WO2010001594A1 - 表示装置及びその制御方法 - Google Patents

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light emitting
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白水博
中村哲朗
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    • G09G2310/0243Details of the generation of driving signals
    • G09G2310/0248Precharge or discharge of column electrodes before or after applying exact column voltages

Definitions

  • the present invention relates to a display device and a method of controlling the same, and more particularly to a method of evaluating light-emitting element characteristics.
  • An image display apparatus (organic EL display) using an organic EL element (OLED: Organic Light Emitting Diode) is known as an image display apparatus using a current drive type light emitting element.
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • the organic EL display is attracting attention as a candidate for the next-generation FPD (Flat Panal Display) because it has the advantages of excellent viewing angle characteristics and low power consumption.
  • organic EL elements constituting pixels are usually arranged in a matrix.
  • An organic EL element is provided at the intersection of a plurality of row electrodes (scanning lines) and a plurality of column electrodes (data lines), and a voltage corresponding to a data signal is applied between the selected row electrodes and the plurality of column electrodes.
  • What drives an organic EL element is called a passive matrix type organic EL display.
  • a thin film transistor (TFT: Thin Film Transistor) is provided at the intersection of a plurality of scanning lines and a plurality of data lines, the gate of the driving transistor is connected to this TFT, and this TFT is turned on through the selected scanning line.
  • a data signal is input to a driving transistor from which the organic EL element is driven by the driving transistor is called an active matrix organic EL display.
  • the passive matrix type organic EL display in which the organic EL elements connected to it emit light only while the row electrodes (scanning lines) are selected, the next scanning (selection) is performed in the active matrix type organic EL display. Since it is possible to cause the organic EL element to emit light, the decrease in luminance of the display is not caused even if the duty ratio is increased. Therefore, since it can drive with a low voltage, power consumption can be reduced. However, in the active matrix organic EL display, even if the same data signal is applied, the luminance of the organic EL element is different in each pixel and unevenness in luminance occurs due to the dispersion of the characteristics of the driving transistor and the organic EL element. There is a drawback of that.
  • non-uniform characteristics As a method of compensating for unevenness in brightness due to variations in characteristics of driving transistors and organic EL elements generated in the manufacturing process (hereinafter collectively referred to as non-uniform characteristics) in conventional organic EL displays, compensation by complicated pixel circuits, external memory Compensation is typically used.
  • a diode-connected transistor is connected to a conventional voltage-driven pixel circuit consisting of two transistors, By measuring the current flowing through the test line connected to the diode-connected transistor in the state of the light-emitting panel substrate before forming the EL, and detecting the relationship between the signal voltage and the current flowing through the drive transistor. , Pixel inspection and pixel characteristic extraction are performed.
  • the diode-connected transistor can be made to pass a current as a reverse bias using a test line, so that a normal voltage write operation can be performed.
  • the characteristics detected in the state of the array can be used for correction control of the applied voltage to the data line when using the organic EL light emitting panel.
  • the conventional organic EL element is not detected Method can not compensate for the uneven brightness of the pixel.
  • the organic EL light emitting device has a problem of burn-in, which is a deterioration phenomenon due to a change with time.
  • burn-in problem it may be possible to compensate by feeding back the current-voltage characteristics of the organic EL light emitting element, but in an actual pixel circuit, the internal resistance of the wiring and the switch element is high and the parasitic capacitance is large. Therefore, a long charging time is required to flow a current for IV characteristic investigation and read the voltage of the organic EL element. Therefore, a display having a conventional organic EL element has a problem that the characteristics of the organic EL element can not be compensated accurately and at high speed.
  • the present invention provides a display device capable of detecting current-voltage characteristics of the light emitting element accurately and at high speed in an electronic circuit having the light emitting element represented by an organic EL element as a component and a control method thereof.
  • the purpose is to
  • a display device includes a light emitting element, a first power supply line electrically connected to a first electrode of the light emitting element, and a second electrode of the light emitting element A second power supply line electrically connected to the second power supply line, a capacitor for holding a voltage, and a current corresponding to the voltage held by the capacitor, provided between the first electrode and the first power supply line, A driving element for causing the light emitting element to emit light by flowing between one power supply line and the second power supply line, a data line for supplying a signal voltage to one electrode of the capacitor, and a voltage corresponding to the signal voltage A first switch element to be held by a capacitor, and a voltage generation circuit that supplies a signal voltage to the data line, supplies a predetermined voltage to the data line, and precharges the data line.
  • a current generation circuit for supplying a predetermined survey current to the light emitting element, a voltage detection circuit connected to the data line for detecting a voltage of the light emitting element, and provided between the first electrode and the data line Wiring, a second switch element provided on the wiring and connecting the first electrode and the data line, and the first switch element turned off to turn off the drive element, the second switch element
  • the current generation circuit transmits the data line and the wiring.
  • the voltage of the first electrode in a state in which the predetermined investigation current is supplied to the light emitting element, the voltage detection cycle is performed via the data line and the wiring.
  • a control unit for detecting the.
  • the current-voltage characteristic of the semiconductor element or the light emitting element is precharged to the conductive line in advance.
  • the precharge condition is reset, so that high-speed and accurate measurement of current-voltage characteristics becomes possible.
  • FIG. 1 is a state transition diagram of a display unit of a general active matrix display device.
  • FIG. 2 is a functional configuration diagram of a display device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of one pixel unit included in the display unit according to Embodiment 1 of the present invention and a connection with a peripheral circuit thereof.
  • FIG. 4 is a diagram showing a first configuration of a voltage detection circuit included in the display device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a second configuration of the voltage detection circuit included in the display device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1 is a state transition diagram of a display unit of a general active matrix display device.
  • FIG. 2 is a functional configuration diagram of a display device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of one pixel unit included in the display unit according to Embodiment 1
  • FIG. 6 is a diagram showing a third configuration of the voltage detection circuit of the display device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is an operation flowchart of the control unit according to the first and second embodiments of the present invention in the case of detecting the current-voltage characteristic of the organic EL element.
  • FIG. 8 is a timing chart when detecting the current-voltage characteristic of the organic EL element according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A is a circuit diagram illustrating an operation state of the display device according to Embodiment 1 of the present invention from time t1 to t2.
  • FIG. 9B is a circuit diagram illustrating an operation state of the display device according to Embodiment 1 of the present invention at times t2 to t3.
  • FIG. 9A is a circuit diagram illustrating an operation state of the display device according to Embodiment 1 of the present invention from time t1 to t2.
  • FIG. 9B is a circuit diagram illustrating an operation state of the display device
  • FIG. 9C is a circuit diagram illustrating an operation state at times t3 to t4 of the display according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9D is a circuit diagram illustrating an operation state at times t4 to t6 of the display according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a functional configuration diagram of a display device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing a circuit configuration of one pixel unit included in a display unit according to Embodiment 2 of the present invention and connection with peripheral circuits thereof.
  • FIG. 12 is a timing chart when detecting the current-voltage characteristic of the organic EL element according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an external view of a thin flat TV incorporating the display device of the present invention.
  • a light emitting element In the display device according to the aspect of the present invention, a light emitting element, a first power supply line electrically connected to the first electrode of the light emitting element, and a second power electrode electrically connected to the second electrode of the light emitting element
  • Two power supply lines, a capacitor for holding a voltage, and a current corresponding to the voltage held by the capacitor and provided between the first electrode and the first power supply line are the first power supply line and the second power supply.
  • a driving element that causes the light emitting element to emit light by flowing between the data line, a data line that supplies a signal voltage to one electrode of the capacitor, and a first switch element that causes the capacitor to hold a voltage corresponding to the signal voltage
  • a voltage generation circuit for supplying a signal voltage to the data line and supplying a predetermined voltage to the data line to precharge the data line; and connected to the data line.
  • a current generation circuit for supplying current, a voltage detection circuit connected to the data line and detecting a voltage of the light emitting element, a wire provided between the first electrode and the data line, and the wire
  • a second switch element for connecting the first electrode and the data line, and the first switch element is turned off to turn off the drive element, and the second switch element is turned on to turn on the voltage generation circuit
  • the current generation circuit transmits the predetermined voltage to the light emitting element through the data line and the wiring.
  • a control unit for supplying a research current and causing the voltage detection circuit to detect the voltage of the first electrode in a state in which the predetermined research current is supplied, via the data line and the wiring It is intended to.
  • the voltage generation circuit is supplied with the predetermined voltage to the data line to precharge the data line, and the current generation circuit is connected via the data line.
  • the light emitting element is supplied with the predetermined investigation current, and the voltage detection circuit detects the voltage of the first electrode of the light emitting element in the state where the predetermined inspection current is supplied through the data line.
  • the data line is supplied with the predetermined voltage to precharge the data line, and the distributed capacitance connected to the data line is The battery is charged to a predetermined voltage. Therefore, it is possible to significantly shorten the charging period required to flow the investigation current to the light emitting element and to detect the voltage of the first electrode of the light emitting element. As a result, it is possible to accurately and quickly correct the video signal according to the characteristics of the light emitting element which is deteriorated due to the secular change.
  • the display device is the display device according to the first aspect, wherein the control unit transmits the predetermined survey current to the light emitting element from the current generation circuit via the data line and the wiring.
  • the voltage detection circuit is detected a plurality of times through the data line and the wiring, the voltage of the first electrode being supplied a plurality of times and supplied with the predetermined investigation current is detected a plurality of times
  • the voltage generation circuit supplies an update voltage larger than the predetermined voltage to the data line to perform precharging of the voltage on the data line again. It is a thing.
  • the difference between the detected voltage values of the plurality of first electrodes is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the voltage of the light emitting element is unstable, and the voltage is greater than the predetermined voltage on the data line.
  • An update voltage is supplied to perform precharging of the voltage to the data line again.
  • the voltage of the light emitting element is not determined based on the potential of the first electrode of the light emitting element detected in an unstable state. Therefore, the voltage of the light emitting element can be accurately detected while the charging period required from the flow of the investigation current to the light emitting element to the detection of the voltage of the first electrode of the light emitting element is significantly shortened. .
  • the display device is the display device according to the second aspect, further comprising a memory for storing data, wherein the control unit is configured to receive the predetermined voltage from the voltage generation circuit to the data line. After a large update voltage is supplied to perform precharging of the voltage to the data line again, the predetermined generation current is sent to the light emitting element a plurality of times from the current generation circuit via the data line and the wiring. To cause the voltage detection circuit to detect the voltage of the first electrode in the state of being supplied and supplied with the predetermined survey current multiple times via the data line and the wiring, and the plurality of detected When the difference between the voltage values of one electrode is less than a predetermined value, the voltage of the first electrode detected by the voltage detection circuit is held in the memory.
  • the voltage of the light emitting element is stable if the difference between the voltage values of the plurality of detected first electrodes is less than a predetermined value after performing the precharging of the voltage to the data line again.
  • the voltage of the first electrode of the light emitting element detected by the voltage detection circuit is held in the memory.
  • the voltage of the light emitting element is determined in a state where the voltage of the first electrode of the light emitting element is stable. Therefore, the voltage of the light emitting element can be accurately detected while the charging period required from the flow of the investigation current to the light emitting element to the detection of the voltage of the first electrode of the light emitting element is significantly shortened. .
  • the display device is, in the display device according to the first aspect, further comprising a memory for storing data, and the control unit transmits the current generation circuit via the data line and the wiring.
  • the predetermined investigation current is supplied to the light emitting element a plurality of times, and the voltage of the first electrode in a state in which the predetermined investigation current is supplied is the voltage detection circuit via the data line and the wiring.
  • the voltage of the first electrode detected by the voltage detection circuit is held in the memory when the difference between the voltage values of the plurality of first electrodes detected is less than a predetermined value. is there.
  • the voltage of the light emitting element is determined based on the voltage of the first electrode of the light emitting element detected in the state where the voltage of the light emitting element is stabilized. Therefore, the voltage of the light emitting element can be accurately detected while the charging period required for detecting the voltage of the light emitting element after flowing the investigation current to the light emitting element is significantly shortened.
  • the display device is the display device according to the third or fourth aspect, wherein the control unit lasts, among the voltage values of the plurality of first electrodes detected by the voltage detection circuit. The detected voltage of the first electrode is held in the memory.
  • the voltage of the first electrode of the light emitting element detected last among a plurality of times detected by the voltage detection circuit may be held in the memory.
  • the display device is the display device according to any of the third to fifth aspects, wherein the control unit is configured to receive the predetermined survey current and the voltage of the held first electrode.
  • the current-voltage characteristic of the light emitting element is calculated based on the above, the video signal input from the outside is corrected based on the current-voltage characteristic of the light emitting element, and the corrected video signal from the voltage generation circuit A signal voltage corresponding to V. is supplied to the data line.
  • the current-voltage characteristic of the light emitting element is calculated based on the predetermined survey current and the voltage of the first electrode of the light emitting element held, and the image signal input from the outside is calculated.
  • a correction is performed based on current-voltage characteristics of the light emitting element, and a signal voltage corresponding to the corrected video signal is supplied to the data line.
  • the display device is the display device according to any one of claims 1 to 6, wherein the control unit uses a signal voltage corresponding to a video signal in which the data line is input from the outside.
  • the first switch element is turned off to turn off the drive element, and the second switch element is turned on to supply the predetermined voltage from the voltage generation circuit to the data line.
  • the predetermined generation current is supplied from the current generation circuit to the light emitting element through the data line and the wiring, and the predetermined investigation current is supplied.
  • the voltage detection circuit is configured to detect the voltage of the first electrode in the selected state via the data line and the wiring.
  • the voltage for the data line is precharged to detect the voltage of the light emitting element.
  • the display device wherein the video signal is divided into frame units, and the signal voltage corresponding to each pixel of the video signal is divided into frame units.
  • the non-writing period has a writing period for writing to the capacitor and a non-writing period for not writing the signal voltage to the capacitor, and the data line is not used by a signal voltage corresponding to a video signal input from the outside. It is a period.
  • the period during which the data line is not used by the signal voltage corresponding to the video signal input from the outside may be set as the non-writing period.
  • the display device is the display device according to the third aspect, wherein the video signal is divided in frame units, and for each frame unit, the signal voltage corresponding to each pixel of the video signal is
  • the non-writing period has a writing period for writing to the capacitor and a non-writing period for not writing the signal voltage to the capacitor, and the data line is not used by a signal voltage corresponding to a video signal input from the outside.
  • a period in which the voltage generation circuit supplies the predetermined voltage to the data line to precharge the data line, and the predetermined investigation current is supplied.
  • the voltage generation circuit is supplied with the predetermined voltage to the data line to perform precharging of the voltage to the data line, and the predetermined investigation current is supplied.
  • the second non-writing period may be different from the second non-writing period in which the voltage of the first electrode is detected in a state in which the predetermined investigation current is supplied.
  • the display device is the display device according to any one of claims 1 to 9, comprising a plurality of pixel portions including the light emitting element and the driving element, and the plurality of pixel portions Are arranged in a matrix.
