JP2003066908A - アクティブマトリクス型表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電流駆動を行うアクティブマトリクス型表示
装置においてソース信号線の浮遊容量に起因する電流波
形のなまりによる表示むらを減少させる。 【解決手段】 浮遊容量に蓄積された電荷をすばやく表
示階調に対応したものにするため、階調を制御する電流
源１０の他に電圧源１８を用意し、ソース信号線に入力
する２つの電源を切り替えるための電源切り替え手段１
９により、行選択期間の初めに電圧源１８により浮遊容
量の電荷を瞬時に変化させ、その後所望の輝度を出すた
めに電流源１０により階調表示を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機発光素子な
ど、電流量により階調表示を行う表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機発光素子は、自発光素子であるた
め、液晶表示装置で必要とされるバックライトが不要で
あり、視野角が広いなどの利点から、次世代表示装置と
して期待されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】有機発光素子のよう
に、素子の発光強度と素子に印加される電界が比例関係
とならず、素子の発光強度と素子を流れる電流密度が比
例関係にあるため、素子の膜厚のばらつき及び入力信号
値のばらつきに対し、発光強度のばらつきは電流制御に
より階調表示を行う方が小さくすることができる。

【０００４】半導体層を有するスイッチング素子を用い
たアクティブマトリクス型表示装置の例を図１６に示
す。各画素は７９に示すように、複数のスイッチング素
子７３と蓄積容量７４ならびに有機発光素子７２からな
る。

【０００５】スイッチング素子７３は１フレームのうち
行選択期間（期間Ａ）にはゲートドライバ７０からの出
力により７３ａ及び７３ｂのスイッチング素子を導通さ
せ、７３ｄのスイッチング素子は非導通状態とする。非
選択期間（期間Ｂ）には、逆に７３ｄのスイッチング素
子を導通状態とし、７３ａ及び７３ｂのスイッチング素
子を非導通状態とする。

【０００６】この操作により期間Ａにおいて、ソースド
ライバ７１から出力される電流値に応じて、スイッチン
グ素子７３ｃを流れる電流量が決められ、スイッチング
素子７３ｃのソースドレイン間電流とゲート電圧の関係
からゲート電圧が決まり、ゲート電圧に応じた電荷が蓄
積容量７４に蓄積される。期間Ｂでは期間Ａで蓄積され
た電荷量に応じて、スイッチング素子７３ｃのゲート電
圧が設定されるため、期間Ａでスイッチング素子７３ｃ
に流れた電流と同一の電流が期間Ｂにおいてもスイッチ
ング素子７３ｃを流れ、スイッチング素子７３ｄを通じ
て、有機発光素子７２を発光させる。ソース信号線の電
流量に応じ、蓄積容量７４の電荷量が変わり、有機発光
素子７２の発光強度が変化する。

【０００７】表示パターンとして、あるソース信号線
に、点灯、非点灯の順に電流を流した場合と、非点灯、
非点灯の順に電流を流した場合で、非点灯時画素の輝度
が異なることがわかった。点灯、非点灯の順の場合、非
点灯画素は点灯時の輝度を１、非点灯時の輝度を０とす
ると、０．５程度点灯した。また、一度点灯信号を流し
た後、残りの同一フレーム期間内で非点灯信号を流し続
けた場合、非点灯画素の輝度は０．５から徐々に減少
し、フレーム周波数が６０Ｈｚ、表示行数が２２０行の
場合、６から７行目より輝度は０となることがわかっ
た。

【０００８】一方、非点灯の後に点灯信号を流した場合
は、点灯輝度は始め０．８であったが、３行目より輝度
１で表示できた。

【０００９】上記は、ソースドライバの出力が表示画素
に応じて、電流値を変化させているにもかかわらず、各
画素へ供給される電流波形が、ソース信号線の配線抵抗
および浮遊容量によりなまり、所望の電流値が各画素へ
蓄積容量７４の電荷として蓄えられていないことを示
す。つまり、所望の電流値を書き込む能力が小さいこと
がわかった。特に、電流値小から電流値大への変化に比
べ、電流値大から電流値小へは２倍程度かかることがわ
かった。

【００１０】フレーム周波数を遅くし、１行ごとの書き
込み時間を多く取り、波形なまりの影響を小さくするこ
とで上記課題が改善することを確認した。

【００１１】フレーム周波数を遅くすると、スイッチン
グ素子７３のオフ特性が悪い場合、蓄積容量７４の電荷
量はスイッチング素子７３のリークにより変化し、有機
発光素子７２の電流量が変化することで、フリッカが発
生する。

【００１２】従って、フリッカのない表示を得るために
は、電流波形のなまりを低減し、１つ前に表示される画
素に流す電流値によらず、所望の電流値が選択期間内に
流れるようにする必要がある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のアクティブマトリクス型表示装置は、ソー
ス信号線に所定の電圧を印加する手段と、所定の電流量
を流す手段と、ソース信号線に前記電圧印加手段、前記
電流を流す手段とを切りかえる切り替え手段を具備し、
映像信号の変化によりソース信号線に流れる電流量変化
を早くしたことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明を行う。

