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TWI720495B - 顯示裝置及顯示裝置之驅動方法 - Google Patents

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Publication number
TWI720495B
TWI720495B TW108117972A TW108117972A TWI720495B TW I720495 B TWI720495 B TW I720495B TW 108117972 A TW108117972 A TW 108117972A TW 108117972 A TW108117972 A TW 108117972A TW I720495 B TWI720495 B TW I720495B
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TW
Taiwan
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pixel
brightness information
emitting element
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Application number
TW108117972A
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TW202001851A (zh
Inventor
森田哲生
小川康宏
Original Assignee
日商日本顯示器股份有限公司
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Publication date
Application filed by 日商日本顯示器股份有限公司 filed Critical 日商日本顯示器股份有限公司
Publication of TW202001851A publication Critical patent/TW202001851A/zh
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Abstract

根據本發明之實施形態,提供一種具備複數個像素、及基於影像信號而驅動複數個像素之驅動部的顯示裝置。複數個像素各自具有發光元件、及控制對發光元件之電流值之驅動電晶體。驅動電晶體與發光元件串聯連接於第1電源電位與第2電源電位之間。影像信號包含:第1亮度資訊,其係以分割顯示區域之區域所含之像素之灰階值之平均值為基礎、且於該區域所含之像素間共通者;及第2亮度資訊,其係以該區域所含之像素之灰階值與平均值之差量為基礎、且於該區域所含之像素各者獨立。驅動部基於第1亮度資訊控制1個區域所含之像素共通之發光時間,且基於第2亮度資訊控制供給至該區域所含之像素之發光元件之電流值。

Description

顯示裝置及顯示裝置之驅動方法
本發明之實施形態係關於一種顯示裝置及顯示裝置之驅動方法。
已知有使用自發光元件即發光二極體(LED:Light Emitting Diode)之LED顯示器,但近年,作為更高精細化之顯示裝置而開發有使用稱為微型LED之微小之發光二極體元件之顯示裝置(以下,表述為微型LED顯示器)。
此種微型LED顯示器與先前之液晶顯示器或有機EL(Electro-Luminescence:電致發光)顯示器不同,因於顯示區域安裝晶片狀之複數個微型LED而形成,故容易兼顧高精細化與大型化,並作為下一代顯示器而備受矚目。
然而,已知於微型LED顯示器中,因流通於各元件之電流密度致使該元件之發光效率不同,故難以實現高亮度且低電力消耗。
本發明所欲解決之問題在於,提供一種可實現高亮度且低消耗電力之顯示裝置。
根據實施形態,提供一種顯示裝置,其具備:複數個像素,其矩陣狀地配置於顯示區域;及驅動部,其基於影像信號而驅動上述複數個像素。上述複數個像素各自具有發光元件、及控制對上述發光元件 之電流值之驅動電晶體。上述驅動電晶體與上述發光元件串聯連接於第1電源電位、及與上述第1電源電位具有電位差之第2電源電位之間。用於驅動上述複數個像素之影像信號包含第1亮度資訊與第2亮度資訊。上述第1亮度資訊係以將上述顯示區域分割為複數個區域中之1個區域所含之像素之灰階值之平均值為基礎、且於該1個區域所含之像素間共通之亮度資訊。上述第2亮度資訊係以上述1個區域所含之像素之灰階值、與上述平均值之差量為基礎、且於上述1個區域所含之各像素間獨立之亮度資訊。上述驅動部基於上述第1亮度資訊而控制上述1個區域所含之像素之共通之發光時間,且基於上述第2亮度資訊而控制供給至上述1個區域所含之各像素具有之上述發光元件的電流值。
1:顯示裝置
2:顯示面板
3:第1電路基板
4:第2電路基板
5:面板驅動器(驅動部)
21:絕緣基板
22:底塗層
22a:第1層
22b:第2層
22c:第3層
23:遮光層
24:層間絕緣膜
25:平坦化膜
26:導電層
26a:導電層
26b:導電層
26c:導電層
27:絕緣層
28:像素電極
29:絕緣層
30:發光元件
31:元件絕緣層
32:對向電極
41:第1主電源線(PVDD)
42:第2主電源線(PVSS)
43:像素信號線
44:初始化電源線
45:PWM控制線
45B:PWM控制線
45G:PWM控制線
45R:PWM控制線
46:重設電源線
AN:陽極
AR:陣列基板
BA:彎折區域
BCT:輸出電晶體
BG:控制信號
BG12:BG線
BG34:BG線
Block1~Block16:區塊
CA:陰極
Cad:輔助電容
CCT:發光控制電晶體
Cled:元件電容
CG:發光控制信號
CG12:CG線
CG34:CG線
Cs:保持電容
DA:顯示區域
DRT:驅動電晶體
E1:第1電極
E2:第2電極
EM:PWM控制電晶體
EM-B:PWM控制電晶體
EM-G:PWM控制電晶體
EM-R:PWM控制電晶體
EX:短邊
EY:長邊
GE:閘極電極
GD:閘極驅動器
GI:閘極絕緣膜
Idrt:輸出電流
Iled:電流
IG:初始化控制信號
IG12:IG線
IG34:IG線
IST:初始化電晶體
LI:發光層
LL:引繞配線
MT:端子區域
NDA:非顯示區域
PVDD:第1電源電位
PVSS:第2電源電位
PX:像素
PX1:像素
RG:重設控制信號
RG12:RG線
RG34:RG線
RST:重設電晶體
S1~S8:步驟
SC:半導體層
SELB:信號
SELG:信號
SELR:信號
SG:像素控制信號
SG1:第1列像素PX之SG線
SG2:第2列像素PX之SG線
SG3:第3列像素PX之SG線
SG4:第4列像素PX之SG線
SPB:副像素
SPG:副像素
SPR:副像素
SST:像素電晶體
Vgs:電壓
Vini:初始化電壓
Vrst:重設電源電位
Vsig:像素信號
Vth:臨限值電壓
X:方向
Y:方向
Z:方向
圖1係概略性顯示實施形態之顯示裝置之構成之立體圖。
圖2係模式性表示顯示裝置之剖面構造之一例之圖。
圖3係模式性表示顯示裝置之剖面構造之其他例之圖。
圖4係用於對顯示裝置之電路構成之一例進行說明之圖。
圖5係顯示與像素之重設動作、偏移抵消動作及寫入動作相關之各種信號之輸出例之時序圖。
圖6係用於對驅動電晶體之源極側之重設動作之概要進行說明之圖。
圖7係用於對驅動電晶體之閘極側之重設動作之概要進行說明之圖。
圖8係用於對偏移抵消動作之概要進行說明之圖。
圖9係用於對影像信號之寫入動作之概要進行說明之圖。
圖10係用於對發光元件之發光動作之概要進行說明之圖。
圖11係用於對分割顯示區域之區塊之概要進行說明之圖。
圖12係用於對PWM控制線與像素所含之副像素之連接關係進行說明之圖。
