説明

表示装置、アレイ基板、及び表示装置の駆動方法

【課題】映像信号として電流信号を供給する表示装置で、低階調の再現性を高める。
【解決手段】本発明の表示装置は、制御端子と電源端子ND1に接続された第1端子とそれらの間の電圧に対応した大きさの電流を出力する第2端子とを含んだ駆動制御素子DRと、第1電極と電源端子ND2に接続された第2電極とそれらの間に介在した活性層とを含んだ表示素子OLEDと、第2端子と第1電極との間に接続されたスイッチSWaと、第2端子と制御端子と映像信号線DLとが互いに接続された状態とそれらが互いから切断された状態との間で切り替え可能なスイッチ群SWb,SWcと、キャパシタC1乃至C3と、スイッチSWd1乃至SWd3とを具備し、スイッチSWd1とキャパシタC1とスイッSWd2チとキャパシタC2とは制御端子と定電位端子ND1との間でこの順に直列に接続され、スイッチSWd3とキャパシタC3とは制御端子とキャパシタC2のスイッチSWd2が接続された電極との間で直列に接続されていることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表示装置、アレイ基板、及び表示装置の駆動方法に関する。
【背景技術】
【0002】
有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置のように表示素子の光学特性をそれに流す駆動電流によって制御する表示装置では、画素間で駆動電流の大きさがばらつくと、輝度むら等の画質不良が生じる。それゆえ、そのような表示装置でアクティブマトリクス駆動方式を採用した場合には、駆動電流の大きさを制御する駆動制御素子の特性が各画素間でほぼ同一であることが要求される。しかしながら、この表示装置では、通常、駆動制御素子をガラス基板などの絶縁体上に形成するため、その特性にばらつきを生じ易い。
【0003】
特許文献1には、画素回路がカレントミラー回路を含んだ有機EL表示装置が記載されている。
【0004】
この画素回路は、駆動制御素子であるnチャネル電界効果トランジスタと、有機EL素子と、キャパシタとを含んでいる。nチャネル電界効果トランジスタのソースは低電位の電源線に接続されており、キャパシタはnチャネル電界効果トランジスタのゲートと先の電源線との間に接続されている。また、有機EL素子の陽極は、より高電位の電源線に接続されている。
【0005】
この画素回路は、以下の方法で駆動する。
まず、nチャネル電界効果トランジスタのドレインとゲートとを接続し、この状態でnチャネル電界効果トランジスタのドレイン−ソース間に映像信号に対応した大きさの電流Isigを流す。この動作により、キャパシタの両電極間の電圧は、nチャネル電界効果トランジスタのチャネルに電流Isigを流すのに必要なゲート−ソース間電圧に設定される。
【0006】
次に、nチャネル電界効果トランジスタのドレインとゲートとの接続を断ち、キャパシタの両電極間の電圧を保持する。続いて、nチャネル電界効果トランジスタのドレインを有機EL素子の陰極に接続する。これにより、有機EL素子には、先の電流Isigとほぼ等しい大きさの駆動電流Idrvが流れる。有機EL素子は、この駆動電流Idrvの大きさに対応した輝度で発光する。
【0007】
このように、上記の構成を採用すると、書込期間において映像信号として供給した電流Isigとほぼ等しい大きさの駆動電流Idrvを、書込期間に続く保持期間においてもnチャネル電界効果トランジスタのドレインとソースとの間に流すことができる。それゆえ、nチャネル電界効果トランジスタの閾値Vthだけでなく移動度や寸法などが駆動電流Idrvに与える影響も排除することができる。
【0008】
しかしながら、上記の表示装置には、小さな駆動電流Idrvに対応した映像信号Isigの書き込みが難しいという問題がある。そのため、この表示装置では、低階調域内の各階調を高い再現性で表示することが難しい。
【特許文献1】米国特許第6373454号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、画素に映像信号として電流信号を供給する表示装置において、低階調の再現性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の第1側面によると、表示装置であって、マトリクス状に配列した複数の画素と、前記複数の画素が形成する複数の列に対応して配列した複数の映像信号線とを具備し、前記複数の画素の各々は、制御端子と、第1電源端子に接続された第1端子と、前記制御端子と前記第1端子との間の電圧に対応した大きさの電流を出力する第2端子とを含んだ駆動制御素子と、第1電極と、第2電源端子に接続された第2電極と、前記第1及び第2電極間に介在した活性層とを含んだ表示素子と、前記第2端子と前記第1電極との間に接続された出力制御スイッチと、前記第2端子と前記制御端子と前記映像信号線とが互いに接続された第1状態と、前記第2端子と前記制御端子と前記映像信号線とが互いから切断された第2状態との間で切り替え可能なスイッチ群と、第1乃至第3キャパシタと、第1乃至第3スイッチとを具備し、前記第1スイッチと前記第1キャパシタと前記第2スイッチと前記第2キャパシタとは前記制御端子と定電位端子との間でこの順に直列に接続され、前記第3スイッチと前記第3キャパシタとは前記制御端子と前記第2キャパシタの前記第2スイッチが接続された電極との間で直列に接続されているものが提供される。
【0011】
