JP2008249920A - 表示装置及びその駆動方法と電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】サンプリングトランジスタのスイッチング時生じるカップリングを抑制して閾電圧補正動作の精度を改善する。
【解決手段】閾電圧補正動作は、ドライブトランジスタＴｒｄのゲートを基準電位に保持する一方ドライブトランジスタＴｒｄのソースとの間のゲート／ソース間電圧Ｖｇｓを閾電圧より大きく設定してドライブトランジスタＴｒｄをオン状態にする初期化過程と、ゲートを基準電位に維持したままドライブトランジスタＴｒｄに通電しドライブトランジスタがカットオフした時そのゲート／ソース間に表われる閾電圧相当の電圧を保持容量Ｃｓに保持する通電過程と、制御信号を立下げてサンプリングトランジスタＴｒ１をオフしドライブトランジスタＴｒｄのゲートを信号線ＳＬから切り離すとともに、制御信号の立下げに合わせて信号線ＳＬ上の基準電位のレベルに傾斜を付けてゲートの電位変動を抑制する安定化過程とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は発光素子を画素に用いたアクティブマトリクス型の表示装置及びその駆動方法に関する。またこのような表示装置を用いた電子機器に関する。

発光素子として有機ＥＬデバイスを用いた平面自発光型の表示装置の開発が近年盛んになっている。有機ＥＬデバイスは有機薄膜に電界をかけると発光する現象を利用したデバイスである。有機ＥＬデバイスは印加電圧が１０Ｖ以下で駆動するため低消費電力である。また有機ＥＬデバイスは自ら光を発する自発光素子であるため、照明部材を必要とせず軽量化及び薄型化が容易である。さらに有機ＥＬデバイスの応答速度は数μｓ程度と非常に高速であるので、動画表示時の残像が発生しない。

有機ＥＬデバイスを画素に用いた平面自発光型の表示装置の中でも、とりわけ駆動素子として薄膜トランジスタを各画素に集積形成したアクティブマトリクス型の表示装置の開発が盛んである。アクティブマトリクス型平面自発光表示装置は、例えば以下の特許文献１ないし５に記載されている。
特開２００３−２５５８５６ 特開２００３−２７１０９５ 特開２００４−１３３２４０ 特開２００４−０２９７９１ 特開２００４−０９３６８２

しかしながら、従来のアクティブマトリクス型平面自発光型表示装置は、プロセス変動により発光素子を駆動するトランジスタ（ドライブトランジスタ）の閾電圧がばらついてしまう。この様なドライブトランジスタの特性ばらつきは発光輝度に影響を与えてしまう。表示装置の画面全体にわたって発光輝度を均一に制御するため、各画素回路内で上述したドライブトランジスタの閾電圧のばらつきを補正する必要がある。従来からかかる閾電圧補正機能を画素毎に備えた表示装置が提案されている。

従来の画素回路は、閾電圧補正動作を行った後映像信号をサンプリングし、これに基づいて発光素子を駆動する。この閾電圧補正動作では、先ずドライブトランジスタのゲートを基準電位に保持する一方ドライブトランジスタのゲート／ソース間電圧を閾電圧より大きく設定して、ドライブトランジスタをオン状態にし、続いてゲートを基準電位に維持したままドライブトランジスタに通電し、ドライブトランジスタがカットオフした時そのゲート／ソース間に現れる閾電圧相当の電圧を保持容量に保持する。閾電圧相当の電圧を保持容量に保持する際、ドライブトランジスタのゲートを基準電位から切り離す時、カップリングが入り、保持容量に保持した電圧に変動が生じる。これによりバラツキが生じるため、必ずしも閾電圧補正動作が正確に行われず、誤差が生じていた。この閾電圧補正動作の誤差もしくはバラツキにより、発光輝度にムラが生じ、画品位を損なうという課題がある。

上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明は閾電圧相当の電圧を保持容量に保持する際のカップリングを抑制して閾電圧補正動作の精度を改善し、以って発光輝度ムラの無い表示装置を提供することを目的とする。かかる目的を達成するために以下の手段を講じた。即ち本発明は、画素アレイ部と駆動部とからなり、前記画素アレイ部は、給電線と、行状の走査線と、列状の信号線と、各走査線と各信号線とが交差する部分に配された行列状の画素とを備え、各画素は、少なくともサンプリングトランジスタと、ドライブトランジスタと、発光素子と、保持容量とを備え、前記サンプリングトランジスタは、その制御端が該走査線に接続し、その一対の電流端が該信号線と該ドライブトランジスタの制御端との間に接続し、前記ドライブトランジスタは、一対の電流端の一方が該発光素子に接続し、他方が給電線に接続し、前記保持容量は該ドライブトランジスタの制御端と該ドライブトランジスタの一対の電流端の片方との間に接続しており、前記駆動部は、各走査線に制御信号を供給するとともに各信号線に信号電位と基準電位が交互に切り換る映像信号を供給して各画素を駆動し、以って該ドライブトランジスタの閾電圧のバラツキを補正する閾電圧補正動作、該信号電位を保持容量に書き込む書込動作及び書き込まれた信号電位に応じて該発光素子を発光する発光動作とを行う表示装置であって、前記閾電圧補正動作は、該駆動部から制御信号を出力してサンプリングトランジスタをオンし信号線から基準電位をサンプリングして該ドライブトランジスタのゲートに印加する一方、該ドライブトランジスタのソースとなる電流端との間のゲート／ソース間電圧を該閾電圧より大きく設定して該ドライブトランジスタをオン状態にする初期化過程と、該ゲートを基準電位に維持した状態で該ドライブトランジスタに通電し該ドライブトランジスタがカットオフした時そのゲート／ソース間に表われる閾電圧相当の電圧を該保持容量に保持する通電過程と、該制御信号を立下げて該サンプリングトランジスタをオフし該ドライブトランジスタのゲートを信号線から切り離すとともに、該制御信号の立下げに合わせて信号線上の該基準電位のレベルに傾斜を付けて該ゲートの電位変動を抑制する安定化過程とを行うことを特徴とする。