圖13係用於對像素表現之灰階控制進行說明之圖。
圖14係用於對面板驅動器之處理順序之一例進行說明之圖。
圖15係用於對顯示裝置之PWM控制進行說明之圖。
圖16係顯示發光元件之發光效率與流通於該發光元件之電流密度之關係之圖。
以下,參照圖式對實施形態進行說明。另,揭示僅為一例,同業人士應易想到確保發明主旨之適當變更者當包含於本發明之範圍內。此外,圖式係為更明確地說明,而有較實際態樣,模式性表示各部之寬度、厚度、及形狀等之情形,但僅為一例,而非限定本發明之解釋。又,於本說明書與各圖中,有對與已出現之圖式相關之上述者發揮相同或類似功能之構成要件標註相同之參照符號,並適當省略重複之詳細說明。
圖1係概略性顯示本實施形態之顯示裝置1之構成之立體圖。圖1顯示有藉由第1方向X、垂直於第1方向X之第2方向Y、垂直於第1方向X及第2方向Y之第3方向Z規定之三維空間。另,第1方向X及第2方向Y雖彼此正交,但亦可以90°以外之角度交叉。又,於本實施形態中,將第3方向Z定義為上,將第3方向Z之相反側之方向定義為下。於設為「第1構件之上之第2構件」及「第1構件之下之第2構件」之情形時,第2構件亦可連接於第1構件,又可位於自第1構件分離之位置。
以下,於本實施形態中,主要對顯示裝置1為使用自發光 元件即微型LED之微型LED顯示裝置(微型LED顯示器)之情形進行說明。
如圖1所示,顯示裝置1具備顯示面板2、第1電路基板3及第2電路基板4等。
顯示面板2於一例中為矩形狀。於圖示之例中,顯示面板2之短邊EX與第1方向X平行,顯示面板2之長邊EY與第2方向平行。第3方向Z相當於顯示面板2之厚度方向。顯示面板2之主表面平行於藉由第1方向X與第2方向Y規定之X-Y平面。顯示面板2具有顯示區域DA、及顯示區域DA之外側之非顯示區域NDA。非顯示區域NDA具有端子區域MT。於圖示之例,非顯示區域NDA包圍顯示區域DA。
顯示區域DA係顯示圖像之區域,具備例如配置為矩陣狀之複數個像素PX。像素PX包含發光元件(微型LED)及用於驅動該發光元件之開關元件(驅動電晶體)等。
端子區域MT沿顯示面板2之短邊EX設置,包含用於將顯示面板2與外部裝置等電性連接之端子。
第1電路基板3安裝於端子區域MT之上,並與顯示面板2電性連接。第1電路基板3係例如可撓性印刷電路基板。第1電路基板3具備驅動顯示面板2之驅動IC晶片(以下,表述為面板驅動器)5等。另,於圖示之例中,面板驅動器5配置於第1電路基板3之上,亦可配置於第1電路基板3之下。又,面板驅動器5亦可安裝於第1電路基板3以外,例如亦可安裝於第2電路基板4。第2電路基板4係例如可撓性印刷電路基板。第2電路基板4於第1電路基板3之例如下方,與第1電路基板3連接。
上述面板驅動器5經由例如第2電路基板4而與控制基板(未圖示)連接。面板驅動器5藉由基於例如自控制基板輸出之影像信號驅動複 數個像素PX而執行將圖像顯示於顯示面板2之控制。
另,顯示面板2亦可具有附設斜線而顯示之彎折區域BA。彎折區域BA係於顯示裝置1收納於電子機器等框體時彎折之區域。彎折區域BA位於非顯示區域NDA中之端子區域MT側。於彎折區域BA彎折之狀態下,第1電路基板3及第2電路基板4以與顯示面板2對向之方式,配置於顯示面板2之下方。
圖2係模式性表示顯示裝置1之剖面構造者。此處,對上述稱為微型LED之微小發光二極體元件作為顯示元件安裝於像素電極上之例進行說明。
另,於圖2中,主要顯示有包含構成像素之TFT(Thin Film Transistor:薄膜電晶體)之顯示區域DA、端子區域MT、及用於彎折包含該端子區域MT之非顯示區域NDA(框架區域)之彎折區域BA。
圖2所示之顯示面板2之陣列基板AR具備絕緣基板21。作為絕緣基板21,若可耐受TFT步驟中之處理溫度則材料無特別限制,可主要使用石英、無鹼玻璃等玻璃基板、或聚醯亞胺等樹脂基板。樹脂基板具有可撓性,可構成顯示裝置1作為薄膜顯示器。另,作為樹脂基板,未限定於聚醯亞胺,亦可使用其他樹脂材料。根據上述情況,可能有將絕緣基板21稱為有機絕緣層、或樹脂層較適當之情形。
於絕緣基板21上,設置有三層積層構造之底塗層22。底塗層22具有由矽氧化物(SiO2)形成之第1層22a、由矽氮化物(SiN)形成之第2層22b、及由矽氧化物(SiO2)形成之第3層22c。最下層之第1層22a為了提高與基材即絕緣基板21之密接性而設置,中層之第2層22b作為來自外部之水分及雜質之阻擋膜而設置,最上層之第3層22c作為不使第2層22b中 含有之氫原子擴散至後述之半導體層SC側之阻擋膜而設置。另,底塗層22並非限定於該構造者。底塗層22亦可進而具有積層,又可為單層構造或雙層構造。例如,於絕緣基板21為玻璃之情形時,因矽氮化膜密著性相對較佳,故可於該絕緣基板21上直接形成矽氮化膜。
遮光層23配置於絕緣基板21之上。遮光層23之位置與之後形成TFT之部位一致。於本實施形態,遮光層23由金屬形成。但,遮光層23只要由黑色層等具有遮光性之材料形成即可。又,於本實施形態中,遮光層23設置於第1層22a之上,並由第2層22b覆蓋。另,與本實施形態不同,遮光層23亦可設置於絕緣基板21之上,並由第1層22a覆蓋。利用遮光層23,因可抑制光侵入TFT之通道背面,故可抑制自絕緣基板21側入射之光引起之TFT特性之變化。又,於以導電層形成遮光層23之情形時,藉由對該遮光層23賦予特定之電位,可對TFT賦予後閘極效果。
於上述底塗層22上形成有TFT(例如,驅動電晶體DRT)。作為TFT,以於半導體層SC利用多晶矽之多晶矽TFT為例。於本實施形態中,利用低溫多晶矽形成半導體層SC。TFT亦可使用NchTFT、PchTFT之任一者。或可同時形成NchTFT與PchTFT。以後,作為驅動電晶體DRT,以使用NchTFT之例進行說明。NchTFT之半導體層SC具有第1區域、第2區域、第1區域及第2區域之間之通道區域、及分別設置於通道區域及第1區域之間以及通道區域及第2區域之間之低濃度雜質區域。第1及第2區域之一者作為源極區域發揮功能,第1及第2區域之另一者作為汲極區域發揮功能。閘極絕緣膜GI使用矽氧化膜,閘極電極GE由MoW(鉬、鎢)形成。另,有將閘極電極GE等形成於閘極絕緣膜GI之上之配線或電極稱為1st配線、或1st金屬之情形。閘極電極GE除作為TFT之閘極電極之功 能外,亦具有作為後述之保持電容電極之功能。此處以頂部閘極型之TFT為例進行說明,但TFT亦可為底部閘極型之TFT。
於閘極絕緣膜GI及閘極電極GE之上,設置有層間絕緣膜24。層間絕緣膜24係於閘極絕緣膜GI及閘極電極GE之上,例如依序積層矽氮化膜及矽氧化膜而構成。閘極絕緣膜GI及層間絕緣膜24未設置於彎折區域BA。因此,於包含彎折區域BA之絕緣基板21上之所有區域,於形成閘極絕緣膜GI及層間絕緣膜24之後,對閘極絕緣膜GI及層間絕緣膜24進行圖案化,去除閘極絕緣膜GI及層間絕緣膜24中至少相當於彎折區域BA之部位。進而,因藉由層間絕緣膜24等之去除而露出底塗層22,故對該底塗層22亦進行圖案化並去除相當於彎折區域BA之部位。於去除底塗層22之後,露出構成絕緣基板21之例如聚醯亞胺。另,有通過底塗層22之蝕刻,產生絕緣基板21之上表面遭部分侵蝕之減膜之情形。
於該情形時,亦可於層間絕緣膜24之端部中之階差部分及底塗層22之端部中之階差部位之各者之下層預先形成配線圖案。據此,於以下之步驟形成之引繞配線LL橫貫階差部分時,通過配線圖案之上。因於層間絕緣膜24與底塗層22之間存在閘極電極GI,且於底塗層22與絕緣基板21之間存在例如遮光層23,故可利用該等層形成配線圖案。
