JP2009008872A - 表示装置及び表示装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、表示装置及び表示装置の駆動方法に関し、例えば有機ＥＬ素子によるアクティブマトリックス型の表示装置に適用して、信号レベル保持用コンデンサ等を小型化し、垂直駆動回路の構成を簡略化し、消費電力を低減する。
【解決手段】本発明は、中間電圧Ｖｏｆｓ２、階調電圧Ｖｓｉｇにより駆動トランジスタの移動度のばらつきを補正するようにして、書込み信号ＷＳのＨレベルの電圧を駆動トランジスタの電源電圧Ｖｃｃと等しい電圧に設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表示装置及び表示装置の駆動方法に関し、例えば有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子によるアクティブマトリックス型の表示装置に適用することができる。本発明は、中間電圧、階調電圧により駆動トランジスタの移動度のばらつきを補正するようにして、書込み信号のＨレベルの電圧を駆動トランジスタの電源電圧と等しい電圧に設定することにより、信号レベル保持用コンデンサ等を小型化し、垂直駆動回路の構成を簡略化し、消費電力を低減する。

従来、有機ＥＬ素子を用いたアクティブマトリックス型の表示装置は、有機ＥＬ素子と有機ＥＬ素子を駆動する駆動回路とによる画素をマトリックス状に配置して表示部が形成され、この表示部の周囲に配置した水平駆動回路及び垂直駆動回路により各画素の動作を制御して所望の画像を表示している。

この有機ＥＬ素子を用いた表示装置に関して、特開２００６−２２７２３７号公報には、有機ＥＬ素子を駆動する駆動トランジスタのしきい値電圧のばらつきを補正して各画素の階調を設定することにより、このしきい値電圧のばらつきによる画質劣化を防止し、Ｎチャンネル型のトランジスタを使用する場合でも、高い画質を確保することが可能な構成が提案されている。

しかしながらこの種の表示装置に適用される駆動トランジスタは、しきい値電圧の他に、移動度もばらつく欠点がある。これに対してこの種の表示装置は、駆動トランジスタの移動度のばらつきによっても画質が劣化する問題がある。

この問題を解決する１つの方法として、各画素回路を図６に示すように構成することが考えられる。ここでこの図６に示す表示装置１において、表示部２は、画素３をマトリックス状に配置して形成される。画素３は、信号レベル保持用コンデンサＣ１の一端が有機ＥＬ素子４のアノードに接続され、書込み信号ＷＳに応じてオンオフ動作する書込みトランジスタＴＲ１を介して、この信号レベル保持用コンデンサＣ１の他端が信号線ＳＩＧに接続される。画素３は、この信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端が駆動トランジスタＴＲ２のソース及びゲートに接続され、この駆動トランジスタＴＲ２のドレインが電源供給用の走査線ＳＣＮに接続される。なおこの図６において、Ｖｃａｔｈは、有機ＥＬ素子４のカソード電圧である。またＣｓｕｂは、有機ＥＬ素子４と並列に配置される補助容量である。

表示装置１は、垂直駆動回路５のライトスキャン回路（ＷＳＣＮ）５Ａ、ドライブスキャン回路（ＤＳＣＮ）５Ｂにより走査線ＳＣＮに書込み信号ＷＳ、電源用の駆動信号ＤＳを出力し、また水平駆動回路６の水平セレクタ（ＨＳＥＬ）６Ａにより信号線ＳＩＧに駆動信号Ｓｓｉｇを出力し、これにより画素３の動作を制御する。

ここで図７は、この画素３の動作を示すタイムチャートである。ここで書込み信号ＷＳ（図７（Ａ））は、当該画素３の発光を停止させる非発光期間において、所定のタイミングで立ち上げられて書込みトランジスタＴＲ１をオン状態に設定する。また電源用の駆動信号ＤＳ（図７（Ｂ））は、当該画素３の非発光期間において、この非発光期間の開始時点から一定期間の間、電源電圧Ｖｃｃから所定の固定電圧Ｖｉｎｉに立ち下げられる。また駆動信号Ｓｓｉｇ（図７（Ｃ））は、所定の固定電圧Ｖｏｆｓを間に挟んで、信号線ＳＩＧに接続された各画素の階調電圧Ｖｓｉｇが順次繰り返される。なおここで階調電圧Ｖｓｉｇは、各画素３に設けられた有機ＥＬ素子４の発光輝度を示す電圧である。

画素３は、有機ＥＬ素子４を発光させる期間である発光期間の間、書込み信号ＷＳにより書込みトランジスタＴＲ１がオフ状態に設定されて、駆動信号ＤＳにより駆動トランジスタＴＲ２に電源電圧Ｖｃｃが供給される。これにより画素３は、駆動トランジスタＴＲ２のゲート電圧Ｖｇ及びソース電圧Ｖｓ（図７（Ｄ）及び（Ｅ））が信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端の電圧に保持され、この信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端電圧差に応じた駆動電流Ｉｄｓで有機ＥＬ素子４を駆動する。なおこの駆動電流Ｉｄｓは、次式により表される。ここでＶｇｓは、駆動トランジスタＴＲ２のゲートソース間電圧であり、信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端電圧差である。またμはトランジスタＴＲ２の移動度、ＷはトランジスタＴＲ２のチャンネル幅、ＬはトランジスタＴＲ２のチャンネル長、ＣｏｘはトランジスタＴＲ２の単位面積当りのゲート絶縁膜の容量、ＶｔｈはトランジスタＴＲ２のしきい値電圧である。

