JP2009237005A - 画素回路および表示装置並びに画素回路の駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】オフ動作する閾値電圧が負電圧である無機酸化膜薄膜トランジスタを用いた画素回路において、消費電力を上昇させることなく、従来の駆動回路を使用する。
【解決手段】駆動用トランジスタ１１ｂとスイッチング用トランジスタ１１ｅとを、オフ動作する閾値電圧が負電圧である無機酸化膜薄膜トランジスタから構成し、保持回路を、スイッチング用トランジスタ１１ｅと駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子との間に接続された第１の容量素子１１ｃと、第１の容量素子１１ｃとゲート端子との間の点と負電圧ＶＢを供給する電圧源との間に接続された第２の容量素子１１ｄとを備えたものとする。
【選択図】図２

Description

本発明は、アクティブマトリクス方式で駆動される発光素子を備えた画素回路および表示装置並びに画素回路の駆動制御方法に関するものであり、特に、無機酸化膜薄膜トランジスタを用いた画素回路に関するものである。

従来、有機ＥＬ発光素子などの発光素子を用いた表示装置が提案されており、テレビや携帯電話のディスプレイなど種々の分野での利用が提案されている。

一般に、有機ＥＬ発光素子は電流駆動型発光素子であるため、その画素回路として、たとえば特許文献１において、図８に示すような構成のものが提案されている。

図８に示す画素回路は、最小構成として、スイッチング用トランジスタ１０４と、容量素子１０３と、駆動用トランジスタ１０２とを備えている。そして、スイッチング用トランジスタ１０４をＯＮすることによって容量素子１０３に駆動用トランジスタ１０２のゲート電圧となるデータ信号を書き込み、そのデータ信号に応じたゲート電圧を駆動用トランジスタ１０２に印加することによって駆動用トランジスタ１０２を定電流動作させ、有機ＥＬ発光素子１０１に駆動電流を流して発光させるものである。

そして、従来の画素回路においては、スイッチング用トランジスタと駆動用トランジスタとして、低温ポリシリコンまたはアモルファスシリコンの薄膜トランジスタが用いられていた。

しかしながら、低温ポリシリコンの薄膜トランジスタは、高移動度と閾値電圧安定性をえることができるが、移動度の均一性に問題がある。また、アモルファスシリコンの薄膜トランジスタは、移動度の均一性を得ることができるが移動度が低く、閾値電圧に経時変動がでるという問題がある。上記のような移動度の不均一性や閾値電圧の不安定性は表示画像のムラとして現れてしまう。

そこで、特許文献２においては、画素回路内に、閾値電圧を補正する補償回路を設けた画素回路が提案されている。

しかしながら、上記のような補償回路を設けると画素回路が複雑化し、歩留まり低下によりコストアップ、開口率の低下を招いていた。

そこで、近年、ＩＧＺＯに代表される無機酸化膜からなる薄膜トランジスタが注目されている。無機酸化膜からなる薄膜トランジスタは、低温製膜が可能であり、また、十分な移動度が得られ、移動度の均一性も高く、閾値電圧の経時変動も小さいという特徴を有している。
特開平８−２３４６８３号公報 特開２００３−２５５８５６号公報 IEDM(International Electron Device Meeting)2006, "ighly Stable Ga203- In203-Zn0 TFT for Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode Display Application, Samsung Advanced Institute technology

しかしながら、種々の所望の特性が得られるように無機酸化膜からなる薄膜トランジスタを構成した場合、所望の電流特性を得ようとするとオフ動作する閾値電圧が負電圧化することがある。

たとえば、特許文献３に示されるような、オフ動作する閾値電圧が負電圧の特性の薄膜トランジスタからなる駆動用トランジスタを従来の有機ＥＬ表示装置のデータ駆動回路で制御しようとすると、従来のデータ駆動回路の駆動用トランジスタのゲート電圧の最小設定電圧は０ｖであるため、有機ＥＬ発光素子の最小駆動電流は、駆動用トランジスタのゲート−ソース間電圧ＶＧＳ＝０ｖのときの電流となり、有機ＥＬ発光素子を消灯することができない。また、スイッチング用トランジスタは、ＶＧＳ＝０ｖでは完全にオフ動作をすることができないため、駆動用トランジスタのゲート電圧を保持できなくなる。