於層間絕緣膜24之上,設置有第1電極E1、第2電極E2、及引繞配線LL。第1電極E1、第2電極E2、及引繞配線LL分別採用三層積層構造(Ti系/Al系/Ti系),且具有:下層,其含有Ti(鈦)、及包含Ti之合金等以Ti為主成分之金屬材料;中間層,其含有Al(鋁)、及包含Al之合金等以AI為主成分之金屬材料;及上層,其含有Ti、及包含Ti之合金等以Ti為主成分之金屬材料。另,有將第1電極E1等形成於層間絕緣膜24之上之配 線或電極稱為2nd配線、或2nd金屬之情形。第1電極E1連接於半導體層SC之第1區域,第2電極E2連接於半導體層SC之第2區域。例如,於半導體層SC之第1區域作為源極區域發揮功能之情形時,第1電極E1為源極電極,第2電極E2為汲極電極。第1電極E1與層間絕緣膜24、及TFT之閘極電極(保持電容電極)GE一同形成保持電容Cs。引繞配線LL延伸至絕緣基板21之周緣之端部,並形成連接第1電路基板3或面板驅動器(驅動IC)5之端子。
另,因引繞配線LL以橫貫彎折區域BA到達端子部之方式形成,故橫貫層間絕緣膜24及底塗層22之階差。如上所述,因於階差部分形成有依據遮光層23之配線圖案,故即使引繞配線LL於階差之凹部產生斷裂,亦可藉由接觸下方之配線圖案而維持導通。
為覆蓋TFT及引繞配線LL,平坦化膜25形成於層間絕緣膜24、第1電極E1、第2電極E2、及引繞配線LL之上。作為平坦化膜25,大多使用感光性丙烯酸等有機絕緣材料。與藉由CVD(Chemical Vapor Deposition:化學氣相沈積)等形成之無機絕緣材料相比,配線階差之覆蓋性、或表面之平坦性優異。
平坦化膜25於像素接觸部及周邊區域中被去除。於平坦化膜25之上,設置有導電層26。導電層26作為氧化物導電層,由例如ITO(Indium Tin Oxide:氧化銦錫)形成。導電層26例如包含對因平坦化膜25之去除而露出第1電極E1及引繞配線LL之部位進行被覆之導電層26a。平坦化膜25及導電層26由絕緣層27被覆。例如,絕緣層27由矽氮化膜形成。於絕緣層27之上,形成有像素電極28。像素電極28經由絕緣層27之開口而與導電層26a接觸,並電性連接於第1電極E1。此處,像素電 極28成為用於安裝發光元件30之連接端子。像素電極28由包含單一之導電層、兩層以上之導電層之積層體形成。於本實施形態中,像素電極28採用二層積層構造(Al系/Mo系),且具有:下層,其含有Mo、及包含Mo之合金等以Mo為主成分之金屬材料;及上層,其含有Al、及包含Al之合金等以Al為主成分之金屬材料。於像素部中,上述導電層26包含有導電層26b。導電層26b、絕緣層27、及像素電極28形成有輔助電容Cad。另,上述導電層26包含有形成端子部之表面之導電層26c。導電層26a作為障壁膜設置之目的之一在於,於製造步驟中不損傷第1電極E1或引繞配線LL之露出部。
於絕緣層27及像素電極28之上設置有絕緣層29。絕緣層29由例如矽氮化物形成。絕緣層29絕緣像素電極28之端部等,且具有用於將發光元件(微型LED)30安裝於像素電極28之表面之一部分之開口。考慮發光元件30之安裝步驟中之安裝偏移量等,將絕緣層29之開口大小設為較發光元件30大一圈之開口。例如於發光元件30為實質性10μm×10μm之安裝面積之情形時,較佳確保上述開口為實質性20μm×20μm。
於顯示區域DA中,發光元件30安裝於陣列基板AR之上。發光元件30具有陽極AN、陰極CA、及放出光之發光層LI。發光元件30分別準備具有R、G、B之發光顏色者,並將陽極側端子接觸並固定於對應之像素電極28。發光元件30之陽極AN與像素電極28之間之接合只要為可確保兩者間良好之導通,且不使陣列基板AR之形成物破損者,則無特別限定。例如可採用,使用低溫熔融之焊錫材料之回流焊步驟、或經由導電膏使發光元件30載於陣列基板AR上後進行焙燒耦合等之手法、或對像素電極28之表面、發光元件之陽極AN使用同系材料進行超音波接合等固層接 合之手法。
發光元件30於連接於像素電極28之陽極AN之相反側具有陰極CA。於形成有發光元件30之陣列基板AR之上,設置有元件絕緣層31。元件絕緣層31於陣列基板AR之上,由填充於發光元件30之間之空隙部之樹脂材料形成。元件絕緣層31使發光元件30中之陰極CA之表面露出。對向電極32形成於對向電極32之陰極CA之表面與元件絕緣層31之上,接觸陰極CA,並與陰極CA電性連接。對向電極32為提取來自發光元件30之出射光,需形成為透明電極,並使用例如ITO形成為透明導電材料。另,有將由ITO形成之上述導電層26稱為1stITO之情形,且有將由ITO形成之對向電極32稱為2ndITO之情形。對向電極32將安裝於顯示區域DA之複數個發光元件30之陰極CA共通地連接,且以設置於顯示區域DA之外側之陰極接觸部,與設置於陣列基板AR側之配線連接。
另一方面,於發光元件30之側壁部分由保護膜等絕緣之情形時,並非必須由樹脂材料等填充間隙,樹脂材料只要可使陽極AN、及自陽極AN露出之像素電極28之表面絕緣即可。於該情形時,如圖3所示以未達發光元件30之陰極CA之膜厚形成元件絕緣層31,繼而形成上述對向電極32。於形成對向電極32之表面殘存有伴隨發光元件30之安裝之凹凸之一部分,但只要形成對向電極32之材料未斷裂而連續地覆蓋即可。
如上所述,陣列基板AR具有絕縁基板21至對向電極32之構造。將本實施形態之發光元件30作為顯示元件使用之顯示裝置1例如以上述之方式構成。另,於圖2之說明中,為求方便而以像素電極28連接於驅動電晶體DRT之情形為例進行說明。其中,雖使用圖4予以後述,但像素電極28亦有經由PWM控制電晶體EM而電性連接於驅動電晶體DRT之情 形。另,根據需要,亦可於對向電極32之上設置玻璃蓋片等之蓋構件或觸控面板基板等。該蓋構件或觸控面板基板為了填埋與顯示裝置1之空隙,亦可經由使用樹脂等之填充劑而設置。
此處,已知於如上所述顯示裝置1為微型LED顯示裝置之情形,該微型LED顯示裝置具有之微型LED之發光效率,因流通於該微型LED之電流密度而不同。因此,本實施形態之顯示裝置1係藉由於獲得較高之發光效率之電流流通於發光元件(微型LED)之狀態下,進行調變該電流之脈衝寬度之PWM(Pulse Width Modulation:脈寬調變)控制,而表現顯示裝置1中之各像素之灰階者。
其次,參照圖4,對顯示裝置1之電路構成進行說明。如上所述,複數個像素PX矩陣狀地配置於顯示區域DA。複數個像素PX係同樣地構成。因此,於圖4中,以複數個像素PX中之1個像素PX為代表進行說明。像素PX包含例如3個副像素(子像素)SPR、SPG及SPB。
副像素SPR、SPG及SPB同樣地構成。因此,此處為求方便,主要對副像素SPB之構成(像素電路)進行說明。如圖4所示,副像素SPB包含發光元件30、PWM控制電晶體EM、驅動電晶體DRT、發光控制電晶體CCT、像素電晶體SST、初始化電晶體IST、保持電容Cs、及輔助電容Cad。閘極驅動器GD包含重設電晶體RST。另,圖4所示之輸出電晶體BCT相對於副像素SPR、SPG及SPB配置有1個。於圖4中,各電晶體為n通道型電晶體。又,圖4所示之元件電容Cled係發光元件30之陽極AN與陰極CA之間之電容。另,PWM控制電晶體EM、發光控制電晶體CCT、重設電晶體RST、像素電晶體SST、初始化電晶體IST、及輸出電晶體BCT亦可各自非由電晶體構成。PWM控制電晶體EM、發光控制電晶體 CCT、重設電晶體RST、像素電晶體SST、初始化電晶體IST、及輸出電晶體BCT只要各自作為PWM控制開關、發光控制開關、重設開關、像素開關、初始化開關、及輸出開關發揮功能者即可。Vrst線作為重設配線發揮功能,BG線、RG線、CG線、IG線、及SG線各自作為控制配線發揮功能。
於以下之說明中,將電晶體之源極-汲極端子之一者設為第1端子,將另一者設為第2端子。又,將電容元件之一端子設為第1端子,將另一端子設為第2端子。
PWM控制電晶體EM係用於進行上述顯示裝置1之PWM控制而設置,與驅動電晶體DRT及發光元件30一同串聯連接於第1主電源線41(第1電源電位)及第2主電源線42(第2電源電位)之間。具體而言,PWM控制電晶體EM之第1端子連接於發光元件30之陽極端子。又,PWM控制電晶體EM之第2端子連接於驅動電晶體DRT之第1端子、保持電容Cs之第1端子及輔助電容Cad之第1端子。
