JP5467484B2 - 表示駆動装置及びその駆動制御方法並びにそれを備える表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示駆動装置及びその駆動制御方法並びにそれを備える表示装置に関し、特に、所定の電流値を有する電流を供給することにより所望の輝度階調で発光する電流制御型の発光素子を備えた表示画素を駆動する表示駆動装置及びその駆動制御方法、並びに該表示駆動装置を備えて該表示画素が複数配列してなる表示パネルを表示駆動する表示装置に関する。

従来、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」と略記する）や発光ダイオード（ＬＥＤ）等のように、供給される駆動電流の電流値に応じて所定の輝度階調で発光動作する電流制御型の発光素子を備えた表示画素を、基板上に２次元配列した表示パネルを具備する発光素子型のディスプレイ（表示装置）が知られている。

特に、アクティブマトリックス型の駆動方式を適用した発光素子型のディスプレイにおいては、近年普及が著しい液晶表示装置（ＬＣＤ）に比較して、表示応答速度が速く、視野角依存性も小さく、また、高輝度・高コントラスト化、表示画質の高精細化等が可能であるとともに、発光素子型の表示画素から構成されるため、液晶表示装置のようにバックライトを必要としないので一層の薄型軽量化が可能である、という極めて優位な特徴を有しており、次世代のディスプレイとして研究開発が盛んに行われている。

このような発光素子型ディスプレイにおいては、上述した電流制御型の発光素子を発光制御するための駆動制御機構や制御方法が種々提案されている。例えば表示パネルを構成する各表示画素ごとに、上記発光素子に加えて、該発光素子を発光制御するための複数の薄膜トランジスタ（スイッチング手段）からなる駆動回路（画素駆動回路）を備えたものが知られている。

駆動回路を備えた表示画素が配列された表示パネルの駆動制御方法としては、例えば特許文献１等に記載されているように、各表示画素（駆動回路）に表示データに応じた電圧値を指定した階調電圧を印加し、該電圧値に応じて発光素子（有機ＥＬ素子）に流す発光駆動電流を制御して所定の輝度階調で発光動作させる電圧指定方式（又は、電圧プログラム方式）や、各表示画素（駆動回路）に表示データに応じた電流値を指定した階調電流（プログラム電流）を供給し、該電流値に応じて保持される電圧に基づいて、発光素子（有機ＥＬ素子）に流す発光駆動電流を制御して所定の輝度階調で発光動作させる電流指定方式（又は、電流プログラム方式）等が知られている。

上記の駆動制御方法のうち、電圧指定方式に適用される駆動回路においては、表示画素の選択機能や発光駆動機能を担うスイッチング素子の素子特性（薄膜トランジスタのチャネル抵抗等）が、外部環境（周囲の温度等）や使用時間等に依存してバラツキや変動（劣化）を生じた場合、発光駆動電流が変動して長期間にわたり安定的に所望の発光特性（所定の輝度階調での表示）を実現することができないという問題や、表示パネルの高精細化を図るために、各表示画素を微細化すると、スイッチング素子の動作特性（薄膜トランジスタのソース−ドレイン間電流等）のバラツキが大きくなるため、適正な階調制御が行えなくなり、各表示画素の発光特性にバラツキが生じて表示画質の劣化を招くという問題を有している。

一方、電流指定方式に適用される駆動回路においては、各表示画素に供給される表示データに応じた階調電流の電流レベルを電圧レベルに変換する電流／電圧変換用のスイッチング素子と、発光素子に所定の電流値の発光駆動電流を供給する発光駆動用のスイッチング素子と、を備えた構成を有し、電流／電圧変換用のスイッチング素子により変換された電圧レベルに基づいて、発光駆動用のスイッチング素子により発光駆動電流の電流値を設定するように制御されるので、各スイッチング素子（薄膜トランジスタ）の動作特性のバラツキを低減して、表示画質の劣化を抑制することができるという利点を有している。
なお、電流指定方式に適用される駆動回路（画素駆動回路）の例については、後述する発明の実施形態において詳しく説明する。

特開２００２−１５６９２３号公報（第４〜第５頁、図２、図７）

しかしながら、上述したような電流指定方式の駆動制御方法を適用した表示装置において、各表示画素の駆動回路に設けられるスイッチング手段の動作特性が劣化すると（具体的には、発光素子に直列に接続されて発光駆動電流を供給する薄膜トランジスタのしきい値電圧の変動が大きくなると）、駆動回路から発光素子に供給される発光駆動電流が減少する。

ここで、電流指定方式の駆動制御方法において、各表示画素に表示データ（階調電流）を書き込む動作は、データラインに寄生する配線容量や表示画素に設けられた保持容量（後述するキャパシタ）等を所定の電圧まで充電することに相当する。そのため、特に階調電流の電流値が小さく設定される低階調領域における書込動作の際には、所定の書込時間内に表示データを十分に書き込むことができなくなる書込不足が発生しやすくなるうえ、上述したスイッチング手段の動作特性の劣化に起因して発光駆動電流の電流値がさらに減少して、表示データに応じた適切な輝度階調で発光動作することができなくなって、表示画質の劣化を招くという問題を有している。

