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JP2010039435A - 表示パネルモジュール及び電子機器 - Google Patents

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JP2010039435A JP2008205662A JP2008205662A JP2010039435A JP 2010039435 A JP2010039435 A JP 2010039435A JP 2008205662 A JP2008205662 A JP 2008205662A JP 2008205662 A JP2008205662 A JP 2008205662A JP 2010039435 A JP2010039435 A JP 2010039435A
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淳一 山下
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Abstract

【課題】高輝度化してもユニフォーミティが劣化しない表示パネルモジュールを提案する。
【解決手段】自発光型の表示パネルモジュールとして、(1)保持容量と、当該保持容量の2つの電極に制御電極と一方の主電極が接続され、当該保持容量に蓄積された電圧に応じた大きさの駆動電流を自発光素子に供給する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタの制御電極に対する電位の書き込みを制御するサンプリングトランジスタとを少なくとも有する画素領域を、表示領域内にマトリクス状に配置した画素アレイ部と、(2)信号線に、対応する電位を印加する第1の駆動部と、(3)サンプリングトランジスタの制御電極に接続される第1の制御線に、電位の書き込みタイミングを与える第2の駆動部と、(4)発光期間の初期期間の終了後、駆動トランジスタの制御電極の電位を、カップリング動作を通じて上昇させる第3の駆動部とを有するものを提案する。
【選択図】図18

Description

この明細書で説明する発明は、電流駆動型の自発光素子の駆動技術に関する。なお、この明細書で提案する発明は、表示パネルモジュール及び当該表示パネルモジュールを搭載する各種の電子機器としての側面も有する。
以下では、アクティブマトリクス駆動方式の有機ELパネルモジュールを例に、パネル構造と駆動動作例を説明する。
図1に、有機ELパネルモジュールのシステム構造例を示す。図1に示す表示パネル1は、画素アレイ部3と、その駆動回路である信号線駆動部5、制御線駆動部7及び9で構成される。
画素アレイ部3には、ホワイトユニットを構成する1画素が、画面内の垂直方向と水平方向についてそれぞれ規定の解像度で配置されている。
図2に、ホワイトユニットとしての1画素を構成するサブ画素11の配列例を示す。図2の場合、1画素は、R(赤)画素11、G(緑)画素11、B(青)画素11の集合体として構成される。従って、画素アレイ部3の垂直解像度をM、水平解像度をNとすると、画素アレイ部3の総サブ画素数は、M×N×3で与えられる。
図1では、画素アレイ部3を構成する画素構造の最小単位であるサブ画素11とその駆動回路部との接続関係を表している。
信号線駆動部5は、画素データDinに対応する信号電位Vsig を信号線DTLに供給する駆動デバイスである。個々の信号線DTLはY方向に延びるように配置され、画面の水平方向(X方向)に3N本配置される。
第1の制御線駆動部7は、書込制御線WSL(特許請求の範囲における第1の制御線)を通じて、サブ画素11への信号電位Vsig 等の書き込みを線順次に制御する駆動デバイスである。図1の場合、制御線駆動部7は、オフセット電位Vofs と信号電位Vsig の書き込みタイミングを水平ライン単位でライン順次に指定する動作を実行する。
第2の制御線駆動部9は、点灯制御線LSL(特許請求の範囲における第2の制御線)を通じて、サブ画素11への駆動電源の供給と停止を切り替え制御する駆動デバイスである。具体的には、第2の制御線駆動部9は、駆動電位(発光電位)Vccと接地電位(非発光電位)Vssの2値で点灯制御線LSLを駆動する。
ここで、書込制御線WSLと点灯制御線LSLは、X方向に延びるように配置され、画面の垂直方向にそれぞれ3M本ずつ配置される。
図3に、サブ画素11の画素構造を示す。サブ画素11は、図3に示すように、薄膜トランジスタN1(以下「サンプリングトランジスタN1」という。)と、薄膜トランジスタN2(以下「駆動トランジスタN2」という。)と、信号電位Vsig を保持する保持容量Csと、有機EL素子OLEDとで構成される。
サンプリングトランジスタN1の一方の主電極は信号線DTLに接続され、他方の主電極は駆動トランジスタN2の制御電極に接続される。また、サンプリングトランジスタN1の制御電極は、書込制御線WSLに接続される。
駆動トランジスタN2の一方の主電極は点灯制御線LSLに接続され、他方の主電極は有機EL素子OLEDの陽極側に接続される。
なお、図3の場合、薄膜トランジスタは、いずれもNチャネル型を想定する。因みに、図3では、有機EL素子OLEDが有する容量成分Coledと基板との間に形成される寄生容量Csub も破線にて表している。
特開2003−271095号公報 特開2003−255897号公報 特開2005−173434号公報 特開2006−215213号公報
図4に、前述したサブ画素11の駆動動作例を示す。図4(A)は、書込制御線WSLの駆動波形である。図4(B)は、信号線DTLの駆動波形である。図4(C)は、点灯制御線LSLの駆動波形である。図4(D)は、駆動トランジスタN2のゲート電位Vgの波形である。図4(E)は、駆動トランジスタN2のソース電位Vs(ここでは、発光動作時にソース電極として機能する主電極の電位をソース電位と呼ぶことにする。)の波形である。
図4に示すように、サブ画素11の駆動動作は、発光期間と非発光期間に分類される。信号電位Vsig の書き込みは、非発光期間に実行される。ただし、薄膜トランジスタの形成に低温ポリシリコンプロセスやアモルファスシリコンプロセスを用いる場合、形成された薄膜トランジスタの閾値特性や移動度特性には特性バラツキが残存することになる。
このため、図4の場合には、1水平走査期間内に特性バラツキを補正する2つの動作期間が設けられている。この2つの動作は、書込制御線WSLの2つのHレベル期間で与えられる。
1つ目のHレベル期間は、閾値補正期間に対応する。なお、閾値補正を実行する前には、その準備動作として、薄膜トランジスタN2のゲート・ソース間電圧Vgsを閾値電圧Vth以上に拡大する動作(すなわち、初期化動作)が実行される。この初期化動作のために、点灯制御線LSLは、一度、Lレベル(Vss)に制御される。初期化が完了した時点で、駆動トランジスタN2のゲート・ソース間電圧Vgsは閾値電圧Vthより広くなる。従って、点灯制御線LSLが駆動電位Vccに制御されることで、駆動トランジスタN2に駆動電流が流れ出し、ソース電位Vsが上昇を開始する。
この際、駆動トランジスタN2のゲート電位Vgはオフセット電位Vofs に固定されている。従って、駆動トランジスタN2のゲート・ソース間電圧Vgsが閾値電圧Vthに達するまでソース電位Vsの上昇は継続する。なお、駆動トランジスタN2のゲート・ソース間電圧Vgsが閾値電圧Vthに達した時点で、駆動トランジスタN2は自動的にカットオフする。これが、閾値補正動作である。
2つ目のHレベル期間は、移動度補正期間に対応する。なお、この移動度補正動作は、信号電位Vsig の書き込み動作を兼用する。
移動度補正は、信号線DTLに信号電位Vsig が印加された状態で、サンプリングトランジスタN1がオン動作されることで実行される。なお、移動度μの大きさは、駆動トランジスタN2の電流駆動能力を表している。従って、ゲート・ソース間電圧Vgsが同じでも、移動度μが大きい駆動トランジスタN2の駆動電流Idsの方が、移動度μの小さい駆動トランジスタN2の駆動電流Idsよりも大きくなる。そこで、移動度補正によって、移動度μの大きい駆動トランジスタN2ほどソース電位Vsを上げて(ゲート・ソース間電圧Vgsを小さくして)、移動度μの違いによらず信号電位Vsig が同じであれば同じ大きさの駆動電流Idsが流れるように補正する。
ところで、この移動度補正に必要な時間tは、信号電位Vsig の大きさによって異なっている。
一般に、移動度補正時における駆動電流Idsは、次式で与えられる。
Ids=k・μ・{Vsig /[1+(Vsig・k・μ・t)/C]}2 式(1)