驅動電晶體DRT之第1端子連接於上述PWM控制電晶體EM之第2端子、保持電容Cs之第1端子及輔助電容發Cad之第1端子。驅動電晶體DRT之第2端子連接於發光控制電晶體CCT之第1端子。
發光控制電晶體CCT之第2端子與輸出電晶體BCT之第1端子連接。又,發光控制電晶體CCT之第2端子經由Vrst線連接於重設電晶體RST之第1端子。
輸出電晶體BCT之第2端子連接於第1主電源線41。又,發光元件30之陰極端子連接於第2主電源線42。
像素電晶體SST之第1端子連接於驅動電晶體DRT之閘極端 子、初始化電晶體IST之第1端子及保持電容Cs之第2端子。像素電晶體SST之第2端子連接於像素信號線43。
初始化電晶體IST之第2端子連接於初始化電源線44。輔助電容Cad之第2端子連接於第1主電源線41。另,輔助電容Cad之第2端子只要連接於恒電位線即可,亦可連接於與第1主電源線41不同之配線。
此處,於配置於副像素SPB(像素PX)外之閘極驅動器GD設置重設電晶體RST,該重設電晶體RST之第2端子連接於重設電源線46。
此處,對第1主電源線41供給第1電源電位PVDD,對第2主電源線42供給第2電源電位PVSS。第1電源電位PVDD相當於用於對發光元件30供給陽極電壓之電壓,第2電源電位PVSS相當於發光元件30之陰極電壓。
又,對像素信號線43供給像素信號Vsig,對初始化電源線44供給初始化電壓Vini,重設電源線46設定為重設電源電位Vrst。另,像素信號Vsig係基於上述影像信號而寫入像素(此處,為副像素SPB)之信號。
另,發光控制電晶體CCT之閘極端子連接於CG線。對該CG線,供給發光控制信號CG。
輸出電晶體BCT之閘極端子連接於BG線。對該BG線,供給輸出控制信號BG。
像素電晶體SST之閘極端子連接於SG線。對該SG線,供給像素控制信號SG。
初始化電晶體IST之閘極端子連接於IG線。對該IG線,供 給初始化控制信號IG。
重設電晶體RST之閘極端子連接於RG線。對該RG線,供給重設控制信號RG。
另,於PWM控制電晶體EM之閘極端子,連接有用於PWM控制之PWM控制線45。根據本實施形態之PWM控制,可藉由基於經由該PWM控制線45供給至PWM控制電晶體EM之信號(以下,表述為PWM控制信號)之該PWM控制電晶體EM之導通、非導通,而控制發光元件30之發光時間。
於圖4中,對上述電晶體全部設為n通道型電晶體進行說明,但例如驅動電晶體DRT以外之電晶體亦可為p通道型電晶體,又可混雜n通道型電晶體及p通道型電晶體。
又,顯示裝置1只要至少具備1個閘極驅動器GD即可。於本實施形態中,雖未圖示,但顯示裝置1具備2個閘極驅動器GD。閘極驅動器GD除圖4所言之像素PX之左側外,亦設置於像素PX之右側。因此,可對1個像素PX,自兩側之閘極驅動器GD賦予信號。此處,對上述SG線採用兩側供電方式,對其他CG線、BG線、IG線、Vrst線等採用單側供電方式。
此處,對副像素SPB之構成進行說明,對副像素SPR及SPG亦同樣。
另,圖4中說明之電路構成係一例,若為包含上述驅動電晶體DRT及PWM控制電晶體EM者,則顯示裝置1之電路構成亦可為其他構成。例如可省略圖4所說明之電路構成中之一部分,亦可追加其他構成。
圖5係顯示像素PX之重設動作、偏移抵消(OC)動作、寫入動作及發光動作相關之各種信號之輸出例之時序圖。此處,主要對供給至RG線、BG線、CG線、IG線及SG線之信號進行說明。
另,像素PX中之重設動作及偏移抵消動作為以該像素PX之2列單位進行者。於圖5中,作為重設動作及偏移抵消動作之對象之2列像素PX(以下,表述為第1列及第2列像素PX)所連接之RG線、BG線、CG線及IG線分別顯示為RG12、BG12、CG12、及IG12。另,連接於第1列之像素PX之SG線顯示為SG1,連接於第2列之像素PX之SG線顯示為SG2。
同樣地,於上述第1列及第2列像素PX之後成為重設動作及偏移抵消動作之對象之2列像素PX(以下,表述為第3列及第4列像素PX)所連接之RG線、BG線、CG線及IG線分別顯示為RG34、BG34、CG34及IG34。另,連接於第3列像素PX之SG線顯示為SG3,連接於第4列像素PX之SG線顯示為SG4。
於圖5中,雖顯示有各種信號相對於第1列~第4列之像素PX之時序,但對例如第5列以後之像素PX亦同樣。
以下,對第1列及第2列之像素PX之重設動作、偏移抵消動作、影像信號之寫入動作及發光動作之信號之順序進行說明。另,使用圖6~圖10對各種動作之細節予以後述。各像素PX之重設動作、偏移抵消動作、寫入動作及發光動作藉由根據自面板驅動器5輸出之信號(SELR/G/B)選擇副像素SPR、SPG及SPB(RGB)中之一個而執行。
又,設想於顯示裝置1之電路構成中電晶體全部為n通道型之情形,若對此種電晶體之閘極端子供給低(位準)之信號,則該電晶體成 為斷開狀態(非導通狀態)。另一方面,若對此種電晶體之閘極端子供給高(位準)之信號,則該電晶體成為接通狀態(導通狀態)。
首先,於保持電容Cs之重設動作之前,BG12之輸出控制信號BG自高變低且RG12之重設控制信號RG自低變高。藉此,切斷經由輸出電晶體BCT之第1電源電位PVDD與第2電源電位PVSS之間之電流,且輸出電晶體BCT-陽極之間以Vrst線之電壓重設。
其次,IG12之初始化控制信號IG自低變高。藉此,通過初始化電晶體IST以初始化電壓Vini重設保持電容Cs。
另,於保持電容Cs之重設前,信號變低之BG12之輸出控制信號BG隨著保持電容Cs之重設期間之結束而變高。又,RG12之重設控制信號RG隨著保持電容Cs之重設期間之結束而變低。
又,IG12之初始化控制信號IG隨著偏移抵消期間之結束而變低。
此後,CG12之發光控制信號CG自高變低。藉此,經由發光控制電晶體CCT之第1電源電位PVDD與第2電源電壓PVSS之間之電流被切斷。
相對於此,SG1之像素控制信號SG自低變高。於此情形時,經由像素信號線43且與像素信號Vsig對應之電流通過像素電晶體SST流通於保持電容Cs等,並於該保持電容Cs蓄積與像素信號Vsig對應之靜電電容。藉此,對第1列像素PX(副像素SPR、SPG及SPB)之寫入動作結束。
其次,SG2之像素控制信號SG自低變高。於該情形時,經由像素信號線43且與像素信號Vsig對應之電流通過像素電晶體SST流通於 保持電容Cs等,並於該保持電容Cs蓄積與影像信號對應之靜電電容。藉此,對第2列像素PX(副像素SPR、SPG及SPB)之寫入動作結束。
於寫入動作結束之情形時,藉由根據基於上述像素信號Vsig決定之電流值,於發光元件30流通電流,而使該發光元件30發光。
此處,對第1列及第2列像素PX之重設動作、偏移抵消動作、寫入動作及發光動作相關之信號之順序進行說明,但對第3列及第4列像素PX之重設動作、偏移抵消動作、寫入動作及發光動作亦同樣。
於圖5中,對以2列單位(即2列統一)實施重設動作及偏移抵消動作進行說明,根據此種構成,可實現框架區域之削減及電力削減等。
以下,參照圖6~圖10,對顯示裝置1之動作之概要進行說明。首先參照圖6,對驅動電晶體DRT之源極側之重設動作進行說明。
另,於以下之說明中,對上述保持電容Cs之第1端子所連接之驅動電晶體DRT之第1端為源極端子,發光控制電晶體CCT之第1端子所連接之驅動電晶體DRT之第2端子為汲極端子進行說明。
於驅動電晶體DRT之源極側之重設動作之情形時,將輸出控制信號BG設為低(BG=L),重設控制信號RG設為高(RG=H),發光控制信號CG設為高(CG=H),初始化控制信號IG設為低(IG=L),像素控制信號SG設為低(SG=L)。
據此,輸出電晶體BCT成為OFF狀態(BCT=OFF),重設電晶體RST成為NO狀態(RST=ON),發光控制電晶體CCT成為ON狀態(CCT=ON)、初始化電晶體IST成為OFF狀態(IST=OFF),像素電晶體SST成為OFF狀態(SST=OFF)。於源極重設動作中,重設電晶體RST切換為ON狀態。