【００１５】（実施の形態１）図１は本発明の第１の実
施の形態における１つのソース信号線につながる２画素
分の有機発光素子の駆動回路を示した図である。

【００１６】本発明では、表示階調に応じた所望の電流
を流す電流源１０と、所定の電圧を印加するための電圧
源１８を設け、電源切り替え手段１９によりソース信号
線に入力する電源を切り替えられるようにしたことが特
徴である。

【００１７】携帯電話およびモニターなどの表示部の各
画素の大きさは横１００μｍ、縦２５０μｍ程度であ
り、１００カンデラ／平方メートルの輝度を得るための
ソース信号線に必要な電流値は表示色及び外部量子効率
により異なるが、およそ１μＡ程度である。

【００１８】ＥＬ素子１６に対し１μＡを流すには、ソ
ースドライバ側では電源切り替え手段１９は電流源１０
を選択し、電流源１０は流れる電流値を１μＡとする。

【００１９】選択行では１２のゲート信号線１にスイッ
チング素子１７が導通する信号、１３のゲート信号線２
には非導通の信号を印加し、非選択行では逆に１２のゲ
ート信号線１に非導通信号、１３のゲート信号線２に導
通信号を印加する。

【００２０】これにより、選択行（この例では１行目と
する）においては、ソース信号線１１の電流がスイッチ
ング素子１７ｂ、１７ｃを通じて画素内部に流れる。画
素内の電流経路はスイッチング素子１７ａを通してＥＬ
電源線１５ａとつながっているのみであるため、スイッ
チング素子１７ａにも１μＡの電流が流れ、蓄積容量１
４ａにはこの時のゲート電圧分の電荷が蓄積される。非
選択期間になると、スイッチング素子１７ｄが導通し、
スイッチング素子１７ｂ、１７ｃは非導通となるため、
選択期間で蓄積容量１４ａに蓄積された電荷に基づいて
スイッチング素子１７ａに流れる電流が規定され、ＥＬ
素子１６ａに１μＡの電流が流れる。

【００２１】このことから、ＥＬ素子１６ａに所望の電
流値（例えば、１μＡ）を流すには選択期間において、
スイッチング素子１７ａが所望の電流値を流すようなゲ
ート電圧を与えるよう蓄積容量１４ａに電荷を蓄えさせ
る必要がある。

【００２２】しかしながら、ソース信号線１１に浮遊容
量２０が存在すると、ソース信号線１１の配線抵抗と浮
遊容量２０の時定数で決まる波形のなまりが観測され
る。電流値により階調表示を行う場合、この波形なまり
はソース信号線に流れる電流値によっても異なり、電流
値が小さいほど立ち上がり、立ち下がりに時間がかか
る。例えば、配線容量が１００ｐＦ、配線抵抗５００オ
ームの時、電流源１０の電流値を変化させたときにソー
ス信号線の電流値及び接点１００１の電流値が０．２４
μＡから４０ｎＡへ変化するのに必要な時間は３００μ
秒、４０ｎＡから０．２４μＡへ変化するのに必要な時
間は２５０μ秒であった。

【００２３】低電流領域では単位時間あたりの電荷の移
動量が少ないため、浮遊容量２０にたまった電荷を充放
電することが難しいのである。例えば、図１７に示すよ
うに、１２のゲート信号線１のオン期間を６４μ秒、２
５６μ秒と変化させたとき、２５６μ秒では入力電流に
対し、ほぼ同一の出力電流が得られたのに対し、６４μ
秒においては、低電流（０．７μＡ以下）を中心に、入
力に対し、出力電流が異なることがわかった。

【００２４】このため、従来の電流による階調表示方法
では、１水平走査期間の最小時間は３００μ秒必要であ
る。これでは、携帯電話のように走査線数が２２０本の
場合、１フレームは１０Ｈｚ程度で駆動させる必要があ
り、スイッチング素子１７のオフ特性によっては、蓄積
容量１４の電荷量が変化し、ＥＬ素子１６に流れる電流
が変化することによるフリッカが発生する。

【００２５】また、ソース信号線に電圧値を印加する場
合には電圧値によらず、ソース信号線の配線抵抗と浮遊
容量２０の時定数のみで決まるため、接点１００１の電
圧値は１μ秒程度と電流源１０により接点１００１の電
流値に対応する電圧値を決める時に比べ高速である。

【００２６】そこで、１水平走査期間を短くするため
に、本発明では電流波形の変化において、低電流（黒表
示）から高電流（白表示）へ変化する時の方が、高電流
（白表示）から低電流（黒表示）へ変化する時よりもは
やいことを利用する方法を考えた。

【００２７】図２（ａ）に示すように、１水平走査期間
の始めに電源切り替え手段１９を電圧源１８側に切り替
え、電圧源１８を用いて、ソース信号線１１の電圧を黒
信号電流値が流れている状態と同じ電圧にする（ディス
チャージ電圧印加期間２４）。次に、電源切り替え手段
１９を電流源１０側に切り替え、電流源１０により映像
信号に応じた所望の電流値をソース信号線１１に流す
（映像信号電流印加期間２５）。

