JP5310244B2 - 表示装置、表示方法 - Google Patents

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Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)や液晶素子を用いた画素回路がマトリクス状に配置された画素アレイを有する表示装置、及び表示方法に関する。
特開2003−255856 特開2003−271095
例えば有機エレクトロルミネッセンス(EL:Electroluminescence)発光素子を画素に用いたアクティブマトリクス方式の表示装置が知られている。これは、各画素回路内部の発光素子に流れる電流を、画素回路内部に設けた能動素子(一般には薄膜トランジスタ:TFT)によって制御する。即ち有機ELは電流発光素子のため、EL素子に流れる電流量をコントロールすることで発色の階調を得ている。
図35に従来の有機EL素子を用いた画素回路の例を示す。
なお、ここでは1つの画素回路しか示していないが、実際の表示装置では、図示するような画素回路がm×nのマトリクス状に配列され、各画素回路が水平セレクタ101、ライトスキャナ102により選択されて駆動されるものである。
この画素回路は、nチャネルTFTによるサンプリングトランジスタTs、保持容量Cs、pチャネルTFTによる駆動トランジスタTd、有機EL素子1を有する。この画素回路は、信号線DTLと書込制御線WSLとの交差部に配され、信号線DTLはサンプリングトランジスタTsの一端に接続され、書込制御線WSLはサンプリングトランジスタTsのゲートに接続されている。
駆動トランジスタTd及び有機EL素子1は、電源電位Vccと接地電位の間で直列に接続されている。またサンプリングトランジスタTs及び保持容量Csは、駆動トランジスタTdのゲートに接続されている。駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧をVgsで表わしている。
この画素回路では、書込制御線WSLを選択状態とし、信号線DTLに輝度信号に応じた信号値を印加すると、サンプリングトランジスタTsが導通して信号値が保持容量Csに書き込まれる。保持容量Csに書き込まれた信号値電位が駆動トランジスタTdのゲート電位となる。
書込制御線WSLを非選択状態とすると、信号線DTLと駆動トランジスタTdとは電気的に切り離されるが、駆動トランジスタTdのゲート電位は保持容量Csによって安定に保持される。そして電源電位Vccから接地電位に向かって駆動電流Idsが駆動トランジスタTd及び有機EL素子1に流れる。
このとき電流Idsは、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧Vgsに応じた値となり、有機EL素子1はその電流値に応じた輝度で発光する。
つまりこの画素回路の場合、保持容量Csに信号線DTLからの信号値電位を書き込むことによって駆動トランジスタTdのゲート印加電圧を変化させ、これにより有機EL素子1に流れる電流値をコントロールして発色の階調を得る。
pチャネルTFTによる駆動トランジスタTdのソースは電源Vccに接続されており、常に飽和領域で動作するように設計されているので、駆動トランジスタTdは次の(数1)に示した値を持つ定電流源となる。
Figure 0005310244

但し、Idsは飽和領域で動作するトランジスタのドレイン・ソース間に流れる電流、μは移動度、Wはチャネル幅、Lはチャネル長、Coxはゲート容量、Vthは駆動トランジスタTdの閾値電圧を表している。
この(数1)から明らかな様に、飽和領域ではトランジスタのドレイン電流Idsはゲート・ソース間電圧Vgsによって制御される。駆動トランジスタTdは、ゲート・ソース間電圧Vgsが一定に保持される為、定電流源として動作し、有機EL素子1を一定の輝度で発光させることができる。
ここで駆動トランジスタTdのゲートに入力される電圧(信号値)は階調に応じた電圧となっている。一般に階調数が多いとそれだけ色再現性が高くなる。但し、階調数が多くなるとそれだけ水平セレクタ101の信号ドライバのサイズが大きくなってしまうため低コストという点では不利である。
さらに1階調分の電圧は白表示時と黒表示時の電圧(最大信号値電圧と最小信号値電圧)の差分と階調数で決定される。白表時時と黒表示時の電圧を変えずに階調数が増加すると1階調分の電圧も小さくなってしまい、信号ドライバの偏差等のバラツキによって画にはスジとなって現れてしまう。
その対策として最大信号値電圧と最小信号値電圧の差分を大きく設定すればいいが、その分信号ドライバの消費電力が増加してしまい、低コストという点では不利となる。
本発明はこのような点に鑑みて、水平セレクタが信号値として出力しうる階調数(信号値電圧の段階数)を越えて、多くの階調を表現して表示を実行できるようにするものである。即ち、水平セレクタの信号ドライバの電圧分解能(階調)や、最大信号値電圧と最小信号値電圧の範囲を変更しなくとも、より多階調の表示を実現できるようにすることを目的とする。
本発明の表示装置は、 示用信号値に応じた階調の表示を行う画素回路と、上記画素回路がマトリクス状に配置される画素アレイ上で、列状に配設される信号線と、上記画素アレイ上で行状に配設される走査線と、上記画素回路に与える信号値として、1水平期間内に1階調の電圧幅となっている上記第1の信号値と第2の信号値とを、上記信号線に出力する信号線駆動部と、上記走査線を駆動して、上記信号線に発生された、上記1水平期間内における第1の信号値と第2の信号値を、各行の上記画素回路に順次導入する走査線駆動部とを備える。
そして、上記画素回路は、発光素子と、上記発光素子に対して、入力された上記表示用信号値に応じた電流印加を行う駆動トランジスタと、一端が、上記駆動トランジスタのゲートノードへの上記表示用信号値の入力点とされる容量と、上記容量の上記一端と上記信号線の間に接続されるとともに、第1の走査線の電位で導通制御される第1のスイッチ素子と、上記容量の他端と上記信号線の間に接続されるとともに、第2の走査線の電位で導通制御される第2のスイッチ素子とを有する。そして上記走査線駆動部は、上記信号線に上記第1の信号値が出力されているときに、上記第1、第2のスイッチ素子を導通させて、上記容量の両端に、上記第1の信号値を入力し、さらに、上記信号線に上記第2の信号値が出力されているときに、上記第2のスイッチ素子のみを導通させて、上記容量の上記他端に上記第2の信号値を入力することで、上記入力点に、上記第1の信号値と第2の信号値とに基づく表示用信号値が得られるようにする。
また上記画素回路は、発光素子と、上記発光素子に対して、入力された上記表示用信号値に応じた電流印加を行う駆動トランジスタと、一端が上記信号線に接続されるとともに、第1の走査線の電位で導通制御される第1のスイッチ素子と、第1の容量と、一端が、上記駆動トランジスタのゲートノードへの上記表示用信号値の入力点となる第2の容量と、一端と他端が、それぞれ上記第1の容量の一端と、上記第2の容量の一端との間に接続され、また上記一端と上記他端の一方が上記第1のスイッチ素子の他端と接続されているとともに、第2の走査線の電位で導通制御される第2のスイッチ素子とを有する。そして上記走査線駆動部は、上記信号線に上記第1の信号値が出力されているときに、上記第1,第2のスイッチ素子を導通させて、上記第1の容量の一端と上記第2の容量の一端に、上記第1の信号値を入力し、次に上記信号線に上記第2の信号値が出力されているときに、上記第1のスイッチ素子のみを導通させて、上記第1の容量の一端もしくは上記第2の容量の一端のいずれか一方に、上記第2の信号値を入力し、その後、上記第2のスイッチ素子のみを導通させて、上記第1の容量の一端と上記第2の容量の一端を接続することで、上記入力点に、上記第1,第2の信号値が合成された上記表示用信号値が得られるようにする。
また上記画素回路は、液晶素子と、一端が、上記液晶素子への上記表示用信号値の入力点とされる容量と、上記容量の上記一端と上記信号線の間に接続されるとともに、第1の走査線の電位で導通制御される第1のスイッチ素子と、上記容量の他端と上記信号線の間に接続されるとともに、第2の走査線の電位で導通制御される第2のスイッチ素子とを有する。そして上記走査線駆動部は、上記信号線に上記第1の信号値が出力されているときに、上記第1,第2のスイッチ素子を導通させて、上記容量の両端に、上記第1の信号値を入力し、さらに、上記信号線に上記第2の信号値が出力されているときに、上記第2のスイッチ素子のみを導通させて、上記容量の上記他端に上記第2の信号値を入力することで、上記入力点に、上記第1,第2の信号値が合成された上記表示用信号値が得られるようにする。
また上記画素回路は、液晶素子と、一端が上記信号線に接続されるとともに、第1の走査線の電位で導通制御される第1のスイッチ素子と、第1の容量と、一端が、上記液晶素子への上記表示用信号値の入力点となる第2の容量と、一端と他端が、それぞれ上記第1の容量の一端と、上記第2の容量の一端との間に接続されているとともに、第2の走査線の電位で導通制御される第2のスイッチ素子とを有する。そして上記走査線駆動部は、上記信号線に上記第1の信号値が出力されているときに、上記第1,第2のスイッチ素子を導通させて、上記第1の容量の一端と上記第2の容量の一端に、上記第1の信号値を入力し、次に上記信号線に上記第2の信号値が出力されているときに、上記第1のスイッチ素子のみを導通させて、上記第1の容量の一端もしくは上記第2の容量の一端のいずれか一方に、上記第2の信号値を入力し、その後、上記第2のスイッチ素子のみを導通させて、上記第1の容量の一端と上記第2の容量の一端を接続することで、上記入力点に、上記第1,第2の信号値が合成された上記表示用信号値が得られるようにする。
本発明の表示方法は、発光素子と、上記発光素子に対して、表示用号値に応じた電流印加を行うnチャネルTFTで形成されている駆動トランジスタと、一端が、上記駆動トランジスタのゲートノードへの上記表示用信号値の入力点とされる容量と、上記容量の上記一端と上記信号線の間に接続されるとともに、第1の走査線の電位で導通制御されるnチャネルTFTで形成されている第1のスイッチ素子と、上記容量の他端と上記信号線の間に接続されるとともに、第2の走査線の電位で導通制御されるnチャネルTFTで形成されている第2のスイッチ素子とを有する画素回路と、上記画素回路がマトリクス状に配置される画素アレイ上で、列状に配設される信号線と、上記画素アレイ上で行状に配設される走査線と、各画素回路に与える信号値を、上記信号線に出力する信号線駆動部と、上記走査線を駆動して、上記信号線に発生された信号値を各行の上記画素回路に導入する走査線駆動部とをえる表示装置の表示方法である。そして、上記信号線駆動部は、上記画素回路に入力する信号値として、1水平期間内に1階調の電圧幅となっている第1の信号値と第2の信号値とを上記信号線に出力し、上記走査線駆動部は、1水平期間内に上記信号線に出力される上記第1の信号値と第2の信号値を、それぞれ画素回路に順次導入させ、上記信号線に上記第1の信号値が出力されているときに、上記第1,第2のスイッチ素子を導通させて、上記容量の両端に、上記第1の信号値を入力し、さらに、上記信号線に上記第2の信号値が出力されているときに、上記第2のスイッチ素子のみを導通させて、上記容量の上記他端に上記第2の信号値を入力することで、上記入力点に、上記第1の信号値と第2の信号値とに基づく上記表示用信号値が得られるようにして上記表示用信号値に応じた階調の表示を行う。
このような本発明では、複数の信号値、例えば第1,第2の信号値を1水平期間内に画素回路に与える。そして画素回路では、複数の信号値を、容量を用いて合成する。例えば第1,第2の信号値の差分と、画素回路内に存在する容量の比により、第1,第2の信号値を合成して表示用信号値を生成する。そして表示用信号値に応じた階調の表示を行う。これによって、複数の信号値の組合せによって、信号値が表現できる階調数よりも多くの階調の表示用信号値を作り出すことができ、信号値の分解能を越えた多数階調の表示が実現できる。
本発明によれば、画素回路内で、入力された複数の信号値を用いて階調を反映した表示用信号値を作り出すため、少ない信号階調数で多くの階調を表現できる。これによって装置構成(信号線駆動部)の高能力化、信号値電圧の範囲の拡大等を招かずに、より多階調の画像表示が可能となり、低コストで高い色再現性が実現できる。
本発明の実施の形態の表示装置のブロック図である。 第1の実施の形態の画素回路の回路図である。 第1,第2,第6の実施の形態の動作波形の説明図である。 実施の形態の階調数増加の説明図である。 第2の実施の形態の画素回路の回路図である。 第3の実施の形態の画素回路の回路図である。 第3の実施の形態の動作波形の説明図である。 第4の実施の形態の画素回路の回路図である。 第4の実施の形態の動作波形の説明図である。 第4の実施の形態の動作の等価回路図である。 第4の実施の形態の変形例の動作波形の説明図である。 第5の実施の形態の画素回路の回路図である。 第5の実施の形態の動作波形の説明図である。 第6の実施の形態の画素回路の回路図である。 第7の実施の形態の画素回路の回路図である。 第7、第9の実施の形態の動作波形の説明図である。 第7の実施の形態の変形例の動作波形の説明図である。 第7の実施の形態の変形例の走査線の説明図である。 第8の実施の形態の画素回路の回路図である。 第8の実施の形態の動作波形の説明図である。 第9の実施の形態の画素回路の回路図である。 第10の実施の形態の画素回路の回路図である。 第10の実施の形態の動作波形の説明図である。 第11の実施の形態の画素回路の回路図である。 第11の実施の形態の動作波形の説明図である。 第11の実施の形態の変形例の動作波形の説明図である。 第12の実施の形態の画素回路の回路図である。 第12の実施の形態の動作波形の説明図である。 第12の実施の形態の動作の等価回路図である。 第12の実施の形態の動作の等価回路図である。 第13の実施の形態の画素回路の回路図である。 第13,第14,第15の実施の形態の動作波形の説明図である。 第14の実施の形態の画素回路の回路図である。 第15の実施の形態の画素回路の回路図である。 従来の画素回路の回路図である。
以下、本発明の実施の形態について次の順序で説明する。
[1.有機EL表示装置の構成]
[2.画素回路及び動作]
<2−1 第1の実施の形態>
<2−2 第2の実施の形態>
<2−3 第3の実施の形態>
<2−4 第4の実施の形態>
<2−5 第5の実施の形態>
<2−6 第6の実施の形態>
<2−7 第7の実施の形態>
<2−8 第8の実施の形態>
<2−9 第9の実施の形態>
<2−10 第10の実施の形態>
<2−11 第11の実施の形態>
<2−12 第12の実施の形態>
[3.液晶表示装置への適用例]
<3−1 第13の実施の形態>
<3−2 第14の実施の形態>
<3−3 第15の実施の形態>
[4.変形例]
[1.有機EL表示装置の構成]

