JP2009122231A

JP2009122231A - 表示装置及び表示装置の駆動方法

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Publication number: JP2009122231A
Application number: JP2007294109A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Toyomura; 直史豊村; Katsuhide Uchino; 勝秀内野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2007-11-13
Filing date: 2007-11-13
Publication date: 2009-06-04

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、出射効率が出射光の色で異なる場合でも、適切に移動度のばらつきを補正することができるようにする。
【解決手段】本発明は、駆動電流に対する出射効率に応じて書込トランジスタＴＲ５の大きさＷＲ、ＷＧ、ＷＢを大型化する。
【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、駆動電流に対する出射効率に応じて書込トランジスタの大きさを大型化することにより、出射効率が出射光の色で異なる場合でも、適切に移動度のばらつきを補正することができるようにする。

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素子による画素と有機ＥＬ素子を駆動する駆動回路とによる画素回路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回路を駆動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２００５−３４５７２２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。また特開２００７−１３３２８４号公報には、このしきい値電圧のばらつきを補正する処理を複数回に分けて実行する構成が提案されている。この特開２００７−１３３２８４号公報には、さらに有機ＥＬ素子を駆動するトランジスタの移動度のばらつきによる画質劣化を防止する方法も開示されている。

ここで図５は、この特開２００５−３４５７２２号公報に開示の表示装置を示す接続図である。この表示装置１は、水平セレクタ（ＨＳＥＬ）２により水平駆動回路３が構成され、またドライブスキャナ（ＤＳＣＮ）４Ｂ、ライトスキャナ（ＷＳＣＮ）４Ａ、第１及び第２のオートゼロスキャナ（ＡＺＣＮ１及びＡＺＣＮ２）４Ｃ及び４Ｄにより垂直駆動回路５が構成される。

ここで水平セレクタ２は、表示部６の信号線ＳＩＧにそれぞれ対応する複数のラッチ回路で入力画像データＤ１を順次ラッチすることにより、この画像データＤ１を各信号線ＳＩＧに振り分ける。また各信号線ＳＩＧに振り分けた画像データＤ１をそれぞれディジタルアナログ変換処理し、各信号線ＳＩＧに接続された各画素の階調を順次示す駆動信号Ｓｓｉｇを信号線ＳＩＧ毎に生成する。水平セレクタ２は、この駆動信号Ｓｓｉｇを対応する信号線ＳＩＧに出力する。

ライトスキャナ４Ａ、ドライブスキャナ４Ｂ、第１及び第２のオートゼロスキャナ４Ｃ及び４Ｄは、それぞれ図示しない信号生成回路で生成された基準信号を順次転送することにより、各走査線の駆動信号ＤＳ、ＷＳ、ＡＺ１、ＡＺ２を生成し、この駆動信号ＤＳ、ＷＳ、ＡＺ１、ＡＺ２をそれぞれ対応する走査線に出力する。

表示部６は、所定の画素回路７をマトリックス状に配置して形成される。ここで画素回路７は、信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端をそれぞれゲート及びソースに接続したソースフォロワ回路構成のＮＭＯＳトランジスタＴＲ１（以下、駆動トランジスタと呼ぶ）により、電流駆動型の発光素子である有機ＥＬ素子８を駆動する。なおここでＣｐは、有機ＥＬ素子８の容量成分である。またＶｃａｔは、有機ＥＬ素子８のカソード電圧である。

この駆動トランジスタＴＲ１は、ドライブスキャナ４Ｂから出力される駆動信号であるドライブ信号ＤＳによりオンオフ動作するＮＭＯＳトランジスタＴＲ２を介して、駆動用電源Ｖｃｃにドレインが接続される。これにより画素回路７は、ドライブ信号ＤＳによるトランジスタＴＲ２のオンオフ制御により駆動トランジスタＴＲ１への電源Ｖｃｃの供給が制御され、発光、非発光が制御される。

またこの駆動トランジスタＴＲ１は、それぞれ第１及び第２のオートゼロスキャナ４Ｃ及び４Ｄから出力される駆動信号である第１及び第２のオートゼロ信号ＡＺ１及びＡＺ２によりオンオフ動作するＮＭＯＳトランジスタＴＲ３及びＴＲ４を介して、ゲート及びソースが第１及び第２の基準電圧Ｖｉｎｉ及びＶｓｓ２に接続される。これにより画素回路７は、これら第１及び第２のオートゼロ信号ＡＺ１及びＡＺ２によるトランジスタＴＲ３及びＴＲ４の制御により信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端電位をそれぞれ基準電圧Ｖｉｎｉ及びＶｓｓ２に設定する。

