JP2006309104A - アクティブマトリクス駆動型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 消費電力の増大を招くことなく、経時変化や温度変化に起因する輝度変化を抑制することができるアクティブマトリクス駆動型表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 表示パネルを構成する各画素は、有機EL素子42、書込み用トランジスタTR1、閾値補償用トランジスタTR2、駆動用トランジスタTR3、オン/オフ用トランジスタTR4、コンデンサC1に加えて、調整用トランジスタTR5及びコンデンサC2を備えている。1フレーム期間中のリセット期間において、TR2、TR4及びTR5をオンしてから、TR4をオフし、コンデンサC1に有機EL素子42の電圧とTR3の動作閾値電圧とに応じた電圧を保持させた後、TR2及びTR5をオフする。リセット期間終了後、TR1をオンしてノードNAにデータ電圧DATAを書込み、TR3のゲート電圧をデータ電圧と有機EL素子42の電圧と前記動作閾値電圧とに応じた電圧にして、有機EL素子42を駆動する。
【選択図】 図2
【解決手段】 表示パネルを構成する各画素は、有機EL素子42、書込み用トランジスタTR1、閾値補償用トランジスタTR2、駆動用トランジスタTR3、オン/オフ用トランジスタTR4、コンデンサC1に加えて、調整用トランジスタTR5及びコンデンサC2を備えている。1フレーム期間中のリセット期間において、TR2、TR4及びTR5をオンしてから、TR4をオフし、コンデンサC1に有機EL素子42の電圧とTR3の動作閾値電圧とに応じた電圧を保持させた後、TR2及びTR5をオフする。リセット期間終了後、TR1をオンしてノードNAにデータ電圧DATAを書込み、TR3のゲート電圧をデータ電圧と有機EL素子42の電圧と前記動作閾値電圧とに応じた電圧にして、有機EL素子42を駆動する。
【選択図】 図2
Description
本発明は、薄膜トランジスタ(TFT)等のスイッチング素子を用いて有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子等の表示素子を駆動する表示装置に関し、特にアクティブマトリクス駆動型表示装置に関する。
近年、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ(以下、有機ELディスプレイといい、有機ELディスプレイを用いた表示装置を以下、有機EL表示装置という)の開発が進んでおり、例えば携帯電話機に有機ELディスプレイを採用することが検討されている。
有機ELディスプレイの駆動方式としては、走査電極とデータ電極を用いて時分割駆動するパッシブマトリクス駆動型と、各画素の発光を1垂直走査線期間に亘って維持するアクティブマトリクス駆動型とが知られている。
また、アクティブマトリクス駆動型の有機ELディスプレイに適用可能な駆動方式として、電圧プログラム方式と呼ばれる駆動方式が開示されている(例えば、下記特許文献1、特許文献2参照)。詳細は後述するが、この電圧プログラム方式を用いることで、画素の回路構成のひとつであるトランジスタの動作閾値電圧のばらつきによる影響を排除することができる。以下、この技術を図16及び図17を用いて説明する。
図16は、上記電圧プログラム方式で用いられる画素100の回路構成である。画素100は、薄膜トランジスタ(TFT)であるNチャンネルのMOSトランジスタ(絶縁ゲート型の電界効果トランジスタ)TR101、TR102及びTR104と、PチャンネルのMOSトランジスタから成る駆動用トランジスタTR103と、コンデンサC101と、電力の供給を受けて発光する有機EL素子(OLED)42とから構成されている。
トランジスタTR101は、第1電極(例えばソース)が、所定のタイミングにてデータ電圧DATAが印加されるデータ電圧ラインに接続されると共に、第2電極(例えばドレイン)がコンデンサC101の一方の電極に接続されている。また、トランジスタTR101のゲートは、走査電圧SCANが印加される走査電圧ラインに接続されている。トランジスタTR102は、第1電極(例えばソース)がコンデンサC101の他方の電極及び駆動用トランジスタTR103のゲートに共通接続されていると共に、第2電極(例えばドレイン)が駆動用トランジスタTR103のドレインとトランジスタTR104のドレインに共通接続されている。また、トランジスタTR102のゲートは、制御信号CTL2が印加される制御信号ラインに接続されている。
トランジスタTR104において、ソースは有機EL素子42の陽極に接続されており、ゲートは制御信号CTL1が印加される制御信号ラインに接続されている。有機EL素子42の陰極には電源電圧CVが印加されており、また駆動用トランジスタTR103のソースには電源電圧VDDが印加されている。また、コンデンサ101とトランジスタTR101の第2電極との接続点、コンデンサC101と駆動用トランジスタTR103のゲートとの接続点を、夫々ノードNA0、ノードNB0ということにする。
図17の動作手順を示すタイムチャートを用いて、その動作を説明する。図17は、上から夫々データ電圧ライン、走査電圧ライン、制御信号CTL1が印加される制御信号ライン、制御信号CTL2が印加される制御信号ラインの信号電圧を表わしている。
期間T1では走査電圧SCANがハイレベルとなってトランジスタTR101がオン(導通状態)となり、続く期間T2では制御信号CTL2がハイレベルとなってトランジスタTR102がオンする。期間T2ではデータ電圧ラインにデータ電圧(輝度信号)を表わさない一定電圧が供給されており、また制御信号CTL1がハイレベルであるため、トランジスタTR104がオンとなって電源電圧VDDと電源電圧CVとの差電圧(VDD−CV)が有機EL素子42の陽極−陰極間電圧と駆動用トランジスタTR103のドレイン−ソース間電圧(Vds)とで配分される。従って、この時のノードNB0に加わる電圧は、電源電圧CVよりも有機EL素子42の陽極−陰極間に配分された電圧だけ高い電圧となる。
続く期間T3では制御信号CTL1がローとなってトランジスタTR104がオフとなる。この時、電源電圧VDDからの電流が駆動用トランジスタTR103及びTR102を介してノードNB0に流れ込み、ノードNB0は電源電圧VDDより駆動用トランジスタTR103の動作閾値電圧(Vth)だけ低い電圧まで充電される。そして、ノードNB0の電位が安定する頃に制御信号CTL2をローにしてトランジスタTR102をオフ(遮断状態)とする(期間T4)。この時のトランジスタTR104のドレイン電位も、(VDD−Vth)である。
期間T4に続く期間T5ではデータ電圧ラインからデータ電圧DATA(輝度信号)が入力され、このデータ電圧DATAに応じた電圧降下がノードNB0にあらわれる。つまり、データ電圧DATAに応じた電圧がノードNB0に書き込まれる。その後、走査電圧SCANがローになってトランジスタTR101がオフとなり(期間T6)、更にデータ電圧ラインに供給される電圧が上記一定電圧に戻る(期間T7)。そして、期間T8にて制御信号CTL1がハイとなりトランジスタTR104がオンとなることによって、期間T5にてノードNB0に書き込まれた電圧に応じた大きさの電流が有機EL素子42に供給される。この結果、データ電圧DATAに応じた輝度で有機EL素子42が点灯する。この点灯状態は、1垂直走査線期間に亘って保持されることになる。
上記期間T5にてノードNB0に書き込まれ、コンデンサC101や駆動用トランジスタTR103のゲート容量(不図示)から成る電圧保持部で1垂直走査期間に亘り保持されるデータ電圧DATAに応じた電圧は、上述のように電圧(VDD−Vth)が基準となっている。従って、有機EL素子42の輝度は、駆動用トランジスタTR103の動作閾値電圧(Vth)のばらつきの影響を受けないことになる。
上述のように、電圧プログラム方式を用いると、駆動用トランジスタTR103の動作閾値電圧のばらつきの影響をなくすことができるが、有機EL素子42の特性変化による影響は免れることはできない。この有機EL素子42の特性変化による影響を、図18を用いて考察する。
図18は、駆動用トランジスタTR103のドレイン−ソース間電圧(Vds)に対するドレイン電流(Id)の関係(以下、「Vds−Id特性」という)と、有機EL素子42の陽極−陰極間電圧(VOLED;以下、「両極間電圧」ということがある)に対する有機EL素子42に流れる電流IOLEDの関係(以下、「VOLED−IOLED特性」という)を示したものである。
実線200は、駆動用トランジスタTR103のゲート−ソース間電圧(Vgs)が或る一定電圧の場合におけるVds−Id特性を示している。実線201は、周囲温度を基準温度(例えば、25℃)として動作させた初期状態の有機EL素子42のVOLED−IOLED特性を示している。ここで、初期状態とは、画素100の製造時(製造直後)又は出荷時における状態を意味する。
図18に示す如く、有機EL素子42の両極間電圧の大きさが有機EL素子42の特性で定まる電圧VFの大きさより小さい場合には、有機EL素子42には電流が流れない。有機EL素子42の両極間電圧の大きさが電圧VFの大きさに達した時点で、有機EL素子42に電流が流れ始める。この発光開始時点における有機EL素子42の両極間電圧を、以下、発光開始両極間電圧VFという。そして、有機EL素子42に流れる電流IOLEDは駆動用トランジスタTR103のドレイン電流Idと等しいのであるから、駆動用トランジスタTR103と有機EL素子42は、図18のVds−Id特性を示す曲線とVOLED−IOLED特性を示す曲線の交点で動作することになる。
ところが、初期状態では実線201であったVOLED−IOLED特性は、経時変化により破線202のようにシフトする。即ち、駆動用トランジスタTR103と有機EL素子42の動作点が経時変化により変動してしまう。具体的には、階調によっては、同じデータ電圧に対して有機EL素子42に流れる電流が減少し、その減少に起因して輝度が減少してしまうのである(低階調側の動作点は飽和領域内にあるため電流の減少はない)。
また、動作周囲温度が低温(例えば、0℃)となったり、高温(例えば、45℃)となったりすることによっても、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性は変動する。具体的には、低温で動作させると、VOLED−IOLED特性は破線202のようになり、階調によっては、同じデータ電圧に対して有機EL素子42に流れる電流が減少し、その減少に起因して輝度が減少してしまう。また、高温で動作させると、VOLED−IOLED特性は破線203のようになり、階調によっては、同じデータ電圧に対して有機EL素子42に流れる電流が増加し、その増加に起因して輝度が増加してしまう。
また、上記のような経時変化や温度変化の影響を回避するために、全ての階調における駆動用トランジスタTR103と有機EL素子42の動作点を、駆動用トランジスタTR103の飽和領域に設定することも考えられる。しかしながら、そのように動作点を設定することは、電源電圧VDDと電源電圧CVとの差電圧を大きくすることに相当するため、消費電力の増大を招いてしまう。また、経時変化や温度変化の影響を十分に回避するためには、経時変化や温度変化があってVOLED−IOLED特性が破線202のようにシフトした場合においても、動作点が駆動用トランジスタTR103の飽和領域となるようにする必要がある(即ち、駆動用トランジスタTR103を飽和領域の高電圧側で用いる必要がある)ため、消費電力は更に増大してしまう。
電圧プログラム方式を用いた回路構成を例に挙げて従来例の抱える上記問題点を説明したが、上記問題点は電圧プログラム方式を用いた回路構成に限らず発生するものである。
そこで本発明は、消費電力の増大を招くことなく、経時変化や温度変化に起因する輝度変化を抑制することができるアクティブマトリクス駆動型表示装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の第1の構成は、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバーとデータ電圧を各画素に供給するデータドライバーとを接続して構成され、1フレーム期間は少なくともリセット期間と発光期間とから成り、各画素の画素回路は、電力の供給を受けて発光する表示素子と、第1電極が前記データドライバーに接続され、前記走査ドライバーから所定レベルの走査電圧が印加されてオンする書込み用トランジスタと、発光期間内において自身の制御電極に加わる電圧に応じて前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、前記書込み用トランジスタの第2電極と前記駆動用トランジスタの制御電極とを接続するライン中に直列に介在する第1容量素子と、リセット期間内においてオンとされ、前記表示素子の両極間電圧に応じた電圧を前記第1容量素子の書込み用トランジスタ側の電極に与える調整用トランジスタと、を備えるアクティブマトリクス駆動型表示装置であって、リセット期間において、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧に応じた電圧を保持させる制御信号発生回路を備えたことを特徴とする。
リセット期間内において調整用トランジスタがオンとなると、前記表示素子の両極間電圧に応じた電圧(フィードバック電圧)が前記第1容量素子の書込み用トランジスタ側の電極に与えられ、制御信号発生回路の動作により発光開始両極間電圧に応じた電圧(保持電圧)が第1容量素子に保持される。そして、例えば、前記リセット期間終了後(例えば、走査期間)に、前記走査ドライバーが各書込み用トランジスタをオンすると、データ電圧が第1容量素子を介して駆動用トランジスタの制御電極に与えられるが、この第1容量素子には上記発光開始両極間電圧に応じた電圧が保持されている。従って、各画素において、前記駆動用トランジスタの制御電極には前記データ電圧と前記発光開始両極間電圧とに応じた電圧が印加されることになる。
つまり、前記リセット期間終了後に、前記走査ドライバーが各書込み用トランジスタをオンすることにより、各駆動用トランジスタの制御電極には前記データ電圧と前記発光開始両極間電圧とに応じた電圧が印加されるのである。
そうすると、各画素の表示素子は、前記発光開始両極間電圧が制御電極にフィードバックされた駆動用トランジスタで駆動されることになるため、表示素子の経時変化や温度変化による特性の変化に拘わらず、1フレーム期間内の表示素子の発光量はデータ電圧に応じたものとなる。つまり、経時変化や温度変化に起因する輝度変化が抑制される。
また、その抑制のために消費電力が増加することもない。逆に考えれば、経時変化や温度変化に起因する輝度変化を抑制する機能を有していることから、従来よりも駆動用トランジスタを飽和領域の低電圧側で用いることができるようになるため、或は線形領域で用いることができるようになるため、低消費電力化が実現される。尚、上記発光開始両極間電圧とは、発光開始時点における表示素子の両極間電圧(陽極と陰極間の電圧)を意味する。
また、具体的構成として、例えば、前記制御信号発生回路は、リセット期間において、各調整用トランジスタをオンとしつつ、各第1容量素子の駆動用トランジスタ側の電極を所定電位とすることにより、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧に応じた電圧を保持させた後、各調整用トランジスタをオフする。
また、上記第1の構成において、各駆動用トランジスタは、第1電極と第2電極と制御電極とを備え、制御電極と第1電極間の電圧によって、第1電極−第2電極間に流れる電流が制御されるものであり、各画素の画素回路は、前記表示素子に電力を供給すべき電源から伸びる給電ライン中に直列に介在し、前記表示素子への電力供給をオン又はオフするためのオン/オフ用トランジスタと、第1電極が前記駆動用トランジスタの制御電極に接続され、第2電極が前記駆動用トランジスタの第2電極に接続された閾値補償用トランジスタと、を更に備えるようにしてもよい。
そして、例えば、前記制御信号発生回路は、リセット期間内において、各オン/オフ用トランジスタをオンとすることによって各駆動用トランジスタをオンとしてから、各オン/オフ用トランジスタをオフ、且つ各調整用トランジスタ及び各閾値補償用トランジスタをオンとすることにより、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧と各駆動用トランジスタの動作閾値電圧とに応じた電圧を保持させた後、各調整用トランジスタ及び各閾値補償用トランジスタをオフするものであり、前記リセット期間終了後に、前記走査ドライバーが各書込み用トランジスタをオンすることにより、各駆動用トランジスタの制御電極には前記データ電圧と前記発光開始両極間電圧と前記動作閾値電圧とに応じた電圧が印加されるようにするとよい。
各オン/オフ用トランジスタをオンとすることによって各駆動用トランジスタをオンとしてから、各オン/オフ用トランジスタをオフ、且つ各調整用トランジスタ及び各閾値補償用トランジスタをオンとすることにより、各駆動用トランジスタの制御電極の電圧は、自身の第1電極の電圧と動作閾値電圧だけ異なる電圧に安定化し、駆動用トランジスタの反対側の各第1容量素子の電極電圧は、発光開始両極間電圧に応じた電圧に安定化する。つまり、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧と各駆動用トランジスタの動作閾値電圧とに応じた電圧を保持される。
従って、リセット期間終了後に、前記走査ドライバーが各書込み用トランジスタをオンすれば、第1容量素子を介することにより、各画素において、前記駆動用トランジスタの制御電極には前記データ電圧と前記発光開始両極間電圧だけでなく、前記動作閾値電圧にも応じた電圧が印加されることになる。
そうすると、各画素の表示素子は、前記発光開始両極間電圧だけでなく、前記動作閾値電圧もが制御電極にフィードバックされた駆動用トランジスタで駆動されることになるため、上記のように構成すれば、駆動用トランジスタの動作閾値電圧のばらつきに拘わらず、1フレーム期間内の表示素子の発光量はデータ電圧に応じたものとなる。つまり、駆動用トランジスタの特性ばらつきに起因する輝度ばらつきが抑制される。
尚、駆動用トランジスタは、制御電極−第1電極間電圧(第1電極の電圧を基準とした制御電極の電圧)が動作閾値電圧以上であるときに第1電極−第2電極間に電流が流れるものであるか(例えば、NチャンネルのMOSトランジスタ)、又は第1電極−制御電極間電圧(制御電極の電圧を基準とした第1電極の電圧)が動作閾値電圧以上であるときに第1電極−第2電極間に電流が流れるものである(例えば、PチャンネルのMOSトランジスタ)。
また、例えば、前記制御信号発生回路は、リセット期間内において、各画素の外部から所定のリセット電圧を一時的に各駆動用トランジスタの制御電極に供給することによって、各オン/オフ用トランジスタをオンとすることなく各駆動用トランジスタを一時的にオンとしてから各調整用トランジスタ及び各閾値補償用トランジスタをオンとすることにより、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧と各駆動用トランジスタの動作閾値電圧とに応じた電圧を保持させた後、各調整用トランジスタ及び各閾値補償用トランジスタをオフするものであり、前記リセット期間終了後に、前記走査ドライバーが各書込み用トランジスタをオンすることにより、各駆動用トランジスタの制御電極には前記データ電圧と前記発光開始両極間電圧と動作閾値電圧とに応じた電圧が印加されるようにしてもよい。
このようにすれば、リセット期間において各オン/オフ用トランジスタがオンとならないため、リセット期間において表示素子が発光しない。これによって、表示品位がより向上する。
具体的構成として、例えば、各画素の画素回路は、オン時に前記第1容量素子の両極間を短絡するリセット用トランジスタを更に備え、前記リセット電圧は、リセット期間において前記データドライバーから供給されるものであり、リセット期間内において、前記走査ドライバーが各書込み用トランジスタをオンとするとともに前記制御信号発生回路が各リセット用トランジスタをオンとすることにより、前記リセット電圧を一時的に各駆動用トランジスタの制御電極に供給すればよい。
また、例えば、所定の変化率で電圧値が変化するランプ電圧を発生するランプ電圧発生回路を更に備え、各画素の画素回路は、前記ランプ電圧の変化分を前記第1容量素子の書込み用トランジスタ側の電極に与える第2容量素子を備えているようにしてもよい。
また、例えば、当該アクティブマトリクス駆動型表示装置は、画像表示のための階調信号の提供を受けて画像を表示するものであって、前記データドライバーは、前記階調信号に対応したデータ電圧を各画素に供給し、各画素において、受けた階調信号に対応して供給されるデータ電圧をDとし、前記階調信号が黒レベルの階調を表すものであるときに供給されるデータ電圧をDBとし、供給されたデータ電圧Dに応じて前記表示素子が発光することにより得られる輝度をLとし、前記階調信号が黒レベルの階調を表すものであるときに得られる輝度をLBとし、更に、x=D−DB、y=L−LB+1、とおいた場合、
式:y=ax (但し、aは定数であって、a>1が成立)
が成立するように、前記ランプ電圧の前記変化率を設定してもよい。
式:y=ax (但し、aは定数であって、a>1が成立)
が成立するように、前記ランプ電圧の前記変化率を設定してもよい。
上記のようにすれば、表示素子の「発光効率の低下」に起因した輝度の減少を抑制することができる(焼付きが補償される)。また、この際、黒が浮くこともない(又は黒浮きは少ない)。
また、上記目的を達成するために、本発明の第2の構成は、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバーとデータ電圧を各画素に供給するデータドライバーとを接続して構成され、1フレーム期間は少なくともリセット期間と発光期間とから成り、各画素の画素回路は、電力の供給を受けて発光する表示素子と、第1電極が前記データドライバーに接続され、前記走査ドライバーから所定レベルの走査電圧が印加されてオンする書込み用トランジスタと、発光期間内において自身の制御電極に加わる電圧に応じて前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、前記書込み用トランジスタがオンしている時に前記データドライバーから供給されるデータ電圧に応じた期間、前記表示素子を発光させるための所定の発光レベル電圧を発光期間中に出力するパルス幅変調回路と、前記パルス幅変調回路の出力部と前記駆動用トランジスタの制御電極とを接続するライン中に直列に介在する第1容量素子と、リセット期間内においてオンとされ、前記表示素子の両極間電圧に応じた電圧を前記第1容量素子のパルス幅変調回路側の電極に与える調整用トランジスタと、を備えるアクティブマトリクス駆動型表示装置であって、リセット期間において、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧に応じた電圧を保持させる制御信号発生回路を備えたことを特徴とする。
リセット期間内において調整用トランジスタがオンとなると、前記表示素子の両極間電圧に応じた電圧(フィードバック電圧)が前記第1容量素子のパルス幅変調回路側の電極に与えられる。また、リセット期間において、第1容量素子に発光開始両極間電圧に応じた電圧(保持電圧)が第1容量素子に保持される。そして、1フレーム期間の発光期間に至る前(例えば、リセット期間終了後やリセット期間中)に、前記走査ドライバーが各書込み用トランジスタをオンすれば、データ電圧がパルス幅変調回路に入力される。パルス幅変調回路は、その入力したデータ電圧に応じた期間、発光レベル電圧を出力し、これによって表示素子が発光する。ところが、リセット期間において、各第1容量素子には各表示素子の発光開始両極間電圧に応じた電圧が保持されているため、各画素において、前記駆動用トランジスタの制御電極には、前記データ電圧に応じた期間(前記パルス幅変調回路が前記発光レベル電圧を出力する期間)、前記発光レベル電圧と前記発光開始両極間電圧とに応じた電圧が印加されることになる。
つまり、前記発光期間前に、前記走査ドライバーが各書込み用トランジスタをオンすることにより、各駆動用トランジスタの制御電極には、前記データ電圧に応じた期間、前記発光レベル電圧と前記発光開始両極間電圧とに応じた電圧が印加されるのである。
そうすると、各画素の表示素子は、前記発光開始両極間電圧が制御電極にフィードバックされた駆動用トランジスタで駆動されることになるため、表示素子の経時変化や温度変化による特性の変化に拘わらず、1フレーム期間内の表示素子の発光量はデータ電圧に応じたものとなる。つまり、経時変化や温度変化に起因する輝度変化が抑制される。
また、その抑制のために消費電力が増加することもない。逆に考えれば、経時変化や温度変化に起因する輝度変化を抑制する機能を有していることから、従来よりも駆動用トランジスタを飽和領域の低電圧側で用いることができるようになるため、或は線形領域で用いることができるようになるため、低消費電力化が実現される。
また、階調間のコントラストが極力維持される形で輝度変化の抑制がなされるため、経時変化や温度変化に起因する表示品位の劣化をより良く抑制することができる。
また、上記第2の構成における具体的構成として、例えば、前記制御信号発生回路は、リセット期間において、各調整用トランジスタをオンとしつつ、各第1容量素子の駆動用トランジスタ側の電極を所定電位とすることにより、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧に応じた電圧を保持させた後、各調整用トランジスタをオフするようにすればよい。
また、上記第2の構成において、各駆動用トランジスタは、第1電極と第2電極と制御電極とを備え、制御電極と第1電極間の電圧によって、第1電極−第2電極間に流れる電流が制御されるものであり、各画素の画素回路は、前記表示素子に電力を供給すべき電源から伸びる給電ライン中に直列に介在し、前記表示素子への電力供給をオン又はオフするためのオン/オフ用トランジスタと、第1電極が前記駆動用トランジスタの制御電極に接続され、第2電極が前記駆動用トランジスタの第2電極に接続された閾値補償用トランジスタと、を更に備えるようにしてもよい。
そして、例えば、前記制御信号発生回路は、リセット期間内において、各オン/オフ用トランジスタをオンとすることによって各駆動用トランジスタをオンとしてから、各オン/オフ用トランジスタをオフ、且つ各調整用トランジスタ及び各閾値補償用トランジスタをオンとすることにより、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧と各駆動用トランジスタの動作閾値電圧とに応じた電圧を保持させた後、各調整用トランジスタ及び各閾値補償用トランジスタをオフするものであり、前記発光期間前に、前記走査ドライバーが各書込み用トランジスタをオンすることにより、各駆動用トランジスタの制御電極には、前記データ電圧に応じた期間、前記発光レベル電圧と前記発光開始両極間電圧と前記動作閾値電圧とに応じた電圧が印加されるようにするとよい。
各オン/オフ用トランジスタをオンとすることによって各駆動用トランジスタをオンとしてから、各書込み用トランジスタ及び各オン/オフ用トランジスタをオフ、且つ各調整用トランジスタ及び各閾値補償用トランジスタをオンとすることにより、各駆動用トランジスタの制御電極の電圧は、自身の第1電極の電圧と動作閾値電圧だけ異なる電圧に安定化し、駆動用トランジスタの反対側の各第1容量素子の電極電圧は、発光開始両極間電圧に応じた電圧に安定化する。つまり、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧と各駆動用トランジスタの動作閾値電圧とに応じた電圧を保持される。
従って、パルス幅制御回路が前記発光レベル電圧を出力している期間、各画素において、前記駆動用トランジスタの制御電極には前記発光レベル電圧と前記発光開始両極間電圧だけでなく、前記動作閾値電圧にも応じた電圧が印加されることになる。
そうすると、各画素の表示素子は、前記発光開始両極間電圧だけでなく、前記動作閾値電圧もが制御電極にフィードバックされた駆動用トランジスタで駆動されることになるため、上記のように構成すれば、駆動用トランジスタの動作閾値電圧のばらつきに拘わらず、1フレーム期間内の表示素子の発光量はデータ電圧に応じたものとなる。つまり、駆動用トランジスタの特性ばらつきに起因する輝度ばらつきが抑制される。
また、例えば、各画素の画素回路は、前記駆動用トランジスタの制御電極の電位が所定のクリップ電位を上回らないように、又は所定のクリップ電位を下回らないようにするクリップ回路と、を更に備え、前記クリップ電位は、前記制御信号発生回路がリセット期間において各調整用トランジスタをオンすることにより各駆動用トランジスタが一時的にオンするような電位に設定されており、前記制御信号発生回路は、リセット期間内において、各オン/オフ用トランジスタをオンすることなく、各調整用トランジスタ及び各閾値補償用トランジスタをオンとすることにより、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧と各駆動用トランジスタの動作閾値電圧とに応じた電圧を保持させた後、各調整用トランジスタ及び各閾値補償用トランジスタをオフするものであり、前記発光期間前に、前記走査ドライバーが各書込み用トランジスタをオンすることにより、各駆動用トランジスタの制御電極には、前記データ電圧に応じた期間、前記発光レベル電圧と前記発光開始両極間電圧と前記動作閾値電圧とに応じた電圧が印加されるようにしてもよい。
まず、上記の構成において、上記クリップ回路が各画素に備えられていない場合を考察する。駆動用トランジスタの制御電極の電位はパルス幅変調回路の出力電圧の変動に伴って変動するが、パルス幅変調回路の出力電圧(前記発光レベル電圧や、該発光レベル電圧を出力しない時に出力される電圧)によっては、リセット期間にてオン/オフ用トランジスタをオンとしない限り、駆動用トランジスタをオンとすることができない場合がある。リセット期間において、駆動用トランジスタが全くオンしなければ、第1容量素子に駆動用トランジスタの動作閾値電圧に応じた電圧を保持させることができない。
ところが、上記のように、クリップ回路を各画素に備えるようにし、前記クリップ電位を、前記制御信号発生回路がリセット期間において各調整用トランジスタをオンすることにより各駆動用トランジスタが一時的にオンするような電位に設定すれば、前記制御信号発生回路は、リセット期間にてオン/オフ用トランジスタをオンすることなく、第1容量素子に駆動用トランジスタの動作閾値電圧に応じた電圧を保持させることが可能となる。そして、上記のようにすれば、リセット期間において各オン/オフ用トランジスタがオンとならないため、リセット期間において表示素子が発光しない。これによって、表示品位がより向上する。
また、例えば、所定の変化率で電圧値が変化するランプ電圧を発生するランプ電圧発生回路を更に備え、各パルス幅変調回路は、前記ランプ電圧を用いて前記データ電圧のパルス幅変調を行い、発光期間中において、そのパルス幅変調によるパルスの幅に相当する期間、前記発光レベル電圧を出力する。
また、上記目的を達成するために、本発明の第3の構成は、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバーとデータ電圧を各画素に供給するデータドライバーとを接続して構成され、1フレーム期間は第1のフィールドと第2のフィールドとを含み、各フィールドは発光準備期間と発光期間とから成り、各画素の画素回路は、電力の供給を受けて発光する表示素子と、第1電極が前記データドライバーに接続され、前記走査ドライバーから所定レベルの走査電圧が印加されてオンする書込み用トランジスタと、自身の制御電極に加わる電圧に応じて前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、一端が前記駆動用トランジスタの制御電極に接続された第1容量素子と、前記表示素子の両極間電圧に応じた電圧が自身の第1電極に加わるように前記表示素子に接続され、第1容量素子に前記表示素子の発光開始両極間電圧に応じたフィードバック電圧を伝達可能な調整用トランジスタと、を備えたアクティブマトリクス駆動型表示装置であって、第1と第2のフィールドの内、第1のフィールドのみ、発光準備期間において前記フィードバック電圧を各第1容量素子に伝達し、前記フィードバック電圧を反映した保持電圧を各第1容量素子に保持させるフィードバック制御手段を備えたことを特徴とする。
上記のように構成すれば、第1と第2のフィールドの内、第1のフィールドのみ、発光準備期間において発光開始両極間電圧に応じた電圧が第1容量素子に保持される。そうすると、各画素の表示素子は、第1のフィールドにおいては、発光開始両極間電圧が制御電極にフィードバックされた駆動用トランジスタで駆動される一方、第2のフィールドにおいては、そのようなフィードバックが行われていない駆動用トランジスタで駆動されることになる。
また、1フレーム期間には第1と第2のフィールドが含まれ、フィールドごとに発光期間が設けられているため、第1と第2のフィールドとで各画素に供給するデータ電圧を変えることができる。従って、低階調側に対応する発光を第2のフィールド側に受け持たせるといったことが可能となり、上記フィードバックによって発生しうる所謂黒浮きが抑制される。
また、上記第1の構成と同様、発光開始両極間電圧が駆動用トランジスタにフィードバックされるため、経時変化や温度変化に起因する輝度変化が抑制される。また、その抑制のために消費電力が増加するということもない。
低階調側に対応する発光を第2のフィールド側に受け持たせるべく、具体的には、例えば、当該アクティブマトリクス駆動型表示装置は、画像表示のための階調信号の提供を受けて画像を表示するものであり、中間階調を表す階調信号を受けたとき、第1のフィールドの発光期間に表示素子に流れる電流の実効値が第2のフィールドの発光期間に表示素子に流れる電流の実効値より小さくなるように、前記階調信号を第1のフィールドに対応する第1の変換階調信号と第2のフィールドに対応する第2の変換階調信号とに変換した上で前記データドライバーに供給するガンマ変換回路を、更に備え、前記データドライバーは、第1及び第2のフィールドにおいて、それぞれ第1の変換階調信号に対応するデータ電圧及び第2の変換階調信号に対応するデータ電圧を各画素に供給すればよい。
また、低階調側に対応する発光を第2のフィールド側に受け持たせるべく、具体的には、例えば、当該アクティブマトリクス駆動型表示装置は、画像表示のための階調信号の提供を受けて画像を表示するものであり、中間階調を表す階調信号に対応して各画素の表示素子に流すべき電流の実効値を基準電流値とした場合、第1のフィールドの発光期間に表示素子に流れる電流の実効値が基準電流値より小さくなるように、且つ第2のフィールドの発光期間に表示素子に流れる電流の実効値が基準電流値より大きくなるように、前記階調信号を第1のフィールドに対応する第1の変換階調信号と第2のフィールドに対応する第2の変換階調信号とに変換した上で前記データドライバーに供給するガンマ変換回路を、更に備え、前記データドライバーは、第1及び第2のフィールドにおいて、それぞれ第1の変換階調信号に対応するデータ電圧及び第2の変換階調信号に対応するデータ電圧を各画素に供給すればよい。
そして、例えば、各駆動用トランジスタは、第2のフィールドの発光期間において、前記第2の変換階調信号に対応するデータ電圧に応じた電圧を自身の制御電極に受け、その電圧に応じて各表示素子を駆動する一方、第1のフィールドの発光期間において、前記第1の変換階調信号に対応するデータ電圧だけでなく前記保持電圧にも応じた電圧を自身の制御電極に受け、その電圧に応じて各表示素子を駆動する。
また具体的には、例えば、各画素において、調整用トランジスタの第2電極は第1容量素子に接続されており、前記フィードバック制御手段は、第1のフィールドの発光準備期間において、各表示素子の陰極の電位に発光開始両極間電圧を加えた電位より一時的に電位を高くした各調整用トランジスタの第2電極側の正の電荷を、各調整用トランジスタ及び各表示素子を介して抜き取ることにより、前記フィードバック電圧を各第1容量素子に伝達した後、各調整用トランジスタをオフとして前記保持電圧を各第1容量素子に保持させるとよい。
また具体的には、例えば、前記フィードバック制御手段は、各調整用トランジスタのオン/オフを制御する制御信号発生回路を備え、各画素において、第1容量素子は書込み用トランジスタの第2電極と駆動用トランジスタの制御電極とを接続するライン中に直列に介在し、且つ調整用トランジスタの第2電極は第1容量素子の書込み用トランジスタ側の電極に接続されており、前記制御信号発生回路は、第1のフィールドの発光準備期間において各調整用トランジスタをオンとして各第1容量素子に前記フィードバック電圧を伝達した後、各調整用トランジスタをオフとして前記保持電圧を各第1容量素子に保持させるとよい。
尚、これを実施した形態として、後に第7、第10、第11及び第12実施形態を例示している。
そして、例えば、所定の変化率で電圧値が変化するランプ電圧を発生するランプ電圧発生回路を更に備え、各画素の画素回路は、前記ランプ電圧の変化分を前記第1容量素子の書込み用トランジスタ側の電極に与える第2容量素子を備えるようにしてもよい。
また、例えば、各駆動用トランジスタは、第1電極と第2電極と制御電極とを備え、制御電極と第1電極間の電圧によって、第1電極−第2電極間に流れる電流が制御されるものであり、各画素の画素回路は、前記表示素子に電力を供給すべき電源から伸びる給電ライン中に直列に介在し、前記表示素子への電力供給をオン又はオフするためのオン/オフ用トランジスタと、第1電極が前記駆動用トランジスタの制御電極に接続され、第2電極が前記駆動用トランジスタの第2電極に接続された閾値補償用トランジスタと、を更に備えるようにしてもよい。
これにより、各駆動用トランジスタの動作閾値電圧をも、各駆動用トランジスタの制御電極にフィードバックすることが可能となる。つまり、駆動用トランジスタの特性ばらつきに起因する輝度ばらつきを抑制することができる。
また具体的には、例えば、前記フィードバック制御手段は、各フィールドの発光期間において各書込み用トランジスタの第1電極に第1ランプ電圧を供給するとともに各調整用トランジスタのオン/オフを制御するための第2ランプ電圧を出力するランプ電圧発生回路を有し、各画素において、第1容量素子は書込み用トランジスタの第2電極と駆動用トランジスタの制御電極とを接続するライン中に直列に介在し、且つ調整用トランジスタの第2電極は第1容量素子の駆動用トランジスタ側の電極に接続されており、前記ランプ電圧発生回路は、第1のフィールドの発光準備期間において各調整用トランジスタをオンとして各第1容量素子に前記フィードバック電圧を伝達した後、各調整用トランジスタをオフとして前記保持電圧を各第1容量素子に保持させるとよい。
尚、これを実施した形態として、後に8実施形態を例示している。
また具体的には、例えば、所定の変化率で電圧値が変化するランプ電圧を発生し、各発光期間において該ランプ電圧の変化分を各第1容量素子を介して各駆動用トランジスタの制御電極に与えるランプ電圧発生回路を更に備え、各画素において、第1容量素子の前記一端は書込み用トランジスタの第2電極に接続されていると共に、第1容量素子の他端は調整用トランジスタの第2電極に接続されており、前記フィードバック制御手段は、第1のフィールドの発光準備期間において各調整用トランジスタをオンとして各第1容量素子に前記フィードバック電圧を伝達した後、各調整用トランジスタをオフとして前記保持電圧を各第1容量素子に保持させるとよい。
尚、これを実施した形態として、後に9実施形態を例示している。
また、上記目的を達成するために、本発明の第4の構成は、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバーとデータ電圧を各画素に供給するデータドライバーとを接続して構成され、1フレーム期間は第1のフィールドと第2のフィールドとを含み、各フィールドは発光準備期間と発光期間とから成り、各画素は、電力の供給を受けて発光する表示素子と、第1電極が前記データドライバーに接続され、前記走査ドライバーから所定レベルの走査電圧が印加されてオンする書込み用トランジスタと、自身の制御電極に加わる電圧に応じて前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、一端が前記駆動用トランジスタの制御電極に接続された第1容量素子と、前記表示素子の両極間電圧に応じた電圧が自身の第1電極に加わるように前記表示素子に接続され、第1容量素子に前記表示素子の発光開始両極間電圧に応じたフィードバック電圧を伝達可能な調整用トランジスタと、を備え、画像表示のための階調信号の提供を受けて画像を表示するアクティブマトリクス駆動型表示装置であって、所定の変化率で電圧値が変化するランプ電圧を発生し、各発光期間において該ランプ電圧の変化分を各第1容量素子を介して各駆動用トランジスタの制御電極に与えるランプ電圧発生回路と、第1及び第2のフィールドの双方の発光準備期間において、前記フィードバック電圧を各第1容量素子に伝達し、前記フィードバック電圧を反映した保持電圧を各第1容量素子に保持させるフィードバック制御手段と、前記階調信号の高階調側をデータ電圧として表した第1のデータ電圧が第1のフィールドにおいて各画素に供給されるように、且つ前記階調信号の低階調側をデータ電圧として表した第2のデータ電圧が第2のフィールドにおいて各画素に供給されるように、前記階調信号を第1のフィールドに対応する第1の変換階調信号と第2のフィールドに対応する第2の変換階調信号とに変換した上で前記データドライバーに供給するガンマ変換回路を、更に備え、第2のフィールドにおける前記ランプ電圧の変化率は、第1のフィールドにおけるそれよりも大きいことを特徴とする。
