WO2020008546A1 - 表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

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terminal
light emission
supply line
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青司 梅澤
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a display device, and more particularly, to a current-driven display device including a current-driven display element such as an organic EL (Electro Luminescence) display device and a driving method thereof.
  • a current-driven display device including a current-driven display element such as an organic EL (Electro Luminescence) display device and a driving method thereof.
  • an organic EL display device including a pixel circuit including an organic EL element (also referred to as an organic light emitting diode (Organic Light Emitting Diode: OLED)) has been put to practical use.
  • the pixel circuit of the organic EL display device includes a driving transistor, a write control transistor, a holding capacitor, and the like, in addition to the organic EL element.
  • a thin film transistor Thin Film Transistor
  • a holding capacitor is connected to a gate terminal as a control terminal of the driving transistor.
  • the holding capacitor is connected to the driving circuit via a data signal line from a driving circuit.
  • a voltage corresponding to a video signal representing an image to be displayed (more specifically, a voltage indicating a gradation value of a pixel to be formed by the pixel circuit) is provided as a data voltage.
  • the organic EL element is a self-luminous display element that emits light with luminance according to the current flowing through the organic EL element.
  • the drive transistor is provided in series with the organic EL element, and controls a current flowing through the organic EL element according to a voltage held by the storage capacitor.
  • the organic EL display device there are known a method of compensating the characteristics of the element inside the pixel circuit and a method of compensating the characteristic outside the pixel circuit.
  • the voltage of the gate terminal of the driving transistor that is, the voltage held in the holding capacitor is initialized, and then the holding capacitor is charged with the data voltage via the diode-connected driving transistor.
  • a pixel circuit configured as described above is known. In such a pixel circuit, variations and fluctuations in the threshold voltage of the driving transistor are compensated inside (hereinafter, compensation of the fluctuations and fluctuations in the threshold voltage is referred to as “threshold compensation”).
  • Patent Document 1 discloses that after the voltage of the gate terminal of the driving transistor, that is, the voltage held by the holding capacitor is initialized to a predetermined level, the holding capacitor is charged with the data voltage via the diode-connected driving transistor.
  • Patent Document 2 describes a configuration related to a pixel circuit in the organic EL display device disclosed in the present application.
  • the gate terminal of the driving transistor TDR that generates the driving current for the light emitting element E is connected to the signal line 14 via the first capacitance element C1 and the selection transistor QSL in order.
  • it is connected to the potential line of the drive potential VEL via the second capacitance element C2, and can simultaneously perform the operation of writing the grayscale potential VX [n] and the operation of initializing the gate potential VG of the drive transistor TDR. (See FIG. 3, FIG. 10, FIG. 11, paragraphs [0042] to [0044] of the same document).
  • the storage capacitor is charged with the data voltage via the drive transistor in a diode-connected state.
  • the organic EL element is controlled so as not to be lit, and is in a non-light emitting state for at least both periods (see FIG. 3 described later).
  • the voltage of the gate terminal of the driving transistor TDR is initialized at the same time as the data writing (see FIGS. 4 to 6 described later).
  • the period during which each pixel circuit is in a non-light emitting state can be shortened.
  • the discharge of the parasitic capacitance in the light emitting element E as a display element (hereinafter, “initialization of the display element”) cannot be performed simultaneously with the data writing. For this reason, the initialization of the display element is performed during the light emitting period, which may cause the luminance of the display element to become unstable during the light emitting period.
  • the non-emission period be reduced without deteriorating the display quality such as instability of the luminance of the display element in the current display device of the internal compensation system.
  • the display device may include a plurality of data signal lines, a plurality of scanning signal lines intersecting the plurality of data signal lines, and a plurality of light emitting devices respectively corresponding to the plurality of scanning signal lines.
  • a display device having a control line and a plurality of pixel circuits arranged in a matrix along the plurality of data signal lines and the plurality of scanning signal lines, First and second power lines; An initialization voltage supply line, A reference voltage supply line, A data signal line driving circuit that drives the plurality of data signal lines; A scanning signal line driving circuit for selectively driving the plurality of scanning signal lines; A light emission control circuit that drives the plurality of light emission control lines;
  • Each pixel circuit includes a display element driven by a current, first and second capacitors, a drive transistor controlling a drive current of the display element according to a voltage held in the first and second capacitors, A light emission control switching element, A first conduction terminal of the driving transistor is connected to the first power supply line via the emission control switching element;
  • a driving method includes a plurality of data signal lines, a plurality of scanning signal lines intersecting the plurality of data signal lines, and a plurality of scanning signal lines respectively corresponding to the plurality of scanning signal lines.
  • a method for driving a display device having a plurality of pixel circuits Each pixel circuit is Corresponds to any one of the plurality of data signal lines and to any one of the plurality of scanning signal lines,
  • a first conduction terminal of the driving transistor is connected to the first power supply line via the emission control switching element;
  • a second conduction terminal of the driving transistor is connected to a first terminal of the display element;
  • a control terminal of the driving transistor is connected to the first conduction terminal via the second capacitor, and is connected to a first terminal of the first capacitor;
  • a second terminal of the display element is connected to the second power line,
  • the driving method includes, when writing a voltage of a data signal line corresponding to each pixel circuit, controlling the light emission control switching element to an off state in the pixel circuit, and controlling the corresponding light emission control switching element to a second terminal of the first capacitor.
  • the first conduction terminal of the driving transistor is connected to the first power supply line via the emission control switching element, and the second conduction terminal of the driving transistor is connected to the display.
  • a first terminal of the display device, a control terminal of the driving transistor is connected to the first conduction terminal via a second capacitor and connected to a first terminal of the first capacitor, and a second terminal of the display device is connected to the first terminal.
  • Two power lines are connected.
  • the voltage of the corresponding data signal line is applied to the second terminal of the first capacitor, and the voltage of the initialization voltage supply line is applied to the control terminal of the drive transistor and the first terminal of the display element. .
  • the control terminal of the driving transistor and the first terminal of the display element are initialized to the voltage of the initialization voltage supply line, and the difference between the voltage of the corresponding data signal line and the voltage of the initialization voltage supply line is calculated.
  • the corresponding voltage is held on the first capacitor.
  • the threshold value of the drive transistor When a voltage larger than the absolute value
  • the non-emission period is reduced without deteriorating the display quality such as instability of the luminance of the display element while performing internal compensation. Can be shortened.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an overall configuration of the display device according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel circuit in a conventional display device (first conventional example).
  • FIG. 4 is a signal waveform diagram for explaining the driving of the first conventional example.
  • FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a pixel circuit in another conventional display device (second conventional example).
  • FIG. 9 is a circuit diagram for explaining an operation of initializing a pixel circuit and writing data in the second conventional example.
  • FIG. 9 is a signal waveform diagram for explaining the driving of the second conventional example.
  • FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel circuit according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a signal waveform diagram for explaining driving of the display device according to the first embodiment.
  • 3A is a circuit diagram illustrating an operation of initializing a pixel circuit and writing data in the first embodiment
  • FIG. 3B is a circuit diagram illustrating a lighting operation of the pixel circuit.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the amount of charge in each part of the pixel circuit according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel circuit according to a modified example of the first embodiment.
  • a gate terminal corresponds to a control terminal
  • one of a drain terminal and a source terminal corresponds to a first conduction terminal
  • the other corresponds to a second conduction terminal.
  • all the transistors will be described as P-channel transistors, but the present invention is not limited to this.
  • the transistor in the following embodiments is, for example, a thin film transistor, but the present invention is not limited to this.
  • connection in this specification means "electrical connection” unless otherwise specified, and means not only direct connection but also other means within a range not departing from the gist of the present invention. This also includes the case of indirect connection via an element.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of an organic EL display device 10 according to the first embodiment.
  • the display device 10 is an organic EL display device that performs internal compensation. That is, in the display device 10, each pixel circuit has a function of compensating for variations and variations in the threshold voltage of the driving transistor inside the pixel circuit (details will be described later).
  • the display device 10 includes a display unit 11, a display control circuit 20, a data-side drive circuit 30, a scan-side drive circuit 40, and a power supply circuit 50.
  • the data side driver circuit functions as a data signal line driver circuit (also referred to as “data driver”).
  • the scanning side driving circuit 40 functions as a scanning signal line driving circuit (also called “gate driver”) and a light emission control circuit (also called “emission driver”). In the configuration shown in FIG. 1, these two driving circuits are realized as one scanning-side driving circuit 40. However, the two driving circuits may be appropriately separated from each other. May be separately arranged on one side and the other side of the display unit 11.
  • the power supply circuit 50 includes a high-level power supply voltage ELVDD, a low-level power supply voltage ELVSS, an initialization voltage Vini, and a reference voltage Vsus to be supplied to the display unit 11, a display control circuit 20, a data drive circuit 30, and a scan.
  • a power supply voltage (not shown) to be supplied to the side drive circuit 40 is generated.
  • the display unit 11 includes m (m is an integer of 2 or more) data signal lines D1 to Dm and n (n is an integer of 2 or more) scanning signal lines G1 to Gn intersecting with them.
  • n emission control lines (also called “emission lines”) E1 to En are arranged along the n scanning signal lines G1 to Gn, respectively.
  • the display section 11 is provided with m ⁇ n pixel circuits 15, and these m ⁇ n pixel circuits 15 are composed of m data signal lines D1 to Dm and n Are arranged in a matrix along the scanning signal lines G1 to Gn.
  • Each pixel circuit 15 corresponds to any one of the m data signal lines D1 to Dm and has n scanning signal lines G1 to Gm. Gn (hereinafter, when distinguishing each pixel circuit 15, the pixel circuit corresponding to the i-th scanning signal line Gi and the j-th data signal line Dj is referred to as “i-th row and j-th column”. Pixel circuit ", and is denoted by a symbol" Pix (i, j) ").
  • the n emission control lines E1 to En correspond to the n scanning signal lines G1 to Gn, respectively. Therefore, each pixel circuit 15 corresponds to any one of the n emission control lines E1 to En.
  • the display unit 11 is provided with a power supply line (not shown) common to the pixel circuits 15. That is, a power supply line for supplying a high-level power supply voltage ELVDD for driving an organic EL element (to be described later) (hereinafter, referred to as a “high-level power supply line” and denoted by the same symbol “ELVDD” as the high-level power supply voltage), and And a power supply line for supplying a low-level power supply voltage ELVSS for driving the organic EL element (hereinafter, referred to as a “low-level power supply line” and indicated by the same symbol “ELVSS” as the low-level power supply voltage).
  • a power supply line for supplying a high-level power supply voltage ELVDD for driving an organic EL element hereinafter, referred to as a “high-level power supply line” and denoted by the same symbol “ELVDD” as the high-level power supply voltage
  • ELVSS low-level power supply line
  • the display unit 11 supplies an initialization voltage (not shown) Vini used for a reset operation (also referred to as an “initialization operation”) for initialization of each pixel circuit 15 to initialize the pixel circuit 15.
  • a supply line represented by the symbol “Vini” similarly to the initialization voltage
  • a reference voltage supply line (not represented by the symbol “similar to the reference voltage”) for supplying the reference voltage Vsus for driving the pixel circuit 15 during the light emission period. Vsus ").
  • the high-level power supply voltage ELVDD, the low-level power supply voltage ELVSS, the initialization voltage Vini, and the reference voltage Vsus are supplied from the power supply circuit 50.
  • the display control circuit 20 receives an input signal Sin including image information representing an image to be displayed and timing control information for image display from outside the display device 10, and based on the input signal Sin, a data-side control signal Scd and a scan.
  • a side control signal Scs is generated, a data side control signal Scd is sent to a data side drive circuit (data signal line drive circuit) 30, and a scan side control signal Scs is sent to a scan side drive circuit (scanning signal line drive / emission control circuit) 40.
  • the data drive circuit 30 drives the data signal lines D1 to Dm based on the data control signal Scd from the display control circuit 20. That is, the data-side drive circuit 30 outputs m data signals D (1) to D (m) representing an image to be displayed in parallel based on the data-side control signal Scd, and outputs the data signals to the data signal lines D1 to Dm, respectively. Apply.
  • the scanning side drive circuit 40 drives the scan signal lines G1 to Gn based on the scan side control signal Scs from the display control circuit 20, and the light emission control circuit drives the light emission control lines E1 to En. Function as More specifically, the scanning side driving circuit 40 sequentially selects the scanning signal lines G1 to Gn in each frame period by a predetermined period corresponding to one horizontal period based on the scanning side control signal Scs as a scanning signal line driving circuit. Then, an active signal (low-level voltage) is applied to the selected scanning signal line Gk, and an inactive signal (high-level voltage) is applied to the unselected scanning signal lines.
  • an active signal low-level voltage
  • an inactive signal high-level voltage
  • m pixel circuits Pix (k, 1) to Pix (k, m) corresponding to the selected scanning signal line Gk (1 ⁇ k ⁇ n) are collectively selected.
  • the m data signals D (1) to m applied to the data signal lines D1 to Dm from the data driving circuit 30 are output.
  • the voltage of D (m) (hereinafter sometimes simply referred to as “data voltage” without distinguishing these voltages) is used as pixel data in the pixel circuits Pix (k, 1) to Pix (k, m).
  • data voltage is used as pixel data in the pixel circuits Pix (k, 1) to Pix (k, m).
  • the scanning-side drive circuit 40 applies a light-emitting control signal (high-level voltage) indicating no light emission in the i-th horizontal period to the i-th light-emitting control line Ei as a light-emitting control circuit based on the scanning-side control signal Scs.
  • a light emission control signal low level voltage
  • the organic EL elements in the pixel circuits Pix (i, 1) to Pix (i, m) corresponding to the i-th scanning signal line Gi (hereinafter also referred to as “i-th row pixel circuit”) are connected to the emission control line Ei. While the voltage is at the low level, light is emitted at a luminance corresponding to the data voltage written in the pixel circuits Pix (i, 1) to Pix (i, m) in the i-th row.
  • a pixel in a conventional organic EL display device (hereinafter, referred to as a “first conventional example”) is used as a pixel circuit for comparison with the pixel circuit 15.
  • the configuration and operation of the circuit 15a will be described with reference to FIGS.
  • the overall configuration of the first conventional example is basically the same as the configuration shown in FIG. 1, but differs from the configuration shown in FIG. 1 in the following points. That is, in the first conventional example, the display unit 11 is provided with the 0th scanning signal line G0 in addition to the n scanning signal lines G1 to Gn.