ここで、kは定数、Cは画素回路の総容量(=Cs+Cloed+Csub )である。
この際、最適な移動度補正時間tは、次式で与えられる。
t=C/(k・μ・Vsig ) 式(2)
なお、式(2)を式(1)に代入すると、補正時間が最適化された際の駆動電流Idsは、次式で与えられることが分かる。
Ids=k・μ・{Vsig /2}2 式(3)
このことは、計算上導き出される最適な移動度補正時間が、信号電位Vsig の半分まで立ち上がるまでゲート・ソース間電圧Vgsを持ち上げるのに必要な時間で与えられることを意味する。換言すると、補正電圧△Vが、信号電位Vsig の半分で与えられることを意味する。
図5に、信号電位Vsig と最適な補正時間tとの関係を示す。図5に太線で示す曲線が、移動度補正が最適化される際の補正電圧△Vと補正時間との関係である。
そこで、移動度補正時には、各信号電位Vsig について過不足なく移動度補正が実行されるように、図4(A)に示す2回目のHレベル期間の立ち下がりを図5の曲線に合わせて変化させている。
図6に、具体例を示す。図6は、信号電位Vsig が4Vの場合の信号波形例である。なお、図6(A)は、書込制御線WSLの駆動波形である。図6(B)は、点灯制御線LSLの駆動波形である。図6(C)は、駆動トランジスタN2のゲート電位Vgの波形である、図6(D)は、駆動トランジスタN2のソース電位Vsの波形である。
図6(D)に示すように、移動度補正期間中に、駆動トランジスタN2のソース電位Vsは2V上昇する。従って、移動度補正後の駆動トランジスタN2のゲート・ソース間電圧Vgsは2V+Vthになる。
これらの補正動作により、閾値補正と移動度補正が最適化される。すなわち、駆動トランジスタN2の特性バラツキが、発光輝度差として知覚されないようにできる。
ところが、この駆動方式にも改善すべき問題がある。
その原因は、式(2)に示すように、信号電位Vsig が大きいほど、移動度補正時間を短くしなければならない点である。
勿論、このこと自体には問題ないのであるが、昨今のディスプレイパネルには、画質を向上するためにも、更なる高輝度化(コントラスト比の拡大化)が求められている。この高輝度化は、つまるところ信号電位Vsig の増加を意味する。
しかしながら、信号電位Vsig の増加に伴って移動度補正時間の短縮化がますます進むことになると、駆動パルスに現れる時間のバラツキ(補正時間のバラツキ)が無視できなくなり、表示画面にスジムラ等が発生し易くなる。すなわち、高輝度化がユニフォーミティを低下させ、画質を低下させてしまう原因になる。
そこで、発明者らは、自発光型の表示パネルモジュールとして、以下のデバイスを搭載するものを提案する。
(a)保持容量と、当該保持容量の2つの電極に制御電極と一方の主電極が接続され、当該保持容量に蓄積された電圧に応じた大きさの駆動電流を自発光素子に供給する駆動トランジスタと、駆動トランジスタの制御電極に対する電位の書き込みを制御するサンプリングトランジスタとを有する画素領域を、表示領域内にマトリクス状に配置した画素アレイ部
(b)信号線に、対応する電位を印加する第1の駆動部
(c)前記サンプリングトランジスタの制御電極に接続される第1の制御線に、電位の書き込みタイミングを与える第2の駆動部
(d)駆動トランジスタの他方の主電極に接続される第2の制御線に、3値の駆動電圧を時間順次に与える第3の駆動部であって、非発光期間の開始から駆動トランジスタの特性補正期間が開始されるまでの間、最も電位が低い第1の駆動電圧を印加し、駆動トランジスタの特性補正期間の開始から発光期間の初期期間まで、中間電位に対応する第2の駆動電圧を印加し、発光期間の初期期間の終了後、最も電位が高い第3の駆動電圧を印加する第3の駆動部
また、発明者らは、自発光型の表示パネルモジュールとして、以下のデバイスを搭載するものを提案する。
(a)保持容量と、当該保持容量の2つの電極に制御電極と一方の主電極が接続され、当該保持容量に蓄積された電圧に応じた大きさの駆動電流を自発光素子に供給する駆動トランジスタと、駆動トランジスタの制御電極に対する電位の書き込みを制御するサンプリングトランジスタと、駆動トランジスタの制御電極に一端が接続され、他端が第3の制御線に接続されるカップリング容量とを有する画素領域を、表示領域内にマトリクス状に配置した画素アレイ部
(b)信号線に、対応する電位を印加する第1の駆動部
(c)サンプリングトランジスタの制御電極に接続される第1の制御線に、電位の書き込みタイミングを与える第2の駆動部
(d)駆動トランジスタの他方の主電極に接続される第2の制御線に、2値の駆動電圧を時間順次に与える第3の駆動部であって、非発光期間の開始から駆動トランジスタの特性補正期間が開始されるまでの間、低位側の駆動電圧を印加し、駆動トランジスタの特製補正期間の開始以降は高位側の駆動電圧を印加する第3の駆動部
(e)第3の制御線に2値の駆動電圧を時間順次に印加する第4の駆動部であって、非発光期間の開始から発光期間の初期期間まで低位側の駆動電圧を印加し、発光期間の初期期間の終了後、高位側の駆動電圧を印加する第4の駆動部
なお、第2の駆動部による画素階調に対応する電位の印加期間Tが、各電位について計算上導き出される移動度補正時間長tよりも長く設定されていることが望ましい。特に、高輝度側において、T>tを満たすことが望ましい。ここでの移動度補正時間長tは、定数をk、前記薄膜トランジスタの移動度をμ、画素階調に対応する信号電位をVsig とするとき、t=C/(k・μ・Vsig )で与えられる。
ところで、前述した自発光型の表示パネルモジュールは、以下のデバイスを搭載するものとしても表現することができる。
(a)保持容量と、当該保持容量の2つの電極に制御電極と一方の主電極が接続され、当該保持容量に蓄積された電圧に応じた大きさの駆動電流を自発光素子に供給する駆動トランジスタと、駆動トランジスタの制御電極に対する電位の書き込みを制御するサンプリングトランジスタとを少なくとも有する画素領域を、表示領域内にマトリクス状に配置した画素アレイ部
(b)信号線に、対応する電位を印加する第1の駆動部
(c)サンプリングトランジスタの制御電極に接続される第1の制御線に、電位の書き込みタイミングを与える第2の駆動部
(d)発光期間の初期期間の終了後、駆動トランジスタの制御電極の電位を、カップリング動作を通じて上昇させる第3の駆動部
また、発明者らは、前述したパネル構造を有する表示パネルモジュールを搭載した電子機器を提案する。
ここで、電子機器は、表示パネルモジュールと、システム全体の動作を制御するシステム制御部と、システム制御部に対する操作入力を受け付ける操作入力部とで構成する。
発明者らの提案する発明の場合、カップリング動作によって、駆動トランジスタの制御電極電位を発光開始後に上昇させることにより、駆動トランジスタのゲート・ソース間電圧を最適化する。すなわち、実際に印加される信号電位よりも高い信号電位が印加される場合と同じ電位関係を、発光開始後のカップリング動作によって実現する。
この駆動方法の採用により、移動度補正期間中に実際に印加される信号電位を、カップリングにより追加される電圧分だけ、最終的な電位関係を得るのに必要な信号電位よりも低くすることが可能になる。印加される信号電位が低くなれば、その分、移動度補正に割り当てられる時間長を長くすることができる。
結果的に、高輝度表示に対応しながらも、十分な移動度補正時間を確保することができる画像品質に優れた自発光型の表示パネルを実現することができる。
しかも、移動度補正時間は、最終的な電位関係を得るのに必要な信号電位の補正電圧(実際に印加される信号電位の補正電圧より大きい)を実現するように定められる。
すなわち、移動度補正時間は長くなる方向にシフトする。このことは、高輝度化する場合でも、一定長以上の移動度補正時間を確保できることに通じ、補正時間のバラツキの影響を小さくできることに通じ、ユニフォーミティを向上させることができる。
以下、発明を、アクティブマトリクス駆動型の有機ELパネルモジュールに適用する場合について説明する。
なお、本明細書で特に図示又は記載されない部分には、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。また以下に説明する形態例は、発明の一つの形態例であって、これらに限定されるものではない。
(A)外観構成
この明細書では、画素アレイ部と駆動回路(例えば信号線駆動部及び制御線駆動部等)を、半導体プロセスを用いて同じ基板上に形成する表示パネルモジュールだけでなく、例えば特定用途向けICとして製造された駆動回路を画素アレイ部と同じ基板上に実装したものも表示パネルモジュールと呼ぶ。
図7に、有機ELパネルモジュールの外観構成例を示す。有機ELパネルモジュール21は、支持基板23のうち画素アレイ部の形成領域に対向基板25を貼り合わせた構造を有している。
