JP4044537B2 - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置及びその駆動方法に係り、特には、表示素子の光学特性をそれに流す電流により制御する表示装置及びその駆動方法に関する。

有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置のように表示素子の光学特性をそれに流す駆動電流によって制御する表示装置では、駆動電流がばらつくと、輝度むら等の画質不良が生じる。それゆえ、そのような表示装置でアクティブマトリクス駆動方式を採用した場合には、表示素子を駆動する駆動用トランジスタの特性が各画素間でほぼ同一であることが要求される。しかしながら、この表示装置では、通常、トランジスタをガラス基板などの絶縁体上に形成するため、トランジスタ特性のばらつきを生じ易い。

この問題に対しては、以下の特許文献１及び２において図７及び図８に示す回路がそれぞれ提案されている。以下、これら回路を用いた駆動用トランジスタの特性補正について説明する。

図７の回路（閾値キャンセル型）を用いた有機ＥＬ表示装置１では、何れかの画素２を表示状態とするに際し、まず、走査信号線７を利用して出力制御用スイッチＳｗ２を開く（ＯＦＦ）とともに、走査信号線１５を利用して補正用スイッチＳｗ３を閉じて（ＯＮ）、駆動用トランジスタＴｒのソース−ドレイン間に電流が流れなくなるまでキャパシタＣ１及びＣ２に電荷を供給する。この状態では、駆動用トランジスタＴｒのドレインとゲートとは接続されているので、ノードＡの電位は駆動用トランジスタＴｒの閾値Ｖｔｈとなる。なお、この間、図示しない走査信号線ドライバから走査信号線６に走査信号を供給して選択用スイッチＳｗ１を閉じるとともに、図示しない映像信号線ドライバから映像信号線９にリセット信号Ｖｒｓｔを供給しておく。

以上の動作を終了したのち、補正用スイッチＳｗ３を開き、さらに、映像信号線ドライバから映像信号線９に映像信号Ｖｓｉｇを供給する。これにより、駆動用トランジスタＴｒのゲート電位は、ＶｒｓｔからＶｓｉｇへの変量と等しい量だけ閾値Ｖｔｈから変動する。そして、選択用スイッチＳｗ１を開くとともに、出力制御用スイッチＳｗ２を閉じる。その結果、その変動量に応じた駆動電流が、電源配線１１から駆動用トランジスタＴｒ及び出力制御用スイッチＳｗ２を介して有機ＥＬ素子２０に供給される。

このように、図７の回路によると、駆動電流に閾値Ｖｔｈが与える影響を排除することができる。したがって、画素２間で駆動用トランジスタＴｒの閾値がばらついていたとしても、そのようなばらつきが有機ＥＬ素子２０に供給する駆動電流に与える影響を最小とすることができる。

しかしながら、駆動電流は、駆動用トランジスタＴｒの閾値だけでなく、その移動度や寸法などの影響も受ける。そのため、図７の回路によると、表示ムラが視認されなくなるまで発光均一性を改善することは難しい。

他方、図８の回路（カレントコピー型）を用いた有機ＥＬ表示装置１では、何れかの画素２を表示状態とするに際し、まず、出力制御用スイッチＳｗ２を開くとともに、選択用スイッチＳｗ１及び補正／書き込み用スイッチＳｗ４を閉じる。次いで、この状態で、駆動用トランジスタＴｒのソースとドレインとの間に、図示しない定電流回路を用いて映像信号に対応した電流Ｉｓｉｇを流す。この動作により、キャパシタＣ２の両電極間の電圧は、駆動用トランジスタＴｒのチャネルに電流Ｉｓｉｇを流すのに必要なゲート−ソース間電圧となる。

その後、選択用スイッチＳｗ１及び補正／書き込み用スイッチＳｗ４を開き、さらに、出力制御用スイッチＳｗ２を閉じる。ノードＢの電位は、先の動作により、駆動用トランジスタＴｒのソース−ドレイン間に電流Ｉｓｉｇとほぼ等しい駆動電流が流れるように設定されている。

このように、図８の回路によると、書き込み期間において映像信号として供給した電流Ｉｓｉｇとほぼ等しい大きさの電流を、書き込み期間に続く保持期間においても駆動用トランジスタＴｒのソースとドレインとの間に流すことができる。それゆえ、駆動用トランジスタＴｒの閾値Ｖｔｈだけでなく移動度や寸法などが駆動電流に与える影響も排除することができる。

しかしながら、図８の回路では、画素の大型化に伴い映像信号配線の配線容量が増大したり、構成の細化に伴って書き込み期間が短くなると、以下の問題を生じる。すなわち、電流Ｉｓｉｇが小さい場合、書き込み不足が生じる。換言すれば、所望の映像信号を書き込むことが難しくなる。
米国特許第６，２２９，５０６Ｂ１号明細書 米国特許第６，３７３，４５４Ｂ１号明細書

本発明の目的は、映像信号による表示動作の制御性を向上させ、良好な表示を可能とすることにある。

本発明の第１側面によると、マトリクス状に配置された複数の画素を具備した表示装置であって、前記複数の画素のそれぞれは、電圧信号が供給される電圧信号入力端子と、第１電源端子に接続された第１端子と、制御端子と、それらの間の電圧に対応した電流を出力する第２端子とを含んだ駆動制御素子と、前記電圧信号入力端子と前記制御端子との間に接続された第１キャパシタと、電流信号が供給される電流信号入力端子と、前記電流信号入力端子と前記制御端子との間に接続された第１スイッチと、前記電流信号入力端子と前記第２端子との間に接続された第２スイッチと、前記第２端子に入力端子が接続された出力制御スイッチと、第２電源端子と前記出力制御スイッチの出力端子との間に接続された表示素子とを具備し、前記表示装置は、表示すべき階調に基づいて、書き込み動作を第１及び第２書き込み動作間で変化させ、前記第１書き込み動作は、前記電圧信号入力端子を第１電位に設定するとともに前記出力制御スイッチを開き且つ前記第１及び第２スイッチを閉じて、前記第１及び第２端子間に映像信号としての電流を流すことを含み、前記第２書き込み動作は、前記電圧信号入力端子を第２電位に設定するとともに前記出力制御スイッチを開き且つ前記第１及び第２スイッチを閉じて、前記第１及び第２端子間にリセット信号としての電流を流し、次いで、第１スイッチを開き、その後、前記電圧信号入力端子を前記映像信号に対応した電位に設定することを含んだ表示装置が提供される。

