JP2010145581A - 表示装置、表示装置の駆動方法および電子機器 - Google Patents

表示装置、表示装置の駆動方法および電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】閾値補正準備期間での共通電源供給線の電位の揺れを抑え、当該電位の揺れに起因する画質不良の発生を抑制する。
【解決手段】電源供給線の電位DSの高電位Vccから低電位Vssへの遷移、即ち立ち下がりの過渡応答(トランジェント)を、低電位Vssから高電位Vccへの遷移、即ち立ち上がりの過渡応答よりも遅くする。これにより、閾値補正準備期間での共通電源供給線の電位(有機EL素子のカソード電位Vcath)の揺れを抑える。
【選択図】図4

Description

本発明は、表示装置、表示装置の駆動方法および電子機器に関し、特に電気光学素子を含む画素が行列状(マトリクス状)に2次元配置された平面型(フラットパネル型)の表示装置、当該表示装置の駆動方法および当該表示装置を有する電子機器に関する。
近年、画像表示を行う表示装置の分野では、発光素子を含む画素(以下、「画素回路」と記述する場合もある)が行列状に2次元配置されてなる平面型の表示装置が急速に普及している。平面型の表示装置の一つとして、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化するいわゆる電流駆動型の電気光学素子を画素の発光素子として用いた表示装置がある。電流駆動型の電気光学素子としては、有機薄膜に電界をかけると発光する現象を利用した有機EL(Electro Luminescence)素子が知られている。
この有機EL素子を画素の発光素子として用いた有機EL表示装置は次のような特長を持っている。すなわち、有機EL素子は、10V以下の印加電圧で駆動できるために低消費電力である。有機EL素子は、自発光素子であるために、画素ごとに液晶にて光源からの光強度を制御することによって画像を表示する液晶表示装置に比べて、画像の視認性が高く、しかもバックライト等の光源を必要としないために軽量化および薄型化が容易である。さらに、有機EL素子の応答速度が数μsec程度と非常に高速であるために動画表示時の残像が発生しない。
有機EL表示装置では、液晶表示装置と同様に、その駆動方式として単純(パッシブ)マトリクス方式とアクティブマトリクス方式とを採ることができる。ただし、単純マトリクス方式の表示装置は、構造が簡単であるものの、電気光学素子の発光期間が走査線(即ち、画素数)の増加によって減少するために、大型でかつ高精細な表示装置の実現が難しいなどの問題がある。
そのため、近年、電気光学素子に流れる電流を、当該電気光学素子と同じ画素内に設けた能動素子、例えば絶縁ゲート型電界効果トランジスタによって制御するアクティブマトリクス方式の表示装置の開発が盛んに行われている。絶縁ゲート型電界効果トランジスタとしては、一般には、TFT(Thin Film Transistor;薄膜トランジスタ)が用いられる。アクティブマトリクス方式の表示装置は、電気光学素子が1フレームの期間に亘って発光を持続するために、大型でかつ高精細な表示装置の実現が容易である。
ところで、一般的に、有機EL素子のI(電流)−V(電圧)特性は、時間が経過すると劣化(いわゆる、経時劣化)することが知られている。有機EL素子を電流駆動するトランジスタ(以下、「駆動トランジスタ」と記述する)として特にNチャネル型のTFTを用いた画素回路では、有機EL素子のI−V特性が経時劣化すると、駆動トランジスタのゲート−ソース間電圧Vgsが変化する。その結果、有機EL素子の発光輝度が変化する。これは、有機EL素子が駆動トランジスタのソース電極側に接続されることに起因する。
このことについてより具体的に説明する。駆動トランジスタのソース電圧は、駆動トランジスタと有機EL素子の動作点で決まる。そして、有機EL素子のI−V特性が劣化すると、駆動トランジスタと有機EL素子の動作点が変動してしまうために、駆動トランジスタのゲート電極に同じ電圧を印加したとしても駆動トランジスタのソース電圧が変化する。これにより、駆動トランジスタのソース−ゲート間電圧Vgsが変化するために、駆動トランジスタに流れる電流値が変化する。その結果、有機EL素子に流れる電流値も変化するために、有機EL素子の発光輝度が変化することになる。
また、特にポリシリコンTFTを用いた画素回路では、有機EL素子のI−V特性の経時劣化に加えて、駆動トランジスタのトランジスタ特性が経時的に変化したり、製造プロセスのばらつきによってトランジスタ特性が画素ごとに異なったりする。すなわち、画素個々に駆動トランジスタのトランジスタ特性にばらつきがある。トランジスタ特性としては、駆動トランジスタの閾値電圧Vthや、駆動トランジスタのチャネルを構成する半導体薄膜の移動度μ(以下、単に「駆動トランジスタの移動度μ」と記述する)等が挙げられる。
駆動トランジスタのトランジスタ特性が画素ごとに異なると、画素ごとに駆動トランジスタに流れる電流値にばらつきが生じるために、駆動トランジスタのゲート電極に画素間で同じ電圧を印加しても、有機EL素子の発光輝度に画素間でばらつきが生じる。その結果、画面のユニフォーミティ(一様性)が損なわれる。
そこで、有機EL素子のI−V特性の経時劣化や、駆動トランジスタのトランジスタ特性の経時変化等の影響を受けることなく、有機EL素子の発光輝度を一定に維持するために、各種の補正(補償)機能を画素回路に持たせる技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
補正機能としては、有機EL素子のI−V特性の変動に対する補償機能、駆動トランジスタの閾値電圧Vthの変動に対する補正機能、駆動トランジスタの移動度μの変動に対する補正機能などが挙げられる。以下、駆動トランジスタの閾値電圧Vthの変動に対する補正を「閾値補正」と呼び、駆動トランジスタの移動度μの変動に対する補正を「移動度補正」と呼ぶこととする。
このように、画素回路の各々に、各種の補正機能を持たせることで、有機EL素子のI−V特性の経時劣化や、駆動トランジスタのトランジスタ特性の経時変化の影響を受けることなく、有機EL素子の発光輝度を一定に保つことができる。その結果、有機EL表示装置の表示品質を向上できる。
また、特許文献1記載の従来技術では、駆動トランジスタのドレイン電極が接続された電源供給線の電位を、第1電位Vccと第2電位Vssとで適宜切り替えることで、有機EL素子の発光/非発光の制御が行なわれる。ここで、第1電位Vccは駆動トランジスタに電流を供給する電源電位であり、第2電位Vssは有機EL素子に逆バイアスをかける電源電位である。
特開2007−310311号公報
ところで、上述した閾値補正処理を行う前に、その準備のための処理が行われる。この閾値補正準備の処理は、書込みトランジスタが非導通状態にあるときに、電源供給線の電位を第1電位Vccから第2電位Vssに切り替え、有機EL素子のアノードから駆動トランジスタを通して電源供給線へ電流を流すことによって行われる。その詳細については後述する。
この閾値補正準備の処理において、電源供給線の電位が第1電位Vccから第2電位Vssに切り替わったときに、駆動トランジスタを通して電流が流れることで、当該駆動トランジスタのソース電圧が変動する。すると、有機EL素子のカソード電極が全画素共通に接続された共通電源供給線の電位(有機EL素子のカソード電位)が揺れる。具体的には、共通電源供給線の電位が負側に大きく下降し、その後上昇して一定時間経過後に本来の電位に戻る。
閾値補正準備は行単位での動作であるために、当該閾値補正準備がある行の閾値補正期間に行われることになる。そのため、ある行の閾値補正処理中に共通電源供給線の電位が揺れることとなる。この共通電源供給線の電位の揺れは、有機EL素子の寄生容量Celによるカップリングにより、閾値補正処理中の画素行(ライン)の駆動トランジスタのソース電極に入力され、当該駆動トランジスタのソース電圧を変化させる。
具体的には、共通電源供給線の電位が負側に下降することによって、閾値補正処理中の画素行の駆動トランジスタのソース電圧が低下する。これにより、当該駆動トランジスタのソース−ゲート間電圧Vgsが大きくなる。また逆に、共通電源供給線の電位の上昇によって駆動トランジスタのソース電圧が上昇するために、当該駆動トランジスタのソース−ゲート間電圧Vgsが小さくなる。
この共通電源供給線の電位の揺れに起因する駆動トランジスタのソース−ゲート間電圧Vgsの変動については、閾値補正処理の開始付近であればその後の閾値補正処理によって補正することができる。しかし、閾値補正処理の終了付近において駆動トランジスタのソース−ゲート間電圧Vgsが変動してしまうと、本来の閾値補正処理が行われなかったことになるために、発光輝度にムラが生じ、画質不良が発生してしまう。
そこで、本発明は、閾値補正準備期間での共通電源供給線の電位の揺れを抑え、当該電位の揺れに起因する画質不良の発生を抑制することが可能な表示装置、当該表示装置の駆動方法および当該表示装置を有する電子機器を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、
電気光学素子と、映像信号を書き込む書込みトランジスタと、前記書込みトランジスタによって書き込まれた前記映像信号に応じて前記電気光学素子を駆動する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタのゲート電極とソース電極との間に接続され、前記書込みトランジスタによって書き込まれた前記映像信号を保持する保持容量とを有する画素が行列状に配置された画素アレイ部と、
前記駆動トランジスタに電流を供給する第1電位と、前記電気光学素子に逆バイアスをかける第2電位とを選択的にとる電源電位を前記画素に供給する電源供給線とを備えた表示装置において、
前記駆動トランジスタのゲート電圧を基準電位で初期化したときの初期化電位を基準として、当該初期化電位から前記駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向けてソース電圧を変化させる閾値補正処理の準備段階において前記電源供給線の電位が前記第1電位から前記第2電位へ変化する時間を、前記閾値補正処理前において前記電源供給線の電位が前記第2電位から前記第1電位へ変化する時間よりも遅くする。
閾値補正処理の準備段階において電源供給線の電位が第1電位から第2電位へ変化する時間が、閾値補正処理前において電源供給線の電位が第2電位から第1電位へ変化する時間よりも遅いと、駆動トランジスタを通して電源供給線へ流れる電流量が小さくなる。すると、電源供給線の電位の切替え時の駆動トランジスタのソース電圧の変動が小さくなるために、電気光学素子のカソード電極が全画素共通に接続された共通電源供給線の電位の揺れが小さくなる。その結果、閾値補正処理の終了付近にある画素行(ライン)の駆動トランジスタのソース電圧に対して、電気光学素子の寄生容量を通して入力されるカップリング量が小さく抑えられるために、閾値補正処理の終了付近にある画素行において正常に閾値補正処理が行われる。