このような問題は、例えば、表示パネルの大型化や高精細化等により、走査ライン数が増加して各走査ラインの選択期間（すなわち、各表示画素への書込時間）が相対的に短く設定された場合や、データラインの配線長を長く設計し、該データラインに接続される表示画素の数を多くした場合等に顕著となる。なお、トランジスタのしきい値電圧の変動と発光駆動電流の減少との関係については、後述する本発明の実施形態において具体的な検証結果を示して説明する。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み、電流指定方式の駆動制御方法を適用した表示装置において、各表示画素の駆動回路に設けられるスイッチング手段の動作特性が劣化した場合であっても、表示データに応じた発光駆動電流を発光素子に供給し、適正な輝度階調で発光素子を発光動作させて、表示画質の改善を図ることができる表示駆動装置及びその駆動制御方法並びにそれを備える表示装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、データラインに接続された表示画素を駆動する表示駆動装置において、前記表示画素は、一端が基準電位に設定された発光素子と、電流路の一端が前記発光素子の他端に接続され、該電流路の他端が、電源電圧が印加される電源電圧ラインに接続されて、前記発光素子に供給する電流を制御する発光駆動素子と、を有し、前記データラインに所定のリセット電圧を印加して、少なくとも前記データラインの配線容量及び前記表示画素に残留する電荷を放電して初期化するリセット手段と、前記初期化が行われた前記表示画素に対し、表示データの輝度階調値に応じた信号極性及び電流値を有する階調電流を生成して、前記データラインを介して前記表示画素に供給する階調電流供給手段と、を有し、前記リセット手段が前記データラインに前記リセット電圧を印加するとき、及び、前記階調電流供給手段が前記データラインを介して前記階調電流を前記表示画素に供給するとき、前記電源電圧は、前記基準電位と同じか、それより低い第１の電位に設定され、前記発光素子を発光動作させるとき、前記電源電圧は、前記基準電位より高い第２の電位に設定され、前記リセット電圧は、前記発光駆動素子の前記電流路の前記一端側に印加され、前記基準電位より低い電位で、前記基準電位との電位差の絶対値が前記発光駆動素子のしきい値電圧より大きい電位に設定され、前記階調電流供給手段は、前記データラインに接続されたデータ用電流源とオフセット用電流源とを有し、前記データ用電流源は、前記表示データの前記輝度階調値に応じた電流値を有し、前記表示画素から前記データラインに引き込む方向に流れるデータ電流を生成し、前記オフセット用電流源は前記データラインから前記表示画素に流し込む方向に流れるオフセット電流を生成し、前記データ電流と前記オフセット電流とを合成した電流を前記階調電流として前記表示画素に供給することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、表示データに応じた画像情報を表示する表示装置において、互いに直交するように配設された複数の走査ライン及び複数のデータラインの各交点近傍に発光素子を有する複数の表示画素が２次元配列され、前記各表示画素は、一端が基準電位に設定された発光素子と、電流路の一端が前記発光素子の他端に接続され、該電流路の他端が、電源電圧が印加される電源電圧ラインに接続されて、前記発光素子に供給する電流を制御する発光駆動素子と、を有する表示パネルと、前記各データラインに所定のリセット電圧を印加して、少なくとも前記各データラインの配線容量及び前記表示画素に残留する電荷を放電して初期化するリセット手段と、前記初期化が行われた前記表示画素に対し、前記表示データの輝度階調値に応じた信号極性及び電流値を有する階調電流を生成して、前記各データラインを介して前記表示画素に供給する階調電流供給手段と、を有し、前記リセット手段が前記データラインに前記リセット電圧を印加するとき、及び、前記階調電流供給手段が前記データラインを介して前記階調電流を前記表示画素に供給するとき、前記電源電圧は、前記基準電位と同じか、それより低い第１の電位に設定され、前記発光素子を発光動作させるとき、前記電源電圧は、前記基準電位より高い第２の電位に設定され、前記リセット電圧は、前記発光駆動素子の前記電流路の前記一端側に印加され、前記基準電位より低い電位で、前記基準電位との電位差の絶対値が前記発光駆動素子のしきい値電圧より大きい電位に設定され、前記階調電流供給手段は、前記各データラインに接続された複数のデータ用電流源と複数のオフセット用電流源とを有し、前記各データ用電流源は、前記表示データの前記輝度階調値に応じた電流値を有し、前記表示画素から前記各データラインに引き込む方向に流れるデータ電流を生成し、前記各オフセット用電流源は前記各データラインから前記表示画素に流し込む方向に流れるオフセット電流を生成し、前記データ電流と前記オフセット電流とを合成した電流を前記階調電流として前記表示画素に供給することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の表示装置において、前記表示装置は、更に、前記複数の走査ラインの各々に走査信号を順次印加して、前記走査ラインに接続された前記表示画素を順次選択状態に設定する走査駆動手段を備え、前記リセット手段は、前記各データラインを介して、前記選択状態に設定された前記表示画素に対して前記リセット電圧を印加し、前記階調電流供給手段は、前記各データラインを介して、前記選択状態に設定され、前記リセット電圧が印加された前記表示画素に対して前記階調電流を供給することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項２又は３に記載の表示装置において、前記表示画素は、前記階調電流に基づく電荷を電圧成分として保持する保持容量を有し、前記発光駆動素子 は、前記保持容量に保持された前記電圧成分に基づいて、前記発光素子を発光動作させる発光駆動電流を前記発光素子に流すことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項２乃至４のいずれかに記載の表示装置において、前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセント素子であることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、データラインに接続された表示画素を駆動する表示駆動装置の駆動制御方法において、前記表示画素は、一端が基準電位に設定された発光素子と、電流路の一端が前記発光素子の他端に接続され、該電流路の他端が、電源電圧が印加される電源電圧ラインに接続されて、前記発光素子に供給する電流を制御する発光駆動素子と、を有し、前記データラインに所定のリセット電圧を印加して、少なくとも前記データラインの配線容量及び前記表示画素に残留する電荷を放電して初期化する初期化ステップと、前記初期化が行われた後、表示データの輝度階調値に応じた信号極性及び電流値を有する階調電流を生成して、前記データラインを介して前記表示画素に供給する階調電流供給ステップと、前記発光素子を、前記階調電流に応じて保持容量に保持された電圧成分に基づいて、前記発光素子を発光動作させる発光動作ステップと、を含み、前記初期化ステップ及び前記階調電流供給ステップは、前記電源電圧を、前記基準電位と同じか、それより低い第１の電位に設定し、前記発光動作ステップは、前記電源電圧を前記基準電位より高い第２の電位に設定し、前記初期化ステップは、前記リセット電圧を前記発光駆動素子の前記電流路の前記一端側に印加し、前記リセット電圧を、前記基準電位より低い電位で、前記基準電位との電位差の絶対値が前記発光駆動素子のしきい値電圧より大きい電位に設定し、前記階調電流供給ステップは、前記表示データの前記輝度階調値に応じた電流値を有し、前記表示画素から前記データラインに引き込む方向に流れるデータ電流と、前記データラインから前記表示画素に流し込む方向に流れるオフセット電流と、を生成し、前記データ電流と前記オフセット電流とを合成した電流を前記階調電流として前記表示画素に供給することを特徴とする。

本発明に係る表示装置及び表示装置並びにその駆動制御方法によれば、電流指定方式の駆動制御方法を適用した表示装置において、各表示画素の駆動回路に設けられるスイッチング手段の動作特性が劣化した場合であっても、表示データに応じた発光駆動電流を発光素子に供給し、適正な輝度階調で発光素子を発光動作させて、表示画質の改善を図ることができる。