支持基板23は、ガラス、プラスチックその他の基材で構成される。対向基板25も、ガラス、プラスチックその他の透明部材を基材とする。
対向基板25は、封止材料を挟んで支持基板23の表面を封止する部材である。
なお、基板の透明性は光の射出側だけ確保されていれば良く、他方の基板側は不透性の基板でも良い。この他、有機ELパネルモジュール21には、外部信号や駆動電源を入力するためのFPC(フレキシブルプリントサーキット)27が配置される。
(B)形態例1
(B−1)システム構成
図8に、この形態例に係る有機ELパネルモジュール31のシステム構成例を示す。なお、図8には、図1との対応部分に同一符号を付して示す。
図8に示す有機ELパネルモジュール31は、画素アレイ部3と、その駆動回路である信号線駆動部33、制御線駆動部35及び37で構成される。
以下では、形態例に特有の駆動回路の構成について説明する。
(a)信号線駆動部の構成
信号線駆動部33は、画素データDinに対応する信号電位Vsig を信号線DTLに供給する駆動デバイスである。
図9に、信号線駆動部33の内部構成例を示す。信号線駆動部33は、シフトレジスタ41、ラッチ部43、ディジタル/アナログ変換部45、スイッチ47で構成される。
シフトレジスタ41は、クロック信号CKに基づいて、画素データDinの取り込みタイミングを与える回路デバイスである。
ラッチ部43は、シフトレジスタ41から与えられるタイミング信号に基づいて、画素データDinを対応する記憶領域に取り込む記憶回路である。
ディジタル/アナログ変換回路45は、ラッチ部43に取り込まれた画素データDinを、アナログの信号電圧Vsig に変換する回路デバイスである。なお、ディジタル/アナログ変換回路45の変換特性は、Hレベル基準電位VrefHとLレベル基準電位VrefLによって規定される。この形態例の場合、後述するように、発光開始後にカップリング動作を通じて駆動トランジスタN2のゲート電位Vgを上昇させる駆動方式が用いられる。
このため、ディジタル/アナログ変換回路45は、後段部分での電位上昇分だけ、発光動作時に想定する信号振幅よりも小さい値になるように調整された信号電位Vsig を生成できるものを採用する。具体的には、Hレベル基準電位VrefHを、カップリング動作後に実現される信号振幅に対して、カップリング電圧分だけ低い電位に設定する。
図10に、この形態例で使用する入出力特性(実線で示す)と、カップリング動作を通じて実質的に実現する入出力特性(破線で示す)との関係を示す。この形態例の場合、ディジタル/アナログ変換回路45は、最終的に実現したい信号振幅(8V)に対して信号振幅が1V狭くなるようにディジタル/アナログ変換する。
このように、信号線DTLに印加される信号電位Vsig の信号振幅が最終的に実現した信号振幅よりも狭まる結果、移動度補正時に必要となる時間も、カップリング動作を組み合わせない場合の移動度補正時間よりも長くなる方向にシフトすることができる。
スイッチ47は、画素階調に対応する信号電位Vsig と閾値補正用のオフセット電位Vofs のいずれか一方を、選択的に対応する信号線DTLに出力する回路デバイスである。具体的には、信号電位Vsig の書き込み兼移動度補正期間にのみ信号電位Vsig が出力される。
(b)第1の制御線駆動部の構成
第1の制御線駆動部35は、書込制御線WSLを通じて、サブ画素11への信号電位Vsig
等の書き込みを線順次に制御する駆動デバイスである。
図11に、第1の制御線駆動部35の部分構成例を示す。なお、図11に示す構成は、1つの水平ラインに対応する構成である。従って、画面内の垂直方向には、図11に示す構成の回路が垂直解像度数分だけ配置される。
以下では、この部分回路も第1の制御線駆動部35と呼ぶ。第1の制御線駆動部35は、シフトレジスタ51、2段のインバータ回路53、55で構成されるバッファ回路、レベルシフタ57及び1段のインバータ回路59で構成される出力バッファ回路で構成される。
信号電位Vsig に応じた移動度補正時間を実現するための補正曲線は、インバータ回路59に供給される電源電圧パルスWSPの波形レベルによって実現される。
図12に、電源電圧パルスWSPの波形例を示す。
図12に示すように、移動度補正カーブの部分は、各水平ラインの移動度補正期間に位相同期したタイミングに設定される。
この形態例の場合、移動度補正カーブの形状は、印加される信号電位Vsig に対して過補正がかかるように設定する。すなわち、式(2)で算出される補正時間よりも、各信号電位Vsig に対する補正時間が長くなるように、移動度補正カーブの形状を設定する。
図13に、この形態例で使用する移動度補正カーブの形状を太線で示す。この形態例の場合、信号電位Vsig の最大値は7Vである。従って、図13では、7Vに対応する位置から移動度補正カーブが表されている。
ところで、図13に示す移動度補正カーブは、式(2)で算出される補正時間よりも長い位置を通るように設定される。
その理由は、後述するカップリング動作との組み合わせ動作の影響を考慮する必要があるためである。
この形態例の場合、信号線DTLに印加される信号電位Vsig の振幅が7Vに圧縮されているが、最終的には、信号振幅が8Vの場合と同じ駆動状態を実現することにある。
従って、図13では、信号線DTLに印加される信号電位Vsig が7Vの場合でも、8Vの信号電位Vsig が印加される場合と同じ移動度補正量(すなわち、4V)が確保できるように移動度補正カーブを定めている。同様に、6Vの信号電位Vsig に対しては、信号電位Vsig が7Vの場合の移動度補正量(すなわち、3.5V)を実現する補正時間を定めている。
また、5Vの信号電位Vsig に対しては、信号電位Vsig が6Vの場合の移動度補正量(すなわち、3V)を実現する補正時間を定めている。また、4Vの信号電位Vsig に対しては、信号電位Vsig が5Vの場合の移動度補正量(すなわち、2.5V)を実現する補正時間を定めている。また、3Vの信号電位Vsig に対しては、信号電位Vsig が4Vの場合の移動度補正量(すなわち、2V)を実現する補正時間を定めている。また、2Vの信号電位Vsig に対しては、信号電位Vsig が3Vの場合の移動度補正量(すなわち、1.5V)を実現する補正時間を定めている。
図14に、第1の制御線駆動部35に供給される電源電圧パルスWSPを発生する回路デバイスの構成を示す。
電源電圧パルスWSPは、タイミングジェネレータ61と駆動電源発生部63により生成される。タイミングジェネレータ61は、制御線駆動部35だけでなく、他の制御線駆動部にも駆動パルス(矩形波)を供給する回路デバイスである。なお、駆動パルスの立ち下がりタイミングは、移動度補正の開始タイミングに対して所定時間だけ遅れたタイミングに設定される。
駆動電源発生部63は、矩形波状の駆動パルスに基づいて、立ち下がり時の波形が2段階に折れ曲がる駆動電圧パルスWSP(図12)を発生する回路デバイスである。
図15に、駆動電源発生部63の回路例を示す。図15に示す駆動電源発生部63は、移動度補正カーブに近似する疑似的な駆動電圧パルスWSPを発生する回路デバイスの構成例である。図15に示す駆動電源発生部63は、2個のトランジスタと、1個の容量と、3個の固定抵抗と、2個の可変抵抗により構成される。
駆動電源発生部63は、駆動パルスをアナログ処理し、立ち下がり時の波形が2段階に折れ曲がる電源電圧パルスWSPを発生する。すなわち、1段目の立ち下がり波形の傾斜角度が大きく、2段目の立ち下がり波形の傾斜が小さい電源電圧パルスWSPを発生する。勿論、多段階で立ち下がる波形を生成できる回路構成を採用すれば、それだけ理想的な移動度補正カーブに近い電源電圧パルスWSPを生成することができる。
(c)第2の制御線駆動部の構成
第2の制御線駆動部37は、点灯制御線LSLを通じて、サブ画素11への駆動電源の供給と停止を切り替え制御する駆動デバイスである。なお、この形態例の場合、駆動電源の供給は3段階に行うことに特徴がある。すなわち、第2の制御線駆動部37は、第1の発光電位Vcc1 と、第2の発光電位Vcc2 と、非発光電位Vssの3値によって点灯制御線LSLを駆動する。
図16に、第2の制御線駆動部37の部分回路構成を示す。なお、図16に示す構成は、1つの水平ラインに対応する出力段部分の構成である。従って、画面内の垂直方向には、図16に示す構成の回路が垂直解像度数分だけ配置される。以下では、この部分回路も第2の制御線駆動部37と呼ぶ。