此處,PWM控制電晶體EM成為導通狀態,藉此驅動電晶體DRT之源極端子及汲極端子之各者之電位重設為與重設電源電位Vrst同電位,並結束源極重設動作。
另,作為重設電源電位Vrst,設定為例如低於第2電源電位PVSS之電位。具體而言,設定為-2V作為重設電源電壓Vrst。
於源極重設動作時,於驅動電晶體DRT為ON狀態或OFF狀態下,因該驅動電晶體DRT之源極端子被牽引至-2V(重設電源電位Vrst),故驅動電晶體DRT成為ON狀態。另,像素信號Vsig之最小值為0V。且,發光元件30之陽極側成為-2V,低於陰極側,因而該發光元件30熄滅。
另,雖於保持電容Cs保持有於前一訊框寫入之像素信號Vsig之電壓,但因保持電容Cs之第2端子處於電性浮動狀態,故未進行該保持電容Cs之充放電,且根據保持電容Cs之第1端子之電位之變化,第2端子之電位變化。
其次,參照圖7,對驅動電晶體DRT之閘極側之重設動作進行說明。
於驅動電晶體DRT之閘極側之重設動作之情形,將輸出控制信號BG設為低(BG=L),重設控制信號RG設為高(RG=H),發光控制信號CG設為高(CG=H),初始化控制信號IG設為高(IG=H),像素控制信號SG設為低(SG=L)。
據此,輸出電晶體BCT成為OFF狀態(BCT=OFF),重設電晶體RST成為ON狀態(RST=ON),發光控制電晶體CCT成為ON狀態(CCT=ON),初始化電晶體IST成為ON狀態(IST=ON),像素電晶體SST 成為OFF狀態(SST=OFF)。即,初始化電晶體IST切換為ON狀態,並開始閘極重設動作。
於此情形時,對驅動電晶體DRT之源極端子及保持電容Cs之第1端子供給重設電源電壓Vrst,對驅動電晶體DRT之閘極端子經由初始化電晶體IST供給初始化電壓Vini。藉此,驅動電晶體DRT之閘極端子之電位重設為與初始化電壓Vini對應之電位,並重設前一訊框之資訊。
此處,設定高於重設電源電壓Vrst之電壓作為初始化電壓Vini。例如初始化電壓Vini為+1.2V。於閘極重設動作中,於驅動電晶體DRT,因閘極端子之電位(Vini)相對於源極端子之電位(Vrst)成為高位準,故驅動電晶體DRT成為接通狀態。
又,於該期間中,將基於重設電源電位Vrst之值與初始化電壓Vini之電位差之電荷保持於保持電容Cs。另,因驅動電晶體DRT為ON狀態時,輸出電晶體BCT仍為OFF狀態,故於圖7所示之閘極重設動作中發光元件30未點亮(發光)。
其次,參照圖8,對偏移抵消動作進行說明。於偏移抵消動作之情形,將輸出控制信號BG設為高(BG=H),重設控制信號RG設為低(RG=L),發光控制信號CG設為高(CG=H),初始化控制信號IG設為高(IG=H),像素控制信號SG設為低(SG=L)。
據此,輸出電晶體BCT成為ON狀態(BCT=ON),重設電晶體RST成為OFF狀態(RST=OFF),發光控制電晶體CCT成為ON狀態(CCT=ON),初始化電晶體IST成為ON狀態(IST=ON),像素電晶體SST成為OFF狀態(SST=OFF)。即,輸出電晶體BCT切換為ON狀態,重設電晶體RST切換為OFF狀態。
於該情形時,對驅動電晶體DRT之汲極端子經由輸出電晶體BCT供給第1電源電位PVDD。
此處,因驅動電晶體DRT成為接通狀態,故藉由供給至驅動電晶體DRT之汲極端子之第1電源電位PVDD而使電流流通於驅動電晶體DRT之通道,且該驅動電晶體DRT之源極端子之電位上升。其後,若驅動電晶體DRT之源極端子之電位與閘極端子之電位之差到達驅動電晶體DRT之臨限值電壓(Vth),則驅動電晶體DRT成為斷開狀態。換言之,驅動電晶體DRT之閘極端子-源極端子間之電壓到達抵消點(Vgs=Vth),相當於該抵消點之電位差保持於保持電容Cs。
具體而言,對驅動電晶體DRT之閘極端子供給初始化電壓Vini,若該驅動電晶體DRT之源極端子之電位到達Vini-Vth,則驅動電晶體DRT成為斷開狀態。藉此,驅動電晶體DRT之Vth之偏差量之偏移產生於該驅動電晶體DRT之閘極、源極間。藉此,驅動電晶體DRT之臨限值之偏移抵消動作結束。
其次,參照圖9,對影像信號(像素信號Vsig)之寫入動作進行說明。
於寫入動作之情形時,將輸出控制信號BG設為高(BG=H),重設控制信號RG設為低(RG=L),發光控制信號CG設為低(CG=L),初始化控制信號IG設為低(IG=L),像素控制信號SG設為高(SG=H)。
據此,輸出電晶體BCT成為ON狀態(BCT=ON),重設電晶體RST成為OFF狀態(RST=OFF)、發光控制電晶體CCT成為OFF狀態(CCT=OFF)、初始化電晶體IST成為OFF狀態(IST=OFF)、像素電晶體 SST成為ON狀態(SST=ON)。即,發光控制電晶體CCT及初始化電晶體IST切換為OFF狀態,像素電晶體SST切換為ON狀態。
於該情形時,像素信號Vsig通過像素電晶體SST寫入驅動電晶體DRT之閘極。
此處,驅動電晶體DRT之源極藉由上述偏移抵消動作而按每個Vth之值成為不同之電位,因而於寫入相同影像信號之情形時,該驅動電晶體DRT之電壓Vgs不同。於像素信號Vsig結束之驅動電晶體DRT中,電壓Vgs由以下之式1表示。
Figure 108117972-A0305-02-0024-1
另,如圖5中所說明般,於對例如第1列像素PX之寫入結束後,同樣地進行對第2列像素之寫入。於進行對第2列像素之寫入之情形時,對第1列像素PX,將像素電晶體SST設為OFF狀態。
於上述寫入動作中,因發光控制電晶體CCT為OFF狀態,故發光元件30未點亮(發光)。
其次,參照圖10,對使發光元件30發光之發光動作之概要進行說明。
於發光動作之情形時,將輸出控制信號BG設為高(BG=H),重設控制信號RG設為低(RG=L),發光控制信號CG設為高(CG=H),初始化控制信號IG設為低(IG=L),像素控制信號SG設為低(SG=L)。
據此,輸出電晶體BCT成為ON狀態(BCT=ON),重設電晶體RST成為OFF狀態(RST=OFF),發光控制電晶體CCT成為ON狀態 (CCT=ON),初始化電晶體IST成為OFF狀態(IST=OFF),像素電晶體SST成為OFF狀態(SST=OFF)。即,像素電晶體SST切換為OFF狀態,發光控制電晶體CCT切換為ON狀態。另,於發光動作時,PWM控制電晶體EM成為特定期間ON狀態。
於該情形時,根據藉由上述寫入動作寫入之驅動電晶體DRT之閘極電位,電流Iled通過該驅動電晶體DRT及PWM控制電晶體EM,流通於發光元件30,使該發光元件30點亮(發光)。
於發光期間,電流Iled相當於自驅動電晶體DRT賦予之輸出電流(驅動電晶體DRT之飽和區域之輸出電流)Idrt(Iled=Idrt)。若將驅動電晶體DRT之增益係數設為β,則輸出電流Idrt由以下之式2表示。
Idrt=β×(Vgs-Vth)2…式(2)
然後,藉由將上述式1代入上述式2,輸出電流Idrt由以下之式3表示。
Figure 108117972-A0305-02-0025-2
因此,輸出電流Idrt成為不依存於驅動電晶體DRT之臨限值電壓Vth之值,並可排除驅動電晶體DRT之臨限值電壓之偏差對輸出電流Idrt之影響。
另,上述增益係數β係由以下之式定義。
β=1/2×Cox×μ×W/L
另,Cox係每單位面積之閘極靜電電容,μ係載子遷移度,W係驅動電晶體DRT之通道寬度,L係驅動電晶體DRT之通道長度。
此處,如上所述於顯示裝置1為微型LED顯示裝置之情 形,該微型LED顯示裝置具有之微型LED之發光效率藉由電流密度而不同,因而於例如每個RGB以獲得最大之發光效率之電流密度控制發光較為重要。
於該情形時,作為各像素PX表現之灰階控制,以獲得最大發光效率之電流流通於微型LED之狀態進行PWM控制較為有效。
然而,若僅以PWM控制(PWM之佔空控制)進行各像素PX表現之灰階控制,則像素電路變得複雜。