画素３は、発光期間が終了する時点ｔ１で、電源用の駆動信号ＤＳにより駆動トランジスタＴＲ２のドレイン電圧が所定電圧Ｖｉｎｉに立ち下げられる。ここでこの電圧Ｖｉｎｉは、駆動トランジスタＴＲ２のドレインをソースとして機能させるのに十分に低い電圧である。これにより画素３は、信号レベル保持用コンデンサＣ１の有機ＥＬ素子４側端の蓄積電荷が駆動トランジスタＴＲ２を介して走査線ＳＣＮに放電し、駆動トランジスタＴＲ２のソース電圧Ｖｓが電圧Ｖｉｎｉに立ち下がって有機ＥＬ素子４の発光が停止する。

続いて画素３は、時点ｔ２で、駆動信号Ｓｓｉｇにより信号線ＳＩＧの電圧が所定の固定電圧Ｖｏｆｓに立ち下げられ、書込み信号ＷＳにより書込みトランジスタＴＲ１がオン状態に切り換わる（図７（Ａ）及び（Ｃ））。これにより画素３は、駆動トランジスタＴＲ２のゲート電圧Ｖｇがこの信号線ＳＩＧの電圧Ｖｏｆｓに設定され、駆動トランジスタＴＲ２のゲートソース間電圧ＶｇｓがＶｏｆｓ−Ｖｉｎｉに設定される。ここで画素３は、固定電圧Ｖｏｆｓ、Ｖｉｎｉの設定により、このＶｏｆｓ−Ｖｉｎｉが、駆動トランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈより大きな電圧となるように設定される。

続いて画素３は、時点ｔ３で、電源用の駆動信号ＤＳにより駆動トランジスタＴＲ２のドレイン電圧が電源電圧Ｖｃｃに立ち上げられる（図７（Ａ）〜（Ｃ））。これにより画素３は、駆動トランジスタＴＲ２を介して信号レベル保持用コンデンサＣ１の有機ＥＬ素子４側端に電源Ｖｃｃから充電電流が流入し、この有機ＥＬ素子４側端の電圧Ｖｓが徐々に上昇する。なおこれにより画素３は、有機ＥＬ素子４にも電流が流入することになるが、この流入した電流は有機ＥＬ素子４の容量と補助容量Ｃｓｕｂの充電に使用され、有機ＥＬ素子４は発光することなく、単に駆動トランジスタＴＲ２のソース電圧Ｖｓのみが上昇する。

画素３は、続く時点ｔ４で、書込み信号ＷＳにより書込みトランジスタＴＲ１がオフ状態に切り換えられ、続いて信号線ＳＩＧの信号レベルが隣接ラインの対応する画素の階調電圧Ｖｓｉｇに設定される。これにより画素３は、時点ｔ４における信号レベル保持用コンデンサの両端電圧差に応じた駆動トランジスタＴＲ２の駆動電流によりこの駆動トランジスタＴＲ２のソース電圧Ｖｓが徐々に上昇し、またこのソース電圧Ｖｓの上昇と連動して駆動トランジスタＴＲ２のゲート電圧Ｖｇが上昇する。なおこの間における信号線ＳＩＧの階調電圧Ｖｓｉｇは、隣接ラインの対応する画素の階調設定に使用される。

画素３は、一定時間の経過後、時点ｔ５で、再び信号線ＳＩＧの信号レベルが電圧Ｖｏｆｓに切り換えられ、また書込み信号ＷＳが立ち上げられて書込みトランジスタＴＲ１がオン状態に設定される。これにより画素３は、信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端電圧差が駆動トランジスタＴＲ２のしきい値電圧より大きい場合、信号レベル保持用コンデンサＣ１の信号線ＳＩＧ側電圧を電圧Ｖｏｆｓに保持した状態で、駆動トランジスタＴＲ２を介して電源Ｖｃｃにより信号レベル保持用コンデンサＣ１の有機ＥＬ素子４側端に充電電流が流れ、駆動トランジスタＴＲ２のソース電圧Ｖｓが徐々に上昇する。またこのソース電圧Ｖｓの上昇により、信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端電圧差が駆動トランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈになると、駆動トランジスタＴＲ２を介した充電電流の流入が停止して駆動トランジスタＴＲ２のソース電圧Ｖｓの上昇が停止する。

画素３は、一定時間経過すると、時点ｔ６で、書込み信号ＷＳにより書込みトランジスタＴＲ１がオフ状態に切り換えられる。これら一連の動作により、画素３は、時点ｔ１から時点ｔ２までの期間が、駆動トランジスタＴＲ２におけるしきい値電圧Ｖｔｈのばらつき補正の準備期間に割り当てられ、信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端電圧差が駆動トランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈより大きな電圧に設定される。また時点ｔ３から時点ｔ４までの期間と、時点ｔ５から時点ｔ６までの期間とが、駆動トランジスタＴＲ２におけるしきい値電圧Ｖｔｈのばらつき補正の期間に割り当てられ、信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端電圧差が駆動トランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈに設定される。なおこのばらつき補正の期間は、必要に応じて３回以上としてもよい。

