JP2008009080A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】有機EL素子を陽極から先に形成することができるとともに、TFTを全てn型とし得る画素回路を備えた表示装置を実現する。
【解決手段】スイッチ用TFT:Q3・Q2・Q5をオン状態として、駆動用TFT:Q1をオン状態とする。そして、スイッチ用TFT:Q5をオフ状態とすれば、駆動用TFT:Q1を閾値状態でオフ状態とすることができる。この後、スイッチ用TFT:Q2をオフ状態として、コンデンサC1に上記閾値電圧を保持させる。次いで、スイッチ用TFT:Q3をオフ状態としてスイッチ用TFT:Q4をオン状態とする。ここで、電位配線Uiの前記電位と、電位配線Uiの次に変化させる電位と、ソース配線Sjの前記電位との組み合わせを、駆動用TFT:Q1がオン状態となるときの制御電圧と、オフ状態となるときの制御電圧とに対する条件を満たすように選択する。
【選択図】図1
【解決手段】スイッチ用TFT:Q3・Q2・Q5をオン状態として、駆動用TFT:Q1をオン状態とする。そして、スイッチ用TFT:Q5をオフ状態とすれば、駆動用TFT:Q1を閾値状態でオフ状態とすることができる。この後、スイッチ用TFT:Q2をオフ状態として、コンデンサC1に上記閾値電圧を保持させる。次いで、スイッチ用TFT:Q3をオフ状態としてスイッチ用TFT:Q4をオン状態とする。ここで、電位配線Uiの前記電位と、電位配線Uiの次に変化させる電位と、ソース配線Sjの前記電位との組み合わせを、駆動用TFT:Q1がオン状態となるときの制御電圧と、オフ状態となるときの制御電圧とに対する条件を満たすように選択する。
【選択図】図1
Description
本発明は有機EL(Organic Light Emitting Diodes)素子等の電気光学素子を用いた表示装置およびその駆動方法に関するものである。
有機EL素子などの電流駆動型素子を発光素子に用いた表示装置において、当該電流駆動型素子を、電圧駆動型で電流出力型の駆動素子の閾値電圧のばらつきに依らずに所望の電流で駆動する技術が提案されている。このような駆動回路では、まず駆動素子を閾値状態としておき、その後、閾値電圧からある電圧分だけずらした制御電圧が駆動素子に印加されるように、駆動回路に表示信号を書き込む動作および発光動作を行う。
図23〜図27に、このような駆動回路を備えた表示装置の例として、特許文献1に示された表示装置の構成と、その駆動方法を示す。
図23は、特許文献1の表示装置のブロック構成を示す図である。表示領域46内に画素40がマトリクス状に設けられており、画素40には信号線8およびリセットゲート線11、電源線49がそれぞれ接続されている。信号線8の一端は信号線切替えスイッチ17を介して信号側駆動回路16に、リセットゲート線11の一端は走査側駆動回路45に接続され、電源線49は電源線スイッチ41を介して電源入力線43にまとめられる。なおここで、電源線スイッチ41は走査側駆動回路45によって制御され、また信号線切替えスイッチ17は信号線8を信号側駆動回路16と定電圧入力線14とに切り替える。
図24は、この画素40の回路構成を示す図である。各画素40には電気光学素子として有機EL素子1が設けられており、有機EL素子1のカソード端は共通接地に接続されている。またアノード端は駆動TFT:2のチャンネルを介して電源線49に接続されている。また駆動TFT:2のゲートは記憶容量4を介して信号線8に接続されており、駆動TFT:2のドレイン端子とゲート端子間にはリセットスイッチ6が設けられている。このリセットスイッチ6は前述のリセットゲート線11に接続されている。
図25は、この表示装置の駆動タイミングチャートである。当該タイミングチャートは、1フレーム期間における信号線8、リセットスイッチ6、電源線スイッチ41および有機EL素子1のカソード端である共通接地(Common)の動作を表している。各スイッチ6,41の駆動波形は、上をスイッチがオフの状態、下をスイッチがオンの状態として示している。1フレーム期間は前半の「書き込み期間」と、後半の「発光期間」から構成されている。前半の「書き込み期間」においては走査側駆動回路45の走査に従って、画素40におけるリセットスイッチ6、および表示領域46端部に設けられた電源線スイッチ41は順次駆動され、同時に共通接地も接地/フローティングの状態を繰り返す。
図26はその「書き込み期間」における各画素40のタイミングチャートを示しており、各画素40が走査側駆動回路45によって選択され、表示信号が書き込まれる際の、信号線8、リセットスイッチ6、電源線スイッチ41、および有機EL素子1のカソード端である共通接地(Common)の動作を表している。画素40への表示信号書き込み時は、始めに時刻t0でリセットスイッチ6および電源線スイッチ41がオン状態になり、共通接地は接地され、信号線8には信号電圧Vsが印加される。これにより駆動TFT2はゲートとドレインとが接続されたダイオード接続になり、駆動TFT2のゲート電圧はクリアされる。次に時刻t1で共通接地がフローティング(Open)になることで、駆動TFT2のゲート電圧が電源線49に印加されている電源電圧よりも閾値電圧Vthだけ低い電圧まで上昇し、駆動TFT2を流れる電流が停止する。この後、時刻t2でリセットスイッチ6がオフされ、さらにt3で電源線スイッチ41がオフされ、この画素40の信号電圧書き込みは完了する。
続いて次の行の画素40の表示信号書き込みが開始され、信号線8には次の画素40に書き込むべき信号電圧が印加される。以上の繰返しによって全ての画素40に対して信号電圧が書き込まれたところで、前半の「書き込み期間」が終了する。
後半の「発光期間」の動作は再び図25により示される。後半の「発光期間」においては、信号線8には一定の電圧Vilが印加され、同時に全ての画素40のリセットスイッチ6はオフ、電源線スイッチ41はオン、共通接地は接地電圧に固定される。前述の記憶容量4への書き込みによって、信号線8に信号電圧Vsが印加された際には、駆動TFT2のゲート端子電圧は、電源線49を介してソース端子に印加されている電源電圧よりも閾値電圧Vthだけ低い電圧が再現される。
一方、信号線8に一定電圧Vilが印加された際には、駆動TFT2のゲート端子には、電源線49を介してソース端子に印加されている電源電圧よりも(Vs−Vil+閾値電圧|Vth|)だけ低い電圧が再現されることになる。すなわち各画素に対して予め所定の信号電圧Vsを書き込んでおくことによって、閾値電圧Vthのばらつきに影響されることなく、駆動TFT2の駆動電流を用いて有機EL素子1を発光させることができる。
また、図27に示すように、後半の「発光期間」に信号線8の電圧を変化させることで、信号線8の電圧が、前半の「書き込み期間」で画素40に書き込まれていた信号電圧Vsよりも低くなる期間Tsだけ、各画素40の有機EL素子1を発光させることもできる。
特開2004−341144号公報(2004年12月2日公開)
上記特許文献1に示される図24の画素回路では、駆動TFT:2の基準電位を電源線49の電位とするために、駆動TFT:2をp型とする。特許文献1には、この他に、図28で示すようなn型の駆動TFT:62を用いた画素回路も開示されている。図28の画素回路60は、有機EL素子61、駆動TFT62、記憶容量64、リセットスイッチ66、および、OLEDスイッチ67を備えている。有機EL素子61の陽極端は共通接地に接続されており、陰極端はOLEDスイッチ67および駆動TFT62を介して電源線9に接続されている。駆動TFT62のゲートは記憶容量64を介して信号線8に接続されている。リセットスイッチ66は駆動TFT62のドレイン端子とゲート端子との間に設けられており、そのゲートはリセットゲート線11に接続されている。OLEDスイッチ67のゲート端子はOLEDゲート線12に接続されている。
駆動TFTをp型とする場合には、図24から分かるように有機EL素子1の陽極が駆動TFT側となり、駆動TFTをn型とする場合には、図28から分かるように有機EL素子61の陰極が駆動TFT側となる。しかし、有機EL素子は、陽極を先に形成し、陰極をその後に形成する方が安定する。従って、特許文献1の画素回路としては、p型の駆動TFT:2を用いたもののほうが、有機EL素子61の陽極を先に形成することになるので、有機EL素子を安定に製造することができる。
しかるに、画素回路の材料にCGシリコンや低温ポリシリコンを用いる場合にはTFTとしてn型TFTの他にp型TFTも使うことができるが、アモルファスシリコンや微結晶シリコンを用いる場合にはn型TFTしか使うことができない。これはn型TFTとp型TFTとの両方を用意するためにはマスク枚数が増えコストアップを招来すること、および、シリコンが初期状態ではn型の特性を示すため、p型TFTを作成する場合にイオンドープの手間が増えてコストアップを招来することによる。
このように、従来は、有機EL素子を安定して製造するために陽極から先に形成する場合には、少なくとも駆動TFTをp型とせざるを得ず、従って、画素回路の材料にアモルファスシリコンや微結晶シリコンを用いることができなかった。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、有機EL素子を陽極から先に形成することができるとともに、TFTを全てn型とし得る画素回路を備えた表示装置を実現することにある。
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、電流駆動型の電気光学素子に、前記電気光学素子の発光データに応じた制御電圧が印加された駆動用トランジスタから駆動電流を流す画素回路を有する表示装置において、前記画素回路には、電源配線と前記電気光学素子との間に前記駆動用トランジスタが配置され、前記駆動用トランジスタの制御端子と前記駆動用トランジスタの制御電圧の電位基準端子との間に、第1コンデンサと第1スイッチとが、前記第1スイッチが前記電位基準端子側となるように直列に配置され、前記駆動用トランジスタの制御端子と第1電位が供給される第1配線との間に第2スイッチが配置され、前記第1コンデンサと前記第1スイッチとの接続点と、第2電位が供給される第2配線との間に第2コンデンサが配置され、前記電位基準端子と第3電位が供給される第3配線との間に第3スイッチが配置され、前記第1コンデンサと前記第1スイッチとの接続点と、前記発光データに応じた電位が供給される第4配線との間に、第4スイッチが配置されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、まず、第1スイッチ、第2スイッチ、および第3スイッチをオン状態として、第3配線の第3電位を選べば、駆動用トランジスタをオン状態とすることができる。そして、第3スイッチをオフ状態とすれば、電源配線から駆動用トランジスタの電位基準端子に流れ込む電流により、駆動用トランジスタの制御端子と電位基準端子との間の制御電圧を閾値電圧として駆動用トランジスタをオフ状態とすることができる。この後、第2スイッチをオフ状態とすれば、第1コンデンサに上記閾値電圧が保持される。
次いで、第1スイッチをオフ状態として第4スイッチをオン状態とすることにより、第1コンデンサに保持されている閾値電圧に、第4配線の発光データに応じた電位に従った電圧が加えられる。第2コンデンサには、第2配線の第2電位と第4配線の電位とに応じた電圧が印加されている。ここで、第2配線の前記第2電位と、第2配線の次に変化させる電位と、第4配線の前記電位との組み合わせを、駆動用トランジスタがオン状態となるときの制御電圧と、オフ状態となるときの制御電圧とに対する条件を満たすように選択することにより、駆動用トランジスタの閾値電圧に依らず、電気光学素子の発光状態および非発光状態を所望の状態に駆動することができる。
この駆動用トランジスタは、電位基準端子が電気光学素子側にあるので、n型TFTで構成することができる。また、電気光学素子の陽極を、該電位基準端子側とすることができる。また、第1スイッチ〜第4スイッチをn型TFTで構成することは容易である。