  • the scanning signal lines G0 to Gn are sequentially selected in each frame period based on the scanning-side control signal Scs.
  • the scanning side drive circuit 40 serves as a light emission control circuit, based on the scan side control signal Scs, for the i-th light emission control line Ei, the light emission control signal indicating non-light emission in the (i-1) th horizontal period and the i-th horizontal period. (High level voltage) is applied, and in other periods, a light emission control signal (Low level voltage) indicating light emission is applied (see FIG. 3).
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the pixel circuit 15a in the first conventional example. More specifically, the pixel circuit 15a corresponding to the i-th scanning signal line Gi and the j-th data signal line Dj, that is, the i-th row and the j-th column 3 is a circuit diagram showing a configuration of a pixel circuit Pix (i, j) (1 ⁇ i ⁇ n, 1 ⁇ j ⁇ m). As shown in FIG.
  • the pixel circuit 15a includes an organic EL element OLED as a display element, a drive transistor T1, a write control transistor T2, a threshold compensation transistor T3, a first initialization transistor T4, a first light emission control transistor T5, 2 includes a light emission control transistor T6, a second initialization transistor T7, and a holding capacitor Cst.
  • the transistors T2 to T7 other than the driving transistor T1 function as switching elements.
  • the pixel circuit 15a includes a scanning signal line Gi corresponding thereto (hereinafter also referred to as a “corresponding scanning signal line” in the description focused on the pixel circuit) and a scanning signal line immediately before the corresponding scanning signal line Gi (scanning signal lines G1 to G1).
  • Gn is the immediately preceding scanning signal line in the scanning order, and is hereinafter also referred to as “preceding scanning signal line” Gi-1 in the description focusing on the pixel circuit, and a corresponding light emission control line (hereinafter, focusing on the pixel circuit).
  • a corresponding light emission control line) Ei a corresponding data signal line (hereinafter also referred to as a “corresponding data signal line” in the description focusing on the pixel circuit) Dj, an initialization voltage supply line Vini, and a high-level power supply line.
  • ELVDD and a low-level power line ELVSS are connected.
  • the source terminal of the drive transistor T1 is connected to the corresponding data signal line Dj via the write control transistor T2, and at the high level via the first light emission control transistor T5. It is connected to the power supply line ELVDD.
  • the drain terminal of the driving transistor T1 is connected to the anode electrode of the organic EL element OLED via the second emission control transistor T6.
  • the gate terminal of the driving transistor T1 is connected to the high-level power supply line ELVDD via the holding capacitor Cst, and connected to the drain terminal of the driving transistor T1 via the threshold compensation transistor T3, and the first initialization transistor It is connected to the initialization voltage supply line Vini via T4.
  • the anode electrode of the organic EL element OLED is connected to the initialization voltage supply line Vini via the second initialization transistor T7, and the cathode electrode of the organic EL element OLED is connected to the low-level power line ELVSS. Further, the gate terminals of the write control transistor T2, the threshold value compensation transistor T3, and the second initialization transistor T7 are connected to the corresponding scanning signal line Gi, and the gate terminals of the first and second light emission control transistors T5, T6 have corresponding light emission. It is connected to the control line Ei, and the gate terminal of the first initialization transistor T4 is connected to the preceding scanning signal line Gi-1.
  • the drive transistor T1 operates in the saturation region, and the drive current I1 flowing through the organic EL element OLED during the light emission period is given by the following equation (1).
  • the gain ⁇ of the driving transistor T1 included in the equation (1) is given by the following equation (2).
  • I1 ( ⁇ / 2) (
  • ) 2 ( ⁇ / 2) (
  • ⁇ ⁇ (W / L) ⁇ Cox (2)
  • Vth, ⁇ , W, L, and Cox are the threshold voltage, mobility, gate width, gate length, and per unit area of the driving transistor T1, respectively. Indicates the gate insulating film capacitance.
  • FIG. 3 is a signal waveform diagram for explaining driving of the display device according to the first conventional example, and resets the pixel circuit 15a shown in FIG. 2, that is, the pixel circuit Pix (i, j) at the i-th row and the j-th column.
  • Voltage of each signal line (corresponding light emission control line Ei, preceding scanning signal line Gi-1, corresponding scanning signal line Gi, corresponding data signal line Dj) in operation, data writing operation, and lighting operation, gate terminal of drive transistor T1 (Hereinafter, referred to as “gate voltage”) Vg and the voltage of the anode electrode of the organic EL element OLED (hereinafter, referred to as “anode voltage”) Va.
  • gate voltage gate voltage
  • anode voltage the voltage of the anode electrode of the organic EL element OLED
  • a period from time t1 to time t6 is a non-light emitting period of the pixel circuits Pix (i, 1) to Pix (i, m) in the i-th row.
  • the period from time t2 to t4 is the (i-1) th horizontal period, and the period from time t2 to t3 is the selection period of the (i-1) th scanning signal line (preceding scanning signal line) Gi-1, that is, the (i-1) th scanning selection.
  • the (i-1) th scanning selection period corresponds to a reset period of the pixel circuits Pix (i, 1) to Pix (i, m) on the i-th row.
  • the period from time t4 to t6 is the i-th horizontal period, and the period from time t4 to t5 is the selection period of the i-th scanning signal line (corresponding scanning signal line) Gi, that is, the i-th scanning selection period.
  • This i-th scanning selection period corresponds to a data writing period of the pixel circuits Pix (i, 1) to Pix (i, m) on the i-th row.
  • the voltage of the preceding scanning signal line Gi-1 changes from the high level to the low level, so that the preceding scanning signal line Gi-1 is in the selected state. Therefore, the first initialization transistor T4 changes to the ON state.
  • the voltage of the gate terminal of the driving transistor T1 that is, the gate voltage Vg, is initialized to the initialization voltage Vini.
  • the initialization voltage Vini is a voltage that can keep the drive transistor T1 in the ON state when writing the data voltage to the pixel circuit Pix (i, j).
  • the period from time t2 to time t3 is a reset period in the pixel circuits Pix (i, 1) to Pix (i, m) on the i-th row.
  • the reset period is as described above.
  • the gate voltage Vg is initialized by turning on the first initialization transistor T4.
  • FIG. 3 shows a change in the gate voltage Vg (i, j) in the pixel circuit Pix (i, j) at this time. Note that the symbol “Vg (i, j)” is used to distinguish the gate voltage Vg in the pixel circuit Pix (i, j) from the gate voltage Vg in other pixel circuits (the same applies to the following).
  • the data driving circuit 30 applies the data signal D (j) as the data voltage of the pixel of the i-th row and the j-th column to the data signal line Dj.
  • the application is started, and the application of the data signal D (j) is continued at least until the end time t5 of the i-th scanning selection period.
  • the write control transistor T2 changes to the ON state.
  • the threshold compensation transistor T3 also changes to the ON state, so that the drive transistor T1 is in a state where the gate terminal and the drain terminal are connected, that is, a diode connection state.
  • the voltage of the corresponding data signal line Dj that is, the voltage of the data signal D (j) is supplied to the holding capacitor Cst as the data voltage Vdata via the diode-connected drive transistor T1.
  • the gate voltage Vg (i, j) changes toward the value given by the following equation (5).
  • Vg (i, j) Vdata ⁇
  • the voltage of the corresponding scanning signal line Gi changes from the high level to the low level, so that the second initialization transistor T7 also changes to the on state.
  • the accumulated charges in the parasitic capacitance of the organic EL element OLED are discharged, and the anode voltage Va of the organic EL element is initialized to the initialization voltage Vini (see FIG. 3).
  • the symbol “Va (i, j)” is used to distinguish the anode voltage Va in the pixel circuit Pix (i, j) from the anode voltage Va in other pixel circuits (the same applies to the following).
  • the period from time t4 to t5 is a data writing period in the pixel circuits Pix (i, 1) to Pix (i, m) in the i-th row.
  • the data voltage subjected to the threshold compensation as described above is written into the holding capacitor Cst, and the gate voltage Vg (i, j) becomes a value given by the above equation (5).
  • the voltage of the light emission control line Ei changes to a low level. Accordingly, the first and second light emission control transistors T5 and T6 change to the ON state. Therefore, after time t6, a current I1 flows from the high-level power supply line ELVDD to the low-level power supply line ELVSS via the first light-emitting control transistor T5, the driving transistor T1, the second light-emitting control transistor T6, and the organic EL element OLED. .
  • This current I1 is given by the above equation (1).
  • the drive transistor T1 is of a P-channel type and ELVDD> Vg
  • the current I1 is given by the following equation from the above equations (1) and (5).
  • the organic EL element OLED emits light at a luminance corresponding to the data voltage Vdata which is the voltage of the corresponding data signal line Dj in the i-th scanning selection period, regardless of the threshold voltage Vth of the driving transistor T1.
  • the display device as in the first conventional example that is, the pixel circuit configured to write the data voltage to the holding capacitor via the diode-connected drive transistor after initializing the gate voltage of the drive transistor
  • the pixel circuits not only the data write period (i-th scan selection period shown in FIG. 3) but also the reset period (i-1 scan selection period shown in FIG. 3) ),
  • the organic EL element is controlled so as not to be lit, and at least both periods are in a non-light emitting state.
  • the display unit 11 is provided with a power supply line 36 for supplying the first reference voltage VST1 and a power supply line 35 for supplying the second reference voltage VST2. Further, m data signal lines D1 to Dm in the display unit 11 are grouped into m / 3 data signal line groups with three lines as one set (here, m is a multiple of 3). ).
  • the second conventional example corresponds to the second embodiment described in Patent Literature 2, but FIGS. 4 to 6 show signals and configurations between the present embodiment and the second conventional example for convenience of description. The names and symbols are appropriately changed so that the correspondence of the elements becomes clear.
  • a pixel circuit 15b in the second conventional example includes a light emitting element E (corresponding to an organic EL element OLED), a P-channel drive transistor TDR, first and second capacitance elements C1 and C2, It includes an N-channel type selection transistor (write control transistor) QSL and four N-channel type transistors functioning as a light emission control switch QEL and first to third switches R1 to R3, respectively.
  • the source terminal of the driving transistor TDR is connected to the high-level power supply line ELVDD
  • the drain terminal of the driving transistor TDR is connected to the anode electrode of the light emitting element E via the light emission control switch QEL
  • the third switch R3 is connected.
  • the power supply line 35 is connected via the power supply line 35.
  • the gate terminal of the drive transistor TDR is connected to the high-level power supply line ELVDD via the second capacitor C2, is connected to the first terminal (electrode e2) of the first capacitor C1, and has the second switch R2. Is connected to the drain terminal of the drive transistor TDR.
  • the cathode electrode of the light emitting element E is connected to the low-level power line ELVSS.
  • the second terminal (electrode e1) of the first capacitance element C1 is connected to the corresponding data signal line Dj via the selection transistor QSL and to the power supply line 36 via the first switch R1.
  • the gate terminal of the selection transistor QSL is connected to the corresponding scanning signal line Gi, and the control terminals (gate terminals) of the first, second and third switches R1, R2, R3 are connected to the corresponding control lines 129, 125, 127. , And the control terminal (gate terminal) of the light emission control switch QEL is connected to the corresponding control line 123.
  • the pixel circuit 15b shown in FIG. 4 configured as described above, that is, the pixel circuit Pix (i, j) on the i-th row and the j-th column has the scanning signal G [i] and the internal data signal S [k as shown in FIG. ], A light emission control signal E [i], and control signals GINI1 [i], GINI2 [i], GP [i].
  • Initialization and data writing are simultaneously performed in the pixel circuit Pix (i, j) in the second conventional example (see periods TRD and Tw shown in FIG. 6), and this period (hereinafter referred to as "initialization / writing period").
  • the switches R1 to R3, QEL and the selection transistor QSL are in the operating state (on / off state) as shown in FIG.
  • a dotted circle indicates that a transistor as a switching element therein is in an off state
  • a dotted rectangle indicates that a transistor as a switching element therein is in an on state
  • FIG. 6 is a signal waveform diagram for explaining the driving of the display device according to the second conventional example, and shows the initial state of the pixel circuit 15b shown in FIG. 4, that is, the pixel circuit Pix (i, j) of the i-th row and the j-th column.
  • Signals scanning signal G [i], light emission control signal E [i], internal data signal S [k], control signal GP [i], GINI1 [i], GINI2 [i], changes in the selection signals SEL [1] to SEL [3]).
  • the initialization period TRD matches the data writing period Tw, and this period (initialization / writing).
  • Period) the control signals GP [i], GINI2 [i], and the scanning signal G [i] are at a high level (active), so that the second and third switches R2, R3 and the selection transistor QSL are turned on. is there. Therefore, the reference voltage VST2 is applied to the gate terminal of the driving transistor TDR, the gate voltage Vg is initialized to the reference voltage VST2, and the data signal D [j] (data signal) is applied to the electrode e1 of the first capacitive element C1.
  • the first capacitor C1 is charged (data writing by the data signal D [j]).
  • the control signal GINI1 [i] and the light emission control signal E [i] are at low level (inactive), the first switch R1 and the light emission control switch QEL are off.
  • a compensation period TH is provided immediately after the initialization / write period (TRD, TW).
  • the control signal GINI2 [i] is maintained at a high level but the control signal GP [i] ] Is at the low level.
  • the threshold voltage of the driving transistor TDR is Vth
  • the gate voltage Vg gradually approaches ELVDD ⁇
  • control signal GINI2 [i] and the scanning signal G [i] also change to low level (inactive)
  • the control signal GINI1 [i] changes to high level (active)
  • the light emission control signal E [ i] changes to high level (active)
  • the light emission period TL starts.
  • a discharge period TD is provided immediately after the start of the light emission period TL.
  • the control signals GP [i] and E [i] are at a high level. Therefore, the electric charge charged in the parasitic capacitance of the light emitting element E is discharged through the light emission control switch QEL and the switch R3. As a result, the charges charged in accordance with the light emission state of the immediately preceding frame can be discharged, so that accurate gray scale can be displayed in the current frame.
  • the initialization of the gate voltage Vg of the drive transistor TDR is performed simultaneously with the data writing in each pixel circuit 15b (see FIGS. 5 and 6).
  • the non-light emitting period can be shortened for each pixel circuit 15b.