本発明の第2側面によると、アレイ基板であって、マトリクス状に配列した複数の画素回路と、前記複数の画素回路が形成する複数の列に対応して配列した複数の映像信号線とを具備し、前記複数の画素回路の各々は、制御端子と、電源端子に接続された第1端子と、前記制御端子と前記第1端子との間の電圧に対応した大きさの電流を出力する第2端子とを含んだ駆動制御素子と、画素電極と、前記第2端子と前記画素電極との間に接続された出力制御スイッチと、前記第2端子と前記制御端子と前記映像信号線とが互いに接続された第1状態と、前記第2端子と前記制御端子と前記映像信号線とが互いから切断された第2状態との間で切り替え可能なスイッチ群と、第1乃至第3キャパシタと、第1乃至第3スイッチとを具備し、前記第1スイッチと前記第1キャパシタと前記第2スイッチと前記第2キャパシタとは前記制御端子と定電位端子との間でこの順に直列に接続され、前記第3スイッチと前記第3キャパシタとは前記制御端子と前記第2キャパシタの前記第2スイッチが接続された電極との間で直列に接続されているものが提供される。
【0012】
本発明の第3側面によると、第1側面に係る表示装置を駆動する方法であって、前記複数の画素が形成する複数の行を順次選択することと、選択した行が含む複数の画素の各々に対して第1及び第2書込動作を実行することと、非選択の行が含む複数の画素の各々に対して表示動作を実行することとを含んだ方法が提供される。
【発明の効果】
【0013】
本発明によると、画素に映像信号として電流信号を供給する表示装置において、低階調の再現性を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【0015】
図1は、本発明の第1態様に係る表示装置を概略的に示す平面図である。図2は、図1の表示装置に採用可能な構造の一例を概略的に示す断面図である。図3は、図1の表示装置が含む画素の等価回路図である。なお、図2では、表示装置を、その表示面,すなわち前面又は光出射面,が下方を向き、背面が上方を向くように描いている。
【0016】
この表示装置は、アクティブマトリクス型駆動方式を採用した下面発光型の有機EL表示装置である。この有機EL表示装置は、例えば、ガラス基板などの絶縁基板SUBを含んでいる。
【0017】
基板SUB上には、図2に示すように、アンダーコート層UCとして、例えば、SiNx層とSiOx層とが順次積層されている。
【0018】
アンダーコート層UC上では、複数の半導体層SC,例えばポリシリコン層,が配列している。各半導体層SCには、ソース及びドレインが形成されている。
【0019】
アンダーコート層UC及び半導体層SCは、ゲート絶縁膜GIで被覆されている。ゲート絶縁膜GIは、例えばTEOS(tetraethyl orthosilicate)を用いて形成され得る。
【0020】
ゲート絶縁膜GI上では、ゲートGが配列している。ゲートGは、例えばMoWからなる。
【0021】
半導体層SCとゲート絶縁膜GIとゲートGとは、トップゲート型の薄膜トランジスタを形成している。本態様では、これら薄膜トランジスタは、pチャネル薄膜トランジスタであり、図1及び図3の画素PXが含む駆動制御素子DR及びスイッチSWa乃至SWc及びSWd1乃至SWd5として利用している。
【0022】
ゲート絶縁膜GI上では、図1及び図3に示すキャパシタC1乃至C4の下部電極と走査信号線SL1乃至SL6とがさらに配列している。これらは、ゲートGと同一の工程で形成可能である。
【0023】
走査信号線SL1乃至SL6は、図1に示すように、各々が画素PXの行に沿って、すなわちX方向に延びており、画素PXの列方向に沿ったY方向に配列している。これら走査信号線SL1乃至SL6は、走査信号線ドライバYDRに接続されている。
【0024】
ゲート絶縁膜GI、ゲートG、走査信号線SL1乃至SL6、並びにキャパシタC1乃至C4の下部電極は、図2に示す層間絶縁膜IIで被覆されている。層間絶縁膜IIは、例えば、プラズマCVD法などにより成膜されたSiOx膜である。この層間絶縁膜IIの一部は、キャパシタC1乃至C4の誘電体層として利用する。
【0025】
層間絶縁膜II上では、図1及び図3に示すキャパシタC1乃至C4の上部電極、図2に示すソース電極SE及びドレイン電極DE、並びに、図1と図3とに示す映像信号線DL及び電源線PSLが配列している。これらは、同一工程で形成可能であり、例えば、Mo/Al/Moの三層構造を有している。
【0026】
ソース電極SE及びドレイン電極DEは、層間絶縁膜IIに設けられたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタのソース及びドレインに電気的に接続されている。
【0027】
映像信号線DLは、図1に示すように、各々がY方向に延びており、X方向に配列している。これら映像信号線DLは、映像信号線ドライバXDRに接続されている。
電源線PSLは、本態様では、各々がY方向に延びており、X方向に配列している。
【0028】
ソース電極SE、ドレイン電極DE、映像信号線DL、電源線PSL、及びキャパシタC1乃至C4の上部電極は、図2に示すパッシベーション膜PSで被覆されている。パッシベーション膜PSは、例えばSiNxからなる。
【0029】
パッシベーション膜PS上では、図2に示すように、画素電極である第1電極PEが配列している。本態様では、各第1電極PEは、光透過性の前面電極である。各第1電極は、パッシベーション膜PSに設けた貫通孔を介してドレイン電極DEに接続されており、このドレイン電極DEはスイッチSWaのドレインに接続されている。
【0030】
第1電極PEは、本態様では陽極である。第1電極PEの材料としては、例えば、ITO(indium tin oxide)などの透明導電性酸化物を使用することができる。
【0031】
パッシベーション膜PS上には、さらに、図2に示す隔壁絶縁層PIが配置されている。隔壁絶縁層PIには、第1電極PEに対応した位置に貫通孔が設けられているか、或いは、第1電極PEが形成する列又は行に対応した位置にスリットが設けられている。ここでは、一例として、隔壁絶縁層PIには、第1電極PEに対応した位置に貫通孔が設けられていることとする。
【0032】
隔壁絶縁層PIは、例えば、有機絶縁層である。隔壁絶縁層PIは、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。