図９は、図８に示す画素回路において非特許文献１に示される薄膜トランジスタを使用した場合の走査信号、データ信号、スイッチング用トランジスタ１０４のゲート−ソース間電圧ＶＧＳ１および駆動用トランジスタ１０２のゲート−ソース間電圧ＶＧＳ２の電圧波形である。

スイッチング用トランジスタ１０４と駆動用トランジスタ１０２として、オフ動作する閾値電圧が負電圧の薄膜トランジスタを用いるようにした場合、図９に示すように、スイッチング用トランジスタ１０４と駆動用トランジスタ１０２をオフ動作させることができず、有機ＥＬ発光素子を消灯できなかったり、駆動用トランジスタ１０２のＶＧＳを保持できなかったりして、黒浮き現象やクロストーク現象を引き起こしてしまい表示画像の画質の劣化を招いてしまう。

上記のような問題を解決するために、図１０に示すように、電圧源を設け、画素回路の接地線を０ｖより高い電圧（ＶＡ）に設定する方法が考えられるが、表示装置としての消費電力を大きく増加させ、低消費電力という有機ＥＬ発光素子の特徴を損なうことになる。

また、データ信号を供給するデータ駆動回路や走査信号を供給する走査駆動回路の接地線を０ｖよりも低い電圧とすることによって、データ信号と走査信号を負電圧化する方法も考えられるが、外部とのデータ接続レベルを保障するためには専用のＩＣの新規開発が必要となり表示装置のコストアップの要因となる。

本発明は、上記の事情に鑑み、オフ動作する閾値電圧が負電圧である無機酸化膜薄膜トランジスタを用いた画素回路であって、消費電力を上昇させることなく、従来の駆動回路を使用することができる画素回路および表示装置並びに画素回路の駆動制御方法を提供することを目的とする。

本発明の画素回路は、発光素子と、発光素子に接続され、発光素子に駆動電流を流す駆動用トランジスタと、駆動用トランジスタのゲート端子に接続される保持回路と、保持回路と保持回路に保持されるデータ信号が流されるデータ線との間に接続されるスイッチング用トランジスタとを備えた画素回路において、駆動用トランジスタとスイッチング用トランジスタとが、オフ動作する閾値電圧が負電圧である無機酸化膜薄膜トランジスタから構成され、保持回路が、スイッチング用トランジスタと駆動用トランジスタのゲート端子との間に接続された第１の容量素子と、第１の容量素子とゲート端子との間の点と負電圧を供給する電圧源との間に接続された第２の容量素子とを備えたことを特徴とする。

本発明の表示装置は、上記本発明の画素回路が多数配列されたアクティブマトリクス基板と、各スイッチング用トランジスタに各スイッチング用トランジスタをオン／オフするための走査信号を供給する走査駆動回路と、保持回路に保持されるデータ信号を供給するデータ駆動回路とを備え、走査駆動回路が正電圧の走査信号を供給するものであるとともに、データ駆動回路が正電圧のデータ信号を供給するものであることを特徴とする。

また、上記本発明の表示装置においては、第２の容量素子に供給される負電圧ＶＢと第１の容量素子の容量値Ｃ１と第２の容量素子の容量値Ｃ２と閾値電圧ＶＴＨとを下式（１）の関係を満たすものとするとともに、データ信号の最小設定値Ｖｄａｔａｍｉｎと走査信号のオフ走査信号Ｖｓｃａｎ（ｏｆｆ）と閾値電圧ＶＴＨとを下式（２）の関係を満たすものとすることができる。

ＶＢ≦（１＋２×Ｃ２／Ｃ１）×ＶＴＨ ・・・ （１）
Ｖｄａｔａｍｉｎ≧Ｖｓｃａｎ（ｏｆｆ）−ＶＴＨ ・・・ （２）
本発明の画素回路は、発光素子と、オフ動作する閾値電圧が負電圧である無機酸化膜薄膜トランジスタとを備えた画素回路であって、無機酸化薄膜トランジスタのゲート−ソース間電圧として負電圧が用いられて発光素子の駆動電流が制御されるものであることを特徴とする。

本発明の画素回路の駆動制御方法は、発光素子と、オフ動作する閾値電圧が負電圧である無機酸化膜薄膜トランジスタとを備えた画素回路の駆動制御方法であって、無機酸化薄膜トランジスタのゲート−ソース間電圧として負電圧を用いて発光素子の駆動電流を制御することを特徴とする。

