JP2009265459A - 画素回路および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動用トランジスタにより駆動電流を流すことによって発光素子を発光させる画素回路において、より簡略な画素回路の構成で高精度な閾値電圧および移動度の検出、補正を行なう。
【解決手段】発光素子１１ａと、発光素子１１ａのアノード端子にソース端子が接続され、発光素子に駆動電流を流す駆動用トランジスタ１１ｂと、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子とソース端子との間に接続された容量素子１１ｃと、容量素子１１ｃの一方の端子および駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子と所定のデータ信号が流されるデータ線１４との間に接続された選択用トランジスタ１１ｄと、容量素子１１ｃの他方の端子および駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子と駆動用トランジスタ１１ｂのソース電圧を読み取るためのソース電圧読取線１６との間に接続されたソース電圧検出用トランジスタ１１ｅとから画素回路を構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、アクティブマトリクス方式で駆動される発光素子を備えた画素回路および表示装置に関するものである。

従来、有機ＥＬ発光素子などの発光素子を用いた表示装置が提案されており、テレビや携帯電話のディスプレイなど種々の分野での利用が提案されている。

一般に、有機ＥＬ発光素子は電流駆動型発光素子であるため、液晶ディスプレイとは異なり、その駆動回路として画素回路を選択する選択用トランジスタと表示画像に応じた電荷を保持する保持容量と有機ＥＬ発光素子を駆動する駆動用トランジスタが最低限必要である（たとえば、特許文献１参照）。

そして、従来、アクティブマトリクス方式の有機ＥＬ表示装置の画素回路には、低温ポリシリコンまたはアモルファスシリコンからなる薄膜トランジスタが用いられていた。

しかしながら、低温ポリシリコンの薄膜トランジスタは高移動度と閾値電圧安定性を得ることができるが、移動度の均一性に問題がある。また、アモルファスシリコンの薄膜トランジスタは移動度均一性を得ることができるが、移動度の低さと閾値電圧の経時変動の問題がある。

上記のような移動度の不均一性および閾値電圧の不安定性は表示画像のムラとなって現れる。そこで、たとえば特許文献２においては、画素回路内にダイオード接続方式の補償回路を設けた表示装置が提案されている。
特開平８−２３４６８３号公報 特開２００３−２５５８５６号公報 特開２００３−２７１０９５号公報 特開２００７−３１０３１１号公報 特開２００４−２５２１１０号公報

しかしながら、特許文献２に記載の補償回路を設けるようにしたのでは、画素回路が複雑化し、歩留まり低下によるコストアップ、開口率の低下を招くことになる。

そこで、たとえば、特許文献３においては、図１２に示すような画素回路が提案されており、有機ＥＬ発光素子１０１が有する寄生容量への充電動作を行なうことによって駆動用トランジスタ１０２の閾値電圧Ｖｔｈを補正し、画素回路において使用するトランジスタ数を削減する方法が提案されている。

しかしながら、特許文献３に記載の方法では、閾値電圧の補正は可能であるが移動度を補正することはできない。

そこで、特許文献４では、図１３に示すような画素回路が提案されており、有機ＥＬ素子２０１の寄生容量による電圧変化を移動度偏差に置換し、駆動用トランジスタ２０２のゲート電圧を自動修正して閾値電圧および移動度を補正する方法が提案されている。

しかしながら、特許文献４に記載の方法では、有機ＥＬ発光素子２０１の寄生容量の容量値の精度および均一性が必要であり、実現するにはＲＧＢ間での有機ＥＬ発光素子２０１の寄生容量の補正容量をさらに付加するなどの工夫が必要となり、画素回路が複雑化したり、回路規模が大きくなってしまう。

さらに、移動度の補正の対象とする電流が表示画像データに応じてフレーム毎に異なるため、補正精度の確保には表示画像データに基づくプログラムデータ信号の立ち上がり／立ち下りの傾き制御やデータ線の抵抗および容量などの影響を補正する必要があり、制御が複雑化してしまう。

そこで、特許文献５においては、図１４に示すような有機ＥＬ表示装置が提案されており、有機ＥＬ発光素子の寄生容量ではなく共通電位線３０１の布線容量を使用し、測定部３０２で電圧変動を測定し、その測定値に基づいて閾値電圧を補正する方法が提案されている。

しかしながら、特許文献５に記載の方法では、共通電位線３０１の布線容量という精度の低い容量を使用するため、閾値電圧の検出は可能であるが移動度の補正精度の確保が困難である。