【0033】
第1電極PE上には、活性層として、発光層を含んだ有機物層ORGが配置されている。発光層は、例えば、発光色が赤色、緑色、又は青色のルミネセンス性有機化合物を含んだ薄膜である。この有機物層ORGは、発光層に加え、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層などもさらに含むことができる。
【0034】
隔壁絶縁層PI及び有機物層ORGは、対向電極である第2電極CEで被覆されている。第2電極CEは、全画素PXで共用する共通電極である。本態様では、第2電極CEは、背面電極である光反射性の陰極である。第2電極CEは、例えば、パッシベーション膜PSと隔壁絶縁層PIとに設けられたコンタクトホールを介して、映像信号線DLが形成されたのと同一の層上に形成された電極配線(図示せず)に電気的に接続されている。各々の有機EL素子OLEDは、第1電極PE、有機物層ORG及び第2電極CEで構成されている。
【0035】
各画素PXは、有機EL素子OLEDと画素回路とを含んでいる。本態様では、画素回路は、図1及び図3に示すように、駆動制御素子DRと、出力制御スイッチSWaと、選択用スイッチSWbと、ダイオード接続スイッチSWcと、スイッチSWd1乃至SWd5と、キャパシタC1乃至C4とを含んでいる。上記の通り、本態様では、駆動制御素子DR並びにスイッチSWa乃至SWc及びSWd1乃至SWd5はpチャネル薄膜トランジスタである。スイッチSWa乃至SWc及びSWd1乃至SWd5はスイッチ群を構成しており、キャパシタC1乃至C4はキャパシタ群を構成している。
【0036】
駆動制御素子DRと出力制御スイッチSWaと有機EL素子OLEDとは、第1電源端子ND1と第2電源端子ND2との間で、この順に直列に接続されている。本態様では、第1電源端子ND1は高電位電源端子であり、第2電源端子ND2は低電位電源端子である。また、本態様では、駆動制御素子DRのソース、ドレイン、ゲートは、第1端子、第2端子、制御端子にそれぞれ対応している。
【0037】
出力制御スイッチSWaのゲートは、走査信号線SL1に接続されている。選択用スイッチSWbは映像信号線DLと駆動制御素子DRのドレインとの間に接続されており、そのゲートは走査信号線SL2に接続されている。ダイオード接続スイッチSWcは駆動制御素子DRのドレインとゲートとの間に接続されており、そのゲートは走査信号線SL3に接続されている。選択用スイッチSWbとダイオード接続スイッチSWcとは、駆動制御素子DRのドレイン及びゲートと映像信号線DLとが互いに接続された第1状態と、それらが互いから切断された第2状態との間で切り替え可能なスイッチ群を構成している。
【0038】
スイッチSWd1とキャパシタC1とは、駆動制御素子DRのゲートと第3端子であるノードND3との間で、この順に直列に接続されている。スイッチSWd1のゲートは、走査信号線SL4に接続されている。
【0039】
スイッチSWd2とキャパシタC2とは、定電位端子である第1電源端子ND1とノードND3との間で直列に接続されている。ここでは、一例として、スイッチSWd2とキャパシタC2とは、第1電源端子ND1とノードND3との間で、この順に直列に接続している。スイッチSWd2のゲートは、走査信号線SL5に接続されている。
【0040】
スイッチSWd3とキャパシタC3とは、駆動制御素子DRのゲートと第4端子であるノードND4との間で直列に接続されている。ここでは、一例として、スイッチSWd3とキャパシタC3とは、駆動制御素子DRのゲートとノードND4との間で、この順に直列に接続している。スイッチSWd3のゲートは、走査信号線SL2に接続されている。
【0041】
スイッチSWd4とキャパシタC4とは、第1電源端子ND1とノードND4との間で直列に接続されている。ここでは、一例として、スイッチSWd4とキャパシタC4とは、第1電源端子ND1とノードND4との間で、この順に直列に接続している。スイッチSWd4のゲートは、走査信号線SL6に接続されている。
【0042】
スイッチSWd5は、ノードND3及びND4間に接続されている。スイッチSWd5のゲートは、走査信号線SL1に接続されている。
【0043】
この有機EL表示装置は、例えば、以下の方法により駆動する。
図4は、図1に示す表示装置の駆動方法の一例を概略的に示すタイミングチャートである。
【0044】
図4において、横軸は時間を示し、縦軸は電位を示している。また、図4において、「XDR出力」のうち、「Isig(m+M)」と表記した期間は映像信号線ドライバXDRが映像信号線DLに映像信号Isig(m+M)を出力する期間を示している。さらに、図4において、「SL1電位」乃至「SL6電位」で示す波形は、走査信号線SL1乃至SL6の電位をそれぞれ示している。
【0045】
図4の方法では、図1の表示装置を以下の方法により駆動する。なお、ここでは、簡略化のため、キャパシタC1及びC3のキャパシタンスは互いに等しく、キャパシタC2及びC4のキャパシタンスは互いに等しいこととする。
【0046】
この駆動方法では、画素PXが形成する行を順次選択する。選択した行が含む画素PXでは第1及び第2書込動作を実施する。非選択の行が含む画素PXでは表示動作を実施する。
【0047】
m行目の画素PXで或る階調を表示する場合、m行目の画素PXを選択する期間,すなわち、m行目選択期間,では、まず、出力制御スイッチSWaを開く(非導通状態)。出力制御スイッチSWaを開いている第1及び第2書込期間内に、以下の書込動作を実施する。
【0048】
第1書込期間では、第1書込動作を行う。すなわち、スイッチSWc及びSWd2を閉じ(導通状態)、スイッチSWd4を開く(非導通状態)。このとき、SWd1は閉じたままにしておき、スイッチSWa、SWb、SWd3及びSWd5は開いたままにしておく。一定時間経過後、スイッチSWd1及びSWd2を開く。これにより、第1書込期間を終了する。