画素３は、続いて駆動信号Ｓｓｉｇにより信号線ＳＩＧの信号レベルが当該画素３の階調電圧Ｖｓｉｇに設定され、その後、時点ｔ７で、書込み信号ＷＳにより書込みトランジスタＴＲ１がオン状態に設定される。これにより画素３は、トランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈを打ち消すようにして、信号レベル保持用コンデンサＣ１に階調電圧Ｖｓｉｇが設定され、これによりトランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈのばらつきによる発光輝度のばらつきが防止される。

ここで画素３は、時点ｔ７で書込みトランジスタＴＲ１がオン状態に設定された後、一定の期間Ｔμだけ経過した時点ｔ８で、書込み信号ＷＳにより書込みトランジスタＴＲ１がオフ状態に設定され、信号線ＳＩＧの電圧Ｖｓｉｇが信号レベル保持用コンデンサＣ１にホールドされる。この期間Ｔμの間、画素３は、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧に応じた駆動トランジスタＴＲ２の駆動電流により、信号レベル保持用コンデンサＣ１の有機ＥＬ素子４側端が充電され、トランジスタＴＲ１のソース電圧Ｖｓが上昇することになる。ここでこの駆動電流は、（１）式に示すように、移動度μに比例することから、期間Ｔμでは、駆動トランジスタＴＲ２の移動度μに応じてソース電圧Ｖｓの上昇速度が変化し、移動度μが大きい場合程、発光輝度を低下させる方向に信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧を補正することになる。これにより画素３は、この期間Ｔμで駆動トランジスタＴＲ２の移動度のばらつきが補正され、その後、いわゆるブートストラップにより、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧に応じた駆動電流で有機ＥＬ素子４を発光させる。

この図６の構成によれば、Ｎチャンネル型トランジスタで画素回路を構成して、簡易な構成により、駆動トランジスタＴＲ２のしきい値電圧のばらつき、移動度のばらつきによる画質劣化を防止することができる。

ところで図６の構成による表示装置では、書込み信号ＷＳにより書込みトランジスタＴＲ１をオン状態に設定して画素３の階調を設定しながら、駆動トランジスタＴＲ２の移動度のばらつきを補正することになる。この移動度を補正している期間Ｔμの解析のために、図８に示すように、時点ｔ＝０で書込みトランジスタＴＲ１がオン動作し、駆動トランジスタＴＲ２のゲート電圧Ｖｇが次式により示すように、時点ｔにおいて傾きａにより上昇するものとする。なおＶｇ０は、ゲート電圧Ｖｇの初期値である。

この場合、駆動トランジスタＴＲ２のソース電圧Ｖｓは、次式により表される。なおここでｇは、駆動トランジスタＴＲ２の入力ゲインであり、Ｖｉは、駆動トランジスタＴＲ２の電流によるソース電圧の上昇分である。またＶｓ０は、ソース電圧Ｖｓの初期値である。

従って（２）及び（３）式により、駆動トランジスタＴＲ２のゲートソース間電圧Ｖｇｓは、次式により表すことができる。なおここでＶｇｓ０は、ゲートソース間電圧Ｖｇｓの初期値であり、Ｖｇｓ０＝Ｖｇ０−Ｖｓ０である。

またこの（４）式を右辺及び左辺を微分すれば、次式の関係式を得ることができる。

また駆動トランジスタＴＲ２のソース側端の容量をＣと置くと、この容量Ｃの端子電圧は、ＣＶ＝ｉｔで表されることから、駆動トランジスタＴＲ２の電流によるソース電圧の上昇分Ｖｉに関して、次式の関係式を得ることができる。なおここでｋｕは、係数である。

この（６）式に（５）式を代入して整理すれば、次式の関係式を得ることができる。

この（７）式を解くと、次式の関係式を得ることができ、時点ｔ＝０を基準にしたゲートソース間電圧Ｖｇｓの変化を数式により表すことができる。

図９及び図１０は、この（８）式においてそれぞれ容量Ｃを５〔ｐＦ〕及び２〔ｐＦ〕とおいて駆動トランジスタＴＲ２のゲート電圧Ｖｇ及びソース電圧Ｖｓの変化をシュミレーションした結果を示す特性曲線図である。この図９及び図１０から判るように、容量Ｃを大きくするに従って、ソース電圧Ｖｓの立ち上がりに時間を要し、移動度の補正に時間を要することになる。

これに対して図１１は、この移動度の補正期間Ｔμを極端に長くした場合における発光輝度の変化を示す特性曲線図である。この場合、時点ｔ＝０で移動度の補正を開始すると、一定の時間経過後に発光輝度がピーク値を取り、徐々に発光輝度が低下することが判る。以下、この発光輝度のピークを輝度ピークと呼ぶ。

ここでこの図９及び図１０により示される容量Ｃと移動度補正に要する時間との関係、図１１により示される輝度ピークの特性を考慮して、書込み信号ＷＳについて考察する。ここで書込み信号ＷＳは、ライトスキャン回路５Ａで生成されて表示部１２の走査線ＳＣＮに供給されることから、表示部１２において、入力端より遠ざかるに従って負荷容量により波形なまりが発生する。従って入力端より遠く離れた部位でも、十分に移動度を補正するためには、移動度の補正時間Ｔμを十分に大きくする必要がある。

