧Vsigの基準となる電圧(例えば、映像信号の黒レベルに相当する電圧)であり、後述する閾値補正動作の際に用いられる。
【0020】
水平セレクタ40から出力される信号電圧Vsig及び基準電位Vofsは、信号線41を介して画素アレイ30の各画素回路20に対して、ライトスキャナ60による走査によって選択された画素行の単位で書き込まれる。すなわち、水平セレクタ40は、信号電圧Vsigを行(ライン)単位で書き込む線順次書き込みの駆動形態を採っている。
【0021】
なお、水平セレクタ40は、少なくとも信号電圧Vsigを出力可能であればよい。
【0022】
電源スキャナ50(電源供給走査回路)は、クロックパルスckに同期してスタートパルスspを順にシフトするシフトレジスタ回路等によって構成されている。この電源スキャナ50は、ライトスキャナ60による線順次走査に同期して、第一電位Vccと当該第一電位Vccよりも低い第二電位Vssとを切り替えて電源線51に供給する。後述するように、第一電位Vcc及び第二電位Vssの切り替え(電源電位の切り替え)によって、画素回路20の発光及び非発光(消光)の制御が行なわれてもよい。
【0023】
ライトスキャナ60(書き込み走査回路)は、クロックパルスckに同期してスタートパルスspを順にシフト(転送)するシフトレジスタ回路等によって構成されている。このライトスキャナ60は、画素アレイ30の各画素回路20への映像信号の信号電圧の書き込みに際して、走査線61に対して書き込み走査信号(書き込み電圧であり、以降においてオン信号とも記載する)を順次供給することによって画素アレイ30の各画素回路20を行単位で順番に走査(線順次走査)する。
【0024】
次に、上記のような有機EL表示装置1が備える画素回路20について、
図2を参照しながら説明する。
図2は、従来技術の画素回路20を示す回路図である。
【0025】
図2に示すように、画素回路20は、映像信号に対応する輝度で有機EL素子ELを発光させる回路であり、有機EL素子ELと、保持容量C1と、書き込みトランジスタT1と、駆動トランジスタT2とを有する。また、画素回路20は、さらに、保持容量C1に参照電圧を印加するための薄膜トランジスタである参照トランジスタ、有機EL素子ELの第一電極の電位を初期化するための薄膜トランジスタである初期化トランジスタなどを有していてもよい。
【0026】
有機EL素子ELは、第一電極及び第二電極を有する発光素子である。
図2に示す例では、第一電極及び第二電極は、それぞれ有機EL素子ELのアノード(アノード電極)及びカソード(カソード電極)である。有機EL素子ELの第二電極は、カソード電源線に接続される。カソード電源線には、カソード電位Vcatが供給される。有機EL素子ELは、発光素子の一例である。カソード電源線は、全画素回路20に対して共通に配線されている。
【0027】
保持容量C1は、電圧(例えば、信号電圧Vsig又は基準電位Vofs)を保持するための素子であり、駆動トランジスタT2のゲート電極gとソース電極sとの間に接続される。
【0028】
書き込みトランジスタT1は、保持容量C1に映像信号に対応する電圧を印加するための薄膜トランジスタである。書き込みトランジスタT1のドレイン電極及びソース電極の一方に信号線41が接続され、他方に保持容量C1及び駆動トランジスタT2のゲート電極gが接続される。書き込みトランジスタT1のゲート電極には、走査線61が接続される。書き込みトランジスタT1は、例えば、オン信号に従ってオン状態となり、映像信号に対応する電圧を保持容量C1に保持させる。
【0029】
駆動トランジスタT2は、有機EL素子ELの第一電極(アノード)と接続され、保持容量C1に保持された電圧に応じた電流を有機EL素子ELに供給するNチャネル型の薄膜トランジスタである。駆動トランジスタT2のソース電極sが有機EL素子ELの第一電極に接続され、ドレイン電極dが電源線51に接続される。電源線51には、電源スキャナ50から第一電位Vcc又は第二電位Vssが選択的に供給される。
【0030】
書き込みトランジスタT1及び駆動トランジスタT2として、例えば、Nチャネル型のTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)を用いることができるが、書き込みトランジスタT1及び駆動トランジスタT2の導電型の組み合わせはこれに限定されない。
【0031】
また、有機EL素子ELの第一電極の電位及び電源線51から供給される電位の関係によっては、駆動トランジスタT2におけるソース電極s及びドレイン電極dの位置関係は
図2に示す関係から変化し得る。
【0032】
上記構成の画素回路20において、書き込みトランジスタT1は、ライトスキャナ60から走査線61を通してゲート電極に印加されるオン信号に応じて導通状態(オン状態)となる。これにより、書き込みトランジスタT1は、信号線41を通して水平セレクタ40から供給される、信号電圧Vsig又は基準電位Vofsをサンプリングして画素回路20内に書き込む。書き込みトランジスタT1によって書き込まれた信号電圧Vsig又は基準電位Vofsは、駆動トランジスタT2のゲート電極gに印加されるとともに保持容量C1に保持される。
【0033】
駆動トランジスタT2は、電源線51からの電源電位が第一電位Vccにあるときには、
図2に示すように、電源線51側がドレイン電極d、有機EL素子EL側がソース電極sとなって飽和領域で動作する。これにより、駆動トランジスタT2は、電源線51から電流の供給を受けて有機EL素子ELを電流駆動にて発光駆動する。より具体的には、駆動トランジスタT2は、飽和領域で動作することにより、保持容量C1に保持された信号電圧Vsigの電圧値に応じた電流値の駆動電流を有機EL素子ELに供給し、当該有機EL素子ELを電流駆動することによって発光させる。
【0034】
駆動トランジスタT2は、さらに、電源線51からの電源電位が第一電位Vccから第二電位Vssに切り替わったときには、電源線51側がソース電極s、有機EL素子EL側がドレイン電極dとなってスイッチングトランジスタとして動作する。これにより、駆動トランジスタT2は、有機EL素子ELへの駆動電流の供給を停止し、有機EL素子ELを非発光状態にする。すなわち、駆動トランジスタT2は、有機EL素子ELの発光及び非発光を制御するトランジスタとしての機能を有する。
【0035】
この駆動トランジスタT2のスイッチング動作により、有機EL素子ELが非発光状態となる期間(以降において、非発光期間とも記載する)を設けることで、有機EL素子ELの発光期間と非発光期間との割合(デューティ)を制御することができる。このデューティ制御により、1フレーム期間に亘って画素回路20が発光することに伴う残像ボケを低減することができるため、特に、動画の品位をより優れたものとすることができる。
【0036】
電源スキャナ50から電源線51を通して選択的に供給される第一電位Vcc及び第二電位Vssのうち、第一電位Vccは、有機EL素子ELを発光駆動する駆動電流を駆動トランジスタT2に供給するための電源電位である。また、第二電位Vssは、有機EL素子ELに対して負バイアス(逆バイアス)をかけるための電源電位である。つまり、第二電位Vssは、発光素子を逆バイアスとするための電圧である。この第二電位Vssは、基準電位Vofsよりも低い電位、例えば、駆動トランジスタT2の閾値電圧をVthとするときVofs-Vthよりも低い電位に設定される。
【0037】
ここで、有機EL素子ELのI-V特性(電流-電圧特性)の経時変化について、
図3を参照しながら説明する。
図3は、有機EL素子ELのI-V特性の経時変化を示す図である。
【0038】
図3に示すように、有機EL素子ELは、経時変化により実線で示されるI-V特性から点線で示されるI-V特性へと変化する。駆動トランジスタT2の閾値電圧をVth、移動度をμ、実効チャネル幅(実効ゲート幅)をW、実効チャネル長(実効ゲート長)をL、単位ゲート容量をC、ゲートソース間の電圧をVgsとすると、ドレインソース間電流Idsは、
Ids=1/2×μ×W/L×C(Vgs-Vth)
2 (式1)
で示される。なお、駆動トランジスタT2のドレインソース間電流Idsは、有機EL素子ELの駆動電流にほぼ相当する。以下では、便宜上、ドレインソース間電流Idsが有機EL素子ELの駆動電流に相当する例について説明する。また、駆動電流を駆動電流Idsとも記載する。
【0039】
このとき、
図2に示す画素回路20では、駆動トランジスタT2が一定の駆動電流Idsを流そうとしても、
図3に示すグラフから分かるように有機EL素子ELの印加電圧Vが大きくなるため、有機EL素子ELの第一電極(アノード)の電位(つまり、駆動トランジスタT2のソース電位Vs)が上昇する。このとき駆動トランジスタT2のゲートはフローティング状態であるため、ほぼ一定のゲートソース間電圧Vgsが維持されるように、ソース電位Vsと共にゲート電位Vgも上昇し、駆動電流Idsはほぼ一定に保たれる。このことが有機EL素子ELの発光輝度を変化させないように作用する。
【0040】
しかしながら、画素回路20ごとに駆動トランジスタT2の閾値電圧Vth及び移動度μは異なっているため、式1に応じて、電流値にバラツキが生じ、発光輝度も画素回路20ごとに変化してしまう。そのため、駆動トランジスタT2を有する画素回路20においては、閾値電圧Vth及び移動度μのバラツキを抑えるため、それらの補正動作を行うことが求められる。補正動作については、後述する。
【0041】
次に、上記の有機EL表示装置1の基本的な回路動作について、
図4~
図16を参照しながら説明する。
図4は、従来技術の有機EL表示装置1の回路動作を説明するためのタイミングチャートである。
図4は、書き込みトランジスタT1のゲート電極の電位(走査線61の電位であり、高電位(ON)又は低電位(OFF))、電源線51の電位(Vcc又はVss)、信号線41の電位(Vsig又はVofs)、駆動トランジスタT2のゲート電極gの電位(
図4中のT2ゲート)、及び、駆動トランジスタT2のソース電極sの電位(
図4中のT2ソース)のそれぞれの変化を示している。
【0042】
(前表示フレームの発光期間)
図4に示すタイミングチャートにおいて、時刻t1以前は、前の表示フレームにおける有機EL素子ELの発光期間である。この前表示フレームの発光期間では、電源線51の電位が第一電位Vcc(以下、「高電位Vcc」とも記載する)であり、また、書き込みトランジスタT1が非導通状態(オフ状態)である。
【0043】
このとき、駆動トランジスタT2は、飽和領域で動作するように設定されている。これにより、