【0049】
第1書込動作を行うと、駆動制御素子DRのゲート−ソース間電圧は、その閾値電圧Vthと等しくなる。したがって、第1電源端子ND1の電位をVdd、キャパシタC1及びC3のキャパシタンスをCa、キャパシタC2及びC4のキャパシタンスをCbとすると、ノードND3の電位V3及びノードND5の電位V5は、それぞれ、以下の等式(1)及び(2)で表すことができる。よって、ノードND3とノードND5との間の電圧,すなわち、キャパシタC1の電極間電圧,VC1は、以下の等式(3)で表すことができる。
【数1】

【0050】
第2書込期間では、第2書込動作を行う。すなわち、スイッチSWb、SWd3及びSWd4を閉じる。このとき、スイッチSWcは閉じたままとしておき、スイッチSWa、SWd1、SWd2及びSWd5は開いたままとしておく。この状態で、映像信号線ドライバXDRから映像信号線DLに映像信号を出力する。すなわち、映像信号線ドライバXDRにより、第1電源端子ND1から映像信号線DLへと書込電流Isig(m)を流す。一定時間経過後、スイッチSWb、SWc及びSWd3を開く。これにより、第2書込期間を終了する。
【0051】
第2書込動作を行うと、ノードND5の電位V5と第1電源端子ND1の電位Vddとの差は、駆動制御素子DRが書込電流Isig(m)を流すときのゲート−ソース間電圧と等しくなる。したがって、このときのノードND5の電位V5をVg(m)とすると、ノードND4の電位V4は、以下の等式(4)で表すことができる。
【数2】

【0052】
また、駆動制御素子DRのチャネル幅をW、チャネル長をL、キャリア移動度をμ、ゲート酸化膜容量をCoxとすると、飽和領域における駆動制御素子DRのドレイン電流Idは、以下の等式(5)で表すことができる。書込電流Isig(m)は、以下の等式(6)で表すことができる。
【数3】

【0053】
第2書込期間に続く有効表示期間では、スイッチSWa及びSWd5を閉じる。また、スイッチSWb、SWc、SWd2及びSWd3は開いたままとし、スイッチSWd1及びSWd4は閉じたままにしておく。
【0054】
スイッチSWd5を閉じると、ノードND3の電位V3は、等式(4)で表すノードND4の電位V4と等しくなる。キャパシタC1は等式(3)で表される電極間電圧VC1を保持しているので、ノードND5の電位V5は、等式(4)で表される電位V4と等式(3)で表される電極間電圧VC1との和と等しくなる。すなわち、ノードND5の電位V5は、以下の等式(7)で表すことができる。したがって、有効表示期間において、有機EL素子OLEDには、以下の等式(8)で表される駆動電流Idrv(m)が流れる。有機EL素子OLEDは、駆動電流Idrv(m)の大きさに対応した輝度で発光する。
【数4】

【0055】
ところで、低階調域内の階調は、有機EL素子OLEDに小さな駆動電流Idrvを流すことにより表示する。したがって、書込電流Isigの大きさが駆動電流Idrvの大きさとほぼ等しい場合、低階調域内の階調を表示するためには、書込電流Isigを著しく小さくしなければならない。書込電流Isigが小さいと、映像信号線DLの配線容量などの影響で、駆動制御素子DRのゲート−ソース間電圧を短い時間で書込電流Isigに対応した値に設定することが難しい。
【0056】
これに対し、図4を参照しながら説明した駆動方法によると、等式(6)と等式(8)との比較から明らかなように、駆動電流Idrvの大きさは、書込電流Isigの大きさの[Cb/(Ca+Cb)]2倍である。それゆえ、キャパシタンスCa及びCbを適宜設定すれば、書込電流Isigを著しく小さくすることなく、低階調域内の階調を表示することができる。したがって、本態様によると、低階調域内の各階調を高い再現性で表示することが可能となる。
【0057】
キャパシタC1及びC3のキャパシタンスは互いに異なっていてもよい。また、キャパシタC2及びC4のキャパシタンスは互いに異なっていてもよい。この場合、駆動電流Idrvの大きさと書込電流Isigの大きさとは比例関係から逸脱するが、上述したのとほぼ同様の効果を得ることができる。
【0058】
また、書込期間の前にリセット期間を設けてもよい。例えば、第1書込動作に先立ち、以下の第1及び/又は第2リセット動作を行ってもよい。
【0059】
第1リセット動作では、スイッチSWc及びSWd2を閉じ、スイッチSWd4及びSWd5を開く。このとき、スイッチSWa及びSWd1は閉じたままとし、スイッチSWb及びSWd3は開いたままとする。この第1リセット動作により設定されるノードN5の電位V5は、駆動制御素子DR及び有機EL素子OLEDの特性を反映している。
【0060】
第2リセット動作では、スイッチSWd1及びSWd2を開き、スイッチSWd3及びSWd4を閉じる。このとき、スイッチSWa及びSWcは閉じたままとし、スイッチSWb及びSWd5は開いたままとする。この第2リセット動作により設定されるノードN5の電位V5は、駆動制御素子DR及び有機EL素子OLEDの特性を反映している。
【0061】
なお、ここで説明した第1リセット動作においては、スイッチSWaのスイッチング動作とスイッチSWd5のスイッチング動作とを個別に制御している。また、第2リセット動作では、スイッチSWaのスイッチング動作とスイッチSWd5のスイッチング動作とを個別に制御するのに加え、スイッチSWbのスイッチング動作とスイッチSWd3のスイッチング動作とを個別に制御している。このような制御を行う場合は、より多くの走査信号線を敷設する。
【0062】
次に、本発明の第2態様について説明する。
図5は、本発明の第2態様に係る表示装置を概略的に示す平面図である。図6は、図5の表示装置が含む画素の等価回路図である。
【0063】
この表示装置は、アクティブマトリクス型駆動方式を採用した下面発光型の有機EL表示装置である。この有機EL表示装置は、以下の点を除き、第1態様に係る有機EL表示装置と同様の構造を有している。