第1〜第12の実施の形態として、有機EL表示装置の例を説明するが、これらの実施の形態の有機EL表示装置の基本的な構成を図1に示す。なお、実施の形態によっては、全体構成が図1とは異なる場合があるが、異なる点についてはその都度説明する。
この有機EL表示装置は、有機EL素子を発光素子とし、アクティブマトリクス方式で発光駆動を行う画素回路10を含むものである。
図示のように、有機EL表示装置は、多数の画素回路10が列方向と行方向(m行×n列)にマトリクス状に配列された画素アレイ20を有する。なお、画素回路10のそれぞれは、R(赤)、G(緑)、B(青)のいずれかの発光画素となり、各色の画素回路10が所定規則で配列されてカラー表示装置が構成される。
各画素回路10を発光駆動するための構成として、水平セレクタ11、第1ライトスキャナ12、第2ライトスキャナ13を備える。
また水平セレクタ11により選択され、表示データとしての輝度信号の信号値(階調値)に応じた電圧を画素回路10に供給する信号線DTL1、DTL2・・・が、画素アレイ上で列方向に配されている。信号線DTL1、DTL2・・・は、画素アレイ20においてマトリクス配置された画素回路10の列数分だけ配される。
また画素アレイ20上において、行方向に第1の書込制御線WSL1(WSL1−1,WSL1−2・・・)、第2の書込制御線WSL2(WSL2−1,WSL2−2・・・)が配されている。これらの第1,第2の書込制御線WSL1、WSL2は、それぞれ、画素アレイ20においてマトリクス配置された画素回路10の行数分だけ配される。
書込制御線WSL1(WSL1−1,WSL1−2・・・)は第1ライトスキャナ12により駆動される。第1ライトスキャナ12は、設定された所定のタイミングで、行状に配設された各書込制御線WSL1−1,WSL1−2・・・に順次、走査パルスWS1(WS1−1,WS1−2・・・)を供給して、画素回路10を行単位で線順次走査する。
書込制御線WSL2(WSL2−1,WSL2−2・・・)は第2ライトスキャナ13により駆動される。第2ライトスキャナ13は、設定された所定のタイミングで、行状に配設された各書込制御線WSL2−1,WSL2−2・・・に順次、走査パルスWS2(WS2−1,WS2−2・・・)を供給して、画素回路10を行単位で線順次走査する。
なお第1,第2ライトスキャナ12,13は、クロックck及びスタートパルスspに基づいて、走査パルスWS1、WS1のタイミングを設定する。
水平セレクタ11は、第1,第2ライトスキャナ12,13による線順次走査に合わせて、列方向に配された信号線DTL1、DTL2・・・に対して、画素回路10に対する入力信号としての信号値電位を供給する。
ここで、水平セレクタ11は1水平期間に信号値Vsig1,Vsig2を出力する。
水平セレクタ11には、各信号線DTL1,DTL2・・・を駆動する信号ドライバを備えるが、その信号ドライバは、信号値Vsigとしての最大電圧値から最小電圧値までを階調数で分けた電圧値を出力する。最大電圧値とは、白表示(最も高輝度の表示)を画素回路10に実行させる際の電圧値であり、最小電圧値とは、黒表示(最も低輝度の表示)を実行させる際の電圧値である。
そして信号ドライバの出力可能な階調数は、64階調、128階調、256階調などに設計され、最大電圧値から最小電圧値までの電圧範囲も所定に設計されている。
各階調毎の信号値電圧の差は、最大電圧値から最小電圧値までの電圧範囲を階調数で割ったものとなる。
従来では、信号ドライバの出力階調数が、そのまま表示階調となる。
階調数を多くして、高い色再現性を実現するには、高性能な信号ドライバを採用して、出力階調数を多くする必要があった。また、1階調分の電圧差が小さくなると、信号ドライバのバラツキの悪影響が出やすいため、最大電圧値から最小電圧値までの電圧範囲を広くする必要もあった。
本実施の形態では、信号ドライバの出力階調数を多くしたり、電圧範囲は広げることなく、より多くの階調の表示を実現する。
このため、水平セレクタの各信号線DTLに対する信号ドライバは、それぞれx階調(例えば256階調等)としたままで、1水平期間に信号値Vsig1,Vsig2を出力するようにする。信号値Vsig1,Vsig2はともに、x階調におけるいずれかの電圧値である。
そして、画素回路10側で、信号値Vsig1,Vsig2を合成する。例えば画素回路10は、1水平期間内に入力される信号値Vsig1,Vsig2の差分と、画素回路10内に存在する容量の比により、信号値Vsig1,Vsig2を合成して表示用信号値を生成する。そして、その表示用信号値に応じて発光動作を行う。
つまり、2つの信号値Vsig1,Vsig2の組合せにより、(x階調×(x−1)階調)分の階調数の階調表示ができるようにするものである。例えば信号ドライバの出力階調数が64階調であるとしたら、64×63=4032階調の表示ができる。
なお、実施の形態においては、水平セレクタ11が本発明請求項でいう信号線駆動部に相当する。
また第1ライトスキャナ12,第2ライトスキャナ13、更には後述する実施の形態で述べるドライブスキャナ14、制御スキャナ20〜25,30〜35は、それぞれ請求項でいう走査線駆動部の要素となる。
また信号線DTLが請求項でいう信号線に相当する。
また書込制御線WSL1、WSL2、及び後述する実施の形態で述べる電源制御線DSL、制御線L20〜L25,L30〜L35は、それぞれ請求項でいう走査線に相当する。
[2.画素回路及び動作]
<2−1 第1の実施の形態>

以下、各実施の形態について説明していく。第1〜第6の実施の形態における画素回路10は、基本的には次の構成要素を有する。
まず自発光素子である有機EL素子1と、有機EL素子1に対して、表示用信号値に応じた電流印加を行う駆動トランジスタTdを備える。
また、一端が、駆動トランジスタTdのゲートノードへの表示用信号値の入力点とされる少なくとも1つの容量(例えば容量C2)を備える。
また容量C2の一端と信号線DTLの間に接続されるとともに、第1の走査線(書込制御線WSL1)の電位(走査パルスWS1)で導通制御される第1のスイッチ素子としてのサンプリングトランジスタTs1を備える。
また、容量C2の他端と信号線DTLの間に接続されるとともに、第2の走査線(書込制御線WSL2)の電位(走査パルスWS2)で導通制御される第2のスイッチ素子としてのサンプリングトランジスタTs2を有する。
そして走査線駆動部としての第1,第2ライトスキャナ12、13は、信号線DTLに信号値Vsig1が出力されているときに、第1,第2のスイッチ素子であるサンプリングトランジスタTs1、Ts2を導通させる。これにより容量C2の両端に、信号値Vsig1を入力する。さらに第1,第2ライトスキャナ12、13は、信号線DTLに信号値Vsig2が出力されているときに、第2のスイッチ素子であるサンプリングトランジスタTs2のみを導通させて、容量C2の他端に信号値Vsig2を入力する。これにより、駆動トランジスタTdのゲートノードへの入力点に、信号値Vsig1,Vsig2が合成された表示用信号値が得られるようにするものである。
第1の実施の形態について図2,図3により具体的に説明する。
図2に画素回路10の構成例を示している。この画素回路10が、図1の構成における画素回路10のようにマトリクス配置される。なお、図2では簡略化のため、信号線DTLと書込制御線WSL1,WSL2が交差する部分に配される1つの画素回路10のみを示している。
この画素回路10は、有機EL素子1と、2個の容量C1,C2と、サンプリングトランジスタTs1,Ts2と、駆動トランジスタTdとを有する。サンプリングトランジスタTs1,Ts2はnチャネル薄膜トランジスタ(TFT)とされ、駆動トランジスタTdはpチャネルTFTとされている。
画素回路10の発光素子は例えばダイオード構造の有機EL素子1とされ、アノードとカソードを備えている。有機EL素子1のカソードは所定の配線(カソード電位Vcat)に接続されている。
駆動トランジスタTdのドレイン・ソースは、有機EL素子1のアノードと電源Vccラインの間に接続されている。
容量C1,C2は、駆動トランジスタTdのゲートノードと電源Vccラインの間に直列接続されている。容量C1,C2の接続点をA点としている。
容量C1、C2の直列接続でゲート・ソース間電圧Vgsの保持容量を構成する。
サンプリングトランジスタTs1は、そのドレインとソースが、駆動トランジスタTdのゲートノードと信号線DTLの間に接続されている。またサンプリングトランジスタTs1のゲートは書込制御線WSL1に接続されている。
サンプリングトランジスタTs2は、そのドレインとソースが、A点と信号線DTLの間に接続されている。またサンプリングトランジスタTs2のゲートは書込制御線WSL2に接続されている。
有機EL素子1の発光駆動は次のようになる。
pチャネルTFTによる駆動トランジスタTdのソースは電源Vccに接続されており、常に飽和領域で動作するように設計されているので、駆動トランジスタTdは上述した(数1)に示した値を持つ定電流源となる。
有機EL素子1に流れる電流は、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧に応じた値となり、有機EL素子1はその電流値に応じた輝度で発光する。そして、後述するように表示用信号値が駆動トランジスタTdのゲートノードに書き込まれることにより、駆動トランジスタTdのゲート印加電圧を変化させ、これにより有機EL素子1に流れる電流値をコントロールして発色の階調を得る。つまり表示用信号値に応じた階調の発光がなされる。
ここで、表示用信号値とは、信号線DTLから1水平期間内に入力される信号値Vsig1,Vsig2を合成して得られるものである。
図3により動作を説明する。
図3では、第1,第2ライトスキャナ12、13によって書込制御線WSL1、WSL2に与えられる走査パルスWS1,WS2を示している。
またDTL入力信号として、水平セレクタ11が信号線DTLに与える信号値電圧を示している。図示のように水平セレクタ11は、1水平期間内に、1つの画素に対する信号値として、信号値Vsig1,Vsig2を順次、信号線DTLに出力する。
また、図3では駆動トランジスタTdのゲート電圧の変化と、ドレイン電圧(有機EL素子1のアノード電圧)の変化を実線で示し、点線で、A点の電圧変化を示している。
時点t1までは、前フレームの発光が行われている。発光時は、走査パルスWS1,WS2は共にLレベルで、サンプリングトランジスタTs1、Ts2はオフとされている。駆動トランジスタTdは、ゲート・ソース間電圧Vgsに応じて上述の(数1)に示す電流をEL素子に流している。
今回のフレームの発光のための動作が時点t1から行われる。
水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig1という電位を供給している期間として、時点t1に走査パルスWS1,WS2は共にHレベルとされ、サンプリングトランジスタTs1、Ts2をオンとする。
これにより駆動トランジスタTdのゲートに信号値Vsig1という電位が書き込まれる。駆動トランジスタTdのゲート電位がVsig1となることで、ゲート・ソース間電圧Vgsの値に変化が生じ、有機EL素子1のアノード電位は図示するように電位Vxととなる。
なお、サンプリングトランジスタTs2もオンのため、A点についても信号値Vsig1が書き込まれている。つまり容量C2の両端が信号値Vsig1となる。
次に、時点t2で走査パルスWS1をLレベルとしてサンプリングトランジスタTs1のみをオフとし、サンプリングトランジスタTs2はオン状態を継続させる。
なおサンプリングトランジスタTs2についてはオン状態を継続させるのではなくてもよい。即ち時点t2でサンプリングトランジスタTs1、Ts2を同時にオフし、時点t3に信号線電位が信号値Vsig2となってから、サンプリングトランジスタTs2のみをオンしてもよい。
いずれにしても、時点t3で信号線電位が信号値Vsig2となった後、サンプリングトランジスタTs2のみがオンするようにする。
時点t3で、水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig2を出力すると、サンプリングトランジスタTs2のみがオンであるため、A点に信号値Vsig2が書き込まれ、A点の電位はVsig1からVsig2へと変化する。そして、その変動量が容量C2を介して、駆動トランジスタTdのゲートに入力される。
この時の駆動トランジスタTdのゲートの電圧変化分(ΔV)は、次の(数2)で示される値となる。
Figure 0005310244