上記第4の構成は、例えば、後述する13実施形態に対応している。上記のように構成すれば、第1と第2のフィールドの双方の発光準備期間において発光開始両極間電圧に応じた電圧が各第1容量素子に保持される。また例えば、夫々の発光準備期間において、走査ドライバーが各書込み用トランジスタをオンとすることによりデータ電圧が各駆動用トランジスタの制御電極に伝達される。更に、夫々の発光期間において、各駆動用トランジスタの制御電極には各第1容量素子を介してランプ電圧の変化分が与えられる。従って、夫々の発光期間において、各表示素子は、各駆動用トランジスタの制御電極に加えられた「発光開始両極間電圧とデータ電圧とランプ電圧の変化分」に応じて発光制御される。
上記のように、双方のフィールドにおいて発光開始両極間電圧に応じた電圧が各第1容量素子に保持されるが、第2のフィールドにおけるランプ電圧の変化率は、第1のフィールドにおけるそれよりも大きいため、発光開始両極間電圧の変動が輝度(発光時間)に寄与する割合は第1のフィールドよりも第2のフィールドの方が小さい。
そして、上記ガンマ変換回路によって高階調側が第1のフィールドにおいて表現され且つ低階調側が第2のフィールドにおいて表現されるようになっている。従って、低階調側の階調信号に対応して各表示素子に流れる電流は、発光開始両極間電圧の変動によって比較的小さな影響しか受けない。つまり、発光開始両極間電圧のフィードバックによって発生しうる所謂黒浮きが抑制される。
しかしながら、上記第1の構成と同様、発光開始両極間電圧が駆動用トランジスタにフィードバックされるため、経時変化や温度変化に起因する輝度変化が抑制される。また、その抑制のために消費電力が増加するということもない。
上記第4の構成において、具体的には例えば、各画素において、調整用トランジスタの第2電極は第1容量素子に接続されており、前記フィードバック制御手段は、第1及び第2のフィールドの各発光準備期間において、各表示素子の陰極の電位に発光開始両極間電圧を加えた電位より一時的に電位を高くした各調整用トランジスタの第2電極側の正の電荷を、各調整用トランジスタ及び各表示素子を介して抜き取ることにより、前記フィードバック電圧を各第1容量素子に伝達した後、各調整用トランジスタをオフとして前記保持電圧を各第1容量素子に保持させるとよい。
また、上記目的を達成するために、本発明の第5の構成は、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバーとデータ電圧を各画素に供給するデータドライバーとを接続して構成され、1フレーム期間は少なくともリセット期間と発光期間とから成り、各画素の画素回路は、電力の供給を受けて発光する表示素子と、第1電極が前記データドライバーに接続され、前記走査ドライバーから所定レベルの走査電圧が印加されてオンする書込み用トランジスタと、発光期間内において自身の制御電極に加わる電圧に応じて前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、オン時に前記駆動用トランジスタをオンさせるための電圧を前記駆動用トランジスタの制御電極に与えるスイッチ用トランジスタと、前記書込み用トランジスタの第2電極と前記スイッチ用トランジスタの制御電極とを接続するライン中に直列に介在する第1容量素子と、リセット期間内においてオンとされ、前記表示素子の両極間電圧に応じた電圧を前記第1容量素子の書込み用トランジスタ側の電極に与える調整用トランジスタと、を備えるアクティブマトリクス駆動型表示装置であって、リセット期間において、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧に応じた電圧を保持させる制御信号発生回路を備えたことを特徴とする。
上記第5の構成は、例えば、後述する14実施形態に対応している。上記のように構成すれば、スイッチ用トランジスタは、発光開始両極間電圧とデータ電圧とに応じてオン/オフすることになる。スイッチ用トランジスタがオンすると、駆動用トランジスタがオンとなって表示素子が発光することになる。つまり、表示素子は、発光開始両極間電圧に応じてオンする駆動用トランジスタによって駆動されることになるため、上記第1の構成等と同様、経時変化や温度変化に起因する輝度変化が抑制される。
また、例えば、上記第5の構成において、所定の変化率で電圧値が変化するランプ電圧を発生するランプ電圧発生回路を更に備え、各画素の画素回路は、前記ランプ電圧の変化分を前記第1容量素子の書込み用トランジスタ側の電極に与える第2容量素子を備えるようにしてもよい。
そして、例えば、当該アクティブマトリクス駆動型表示装置は、画像表示のための階調信号の提供を受けて画像を表示するものであって、前記データドライバーは、前記階調信号に対応したデータ電圧を各画素に供給し、各画素において、受けた階調信号に対応して供給されるデータ電圧をDとし、前記階調信号が黒レベルの階調を表すものであるときに供給されるデータ電圧をDBとし、供給されたデータ電圧Dに対応して前記表示素子に流れる電流の実効値をIとし、前記階調信号が黒レベルの階調を表すものであるときに前記表示素子に流れる電流の実効値をIBとし、更に、x=D−DB、yI=I−IB+1、とおいた場合、
式:yI=ax (但し、aは定数であって、a>1が成立)
が成立するように、前記ランプ電圧の前記変化率は設定されている。
式:yI=ax (但し、aは定数であって、a>1が成立)
が成立するように、前記ランプ電圧の前記変化率は設定されている。
また、上記目的を達成するために、本発明の第6の構成は、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバーとデータ電圧を各画素に供給するデータドライバーとを接続して構成され、1フレーム期間は第1のフィールドと第2のフィールドとを含み、各フィールドは発光準備期間と発光期間とから成り、各画素の画素回路は、電力の供給を受けて発光する表示素子と、第1電極が前記データドライバーに接続され、前記走査ドライバーから所定レベルの走査電圧が印加されてオンする書込み用トランジスタと、自身の制御電極に加わる電圧に応じて前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、オン時に前記駆動用トランジスタをオンさせるための電圧を前記駆動用トランジスタの制御電極に与えるスイッチ用トランジスタと、前記書込み用トランジスタの第2電極と前記スイッチ用トランジスタの制御電極とを接続するライン中に直列に介在する第1容量素子と、前記表示素子の両極間電圧に応じた電圧が自身の第1電極に加わるように前記表示素子に接続され、第1容量素子に前記表示素子の発光開始両極間電圧に応じたフィードバック電圧を伝達可能な調整用トランジスタと、を備えたアクティブマトリクス駆動型表示装置であって、第1と第2のフィールドの内、第1のフィールドのみ、発光準備期間において前記フィードバック電圧を各第1容量素子に伝達し、前記フィードバック電圧を反映した保持電圧を各第1容量素子に保持させるフィードバック制御手段を備えたことを特徴とする。
上記第6の構成は、例えば、後述する15実施形態に対応している。第6の構成においても、第5の構成と同様の効果が得られる。また、上記第3の構成と同様、低階調側に対応する発光を第2のフィールド側に受け持たせるといったことが可能となり、発光開始両極間電圧のフィードバックによって発生しうる所謂黒浮きが抑制される。
また、例えば、上記第6の構成において、所定の変化率で電圧値が変化するランプ電圧を発生するランプ電圧発生回路を更に備え、各画素の画素回路は、前記ランプ電圧の変化分を前記第1容量素子の書込み用トランジスタ側の電極に与える第2容量素子を備えるようにしてもよい。
そして、例えば、当該アクティブマトリクス駆動型表示装置は、画像表示のための階調信号の提供を受けて画像を表示するものであって、前記階調信号を第1のフィールドに対応する第1の変換階調信号と第2のフィールドに対応する第2の変換階調信号とに変換した上で前記データドライバーに供給するガンマ変換回路を更に備え、前記データドライバーは、第1及び第2のフィールドにおいて、それぞれ第1の変換階調信号に対応する第1のデータ電圧及び第2の変換階調信号に対応する第2のデータ電圧を各画素に供給するものであり、各画素において、受けた階調信号に対応して供給される第1のデータ電圧をDとし、
前記階調信号が黒レベルの階調を表すものであるときに供給される第1のデータ電圧をDBとし、供給された第1のデータ電圧Dに対応して第1のフィールドにて前記表示素子に流れる電流の実効値をIとし、前記階調信号が黒レベルの階調を表すものであるときに第1のフィールドにて前記表示素子に流れる電流の実効値をIBとし、更に、x=D−DB、yI=I−IB+1、とおいた場合、
式:yI=ax (但し、aは定数であって、a>1が成立)
が成立するように、前記ランプ電圧の前記変化率は設定されている。
前記階調信号が黒レベルの階調を表すものであるときに供給される第1のデータ電圧をDBとし、供給された第1のデータ電圧Dに対応して第1のフィールドにて前記表示素子に流れる電流の実効値をIとし、前記階調信号が黒レベルの階調を表すものであるときに第1のフィールドにて前記表示素子に流れる電流の実効値をIBとし、更に、x=D−DB、yI=I−IB+1、とおいた場合、
式:yI=ax (但し、aは定数であって、a>1が成立)
が成立するように、前記ランプ電圧の前記変化率は設定されている。
また、例えば、上記第5又は第6の構成の各画素において、前記スイッチ用トランジスタがオンしている時に前記駆動用トランジスタの制御電極に与えられる前記電圧を、一定の電圧としてもよい。
前記電圧を一定の電圧とすれば、表示素子の電流波形として矩形波を得ることができる。このため、表示素子に流れる電流の最大値(ピーク電流)を低く抑えることが可能となる。
また、例えば、上記第5又は第6の構成の各画素において、前記スイッチ用トランジスタがオンしている時の前記駆動用トランジスタの動作点を線形領域内に設定すればよい。
これにより、更なる消費電力の削減が見込める。また、スイッチ用トランジスタのオン時に駆動用トランジスタの制御電極に与える電圧を十分に大きな電圧としておけば、駆動用トランジスタの動作閾値電圧のばらつきは、表示素子の電流値に殆ど影響を与えない。
また、例えば、上記第3、第4又は第6の構成において、前記表示パネルを構成する各画素を、前記表示パネルの垂直方向及び/又は水平方向に一定の周期性を持たせて第1画素群と第2画素群に分類し、各フレーム期間における第1のフィールドと第2のフィールドの前後関係を、第1画素群と第2画素群とで異ならせるようにしてもよい。
これにより、時間的な輝度変動が抑制され、フリッカの発生を抑えることができる。また、表示素子に流れる電流の最大値を低く抑えることも可能となる。
また、例えば、上記第3、第4又は第6の構成において、1フレーム期間を構成する第1のフィールドと第2のフィールドは同時に進行するものであり、各画素は、各画素を構成する前記画素回路を2組有し、前記フィードバック制御手段は、各フレーム期間において、各画素における一方の画素回路を第1のフィールドで動作させると同時に他方の画素回路を第2のフィールドで動作させ、更に、一定のフレームごとに第1のフィールドで動作させる画素回路と第2のフィールドで動作させる画素回路を前記2組の画素回路の間で切り換えるようにしてもよい。
これにより、表示パネルの動特性が向上し、フリッカの発生を抑えることができる。また、一定のフレームごとに第1のフィールドで動作させる画素回路と第2のフィールドで動作させる画素回路を前記2組の画素回路の間で切り換えているため、表示素子の劣化速度の均一性は保たれる。
また、例えば、上記第3、第4又は第6の構成において、各駆動用トランジスタを介して各表示素子に電力を供給するための電源電圧の大きさを制御する電源電圧制御部を更に備え、前記電源電圧制御部は、第2のフィールドにおける前記電源電圧の大きさを第1のフィールドにおけるそれよりも小さくするようにしてもよい。
これにより、消費電力の更なる削減が図られる。
また、例えば、上記第1〜第6の構成の各画素において、表示素子の発光開始両極間電圧の大きさが第1電圧値から該第1電圧値よりも大きい第2電圧値に変化した際、同一の階調信号に対応して表示素子に流れる電流の実効値が増加するようにしてもよい。
このようにすれば、表示素子の発光効率劣化に起因する輝度の減少分をも補償することが可能となる。
また、上記目的を達成するために、本発明の第7の構成は、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバーとデータ電圧を各画素に供給するデータドライバーとを接続して構成され、各画素の画素回路は、電力の供給を受けて発光する表示素子と、第1電極が前記データドライバーに接続されると共に、制御電極が走査ドライバーに接続された書込み用トランジスタと、自身の制御電極に加わる電圧に応じて前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、前記書込み用トランジスタの第2電極と前記駆動用トランジスタの制御電極とを接続するライン中に直列に介在する第1容量素子と、該第1容量素子の前記書込み用トランジスタ側の電極と前記表示素子との間の導通をオン/オフするための調整用トランジスタと、を備えていることを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明の第8の構成は、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバーとデータ電圧を各画素に供給するデータドライバーとを接続して構成され、各画素の画素回路は、
電力の供給を受けて発光する表示素子と、第1電極が前記データドライバーに接続されると共に、制御電極が走査ドライバーに接続された書込み用トランジスタと、自身の制御電極に加わる電圧に応じて前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、一方の導通電極が前記駆動用トランジスタの制御電極に接続されたスイッチ用トランジスタと、前記書込み用トランジスタの第2電極と前記スイッチ用トランジスタの制御電極とを接続するライン中に直列に介在する第1容量素子と、該第1容量素子の前記書込み用トランジスタ側の電極と前記表示素子との間の導通をオン/オフするための調整用トランジスタと、を備えていることを特徴とする。
電力の供給を受けて発光する表示素子と、第1電極が前記データドライバーに接続されると共に、制御電極が走査ドライバーに接続された書込み用トランジスタと、自身の制御電極に加わる電圧に応じて前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、一方の導通電極が前記駆動用トランジスタの制御電極に接続されたスイッチ用トランジスタと、前記書込み用トランジスタの第2電極と前記スイッチ用トランジスタの制御電極とを接続するライン中に直列に介在する第1容量素子と、該第1容量素子の前記書込み用トランジスタ側の電極と前記表示素子との間の導通をオン/オフするための調整用トランジスタと、を備えていることを特徴とする。
上記第7又は第8の構成のようにアクティブマトリクス駆動型表示装置を構成することにより、上述してきた様々な効果を実現することが可能となる。尚、「導通電極」とは、例えば、スイッチ用トランジスタがMOSトランジスタの場合はドレイン電極又はソース電極である。
上述した通り、本発明に係るアクティブマトリクス駆動型表示装置によれば、消費電力の増大を招くことなく、経時変化や温度変化に起因する輝度変化を抑制することができる。
<<第1実施形態>>
以下、本発明を有機EL表示装置に実施した第1実施形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
以下、本発明を有機EL表示装置に実施した第1実施形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
(図1:全体構成ブロック図)
図1は、本発明の第1実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成を示すブロック図である。有機ELディスプレイ10は、図1に示す如く、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネル4に、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバー2、データ電圧を各画素に供給するデータドライバー3、ランプ電圧発生回路8、及び制御信号発生回路5を接続して構成されている。図1の有機EL表示装置は、TV受信機(不図示)等の映像ソース(外部の信号源)から供給される映像信号に応じた画像を表示パネル4に表示する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成を示すブロック図である。有機ELディスプレイ10は、図1に示す如く、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネル4に、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバー2、データ電圧を各画素に供給するデータドライバー3、ランプ電圧発生回路8、及び制御信号発生回路5を接続して構成されている。図1の有機EL表示装置は、TV受信機(不図示)等の映像ソース(外部の信号源)から供給される映像信号に応じた画像を表示パネル4に表示する。
TV受信機(不図示)等の映像ソースから供給される映像信号は、映像信号処理回路6へ供給されて、映像表示に必要な信号処理が施され、これによって得られる赤(R)、緑(G)、青(B)から成るRGB3原色の映像信号が、有機ELディスプレイ10のデータドライバー3へ供給される。
映像信号処理回路6から得られる水平同期信号Hsync及び垂直同期信号Vsyncは、タイミング信号発生回路7へ供給され、これによって得られるタイミング信号が走査ドライバー2及びデータドライバー3へ供給される。
また、タイミング信号発生回路7から得られるタイミング信号はランプ電圧発生回路8にも供給されている。ランプ電圧発生回路8は、このタイミング信号を参照しつつ、後述の如く有機ELディスプレイ10の駆動に用いられるランプ電圧RAMPを生成し、該ランプ電圧RAMPを表示パネル4の各画素へ供給する。
更に、タイミング信号発生回路7から得られるタイミング信号は制御信号発生回路5にも供給されている。制御信号発生回路5は、このタイミング信号を参照しつつ、後述の如く有機ELディスプレイ10の駆動に用いられる制御信号CTL1及びCTL2を生成し、それら制御信号CTL1、CTL2を表示パネル4の各画素へ供給する。尚、制御信号発生回路5から伸びる制御信号ラインは、図1において水平ライン毎に1本であるかのような記載となっているが、実際は2本ずつ(CTL1とCTL2)となっている。
また、図1に示す各回路、各ドライバー及び有機ELディスプレイには電源回路(不図示)が接続されている。
(図2:画素の説明)
次に、表示パネル4を構成する画素41の回路構成を、図2を用いて説明する。各画素41を構成する画素回路は、電力の供給を受けて発光する表示素子としての有機EL素子(OLED)42と、書込み用トランジスタTR1と、自身のゲート(制御電極)に加わる電圧に応じて有機EL素子42を駆動する駆動用トランジスタTR3と、該駆動用トランジスタTR3の動作閾値電圧(Vth)のばらつきを補償するための閾値補償用トランジスタTR2と、有機EL素子42に電力を供給すべき電源から伸びる給電ライン48中に直列に介在し、有機EL素子42への電力供給をオン又はオフするためのオン/オフ用トランジスタTR4と、有機EL素子42の発光開始両極間電圧(発光開始時点における有機EL素子42の両極間電圧)の変動に応じて輝度を調整するための調整用トランジスタTR5と、コンデンサC1(第1容量素子)と、コンデンサC2(第2容量素子)と、から構成されている。
次に、表示パネル4を構成する画素41の回路構成を、図2を用いて説明する。各画素41を構成する画素回路は、電力の供給を受けて発光する表示素子としての有機EL素子(OLED)42と、書込み用トランジスタTR1と、自身のゲート(制御電極)に加わる電圧に応じて有機EL素子42を駆動する駆動用トランジスタTR3と、該駆動用トランジスタTR3の動作閾値電圧(Vth)のばらつきを補償するための閾値補償用トランジスタTR2と、有機EL素子42に電力を供給すべき電源から伸びる給電ライン48中に直列に介在し、有機EL素子42への電力供給をオン又はオフするためのオン/オフ用トランジスタTR4と、有機EL素子42の発光開始両極間電圧(発光開始時点における有機EL素子42の両極間電圧)の変動に応じて輝度を調整するための調整用トランジスタTR5と、コンデンサC1(第1容量素子)と、コンデンサC2(第2容量素子)と、から構成されている。
書込み用トランジスタTR1、閾値補償用トランジスタTR2、オン/オフ用トランジスタTR4、及び調整用トランジスタTR5は、薄膜トランジスタ(TFT)であるNチャンネルのMOSトランジスタであり、駆動用トランジスタTR3は、薄膜トランジスタ(TFT)であるPチャンネルのMOSトランジスタであるが、NチャンネルのMOSトランジスタをPチャンネルのMOSトランジスタにする変形や、PチャンネルのMOSトランジスタをNチャンネルのMOSトランジスタにする変形は、勿論可能である。
書込み用トランジスタTR1は、第1電極(例えばソース)が、所定のタイミングにてデータ電圧DATAが印加されるデータ電圧ライン43に接続されると共に、第2電極(例えばドレイン)がコンデンサC1の一方の電極に接続されている。また、書込み用トランジスタTR1のゲートは、走査電圧SCANが印加される走査電圧ライン44に接続されている。閾値補償用トランジスタTR2は、第1電極(例えばソース)がコンデンサC1の他方の電極及び駆動用トランジスタTR3のゲートに共通接続されていると共に、第2電極(例えばドレイン)が駆動用トランジスタTR3のドレインとオン/オフ用トランジスタTR4のドレインに共通接続されている。また、閾値補償用トランジスタTR2のゲートは、制御信号CTL2が印加される制御信号ライン47に接続されている。
オン/オフ用トランジスタTR4において、ソースは有機EL素子42の陽極に接続されており、ゲートは制御信号CTL1が印加される制御信号ライン46に接続されている。有機EL素子42の陰極には負側の電源電圧CVが印加されており、また駆動用トランジスタTR3のソースには正側の電源電圧VDDが印加されている。また、コンデンサC1と書込み用トランジスタTR1の第2電極との接続点、コンデンサC1と駆動用トランジスタTR3のゲートとの接続点を、夫々ノードNA、ノードNBということにする。
調整用トランジスタTR5において、第1電極(例えばドレイン)は有機EL素子42の陽極に接続され、第2電極(例えばソース)はノードNAに接続され、ゲートは制御信号ライン47に接続されている。コンデンサC2において、一方の電極はノードNAに接続され、他方の電極はランプ電圧RAMPが供給されるランプ電圧ライン45に接続されている。
また、図2の駆動用トランジスタTR3は図16の駆動用トランジスタTR103と同様の特性を有するものであり、駆動用トランジスタTR3の特性は、図18を用いて説明したものと同様である。また、図2の有機EL素子42は図16におけるものと同一のものであり、その特性は図18を用いて説明したものと同様である。
(図3;動作の説明)
次に、図3を用いて第1実施形態の有機EL表示装置の動作を説明する。図3は、図2における各部の電圧及び有機EL素子42に流れる電流IOLEDを、1フレーム期間にわたって示したものである。
次に、図3を用いて第1実施形態の有機EL表示装置の動作を説明する。図3は、図2における各部の電圧及び有機EL素子42に流れる電流IOLEDを、1フレーム期間にわたって示したものである。
図3に示す如く、1画面の表示周期である1フレーム期間(フレーム周波数の逆数)は、走査期間と発光期間とリセット期間と、から構成されている。走査期間は、各走査電圧ライン44に順次、ハイレベルの走査電圧SCANを印加することにより同一走査電圧ラインに繋がっている複数の書込み用トランジスタTR1をオンとして、データ電圧DATAを各画素(例えば各画素41)に書き込むための期間である。発光期間は、走査期間に書き込まれたデータ電圧DATAに応じて各有機EL素子42を発光させるための期間である。リセット期間は、駆動用トランジスタTR3の動作閾値電圧(Vth)のばらつきや有機EL素子42の発光開始電極間電圧VFの変動を補償するために設けられた期間である。リセット期間及び/又は走査期間は、発光期間における各有機EL素子42の発光を準備するための期間であることから、発光準備期間と呼ぶことができる。
走査期間、発光期間、リセット期間の順に期間が進行し、k番目(k;自然数)のフレーム期間が終了すると、続けて次の(k+1)番目のフレーム期間における走査期間、発光期間、リセット期間が、この順番で訪れる。
実線60は、ランプ発生回路8からランプ電圧ライン45に供給されるランプ電圧RAMPの電圧波形を示している。ランプ電圧RAMPは、走査期間において予め設定された初期電圧に固定されているが、発光期間において予め設定された変化率(例えば、−1V/1ミリ秒)で単調に低下(単調減少)する。そして、リセット期間内において、ランプ電圧RAMPの単調減少は停止し、再び上記初期電圧に戻る。
実線61、実線62は、それぞれ有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。実線63は、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
破線64、破線65は、有機EL素子42が経時変化することにより、又は動作周囲温度が低温になることにより有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。破線66は、同様に、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
以下、動作の理解を容易にするため、k番目のフレーム期間におけるリセット期間の動作より説明を行う。
k番目の発光期間(k番目のフレーム期間における発光期間)が終了して移行するk番目のリセット期間(k番目のフレーム期間におけるリセット期間)において、制御信号CTL1及びCTL2は双方ローレベルである状態から、双方ハイレベルに切り換えられる。これにより、閾値補償用トランジスタTR2、オン/オフ用トランジスタTR4及び調整用トランジスタTR5はオン(導通状態)となり、電源電圧VDDと電源電圧CVとの差電圧(VDD−CV)が、有機EL素子42の両極間電圧VOLEDと駆動用トランジスタTR3のドレイン−ソース間電圧Vds(=Vgs)とで配分される(図17における期間T2参照)。従って、この時のノードNAとノードNBに加わる電圧は、電源電圧CVよりも有機EL素子42の陽極−陰極間に配分された電圧だけ高い電圧となる。また、この時、有機EL素子42には若干量の電流が流れることになる。
制御信号CTL1及びCTL2が双方ハイレベルとなっている時の電圧の配分の様子を図4に示す。図4における実線201及び破線202は、図18におけるものと同一であり、実線210は、駆動用トランジスタTR3のVds=Vgsの場合におけるVds−Id特性である。図4にも示されるように、制御信号CTL1及びCTL2が双方ハイレベルとなっている時の電流IOLED(=Id)は、経時変化によって減少する。
続いて、制御信号CTL1及びCTL2が双方ハイレベルである状態から制御信号CTL1だけがローレベルに遷移してオン/オフ用トランジスタTR4がオフとなる。この時、電源電圧VDDからの電流が駆動用トランジスタTR3及び閾値補償用トランジスタTR2を介してノードNBに流れ込み、ノードNBは電源電圧VDDより駆動用トランジスタTR3の動作閾値電圧(Vth)だけ低い電圧まで充電される(図17における期間T3参照)。また、この時、ノードNAから調整用トランジスタTR5、有機EL素子42を介して電流が負側の電源電圧CVに流れ込む。即ち、(CV+VF)で表される電位より一時的に電位が高くなっているノードNAの電荷(正の電荷)の一部が調整用トランジスタTR5及び有機EL素素子42を介して抜き取られ、ノードNAに加わる電圧は電源電圧CVより有機EL素子42の発光開始両極間電圧VF(=発光開始時点における有機EL素子の両極間電圧VOLED)だけ高い電圧で安定する。
そして、ノードNA及びノードNBの電位が安定する頃に制御信号CTL2をローにして閾値補償用トランジスタTR2及び調整用トランジスタTR5をオフ(遮断状態)とする。この時、コンデンサC1には、電圧(VDD−CV−Vth−VF)、即ち、駆動用トランジスタTR3の動作閾値電圧Vthと有機EL素子42の発光開始両極間電圧VFに応じた電圧が保持されている。尚、以下の説明において、発光開始両極間電圧VFを、単に「電圧VF」と称することがある。
尚、リセット期間において、有機EL素子42に電流が流れ込んでいる間も、ノードNAに加わる電圧が(CV+VF)に安定した後においても、ノードNAには電源電圧CVより有機EL素子42の両極間電圧だけ高い電圧(換言すれば、有機EL素子42の両極間電圧に応じた電圧)が印可されることになる。また、図18に示す有機EL素子42のVOLED−IOLED特性からも理解されるように、経時変化等のある破線64における電圧VFは、実線61のそれよりも大きい。
この後、制御信号CTL1及びCTL2が、双方ローレベルに維持されたままk番目のリセット期間が終了し、続いて(k+1)番目の走査期間((k+1)番目のフレーム期間における走査期間)に移行する。尚、リセット期間において、走査電圧SCANはローレベルに維持されている。
(k+1)番目の走査期間に移行した時、ノードNA、ノードNBの夫々の電位は、k番目のリセット期間終了時点の夫々の電位が保持されたままとなっている。従って、(破線64が示すノードNAの電圧)>(実線61が示すノードNAの電圧)となっている。また、走査期間においては、制御信号CTL1及びCTL2は、双方ローレベルに維持されている。
走査期間において、ハイレベルの走査電圧SCANが着目している画素41に加わると、書込み用トランジスタTR1はオンとなる。この時、ノードNAの電圧は、データ電圧ライン43に供給されているデータ電圧DATAと等しくなるように上昇し(データ電圧DATAが書き込まれ)、それに伴って、コンデンサC1のカップリングによりノードNBの電圧も同じ電圧だけ上昇する。この時のノードNAとノードNBの電圧上昇分は、(DATA−VF−CV)である。従って、ノードNBの電圧(駆動用トランジスタTR3のゲート電圧)は、電圧(VDD−CV+DATA−VF−Vth)、即ち、データ電圧DATAと電圧VFと駆動用トランジスタTR3の動作閾値電圧Vthとに応じた電圧となる。
ここで、(破線64におけるVF)>(実線61におけるVF)なのであるから、データ電圧DATAを書き込んだ後は、(破線65が示すノードNBの電圧)<(実線62が示すノードNBの電圧)となる。
データ電圧DATAの書込みの後、着目している画素41に加わる走査電圧SCANはローレベルに戻され、表示パネル4を構成している全ての画素41にデータ電圧が書き込まれると、走査期間が終了して発光期間に移行する。
発光期間では、制御信号CTL1はハイレベルとされオン/オフ用トランジスタTR4がオンとなる。また、発光期間においては、上述したようにランプ電圧RAMPが所定の変化率で単調減少するが、コンデンサC2、C1のカップリングによりノードNA、ノードNBの夫々に加わる電圧もランプ電圧RAMPの変化率と同じ変化率で単調減少する。
そして、ノードNB(駆動用トランジスタTR3のゲート)電圧が、電圧(VDD−Vth)以下になると、有機EL素子42には電流が流れ始めるのであるが、発光期間移行時において、(破線65が示すノードNBの電圧)<(実線62が示すノードNBの電圧)となっているため、破線65に示す方がより早い段階で発光が始まる。また、発光期間において有機EL素子42に流れ始めた電流は次第に増加していく。発光期間終了時点にて制御信号CTL1がローレベルに切り換えられて有機EL素子42の発光は停止し、(k+1)番目のリセット期間に移行する。
仮に、従来例のように、有機EL素子42の経時変化等に起因する電圧VFの変動を全くフィードバックしない構成を採用した場合、実線63のようであった電流IOLEDは、経時変化等によって破線67のように減少し、同一のデータ電圧DATAに対する輝度が大きく減少してしまう。ところが、本実施形態においては、上述したように、発光期間移行時におけるノードNBの電圧(駆動用トランジスタTR3のゲート電圧)は、電圧(VDD−CV+DATA−VF−Vth)となっていることから、経時変化等があっても電流IOLEDは破線66のようになって、電流IOLEDの減少分(輝度の減少分)が補償される。勿論、電圧プログラム方式を用いているため、有機EL素子42の輝度は、駆動用トランジスタTR3の動作閾値電圧(Vth)のばらつきの影響を受けない。
換言すれば、本実施形態においては、電圧VFが基準電圧(図18の実線201における発光開始両極間電圧)より大きいとき、有機EL素子42が発光する時間が延長されると言える。逆に、電圧VFが基準電圧(図18の実線201における発光開始両極間電圧)より小さいとき、有機EL素子42が発光する時間が短縮されると言える。
その後、(k+1)番目のリセット期間において、ランプ電圧RAMPは上記初期電圧に戻される(電圧値は上昇)。これに伴って、ノードNA、ノードNBの夫々に加わる電圧も上昇する。そして、再度制御信号CTL1及びCTL2の双方がハイレベルに切り換えられ、上述と同様の動作が繰り返される。このように、階調は基本的にデータ電圧DATAに応じて変化する有機EL素子42の発光時間によって変調される。
また、上述したように、第1実施形態においては、リセット期間中に、制御信号CTL1がハイレベルとなって有機EL素子42が発光する期間がある。この期間は、ノードNAの電位を(VF+CV)より高電位とすると共に、ノードNBの電位を(VDD−Vth)より低電位とするために設けられるものであって、本来の有機EL素子42の発光期間(例えば、10ミリ秒)に対して、十分に短く(例えば、1マイクロ秒)設定できる。従って、このリセット期間中における発光は、表示品位に殆ど影響を与えないが、後述する第2実施形態において、このリセット期間中における発光を排除する手法を説明する。
<<第2実施形態>>
以下、本発明を有機EL表示装置に実施した第2実施形態につき、説明する。本発明の第2実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、図1におけるものと略同様であるため、図示は省略し、第1実施形態との相違点に着目して説明を行う。
以下、本発明を有機EL表示装置に実施した第2実施形態につき、説明する。本発明の第2実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、図1におけるものと略同様であるため、図示は省略し、第1実施形態との相違点に着目して説明を行う。
まず、表示パネル4は、図5に示す画素41aから構成されるように変形される。図5において、図2と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。画素41a(画素41aの画素回路)が、図2の画素41(画素41の画素回路)と相違する点は、第1電極(例えばドレイン)、第2電極(例えばソース)が、夫々ノードNA、ノードNBに接続されると共に、制御信号発生回路5から制御信号CTL3が供給されている制御信号ライン49にゲートが接続されたリセット用トランジスタTR6が新たに設けられている点と、書込み用トランジスタTR1の第1電極が、データドライバー3からのデータ電圧DATAが走査期間に印加されると共に、リセット期間においてリセット電圧RST(このリセット電圧RSTは、予め電圧値が設定されている)が印加されるデータ電圧ライン43aに接続されている点である。上記相違点が実現されるよう、データドライバー3、制御信号発生回路5は、第1実施形態より変形されている。
図6は、図5における各部の電圧及び有機EL素子42に流れる電流IOLEDを、1フレーム期間にわたって示したものである。図6において、図3と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
実線61a、実線62aは、それぞれ有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。実線63aは、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
破線64a、破線65aは、有機EL素子42が経時変化することにより、又は動作周囲温度が低温になることにより有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。破線66aは、同様に、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
図6における走査期間及び発光期間の動作は、図3におけるものと同様であるため、その説明を省略し、第2実施形態における特異な部分であるリセット期間について説明する。
発光期間が終了しリセット期間に移行すると、ハイレベルの走査電圧SCANが書込み用トランジスタTR1のゲートに供給されて書込み用トランジスタTR1がオンするとともに、ハイレベルの制御信号CTL3がリセット用トランジスタTR6のゲートに供給されてリセット用トランジスタTR6がオンする。また、この時、データドライバー3は上記リセット電圧RSTをデータ電圧ライン43a(図5)に供給しており、ノードNA、ノードNBの双方には、リセット電圧RSTが加わることになる。
このリセット電圧RSTの電位は、(CV+VF)より高電位であると共に、(VDD−Vth)より低電位となっている。従って、走査電圧SCAN及び制御信号CTL3を双方ローレベルに切り換えた後、制御信号CTL2をローレベルからハイレベルに切り換えることにより閾値補償用トランジスタTR2と調整用トランジスタTR5がオンとなって、所定時間経過後、ノードNAは電圧(CV+VF)に安定化し、ノードNBは電圧(VDD−Vth)に安定化する。この安定化後の動作については、第1実施形態におけるものと同様である。
以上の説明からも理解されるように、第2実施形態においては、リセット期間中にオン/オフ用トランジスタTR4をオンとしないため有機EL素子42は発光しない。これにより、表示品位の更なる向上が実現される。また、当然、第1実施形態におけるものと同様の効果も実現される。
<<第3実施形態>>
次に、本発明を有機EL表示装置に実施した第3実施形態につき、説明する。本発明の第3実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、図1におけるものと略同様であるため、図示は省略し、第1実施形態との相違点に着目して説明を行う。
次に、本発明を有機EL表示装置に実施した第3実施形態につき、説明する。本発明の第3実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、図1におけるものと略同様であるため、図示は省略し、第1実施形態との相違点に着目して説明を行う。
まず、表示パネル4は、図7に示す画素41bから構成されるように変形される。図7において、図2と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。画素41b(画素41bの画素回路)が、図2の画素41(画素41の画素回路)と相違する点は、書込み用トランジスタTR1の第2電極とノードNAの間にPWM回路(パルス幅変調回路)50が設けてられている点と、ランプ電圧RAMPがコンデンサC2(図2参照)にではなくPWM回路50に与えられている点である。コンデンサC1は、PWM回路50の出力部(ノードNA)と駆動用トランジスタTR3のゲートとを接続するライン中に直列に介在することになる。
PWM回路50は、書込み用トランジスタTR1がオンしている時にデータドライバー3から供給されるデータ電圧DATAをパルス幅変調したパルス電圧を発光期間中に、ノードNAに出力するものであり、例えば、非反転入力端子(+)、反転入力端子(−)、出力端子が、夫々書込み用トランジスタTR1の第2電極、ランプ電圧ライン45、ノードNAに接続されたコンパレータ(不図示)によって構成される。
図8は、図7における各部の電圧及び有機EL素子42に流れる電流IOLEDを、1フレーム期間にわたって示したものである。図8において、図3と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明を省略する。尚、図8においては、ランプ電圧RAMPの電圧波形の図示を省略している。
実線61b、実線62bは、それぞれ有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。実線63bは、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