  • the display device may be a display device in which a plurality of pixel portions including the display element and the drive element are arranged in a matrix.
  • the display device is the display device according to any one of claims 1 to 10, wherein the first electrode of the light emitting element is an anode electrode, and the voltage of the first power supply line is A current flows from the first power supply line to the second power supply line, which is higher than the voltage of the second power supply line.
  • the first electrode of the light emitting element is an anode voltage
  • the voltage of the first power supply line is higher than the voltage of the second power supply line
  • a current flows from the first power supply line to the second power supply line. You may do so.
  • the light emitting element, the first power supply line electrically connected to the first electrode of the light emitting element, and the second electrode of the light emitting element are electrically connected.
  • a second power supply line, a capacitor for holding a voltage, and a current corresponding to the voltage held by the capacitor and provided between the first electrode and the first A driving element for flowing the second power supply line to cause the light emitting element to emit light, a data line for supplying a signal voltage to one of the electrodes of the capacitor, and a voltage for holding the voltage corresponding to the signal voltage
  • a voltage generating circuit that supplies a signal voltage to the data line and supplies a predetermined voltage to the data line to precharge the data line;
  • Connected to the light emitting element A current generation circuit for supplying a predetermined survey current to the data line, a voltage detection circuit connected to the data line for detecting a voltage of the light emitting element, and a wire provided between the first electrode and the data line;
  • the second switch element is turned on, the predetermined voltage is supplied from the voltage generation circuit to the data line, the voltage is precharged to the data line, and the precharge is performed.
  • the predetermined investigation current is supplied from the current generation circuit to the light emitting element through the data line and the wiring, and the current of the first electrode of the light emitting element is supplied in the state where the predetermined investigation current is supplied. And via the data lines and the wiring, it is intended to be detected in the voltage detecting circuit.
  • the display device is characterized in that a light emitting element, a first power supply line electrically connected to the first electrode of the light emitting element, and a second power electrode electrically connected to the second electrode of the light emitting element
  • Two power supply lines, a capacitor for holding a voltage, and a current corresponding to the voltage held by the capacitor and provided between the first electrode and the first power supply line are the first power supply line and the second power supply.
  • a driving element that causes the light emitting element to emit light by flowing between the data line, a data line that supplies a signal voltage to one electrode of the capacitor, and a first switch element that causes the capacitor to hold a voltage corresponding to the signal voltage
  • a voltage generation circuit for supplying a signal voltage to the data line and supplying a predetermined voltage to the data line to precharge the data line; and connected to the data line.
  • a current generation circuit for supplying a scan current; a read-out line for reading out the voltage of the first electrode; a voltage detection circuit for detecting the voltage of the first electrode connected to the read-out line; Between the first electrode and the readout line, and a second switch element provided between the first electrode and the data line, which is provided between the first electrode and the data line; And a third switch element provided on the second wiring and connecting the first electrode and the readout line, and the voltage generation circuit is any one of the data line and the readout line. And the first switch element is turned off to turn off the drive element, the fourth switch element is connected to the voltage generation circuit and the data line, and the second switch element is turned on.
  • the voltage generation circuit and the data line are connected to the fourth switch element, the predetermined voltage is supplied to the data line to the voltage generation circuit, and the voltage is applied to the data line.
  • the voltage detection circuit detects the voltage of the first electrode of the light emitting element in a state in which the predetermined survey current is supplied via the data line.
  • the data line is supplied with the predetermined voltage to precharge the data line, and the distributed capacitance connected to the data line is It is assumed that the battery has been charged to a predetermined set voltage.
  • the voltage detection circuit detects the voltage of the light emitting element through a read-out line different from the data line. Then, a fourth switch element is provided to connect the voltage generation circuit to either the data line or the read line, and the fourth switch element is used to precharge the data line.
  • the fourth switch element is connected to the voltage detection circuit and the voltage detection circuit. Connect data lines.
  • the voltage detection circuit detects the voltage of the light emitting element through the read line not connected to the basic circuit, so that the voltage detection circuit is not affected by the voltage drop by the driving element which is a component of the basic circuit. The voltage of the light emitting element can be measured more accurately.
  • FIG. 1 is a state transition diagram of a display unit of a general active matrix display device.
  • the drawing shows a write period and a non-write period for each pixel row (line) in a certain pixel column.
  • the vertical direction shows pixel rows, and the horizontal axis shows elapsed time.
  • the writing period is a period in which a data line is used to supply a signal voltage to each pixel.
  • the write operation of the signal voltage is performed in the order of the pixel rows.
  • voltage holding to the capacitive element and voltage application to the gate of the driving transistor are simultaneously performed in the writing period; thus, the light emitting operation is continuously performed after the writing operation.
  • the current-voltage characteristic investigation can not be performed during the write period or the light emission operation period as illustrated in FIG. 1, and a period for investigating the current-voltage characteristic separately from the write period and the light emission operation period is It had to be provided.
  • the display device and the control method thereof according to the first embodiment of the present invention, even during the output of the video signal to the display device, the non-writing period during which the data line is not used is used.
  • the current-voltage characteristic investigation of the organic EL element can be performed.
  • it is not necessary to set the period for calculation of the current-voltage characteristics of the organic EL element separately from the period during which the video signal is output to the display device, and the aging of the video signal to the display device It is possible to realize the correction of the video signal corresponding quickly to the characteristics of the organic EL element which is deteriorated due to the change.
  • the display device can accurately and quickly detect the current-voltage characteristics of the organic EL element even within the non-writing period.
  • FIG. 2 is a functional configuration diagram of a display device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the display device 1 in the figure includes a display unit 10, a scanning line drive circuit 20, a voltage generation circuit 30, a current generation circuit 40, a voltage detection circuit 50, a control unit 70, and a memory 80.
  • FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of one pixel unit included in the display unit according to Embodiment 1 of the present invention and a connection with a peripheral circuit thereof.
  • the pixel unit 100 in the same figure controls the organic EL element 110, the drive transistor 120, the switching transistor 130, the inspection transistor 140, the capacitive element 150, the common electrode 115, the power supply line 125, the scanning line 21 and A line 22 and a data line 31 are provided.
  • the peripheral circuit also includes a scanning line drive circuit 20, a voltage generation circuit 30, a current generation circuit 40, and a voltage detection circuit 50.
  • the display unit 10 includes a plurality of pixel units 100.
  • the scanning line drive circuit 20 is connected to the scanning line 21 and the control line 22, and controls the voltage levels of the scanning line 21 and the control line 22 to turn on / off the switching transistor 130 and the inspection transistor 140 of the pixel unit 100. It has a function to control non-conduction.
  • the voltage generation circuit 30 is connected to the data line 31 and has a function as a data line drive circuit that supplies a signal voltage to the data line 31. Further, the voltage generation circuit 30 has a function as a voltage source that outputs a predetermined voltage to perform precharging on the data line 31. In addition, the voltage generation circuit 30 has a switch that can open or short the connection with the data line 31.
  • precharging refers to charging a predetermined circuit in advance.
  • the data line 31 since the display unit 10 is a thin film laminated structure having various circuit elements, for example, the data line 31 has parasitic capacitance in a portion intersecting with the scanning line or the power supply line for each pixel.
  • charge When a minute current is caused to flow through the data line 31 having this parasitic capacitance, charge must be held also in the parasitic capacitance in order for the data line 31 to be in a steady state by the minute current. In addition, it takes time to charge the parasitic capacitance.
  • the precharging in the present embodiment is to charge the data line 31 from the voltage generation circuit 30 by applying a voltage in order to store charges in advance in the parasitic capacitance.
  • the data line 31 is a second conductive line, is connected to the pixel column including the pixel unit 100, and supplies the signal voltage output from the voltage generation circuit 30 to each pixel unit of the pixel column.
  • the current generation circuit 40 is connected to the data line 31 and has a function as a current source for flowing a research current to the organic EL element 110.
  • the current generation circuit 40 has a switch capable of opening or shorting the connection with the data line 31.
  • the research current is a current that flows through the organic EL element 110 in order to accurately and quickly grasp the state of deterioration of the organic EL element 110 with time.
  • the voltage detection circuit 50 By detecting the anode voltage of the organic EL element 110 generated by flowing the research current to the organic EL element 110 with the voltage detection circuit 50, it is possible to obtain the current-voltage characteristic of the organic EL element 110 at present. It becomes.
  • the voltage detection circuit 50 is connected to the data line 31 and has a function of detecting the anode voltage of the organic EL element 110 when the inspection transistor 140 is turned on.
  • the voltage detection circuit 50 may be built in the data driver IC together with the voltage generation circuit 30, or may be separate from the data driver IC.
  • FIG. 4 is a diagram showing a first configuration of a voltage detection circuit included in the display device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the voltage detection circuit 50 may have the same number of voltage detectors 51 as the number of data lines 31.
  • FIG. 5 is a diagram showing a second configuration of the voltage detection circuit of the display device according to the first embodiment of the present invention.
  • the voltage detection circuit 50 preferably has a multiplexer 52 for switching the data lines 31 and a voltage detector 51 smaller than the number of the data lines 31.
  • the number of voltage detectors 51 required when measuring the anode voltage of the organic EL element 110 is reduced, so it is possible to realize area saving of the electronic device and reduction of the number of parts.
  • FIG. 6 is a diagram showing a third configuration of the voltage detection circuit of the display device according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in the figure, when the voltage detection circuit 50 has the multiplexer 52 for switching the data line 31 and the number of voltage detectors 51 smaller than the data line 31, the multiplexer 52 is formed on the light emitting panel 5. It may be done. As a result, the scale of the voltage detection circuit is reduced, which can be realized at low cost.
  • the control unit 70 has a function of controlling the scanning line drive circuit 20, the voltage generation circuit 30, the current generation circuit 40, the voltage detection circuit 50, and the memory 80. Further, the control unit 70 includes a measurement control unit 701, a determination unit 702, and a precharge update unit 703.
  • the measurement control unit 701 turns on the inspection transistor 140 and causes the voltage generation circuit 30 to perform precharging on the data line 31. After that, while applying a current to the organic EL element 110 from the current generation circuit 40, the voltage detection circuit 50 measures the anode voltage of the organic EL element 110. Then, the measured anode voltage of the organic EL element 110 is output to the determination unit 702.
  • the determination unit 702 determines whether the anode voltage of the organic EL element 110 measured by the voltage detection circuit 50 is stable. Then, the determination result is output to the precharge updating unit 703. The determination method about the stability of the anode voltage of the organic EL element 110 and its reference
  • the precharge updating unit 703 updates the conditions for precharging the data line 31 from the voltage generation circuit 30 when the determining unit 702 determines that the anode voltage of the organic EL element 110 is not stable. The method of updating the precharge and the setting thereof will be described later with reference to FIG.
  • control unit 70 converts the current-voltage characteristic data of the organic EL element 110 acquired by the above configuration into digital, and calculates characteristic parameters by calculation. Then, the calculated characteristic parameter is written to the memory 80. After writing the characteristic parameter to the memory 80, the control unit 70 reads the characteristic parameter written to the memory 80, corrects the video signal data input from the outside based on the characteristic parameter, and drives the data line. The voltage is output to a voltage generation circuit 30 having a function as a circuit. Thereby, the nonuniformity of the luminous efficiency of the organic EL element which each pixel part has is corrected, and the luminance nonuniformity is reduced.
  • the organic EL element 110 functions as a light emitting element, and performs a light emitting operation according to the current between the source and the drain given from the driving transistor 120.
  • the cathode which is the other terminal of the organic EL element 110 is connected to the common electrode 115 and is generally grounded.
  • the gate of the drive transistor 120 is connected to the data line 31 via the switching transistor 130, one of the source and drain is connected to the anode of the organic EL element 110, and the other of the source and drain is connected to the power supply line 125. ing.
  • the signal voltage output from the voltage generation circuit 30 is applied to the gate of the drive transistor 120 via the data line 31 and the switching transistor 130.
  • a source-drain current corresponding to the signal voltage applied to the gate of the drive transistor 120 flows to the organic EL element 110 via the anode of the organic EL element 110.
  • the gate of the switching transistor 130 is connected to the scanning line 21, one of the source and the drain is connected to the data line 31, and the other of the source and the drain is connected to the gate of the driving transistor 120. That is, when the voltage level of the scanning line 21 becomes HIGH, the switching transistor 130 is turned ON, and the signal voltage is applied to the gate of the driving transistor 120.
  • the inspection transistor 140 is a switch element that forms a voltage path for measuring the anode voltage of the organic EL element 110 by the data line 31.
  • the gate of the inspection transistor 140 is connected to the control line 22, one of the source and the drain is connected to the anode of the organic EL element 110, and the other of the source and the drain is connected to the data line 31. That is, when the voltage level of the control line 22 becomes HIGH, the inspection transistor 140 is turned on, and the anode voltage of the organic EL element 110 is detected by the voltage detection circuit 50 via the data line 31.
  • One terminal of the capacitive element 150 is connected to the gate of the drive transistor 120, and the other terminal is connected to one of the source and the drain of the drive transistor 120.
  • the signal voltage given to the gate of the drive transistor 120 is held by the capacitor 150, so that a source-drain current corresponding to the signal voltage flows.
  • all the power supply lines 125 are connected to the same power supply.
  • the common electrode 115 is also connected to the power supply.
  • FIG. 7 is an operation flowchart of the control unit according to Embodiment 1 of the present invention in the case of detecting the current-voltage characteristic of the organic EL element.
  • the measurement control unit 701 causes the voltage generation circuit 30 to output a voltage for turning off the driving transistor 120, writes the voltage in the capacitive element 150, and turns off the driving transistor 120 (S10).
  • the measurement control unit 701 turns on the inspection transistor 140 by applying an on voltage to the control line 22 from the scanning line drive circuit 20, and secures a current application path to the organic EL element 110 (S11).
  • the measurement control unit 701 applies a preset precharge voltage from the voltage generation circuit 30 to the data line 31 which is a conduction line, and performs voltage precharge on the wiring up to the organic EL element 110 (S12). ).
  • the precharge voltage is a predicted voltage for contributing to the voltage convergence of the data line 31 at high speed when the investigation current is supplied from the current generation circuit 40 to the data line 31 in a later step. . Therefore, the precharge voltage value is set in consideration of the parasitic capacitance value of the data line 31 and the investigation current value.
  • the measurement control unit 701 causes the current generation circuit 40 to output the investigation current to the data line 31 (S13). Further, at this time, no output from the voltage generation circuit 30 is made.
  • the measurement control unit 701 causes the voltage detection circuit 50 to execute the first detection of the conductive line voltage (S14). Then, the measurement control unit 701 outputs the result to the determination unit 702.
  • the measurement control unit 701 causes the voltage detection circuit 50 to execute the second detection of the conductive line voltage (S15). Then, the measurement control unit 701 outputs the result to the determination unit 702.
  • the conductive line voltage in step S14 and step S15 is the voltage of the data line 31.
  • the determination unit 702 determines whether the difference between the two conductive line voltages acquired from the measurement control unit 701 is equal to or greater than a predetermined value (S16).