図5に示すように、駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧Vgsに応じた駆動電流Ids(ドレインソース間電流)が、電源線51から駆動トランジスタT2を通して有機EL素子ELに供給される。従って、有機EL素子ELが駆動電流Idsの電流値に応じた輝度で発光する。なお、
図5は、従来技術の有機EL表示装置1の回路動作を説明するための第1図である。また、このとき有機EL素子ELに流れる駆動電流Idsは、駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧Vgsに応じて、式1により算出される値をとる。
【0044】
(非発光期間)
時刻t1になると、線順次走査の新しい表示フレーム(現表示フレーム)に入る。そして、
図6に示すように、電源線51の電位が高電位Vccから第二電位Vss(以下、「低電位Vss」とも記載する)に切り替わる。低電位Vssは、信号線41の基準電位Vofsに対してVofs-Vthよりも十分に低い電位であり、有機EL素子ELを消光させることができる電位である。なお、
図6は、従来技術の有機EL表示装置1の回路動作を説明するための第2図である。
【0045】
ここで、有機EL素子ELの閾値電圧をVthel、カソード電位をVcatとすると、低電位Vssが、
Vss<Vthel+Vcat (式2)
を満たす場合、駆動トランジスタT2のソース電位Vsが低電位Vssにほぼ等しくなるため、有機EL素子ELは逆バイアス状態となって消光する。そして、駆動トランジスタT2の電源線51側がソース電極sとなる。このとき、有機EL素子ELの第一電極(アノード)は、低電位Vssに充電される。
【0046】
(閾値補正準備期間)
次に、時刻t2で走査線61の電位が低電位側から高電位側に遷移する(OFF→ON)ことで、
図7に示すように、書き込みトランジスタT1が導通状態となる。
図7は、従来技術の有機EL表示装置1の回路動作を説明するための第3図である。
【0047】
このとき、水平セレクタ40から信号線41に対して基準電位Vofsが供給された状態にあるため、駆動トランジスタT2のゲート電位Vgが基準電位Vofsになる。また、駆動トランジスタT2のソース電位Vsは、基準電位Vofsよりも十分に低い電位、すなわち、低電位Vssである。
【0048】
このとき、駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧Vgsは、Vofs-Vssとなる。ここで、Vofs-Vssが駆動トランジスタT2の閾値電圧Vthよりも大きくないと、後述する閾値補正動作を行うことができないため、
Vofs-Vss>Vth (式3)
となる電位関係に設定する必要がある。
【0049】
このように、駆動トランジスタT2のゲート電位Vgを基準電位Vofsに固定し、かつ、ソース電位Vsを低電位Vssに固定して初期化する処理が、後述する閾値補正動作を行う前の準備(閾値補正準備)の処理である。従って、基準電位Vofs及び低電位Vssが、駆動トランジスタT2のゲート電位Vg及びソース電位Vsの各初期化電位となる。
【0050】
時刻t3で走査線61の電位が高電位側から低電位側に遷移する(ON→OFF)ことで、閾値補正準備期間が終了する。時刻t2から時刻t3までが閾値補正準備期間である。
【0051】
(閾値補正期間)
次に、時刻t4で、書き込みトランジスタT1が導通している状態で、電源線51の電位が低電位Vssから高電位Vccに切り替わると、
図8に示すように、有機EL素子ELの第一電極が駆動トランジスタT2のソース電極sとなり、駆動トランジスタT2に電流が流れる。これにより、駆動トランジスタT2のゲート電位Vgが基準電位Vofsに保たれた状態で閾値補正動作が開始される。すなわち、ゲート電位Vgから駆動トランジスタT2の閾値電圧Vthを減じた電位(Vofs-Vth)に向けて駆動トランジスタT2のソース電位Vsが上昇を開始する。なお、
図8は、従来技術の有機EL表示装置1の回路動作を説明するための第4図である。
【0052】
ここでは、便宜上、駆動トランジスタT2のゲート電位Vgの基準電位Vofs(初期化電位)を基準とし、当該基準電位Vofsから駆動トランジスタT2の閾値電圧Vthを減じた電位に向けてソース電位Vsを変化させる動作(処理)を閾値補正動作(閾値補正処理)と呼んでいる。この閾値補正動作が進むと、やがて、駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧Vgsが駆動トランジスタT2の閾値電圧Vthに収束する。この閾値電圧Vthに相当する電圧は、保持容量C1に保持される。
【0053】
なお、閾値補正動作を行う期間(
図4中の閾値補正期間)において、電流が保持容量C1側に流れ、有機EL素子EL側には流れないようにするために、有機EL素子ELがカットオフ状態(ハイインピーダンス状態)となるようにカソード電源線のカソード電位Vcatを設定しておくこととする。
【0054】
有機EL素子ELの等価回路は、
図8に示すように、ダイオード及び等価容量Celで表される。そして、駆動トランジスタT2のソース電位をVelとすると、
Vel≦Vcat+Vthel (式4)
の関係が成り立つ限り、駆動トランジスタT2の電流は保持容量C1及び等価容量Celを充電するために使われる。例えば、有機EL素子ELのリーク電流が駆動トランジスタT2に流れる電流よりもかなり小さい限り、駆動トランジスタT2の電流は保持容量C1及び等価容量Celを充電するために使われる。なお、ソース電位Velは、有機EL素子ELの第一電極の電位でもある。
【0055】
ソース電位Velの変化について、
図9を参照しながら説明する。
図9は、従来技術の有機EL表示装置1の駆動トランジスタT2のソース電位Velの変化を示す図である。
図9は、閾値補正動作のときのソース電位Velの変化を模式的に示す図である。
【0056】
図9に示すように、ソース電位Velは、時間とともに上昇する。ソース電位Velは、VssからVofs-Vthに向けて漸次的に上昇する。
【0057】
次に、時刻t5で、走査線61の電位が低電位側に遷移する(ON→OFF)ことで、書き込みトランジスタT1が非導通状態となる。書き込みトランジスタT1は、時刻t4から第一期間経過した時刻t5に非導通状態となる。このとき、駆動トランジスタT2のゲート電極gが信号線41から電気的に切り離されることによってフローティング状態になる。しかし、ゲートソース間電圧Vgsが駆動トランジスタT2の閾値電圧Vthよりも大きいため、
図10に示すように、電流(ドレインソース間電流Ids)が流れ、駆動トランジスタT2のゲート、ソース電位は上昇する。なお、このとき有機EL素子ELには逆バイアスがかかっているため、当該有機EL素子ELが発光することはない。なお、
図10は、従来技術の有機EL表示装置1の回路動作を説明するための第5図である。
【0058】
次に、時刻t6において、信号線41の電位が基準電位Vofsとなっている期間(例えば、基準電位Vofsとなったとき)に書き込みトランジスタT1を導通状態として、再度閾値補正動作を開始する。この動作を繰り返すことで、最終的に駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧Vgsは、閾値電圧Vthという値をとる。このとき、駆動トランジスタT2のソース電位Velは、
Vel=Vofs-Vth≦Vcat+Vthel (式5)
となっている。
【0059】
次に、時刻t7で、走査線61の電位が低電位側に遷移する(ON→OFF)ことで、書き込みトランジスタT1が非導通状態となる。書き込みトランジスタT1は、時刻t6から第二期間経過した時刻t7に非導通状態となる。
【0060】
また、時刻t8から時刻t9までの期間においても、再度閾値補正動作が行われる。時刻t9は、閾値補正動作が終了する時刻であり、書き込みトランジスタT1が非導通状態となる。時刻t4から時刻t5まで、時刻t6から時刻t7まで、及び、時刻t8から時刻t9までが閾値補正期間である。
【0061】
このように、有機EL表示装置1は、閾値補正動作を書き込み動作及び移動度補正動作とともに行う1H期間に加えて、当該1H期間に先行する複数の水平期間に亘って分割して閾値補正動作を複数回実行する、いわゆる、分割閾値補正動作を行ってもよい。
【0062】
この分割閾値補正動作によれば、高精細化に伴う多画素化によって1水平期間として割り当てられる時間が短くなったとしても、閾値補正期間として複数の水平期間に亘って十分な時間を確保することができる。従って、1水平期間として割り当てられる時間が短くなっても、閾値補正期間として十分な時間を確保できるため、閾値補正動作を確実に実行することができる。なお、閾値補正動作を行う回数は、上記に限定されず、例えば、1回だけであってもよい。
【0063】
(書き込み及び移動度補正期間)
次に、時刻t10で、信号線41の電位が基準電位Vofsから映像信号の信号電圧Vsigに切り替わった状態で、走査線61の電位が高電位側に遷移する(OFF→ON)ことで、
図11に示すように、書き込みトランジスタT1が導通状態になって映像信号の信号電圧Vsigがサンプリングされ、画素回路20内に書き込まれる。なお、
図11は、従来技術の有機EL表示装置1の回路動作を説明するための第6図である。また、信号電圧Vsigは、映像信号の階調に応じた電圧である。
【0064】
この書き込みトランジスタT1による信号電圧Vsigの書き込みにより、駆動トランジスタT2のゲート電位Vgが信号電圧Vsigになる。このとき、有機EL素子ELは、カットオフ状態にある。従って、映像信号の信号電圧Vsigに応じて電源線51から駆動トランジスタT2に流れる電流(ドレインソース間電流Ids)は、保持容量C1及び等価容量Celに流れ込む。これにより、保持容量C1及び等価容量Celの充電が開始される。
【0065】
例えば、駆動トランジスタT2のソース電位Vsが有機EL素子ELの閾値電圧Vthelとカソード電位Vcatとの和を越えなければ、駆動トランジスタT2の電流は、保持容量C1及び等価容量Celを充電するのに使われる。
【0066】