本発明は、上記の事情に鑑み、より簡略な画素回路の構成で高精度な閾値電圧および移動度の検出、補正を行なうことができる画素回路および表示装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の画素回路は、発光素子と、発光素子のアノード端子にソース端子が接続され、発光素子に駆動電流を流すＮ型駆動用トランジスタと、Ｎ型駆動用トランジスタのゲート端子とソース端子との間に接続された容量素子と、容量素子の一方の端子およびＮ型駆動用トランジスタのゲート端子と所定のデータ信号が流されるデータ線との間に接続された選択用トランジスタと、容量素子の他方の端子およびＮ型駆動用トランジスタのソース端子とＮ型駆動用トランジスタのソース電圧を読み取るためのソース電圧読取線との間に接続されたソース電圧検出用トランジスタとを備えたことを特徴とする。

本発明の第２の画素回路は、発光素子と、発光素子のカソード端子にソース端子が接続され、発光素子に駆動電流を流すＰ型駆動用トランジスタと、Ｐ型駆動用トランジスタのゲート端子とソース端子との間に接続された容量素子と、容量素子の一方の端子およびＰ型駆動用トランジスタのゲート端子と所定のデータ信号が流されるデータ線との間に接続された選択用トランジスタと、容量素子の他方の端子およびＰ型駆動用トランジスタのソース端子とＰ型駆動用トランジスタのソース電圧を読み取るためのソース電圧読取線との間に接続されたソース電圧検出用トランジスタとを備えたことを特徴とする。

本発明の表示装置は、上記第１または第２の画素回路複数個から構成され、各画素回路の選択用トランジスタに接続され、各画素回路に供給される所定のデータ信号が流されるデータ線と、各画素回路の選択用トランジスタをオンオフ動作させるための走査信号が流される走査線と、各画素回路のソース電圧検出用トランジスタに接続され、各画素回路の駆動用トランジスタのソース電圧を読み取るためのソース電圧読取線と、ソース電圧読取線により読み出されたソース電圧を検出するソース電圧検出部とを備えたことを特徴とする。

また、上記本発明の表示装置においては、ソース電圧検出部により検出された各画素回路の駆動用トランジスタのソース電圧に基づいて、駆動用トランジスタの閾値電圧に関する閾値データと移動度に関する移動度データとを算出する特性データ演算部と、特性データ演算部において算出された各画素回路の閾値データおよび移動度データに基づいて、所望の表示画像を表わす表示画像データを補正した補正済表示画像データをデータ信号としてデータ線に出力するデータ駆動回路とを設けるようにすることができる。

また、ソース電圧検出部を、データ駆動回路が表示画像データを更新するタイミングよりも少ないタイミングでソース電圧の検出を行うものとすることができる。

また、ソース電圧検出部を、ソース電圧に応じた電荷を保持するソース電圧検出用容量素子を有するものとし、ソース電圧検出用容量素子を、多数の画素回路、データ線、走査線およびソース電圧読取線が設けられたアクティブマトリクス基板上に設けるようにすることができる。

本発明の第１および第２の画素回路並びに表示装置によれば、発光素子と、駆動用トランジスタと、容量素子と、選択用トランジスタと、ソース電圧検出用トランジスタとから画素回路を構成し、各画素回路のソース電圧検出用トランジスタに接続され、各画素回路の駆動用トランジスタのソース電圧を読み取るためのソース電圧読取線と、ソース電圧読取線により読み出されたソース電圧を検出するソース電圧検出部とを備えるようにしたので、発光素子の寄生容量よりも大きい容量負荷をソース電圧検出部に設け、駆動用トランジスタのソース電圧を検出することにより、画素回路を単純化でき、トランジスタの歩留まりを低下させることなく、高精度な閾値電圧および移動度の検出、補正を行なうことができ、低コスト、低消費電力および高画質の表示装置を実現することができる。

また、本発明の表示装置において、ソース電圧検出部を、データ駆動回路が表示画像データを更新するタイミングよりも少ないタイミングでソース電圧の検出を行うようにした場合には、フレーム周波数が高い場合や画素数が多い場合など、１行の画素回路行のプログラム動作が短い場合に有効である。

また、ソース電圧検出部のソース電圧検出用容量素子を、多数の画素回路、データ線、走査線およびソース電圧読取線が設けられたアクティブマトリクス基板上に設けるようにした場合には、画素回路内の容量素子と同様の構成とすることができ、これにより同一の製造工程で形成することができる。

以下、図面を参照して本発明の画素回路および表示装置の第１の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置の概略構成図である。