  • the discharge of the parasitic capacitance in the light emitting element E initialization of the anode voltage of the light emitting element E
  • the discharge of the parasitic capacitance of the light emitting element E is performed within the light emitting period TL (see the discharge period TD shown in FIG. 6). This may cause the luminance of the light emitting element E to become unstable during the light emitting period TL.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of the pixel circuit 15 in the present embodiment.
  • FIG. 8 is a signal waveform diagram for explaining driving of the organic EL display device 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 9A is a circuit diagram showing an initialization operation and a data writing operation of the pixel circuit 15 in the present embodiment
  • FIG. 9B is a circuit diagram showing a lighting operation of the pixel circuit 15. .
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the drive transistor during the light emission period in the present embodiment, and shows the amount of charge in each part of the pixel circuit in the present embodiment.
  • FIG. 7 shows a configuration of the pixel circuit 15 corresponding to the i-th scanning signal line Gi and the j-th data signal line Dj, that is, the pixel circuit Pix (i, j) at the i-th row and the j-th column in the present embodiment. (1 ⁇ i ⁇ n, 1 ⁇ j ⁇ m).
  • the pixel circuit 15 includes an organic EL element OLED as a display element, first and second capacitors C1 and C2, a driving transistor M1, first and second initialization transistors M2 and M3, and a light emission control transistor M4. , And first and second write control transistors M5 and M6.
  • the transistors M2 to M6 other than the driving transistor M1 function as switching elements.
  • the transistors included in the pixel circuit 15 are all P-channel transistors, but some or all of them may be N-channel transistors.
  • the pixel circuit 15 includes a corresponding scanning signal line (corresponding scanning signal line) Gi, a corresponding light emission control line (corresponding light emission control line) Ei, and a corresponding data signal line (corresponding data line).
  • (Signal line) Dj an initialization voltage supply line Vini, a reference voltage supply line Vsus, a high-level power supply line ELVDD, and a low-level power supply line ELVSS.
  • the initialization voltage Vini may be different from the low-level power supply voltage ELVSS.
  • the initialization voltage supply line Vini is not provided.
  • the low-level power supply line ELVSS is used also as the initialization voltage supply line Vini.
  • the reference voltage Vsus may be different from the high-level power supply voltage ELVDD. However, when a voltage equal to the high-level power supply voltage ELVDD is selected as the reference voltage Vsus, the high-level power supply It is preferable that the power supply line ELVDD be used as the reference voltage supply line Vsus.
  • the source terminal as the first conduction terminal of the driving transistor M1 is connected to the high-level power supply line ELVDD via the emission control transistor M4.
  • the drain terminal as the second conduction terminal of the driving transistor M1 is connected to the anode electrode as the first terminal of the organic EL element OLED.
  • a gate terminal as a control terminal of the driving transistor M1 is connected to the first conduction terminal via a second capacitor C2, is connected to a first terminal of the first capacitor C1, and is connected to a first initialization transistor M2. Is connected to the second conduction terminal via the.
  • the anode electrode of the organic EL element OLED is connected to the initialization voltage supply line Vini via the second initialization transistor M3, and the cathode electrode as the second terminal of the organic EL element OLED is connected to the low-level power line ELVSS. .
  • the second terminal of the first capacitor C1 is connected to the corresponding data signal line Dj via the first write control transistor M5 and to the reference voltage supply line Vsus via the second write control transistor M6. I have.
  • the gate terminals of the first write control transistor M5, the first initialization transistor M2, and the second initialization transistor M3 are connected to the corresponding scanning signal line Gi, and the gate terminals of the light emission control transistor M4 and the second write control transistor M6 are connected.
  • the gate terminal is connected to the corresponding light emission control line Ei.
  • the transistors M1 to M6 included in the pixel circuit 15 of the present embodiment include the transistors TDR, R2, R3, QEL, and QEL included in the pixel circuit 15b of the second conventional example. QSL and R1 respectively.
  • the transistor QEL as a light emission control switch is connected between the drain terminal of the driving transistor TDR and the anode electrode of the light emitting element E, whereas In the circuit 15, the light emission control transistor M4 is connected between the source terminal of the drive transistor M1 and the high level power supply line ELVDD.
  • FIG. 8 shows each signal line (corresponding light emission control line Ei) in the initialization operation, data writing operation, and lighting operation of the pixel circuit 15 shown in FIG. 7, that is, the pixel circuit Pix (i, j) on the i-th row and the j-th column.
  • a period from time t1 to t4 is a non-light emitting period of the pixel circuits Pix (i, 1) to Pix (i, m) in the i-th row.
  • the period from time t2 to t4 is the i-th horizontal period
  • the period from time t2 to t3 is the selection period of the i-th scanning signal line (corresponding scanning signal line) Gi, that is, the i-th scanning selection period.
  • the i-th scanning selection period corresponds to an initialization / writing period in which initialization and data writing are simultaneously performed in the pixel circuits Pix (i, 1) to Pix (i, m) on the i-th row.
  • a period in which the voltage of the corresponding light emission control line Ei is at a low level (active) and the light emission control transistor M4 is in an on state is referred to as a “light emission period”.
  • a period in which the voltage of the corresponding light emission control line Ei is at a high level (inactive) and the light emission control transistor M4 is in an off state is referred to as a “non-light emission period”.
  • the light emitting period and the non-light emitting period respectively correspond to a period in which the organic EL element OLED is in a light emitting state and a period in which the organic EL element OLED is in a non-light emitting state. (Therefore, the non-light emitting period (time t1 to t4) is slightly different from the period in which the organic EL element OLED is in the non-light emitting state.)
  • the control transistor M4 changes from the on state to the off state, and the organic EL element OLED enters the non-light emitting state.
  • the second write control transistor M6 also changes from the ON state to the OFF state, so that the second terminal of the first capacitor C1 enters a floating state.
  • the data driving circuit 30 causes the data signal line Dj of the data signal D (j) as the data voltage corresponding to the pixel of the i-th row and the j-th column. And the application of the data signal D (j) is continued at least until the end point t3 of the i-th scanning selection period.
  • the voltage of the corresponding scanning signal line Gi changes from the high level to the low level (active), so that the corresponding scanning signal line Gi is selected. Therefore, the first write control transistor M5 changes from the off state to the on state. At this time, the first and second initialization transistors M2 and M3 also change from the off state to the on state.
  • the period from the time t2 to the time t3 is the initialization / writing period in the pixel circuits Pix (i, 1) to Pix (i, m) on the i-th row as described above.
  • the first and second initialization transistors M2 and M3 and the first write control transistor M5 are on.
  • FIG. 9A schematically shows the state of the pixel circuit Pix (i, j) during this initialization / writing period, that is, the circuit state when initialization and data writing are performed simultaneously.
  • the voltage of the initialization voltage supply line Vini is applied to the gate terminal of the drive transistor M1 via the first and second initialization transistors M2 and M3, as shown in FIG.
  • Gate voltage Vg is initialized to initialization voltage Vini.
  • the voltage of the corresponding data signal line Dj is supplied as the data voltage Vdata to the second terminal of the first capacitor C1 via the first write control transistor M5.
  • the amount of charge (the amount of charge on the gate terminal side of the driving transistor M1) stored in the first capacitor C1 at the end of the initialization / writing period is C1 (Vini-Vdata). ).
  • of the threshold voltage of the drive transistor M1 is normally held in the second capacitor C2, and in the period from time t1 to t2, the transistors M2 and M4 , M5, and M6 are off, the holding voltage of the second capacitor C2 (holding voltage with reference to the gate terminal of the driving transistor M1) is maintained, and the driving transistor M1 is on.
  • the source terminal of the drive transistor M1 is electrically disconnected from the high-level power supply line ELVDD by the off-state emission control transistor M4, and the drive transistor M1
  • the gate terminal and the drain terminal are electrically connected to each other via the first initialization transistor M2 in the ON state, so that a diode connection state is established.
  • a compensation operation is performed to suppress the influence of the variation and fluctuation of the threshold voltage Vth with respect to the gate-source voltage of the driving transistor M1 in the immediately following light emitting period.
  • the source terminal of the driving transistor M1 is electrically disconnected from the high-level power supply line ELVDD, and the first and second initialization transistors whose gate terminals are in the ON state are set. Since it is electrically connected to the initialization voltage supply line Vini through M2 and M3, it can be said that the compensation operation is performed by this.
  • the compensation operation in the initialization / write period is an operation for holding a voltage equal to the threshold voltage of the drive transistor M1 in the second capacitor C2, and is specifically the following operation. That is, at time t2, the charge accumulated in the second capacitor C2 flows out by connecting the gate terminal of the driving transistor M1 to the initialization voltage supply line Vini or by connecting to the drain terminal of the driving transistor M1.
  • the amount of charge (the amount of charge on the gate terminal side of the driving transistor M1) accumulated in the second capacitor C2 at the end of the initialization / writing period is ⁇ C2
  • the organic EL element OLED does not emit light regardless of the presence or absence of the emission control transistor.
  • the voltage of the corresponding scanning signal line Gi changes to a high level, whereby the first and second initialization transistors M2, M3 and The first write control transistor M5 changes to the off state.
  • the voltage of the light emission control line Ei changes to the low level. Therefore, the light emission control transistor M4 is turned on, and the light emission period starts.
  • the reference voltage Vsus is applied to the second terminal of the first capacitor C1 as the second write control transistor M6 changes to the ON state.
  • the light emission control transistor M4 and the second write control transistor M6 are on as described above, and the first initialization transistor M2 , The second initialization transistor M3, and the first write control transistor M5 are off.
  • the gate terminal of the drive transistor M1 is electrically disconnected from the initialization voltage supply line Vini, and the drive transistor
  • the high-level power supply voltage ELVDD is supplied to the source terminal of M1, and the reference voltage Vsus is supplied to the second terminal of the first capacitor C1.
  • the charge moves between the first capacitor C1 and the second capacitor C2, and the threshold voltage of the corresponding data signal line is determined based on the voltage held by the second capacitor C2 immediately before the light emission period (immediately before time t4).
  • the voltage corresponding to the compensated voltage is held in the second capacitor C2.
  • FIG. 9B schematically illustrates the state of the pixel circuit Pix (i, j) during the light emission period, that is, the circuit state during the lighting operation.
  • a current I1 flows from the high level power supply line ELVDD to the low level power supply line ELVSS via the light emission control transistor M4, the drive transistor M1, and the organic EL element OLED.
  • the current I1 depends on the holding voltages of the first and second capacitors C1 and C2 at the end point t3 of the initialization / writing period, and an equation representing the current I1 is derived as follows. can do.
  • the charge amount Qg (t3) at the end point t3 of the initialization / write period at the node including the gate terminal of the drive transistor M1 (hereinafter referred to as “node G”)
  • Qg (t3) C1 (Vini-Vdata) -C2
  • Vout ⁇ C1 / (C1 + C2) ⁇ (Vini-Vdata + Vsus) + ⁇ C2 / (C1 + C2) ⁇ (ELVDD-
  • the current I1 during the light emission period is given by the above-described equation (1), as in the first conventional example.
  • the initialization of the gate voltage Vg of the driving transistor M1 and the data writing are performed simultaneously (FIGS. 8 and 9A). 1.
  • the non-light emitting period can be shortened in each pixel circuit Pix (i, j), and the connection of the preceding scanning signal line Gi-1 becomes unnecessary.
  • the compensation operation for holding the voltage equal to the threshold voltage of the drive transistor M1 in the second capacitor C2 is also performed by the above-described initialization and data writing.
  • the initialization of the anode voltage Va of the organic EL element OLED is performed simultaneously with the data writing (FIGS. 8 and 9A). Therefore, unlike the second conventional example (see the discharge period TD shown in FIG. 6) in which the anode voltage of the light emitting element E is initialized within the light emitting period TL, the initialization of the anode voltage Va causes the organic EL element OLED to be initialized. There is no instability of luminance.
  • the scanning signal G (i) is used as the control signal of the first initialization transistor M2 as the control signal of the second initialization transistor M3 for initializing the anode voltage Va (see FIG. 7).
  • the wiring area for control signals is reduced not only in the first conventional example but also in the second conventional example.
  • the current I1 flowing through the organic EL element OLED of the pixel circuit Pix (i, j) during the light emission period is represented by the above equation (11), and this equation includes a term related to
  • in parentheses included in the equation (1) of the current I1 in the first conventional example is “ ⁇
  • the equation (11) of the current I1 in the present embodiment is The term regarding
  • the influence of the threshold voltage Vth on the drive current I1 of the organic EL element OLED can be sufficiently reduced by setting the capacitance values of the first and second capacitors C1 and C2. Therefore, by appropriately setting the capacitance values of the first and second capacitors C1 and C2, variations and variations in the threshold voltage Vth in the lighting operation are substantially compensated.
  • the term related to the data voltage Vdata in the brackets included in the above equation (11) is “ ⁇ C1 / (C1 + C2) ⁇ Vdata”, and includes C1 / (C1 + C2) as a coefficient, so that the data voltage Vdata greatly changes. Even if it does, the change of the drive current I1 of the organic EL element OLED as the display element is relatively small. Therefore, according to the present embodiment, the gradation controllability can be improved.
  • the organic EL element OLED does not emit light at a desired luminance immediately after its emission period starts, but gradually changes from a black display state to a light emission state of a desired luminance. .
  • the organic EL element OLED shifts from the black display state to the desired luminance at the start of the light emitting period (when the voltage of the corresponding light emission control line Ei changes to low level).
  • the black insertion is also performed by gradually changing to the light emitting state. Therefore, even if the black insertion due to the non-light emitting period is short, the black insertion period due to the gradual state change of the organic EL element OLED can sufficiently secure the black display period and obtain good moving image performance. .
  • a voltage equal to the low-level power supply voltage ELVSS may be selected as the initialization voltage Vini, and the low-level power supply line ELVSS may be shared as the initialization voltage supply line Vini.
  • a voltage equal to the high-level power supply voltage ELVDD may be selected as the reference voltage Vsus, and the high-level power supply line ELVDD may be shared as the reference voltage supply line Vsus. According to these configurations, the wiring area in the display unit 11 can be reduced.
  • the period from the end point t3 of the initialization / writing period (i-th scanning selection period) to the start point t4 of the light emission period is set as short as possible without causing malfunction or failure in the pixel circuit 15.