【0064】
すなわち、この有機EL表示装置では、走査信号線SL5及びSL6を省略している。また、各画素PXは、有機EL素子OLEDと、駆動制御素子DRと、出力制御スイッチSWaと、選択用スイッチSWbと、ダイオード接続スイッチSWcと、スイッチSWd1乃至SWd3と、キャパシタC1乃至C3とを含んでいる。
【0065】
駆動制御素子DRと出力制御スイッチSWaと有機EL素子OLEDとは、第1電源端子ND1と第2電源端子ND2との間で、この順に直列に接続されている。出力制御スイッチSWaのゲートは、走査信号線SL1に接続されている。
【0066】
選択用スイッチSWbは映像信号線DLと駆動制御素子DRのドレインとの間に接続されており、そのゲートは走査信号線SL2に接続されている。ダイオード接続スイッチSWcは駆動制御素子DRのドレインとゲートとの間に接続されており、そのゲートは走査信号線SL2に接続されている。
【0067】
スイッチSWd1とキャパシタC1とスイッチSWd2とは、駆動制御素子DRのゲートと第3端子であるノードND3との間で、この順に直列に接続されている。スイッチSWd1及びSWd2のゲートは、走査信号線SL3に接続されている。
【0068】
キャパシタC2は、定電位端子である第1電源端子ND1とノードND3との間に接続されている。
【0069】
キャパシタC3とスイッチSWd3とは、駆動制御素子DRのゲートとノードND3との間で直列に接続されている。ここでは、一例として、キャパシタC3とスイッチSWd3とは、駆動制御素子DRのゲートとノードND3との間で、この順に直列に接続している。スイッチSWd3のゲートは、走査信号線SL4に接続されている。
【0070】
この有機EL表示装置は、例えば、以下の方法により駆動する。
図7は、図5に示す表示装置の駆動方法の一例を概略的に示すタイミングチャートである。
【0071】
図7において、横軸は時間を示し、縦軸は電位を示している。また、図7において、「XDR出力」のうち、「Isig(m+M)」と表記した期間は映像信号線ドライバXDRが映像信号線DLに映像信号Isig(m+M)を出力する期間を示している。さらに、図7において、「SL1電位」乃至「SL4電位」で示す波形は、走査信号線SL1乃至SL4の電位をそれぞれ示している。
【0072】
図7の方法では、図5の表示装置を以下の方法により駆動する。なお、ここでは、簡略化のため、キャパシタC1及びC3のキャパシタンスは互いに等しいこととする。
【0073】
この駆動方法では、画素PXが形成する行を順次選択する。選択した行が含む画素PXでは第1及び第2書込動作を実施する。非選択の行が含む画素PXでは表示動作を実施する。
【0074】
m行目の画素PXで或る階調を表示する場合、m行目の画素PXを選択する期間,すなわち、m行目選択期間,では、まず、出力制御スイッチSWaを開く。出力制御スイッチSWaを開いている第1及び第2書込期間内に、以下の書込動作を実施する。
【0075】
第1書込期間では、第1書込動作を行う。すなわち、スイッチSWcを閉じる。このとき、スイッチSWd1及びSWd2は閉じたままにしておき、スイッチSWb及びSWd3は開いたままにしておく。一定時間経過後、スイッチSWd1及びSWd2を開く。これにより、第1書込期間を終了する。
【0076】
第1書込動作を行うと、駆動制御素子DRのゲート−ソース間電圧は、その閾値電圧Vthと等しくなる。したがって、第1電源端子ND1の電位をVdd、キャパシタC1及びC3のキャパシタンスをCa、キャパシタC2のキャパシタンスをCbとすると、ノードND3の電位V3及びノードND5の電位V5は、それぞれ、上記の等式(1)及び(2)で表すことができる。よって、ノードND3とノードND5との間の電圧,すなわち、キャパシタC1の電極間電圧,VC1は、上記の等式(3)で表すことができる。
【0077】
第2書込期間では、第2書込動作を行う。すなわち、スイッチSWb及びSWd3を閉じる。このとき、スイッチSWcは閉じたままとしておき、スイッチSWa、SWd1及びSWd2は開いたままとしておく。この状態で、映像信号線ドライバXDRから映像信号線DLに映像信号を出力する。すなわち、映像信号線ドライバXDRにより、第1電源端子ND1から映像信号線DLへと書込電流Isig(m)を流す。一定時間経過後、スイッチSWb、SWc及びSWd3を開く。これにより、第2書込期間を終了する。
【0078】
第2書込動作を行うと、ノードND5の電位V5と第1電源端子ND1の電位Vddとの差は、駆動制御素子DRが書込電流Isig(m)を流すときのゲート−ソース間電圧と等しくなる。したがって、このときのノードND5の電位V5をVg(m)とすると、ノードND3の電位V3は、上記の等式(4)で表される電位V4と等しい。
【0079】
第2書込期間に続く有効表示期間では、スイッチSWa、SWd1及びSWd2を閉じる。また、スイッチSWb、SWc及びSWd3は開いたままにしておく。
【0080】
スイッチSWd1及びSWd2を閉じると、ノードND5の電位V5は、ノードND3の電位V3と等式(3)で表される電極間電圧VC1との和と等しくなる。先に説明した通り、電位V3は等式(4)で表される電位V4と等しいので、ノードND5の電位V5は、上記の等式(7)で表すことができる。したがって、有効表示期間において、有機EL素子OLEDには、等式(8)で表される駆動電流Idrv(m)が流れる。有機EL素子OLEDは、駆動電流Idrv(m)の大きさに対応した輝度で発光する。
【0081】
この説明から明らかなように、本態様でも、第1態様と同様、駆動電流Idrvの大きさを、書込電流Isigの大きさの[Cb/(Ca+Cb)]2倍とすることができる。それゆえ、キャパシタンスCa及びCbを適宜設定すれば、書込電流Isigを著しく小さくすることなく、低階調域内の階調を表示することができる。したがって、本態様によると、低階調域内の各階調を高い再現性で表示することが可能となる。