本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置は、図１に示すように、後述するデータ駆動回路から出力されたデータ信号に応じた電荷を保持するとともに、その保持した電荷量に応じた駆動電流を有機ＥＬ発光素子に流す画素回路１１が２次元状に多数配列されたアクティブマトリクス基板１０と、アクティブマトリクス基板１０の各画素回路１１にデータ信号を出力するデータ駆動回路１２と、アクティブマトリクス基板１０の各画素回路１１に走査信号を出力する走査駆動回路１３と、アクティブマトリクス基板１０の各画素回路１１の駆動用トランジスタのソース電圧を検出するソース電圧検出回路１７と、ソース電圧検出回路１７により検出された各画素回路１１の駆動用トランジスタのソース電圧に基づいて、駆動用トランジスタの閾値電圧に関する閾値データと移動度に関する移動度データとを算出する演算部２０と、演算部２０において算出された各画素回路１１についての閾値データと移動度データとを記憶する記憶部３０とを備えている。

そして、アクティブマトリクス基板１０は、データ駆動回路１２から出力されたデータ信号を各画素回路列に供給する多数のデータ線１４と、走査駆動回路１３から出力された走査信号を各画素回路行に供給する多数の走査線１５とを備えている。データ線１４と走査線１５とは直交して格子状に設けられている。そして、データ線１４と走査線１５との交差点近傍に画素回路１１が設けられている。そして、さらに、アクティブマトリクス基板１０には、各画素回路列に接続され、各画素回路１１の駆動用トランジスタのソース電圧を読み取るためのソース電圧読取線１６が設けられている。

各画素回路１１は、図２に示すように、有機ＥＬ発光素子１１ａと、有機ＥＬ発光素子１１ａのアノード端子にソース端子Ｓが接続され、有機ＥＬ発光素子１１ａに後述する駆動電流および検出電流を流す駆動用トランジスタ１１ｂと、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇとソース端子Ｓとの間に接続された容量素子１１ｃと、容量素子１１ｃの一方の端子および駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇとデータ線１４との間に接続された選択用トランジスタ１１ｄと、容量素子１１ｃの他方の端子および駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓとソース電圧読取線１６との間に接続されたソース電圧検出用トランジスタ１１ｅとを備えている。

有機ＥＬ発光素子１１ａは、駆動用トランジスタ１１ｂにより流された駆動電流により発光する発光部５０と、発光部５０の寄生容量５１とを有している。そして、有機ＥＬ発光素子１１ａのカソード端子は接地電位に接続されている。

駆動用トランジスタ１１ｂ、選択用トランジスタ１１ｄおよびソース電圧検出用トランジスタ１１ｅは、Ｎ型の薄膜トランジスタから構成されている。薄膜トランジスタの種類としては、低温ポリシリコンまたはアモルファスシリコンの薄膜トランジスタでもよいし、オフ動作する閾値電圧が負電圧である無機酸化膜薄膜トランジスタでもよい。無機酸化膜薄膜トランジスタとしては、たとえば、ＩＧＺＯ（ＩｎＧａＺｎＯ）を材料とする無機酸化膜からなる薄膜トランジスタを利用することができるが、ＩＧＺＯに限らず、その他ＩＺＯ（ＩｎＺｎＯ）などがある。

走査駆動回路１３は、画素回路１１の選択用トランジスタ１１ｄおよびソース電圧検出用トランジスタ１１ｅをオンするためのオン走査信号Ｖｓｃａｎ（ｏｎ）とオフするためのオフ走査信号Ｖｓｃａｎ（ｏｆｆ）とを各走査線１５に順次出力するものである。

データ駆動回路１２は、各データ線１４にデータ信号を出力するものであるが、そのデータ信号としては、閾値電圧検出用データ信号ＶＢ、移動度検出用データ信号Ｖμおよび表示画像に応じたプログラムデータ信号Ｖｇｓｘがある。なお、これらのデータ信号の出力タイミング、作用および大きさの条件などについては後で詳述する。

ソース電圧検出回路１７は、図３に示すような回路から構成されており、図３に示す回路がアクティブマトリクス基板１０の各ソース電圧読取線１６に接続されている。図３に示す回路は、具体的には、各画素回路１１の駆動用トランジスタ１１ｂのソース電圧検出時に駆動用トランジスタ１１ｂにより流れた検出電流によって充電されるソース電圧検出用容量素子１７ｃと、スイッチ素子１７ｄと、ソース電圧を検出するための検出アンプ１７ａと、検出アンプ１７ａにより検出されたソース電圧を保持するサンプルホールド回路１７ｂと、各画素回路１１にリセット電圧ＶＡを供給するリセット電圧供給部１７ｅとを備えている。検出アンプ１７ａは、ハイインピーダンスのアンプから構成されている。