以上により、有機EL素子を陽極から先に形成することができるとともに、TFTを全てn型とし得る画素回路を備えた表示装置を実現することができるという効果を奏する。
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、電流駆動型の電気光学素子に、前記電気光学素子の発光データに応じた制御電圧が印加された駆動用トランジスタから駆動電流を流す画素回路を有する表示装置において、前記画素回路には、電源配線と前記電気光学素子との間に前記駆動用トランジスタが配置され、前記駆動用トランジスタの制御端子と前記駆動用トランジスタの制御電圧の電位基準端子との間に、第1コンデンサと第1スイッチとが、前記第1スイッチが前記電位基準端子側となるように直列に配置され、前記駆動用トランジスタの制御端子と第1電位が供給される第1配線との間に第2スイッチが配置され、前記第1コンデンサと前記第1スイッチとの接続点と、第2電位が供給される第2配線との間に第2コンデンサが配置され、前記第1コンデンサと前記第1スイッチとの接続点と、前記発光データに応じた電位が供給される第3配線との間に、第3スイッチが配置されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、まず、第1スイッチ、第2スイッチ、および第3スイッチをオン状態として、発光データが供給されない期間を利用して第3配線の電位を選べば、駆動用トランジスタをオン状態とすることができる。そして、第3スイッチをオフ状態とすれば、電源配線から駆動用トランジスタの電位基準端子に流れ込む電流により、駆動用トランジスタの制御端子と電位基準端子との間の制御電圧を閾値電圧として駆動用トランジスタをオフ状態とすることができる。この後、第2スイッチをオフ状態とすれば、第1コンデンサに上記閾値電圧が保持される。
次いで、第1スイッチをオフ状態として第3スイッチをオン状態とすることにより、第1コンデンサに保持されている閾値電圧に、第3配線に供給される発光データに応じた電位に従った電圧が加えられる。第2コンデンサには、第2配線の第2電位と第3配線の電位とに応じた電圧が印加されている。ここで、第2配線の前記第2電位と、第2配線の次に変化させる電位と、第3配線の前記電位との組み合わせを、駆動トランジスタがオン状態となるときの制御電圧と、オフ状態となるときの制御電圧とに対する条件を満たすように選択することにより、駆動用トランジスタの閾値電圧に依らず、電気光学素子の発光状態および非発光状態を所望の状態に駆動することができる。
この駆動用トランジスタは、電位基準端子が電気光学素子側にあるので、n型TFTで構成することができる。また、電気光学素子の陽極を、該電位基準端子側とすることができる。また、第1スイッチ〜第3スイッチをn型TFTで構成することは容易である。
以上により、有機EL素子を陽極から先に形成することができるとともに、TFTを全てn型とし得る画素回路を備えた表示装置を実現することができるという効果を奏する。
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、電流駆動型の電気光学素子に、前記電気光学素子の発光データに応じた制御電圧が印加された駆動用トランジスタから駆動電流を流す画素回路を有する表示装置において、前記画素回路には、電源配線と前記電気光学素子との間に前記駆動用トランジスタが配置され、前記駆動用トランジスタの制御端子と前記駆動用トランジスタの制御電圧の電位基準端子との間に、第1コンデンサと第1スイッチとが、前記第1スイッチが前記電位基準端子側となるように直列に配置され、前記駆動用トランジスタの制御端子と第1電位が供給される第1配線との間に第2スイッチが配置され、前記第1コンデンサと前記第1スイッチとの接続点と、第2電位が供給される第2配線との間に、第2コンデンサが配置され、前記電位基準端子と、前記発光データに応じた電位が供給される第3配線との間に、第3スイッチが配置されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、まず、第1スイッチ、第2スイッチ、および第3スイッチをオン状態として、発光データが供給されない期間を利用して第3配線の電位を選べば、駆動用トランジスタをオン状態とすることができる。そして、第3スイッチをオフ状態とすれば、電源配線から駆動用トランジスタの電位基準端子に流れ込む電流により、駆動用トランジスタの制御端子と電位基準端子との間の制御電圧を閾値電圧として駆動用トランジスタをオフ状態とすることができる。この後、第2スイッチをオフ状態とすれば、第1コンデンサに上記閾値電圧が保持される。
次いで、第1スイッチのオン状態で第3スイッチをオン状態とすることにより、第1コンデンサに保持されている閾値電圧に、第3配線に供給される発光データに応じた電位に従った電圧が加えられる。第2コンデンサには、第2配線の第2電位と第3配線の電位とに応じた電圧が印加されている。ここで、第2配線の前記第2電位と、第2配線の次に変化させる電位と、第3配線の前記電位との組み合わせを、駆動トランジスタがオン状態となるときの制御電圧と、オフ状態となるときの制御電圧とに対する条件を満たすように選択し、第1スイッチおよび第3スイッチをオフ状態とすることにより、駆動用トランジスタの閾値電圧に依らず、電気光学素子の発光状態および非発光状態を所望の状態に駆動することができる。
この駆動用トランジスタは、電位基準端子が電気光学素子側にあるので、n型TFTで構成することができる。また、電気光学素子の陽極を、該電位基準端子側とすることができる。また、第1スイッチ〜第3スイッチをn型TFTで構成することは容易である。
以上により、有機EL素子を陽極から先に形成することができるとともに、TFTを全てn型とし得る画素回路を備えた表示装置を実現することができるという効果を奏する。
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、電流駆動型の電気光学素子に、前記電気光学素子の発光データに応じた制御電圧が印加された駆動用トランジスタから駆動電流を流す画素回路を有する表示装置において、前記画素回路には、電源配線と前記電気光学素子との間に前記駆動用トランジスタが配置され、前記駆動用トランジスタの制御端子と、前記駆動用トランジスタの制御電圧の電位基準端子とは反対側の端子である非電位基準端子との間に、第1スイッチが配置され、前記制御端子と第1電位が供給される第1配線との間にコンデンサが配置され、前記電位基準端子と、前記発光データに応じた電位が供給される第2配線との間に、第2スイッチが配置され、前記非電位基準端子と前記電源配線との間に第3スイッチが配置されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、まず、第1スイッチ、第2スイッチ、および第3スイッチをオン状態として、第2配線に発光データに応じた電位を供給することにより、駆動用トランジスタをオン状態とすることができる。そして、第3スイッチをオフ状態とすれば、駆動用トランジスタの制御端子から非電位基準端子を介して電位基準端子側に電流が流れることにより、駆動用トランジスタの制御端子と電位基準端子との間の制御電圧を閾値電圧として駆動用トランジスタをオフ状態とすることができる。この後、第1スイッチをオフ状態とすれば、コンデンサに、第2配線の電位に上記閾値電圧が加えられた電位と、第1配線の第1電位との差に応じた電圧が保持される。
ここで、第1配線の前記第1電位と、第1配線の次に変化させる電位と、第2配線の前記電位との組み合わせを、駆動トランジスタがオン状態となるときの制御電圧と、オフ状態となるときの制御電圧とに対する条件を満たすように選択することにより、駆動用トランジスタの閾値電圧に依らず、電気光学素子の発光状態および非発光状態を所望の状態に駆動することができる。
この駆動用トランジスタは、電位基準端子が電気光学素子側にあるので、n型TFTで構成することができる。また、電気光学素子の陽極を、該電位基準端子側とすることができる。また、第1スイッチ〜第3スイッチをn型TFTで構成することは容易である。
以上により、有機EL素子を陽極から先に形成することができるとともに、TFTを全てn型とし得る画素回路を備えた表示装置を実現することができるという効果を奏する。
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、電流駆動型の電気光学素子に、前記電気光学素子の発光データに応じた制御電圧が印加された駆動用トランジスタから駆動電流を流す画素回路を有する表示装置において、前記画素回路には、電源配線と前記電気光学素子との間に前記駆動用トランジスタが配置され、前記駆動用トランジスタの制御端子と、前記駆動用トランジスタの制御電圧の電位基準端子とは反対側の端子である非電位基準端子との間に、第1スイッチが配置され、前記制御端子と第1電位が供給される第1配線との間にコンデンサが配置され、前記電位基準端子と、前記発光データに応じた電位が供給される第2配線との間に、第2スイッチが配置され、前記電源配線への電源供給が遮断可能であることを特徴としている。
上記の発明によれば、まず、第1スイッチおよび第2スイッチをオン状態とするとともに電源配線への電源供給を行い、第2配線に発光データに応じた電位を供給することにより、駆動用トランジスタをオン状態とすることができる。そして、電源配線への電源供給を遮断すれば、駆動用トランジスタの制御端子から非電位基準端子を介して電位基準端子側に電流が流れることにより、駆動用トランジスタの制御端子と電位基準端子との間の制御電圧を閾値電圧として駆動用トランジスタをオフ状態とすることができる。この後、第1スイッチをオフ状態とすれば、コンデンサに、第2配線の電位に上記閾値電圧が加えられた電位と、第1配線の第1電位との差に応じた電圧が保持される。
ここで、第1配線の前記第1電位と、第1配線の次に変化させる電位と、第2配線の前記電位との組み合わせを、駆動トランジスタがオン状態となるときの制御電圧と、オフ状態となるときの制御電圧とに対する条件を満たすように選択することにより、駆動用トランジスタの閾値電圧に依らず、電気光学素子の発光状態および非発光状態を所望の状態に駆動することができる。
この駆動用トランジスタは、電位基準端子が電気光学素子側にあるので、n型TFTで構成することができる。また、電気光学素子の陽極を、該電位基準端子側とすることができる。また、第1スイッチおよび第2スイッチをn型TFTで構成することは容易である。
以上により、有機EL素子を陽極から先に形成することができるとともに、TFTを全てn型とし得る画素回路を備えた表示装置を実現することができるという効果を奏する。
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、電流駆動型の電気光学素子に、前記電気光学素子の発光データに応じた制御電圧が印加された駆動用トランジスタから駆動電流を流す画素回路を有する表示装置において、前記画素回路には、電源配線と前記電気光学素子との間に前記駆動用トランジスタが配置され、前記駆動用トランジスタの制御端子と、前記駆動用トランジスタの制御電圧の電位基準端子とは反対側の端子である非電位基準端子との間に、第1スイッチが配置され、前記制御端子と、前記発光データに応じた電位が供給される第1配線との間にコンデンサが配置され、前記電位基準端子と、第1電位が供給される第2配線との間に、第2スイッチが配置され、前記電源配線への電源供給が遮断可能であることを特徴としている。
上記の発明によれば、まず、第1スイッチおよび第2スイッチをオン状態とするとともに電源配線への電源供給を行い、第1配線に発光データに応じた電位を供給することにより、駆動用トランジスタをオン状態とすることができる。そして、電源配線への電源供給を遮断すれば、駆動用トランジスタの制御端子から非電位基準端子を介して電位基準端子側に電流が流れることにより、駆動用トランジスタの制御端子と電位基準端子との間の制御電圧を閾値電圧として駆動用トランジスタをオフ状態とすることができる。この後、第1スイッチをオフ状態とすれば、コンデンサに、第2配線の電位に上記閾値電圧が加えられた電位と、第1配線の電位との差に応じた電圧が保持される。