また駆動トランジスタＴＲ１は、ライトスキャナ４Ａから出力される駆動信号である書込み信号ＷＳによりオンオフ動作するＮＭＯＳトランジスタＴＲ５（以下、書込トランジスタと呼ぶ）を介して、ゲートが信号線ＳＩＧに接続される。これにより画素回路７は、この書込み信号ＷＳによる書込トランジスタＴＲ５の制御により信号線ＳＩＧに出力される駆動信号Ｓｓｉｇの電圧が信号レベル保持用コンデンサＣ１の一端に設定される。

ここで図６は、この画素回路７の動作の説明に供するタイムチャートである。ここで表示部６は、図６（Ａ）において信号書き込みにより駆動トランジスタＴＲ１への信号線ＳＩＧの接続を示すように、フレーム単位のライン順次により各画素回路７の階調が設定される。各画素回路７は、この階調を設定する１水平走査期間（１Ｈ）の前後、一定の期間が非発光期間Ｔ１に設定され、残りが発光期間Ｔ２に設定される（図６（Ｂ））。

画素回路７は、非発光期間Ｔ１が時点ｔ１により開始すると、第１及び第２のオートゼロ信号ＡＺ１及びＡＺ２によりトランジスタＴＲ３及びＴＲ４がオン状態に設定され（図６（Ｃ）及び（Ｄ））、駆動トランジスタＴＲ１のゲート電圧Ｖｇ及びソース電圧Ｖｓ（図６（Ｅ）及び（Ｆ））がそれぞれ基準電圧Ｖｓｓ２及びＶｉｎｉに設定される。ここで基準電圧Ｖｓｓ２及びＶｉｎｉは、電位差Ｖｓｓ２−Ｖｉｎｉが駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈより十分に大きな電圧に設定される。これにより画素回路７は、信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端電位差が駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈより大きな電圧に設定される。

続いて画素回路７は、時点ｔ２において、第１のオートゼロ信号ＡＺ１が立ち下げられ、駆動トランジスタＴＲ１のソース側トランジスタＴＲ３がオフ状態に設定される。これにより画素回路７は、駆動トランジスタＴＲ１のゲートソース間電圧Ｖｇｓに応じた駆動電流が駆動トランジスタＴＲ１のソースから流出する。ここで駆動トランジスタＴＲ１のゲート側基準電圧Ｖｓｓ２は、この駆動トランジスタＴＲ１による駆動電流が信号レベル保持用コンデンサＣ１の有機ＥＬ素子８側端を充電するように、すなわち有機ＥＬ素子８のカソード電圧Ｖｃａｔに比して有機ＥＬ素子８のアノード電圧を十分に低い電圧に保持する電圧に設定される。これにより画素回路７は、信号レベル保持用コンデンサＣ１の有機ＥＬ素子８側端の電圧が駆動トランジスタＴＲ１による充電により徐々に上昇し、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧が徐々に低下し、この端子間電圧が駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈとなると、駆動トランジスタＴＲ１がオフ状態に動作を切り換え、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧の低下が停止する。これにより画素回路７は、信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端電位差が駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈに設定される。

画素回路７は、続く時点ｔ３において、第２のオートゼロ信号ＡＺ２が立ち下げられて、駆動トランジスタＴＲ１のゲート側トランジスタＴＲ４がオフ状態に設定され、またドライブ信号ＤＳが立ち下げられて、駆動トランジスタＴＲ１への電源Ｖｃｃの供給が停止される。また続く時点ｔ４で、書込み信号ＷＳが立ち上げられて書込トランジスタＴＲ５がオン状態に設定され、これにより駆動トランジスタＴＲ１のゲートが信号線ＳＩＧに接続される。画素回路７は、所定のタイミングで書込み信号ＷＳが立ち下げられて書込トランジスタＴＲ５がオフ状態に設定され、これにより信号線ＳＩＧに出力される駆動信号Ｓｓｉｇの電圧Ｖｓｉｇが信号レベル保持用コンデンサＣ１の一端にホールドされる。これにより画素回路７は、信号レベル保持用コンデンサＣ１に設定された駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈにより補正して、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧が駆動信号Ｓｓｉｇの電圧Ｖｓｉｇに応じた電圧に設定される。

画素回路７は、発光期間Ｔ２の開始時点ｔ５でトランジスタＴＲ１への電源Ｖｃｃの供給が開始される。これにより画素回路７は、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により有機ＥＬ素子８を電流駆動し、有機ＥＬ素子８の容量Ｃｐによるブートストラップ動作により有機ＥＬ素子８を発光させる。なおここでこの駆動トランジスタＴＲ１による有機ＥＬ素子８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ＴＲ１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ＴＲ１の移動度、ＷはトランジスタＴＲ１のチャンネル幅、ＬはトランジスタＴＲ１のチャンネル長、ＣｏｘはトランジスタＴＲ１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ＴＲ１のしきい値電圧である。