【0082】
キャパシタC1及びC3のキャパシタンスは互いに異なっていてもよい。この場合、駆動電流Idrvの大きさと書込電流Isigの大きさとは比例関係から逸脱するが、上述したのとほぼ同様の効果を得ることができる。
【0083】
また、書込期間の前にリセット期間を設けてもよい。例えば、第1書込動作に先立ち、以下のリセット動作を行ってもよい。
【0084】
リセット動作では、スイッチSWcを閉じる。このとき、スイッチSWa、SWd1及びSWd2は閉じたままとし、スイッチSWb及びSWd3は開いたままとする。このリセット動作により設定されるノードN5の電位V5は、駆動制御素子DR及び有機EL素子OLEDの特性を反映している。
【0085】
なお、ここで説明したリセット動作では、スイッチSWbのスイッチング動作とスイッチSWd3のスイッチング動作とを個別に制御している。このような制御を行う場合は、より多くの走査信号線を敷設する。
【0086】
さらなる利益及び変形は、当業者には容易である。それゆえ、本発明は、そのより広い側面において、ここに記載された特定の記載や代表的な態様に限定されるべきではない。したがって、添付の請求の範囲及びその等価物によって規定される本発明の包括的概念の真意又は範囲から逸脱しない範囲内で、様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0087】
【図1】本発明の第1態様に係る表示装置を概略的に示す平面図。
【図2】図1の表示装置に採用可能な構造の一例を概略的に示す断面図。
【図3】図1の表示装置が含む画素の等価回路図。
【図4】図1に示す表示装置の駆動方法の一例を概略的に示すタイミングチャート。
【図5】本発明の第2態様に係る表示装置を概略的に示す平面図。
【図6】図5の表示装置が含む画素の等価回路図。
【図7】図5に示す表示装置の駆動方法の一例を概略的に示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【0088】
C1…キャパシタ、C2…キャパシタ、C3…キャパシタ、C4…キャパシタ、CE…第2電極、DE…ドレイン電極、DL…映像信号線、DR…駆動制御素子、G…ゲート、GI…ゲート絶縁膜、II…層間絶縁膜、ND1…第1電源端子、ND2…第2電源端子、ND3…ノード、ND4…ノード、ND5…ノード、OLED…有機EL素子、ORG…有機物層、PE…第1電極、PI…隔壁絶縁層、PS…パッシベーション膜、PSL…電源線、PX…画素、SC…半導体層、SE…ソース電極、SL1…走査信号線、SL2…走査信号線、SL3…走査信号線、SL4…走査信号線、SL5…走査信号線、SL6…走査信号線、SUB…絶縁基板、SWa…出力制御スイッチ、SWb…映像信号供給制御スイッチ、SWc…ダイオード接続スイッチ、SWd1…スイッチ、SWd2…スイッチ、SWd3…スイッチ、SWd4…スイッチ、SWd5…スイッチ、UC…アンダーコート層、XDR…映像信号線ドライバ、YDR…走査信号線ドライバ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
マトリクス状に配列した複数の画素と、前記複数の画素が形成する複数の列に対応して配列した複数の映像信号線とを具備し、前記複数の画素の各々は、
制御端子と、第1電源端子に接続された第1端子と、前記制御端子と前記第1端子との間の電圧に対応した大きさの電流を出力する第2端子とを含んだ駆動制御素子と、
第1電極と、第2電源端子に接続された第2電極と、前記第1及び第2電極間に介在した活性層とを含んだ表示素子と、
前記第2端子と前記第1電極との間に接続された出力制御スイッチと、
前記第2端子と前記制御端子と前記映像信号線とが互いに接続された第1状態と、前記第2端子と前記制御端子と前記映像信号線とが互いから切断された第2状態との間で切り替え可能なスイッチ群と、
第1乃至第3キャパシタと、
第1乃至第3スイッチとを具備し、前記第1スイッチと前記第1キャパシタと前記第2スイッチと前記第2キャパシタとは前記制御端子と定電位端子との間でこの順に直列に接続され、前記第3スイッチと前記第3キャパシタとは前記制御端子と前記第2キャパシタの前記第2スイッチが接続された電極との間で直列に接続されていることを特徴とする表示装置。
【請求項2】
前記第1及び第3キャパシタのキャパシタンスは互いに等しいことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
前記複数の画素が形成する複数の行に対応して配列した複数の第1乃至第4走査信号線をさらに具備し、
前記出力制御スイッチは、ゲートが前記第1走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含み、
前記スイッチ群は、前記第2端子と前記映像信号線との間に接続されると共にゲートが前記第4走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含んだ選択用スイッチと、前記第2端子と前記制御端子との間に接続されると共にゲートが前記第2走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含んだダイオード接続スイッチとを備え、
前記第1スイッチは、ゲートが前記第3走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含み、
前記第2スイッチは、ゲートが前記第3走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含み、
前記第3スイッチは、ゲートが前記第4走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含んだことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項4】