有機EL素子ELの等価容量Celが充電されることにより、駆動トランジスタT2のソース電位Vsが時間の経過とともに上昇していく。このとき、駆動トランジスタT2の閾値電圧Vthの画素回路20ごとのバラツキは閾値補正動作により既にキャンセルされており、駆動トランジスタT2のドレインソース間電流Idsは、当該駆動トランジスタT2の移動度μに依存したものとなる(式1参照)。これによって、駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧Vgsは、移動度μを反映して小さくなり一定時間経過後に完全に移動度μを補正するゲートソース間電圧Vgsとなる。なお、駆動トランジスタT2の移動度μは、当該駆動トランジスタT2のチャネルを構成する半導体薄膜の移動度である。
【0067】
図12は、従来技術の有機EL表示装置1の駆動トランジスタT2のソース電位Vsと移動度μとの関係を示す図である。
図12は、移動度μのバラツキによるソース電位の変化を示す図である。
【0068】
図12に示すように、移動度μが相対的に大きい駆動トランジスタT2を有する画素回路20では、駆動トランジスタT2の電流量が大きく、移動度μが相対的に小さい場合に比べて、ソース電位Vsの上昇は早くなる。また、移動度μが相対的に小さい駆動トランジスタT2を有する画素回路20では、駆動トランジスタT2の電流量が小さく、移動度μが相対的に大きい場合に比べて、ソース電位Vsの上昇は遅くなる。
【0069】
例えば、移動度μにバラツキがある2つの画素回路20において、駆動トランジスタT2のゲート電極gに対して、同じレベルの信号電圧Vsigを書き込んだ場合について説明する。この場合、移動度補正を行わないと、移動度μの大きい画素回路20に流れるドレインソース間電流Idsと、移動度μの小さい画素回路20に流れるドレインソース間電流Idsとに、大きな差が生じる。これにより、移動度μの画素回路20ごとのバラツキに起因して、ドレインソース間電流Idsに大きな差が生じると、画像のユニフォーミティ(例えば、明るさの均一性)が損なわれる。
【0070】
そこで、上記のように、移動度補正が行われる。以下で、移動度補正について、さらに説明する。
【0071】
映像信号の信号電圧Vsigに対する保持容量C1の保持電圧の比率、すなわち、書き込みゲインが1(理想値)であると仮定すると、駆動トランジスタT2のソース電位VsがVofs-VthからΔVs上昇することで、駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧VgsはVsig-Vofs+Vth-ΔVsとなる。ΔVsは、ソース電位Vsの上昇した電位を示す。
【0072】
すなわち、駆動トランジスタT2のソース電位Vsの上昇分ΔVsは、保持容量C1に保持された電圧(Vsig-Vofs+Vth)から差し引かれるように、換言すれば、保持容量C1の充電電荷を放電するように作用する。さらに換言すれば、駆動トランジスタT2のソース電位Vsの上昇分ΔVsは、保持容量C1に対して負帰還がかけられたことになる。従って、ソース電位Vsの上昇分ΔVsは、負帰還の帰還量となる。
【0073】
このように、駆動トランジスタT2に流れるドレインソース間電流Idsに応じた帰還量ΔVsでゲートソース間電圧Vgsに負帰還をかけることで、駆動トランジスタT2のドレインソース間電流Idsの移動度μに対する依存性を打ち消すことができる。この打ち消す動作が、駆動トランジスタT2の移動度μの画素回路20ごとのバラツキを補正する移動度補正動作である。
【0074】
より具体的には、移動度μの大きな画素回路20で帰還量ΔVsの補正をかけると、ドレインソース間電流Idsは、第一電流値から第二電流値まで大きく降下する。一方、移動度μの小さな画素回路20の帰還量ΔVsは小さいため、ドレインソース間電流Idsは、第三電流値(<第一電流値)から第四電流値まで降下する。第二電流値と第四電流値とが等しくなるような期間、移動度補正を行うことで、移動度μの画素回路20ごとのバラツキが補正される。負帰還の帰還量ΔVsは、移動度補正動作の補正量とも言える。
【0075】
また、駆動トランジスタT2のゲート電極gに書き込まれる映像信号の信号振幅(Vsig-Vofs)が高いほど、ドレインソース間電流Idsが大きくなるため、負帰還の帰還量ΔVsの絶対値も大きくなる。従って、発光輝度レベルに応じた移動度補正動作が行われる。
【0076】
(発光期間)
次に、時刻t11で、走査線61の電位が低電位側に遷移する(ON→OFF)ことで、書き込みトランジスタT1が非導通状態となり、書き込み動作が終了する。これにより、駆動トランジスタT2のゲート電極gは、信号線41から電気的に切り離されるためにフローティング状態になる。時刻t10から時刻t11までが書き込み及び移動度補正期間である。
【0077】
ここで、駆動トランジスタT2のゲート電極gがフローティング状態にあるときは、駆動トランジスタT2のゲートソース間に保持容量C1が接続されていることにより、駆動トランジスタT2のソース電位Vsの変動に連動してゲート電位Vgも変動する。すなわち、駆動トランジスタT2のソース電位Vs及びゲート電位Vgは、保持容量C1に保持されているゲートソース間電圧Vgsを保持したまま上昇する。そして、駆動トランジスタT2のソース電位Vsは、駆動トランジスタT2のドレインソース間電流Ids(飽和電流)に応じた有機EL素子ELの発光電圧まで上昇する。
【0078】
このように、駆動トランジスタT2のゲート電位Vgがソース電位Vsの変動に連動して変動する動作がブートストラップ動作である。換言すれば、ブートストラップ動作は、保持容量C1に保持されたゲートソース間電圧Vgs、すなわち、保持容量C1の両端間電圧を保持したまま、ゲート電位Vg及びソース電位Vsが変動する動作である。
【0079】
駆動トランジスタT2のゲート電極gがフローティング状態になり、それと同時に、駆動トランジスタT2のドレインソース間電流Idsが有機EL素子ELに流れ始めることにより、
図13に示すように、当該ドレインソース間電流Idsに応じて有機EL素子ELの第一電極(アノード)の電位が電位Vxまで上昇する。そして、有機EL素子ELの第一電極の電位Vx(例えば、
図13中の点Bの電位)がVthel+Vcatを越えると、有機EL素子ELに駆動電流Idsが流れ始めるため有機EL素子ELが発光を開始する。なお、
図13は、従来技術の有機EL表示装置1の回路動作を説明するための第7図である。
【0080】
上記のような画素回路20において、有機EL素子ELは、発光時間が長くなると、つまり経時変化により、I-V特性が変化(劣化)してしまう。そのため、
図13中の点Bの電位も変化する。しかしながら、駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧Vgsは一定値に保たれているので、有機EL素子ELに流れる電流は変化しない。よって、有機EL素子ELのI-V特性が変化しても、一定の駆動電流Idsが常に流れ続け、有機EL素子ELの発光輝度が変化することはない。
【0081】
ここで、画素の表示(例えば、白表示及び黒表示)における駆動トランジスタT2のゲート電位Vg及びソース電位Vsの変化について、
図14を参照しながら説明する。
図14は、従来技術の有機EL表示装置1における白表示及び黒表示を行った場合の、駆動トランジスタT2のゲート電位Vg及びソース電位Vsの変化を示す図である。
図14では、電源線51に供給される電圧を第一電位Vccから低い第二電位Vssへ変化させることで、発光期間から非発光期間への変更を行っている。このとき、上記の通り電源線51が駆動トランジスタT2のソース電極s側となり、有機EL素子ELのアノードは、第二電位Vssに充電される(
図6を参照)。なお、
図14に示す時刻t21~t31は、
図4に示す時刻t1~t11と同様であり説明を省略する。なお、白表示及び黒表示とは、例えば、白表示の領域(例えば、バー表示の領域)とそれ以外の黒表示の領域とが1つの映像に混在して表示されることを意味する。映像は、静止画像であってもよいし、動画像であってもよい。
【0082】
発光期間において白表示を行う画素及び黒表示を行う画素の、電源線51に供給される電位を第一電位Vccから第二電位Vssに変化させたときの有機EL素子ELのアノードの電位(アノード電位)の変化(つまり、駆動トランジスタT2のソース電位Vsの変化)について考察する。
【0083】
発光期間において白表示を行っている場合において、時刻t21において電源線51に供給される電位を第一電位Vccから第二電位Vssに切り替える(発光期間から非発光期間に切り替える)ときの駆動トランジスタT2のゲート電位Vg(
図14に示すT2ゲート(白表示)(実線)を参照)は、発光期間において黒表示を行っている場合に比べて大きい。そのため、第一電位Vccから第二電位Vssに切り替えたときの駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧Vgs(駆動トランジスタT2のゲート電位Vg-第二電位Vss)は、発光期間において黒表示を行っている場合に比べて大きくなる。このとき、有機EL素子ELのアノード電位は、急速に第二電位Vssに充電される。
【0084】
逆に、発光期間において黒表示を行っている場合において、電源線51に供給される電位を第一電位Vccから第二電位Vssに切り替えるときの駆動トランジスタT2のゲート電位Vg(
図14に示すT2ゲート(黒表示)(破線)を参照)は、発光期間において白表示を行っている場合に比べて小さい。そのため、第一電位Vccから第二電位Vssに切り替えたときの駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧Vgs(駆動トランジスタT2のゲート電位Vg-第二電位Vss)は、発光期間において白表示を行っている場合に比べて小さくなる。このとき、有機EL素子ELのアノード電位は、緩やかに第二電位Vssに充電される。つまり、発光期間において黒表示を行っている場合、発光期間において白表示を行っている場合に比べて、有機EL素子ELのアノード電位は、緩やかに変化する。
【0085】
このように、電源線51に供給される電位を第一電位Vccから第二電位Vssに切り替える場合(電源ライン:Vcc→Vss)、白表示のときは有機EL素子ELのアノード電位が急速に変化し、黒表示のときは有機EL素子ELのアノード電位が緩やかに変化する。このアノード電位の変化が有機EL素子ELを介してカソードに入力され、これによりカソードの電位(カソード電位Vcat)が変化する。
図15は、従来技術の有機EL表示装置1におけるアノード電位及びカソード電位Vcatの変化を模式的に示す図である。白表示の場合の電位の変化を実線で示し、黒表示の場合の電位の変化を破線で示す。
【0086】
