JP2010169732A - 表示装置およびその駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子を駆動する駆動用トランジスタのゲート寄生容量によるプログラム誤差を抑制する。
【解決手段】発光素子１１ａ、発光素子１１ａのアノード端子にソース端子が接続され、発光素子に駆動電流を流すＮ型の駆動用トランジスタ１１ｂ、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子とソース端子との間に接続された容量素子１１ｃを有する画素回路１１が多数配列されたアクティブマトリクス基板を備えた表示装置において、発光素子１１ａが発光状態のときの順方向電圧を計測し、駆動用トランジスタ１１ｂにプログラム電圧を設定する際、駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子に計測した順方向電圧を印加する。
【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表示装置およびその表示装置の駆動制御方法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、液晶ディスプレイとは異なり、その駆動回路として画素回路を選択する選択用トランジスタと表示画像に応じた電荷を保持する容量素子と有機ＥＬ発光素子を駆動する駆動用トランジスタが最低限必要である（たとえば、特許文献１参照）。

そして、特許文献１に記載の表示装置においては、有機ＥＬ発光素子を駆動する駆動用トランジスタとしてＰ型ＴＦＴ（thin film transistor）を用いているため有機ＥＬ発光素子のＶｆ（発光時順方向電圧降下）に影響されずに駆動用トランジスタのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓをプログラムすることが可能である。

しかしながら、駆動用トランジスタとしてアモルファスシリコンＴＦＴまたは無機酸化膜ＴＦＴを用いる場合にはＴＦＴがＮ型となるため、環境温度や経時で変動する有機ＥＬ発光素子のＶｆを予測し、その予測したＶｆを考慮して駆動用トランジスタのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓをプログラムする必要があるが、その予測したＶｆと実際のＶｆとの間で大きな誤差が生じる場合があり、表示画像に影響を及ぼす問題がある。

そこで、たとえば、特許文献２においては、駆動用トランジスタのソース端子にスイッチ素子を設け、駆動用トランジスタのゲート−ソース間電圧をプログラムする際に駆動用トランジスタのソース電位を固定した状態でゲート電圧を設定する方法が提案されている。

一方、従来、アクティブマトリクス方式の有機ＥＬ表示装置の画素回路には、低温ポリシリコンまたはアモルファスシリコンからなる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得ることができるが、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均一性を得ることができるが、移動度の低さと閾値電圧の経時変動の問題がある。

上記のような移動度の不均一性および閾値電圧の不安定性は表示画像のムラとなって現れる。そこで、たとえば特許文献３に記載の有機ＥＬ表示装置においては、有機ＥＬ発光素子の寄生容量を駆動用トランジスタで自己充電し、駆動用トランジスタの閾値電圧Ｖｔｈの変動を補正する方法が提案されている。特許文献３に記載の方法においては、駆動用トランジスタのゲート端子に固定電圧を印加し、駆動用トランジスタの駆動電流Ｉｄで有機ＥＬ発光素子の寄生容量を充電することで駆動用トランジスタのソース電位をＶｇ（ゲート電圧）−Ｖｔｈ（閾値電圧）に固定した後、ゲート端子への印加電圧を駆動電圧Ｖｏｄだけステップアップすることで閾値電圧を補正した電圧プログラムが行われる。

特開平８−２３４６８３号公報 特開２００３−１７３１５４号公報 特開２００３−２７１０９５号公報

ここで、特許文献２および特許文献３に記載の方法においては、駆動用トランジスタのＶｇｓをプログラムした後、ゲート端子に接続されたスイッチ素子がＯＦＦされ、有機ＥＬ発光素子が発光状態へ遷移するが、このとき駆動用トランジスタのソース電位は有機ＥＬ発光素子のＶｆに応じて上昇する。そして、駆動用トランジスタのゲート端子は開放端であり、ゲート電位もソース電位の上昇に同期して上昇することでＶｇｓが一定に保持されることが理想である。

しかしながら、実際は、駆動用トランジスタのドレイン端子に供給される電源電圧は固定であるため、駆動用トランジスタにおいてはドレイン−ソース間電圧Ｖｄｇが低下することになる。

そして、駆動用トランジスタのゲート端子にはゲート−ドレイン間の寄生容量Ｃｇｄとゲート−ソース間の寄生容量Ｃｇsが存在し、これらが保持容量Ｃｓよりも十分に小さく無視できる程度の場合は問題ないが、実際には、これらの寄生容量の影響でＶｇｓの低下が発生する。

具体的には、ゲート−ドレイン間寄生容量Ｃｇｄとゲート−ソース間寄生容量Ｃｇｓとの比によりＶｇｓの低下分は決定し、下式（１）によって算出される（図１９参照）。

ΔＶｇｓ＝（Ｃｇｄ×ΔＶｄｇ）/（Ｃｓ＋Ｃｇｓ） ・・・（１）
そして、このＶｇｓの低下がプログラム誤差となり、表示画像に影響を及ぼす問題がある。

ΔＶｇｓは容量素子ＣｓとＣｇ（＝Ｃｇｄ＋Ｃｇｓ）との比で決まるため、Ｃｇが大きくなればＣｓも大きくする必要があるが、Ｃｓは開口率により制限され十分に大きな値を設定することは困難である。

また、特許文献２および特許文献３に記載の画素回路において、発光遷移時のＶｇｓ低下分を加味したＶｇｓをプログラムすることでＣｇ起因のプログラム誤差を抑制することも理論上は可能である。たとえば、特許文献２に記載の方法では下式（２）、特許文献３に記載の方法では下式（３）で表わされるプログラム電圧Ｖｐｒｇを設定することが考えられる。

Ｖｐｒｇ＝Ｖｇｓ＋ΔＶｇｓ
＝Ｖｇｓ＋[Ｃｇｄ×（Ｖｆ予測値−ＶＡ）/Ｃｓ＋Ｃｇｓ] ・・・（２）
Ｖｐｒｇ＝ＶＢ＋Ｖｏｄ＋ΔＶｇｓ
＝ＶＢ＋Ｖｏｄ＋[Ｃｇｄ×（Ｖｆ予測値−（ＶＢ−Ｖｔｈ設計値））/（Ｃｓ＋
Ｃｇｓ）] ・・・（３）
しかしながら、実際は、有機ＥＬ発光素子の経時劣化などによりＶｆは変動し、また、ＣｇｄおよびＣｇｓを個々に計測することは困難であり設計値が使用されるため、有効な補正性能を得ることができない。

また、特許文献３に記載の方法では、Ｃｓは有機ＥＬ発光素子の寄生容量との比で制限されるため、より深刻な問題となる。特に、フレキシブルパネルを構成する場合には、フィルム基材の熱伸縮によりＴＦＴを微細化することが困難であり、ＴＦＴの寄生容量が大きくなるため重要な問題となる。

本発明は、上記の事情に鑑み、ゲート寄生容量によるプログラム誤差を効果的に解決可能な表示装置およびその表示装置の駆動制御方法を提供することを目的とする。

本発明の表示装置の駆動制御方法は、発光素子、発光素子のアノード端子にソース端子が接続され、発光素子に駆動電流を流すＮ型の駆動用トランジスタ、駆動用トランジスタのゲート端子とソース端子との間に接続された容量素子を有する画素回路が多数配列されたアクティブマトリクス基板を備えた表示装置の駆動制御方法であって、発光素子が発光状態のときの発光素子の順方向電圧を計測し、駆動用トランジスタにプログラム電圧を設定する際、駆動用トランジスタのソース端子に計測した順方向電圧を印加することを特徴とする。

また、上記本発明の表示装置の駆動制御方法においては、駆動用トランジスタのソース端子に所定の固定電圧を印加するとともに、発光素子の所望の輝度に応じた駆動電圧と固定電圧とに基づいて駆動用トランジスタに仮プログラム電圧を設定した後、仮プログラム電圧の設定によって発光素子が発光状態のときの発光素子の順方向電圧を計測し、その後、駆動用トランジスタのソース端子に計測した順方向電圧を印加した状態で、所望の輝度に応じた駆動電圧と順方向電圧とに基づいて駆動用トランジスタにプログラム電圧を設定することができる。

また、仮プログラム電圧の設定、順方向電圧の計測およびプログラム電圧の設定を、画素回路の行の同一選択期間内において行うようにすることができる。

また、所定の画素回路の行について仮プログラム電圧の設定を行った後、所定の画素回路の行の選択を一旦解除し、所定の画素回路の行とは異なる画素回路の行について仮プログラム電圧の設定を行い、その後、再び所定の画素回路の行を選択して順方向電圧の計測およびプログラム電圧の設定を行うようにすることができる。