本発明の第２側面によると、マトリクス状に配置された複数の画素を具備し、前記複数の画素のそれぞれは、第１電源端子に接続された第１端子と制御端子とそれらの間の電圧に対応した電流を出力する第２端子とを含んだ駆動制御素子と、前記第２端子と前記第２電源端子との間に接続された表示素子と、前記制御端子と電圧信号入力端子との間に接続されたキャパシタとを具備した表示装置の駆動方法であって、表示すべき階調に基づいて、書き込み動作を第１及び第２書き込み動作間で変化させることを含み、前記第１書き込み動作は、前記電圧信号入力端子を第１電位に設定し且つ前記表示素子と前記第２端子との接続を断つとともに前記制御端子を前記画素の外部と接続した状態で、前記第１及び第２端子間に映像信号としての電流を流すことを含み、前記第２書き込み動作は、前記電圧信号入力端子を第２電位に設定し且つ前記表示素子と前記第２端子との接続を断つとともに前記制御端子を前記画素の外部と接続した状態で、前記第１及び第２端子間にリセット信号としての電流を流し、次いで、前記制御端子と前記画素の外部との接続を断ち、その後、前記電圧信号入力端子を前記映像信号に対応した電位に設定することを含んだ方法が提供される。

本発明によると、映像信号による表示動作の制御性を向上させることができ、良好な表示が可能となる。

以下、本発明の幾つかの態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様または類似する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の第１態様に係る表示装置を概略的に示す平面図である。この表示装置１は、例えば、有機ＥＬ表示装置であり、複数の画素２を含んでいる。これら画素２は、基板３上にマトリクス状に配置されている。

基板３上には、走査信号線ドライバ４及び映像信号線ドライバ５がさらに設けられている。映像信号線ドライバ５は、電流信号供給回路の少なくとも一部を構成している。また、映像信号線ドライバ５は、電圧信号供給回路の少なくとも一部を構成している。

この基板３上には、走査信号線ドライバ４に接続された走査信号線６乃至８が画素２の行方向に延在するように設けられている。これら走査信号線６乃至８には、走査信号線ドライバ４から走査信号が電圧信号として供給される。

また、基板３上には、映像信号線ドライバ５に接続されるとともにそれから電圧信号が供給される電圧信号線９と、映像信号線ドライバ５に接続されるとともにそれから電流信号が供給される電流信号線１０とが、画素２の列方向に延在するように設けられている。

さらに、この基板３上には、電源配線１１が設けられている。

画素２は、駆動制御素子Ｔｒと、選択用スイッチＳｗ１と、出力制御用スイッチＳｗ２と、補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ａ及びＳｗ５ｂと、キャパシタＣ１及びＣ２と、表示素子２０とを含んでいる。これらスイッチＳｗ１，Ｓｗ２，Ｓｗ５ａ及びＳｗ５ｂは、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であり、キャパシタＣ１及びＣ２は、例えば、薄膜キャパシタである。また、駆動制御素子ＴｒはここではＴＦＴで構成されていることとする。

表示素子２０は、互いに対向した陽極及び陰極とそれらの間に流れる電流に応じて光学特性が変化する活性層とを含んでいる。ここでは、一例として、表示素子２０は、活性層として発光層を含んだ有機ＥＬ素子とする。また、ここでは、一例として、陽極は、下部電極として設けるとともに、出力制御用スイッチＳｗ２を介して駆動制御素子Ｔｒに接続する。他方、陰極は、例えば、活性層を介して下部電極と対向配置された上部電極として設ける。

駆動制御素子Ｔｒは、例えば、ｐチャネルＴＦＴであり、そのゲートはキャパシタＣ１の一方の電極に接続されている。駆動制御素子ＴｒがｐチャネルＴＦＴである場合、そのソースは電源配線１１に接続し、ドレインは出力制御用スイッチＳｗ２を介して有機ＥＬ素子２０の下部電極に接続する。

選択用スイッチＳｗ１は、入力端子が映像信号線９に接続され、出力端子がキャパシタＣ１を介して駆動制御素子Ｔｒのゲートに接続されている。選択用スイッチＳｗ１のスイッチング動作は、走査信号線６から供給される走査信号によって制御する。選択用スイッチＳｗ１は、例えば、ｐチャネルＴＦＴである。この場合、そのゲートは走査信号線６に接続し、ソースは映像信号線９に接続し、ドレインはキャパシタＣ１の他方の電極に接続する。

出力制御用スイッチＳｗ２は、駆動制御素子Ｔｒと有機ＥＬ素子２０との間に接続されている。出力制御用スイッチＳｗ２のスイッチング動作は、走査信号線７から供給される走査信号によって制御する。出力制御用スイッチＳｗ２は、例えば、ｐチャネルＴＦＴである。この場合、そのゲートは走査信号線７に接続し、ソース及びドレインは駆動制御素子Ｔｒと有機ＥＬ素子２０とにそれぞれ接続する。

補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ａは、駆動制御素子Ｔｒのドレインと電流信号線１０との間に接続されている。なお、電流信号線１０上のノードＣは、電流信号供給端子としての役割を果たす。スイッチＳｗ５ａのスイッチング動作は、走査信号線８から供給される走査信号によって制御する。補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ａは、例えば、ｐチャネルＴＦＴである。この場合、そのゲートは走査信号線８に接続し、ソース及びドレインは駆動制御素子Ｔｒのドレインと電流信号線１０とにそれぞれ接続する。