ここで「Cg」は駆動トランジスタTdのゲートから見える容量として、ゲートと固定電位間の容量のうち、容量C2以外の全容量としている(図2に破線で示す)。
(数2)から分かるように、電圧変化分ΔVは、容量C2、Cg、及び信号値Vsig1,Vsig2の差分から構成されており、このときの駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電位はVsig1+ΔVとなる。
この動作によりゲート・ソース間電圧Vgsが再び変化するので、有機EL素子1のアノード電位は再び変化し、一定時間経過後に電位Vyとなる。そして時点t4で走査パルスWS2をLレベルとしてサンプリングトランジスタTs2をオフし、信号書き込みを終了する。
以降、駆動トランジスタTdは、この場合のゲート・ソース間電圧Vgs=Vsig1+ΔVに応じて上述の(数1)に示す電流をEL素子に流し、有機EL素子1は、Vsig1+ΔVに応じた階調の発光を行うことになる。
ここで有機EL素子1の発光時における駆動トランジスタTdのゲート電位について考える。前述の通り発光時の駆動トランジスタTdのゲート電位はVsig1+ΔVとなり、Vsig1<Vsig1+ΔV<Vsig2となっている。
つまりVsig1とVsig2という信号電圧を合成して新たな表示用信号値(Vsig1+ΔV)を画素内の駆動で作成したと言うことができる。
換言すれば水平セレクタ11内の信号ドライバの出力数を増やさずに、階調を増やすことができるということである。
例えば図4に信号値と階調(発光輝度)の関係を示している。
信号値として出力される1階調の電圧幅がVwであるとする。水平セレクタ11は、信号値Vsig1,Vsig2として、この電圧幅Vwで設定された電圧値Va,Vb,Vc・・・を出力する。
単に信号値自体で階調が決まるとすると、信号値Vsig=Vaのときは階調La、信号値Vsig=Vbのときは階調Lbというようになる。
ところが本例の場合は、信号値Vsig2、Vsig1の値の組合せによりΔVの値が決められることで、信号値の1段階で表現される1階調内を、より細かな階調に細分化できる。図に例示するように、信号値Vsig2、Vsig1の値の組合せでΔVの値をΔV1,ΔV2,ΔV3等とコントロールすることで、階調La,Lbの間を細分化した階調Lab1,Lab2,Lab3等の階調表現が可能となる。
このように、水平セレクタ11の信号ドライバの出力階調数を越えた、より多階調の表示階調表現が可能となる。
また、ΔVの値は、信号値Vsig2、Vsig1の差分について容量C2、Cgの比を乗算して決定されるため、細分化された1階調分の電圧が小さくなっても、比較的大きな信号値Vsig2、Vsig1の値で1階調分の電圧を表現することが可能となる。
なお、ΔV=0とする場合もある。例えば図4の例で階調La,Lb等を表示させたい場合である。この場合は、信号値Vsig1=Vsig2とすればよい。
例えば階調Laの発光を行わせる際には、水平セレクタ11は、信号値Vsig1=Vsig2=Vaとすればよいことになる。このことは、後述する各実施の形態についても同様である。
以上のように本例では、容量カップリングを用いて階調を反映した信号電圧を画素内で作り出すため、少ない信号値の階調数で多くの階調を表現でき、信号ドライバの低コスト化が可能となり、高い色再現性も実現できる。
また、比較的大きなVsig2、Vsig1の値で1階調分の電圧を表現することが可能であるので、階調数が増加しても最大信号電圧を高くする必要がなく、信号ドライバの低コスト化が実現できる。
<2−2 第2の実施の形態>

第2の実施の形態の画素回路10を図5に示す。
この場合、容量C2の一端は駆動トランジスタTdのゲートノードに接続され、他端はサンプリングトランジスタTs2に接続される。
容量C1は、一端が駆動トランジスタTdのゲートノードに接続され、他端は電源Vccラインに接続されている。
即ち、上記第1の実施の形態では、容量C1、C2の直列接続で保持容量を構成していたのに対して、この第2の実施の形態では、ゲート・ソース間電圧Vgsの保持容量は容量C1のみで構成している点が異なっている。
この画素回路10の基本的な駆動方式は、図3で述べたものと同じである。即ち時点t1〜t2において、サンプリングトランジスタTs1、Ts2をオンとする。これによって駆動トランジスタTdのゲートと図5中のA点に信号電圧Vsig1を入力する。つまり容量C2の両端が信号値Vsig1となる。
その後、第1ライトスキャナ12は時点t2でサンプリングトランジスタTs1をオフし、水平セレクタ11は時点t3で信号線電位をVsig1からVsig2へ変化させる。
そして時点t3〜t4では、サンプリングトランジスタTs2のみがオンであるため、A点に信号値Vsig2が入力される。
そのA点の電圧変化が容量C2を介して駆動トランジスタTdのゲートに入力される。
ゲート電圧はVsig1+ΔVとなる。
この場合のゲート電圧の変化量ΔVは、次の(数3)で表される。
Figure 0005310244

この場合の「Cg」は駆動トランジスタTdのゲートと固定電位間の容量のうち、容量C1,C2を除いたものとしている。
その後、駆動トランジスタTdは、この場合のゲート・ソース間電圧Vgs=Vsig1+ΔVに応じて上述の(数1)に示す電流をEL素子に流し、有機EL素子1は、Vsig1+ΔVに応じた階調の発光を行う。
この例でも第1の実施の形態と同様の効果が得られる。
また、この第2の実施の形態の例は、第1の実施の形態に比較してΔVの値が容量C1、C2、Cgで決定されるため、小さな電圧を表現しやすいという利点がある。またサンプリングトランジスタTs1、Ts2のリーク電流によって駆動トランジスタTdのゲート電位が変動しにくいという利点がある。
<2−3 第3の実施の形態>

第3の実施の形態を図6,図7で説明する。
これは閾値補正機能を有する画素回路に本発明を適用した場合の一例である。
この画素回路10は、有機EL素子1、駆動トランジスタTd、サンプリングトランジスタTs1、Ts2、容量C1,C2による図2の構成に加えて、nチャネルTFTによるスイッチングトランジスタT20,T21,T22、及び容量C3を設けている。
また走査線駆動部として、第1,第2ライトスキャナ12、13に加えて制御スキャナ20,21,22を設けている。
pチャネルTFTによる駆動トランジスタTdのドレイン・ソースは、スイッチングトランジスタT22を介して、有機EL素子1のアノードと電源Vccラインの間に接続されている。
容量C1,C2は、容量C3を介して駆動トランジスタTdのゲートノードと電源Vccラインの間に直列接続されている。
サンプリングトランジスタTs1は、そのドレインとソースが、容量C3と信号線DTLの間に接続されている。
サンプリングトランジスタTs2は、そのドレインとソースが、容量C1,C2の接続点であるA点と、信号線DTLの間に接続されている。
制御スキャナ20は、制御線L20に制御パルスP20を与える。制御スキャナ21は、制御線L21に制御パルスP21を与える。制御スキャナ22は、制御線L22に制御パルスP22を与える。なお、制御線L20、L21、L22は、図1の書込制御線WSL1、WSL2と同様に、画素アレイ20においてマトリクス配置された画素回路10の行数分だけ配される。
また第1,第2ライトスキャナ12,13、制御スキャナ20,21,22は、クロックck及びスタートパルスspに基づいて、走査パルスWS1、WS2、制御パルスP20,P21,P22のタイミングを設定する。
スイッチングトランジスタT20は、そのドレイン・ソースが、容量C2の一端であって駆動トランジスタTdのゲートノードへの信号値入力点(B点)と、固定の基準電位Vofsの間に接続される。このスイッチングトランジスタT20のゲートは制御線L20に接続され、従ってスイッチングトランジスタT20は制御スキャナ20からの制御パルスP20によって導通制御される。
スイッチングトランジスタT21は、そのドレイン・ソースが、駆動トランジスタTdのゲート・ドレイン間に接続されている。このスイッチングトランジスタT21のゲートは制御線L21に接続され、従ってスイッチングトランジスタT21は制御スキャナ21からの制御パルスP21によって導通制御される。
スイッチングトランジスタT22は、そのドレイン・ソースが、駆動トランジスタTdと有機EL素子1のアノード間に接続されている。このスイッチングトランジスタT22のゲートは制御線L22に接続され、従ってスイッチングトランジスタT22は制御スキャナ22からの制御パルスP22によって導通制御される。
図7に、この画素回路10に対する駆動波形を示す。ここでは、制御パルスP20,P21,P22、走査パルスWS1,WS2、及びDTL入力信号を示している。
時点t10までは前フレームの発光が行われている。そして時点t10〜t18までの非発光期間において、時点t18以降の今回のフレームの発光のための動作が行われる。
時点t10までの発光期間では、スイッチングトランジスタT22がオンとされており、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧に応じた電流が有機EL素子1に流されている。
時点t10で、制御スキャナ22が制御パルスP22をLレベルとし、スイッチングトランジスタT22をオフとする。これにより有機EL素子1への電流が止められ、消光される。
時点t11で、制御パルスP22がHレベルとされて、スイッチングトランジスタT22がオンとなり、また時点t12で制御スキャナ20,21により制御パルスP20、P21がHレベルとされて、スイッチングトランジスタT20、T21がオンとされる。そして時点t12〜t13で、閾値補正準備が行われる。
この期間では、スイッチングトランジスタT20、T21,T22はそれぞれオン状態であり、容量C2,C3の中点電位(B点)が基準電圧Vofsに収束するように急上昇する。
一方、容量C3の電荷はスイッチングトランジスタT21,T22を通じて引き出され、有機EL素子1のアノード電位まで急低下する。すなわち、容量C3の両極間電圧は拡大する。この動作が容量C3の保持電圧をリセットする動作となる。
次に時点t13で制御パルスP22がLレベルとなり、スイッチングトランジスタT22がオフする。そして時点t13〜t14で閾値補正が行われる。
即ち、オン状態にある駆動トランジスタTdのドレイン電流がスイッチングトランジスタT21を通じて容量C3に流れ込む。これに伴い容量C3の保持電圧が小さくなる。
但し、容量C2,C3の中点電位(B点)は基準電圧Vofsのままである。一方、駆動トランジスタTdのゲート電圧は、容量C3の保持電圧の低下に伴って上昇する。
その後、ゲート電圧と電源電位Vccとの電位差が駆動トランジスタTdの閾値電圧Vthまで上昇すると、駆動トランジスタTdに流れる電流は非常に小さくなる。これに伴い、ゲート電圧の上昇もほとんど停止状態となる。
結果的に、容量C3には、電流駆動素子として機能する駆動トランジスタTdに固有の閾値電圧Vthの補正に必要な電圧が格納される。
時点t14では、制御パルスP20、P21がLレベルとなり、スイッチングトランジスタT20、T21がオフして閾値補正が終了される。
時点t15から信号値書込が行われる。
水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig1を供給している時点t15で、走査パルスWS1,WS2がHレベルとされ、サンプリングトランジスタTs1、Ts2がオンとされる。
これにより、図中、A点、B点に信号値Vsig1が書き込まれる。
そして時点t16では、走査パルスWS1がLレベルとなり、サンプリングトランジスタTs1がオフで、サンプリングトランジスタTs2のみがオンを継続する。そして水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig2を供給することで、図6のA点に信号値Vsig2が入力される。A点の電位がVsig1からVsig2へと変化することで、その変動量が容量C2を介して、B点に入力される。なお容量C3には、閾値補正動作による電圧が保持されている。
結局、この場合、表示用信号値(Vsig1+ΔV)としてのΔVは、
Figure 0005310244

のようになる。なお、この場合の「Cg」は、駆動トランジスタTdのゲートと固定電位間の容量のうち、容量C3を除いたものとしている。
その後、時点t17で走査パルスWS2がLレベルとされてサンプリングトランジスタTs2もオフとされ、時点t18で制御パルスP22によってスイッチングトランジスタT22がオンとされることで有機EL素子1の発光が開始される。
この場合、駆動トランジスタTdは、この場合のゲート・ソース間電圧Vgs=Vsig1+ΔVに応じて上述の(数1)に示す電流をEL素子に流し、有機EL素子1は、表示用信号値Vsig1+ΔVに応じた階調の発光を行う。また、容量C3に保持された閾値電圧Vthを基準として表示用信号値Vsig1+ΔVが与えられることになるため、画素毎の駆動トランジスタTdの閾値電圧Vthのバラツキの影響をキャンセルした発光動作が行われることになる。
この第3の実施の形態においても、第1,第2の実施の形態と同様、階調数を増加させることができ、低コストで高い色再現性を実現できる。
又この場合、閾値補正動作により、閾値電圧Vthのバラツキの影響を受けない表示動作が実現できる。
なお、この第3の実施の形態の変形例として、容量C1とC2の接続点に、閾値電圧Vth保持用の容量C3を接続しても良い。即ち、図5に示した第2の実施の形態に準じた回路構成も可能である。
さらに、容量C3を2つの容量の直列接続で構成し、その一方(ゲートから遠い側の容量)に、上記例の容量C2の機能を持たせるようにしても良い。
また、図6では制御スキャナ20,21を別体のスキャナとしているが、1つのスキャナを共用することもできる。例えば1つの制御スキャナ20及び制御線L20で、スイッチングトランジスタT20,T21の導通制御を行うようにしても良い。
<2−4 第4の実施の形態>