本発明の画素回路および表示装置によれば、駆動用トランジスタとスイッチング用トランジスタとをオフ動作する閾値電圧が負電圧である無機酸化膜薄膜トランジスタから構成し、スイッチング用トランジスタと駆動用トランジスタのゲート端子との間に第１の容量素子を設けるとともに、第１の容量素子とゲート端子との間の点と負電圧を供給する電圧源との間に第２の容量素子とを設けるようにしたので、第１の容量素子と第２の容量素子との分圧を駆動用トランジスタのゲート端子に供給することができ、これにより消費電力を上昇させることなく、従来の駆動回路を使用することができる。

本発明の画素回路およびその駆動制御方法によれば、発光素子と、オフ動作する閾値電圧が負電圧である無機酸化膜薄膜トランジスタとを備えた画素回路を構成し、無機酸化薄膜トランジスタのゲート−ソース間電圧として負電圧を用いて発光素子の駆動電流を制御するようにしたので、十分な移動度が得られ、移動度の均一性も高く、閾値電圧の経時変動も小さいという無機酸化膜薄膜トランジスタの効果を得ることができる。

以下、図面を参照して本発明の画素回路および表示装置の一実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置について説明する。図１は、本発明の一実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置の概略構成図である。

本有機ＥＬ表示装置は、図１に示すように、後述するデータ駆動回路から出力されたデータ信号に応じた電荷を保持するとともに、その保持した電荷量に応じた駆動電流を有機ＥＬ発光素子に流す画素回路１１が２次元状に多数配列されたアクティブマトリクス基板１０と、アクティブマトリクス基板１０の各画素回路１１にデータ信号を出力するデータ駆動回路１２と、アクティブマトリクス基板１０の各画素回路１１に走査信号を出力する走査駆動回路１３とを備えている。

そして、アクティブマトリクス基板１０は、データ駆動回路１２から出力されたデータ信号を各画素回路列に供給する多数のデータ線１４と、走査駆動回路１３から出力された走査信号を各画素回路行に供給する多数の走査線１５とを備えている。データ線１４と走査線１５とは直交して格子状に設けられている。そして、データ線１４と走査線１５との交差点近傍に画素回路１１が設けられている。

各画素回路１１は、図２に示すように、有機ＥＬ発光素子１１ａと、データ駆動回路１２から出力されたデータ信号に応じた電荷を蓄積する第１の容量素子１１ｃおよび第２の容量素子１１ｄを有する保持回路と、保持回路とデータ線１４との間に接続され、走査駆動回路１３から出力された走査信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦしてデータ線１４と保持回路とを短絡したり切り離したりするスイッチング用トランジスタ１１ｅと、保持回路の第２の容量素子１１ｄに蓄積された電荷に応じた電圧がゲート端子に印加され、その印加電圧に応じた駆動電流を有機ＥＬ発光素子１１ａに流す駆動用トランジスタ１１ｂとを備えている。

駆動用トランジスタ１１ｂとスイッチング用トランジスタ１１ｅは、オフ動作する閾値電圧が負電圧である無機酸化膜薄膜トランジスタから構成される。ここで、オフ動作する閾値電圧とはドレイン電流ＩＤが急激に増加し始めるゲート−ソース間電圧ＶＧＳのこといい、オフ動作する閾値電圧が負電圧であるとは、たとえば、図３に示すようなＶＧＳ−ＩＤ特性を有することをいう。なお、図３のＶＧＳ−ＩＤ特性における閾値電圧はＶＴＨである。無機酸化膜薄膜トランジスタとしては、たとえば、ＩＧＺＯ（ＩｎＧａＺｎＯ）を材料とする無機酸化膜からなる薄膜トランジスタを利用することができるが、ＩＧＺＯに限らず、その他ＺｎＯなどがある。

保持回路における第１の容量素子１１ｃはスイッチング用トランジスタ１１ｅと駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子との間に接続され、第２の容量素子１１ｄは第１の容量素子１１ｃと駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子との間の点と負電圧ＶＢを供給する電圧源との間に接続されている。そして、スイッチング用トランジスタ１１ｅを介して入力されたデータ信号に応じた電荷が、第１の容量素子１１ｃと第２の容量素子１１ｄとに分圧されて蓄積されるように構成されている。また、第２の容量素子１１ｄの駆動用トランジスタ１１ｂ接続側とは反対側の端子には電圧源が接続されており、第２の容量素子１１ｄに対し負電圧ＶＢを供給している。