本発明によれば、閾値補正準備期間での共通電源供給線の電位の揺れを抑えることで、閾値補正処理の終了付近にある画素行において正常に閾値補正処理を行うことができるために、共通電源供給線の電位の揺れに起因する画質不良の発生を抑制できる。
以下、発明を実施するための最良の形態(以下、「実施形態」と記述する)について図面を用いて詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。

1.第1実施形態(2Trの画素構成の表示装置)
1−1.システム構成
1−2.回路動作
1−3.第1実施形態の特徴部分
2.第2実施形態(ユニットスキャン方式の表示装置)
2−1.システム構成
2−2.回路動作
2−3.第2実施形態の特徴部分
3.変形例
4.適用例(電子機器)
<1.第1実施形態>
[1−1.システム構成]
図1は、本発明の第1実施形態に係るアクティブマトリクス型表示装置の構成の概略を示すシステム構成図である。ここでは、一例として、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の電気光学素子、例えば有機EL素子を画素(画素回路)の発光素子として用いたアクティブマトリクス型有機EL表示装置の場合を例に挙げて説明するものとする。
図1に示すように、本実施形態に係る有機EL表示装置10Aは、発光素子を含む複数の画素20と、当該画素20が行列状に2次元配置された画素アレイ部30と、当該画素アレイ部30の周辺に配置された駆動部とを有する構成となっている。駆動部は、画素アレイ部30の各画素20を発光駆動する。
画素20の駆動部としては、例えば、書込み走査回路40および電源供給走査回路50からなる走査駆動系と、信号出力回路60からなる信号供給系とが設けられている。本適用例に係る有機EL表示装置10Aの場合には、画素アレイ部30が形成された表示パネル70上に信号出力回路60が設けられているのに対して、走査駆動系である書込み走査回路40および電源供給走査回路50はそれぞれ、表示パネル(基板)70の外部に設けられている。
ここで、有機EL表示装置10Aが白黒表示対応の場合は、白黒画像を形成する単位となる1つの画素が画素20に相当する。一方、有機EL表示装置10Aがカラー表示対応の場合は、カラー画像を形成する単位となる1つの画素は複数の副画素(サブピクセル)から構成され、この副画素が画素20に相当する。より具体的には、カラー表示用の表示装置では、1つの画素は、例えば、赤色(R)光を発光する副画素、緑色(G)光を発光する副画素、青色(B)光を発光する副画素の3つの副画素から構成される。
ただし、1つの画素としては、RGBの3原色の副画素の組み合わせに限られるものではない。すなわち、3原色の副画素にさらに1色あるいは複数色の副画素を加えて1つの画素を構成するようにすることも可能である。より具体的には、例えば、輝度向上のために白色(W)光を発光する副画素を加えて1つの画素を構成したり、色再現範囲を拡大するために補色光を発光する少なくとも1つの副画素を加えて1つの画素を構成したりすることも可能である。
画素アレイ部30には、m行n列の画素20の配列に対して、行方向(画素行の画素の配列方向)に沿って走査線31−1〜31−mと電源供給線32−1〜32−mとが画素行ごとに配線されている。さらに、列方向(画素列の画素の配列方向)に沿って信号線33−1〜33−nが画素列ごとに配線されている。
走査線31−1〜31−mは、書込み走査回路40の対応する行の出力端にそれぞれ接続されている。電源供給線32−1〜32−mは、電源供給走査回路50の対応する行の出力端にそれぞれ接続されている。信号線33−1〜33−nは、信号出力回路60の対応する列の出力端にそれぞれ接続されている。
画素アレイ部30は、通常、ガラス基板などの透明絶縁基板上に形成されている。これにより、有機EL表示装置10Aは、平面型(フラット型)のパネル構造となっている。画素アレイ部30の各画素20の駆動回路は、アモルファスシリコンTFTまたは低温ポリシリコンTFTを用いて形成することができる。低温ポリシリコンTFTを用いる場合には、書込み走査回路40および電源供給走査回路50についても、表示パネル70上に実装することができる。
書込み走査回路40は、クロックパルスckに同期してスタートパルスspを順にシフト(転送)するシフトレジスタ等によって構成されている。この書込み走査回路40は、画素アレイ部30の各画素20への映像信号の書込みに際して、走査線31−1〜31−mに順次書込み走査信号WS(WS1〜WSm)を供給することによって画素アレイ部30の各画素20を行単位で順番に走査する(線順次走査)。
電源供給走査回路50は、クロックパルスckに同期してスタートパルスspを順にシフトするシフトレジスタ等によって構成されている。この電源供給走査回路50は、書込み走査回路40による線順次走査に同期して、第1電源電位Vccと当該第1電源電位Vccよりも低い第2電源電位Vssで切り替わる電源電位DS(DS1〜DSm)を電源供給線32−1〜32−mに供給する。この電源電位DSのVcc/Vssの切替えにより、画素20の発光/非発光の制御が行なわれる。
信号出力回路60は、信号供給源(図示せず)から供給される輝度情報に応じた映像信号の信号電圧(以下、単に「信号電圧」と記述する場合もある)Vsigと基準電位Vofsのいずれか一方を適宜選択して出力する。ここで、信号出力回路60から選択的に出力される基準電位Vofsは、映像信号の信号電圧Vsigの基準となる電位(例えば、映像信号の黒レベルに相当する電位)である。
信号出力回路60としては、例えば、周知の時分割駆動方式の回路構成を用いることができる。時分割駆動方式は、セレクタ方式とも呼ばれ、信号供給源であるドライバ(図示せず)の1つの出力端に対して複数の信号線を単位(組)として割り当る。そして、この複数の信号線を時分割にて順次選択する一方、その選択した信号線に対してドライバの各出力端ごとに時系列で出力される映像信号を時分割で振り分けて供給することによって各信号線を駆動する方式である。
一例として、カラー表示対応の場合を例に挙げると、隣り合うR,G,Bの3つの画素列を単位とし、ドライバからは1水平期間内にR,G,Bの各映像信号が時系列で信号出力回路60に入力するようにする。信号出力回路60は、R,G,Bの3つの画素列に対応して設けられたセレクタ(選択スイッチ)によって構成され、当該セレクタが時分割にて順次オン動作を行うことで、R,G,Bの各映像信号を対応する信号線に対して時分割で書き込む。
ここでは、R,G,Bの3つの画素列(信号線)を単位としたが、これに限られるものではない。そして、この時分割駆動方式(セレクタ方式)を採用することで、時分割数をx(xは2以上の整数)とすると、ドライバの出力数および当該ドライバと信号出力回路60、ひいては表示パネル70との間の配線数を、信号線の本数の1/xに削減できる利点がある。
信号出力回路60から選択的に出力される信号電圧Vsig/基準電位Vofsは、信号線33−1〜33−nを介して画素アレイ部30の各画素20に対して行単位で書き込まれる。すなわち、信号出力回路60は、信号電圧Vsigを行(ライン)単位で書き込む線順次書込みの駆動形態を採っている。
(画素回路)
図2は、本実施形態に係る有機EL表示装置10Aに用いられる画素(画素回路)20の具体的な構成例を示す回路図である。
図2に示すように、画素20は、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の電気光学素子、例えば有機EL素子21と、当該有機EL素子21を駆動する駆動回路とによって構成されている。有機EL素子21は、全ての画素20に対して共通に配線(いわゆる、ベタ配線)された共通電源供給線34にカソード電極が接続されている。
有機EL素子21を駆動する駆動回路は、駆動トランジスタ22、書込みトランジスタ(サンプリングトランジスタ)23および保持容量24を有する構成となっている。ここでは、駆動トランジスタ22および書込みトランジスタ23としてNチャネル型のTFTを用いている。ただし、駆動トランジスタ22および書込みトランジスタ23の導電型の組み合わせは一例に過ぎず、これらの組み合わせに限られるものではない。
なお、駆動トランジスタ22および書込みトランジスタ23としてNチャネル型のTFTを用いると、アモルファスシリコン(a−Si)プロセスを用いることができる。a−Siプロセスを用いることで、TFTを作成する基板の低コスト化、ひいては本有機EL表示装置10Aの低コスト化を図ることが可能になる。また、駆動トランジスタ22および書込みトランジスタ23を同じ導電型の組み合わせにすると、両トランジスタ22,23を同じプロセスで作成することができるため低コスト化に寄与できる。
駆動トランジスタ22は、一方の電極(ソース/ドレイン電極)が有機EL素子21のアノード電極に接続され、他方の電極(ドレイン/ソース電極)が電源供給線32(32−1〜32−m)に接続されている。
書込みトランジスタ23は、ゲート電極が走査線31(31−1〜31−m)に接続され、一方の電極(ソース/ドレイン電極)が信号線33(33−1〜33−n)に接続され、他方の電極(ドレイン/ソース電極)が駆動トランジスタ22のゲート電極に接続されている。
駆動トランジスタ22および書込みトランジスタ23において、一方の電極とは、ソース/ドレイン領域に電気的に接続された金属配線を言い、他方の電極とは、ドレイン/ソース領域に電気的に接続された金属配線を言う。また、一方の電極と他方の電極との電位関係によって一方の電極がソース電極ともなればドレイン電極ともなり、他方の電極がドレイン電極ともなればソース電極ともなる。
保持容量24は、一方の電極が駆動トランジスタ22のゲート電極に接続され、他方の電極が駆動トランジスタ22の他方の電極および有機EL素子21のアノード電極に接続されている。
なお、有機EL素子21の駆動回路としては、駆動トランジスタ22および書込みトランジスタ23の2つのトランジスタと保持容量24の1つの容量素子とからなる回路構成のものに限られるものではない。例えば、一方の電極が有機EL素子21のアノード電極に、他方の電極が固定電位にそれぞれ接続されることで、有機EL素子21の容量不足分を補う補助容量を必要に応じて設けた回路構成を採ることも可能である。
上記構成の画素20において、書込みトランジスタ23は、書込み走査回路40から走査線31を通してゲート電極に印加されるHighアクティブの書込み走査信号WSに応答して導通状態となる。これにより、書込みトランジスタ23は、信号線33を通して信号出力回路60から供給される輝度情報に応じた映像信号の信号電圧Vsigまたは基準電位Vofsをサンプリングして画素20内に書き込む。この書き込まれた信号電圧Vsigまたは基準電位Vofsは、駆動トランジスタ22のゲート電極に印加されるとともに保持容量24に保持される。