  • the initialization / writing period (time t2 to t3) or the light emission period can be lengthened.
  • the initialization / writing period (time t2 to t3) or the light emission period can be lengthened.
  • the period during which the organic EL element OLED is in the non-light emitting state that is, the black insertion is not performed.
  • the period By making the period as short as possible (by making the black insertion period substantially equal to the initialization / writing period), the light emission period can be lengthened.
  • the gate terminal of the driving transistor M1 is connected to the drain terminal of the driving transistor M1 via the first initialization transistor M2. It is connected to the initialization voltage supply line Vini via the second initialization transistors M2 and M3.
  • the gate terminal of the drive transistor M1 may be connected to the initialization voltage supply line Vini only through the first initialization transistor M2.
  • the display device using the pixel circuit 16 shown in FIG. 11 has a first initializing point in that a diode connection in the driving transistor M1 is realized by the first and second initializing transistors M2 and M3 during the initializing / writing period.
  • the present embodiment is different from the above-described embodiment in which the diode connection is realized only by the rendering transistor M2, it operates substantially the same as the above-described embodiment (see FIG. 8), and has the same effect.
  • the present invention is not limited to the organic EL display device, and a display element driven by current may be used.
  • the present invention is applicable to any display device of the internal compensation system used.
  • the display element that can be used here is a display element whose luminance or transmittance is controlled by current, for example, an organic EL element, that is, an organic light emitting diode (Organic Light Emitting Diode (OLED)), an inorganic light emitting diode, or the like.
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • QLED Quantum dot light emitting diodes
  • QLED Quantum dot Light Emitting Diode

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Abstract

本願は、内部補償方式を採用し表示素子の輝度の不安定化を招くことなく非発光期間を短縮できる電流駆動型の表示装置を開示する。画素回路(15)にデータ信号線(Dj)の電圧が書き込まれる期間では、トランジスタ(M4),(M6)がオフ状態に制御されるとともにトランジスタ(M2),(M3),(M5)がオン状態に制御される。これにより、駆動トランジスタ(M1)につき、ダイオード接続が実現され、そのソース端子がハイレベル電源線(ELVDD)から切り離され、そのゲート端子および有機EL素子(OLED)のアノード電極が初期化電圧供給線(Vini)に接続される。その結果、駆動トランジスタ(M1)のゲート電圧(Vg)および有機EL素子(OLED)のアノード電圧(Va)が初期化されるとともに、データ信号線(Dj)の電圧に対応する電圧が第1キャパシタ(C1)に、駆動トランジスタ(M1)の閾値電圧が第2キャパシタ(C2)にそれぞれ保持される。

Description

表示装置およびその駆動方法
 本発明は表示装置に関し、より詳しくは、有機EL(Electro Luminescence)表示装置等の電流で駆動される表示素子を備えた電流駆動型の表示装置およびその駆動方法に関する。
 近年、有機EL素子(有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode: OLED)とも呼ばれる)を含む画素回路を備えた有機EL表示装置が実用化されている。有機EL表示装置の画素回路は、有機EL素子に加えて、駆動トランジスタや、書込制御トランジスタ、保持キャパシタ等を含んでいる。駆動トランジスタや書込制御トランジスタには、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor)が使用され、駆動トランジスタの制御端子としてのゲート端子に保持キャパシタが接続され、この保持キャパシタには、駆動回路からデータ信号線を介して、表示すべき画像を表す映像信号に応じた電圧(より詳しくは、当該画素回路で形成すべき画素の階調値を示す電圧)がデータ電圧として与えられる。有機EL素子は、それに流れる電流に応じた輝度で発光する自発光型表示素子である。駆動トランジスタは、有機EL素子と直列に設けられ、保持キャパシタに保持される電圧にしたがって、有機EL素子に流れる電流を制御する。
 有機EL素子と駆動トランジスタの特性には、ばらつきや変動が発生する。このため、有機EL表示装置において高画質表示を行うためには、これらの素子の特性のばらつきや変動を補償する必要がある。有機EL表示装置については、素子の特性の補償を画素回路の内部で行う方法と、画素回路の外部で行う方法とが知られている。前者の方法に対応する画素回路として、駆動トランジスタのゲート端子の電圧すなわち保持キャパシタに保持される電圧の初期化を行った後、ダイオード接続状態の駆動トランジスタを介してデータ電圧で保持キャパシタを充電するように構成された画素回路が知られている。このような画素回路では、その内部で駆動トランジスタにおける閾値電圧のばらつきや変動が補償される(以下、この閾値電圧のばらつきや変動の補償を「閾値補償」という)。
 上記のように画素回路内で閾値補償を行う方式(以下「内部補償方式」という)の有機EL表示装置に関連する事項が例えば特許文献1に記載されている。すなわち特許文献1には、駆動トランジスタのゲート端子の電圧すなわち保持キャパシタに保持される電圧を所定レベルに初期化した後、ダイオード接続状態の駆動トランジスタを介してデータ電圧で保持キャパシタを充電するように構成された画素回路が幾つか開示されている。
 また、本願で開示される有機EL表示装置における画素回路に関連する構成が特許文献2に記載されている。この特許文献2に記載の表示装置における画素回路では、発光素子Eの駆動電流を生成する駆動トランジスタTDRのゲート端子が、第1容量素子C1および選択トランジスタQSLを順に介して信号線14に接続されるとともに、第2容量素子C2を介して駆動電位VELの電位線に接続されており、階調電位VX[n]の書込動作と駆動トランジスタTDRのゲート電位VGの初期化動作とを同時に行えるように構成されている(同文献の図3、図10、図11、段落[0042]~[0044]参照)。
米国特許出願公開第2012/0001896号明細書 日本国特開2013-57701号公報
 特許文献1に記載の内部補償方式の有機EL表示装置の画素回路のように、駆動トランジスタのゲート端子の電圧を初期化した後にダイオード接続状態の駆動トランジスタを介してデータ電圧で保持キャパシタの充電するように構成されている場合には(後述の図2参照)、各画素回路につき、そのデータ書込の期間(データ電圧による保持キャパシタの充電期間)だけでなくその前の初期化の期間においても有機EL素子が点灯しないように制御され、少なくとも両期間は非発光状態となる(後述の図3参照)。
 これに対し、特許文献2に記載の表示装置では、各画素回路において駆動トランジスタTDRのゲート端子の電圧の初期化がデータ書込と同時に行われるので(後述の図4~図6参照)、特許文献1の表示装置に比べ、各画素回路につき非発光状態である期間(非発光期間)を短くすることができる。しかし、この画素回路では、表示素子としての発光素子Eにおける寄生容量の放電(以下「表示素子の初期化」という)をデータ書込と同時に行うことができない。このため、表示素子の初期化が発光期間に行われることになり、これは、発光期間のおける表示素子の輝度の不安定化を招くおそれがある。
 そこで、内部補償方式の電流駆動型の表示装置において、表示素子の輝度の不安定化等の表示品質の低下を招くことなく非発光期間を短縮することが望まれる。
 本発明の幾つかの実施形態に係る表示装置は、複数のデータ信号線と、前記複数のデータ信号線に交差する複数の走査信号線と、前記複数の走査信号線にそれぞれ対応する複数の発光制御線と、前記複数のデータ信号線および前記複数の走査信号線に沿ってマトリクス状に配置された複数の画素回路とを有する表示装置であって、
 第1および第2電源線と、
 初期化電圧供給線と、
 基準電圧供給線と、
 前記複数のデータ信号線を駆動するデータ信号線駆動回路と、
 前記複数の走査信号線を選択的に駆動する走査信号線駆動回路と、
 前記複数の発光制御線を駆動する発光制御回路と、
を備え、
 各画素回路は、電流によって駆動される表示素子と、第1および第2キャパシタと、前記第1および第2キャパシタに保持される電圧に応じて前記表示素子の駆動電流を制御する駆動トランジスタと、発光制御スイッチング素子とを含み、
 前記駆動トランジスタの第1導通端子は、前記発光制御スイッチング素子を介して前記第1電源線に接続され、
 前記駆動トランジスタの第2導通端子は前記表示素子の第1端子に接続され、
 前記駆動トランジスタの制御端子は、前記第2キャパシタを介して前記第1導通端子に接続されるとともに、前記第1キャパシタの第1端子に接続され、
 前記表示素子の第2端子は前記第2電源線に接続され、
 各画素回路は、
  前記複数のデータ信号線のいずれか1つに対応するとともに前記複数の走査信号線のいずれか1つに対応し、
  対応するデータ信号線の電圧が当該画素回路に書き込まれるときに、前記発光制御スイッチング素子がオフ状態に制御されており、対応する走査信号線の選択に応じて、前記第1キャパシタの第2端子に当該対応するデータ信号線の電圧が与えられるとともに、前記駆動トランジスタの前記制御端子および前記表示素子の前記第1端子に前記初期化電圧供給線の電圧が与えられるように構成されている。
 本発明の他の幾つかの実施形態に係る駆動方法は、複数のデータ信号線と、前記複数のデータ信号線に交差する複数の走査信号線と、前記複数の走査信号線にそれぞれ対応する複数の発光制御線と、第1および第2電源線と、初期化電圧供給線と、基準電圧供給線と、前記複数のデータ信号線および前記複数の走査信号線に沿ってマトリクス状に配置された複数の画素回路とを有する表示装置の駆動方法であって、
 各画素回路は、
  前記複数のデータ信号線のいずれか1つに対応するとともに前記複数の走査信号線のいずれか1つに対応し、
  電流によって駆動される表示素子と、第1および第2キャパシタと、前記第1および第2キャパシタに保持される電圧に応じて前記表示素子の駆動電流を制御する駆動トランジスタと、発光制御スイッチング素子とを含み、
 前記駆動トランジスタの第1導通端子は、前記発光制御スイッチング素子を介して前記第1電源線に接続され、
 前記駆動トランジスタの第2導通端子は、前記表示素子の第1端子に接続され、
 前記駆動トランジスタの制御端子は、前記第2キャパシタを介して前記第1導通端子に接続されるとともに、前記第1キャパシタの第1端子に接続され、
 前記表示素子の第2端子は前記第2電源線に接続され、
 前記駆動方法は、各画素回路に対応するデータ信号線の電圧を書き込むときに、当該画素回路において、前記発光制御スイッチング素子をオフ状態に制御し、前記第1キャパシタの第2端子に当該対応するデータ信号線の電圧を与えるとともに、前記駆動トランジスタの前記制御端子および前記表示素子の前記第1端子に前記初期化電圧供給線の電圧を与えるデータ書込ステップを含む。
 本発明の上記幾つかの実施形態によれば、各画素回路において、駆動トランジスタの第1導通端子は発光制御スイッチング素子を介して第1電源線に接続され、駆動トランジスタの第2導通端子は表示素子の第1端子に接続され、駆動トランジスタの制御端子は第2キャパシタを介して前記第1導通端子に接続されるとともに第1キャパシタの第1端子に接続され、表示素子の第2端子は第2電源線に接続されている。このような各画素回路に、対応するデータ信号線の電圧が書き込まれるときには、当該画素回路において、発光制御スイッチング素子がオフ状態に制御されることで駆動トランジスタの第1導通端子が第1電源線から電気的に切り離され、第1キャパシタの第2端子に当該対応するデータ信号線の電圧が与えられるとともに駆動トランジスタの制御端子および表示素子の第1端子に初期化電圧供給線の電圧が与えられる。これにより、駆動トランジスタの制御端子および表示素子の第1端子が初期化電圧供給線の電圧に初期化されるとともに、当該対応するデータ信号線の電圧と初期化電圧供給線の電圧との差に相当する電圧が第1キャパシタに保持される。また、駆動トランジスタの第1導通端子が第1電源線から電気的に切り離された状態で当該駆動トランジスタの制御端子および第2導通端子が初期電圧供給線に接続されることから、駆動トランジスタの閾値電圧の絶対値|Vth|よりも大きな電圧が第2キャパシタに保持されている場合に、当該第2キャパシタはその電荷が流出して電圧|Vth|を保持する状態となる。このようにして、各画素回路に対応するデータ信号線の電圧が書き込まれるときに、当該画素回路において、駆動トランジスタのゲート端子および表示素子の第1端子が同時に初期化され、かつ、表示素子の駆動電流に対する上記閾値電圧のばらつきや変動の影響を抑えるための(閾値補償のための)第2キャパシタの充放電動作も同時に行われる。したがって、本発明の上記幾つかの実施形態によれば、電流駆動型の表示装置において、内部補償を行いつつ表示素子の輝度の不安定化等の表示品質の低下を招くことなく非発光期間を短縮することができる。