以下、本発明に係る表示駆動装置及びその駆動制御方法並びにそれを備える表示装置について、実施の形態を示して詳しく説明する。
＜表示装置＞
まず、本発明に係る表示装置の全体構成について説明する。
図１は、本発明に係る表示装置の全体構成を示す概略ブロック図であり、図２は、本発明に係る表示装置の一実施形態を示す要部概略構成図である。

図１、図２に示すように、本実施形態に係る表示装置１００は、概略、相互に直交するように配設された複数の走査ラインＳＬと複数のデータラインＤＬとの各交点近傍に、例えば、後述する画素駆動回路（上述した背景技術に示した駆動回路に相当する）及び電流制御型の発光素子からなる複数の表示画素ＥＭが２次元配列（例えば、ｎ行×ｍ列からなるマトリクス状に配列；ｎ、ｍは正の整数）された表示パネル１１０と、該表示パネル１１０の走査ラインＳＬに接続され、各走査ラインＳＬに所定のタイミングで走査信号Ｖselを印加することにより、行ごとの表示画素ＥＭを選択状態に設定する走査ドライバ（走査駆動手段）１２０と、表示パネル１１０のデータラインＤＬに接続され、後述する表示信号生成回路１６０から供給される表示データを取り込んで、所定のタイミングで各データラインＤＬへ該表示データに応じた階調電流Ｉpixを供給するデータドライバ（信号駆動手段）１３０と、データラインＤＬに接続され、上記データドライバ１３０からの階調電流Ｉpixの供給に先立つ所定のタイミングで、リセット電圧Ｖrstを、各データラインＤＬを介して各表示画素ＥＭに印加するリセット回路（リセット手段）１４０と、表示信号生成回路１６０から供給されるタイミング信号に基づいて、少なくとも、走査ドライバ１２０及びデータドライバ１３０の各動作状態を制御する走査制御信号及びデータ制御信号を生成して出力するシステムコントローラ１５０と、例えば、表示装置１００の外部から供給される映像信号に基づいて、表示データ（輝度階調値）を生成して上記データドライバ１３０に供給するとともに、該表示データに基づいて表示パネル１１０に所定の画像情報を表示するためのタイミング信号（システムクロック等）を抽出、又は、生成して上記システムコントローラ１５０に供給する表示信号生成回路１６０と、を備えて構成されている。

以下、上記各構成について具体的に説明する。
（表示パネル１１０）
図２に示した表示パネル１１０は、後述するように、走査ドライバ１２０から各走査ラインＳＬに走査信号Ｖselを印加するタイミングに基づいて、リセット回路１４０から各データラインＤＬに所定のリセット電圧Ｖrstを印加して、各データラインに寄生する配線容量及び各表示画素の保持容量（後述するキャパシタ）に保持された（残留する）電荷を放電して初期化するリセット動作と、データドライバ１３０から各データラインＤＬに供給される階調電流Ｉpixに応じた電圧成分を各表示画素の保持容量に保持させる（書き込む）電流書込動作と、該電圧成分に基づく発光駆動電流を発光素子に供給して所定の輝度階調で発光させる発光動作と、を選択的に実行するように制御される。

また、本実施形態に適用される表示画素ＥＭ（図５参照）は、選択レベル（例えば、ハイレベル）の走査信号Ｖselが印加されることにより設定される選択状態（選択期間）において、階調電流Ｉpixが供給されて表示データが書き込まれる（電流書込動作）とともに、発光素子への発光駆動電流の供給が遮断されて非発光状態となり、一方、非選択レベル（例えば、ローレベル）の走査信号Ｖselが印加されることにより設定される非選択状態（非選択期間）において、上記電流書込動作により書き込まれた階調電流Ｉpixに基づく発光駆動電流が発光素子に供給されて、該発光素子が所定の輝度階調で発光する発光動作状態となるように制御される。なお、本実施形態に係る表示パネルに適用される表示画素ＥＭ（画素駆動回路）の具体回路例や回路動作については、詳しく後述する。

（走査ドライバ１２０）
走査ドライバ１２０は、システムコントローラ１５０から供給される走査制御信号に基づいて、上記各走査ラインＳＬに選択レベル（例えば、ハイレベル）の走査信号Ｖselを順次印加することにより、各行の表示画素ＥＭを選択状態に設定し、当該選択状態に設定される期間（選択期間）中に、データドライバ１３０により各データラインＤＬを介して供給される表示データに基づく階調電流Ｉpixを、各表示画素ＥＭに書き込むように制御する。

走査ドライバ１２０は、例えば図２に示すように、後述するシステムコントローラ１５０から走査制御信号として供給される走査クロック信号ＳＣＫ及び走査スタート信号ＳＳＴに基づいて、各行の走査ラインＳＬに対応するシフト信号を順次出力するシフトレジスタ回路１２１と、該シフトレジスタ回路１２１から出力されるシフト信号を所定の信号レベル（ハイレベル）に変換して、システムコントローラ１５０から走査制御信号として供給される出力制御信号ＳＯＥに基づいて、各走査ラインＳＬに走査信号Ｖselとして出力する出力回路部１２２と、を備えた構成を適用することができる。

（データドライバ１３０）
図３は、本実施形態に係る表示装置に適用可能なデータドライバの構成例を示す概略ブロック図であり、図４は、本実施形態に係るデータドライバに適用可能な電圧電流変換・電流供給回路の一例を示す概略構成図である。

データドライバ１３０は、システムコントローラ１５０から供給されるデータ制御信号に基づいて、後述する表示信号生成回路１６０から供給されるデジタル信号からなる１行分ごとの表示データを所定のタイミングで順次取り込んで保持し、該表示データの輝度階調値に対応する電流値を有する階調電流Ｉpixを生成して、上記各走査ラインＳＬごとに設定される選択期間内に各データラインＤＬに一斉に供給する。