補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ｂは、駆動制御素子Ｔｒのドレインとゲートとの間に接続されている。スイッチＳｗ５ｂのスイッチング動作は、走査信号線８から供給される走査信号によって制御する。補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ｂは、例えば、ｐチャネルＴＦＴである。この場合、そのゲートは走査信号線８に接続し、ソース及びドレインは駆動制御素子Ｔｒのドレインとゲートとにそれぞれ接続する。

補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ａ及びＳｗ５ｂは、補正信号供給制御部を構成している。この補正信号供給制御部は、駆動制御素子Ｔｒのドレインと駆動制御素子Ｔｒのゲートと電流信号線１０との接続／非接続を切り替えることができれば、図１に示す以外の構造を有していてもよい。

例えば、図１では補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ａ及びＳｗ５ｂのスイッチング動作を１本の走査信号線８で制御しているが、２本の走査信号線で制御してもよい。

また、図１では、補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ａを駆動制御素子Ｔｒのドレインと電流信号線１０との間に接続しているが、補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ａは駆動制御素子Ｔｒのドレインと駆動制御素子Ｔｒのゲートとの間であって駆動制御素子Ｔｒのドレインと電流信号線１０との間に接続してもよい。

さらに、図１では、補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ｂを駆動制御素子Ｔｒのドレインとゲートとの間に接続しているが、補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ｂは電流信号線１０と駆動制御素子Ｔｒのゲートとの間に接続してもよい。

キャパシタＣ１は、選択用スイッチＳｗ１と駆動制御素子Ｔｒのゲートとの間に接続されている。キャパシタＣ２は、駆動制御素子Ｔｒのソースと駆動制御素子Ｔｒのゲートとの間に接続されている。なお、選択用スイッチＳｗ１のソースに接続されたノードＥは、電圧信号入力端子としての役割を果たす。

キャパシタＣ１及びＣ２の容量は互いに等しくなくてもよいが、簡略化のため、ここでは互いに等しいこととする。また、キャパシタＣ２は、駆動制御素子Ｔｒのソースと駆動制御素子Ｔｒのゲートとの間に接続する代わりに、例えば、駆動制御素子Ｔｒのゲートと駆動制御素子Ｔｒのソースから絶縁された定電位端子との間に接続してもよい。すなわち、キャパシタＣ２は、その一方の端子が駆動制御素子Ｔｒのゲートに接続され且つ映像信号に対応して駆動制御素子Ｔｒのゲート−ソース間電圧を保持可能であれば、駆動制御素子Ｔｒのゲート−ソース間に接続しなくてもよい。

この表示装置１は、さらに、映像信号線ドライバ５に接続された電圧電流源２５を含んでいる。電圧電流源２５は、出力電圧を変更可能な電圧源と、出力電流を変更可能な電流源とを内蔵している。

図２は、図１の表示装置で使用可能な映像信号線ドライバ及び電圧電流源の等価回路図である。
図２の回路では、電圧電流源２５は、電流源ＣＳと、電圧源ＶＳと、スイッチＳｗＣ１と、スイッチＳｗＶ１とを含んでいる。スイッチＳｗＣ１は、電流源ＣＳと電圧電流源２５の出力端子との間に接続されている。スイッチＳｗＶ１は、電圧源ＶＳと電圧電流源２５の出力端子との間に接続されている。

電圧源ＶＳ及び電流源ＣＳは、１つのＩＣ（集積回路）１６に形成され得る。また、このＩＣ１６には、スイッチＳｗＣ１及びスイッチＳｗＶ１がさらに形成され得る。電圧電流源２５は、例えば、これら複数のＩＣ１６で構成することができる。

映像信号線ドライバ５は、定電位線１４と、スイッチＳｗＶ０と、スイッチＳｗＶ２と、スイッチＳｗＣ２とを含んでいる。定電位線１４は、一定電位，例えば０Ｖ，に設定されている。スイッチＳｗＶ０は、定電位線１４と電圧信号線９との間に接続されている。スイッチＳｗＶ２は、電圧電流源２５の出力端子と電圧信号線９との間に接続されている。スイッチＳｗＣ２は、電圧電流源２５の出力端子と電流信号線１０との間に接続されている。

図３は、図１に示す表示装置の駆動方法の一例を概略的に示すタイミングチャートである。この駆動方法では、第１書き込み期間Ｐ３Ｃと第２書き込み期間Ｐ３Ｖとで一水平周期を構成し、第１書き込み期間Ｐ３Ｃと第２書き込み期間Ｐ３Ｖと保持期間Ｐ４とで一垂直周期を構成する。

図３の方法では、より明るい階調を表示する場合と、より暗い階調を表示する場合とで、電流源ＣＳの出力電流Ｉｏｕｔ及び電圧源ＶＳの出力電圧Ｖｏｕｔが異なっている。図３では、一例として、ｍ行目及びｍ＋２行目の画素２でより明るい階調を表示し、ｍ＋１行目の画素２でより暗い階調を表示することを想定している。

より明るい，例えば１００ｎＡよりも大きな駆動電流に対応した，階調を表示する場合、この表示装置１を例えば以下のように駆動する。

例えば、ｍ行目の画素２を選択する期間，すなわち、ｍ行目選択期間，では、まず、スイッチＳｗ２を開く。スイッチＳｗ２を開いている期間内に、第１書き込み動作及び第２書き込み動作を順次実施する。

第１書き込み動作を行う第１書き込み期間Ｐ３Ｃでは、まず、スイッチＳｗＶ０，ＳｗＣ１及びＳｗＣ２を閉じ、スイッチＳｗＶ１及びＳｗＶ２を開く。すなわち、電圧源ＶＳと映像信号線ドライバ５との接続を断つとともに、定電位線１４と電圧信号線９とを接続し、電流源ＣＳと電流信号線１０とを接続する。この状態で、スイッチＳｗ１，Ｓｗ５ａ及びＳｗ５ｂを閉じて、電流源ＣＳの出力電流Ｉｏｕｔを、映像信号に対応した電流信号Ｉｓｉｇ，例えば５００ｎＡ，に設定する。これにより、駆動制御素子Ｔｒのゲート−ソース間電圧は、そのソース−ドレイン間に電流Ｉｓｉｇが流れる時の値に設定される。第１書き込み期間Ｐ３Ｃは、スイッチＳｗ５ａ及びＳｗ５ｂを開くことにより終了する。