この図５及び図６の構成によれば、駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈで補正して信号線ＳＩＧに出力される駆動信号Ｓｓｉｇの電圧Ｖｓｉｇを信号レベル保持用コンデンサＣ１に設定することにより、駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈのばらつきによる画質の劣化を防止することができる。

ところでこの図５に示す構成では、事前に、信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端電圧を基準電圧Ｖｉｎｉ及びＶｓｓ２に設定して信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端電位差Ｖｓｓ２−Ｖｉｎｉを駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈより十分に大きな電圧に設定した後、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ＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈに設定する。

この事前に、信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端電圧を基準電圧Ｖｉｎｉ及びＶｓｓ２に設定する処理のうち、駆動トランジスタＴＲ１のゲート側電圧Ｖｓｓ２の設定については、書込トランジスタＴＲ５を介して信号線ＳＩＧにより実行することもでき、この場合、トランジスタＴＲ４を省略して画素回路７の構成を簡略化することができる。また駆動トランジスタＴＲ１のソース側電圧Ｖｉｎｉの設定については、電源電圧Ｖｃｃの立ち下げにより設定できると考えられる。このようにすれば画素回路を構成するトランジスタ数を低減することができ、表示部を一段と高解像度化することができると考えられる。またこの場合に、特開２００７−１３３２８４号公報に開示の手法を適用して、信号レベル保持用コンデンサＣ１に駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈを設定する処理を複数回に分けて実行すれば、高解像度化により動作周波数を高周波数化する場合でも、しきい値電圧Ｖｔｈを設定する時間を十分に確保することができ、駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈのばらつきによる画質劣化を確実に防止できると考えられる。また併せて特開２００７−１３３２８４号公報に開示の駆動トランジスタの移動度のばらつきによる画質の劣化を防止する手法を適用して、一段と画質を向上できると考えられる。

図７は、これらの点を考慮して考えられる表示装置を示すブロック図である。この表示装置１１は、所定の絶縁基板上に表示部１２が作成され、この表示部１２の周囲に水平駆動回路１３及び垂直駆動回路１４が設けられる。水平駆動回路１３には、水平セレクタ（ＨＳＥＬ）１５が設けられ、また垂直駆動回路１４には、ライトスキャナ（ＷＳＣＮ）１６Ａ、ドライブスキャナ（ＤＳＣＮ）１６Ｂが設けられる。

水平セレクタ１５は、水平セレクタ２と同様にして各信号線ＳＩＧに画像データＤ１を振り分けてディジタルアナログ変換処理する。水平セレクタ１５は、所定の固定電圧Ｖｏｆｓとこのディジタルアナログ変換結果とを交互に出力することにより、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を示す階調電圧Ｖｓｉｇの連続による駆動信号Ｓｓｉｇを各信号線ＳＩＧに出力する（図９（Ｃ）参照）。

ライトスキャナ１６Ａ、ドライブスキャナ１６Ｂは、それぞれ図示しない信号生成回路で生成された基準信号を順次転送することにより、各走査線の駆動信号ＤＳ、ＷＳを生成し、この駆動信号ＤＳ、ＷＳをそれぞれ対応する走査線に出力する。

表示部１２は、画素回路（ＰＩＸ）１７をマトリックス状に配置して作成される。ここで図８に示すように、画素回路１７は、信号レベル保持用コンデンサＣ１への基準電圧の設定に係るトランジスタＴＲ３及びＴＲ４が省略された点、このトランジスタＴＲ３及びＴＲ４の省略に関連する構成が異なる点を除いて、図５の画素回路７と同一に構成される。

図９に示すように、各画素回路１７は、有機ＥＬ素子８の発光を停止させる非発光期間Ｔ１が時点ｔ１で開始すると、ドライブ信号ＤＳの電圧が発光期間Ｔ２の電圧Ｖｃｃから基準電圧Ｖｉｎｉに立ち下げられる（図９（Ｂ））。ここでこの基準電圧Ｖｉｎｉは、有機ＥＬ素子８のカソード電圧Ｖｃａｔに有機ＥＬ素子８のしきい値電圧を加算した電圧より低い電圧に設定される。これにより画素回路１７は、駆動トランジスタＴＲ１の駆動信号ＤＳ側がソースとして機能し、有機ＥＬ素子８のアノード電圧が立ち下がり、有機ＥＬ素子８が発光を停止する。また駆動トランジスタＴＲ１を介して信号レベル保持用コンデンサＣ１の有機ＥＬ素子８側端から蓄積電荷が放電し、これにより有機ＥＬ素子８のアノード電圧が立ち下がって信号レベル保持用コンデンサＣ１の有機ＥＬ素子８側端の電圧（駆動トランジスタＴＲ１のソース電圧Ｖｓ）（図９（Ｅ））が電圧Ｖｉｎｉに設定される。