駆動トランジスタ22は、電源供給線32(32−1〜32−m)の電位(以下、「電源電位」と記述する場合もある)DSが第1電源電位Vccにあるときには、一方の電極がドレイン電極、他方の電極がソース電極となって飽和領域で動作する。これにより、駆動トランジスタ22は、電源供給線32から電流の供給を受けて有機EL素子21を電流駆動にて発光駆動する。より具体的には、駆動トランジスタ22は、飽和領域で動作することにより、保持容量24に保持されている信号電圧Vsigの電圧値に応じた電流値の駆動電流を有機EL素子21に供給し、当該有機EL素子21を電流駆動することによって発光させる。
駆動トランジスタ22はさらに、電源電位DSが第1電源電位Vccから第2電源電位Vssに切り替わったときは、一方の電極がソース電極、他方の電極がドレイン電極となる。そして、駆動トランジスタ22は、有機EL素子21への駆動電流の供給を停止し、有機EL素子21を非発光状態にする。すなわち、駆動トランジスタ22は、有機EL素子21の発光/非発光を制御するトランジスタとしての機能をも併せ持っている。
このようにして、駆動トランジスタ22のスイッチング動作により、有機EL素子21が非発光状態となる期間(非発光期間)を設け、有機EL素子21の発光期間と非発光期間との割合を制御する(いわゆる、デューティ制御)。このデューティ制御により、1フレーム期間に亘って画素20が発光することに伴う残像ボケを低減できるために、特に動画の画品位をより優れたものとすることができる。
電源供給走査回路50から電源供給線32を通して選択的に供給される第1,第2電源電位Vcc,Vssのうち、第1電源電位Vccは有機EL素子21を発光駆動する駆動電流を駆動トランジスタ22に供給するための電源電位である。また、第2電源電位Vssは、有機EL素子21に対して逆バイアスを掛けるための電源電位である。この第2電源電位Vssは、信号電圧の基準となる基準電位Vofsよりも低い電位、例えば、駆動トランジスタ22の閾値電圧をVthとするときVofs−Vthよりも低い電位、好ましくはVofs−Vthよりも十分に低い電位に設定される。
(画素構造)
図3は、画素20の断面構造の一例を示す断面図である。図3に示すように、画素20は、駆動トランジスタ22等を含む駆動回路が形成されたガラス基板201上に形成されている。具体的には、ガラス基板201上に絶縁膜202、絶縁平坦化膜203およびウインド絶縁膜204がその順に形成され、当該ウインド絶縁膜204の凹部204Aに有機EL素子21が設けられた構成となっている。ここでは、駆動回路の各構成素子のうち、駆動トランジスタ22のみを図示し、他の構成素子については省略している。
有機EL素子21は、金属等からなるアノード電極205と、当該アノード電極205上に形成された有機層206と、当該有機層206上に全画素共通に形成された透明導電膜等からなるカソード電極207とから構成されている。アノード電極205は、上記ウインド絶縁膜204の凹部204Aの底部に形成されている。
この有機EL素子21において、有機層206は、アノード電極205上にホール輸送層/ホール注入層2061、発光層2062、電子輸送層2063および電子注入層(図示せず)が順次堆積されることによって形成される。そして、図2の駆動トランジスタ22による電流駆動の下に、駆動トランジスタ22からアノード電極205を通して有機層206に電流が流れることで、当該有機層206内の発光層2062において電子と正孔が再結合する際に発光するようになっている。
駆動トランジスタ22は、ゲート電極221と、半導体層222のゲート電極221と対向する部分のチャネル形成領域225と、半導体層222のチャネル形成領域225の両側のドレイン/ソース領域223,224とから構成されている。ソース/ドレイン領域223は、コンタクトホールを介して有機EL素子21のアノード電極205と電気的に接続されている。
そして、図3に示すように、駆動トランジスタ22を含む駆動回路が形成されたガラス基板201上に、絶縁膜202、絶縁平坦化膜203およびウインド絶縁膜204を介して有機EL素子21が画素単位で形成される。そして、パッシベーション膜208を介して封止基板209が接着剤210によって接合され、当該封止基板209によって有機EL素子21が封止されることによって表示パネル70が形成される。
[1−2.回路動作]
次に、上記構成の画素20が行列状に2次元配置されてなる有機EL表示装置10Aの回路動作について、図4のタイミング波形図を基に図5および図6の動作説明図を用いて説明する。
なお、図5および図6の動作説明図では、図面の簡略化のために、書込みトランジスタ23をスイッチのシンボルで図示している。また、周知の通り、有機EL素子21は寄生容量(等価容量)Celを持っている。したがって、ここでは、寄生容量Celについても図示している。
図4のタイミング波形図には、信号線33の電位(Vofs/Vsig)、電源供給線32の電位(Vcc/Vss)DS、走査線31の電位(書込み走査信号)WS、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgおよびソース電圧Vsの各変化を示している。なお、信号線33の電位は、1H期間(Hは水平走査期間)内において映像信号の信号電圧Vsigと基準電位Vofsとが切り替わるようになっている。
〔前フレームの発光期間〕
図4のタイミング波形図において、時刻t1以前は、前のフレーム(フィールド)における有機EL素子21の発光期間となる。この前フレームの発光期間では、電源供給線32の電位DSが第1電源電位Vccにあり、また、走査線31の電位が低電位状態にあることで、書込みトランジスタ23がオフ(非導通)状態にある。
このとき、駆動トランジスタ22は飽和領域で動作するように設計されているため、図5(A)に示すように、電源供給線32から駆動トランジスタ22を通して有機EL素子21に電流Idsが供給され、その電流値に応じた輝度で有機EL素子21が発光する。このとき、有機EL素子21に流れる電流Idsは、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsに応じて次式(1)で与えられる値をとる。
Ids=(1/2)・μ(W/L)Cox(Vgs−Vth)2 ……(1)
ここで、μは駆動トランジスタ22のキャリア移動度、Wはチャネル幅、Lはチャネル長、Coxは単位面積当たりのゲート容量である。
〔現フレームの非発光期間〕
時刻t1になると、線順次走査の新しいフレーム(現フレーム)に入る。このとき、信号線33の電位は基準電位Vofsの状態にある。そして、走査線31の電位が低電位側から高電位側に遷移し、書込みトランジスタ23がオン(導通)状態になることで、図5(B)に示すように、基準電位Vofsが駆動トランジスタ22のゲート電極に書き込まれる。因みに、走査線31の電位が低電位側から高電位側に遷移するということは、書込み走査信号wsがアクティブ状態になることである。
(消光)
駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgが基準電位Vofsになることで、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsが閾値電圧Vth以下となるために、駆動トランジスタ22がオフ状態になる。これにより、駆動トランジスタ22から有機EL素子21に電流が供給されなくなるために有機EL素子21は消光する。このとき、有機EL素子21にかかる電圧は有機EL素子21の閾値電圧Vthelとなる。これにより、有機EL素子21のアノード電圧は、有機EL素子21の閾値電圧Vthelとカソード電圧Vcathの和、即ちVthel+Vcathとなる。
(閾値補正準備)
時刻t2で書込みトランジスタ23がオフ状態になり、それから一定時間が経過した時刻t3で電源供給線32の電位(電源電位)DSが第1電源電位(以下、「高電位」と記述する)Vccから第2電源電位(以下、「低電位」と記述する)Vssに切り替わる。ここで、電源電位DSが高電位Vccから低電位Vssに変化する時間は、電源電位DSが低電位Vssから高電位Vccに変化する時間より遅くなるように設定されている。その作用効果については後述する。
電源電位DSが低電位Vssになると、駆動トランジスタ22は電源電位DS側の電極がソース電極となる。このとき、図5(C)に示すように、保持容量24→駆動トランジスタ22→電源供給線32の経路で電流が流れる。
これにより、有機EL素子21のアノード電圧は、時間の経過とともに低下してゆく。このとき、書込みトランジスタ23がオフ状態にあり、駆動トランジスタ22のゲート電極が信号線33から電気的に切り離されてフローティング状態にある。したがって、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgも、有機EL素子21のアノード電圧に連動して時間の経過とともに低下してゆく。
このとき、駆動トランジスタ22が飽和領域で動作するなら、つまり、Vgs−Vthd≦Vdsであるならば、図5(C)に示すように、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間に寄生容量Cpが発生する。ここで、Vthdは駆動トランジスタ22のゲート−ソース(電源)間の閾値電圧、Vdsは駆動トランジスタ22のドレイン−ソース間電圧である。
そして、駆動トランジスタ22が飽和領域で動作し続ければ、時刻t3から一定時間経過後に、図5(D)に示すように、駆動トランジスタ22のゲート電圧VgはVss+Vthdとなる。
次に、時刻t4で電源供給線32の電位DSが低電位Vssから高電位Vccに切り替わる。このとき、駆動トランジスタ22のゲート電極に、図6(A)に示すように、ゲート−ソース間の寄生容量Cpを介してカップリングが入る。図6(A)では、駆動トランジスタ22のゲート電極に入るカップリング量をΔVc、有機EL素子21のアノード電圧をVxとしている。
電源供給線32の電位DSが高電位Vccになることで、駆動トランジスタ22の有機EL素子21側がソース電極となる。これにより、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧(ゲート−アノード間電圧)Vgsに応じた電流が、電源供給線32から駆動トランジスタ22を介して有機EL素子21のアノード電極へ流れる。このとき、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsが閾値電圧Vthよりも小さければ、駆動トランジスタ22に流れる電流による駆動トランジスタ22のゲート電圧Vg、ソース電圧Vsの上昇は殆どない。
(閾値補正)
次に、信号線33の電位が基準電位Vofsの状態にある時刻t5で走査線31の電位が低電位側から高電位側に遷移することで、書込みトランジスタ23がオン状態になる。これにより、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgが基準電位Vofsとなる。すなわち、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgが基準電位Vofsに初期化される。この基準電位Vofsを駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgの初期化電圧と呼ぶ。