また、駆動用トランジスタのゲート−ソース間に所定の電圧を印加し、電圧印加により駆動用トランジスタに流れた駆動電流によって発光素子の寄生容量を充電することによって駆動用トランジスタの閾値電圧を検出し、閾値電圧を検出したときの駆動用トランジスタのソース端子のソース電圧を取得し、その取得したソース電圧を駆動用トランジスタのソース端子に印加するとともに、発光素子の所望の輝度に応じた駆動電圧に基づいて駆動用トランジスタに仮プログラム電圧を設定した後、仮プログラム電圧の設定によって発光素子が発光状態のときの発光素子の順方向電圧を計測し、その後、駆動用トランジスタのソース端子に計測した順方向電圧を印加した状態で、所望の輝度に応じた駆動電圧と順方向電圧とに基づいて駆動用トランジスタにプログラム電圧を設定することができる。

また、閾値電圧の検出、仮プログラム電圧の設定、順方向電圧の計測およびプログラム電圧の設定を、画素回路の行の同一選択期間内において行うようにすることができる。

また、所定の画素回路の行について仮プログラム電圧の設定を行った後、所定の画素回路の行の選択を一旦解除し、所定の画素回路の行とは異なる画素回路の行について閾値電圧の検出、仮プログラム電圧の設定を行い、その後、再び所定の画素回路の行を選択して順方向電圧の計測およびプログラム電圧の設定を行うようにすることができる。

本発明の表示装置は、発光素子、発光素子のアノード端子にソース端子が接続され、発光素子に駆動電流を流すＮ型の駆動用トランジスタ、駆動用トランジスタのゲート端子とソース端子との間に接続された容量素子を有する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、発光素子が発光状態のときの発光素子の順方向電圧を計測する計測部と、駆動用トランジスタにプログラム電圧を設定する際、駆動用トランジスタのソース端子に計測した順方向電圧を印加するソース電圧印加部とを備えたことを特徴とする。

また、上記本発明の表示装置においては、駆動用トランジスタのソース端子に所定の固定電圧を印加するとともに、発光素子の所望の輝度に応じた駆動電圧と固定電圧とに基づいて駆動用トランジスタに仮プログラム電圧を設定する仮プログラム設定部を設け、計測部を、仮プログラム電圧の設定によって発光素子が発光状態のときの発光素子の順方向電圧を計測するものとし、ソース電圧印加部により駆動用トランジスタのソース端子に計測した順方向電圧が印加された状態において、所望の輝度に応じた駆動電圧と順方向電圧とに基づいて駆動用トランジスタにプログラム電圧を設定する本プログラム設定部を備えたものとすることができる。

また、仮プログラム設定部、計測部および本プログラム設定部を、仮プログラム電圧の設定、順方向電圧の計測およびプログラム電圧の設定を、画素回路の行の同一選択期間内に行うものとすることができる。

また、仮プログラム設定部を、所定の画素回路の行について仮プログラム電圧の設定を行った後、所定の画素回路の行の選択を一旦解除し、所定の画素回路の行とは異なる画素回路の行について仮プログラム電圧の設定を行うものとし、計測部および本プログラム設定部を、異なる画素回路の行の仮プログラム電圧の設定を行った後、再び所定の画素回路の行を選択して順方向電圧の計測およびプログラム電圧の設定を行うものとすることができる。

また、駆動用トランジスタのゲート−ソース間に所定の電圧を印加し、電圧印加により駆動用トランジスタに流れた駆動電流によって発光素子の寄生容量を充電することによって駆動用トランジスタの閾値電圧を検出する閾値電圧検出部と、閾値電圧検出部によって閾値電圧を検出したときの駆動用トランジスタのソース端子のソース電圧を取得するソース電圧取得部と、ソース電圧取得部によって取得されたソース電圧を駆動用トランジスタのソース端子に印加するとともに、発光素子の所望の輝度に応じた駆動電圧に基づいて駆動用トランジスタに仮プログラム電圧を設定する仮プログラム設定部とを設け、計測部を、仮プログラム電圧の設定によって発光素子が発光状態のときの発光素子の順方向電圧を計測するものとし、ソース電圧印加部により駆動用トランジスタのソース端子に計測した順方向電圧が印加された状態において、所望の輝度に応じた駆動電圧と順方向電圧とに基づいて駆動用トランジスタにプログラム電圧を設定する本プログラム設定部を備えたものとすることができる。

また、閾値電圧検出部、仮プログラム設定部、計測部および本プログラム設定部を、閾値電圧の検出、仮プログラム電圧の設定、順方向電圧の計測およびプログラム電圧の設定を、画素回路の行の同一選択期間内に行うものとすることができる。

また、閾値電圧検出部および仮プログラム設定部を、所定の画素回路の行について閾値電圧の検出および仮プログラム電圧の設定を行った後、所定の画素回路の行の選択を一旦解除し、所定の画素回路の行とは異なる画素回路の行について閾値電圧の検出および仮プログラム電圧の設定を行うものとし、計測部および本プログラム設定部を、異なる画素回路の行の閾値電圧の検出および仮プログラム電圧の設定を行った後、再び所定の画素回路の行を選択して順方向電圧の計測およびプログラム電圧の設定を行うものとすることができる。

また、画素回路を、ソース電圧印加部から出力された順方向電圧を駆動用トランジスタのソース端子に供給するソースデータ線と駆動用トランジスタのソース端子との間に設けられたソース選択用スイッチ素子を有するものとすることができる。

また、アクティブマトリクス基板を、フィルム基板から構成することができる。

本発明の表示装置の駆動制御方法および表示装置によれば、発光素子が発光状態のときの発光素子の順方向電圧を計測し、駆動用トランジスタにプログラム電圧を設定する際、駆動用トランジスタのソース端子に計測した順方向電圧を印加するようにしたので、経時変動などにより発光素子のＶｆが不均一に変動したとしても、駆動用トランジスタのゲート寄生容量によるプログラム誤差を効果的に抑制可能であり、表示画質性能を維持することができる。

また、本発明の表示装置の駆動制御方法および表示装置において、所定の画素回路の行について仮プログラム電圧の設定を行った後、所定の画素回路の行の選択を一旦解除し、所定の画素回路の行とは異なる画素回路の行について仮プログラム電圧の設定を行い、その後、再び所定の画素回路の行を選択して順方向電圧の計測およびプログラム電圧の設定を行うようにした場合には、たとえば、表示装置が多画素の表示装置であって、画素回路行の選択期間が短い場合であっても、仮プログラム電圧の設定、順方向電圧の計測およびプログラム電圧の設定の全ての工程を適切に行うことができる。

また、本発明の表示装置の駆動制御方法および表示装置において、駆動用トランジスタのゲート−ソース間に所定の電圧を印加し、電圧印加により駆動用トランジスタに流れた駆動電流によって発光素子の寄生容量を充電することによって駆動用トランジスタの閾値電圧を検出し、閾値電圧を検出したときの駆動用トランジスタのソース端子のソース電圧を取得し、その取得したソース電圧を駆動用トランジスタのソース端子に印加するとともに、発光素子の所望の輝度に応じた駆動電圧に基づいて駆動用トランジスタに仮プログラム電圧を設定した後、仮プログラム電圧の設定によって発光素子が発光状態のときの発光素子の順方向電圧を計測し、その後、駆動用トランジスタのソース端子に計測した順方向電圧を印加した状態で、所望の輝度に応じた駆動電圧と順方向電圧とに基づいて駆動用トランジスタにプログラム電圧を設定するようにした場合には、駆動用トランジスタの閾値電圧の偏差および変動が存在する状況においても、駆動用トランジスタのゲート寄生容量によるプログラム誤差を効果的に抑制可能であり、表示画質性能を維持することができる。

また、本発明の表示装置の駆動制御方法および表示装置において、所定の画素回路の行について仮プログラム電圧の設定を行った後、所定の画素回路の行の選択を一旦解除し、所定の画素回路の行とは異なる画素回路の行について閾値電圧の検出、仮プログラム電圧の設定を行い、その後、再び所定の画素回路の行を選択して順方向電圧の計測およびプログラム電圧の設定を行うようにした場合には、上述したように、たとえば、表示装置が多画素の表示装置であって、画素回路行の選択期間が短い場合であっても、閾値電圧の検出、仮プログラム電圧の設定、順方向電圧の計測およびプログラム電圧の設定の全ての工程を適切に行うことができる。

また、アクティブマトリクス基板を、フィルム基板から構成するようにした場合には、駆動用トランジスタの寄生容量がより大きくなるので、それに起因するプログラム誤差の抑制効果をより顕著に得ることができる。