続いて画素回路１７は、駆動信号Ｓｓｉｇにより信号線ＳＩＧが所定電圧Ｖｏｆｓに立ち下がると、時点ｔ２で書込み信号ＷＳにより書込トランジスタＴＲ５がオン状態に切り換えられる（図９（Ａ）及び（Ｃ））。これにより画素回路１７は、駆動トランジスタＴＲ１のゲート電圧Ｖｇがこの信号線ＳＩＧの電圧Ｖｏｆｓに設定され、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧がＶｏｆｓ−Ｖｉｎｉに設定される。ここで画素回路１７では、この端子間電圧Ｖｏｆｓ−Ｖｉｎｉが駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧をＶｔｈより大きくなるように電圧Ｖｏｆｓ、Ｖｉｎｉが設定される。これにより画素回路１７では、時点ｔ１から時点ｔ２までの期間で、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧が駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈより大きな電圧に設定され、信号レベル保持用コンデンサＣ１に駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈを設定するための準備処理が実行される。

続いて画素回路１７は、駆動信号Ｓｓｉｇが固定電位Ｖｏｆｓに保持されている期間の時点ｔ３で、書込トランジスタＴＲ５をオン状態に保持したままの状態で、ドライブ信号ＤＳが発光期間Ｔ２の電圧Ｖｃｃに立ち上げられて駆動トランジスタＴＲ１への電源の供給が開始される（図９（Ｂ））。また続いて信号線ＳＩＧの信号レベルが階調電圧Ｖｓｉｇに設定される直前の時点ｔ４で、書込み信号ＷＳにより書込トランジスタＴＲ５がオフ状態に切り換えられる。

これにより画素回路１７は、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧が駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈより大きい場合であることを条件に、時点ｔ３から時点ｔ４までの期間Ｔｔｈ１の間、駆動トランジスタＴＲ１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８側端に充電電流が流れ、駆動トランジスタＴＲ１のソース電圧Ｖｓが徐々に上昇する（図９（Ｅ））。その結果、画素回路１７は、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧が徐々に駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈに接近する。なお画素回路１７は、固定電位Ｖｏｆｓの設定によりこのように有機ＥＬ素子８側端の電圧Ｖｓが上昇しても有機ＥＬ素子８が発光しないように設定される。

画素回路１７は、時点ｔ４で書込み信号ＷＳにより書込トランジスタＴＲ５がオフ状態に切り換えられると、有機ＥＬ素子８の容量Ｃｐによるブートストラップ動作を開始し、駆動トランジスタＴＲ１のゲート電圧Ｖｇ及びソース電圧Ｖｓが徐々に上昇する（図９（Ｄ）及び（Ｅ））。

画素回路１７は、一定時間経過して再び信号線ＳＩＧの信号レベルが電圧Ｖｏｆｓに設定されると、時点ｔ５で書込み信号ＷＳにより書込トランジスタＴＲ５がオン状態に切り換えられて駆動トランジスタＴＲ１のゲートが信号線ＳＩＧに接続される。また続いて信号線ＳＩＧの信号レベルが階調電圧Ｖｓｉｇに設定される直前の時点ｔ６で、書込み信号ＷＳにより書込トランジスタＴＲ５がオフ状態に切り換えられる。

これにより画素回路１７は、時点ｔ５から時点ｔ６までの期間Ｔｔｈ２の間、期間Ｔｔｈ１の場合と同様にして、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧が徐々に駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈに接近し、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧が駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈとなると、ソース電圧Ｖｓの上昇が停止する。これにより画素回路１７は、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧が駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈに設定される。なおこれによりこの図１０の例では、期間Ｔｔｈ１と期間Ｔｔｈ２との２回の処理で、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧が駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈに設定されるものの、この繰り返しの回数は、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧が駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈとなるに十分な回数だけ繰り返すことができ、３回以上としてもよい。

画素回路１７は、続いて駆動信号Ｓｓｉｇが当該画素回路１７の階調電圧Ｖｓｉｇに設定されている時点ｔ７で書込み信号ＷＳが立ち上げられて書込トランジスタＴＲ５がオン状態に設定され、これにより駆動トランジスタＴＲ１のゲートが信号線ＳＩＧに接続される。また一定期間Ｔμが経過した時点ｔ８で、書込み信号ＷＳが立ち下げられ、これにより信号線ＳＩＧに出力されている駆動信号Ｓｓｉｇの階調電圧Ｖｓｉｇが信号レベル保持用コンデンサＣ１の一端にホールドされる。これにより画素回路１７は、信号レベル保持用コンデンサＣ１に設定された駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈにより補正して、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧が階調電圧Ｖｓｉｇに応じた電圧に設定される。これによりこの表示装置１１では、駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈのばらつきによる画質劣化を防止することができる。