第4の実施の形態を図8〜図11を用いて説明する。
これは、駆動トランジスタTdとしてnチャネルTFTを用いるとともに、閾値補正を行う場合の例である。
この画素回路10は、有機EL素子1、駆動トランジスタTd、サンプリングトランジスタTs1、Ts2、容量C1,C2、スイッチングトランジスタT23,T24,T25を備えている。駆動トランジスタTd、サンプリングトランジスタTs1、Ts2、スイッチングトランジスタT23,T24はnチャネルTFTとされ、スイッチングトランジスタT25はpチャネルTFTとされている。なお容量Celは有機EL素子1の寄生容量を示す。
また走査線駆動部として、第1,第2ライトスキャナ12、13に加えて制御スキャナ23,24,25を設けている。
nチャネルTFTによる駆動トランジスタTdのソースは有機EL素子1のアノードに接続され、ドレインはスイッチングトランジスタT25を介して電源Vccラインに接続されている。
容量C1,C2は、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間に直列接続されている。
サンプリングトランジスタTs1は、そのドレインとソースが、駆動トランジスタTdのゲートと信号線DTLの間に接続されている。
サンプリングトランジスタTs2は、そのドレインとソースが、容量C1,C2の接続点であるA点と、信号線DTLの間に接続されている。
制御スキャナ23は、制御線L23に制御パルスP23を与える。制御スキャナ24は、制御線L24に制御パルスP24を与える。制御スキャナ25は、制御線L25に制御パルスP25を与える。なお、制御線L23、L24、L25は、図1の書込制御線WSL1、WSL2と同様に、画素アレイ20においてマトリクス配置された画素回路10の行数分だけ配される。
また第1,第2ライトスキャナ12,13、制御スキャナ23,24,25は、クロックck及びスタートパルスspに基づいて、走査パルスWS1、WS2、制御パルスP23,P24,P25のタイミングを設定する。
スイッチングトランジスタT23は、そのドレイン・ソースが、駆動トランジスタTdのゲートと、固定の基準電位Vofsの間に接続される。このスイッチングトランジスタT23のゲートは制御線L23に接続され、従ってスイッチングトランジスタT23は制御スキャナ23からの制御パルスP23によって導通制御される。
スイッチングトランジスタT24は、そのドレイン・ソースが、駆動トランジスタTdのソースと固定の固定電位Vssの間に接続される。このスイッチングトランジスタT24のゲートは制御線L24に接続され、従ってスイッチングトランジスタT24は制御スキャナ24からの制御パルスP24によって導通制御される。
スイッチングトランジスタT25は、そのドレイン・ソースが、駆動トランジスタTdと電源電位Vccの間に接続されている。このスイッチングトランジスタT25のゲートは制御線L25に接続され、従ってスイッチングトランジスタT25は制御スキャナ25からの制御パルスP25によって導通制御される。
図9に、この画素回路10に対する駆動波形を示す。ここでは、制御パルスP23,P24,P25、走査パルスWS1,WS2、及びDTL入力信号を示している。
時点t20までは前フレームの発光が行われている。そして時点t20〜t29までの非発光期間において、時点t29以降の今回のフレームの発光のための動作が行われる。
時点t20までの発光期間では、制御パルスP25がLレベルでpチャネルのスイッチングトランジスタT25がオンとされており、駆動トランジスタTdに電圧Vccが印加されている状態である。スイッチングトランジスタT23,T24及びサンプリングトランジスタTs1、Ts2はオフである。
このため駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧に応じた電流が有機EL素子1に流されて発光している。
時点t20で、制御スキャナ25が制御パルスP25をHレベルとし、スイッチングトランジスタT25をオフとする。これにより有機EL素子1への電流が止められ、消光される。
時点t21で、制御パルスP24がHレベルとされて、スイッチングトランジスタT24がオンとなり、また時点t22で制御スキャナ23により制御パルスP23がHレベルとされて、スイッチングトランジスタT23がオンとされる。そして時点t22〜t23で、閾値補正準備が行われる。
即ち、スイッチングトランジスタT24がオンされることで、駆動トランジスタTdのソース電位(有機EL素子1のアノード電位)が固定電位Vssまで下がる。またスイッチングトランジスタT23がオンされることで駆動トランジスタTdのゲート電位が基準電位Vofsまで下がる。その後、時点t23でスイッチングトランジスタT24がオフとされる。なお、Vss<Vofs−Vthと設定されている。
時点t24で、制御パルスP25がLレベルとされ、スイッチングトランジスタT25がオンとされて閾値補正が開始される。
Vss<Vofs−Vthと設定されていることで、駆動トランジスタTdはオン状態となっている。このとき駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧Vgsは、Vofs−Vssという値をとり、それに応じた電流が流れることになる。
ここで、有機EL素子1の等価回路は図のようにダイオードと容量で表される。アノード電位Vel≦Vcat+Vthel(有機EL素子1の閾値電圧)である限り、つまり有機EL素子1のリーク電流が駆動トランジスタTdに流れる電流よりもかなり小さい限り、駆動トランジスタTdの電流は容量C2、Celを充電するために使われる。
このときスイッチングトランジスタT24はオフであって、駆動トランジスタTdのドレイン電流の電流路が遮断される為、有機EL素子1にかかる電圧Velは時間と共に上昇してゆく。
一定時間経過後、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧Vgsは閾値電圧Vthをとる。このとき有機EL素子1にかかる電圧Vel=Vofs−Vth≦Vcat+Vthelとなっている。
そしてゲート・ソース間に表れた電位差である駆動トランジスタTdの閾値電圧Vthは容量C1、C2に保持されることになる。
時点t25では、スイッチングトランジスタT25がオフとされる。これによってドレイン電流が流れなくなり、閾値補正動作が終了される。その後、スイッチングトランジスタT23もオフとされる。
時点t26から信号値書込が行われる。
水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig1を供給している時点t26で、走査パルスWS1,WS2がHレベルとされ、サンプリングトランジスタTs1、Ts2がオンとされる。このときの等価回路を図10(a)に示す。図のように、駆動トランジスタTdのゲート及びA点に信号値Vsig1が書き込まれる。
そして時点t27では、走査パルスWS1がLレベルとなり、サンプリングトランジスタTs1がオフで、サンプリングトランジスタTs2のみがオンを継続する。等価回路を図10(b)に示す。
このときに水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig2を供給することで、図10(b)のA点に信号値Vsig2が入力される。A点の電位がVsig1からVsig2へと変化することで、容量C1、C2を介して駆動トランジスタTdのゲートにΔVという電圧が入力される。
この場合、表示用信号値(Vsig1+ΔV)としてのΔVは、
Figure 0005310244
のようになる。なお、この場合の「Cg」は、駆動トランジスタTdのゲートとソース電位間の容量のうち、容量C1,C2の系を除いたものである。また「Cd」は、駆動トランジスタTdと固定電源Vcc間の容量を表している。
その後、時点t28で走査パルスWS2がLレベルとされてサンプリングトランジスタTs2もオフとされる。
そして時点t29で制御パルスP25によってスイッチングトランジスタT25がオンとされることで有機EL素子1の発光が開始される。
この場合、駆動トランジスタTdは、この場合のゲート・ソース間電圧Vgs=Vsig1+ΔVに応じて上述の(数1)に示す電流をEL素子に流し、有機EL素子1は、表示用信号値Vsig1+ΔVに応じた階調の発光を行う。また、ゲート・ソース間に保持された閾値電圧Vthを基準として表示用信号値Vsig1+ΔVが与えられることになるため、画素毎の駆動トランジスタTdの閾値電圧Vthのバラツキの影響をキャンセルした発光動作が行われることになる。
この第4の実施の形態においても、第1〜第3の実施の形態と同様、階調数を増加させることができ、低コストで高い色再現性を実現できる。
又この場合、閾値補正動作により、閾値電圧Vthのバラツキの影響を受けない表示動作が実現できる。
なお、この第4の実施の形態の変形例として、容量C1とC2の接続点に、駆動トランジスタTdのゲートを接続しても良い。即ち、図5に示した第2の実施の形態に準じた回路構成も可能である。
また、駆動方式の変形例として、図11のような移動度補正を加えた動作も考えられる。図11において、時点t27までは図9と同様である。
この場合、時点t27からサンプリングトランジスタTs2のみがオンとされて信号値Vsig2を書き込んでいるときに、時点t27−2として、制御パルスP25をLレベルとし、スイッチングトランジスタT25をオンとする。これによって電源Vccから電流を流し、駆動トランジスタTdのソース電圧を上昇させ、移動度補正を行っている。
このような移動度補正を加えることで、画素毎の駆動トランジスタTdの移動度のバラツキによる影響も排除した表示を行うことができる。
そして、閾値補正機能、移動度補正機能を有する画素回路においても少ない信号階調数で多くの階調を表現できるため、信号ドライバの低コスト化が可能となり、高い色再現性も実現できる。
なお、図11ではサンプリングトランジスタTs2をオンとして信号値Vsig2を入力しているときに、スイッチングトランジスタT25をオンとして移動度補正動作を行っているが他の方式もある。
例えばサンプリングトランジスタTs1、Ts2をオンとして信号値Vsig1を入力しているときのみに、スイッチングトランジスタT25をオンとして移動度補正を行ってもよい。
また、信号値Vsig1を入力しているときと、信号値Vsig2を入力しているときのそれぞれにスイッチングトランジスタT25をオンとして移動度補正を行ってもよい。
<2−5 第5の実施の形態>

第5の実施の形態を図12,図13で説明する。
この画素回路10は、nチャネルTFTによる駆動トランジスタTd、サンプリングトランジスタTs1、Ts2と、容量C1,C2と、有機EL素子1を備えている。
この場合、水平セレクタ11は信号線DTLに、1水平期間に、信号値Vsig1、Vsig2を出力すると共に、基準電位Vofsを出力するものとされる。
また走査線駆動部として、第1,第2ライトスキャナ12、13に加えてドライブスキャナ14が設けられる。
ドライブスキャナ14は電源制御線DSLを駆動する。なお電源制御線DSLは、図1の書込制御線WSL1、WSL2と同様に、画素アレイ20においてマトリクス配置された画素回路10の行数分だけ配される。
ドライブスキャナ14は、第1,第2ライトスキャナ12,13による線順次走査に合わせて、行状に配設された各電源制御線DSLに駆動電位(Vcc)、初期電位(Vss)の2値に切り替わる電源電圧としての電源パルスDSを供給する。
なお第1,第2ライトスキャナ12,13、ドライブスキャナ14は、クロックck及びスタートパルスspに基づいて、走査パルスWS1、WS2、電源パルスDSのタイミングを設定する。
nチャネルTFTによる駆動トランジスタTdのソースは有機EL素子1のアノードに接続され、ドレインは電源制御線DSLに接続されている。
容量C1,C2は、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間に直列接続されている。
サンプリングトランジスタTs1は、そのドレインとソースが、駆動トランジスタTdのゲートと信号線DTLの間に接続されている。
サンプリングトランジスタTs2は、そのドレインとソースが、容量C1,C2の接続点であるA点と、信号線DTLの間に接続されている。
図13に、この画素回路10に対する駆動波形を示す。ここでは、電源パルスDS、走査パルスWS1,WS2、及びDTL入力信号を示している。
まず水平セレクタ11は信号線DTLに対し、図のDTL入力信号として示すように、1水平期間において基準電位Vofs、信号値Vsig1、Vsig2を順次出力するものとされる。
時点t30までは前フレームの発光が行われている。そして時点t30〜t36までの非発光期間において、時点t36以降の今回のフレームの発光のための動作が行われる。
時点t30までの発光期間では、電源パルスDS=駆動電圧Vccとされ、またサンプリングトランジスタTs1、Ts2はオフである。
このため駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧に応じた電流が有機EL素子1に流されて発光している。
前フレームの発光期間を終了させる時点t30では、ドライブスキャナ14が電源制御線DSLへの駆動電圧Vccの供給を止め、初期電圧Vssとする。これによって有機EL素子1の発光が停止される。このとき駆動トランジスタTdのソース電位は初期化される。
次に、水平セレクタ11により信号線DTLに基準電位Vofsが与えられている期間である時点t31で閾値補正準備として、走査パルスWS1,WS2がHレベルとされてサンプリングトランジスタTs1,Ts2を導通させる。このとき、駆動トランジスタTdのゲート電位が基準値Vofsに固定されることになる。またソース電圧=Vssに固定されているため、ゲート・ソース間電圧Vgs=Vofs−Vssとなる。
時点t32で電源パルスDS=駆動電圧Vccとされて閾値補正が開始される。
このとき、ソース電圧が上昇し、ゲート・ソース間電圧Vgs=閾値電圧Vthとなる。その後、時点t33で走査パルスWSをLレベルとし、閾値補正を終了する。
そして時点t34から、信号値の書込及び移動度補正が行われる。
水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig1を供給している時点t34で、走査パルスWS1,WS2がHレベルとされ、サンプリングトランジスタTs1、Ts2がオンとされる。従って駆動トランジスタTdのゲート及び図12のA点に信号値Vsig1が書き込まれる。
そして時点t35では、走査パルスWS1がLレベルとなり、サンプリングトランジスタTs1がオフで、サンプリングトランジスタTs2のみがオンを継続する。
この状態で水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig2を供給することで、A点に信号値Vsig2が入力される。A点の電位がVsig1からVsig2へと変化することで、容量C1、C2を介して駆動トランジスタTdのゲートにΔVという電圧が入力される。
つまりこの場合も、表示用信号値(Vsig1+ΔV)が形成される。
なお、この信号値書込の際に、駆動電圧Vccが与えられており、駆動トランジスタTdが電流を流すことでソース電圧を上昇させ、移動度補正も行なわれている。
その後、時点t36で走査パルスWS2がLレベルとされてサンプリングトランジスタTs2もオフとされ、これ以降、有機EL素子1の発光が行われる。即ち有機EL素子1には、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧に応じた電流が流され、表示用信号値Vsig+ΔVに応じた階調の発光を行う。
この第5の実施の形態においても、第1〜第4の実施の形態と同様、階調数を増加させることができ、低コストで高い色再現性を実現できる。
又この場合、閾値補正動作、移動度補正動作により、閾値電圧Vthや移動度のバラツキの影響を受けない表示動作が実現できる。
また、図12の画素回路構成は、駆動トランジスタTd及びサンプリングトランジスタTs1、Ts2の全てがnチャネル型のTFTにより構成される。このためTFT作成において従来のアモルファスシリコン(a−Si)プロセスを用いることが可能になり、TFT基板の低コスト化や大画面化という点で有利となる。
<2−6 第6の実施の形態>

