JP4245057B2 - 表示装置及びその駆動方法と電子機器 - Google Patents

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表示装置及びその駆動方法に関する。またこの種の表示装置を備え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）の閾電圧や移動度がばらついてしまう。また有機ＥＬデバイスの電流／電圧特性も経時的に変化する。この様なドライブトランジスタの特性ばらつきや有機ＥＬデバイスの特性変動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や有機ＥＬデバイスの特性変動を補正する必要がある。従来からかかる補正機能を画素毎に備えた表示装置が提案されている。しかしながら、従来の補正機能を備えた表示装置は、各画素に補正動作を実行させるため、信号ラインや電源ラインの電位を複雑に操作する必要があり、表示装置の回路構成が複雑化すると共に部品コストが高くなるという課題があった。また、電源ラインや信号ライン上に現れる電位波形の歪を少なくするため、電源ラインや信号ラインの配線抵抗や配線容量を下げる必要があり、配線レイアウトの制約が生じるという課題があった。

上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明は電源ラインや信号ラインの電位を複雑に操作することなく、各画素の補正動作を実行可能な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、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、他方が電源ラインに接続し、前記保持容量は該ドライブトランジスタの制御端と一方の電流端との間に接続しており、前記駆動部は、各走査線に順次制御信号を供給するとともに、各信号線に映像信号を供給し、以って該ドライブトランジスタの閾電圧に相当する電圧を該保持容量に保持する補正動作を行い、続いて該映像信号を該保持容量に書き込む書込動作を行う表示装置であって、前記画素アレイ部は、各走査線と並行に配されたバイアス線を有し、各画素は、該ドライブトランジスタの一方の電流端と該バイアス線との間に接続した補助容量を含み、前記駆動部は、該補正動作の前に該バイアス線の電位を切り換えて該補助容量を介してカップリング電圧を該ドライブトランジスタの一方の電流端に加え、以って該ドライブトランジスタの制御端と一方の電流端との間の電位差を該閾電圧よリ大きくなる様に初期化する準備動作を行うことを特徴とする。

好ましくは、前記駆動部は、該準備動作を行う時、該信号線を基準電位に保持する一方該サンプリングトランジスタをオンして該ドライブトランジスタの制御端に該基準電位を書き込む。また前記画素は該書込動作の中で該ドライブトランジスタの一対の電流端の間に流れる電流を該保持容量に負帰還し、以って該保持容量に書き込まれる映像信号に対して該ドライブトランジスタの移動度に応じた補正をかける。さらに前記画素は、該書込動作の後、該保持容量に保持された映像信号に応じて該ドライブトランジスタの該一方の電流端から該発光素子に駆動電流を供給し、前記駆動部は該書込動作の後該サンプリングトランジスタをオフして該ドライブトランジスタの制御端を該信号線から切り離し、以って該ドライブトランジスタの一方の電流端の電位変動に対して該ドライブトランジスタの制御端の電位が追従するブートストラップ動作をする。

本発明によれば、各画素に必要な補正動作を実行させるため、補助トランジスタを追加している。この補助トランジスタはドライブトランジスタの出力となる電流端と所定のバイアス線との間に接続されている。バイアス線の電圧を走査することで補助トランジスタを介しカップリング電圧をドライブトランジスタの電流端に入れることで、画素に必要な補正動作を可能にしている。これにより、電源ラインや信号線の複雑な電位操作が不要となり、駆動部の回路構成が単純化してコストの削減につながる。また信号ラインや電源ラインの配線抵抗や配線容量を特に下げる必要がなくなり、配線レイアウトの制約条件が少なくなる。以上によりコストを上げることなくパネルの高画質化が可能になる。また駆動部に内蔵されるドライバＩＣを低コスト化しパネルの低消費電力化が可能になる。

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。まず本発明の背景を明らかにするため、本発明の本になった先行開発にかかる表示装置を本発明の一部として説明する。図１は、先行開発にかかる表示装置の全体構成を示すブロック図である。図示するように、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（信号ライン）ＳＬと、両者が交差する部分に配された行列状の画素２と、各画素２の各行に対応して配された給電線（電源ライン）ＶＬとを備えている。なお本例は、各画素２にＲＧＢ三原色のいずれかが割り当てられており、カラー表示が可能である。但しこれに限られるものではなく、単色表示のデバイスも含む。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ＶＬに第１電位と第２電位で切換る電源電圧を供給する電源スキャナ６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信号セレクタ（水平セレクタ）３とを備えている。

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。図示するように、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、その制御端（ゲート）が対応する走査線ＷＳに接続し、一対の電流端（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の制御端（ゲートＧ）に接続する。ドライブトランジスタＴｒｄは、一対の電流端（ソースＳ及びドレイン）の一方が発光素子ＥＬに接続し、他方が対応する給電線ＶＬに接続している。本例では、ドライブトランジスタＴｒｄがＮチャネル型であり、そのドレインが給電線ＶＬに接続する一方、ソースＳが出力ノードとして発光素子ＥＬのアノードに接続している。発光素子ＥＬのカソードは所定のカソード電位Ｖｃａｔｈに接続している。保持容量ＣｓはドライブトランジスタＴｒｄのソースＳとゲートＧの間に接続している。

かかる構成において、サンプリングトランジスタＴｒ１は走査線ＷＳから供給された制御信号に応じて導通し、信号線ＳＬから供給された信号電位をサンプリングして保持容量Ｃｓに保持する。ドライブトランジスタＴｒｄは、第１電位（高電位Ｖｄｄ）にある給電線ＶＬから電流の供給を受け保持容量Ｃｓに保持された信号電位に応じて駆動電流を発光素子ＥＬに流す。ライトスキャナ４は、信号線ＳＬが信号電位にある時間帯にサンプリングトランジスタＴｒ１を導通状態にするため、所定のパルス幅の制御信号を制御線ＷＳに出力し、以って保持容量Ｃｓに信号電位を保持すると同時にドライブトランジスタＴｒｄの移動度μに対する補正を信号電位に加える。この後ドライブトランジスタＴｒｄは保持容量Ｃｓに書き込まれた信号電位Ｖｓｉｇに応じた駆動電流を発光素子ＥＬに供給し、発光動作に入る。