好ましくは前記通電過程は、該ドライブトランジスタがカットオフするまで複数回に分けて時分割的に行うとともに、先の通電過程の後安定化過程を行ってから次の通電過程に進む。一態様では、前記駆動部は、水平走査周期毎に順次制御信号を各走査線に供給するライトスキャナと、各給電線を高電位と低電位で切り換える電源スキャナと、各水平走査周期内で信号電位と基準電位とが切り換る映像信号を各信号線に供給する信号ドライバとを有し、前記初期化過程では、該ライトスキャナが制御信号を出力してサンプリングトランジスタをオンし信号線から基準電位をサンプリングして該ドライブトランジスタのゲートに印加する一方、該電源スキャナが給電線を高電位から低電位に切り換えて該ドライブトランジスタのソースの電位を低電位まで下げ、前記通電過程では、該電源スキャナが給電線を低電位から高電位に切り換えて該ドライブトランジスタがカットオフするまで通電する。

本発明にかかる表示装置は、各画素が映像信号の書込動作及び発光素子の発光動作を行う前に、ドライブトランジスタの閾電圧補正動作を行っている。この閾電圧補正動作は初期化過程と通電過程を含んでいる。初期化過程では、ドライブトランジスタのゲートを基準電位に保持する一方ドライブトランジスタのゲート／ソース間電圧を閾電圧より大きく設定して、ドライブトランジスタをオン状態にする。続く通電過程では、ゲートを基準電位に維持したままドライブトランジスタに通電し、ドライブトランジスタがカットオフした時そのゲート／ソース間に現れる閾電圧相当の電圧を保持容量に保持する。

本発明によると、閾電圧補正動作は上述した初期化過程及び通電過程の後に安定化過程を含んでいる。この安定化過程では、制御信号を立下げてサンプリングトランジスタをオフしドライブトランジスタのゲートを信号線から切り離すとともに、制御信号の立下げに合わせて信号線上の基準電位のレベルに傾斜を付けてゲートの電位変動を抑制している。即ちドライブトランジスタのゲートを信号線から切り離す際、信号線上の基準電位のレベルに傾斜を付けることで、サンプリングトランジスタがオフする際の電位変動が、保持容量に保持された電圧にカップリングしない様に対策を立てている。これにより閾電圧補正動作の結果が後の書込動作及び発光動作まで安定的に維持できる。換言すると閾電圧補正動作にばらつきが無くなり精度が高くなる。その結果発光輝度のばらつきがなくなり画面品位が高くなる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明にかかる表示装置の全体構成を示すブロック図である。図示する様に本表示装置は、画素アレイ部１とこれを駆動する駆動部とからなる。画素アレイ部１は、行状の走査線ＷＳと、列状の信号線ＳＬと、両者が交差する部分に配された行列状の画素２と、画素２の各行に対応して配された給電線ＤＳとを備えている。駆動部は、各走査線ＷＳに順次制御信号を供給して画素２を行単位で線順次走査するライトスキャナ４と、この線順次走査に合わせて各給電線ＤＳに高電位と低電位で切換わる電源電圧を供給するドライブスキャナ５と、この線順次走査に合わせて列状の信号線ＳＬに映像信号となる信号電位と基準電位を供給する水平セレクタ３とを備えている。ここでライトスキャナ４とドライブスキャナ５がスキャナ部を構成し、水平セレクタ３が信号ドライバを構成している。

個々の画素２は、サンプリングトランジスタＴｒ１とドライブトランジスタＴｒｄと保持容量Ｃｓと補助容量Ｃｓｕｂと発光素子ＥＬとで構成されている。個々の発光素子ＥＬはＲＧＢ三原色のいずれかの色で発光するようになっている。赤色発光素子を備えた画素（ＲＥＤ）と緑色発光素子を備えた画素（ＧＲＥＥＮ）と青色発光素子を備えた画素（ＢＬＵＥ）とで画素トリオを構成している。この画素トリオを画素アレイ部１上でマトリクス状に配列することによりカラー表示が出来る。

図２は、図１に示した表示装置に含まれる画素２の具体的な構成及び結線関係を示す回路図である。図示する様に、この画素２は、有機ＥＬデバイスなどで代表される発光素子ＥＬと、サンプリングトランジスタＴｒ１と、ドライブトランジスタＴｒｄと、保持容量Ｃｓとを含む。サンプリングトランジスタＴｒ１はそのゲートが対応する走査線ＷＳに接続し、そのソース及びドレインの一方が対応する信号線ＳＬに接続し、他方がドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧに接続する。ドライブトランジスタＴｒｄは、そのソースＳが発光素子ＥＬに接続し、ドレインが対応する給電線ＤＳに接続している。発光素子ＥＬのカソードは接地電位Ｖｃａｔｈに接続している。なおこの接地配線は全ての画素２に対して共通に配線されている。保持容量（画素容量）Ｃｓは、ドライブトランジスタＴｒｄのソースＳとゲートＧとの間に接続している。加えて発光素子ＥＬと並列に補助容量Ｃｓｕｂが接続されている。この補助容量Ｃｓｕｂは必要に応じ付加されたもので、保持容量Ｃｓに対する映像信号Ｖｓｉｇの入力ゲインを高める機能を有する。