なお、上記の通り、第１書き込み期間Ｐ３Ｃでは、電圧源ＶＳと映像信号線ドライバ５との接続は断たれている。したがって、電圧源ＶＳの出力端子の電位Ｖｏｕｔは、どのような値であってもよいが、後の不所望な電位変動を抑制するためにも第２書き込み期間で出力する電位に設定しておくことが望ましい。例えば、電圧源ＶＳの出力端子の電位Ｖｏｕｔは、０Ｖに設定する。

第１書き込み期間Ｐ３Ｃに続く第２書き込み期間Ｐ３Ｖでは、第１書き込み期間Ｐ３Ｃで設定した駆動制御素子Ｔｒのゲート−ソース間電圧を保持する。すなわち、スイッチＳｗ５ｂを開いたままとする。ここでは、一例として、第２書き込み期間Ｐ３Ｖにおいて、さらに、スイッチＳｗＶ０，ＳｗＣ１及びＳｗＣ２を開き、スイッチＳｗ１，ＳｗＶ１及びＳｗＶ２を閉じる。また、ここでは、一例として、電圧源ＶＳの出力端子の電位Ｖｏｕｔを、所定の電位，例えば０Ｖ，に設定する。第２書き込み期間Ｐ３Ｖは、スイッチＳｗ１を開くことにより終了する。ここで、所定の電位とは、第１書き込み期間Ｐ３Ｃ中に定電位線１４により設定される電位と同等の電位をいう。

第２書き込み期間Ｐ３Ｖに続く保持期間Ｐ４では、スイッチＳｗ２を閉じる。これにより、表示素子２０には、電流Ｉｓｉｇとほぼ等しい大きさの電流が流れる。なお、次の画素行への書き込みを行うため、スイッチＳｗＶ０，ＳｗＣ１及びＳｗＣ２は閉じ、スイッチＳｗＶ１及びＳｗＶ２は開く。

このように、より明るい階調を表示するための書き込み動作では、駆動制御素子Ｔｒのソース−ドレイン間に、映像信号として電流信号Ｉｓｉｇを流す。これにより、ノードＤの電位を映像信号に対応した値に設定する。電流Ｉｓｉｇは十分に大きいので、ノードＤの電位は、駆動制御素子Ｔｒの特性を忠実に反映する。すなわち、本態様によると、より明るい階調を表示する場合、駆動制御素子Ｔｒの閾値Ｖｔｈだけでなく移動度や寸法などが駆動電流に与える影響も完全に排除することができる。

図３の方法では、より暗い，例えば１００ｎＡ以下の駆動電流に対応した，階調を表示する場合、この表示装置１を例えば以下の方法により駆動する。

例えば、ｍ＋１行目の画素２を選択する期間，すなわち、ｍ＋１行目選択期間，では、まず、ｍ行目選択期間について説明したのと同様に、スイッチＳｗ２を開く。スイッチＳｗ２を開いている期間内に、第１書き込み動作及び第２書き込み動作を順次実施する。

第１書き込み動作を行う第１書き込み期間Ｐ３Ｃでは、ｍ行目選択期間について説明したのと同様に、まず、スイッチＳｗＶ０，ＳｗＣ１及びＳｗＣ２を閉じ、スイッチＳｗＶ１及びＳｗＶ２を開く。すなわち、電圧源ＶＳと映像信号線ドライバ５との接続を断つとともに、定電位線１４と電圧信号線９とを接続し、電流源ＣＳと電流信号線１０とを接続する。この状態で、スイッチＳｗ１，Ｓｗ５ａ及びＳｗ５ｂを閉じる。

但し、ここでは、この状態で、電流源ＣＳの出力電流Ｉｏｕｔは、映像信号に対応した電流Ｉｓｉｇではなく、所定のリセット電流Ｉｒｓｔ，例えば１００ｎＡ，とする。これにより、駆動制御素子Ｔｒのゲート−ソース間電圧は、そのソース−ドレイン間に電流Ｉｒｓｔが流れる時の値Ｖｃｒｃｔに設定される。第１書き込み期間Ｐ３Ｃは、スイッチＳｗ５ａ及びＳｗ５ｂを開くことにより終了する。

第２書き込み期間Ｐ３Ｖでは、ｍ行目選択期間について説明したのと同様に、第１書き込み期間Ｐ３Ｃで設定した駆動制御素子Ｔｒのゲート−ソース間電圧を保持する。すなわち、スイッチＳｗ５ｂを開いたままとする。第２書き込み期間Ｐ３Ｖでは、さらに、スイッチＳｗＶ０，ＳｗＣ１及びＳｗＣ２を開き、スイッチＳｗＶ１及びＳｗＶ２を閉じる。

但し、ここでは、この状態で、電圧源ＶＳが出力する電圧信号Ｖｏｕｔを、映像信号に略対応した電圧信号Ｖｓｉｇ’，例えば４Ｖ，に設定する。電圧信号Ｖｓｉｇ’は、例えば、０Ｖ乃至６Ｖの範囲内とする。これにより、電圧信号入力端子であるノードＥを電位Ｖｓｉｇ’に設定する。第２書き込み期間Ｐ３Ｖは、スイッチＳｗ１を開くことにより終了する。