本画素回路２は、上述した移動度補正機能に加え閾電圧補正機能も備えている。即ち電源スキャナ６は、サンプリングトランジスタＴｒ１が信号電位Ｖｓｉｇをサンプリングする前に、第１タイミングで給電線ＶＬを第１電位（高電位Ｖｄｄ）から第２電位（低電位Ｖｓｓ）に切換える。またライトスキャナ４は同じくサンプリングトランジスタＴｒ１が信号電位Ｖｓｉｇをサンプリングする前に、第２タイミングでサンプリングトランジスタＴｒ１を導通させて信号線ＳＬから基準電位ＶｒｅｆをドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧに印加すると共にドライブトランジスタＴｒｄのソースＳを第２電位（Ｖｓｓ）にセットする。電源スキャナ６は第２タイミングの後の第３タイミングで給電線ＶＬを第２電位Ｖｓｓから第１電位Ｖｄｄに切換えて、ドライブトランジスタＴｒｄの閾電圧Ｖｔｈに相当する電圧を保持容量Ｃｓに保持する。かかる閾電圧補正機能により、本表示装置は画素毎にばらつくドライブトランジスタＴｒｄの閾電圧Ｖｔｈの影響をキャンセルすることができる。

本画素回路２は、さらにブートストラップ機能も備えている。即ちライトスキャナ４は保持容量Ｃｓに信号電位Ｖｓｉｇが保持された段階で走査線ＷＳに対する制御信号の印加を解除し、サンプリングトランジスタＴｒ１を非道通状態にしてドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧを信号線ＳＬから電気的に切り離し、以ってドライブトランジスタＴｒｄのソースＳの電位変動にゲートＧの電位が連動し、ゲートＧとソースＳ間の電圧Ｖｇｓを一定に維持することができる。

図３は、図２に示した画素回路２の動作説明に供するタイミングチャートである。時間軸を共通にして、走査線ＷＳの電位変化、給電線ＶＬの電位変化及び信号線ＳＬの電位変化を表している。またこれらの電位変化と並行に、ドライブトランジスタのゲートＧ及びソースＳの電位変化も表してある。

前述したように走査線ＷＳには、サンプリングトランジスタＴｒ１をオンするための制御信号パルスが印加される。この制御信号パルスは画素アレイ部の線順次走査に合わせて１フィールド（１ｆ）周期で走査線ＷＳに印加される。電源線ＶＬは同じように１フィールド周期で高電位Ｖｄｄと低電位Ｖｓｓとの間で切換る。信号線ＳＬには１水平周期（１Ｈ）内で信号電位Ｖｓｉｇと基準電位Ｖｒｅｆが切換る映像信号を供給している。

図３のタイミングチャートに示すように、画素は前のフィールドの発光期間から当該フィールドの非発光期間に入り、そのあと当該フィールドの発光期間となる。この非発光期間で準備動作、閾電圧補正動作、信号書き込み動作、移動度補正動作などを行う。

前フィールドの発光期間では、給電線ＶＬが高電位Ｖｄｄ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Ｖｄｄにある給電線ＶＬ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、カソードラインに流れ込んでいる。

続いて当該フィールドの非発光期間に入るとまずタイミングＴ１で給電線ＶＬを高電位Ｖｄｄから低電位Ｖｓｓに切換える。これにより給電線ＶＬはＶｓｓまで放電され、さらにドライブトランジスタＴｒｄのソースＳの電位はＶｓｓまで下降する。これにより発光素子ＥＬのアノード電位（即ちドライブトランジスタＴｒｄのソース電位）は逆バイアス状態となるため、駆動電流が流れなくなり消灯する。またドライブトランジスタのソースＳの電位降下に連動してゲートＧの電位も降下する。

続いてタイミングＴ２になると、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。この時信号線ＳＬは基準電位Ｖｒｅｆにある。よってドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧの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Ｖｒｅｆとなる。この時ドライブトランジスタＴｒｄのソースＳの電位はＶｒｅｆよりも十分低い電位Ｖｓｓにある。この様にしてドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧとソースＳとの間の電圧Ｖｇｓ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、初期化される。タイミングＴ１からタイミングＴ３までの期間Ｔ１‐Ｔ３はドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧ／ソースＳ間電圧Ｖｇｓを予めＶｔｈ以上に設定する準備期間である。

この後タイミングＴ３になると、給電線ＶＬが低電位Ｖｓｓから高電位Ｖｄｄに遷移し、ドライブトランジスタＴｒｄのソースＳの電位が上昇を開始する。やがてドリライブトランジスタＴｒｄのゲートＧ／ソースＳ間電圧Ｖｇｓが閾電圧Ｖｔｈとなった所で電流がカットオフする。この様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Ｃｓに書き込まれる。これが閾電圧補正動作である。この時電流がもっぱら保持容量Ｃｓ側に流れ、発光素子ＥＬ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カソード電位Ｖｃａｔｈを設定しておく。この閾電圧補正動作はタイミングＴ４で信号線ＳＬの電位がＶｒｅｆからＶｓｉｇに切換るまでの間に完了する。タイミングＴ３からタイミングＴ４までの期間Ｔ３‐Ｔ４が移動度補正期間となる。

タイミングＴ４では信号線ＳＬが基準電位Ｖｒｅｆから信号電位Ｖｓｉｇに切換る。この時サンプリングトランジスタＴｒ１は引き続き導通状態にある。よってドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧの電位は信号電位Ｖｓｉｇになる。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のドレインとソースの間に流れる電流はもっぱら保持容量Ｃｓと発光素子ＥＬの等価容量に流れ込み、充電を開始する。この後サンプリングトランジスタＴｒ１がオフするタイミングＴ５までに、ドライブトランジスタＴｒｄのソースＳの電位はΔＶだけ上昇する。この様にして映像信号の信号電位ＶｓｉｇがＶｔｈに足し込まれる形で保持容量Ｃｓに書き込まれると共に移動度補正用の電圧ΔＶが保持容量Ｃｓに保持された電圧から差し引かれる。よってタイミングＴ４からタイミングＴ５までの期間Ｔ４‐Ｔ５が信号書き込み期間／移動度補正期間となる。この様に信号書き込み期間Ｔ４‐Ｔ５では信号電位Ｖｓｉｇの書き込みと補正量ΔＶの調整が同時に行われる。Ｖｓｉｇが高いほどドライブトランジスタＴｒｄが供給する電流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が大きいほど保持容量Ｃｓに対する負帰還量ΔＶが大きくなるので、画素毎の移動度μのばらつきを取り除くことができる。