因此,於本實施形態中,構成為將顯示區域DA(即,複數個像素PX)分割成複數個區域(以下,表述為區塊),以該區塊單位進行PWM控制,且藉由供給至該像素PX(副像素SPR、SPG及SPB)所含之發光元件30之電流值(Iled)對該區塊內之像素PX之各者表現之個別之灰階進行微調整。
首先,參照圖11,對上述區塊之概要進行說明。如圖11所示,顯示區域DA分割為複數個區塊。於圖11中,顯示有顯示區域DA分割為Block1~16之16個區塊之例。
於分割顯示區域DA之Block1~16之各者,包含(分割)有於矩陣狀配置於顯示區域DA之複數個像素PX中與該區塊(區域)對應之像素PX。另,於Block1~16,分別包含例如複數個像素PX。
此處,於分割顯示區域DA之複數個Block1~16之各者,配置有每個RGB獨立之PWM控制線45。具體而言,於例如Block1所含之複數個像素PX(以下表述為像素PX1)之各者包含副像素SPR、SPG及SPB,而於Block1,配置有連接於複數個像素PX1所含之所有副像素SPR之1條PWM控制線45R、連接於複數個像素PX1所含之所有副像素SPG之1 條PWM控制線45G、連接於複數個像素PX1所含之所有副像素SPB之1條PWM控制線45B共3條PWM控制線(即,每個RGB之控制線)45。此處,對Block1進行說明,關於其他Block2~16亦同。
另,於圖11所示之例中顯示有將顯示區域DA分割為16個區塊之情形,但分割該顯示區域DA之區塊數亦可為16以外之數,且該區塊之形狀亦可與圖11所示者不同。
其次,參照圖12,對PWM控制線45與像素PX所含之副像素SPR、SPG及SPB之連接關係進行說明。另,於圖12中顯示有各像素PX所含之副像素SPR、SPG及SPB之像素電路,但於該像素電路中,主要僅顯示驅動電晶體DRT、PWM控制電晶體EM及發光元件30,對其他構成予以省略。
圖12所示之PWM控制線45R之一端連接於例如Block1所含之複數個像素PX1之各者所含之副像素SPR之PWM控制電晶體EM之閘極端子。此處僅顯示Block1所含之複數個像素PX1中之2個像素PX1,但PWM控制線45R亦同樣地連接於其他像素PX1所含之副像素SPR之PWM控制電晶體EM之閘極端子。
藉由對該PWM控制線45R供給後述之PWM控制信號,可對Block1內之所有像素PX1所含之副像素SPR進行總括性之PWM控制。
又,PWM控制線45G之一端連接於例如Block1所含之複數個像素PX1之各者所含之副像素SPG之PWM控制電晶體EM之閘極端子。此處,僅顯示Block1所含之複數個像素PX中之2個像素PX1,但PWM控制線45G亦同樣地連接於其他像素PX1所含之副像素SPG之PWM控制電晶體EM之閘極端子。
藉由對該PWM控制線45G供給PWM控制信號,可對Block1內之所有像素PX1所含之副像素SPG進行總括性之PWM控制。
進而,PWM控制線45B之一端連接於例如Block1所含之複數個像素PX1之各者所含之副像素SPB之PWM控制電晶體EM之閘極端子。此處,僅顯示Block1所含之複數個像素PX中之2個像素PX1,但PWM控制線45B亦同樣地連接於其他像素PX1所含之副像素SPB之PWM控制電晶體EM之閘極端子。
藉由對該PWM控制線45B供給PWM控制信號,可對Block1內所有之所含之副像素SPB進行總括性之PWM控制。
此處主要對Block1進行說明,對於其他Block2~16亦同樣。據此,於本實施形態中,基於供給至各PWM控制線45之PWM控制信號,可進行區塊單位之每個RGB之PWM控制。
另,如上所述PWM控制線45之一端連接於副像素SPR、SPG及SPB之PWM控制電晶體EM之閘極端子,該PWM控制線45之另一端連接於面板驅動器5。即,用於上述PWM控制之PWM控制信號自面板驅動器5供給。
此處,於本實施形態之顯示裝置1,如上所述對各像素PX所含之副像素SPR、SPG及SPB之驅動電晶體DRT之閘極端子供給像素信號Vsig。
因此,於本實施形態中像素PX表現之灰階如圖13所示,藉由基於經由SG線所連接之像素電晶體SST供給之像素信號Vsig之各副像素SPR、SPG及SPB之發光元件30之發光亮度、與基於經由PWM控制線45供給之PWM控制信號之各副像素SPR、SPG及SPB之發光元件30之發 光時間進行控制。另,像素信號Vsig係供給至各像素PX所含之每個副像素之信號,PWM控制信號係供給至各區塊之信號。
以下,參照圖14之流程圖,對面板驅動器5(驅動部)之處理順序進行說明。此處,於藉由面板驅動器5執行之處理中,主要對上述灰階控制相關之處理進行說明。
首先,面板驅動器5如上所述取得自控制基板輸出之影像信號(步驟S1)。於該影像信號,包含顯示於顯示面板2之訊框(圖像)之各像素PX之R、G及B之灰階值(亮度值)之資訊。
其次,對分割上述顯示區域DA之複數個區塊之各者,執行以下之步驟S2及S3之處理。以下,將成為步驟S2及S3之處理之對象之區塊稱為對象區塊。
另,步驟S2及S3之處理係於對象區塊內之複數個像素PX所含之複數個副像素SPR、SPG及SPB(即RGB)之各者中執行。以下,說明對於對象區塊內之複數個像素PX所含之複數個副像素SPR(以下,僅表述為對象區塊內之複數個副像素SPR)執行步驟S2及S3之處理之情形。
於該情形時,面板驅動器5基於步驟S1中取得之影像信號,算出對象區塊內之複數個副像素SPR之各者之灰階值之平均值(以下,表述為灰階平均值)(步驟S2)。
面板驅動器5基於步驟S2中算出之灰階平均值,決定供給至對象區塊內之複數個副像素SPR之PWM控制電晶體EM之PWM控制信號之信號值(以下,表述為PWM控制值)(步驟S3)。
另,於步驟S2中決定之PWM控制值相當於最適於對象區塊內之複數個副像素SPR之PWM比例。於步驟S2中,於最大發光效率之 電流值流通於複數個副像素SPR之發光元件30之狀態下執行PWM控制之情形時,決定可表現上述灰階平均值所對應之灰階般之PWM控制值。該PWM控制值係對象區塊內複數個副像素SPR間共通之亮度資訊。
此處說明了對象區塊內之複數個副像素SPR執行步驟S2及S3之處理之情形,對於對象區塊內之複數個副像素SPG及SPB,亦同樣地執行步驟S2及S3之處理。
據此,決定對象區塊內之複數個副像素SPR、SPG及SPB之各者(即,每個RGB)之PWM控制電晶體EM所對之PWM控制值。
若執行步驟S3之處理,則判定是否對所有區塊執行步驟S2及S3之處理(步驟S4)。
於判定未對所有區塊執行處理之情形時(步驟S4之NO),則返回上述步驟S2並重複處理。於該情形時,以未執行處理之區塊為對象區塊,執行步驟S2及S3之處理。
另一方面,於判定對所有區塊執行處理之情形時(步驟S4之YES),對顯示區域DA所具備之複數個像素PX之各者所含之所有副像素,執行以下之步驟S5及S6之處理。以下,將成為步驟S5及S6之處理對象之副像素稱為對象副像素。
於該情形時,面板驅動器5算出步驟S1中取得之影像信號所含之對象副像素之灰階值、與對於含有包含該對象副像素之像素PX之區塊於上述步驟S2中算出之灰階平均值(使用該對象副像素之灰階值算出之灰階平均值)之差量(步驟S5)。
另,於步驟S5中算出之差量相當於如上所述於最大發光效率之電流值流通於對象副像素之發光元件30之狀態下進行PWM控制之情 形所表現之灰階值(即,灰階平均值)、與基於影像信號對象副像素應表現之灰階值之差量。
面板驅動器5基於步驟S5中算出之差量,決定經由像素電晶體SST供給至對象副像素之驅動電晶體DRT之閘極端子之像素信號Vsig之信號值(以下,表述為像素信號值)(步驟S6)。
於步驟S6中,對於微調整上述步驟S5中算出之差量,且基於上述PWM控制值進行PWM控制之狀態下,可使對象副像素(對象副像素之發光元件30)以基於影像信號應表現之灰階值所對應之亮度發光之像素信號值加以決定。該像素信號值係相對於對象副像素獨立(個別)決定之亮度資訊。