この初期化に伴うゲート電圧Vgの変化量は、保持容量24、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間の寄生容量Cgs、有機EL素子21の寄生容量Celによるある一定比で駆動トランジスタ22のソース電極に入力される。このときの入力比をGとする。この入力比Gは、次式(2)で与えられる値をとなる。
G=(Ccs+Cgs)/(Ccs+Cgs+Cel) ……(2)
ここで、Ccsは保持容量24の容量値である。
この状態において、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsがその閾値電圧Vthよりも大きければ、図6(B)に示すように、電源供給線32→駆動トランジスタ22→保持容量24の経路で電流が流れる。換言すれば、このときの駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsがその閾値電圧Vthよりも大きくなるように、基準電位Vofs、低電位Vssの各値を設定しておく必要がある。
ここで。有機EL素子21の等価回路はダイオードと容量で表わされるために、Vel≦Vcath+Vthelである限り、駆動トランジスタ22の電流は保持容量24と有機EL素子21の寄生容量Celを充電するために使われる。ここで、Vel≦Vcath+Vthelということは、有機EL素子21のリーク電流が駆動トランジスタ22に流れる電流よりも小さいことを意味する。
駆動トランジスタ22の電流によって保持容量24と有機EL素子21の寄生容量Celが充電されることで、有機EL素子21のアノード電圧、即ち駆動トランジスタ22のソース電圧Vsは、図7に示すように、時間の経過とともに上昇してゆく。そして、一定時間経過後、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsは、その閾値電圧Vthに収束する。このとき、Vel=Vofs−Vth≦Vcath+Vthelとなっている。
ここでは、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgの初期化電位Vofsを基準とし、当該初期化電位Vofsから駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthを減じた電位に向けてソース電圧Vsを変化させる処理を閾値補正処理と呼んでいる。この閾値補正処理が進むと、上述したように、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsが駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthに収束する。この閾値電圧Vthに相当する電圧は保持容量24に保持される。
なお、閾値補正処理を行う期間(閾値補正期間)において、電流が専ら保持容量24側に流れ、有機EL素子21側には流れないようにする必要がある。そのために、有機EL素子21がカットオフ状態となるように共通電源供給線34の電位Vcathを設定しておくこととする。
時刻t6で走査線31の電位WSが高電位側から低電位側に遷移することで、書込みトランジスタ23がオフ状態となる。このとき、駆動トランジスタ22のゲート電極が信号線33から電気的に切り離されることによってフローティング状態になる。しかし、ゲート−ソース間電圧Vgsが駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthに等しいために、当該駆動トランジスタ22はカットオフ状態にある。したがって、駆動トランジスタ22にドレイン−ソース間電流Idsは流れない。
(信号書込み&移動度補正)
次に、信号線33の電位が映像信号の信号電圧Vsigの状態にある時刻t7で、走査線31の電位WSが低電位側から高電位側に遷移することで、図6(C)に示すように、書込みトランジスタ23が再びオン状態になって信号電圧Vsigを書き込む。映像信号の信号電圧Vsigは、階調に応じた電圧である。
書込みトランジスタ23による信号電圧Vsigの書込みにより、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgが信号電圧Vsigとなる。そして、映像信号の信号電圧Vsigによる駆動トランジスタ22の駆動の際に、当該駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthが保持容量24に保持された閾値電圧Vthに相当する電圧とキャンセルされる。この閾値キャンセルの原理の詳細については後述する。
このとき、有機EL素子21はカットオフ状態(ハイインピーダンス状態)にある。したがって、映像信号の信号電圧Vsigに応じて電源供給線32から駆動トランジスタ22に流れる電流(ドレイン−ソース間電流Ids)は有機EL素子21の寄生容量Celに流れ込む。このドレイン−ソース間電流Idsにより、有機EL素子21の寄生容量Celの充電が開始される。
寄生容量Celの充電により、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsが時間の経過とともに上昇していく。このとき既に、駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthの画素ごとのばらつきがキャンセルされており、駆動トランジスタ22のドレイン−ソース間電流Idsは当該駆動トランジスタ22の移動度μに依存(反映)したものとなる。
具体的に言うと、図8に示すように、移動度μが大きい駆動トランジスタ22ではそのときの電流量が大きく、ソース電圧Vsの上昇が早くなる。逆に、移動度μが小さい駆動トランジスタ22ではそのときの電流量が小さく、ソース電圧Vsの上昇が遅くなる。これにより、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsは移動度μを反映して小さくなり、一定時間経過後に完全に移動度μを補正する電圧値となる。
ここで、映像信号の信号電圧Vsigに対する保持容量24の保持電圧Vgsの比率が1(理想値)であると仮定する。この信号電圧Vsigに対する保持電圧Vgsの比率を書込みゲインと呼ぶ場合もある。すると、駆動トランジスタ22のソース電圧VsがVofs−Vth+ΔVの電位まで上昇することで、駆動トランジスタ22のゲート‐ソース間電圧VgsはVsig−Vofs+Vth−ΔVとなる。
すなわち、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの上昇分ΔVは、保持容量24に保持されている電圧(Vsig−Vofs+Vth)から差し引かれるように作用する。換言すれば、ソース電圧Vsの上昇分ΔVは、保持容量24の充電電荷を放電するように作用し、負帰還がかけられたことになる。したがって、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの上昇分ΔVは負帰還の帰還量となる。
このように、駆動トランジスタ22に流れるドレイン−ソース間電流Idsに応じた帰還量ΔVでゲート‐ソース間電圧Vgsに負帰還をかけることで、駆動トランジスタ22のドレイン−ソース間電流Idsの移動度μに対する依存性を打ち消すことができる。この移動度μに対する依存性を打ち消す処理が、駆動トランジスタ22の移動度μの画素ごとのばらつきを補正する移動度補正処理である。
より具体的には、駆動トランジスタ22のゲート電極に書き込まれる映像信号の信号振幅Vin(=Vsig−Vofs)が高いほどドレイン−ソース間電流Idsが大きくなるために、負帰還の帰還量ΔVの絶対値も大きくなる。したがって、発光輝度レベルに応じた移動度補正処理が行われる。
また、映像信号の信号振幅Vinを一定とした場合、駆動トランジスタ22の移動度μが大きいほど負帰還の帰還量ΔVの絶対値も大きくなるために、画素ごとの移動度μのばらつきを取り除くことができる。したがって、負帰還の帰還量ΔVは移動度補正の補正量とも言える。移動度補正の原理の詳細については後述する。
〔現フレームの発光期間〕
次に、時刻t8で走査線31の電位WSが高電位側から低電位側に遷移することで、図6(D)に示すように、書込みトランジスタ23がオフ状態となる。これにより、駆動トランジスタ22のゲート電極は、信号線33から電気的に切り離されるためにフローティング状態になる。
ここで、駆動トランジスタ22のゲート電極がフローティング状態にあるときは、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間に保持容量24が接続されていることにより、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの変動に連動して(追従して)ゲート電圧Vgも変動する。このように、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgがソース電圧Vsの変動に連動して変動する動作を、本明細書では保持容量24によるブートストラップ動作と呼ぶこととする。
駆動トランジスタ22のゲート電極がフローティング状態になり、それと同時に、駆動トランジスタ22のドレイン−ソース間電流Ids′が有機EL素子21に流れ始める。すると、駆動トランジスタ22のドレイン−ソース間電流Ids′に応じて有機EL素子21のアノード電圧が上昇する。
そして、有機EL素子21のアノード電圧がVthel+Vcathを越えると、有機EL素子21に駆動電流Ids′が流れ始めるため有機EL素子21が発光を開始する。また、有機EL素子21のアノード電圧の上昇は、即ち駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの上昇に他ならない。そして、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsが上昇すると、保持容量24のブートストラップ動作により、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgも連動して上昇する。
このとき、ブートストラップゲインが1(理想値)であると仮定した場合、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgの上昇量はソース電圧Vsの上昇量に等しくなる。故に、発光期間中駆動トランジスタ22のゲート‐ソース間電圧VgsはVsig−Vofs+Vth−ΔVで一定に保持される。
以上説明した一連の回路動作において、閾値補正準備、閾値補正、信号電圧Vsigの書込み(信号書込み)および移動度補正の各処理動作は、1水平走査期間(1H)において実行される。また、信号書込みおよび移動度補正の各処理動作は、時刻t7−t8の期間において並行して実行される。
