JP5092227B2 - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Description
Ton=(Vth/Vr)・Th+(Vcc−Vs)/Vr・Th ・・・(式1)
但しVthは駆動トランジスタT12の閾値電圧、Vrは電圧Vcsの振幅、Vccは電源電圧、Vsは映像信号電位、Thは一水平期間の周期を表す。駆動トランジスタT12がオンしている時間Tonは、発光素子ELが発光する期間であり、つまり発光素子ELは、例えば1水平期間(1H)内において、ノードNAに与えられる映像信号電圧Vsに応じた時間だけ発光することになる。このように発光素子ELが映像信号電圧Vsに応じた時間だけ発光することで階調制御される。
Ton=((Vth±ΔVth)/Vr)・Th+(Vcc−Vs)/Vr・Th
・・・(式2)
となり、駆動トランジスタT12のオン時間Tonが変動してしまう。
ところが、MOSトランジスタの閾値電圧変動ΔVthは±10mV程度であることから、ランプ信号振幅Vrを十分大きく、例えば1V程度にすることで、閾値電圧変動ΔVthを、その1%程度に抑え込むことが可能であり、実用上問題無い。つまりオン時間Tonが閾値電圧変動ΔVthによって大きく影響を受けるものとはならない。
また、オン時間Tonにより階調制御しているので、ランプ信号振幅Vrを大きく設定すれば、各画素での駆動トランジスタT12の特性バラツキ起因による階調ズレや面内ザラツキを抑制できる。さらに、ランプ信号の周期が一水平周期と高速であるので、フリッカも無い。
図11(a)は有機ELの電流−電圧特性(I−V曲線)を示し、図11(b)は電流−輝度特性(I−L曲線)を示している。まず図11(a)のI−V曲線であるが、初期の特性は実線のようになるが、経時劣化により破線のようになる。すると、初期には電圧Voで電流Ioであったものが、経時劣化でΔIだけ電流が低下する。すなわち、ある定電圧Voで駆動した場合には、ΔIだけ電流が劣化する。
次に図11(b)のI−L曲線を見ると、初期の特性は実線のようになるが、経時劣化により破線のようになる。すると、定電流駆動している場合には、初期の<A>点から<B>点までの経時劣化で収まるが、定電圧駆動の場合には図11(a)に見られたようにΔIだけ電流が劣化するので、I−L劣化は<C>点まで進み、劣化度合いが大きい。このことから、有機EL表示装置の長寿命化のためには定電流駆動が望ましいものとなるが、図9で示した従来回路では定電流駆動は不可能である。
電流源トランジスタT2は、飽和領域で動作するように設定されており、定電流Ioを供給する。バイアス電位Vbは電流Ioが、駆動する発光素子ELで必要とされる電流値Ielとなるように設定される。例えば、輝度200nitを得るのに5nA必要なら、Io=5nAに設定する。駆動トランジスタT3がバイアス電位Vbによってオンとされる発光期間、定電流Ioが発光素子ELに駆動電流Ielとして流れ、発光素子ELが発光することになる。また駆動トランジスタT3がオフとされる非発光期間、デューティ信号がVccになり、駆動トランジスタT3がカットオフして定電流Ioの供給が絶たれる。これにより、発光素子ELは非発光状態になる。この様に本発明では、電流源トランジスタT2のゲートに印加されるデューティ信号をバイアス電位Vbと固定電位Vccとの間で切換えることにより、発光素子ELの発光期間と非発光期間を制御している。
Ton=(Vth/Vr)・Th+(Vlo−Vs)/Vr・Th・・・(式3)
となる。ただしVthは駆動トランジスタT3の閾値電圧、Vrはランプ振幅、Thはランプ信号周期、Vloは駆動トランジスタT3のソース電圧、Vsは映像信号電圧である。
そしてこの時間Tonは、電圧Vr、即ちランプ信号振幅が十分大きければ、駆動トランジスタT3の閾値電圧Vthの変動には、ほとんど左右されない。つまり、MOSトランジスタの閾値電圧変動ΔVthは±10mV程度であることから、ランプ信号振幅Vrを十分大きく、例えば1V程度にすることで、閾値電圧変動ΔVthを、その1%程度に抑え込むことが可能であり、オン時間Tonが閾値電圧変動ΔVthによって大きく影響を受けるものとはならない。結局、人間が視認する明るさYは、Y=Io・Tonとなり、階調はTonで制御される。そしてこのようにオン時間Tonで階調制御しているので、ランプ信号振幅Vrを大きく設定すれば、各画素での駆動トランジスタT3の特性バラツキ起因による階調ズレや面内ザラツキを抑制できる。さらに、ランプ信号の周期が一水平周期と高速であるので、フリッカも無い。そしてこの画素回路10の場合、発光素子ELは発光期間中、定電流Ioにより駆動されるので、上述した第1の実施の形態と同様、発光素子ELの劣化は定電圧駆動する場合に比べて小さいものとできる。
Claims (7)