第1の実施形態に係る表示装置の全体構成を示すブロック図である。 従来の表示装置(第1従来例)における画素回路の構成を示す回路図である。 上記第1従来例の駆動を説明するための信号波形図である。 従来の他の表示装置(第2従来例)における画素回路の構成を示す回路図である。 上記第2従来例における画素回路の初期化およびデータ書込の動作を説明するための回路図である。 上記第2従来例の駆動を説明するための信号波形図である。 上記第1の実施形態における画素回路の構成を示す回路図である。 上記第1の実施形態に係る表示装置の駆動を説明するための信号波形図である。 上記第1の実施形態における画素回路の初期化およびデータ書込の動作を示す回路図(A)、および、当該画素回路の点灯動作を示す回路図(B)である。 上記第1の実施形態における画素回路の各部における電荷量を示す図である。 上記第1の実施形態の変形例における画素回路の構成を示す回路図である。
 以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。なお、以下で言及する各トランジスタにおいて、ゲート端子は制御端子に相当し、ドレイン端子およびソース端子の一方は第1導通端子に相当し、他方は第2導通端子に相当する。また、以下の実施形態におけるトランジスタはすべてPチャネル型であるものとして説明するが、本発明はこれに限定されない。さらに、以下の実施形態におけるトランジスタは例えば薄膜トランジスタであるが、本発明はこれに限定されない。さらにまた、本明細書における「接続」とは、特に断らない限り「電気的接続」を意味し、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、直接的な接続を意味する場合のみならず、他の素子を介した間接的な接続を意味する場合も含むものとする。
<1.全体構成>
 図1は、第1の実施形態に係る有機EL表示装置10の全体構成を示すブロック図である。この表示装置10は、内部補償を行う有機EL表示装置である。すなわち、この表示装置10において、各画素回路は、その内部の駆動トランジスタの閾値電圧のばらつきや変動を補償する機能を有している(詳細は後述)。
 図1に示すように、この表示装置10は、表示部11、表示制御回路20、データ側駆動回路30、走査側駆動回路40、および、電源回路50を備えている。データ側駆動回路はデータ信号線駆動回路(「データドライバ」とも呼ばれる)として機能する。走査側駆動回路40は、走査信号線駆動回路(「ゲートドライバ」とも呼ばれる)および発光制御回路(「エミッションドライバ」とも呼ばれる)として機能する。図1に示す構成ではこれら2つの駆動回路が1つの走査側駆動回路40として実現されているが、これら2つの駆動回路が適宜分離された構成であってもよく、また、これら2つの駆動回路が表示部11の一方側と他方側に分離されて配置される構成であってもよい。また、走査側駆動回路およびデータ信号線駆動回路の少なくとも一部が表示部11と一体的に形成されていてもよい。これらの点は、後述の他の実施形態や変形例においても同様である。電源回路50は、表示部11に供給すべき後述のハイレベル電源電圧ELVDD、ローレベル電源電圧ELVSS、初期化電圧Vini、および基準電圧Vsusと、表示制御回路20、データ側駆動回路30、および走査側駆動回路40に供給すべき電源電圧(不図示)とを生成する。
 表示部11には、m本(mは2以上の整数)のデータ信号線D1~Dmと、これらに交差するn本(nは2以上の整数)の走査信号線G1~Gnとが配設されており、n本の走査信号線G1~Gnにそれぞれ沿ってn本の発光制御線(「エミッションライン」とも呼ばれる)E1~Enが配設されている。また図1に示すように、表示部11にはm×n個の画素回路15が設けられており、これらm×n個の画素回路15は、m本のデータ信号線D1~Dmおよびn本の走査信号線G1~Gnに沿ってマトリクス状に配置されており、各画素回路15は、m本のデータ信号線D1~Dmのいずれか1つに対応するとともにn本の走査信号線G1~Gnのいずれか1つに対応する(以下、各画素回路15を区別する場合には、i番目の走査信号線Giおよびj番目のデータ信号線Djに対応する画素回路を「i行j列目の画素回路」ともいい、符号“Pix(i,j)”で示すものとする)。n本の発光制御線E1~Enはn本の走査信号線G1~Gnにそれぞれ対応する。したがって各画素回路15は、n本の発光制御線E1~Enのいずれか1つにも対応する。
 また表示部11には、各画素回路15に共通の図示しない電源線が配設されている。すなわち、後述の有機EL素子を駆動するためのハイレベル電源電圧ELVDDを供給するための電源線(以下「ハイレベル電源線」といい、ハイレベル電源電圧と同じく符号“ELVDD”で示す)、および、有機EL素子を駆動するためのローレベル電源電圧ELVSSを供給するための電源線(以下「ローレベル電源線」といい、ローレベル電源電圧と同じく符号“ELVSS”で示す)が配設されている。さらに表示部11には、各画素回路15の初期化のためのリセット動作(「初期化動作」ともいう)に使用する初期化電圧(として固定電圧)Viniを供給するための図示しない初期化電圧供給線(初期化電圧と同じく符号“Vini”で示す)、および、発光期間における画素回路15の駆動のための基準電圧Vsusを供給するための図示しない基準電圧供給線(基準電圧と同じく符号“Vsus”で示す)も配設されている。ハイレベル電源電圧ELVDD、ローレベル電源電圧ELVSS、初期化電圧Vini、および基準電圧Vsusは、電源回路50から供給される。
 表示制御回路20は、表示すべき画像を表す画像情報および画像表示のためのタイミング制御情報を含む入力信号Sinを表示装置10の外部から受け取り、この入力信号Sinに基づきデータ側制御信号Scdおよび走査側制御信号Scsを生成し、データ側制御信号Scdをデータ側駆動回路(データ信号線駆動回路)30に、走査側制御信号Scsを走査側駆動回路(走査信号線駆動/発光制御回路)40にそれぞれ出力する。
 データ側駆動回路30は、表示制御回路20からのデータ側制御信号Scdに基づきデータ信号線D1~Dmを駆動する。すなわちデータ側駆動回路30は、データ側制御信号Scdに基づき、表示すべき画像を表すm個のデータ信号D(1)~D(m)を並列に出力してデータ信号線D1~Dmにそれぞれ印加する。
 走査側駆動回路40は、表示制御回路20からの走査側制御信号Scsに基づき、走査信号線G1~Gnを駆動する走査信号線駆動回路、および、発光制御線E1~Enを駆動する発光制御回路として機能する。より詳細には、走査側駆動回路40は、走査信号線駆動回路として、走査側制御信号Scsに基づき、各フレーム期間において走査信号線G1~Gnを1水平期間に対応する所定期間ずつ順次に選択し、選択した走査信号線Gkに対してアクティブな信号(ローレベル電圧)を印加し、かつ、非選択の走査信号線には非アクティブな信号(ハイレベル電圧)を印加する。これにより、選択された走査信号線Gk(1≦k≦n)に対応したm個の画素回路Pix(k,1)~Pix(k,m)が一括して選択される。その結果、当該走査信号線Gkの選択期間(以下「第k走査選択期間」という)において、データ側駆動回路30からデータ信号線D1~Dmに印加されたm個のデータ信号D(1)~D(m)の電圧(以下では、これらの電圧を区別せずに単に「データ電圧」と呼ぶことがある)が画素データとして、画素回路Pix(k,1)~Pix(k,m)にそれぞれ書き込まれる。
 また走査側駆動回路40は、発光制御回路として、走査側制御信号Scsに基づき、i番目の発光制御線Eiに対し、第i水平期間では非発光を示す発光制御信号(ハイレベル電圧)を印加し、それ以外の期間では発光を示す発光制御信号(ローレベル電圧)を印加する(後述の図8参照)。i番目の走査信号線Giに対応する画素回路(以下「i行目の画素回路」ともいう)Pix(i,1)~Pix(i,m)内の有機EL素子は、発光制御線Eiの電圧がローレベルである間、i行目の画素回路Pix(i,1)~Pix(i,m)にそれぞれ書き込まれたデータ電圧に応じた輝度で発光する。
<2.第1従来例における画素回路の構成および動作と問題点>
 以下では、本実施形態における画素回路15の構成および動作を説明する前に、当該画素回路15と比較するための画素回路として従来の有機EL表示装置(以下「第1従来例」という)における画素回路15aの構成および動作につき図2および図3を参照して説明する。この第1従来例の全体的な構成は、基本的には図1に示す構成と同様であるが、下記の点で図1に示す構成と相違する。すなわち第1従来例では、表示部11には、n本の走査信号線G1~Gnに加えて0番目の走査信号線G0が配設されており、走査側駆動回路40は、走査信号線駆動回路として、走査側制御信号Scsに基づき、各フレーム期間において走査信号線G0~Gnを順次に選択する。また走査側駆動回路40は、発光制御回路として、走査側制御信号Scsに基づき、i番目の発光制御線Eiに対し、第i-1水平期間および第i水平期間では非発光を示す発光制御信号(ハイレベル電圧)を印加し、それ以外の期間では発光を示す発光制御信号(ローレベル電圧)を印加する(図3参照)。
 図2は、第1従来例における画素回路15aの構成を示す回路図、より詳しくは、i番目の走査信号線Giおよびj番目のデータ信号線Djに対応する画素回路15aすなわちi行j列目の画素回路Pix(i,j)の構成を示す回路図である(1≦i≦n、1≦j≦m)。図2に示すように画素回路15aは、表示素子としての有機EL素子OLED、駆動トランジスタT1、書込制御トランジスタT2、閾値補償トランジスタT3、第1初期化トランジスタT4、第1発光制御トランジスタT5、第2発光制御トランジスタT6、第2初期化トランジスタT7、および、保持キャパシタCstを含んでいる。この画素回路15aにおいて、駆動トランジスタT1以外のトランジスタT2~T7はスイッチング素子として機能する。
 画素回路15aには、それに対応する走査信号線(以下、画素回路に注目した説明において「対応走査信号線」ともいう)Gi、対応走査信号線Giの直前の走査信号線(走査信号線G1~Gnの走査順における直前の走査信号線であり、以下、画素回路に注目した説明において「先行走査信号線」ともいう)Gi-1、それに対応する発光制御線(以下、画素回路に注目した説明において「対応発光制御線」ともいう)Ei、それに対応するデータ信号線(以下、画素回路に注目した説明において「対応データ信号線」ともいう)Dj、初期化電圧供給線Vini、ハイレベル電源線ELVDD、および、ローレベル電源線ELVSSが接続されている。
 図2に示すように、画素回路15aでは、駆動トランジスタT1のソース端子は、書込制御トランジスタT2を介して対応データ信号線Djに接続されるとともに、第1発光制御トランジスタT5を介してハイレベル電源線ELVDDに接続されている。駆動トランジスタT1のドレイン端子は、第2発光制御トランジスタT6を介して有機EL素子OLEDのアノード電極に接続されている。駆動トランジスタT1のゲート端子は、保持キャパシタCstを介してハイレベル電源線ELVDDに接続され、かつ、閾値補償トランジスタT3を介して当該駆動トランジスタT1のドレイン端子に接続され、かつ、第1初期化トランジスタT4を介して初期化電圧供給線Viniに接続されている。有機EL素子OLEDのアノード電極は第2初期化トランジスタT7を介して初期化電圧供給線Viniに接続され、有機EL素子OLEDのカソード電極はローレベル電源線ELVSSに接続されている。また、書込制御トランジスタT2、閾値補償トランジスタT3、および第2初期化トランジスタT7のゲート端子は対応走査信号線Giに接続され、第1および第2発光制御トランジスタT5,T6のゲート端子は対応発光制御線Eiに接続され、第1初期化トランジスタT4のゲート端子は先行走査信号線Gi-1に接続されている。
 駆動トランジスタT1は飽和領域で動作し、発光期間において有機EL素子OLEDに流れる駆動電流I1は次式(1)で与えられる。式(1)に含まれる駆動トランジスタT1のゲインβは、次式(2)で与えられる。
  I1=(β/2)(|Vgs|-|Vth|)2
    =(β/2)(|Vg-ELVDD|-|Vth|)2 …(1)
  β=μ×(W/L)×Cox …(2)
ただし、上記の式(1)および式(2)において、Vth、μ、W、L、Coxは、それぞれ、駆動トランジスタT1の閾値電圧、移動度、ゲート幅、ゲート長、および、単位面積あたりのゲート絶縁膜容量を表す。
 図3は、第1従来例に係る表示装置の駆動を説明するための信号波形図であり、図2に示した画素回路15aすなわちi行j列目の画素回路Pix(i,j)のリセット動作、データ書込動作、および点灯動作における各信号線(対応発光制御線Ei、先行走査信号線Gi-1、対応走査信号線Gi、対応データ信号線Dj)の電圧、駆動トランジスタT1のゲート端子の電圧(以下「ゲート電圧」という)Vg、および、有機EL素子OLEDのアノード電極の電圧(以下「アノード電圧」という)Vaの変化を示している。図3において、時刻t1~t6の期間は、i行目の画素回路Pix(i,1)~Pix(i,m)の非発光期間である。時刻t2~t4の期間は第i-1水平期間であり、時刻t2~t3の期間はi-1番目の走査信号線(先行走査信号線)Gi-1の選択期間すなわち第i-1走査選択期間である。この第i-1走査選択期間は、i行目の画素回路Pix(i,1)~Pix(i,m)のリセット期間に相当する。時刻t4~t6の期間は第i水平期間であり、時刻t4~t5の期間はi番目の走査信号線(対応走査信号線)Giの選択期間すなわち第i走査選択期間である。この第i走査選択期間は、i行目の画素回路Pix(i,1)~Pix(i,m)のデータ書込期間に相当する。
 i行j列目の画素回路Pix(i,j)では、図3に示すように時刻t1において発光制御線Eiの電圧がローレベルからハイレベルに変化すると、第1および第2発光制御トランジスタT5,T6はオン状態からオフ状態に変化し、有機EL素子OLEDは非発光状態となる。
 時刻t2において、先行走査信号線Gi-1の電圧がハイレベルからローレベルに変化することで先行走査信号線Gi-1が選択状態となる。このため、第1初期化トランジスタT4がオン状態に変化する。これにより、駆動トランジスタT1のゲート端子の電圧すなわちゲート電圧Vgが初期化電圧Viniに初期化される。初期化電圧Viniは、画素回路Pix(i,j)へのデータ電圧の書き込み時に、駆動トランジスタT1をオン状態に維持できる程度の電圧である。