  • step S16 if the difference between the conductive line voltages is equal to or greater than the predetermined value (unstable at S16), the determination unit 702 determines that the measurement of the conductive line voltage is unstable, and the precharge update unit 703 Updates the precharge voltage (S17). Then, at the timing of the next current-voltage characteristic measurement, a series of sequences from step S10 are executed again. In this case, the updated precharge voltage sets, for example, the second conduction line voltage detected in step S15.
  • step S16 if the difference between the conductive line voltages is smaller than the predetermined value (stable in S16), determination unit 702 determines that the measurement of the conductive line voltage is stable, and the second obtained in step S15.
  • the second conduction line voltage is stored in the memory 80 as a voltage value for the investigation current (S18).
  • step S14 and step S15 the first control line voltage and the second control line voltage detected by the voltage detection circuit 50 are not output from the measurement control section 701 to the determination section 702, and measurement control is performed.
  • the unit 701 may be stored in the memory 80.
  • the determination unit 702 reads the two conductive line voltages from the memory 80 and executes the determination.
  • the detection of the conducting wire voltage is performed twice in step S14 and step S15, but the measurement control unit 701 performs the conducting wire voltage three or more times.
  • the determination unit 702 may determine the stability of the detected three or more voltage values.
  • FIG. 8 is a timing chart when detecting the current-voltage characteristic of the organic EL element in the first embodiment of the present invention.
  • the figure shows an example of the details of the non-writing period of FIG. 1 described above, and within the non-writing period of FIG. 1, for example, each step at T1-T6 of FIG. 8 is executed. If there is enough time in the non-writing period after the execution, it is also possible to execute precharging by each step at T7 to T13 shown in FIG.
  • the horizontal axis represents time.
  • a waveform chart of a voltage generated on the scanning line 21 a waveform chart of a voltage generated on the control line 22
  • a waveform chart of a voltage output from the voltage generation circuit 30 conduction line voltage and current generation
  • a waveform diagram of the waveform diagram of the current output from the circuit 40 is shown.
  • the arrows in the figure indicate the voltage detection timing.
  • the conductive line voltage described in FIG. 8 is the voltage of data line 31.
  • the data line 31 is set to a voltage for turning off the driving transistor 120.
  • the voltage level of the scanning line 21 becomes a voltage level at which the switching transistor 130 is turned on.
  • the drive transistor 120 is turned off. Therefore, no current flows between the source and drain of the drive transistor 120 in the organic EL element 110.
  • the operations at time t0 and time t1 correspond to step S10 described in FIG.
  • FIG. 9A is a circuit diagram illustrating an operation state of the display device according to Embodiment 1 of the present invention from time t1 to t2.
  • the parasitic capacitance 220 formed between the data line 31 and the scanning line 21 and the data line 31 in the display unit 10 are common.
  • the parasitic capacitance 210 formed between the power supply line 125 is shown.
  • the voltage level of the scanning line 21 becomes a voltage level at which the switching transistor 130 is turned off.
  • the voltage level of the control line 22 becomes the voltage level at which the inspection transistor 140 is turned on.
  • a current path capable of supplying current from the data line 31 to the organic EL element 110 is secured.
  • the operation at time t2 corresponds to step S11 described in FIG.
  • FIG. 9B is a circuit diagram illustrating an operation state of the display device according to Embodiment 1 of the present invention at times t2 to t3.
  • the voltage generation circuit 30 outputs a preset precharge voltage to the data line 31.
  • the data line 31 is precharged.
  • the operation at time t3 corresponds to step S12 described in FIG.
  • FIG. 9C is a circuit diagram illustrating an operation state at times t3 to t4 of the display according to the first embodiment of the present invention. As described in FIG. 9C, the parasitic capacitances 210 and 220 are charged by the above-described precharging on the data line 31.
  • the current generation circuit 40 outputs the investigation current to the organic EL element 110 via the data line 31.
  • the voltage generation circuit 30 stops the voltage output. The operation at time t4 corresponds to step S13 described in FIG.
  • FIG. 9D is a circuit diagram illustrating an operation state at times t4 to t6 of the display according to the first embodiment of the present invention.
  • the voltage detection circuit 50 detects the first conduction line voltage of the data line 31.
  • the operation at time t5 corresponds to step S14 described in FIG.
  • the voltage detection circuit 50 detects the second conduction line voltage of the data line 31. If the difference between the first conduction line voltage value detected at this time and the second conduction line voltage value is equal to or greater than a predetermined voltage value, precharging is performed when the current-voltage characteristic of the next organic EL element 110 is detected. Change the voltage and try again.
  • the current-voltage of the next organic EL element 110 The detection timing of the characteristic is shown from t7 to t13.
  • the data line 31 is set to a voltage for turning off the driving transistor 120.
  • the voltage level of the scanning line 21 becomes a voltage level at which the switching transistor 130 is turned on.
  • the drive transistor 120 is turned off. Therefore, no current flows between the source and drain of the drive transistor 120 in the organic EL element 110.
  • the voltage level of the scanning line 21 becomes a voltage level at which the switching transistor 130 is turned off.
  • the voltage level of the control line 22 becomes the voltage level at which the inspection transistor 140 is turned on.
  • the voltage generation circuit 30 outputs a preset voltage to the data line 31. At this time, the data line 31 is precharged.
  • the current generation circuit 40 outputs the investigation current to the organic EL element 110 via the data line 31.
  • the voltage generation circuit 30 stops the voltage output.
  • the voltage detection circuit 50 detects the first conduction line voltage of the data line 31.
  • the voltage detection circuit 50 detects a second conduction line voltage of the data line 31. Since the difference between the first conduction line voltage value detected at this time and the second conduction line voltage value is smaller than a predetermined voltage value, the second conduction line voltage value of the organic EL element 110 was measured. It is stored in the memory 80 as an anode voltage.
  • the time for precharging the data lines and detecting the voltage of the organic EL element is as follows: Compared to the voltage detection time which is not precharged, it is shortened by an order of magnitude. By shortening the detection time, the step of determining the stability of the detected voltage and re-detecting the voltage can be incorporated within the permitted time, so that accurate voltage measurement can be realized.
  • the current-voltage characteristic detection of the organic EL element by this high-speed and accurate detection of the current-voltage characteristic of the organic EL element can be performed using the time when the data line is not used between the light-emitting panel and the image output It becomes. For example, each step of the current-voltage characteristic detection of the organic EL element described above can be performed within a non-writing period allocated to each frame unit.
  • step S10 to step S16 described in FIG. 7 are performed in a predetermined non-writing period, and similar step S10 to step S16 are performed in another non-writing period using the updated precharge voltage. It may be in the form of
  • FIG. 10 is a functional configuration diagram of a display device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the display device 2 in the figure includes a display unit 11, a scanning line drive circuit 20, a voltage generation circuit 30, a current generation circuit 40, a voltage detection circuit 50, a voltage selection switch 60, a control unit 70, and a memory. And 80.
  • FIG. 11 is a diagram showing a circuit configuration of one pixel unit included in a display unit according to Embodiment 2 of the present invention and connection with peripheral circuits thereof.
  • a pixel portion 101 in the same figure includes an organic EL element 110, a drive transistor 120, a switching transistor 130, an inspection transistor 140, a capacitive element 150, a read transistor 160, a common electrode 115, a power supply line 125, and scanning.
  • a line 21, a control line 22, a data line 31 and a read line 53 are provided.
  • the peripheral circuit further includes a scanning line drive circuit 20, a voltage generation circuit 30, a current generation circuit 40, a voltage detection circuit 50, and a voltage selection switch 60.
  • the readout line 53 is arranged in each pixel column, and the connection between the readout line 53 and the voltage generation circuit 30 is provided.
  • a voltage selection switch 60 for selecting one of the connection between data line 31 and voltage generation circuit 30 is arranged.
  • the pixel unit 101 is different from the pixel unit 100 in that a read out transistor and a voltage detection path are arranged.
  • the display unit 11 includes a plurality of pixel units 101.
  • the scanning line driving circuit 20 is connected to the scanning line 21 and the control line 22, and controls the voltage level of the scanning line 21 and the control line 22 to control the switching transistor 130, the inspection transistor 140 and the readout transistor of the pixel unit 100. It has a function to control 160 conduction / non-conduction.
  • the voltage generation circuit 30 is connected to the data line 31 or the read line 53 via the voltage selection switch 60.
  • the voltage generation circuit 30 When connected to the data line 31, the voltage generation circuit 30 has a function as a data line drive circuit that supplies a signal voltage to the data line 31.
  • the voltage generation circuit 30 When connected to the read line 53, the voltage generation circuit 30 has a function as a voltage source that outputs a predetermined voltage to perform voltage precharging on the read line 53.
  • the voltage generation circuit 30 has a switch that can open or short the connection with the read line 53.
  • the data line 31 is a second conductive line and is connected to the pixel column including the pixel unit 101, and supplies the signal voltage output from the voltage generation circuit 30 to each pixel unit of the pixel column.
  • the voltage detection circuit 50 is connected to the read line 53, and has a function of detecting the anode voltage of the organic EL element 110 when the read transistor 160 is turned on.
  • the readout line 53 is connected to the pixel column including the pixel unit 101, and functions as a first conductive line for reading out the anode voltage of the organic EL element 110.
  • the voltage selection switch 60 is disposed between the voltage generation circuit 30 and the read line 53 and the data line 31, and the connection between the read line 53 and the voltage generation circuit 30 or the connection between the data line 31 and the voltage generation circuit 30. It has a function to select one of the connections.
  • the control unit 70 has a function of controlling the scanning line drive circuit 20, the voltage generation circuit 30, the current generation circuit 40, the voltage detection circuit 50, the voltage selection switch 60, and the memory 80. Further, the control unit 70 includes a measurement control unit 701, a determination unit 702, and a precharge update unit 703.
  • the measurement control unit 701 makes the read transistor 160 conductive and causes the voltage generation circuit 30 to perform precharge on the read line 53. At the same time, the inspection transistor 140 is made conductive, and the voltage detection circuit 50 measures the anode voltage of the organic EL element 110 while applying a current from the current generation circuit 40 to the organic EL element 110. Then, the measured anode voltage of the organic EL element 110 is output to the determination unit 702.
  • the precharge updating unit 703 updates the conditions for precharging the read line 53 from the voltage generation circuit 30 when the determining unit 702 determines that the anode voltage of the organic EL element 110 is not stable.
  • the inspection transistor 140 is a switch element that forms a current path to the organic EL element 110.
  • the gate of the inspection transistor 140 is connected to the control line 22, one of the source and the drain is connected to the anode of the organic EL element 110, and the other of the source and the drain is connected to the data line 31.
  • the read transistor 160 is a switch element that forms a voltage path for measuring the anode voltage of the organic EL element 110 by the read line 53.
  • the gate of the read transistor 160 is connected to the control line 22, one of the source and the drain is connected to the anode of the organic EL element 110, and the other of the source and the drain is connected to the read line 53.
  • FIG. 7 is an operation flowchart of the control unit according to Embodiment 2 of the present invention in the case of detecting the current-voltage characteristic of the organic EL element.
  • the measurement control unit 701 controls the voltage selection switch 60 so that the voltage generation circuit 30 and the data line 31 are connected (selects the contact a of the voltage selection switch 60 described in FIG. 11), and A voltage for turning off the drive transistor 120 is output from the generation circuit 30, and the voltage is written to the capacitive element 150 to turn off the drive transistor 120 (S10).
  • the measurement control unit 701 controls the voltage selection switch 60 so that the voltage generation circuit 30 and the readout line 53 are connected (selects the contact b of the voltage selection switch 60 described in FIG. 11), and scans By applying an on voltage to the control line 22 from the line drive circuit 20, the inspection transistor 140 and the readout transistor 160 are turned on, and a current application path to the organic EL element 110 and an anode voltage detection path of the organic EL element 110 are secured. (S11).
  • the measurement control unit 701 applies a preset precharge voltage to the readout line 53 from the voltage generation circuit 30, and performs voltage precharge on the lines up to the organic EL element 110 (S12).
  • the measurement control unit 701 causes the current generation circuit 40 to output the investigation current to the data line 31 (S13). Further, at this time, no output from the voltage generation circuit 30 is made.
  • the measurement control unit 701 causes the voltage detection circuit 50 to execute the first detection of the conductive line voltage (S14). Then, the measurement control unit 701 outputs the result to the determination unit 702.
  • the measurement control unit 701 causes the voltage detection circuit 50 to execute the second detection of the conductive line voltage (S15). Then, the measurement control unit 701 outputs the result to the determination unit 702.
  • the conductive line voltage in step S14 and step S15 is the voltage of the read line 53.
  • the determination unit 702 determines whether the difference between the two conductive line voltages acquired from the measurement control unit 701 is equal to or greater than a predetermined value (S16).
  • step S16 if the difference between the conductive line voltages is equal to or greater than the predetermined value (unstable at S16), the determination unit 702 determines that the measurement of the conductive line voltage is unstable, and the precharge update unit 703 Updates the precharge voltage (S17). Then, at the timing of the next current-voltage characteristic measurement, a series of sequences from step S10 are executed again. The updated precharge voltage sets the second conduction line voltage detected in step S15.
  • step S16 if the difference between the conductive line voltages is smaller than the predetermined value (stable in S16), determination unit 702 determines that the measurement of the conductive line voltage is stable, and the second obtained in step S15.
  • the second conduction line voltage is stored in the memory 80 as a voltage value for the investigation current (S18).
  • step S14 and step S15 the first control line voltage and the second control line voltage detected by the voltage detection circuit 50 are not output from the measurement control section 701 to the determination section 702, and measurement control is performed.
  • the unit 701 may be stored in the memory 80.
  • the determination unit 702 reads the two conductive line voltages from the memory 80 and executes the determination.
  • the detection of the conducting wire voltage is performed twice in step S14 and step S15, but the measurement control unit 701 performs the conducting wire voltage three or more times.
  • the determination unit 702 may determine the stability of the detected three or more voltage values.
  • FIG. 12 is a timing chart when detecting the current-voltage characteristic of the organic EL element in the second embodiment of the present invention.
  • the conductive line voltage described in FIG. 12 is the voltage of the read line 53.
  • the voltage generation circuit 30 is set to a voltage for turning off the drive transistor 120.
  • the voltage level of voltage selection switch 60 becomes HIGH (the contact a of voltage selection switch 60 described in FIG. 11 is selected), and the connection between voltage generation circuit 30 and data line 31 is selected. Be done.
  • the voltage level of the scanning line 21 becomes a voltage level at which the switching transistor 130 is turned on.
  • the drive transistor 120 is turned off. Therefore, no current flows between the source and drain of the drive transistor 120 in the organic EL element 110.
  • the operations at time t0 and time t1 correspond to step S10 described in FIG.
  • the voltage level of voltage selection switch 60 attains the LOW level (contact b of voltage selection switch 60 described in FIG. 11 is selected), and the connection between voltage generation circuit 30 and readout line 53 is selected. Be done.