破線64b、破線65bは、有機EL素子42が経時変化することにより、又は動作周囲温度が低温になることにより有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。破線66bは、同様に、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
図8におけるリセット期間の動作は、図3におけるものと同様であるため、その説明を省略する。走査期間においては、制御信号CTL1及びCTL2は、双方ローレベルに維持されている。発光期間では、制御信号CTL1はハイレベル、制御信号CTL2はローレベルとなっている。
走査期間において、ハイレベルの走査電圧SCANが着目している画素41bに加わると、書込み用トランジスタTR1はオンとなり、データ電圧DATAがPWM回路50に入力される。そして、発光期間に移行すると制御信号CTL1がハイレベルとなり、発光期間中においてPWM回路50は、走査期間において入力したデータ電圧DATAに応じた期間(データ電圧DATAの大きさに比例した期間)、所定の発光レベル電圧VLを出力する。
この発光レベル電圧VLが出力されているときに、駆動用トランジスタTR3がオンとなって有機EL素子42が発光することとなるため、データ電圧DATAを変化させれば多諧調表示が実現されることになる。勿論、PWM回路50が発光レベル電圧VLを出力する期間の長さは、画素ごとに異なり得る。
この発光レベル電圧VLの出力開始時点において、ノードNAの電圧は、電圧(CV+VF−VL)分だけ低下し、それに伴って、コンデンサC1のカップリングによりノードNBの電圧も同じ電圧だけ低下する。この結果、ノードNBの電圧(駆動用トランジスタTR3のゲート電圧)は、電圧(VDD−CV+VL−VF−Vth)、即ち、発光レベル電圧VLと有機EL素子42の発光開始両極間電圧VFと駆動用トランジスタTR3の動作閾値電圧Vthとに応じた電圧となる。
ここで、上述してきたように、(破線64bにおけるVF)>(実線61bにおけるVF)なのであるから、発光期間中においてPWM回路50が発光レベル電圧VLを出力している間、即ち、有機EL素子42が発光している間は、(破線65bが示すノードNBの電圧)<(実線62bが示すノードNBの電圧)となって、経時変化等をしている方(破線65bに示す方)が駆動用トランジスタTR3のゲート−ソース間電圧の大きさが大きくなる。
仮に、従来例のように、有機EL素子42の経時変化等に起因する電圧VFの変動を全くフィードバックしない構成を採用した場合、実線63bのようであった電流IOLEDは、経時変化等によって破線67bのように減少し、同一のデータ電圧DATAに対する輝度が大きく減少してしまう。ところが、本実施形態においては、上述したように、発光期間移行時におけるノードNBの電圧(駆動用トランジスタTR3のゲート電圧)は、電圧(VDD−CV+VL−Vth−VF)となっていることから、経時変化等があっても電流IOLEDは破線66bのようになり、電流IOLEDの減少分(輝度の減少分)が補償される。
換言すれば、本実施形態においては、電圧VFが基準電圧(図18の実線201における発光開始両極間電圧)より大きいとき、有機EL素子42に流れる電流の値が増加するように駆動用トランジスタTR3のゲート電圧が調整される。逆に、電圧VFが上記基準電圧より小さいとき、有機EL素子42に流れる電流の値が減少するように駆動用トランジスタTR3のゲート電圧が調整される。この調整は、フレーム毎に行われる。
勿論、電圧プログラム方式を用いているため、有機EL素子42の輝度は、駆動用トランジスタTR3の動作閾値電圧(Vth)のばらつきの影響を受けない。
また、第1実施形態においては、経時変化等があった場合、階調表示が何であるかに拘わらず(黒、白、中間階調の何れであるかに拘わらず)、同じ時間だけ有機EL素子42が発光する時間が延長(又は短縮)される。つまり、極端に言えば(正確さは欠くが)、全ての階調において同程度の輝度だけ上乗せされる形で輝度減少の補償がなされる(あたかもブライトネス調整を行ったかのような補償になる)。これは、第2実施形態においても同様である。
ところが、第3実施形態においては、発光期間中において有機EL素子42が発光する時間の長さは、データ電圧DATAのみにて決まっており、発光時の電流値を増加させる形で輝度減少の補償がなされる。例えば、経時変化等がない場合の第1階調(白)、第2階調(中間階調)、第3階調(黒)に対応する電流IOLEDの実効値が夫々10、5、0である場合(ピーク値は実線63bに対応)において、経時変化があったとする。そして、仮に、経時変化による輝度補償を行わなければ、第1階調、第2階調、第3階調に対応する電流IOLEDの実効値は夫々6、3、0になってしまうものとする(ピーク値は実線67bに対応)。
この時、本実施形態のように輝度補償を行えば、第1階調、第2階調、第3階調に対応する電流IOLEDの実効値は、例えば、夫々9(=6×1.5)、4.5(=3×1.5)、0(=0×1.5)となり、白の階調は電流が大きく増加される一方、黒の諧調は電流が全く(若しくは殆ど)増加されない。つまり、階調間のコントラストが極力維持される形で輝度減少の補償がなされるため、表示品位の経時変化等による劣化は第1、第2実施形態におけるものよりも更に抑えられる。
そして、PWM回路50は、入力したデータ電圧DATAに応じた期間だけ、発光レベル電圧VLの出力を行うと、自身の出力電圧を所定電圧まで上昇させる。この上昇によって、ノードNBの電圧が、電圧(VDD−Vth)より高くなるように、前記所定電圧は設定されている。従って、発光レベル電圧VLの出力が終わると同時に有機EL素子42の発光は停止する。
<<第4実施形態>>
次に、第3実施形態におけるPWM回路50の具体的構成を示すものとして第4実施形態を説明する。第4実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、図1におけるものと略同様であるため、図示は省略し、第1実施形態との相違点に着目して説明を行う。
次に、第3実施形態におけるPWM回路50の具体的構成を示すものとして第4実施形態を説明する。第4実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、図1におけるものと略同様であるため、図示は省略し、第1実施形態との相違点に着目して説明を行う。
まず、表示パネル4は、図9に示す画素回路を有した画素41cから構成されるように変形される。図9において、図2と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
PWM回路50は、NチャンネルのMOSトランジスタから成るオン制御用トランジスタTR13、オフ制御用トランジスタTR14及びトランジスタTR16と、PチャンネルのMOSトランジスタから成るトランジスタTR15及びTR17と、コンデンサC11及びC12と、から構成されている。
トランジスタTR17において、ゲートは制御信号発生回路5から制御信号CTL3が供給される制御信号ライン51に接続され、ソースはコンデンサC12の一方の電極とトランジスタTR15のソースに共通接続され、ドレインはコンデンサC12の他方の電極、トランジスタTR15のゲート、トランジスタTR16のゲート及びオフ制御用トランジスタTR14のドレインに共通接続されている。トランジスタTR15のドレインとトランジスタTR16のドレインは接続されてPWM回路50の出力部を形成し、ノードNAにパルス電圧を出力する。トランジスタTR16のソースは、オン制御用トランジスタTR13のドレインに接続されている。コンデンサC11の一方の電極とオン制御用トランジスタTR13のゲートは、共にランプ電圧ライン45に接続されている。コンデンサC11の他方の電極は、書込み用トランジスタTR1の第2電極とオフ制御用トランジスタTR14のゲートに共通接続されている。
トランジスタTR17のソース、コンデンサC12の一方の電極及びトランジスタTR15のソースには、PWM回路50の正側の電源電圧VCCが与えられている。オン制御用トランジスタTR13のソースとオフ制御用トランジスタTR14のソースにはPWM回路50の負側の電源電圧VSSが与えられている。尚、PWM回路50の正側の電源電圧をVDDとは異なるVCCとしたのは、後に示す図10の煩雑化防止のためであって、PWM回路50の電源電圧はVDDであっても構わない。また、制御信号発生回路5は、制御信号CTL1、CTL2に加えて、制御信号CTL3を各画素に供給するように第1実施形態より変形されている。
オン制御用トランジスタTR13とオフ制御用トランジスタTR14は、同一の半導体基板上に同一製造プロセスにて同時に形成され、しかも同一画素41c内の互いに近接した位置に形成されている。従って、オン制御用トランジスタTR13とオフ制御用トランジスタTR14の夫々の動作閾値電圧(Vth1)は、ほぼ等しい。また、書込み用トランジスタTR1の第2電極とオフ制御用トランジスタTR14のゲートとの接続点を、ノードNCと定める。
図10は、図9における各部の電圧及び有機EL素子42に流れる電流IOLEDを、1フレーム期間にわたって示したものである。図10において、図3と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
実線60cは、ランプ発生回路8からランプ電圧ライン45に供給されるランプ電圧RAMPの電圧波形を示している。ランプ電圧RAMPは、走査期間において、予め設定された初期電圧に固定されているが、発光期間において、予め設定された変化率(例えば、1V/1ミリ秒)で単調増加する。そして、そして、リセット期間内において、ランプ電圧RAMPの単調増加は停止し、再び上記初期電圧に戻る。ランプ電圧発生回路8は、上記のように第1実施形態におけるものから変形されている。
実線61c、実線62cは、それぞれ有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。実線63cは、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。実線68cは、ノードNCの電圧波形を示している。
破線64c、破線65cは、有機EL素子42が経時変化することにより、又は動作周囲温度が低温になることにより有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。破線66cは、同様に、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
まず、k番目のリセット期間において、制御信号CTL3がハイレベルからローレベルに切り換わることによって、トランジスタTR17がオンする。この結果、トランジスタTR15がオフとなる。尚、この時点で、他のトランジスタTR13、TR14及びTR16は全てオフとなっている。
その後、制御信号CTL3はハイレベルに戻されてからの動作は第1実施形態と同様である。即ち、制御信号CTL1及びCTL2がローレベルからハイレベルへの切り換えられ、ノードNAの電位は(VF+CV)より高電位になると共に、ノードNBの電位は(VDD−Vth)より低電位となる。更に、制御信号CTL1のローレベルへの切り換え、制御信号CTL2のローレベルへの切り換えが、この順番で第1実施形態と同様に行われる。これにより、第1実施形態と同様、リセット期間終了時点において、コンデンサC1には、電圧(VDD−CV−Vth−VF)が保持される。
この後、制御信号CTL1及びCTL2が、双方ローレベルに維持されたままk番目のリセット期間が終了し、続いて(k+1)番目の走査期間に移行する。尚、リセット期間において、走査電圧SCANはローレベルに維持されており、制御信号CTL3は走査期間及び発光期間においてハイレベルに維持されている。
(k+1)番目の走査期間に移行した時、ノードNA、ノードNBの夫々の電位は、k番目のリセット期間終了時点の夫々の電位が保持されたままとなっている。従って、(破線64cが示すノードNAの電圧)>(実線61cが示すノードNAの電圧)となっている。また、走査期間においては、制御信号CTL1及びCTL2は、双方ローレベルに維持されている。発光期間では、制御信号CTL1はハイレベル、制御信号CTL2はローレベルとなっている。
走査期間において、ハイレベルの走査電圧SCANが着目している画素41cに加わると、書込み用トランジスタTR1はオンとなり、データドライバー3から供給されるデータ電圧DATAが、ランプ電圧の上記初期電圧を基準としてコンデンサC11に保持される。
走査期間を終えて移行する発光期間において、ランプ電圧RAMPが上昇して負側の電源電圧VSSとの差が増大し、オン制御用トランジスタTR13のゲート−ソース間電圧が動作閾値電圧Vth1を上回ると、該TR13がオンとなる。これによって、トランジスタTR16が導通して、ノードNAの電圧が電源電圧VSSと等しくなるまで低下し、これに伴ってノードNBの電圧も同じだけ低下する(尚、説明の簡略化のため、トランジスタTR16及びオン制御用トランジスタTR13における電圧降下は無視して考える)。そうすると、駆動用トランジスタTR3が導通して有機EL素子42の発光が開始される。
また、この時のノードNAとノードNBの電圧低下分は、(−VSS+VF+CV)である。従って、ノードNBの電圧(駆動用トランジスタTR3のゲート電圧)は、電圧(VDD−CV+VSS−VF−Vth)、即ち、電圧VSS(発光レベル電圧)と有機EL素子42の発光開始両極間電圧VFと駆動用トランジスタTR3の動作閾値電圧Vthとに応じた電圧となる。
ここで、(破線64cにおけるVF)>(実線61cにおけるVF)なのであるから、発光期間中においてPWM回路50がノードNAの電圧を電圧VSS(発光レベル電圧)としている間、即ち、有機EL素子42が発光している間は、(破線65cが示すノードNBの電圧)<(実線62cが示すノードNBの電圧)となって、経時変化等をしている方(破線65cに示す方)が駆動用トランジスタTR3のゲート−ソース間電圧の大きさが大きくなる。
その後、更にランプ電圧が上昇し、これに伴ってノードNCの電圧が上昇して負側の電源電圧VSSとの差が増大し、オフ制御用トランジスタTR14のゲート−ソース間電圧が動作閾値電圧Vth1を上回ると、該TR14がオンとなる。これによって、トランジスタTR16がオフとなる一方、トランジスタTR15がオンとなって、ノードNAの電圧は、電源電圧VCCと等しくなるように上昇する(尚、説明の簡略化のため、トランジスタTR15における電圧降下は無視して考える)。これに伴って、ノードNBの電圧も電圧(VDD−Vth)を上回って駆動用トランジスタTR3がオフとなり、有機EL素子42の発光が終了する。
このように、データ電圧の大きさに応じて有機EL素子42の発光終了時点が変化することにより、発光時間がデータ電圧の大きさに比例して変化し、多諧調表示が実現される。尚、PWM回路50は、ランプ電圧RAMPを用いてデータ電圧DATAのパルス幅変調を行い、発光期間中において、そのパルス幅変調によるパルスの幅に相当する期間、電圧VSS(発光レベル電圧)を出力するものであると言える。
そして、発光期間中においてPWM回路50がノードNAの電圧を、電圧VSS(発光レベル電圧)としている間、即ち、有機EL素子42が発光している間は、(破線65cが示すノードNBの電圧)<(実線62cが示すノードNBの電圧)となって、経時変化等をしている方(破線65cに示す方)が駆動用トランジスタTR3のゲート−ソース間電圧の大きさが大きくなるため、第3実施形態と同様の効果(階調間のコントラストが極力維持される形での輝度補償)が実現される(従来例のように、有機EL素子42の経時変化等に起因する電圧VFの変動を全くフィードバックしない構成を採用した場合、実線63cのようであった電流IOLEDは、経時変化等によって破線67cのように減少し、同一のデータ電圧DATAに対する輝度が大きく減少してしまう)。
換言すれば、本実施形態においては、電圧VFが基準電圧(図18の実線201における発光開始両極間電圧)より大きいとき、有機EL素子42に流れる電流の値が増加するように駆動用トランジスタTR3のゲート電圧が調整される。逆に、電圧VFが上記基準電圧より小さいとき、有機EL素子42に流れる電流の値が減少するように駆動用トランジスタTR3のゲート電圧が調整される。この調整は、フレーム毎に行われる。
また、電圧プログラム方式を用いているため、有機EL素子42の輝度は、駆動用トランジスタTR3の動作閾値電圧(Vth)のばらつきの影響を受けない。
また、オン制御用トランジスタTR13とオフ制御用トランジスタTR14は、同一の半導体基板上に同一製造プロセスにて同時に形成され、しかも同一画素41c内の互いに近接した位置に形成されている。従って、オン制御用トランジスタTR13とオフ制御用トランジスタTR14の夫々の動作閾値電圧(Vth1)は、ほぼ等しく、製造ばらつきによってオン制御用トランジスタTR13が駆動用トランジスタTR3をオンさせる時点がずれたとしても、その後にオフ制御用トランジスタTR14が駆動用トランジスタTR3をオフとする時点も同じだけ同じ方向にずれることになる。
従って、オン制御用トランジスタTR13が駆動用トランジスタTR3をオンとしてからオフ制御用トランジスタTR14が駆動用トランジスタTR3をオフとするまでの時間は、両トランジスタTR13、TR14の動作閾値電圧のばらつきに拘わらず、正確にデータ電圧に応じた時間となる。
また、1フレーム期間を通じて、トランジスタTR15とトランジスタTR16の少なくとも一方は必ずオフとなっているため、電源電圧VCCから電源電圧VSSに無駄な電流は流れることがない。
また、第4実施形態においては、リセット期間中に、制御信号CTL1がハイレベルとなって有機EL素子42が発光する期間がある。この期間は、ノードNAの電位を(VF+CV)より高電位とすると共に、ノードNBの電位を(VDD−Vth)より低電位とするために設けられるものであって、本来の有機EL素子42の発光期間(例えば、10ミリ秒)に対して、十分に短く(例えば、1マイクロ秒)設定できる。従って、このリセット期間中における発光は、表示品位に殆ど影響を与えないが、後述する第5実施形態において、このリセット期間中における発光を排除する手法を説明する。
<<第5実施形態>>
以下、本発明を有機EL表示装置に実施した第5実施形態につき、説明する。本発明の第5実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、図1におけるものと略同様であるため、図示は省略する。第5実施形態に係る有機EL表示装置は、第4実施形態に係る有機EL表示装置に類似しているため、第4実施形態との相違点にのみ着目して説明を行う。従って、特に説明を行わない構成及び動作は、第4実施形態と同様である。
以下、本発明を有機EL表示装置に実施した第5実施形態につき、説明する。本発明の第5実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、図1におけるものと略同様であるため、図示は省略する。第5実施形態に係る有機EL表示装置は、第4実施形態に係る有機EL表示装置に類似しているため、第4実施形態との相違点にのみ着目して説明を行う。従って、特に説明を行わない構成及び動作は、第4実施形態と同様である。
まず、表示パネル4は、図11に示す画素回路を有した画素41dから構成されるように変形される。図11において、図9と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。画素41d(画素41dの画素回路)が、図9の画素41c(画素41cの画素回路)と相違する点は、ソースに電源電圧VDDが与えられていると共に、ドレインとゲートがノードNBに共通接続されたクリップ用トランジスタTR20(クリップ回路)が新たに備えられている点と、トランジスタTR17のソースとコンデンサC12の一方の電極とトランジスタTR15のソースには、電源電圧VDDが供給されている点である。
クリップ用トランジスタTR20の動作閾値電圧をVth2とすると、クリップ用トランジスタTR20は、ノードNBの電位が(VDD+Vth2)を上回ることがないようにするためのものであると言える。以下、この電位(VDD+Vth2)を、クリップ電位という。尚、クリップ用トランジスタTR20をダイオードに置換することは勿論可能であるし、画素41dの回路構成が変形された場合、クリップ用トランジスタTR20は、ノードNBの電位がクリップ電位(この場合のクリップ電位は、VDD+Vth2と異なり得る)を下回ることがないようにするためのものに変形され得る。
図12は、図11における各部の電圧及び有機EL素子42に流れる電流IOLEDを、1フレーム期間にわたって示したものである。図12において、図3や図10と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
実線61d、実線62dは、それぞれ有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。実線63dは、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
破線64d、破線65dは、有機EL素子42が経時変化することにより、又は動作周囲温度が低温になることにより有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。破線66dは、同様に、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
図12におけるランプ電圧60c、走査電圧SCAN、制御信号CTL2及びCTL3の電圧波形は図10におけるものと同様であり、走査期間及び発光期間における動作も、図10におけるものと同様である。本実施形態では、リセット期間において制御信号CTL1がハイレベルとならない点が、第4実施形態との相違点であり、特徴的な点である。
発光期間において、ノードNCの電位が(VSS+Vth1)を上回り、オフ制御用トランジスタTR14がオン、続いてトランジスタTR15がオンとなって、ノードNAの電位がVSSからVDDに立ち上がると、コンデンサC1のカップリングにより、ノードNBの電位も同じ上昇分(VDD−VSS)だけ立ち上がろうとする。
仮に、クリップ用トランジスタTR20がなければ、ノードNBの電位は、実際に(VDD−VSS)だけ上昇する。この場合、リセット期間において制御信号CTL2をハイレベルに切り換えて調整用トランジスタTR5をオンすると、ノードNBの電位はノードNAの電位の低下に伴って低下するが、コンデンサC1における損失等が存在するため、(VDD−Vth)より高い電位で下げ止まる。そうすると、リセット期間終了時点におけるコンデンサC1の保持電圧は(VDD−CV−Vth−VF)とならない。即ち、コンデンサC1には、駆動用トランジスタTR3の動作閾値電圧Vthに応じた電圧が保持されないことになり、電圧プログラム方式が正しく機能しない(有機EL素子42の輝度は、駆動用トランジスタTR3の動作閾値電圧(Vth)のばらつきの影響を受けてしまう)。
ところが、図11に示す画素41dには、上述したクリップ用トランジスタTR20が備えられているため、ノードNAの電位がVSSからVDDに立ち上がっても、ノードNBの電位は(VDD+Vth2)より高くならない。厳密には、一時的に高くなるが、リセット期間に至る頃には、ノードNBの電位は(VDD+Vth2)となる。そうすると、リセット期間において制御信号CTL2をハイレベルに切り換えて調整用トランジスタTR5をオンすると、ノードNAの電位の低下に伴ってノードNBの電位も低下し、ノードNBの電位は(VDD−Vth)を下回ろうとする。ノードNBの電位が(VDD−Vth)を下回れば、駆動用トランジスタTR3が一時的にオンして、電源電圧VDDから電流が駆動用トランジスタTR3、閾値補償用トランジスタTR2を介してノードNBに流れ込むため、最終的には(リセット期間終了時点においては)、ノードNBの電位は(VDD−Vth)で安定する。
以上のような動作により、リセット期間終了時点におけるコンデンサC1の保持電圧は(VDD−CV−Vth−VF)となるため、第4実施形態と同様の効果が実現される(従来例のように、有機EL素子42の経時変化等に起因する電圧VFの全くフィードバックしない構成を採用した場合、実線63dのようであった電流IOLEDは、経時変化等によって破線67dのように減少し、同一のデータ電圧DATAに対する輝度が大きく減少してしまう)。
そして、リセット期間中にオン/オフ用トランジスタTR4をオンとして有機EL素子42を発光させないので(発光させる必要がないので)、表示品位の更なる向上が実現される。
<<第6実施形態>>
以下、本発明を有機EL表示装置に実施した第6実施形態につき、説明する。図13は、本発明の第6実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成を示すブロック図である。
以下、本発明を有機EL表示装置に実施した第6実施形態につき、説明する。図13は、本発明の第6実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成を示すブロック図である。
有機ELディスプレイ10eは、図13に示す如く、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネル4eに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバー2e、データ電圧を各画素に供給するデータドライバー3e、制御信号発生回路5eを接続して構成されている。図13の有機EL表示装置は、TV受信機(不図示)等の映像ソース(外部の信号源)から供給される映像信号に応じた画像を表示パネル4eに表示する。
TV受信機(不図示)等の映像ソースから供給される映像信号は、映像信号処理回路6へ供給されて、映像表示に必要な信号処理が施され、これによって得られる赤(R)、緑(G)、青(B)から成るRGB3原色の映像信号が、有機ELディスプレイ10eのデータドライバー3eへ供給される。
映像信号処理回路6から得られる水平同期信号Hsync及び垂直同期信号Vsyncは、タイミング信号発生回路7へ供給され、これによって得られるタイミング信号が走査ドライバー2e及びデータドライバー3eへ供給される。
また、タイミング信号発生回路7から得られるタイミング信号は制御信号発生回路5eにも供給されている。制御信号発生回路5は、このタイミング信号を参照しつつ、後述の如く有機ELディスプレイ10eの駆動に用いられる制御信号CTL1及びCTL2を生成し、それら制御信号CTL1、CTL2を表示パネル4eの各画素へ供給する。尚、制御信号発生回路5から伸びる制御信号ラインは、図1において水平ライン毎に1本であるかのような記載となっているが、実際は2本ずつ(CTL1とCTL2)となっている。
また、図13に示す各回路、各ドライバー及び有機ELディスプレイには電源回路(不図示)が接続されている。
表示パネル4eは、図14に示す画素回路を有した画素41eから構成されている。図14において、図2と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図14に示す画素41e(画素41eの画素回路)が図2の画素41(画素41の画素回路)と相違する点は、コンデンサC2とランプ電圧ライン45(図2参照)が備えられていない点であり、その他の点では一致している。
図15は、図14における各部の電圧及び有機EL素子42に流れる電流IOLEDを、1フレーム期間にわたって示したものである。
図15に示す如く、1画面の表示周期である1フレーム期間(フレーム周波数の逆数)は、発光期間とリセット期間と、から構成されている。1フレーム期間の始期と終期は、走査線によって異なっており、1フレーム期間の始期は、1番目の走査線、2番目の走査線、・・・、n番目の走査線(n;走査線の本数)の順番で、順次所定の間隔を空けて訪れる。図15は、上記n本の走査線の内の或る1つの走査線に着目して図14における各部の電圧等を示したものである。
或る走査線において、発光期間、リセット期間の順に期間が進行し、k番目(k;自然数)のフレーム期間が終了すると、続けて次の(k+1)番目のフレーム期間における発光期間、リセット期間が、この順番で訪れる。このように、本実施形態においては、走査期間がないとも言えるが、後述の説明にて明らかになるように発光期間の最初において走査電圧SCANをハイレベルとしてデータ電圧DATAを画素に書き込んでいるため、発光期間に走査期間が含まれていると考えることもできる。また、第1〜第5実施形態のように、走査期間と発光期間を分離し、走査期間、発光期間及びリセット期間が、全走査線にとって同じタイミングで訪れるように変形しても構わない。
実線61e、実線62eは、それぞれ有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。実線63eは、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
破線64e、破線65eは、有機EL素子42が経時変化することにより、又は動作周囲温度が低温になることにより有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。破線66eは、同様に、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
k番目のリセット期間における動作は、基本的に第1実施形態と同様である。まず、制御信号CTL1、CTL2を双方ハイレベルにしてから、制御信号CTL1だけローレベルに切り換え、ノードNA、ノードNBの電位が夫々(CV+VF)、(VDD−Vth)に安定した後、制御信号CTL2をローレベルに切り換える。これにより、第1実施形態と同様、リセット期間終了時点において、コンデンサC1には、電圧(VDD−CV−Vth−VF)が保持される。
この後、制御信号CTL1及びCTL2が、双方ローレベルに維持されたままk番目のリセット期間が終了し、続いて(k+1)番目の発光期間に移行する。尚、リセット期間において、走査電圧SCANはローレベルに維持されている。
(k+1)番目の発光期間に移行すると、走査電圧SCANがハイレベルとされて書込み用トランジスタTR1がオンする。この時、データドライバー3eからデータ電圧ライン43にデータ電圧DATAが供給されており、ノードNAの電圧は、該データ電圧DATAと等しくなるように低下する。これに伴って、コンデンサC1のカップリングによりノードNBの電圧も同じ電圧だけ低下する。この時のノードNAとノードNBの電圧低下分は、−(DATA−VF−CV)であり、この電圧低下によって、ノードNBの電圧(駆動用トランジスタTR3のゲート電圧)は、電圧(VDD−CV+DATA−VF−Vth)となる。
データ電圧DATAのノードNAに対する書込み後、走査電圧SCANはローレベルとされ、続いて制御信号CTL1がハイレベルとされて有機EL素子42の発光が開始する。ここで、(破線64eにおけるVF)>(実線61eにおけるVF)なのであるから、データ電圧DATAを書き込んだ後は、(破線65eが示すノードNBの電圧)<(実線62eが示すノードNBの電圧)となって、経時変化等をしている方(破線65eに示す方)が駆動用トランジスタTR3のゲート−ソース間電圧の大きさが大きくなる。
仮に、従来例のように、有機EL素子42の経時変化等に起因する電圧VFの変動を全くフィードバックしない構成を採用した場合、実線63eのようであった電流IOLEDは、経時変化等によって破線67eのように減少し、同一のデータ電圧DATAに対する輝度が大きく減少してしまう。ところが、本実施形態においては、上述したように、発光期間移行時におけるノードNBの電圧(駆動用トランジスタTR3のゲート電圧)は、電圧(VDD−CV+DATA−Vth−VF)となっていることから、経時変化等があっても電流IOLEDは破線66eのようになり、電流IOLEDの減少分(輝度の減少分)が補償される。
換言すれば、本実施形態においては、電圧VFが基準電圧(図18の実線201における発光開始両極間電圧)より大きいとき、有機EL素子42に流れる電流の値が増加するように駆動用トランジスタTR3のゲート電圧が調整される。逆に、電圧VFが上記基準電圧より小さいとき、有機EL素子42に流れる電流の値が減少するように駆動用トランジスタTR3のゲート電圧が調整される。この調整は、フレーム毎に行われる。
勿論、電圧プログラム方式を用いているため、有機EL素子42の輝度は、駆動用トランジスタTR3の動作閾値電圧(Vth)のばらつきの影響を受けない。
尚、第1、第2実施形態におけるランプ電圧は発光期間において単調減少しているが、
単調増加するように各構成を変形しても構わない。同様に、第4、第5実施形態におけるランプ電圧は発光期間において単調増加しているが、単調減少するように各構成を変形しても構わない。また、ガンマ特性を考慮してこれらのランプ電圧に曲率を付けても構わない。
単調増加するように各構成を変形しても構わない。同様に、第4、第5実施形態におけるランプ電圧は発光期間において単調増加しているが、単調減少するように各構成を変形しても構わない。また、ガンマ特性を考慮してこれらのランプ電圧に曲率を付けても構わない。
<<第7実施形態>>
上述の各実施形態によれば経時変化等に起因する電流IOLEDの減少分が補償されるのであるが、第1、第2及び第6実施形態においては、その補償によって黒が浮いてしまう恐れがある。
上述の各実施形態によれば経時変化等に起因する電流IOLEDの減少分が補償されるのであるが、第1、第2及び第6実施形態においては、その補償によって黒が浮いてしまう恐れがある。
図19は、この黒浮きを説明するための図である。図19において、横軸はデータドライバー3又は3e(図1、図13)から供給されるデータ電圧DATAを表し、縦軸は供給されたデータ電圧DATAに対応して流れる電流IOLEDを表している。横軸において、左側が黒の階調に、右側が白の階調に対応している。実線301は、初期状態におけるデータ電圧DATAと電流IOLEDの関係を表している。破線302は、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになり、且つ上述してきたような電流IOLEDの減少分の補償が行われなかった場合のデータ電圧DATAと電流IOLEDの関係を表している。破線303は、その補償が行われた場合のデータ電圧DATAと電流IOLEDの関係を表している。
電圧VFの増加に応じて発光期間におけるノードNBの電圧を変動させるということは、データ電圧DATAに電圧VFの増加分を上乗せする(或いは差し引く)ことに相当するため、経時変化等によって実線301から破線302のように変遷した第1、第2及び第6実施形態におけるデータ電圧DATAと電流IOLEDの関係は、破線303のように補正される。
この補正によって経時変化等があっても、白レベルの階調信号に対応したデータ電圧DATAが各画素に書き込まれた場合は、白レベルの階調に対応する電流IOLEDが流れ、輝度の低下が抑えられる。しかしながら、黒レベルの階調信号に対応したデータ電圧DATAが各画素に書き込まれた場合、この補正によって電流IOLEDが初期状態よりも増加してしまう。つまり、黒を表示したいにも拘わらず、比較的大きな電流IOLEDが流れてしまい、所謂黒浮きが発生する。
以下において、このような黒浮きの問題を解決する第7〜第15実施形態を説明する。まず、本発明を有機EL表示装置に実施した第7実施形態につき、説明する。
(図20:全体構成ブロック図)
図20は、本発明の第7実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成を示すブロック図である。有機ELディスプレイ10fは、図20に示す如く、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネル4fに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバー2f、データ電圧を各画素に供給するデータドライバー3f、ランプ電圧発生回路8f、及び制御信号発生回路5fを接続して構成されている。図20の有機EL表示装置は、TV受信機(不図示)等の映像ソース(外部の信号源)から供給される映像信号に応じた画像を表示パネル4fに表示する。
図20は、本発明の第7実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成を示すブロック図である。有機ELディスプレイ10fは、図20に示す如く、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネル4fに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバー2f、データ電圧を各画素に供給するデータドライバー3f、ランプ電圧発生回路8f、及び制御信号発生回路5fを接続して構成されている。図20の有機EL表示装置は、TV受信機(不図示)等の映像ソース(外部の信号源)から供給される映像信号に応じた画像を表示パネル4fに表示する。
TV受信機(不図示)等の映像ソースから供給される映像信号は、映像信号処理回路6へ供給されて、映像表示に必要な信号処理が施され、これによって得られる赤(R)、緑(G)、青(B)から成るRGB3原色の映像信号がルックアップテーブル(以下「LUT」という)9を介して有機ELディスプレイ10fのデータドライバー3fへ供給される。
TV受信機(不図示)等の映像ソースから供給される映像信号には、表示パネル(図20の表示パネル4f、図1の表示パネル4、又は図13の表示パネル4e若しくは後述する図37の表示パネル4k)による画像表示のための階調信号が含まれており、映像信号処理回路6が出力するRGB3原色の映像信号にもまた上記階調信号が含まれている。
上記階調信号は表示パネル(4f、4又は4e若しくは4k)の各画素にて表現されるべき階調を特定するものであり、階調信号を複数ビット(例えば10ビット)のデジタルデータとすることで、その階調は多段階で表現される。映像信号処理回路6(或いは上記映像ソース)が出力する階調信号のレベルが大きくなればなるほど、対応する階調は高階調側へ向かい、各画素の輝度も大きくなる。映像信号処理回路6(或いは上記映像ソース)が出力する階調信号の最低レベルは明度が最小である黒レベルの階調に対応しており、映像信号処理回路6が出力する階調信号の最大レベルは明度が最大である白レベルの階調に対応している。上記の「映像信号、階調信号、階調及び各画素の輝度等の関係」は、本実施形態だけでなく、本明細書の全ての実施形態において共通する。
映像信号処理回路6から得られる水平同期信号Hsync及び垂直同期信号Vsyncは、タイミング信号発生回路7fへ供給され、これによって得られるタイミング信号が走査ドライバー2f及びデータドライバー3fへ供給される。また、このタイミング信号と連動したフィールド信号がLUT9に供給される。このフィールド信号は、現時点のフィールドが第1のフィールドと第2のフィールドのどちらであるかを特定する信号である。第1のフィールドと第2のフィールドの意味については後述の説明から明らかとなる。
また、タイミング信号発生回路7fから得られるタイミング信号はランプ電圧発生回路8fにも供給されている。ランプ電圧発生回路8fは、このタイミング信号を参照しつつ、有機ELディスプレイ10fの駆動に用いられるランプ電圧RAMP1及びRAMP2を生成し、それらのランプ電圧RAMP1及びRAMP2を表示パネル4fの各画素へ供給する。
更に、タイミング信号発生回路7fから得られるタイミング信号は制御信号発生回路5fにも供給されている。制御信号発生回路5fは、このタイミング信号を参照しつつ、有機ELディスプレイ10fの駆動に用いられる制御信号CTL1を生成し、該制御信号CTL1を表示パネル4fの各画素へ供給する。
また、図20に示す各回路、各ドライバー及び有機ELディスプレイには電源回路(不図示)が接続されている。
(図21:画素の説明)
次に、表示パネル4fを構成する画素41fの回路構成を、図21を用いて説明する。図21において、図2と同一の部品には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。各画素41fを構成する画素回路は、有機EL素子(OLED)42と、書込み用トランジスタTR1と、駆動用トランジスタTR3と、調整用トランジスタTR5と、オフ制御用トランジスタTR7と、コンデンサC1(第1容量素子)と、コンデンサC2(第2容量素子)と、から構成されている。駆動用トランジスタTR3とオフ制御用トランジスタTR7は、同一の半導体基板上に同一製造プロセスにて同時に形成され、しかも同一画素41f内の互いに近接した位置に形成されている。従って、駆動用トランジスタTR3とオフ制御用トランジスタTR7の夫々の動作閾値電圧は、ほぼ等しく、それらをVthとする。
次に、表示パネル4fを構成する画素41fの回路構成を、図21を用いて説明する。図21において、図2と同一の部品には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。各画素41fを構成する画素回路は、有機EL素子(OLED)42と、書込み用トランジスタTR1と、駆動用トランジスタTR3と、調整用トランジスタTR5と、オフ制御用トランジスタTR7と、コンデンサC1(第1容量素子)と、コンデンサC2(第2容量素子)と、から構成されている。駆動用トランジスタTR3とオフ制御用トランジスタTR7は、同一の半導体基板上に同一製造プロセスにて同時に形成され、しかも同一画素41f内の互いに近接した位置に形成されている。従って、駆動用トランジスタTR3とオフ制御用トランジスタTR7の夫々の動作閾値電圧は、ほぼ等しく、それらをVthとする。