なお、ここでは、閾値補正処理を1回だけ実行する駆動法を採る場合を例に挙げて説明したが、この駆動法は一例に過ぎず、この駆動法に限られるものではない。例えば、閾値補正処理を移動度補正および信号書込み処理と共に行う1H期間に加えて、当該1H期間に先行する複数の水平走査期間に分割して複数回実行する、いわゆる分割閾値補正を行う駆動法を採ることも可能である。
この分割閾値補正の駆動法を採用することにより、高精細化に伴う多画素化によって1水平走査期間に割り当てられる時間が短くなったとしても、閾値補正期間として複数の水平走査期間に亘って十分な時間を確保することができるために、閾値補正処理を確実に行うことができる。
(閾値キャンセルの原理)
ここで、駆動トランジスタ22の閾値補正(即ち、閾値キャンセル)の原理について説明する。閾値補正処理は、先述したように、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgの初期化電位Vofsを基準として当該電位Vofsから駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthを減じた電位に向かって、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsを変化させる処理である。
駆動トランジスタ22は、飽和領域で動作するように設計されているために定電流源として動作する。駆動トランジスタ22が定電流源として動作することで、有機EL素子21に対して駆動トランジスタ22から、先述した式(1)で与えられる一定のドレイン−ソース間電流(駆動電流)Idsが供給される。
図9に、駆動トランジスタ22のドレイン−ソース間電流Ids対ゲート−ソース間電圧Vgsの特性を示す。
この特性図に示すように、駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthの画素ごとのばらつきに対する補正を行わないと、閾値電圧VthがVth1のとき、ゲート−ソース間電圧Vgsに対応するドレイン−ソース間電流IdsがIds1になる。
これに対して、閾値電圧VthがVth2(Vth2>Vth1)のとき、同じゲート−ソース間電圧Vgsに対応するドレイン−ソース間電流IdsがIds2(Ids2<Ids)になる。すなわち、駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthが変動すると、当該駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsが一定であってもドレイン−ソース間電流Idsが変動する。
一方、上記構成の画素(画素回路)20では、先述したように、発光時の駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧VgsがVsig−Vofs+Vth−ΔVであるために、これを式(1)に代入すると、ドレイン−ソース間電流Idsは、次式(3)で表される。
Ids=(1/2)・μ(W/L)Cox(Vsig−Vofs−ΔV)2
……(3)
すなわち、駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthの項がキャンセルされており、駆動トランジスタ22から有機EL素子21に供給されるドレイン−ソース間電流Idsは、駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthに依存しない。その結果、駆動トランジスタ22の製造プロセスのばらつきや経時変化により、駆動トランジスタ22の閾値電圧Vthが画素ごとに変動したとしても、ドレイン−ソース間電流Idsが変動しないために、有機EL素子21の発光輝度を一定に保つことができる。
(移動度補正の原理)
続いて、駆動トランジスタ22の移動度補正の原理について説明する。移動度補正処理は、先述したように、駆動トランジスタ22に流れるドレイン−ソース間電流Idsに応じた補正量ΔVで駆動トランジスタ22のゲート−ソース間の電位差に負帰還をかける処理である。この移動度補正処理により、駆動トランジスタ22のドレイン−ソース間電流Idsの移動度μに対する依存性を打ち消すことができる。
図10に、駆動トランジスタ22の移動度μが相対的に大きい画素Aと、駆動トランジスタ22の移動度μが相対的に小さい画素Bとを比較した状態で特性カーブを示す。駆動トランジスタ22をポリシリコン薄膜トランジスタなどで構成した場合、画素Aや画素Bのように、画素間で移動度μがばらつくことは避けられない。
画素Aと画素Bで移動度μにばらつきがある状態で、駆動トランジスタ22のゲート電極に例えば両画素A,Bに対して同レベルの信号振幅Vin(=Vsig−Vofs)を書き込んだ場合を考える。この場合、移動度μの補正を何ら行わないと、移動度μの大きい画素Aに流れるドレイン−ソース間電流Ids1′と移動度μの小さい画素Bに流れるドレイン−ソース間電流Ids2′との間には大きな差が生じてしまう。このように、移動度μの画素ごとのばらつきに起因してドレイン−ソース間電流Idsに画素間で大きな差が生じると、画面のユニフォーミティが損なわれる。
ここで、先述した式(1)のトランジスタ特性式から明らかなように、移動度μが大きいとドレイン−ソース間電流Idsが大きくなる。したがって、負帰還における帰還量ΔVは移動度μが大きくなるほど大きくなる。図10に示すように、移動度μの大きな画素Aの帰還量ΔV1は、移動度の小さな画素Bの帰還量ΔV2に比べて大きい。
そこで、移動度補正処理によって駆動トランジスタ22のドレイン−ソース間電流Idsに応じた帰還量ΔVでゲート−ソース間電圧Vgsに負帰還をかけることにより、移動度μが大きいほど負帰還が大きくかかることになる。その結果、移動度μの画素ごとのばらつきを抑制することができる。
具体的には、移動度μの大きな画素Aで帰還量ΔV1の補正をかけると、ドレイン−ソース間電流IdsはIds1′からIds1まで大きく下降する。一方、移動度μの小さな画素Bの帰還量ΔV2は小さいために、ドレイン−ソース間電流IdsはIds2′からIds2までの下降となり、それ程大きく下降しない。結果的に、画素Aのドレイン−ソース間電流Ids1と画素Bのドレイン−ソース間電流Ids2とはほぼ等しくなるために、移動度μの画素ごとのばらつきが補正される。
以上をまとめると、移動度μの異なる画素Aと画素Bがあった場合、移動度μの大きい画素Aの帰還量ΔV1は移動度μの小さい画素Bの帰還量ΔV2に比べて大きくなる。つまり、移動度μが大きい画素ほど帰還量ΔVが大きく、ドレイン−ソース間電流Idsの減少量が大きくなる。
したがって、駆動トランジスタ22のドレイン−ソース間電流Idsに応じた帰還量ΔVで、ゲート−ソース間電圧Vgsに負帰還をかけることで、移動度μの異なる画素のドレイン−ソース間電流Idsの電流値が均一化される。その結果、移動度μの画素ごとのばらつきを補正することができる。すなわち、駆動トランジスタ22に流れる電流(ドレイン−ソース間電流Ids)に応じた帰還量ΔVで、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電圧Vgsに負帰還をかける処理が移動度補正処理となる。
ここで、図2に示した画素(画素回路)20において、閾値補正、移動度補正の有無による映像信号の信号電位(サンプリング電位)Vsigと駆動トランジスタ22のドレイン・ソース間電流Idsとの関係について図11を用いて説明する。
図11において、(A)は閾値補正処理および移動度補正処理を共に行わない場合、(B)は移動度補正処理を行わず、閾値補正処理のみを行った場合、(C)は閾値補正処理および移動度補正処理を共に行った場合をそれぞれ示している。図11(A)に示すように、閾値補正処理および移動度補正処理を共に行わない場合には、閾値電圧Vthおよび移動度μの画素A,Bごとのばらつきに起因してドレイン−ソース間電流Idsに画素A,B間で大きな差が生じることになる。
これに対して、閾値補正処理のみを行った場合は、図11(B)に示すように、ドレイン−ソース間電流Idsのばらつきをある程度低減できるものの、移動度μの画素A,Bごとのばらつきに起因する画素A,B間でのドレイン−ソース間電流Idsの差は残る。そして、閾値補正処理および移動度補正処理を共に行うことで、図11(C)に示すように、閾値電圧Vthおよび移動度μの画素A,Bごとのばらつきに起因する画素A,B間でのドレイン−ソース間電流Idsの差をほぼ無くすことができる。したがって、どの階調においても有機EL素子21の輝度ばらつきは発生せず、良好な画質の表示画像を得ることができる。
また、図2に示した画素20は、閾値補正および移動度補正の各補正機能に加えて、先述した保持容量24によるブートストラップ動作の機能を備えていることで、次のような作用効果を得ることができる。
すなわち、有機EL素子21のI−V特性の経時変化に伴って駆動トランジスタ22のソース電圧Vsが変化したとしても、保持容量24によるブートストラップ動作により、駆動トランジスタ22のゲート−ソース間電位Vgsを一定に維持することができる。したがって、有機EL素子21に流れる電流は変化せず一定となる。その結果、有機EL素子21の発光輝度も一定に保たれるために、有機EL素子21のI−V特性が経時変化したとしても、それに伴う輝度劣化のない画像表示を実現できる。
(カソード電位Vcathの揺れに伴う不具合について)
ところで、先述した回路動作の説明から明らかなように、閾値補正準備の処理は、書込みトランジスタ23がオフ状態にあるときに、電源供給線32の電位DSを高電位Vccから低電位Vssに切り替えることによって行われる。電源供給線32の電位DSが低電位Vssになることで、駆動トランジスタ22がスイッチングトランジスタとして機能するために、当該駆動トランジスタ22を通して有機EL素子21のアノード側から電源供給線32へ電流が流れる。
ここで、従来技術では、図12のタイミング波形図に示すように、電源供給線32の電位DSを高電位Vccから低電位Vssに切り替えるときに、低電位Vssから高電位Vccに切り替えるときと同じ応答速度で切り替えていた。具体的には、電源電位DSが高電位Vccから低電位Vssに変化する時間を、電源電位DSが低電位Vssから高電位Vccに変化する時間と同じになるように設定していた。
しかし、電源供給線32の電位DSが高電位Vccから低電位Vssに大きな電位差をもって瞬間的に切り替わると、有機EL素子21のアノード側から電源供給線32へ急激に大きな電流が流れるために、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsが大きく変動する。すると、図12のタイミング波形図に示すように、共通電源供給線34の電位(カソード電位Vcath)が負側に大きく下降する。