【００２８】図３に入力電流に対する出力電流の電圧印
加期間依存性を示す。入力電流が１μＡの時は電圧印加
時間によらず、出力もほぼ１μＡである。入力電流が４
０ｎＡと小さい場合（黒表示を想定）、電圧印加期間が
ないと出力は０．６５μＡ、４μ秒以上で０．３８μＡ
であり、４μ秒以上しても出力に影響はない。従って、
電流表示期間を長くしたいことから、ディスチャージ電
圧印加期間２４は最大でも４μ秒あればよく、望ましく
は０．５μ秒から３μ秒あれば、ソース信号線が黒の電
圧値になる。また、映像信号電流印加期間２５も黒表示
から所望の電流になるための時間は、最も時間のかかる
黒表示から白表示に２５０μ秒程度であり、中間調表示
においても白表示から黒表示に変化する時間よりも短く
２７０μ秒程度であることから、１水平走査期間は２７
０μ秒程度で済み、従来の３００μ秒に比べ９０％の時
間に短縮でき、低フリッカの表示が可能となった。

【００２９】更に、ディスチャージ電圧印加期間２４に
おいて、０．０１カンデラ／平方メートル以下の輝度と
なるようなソース電圧を印加することで、黒表示時の輝
度を低下させ、黒がひきしまる映像を表示することがで
きる。例えば、ＥＬ電源線１５から供給される電圧に近
い電圧をソース信号線１１に印加すればよい。電流駆動
時においてソース信号線１１にＥＬ電源電圧に近い電圧
を与えるには、微小電流（数ｎＡ）の供給が必要であ
り、数ｎＡ電流でのソース信号線電圧の規定にはこれま
で述べたように数百μ秒から１ｍ秒かかるため、困難で
ある。

【００３０】このように、本発明における電圧挿入は、
短時間で黒表示を行うために有効である。

【００３１】なお、ある行（Ｎ行：Ｎは自然数）から次
の行（Ｍ行：ＭはＮでない自然数）へ走査行が移る際
に、全ての行が非選択となる期間が存在する場合には、
図２（ｂ）に示すように、ゲート制御信号がアクティブ
（全ての行が非選択状態）の時に、黒表示になる電圧値
を印加し、選択期間には選択行に対応する映像信号電流
をいれてもよいし、更に図２（ｃ）に示すように、黒電
圧印加期間は全行非選択状態と、１行選択期間の一部に
またがってもよい。

【００３２】つまり、黒電圧印加は、ソース信号線１１
の浮遊容量２０に黒状態まで電荷を充電することが目的
であるため、ソース信号線１１につながる画素トランジ
スタが非導通状態であっても、導通状態であってもよい
のである。

【００３３】本来の階調表示に必要な電流書き込み時間
を長くするため、全行非選択期間が存在する場合、電圧
印加期間は、全行非選択期間を含むようにすることがよ
い。

【００３４】また、電圧印加期間にソース信号線１１に
印加する電圧は必ずしも黒を表示する電圧でなくてもよ
いが、電流源１０により、所定の電流値に対応する電圧
値まで変化させるのに、白表示に比べ黒表示の方が時間
がかかるため、電圧源１８の電圧値は白信号時電圧と黒
信号時電圧の中間値より黒信号電圧値側の値であること
が望ましい。

【００３５】（実施の形態２）実施の形態１において、
ディスチャージ電圧印加期間２４を設け、黒信号を表示
する電圧を印加することで、ソース信号線が黒を示す電
流に容易に変化できるようにした。

【００３６】これにより、黒および黒付近の階調は電圧
変化量が小さくなったため、１水平走査期間が２００μ
秒から２３０μ秒で表示可能であった。また、白表示時
は電流量が最大であるため、ソース信号線１１に存在す
る浮遊容量２０の電荷の放電速度が速く、変化量が大き
いにもかかわらず１水平走査期間が１８０μ秒程度で表
示可能であった。一方で、白と黒の中間付近より黒より
の階調は、電流量も白表示時の半分以下なので、浮遊容
量２０の電荷放電速度が半分となるため、１水平期間が
２５０μ秒程度と最もかかる。

【００３７】そこで、ディスチャージ電圧印加期間２４
において、黒信号を表示する電圧を印加するのではな
く、次に表示する映像信号の階調に応じて、数段階の異
なる電圧を印加することを考えた。

【００３８】これを実現するための、本発明の表示装置
のソースドライバ部７１の内部ブロックを図４に示す。
階調データ検出手段５２により入力映像信号の階調を検
出し、検出結果により、ソース信号用電流源５３に流れ
る電流量を制御すると同時に、複数の電圧源５４ａから
５４ｃのうちの１つを選択する。また、水平同期信号に
よって電圧印加期間制御部５１の出力を変化させ、電圧
印加期間と電流印加期間を制御する。

【００３９】図１においてソース信号線１１から信号を
画素に書きこむ場合、スイッチング素子１７ｂ、１７ｃ
が導通状態、スイッチング素子１７ｄが非導通状態であ
ることから、この時の１画素分の等価回路を図５（ａ）
に示す。

【００４０】電流源１２５によって所定の電流Ｉをソー
ス信号線１２４に流す場合、トランジスタ１２１にも電
流量がＩの電流が流れる。図５（ａ）でわかるように、
トランジスタ１２１のソースまたはドレインとゲートは
同一電位となるため、トランジスタ１２１のゲート電圧
とドレイン電流が図５（ｂ）に示すような関係にある場
合、ソース信号線１２４の電位は、電流値により変化す
る。