オフ制御用トランジスタTR7は、駆動用トランジスタTR3と同じく、薄膜トランジスタ(TFT)であるPチャンネルのMOSトランジスタである。画素41fにおいて、NチャンネルのMOSトランジスタをPチャンネルのMOSトランジスタにする変形は、勿論可能である。
書込み用トランジスタTR1の第1電極(例えばソース)は、所定のタイミングにてデータ電圧DATAが印加され且つ所定の他のタイミングにてリセット電圧RST(このリセット電圧RSTは、予め電圧値が設定されている)が印加されるデータ電圧ライン43aに接続されている。書込み用トランジスタTR1において、第2電極(例えばドレイン)はコンデンサC1の一方の電極に接続されている。また、書込み用トランジスタTR1のゲートは、走査電圧SCANが印加される走査電圧ライン44に接続されている。
コンデンサC1のもう一方の電極は、駆動用トランジスタTR3のゲートとオフ制御用トランジスタTR7のドレインに共通接続されている。駆動用トランジスタTR3のソースとオフ制御用トランジスタTR7のソースには、給電ライン48を介して正側の電源電圧VDDが印加されている。画素41fにおいて、コンデンサC1と書込み用トランジスタTR1の第2電極との接続点、コンデンサC1と駆動用トランジスタTR3のゲートとの接続点を、夫々ノードNA、ノードNBということにする。
調整用トランジスタTR5において、第1電極(例えばドレイン)は有機EL素子42の陽極と駆動用トランジスタTR3のドレインに共通接続され、第2電極(例えばソース)はノードNAに接続され、ゲートは制御信号CTL1が印加される制御信号ライン46に接続されている。コンデンサC2において、一方の電極はノードNAに接続され、他方の電極はランプ電圧RAMP1が供給されるランプ電圧ライン55に接続されている。オフ制御用トランジスタTR7のゲートはランプ電圧RAMP2が供給されるランプ電圧ライン56に接続されている。有機EL素子42の陰極には負側の電源電圧CVが印加されている。
(図22;動作の説明)
次に、図22を用いて第7実施形態の有機EL表示装置の動作を説明する。図22は、図21における各部の電圧及び有機EL素子42に流れる電流IOLEDを、1フレーム期間にわたって示したものである。
次に、図22を用いて第7実施形態の有機EL表示装置の動作を説明する。図22は、図21における各部の電圧及び有機EL素子42に流れる電流IOLEDを、1フレーム期間にわたって示したものである。
1画面の表示周期である1フレーム期間(フレーム周波数の逆数)は、第1のフィールドと第2のフィールドの2つのフィールドから構成されている、図22に示す如く、第1のフィールドはリセット期間PR1と走査期間PS1と発光期間PL1とから構成され、第2のフィールドはリセット期間PR2と走査期間PS2と発光期間PL2とから構成されている。
走査期間PS1及びPS2は、各走査電圧ライン44に順次、ハイレベルの走査電圧SCANを印加することにより同一走査電圧ラインに繋がっている複数の書込み用トランジスタTR1をオンとして、データ電圧DATAを各画素(例えば各画素41f)に書き込むための期間である。発光期間PL1及びPL2は、走査期間PS1及びPS2に書き込まれたデータ電圧DATAに応じて各有機EL素子42を発光させるための期間である。リセット期間PR1及びPR2は、駆動用トランジスタ(例えば駆動用トランジスタTR3)の動作閾値電圧(Vth)のばらつき及び/又は有機EL素子42の発光開始電極間電圧VFの変動を補償するために設けられた期間である。
リセット期間PR1及び/又は走査期間PS1は、発光期間PL1における各有機EL素子42の発光を準備するための期間であることから、第1のフィールドにおける発光準備期間と呼ぶことができる。リセット期間PR2及び/又は走査期間PS2は、発光期間PL2における各有機EL素子42の発光を準備するための期間であることから、第2のフィールドにおける発光準備期間と呼ぶことができる。1フレーム期間が上記の如く第1のフィールドと第2のフィールドから構成されていることは、後述する第8〜第13実施形態及び第15〜第17実施形態においても同様である。
第7〜第12実施形態においては、上記黒浮きの問題を解決するために、第1と第2のフィールドのうち、第1のフィールドにおいてのみ電圧VFの変動に応じた電流IOLEDの補償を行うとともに、階調信号によって特定される階調と電流IOLEDの実効値との関係が第1と第2のフィールドとで異なる関係となるように、LUT9が階調信号をフィールドの種類に応じて変更してデータドライバー3fに供給している。この手法の具体的な実現法については、後述の説明から明らかとなる。
k番目(k;自然数)のフレーム期間が終了すると、続けて次の(k+1)番目のフレーム期間におけるリセット期間PR1、走査期間PS1、発光期間PL1、リセット期間PR2、走査期間PS2及び発光期間PL2がこの順番で訪れる。
実線71fは、ランプ発生回路8fからランプ電圧ライン55に供給されるランプ電圧RAMP1の電圧波形を示している。ランプ電圧RAMP1は、各フィールドのリセット期間及び走査期間(即ち、PR1、PS1、PR2及びPS2)において予め設定された初期電圧に固定されているが、各発光期間(即ち、PL1及びPL2)において予め設定された変化率(例えば、−1V/1ミリ秒)で単調に低下(単調減少)する。そして、各リセット期間(即ち、PR1及びPR2)において、ランプ電圧RAMP1の単調減少は停止し、再び上記初期電圧に戻る。
実線72fは、ランプ発生回路8fからランプ電圧ライン56に供給されるランプ電圧RAMP2の電圧波形を示している。ランプ電圧RAMP2は、各リセット期間(即ち、PR1及びPR2)においてオフ制御用トランジスタTR7をオンとする電圧に固定される一方、各走査期間(即ち、PS1及びPS2)においてオフ制御用トランジスタTR7をオフとする電圧に固定される。そして、ランプ電圧RAMP2は、各発光期間(即ち、PL1及びPL2)において予め設定された変化率(例えば、−1V/1ミリ秒)で単調に低下(単調減少)する。
各発光期間におけるランプ電圧RAMP1及びRAMP2の変化率は、例えば同一となっている。また、リセット期間PR1とPR2の長さは、例えば同一の長さに設定される。走査期間PS1とPS2の長さも、例えば同一の長さに設定される。発光期間PL1とPL2の長さも、例えば同一の長さに設定される。勿論、それらを異なる長さに設定しても構わない。
実線61f、実線62fは、それぞれ有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。実線63fは、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
破線64f、破線65fは、有機EL素子42が経時変化することにより、又は動作周囲温度が低温になることにより有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。破線66fは、同様に、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。尚、第2のフィールドにおいて、実線61fと破線64fは同一となって重なっており、実線62fと破線65fも同一となって重なっている。
また、破線67fは、有機EL素子42の経時変化等に起因する電圧VFの変動をフィードバックしない場合であって且つ経時変化等によって電流IOLEDが減少した場合の電流IOLEDの波形である。第2のフィールドにおいて、破線66fと破線67fは同一となって重なっている。
以下、k番目のフレーム期間におけるリセット期間PR1の動作より説明を行う。(k−1)番目の発光期間PL2((k−1)番目のフレーム期間における発光期間PL2)が終了して移行するk番目のリセット期間PR1(k番目のフレーム期間におけるリセット期間PR1)において、まず走査電圧SCANがローレベルからハイレベルに切り換えられる。この際、データ電圧ライン43aにはリセット電圧RSTが印加されており、ノードNAの電圧は該リセット電圧RSTと等しくなる。このリセット電圧RSTは、負側の電源電圧CVに電圧VFを加えた電圧よりも十分に高くなるように設定されている。また、上述したように、ランプ電圧RAMP2は、各リセット期間(即ち、PR1及びPR2)においてオフ制御用トランジスタTR7をオンとする電圧に固定されているため、各リセット期間においてノードNBの電圧は正側の電源電圧VDDと等しくなっている。また、走査電圧SCANがハイレベルとなっている状態では、制御信号CTL1はローレベルに固定され調整用トランジスタTR5はオフとなっている。
ノードNAの電圧が該リセット電圧RSTとなってから走査電圧SCANがローレベルに切り換えられ、書込み用トランジスタTR1がオフとなる。続いて、制御信号CTL1がローレベルからハイレベルに切り換えられ調整用トランジスタTR5がオンとなる。そうすると、ノードNAから調整用トランジスタTR5、有機EL素子42を介して電流が電源電圧CVに流れ込む。即ち、(CV+VF)で表される電位より一時的に電位が高くなっているノードNAの電荷(正の電荷)の一部が調整用トランジスタTR5及び有機EL素素子42を介して抜き取られ、ノードNAに加わる電圧は電源電圧CVより電圧VFだけ高い電圧(フィードバック電圧)で安定する。
そして、ノードNAの電位が安定する頃に制御信号CTL1をローにして調整用トランジスタTR5をオフ(遮断状態)とする。この時、コンデンサC1には、電圧(VDD−CV−VF)、即ち、電圧VFに応じた電圧(保持電圧)が保持されている。また、図18に示す有機EL素子42のVOLED−IOLED特性からも理解されるように、経時変化等のある破線64fにおける電圧VFは、実線61fのそれよりも大きい。
この後、k番目のリセット期間PR1が終了し、続いてk番目の走査期間PS1(k番目のフレーム期間における走査期間PS1)に移行する。k番目の走査期間PS1に移行した時、ノードNA、ノードNBの夫々の電位は、k番目のリセット期間PR1終了時点の夫々の電位が保持されたままとなっている。従って、(破線64fが示すノードNAの電圧)>(実線61fが示すノードNAの電圧)となっている。尚、制御信号CTL1は、走査期間PS1、発光期間PL1、リセット期間PR2、走査期間PS2及び発光期間PL2においてローレベルに維持される。
走査期間PS1において、ハイレベルの走査電圧SCANが着目している画素41fに加わると、書込み用トランジスタTR1はオンとなる。この時、ノードNAの電圧は、データ電圧ライン43aに供給されているデータ電圧DATAと等しくなるように上昇し(データ電圧DATAが書き込まれ)、それに伴って、コンデンサC1のカップリングによりノードNBの電圧も同じ電圧だけ上昇する。この時のノードNAとノードNBの電圧上昇分は、(DATA−VF−CV)である。従って、ノードNBの電圧(駆動用トランジスタTR3のゲート電圧)は、電圧(VDD−CV+DATA−VF)、即ち、データ電圧DATAと電圧VFとに応じた電圧(データ電圧DATAと上記保持電圧に応じた電圧)となる。
ここで、(破線64fにおけるVF)>(実線61fにおけるVF)なのであるから、データ電圧DATAを書き込んだ後は、(破線65fが示すノードNBの電圧)<(実線62fが示すノードNBの電圧)となる。
データ電圧DATAの書込みの後、着目している画素41fに加わる走査電圧SCANはローレベルに戻され、表示パネル4fを構成している全ての画素41fにデータ電圧が書き込まれると、走査期間PS1が終了して発光期間PL1に移行する。
発光期間PL1に移行すると、ランプ電圧RAMP1は予め定められた電圧分だけ急激に低下する。発光期間PL1において実際に有機EL素子42が発光する時間の割合を、なるだけ多くするためのである。このランプ電圧RAMP1の急激な低下によって、同じ電圧分だけノードNA、ノードNBの夫々の電位も低下する。その後、ランプ電圧RAMP1とRAMP2は、上記の如く、予め設定された一定の変化率で直線的に減少する。
ノードNBの電圧が、電圧(VDD−Vth)以下になると、有機EL素子42には電流が流れ始めるのであるが、発光期間PL1移行時において、(破線65fが示すノードNBの電圧)<(実線62fが示すノードNBの電圧)となっているため、破線65fに示す方がより早い段階で発光が始まる。また、発光期間PL1において有機EL素子42に流れ始めた電流は次第に増加していく。そして、ランプ電圧RAMP2が電圧(VDD−Vth)以下になると、オフ制御用トランジスタTR7がオンとなってノードNBの電圧が正側の電源電圧VDDまで上昇し、これに伴って駆動用トランジスタTR3がオフとなって有機EL素子42の発光は停止する。
この発光の停止の後、発光期間PL1は終了し第2のフィールドのリセット期間PR2に移行する。リセット期間PR2に移行すると、ランプ電圧RAMP1は上記初期電圧に戻され、また走査電圧SCANがハイレベルに切り換えられる。この際、データ電圧ライン43aにはリセット電圧RSTが印加されており、ノードNAの電圧は該リセット電圧RSTと等しくなる。この第2のフィールドのリセット期間PR2においてデータ電圧ライン43aに印加されるリセット電圧RSTの電圧値は、第1のフィールドのリセット期間PR1において印加されるそれと異なっており、その電圧値は負側の電源電圧CVに初期状態における電圧VF(以下、単に「電圧VF0」という)を加えた電圧とほぼ等しくなるように設定されている。即ち、電圧VF0は、負側の電源電圧CVに有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合における電圧VFを加えた電圧と等しい。
また、上述したように、ランプ電圧RAMP2は、各リセット期間(即ち、PR1及びPR2)においてオフ制御用トランジスタTR7をオンとする電圧に固定されているため、各リセット期間においてノードNBの電圧は正側の電源電圧VDDと等しくなっている。
ノードNAの電圧が該リセット電圧RSTとなってから、走査電圧SCANがローレベルに切り換えられ書込み用トランジスタTR1がオフとなる。第1のフィールドにおいては、この後に制御信号CTL1をハイレベルとして調整用トランジスタTR5をオンにするのであるが、第2のフィールドにおいては調整用トランジスタTR5はオフに維持される。つまり、電圧VFに応じた電圧(フィードバック電圧)をコンデンサC1に伝達しない。
リセット期間PR2に続く走査期間PS2において、ハイレベルの走査電圧SCANが着目している画素41fに加わると、書込み用トランジスタTR1はオンとなる。この時、ノードNAの電圧は、データ電圧ライン43aに供給されているデータ電圧DATAと等しくなるように上昇し(データ電圧DATAが書き込まれ)、それに伴って、コンデンサC1のカップリングによりノードNBの電圧も同じ電圧だけ上昇する。尚、詳細は後述するが、第2のフィールドにおいて各画素に書き込まれるデータ電圧DATAは、第1のフィールドにおけるそれと原則として異なる。
データ電圧DATAの書込みの後、着目している画素41fに加わる走査電圧SCANはローレベルに戻され、表示パネル4fを構成している全ての画素41fにデータ電圧が書き込まれると、走査期間PS2が終了して発光期間PL2に移行する。
発光期間PL2に移行すると、ランプ電圧RAMP1は予め定められた電圧分だけ急激に低下する。発光期間PL2において実際に有機EL素子42が発光する時間の割合を、なるだけ多くするためのである。このランプ電圧RAMP1の急激な低下によって、同じ電圧分だけノードNA、ノードNBの夫々の電位も低下する。その後、ランプ電圧RAMP1とRAMP2は、上記の如く、予め設定された一定の変化率で直線的に減少する。
ノードNBの電圧が、電圧(VDD−Vth)以下になると、有機EL素子42には電流が流れ始め、この電流は発光期間PL2において次第に増加していく。そして、ランプ電圧RAMP2が電圧(VDD−Vth)以下になると、オフ制御用トランジスタTR7がオンとなってノードNBの電圧が正側の電源電圧VDDまで上昇し、これに伴って駆動用トランジスタTR3がオフとなって有機EL素子42の発光は停止する。この発光の停止の後、発光期間PL2は終了して(k+1)番目のリセット期間PR1に移行し、上述と同様の動作が繰り返される。
また、駆動用トランジスタTR3とオフ制御用トランジスタTR7の夫々の動作閾値電圧(Vth)は、上述の如く略等しいため、製造ばらつきによって駆動用トランジスタTR3がオンする時点がずれたとしても、その後にオフ制御用トランジスタTR7が駆動用トランジスタTR3をオフとする時点も同じだけ同じ方向にずれることになる。
従って、駆動用トランジスタTR3がオンしてからオフ制御用トランジスタTR7が駆動用トランジスタTR3をオフとするまでの時間は、両トランジスタTR3、TR7の動作閾値電圧のばらつきに拘わらず、正確にデータ電圧に応じた時間となる。このように、階調は基本的にデータ電圧DATAに応じて変化する有機EL素子42の発光時間によって変調される。
(図23、図24;LUTの機能)
上述の如く、第1のフィールドにおいてのみ電圧VFの変動に応じた電流IOLEDの補償を行っているが、上述の黒浮きの問題を解消するために、第1と第2のフィールドにおいて書き込まれるデータ電圧DATAを(原則として)異ならせている。このことを、図23及び図24等を用いて説明する。尚、以下の図23〜図27を用いて説明するLUT9等の構成及び動作は、後述する第8〜第12実施形態及び第15〜第17実施形態の何れにも適用される。
上述の如く、第1のフィールドにおいてのみ電圧VFの変動に応じた電流IOLEDの補償を行っているが、上述の黒浮きの問題を解消するために、第1と第2のフィールドにおいて書き込まれるデータ電圧DATAを(原則として)異ならせている。このことを、図23及び図24等を用いて説明する。尚、以下の図23〜図27を用いて説明するLUT9等の構成及び動作は、後述する第8〜第12実施形態及び第15〜第17実施形態の何れにも適用される。
図23及び図24において、横軸は映像信号処理回路6(或いは上記映像ソース)が出力する階調信号によって特定される階調を表しており、それらの図の右側が高階調側に対応している。明度が最小となる黒レベルの階調をtB、明度が最大となる白レベルの階調をtWで表す。また、縦軸は電流IOLEDの実効値を表している。
破線400は、階調と電流IOLEDの実効値との理想的な関係を表す曲線であり、本発明の実施の形態に係る有機EL表示装置が目指すべき階調と電流IOLEDの実効値との関係を表す曲線である。実線401は、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合における第1のフィールドの階調と電流IOLEDの実効値との関係を表している。実線402は、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合における第2のフィールドの階調と電流IOLEDの実効値との関係を表している。
白レベルの階調tWにおいて破線400と実線401と実線402は交差しており、その階調tWに対応する電流IOLEDの実効値は、破線400と実線401と実線402において全てIWとなる。黒レベルの階調tBにおいて破線400と実線402は交差しており、その階調tBに対応する電流IOLEDの実効値は、破線400と実線402においてIBとなる。
階調tBと階調tWの間の中間階調において、破線400と実線401と実線402は互いに交差しない。例えば、或る階調tAに対応する電流IOLEDの実効値は、破線400、実線401、実線402において、夫々IA、IA1、IA2となっており、それらの間には不等式 “IA1<IA<IA2”が成立する。また、黒レベルの階調tBと或る特定の中間階調t0の間の階調において、第1のフィールドの電流IOLEDの実効値はIB(略IB)となっている。階調が中間階調t0から白レベルの階調tWに向かうにつれて、実線401で表される電流IOLEDの実効値は指数関数状に増加し、IWに至る。
また、全ての階調において等式 “IA=(IA1+IA2)/2”が満足するように、各フィールドにおける階調と電流IOLEDの実効値との関係は定められている。即ち、全ての階調において第1のフィールドの電流IOLEDの実効値と第2のフィールドの電流IOLEDの実効値の平均値は、破線400で表される曲線上にのる。IAは、受けた階調信号に対応して流すべき電流IOLEDの実効値の基準となる値であり、基準電流値と呼べる。
上述のような階調と電流IOLEDの実効値との関係を満足するように、LUT9は階調信号をフィールドの種類に応じて変更してデータドライバー3fに供給している。或る1つの画素に着目した具体例を以って、このことを説明する。例えば、LUT9が受けた階調信号によって特定される階調が階調tAである場合、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの実効値が第1のフィールドの発光期間PL1及び第2のフィールドの発光期間PL2において夫々IA1及びIA2となるように、LUT9は、第1のフィールドおいては第1の変換階調信号(第1の補正階調信号)をデータドライバー3fに供給する一方、第2のフィールドおいては第2の変換階調信号(第2の補正階調信号)をデータドライバー3fに供給する。供給された階調信号をどのような第1の変換階調信号と第2の変換階調信号に変換するかは、予め定められている。
第1の変換階調信号を受けたデータドライバー3fは、第1のフィールドの走査期間PS1において画素に供給するデータ電圧DATAを第1の変換階調信号に応じた第1のデータ電圧に決定する。この第1のデータ電圧が書き込まれた画素における電流IOLEDの実効値は、IA1となる。同様に、第2の変換階調信号を受けたデータドライバー3fは、第2のフィールドの走査期間PS2において画素に供給するデータ電圧DATAを第2の変換階調信号に応じた第2のデータ電圧に決定する。この第2のデータ電圧が書き込まれた画素における電流IOLEDの実効値は、IA2となる。
そして今、有機EL素子42の経時変化等によって電圧VFが増加した場合を考える(図24を参照)。有機EL素子42の経時変化等に起因する電圧VFの変動を全くフィードバックしない場合、実線401で表される階調と電流IOLEDの実効値との関係は経時変化等によって破線450のようになるのであるが、第1のフィールドにおいて該変動はフィードバックされるため、第1のフィールドにおける階調と電流IOLEDの実効値との関係は、経時変化等によって実線401から実線411のように変化する。即ち、電圧VFが増加した場合、同一の階調に対応して流れる電流IOLEDの実効値は第1のフィールドにおいて増加する。
一方、第2のフィールドにおいては、電圧VFの変動はフィードバックされないため、第2のフィールドにおける階調と電流IOLEDの実効値との関係は、経時変化等によって実線402から実線412のように変化する。即ち、電圧VFが増加した場合、同一の階調に対応して流れる電流IOLEDの実効値は第2のフィールドにおいて減少する。
例えば、階調tAに対応する電流IOLEDの実効値は、実線411、実線412において夫々IA11、IA12となっており、それらは上記のIA1及びIA2との関係において不等式“IA1<IA11”及び“IA2>IA12”を満足する。また、全ての階調においてIA11とIA12の平均値がなるだけIAに等しくなるように、有機EL素子42の経時変化特性等に応じつつ、LUT9を構成すればよい(受けた階調信号を適切な上記第1の変換階調信号及び第2の変換階調信号に変換すればよい)。
有機EL素子42の経時変化等によって電圧VFが増加した場合、比較的高い階調側における電流IOLEDの実効値の減少分は、第1のフィールドにおける電圧VFの変動のフィードバックにより適切に補償される。一方において、第1のフィールドにおける電流IOLEDの実効値は、中間階調t0から指数関数状に立ち上がるため、第1のフィールドにおいて電圧VFの変動のフィードバックを行っても、図19の破線303で表されるような黒浮きは発生しない。
(図25、図26;フィードバック量の低減)
また、図23及び図24で表される階調と電流IOLEDの実効値との関係では電圧VFの変動のフィードバックによって補正される電流IOLEDの量が大きすぎる場合、即ち、電圧VFの変動に応じたフィードバックが大きすぎる場合は、図23及び図24で表される階調と電流IOLEDの実効値との関係に代えて、図25及び図26で表される階調と電流IOLEDの実効値との関係が実現されるように、LUT9を変形しても構わない(以下、この変形を「変形例1」という)。
また、図23及び図24で表される階調と電流IOLEDの実効値との関係では電圧VFの変動のフィードバックによって補正される電流IOLEDの量が大きすぎる場合、即ち、電圧VFの変動に応じたフィードバックが大きすぎる場合は、図23及び図24で表される階調と電流IOLEDの実効値との関係に代えて、図25及び図26で表される階調と電流IOLEDの実効値との関係が実現されるように、LUT9を変形しても構わない(以下、この変形を「変形例1」という)。
図25及び図26において、図23及び図24と同一の実線及び破線には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図25及び図26において、図23及び図24と同一の記号(tWなど)には同一の記号を付し、重複する説明を省略する。図25及び図26において、横軸は映像信号処理回路6(或いは上記映像ソース)が出力する階調信号によって特定される階調を表しており、それらの図の右側が高階調側に対応している。また、縦軸は電流IOLEDの実効値を表している。
実線401aは、実線401を変形したものであり、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合における第1のフィールドの階調と電流IOLEDの実効値との関係を表している。実線402aは、実線402を変形したものであり、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合における第2のフィールドの階調と電流IOLEDの実効値との関係を表している。
実線401aで表される電流IOLEDの実効値は、全て階調において実線401で表されるそれよりも小さく設定されている一方で、実線402aで表される電流IOLEDの実効値は、全て階調において実線402で表されるそれよりも大きく設定されている。また、全ての階調において第1のフィールドの電流IOLEDの実効値と第2のフィールドの電流IOLEDの実効値の平均値は、破線400で表される曲線上にのる。
有機EL素子42の経時変化等に起因する電圧VFの変動を全くフィードバックしない場合、実線401aで表される階調と電流IOLEDの実効値との関係は経時変化等によって破線450aのようになるのであるが、第1のフィールドにおいて該変動はフィードバックされるため、第1のフィールドにおける階調と電流IOLEDの実効値との関係は、経時変化等によって実線401aから実線411aのように変化する。
一方、第2のフィールドにおいて電圧VFの変動はフィードバックされないため、第2のフィールドにおける階調と電流IOLEDの実効値との関係は、経時変化等によって実線402aから実線412aのように変化する。また、全ての階調において第1のフィールドの電流IOLEDの実効値と第2のフィールドの電流IOLEDの実効値の平均値が、経時変化後も破線400で表される曲線上にのるように、有機EL素子42の経時変化特性等に応じつつ、LUT9を構成すればよい(受けた階調信号を適切な上記第1の変換階調信号及び第2の変換階調信号に変換すればよい)。
上記変形例1を採用すれば、電圧VFの変動のフィードバックによって補正される電流IOLEDの量が、減少する方向に向かう。
(過補正)
また、白レベルの階調の表示を行う際における駆動用トランジスタTR3(又は後述するTR23)と有機EL素子42の動作点を、駆動用トランジスタTR3のVds−Id特性の線形領域内に設定した場合、図18に示す如く、電圧VFの変動に起因した電流IOLEDの低下に伴う輝度の低下が生じうるが、輝度の低下は、それ以外にも有機EL素子42の発光効率の低下(発光材料の特性劣化)に起因しても生じる。
また、白レベルの階調の表示を行う際における駆動用トランジスタTR3(又は後述するTR23)と有機EL素子42の動作点を、駆動用トランジスタTR3のVds−Id特性の線形領域内に設定した場合、図18に示す如く、電圧VFの変動に起因した電流IOLEDの低下に伴う輝度の低下が生じうるが、輝度の低下は、それ以外にも有機EL素子42の発光効率の低下(発光材料の特性劣化)に起因しても生じる。
この発光効率の低下に起因する輝度の低下を補償するべく、全ての階調或いは一部の階調において、不等式 “IA<(IA11+IA12)/2” (図24参照)が成立するようにLUT9(及びデータドライバー3f)やランプ電圧発生回路8fを構成してもよい。概念的には、図24における実線411を、図中において更に左側にシフトさせる。つまり、経時変化又は動作周囲温度の低温化に起因して電圧VFの増加が生じたとき、同一の階調信号に対応して流れる電流IOLEDの実効値が電圧VFの増加前よりも大きくなるように、LUT9(及びデータドライバー3f)やランプ電圧発生回路8fを構成するのである。これを、便宜上「過補正」と呼ぶ。
例えば、初期状態における電圧VF(即ちVF0)が2.0Vであり、その初期状態において或る階調信号に対応して流れる電流IOLEDの実効値(フレーム全体の実効値)を1とした場合、電圧VFが2.2Vとなったならば、その同一の階調信号に対応して流れる電流IOLEDの実効値(フレーム全体の実効値)が1.1となるようにする(但し周囲温度一定の条件下)。
上記過補正は、電圧VFの増加に応じた発光期間PL1における電流IOLEDの増加量を、適切に大きくすることで実現される。つまり、電圧VFの変動に対して発光期間PL1における電流IOLEDの量が敏感に増減するように構成すればよい。例えば、発光期間(特に発光期間PL1)におけるランプ電圧(RAMP1及びRAMP2)の変化率とデータ電圧DATAと電圧VFとの関係を適切に設定することにより、上記過補正は実現可能である。例えば、図22の波形図おいて、ランプ電圧(RAMP1及びRAMP2)の変化率を比較的緩やかにすれば、電圧VFの増加は、発光期間PL1における電流IOLEDの量の増加に比較的大きく影響する。また、電流IOLEDの全体の電流量に対する第1のフィールドの電流量の割合を比較的大きくする(増加させる)ことによっても、上記過補正は実現可能である。電圧VFの変動に応じたフィードバックによって補正される電流IOLEDの量が比較的大きくなる(増加する)からである。また、過補正を行うと全体の電流(消費電力)が経時的に徐々に増加するが、全体の電流を観測して映像信号の振幅を小さくしたり、第2のフィールドにおけるリセット電圧RSTを低くしたりすることにより、全体の電流(消費電力)が経時的に変化しないようにしても良い。
図22を参照して考えた場合(電流IOLEDの波形参照)、過補正は、第1のフィールドにおける破線66fで表される電流IOLEDの量と第2のフィールドにおける破線67fで表される電流IOLEDの量との和が、第1と第2のフィールドにおける実線63fで表される電流IOLEDの総量よりも大きくなることに相当する。
このような過補正は、焼付き補償に有効である。このことについて、説明を加える。例えば、或る特定の画素(以下「試験画素」という)だけ白レベルで発光させると共に他の全ての画素を黒レベルとした状態を長時間維持する試験を行ったとする。この場合、その試験画素だけ累積発光量が他の画素と比べて多くなるため、電圧VFの増加が大きくなると共に有機EL素子の発光効率の低下も他と比べて大きくなる。
電圧VFの増加が他の画素におけるそれらと比較して大きくなったとしても、上述してきた電圧VFの変動のフィードバックにより、その影響はキャンセルされる。しかしながら、電圧VFの減少に起因した電流IOLEDの減少分を単に補償するだけでは、焼付きは残ってしまう。なぜなら、上記の試験後、全ての画素に同一の階調信号を与えても、発光効率の低下の相違に起因して、試験画素だけ輝度が小さくなるからである(これを一般に「焼付き」という)。
このような場合に過補正が行われるようにしておけば、発光効率の低下に起因した輝度の低下もが補償されるように試験画素の電流IOLEDが増加する。つまり、焼付きがより有効に補償される。
また、過補正を行う場合であっても、黒レベルの階調tBと或る特定の中間階調t0の間の階調において、第1のフィールドの電流IOLEDの実効値は、IB(略IB)となっている。そして、第1のフィールドにおける電流IOLEDの実効値は、中間階調t0から指数関数状に立ち上がるようにしているため、黒浮きは発生しない。
白レベルの階調の表示を行う際における駆動用トランジスタTR3(又は後述するTR23)と有機EL素子42の動作点を、駆動用トランジスタTR3(又は後述するTR23)のVds−Id特性の線形領域内に設定した場合において有効な上記過補正は、後述する第8〜第13実施形態及び第15〜第17実施形態において同様の説明は繰り返さないが、第8〜第13実施形態及び第15〜第17実施形態にも適用可能である。
また、上記過補正は、上述した第1〜第6実施形態及び第14実施形態にも適用可能である(なぜなら、第1〜第6実施形態及び第14実施形態においても電圧VFの変動がコンデンサC1に伝達されるため)。つまり、経時変化又は動作周囲温度の低温化に起因して電圧VFの増加が生じたとき、同一の階調信号に対応して流れる電流IOLEDの実効値が電圧VFの増加前よりも大きくなるように、データドライバー3(又はデータドライバー3e)やランプ電圧発生回路8を構成してもよい(図1及び図13参照)。第1〜第6実施形態及び第14実施形態に上記過補正を適用する場合、電圧VFの増加に応じた発光期間における電流IOLEDの増加量を、適切に大きくすればよい(例えば図3参照)。例えば、図3の波形図において、ランプ電圧RAMPの変化率を比較的緩やかにすれば、電圧VFの増加は、発光期間における電流IOLEDの実効値の増加に比較的大きく影響する。図3を参照して考えた場合(電流IOLEDの波形参照)、過補正は、破線66で表される電流IOLEDの量が、実線63で表される電流IOLEDの量よりも大きくなることに相当する。
また、図27の一点鎖線460に示す如く、電流IOLEDの実効値が、黒レベルの階調tBから中間階調t1まで指数関数状に立ち上がる一方で、中間階調t1から白レベルの階調tWまで直線的に増加するような場合(そのような特性の表示パネル4fを採用する場合)、第1のフィールドでは、その指数関数状の特性を有する部分だけを利用して各画素の発光を制御するようにすればよい。これは、後述する第7〜第12実施形態及び第15〜第17実施形態においても同様である。
電圧VFの増加分をフィードバックするということは、データ電圧DATAにその増加分を上乗せする(或いは差し引く)ことに相当し、階調と電流IOLEDの実効値との関係を表す曲線を左側にシフトさせることに相当する。シフトされる曲線が指数関数状であれば、フィードバックによって高階調側は比較的多くの電流が増加する一方で低階調側は殆ど電流が増加しないため、黒が浮く(低階調側が浮く)といった問題は生じない。尚、第2のフィールドにおいては、一点鎖線460の指数関数状の部分と直線状の部分の両方を利用することができる。第2のフィールドにおいては、電圧VFの増加分のフィードバックは行われないため、そもそも黒浮きとは無関係だからである。
また、駆動用トランジスタTR3(又は後述するTR23)と有機EL素子42の動作点を、駆動用トランジスタTR3のVds−Id特性の飽和領域内に設定するようにしてもよい。厳密には、例えば、白レベルの階調に対応する駆動用トランジスタTR3(又は後述するTR23)と有機EL素子42の動作点を、駆動用トランジスタTR3のVds−Id特性の飽和領域内に設定するようにしてもよい。
その動作点を該Vds−Id特性の飽和領域内における高電圧側(Vdsの高電圧側)に設定した場合、電圧VFの増加に起因した電流IOLEDの減少はなくなるのであるが、発光効率の低下の相違に起因した焼付きの問題が残る。しかしながら、本実施形態のように構成すれば、電圧VFの増加分がデータ電圧に上乗せされる形になるため、発光効率の低下の相違に起因した焼付きは抑制されることになる。このような事情は上述した第1〜第6実施形態や後述する第8〜第13実施形態においても同様である。即ち、本発明は、駆動用トランジスタを飽和領域にて用いた場合でも、焼付き対策として有用である。
<<第8実施形態>>
次に、本発明を有機EL表示装置に実施した第8実施形態につき、説明する。本発明の第8実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、図20におけるものと同様であるため、図示を省略する。有機EL表示装置を構成する各部位は、以下の本実施形態における動作を実現できるように変形される。
次に、本発明を有機EL表示装置に実施した第8実施形態につき、説明する。本発明の第8実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、図20におけるものと同様であるため、図示を省略する。有機EL表示装置を構成する各部位は、以下の本実施形態における動作を実現できるように変形される。
まず、表示パネル4fは、図28に示す画素回路を有した画素41gから構成されるように変形される。図28において、図21と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
画素41gの回路構成を説明する。各画素41gを構成する画素回路は、有機EL素子42と、書込み用トランジスタTR1と、駆動用トランジスタTR23と、調整用トランジスタTR35と、クリップ用トランジスタTR8と、コンデンサC1(第1容量素子)と、から構成されている。駆動用トランジスタTR23と調整用トランジスタTR35は、同一の半導体基板上に同一製造プロセスにて同時に形成され、しかも同一画素41g内の互いに近接した位置に形成されている。従って、駆動用トランジスタTR23と調整用トランジスタTR35の夫々の動作閾値電圧は、ほぼ等しく、それらをVthとする。また、駆動用トランジスタTR23、調整用トランジスタTR35及びクリップ用トランジスタTR8は、薄膜トランジスタ(TFT)であるNチャンネルのMOSトランジスタである。
書込み用トランジスタTR1の第1電極(例えばソース)は、データドライバー3fからのデータ電圧DATAとランプ電圧発生回路8fからのランプ電圧RAMP1の何れかが印加されるデータ電圧ライン43gに接続されている。書込み用トランジスタTR1において、第2電極(例えばドレイン)はコンデンサC1の一方の電極に接続されている。また、書込み用トランジスタTR1のゲートは、走査電圧SCANが印加される走査電圧ライン44に接続されている。
コンデンサC1のもう一方の電極は、駆動用トランジスタTR23のゲートと調整用トランジスタTR35のドレインとクリップ用トランジスタTR8のドレインに共通接続されている。駆動用トランジスタTR23のドレインには給電ライン48を介して正側の電源電圧VDDが印加されている。
調整用トランジスタTR35において、ソースは有機EL素子42の陽極と駆動用トランジスタTR23のソースに共通接続され、ゲートはランプ電圧発生回路8fからのランプ電圧RAMP2が印加されるランプ電圧ライン56に接続されている。画素41gにおいて、コンデンサC1と書込み用トランジスタTR1の第2電極との接続点、コンデンサC1と駆動用トランジスタTR23のゲートとの接続点及び調整用トランジスタTR35のソースと有機EL素子42の陽極との接続点を、夫々ノードNA、ノードNB及びノードNCということにする。
クリップ用トランジスタTR8のソースには、負側の電源電圧CVよりも高く且つ正側の電源電圧VDDよりも低い電源電圧VSSが印加されている。また、クリップ用トランジスタTR8のゲートには、制御信号CTL1が印加される制御信号ライン46に接続されている。有機EL素子42の陰極には負側の電源電圧CVが印加されている。
図29を用いて第8実施形態の有機EL表示装置の動作を説明する。図29は、図28における各部の電圧及び有機EL素子42に流れる電流IOLEDを、1フレーム期間にわたって示したものである。1画面の表示周期である1フレーム期間(フレーム周波数の逆数)は、第1のフィールドと第2のフィールドの2つのフィールドから構成されている。第7実施形態と同様、第1のフィールドはリセット期間PR1と走査期間PS1と発光期間PL1とから構成され、第2のフィールドはリセット期間PR2と走査期間PS2と発光期間PL2とから構成されている。
本実施形態においても、上記黒浮きの問題を解決するために、第1と第2のフィールドのうち、第1のフィールドにおいてのみ、電圧VFの変動に応じた電流IOLEDの補償を行い、階調信号によって特定される階調と電流IOLEDの実効値との関係が第7実施形態におけるもの(図23〜図27)と同様となるように、LUT9が階調信号を第1のフィールドに対応する第1の変換階調信号と第2のフィールドに対応する第2の変換階調信号とに変換してデータドライバー3fに供給している。このため、第7実施形態と同様の効果を奏することができる。
実線72gは、ランプ発生回路8fからランプ電圧ライン56に供給されるランプ電圧RAMP2の電圧波形を示している。ランプ電圧RAMP2は、各フィールドの発光期間(即ち、PL1及びPL2)において予め設定された変化率(例えば、1V/1ミリ秒)で単調に増加(単調増加)する。そして、各リセット期間(即ち、PR1及びPR2)において、ランプ電圧RAMP2の単調増加は停止し、予め定められた初期電圧まで低下する。