上記のように、第１書き込み期間Ｐ３Ｃが終了した時点で、ノードＤの電位は、駆動制御素子Ｔｒのソース−ドレイン間に電流Ｉｒｓｔが流れる時の値Ｖｃｒｃｔに設定されている。そのため、第２書き込み期間Ｐ３Ｖにおいて、ノードＥの電位を例えば０ＶからＶｓｉｇ’へと変化させると、ノードＤの電位はＶｃｒｃｔからＶｃｒｃｔ＋Ｖｓｉｇ”へと変化する。なお、Ｖｓｉｇ”は、駆動制御素子Ｔｒのゲート電位とキャパシタＣ１及びＣ２の容量比とで決まる値である。したがって、ノードＤの電位がＶｓｉｇである場合に或る階調が表示されることを設計した場合、その階調を表示するための電圧信号Ｖｓｉｇ’は、等式：Ｖｓｉｇ＝Ｖｓｉｇ”＋Ｖｃｒｃｔ（Ａｖ）に示す関係を略満足するように定めてもよい。なお、Ｖｃｒｃｔ（Ａｖ）は、電位Ｖｃｒｃｔについて見込まれる値，例えば、Ｖｃｒｃｔの全画素についての平均値，である。

電位Ｖｃｒｃｔは、駆動制御素子Ｔｒの閾値だけでなく、その移動度や寸法などからも影響を受ける値である。電位Ｖｃｒｃｔは、電流Ｉｒｓｔが十分に大きければ、駆動制御素子Ｔｒの特性を忠実に反映する。したがって、第２書き込み期間Ｐ３Ｖが終了した時点で、駆動制御素子Ｔｒの特性は補正されている。

保持期間Ｐ４では、ｍ行目選択期間について説明したのと同様に、スイッチＳｗ２を閉じる。これにより、表示素子２０には、電位Ｖｃｒｃｔ＋Ｖｓｉｇ’に略対応した大きさの電流が流れる。なお、次の画素行への書き込みを行うため、スイッチＳｗＶ０，ＳｗＣ１及びＳｗＣ２は閉じ、スイッチＳｗＶ１及びＳｗＶ２は開く。

このように、より暗い階調を表示するための書き込み動作では、まず、駆動制御素子Ｔｒのソース−ドレイン間に十分に大きなリセット電流Ｉｒｓｔを流すことにより、ノードＤにリセット電流Ｉｒｓｔに対応した補正信号Ｖｃｒｃｔを供給する。これにより、駆動制御素子Ｔｒの特性，すなわち、閾値Ｖｔｈ、移動度及び寸法など，のばらつきを補正する。次いで、映像信号に略対応した電圧信号Ｖｓｉｇ’をノードＥに供給し、ノードＤの電位をＶｃｒｃｔ＋Ｖｓｉｇ’に設定する。

駆動電流がリセット電流Ｉｒｓｔと等しい場合、補正信号Ｖｃｒｃｔは、駆動制御素子Ｔｒの特性，すなわち、閾値Ｖｔｈ、移動度及び寸法が駆動電流に与える影響を完全に排除する。他方、駆動電流がリセット電流Ｉｒｓｔとは異なる場合、補正信号Ｖｃｒｃｔは、駆動制御素子Ｔｒの特性が駆動電流に与える影響を完全には排除しない。すなわち、後者の場合、補正信号Ｖｃｒｃｔは、第２書き込み期間Ｐ３ＶにおけるノードＥの電位と、第１書き込み期間Ｐ３ＣにおけるノードＥの電位との差に対応した誤差を含むこととなる。但し、この電位差が十分に小さければ、補正信号Ｖｃｒｃｔの誤差も小さくなる。したがって、本態様によると、より暗い階調を表示する場合にも、駆動制御素子Ｔｒの特性，すなわち、閾値Ｖｔｈ、移動度及び寸法など，が駆動電流に与える影響をほぼ完全に排除することができる。

また、より明るい階調を表示するための書き込み動作と、より暗い階調を表示するための書き込み動作とは、電流源ＣＳ及び電圧源ＶＳの出力のみが異なっている。すなわち、上記の方法では、各スイッチのスイッチング動作を、表示すべき階調に応じて変更する必要がない。そのため、各画素行への書き込み動作に長時間を要することがない。

さらに、図２の回路では、電圧源ＶＳからの出力と電流源ＣＳからの出力との選択を電圧電流源２５の内部で行う。そのため、電圧電流源２５の出力端子或いは映像信号線ドライバの入力端子の数は、１つの画素列につき１つでよい。信号書き込みに電圧信号及び電流信号の両方を行う場合でも外部回路との接続点数を増大させることなく、モジュール外形の増大を抑制するとともに、機械強度の信頼性を維持することができる。

次に、本発明の第２態様について説明する。
図４は、本発明の第２態様に係る表示装置を概略的に示す平面図である。図４に示す表示装置１は、例えば、有機ＥＬ表示装置である。この表示装置１は、以下の構成を採用したこと以外は、図１の表示装置１と同様の構造を有している。

すなわち、この表示装置１では、電流信号線１０を省略している。この表示装置１では、その代わりに、電圧信号線９を、電圧信号及び電流信号の双方が供給される電圧電流信号線として利用する。また、この表示装置１では、定電位線２６を設けている。

各画素２では、スイッチＳｗ１のドレインを電圧電流信号線９に接続するとともに、スイッチＳｗ１のソースと定電位線２６との間に接続された補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ｅとを設けている。ここでは、一例として、スイッチＳｗ５ｅとしてｐチャネルトランジスタを使用している。また、ここでは、一例として、スイッチＳｗ５ｅのソースは定電位線２６に接続しているが、スイッチＳｗ５ｅのソースは電源配線１１に接続してもよい。この場合、定電位線２６は省略することができる。

基板３上には、走査信号線ドライバ４に接続された走査信号線１７が設けられている。スイッチＳｗ５ｅのゲートは、走査信号線１７に接続されている。

さらに、この表示装置１では、図２に示す映像信号線ドライバ５を省略している。その代わりに、電圧電流源２５の出力端子を電圧電流信号線９に接続し、電圧電流源２５を映像信号線ドライバとして利用する。

本態様では、より明るい，例えば１００ｎＡよりも大きな駆動電流に対応した，階調を表示する場合、この表示装置１を例えば以下の方法により駆動する。

より明るい階調を表示すべき画素２を選択する期間，例えばｍ行目選択期間，では、まず、図３を参照しながら説明したのと同様に、スイッチＳｗ２を開く。スイッチＳｗ２を開いている期間内に、第１書き込み動作及び第２書き込み動作を順次実施する。