次に、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の動作について、図４に示すタイミングチャートおよび図５から図１０を参照しながら説明する。なお、図４には、走査信号、データ信号、ゲート電圧、ソース電圧およびゲート−ソース間電圧の電圧波形が示されている。

本実施形態の有機ＥＬ表示装置においては、アクティブマトリクス基板１０の各走査線１５に接続された画素回路行が順次選択され、１行単位でその選択期間内に所定の動作が行なわれる。ここでは、選択された所定の画素回路行においてその選択期間内に行なわれる動作について説明する。

最初にリセット動作が行なわれる（図４のｔ１〜ｔ２、図５参照）。

まず、走査駆動回路１３により所定の画素回路行が選択され、その画素回路行が接続された走査線１５に、図４に示すようなオン走査信号が出力される（図４における時刻ｔ１）。

そして、図５に示すように、走査駆動回路１３から出力されたオン走査信号に応じて選択用トランジスタ１１ｄとソース電圧検出用トランジスタ１１ｅとがオンし、このときソース電圧検出回路１７のスイッチ素子１７ｄもオンする。これにより駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇとデータ線１４とが短絡されるとともに、駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓとリセット電圧供給部１７ｅとが短絡される。なお、本実施形態においては、リセット電圧供給部１７ｅは０Ｖ（接地電位）のリセット電圧ＶＡを供給するものである。なお、リセット電圧ＶＡの大きさは０Ｖに限らず、ＶＡ＜Ｖｆ０−（Ｖｔｈｍａｘ−Ｖｔｈｍｉｎ）を満たす値であればよい。なお、Ｖｆ０は有機ＥＬ発光素子１１ａの発光閾値電圧、Ｖｔｈｍａｘは駆動用トランジスタ１１ｂの閾値電圧の最大値、Ｖｔｈｍｉｎは駆動用トランジスタ１１ｂの閾値電圧の最小値である。

そして、時刻ｔ１の時点において、データ駆動回路１２からは閾値電圧検出用データ信号ＶＢが出力される。

ここで、有機ＥＬ発光素子１１ａの発光閾値電圧をＶｆ０、駆動用トランジスタ１１ｂの閾値電圧Ｖｔｈとすると、閾値電圧検出用データ信号ＶＢは、下式の条件を満たすような大きさに設定される。

ＶＡ＋Ｖｔｈｍａｘ＜ＶＢ＜Ｖｆ０＋Ｖｔｈｍｉｎ
上記のように駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子に閾値電圧検出用データ信号ＶＢが供給されると、図４に示すように、ゲート電圧Ｖｇ＝ＶＢ、ソース電圧Ｖｓ＝ＶＡ、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ＝ＶＢ−ＶＡとなる。上式の条件より、Ｖｇｓ＝ＶＢ−ＶＡ＞Ｖｔｈとなるので、駆動用トランジスタ１１ｂが駆動し、駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子からソース電圧検出回路１７のスイッチ素子１７ｄへ検出電流が流れる。

そして、次に閾値電圧検出動作が行なわれる（図４のｔ２〜ｔ３、図６参照）。

具体的には、図６に示すように、図５に示す状態からソース電圧検出回路１７のスイッチ素子１７ｄがオフされる。これによりスイッチ素子１７ｄへ流れていた検出電流が、ソース電圧検出回路１７のソース電圧検出用容量素子１７ｃと有機ＥＬ発光素子１１ａの寄生容量５１へ流れ出し、この検出電流によりソース電圧検出用容量素子１７ｃと寄生容量５１とが充電される。

そして、この充電により駆動用トランジスタ１１ｂのソース電圧Ｖｓが上昇する。駆動用トランジスタ１１ｂのゲート電圧Ｖｇは閾値電圧検出用電圧ＶＢに固定されているので、駆動用トランジスタ１１ｂのソース電圧Ｖｓの上昇にともなって駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが小さくなり、駆動用トランジスタ１１ｂから流れる検出電流が減少する。そして、最終的には駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ＝駆動用トランジスタ１１ｂの閾値電圧Ｖｔｈとなる。すなわち、駆動用トランジスタ１１ｂのソース電圧Ｖｓが、
Ｖｓ＝ＶＢ−Ｖｔｈ
となり、駆動用トランジスタ１１ｂの検出電流は停止する。