【００４１】例えば、ソース信号線１２４に流れる電流
がＩ１からＩ２に変化する場合、ソース信号線１２４の
電位はＶｄｄ−Ｖ１からＶｄｄ−Ｖ２に変化する。Ｉ１
からＩ３に変化する場合についても同様である。

【００４２】電流値変化に要する時間は図５（ｃ）に示
すように、変化後の電流値により異なり、Ｉ１からＩ２
へは１２６の実線で示すようにｔ４−ｔ１時間がかか
り、１２７の点線で示すようにＩ１からＩ３へはｔ３−
ｔ１時間かかり、電流値が小さいほど変化に時間がかか
ることがわかる。これは、ソース信号線１２４にある浮
遊容量１２３の充放電を低電流を用いて行うと、時間が
かかるためである。

【００４３】そこで、低電流領域（黒に近い階調）では
変化に時間がかかることを考慮し、表示階調ごともしく
は複数の表示階調ごとに異なる電圧値を印加するように
して、変化量を少なくし、書き込み時間の短縮を図っ
た。

【００４４】例えば、１６階調表示の場合は階調１、
２、４に対応する電圧を準備し、階調１では対応する電
圧を電圧印加期間に印加し、階調２、３では階調２に対
応する電圧を印加し、階調４以上の場合では階調４に対
応する電圧を印加することで、書き込みに必要な時間、
特に時間がかかった低電流領域での書き込み時間が短縮
でき、１水平走査期間は表示階調によらず２２０μ秒あ
ればよい。

【００４５】他の階調数の場合でも同様に、図４の複数
の電圧源で印加する電圧値はそれぞれ、階調表現に必要
な最大電圧値と最小電圧値から電圧源５４の数で等間隔
に割り振った電圧値よりも、低電流領域よりに、電圧値
を設定する方がよい。

【００４６】また、用意する電源数はソース信号線１２
４のとり得る電圧振幅にもよるが、ソースドライバの回
路規模増大と、電源数増加による画質改善の兼ね合いか
ら多くても５つ程度が望ましい。

【００４７】（実施の形態３）電流により階調制御を行
う表示デバイスとして、有機発光素子が挙げられる。有
機発光素子を用いたマルチカラー表示装置を実現する方
法のひとつとして、赤色発光素子、緑色発光素子、青色
発光素子を並べてマルチカラー化する方法がある。

【００４８】発光色ごとに発光効率および、有機層中の
キャリアの移動度、電極から有機層へのエネルギー差が
異なることから、電流と輝度、電圧と輝度、電流と電圧
の関係は発光色ごとに異なる。例えば、図１８（ａ）に
示すように、同一電圧値に対して輝度が異なり、その結
果、発光開始電圧も素子ＧがＶ１、素子ＲがＶ２という
ように異なる値をとる。また、図１８（ｂ）に示すよう
に発光開始電流も異なる。

【００４９】実施の形態１においては電圧印加期間での
電圧値は１種類であった。この実施形態で図１８に示す
２種類の素子ＧとＲで構成された表示装置に同一電圧値
で電圧印加を行うと、素子Ｒの黒表示電流値であるＪ２
に対応する電圧を全てのソース信号線に印加した場合、
素子Ｇにつながるソース信号線では黒表示に対応する電
位とならず、最も時間のかかる黒表示に対し、ソース信
号線の電位を変化させる必要が出てくる。逆に、Ｊ１に
対応する電圧をソース信号線に印加した場合、素子Ｒに
対しては、黒表示電圧値よりも高い電圧値が印加され、
電圧印加期間が存在しない場合に比べ、ソース信号の電
圧振幅が大きくなるという問題がある。

【００５０】そこで、ソース信号線により発光開始電流
値が異なる素子が形成されている場合、少なくとも発光
開始電流値が異なる素子が形成されたソース信号線ごと
に、異なる電圧源を設け、黒信号電圧を調整できるよう
にすればよい。図１８のＲ、Ｇ素子で形成された表示装
置の場合は、図６の構成での電圧源５４を２つ用意し、
素子Ｒが並ぶソース信号線と素子Ｇが並ぶソース信号線
でそれぞれ異なる電圧源を設ける。

【００５１】また、更に書き込み時間を短縮するために
は、実施の形態２で行ったようにそれぞれの信号線に対
し、更に複数の電圧源を用意し階調に応じて印加電圧値
を変化させればよい。

【００５２】（実施の形態４）フレーム周波数が早くな
ればなるほど１水平走査期間が短くなるため、周波数が
早い場合は、実施の形態２で実施した複数の電圧源の電
圧値は書き込みに時間がかかる黒表示付近に対応する電
圧値を中心に用意する。一方、フレーム周波数をゆっく
りとすると、電圧変化に要する時間を長く取れることか
ら、電圧値の取り方を白表示側にシフトさせてもよい。
これにより、白表示時の輝度を向上させることが可能で
あり、コントラストの向上につながる。

【００５３】携帯情報端末など、低電力駆動が要求され
る表示装置では、図１４に示すボタン１８４操作時には
全画面を表示するが、待ち受け時などボタン１８４が長
時間操作されない場合には一部分のみ表示を行うパーシ
ャル表示モードにして低電力化を図ることもある。