第6の実施の形態の画素回路10を図14に示す。
これは、上記第5の実施の形態の回路構成を、図5に示した第2の実施の形態と同様の考え方で変形したものである。
即ち駆動トランジスタTdのゲートを容量C1,C2の接続点と接続する。容量C1は駆動トランジスタTdのゲート・ソース間に接続される。
サンプリングトランジスタTs1は、そのドレインとソースが、駆動トランジスタTdのゲートと信号線DTLの間に接続されている。
サンプリングトランジスタTs2は、そのドレインとソースが、容量C2と信号線DTLの間に接続されている。
この場合の画素回路10の駆動波形は図13と同様とすればよい。信号書込の際には、水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig1を供給している時点t34で、走査パルスWS1,WS2がHレベルとされ、サンプリングトランジスタTs1、Ts2がオンとされる。従って駆動トランジスタTdのゲート及び図14のA点に信号値Vsig1が書き込まれる。
そして時点t35では、走査パルスWS1がLレベルとなり、サンプリングトランジスタTs1がオフで、サンプリングトランジスタTs2のみがオンを継続する。
この状態で水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig2を供給することで、A点に信号値Vsig2が入力される。A点の電位がVsig1からVsig2へと変化することで、容量C2を介して駆動トランジスタTdのゲートにΔVという電圧が入力される。つまりこの場合も、表示用信号値(Vsig1+ΔV)がゲートノードに形成されることになる。
この第6の実施の形態でも、第5の実施の形態と同様の効果が得られる。
<2−7 第7の実施の形態>

続いて第7の実施の形態を説明する。
なお、以下説明していく第7〜第12の実施の形態における画素回路10は、基本的には次の構成要素を有する。
発光素子として有機EL素子1を有する。そして発光素子に対して、入力された表示用信号値に応じた電流印加を行う駆動トランジスタTdを備える。
また一端が信号線DTLに接続されるとともに、第1の走査線(書込制御線WSL1)の電位(走査パルスWS1)で導通制御される第1のスイッチ素子としてのサンプリングトランジスタTs1を備える。
また第1の容量として容量C1を備える。
また、一端が、駆動トランジスタTdのゲートノードへの表示用信号値の入力点となる第2の容量として容量C2を備える。
また、一端と他端が、それぞれ第1の容量(C1)の一端と、第2の容量(C2)の一端との間に接続された第2のスイッチ素子としてのサンプリングトランジスタTs2を備える。このサンプリングトランジスタTs2は、一端と他端の一方が第1のスイッチ素子(サンプリングトランジスタTs1)の他端と接続されているとともに、第2の走査線(書込制御線WSL2)の電位(走査パルスWS2)で導通制御される。
そして走査線駆動部である第1、第2ライトスキャナ12、13は、信号線DTLに信号値Vsig1が出力されているときに、サンプリングトランジスタTs1、Ts2を導通させ、第1の容量(C1)の一端と第2の容量(C2)の一端に、信号値Vsig1を入力する。
次に信号線DTLに信号値Vsig2が出力されているときに、サンプリングトランジスタTs1のみを導通させて、第1の容量(C1)の一端もしくは第2の容量(C2)の一端のいずれか一方に、信号値Vsig2を入力する。
その後、サンプリングトランジスタTs2のみを導通させて、第1の容量(C1)の一端と第2の容量(C2)の一端を接続することで、上記入力点に、信号値Vsig1,Vsig2が合成された表示用信号値が得られるようにする。
第7の実施の形態について図15,図16により具体的に説明する。
図15に画素回路10の構成例を示している。
この画素回路10は、有機EL素子1と、2個の容量C1,C2と、サンプリングトランジスタTs1,Ts2と、駆動トランジスタTdとを有する。サンプリングトランジスタTs1,Ts2はnチャネル薄膜トランジスタ(TFT)とされ、駆動トランジスタTdはpチャネルTFTとされている。
有機EL素子1のカソードは所定の配線(カソード電位Vcat)に接続されている。
駆動トランジスタTdのドレイン・ソースは、有機EL素子1のアノードと電源Vccラインの間に接続されている。
容量C2は、駆動トランジスタTdのゲートノードと電源Vccラインの間に接続されている。容量C2の一端をB点としている。
容量C1は、サンプリングトランジスタTs1、Ts2の接続点と電源Vccラインの間に接続されている。容量C1の一端をA点としている。
容量C2は駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧Vgsの保持容量を構成する。
サンプリングトランジスタTs1は、そのドレインとソースが、A点と信号線DTLの間に接続されている。このサンプリングトランジスタTs1のゲートは書込制御線WSL1に接続されている。
サンプリングトランジスタTs2は、そのドレインとソースが、A点とB点に接続されている。このサンプリングトランジスタTs2のゲートは書込制御線WSL2に接続されている。
図16により動作を説明する。
図16では、第1,第2ライトスキャナ12、13によって書込制御線WSL1、WSL2に与えられる走査パルスWS1,WS2を示している。
またDTL入力信号として、水平セレクタ11が信号線DTLに与える信号値電圧を示している。図示のように水平セレクタ11は、1水平期間内に、1つの画素に対する信号値として、信号値Vsig1,Vsig2を順次、信号線DTLに出力する。
また、駆動トランジスタTdのゲート電圧の変化と、ドレイン電圧(有機EL素子1のアノード電圧)の変化を実線で示し、点線で、A点の電圧変化を示している。
時点t41までは、前フレームの発光が行われている。発光時は、走査パルスWS1,WS2は共にLレベルで、サンプリングトランジスタTs1、Ts2はオフとされている。駆動トランジスタTdは、ゲート・ソース間電圧Vgsに応じて上述の(数1)に示す電流をEL素子に流している。
今回のフレームの発光のための動作が時点t41から行われる。
水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig1を供給している期間として、時点t41に走査パルスWS1,WS2は共にHレベルとされ、サンプリングトランジスタTs1、Ts2をオンとする。
これにより駆動トランジスタTdのゲート(B点)及びA点に信号値Vsig1という電位が書き込まれる。駆動トランジスタTdのゲート電位がVsig1となることで、ゲート・ソース間電圧Vgsの値に変化が生じ、有機EL素子1のアノード電位は図示するように電位Vxとなる。
次に、時点t42で走査パルスWS2をLレベルとしてサンプリングトランジスタTs2をオフとし、一方、サンプリングトランジスタTs1はオン状態を継続させる。
なお、サンプリングトランジスタTs1についてはオン状態を継続させなくてもよい。即ち時点t42でサンプリングトランジスタTs1、Ts2を同時にオフし、時点t43に信号線電位が信号値Vsig2となってから、サンプリングトランジスタTs1のみをオンするようにしてもよい。
いずれにしても、時点t43で信号線電位が信号値Vsig2となった後、サンプリングトランジスタTs1のみがオンの状態となるようにする。
時点t43で、水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig2を出力すると、サンプリングトランジスタTs1のみがオンであるため、A点に信号値Vsig2が書き込まれ、A点の電位はVsig1からVsig2へと変化する。
一定期間後の時点t44で、走査パルスWS1をLレベルとし、サンプリングトランジスタTs1をオフとする。
その後時点t45で、走査パルスWS2をHレベルとし、サンプリングトランジスタTs2をオンとする。A点とB点を接続しているサンプリングトランジスタTs2がオンとされることで、容量C1と容量C2が接続され容量結合される。
このときの駆動トランジスタTdのゲートの電圧変化分(ΔV)は、次の(数6)で示される値となる。
Figure 0005310244
ここで「Cg」は駆動トランジスタTdのゲートから見える容量C2以外の全容量としている(図7に点線で示す)。
(数6)から分かるように、電圧変化分ΔVはC1、C2、Cg、及び信号値Vsig1,Vsig2の差分から構成されており、このときの駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電位はVsig1+ΔVとなる。
この動作によりゲート・ソース間電圧Vgsが再び変化するので、有機EL素子1のアノード電位は再び変化し、一定時間経過後に電位Vyとなる。その後、走査パルスWS2をLレベルとしてサンプリングトランジスタTs2をオフし、信号書き込みを終了する。
以降、駆動トランジスタTdは、この場合のゲート・ソース間電圧Vgs=Vsig1+ΔVに応じて上述の(数1)に示す電流を有機EL素子1に流し、有機EL素子1は、Vsig1+ΔVに応じた階調の発光を行うことになる。
有機EL素子1の発光時における駆動トランジスタTdのゲート電位はVsig1+ΔVとなり、Vsig1<Vsig1+ΔV<Vsig2となっている。つまりVsig1とVsig2という信号電圧を用いて新たな信号電圧Vsig1+ΔVを画素内の駆動で作成したと言うことができる。即ちこの構成の場合も、信号ドライバの出力数を増やさずに階調を増やすことができるということである。
以上のように本例では、容量結合を用いて階調を反映した信号電圧を画素内で作り出すため、少ない信号値の階調数で多くの階調を表現でき、信号ドライバの低コスト化が可能となり、高い色再現性も実現できる。
また、ΔVの値は容量C1、C2とCgによって決定されるため、1階調分の電圧が小さくなっても比較的大きなVsig2、Vsig1の値で1階調分の電圧を表現することが可能となる。このため階調数が増加しても最大信号電圧を高くする必要がなく、信号ドライバの低コスト化が実現できる。
図17で、この第7の実施の形態の画素回路10についての、他の駆動方式の例を説明する。
この図17は、基本的な動作は上記図16と同様であるが、サンプリングトランジスタTs1、Ts2を制御する走査パルスWSを共通化するものである。
図のように、或る画素回路10に対し、時点t41〜t44に、サンプリングトランジスタTs1がオンとされるように走査パルス(PL2)が供給される。また時点t41〜t44にサンプリングトランジスタTs2がオンとされるように走査パルス(PL1)が供給される。さらに、時点t45以降でサンプリングトランジスタTs2がオンとされるように、走査パルス(PL2)が供給される。
この波形図からわかるように、サンプリングトランジスタTs1、Ts2に与えられる走査パルスは、1H期間ずれたものとなっている。
この場合、図18のように1つのライトスキャナ12が設けられればよい。ライトスキャナ12から導出される各書込制御線WSL−1、WSL−2・・・は、それぞれ2行の各画素回路10に対して配設されている。
例えば2行目の画素回路10−21、10−22、10−23・・・に注目すると、書込制御線WSL−2とWSL−3が導入されている。書込制御線WSL−2は、この画素回路10−21、10−22、10−23・・・におけるサンプリングトランジスタTs1のゲートに接続される。書込制御線WSL−1は、この画素回路10−21、10−22、10−23・・・におけるサンプリングトランジスタTs2のゲートに接続される。
例えば図17の動作波形が、2行目の画素回路10−21に対するものであるとすると、時点t41からサンプリングトランジスタTs1に与えられる走査パルスPL2は、その画素回路10の一段前の行の画素回路10−11における時点t46からサンプリングトランジスタTs2に与えられる走査パルスPL2と同じパルスである。
また画素回路10−21に対して時点t41からサンプリングトランジスタTs2に与えられる走査パルスPL1は、その画素回路10の次の行の画素回路10−31における時点t40でサンプリングトランジスタTs1に与えられる走査パルスPL1と同じパルスである。なお、各画素回路10において、発光期間中である時点t40の走査パルスPL1でサンプリングトランジスタTs1がオンとなるが、これは画素動作には影響ない。A点の電位は変化するが、サンプリングトランジスタTs2はオフであり、ゲート電位に影響を与えないためである。そして、その後の時点t41で、その画素回路10に対する信号値Vsig1が入力されるためである。
このように、走査線駆動部として1つのライトスキャナ12を設ける。そして画素アレイ上の各水平ラインにおける、サンプリングトランジスタTs1の制御を行う走査線と、サンプリングトランジスタTs2の制御を行う走査線に、1水平期間分のタイミングだけ異なる共通波形の走査パルスを与えるようにする。
これによっても図16の場合と同様の動作を実現できる。その上で、ライトスキャナ12を1つ設ければよいことで、表示装置の構成の簡略化、ゲートラインの簡略化、走査パルス発生制御の簡略化、高歩留まり化等を図ることができる。
<2−8 第8の実施の形態>