  • the voltage level of the scanning line 21 becomes a voltage level at which the switching transistor 130 is turned off.
  • the voltage level of the control line 22 becomes the voltage level at which the inspection transistor 140 and the read transistor 160 are turned on.
  • the voltage generation circuit 30 outputs a preset voltage to the read line 53. At this time, precharging to the read line 53 is performed.
  • the voltage detection circuit 50 detects the first conduction line voltage of the read line 53.
  • the voltage detection circuit 50 detects the second conduction line voltage of the read line 53.
  • the voltage generation circuit 30 is set to a voltage for turning off the driving transistor 120.
  • the voltage level of voltage selection switch 60 becomes high (the contact a of voltage selection switch 60 described in FIG. 11 is selected), and the connection between voltage generation circuit 30 and data line 31 is selected. Be done.
  • the voltage level of the scanning line 21 becomes a voltage level at which the switching transistor 130 is turned on.
  • the drive transistor 120 is turned off. Therefore, no current flows between the source and drain of the drive transistor 120 in the organic EL element 110.
  • the voltage level of voltage selection switch 60 attains the LOW level (contact b of voltage selection switch 60 described in FIG. 11 is selected), and the connection between voltage generation circuit 30 and readout line 53 is selected. Be done.
  • the voltage level of the scanning line 21 becomes a voltage level at which the switching transistor 130 is turned off.
  • the voltage level of the control line 22 becomes the voltage level at which the inspection transistor 140 and the read transistor 160 are turned on.
  • the voltage generation circuit 30 outputs a preset voltage to the read line 53. At this time, precharging to the read line 53 is performed.
  • the voltage detection circuit 50 detects the first conduction line voltage of the read line 53.
  • the voltage detection circuit 50 detects a second conduction line voltage of the read line 53.
  • the current application path and the voltage detection path for measuring the current-voltage characteristics of the organic EL element are provided independently, the voltage detection by the switching transistor 130 is not affected by the voltage detection. Further accurate current-voltage characteristic measurement becomes possible.
  • the display device and the control method thereof according to the present invention are not limited to the above embodiments.
  • the present invention also includes various modifications obtained by incorporating the semiconductor characteristic evaluation apparatus according to the present invention.
  • the display device and the control method thereof according to the present invention are incorporated in and used in a thin flat TV as described in FIG.
  • the thin flat TV provided with the display in which the brightness nonuniformity of the light emitting element is suppressed is realized by the display device according to the present invention and the control method thereof.
  • the cathode is connected to one of the source and the drain of the drive transistor, the anode is connected to the first power supply, and the gate of the drive transistor is a switching transistor as in the embodiment.
  • the other of the drive transistor source and drain may be connected to the second power supply.
  • the potential of the first power supply is set higher than the potential of the second power supply.
  • the gate of the inspection transistor is connected to the control line, one of the source and the drain is connected to the data line, and the other of the source and the drain is connected to the cathode of the light emitting element.
  • the gate of the read transistor is connected to the control line, one of the source and the drain is connected to the read line, and the other of the source and the drain is connected to the cathode of the light emitting element. Also in this circuit configuration, the same configuration and effects as those of the present invention can be obtained.
  • the switching transistor, the inspection transistor, the read transistor, and the drive transistor In the display device in which the p-type transistors are formed and the polarities of the gate lines, the scanning lines, and the control lines are reversed, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.
  • the transistors having the functions of the drive transistor, the switching transistor, the inspection transistor, and the read transistor are described on the premise that they are FETs (Field Effect Transistors) having a gate, a source, and a drain.
  • FETs Field Effect Transistors
  • bipolar transistors having a base, a collector and an emitter may be applied to these transistors.
  • the object of the present invention is achieved and the same effect can be obtained.
  • the configuration and method for measuring the current-voltage characteristics of the organic EL element of the display device at high speed and accurately have been described.
  • the control method of the display device according to the present invention Similar effects can be obtained even when applied to measurement of current-voltage characteristics of not only EL elements but also semiconductor elements incorporated in electronic devices.
  • the present invention is particularly useful for an organic EL flat panel display incorporating a display device, and is most suitable for use as a display device of a display for which correction of characteristic change is required and a method of driving the same.

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Abstract

有機EL素子(110)と、データ線(31)と、有機EL素子(110)のアノードとデータ線(31)との間に挿入された検査トランジスタ(140)と、データ線(31)に接続された電流発生回路(40)と、データ線(31)に接続された電圧発生回路(30)と、検査トランジスタ(140)を導通にして、データ線(31)に対して電圧発生回路(30)からのプリチャージを実行させた後、有機EL素子(110)に対して電流発生回路(40)から電流を印加させている間に有機EL素子(110)のアノード電圧を電圧検出回路(50)に計測させ、電圧検出回路(50)で計測された有機EL素子(110)のアノード電圧が安定でないと判定した場合、プリチャージの条件を更新する制御部とを備える。

Description

表示装置及びその制御方法
 本発明は、表示装置及びその制御方法に関し、特に、発光素子特性の評価方法に関する。
 電流駆動型の発光素子を用いた画像表示装置として、有機EL素子(OLED:Organic Light Emitting Diode)を用いた画像表示装置(有機ELディスプレイ)が知られている。この有機ELディスプレイは、視野角特性が良好で、消費電力が少ないという利点を有するため、次世代のFPD(Flat Panal Display)候補として注目されている。
 有機ELディスプレイでは、通常、画素を構成する有機EL素子がマトリクス状に配置される。複数の行電極(走査線)と複数の列電極(データ線)との交点に有機EL素子を設け、選択した行電極と複数の列電極との間にデータ信号に相当する電圧を印加するようにして有機EL素子を駆動するものをパッシブマトリクス型の有機ELディスプレイと呼ぶ。
 一方、複数の走査線と複数のデータ線との交点に薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)を設け、このTFTにドライビングトランジスタのゲートを接続し、選択した走査線を通じてこのTFTをオンさせてデータ線からデータ信号をドライビングトランジスタに入力し、そのドライビングトランジスタによって有機EL素子を駆動するものをアクティブマトリクス型の有機ELディスプレイと呼ぶ。
 各行電極(走査線)を選択している期間のみ、それに接続された有機EL素子が発光するパッシブマトリクス型の有機ELディスプレイとは異なり、アクティブマトリクス型の有機ELディスプレイでは、次の走査(選択)まで有機EL素子を発光させることが可能であるため、デューティ比が上がってもディスプレイの輝度減少を招くようなことはない。従って、低電圧で駆動できるので、低消費電力化が可能となる。しかしながら、アクティブマトリクス型の有機ELディスプレイでは、ドライビングトランジスタや有機EL素子の特性のばらつきに起因して、同じデータ信号を与えても、各画素において有機EL素子の輝度が異なり、輝度ムラが発生するという欠点がある。
 従来の有機ELディスプレイにおける、製造工程で生じるドライビングトランジスタや有機EL素子の特性のばらつき(以下、特性の不均一と総称する)による輝度ムラの補償方法としては、複雑な画素回路による補償、外部メモリでの補償などが代表的である。
 しかし、複雑な画素回路は歩留まりを下げてしまう。また、各画素の有機EL素子の発光効率の不均一を補償できない。
 上記理由により、外部メモリにより、画素ごとに特性の不均一を補償する方法がいくつか提案されている。
 例えば、特許文献1に開示された発光パネル用基板、発光パネル用基板の検査方法及び発光パネルでは、従来の2つのトランジスタからなる電圧駆動画素回路に、ダイオード接続のトランジスタを接続し、それをELに見立てることによって、EL形成前の発光パネル用基板の状態において、そのダイオード接続のトランジスタに接続されたテスト線に流れる電流を測定し、信号電圧と駆動トランジスタを流れる電流との関係を検出して、画素検査及び画素特性抽出がなされている。また、そのEL形成後もダイオード接続のトランジスタはテスト線を用いて逆バイアスとして電流を流さないようにできるため、通常の電圧書き込み動作が行える。また、アレイの状態で検出された特性は、有機EL発光パネルを使用する際のデータ線への印加電圧の補正制御に利用することができる。
特開2006-139079号公報
 しかしながら、上述したような有機EL素子を有する表示装置では、初期の特性ばらつきや劣化による特性変化は、トランジスタにのみ起こるものではなく、有機EL素子にも起こるものなので、有機EL特性を検出しない従来の方法では、画素の輝度の不均一を補償できない。
 特に、有機EL発光素子には経時変化による劣化現象である、焼付きの問題を抱えている。焼付き問題については、有機EL発光素子の電流-電圧特性をフィードバックすることにより、補償できることが考えられるが、実際の画素回路では、配線抵抗、スイッチ素子の内部抵抗が高く、更に寄生容量が大きいため、IV特性調査のための電流を流して有機EL素子の電圧を読み取るまでに長い充電時間が必要である。よって、従来のような、有機EL素子を有する表示装置は、有機EL素子の特性を正確かつ高速に補償できないという課題を有する。