ここで、第1配線の前記電位と、第1配線の次に変化させる電位と、第2配線の前記第1電位との組み合わせを、駆動トランジスタがオン状態となるときの制御電圧と、オフ状態となるときの制御電圧とに対する条件を満たすように選択することにより、駆動用トランジスタの閾値電圧に依らず、電気光学素子の発光状態および非発光状態を所望の状態に駆動することができる。
この駆動用トランジスタは、電位基準端子が電気光学素子側にあるので、n型TFTで構成することができる。また、電気光学素子の陽極を、該電位基準端子側とすることができる。また、第1スイッチおよび第2スイッチをn型TFTで構成することは容易である。
以上により、有機EL素子を陽極から先に形成することができるとともに、TFTを全てn型とし得る画素回路を備えた表示装置を実現することができるという効果を奏する。
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、電流駆動型の電気光学素子に、前記電気光学素子の発光データに応じた制御電圧が印加された駆動用トランジスタから駆動電流を流す画素回路を有する表示装置において、前記画素回路には、前記発光データに応じた電位を出力する第1配線と前記電気光学素子との間に前記駆動用トランジスタが配置され、前記駆動用トランジスタの制御端子と、前記駆動用トランジスタの制御電圧の電位基準端子との間に、第1スイッチが配置され、前記制御端子と第1電位が供給される第2配線との間に、コンデンサが配置され、前記電位基準端子と第2電位が供給される第3配線との間に、第2スイッチが配置されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、まず、第1スイッチおよび第2スイッチをオン状態とし、第1配線に発光データに応じた電位を供給することにより、駆動用トランジスタの電気光学素子を駆動するときの非電位基準端子をこの時点では電位基準端子として、駆動用トランジスタをオン状態とすることができる。そして、第2スイッチをオフ状態とすれば、駆動用トランジスタの制御端子からこの時点での非電位基準端子を介してこの時点での電位基準端子側に電流が流れることにより、駆動用トランジスタの制御端子と当該電位基準端子との間の制御電圧を閾値電圧として駆動用トランジスタをオフ状態とすることができる。この後、第1スイッチをオフ状態とすれば、コンデンサに、第1配線の電位に上記閾値電圧が加えられた電位と、第2配線の第1電位との差に応じた電圧が保持される。
ここで、第1配線の前記電位と、第2配線の前記第1電位と、第2配線の次に変化させる電位との組み合わせを、駆動トランジスタがオン状態となるときの制御電圧と、オフ状態となるときの制御電圧とに対する条件を満たすように選択することにより、駆動用トランジスタの閾値電圧に依らず、電気光学素子の発光状態および非発光状態を所望の状態に駆動することができる。このとき、第1配線を、電気光学素子に駆動電流を流すための電源配線として用いればよい。
この駆動用トランジスタは、電位基準端子が電気光学素子側にあるので、n型TFTで構成することができる。また、電気光学素子の陽極を、該電位基準端子側とすることができる。また、第1スイッチおよび第2スイッチをn型TFTで構成することは容易である。
以上により、有機EL素子を陽極から先に形成することができるとともに、TFTを全てn型とし得る画素回路を備えた表示装置を実現することができるという効果を奏する。
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、電流駆動型の電気光学素子に、前記電気光学素子の発光データに応じた制御電圧が印加された駆動用トランジスタから駆動電流を流す画素回路を有する表示装置において、前記画素回路には、第1電位を出力する第1配線と前記電気光学素子との間に前記駆動用トランジスタが配置され、前記駆動用トランジスタの制御端子と、前記駆動用トランジスタの制御電圧の電位基準端子との間に、第1スイッチが配置され、前記制御端子と、前記発光データに応じた電位が供給される第2配線との間に、コンデンサが配置され、前記電位基準端子と第2電位が供給される第3配線との間に、第2スイッチが配置されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、まず、第1スイッチおよび第2スイッチをオン状態とすることにより、駆動用トランジスタの電気光学素子を駆動するときの非電位基準端子をこの時点では電位基準端子として、駆動用トランジスタをオン状態とすることができる。そして、第2スイッチをオフ状態とすれば、駆動用トランジスタの制御端子からこの時点での非電位基準端子を介してこの時点での電位基準端子側に電流が流れることにより、駆動用トランジスタの制御端子と当該電位基準端子との間の制御電圧を閾値電圧として駆動用トランジスタをオフ状態とすることができる。この後、第1スイッチをオフ状態とすれば、コンデンサに、第1配線の第1電位に上記閾値電圧が加えられた電位と、第2配線の発光データに応じた電位との差に応じた電圧が保持される。
ここで、第1配線の前記第1電位と、第2配線の前記電位と、発光データが供給されない期間を利用して第2配線に次に供給する電位との組み合わせを、駆動トランジスタがオン状態となるときの制御電圧と、オフ状態となるときの制御電圧とに対する条件を満たすように選択することにより、駆動用トランジスタの閾値電圧に依らず、電気光学素子の発光状態および非発光状態を所望の状態に駆動することができる。このとき、第1配線を、電気光学素子に駆動電流を流すための電源配線として用いればよい。
この駆動用トランジスタは、電位基準端子が電気光学素子側にあるので、n型TFTで構成することができる。また、電気光学素子の陽極を、該電位基準端子側とすることができる。また、第1スイッチおよび第2スイッチをn型TFTで構成することは容易である。
以上により、有機EL素子を陽極から先に形成することができるとともに、TFTを全てn型とし得る画素回路を備えた表示装置を実現することができるという効果を奏する。
本発明の表示装置は、以上のように、前記画素回路には、電源配線と前記電気光学素子との間に前記駆動用トランジスタが配置され、前記駆動用トランジスタの制御端子と前記駆動用トランジスタの制御電圧の電位基準端子との間に、第1コンデンサと第1スイッチとが、前記第1スイッチが前記電位基準端子側となるように直列に配置され、前記駆動用トランジスタの制御端子と第1電位が供給される第1配線との間に第2スイッチが配置され、前記第1コンデンサと前記第1スイッチとの接続点と、第2電位が供給される第2配線との間に第2コンデンサが配置され、前記電位基準端子と第3電位が供給される第3配線との間に第3スイッチが配置され、前記第1コンデンサと前記第1スイッチとの接続点と、前記発光データに応じた電位が供給される第4配線との間に、第4スイッチが配置されている。
以上により、有機EL素子を陽極から先に形成することができるとともに、TFTを全てn型とし得る画素回路を備えた表示装置を実現することができるという効果を奏する。
〔実施の形態1〕
本発明の一実施形態について、図1ないし図3および図22を用いて説明すれば、以下の通りである。
本発明の一実施形態について、図1ないし図3および図22を用いて説明すれば、以下の通りである。
図3に、本実施形態に係る表示装置21の構成を示す。表示装置21は、画素回路Aij(i=1〜n、j=1〜m)をマトリックス状に配置し、その配線を制御する回路として第1ゲートドライバ回路23、第2ゲートドライバ26、および、ソースドライバ回路22を配置したものである。
各画素回路Aijは、ソース配線(第4配線)Sjとゲート配線Giとが交差する領域に対応してマトリックス状に配置されている。また、上記ソースドライバ回路22は、mビットのシフトレジスタ24とm個のDA変換回路:25とを備えている。
すなわち上記ソースドライバ回路22では、シフトレジスタ24の先頭のレジスタへスタートパルスSPが入力され、そのスタートパルスSPがクロックclkでシフトレジスタ24内を転送され、同時にDA変換回路25にタイミングパルスSSPとして出力される。DA変換回路25は、シフトレジスタ24から送られてくるタイミングパルスSSPにより、各画素回路Aijの発光データとして入力されたデジタル信号Daを受け、対応する電圧VdaをラッチパルスLpのタイミングに同期してソース配線Sjに供給する。
このように、本実施形態のソースドライバ回路22は、アモルファスシリコンTFT液晶等で用いられるLSI化されたソースドライバ回路である。
また、第1ゲートドライバ回路23は、図示しないシフトレジスタ回路と論理演算回路とバッファ回路とを備えるように構成されている。第1ゲートドライバ回路23は、入力されたスタートパルスYIをクロックyckにより図示しないシフトレジスタ内で転送し、論理演算回路によりシフトレジスタの出力信号とタイミング信号との論理演算を行い、該論理演算結果をバッファ回路を通して選択電位を生成し、対応するゲート配線Giへ選択電位を供給する。
第2ゲートドライバ回路26は、図示しないシフトレジスタ回路と論理演算回路とアナログスイッチ回路とを備えるように構成されている。第2ゲートドライバ回路26は、入力されたスタートパルスZIをクロックyckにより図示しないシフトレジスタ内で転送し、論理演算回路によりシフトレジスタの出力信号とタイミング信号との論理演算を行い、論理演算結果が入力されるアナログスイッチ回路を通して、対応する制御配線Wi・Pi(後述の図1参照)へ選択電位を供給する。また、対応する電位配線(第2配線)Uiへ所望の電位を供給する。
また、画素回路Aijの各列に電源配線Vpが1本ずつ配置されており、各電源配線Vpは電源側で互いに接続されている。さらに、画素回路Aijの各行に電位配線(第1配線)V0(後述の図1参照)が1本ずつ配置されている。さらに、画素回路Aijの各列に電位配線(第3配線)VLが1本ずつ配置されている。
図1に、本実施の形態で用いる画素回路Aijとしての画素回路Aij(1)の構成を示す。
画素回路Aij(1)は、有機EL素子(電気光学素子):EL1、駆動用TFT:Q1、スイッチ用TFT(第2スイッチ):Q2、スイッチ用TFT(第1スイッチ):Q3、スイッチ用TFT(第4スイッチ):Q4、スイッチ用TFT(第3スイッチ):Q5、コンデンサ(第1コンデンサ)C1、および、コンデンサ(第2コンデンサ)C2を備えている。使用するTFTは全てn型である。
駆動用TFT:Q1は、電源配線Vpと有機EL素子:EL1との間に配置されている。有機EL素子:EL1の陽極は駆動用TFT:Q1のソース端子(電位基準端子)に接続されており、陰極は共通配線Vcomに接続されている。コンデンサC1とスイッチ用TFT:Q3とは、駆動用TFT:Q1のゲート端子(制御端子)とソース端子(電位基準端子)との間に、スイッチ用TFT:Q3がソース端子側となるように直列に接続されている。コンデンサC1とスイッチ用TFT:Q3との接続点を点Aとする。なお、駆動用TFT:Q1の出力電流を制御する制御電圧は、ゲート・ソース間電圧であり、ソース端子が当該制御電圧の電位の基準端子となっている。
コンデンサC2は、点Aと電位配線Uiとの間に配置されている。また、スイッチ用TFT:Q2は、駆動用TFT:Q1のゲート端子と電位配線V0との間に配置されている。
また、スイッチ用TFT:Q5は、駆動用TFT:Q1のソース端子へ電位VLを一瞬印加する手段として、駆動用TFT:Q1のソース端子と電位配線VLとの間に配置されている。
また、スイッチ用TFT:Q4は、点Aに電位Vyを与える手段として、点Aとソース配線Sjとの間に配置されている。
また、スイッチ用TFT:Q2・Q3のゲート端子は制御配線Wiに、スイッチ用TFT:Q4のゲート端子はゲート配線Giに、スイッチ用TFT:Q5のゲート端子は制御配線Piに、それぞれ接続されている。
これら、制御配線Wi・Piおよび電位配線Uiは、図3の第2ゲートドライバ回路26から供給されている。