具体的に、例えば入力端から最も離れた箇所でのトランジェントがτ＝０．２〔μｓｅｃ〕であり、書込み信号ＷＳの立ち上がり及び立ち下がりにそれぞれ５τの期間を割り当てるようにすると、この立ち上がり及び立ち下がりの期間は、１０τ＝２〔μｓｅｃ〕の期間となる。この場合に、ピーク輝度となるまでの時間が２〔μｓｅｃ〕であるとすると、書込み信号ＷＳの入力端では、波形なまりが小さいことにより、書込みトランジスタＴＲ１のオン期間を２〔μｓｅｃ〕確保することができる。しかしながら入力端から離れた箇所では、波形なまりにより書込み信号ＷＳの信号波形が三角波に近づき、書込みトランジスタＴＲ１のオン期間では、ピーク輝度を確保することが困難になる。

これにより書込み信号ＷＳの入力端から離れた箇所でもピーク輝度を確保するためには、移動度の補正時間Ｔμを十分に大きくする必要がある。この場合、図９及び図１０により示される容量Ｃと移動度補正に要する時間との関係から、容量Ｃを大きくすることが必要になる。

しかしながら容量Ｃを大きくする場合には、信号レベル保持用コンデンサＣ１、補助容量Ｃｓｕｂが大型化する問題がある。また書込みトランジスタＴＲ１をオン動作させる書込み信号ＷＳの電圧も高くする必要があり、垂直駆動回路の構成が複雑になり、さらには消費電力が増大する問題もある。
特開２００６−２２７２３７号公報

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、信号レベル保持用コンデンサ等を小型化し、垂直駆動回路の構成を簡略化し、消費電力を低減することができる表示装置及び表示装置の駆動方法を提案しようとするものである。

上記の課題を解決するため請求項１の発明は、画素をマトリックス状に配置して形成された表示部に対して、前記表示部の信号線及び走査線を介して水平駆動回路及び垂直駆動回路により前記画素を駆動することにより、前記表示部で所望の画像を表示する表示装置に適用して、前記画素は、発光素子と、信号レベル保持用コンデンサと、前記垂直駆動回路から出力される書込み信号によりオン動作して、前記信号レベル保持用コンデンサの一端を前記信号線に接続する書込みトランジスタと、前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧に応じた駆動電流で前記発光素子を駆動する駆動トランジスタと、前記発光素子と並列に接続された補助容量とを有し、前記水平駆動回路は、前記発光素子の発光を停止させる非発光期間において、前記信号線の電圧を所定の固定電圧、中間電圧、前記発光素子の発光輝度を示す階調電圧に順次切り換え、前記垂直駆動回路は、前記書込み信号及び前記駆動トランジスタの電源の立ち上げ及び立ち下げにより、前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を移動度補正前電圧に設定した後、前記信号線の電圧を前記中間電圧、前記階調電圧に設定している期間で、前記書込み信号の立ち上げ及び立ち下げにより、前記駆動トランジスタの移動度で補正して前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を前記階調電圧に対応する電圧に設定し、前記書込み信号のＨレベルの電圧を、前記駆動トランジスタの電源の電圧と等しい電圧に設定する。

また請求項３の発明は、画素をマトリックス状に配置して形成された表示部に対して、前記表示部の信号線及び走査線を介して水平駆動回路及び垂直駆動回路により前記画素を駆動することにより、前記表示部で所望の画像を表示する表示装置の駆動方法に適用して、前記画素は、発光素子と、信号レベル保持用コンデンサと、前記垂直駆動回路から出力される書込み信号によりオン動作して、前記信号レベル保持用コンデンサの一端を前記信号線に接続する書込みトランジスタと、前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧に応じた駆動電流で前記発光素子を駆動する駆動トランジスタと、前記発光素子と並列に接続された補助容量とを有し、前記駆動方法は、前記発光素子の発光を停止させる非発光期間において、前記信号線の電圧を所定の固定電圧、中間電圧、前記発光素子の発光輝度を示す階調電圧に順次切り換え、前記書込み信号及び前記駆動トランジスタの電源の立ち上げ及び立ち下げにより、前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を移動度補正前電圧に設定した後、前記信号線の電圧を前記中間電圧、前記階調電圧に設定している期間で、前記書込み信号の立ち上げ及び立ち下げにより、前記駆動トランジスタの移動度で補正して前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を前記階調電圧に対応する電圧に設定し、前記書込み信号のＨレベルの電圧を、前記駆動トランジスタの電源の電圧と等しい電圧に設定する。

請求項１又は請求項３の構成により、信号線の電圧を中間電圧、階調電圧に設定している期間で、駆動トランジスタの移動度で補正して信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を階調電圧に対応する電圧に設定する場合には、単に階調電圧により駆動トランジスタの移動度のばらつきを補正する場合に比して、補正に要する時間を長くすることができる。従って信号レベル保持用コンデンサ、補助コンデンサの容量を増大しなくても、十分な補正時間を確保して書込み信号の波形なまりに対応することができ、これにより信号レベル保持用コンデンサ等の容量を小容量化することができる。また信号レベル保持用コンデンサ等の容量を小容量化しなくてもよいことにより、書込み信号のＨレベルを低下させても十分に移動度を補正することができ、これにより書込み信号のＨレベルの電圧を、駆動トランジスタの電源の電圧と等しい電圧に設定して、垂直駆動回路の構成を簡略化し、消費電力を低減することができる。