第8の実施の形態を図19、図20で説明する。
図19の画素回路10は、上記図15の画素回路から容量C2を削除したものである。この図19の場合は、駆動トランジスタTdのゲートと固定電源Vcc間の寄生容量Cgを、容量C2の代わりに用いるものである。
画素回路の駆動波形を図20に示す。
基本的な動作は図16で説明したものと同様である。即ち水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig1を供給している期間として、時点t51に走査パルスWS1,WS2をHレベルとしてサンプリングトランジスタTs1、Ts2をオンとする。
これにより駆動トランジスタTdのゲート(B点)及びA点に信号値Vsig1が書き込まれる。駆動トランジスタTdのゲート電位がVsig1となることで、ゲート・ソース間電圧Vgsの値に変化が生じ、有機EL素子1のアノード電位は図示するように電位Vxとなる。
次に、時点t52で走査パルスWS2をLレベルとしてサンプリングトランジスタTs2をオフとし、サンプリングトランジスタTs1はオン状態を継続させる。
時点t53で、水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig2を出力すると、サンプリングトランジスタTs1のみがオンであるため、A点に信号値Vsig2が書き込まれ、A点の電位はVsig1からVsig2へと変化する。
一定期間後の時点t54で、走査パルスWS1をLレベルとし、サンプリングトランジスタTs1をオフとする。
その後時点t55で、走査パルスWS2をHレベルとし、サンプリングトランジスタTs2をオンとする。するとA点とB点が接続され容量C1、C2の容量結合により、駆動トランジスタTdのゲートはVsig1+ΔVとなる。
このときの駆動トランジスタTdのゲートの電圧変化分(ΔV)は、次の(数7)で示される値となる。
Figure 0005310244
ここで「Cg」は駆動トランジスタTdのゲートと固定電位間の容量である。
(数7)から分かるように、電圧変化分ΔVはC1、Cg、及び信号値Vsig1,Vsig2の差分から構成されており、このときの駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電位はVsig1+ΔVとなる。
この動作によりゲート・ソース間電圧Vgsが再び変化するので、有機EL素子1のアノード電位は再び変化し、一定時間経過後に電位Vyとなる。
以降、駆動トランジスタTdは、この場合のゲート・ソース間電圧Vgs=Vsig1+ΔVに応じて上述の(数1)に示す電流を有機EL素子1に流し、有機EL素子1は、Vsig1+ΔVに応じた階調の発光を行うことになる。
この図19の回路構成の場合、ゲート・ソース間電圧の保持容量として容量C1を用いている。これは容量C1に比べて寄生容量Cgが小さい場合、サンプリングトランジスタTs1からのリーク電流によって駆動トランジスタTdのゲート電圧が容易に変位してしまい、画質不良が発生してしまう恐れがあるからである。
そのため図20に示すように、サンプリングトランジスタTs2は、時点t55で容量結合を行った後、継続してオン状態としている必要がある。
この第8の実施の形態においても、第7の実施の形態と同様に、階調数を増加させることができ、低コストで高い色再現性を実現できる。
また画素内の容量C2を削減することができ、画素回路の簡略化、高歩留まり化が実現できる。
<2−9 第9の実施の形態>

第9の実施の形態を図21で説明する。
この図21の画素回路10が、図15の第7の実施の形態と異なる点は、サンプリングトランジスタTs1が、駆動トランジスタTdのゲート(B点)に接続されていることである。
画素回路10に対する駆動波形は図16と同様となる。
即ちこの場合も、水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig1を供給している期間にサンプリングトランジスタTs1、Ts2をオンとする。これにより駆動トランジスタTdのゲート(B点)及びA点に信号値Vsig1が書き込まれる。
次に、サンプリングトランジスタTs2をオフとし、サンプリングトランジスタTs1はオン状態を継続させる。そして水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig2を出力することで、A点に信号値Vsig2が書き込まれ、A点の電位はVsig1からVsig2へと変化する。
そしてサンプリングトランジスタTs1をオフとし、その後、サンプリングトランジスタTs2をオンとする。するとA点とB点が接続され容量C1、C2の容量結合されるにより、駆動トランジスタTdのゲートはVsig2+ΔVとなる。
このときの駆動トランジスタTdのゲートの電圧変化分(ΔV)は、次の(数8)で示される値となる。
Figure 0005310244
ここで「Cg」は駆動トランジスタTdのゲートと固定電位間の容量のうち容量C2を除いたものである。
この動作によりゲート・ソース間電圧Vgs=表示用信号値Vsig2+ΔVとされ、駆動トランジスタTdは上述の(数1)に示す電流を有機EL素子1に流し、有機EL素子1は、Vsig2+ΔVに応じた階調の発光を行うことになる。
この第9の実施の形態でも第7の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
<2−10 第10の実施の形態>

第10の実施の形態を図22,図23で説明する。
これは閾値補正機能を有する画素回路に本発明を適用した場合の一例である。
この画素回路10は、有機EL素子1、駆動トランジスタTd、サンプリングトランジスタTs1、Ts2、容量C1,C2による図15の構成に加えて、nチャネルTFTによるスイッチングトランジスタT30,T31,T32、及び容量C3を設けている。
また走査線駆動部として、第1,第2ライトスキャナ12、13に加えて制御スキャナ30,31,32を設けている。
pチャネルTFTによる駆動トランジスタTdのドレイン・ソースは、スイッチングトランジスタT32を介して、有機EL素子1のアノードと電源Vccラインの間に接続されている。
容量C3は、一端が駆動トランジスタTdのゲートに接続されている。
容量C2は、容量C3の他端(B点)と電源Vccラインの間に接続されている。
容量C1は、サンプリングトランジスタTs1、Ts2の接続点(A点)と電源Vccラインの間に接続されている。
容量C2は駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧Vgsの保持容量を構成する。容量C3は閾値電圧Vthの保持に用いられる。
サンプリングトランジスタTs1は、そのドレインとソースが、A点と信号線DTLの間に接続されている。サンプリングトランジスタTs2は、そのドレインとソースが、A点とB点に接続されている。
制御スキャナ30は、制御線L30に制御パルスP30を与える。制御スキャナ31は、制御線L31に制御パルスP31を与える。制御スキャナ32は、制御線L32に制御パルスP32を与える。なお、制御線L30、L31、L32は、図1の書込制御線WSL1、WSL2と同様に、画素アレイ20においてマトリクス配置された画素回路10の行数分だけ配される。
また第1,第2ライトスキャナ12,13、制御スキャナ30,31,32は、クロックck及びスタートパルスspに基づいて、走査パルスWS1、WS2、制御パルスP30,P31,P32のタイミングを設定する。
スイッチングトランジスタT30は、そのドレイン・ソースが、容量C2の一端であって駆動トランジスタTdのゲートノードへの信号値入力点(B点)と、固定の基準電位Vofsの間に接続される。このスイッチングトランジスタT30は、そのゲートが制御線L30に接続されており、従って制御スキャナ30からの制御パルスP30によって導通制御される。
スイッチングトランジスタT31は、そのドレイン・ソースが、駆動トランジスタTdのゲート・ドレイン間に接続されている。このスイッチングトランジスタT31は、そのゲートが制御線L31に接続され、従って制御スキャナ31からの制御パルスP31によって導通制御される。
スイッチングトランジスタT32は、そのドレイン・ソースが、駆動トランジスタTdと有機EL素子1のアノード間に接続されている。このスイッチングトランジスタT32は、そのゲートが制御線L32に接続され、従って制御スキャナ32からの制御パルスP32によって導通制御される。
図23に、この画素回路10に対する駆動波形を示す。ここでは、制御パルスP30,P31,P32、走査パルスWS1,WS2、及びDTL入力信号を示している。
時点t60までは前フレームの発光が行われている。そして時点t60〜t70までの非発光期間において、時点t70以降の今回のフレームの発光のための動作が行われる。
時点t60までの発光期間では、スイッチングトランジスタT32がオンとされており、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧に応じた電流が有機EL素子1に流されている。
時点t60で、制御スキャナ32が制御パルスP32をLレベルとし、スイッチングトランジスタT32をオフとする。これにより有機EL素子1への電流が止められ、消光される。
時点t61で、制御パルスP32がHレベルとされて、スイッチングトランジスタT32がオンとなり、また時点t62で制御スキャナ30,31により制御パルスP30、P31がHレベルとされて、スイッチングトランジスタT30、T31がオンとされる。そして時点t62〜t63で、閾値補正準備が行われる。
この期間では、スイッチングトランジスタT30、T31,T32はそれぞれオン状態であり、容量C2,C3の中点電位(B点)が基準電圧Vofsに収束するように急上昇する。
一方、容量C3の電荷はスイッチングトランジスタT31,T32を通じて引き出され、有機EL素子1のアノード電位まで急低下する。すなわち、容量C3の両極間電圧は拡大する。この動作が容量C3の保持電圧をリセットする動作となる。
次に時点t63で制御パルスP32がLレベルとなり、スイッチングトランジスタT32がオフする。そして時点t63〜t64で閾値補正が行われる。
即ち、オン状態にある駆動トランジスタTdのドレイン電流がスイッチングトランジスタT31を通じて容量C3に流れ込む。これに伴い容量C3の保持電圧が小さくなる。
但し、容量C2,C3の中点電位(B点)は基準電圧Vofsのままである。一方、駆動トランジスタTdのゲート電圧は、容量C3の保持電圧の低下に伴って上昇する。
その後、ゲート電圧と電源電位Vccとの電位差が駆動トランジスタTdの閾値電圧Vthまで上昇すると、駆動トランジスタTdに流れる電流は非常に小さくなる。これに伴い、ゲート電圧の上昇もほとんど停止状態となる。
結果的に、容量C3には、電流駆動素子として機能する駆動トランジスタTdに固有の閾値電圧Vthの補正に必要な電圧が格納される。
時点t64では、制御パルスP30、P31がLレベルとなり、スイッチングトランジスタT30、T31がオフして閾値補正が終了される。
時点t65から信号値書込が行われる。
水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig1を供給している時点t65で、走査パルスWS1,WS2がHレベルとされ、サンプリングトランジスタTs1、Ts2がオンとされる。
これにより、図中、A点、B点に信号値Vsig1が書き込まれる。
そして時点t66では、走査パルスWS2がLレベルとなり、サンプリングトランジスタTs2がオフで、サンプリングトランジスタTs1のみがオンを継続する。そして水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig2を供給することで、A点に信号値Vsig2が入力される。
時点t67で、走査パルスWS1をLレベルとし、サンプリングトランジスタTs1をオフとする。
その後時点t68で、走査パルスWS2をHレベルとし、サンプリングトランジスタTs2をオンとする。するとA点とB点が接続され容量C1、C2の容量結合により、B点はVsig1+ΔVとなる。
このときの駆動トランジスタTdのゲートに入力される電圧変化分(ΔV)は、次の(数9)で示される値となる。
Figure 0005310244

この場合の「Cg」は、駆動トランジスタTdのゲートと固定電位間の容量のうち、容量C3を除いたものである。
その後、時点t69で走査パルスWS2がLレベルとされてサンプリングトランジスタTs2もオフとされ、時点t70で制御パルスP32によってスイッチングトランジスタT32がオンとされることで有機EL素子1の発光が開始される。
この場合、駆動トランジスタTdは、この場合のゲート・ソース間電圧Vgs=Vsig1+ΔVに応じて上述の(数1)に示す電流をEL素子に流し、有機EL素子1は、表示用信号値Vsig1+ΔVに応じた階調の発光を行う。また、容量C3に保持された閾値電圧Vthを基準として表示用信号値Vsig1+ΔVが与えられることになるため、画素毎の駆動トランジスタTdの閾値電圧Vthのバラツキの影響をキャンセルした発光動作が行われることになる。
この第10の実施の形態においても、第7の実施の形態と同様、階調数を増加させることができ、低コストで高い色再現性を実現できる。
又この場合、閾値補正動作により、閾値電圧Vthのバラツキの影響を受けない表示動作が実現できる。
なお、この第10の実施の形態の変形例として、図21に示した第9の実施の形態に準じた回路構成、即ちサンプリングトランジスタTs1の一端をB点に接続する構成も可能である。
また、図22では制御スキャナ30,31を別体のスキャナとしているが、1つのスキャナを共用することもできる。例えば1つの制御スキャナ30及び制御線L30で、スイッチングトランジスタT30,T31の導通制御を行うようにしても良い。
<2−11 第11の実施の形態>