次に、画素回路Aij(1)の動作を、図2のタイミングチャートを用いて説明する。
図2に、画素回路Aij(1)の1)ゲート配線G1、2)ゲート配線G2、3)電位配線U1、4)電位配線U2、5)制御配線P1、6)制御配線P2、7)制御配線W1、8)制御配線W2、9)ソース配線S1、10)ソース配線S2、および、11)ソース配線Smに供給される電位のタイミングを示す。同図において、時刻0〜時刻tfが1フレーム期間である。
時刻−t0〜時刻0が画素回路A1j(1)の第1期間であり、画素回路A1j(1)の制御配線P1・W1に選択電位GHを印加し、スイッチ用TFT:Q2・Q3・Q5をオン状態とする。このことにより、駆動用TFT:Q1のゲート端子には電位配線V0の電位V0が与えられ、点Aが駆動用TFT:Q1のソース端子に短絡される。また、該ソース端子には電位配線VLの電位VLが与えられる。V0は、Vcom近辺もしくはそれよりも低い値が好ましい。
駆動用TFT:Q1の閾値電圧Vthのばらつきを考慮し、その最大値をmax(Vth)とするとき、この電位VLは、
VL<V0−max(Vth)<Vcom ・・・(9)
である。なお、Vcomは有機EL素子:EL1の陰極電位である。
VL<V0−max(Vth)<Vcom ・・・(9)
である。なお、Vcomは有機EL素子:EL1の陰極電位である。
その後、制御配線P1を非選択電位GLとして、スイッチ用TFT:Q5をオフ状態とする。このことにより、駆動用TFT:Q1のソース端子電位が上昇してV0−Vthとなり、駆動用TFT:Q1がオフ状態となる。なお、この第1期間と次の第2期間とを通して、電位配線U1の電位はV1とする。
次の時刻0〜時刻t0が画素回路A1j(1)の第2期間であり、制御配線W1を非選択電位GLとし、スイッチ用TFT:Q2をオフ状態とする。このことにより、コンデンサC1に閾値電圧Vthを保持させる。なおこのとき、スイッチ用TFT:Q3もオフ状態となる。
続いて、ゲート配線G1を選択電位GHとし、スイッチ用TFT:Q4をオン状態とする。このことにより、点Aにソース配線Sjの電位が与えられる。本実施形態では、この期間の電位Vyが画素回路A1j(1)に対応した電位であり、図2の9)〜11)に示すように最小Va〜最大Vcとする。この第2期間でスイッチ用TFT:Q3をオフ状態とする場合、電圧Vyに制限はない。しかし、この第2期間でスイッチ用TFT:Q3をオン状態とする場合、電圧VyはVcomより低い電圧とすることが好ましい。
その後、ゲート配線G1を非選択電位GLとし、スイッチ用TFT:Q4をオフ状態とする。このことにより、駆動用TFT:Q1のゲート端子電位はVy+Vthとなる。
次に時刻t0〜時刻tf−t0が第3期間であり、一旦電位配線U1の電位をV1からV2へ変化させる。そして、その後、電位配線U1の電位を徐々にV2からV3に向け変化させる。
ここで、Vy=Vaの場合、電位配線U1を電位V2としたとき、駆動用TFT:Q1のゲート端子電位Vwは式(2)およびVx=V1、Vz=V2から、
Vw=Va+Vth+V2−V1 ・・・(10)
となる。このとき、この電位VwがVcom+Vth以下となれば、有機EL素子:EL1は発光しない。
Vw=Va+Vth+V2−V1 ・・・(10)
となる。このとき、この電位VwがVcom+Vth以下となれば、有機EL素子:EL1は発光しない。
そこで、画素回路Aij(1)を非発光状態とするためには、電位Vaを、
Vw=Va+Vth+V2−V1<Vcom+Vth ・・・(11)
∴Va<Vcom+V1−V2 ・・・(12)
となるように設定する。
Vw=Va+Vth+V2−V1<Vcom+Vth ・・・(11)
∴Va<Vcom+V1−V2 ・・・(12)
となるように設定する。
また、Vy=Vcの場合、電位配線U1を電位V3としたとき、駆動用TFT:Q1のゲート端子電位Vwは式(2)およびVx=V1、Vz=V3から、
Vw=Vc+Vth+V3−V1 ・・・(13)
となる。
Vw=Vc+Vth+V3−V1 ・・・(13)
となる。
駆動用TFT:Q1がオン状態のとき、駆動用TFT:Q1のソース端子とドレイン端子との間の電圧が低いほど駆動用TFT:Q1での電圧ロスが少ないので好ましい。そこで、駆動用TFT:Q1がオン状態のとき、ソース端子電位がドレイン端子電位Vpとなると仮定する。従って、(13)式のとき、電位VwがVp+Vthよりも高ければ、有機EL素子:EL1は発光し続ける。
そこで、画素回路Aij(1)を全発光状態とするためには、電位Vcを、
Vw=Vc+Vth+V3−V1>Vp+Vth ・・・(14)
∴Vc>Vp+V1−V3 ・・・(15)
となるように設定する。
Vw=Vc+Vth+V3−V1>Vp+Vth ・・・(14)
∴Vc>Vp+V1−V3 ・・・(15)
となるように設定する。
そして、その中間調状態を作りたいなら、電位VyをVa〜Vcの範囲で変化させ、画素回路Aij(1)の発光時間を制御すれば良い。
このように、本実施形態によれば、駆動用TFT:Q1の閾値電圧Vthによらず、電位配線Uiの電位Vz・Vxとソース配線Sjの電位Vyとを用いたVy+Vz−Vxの値により、画素回路Aij(1)に配置された有機EL素子:EL1の発光時間を制御することができる。なお、Vz−Vxは各画素へ共通に印加される電位である。従って、個別画素の点灯状態は電位Vyにより制御することができる。
従って、画素回路Aij(1)に与える電位Vyを制御することで、各画素回路Aij(1)の有機EL素子:EL1を非発光状態から全期間発光する状態まで、任意に制御することができる。
また、第3期間で電位配線Uiの電位をV2からV3に向け変化させない方法もある。この場合も、駆動用TFT:Q1の閾値電圧Vthによらず、電位配線Uiの電位Vz・Vxとソース配線Sjの電位Vyとにより、駆動用TFT:Q1のゲート・ソース間電圧を設定することができるので、画素回路Aij(1)に配置された有機EL素子:EL1を流れる電流量を調整し、任意の発光状態にすることができる。
そして、駆動用TFT:Q1は、ソース端子が有機EL素子:EL1側にあるので、n型TFTで構成することができる。また、有機EL素子:EL1の陽極を、該ソース端子側とすることができる。これにより、有機EL素子を陽極から先に形成することができるとともに、TFTを全てn型とし得る画素回路を備えた表示装置を実現することができる。
図1の画素回路Aij(1)が全てn型TFTで構成されていることから判るように、本実施形態によれば、n型TFTだけを用いて画素回路Aij(1)を構成することができるので、アモルファスシリコンや微結晶シリコンTFTを用いて、表示装置21を実現することができる。
アモルファスシリコンや微結晶シリコンTFTを用いて画素回路Aij(1)が構成できれば、大型表示装置をCGシリコンや低温ポリシリコンを用いた場合よりも低コストで作成することができる。
なお、本実施形態をCGシリコンや低温ポリシリコンを用いて実施することも可能である。
ところで、有機EL素子の電圧−電流特性は時間とともに劣化する。その測定データを図22に示す。この場合、有機EL素子に一定電流を流そうとすると、有機EL素子へ印加する電圧を徐々に高める必要がある。これは、逆に言うと、有機EL素子に一定電圧を印加したとき、有機EL素子を流れる電流が徐々に小さくなることを意味する。
そこで、本実施形態では、点Aに与える電位Vyを有機EL素子:EL1の陰極電圧Vcomより大きくなるように設定する。そして、第3期間の始めである時刻t0で、スイッチ用TFT:Q3を一瞬だけオン状態とする。そのために、スイッチ用TFT:Q3のゲート端子に別の制御配線を接続すればよい。
そのとき、有機EL素子:EL1の電圧−電流特性が初期状態(図22の時間0に近い状態)であれば、コンデンサC2からより多くの電流が有機EL素子:EL1を通して流れ、電位VyはVcomへ向け大きく変化する。その電位をVy1とする。一方、有機EL素子:EL1の電圧−電流特性が劣化(図22の時間100hに近い状態)していれば、コンデンサC2から流れ出る電流が小さくなるので、電位VyはVcomに向け余り変化しない。その電位をVy2とする。
このことにより、上記第3期間に有機EL素子:EL1の陽極へ与える電位を変化させたとき、有機EL素子:EL1の電圧−電流特性が初期状態であれば、駆動用TFT:Q1のゲート端子電位Vw1はVy1+Vth+Vz−Vxと低くなる。このため、有機EL素子:EL1の発光時間が短くなる、または、有機EL素子:EL1の陽極へ与えられる電位が低くなる。
一方、有機EL素子:EL1の電圧−電流特性が劣化していれば、駆動用TFT:Q1のゲート端子電位Vw2はVy2+Vth+Vz−Vxと余り低くならない。このため、有機EL素子:EL1の発光時間が余り短くならない、または、有機EL素子:EL1の陽極へ与えられる電位が余り低くならない。
このように、有機EL素子:EL1の特性が劣化していなければ駆動用TFT:Q1のゲート端子電位が低くなり、劣化していれば高くなるので、有機EL素子の劣化特性を補償することもできる。
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施形態について図4および図5を用いて説明すれば、以下の通りである。
本発明の他の実施形態について図4および図5を用いて説明すれば、以下の通りである。
本実施形態の表示装置の構成は、図3に示した表示装置21の構成と同様なので、ここではその説明は省略する。ただし、表示装置21の制御配線Piおよび電位配線VLは、本実施形態の表示装置では設けられていない。ここでは、ソース配線Sjが第3配線として機能する。
図4に、本実施形態で用いる画素回路Aijとしての画素回路Aij(2)の構成を示す。
画素回路Aij(2)は、図1の画素回路Aij(1)からスイッチ用TFT:Q5を取り除いた構成である。ここでは、スイッチ用TFT:Q3が第3スイッチとして機能する。
次に、この画素回路Aij(2)の動作を、図5のタイミングチャートを用いて説明する。
図5に、画素回路Aij(2)の1)ゲート配線G1、2)ゲート配線G2、3)ゲート配線Gn、4)電位配線U1、5)電位配線U2、6)電位配線Un、7)制御配線W1、8)制御配線W2、9)制御配線Wn、10)ソース配線S1、11)ソース配線S2、および、12)ソース配線Smに供給される電位のタイミングを示す。
時刻−t0〜時刻0が画素回路A1j(2)の第1期間であり、画素回路A1j(2)の制御配線W1に選択電位GHを印加し、スイッチ用TFT:Q2・Q3をオン状態とする。また、一度ゲート配線G1に選択電位GHを印加し、スイッチ用TFT:Q4をオン状態とする。
このことにより、駆動用TFT:Q1のゲート端子には電位配線V0の電位V0が与えられ、ソース端子にはソース配線Sjの電位が、スイッチ用TFT:Q4・Q3を通して与えられる。
ここで、駆動用TFT:Q1の閾値電圧Vthのばらつきを考慮し、その最大値をmax(Vth)とするとき、ソース配線Sjに与えるデータ電位の最大値Vcを
Vc<V0−max(Vth)<Vcom ・・・(16)
となるように決める。
Vc<V0−max(Vth)<Vcom ・・・(16)
となるように決める。
その後、ゲート配線G1を非選択電位GLとして、スイッチ用TFT:Q4をオフ状態とする。
このことにより、駆動用TFT:Q1のソース端子電位が上昇し、V0−Vthとなる。なお、この第1期間と次の第2期間とを通して、電位配線U1の電位をV1とする。
次の時刻0〜時刻t0が画素回路A1j(2)の第2期間であり、制御配線W1を非選択電位GLとし、スイッチ用TFT:Q2・Q3をオフ状態とする。このことにより、コンデンサC1に閾値電圧Vthを保持させる。
続いて、ゲート配線G1を選択電位GHとし、スイッチ用TFT:Q4をオン状態とする。このことにより、点Aにソース配線Sjの電位が与えられる。
本実施形態でも、この期間の電位Vyが画素回路A1j(2)に対応した電位であり、図5の10)〜12)に示すように最小Va〜最大Vcとする。