そして、次に駆動用トランジスタ１１ｂの閾値電圧Ｖｔｈの算出が行なわれる。

具体的には、図７に示すようにＶｓ＝ＶＢ−Ｖｔｈとなって十分安定した時、そのソース電圧Ｖｓはソース電圧検出回路１７の検出アンプ１７ａにより検出され、サンプルホールド回路１７ｂにより保持されている。そして、サンプルホールド回路１７ｂにより保持されたソース電圧Ｖｓは演算部２０に出力され、演算部２０において下式により駆動用トランジスタ１１ｂの閾値電圧Ｖｔｈが算出される。

Ｖｔｈ＝ＶＢ−Ｖｓ
そして、各画素回路１１について、駆動用トランジスタ１１ｂの閾値電圧Ｖｔｈが算出され、それぞれデジタルデータである閾値電圧データに変換された後、記憶部３０に記憶される。

次に、次に駆動用トランジスタ１１ｂの移動度μの検出動作が行なわれる（図４のｔ３〜ｔ４、図８参照）。

具体的には、データ駆動回路１２から下式を満たす移動度検出用データ信号Ｖμが各データ線１４に出力される。

Ｖμ＝ＶＢ＋Ｖ０
これにより、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート電圧Ｖｇ＝ＶＢ＋Ｖ０となり、駆動用トランジスタ１１ｂのソース電圧Ｖｓは、
Ｖｓ＝ＶＢ−Ｖｔｈ＋Ｖ０×Ｃｓ／（Ｃｒ＋Ｃｅ＋Ｃｓ）
ただし、Ｃｓは容量素子１１ｃの容量値、Ｃｒはソース電圧検出用容量素子１７ｃの容量値、Ｃｅは有機ＥＬ発光素子１１ａの寄生容量５１の容量値である。

ここで、Ｃｓ≪Ｃｅ≪Ｃｒであれば、
Ｖｓ≒ＶＢ−Ｖｔｈ
となるので、
Ｖｇｓ≒ＶＢ＋Ｖ０−（ＶＢ−Ｖｔｈ）＝Ｖ０＋Ｖｔｈ
となる。なお、Ｃｓ、ＣｅおよびＣｒは、たとえば１０Ｃｓ≦Ｃｅ、２Ｃｅ≦Ｃｒとすることができる。

これにより、図８に示すように、駆動用トランジスタ１１ｂから下式を満たす検出電流Ｉｄが流れ出し、この検出電流Ｉｄによりソース電圧検出用容量素子１７ｃと有機ＥＬ発光素子１１ａの寄生容量５１とが充電され、駆動用トランジスタ１１ｂのソース電圧Ｖｓの上昇が開始する。

Ｉｄ＝μ×Ｃｏｘ×（Ｗ／Ｌ）×（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）^２
＝μ×Ｃｏｘ×（Ｗ／Ｌ）×Ｖ０^２
ただし、μは移動度、Ｃｏｘは単位面積あたりのゲート酸化膜容量、Ｗはゲート幅、Ｌはゲート長である。

そして、移動度検出用データ信号Ｖμの設定時点（図４における時刻ｔ３）から微小時間ｔ０経過時における駆動用トランジスタ１１ｂのソース電圧Ｖｓをソース電圧検出回路１７の検出アンプ１７ａとサンプルホールド回路１７ｂにより検出する。

そして、その検出されたソース電圧Ｖｓは演算部２０に出力され、演算部２０は、上述した閾値電圧検出動作において検出したソース電圧Ｖｓからのソース電圧変化量ΔＶｒを算出する。そして、このソース電圧変化量ΔＶｒに基づいて移動度μを算出する。

具体的には、ソース電圧変化量ΔＶｒは下式のように表わすことができる。

ΔＶｒ＝∫Ｉｄ ｄｔ／（Ｃｒ＋Ｃｅ）≒Ｉｄ×ｔ０／（Ｃｒ＋Ｃｅ）
そして、検出電流Ｉｄは、
Ｉｄ＝ΔＶｒ×（Ｃｒ＋Ｃｅ）／ｔ０と表わすことができるので移動度μは、
μ＝Ｉｄ／［Ｃｏｘ×（Ｗ／Ｌ）×Ｖ０^２］
＝ΔＶｒ×（Ｃｒ＋Ｃｅ）／｛ｔ０×［Ｃｏｘ×（Ｗ／Ｌ）×Ｖ０^２］｝
となる。