共通電源供給線34には有機EL素子21のカソード電極が全画素共通に接続されている。したがって、この共通電源供給線34の電位の揺れは、有機EL素子21の寄生容量Celによるカップリングにより、閾値補正処理中の画素行(ライン)の駆動トランジスタ22のソース電極に入力され、当該駆動トランジスタ22のソース電圧Vsを変化させる。
具体的には、共通電源供給線34の電位が負側に下降することによって、閾値補正処理中のラインの駆動トランジスタ22のソース電圧Vsが低下する。これにより、駆動トランジスタ22のソース−ゲート間電圧Vgsが大きくなる。また逆に、共通電源供給線34の電位が上昇した場合には駆動トランジスタ22のソース電圧Vsが上昇するために、当該駆動トランジスタ22のソース−ゲート間電圧Vgsが小さくなる。
前にも述べたように、共通電源供給線34の電位、即ちカソード電位Vcathの揺れに起因する駆動トランジスタのソース−ゲート間電圧Vgsの変動については、閾値補正処理の開始付近であればその後の閾値補正処理によって補正することができる。しかし、閾値補正処理の終了付近において駆動トランジスタ22のソース−ゲート間電圧Vgsが変動してしまうと、本来の閾値補正処理が行われなかったことになるために、発光輝度にムラが生じ、画質不良が発生してしまう。
以上説明したことから明らかなように、共通電源供給線34の電位、即ちカソード電位Vcathが揺れる現象は、電源供給線32の電位DSの切替えによって画素の発光/非発光の制御を行なう画素構成を採る表示装置特有の現象である。
[1−3.第1実施形態の特徴部分]
そこで、第1実施形態に係る有機EL表示装置10Aでは、図4のタイミング波形図から明らかなように、電源供給線32の電位DSを高電位Vccから低電位Vssへ立ち下げるときに、その立ち上げ時よりも緩やかに変化させるようにしている。具体的には、閾値補正処理の準備段階において電源供給線32の電位DSが高電位Vccから低電位Vssへ変化する時間を、閾値補正処理前において電源供給線32の電位DSが高電位Vccから低電位Vssへ変化する時間よりも遅く設定するようにしている。
このように、電源電位DSの高電位Vccから低電位Vssへの遷移、即ち立ち下がりの過渡応答(トランジェント)を、低電位Vssから高電位Vccへの遷移、即ち立ち上がりの過渡応答よりも遅くすることで、次のような作用効果を得ることができる。すなわち、電源電位DSの立ち下がりの過渡応答が立ち上がりの過渡応答よりも遅いと、駆動トランジスタ22を通して電源供給線32へ流れる電流量が小さくなる。
すると、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの変動が小さくなるために、共通電源供給線34の電位の揺れが小さくなる。これにより、閾値補正処理の終了付近にある画素行(ライン)の駆動トランジスタ22のソース電圧Vsに対して、有機EL素子21の寄生容量Celを通して入力されるカップリング量が小さく抑えられる。その結果、閾値補正処理の終了付近にある画素行において正常に閾値補正処理を行うことができるために、共通電源供給線34の電位の揺れに起因する画質不良の発生を抑制できる。
ここで、高電位Vccから低電位Vssへの遷移、即ち立ち下がりの過渡応答が、低電位Vssから高電位Vccへの遷移、即ち立ち上がりの過渡応答よりも遅い電源電位DSは、電源供給走査回路50で生成される。電源供給走査回路50の具体的な構成について以下に説明する。
(電源供給走査回路の出力段の回路例)
図13は、電源供給走査回路50の出力段の回路構成の一例を示す回路図であり、出力段である出力バッファ部50Bの回路構成を示している。この出力バッファ部50Bは、画素アレイ部30の各画素行に対応して設けられる。ここでは、ある画素行に対応した1つの出力バッファ部50Bを代表して示している。また、出力バッファ部50Bとして1段構成のものを示しているが、出力バッファ部50Bとしては多段構成のものであってもよいことは勿論である。
出力バッファ部50Bは、ゲート電極同士およびドレイン電極同士が共通接続されたPchMOSトランジスタ501およびNchMOSトランジスタ502からなるCMOSインバータ構成となっている。PchMOSトランジスタ501のソース電極は、正側の電源電位Vccに接続されている。NchMOSトランジスタ502のソース電極には、負側の電源電位Vssに接続されている。ドレイン共通接続ノードNoutには、対応する画素行の電源供給線32が接続される。
上記構成の出力バッファ部50Bにおいて、電源電位DSの立ち下がり、立ち上がりの応答特性(時定数)は、MOSトランジスタ501,502のオン抵抗、電源供給線32の配線抵抗および寄生容量等によって決まる。
そこで、NchMOSトランジスタ502のトランジスタサイズを、PchMOSトランジスタ501のトランジスタサイズよりも小さく設定する。これにより、NchMOSトランジスタ502のオン抵抗がPchMOSトランジスタ501のオン抵抗よりも大きくなるために、電源電位DSの立ち下がりの過渡応答が立ち上がりの過渡応答よりも遅くなる。
上記構成によれば、特別な回路を追加しなくても、電源供給走査回路50の出力バッファ部50Bを構成するCMOSインバータのトランジスタサイズを変更するだけで、立ち下がりの過渡応答が立ち上がりの過渡応答よりも遅い電源電位DSを生成できる。図14に、出力バッファ部50Bの入力INおよび出力OUT(DS)の波形を示す。
<2.第2実施形態>
[2−1.システム構成]
図15は、本発明の第2実施形態に係るアクティブマトリクス型表示装置の構成の概略を示すシステム構成図である。ここでも、一例として、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の電気光学素子、例えば有機EL素子を画素(画素回路)の発光素子として用いたアクティブマトリクス型有機EL表示装置の場合を例に挙げて説明するものとする。
第1実施形態に係る有機EL表示装置10Aは、電源供給線32を画素行(ライン)ごとに1本ずつ、即ち1つの画素行に1本ずつ配線し、電源供給走査回路50による電源電位DSの切替え走査をラインごとに順に行う構成を採っていた。
これに対して、第2実施形態に係る有機EL表示装置10Bは、複数の画素行をユニット(単位)とし、電源供給線32をユニットごとに1本ずつ、即ち1つのユニットに1本ずつ配線し、電源電位DSの切替え走査をユニットごとに順に行う構成を採っている。
本明細書では、電源電位DSの切替え走査をユニットごとに順に行うことをユニットスキャンと呼ぶこととする。1つのユニットとする画素行の本数(ライン数)については、数十ライン単位あるいは100ライン単位など任意である。
具体的には、図15に示すように、画素20が行列状に配置された画素アレイ部30において、走査線31が画素行ごとに1本ずつ配線されているのに対して、電源供給線32が複数の画素行ごと、即ちユニットごとに1本ずつ配線されている。ここでは、図面の簡略化のために、3つの画素行を1つのユニットU(1),U(2),…,U(i)としている。すなわち、3つの画素行に対して電源供給線32が1本配線されている。
電源供給線32は、駆動トランジスタ22に有機EL素子21を駆動するための電流を供給する走査線であり、しかもその電源電位DSが高電位Vccと低電位Vssとの間で切替えが行われる。したがって、電源供給線32を駆動する電源供給走査回路50の1つの画素行に対応する回路部分の回路規模は、書込み走査回路40に比べて大きくならざるを得ない。そして、1つの画素行に対応する回路部分が画素アレイ部30の画素行分だけ設けられることになるために、電源供給走査回路50全体の規模が非常に大きくなり、その分コストも高くなる。
これに対して、本実施形態に係るユニットスキャン方式を採用することで、電源供給走査回路50全体の規模を、ユニットスキャン方式を採らない場合に比べて非常に小さくすることができる。第1実施形態に係る有機EL表示装置10Aにおいて説明したように、電源供給走査回路50は、一般的に、シフトレジスタや出力バッファ部50Bなどによって構成される。
一方、ユニットスキャン方式を採用し、1ユニット当たりのライン数を増やすことによってユニット数を少なく設定することで、図15に示すような簡単な構成を採ることができる。具体的には、電源供給走査回路50に代えて出力バッファ部50Bに相当する電源供給部50(1),50(2),…,50(i)を、ユニットU(1),U(2),…,U(i)に対応して設けるだけの構成で済む。そして、電源供給部50(1),50(2),……,50(i)の個々については、タイミング制御部(図示せず)によって書込み走査回路40による垂直走査に同期して駆動するようにすればよい。
このように、ユニットスキャン方式を採用した有機EL表示装置10Bによれば、電源供給走査回路50に相当する回路部分、即ち電源供給部50(1),50(2),…,50(i)全体の回路規模を、電源供給走査回路50に比べて非常に小さくできる。また、それに伴って表示装置全体の低コスト化を図ることができる。
図15において、画素20の回路構成および画素構造、ならびに書込み走査回路40や信号出力回路60の構成については、第1実施形態の場合と基本的に同じである。したがって、ここでは重複するのでその説明については省略するものとする。
[2−2.回路動作]
上記構成の第2実施形態に係る有機EL表示装置10Bの回路動作についても、基本的に、第1実施形態に係る有機EL表示装置10Aと同じである。具体的には、第1実施形態に係る有機EL表示装置10Aでは、電源電位DSの切替え走査がラインごとに順に行われる。これに対して、第2実施形態に係る有機EL表示装置10Bでは電源電位DSの切替え走査がユニットU(1),U(2),…,U(i)ごとに順に行われるだけの違いである。
すなわち、第2実施形態に係る有機EL表示装置10Bにおいても、第1実施形態に係る有機EL表示装置10Aと同様に、閾値補正動作、移動度補正動作およびブートストラップ動作等が行われる。これにより、駆動トランジスタ22に特性ばらつきがあったり、有機EL素子21のI−V特性が経時変化したりしたとしても、輝度ムラや輝度劣化のない良質な画像表示を実現できる。
(カソード電位Vcathの揺れに伴う不具合について)
ところで、ユニットスキャン方式を採用した有機EL表示装置10Bにおいても、共通電源供給線34の電位の揺れ、即ち有機EL素子21のカソード電位Vcathの揺れに伴う不具合の発生は免れない。逆に、有機EL素子21のカソード電位Vcathの揺れに伴う不具合は、ユニットスキャン方式を採用した有機EL表示装置10Bにおいて特に顕著に現れる。
何故ならば、電源電位DSを高電位Vccから低電位Vssに切り替えて、有機EL素子21のアノード側から電源供給線32に電流を流すことによって行う閾値補正準備はユニット単位で行われるからである。すなわち、この閾値補正準備の動作は、電源電位DSの切替えタイミングを共通にしているユニット内のライン全てで同時に行われるために、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの変動が非常に大きくなる。具体的には、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの変動が、電源電位DSの切替え走査がラインごとに行う場合に比べてユニットのライン数倍になる。