最後にタイミングＴ５になると、前述したように走査線ＷＳが低レベル側に遷移し、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Ｓの電位上昇に他ならない。ドライブトランジスタＴｒｄのソースＳの電位が上昇すると、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Ｇの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。ゆえに発光期間中ドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧ／ソースＳ間電圧Ｖｇｓは一定に保持される。このＶｇｓの値は信号電位Ｖｓｉｇに閾電圧Ｖｔｈ及び移動量μの補正をかけたものとなっている。

以上の説明から明らかなように、先行開発にかかる表示装置は、閾電圧補正動作に先立ってその準備動作を行うため、給電線ＶＬ（電源ライン）を高電位と低電位で切換えている。この給電線ＶＬは走査線ＷＳと平行に画素アレイ部（パネル）の横方向に揃えて行状にレイアウトしている。通常横方向の配線のレイアウトは走査線ＷＳ（ゲート線）と同じように金属モリブデン（Ｍｏ）などの高抵抗配線を用いる。この高抵抗の給電線ＶＬは電源スキャナ６によって駆動するが、発光時には大電流を供給する必要がある。したがってパネルの中央と端部では給電線ＶＬに沿って電圧ドロップが生じる。このためにシェーディングやクロストークが発生し画面のユニフォーミティを損なう。走査線ＷＳとは別に給電線ＶＬを低抵抗材料で配線することも考えられる。しかしながらこのように走査線ＷＳと給電線ＶＬとで別々の配線材料を使うと、パネル作成工程が増加してしまい、製造コストの上昇につながる。

図４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。本表示装置は上述した先行開発にかかる表示装置の欠点に対処したものである。理解を容易にするため、図４に示した本発明の表示装置は、図１に示した先行開発にかかる表示装置と対応する参照番号を用いてある。異なる点は、給電線ＶＬに代えてバイアス線ＢＳを配したことである。このバイアス線ＢＳは走査線ＷＳと平行にレイアウトされている。給電線ＶＬと異なりバイアス線ＢＳは大電流を供給する必要がないため、走査線ＷＳと同じゲート配線材料を使うことができ、基本的に同一工程で走査線ＷＳとバイアス線ＢＳを作り込むことが可能である。またバイアス線ＢＳを走査するためにバイアススキャナ８が配されている。先行開発例で用いた電源スキャナ６は電源電圧を切換えるため高い電流駆動能力を有する高性能のスキャナを使う必要がある。これに対しバイアススキャナ８は単にバイアス線ＢＳ上のバイアス電圧を切換えるだけであり、基本的にライトスキャナ４と同じ汎用のスキャナを用いることができる。なお図４には示してないが、給電線ＶＬを除いた代わり、各画素２に電源電圧Ｖｄｄを供給するための電源ラインが配されている。

図５は、図４に示した本発明にかかる表示装置の実施形態を示す回路図である。理解を容易にするため、図２に示した先行開発にかかる表示装置と対応する部分には対応する参照番号を付してある。本表示装置は基本的に画素アレイ部１と駆動部とからなる。画素アレイ部１は、行状の走査線ＷＳと、列状の信号線ＳＬと、各走査線ＷＳと各信号線ＳＬとが交差する部分に配された行列状の画素２とを備えている。図では理解を容易にするため１個の画素２のみを代表して表してある。また走査線ＷＳと平行に配されたバイアス線ＢＳを備えている。

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、補助容量Ｃｓｕｂとを備えている。サンプリングトランジスタＴｒ１は、その制御端が走査線ＷＳに接続し、その一対の電流端が信号線ＳＬとドライブトランジスタＴｒｄの制御端（ゲートＧ）との間に接続している。ドライブトランジスタＴｒｄは、一対の電流端の一方（ソースＳ）が発光素子ＥＬに接続し、他方（ドレイン）が電源ラインＶｄｄに接続している。保持容量ＣｓはドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧとソースＳとの間に接続している。補助容量Ｃｓｕｂは、ドライブトランジスタＴｒｄのソースＳとバイアス線ＢＳとの間に接続している。

駆動部は信号線ＳＬに接続した水平セレクタ３、走査線ＷＳに接続したライトスキャナ４及びバイアス線ＢＳに接続したバイアススキャナ８を備えている。ライトスキャナ４は走査線ＷＳに制御信号を供給する一方、水平セレクタ３は信号線ＳＬに映像信号を供給し、以ってドライブトランジスタＴｒｄの閾電圧Ｖｔｈに相当する電圧を保持容量Ｃｓに保持する補正動作を行い、続いて映像信号の信号電位Ｖｓｉｇを保持容量Ｃｓに書き込む書き込み動作を行う。バイアススキャナ８は補正動作の前にバイアス線ＢＳの電位を切換えて補助容量Ｃｓｕｂを介してカップリング電圧をドライブトランジスタＴｒｄのソースＳに加え、以ってドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧとソースＳとの間の電位差Ｖｇｓを閾電圧Ｖｔｈより大きくなるように初期化する準備動作を行う。なおこの準備動作を行うとき、信号線ＳＬを基準電位Ｖｒｅｆに保持する一方サンプリングトランジスタＴｒ１をオンして、ドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧに基準電位Ｖｒｅｆを書き込む。

画素２は、信号電位Ｖｓｉｇの書き込み動作の中でドライブトランジスタＴｒｄのドレインとソースの間に流れる電流を保持容量Ｃｓに負帰還し、以って保持容量Ｃｓに書き込まれる映像信号の信号電位Ｖｓｉｇに対してドライブトランジスタＴｒｄの移動度μに応じた補正をかける。

またこの画素２は、映像信号の信号電位Ｖｓｉｇの書き込み動作の後、保持容量Ｃｓに保持された信号電位Ｖｓｉｇに応じてドライブトランジスタＴｒｄのソースＳから発光素子ＥＬに駆動電流を供給する。その際ライトスキャナ４は信号電位Ｖｓｉｇの書き込み動作の後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から切り離し、以ってドライブトランジスタＴｒｄのソースＳの電位変動に対してドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧの電位が追従するブートストラップ動作を可能にしている。