本発明の表示装置の第１および第２の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第１および第２の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 本発明の表示装置の第１の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置のゲート駆動回路の構成を示す図 本発明の表示装置の第１の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置のソース駆動回路の構成を示す図 本発明の表示装置の第１の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置の作用を説明するためのタイミングチャート 本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置の仮プログラム動作の作用を説明するための図 本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置の発光状態遷移動作の作用を説明するための図 本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置の本プログラム動作の作用を説明するための図 本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置の発光動作を説明するための図 本発明の表示装置の第２の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置のゲート駆動回路の構成を示す図 本発明の表示装置の第２の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置のソース駆動回路の構成を示す図 本発明の表示装置の第２の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置の作用を説明するためのタイミングチャート 本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置のリセット動作の作用を説明するための図 本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置の閾値電圧検出動作の作用を説明するための図 本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置の仮プログラム動作の作用を説明するための図 本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置の発光状態遷移動作の作用を説明するための図 本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置の本プログラム動作の作用を説明するための図 本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置の発光動作を説明するための図 駆動用トランジスタの寄生容量に起因するＶｇｓの低下を説明するための図

以下、図面を参照して本発明の表示装置の第１の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、本発明の第１の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。

本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置は、図１に示すように、有機ＥＬ発光素子を有する画素回路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、各画素回路１１の駆動用トランジスタのソース端子に固定電圧を供給するとともに、有機ＥＬ発光素子の発光時順方向電圧降下（以下、「発光時電圧」という）を取得するソース駆動回路１２と、各画素回路１１にゲート用スキャン信号およびソース用スキャン信号を出力する走査駆動回路１３と、画像データに応じた表示データに基づいて各画素回路１１の駆動用トランジスタにプログラム電圧を出力するゲート駆動回路１４と、画像データに応じた表示データと同期信号に基づくタイミング信号をゲート駆動回路１４に出力するとともに、ソース駆動回路１２および走査駆動回路１３に同期信号に基づくタイミング信号を出力する制御部１９とを備えている。

そして、アクティブマトリクス基板１０は、ゲート駆動回路１４から出力されたプログラム電圧を各画素回路列に供給する多数のデータ線１５と、走査駆動回路１３から出力されたゲート用スキャン信号を各画素回路行に供給する多数のゲート走査線１６と、走査駆動回路１３から出力されたソース用スキャン信号を各画素回路行に供給する多数のソース走査線１７と、ソース駆動回路１２から出力された固定電圧を各画素回路列に供給する多数のソースデータ線１８とを備えている。

そして、データ線１５およびソースデータ線１８とゲート走査線１６およびソース走査線１７とは直交して格子状に設けられている。そして、これら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、有機ＥＬ発光素子１１ａのアノード端子にソース端子Ｓが接続され、有機ＥＬ発光素子１１ａに駆動電流を流す駆動用トランジスタ１１ｂと、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇとソース端子Ｓとの間に接続された容量素子１１ｃと、容量素子１１ｃの一端および駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇとデータ線１５との間に接続されたゲート選択用トランジスタ１１ｄと、容量素子１１ｃの他端および駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓとソースデータ線１８との間に接続されたソース選択用トランジスタ１１ｅとを備えている。

有機ＥＬ発光素子１１ａは、駆動用トランジスタ１１ｂにより流された駆動電流により発光する発光部５０と、発光部５０の寄生容量５１とを有している。そして、有機ＥＬ発光素子１１ａのカソード端子は共通電位（図２では接地電位）に接続されている。

駆動用トランジスタ１１ｂ、ゲート選択用トランジスタ１１ｄおよびソース選択用トランジスタ１１ｅは、Ｎ型の薄膜トランジスタから構成されている。そして、駆動用トランジスタ１１ｂの薄膜トランジスタの種類としては、アモルファスシリコンの薄膜トランジスタや無機酸化膜の薄膜トランジスタを用いることができる。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ＩＺＯ（ＩｎＺｎＯ）なども用いることができる。

走査駆動回路１３は、制御部１９から出力されたタイミング信号に基づいて、画素回路１１のゲート選択用トランジスタ１１ｄをＯＮ/ＯＦＦするためのゲート用スキャン信号ＳｃａｎＧを各ゲート走査線１６に順次出力するとともに、ソース選択用トランジスタ１１ｅをＯＮ/ＯＦＦするためのソース用スキャン信号ＳｃａｎＳを各ソース走査線１７に順次出力するものである。

ゲート駆動回路１４は、詳細には図３に示すように、各データ線１５にそれぞれ設けられている。そして、各ゲート駆動回路１４は、入力された１行の表示データから各画素回路１１に対応する表示データを取得するシフトレジスタ１４ａと、デジタルデータＶＡを出力するデジタルデータ出力回路１４ｂと、デジタルデータ出力回路１４ｂから出力されたデジタルデータＶＡとソース駆動回路１２から出力された後述するＶｆｄａｔａとを選択的に切り替えて加算器１４ｄに出力するスイッチ素子１４ｃと、シフトレジスタ１４ａから出力された表示データとスイッチ素子１４ｃから出力されたデジタルデータＶＡまたはＶｆｄａｔａとを加算する加算器１４ｄと、加算器１４ｄから出力されたデジタルデータをアナログ信号に変換するＤ/Ａコンバータ１４ｅと、Ｄ/Ａコンバータ１４ｅから出力されたアナログ信号をプログラム電圧として出力するアンプ１４ｆとを備えている。

ソース駆動回路１２は、詳細には図４に示すように、各ソースデータ線１８にそれぞれ設けられている。そして、各ソース駆動回路１２は、固定電圧ＶＡを出力する固定電圧源１２ａと、固定電圧源１２ａから出力された固定電圧ＶＡと後述する仮プログラムにより計測された発光時電圧Ｖｆ２とを選択的に切り替えてアンプ１２ｃに出力するスイッチ素子１２ｂと、スイッチ素子１２ｂから出力された固定電圧ＶＡまたは発光時電圧Ｖｆ２を出力するアンプ１２ｃと、アンプ１２ｃとソースデータ線１８との接続をＯＮ/ＯＦＦするスイッチ素子１２ｄと、ソースデータ線１８を介して入力された発光時電圧Ｖｆ２を出力するハイインピーダンスアンプ１２ｅと、ハイインピーダンスアンプ１２ｅから出力された発光時電圧Ｖｆ２をサンプリングするサンプルホールド回路１２ｆと、サンプルホールド回路１２ｆによりサンプリングされた発光時電圧Ｖｆ２をデジタルデータに変換し、Ｖｆｄａｔａとしてゲート駆動回路１４に出力するＡ/Ｄコンバータ１２ｇとを備えている。

なお、ゲート駆動回路１４のデジタルデータ出力回路１４ｂから出力されるデジタルデータＶＡとソース駆動回路１２の固定電圧源１２ａから出力される固定電圧ＶＡとは同じ電圧値を表すものに設定されている。

次に、第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置の動作について、図５に示すタイミングチャートおよび図６から図９を参照しながら説明する。なお、図５には、走査駆動回路１３から出力されるゲート用スキャン信号ＳｃａｎＧおよびソース用スキャン信号ＳｃａｎＳ、ゲート駆動回路１４から出力されるゲート用データ信号Ｇｄａｔａおよびソース駆動回路１２から出力されるソース用データ信号Ｓｄａｔａの出力タイミングと、サンプルホールド回路１２ｆ（Ｓ/Ｈ）のサンプリングタイミングと、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート電圧Ｖｇ、ソース電圧Ｖｓおよびゲート−ソース間電圧Ｖｇｓの電圧波形とが示されている。

本実施形態の有機ＥＬ表示装置においては、アクティブマトリクス基板１０の各ゲート走査線１６に接続された画素回路行が順次選択され、１行単位でその選択期間内に所定の動作が行なわれる。ここでは、その選択された所定の画素回路行において選択期間内に行なわれる動作について説明する。

まず、各画素回路１１の有機ＥＬ発光素子１１ａの発光時電圧Ｖｆ２を計測するため、仮プログラム動作が行われる（図５における時刻ｔ１〜ｔ２、図６参照）。具体的には、走査駆動回路１３により所定の画素回路行が選択され、その画素回路行が接続されたゲート走査線１６にゲート選択用トランジスタ１１ｄをＯＮするためのゲート用スキャン信号が出力されるとともに、ソース走査線１７にソース選択用トランジスタ１１ｅをＯＮするためのソース用スキャン信号が出力される（図５における時刻ｔ１）。

そして、図６に示すように、走査駆動回路１３から出力されたゲート用スキャン信号に応じてゲート選択用トランジスタ１１ｄがＯＮするとともに、ソース用スキャン信号に応じてソース選択用トランジスタ１１ｅがＯＮし、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇとデータ線１５とが接続されるとともに、駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓとソースデータ線１８とが接続される。