若執行步驟S6之處理,則判定是否對所有副像素執行步驟S5及S6之處理(步驟S7)。
於判定未對所有副像素執行處理之情形時(步驟S7之NO),返回至上述步驟S5並重複處理。於該情形時,將未執行處理之副像素作為對象副像素執行步驟S5及S6之處理。
另一方面,於判定對所有副像素執行處理之情形時(步驟S7之YES),面板驅動器5基於包含上述步驟S3中決定之每個區塊之PWM控制值(第1亮度資訊)及步驟S6中決定之每個副像素之像素信號值(第2亮度資訊)之影像信號,驅動複數個像素PX(副像素SPR、SPG及SPB)(步驟S8)。
根據上述處理,藉由基於各區塊中決定之共通之PWM控制值(即,基於該PWM控制值決定之發光時間)及相對於該區塊內之各像素PX(副像素SPR、SPG及SPB)獨立決定之像素信號值(即,基於藉由該像 素信號值決定之電流值之發光亮度)使各副像素之發光元件30發光,可表現基於影像信號之該像素PX之灰階。
另,圖14之處理係於每次進行1訊框之顯示時執行。即,上述PWM控制值(第1亮度資訊)及像素信號值(第2亮度資訊)係屬於用以進行1訊框之顯示之影像信號者。
以下,參照圖15,對本實施形態之顯示裝置1中執行之PWM控制進行說明。此處,對圖11等所示之複數個Block1~16中之Block1內之像素PX1所含之副像素SPR、SPG及SPB之各者中之PWM控制進行具體說明。
此處,設想於圖15所示之寫入期間中,執行上述圖9所說明之影像信號之寫入動作之情形。另,該寫入動作如上所述以列單位進行。因此,對圖11所示之Block1~4內之複數個像素PX(副像素SPR、SPG及SPB)進行寫入動作。
於該情形時,於Block1內之各副像素中,像素信號Vsig通過像素電晶體SST寫入驅動電晶體DRT之閘極,寫入該驅動電晶體DRT之閘極之像素信號Vsig之信號值係藉由以該副像素為對象像素執行上述圖14所示之步驟S6之處理而決定之像素信號值。
若對上述Block1~4內之複數個像素PX1之寫入動作結束(寫入期間結束),則於圖15所示之發光期間,執行上述圖10所說明之發光動作。
於該發光期間中,對Block1內之複數個副像素SPR、SPG及SPB之各者之PWM控制電晶體EM,經由PWM控制線45供給PWM控制信號。
此處,於圖15,PWM控制電晶體EM-R表示Block1內之複數個副像素SPR之PWM控制電晶體EM之集合。同樣,PWM控制電晶體EM-G表示Block1內之複數個副像素SPG之PWM控制電晶體EM之集合。進而,PWM控制電晶體EM-B表示Block1內之複數個副像素SPB之PWM控制電晶體EM之集合。如上所述PW控制信號供給至每個PWM控制電晶體EM-R、EM-G、EM-B。
於圖15所示之例中,顯示對PWM控制電晶體EM-R,供給於發光期間之8成時間內使發光元件30發光之PWM控制信號。另,供給至該PWM控制電晶體EM-R之PWM控制信號之信號值係以Block1為對象區塊,對該Block1內之複數個副像素SPR執行之圖14所示之步驟S3中決定之PWM控制值。
又,顯示有對PWM控制電晶體EM-G,供給於發光期間之5成時間內使發光元件30發光之PWM控制信號。另,供給至該PWM控制電晶體EM-G之PWM控制信號之信號值係以Block1為對象區塊,對該Blcok1內之複數個副像素SPG執行之圖14所示之步驟S3中決定之PWM控制值。
又,顯示有對PWM控制電晶體EM-B,供給於發光期間之3成時間內使發光元件30發光之PWM控制信號。另,供給至該PWM控制電晶體EM-B之PWM控制信號之信號值係以Block1為對象區塊,對該Block1內之複數個副像素SPB執行之圖14所示之步驟S3中決定之PWM控制值。
即,Block1內之例如1個副像素SPR之發光元件30藉由基於對該副像素SPR個別決定之像素信號值(即,該副像素SPR所含之發光元 件30之發光亮度)及對該Block1內之複數個副像素SPR共通決定之PWM控制值(即,該副像素SPR所含之發光元件30之發光時間)進行發光,而表現基於影像信號之該副像素SPR之灰階。
同樣,Block1內之例如1個副像素SPG之發光元件30藉由基於對該副像素SPG個別決定之像素信號值(即,該副像素SPG所含之發光元件30之發光亮度)及對該Block1內之複數個副像素SPG共通決定之PWM控制值(即,該副像素SPG所含之發光元件30之發光時間)進行發光,而表現基於影像信號之該副像素SPG之灰階。
進而,Block1內之例如1個副像素SPB之發光元件30藉由基於對該副像素SPB個別決定之像素信號值(即,該副像素SPB所含之發光元件30之發光亮度)及對該Block1內之複數個副像素SPB共通決定之PWM控制值(即,該副像素SPB所含之發光元件30之發光時間)進行發光,而表現基於影像信號之該副像素SPB之灰階。
即,於本實施形態中,基於影像信號之像素PX之灰階可藉由該像素PX所含之複數個副像素SPR、SPG及SPB之各者所含之發光元件30分別如上所述般發光而表現。
另,於圖15中,顯示有副像素SPR、SPG及SPB之發光元件30藉由PWM控制而重複點亮及熄滅之情況,但若對上述發光期間整體以基於PWM控制值之發光時間(PWM比例)進行發光,則未限定發光元件30之點亮及熄滅之重複次數。具體而言,例如Block1內之副像素SPR之發光元件30亦可基於PWM控制信號(PWM控制值)於該發光期間之開始起8成之時間內持續發光,於剩下之2成時間內持續熄滅。
此處,主要說明對Block1內之複數個像素PX所含之副像 素SPR、SPG及SPB之各者之PWM控制,如上所述,於對Block1~4內之複數個像素PX之寫入動作結束之情形,對Block2~4內之複數個像素PX所含之副像素SPR、SPG及SPB亦執行同樣之PWM控制。
進而,於對Block1~4內之複數個像素PX之寫入動作結束之情形,如圖15所示,對Block5~8內之複數個像素PX之寫入動作開始。於對Block5~8內之複數個像素PX之寫入動作結束之情形,該Block5~8內之複數個像素PX之發光期間開始。另,對於該發光期間中之動作,與上述Block1~4同樣。又,對於Block9~12及Block13~16,亦同樣。
如上所述,於本實施形態中,基於影像信號驅動複數個像素,該影像信號包含:PWM控制值(第1亮度資訊),其基於將顯示區域DA分割為複數個區塊(區域)中之1個區塊所含之像素之灰階平均值,且於該1個區塊所含之像素間共通;及像素信號(第2亮度資訊),其基於該區塊所含之像素之灰階值與該灰階平均值之差量,且於該像素之各者中獨立。於該情形時,面板驅動器5(驅動部)基於PWM控制值控制區塊所含之像素共通之發光時間,且基於像素信號值控制供給至該區塊所含之像素之各者具有之發光元件20之電流值。
即,於本實施形態中,各區塊所含之像素之灰階可以基於PWM控制值控制之發光時間、與以基於像素信號值控制之電流值為基礎之發光亮度之累計而表現。
此處,圖16顯示由電流值所對之坎德拉(亮度)規定之發光元件30(微型LED)之發光效率與流通於該發光元件30之電流密度之關係。
於圖16顯示有如上所述藉由流通於發光元件30之電流密度而使該發光元件30之發光效率變化之情況,於本實施形態中,以發光效果 最大之電流值(電流密度)為基準,藉由PWM控制總括性調整區塊所含之複數個像素之灰階,並藉由像素信號Vsig對該像素之各者之實際之灰階進行微調整。
據此,因不必僅以PWM控制調整所有像素之灰階值,故可避免像素電路變得複雜,且可以發光效率最大之電流值附近之電流值(即,發光效率最大之電流值之特定範圍內)控制各像素之灰階,因而可於本實施形態中實現高亮度且低電力消耗。另,發光效率最大之電流值附近之電流值(處於發光效率最大之電流值至預先設定之範圍內之值)係指以上述影像信號所含之像素之灰階值、與對包含該像素之區塊算出之灰階平均值之差量進行微調整之程度,對發光效率最大之電流值進行增減之電流值。