図15に示すように、カソードは、所定の電位に接地されているので、カソード電位Vcatは一定時間経過後には所定の電位に戻るが、白表示と黒表示とでカソード電位Vcatの揺れ量が異なる。つまり、第一電位Vccから第二電位Vssに切り替えるときの表示が白表示であるか黒表示であるかによって、カソード電位Vcatの揺れ量が変化する。なお、
図15から明らかであるが、アノード電位の変化量が大きいほど、カソード電位Vcatの揺れ量も大きくなる。つまり、白表示と黒表示とでは、白表示の方がカソード電位Vcatの揺れ量が大きくなる。カソード電位Vcatの揺れ量は、例えば、カソード電位Vcatの時刻t21における変化量を意味する。
【0087】
このカソード電位Vcatの揺れ量の違いが有機EL表示装置1の表示品位を低下させる要因となる。カソード電位Vcatの揺れ量の違いと表示品位との関係について、
図16を参照しながら説明する。
図16は、従来技術の有機EL表示装置1の表示が白表示から黒表示へ変化する場合に発生する表示ムラを説明するための図である。
図16は、有機EL表示装置1の表示が白表示から黒表示へ変化する場合を示している。ここでの表示ムラは、ライン方向に沿ったスジ状のムラである。なお、表示が白表示から黒表示へ変化するとは、1つの映像において走査方向(例えば、紙面上に上から下に向かう方向)の途中で白表示から黒表示へ表示が変化することを意味する。
【0088】
図16に示す表示イメージは、有機EL表示装置1が連続して表示する映像のイメージを示しており、N-1ライン(N-1行目の画素行)より上側は白表示を行い、Nライン(N行目の画素行)より下側は黒表示を行う場合、つまり発光期間においてN-1ラインより上側のラインには白表示に応じた信号電圧Vsigが供給され、Nラインより下側のラインには黒表示に応じた信号電圧Vsigが供給される場合の映像のイメージを示す。表示イメージにおけるドットハッチングの密度は、黒表示の濃さの度合いを示しており、ドットハッチングの密度が高いほど黒が濃いことを示す。なお、白表示のラインのそれぞれに入力される信号電圧Vsigは等しく、かつ、黒表示のラインのそれぞれに入力される信号電圧Vsigは等しいとする。
【0089】
また、
図16に示すタイミングイメージは、各ラインにおける電源ライン(電源線)の電圧の変化を示す。
図16では、時刻taにおいて、N-1ライン目の電源ラインが第一電位Vccから第二電位Vssへ変化する、つまりN-1ライン目が発光期間から非発光期間に移行している。また、
図16では、時刻tbにおいて、Nライン目の電源ラインが第一電位Vccから第二電位Vssへ変化する、つまりNライン目が発光期間から非発光期間に移行している。なお、非発光期間におけるVth補正は、閾値補正動作が行われることを示しており、u補正は移動度補正が行われることを示す。なお、
図16では、紙面上の上から下に向かって走査されている例を示しているが、これに限定されない。
【0090】
図16に示すように、時刻taは、N-1ライン目の電源ラインが第一電位Vccから第二電位Vssへ変化するタイミング、つまり白表示を行っているラインが消光するタイミングを示す。時刻taでは、N-9ライン目が閾値補正動作の終了付近となっている。また、時刻tbは、Nライン目の電源ラインが第一電位Vccから第二電位Vssへ変化するタイミング、つまり黒表示を行っているラインが消光するタイミングを示す。時刻tbでは、N-8ライン目が閾値補正動作の終了付近となっている。
【0091】
ここで、上記より、時刻taにおけるカソード電位Vcatの揺れ量及び時刻tbにおけるカソード電位Vcatの揺れ量は異なり、具体的には、時刻tbにおけるカソード電位Vcatの揺れ量の方が小さくなる。つまり、Nライン目が発光期間から非発光期間に移行するときのカソード電位Vcatの揺れ量は、N-1ライン目が発光期間から非発光期間に移行するときのカソード電位Vcatの揺れ量より小さくなる。
【0092】
このカソード電位Vcatの揺れが当該ラインの有機EL素子ELを介して、他のラインの有機EL素子ELに入力される。カソード電位Vcatの揺れは、例えば、閾値補正動作が終了付近である有機EL素子ELのアノードにも入力される。例えば、Nライン目のカソード電位Vcatの揺れがN-8ライン目の有機EL素子ELのアノードにも入力される。カソードでは、カソード電位Vcatが小さくなる方向に揺れるため、例えば、Nライン目のカソード電位Vcatの揺れによりN-8ライン目の有機EL素子ELのアノード電位も小さくなる方向に揺れる。換言すると、N-8ライン目を含む他のラインでは、アノード電位の揺れによって駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧Vgsが大きくなる。この他のラインのゲートソース間電圧Vgsの変化量が、当該ラインが白表示であるか黒表示であるかに応じて異なる。
【0093】
例えば、時刻taにおいてN-1ライン目が発光期間から非発光期間に移行するときのN-9ライン目のゲートソース間電圧Vgsの変化量は、時刻tbにおいてNライン目が発光期間から非発光期間に移行するときのN-8ライン目のゲートソース間電圧Vgsの変化量より大きくなる。このゲートソース間電圧Vgsの変化量の差に起因して、N-8ライン目等に表示が少し暗くなるようなスジ状の表示ムラが発生する。
【0094】
表示イメージでは、N-8ライン目、N-7ライン目、N-6ライン目と徐々にスジの濃さが薄くなっているが、これはN-7ライン目及びN-6ライン目が時刻tbにおいて閾値補正動作の途中であり、閾値補正動作の途中にNライン目(黒表示のライン)によるカソード電位Vcatの揺れが入力されていることに起因する。つまり、N-7ライン目及びN-6ライン目は、N-8ライン目より閾値補正動作の残りの期間が長いので、時刻tbにおいて駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧Vgsが比較的大きく、アノード電位の揺れに対してもその後の閾値補正動作により駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧Vgsの変化が緩和されるため、N-8ライン目よりもスジの濃さが薄くなる。また、N-6ライン目は、残りの閾値補正動作の期間がN-7ライン目より長いので、N-7ライン目よりもスジの濃さが薄くなる。また、閾値補正動作の終了付近であるN-8ライン目では、ゲートソース間電圧Vgsの変化が緩和されにくいので、スジの濃さが濃くなりやすい。なお、時刻tbにおいて、N-9ライン目は、発光期間に移行しているので、Nライン目に起因するカソード電位Vcatの揺れによる影響を受けない。つまり、N-9ライン目では、スジは発生しにくい。
【0095】
上記のように、有機EL素子ELに第二電位Vss(有機EL素子ELに対して負バイアス(逆バイアス)をかけるための電源電位)を入力するときの当該有機EL素子ELの表示(例えば、黒表示又は白表示)の違いによりカソード電位Vcatの揺れ方が異なり、そのカソード電位Vcatの揺れが閾値補正動作中のライン(画素行)に入力されるために、
図16に示すような表示ムラが発生すると考えられる。
【0096】
なお、当該表示ムラは、連続する複数のラインに白を表示するようなバー表示において顕著に発生するが、画像内の小さなウィンドウ枠のみに白を表示するようなウィンドウ表示においても表示ムラの濃さは薄くなるものの同様の問題は発生し得る。
【0097】
そこで、本願発明者らは、このようなカソード電位Vcatの揺れに起因する表示ムラを抑制することができる画素回路の駆動方法等について、鋭意検討を行い、以下に説明する画素回路の駆動方法等を創案した。
【0098】
以下、本開示の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示における一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示における独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【0099】
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【0100】
また、本明細書において、等しい、一定などの要素間の関係性を示す用語、並びに、数値、および、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する表現である。
【0101】
(実施の形態)
[1.有機EL表示装置の動作]
本実施の形態に係る有機EL表示装置の動作について、
図17を参照しながら説明する。なお、本実施の形態に係る有機EL表示装置は、画素回路の駆動方法に特徴があり、画素回路の構成は、従来技術の有機EL表示装置1と同じであってもよい。以下では、本実施の形態に係る有機EL表示装置の構成は、有機EL表示装置1と同様であるものとして有機EL表示装置1の符号を用いて説明する。
【0102】
例えば、本実施の形態に係る有機EL表示装置1は、画素回路20と、信号線41に信号電圧Vsigを供給する水平セレクタ40と、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsを供給するための制御を行う制御部とを備える。本実施の形態では、制御部は、水平セレクタ40及びライトスキャナ60により実現される。
【0103】
また、例えば、画素回路20は、信号線41を介して供給された信号電圧Vsigに応じた電流を供給する駆動トランジスタT2と、信号線41と駆動トランジスタT2のゲート電極gとの間に接続された書き込みトランジスタT1と、電流に応じて発光する有機EL素子ELとを備える。
【0104】
なお、有機EL表示装置1は、表示装置の一例である。また、以下では、表示の違いにおけるソース電位Vsの変化量ΔVsの違いを抑制する、及び、当該変化量ΔVs自体を小さくすることが可能な画素回路20の動作について説明する。
【0105】
図17は、本実施の形態に係る有機EL表示装置1の回路動作を説明するためのタイミングチャートである。書き込みトランジスタT1のゲート電極の電位(走査線61の電位であり、高電位(ON)又は低電位(OFF))、電源線51の電位(第一電位Vcc又は第二電位Vss)、信号線41の電位(信号電圧Vsig又は基準電位Vofs)、並びに、白表示及び黒表示のときの駆動トランジスタT2のゲート電極gの電位(
図17中のT2ゲート)、及び、駆動トランジスタT2のソース電極sの電位(
図17中のT2ソース)のそれぞれの変化を示している。また、白表示のときのゲート電極gの電位及びソース電極sの電位を実線で示し、黒表示のときのゲート電極gの電位及びソース電極sの電位を破線で示している。本実施の形態では、第一電位Vcc及び第二電位Vssは、それぞれ、10V~20V程度及び-5V~0V程度であり、基準電位Vofsは、0Vである。