また、各フィールドの発光期間において、データ電圧ライン43gにランプ電圧RAMP1が供給される。ランプ電圧RAMP1は、各フィールドの発光期間において予め設定された変化率(例えば、1V/1ミリ秒)で単調に増加(単調増加)する。そして、各リセット期間において、ランプ電圧RAMP1の単調増加は停止し、予め定められた初期電圧まで低下する。各発光期間におけるランプ電圧RAMP1及びRAMP2の変化率は、例えば同一となっている。リセット期間PR1及びPR2並びに発光期間PL1及びPL2においてはランプ電圧RAMP1がデータ電圧ライン43gに供給され、走査期間PS1及びPS2においてはデータ電圧DATAがデータ電圧ライン43gに供給される。
実線62g、実線81gは、それぞれ有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合におけるノードNB、ノードNCの電圧波形を示している。実線63gは、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。また、実線61gはノードNAの電圧波形を示している。
破線65g、破線84gは、有機EL素子42が経時変化することにより、又は動作周囲温度が低温になることにより有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合におけるノードNB、ノードNCの電圧波形を示している。破線66gは、同様に、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
第2のフィールドの走査期間PS2及び発光期間PL2において、実線81gと破線84gは同一となって重なっており、実線62gと破線65gも同一となって重なっている。また第1のフィールドの走査期間PS1において、実線81gと実線62gは同一となって重なっており、破線84gと破線65gは同一となって重なっている(ノードNB及びNCの電圧は一致している)。
また、破線67gは、有機EL素子42の経時変化等に起因する電圧VFの変動をフィードバックしない場合であって且つ経時変化等によって電流IOLEDが減少した場合の電流IOLEDの波形である。第2のフィールドにおいて、破線66gと破線67gは同一となって重なっている。
以下、k番目のフレーム期間におけるリセット期間PR1の動作より説明を行う。走査電圧SCANは、(k−1)番目の発光期間PL2から継続してk番目のリセット期間PR1においてもハイレベルとなっており、書込み用トランジスタTR1はオンとなっている。また、リセット期間PR1において、ランプ電圧RAMP2は調整用トランジスタTR35をオフに維持するような電圧に固定されている。
また、リセット期間PR1の当初において、データ電圧ライン43gには比較的高い電圧(ランプ電圧RAMP1)が加えられており、リセット期間PR1の途中で該電圧は急激に低下する。このため、ノードNAの電圧も急激に低下する。ここで、ランプ電圧RAMP1の上記低下によって得られるノードNAの電圧は、走査期間PS1においてノードNB及びNCの電圧が電圧VFと等しくなることを許容する程度に十分に低くなっている。
ノードNAの電圧の急激な低下はコンデンサC1を介してノードNBに伝達されるが、この伝達が行われる際には、制御電圧CTL1がハイレベルとなってクリップ用トランジスタTR8がオンとなっている。このため、ノードNBの電圧は電源電圧VSSとなる。ランプ電圧RAMP1の低下が終わると、制御信号CTL1はローレベルとなってクリップ用トランジスタTR8はオフとされ、続いて走査電圧SCANもローレベルとされた後、走査期間PS1に移行する。また、クリップ用トランジスタTR8は、走査期間PS1及び発光期間PL1においてオフに維持される。
走査期間PS1において、ランプ電圧RAMP2は調整用トランジスタTR35をオンとするような比較的高い電圧に固定される(実線72g参照)。このため、走査期間PS1において、ノードNBとノードNCの電圧は一致している。また、走査期間PS1において、データ電圧ライン43gにはデータドライバー3fからのデータ電圧DATAが供給されている。
ハイレベルの走査電圧が線順次で各走査ラインに加わり、ハイレベルの走査電圧SCANが着目している画素41gに加わると、書込み用トランジスタTR1はオンとなる。そうすると、ノードNAの電圧は、データ電圧ライン43gに供給されているデータ電圧DATAと等しくなるように上昇し(データ電圧DATAが書き込まれ)、それに伴って、コンデンサC1のカップリングによりノードNBの電圧も同じ電圧だけ上昇しようとする。しかしながら、調整用トランジスタTR35がオンとなっているため、ノードNBの正の電荷が調整用トランジスタTR35及び有機EL素子42を介して抜き取られ、ノードNB及びノードNCの電圧は電源電圧CVより電圧VFだけ高い電圧(フィードバック電圧)で安定する。尚、“(CV+VF)>VSS”の関係が成立する。この時点で、コンデンサC1には、電圧(DATA−CV−VF)、即ち、電圧VFとデータ電圧DATAとに応じた電圧(保持電圧)が保持されている。また、図18に示す有機EL素子42のVOLED−IOLED特性からも理解されるように、経時変化等のある破線65gにおける電圧VFは、実線62gのそれよりも大きい。
ランプ電圧RAMP2は(CV+VF)よりも低い電圧まで下げられ、調整用トランジスタTR35はオフとされる。発光期間PL1においては、ランプ電圧RAMP1がデータ電圧ライン43gに供給されており、発光期間PL1への移行と同時に全画素の走査電圧SCANがハイレベルとされることから、ノードNAの電圧はランプ電圧RAMP1と一致する。尚、走査電圧SCANのハイレベルは、リセット期間PR2の終了時点まで維持される。
発光期間PL1に移行すると、データ電圧ライン43gにデータ電圧DATAに代わってランプ電圧RAMP1が印加されることにより、或いはデータ電圧ライン43gに印加されているランプ電圧RAMP1が予め定められた電圧分だけ急激に上昇することにより、ノードNAの電圧が急激に上昇する。発光期間PL1において実際に有機EL素子42が発光する時間の割合を、なるだけ多くするためのである。このノードNAの電圧の急激な上昇に伴い、同じ電圧分だけノードNBの電圧も上昇する(実線62g及び破線65gを参照)。その後、ランプ電圧RAMP1とRAMP2は、上記の如く、予め設定された一定の変化率で直線的に増加する。
ノードNBの電圧が、電圧(CV+VF+Vth)に達すると、有機EL素子42には電流が流れ始める。また、発光期間PL1において有機EL素子42に流れ始めた電流は次第に増加していく。そして、ランプ電圧RAMP2が、ノードNCの電圧に調整用トランジスタTR35の動作閾値電圧(Vth)を加えた電圧に達すると、調整用トランジスタTR35がオンとなって駆動用トランジスタTR23がオフとなり、有機EL素子42の発光は停止する。発光期間PL1移行時において、(破線65g及び破線84gが示すノードNB及びノードNCの電圧)>(実線62g及び実線81gが示すノードNB及びノードNCの電圧)となっているため、破線65g及び破線84gに示す方が発光の停止が遅れる。このため、第1のフィールドにおいて電圧VFの増加に起因する電流IOLEDの減少は補償される。
発光が停止した後、ノードNBとNCの電圧が一致したまま第2のフィールドのリセット期間PR2へ移行する。リセット期間PR2の途中においてランプ電圧RAMP1が急激に低下し、ノードNAの電圧も急激に低下する(実線61g参照)。
ノードNAの電圧の急激な低下はコンデンサC1を介してノードNBに伝達されるが、この伝達が行われる際には、制御電圧CTL1がハイレベルとなってクリップ用トランジスタTR8がオンとなっているため、ノードNBの電圧は電源電圧VSSとなる。また、この時点ではランプ電圧RAMP2が発光期間PL1から継続して上昇しているため、ノードNCの電圧も電源電圧VSSとなる。ランプ電圧RAMP2は、ノードNB及びノードNCの電圧が電源電圧VSSとなってから、調整用トランジスタTR35をオフとする電圧まで低下する。また、リセット期間PR2の途中においてハイレベルとされた制御信号CTL1は、走査期間PS2の終了時点までそのハイレベルを維持した後、発光期間PL2においてローレベルとされる。
ここで、電源電圧VSSは、負側の電源電圧CVに初期状態における電圧VF(電圧VF0)を加えた電圧とほぼ等しくなるように設定されている。また、走査期間PS2において、ランプ電圧RAMP2は調整用トランジスタTR35をオフとするような比較的低い電圧に固定されている。このため、第2のフィールドにおいては、電圧VFに応じた電圧(フィードバック電圧)がコンデンサC1に伝達されない。
リセット期間PR2に続く走査期間PS2において、ハイレベルの走査電圧SCANが着目している画素41gに加わると、書込み用トランジスタTR1はオンとなる。この時、ノードNAの電圧は、データ電圧ライン43gに供給されているデータ電圧DATAと等しくなるように上昇する(データ電圧DATAが書き込まれる)。但し、クリップ用トランジスタTR8がオンとなっていることからノードNBの電圧はVSSに維持される。また、第7実施形態と同様、第2のフィールドにおいて各画素に書き込まれるデータ電圧DATAは、第1のフィールドにおけるそれと原則として異なる。
データ電圧DATAの書込みの後、着目している画素41gに加わる走査電圧SCANはローレベルに戻され、表示パネル4fを構成している全ての画素41gにデータ電圧が書き込まれると、走査期間PS2が終了して発光期間PL2に移行する。
発光期間PL2においては、ランプ電圧RAMP1がデータ電圧ライン43gに供給されており、発光期間PL1への移行と同時に全画素の走査電圧SCANがハイレベルとされることから、ノードNAの電圧はランプ電圧RAMP1と一致する。尚、走査電圧SCANのハイレベルは、(k+1)番目のフレームのリセット期間PR1の終了時点まで維持される。
発光期間PL2に移行すると、データ電圧ライン43gにデータ電圧DATAに代わってランプ電圧RAMP1が印加されることにより、或いはデータ電圧ライン43gに印加されているランプ電圧RAMP1が予め定められた電圧分だけ急激に上昇することにより、ノードNAの電圧が急激に上昇する。発光期間PL2において実際に有機EL素子42が発光する時間の割合を、なるだけ多くするためである。このノードNAの電圧の急激な上昇に伴い、同じ電圧分だけノードNBの電圧も上昇する(実線62gを参照)。その後、ランプ電圧RAMP1とRAMP2は、上記の如く、予め設定された一定の変化率で直線的に増加する。
ノードNBの電圧が、電圧(VSS+Vth)に達すると、有機EL素子42には電流が流れ始める。また、発光期間PL2において有機EL素子42に流れ始めた電流は次第に増加していく。そして、ランプ電圧RAMP2が、ノードNCの電圧に調整用トランジスタTR35の動作閾値電圧(Vth)を加えた電圧に達すると、調整用トランジスタTR35がオンとなって駆動用トランジスタTR23がオフとなり、有機EL素子42の発光は停止する。この発光の停止の後、発光期間PL2は終了して(k+1)番目のリセット期間PR1に移行し、上述と同様の動作が繰り返される。
また、駆動用トランジスタTR23と調整用トランジスタTR35の夫々の動作閾値電圧は、上述の如く略等しいため、両トランジスタTR23、TR35の動作閾値電圧のばらつきは、有機EL素子42の発光時間に影響を与えない。また、調整用トランジスタTR35は、オフ制御用トランジスタとしての機能も兼務する。
<<第9実施形態>>
次に、本発明を有機EL表示装置に実施した第9実施形態につき、説明する。本発明の第9実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、図20におけるものと同様であるため、図示を省略する。有機EL表示装置を構成する各部位は、以下の本実施形態における動作を実現できるように変形される。
次に、本発明を有機EL表示装置に実施した第9実施形態につき、説明する。本発明の第9実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、図20におけるものと同様であるため、図示を省略する。有機EL表示装置を構成する各部位は、以下の本実施形態における動作を実現できるように変形される。
まず、表示パネル4fは、図30に示す画素回路を有した画素41hから構成されるように変形される。図30において、図21と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
画素41hの回路構成を説明する。各画素41hを構成する画素回路は、有機EL素子42と、書込み用トランジスタTR21と、駆動用トランジスタTR3と、調整用トランジスタTR25と、オフ制御用トランジスタTR28と、トランジスタTR9と、コンデンサC1(第1容量素子)と、から構成されている。駆動用トランジスタTR3とオフ制御用トランジスタTR28は、同一の半導体基板上に同一製造プロセスにて同時に形成され、しかも同一画素41h内の互いに近接した位置に形成されている。従って、駆動用トランジスタTR3とオフ制御用トランジスタTR28の夫々の動作閾値電圧は、ほぼ等しく、それらをVthとする。
書込み用トランジスタTR21、調整用トランジスタTR25、オフ制御用トランジスタTR28及びトランジスタTR9は、駆動用トランジスタTR3と同じく、薄膜トランジスタ(TFT)であるPチャンネルのMOSトランジスタである。本実施形態における走査ドライバー2fは、各画素に2つの走査電圧SCAN1及びSCAN2を供給している。走査電圧SCAN1がローレベル、ハイレベルのとき、書込み用トランジスタTR21は、それぞれオン、オフとなる。走査電圧SCAN2がローレベル、ハイレベルのとき、調整用トランジスタTR25は、それぞれオン、オフとなる。
書込み用トランジスタTR21の第1電極(例えばソース)は、データドライバー3fからのデータ電圧DATAが印加されるデータ電圧ライン43に接続されている。書込み用トランジスタTR21において、第2電極(例えばドレイン)はコンデンサC1の一方の電極、駆動用トランジスタTR3のゲート及びオフ制御用トランジスタTR28のドレインに共通接続されている。また、書込み用トランジスタTR21のゲートは、走査電圧SCAN1が印加される走査電圧ライン58に接続されている。
調整用トランジスタTR25において、第1電極(例えばソース)は駆動用トランジスタTR3のドレイン及び有機EL素子42の陽極に共通接続され、第2電極(例えばドレイン)はコンデンサC1のもう一方の電極とトランジスタTR9の第1電極(例えばソース)に共通接続され、ゲートは走査電圧SCAN2が印加される走査電圧ライン59に接続されている。駆動用トランジスタTR3とオフ制御用トランジスタTR28の各ソースには、給電ライン48を介して正側の電源電圧VDDが印加されている。オフ制御用トランジスタTR28のゲートは、ランプ電圧発生回路8fからのランプ電圧RAMP2が印加されるランプ電圧ライン56に接続されている。トランジスタTR9において、第2電極(例えばドレイン)はランプ電圧発生回路8fからのランプ電圧RAMP1が印加されるランプ電圧ライン55に接続され、ゲートは制御信号CTL1が印加される制御信号ライン46に接続されている。有機EL素子42の陰極には、負側の電源電圧CVが印加されている。
画素41hにおいて、書込み用トランジスタTR21の第2電極とコンデンサC1の一方の電極との接続点及び調整用トランジスタTR25の第2電極とコンデンサC1のもう一方の電極との接続点を、それぞれノードNA及びノードNBということにする。
図31を用いて第9実施形態の有機EL表示装置の動作を説明する。図31は、図30における各部の電圧及び有機EL素子42に流れる電流IOLEDを、1フレーム期間にわたって示したものである。1画面の表示周期である1フレーム期間(フレーム周波数の逆数)は、第1のフィールドと第2のフィールドの2つのフィールドから構成されている。図31に示す如く、第1のフィールドは走査期間PS1と発光期間PL1とから構成され、第2のフィールドは走査期間PS2と発光期間PL2とから構成されている。
走査期間PS1は、発光期間PL1における各有機EL素子42の発光を準備するための期間であることから、第1のフィールドにおける発光準備期間と呼ぶことができる。走査期間PS2は、発光期間PL2における各有機EL素子42の発光を準備するための期間であることから、第2のフィールドにおける発光準備期間と呼ぶことができる。
本実施形態においても、上記黒浮きの問題を解決するために、第1と第2のフィールドのうち、第1のフィールドにおいてのみ、電圧VFの変動に応じた電流IOLEDの補償を行い、階調信号によって特定される階調と電流IOLEDの実効値との関係が第7実施形態におけるもの(図23〜図27)と同様となるように、LUT9が階調信号を第1のフィールドに対応する第1の変換階調信号と第2のフィールドに対応する第2の変換階調信号とに変換してデータドライバー3fに供給している。このため、第7実施形態と同様の効果を奏することができる。
k番目(k;自然数)のフレーム期間が終了すると、続けて次の(k+1)番目のフレーム期間における走査期間PS1、発光期間PL1、走査期間PS2及び発光期間PL2がこの順番で訪れる。
実線72hは、ランプ発生回路8fからランプ電圧ライン56に供給されるランプ電圧RAMP2の電圧波形を示している。ランプ電圧RAMP2は、第1のフィールドの走査期間PS1において予め設定された初期電圧に固定されているが、発光期間PL1において予め設定された変化率(例えば、−1V/1ミリ秒)で単調に低下(単調減少)する。そして、第2のフィールドの走査期間PS2においてランプ電圧RAMP2の単調減少は停止し、再び上記初期電圧に戻る。また更に、上記初期電圧に戻されたランプ電圧RAMP2は、発光期間PL2の途中から単調減少を再開し、発光期間PL2の終了時点で上記初期電圧に戻る。尚、ランプ電圧RAMP2の単調減少の変化率は、発光期間PL1よりも発光期間PL2の方が大きい。
もうひとつのランプ電圧RAMP1も、各発光期間において単調減少する。各発光期間におけるランプ電圧RAMP1及びRAMP2の変化率は、例えば同一となっている。また、走査期間PS1とPS2の長さは、例えば同一の長さに設定される。発光期間PL1とPL2の長さも、例えば同一の長さに設定される。勿論、それらを異なる長さに設定しても構わない。
実線61h、実線62hは、それぞれ有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。実線63hは、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
破線64h、破線65hは、有機EL素子42が経時変化することにより、又は動作周囲温度が低温になることにより有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。破線66hは、同様に、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。尚、第2のフィールドにおいて、実線61hと破線64hは同一となって重なっており、実線62hと破線65hも同一となって重なっている。また、発光期間PL1において、実線62hと破線65hは同一となって重なっている。
また、破線67hは、有機EL素子42の経時変化等に起因する電圧VFの変動をフィードバックしない場合であって且つ経時変化等によって電流IOLEDが減少した場合の電流IOLEDの波形である。第2のフィールドにおいて、破線66hと破線67hは同一となって重なっている。
また、制御信号CTL1は、走査期間PS1においてハイレベルとなっており、走査期間PS2並びに発光期間PL1及びPL2においてローレベルとなっている。従って、走査期間PS2並びに発光期間PL1及びPL2において、ノードNBの電圧は、ランプ電圧RAMP1と一致する。
以下、k番目のフレーム期間における走査期間PS1の動作より説明を行う。(k−1)番目のフレームの発光期間PL2において最終的にランプ電圧RAMP1は、比較的高い電圧となっており、k番目のフレーム期間の走査期間PS1への移行時におけるノードNBには、この比較的高い電圧が保持されている。この保持されている電圧は、(CV+VF)よりも高い。
k番目の走査期間PS1において、ローレベルの走査電圧SCAN1が線順次で各走査ラインに加わり、ローレベルの走査電圧SCAN1が着目している画素41hに加わると、書込み用トランジスタTR21はオンとなる。そうすると、ノードNAの電圧は、データ電圧ライン43に供給されているデータ電圧DATAと等しくなるように上昇する(データ電圧DATAが書き込まれる)。また、走査電圧SCAN1のローレベルへの遷移に同期して、走査電圧SCAN2もローレベルとされる。これにより、(CV+VF)で表される電位より一時的に電位が高くなっているノードNBの電荷(正の電荷)の一部が調整用トランジスタTR25及び有機EL素素子42を介して抜き取られ、ノードNBに加わる電圧は電源電圧CVより電圧VFだけ高い電圧(フィードバック電圧)で安定する。
そして、ノードNBの電位が安定する頃に走査電圧SCAN2はハイレベルとされ調整用トランジスタTR25はオフとなる。この時、コンデンサC1には、電圧(DATA−CV−VF)、即ち、データ電圧DATAと電圧VFに応じた電圧(保持電圧)が保持されている。また、図18に示す有機EL素子42のVOLED−IOLED特性からも理解されるように、経時変化等のある破線65hにおける電圧VFは、実線62hのそれよりも大きい。また、走査電圧SCAN2のハイレベルへの遷移と同期して走査電圧SCAN1もハイレベルとなる。走査電圧SCAN1及びSCAN2は、この後、発光期間PL1の終了時点までハイレベルで維持される。表示パネル4fを構成している全ての画素41hにデータ電圧が書き込まれると、走査期間PS1が終了して発光期間PL1に移行する。
発光期間PL1に移行すると、制御信号CTL1がローレベルとなってトランジスタTR9がオンとなり、ランプ電圧RAMP1がノードNBに加わる。ランプ電圧RAMP1がノードNBに加わることにより、或いはトランジスタTR9がオンに切り換えられるのと同期してランプ電圧RAMP1が予め定められた電圧分だけ急激に低下することにより、ノードNBの電圧が急激に低下する。ノードNBの電圧の低下に伴って、同じ電圧分だけノードNAの電圧も低下する。ここで、(破線65hにおけるVF)>(実線62hにおけるVF)なのであるから、(破線64hが示すノードNAの電圧)<(実線61hが示すノードNAの電圧)となる。
その後、ランプ電圧RAMP1とRAMP2は、上記の如く、予め設定された一定の変化率で直線的に減少する。ノードNAの電圧が、電圧(VDD−Vth)以下になると、有機EL素子42には電流が流れ始めるのであるが、発光期間PL1移行時において、(破線64hが示すノードNAの電圧)<(実線61hが示すノードNAの電圧)となっているため、破線64hに示す方がより早い段階で発光が始まる。また、発光期間PL1において有機EL素子42に流れ始めた電流は次第に増加していく。そして、ランプ電圧RAMP2が電圧(VDD−Vth)以下になると、オフ制御用トランジスタTR28がオンとなってノードNAの電圧が正側の電源電圧VDDまで上昇し、これに伴って駆動用トランジスタTR3がオフとなって有機EL素子42の発光は停止する。
この発光の停止の後、ランプ電圧RAMP1は所定の電圧まで急減に上昇する。その電圧値は負側の電源電圧CVに初期状態における電圧VF(電圧VF0)を加えた電圧とほぼ等しくなるように設定されている。その後、発光期間PL1は終了し第2のフィールドの走査期間PS2に移行する。
走査期間PS2において、ローレベルの走査電圧SCAN1が着目している画素41hに加わると、書込み用トランジスタTR21はオンとなる。この時、ノードNAの電圧は、データ電圧ライン43に供給されているデータ電圧DATAと等しくなるように上昇する(データ電圧DATAが書き込まれる)。この際、第1のフィールドと異なり、走査電圧SCAN2はローレベルとされずハイレベルを維持する。このため、電圧VFに応じた電圧(フィードバック電圧)はコンデンサC1に伝達されない。また、第7実施形態と同様、第2のフィールドにおいて各画素に書き込まれるデータ電圧DATAは、第1のフィールドにおけるそれと原則として異なる。
データ電圧DATAの書込みの後、着目している画素41hに加わる走査電圧SCAN1はハイレベルに戻され、表示パネル4fを構成している全ての画素41hにデータ電圧が書き込まれると、走査期間PS2が終了して発光期間PL2に移行する。発光期間PL2に移行すると、ランプ電圧RAMP1が予め定められた電圧分だけ急激に低下し、これに伴って、同じ電圧分だけノードNA、ノードNBの夫々の電位も低下する。その後、ランプ電圧RAMP1とRAMP2は、上記の如く、予め設定された一定の変化率で直線的に減少する。
ノードNAの電圧が、電圧(VDD−Vth)以下になると、有機EL素子42には電流が流れ始め、この電流は発光期間PL2において次第に増加していく。また、実線72hに示す如く、ランプ電圧RAMP2は発光期間PL2の途中の段階において単調減少を再開する。そして、ランプ電圧RAMP2が電圧(VDD−Vth)以下になると、オフ制御用トランジスタTR28がオンとなってノードNAの電圧が正側の電源電圧VDDまで上昇し、これに伴って駆動用トランジスタTR3がオフとなって有機EL素子42の発光は停止する。この発光の停止の後、ランプ電圧RAMP1は、上述したように比較的高い電圧まで増加する。そして、発光期間PL2は終了して(k+1)番目の走査期間PS1に移行し、上述と同様の動作が繰り返される。
また、駆動用トランジスタTR3とオフ制御用トランジスタTR28の夫々の動作閾値電圧(Vth)は、上述の如く略等しいため、両トランジスタTR3、TR28の動作閾値電圧のばらつきは、有機EL素子42の発光時間に影響を与えない。
尚、駆動用トランジスタTR3がPチャンネルの場合、その特性上、ランプ電圧RAMP1を急峻に変化させてなるだけ早く電流を立ち上げた方が光量をかせぐことができる。しかしながら、第1のフィールドにおいてランプ電圧RAMP1を急峻に変化させて電流を早く立ち上げると、電圧VFの変動のフィードバックによって黒が浮く方向に向かってしまう。そこで、本実施形態においては、第2のフィールドにおいてのみ、ランプ電圧RAMP1を急峻に変化させている。
<<第10実施形態>>
次に、本発明を有機EL表示装置に実施した第10実施形態につき、説明する。本発明の第10実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、図20におけるものと同様であるため、図示を省略する。有機EL表示装置を構成する各部位は、以下の本実施形態における動作を実現できるように変形される。
次に、本発明を有機EL表示装置に実施した第10実施形態につき、説明する。本発明の第10実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、図20におけるものと同様であるため、図示を省略する。有機EL表示装置を構成する各部位は、以下の本実施形態における動作を実現できるように変形される。
まず、表示パネル4fは、図32に示す画素回路を有した画素41iから構成されるように変形される。図32において、図2及び図21と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施形態における制御信号発生回路5fは、制御信号CTL1に加えて、各画素41iに制御信号CTL2及びCTL3も供給する。本実施形態におけるランプ電圧発生回路8fは、各画素41iにランプ電圧RAMPを供給する。
画素41iの回路構成は図2の画素41の回路構成と類似している。図32の画素41i(画素41iの画素回路)が、図2の画素41(画素41の画素回路)と相違する点は、書込み用トランジスタTR1の第1電極(例えばソース)が、所定のタイミングにてデータ電圧DATAが印加され且つ所定の他のタイミングにてリセット電圧RST(このリセット電圧RSTは、予め電圧値が設定されている)が印加されるデータ電圧ライン43aに接続されている点と、調整用トランジスタTR5のゲートが制御電圧ライン47ではなく制御信号CTL3が供給される制御信号ライン49に接続されている点であり、その他の点では画素41と共通しているため共通点の説明を省略する。尚、制御信号CTL2は、閾値補償用トランジスタTR2のゲートに供給されている。
走査電圧ライン44に供給される走査電圧SCANがローレベル、ハイレベルのとき、書込み用トランジスタTR1は、それぞれオフ、オンとなる。制御信号CTL1がローレベル、ハイレベルのとき、オン/オフ用トランジスタTR4は、それぞれオフ、オンとなる。制御信号CTL2がローレベル、ハイレベルのとき、閾値補償用トランジスタTR2は、それぞれオフ、オンとなる。制御信号CTL3がローレベル、ハイレベルのとき、調整用トランジスタTR5は、それぞれオフ、オンとなる。
図33を用いて第10実施形態の有機EL表示装置の動作を説明する。図33は、図32における各部の電圧及び有機EL素子42に流れる電流IOLEDを、1フレーム期間にわたって示したものである。1画面の表示周期である1フレーム期間(フレーム周波数の逆数)は、第1のフィールドと第2のフィールドの2つのフィールドから構成されている。第7実施形態と同様、第1のフィールドはリセット期間PR1と走査期間PS1と発光期間PL1とから構成され、第2のフィールドはリセット期間PR2と走査期間PS2と発光期間PL2とから構成されている。
本実施形態においても、上記黒浮きの問題を解決するために、第1と第2のフィールドのうち、第1のフィールドにおいてのみ、電圧VFの変動に応じた電流IOLEDの補償を行い、階調信号によって特定される階調と電流IOLEDの実効値との関係が第7実施形態におけるもの(図23〜図27)と同様となるように、LUT9が階調信号を第1のフィールドに対応する第1の変換階調信号と第2のフィールドに対応する第2の変換階調信号とに変換してデータドライバー3fに供給している。このため、第7実施形態と同様の効果を奏することができる。
実線60iは、ランプ発生回路8fからランプ電圧ライン45に供給されるランプ電圧RAMPの電圧波形を示している。ランプ電圧RAMPは、各フィールドのリセット期間及び走査期間(即ち、PR1、PS1、PR2及びPS2)において予め設定された初期電圧に固定されているが、各発光期間(即ち、PL1及びPL2)において予め設定された変化率で減少していく。そして、各リセット期間(即ち、PR1及びPR2)において、ランプ電圧RAMPの減少は停止し、再び上記初期電圧に戻る。
実線61i、実線62iは、それぞれ有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。実線63iは、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
破線64i、破線65iは、有機EL素子42が経時変化することにより、又は動作周囲温度が低温になることにより有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。破線66iは、同様に、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。尚、第2のフィールドにおいて、実線61iと破線64iは同一となって重なっており、実線62iと破線65iも同一となって重なっている。
また、破線67iは、有機EL素子42の経時変化等に起因する電圧VFの変動をフィードバックしない場合であって且つ経時変化等によって電流IOLEDが減少した場合の電流IOLEDの波形である。第2のフィールドにおいて、破線66iと破線67iは同一となって重なっている。
走査電圧SCANは、各発光期間(即ち、PL1及びPL2)とリセット期間PR1においてローレベルとされ、リセット期間PR2においてハイレベルとされる。制御信号CTL1は、各走査期間(即ち、PS1及びPS2)においてローレベルとされ、各発光期間においてハイレベルとされる。制御信号CTL2は、各走査期間及び各発光期間においてローレベルとされ、各リセット期間(即ち、PR1及びPR2)においてハイレベルとされる。制御信号CTL3は、リセット期間PR1においてハイレベルとされ、それ以外の期間においてはローレベルとされる。データ電圧ライン43aには、第2のフィールドのリセット期間PR2にのみリセット電圧RST(=(CV+VF0))が加えられており、それ以外の期間においてはデータドライバー3fからのデータ電圧DATAが印加されている。
以下、k番目のフレーム期間におけるリセット期間PR1の動作より説明を行う。第1のフィールドのリセット期間PR1においては電圧プログラム方式が用いられ、駆動用トランジスタTR3の動作閾値電圧Vthのばらつきが吸収される。つまり、リセット期間PR1では制御信号CTL2及びCTL3がハイレベルとされると共に、制御信号CTL1が当初ハイレベルとされてからローレベルに切り換えられる。これにより、ノードNAの電圧及びノードNBの電圧は、夫々(CV+VF)及び(VDD−Vth)になる。このとき、コンデンサC1には、(VDD−CV−Vth−VF)で表される電圧が保持されることになる。また、図18に示す有機EL素子42のVOLED−IOLED特性からも理解されるように、経時変化等のある破線64iにおける電圧VFは、実線61iのそれよりも大きい。
リセット期間PR1が終了後、走査期間PS1において、ハイレベルの走査電圧SCANが着目している画素41iに加わると、書込み用トランジスタTR1はオンとなる。この時、ノードNAの電圧は、データ電圧ライン43aに供給されているデータ電圧DATAと等しくなるように上昇し(データ電圧DATAが書き込まれ)、それに伴って、コンデンサC1のカップリングによりノードNBの電圧も同じ電圧だけ上昇する。この時のノードNAとノードNBの電圧上昇分は、(DATA−VF−CV)である。従って、ノードNBの電圧(駆動用トランジスタTR3のゲート電圧)は、電圧(VDD−CV+DATA−VF−Vth)となる。
ここで、(破線64iにおけるVF)>(実線61iにおけるVF)なのであるから、データ電圧DATAを書き込んだ後は、(破線65iが示すノードNBの電圧)<(実線62iが示すノードNBの電圧)となる。データ電圧DATAの書込みの後、着目している画素41iに加わる走査電圧SCANはローレベルに戻され、表示パネル4fを構成している全ての画素41iにデータ電圧が書き込まれると、走査期間PS1が終了して発光期間PL1に移行する。
発光期間PL1に移行すると、ランプ電圧RAMPは予め定められた電圧分だけ急激に低下する。発光期間PL1において実際に有機EL素子42が発光する時間の割合を、なるだけ多くするためのである。このランプ電圧RAMPの急激な低下によって、同じ電圧分だけノードNA、ノードNBの夫々の電位も低下する。その後、ランプ電圧RAMPは、上記の如く、予め設定された変化率で減少する。
ノードNBの電圧が、電圧(VDD−Vth)以下になると、有機EL素子42には電流が流れ始めるのであるが、発光期間PL1移行時において、(破線65iが示すノードNBの電圧)<(実線62iが示すノードNBの電圧)となっているため、破線65iに示す方がより早い段階で発光が始まる。また、発光期間PL1において有機EL素子42に流れ始めた電流は次第に増加していく。
発光期間PL1からリセット期間PR2への移行の際、走査電圧SCAN及び制御信号CTL2はハイレベルへと切り換えられる。また、リセット期間PR2の中間時点までは発光期間PL1に引き続いて制御信号CTL1はハイレベルとされ、その中間時点にて制御信号CTL1はローレベルに切り換えられる。リセット期間PR2において、データ電圧ライン43aにはリセット電圧RSTが供給されていることから、ノードNAの電圧は該リセット電圧RSTとなる。このリセット電圧RSTの電圧値は、負側の電源電圧CVに初期状態における電圧VF(電圧VF0)を加えた電圧とほぼ等しくなるように設定されている。また、リセット期間PR2終了時点において、ノードNBの電圧は(VDD−Vth)となり、また走査電圧SCAN及び制御信号CTL2はローレベルに切り換えられる。
リセット期間PR2終了後の走査期間PS2において、ハイレベルの走査電圧SCANが着目している画素41iに加わると、書込み用トランジスタTR1はオンとなる。この時、ノードNAの電圧は、データ電圧ライン43aに供給されているデータ電圧DATAと等しくなるように上昇する(データ電圧DATAが書き込まれる)。また、第7実施形態と同様、第2のフィールドにおいて各画素に書き込まれるデータ電圧DATAは、第1のフィールドにおけるそれと原則として異なる。
データ電圧DATAの書込みの後、着目している画素41iに加わる走査電圧SCANはローレベルに戻され、表示パネル4fを構成している全ての画素41iにデータ電圧が書き込まれると、走査期間PS2が終了して発光期間PL2に移行する。発光期間PL2に移行すると、発光期間PL1への移行時と同様、ランプ電圧RAMPは予め定められた電圧分だけ急激に低下する。このランプ電圧RAMPの急激な低下によって、同じ電圧分だけノードNA、ノードNBの夫々の電位も低下する。その後、ランプ電圧RAMPは、上記の如く、予め設定された変化率で減少する。
発光期間PL2において、ノードNBの電圧が電圧(VDD−Vth)以下になると、有機EL素子42には電流が流れ始める。発光期間PL2から次のフレームのリセット期間PR1移行時にランプ電圧RAMPは上記初期電圧に戻され、次のフレームにおいて上述と同様の動作が繰り返される。
また、本実施形態は、第7〜第9実施形態と異なり、閾値補償用トランジスタTR2を用いることによって駆動用トランジスタTR3の動作閾値電圧のばらつきを吸収する手法を採用しているため、図33の実線60iに示す如く、各発光期間において、ランプ電圧RAMPの変化率を時間の経過と共に変化させることが可能となる。つまり、表示パネル4fのガンマ特性に応じてランプ電圧RAMPに任意の曲率を付けることができる。このことは、閾値補償用トランジスタを用いることによって駆動用トランジスタの動作閾値電圧のばらつきを吸収する他の構成(例えば、第1、第2実施形態)においても同様である。
例えば、図27の一点鎖線460に示す如く、電流IOLEDの実効値が、黒レベルの階調tBから中間階調t1まで指数関数状に立ち上がる一方で、中間階調t1から白レベルの階調tWまで直線的に増加するような特性の表示パネル4fを採用する場合であっても、ランプ電圧RAMPに適切な曲率を付けることにより、電流IOLEDの実効値が黒レベルの階調tBから白レベルの階調tWまで指数関数状に立ち上がるような特性を得ることができる(図27の一点鎖線460のような特性を図23の破線400のような特性に変換することができる)。
具体的な一例として、図33に実線60iを示している。第1のフィールドの発光期間PL1におけるランプ電圧RAMPは、リセット期間PR2に向かうにつれて、徐々に減少の変化率が大きくなっている。つまり、発光期間PL1においてランプ電圧RAMPの変化率は前半側よりも後半側の方が大きい。また、第2のフィールドの発光期間PL2におけるランプ電圧RAMPは、次のフレームのリセット期間PR1に向かうにつれて、徐々に減少の変化率が小さくなっている。つまり、発光期間PL2においてランプ電圧RAMPの変化率は前半側よりも後半側の方が小さい。
尚、本実施形態において、ランプ電圧RAMPの変化率を時間の経過と共に変化させることは必須ではない。即ち、第7〜第9実施形態と同様、各発光期間におけるランプ電圧RAMPの変化率を一定としても構わない。
(図34:RAMPの曲率)
閾値補償用トランジスタを用いることによって駆動用トランジスタの動作閾値電圧のばらつきを吸収する構成を採用することにより、ランプ電圧RAMPに任意の曲率を付与可能なことに着目すれば、上述した第1又は第2実施形態を、以下のように変形することができる(この変形を、以下「変形例2」という)。図34に、変形例2を説明するための図を示す。以下、第1と第2実施形態の内、第1実施形態に着目して、この変形例2を説明するが、第2実施形態においても同様に変形例2は適用可能である。
閾値補償用トランジスタを用いることによって駆動用トランジスタの動作閾値電圧のばらつきを吸収する構成を採用することにより、ランプ電圧RAMPに任意の曲率を付与可能なことに着目すれば、上述した第1又は第2実施形態を、以下のように変形することができる(この変形を、以下「変形例2」という)。図34に、変形例2を説明するための図を示す。以下、第1と第2実施形態の内、第1実施形態に着目して、この変形例2を説明するが、第2実施形態においても同様に変形例2は適用可能である。
図34において、横軸はデータドライバー3から各画素に供給されるデータ電圧を表し、縦軸は供給されたデータ電圧に応じて各画素の有機EL素子42が発光することにより得られる輝度を表している。上述の説明から理解されるように(第7実施形態参照)、第1(第2)実施形態に係る有機EL表示装置も、TV受信機(不図示)等の映像ソースから供給される階調信号(映像信号に含まれる)の提供を受けて画像を表示するものであり、表示パネル4の各画素にて表現されるべき階調は上記階調信号によって特定される。データドライバー3は、上記映像ソース(映像信号処理回路6)から供給される階調信号に対応したデータ電圧の電圧値を画素ごとに決定し、それらのデータ電圧を走査期間において各画素に供給する(図1〜図3参照)。