図６は、図５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。理解を容易にするため図３に示した先のタイミングチャートと対応する部分には対応する参照符号を用いている。図６のタイミングチャートは、給電線ＶＬの電位変化に代えてバイアス線ＢＳの電位変化を表してある。図示するように、このバイアス線ＢＳは高電位と低電位の間で丁度ΔＶｂｉａｓだけ電位が変動する。なお電源電圧は常にＶｄｄに固定されている。

タイミングＴ１で当該フィールドに入ると走査線ＷＳに短い制御パルスが印加され、サンプリングトランジスタＴｒ１が一旦オンする。この時信号線ＳＬは基準電位Ｖｒｅｆにあるため、ドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧに基準電圧Ｖｒｅｆが書き込まれる。このＶｒｅｆは十分に低い電圧に設定されているため、ドライブトランジスタＴｒｄのＶｇｓはＶｔｈ以下となり、カットオフする。したがって発光素子ＥＬに駆動電流が流れないため非発光状態となる。この様に本発明にかかる表示装置は、走査線ＷＳに短い制御パルスを加えることで、非発光期間に入るようにしている。

次にタイミングＴ２で再び走査線ＷＳに幅の広い制御信号パルスを印加し、サンプリングトランジスタＴｒ１をオン状態にする。この時信号線ＳＬの電位はやはりＶｒｅｆにある。

その直後のタイミングＴ３で、バイアス線ＢＳを高電位から低電位に切換える。これによりマイナスのカップリング電圧が補助容量Ｃｓｕｂを介してドライブトランジスタＴｒｄのソースＳに入り、ソースＳの電位はΔＶＳだけ低下する。ここでバイアス線ＢＳの電位変化量がΔＶｂｉａｓとすると、容量カップリングなのでΔＶＳは以下の式で表される。
ΔＶＳ＝ΔＶｂｉａｓ×Ｃｓｕｂ／（Ｃｓ＋Ｃｓｕｂ）
この様にしてドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧを基準電位Ｖｒｅｆに接地した状態で、ソースＳにマイナスカップリングΔＶＳを入れることができる。このカップリングでＶｇｓ＞Ｖｔｈとなるようにバイアス線ＢＳの電位差ΔＶｂｉａｓを設定しておく。この様にすることでドライブトランジスタＴｒｄをオン状態におくことができ、その後の閾電圧補正動作が可能になる。

ここでマイナスカップリングΔＶＳが入ったことによりドライブトランジスタＴｒｄはオン状態になるが、この時電源ラインはＶｄｄに固定されているので、ドライブトランジスタＴｒｄに電流が流れる。この時発光素子ＥＬは逆バイアス状態なので電流は通らず、ソースＳの電位が上昇していく。丁度Ｖｇｓ＝Ｖｔｈとなった所でドライブトランジスタＴｒｄがカットオフし、閾電圧補正動作が完了する。

タイミングＴ４では信号線ＳＬが基準電位Ｖｒｅｆから信号電位Ｖｓｉｇに切換る。この時サンプリングトランジスタＴｒ１は引き続き導通状態にある。よってドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧの電位は信号電位Ｖｓｉｇになる。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のドレインとソースの間に流れる電流はもっぱら保持容量Ｃｓと発光素子ＥＬの等価容量に流れ込み、充電を開始する。この後サンプリングトランジスタＴｒ１がオフするタイミングＴ５までに、ドライブトランジスタＴｒｄのソースＳの電位はΔＶだけ上昇する。この様にして映像信号の信号電位ＶｓｉｇがＶｔｈに足し込まれる形で保持容量Ｃｓに書き込まれると共に移動度補正用の電圧ΔＶが保持容量Ｃｓに保持された電圧から差し引かれる。よってタイミングＴ４からタイミングＴ５までの期間Ｔ４‐Ｔ５が信号書き込み期間／移動度補正期間となる。この様に信号書き込み期間Ｔ４‐Ｔ５では信号電位Ｖｓｉｇの書き込みと補正量ΔＶの調整が同時に行われる。Ｖｓｉｇが高いほどドライブトランジスタＴｒｄが供給する電流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が大きいほど保持容量Ｃｓに対する負帰還量ΔＶが大きくなるので、画素毎の移動度μのばらつきを取り除くことができる。

タイミングＴ５になると、走査線ＷＳが低レベル側に遷移し、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Ｓの電位上昇に他ならない。ドライブトランジスタＴｒｄのソースＳの電位が上昇すると、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Ｇの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。ゆえに発光期間中ドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧ／ソースＳ間電圧Ｖｇｓは一定に保持される。このＶｇｓの値は信号電位Ｖｓｉｇに閾電圧Ｖｔｈ及び移動量μの補正をかけたものとなっている。

サンプリングトランジスタＴｒ１をオフして発光素子ＥＬが発光を開始した後、タイミングＴ６でバイアス線ＢＳの電位を低電位から高電位に戻し、次のフィールドの動作に備えておく。タイミングＴ６でバイアス線ＢＳを低レベルから高レベルに戻すとドライトランジスタＴｒｄのソースＳにプラスのカップリングが入る。この時ドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧはハイインピーダンス状態にあり、保持容量Ｃｓに書き込まれた電位はそのまま保持されているので、プラスのカップリングにより一時的に変化した電位は通常の発光動作点に戻り、カップリングによる輝度変動はない。この様にして、本発明にかかる表示装置は、パネルの電源電圧Ｖｄｄを一定値に固定したままで、一連の補正動作を行うことができ、パネルの製造コストを上げることなくクロストークやシェーディングといったユニフォーミティの悪化を防ぐことが可能である。

図７は、先行開発にかかる表示装置の他の例を示すブロック図である。図示する様に、このアクティブマトリクス型表示装置は、主要部となる画素アレイ部１と周辺の駆動部とで構成されている。周辺の駆動部は水平セレクタ３、ライトスキャナ４、ドラブスキャナ５などを含んでいる。画素アレイ部１は行状の走査線ＷＳと列状の信号線ＳＬと両者の交差する部分にマトリクス状に配列した画素Ｒ，Ｇ，Ｂとで構成されている。カラー表示を可能とするため、ＲＧＢの三原色画素を用意しているが、これに限られるものではない。各画素Ｒ，Ｇ，Ｂはそれぞれ画素回路２で構成されている。信号線ＳＬは水平セレクタ３によって駆動される。水平セレクタ３は信号部を構成し、一般にドライバＩＣが用いられ、信号線ＳＬに映像信号を供給する。走査線ＷＳはライトスキャナ４によって走査される。なお、第１の走査線ＷＳと並行に第２の走査線ＤＳも配線されている。走査線ＤＳはドライブスキャナ５によって走査される。ライトスキャナ４とドライブスキャナ５はスキャナ部を構成しており、１水平走査期間ごと画素の行を順次走査する。各画素回路２は走査線ＷＳによって選択されたとき信号線ＳＬから映像信号をサンプリングする。さらに走査線ＤＳによって選択されたとき、サンプリングされた映像信号に応じて画素回路２内に含まれている発光素子を駆動する。加えて画素回路２は水平走査期間内で走査線ＷＳ及びＤＳによって制御されたとき、予め決められた補正動作を行う。