図16の場合、第2の制御線駆動部37は、Pチャネル型の薄膜トランジスタP11の一方の主電極をスキャン電源線Vccpに接続し、他方の主電極を点灯制御線LSLに接続する。この点灯制御線LSLには、Nチャネル型の薄膜トランジスタN11の一方の主電極を接続する。なお、Nチャネル型の薄膜トランジスタN11の他方の主電極は接地電源VSSに接続される。
因みに、Pチャネル型の薄膜トランジスタP11のゲート電極とNチャネル型の薄膜トランジスタN11のゲート電極には、共通の制御信号線Scnt1が接続される。これら2つの薄膜トランジスタはチャネルの特性が異なるため、一方がオン動作しているとき他方はオフ動作する。すなわち、相補動作する。
この形態例の場合、制御信号線Scnt1の電位は、前段に位置するシフトレジスタのうち対応する出力段の出力パルスを通じて2値的に制御される。
一方、スキャン電源線Vccpの電位も、前段に位置するシフトレジスタのうち対応する出力段の出力パルスを通じて2値的に制御される。
この形態例では、Vcc1(特許請求の範囲における「第2の駆動電圧」に対応する。)とVcc2(特許請求の範囲における「第3の駆動電圧」に対応する。)の2値で駆動する。この形態例の場合、Vcc1及びVcc2は、全ての信号電位Vsig について、駆動トランジスタN2を飽和領域で動作させるのに十分な電位を有するものとする。もっとも、相対的に低位の電位であるVcc1は、低階調に対応する信号電位Vsig が印加された駆動トランジスタN2を線形領域で動作させるような電位関係であっても良い。
また、Vcc1とVcc2の電位差は、カップリングにより駆動トランジスタN2のゲート電極に伝搬する電圧分がVg(この形態例の場合は1Vを想定する。)になるように設定する。
図17に、第2の制御線駆動部37の駆動波形と画素回路の動作期間との関係を示す。図17(A)は、スキャン電源線Vccpの駆動波形である。図17(B)は、制御信号線Scnt1の駆動波形である。図17(C)は、点灯制御線LSLに現れる電位波形である。
図17に示すように、スキャン電源線VccpがHレベルの期間、Nチャネル型の薄膜トランジスタN11がオン動作し、点灯制御線LSLの電位をLレベルに制御する。また、スキャン電源線VccpがLレベルの期間、Pチャネル型の薄膜トランジスタP11がオン動作し、スキャン電源線Vccpの電位が点灯制御線LSLに出力される。
(B−2)駆動動作
以下では、この形態例に係る有機ELパネルモジュール31の駆動動作例を説明する。
図18に、あるサブ画素11に着目した内部電位の変化を示す。図18(A)は、書込制御線WSLの駆動波形である。図18(B)は、信号線DTLの駆動波形である。図18(C)は、点灯制御線LSLの駆動波形である。図18(D)は、駆動トランジスタN2のゲート電位Vgの電位変化を示す波形である。図18(E)は、駆動トランジスタN2のソース電位Vsの電位変化を示す波形である。
(a)初期化動作
発光期間が終了し、非発光期間が開始すると、信号電位Vsig の新たな書き込みに備えてサブ画素11の初期化動作が実行される。このとき、点灯制御線LSLの電位は接地電位(すなわち、VSS)に制御される。
図19に、この動作時におけるサブ画素11の等価回路を示す。図19に示すように、サンプリングトランジスタN1はオフ制御されている。
このとき、駆動トランジスタN2のゲート電極と点灯制御線LSLの間の電圧が閾値電圧Vthより大きくなっている。このため、駆動トランジスタN2がオン動作し、保持容量Csに保持されていた電荷が引き出される。この電荷の引出しに伴い、駆動トランジスタN2のソース電位Vs(有機EL素子OLEDとの接続側の電位)は接地電位VSSになる。また、駆動トランジスタN2のゲート電位Vgも、ソース電位Vsの電位低下に引きずられるように低下する。
(b)閾値補正準備及び閾値補正動作
初期化動作が完了すると、サンプリングトランジスタN1がオン動作し、駆動トランジスタN2のゲート電極に、基準電位としてのオフセット電位Vofs を印加する状態になる。図20に、この時点におけるサブ画素11の等価回路を示す。このとき、保持容量Csは、Vofs −VSSで与えられる電圧が印加された状態に制御される。この電圧は、駆動トランジスタN2の閾値電圧Vthより広い状態である。この電位状態によって、閾値補正準備動作が完了する。
この電位状態において、点灯制御線LSLの電位が印加される3つの電位のうちの中間電位に当たる第1の発光電位Vcc1 に切り替わる。図21に、この時点におけるサブ画素11の等価回路を示す。このとき、駆動トランジスタN2のドレイン・ソース間電圧Vdsが広がる。このため、駆動トランジスタN2がオン状態になり、点灯制御線LSLより保持容量Csの方向に電流が流れ込み、保持容量Csに保持されている電荷を中和する。これに伴い、駆動トランジスタN2のソース電位Vsが上昇を開始する。
なお、このソース電位Vsの上昇は、保持容量Csに保持される電圧が、駆動トランジスタN2の閾値電圧Vthに達した時点で停止する。これは、駆動トランジスタN2が自動的にカットオフするためである。
やがて、閾値補正期間が終了すると、図22に示すように、サンプリングトランジスタN1がオフ制御される。勿論、駆動トランジスタN2がカットオフした時点の電位関係はそのまま保持される。
(c)信号電位の書き込み兼移動度補正動作
閾値補正動作が完了すると、信号線DTLの電位はオフセット電位Vofs から信号電位Vsig に切り替わる。この後、書込制御線WSLがHレベルに制御され、サンプリングトランジスタN1がオン制御される。図23に、この時点におけるサブ画素11の等価回路を示す。信号電位Vsig の書き込みによって、保持容量Csの電圧は再び閾値電圧Vthより拡大し、駆動トランジスタN2がオン制御される。
これにより、駆動電流Idsの供給が開始される。なお、駆動電流Idsは、有機EL素子OLEDに寄生する容量Cel等を充電するように流れ込む。これにより、有機EL素子OLEDの陽極電位(駆動トランジスタN2のソース電位Vs)は、移動度補正電圧△Vだけ上昇する。この移動度補正電圧△Vは、一般には信号電位Vsig の半分である。ただし、この形態例の場合には、移動度補正時間Tが、信号電位Vsig
より計算上求められる移動度補正時間tより長く制御されている(図18(A))。従って、移動度補正電圧△Vは、実際に印加されている信号電位Vsig の半分よりも大きな値になる。
また、ここでの移動度補正電圧△Vは、有機EL素子OLEDの閾値電圧Vth(oled)を超えないように定められている。
従って、移動度補正動作中に有機EL素子OLEDがオン動作することはない。すなわち、有機EL素子OLEDは非点灯のままである。
(d)発光動作(カップリング動作を含む)
移動度補正動作が完了すると、サンプリングトランジスタN1がオフ制御される。図24に、この時点におけるサブ画素11の等価回路を示す。
このとき、駆動トランジスタN2のゲート電極は、フローティング状態になる。従って、ソース電位Vsの上昇に伴って、駆動トランジスタN2のゲート電位Vgもブートストラップ動作により上昇する。そして、ソース電位Vsが有機EL素子OLEDの閾値電圧Vth(oled)に達した時点で、有機EL素子OLEDはオン動作し、保持容量Csに保持されている電圧Vgsに応じて定まる駆動電流Idsに応じた輝度レベルで発光を開始する。
この形態例では、発光開始時における駆動トランジスタN2のゲート電位VgをVxとする。
この後、この形態例に特有の動作の一つである動作が実行される。すなわち、点灯制御線LSLの電位が第2の発光電位Vcc2 に切り替わる。第2の発光電位Vcc2 は、点灯制御線LSLに印加される3つの電位のうち最も大きい電位である。
図25に、この時点におけるサブ画素11の等価回路を示す。点灯制御線LSLの電位が第1の発光電位Vcc1 から第2の発光電位Vcc2 に切り替わると、切り替わりタイミングにおける電位変化(=Vcc2 −Vcc1 )が、駆動トランジスタN2のゲート・ドレイン間に寄生する容量Ccを通じてゲート電極に飛び込む。
ここでの飛び込み量を△Vgとすると、ゲート電位Vgは、VxからVx+△Vgに変化する。なお、飛び込み量と点灯制御線LSLの電位変化の間には、次式の関係がある。
△Vg={Cc/(Cc+Cs)}・(Vcc2 −Vcc1 )
ところで、ゲート電位Vgが上昇する一方で、ソース電位Vsはほとんど上昇しない。基本的に、ソース電位Vsは、有機EL素子OLEDの閾値電圧Vth(oled)で決まるためである。
従って、保持容量Csの保持電圧もVgsからVgs’(=Vgs+△Vg)に拡大する。
このように、駆動トランジスタN2のゲート・ソース間電圧がVgs’に拡大すると、駆動電流もIdsからIds’に増加する。これにより、有機EL素子OLEDの発光輝度は、信号電位Vsig で与えられる輝度レベルよりも高い輝度レベルで発光する状態になる。