ここで、閾値補正準備期間における電源供給線32の電位(電源電位)DSのタイミングのみを抜き出して考える。図16に示すように、電源電位DS(1)のユニットが閾値補正処理を開始する際に、電源電位DS(4)が立ち下がるタイミングとなっている。このため、電源電位DS(1)のユニットの閾値補正処理に共通電源供給線34の電位、即ち有機EL素子21のカソード電位Vcathが揺れることとなる。
この揺れは、電源電位DSの切替え走査がラインごとに行う場合に比べて、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの変動が大きい分だけ大きくなる。そして、閾値補正処理の終了付近において駆動トランジスタ22のソース−ゲート間電圧Vgsが変動してしまうと、本来の閾値補正処理が行われなかったことになる。その結果、ユニットスキャン方式の場合には、発光輝度にムラが生じ、明るい帯や暗い帯といった画質不良が発生してしまう。
なお、図16のタイミング波形図において、電源電位DS(1)は1番目のユニットU(1)の電源電位を、電源電位DS(2)は2番目のユニットU(2)の電源電位をそれぞれ表わしている。また、電源電位DS(3)は3番目のユニットU(3)の電源電位を、電源電位DS(4)は4番目のユニットU(4)の電源電位をそれぞれ表わしている。
[2−3.第2実施形態の特徴部分]
そこで、第2実施形態に係る有機EL表示装置10Bにおいて、電源電位DSを高電位Vccから低電位Vssへ立ち下げるときに、その立ち上げ時よりも緩やかに変化させる構成を採る。具体的には、閾値補正処理の準備段階において電源供給線32の電位DSが高電位Vccから低電位Vssへ変化する時間を、閾値補正処理前において電源供給線32の電位DSが高電位Vccから低電位Vssへ変化する時間よりも遅く設定する(図4参照)。
このように、電源電位DSの立ち下がりの過渡応答を立ち上がりの過渡応答よりも遅くすると、駆動トランジスタ22を通して電源供給線32へ流れる電流量が小さくなる。すると、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの変動が小さくなるために、共通電源供給線34の電位の揺れが小さくなる。これにより、閾値補正処理の終了付近にあるユニットの駆動トランジスタ22のソース電圧Vsに対して、有機EL素子21の寄生容量Celを通して入力されるカップリング量が小さく抑えられる。
その結果、閾値補正処理の終了付近にある画素行において正常に閾値補正処理を行うことができるために、共通電源供給線34の電位の揺れに起因する画質不良の発生を抑制できる。特に、ユニットスキャン方式を採る有機EL表示装置10Bでは、共通電源供給線34の電位の揺れが、電源電位DSの切替え走査がラインごとに行う場合に比べて大きいために、当該揺れを抑えることによって得られる効果は極めて大きいと言える。
<3.変形例>
上記実施形態では、電源電位DSが高電位Vccから低電位Vssへ変化するときに、高電位Vccから所定の応答特性をもって低電位Vssへ変化するとしたが、これに限られるものではない。所定の応答特性は、先述したように、出力バッファ部を構成するCMOSトランジスタ501,502(図13参照)のオン抵抗、電源供給線32の配線抵抗および寄生容量等によって決まる。
その変形例として、図17に示すように、電源電位DSを高電位Vcc、中間電位Vmidおよび低電位Vssの3値の構成とする。そして、閾値補正準備期間において、時刻t31で電源電位DSを高電位Vccから一旦中間電位Vmidとして書込みトランジスタ23をオン状態にする。このときの電源電位DSの変化量は、高電位Vccから低電位Vssに切り替える場合よりも小さいために、電源供給線32からの駆動トランジスタ22のゲート電位Vgへのカップリングを低減できる。
ただし、この場合でも、駆動トランジスタ22のゲート電位Vgが僅かなカップリングによって若干低下するために、信号線33の電位が基準電位Vofsにある時刻t32−t33の期間に走査線31の電位を高電位状態にする。これにより、書込みトランジスタ23をオン状態になるために、駆動トランジスタ22のゲート電位Vgが基準電位Vofsになる。その後、時刻t34で中間電位Vmidから所定の応答特性をもって低電位Vssへ変化させることで、駆動トランジスタ22のソース電圧Vsの変動によるカソード電位Vcathの変動を小さく抑えることができる。
本変形例においても、閾値補正処理の終了付近にあるラインの駆動トランジスタ22のソース電圧Vsに電源供給線32から入力されるカップリング量を小さく抑えることができるために、正常に閾値補正処理を行うことが可能になる。その結果、明るい帯や暗い帯といった画質不良が発生を抑制することができる。
また、上記実施形態では、有機EL素子21の駆動回路が、駆動トランジスタ22および書込みトランジスタ23の2つのトランジスタ(Tr)からなる2Trの回路構成の場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこの2Trの回路構成への適用に限られるものではない。
例えば、駆動トランジスタ22のゲート電圧Vgを初期化する基準電位Vofsを、信号線33から書込みトランジスタ23によって書き込むのではなく、専用のスイッチングトランジスタによって書き込む回路構成のものであってもよい。
要は、駆動トランジスタ22に有機EL素子21を駆動するための電流を供給する電源供給線32の電位を切り替えることによって発光/非発光の制御を行なう構成を採る画素構成全般に適用することができる。
また、上記実施形態では、画素の電気光学素子として、有機EL素子を用いた有機EL表示装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこの適用例に限られるものではない。具体的には、本発明は、無機EL素子、LED素子、半導体レーザ素子等、デバイスに流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の電気光学素子(発光素子)を用いた表示装置全般に対して適用可能である。
<4.適用例>
以上説明した本発明による表示装置は、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。
本発明による表示装置によれば、閾値補正準備期間での共通電源供給線の電位の揺れを抑え、当該電位の揺れに起因する画質不良の発生を抑制することができる。したがって、あらゆる分野の電子機器の表示装置として本発明による表示装置を用いることで、当該電子機器の表示装置の表示品質の向上を図ることができる。
本発明による表示装置は、封止された構成のモジュール形状のものをも含む。このモジュール形状のものとしては、例えば、画素アレイ部に透明なガラス等の対向部が貼り付けられて形成された表示モジュールが該当する。この透明な対向部には、カラーフィルタ、保護膜等、さらには、上記した遮光膜が設けられてもよい。なお、表示モジュールには、外部から画素アレイ部への信号等を入出力するための回路部やFPC(フレキシブルプリントサーキット)等が設けられていてもよい。
以下に、本発明が適用される電子機器の具体例について説明する。一例として、図18〜図22に示す様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機等の携帯端末装置、ビデオカメラなどの表示装置に本発明を適用することが可能である。
図18は、本発明が適用されるテレビジョンセットの外観を示す斜視図である。本適用例に係るテレビジョンセットは、フロントパネル102やフィルターガラス103等から構成される映像表示画面部101を含んでいる。そして、映像表示画面部101として本発明による表示装置を用いることにより、本適用例に係るテレビジョンセットが作製される。
図19は、本発明が適用されるデジタルカメラの外観を示す斜視図であり、(A)は表側から見た斜視図、(B)は裏側から見た斜視図である。本適用例に係るデジタルカメラは、フラッシュ用の発光部111、表示部112、メニュースイッチ113、シャッターボタン114等を含んでいる。そして、表示部112として本発明による表示装置を用いることにより、本適用例に係るデジタルカメラが作製される。
図20は、本発明が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を示す斜視図である。本適用例に係るノート型パーソナルコンピュータは、本体121に、文字等を入力するときに操作されるキーボード122、画像を表示する表示部123等を含んでいる。そして、表示部123として本発明による表示装置を用いることにより、本適用例に係るノート型パーソナルコンピュータが作製される。
図21は、本発明が適用されるビデオカメラの外観を示す斜視図である。本適用例に係るビデオカメラは、本体部131、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ132、撮影時のスタート/ストップスイッチ133、表示部134等を含んでいる。そして、表示部134として本発明による表示装置を用いることにより、本適用例に係るビデオカメラが作製される。
図22は、本発明が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す外観図であり、(A)は開いた状態での正面図、(B)はその側面図、(C)は閉じた状態での正面図、(D)は左側面図、(E)は右側面図、(F)は上面図、(G)は下面図である。
本適用例に係る携帯電話機は、上側筐体141、下側筐体142、連結部(ここではヒンジ部)143、ディスプレイ144、サブディスプレイ145、ピクチャーライト146、カメラ147等を含んでいる。そして、ディスプレイ144やサブディスプレイ145として本発明による表示装置を用いることにより、本適用例に係る携帯電話機が作製される。