上述した画素アレイ部１は通常ガラスなどの絶縁基板上に形成されており、フラットパネルとなっている。各画素回路２はアモルファスシリコン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）または低温ポリシリコンＴＦＴで形成されている。アモルファスシリコンＴＦＴの場合、スキャナ部はパネルとは別のＴＡＢなどで構成され、フレキシブルケーブルにてフラットパネルに接続される。同様に信号部も外付けのドライバＩＣで構成され、フラキシブルケーブルにてフラットパネルに接続される。低温ポリシリコンＴＦＴの場合、信号部及びスキャナ部も同じ低温ポリシリコンＴＦＴで形成できるので、フラットパネル上に画素アレイ部と信号部とスキャナ部を一体的に形成できる。

図８は、図７に示した表示装置に組み込まれる画素回路２の構成を示す回路図である。図２に示した先の先行開発例は画素が基本的にサンプリングトランジスタとドライブトランジスタの２個のトランジスタで構成されていた。これに対し図８に示した先行開発にかかる表示装置は、サンプリングトランジスタとドライブトランジスタに加え、発光期間と非発光期間を各フィールド内でデューティ制御するためスイッチングトランジスタＴｒ４を含んでいる。即ち本画素回路２は、サンプリングトランジスタＴｒ１と、これに接続する保持容量Ｃｓと、これに接続するドライブトランジスタＴｒｄと、これに接続する発光素子ＥＬと、ドライブトランジスタＴｒｄを電源Ｖｃｃに接続するスイッチングトランジスタＴｒ４とを含む。

サンプリングトランジスタＴｒ１は、第１走査線ＷＳから供給される制御信号ＷＳに応じ導通して信号線ＳＬから供給された映像信号の信号電位Ｖｓｉｇを保持容量Ｃｓにサンプリングする。保持容量Ｃｓは、サンプリングされた映像信号の信号電位Ｖｓｉｇに応じてドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧに入力電圧Ｖｇｓを印加する。ドラブトランジスタＴｒｄは、入力電圧Ｖｇｓに応じた出力電流Ｉｄｓを発光素子ＥＬに供給する。なおこの出力電流Ｉｄｓは、ドライブトランジスタＴｒｄの閾電圧Ｖｔｈに対して依存性を有する。発光素子ＥＬは、発光期間中ドライブトランジスタＴｒｄから供給された出力電流Ｉｄｓにより映像信号の信号電位Ｖｓｉｇに応じた輝度で発光する。スッチングトランジスタＴｒ４は、第２走査線ＤＳから供給される制御信号ＤＳに応じ導通して発光期間中ドライブトランジスタＴｒｄを電源Ｖｃｃに接続し、非発光期間では非導通状態になってドライブトランジスタＴｒｄを電源Ｖｃｃから切り離す。

ライトスキャナ４及びドライブスキャナ５で構成されるスキャナ部は、水平走査期間（１Ｈ）に第１走査線ＷＳ及び第２走査線ＤＳにそれぞれ制御信号ＷＳ，ＤＳを出力し、サンプリングトランジスタＴｒ１及びスイッチングトランジスタＴｒ４をオンオフ制御して、出力電流Ｉｄｓの閾電圧Ｖｔｈに対する依存性を補正するために保持容量Ｃｓをリセットする準備動作、リセットされた保持容量Ｃｓに閾電圧Ｖｔｈをキャンセルするための電圧を書き込む補正動作、及び補正された保持容量Ｃｓに映像信号Ｖｓｉｇの信号電位をサンプリングするサンプリング動作を実行する。一方水平セレクタ（ドライバＩＣ）３で構成された信号部は、水平走査期間（１Ｈ）に映像信号を第１の固定電位ＶｓｓＨと、第２の固定電位ＶｓｓＬと、信号電位Ｖｓｉｇとの間で切換え、以って上述した準備動作、補正動作及びサンプリング動作に必要な電位を各画素に信号線ＳＬを介して供給する。

具体的には水平セレクタ３は、まず高レベルの第１固定電位ＶｓｓＨを供給し続いて低レベルの第２固定電位ＶｓｓＬに切換えて準備動作を可能とし、さらに低レベルの第２固定電位ＶｓｓＬを維持した状態で補正動作を実行し、その後信号電位Ｖｓｉｇに切換えてサンプリング動作を実行する。上述したように水平セレクタ３はドライバＩＣで構成され、信号電位Ｖｓｉｇを生成する信号生成回路と、信号生成回路から出力された信号電位Ｖｓｉｇに第１固定電位ＶｓｓＨ及び第２固定電位ＶｓｓＬを挿入し、以って第１固定電位ＶｓｓＨと第２固定電位ＶｓｓＬと信号電位Ｖｓｉｇとが切換る映像信号を合成して各信号線ＳＬに出力する出力回路とを含む。

ドライブトランジスタＴｒｄは、その出力電流Ｉｄｓが閾電圧Ｖｔｈに加えチャネル領域のキャリア移動度μに対しても依存性を有する。この場合ライトスキャナ４とドライブスキャナ５で構成されるスキャナ部は、水平走査期間（１Ｈ）に第２走査線ＤＳに制御信号を出力してさらにスイッチングトランジスタＴｒ４を制御し、出力電流Ｉｄｓのキャリア移動度μに対する依存性を打ち消すために、信号電位Ｖｓｉｇがサンプリングされている状態でドライブトランジスタＴｒｄから出力電流を取り出し、これを保持容量Ｃｓに負帰還して入力電圧Ｖｇｓを補正する動作を実行する。