第１書き込み動作を行う第１書き込み期間Ｐ３Ｃでは、図３を参照しながら説明したのと同様に、まず、スイッチＳｗＣ１を閉じ、スイッチＳｗＶ１を開く。すなわち、電圧源ＶＳと電圧電流信号線９との接続を断つとともに、電流源ＣＳと電圧電流信号線９とを接続する。この状態で、スイッチＳｗ５ａ，Ｓｗ５ｂ及びＳｗ５ｅを閉じる。なお、スイッチＳｗ１は、開いたままにしておく。

この状態で、電流源ＣＳの出力電流Ｉｏｕｔを、映像信号に対応した電流信号Ｉｓｉｇに設定する。これにより、駆動制御素子Ｔｒのゲート−ソース間電圧は、そのソース−ドレイン間に電流Ｉｓｉｇが流れる時の値に設定される。第１書き込み期間Ｐ３Ｃは、スイッチＳｗ５ａ及びＳｗ５ｂを開くことにより終了する。

第１書き込み期間Ｐ３Ｃに続く第２書き込み期間Ｐ３Ｖでは、スイッチＳｗ５ｅを開く。スイッチＳｗ５ｅは、この段階で開いてもよく、或いは、スイッチＳｗ５ｂを開くのと同時に開いてもよい。

第２書き込み期間Ｐ３Ｖでは、次に、スイッチＳｗＣ１を開き、スイッチＳｗ１及びＳｗＶ１を閉じる。ここでは、電圧源ＶＳの出力端子の電位Ｖｏｕｔは、定電位線２６の電位Ｖ０とほぼ等しくする。その後、スイッチＳｗ１を開く。これにより、第２書き込み期間Ｐ３Ｖを終了する。

第２書き込み期間Ｐ３Ｖに続く保持期間Ｐ４では、スイッチＳｗ２を閉じる。これにより、表示素子２０には、電流Ｉｓｉｇとほぼ等しい大きさの電流が流れる。なお、次の画素行への書き込みを行うため、スイッチＳｗＣ１は閉じ、スイッチＳｗＶ１は開く。

本態様では、より暗い階調を表示すべき画素，例えば、ｍ＋１行目の画素２，を選択する期間では、まず、図３を参照しながら説明したのと同様に、スイッチＳｗ２を開く。スイッチＳｗ２を開いている期間内に、第１書き込み動作及び第２書き込み動作を順次実施する。

第１書き込み動作を行う第１書き込み期間Ｐ３Ｃでは、ｍ行目選択期間について説明したのと同様に、スイッチＳｗＣ１を閉じ、スイッチＳｗＶ１を開く。すなわち、電圧源ＶＳと電圧電流信号線９との接続を断つとともに、電流源ＣＳと電圧電流信号線９とを接続する。この状態で、スイッチＳｗ５ａ，Ｓｗ５ｂ及びＳｗ５ｅを閉じる。また、スイッチＳｗ１は開いたままにしておく。

但し、ここでは、この状態で、電流源ＣＳの出力電流Ｉｏｕｔは、映像信号に対応した電流Ｉｓｉｇではなく、所定のリセット電流Ｉｒｓｔ，例えば１００ｎＡの電流，とする。これにより、駆動制御素子Ｔｒのゲート−ソース間電圧は、そのソース−ドレイン間に電流Ｉｒｓｔが流れる時の値Ｖｃｒｃｔに設定される。第１書き込み期間Ｐ３Ｃは、スイッチＳｗ５ａ及びＳｗ５ｂを開くことにより終了する。

第２書き込み期間Ｐ３Ｖでは、ｍ行目選択期間について説明したのと同様に、スイッチＳｗ５ｅを開く。スイッチＳｗ５ｅは、この段階で開いてもよく、或いは、スイッチＳｗ５ｂを開くのと同時に開いてもよい。

第２書き込み期間Ｐ３Ｖでは、次に、ｍ行目選択期間について説明したのと同様に、スイッチＳｗＣ１を開き、スイッチＳｗ１及びＳｗＶ１を閉じる。

但し、ここでは、この状態で、電圧源ＶＳが出力する電圧信号Ｖｏｕｔを、映像信号に略対応した電圧信号Ｖｓｉｇ’に設定する。これにより、ノードＥを電位Ｖｓｉｇ’に設定する。第２書き込み期間Ｐ３Ｖは、スイッチＳｗ１を開くことにより終了する。

第１態様で説明したのと同様に、第１書き込み期間Ｐ３Ｃが終了した時点で、ノードＤの電位は、駆動制御素子Ｔｒのソース−ドレイン間に電流Ｉｒｓｔが流れる時の値Ｖｃｒｃｔに設定されている。そのため、第２書き込み期間Ｐ３Ｖにおいて、ノードＥの電位をＶ０からＶｓｉｇ’へと変化させると、ノードＤの電位はＶｃｒｃｔからＶｃｒｃｔ＋Ｖｓｉｇ”−Ｖ０へと変化する。したがって、ノードＤの電位がＶｓｉｇである場合に或る階調が表示されることを設計した場合、その階調を表示するための電圧信号Ｖｓｉｇ’は、等式：Ｖｓｉｇ＝Ｖｓｉｇ”＋Ｖｃｒｃｔ（Ａｖ）−Ｖ０に示す関係を略満足するように定めてもよい。

保持期間Ｐ４では、ｍ行目選択期間について説明したのと同様に、スイッチＳｗ２を閉じる。表示素子２０には、電位Ｖｃｒｃｔ＋Ｖｓｉｇ”−Ｖ０に略対応した大きさの電流が流れる。なお、次の画素行への書き込みを行うため、スイッチＳｗＣ１は閉じ、スイッチＳｗＶ１は開く。