走査駆動回路１３は、画素回路１１のスイッチング用トランジスタ１１ｅをＯＮするためのオン走査信号Ｖｓｃａｎ（ｏｎ）とＯＦＦするためのオフ走査信号Ｖｓｃａｎ（ｏｆｆ）とを出力するものである。

データ駆動回路１２は、表示画像に応じたデータ信号を各データ線１４に出力するものである。

ここで、図２に示す画素回路１１を適切に駆動させるための第１の容量素子１１ｃの容量値Ｃ１、第２の容量素子１１ｄの容量値Ｃ２、第２の容量素子１１ｄに供給される負電圧ＶＢ、データ駆動回路１２により供給されるデータ信号および走査駆動回路１３により供給される走査信号などの条件について詳細に説明する。

まず、図２に示す回路構成の画素回路１１における駆動用トランジスタのゲート−ソース間電圧ＶＧＳ２は、
ＶＧＳ２＝（Ｖｄａｔａ−ＶＢ）×Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２）＋ＶＢ
となる。なお、Ｖｄａｔａはデータ駆動回路１２から供給されるデータ信号の電圧値である。

また、駆動用トランジスタ１１ｂとスイッチング用トランジスタ１１ｅのＶＧＳ−ＩＤ特性を図３に示すような特性とし、駆動用トランジスタ１１ｂとスイッチング用トランジスタ１１ｅとをオフ動作させるためのＶＧＳを閾値電圧ＶＴＨとすると、まず、スイッチング用トランジスタ１１ｅがオフ動作するためのゲート−ソース間電圧ＶＧＳ１の条件は、
ＶＧＳ１＝Ｖｓｃａｎ（ｏｆｆ）−Ｖｄａｔａ≦ＶＴＨ
であり、Ｖｓｃａｎ（ｏｆｆ）＝０ｖとすると、
ＶＧＳ１ｍｉｎ＝−Ｖｄａｔａｍｉｎ≦ＶＴＨ
より、
Ｖｄａｔａｍｉｎ≧−ＶＴＨ
として求まる。なお、Ｖｄａｔａｍｉｎは、データ駆動回路１２から出力されるデータ信号の最小設定値である。

次に、データ駆動回路１２から供給されるデータ信号が最小設定値であるＶｄａｔａｍｉｎの場合に、駆動用トランジスタ１１ｂをオフ動作させて有機ＥＬ発光素子１１ａを消灯させるための駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧ＶＧＳ２の条件は、
ＶＧＳ２＝（Ｖｄａｔａｍｉｎ−ＶＢ）×Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２）＋ＶＢ≦ＶＴＨ
であり、上式よりＶｄａｔａｍｉｎ＝−ＶＴＨとすると、
ＶＢ≦（１＋２×Ｃ２／Ｃ１）×ＶＴＨ
が条件として得られる。

続いて、有機ＥＬ発光素子１１ａを最大輝度で発光させるとき（図３に示す電流値Ｉｆｍａｘの駆動電流を有機ＥＬ発光素子１１ａに流すとき）の駆動用トランジスタ１１ｂのＶＧＳをＶ２とすると、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧ＶＧＳ２の条件は、
ＶＧＳ２＝（Ｖｄａｔａｍａｘ−ＶＢ）×Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２）＋ＶＢ≧Ｖ２
となるので、
Ｖｄａｔａｍａｘ＝（Ｖ２×（Ｃ１＋Ｃ２）−ＶＢ×Ｃ１）／Ｃ２
として求まる。なお、Ｖｄａｔａｍｉｎは、データ駆動回路１２から出力されるデータ信号の最大設定値である。

そして、スイッチング用トランジスタ１１ｅをオン動作させる（図３に示す電流値ＩｏｎをＩＤとして流す）ために必要なＶＧＳをＶ１とすると、スイッチング用トランジスタ１１ｅのゲート−ソース間電圧ＶＧＳ１の条件は、
ＶＧＳ１＝Ｖｓｃａｎ（ｏｎ）−Ｖｄａｔａｍａｘ≧Ｖ１
より、
Ｖｓｃａｎ（ｏｎ）≧Ｖ１＋Ｖｄａｔａｍａｘ
として求まる。