図２に示した画素構成は一例であって、本発明はこの回路構成に限られるものではない。基本的に各画素２は、少なくともサンプリングトランジスタＴｒ１とドライブトランジスタＴｒｄと発光素子ＥＬと保持容量Ｃｓとを含む。サンプリングトランジスタＴｒ１は、その制御端（ゲート）が走査線ＷＳに接続し、その一対の電流端（ソース及びドレイン）が信号線ＳＬとドライブトランジスタＴｒｄの制御端との間に接続している。ドライブトランジスタＴｒｄは一対の電流端（ソース及びドレイン）の一方が発光素子ＥＬに接続し、他方が給電線ＤＳに接続している。保持容量Ｃｓは、ドライブトランジスタＴｒｄの制御端（ゲートＧ）とドライブトランジスタＴｒｄの一対の電流端（ソース及びドレイン）の片方（ソースＳ）との間に接続している。

図３は、図２に示した画素２の動作説明に供するタイミングチャートである。但しこのタイミングチャートは本発明の実施形態を示すものではなく、理想的な動作状態を示す第１参考例である。時間軸を共通にして、走査線ＷＳの電位変化、給電線ＤＳの電位変化及び信号線ＳＬの電位変化を表してある。またこれらの電位変化と並行に、ドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧ及びソースＳの変化も表してある。

このタイミングチャートは、画素２の動作の遷移に合わせて期間を（０）〜（７）まで便宜的に区切ってある。まず発光期間（０）では、給電線ＤＳが高電位Ｖｃｃｐにあり、ドライブトランジスタＴｒｄが駆動電流Ｉｄｓを発光素子ＥＬに供給している。駆動電流Ｉｄｓは高電位Ｖｃｃｐにある給電線ＤＳからドライブトランジスタＴｒｄを介して発光素子ＥＬを通り、共通接地配線Ｖｃａｔｈに流れ込んでいる。

続いて期間（１）に入ると、給電線ＤＳを高電位Ｖｃｃｐから低電位Ｖｉｎｉに切換える。これにより給電線ＤＳはＶｉｎｉまで放電され、さらにドライブトランジスタＴｒｄのソース電位はＶｉｎｉに近い電位まで遷移する。給電線ＤＳの配線容量が大きい場合は比較的早いタイミングで給電線ＤＳを高電位Ｖｃｃｐから低電位Ｖｉｎｉに切換えると良い。

次に期間（２）に進むと、走査線ＷＳを低レベルから高レベルに切換えることで、サンプリングトランジスタＴｒ１が導通状態になる。このとき信号線ＳＬは基準電位Ｖｏｆｓにある。よってドライブトランジスタＴｒｄのゲート電位は導通したサンプリングトランジスタＴｒ１を通じて信号線ＳＬの基準電位Ｖｏｆｓとなる。これと同時にドライブトランジスタＴｒｄのソース電位は即座に低電位Ｖｉｎｉに固定される。以上によりドライブトランジスタＴｒｄのソース電位が映像信号線ＳＬの基準電位Ｖｏｆｓより十分低い電位Ｖｉｎｉに初期化（リセット）される。具体的にはドライブトランジスタＴｒｄのゲート‐ソース間電圧Ｖｇｓ（ゲート電位とソース電位の差）がドライブトランジスタＴｒｄの閾電圧Ｖｔｈより大きくなるように、給電線ＤＳの低電位Ｖｉｎｉを設定する。

以上の説明から明らかなように、期間（１）と期間（２）が閾電圧補正動作の初期化過程となっている。即ちこの初期化過程では、ドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧである制御端を基準電位Ｖｏｆｓに保持する一方、ドライブトランジスタＴｒｄのソースＳとなる電流端の間のゲート／ソース間電圧Ｖｇｓを閾電圧Ｖｔｈより大きく設定して、ドライブトランジスタＴｒｄをオン状態にする。

次にＶｔｈキャンセル期間（３）に進むと、給電線ＤＳが低電位ｉｎｉから高電位Ｖｃｃｐに遷移し、ドライブトランジスタＴｒｄのソース電位が上昇を開始する。やがてドライブトランジスタＴｒｄのゲート‐ソース間電圧Ｖｇｓが閾電圧Ｖｔｈとなったところで電流がカットオフする。このようにしてドライブトランジスタＴｒｄの閾電圧Ｖｔｈに相当する電圧が保持容量（画素容量）Ｃｓに書き込まれる。これが閾電圧補正動作である。このとき電流が専ら保持容量Ｃｓ側に流れ、発光素子ＥＬ側には流れないようにするため、発光素子ＥＬがカットオフとなるように共通接地配線Ｖｃａｔｈの電位を設定しておく。