 時刻t2~t3の期間は、i行目の画素回路Pix(i,1)~Pix(i,m)におけるリセット期間であり、画素回路Pix(i,j)では、このリセット期間において上記のように第1初期化トランジスタT4がオン状態であることによりゲート電圧Vgが初期化される。図3に、このときの画素回路Pix(i,j)におけるゲート電圧Vg(i,j)の変化が示されている。なお、画素回路Pix(i,j)におけるゲート電圧Vgを他の画素回路におけるゲート電圧Vgと区別する場合に符号“Vg(i,j)”を使用するものとする(以下においても同様)。
 時刻t3において、先行走査信号線Gi-1の電圧がハイレベルに変化することで先行走査信号線Gi-1が非選択状態となる。このため、第1初期化トランジスタT4がオフ状態に変化する。この時刻t3から第i走査選択期間の開始時点t4までの間に、データ側駆動回路30により、i行j列目の画素のデータ電圧としてのデータ信号D(j)のデータ信号線Djへの印加が開始され、少なくとも第i走査選択期間の終了時点t5まで当該データ信号D(j)の印加が継続する。
 時刻t4において、対応走査信号線Giの電圧がハイレベルからローレベルに変化することで対応走査信号線Giが選択状態となる。このため、書込制御トランジスタT2がオン状態に変化する。また、閾値補償トランジスタT3もオン状態に変化するので、駆動トランジスタT1は、そのゲート端子とドレイン端子とが接続された状態すなわちダイオード接続状態となる。これにより、対応データ信号線Djの電圧すなわちデータ信号D(j)の電圧がデータ電圧Vdataとして、ダイオード接続状態の駆動トランジスタT1を介して保持キャパシタCstに与えられる。その結果、図3に示すように、ゲート電圧Vg(i,j)は、次式(5)で与えられる値に向かって変化する。
  Vg(i,j)=Vdata-|Vth| …(5)
また、時刻t4において、対応走査信号線Giの電圧がハイレベルからローレベルに変化することにより第2初期化トランジスタT7もオン状態に変化する。その結果、有機EL素子OLEDの寄生容量における蓄積電荷が放電されて有機EL素子のアノード電圧Vaが初期化電圧Viniに初期化される(図3参照)。なお、画素回路Pix(i,j)におけるアノード電圧Vaを他の画素回路におけるアノード電圧Vaと区別する場合に符号“Va(i,j)”を使用するものとする(以下においても同様)。
 時刻t4~t5の期間は、i行目の画素回路Pix(i,1)~Pix(i,m)におけるデータ書込期間であり、画素回路Pix(i,j)では、このデータ書込期間において、上記のように閾値補償の施されたデータ電圧が保持キャパシタCstに書き込まれ、ゲート電圧Vg(i,j)は上記式(5)で与えられる値となる。
 その後、時刻t6において、発光制御線Eiの電圧がローレベルに変化する。これに伴い、第1および第2発光制御トランジスタT5,T6がオン状態に変化する。このため時刻t6以降、ハイレベル電源線ELVDDから第1発光制御トランジスタT5、駆動トランジスタT1、第2発光制御トランジスタT6、および、有機EL素子OLEDを経由してローレベル電源線ELVSSに電流I1が流れる。この電流I1は上記式(1)で与えられる。駆動トランジスタT1がPチャネル型であってELVDD>Vgであることを考慮すると、上記式(1)および(5)より、この電流I1は次式で与えられる。
  I1=(β/2)(ELVDD-Vg-|Vth|)2
    =(β/2)(ELVDD-Vdata)2 …(6)
上記より、時刻t6以降、有機EL素子OLEDは、駆動トランジスタT1の閾値電圧Vthに拘わらず、第i走査選択期間における対応データ信号線Djの電圧であるデータ電圧Vdataに応じた輝度で発光する。
 既述のように、第1従来例のような表示装置、すなわち駆動トランジスタのゲート電圧を初期化した後にダイオード接続状態の駆動トランジスタを介して保持キャパシタにデータ電圧を書き込むように構成された画素回路を用いた表示装置では、各画素回路は、そのデータ書込の期間(図3に示す第i走査選択期間)だけでなく、その前のリセット期間(図3に示す第i-1走査選択期間)においても有機EL素子が点灯しないように制御され、少なくとも両期間は非発光状態となる。
<3.第2従来例における画素回路の構成および動作と問題点>
 第1従来例における画素回路15aでは、図3に示すように、データ書込期間の前にリセット期間(初期化のための期間)が設けられるが、既述のように、駆動トランジスタのゲート電圧Vgの初期化とデータ書込とを同時に行えるように構成された画素回路も知られている。以下、このような画素回路を備える従来の他の有機EL表示装置(以下「第2従来例」という)の構成および動作につき図4~図6を参照して説明する。この第2従来例の全体的な構成は、基本的には図1に示す構成と同様であるが、下記の点で図1に示す構成と相違する。すなわち第2従来例では、表示部11には、各走査信号線Giに沿って制御線129,125,127が配設されており、走査側駆動回路40は、制御信号GINI1[i],GINI1[i],GP[i]を生成してそれらの制御線129,125,127にそれぞれ印加する(i=1~n)。また、図1に示す構成と同様、表示部11には発光制御線Eiに相当する制御線123も配設されており、この制御線123には走査側駆動回路40から発光制御信号E[i]が印加される(i=1~n)。さらに表示部11には、第1基準電圧VST1を供給するための給電線36および第2基準電圧VST2を供給するための給電線35が配設されている。また、表示部11におけるm本のデータ信号線D1~Dmは3本を1組としてm/3個のデータ信号線群にグループ化されている(ここでmは3の倍数であるものとする)。データ側駆動回路30では、これらm/3個のデータ信号線群にそれぞれ対応するm/3個の内部データ信号S[k](k=1~m/3)が生成され、各組における3本のデータ信号線G3k-2,G3k-1,G3kのうち内部データ信号S[k]をデータ信号D[3k-p]として印加すべきデータ信号線G3k-p(pは0,1,2のいずれか)が、表示制御回路20で生成される選択信号SEL[1]~SEL[3]によって各水平期間において順次切り替えられる(図6参照)。なお、この第2従来例は特許文献2に記載の第2実施形態に相当するが、図4~図6では説明の便宜のために、本実施形態と第2従来例の間で信号や構成要素の対応が明確になるようにそれらの名称や符号を適宜に変更している。
 図4に示すように第2従来例における画素回路15bは、発光素子E(有機EL素子OLEDに相当)と、Pチャネル型の駆動トランジスタTDRと、第1および第2容量素子C1,C2と、Nチャネル型の選択トランジスタ(書込制御トランジスタ)QSLと、発光制御スイッチQELおよび第1~第3スイッチR1~R3としてそれぞれ機能する4個のNチャネル型トランジスタとを含んでいる。駆動トランジスタTDRのソース端子はハイレベル電源線ELVDDに接続されており、駆動トランジスタTDRのドレイン端子は、発光制御スイッチQELを介して発光素子Eのアノード電極に接続されるとともに、第3スイッチR3を介して給電線35に接続されている。駆動トランジスタTDRのゲート端子は、第2容量素子C2を介してハイレベル電源線ELVDDに接続され、かつ、第1容量素子C1の第1端子(電極e2)に接続され、かつ、第2スイッチR2を介して駆動トランジスタTDRのドレイン端子に接続されている。発光素子Eのカソード電極はローレベル電源線ELVSSに接続されている。上記第1容量素子C1の第2端子(電極e1)は、選択トランジスタQSLを介して対応データ信号線Djに接続されるとともに、第1スイッチR1を介して給電線36に接続されている。また、選択トランジスタQSLのゲート端子は対応走査信号線Giに接続され、第1、第2および第3スイッチR1,R2,R3の制御端子(ゲート端子)は、対応する制御線129,125,127にそれぞれ接続され、発光制御スイッチQELの制御端子(ゲート端子)は、対応する制御線123に接続されている。
 上記のように構成された図4に示す画素回路15bすなわちi行j列目の画素回路Pix(i,j)は、図6に示すような走査信号G[i]、内部データ信号S[k]、発光制御信号E[i]、および、制御信号GINI1[i],GINI2[i],GP[i]によって駆動される。この第2従来例における画素回路Pix(i,j)において初期化とデータ書込が同時に行われ(図6に示す期間TRD,Tw参照)、この期間(以下「初期化・書込期間」という)では、各スイッチR1~R3,QELおよび選択トランジスタQSLは、図5に示すような動作状態(オン/オフ状態)となる。図5において、点線の円は、その中のスイッチング素子としてのトランジスタがオフ状態であることを示し、点線の矩形は、その中のスイッチング素子としてのトランジスタがオン状態であることを示している(このような表現方法は、後述の図9においても採用されている)。
 図6は、第2従来例に係る表示装置の駆動を説明するための信号波形図であり、図4に示した画素回路15bすなわちi行j列目の画素回路Pix(i,j)の初期化動作、データ書込動作、および点灯動作における各信号(走査信号G[i]、発光制御信号E[i]、内部データ信号S[k]、制御信号GP[i],GINI1[i],GINI2[i]、選択信号SEL[1]~SEL[3])の変化を示している。なお、第2従来例における走査信号G[i]、発光制御信号E[i]、データ信号D[j]は、本実施形態における走査信号線Giの信号、発光制御線Eiの信号、データ信号線Djの信号にそれぞれ対応する(i=1~n,j=1~m)。
 図6に示すように、この第2従来例における画素回路Pix(i,j)では、初期化の期間TRDとデータ書込の期間Twとが一致しており、この期間(初期化・書込期間)では、制御信号GP[i],GINI2[i],走査信号G[i]がハイレベル(アクティブ)であることから、第2および第3スイッチR2,R3および選択トランジスタQSLがオン状態である。このため、駆動トランジスタTDRのゲート端子に基準電圧VST2が与えられてゲート電圧Vgがこの基準電圧VST2に初期化されるとともに、第1容量素子C1の電極e1にデータ信号D[j](データ信号D[3k-2],D[3k-1],D[3k]のいずれか)が与えられることにより第1容量素子C1の充電(データ信号D[j]によるデータ書込)が行われる。なお初期化・書込期間では、制御信号GINI1[i]および発光制御信号E[i]がローレベル(非アクティブ)であることから、第1スイッチR1および発光制御スイッチQELはオフ状態である。
 上記の初期化・書込期間(TRD,TW)の直後に補償期間THが設けられており、この補償期間THでは、制御信号GINI2[i]はハイレベルに維持されるが制御信号GP[i]はローレベルである。駆動トランジスタTDRの閾値電圧をVthとすると、この補償期間THにおいてゲート電圧VgがELVDD-|Vth|に漸近し、これにより、直後の発光期間において駆動トランジスタTDRのゲート・ソース間電圧が閾値補償の施された値となる。
 その後、制御信号GINI2[i]および走査信号G[i]もローレベル(非アクティブ)に変化し、制御信号GINI1[i]がハイレベル(アクティブ)に変化し、さらにその後、発光制御信号E[i]がハイレベル(アクティブ)に変化して発光期間TLが開始する。この発光期間TLの開始直後に放電期間TDが設けられており、この放電期間TDでは、制御信号GP[i],E[i]がハイレベルである。このため、発光素子Eの寄生容量に充電されていた電荷が、発光制御スイッチQELとスイッチR3とを介して放電される。これにより、直前のフレームの発光状態に応じて充電された電荷を放電させることができるので、現在のフレームで正確な階調を表示することが可能となる。
 上記のような第2従来例によれば、各画素回路15bにおいて駆動トランジスタTDRのゲート電圧Vgの初期化がデータ書込と同時に行われるので(図5、図6参照)、第1従来例(図2、図3)に比べ、各画素回路15bにつき非発光期間を短くすることができる。しかし、この画素回路15bでは、発光素子Eにおける寄生容量の放電(発光素子Eのアノード電圧の初期化)をデータ書込と同時に行うことができない。このため、発光素子Eの寄生容量の放電が発光期間TL内に行われる(図6に示す放電期間TD参照)。これは発光期間TLのおける発光素子Eの輝度の不安定化を招くおそれがある。
<4.本実施形態における画素回路の構成および動作>
 次に、本実施形態における画素回路15の構成および動作につき図7~図10を参照して説明する。図7は、本実施形態における画素回路15の構成を示す回路図である。図8は、本実施形態に係る有機EL表示装置10の駆動を説明するための信号波形図である。図9(A)は、本実施形態における画素回路15の初期化動作およびデータ書込動作を示す回路図であり、図9(B)は、当該画素回路15の点灯動作を示す回路図である。図10は、本実施形態における発光期間での駆動トランジスタの動作を説明するための図であり、本実施形態における画素回路の各部における電荷量を示している。
 図7は、本実施形態におけるi番目の走査信号線Giおよびj番目のデータ信号線Djに対応する画素回路15すなわちi行j列目の画素回路Pix(i,j)の構成を示している(1≦i≦n、1≦j≦m)。この画素回路15は、表示素子としての有機EL素子OLEDと、第1および第2キャパシタC1,C2と、駆動トランジスタM1と、第1および第2初期化トランジスタM2,M3と、発光制御トランジスタM4と、第1および第2書込制御トランジスタM5,M6と含んでいる。この画素回路15において、駆動トランジスタM1以外のトランジスタM2~M6はスイッチング素子として機能する。この画素回路15に含まれるトランジスタは全てPチャネル型であるが、それらの一部または全部がNチャネル型であってもよい。
 図1に示すように、画素回路15には、それに対応する走査信号線(対応走査信号線)Gi、それに対応する発光制御線(対応発光制御線)Ei、それに対応するデータ信号線(対応データ信号線)Dj、初期化電圧供給線Vini、基準電圧供給線Vsus、ハイレベル電源線ELVDD、および、ローレベル電源線ELVSSが接続されている。なお、初期化電圧Viniはローレベル電源電圧ELVSSと異なる電圧であってもよいが、初期化電圧Viniとしてローレベル電源電圧ELVSSに等しい電圧を選定した場合、初期化電圧供給線Viniを設けずに、ローレベル電源線ELVSSが初期化電圧供給線Viniとしても使用される構成とするのが好ましい。また、基準電圧Vsusはハイレベル電源電圧ELVDDと異なる電圧であってもよいが、基準電圧Vsusとしてハイレベル電源電圧ELVDDに等しい電圧を選定した場合、基準電圧供給線Vsusを設けずに、ハイレベル電源線ELVDDが基準電圧供給線Vsusとしても使用される構成とするのが好ましい。