その後、ゲート配線G1を非選択電位GLとし、スイッチ用TFT:Q4をオフ状態とする。このことにより、駆動用TFT:Q1のゲート端子電位はVy+Vthとなる。
次に時刻t0〜時刻tf−t0が第3期間であり、一旦電位配線U1の電位をV1からV2へ変化させる。そして、その後、電位配線U1の電位を徐々にV2からV3に向け変化させる。
以下、電圧Va・Vcの設定等は実施の形態1と同じなので、その説明は省略する。
これにより、実施形態1と同様の効果が得られる。
〔実施の形態3〕
本発明のさらに他の実施形態について図6および図7を用いて説明すれば、以下の通りである。
本発明のさらに他の実施形態について図6および図7を用いて説明すれば、以下の通りである。
本実施形態の表示装置の構成は、図3に示した表示装置21の構成と同様なので、ここではその説明は省略する。ただし、本実施形態の表示装置には、表示装置21の電位配線VLは設けられていない。ソース配線Sjは第3配線として機能する。ここでは、
図6に、本実施形態で用いる画素回路Aijとしての画素回路Aij(3)の構成を示す。
図6に、本実施形態で用いる画素回路Aijとしての画素回路Aij(3)の構成を示す。
画素回路Aij(3)は、図1の画素回路Aij(1)からスイッチ用TFT:Q4が取り除かれた構成である。スイッチ用TFT:Q5は、駆動用TFT:Q1のソース端子とソース配線Sjとの間に配置されている。そして、スイッチ用TFT:Q2のゲートは制御配線Piに、スイッチ用TFT:Q5のゲートはゲート配線Giに、それぞれ接続されている。この場合、スイッチ用TFT:Q5は第3スイッチとして機能する。
次に、画素回路Aij(3)の動作を、図7のタイミングチャートを用いて説明する。
図7に、画素回路Aij(3)の1)ゲート配線G1、2)ゲート配線G2、3)電位配線U1、4)電位配線U2、5)制御配線W1、6)制御配線W2、7)制御配線P1、8)制御配線P2、9)ソース配線S1、10)ソース配線S2、および、11)ソース配線Smに供給される電位のタイミングを示す。
時刻−t0〜時刻0が画素回路A1j(3)の第1期間であり、画素回路A1j(3)の制御配線P1・W1に選択電位GHを印加し、スイッチ用TFT:Q2・Q3をオン状態とする。また、一度ゲート配線G1に選択電位GHを印加し、スイッチ用TFT:Q5をオン状態とする。
このことにより、駆動用TFT:Q1のゲート端子には電位配線V0の電位V0が与えられる。また、ソース端子にはソース配線Sjの電位が、スイッチ用TFTQ5を通して与えられる。
ここで、駆動用TFT:Q1の閾値電圧Vthのばらつきを考慮し、その最大値をmax(Vth)とするとき、ソース配線Sjに与えられるデータ電位の最大値Vcを、
Vc<V0−max(Vth)<Vcom ・・・(16)
となるように決める。なお、Vcomは有機EL素子:EL1の陰極電位である。
Vc<V0−max(Vth)<Vcom ・・・(16)
となるように決める。なお、Vcomは有機EL素子:EL1の陰極電位である。
その後、ゲート配線G1を非選択電位GLとして、スイッチ用TFT:Q5をオフ状態とする。
このことにより、駆動用TFT:Q1のソース端子電位が上昇し、V0−Vthとなる。なお、この第1期間と次の第2期間とを通して、電位配線U1の電位をV1とする。
次の時刻0〜時刻t0が画素回路A1j(3)の第2期間であり、制御配線P1を非選択電位GLとし、スイッチ用TFT:Q2をオフ状態とする。このことにより、コンデンサC1に閾値電圧Vthを保持させる。なお、このときスイッチ用TFT:Q3はオン状態のままである。
続いて、ゲート配線G1を選択電位GHとし、スイッチ用TFT:Q5をオン状態とする。このことにより、点Aにスイッチ用TFT:Q5・Q3を通してソース配線Sjの電位が与えられる。
本実施形態でも、この期間の電位Vyが画素回路A1j(3)に対応した電位であり、図7の9)〜11)に示すように最小Va〜最大Vcとする。
その後、制御配線W1を非選択電位GLとし、スイッチ用TFT:Q3をオフ状態とする。このことにより、駆動用TFT:Q1のゲート端子電位はVy+Vthとなる。
その後、ゲート配線G1を非選択電位GLとし、スイッチ用TFT:Q5をオフ状態とする。
次に時刻t0〜時刻tf−t0が第3期間であり、電位配線U1の電位をV1からV2へ変化させる。そして、電位配線U1の電位を徐々にV2からV3に向け変化させる。
以下、電位Va・Vcの設定等は実施の形態1と同じなので、その説明は省略する。
これにより、実施形態1と同様の効果が得られる。
〔実施の形態4〕
本発明のさらに他の実施形態について図8、図9、および図22を用いて説明すれば、以下の通りである。
本発明のさらに他の実施形態について図8、図9、および図22を用いて説明すれば、以下の通りである。
本実施形態の表示装置の構成は、図3に示した表示装置21の構成と同様なので、ここではその説明は省略する。ただし、本実施形態の表示装置には、表示装置21の電位配線V0・VLは設けられていない。また、ここでは、電位配線Uiが第1配線として、ソース配線Sjが第2配線として機能する。
図8に、本実施形態で用いる画素回路Aijとしての画素回路Aij(4)の構成を示す。
画素回路Aij(4)は、有機EL素子(電気光学素子):EL1、駆動用TFT(駆動用トランジスタ):Q1、スイッチ用TFT(第1スイッチ):Q6、スイッチ用TFT(第2スイッチ):Q7、スイッチ用TFT(第3スイッチ):Q8、および、コンデンサC3を備えている。使用するTFTは全てn型である。
駆動用TFT:Q1は、電源配線Vpと有機EL素子:EL1との間に配置されている。有機EL素子:EL1の陽極は駆動用TFT:Q1のソース端子(電位基準端子)に接続されており、陰極は共通配線Vcomに接続されている。スイッチ用TFT:Q6は、駆動用TFT:Q1のドレイン端子(非電位基準端子)とゲート端子(制御端子)との間に配置されている。コンデンサC3は、駆動用TFT:Q1のゲート端子と電位配線Uiとの間に配置されている。スイッチ用TFT:Q7は、駆動用TFT:Q1のソース端子(電位基準端子)とソース配線Sjとの間に配置されている。スイッチ用TFT:Q8は、駆動用TFT:Q1のドレイン端子と電源配線Vpとの間に配置されている。
また、スイッチ用TFT:Q6・Q7・Q8のゲート端子は、順に、ゲート配線Gi、制御配線Pi、制御配線Riに接続されている。
次に、画素回路Aij(4)の動作を、図9のタイミングチャートを用いて説明する。
図9に、画素回路Aij(4)の1)ゲート配線G1、2)ゲート配線G2、3)電位配線U1、4)電位配線U2、5)制御配線P1、6)制御配線P2、7)制御配線R1、8)制御配線R2、9)ソース配線S1、10)ソース配線S2、および、11)ソース配線Smに供給される電位のタイミングを示す。
時刻−0.5t0〜時刻t0が画素回路A1j(4)の第1期間であり、画素回路A1j(4)のゲート配線G1に選択電位GHを印加し、スイッチ用TFT:Q6をオン状態とする。また、制御配線R1には選択電位GHが印加されており、スイッチ用TFT:Q8がオン状態となっている。このことにより、駆動用TFT:Q1のゲート端子はドレイン端子と短絡され、駆動用TFT:Q1はオン状態となり、そのゲート端子電位は電源電位Vpとなる。
この前後から、制御配線P1に選択電位GHを印加し、スイッチ用TFT:Q7をオン状態とする。このことにより、駆動用TFT:Q1のソース端子へソース配線Sjの電位が与えられる。
そして、時刻0〜時刻t0でソース配線Sjの電位をVyとする。この期間の電位Vyが画素回路A1j(4)に対応した電位であり、図9の9)〜11)に示すように最小Va〜最大Vcとする。また、制御配線R1に非選択電位GLを印加し、スイッチ用TFT:Q8をオフ状態とする。
このことにより、駆動用TFT:Q1のゲート端子電位は電源電位Vpから低下する。しかし、駆動用TFT:Q1がオフ状態となると、その電位低下は停止するので、ゲート端子電位はVy+Vthとなる。
このとき、電位Vyの最大値Vcは有機EL素子:EL1の陰極電位であるVcomより小さく設定することが好ましい。
なお、この第1期間を通して、電位配線U1の電位をV1とする。
その後、ゲート配線G1を非選択電位GLとして、スイッチ用TFT:Q6をオフ状態とする。このことにより、コンデンサC3に電圧Vy+Vth−V1を保持させる。
次の時刻2t0〜時刻tf−0.5t0が第2期間であり、制御配線P1を非選択電位GLとし、スイッチ用TFT:Q7をオフ状態とする。また、制御配線R1を選択電位GHとし、スイッチ用TFT:Q8をオン状態とする。さらに、一旦電位配線U1の電位をV2に変化させ、その後、この電位を徐々にV2からV3に向け再度変化させる。
ここで、Vy=Vaの場合、電位配線U1をV2としたとき、駆動用TFT:Q1のゲート端子電位Vwは式(7)およびVx=V1、Vz=V2から
Vw=Va+Vth+V2−V1 ・・・(16)
となる。このとき、この電位VwがVcom+Vth以下となれば、有機EL素子:EL1は発光しない。
Vw=Va+Vth+V2−V1 ・・・(16)
となる。このとき、この電位VwがVcom+Vth以下となれば、有機EL素子:EL1は発光しない。
そこで、画素回路Aijを非発光状態とするためには、電位Vaを、
Vw=Va+Vth+V2−V1<Vcom+Vth ・・・(17)
∴Va<Vcom+V1−V2 ・・・(18)
となるように設定する。
Vw=Va+Vth+V2−V1<Vcom+Vth ・・・(17)
∴Va<Vcom+V1−V2 ・・・(18)
となるように設定する。
また、Vy=Vcの場合、電位配線U1の電位をV3としたとき、駆動用TFT:Q1のゲート端子電位Vwは式(7)およびVx=V1、Vz=V3から
Vw=Vc+Vth+V3−V1 ・・・(19)
となる。このとき、この電位VwがVp+Vthより高ければ、有機EL素子:EL1は発光し続ける。
Vw=Vc+Vth+V3−V1 ・・・(19)
となる。このとき、この電位VwがVp+Vthより高ければ、有機EL素子:EL1は発光し続ける。
そこで、画素回路Aijを全発光状態とするためには、電位Vcを、
Vw=Vc+Vth+V3−V1>Vp+Vth ・・・(20)
∴Vc>Vp+V1−V3 ・・・(21)
となるように設定する。
Vw=Vc+Vth+V3−V1>Vp+Vth ・・・(20)
∴Vc>Vp+V1−V3 ・・・(21)
となるように設定する。
このように、本実施形態によれば、駆動用TFT:Q1の閾値電圧Vthによらず、電位配線Uiの電位Vz・Vxとソース配線Sjの電位Vyとにより、画素回路Aij(4)に配置された有機EL素子:EL1の発光時間を制御することができる。
従って、画素回路Aij(4)に与える電位Vyを制御することで、各画素回路Aij(4)の有機EL素子:EL1を非発光状態から全期間発光する状態まで、任意に制御することができる。
また、第2期間で電位配線Uiの電位をV2からV3にかけ変化させない方法もある。この場合も、駆動用TFT:Q1の閾値電圧Vthによらず、電位配線Uiの電位Vz・Vxとソース配線Sjの電位Vyとにより、駆動用TFT:Q1のゲート・ソース間電圧を設定することができるので、画素回路Aij(4)に配置された有機EL素子:EL1を流れる電流量を調整し、任意の発光状態とすることができる。
そして、駆動用TFT:Q1は、ソース端子が有機EL素子:EL1側にあるので、n型TFTで構成することができる。また、有機EL素子:EL1の陽極を、該ソース端子側とすることができる。これにより、有機EL素子を陽極から先に形成することができるとともに、TFTを全てn型とし得る画素回路を備えた表示装置を実現することができる。
図8の画素回路Aij(4)が全てn型TFTで構成されていることから判るように、本実施形態によれば、n型TFTだけを用いて画素回路Aij(4)が構成できるので、アモルファスシリコンや微結晶シリコンTFTを用いて、表示装置を実現することができる。
アモルファスシリコンや微結晶シリコンTFTを用いて画素回路Aij(4)が構成できれば、大型表示装置がCGシリコンや低温ポリシリコンを用いるよりも低コストで作成できる。