任意の階調信号がデータドライバー3に与えられ、その与えられた階調信号によって特定される階調に対応したデータ電圧の電圧値をDとする(図34参照)。初期状態の各画素41において、電圧値がDのデータ電圧が供給されたとき、そのデータ電圧に応じて有機EL素子42が発光することにより得られる輝度をLとする。また、データドライバー3に供給された階調信号によって特定される階調が黒レベルの階調及び白レベルの階調であるときに、各画素41に供給されるデータ電圧の電圧値を、それぞれDB及びDWとする。また、初期状態の各画素41において、電圧値がDB及びDWのデータ電圧が供給されたとき、それらのデータ電圧に応じて有機EL素子42が発光することにより得られる輝度を、それぞれLB及びLWとする。そして、更に、x=D−DB、y=L−LB+1、と定める。
この場合、初期状態において下式(1)が成立するように、発光期間におけるランプ電圧RAMPの変化率を設定する(曲率を付ける)と共に、データドライバー3における階調信号とデータ電圧との変換関係を定める。図34における実線500は、下式(1)を満たす曲線を表している。
y=ax ・・・(1)
y=ax ・・・(1)
ここで、「a」は、有機EL表示装置の設計段階で予め定められる定数であって、a>1が成立する。例えば、a=2、と設定される。そして、有機EL素子42の経時変化による劣化度を「b」と定める。初期状態において劣化度は「1」である。そして、図16に示す従来構成例にように電圧VFのフィードバックを行っていない場合において、同一のデータ電圧に対応した輝度が1/2、1/3、1/4、・・・となった時の劣化度を、夫々2、3、4、・・・と定める。
そうすると、初期状態において上記式(1)を満たしていたyとxの関係は、電圧VFのフィードバックを行っていない場合、有機EL素子42の経時変化後に下式(2)を満たすようになる。図34における破線501は、下式(2)を満たす曲線を表している。
y=ax/b ・・・(2)
y=ax/b ・・・(2)
有機EL素子42の特性が経時変化した場合、その輝度は、「電圧VFの増加による電流IOLEDの減少」に起因して減少すると共に「発光効率の低下」に起因しても減少する。「発光効率の低下」を要因とする輝度の減少の割合は、全ての階調において同じである。しかしながら、白レベルの階調に対応した駆動用トランジスタTR3と有機EL素子42の動作点が駆動用トランジスタTR3のVds−Id特性の線形領域内にある場合、「電圧VFの増加による電流IOLEDの減少」を要因とする輝度の減少の割合は、階調によって変化することになる。
上記式(2)は、輝度の減少の割合が全ての階調において同じであることを前提として成立する式であるため、輝度の減少の割合が階調によって変化すれば、上記式(2)は成立しない。従って、上記式(2)を成立させるためには、白レベルの階調に対応した駆動用トランジスタTR3と有機EL素子42の動作点を、駆動用トランジスタTR3のVds−Id特性の飽和領域内に設定する必要がある。
本発明に係る第1(第2)実施形態においては、電圧VFのフィードバックが行われ、上述したように、駆動用トランジスタTR3は、データ電圧と電圧VFと駆動用トランジスタの動作閾値電圧Vthとに応じた電圧で有機EL素子42を駆動する。このように電圧VFをフィードバックするということは、初期状態を基準とした電圧VFの変動分、即ち、c=(VF−VF0)で表される電圧がデータ電圧に上乗せされる(或いは差し引かれる)ことに相当する。尚、VF0は、上述したように初期状態における電圧VFである。
つまり、初期状態において上記式(1)を満たしていたyとxの関係は、変形例2に係る第1実施形態において、有機EL素子42の経時変化後に下式(3)を満たすようになる。
y=a(x+c)/b=ax・ac/b ・・・(3)
y=a(x+c)/b=ax・ac/b ・・・(3)
そして、変形例2においては、「式:b=ac」が成立するようにしている。つまり、「式:b=ac」が成立するように、有機EL素子42の特性(経時変化特性)や駆動用トランジスタTR3の特性等に応じてaの値が定められている。これにより、式(3)は、初期状態における上記式(1)に一致することになる。
つまり、変形例2によれば、第10実施形態のようにフレームを2つのフィールドに分けることなく、「発光効率の低下」に起因した輝度の減少をキャンセルすることができる(焼付きが補償される)。また、この際、黒が浮くといった問題は生じない。
また、変形例2においては、黒浮きを抑制する観点から、白レベルの階調に対応した駆動用トランジスタTR3と有機EL素子42の動作点を駆動用トランジスタTR3のVds−Id特性の飽和領域内に設定することが望ましいが、その動作点を駆動用トランジスタTR3のVds−Id特性の線形領域内に設定することも可能である。この場合においても、初期状態において上記式(1)が成立するように、発光期間におけるランプ電圧RAMPの変化率を設定する(曲率を付ける)と共に、データドライバー3における階調信号とデータ電圧との変換関係を定める。但し、白レベルに対応する動作点が線形領域内にある場合、有機EL素子42の経時変化後に上記式(3)が厳密には成立せず、若干黒が浮くことになる。
尚、「初期状態」とは、画素41の製造時(製造直後)又は出荷時における状態を意味する。また、数分〜数時間程度、画素41に電力を与えて有機EL素子42を発光させたとしても、その程度の通電ではVEL−I特性は殆ど変動しないといっていい。従って、「初期状態」とは、製造時又は出荷時を基準とした有機EL素子42の劣化が、無視できる状態をも含む。
<<第11実施形態>>
次に、本発明を有機EL表示装置に実施した第11実施形態につき、説明する。本発明の第11実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、図20におけるものと同様であるため、図示を省略する(但し、ランプ電圧発生回路8fは不要である)。有機EL表示装置を構成する各部位は、以下の本実施形態における動作を実現できるように変形される。
次に、本発明を有機EL表示装置に実施した第11実施形態につき、説明する。本発明の第11実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、図20におけるものと同様であるため、図示を省略する(但し、ランプ電圧発生回路8fは不要である)。有機EL表示装置を構成する各部位は、以下の本実施形態における動作を実現できるように変形される。
まず、表示パネル4fは、図35に示す画素回路を有した画素41jから構成されるように変形される。図35において、図2、図21及び図32と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施形態における制御信号発生回路5fは、制御信号CTL1に加えて、各画素41jに制御信号CTL2及びCTL3も供給する。本実施形態における表示パネル4fは所謂アナログ駆動型であるため、ランプ電圧は各画素に供給されておらず、故に本実施形態においてランプ電圧発生回路8fは不要である。
画素41jの回路構成は図32の画素41iの回路構成と類似している。図35の画素41j(画素41iの画素回路)が図32の画素41i(画素41iの画素回路)と相違する点は、画素41iには設けられていたコンデンサC2がない点であり、その他の部分では一致しているため重複する説明を省略する。
図36を用いて第11実施形態の有機EL表示装置の動作を説明する。図36は、図35における各部の電圧及び有機EL素子42に流れる電流IOLEDを、1フレーム期間にわたって示したものである。1画面の表示周期である1フレーム期間(フレーム周波数の逆数)は、第1のフィールドと第2のフィールドの2つのフィールドから構成されている。第7実施形態と同様、第1のフィールドはリセット期間PR1と走査期間PS1と発光期間PL1とから構成され、第2のフィールドはリセット期間PR2と走査期間PS2と発光期間PL2とから構成されている。
本実施形態においても、上記黒浮きの問題を解決するために、第1と第2のフィールドのうち、第1のフィールドにおいてのみ、電圧VFの変動に応じた電流IOLEDの補償を行い、階調信号によって特定される階調と電流IOLEDの実効値との関係が第7実施形態におけるもの(図23〜図27)と同様となるように、LUT9が階調信号を第1のフィールドに対応する第1の変換階調信号と第2のフィールドに対応する第2の変換階調信号とに変換してデータドライバー3fに供給している。このため、第7実施形態と同様の効果を奏することができる。
実線61j、実線62jは、それぞれ有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。実線63jは、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
破線64j、破線65jは、有機EL素子42が経時変化することにより、又は動作周囲温度が低温になることにより有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。破線66jは、同様に、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。尚、第2のフィールドにおいて、実線61jと破線64jは同一となって重なっており、実線62jと破線65jも同一となって重なっている。
また、破線67jは、有機EL素子42の経時変化等に起因する電圧VFの変動をフィードバックしない場合であって且つ経時変化等によって電流IOLEDが減少した場合の電流IOLEDの波形である。第2のフィールドにおいて、破線66jと破線67jは同一となって重なっている。
走査電圧SCAN並びに制御信号CTL1、CTL2及びCTL3の各信号レベルと、各期間(PR1、PS1、PL1、PR2、PS2及びPL2)との関係は、図33のそれらと同じである。データ電圧ライン43aには、第2のフィールドのリセット期間PR2にのみ上記リセット電圧RST(第10実施形態において説明)が加えられており、それ以外の期間においてはデータドライバー3fからのデータ電圧DATAが印加されている。
従って、図33に示す第10実施形態と同様、リセット期間PR1においてノードNA及びノードNBの電圧は、夫々(CV+VF)及び(VDD−Vth)となり、走査期間PS1においてデータ電圧DATAが書き込まれた後は、(破線65jが示すノードNBの電圧)<(実線62jが示すノードNBの電圧)となる。データ電圧DATAの書込みの後、着目している画素41iに加わる走査電圧SCANはローレベルに戻され、表示パネル4fを構成している全ての画素41jにデータ電圧が書き込まれると、走査期間PS1が終了して発光期間PL1に移行する。
発光期間PL1においては、走査期間PS1の終了時点におけるノードNBの電圧がそのまま保持されるため、電圧VFの変動のフィードバックを行っていなかったならば破線67jのようになっていた電流IOLEDが破線66jのように補償される。
発光期間PL1からリセット期間PR2への移行の際、走査電圧SCAN及び制御信号CTL2はハイレベルへと切り換えられる。また、リセット期間PR2の中間時点までは発光期間PL1に引き続いて制御信号CTL1はハイレベルとされ、その中間時点にて制御信号CTL1はローレベルに切り換えられる。リセット期間PR2において、データ電圧ライン43aにはリセット電圧RSTが供給されていることから、ノードNBの電圧は該リセット電圧RSTとなる。このリセット電圧RSTの電圧値は、負側の電源電圧CVに初期状態における電圧VF(電圧VF0)を加えた電圧とほぼ等しくなるように設定されている。また、リセット期間PR2終了時点において、ノードNBの電圧は(VDD−Vth)となる。
リセット期間PR2終了後の走査期間PS2において、ハイレベルの走査電圧SCANが着目している画素41jに加わると、書込み用トランジスタTR1はオンとなる。この時、ノードNAの電圧は、データ電圧ライン43aに供給されているデータ電圧DATAと等しくなるように上昇する(データ電圧DATAが書き込まれる)。また、第7実施形態と同様、第2のフィールドにおいて各画素に書き込まれるデータ電圧DATAは、第1のフィールドにおけるそれと原則として異なる。
データ電圧DATAの書込みの後、着目している画素41jに加わる走査電圧SCANはローレベルに戻され、表示パネル4fを構成している全ての画素41jにデータ電圧が書き込まれると、走査期間PS2が終了して発光期間PL2に移行する。発光期間PL2においては、走査期間PS2の終了時点におけるノードNBの電圧がそのまま保持されており、その電圧に応じた発光が行われる。発光期間PL2が終了すると、次にフレームに移行し、上述と同様の動作が繰り返される。
<<第12実施形態>>
次に、本発明を有機EL表示装置に実施した第12実施形態につき、説明する。図37は、本発明の第12実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成を示すブロック図である。有機ELディスプレイ10kは、図37に示す如く、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネル4kに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバー2k、データ電圧を各画素に供給するデータドライバー3k及び制御信号発生回路5kを接続して構成されている。本実施形態における表示パネル4kは所謂アナログ駆動型であるため、ランプ電圧発生回路は不要である。
次に、本発明を有機EL表示装置に実施した第12実施形態につき、説明する。図37は、本発明の第12実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成を示すブロック図である。有機ELディスプレイ10kは、図37に示す如く、複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネル4kに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバー2k、データ電圧を各画素に供給するデータドライバー3k及び制御信号発生回路5kを接続して構成されている。本実施形態における表示パネル4kは所謂アナログ駆動型であるため、ランプ電圧発生回路は不要である。
図37の有機EL表示装置は、TV受信機(不図示)等の映像ソース(外部の信号源)から供給される映像信号に応じた画像を表示パネル4kに表示する。図37における映像信号処理回路6、タイミング信号発生回路7f及びLUT9は、図20におけるそれらと同じものである。
TV受信機(不図示)等の映像ソースから供給される映像信号は、映像信号処理回路6へ供給されて、映像表示に必要な信号処理が施され、これによって得られる赤(R)、緑(G)、青(B)から成るRGB3原色の映像信号がLUT9を介して有機ELディスプレイ10kのデータドライバー3kへ供給される。
映像信号処理回路6から得られる水平同期信号Hsync及び垂直同期信号Vsyncは、タイミング信号発生回路7fへ供給され、これによって得られるタイミング信号が走査ドライバー2k及びデータドライバー3kへ供給される。また、このタイミング信号と連動したフィールド信号がLUT9に供給される。このフィールド信号は、現時点のフィールドが第1のフィールドと第2のフィールドのどちらであるかを特定する信号である。
また、タイミング信号発生回路7fから得られるタイミング信号は制御信号発生回路5kにも供給されている。制御信号発生回路5kは、このタイミング信号を参照しつつ、有機ELディスプレイ10kの駆動に用いられる制御信号CTL1、CTL2、CTL3及びCTL4を生成し、それらの制御信号CTL1〜CTL4を表示パネル4kの各画素へ供給する。
また、図37に示す各回路、各ドライバー及び有機ELディスプレイには電源回路(不図示)が接続されている。
表示パネル4kを構成する画素41kの回路構成を、図38を用いて説明する。図38に示す画素41kの回路構成は、図35に示す画素41jの回路構成と類似している。図38において、図2及び図35と同一の部分には同一の符号を付している。図38の画素41k(画素41kの画素回路)が図35の画素41j(画素41jの画素回路)と相違する点は、書込み用トランジスタTR1の第1電極(例えばソース)がデータドライバー3kからのデータ電圧DATAが印加されるデータ電圧ライン43に接続されている点と、NチャンネルのMOSトランジスタであるリセット用トランジスタTR10が別途に設けられている点であり、その他の部分では一致しているため重複する説明を省略する。
リセット用トランジスタTR10において、ドレインはノードNAに接続され、ゲートは制御信号CTL4が印加される制御信号ライン52に接続されている。制御信号CTL4がローレベル、ハイレベルのとき、リセット用トランジスタTR10は、それぞれオフ、オンとなる。リセット用トランジスタTR10のソースには、負側の電源電圧CVよりも高く且つ正側の電源電圧VDDよりも低い電源電圧VSSが印加されている。電源電圧VSSは、負側の電源電圧CVに初期状態における電圧VF(電圧VF0)を加えた電圧とほぼ等しくなるように設定されている。
図39を用いて第12実施形態の有機EL表示装置の動作を説明する。図39は、図38における各部の電圧及び有機EL素子42に流れる電流IOLEDを、1フレーム期間にわたって示したものである。1画面の表示周期である1フレーム期間(フレーム周波数の逆数)は、第1のフィールドと第2のフィールドの2つのフィールドから構成されている。図39に示す如く、第1のフィールドはリセット期間PR1と発光期間PL1とから構成され、第2のフィールドはリセット期間PR2と発光期間PL2とから構成されている。
リセット期間PR1は、発光期間PL1における各有機EL素子42の発光を準備するための期間であることから、第1のフィールドにおける発光準備期間と呼ぶことができる。リセット期間PR2は、発光期間PL2における各有機EL素子42の発光を準備するための期間であることから、第2のフィールドにおける発光準備期間と呼ぶことができる。
1フレーム期間の始期と終期は、走査線によって異なっており、1フレーム期間の始期は、1番目の走査線、2番目の走査線、・・・、n番目の走査線(n;走査線の本数)の順番で、順次所定の間隔を空けて訪れる。図39は、上記n本の走査線の内の或る1つの走査線に着目して図38における各部の電圧等を示したものである。
或る走査線において、リセット期間PR1、発光期間PL1、リセット期間PR2及び発光期間PL2の順番に期間が進行し、k番目(k;自然数)のフレーム期間が終了すると、続けて次の(k+1)番目のフレーム期間におけるリセット期間PR1、発光期間PL1、リセット期間PR2及び発光期間PL2が、この順番で訪れる。このように、本実施形態においては、走査期間がないとも言えるが、後述の説明にて明らかになるように各発光期間の最初において走査電圧SCANをハイレベルとしてデータ電圧DATAを画素に書き込んでいるため、各発光期間に各走査期間が含まれていると考えることもできる。
本実施形態においても、上記黒浮きの問題を解決するために、第1と第2のフィールドのうち、第1のフィールドにおいてのみ、電圧VFの変動に応じた電流IOLEDの補償を行い、階調信号によって特定される階調と電流IOLEDの実効値との関係が第7実施形態におけるもの(図23〜図27)と同様となるように、LUT9が階調信号を第1のフィールドに対応する第1の変換階調信号と第2のフィールドに対応する第2の変換階調信号とに変換してデータドライバー3kに供給している。このため、第7実施形態と同様の効果を奏することができる。
実線61k、実線62kは、それぞれ有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。実線63kは、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
破線64k、破線65kは、有機EL素子42が経時変化することにより、又は動作周囲温度が低温になることにより有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。破線66kは、同様に、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。尚、第2のフィールドにおいて、実線61kと破線64kは同一となって重なっており、実線62kと破線65kも同一となって重なっている。
また、破線67kは、有機EL素子42の経時変化等に起因する電圧VFの変動をフィードバックしない場合であって且つ経時変化等によって電流IOLEDが減少した場合の電流IOLEDの波形である。第2のフィールドにおいて、破線66kと破線67kは同一となって重なっている。
制御信号CTL4は、リセット期間PR1、発光期間PL1及び発光期間PL2において、ローレベルとされており、それらの期間においてリセット用トランジスタTR10はオフとなっている。第1のフィールドのリセット期間PR1の動作は、図33のリセット期間PR1の動作と同じであり、リセット期間PR1の終了時点において、ノードNA及びノードNBの電圧は、夫々(CV+VF)及び(VDD−Vth)となる。尚、各リセット期間(PR1及びPR2)において、走査電圧SCANはローレベルとされている。
発光期間PL1に移行すると、走査電圧SCANがハイレベルとされて書込み用トランジスタTR1がオンする。この時、データドライバー3kからデータ電圧ライン43にデータ電圧DATAが供給されており、ノードNAの電圧は、該データ電圧DATAと等しくなるように低下する。これに伴って、コンデンサC1のカップリングによりノードNBの電圧も同じ電圧だけ低下する。データ電圧DATAのノードNAに対する書込み後、走査電圧SCANはローレベルとされ、続いて制御信号CTL1がハイレベルとされて有機EL素子42の発光が開始するが、電圧VFの相違から(破線65kが示すノードNBの電圧)<(実線62kが示すノードNBの電圧)となっているため、電圧VFの変動のフィードバックを行っていなかったならば破線67kのようになっていた電流IOLEDが破線66kのように補償される。
次に、第2のフィールドの動作を説明する。第2のフィールドのリセット期間PR2の開始時点では、制御信号CTL1、CTL2、CTL3及びCTL4は、夫々ハイレベル、ハイレベル、ローレベル、ハイレベルとされている。リセット期間PR2の中間時点で制御信号CTL1がローレベルに切り換えられ、ノードNBの電圧が(VDD−Vth)に安定した時点で、制御信号CTL2及びCTL4もローレベルに切り換えられる。これにより、リセット期間PR2の終了時点におけるノードNA及びノードNBの電圧は、夫々VSS、(VDD−Vth)となる。即ち、第2のフィールドにおいて、電圧VFに応じた電圧(フィードバック電圧)は、コンデンサC1に伝達されない。
発光期間PL2に移行すると、走査電圧SCANがハイレベルとされて書込み用トランジスタTR1がオンする。この時、データドライバー3kからデータ電圧ライン43にデータ電圧DATAが供給されており、ノードNAの電圧は、該データ電圧DATAと等しくなるように低下する。これに伴って、コンデンサC1のカップリングによりノードNBの電圧も同じ電圧だけ低下する。また、第7実施形態と同様、第2のフィールドにおいて各画素に書き込まれるデータ電圧DATAは、第1のフィールドにおけるそれと原則として異なる。データ電圧DATAのノードNAに対する書込み後、走査電圧SCANはローレベルとされ、続いて制御信号CTL1がハイレベルとされて有機EL素子42の発光が開始する。発光期間PL2が終了すると、次のフレームのリセット期間PR1に移行し、制御信号CTL2及びCTL3がハイレベルとされる。
第12実施形態における各画素の回路構成は、第11実施形態と比較して若干複雑となっているが、第12実施形態のようにすれば第11実施形態よりも発光期間を長くとることができる。
<<第13実施形態>>
次に、本発明を有機EL表示装置に実施した第13実施形態を第7実施形態の変形例として説明する。本実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成及び各画素の回路構成は、図20のブロック図及び図21の画素41fの回路構成と同じであるが、黒浮きの問題を解決するための動作が第7実施形態と異なっている。この動作を、図40を用いて説明する。図40は、本実施形態に係る画素41fの各部の電圧及び有機EL素子42に流れる電流IOLEDを、1フレーム期間にわたって示したものである。
次に、本発明を有機EL表示装置に実施した第13実施形態を第7実施形態の変形例として説明する。本実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成及び各画素の回路構成は、図20のブロック図及び図21の画素41fの回路構成と同じであるが、黒浮きの問題を解決するための動作が第7実施形態と異なっている。この動作を、図40を用いて説明する。図40は、本実施形態に係る画素41fの各部の電圧及び有機EL素子42に流れる電流IOLEDを、1フレーム期間にわたって示したものである。
1画面の表示周期である1フレーム期間(フレーム周波数の逆数)は、第1のフィールドと第2のフィールドの2つのフィールドから構成されている。第7実施形態と同様、第1のフィールドはリセット期間PR1と走査期間PS1と発光期間PL1とから構成され、第2のフィールドはリセット期間PR2と走査期間PS2と発光期間PL2とから構成されている。
実線71mは、ランプ発生回路8fからランプ電圧ライン55に供給されるランプ電圧RAMP1の電圧波形を示している。ランプ電圧RAMP1は、各フィールドのリセット期間及び走査期間(即ち、PR1、PS1、PR2及びPS2)において予め設定された初期電圧に固定されているが、各発光期間(即ち、PL1及びPL2)において予め設定された変化率で単調に低下(単調減少)する。そして、各リセット期間(即ち、PR1及びPR2)において、ランプ電圧RAMP1の単調減少は停止し、再び上記初期電圧に戻る。
実線72mは、ランプ発生回路8fからランプ電圧ライン56に供給されるランプ電圧RAMP2の電圧波形を示している。ランプ電圧RAMP2は、各リセット期間(即ち、PR1及びPR2)においてオフ制御用トランジスタTR7をオンとする電圧に固定される一方、各走査期間(即ち、PS1及びPS2)においてオフ制御用トランジスタTR7をオフとする電圧に固定される。また、ランプ電圧RAMP2は、各発光期間(即ち、PL1及びPL2)において、予め設定された変化率で単調に低下(単調減少)する。
第2のフィールドの発光期間PL2におけるランプ電圧RAMP1の変化率は、第1のフィールドの発光期間PL1におけるそれよりも大きくなっている。同様に、第2のフィールドの発光期間PL2におけるランプ電圧RAMP2の変化率は、第1のフィールドの発光期間PL1におけるそれよりも大きくなっている。また、各発光期間におけるRAMP1及びRAMP2の変化率は、例えば同一となっている。また、リセット期間PR1とPR2の長さは、例えば同一の長さに設定される。走査期間PS1とPS2の長さも、例えば同一の長さに設定される。勿論、それらを異なる長さに設定しても構わない。また、発光期間PL1の長さは発光期間PL2の長さよりも長くなっている。但し、それらを同一とする変形は可能である。
第13実施形態においては、第1と第2のフィールドの双方において、電圧VFの変動に応じた有機EL素子42の駆動を行う。但し、上記黒浮きの問題を解決するために、第1のフィールドにおいては階調信号の高階調側をデータ電圧として表した第1のデータ電圧(高階調側の階調信号に対応した第1のデータ電圧)が各画素に供給されるように、且つ第2のフィールドにおいては階調信号の低階調側をデータ電圧として表した第2のデータ電圧(低階調側の階調信号に対応した第2のデータ電圧)が各画素に供給されるように、LUT9が階調信号をフィールドの種類に応じて変更して(第1と第2の変換階調信号に変換して)データドライバー3fに供給するとともに、第2のフィールドにおけるランプ電圧の傾きを(第1のフィールドにおけるそれよりも)急峻にしている。
実線61m、実線62mは、それぞれ有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。実線63mは、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
破線64m、破線65mは、有機EL素子42が経時変化することにより、又は動作周囲温度が低温になることにより有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合におけるノードNA、ノードNBの電圧波形を示している。破線66mは、同様に、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
また、破線67mは、有機EL素子42の経時変化等に起因する電圧VFの変動をフィードバックしない場合であって且つ経時変化等によって電流IOLEDが減少した場合の電流IOLEDの波形である。
リセット期間PR1における各部の動作は第7実施形態と同じである。従って、リセット期間PR1終了時におけるノードNA及びノードNBの電圧は、夫々(CV+VF)及びVDDとなっている。更に、第2のフィールドのリセット期間PR2における各部の動作もリセット期間PR1におけるそれと同じとなっている。更にまた、各リセット期間においてデータ電圧ライン43aに供給されるリセット電圧RSTの電圧値は、リセット期間PR1及びPR2の双方において、(CV+VF)よりも十分に高く設定されている。
従って、第1及び第2のフィールドの双方のリセット期間において、電圧VFに応じた電圧(フィードバック電圧)がコンデンサC1に伝達され、各リセット期間の終了時点においてコンデンサC1には、電圧(VDD−CV−VF)、即ち、電圧VFに応じた電圧(保持電圧)が保持されることとなる。また、図18に示す有機EL素子42のVOLED−IOLED特性からも理解されるように、経時変化等のある破線64mにおける電圧VFは、実線61mのそれよりも大きい。従って、各走査期間移行時において、従って、(破線64mが示すノードNAの電圧)>(実線61mが示すノードNAの電圧)となっている。尚、制御信号CTL1は、各走査期間及び各発光期間においてローレベルに維持される。
各走査期間において、ハイレベルの走査電圧SCANが着目している画素41mに加わると、書込み用トランジスタTR1はオンとなる。この時、ノードNAの電圧は、データ電圧ライン43aに供給されているデータ電圧DATAと等しくなるように上昇し(データ電圧DATAが書き込まれ)、それに伴って、コンデンサC1のカップリングによりノードNBの電圧も同じ電圧だけ上昇する。この時のノードNAとノードNBの電圧上昇分は、(DATA−VF−CV)である。従って、ノードNBの電圧(駆動用トランジスタTR3のゲート電圧)は、電圧(VDD−CV+DATA−VF)、即ち、データ電圧DATAと電圧VFとに応じた電圧(上記保持電圧とデータ電圧DATAに応じた電圧)となる。
ここで、(破線64mにおけるVF)>(実線61mにおけるVF)なのであるから、データ電圧DATAを書き込んだ後は、(破線65mが示すノードNBの電圧)<(実線62mが示すノードNBの電圧)となる。
データ電圧DATAの書込みの後、着目している画素41fに加わる走査電圧SCANはローレベルに戻され、表示パネル4fを構成している全ての画素41fにデータ電圧が書き込まれると、各走査期間が終了して各発光期間に移行する。
各フィールドにおいて発光期間に移行すると、ランプ電圧RAMP1は予め定められた電圧分だけ急激に低下する。各発光期間において実際に有機EL素子42が発光する時間の割合を、なるだけ多くするためのである。このランプ電圧RAMP1の急激な低下によって、同じ電圧分だけノードNA、ノードNBの夫々の電位も低下する。その後、ランプ電圧RAMP1は、上記の如く、第1と第2のフィールド間において異なる変化率で直線的に減少する。また、各フィールドにおいて発光期間に移行すると、ランプ電圧RAMP2も、上記の如く、第1と第2のフィールド間において異なる変化率で直線的に減少する。
各発光期間において、ノードNBの電圧が、電圧(VDD−Vth)以下になると、有機EL素子42には電流が流れ始めるのであるが、各発光期間移行時において、(破線65mが示すノードNBの電圧)<(実線62mが示すノードNBの電圧)となっているため、破線65mに示す方がより早い段階で発光が始まる。また、各発光期間において有機EL素子42に流れ始めた電流は次第に増加していく。そして、各発光期間において、ランプ電圧RAMP2が電圧(VDD−Vth)以下になると、オフ制御用トランジスタTR7がオンとなってノードNBの電圧が正側の電源電圧VDDまで上昇し、これに伴って駆動用トランジスタTR3がオフとなって有機EL素子42の発光は停止する。
第1のフィールドでは、発光期間PL1におけるランプ電圧(RAMP1やRAMP2)の変化は比較的緩やかであるため、電圧VFの変動分は比較的大きな電流IOLEDの変動となって表れる。つまり、電圧VFの変動に対して発光期間PL1における電流IOLEDの実効値は敏感に増減する。そこで、第1のフィールドにおいては、高階調側のデータをデータ電圧DATAとして各画素に供給する。図19等から理解されるように、経時変化等によってもたらされる電流IOLEDの低下は、高階調側において著しいからである。
一方、第2のフィールドでは、発光期間PL2におけるランプ電圧(RAMP1やRAMP2)の変化は比較的急峻であるため、電圧VFの変動分は電流IOLEDの増減に小さな影響しか与えない。つまり、電圧VFの変動に対して発光期間PL2における電流IOLEDの実効値の増減は鈍感である。そこで、第2のフィールドにおいては、低階調側のデータをデータ電圧DATAとして各画素に供給する。低階調側に対して電圧VFの変動をフィードバックし過ぎることによる黒浮きを抑制するためである。
上記の如く動作させることにより黒浮きは抑制される。しかしながら、若干とはいえ第2のフィールドにおいても電圧VFの変動のフィードバックは行われるため、黒浮きの抑制対策としては上述してきた第7〜第12実施形態の方が望ましい。
LUT9のよるフィールドの種類に応じた階調信号の変換について具体例を挙げる。例えば、LUT9に供給される階調信号の表す値が0〜255の範囲内で変動するとし、その値の大きい方が高階調側に対応するとして考える。また、或る1つの画素に着目して説明する。
例えば、LUT9に供給された階調信号の表す値が低階調側の0〜50である場合、第2のフィールドにおいてのみ有機EL素子42が発光するようなデータ電圧DATAを夫々の走査期間において対象画素に書き込み、第2のフィールドのみにおける発光によって、その階調信号に対応する輝度(電流IOLED)を得る。LUT9に供給された階調信号の表す値が高階調側の150〜255である場合、第1のフィールドにおいてのみ有機EL素子42が発光するようなデータ電圧DATAを夫々の走査期間において対象画素に書き込み、第1のフィールドのみにおける発光によって、その階調信号に対応する輝度(電流IOLED)を得る。
LUT9に供給された階調信号の表す値が中間階調の51〜149である場合、第1と第2のフィールドの双方において有機EL素子42が発光するようなデータ電圧DATAを夫々の走査期間において対象画素に書き込み、第1と第2のフィールドの双方における発光によって、その階調信号に対応する輝度(電流IOLED)を得る。つまり、中間階調については第1と第2のフィールドの両方に分散させる。
上記の如く動作するように、LUT9は、供給された階調信号をフィールドの種類に応じて変更してデータドライバー3fに供給している。つまり、LUT9は、第1のフィールドおいては第1の変換階調信号(第1の補正階調信号)をデータドライバー3fに供給する一方、第2のフィールドおいては第2の変換階調信号(第2の補正階調信号)をデータドライバー3fに供給する。供給された階調信号をどのような第1の変換階調信号と第2の変換階調信号に変換するかは、予め定められている。
第1の変換階調信号を受けたデータドライバー3fは、第1のフィールドの走査期間PS1において画素に供給するデータ電圧DATAを第1の変換階調信号に応じた第1のデータ電圧に決定する。同様に、第2の変換階調信号を受けたデータドライバー3fは、第2のフィールドの走査期間PS2において画素に供給するデータ電圧DATAを第2の変換階調信号に応じた第2のデータ電圧に決定する。
但し、中間階調を第1と第2のフィールドに分散させる必要は必ずしもない。例えば、LUT9に供給された階調信号の表す値が低階調側の0〜120である場合、第2のフィールドにおいてのみ有機EL素子42が発光するようなデータ電圧DATAを夫々の走査期間において対象画素に書き込み、LUT9に供給された階調信号の表す値が高階調側の120〜255である場合、第1のフィールドにおいてのみ有機EL素子42が発光するようなデータ電圧DATAを夫々の走査期間において対象画素に書き込むようにしてもよい。
第13実施形態を、第7実施形態の変形例として説明したが、第13実施形態を第8〜第10実施形態や後述する第15〜第17実施形態と組み合わせることもできる。つまり、「第1のフィールドにおいては高階調側の階調信号に対応した第1のデータ電圧が各画素に供給されるように、且つ第2のフィールドにおいては低階調側の階調信号に対応した第2のデータ電圧が各画素に供給されるように、LUT9が階調信号をフィールドの種類に応じて変更してデータドライバー3fに供給するとともに、第2のフィールドにおけるランプ電圧の傾きを(第1のフィールドにおけるそれよりも)急峻する」という手法を、第8〜第10実施形態や後述する第15〜第17実施形態に適用しても良い。勿論、この際、第1と第2のフィールドの双方のリセット期間又は走査期間において、電圧VFに応じた電圧をコンデンサC1に保持させるようにする。
<<第14実施形態>>
次に、本発明を有機EL表示装置に実施した第14実施形態につき、説明する。本発明の第14実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、図1(第1実施形態)におけるものと略同様であるため、図示は省略し、第1実施形態との相違点に着目して説明を行う。
次に、本発明を有機EL表示装置に実施した第14実施形態につき、説明する。本発明の第14実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、図1(第1実施形態)におけるものと略同様であるため、図示は省略し、第1実施形態との相違点に着目して説明を行う。
まず、表示パネル4は、図41に示す画素回路を有した画素41nから構成されるように変形される。図41において、図2や図28と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、制御信号発生回路5は、制御信号CTL1及びCTL2だけでなく制御信号CTL3も画素41nに供給するように、第1実施形態より変形される。また、以下の動作を実現するべく、有機EL表示装置の各部は変形される。
画素41nの回路構成を説明する。各画素41nを構成する画素回路は、有機EL素子(OLED)42と、書込み用トランジスタTR1と、自身のゲート(制御電極)に加わる電圧に応じて有機EL素子42を駆動する駆動用トランジスタTR23と、オン/オフ用トランジスタTR4と、調整用トランジスタTR5と、コンデンサC1(第1容量素子)と、コンデンサC2(第2容量素子)と、駆動用トランジスタTR23のオン/オフを制御するためのスイッチ用トランジスタTR33と、スイッチ用トランジスタTR33の動作閾値電圧(Vth)のばらつきを補償するための閾値補償用トランジスタTR32と、オン/オフ用トランジスタTR34と、コンデンサC3と、から構成されている。
閾値補償用トランジスタTR32及びオン/オフ用トランジスタTR34は、薄膜トランジスタ(TFT)であるNチャンネルのMOSトランジスタであり、スイッチ用トランジスタTR33は、薄膜トランジスタ(TFT)であるPチャンネルのMOSトランジスタである。
書込み用トランジスタTR1は、第1電極(例えばソース)が、所定のタイミングにてデータ電圧DATAが印加されるデータ電圧ライン43に接続されると共に、第2電極(例えばドレイン)がコンデンサC1の一方の電極に接続されている。また、書込み用トランジスタTR1のゲートは、走査電圧SCANが印加される走査電圧ライン44に接続されている。閾値補償用トランジスタTR32は、第1電極(例えばソース)がコンデンサC1の他方の電極及びスイッチ用トランジスタTR33のゲートに共通接続されていると共に、第2電極(例えばドレイン)がスイッチ用トランジスタTR33のドレインとオン/オフ用トランジスタTR34のドレインに共通接続されている。また、閾値補償用トランジスタTR32のゲートは、制御信号CTL2が印加される制御信号ライン47に接続されている。
画素41nにおいて、コンデンサC1と書込み用トランジスタTR1の第2電極との接続点、コンデンサC1とスイッチ用トランジスタTR33のゲートとの接続点、スイッチ用トランジスタTR33のドレインとオン/オフ用トランジスタTR34のドレインとの接続点を、夫々ノードNA、ノードNB、ノードNCということにする。
駆動用トランジスタTR23において、ドレインには正側の電源電圧VDDが印加されており、該ドレインはコンデンサC3を介して自身のゲートに接続されており、ソースはオン/オフ用トランジスタTR4のドレインに接続されている。また、駆動用トランジスタTR23のゲートはノードNCに接続されている。
オン/オフ用トランジスタTR4において、ソースは有機EL素子42の陽極に接続されており、ゲートは制御信号CTL3が印加される制御信号ライン49に接続されている。オン/オフ用トランジスタTR34において、ソースは有機EL素子42の陽極に接続されており、ゲートは制御信号CTL1が印加される制御信号ライン46に接続されている。有機EL素子42の陰極には負側の電源電圧CVが印加されている。また、スイッチ用トランジスタTR33のソースには、電源電圧VDDよりも高電位を有する電源電圧VCCが印加されている。