次に、上式について具体的な数値を用いて説明する。

駆動用トランジスタ１１ｂとスイッチング用トランジスタ１１ｅの特性を、
ＶＴＨ＝−１Ｖ
Ｖ１＝＋３Ｖ
Ｖ２＝＋１Ｖ
第１の容量素子１１ｃの容量値Ｃ１と第２の容量素子１１ｃの容量値Ｃ２との比を、
Ｃ２＝２×Ｃ１
オフ走査信号Ｖｓｃａｎ（ｏｆｆ）を、
Ｖｓｃａｎ（ｏｆｆ）＝０ｖ
としてデータ信号、ＶＢ，オン走査信号Ｖｓｃａｎ（ｏｎ）の値を上式にしたがって算出すると、
Ｖｄａｔａｍｉｎ＝−ＶＴＨ＝＋１ｖ
ＶＢ＝（１＋２×Ｃ２／Ｃ１）×ＶＴＨ＝−５ｖ
Ｖｄａｔａｍａｘ＝（Ｖ２×（Ｃ１＋Ｃ２）−ＶＢ×Ｃ１）／Ｃ２＝＋４ｖ
Ｖｓｃａｎ（ｏｎ）＝Ｖ１＋Ｖｄａｔａｍａｘ＝＋７ｖ
となる。

次に、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の動作について説明する。

まず、表示画像に応じたデータ信号がデータ駆動回路１２から出力され、データ駆動回路１２に接続された各データ線１４にそれぞれ出力される。なお、データ駆動回路から出力されるデータ信号は、各データ線１４に接続された各画素回路毎の表示画素に応じた電圧波形が順次出力される。なお、各画素回路毎の電圧波形の出力の周期は予め設定されている。

そして、上記のようにデータ信号がデータ駆動回路１２から各データ線１４に出力されるとともに、そのデータ駆動回路１２から出力される各画素回路毎のデータ信号の周期に応じて生成されたオン走査信号が走査駆動回路１３から各走査線１５に出力される。

そして、図４に示すように、走査駆動回路１３から出力されたオン走査信号に応じてスイッチング用トランジスタ１１ｅがＯＮし、第１の容量素子１１ｃとデータ線１４とが短絡され、データ線１４に流れ出した１画素分のデータ信号に応じた電荷が第１の容量素子１１ｃと第２の容量素子１１ｄとに分圧されて蓄積される。

そして、データ駆動回路１２から出力されるデータ信号の周期に応じて画素回路行毎に順次、スイッチング用トランジスタ１１ｅがＯＮし、全ての画素回路１１の第１の容量素子１１ｃと第２の容量素子１１ｄとに、それぞれデータ信号に応じた電荷が蓄積される。

そして、上記のようにして各画素回路行毎に電荷の蓄積が行われるとともに、充電が終了した画素回路行から順次、電荷信号の保持動作が行なわれる。

具体的には、走査駆動回路１３から各走査線１５にオフ走査信号が出力され、図５に示すように、そのオフ走査信号に応じて各画素回路１１のスイッチング用トランジスタがＯＦＦになり、データ線１４と第１の容量素子１１ｃが切り離された状態となる。

そして、第１の容量素子１１ｃと第２の容量素子１１ｄとに分圧されて蓄積された電荷に応じた電圧が駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子に供給される。そして、駆動用トランジスタ１１ｂにはその供給されたゲート電圧に応じたドレイン電流が流れ、そのドレイン電流が有機ＥＬ発光素子１１ａの駆動電流として流れて、有機ＥＬ発光素子１１ａがデータ信号に応じた輝度で発光する。

上記のようにして各画素回路行にデータ信号の書き込みが順次行なわれるとともに、順次発光が行われる。

ここで、上記で算出した具体的な数値を用いて、画素回路１１の動作についてより詳細に説明する。

まず、有機ＥＬ発光素子１１ａの消灯時のスイッチング用トランジスタ１１ｅのゲート−ソース間電圧ＶＧＳ１および駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧ＶＧ２を上記数値を用いて算出すると、Ｖｓｃａｎ（ｏｎ）＝＋７Ｖ、Ｖｄａｔａｍｉｎ＝＋１ｖより、
ＶＧＳ１＝＋６ｖ
となり、スイッチング用トランジスタ１１ｅはオン動作し、Ｖｄａｔａｍｉｎが第１の容量素子１１ｃと第２の容量素子１１ｄに印加される。