上記の通り、本態様に係る駆動方法は、定電位線１４の代わりに電源配線２６を利用すること以外は、第１態様とほぼ同様である。そのため、本態様でも、第１態様で説明したのと、同様の効果を得ることができる。

また、上記の通り、本態様では、第１態様で使用した定電位線１４の代わりに、定電位線２６を使用する。これに伴い、各画素２にスイッチＳｗ５ｅを設ける必要があるが、電流信号線１０及び図２に示す映像信号線ドライバ５を省略することができる。

次に、本発明の第３態様について説明する。
図５は、本発明の第３態様に係る表示装置を概略的に示す平面図である。図５に示す表示装置１は、例えば、有機ＥＬ表示装置である。この表示装置１は、走査信号線１７を省略するとともにスイッチＳｗ５ｅのゲートを走査信号線８に接続したこと以外は、図４の表示装置１と同様の構造を有している。

図５の表示装置１では、スイッチＳｗ５ｅのスイッチング動作を、スイッチＳｗ５ａ及びＳｗ５ｂのスイッチング動作から独立して制御することはできないが、第２態様で説明したのと同様の方法により駆動することができる。したがって、本態様でも、第２態様で説明したのと同様の効果を得ることができる。

加えて、本態様では、走査信号線１７を省略している。すなわち、本態様によると、第２態様と比較して、配線数を低減することができる。

次に、本発明の第４態様について説明する。
図６は、本発明の第４態様に係る表示装置を概略的に示す平面図である。図６に示す表示装置１は、例えば、有機ＥＬ表示装置である。この表示装置１は、以下の構成を採用したこと以外は、図５の表示装置１と同様の構造を有している。

すなわち、図６の表示装置１では、補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ｆ及びＳｗ５ｇと走査信号線１８とが設けられている。補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ｆは、補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ｂの一端子（ここではドレイン）と駆動制御素子Ｔｒのゲートとの間に接続されている。補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ｆのスイッチングは、走査信号線１８から供給される走査信号によって制御する。補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ｇは、補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ｅの出力端子とキャパシタＣ１のスイッチＳｗ５ｅ側の電極との間に接続されている。補正信号供給制御用スイッチＳｗ５ｇのスイッチングは、走査信号線１７から供給される走査信号によって制御する。

なお、この表示装置１では、基板３と、走査信号線６乃至８及び１８と、電圧電流信号線９と、電源配線１１と、定電位線２６と、スイッチＳｗ１，Ｓｗ２，Ｓｗ５ａ，Ｓｗ５ｂ，Ｓｗ５ｅ，Ｓｗ５ｆ及びＳｗ５ｇと、駆動制御素子Ｔｒと、キャパシタＣ１及びＣ２とがアクティブマトリクス基板を構成している。このアクティブマトリクス基板は、走査信号線ドライバ４などをさらに含むことができる。また、このアクティブマトリクス基板は、表示素子の一方の電極をさらに含むことができる。

図６の表示装置１は、第３態様で説明したのと同様の方法により駆動することができる。したがって、本態様でも、第３態様で説明したのと同様の効果を得ることができる。

ところで、スイッチＳｗ５ａ及びＳｗ５ｂに同一の構造を採用するとともに、それらを同時に形成することがある。この場合、原理的には、スイッチＳｗ５ａ及びＳｗ５ｂの閾値は同一となる。しかしながら、実際には、スイッチＳｗ５ａ及びＳｗ５ｂの閾値がばらつくことがある。

スイッチＳｗ５ａ及びＳｗ５ｂの閾値が異なっていると、それらのスイッチングは同時には行われない。例えば、スイッチＳｗ５ｂが開くのに先立ってスイッチＳｗ５ａが開いた場合、スイッチＳｗ５ｂが開いてからスイッチＳｗ５ａが開くまでの間に、ノードＤの電位が変動する。すなわち、駆動制御素子Ｔｒの特性を十分に補正することが難しくなる可能性がある。

本態様では、スイッチＳｗ５ｆのスイッチングは、スイッチＳｗ５ｂのスイッチングから独立して制御することができる。したがって、第１書き込み期間Ｐ３Ｃにおいて、スイッチＳｗ５ｂを開くのに先立って、スイッチＳｗ５ｆを開くことができる。それゆえ、ノードＤの電位の不所望な変動を防止することができる。したがって、駆動制御素子Ｔｒの特性を確実に補正することができる。なお、この効果は、スイッチＳｗ５ｂ及びＳｗ５ｇを設けない場合にも得ることができる。

また、本態様では、スイッチＳｗ５ｆ及びＳｗ５ｂを、駆動制御素子Ｔｒのゲートとドレインとの間で直列に接続している。また、スイッチＳｗ５ｇ及びＳｗ５ｅは、キャパシタＣ１と定電位線２６との間で直列に接続している。そのため、キャパシタＣ１に蓄積された電荷が保持期間Ｐ４においてリークするのを抑制することができる。すなわち、保持期間Ｐ４において、駆動制御素子Ｔｒのゲート電位が変動するのを抑制することができる。

さらなる利益及び変形は、当業者には容易である。それゆえ、本発明は、そのより広い側面において、ここに記載された特定の記載や代表的な態様に限定されるべきではない。したがって、添付の請求の範囲及びその等価物によって規定される本発明の包括的概念の真意または範囲から逸脱しない範囲内で、様々な変形が可能である。

本発明の第１態様に係る表示装置を概略的に示す平面図。 図１の表示装置で使用可能な映像信号線ドライバ及び電圧電流源の等価回路図。 図１に示す表示装置の駆動方法の一例を概略的に示すタイミングチャート。 本発明の第２態様に係る表示装置を概略的に示す平面図。 本発明の第３態様に係る表示装置を概略的に示す平面図。 本発明の第４態様に係る表示装置を概略的に示す平面図。 閾値キャンセル型回路を用いた有機ＥＬ表示装置の等価回路図。 カレントコピー型回路を用いた有機ＥＬ表示装置の等価回路図。