調整用トランジスタTR5において、第1電極(例えばソース)は有機EL素子42の陽極に接続され、第2電極(例えばドレイン)はノードNAに接続され、ゲートは制御信号ライン47に接続されている。コンデンサC2において、一方の電極はノードNAに接続され、他方の電極はランプ電圧RAMPが供給されるランプ電圧ライン45に接続されている。
図42は、図41における各部の電圧及び有機EL素子42に流れる電流IOLEDを、1フレーム期間にわたって示したものである。図42において、図3と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図42に示す如く、1画面の表示周期である1フレーム期間(フレーム周波数の逆数)は、リセット期間と走査期間と発光期間とから構成されている。リセット期間は、スイッチ用トランジスタTR33の動作閾値電圧(Vth)のばらつきや有機EL素子42の発光開始電極間電圧VFの変動を補償するために設けられた期間である。走査期間は、各走査電圧ライン44に順次、ハイレベルの走査電圧SCANを印加することにより同一走査電圧ラインに繋がっている複数の書込み用トランジスタTR1をオンとして、データ電圧DATAを各画素に書き込むための期間である。発光期間は、走査期間に書き込まれたデータ電圧DATAに応じて各有機EL素子42を発光させるための期間である。リセット期間及び/又は走査期間は、発光期間における各有機EL素子42の発光を準備するための期間であることから、発光準備期間と呼ぶことができる。
リセット期間、走査期間、発光期間の順に期間が進行し、k番目(k;自然数)のフレーム期間が終了すると、続けて次の(k+1)番目のフレーム期間におけるリセット期間、走査期間、発光期間が、この順番で訪れる。
実線60nは、ランプ電圧発生回路8からランプ電圧ライン45に供給されるランプ電圧RAMPの電圧波形を示している。ランプ電圧RAMPは、リセット期間及び走査期間において予め設定された初期電圧に固定されているが、走査期間から発光期間への移行時に急激に立ち下がった後、予め設定された変化率で減少していく。そして、発光期間から次のフレームのリセット期間への移行時において、ランプ電圧RAMPの減少は停止し、再び上記初期電圧に戻る。
実線61n、実線62n、実線68nは、それぞれ有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合におけるノードNA、ノードNB、ノードNCの電圧波形を示している。実線63nは、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
破線64n、破線65n、破線69nは、有機EL素子42が経時変化することにより、又は動作周囲温度が低温になることにより有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合におけるノードNA、ノードNB、ノードNCの電圧波形を示している。破線66nは、同様に、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
まず、(k−1)番目のフレーム期間の終了時に制御信号CTL3がハイレベルからローレベルに切り換えられ、k番目のリセット期間(k番目のフレーム期間におけるリセット期間)において、制御信号CTL1及びCTL2は双方ローレベルである状態から双方ハイレベルに切り換えられる。これにより、閾値補償用トランジスタTR32、オン/オフ用トランジスタTR34及び調整用トランジスタTR5はオン(導通状態)となり、電源電圧VCCと電源電圧CVとの差電圧(VCC−CV)が、有機EL素子42の両極間電圧VOLEDとスイッチ用トランジスタTR33のドレイン−ソース間電圧Vds(=Vgs)とで配分される。従って、この時のノードNA、NB及びNCに加わる電圧は、電源電圧CVよりも有機EL素子42の陽極−陰極間に配分された電圧だけ高い電圧となる。また、この時、有機EL素子42には若干量の電流が流れることになる。
続いて、制御信号CTL1及びCTL2が双方ハイレベルである状態から制御信号CTL1だけがローレベルに遷移してオン/オフ用トランジスタTR34がオフとなる。この時、電源電圧VCCからの電流がスイッチ用トランジスタTR33及び閾値補償用トランジスタTR32を介してノードNBに流れ込み、ノードNB(及びNC)は電源電圧VCCよりスイッチ用トランジスタTR33の動作閾値電圧(Vth)だけ低い電圧まで充電される。また、この時、ノードNAから調整用トランジスタTR5、有機EL素子42を介して電流が負側の電源電圧CVに流れ込む。即ち、(CV+VF)で表される電位より一時的に電位が高くなっているノードNAの電荷(正の電荷)の一部が調整用トランジスタTR5及び有機EL素素子42を介して抜き取られ、ノードNAに加わる電圧は電源電圧CVより有機EL素子42の発光開始両極間電圧VFだけ高い電圧で安定する。
そして、ノードNA、NB及びNCの電位が安定する頃に制御信号CTL2をローにして閾値補償用トランジスタTR32及び調整用トランジスタTR5をオフ(遮断状態)とする。この時、コンデンサC1には、(VCC−CV−Vth−VF)にて表される電圧が保持されている。
更にその後、制御信号CTL1がローレベルからハイレベルに切り換えられる。これにより、ノードNCの電荷(正の電荷)の一部がオン/オフ用トランジスタTR34及び有機EL素素子42を介して抜き取られてノードNCに加わる電圧もノードNAと同じく(CV+VF)となり、駆動用トランジスタTR23がオフとなる。この後、制御信号CTL1は再びローレベルに切り換えられ、走査期間に移行する。制御信号CTL1及びCTL2は、走査期間及び発光期間においてローレベルに維持され、制御信号CTL3は、走査期間及び発光期間において、夫々ローレベル及びハイレベルに維持される。尚、リセット期間において、走査電圧SCANはローレベルに維持されている。
また、図18に示す有機EL素子42のVOLED−IOLED特性からも理解されるように、経時変化等のある破線64n及び69nにおける電圧VFは、実線61n及び68nのそれよりも大きい。従って、走査期間移行時において、(破線64nが示すノードNAの電圧)>(実線61nが示すノードNAの電圧)となっていると共に、(破線69nが示すノードNCの電圧)>(実線68nが示すノードNCの電圧)となっている。
走査期間において、ハイレベルの走査電圧SCANが着目している画素41nに加わると、書込み用トランジスタTR1はオンとなる。この時、ノードNAの電圧は、データ電圧ライン43に供給されているデータ電圧DATAと等しくなるように上昇し(データ電圧DATAが書き込まれ)、それに伴って、コンデンサC1のカップリングによりノードNBの電圧も同じ電圧だけ上昇する。この時のノードNAとノードNBの電圧上昇分は、(DATA−VF−CV)である。従って、ノードNBの電圧は、(VCC−CV+DATA−VF−Vth)となる。
ここで、(破線64nにおけるVF)>(実線61nにおけるVF)なのであるから、データ電圧DATAを書き込んだ後は、(破線65nが示すノードNBの電圧)<(実線62nが示すノードNBの電圧)となる。
データ電圧DATAの書込みの後、着目している画素41nに加わる走査電圧SCANはローレベルに戻され、表示パネル4を構成している全ての画素41nにデータ電圧が書き込まれると、走査期間が終了して発光期間に移行する。
発光期間に移行すると、制御信号CTL3がハイレベルに切り換えられてオン/オフ用トランジスタTR4がオンになるとともに、ランプ電圧RAMPが上記初期電圧から所定の電圧だけ急激に立ち下がる。このランプ電圧RAMPの立ち下がりによって、ノードNAとノードNBの電圧も同じ電圧分だけ立ち下がるが、ランプ電圧RAMPの立ち下がり直後のノードNBの電圧は、(VCC―Vth)よりも高くなっているものとする。この後、ランプ電圧RAMPは、上記の如く、予め設定された変化率で減少してゆき、この減少に伴ってノードNAとノードNBの電圧も減少していく。
そして、ノードNBの電圧が(VCC−Vth)以下になると、スイッチ用トランジスタTR33がオンしてノードNCの電圧が電源電圧VCCと略等しくなる。これによって、駆動用トランジスタTR23がオンして有機EL素子42には電流が流れ始めるのであるが、発光期間移行時において、(破線65nが示すノードNBの電圧)<(実線62nが示すノードNBの電圧)となっているため、破線65n(破線69n)に示す方がより早い段階で発光が始まる。
また、発光期間中、ランプ電圧RAMPの減少は継続するので、駆動用トランジスタTR23のゲート電圧(ノードNCの電圧)は、電源電圧VCCに維持される。このため、図42に示す如く、有機EL素子42の電流波形は矩形波となる。発光期間終了時点にて制御信号CTL3がローレベルに切り換えられて有機EL素子42の発光は停止し、次のフレーム期間に移行する。
仮に、従来例のように、有機EL素子42の経時変化等に起因する電圧VFの変動を全くフィードバックしない構成を採用した場合、実線63nのようであった電流IOLEDは、経時変化等によって減少し、同一のデータ電圧DATAに対する輝度が大きく減少してしまう(実際に発光する時間の長さは変化しない)。ところが、本実施形態においては、経時変化等があっても電流IOLEDは破線66nのようになって、実際に発光する時間の長さが増加するため、電流IOLEDの減少分(輝度の減少分)が補償される。また、電圧プログラム方式を用いているため、有機EL素子42の輝度は、スイッチ用トランジスタTR33の動作閾値電圧(Vth)のばらつきの影響を受けない。
駆動用トランジスタTR23の動作閾値電圧のばらつきの影響を排除するための電圧プログラム方式は採用されていないが、発光期間にて駆動用トランジスタTR23をオンさせる際、駆動用トランジスタTR23の動作点を線形領域内にするとともに、駆動用トランジスタTR23のゲート−ソース間電圧を十分に大きな電圧にするという手法を採用することによって、その影響を排除している。
この手法について、図43を参照しながら説明する。図43は、駆動用トランジスタTR23のVds−Id特性と、VOLED−IOLED特性を示したものである。図43において、図18と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。発光期間にて駆動用トランジスタTR23をオンさせる際の駆動用トランジスタTR23の動作点が、上記の如く、線形領域内にあるものとする。
実線205は、駆動用トランジスタTR23のゲート−ソース間電圧(Vgs)が或る一定電圧の場合におけるVds−Id特性を示している。図43からも分かるように、このゲート−ソース間電圧を大きくしていくと、ゲート−ソース間電圧の変動に対する動作点の変化が鈍感になっていく。即ち、発光期間における電流IOLEDの大きさは、駆動用トランジスタTR23の動作閾値電圧のばらつきの影響を殆ど受けないのである。
また、駆動用トランジスタTR23の動作点が線形領域内にあるため、全ての階調において無効電力の発生が極めて少なくなり、消費電力が削減される。更にまた、図42に示す如く、発光期間における有機EL素子42の電流波形が矩形波となっているため、第1実施形態等に比べて電流IOLEDの最大値(ピーク電流値)を低く抑えることができる。ピーク電流値を低く抑えることができれば、電源電圧VDDの変動が抑制され、また、電源電圧VDDを供給する電源回路(不図示)の電流容量を低く抑えることもできる。
また、本実施形態は、閾値補償用トランジスタTR32を用いることによってスイッチ用トランジスタTR33の動作閾値電圧のばらつきを吸収する手法を採用しているため、図42の実線60nに示す如く、発光期間において、ランプ電圧RAMPの変化率を時間の経過と共に変化させることが可能となる。つまり、表示パネル4のガンマ特性に応じてランプ電圧RAMPに任意の曲率を付けることができる。
具体的な一例として、図42に実線60nを示している。発光期間におけるランプ電圧RAMPは、発光期間が経過するにつれて、徐々に減少の変化率が大きくなっている。つまり、発光期間においてランプ電圧RAMPの変化率は前半側よりも後半側の方が大きい。
尚、本実施形態において、ランプ電圧RAMPの変化率を時間の経過と共に変化させることは必須ではない。即ち、発光期間におけるランプ電圧RAMPの変化率を一定としても構わない。
また、本実施形態においては、発光期間における有機EL素子42の電流波形が矩形波となっているため、経時変化によって電流IOLEDが全ての階調に対して同じように減少する。つまり、図19を用いて説明したように、電圧VFの変動に応じた電流IOLEDの補正により、黒が浮くといった問題が生じ得る。そこで、ランプ電圧RAMPに任意の曲率を付与できることに着目し、データ電圧と電流IOLEDとの関係を、図44に示す関係のようにしてもよい。
図44において、横軸はデータドライバー3から各画素に供給されるデータ電圧を表し、縦軸は供給されたデータ電圧に応じて流れる各画素の有機EL素子42の電流IOLEDの実効値を表している。図44は、図34の縦軸における「輝度」を「電流IOLEDの実効値」に置換したものとなっている。
任意の階調信号がデータドライバー3に与えられ、その与えられた階調信号によって特定される階調に対応したデータ電圧の電圧値をDとする。初期状態の各画素において、電圧値がDのデータ電圧が供給されたとき、そのデータ電圧に応じて流れる電流IOLEDの実効値をIとする。また、データドライバー3に供給された階調信号によって特定される階調が黒レベルの階調及び白レベルの階調であるときに、各画素に供給されるデータ電圧の電圧値を、それぞれDB及びDWとする。また、初期状態の各画素において、電圧値がDB及びDWのデータ電圧が供給されたとき、それらのデータ電圧に応じて流れる電流IOLEDの実効値を、それぞれIB及びIWとする。そして、更に、x=D−DB、yI=I−IB+1、と定める。
この場合、初期状態において下式(4)が成立するように、発光期間におけるランプ電圧RAMPの変化率を設定する(曲率を付ける)。図44における実線510は、下式(4)を満たす曲線を表している。初期状態において式(4)を満たしていたyIとxの関係は、電圧VFのフィードバックを行っていない場合、有機EL素子42の経時変化後に下式(5)を満たすようになる。図44における破線511は、下式(5)を満たす曲線を表している。尚、下式(4)及び(5)中のa及びbは、第10実施形態の説明文中の上記式(1)及び(2)にて示したものと同じものである。
yI=ax ・・・(4)
yI=ax/b ・・・(5)
yI=ax ・・・(4)
yI=ax/b ・・・(5)
第14実施形態においては、発光期間における有機EL素子42の電流波形が矩形波となっているため、経時変化によって電流IOLEDの実効値が全ての階調に対して同じように減少する。このため、第14実施形態においては、電流IOLEDの実効値の減少の割合が全ての階調において同じであることを前提とした上記式(5)が成立することになる。
電圧VFのフィードバックを行うと、初期状態において上記式(4)を満たしていたyIとxの関係は、有機EL素子42の経時変化後に下式(6)を満たすようになる。ここで、下式(6)中のcは、第10実施形態の説明文中の上記式(3)にて示したものと同じものである。
yI=a(x+c)/b=ax・ac/b ・・・(6)
yI=a(x+c)/b=ax・ac/b ・・・(6)
そして、「式:b=ac」が成立するようにすればよい。つまり、「式:b=ac」が成立するように、有機EL素子42の特性(経時変化特性)や駆動用トランジスタTR23の特性等に応じてaの値を定めればよい。これにより、式(6)は、初期状態における上記式(4)に一致することになり、経時変化等に起因した電流IOLEDの実効値の減少が(理想的には)完全に補正される。有機EL表示素子42の電流波形が矩形波なので、経時変化等が生じてもデータ電圧と電流IOLEDの実効値との関係(即ち、ガンマ特性の曲率)に変化はない。勿論、この際、黒が浮くといった問題は生じない。尚、上記式(4)にて表されるガンマ特性は、ディスプレイの基準ガンマ特性(ガンマ値が2.2)からは外れているため、外部回路(例えば、図1の映像信号処理回路6内)にて必要なガンマ変換を行う。
<<第15実施形態>>
次に、本発明を有機EL表示装置に実施した第15実施形態につき、説明する。本発明の第15実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、第7実施形態に対応する図20におけるものと同様であるため、図示は省略する。有機EL表示装置を構成する各部位は、以下の本実施形態における動作を実現できるように変形される。
次に、本発明を有機EL表示装置に実施した第15実施形態につき、説明する。本発明の第15実施形態に係る有機EL表示装置の全体的構成は、第7実施形態に対応する図20におけるものと同様であるため、図示は省略する。有機EL表示装置を構成する各部位は、以下の本実施形態における動作を実現できるように変形される。
本実施形態における表示パネル4fは、図45に示す画素回路を有した画素41pから構成されるように変形される。本実施形態においては、ランプ電圧発生回路8fは、ランプ電圧RAMPを生成して表示パネル4fに供給し、制御信号発生回路5fは、制御信号CTL1、CTL2、CTL3及びCTL4を表示パネル4fを構成する各画素に供給する。図45に示す画素41pは、図41の画素41nに類似している。図45において、図21、図38及び図41と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
画素41p(画素41pの画素回路)が、図41の画素41n(画素41nの画素回路)と相違する点は、書込み用トランジスタTR1の第1電極が、所定のタイミングにてデータ電圧DATAが印加され且つ所定の他のタイミングにてリセット電圧RST(このリセット電圧RSTは、予め電圧値が設定されている)が印加されるデータ電圧ライン43aに接続されている点と、調整用トランジスタTR5のゲートが、制御信号発生回路5fから制御信号CTL3が供給されている制御信号ライン49に接続されている点と、オン/オフ用トランジスタTR4のゲートが、制御信号発生回路5fから制御信号CTL4が供給されている制御信号ライン52に接続されている点であり、その他の点では一致している。
図46を用いて第15実施形態の有機EL表示装置の動作を説明する。図46は、図45における各部の電圧及び有機EL素子42に流れる電流IOLEDを、1フレーム期間にわたって示したものである。1画面の表示周期である1フレーム期間(フレーム周波数の逆数)は、第1のフィールドと第2のフィールドの2つのフィールドから構成されている。第7実施形態と同様、第1のフィールドはリセット期間PR1と走査期間PS1と発光期間PL1とから構成され、第2のフィールドはリセット期間PR2と走査期間PS2と発光期間PL2とから構成されている。
本実施形態においても、上記黒浮きの問題を解決するために、第1と第2のフィールドのうち、第1のフィールドにおいてのみ、電圧VFの変動に応じた電流IOLEDの補償を行い、階調信号によって特定される階調と電流IOLEDの実効値との関係が第7実施形態におけるもの(図23〜図27)と同様となるように、LUT9が階調信号を第1のフィールドに対応する第1の変換階調信号と第2のフィールドに対応する第2の変換階調信号とに変換してデータドライバー3fに供給している。このため、第7実施形態と同様の効果を奏することができる。
実線60pは、ランプ電圧発生回路8fからランプ電圧ライン45に供給されるランプ電圧RAMPの電圧波形を示している。ランプ電圧RAMPは、各フィールドのリセット期間及び走査期間(即ち、PR1、PS1、PR2及びPS2)において予め設定された初期電圧に固定されているが、各発光期間(即ち、PL1及びPL2)において予め設定された変化率で減少していく。そして、各リセット期間(即ち、PR1及びPR2)において、ランプ電圧RAMPの減少は停止し、再び上記初期電圧に戻る。
実線61p、実線62p、実線68pは、それぞれ有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合におけるノードNA、ノードNB、ノードNCの電圧波形を示している。実線63pは、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201の場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。
破線64p、破線65p、破線69pは、有機EL素子42が経時変化することにより、又は動作周囲温度が低温になることにより有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合におけるノードNA、ノードNB、ノードNCの電圧波形を示している。破線66pは、同様に、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の破線202のようになった場合において、有機EL素子42に流れる電流IOLEDの波形を示している。尚、第2のフィールドにおいて、実線61pと破線64pは同一となって重なっており、実線62pと破線65pも同一となって重なっており、実線68pと破線69pも同一となって重なっている。
また、破線67pは、有機EL素子42の経時変化等に起因する電圧VFの変動をフィードバックしない場合であって且つ経時変化等によって電流IOLEDが減少した場合の電流IOLEDの波形である。第2のフィールドにおいて、破線66pと破線67pは同一となって重なっている。
走査電圧SCANは、各発光期間(即ち、PL1及びPL2)とリセット期間PR1においてローレベルとされる。制御信号CTL1、CTL2及びCTL3は、各走査期間(即ち、PS1及びPS2)及び各発光期間(即ち、PL1及びPL2)においてローレベルとされ、制御信号CTL3に関しては、リセット期間PR2においてもローレベルに維持される。制御信号CTL4は、各リセット期間(即ち、PR1及びPR2)及び各走査期間(即ち、PS1及びPS2)においてローレベルとされ、各発光期間(即ち、PL1及びPL2)においてハイレベルとされる。データ電圧ライン43aには、第2のフィールドのリセット期間PR2にのみリセット電圧RST(=(CV+VF0))が加えられており、それ以外の期間においてはデータドライバー3fからのデータ電圧DATAが印加されている。
以下、k番目のフレーム期間におけるリセット期間PR1の動作より説明を行う。第1のフィールドにおける動作は、第14実施形態における1つのフレームの動作と同様となっている。リセット期間PR1に移行すると、制御信号CTL1、CTL2及びCTL3がローレベルからハイレベルに切り換えられるとともに、制御信号CTL4がハイレベルからローレベルに切り換えられ、その後、まず制御信号CTL1だけがローレベルに戻される。ノードNAの電圧が(CV+VF)に安定化するとともに、ノードNB及びNCの電圧が(VCC―Vth)に安定化した後、制御信号CTL2及びCTL3もローレベルに戻される。更にその後、制御信号CTL1が所定期間だけハイレベルとされ、ノードNCの電圧も(CV+VF)とされてから、走査期間PS1に移行する。
走査期間PS1及び発光期間PL1におけるランプ電圧RAMPの変化、画素41pの各トランジスタの動作、並びにノードNA、NB及びNCの電圧の変化は、第14実施形態の走査期間及び発光期間のおけるそれらと同じである。但し、第15実施形態の発光期間PL1において、オン/オフ用トランジスタTR4をオンとし且つ調整用トランジスタTR5をオフにするべく、発光期間PL1における制御信号CTL3及びCTL4を夫々ローレベル及びハイレベルにしている。
発光期間PL1からリセット期間PR2への移行の際、制御信号CTL4はローレベルに切り換えられて発光が停止するとともに、走査電圧SCANがハイレベルとされる。上述の如く、リセット期間PR2において、データ電圧ライン43aにはリセット電圧RSTが供給されていることから、ノードNAの電圧は該リセット電圧RSTとなる。このリセット電圧RSTの電圧値は、負側の電源電圧CVに初期状態における電圧VF(電圧VF0)を加えた電圧とほぼ等しくなるように設定されている。
また、発光期間PL1からリセット期間PR2への移行の際、制御信号CTL1及びCTL2はハイレベルへと切り換えられる。このため、電源電圧VCC側からスイッチ用トランジスタTR33、オン/オフ用トランジスタTR34を介して有機EL素子42に電流が流れ、ノードNB及びNCの電圧は、電源電圧CVよりも有機EL素子42の陽極−陰極間に配分された電圧だけ高い電圧となる。この後、制御信号CTL1がローレベルに切り換えられ、ノードNB及びNCの電圧が(VCC−Vth)に安定化してから、制御信号CTL2もローレベルに切り換えられる。この制御信号CTL2のローレベルへの切り換えと略同時に走査電圧SCANがローレベルに切り換えられる。更にその後、制御信号CTL1を所定期間だけハイレベルとし、ノードNCの電圧を(CV+VF)としてから走査期間PS2に移行する。
ランプ電圧RAMPの変換率の相違を除いて、走査期間PS2及び発光期間PL2における動作は、走査期間PS1及び発光期間PL1における動作と同じである。但し、リセット期間PR2において電圧VFに応じた電圧をコンデンサC1に保持させていないため、経時変化等に由来する電流IOLEDの減少に対する補償は行われない。発光期間PL2から次のフレームのリセット期間PR1移行時にランプ電圧RAMPは上記初期電圧に戻され、次のフレームにおいて上述と同様の動作が繰り返される。
尚、本実施形態においても、第14実施形態と同様に、各発光期間にて駆動用トランジスタTR23をオンさせる際、駆動用トランジスタTR23の動作点を線形領域内にするとともに、駆動用トランジスタTR23のゲート−ソース間電圧を十分に大きな電圧にするという手法を採用される。
本実施形態は、第14実施形態と例えば第10実施形態とを組み合わせたものに相当しており、第14実施形態と同様の効果の実現が期待できる。また、図23及び図24と、図25及び図26との比較において上述したように、電圧VFの変動に応じたフィードバックの度合いを自由に変更することができるというメリットを有する。第14実施形態のようにフィールドを分けない方式の場合は、補正によって黒が浮いてしまう場合もあるが、第15実施形態の場合は、例えば図25のように第1のフィールドにおける電流IOLEDの実効値を中間階調t0から指数関数状に立ち上げるといったことが可能になるため、黒浮きの発生を確実に抑えることが可能になる。
また、第1のフィールドにおけるデータ電圧と電流IOLEDとの関係を、図44に示す関係のようにしてもよい。この関係を第15実施形態において考える場合、図44の横軸は、第1のフィールドにおいてデータドライバー3fから各画素に供給されるデータ電圧を表すことになり、縦軸は、第1のフィールドにおいて供給されたデータ電圧に応じて流れる各画素の有機EL素子42の電流IOLEDの実効値を表すことになる。
尚、上述したように、LUT9は、受けた階調信号を第1の変換階調信号と第2の変換階調信号に変換し、第1のフィールドにおいては第1の変換階調信号をデータドライバー3fに供給する一方、第2のフィールドおいては第2の変換階調信号をデータドライバー3fに供給する。そして、第1の変換階調信号を受けたデータドライバー3fは、第1のフィールドの走査期間PS1において画素に供給するデータ電圧DATAを第1の変換階調信号に応じた第1のデータ電圧に決定する。第2の変換階調信号を受けたデータドライバー3fは、第2のフィールドの走査期間PS2において画素に供給するデータ電圧DATAを第2の変換階調信号に応じた第2のデータ電圧に決定する。
従って、第15実施形態において図44に示す関係を考える場合は、「D」を、任意の第1の変換階調信号に対応してデータドライバー3fから各画素に供給される第1のデータ電圧の電圧値として考え、「I」を、初期状態の各画素において、電圧値がDの第1のデータ電圧が供給されたときに第1のフィールドにて流れる電流IOLEDの実効値として考え、「DB」及び「DW」を、夫々、データドライバー3fに供給された階調信号によって特定される階調が黒レベルの階調及び白レベルの階調であるときに、各画素に供給される第1のデータ電圧の電圧値として考え、「IB」及び「IW」を、夫々、初期状態の各画素において、電圧値がDB及びDWの第1のデータ電圧が供給されたときに第1のフィールドにて流れる電流IOLEDの実効値として考える。そして、更に、第14実施形態と同様、x=D−DB、yI=I−IB+1、と定める。
この場合、初期状態において上記式(4)が成立するように、第1フィールドの発光期間PL1におけるランプ電圧RAMPの変化率を設定する(曲率を付ける)。図44における実線510は、上記式(4)を満たす曲線を表している。初期状態において式(4)を満たしていたyIとxの関係は、電圧VFのフィードバックを行っていない場合、有機EL素子42の経時変化後に上記式(5)を満たすようになる。図44における破線511は、上記式(5)を満たす曲線を表している。但し、第15実施形態においては、「b」は、第1のフィールドと第2のフィールドの両方の電流低下を反映している。即ち、図16に示す従来構成例にように電圧VFのフィードバックを行っていない場合において、同一の階調信号に対する1フレーム期間全体に亘る電流IOLEDの実効値が1/2、1/3、1/4、・・・となった時の劣化度「b」を、夫々2、3、4、・・・と定める。
電圧VFのフィードバックを行うと、初期状態において上記式(4)を満たしていたyIとxの関係は、有機EL素子42の経時変化後に上記式(6)を満たすようになる。そして、「式:b=ac」が成立するようにすればよい。つまり、「式:b=ac」が成立するように、有機EL素子42の特性(経時変化特性)や駆動用トランジスタTR23の特性等に応じてaの値を定めればよい。これにより、式(6)は、初期状態における上記式(4)に一致することになり、経時変化等に起因した電流IOLEDの実効値の減少が(理想的には完全に)補正される。また、この際、黒が浮くといった問題は生じない。
<<第16実施形態>>
第7〜第13実施形態及び第15実施形態は、第1のフィールドと第2のフィールドの時間的な前後関係が全ての画素において同一であることを想定しているが、この前後関係を画素毎で変化させるように変形してもよい。このような変形は第7〜第13実施形態及び第15実施形態の全てに適用可能であるが、例として、第7実施形態にこの変形を加えたものを第16実施形態として説明する。下記動作が実現可能なように、有機EL表示装置の各部は変形される。
第7〜第13実施形態及び第15実施形態は、第1のフィールドと第2のフィールドの時間的な前後関係が全ての画素において同一であることを想定しているが、この前後関係を画素毎で変化させるように変形してもよい。このような変形は第7〜第13実施形態及び第15実施形態の全てに適用可能であるが、例として、第7実施形態にこの変形を加えたものを第16実施形態として説明する。下記動作が実現可能なように、有機EL表示装置の各部は変形される。
表示パネル4fを構成する複数の画素41fは、図47に示す如く、垂直方向と水平方向に行列状(マトリクス状)に配置されている。表示パネル4fは複数の水平ラインと複数の垂直ラインから構成されることになる。水平方向に互いに隣接する複数の画素41fは、1つの水平ラインを構成し、垂直方向に互いに隣接する複数の画素41fは、1つの垂直ラインを構成する。
図48は、5つの水平ラインを示している。第n番目(nは任意の整数)の水平ラインを基準として、1画素分、2画素分、・・・、第k画素分(k;自然数)、上側に位置している水平ラインを、それぞれ第(n−1)番目、第(n−2)番目、・・・、第(n−k)番目の水平ラインと定義し、1画素分、2画素分、・・・、第k画素分、下側に位置している水平ラインを、それぞれ第(n+1)番目、第(n+2)番目、・・・、第(n+k)番目の水平ラインと定義する。尚、上下方向は、表示パネル4fの垂直方向に一致しているものとする。
例えば、第n番目の水平ラインに配置されている画素41fと、第n番目の水平ラインを基準として偶数の画素分だけ上側及び下側に位置する水平ラインに配置されている画素41fと、を第1画素群に属する画素とし、第n番目の水平ラインを基準として奇数の画素分だけ上側及び下側に位置する水平ラインに配置されている画素41fを第2画素群に属する画素とする。この場合、第(n−2)、第n、第(n+2)番目の水平ラインに配置されている画素41fは第1画素群に分類され、第(n−1)、第(n+1)番目の水平ラインに配置されている画素41fは第2画素群に分類されることになる。
そして、各フレーム期間において、第1のフィールドと第2のフィールドとの時間的な前後関係を第1画素群と第2画素群で異ならせる。例えば、図49に示す如く、第1画素群に対しては、各フレーム期間において、第1のフィールドが第2のフィールドよりも先に訪れるようにし、第2画素群に対しては、各フレーム期間において、第2のフィールドが第1のフィールドよりも先に訪れるようにする。
図23〜図26からも分かるように、同一の階調信号に対する電流IOLEDの実効値の大きさは、第1と第2のフィールドで異なるのであるが、上記のように第1のフィールドと第2のフィールドとの時間的な前後関係を第1画素群と第2画素群で異ならせることにより、時間的な輝度変動が抑制され、フリッカ(画面のちらつき)の発生が抑えられる。また、全ての画素が一斉に比較的電流IOLEDが大きくなる第2のフィールドで動作するといったことがなくなるため、電流IOLEDの最大値(ピーク電流値)が低く抑えられる。
また、第1画素群と第2画素群との分類分けは、様々な変形が可能である。各画素を、垂直方向及び/又は水平方向に一定の周期性を持たせるように、表示パネルを構成する画素を第1画素群と第2画素群とに分類分けするのであれば、どのように分類分けをしてもよい。例えば、上記の如く1本の水平ラインごとに第1画素群と第2画素群とを切り換えるのではなく、2、3、・・・k本の水平ラインごとに、第1画素群と第2画素群とを切り換えるようにしてもよい。また、上記の例示の水平ラインを垂直ラインと読み替え、垂直ラインの違いで各画素を第1画素群と第2画素群とに分類分けするようにしてもよい。
また、任意の画素41fを着目した場合において、垂直方向(上下方向)及び水平方向(左右方向)に隣接する画素41fの全てが、着目した画素が属する画素群とは異なる画素群に属するようにしてもよい。即ち、図50に示す如く、第1画素群に属している画素41f(図50においてαで表記)の垂直方向及び水平方向に隣接する4つの画素41f(図50においてβで表記)が、全て第2画素群に属するように分類分けする。
<<第17実施形態>>
第7〜第13実施形態及び第15実施形態は、第1のフィールドと第2のフィールドが同時に進行しない場合を想定しているが、各フレーム期間において第1のフィールドと第2のフィールドが同時に進行するように各実施形態を変形してもよい。このような変形は第7〜第13実施形態及び第15実施形態の全てに適用可能であるが、例として、第7実施形態にこの変形を加えたものを第17実施形態として説明する。下記動作が実現可能なように、有機EL表示装置の各部は変形される。
第7〜第13実施形態及び第15実施形態は、第1のフィールドと第2のフィールドが同時に進行しない場合を想定しているが、各フレーム期間において第1のフィールドと第2のフィールドが同時に進行するように各実施形態を変形してもよい。このような変形は第7〜第13実施形態及び第15実施形態の全てに適用可能であるが、例として、第7実施形態にこの変形を加えたものを第17実施形態として説明する。下記動作が実現可能なように、有機EL表示装置の各部は変形される。
本実施形態における表示パネル4fは、図51に示す画素41qをマトリクス状に配置して構成される。1つの画素41qは、画素回路PC1とPC2を有して構成されている。画素回路PC1及びPC2は、それぞれ、図21に示す画素41fの画素回路と同様となっている。即ち、画素回路PC1及びPC2は、それぞれ、有機EL素子42と、書込み用トランジスタTR1と、駆動用トランジスタTR3と、調整用トランジスタTR5と、オフ制御用トランジスタTR7と、コンデンサC1と、コンデンサC2とから構成されており、それらの部品(有機EL素子42等)の接続関係は、画素41fの画素回路と同じとなっている。但し、データ電圧ライン43a、走査電圧ライン44、ランプ電圧ライン55及び56並びに制御信号ライン46を、それぞれ2系統設け、一方の系統を画素回路PC1に接続し、他方の系統を画素回路PC2に接続するようにするとよい。
そして、図52に示すごとく、或るフレーム期間において、各画素41qの画素回路PC1は、第7実施形態に係る画素41fの第1のフィールドの動作と同じ動作(以下、「第1のフィールド動作」という)を行い、それと同時に、各画素41qの画素回路PC2は、第7実施形態に係る画素41fの第2のフィールドの動作と同じ動作(以下、「第2のフィールド動作」という)を行う。
画素回路PC1が第1のフィールド動作を終えると共に画素回路PC2が第2のフィールド動作を終えると、次のフレームに移行する。つまり、本実施形態における1フレーム期間の長さは、第7実施形態における1フレーム期間の長さの半分(或いは略半分)となっている。次のフレームに移行すると、例えば、画素回路PC1は第1のフィールド動作を再度行うと同時に画素回路PC2も第2のフィールド動作を再度行い、更に次のフレームに移行する。
画素回路PC1が第1のフィールド動作を行うと同時に画素回路PC2が第2のフィールド動作を行うというフレームが、m回(mは1以上の整数)繰り返された後の次のフレームにおいては、画素回路PC1は第2のフィールド動作を行うと同時に画素回路PC2が第1のフィールド動作を行う。つまり、画素回路PC1の動作を第1のフィールド動作から第2のフィールド動作に切り換え、画素回路PC2の動作を第2のフィールド動作から第1のフィールド動作に切り換える。そして、画素回路PC1が第2のフィールド動作を行うと同時に画素回路PC2が第1のフィールド動作を行うというフレームが、m回繰り返されると、再び、画素回路PC1の動作は第1のフィールド動作になり、画素回路PC2の動作は第2のフィールド動作になる。このように、一定のフレーム(mフレーム;特に、例えばm=1)ごとに、画素回路PC1及びPC2で行う動作を、第1のフィールド動作と第2のフィールド動作とで交換する。
上記のように構成すれば、第1のフィールドと第2のフィールドの発光期間が(略)同時に訪れることになり、表示パネルの動特性が向上し、フリッカの発生を抑えることができる。つまり、1つの映像情報についての発光が同じ時刻に行われることになり、ユーザにとって動きのある映像がより自然に見えるようになる。また、一定のフレームごとに、第1のフィールド動作と第2のフィールド動作とが、画素回路PC1及びPC2間で切り換えられるため、有機EL素子42の劣化速度の均一性は保たれる。
尚、画素41q内における画素回路PC1とPC2の配置は、様々な変形が可能である。例えば、図53に示すように、隣接する画素41q間で画素41q内における画素回路PC1及びPC2の配置が同じになるようにしてもよいし、図54に示すように、隣接する画素41q間で画素41q内における画素回路PC1及びPC2の配置が逆になるようにしてもよい。
<<変形等>>
上記の全ての実施形態に係る有機EL表示装置は、経時変化や温度変化に起因する輝度変化を抑制する機能を有していることから、従来よりも駆動用トランジスタを飽和領域の低電圧側で用いることができるようになる、或いは線形領域で用いることができるようになる。これにより、低消費電力化が実現される。
上記の全ての実施形態に係る有機EL表示装置は、経時変化や温度変化に起因する輝度変化を抑制する機能を有していることから、従来よりも駆動用トランジスタを飽和領域の低電圧側で用いることができるようになる、或いは線形領域で用いることができるようになる。これにより、低消費電力化が実現される。
上述してきた第1〜第17実施形態は、矛盾なき限り相互に組み合わせることが可能であり、また各実施形態に記載した事項は、矛盾なき限り他の実施形態にも当てはめることが可能である。
また、第7〜第13実施形態及び第15〜第17実施形態において、各駆動用トランジスタを介して各表示素子に電力を供給するための電源電圧の大きさ(VDD−CV)を、第1のフィールドと第2のフィールドとで変えるようにしてもよい。(VDD―CV)の大きさを有する電源電圧は、図示されない電源回路から供給されることになるが、その電源電圧の大きさを制御するための電源電圧制御部(不図示)を備えるようにする。
具体的には、例えば、VDD及び/又はCVの電位を第1と第2のフィールドで変えることにより、第2のフィールドにおける電源電圧の大きさ(VDD−CV)を、第1のフィールドにおける電源電圧の大きさ(VDD−CV)よりも小さくするとよい。これにより、更なる低消費電力化が図られる。この際、第1のフィールドにおいては、駆動用トランジスタの動作点がなるべく飽和領域内に収まるように、且つ第2のフィールドにおいては、駆動用トランジスタの動作点がなるべく線形領域内に収まるようにする。
図23〜図26を用いた説明で示したように、電圧VFの変動に応じたフィードバックを行う第1のフィールドにおいては、階調が高階調側に向かうにつれて電流IOLEDを指数関数状に増加させる必要がある。その必要性を考慮すると、第1のフィールドにおいては、駆動用トランジスタの動作点をなるべく飽和領域内に収めたほうが良い。動作点が飽和領域内あれば、有機EL素子42のVOLED−IOLED特性が図18の実線201から破線202のように変化しても、階調と電流IOLEDとの関係に変化は生じない(即ち、指数関数状が保たれる)からである。一方、第2のフィールドにおいては、そのような必要性がないため、積極的に電源電圧の大きさ(VDD−CV)を小さくすることができる。
