JP2009008873A - 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、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書込み信号の波形なまりによるシェーディングを防止する。
【解決手段】本発明は、書込み信号ＷＳの入力端からの距離が増大するに従って、補助容量Ｃｓｕｂ１、Ｃｓｕｂ２、……、Ｃｓｕｂｎの容量が低下するように設定する。
【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、書込み信号の入力端からの距離が増大するに従って、補助容量が低下するように設定することにより、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書込み信号の波形なまりによるシェーディングを防止する。

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７に示すように構成することが考えられる。ここでこの図７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７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８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８（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８（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８（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８（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８（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８（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７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。

しかしながらこの図７に示す構成により、一定の期間Ｔμの間、単に階調電圧Ｖｓｉｇを使用して駆動トランジスタＴＲ２の移動度のばらつきを補正する場合、階調電圧Ｖｓｉｇに応じてばらつきの補正に過不足が発生し、これにより画質が劣化する問題がある。

すなわち図７の構成では、図９に示すように、白階調を表示する場合、グレー階調を表示する場合に比して相対的に高い電圧に階調電圧Ｖｓｉｇが保持されることになり、この場合、グレー階調を表示する場合に比してソース電圧Ｖｓの上昇速度が速くなる。これによりこの場合、期間ＴＷで示すように、短い期間で駆動トランジスタＴＲ２の移動度のばらつきを補正できることになる。なおこの図９では、符号Ｌ３及びＬ４でそれぞれ移動度が大きい場合及び小さい場合のソース電圧Ｖｓの変化を示す。

これに対してグレー階調を表示する場合、白階調を表示する場合に比して相対的に低い電圧に階調電圧Ｖｓｉｇが保持されることになり、白階調を表示する場合に比してソース電圧Ｖｓの上昇速度が遅く、これにより期間ＴＧで示すように、駆動トランジスタＴＲ２の移動度のばらつきを補正するために必要な期間が長くなる。

この問題を解決する方法として、図１０及び図１２に示すように、移動度のばらつきを補正する期間Ｔμにおいて、所定の中間電圧Ｖｏｆｓ２を間に挟んで、信号線ＳＩＧの信号レベルを固定電圧Ｖｏｆｓから階調電圧Ｖｓｉｇに切り換える方法が考えられる。ここで図１０は、白階調の階調電圧Ｖｓｉｇ（Ｗ）を印加する場合であり、図１２は、黒階調の階調電圧Ｖｓｉｇ（Ｂ）を印加する場合である。

このようにして白階調を表示する場合、図１１において矢印により示すように、図７の例による場合に比して、駆動トランジスタＴＲ２の移動度のばらつき補正に要する時間Ｔ１を長くすることができる。なおこの図１１では、図７の構成による駆動トランジスタＴＲ２のソース電圧Ｖｓの変化を破線により示す。

またグレー階調を表示する場合、図１３において矢印により示すように、図７の例による場合に比して、駆動トランジスタＴＲ２の移動度のばらつき補正に要する時間Ｔ２を短くすることができる。なおこの図１３では、図７の構成におけるソース電圧Ｖｓの変化を破線により示す。

これにより所定の中間電圧Ｖｏｆｓ２を間に挟んで、信号線ＳＩＧの信号レベルを固定電圧Ｖｏｆｓから階調電圧Ｖｓｉｇに立ち上げるようにして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移動度のばらつきを適切に補正することができる。なおこのように中間電圧Ｖｏｆｓ２を介して移動度を補正する場合、移動度の補正期間Ｔμは、図７に示す構成に比して長くすることが必要になる。

しかしながら図１４において符号Ａで示すように、書込み信号ＷＳは、表示部２における走査線ＳＣＮの入力端側で最も波形なまりが小さく、符号Ｂにより示すように、この入力端から遠ざかるに従って波形なまりが大きくなる。その結果、書込みトランジスタＴＲ１がオンオフ動作するタイミングが書込み信号ＷＳの入力端から遠ざかるに従って変化し、中間電圧Ｖｏｆｓ２により移動度を補正する期間Ｔμ２が入力端から遠ざかるに従って短くなり、この場合、画面横方向にシェーディングが発生する問題がある。
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、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書込み信号の波形なまりによるシェーディングを防止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制御により、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、前記書込み信号の制御により、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、前記補助容量は、前記表示部の前記書込み信号の入力端からの距離が増大するに従って容量が低下するように設定される。