 上記課題に鑑み、本発明は、有機EL素子に代表される発光素子を構成要素とする電子回路において、上記発光素子の電流-電圧特性を正確かつ高速に検出できる表示装置及びその制御方法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、本発明の一態様に係る表示装置は、発光素子と、前記発光素子の第1電極に電気的に接続される第1電源線と、前記発光素子の第2電極に電気的に接続される第2電源線と、電圧を保持するコンデンサと、前記第1電極と前記第1電源線との間に設けられ前記コンデンサに保持された電圧に応じた電流を前記第1電源線と前記第2電源線との間に流して前記発光素子を発光させる駆動素子と、前記コンデンサの一方の電極に信号電圧を供給するデータ線と、前記信号電圧に対応する電圧を前記コンデンサに保持させる第1スイッチ素子と、前記データ線に信号電圧の供給を行い、また、前記データ線に所定の電圧を供給して前記データ線に対して電圧のプリチャージを行う電圧発生回路と、前記データ線に接続され前記発光素子に所定の調査電流を供給する電流発生回路と、前記データ線に接続され前記発光素子の電圧を検出する電圧検出回路と、前記第1電極と前記データ線との間に設けられた配線と、前記配線に設けられ、前記第1電極と前記データ線とを接続する第2スイッチ素子と、前記第1スイッチ素子をOFFにして前記駆動素子をOFFとし、前記第2スイッチ素子をONにして前記電圧発生回路から前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを行わせた状態で、前記電流発生回路から前記データ線及び前記配線を介して前記発光素子に前記所定の調査電流を供給させ、前記所定の調査電流が供給された状態での前記第1電極の電圧を、前記データ線及び前記配線を介して、前記電圧検出回路に検出させる制御部とを具備する。
 本発明の表示装置及びその制御方法によれば、半導体素子を含む電子回路や発光素子を含む表示装置において、予め導通線にプリチャージをしてから、当該半導体素子や発光素子の電流-電圧特性を測定でき、上記プリチャージにより測定された電圧が不安定な場合には、プリチャージ条件を再設定するので、高速かつ正確な電流-電圧特性の測定が可能となる。
図1は、一般的なアクティブマトリクス型表示装置の表示部の状態遷移図である。 図2は、本発明の実施の形態1に係る表示装置の機能構成図である。 図3は、本発明の実施の形態1に係る表示部の有する一画素部の回路構成及びその周辺回路との接続を示す図である。 図4は、本発明の実施の形態1に係る表示装置の有する電圧検出回路の第1の構成を表す図である。 図5は、本発明の実施の形態1に係る表示装置の有する電圧検出回路の第2の構成を表す図である。 図6は、本発明の実施の形態1に係る表示装置の有する電圧検出回路の第3の構成を表す図である。 図7は、本発明の実施の形態1及び2に係る制御部の、有機EL素子の電流-電圧特性を検出する場合の動作フローチャートである。 図8は、本発明の実施の形態1に係る有機EL素子の電流-電圧特性を検出する時のタイミングチャートである。 図9Aは、本発明の実施の形態1に係る表示装置の時刻t1~t2における動作状態を説明する回路図である。 図9Bは、本発明の実施の形態1に係る表示装置の時刻t2~t3における動作状態を説明する回路図である。 図9Cは、本発明の実施の形態1に係る表示装置の時刻t3~t4における動作状態を説明する回路図である。 図9Dは、本発明の実施の形態1に係る表示装置の時刻t4~t6における動作状態を説明する回路図である。 図10は、本発明の実施の形態2に係る表示装置の機能構成図である。 図11は、本発明の実施の形態2に係る表示部の有する一画素部の回路構成及びその周辺回路との接続を示す図である。 図12は、本発明の実施の形態2に係る有機EL素子の電流-電圧特性を検出する時のタイミングチャートである。 図13は、本発明の表示装置を内蔵した薄型フラットTVの外観図である。
 請求項1記載の態様の表示装置は、発光素子と、前記発光素子の第1電極に電気的に接続される第1電源線と、前記発光素子の第2電極に電気的に接続される第2電源線と、電圧を保持するコンデンサと、前記第1電極と前記第1電源線との間に設けられ前記コンデンサに保持された電圧に応じた電流を前記第1電源線と前記第2電源線との間に流して前記発光素子を発光させる駆動素子と、前記コンデンサの一方の電極に信号電圧を供給するデータ線と、前記信号電圧に対応する電圧を前記コンデンサに保持させる第1スイッチ素子と、前記データ線に信号電圧の供給を行い、また、前記データ線に所定の電圧を供給して前記データ線に対して電圧のプリチャージを行う電圧発生回路と、前記データ線に接続され前記発光素子に所定の調査電流を供給する電流発生回路と、前記データ線に接続され前記発光素子の電圧を検出する電圧検出回路と、前記第1電極と前記データ線との間に設けられた配線と、前記配線に設けられ、前記第1電極と前記データ線とを接続する第2スイッチ素子と、前記第1スイッチ素子をOFFにして前記駆動素子をOFFとし、前記第2スイッチ素子をONにして前記電圧発生回路から前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを行わせた状態で、前記電流発生回路から前記データ線及び前記配線を介して前記発光素子に前記所定の調査電流を供給させ、前記所定の調査電流が供給された状態での前記第1電極の電圧を、前記データ線及び前記配線を介して、前記電圧検出回路に検出させる制御部とを具備するものである。
 本態様によると、前記電圧発生回路に対して前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを行わせ、前記電流発生回路に対して前記データ線を介して前記発光素子に前記所定の調査電流を供給させ、前記電圧検出回路に対して前記データ線を介して、前記所定の調査電流が供給された状態の前記発光素子の第1電極の電圧を検出させる。これにより、前記調査電流を前記発光素子に流す前に、前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを行い、前記データ線に接続された分布容量を所定の電圧に充電した状態とする。そのため、前記調査電流を前記発光素子に流してから前記発光素子の第1電極の電圧を検出するまでに必要とされる充電期間を大幅に短縮できる。その結果、経年変化によって劣化する前記発光素子の特性に応じた映像信号の補正を正確かつ高速に行うことができる。
 請求項2記載の態様の表示装置は、請求項1記載の表示装置において、前記制御部は、前記電流発生回路から前記データ線及び前記配線を介して前記発光素子に前記所定の調査電流を、複数回、供給させ、前記所定の調査電流が供給された状態の前記第1電極の電圧を、前記データ線及び前記配線を介して、前記電圧検出回路に複数回検出させ、前記検出された複数の前記第1電極の電圧値の差が所定値以上の場合、前記電圧発生回路から前記データ線に前記所定の電圧より大きい更新電圧を供給させて前記データ線に対する電圧のプリチャージを再度行わせるものである。
 本態様によると、検出された複数の前記第1電極の電圧値の差が所定値以上の場合、前記発光素子の電圧が不安定であると判断し、前記データ線に前記所定の電圧より大きい更新電圧を供給させて前記データ線に対する電圧のプリチャージを再度行わせる。これにより、不安定な状態で検出された前記発光素子の第1電極の電位に基づいて前記発光素子の電圧を判断しない。そのため、前記調査電流を前記発光素子に流してから前記発光素子の第1電極の電圧を検出するまでに必要とされる充電期間を大幅に短縮しつつ、前記発光素子の電圧を正確に検出できる。その結果、前記発光素子の第1電極の電圧が不安定な状態で前記発光素子の電圧を検出して、前記発光素子の電圧を誤判断するのを防止できる。
 請求項3記載の態様の表示装置は、請求項2記載の表示装置において、さらに、データを格納するメモリを有し、前記制御部は、前記電圧発生回路から前記データ線に前記所定の電圧より大きい更新電圧を供給させて前記データ線に対する電圧のプリチャージを再度行わせた後、前記電流発生回路から前記データ線及び前記配線を介して前記発光素子に前記所定の調査電流を、複数回、供給させ、前記所定の調査電流が供給された状態の前記第1電極の電圧を、前記データ線及び前記配線を介して、前記電圧検出回路に複数回検出させ、前記検出された複数の前記第1電極の電圧値の差が所定値未満の場合、前記電圧検出回路により検出された前記第1電極の電圧を前記メモリに保持するものである。
 本態様によると、前記データ線に対する電圧のプリチャージを再度行った後、検出された複数の前記第1電極の電圧値の差が所定値未満の場合、前記発光素子の電圧が安定していると判断し、前記電圧検出回路によって検出された前記発光素子の第1電極の電圧を前記メモリに保持する。これにより、前記発光素子の第1電極の電圧が安定した状態で前記発光素子の電圧を判断する。そのため、前記調査電流を前記発光素子に流してから前記発光素子の第1電極の電圧を検出するまでに必要とされる充電期間を大幅に短縮しつつ、前記発光素子の電圧を正確に検出できる。その結果、前記発光素子の第1電極の電圧が不安定な状態で前記発光素子の電圧を検出して、前記発光素子の電圧を誤判断するのを防止できる。
 請求項4記載の態様の表示装置は、請求項1記載の表示装置において、さらに、データを格納するメモリを有し、前記制御部は、前記電流発生回路から前記データ線及び前記配線を介して前記発光素子に前記所定の調査電流を、複数回、供給させ、前記所定の調査電流が供給された状態の前記第1電極の電圧を、前記データ線及び前記配線を介して、前記電圧検出回路に複数回検出させ、前記検出された複数の前記第1電極の電圧値の差が所定値未満の場合、前記電圧検出回路により検出された前記第1電極の電圧を前記メモリに保持するものである。
 本態様によると、検出された複数の前記第1電極の電圧値の差が所定値未満の場合、前記発光素子の電圧が安定していると判断し、前記電圧検出回路によって検出された前記発光素子の第1電極の電圧を前記メモリに保持する。これにより、前記発光素子の電圧が安定した状態で検出された前記発光素子の第1電極の電圧に基づいて前記発光素子の電圧を判断する。そのため、前記調査電流を前記発光素子に流してから前記発光素子の電圧を検出するまでに必要とされる充電期間を大幅に短縮しつつ、前記発光素子の電圧を正確に検出できる。
 請求項5記載の態様の表示装置は、請求項3または4に記載の表示装置において、前記制御部は、前記電圧検出回路により検出された複数の前記第1電極の電圧値のうち、最後に検出された前記第1電極の電圧を前記メモリに保持するものである。
 本態様によると、前記電圧検出回路によって複数回検出された中の最後に検出された前記発光素子の第1電極の電圧を前記メモリに保持してもよい。
 請求項6記載の態様の表示装置は、請求項3乃至請求項5のいずれかに記載の表示装置において、前記制御部は、前記所定の調査電流と前記保持された前記第1電極の電圧とに基づいて前記発光素子の電流-電圧特性を演算し、外部から入力された映像信号を、前記発光素子の電流-電圧特性に基づいて補正し、前記電圧発生回路から、前記補正後の映像信号に対応した信号電圧を前記データ線に供給させるものである。
 本態様によると、前記所定の調査電流と前記保持された前記発光素子の第1電極の電圧とに基づいて前記発光素子の電流-電圧特性を算出し、外部から入力された映像信号に対して、前記発光素子の電流-電圧特性に基づいて補正し、前記補正後の映像信号に対応した信号電圧を前記データ線に供給する。これにより、前記調査電流を前記発光素子に流してから前記発光素子の電圧を検出するまでに必要とされる充電期間を大幅に短縮しつつも、正確に判断された前記発光素子の電圧に基づいて前記発光素子の電流-電圧特性を算出するので、経年変化によって劣化する前記発光素子の特性に応じた映像信号の補正を正確かつ高速に行うことができる。
 請求項7記載の態様の表示装置は、請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の表示装置において、前記制御部は、前記データ線が外部から入力される映像信号に対応した信号電圧によって使用されていない期間に、前記第1スイッチ素子をOFFにして前記駆動素子をOFFとし、前記第2スイッチ素子をONにして前記電圧発生回路から前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを行わせた状態で、前記電流発生回路から前記データ線及び前記配線を介して前記発光素子に前記所定の調査電流を供給させ、前記所定の調査電流が供給された状態での前記第1電極の電圧を、前記データ線及び前記配線を介して、前記電圧検出回路に検出させるものである。
 本態様によると、前記データ線が外部から入力される映像信号に対応した信号電圧によって使用されていない期間に、前記データ線に対する電圧のプリチャージを行って、前記発光素子の電圧を検出する。これにより、表示装置に映像信号を出力している最中であっても、その間データ線を使用していない時間を利用して前記発光素子の電圧を検出できるので、前記発光素子の電流-電圧特性の算出が可能となる。その結果、前記発光素子の電流-電圧特性の算出のための期間を、表示装置に映像信号を出力している期間と別に設定する必要はなくなり、表示装置への映像信号の出力と同時に、経年変化によって劣化する前記発光素子の特性に迅速に対応した映像信号の補正を実現できる。
 請求項8記載の態様の表示装置は、請求項7記載の表示装置において、前記映像信号は、フレーム単位に分割され、前記フレーム単位毎に、前記映像信号の各画素に対応する信号電圧を前記コンデンサに書き込む書き込み期間と前記信号電圧を前記コンデンサに書き込まない非書き込み期間とを有し、前記データ線が外部から入力される映像信号に対応した信号電圧によって使用されていない期間は、前記非書き込み期間であるものである。
 本態様によると、前記データ線が外部から入力される映像信号に対応した信号電圧によって使用されていない期間を、非書き込み期間としてもよい。
 請求項9記載の態様の表示装置は、請求項3記載の表示装置において、前記映像信号は、フレーム単位に分割され、前記フレーム単位毎に、前記映像信号の各画素に対応する信号電圧を前記コンデンサに書き込む書き込み期間と前記信号電圧を前記コンデンサに書き込まない非書き込み期間とを有し、前記データ線が外部から入力される映像信号に対応した信号電圧によって使用されていない期間は、前記非書き込み期間であり、前記電圧発生回路から前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを行わせた状態で、前記所定の調査電流が供給された状態での前記第1電極の電圧を検出させる第1の非書き込み期間と、前記電圧発生回路に対して前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを再度行わせた状態で、前記所定の調査電流が供給された状態での前記第1電極の電圧を検出させる第2の非書き込み期間と、は別の非書き込み期間であるものである。
 本態様によると、前記電圧発生回路に対して前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを行わせ、前記所定の調査電流が供給された状態の前記第1電極の電圧を検出させる第1の非書き込み期間と、前記電圧発生回路に対して前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを再度行わせ、前記所定の調査電流が供給された状態の前記第1電極の電圧を検出させる第2の非書き込み期間と、は別の非書き込み期間としてもよい。
 請求項10記載の態様の表示装置は、請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の表示装置において、前記発光素子と前記駆動素子とを含む画素部を複数有し、前記複数の画素部はマトリクス状に配置されているものである。
 本態様によると、表示装置を、前記表示素子と前記駆動素子とを含む画素部を複数マトリクス状に配置した表示装置としてもよい。
 請求項11記載の態様の表示装置は、請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の表示装置において、前記発光素子の第1電極は、アノード電極であり、前記第1電源線の電圧は前記第2電源線の電圧より高く、前記第1電源線から前記第2電源線に電流が流れるものである。
 本態様によると、前記発光素子の第1電極をアノード電圧とし、前記第1電源線の電圧を前記第2電源線の電圧より高く、前記第1電源線から前記第2電源線に電流が流れるようにしてもよい。
 請求項12記載の態様の表示装置の制御方法は、発光素子と、前記発光素子の第1電極に電気的に接続される第1電源線と、前記発光素子の第2電極に電気的に接続される第2電源線と、電圧を保持するコンデンサと、前記第1電極と前記第1電源線との間に設けられ前記コンデンサに保持された電圧に応じた電流を前記第1電源線と前記第2電源線との間に流して前記発光素子を発光させる駆動素子と、前記コンデンサの一方の電極に信号電圧を供給するデータ線と、前記信号電圧に対応する電圧を前記コンデンサに保持させる第1スイッチ素子と、前記データ線に信号電圧の供給を行い、また、前記データ線に所定の電圧を供給して前記データ線に対して電圧のプリチャージを行う電圧発生回路と、前記データ線に接続され前記発光素子に所定の調査電流を供給する電流発生回路と、前記データ線に接続され前記発光素子の電圧を検出する電圧検出回路と、前記第1電極と前記データ線との間に設けられた配線と、前記配線に設けられ、前記第1電極と前記データ線とを接続する第2スイッチ素子と、を具備する表示装置の制御方法であって、前記第1スイッチ素子をOFFにして前記駆動素子をOFFとし、前記第2スイッチ素子をONし、前記電圧発生回路から前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを行わせ、前記プリチャージがされた状態で前記電流発生回路から前記データ線及び前記配線を介して前記発光素子に前記所定の調査電流を供給させ、前記所定の調査電流が供給された状態での前記発光素子の第1電極の電圧を、前記データ線及び前記配線を介して、前記電圧検出回路に検出させるものである。