もっとも、輝度レベルが高くなっても、移動度補正にバラツキが出たのでは、ユニフォーミティの劣化による画質の低下を避け得ない。
ただし、この形態例の場合、移動度補正の際の移動度補正電圧△Vを、このカップリング動作後のゲート・ソース間電圧Vgs’を想定して過剰に補正している。従って、カップリング動作後の電位関係は、カップリング動作後のゲート・ソース間電圧Vgs’に対して適正な関係にある。
図26を用いて、カップリング動作後の電位関係が適正になることを説明する。図26(A)は書込制御線WSLの駆動波形であり、図26(B)は点灯制御線LSLの駆動波形である。また、図26(C)は駆動トランジスタN2のゲート電位Vgの電位変化の波形であり、図26(D)は駆動トランジスタN2のソース電位Vsの電位変化の波形である。
なお、図26においては、実際に供給される信号電位Vsig が3Vである場合について表している。図26に示すように、移動度補正時間Tは、計算上の移動度補正時間tよりも長く設定されている。従って、信号電位Vsig が3Vの場合における計算上の移動度補正電圧は1.5Vであるが、この例の場合には移動度補正電圧が2Vに達している。すなわち、信号電位Vsig に対して過補正が掛った状態にある。このとき、駆動トランジスタN2のゲート・ソース間電圧Vgsは1V+Vthである。
この状態で点灯制御線LSLの電位が上昇すると、容量カップリングによって、駆動トランジスタN2のゲート電極に1Vの電圧が加えられる。
結果的に、駆動トランジスタN2のゲート・ソース間電圧Vgsは2V+Vthに拡大する。この電位状態は、信号線DTLに4Vの信号電位Vsig が印加された状態で、適正な移動度補正が実行された結果と同じである。
(B−3)形態例の効果
以上説明したように、この形態例の場合には、点灯制御線LSLを3値の電圧で駆動し、閾値補正と移動度補正には中間電位(Vcc1 )を利用し、発光期間が開始された後に最大電位(Vcc2 )を印加する駆動方式を採用する。すなわち、点灯制御線LSLの電位が中間電位から最大電位に切り替わる際の電位変化を、カップリング動作を通じて薄膜トランジスタのゲート電極に重畳する駆動方式を採用する。
また、移動度補正時間をカップリングによる重畳電圧分を考慮して、実際に印加される信号電位Vsig における計算上の移動度補正時間よりも長くする駆動方式を採用する。
この駆動方式の採用により、一般的な駆動方式よりも高輝度での画像表示を、当該表示に必要なゲート・ソース間電圧Vgsに見合う移動度補正電圧を適切に確保しながら実現することができる。
かくして、一般的な駆動方式に比してユニフォーミティが高く、かつ高輝度が得られる画像品質の高い有機ELパネルモジュール31を実現することができる。
(C)形態例2
(C−2)システム構成
図27に、この形態例に係る有機ELパネルモジュール71のシステム構成例を示す。なお、図27には、図1と図8との対応部分に同一符号を付して示す。この形態例の場合も、前述した形態例1と同様の駆動動作の採用を目標とする点で同じである。
図27に示す有機ELパネルモジュール71は、画素アレイ部73と、その駆動回路である信号線駆動部33、制御線駆動部9、35及び75で構成される。
この形態例に特有の構成部分は、画素アレイ部73と制御線駆動部75の2つである。その他の構成部分は、図1又は図8の構成と同じである。
以下では、この形態例に特有の駆動回路の構成について説明する。
(a)画素アレイ部の構成
この形態例の場合、画素アレイ部73は、サブ画素81をマトリクス状に配置する。
図28に、サブ画素81の画素構造を示す。なお、図28には、図3との対応部分に同一符号を付して表している。
サブ画素81は、図28に示すように、薄膜トランジスタN1と、薄膜トランジスタN2と、信号電位Vsig を保持する保持容量Csと、カップリング容量Ccと、有機EL素子OLEDとで構成される。
すなわち、カップリグ容量Ccを配置する点が形態例1で使用するサブ画素11との違いである。このカップリング容量Ccは、発光動作中の駆動トランジスタN2のゲート電極にカップリング電圧を重畳するために設ける専用の容量である。形態例1の場合には、駆動トランジスタN2のゲート電極と主電極間に寄生する容量を用いていたが、この形態例では専用の容量を使用する。この構造の場合、容量値を形態例1よりも大きくできるが、カップリング動作を制御するカップリング制御線CSLが新たに必要になる。カップリング制御線CSLは全ての水平ラインに1本追加される。
(b)第3の制御線駆動部
第3の制御線駆動部75は、カップリング制御線CSLを通じ、サブ画素81に対するカップリング電圧の供給を制御する駆動デバイスである。この形態例の場合、第3の制御線駆動部75は、駆動電源の供給を2値電位で行う。すなわち、第3の制御線駆動部75は、Hレベル(例えばVcc2 )とLレベル(例えばVcc1 )の2値でカップリング制御線CSLを駆動する。
図29に、第3の制御線駆動部75の部分回路構成を示す。なお、図29に示す構成は、1つの水平ラインに対応する出力段部分の構成である。従って、画面内の垂直方向には、図29に示す構成の回路が垂直解像度数分だけ配置される。以下では、この部分回路も第3の制御線駆動部75と呼ぶ。
図29の場合、第3の制御線駆動部75は、Pチャネル型の薄膜トランジスタP21の一方の主電極をHレベル電源線に接続し、他方の主電極をカップリング制御線CSLに接続する。このカップリング制御線CSLには、Nチャネル型の薄膜トランジスタN21の一方の主電極を接続する。なお、Nチャネル型の薄膜トランジスタN21の他方の主電極はLレベル電源線に接続される。
因みに、Pチャネル型の薄膜トランジスタP21のゲート電極とNチャネル型の薄膜トランジスタN21のゲート電極には、共通の制御信号線Scnt2が接続される。これら2つの薄膜トランジスタはチャネルの特性が異なるため、一方がオン動作しているとき他方はオフ動作する。すなわち、相補動作する。
この形態例の場合、制御信号線Scnt2の電位は、前段に位置するシフトレジスタのうち対応する出力段の出力パルスを通じて2値的に制御される。
(C−2)駆動動作
以下では、この形態例に係る有機ELパネルモジュール71の駆動動作例を説明する。
図30に、あるサブ画素81に着目した内部電位の変化を示す。図30(A)は、書込制御線WSLの駆動波形である。図30(B)は、信号線DTLの駆動波形である。図30(C)は、点灯制御線LSLの駆動波形である。図30(D)は、カップリング制御線CSLの駆動波形である。図30(E)は、駆動トランジスタN2のゲート電位Vgの電位変化を示す波形である。図30(F)は、駆動トランジスタN2のソース電位Vsの電位変化を示す波形である。
(a)初期化動作
発光期間が終了し、非発光期間が開始すると、信号電位Vsig の新たな書き込みに備えてサブ画素11の初期化動作が実行される。このとき、点灯制御線LSLの電位は接地電位(すなわち、VSS)に制御される。また、カップリング制御線CSLの電位もHレベルからLレベルに切り替え制御される。このカップリング制御線CSLの電位低下時にもカップリング動作が生じるが、初期化動作中であるので発光動作や補正動作への影響はない。
(b)閾値補正準備及び閾値補正動作
初期化動作が完了すると、サンプリングトランジスタN1がオン動作し、駆動トランジスタN2のゲート電極に、基準電位としてのオフセット電位Vofs を印加する状態になる。このとき、保持容量Csは、Vofs −VSSで与えられる電圧が印加された状態に制御される。この電圧は、駆動トランジスタN2の閾値電圧Vthより広い状態である。この電位状態によって、閾値補正準備動作が完了する。
この電位状態において、点灯制御線LSLの電位が駆動電位(例えば第1の発光電位Vcc1
)に切り替わる。このとき、駆動トランジスタN2のドレイン・ソース間電圧Vdsが広がる。このため、駆動トランジスタN2がオン状態になり、点灯制御線LSLより保持容量Csの方向に電流が流れ込み、保持容量Csに保持されている電荷を中和する。これに伴い、駆動トランジスタN2のソース電位Vsが上昇を開始する。
なお、このソース電位Vsの上昇は、保持容量Csに保持される電圧が、駆動トランジスタN2の閾値電圧Vthに達した時点で停止する。これは、駆動トランジスタN2が自動的にカットオフするためである。
やがて、閾値補正期間が終了すると、サンプリングトランジスタN1がオフ制御される。勿論、駆動トランジスタN2がカットオフした時点の電位関係はそのまま保持される。
(c)信号電位の書き込み兼移動度補正動作
閾値補正動作が完了すると、信号線DTLの電位はオフセット電位Vofs から信号電位Vsig に切り替わる。この後、書込制御線WSLがHレベルに制御され、サンプリングトランジスタN1がオン制御される。信号電位Vsig の書き込みによって、保持容量Csの電圧は再び閾値電圧Vthより拡大し、駆動トランジスタN2がオン制御される。