一方、ソース駆動回路１２において、スイッチ素子１２ｂが固定電圧源１２ａ側に切り替えられるとともにスイッチ素子１２ｄがＯＮされ、固定電圧源１２ａからソースデータ線１８に固定電圧ＶＡが出力される。

ここで、固定電圧ＶＡの値は、たとえば、０Ｖに設定されるが、有機ＥＬ発光素子１１ａの発光閾値電圧に近い値に設定することが望ましい。これにより有機ＥＬ発光素子１１ａの発光遷移時間を短縮することができる。

また、ゲート駆動回路１４が、データ線１５に対して仮プログラム電圧Ｖｐｒｇ１を出力する。

ここで、Ｖｐｒｇ１は、各画素回路１１の輝度に対応した駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ１とすると下式に基づいて算出された値である。

Ｖｐｒｇ１＝Ｖｇｓ１＋ＶＡ
具体的には、Ｖｇｓ１は、表示画像を表す画像データに基づいて制御部１９から表示データとして出力され、ゲート駆動回路１４に入力される。そして、ゲート駆動回路１４においては、スイッチ素子１４ｃがデジタルデータ出力回路１４ｂ側に接続されており、デジタルデータ出力回路１４ｂから出力されたデジタルデータＶＡが加算器１４ｄに入力されるとともに、Ｖｇｓ１がシフトレジスタ１４ａを介して加算器１４ｄに入力される。そして、加算器１４ｄにおいてＶｇｓ１とデジタルデータＶＡが加算され、その加算値はＤ/Ａコンバータ１４ｅにおいてアナログ信号に変換され、Ｖｐｒｇ１としてアンプ１４ｆを介してデータ線１５に出力される。そして、データ線１５に出力されたＶｐｒｇ１は、画素回路１１の駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇに入力される。

以上の仮プログラム動作によって各画素回路１１の容量素子１１ｃにＶｇｓ1が設定される。

次に、上記仮プログラム動作の後、その仮プログラムに基づく発光状態遷移動作が行われる（図５における時刻ｔ２〜時刻ｔ３、図７参照）。

具体的には、走査駆動回路１３からゲート走査線１６にゲート選択用トランジスタ１１ｄをＯＦＦするためのゲート用スキャン信号が出力され、図７に示すように、ゲート用スキャン信号に応じて各画素回路１１のゲート選択用トランジスタ１１ｄがＯＦＦされる。

一方、ソース駆動回路１２において、スイッチ素子１２ｄがＯＦＦされ、固定電圧源１２ａとソースデータ線１８とが切り離され、ソースデータ線１８にハイインピーダンスアンプ１２ｅが接続されることになり、この結果、ソースデータ線１８がハイインピーダンス化する。

これにより、図７に示すように、駆動用トランジスタ１１ｂには、上述した仮プログラム動作において容量素子１１ｃに設定されたＶｇｓ１に応じた駆動電流Ｉｄ１が流れ、この駆動電流Ｉｄ１は有機ＥＬ発光素子１１ａの発光部５０に流れて発光動作へと移行する。そして、図５に示すように、この発光動作にともなって駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓの電位が上昇し、有機ＥＬ発光素子１１ａが安定発光状態となった時点では、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧は、寄生容量Ｃｇｓ，Ｃｄｇの影響によりＶｇｓ２となり、それに応じて駆動用トランジスタ１１ｂに流れる駆動電流もＩｄ２となり、駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓの電位もＶｆ２となる。なお、Ｖｇｓ２、Ｉｄ２およびＶｆ２は、下式を満たすような値となる。なお、Ｃｇ＝Ｃｇｓ＋Ｃｄｇであり、Ｉｄ１は駆動用トランジスタ１１ｂに上述したＶｇｓ１を設定したときに流れる駆動電流であり、Ｖｆ１は駆動電流Ｉｄ１を流したときの有機ＥＬ発光素子１１ａの発光時電圧である。

Ｖｇｓ２＝Ｖｇｓ１−ΔＶｇｓ
＝Ｖｇｓ１−Ｃｇ×（Ｖｆ２−ＶＡ）/（２Ｃｓ＋Ｃｇ）＜Ｖｇｓ1
Ｉｄ２＜Ｉｄ１
Ｖｆ２＜Ｖｆ１
そして、次に、ソース駆動回路１２によって画素回路１１の発光時電圧Ｖｆ２が計測される（図５における時刻ｔ３〜ｔ４、図７参照）。

具体的には、駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓの電位Ｖｆ２が、ソース選択用トランジスタ１１ｅおよびソースデータ線１８を介してソース駆動回路１２に入力される。そして、ソース駆動回路１２において、この電位Ｖｆ２がサンプルホールド回路１２ｆによってサンプリングされて発光時電圧Ｖｆ２として取得される。そして、この発光時電圧Ｖｆ２はサンプルホールド回路１２ｆからＡ/Ｄコンバータ１２ｇに出力され、Ａ/Ｄコンバータ１２ｇは入力された発光時電圧Ｖｆ２をデジタルデータに変換し、Ｖｆｄａｔａとしてゲート駆動回路１４に出力する。

そして、次に、画素回路１１の有機ＥＬ発光素子１１ａを所望の輝度で発光させるための本プログラム動作が行われる（図５における時刻ｔ４〜時刻ｔ５、図８参照）。

具体的には、走査駆動回路１３からゲート走査線１６にゲート選択用トランジスタ１１ｄをＯＮするためのゲート用スキャン信号が再び出力され、図８に示すように、そのゲート用スキャン信号に応じてゲート選択用トランジスタ１１ｄがＯＮし、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇとデータ線１５とが接続される。

一方、ソース駆動回路１２において、スイッチ素子１２ｂがサンプルホールド回路１２ｆの出力側に切り替えられるとともにスイッチ素子１２ｄがＯＮされ、サンプルホールド回路１２ｆからソースデータ線１８に発光時電圧Ｖｆ２が出力される。

また、ゲート駆動回路１４が、データ線１５に対して本プログラム電圧Ｖｐｒｇ２を出力する。

ここで、Ｖｐｒｇ２は、各画素回路１１の輝度に対応した駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧をＶｇｓ１とすると下式に基づいて算出された値である。

Ｖｐｒｇ２＝Ｖｇｓ１＋Ｖｆｄａｔａ
具体的には、Ｖｇｓ１は、表示画像を表す画像データに基づいて制御部１９から表示データとして出力され、ゲート駆動回路１４に入力される。そして、ゲート駆動回路１４においては、スイッチ素子１４ｃがＶｆｄａｔａ入力側に接続されており、ソース駆動回路１２から出力されたＶｆｄａｔａが加算器１４ｄに入力されるとともに、Ｖｇｓ１がシフトレジスタ１４ａを介して加算器１４ｄに入力される。そして、加算器１４ｄにおいてＶｇｓ１とＶｆｄａｔａが加算され、その加算値はＤ/Ａコンバータ１４ｅでアナログ信号に変換された後、Ｖｐｒｇ２としてアンプ１４ｆを介してデータ線１５に出力される。そして、データ線１５に出力されたＶｐｒｇ２は、画素回路１１の駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇに入力される。

以上の本プログラム動作によって各画素回路１１の容量素子１１ｃにＶｇｓ1が設定される。また、本プログラム期間中、ソース駆動回路１２によりソースデータ線１８にはＶｆ２が設定されているため、有機ＥＬ発光素子１１ａは駆動電流Ｉｄ２で発光を継続している。

そして、次に、本プログラム動作に基づく発光動作が行われる（図５における時刻ｔ５以降、図９参照）。

具体的には、走査駆動回路１３からゲート走査線１６にゲート選択用トランジスタ１１ｄをＯＦＦするためのゲート用スキャン信号が出力されるとともに、ソース選択用トランジスタ１１ｅをＯＦＦするためのソース用スキャン信号が出力され、図９に示すように、ゲート用スキャン信号に応じてゲート選択用トランジスタ１１ｄがＯＦＦされるとともに、ソース用スキャン信号に応じてソース選択用トランジスタ１１ｅがＯＦＦされる。これにより、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇとデータ線１５との接続が遮断されるとともに、駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓとソースデータ線１８との接続が遮断される。

これにより、図９に示すように、駆動用トランジスタ１１ｂには、上述した本プログラム動作において容量素子１１ｃに設定されたＶｇｓ１に応じた駆動電流Ｉｄ１が流れ、この駆動電流Ｉｄ１によって有機ＥＬ発光素子１１ａの発光部５０が発光する。

ここで、このとき駆動用トランジスタ１１ｂに流れる駆動電流はＩｄ２からＩｄ１に増加し、これによって駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓの電位が上昇してＶｆ３となるが、その上昇分による駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧の変化量ΔＶｇｓは、下式で表わすような大きさとなる。