【0106】
なお、
図17に示す時刻t43~t51の回路動作は、
図14に示す時刻t23~t31の回路動作と同じであり説明を省略する。
【0107】
図17に示すように、本実施の形態に係る有機EL表示装置1は、時刻t42において電源線51の電位が第一電位Vccから第二電位Vssに変化する前の時刻t41において書き込みトランジスタT1をオンする。つまり、有機EL表示装置1は、非発光期間において、電源線51の電位が第一電位Vccから第二電位Vssに変化する前に、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsを供給する。有機EL表示装置1は、駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧Vgsを駆動トランジスタT2の閾値電圧よりも大きくする閾値補正準備動作の前に、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsを供給するとも言える。基準電位Vofsは、駆動トランジスタT2の閾値電圧Vthよりも大きな電圧(参照電圧)であり、所定の電圧の一例である。基準電位Vofsは、例えば、駆動トランジスタT2のゲート電極g及びソース電極s間が順バイアスとなるための電圧であってもよい。本実施の形態では、基準電位Vofsは、書き込みトランジスタT1が閾値補正準備動作の前にオンすることで、信号線41から駆動トランジスタT2のゲート電極gに供給される。
【0108】
また、有機EL表示装置1は、表示に応じた信号電圧Vsig(表示する映像に応じた電圧)ではなく基準電位Vofs(固定の電位)が駆動トランジスタT2のゲート電極gに供給されているときに、電源線51の電位が第一電位Vccから第二電位Vssに変化させる。基準電位Vofsは、例えば、閾値補正準備動作の開始時点を含む閾値補正準備動作中にわたって供給され続けるとも言える。時刻t41~t42の間に駆動トランジスタT2のゲート電極gに供給される基準電位Vofsは、ゲート電位Vgをリセットするためのリセット電位であるとも言える。
【0109】
これにより、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsを入力した状態で電源線51の電位が第一電位Vccから第二電位Vssに変化する。つまり、有機EL表示装置1は、白表示か黒表示かに関わらず、電源線51の電位が第一電位Vccから第二電位Vssに変化させるときの駆動トランジスタT2のゲート電位Vgを同じ電位(基準電位Vofs)とすることができる。例えば、電源線51の電位が第二電位Vssに変化した後の駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧Vgsは、基準電位Vofs-第二電位Vssであり、白表示か黒表示かに関わらず、一定の値となる。例えば、時刻t42において、白表示のときの駆動トランジスタT2のゲート電位Vg(T2ゲート(白表示))と、黒表示のときの駆動トランジスタT2のゲート電位Vg(T2ゲート(黒表示))とは、例えば、同程度の電位(例えば、基準電位Vofs)となる。よって、表示の違い(白表示か黒表示かの違い)によるカソード電位Vcatの揺れ量の差を低減することができるので、表示の違いによる他のラインのアノード電位の揺れ量の差を低減することができる。
【0110】
また、さらに時刻t41~t42の期間、つまり駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsを供給し、かつ、電源線51に第一電位Vccが供給されている期間、駆動トランジスタT2のゲート電位Vgの変化に応じて駆動トランジスタT2のソース電位Vs(有機EL素子ELのアノード電位)が変化する。時刻t41~t42の期間において、ゲート電位Vgが低下する場合、ソース電位Vsも低下する。
【0111】
例えば、駆動トランジスタT2のゲート電位Vgが信号電圧Vsigである状態で電源線51の電位が第一電位Vccから第二電位Vssに変化した場合(従来技術の場合)、白表示のときのソース電位Vsの変化量は、ΔVs1となる。一方、本実施の形態では、時刻t41~t42の間でソース電位Vsが低下するので、電源線51の電位が第一電位Vccから第二出にVssに変化した場合、白表示のときのソース電位Vsの変化量は、ΔVs2(<ΔVs1)となる。また、黒表示のときのソース電位Vsの変化量も同様に、ΔVs4(<ΔVs3)となる。
【0112】
これにより、時刻t42において、電源線51に第二電位Vssが印加されたときのソース電位Vsの変化量ΔVsを低減することができる。その結果、ソース電位Vsの電圧変動が容量性カップリングによりカソード電位Vcatに与える影響度合い(カップリング量)を低減することができる。つまり、カソード電位Vcatの揺れ量を低減することができる。
【0113】
よって、有機EL表示装置1は、画素回路20の構成を変更することなく、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsを供給するタイミングを、電源線51が第二電位Vssに変更するタイミングより前にするだけで、他のライン(他の画素行)の各補正への影響を小さくすることができるので、スジなどの表示ムラが低減された映像を表示することが可能となる。
【0114】
上記の
図17では、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsが印加されている状態で、電源線51の電位が第一電位Vccから第二電位Vssに変化する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、
図17に示す時刻t41に書き込みトランジスタT1をオンして駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsを供給した後、時刻t42までに書き込みトランジスタT1をオフしてもよい。つまり、時刻t42において、駆動トランジスタT2のゲート電極gには基準電位Vofsが供給されていなくてもよい。なお、有機EL素子ELのアノードを第二電位Vssにより確実に充電する観点から、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsが印加されている状態で、電源線51の電位が第一電位Vccから第二電位Vssに変更するとよい。例えば、基準電位Vofsは、閾値補正準備動作の開始後にわたって駆動トランジスタT2のゲート電極gに供給されるとよい。
【0115】
[2.効果など]
以上のように、本実施の形態に係る画素回路20の駆動方法は、信号線41を介して供給された信号電圧Vsigに応じた電流を供給する駆動トランジスタT2と、信号線41と駆動トランジスタT2のゲート電極gとの間に接続された書き込みトランジスタとT1、電流に応じて発光する有機EL素子EL(発光素子の一例)とを備える画素回路の駆動方法である。当該駆動方法は、駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧Vgsを駆動トランジスタT2の閾値電圧Vthよりも大きくする閾値補正準備動作の前に、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofs(所定の電圧の一例)を供給する。
【0116】
これにより、閾値補正準備動作の前に、駆動トランジスタT2のゲート電位Vgを表示態様に関わらず一定の値(例えば、基準電位Vofs)とすることができる。例えば、電源線51の電位が第一電位Vccから第二電位Vssに変更になることで閾値準備動作が開始されるときの、表示態様の違いによる駆動トランジスタT2のソース電位Vsの変化量ΔVsの差を小さくすることができる。つまり、ソース電位Vsの変化量ΔVsの差により生じるスジ状の表示ムラ(例えば、
図16の表示イメージを参照)を低減することができる。よって、有機EL表示装置1の表示品位が向上する。
【0117】
また、所定の電圧は、閾値補正準備動作の開始時点を含む閾値補正準備動作中にわたって供給され続ける。
【0118】
これにより、有機EL素子ELのアノードが第二電位Vssに充電できなくなることを抑制することができる。例えば、
図17に示す時刻t41に書き込みトランジスタT1をオンしてから時刻t42までの間に当該書き込みトランジスタT1をオフした後で、つまり駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsが供給され続けていない状態で、電源線51の電位が第一電位Vccから第二電位Vssに変化した場合、有機EL素子ELのアノード電位の変化に伴って駆動トランジスタT2のゲート電位Vgが基準電位Vofsから変化してしまう。
【0119】
そして、駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧Vgs(駆動トランジスタT2のゲート電位Vg-第二電位Vss)は徐々に小さな値となるので、有機EL素子ELのアノードを第二電位Vssに充電できなくなる恐れがある。一方、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsが印加されている状態で、電源線51の電位が第一電位Vccから第二電位Vssに変化した場合、有機EL素子ELのアノード電位が変化しても駆動トランジスタT2のゲート電位Vgは基準電位Vofs変化しにくい。つまり、駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧Vgs(駆動トランジスタT2のゲート電位Vg-第二電位Vss)は徐々に小さくなりにくいので、有機EL素子ELのアノードを第二電位Vssに充電できる確実性が向上する。
【0120】
また、所定の電圧は、駆動トランジスタT2の閾値電圧Vthよりも大きな電圧であって、駆動トランジスタT2のゲート電極g及びソース電極s間が順バイアスとなるための参照電圧である。
【0121】
これにより、もともと閾値補正準備動作及び閾値補正動作において駆動トランジスタT2のゲート電極gに印加される基準電位Vofsの印加タイミングを変更するだけで、基準電位Vofsを供給するための電源等を追加することなく、表示ムラを低減することができる画素回路20を実現することができる。
【0122】