以上の説明から明らかなように、このＶｔｈキャンセル期間（３）が閾電圧補正動作の通電過程となっている。この通電過程では、ゲートＧを基準電位Ｖｏｆｓに維持したままドライブトランジスタＴｒｄに通電しドライブトランジスタＴｒｄがカットオフしたときそのゲート／ソース間に現れる閾電圧相当の電圧を保持容量Ｃｓに保持する。

期間（４）に進むと、走査線ＷＳが低電位側に遷移し、サンプリングトランジスタＴｒ１が一端オフ状態になる。このときドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧはフローティングになるが、ゲート‐ソース間電圧ＶｇｓはドライブトランジスタＴｒｄの閾電圧Ｖｔｈに等しいためカットオフ状態であり、ドレイン電流Ｉｄｓは流れない。但しこれは理想状態であって、実際にはドライブトランジスタＴｒｄに電流リークがあるため、わずかではあるがドレイン電流Ｉｄｓが流れる。これによりドライブトランジスタＴｒｄのソース電位が変動し、これに伴ってフローティング状態にあるゲートＧの電位も変動する、いわゆるブートストラップ現象が生じる。

続いて期間（５）に進むと、信号線ＳＬの電位が基準電位Ｖｏｆｓからサンプリング電位（信号電位）Ｖｓｉｇに遷移する。これにより次のサンプリング動作及び移動度補正動作（信号書込み及び移動度μキャンセル）の準備が完了する。

信号書込み／移動度μキャンセル期間（６）に入ると、走査線ＷＳが高電位側に遷移してサンプリングトランジスタＴｒ１がオン状態となる。従ってドライブトランジスタＴｒｄのゲート電位は信号電位Ｖｓｉｇとなる。ここで発光素子ＥＬは始めカットオフ状態（ハイインピーダンス状態）にあるため、ドライブトランジスタＴｒｄのドレイン‐ソース間電流Ｉｄｓは発光素子容量及び補助容量Ｃｓｕｂに流れ込み、充電を開始する。したがってドライブトランジスタＴｒｄのソース電位は上昇を開始し、やがてドライブトランジスタＴｒｄのゲート‐ソース間電圧ＶｇｓはＶｓｉｇ＋Ｖｔｈ−ΔＶとなる。このようにして、信号電位Ｖｓｉｇのサンプリングと補正量ΔＶの調整が同時に行われる。Ｖｓｉｇが高いほどＩｄｓは大きくなり、ΔＶの絶対値も大きくなる。したがって発光輝度レベルに応じた移動度補正が行われる。Ｖｓｉｇを一定とした場合、ドライブトランジスタＴｒｄの移動度μが大きいほどΔＶの絶対値が大きくなる。換言すると移動度μが大きいほど負帰還量ΔＶが大きくなるので、画素ごとの移動度μのばらつきを取り除くことが出来る。

最後に発光期間（７）になると、走査線ＷＳが低電位側に遷移し、サンプリングトランジスタＴｒ１はオフ状態となる。これによりドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧは信号線ＳＬから切り離される。同時にドレイン電流Ｉｄｓが発光素子ＥＬを流れ始める。これにより発光素子ＥＬのアノード電位は駆動電流Ｉｄｓに応じて上昇する。発光素子ＥＬのアノード電位の上昇は、即ちドライブトランジスタＴｒｄのソース電位の上昇に他ならない。ドライブトランジスタＴｒｄのソース電位が上昇すると、保持容量Ｃｓのブートストラップ動作により、ドライブトランジスタＴｒｄのゲート電位も連動して上昇する。ゲート電位の上昇量はソース電位の上昇量に等しくなる。ゆえに発光期間（７）中ドライブトランジスタＴｒｄのゲート‐ソース間電圧ＶｇｓはＶｓｉｇ＋Ｖｔｈ−ΔＶで一定に保持される。なお以上の説明では、Ｖｏｆｓ＝Ｖｃａｔｈ＝０ＶとしてＶｇｓを計算している。

図４は、図１及び図２に示した表示装置の動作説明に供するタイミングチャートである。このタイミングチャートは理想状態からずれた実際のゲートＧ及びソースＳの電位変化を表しており、第２参考例である。理解を容易にするため、図３に示した第１参考例と同様の表記を採用している。図示するように実際の動作を表すこの第２参考例でも、Ｖｔｈキャンセル期間（３）で通電過程を行った後、制御信号ＷＳを立下げてサンプリングトランジスタＴｒ１をオフするが、これによりドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧが一時的に信号線から切り離されるので、フローティング状態になる。Ａで示すように、そのときサンプリングトランジスタＴｒ１のスイッチングによりゲートＧにカップリングが入るため、ゲートＧの電位も変動する。これに応じてソースＳの電位も変動する。加えて個々の画素のドライブトランジスタＴｒｄの特性にばらつきがあるため、リーク電流がドライブトランジスタＴｒｄのドレイン／ソース間に流れる。このリークの影響でフローティング期間（４）ではソース電位が上昇していく。これに伴ってゲートＧの電位も上昇していく。いわゆるブートストラップと同様の現象がこのフローティング期間（４）で生じている。ここでＶｔｈキャンセルが不十分な場合、画素間のＶｇｓのばらつきが大きくなる。この状態でサンプリングトランジスタＴｒ１がオフした時、カップリングのばらつきもプラスされ、その後のフローティング期間（４）でのリーク量のばらつきが大きくなりＶｇｓのばらつきに大きな差が生じる。