また、第7〜第11実施形態、第13実施形態及び第15〜第17実施形態において、LUT9の機能の全部又は一部をランプ電圧発生回路8fに担わせるようにしても良い。つまり、第1のフィールド及び/又は第2のフィールドにおいて、LUT9によるガンマ変換(階調信号の第1の変換階調信号及び第2の変換階調信号への変換)を省略又は変更し、ランプ電圧の傾きや曲率、及び/又はランプ電圧の直流成分を変化させることによって、所望の特性を得るようにしてもよい。
この所望の特性を得るべく、第1のフィールドにおいて、「LUT9によるガンマ変換」と「ランプ電圧の傾きや曲率、及び/又はランプ電圧の直流成分の変化」の何れか一方或るいは双方を行い、第2のフィールドにおいて、「LUT9によるガンマ変換」と「ランプ電圧の傾きや曲率、及び/又はランプ電圧の直流成分の変化」の何れか一方或るいは双方を行うようにする。「LUT9によるガンマ変換」と「ランプ電圧の傾きや曲率、及び/又はランプ電圧の直流成分の変化」の実行の是非が、第1のフィールドと第2のフィールドとの間で相違するようにしても構わない。
尚、ランプ電圧の直流成分とは、例えば第7実施形態においては、ランプ電圧RAMP1の発光期間PL1及びPL2における直流成分を意味する。発光期間PL1及びPL2への移行時におけるランプ電圧RAMP1の立下り分を、ランプ電圧の直流成分と捉えても構わない。
「発光準備期間(リセット期間及び/又は走査期間)において電圧VFに応じた電圧(フィードバック電圧)をコンデンサC1に伝達し、その電圧を反映した保持電圧をコンデンサC1に保持させる」という機能を担うフィードバック制御手段は、全ての実施形態において、主として制御信号発生回路(5、5e、5f又は5k)及び/又はランプ電圧発生回路(8又は8f)から構成される。それらに加えて、又はそれらに代わって、走査ドライバー(特に第9実施形態における走査ドライバー2f)がフィードバック制御手段としての機能を担う場合もある。
また、第7〜第13実施形態及び第15実施形態における第1と第2のフィールドの前後関係は、例示であり、それらを逆にしても構わない。つまり、各フレームにおいて、第1のフィールドが第2のフィールドの先に訪れるようにしても構わないし、第2のフィールドが第1のフィールドの先に訪れるようにしても構わない。また、1フレームを3以上のフィールドで構成するようにしても構わない。
尚、図20及び図37に示すLUT9の入出力信号は、例えばデジタル信号である。この場合において、データドライバー(3f及び3k)の必要とする入力がアナログ信号である場合は、LUT9とデータドライバー(3f及び3k)との間にD/A変換器(不図示)が設けられる。このD/A変換器をデータドライバー(3f及び3k)に内蔵させても構わない。同様に、図1及び図13においても、必要に応じてD/A変換器を映像信号処理回路6とデータドライバー(3及び3e)の間に設ければよい。
また、データドライバー(3、3e、3f及び3k)及び走査ドライバー(2、2e、2f及び2k)が表示パネル(4、4e、4f及び4k)の外部に配置される例を図1、図13、図20及び図37に示したが、データドライバー及び/又は走査ドライバーを表示パネルに内蔵させても構わない。
また、第7〜第13実施形態及び第15〜第17実施形態において、LUT9をアナログ信号を扱うものに置換しても構わない。LUT9と同様の機能を有する回路は、一般的にはガンマ変換回路と呼ぶことができる。また、上述の如く、LUT9の機能の全部又は一部をランプ電圧発生回路8fに担わせるようにしても良いことを考慮すれば、ガンマ変換回路は、LUT9及び/又はランプ電圧発生回路8fによって構成されていると考えることもできる。
また、第7〜第12実施形態及び第15実施形態の第2のフィールドのリセット期間PR2又は走査期間PS2において、ノードNA、NB或いはNCの電圧を(CV+VF0)とすることを記載したが、その電圧は(CV+VF0)に限定されない。その電圧が(CV+VF0)でなくても、他の条件を適切に変更すれば本発明の効果は実現される。
第1〜第6実施形態においては、1フレーム期間の後半側にリセット期間が設けられている例を示したが、第14実施形態と同様にリセット期間を前半側に設けるようにしても構わない。即ち、第1〜第5実施形態において、k番目(k;自然数)のフレーム期間が、リセット期間から始まり、リセット期間、走査期間、発光期間の順番で期間が進行するように変形しても構わないし、第6実施形態において、k番目(k;自然数)のフレーム期間が、リセット期間から始まり、リセット期間、発光期間の順番で期間が進行するように変形しても構わない。
本発明は、薄膜トランジスタ(TFT)を用いてエレクトロルミネッセンス(EL)素子を駆動する有機EL表示装置等の表示装置に好適であり、特にアクティブマトリクス駆動型の有機EL表示装置に好適である。
2、2e、2f、2k 走査ドライバー
3、3e、3f、3k データドライバー
4、4e、4f、4k 表示パネル
5、5e、5f、5k 制御信号発生回路
6 映像信号処理回路
7、7f タイミング信号発生回路
8、8f ランプ電圧発生回路
9 ルックアップテーブル(LUT)
10、10e、10f、10k 有機ELディスプレイ
41、41a、41b、41c、41d、41e 画素
41f、41g、41h、41i、41j、41k 画素
41n、41p、41q 画素
42 有機EL素子
48 給電ライン
50 PWM回路
TR1、TR21 書込み用トランジスタ
TR2、TR32 閾値補償用トランジスタ
TR3、TR23 駆動用トランジスタ
TR4 オン/オフ用トランジスタ
TR5、TR25、TR35 調整用トランジスタ
TR6 リセット用トランジスタ
TR7、TR28 オフ制御用トランジスタ
TR8 クリップ用トランジスタ
TR13 オン制御用トランジスタ
TR14 オフ制御用トランジスタ
TR20 クリップ用トランジスタ
TR33 スイッチ用トランジスタ
C1、C2、C11、C12 コンデンサ
PC1、PC2 画素回路
NA、NB、NC ノード
Vth、Vth1 動作閾値電圧
VDD、CV、VCC、VSS 電源電圧
DATA データ電圧
SCAN、SCAN1、SCAN2 走査電圧
RAMP、RAMP1、RAMP2 ランプ電圧
CTL1、CTL2、CTL3、CTL4 制御信号
3、3e、3f、3k データドライバー
4、4e、4f、4k 表示パネル
5、5e、5f、5k 制御信号発生回路
6 映像信号処理回路
7、7f タイミング信号発生回路
8、8f ランプ電圧発生回路
9 ルックアップテーブル(LUT)
10、10e、10f、10k 有機ELディスプレイ
41、41a、41b、41c、41d、41e 画素
41f、41g、41h、41i、41j、41k 画素
41n、41p、41q 画素
42 有機EL素子
48 給電ライン
50 PWM回路
TR1、TR21 書込み用トランジスタ
TR2、TR32 閾値補償用トランジスタ
TR3、TR23 駆動用トランジスタ
TR4 オン/オフ用トランジスタ
TR5、TR25、TR35 調整用トランジスタ
TR6 リセット用トランジスタ
TR7、TR28 オフ制御用トランジスタ
TR8 クリップ用トランジスタ
TR13 オン制御用トランジスタ
TR14 オフ制御用トランジスタ
TR20 クリップ用トランジスタ
TR33 スイッチ用トランジスタ
C1、C2、C11、C12 コンデンサ
PC1、PC2 画素回路
NA、NB、NC ノード
Vth、Vth1 動作閾値電圧
VDD、CV、VCC、VSS 電源電圧
DATA データ電圧
SCAN、SCAN1、SCAN2 走査電圧
RAMP、RAMP1、RAMP2 ランプ電圧
CTL1、CTL2、CTL3、CTL4 制御信号
Claims (42)
- 複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバーとデータ電圧を各画素に供給するデータドライバーとを接続して構成され、1フレーム期間は少なくともリセット期間と発光期間とから成り、各画素の画素回路は、
電力の供給を受けて発光する表示素子と、
第1電極が前記データドライバーに接続され、前記走査ドライバーから所定レベルの走査電圧が印加されてオンする書込み用トランジスタと、
発光期間内において自身の制御電極に加わる電圧に応じて前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、
前記書込み用トランジスタの第2電極と前記駆動用トランジスタの制御電極とを接続するライン中に直列に介在する第1容量素子と、
リセット期間内においてオンとされ、前記表示素子の両極間電圧に応じた電圧を前記第1容量素子の書込み用トランジスタ側の電極に与える調整用トランジスタと、を備えるアクティブマトリクス駆動型表示装置であって、
リセット期間において、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧に応じた電圧を保持させる制御信号発生回路を備えた
ことを特徴とするアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 前記リセット期間終了後に、前記走査ドライバーが各書込み用トランジスタをオンすることにより、各駆動用トランジスタの制御電極には前記データ電圧と前記発光開始両極間電圧とに応じた電圧が印加される
ことを特徴とする請求項1に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 前記制御信号発生回路は、リセット期間において、各調整用トランジスタをオンとしつつ、各第1容量素子の駆動用トランジスタ側の電極を所定電位とすることにより、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧に応じた電圧を保持させた後、各調整用トランジスタをオフする
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 各駆動用トランジスタは、第1電極と第2電極と制御電極とを備え、制御電極と第1電極間の電圧によって、第1電極−第2電極間に流れる電流が制御されるものであり、
各画素の画素回路は、前記表示素子に電力を供給すべき電源から伸びる給電ライン中に直列に介在し、前記表示素子への電力供給をオン又はオフするためのオン/オフ用トランジスタと、
第1電極が前記駆動用トランジスタの制御電極に接続され、第2電極が前記駆動用トランジスタの第2電極に接続された閾値補償用トランジスタと、を更に備えている
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 前記制御信号発生回路は、リセット期間内において、各オン/オフ用トランジスタをオンとすることによって各駆動用トランジスタをオンとしてから、各オン/オフ用トランジスタをオフ、且つ各調整用トランジスタ及び各閾値補償用トランジスタをオンとすることにより、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧と各駆動用トランジスタの動作閾値電圧とに応じた電圧を保持させた後、各調整用トランジスタ及び各閾値補償用トランジスタをオフするものであり、
前記リセット期間終了後に、前記走査ドライバーが各書込み用トランジスタをオンすることにより、各駆動用トランジスタの制御電極には前記データ電圧と前記発光開始両極間電圧と前記動作閾値電圧とに応じた電圧が印加される
ことを特徴とする請求項4に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 前記制御信号発生回路は、リセット期間内において、各画素の外部から所定のリセット電圧を一時的に各駆動用トランジスタの制御電極に供給することによって、各オン/オフ用トランジスタをオンとすることなく各駆動用トランジスタを一時的にオンとしてから各調整用トランジスタ及び各閾値補償用トランジスタをオンとすることにより、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧と各駆動用トランジスタの動作閾値電圧とに応じた電圧を保持させた後、各調整用トランジスタ及び各閾値補償用トランジスタをオフするものであり、
前記リセット期間終了後に、前記走査ドライバーが各書込み用トランジスタをオンすることにより、各駆動用トランジスタの制御電極には前記データ電圧と前記発光開始両極間電圧と動作閾値電圧とに応じた電圧が印加される
ことを特徴とする請求項4に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 各画素の画素回路は、オン時に前記第1容量素子の両極間を短絡するリセット用トランジスタを更に備え、
前記リセット電圧は、リセット期間において前記データドライバーから供給されるものであり、
リセット期間内において、前記走査ドライバーが各書込み用トランジスタをオンとするとともに前記制御信号発生回路が各リセット用トランジスタをオンとすることにより、前記リセット電圧を一時的に各駆動用トランジスタの制御電極に供給する
ことを特徴とする請求項6に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 所定の変化率で電圧値が変化するランプ電圧を発生するランプ電圧発生回路を更に備え、
各画素の画素回路は、前記ランプ電圧の変化分を前記第1容量素子の書込み用トランジスタ側の電極に与える第2容量素子を備えている
ことを特徴とする請求項1〜請求項7の何れかに記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 当該アクティブマトリクス駆動型表示装置は、画像表示のための階調信号の提供を受けて画像を表示するものであって、
前記データドライバーは、前記階調信号に対応したデータ電圧を各画素に供給し、
各画素において、
受けた階調信号に対応して供給されるデータ電圧をDとし、
前記階調信号が黒レベルの階調を表すものであるときに供給されるデータ電圧をDBとし、
供給されたデータ電圧Dに応じて前記表示素子が発光することにより得られる輝度をLとし、
前記階調信号が黒レベルの階調を表すものであるときに得られる輝度をLBとし、更に、
x=D−DB、y=L−LB+1、とおいた場合、
式:y=ax (但し、aは定数であって、a>1が成立)
が成立するように、前記ランプ電圧の前記変化率は設定されている
ことを特徴とする請求項8に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバーとデータ電圧を各画素に供給するデータドライバーとを接続して構成され、1フレーム期間は少なくともリセット期間と発光期間とから成り、各画素の画素回路は、
電力の供給を受けて発光する表示素子と、
第1電極が前記データドライバーに接続され、前記走査ドライバーから所定レベルの走査電圧が印加されてオンする書込み用トランジスタと、
発光期間内において自身の制御電極に加わる電圧に応じて前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、
前記書込み用トランジスタがオンしている時に前記データドライバーから供給されるデータ電圧に応じた期間、前記表示素子を発光させるための所定の発光レベル電圧を発光期間中に出力するパルス幅変調回路と、
前記パルス幅変調回路の出力部と前記駆動用トランジスタの制御電極とを接続するライン中に直列に介在する第1容量素子と、
リセット期間内においてオンとされ、前記表示素子の両極間電圧に応じた電圧を前記第1容量素子のパルス幅変調回路側の電極に与える調整用トランジスタと、を備えるアクティブマトリクス駆動型表示装置であって、
リセット期間において、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧に応じた電圧を保持させる制御信号発生回路を備えた
ことを特徴とするアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 前記発光期間前に、前記走査ドライバーが各書込み用トランジスタをオンすることにより、各駆動用トランジスタの制御電極には、前記データ電圧に応じた期間、前記発光レベル電圧と前記発光開始両極間電圧とに応じた電圧が印加される
ことを特徴とする請求項10に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 前記制御信号発生回路は、リセット期間において、各調整用トランジスタをオンとしつつ、各第1容量素子の駆動用トランジスタ側の電極を所定電位とすることにより、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧に応じた電圧を保持させた後、各調整用トランジスタをオフする
ことを特徴とする請求項10または請求項11に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 各駆動用トランジスタは、第1電極と第2電極と制御電極とを備え、制御電極と第1電極間の電圧によって、第1電極−第2電極間に流れる電流が制御されるものであり、
各画素の画素回路は、前記表示素子に電力を供給すべき電源から伸びる給電ライン中に直列に介在し、前記表示素子への電力供給をオン又はオフするためのオン/オフ用トランジスタと、
第1電極が前記駆動用トランジスタの制御電極に接続され、第2電極が前記駆動用トランジスタの第2電極に接続された閾値補償用トランジスタと、を更に備えている
ことを特徴とする請求項10または請求項11に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 前記制御信号発生回路は、リセット期間内において、各オン/オフ用トランジスタをオンとすることによって各駆動用トランジスタをオンとしてから、各オン/オフ用トランジスタをオフ、且つ各調整用トランジスタ及び各閾値補償用トランジスタをオンとすることにより、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧と各駆動用トランジスタの動作閾値電圧とに応じた電圧を保持させた後、各調整用トランジスタ及び各閾値補償用トランジスタをオフするものであり、
前記発光期間前に、前記走査ドライバーが各書込み用トランジスタをオンすることにより、各駆動用トランジスタの制御電極には、前記データ電圧に応じた期間、前記発光レベル電圧と前記発光開始両極間電圧と前記動作閾値電圧とに応じた電圧が印加される
ことを特徴とする請求項13に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 各画素の画素回路は、前記駆動用トランジスタの制御電極の電位が所定のクリップ電位を上回らないように、又は所定のクリップ電位を下回らないようにするクリップ回路と、を更に備え、
前記クリップ電位は、前記制御信号発生回路がリセット期間において各調整用トランジスタをオンすることにより各駆動用トランジスタが一時的にオンするような電位に設定されており、
前記制御信号発生回路は、リセット期間内において、各オン/オフ用トランジスタをオンすることなく、各調整用トランジスタ及び各閾値補償用トランジスタをオンとすることにより、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧と各駆動用トランジスタの動作閾値電圧とに応じた電圧を保持させた後、各調整用トランジスタ及び各閾値補償用トランジスタをオフするものであり、
前記発光期間前に、前記走査ドライバーが各書込み用トランジスタをオンすることにより、各駆動用トランジスタの制御電極には、前記データ電圧に応じた期間、前記発光レベル電圧と前記発光開始両極間電圧と前記動作閾値電圧とに応じた電圧が印加される
ことを特徴とする請求項13に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 所定の変化率で電圧値が変化するランプ電圧を発生するランプ電圧発生回路を更に備え、
各パルス幅変調回路は、前記ランプ電圧を用いて前記データ電圧のパルス幅変調を行い、発光期間中において、そのパルス幅変調によるパルスの幅に相当する期間、前記発光レベル電圧を出力する
ことを特徴とする請求項10〜請求項15の何れかに記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバーとデータ電圧を各画素に供給するデータドライバーとを接続して構成され、1フレーム期間は第1のフィールドと第2のフィールドとを含み、各フィールドは発光準備期間と発光期間とから成り、各画素の画素回路は、
電力の供給を受けて発光する表示素子と、
第1電極が前記データドライバーに接続され、前記走査ドライバーから所定レベルの走査電圧が印加されてオンする書込み用トランジスタと、
自身の制御電極に加わる電圧に応じて前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、
一端が前記駆動用トランジスタの制御電極に接続された第1容量素子と、
前記表示素子の両極間電圧に応じた電圧が自身の第1電極に加わるように前記表示素子に接続され、第1容量素子に前記表示素子の発光開始両極間電圧に応じたフィードバック電圧を伝達可能な調整用トランジスタと、を備えたアクティブマトリクス駆動型表示装置であって、
第1と第2のフィールドの内、第1のフィールドのみ、発光準備期間において前記フィードバック電圧を各第1容量素子に伝達し、前記フィードバック電圧を反映した保持電圧を各第1容量素子に保持させるフィードバック制御手段を備えた
ことを特徴とするアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 当該アクティブマトリクス駆動型表示装置は、画像表示のための階調信号の提供を受けて画像を表示するものであり、
中間階調を表す階調信号を受けたとき、第1のフィールドの発光期間に表示素子に流れる電流の実効値が第2のフィールドの発光期間に表示素子に流れる電流の実効値より小さくなるように、前記階調信号を第1のフィールドに対応する第1の変換階調信号と第2のフィールドに対応する第2の変換階調信号とに変換した上で前記データドライバーに供給するガンマ変換回路を、更に備え、
前記データドライバーは、第1及び第2のフィールドにおいて、それぞれ第1の変換階調信号に対応するデータ電圧及び第2の変換階調信号に対応するデータ電圧を各画素に供給する
ことを特徴とする請求項17に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 当該アクティブマトリクス駆動型表示装置は、画像表示のための階調信号の提供を受けて画像を表示するものであり、
中間階調を表す階調信号に対応して各画素の表示素子に流すべき電流の実効値を基準電流値とした場合、第1のフィールドの発光期間に表示素子に流れる電流の実効値が基準電流値より小さくなるように、且つ第2のフィールドの発光期間に表示素子に流れる電流の実効値が基準電流値より大きくなるように、前記階調信号を第1のフィールドに対応する第1の変換階調信号と第2のフィールドに対応する第2の変換階調信号とに変換した上で前記データドライバーに供給するガンマ変換回路を、更に備え、
前記データドライバーは、第1及び第2のフィールドにおいて、それぞれ第1の変換階調信号に対応するデータ電圧及び第2の変換階調信号に対応するデータ電圧を各画素に供給する
ことを特徴とする請求項17に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 各駆動用トランジスタは、
第2のフィールドの発光期間において、前記第2の変換階調信号に対応するデータ電圧に応じた電圧を自身の制御電極に受け、その電圧に応じて各表示素子を駆動する一方、
第1のフィールドの発光期間において、前記第1の変換階調信号に対応するデータ電圧だけでなく前記保持電圧にも応じた電圧を自身の制御電極に受け、その電圧に応じて各表示素子を駆動する
ことを特徴とする請求項18又は請求項19に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 各画素において、調整用トランジスタの第2電極は第1容量素子に接続されており、
前記フィードバック制御手段は、
第1のフィールドの発光準備期間において、各表示素子の陰極の電位に発光開始両極間電圧を加えた電位より一時的に電位を高くした各調整用トランジスタの第2電極側の正の電荷を、各調整用トランジスタ及び各表示素子を介して抜き取ることにより、前記フィードバック電圧を各第1容量素子に伝達した後、各調整用トランジスタをオフとして前記保持電圧を各第1容量素子に保持させる
ことを特徴とする請求項17〜請求項20の何れかに記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 前記フィードバック制御手段は、各調整用トランジスタのオン/オフを制御する制御信号発生回路を備え、
各画素において、第1容量素子は書込み用トランジスタの第2電極と駆動用トランジスタの制御電極とを接続するライン中に直列に介在し、且つ調整用トランジスタの第2電極は第1容量素子の書込み用トランジスタ側の電極に接続されており、
前記制御信号発生回路は、第1のフィールドの発光準備期間において各調整用トランジスタをオンとして各第1容量素子に前記フィードバック電圧を伝達した後、各調整用トランジスタをオフとして前記保持電圧を各第1容量素子に保持させる
ことを特徴とする請求項17〜請求項20の何れかに記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 所定の変化率で電圧値が変化するランプ電圧を発生するランプ電圧発生回路を更に備え、
各画素の画素回路は、前記ランプ電圧の変化分を前記第1容量素子の書込み用トランジスタ側の電極に与える第2容量素子を備えている
ことを特徴とする請求項22に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 各駆動用トランジスタは、第1電極と第2電極と制御電極とを備え、制御電極と第1電極間の電圧によって、第1電極−第2電極間に流れる電流が制御されるものであり、
各画素の画素回路は、前記表示素子に電力を供給すべき電源から伸びる給電ライン中に直列に介在し、前記表示素子への電力供給をオン又はオフするためのオン/オフ用トランジスタと、
第1電極が前記駆動用トランジスタの制御電極に接続され、第2電極が前記駆動用トランジスタの第2電極に接続された閾値補償用トランジスタと、を更に備えている
ことを特徴とする請求項22又は請求項23に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 前記フィードバック制御手段は、
各フィールドの発光期間において各書込み用トランジスタの第1電極に第1ランプ電圧を供給するとともに各調整用トランジスタのオン/オフを制御するための第2ランプ電圧を出力するランプ電圧発生回路を有し、
各画素において、第1容量素子は書込み用トランジスタの第2電極と駆動用トランジスタの制御電極とを接続するライン中に直列に介在し、且つ調整用トランジスタの第2電極は第1容量素子の駆動用トランジスタ側の電極に接続されており、
前記ランプ電圧発生回路は、第1のフィールドの発光準備期間において各調整用トランジスタをオンとして各第1容量素子に前記フィードバック電圧を伝達した後、各調整用トランジスタをオフとして前記保持電圧を各第1容量素子に保持させる
ことを特徴とする請求項17〜請求項20の何れかに記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 所定の変化率で電圧値が変化するランプ電圧を発生し、各発光期間において該ランプ電圧の変化分を各第1容量素子を介して各駆動用トランジスタの制御電極に与えるランプ電圧発生回路を更に備え、
各画素において、第1容量素子の前記一端は書込み用トランジスタの第2電極に接続されていると共に、第1容量素子の他端は調整用トランジスタの第2電極に接続されており、
前記フィードバック制御手段は、第1のフィールドの発光準備期間において各調整用トランジスタをオンとして各第1容量素子に前記フィードバック電圧を伝達した後、各調整用トランジスタをオフとして前記保持電圧を各第1容量素子に保持させる
ことを特徴とする請求項17〜請求項20の何れかに記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバーとデータ電圧を各画素に供給するデータドライバーとを接続して構成され、1フレーム期間は第1のフィールドと第2のフィールドとを含み、各フィールドは発光準備期間と発光期間とから成り、各画素は、
電力の供給を受けて発光する表示素子と、
第1電極が前記データドライバーに接続され、前記走査ドライバーから所定レベルの走査電圧が印加されてオンする書込み用トランジスタと、
自身の制御電極に加わる電圧に応じて前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、
一端が前記駆動用トランジスタの制御電極に接続された第1容量素子と、
前記表示素子の両極間電圧に応じた電圧が自身の第1電極に加わるように前記表示素子に接続され、第1容量素子に前記表示素子の発光開始両極間電圧に応じたフィードバック電圧を伝達可能な調整用トランジスタと、を備え、画像表示のための階調信号の提供を受けて画像を表示するアクティブマトリクス駆動型表示装置であって、
所定の変化率で電圧値が変化するランプ電圧を発生し、各発光期間において該ランプ電圧の変化分を各第1容量素子を介して各駆動用トランジスタの制御電極に与えるランプ電圧発生回路と、
第1及び第2のフィールドの双方の発光準備期間において、前記フィードバック電圧を各第1容量素子に伝達し、前記フィードバック電圧を反映した保持電圧を各第1容量素子に保持させるフィードバック制御手段と、
前記階調信号の高階調側をデータ電圧として表した第1のデータ電圧が第1のフィールドにおいて各画素に供給されるように、且つ前記階調信号の低階調側をデータ電圧として表した第2のデータ電圧が第2のフィールドにおいて各画素に供給されるように、前記階調信号を第1のフィールドに対応する第1の変換階調信号と第2のフィールドに対応する第2の変換階調信号とに変換した上で前記データドライバーに供給するガンマ変換回路を、更に備え、
第2のフィールドにおける前記ランプ電圧の変化率は、第1のフィールドにおけるそれよりも大きい
ことを特徴とするアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 各画素において、調整用トランジスタの第2電極は第1容量素子に接続されており、
前記フィードバック制御手段は、
第1及び第2のフィールドの各発光準備期間において、各表示素子の陰極の電位に発光開始両極間電圧を加えた電位より一時的に電位を高くした各調整用トランジスタの第2電極側の正の電荷を、各調整用トランジスタ及び各表示素子を介して抜き取ることにより、前記フィードバック電圧を各第1容量素子に伝達した後、各調整用トランジスタをオフとして前記保持電圧を各第1容量素子に保持させる
ことを特徴とする請求項27に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバーとデータ電圧を各画素に供給するデータドライバーとを接続して構成され、1フレーム期間は少なくともリセット期間と発光期間とから成り、各画素の画素回路は、
電力の供給を受けて発光する表示素子と、
第1電極が前記データドライバーに接続され、前記走査ドライバーから所定レベルの走査電圧が印加されてオンする書込み用トランジスタと、
発光期間内において自身の制御電極に加わる電圧に応じて前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、
オン時に前記駆動用トランジスタをオンさせるための電圧を前記駆動用トランジスタの制御電極に与えるスイッチ用トランジスタと、
前記書込み用トランジスタの第2電極と前記スイッチ用トランジスタの制御電極とを接続するライン中に直列に介在する第1容量素子と、
リセット期間内においてオンとされ、前記表示素子の両極間電圧に応じた電圧を前記第1容量素子の書込み用トランジスタ側の電極に与える調整用トランジスタと、を備えるアクティブマトリクス駆動型表示装置であって、
リセット期間において、各第1容量素子に各表示素子の発光開始両極間電圧に応じた電圧を保持させる制御信号発生回路を備えた
ことを特徴とするアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 所定の変化率で電圧値が変化するランプ電圧を発生するランプ電圧発生回路を更に備え、
各画素の画素回路は、前記ランプ電圧の変化分を前記第1容量素子の書込み用トランジスタ側の電極に与える第2容量素子を備えている
ことを特徴とする請求項29に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 当該アクティブマトリクス駆動型表示装置は、画像表示のための階調信号の提供を受けて画像を表示するものであって、
前記データドライバーは、前記階調信号に対応したデータ電圧を各画素に供給し、
各画素において、
受けた階調信号に対応して供給されるデータ電圧をDとし、
前記階調信号が黒レベルの階調を表すものであるときに供給されるデータ電圧をDBとし、
供給されたデータ電圧Dに対応して前記表示素子に流れる電流の実効値をIとし、
前記階調信号が黒レベルの階調を表すものであるときに前記表示素子に流れる電流の実効値をIBとし、更に、
x=D−DB、yI=I−IB+1、とおいた場合、
式:yI=ax (但し、aは定数であって、a>1が成立)
が成立するように、前記ランプ電圧の前記変化率は設定されている
ことを特徴とする請求項30に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバーとデータ電圧を各画素に供給するデータドライバーとを接続して構成され、1フレーム期間は第1のフィールドと第2のフィールドとを含み、各フィールドは発光準備期間と発光期間とから成り、各画素の画素回路は、
電力の供給を受けて発光する表示素子と、
第1電極が前記データドライバーに接続され、前記走査ドライバーから所定レベルの走査電圧が印加されてオンする書込み用トランジスタと、
自身の制御電極に加わる電圧に応じて前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、
オン時に前記駆動用トランジスタをオンさせるための電圧を前記駆動用トランジスタの制御電極に与えるスイッチ用トランジスタと、
前記書込み用トランジスタの第2電極と前記スイッチ用トランジスタの制御電極とを接続するライン中に直列に介在する第1容量素子と、
前記表示素子の両極間電圧に応じた電圧が自身の第1電極に加わるように前記表示素子に接続され、第1容量素子に前記表示素子の発光開始両極間電圧に応じたフィードバック電圧を伝達可能な調整用トランジスタと、を備えたアクティブマトリクス駆動型表示装置であって、
第1と第2のフィールドの内、第1のフィールドのみ、発光準備期間において前記フィードバック電圧を各第1容量素子に伝達し、前記フィードバック電圧を反映した保持電圧を各第1容量素子に保持させるフィードバック制御手段を備えた
ことを特徴とするアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 所定の変化率で電圧値が変化するランプ電圧を発生するランプ電圧発生回路を更に備え、
各画素の画素回路は、前記ランプ電圧の変化分を前記第1容量素子の書込み用トランジスタ側の電極に与える第2容量素子を備えている
ことを特徴とする請求項32に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 当該アクティブマトリクス駆動型表示装置は、画像表示のための階調信号の提供を受けて画像を表示するものであって、
前記階調信号を第1のフィールドに対応する第1の変換階調信号と第2のフィールドに対応する第2の変換階調信号とに変換した上で前記データドライバーに供給するガンマ変換回路を更に備え、
前記データドライバーは、第1及び第2のフィールドにおいて、それぞれ第1の変換階調信号に対応する第1のデータ電圧及び第2の変換階調信号に対応する第2のデータ電圧を各画素に供給するものであり、
各画素において、
受けた階調信号に対応して供給される第1のデータ電圧をDとし、
前記階調信号が黒レベルの階調を表すものであるときに供給される第1のデータ電圧をDBとし、
供給された第1のデータ電圧Dに対応して第1のフィールドにて前記表示素子に流れる電流の実効値をIとし、
前記階調信号が黒レベルの階調を表すものであるときに第1のフィールドにて前記表示素子に流れる電流の実効値をIBとし、更に、
x=D−DB、yI=I−IB+1、とおいた場合、
式:yI=ax (但し、aは定数であって、a>1が成立)
が成立するように、前記ランプ電圧の前記変化率は設定されている
ことを特徴とする請求項33に記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 各画素において、前記スイッチ用トランジスタがオンしている時に前記駆動用トランジスタの制御電極に与えられる前記電圧は、一定の電圧である
ことを特徴とする請求項29〜請求項34の何れかに記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 各画素において、前記スイッチ用トランジスタがオンしている時の前記駆動用トランジスタの動作点は線形領域内に設定されている
ことを特徴とする請求項29〜請求項35の何れかに記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 前記表示パネルを構成する各画素を、前記表示パネルの垂直方向及び/又は水平方向に一定の周期性を持たせて第1画素群と第2画素群に分類し、
各フレーム期間における第1のフィールドと第2のフィールドの前後関係を、第1画素群と第2画素群とで異ならせる
ことを特徴とする請求項17〜請求項28及び請求項32〜請求項34の何れかに記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 1フレーム期間を構成する第1のフィールドと第2のフィールドは同時に進行するものであり、
各画素は、各画素を構成する前記画素回路を2組有し、
前記フィードバック制御手段は、各フレーム期間において、各画素における一方の画素回路を第1のフィールドで動作させると同時に他方の画素回路を第2のフィールドで動作させ、更に、一定のフレームごとに第1のフィールドで動作させる画素回路と第2のフィールドで動作させる画素回路を前記2組の画素回路の間で切り換える
ことを特徴とする請求項17〜請求項28及び請求項32〜請求項34の何れかに記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 各駆動用トランジスタを介して各表示素子に電力を供給するための電源電圧の大きさを制御する電源電圧制御部を更に備え、
前記電源電圧制御部は、第2のフィールドにおける前記電源電圧の大きさを第1のフィールドにおけるそれよりも小さくする
ことを特徴とする請求項17〜請求項28、請求項32〜請求項34、請求項37及び請求項38の何れかに記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 各画素において、表示素子の発光開始両極間電圧の大きさが第1電圧値から該第1電圧値よりも大きい第2電圧値に変化した際、同一の階調信号に対応して表示素子に流れる電流の実効値が増加する
ことを特徴とする請求項1〜請求項39の何れかに記載のアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバーとデータ電圧を各画素に供給するデータドライバーとを接続して構成され、各画素の画素回路は、
電力の供給を受けて発光する表示素子と、
第1電極が前記データドライバーに接続されると共に、制御電極が走査ドライバーに接続された書込み用トランジスタと、
自身の制御電極に加わる電圧に応じて前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、
前記書込み用トランジスタの第2電極と前記駆動用トランジスタの制御電極とを接続するライン中に直列に介在する第1容量素子と、
該第1容量素子の前記書込み用トランジスタ側の電極と前記表示素子との間の導通をオン/オフするための調整用トランジスタと、を備えている
ことを特徴とするアクティブマトリクス駆動型表示装置。 - 複数の画素をマトリクス状に配列して構成される表示パネルに、走査電圧を各画素に供給する走査ドライバーとデータ電圧を各画素に供給するデータドライバーとを接続して構成され、各画素の画素回路は、
電力の供給を受けて発光する表示素子と、
第1電極が前記データドライバーに接続されると共に、制御電極が走査ドライバーに接続された書込み用トランジスタと、
自身の制御電極に加わる電圧に応じて前記表示素子を駆動する駆動用トランジスタと、
一方の導通電極が前記駆動用トランジスタの制御電極に接続されたスイッチ用トランジスタと、
前記書込み用トランジスタの第2電極と前記スイッチ用トランジスタの制御電極とを接続するライン中に直列に介在する第1容量素子と、
該第1容量素子の前記書込み用トランジスタ側の電極と前記表示素子との間の導通をオン/オフするための調整用トランジスタと、を備えている
ことを特徴とするアクティブマトリクス駆動型表示装置。
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