図９は、図８に示した画素回路のタイミングチャートである。図９を参照して、図８に示した画素回路の動作を説明する。図９は、時間軸Ｔに沿って各走査線ＷＳ，ＤＳに印加される制御信号の波形を表してある。表記を簡略するため、制御信号も対応する走査線の符号と同じ符号で示してある。合わせて信号線に印加される映像信号の波形も時間軸Ｔに沿って示してある。図示する様に、この映像信号は各水平走査期間（１Ｈ）内で、高電位ＶｓｓＨ、低電位ＶｓｓＬ、信号電位Ｖｓｉｇと順に切換る。トランジスタＴｒ１はＮチャネル型なので、走査線ＷＳがハイレベルのときオンし、ローレベルのときオフする。一方トランジスタＴｒ４はＰチャネル型なので、走査線ＤＳがハイレベルのときオフし、ローレベルのときオンする。なおこのタイミングチャートは、各制御信号ＷＳ，ＤＳの波形や映像信号の波形と共に、ドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧの電位変化及びソースＳの電位変化も表してある。

図９のタイミングチャートではタイミングＴ１〜Ｔ８までを１フィールド（１ｆ）としてある。１フィールドの間に画素アレイの各行が一回順次走査される。タイミングチャートは、１行分の画素に印加される各制御信号ＷＳ，ＤＳの波形を表してある。

初めにタイミングＴ１で、スイッチングトランジスタＴｒ４をオフして非発光とする。この時、ドライブトランジスタＴｒｄのソース電位はＶｃｃからの電源供給が無いので、発光素子ＥＬのカットオフ電圧ＶｔｈＥＬまで下げられる。

次にタイミングＴ２で、サンプリングトランジスタＴｒ１をオンする。ただしこの前に、信号線電圧をＶｓｓＨまで上げておく方が、書き込み時間を短くできるので好ましい。サンプリングトランジスタＴｒ１をオンする事でドライブトランジスタＴｒｄのゲート電位はＶｓｓＨが書き込まれる。この時、保持容量Ｃｓを介してソース電位にカップリングが入り、ソース電位は上昇する。ソースＳの電位は一度上昇するが、発光素子ＥＬを介して放電されるので、再度ソース電圧はＶｔｈＥＬになる。この時、ゲート電圧はＶｓｓＨのままである。

次にタイミングＴａで、サンプリングトランジスタＴｒ１をオンしたまま、信号電圧をＶｓｓＬに変化させる。この電位変化が保持容量Ｃｓを介してソース電位にカップリングされる。この時のカップリング量は、Ｃｓ／（Ｃｓ＋Ｃｏｌｅｄ）×（ＶｓｓＨ−ＶｓｓＬ）にて求められる。この時、ゲート電位はＶｓｓＬ、ソース電位はＶｔｈＥＬ−Ｃｓ／（Ｃｓ＋Ｃｏｌｅｄ）×（ＶｓｓＨ−ＶｓｓＬ）で表される。ここでマイナスバイアスを入れた為に、ソース電圧はＶｔｈＥＬよりも小さくなり、発光素子ＥＬはカットオフする。ここでソース電位は、この後のＶｔｈ補正や移動度補正終了後も発光素子ＥＬがカットオフし続ける電位に設定することが望ましい。また、このＶｇｓ＞Ｖｔｈとなるようにカップリングを入れることで、Ｖｔｈ補正の準備を行うことができる。以上により、トランジスタや電源ライン、ゲートラインを削減した回路においてもＶｔｈ補正準備を行うことができる。即ちタイミングＴ２〜Ｔａは補正準備期間に含まれる。

この後、タイミングＴ３でゲートＧをＶｓｓＬに保持した状態のままスイッチングトランジスタＴｒ４をオンすると、ドライブトランジスタＴｒｄに電流が流れて、Ｖｔｈ補正が行われる。ドライブトランジスタＴｒｄがカットオフするまで電流が流れ、カットオフするとドライブトランジスタＴｒｄのソース電位はＶｓｓＬ−Ｖｔｈとなる。ここで、ＶｓｓＬ−Ｖｔｈ＜ＶｔｈＥＬとする必要がある。

この後タイミングＴ４で、スイッチングトランジスタＴｒ４をオフしてＶｔｈ補正は終了する。即ち、タイミングＴ３〜Ｔ４はＶｔｈ補正期間である。

この様にタイミングＴ３〜Ｔ４でＶｔｈ補正を行った後、タイミングＴ５に至って信号線の電位がＶｓｓＬからＶｓｉｇに変化する。これにより映像信号の信号電位Ｖｓｉｇが保持容量Ｃｓに書き込まれる。発光素子ＥＬの等価容量Ｃｏｌｅｄに比べて保持容量Ｃｓは十分に小さい。この結果、信号電位Ｖｓｉｇのほとんど大部分が保持容量Ｃｓに書き込まれる。したがってドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧとソースＳ間の電圧Ｖｇｓは、先に検出保持されたＶｔｈと今回サンプリングされたＶｓｉｇを加えたレベル（Ｖｓｉｇ＋Ｖｔｈ）となる。即ちドライブトランジスタＴｒｄに対する入力電圧ＶｇｓはＶｓｉｇ＋Ｖｔｈとなる。かかる信号電圧Ｖｓｉｇのサンプリングは制御信号ＷＳがローレベルに戻るタイミングＴ７まで行われる。即ちタイミングＴ５〜Ｔ７がサンプリング期間に相当する。

本画素回路は、上述した閾電圧Ｖｔｈの補正に加え、移動度μの補正も行っている。移動度μの補正はタイミングＴ６〜Ｔ７で行われる。タイミングチャートに示すように、補正量ΔＶが入力電圧Ｖｇｓから差し引かれる。

タイミングＴ７になると、制御信号ＷＳがローレベルとなりサンプリングトランジスタＴｒ１がオフする。この結果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。映像信号Ｖｓｉｇの印加が解除されるので、ドライブトランジスタＴｒｄのゲート電位（Ｇ）は上昇可能となり、ソース電位（Ｓ）と共に上昇していく。その間保持容量Ｃｓに保持されたゲート／ソース間電圧Ｖｇｓは（Ｖｓｉｇ−ΔＶ＋Ｖｔｈ）の値を維持する。ソース電位（Ｓ）の上昇に伴い、発光素子ＥＬの逆バイアス状態は解消されるので、出力電流Ｉｄｓの流入により発光素子ＥＬは実際に発光を開始する。