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て、前記表示部の前記書込み信号の入力端からの距離が増大するに従って容量が低下するように設定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制御により、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、前記書込み信号の制御により、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する。

請求項１又は請求項４の構成により、書込み信号の入力端からの距離が増大するに従って、補助容量の容量が低下するように設定すれば、書込み信号の波形なまりによる移動度補正の時間の変化を補正するように、発光素子の端子電圧の立ち上がりを補正することができ、これ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書込み信号の波形なまりによるシェーディングを防止することができる。

本発明によれば、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書込み信号の波形なまりによるシェーディングを防止することができ、パネル面内のユニフォミティを改善することができる。

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２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。この表示装置１１は、これら垂直駆動回路１５及び水平駆動回路１６による表示部１２の駆動により、図７〜図１０について上述したと同様に、信号線ＳＩＧの電圧を中間電圧Ｖｏｆｓ２、階調電圧Ｖｓｉｇに順次設定して駆動トランジスタＴＲ２の移動度のばらつきを補正する。このためこの表示装置１１では、中間電圧Ｖｏｆｓ２の生成元である中間データＤ２を中間データ生成回路１７で生成する。

ここで中間データ生成回路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。中間データ生成回路１７は、画像データＤ１に応じて、例えば図３に示す特性により中間データＤ２を生成して出力する。ここで図３は、画像データＤ１をアナログディジタル変換処理して生成される階調電圧Ｖｓｉｇと、中間データＤ２をアナログディジタル変換処理して生成される中間電圧Ｖｏｆｓ２との関係を示す特性曲線図である。中間データ生成回路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。これにより表示装置１１は、信号線ＳＩＧの電圧を中間電圧Ｖｏｆｓ２、階調電圧Ｖｓｉｇに順次設定して駆動トランジスタＴＲ２の移動度μのばらつきを補正するようにして、階調電圧Ｖｓｉｇによる移動度補正の過不足を防止する。

水平駆動回路１６は、水平セレクタ（ＨＳＥＬ）１６Ａにおいて、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。このため水平セレクタ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、中間データ生成回路１７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４（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。

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。

なおこれによりこの表示装置１１では、しきい値電圧を補正するための準備期間、しきい値電圧を補正する期間の各水平走査期間においても、中間電圧Ｖｏｆｓ２の期間が設けられる。このため図４（Ａ）に示すように、ライトスキャン回路１５Ａは、非発光期間におけるしきい値電圧Ｖｔｈの補正については、信号線ＳＩＧの駆動信号Ｓｓｉｇが固定電圧Ｖｏｆｓに立ち下げている期間Ｔｔｈ１、Ｔｔｈ２、Ｔｔｈ３の間、書込み信号ＷＳを立ち上げて書込みトランジスタＴＲ１をオン状態に設定する。また移動度のばらつき補正期間Ｔμでは、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の間、書込み信号ＷＳを立ち上げて書込みトランジスタＴＲ１をオン状態に設定する。これに対応してドライブスキャン回路１５Ｂは、図４（Ｂ）に示すように、非発光期間の開始時、信号線ＳＩＧの駆動信号Ｓｓｉｇが階調電圧Ｖｓｉｇから固定電圧Ｖｏｆｓに切り換わる時点を間に挟んだ前後一定期間の間、駆動信号ＤＳを立ち下げて駆動トランジスタＴＲ２の動作を停止させ、しきい値電圧Ｖｔｈの補正のための準備期間を形成する。

なおこの図４では、期間Ｔｔｈ１、Ｔｔｈ２、Ｔｔｈ３の３回の期間でしきい値電圧Ｖｔｈを補正するように記載されているが、しきい値電圧Ｖｔｈの補正回数は、必要に応じて４回以上としてもよく、実用上十分な特性を確保できる場合には、２回以下としてもよい。

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。

表示部１２は、補助容量Ｃｓｕｂの構成が異なる点を除いて、図６について上述した表示部２と同一に構成される。具体的に図１に示すように、表示部１２は、マトリックス状に配置された画素１３において、各画素１３の補助容量Ｃｓｕｂ１、Ｃｓｕｂ２、……Ｃｓｕｂｎが、書込み信号ＷＳの入力端から遠ざかるに従って小さくなるように設定される。なおこの補助容量Ｃｓｕｂ１、Ｃｓｕｂ２、……Ｃｓｕｂｎは、表示部１２の配線パターン材料を所望の形状に加工して形成され、書込み信号ＷＳの入力端から遠ざかるに従って電極面積が小さくなるように形成される。