 図7に示すように、画素回路15では、駆動トランジスタM1の第1導通端子としてのソース端子は、発光制御トランジスタM4を介してハイレベル電源線ELVDDに接続されている。駆動トランジスタM1の第2導通端子としてのドレイン端子は、有機EL素子OLEDの第1端子としてのアノード電極に接続されている。駆動トランジスタM1の制御端子としてのゲート端子は、第2キャパシタC2を介して上記第1導通端子に接続され、かつ、第1キャパシタC1の第1端子に接続され、かつ、第1初期化トランジスタM2を介して上記第2導通端子に接続されている。有機EL素子OLEDのアノード電極は第2初期化トランジスタM3を介して初期化電圧供給線Viniに接続され、有機EL素子OLEDの第2端子としてのカソード電極はローレベル電源線ELVSSに接続されている。第1キャパシタC1の第2端子は、第1書込制御トランジスタM5を介して対応データ信号線Djに接続されるとともに、第2書込制御トランジスタM6を介して基準電圧供給線Vsusに接続されている。また、第1書込制御トランジスタM5、第1初期化トランジスタM2、および第2初期化トランジスタM3のゲート端子は対応走査信号線Giに接続され、発光制御トランジスタM4および第2書込制御トランジスタM6のゲート端子は対応発光制御線Eiに接続されている。なお、図7を図4と比較するとわかるように、本実施形態における画素回路15に含まれるトランジスタM1~M6は、第2従来例における画素回路15bに含まれるトランジスタTDR,R2,R3,QEL,QSL,R1にそれぞれ対応する。しかし、第2従来例における画素回路15bでは、発光制御スイッチとしてのトランジスタQELが駆動トランジスタTDRのドレイン端子と発光素子Eのアノード電極との間に接続されているのに対し、本実施形態における画素回路15では、発光制御トランジスタM4は駆動トランジスタM1のソース端子とハイレベル電源線ELVDDとの間に接続されている。
 図8は、図7に示した画素回路15すなわちi行j列目の画素回路Pix(i,j)の初期化動作、データ書込動作、および点灯動作における各信号線(対応発光制御線Ei、対応走査信号線Gi、対応データ信号線Dj)の電圧、駆動トランジスタM1のゲート電圧Vg、駆動トランジスタM1のソース端子の電圧(以下「ソース電圧」という)Vs、有機EL素子OLEDのアノード電極の電圧(アノード電圧)Vaの変化を示している。図8において、時刻t1~t4の期間は、i行目の画素回路Pix(i,1)~Pix(i,m)の非発光期間である。時刻t2~t4の期間は第i水平期間であり、時刻t2~t3の期間はi番目の走査信号線(対応走査信号線)Giの選択期間すなわち第i走査選択期間である。この第i走査選択期間は、i行目の画素回路Pix(i,1)~Pix(i,m)において初期化およびデータ書込が同時に行われる初期化・書込期間に相当する。なお本実施形態では、画素回路Pix(i,j)において、対応発光制御線Eiの電圧がローレベル(アクティブ)であって発光制御トランジスタM4がオン状態である期間を「発光期間」と呼び、対応発光制御線Eiの電圧がハイレベル(非アクティブ)であって発光制御トランジスタM4がオフ状態である期間を「非発光期間」と呼ぶものとする。これら発光期間および非発光期間は、有機EL素子OLEDが発光状態である期間および非発光状態である期間にそれぞれ対応するが、本実施形態では後述のように、発光期間は有機EL素子OLEDが実際に発光する期間とは若干相違する(したがって、非発光期間(時刻t1~t4)も有機EL素子OLEDが非発光状態である期間と若干相違する)。
 本実施形態におけるi行j列目の画素回路Pix(i,j)では、図8に示すように時刻t1において発光制御線Eiの電圧がローレベルからハイレベル(非アクティブ)に変化すると、発光制御トランジスタM4がオン状態からオフ状態に変化し、有機EL素子OLEDは非発光状態となる。このとき、第2書込制御トランジスタM6もオン状態からオフ状態に変化することで第1キャパシタC1の第2端子がフローティング状態となる。この時刻t1から第i走査選択期間の開始時点t2までの間に、データ側駆動回路30により、i行j列目の画素に対応するデータ電圧としてのデータ信号D(j)のデータ信号線Djへの印加が開始され、少なくとも第i走査選択期間の終了時点t3まで当該データ信号D(j)の印加が継続する。
 時刻t2において、図8に示すように、対応走査信号線Giの電圧がハイレベルからローレベル(アクティブ)に変化することで対応走査信号線Giが選択状態となる。このため、第1書込制御トランジスタM5がオフ状態からオン状態に変化する。このとき、第1および第2初期化トランジスタM2,M3もオフ状態からオン状態に変化する。
 時刻t2~t3の期間は、既述のようにi行目の画素回路Pix(i,1)~Pix(i,m)における初期化・書込期間であり、この初期化・書込期間では、上記のように第1および第2初期化トランジスタM2,M3ならびに第1書込制御トランジスタM5はオン状態である。図9(A)は、この初期化・書込期間における画素回路Pix(i,j)の状態すなわち初期化およびデータ書込が同時に行われるときの回路状態を模式的に示している。この初期化・書込期間では、初期化電圧供給線Viniの電圧が第1および第2初期化トランジスタM2,M3を介して駆動トランジスタM1のゲート端子に与えられことで、図8に示すようにゲート電圧Vgが初期化電圧Viniに初期化される。また、この初期化・書込期間では、対応データ信号線Djの電圧がデータ電圧Vdataとして第1書込制御トランジスタM5を介して第1キャパシタC1の第2端子に与えられる。その結果、図10に示すように、初期化・書込期間の終了時点において第1キャパシタC1に蓄積されている電荷量(駆動トランジスタM1のゲート端子側の電荷量)は、C1(Vini-Vdata)となる。
 直前のフレーム期間における発光期間では、通常、駆動トランジスタM1の閾値電圧の絶対値|Vth|よりも大きい電圧が第2キャパシタC2に保持されており、時刻t1~t2の期間では、トランジスタM2,M4,M5,M6がオフ状態であるので、第2キャパシタC2の当該保持電圧(駆動トランジスタM1のゲート端子を基準とする保持電圧)が維持され、駆動トランジスタM1はオン状態である。初期化・書込期間(時刻t2~t3)では、この駆動トランジスタM1のソース端子がオフ状態の発光制御トランジスタM4によってハイレベル電源線ELVDDから電気的に切り離されており、この駆動トランジスタM1はそのゲート端子とドレイン端子とがオン状態の第1初期化トランジスタM2を介して電気的に接続されることでダイオード接続状態となっている。これにより、直後の発光期間における駆動トランジスタM1のゲート・ソース間電圧に対する閾値電圧Vthのばらつきや変動の影響を抑えるための補償動作が行われる。また、この初期化・書込期間では、駆動トランジスタM1のソース端子がハイレベル電源線ELVDDから電気的に切り離されており、駆動トランジスタM1のゲート端子がオン状態の第1および第2初期化トランジスタM2,M3を介して初期化電圧供給線Viniに電気的に接続されているので、これにより当該補償動作が行われるとも言える。この初期化・書込期間における補償動作は、駆動トランジスタM1の閾値電圧に等しい電圧を第2キャパシタC2に保持させるための動作であり、具体的には次の様な動作である。すなわち、時刻t2において駆動トランジスタM1のゲート端子が初期化電圧供給線Viniに接続されることにより又は当該駆動トランジスタM1のドレイン端子に接続されることにより、第2キャパシタC2における蓄積電荷が流出して駆動トランジスタM1に電流が流れ始める。第2キャパシタC2の蓄積電荷が流出すると第2キャパシタC2の保持電圧が低下し、その保持電圧が駆動トランジスタM1の閾値電圧の絶対値|Vth|と等しくなると電荷流出が停止する。このようにして、直前フレームの発光状態に応じて第2キャパシタC2に充電された電荷は、初期化・書込期間(時刻t2~t3)において、第2キャパシタC2の保持電圧が駆動トランジスタM1の閾値電圧の絶対値|Vth|よりも大きい間は駆動トランジスタM1を介して流出し、第2キャパシタC2の保持電圧が閾値電圧の絶対値|Vth|に等しくなると、その電荷の流出が停止する。その結果、図10に示すように、初期化・書込期間の終了時点において第2キャパシタC2に蓄積されている電荷量(駆動トランジスタM1のゲート端子側の電荷量)は、-C2|Vth|となる。すなわち、第2キャパシタC2は、駆動トランジスタM1のゲート端子を基準として電圧|Vth|に充電された状態となる。
 さらに、この初期化・書込期間では、有機EL素子OLEDのアノード電極が第2初期化トランジスタM3を介して初期化電圧供給線Viniに電気的に接続されているので、図8に示すように、有機EL素子OLEDの寄生容量の蓄積電荷が放電されてアノード電圧Vaも初期化電圧Viniに初期化される。なお初期化・書込期間において、このようにアノード電圧Vaを初期化電圧Vini(=ELVIS)で初期化することにより、有機EL素子OLEDは発光制御トランジスタの有無に拘わらず発光しない。
 初期化・書込期間としての第i走査選択期間の終了時点である時刻t3において、対応走査信号線Giの電圧はハイレベルに変化し、これにより第1および第2初期化トランジスタM2,M3ならびに第1書込制御トランジスタM5がオフ状態に変化する。
 その後、時刻t4において、発光制御線Eiの電圧がローレベルに変化する。このため、発光制御トランジスタM4がオン状態となって発光期間が開始する。また、このとき、第2書込制御トランジスタM6がオン状態に変化することで、第1キャパシタC1の第2端子に基準電圧Vsusが印加される。時刻t4を開始時点とする発光期間では、画素回路Pix(i,j)において、上記のようにして発光制御トランジスタM4および第2書込制御トランジスタM6はオン状態であり、第1初期化トランジスタM2、第2初期化トランジスタM3、および、第1書込制御トランジスタM5はオフ状態である。このように発光期間の開始時t4において発光制御トランジスタM4がオフ状態からオン状態に変化するときに、駆動トランジスタM1のゲート端子が初期化電圧供給線Viniから電気的に切り離されており、駆動トランジスタM1のソース端子にハイレベル電源電圧ELVDDが与えられるとともに、第1キャパシタC1の第2端子に基準電圧Vsusが与えられる。これにより、第1キャパシタC1と第2キャパシタC2との間で電荷が移動することで、対応データ信号線の電圧に対し発光期間直前(時刻t4直前)における第2キャパシタC2の保持電圧に基づき閾値補償の施された電圧に相当する電圧が第2キャパシタC2に保持されるようになる。このため有機EL素子OLEDは、発光期間が開始すると直ちに所望の輝度(上記対応データ信号線の電圧に応じた輝度)で発光するのではなく、上記電荷移動にしたがって黒表示の状態から所望輝度の発光状態へと漸次的に変化する。図9(B)は、この発光期間における画素回路Pix(i,j)の状態すなわち点灯動作時の回路状態を模式的に示している。この発光期間では、ハイレベル電源線ELVDDから発光制御トランジスタM4、駆動トランジスタM1、および、有機EL素子OLEDを経由してローレベル電源線ELVSSに電流I1が流れる。この電流I1は、上記の初期化・書込期間の終了時点t3における第1および第2キャパシタC1,C2の保持電圧に応じたものであり、この電流I1を示す式を以下のようにして導出することができる。
 既述のように初期化・書込期間の終了時点t3において、第1キャパシタC1における蓄積電荷量はC1(Vini-Vdata)であり、第2キャパシタC2における蓄積電荷量は-C2|Vth|であるので、駆動トランジスタM1のゲート端子を含むノード(以下「ノードG」という)における初期化・書込期間の終了時点t3の電荷量Qg(t3)は、
  Qg(t3)=C1(Vini-Vdata)-C2|Vth|  …(7)
である。一方、発光期間におけるゲート電圧VgをVoutで示すものとすると、発光期間において、第1キャパシタC1における蓄積電荷量はC1(Vout-Vsus)であり、第2キャパシタC2における蓄積電荷量はC2(Vout-ELVDD)である。したがって、この発光期間におけるノードGの電荷量Qg(te)は、
  Qg(te)=C1(Vout-Vsus)+C2(Vout-ELVDD) …(8)
である(teは当該発光期間内の時刻を示す(te>T4))。ノードGに関する電荷保存則よりQg(t3)=Qg(te)であるので、上記式(7)および(8)より、
  C1(Vini-Vdata)-C2|Vth|=C1(Vout-Vsus)+C2(Vout-ELVDD)
である。したがって、発光期間におけるゲート電圧Vg=Voutは次式で与えられる。
  Vout={C1/(C1+C2)}(Vini-Vdata+Vsus)+{C2/(C1+C2)}(ELVDD-|Vth|)
                     …(9)
上記式(9)より、駆動トランジスタM1のゲート・ソース間電圧(ソース端子を基準とするゲート端子の電圧)Vgsは、
  Vgs=Vout-ELVDD
    ={C1/(C1+C2)}(Vini-Vdata+Vsus-ELVDD)-{C2/(C1+C2)}|Vth|
                     …(10)
である。発光期間における電流I1は、第1従来例と同様、既述の式(1)で与えられる。したがって、上記式(9)で示されるVg=Voutまたは上記式(10)を式(1)に代入すると、
  I1=(β/2) [{C1/(C1+C2)}(Vdata-Vini-|Vth|-Vsus+ELVDD)]2 …(11)
となる。発光期間では、画素回路Pix(i,j)における有機EL素子OLEDは、上記式(11)により示される電流I1に応じた輝度で発光する。
<5.効果>
 上記のように本実施形態によれば、第2従来例と同様、駆動トランジスタM1のゲート電圧Vgの初期化とデータ書込とが同時に行われるので(図8、図9(A))、第1従来例(図2、図3)に比べ、各画素回路Pix(i,j)において、非発光期間を短くすることができ、先行走査信号線Gi-1の接続が不要となる。また本実施形態は、第2従来例(図6参照)とは異なり、駆動トランジスタM1の閾値電圧に等しい電圧を第2キャパシタC2に保持させるための補償動作も上記の初期化およびデータ書込と同時に行われるので、第2従来例に比べても非発光期間の短縮化において有利である。さらに本実施形態によれば、第2従来例とは異なり、有機EL素子OLEDのアノード電圧Vaの初期化もデータ書込と同時に行われる(図8、図9(A))。このため、発光素子Eのアノード電圧の初期化が発光期間TL内に行われる第2従来例(図6に示す放電期間TD参照)とは異なり、アノード電圧Vaの初期化によって有機EL素子OLEDの輝度の不安定化を招くことはない。また、アノード電圧Vaの初期化のための第2初期化トランジスタM3の制御信号として第1初期化トランジスタM2の制御信号と同様に走査信号G(i)が使用されるので(図7参照)、第1従来例だけでなく第2従来例と比べても制御信号のための配線領域が低減される。