この後書込み期間（６）になると制御信号が再び走査線ＷＳに印加され、サンプリングトランジスタＴｒ１がオンし、ドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧに信号電位Ｖｓｉｇが書き込まれる。このときソースＳの電位も若干上昇して書込み期間（６）が終わった時点では、Ｘで示すソース電位となっている。ここでフローティング期間（４）を通じてソース電位Ｓ及びゲート電位Ｇはリークの影響で上昇しているため、書込み期間（６）が終わった時点でのソース電位Ｓは必ずしも一定ではなく、個々の画素で異なっている。このため書込み期間（６）が完了した時点でドライブトランジスタＴｒｄのソース／ゲート間電圧Ｖｇｓは画素毎にばらつき、発光輝度に差が生じる。一般にドライブトランジスタＴｒｄのリークの傾向は走査線ＷＳ（ライン）に沿って現れるので、Ｖｇｓのばらつきは発光時水平方向の筋ムラとなって画面のユニフォーミティを損なってしまう。表示装置の高精細化により画素アレイ部の画素総数が増えると、それだけ水平走査期間が短くなり、Ｖｔｈキャンセル期間（３）を十分確保することが出来ない。よってドライブトランジスタＴｒｄのＶｔｈのばらつきが十分キャンセルされない状態になる。その上に個々のドライブトランジスタＴｒｄのリークのばらつきの影響が加わると、Ｖｇｓが大きくばらつき、筋ムラが悪化してしまう。

そこで本発明は、閾電圧補正動作を行う時、ドライブトランジスタのゲート／ソース間電圧Ｖｇｓを閾電圧Ｖｔｈより大きく設定してドライブトランジスタをオン状態にする初期化過程と、ゲートを基準電位に維持した状態でドライブトランジスタに通電しドライブトランジスタがカットオフした時そのゲート／ソース間に表われる閾電圧Ｖｔｈ相当の電圧Ｖｇｓを保持容量に保持する通電過程とを行った後に、安定化過程を追加している。この安定化過程では、制御信号を立下げてサンプリングトランジスタをオフしドライブトランジスタのゲートを信号線から切り離すとともに、制御信号の立下げに合わせて信号線上の基準電位のレベルに傾斜（なまり）を付けてゲートの電位変動を抑制している。この閾電圧補正動作の安定化過程は、図１に示した表示装置に含まれる水平セレクタ（信号ドライバ）が行う。

図５は、図１に示した表示装置に含まれる水平セレクタ（信号ドライバ）３の構成例を示す模式的な回路図である。この信号ドライバ３は複数のデータ線Ｄａｔａ１，Ｄａｔａ２，Ｄａｔａ３・・・を備えており、線順次で１ライン分のデータを一斉に列状の信号線ＳＬに供給している。図示の例は、１本のデータ線Ｄａｔａに３本の信号線ＳＬが選択スイッチＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３を介して接続しており、１本のデータ線Ｄａｔａに供給された信号電位を時分割で３本の信号線ＳＬに供給する構成となっている。

列状の信号線ＳＬと交差するように制御線ＧＯＦＳと電位線ＶＯＦＳが行状（ライン状）に配されている。電位線ＶＯＦＳと各信号線ＳＬはスイッチＳＷで接続されている。このスイッチＳＷは制御線ＧＯＦＳに印加される制御信号によってオンオフ制御される。各信号線ＳＬに接続している複数の画素は容量Ｃと抵抗Ｒで模式的に表されている。

図６は、図５に示した信号ドライバ（水平セレクタ）３の動作説明に供するタイミングチャートである。但しこのタイミングチャートは、閾電圧補正動作で安定化過程を行わない参考例である。３個１組の選択スイッチＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３に印加される制御信号を同じ参照符号ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３で表してある。同様に制御線ＧＯＦＳに印加される制御信号を同じ参照符号ＧＯＦＳで表してある。また電位線ＶＯＦＳの電位はＶｏｆｓに固定されている。加えて本信号ドライバ３は約２４０本のデータ線を備えており、各データ線に印加されるデータ（信号電位）をＤａｔａ１〜Ｄａｔａ２４０で表してある。さらに、信号ドライバ３の動作には直接関係ないが、ライトスキャナ側の動作を制御するタイミング信号ＷＳＥＮ１及びＷＳＥＮ２も時間軸を揃えてタイミングチャート７に表してある。タイミング信号ＷＳＥＮ１は図４に示した基準電位書込み期間を規定している。タイミング信号ＷＳＥＮ２は同じく図４に示した信号書込み期間を規定している。

タイミング信号ＷＳＥＮ１がハイレベルとなって基準電位書込み期間に入ると、制御信号ＧＯＦＳがハイレベルとなり、スイッチＳＷが一斉にオンする。このオンしたスイッチＳＷを介して電位線ＶＯＦＳの基準電位Ｖｏｆｓが列状の信号線ＳＬに供給される。よって基準電位書込み期間には、列状の信号線ＳＬに一斉に基準電位Ｖｏｆｓが書き込まれることになる。

この後各データ線Ｄａｔａには所定の信号電位が供給される。これに同期して選択信号ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３が時分割的にハイレベルとなり、対応する信号電位が対応する信号線ＳＬに書き込まれていく。続いてタイミング信号ＷＳＥＮ２がハイレベルになると、信号電位書込み期間に入り、１ライン分の画素のサンプリングトランジスタが一斉にオンする。これにより各信号線ＳＬに印加されていた信号電位が１ライン分の画素にサンプリングされ、線順次書込動作が行われる。