これにより、駆動電流Idsの供給が開始される。なお、駆動電流Idsは、有機EL素子OLEDに寄生する容量Cel等を充電するように流れ込む。これにより、有機EL素子OLEDの陽極電位(駆動トランジスタN2のソース電位Vs)は、移動度補正電圧△Vだけ上昇する。この形態例の場合も、移動度補正時間Tが、信号電位Vsig より計算上求められる移動度補正時間tより長く制御されている(図30(A))。従って、移動度補正電圧△Vは、信号電位Vsig の半分よりも大きな値になる。
また、ここでの移動度補正電圧△Vは、有機EL素子OLEDの閾値電圧Vth(oled)を超えないように定められている。
従って、移動度補正動作中に有機EL素子OLEDがオン動作することはない。すなわち、有機EL素子OLEDは非点灯のままである。
(d)発光動作(カップリング動作を含む)
移動度補正動作が完了すると、サンプリングトランジスタN1がオフ制御される。このとき、駆動トランジスタN2のゲート電極は、フローティング状態になる。従って、ソース電位Vsの上昇に伴って、駆動トランジスタN2のゲート電位Vgもブートストラップ動作により上昇する。そして、ソース電位Vsが有機EL素子OLEDの閾値電圧Vth(oled)に達した時点で、有機EL素子OLEDはオン動作し、保持容量Csに保持されている電圧Vgsに応じて定まる駆動電流Idsに応じた輝度レベルで発光を開始する。
この形態例でも、発光開始時における駆動トランジスタN2のゲート電位VgをVxとする。
この後、カップリング制御線CSLの電位がHレベルに切り替わる。ここでの電位変化は、△Vpsである。
カップリング制御線CSLの電位がLレベルからHレベルに切り替わると、切り替わりタイミングにおける電位変化△Vpsが、カップリング容量Ccを通じて駆動トランジスタN2のゲート電極に飛び込む。
ここでの飛び込み量を△Vgとすると、ゲート電位Vgは、VxからVx+△Vgに変化する。なお、飛び込み量と点灯制御線LSLの電位変化の間には、次式の関係がある。
△Vg={Cc/(Cc+Cs)}・△Vps
ところで、ゲート電位Vgが上昇する一方で、ソース電位Vsはほとんど上昇しない。基本的に、ソース電位Vsは、有機EL素子OLEDの閾値電圧Vth(oled)で決まるためである。
従って、保持容量Csの保持電圧もVgsからVgs’(=Vgs+△Vg)に拡大する。
このように、駆動トランジスタN2のゲート・ソース間電圧がVgs’に拡大すると、駆動電流もIdsからIds’に増加する。これにより、有機EL素子OLEDの発光輝度は、信号電位Vsig で与えられる輝度レベルよりも高い輝度レベルで発光する状態になる。
なお、ここでの駆動動作は形態例1と同じである。従って、カップリング動作後の電位関係は、カップリング動作後のゲート・ソース間電圧Vgs’に対して適正な関係になる。
(C−3)形態例の効果
以上説明したように、この形態例の場合には、カップリング制御線CSLを2値の電圧で駆動し、閾値補正と移動度補正にはLレベルを利用し、発光期間が開始された後にHレベルを印加する駆動方式を採用する。すなわち、カップリング制御線CSLの電位がLレベルからHレベルに切り替わる際の電位変化△Vpsを、専用のカップリング容量Ccを通じて薄膜トランジスタのゲート電極に重畳する駆動方式を採用する。
また、移動度補正時間をカップリングによる重畳電圧分を考慮して、実際に印加される信号電位Vsig における計算上の移動度補正時間よりも長くする駆動方式を採用する。
この駆動方式の採用により、一般的な駆動方式よりも高輝度での画像表示を、当該表示に必要なゲート・ソース間電圧Vgsに見合う移動度補正電圧の適切に確保しながら実現することができる。
かくして、一般的な駆動方式に比してユニフォーミティが高く、かつ高輝度が得られる画像品質の高い有機ELパネルモジュール31を実現することができる。
(D)他の形態例
(D−1)制御線駆動部の他の構成例
前述した形態例1の場合には、点灯制御線LSLの駆動部として、図16に示す回路構成の制御線駆動部37を例示した。
しかし、同様の制御は、他の回路構成によっても実現できる。図31に、点灯制御線LSLの駆動に適する制御線駆動部37の他の構成例を示す。
図31に示す制御線駆動部37では、点灯制御線LSLに印加する3値の電位VSS、Vcc1 、Vcc2 のそれぞれについて1つのスイッチ(薄膜トランジスタ)を配置する構成を採用する。
図31に示す制御線駆動部37の場合、点灯制御線LSLに対して、Pチャネル型の薄膜トランジスタP31とP32が並列に接続される。
このうち、薄膜トランジスタP31の一方の主電極は、第1の発光電位Vcc1 が印加される電源線に接続され、他方の主電極は点灯制御線LSLに接続される。また、薄膜トランジスタP32の一方の主電極は、第2の発光電位Vcc2 が印加される電源線に接続され、他方の主電極を点灯制御線LSLに接続される。
また、これら2つの薄膜トランジスタP31、P32に対して直列にNチャネル型の薄膜トランジスタN31が接続され、他方の主電極は接地電源VSSに接続される。
この図31に示す制御線駆動部37の場合、個々の薄膜トランジスタP31、P32及びN31のゲート電極には、それぞれ専用の制御信号線Scnt11 、Scnt12 、Scnt13
が接続される。
因みに、薄膜トランジスタP31のゲート電極には制御信号線Scnt11 が接続され、薄膜トランジスタP32のゲート電極には制御信号線Scnt12 が接続され、薄膜トランジスタN31のゲート電極には制御信号線Scnt13 が接続される。
これらの制御信号線Scnt11 、Scnt12 、Scnt13 の電位についても、前段に位置するシフトレジスタのうち対応する出力段の出力パルスを通じて2値的に制御される。
図32に、制御線駆動部37の駆動波形と画素回路の動作期間との関係を示す。図32(A)は、薄膜トランジスタP31を駆動する制御信号線Scnt11 の駆動波形である。図32(B)は、薄膜トランジスタP32を駆動する制御信号線Scnt12 の駆動波形である。図32(C)は、薄膜トランジスタN31を駆動する制御信号線Scnt13 の駆動波形である。図32(D)は、点灯制御線LSLに現れる電位波形である。
この回路構成の場合、まず、制御信号線Scnt13 がHレベルの期間、Nチャネル型の薄膜トランジスタN31がオン動作し、点灯制御線LSLの電位をLレベルに制御する。次に、制御信号線Scnt13 がLレベルに切り替わり、この切り替わりに連動して、制御信号線Scnt11 がHレベルからLレベルに変化する。このとき、Pチャネル型の薄膜トランジスタP31がオン動作し、点灯制御線LSLには第1の発光電位Vcc1 が出力される。続いて、制御信号線Scnt13 が再びHベルに切り替わり、この切り替わりに連動して、制御信号線Scnt12 がHレベルからLレベルに変化する。このとき、Pチャネル型の薄膜トランジスタP32がオン動作し、点灯制御線LSLには第2の発光電位Vcc2 が出力される。
かくして、図32(D)に示す電位変化は、図17(C)と全く同じ電位変化となる。
(D−2)画素回路の構成例
前述した形態例1及び2の場合には、サブ画素を構成する薄膜トランジスタの数が2つの場合について説明した。
しかし、サブ画素の構成は、これら以外の場合にも適用できる。例えば薄膜トランジスタの数は3つ以上でも良い。
図33に、4つの薄膜トランジスタで構成されるサブ画素の構成例を示す。なお、図33には、図28との対応部分に同一符号を付して示している。図33に示すサブ画素に新規な構成部分は3つである。
1つ目の新規構成は、点灯制御線LSLが固定電源線VCCに変更される点である。2つ目の新規構成は、固定電源線VCCと駆動トランジスタN2の間に、点灯制御トランジスタN41が直列に接続される点である。
図33の場合、点灯制御トランジスタN41は、Nチャネル型の薄膜トランジスタで形成される。この点灯制御トランジスタN41は、点灯制御線LSLによって開閉制御され、閉制御時に駆動電源が固定電源線VCCより供給され、開制御時に駆動電源の供給が停止される。ここでの開制御は、非発光期間と発光期間中における消灯時に選択される。
3つ目の新規構成は、有機EL素子OLEDと並列に接続されるリセットトランジスタN43である。リセットトランジスタN43もNチャネル型の薄膜トランジスタで形成される。このリセットトランジスタN41は、リセット制御線RSLによって開閉制御される。リセットトランジスタN41は初期化時に閉制御され、その他の期間は開制御される。