【００５４】パーシャル表示モード時には表示ライン数
が少なくなるためフレーム周波数を下げることもでき、
全画面表示時と異なる発振周波数を用いて回路を動作さ
せることが可能である。

【００５５】図７に複数の発振器と切り替え回路、分周
回路を持ち、複数フレーム周波数に対応した表示装置の
コントローラ、ソースドライバ部のブロック図を示す。
階調表示はメモリ８６から読み出されたデータを階調制
御部８７で電流源９０の制御もしくは選択によりセレク
タ８８を介してソース信号線に出力することで行う。印
加電圧の電圧値は電圧制御手段８５と電圧発生部８９に
より決められ、更に電圧制御手段８５は発振周波数検出
手段８３の出力を受け、周波数により電圧値を変更する
ことが可能である。したがって、フレーム周波数の違い
により電圧印加期間の複数の電圧源の電圧値を変更し、
最適な階調表示を行うことが可能となる。

【００５６】携帯情報端末の他にも、例えばテレビとし
て用いた場合、映像信号送信方式が異なる場合、フレー
ムレートが異なる。両方式に対応した表示装置を作成す
る場合、図８に示したテレビにおいて、映像信号処理回
路１９４により送信方式を検出し、複数の電圧源の電圧
値の組み合わせを変化させることで、最適な階調表示を
行うことが可能である。

【００５７】（実施の形態５）実施の形態１で行った黒
電圧印加は、図１のトランジスタ１７ａの電流対電圧特
性を用いて、黒表示時の電流値に対応する電圧値を印加
していた。しかし、同一電流に対する電圧値がロット
間、基板の位置により変化する可能性があるので最適な
黒電圧値を印加するためには表示装置ごとに入力電圧値
を調整する必要がある。

【００５８】表示装置ごとに調整することは製造工程を
複雑にするため、望ましくない。そこで、電圧値のばら
つきが、ロット間にくらべ、表示装置内の画素間では小
さいことから、少なくとも表示装置内に１つのテスト用
トランジスタを作成し、トランジスタに黒表示時の電流
を流したときに必要なトランジスタのゲート電圧を検出
し、検出した電圧値に応じた電圧値をソース信号線に印
加することを考えた。その回路構成を図９に示す。

【００５９】ソース信号線１００には黒信号を表す電流
値を流す。この時、トランジスタ９８のドレインにも同
一電流値が流れる。この時、接点９９と、ＥＬ電源線９
６との電位差を電圧検出手段９１で検出し、検出結果を
電圧発生手段９２に入力し、図１の電圧源１８に対応す
る電圧値を変化させる。セレクタ９３により電圧印加期
間と電流期間を制御する。

【００６０】この方法では、駆動トランジスタの電流対
電圧特性がロット間でばらついても常に黒表示の電圧を
印加させることができるため、トランジスタの作成ばら
つきによる黒浮きを防止することが可能である。

【００６１】なお、ソース信号線１００に様々な階調に
対応する電流値を流すことで、そのときの電圧を電圧検
出手段９１で検出でき、電圧発生手段９２及びセレクタ
９３を用いてソース信号線に印加することが可能である
ことから、本発明は必ずしも黒信号印加時のみに限定さ
れるものではなく、一般にある階調に対応する電圧を印
加する場合に適応可能である。

【００６２】（実施の形態６）ソース信号の電流値の変
化は、変化後の電流値が大きくなるほど早くなる。図５
（ｃ）に示すように、電流Ｉ１からＩ２もしくはＩ３に
変化する場合、電流値が大きいＩ３への変化の方が短時
間で変化できる。これは電流源１２５によりソース信号
線の浮遊容量１２３の電荷を引き抜きもしくは蓄積する
ことで電流値を変化させることから、たくさんの電荷を
流すことが可能な高電流領域の方が早く変化できるため
である。

【００６３】そこで、電流をたくさん流すと波形の立ち
上がり時間が短くなることを利用して、図１０に示す１
水平走査期間のうちの始めからある期間１３３まで、表
示階調に対する所定の電流値の３倍以上１０倍以下の電
流値を流す。その後の期間１３５において所定の電流値
を流す。これにより、従来は１３１のように電流値が変
化したのに対し、１３２のように立ち上がりを早くする
ことができる。これにより、書き込み時間が短縮し、１
水平走査期間１３４を短くすることが可能となり、２３
０μ秒で書き込みが可能となった。この方法は、実施の
形態１から５と異なり電圧源が不要であり、電圧発生
部、セレクタが不要になるため、回路規模が小さいソー
スドライバを実現することができる。

【００６４】黒表示時は電流を３から１０倍すると書き
込み速度を早くすることが可能であるが、電流が増加す
ると輝度が大きくなるため、電流値を１０倍にした場
合、黒浮きが発生する場合がある。また、前走査期間で
のソース電流値にくらべ、次の走査期間でのソース電流
値が小さくなる場合、輝度が高くなるため、書き込み速
度が速くなっても、コントラストが低下する問題が出る
恐れがある。

【００６５】そこで、図１１に示すように、１水平走査
期間の始めに実施の形態１から５と同様に黒信号電圧挿
入期間１４４を設け、その後、３倍以上から１０倍以下
の電流値を流す期間１４５、階調に応じた電流値を流す
期間１４６を設ける。