最後にタイミングＴ８に至ると制御信号ＤＳがハイレベルとなってスイッチングトランジスタＴｒ４がオフし、発光が終了すると共に当該フィールドが終わる。この後次のフィールドに移って再び補正準備動作、Ｖｔｈ補正動作、移動度補正動作及び発光動作が繰り返される事になる。

しかしながら図７〜図９に示した先行開発の表示装置は、閾電圧補正のための準備動作を行うために信号線ＳＬからＶｓｓＨのような高電圧をドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧに書き込む必要があり、水平セレクタ３を構成する信号電圧ドライバを高耐圧化しなければならずコストがかかってしまう。さらに高電圧ＶｓｓＨを書き込むためには、これをサンプリングするサンプリングトランジスタＴｒ１のゲートに印加する制御信号ＷＳの電圧も高く設定する必要があり、パネルの消費電力の増加を招いていた。加えて高電圧ＶｓｓＨをドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧに書き込んだあと、ソース電位が減衰するまでには時間を要し、パネルの高速駆動化ひいては高精細化が困難である。

図１０は本発明にかかる表示装置を示すブロック図である。本表示装置は、図７に示した先行開発にかかる表示装置の問題点に対処したものである。理解を容易にするため、図７に示した表示装置と対応する部分には対応する参照番号を付してある。異なる点は、図１０に示した本表示装置が、バイアススキャナ８及びバイアス線ＢＳを備えていることである。バイアス線ＢＳは走査線ＷＳと平行に画素アレイ部１に配されている。バイアススキャナ８は行状のバイアス線ＢＳを線順次走査して、バイアス線ＢＳ上の電位を高低で切換えている。

図１１は、図１０に示した本発明の表示装置の具体的な構成を示す回路図である。基本的には、図８に示した先行開発にかかる表示装置と類似しており、対応する部分には対応する参照番号を付してある。異なる点は、画素回路２に保持容量Ｃｓに加えて補助容量Ｃｓｕｂが配されていることである。この補助容量Ｃｓｕｂはその一端がドライブトランジスタＴｒｄのソースＳに接続し、他端がバイアス線ＢＳに接続している。本表示装置は、補助容量Ｃｓｕｂを用いてドライブトランジスタＴｒｄのソースＳにマイナスのカップリング電圧ΔＶＳを入れることで、閾電圧補正のための準備動作を行っている。

図１２は、図１１に示した本発明にかかる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。理解を容易にするため、図９に示した先行開発にかかる表示装置のタイミングチャートと同様な表記を採用している。図１２のタイミングチャートは信号線ＳＬ、走査線ＷＳ及び走査線ＤＳの電位変化に加え、バイアス線ＢＳの電位変化も表してある。このバイアス線ＢＳは高レベルと低レベルの間でΔＶｂｉａｓだけ電位が変化する。なお本発明の表示装置は先行開発の表示装置と異なり、信号線ＳＬは低電位ＶｓｓＬと信号電位Ｖｓｉｇとの間で切換る。この切換りは１水平周期（１Ｈ）を単位として行われる。したがって信号線ＳＬは先行開発例と異なり高電位ＶｓｓＨに切換ることはないので、高耐圧の信号ドライバを水平セレクタに用いる必要はない。

まずタイミングＴ１で走査線ＤＳがハイレベルに切換り、スイッチングトランジスタＴｒ４がオフする。これによりドライブトランジスタＴｒｄが電源ラインＶｃｃから切り離されるので、非発光期間に入る。

続いてタイミングＴ２で走査線ＷＳに制御信号を印加し、サンプリングトランジスタＴｒ１をオンする。このとき信号線ＳＬは低レベルＶｓｓＬにある。よってタイミングＴ２ではオンしたサンプリングトランジスタＴｒ１を介して信号線ＳＬから低電位ＶｓｓＬがドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧに書き込まれる。

続いてタイミングＴ２ｂでバイアス線ＢＳを高電位から低電位に切換える。これにより補助容量Ｃｓｕｂを介してマイナスのカップリング電圧ΔＶＳがドライブトランジスタＴｒｄのソースＳに入り、ソース電位が大きく降下する。ここでバイアス線ＢＳの電位変動量をΔＶｂｉａｓとすると、容量カップリング量ΔＶＳは以下の式で表される。
ΔＶＳ＝ΔＶｂｉａｓ×Ｃｓｕｂ／（Ｃｓ＋Ｃｓｕｂ）
この様にしてドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧをＶｓｓＬに接地した状態で、ソースＳにマイナスのカップリング電圧ΔＶＳを入れることができる。カップリングでＶｇｓ＞Ｖｔｈとなるようにバイアス線ＢＳの電位を設定しておくことで、その後に続く閾電圧補正動作が可能になる。

この後、タイミングＴ３でゲートＧをＶｓｓＬに保持した状態のままスイッチングトランジスタＴｒ４をオンすると、ドライブトランジスタＴｒｄに電流が流れて、先行開発例と同様にＶｔｈ補正が行われる。ドライブトランジスタＴｒｄがカットオフするまで電流が流れ、カットオフするとドライブトランジスタＴｒｄのソース電位はＶｓｓＬ−Ｖｔｈとなる。ここで、ＶｓｓＬ−Ｖｔｈ＜ＶｔｈＥＬとする必要がある。

この後タイミングＴ４で、スイッチングトランジスタＴｒ４をオフしてＶｔｈ補正は終了する。即ち、タイミングＴ３〜Ｔ４はＶｔｈ補正期間である。

この様にタイミングＴ３〜Ｔ４でＶｔｈ補正を行った後、タイミングＴ５に至って信号線の電位がＶｓｓＬからＶｓｉｇに変化する。これにより映像信号の信号電位Ｖｓｉｇが保持容量Ｃｓに書き込まれる。発光素子ＥＬの等価容量Ｃｏｌｅｄに比べて保持容量Ｃｓは十分に小さい。この結果、信号電位Ｖｓｉｇのほとんど大部分が保持容量Ｃｓに書き込まれる。したがってドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧとソースＳ間の電圧Ｖｇｓは、先に検出保持されたＶｔｈと今回サンプリングされたＶｓｉｇを加えたレベル（Ｖｓｉｇ＋Ｖｔｈ）となる。即ちドライブトランジスタＴｒｄに対する入力電圧ＶｇｓはＶｓｉｇ＋Ｖｔｈとなる。かかる信号電圧Ｖｓｉｇのサンプリングは制御信号ＷＳがローレベルに戻るタイミングＴ７まで行われる。即ちタイミングＴ５〜Ｔ７がサンプリング期間に相当する。