ここでこの時点ｔ７から時点ｔ８までの期間Ｔμにおいては、駆動トランジスタＴＲ１のゲートを信号線ＳＩＧに接続した状態で駆動トランジスタＴＲ１に電源Ｖｃｃを供給していることから、駆動トランジスタＴＲ１は、ゲートソース間電圧Ｖｇｓに応じてソース電圧Ｖｓが徐々に上昇することになる。またここでこのソース電圧Ｖｓの上昇速度は、（１）式により駆動トランジスタＴＲ１の移動度が大きい場合程、早くなる。またソース電圧Ｖｓが上昇すると、ゲートソース間電圧Ｖｇｓが低下することにより、ソース電流が流れ難くなる。

これにより画素回路１７は、この一定期間Ｔμにより、移動度が大きい駆動トランジスタ程、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧が低下し、移動度のばらつきを補正して画質の劣化が防止される。

画素回路１７は、時点ｔ８で書込み信号ＷＳが立ち下げられると、発光期間Ｔ２が開始し、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により有機ＥＬ素子８を電流駆動する。なおこの発光期間Ｔ２において、画素回路１７は、有機ＥＬ素子８の容量Ｃｐによる駆動トランジスタＴＲ１のブートストラップ動作により、期間Ｔμで設定された駆動トランジスタＴＲ１のゲート電圧Ｖｇ及びソース電圧Ｖｓが徐々に上昇して有機ＥＬ素子８が発光を開始し、やがてこれらゲート電圧Ｖｇ及びソース電圧Ｖｓの上昇が停止してこれらゲート電圧Ｖｇ及びソース電圧Ｖｓが一定電圧に保持される。

ところで画素回路１７において、移動度補正の期間Ｔμを十分に長い時間に設定すると仮定する。この場合、画素回路１７では、時点ｔ７で移動度の補正を開始すると、駆動トランジスタＴＲ１のゲート電圧Ｖｇが所定の時定数により信号線ＳＩＧに設定された階調電圧Ｖｓｉｇに立ち上がり、またこのゲート電圧Ｖｇの立ち上がりにより増加する信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧による駆動トランジスタＴＲ１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素子側端が充電され、これによりゲート電圧Ｖｇの立ち上がりに連動して駆動トランジスタＴＲ１のソース電圧Ｖｓも徐々に立ち上がることになる。従って画素回路１７では、移動度補正の期間Ｔμが一定の範囲では、図１０に示すように、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧が徐々に増大し、この端子間電圧の増大に対応するように、有機ＥＬ素子８の駆動電流も徐々に増大することになる。

またさらに移動度補正の期間Ｔμが長くなると、画素回路１７では、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧による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素子側端を充電し続けた状態で、駆動トランジスタＴＲ１のゲート電圧Ｖｇの上昇速度が低下してやがて階調電圧Ｖｓｉｇに保持されることにより、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧がピークを迎えて徐々に減少することになる。従って画素回路１７では、この信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧の変化に対応するように、有機ＥＬ素子８の駆動電流もピークを迎えて徐々に減少することになる。

このような移動度補正の期間Ｔμと有機ＥＬ素子８の駆動電流との関係において、移動度補正の期間Ｔμにあっては、この期間Ｔμが短い場合には、駆動トランジスタＴＲ１における移動度のばらつきを適切に補正できなくなる。またこれとは逆に、この期間Ｔμが長すぎる場合には、駆動トランジスタＴＲ１における移動度のばらつきを過度に補正することになり、その結果、却って画質が劣化することになる。そこで移動度補正の期間Ｔμは、適切な期間に設定することが必要になる。

ここで種々に検討した結果によれば、この適切な移動度補正の期間Ｔμは、トランジスタを構成する材料により変化し、例えば図１０に示す駆動電流がピーク値となる時点から０．５〔μｓｅｃ〕の時点であることを確認した。

これに対して有機ＥＬ素子８は、発光色によって発光効率が異なることにより、画素の色によって駆動電流に対する出射効率が異なり、出射効率の高い発光色の画素では、所望する出射光量に対して駆動電流を小さくすることができる。従って赤色、青色、緑色による有機ＥＬ素子８を順次配置してカラー画像を表示する場合、これら赤色、青色、緑色による有機ＥＬ素子８の発光効率と逆比例するように補正して階調電圧Ｖｓｉｇを設定することが必要になる。

しかしながら階調電圧Ｖｓｉｇが変化すると、図１０について上述した駆動電流がピークとなる移動度補正の期間Ｔμも変化することになる。その結果、赤色、青色、緑色による画素回路で最適な移動度補正の期間ＴＲ、ＴＢ、ＴＧが異なるようになり、適切に移動度のばらつきを補正できなくなる問題がある。

具体的に、赤色及び緑色の有機ＥＬ素子８の発光効率が等しい場合、駆動電流がピークとなる移動度補正の期間Ｔμは等しくなり、その結果、赤色及び緑色の画素回路１７では、最適な移動度補正の期間ＴＲ、ＴＧも等しくなる。