なお、本実施形態をCGシリコンや低温ポリシリコンを使用して実施することも可能である。
ところで、有機ELの電圧−電流特性は時間とともに劣化する。その測定データを図22に示す。この場合、有機ELに一定電流を流そうとすると、有機ELへ印加する電圧を徐々に高める必要がある。これは、逆に言うと、有機ELへ一定電圧を印加したとき、有機ELを流れる電流が徐々に小さくなることを意味する。
そこで、時刻0〜時刻t0にソース配線Sjに与える電位Vyである最小Va〜最大Vcの電位を有機EL素子:EL1の陰極電位Vcomよりやや高い電圧とする。
このとき、有機EL素子:EL1の電圧−電流特性が初期状態(図22の時間0に近い状態)であれば、有機EL素子:EL1を流れる電流値が大きくなるので、スイッチ用TFT:Q7と有機EL素子:EL1との間で電圧ドロップが発生し、駆動用TFT:Q1のソース端子電位はVyよりかなり低くなる。
一方、有機EL素子:EL1の電圧−電流特性が劣化(図22の時間100hに近い状態)していれば、有機EL素子:EL1を流れる電流値が小さいので、スイッチ用TFT:Q7と有機EL素子:EL1との間での電圧ドロップが小さくなり、駆動用TFT:Q1のソース端子電位はVyよりやや低くなる。
このことにより、有機EL素子:EL1が劣化すると、駆動用TFT:Q1のソース端子電位が上昇し、その結果ゲート端子電位も上昇する。このことにより有機EL素子:EL1の劣化特性を補償することもできる。
〔実施の形態5〕
本発明のさらに他の実施形態について図10ないし図12を用いて説明すれば、以下の通りである。
本発明のさらに他の実施形態について図10ないし図12を用いて説明すれば、以下の通りである。
図12に、本実施形態に係る表示装置27の構成を示す。
表示装置27は、図3の表示装置21において、各列の電源配線が、それぞれに対応するアナログスイッチ29を介して電源Vpと接続されたものである。表示装置27においては、アナログスイッチ29の画素側にある各列の電源配線をWj/Vpとする。ここでは、電源配線Wj/Vpが第3配線として機能する。また、各アナログスイッチ29は制御信号SLによってオン・オフが制御される。
図10に、本実施形態で用いる画素回路Aijとしての画素回路Aij(5)の構成を示す。
画素回路Aij(5)は、図8の画素回路Aij(4)からスイッチ用TFT:Q8を取り除いた構成である。駆動用TFT:Q1のドレイン端子(非電位基準端子)は電源配線Wj/Vpに接続されている。
次に、画素回路Aij(5)の動作を、図11のタイミングチャートを用いて説明する。
図11に、画素回路Aij(5)の1)ゲート配線G1、2)ゲート配線G2、3)電位配線U1、4)電位配線U2、5)電源配線Wj/Vp、6)制御配線P1、7)制御配線P2、8)ソース配線S1、9)ソース配線S2、および、10)ソース配線Smに供給される電位のタイミングを示す。
時刻−0.5t0〜時刻t0が画素回路A1j(5)の第1期間であり、画素回路A1j(5)のゲート配線G1に選択電位GHを印加し、スイッチ用TFT:Q6をオン状態とする。このことにより、駆動用TFT:Q1のゲート端子はドレイン端子と短絡され、そのゲート端子電位は電源電位Vpとなり、駆動用TFT:Q1はオン状態となる。
この前後から、制御配線P1に選択電位GHを印加し、スイッチ用TFT:Q7をオン状態とする。このことにより、駆動用TFT:Q1のソース端子へソース配線Sjの電位が与えられる。
そして、時刻0〜時刻t0でソース配線Sjの電位をVyとする。この期間の電位Vyが画素回路A1j(5)に対応した電位であり、図11の8)〜10)に示すように最小Va〜最大Vcとする。また、アナログスイッチ29により電源配線Wj/Vpと電源Vpとの間を遮断状態として電源配線Wj/Vpへの電源供給を遮断する。
このことにより、駆動用TFT:Q1のゲート端子電位および電源配線Wj/Vpの電位は電源電位Vpから低下する。しかし、駆動用TFT:Q1がオフ状態となると、その電位低下は停止するので、ゲート端子電位はVy+Vthとなる。
このとき、電位Vyの最大値Vcは有機EL素子:EL1の陰極電位であるVcomより低く設定することが好ましい。
なお、この第1期間を通して、電位配線U1の電位をV1とする。
その後、ゲート配線G1を非選択電位GLとして、スイッチ用TFT:Q6をオフ状態とする。このことにより、コンデンサC3に電圧Vy+Vth−V1を保持させる。
次の時刻2t0〜時刻tf−0.5t0が第2期間であり、制御配線P1を非選択電位GLとし、スイッチ用TFT:Q7をオフ状態とする。また、アナログスイッチ29を用いて電源配線Wj/Vpと電源Vpとの間を短絡させる。さらに、一旦電位配線U1の電位をV2に変化させ、その後、この電位を徐々にV2からV3に向け再度変化させる。 以下、電位Va・Vcの設定等は実施の形態4と同じなので、その説明は省略する。
これにより、実施形態4と同様の効果が得られる。
〔実施の形態6〕
本発明のさらに他の実施形態について図13ないし図15を用いて説明すれば、以下の通りである。
本発明のさらに他の実施形態について図13ないし図15を用いて説明すれば、以下の通りである。
図15に、本実施形態に係る表示装置30の構成を示す。
表示装置30は、図12の表示装置27のソースドライバ回路22をソースドライバ回路33とし、第2ゲートドライバ回路26を第2ゲートドライバ回路34とし、さらに電圧発生回路32が設けられた構成である。また、画素回路Aijの各行に1本ずつ電位配線VLが設けられている(後述の図13参照)。ここでは、ソース配線Sjが第1配線として、電位配線VLが第2配線として、また、電源配線Wj/Vpが第3配線として機能する。
ソースドライバ回路33は、mビットのシフトレジスタ24と、m個のDA変換回路およびm個のアナログスイッチ回路を備える出力回路31とを備えている。
すなわち上記ソースドライバ回路33では、mビットのシフトレジスタ24の先頭のレジスタへスタートパルスSPが入力され、そのスタートパルスSPがクロックclkでシフトレジスタ24内を転送され、同時に出力回路31にタイミングパルスSSPとして出力される。出力回路31は、シフトレジスタ24から送られてくるタイミングパルスSSPにより、入力されたデジタル信号Daを受け、ラッチパルスLpのタイミングで、対応する電位Vdaをソース配線Sjに供給する。
また、ソース配線Sjに供給する出力は制御信号SEにより電圧発生回路32から供給される電位へ切り替えられる。この電圧発生回路32は、スタートパルスYIが入力されると、クロックyckによりカウントした長さで、その出力電位が電位V2から電位V3へ向け変化するようになっている。
このように、本実施形態のソースドライバ回路33は、アモルファスシリコンTFT液晶等で用いられるLSI化されたソースドライバ回路である。
また、第2ゲートドライバ回路34は、図示しないシフトレジスタ回路と論理演算回路とアナログスイッチ回路とを備えるように構成されている。第2ゲートドライバ回路34は、入力されたスタートパルスZIをクロックyckにより図示しないシフトレジスタ内で転送し、論理演算回路によりシフトレジスタの出力信号とタイミング信号との論理演算を行い、論理演算結果が入力されるアナログスイッチ回路を通して、対応する制御配線Piへ選択電位を供給する。
図13に、本実施形態で用いる画素回路Aijとしての画素回路Aij(6)の構成を示す。
画素回路Aij(6)は、有機EL素子(電気光学素子):EL1、駆動用TFT:Q1、スイッチ用TFT(第1スイッチ):Q6、スイッチ用TFT(第2スイッチ):Q9、および、コンデンサC4を備えている。使用するTFTは全てn型である。
駆動用TFT:Q1は、電源配線Wj/Vpと有機EL素子:EL1との間に配置されている。有機EL素子:EL1の陽極は駆動用TFT:Q1のソース端子(電位基準端子)に接続されており、陰極は共通配線Vcomに接続されている。
スイッチ用TFT:Q6は、駆動用TFT:Q1のドレイン端子(非電位基準端子)とゲート端子(制御端子)との間に配置されている。コンデンサC4は、駆動用TFT:Q1のゲート端子とソース配線Sjとの間に配置されている。スイッチ用TFT:Q9は、駆動用TFT:Q1のソース端子と電位配線VLとの間に配置されている。
駆動用TFT:Q1のドレイン端子は電源配線Wj/Vpに接続されている。
また、スイッチ用TFT:Q6・Q9のゲート端子は、順に、ゲート配線Gi、制御配線Piに接続されている。
次に、画素回路Aij(6)の動作を、図14のタイミングチャートを用いて説明する。
図14に、画素回路Aij(6)の1)ゲート配線G1、2)ゲート配線G2、3)ゲート配線Gn、4)電源配線Wj/Vp、5)制御配線P1、6)制御配線P2、7)制御配線Pn、8)ソース配線S1、9)ソース配線S2、および、10)ソース配線Smに供給される電位のタイミングを示す。
時刻−0.5t0〜時刻t0が画素回路A1j(6)の第1期間であり、画素回路A1j(6)のゲート配線G1に選択電位GHを印加し、スイッチ用TFT:Q6をオン状態とする。このことにより、駆動用TFT:Q1のゲート端子はドレイン端子と短絡され、駆動用TFT:Q1はオン状態となり、そのゲート端子電位は電源電位Vpとなる。
この前後から、制御配線P1に選択電位GHを印加し、スイッチ用TFT:Q9をオン状態とする。このことにより、駆動用TFT:Q1の電位配線VLの電位VLが与えられる。
そして、時刻0〜時刻t0でソース配線Sjの電位をVyとする。この期間の電位Vyが画素回路A1j(6)に対応した電位であり、図14の8)〜10)に示すように最小Va〜最大Vcとする。また、アナログスイッチ29により電源配線Wj/Vpと電源Vpとの間を遮断状態として電源配線Wj/Vpへの電源供給を遮断する。
このことにより、駆動用TFT:Q1のゲート端子電位および電源配線Wj/Vpの電位は電源電位Vpから低下する。しかし、駆動用TFT:Q1がオフ状態となると、その電位低下は停止するので、ゲート端子電位はVL+Vthとなる。
その後、ゲート配線G1を非選択電位GLとして、スイッチ用TFT:Q6をオフ状態とする。このことにより、コンデンサC4に電圧VL+Vth−Vyを保持させる。
次に、制御配線P1を非選択電位GLとし、スイッチ用TFT:Q9をオフ状態とする。
この動作を画素回路Anj(6)まで行った後の、時刻tf〜時刻t1−0.5t0が第2期間である。また、アナログスイッチ29を用いて電源配線Wj/Vpと電源Vpとの間を短絡させる。さらに、制御信号SEを用いて、ソース配線Sjに供給する電位を、電圧発生回路32から発生される電位とする。
そして、電圧発生回路32から出力する電位を一旦電位V2に変化させ、その後、この電位を徐々にV2からV3に向け再度変化させる。
ここで、Vy=Vcの場合、ソース配線Sjの電位をVz=V2としたとき、駆動用TFT:Q1のゲート端子電位Vwは、
Vw=V2+VL+Vth−Vc ・・・(22)
となる。このとき、この電位VwがVcom+Vth以下となれば、有機EL素子:EL1は発光しない。
Vw=V2+VL+Vth−Vc ・・・(22)
となる。このとき、この電位VwがVcom+Vth以下となれば、有機EL素子:EL1は発光しない。
そこで、画素回路Aij(6)を非発光状態とするためには、電位Vcを、
Vw=V2+VL+Vth−Vc<Vcom+Vth ・・・(23)
∴Vc>V2+VL−Vcom ・・・(24)
となるように設定する。
Vw=V2+VL+Vth−Vc<Vcom+Vth ・・・(23)
∴Vc>V2+VL−Vcom ・・・(24)
となるように設定する。
また、Vy=Vaの場合、ソース配線Sjの電位をVz=V3としたとき、駆動用TFT:Q1のゲート端子電位Vwは、
Vw=V3+VL+Vth−Va ・・・(25)
となる。このとき、この電位VwがVp+Vthよりも高ければ、有機EL素子:EL1は発光し続ける。
Vw=V3+VL+Vth−Va ・・・(25)
となる。このとき、この電位VwがVp+Vthよりも高ければ、有機EL素子:EL1は発光し続ける。