ここで、データドライバ１３０は、例えば図３（ａ）に示すように、システムコントローラ１５０から供給されるデータ制御信号（シフトクロック信号ＣＬＫ、サンプリングスタート信号ＳＴＲ）に基づいて、順次シフト信号を出力するシフトレジスタ回路１３１と、該シフト信号の入力タイミングに基づいて、表示信号生成回路１６０から供給される１行分の表示データＤ０〜Ｄｍを順次取り込むデータレジスタ回路１３２と、データ制御信号（データラッチ信号ＳＴＢ）に基づいて、データレジスタ回路１３２により取り込まれた１行分の表示データＤ０〜Ｄｍを保持するデータラッチ回路１３３と、図示を省略した電源供給手段から供給される階調基準電圧Ｖ０〜Ｖｐに基づいて、上記保持された表示データＤ０〜Ｄｍを所定のアナログ信号電圧（階調電圧Ｖpix）に変換するデジタル−アナログ変換器（Ｄ／Ａコンバ−タ）１３４と、アナログ信号電圧に変換された表示データに対応する階調電流Ｉpixを生成し、システムコントローラ１５０から供給されるデータ制御信号（出力イネ−ブル信号ＯＥ）に基づくタイミングで、各データラインＤＬを介して、該階調電流Ｉpixを各表示画素ＥＭに一斉に出力する電圧電流変換・電流供給回路１３５と、を備えた構成を適用することができる。

特に、本実施形態に係る電圧電流変換・電流供給回路１３５は、例えば図４（ａ）に示すように、一端側に出力端子ＯＵＴ（出力接点Ｎout）が接続され、他端側に低電圧源Ｖssが接続され、上記Ｄ／Ａコンバータ１３４によりアナログ信号電圧（階調電圧Ｖpix）に変換された表示データに応じた電流値を有するデータ電流を流すデータ用電流源ＩＡｓと、一端側に高電圧源Ｖddが接続され、他端側に出力端子ＯＵＴ（出力接点Ｎout）が接続され、所定の電流値を有するオフセット電流を流すオフセット用電流源ＩＢｓと、を備えている。

ここで、データ用電流源ＩＡｓは、出力端子ＯＵＴ（出力接点Ｎout）側から低電圧源Ｖss方向に上記データ電流を流すように設定され、オフセット用電流源ＩＢｓは、高電圧源Ｖdd側から出力端子ＯＵＴ（出力接点Ｎout）方向に上記電流を流すように設定されている。また、オフセット用電流源ＩＢｓは、例えば図４（ｂ）に示すように、電流路（ソース−ドレイン）の一端側が高電圧源Ｖddに接続され、他端側が出力端子ＯＵＴ（出力接点Ｎout）に接続されたｐチャネル型の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）を適用することができる。出力端子ＯＵＴ（出力接点Ｎout）は、システムコントローラ１５０から供給されるデータ制御信号（出力イネ−ブル信号ＯＥ）に基づいてオン、オフ動作するスイッチ手段（図示を省略：例えばトランジスタスイッチ等）を介してデータラインＤＬに接続されている。

そして、このような電圧電流変換・電流供給回路１３５が、各データラインＤＬごとに設けられていることにより、表示データの輝度階調に対応して設定された階調電圧Ｖpixの電圧値に応じてデータ用電流源ＩＡｓにより生成されたデータ電流値から、オフセット用電流源ＩＢｓにより生成される所定のオフセット電流値が減算され、表示データの輝度階調（階調電圧）に応じて、低階調領域ではデータ電流値よりもオフセット電流値の方が大きくなり、出力端子ＯＵＴ側からデータラインＤＬ方向に押し込むように流れる（流し込む）正極性の電流値を有する階調電流Ｉpixが生成され（後述する電流ソース方式）、一方、中、高階調領域ではオフセット電流値よりもデータ電流値の方が大きくなり、データラインＤＬ側から出力端子ＯＵＴ方向に引き抜く（引き込む）ように流れる負極性の電流値を有する階調電流Ｉpixが生成される（後述する電流シンク方式）。すなわち、データラインＤＬに供給される階調電流Ｉpixは、表示画素ＥＭに書き込まれる表示データに含まれる輝度階調値に応じて負極性又は正極性を有する電流値に切り換え設定される。

（リセット回路１４０）
リセット回路１４０は、リセット制御信号ＲＳＴに基づいて、上記データドライバ１３０から各データラインＤＬに、表示データに基づく階調電流Ｉpixが供給されるタイミング（電流書込動作）に先立つ所定のタイミングで、各データラインＤＬを介して選択状態に設定された表示画素ＥＭにリセット電圧Ｖrstを印加して、各データラインＤＬに寄生する配線容量に残留する電荷、及び、各表示画素ＥＭに設けられた保持容量（後述するキャパシタ）に蓄積された電荷を放電させて初期状態に設定（初期化）するように制御する。

リセット回路１４０は、例えば、表示パネル１１０に配設された各データラインＤＬごとに、リセット電圧Ｖrstの電圧源に一端側が接続され、リセット制御信号ＲＳＴに基づいて、一斉にオン／オフ動作を行うことにより、リセット電圧Ｖrstを各データラインＤＬに印加する複数のスイッチング素子が設けられた構成を適用することができ、具体的には、図２に示すように、電流路（ソース−ドレイン）の一端にリセット電圧Ｖrstが共通に印加され、他端が各データラインＤＬに接続され、制御端子（ゲート）にリセット制御信号ＲＳＴが共通に印加されたトランジスタスイッチＳＷrstを良好に適用することができる。

ここで、各データラインＤＬを介して各表示画素ＥＭにリセット電圧Ｖrstを印加して蓄積電荷の放電を制御するリセット制御信号ＲＳＴは、後述するように（図８参照）、各行の表示画素ＥＭの書込動作期間において、表示データに応じた階調電流Ｉpixの供給タイミング（電流書込動作）に先立って、各データラインＤＬを介してリセット電圧Ｖrstを印加して、データラインＤＬの配線容量に残留する電荷、及び、選択状態に設定された行の表示画素ＥＭの保持容量（キャパシタ）に蓄積された電荷を放電するものであればよいので、走査信号Ｖselの印加タイミングに関連することから、例えば、走査ドライバ１２０において走査制御信号に基づいて生成、出力するものであってもよいし、システムコントローラ１５０により生成して、直接リセット回路１４０に出力するものであってもよい。

また、リセット電圧Ｖrstは、少なくとも各データラインＤＬの配線容量に残留する電荷、及び、各表示画素ＥＭの保持容量に蓄積された電荷を良好に放電することができる程度に、相対的に低い電圧であればよいが、本実施形態においては、各表示画素ＥＭに設けられる発光素子（例えば、有機ＥＬ素子）のカソード端子側の電圧よりも低電圧、すなわち、例えばカソード端子側の電圧が接地電圧（０Ｖ）の場合、絶対値が当該０Ｖよりも大きく、接地電圧より低い負極性の電圧値（例えば−５Ｖ；絶対値は５Ｖ）になるように設定される。詳しくは後述する。