これに対して赤色及び緑色の有機ＥＬ素子８に比して青色の有機ＥＬ素子８の発光効率が高い場合、青色の有機ＥＬ素子８では、赤色及び緑色の有機ＥＬ素子８に比して低い階調電圧Ｖｓｉｇで同等の出射光量を確保できることにより、赤色及び緑色の有機ＥＬ素子８に比して階調電圧Ｖｓｉｇを低くすることが必要になる。その結果、青色の画素回路１７では、赤色及び緑色の画素回路１７に比して、駆動電流がピークを迎えるのに時間を有することになり、赤色及び緑色の画素回路１７に比して、最適な移動度補正の期間ＴＢが異なるようになる。

この場合、赤色及び緑色の画素回路１７における最適な移動度補正の期間ＴＲ、ＴＧで、これら赤色、青色、緑色の画素回路１７を移動度補正したのでは、青色の画素回路１７で移動度補正の期間が不足し、その結果、適切に移動度を補正できなくなり、ユニフォミティーが劣化することになる。これに対して青色の画素回路１７における最適な移動度補正の期間ＴＢで、これら赤色、青色、緑色の画素回路１７を移動度補正したのでは、赤色、緑色の画素回路１７で過度に移動度を補正することになり、この場合も、適切に移動度を補正できなくなり、ユニフォミティーが劣化することになる。
特開２００５−３４５７２２号公報特開２００７−１３３２８４号公報

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、出射効率が出射光の色で異なる場合でも、適切に移動度のばらつきを補正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、画素回路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回路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、前記画素回路は、少なくとも発光素子と、信号レベル保持用コンデンサと、前記信号レベル保持用コンデンサの両端をゲート及びソースに接続し、前記発光素子のアノードを前記ソースに接続し、前記ゲート及びソース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、前記駆動トランジスタのゲートを前記信号線に接続する書込トランジスタとを有し、前記垂直駆動回路は、前記発光素子の発光を停止させる非発光期間において、前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を前記駆動トランジスタのしきい値電圧以上の電圧に設定した後、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前記発光素子側端を前記駆動トランジスタにより充電することにより、前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を前記駆動トランジスタのしきい値電圧に設定し、続いて移動度補正の期間の間、前記書込トランジスタをオン動作させて前記信号レベル保持用コンデンサの前記ゲート側端を前記信号線に接続することにより、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ゲート側電圧を前記発光素子の階調に対応する電圧に設定し、前記画素回路は、前記発光素子から出射される出射光の出射効率に応じて、前記書込トランジスタの大きさが設定される。

また請求項３の発明は、画素回路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回路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、前記画素回路は、少なくとも発光素子と、信号レベル保持用コンデンサと、前記信号レベル保持用コンデンサの両端をゲート及びソースに接続し、前記発光素子のアノードを前記ソースに接続し、前記ゲート及びソース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、前記駆動トランジスタのゲートを前記信号線に接続する書込トランジスタとを有し、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、前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を前記駆動トランジスタのしきい値電圧以上の電圧に設定した後、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前記発光素子側端を前記駆動トランジスタにより充電することにより、前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を前記駆動トランジスタのしきい値電圧に設定するしきい値電圧設定ステップと、続いて移動度補正の期間の間、前記書込トランジスタをオン動作させて前記信号レベル保持用コンデンサの前記ゲート側端を前記信号線に接続することにより、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ゲート側電圧を前記発光素子の階調に対応する電圧に設定する階調設定ステップとを有し、前記発光素子から出射される出射光の出射効率に応じて、前記書込トランジスタの大きさを設定する。

請求項１又は請求項３の構成によれば、出射光の出射効率に応じて駆動トランジスタに設定する電圧を可変して変化する、出射効率に応じた最適な移動度補正の期間を一致させることができ、これにより出射効率が出射光の色で異なる場合でも、適切に移動度のばらつきを補正することができる。

本発明によれば、出射効率が出射光の色で異なる場合でも、適切に移動度のばらつきを補正することができる。

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、図８との対比により本発明の実施例１の表示装置を示すブロック図である。この表示装置２１において、図８の表示装置と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。この表示装置２１は、表示部１２に代えて表示部２２が設けられる点を除いて、図８の表示装置と同一に構成される。

また表示部２２は、発光色が赤色、緑色、青色である赤色、緑色、青色の有機ＥＬ素子８をそれぞれ有する赤色、緑色、青色の画素回路１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂを順次配置して表示部２２が作成され、これら赤色、緑色、青色の画素回路１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂに設けられた書込トランジスタＴＲ５の大きさＷＲ、ＷＧ、ＷＢがそれぞれ適切な大きさに設定されている点を除いて、図８の表示装置と同一に構成される。