実際には、同一色画素間での偏差としてはΔＶｒ以外は固定値であるため、移動度μは下式により算出される。

μ＝ΔＶｒ×Ｋ
ただし、Ｋは定数である。

そして、演算部２０において、各画素回路１１についてそれぞれ移動度μが算出され、その算出された移動度μはデジタルデータである移動度データに変換された後、それぞれ記憶部３０に記憶される。

次に、上記のようにして算出された閾値電圧Ｖｔｈと移動度μに基づいて、表示画像に応じたプログラムデータ信号Ｖｇｓｘを設定する動作について説明する。

上記のようにして記憶部３０に記憶された各画素回路１１の閾値電圧データＶｔｈおよび移動度データμは、データ駆動回路１２に出力される。

そして、データ駆動回路１２は、入力された表示画像に応じた表示画像データＤｘと閾値電圧データＶｔｈと移動度データμに基づいて、閾値電圧および移動度のバラツキを補正したプログラムデータ信号Ｖｇｓｘを算出する。具体的には、プログラムデータ信号Ｖｇｓｘは、下式により各画素回路１１について算出される。

Ｖｇｓｘ＝√［（Ｉｍａｘ×Ｄｘ／Ｄｍａｘ）／［μ×Ｃｏｘ×（Ｗ／Ｌ）］］＋Ｖｔｈ＋ＶＡ
ただし、Ｉｍａｘは有機ＥＬ発光素子１１ａの最大駆動電流、Ｄｘは表示画像データ、Ｄｍａｘは表示画像データが表現する階調の最大値である。表示画像の階調が２５６階調である場合にはＤｍａｘ＝２５６であり、Ｄｘは０〜２５６の値となる。

そして、上記のようにプログラムデータ信号Ｖｇｓｘがデータ駆動回路１２において設定されると、図９に示すように、ソース電圧検出回路１７のスイッチ素子１７ｄがオンされるとともに、データ駆動回路１２から各データ線１４にプログラムデータ信号Ｖｇｓｘが出力され、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧ＶｇｓがＶｇｓｘとなる（図４のｔ４〜ｔ５）。

そして、次に、走査駆動回路１３から各走査線１５にオフ走査信号が出力され、（図３における時刻ｔ５）、図１０に示すように、走査駆動回路１３から出力されたオフ走査信号に応じて選択用トランジスタ１１ｄとソース電圧検出用トランジスタ１１ｅがオフし、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが保持される。これにより定電流の駆動電流が流れ、この駆動電流により有機ＥＬ発光素子１１ａに寄生容量５１が充電されて駆動用トランジスタ１１ｂのソース電圧Ｖｓが上昇し、このソース電圧Ｖｓが有機ＥＬ発光素子１１ａの発光閾値電圧Ｖｆ０を超えると発光部５０に駆動電流が流れ、発光部５０の発光動作が実施される。

そして、走査駆動回路１３により順次所定の画素回路行が選択され、各画素回路行について上記リセット動作から発光動作までの動作が実施され、所望の表示画像が表示される。

次に、本発明の画素回路および表示装置の第２の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置について説明する。本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置は、本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置と画素回路の構成が異なるが、その概略構成は図１に示す第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置と同様である。図１１に第２の実施形態の画素回路２１の構成を示す。

第２の実施形態の画素回路２１は、第１の実施形態の画素回路１１においてはＮ型の薄膜トランジスタにより駆動用トランジスタを構成していたのに対し、Ｐ型の薄膜トランジスタにより駆動用トランジスタを構成するようにしたものである。

具体的には、図１１に示すように、有機ＥＬ発光素子２１ａと、有機ＥＬ発光素子２１ａのカソード端子にソース端子Ｓが接続され、有機ＥＬ発光素子２１ａに駆動電流を流す駆動用トランジスタ２１ｂと、駆動用トランジスタ２１ｂのゲート端子Ｇとソース端子Ｓとの間に接続された容量素子２１ｃと、容量素子２１ｃの一方の端子および駆動用トランジスタ２１ｂのゲート端子Ｇとデータ線１４との間に接続された選択用トランジスタ２１ｅと、容量素子の他方の端子および駆動用トランジスタ２１ｂのソース端子Ｓとソース電圧読取線１６との間に接続されたソース電圧検出用トランジスタ２１ｄとを備えている。

有機ＥＬ発光素子２１ａは、駆動用トランジスタ２１ｂにより流された駆動電流により発光する発光部６０と、発光部６０の寄生容量６１とを有している。そして、有機ＥＬ発光素子２１ａのアノード端子は所定の電圧源に接続されている。