ΔＶｇｓ＝Ｃｇ×（Ｖｆ３−Ｖｆ２）/（２Ｃｓ＋Ｃｇ）
したがって、仮プログラム動作を行ったときの変化量と比較すると有機ＥＬ発光素子１１ａの発光時電圧Ｖｆの変化は微差であり、プログラム誤差は大幅に軽減することができる。

なお、上記第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置の作用の説明では、仮プログラム動作、発光状態遷移動作、発光時電圧Ｖｆ測定動作、本プログラム動作および発光動作までを連続実行するようにしたが、たとえば、有機ＥＬ表示装置が多画素のものである場合は、行選択期間が短くなり、行選択期間内に上述した一連の動作を完了できないことが懸念される。

したがって、上記のような場合には、所定の選択行の発光状態遷移動作（図５における時刻ｔ２〜時刻ｔ３、図７参照）の途中で、走査駆動回路１３からその選択行のソース走査線１７にソース用スキャン信号を出力させてソース選択用トランジスタ１１ｅをＯＦＦさせることによって行選択を一旦解除させ、その他の行、たとえば、上記所定の選択行の次の行や次々行を選択行として仮プログラム動作を先行して行った後に、一旦解除した行を再び選択行として引き続き発光時電圧Ｖｆ測定動作、本プログラム動作および発光動作までを行うようにしてもよい。

また、上記第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置においては、ゲート駆動回路１４を、加算器１４ｄでデジタル加算演算後にＤ/Ａ変換する構成としたが、アナログ演算回路で構成するようにしてもよい。

また、ソース駆動回路１２を、サンプルホールド回路１２ｆの出力をＡ/Ｄ変換してゲート駆動回路１４に出力する構成とし、また、サンプルホールド回路１２ｆの出力を直接ソースデータ線１８に出力する構成としたが、これに限らず、たとえば、Ｖｆ２をアナログ電圧としてゲート駆動回路１４に出力するようにしてもよいし、また、アパチャー時間の短いＡ/Ｄコンバータを用いることによってサンプルホールド回路を省略し、デジタルデータでＶｆ２を保持するようにしてもよい。

また、ゲート駆動回路１４とソース駆動回路１２とを別構成としたが、これらを統合した列データ駆動回路を構成するようにしてもよい。

次に、本発明の表示装置の第２の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置について説明する。

第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置は、第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置からさらに駆動用トランジスタ１１ｂの閾値電圧Ｖｔｈを検出し、その検出した閾値電圧Ｖｔｈに基づいて駆動用トランジスタ１１ｂを駆動させることによって駆動用トランジスタ１１ｂの閾値電圧Ｖｔｈのばらつきによる表示画像への影響を抑制することができるものである。

第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置の全体の概略構成と画素回路の構成については、図１および図２に示した第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置と同様であり、第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置とはソース駆動回路とゲート駆動回路の構成が異なるので、ソース駆動回路とゲート駆動回路の構成についてのみ説明する。

図１０に第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置のゲート駆動回路２４の詳細な構成を示す。

ゲート駆動回路２４は、図１０に示すように、入力された１行の表示データから各画素回路１１に対応する表示データを取得するシフトレジスタ２４ａと、デジタルデータＶＢを出力するデジタルデータ出力回路２４ｂと、デジタルデータ出力回路２４ｂから出力されたデジタルデータＶＢと、ソース駆動回路１２から出力された後述するＶｆｄａｔａとＶｔｈｄａｔａとの加算値とを選択的に切り替えて加算器２４ｄに出力するスイッチ素子２４ｃと、シフトレジスタ２４ａから出力された表示データとスイッチ素子２４ｃから出力されたデジタルデータＶＢまたは上記加算値とを加算する加算器２４ｄと、加算器２４ｄから出力されたデジタルデータまたはデジタルデータ出力回路２４ｂから出力されたデジタルデータＶＢとを選択的に切り替えて出力するスイッチ素子２４ｅと、スイッチ素子から出力されたデジタルデータをアナログ信号に変換するＤ/Ａコンバータ２４ｆと、Ｄ/Ａコンバータ２４ｆから出力されたアナログ信号をプログラム電圧として出力するアンプ２４ｇと、ＶｆｄａｔａとＶｔｈｄｅｔａとを加算する加算器２４ｈとを備えている。

ソース駆動回路２２は、図１１に示すように、固定電圧ＶＡを出力する固定電圧源２２ａと、固定電圧源２２ａから出力された固定電圧ＶＡと後述する仮プログラムにより計測された発光時電圧Ｖｆ２とを選択的に切り替えてアンプ２２ｃに出力するスイッチ素子２２ｂと、スイッチ素子２２ｂから出力された固定電圧ＶＡまたは発光時電圧Ｖｆ２を出力するアンプ２２ｃと、アンプ２２ｃとソースデータ線１８との接続をＯＮ/ＯＦＦするスイッチ素子２２ｄと、ソースデータ線１８を介して入力された発光時電圧Ｖｆ２を出力するハイインピーダンスアンプ２２ｅと、ハイインピーダンスアンプ２２ｅから出力された発光時電圧Ｖｆ２をサンプリングするサンプルホールド回路２２ｆと、サンプルホールド回路２２ｆによりサンプリングされた発光時電圧Ｖｆ２をデジタルデータに変換し、Ｖｆｄａｔａとしてゲート駆動回路１４に出力するＡ/Ｄコンバータ２２ｇと、後述するデジタルデータＶＢを出力するデジタルデータ出力回路２２ｈと、デジタルデータ出力回路２２ｈから出力されたデジタルデータＶＢから駆動用トランジスタ１１ｂの後述するソース電位Ｖｓ０を減算してＶｔｈｄａｔａとしてゲート駆動回路２４に出力する減算器２２ｉとを備えている。

なお、ゲート駆動回路２４のデジタルデータ出力回路２４ｂから出力されるデジタルデータＶＢとソース駆動回路２２のデジタルデータ出力回路２２ｈから出力されるデジタルデータＶＢとは同じ電圧値を表すものに設定されている。

次に、第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置の動作について、図１２に示すタイミングチャートおよび図１３から図１８を参照しながら説明する。なお、図１２には、走査駆動回路１３から出力されるゲート用スキャン信号ＳｃａｎＧおよびソース用スキャン信号ＳｃａｎＳ、ゲート駆動回路１４から出力されるゲート用データ信号Ｇｄａｔａおよびソース駆動回路１２から出力されるソース用データ信号Ｓｄａｔａの出力タイミングと、サンプルホールド回路１２ｆ（Ｓ/Ｈ）のサンプリングタイミングと、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート電圧Ｖｇ、ソース電圧Ｖｓおよびゲート−ソース間電圧Ｖｇｓの電圧波形とが示されている。

本実施形態の有機ＥＬ表示装置においても、第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置と同様に、アクティブマトリクス基板１０の各ゲート走査線１６に接続された画素回路行が順次選択され、１行単位でその選択期間内に所定の動作が行なわれる。ここでは、その選択された所定の画素回路行において選択期間内に行なわれる動作について説明する。

まず、駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓの電位Ｖｓのリセット動作が行なわれる（図１２の時刻ｔ１〜時刻ｔ２）。

具体的には、走査駆動回路１３により所定の画素回路行が選択され、その画素回路行が接続されたゲート走査線１６にゲート選択用トランジスタ１１ｄをＯＮするためのゲート用スキャン信号が出力されるとともに、ソース走査線１７にソース選択用トランジスタ１１ｅをＯＮするためのソース用スキャン信号が出力される（図１２における時刻ｔ１）。

そして、図１３に示すように、走査駆動回路１３から出力されたゲート用スキャン信号に応じてゲート選択用トランジスタ１１ｄがＯＮするとともに、ソース用スキャン信号に応じてソース選択用トランジスタ１１ｅがＯＮし、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇとデータ線１５とが接続されるとともに、駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓとソースデータ線１８とが接続される。

一方、ソース駆動回路２２において、スイッチ素子２２ｂが固定電圧源２２ａ側に切り替えられるとともにスイッチ素子２２ｄがＯＮされ、固定電圧源２２ａからソースデータ線１８に固定電圧ＶＡが出力される。

また、ゲート駆動回路２４が、データ線１５に対してデジタルデータＶＢを出力する。

具体的には、ゲート駆動回路２４において、スイッチ素子２４ｅはデジタルデータＶＢを選択し、Ｄ/Ａコンバータ２４ｆにおいてアナログ信号に変換され、固定電圧ＶＢとしてアンプ２４ｇを介してデータ線１５に出力される。そして、データ線１５に出力された固定電圧ＶＢは、画素回路１１の駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇに入力される。