すると、
ＶＧＳ２＝（Ｖｄａｔａｍｉｎ−ＶＢ）×Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２）＋ＶＢ＝−１ｖ
となり、駆動用トランジスタ１１ｂはオフ動作し、有機ＥＬ発光素子１１ａが消灯することになる。

また、有機ＥＬ発光素子１１ａの最大輝度発光時のスイッチング用トランジスタ１１ｅのゲート−ソース間電圧ＶＧＳ１および駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧ＶＧ２を上記数値を用いて算出すると、Ｖｓｃａｎ（ｏｎ）＝＋７Ｖ、Ｖｄａｔａｍａｘ＝＋４ｖより、
ＶＧＳ１＝＋３ｖ
となり、スイッチング用トランジスタ１１ｅはオン動作し、Ｖｄａｔａｍａｘが第１の容量素子１１ｃと第２の容量素子１１ｄに印加される。

すると、
ＶＧＳ２＝（Ｖｄａｔａｍａｘ−ＶＢ）×Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２）＋ＶＢ＝＋１ｖ
となり、駆動用トランジスタ１１ｂのドレイン電流ＩＤはＩｆｍａｘとなり、有機ＥＬ発光素子１１ａが最大輝度で発光することになる。

次に、画素回路１１における第１の容量素子１１ｃおよび第２の容量素子１１ｄの電荷信号の保持動作時におけるスイッチング用トランジスタ１１ｅのゲート−ソース間電圧ＶＧＳ１を算出すると、Ｖｓｃａｎ（ｏｆｆ）＝０ｖ、Ｖｄａｔａ＝Ｖｄａｔａｍｉｎ〜Ｖｄａｔａｍａｘ＝＋１ｖ〜＋４ｖなので、
ＶＧＳ１＝−１ｖ〜−４Ｖ
となり、スイッチング用トランジスタ１１ｅはオフ動作し、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧ＶＧＳ２を保持することができる。

また、上記のような値に設定された走査信号およびデータ信号の電圧波形と、そのときのＶＧ１とＶＧＳ２の電圧波形の模式図を図６に示す。ＶＧＳ１の上側の波形は有機ＥＬ発光素子消灯時の電圧波形であり、下側の波形は有機ＥＬ発光素子最大輝度時の電圧波形である。ＶＧＳ１が最大となる有機ＥＬ発光素子消灯設定時においてもスイッチング用トランジスタ１１ｅをオフ動作させることができることがわかる。また、有機ＥＬ発光素子消灯設定時のデータ信号が正電圧であっても、ＶＧＳ２をオフ動作させることができ、有機ＥＬ発光素子を消灯させることができることがわかる。

ここで、ＶＧＳ−ＩＤ特性が図７に示すような特性である場合、つまりオフ動作する閾値電圧が正電圧の薄膜トランジスタからなる駆動用トランジスタを用いた従来の画素回路と上記実施形態の画素回路の消費電力について検討する。

駆動用トランジスタの消費電力はそのドレイン−ソース間電圧ＶＤＳに依存するものであり、従来の画素回路の構成と上記実施形態の画素回路の構成とで、ＶＤＳの差はなく消費電力差は発生しないが、上記実施形態の画素回路においては、駆動用トランジスタのゲート電圧ＶＧは第１の容量素子と第２の容量素子との分圧になるため、容量素子への充放電動作における消費電流億が分圧比分だけ従来の画素回路よりも上昇することになる。しかしながら、アクティブマトリクス方式の有機ＥＬ表示装置の消費電力は有機ＥＬ発光素子、駆動用トランジスタ、データ駆動回路および走査駆動回路が主要因であり、たかだか１ｐ以下程度の容量素子への充放電電力はこれらと比較すれば軽微である。

なお、上記本発明の実施形態においては、第１の容量素子１１ｃと第２の容量素子１１ｄとで分圧することによって駆動用トランジスタ１１ｂを負電圧でオフ動作させるようにしたが、この回路構成に限らず、駆動用トランジスタ１１ｂを負電圧でオフ動作させる回路構成であればその他の回路構成を採用するようにしてもよい。

また、上記本発明の実施形態は、本発明の表示装置を有機ＥＬ表示装置に適用したものであるが、発光素子としては、有機ＥＬ発光素子に限らず、たとえば、無機ＥＬ素子などを用いるようにしてもよい。

また、本発明の表示装置は、様々な用途がある。たとえば、携帯情報端末（電子手帳、モバイルコンピュータ、携帯電話など）、ビデオカメラ、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、テレビなどが挙げられる。