表示部２２は、水平方向に連続するこれら赤色、緑色、青色の画素回路１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂが、共通の書込み信号ＷＳ、駆動信号ＤＳにより駆動される。従って表示部２２は、赤色、緑色、青色の画素回路１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂで移動度補正の期間Ｔμが同一の期間に設定される。

表示部２２は、発光効率が高く、駆動電流に対する出射効率の大きな画素回路程、書込トランジスタＴＲ５の大きさが小さくなるように設定され、これにより出射効率の大きな画素回路程、書込トランジスタＴＲ５のオン抵抗が小さくなるように設定される。

ここで図２及び図３にそれぞれ書込トランジスタＴＲ５のオン抵抗が大きい場合及び小さい場合を示すように、書込トランジスタＴＲ５のオン抵抗が小さくなると、駆動トランジスタＴＲ１のゲート電圧Ｖｇの立ち上げに要する時間が短くなり、駆動電流がピークとなる移動度補正の期間Ｔμが短くなる。

これにより表示部２２は、図１０との対比により図４に示すように、赤色、緑色、青色の画素回路１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂで、駆動電流がピークとなる移動度補正の期間Ｔμが一致するように、書込トランジスタＴＲ５の大きさが設定され、これら赤色、緑色、青色の画素回路１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂで最適な移動度補正の期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢが一致するように設定される。

（２）実施例の動作
以上の構成において、この表示装置２１では（図１）、水平駆動回路１３及び垂直駆動回路１４による表示部２２の駆動により順次ライン単位で表示部２２の画素回路１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ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により各画素回路１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの有機ＥＬ素子８が発光し、所望の画像が表示部２２で表示される。

すなわちこの表示装置２１では、非発光期間Ｔ１において（図９参照）、各画素回路１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂに設けられた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Ｔ２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により駆動トランジスタＴＲ１で有機ＥＬ素子８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回路１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの有機ＥＬ素子８が発光する。

表示装置２１は、この階調電圧Ｖｓｉｇの設定に先立って、非発光期間Ｔ１が開始すると、始めに信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端電圧差が駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈ以上の電圧に設定された後、この信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧に応じた電流により信号レベル保持用コンデンサＣ１のソース側端が充電され、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧が駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧に設定される。表示装置２１は、その後、駆動トランジスタＴＲ１のゲートが信号線ＳＩＧに接続されて信号レベル保持用コンデンサＣ１の一端の電圧が階調電圧Ｖｓｉｇに設定されることにより、駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈにより補正して信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧が階調電圧Ｖｓｉｇに対応する電圧に設定される。これにより表示装置２１では、駆動トランジスタＴＲ１のしきい値電圧のばらつきによる画質劣化が有効に回避される。

また階調電圧Ｖｓｉｇを設定する際の一定期間Ｔμの間、信号線ＳＩＧに接続されて駆動トランジスタＴＲ１に電源が供給され、これにより信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧が駆動トランジスタＴＲ１の移動度により補正されて、駆動トランジスタＴＲ１の移動度のばらつきによる画質劣化が防止される。

しかしながら有機ＥＬ素子８では、発光色によって発光効率が異なり、同一の駆動電流で駆動したのでは、出射光量が異なる場合も発生する。そこでこの場合、駆動電流に対する出射効率に対応するように、出射効率の高い有機ＥＬ素子８程、各画素回路１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂに設定する階調電圧Ｖｓｉｇを低くすることが必要になる。

しかしながらこのように出射効率に応じて各画素回路１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂに設定する階調電圧Ｖｓｉｇを低くすると、今度は、各画素回路１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂで最適な移動度補正の期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢ（Ｔμ）が異なるようになり（図１０）、全ての画素回路で適切に駆動トランジスタＴＲ１における移動度のばらつきを補正できなくなる。その結果、表示画像のユニフォミティーが損なわれることになる。

そこでこの実施例では、出射効率に応じて書込トランジスタＴＲ５の大きさを設定し、出射効率が高い画素回路１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ程、書込トランジスタＴＲ５の大きさを大きくしてオン抵抗を小さくする。これにより表示装置２１では、出射効率に応じて階調電圧Ｖｓｉｇを設定して変化する各画素回路１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの最適な移動度補正の期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢを一致させることができ、全ての画素回路１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂで適切に駆動トランジスタＴＲ１における移動度のばらつきを補正し、表示画像のユニフォミティーを向上することができる。

（３）実施例の効果
以上の構成によれば、駆動電流に対する出射効率に応じて書込トランジスタの大きさを大型化することにより、出射効率が出射光の色で異なる場合でも、適切に移動度のばらつきを補正して表示画像のユニフォミティーを向上することができる。