（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２、図７参照）、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３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３の有機ＥＬ素子４が発光し、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では、信号線ＳＩＧの階調電圧Ｖｓｉｇに応じた発光輝度で各画素３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４、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（図８参照）。

しかしながら単に階調電圧Ｖｓｉｇのみにより移動度のばらつきを補正したのでは、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り、これにより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（図９）。

そこでこの実施例では、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４、図１０〜図１３）。すなわち一旦、中間電圧Ｖｏｆｓ２により移動度を補正すれば、この中間電圧Ｖｏｆｓ２より階調電圧Ｖｓｉｇが高い場合には、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。またこれとは逆に、中間電圧Ｖｏｆｓ２より階調電圧Ｖｓｉｇが低い場合には、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比して、移動度の補正に要する時間を短くすることができる。

この移動度補正に要する時間の変化により、この表示装置１１では、中間電圧Ｖｏｆｓ２の生成元である中間データＤ２を（図２）、中間データ生成回路１７により、画像データＤ１に応じて生成し、これにより階調電圧Ｖｓｉｇに応じて適切に中間電圧Ｖｏｆｓ２を設定して、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）。

しかしながらこのように中間電圧Ｖｏｆｓ２、階調電圧Ｖｓｉｇを用いて移動度のばらつきを補正する場合でも、この移動度のばらつきを補正する期間を決定する書込み信号ＷＳに波形なまりが発生し、この波形なまりにより移動度のばらつきを補正する期間が表示部１２の各部で変化することになり、その結果、シェーディングが発生する。

そこで表示装置１１では、有機ＥＬ素子４と並列に配置される補助容量Ｃｓｕｂが、書込み信号ＷＳの入力端から遠ざかるに従って徐々に小さくなるように設定される。これによりこの表示装置１１では、入力端から遠ざかって、波形なまりにより移動度補正の期間が不足する側では、駆動トランジスタＴＲ２のソース電圧が速く変化してこの不足する期間を補うことができ、その結果、書込み信号の波形なまりによるシェーディングの発生を防止することができる。

ここで図５及び図６は、補助容量Ｃｓｕｂが大きい場合と小さい場合とについて、移動度補正の時間経過に対する有機ＥＬ素子４の発光輝度を示す特性曲線図である。この図５及び図６によれば、補助容量Ｃｓｕｂが大きくなると、ピーク輝度に立ち上がる時間ｔＡが長くなることが判る。これによりこの図５及び図６の特性からも、波形なまりが激しくなる側で補助容量を小さくして、書込み信号の波形なまりによるシェーディングの発生を防止できることが判る。

（３）実施例の効果
以上の構成によれば、書込み信号の入力端からの距離が増大するに従って、補助容量が低下するように設定することにより、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書込み信号の波形なまりによるシェーディングを防止することができる。

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書込み信号の波形なまりによるシェーディングを防止することができる。

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、表示部の一方側の側方からのみ書込み信号を入力する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、表示部の両側方から書込み信号を入力する場合にも広く適用することができる。

また上述の実施例では、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の表示装置における補助容量の説明に供するブロック図である。 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２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２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。 補助容量が大きい場合の発光輝度の変化を示す特性曲線図である。 補助容量が小さい場合の発光輝度の変化を示す特性曲線図である。 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７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。 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。 中間階調を介した移動度のばらつき補正において白階調を表示する場合の信号波形を示すタイムチャートである。 図１０の移動度のばらつき補正の説明に供するタイムチャートである。 中間階調を介した移動度のばらつき補正において黒階調を表示する場合の信号波形を示すタイムチャートである。 中間階調を介した移動度のばらつき補正においてグレー階調を表示する場合の説明に供するタイムチャートである。 書込み信号の波形なまりの説明に供する略線図である。

符号の説明

１、１１……表示装置、２、１２……表示部、３……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制御により、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、前記書込み信号の制御により、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、
   前記補助容量は、
   前記表示部の前記書込み信号の入力端からの距離が増大するに従って容量が低下するように設定された
   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て、前記表示部の前記書込み信号の入力端からの距離が増大するに従って容量が低下するように設定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制御により、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、前記書込み信号の制御により、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する
   ことを特徴とする表示装置の駆動方法。
   
   
   

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