【００６６】電流値が小さい場合から大きい場合に変化
する時、３倍以上１０倍以下の電流値を流す期間１４５
ａにより、従来の立ち上がり１４１に比べ、１４２に示
すように早く変化することができる。

【００６７】電流値が大きい場合から小さい場合に変化
する時、黒信号電圧挿入期間１４４により瞬時（少なく
とも４μ秒以内）で黒状態に変化することができるた
め、立ち下がりも早く変化させることが可能となる。

【００６８】このような波形を実現するための回路構成
を図６に示す。実施の形態１とほぼ同一構成で実現可能
であり、水平走査期間の中で階調データ検出手段５２の
出力を変化させることで、所定電流の３倍以上１０倍以
下の期間と、所定電流値を流す期間を作ることができ
る。これにより、１水平走査期間が１５０μ秒で走査す
ることが可能となった。

【００６９】（実施の形態７）実施の形態６により、例
えば走査線数が２２０本の表示装置であれば、フレーム
周波数が３０Ｈｚで動作可能となった。これにより、フ
リッカの少ない表示が可能となった。しかし、テレビの
ようにフレーム周波数が６０Ｈｚのものに適用する場
合、書き込み不足による黒表示時の輝度増大、白表示時
の輝度低下が発生する。

【００７０】さらに、書き込み時間を早くするための方
法として図１２、図１３に示す方法を考えた。図１３に
示すように、１水平走査期間の始めにソース信号線に階
調に応じた電圧値を印加する（電圧値に応じた階調表示
１１４）。このときの電圧変化の速度はソース信号線の
配線抵抗と、浮遊容量から決まる時定数により決まるた
め、２μ秒以下である。このまま、図１の画素構成にお
いて、ＥＬ素子１６に電流を流そうとすると、スイッチ
ング素子１７ａもしくは１７ｅのゲート電圧とドレイン
電流の関係が画素ごとに変化した場合に、電流値が変化
量と同じだけ変化し、ＥＬ素子１６の輝度が変化するこ
とで表示むらが発生する。そこで、残りの期間１１５
で、ソース信号線に電流値に応じた電流を流すことで、
スイッチング素子１７ａもしくは１７ｅのゲート電圧
を、所定のドレイン電流が流れるように変化させる。こ
れにより、トランジスタの電流電圧特性のばらつきを補
正し、表示むらのない表示装置を実現する。

【００７１】この時の回路構成が図１２であり、ソース
信号線ごとに設けられた階調データ検出手段５２によ
り、電流源５３、電圧源１０４を制御し、階調ごとに電
流量または電圧値を変化させる。これにより、１１４、
１１５の期間で表示階調ごとに電圧、電流値を変化さ
せ、さらに、電流源５３と電圧源１０４のどちらをソー
ス信号線とつなげるかを決める切り替え手段１０６を水
平同期信号により制御される電圧電流切り替え制御部５
１により制御することで、水平走査期間１１３内で期間
１１４と期間１１５の長さを可変させることができる。

【００７２】書き込み時間においても電流に応じて階調
表示を行う期間で電流が変化する量は、せいぜいトラン
ジスタの電流電圧特性のばらつきの範囲内であるため、
５０μ秒程度で済む。

【００７３】電圧印加期間は多くても３μ秒あればよ
く、電流書き込み時間が２０μ秒程度で済むため、走査
線数が２２０本の場合、６０Ｈｚでの駆動が可能であ
り、フリッカレス駆動が実現できた。

【００７４】従って、マージンを考慮するとフレーム周
波数により、電圧印加期間を１水平走査期間の１％以上
５０％以下にすることが望ましい。

【００７５】図１４は本発明の形態のうちの少なくとも
１つの形態を用いた表示部１８２に復調装置、アンテナ
１８１、ボタン１８４を取り付け、筐体１８３でもって
携帯情報端末にしたものである。

【００７６】図８は本発明の形態のうちの少なくとも１
つの形態を用いた表示装置１９１に映像信号入力１９６
と映像信号処理回路１９４をとりつけ、筐体１９７でも
ってテレビにしたものである。

【００７７】また本発明の形態において、図１６のソー
スドライバ７１及びゲートドライバ７０を低温ポリシリ
コンを用いて表示装置のガラス基板に形成してもよい。
もしくはソースドライバ７１及びゲートドライバ７０を
半導体回路として作成し、表示パネルと組み合わせても
よい。また、一方のドライバを低温ポリシリコンで表示
装置のガラス基板に形成し、他方を半導体回路として形
成し、表示パネルと組み合わせる方法でもよい。

【００７８】この実施形態ではスイッチング素子とし
て、Ｐチャネルのスイッチング素子を例にして説明を行
ったが、Ｎチャネルのスイッチング素子、もしくはその
組み合わせによっても、同様に実現可能である。例え
ば、図１に示した画素構成の場合、１２のゲート信号線
１及び１３のゲート信号線２に印加させる電圧値にＮチ
ャネルスイッチング素子を用いた場合は、ロジックレベ
ルで考えるとＰチャネルスイッチング素子の信号の反転
信号を入れればよく、電流源１０については電流を流す
向きを逆にし、ＥＬ電源線１５から供給される電圧を電
流源１０の電源切り替え手段１９とは逆の端子電圧に比
べ、低くすることで同様に実現することが可能である。
つまり、電流の向きと電位の関係が反転するだけで、ソ
ース信号線１１に存在する浮遊容量２０の電荷の充放電
を早くするという目的は同一であるからである。