この実施例では白色発光の有機ＥＬ素子による画素回路で表示部を形成し、各画素の出射面に配置したカラーフィルタにより赤色、緑色、青色の画素回路１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂを構成する。従ってこの実施例では、各画素に配置するカラーフィルタの透過率により駆動電流に対する出射効率が変化し、この出射効率の変化に応じて書込トランジスタの大きさを大型化する。

この実施例のように、白色発光の有機ＥＬ素子の出射面にカラーフィルタを配置して各色の画素を構成する場合でも、実施例１と同様の効果を得ることができる。

なお上述の実施例においては、走査線に出力する電源の直接の制御により駆動トランジスタＴＲ１の電源を制御する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図５について上述したように、別途、トランジスタＴＲ２を設けて駆動トランジスタの電源を制御してもよい。

また上述の実施例においては、駆動トランジスタＴＲ１のドレイン電圧を所定電圧Ｖｉｎｉに立ち下げて信号レベル保持用コンデンサの有機ＥＬ素子側電圧を立ち下げ、信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を駆動トランジスタのしきい値電圧以上に設定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図５について上述したように専用のトランジスタＴＲ４を介して所定の基準電圧を接続して信号レベル保持用コンデンサの信号線側電圧を設定し、信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を駆動トランジスタのしきい値電圧以上に設定する場合にも広く適用することができる。

また上述の実施例においては、信号線ＳＩＧを介して信号レベル保持用コンデンサＣ１のゲート側端の電圧を設定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図５について上述したように専用のトランジスタＴＲ３を介して設定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の表示装置を示すブロック図である。駆動トランジスタが小型の場合の変化を示す信号波形図である。駆動トランジスタが大型の場合の変化を示す信号波形図である。最適な移動度補正の期間の説明に供するタイムチャートである。従来の表示装置を示す接続図である。図５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。信号線により信号レベル保持用コンデンサの一端の電圧を設定する場合等に考えられる表示装置を示すブロック図である。図７の表示装置の接続図である。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。適切な移動度補正の期間の説明に供するタイムチャートである。

符号の説明

１、１１、２１……表示装置、３、１３……水平駆動回路、５、１５……垂直駆動回路、６、１６、２２……表示部、７、１７、１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ……画素回路、８……有機ＥＬ素子、Ｃ１……信号レベル保持用コンデンサ、ＴＲ１〜ＴＲ５……トランジスタ

Claims

画素回路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回路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、
前記画素回路は、
少なくとも発光素子と、
信号レベル保持用コンデンサと、
前記信号レベル保持用コンデンサの両端をゲート及びソースに接続し、前記発光素子のアノードを前記ソースに接続し、前記ゲート及びソース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、
前記駆動トランジスタのゲートを前記信号線に接続する書込トランジスタとを有し、
前記垂直駆動回路は、
前記発光素子の発光を停止させる非発光期間において、
前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を前記駆動トランジスタのしきい値電圧以上の電圧に設定した後、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前記発光素子側端を前記駆動トランジスタにより充電することにより、前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を前記駆動トランジスタのしきい値電圧に設定し、
続いて移動度補正の期間の間、前記書込トランジスタをオン動作させて前記信号レベル保持用コンデンサの前記ゲート側端を前記信号線に接続することにより、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ゲート側電圧を前記発光素子の階調に対応する電圧に設定し、
前記画素回路は、
前記発光素子から出射される出射光の出射効率に応じて、前記書込トランジスタの大きさが設定された
ことを特徴とする表示装置。
前記表示部は、
赤色、緑色及び青色の発光色による有機ＥＬ素子による前記発光素子の前記画素回路を順次配置して形成され、
前記発光素子から出射される出射光の出射効率が、前記赤色、緑色及び青色の発光色による有機ＥＬ素子の発光効率であり、前記書込トランジスタの大きさが、前記赤色、緑色及び青色の発光色による有機ＥＬ素子の発光効率に応じて設定された
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
画素回路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回路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、
前記画素回路は、
少なくとも発光素子と、
信号レベル保持用コンデンサと、
前記信号レベル保持用コンデンサの両端をゲート及びソースに接続し、前記発光素子のアノードを前記ソースに接続し、前記ゲート及びソース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、
前記駆動トランジスタのゲートを前記信号線に接続する書込トランジスタとを有し、
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、
前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を前記駆動トランジスタのしきい値電圧以上の電圧に設定した後、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前記発光素子側端を前記駆動トランジスタにより充電することにより、前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を前記駆動トランジスタのしきい値電圧に設定するしきい値電圧設定ステップと、
続いて移動度補正の期間の間、前記書込トランジスタをオン動作させて前記信号レベル保持用コンデンサの前記ゲート側端を前記信号線に接続することにより、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ゲート側電圧を前記発光素子の階調に対応する電圧に設定する階調設定ステップとを有し、
前記発光素子から出射される出射光の出射効率に応じて、前記書込トランジスタの大きさを設定する
ことを特徴とする表示装置の駆動方法。