また、所定の電圧は、書き込みトランジスタT1が閾値補正準備動作の前にオンすることで、信号線41から駆動トランジスタT2のゲート電極gに供給される。
【0123】
これにより、駆動トランジスタT2のゲート電極gに供給する基準電位Vofsのための構成を追加することなく、信号線41を利用してゲート電極gにリセット電位を印加することができる。つまり、画素回路20を簡素化することができる。例えば、有機EL表示装置1における画素回路20の形成工程を簡素化することが可能となり、より短時間で、より安価な有機EL表示装置1を実現することができる。
【0124】
また、発光素子は、有機EL素子ELである。
【0125】
これにより、有機EL素子ELを備える有機EL表示装置1において、表示ムラを低減することができる。
【0126】
また、本実施の形態に係る画素回路20は、信号線41を介して供給された電圧に応じた電流を供給する駆動トランジスタT2と、信号線41と駆動トランジスタT2のゲート電極gとの間に接続された書き込みトランジスタT1と、駆動トランジスタT2のソース電極s及びドレイン電極dの一方の電極に接続された有機EL素子ELとを備える。そして、駆動トランジスタT2のゲートソース間電圧Vgsを駆動トランジスタT2の閾値電圧Vthよりも大きくする閾値補正準備動作の前に、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsが印加される。また、本実施の形態に係る有機EL表示装置1は、上記の画素回路20と、信号線41に信号電圧Vsigを供給する水平セレクタ40と、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsを供給するための制御を行う水平セレクタ40及びライトスキャナ60(制御部の一例)とを備える。そして、水平セレクタ40及びライトスキャナ60は、閾値補正準備動作の前に、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsを印加する。
【0127】
これにより、上記の画素回路20の駆動方法と同様の効果を奏する。
【0128】
(実施の形態の変形例1)
本変形例に係る有機EL表示装置1aの概略構成について、
図18を参照しながら説明する。
図18は、本変形例に係る有機EL表示装置1aの概略構成を示す図である。
図18では、画素アレイ30aにおいて、複数の画素回路20aのうち1つの画素回路20aの回路構成を示す回路図を図示している。本変形例に係る有機EL表示装置1aは、信号電圧Vsigと基準電位Vofsとを互いに異なるトランジスタを介して駆動トランジスタT2に供給可能な構成を有する点において、実施の形態に係る有機EL表示装置1と相違する。以降において、本変形例に係る画素回路20a及び有機EL表示装置1aについて、実施の形態に係る画素回路20及び有機EL表示装置1との相違点を中心に説明する。また、実施の形態に係る画素回路20及び有機EL表示装置1と同一又は類似の構成については、画素回路20及び有機EL表示装置1と同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
【0129】
図18に示すように、本変形例に係る有機EL表示装置1aは、実施の形態に係る有機EL表示装置1に加えて基準スキャナ70を備え、かつ、画素アレイ30及び水平セレクタ40に替えて画素アレイ30a及び水平セレクタ40aを有する。水平セレクタ40a、電源スキャナ50、ライトスキャナ60、及び、基準スキャナ70は、画素アレイ30aの周辺に配置される駆動回路部(駆動部)である。
【0130】
画素アレイ30aには、m行n列の画素の配列に対して、行方向(画素行の画素回路20aの配列方向)に沿って電源線51と走査線61と制御線71とが画素行ごとに配線されている。また、画素アレイ30aには、m行n列の画素の配列に対して、列方向(画素列の画素回路20aの配列方向)に沿って信号線41が画素列毎に配線されている。
【0131】
水平セレクタ40aから出力される信号電圧Vsigは、信号線41を介して画素アレイ30aの各画素回路20aに対して、ライトスキャナ60による走査によって選択された画素行の単位で書き込まれる。すなわち、水平セレクタ40aは、信号電圧Vsigを行(ライン)単位で書き込む線順次書き込みの駆動形態を採っている。なお、本変形例では、水平セレクタ40aから基準電位Vofsは出力されない。
【0132】
基準スキャナ70は、クロックパルスckに同期してスタートパルスspを順にシフト(転送)するシフトレジスタ回路等によって構成されている。基準スキャナ70は、画素アレイ30aの各画素回路20aへ発光期間から非発光期間への切り替えに際して、制御線71に対して制御信号を順次供給することによって画素アレイ30aの各画素回路20aを行単位で順番に走査(線順次走査)する。制御信号は、
図18に示すスイッチングトランジスタT3(SWトランジスタT3)の導通及び非導通を切り替えるための電圧である。複数の制御線71は、基準スキャナ70の対応する画素行の出力端にそれぞれ接続されている。
【0133】
画素回路20aは、実施の形態に係る画素回路20に加えてSWトランジスタT3を有する。SWトランジスタT3は、基準電位Vofsが供給されている電源線72と駆動トランジスタT2のゲート電極gとの間に接続されており、基準電位Vofsをゲート電極gに印加するか否かを、基準スキャナ70からの制御信号に応じて切り替える。電源線72は、例えば、基準電位Vofsを出力可能な電源に接続されている。SWトランジスタT3は、選択トランジスタの一例である。
【0134】
このように、本変形例に係る画素回路20aは、信号線41からは信号電圧Vsigのみが供給され、新たに駆動トランジスタT2のゲート電極gに接続したSWトランジスタT3を介して基準電位Vofsを当該ゲート電極gに供給する構成を有する。
【0135】
なお、書き込みトランジスタT1とSWトランジスタT3とは、一方のみがオンする。つまり、書き込みトランジスタT1とSWトランジスタT3とは、同時にオンしない。
【0136】
続いて、上記のように構成された有機EL表示装置1aの動作について、
図19を参照しながら説明する。
図19は、本変形例に係る有機EL表示装置1aの回路動作を説明するためのタイミングチャートである。
【0137】
図19に示すように、時刻t61において、基準スキャナ70からの制御信号によりSWトランジスタT3がオンする。これにより、電源線72を介して基準電位Vofsが駆動トランジスタT2のゲート電極gに供給され、駆動トランジスタT2がオフすることで、非発光期間に移行する。なお、時刻t61の時点で、電源線51には第一電位Vccが供給されている。なお、本変形例に係る基準電位Vofsは、駆動トランジスタT2がオフする程度の電位であれば特に限定されない。
【0138】
次に、時刻t62において、電源線51の電位が第一電位Vccから第二電位Vssに変化する。これにより、閾値補正準備動作が開始される。なお、時刻t61~t62において、SWトランジスタT3はオンしたままであるが、これに限定されない。
【0139】
次に、時刻t63において、電源線51の電位が第二電位Vssから第一電位Vccに変化する。これにより、閾値補正動作が開始される。
【0140】
次に、時刻t64において、基準スキャナ70からの制御信号によりSWトランジスタT3がオフする。これにより、閾値補正動作が終了する。
【0141】
次に、時刻t65において、ライトスキャナ60からの制御信号により書き込みトランジスタT1がオンする。これにより、駆動トランジスタT2のゲート電極gに信号電圧Vsigが供給され、当該信号電圧Vsigが画素回路20a内に書き込まれ、かつ、移動度補正が行われる。
【0142】
次に、時刻t66において、ライトスキャナ60からの制御信号により書き込みトランジスタT1がオフすることで、発光期間が開始される。つまり、有機EL素子ELが発光を開始する。
【0143】
上記のように、本変形例に係る有機EL表示装置1aにおいても、実施の形態に係る有機EL表示装置1と同様、電源線51の電位が第一電位Vccから第二電位Vssに変化する前に、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsを印加する。基準電位Vofsは、駆動トランジスタT2のゲート電極gと当該基準電位Vofsを供給するための電源線72との間に接続されたSWトランジスタT3が閾値補正準備動作の前にオンすることで電源線72から駆動トランジスタT2のゲート電極gに供給されるとも言える。また、有機EL表示装置1aは、例えば、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsが印加された状態で、電源線51の電位を第一電位Vccから第二電位Vssに変化するとよい。
【0144】
以上のように、本変形例に係る画素回路20aの駆動方法において、基準電位Vofs(所定の電圧の一例)は、駆動トランジスタT2のゲート電極gと基準電位Vofsを供給するための電源線72との間に接続されたSWトランジスタT3(選択トランジスタの一例)が閾値補正準備動作の前にオンすることで、電源線72から駆動トランジスタT2のゲート電極gに供給される。
【0145】
これにより、画素回路20aがSWトランジスタT3を有する構成であっても、閾値補正準備動作の前に、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsを供給することができるので、表示される映像の表示品位を向上させることができる。
【0146】
(実施の形態の変形例2)
本変形例に係る有機EL表示装置1bの概略構成について、
図20を参照しながら説明する。
図20は、本変形例に係る有機EL表示装置1bの概略構成を示す図である。
図20では、画素アレイ30bにおいて、複数の画素回路20bのうち1つの画素回路20bの回路構成を示す回路図を図示している。本変形例に係る有機EL表示装置1bは、電源線51を電源スキャナ50により走査するのではなく、INIスキャナ80(初期化スキャナ)及びENスキャナ90を用いて、電源線81をINIスキャナ80により走査し、かつ、制御線91をENスキャナ90により走査する点において、実施の形態の変形例1に係る有機EL表示装置1aと相違する。以降において、本変形例に係る画素回路20b及び有機EL表示装置1bについて、実施の形態の変形例1に係る画素回路20a及び有機EL表示装置1aとの相違点を中心に説明する。また、実施の形態の変形例1に係る画素回路20a及び有機EL表示装置1aと同一又は類似の構成については、画素回路20a及び有機EL表示装置1aと同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