【００７９】また、ダイナミックカレントコピアの画素
構成において説明を行ってきたが、図１５に示すような
カレントミラー構成の画素においても同様に本発明を実
施可能である。カレントミラー構成の場合においても、
行選択時にはスイッチング素子１７７ｄが導通状態、ス
イッチング素子１７７ｂが非導通状態にして、電流源１
７０により、ＥＬ電源線１７５、スイッチング素子１７
７ａ、１７７ｄ、ソース信号線１７１を通して階調に応
じた電流を流すという動作を行うため、ソース信号線１
７１に浮遊容量が存在した場合、電流源１７０の電流値
の変化時に、低電流領域では浮遊容量にたまった電荷の
充放電を行うことが難しいという課題は同じである。

【００８０】また、ソース信号線１７１に電源切り替え
手段１７９を設け、電流源１７０と電圧源１７８とを切
り替えて使うことで、実施可能となる。

【００８１】従って、本発明の実施により、書き込み速
度が速くなるという効果を得ることができる。

【００８２】

【発明の効果】以上のように本発明は、ソース信号線に
切り替え手段を有し、１水平走査期間内に、電圧印加期
間と電流印加期間を設け、ソース信号線に存在する浮遊
容量に蓄積された電荷をすばやく所定の階調に対応する
電荷量に変化させることで、１水平走査期間を短くし、
フリッカレス駆動を実現できる。

【００８３】また、１水平走査期間のうち表示階調に対
応する電流値に対し、３倍以上１０倍以下の電流値を流
す期間を設け、ソース信号線に存在する浮遊容量に蓄積
された電荷の変化に要する時間を短くできたことで、１
水平走査期間を短くしフリッカレス駆動を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による画素、ソース
信号線及び電源を示した図

【図２】水平走査期間内での電圧印加期間と電流印加期
間のタイミングを示した図

【図３】白表示及び黒表示時に対する出力電流の電圧印
加期間依存性を示した図

【図４】本発明の第３の実施の形態におけるソースドラ
イバ部、電源部およびソース信号線の関係を示した図

【図５】ソース信号線からある画素への電流書き込み時
の等価回路及び画素内のトランジスタの電流電圧特性及
びソース信号線の波形を示した図

【図６】本発明の第３および第６の実施の形態における
ソースドライバ部の構成を示した図

【図７】本発明の第４の実施の形態におけるコントロー
ラ及びソースドライバ部のブロック図

【図８】本発明の実施の形態における表示装置を組み込
んだテレビを示した図

【図９】本発明の第５の実施の形態におけるソース信号
線電流に対応した電圧を発生させるためのブロック図

【図１０】本発明の第６の実施の形態におけるソース信
号線に流れる電流の波形を示した図

【図１１】本発明の第６の実施の形態におけるソース信
号線に流れる電流の波形を立ち上がり時及び立ち下がり
時に従来例と比較し示した図

【図１２】本発明の第７の実施の形態におけるソースド
ライバのブロック図と画素部の構成を示した図

【図１３】本発明の第７の実施の形態におけるタイミン
グチャート

【図１４】本発明の実施の形態における表示装置を組み
込んだ携帯情報端末の図

【図１５】画素がカレントミラー構成となった場合の本
発明の実施の形態を示した図

【図１６】従来の表示装置の構成を示した図

【図１７】ゲート信号線の走査時間を変化させた場合の
入力電流と出力電流の関係を示した図

【図１８】表示色の違いによる有機発光素子の電圧−輝
度特性及び電流密度−輝度特性の違いを示した図

【符号の説明】

１０ 電流源 １１ ソース信号線 １２ ゲート信号線１ １３ ゲート信号線２ １４ 蓄積容量 １５ ＥＬ電源線 １６ ＥＬ素子 １７ スイッチング素子 １８ 電圧源 １９ 電源切り替え手段 ２０ 浮遊容量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１Ｄ Ｈ０４Ｎ 5/66 Ｈ０４Ｎ 5/66 Ｂ Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ (72)発明者 足達 克己 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB00 AB04 BA06 CA01 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 FA03 GA04 5C058 AA05 BA06 BB25 5C080 AA06 BB05 DD06 EE29 FF11 JJ02 JJ03 JJ04 5C094 AA03 AA07 AA13 AA43 AA53 BA03 BA27 CA19 CA25 DA13 DB01 DB04 EA04 EA07 FB01 FB12 FB14 FB15 FB20 GA10 GB10 JA01