本発明によれば、信号レベル保持用コンデンサ等を小型化し、垂直駆動回路の構成を簡略化し、消費電力を低減することができる。

以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。

（１）実施例の構成
図１は、本発明の実施例１の表示装置を示すブロック図である。この表示装置１１は、表示部１２の周囲、表示部１２を構成する絶縁基板上に垂直駆動回路１５及び水平駆動回路１６が配置される。

ここで中間データ生成部１７は、表示部１２とは別体に設けられ、例えばルックアップテーブルにより構成される。中間データ生成部１７は、画像データＤ１に応じて、中間データＤ２を生成して出力する。ここでこの表示装置１１は、画像データＤ１及び中間デーアＤ２をアナログディジタル変換処理してそれぞれ階調電圧Ｖｓｉｇ及び中間電圧Ｖｏｆｓ２を生成する。図２は、この階調電圧Ｖｓｉｇ及び中間電圧Ｖｏｆｓ２の関係を示す特性曲線図である。中間データ生成部１７は、このルックアップテーブルの設定により、階調電圧Ｖｓｉｇが黒レベルの電圧から白レベルの電圧に変化するに従って、二次関数の特性により中間電圧Ｖｏｆｓ２が変化するように中間データＤ２を生成する。またこの二次関数の特性のピークが、白レベルの電圧と黒レベルの電圧との間の、グレーレベルの階調電圧Ｖｓｉｇの位置となるように設定する。

水平駆動回路１６は、この画像データＤ１、中間データＤ２に基づいて、固定電圧Ｖｏｆｓ、中間電圧Ｖｏｆｓ２、階調電圧Ｖｓｉｇの繰り返しによる駆動信号Ｓｓｉｇを各信号線ＳＩＧに出力する。すなわち水平駆動回路１６において、水平セレクタ１６Ａは、表示部１２の信号線ＳＩＧ毎に、駆動信号生成回路１８Ａ、１８Ｂ、……が設けられ、各駆動信号生成回路１８Ａ、１８Ｂ、……でそれぞれ対応する信号線ＳＩＧの駆動信号Ｓｓｉｇを生成する。

すなわち水平セレクタ１６Ａは、所定のラッチパルスを駆動信号生成回路１８Ａ、１８Ｂ、……で順次転送する。各駆動信号生成回路１８Ａ、１８Ｂ、……は、このラッチパルスによりラッチ回路１９で画像データＤ１をラッチし、これにより水平セレクタ１６Ａは、例えばラスタ走査順に入力される画像データＤ１を対応する信号線ＳＩＧに振り分ける。

階調電圧生成回路２０は、この水平セレクタ１６Ａに設けられた図示しない基準電圧生成回路から出力される複数の基準電圧から、ラッチ回路１９でラッチされた画像データＤ１に対応する基準電圧を選択出力することにより、この画像データＤ１をアナログディジタル変換処理して階調電圧Ｖｓｉｇを生成する。これにより階調電圧生成回路２０は、対応する信号線ＳＩＧに接続された各画素３の階調電圧Ｖｓｉｇを例えば１水平走査期間を単位とした時分割により出力する。

ラッチ回路２１は、ラッチ回路１９と同様にして、順次転送されるラッチパルスにより、中間データ生成部２３から出力される中間データＤ２をラッチする。

中間電圧生成回路２２は、階調電圧生成回路２０と同様にして、ラッチ回路２１でラッチされた中間データＤ２をアナログディジタル変換処理し、中間電圧Ｖｏｆｓ２を生成する。これにより中間電圧生成回路２２は、階調電圧生成回路２０と同様に、対応する信号線ＳＩＧに接続された各画素３の中間電圧Ｖｏｆｓ２を例えば１水平走査期間を単位とした時分割により出力する。

電源回路２５は、黒階調の階調電圧Ｖｓｉｇ以下の電圧である固定電圧Ｖｏｆｓを出力する。スイッチ回路２６、２７、２８は、固定電圧Ｖｏｆｓ、階調電圧Ｖｓｉｇ、中間電圧Ｖｏｆｓ２を対応する信号線ＳＩＧに選択出力する。この表示装置１１は、ライン順次で順次表示部１２の各画素３に階調電圧Ｖｓｉｇを設定し、このためスイッチ回路２６、２７、２８は、図３（Ｃ）に示すように、１水平走査期間を繰り返しの周期に設定して、順次、循環的にオン動作して固定電圧Ｖｏｆｓ、階調電圧Ｖｓｉｇ、中間電圧Ｖｏｆｓ２の繰り返しにより駆動信号Ｓｓｉｇを出力する。

表示部１２は、画素１３をマトリックス状に配置して形成される。画素１３は、信号レベル保持用コンデンサＣ１、補助容量Ｃｓｕｂが小容量化されている点を除いて、図５について上述した画素３と同一に構成される。