【0147】
図20に示すように、本変形例に係る有機EL表示装置1bは、実施の形態の変形例に係る有機EL表示装置1aに加えてINIスキャナ80及びENスキャナ90を備え、かつ、画素アレイ30aに替えて画素アレイ30bを有する。水平セレクタ40a、ライトスキャナ60、及び、基準スキャナ70、INIスキャナ80及びENスキャナ90は、画素アレイ30bの周辺に配置される駆動回路部(駆動部)である。
【0148】
画素アレイ30bには、m行n列の画素の配列に対して、行方向(画素行の画素回路20bの配列方向)に沿って走査線61と制御線71及び91と、電源線81とが画素行ごとに配線されている。また、画素アレイ30bには、m行n列の画素の配列に対して、列方向(画素列の画素回路20bの配列方向)に沿って信号線41が画素列毎に配線されている。
【0149】
INIスキャナ80は、クロックパルスckに同期してスタートパルスspを順にシフト(転送)するシフトレジスタ回路等によって構成されている。INIスキャナ80は、画素アレイ30bの各画素回路20bへ第二電位Vssを行単位で順番に走査(線順次走査)する。INIスキャナ80は、出力段に設けられたスイッチングトランジスタT5(SWトランジスタT5)の導通及び非導通を切り替えるための電圧(制御信号)を出力する。SWトランジスタT5のドレイン電極は第二電位Vssが供給される電源線に接続されている。当該電源線は、例えば、第二電位Vssを供給可能な電源に接続されている。SWトランジスタT5のソース電極は、電源線81を介して駆動トランジスタT2のドレイン電極d(
図20に示す電極位置の場合)に接続されている。なお、SWトランジスタT5は、画素回路20b内に設けられていてもよい。また、複数の電源線81は、INIスキャナ80の対応する画素行の出力端にそれぞれ接続されている。
【0150】
ENスキャナ90は、クロックパルスckに同期してスタートパルスspを順にシフト(転送)するシフトレジスタ回路等によって構成されている。ENスキャナ90は、画素アレイ30bの各画素回路20bへ第一電位Vccを行単位で順番に走査(線順次走査)する。ENスキャナ90は、画素回路20bに設けられたスイッチングトランジスタT4(SWトランジスタT4)の導通及び非導通を切り替えるための電圧(制御信号)を出力する。SWトランジスタT4のソース電極は第一電位Vccが供給される電源線92に接続されている。当該電源線92は、例えば、第一電位Vccを供給可能な電源に接続されている。SWトランジスタT4のドレイン電極は、駆動トランジスタT2のドレイン電極d(
図20に示す電極位置の場合)に接続されている。複数の制御線91は、ENスキャナ90の対応する画素行の出力端にそれぞれ接続されている。
【0151】
画素回路20bは、実施の形態の変形例1に係る画素回路20aに加えてSWトランジスタT4を有する。SWトランジスタT4は、第一電位Vccを供給するための電源線92と駆動トランジスタT2のドレイン電極dとの間に接続されており、第一電位Vccをドレイン電極dに供給するか否かを、ENスキャナ90からの制御信号に応じて切り替える。SWトランジスタT4は、例えば、Pチャネル型の薄膜トランジスタであるが、これに限定されない。
【0152】
なお、SWトランジスタT4及びT5は、例えば、選択的にオンされる。つまり、SWトランジスタT4及びT5は、例えば、同時にオンしない。
【0153】
このように、本変形例に係る画素回路20bは、SWトランジスタT4及びT5のオン及びオフを切り替えることで、駆動トランジスタT2のドレイン電極dのドレイン電圧を変化させる。これにより、画素回路20bにおいて、電源線51を第一電位Vccに固定することができる。
【0154】
続いて、上記のように構成された有機EL表示装置1bの動作について、
図21を参照しながら説明する。
図21は、本変形例に係る有機EL表示装置1bの回路動作を説明するためのタイミングチャートである。なお、時刻t75~t77は、実施の形態の変形例1の
図19に示す時刻t64~t66と同様であり説明を省略する。
【0155】
図21に示すように、時刻t71において、ENスキャナ90からの制御信号によりSWトランジスタT4がオフする。これにより、駆動トランジスタT2のドレイン電極dへの第一電位Vccの供給が停止されるので、有機EL素子ELは消光する。つまり、有機EL表示装置1bは、SWトランジスタT4をオフすることで、発光期間から非発光期間へ移行する。
【0156】
次に、時刻t72において、基準スキャナ70からの制御信号によりSWトランジスタT3がオンする。これにより、電源線72を介して基準電位Vofsが駆動トランジスタT2のゲート電極gに供給され、駆動トランジスタT2がオフする。なお、時刻t72の時点で、SWトランジスタT5はオフである。つまり、時刻t72の時点で、第二電位Vssは駆動トランジスタT2のドレイン電極dに供給されていない。
【0157】
次に、時刻t73において、INIスキャナ80からの制御信号によりSWトランジスタT5がオンする。これにより、閾値補正準備動作が開始される。時刻t73は、
図19に示す時刻t62に相当する。なお、時刻t73において、例えば、SWトランジスタT3はオンしたままであるが、これに限定されない。
【0158】
次に、時刻t74において、INIスキャナ80からの制御信号によりSWトランジスタT5がオフし、かつ、ENスキャナ90からの制御信号によりSWトランジスタT4がオンする。これにより、閾値補正動作が開始される。
【0159】
上記のように、画素回路20bでは、駆動トランジスタT2のソース電極s及びドレイン電極dの他方の電極(例えば、ドレイン電極d)への電流の供給をゲート電極gに基準電位Vofsを供給する前に停止し、かつ、駆動トランジスタT2の他方の電極への有機EL素子ELを逆バイアスとするための電圧の供給を、ゲート電極gに基準電位Vofsを供給した後に開始するとも言える。
【0160】
なお、時刻t71~t72までは、SWトランジスタT4及びT5のそれぞれがオフであるので、SWトランジスタT4を介した有機EL素子ELまでの電流経路、及び、SWトランジスタT5を介した有機EL素子ELまでの電流経路は遮断されている。このように、画素回路20bがSWトランジスタT4を有していることで、発光期間後から閾値補正準備期間までの期間の一部において、電流経路を遮断することができるので、当該期間に電流が流れることによる表示品位への影響を低減し得る。これにより、さらに表示品位の向上が期待できる。また、電源線92の電位を第一電位Vccに固定することが可能となる。
【0161】
次に、比較例に係る有機EL表示装置の動作について、
図22を参照しながら説明する。
図22は、比較例に係る有機EL表示装置の回路動作を説明するためのタイミングチャートである。なお、比較例に係る有機EL表示装置の構成は、本変形例に係る有機EL表示装置1bと同じであるとする。なお、時刻t81、t84~t87は、本変形例の
図21に示す時刻t71、t74~t77と同様であり、説明を省略する。
【0162】
図22に示すように、時刻t82において、INIスキャナ80からの制御信号によりSWトランジスタT5がオンする。これにより、駆動トランジスタT2のドレイン電極dに第二電位Vssが供給される。つまり、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsが供給される前に、駆動トランジスタT2のドレイン電極dに第二電位Vssが供給される。
【0163】
次に、時刻t83において、基準スキャナ70からの制御信号によりSWトランジスタT3がオンする。これにより、電源線72を介して基準電位Vofsが駆動トランジスタT2のゲート電極gに供給され、閾値補正準備動作が開始される。時刻t83の時点で、SWトランジスタT5はオンである。つまり、時刻t83の時点の前から時刻t83の時点の後にわたって、駆動トランジスタT2のドレイン電極dに第二電位Vssが供給されている。
【0164】
次に、時刻t84において、ENスキャナ90からの制御信号によりSWトランジスタT4がオンし、かつ、INIスキャナ80からの制御信号によりSWトランジスタT5がオフする。これにより、閾値補正動作が開始される。
【0165】
ここで、本変形例に係る有機EL表示装置1bの動作と、比較例に係る有機EL表示装置の動作とにおける、ソース電位Vs及びカソード電位Vcatの変化量について説明する。
【0166】
図21に示すように、本変形例に係る有機EL表示装置1bでは、時刻t72において、SWトランジスタT3がオンすることで、駆動トランジスタT2のゲート電位Vgが時刻t72の時点からさらに低下するとともに、駆動トランジスタT2のソース電位Vsも時刻t72の時点からさらに低下する。時刻t73において、SWトランジスタT5がオンしたときの駆動トランジスタT2のソース電位Vsの変化量は、時刻t73の時点でのソース電位Vsと第二電位Vssとの差分(
図21に示す変化量ΔVs5)となる。言い換えると、時刻t73において、SWトランジスタT5がオンしたときの駆動トランジスタT2のソース電位Vsの変化量は、時刻t72の時点のソース電位Vsと第二電位Vssとの差分より小さくなる。
【0167】
一方、
図22に示すように、比較例に係る有機EL表示装置では、時刻t82において、SWトランジスタT5がオンしたときの駆動トランジスタT2のソース電位Vsの変化量は、時刻t82の時点でのソース電位Vsと第二電位Vssとの差分(
図22に示す変化量ΔVs6)となる。比較例に係る有機EL表示装置では、
図21に示す時刻t72~t73に相当する期間がないので、本変形例に係る有機EL表示装置1bに比べて、駆動トランジスタT2のソース電位Vsの低下度合が小さい。
【0168】
このように、本変形例に係る有機EL表示装置1bにおけるソース電位Vsの変化量ΔVs5は、比較例に係る有機EL表示装置におけるソース電位Vsの変化量ΔVs6より小さくなる。これにより、本変形例に係る有機EL表示装置1bにおけるカソード電位Vcatの変化量ΔVcat1は、比較例に係る有機EL表示装置におけるカソード電位Vcatの変化量ΔVcat2より小さくなる。つまり、本変形例に係る有機EL表示装置1bは、比較例に係る有機EL表示装置に比べてカソード電位Vcatの揺れ量が小さくなる。よって、本変形例に係る有機EL表示装置1bは、比較例に係る有機EL表示装置に比べてカソード電位Vcatの揺れによる表示品位の低下を抑制することができる。なお、上記実施の形態及び他の変形例に係る有機EL表示装置おいても同様のことが言える。