駆動用トランジスタ２１ｂ、選択用トランジスタ２１ｅおよびソース電圧検出用トランジスタ２１ｄは、上述したようにＰ型の薄膜トランジスタから構成されている。薄膜トランジスタの種類としては、低温ポリシリコンまたは有機トランジスタがある。

その他の構成については、上記第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置と同様であり、その作用についても駆動用トランジスタ２１ｂをＰ型の薄膜トランジスタとして動作させること以外は同様である。

また、上記第１および第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置におけるソース電圧検出回路１７は、検出アンプ１７ａ、スイッチ素子１７ｄおよびサンプルホールド回路１７ｂを備えたドライバＩＣの入力端にソース電圧検出用容量素子１７ｃを設けて実現するようにしてもよいし、ドライバＩＣ内にソース電圧検出用容量素子１７ｃも設置するようにしてもよい。また、ソース電圧検出用容量素子１７ｃをアクティブマトリクス基板１０上の各ソース電圧読取線１６上に設けるようにしてもよい。ソース電圧検出用容量素子１７ｃをアクティブマトリクス基板１０上に設けるようにした場合には、画素回路１１内の容量素子１１ｃと同様の構成とすることができ、これにより同一の製造工程で形成することができる。

また、上記第１および第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置における閾値電圧Ｖｔｈおよび移動度μの検出は、表示画像データを更新する毎に行なう必要はなく、駆動用トランジスタの経時変動に応じて行なえばよく、たとえば、装置の出荷検査時、装置の電源投入時、所定の経過時間（表示画像データの更新タイミングよりも短い時間）の経過時に行なうようにすることが望ましい。そして、通常は、図４の時刻ｔ４以降の動作を繰り返し行なうようにすればよい。たとえば、フレーム周波数が高い場合や画素数が多い場合など、１行の画素回路行のプログラム動作が短い場合に上記のように動作させることが有効である。

また、１フレーム期間中に１行の画素回路行のみの閾値電圧Ｖｔｈおよび移動度μを検出し、フレーム毎に閾値電圧Ｖｔｈおよび移動度μの検出対象の画素回路行を切り替えることで、表示画像の視聴者に閾値電圧Ｖｔｈおよび移動度μの検出動作を意識させることなく、十分な検出時間を確保することによって補正精度を向上させることができる。

また、上記第１および第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置の移動度μの検出動作の説明では、Ｃｓ≪Ｃｅ≪Ｃｒを条件として計算を簡略化したが、実際は、Ｖ０×Ｃｓ／（Ｃｓ＋Ｃｅ＋Ｃｒ）の電圧誤差が生じる。

また、Ｃｓ、ＣｅおよびＣｒが固定値ならば問題ないが、Ｃｅは有機ＥＬ発光素子の発光色により異なる。そこで、Ｃｅの発光色差も考慮して表示画像データを補正してプログラムデータ信号Ｖｇｓｘを設定するようにしてもよい。これにより発光色間の整合性を確保することができる。あるいは、有機ＥＬ表示装置は、ＲＧＢの画素が画素列毎に配列されるのが一般的であり、Ｃｒをそれぞれの発光色列単位で異なる容量値とすることで発光色差による問題を解決することができる。

また、上記本発明の実施形態は、本発明の表示装置を有機ＥＬ表示装置に適用したものであるが、発光素子としては、有機ＥＬ発光素子に限らず、たとえば、無機ＥＬ素子などを用いるようにしてもよい。

また、本発明の表示装置は、様々な用途がある。たとえば、携帯情報端末（電子手帳、モバイルコンピュータ、携帯電話など）、ビデオカメラ、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、テレビなどが挙げられる。

本発明の表示装置の第１の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置の概略構成図 本発明の表示装置の第１の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置の画素回路の構成を示す図 本発明の表示装置の第１の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置のソース電圧検出回路の構成を示す図 本発明の表示装置の第１の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置の作用を説明するためのタイミングチャート リセット動作の作用を説明するための図 閾値電圧検出動作の作用を説明するための図 閾値電圧算出の作用を説明するための図 移動度の検出動作の作用を説明するための図 プログラム動作の作用を説明するための図 発光動作の作用を説明するための図 本発明の表示装置の第２の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置の画素回路の構成を示す図 従来の画素回路の構成を示す図 従来の画素回路の構成を示す図 従来の画素回路の構成を示す図