第11の実施の形態を図24,図25を用いて説明する。
これは、駆動トランジスタTdとしてnチャネルTFTを用いるとともに、閾値補正を行う場合の例である。
この画素回路10は、有機EL素子1、駆動トランジスタTd、サンプリングトランジスタTs1、Ts2、容量C1,C2、スイッチングトランジスタT33,T34,T35を備えている。駆動トランジスタTd、サンプリングトランジスタTs1、Ts2、スイッチングトランジスタT33,T34はnチャネルTFTとされ、スイッチングトランジスタT35はpチャネルTFTとされている。なお容量Celは有機EL素子1の寄生容量を示す。
また走査線駆動部として、第1,第2ライトスキャナ12、13に加えて制御スキャナ33,34,35を設けている。
nチャネルTFTによる駆動トランジスタTdのソースは有機EL素子1のアノードに接続され、ドレインはスイッチングトランジスタT35を介して電源Vccラインに接続されている。
容量C2は、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間に接続されている。
容量C1は、駆動トランジスタTdのソースと、サンプリングトランジスタTs1、Ts2の接続点(A点)の間に接続されている。
サンプリングトランジスタTs1は、そのドレインとソースが、A点と信号線DTLの間に接続されている。
サンプリングトランジスタTs2は、そのドレインとソースが、A点と駆動トランジスタTdのゲート(B点)の間に接続されている。
制御スキャナ33は、制御線L33に制御パルスP33を与える。制御スキャナ34は、制御線L34に制御パルスP34を与える。制御スキャナ35は、制御線L35に制御パルスP35を与える。なお、制御線L33、L34、L35は、図1の書込制御線WSL1、WSL2と同様に、画素アレイ20においてマトリクス配置された画素回路10の行数分だけ配される。
また第1,第2ライトスキャナ12,13、制御スキャナ33,34,35は、クロックck及びスタートパルスspに基づいて、走査パルスWS1、WS2、制御パルスP33,P34,P35のタイミングを設定する。
スイッチングトランジスタT33は、そのドレイン・ソースが、駆動トランジスタTdのゲートと、固定の基準電位Vofsの間に接続される。このスイッチングトランジスタT33のゲートは制御線L33に接続され、従ってスイッチングトランジスタT33は制御スキャナ33からの制御パルスP33によって導通制御される。
スイッチングトランジスタT34は、そのドレイン・ソースが、駆動トランジスタTdのソースと固定の固定電位Vssの間に接続される。このスイッチングトランジスタT34のゲートは制御線L34に接続され、従ってスイッチングトランジスタT34は制御スキャナ34からの制御パルスP34によって導通制御される。
スイッチングトランジスタT35は、そのドレイン・ソースが、駆動トランジスタTdと電源電位Vccの間に接続されている。このスイッチングトランジスタT35のゲートは制御線L35に接続され、従ってスイッチングトランジスタT35は制御スキャナ35からの制御パルスP35によって導通制御される。
図25に、この画素回路10に対する駆動波形を示す。ここでは、制御パルスP33,P34,P35、走査パルスWS1,WS2、及びDTL入力信号を示している。
時点t71までは前フレームの発光が行われている。そして時点t71〜t83までの非発光期間において、時点t83以降の今回のフレームの発光のための動作が行われる。
時点t71までの発光期間では、制御パルスP35がLレベルでpチャネルのスイッチングトランジスタT35がオンとされており、駆動トランジスタTdに電圧Vccが印加されている状態である。スイッチングトランジスタT33,T34及びサンプリングトランジスタTs1、Ts2はオフである。
このため駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧に応じた電流が有機EL素子1に流されて発光している。
時点t71で、制御スキャナ35が制御パルスP35をHレベルとし、スイッチングトランジスタT35をオフとする。これにより有機EL素子1への電流が止められ、消光される。
時点t72で、制御パルスP34がHレベルとされて、スイッチングトランジスタT34がオンとなり、また時点t73で制御スキャナ33により制御パルスP33がHレベルとされて、スイッチングトランジスタT33がオンとされる。そして時点t73〜t74で、閾値補正準備が行われる。
即ち、スイッチングトランジスタT34がオンされることで、駆動トランジスタTdのソース電位(有機EL素子1のアノード電位)が固定電位Vssまで下がる。またスイッチングトランジスタT33がオンされることで駆動トランジスタTdのゲート電位(B点)が基準電位Vofsまで下がる。その後、時点t74でスイッチングトランジスタT34がオフとされる。なお、Vss<Vofs−Vthと設定されている。
時点t75で、制御パルスP35がLレベルとされ、スイッチングトランジスタT35がオンとされて閾値補正が開始される。
Vss<Vofs−Vthと設定されていることで、駆動トランジスタTdはオン状態となっている。このとき駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧Vgsは、Vofs−Vssという値をとり、それに応じた電流が流れることになる。
有機EL素子1のアノード電位Vel≦Vcat+Vthel(有機EL素子1の閾値電圧)である限り(有機EL素子1のリーク電流が駆動トランジスタTdに流れる電流よりもかなり小さい)限り、駆動トランジスタTdの電流で容量C2、Celが充電される。
このときスイッチングトランジスタT34はオフであって、駆動トランジスタTdのドレイン電流の電流路が遮断される為、有機EL素子1にかかる電圧Velは時間と共に上昇してゆく。
一定時間経過後、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧Vgsは閾値電圧Vthをとる。このとき有機EL素子1にかかる電圧Vel=Vofs−Vth≦Vcat+Vthelとなっている。
そしてゲート・ソース間に表れた電位差である駆動トランジスタTdの閾値電圧Vthは容量C2に保持されることになる。
時点t76では、スイッチングトランジスタT35がオフとされる。これによってドレイン電流が流れなくなり、閾値補正動作が終了される。その後、時点t77でスイッチングトランジスタT33もオフとされる。
時点t78から信号値書込が行われる。
水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig1を供給している時点t78で、走査パルスWS1,WS2がHレベルとされ、サンプリングトランジスタTs1、Ts2がオンとされる。このためA点(容量C1)、B点(容量C2)に信号値Vsig1が書き込まれる。
そして時点t79では、走査パルスWS2がLレベルとなり、サンプリングトランジスタTs2がオフで、サンプリングトランジスタTs1のみがオンを継続する。そして水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig2を供給することで、A点に信号値Vsig2が入力される。
時点t80で、走査パルスWS1をLレベルとし、サンプリングトランジスタTs1をオフとする。
その後時点t81で、走査パルスWS2をHレベルとし、サンプリングトランジスタTs2をオンとする。するとA点とB点が接続され容量C1、C2の容量結合により、B点はVsig1+ΔVとなる。
時点t82で走査パルスWS2がLレベルとされてサンプリングトランジスタTs2もオフとされる。
そして時点t83で制御パルスP35によってスイッチングトランジスタT35がオンとされることで有機EL素子1の発光が開始される。
この場合、駆動トランジスタTdは、この場合のゲート・ソース間電圧Vgs=Vsig1+ΔVに応じて上述の(数1)に示す電流をEL素子に流し、有機EL素子1は、表示用信号値Vsig1+ΔVに応じた階調の発光を行う。また、ゲート・ソース間に保持された閾値電圧Vthを基準として表示用信号値Vsig1+ΔVが与えられることになるため、画素毎の駆動トランジスタTdの閾値電圧Vthのバラツキの影響をキャンセルした発光動作が行われることになる。
この第11の実施の形態においても、階調数を増加させることができ、低コストで高い色再現性を実現できる。
又この場合、閾値補正動作により、閾値電圧Vthのバラツキの影響を受けない表示動作が実現できる。
なお、この第11の実施の形態の変形例として、サンプリングトランジスタTs1を、A点ではなくB点と信号線DTLの間に接続することも考えられる。
また、駆動方式の変形例として、図26のような移動度補正を加えた動作も考えられる。図26において、時点t78までは図25と同様である。
この場合、時点t78からサンプリングトランジスタTs1,TS2がオンとされて信号値Vsig1を書き込んでいるときに、時点t78−2〜t78−3の間、制御パルスP35をLレベルとし、スイッチングトランジスタT35をオンとする。これによって電源Vccから電流を流し、駆動トランジスタTdのソース電圧を上昇させ、移動度補正を行っている。
なお、移動度補正の終了はスイッチングトランジスタT35をオンの状態でサンプリングトランジスタTs2をオフとしてもよい
このような移動度補正を加えることで、画素毎の駆動トランジスタTdの移動度のバラツキによる影響も排除した表示を行うことができる。
そして、閾値補正機能、移動度補正機能を有する画素回路においても少ない信号階調数で多くの階調を表現できるため、信号ドライバの低コスト化が可能となり、高い色再現性も実現できる。
<2−12 第12の実施の形態>

第12の実施の形態を図27〜図30で説明する。
この画素回路10は、nチャネルTFTによる駆動トランジスタTd、サンプリングトランジスタTs1、Ts2と、容量C1,C2と、有機EL素子1を備えている。
この場合、水平セレクタ11は信号線DTLに、1水平期間に、信号値Vsig1、Vsig2を出力すると共に、基準電位Vofsを出力するものとされる。
また走査線駆動部として、第1,第2ライトスキャナ12、13に加えてドライブスキャナ14が設けられる。
ドライブスキャナ14は電源制御線DSLを駆動する。なお電源制御線DSLは、図1の書込制御線WSL1、WSL2と同様に、画素アレイ20においてマトリクス配置された画素回路10の行数分だけ配される。
ドライブスキャナ14は、第1,第2ライトスキャナ12,13による線順次走査に合わせて、行状に配設された各電源制御線DSLに駆動電位(Vcc)、初期電位(Vss)の2値に切り替わる電源電圧としての電源パルスDSを供給する。
nチャネルTFTによる駆動トランジスタTdのソースは有機EL素子1のアノードに接続され、ドレインは電源制御線DSLに接続されている。
容量C2は、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間に接続されている。
容量C1は、駆動トランジスタTdのソースと、サンプリングトランジスタTs1、Ts2の接続点(A点)の間に接続されている。
サンプリングトランジスタTs1は、そのドレインとソースが、A点と信号線DTLの間に接続されている。
サンプリングトランジスタTs2は、そのドレインとソースが、A点と駆動トランジスタTdのゲート(B点)の間に接続されている。
図28に、この画素回路10に対する駆動波形を示す。ここでは、電源パルスDS、走査パルスWS1,WS2、及びDTL入力信号を示している。
まず水平セレクタ11は信号線DTLに対し、図のDTL入力信号として示すように、1水平期間において基準電位Vofs、信号値Vsig1、Vsig2を順次出力するものとされる。
時点t90までは前フレームの発光が行われている。そして時点t90〜t98までの非発光期間において、時点t98以降の今回のフレームの発光のための動作が行われる。
時点t90までの発光期間では、電源パルスDS=駆動電圧Vccとされ、またサンプリングトランジスタTs1、Ts2はオフである。
このため駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧に応じた電流が有機EL素子1に流されて発光している。
前フレームの発光期間を終了させる時点t90では、ドライブスキャナ14が電源制御線DSLへの駆動電圧Vccの供給を止め、初期電圧Vssとする。これによって有機EL素子1の発光が停止される。このとき駆動トランジスタTdのソース電位は初期化される。
次に、水平セレクタ11により信号線DTLに基準電位Vofsが与えられている期間である時点t91で閾値補正準備として、走査パルスWS1,WS2がHレベルとされてサンプリングトランジスタTs1,Ts2を導通させる。このとき、駆動トランジスタTdのゲート電位が基準値Vofsに固定されることになる。またソース電圧=Vssに固定されているため、ゲート・ソース間電圧Vgs=Vofs−Vssとなる。
時点t92で電源パルスDS=駆動電圧Vccとされて閾値補正が開始される。
このとき、ソース電圧が上昇し、ゲート・ソース間電圧Vgs=閾値電圧Vthとなる。その後、時点t93で走査パルスWSをLレベルとし、閾値補正を終了する。
そして時点t94から、信号値の書込及び移動度補正が行われる。
水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig1を供給している時点t94で、走査パルスWS1,WS2がHレベルとされ、サンプリングトランジスタTs1、Ts2がオンとされる。図29(a)にこのときの等価回路を示す。
このとき、駆動トランジスタTdのゲート(B点)及びA点に信号値Vsig1が書き込まれる。
なお、このとき電源パルスDS=Vccである電源制御線DSLから電流Idsが流れる。有機EL素子1に流れる電流が、駆動電圧Vccによる電流Idsに対して十分小さい場合、つまり有機EL素子1がオフ領域にある状態であれば、有機EL素子1は容量Celであると見なすことができる。従って駆動トランジスタTdのソース電圧は駆動トランジスタTdの移動度に応じて上昇する。
一定期間経過後(時点t95)にサンプリングトランジスタTs2がオフとされる際に、駆動トランジスタTdのソース電圧は図29(a)に示すようにVxとなっている。
移動度補正終了後、時点t95で走査パルスWS2をLレベルとしてサンプリングトランジスタTs2をオフさせ、サンプリングトランジスタTs1のみがオンを継続する。
図29(b)に示すように、この状態で水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig2を供給することで、A点に信号値Vsig2が入力される。
このとき、駆動トランジスタTdのゲートはフローティング状態となり、ソース電位の変化に応じてゲート電位も変化することとなる。具体的には電流Idsによって駆動トランジスタTdのソース電圧はΔV1という電圧だけ変化したとすると、ゲート電位はVsig1+ΔV1となる。
さらに一定期間経過した時点t96で走査パルスWS1をLレベルとしてサンプリングトランジスタTs1をオフする。これにより図30(a)に示すように、容量C1とサンプリングトランジスタTs1の接続端(A点)も、駆動トランジスタTdのソース電位の変化に応じて変化することとなる。駆動トランジスタTdのソース電圧がVx+ΔV1+ΔV2となったとすると、A点はVsig2+ΔV2、駆動トランジスタTdのゲートはVsig1+ΔV1+ΔV2となる。
最後に時点t97でサンプリングトランジスタTs2を再びオンして容量結合によって駆動トランジスタTdのゲート電位を変化させる(図30(b))。これにより駆動トランジスタTdのゲート電圧はVy、ソース電圧はVelという電位となり、時点t98以降は、駆動トランジスタTdのゲート・ソース間電圧に応じた電流Ids’’によって表示用信号値に応じた階調の発光を行う。
この第12の実施の形態においても、階調数を増加させることができ、低コストで高い色再現性を実現できる。又、閾値補正動作、移動度補正動作により、閾値電圧Vthや移動度のバラツキの影響を受けない表示動作が実現できる。
また、図27の画素回路構成は、駆動トランジスタTd及びサンプリングトランジスタTs1、Ts2の全てがnチャネル型のTFTにより構成される。このためTFT作成において従来のアモルファスシリコン(a−Si)プロセスを用いることが可能になり、TFT基板の低コスト化や大画面化という点で有利となる。
なお、この第12の実施の形態の変形例として、サンプリングトランジスタTs1を、A点ではなくB点と信号線DTLの間に接続することも考えられる。
[3.液晶表示装置への適用例]
<3−1 第13の実施の形態>