そこで、画素回路Aij(6)を全発光状態とするためには、電位Vaを、
Vw=V3+VL+Vth−Va>Vp+Vth ・・・(26)
∴Va<V3+VL+Vp ・・・(27)
となるように設定する。
Vw=V3+VL+Vth−Va>Vp+Vth ・・・(26)
∴Va<V3+VL+Vp ・・・(27)
となるように設定する。
このように、本実施形態によれば、駆動用TFT:Q1の閾値電圧Vthによらず、電位配線VLの電位VLとソース配線Sjの電位Vy・Vzとにより、画素回路Aij(6)に配置された有機EL素子:EL1の発光時間を制御することができる。
従って、画素回路Aij(6)に与える電位Vyを制御することで、各画素回路Aij(6)の有機EL素子:EL1を非発光状態から全期間発光する状態まで、任意に制御することができる。
また、第2期間でソース配線Sjの電位をV2からV3にかけ変化させない方法もある。この場合も、駆動用TFT:Q1の閾値電圧Vthによらず、電位配線VLの電位VLとソース配線Sjの電位Vy・Vzとにより、駆動用TFT:Q1のゲート・ソース間電圧を設定することができるので、画素回路Aij(6)に配置された有機EL素子:EL1を流れる電流量を調整し、任意の発光状態とすることができる。
そして、駆動用TFT:Q1は、ソース端子が有機EL素子:EL1側にあるので、n型TFTで構成することができる。また、有機EL素子:EL1の陽極を、該ソース端子側とすることができる。これにより、有機EL素子を陽極から先に形成することができるとともに、TFTを全てn型とし得る画素回路を備えた表示装置を実現することができる。
〔実施の形態7〕
本発明のさらに他の実施形態について図16ないし図18を用いて説明すれば、以下の通りである。
本発明のさらに他の実施形態について図16ないし図18を用いて説明すれば、以下の通りである。
図18に、本実施形態に係る表示装置35の構成を示す。
表示装置35は、図15の表示装置30からアナログスイッチ29、電源配線Wj/Vp、および、電圧発生回路32を取り除き、電圧発生回路32の代わりに電源Vpからソースドライバ回路33の出力回路31に電源電位Vpを供給するように構成したものである。従って、ソース配線Sjには電源電位Vpが出力される場合があるため、ここでのソース配線を改めてソース配線Sj/Vpと称する。ソース配線Sj/Vpは第1配線として、また、電位配線Uiは第2配線として機能する。さらに、画素回路Aijの各行に1本ずつ電位配線VHが設けられており、第3配線として機能する。
図16に、本実施形態で用いる画素回路Aijとしての画素回路Aij(7)の構成を示す。
画素回路Aij(7)は、有機EL素子(電気光学素子):EL1、駆動用TFT:Q1、スイッチ用TFT(第2スイッチ):Q9、スイッチ用TFT(第1スイッチ):Q10、および、コンデンサC3を備えている。ここで使用するTFTは全てn型である。
駆動用TFT:Q1は、ソース配線Sj/Vpと有機EL素子:EL1との間に配置されている。有機EL素子:EL1の陽極は駆動用TFT:Q1のソース端子(電位基準端子)に接続されており、陰極は共通配線Vcomに接続されている。スイッチ用TFT:Q10は、駆動用TFT:Q1のソース端子とゲート端子(制御端子)との間に配置されている。駆動用TFT:Q1のドレイン端子(電位基準端子とは反対側にある端子である非電位基準端子)はソース配線Sj/Vpに接続されている。コンデンサC3は、駆動用TFT:Q1のゲート端子と電位配線Uiとの間に配置されている。スイッチ用TFT:Q9は、駆動用TFT:Q1のソース端子と電位配線VHとの間に配置されている。
また、スイッチ用TFT:Q10・Q9のゲート端子は、順に、ゲート配線Gi、制御配線Piに接続されている。
次に、画素回路Aij(7)の動作を、図17のタイミングチャートを用いて説明する。
図17に、画素回路Aij(7)の1)ゲート配線G1、2)ゲート配線G2、3)ゲート配線Gn、4)電位配線Ui、5)制御配線P1、6)制御配線P2、7)制御配線Pn、8)ソース配線S1、9)ソース配線S2、および、10)ソース配線Smに供給される電位のタイミングを示す。
時刻−0.5t0〜時刻t0が画素回路A1j(7)の第1期間であり、画素回路A1j(7)のゲート配線G1に選択電位GHを印加し、スイッチ用TFT:Q10をオン状態とする。このことにより、駆動用TFT:Q1のゲート端子はソース端子と短絡される。また、制御配線P1に選択電位GHを印加し、スイッチ用TFT:Q9をオン状態とする。このことにより、駆動用TFT:Q1のソース端子に電位配線VHの電位VHを与える。なお、この電位VHは、有機EL素子:EL1の陰極電位Vcom前後の電位である。
そして、時刻0〜時刻t0でソース配線Sj/Vpの電位をVyとする。この期間の電位Vyが画素回路A1j(7)に対応した電位であり、図17の8)〜10)に示すように最小Va〜最大Vcとする。
駆動用TFT:Q1の閾値電圧Vthのばらつきを考慮し、その最大値をmax(Vth)とするとき、この電圧Va〜Vcを電位VHに対し、
Vc<VH−max(Vth)<Vcom ・・・(28)
とする。
Vc<VH−max(Vth)<Vcom ・・・(28)
とする。
そして、時刻0より少し後で制御配線P1に非選択電位GLを印加し、スイッチ用TFT:Q9をオフ状態とする。
このことにより、駆動用TFT:Q1の有機EL素子:EL1を駆動するときのドレイン端子(ソース配線Sj/Vp側)が、この時点ではソース端子(電位基準端子)となって駆動用TFT:Q1はオン状態となり、そのゲート端子電位はVHから低下する。しかし、駆動用TFT:Q1がオフ状態となると、その電位低下は停止するので、ゲート端子電位はVy+Vthとなる。
なおこのとき、電位配線Uiには電位V1が印加されている。
その後、ゲート配線G1を非選択電位GLとして、スイッチ用TFT:Q10をオフ状態とする。このことにより、コンデンサC3に電圧Vy+Vth−V1を保持させる。
この動作を画素回路Anjまで行った後の、時刻tf〜時刻t1−0.5t0が第2期間であり、出力回路31のアナログスイッチ回路により、ソース配線Sj/Vpと電源Vpとの間を短絡させる。さらに、一旦電位配線U1の電位をV1からV2へ変化させる。そして、電位配線U1の電位を徐々にV2からV3に向け変化させる。
ここで、Vy=Vaの場合、電位配線Uiの電位をVz=V2としたとき、駆動用TFT:Q1のゲート端子電位Vwは(8)式よりVx=V1であるから、
Vw=Va+Vth+V2−V1 ・・・(29)
となる。このとき、この電位VwがVcom+Vth以下となれば、有機EL素子:EL1は発光しない。
Vw=Va+Vth+V2−V1 ・・・(29)
となる。このとき、この電位VwがVcom+Vth以下となれば、有機EL素子:EL1は発光しない。
そこで、画素回路Aij(7)を非発光状態とするためには、電位Vaを、
Vw=Va+Vth+V2−V1<Vcom+Vth ・・・(30)
∴Va<Vcom+V1−V2 ・・・(31)
となるように設定する。
Vw=Va+Vth+V2−V1<Vcom+Vth ・・・(30)
∴Va<Vcom+V1−V2 ・・・(31)
となるように設定する。
また、Vy=Vcの場合、電位配線U1の電位をVz=V3としたとき、駆動用TFT:Q1のゲート端子電位Vwは(8)式よりVx=V1であるから、
Vw=Vc+Vth+V3−V1 ・・・(32)
となる。このとき、この電位VwがVp+Vthよりも高ければ、有機EL素子:EL1は発光し続ける。
Vw=Vc+Vth+V3−V1 ・・・(32)
となる。このとき、この電位VwがVp+Vthよりも高ければ、有機EL素子:EL1は発光し続ける。
そこで、画素回路Aijを全発光状態とするためには、電位Vcを、
Vw=Vc+Vth+V3−V1>Vp+Vth ・・・(33)
∴Vc>Vp+V1−V3 ・・・(34)
となるように設定する。
Vw=Vc+Vth+V3−V1>Vp+Vth ・・・(33)
∴Vc>Vp+V1−V3 ・・・(34)
となるように設定する。
このように、本実施形態によれば、駆動用TFT:Q1の閾値電圧Vthによらず、電位配線Uiの電位V1・V2・V3とソース配線Sjの電位Vyとにより、画素回路Aij(7)に配置された有機EL素子:EL1の発光時間を制御することができる。
このことにより、画素回路Aij(7)に与える電位Vyを制御することで、各画素回路Aij(7)の有機EL素子:EL1を非発光状態から全期間発光する状態まで、任意に制御することができる。
また、第2期間で電位配線Uiの電位をV2からV3にかけ変化させない方法もある。この場合も、駆動用TFT:Q1の閾値電圧Vthによらず、電位配線Uiの電位V1・V2とソース配線Sjの電位Vyとにより、駆動用TFT:Q1のゲート・ソース間電圧を設定できるので、画素回路Aij(7)に配置された有機EL素子:EL1を流れる電流量を調整し、任意の発光状態とすることができる。
そして、駆動用TFT:Q1は、ソース端子が有機EL素子:EL1側にあるので、n型TFTで構成することができる。また、有機EL素子:EL1の陽極を、該ソース端子側とすることができる。これにより、有機EL素子を陽極から先に形成することができるとともに、TFTを全てn型とし得る画素回路を備えた表示装置を実現することができる。
〔実施の形態8〕
本発明のさらに他の実施形態について図19ないし図21を用いて説明すれば、以下の通りである。
本発明のさらに他の実施形態について図19ないし図21を用いて説明すれば、以下の通りである。
図21に、本実施形態に係る表示装置37の構成を示す。
表示装置37は、図15の表示装置30からアナログスイッチ29および電源配線Wj/Vpを取り除き、電源Vpから第2ゲートドライバ回路38に電源電位Vpを供給して、電源電位Vpを電位配線Uiに出力可能とした構成である。従って、ここでは電位配線Uiを改めて電位配線Ui/Vpと称する。第2ゲートドライバ回路38のその他の構成は、第2ゲートドライバ26と同様である。ソース配線Sjは第1配線として、電位配線Ui/Vpは第2配線として、また、電位配線VHは第3配線として機能する。
図19に、本実施形態で用いる画素回路Aijとしての画素回路Aij(8)の構成を示す。
画素回路Aij(8)は、図16の画素回路Aij(7)からコンデンサC3を取り除き、コンデンサC4を設けた構成である。コンデンサC4は、駆動用TFT:Q1のゲート端子とソース配線Sjとの間に配置されている。
次に、画素回路Aij(8)の動作を、図20のタイミングチャートを用いて説明する。
図20に、画素回路Aij(8)の1)ゲート配線G1、2)ゲート配線G2、3)ゲート配線Gn、4)電位配線Ui/Vp、5)制御配線P1、6)制御配線P2、7)制御配線Pn、8)ソース配線S1、9)ソース配線S2、および、10)ソース配線Smに供給される電位のタイミングを示す。
時刻−0.5t0〜時刻t0が画素回路A1j(8)の第1期間であり、画素回路A1j(8)のゲート配線G1に選択電位GHを印加し、スイッチ用TFT:Q10をオン状態とする。このことにより、駆動用TFT:Q1のゲート端子はソース端子と短絡される。また、制御配線P1に選択電位GHを印加し、スイッチ用TFT:Q9をオン状態とする。このことにより、駆動用TFT:Q1のソース端子に電位配線VHの電位VHを与える。なお、この電圧VHは有機EL素子:EL1の陰極電位Vcom前後の電位である。
そして、時刻0〜時刻t0でソース配線Sjの電位をVyとする。この期間の電位Vyが画素回路A1j(8)に対応した電位であり、図20の8)〜10)に示すように最小Va〜最大Vcとする。
また、この第1期間に電位配線Ui/Vpに供給される電位VLは、駆動用TFT:Q1の閾値電圧Vthのばらつきを考慮し、その最大値をmax(Vth)とするとき、
VL<VH−max(Vth)<Vcom ・・・(35)
となる。
VL<VH−max(Vth)<Vcom ・・・(35)
となる。