 請求項13記載の態様の表示装置は、発光素子と、前記発光素子の第1電極に電気的に接続される第1電源線と、前記発光素子の第2電極に電気的に接続される第2電源線と、電圧を保持するコンデンサと、前記第1電極と前記第1電源線との間に設けられ前記コンデンサに保持された電圧に応じた電流を前記第1電源線と前記第2電源線との間に流して前記発光素子を発光させる駆動素子と、前記コンデンサの一方の電極に信号電圧を供給するデータ線と、前記信号電圧に対応する電圧を前記コンデンサに保持させる第1スイッチ素子と、前記データ線に信号電圧の供給を行い、また、前記データ線に所定の電圧を供給して前記データ線に対して電圧のプリチャージを行う電圧発生回路と、前記データ線に接続され前記発光素子に所定の調査電流を供給する電流発生回路と、前記第1電極の電圧を読出す読出し線と、前記読出し線に接続され前記第1電極の電圧を検出する電圧検出回路と、前記第1電極と前記データ線との間に設けられた第1配線と、前記第1配線に設けられ、前記第1電極と前記データ線とを接続する第2スイッチ素子と、前記第1電極と前記読出し線との間に設けられた第2配線と、前記第2配線に設けられ、前記第1電極と前記読出し線とを接続する第3スイッチ素子と、前記電圧発生回路を前記データ線及び前記読出し線のいずれかに接続する第4スイッチ素子と、前記第1スイッチ素子をOFFにして前記駆動素子をOFFとし、前記第4スイッチ素子に前記電圧発生回路と前記データ線とを接続させ、前記第2スイッチ素子をONにして前記電圧発生回路から前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを行わせた状態で、前記電流発生回路から前記データ線及び前記第1配線を介して前記発光素子に前記所定の調査電流を供給させ、その後、前記第4スイッチに前記電圧検出回路と前記データ線とを接続させ、前記第2スイッチ素子をOFFにし、前記第3スイッチ素子をONにし、前記所定の調査電流が供給された状態の前記第1電極の電圧を前記読出し線及び前記第2配線を介して、前記電圧検出回路に検出させる制御部とを具備するものである。
 本態様によると、前記第4スイッチ素子に前記電圧発生回路と前記データ線とを接続させ、前記電圧発生回路に対して前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを行わせ、前記電流発生回路に対して前記データ線を介して前記発光素子に前記所定の調査電流を供給させ、一方、前記第4スイッチ素子に前記電圧検出回路と前記データ線とを接続させ、前記電圧検出回路に対して前記データ線を介して、前記所定の調査電流が供給された状態の前記発光素子の第1電極の電圧を検出させる。これにより、前記調査電流を前記発光素子に流す前に、前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを行い、前記データ線に接続された分布容量を所定の設定電圧に充電した状態とする。そのため、前記調査電流を前記発光素子に流してから前記半導体素子の電圧を検出するまでに必要とされる充電期間を大幅に短縮できる。その結果、経年変化によって劣化する前記半導体素子の特性に応じた映像信号の補正を正確かつ高速に行うことができる。
 また、前記電圧検出回路に、前記データ線とは別の読出し線を介して、前記発光素子の電圧を検出させる。そして、前記電圧発生回路を前記データ線又は前記読出し線といずれかに接続する第4スイッチ素子を設け、前記データ線に対して電圧のプリチャージを行わせる場合には、前記第4スイッチ素子に前記電圧発生回路と前記データ線とを接続させ、一方、前記所定の調査電流が供給された状態の前記発光素子の電圧を検出する場合には、前記第4スイッチ素子に前記電圧検出回路と前記データ線とを接続させる。これにより、前記電圧検出回路は、基本回路に接続されていない読出し線を介して前記発光素子の電圧を検出するので、基本回路の構成要素である駆動素子による電圧降下の影響を受けることなく、前記発光素子の電圧を一層精度よく測定できる。
 以下、本発明の好ましい実施の形態を図に基づき説明する。なお、以下では、全ての図を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、その重複する説明を省略する。
 (実施の形態1) 
 図1は、一般的なアクティブマトリクス型表示装置の表示部の状態遷移図である。同図には、ある画素列における、画素行(ライン)ごとの書き込み期間及び非書き込み期間が表されている。縦方向は画素行を、また、横軸は経過時間を示す。ここで、書き込み期間とは、各画素へ信号電圧を供給するために、データ線が使用されている期間のことである。この書き込み期間内において、信号電圧の書き込み動作が、画素行順に実行される。本表示装置の画素回路では、書き込み期間において容量素子への電圧保持と、駆動トランジスタのゲートへの電圧印加が同時に行われるため、当該書き込み動作の後、続けて発光動作が実行される。
 従来の表示装置では、経時劣化した有機EL素子の電流-電圧特性を高精度に測定するためには、画素回路の寄生容量が大きいため、電流を流して有機EL素子の電圧を読み取るまでに長い充電時間が必要であった。このため、図1に記載されたような書き込み期間や発光動作期間に上記電流-電圧特性調査を行うことができず、書き込み期間や発光動作期間とは別に当該電流-電圧特性を調査する期間を設ける必要があった。
 本発明の実施の形態1に係る表示装置及びその制御方法によれば、表示装置に映像信号を出力している最中であっても、その間データ線を使用していない非書き込み期間を利用して有機EL素子の電流-電圧特性調査を実行することができる。その結果、有機EL素子の電流-電圧特性の算出のための期間を、表示装置に映像信号を出力している期間と別に設定する必要はなくなり、表示装置への映像信号の出力と同時に、経年変化によって劣化する有機EL素子の特性に迅速に対応した映像信号の補正を実現できる。
 以下、本発明の実施の形態1に係る表示装置が、非書き込み期間内でも、有機EL素子の電流-電圧特性を正確かつ高速に検出できることを、図を用いて説明する。
 図2は、本発明の実施の形態1に係る表示装置の機能構成図である。同図における表示装置1は、表示部10と、走査線駆動回路20と、電圧発生回路30と、電流発生回路40と、電圧検出回路50と、制御部70と、メモリ80とを備える。
 図3は、本発明の実施の形態1に係る表示部の有する一画素部の回路構成及びその周辺回路との接続を示す図である。同図における画素部100は、有機EL素子110と、駆動トランジスタ120と、スイッチングトランジスタ130と、検査トランジスタ140と、容量素子150と、共通電極115と、電源線125と、走査線21と、制御線22と、データ線31とを備える。また、周辺回路は、走査線駆動回路20と、電圧発生回路30と、電流発生回路40と、電圧検出回路50とを備える。
 まず、図2に記載された構成要素について、その機能を説明する。
 表示部10は、複数の画素部100を備える。
 走査線駆動回路20は、走査線21及び制御線22に接続されており、走査線21及び制御線22の電圧レベルを制御することにより、画素部100のスイッチングトランジスタ130及び検査トランジスタ140の導通・非導通を制御する機能を有する。
 電圧発生回路30は、データ線31に接続されており、信号電圧をデータ線31に供給するデータ線駆動回路としての機能を有する。また、電圧発生回路30は、所定の電圧を出力して、データ線31に対してプリチャージを行う電圧源としての機能を有する。また、電圧発生回路30は、データ線31との接続を開放したり、ショートしたりすることが可能なスイッチを有する。
 ここで、プリチャージとは、予め所定の回路に充電することである。本実施の形態では、表示部10は、様々な回路素子を有する薄膜積層構造であるため、例えば、データ線31は、画素ごとに走査線や電源線と交叉する部分に寄生容量を有する。この寄生容量を有するデータ線31に微小電流を流す場合、当該微小電流によりデータ線31が定常状態となるには、上記寄生容量にも電荷が保持される必要がある。また、当該寄生容量への電荷蓄積には時間がかかる。
 本実施の形態におけるプリチャージとは、上記寄生容量に予め電荷を蓄積させておくため、電圧発生回路30からデータ線31に対し電圧印加による充電をしておくことである。
 データ線31は、第2の導通線であり、画素部100を含む画素列に接続され、電圧発生回路30から出力された信号電圧を当該画素列の各画素部へ供給する。電流発生回路40は、データ線31に接続されており、有機EL素子110に対して調査電流を流す電流源としての機能を有する。また、電流発生回路40は、データ線31との接続を開放したり、ショートしたりすることが可能なスイッチを有する。
 ここで、調査電流とは、有機EL素子110の経時劣化状況を正確かつ高速に把握するために、有機EL素子110に流す電流のことである。この調査電流を有機EL素子110に流すことにより発生した有機EL素子110のアノード電圧を電圧検出回路50で検出することにより、現状での有機EL素子110の電流-電圧特性を取得することが可能となる。
 電圧検出回路50は、データ線31に接続されており、検査トランジスタ140が導通することにより、有機EL素子110のアノード電圧を検出する機能を有する。
 なお、電圧検出回路50は、電圧発生回路30とともにデータドライバICに内蔵されていてもよいし、データドライバICとは別にあってもよい。
 図4は、本発明の実施の形態1に係る表示装置の有する電圧検出回路の第1の構成を表す図である。同図に記載されているように、電圧検出回路50は、データ線31の本数と同数の電圧検出器51を有するものであってもよい。
 これに対し、図5は、本発明の実施の形態1に係る表示装置の有する電圧検出回路の第2の構成を表す図である。同図に記載されているように、電圧検出回路50は、データ線31の切り替えを行うマルチプレクサ52とデータ線31の本数より少ない電圧検出器51をもつものであることが好ましい。これにより、有機EL素子110のアノード電圧の測定時に必要な電圧検出器51の数量が削減されるので、電子装置の省面積化や部品点数の削減を実現することが可能となる。
 また、図6は、本発明の実施の形態1に係る表示装置の有する電圧検出回路の第3の構成を表す図である。同図に記載されているように、電圧検出回路50がデータ線31の切り替えを行うマルチプレクサ52とデータ線31より少ない数の電圧検出器51をもつ場合、マルチプレクサ52は、発光パネル5上に形成されていてもよい。これにより、電圧検出回路の規模が縮小されるので、低コストで実現できる。
 制御部70は、走査線駆動回路20、電圧発生回路30、電流発生回路40、電圧検出回路50及びメモリ80の制御を行う機能を有する。また、制御部70は、計測制御部701と、判定部702と、プリチャージ更新部703とを備える。
 計測制御部701は、検査トランジスタ140を導通にして、データ線31に対し電圧発生回路30にプリチャージを実行させる。その後、有機EL素子110に対して電流発生回路40から電流を印加させている間に、有機EL素子110のアノード電圧を電圧検出回路50に計測させる。そして、計測された有機EL素子110のアノード電圧を判定部702へ出力する。
 判定部702は、電圧検出回路50で計測された有機EL素子110のアノード電圧が安定であるか否かを判定する。そして、判定結果をプリチャージ更新部703へ出力する。有機EL素子110のアノード電圧の安定性についての判断方法及びその基準については図8を用いて後述する。
 プリチャージ更新部703は、判定部702により、有機EL素子110のアノード電圧が安定でないと判定された場合、電圧発生回路30からデータ線31へのプリチャージの条件を更新する。プリチャージの更新方法およびその設定については図8を用いて後述する。
 また制御部70は、上記構成により取得した有機EL素子110の電流-電圧特性データを、デジタル変換し、演算により特性パラメータを算出する。そして、算出された特性パラメータをメモリ80に書き込む。特性パラメータをメモリ80へ書き込んだ後は、制御部70は、メモリ80に書き込まれた特性パラメータを読み出し、外部から入力された映像信号データを、その特性パラメータに基づいて補正して、データ線駆動回路としての機能を有する電圧発生回路30へと出力する。これにより、各画素部の有する有機EL素子の発光効率の不均一が補正され、輝度ムラが低減される。
 次に、画素部100の内部回路構成について、図3を用いて説明する。
 有機EL素子110は、発光素子として機能し、駆動トランジスタ120から与えられたソース-ドレイン間電流に応じた発光動作を行う。有機EL素子110の他方の端子であるカソードは、共通電極115に接続されており、通常は接地されている。
 駆動トランジスタ120は、ゲートが、スイッチングトランジスタ130を介してデータ線31に接続され、ソース及びドレインの一方が有機EL素子110のアノードに接続され、ソース及びドレインの他方が、電源線125に接続されている。
 上記回路接続により、駆動トランジスタ120のゲートには、電圧発生回路30から出力された信号電圧が、データ線31及びスイッチングトランジスタ130を介して印加される。駆動トランジスタ120のゲートに印加された上記信号電圧に対応したソース-ドレイン間電流が、有機EL素子110のアノードを介して有機EL素子110に流れる。
 スイッチングトランジスタ130は、ゲートが走査線21に接続され、ソース及びドレインの一方がデータ線31に接続され、ソース及びドレインの他方が駆動トランジスタ120のゲートに接続されている。つまり、走査線21の電圧レベルがHIGHとなることによりスイッチングトランジスタ130がオン状態となり、上記信号電圧が駆動トランジスタ120のゲートへ印加される。
 検査トランジスタ140は、有機EL素子110のアノード電圧をデータ線31により測定する電圧パスを形成するスイッチ素子である。検査トランジスタ140のゲートは、制御線22に接続され、ソース及びドレインの一方が有機EL素子110のアノードに接続され、ソース及びドレインの他方が、データ線31に接続されている。つまり、制御線22の電圧レベルがHIGHとなることにより検査トランジスタ140がオン状態となり、有機EL素子110のアノード電圧がデータ線31を介して電圧検出回路50にて検出される。
 容量素子150は、その一方の端子が駆動トランジスタ120のゲートに接続され、その他方の端子が駆動トランジスタ120のソース及びドレインの一方に接続されている。発光動作時には、容量素子150により、駆動トランジスタ120のゲートに与えられた信号電圧が保持されるので、当該信号電圧に対応したソース-ドレイン間電流が流れる。
 なお、図2、図3には記載されていないが、電源線125はすべて同じ電源に接続されている。また、共通電極115も電源に接続されている。
 次に、本発明の実施の形態1に係る表示装置1の制御方法について説明をする。本制御方法により、有機EL素子110の特性の検出が可能である。
 図7は、本発明の実施の形態1に係る制御部の、有機EL素子の電流-電圧特性を検出する場合の動作フローチャートである。
 最初に、計測制御部701は、電圧発生回路30から駆動トランジスタ120をオフ状態にする電圧を出力させ、その電圧を容量素子150に書き込み、駆動トランジスタ120をオフ状態にする(S10)。
 次に、計測制御部701は、走査線駆動回路20から制御線22にオン電圧を与えることにより、検査トランジスタ140をオン状態にし、有機EL素子110への電流印加パスを確保する(S11)。
 次に、計測制御部701は、電圧発生回路30から、予め設定されたプリチャージ電圧を導通線であるデータ線31に与え、有機EL素子110までの配線に対して電圧プリチャージを行う(S12)。
 ここで、プリチャージ電圧とは、後のステップで電流発生回路40からデータ線31に調査電流を流したときに、データ線31の電圧が高速で収束することに貢献するための予測電圧である。よって、プリチャージ電圧値は、データ線31の寄生容量値や調査電流値を考慮して設定される。
 次に、計測制御部701は、電流発生回路40からデータ線31に調査電流を出力させる(S13)。また、このとき、電圧発生回路30からの出力はされていない。
 次に、計測制御部701は、電圧検出回路50により第1回目の導通線電圧の検出を実行させる(S14)。そして、計測制御部701は、その結果を判定部702に出力する。
 次に、計測制御部701は、ステップS14から所定の時間が経過した後、電圧検出回路50により第2回目の導通線電圧の検出を実行させる(S15)。そして、計測制御部701は、その結果を判定部702に出力する。ここで、ステップS14及びステップS15における導通線電圧とは、データ線31の電圧のことである。
 次に、判定部702は、計測制御部701から取得した上記2つの導通線電圧の差が所定値以上であるか否かを判定する(S16)。
 最後に、ステップS16において、導通線電圧の差が所定値以上であれば(S16で不安定)、判定部702は当該導通線電圧の測定が不安定であると判断し、プリチャージ更新部703はプリチャージ電圧を更新する(S17)。そして、次の電流-電圧特性測定のタイミングで、再度ステップS10からの一連のシーケンスを実行する。なお、この場合、更新されたプリチャージ電圧は、例えば、ステップS15で検出された第2回目の導通線電圧を設定する。