これにより、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇの電圧Ｖｇ＝ＶＢ、ソース端子Ｓの電圧Ｖｓ＝ＶＡとなり、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ＝ＶＢ−ＶＡに設定される。

ここで、固定電圧ＶＢの値は、ＶＢ＞ＶＡ＋Ｖｔｈｍａｘを満たすように設定される。なお、Ｖｔｈｍａｘは駆動用トランジスタ１１ｂの最大閾値電圧を意味する。

したがって、駆動用トランジスタ１１ｂには何らかの駆動電流Ｉｄが流れることになり、この駆動電流Ｉｄはソースデータ線１８に流れ出す。

また、固定電圧源２２ａから出力される固定電圧ＶＡは、有機ＥＬ発光素子１１ａの発光閾値電圧をＶｆ０、駆動用トランジスタ１１ｂの閾値電圧偏差＋変動の最大値をΔＶｔｈとすると、ＶＡ＜Ｖｆ０−ΔＶｔｈが条件となり、たとえば、ＶＡ＝０Ｖに設定されるが、ΔＶｔｈが小さい場合には、より高い電圧を設定した方が有機ＥＬ発光素子１１ａの発光遷移時間を短縮でき、逆にΔＶｔｈが大きい場合には、より低い電圧（負電圧を含む）を設定する必要がある。

そして、次に閾値電圧検出動作が行なわれる（図１２の時刻ｔ２〜時刻ｔ３、図１４参照）。具体的には、まず、上述したリセット動作の状態からソース駆動回路２２のスイッチ素子２２ｄがＯＦＦされ、固定電圧源２２ａとソースデータ線１８とが切り離され、ソースデータ線１８にハイインピーダンスアンプ２２ｅが接続されることになり、この結果、ソースデータ線１８がハイインピーダンス化する。

これにより、図１４に示すように、駆動用トランジスタ１１ｂに流れる駆動電流Ｉｄが有機ＥＬ発光素子１１ａの寄生容量５１に流れ、寄生容量５１が充電され、駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓのソース電圧Ｖｓが上昇する。

駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇに供給されるＶＢは固定電圧であるため、ソース電圧Ｖｓの上昇によりＶｇｓは低下し、Ｖｇｓ＝Ｖｔｈになった時点で駆動電流Ｉｄ＝０となり、ソース電圧Ｖｓの上昇は停止する。このとき、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート電圧Ｖｇ＝ＶＢ、ソース電圧Ｖｓ＝ＶＢ−Ｖｔｈであり、Ｖｓは有機ＥＬ発光素子１１ａの発光閾値電圧以下とする必要があるため、
ＶＢ＜Ｖｆ０＋Ｖｔｈｍｉｎ
が条件となる。なお、Ｖｆ０は有機ＥＬ発光素子１１ａの発光閾値電圧、Ｖｔｈｍｉｎは駆動用トランジスタ１１ｂの最小閾値電圧である。

そして、次に、仮プログラム動作が行われる（図１２における時刻ｔ３〜時刻ｔ４、図１５参照）。上記閾値電圧検出動作によって駆動用トランジスタ１１ｂのソース電圧が十分に安定した時点でソース駆動回路１２は、サンプルホールド回路２２ｆをホールド状態に切り替え、サンプルホールド回路２２ｆはこの時点におけるソース電圧Ｖｓ０を保持する。そして、サンプルホールド回路２２ｆにより保持されたＶｓ０はＡ/Ｄコンバータ２２ｇによってデジタルデータに変換され、減算器２２ｉに出力される。一方、デジタルデータ出力回路２２ｈからデジタルデータＶＢが出力され、そのデジタルデータＶＢも減算器２２ｉに入力される。

そして、減算器２２ｉにおいてデジタルデータＶＢからソース電圧Ｖｓ０が減算され、閾値電圧データＶｔｈｄａｔａが算出される。そして、この閾値電圧データＶｔｈｄａｔａはゲート駆動回路２４に出力される。

そして、さらに、スイッチ素子２２ｂがサンプルホールド回路２２ｆの出力側に切り替えられるとともに、スイッチ素子２２ｄがＯＮされ、サンプルホールド回路２２ｆに保持されたソース電圧Ｖｓ０がソースデータ線１８に出力される。

一方、ゲート駆動回路２４が、データ線１５に対して仮プログラム電圧Ｖｐｒｇ１を出力する。

ここで、Ｖｐｒｇ１は、各画素回路１１の輝度に対応した駆動用トランジスタ１１ｂの駆動電圧をＶｏｄとすると下式に基づいて算出された値である。

Ｖｐｒｇ１＝ＶＢ＋Ｖｏｄ
具体的には、Ｖｏｄは、表示画像を表す画像データに基づいて制御部１９から表示データとして出力され、ゲート駆動回路２４に入力される。そして、ゲート駆動回路２４においては、スイッチ素子２４ｃがデジタルデータ出力回路２４ｂ側に接続されており、デジタルデータ出力回路２４ｂから出力されたデジタルデータＶＢが加算器２４ｄに入力されるとともに、Ｖｏｄがシフトレジス２４ａを介して加算器２４ｄに入力される。そして、加算器２４ｄにおいてＶｏｄとデジタルデータＶＢが加算され、その加算値がＶｐｒｇ１としてアンプ２４ｇを介してデータ線１５に出力される。そして、データ線１５に出力されたＶｐｒｇ１は、画素回路１１の駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇに入力される。

このとき、駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓにはソース駆動回路２２から出力されたソース電圧Ｖｓ０が供給され、Ｖｓ０＝ＶＢ−Ｖｔｈであるので、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ１は、
Ｖｇｓ１＝Ｖｐｒｇ１−Ｖｓ０＝ＶＢ＋Ｖｏｄ−（ＶＢ−Ｖｔｈ）＝Ｖｔｈ＋Ｖｏｄ
となる。

以上の仮プログラム動作によって各画素回路１１の容量素子１１ｃにＶｇｓ1が設定される。

次に、上記仮プログラム動作の後、その仮プログラムに基づく発光状態遷移動作が行われる（図１２における時刻ｔ４〜時刻ｔ５、図１６参照）。

具体的には、走査駆動回路１３からゲート走査線１６にゲート選択用トランジスタ１１ｄをＯＦＦするためのゲート用スキャン信号が出力され、図１６に示すように、ゲート用スキャン信号に応じて各画素回路１１のゲート選択用トランジスタ１１ｄがＯＦＦされる。

一方、ソース駆動回路２２において、スイッチ素子２２ｄがＯＦＦされ、固定電圧源２２ａとソースデータ線１８とが切り離され、ソースデータ線１８にハイインピーダンスアンプ２２ｅが接続されることになり、この結果、ソースデータ線１８がハイインピーダンス化する。

これにより、図１６に示すように、駆動用トランジスタ１１ｂには、上述した仮プログラム動作において容量素子１１ｃに設定されたＶｇｓ１に応じた駆動電流Ｉｄ１が流れ、この駆動電流Ｉｄ１は有機ＥＬ発光素子１１ａの発光部５０に流れて発光動作へと移行する。なお、このとき下式のＴＦＴ電流式に従った駆動電流Ｉｄ１が流れる。

Ｉｄ１＝（１/２）×μ×Ｃｏｘ×（Ｗ／Ｌ）×（Ｖｇｓ１−Ｖｔｈ）^２
＝（１/２）×μ×Ｃｏｘ×（Ｗ／Ｌ）×Ｖｏｄ^２
ただし、μは電子移動度、Ｃｏｘは単位面積あたりのゲート酸化膜容量、Ｗはゲート幅、Ｌはゲート長である。

そして、図１２に示すように、この発光動作にともなって駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓの電位が上昇し、有機ＥＬ発光素子１１ａが安定発光状態となった時点では、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧は、寄生容量Ｃｇｓ，Ｃｄｇの影響によりＶｇｓ２となり、それに応じて駆動用トランジスタ１１ｂに流れる駆動電流もＩｄ２となり、駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓの電位もＶｆ２となる。なお、Ｖｇｓ２、Ｉｄ２およびＶｆ２は、下式を満たすような値となる。なお、Ｃｇ＝Ｃｇｓ＋Ｃｄｇであり、Ｉｄ１は駆動用トランジスタ１１ｂに上述したＶｇｓ１を設定したときに流れる駆動電流であり、Ｖｆ１は駆動電流Ｉｄ１を流したときの有機ＥＬ発光素子１１ａの発光時電圧である。