【0169】
以上のように、本変形例に係る画素回路20bの駆動方法において、有機EL素子ELは、駆動トランジスタT2のソース電極s及びドレイン電極dの一方の電極に接続されている。そして、駆動トランジスタT2のソース電極s及びドレイン電極dの他方の電極への電流の供給を、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofs(所定の電圧の一例)を供給する前に停止し、駆動トランジスタT2の他方の電極への有機EL素子ELを逆バイアスとするための電圧(例えば、第二電位Vss)の供給を、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsを供給した後に開始する。
【0170】
これにより、画素回路20bは、SWトランジスタT3~T5を有する構成であっても、閾値補正準備動作の前に、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsを供給することができるので、表示される映像の表示品位を向上することができる。また、駆動トランジスタT2への電流経路を閾値補正準備動作の前に一時的に遮断することができるので、さらに映像の表示品位が向上することが期待される。
【0171】
(実施の形態の変形例3)
本変形例に係る有機EL表示装置1cの概略構成について、
図23を参照しながら説明する。
図23は、本変形例に係る有機EL表示装置1cの概略構成を示す図である。
図23では、画素アレイ30cにおいて、複数の画素回路20cのうち1つの画素回路20cの回路構成を示す回路図を図示している。本変形例に係る有機EL表示装置1cは、第二電位Vssが駆動トランジスタT2のソース電極sに直接供給される点において、実施の形態の変形例2に係る有機EL表示装置1bと相違する。以降において、本変形例に係る画素回路20c及び有機EL表示装置1cについて、実施の形態の変形例2に係る画素回路20b及び有機EL表示装置1bとの相違点を中心に説明する。また、実施の形態の変形例2に係る画素回路20b及び有機EL表示装置1bと同一又は類似の構成については、画素回路20b及び有機EL表示装置1bと同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
【0172】
図23に示すように、有機EL表示装置1cは、有機EL表示装置1bに比べて、ENスキャナ90及び制御線91を備えていない。また、有機EL表示装置1cは、有機EL表示装置1bの画素アレイ30bに替えて画素アレイ30cを有する。また、有機EL表示装置1cは、INIスキャナ80aの電源線81aが駆動トランジスタT2のソース電極sに接続されている。水平セレクタ40a、ライトスキャナ60、及び、基準スキャナ70及びINIスキャナ80aは、画素アレイ30cの周辺に配置される駆動回路部(駆動部)である。
【0173】
画素アレイ30cには、m行n列の画素の配列に対して、行方向(画素行の画素回路20cの配列方向)に沿って走査線61と制御線71と、電源線81aとが画素行ごとに配線されている。また、画素アレイ30cには、m行n列の画素の配列に対して、列方向(画素列の画素回路20cの配列方向)に沿って信号線41が画素列毎に配線されている。
【0174】
画素回路20cは、実施の形態の変形例2に係る画素回路20bと比較してSWトランジスタT4を有していない。つまり、駆動トランジスタT2のドレイン電極dは、トランジスタを介さずに、電源線92と接続されている。電源線92には、第一電位Vccが供給されている。
【0175】
INIスキャナ80aは、クロックパルスckに同期してスタートパルスspを順にシフト(転送)するシフトレジスタ回路等によって構成されている。INIスキャナ80aは、画素アレイ30cの各画素回路20cの駆動トランジスタT2のソース電極sへ第二電位Vssを行単位で順番に走査(線順次走査)する。INIスキャナ80aは、出力段に設けられたSWトランジスタT5の導通及び非導通を切り替えるための電圧(制御信号)を出力する。SWトランジスタT5のドレイン電極は、第二電位Vssが供給される電源線に接続されている。当該電源線は、例えば、第二電位Vssを供給可能な電源に接続されている。SWトランジスタT5のソース電極は、電源線81aを介して駆動トランジスタT2のドレイン電極d(
図23に示す電極位置の場合)に接続されている。なお、SWトランジスタT5は、画素回路20c内に設けられていてもよい。
【0176】
このように、本変形例に係る画素回路20cは、SWトランジスタT5のオン及びオフを切り替えることで、駆動トランジスタT2のソース電位Vsを直接変化させる構成を有する。
【0177】
続いて、上記のように構成された有機EL表示装置1cの動作について、
図24を参照しながら説明する。
図24は、本変形例に係る有機EL表示装置1cの回路動作を説明するためのタイミングチャートである。なお、時刻t94~t96は、実施の形態の変形例2の
図21に示す時刻t75~t77と同様であり説明を省略する。
【0178】
図24に示すように、時刻t91において、基準スキャナ70からの制御信号によりSWトランジスタT3がオンする。これにより、電源線72を介して基準電位Vofsが駆動トランジスタT2のゲート電極gに印加され、駆動トランジスタT2がオフすることで、非発光期間に移行する。なお、時刻t91の時点で、SWトランジスタT5は、オフである。つまり、駆動トランジスタT2のソース電極sに第二電位Vssは印加されていない。
【0179】
次に、時刻t92において、INIスキャナ80aからの制御信号によりSWトランジスタT5がオンする。これにより、閾値補正準備動作が開始される。なお、時刻t92において、例えば、SWトランジスタT3はオンしたままであるが、これに限定されない。
【0180】
次に、時刻t93において、INIスキャナ80aからの制御信号によりSWトランジスタT5がオフする。これにより、閾値補正動作が開始される。
【0181】
上記のように有機EL表示装置1cは、駆動トランジスタT2のソース電極sに第二電位Vssを印加する前に、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsを印加する、つまりSWトランジスタT5がオンする前にSWトランジスタT3がオンする。有機EL表示装置1cは、基準電位Vofsが駆動トランジスタT2のゲート電極gに供給された後に、有機EL素子ELのアノード電極に当該有機EL素子ELを逆バイアスとするための電圧(例えば、第二電位Vss)を供給する。これにより、上記実施の形態及び各変形例と同様に、表示ムラを低減することが可能である。
【0182】
以上のように、本変形例に係る画素回路20cの駆動方法において、有機EL素子ELは、駆動トランジスタT2のソース電極s及びドレイン電極dの一方の電極に接続されている。基準電位Vofs(所定の電圧の一例)が駆動トランジスタT2のゲート電極gに供給された後に、有機EL素子ELのアノード電極に当該有機EL素子ELを逆バイアスとするための電圧(例えば、第二電位Vss)を供給する。
【0183】
これにより、画素回路20cは、SWトランジスタT3及びT4を有する構成であっても、閾値補正準備動作の前に、駆動トランジスタT2のゲート電極gに基準電位Vofsを供給することができるので、表示される映像の表示品位を向上することができる。
【0184】
(その他の実施の形態)
以上、本開示に係る画素回路の駆動方法等について、実施の形態及び変形例(以降において、実施の形態等とも記載する)に基づいて説明してきたが、本開示に係る画素回路の駆動方法等は、上記実施の形態等に限定されるものではない。実施の形態等における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、実施の形態等に対して本開示の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本開示に係る画素回路の駆動方法等が実装された各種機器、又は、本開示に係る画素回路若しくは有機EL表示装置が内蔵された各種機器も本開示に含まれる。
【0185】
例えば、上記実施の形態等では、有機EL表示装置1が有する発光素子は、有機EL素子ELである例について説明したが、これに限定されない。発光素子は、他の自発光型の発光素子であってもよい。発光素子は、例えば、QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode:量子ドット発光ダイオード)を用いた発光素子であってもよい。
【0186】
また、上記実施の形態等では、駆動トランジスタT2のゲート電極gに供給される所定の電圧が基準電位Vofsである例について説明したが所定の電位は基準電位Vofsに限定されない。表示及び画素位置に関わらず、一定の電位が駆動トランジスタT2のゲート電極gに印加されていれば、所定の電圧は、基準電位Vofs以外の電位であってもよい。また、所定の電位は、例えば、各フレームに共通の電位であってもよい。
【0187】
また、本開示の包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD-ROMなどの記録媒体で実現されてもよい。また、本発明の包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0188】
本開示は、例えば、有機EL素子を用いた画素回路に有用である。
【符号の説明】
【0189】
1、1a、1b、1c 有機EL表示装置(表示装置)
20、20a、20b、20c 画素回路
30、30a、30b、30c 画素アレイ
40、40a 水平セレクタ
41 信号線
50 電源スキャナ
51、72、81、81a、92 電源線
60 ライトスキャナ
61 走査線
70 基準スキャナ
71、91 制御線
80、80a INIスキャナ
90 ENスキャナ
C1 保持容量
Cel 等価容量
d ドレイン電極
EL 有機EL素子
g ゲート電極
Ids ドレインソース間電流
s ソース電極
T1 書き込みトランジスタ
T2 駆動トランジスタ
T3 スイッチングトランジスタ(選択トランジスタ)
T4、T5 スイッチングトランジスタ
Vcat カソード電位
Vcc 第一電位
Vel、Vs ソース電位
Vg ゲート電位
Vgs ゲートソース間電圧
Vofs 基準電位
Vsig 信号電圧
Vss 第二電位
Vth、Vthel 閾値電圧
μ 移動度