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクティブマトリクス型表示装置であっ
   て、 ソース信号線に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、 所定の電流量を流す手段と、 前記ソース信号線の入力として、前記電圧印加手段と前
   記電流を流す手段とを切りかえる切り替え手段を具備し
   たことを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。
2. 【請求項２】 ソース信号線に流れる電流量により階調
   表示を行うアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法
   であって、 所定の電圧を印加する電圧印加手段と、 切り替え手段を設け、 前記切り替え手段により、１水平走査期間内に、前記電
   圧印加手段による電圧印加期間と、ソース信号線に流れ
   る電流量により階調表示を行う期間を設けたことを特徴
   とするアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法。
3. 【請求項３】 前記電圧印加期間が０．５μｓ以上３μ
   ｓ以下であることを特徴とする請求項２記載のアクティ
   ブマトリクス型表示装置の駆動方法。
4. 【請求項４】 ソース信号線に流れる電流量により階調
   表示を行うアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法
   であって、 第１の行から、前記第１の行とは異なる第２の行が選択
   される間の期間に、全ての行が選択されない期間が存在
   する場合であって、 所定の電圧を印加する電圧印加手段と、 切り替え手段を設け、 前記切り替え手段により、全ての行が選択されない期間
   に前記電圧印加手段による電圧印加期間を設け、 少なくとも１つの行が選択された期間には、その行に表
   示する階調数に応じてソース信号線に流れる電流量によ
   り階調表示を行うことを特徴とするアクティブマトリク
   ス型表示装置の駆動方法。
5. 【請求項５】 前記電圧印加期間が、少なくとも１つの
   行が選択された期間にも入ることを特徴とする請求項４
   記載のアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法。
6. 【請求項６】 ソース信号線に流れる電流量により階調
   表示を行うアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法
   であって、 階調により３つ以上６つ以下の異なる電圧を印加する手
   段と、 切り替え手段を設け、 前記切り替え手段により、１水平走査期間内に、電圧を
   印加する期間と、ソース信号線に流れる電流量により階
   調表示を行う期間を設けたことを特徴とするアクティブ
   マトリクス型表示装置の駆動方法。
7. 【請求項７】 ソース信号線に流れる電流量により階調
   表示を行うアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法
   であって、 １水平走査期間内に、各階調ごとに定められる所定の電
   流値の３倍以上２０倍以下の電流を流す期間を設けたこ
   とを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置の駆動
   方法。
8. 【請求項８】 ソース信号線に流れる電流量により階調
   表示を行うアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法
   であって、 所定の電圧を印加する手段と、 切り替え手段を設け、 前記切り替え手段により電圧印加期間と、ソース信号線
   に流れる電流量により階調表示を行う期間を設け、 前記ソース信号線に流れる電流量により階調表示を行う
   期間のうちに、各階調ごとに定められる所定の電流値の
   ３倍以上２０倍以下の電流を流す期間を設けたことを特
   徴とするアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法。
9. 【請求項９】 ソース信号線に流れる電流量により階調
   表示を行う有機発光素子を用いたアクティブマトリクス
   型表示装置の駆動方法であって、 所定の電圧を印加する手段と、 切り替え手段とを具備し、 前記切り替え手段により、１水平走査期間内に、前記電
   圧印加手段による電圧印加期間と、ソース信号線に流れ
   る電流量により階調表示を行う期間を設け、 異なる発光開始電圧を持つ有機発光素子に対し、 前記電圧印加期間における電圧値を異ならせたことを特
   徴とするアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法。
10. 【請求項１０】 ソース信号線に流れる電流量により階
    調表示を行うアクティブマトリクス型表示装置の駆動方
    法であって、 複数の発振器と、 前記複数の発振器の出力のうちの１つを選択する切り替
    え回路と、 前記複数の発振器の周波数を下げるための分周回路と、 電圧印加手段と、 前記電圧印加手段と、ソース信号線と接続もしくは切り
    離しを行う、切り替え手段を具備し、 前記切り替え手段は、前記分周回路の出力周波数によ
    り、ソース信号線との接続期間を異ならせたことを特徴
    とするアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法。
11. 【請求項１１】 ソース信号線に流れる電流量により階
    調表示を行うアクティブマトリクス型表示装置の駆動方
    法であって、 電圧印加手段と、 前記電圧印加手段と、ソース信号線と接続もしくは切り
    離しを行う、切り替え手段と、 表示装置に表示用画素の他に１画素表示分の回路を形成
    し、 前記回路のうちソース信号線につながる節点から、最も
    電流値の低い階調に応じた電流量を流し、 前記回路内での電圧降下量に応じて、 前記電圧印加手段により印加される電圧値を変化させる
    手段を設けたことを特徴とするアクティブマトリクス型
    表示装置。
12. 【請求項１２】 アクティブマトリクス型表示装置の駆
    動方法であって、 １水平走査期間内に、階調に応じた電圧をソース信号線
    に印加する期間と、階調に応じた電流をソース信号線に
    流す期間を有することを特徴とするアクティブマトリク
    ス型表示装置の駆動方法。
13. 【請求項１３】 前記階調に応じた電圧をソース信号線
    に印加する期間が、１水平走査期間の１％以上５０％以
    下であることを特徴とする請求項１２記載のアクティブ
    マトリクス型表示装置の駆動方法。
14. 【請求項１４】 請求項１記載の表示装置と、アンテナ
    と、キー入力回路を具備する携帯情報端末。
15. 【請求項１５】 請求項２もしくは請求項１２の駆動方
    法を行うことを特徴とする駆動用半導体回路。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載の半導体回路が低温ポ
    リシリコンで形成されたことを特徴とするアクティブマ
    トリクス型表示装置。
17. 【請求項１７】 請求項１に記載の表示装置に加え、有
    機発光素子を用いた発光部と、映像信号処理回路と、印
    加電圧調整手段を具備することを特徴とするテレビ。