なお、本実施形態においては、図２に示したように、リセット回路１４０をデータドライバ１３０とは別個の構成とした場合について示したが、図３（ｂ）に示すように、例えば図３（ａ）に示したデータドライバ１３０の出力段（電圧電流変換・電流供給回路１３５の後段）に、図２と同等の回路構成を有するリセット回路１３６を設けて、これらを一のデータドライバ１３０として構成し（この場合、図２に示したリセット回路１４０は省略される）、さらに一のドライバチップに内蔵するものであってもよいし、表示パネル１１０を構成するパネル基板上に表示画素ＥＭや各種配線と一体的に形成するものであってもよい。

（システムコントローラ１５０）
システムコントローラ１５０は、少なくとも、上述した走査ドライバ１２０及びデータドライバ１３０に対して、動作状態を制御する走査制御信号及びデータ制御信号を出力することにより、各ドライバを所定のタイミングで動作させて走査信号Ｖsel及び階調電流Ｉpixを生成して表示パネル１１０に出力させ、表示信号生成回路１６０により生成された表示データを各表示画素ＥＭに書き込んで発光動作させ、所定の画像情報を表示させる制御を行う。

（表示信号生成回路１６０）
表示信号生成回路１６０は、例えば、表示装置１００の外部から供給される映像信号から輝度階調信号成分を抽出し、表示パネル１１０の１行分ごとに表示データ（輝度階調値）としてデータドライバ１３０に供給する。ここで、上記映像信号が、例えば、テレビ放送信号（コンポジット映像信号）のように、画像情報の表示タイミングを規定するタイミング信号成分を含む場合には、表示信号生成回路１６０は、上記輝度階調信号成分を抽出する機能のほか、タイミング信号成分を抽出してシステムコントローラ１５０に供給する機能を有するものであってもよい。この場合においては、上記システムコントローラ１５０は、表示信号生成回路１６０から供給されるタイミング信号に基づいて、走査ドライバ１２０やデータドライバ１３０に対して供給する走査制御信号及びデータ制御信号を生成する。

＜表示画素の具体例＞
次に、上述した表示パネルに配列される表示画素の具体的な回路例について、図面を参照して説明する。
図５は、本実施形態に係る表示装置に適用可能な表示画素（画素駆動回路、発光素子）の具体例を示す回路構成図である。

図５に示すように、本実施形態に適用可能な表示画素ＥＭは、概略、上述した走査ドライバ１２０から印加される走査信号Ｖselに基づいて表示画素ＥＭを選択状態に設定し、該選択状態においてデータドライバ１３０から供給される階調電流Ｉpixを取り込み電圧成分として保持し、該階調電流Ｉpixに応じた発光駆動電流を発光素子に流す画素駆動回路ＤＣと、該画素駆動回路ＤＣから供給される発光駆動電流に基づいて、所定の輝度階調で発光動作する有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ等の電流制御型の発光素子と、を有して構成されている。

画素駆動回路ＤＣは、具体的には、例えば図５に示すように、ゲート端子が走査ラインＳＬに、ドレイン端子が電源電圧ラインＶＬ（電源電圧Ｖsc）に、ソース端子が接点Ｎ１１に各々接続されたトランジスタＴｒ１１と、ゲート端子が走査ラインＳＬに、ソース端子がデータラインＤＬに、ドレイン端子が接点Ｎ１２に各々接続されたトランジスタＴｒ１２と、ゲート端子が接点Ｎ１１に、ドレイン端子が電源電圧ラインＶＬに、ソース端子が接点Ｎ１２に各々接続されたトランジスタ（発光駆動素子）Ｔｒ１３と、接点Ｎ１１及び接点Ｎ１２間（トランジスタＴｒ１３のゲート−ソース間）に接続されたキャパシタ（保持容量）Ｃｓと、を備えた構成を有している。

ここで、本実施形態に係る画素駆動回路ＤＣに適用されるトランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１３については、特に限定するものではないが、例えば全てｎチャネル型の電界効果型トランジスタ（薄膜トランジスタ）により構成することにより、ｎチャネル型アモルファスシリコン薄膜トランジスタを適用することができる。この場合、すでに確立されたアモルファスシリコン製造技術を適用して、動作特性（電子移動度等）の安定した画素駆動回路を比較的簡易なプロセスで製造することができる。また、キャパシタＣｓはトランジスタＴｒ１３のゲート−ソース間に形成される寄生容量であってもよいし、該寄生容量に加えて該ゲート−ソース間に容量素子を接続したものであってもよい。

有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、アノード端子が上記画素駆動回路ＤＣの接点Ｎ１２に接続され、カソード端子が所定の低電位の基準電圧Ｖcath（例えば、接地電圧Ｖgnd）に接続されている。また、電源電圧ラインＶＬに印加される電源電圧Ｖscは、表示画素ＥＭの選択、非選択状態（厳密には、電流書込動作及び発光動作）に応じて、上記基準電圧Ｖcathよりも低電位又は高電位の電圧が印加される。詳しくは以下の基本動作において説明する。

図６は、本実施形態に係る画素駆動回路を適用した表示画素の基本動作を示すタイミングチャ−トである。図６においては、表示パネル１１０に２次元配列（ｎ行×ｍ列からなるマトリクス状に配列）された表示画素ＥＭのうち、ｉ行ｊ列目の表示画素ＥＭに着目して動作を説明する。図７は、本実施形態に係る画素駆動回路の動作状態を示す概念図である。

上述したような画素駆動回路ＤＣにおける発光素子（有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ）の発光駆動制御は、例えば、図６に示すように、一走査期間Ｔscを１サイクルとして、該一走査期間Ｔsc内に、走査ラインＳＬに接続された表示画素ＥＭを選択して表示データに対応する階調電流Ｉpixを書き込み、電圧成分として保持させる電流書込動作期間Ｔprgと、該電流書込動作期間Ｔprgに書き込み、保持された電圧成分に基づいて、上記表示データに応じた発光駆動電流を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに供給して、所定の輝度階調で発光動作させる発光動作期間（非選択期間）Ｔemと、を含むように設定することにより実行される（Ｔsc≧Ｔprg＋Ｔem）。ここで、各行の表示画素ＥＭが接続された各走査ラインＳＬごとに設定される電流書込動作期間Ｔprgは、相互に時間的な重なりが生じないように設定される。