そして、時刻0より少し後で制御配線P1に非選択電位GLを印加し、スイッチ用TFT:Q9をオフ状態とする。このことにより、駆動用TFT:Q1の有機EL素子:EL1を駆動するときのドレイン端子(電位配線Ui/Vp側)が、この時点ではソース端子(電位基準端子)となり駆動用TFT:Q1はオン状態となり、そのゲート端子電位はVHから低下する。しかし、駆動用TFT:Q1がオフ状態となると、その電位低下は停止するので、ゲート端子電位はVL+Vthとなる。
その後、ゲート配線G1を非選択電位GLとして、スイッチ用TFT:Q10をオフ状態とする。このことにより、コンデンサC4に電圧VL+Vth−Vyを保持させる。
この動作を画素回路Anj(8)まで行った後の、時刻tf〜時刻t1−0.5t0が第2期間であり、電位配線Ui/Vpを電源電位Vpとして、一旦ソース配線Sjの電位をV2へ変化させる。そして、ソース配線Sjの電位を徐々にV2からV3に向け変化させる。
ここで、Vy=Vcの場合、ソース配線Sjの電位をVz=V2としたとき、駆動用TFT:Q1のゲート端子電位Vwは、
Vw=V2+VL+Vth−Vc ・・・(36)
となる。このとき、この電位VwがVcom+Vth以下となれば、有機EL素子:EL1は発光しない。
Vw=V2+VL+Vth−Vc ・・・(36)
となる。このとき、この電位VwがVcom+Vth以下となれば、有機EL素子:EL1は発光しない。
そこで、画素回路Aij(8)を非発光状態とするためには、電位Vcを、
Vw=V2+VL+Vth−Vc<Vcom+Vth ・・・(37)
∴Vc>V2+VL−Vcom ・・・(38)
となるように設定する。
Vw=V2+VL+Vth−Vc<Vcom+Vth ・・・(37)
∴Vc>V2+VL−Vcom ・・・(38)
となるように設定する。
また、Vy=Vaの場合、ソース配線Sjの電位をVz=V3としたとき、駆動用TFT:Q1のゲート端子電位Vwは、
Vw=V3+VL+Vth−Va ・・・(39)
となる。このとき、この電位VwがVp+Vthよりも高ければ、有機EL素子:EL1は発光し続ける。
Vw=V3+VL+Vth−Va ・・・(39)
となる。このとき、この電位VwがVp+Vthよりも高ければ、有機EL素子:EL1は発光し続ける。
そこで、画素回路Aijを全発光状態とするためには電圧Vaを
Vw=V3+VL+Vth−Va>Vp+Vth ・・・(40)
∴Va<V3+VL−Vp ・・・(41)
となるように設定する。
Vw=V3+VL+Vth−Va>Vp+Vth ・・・(40)
∴Va<V3+VL−Vp ・・・(41)
となるように設定する。
このように、本実施形態によれば、駆動用TFT:Q1の閾値電圧Vthによらず、電位配線Uiの電位VLとソース配線Sjの電圧Vyとにより、画素回路Aij(8)に配置された有機EL素子:EL1の発光時間を制御することができる。
従って、画素回路Aij(8)に与える電位Vyを制御することで、各画素回路Aij(8)の有機EL素子:EL1を非発光状態から全期間発光する状態まで、任意に制御することができる。
また、第2期間でソース配線Sjの電位をV2からV3にかけ変化させない方法もある。この場合も、駆動用TFT:Q1の閾値電圧Vthによらず、電位配線Uiの電位VLとソース配線Sjの電位Vyとにより、駆動用TFT:Q1のゲート・ソース間電圧を設定することができるので、画素回路Aij(8)に配置された有機EL素子:EL1を流れる電流量を調整し、任意の発光状態とすることができる。
そして、駆動用TFT:Q1は、ソース端子が有機EL素子:EL1側にあるので、n型TFTで構成することができる。また、有機EL素子:EL1の陽極を、該ソース端子側とすることができる。これにより、有機EL素子を陽極から先に形成することができるとともに、TFTを全てn型とし得る画素回路を備えた表示装置を実現することができる。
以下、電位Va・Vcの設定等は実施の形態1と同じなので、その説明は省略する。
以上、各実施形態について述べた。各実施形態では、駆動用トランジスタの電位基準端子を電気光学素子側に配置した上でコンデンサに閾値保持を行い、駆動用トランジスタを駆動するときの電位基準端子の取り得る電位範囲から、上記コンデンサの電圧シフト量を決定するようにした。
なお、上記各実施形態では、電気光学素子を有機EL素子としたが、これに限らず、半導体LEDなどの電流駆動型の発光素子が一般に使用可能である。また、トランジスタを全てTFTとしたが、これに限らず、単結晶シリコン上でのMOSトランジスタなど、他のトランジスタも使用可能である。また、画素回路Aijに含まれるTFTを全てn型としたが、これに限らず、スイッチ用トランジスタなど、駆動用TFT以外のトランジスタをp型で構成することが可能である。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、有機EL素子を用いた表示装置に好適に使用することができる。
Aij、Aij(1)〜Aij(8)
画素回路
EL1 有機EL素子
Q1 駆動用TFT(駆動用トランジスタ)
画素回路
EL1 有機EL素子
Q1 駆動用TFT(駆動用トランジスタ)
Claims (8)
- 電流駆動型の電気光学素子に、前記電気光学素子の発光データに応じた制御電圧が印加された駆動用トランジスタから駆動電流を流す画素回路を有する表示装置において、
前記画素回路には、
電源配線と前記電気光学素子との間に前記駆動用トランジスタが配置され、
前記駆動用トランジスタの制御端子と前記駆動用トランジスタの制御電圧の電位基準端子との間に、第1コンデンサと第1スイッチとが、前記第1スイッチが前記電位基準端子側となるように直列に配置され、
前記駆動用トランジスタの制御端子と第1電位が供給される第1配線との間に第2スイッチが配置され、
前記第1コンデンサと前記第1スイッチとの接続点と、第2電位が供給される第2配線との間に第2コンデンサが配置され、
前記電位基準端子と第3電位が供給される第3配線との間に第3スイッチが配置され、
前記第1コンデンサと前記第1スイッチとの接続点と、前記発光データに応じた電位が供給される第4配線との間に、第4スイッチが配置されていることを特徴とする表示装置。 - 電流駆動型の電気光学素子に、前記電気光学素子の発光データに応じた制御電圧が印加された駆動用トランジスタから駆動電流を流す画素回路を有する表示装置において、
前記画素回路には、
電源配線と前記電気光学素子との間に前記駆動用トランジスタが配置され、
前記駆動用トランジスタの制御端子と前記駆動用トランジスタの制御電圧の電位基準端子との間に、第1コンデンサと第1スイッチとが、前記第1スイッチが前記電位基準端子側となるように直列に配置され、
前記駆動用トランジスタの制御端子と第1電位が供給される第1配線との間に第2スイッチが配置され、
前記第1コンデンサと前記第1スイッチとの接続点と、第2電位が供給される第2配線との間に第2コンデンサが配置され、
前記第1コンデンサと前記第1スイッチとの接続点と、前記発光データに応じた電位が供給される第3配線との間に、第3スイッチが配置されていることを特徴とする表示装置。 - 電流駆動型の電気光学素子に、前記電気光学素子の発光データに応じた制御電圧が印加された駆動用トランジスタから駆動電流を流す画素回路を有する表示装置において、
前記画素回路には、
電源配線と前記電気光学素子との間に前記駆動用トランジスタが配置され、
前記駆動用トランジスタの制御端子と前記駆動用トランジスタの制御電圧の電位基準端子との間に、第1コンデンサと第1スイッチとが、前記第1スイッチが前記電位基準端子側となるように直列に配置され、
前記駆動用トランジスタの制御端子と第1電位が供給される第1配線との間に第2スイッチが配置され、
前記第1コンデンサと前記第1スイッチとの接続点と、第2電位が供給される第2配線との間に、第2コンデンサが配置され、
前記電位基準端子と、前記発光データに応じた電位が供給される第3配線との間に、第3スイッチが配置されていることを特徴とする表示装置。 - 電流駆動型の電気光学素子に、前記電気光学素子の発光データに応じた制御電圧が印加された駆動用トランジスタから駆動電流を流す画素回路を有する表示装置において、
前記画素回路には、
電源配線と前記電気光学素子との間に前記駆動用トランジスタが配置され、
前記駆動用トランジスタの制御端子と、前記駆動用トランジスタの制御電圧の電位基準端子とは反対側の端子である非電位基準端子との間に、第1スイッチが配置され、
前記制御端子と第1電位が供給される第1配線との間にコンデンサが配置され、
前記電位基準端子と、前記発光データに応じた電位が供給される第2配線との間に、第2スイッチが配置され、
前記非電位基準端子と前記電源配線との間に第3スイッチが配置されていることを特徴とする表示装置。 - 電流駆動型の電気光学素子に、前記電気光学素子の発光データに応じた制御電圧が印加された駆動用トランジスタから駆動電流を流す画素回路を有する表示装置において、
前記画素回路には、
電源配線と前記電気光学素子との間に前記駆動用トランジスタが配置され、
前記駆動用トランジスタの制御端子と、前記駆動用トランジスタの制御電圧の電位基準端子とは反対側の端子である非電位基準端子との間に、第1スイッチが配置され、
前記制御端子と第1電位が供給される第1配線との間にコンデンサが配置され、
前記電位基準端子と、前記発光データに応じた電位が供給される第2配線との間に、第2スイッチが配置され、
前記電源配線への電源供給が遮断可能であることを特徴とする表示装置。 - 電流駆動型の電気光学素子に、前記電気光学素子の発光データに応じた制御電圧が印加された駆動用トランジスタから駆動電流を流す画素回路を有する表示装置において、
前記画素回路には、
電源配線と前記電気光学素子との間に前記駆動用トランジスタが配置され、
前記駆動用トランジスタの制御端子と、前記駆動用トランジスタの制御電圧の電位基準端子とは反対側の端子である非電位基準端子との間に、第1スイッチが配置され、
前記制御端子と、前記発光データに応じた電位が供給される第1配線との間にコンデンサが配置され、
前記電位基準端子と、第1電位が供給される第2配線との間に、第2スイッチが配置され、
前記電源配線への電源供給が遮断可能であることを特徴とする表示装置。 - 電流駆動型の電気光学素子に、前記電気光学素子の発光データに応じた制御電圧が印加された駆動用トランジスタから駆動電流を流す画素回路を有する表示装置において、
前記画素回路には、
前記発光データに応じた電位を出力する第1配線と前記電気光学素子との間に前記駆動用トランジスタが配置され、
前記駆動用トランジスタの制御端子と、前記駆動用トランジスタの制御電圧の電位基準端子との間に、第1スイッチが配置され、
前記制御端子と第1電位が供給される第2配線との間に、コンデンサが配置され、
前記電位基準端子と第2電位が供給される第3配線との間に、第2スイッチが配置されていることを特徴とする表示装置。 - 電流駆動型の電気光学素子に、前記電気光学素子の発光データに応じた制御電圧が印加された駆動用トランジスタから駆動電流を流す画素回路を有する表示装置において、
前記画素回路には、
第1電位を出力する第1配線と前記電気光学素子との間に前記駆動用トランジスタが配置され、
前記駆動用トランジスタの制御端子と、前記駆動用トランジスタの制御電圧の電位基準端子との間に、第1スイッチが配置され、
前記制御端子と、前記発光データに応じた電位が供給される第2配線との間に、コンデンサが配置され、
前記電位基準端子と第2電位が供給される第3配線との間に、第2スイッチが配置されていることを特徴とする表示装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006178522A JP2008009080A (ja) | 2006-06-28 | 2006-06-28 | 表示装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2006
- 2006-06-28 JP JP2006178522A patent/JP2008009080A/ja active Pending
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