前記複数の画素の各々は、
第4キャパシタと、
第4及び第5スイッチとをさらに具備し、前記第4キャパシタと前記第4スイッチとは前記定電位端子と前記第1キャパシタの前記第2スイッチが接続された電極との間で直列に接続され、前記第2キャパシタは前記定電位端子と前記第5スイッチを介して接続されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項5】
前記第1及び第3キャパシタのキャパシタンスは互いに等しく、前記第2及び第4キャパシタのキャパシタンスは互いに等しいことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
【請求項6】
前記複数の画素が形成する複数の行に対応して配列した複数の第1乃至第6走査信号線をさらに具備し、
前記出力制御スイッチは、ゲートが前記第1走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含み、
前記スイッチ群は、前記第2端子と前記映像信号線との間に接続されると共にゲートが前記第2走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含んだ選択用スイッチと、前記第2端子と前記制御端子との間に接続されると共にゲートが前記第3走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含んだダイオード接続スイッチとを備え、
前記第1スイッチは、ゲートが前記第4走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含み、
前記第2スイッチは、ゲートが前記第1走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含み、
前記第3スイッチは、ゲートが前記第2走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含み、
前記第4スイッチは、ゲートが前記第5走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含み、
前記第5スイッチは、ゲートが前記第6走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含んだことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
【請求項7】
前記定電位端子は前記第1電源端子に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項8】
前記表示素子は有機EL素子であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項9】
マトリクス状に配列した複数の画素回路と、前記複数の画素回路が形成する複数の列に対応して配列した複数の映像信号線とを具備し、前記複数の画素回路の各々は、
制御端子と、電源端子に接続された第1端子と、前記制御端子と前記第1端子との間の電圧に対応した大きさの電流を出力する第2端子とを含んだ駆動制御素子と、
画素電極と、
前記第2端子と前記画素電極との間に接続された出力制御スイッチと、
前記第2端子と前記制御端子と前記映像信号線とが互いに接続された第1状態と、前記第2端子と前記制御端子と前記映像信号線とが互いから切断された第2状態との間で切り替え可能なスイッチ群と、
第1乃至第3キャパシタと、
第1乃至第3スイッチとを具備し、前記第1スイッチと前記第1キャパシタと前記第2スイッチと前記第2キャパシタとは前記制御端子と定電位端子との間でこの順に直列に接続され、前記第3スイッチと前記第3キャパシタとは前記制御端子と前記第2キャパシタの前記第2スイッチが接続された電極との間で直列に接続されていることを特徴とするアレイ基板。
【請求項10】
前記第1及び第3キャパシタのキャパシタンスは互いに等しいことを特徴とする請求項9に記載のアレイ基板。
【請求項11】
前記複数の画素が形成する複数の行に対応して配列した複数の第1乃至第4走査信号線をさらに具備し、
前記出力制御スイッチは、ゲートが前記第1走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含み、
前記スイッチ群は、前記第2端子と前記映像信号線との間に接続されると共にゲートが前記第4走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含んだ選択用スイッチと、前記第2端子と前記制御端子との間に接続されると共にゲートが前記第2走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含んだダイオード接続スイッチとを備え、
前記第1スイッチは、ゲートが前記第3走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含み、
前記第2スイッチは、ゲートが前記第3走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含み、
前記第3スイッチは、ゲートが前記第4走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含んだことを特徴とする請求項9に記載のアレイ基板。
【請求項12】
前記複数の画素回路の各々は、
第4キャパシタと、
第4及び第5スイッチとをさらに具備し、前記第4キャパシタと前記第4スイッチとは前記定電位端子と前記第1キャパシタの前記第2スイッチが接続された電極との間で直列に接続され、前記第2キャパシタは前記定電位端子と前記第5スイッチを介して接続されていることを特徴とする請求項9に記載のアレイ基板。