另,上述構成可藉由使複數個像素之各者具有與驅動電晶體DRT及發光元件30串聯連接於第1主電源線41(第1電源電位)與第2主電源線42(第2電源電位)之間之PWM控制電晶體EM,並藉由該PWM控制電晶體EM之導通、非導通控制上述發光時間而實現。
又,於上述圖14中說明了對取得用以進行1訊框之顯示之影像信號時決定之PWM控制值及像素信號值(即,從屬於用以進行1訊框之顯示之影像信號之PWM控制值及像素信號值)加以使用並驅動複數個像素之情況,作為PWM控制值,亦可構成為,例如使用基於用以進行較該訊框更前之訊框之顯示之影像信號決定之PWM控制值(即,從屬於前一訊框之影像信號之PWM控制值)。
另,於本實施形態中,說明了像素PX包含副像素SPR、SPG及SPB之情況,但於該像素PX,除副像素SPR、SPG及SPB以外,亦 可進而包含具有發出白光之發光元件之副像素。又,像素PX亦可為包含1個副像素之構成。另,於像素PX包含1個副像素之構成之情形,只要基於區塊內之複數個像素PX之灰階平均值決定PWM控制值即可。
又,於像素PX包含副像素SPR、SPG及SPB之情形,亦可為例如基於複數個像素PX之灰階平均值決定PWM控制值之構成。據此,可對1個區塊內之複數個像素PX所含之所有副像素SPR、SPG及SPB進行相同之依據PWM控制值之PWM控制。
又,於圖11等,顯示有將各PWM控制線45引繞於顯示區域DA之左右之外側並配置於顯示區域DA(區塊)內之例,該PWM控制線45亦可經由像素PX內而配置於區塊內。又,PWM控制線45亦可重疊於例如其他信號線或第1主電源線41(PVDD)等而引繞於區塊內。
又,於本實施形態中,藉由鄰接之區塊間之PWM控制值(PWM比例)之不同,有於該鄰接之區塊之邊界附近目視邊界不均之可能性。對此,於面板驅動器5,藉由對像素信號值實施適當之修正,可降低該邊界不均之影響。
另,於本實施形態,主要對使用微型LED作為發光元件之微型LED顯示裝置進行說明,但本實施形態之顯示裝置1亦可為使用有機電致發光(EL)元件作為發光元件之有機EL顯示裝置(有機EL顯示器)等。
以上,說明了本發明之若干實施形態,但該等實施形態係作為例示者,並非意欲限定發明之範圍。該等新穎之實施形態可以其他各種形態實施,且於未脫離發明主旨之範圍內,可進行各種省略、置換、變更。該等實施形態或其變化包含於發明之範圍或主旨中,且包含於專利申請範圍所記載之發明與其均等之範圍內。
本申請案係基於且主張2018年6月6日申請之日本專利申請案第2018-108596號之優先權。本申請案藉由參照該申請案而包含申請案之全部內容。
30‧‧‧發光元件
41‧‧‧第1主電源線(PVDD)
42‧‧‧第2主電源線(PVSS)
43‧‧‧像素信號線
44‧‧‧初始化電源線
45‧‧‧PWM控制線
46‧‧‧重設電源線
BG‧‧‧控制信號
BCT‧‧‧輸出電晶體
Cad‧‧‧輔助電容
CCT‧‧‧發光控制電晶體
Cled‧‧‧元件電容
CG‧‧‧發光控制信號
Cs‧‧‧保持電容
DRT‧‧‧驅動電晶體
EM‧‧‧PWM控制電晶體
GD‧‧‧閘極驅動器
IG‧‧‧初始化控制信號
IST‧‧‧初始化電晶體
PVDD‧‧‧第1電源電位
PVSS‧‧‧第2電源電位
PX‧‧‧像素
RG‧‧‧重設控制信號
RST‧‧‧重設電晶體
SELB‧‧‧信號
SELG‧‧‧信號
SELR‧‧‧信號
SG‧‧‧像素控制信號
SPB‧‧‧副像素
SPG‧‧‧副像素
SPR‧‧‧副像素
SST‧‧‧像素電晶體
Vini‧‧‧初始化電壓
Vrst‧‧‧重設電源電位
Vsig‧‧‧像素信號

Claims (14)

  1. 一種顯示裝置,其具備: 複數個像素,其矩陣狀地配置於顯示區域;及 驅動部,其基於影像信號而驅動上述複數個像素;且 上述複數個像素各自具有發光元件、及控制對上述發光元件之電流值之驅動電晶體; 上述驅動電晶體與上述發光元件串聯連接於第1電源電位、及與上述第1電源電位具有電位差之第2電源電位之間; 用於驅動上述複數個像素之影像信號包含第1亮度資訊與第2亮度資訊; 上述第1亮度資訊係以將上述顯示區域分割為複數個區域中之1個區域所含之像素之灰階值之平均值為基礎、且於該1個區域所含之像素間共通之亮度資訊; 上述第2亮度資訊係以上述1個區域所含之像素之灰階值與上述平均值之差量為基礎、且於上述1個區域所含之像素各者獨立之亮度資訊; 上述驅動部基於上述第1亮度資訊而控制上述1個區域所含之像素間共通之發光時間,且基於上述第2亮度資訊而控制供給至上述1個區域所含之像素各自具有之上述發光元件的電流值。
  2. 如請求項1之顯示裝置,其中上述1個區域所含之像素之灰階係以基於上述第1亮度資訊控制之發光時間、與以基於上述第2亮度資訊控制之電流值為基礎之發光亮度之累計而表現。
  3. 如請求項1之顯示裝置,其中上述發光元件係於上述顯示區域中,安裝於對應上述像素而形成之像素電極上的微型LED。
  4. 如請求項3之顯示裝置,其中基於上述第2亮度資訊控制之電流值係處於上述微型LED之發光效率為最大之電流值至預先設定之範圍內之值。
  5. 如請求項1之顯示裝置,其中 上述複數個像素各自進而具有與上述驅動電晶體、及上述發光元件一同串聯連接於上述第1電源電位與上述第2電源電位之間之控制電晶體; 上述發光時間藉由上述控制電晶體之導通、非導通予以控制。
  6. 如請求項1之顯示裝置,其中上述第1亮度資訊及上述第2亮度資訊屬於用以進行1訊框之顯示之上述影像信號。
  7. 如請求項1之顯示裝置,其中 上述第2亮度資訊屬於用以進行1訊框之顯示之上述影像信號; 上述第1亮度資訊屬於用以進行較上述1訊框之前之訊框之顯示的上述影像信號。
  8. 一種顯示裝置之驅動方法,其係具備矩陣狀配置於顯示區域之複數個像素之顯示裝置之驅動方法,且具備: 取得影像信號之步驟;及 基於上述取得之影像信號而驅動上述複數個像素的步驟;且 上述複數個像素各自具有發光元件、及控制對上述發光元件之電流值之驅動電晶體; 上述驅動電晶體與上述發光元件串聯連接於第1電源電位、及與上述第1電源電位具有電位差之第2電源電位之間; 用以驅動上述複數個像素之影像信號包含第1亮度資訊與第2亮度資訊; 上述第1亮度資訊係以將上述顯示區域分割為複數個區域中之1個區域所含之像素之平均灰階值為基礎、且於該1個區域所含之像素間共通之亮度資訊; 上述第2亮度資訊係以上述1個區域所含之像素之灰階值與上述平均灰階值之差量為基礎、且於上述1個區域所含之像素各者獨立之亮度資訊; 上述驅動之步驟包含: 基於上述第1亮度資訊控制上述1個區域所含之像素共通之發光時間的步驟;及 基於上述第2亮度資訊控制供給至上述1個區域所含之像素各自具有之上述發光元件之電流值的步驟。
  9. 如請求項8之顯示裝置之驅動方法,其中上述1個區域所含之像素之灰階係以基於上述第1亮度資訊控制之發光時間、與以基於上述第2亮度資訊控制之電流值為基礎之發光亮度之累計而表現。
  10. 如請求項8之顯示裝置之驅動方法,其中上述發光元件係於上述顯示區域中,安裝於對應上述像素而形成之像素電極上之微型LED。
  11. 如請求項10之顯示裝置之驅動方法,其中基於上述第2亮度資訊控制之電流值係處於上述微型LED之發光效率為最大之電流值至預先設定之範圍內之值。
  12. 如請求項8之顯示裝置之驅動方法,其中 上述複數個像素各自進而具有與上述驅動電晶體、及上述發光元件一同串聯連接於上述第1電源電位與上述第2電源電位之間之控制電晶體; 上述發光時間藉由上述控制電晶體之導通、非導通予以控制。
  13. 如請求項8之顯示裝置之驅動方法,其中上述第1亮度資訊及上述第2亮度資訊屬於用以進行1訊框之顯示之上述影像信號。
  14. 如請求項8之顯示裝置之驅動方法,其中 上述第2亮度資訊屬於用以進行1訊框之顯示之上述影像信號; 上述第1亮度資訊屬於用以進行較上述1訊框之前之訊框之顯示之上述影像信號。
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