符号の説明

１０ アクティブマトリクス基板
１１ 画素回路
１１ａ 有機ＥＬ発光素子（発光素子）
１１ｂ 駆動用トランジスタ
１１ｃ 容量素子
１１ｄ 選択用トランジスタ
１１ｅ ソース電圧検出用トランジスタ
１２ データ駆動回路
１３ 走査駆動回路
１４ データ線
１５ 走査線
１６ ソース電圧読取線
１７ ソース電圧検出回路（ソース電圧検出部）
１７ａ 検出アンプ
１７ｂ サンプルホールド回路
１７ｃ ソース電圧検出用容量素子
１７ｄ スイッチ素子
１７ｅ リセット電圧供給部
２０ 演算部
２１ 画素回路
２１ａ 有機ＥＬ発光素子（発光素子）
２１ｂ 駆動用トランジスタ
２１ｃ 容量素子
２１ｄ ソース電圧検出用トランジスタ
２１ｅ 選択用トランジスタ
３０ 記憶部
５０ 発光部
５１ 寄生容量
６０ 発光部
６１ 寄生容量
１０１ 有機ＥＬ発光素子
１０２ 駆動用トランジスタ
２０１ 有機ＥＬ発光素子
２０２ 駆動用トランジスタ
３０１ 共通電位線
３０２ 測定部

Claims (6)

1. 発光素子と、該発光素子のアノード端子にソース端子が接続され、前記発光素子に駆動電流を流すＮ型駆動用トランジスタと、該Ｎ型駆動用トランジスタのゲート端子とソース端子との間に接続された容量素子と、該容量素子の一方の端子および前記Ｎ型駆動用トランジスタのゲート端子と所定のデータ信号が流されるデータ線との間に接続された選択用トランジスタと、前記容量素子の他方の端子および前記Ｎ型駆動用トランジスタのソース端子と前記Ｎ型駆動用トランジスタのソース電圧を読み取るためのソース電圧読取線との間に接続されたソース電圧検出用トランジスタとを備えたことを特徴とする画素回路。
2. 発光素子と、該発光素子のカソード端子にソース端子が接続され、前記発光素子に駆動電流を流すＰ型駆動用トランジスタと、該Ｐ型駆動用トランジスタのゲート端子とソース端子との間に接続された容量素子と、該容量素子の一方の端子および前記Ｐ型駆動用トランジスタのゲート端子と所定のデータ信号が流されるデータ線との間に接続された選択用トランジスタと、前記容量素子の他方の端子および前記Ｐ型駆動用トランジスタのソース端子と前記Ｐ型駆動用トランジスタのソース電圧を読み取るためのソース電圧読取線との間に接続されたソース電圧検出用トランジスタとを備えたことを特徴とする画素回路。
3. 請求項１または２記載の画素回路複数個から構成され、
   前記各画素回路の選択用トランジスタに接続され、前記各画素回路に供給される所定のデータ信号が流されるデータ線と、
   前記各画素回路の選択用トランジスタをオンオフ動作させるための走査信号が流される走査線と、
   前記各画素回路のソース電圧検出用トランジスタに接続され、前記各画素回路の前記駆動用トランジスタのソース電圧を読み取るためのソース電圧読取線と、
   該ソース電圧読取線により読み出された前記ソース電圧を検出するソース電圧検出部とを備えたことを特徴とする表示装置。
4. 前記ソース電圧検出部により検出された前記各画素回路の前記駆動用トランジスタのソース電圧に基づいて、前記駆動用トランジスタの閾値電圧に関する閾値データと移動度に関する移動度データとを算出する特性データ演算部と、
   前記特性データ演算部において算出された各画素回路の閾値データおよび移動度データに基づいて、所望の表示画像を表わす表示画像データを補正した補正済表示画像データをデータ信号として前記データ線に出力するデータ駆動回路とを備えたことを特徴とする請求項３記載の表示装置。
5. 前記ソース電圧検出部が、前記データ駆動回路が前記表示画像データを更新するタイミングよりも少ないタイミングで前記ソース電圧の検出を行うものであることを特徴とする請求項４記載の表示装置。
6. 前記ソース電圧検出部が、前記ソース電圧に応じた電荷を保持するソース電圧検出用容量素子を有し、
   該ソース電圧検出用容量素子が、前記多数の画素回路、前記データ線、前記走査線およびソース電圧読取線が設けられたアクティブマトリクス基板上に設けられたものであることを特徴とする請求項３から５いずれか１項記載の表示装置。

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