Ｖｇｓ２＝Ｖｇｓ１−ΔＶｇｓ
＝Ｖｇｓ１−Ｃｇ×（Ｖｆ２−Ｖｓ０）/（２Ｃｓ＋Ｃｇ）＜Ｖｇｓ1
Ｉｄ２＜Ｉｄ１
Ｖｆ２＜Ｖｆ１
そして、次に、ソース駆動回路２２によって画素回路１１の発光時電圧Ｖｆ２が計測される（図１２における時刻ｔ５〜ｔ６）。

具体的には、駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓの電位Ｖｆ２が、ソース選択用トランジスタ１１ｅおよびソースデータ線１８を介してソース駆動回路２２に入力される。そして、ソース駆動回路２２において、この電位Ｖｆ２がサンプルホールド回路２２ｆによってサンプリングされて発光時電圧Ｖｆ２として取得される。そして、この発光時電圧Ｖｆ２はサンプルホールド回路２２ｆからＡ/Ｄコンバータ２２ｇに出力され、Ａ/Ｄコンバータ２２ｇは入力された発光時電圧Ｖｆ２をデジタルデータに変換し、Ｖｆｄａｔａとしてゲート駆動回路２４に出力する。

そして、次に、画素回路１１の有機ＥＬ発光素子１１ａを所望の輝度で発光させるための本プログラム動作が行われる（図１２における時刻ｔ５〜時刻ｔ６、図１７参照）。

具体的には、走査駆動回路１３からゲート走査線１６にゲート選択用トランジスタ１１ｄをＯＮするためのゲート用スキャン信号が再び出力され、図１７に示すように、そのゲート用スキャン信号に応じてゲート選択用トランジスタ１１ｄがＯＮし、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇとデータ線１５とが接続される。

一方、ソース駆動回路２２において、スイッチ素子２２ｂがサンプルホールド回路２２ｆの出力側に切り替えられるとともにスイッチ素子２２ｄがＯＮされ、サンプルホールド回路２２ｆからソースデータ線１８に発光時電圧Ｖｆ２が出力される。

また、ゲート駆動回路２４が、データ線１５に対して本プログラム電圧Ｖｐｒｇ２を出力する。

ここで、Ｖｐｒｇ２は、各画素回路１１の輝度に対応した駆動用トランジスタ１１ｂの駆動電圧をＶｏｄとすると下式に基づいて算出された値である。

Ｖｐｒｇ２＝Ｖｆｄａｔａ＋Ｖｔｈｄａｔａ＋Ｖｏｄ
具体的には、Ｖｏｄは、表示画像を表す画像データに基づいて制御部１９から表示データとして出力され、ゲート駆動回路２４に入力される。また、ソース駆動回路２２から出力されたＶｆｄａｔａとＶｔｈｄａｔａがゲート駆動回路２４の加算器２４ｈに入力され。加算器２４ｈにおいて加算される。そして、スイッチ素子２４ｃは加算器２４ｈの出力側に接続されており、加算器２４ｈにおいて加算された加算値Ｖｆｄａｔａ＋Ｖｔｈｄａｔａが加算器２４ｄに入力されるとともに、Ｖｏｄがシフトレジスタ２４ａを介して加算器２４ｄに入力される。そして、加算器２４ｄにおいてＶｏｄとＶｆｄａｔａ＋Ｖｔｈｄａｔａが加算され、その加算値はＤ/Ａコンバータ２４ｆによりアナログ信号に変換された後、Ｖｐｒｇ２としてアンプ２４ｇを介してデータ線１５に出力される。そして、データ線１５に出力されたＶｐｒｇ２は、画素回路１１の駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇに入力される。

以上の本プログラム動作によって、上記仮プログラム動作のときと同様に、各画素回路１１の容量素子１１ｃにＶｇｓ1が設定され、駆動用トランジスタ１１ｂにはＶｇｓ１に応じた駆動電流Ｉｄ１が流れる。なお、このとき下式のＴＦＴ電流式に従った駆動電流Ｉｄ１が流れる。

Ｉｄ１＝（１/２）×μ×Ｃｏｘ×（Ｗ／Ｌ）×（Ｖｇｓ１−Ｖｔｈ）^２
＝（１/２）×μ×Ｃｏｘ×（Ｗ／Ｌ）×Ｖｏｄ^２
ただし、μは電子移動度、Ｃｏｘは単位面積あたりのゲート酸化膜容量、Ｗはゲート幅、Ｌはゲート長である。

また、本プログラム期間中、ソース駆動回路１２によりソースデータ線１８にはＶｆ２が設定されているため、有機ＥＬ発光素子１１ａは駆動電流Ｉｄ２で発光を継続している。

そして、次に、本プログラム動作に基づく発光動作が行われる（図１２における時刻ｔ６以降、図１８参照）。

具体的には、走査駆動回路１３からゲート走査線１６にゲート選択用トランジスタ１１ｄをＯＦＦするためのゲート用スキャン信号が出力されるとともに、ソース選択用トランジスタ１１ｅをＯＦＦするためのソース用スキャン信号が出力され、図１８に示すように、ゲート用スキャン信号に応じてゲート選択用トランジスタ１１ｄがＯＦＦされるとともに、ソース用スキャン信号に応じてソース選択用トランジスタ１１ｅがＯＦＦされる。これにより、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇとデータ線１５との接続が遮断されるとともに、駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓとソースデータ線１８との接続が遮断される。

これにより、図１８に示すように、駆動用トランジスタ１１ｂには、上述した本プログラム動作において容量素子１１ｃに設定されたＶｇｓ１に応じた駆動電流Ｉｄ１が流れ、この駆動電流Ｉｄ１によって有機ＥＬ発光素子１１ａの発光部５０が発光する。

ここで、このとき駆動用トランジスタ１１ｂに流れる駆動電流はＩｄ２からＩｄ１に増加し、これによって駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓの電位が上昇してＶｆ３となるが、その上昇分による駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧の変化量ΔＶｇｓは、下式で表わすような大きさとなる。

ΔＶｇｓ＝Ｃｇ×（Ｖｆ３−Ｖｆ２）/（２Ｃｓ＋Ｃｇ）
したがって、仮プログラム動作を行ったときの変化量と比較すると有機ＥＬ発光素子１１ａの発光時電圧Ｖｆの変化は微差であり、プログラム誤差は大幅に軽減することができる。

なお、上記第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置の作用の説明では、リセット動作、閾値電圧検出動作、仮プログラム動作、発光状態遷移動作、発光時電圧Ｖｆ測定動作、本プログラム動作および発光動作までを連続実行するようにしたが、たとえば、有機ＥＬ表示装置が多画素のものである場合は、行選択期間が短くなり、行選択期間内に上述した一連の動作を完了できないことが懸念される。

したがって、上記のような場合には、所定の選択行の発光状態遷移動作（図１２における時刻ｔ４〜時刻ｔ５、図１７）の途中で、走査駆動回路１３からその選択行のソース走査線１７にソース用スキャン信号を出力させてソース選択用トランジスタ１１ｅをＯＦＦさせることによって行選択を一旦解除させ、その他の行、たとえば、上記所定の選択行の次の行や次々行を選択行として仮プログラム動作を先行して行った後に、一旦解除した行を再び選択行として引き続き発光時電圧Ｖｆ測定動作、本プログラム動作および発光動作までを行うようにしてもよい。

また、上記第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置においては、ゲート駆動回路２４を、加算器２４ｄおよび加算器２４ｈでデジタル加算演算後にＤ/Ａ変換する構成としたが、アナログ演算回路で構成するようにしてもよい。

また、ソース駆動回路２２を、サンプルホールド回路２２ｆの出力をＡ/Ｄ変換してゲート駆動回路２４に出力する構成とし、また、サンプルホールド回路２２ｆの出力を直接ソースデータ線１８に出力する構成としたが、これに限らず、たとえば、Ｖｆ２をアナログ電圧としてゲート駆動回路２４に出力するようにしてもよいし、また、アパチャー時間の短いＡ/Ｄコンバータを用いることによってサンプルホールド回路を省略し、デジタルデータでＶｆ２を保持するようにしてもよい。

また、ゲート駆動回路２４とソース駆動回路２２とを別構成としたが、これらを統合した列データ駆動回路を構成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。

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 容量素子
１１ｄ ゲート選択用トランジスタ
１１ｅ ソース選択用トランジスタ
１２ ソース駆動回路
１２ ソース駆動回路
１２ｅ ハイインピーダンスアンプ
１２ｆ サンプルホールド回路
１３ 走査駆動回路
１４ ゲート駆動回路
１４ｂ デジタルデータ出力回路
１５ データ線
１６ ゲート走査線
１７ ソース走査線
１８ ソースデータ線
１９ 制御部
２２ ソース駆動回路
２２ｅ ハイインピーダンスアンプ
２２ｆ サンプルホールド回路
２２ｈ デジタルデータ出力回路
２４ ゲート駆動回路
２４ｂ デジタルデータ出力回路
５０ 発光部
５１ 寄生容量