本発明の表示装置の一実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置の概略構成図 本発明の表示装置の一実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置の画素回路の構成を示す図 無機酸化膜薄膜トランジスタの特性の一例を示す図 容量素子に電荷を充電する作用を説明するための図 容量素子の保持および放電の作用を説明するための図 走査信号およびデータ信号の電圧波形とスイッチング用トランジスタのゲート−ソース間電圧ＶＧ１と駆動用トランジスタのゲート−ソース間電圧ＶＧＳ２の電圧波形を示す図 オフ動作する閾値電圧が正電圧である薄膜トランジスタの特性の一例を示す図 従来の画素回路の構成を示す図 従来の表示装置の走査信号およびデータ信号の電圧波形とスイッチング用トランジスタのゲート−ソース間電圧ＶＧ１と駆動用トランジスタのゲート−ソース間電圧ＶＧＳ２の電圧波形を示す図 画素回路の接地線に電圧源を設けた図

符号の説明

１０ アクティブマトリクス基板
１１ 画素回路
１１ａ 有機ＥＬ発光素子
１１ｂ 駆動用トランジスタ
１１ｃ 第１の容量素子
１１ｄ 第２の容量素子
１１ｅ スイッチング用トランジスタ
１２ データ駆動回路
１３ 走査駆動回路
１４ データ線
１５ 走査線
１０１ 有機ＥＬ発光素子
１０２ 駆動用トランジスタ
１０３ 容量素子
１０４ スイッチング用トランジスタ

Claims (5)

1. 発光素子と、該発光素子に接続され、前記発光素子に駆動電流を流す駆動用トランジスタと、該駆動用トランジスタのゲート端子に接続される保持回路と、該保持回路と該保持回路に保持されるデータ信号が流されるデータ線との間に接続されるスイッチング用トランジスタとを備えた画素回路において、
   前記駆動用トランジスタと前記スイッチング用トランジスタとが、オフ動作する閾値電圧が負電圧である無機酸化膜薄膜トランジスタから構成され、
   前記保持回路が、前記スイッチング用トランジスタと前記駆動用トランジスタのゲート端子との間に接続された第１の容量素子と、該第１の容量素子と前記ゲート端子との間の点と負電圧を供給する電圧源との間に接続された第２の容量素子とを備えたことを特徴とする画素回路。
2. 請求項１記載の画素回路が多数配列されたアクティブマトリクス基板と、
   前記各スイッチング用トランジスタに該各スイッチング用トランジスタをオン／オフするための走査信号を供給する走査駆動回路と、
   前記保持回路に保持されるデータ信号を供給するデータ駆動回路とを備え、
   前記走査駆動回路が正電圧の走査信号を供給するものであるとともに、前記データ駆動回路が正電圧のデータ信号を供給するものであることを特徴とする表示装置。
3. 前記第２の容量素子に供給される負電圧ＶＢと前記第１の容量素子の容量値Ｃ１と前記第２の容量素子の容量値Ｃ２と前記閾値電圧ＶＴＨとが下式（１）の関係を満たすものであるとともに、前記データ信号の最小設定値Ｖｄａｔａｍｉｎと前記走査信号のオフ走査信号Ｖｓｃａｎ（ｏｆｆ）と前記閾値電圧ＶＴＨとが下式（２）の関係を満たすものであることを特徴とする請求項２記載の表示装置。
   ＶＢ≦（１＋２×Ｃ２／Ｃ１）×ＶＴＨ ・・・ （１）
   Ｖｄａｔａｍｉｎ≧Ｖｓｃａｎ（ｏｆｆ）−ＶＴＨ ・・・ （２）
4. 発光素子と、オフ動作する閾値電圧が負電圧である無機酸化膜薄膜トランジスタとを備えた画素回路であって、
   前記無機酸化薄膜トランジスタのゲート−ソース間電圧として負電圧が用いられて前記発光素子の駆動電流が制御されるものであることを特徴とする画素回路。
5. 発光素子と、オフ動作する閾値電圧が負電圧である無機酸化膜薄膜トランジスタとを備えた画素回路の駆動制御方法であって、
   前記無機酸化薄膜トランジスタのゲート−ソース間電圧として負電圧を用いて前記発光素子の駆動電流を制御することを特徴とする画素回路の駆動制御方法。

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