本画素回路は、上述した閾電圧Ｖｔｈの補正に加え、移動度μの補正も行っている。移動度μの補正はタイミングＴ６〜Ｔ７で行われる。タイミングチャートに示すように、補正量ΔＶが入力電圧Ｖｇｓから差し引かれる。

タイミングＴ７になると、制御信号ＷＳがローレベルとなりサンプリングトランジスタＴｒ１がオフする。この結果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。映像信号Ｖｓｉｇの印加が解除されるので、ドライブトランジスタＴｒｄのゲート電位（Ｇ）は上昇可能となり、ソース電位（Ｓ）と共に上昇していく。その間保持容量Ｃｓに保持されたゲート／ソース間電圧Ｖｇｓは（Ｖｓｉｇ−ΔＶ＋Ｖｔｈ）の値を維持する。ソース電位（Ｓ）の上昇に伴い、発光素子ＥＬの逆バイアス状態は解消されるので、出力電流Ｉｄｓの流入により発光素子ＥＬは実際に発光を開始する。

タイミングＴ７で当該フィールドの発光期間に入った後タイミングＴ８でバイアス線ＢＳを低レベルからハイレベルに戻し、次のフィールドの動作に備える。このときバイアス線ＢＳをハイレベルに戻すとドライブトランジスタＴｒｄのソースＳにプラスのカップリングが入るが、この時ゲートＧはハイインピーダンスとなっており、保持容量Ｃｓはそのまま信号電位を保持するので、一端プラスのカップリングで変動したソース電位はすぐに通常の発光動作点に戻り、カップリングによる輝度変化はない。

以上のように本発明にかかる表示装置は、バイアス線ＢＳを介したマイナスカップリングによりドライブトランジスタＴｒｄのソース電位を初期化しており、先行開発例のように信号線ＳＬ側から高電位ＶｓｓＨを入れる必要はない。本発明の表示装置では信号線ＳＬに供給する信号の電圧振幅を低く抑えることができ、信号ドライバの低コスト化とパネルの低消費電力化を同時に達成することができる。

本発明にかかる表示装置は、図１３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１４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映像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１５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１６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１７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１８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１９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。

先行開発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に示した表示装置の具体的な構成を示す回路図である。 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を示すブロック図である。 図４に示した表示装置の具体的な回路構成を示す回路図である。 図５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。 先行開発にかかる表示装置の他の例を示す全体ブロック図である。 図７に示した表示装置の具体的な構成を示す回路図である。 図８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別の例を示すブロック図である。 図１０に示した表示装置の具体的な構成を示す回路図である。 図１１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、４・・・ライトスキャナ、５・・・ドライブスキャナ、６・・・電源スキャナ、８・・・バイアススキャナ、Ｔｒ１・・・サンプリングトランジスタ、Ｔｒ４・・・スイッチングトランジスタ、Ｔｒｄ・・・ドライブトランジスタ、Ｃｓ・・・保持容量、Ｃｓｕｂ・・・補助容量、ＥＬ・・・発光素子

Claims (6)

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、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、他方が電源ラインに接続し、
   前記保持容量は該ドライブトランジスタの制御端と一方の電流端との間に接続しており、
   前記駆動部は、各走査線に順次制御信号を供給するとともに、各信号線に映像信号を供給し、以って該ドライブトランジスタの閾電圧に相当する電圧を該保持容量に保持する補正動作を行い、続いて該映像信号を該保持容量に書き込む書込動作を行う表示装置であって、
   前記画素アレイ部は、各走査線と並行に配されたバイアス線を有し、
   各画素は、該ドライブトランジスタの一方の電流端と該バイアス線との間に接続した補助容量を含み、
   前記駆動部は、該補正動作の前に該バイアス線の電位を切り換えて該補助容量を介してカップリング電圧を該ドライブトランジスタの一方の電流端に加え、以って該ドライブトランジスタの制御端と一方の電流端との間の電位差を該閾電圧よリ大きくなる様に初期化する準備動作を行うことを特徴とする表示装置。
2. 前記駆動部は、該準備動作を行う時、該信号線を基準電位に保持する一方該サンプリングトランジスタをオンして該ドライブトランジスタの制御端に該基準電位を書き込むことを特徴とする請求項1記載の表示装置。
3. 前記画素は該書込動作の中で該ドライブトランジスタの一対の電流端の間に流れる電流を該保持容量に負帰還し、以って該保持容量に書き込まれる映像信号に対して該ドライブトランジスタの移動度に応じた補正をかけることを特徴とする請求項1記載の表示装置。
4. 前記画素は、該書込動作の後、該保持容量に保持された映像信号に応じて該ドライブトランジスタの該一方の電流端から該発光素子に駆動電流を供給し、
   前記駆動部は該書込動作の後該サンプリングトランジスタをオフして該ドライブトランジスタの制御端を該信号線から切り離し、以って該ドライブトランジスタの一方の電流端の電位変動に対して該ドライブトランジスタの制御端の電位が追従するブートストラップ動作を可能にしたことを特徴とする請求項1記載の表示装置。
5. 画素アレイ部と駆動部とからなり、
   前記画素アレイ部は、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、各走査線と並行に配されたバイアス線とを備え、
   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、補助容量とを備え、
   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、他方が電源ラインに接続し、
   前記保持容量は該ドライブトランジスタの制御端と一方の電流端との間に接続し、
   前記補助容量は、該ドライブトランジスタの一方の電流端と該バイアス線との間に接続している表示装置の駆動方法であって、
   前記駆動部は、各走査線に順次制御信号を供給するとともに、各信号線に映像信号を供給し、以って該ドライブトランジスタの閾電圧に相当する電圧を該保持容量に保持する補正動作を行い、続いて該映像信号を該保持容量に書き込む書込動作を行うとともに、
   該補正動作の前に該バイアス線の電位を切り換えて該補助容量を介してカップリング電圧を該ドライブトランジスタの一方の電流端に加え、以って該ドライブトランジスタの制御端と一方の電流端との間の電位差を該閾電圧より大きくなる様に初期化する準備動作を行うことを特徴とする表示装置の駆動方法。
6. 請求項１に記載の表示装置を備えた電子機器。

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