Claims (16)

1. 発光素子、該発光素子のアノード端子にソース端子が接続され、前記発光素子に駆動電流を流すＮ型の駆動用トランジスタ、該駆動用トランジスタのゲート端子とソース端子との間に接続された容量素子を有する画素回路が多数配列されたアクティブマトリクス基板を備えた表示装置の駆動制御方法であって、
   前記発光素子が発光状態のときの該発光素子の順方向電圧を計測し、
   前記駆動用トランジスタにプログラム電圧を設定する際、該駆動用トランジスタのソース端子に前記計測した順方向電圧を印加することを特徴とする表示装置の駆動制御方法。
2. 前記駆動用トランジスタのソース端子に所定の固定電圧を印加するとともに、前記発光素子の所望の輝度に応じた駆動電圧と前記固定電圧とに基づいて前記駆動用トランジスタに仮プログラム電圧を設定した後、
   該仮プログラム電圧の設定によって前記発光素子が発光状態のときの該発光素子の順方向電圧を計測し、
   その後、前記駆動用トランジスタのソース端子に前記計測した順方向電圧を印加した状態で、前記所望の輝度に応じた駆動電圧と前記順方向電圧とに基づいて前記駆動用トランジスタにプログラム電圧を設定することを特徴とする請求項１記載の表示装置の駆動制御方法。
3. 前記仮プログラム電圧の設定、前記順方向電圧の計測および前記プログラム電圧の設定が、前記画素回路の行の同一選択期間内において行われることを特徴とする請求項２記載の表示装置の駆動制御方法。
4. 所定の前記画素回路の行について前記仮プログラム電圧の設定を行った後、前記所定の画素回路の行の選択を一旦解除し、
   前記所定の画素回路の行とは異なる画素回路の行について前記仮プログラム電圧の設定を行い、
   その後、再び前記所定の画素回路の行を選択して前記順方向電圧の計測および前記プログラム電圧の設定を行うことを特徴とする請求項２記載の表示装置の駆動制御方法。
5. 前記駆動用トランジスタのゲート−ソース間に所定の電圧を印加し、該電圧印加により前記駆動用トランジスタに流れた駆動電流によって前記発光素子の寄生容量を充電することによって前記駆動用トランジスタの閾値電圧を検出し、
   該閾値電圧を検出したときの前記駆動用トランジスタのソース端子のソース電圧を取得し、該取得したソース電圧を前記駆動用トランジスタのソース端子に印加するとともに、前記発光素子の所望の輝度に応じた駆動電圧に基づいて前記駆動用トランジスタに仮プログラム電圧を設定した後、
   該仮プログラム電圧の設定によって前記発光素子が発光状態のときの該発光素子の順方向電圧を計測し、
   その後、前記駆動用トランジスタのソース端子に前記計測した順方向電圧を印加した状態で、前記所望の輝度に応じた駆動電圧と前記順方向電圧とに基づいて前記駆動用トランジスタにプログラム電圧を設定することを特徴とする請求項１記載の表示装置の駆動制御方法。
6. 前記閾値電圧の検出、前記仮プログラム電圧の設定、順方向電圧の計測およびプログラム電圧の設定が、前記画素回路の行の同一選択期間内において行われることを特徴とする請求項５記載の表示装置の駆動制御方法。
7. 所定の前記画素回路の行について前記仮プログラム電圧の設定を行った後、前記所定の画素回路の行の選択を一旦解除し、
   前記所定の画素回路の行とは異なる画素回路の行について前記閾値電圧の検出、前記仮プログラム電圧の設定を行い、
   その後、再び前記所定の画素回路の行を選択して前記順方向電圧の計測および前記プログラム電圧の設定を行うことを特徴とする請求項６記載の表示装置の駆動制御方法。
8. 発光素子、該発光素子のアノード端子にソース端子が接続され、前記発光素子に駆動電流を流すＮ型の駆動用トランジスタ、該駆動用トランジスタのゲート端子とソース端子との間に接続された容量素子を有する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、
   前記発光素子が発光状態のときの該発光素子の順方向電圧を計測する計測部と、
   前記駆動用トランジスタにプログラム電圧を設定する際、該駆動用トランジスタのソース端子に前記計測した順方向電圧を印加するソース電圧印加部とを備えたことを特徴とする表示装置。
9. 前記駆動用トランジスタのソース端子に所定の固定電圧を印加するとともに、前記発光素子の所望の輝度に応じた駆動電圧と前記固定電圧とに基づいて前記駆動用トランジスタに仮プログラム電圧を設定する仮プログラム設定部を備え、
   前記計測部が、前記仮プログラム電圧の設定によって前記発光素子が発光状態のときの該発光素子の順方向電圧を計測するものであり、
   前記ソース電圧印加部により前記駆動用トランジスタのソース端子に前記計測した順方向電圧が印加された状態において、前記所望の輝度に応じた駆動電圧と前記順方向電圧とに基づいて前記駆動用トランジスタにプログラム電圧を設定する本プログラム設定部を備えたものであることを特徴とする請求項８記載の表示装置。
10. 前記仮プログラム設定部、前記計測部および前記本プログラム設定部が、前記仮プログラム電圧の設定、前記順方向電圧の計測および前記プログラム電圧の設定を、前記画素回路の行の同一選択期間内に行うものであることを特徴とする請求項９記載の表示装置。
11. 前記仮プログラム設定部が、所定の前記画素回路の行について前記仮プログラム電圧の設定を行った後、前記所定の画素回路の行の選択を一旦解除し、前記所定の画素回路の行とは異なる画素回路の行について前記仮プログラム電圧の設定を行うものであり、
    前記計測部および前記本プログラム設定部が、前記異なる画素回路の行の前記仮プログラム電圧の設定を行った後、再び前記所定の画素回路の行を選択して前記順方向電圧の計測および前記プログラム電圧の設定を行うものであることを特徴とする請求項９記載の表示装置。
12. 前記駆動用トランジスタのゲート−ソース間に所定の電圧を印加し、該電圧印加により前記駆動用トランジスタに流れた駆動電流によって前記発光素子の寄生容量を充電することによって前記駆動用トランジスタの閾値電圧を検出する閾値電圧検出部と、
    該閾値電圧検出部によって閾値電圧を検出したときの前記駆動用トランジスタのソース端子のソース電圧を取得するソース電圧取得部と、
    該ソース電圧取得部によって取得されたソース電圧を前記駆動用トランジスタのソース端子に印加するとともに、前記発光素子の所望の輝度に応じた駆動電圧に基づいて前記駆動用トランジスタに仮プログラム電圧を設定する仮プログラム設定部とを備え、
    前記計測部が、前記仮プログラム電圧の設定によって前記発光素子が発光状態のときの該発光素子の順方向電圧を計測するものであり、
    前記ソース電圧印加部により前記駆動用トランジスタのソース端子に前記計測した順方向電圧が印加された状態において、前記所望の輝度に応じた駆動電圧と前記順方向電圧とに基づいて前記駆動用トランジスタにプログラム電圧を設定する本プログラム設定部を備えたことを特徴とする請求項８記載の表示装置。
13. 前記閾値電圧検出部、前記仮プログラム設定部、前記計測部および前記本プログラム設定部が、前記閾値電圧の検出、前記仮プログラム電圧の設定、前記順方向電圧の計測および前記プログラム電圧の設定を、前記画素回路の行の同一選択期間内に行うものであることを特徴とする請求項１２記載の表示装置。
14. 前記閾値電圧検出部および前記仮プログラム設定部が、所定の前記画素回路の行について前記閾値電圧の検出および前記仮プログラム電圧の設定を行った後、前記所定の画素回路の行の選択を一旦解除し、前記所定の画素回路の行とは異なる画素回路の行について前記閾値電圧の検出および前記仮プログラム電圧の設定を行うものであり、
    前記計測部および前記本プログラム設定部が、前記異なる画素回路の行の前記閾値電圧の検出および前記仮プログラム電圧の設定を行った後、再び前記所定の画素回路の行を選択して前記順方向電圧の計測および前記プログラム電圧の設定を行うものであることを特徴とする請求項１２記載の表示装置。
15. 前記画素回路が、前記ソース電圧印加部から出力された前記順方向電圧を前記駆動用トランジスタのソース端子に供給するソースデータ線と前記駆動用トランジスタのソース端子との間に設けられたソース選択用スイッチ素子を有するものであることを特徴とする請求項８から１４いずれか１項記載の表示装置。
16. 前記アクティブマトリクス基板が、フィルム基板から構成されるものであることを特徴とする請求項８から１５いずれか１項記載の表示装置。