続いて液晶表示装置としての実施の形態を説明する。
図31に第13の実施の形態の構成を示す。表示装置全体構成は、基本的には図1と同様である。
液晶画素回路10Lに対する信号線駆動部として水平セレクタ11が設けられる。水平セレクタ11は信号線DTLに、1水平期間に、信号値Vsig1、Vsig2を出力する。
また走査線駆動部として、第1,第2ライトスキャナ12、13が設けられる。
液晶画素回路10Lは、nチャネルTFTによるサンプリングトランジスタTs1、Ts2と、容量C1,C2と、液晶素子Cleを備えている。
容量C1は、一端が、液晶素子Cleへの表示用信号値の入力点(B点)に接続される。そして容量C1,C2は、液晶素子Cleへの表示用信号値の入力点(B点)と、共通電極Vcomの間に直列に接続されている。
第1のスイッチ素子となるサンプリングトランジスタTs1は、容量C1の一端と信号線DTLの間に接続される。このサンプリングトランジスタTs1のゲートは、第1の走査線である書込制御線WSL1の電位(WS1)で導通制御される。
第2のスイッチ素子となるサンプリングトランジスタTs2は、容量C1の他端(C1,C2の接続点であるA点)と、信号線DTLの間に接続される。このサンプリングトランジスタTs2のゲートは、第2の走査線である書込制御線WSL2の電位(WS2)で導通制御される。
そして第1,第2ライトスキャナ12、13は、信号線DTLに信号値Vsig1が出力されているときに、サンプリングトランジスタTs1、Ts2を導通させて、容量C1の両端に信号値Vsig1を入力する。さらに、信号線DTLに信号値Vsig2が出力されているときに、サンプリングトランジスタTs2のみを導通させて、A点に信号値Vsig2を入力することで、入力点(B点)に、信号値Vsig1,Vsig2が合成された表示用信号値が得られるようにする。
図32(a)に動作制御波形を示す。
図32では、第1,第2ライトスキャナ12、13によって書込制御線WSL1、WSL2に与えられる走査パルスWS1,WS2を示している。またDTL入力信号として、水平セレクタ11が信号線DTLに与える信号値電圧を示している。
時点t100までは、前フレームの表示が行われている。
今回のフレームの表示のための動作が時点t100から行われる。
水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig1という電位を供給している期間として、時点t100に走査パルスWS1,WS2は共にHレベルとされ、サンプリングトランジスタTs1、Ts2をオンとする。
これによりA点、B点に信号値Vsig1が書き込まれる。
次に、時点t101で走査パルスWS1をLレベルとしてサンプリングトランジスタTs1のみをオフとし、サンプリングトランジスタTs2はオン状態を継続させる。
これにより、水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig2を出力すると、A点に信号値Vsig2が書き込まれ、A点の電位はVsig1からVsig2へと変化する。そして、その変動量が容量C1を介して、B点に入力される。
この時のB点の電圧変化分(ΔV)は、次の(数10)で示される値となる。
Figure 0005310244

ここで「Clc」は液晶素子Cleの容量、「Cg」はB点から見える容量として、C1,Clc以外の容量としている。
(数10)から分かるように、電圧変化分ΔVは、容量C1、Clc、Cg、及び信号値Vsig1,Vsig2の差分から構成されており、液晶素子Cleに印加される電位はVsig1+ΔVとなる。
この動作により液晶素子Cleは表示用信号値Vsig1+ΔVに応じて透過率が制御され、当該液晶画素回路10Lによっては、表示用信号値Vsig1+ΔVに応じた階調の表示が行われる。
以上のように本例でも、容量カップリングを用いて階調を反映した信号電圧を画素内で作り出すため、少ない信号値の階調数で多くの階調を表現でき、信号ドライバの低コスト化が可能となり、高い色再現性も実現できる。
また、比較的大きなVsig2、Vsig1の値で1階調分の電圧を表現することが可能であるので、階調数が増加しても最大信号電圧を高くする必要がなく、信号ドライバの低コスト化が実現できる。
<3−2 第14の実施の形態>

第14の実施の形態を図33に示す。
この例の液晶画素回路10Lも、nチャネルTFTによるサンプリングトランジスタTs1、Ts2と、容量C1,C2と、液晶素子Cleを備えている。
第1のスイッチ素子としてのサンプリングトランジスタTs1は、一端が信号線DTLに接続されるとともに、ゲートが第1の走査線(書込制御線WSL1)に接続され、書込制御線WSL1の電位(WS1)で導通制御される。
第2のスイッチ素子としてのサンプリングトランジスタTs2は、一端と他端が、それぞれ液晶素子Cleへの表示用信号値の入力点となるB点と、サンプリングトランジスタTs1の他端と接続されている。そしてゲートが第2の走査線(書込制御線WSL2)に接続され、書込制御線WSL2の電位(WS2)で導通制御される。
容量C1は、サンプリングトランジスタTs1、Ts2の接続点(A点)と共通電極Vcomの間に接続されている。
容量C2は、B点と共通電極Vcomの間に接続されている。
そして第1,第2ライトスキャナ12、13は、信号線DTLに信号値Vsig1が出力されているときに、サンプリングトランジスタTs1、Ts2を導通させて、容量C1の一端(A点)と容量C2の一端(B点)に、信号値Vsig1を入力する。
次に信号線DTLに信号値Vsig2が出力されているときに、サンプリングトランジスタTs1のみを導通させて、A点に信号値Vsig2を入力する。その後、サンプリングトランジスタTs2のみを導通させて、容量C1の一端(A点)と容量C2の一端(B点)を接続することで、入力点であるB点に信号値Vsig1,Vsig2が合成された表示用信号値が得られるようにする。
図32(b)に動作制御波形を示す。
時点t110までは、前フレームの表示が行われている。
今回のフレームの表示のための動作が時点t110から行われる。
水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig1という電位を供給している期間として、時点t110に走査パルスWS1,WS2は共にHレベルとされ、サンプリングトランジスタTs1、Ts2をオンとする。
これによりA点、B点に信号値Vsig1が書き込まれる。
次に、時点t111で走査パルスWS2をLレベルとしてサンプリングトランジスタTs2のみをオフとし、サンプリングトランジスタTs1はオン状態を継続させる。
これにより、水平セレクタ11が信号線DTLに信号値Vsig2を出力すると、A点に信号値Vsig2が書き込まれ、A点の電位はVsig1からVsig2へと変化する。
その後時点t112でサンプリングトランジスタTs1をオフとし、時点t113でサンプリングトランジスタTs2をオンとする。
これにより容量結合によって液晶に印加するB点の電圧を変化させることができる。
この時のB点の電圧変化分(ΔV)は、次の(数11)で示される値となる。
Figure 0005310244

(数11)から分かるように、電圧変化分ΔVは、容量C1、C2、Clc、Cg、及び信号値Vsig1,Vsig2の差分から構成されており、液晶素子Cleに印加される電位はVsig1+ΔVとなる。
この動作により液晶素子Cleは表示用信号値Vsig1+ΔVに応じて透過率が制御され、当該液晶画素回路10Lによっては、表示用信号値Vsig1+ΔVに応じた階調の表示が行われる。
従って、上記第13の実施の形態と同様の効果が得られる。
<3−3 第15の実施の形態>

第15の実施の形態を図34に示す。
この図34の画素回路10が、図33の第14の実施の形態と異なる点は、サンプリングトランジスタTs1が、B点に接続されていることである。
液晶画素回路10Lに対する駆動波形は図32(b)と同様となる。
この場合、第1,第2ライトスキャナ12、13は、信号線DTLに信号値Vsig1が出力されているときに、サンプリングトランジスタTs1、Ts2を導通させて、容量C1の一端(A点)と容量C2の一端(B点)に、信号値Vsig1を入力する。
次に信号線DTLに信号値Vsig2が出力されているときに、サンプリングトランジスタTs1のみを導通させて、B点に信号値Vsig2を入力する。その後、サンプリングトランジスタTs2のみを導通させて、容量C1の一端(A点)と容量C2の一端(B点)を接続することで、入力点であるB点に信号値Vsig1,Vsig2が合成された表示用信号値が得られるようにする。
この第15の実施の形態によっても、上記第13、第14の実施の形態と同様の効果が得られる。
[4.変形例]

以上、各種実施の形態について説明してきたが、本発明としてはさらに多様な変形例が考えられる。
例えば各実施の形態では、1水平期間に2つの信号値Vsig1,Vsig2を出力するものとして説明したが、3つ以上の信号値を1水平期間内に出力することも可能である。即ち、3つ以上の信号値を画素回路内で合成させて、表示用信号値を生成することで、少ない信号ドライバの出力階調でも、さらに精細な階調の表示を実現できる。
1 有機EL素子、10 画素回路、10L 液晶画素回路、11 水平セレクタ、12 第1ライトスキャナ、13 第2ライトスキャナ 14 ドライブスキャナ、20〜25,30〜35 制御スキャナ、20 画素アレイ、C1,C2 容量、Ts1,Ts2 サンプリングトランジスタ、Td 駆動トランジスタ、T20〜T25,T30〜T35 スイッチングトランジスタ、DTL 信号線、WSL1,WSL2 書込制御線、L20〜L25,L30〜L35 制御線、Clc 液晶素子

Claims (4)

  1. 示用信号値に応じた階調の表示を行う画素回路と、
    上記画素回路がマトリクス状に配置される画素アレイ上で、列状に配設される信号線と、
    上記画素アレイ上で行状に配設される走査線と、
    上記画素回路に与える信号値として、1水平期間内に1階調の電圧幅となっている第1の信号値と第2の信号値とを、上記信号線に出力する信号線駆動部と、
    上記走査線を駆動して、上記信号線に発生された、上記1水平期間内における第1の信号値と第2の信号値を、各行の上記画素回路に順次導入する走査線駆動部と、を備え、
    上記画素回路は、発光素子と、上記発光素子に対して、上記表示用号値に応じた電流印加を行うnチャネルTFTで形成されている駆動トランジスタと、一端が、上記駆動トランジスタのゲートノードへの上記表示用信号値の入力点とされる容量と、上記容量の上記一端と上記信号線の間に接続されるとともに、第1の走査線の電位で導通制御されるnチャネルTFTで形成されている第1のスイッチ素子と、上記容量の他端と上記信号線の間に接続されるとともに、第2の走査線の電位で導通制御されるnチャネルTFTで形成されている第2のスイッチ素子とを有し、
    上記走査線駆動部は、上記信号線に上記第1の信号値が出力されているときに、上記第1,第2のスイッチ素子を導通させて、上記容量の両端に、上記第1の信号値を入力し、さらに、上記信号線に上記第2の信号値が出力されているときに、上記第2のスイッチ素子のみを導通させて、上記容量の上記他端に上記第2の信号値を入力することで、上記入力点に、上記第1の信号値と第2の信号値とに基づく上記表示用信号値が得られるようにする
    表示装置。
  2. 上記画素回路は、上記駆動トランジスタの閾値電圧補正機能を有する請求項1に記載の表示装置。
  3. 上記画素回路は、上記駆動トランジスタの移動度補正機能を有する請求項1に記載の表示装置。
  4. 発光素子と、上記発光素子に対して、表示用号値に応じた電流印加を行うnチャネルTFTで形成されている駆動トランジスタと、一端が、上記駆動トランジスタのゲートノードへの上記表示用信号値の入力点とされる容量と、上記容量の上記一端と上記信号線の間に接続されるとともに、第1の走査線の電位で導通制御されるnチャネルTFTで形成されている第1のスイッチ素子と、上記容量の他端と上記信号線の間に接続されるとともに、第2の走査線の電位で導通制御されるnチャネルTFTで形成されている第2のスイッチ素子とを有する画素回路と、
    上記画素回路がマトリクス状に配置される画素アレイ上で、列状に配設される信号線と、
    上記画素アレイ上で行状に配設される走査線と、
    各画素回路に与える信号値を、上記信号線に出力する信号線駆動部と、
    上記走査線を駆動して、上記信号線に発生された信号値を各行の上記画素回路に導入する走査線駆動部と、
    える表示装置の表示方法として、
    上記信号線駆動部は、上記画素回路に入力する信号値として、1水平期間内に1階調の電圧幅となっている第1の信号値と第2の信号値とを上記信号線に出力し、
    上記走査線駆動部は、1水平期間内に上記信号線に出力される上記第1の信号値と第2の信号値を、それぞれ画素回路に順次導入させ、上記信号線に上記第1の信号値が出力されているときに、上記第1,第2のスイッチ素子を導通させて、上記容量の両端に、上記第1の信号値を入力し、さらに、上記信号線に上記第2の信号値が出力されているときに、上記第2のスイッチ素子のみを導通させて、上記容量の上記他端に上記第2の信号値を入力することで、上記入力点に、上記第1の信号値と第2の信号値とに基づく上記表示用信号値が得られるようにして上記表示用信号値に応じた階調の表示を行う表示方法。
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