図７は、図５に示した信号ドライバ（水平セレクタ）３の動作説明に供するタイミングチャートである。このタイミングチャートは本発明の第１実施形態を表しており、閾電圧補正動作で安定化過程を行っている。理解を容易にするため参考例を表した図６のタイミングチャートと同じ表記を採用している。参考例と異なる点は、タイミング信号ＷＳＥＮ１を立下げてサンプリングトランジスタをオフしドライブトランジスタのゲートを信号線から切り離す際、タイミング信号ＷＳＥＮ１の立下げに合わせて電位線ＶＯＦＳ上の基準電位のレベルＶｏｆｓに傾斜（なまり）を付けてドライブトランジスタのゲートの電位変動を抑制していることである。これにより、サンプリングトランジスタがオフした際にドライブトランジスタのゲートやソースに入るカップリングの影響を軽減することができる。電位Ｖｏｆｓの波形をなまらせる度合いとしては、画素構成などにもよるが、カップリングを抑えるため、時定数τ＝１００ｎｓ〜４００ｎｓ程度にすればよい。これにより、サンプリングトランジスタがオフした際にドライブトランジスタのゲートやソースに入るカップリングの影響を軽減し、フローティング期間でのリーク量のばらつきを軽減し、更にはリーク量そのものを軽減することができる。

図８は、図１及び図２に示した表示装置の動作説明に供するタイミングチャートである。このタイミングチャートは第３参考例を表しており、理解を容易にするため図３及び図４に示した先の参考例と同様の表記を採用している。異なる点は、この第３参考例が閾電圧補正動作の内の通電過程を複数回繰り返して時分割的に行っていることである。一般に画素の閾電圧補正動作、信号電位書込動作及び発光動作はライン毎に線順次で行われる。従って閾電圧補正動作も１ライン当たり１水平走査周期（１Ｈ）で行うようにしている。しかしながら画素の高精細化が進むと走査線の本数（ライン数）が増えるため、その分１Ｈ期間が短くなり、十分なＶｔｈキャンセル期間が取れなくなる。そこで本参考例のように閾電圧補正動作のうち時間の必要な通電過程を複数の水平期間にわたって時分割的に行う場合がある。図８の参考例は、Ｖｔｈキャンセル動作を２回行った場合である。最初のＶｔｈキャンセル期間（３１）で通電過程を実行するが、時間が短いためＶｇｓはいまだＶｔｈまで達していない。１回目のＶｔｈキャンセル期間（３１）が終わると制御信号を一旦ローレベルに切換え、サンプリングトランジスタＴｒ１をオフしてドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧを信号線ＳＬから切り離す。これによりドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧはフローティング状態となる。Ａで示すように、そのときサンプリングトランジスタＴｒ１のスイッチングによりゲートＧにカップリングが入るため、ゲートＧの電位も変動する。これに応じてソースＳの電位も変動する。このフローティング期間（４１）ではドライブトランジスタＴｒｄはオフになっておらずリーク電流が流れる。よってソース電位Ｓが上昇すると共にこれと連動してゲートＧの電位も上昇する。いわゆるブートストラップ現象が起きる。この電流リークは１回目のＶｔｈキャンセル期間（３１）でＶｔｈキャンセルが不十分なほど大きく起こる。従ってフローティング期間（４１）が終わった時点で、ドライブトランジスタＴｒｄのソース電位は画素毎に大きくばらつく。一般に一回目のＶｔｈキャンセルは不十分であり、画素間のＶｇｓにばらつきが大きくなっている。この状態でサンプリングトランジスタＴｒ１がオフした場合、カップリングのばらつきもプラスされ、その後のフローティング期間でのリーク量のばらつきが大きくなりＶｇｓのばらつきに大きな差が生じる。

この後２回目のＶｔｈキャンセル期間（３２）になると再び制御信号がハイレベルとなりドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧにＶｏｆｓが印加された状態で通電過程が行われる。これによりＶｇｓはＶｔｈまで達する。その後再びフローティング期間（４２）に進んだ後、信号電位書込み期間（６）に至ってドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧに信号電位Ｖｓｉｇが書き込まれる一方、ソース電位も所定のレベルまで上昇する。しかしながら、１回目の通電過程でＶｔｈキャンセルが不十分な場合、その後のフローティング期間（４１）で電流リークに大きなばらつきが生じ、その影響が２回目の閾電圧補正動作にも悪影響を与え、結果的に信号電位書込み期間が終わった時点で画素毎にＶｇｓのばらつきが残ってしまう。これが発光時には筋ムラとなって認識されるという課題がある。