- 信号線と走査線とが交差する部分に形成される画素回路がマトリクス状に配置されて成る画素アレイと、各走査線に並行する制御線に接続したデューティ制御回路とを含む表示装置であって、
各画素回路は、発光素子と、第1、第2及び第3のトランジスタと容量とを含み、前記発光素子が前記第1、第2、第3のトランジスタ及び前記容量により発光駆動され、
前記デューティ制御回路は、発光期間に所定のバイアス電位となり非発光期間に固定電位となるデューティ信号を各制御線に出力し、
前記第1のトランジスタのゲートに前記走査線が接続され、
前記第1のトランジスタのソース/ドレインの一方に前記信号線が接続され、他方に前記容量の一端と前記第3のトランジスタのゲートとが接続され、
前記容量の他端には時間的に増減するランプ信号が印加され、
前記第2のトランジスタのゲートは前記制御線を介して前記デューティ制御回路に接続され、
前記第2のトランジスタのソース/ドレインの一方は電源に接続され、他方は前記第3のトランジスタのソース/ドレインの一方に接続されており、
前記第1のトランジスタは、前記走査線から供給される走査パルスに応じて導通し、
前記容量は、前記第1のトランジスタが導通した時前記信号線から供給される映像信号が書き込まれ、
前記第2のトランジスタは、そのゲートが前記制御線を介してバイアス電位に有るとき駆動電流を供給する一方、固定電位にあるときカットオフし、
前記発光素子のアノードは、前記第2のトランジスタのソース/ドレインの他方と前記第3のトランジスタのソース/ドレインの一方とに接続されており、
前記第3のトランジスタは、前記容量に書き込まれた映像信号及び前記容量に印加されたランプ信号に応じて動作し、前記第2のトランジスタから供給された駆動電流を前記発光素子と前記第3のトランジスタとに流して発光を行なうことを特徴とする表示装置。 - 前記第2のトランジスタは、発光期間中ゲートに印加された前記バイアス電位に応じて飽和領域で動作し、定電流源として一定の駆動電流を前記発光素子に供給する請求項1記載の表示装置。
- 前記第3のトランジスタは、前記ランプ信号と前記映像信号によりスイッチング動作し、前記映像信号のレベルに応じた時間だけ前記駆動電流を前記発光素子に流す請求項1記載の表示装置。
- 各画素回路は、赤色、緑色又は青色で発光する発光素子のいずれかを含み、
前記デューティ制御回路は、各色の発光素子に対して異なるレベルの駆動電流を供給するため、各色毎に前記バイアス電位を別個に設定できる請求項1記載の表示装置。 - 前記ランプ信号は、前記第1のトランジスタが導通状態にあるときは所定の基準電位に設定され、前記第1のトランジスタが非導通状態にあるときは、1フレーム周期より十分高速な周期で増減を繰り返す請求項1記載の表示装置。
- 前記第1、第2及び第3のトランジスタは、結晶珪素を素子領域とする電界効果トランジスタである請求項1記載の表示装置。
- 信号線と走査線とが交差する部分に形成される画素回路がマトリクス状に配置されて成る画素アレイと、各走査線に並行する制御線に接続したデューティ制御回路とを含み、
各画素回路は、発光素子と、第1、第2及び第3のトランジスタと容量を含み、前記発光素子が前記第1、第2、第3のトランジスタ及び前記容量により発光駆動され、
前記デューティ制御回路は、発光期間に所定のバイアス電位となり非発光期間に固定電位となるデューティ信号を各制御線に出力し、
前記第1のトランジスタのゲートに前記走査線が接続され、
前記第1のトランジスタのソース/ドレインの一方に前記信号線が接続され、他方に前記容量の一端と前記第3のトランジスタのゲートとが接続され、
前記容量の他端には時間的に増減するランプ信号が印加され、
前記第2のトランジスタのゲートは前記制御線を介して前記デューティ制御回路に接続され、
前記第2のトランジスタのソース/ドレインの一方は電源に接続され、他方は前記第3のトランジスタのソース/ドレインの一方に接続されている表示装置の駆動方法であって、
前記走査線に走査パルスを供給して、前記第1のトランジスタを導通させ、
前記信号線から映像信号を供給し、前記第1のトランジスタが導通した時前記映像信号を前記容量に書き込み、
発光期間中前記第2のトランジスタのゲートをバイアス電位に保持して駆動電流を供給する一方、非発光期間中前記第2のトランジスタのゲートを固定電位に保持してカットオフし、
前記発光素子のアノードは、前記第2のトランジスタのソース/ドレインの他方と前記第3のトランジスタのソース/ドレインの一方とに接続されており、
前記容量に書き込まれた映像信号及び前記容量に印加されたランプ信号に応じて前記第3のトランジスタを動作させ、前記第2のトランジスタから供給された駆動電流を前記発光素子と前記第3のトランジスタとに流して発光を行なうことを特徴とする表示装置の駆動方法。
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