垂直駆動回路１５は、ライトスキャン回路（ＷＳＣＮ）１５Ａ及びドライブスキャン回路（ＤＳＣＮ）１５Ｂで書込み信号ＷＳ及び駆動信号ＤＳを生成し、これら書込み信号ＷＳ及び駆動信号ＤＳを表示部１２の走査線ＳＣＮに入力する。

すなわち図３に示すように、ドライブスキャン回路１５Ｂは、非発光期間が開始すると、駆動信号ＤＶを一次的に固定電圧Ｖｉｎｉに立ち下げ、これにより信号レベル保持用コンデンサＣ１の有機ＥＬ素子４側端の電圧をこの固定電位Ｖｉｎｉに設定する（図３（Ｂ））。またライトスキャン回路１５Ａは、非発光期間において、信号線ＳＩＧの駆動信号Ｓｓｉｇが固定電圧Ｖｏｆｓに設定されている期間の間、書込み信号ＷＳの信号レベルを立ち上げ（図３（Ａ））、これにより符号Ｔｔｈ１、Ｔｔｈ２、Ｔｔｈ３により示す期間で、信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端電位差を駆動トランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈに設定する。

またライトスキャン回路１５Ａは、非発光期間の最後の１水平走査期間において、信号線ＳＩＧの駆動信号Ｓｓｉｇが中間電圧Ｖｏｆｓ２から階調電圧Ｖｓｉｇに切り換わる時点を間に挟んだ前後一定期間Ｔμの間、書込み信号ＷＳを立ち上げ、これによりこの一定の期間Ｔμの間、書込みトランジスタＴＲ１をオン状態に設定して駆動トランジスタＴＲ２の移動度を補正する。これによりこの表示装置１１では、この一定の期間Ｔμが移動度を補正する期間に割り当てられる。

ライトスキャン回路１５Ａは、この一定の期間Ｔμが、図５について上述した移動度の補正期間Ｔμに比して長くなるように書込み信号ＷＳを生成する。またドライブスキャン回路１５Ｂと同一の電源Ｖｃｃによりこの書込み信号ＷＳを作成し、これにより書込み信号ＷＳのＨレベルの電圧をこの電源Ｖｃｃの電圧に設定する。

これらによりこの表示装置１１は、発光素子である有機ＥＬ素子４の発光を停止させる非発光期間において、信号線ＳＩＧの電圧を固定電圧Ｖｏｆｓ、中間電圧Ｖｏｆｓ２、階調電圧Ｖｓｉｇで順次循環的に切り換えるようにして、非発光期間が開始すると、しきい値電圧Ｖｔｈの補正処理における書込み信号ＷＳ及び駆動トランジスタＴＲ２の電源の制御により、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧を移動度補正前電圧である駆動トランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈに設定する。またその後、信号線ＳＩＧの電圧を中間電圧Ｖｏｆｓ２、階調電圧Ｖｓｉｇに設定している期間で、書込み信号ＷＳの制御により、駆動トランジスタＴＲ２の移動度μで補正して信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧を階調電圧Ｖｓｉｇに対応する電圧に設定する。

（２）実施例の動作
以上の構成において、この実施例の表示装置１１では（図１）、水平駆動回路１６及び垂直駆動回路１５による表示部１２の駆動により順次ライン単位で表示部１２の画素１３に信号線ＳＩＧの階調電圧Ｖｓｉｇが設定されると共に、この設定された階調電圧Ｖｓｉｇにより各画素１３の有機ＥＬ素子４が発光し（図６参照）、所望の画像が表示部１２で表示される。

すなわちこの表示装置１１では、非発光期間において、この信号レベル保持用コンデンサＣ１の一端が信号線ＳＩＧの階調電圧Ｖｓｉｇに設定され、発光期間において、この信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧によるゲートソース間電圧Ｖｇｓによって、トランジスタＴＲ２により有機ＥＬ素子４が駆動される。これによりこの表示装置１１では、信号線ＳＩＧの階調電圧Ｖｓｉｇに応じた発光輝度で各画素１３の有機ＥＬ素子４が発光する。

表示装置１１は、この階調電圧Ｖｓｉｇの設定に先立って（図４）、非発光期間が開始すると、始めに信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端電圧が所定の固定電圧Ｖｏｆｓ及びＶｉｎｉに設定された後、有機ＥＬ素子４を駆動するトランジスタＴＲ２を介した放電により、信号レベル保持用コンデンサＣ１にトランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈが設定される（図３、期間Ｔｔｈ１、Ｔｔｈ２、Ｔｔｈ３）。これにより表示装置１１は、トランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈのばらつきによる発光輝度のばらつきが補正される。

またその後、トランジスタＴＲ２の移動度のばらつきが補正された後、信号レベル保持用コンデンサＣ１に信号線ＳＩＧの階調電圧Ｖｓｉｇがホールドされ、有機ＥＬ素子４の発光輝度が設定される。

しかしながら表示部１２の入力端から遠ざかるに従って書込み信号ＷＳの波形がなまることにより、単に階調電圧Ｖｓｉｇのみにより移動度のばらつきを補正する場合には（図７〜図１１参照）、信号レベル保持用コンデンサＣ１、補助容量Ｃｓｕｂの容量を十分に大きくして移動度を補正する期間Ｔμを十分に長くする必要があり、その結果、書込み信号ＷＳのＨレベルを十分に高い電圧に設定することが必要になる。