図９は、図１及び図２に示した表示装置の動作説明に供するタイミングチャートである。このタイミングチャートは本発明の第２実施形態を表しており、図８に示した第３参考例の問題点に対処したものである。この第２実施形態は閾電圧補正動作を時分割的に行っており、１回目の通電過程（３１）と２回目の通電過程（３２）を時間を隔てて行っている。本実施形態の特徴事項として、上記問題を解決するため、第１Ｖｔｈキャンセル期間のＶｏｆｓの立下りをなまらせる。図９はＶｔｈキャンセルを２回行った場合の例であるが、第１Ｖｔｈキャンセル期間、第２Ｖｔｈキャンセル期間のＶｏｆｓ立下りをともになまらせてもよい。Ｖｏｆｓ波形のなまらせる度合いとしては、画素構成などにもよるが、カップリングを抑えるため、τ＝１００ｎｓ〜４００ｎｓ程度にすればよい。これにより、サンプリングトランジスタがオフした際にドライブトランジスタのゲート及びソースに入るカップリングの影響を軽減させ、フローティング期間でのリーク量のばらつきを軽減、あるいはリーク量そのものを軽減させることができる。一般にＶｔｈキャンセルをｎ回行う場合には、１回目〜ｎ−１回目のＶｏｆｓ立下りをなまらせる。あるいは１回目〜ｎ回目のＶｏｆｓ立下りをなまらせる。上記手法によって、Ｖｔｈキャンセル後のフローティング期間内のリークを抑制し、リークによるスジムラを抑えることができる。

本発明にかかる表示装置は、図１０に示すような薄膜デバイス構成を有する。本図は、絶縁性の基板に形成された画素の模式的な断面構造を表している。図示するように、画素は、複数の薄膜トランジタを含むトランジスター部（図では１個のＴＦＴを例示）、保持容量などの容量部及び有機ＥＬ素子などの発光部とを含む。基板の上にＴＦＴプロセスでトランジスター部や容量部が形成され、その上に有機ＥＬ素子などの発光部が積層されている。その上に接着剤を介して透明な対向基板を貼り付けてフラットパネルとしている。

本発明にかかる表示装置は、図１１に示すようにフラット型のモジュール形状のものを含む。例えば絶縁性の基板上に、有機ＥＬ素子、薄膜トランジスタ、薄膜容量等からなる画素をマトリックス状に集積形成した画素アレイ部を設ける、この画素アレイ部（画素マトリックス部）を囲むように接着剤を配し、ガラス等の対向基板を貼り付けて表示モジュールとする。この透明な対向基板には必要に応じて、カラーフィルタ、保護膜、遮光膜等を設けてももよい。表示モジュールには、外部から画素アレイ部への信号等を入出力するためのコネクタとして例えばＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）を設けてもよい。

以上説明した本発明における表示装置は、フラットパネル形状を有し、様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピューター、携帯電話、ビデオカメラなど、電子機器に入力された、若しくは、電子機器内で生成した駆動信号を画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器のディスプレイに適用することが可能である。以下この様な表示装置が適用された電子機器の例を示す。

図１２は本発明が適用されたテレビであり、フロントパネル１２、フィルターガラス１３等から構成される映像表示画面１１を含み、本発明の表示装置をその映像表示画面１１に用いることにより作製される。

図１３は本発明が適用されたデジタルカメラであり、上が正面図で下が背面図である。このデジタルカメラは、撮像レンズ、フラッシュ用の発光部１５、表示部１６、コントロールスイッチ、メニュースイッチ、シャッター１９等を含み、本発明の表示装置をその表示部１６に用いることにより作製される。

図１４は本発明が適用されたノート型パーソナルコンピュータであり、本体２０には文字等を入力するとき操作されるキーボード２１を含み、本体カバーには画像を表示する表示部２２を含み、本発明の表示装置をその表示部２２に用いることにより作製される。

図１５は本発明が適用された携帯端末装置であり、左が開いた状態を表し、右が閉じた状態を表している。この携帯端末装置は、上側筐体２３、下側筐体２４、連結部（ここではヒンジ部）２５、ディスプレイ２６、サブディスプレイ２７、ピクチャーライト２８、カメラ２９等を含み、本発明の表示装置をそのディスプレイ２６やサブディスプレイ２７に用いることにより作製される。

図１６は本発明が適用されたビデオカメラであり、本体部３０、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ３４、撮影時のスタート／ストップスイッチ３５、モニター３６等を含み、本発明の表示装置をそのモニター３６に用いることにより作製される。

本発明にかかる表示装置の全体構成を示すブロック図である。 図１に示した表示装置に含まれる画素の構成例を示す回路図である。 図１及び図２に示した表示装置の動作説明に供するタイミングチャートである。 同じく動作説明に供するタイミングチャートである。 図１及び図２に示した表示装置に含まれる水平セレクタ（信号ドライバ）の構成を示す回路図である。 図５に示した信号ドライバの動作説明に供するタイミングチャートである。 同じく信号ドライバの動作説明に供するタイミングチャートである。 図１及び図２に示した表示装置の動作説明に供するタイミングチャートである。 同じく図１及び図２に示した表示装置の動作説明に供するタイミングチャートである。 本発明にかかる表示装置のデバイス構成を示す断面図である。 本発明にかかる表示装置のモジュール構成を示す平面図である。 本発明にかかる表示装置を備えたテレビジョンセットを示す斜視図である。 本発明にかかる表示装置を備えたデジタルスチルカメラを示す斜視図である。 本発明にかかる表示装置を備えたノート型パーソナルコンピューターを示す斜視図である。 本発明にかかる表示装置を備えた携帯端末装置を示す模式図である。 本発明にかかる表示装置を備えたビデオカメラを示す斜視図である。

符号の説明

１・・・画素アレイ部、２・・・画素、３・・・水平セレクタ（信号ドライバ）、４・・・ライトスキャナ、５・・・ドライブスキャナ、Ｔｒ１・・・サンプリングトランジスタ、Ｔｒｄ・・・ドライブトランジスタ、ＥＬ・・・発光素子、Ｃｓ・・・保持容量