 一方、ステップS16において、導通線電圧の差が所定値よりも小さければ(S16で安定)、判定部702は当該導通線電圧の測定が安定であると判断し、ステップS15で得られた第2回目の導通線電圧を上記調査電流に対する電圧値としてメモリ80に格納する(S18)。
 なお、ステップS14及びステップS15において、電圧検出回路50により検出された第1回目の導通線電圧及び第2回目の導通線電圧は、計測制御部701から判定部702に出力されずに、計測制御部701からメモリ80に記憶されてもよい。その場合、ステップS16において、判定部702はメモリ80から上記2つの導通線電圧を読み出して上記判定を実行する。
 なお、上述した有機EL素子の電流-電圧特性の評価方法では、ステップS14及びステップS15にて2回の導通線電圧の検出を実行したが、計測制御部701が当該導通線電圧を3回以上検出することにより、判定部702が検出された3回以上の電圧値の安定性を判断してもよい。
 次に、図7に記載された動作フローチャートにおける電気信号のタイミングを説明する。
 図8は、本発明の実施の形態1における有機EL素子の電流-電圧特性を検出する時のタイミングチャートである。同図は、先述した図1の非書き込み期間の詳細一例を示すものであり、図1の非書き込み期間内に例えば図8のT1-T6での各ステップが実行される。前記実行後に非書き込み期間に時間の余裕がある場合は、さらに図8に示すT7-T13での各ステップによるプリチャージを実行することもできる。
 同図において、横軸は時間を表している。また縦方向には、上から順に、走査線21に発生する電圧の波形図、制御線22に発生する電圧の波形図、電圧発生回路30が出力する電圧の波形図、導通線電圧及び電流発生回路40が出力する電流の波形図の波形図が示されている。また図中の矢印は電圧検出タイミングを示す。なお、本実施の形態1において、図8に記載された導通線電圧とは、データ線31の電圧である。
 最初に、時刻t0において、データ線31は、駆動トランジスタの120をオフ状態にするための電圧に設定される。
 次に、時刻t1において、走査線21の電圧レベルが、スイッチングトランジスタ130がオン状態となる電圧レベルとなる。このとき、駆動トランジスタ120はオフ状態となる。よって、有機EL素子110には駆動トランジスタ120のソース-ドレイン間電流が流れない。この時刻t0および時刻t1における動作は、図7に記載されたステップS10に相当する。
 図9Aは、本発明の実施の形態1に係る表示装置の時刻t1~t2における動作状態を説明する回路図である。
 なお、図9A~図9Dには、画素部100の回路構成の他、データ線31と走査線21との間に形成される寄生容量220、データ線31と表示部10内で共通となっている電源線125との間に形成される寄生容量210が表されている。
 次に、時刻t2において、走査線21の電圧レベルが、スイッチングトランジスタ130がオフ状態となる電圧レベルとなる。また、これと同時に、制御線22の電圧レベルが、検査トランジスタ140がオン状態となる電圧レベルとなる。これにより、データ線31から有機EL素子110へ電流供給できる電流パスが確保される。この時刻t2における動作は、図7に記載されたステップS11に相当する。
 図9Bは、本発明の実施の形態1に係る表示装置の時刻t2~t3における動作状態を説明する回路図である。
 次に、時刻t3において、電圧発生回路30は、データ線31に対し、予め設定されたプリチャージ電圧を出力する。このときデータ線31に対してのプリチャージが行われる。この時刻t3における動作は、図7に記載されたステップS12に相当する。
 図9Cは、本発明の実施の形態1に係る表示装置の時刻t3~t4における動作状態を説明する回路図である。図9Cに記載されたように、データ線31に対しての上記プリチャージにより、寄生容量210及び220は充電されている。
 次に、時刻t4において、電流発生回路40は、データ線31を介して有機EL素子110に調査電流を出力する。また、これと同時に、電圧発生回路30は電圧出力を停止する。この時刻t4における動作は、図7に記載されたステップS13に相当する。
 図9Dは、本発明の実施の形態1に係る表示装置の時刻t4~t6における動作状態を説明する回路図である。
 次に、時刻t5において、電圧検出回路50は、データ線31の1回目の導通線電圧を検出する。この時刻t5における動作は、図7に記載されたステップS14に相当する。   
 次に、時刻t6において、電圧検出回路50は、データ線31の2回目の導通線電圧を検出する。このとき検出された1回目の導通線電圧値と2回目の導通線電圧値との差が所定の電圧値以上であれば、次の有機EL素子110の電流-電圧特性の検出時には、プリチャージ電圧を変えて再度行う。
 ここでは、検出された1回目の導通線電圧値と2回目の導通線電圧値との差が所定の電圧値以上であった場合を想定して、その次の有機EL素子110の電流-電圧特性の検出タイミングをt7からt13に示す。
 時刻t7において、データ線31は、駆動トランジスタの120をオフ状態にするための電圧に設定される。
 次に、時刻t8において、走査線21の電圧レベルが、スイッチングトランジスタ130がオン状態となる電圧レベルとなる。このとき、駆動トランジスタ120はオフ状態となる。よって、有機EL素子110には駆動トランジスタ120のソース-ドレイン間電流が流れない。
 次に、時刻t9において、走査線21の電圧レベルが、スイッチングトランジスタ130がオフ状態となる電圧レベルとなる。また、これと同時に、制御線22の電圧レベルが、検査トランジスタ140がオン状態となる電圧レベルとなる。これにより、データ線31から有機EL素子110へ電流供給できる電流パスが確保される。
 次に、時刻t10において、電圧発生回路30は、データ線31に対し、予め設定された電圧を出力する。このときデータ線31に対してのプリチャージが行われる。
 次に、時刻t11において、電流発生回路40は、データ線31を介して有機EL素子110に調査電流を出力する。また、これと同時に、電圧発生回路30は電圧出力を停止する。
 次に、時刻t12において、電圧検出回路50は、データ線31の1回目の導通線電圧を検出する。
 次に、時刻t13において、電圧検出回路50は、データ線31の2回目の導通線電圧を検出する。このとき検出された1回目の導通線電圧値と2回目の導通線電圧値との差が所定の電圧値より小さくなったため、この2回目の導通線電圧値が測定された有機EL素子110のアノード電圧としてメモリ80に格納される。
 上述した表示装置のように、複数の画素部を含む画素列ごとにデータ線が配置されているような回路規模において、予めデータ線をプリチャージして有機EL素子の電圧を検出する時間は、プリチャージしない電圧検出時間と比較して桁違いに短縮化される。この検出時間の短縮化により、検出された電圧の安定性を判定して電圧を再検出するステップを、許容された時間内に組み込むことができるので、正確な電圧測定を実現することができる。また、この高速かつ正確な有機EL素子の電流-電圧特性検出により、発光パネルが映像出力中でも、その間のデータ線を使用していない時間を用いて有機EL素子の電流-電圧特性の検出が可能となる。例えば、フレーム単位ごとに割り当てられた非書き込み期間内に、上述した有機EL素子の電流-電圧特性検出の各ステップを実行することが可能となる。
 また、例えば、所定の非書き込み期間に図7に記載されたステップS10~ステップS16を実行し、別の非書き込み期間に、更新されたプリチャージ電圧を用いて同様のステップS10~ステップS16を実行するという形式をとってもよい。
 (実施の形態2)
 図10は、本発明の実施の形態2に係る表示装置の機能構成図である。同図における表示装置2は、表示部11と、走査線駆動回路20と、電圧発生回路30と、電流発生回路40と、電圧検出回路50と、電圧選択スイッチ60と、制御部70と、メモリ80とを備える。
 図11は、本発明の実施の形態2に係る表示部の有する一画素部の回路構成及びその周辺回路との接続を示す図である。同図における画素部101は、有機EL素子110と、駆動トランジスタ120と、スイッチングトランジスタ130と、検査トランジスタ140と、容量素子150と、読出しトランジスタ160と、共通電極115と、電源線125と、走査線21と、制御線22と、データ線31と、読出し線53とを備える。また、周辺回路は、走査線駆動回路20と、電圧発生回路30と、電流発生回路40と、電圧検出回路50と、電圧選択スイッチ60とを備える。
 本発明の実施の形態2における表示装置2は、実施の形態1における表示装置1と比較して、各画素列に読出し線53が配置され、また、読出し線53と電圧発生回路30との接続、または、データ線31と電圧発生回路30との接続のいずれかを選択するための電圧選択スイッチ60が配置されている点が異なる。また、画素部101は、画素部100と比較して、読出しトランジスタ及び電圧検出パスが配置されている点が異なる。以下、実施の形態1における図1および図2と同じ点は説明を省略し、異なる点のみ説明をする。
 表示部11は、複数の画素部101を備える。
 走査線駆動回路20は、走査線21及び制御線22に接続されており、走査線21及び制御線22の電圧レベルを制御することにより、画素部100のスイッチングトランジスタ130、検査トランジスタ140及び読出しトランジスタ160の導通・非導通を制御する機能を有する。
 電圧発生回路30は、電圧選択スイッチ60を経由してデータ線31または読出し線53に接続されている。データ線31に接続されている場合には、電圧発生回路30は、信号電圧をデータ線31に供給するデータ線駆動回路としての機能を有する。また、読出し線53に接続されている場合には、電圧発生回路30は、所定の電圧を出力して、読出し線53に対して電圧プリチャージを行う電圧源としての機能を有する。また、電圧発生回路30は、読出し線53との接続を開放したり、ショートしたりすることが可能なスイッチを有する。
 データ線31は、第2の導通線であり、画素部101を含む画素列に接続され、電圧発生回路30から出力された信号電圧を当該画素列の各画素部へ供給する。
 電圧検出回路50は、読出し線53に接続されており、読出しトランジスタ160が導通することにより、有機EL素子110のアノード電圧を検出する機能を有する。
 読出し線53は、画素部101を含む画素列に接続され、有機EL素子110のアノード電圧を読み出す第1の導通線として機能する。
 電圧選択スイッチ60は、電圧発生回路30と、読出し線53及びデータ線31との間に配置され、読出し線53と電圧発生回路30との接続、または、データ線31と電圧発生回路30との接続のいずれかを選択する機能を有する。
 制御部70は、走査線駆動回路20、電圧発生回路30、電流発生回路40、電圧検出回路50、電圧選択スイッチ60、及びメモリ80の制御を行う機能を有する。また、制御部70は、計測制御部701と、判定部702と、プリチャージ更新部703とを備える。
 計測制御部701は、読出しトランジスタ160を導通にして、読出し線53に対し電圧発生回路30にプリチャージを実行させる。また同時に、検査トランジスタ140を導通にして、有機EL素子110に対して電流発生回路40から電流を印加させている間に、有機EL素子110のアノード電圧を電圧検出回路50に計測させる。そして、計測された有機EL素子110のアノード電圧を判定部702へ出力する。
 プリチャージ更新部703は、判定部702により、有機EL素子110のアノード電圧が安定でないと判定された場合、電圧発生回路30から読出し線53へのプリチャージの条件を更新する。
 検査トランジスタ140は、有機EL素子110への電流パスを形成するスイッチ素子である。検査トランジスタ140のゲートは、制御線22に接続され、ソース及びドレインの一方が有機EL素子110のアノードに接続され、ソース及びドレインの他方が、データ線31に接続されている。
 読出しトランジスタ160は、有機EL素子110のアノード電圧を読出し線53により測定する電圧パスを形成するスイッチ素子である。読出しトランジスタ160のゲートは、制御線22に接続され、ソース及びドレインの一方が有機EL素子110のアノードに接続され、ソース及びドレインの他方が、読出し線53に接続されている。
 次に、本発明の実施の形態2に係る表示装置2の制御方法について説明をする。本制御方法により、有機EL素子110の特性の検出が可能である。
 図7は、本発明の実施の形態2に係る制御部の、有機EL素子の電流-電圧特性を検出する場合の動作フローチャートである。
 最初に、計測制御部701は、電圧発生回路30とデータ線31とが接続されるよう電圧選択スイッチ60を制御し(図11に記載された電圧選択スイッチ60の接点aを選択し)、電圧発生回路30から駆動トランジスタ120をオフ状態にする電圧を出力させ、その電圧を容量素子150に書き込み、駆動トランジスタ120をオフ状態にする(S10)。
 次に、計測制御部701は、電圧発生回路30と読出し線53とが接続されるよう電圧選択スイッチ60を制御し(図11に記載された電圧選択スイッチ60の接点bを選択し)、走査線駆動回路20から制御線22にオン電圧を与えることにより、検査トランジスタ140及び読出しトランジスタ160をオン状態にし、有機EL素子110への電流印加パス及び有機EL素子110のアノード電圧検出パスを確保する(S11)。
 次に、計測制御部701は、電圧発生回路30から読出し線53に対して、予め設定されたプリチャージ電圧を与え、有機EL素子110までの配線に対して電圧プリチャージを行う(S12)。
 次に、計測制御部701は、電流発生回路40からデータ線31に調査電流を出力させる(S13)。また、このとき、電圧発生回路30からの出力はされていない。
 次に、計測制御部701は、電圧検出回路50により第1回目の導通線電圧の検出を実行させる(S14)。そして、計測制御部701は、その結果を判定部702に出力する。
 次に、計測制御部701は、ステップS14から所定の時間が経過した後、電圧検出回路50により第2回目の導通線電圧の検出を実行させる(S15)。そして、計測制御部701は、その結果を判定部702に出力する。ここで、ステップS14及びステップS15における導通線電圧とは、読出し線53の電圧のことである。
 次に、判定部702は、計測制御部701から取得した上記2つの導通線電圧の差が所定値以上であるか否かを判定する(S16)。
 最後に、ステップS16において、導通線電圧の差が所定値以上であれば(S16で不安定)、判定部702は当該導通線電圧の測定が不安定であると判断し、プリチャージ更新部703はプリチャージ電圧を更新する(S17)。そして、次の電流-電圧特性測定のタイミングで、再度ステップS10からの一連のシーケンスを実行する。なお、更新されたプリチャージ電圧は、ステップS15で検出された第2回目の導通線電圧を設定する。
 一方、ステップS16において、導通線電圧の差が所定値よりも小さければ(S16で安定)、判定部702は当該導通線電圧の測定が安定であると判断し、ステップS15で得られた第2回目の導通線電圧を上記調査電流に対する電圧値としてメモリ80に格納する(S18)。
 なお、ステップS14及びステップS15において、電圧検出回路50により検出された第1回目の導通線電圧及び第2回目の導通線電圧は、計測制御部701から判定部702に出力されずに、計測制御部701からメモリ80に記憶されてもよい。その場合、ステップS16において、判定部702はメモリ80から上記2つの導通線電圧を読み出して上記判定を実行する。
 なお、上述した有機EL素子の電流-電圧特性の評価方法では、ステップS14及びステップS15にて2回の導通線電圧の検出を実行したが、計測制御部701が当該導通線電圧を3回以上検出することにより、判定部702が検出された3回以上の電圧値の安定性を判断してもよい。
 次に、図7に記載された動作フローチャートにおける電気信号のタイミングを説明する。
 図12は、本発明の実施の形態2における有機EL素子の電流-電圧特性を検出する時のタイミングチャートである。なお、本実施の形態2において、図12に記載された導通線電圧とは、読出し線53の電圧である。以下、実施の形態1におけるタイミングと同じ点は説明を省略し、異なる点のみ説明をする。
 最初に、時刻t0において、電圧発生回路30は、駆動トランジスタの120をオフ状態にするための電圧に設定されている。
 次に、時刻t1において、電圧選択スイッチ60の電圧レベルがHIGHレベルとなり(図11に記載された電圧選択スイッチ60の接点aが選択され)、電圧発生回路30とデータ線31との接続が選択される。同時に、走査線21の電圧レベルが、スイッチングトランジスタ130がオン状態となる電圧レベルとなる。このとき、駆動トランジスタ120はオフ状態となる。よって、有機EL素子110には駆動トランジスタ120のソース-ドレイン間電流が流れない。この時刻t0および時刻t1における動作は、図7に記載されたステップS10に相当する。
 次に、時刻t2において、電圧選択スイッチ60の電圧レベルがLOWレベルとなり(図11に記載された電圧選択スイッチ60の接点bが選択され)、電圧発生回路30と読出し線53との接続が選択される。同時に、走査線21の電圧レベルが、スイッチングトランジスタ130がオフ状態となる電圧レベルとなる。また、これと同時に、制御線22の電圧レベルが、検査トランジスタ140及び読出しトランジスタ160がオン状態となる電圧レベルとなる。これにより、データ線31から有機EL素子110へ電流供給できる電流パス及び読出し線53にて有機EL素子110のアノード電圧を検出する電圧パスが確保される。
 次に、時刻t3において、電圧発生回路30は、読出し線53に対し、予め設定された電圧を出力する。このとき読出し線53に対してのプリチャージが行われる。
 時刻t5において、電圧検出回路50は、読出し線53の1回目の導通線電圧を検出する。