そこでこの表示装置１１では、始めに、所定の中間電圧Ｖｏｆｓ２により移動度のばらつきを補正した後、最終的な設定に係る階調電圧Ｖｓｉｇにより移動度のばらつきを補正する（図３）。このように中間電圧Ｖｏｆｓ２、階調電圧Ｖｓｉｇで移動度のばらつきを補正する場合には、図４に示すように、単に階調電圧Ｖｓｉｇのみで移動度をばらつき補正する場合に比して、移動度の補正に要する時間を長くすることができる。なお図４では、階調電圧Ｖｓｉｇのみで移動度をばらつき補正する場合のトランジスタＴＲ２のゲート電圧Ｖｇ及びソース電圧Ｖｓを破線で示す。この図４において、符号Ｔμ１及びＴμ２は、それぞれ階調電圧Ｖｓｉｇのみで移動度をばらつき補正する場合、中間電圧Ｖｏｆｓ２、階調電圧Ｖｓｉｇで移動度のばらつきを補正する場合の、補正に要する時間である。

これによりこの実施例では、信号レベル保持用コンデンサＣ１、補助容量Ｃｓｕｂの容量を大きくしなくても、十分に移動度補正の期間Ｔμ２を長くすることができ、その結果、図６に示す構成に比して信号レベル保持用コンデンサＣ１、補助容量Ｃｓｕｂの容量を小容量化することができる。なおこのように信号レベル保持用コンデンサＣ１、補助容量Ｃｓｕｂの容量を小容量化すれば、これら信号レベル保持用コンデンサＣ１、補助容量Ｃｓｕｂの不良を低減することができ、表示装置としては、いわゆる欠陥画素である滅点の発生を少なくすることができる。

またこのように信号レベル保持用コンデンサＣ１、補助容量Ｃｓｕｂの容量を小容量化することができることにより、書込み信号ＷＳは、Ｈレベルの電圧を小さくすることができ、この実施例ではこのことを利用して、ライトスキャン回路１５Ａにおいて、ドライブスキャン回路１５Ｂと同一の電源Ｖｃｃにより書込み信号ＷＳが生成され、これにより電源に関する構成を簡略化することができる。

さらにこの実施例では、この中間電圧Ｖｏｆｓ２が、階調電圧Ｖｓｉｇに対して二次関数の特性により作成されることにより、発光輝度に応じて変化する移動度補正に要する時間変動に適切に対応して、高画質の表示画像を表示することができる。

すなわち単に階調電圧Ｖｓｉｇで移動度のばらつきを補正する場合、図５に示すように、階調電圧Ｖｓｉｇに応じて駆動トランジスタＴＲ２におけるソース電圧Ｖｓの電圧上昇が速くなり、これにより発光輝度が高い場合には、移動度のばらつき補正に要する時間が短くなるのに対し、発光輝度が低い場合は、移動度のばらつき補正に要する時間が長くなる。これによりこの場合、発光輝度に応じて移動度のばらつき補正に過不足が発生し、画質が劣化することになる。なおこの図５では、符号Ｌ３及びＬ４によりそれぞれ移動度が大きい場合及び小さい場合を示し、符号ＴＷ及びＴＧがそれぞれ白階調及びグレー階調を表示する場合の、移動度補正に要する時間である。

しかしながらこの実施例のように、始めに、所定の中間電圧Ｖｏｆｓ２により移動度のばらつきを補正した後、最終的な設定に係る階調電圧Ｖｓｉｇにより移動度のばらつきを補正すれば、この中間電圧Ｖｏｆｓ２の設定により、発光輝度が種々に異なる場合でも、一定時間の移動度の補正により、過不足なく移動度を補正することができる。

これによりこの実施例では、一定の時間Ｔμで移動度のばらつきを補正する場合でも、発光輝度に応じた移動度のばらつき補正の過不足を防止して画質の劣化を防止する。

具体的にこの実施例では、階調電圧Ｖｓｉｇの変化に対して、中間電圧Ｖｏｆｓ２の変化が二次関数で表されるように設定することにより、発光輝度が種々に異なる場合でも、それぞれ過不足なくトランジスタＴＲ２の移動度のばらつきを補正して、高画質の表示画像を得ることができる（図３）。

（３）実施例の効果
以上の構成によれば、中間電圧、階調電圧により駆動トランジスタの移動度のばらつきを補正するようにして、書込み信号のＨレベルの電圧を駆動トランジスタの電源電圧と等しい電圧に設定することにより、信号レベル保持用コンデンサ等を小型化し、垂直駆動回路の構成を簡略化し、消費電力を低減することができる。

またこのとき信号レベル保持用コンデンサに駆動トランジスタのしきい値電圧を設定した後、移動度補正の処理を実行するようにして、階調電圧の変化に対して中間電圧の変化が二次関数で表されるように階調電圧に応じて中間電圧を可変することにより、駆動トランジスタの移動度のばらつきを適切に補正して画質を向上することができる。

なお上述の実施例においては、水平セレクタの外部回路で中間データを生成し、この中間データを水平セレクタでアナログディジタル変換処理して中間電圧を生成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば階調電圧を非線型な特性で増幅して中間電圧を生成する場合等、中間電圧の生成方法は、種々の手法を広く適用することができる。