Claims (5)

1. 画素アレイ部と駆動部とからなり、
   前記画素アレイ部は、給電線と、行状の走査線と、列状の信号線と、各走査線と各信号線とが交差する部分に配された行列状の画素とを備え、
   各画素は、少なくともサンプリングトランジスタと、ドライブトランジスタと、発光素子と、保持容量とを備え、
   前記サンプリングトランジスタは、その制御端が該走査線に接続し、その一対の電流端が該信号線と該ドライブトランジスタの制御端との間に接続し、
   前記ドライブトランジスタは、一対の電流端の一方が該発光素子に接続し、他方が給電線に接続し、
   前記保持容量は該ドライブトランジスタの制御端と該ドライブトランジスタの一対の電流端の片方との間に接続しており、
   前記駆動部は、各走査線に制御信号を供給するとともに各信号線に信号電位と基準電位が交互に切り換る映像信号を供給して各画素を駆動し、以って該ドライブトランジスタの閾電圧のバラツキを補正する閾電圧補正動作、該信号電位を保持容量に書き込む書込動作及び書き込まれた信号電位に応じて該発光素子を発光する発光動作とを行う表示装置であって、
   前記閾電圧補正動作は、該駆動部から制御信号を出力してサンプリングトランジスタをオンし信号線から基準電位をサンプリングして該ドライブトランジスタのゲートに印加する一方、該ドライブトランジスタのソースとなる電流端との間のゲート／ソース間電圧を該閾電圧より大きく設定して該ドライブトランジスタをオン状態にする初期化過程と、
   該ゲートを基準電位に維持した状態で該ドライブトランジスタに通電し該ドライブトランジスタがカットオフした時そのゲート／ソース間に表われる閾電圧相当の電圧を該保持容量に保持する通電過程と、
   該制御信号を立下げて該サンプリングトランジスタをオフし該ドライブトランジスタのゲートを信号線から切り離すとともに、該制御信号の立下げに合わせて信号線上の該基準電位のレベルに傾斜を付けて該ゲートの電位変動を抑制する安定化過程とを行うことを特徴とする表示装置。
2. 前記通電過程は、該ドライブトランジスタがカットオフするまで複数回に分けて時分割的に行うとともに、先の通電過程の後安定化過程を行ってから次の通電過程に進むことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 前記駆動部は、水平走査周期毎に順次制御信号を各走査線に供給するライトスキャナと、各給電線を高電位と低電位で切り換える電源スキャナと、各水平走査周期内で信号電位と基準電位とが切り換る映像信号を各信号線に供給する信号ドライバとを有し、
   前記初期化過程では、該ライトスキャナが制御信号を出力してサンプリングトランジスタをオンし信号線から基準電位をサンプリングして該ドライブトランジスタのゲートに印加する一方、該電源スキャナが給電線を高電位から低電位に切り換えて該ドライブトランジスタのソースの電位を低電位まで下げ、
   前記通電過程では、該電源スキャナが給電線を低電位から高電位に切り換えて該ドライブトランジスタがカットオフするまで通電することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
4. 画素アレイ部と駆動部とからなり、
   前記画素アレイ部は、給電線と、行状の走査線と、列状の信号線と、各走査線と各信号線とが交差する部分に配された行列状の画素とを備え、
   各画素は、少なくともサンプリングトランジスタと、ドライブトランジスタと、発光素子と、保持容量とを備え、
   前記サンプリングトランジスタは、その制御端が該走査線に接続し、その一対の電流端が該信号線と該ドライブトランジスタの制御端との間に接続し、
   前記ドライブトランジスタは、一対の電流端の一方が該発光素子に接続し、他方が給電線に接続し、
   前記保持容量は該ドライブトランジスタの制御端と該ドライブトランジスタの一対の電流端の片方との間に接続しており、
   前記駆動部は、各走査線に制御信号を供給するとともに各信号線に信号電位と基準電位が交互に切り換る映像信号を供給して各画素を駆動し、以って該ドライブトランジスタの閾電圧のバラツキを補正する閾電圧補正動作、該信号電位を保持容量に書き込む書込動作及び書き込まれた信号電位に応じて該発光素子を発光する発光動作とを行う表示装置の駆動方法であって、
   前記閾電圧補正動作は、該駆動部から制御信号を出力してサンプリングトランジスタをオンし信号線から基準電位をサンプリングして該ドライブトランジスタのゲートに印加する一方、該ドライブトランジスタのソースとなる電流端との間のゲート／ソース間電圧を該閾電圧より大きく設定して該ドライブトランジスタをオン状態にする初期化過程と、
   該ゲートを基準電位に維持した状態で該ドライブトランジスタに通電し該ドライブトランジスタがカットオフした時そのゲート／ソース間に表われる閾電圧相当の電圧を該保持容量に保持する通電過程と、
   該制御信号を立下げて該サンプリングトランジスタをオフし該ドライブトランジスタのゲートを信号線から切り離すとともに、該制御信号の立下げに合わせて信号線上の該基準電位のレベルに傾斜を付けて該ゲートの電位変動を抑制する安定化過程とを行うことを特徴とする表示装置の駆動方法。
5. 請求項１に記載の表示装置を備えた電子機器。

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