なお、本実施形態においては、後述するように（図８参照）各行の表示画素ＥＭを選択状態に設定した書込動作期間（選択期間）Ｔwrt中に、所定のリセット電圧Ｖrstを各データラインＤＬを介して表示画素ＥＭに印加する電圧リセット動作（電圧リセット動作期間Ｔrst）を実行した後、上記の階調電流Ｉpixを書き込む電流書込動作（電流書込動作期間Ｔprg）が実行される。したがって、電流書込動作（電流プログラミング動作）は後述する書込動作期間Ｔwrtよりも短い時間で実行される。

（電流書込動作期間）
表示画素ＥＭの電流書込動作期間Ｔprgにおいては、図６に示すように、まず、走査ドライバ１２０から特定の走査ラインＳＬに対して、ハイレベルの走査信号Ｖselが印加されて当該行の表示画素ＥＭが選択状態に設定されるとともに、当該行の表示画素ＥＭの電源電圧ラインＶＬにローレベルの電源電圧Ｖsc（≦基準電圧Ｖcath）が印加される。また、このタイミングに同期して、データドライバ１３０から当該行の表示データに対応する電流値を有する階調電流Ｉpixが各データラインＤＬに供給される。

なお、本実施形態においては、後述するように各データラインＤＬに供給される階調電流Ｉpixは、各表示画素に書き込まれる表示データに含まれる輝度階調値に応じて負極性又は正極性を有する電流値に設定される。負極性の電流値に設定された場合には、表示画素ＥＭからデータラインＤＬを介してデータドライバ１３０方向に階調電流Ｉpixが引き抜かれる（引き込む）ように流れ、一方、正極性の電流値に設定された場合には、データドライバ１３０からデータラインＤＬを介して表示画素ＥＭ方向に階調電流Ｉpixが押し込まれる（流し込む）ように流れる。以下の説明では、表示画素ＥＭの基本動作として負極性の電流値を設定して表示画素ＥＭからデータラインＤＬを介してデータドライバ１３０方向に階調電流Ｉpixを引き込む場合について説明する。

ハイレベルの走査信号Ｖselが印加されることにより、画素駆動回路ＤＣを構成するトランジスタＴｒ１１及びＴｒ１２がオン動作して、ローレベルの電源電圧Ｖscが接点Ｎ１１（すなわち、トランジスタＴｒ１３のゲート端子及びキャパシタＣｓの一端）に印加されるとともに、データラインＤＬ方向に階調電流Ｉpixを引き込む動作が行われることにより、ローレベルの電源電圧Ｖscよりもさらに低電位の電圧レベルが接点Ｎ１２（すなわち、トランジスタＴｒ１３のソース端子及びキャパシタＣｓの他端）に印加される。

このように、接点Ｎ１１及びＮ１２間（トランジスタＴｒ１３のゲート−ソース間）に電位差が生じることにより、トランジスタＴｒ１３がオン動作して、図７（ａ）に示すように、電源電圧ラインＶＬからトランジスタＴｒ１３、接点Ｎ１２、トランジスタＴｒ１２、データラインＤＬを介して、データドライバ１３０に階調電流Ｉpixの電流値に対応する書込電流Ｉａが流れる。

このとき、キャパシタＣｓには、上記書込電流Ｉａが流れることにより接点Ｎ１１及びＮ１２間（トランジスタのＴｒ１３のゲート−ソース間）に生じた電位差に対応する電荷が蓄積され、電圧成分として保持される（充電される）。また、電源電圧ラインＶＬには、低電位の基準電圧Ｖcath（接地電圧Ｖgnd）以下の電圧レベルを有する電源電圧Ｖscが印加され、さらに、書込電流Ｉａが接点Ｎ１２からデータラインＤＬ方向に流れるように制御されていることから、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤのアノード端子（接点Ｎ１２）に印加される電位はカソード端子の電位（基準電圧Ｖcath）よりも低くなり、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤには電流が流れず発光動作は行われない。

（発光動作期間）
次いで、電流書込動作期間Ｔprg終了後の発光動作期間Ｔemにおいては、図６に示すように、走査ドライバ１２０から特定の走査ラインＳＬに対して、ローレベルの走査信号Ｖselが印加されて当該行の表示画素ＥＭが非選択状態に設定されるとともに、当該行の表示画素ＥＭの電源電圧ラインＶＬにハイレベルの電源電圧Ｖsc（＞基準電圧Ｖcath）が印加される。また、このタイミングに同期して、データドライバ１３０による階調電流Ｉpixの引き込み動作が停止される。

これにより、画素駆動回路ＤＣを構成するトランジスタＴｒ１１及びＴｒ１２がオフ動作して、接点Ｎ１１（すなわち、トランジスタＴｒ１３のゲート端子及びキャパシタＣｓの一端）への電源電圧Ｖscの印加が遮断されるとともに、接点Ｎ１２（すなわち、トランジスタＴｒ１３のソース端子及びキャパシタＣｓの他端）へのデータドライバ１３０による階調電流Ｉpixの引き込み動作に起因する電圧レベルの印加が遮断されるので、キャパシタＣｓは、上述した電流書込動作期間Ｔprgにおいて蓄積された電荷を保持する。

このように、キャパシタＣｓが電流書込動作時の充電電圧を保持することにより、接点Ｎ１１及びＮ１２間（トランジスタのＴｒ１３のゲート−ソース間）の電位差が保持されることになり、トランジスタＴｒ１３はオン状態を維持する。また、電源電圧ラインＶＬには、基準電圧Ｖcathよりも高電位の電圧レベルを有する電源電圧Ｖscが印加されるので、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤのアノード端子（接点Ｎ１２）に印加される電位はカソード端子側の電位（基準電圧Ｖcath）よりも高くなる。

したがって、図７（ｂ）に示すように、電源電圧ラインＶＬからトランジスタＴｒ１３、接点Ｎ１２を介して、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに順バイアス方向に所定の発光駆動電流Ｉｂが流れ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが発光する。ここで、キャパシタＣｓにより蓄積された電荷に基づく電位差（充電電圧）は、トランジスタＴｒ１３において階調電流Ｉpixに対応する書込電流Ｉａを流す場合の電位差に相当するので、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに供給される発光駆動電流Ｉｂは、上記書込電流Ｉａと略同等の電流値を有することになる。これにより、電流書込動作期間Ｔprg後の発光動作期間Ｔemにおいては、電流書込動作期間Ｔprgに書き込まれた表示データ（階調電流Ｉpix）に対応する電圧成分に基づいて、トランジスタＴｒ１３を介して、発光駆動電流Ｉｂが継続的に供給されることになり、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは表示データに対応する輝度階調で発光する動作を継続する。
そして、上述した一連の動作を、表示パネル１１０を構成する全ての走査ラインＳＬについて順次繰り返し実行することにより、表示パネル１画面分の表示データが書き込まれて、所定の輝度階調で発光し、所望の画像情報が表示される。