【請求項13】
前記第1及び第3キャパシタのキャパシタンスは互いに等しく、前記第2及び第4キャパシタのキャパシタンスは互いに等しいことを特徴とする請求項12に記載のアレイ基板。
【請求項14】
前記複数の画素回路が形成する複数の行に対応して配列した複数の第1乃至第6走査信号線をさらに具備し、
前記出力制御スイッチは、ゲートが前記第1走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含み、
前記スイッチ群は、前記第2端子と前記映像信号線との間に接続されると共にゲートが前記第2走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含んだ選択用スイッチと、前記第2端子と前記制御端子との間に接続されると共にゲートが前記第3走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含んだダイオード接続スイッチとを備え、
前記第1スイッチは、ゲートが前記第4走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含み、
前記第2スイッチは、ゲートが前記第1走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含み、
前記第3スイッチは、ゲートが前記第2走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含み、
前記第4スイッチは、ゲートが前記第5走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含み、
前記第5スイッチは、ゲートが前記第6走査信号線に接続された電界効果トランジスタを含んだことを特徴とする請求項12に記載のアレイ基板。
【請求項15】
前記定電位端子は前記第1電源端子に接続されていることを特徴とする請求項9に記載のアレイ基板。
【請求項16】
請求項1に表示装置を駆動する方法であって、
前記複数の画素が形成する複数の行を順次選択することと、
選択した行が含む複数の画素の各々に対して第1及び第2書込動作を実行することと、
非選択の行が含む複数の画素の各々に対して表示動作を実行することとを含んだことを特徴とする方法。
【請求項17】
前記第1書込動作は、前記出力制御スイッチと前記第3スイッチとを開くと共に前記第1及び第2スイッチを閉じた状態で、前記第2端子を前記制御端子に接続することを含み、
前記第2書込動作は、前記出力制御スイッチと前記第1及び第2スイッチを開き、前記第2端子と前記制御端子と前記映像信号線とを互いに接続し、前記第3スイッチを閉じた状態で、前記映像信号線に映像信号としての電流信号を供給することを含み、
前記表示動作は、前記第2端子と前記制御端子と前記映像信号線とを互いから切断し、前記第1及び第2スイッチを閉じ、前記第3スイッチを開いた状態で、前記第2端子を前記第1電極に接続することを含んだことを特徴とする請求項16に記載の方法。
【請求項18】
前記第1及び第2書込動作を実行する前に、選択した行が含む複数の画素の各々に対してリセット動作を実行することをさらに含み、
前記リセット動作は、前記出力制御スイッチと前記第1及び第2スイッチとを閉じると共に前記第3スイッチを開いた状態で前記第2端子を前記制御端子に接続することを含んだことを特徴とする請求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記複数の画素の各々は、第4キャパシタと、第4及び第5スイッチとをさらに具備し、前記第4キャパシタと前記第4スイッチとは前記定電位端子と前記第1キャパシタの前記第2スイッチが接続された電極との間で直列に接続され、前記第2キャパシタは前記定電位端子と前記第5スイッチを介して接続されており、
前記第1書込動作は、前記出力制御スイッチと前記第2、第3及び第5スイッチとを開くと共に前記第1及び第4スイッチを閉じた状態で、前記第2端子を前記制御端子に接続することを含み、
前記第2書込動作は、前記出力制御スイッチと前記第1、第4及び第5スイッチを開き、前記第2端子と前記制御端子と前記映像信号線とを互いに接続し、前記第3及び第5スイッチを閉じた状態で、前記映像信号線に映像信号としての電流信号を供給することを含み、
前記表示動作は、前記第2端子と前記制御端子と前記映像信号線とを互いから切断し、前記第1、第2及び第5スイッチを閉じ、前記第3及び第4スイッチを開いた状態で、前記第2端子を前記第1電極に接続することを含んだことを特徴とする請求項16に記載の方法。
【請求項20】
前記第1及び第2書込動作を実行する前に、選択した行が含む複数の画素の各々に対して第1リセット動作及び/又は第2リセットを実行することをさらに含み、
前記第1リセット動作は、前記出力制御スイッチと前記第1及び第4スイッチとを閉じると共に前記第2、第3及び第5スイッチを開いた状態で前記第2端子を前記制御端子に接続することを含み、
前記第2リセット動作は、前記出力制御スイッチと前記第2及び第3スイッチとを閉じると共に前記第1、第4及び第5スイッチを開いた状態で前記第2端子を前記制御端子に接続することを含んだことを特徴とする請求項19に記載の方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate


【公開番号】特開2006−309179(P2006−309179A)
【公開日】平成18年11月9日(2006.11.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−79172(P2006−79172)
【出願日】平成18年3月22日(2006.3.22)
【出願人】(302020207)東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Fターム(参考)】