符号の説明

１…表示装置、２…画素、３…基板、４…走査信号線ドライバ、５…映像信号線ドライバ、６…走査信号線、７…走査信号線、８…走査信号線、９…電圧信号線又は電圧電流信号線、１０…電流信号線、１１…電源配線、１４…定電位線、１５…走査信号線、１６…ＩＣ、１７…走査信号線、２０…表示素子、２５…電圧電流源、２６…定電位線、Ａ…ノード、Ｂ…ノード、Ｃ…ノード又は電流信号入力端子、Ｃ１…キャパシタ、Ｃ２…キャパシタ、ＣＳ…電流源、Ｄ…ノード、Ｅ…ノード又は電圧信号入力端子、Ｓｗ１…選択用スイッチ、Ｓｗ２…出力制御用スイッチ、Ｓｗ３…補正用スイッチ、Ｓｗ４…補正／書き込み用スイッチ、Ｓｗ５ａ…補正信号供給制御用スイッチ、Ｓｗ５ｂ…補正信号供給制御用スイッチ、Ｓｗ５ｅ…補正信号供給制御用スイッチ、Ｓｗ５ｆ…補正信号供給制御用スイッチ、Ｓｗ５ｇ…補正信号供給制御用スイッチ、ＳｗＣ１…スイッチ、ＳｗＣ２…スイッチ、ＳｗＶ０…スイッチ、ＳｗＶ１…スイッチ、ＳｗＶ２…スイッチ、Ｔｒ…駆動制御素子、ＶＳ…電圧源。

Claims (8)

1. マトリクス状に配置された複数の画素を具備した表示装置であって、前記複数の画素のそれぞれは、
   電圧信号が供給される電圧信号入力端子と、
   第１電源端子に接続された第１端子と、制御端子と、それらの間の電圧に対応した電流を出力する第２端子とを含んだ駆動制御素子と、
   前記電圧信号入力端子と前記制御端子との間に接続された第１キャパシタと、
   電流信号が供給される電流信号入力端子と、
   前記電流信号入力端子と前記制御端子との間に接続された第１スイッチと、
   前記電流信号入力端子と前記第２端子との間に接続された第２スイッチと、
   前記第２端子に入力端子が接続された出力制御スイッチと、
   第２電源端子と前記出力制御スイッチの出力端子との間に接続された表示素子とを具備し、
   前記表示装置は、表示すべき階調に基づいて、書き込み動作を第１及び第２書き込み動作間で変化させ、
   前記第１書き込み動作は、前記電圧信号入力端子を第１電位に設定するとともに前記出力制御スイッチを開き且つ前記第１及び第２スイッチを閉じて、前記第１及び第２端子間に映像信号としての電流を流すことを含み、
   前記第２書き込み動作は、前記電圧信号入力端子を第２電位に設定するとともに前記出力制御スイッチを開き且つ前記第１及び第２スイッチを閉じて、前記第１及び第２端子間にリセット信号としての電流を流し、次いで、第１スイッチを開き、その後、前記電圧信号入力端子を前記映像信号に対応した電位に設定することを含んだ表示装置。
2. 前記画素の行に対応して配列した複数本の走査信号線と、
   前記画素の列に対応して配列し且つそれぞれ前記電圧信号入力端子に前記電圧信号を供給する複数本の電圧信号線と、
   前記画素の列に対応して配列し且つそれぞれ前記電流信号入力端子に前記電流信号を供給する複数本の電流信号線とをさらに具備し、
   前記複数の画素のそれぞれは、前記電圧信号線と前記電圧信号入力端子との間に接続され且つ前記走査信号線から供給される走査信号によってスイッチング動作が制御される選択用スイッチをさらに具備した請求項１に記載の表示装置。
3. 前記画素の行に対応して配列した複数本の走査信号線と、
   前記画素の列に対応して配列し且つそれぞれ前記電圧信号入力端子に前記電圧信号を供給するとともに前記電流信号入力端子に前記電流信号を供給する複数本の電圧電流信号線とをさらに具備し、
   前記複数の画素のそれぞれは、前記電圧電流信号線と前記電圧信号入力端子との間に接続され且つ前記走査信号線から供給される走査信号によってスイッチング動作が制御される選択用スイッチをさらに具備した請求項１に記載の表示装置。
4. 前記複数の画素のそれぞれは、前記電圧信号入力端子と定電圧源との間に接続された第３スイッチをさらに具備した請求項３に記載の表示装置。
5. 前記第１スイッチは前記第２スイッチを介して前記電流信号入力端子に接続された請求項１に記載の表示装置。
6. 前記複数の画素のそれぞれは、一方の電極が前記制御端子に接続され、他方の電極が定電圧源に接続された第２キャパシタをさらに具備した請求項１に記載の表示装置。
7. 前記表示素子は有機ＥＬ素子である請求項１に記載の表示装置。
8. マトリクス状に配置された複数の画素を具備し、前記複数の画素のそれぞれは、第１電源端子に接続された第１端子と制御端子とそれらの間の電圧に対応した電流を出力する第２端子とを含んだ駆動制御素子と、前記第２端子と前記第２電源端子との間に接続された表示素子と、前記制御端子と電圧信号入力端子との間に接続されたキャパシタとを具備した表示装置の駆動方法であって、
   表示すべき階調に基づいて、書き込み動作を第１及び第２書き込み動作間で変化させることを含み、
   前記第１書き込み動作は、前記電圧信号入力端子を第１電位に設定し且つ前記表示素子と前記第２端子との接続を断つとともに前記制御端子を前記画素の外部と接続した状態で、前記第１及び第２端子間に映像信号としての電流を流すことを含み、
   前記第２書き込み動作は、前記電圧信号入力端子を第２電位に設定し且つ前記表示素子と前記第２端子との接続を断つとともに前記制御端子を前記画素の外部と接続した状態で、前記第１及び第２端子間にリセット信号としての電流を流し、次いで、前記制御端子と前記画素の外部との接続を断ち、その後、前記電圧信号入力端子を前記映像信号に対応した電位に設定することを含んだ方法。

Images