なお、本実施形態に係る画素駆動回路ＤＣにおいて電源電圧ラインＶＬに所定の電源電圧Ｖscを印加する構成としては、例えば図１に示した表示装置１００の構成に加え、表示パネル１１０の各走査ラインＳＬに並行に配設された複数の電源電圧ラインＶＬに接続された電源ドライバを備え、システムコントローラ１５０から供給される電源制御信号に基づいて、走査ドライバ１２０から出力される走査信号Ｖselに同期するタイミング（図６参照）で、走査ドライバ１２０により走査信号Ｖselが印加される行（選択状態に設定される表示画素ＥＭ）の電源電圧ラインＶＬに、電源ドライバから所定の電圧値を有する電源電圧Ｖscを印加するようにした構成を良好に適用することができる。

また、上述した表示画素ＥＭにおいては、画素駆動回路ＤＣとして３個のトランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１３を備えた回路構成を示したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、３個以上のトランジスタを備えた回路構成を有するものであってもよい。また、発光素子として有機ＥＬ素子を適用した構成を示したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、例えば発光ダイオード等の他の電流制御型の発光素子であってもよい。

＜表示装置の駆動制御方法＞
次に、本実施形態に係る表示装置における駆動制御方法について説明する。
図８は、本実施形態に係る表示装置の駆動制御方法の一例を示すタイミングチャ−トである。

上述したような構成を有する表示装置１００における駆動制御方法は、例えば、図８に示すように、一走査期間Ｔscを１サイクルとして、該一走査期間Ｔsc内に、各行の表示画素ＥＭを選択状態に設定し、データラインＤＬに寄生する配線容量に残留する電荷及び各表示画素ＥＭに設けられたキャパシタ（保持容量）Ｃｓに蓄積された電荷を放電して、初期状態に設定する電圧リセット動作（電圧リセット動作期間Ｔrst）、及び、当該リセット動作後に、表示データに応じた信号極性及び電流値を有する階調電流Ｉpixを供給して所定の電圧成分を各表示画素ＥＭのキャパシタＣｓに充電する電流書込動作（電流プログラミング動作；電流書込動作期間Ｔprg）を実行する書込動作期間（選択期間）Ｔwrtと、当該書込動作期間Ｔwrt後に、各行の表示画素ＥＭを非選択状態に設定して、上記キャパシタＣｓに充電された電圧成分に基づいて発光駆動電流Ｉｂを生成して、表示データに対応した輝度階調で有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを発光動作させる発光動作期間（非選択期間）Ｔemと、を含むように設定される（Ｔsc≧Ｔwrt＋Ｔem＝Ｔrst＋Ｔprg＋Ｔem）。

そして、このような一連の駆動動作が、各行ごとに順次実行されるとともに、各行における選択期間である書込動作期間Ｔwrt（電圧リセット動作期間Ｔrst及び電流書込動作期間Ｔprg）が、各行間で相互に時間的な重なりが生じないように設定される。
すなわち、本実施形態に係る駆動制御方法においては、書込動作期間Ｔwrt内に上述した表示画素ＥＭの基本動作（図６参照）における電流書込動作（電流書込動作期間Ｔprg）が実行され、かつ、書込動作期間Ｔwrt内の当該電流書込動作に先立つタイミングで、電圧リセット動作（電圧リセット動作期間Ｔrst）が実行される。

以下、各動作について具体的に説明する。
（電圧リセット動作）
まず、電圧リセット動作期間Ｔrstにおいては、図８に示すように、走査ドライバ１２０から各走査ラインＳＬにハイレベルの走査信号Ｖselを順次印加して各行の表示画素ＥＭを選択状態に設定した後、又は、当該選択状態への切り換えタイミングと同時に、例えばシステムコントローラ１５０からハイレベルのリセット制御信号ＲＳＴがリセット回路１４０に供給されて電圧リセット動作が実行される。

これにより、各表示画素ＥＭを構成する画素駆動回路ＤＣ（図５参照）に設けられたトランジスタＴｒ１２がオン動作するとともに、リセット回路１４０に設けられた各トランジスタスイッチＳＷrstがオン動作することにより、リセット回路１４０（トランジスタスイッチＳＷrst）からデータラインＤＬを介して画素駆動回路ＤＣのキャパシタＣｓの他端側（接点Ｎ１２）に、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤのカソード側の基準電圧Ｖcath（例えば０Ｖ）よりも低電位のリセット電圧Ｖrst（例えば−５Ｖ）が印加されて、各データラインＤＬの配線容量に残留する電荷及び各表示画素ＥＭのキャパシタＣｓに蓄積されていた電荷が放電されて初期状態に設定される。

（電流書込動作）
次いで、電圧リセット動作期間Ｔrst終了後の電流書込動作期間Ｔprgにおいては、図８、及び、上述した画素駆動回路ＤＣの基本動作（図６、図７参照）に示したように、走査ドライバ１２０から各走査ラインＳＬにハイレベルの走査信号Ｖselを継続して印加して各行の表示画素ＥＭを選択状態に保持した状態で、電源電圧ラインＶＬに低電位の電源電圧Ｖscを印加するとともに、データドライバ１３０から各データラインＤＬを介して、表示データに対応する信号極性及び電流値を有する階調電流Ｉpixを各表示画素ＥＭに供給することにより、画素駆動回路ＤＣに設けられたキャパシタＣｓに階調電流Ｉpix（≒書込電流Ｉａ）に基づく電圧成分を保持させる（充電する）。

ここで、本実施形態においては、データドライバ１３０から各データラインＤＬを介して各表示画素ＥＭに供給される階調電流Ｉpixは、上述したように、表示データの輝度階調値に応じて正極性又は負極性の電流値を有するように設定される。詳しくは後述するが、概略、表示データ（輝度階調値）が低階調領域においてはデータドライバ１３０により正極性の電流値を有するように設定して、データドライバ１３０からデータラインＤＬを介して選択状態に設定された表示画素ＥＭに階調電流Ｉpixを流し込むように供給され（以下、「電流ソース方式」と記し、このような階調電流Ｉpixを「ソース電流」と記す）、一方、表示データ（輝度階調値）が中、高階調領域においてはデータドライバ１３０により負極性の電流値を有するように設定して、選択状態に設定された表示画素ＥＭからデータラインＤＬを介してデータドライバ１３０に階調電流Ｉpixを引き込むように供給される（以下、「電流シンク方式」と記し、このような階調電流Ｉpixを「シンク電流」と記す）。