 本実施形態では、発光期間において画素回路Pix(i,j)の有機EL素子OLEDに流れる電流I1は上記式(11)で示され、この式には|Vth|に関する項が含まれている。しかし、第1従来例における電流I1の式(1)に含まれる括弧内の|Vth|に関する項は“-|Vth|”であるのに対し、本実施形態における電流I1の式(11)に含まれる大括弧内の|Vth|に関する項は“-{C1/(C1+C2)}|Vth|”である。このため本実施形態では、第1および第2キャパシタC1,C2の容量値の設定により、有機EL素子OLEDの駆動電流I1に対する閾値電圧Vthの影響を十分に小さくすることができる。したがって、第1および第2キャパシタC1,C2の容量値の適切な設定により、点灯動作において閾値電圧Vthのばらつきや変動が実質的に補償される。また、上記式(11)に含まれる大括弧内のデータ電圧Vdataに関する項は“{C1/(C1+C2)}Vdata”であり、係数としてC1/(C1+C2)を含むので、データ電圧Vdataを大きく変化させても表示素子としての有機EL素子OLEDの駆動電流I1の変化は比較的小さい。したがって本実施形態によれば、階調制御性を高めることができる。
 既述のように本実施形態では、有機EL素子OLEDは、その発光期間が開始すると直ちに所望の輝度で発光するのではなく、黒表示の状態から所望輝度の発光状態へと漸次的に変化する。このため、画像表示において、非発光期間による黒挿入に加えて、発光期間の開始時(対応発光制御線Eiの電圧がローレベルに変化した時)において有機EL素子OLEDが黒表示状態から所望輝度の発光状態へと漸次的に変化することによっても黒挿入が行われる。したがって、非発光期間による黒挿入が短くても、このような有機EL素子OLEDの漸次的な状態変化による黒挿入により、黒表示の期間を十分に確保して良好な動画性能を得ることができる。
<6.変形例>
 本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいてさらに種々の変形を施すことができる。例えば既述のように、初期化電圧Viniとしてローレベル電源電圧ELVSSに等しい電圧を選定し、ローレベル電源線ELVSSを初期化電圧供給線Viniとして共用してもよい。また既述のように、基準電圧Vsusとしてハイレベル電源電圧ELVDDに等しい電圧を選定し、ハイレベル電源線ELVDDを基準電圧供給線Vsusとして共用してもよい。これらの構成によれば、表示部11における配線領域を低減することができる。
 また、上記実施形態において、初期化・書込期間(第i走査選択期間)の終了時点t3から発光期間の開始時点t4までの期間を画素回路15において誤動作や不具合が生じない範囲でできる限り短くすることで、初期化・書込期間(時刻t2~t3)または発光期間を長くすることができる。また、非発光期間の開始時点t1から初期化・書込期間(第i走査選択期間)の開始時点t2までの期間を画素回路15において誤動作や不具合が生じない範囲でできる限り短くすることで、初期化・書込期間(時刻t2~t3)または発光期間を長くすることができる。また、上記t1~t2の期間および上記t3~t4の期間を画素回路15において誤動作や不具合が生じない範囲でできる限り短くすることで、有機EL素子OLEDが非発光状態である期間すなわち黒挿入の期間をできるだけ短くすることにより(黒挿入の期間を初期化・書込期間に略等しくすることにより)、発光期間を長くすることができる。
 また、上記実施形態における画素回路15では、図7に示すように、駆動トランジスタ
M1のゲート端子は、第1初期化トランジスタM2を介して駆動トランジスタM1のドレイン端子に接続されており、第1および第2初期化トランジスタM2,M3を介して初期化電圧供給線Viniに接続されている。しかし、これに代えて、図11に示すように、駆動トランジスタM1のゲート端子が第1初期化トランジスタM2のみを介して初期化電圧供給線Viniに接続されていてもよい。この図11に示す画素回路16を用いた表示装置は、初期化・書込期間において第1および第2初期化トランジスタM2,M3により駆動トランジスタM1におけるダイオード接続が実現される点で、第1初期化トランジスタM2のみにより当該ダイオード接続が実現される上記実施形態と相違するが、上記実施形態と実質的に同様に動作し(図8参照)、同様の効果を奏する。
 また以上においては、有機EL表示装置を例に挙げて実施形態およびその変形例が説明されたが、本発明は、有機EL表示装置に限定されるものではなく、電流で駆動される表示素子を用いた内部補償方式の表示装置であれば適用可能である。ここで使用可能な表示素子は、電流によって輝度または透過率等が制御される表示素子であり、例えば、有機EL素子すなわち有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode(OLED))の他、無機発光ダイオードや量子ドット発光ダイオード(Quantum dot Light Emitting Diode(QLED))等が使用可能である。
10 …有機EL表示装置
11 …表示部
15,16   …画素回路
Pix(j,i)…画素回路(i=1~n、j=1~m)
20 …表示制御回路
30 …データ側駆動回路(データ信号線駆動回路)
40 …走査側駆動回路(走査信号線駆動/発光制御回路)
Gi …走査信号線(i=1~n)
Ei …発光制御線(i=1~n)
Dj …データ信号線(j=1~m)
Vini …初期化電圧供給線、初期化電圧
Vsus …基準電圧供給線、基準電圧
ELVDD…ハイレベル電源線(第1電源線)、ハイレベル電源電圧
ELVSS…ローレベル電源線(第2電源線)、ローレベル電源電圧
OLED …有機EL素子(表示素子)
C1 …第1キャパシタ
C2 …第2キャパシタ
M1 …駆動トランジスタ
M2 …第1初期化トランジスタ(第1初期化スイッチング素子)
M3 …第2初期化トランジスタ(第2初期化スイッチング素子)
M4 …発光制御トランジスタ(発光制御スイッチング素子)
M5 …第1書込制御トランジスタ(第1書込制御スイッチング素子)
M6 …第2書込制御トランジスタ(第2書込制御スイッチング素子)
Va …アノード電圧
Vg …ゲート電圧
Vs …ソース電圧

Claims (16)

  1.  複数のデータ信号線と、前記複数のデータ信号線に交差する複数の走査信号線と、前記複数の走査信号線にそれぞれ対応する複数の発光制御線と、前記複数のデータ信号線および前記複数の走査信号線に沿ってマトリクス状に配置された複数の画素回路とを有する表示装置であって、
     第1および第2電源線と、
     初期化電圧供給線と、
     基準電圧供給線と、
     前記複数のデータ信号線を駆動するデータ信号線駆動回路と、
     前記複数の走査信号線を選択的に駆動する走査信号線駆動回路と、
     前記複数の発光制御線を駆動する発光制御回路と、
    を備え、
     各画素回路は、
      電流によって駆動される表示素子と、
      第1および第2キャパシタと、
      前記第1および第2キャパシタに保持される電圧に応じて前記表示素子の駆動電流を制御する駆動トランジスタと、
      発光制御スイッチング素子とを含み、
     前記駆動トランジスタの第1導通端子は、前記発光制御スイッチング素子を介して前記第1電源線に接続され、
     前記駆動トランジスタの第2導通端子は前記表示素子の第1端子に接続され、
     前記駆動トランジスタの制御端子は、前記第2キャパシタを介して前記第1導通端子に接続されるとともに、前記第1キャパシタの第1端子に接続され、
     前記表示素子の第2端子は前記第2電源線に接続され、
     各画素回路は、
      前記複数のデータ信号線のいずれか1つに対応するとともに前記複数の走査信号線のいずれか1つに対応し、
      対応するデータ信号線の電圧が当該画素回路に書き込まれるときに、前記発光制御スイッチング素子がオフ状態に制御されており、対応する走査信号線の選択に応じて、前記第1キャパシタの第2端子に当該対応するデータ信号線の電圧が与えられるとともに、前記駆動トランジスタの前記制御端子および前記表示素子の前記第1端子に前記初期化電圧供給線の電圧が与えられるように構成されている、表示装置。
  2.  各画素回路では、前記発光制御スイッチング素子がオフ状態に制御されていて、かつ、対応する走査信号線が選択状態であるときに、前記初期化電圧供給線の電圧が前記駆動トランジスタの前記制御端子および前記表示素子の前記第1端子に供給されるとともに、対応するデータ信号線の電圧が前記第1キャパシタの前記第2端子に供給されることにより、前記対応するデータ信号線の電圧と前記初期化電圧供給線の電圧との差に相当する電圧が前記第1キャパシタに保持され、前記駆動トランジスタの閾値電圧が検出されて前記第2キャパシタに保持される、請求項1に記載の表示装置。
  3.  各画素回路は、当該画素回路において前記第1および第2キャパシタの保持電圧に基づき前記表示素子が駆動されるときに、前記駆動トランジスタの前記制御端子および前記表示素子の前記第1端子が前記初期化電圧供給線から電気的に切り離され、前記第1キャパシタの前記第2端子に前記基準電圧供給線の電圧が与えられるとともに、前記発光制御スイッチング素子がオン状態に制御されるように構成されている、請求項1に記載の表示装置。
  4.  各画素回路では、前記駆動トランジスタの前記制御端子および前記表示素子の前記第1端子が前記初期化電圧供給線から電気的に切り離されていて、かつ、前記発光制御スイッチング素子がオフ状態からオン状態に制御されるときに、前記駆動トランジスタの前記第1導通端子に前記第1電源線の電圧が与えられるとともに前記第1キャパシタの前記第2端子に前記基準電圧供給線の電圧が与えられることにより、前記対応するデータ信号線の電圧に応じた電圧が前記第2キャパシタに保持されるように前記第1キャパシタと前記第2キャパシタの間で電荷が移動する、請求項3に記載の表示装置。
  5.  各画素回路では、前記駆動トランジスタの前記制御端子および前記表示素子の前記第1端子が前記初期化電圧供給線から電気的に切り離されていて、かつ、前記発光制御スイッチング素子がオフ状態からオン状態に制御されるときに、前記表示素子は、黒表示状態から前記対応するデータ信号線の電圧に応じた輝度の発光状態へと漸次的に変化する、請求項3に記載の表示装置。
  6.  各画素回路は、第1および第2書込制御スイッチング素子を更に含み、
     各画素回路において、前記第1キャパシタの前記第2端子は、前記第1書込制御スイッチング素子を介して対応するデータ信号線に接続されるとともに、前記第2書込制御スイッチング素子を介して前記基準電圧供給線に接続されている、請求項1または3に記載の表示装置。
  7.  各画素回路は、第1および第2初期化スイッチング素子を更に含み、
     各画素回路において、前記駆動トランジスタの前記制御端子は前記第1初期化スイッチング素子を介して前記第2導通端子に接続され、前記表示素子の前記第1端子は前記第2初期化スイッチング素子を介して前記初期化電圧供給線に接続されている、請求項1から6のいずれか1項に記載の表示装置。
  8.  各画素回路において、前記第1書込制御スイッチング素子、前記第1初期化スイッチング素子、および前記第2初期化スイッチング素子の制御端子は、対応する走査信号線に接続され、前記第2書込制御スイッチング素子および前記発光制御スイッチング素子の制御端子は、前記対応する走査信号線に対応する発光制御線に接続されている、請求項7に記載の表示装置。
  9.  前記走査信号線駆動回路は、前記複数の走査信号線が順次に選択されるように順次にアクティブとなる複数の走査信号を前記複数の走査信号線にそれぞれ印加し、
     前記発光制御回路は、前記複数の走査信号線のそれぞれにつき、当該走査信号線の選択期間を含む非発光期間は非アクティブであって当該走査信号線以外の走査信号線の選択期間を含む発光期間はアクティブである発光制御信号を、当該走査信号線に対応する発光制御線に印加する、請求項8に記載の表示装置。
  10.  前記第2電源線は、前記初期化電圧供給線として共用されている、請求項1から9のいずれか1項に記載の表示装置。
  11.  前記第1電源線は、前記基準電圧供給線として共用されている、請求項1から9のいずれか1項に記載の表示装置。
  12.  前記第1電源線は高圧側電源線であり、前記第2電源線は低圧側電源線であり、
     前記駆動トランジスタはPチャネル型トランジスタである、請求項1から11のいずれか1項に記載の表示装置。
  13.  複数のデータ信号線と、前記複数のデータ信号線に交差する複数の走査信号線と、前記複数の走査信号線にそれぞれ対応する複数の発光制御線と、第1および第2電源線と、初期化電圧供給線と、基準電圧供給線と、前記複数のデータ信号線および前記複数の走査信号線に沿ってマトリクス状に配置された複数の画素回路とを有する表示装置の駆動方法であって、
     各画素回路は、
      前記複数のデータ信号線のいずれか1つに対応するとともに前記複数の走査信号線のいずれか1つに対応し、
      電流によって駆動される表示素子と、第1および第2キャパシタと、前記第1および第2キャパシタに保持される電圧に応じて前記表示素子の駆動電流を制御する駆動トランジスタと、発光制御スイッチング素子とを含み、
     前記駆動トランジスタの第1導通端子は、前記発光制御スイッチング素子を介して前記第1電源線に接続され、
     前記駆動トランジスタの第2導通端子は前記表示素子の第1端子に接続され、
     前記駆動トランジスタの制御端子は、前記第2キャパシタを介して前記第1導通端子に接続されるとともに、前記第1キャパシタの第1端子に接続され、
     前記表示素子の第2端子は前記第2電源線に接続され、
     前記駆動方法は、各画素回路に対応するデータ信号線の電圧を書き込むときに、当該画素回路において、前記発光制御スイッチング素子をオフ状態に制御し、前記第1キャパシタの第2端子に当該対応するデータ信号線の電圧を与えるとともに、前記駆動トランジスタの前記制御端子および前記表示素子の前記第1端子に前記初期化電圧供給線の電圧を与えるデータ書込ステップを含む、駆動方法。
  14.  前記データ書込ステップにおいて、前記第2キャパシタは前記駆動トランジスタの閾値電圧に相当する電圧に充電され、前記第1キャパシタは前記対応するデータ信号線の電圧と前記初期化電圧供給線の電圧との差に相当する電圧に充電される、請求項13に記載の駆動方法。
  15.  前記第1および第2キャパシタの保持電圧に基づき前記表示素子を駆動するときに、前記駆動トランジスタの前記制御端子および前記表示素子の前記第1端子を前記初期化電圧供給線から電気的に切り離し、前記第1キャパシタの前記第2端子に前記基準電圧供給線の電圧を与えるとともに、前記発光制御スイッチング素子をオン状態に制御する点灯ステップを更に備える、請求項13または14に記載の駆動方法。
  16.  前記点灯ステップにおいて、前記駆動トランジスタの前記制御端子と前記第1導通端子との間の電圧Vgsは次式で示される値である、請求項15に記載の駆動方法:
      Vgs={C1/(C1+C2)}(Vini-Vdata+Vsus-ELVDD)-{C2/(C1+C2)}|Vth|
    ここで、C1は第1キャパシタの容量値であり、C2は第2キャパシタの容量値であり、Vdataは前記対応するデータ信号線の電圧であり、Viniは前記初期化電圧供給線の電圧であり、Vsusは前記基準電圧供給線の電圧であり、ELVDDは前記第1電源線の電圧であり、Vthは前記駆動トランジスタの閾値電圧である。
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