図34に、この画素構造に対応する内部電位の変化を示す。因みに、図34(A)は、書込制御線WSLの駆動波形である。図34(B)は、信号線DTLの駆動波形である。図34(C)は、点灯制御線LSLの駆動波形である。図34(D)は、リセット制御線RSLの駆動波形である。図34(E)は、カップリング制御線CSLの駆動波形である。図34(F)は、駆動トランジスタN2のゲート電位Vgの電位変化を示す波形である。図34(G)は、駆動トランジスタN2のソース電位Vsの電位変化を示す波形である。
なお、基本的な駆動動作は、形態例2の駆動動作と同じである。固有の動作は、初期化動作と駆動トランジスタN2と固定電源線VCCとの接続に関連する点灯制御トランジスタN41の動作である。
ここでは、相違点を中心に駆動動作を説明する。例えば初期化時には、点灯制御トランジスタN41は開制御されると共に、リセットトランジスタN43が閉制御される。このとき、保持容量Csの一方の電極と接地電位VSSとが接続され、保持容量Csに保持されていた電荷が接地電位VSSに引き出され、初期化が実行される。
初期化動作が終了すると、点灯制御トランジスタN41が閉制御されると共に、リセットトランジスタN43は開制御される。これ以降、図33に示すサブ画素の等価回路は、図28に示すサブ画素と同じになる。
従って、各制御線の駆動状態は、形態例2と同じになる。
(D−3)信号線駆動部の他の構成
前述した形態例1の説明では、カップリング動作時の電位上昇分だけ、信号線駆動部33のディジタル/アナログ変換回路45では、信号振幅を一般的な駆動方式よりも小さくした。しかしながら、信号線駆動部33の構成は、現在一般的に使用されている信号線駆動部5をそのまま使用しても良い。
(D−4)移動度補正時の他のパルス波形
前述の形態例においては、移動度補正動作の実行を指示する制御パルスの立ち下げ波形を移動度補正カーブに一致させる場合について説明した。
しかし、実際の駆動回路では、書込制御線WSLに矩形波形状の制御パルスを入力したとしても、立ち下がり時の波形に鈍りが現われることが知られている。従って、立ち下げ時に出現する鈍り量によっては、制御パルスとして矩形波を使用しても良い。
(D−5)製品例
(a)電子機器
前述の説明では、有機ELパネルモジュールについて発明を説明した。しかし、前述した有機ELパネルモジュールは、各種の電子機器に実装した商品形態でも流通される。以下、他の電子機器への実装例を示す。
図35に、電子機器91の概念構成例を示す。電子機器91は、前述した駆動回路を搭載する表示パネルモジュール93、システム制御部95及び操作入力部97で構成される。システム制御部95で実行される処理内容は、電子機器91の商品形態により異なる。また、操作入力部97は、システム制御部95に対する操作入力を受け付けるデバイスである。操作入力部97には、例えばスイッチ、ボタンその他の機械式インターフェース、グラフィックインターフェース等が用いられる。
図36に、電子機器がテレビジョン受像機の場合の外観例を示す。テレビジョン受像機101の筐体正面には、フロントパネル103及びフィルターガラス105等で構成される表示画面107が配置される。表示画面107の部分が、図35の表示パネルモジュール93に対応する。
また、この種の電子機器には、例えばデジタルカメラが想定される。図37に、デジタルカメラ111の外観例を示す。図37(A)が正面側(被写体側)の外観例であり、図37(B)が背面側(撮影者側)の外観例である。
デジタルカメラ111は、保護カバー113、撮像レンズ部115、表示画面117、コントロールスイッチ119及びシャッターボタン121で構成される。このうち、表示画面117の部分が、図35の表示パネルモジュール93に対応する。
また、この種の電子機器には、例えばビデオカメラが想定される。図38に、ビデオカメラ131の外観例を示す。
ビデオカメラ131は、本体133の前方に被写体を撮像する撮像レンズ135、撮影のスタート/ストップスイッチ137及び表示画面139で構成される。このうち、表示画面139の部分が、図35の表示パネルモジュール93に対応する。
また、この種の電子機器には、例えば携帯端末装置が想定される。図39に、携帯端末装置としての携帯電話機141の外観例を示す。図39に示す携帯電話機141は折りたたみ式であり、図39(A)が筐体を開いた状態の外観例であり、図39(B)が筐体を折りたたんだ状態の外観例である。
携帯電話機141は、上側筐体143、下側筐体145、連結部(この例ではヒンジ部)147、表示画面149、補助表示画面151、ピクチャーライト153及び撮像レンズ155で構成される。このうち、表示画面149及び補助表示画面151の部分が、図35の表示パネルモジュール93に対応する。
また、この種の電子機器には、例えばコンピュータが想定される。図40に、ノート型コンピュータ161の外観例を示す。
ノート型コンピュータ161は、下型筐体163、上側筐体165、キーボード167及び表示画面169で構成される。このうち、表示画面169の部分が、図35の表示パネルモジュール93に対応する。
これらの他、電子機器には、オーディオ再生装置、ゲーム機、電子ブック、電子辞書等が想定される。
(D−6)他の表示デバイス例
前述の形態例においては、発明を有機ELパネルモジュールに適用する場合について説明した。
しかし、前述した電源系回路の構成は、その他の自発光型の表示パネルモジュールにも適用することができる。
例えばLEDをマトリクス状に配列する表示装置やダイオード構造を有する発光素子を画面上に配列した表示パネルモジュールに対しても適用することができる。例えば無機ELパネルにも適用できる。
(D−7)その他
前述した形態例には、発明の趣旨の範囲内で様々な変形例が考えられる。また、本明細書の記載に基づいて創作される又は組み合わせられる各種の変形例及び応用例も考えられる。
有機ELパネルモジュールのシステム構造を説明する図である。 サブ画素の画素配列を説明する図である。 サブ画素の構造例を説明する図である。 サブ画素の駆動波形例を説明する図である。 計算上導き出される移動度補正カーブの形状を説明する図である。 駆動トランジスタのゲート・ソース間に現われる電圧変化を説明する図である。 有機ELパネルモジュールの外観構成例を示す図である。 形態例1に係る有機ELパネルモジュールのシステム構造例を示す図である。 信号線駆動部の構成例を示す図である。 実際に使用する入出力特性(実線で示す)と最終的に実現したい入出力特性(破線で示す)の関係を説明する図である。 書込制御線を駆動する制御線駆動部の回路構成例を説明する図である。 電源電圧パルスの波形例を説明する図である。 この形態例で使用する移動度補正カーブの形状例を示す図である。 電源電圧パルスを発生する回路デバイスの構成例を示す図である。 駆動電源発生部の構成例を示す図である。 点灯制御線を駆動する制御線駆動部の回路構成例を説明する図である。 点灯制御線の駆動信号波形を示す図である。 形態例1に係る駆動波形例を説明する図である。 初期化動作時におけるサブ画素の等価回路を示す図である。 閾値補正準備動作時におけるサブ画素の等価回路を示す図である。 閾値補正動作時におけるサブ画素の等価回路を示す図である。 閾値補正動作が完了した後のサブ画素の等価回路を示す図である。 信号電位の書き込み兼移動度補正動作時におけるサブ画素の等価回路を示す図である。 発光動作時におけるサブ画素の等価回路を示す図である。 カップリング動作時におけるサブ画素の等価回路を示す図である。 形態例に係る駆動動作の適用時に、駆動トランジスタのゲート・ソース間に現われる電圧変化を説明する図である。 形態例2に係る有機ELパネルモジュールのシステム構造例を示す図である。 形態例2で使用するサブ画素の構造例を説明する図である。 点灯制御線を駆動する制御線駆動部の回路構成例を説明する図である。 形態例2に係る駆動波形例を説明する図である。 点灯制御線を駆動する制御線駆動部の他の回路構成例を説明する図である。 図31に示す制御線駆動部の制御信号と点灯制御線の電位変化との関係を説明する図である。 画素回路の他の構成例を示す図である。 図33に示す画素回路の駆動波形例を示す図である。 電子機器の概念構成例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。
符号の説明
31 有機ELパネルモジュール
3 画素アレイ部
33 信号線駆動部
35 制御線駆動部
37 制御線駆動部
71 有機ELパネルモジュール
73 画素アレイ部
75 制御線駆動部

Claims (10)