また上述の実施例においては、二次関数の特性により中間電圧を生成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、中間電圧設定前の信号レベル保持用コンデンサの設定電圧に応じて、種々の特性により中間電圧を生成して上述の実施例と同様の効果を得ることができる。

また上述の実施例においては、発光輝度による移動度補正の過不足を防止することを目的に、階調電圧に応じて中間電圧を可変する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、実用上十分に移動度補正の過不足を許容できる場合には、中間電圧を固定した電圧に設定してもよい。

また上述の実施例においては、発光素子に有機ＥＬ素子を使用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電流駆動型の各種発光素子を使用する場合に広く適用することができる。

本発明は、例えば有機ＥＬ素子によるアクティブマトリックス型の表示装置に適用することができる。

本発明の実施例１の表示装置を示すブロック図である。 図１の表示装置における階調電圧と中間電圧との関係を示す特性曲線図である。 図１の表示装置の動作の説明に供するタイムチャートである。 図１の表示装置における移動度の補正の説明に表するタイムチャートである。 移動度のばらつき補正の過不足の説明に供する特性曲線図である。 Ｎチャンネル型トランジスタを用いて考えられる表示装置を示すブロック図である。 図６の表示装置の動作の説明に供するタイムチャートである。 図６の表示装置における移動度補正時の各部の電圧変化の説明に供するタイムチャートである。 容量が小さい場合のゲート電圧及びソース電圧の変化を示す特性曲線図である。 容量が大きい場合のゲート電圧及びソース電圧の変化を示す特性曲線図である。 輝度ピークの説明に供する特性曲線図である。

符号の説明

１、１１……表示装置、２、１２……表示部、３、１３……画素、４……有機ＥＬ素子、５、１５……垂直駆動回路、５Ａ、１５Ａ……ライトスキャン回路、５Ｂ、１５Ｂ……ドライブスキャン回路、６、１６……水平駆動回路、６Ａ、１６Ａ……水平セレクタ、１７……中間データ生成回路、２０……階調電圧生成回路、２２……中間電圧生成回路

Claims (3)

1. 画素をマトリックス状に配置して形成された表示部に対して、前記表示部の信号線及び走査線を介して水平駆動回路及び垂直駆動回路により前記画素を駆動することにより、前記表示部で所望の画像を表示する表示装置において、
   前記画素は、
   発光素子と、
   信号レベル保持用コンデンサと、
   前記垂直駆動回路から出力される書込み信号によりオン動作して、前記信号レベル保持用コンデンサの一端を前記信号線に接続する書込みトランジスタと、
   前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧に応じた駆動電流で前記発光素子を駆動する駆動トランジスタと、
   前記発光素子と並列に接続された補助容量とを有し、
   前記水平駆動回路は、
   前記発光素子の発光を停止させる非発光期間において、前記信号線の電圧を所定の固定電圧、中間電圧、前記発光素子の発光輝度を示す階調電圧に順次切り換え、
   前記垂直駆動回路は、
   前記書込み信号及び前記駆動トランジスタの電源の立ち上げ及び立ち下げにより、前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を移動度補正前電圧に設定した後、
   前記信号線の電圧を前記中間電圧、前記階調電圧に設定している期間で、前記書込み信号の立ち上げ及び立ち下げにより、前記駆動トランジスタの移動度で補正して前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を前記階調電圧に対応する電圧に設定し、
   前記書込み信号のＨレベルの電圧を、前記駆動トランジスタの電源の電圧と等しい電圧に設定した
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記移動度補正前電圧が、前記駆動トランジスタのしきい値電圧であり、
   前記水平駆動回路は、
   前記階調電圧の変化に対して、前記中間電圧の変化が二次関数で表されるように、前記階調電圧に応じて前記中間電圧を可変する
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 画素をマトリックス状に配置して形成された表示部に対して、前記表示部の信号線及び走査線を介して水平駆動回路及び垂直駆動回路により前記画素を駆動することにより、前記表示部で所望の画像を表示する表示装置の駆動方法において、
   前記画素は、
   発光素子と、
   信号レベル保持用コンデンサと、
   前記垂直駆動回路から出力される書込み信号によりオン動作して、前記信号レベル保持用コンデンサの一端を前記信号線に接続する書込みトランジスタと、
   前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧に応じた駆動電流で前記発光素子を駆動する駆動トランジスタと、
   前記発光素子と並列に接続された補助容量とを有し、
   前記駆動方法は、
   前記発光素子の発光を停止させる非発光期間において、前記信号線の電圧を所定の固定電圧、中間電圧、前記発光素子の発光輝度を示す階調電圧に順次切り換え、
   前記書込み信号及び前記駆動トランジスタの電源の立ち上げ及び立ち下げにより、前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を移動度補正前電圧に設定した後、
   前記信号線の電圧を前記中間電圧、前記階調電圧に設定している期間で、前記書込み信号の立ち上げ及び立ち下げにより、前記駆動トランジスタの移動度で補正して前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を前記階調電圧に対応する電圧に設定し、
   前記書込み信号のＨレベルの電圧を、前記駆動トランジスタの電源の電圧と等しい電圧に設定する
   ことを特徴とする表示装置の駆動方法。
   

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