 次に、時刻t6において、電圧検出回路50は、読出し線53の2回目の導通線電圧を検出する。
 次に、時刻t7において、電圧発生回路30は、駆動トランジスタの120をオフ状態にするための電圧に設定されている。
 次に、時刻t8において、電圧選択スイッチ60の電圧レベルがHIGHレベルとなり(図11に記載された電圧選択スイッチ60の接点aが選択され)、電圧発生回路30とデータ線31との接続が選択される。同時に、走査線21の電圧レベルが、スイッチングトランジスタ130がオン状態となる電圧レベルとなる。このとき、駆動トランジスタ120はオフ状態となる。よって、有機EL素子110には駆動トランジスタ120のソース-ドレイン間電流が流れない。
 次に、時刻t9において、電圧選択スイッチ60の電圧レベルがLOWレベルとなり(図11に記載された電圧選択スイッチ60の接点bが選択され)、電圧発生回路30と読出し線53との接続が選択される。同時に、走査線21の電圧レベルが、スイッチングトランジスタ130がオフ状態となる電圧レベルとなる。また、これと同時に、制御線22の電圧レベルが、検査トランジスタ140及び読出しトランジスタ160がオン状態となる電圧レベルとなる。これにより、データ線31から有機EL素子110へ電流供給できる電流パス及び読出し線53にて有機EL素子110のアノード電圧を検出する電圧パスが確保される。
 次に、時刻t10において、電圧発生回路30は、読出し線53に対し、予め設定された電圧を出力する。このとき読出し線53に対してのプリチャージが行われる。
 時刻t12において、電圧検出回路50は、読出し線53の1回目の導通線電圧を検出する。
 次に、時刻t13において、電圧検出回路50は、読出し線53の2回目の導通線電圧を検出する。
 上述した実施の形態2に係る表示装置及びその制御方法によれば、実施の形態1に係る表示装置及びその制御方法と同様の効果を奏することが可能となる。
 加えて、有機EL素子の電流-電圧特性を測定するための電流印加パスと電圧検出パスを独立に設けているので、当該電圧検出の際に、スイッチングトランジスタ130による電圧降下の影響を受けずに、更に精度の高い電流-電圧特性計測が可能となる。
 以上実施の形態1及び2について述べてきたが、本発明に係る表示装置及びその制御方法は、上記実施の形態に限定されるものではない。実施の形態1及び2における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、実施の形態1及び2に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る半導体特性評価装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
 例えば、本発明に係る表示装置及びその制御方法は、図13に記載されたような薄型フラットTVに内蔵され、また使用される。本発明に係る表示装置及びその制御方法により、発光素子の輝度ムラが抑制されたディスプレイを備えた薄型フラットTVが実現される。
 また、画素部の有する発光素子は、そのカソードが駆動トランジスタのソースおよびドレインの一方に接続され、そのアノードが第1電源に接続され、駆動トランジスタのゲートが、実施の形態と同様、スイッチングトランジスタを介してデータ線に接続されており、駆動トランジスタソースおよびドレインの他方が第2電源に接続されていてもよい。この回路構成の場合、第1電源の電位は、第2電源の電位よりも高く設定される。また、検査トランジスタは、そのゲートが制御線に接続され、そのソースおよびドレインの一方がデータ線に接続され、そのソースおよびドレインの他方が発光素子のカソードに接続されている。また、読出しトランジスタは、そのゲートが制御線に接続され、そのソースおよびドレインの一方が読出し線に接続され、そのソースおよびドレインの他方が発光素子のカソードに接続されている。この回路構成においても、本発明と同様の構成及び効果が得られる。
 また、実施の形態1及び2では、例えば、スイッチングトランジスタのゲートの電圧レベルがHIGHの場合にオン状態になるn型トランジスタとして記述しているが、スイッチングトランジスタ、検査用トランジスタ、読出しトランジスタ及び駆動トランジスタをp型トランジスタで形成し、ゲート線、走査線及び制御線の極性を反転させた表示装置でも、上述した各実施の形態と同様の効果を奏する。
 また、本発明の実施の形態では、駆動トランジスタ、スイッチングトランジスタ、検査トランジスタ及び読出しトランジスタの各機能を有するトランジスタは、ゲート、ソース及びドレインを有するFET(Field Effect Transistor)であることを前提として説明してきたが、これらのトランジスタには、ベース、コレクタ及びエミッタを有するバイポーラトランジスタが適用されてもよい。この場合にも、本発明の目的が達成され同様の効果を奏する。
 また、本発明の実施の形態では、表示装置の有する有機EL素子の電流-電圧特性を高速かつ正確に測定する構成および方法を説明してきたが、本発明に係る表示装置の制御方法は、有機EL素子のみならず、電子装置に組み込まれた半導体素子の電流-電圧特性を測定する場合に適用されても同様の効果を奏する。この場合、電子装置の回路規模が大きいほど、つまり、上記半導体素子の電流-電圧特性を測定するための導通線が長くなるほど、また、周辺回路素子の数が多くなるほど本発明を適用する効果は大きい。
 本発明は、特に表示装置を内蔵する有機ELフラットパネルディスプレイに有用であり、特性変化の補正が要求されるディスプレイの表示装置およびその駆動方法として用いるのに最適である。
 1、2  表示装置
 5  発光パネル
 10、11  表示部
 20  走査線駆動回路
 21  走査線
 22  制御線
 30  電圧発生回路
 31  データ線
 40  電流発生回路
 50  電圧検出回路
 51  電圧検出器
 52  マルチプレクサ
 53  読出し線
 60  電圧選択スイッチ
 70  制御部
 80  メモリ
 100、101  画素部
 110  有機EL素子
 115  共通電極
 120  駆動トランジスタ
 125  電源線
 130  スイッチングトランジスタ
 140  検査トランジスタ
 150  容量素子
 160  読出しトランジスタ
 210、220  寄生容量
 701  計測制御部
 702  判定部
 703  プリチャージ更新部

Claims (13)

  1.  発光素子と、
     前記発光素子の第1電極に電気的に接続される第1電源線と、
     前記発光素子の第2電極に電気的に接続される第2電源線と、
     電圧を保持するコンデンサと、
     前記第1電極と前記第1電源線との間に設けられ前記コンデンサに保持された電圧に応じた電流を前記第1電源線と前記第2電源線との間に流して前記発光素子を発光させる駆動素子と、
     前記コンデンサの一方の電極に信号電圧を供給するデータ線と、
     前記信号電圧に対応する電圧を前記コンデンサに保持させる第1スイッチ素子と、
     前記データ線に信号電圧の供給を行い、また、前記データ線に所定の電圧を供給して前記データ線に対して電圧のプリチャージを行う電圧発生回路と、
     前記データ線に接続され前記発光素子に所定の調査電流を供給する電流発生回路と、
     前記データ線に接続され前記発光素子の電圧を検出する電圧検出回路と、
     前記第1電極と前記データ線との間に設けられた配線と、
     前記配線に設けられ、前記第1電極と前記データ線とを接続する第2スイッチ素子と、
     前記第1スイッチ素子をOFFにして前記駆動素子をOFFとし、前記第2スイッチ素子をONにして前記電圧発生回路から前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを行わせた状態で、前記電流発生回路から前記データ線及び前記配線を介して前記発光素子に前記所定の調査電流を供給させ、前記所定の調査電流が供給された状態での前記第1電極の電圧を、前記データ線及び前記配線を介して、前記電圧検出回路に検出させる制御部とを具備する
     表示装置。
  2.  前記制御部は、
     前記電流発生回路から前記データ線及び前記配線を介して前記発光素子に前記所定の調査電流を、複数回、供給させ、
     前記所定の調査電流が供給された状態の前記第1電極の電圧を、前記データ線及び前記配線を介して、前記電圧検出回路に複数回検出させ、
     前記検出された複数の前記第1電極の電圧値の差が所定値以上の場合、前記電圧発生回路から前記データ線に前記所定の電圧より大きい更新電圧を供給させて前記データ線に対する電圧のプリチャージを再度行わせる
     請求項1記載の表示装置。
  3.  さらに、データを格納するメモリを有し、
     前記制御部は、
     前記電圧発生回路から前記データ線に前記所定の電圧より大きい更新電圧を供給させて前記データ線に対する電圧のプリチャージを再度行わせた後、前記電流発生回路から前記データ線及び前記配線を介して前記発光素子に前記所定の調査電流を、複数回、供給させ、
     前記所定の調査電流が供給された状態の前記第1電極の電圧を、前記データ線及び前記配線を介して、前記電圧検出回路に複数回検出させ、
     前記検出された複数の前記第1電極の電圧値の差が所定値未満の場合、前記電圧検出回路により検出された前記第1電極の電圧を前記メモリに保持する
     請求項2記載の表示装置。
  4.  さらに、データを格納するメモリを有し、
     前記制御部は、
     前記電流発生回路から前記データ線及び前記配線を介して前記発光素子に前記所定の調査電流を、複数回、供給させ、
     前記所定の調査電流が供給された状態の前記第1電極の電圧を、前記データ線及び前記配線を介して、前記電圧検出回路に複数回検出させ、
     前記検出された複数の前記第1電極の電圧値の差が所定値未満の場合、前記電圧検出回路により検出された前記第1電極の電圧を前記メモリに保持する
     請求項1記載の表示装置。
  5.  前記制御部は、
     前記電圧検出回路により検出された複数の前記第1電極の電圧値のうち、最後に検出された前記第1電極の電圧を前記メモリに保持する
     請求項3又は4に記載の表示装置。
  6.  前記制御部は、
     前記所定の調査電流と前記保持された前記第1電極の電圧とに基づいて前記発光素子の電流-電圧特性を演算し、
     外部から入力された映像信号を、前記発光素子の電流-電圧特性に基づいて補正し、前記電圧発生回路から、前記補正後の映像信号に対応した信号電圧を前記データ線に供給させる
     請求項3乃至請求項5のいずれかに記載の表示装置。
  7.  前記制御部は、
     前記データ線が外部から入力される映像信号に対応した信号電圧によって使用されていない期間に、
     前記第1スイッチ素子をOFFにして前記駆動素子をOFFとし、前記第2スイッチ素子をONにして前記電圧発生回路から前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを行わせた状態で、前記電流発生回路から前記データ線及び前記配線を介して前記発光素子に前記所定の調査電流を供給させ、
     前記所定の調査電流が供給された状態での前記第1電極の電圧を、前記データ線及び前記配線を介して、前記電圧検出回路に検出させる
     請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の表示装置。
  8.  前記映像信号は、フレーム単位に分割され、前記フレーム単位毎に、前記映像信号の各画素に対応する信号電圧を前記コンデンサに書き込む書き込み期間と前記信号電圧を前記コンデンサに書き込まない非書き込み期間とを有し、
     前記データ線が外部から入力される映像信号に対応した信号電圧によって使用されていない期間は、前記非書き込み期間である
     請求項7記載の表示装置。
  9.  前記映像信号は、フレーム単位に分割され、前記フレーム単位毎に、前記映像信号の各画素に対応する信号電圧を前記コンデンサに書き込む書き込み期間と前記信号電圧を前記コンデンサに書き込まない非書き込み期間とを有し、
     前記データ線が外部から入力される映像信号に対応した信号電圧によって使用されていない期間は、前記非書き込み期間であり、
     前記電圧発生回路から前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを行わせた状態で、前記所定の調査電流が供給された状態での前記第1電極の電圧を検出させる第1の非書き込み期間と、
     前記電圧発生回路に対して前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを再度行わせた状態で、前記所定の調査電流が供給された状態での前記第1電極の電圧を検出させる第2の非書き込み期間と、は別の非書き込み期間である
     請求項3に記載の表示装置。
  10.  前記発光素子と前記駆動素子とを含む画素部を複数有し、
     前記複数の画素部はマトリクス状に配置されている
     請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の表示装置。
  11.  前記発光素子の第1電極は、アノード電極であり、
     前記第1電源線の電圧は前記第2電源線の電圧より高く、前記第1電源線から前記第2電源線に電流が流れる
     請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の表示装置。
  12.  発光素子と、
     前記発光素子の第1電極に電気的に接続される第1電源線と、
     前記発光素子の第2電極に電気的に接続される第2電源線と、
     電圧を保持するコンデンサと、
     前記第1電極と前記第1電源線との間に設けられ前記コンデンサに保持された電圧に応じた電流を前記第1電源線と前記第2電源線との間に流して前記発光素子を発光させる駆動素子と、
     前記コンデンサの一方の電極に信号電圧を供給するデータ線と、
     前記信号電圧に対応する電圧を前記コンデンサに保持させる第1スイッチ素子と、
     前記データ線に信号電圧の供給を行い、また、前記データ線に所定の電圧を供給して前記データ線に対して電圧のプリチャージを行う電圧発生回路と、
     前記データ線に接続され前記発光素子に所定の調査電流を供給する電流発生回路と、
     前記データ線に接続され前記発光素子の電圧を検出する電圧検出回路と、
     前記第1電極と前記データ線との間に設けられた配線と、
     前記配線に設けられ、前記第1電極と前記データ線とを接続する第2スイッチ素子と、を具備する表示装置の制御方法であって、
     前記第1スイッチ素子をOFFにして前記駆動素子をOFFとし、
     前記第2スイッチ素子をONし、
     前記電圧発生回路から前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを行わせ、
     前記プリチャージがされた状態で前記電流発生回路から前記データ線及び前記配線を介して前記発光素子に前記所定の調査電流を供給させ、
     前記所定の調査電流が供給された状態での前記発光素子の第1電極の電圧を、前記データ線及び前記配線を介して、前記電圧検出回路に検出させる
     表示装置の制御方法。
  13.  発光素子と、
     前記発光素子の第1電極に電気的に接続される第1電源線と、
     前記発光素子の第2電極に電気的に接続される第2電源線と、
     電圧を保持するコンデンサと、
     前記第1電極と前記第1電源線との間に設けられ前記コンデンサに保持された電圧に応じた電流を前記第1電源線と前記第2電源線との間に流して前記発光素子を発光させる駆動素子と、
     前記コンデンサの一方の電極に信号電圧を供給するデータ線と、
     前記信号電圧に対応する電圧を前記コンデンサに保持させる第1スイッチ素子と、
     前記データ線に信号電圧の供給を行い、また、前記データ線に所定の電圧を供給して前記データ線に対して電圧のプリチャージを行う電圧発生回路と、
     前記データ線に接続され前記発光素子に所定の調査電流を供給する電流発生回路と、
     前記第1電極の電圧を読出す読出し線と、
     前記読出し線に接続され前記第1電極の電圧を検出する電圧検出回路と、
     前記第1電極と前記データ線との間に設けられた第1配線と、
     前記第1配線に設けられ、前記第1電極と前記データ線とを接続する第2スイッチ素子と、
     前記第1電極と前記読出し線との間に設けられた第2配線と、
     前記第2配線に設けられ、前記第1電極と前記読出し線とを接続する第3スイッチ素子と、
     前記電圧発生回路を前記データ線及び前記読出し線のいずれかに接続する第4スイッチ素子と、
     前記第1スイッチ素子をOFFにして前記駆動素子をOFFとし、前記第4スイッチ素子に前記電圧発生回路と前記データ線とを接続させ、前記第2スイッチ素子をONにして前記電圧発生回路から前記データ線に前記所定の電圧を供給させて前記データ線に対して電圧のプリチャージを行わせた状態で、前記電流発生回路から前記データ線及び前記第1配線を介して前記発光素子に前記所定の調査電流を供給させ、その後、前記第4スイッチに前記電圧検出回路と前記データ線とを接続させ、前記第2スイッチ素子をOFFにし、前記第3スイッチ素子をONにし、前記所定の調査電流が供給された状態の前記第1電極の電圧を前記読出し線及び前記第2配線を介して、前記電圧検出回路に検出させる制御部とを具備する
     表示装置。
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