  1. 保持容量と、前記保持容量の2つの電極に制御電極と一方の主電極が接続され、当該保持容量に蓄積された電圧に応じた大きさの駆動電流を自発光素子に供給する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタの制御電極に対する電位の書き込みを制御するサンプリングトランジスタとを有する画素領域を、表示領域内にマトリクス状に配置した画素アレイ部と、
    信号線に、対応する電位を印加する第1の駆動部と、
    前記サンプリングトランジスタの制御電極に接続される第1の制御線に、電位の書き込みタイミングを与える第2の駆動部と、
    前記駆動トランジスタの他方の主電極に接続される第2の制御線に、3値の駆動電圧を時間順次に与える第3の駆動部であって、非発光期間の開始から前記駆動トランジスタの特性補正期間が開始されるまでの間、最も電位が低い第1の駆動電圧を印加し、前記駆動トランジスタの特性補正期間の開始から発光期間の初期期間まで、中間電位に対応する第2の駆動電圧を印加し、発光期間の初期期間の終了後、最も電位が高い第3の駆動電圧を印加する第3の駆動部と
    を有する自発光型の表示パネルモジュール。
  2. 請求項1に記載の表示パネルモジュールにおいて、
    前記第2の駆動部による画素階調に対応する電位の印加期間Tが、各電位について計算上導き出される移動度補正時間長tよりも長く設定されている
    ことを特徴とする自発光型の表示パネルモジュール。
  3. 請求項2に記載の表示パネルモジュールにおいて、
    前記移動度補正時間長tは、
    定数をk、前記薄膜トランジスタの移動度をμ、画素階調に対応する信号電位をVsig
    とするとき、
    t=C/(k・μ・Vsig )
    で与えられる
    ことを特徴とする自発光型の表示パネルモジュール。
  4. 保持容量と、前記保持容量の2つの電極に制御電極と一方の主電極が接続され、当該保持容量に蓄積された電圧に応じた大きさの駆動電流を自発光素子に供給する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタの制御電極に対する電位の書き込みを制御するサンプリングトランジスタと、前記駆動トランジスタの制御電極に一端が接続され、他端が第3の制御線に接続されるカップリング容量とを有する画素領域を、表示領域内にマトリクス状に配置した画素アレイ部と、
    信号線に、対応する電位を印加する第1の駆動部と、
    前記サンプリングトランジスタの制御電極に接続される第1の制御線に、電位の書き込みタイミングを与える第2の駆動部と、
    前記駆動トランジスタの他方の主電極に接続される第2の制御線に、2値の駆動電圧を時間順次に与える第3の駆動部であって、非発光期間の開始から前記駆動トランジスタの特性補正期間が開始されるまでの間、低位側の駆動電圧を印加し、前記駆動トランジスタの特性補正期間の開始以降は高位側の駆動電圧を印加する第3の駆動部と、
    前記第3の制御線に2値の駆動電圧を時間順次に印加する第4の駆動部であって、非発光期間の開始から発光期間の初期期間まで低位側の駆動電圧を印加し、発光期間の初期期間の終了後、高位側の駆動電圧を印加する第4の駆動部と
    を有する自発光型の表示パネルモジュール。
  5. 請求項4に記載の表示パネルモジュールにおいて、
    第2の駆動部による画素階調に対応する電位の印加期間Tが、各電位について計算上導き出される移動度補正時間長tよりも長く設定されている
    ことを特徴とする自発光型の表示パネルモジュール。
  6. 請求項5に記載の表示パネルモジュールにおいて、
    前記移動度補正時間長tは、
    定数をk、前記薄膜トランジスタの移動度をμ、画素階調に対応する信号電位をVsig
    とするとき、
    t=C/(k・μ・Vsig )
    で与えられる
    ことを特徴とする自発光型の表示パネルモジュール。
  7. 保持容量と、前記保持容量の2つの電極に制御電極と一方の主電極が接続され、当該保持容量に蓄積された電圧に応じた大きさの駆動電流を自発光素子に供給する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタの制御電極に対する電位の書き込みを制御するサンプリングトランジスタとを少なくとも有する画素領域を、表示領域内にマトリクス状に配置した画素アレイ部と、
    信号線に、対応する電位を印加する第1の駆動部と、
    前記サンプリングトランジスタの制御電極に接続される第1の制御線に、電位の書き込みタイミングを与える第2の駆動部と、
    発光期間の初期期間の終了後、前記駆動トランジスタの制御電極の電位を、カップリング動作を通じて上昇させる第3の駆動部と
    を有する自発光型の表示パネルモジュール。
  8. 保持容量と、前記保持容量の2つの電極に制御電極と一方の主電極が接続され、当該保持容量に蓄積された電圧に応じた大きさの駆動電流を自発光素子に供給する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタの制御電極に対する電位の書き込みを制御するサンプリングトランジスタとを有する画素領域を、表示領域内にマトリクス状に配置した画素アレイ部と、信号線に、対応する電位を印加する第1の駆動部と、前記サンプリングトランジスタの制御電極に接続される第1の制御線に、電位の書き込みタイミングを与える第2の駆動部と、前記駆動トランジスタの一方の主電極に接続される第2の制御線に、3値の駆動電圧を時間順次に与える第3の駆動部であって、非発光期間の開始から前記駆動トランジスタの特性補正期間が開始されるまでの間、最も電位が低い第1の駆動電圧を印加し、前記駆動トランジスタの特性補正期間の開始から発光期間の初期期間まで、中間電位に対応する第2の駆動電圧を印加し、発光期間の初期期間の終了後、最も電位が高い第3の駆動電圧を印加する第3の駆動部とを有する自発光型の表示パネルモジュールと、
    システム全体の動作を制御するシステム制御部と、
    前記システム制御部に対する操作入力を受け付ける操作入力部と
    を有する電子機器。
  9. 保持容量と、前記保持容量の2つの電極に制御電極と一方の主電極が接続され、当該保持容量に蓄積された電圧に応じた大きさの駆動電流を自発光素子に供給する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタの制御電極に対する電位の書き込みを制御するサンプリングトランジスタと、前記駆動トランジスタの制御電極に一端が接続され、他端が第3の制御線に接続されるカップリング容量とを有する画素領域を、表示領域内にマトリクス状に配置した画素アレイ部と、信号線に、対応する電位を印加する第1の駆動部と、前記サンプリングトランジスタの制御電極に接続される第1の制御線に、電位の書き込みタイミングを与える第2の駆動部と、前記駆動トランジスタの一方の主電極に接続される第2の制御線に、2値の駆動電圧を時間順次に与える第3の駆動部であって、非発光期間の開始から前記駆動トランジスタの特性補正期間が開始されるまでの間、低位側の駆動電圧を印加し、前記駆動トランジスタの特製補正期間の開始以降は高位側の駆動電圧を印加する第3の駆動部と、前記第3の制御線に2値の駆動電圧を時間順次に印加する第4の駆動部であって、非発光期間の開始から発光期間の初期期間まで低位側の駆動電圧を印加し、発光期間の初期期間の終了後、高位側の駆動電圧を印加する第4の駆動部とを有する自発光型の表示パネルモジュールと、
    システム全体の動作を制御するシステム制御部と、
    前記システム制御部に対する操作入力を受け付ける操作入力部と
    を有する電子機器。
  10. 保持容量と、前記保持容量の2つの電極に制御電極と一方の主電極が接続され、当該保持容量に蓄積された電圧に応じた大きさの駆動電流を自発光素子に供給する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタの制御電極に対する電位の書き込みを制御するサンプリングトランジスタとを少なくとも有する画素領域を、表示領域内にマトリクス状に配置した画素アレイ部と、信号線に、対応する電位を印加する第1の駆動部と、前記サンプリングトランジスタの制御電極に接続される第1の制御線に、電位の書き込みタイミングを与える第2の駆動部と、発光期間の初期期間の終了後、前記駆動トランジスタの制御電極の電位を、カップリング動作を通じて上昇させる第3の駆動部とを有する自発光型の表示パネルモジュールと、
    システム全体の動作を制御するシステム制御部と、
    前記システム制御部に対する操作入力を受け付ける操作入力部と
    を有する電子機器。
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