本発明の第1実施形態に係る有機EL表示装置の構成の概略を示すシステム構成図である。 画素の基本的な回路構成を示す回路図である。 画素の断面構造の一例を示す断面図である。 第1実施形態に係る有機EL表示装置の回路動作の説明に供するタイミング波形図である。 第1実施形態に係る有機EL表示装置の回路動作の説明に供する動作説明図(その1)である。 第1実施形態に係る有機EL表示装置の回路動作の説明に供する動作説明図(その2)である。 閾値補正処理時の駆動トランジスタのソース電圧Vsの時間経過に伴う変化を示す図である。 移動度補正処理時の駆動トランジスタのソース電圧Vsの時間経過に伴う変化を示す図である。 駆動トランジスタの閾値電圧Vthのばらつきに起因する課題の説明に供する特性図である。 駆動トランジスタの移動度μのばらつきに起因する課題の説明に供する特性図である。 閾値補正、移動度補正の有無による映像信号の信号電圧Vsigと駆動トランジスタのドレイン・ソース間電流Idsとの関係の説明に供する特性図である。 カソード電位Vcathの揺れに伴う不具合についての説明に供するタイミング波形図である。 電源供給走査回路の出力段の回路構成の一例を示す回路図である。 電源供給走査回路の出力段の入力および出力波形を示すタイミング波形図である。 本発明の第2実施形態に係る有機EL表示装置の構成の概略を示すシステム構成図である。 閾値補正準備期間における電源電位DSのタイミングのみを抜き出して示したタイミング波形図である。 本発明の変形例に係る電源電位DSを用いる場合の回路動作の説明に供するタイミング波形図である。 本発明が適用されるテレビジョンセットの外観を示す斜視図である。 本発明が適用されるデジタルカメラの外観を示す斜視図であり、(A)は表側から見た斜視図、(B)は裏側から見た斜視図である。 本発明が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を示す斜視図である。 本発明が適用されるビデオカメラの外観を示す斜視図である。 本発明が適用される携帯電話機を示す外観図であり、(A)は開いた状態での正面図、(B)はその側面図、(C)は閉じた状態での正面図、(D)は左側面図、(E)は右側面図、(F)は上面図、(G)は下面図である。
符号の説明
10A,10B…有機EL表示装置、20…画素(画素回路)、21…有機EL素子、22…駆動トランジスタ、23…書込みトランジスタ、24…保持容量、30…画素アレイ部、31(31−1〜31−m)…走査線、32(32−1〜32−m)…電源供給線、33(33−1〜33−n)…信号線、34…共通電源供給線、40…書込み走査回路、50…電源供給走査回路、50B…出力バッファ部、60…信号出力回路、70…表示パネル、WS(WS1〜WSm)…走査線の電位(書込み走査信号)、DS(DS1〜DSm)…電源供給線の電位

Claims (8)

  1. 電気光学素子と、映像信号を書き込む書込みトランジスタと、前記書込みトランジスタによって書き込まれた前記映像信号に応じて前記電気光学素子を駆動する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタのゲート電極とソース電極との間に接続され、前記書込みトランジスタによって書き込まれた前記映像信号を保持する保持容量とを有する画素が行列状に配置された画素アレイ部と、
    前記駆動トランジスタに電流を供給する第1電位と、前記電気光学素子に逆バイアスをかける第2電位とを選択的にとる電源電位を前記画素に供給する電源供給線とを備え、
    前記駆動トランジスタのゲート電圧を基準電位で初期化したときの初期化電位を基準として、当該初期化電位から前記駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向けてソース電圧を変化させる閾値補正処理の準備段階において前記電源供給線の電位が前記第1電位から前記第2電位へ変化する時間は、前記閾値補正処理前において前記電源供給線の電位が前記第2電位から前記第1電位へ変化する時間よりも遅い
    表示装置。
  2. 前記電源供給線の電位は、前記第1電位から前記第2電位へ変化するときに、前記第1電位から所定の応答特性をもって前記第2電位へ変化する
    請求項1記載の表示装置。
  3. 前記電源供給線の電位は、前記第1電位から前記第2電位へ変化するときに、前記第1電位と前記第2電位との間の中間電位を経た後、当該中間電位から所定の応答特性をもって前記第2電位へ変化する
    請求項1記載の表示装置。
  4. 前記電源供給線に対して前記第1電位または前記第2電位を選択的に出力する走査回路の出力段は、前記第1電位の電源と前記第2電位の電源との間に接続されたCMOSインバータを有し、
    前記CMOSインバータの前記第2電位側のトランジスタのサイズは、前記第1電位側のトランジスタのサイズよりも小さい
    請求項2または請求項3記載の表示装置。
  5. 前記所定の応答特性は、前記CMOSインバータの前記第2電位側のトランジスタのサイズ、前記電源供給線の配線抵抗および寄生容量によって決まる
    請求項4記載の表示装置。
  6. 前記電源供給線は、複数の画素行を単位として配線されている
    請求項1記載の表示装置。
  7. 電気光学素子と、映像信号を書き込む書込みトランジスタと、前記書込みトランジスタによって書き込まれた前記映像信号に応じて前記電気光学素子を駆動する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタのゲート電極とソース電極との間に接続され、前記書込みトランジスタによって書き込まれた前記映像信号を保持する保持容量とを有する画素が行列状に配置された画素アレイ部と、
    前記駆動トランジスタに電流を供給する第1電位と、前記電気光学素子に逆バイアスをかける第2電位とを選択的にとる電源電位を前記画素に供給する電源供給線とを備えた表示装置の駆動に当たって、
    前記駆動トランジスタのゲート電圧を基準電位で初期化したときの初期化電位を基準として、当該初期化電位から前記駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向けてソース電圧を変化させる閾値補正処理の準備段階において前記電源供給線の電位が前記第1電位から前記第2電位へ変化する時間を、前記閾値補正処理前において前記電源供給線の電位が前記第2電位から前記第1電位へ変化する時間よりも遅くする
    表示装置の駆動方法。
  8. 電気光学素子と、映像信号を書き込む書込みトランジスタと、前記書込みトランジスタによって書き込まれた前記映像信号に応じて前記電気光学素子を駆動する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタのゲート電極とソース電極との間に接続され、前記書込みトランジスタによって書き込まれた前記映像信号を保持する保持容量とを有する画素が行列状に配置された画素アレイ部と、
    前記駆動トランジスタに電流を供給する第1電位と、前記電気光学素子に逆バイアスをかける第2電位とを選択的にとる電源電位を前記画素に供給する電源供給線とを備え、
    前記駆動トランジスタのゲート電圧を基準電位で初期化したときの初期化電位を基準として、当該初期化電位から前記駆動トランジスタの閾値電圧を減じた電位に向けてソース電圧を変化させる閾値補正処理の準備段階において前記電源供給線の電位が前記第1電位から前記第2電位へ変化する時間は、前記閾値補正処理前において前記電源供給線の電位が前記第2電位から前記第1電位へ変化する時間よりも遅い
    表示装置を有する電子機器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9013375B2 (en) 2011-03-16 2015-04-21 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting display apparatus and method of driving the same

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4293262B2 (ja) * 2007-04-09 2009-07-08 ソニー株式会社 表示装置、表示装置の駆動方法および電子機器
JP5532301B2 (ja) * 2009-12-25 2014-06-25 ソニー株式会社 駆動回路および表示装置
WO2013021623A1 (ja) * 2011-08-09 2013-02-14 パナソニック株式会社 画像表示装置の駆動方法
CN104036724B (zh) * 2014-05-26 2016-11-02 京东方科技集团股份有限公司 像素电路、像素电路的驱动方法和显示装置
CN106057127B (zh) * 2016-05-30 2020-05-01 京东方科技集团股份有限公司 显示装置及其驱动方法
CN114175139B (zh) * 2020-05-13 2023-04-18 京东方科技集团股份有限公司 像素驱动方法、显示驱动方法和显示基板

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008233122A (ja) * 2007-03-16 2008-10-02 Sony Corp 表示装置、表示装置の駆動方法および電子機器
JP2009288749A (ja) * 2008-06-02 2009-12-10 Sony Corp 表示装置及びその駆動方法と電子機器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10297529T5 (de) * 2002-10-11 2005-03-10 Mitsubishi Denki K.K. Anzeigevorrichtung
JP3879671B2 (ja) * 2003-01-27 2007-02-14 ソニー株式会社 画像表示装置および画像表示パネル
JP4049018B2 (ja) * 2003-05-19 2008-02-20 ソニー株式会社 画素回路、表示装置、および画素回路の駆動方法
JP2005084119A (ja) * 2003-09-04 2005-03-31 Nec Corp 発光素子の駆動回路及び電流制御型発光表示装置
JP2005191635A (ja) * 2003-12-24 2005-07-14 Sanyo Electric Co Ltd 遅延回路およびそれを含む表示装置
JP4240059B2 (ja) 2006-05-22 2009-03-18 ソニー株式会社 表示装置及びその駆動方法
JP4300491B2 (ja) * 2007-03-13 2009-07-22 ソニー株式会社 ディスプレイ装置
JP2010266493A (ja) * 2009-05-12 2010-11-25 Sony Corp 画素回路の駆動方法、表示装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008233122A (ja) * 2007-03-16 2008-10-02 Sony Corp 表示装置、表示装置の駆動方法および電子機器
JP2009288749A (ja) * 2008-06-02 2009-12-10 Sony Corp 表示装置及びその駆動方法と電子機器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9013375B2 (en) 2011-03-16 2015-04-21 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting display apparatus and method of driving the same

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