（発光動作）
次いで、電流書込動作期間Ｔprg終了後（すなわち書込動作期間Ｔwrt終了後）の発光動作期間Ｔemにおいては、図８、及び、上述した画素駆動回路ＤＣの基本動作（図６、図７参照）に示したように、走査ドライバ１２０から電流書込動作期間Ｔprgが終了した各走査ラインＳＬにローレベルの走査信号Ｖselが印加されて表示画素ＥＭを非選択状態に設定するとともに、電源電圧ラインＶＬに高電位の電源電圧Ｖscを印加することにより、キャパシタＣｓに保持された電圧成分に基づく発光駆動電流Ｉｂを有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに供給して表示データに応じた輝度階調で発光動作させる。

＜作用効果の検証＞
次に、上述した表示駆動装置及び表示装置並びにその駆動制御方法における作用効果について詳しく検証する。ここでは、まず、本実施形態に係る表示装置の比較例（以下、「比較対象」と記す）を示してその動作特性を検証した後、本実施形態の作用効果を説明する。

図９は、本実施形態に係る作用効果を説明するための、比較対象となる表示装置における階調電流（シンク電流）と発光駆動電流との関係を示す特性図であり、図１０は、本実施形態に係る表示装置における階調電流（シンク電流、ソース電流）と発光駆動電流との関係を示す特性図である。図９、図１０においては、電圧リセット動作期間Ｔrstを１０μsec、電流書込動作期間Ｔprgを５５μsecとし、また、リセット電圧Ｖrstとして負極性の電圧（−５Ｖ）と０Ｖを印加した場合のシミュレーション実験の結果を示す。

上述したように、本実施形態に係る表示装置においては、最初に一定のリセット電圧Ｖrstを各データラインＤＬに印加して該データラインＤＬの配線容量に残留する電荷や各表示画素ＥＭ（画素駆動回路ＤＣ）のキャパシタＣｓに保持された電荷を放電するリセット動作（初期化動作）を実行し、その後、表示データに応じた信号極性及び電流値を有する階調電流Ｉpixを各データラインＤＬに供給して各表示画素ＥＭのキャパシタＣｓに当該階調電流Ｉpixに応じた電圧成分を保持させる書込動作を実行するように制御される。

ここで、本実施形態に係る表示装置の書込動作において、表示データ（輝度階調値）に応じた階調電流Ｉpixとして負極性の電流値を有する電流のみをデータラインＤＬを介して各表示画素ＥＭに供給し、該階調電流Ｉpixに応じた書込電流Ｉａ（シンク電流）を表示画素ＥＭからデータラインＤＬを介してデータドライバ１３０に引き込む電流シンク方式のみを適用して、階調電流Ｉpixに応じた電圧成分を各表示画素ＥＭに保持させる（書き込む）場合を、本実施形態の比較例（比較対象）とする。

電流シンク方式のみを適用して表示データを書き込む場合において、データドライバ１３０から供給される階調電流（具体的にはデータドライバ１３０に引き込まれるシンク電流）Ｉpixと、各表示画素ＥＭの画素駆動回路ＤＣから有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに流れる発光駆動電流Ｉｂとの関係について検証すると、図９に示すように、階調電流Ｉpixの電流値が比較的大きい中、高階調領域においては、データドライバ１３０からデータラインＤＬに供給される階調電流（シンク電流）Ｉpixの電流値に応じて、画素駆動回路ＤＣから有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに供給される発光駆動電流（画素発光時電流）Ｉｂは略線形的に増加する傾向を示す。

この階調電流Ｉpixと発光駆動電流Ｉｂとの関係について詳しく検証すると、電圧リセット動作において、リセット電圧Ｖrstとして一般的に適用される０Ｖに設定した場合、図９中に細い点線（Ｖrst＝０Ｖ シンク電流（Ｖth＝１Ｖ））で示すように、階調電流Ｉpixの電流値を０μＡに設定すると、発光駆動電流Ｉｂを０μＡに設定することができるが、階調電流Ｉpixが微小な電流値（具体的には０μＡの近傍）となる低階調領域においては発光駆動電流Ｉｂが略０μＡに近似した状態となって、階調電流Ｉpixに対する発光駆動電流Ｉｂの線形性が失われてしまうため、シミュレーション実験の条件として設定した電流書込動作期間Ｔprg（＝５５μsec）では、階調電流Ｉpixに応じた電圧成分を十分保持させることができないという問題を有している。

また、各表示画素ＥＭの画素駆動回路ＤＣに設けられ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに発光駆動電流Ｉｂを供給するための発光駆動用のトランジスタＴｒ１３のしきい値電圧Ｖthに変動（Ｖthシフト）が生じると（例えばしきい値電圧Ｖthが１Ｖから３Ｖに変化した場合）、図９中に細い点線（Ｖrst＝０Ｖ シンク電流（Ｖth＝１Ｖ））及び太い点線（Ｖrst＝０Ｖ シンク電流（Ｖth＝３Ｖ））で示すように、低階調領域における発光駆動電流Ｉｂの変化が顕著になり、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの輝度変化が増大して表示データに応じた適切な輝度階調で発光動作ができなくなるという問題を有していた。

一方、電圧リセット動作において、リセット電圧Ｖrstを絶対値が０Ｖよりも大きくなる電圧値、好ましくは電源電圧ラインＶＬ及び接点Ｎ１２間（トランジスタＴｒ１３のドレイン−ソース間）の電位差の絶対値がトランジスタＴｒ１３のしきい値電圧Ｖthの絶対値より大きい値となる電圧値（例えば−５Ｖ；絶対値は５Ｖ）に設定した場合においては、図９中に細い実線（Ｖrst＝−５Ｖ シンク電流（Ｖth＝１Ｖ））及び太い実線（Ｖrst＝−５Ｖ シンク電流（Ｖth＝３Ｖ））で示すように、階調電流（シンク電流）Ｉpixに対する発光駆動電流Ｉｂの特性は，階調電流Ｉpixが比較的大きい中、高階調領域では、上述したリセット電圧Ｖrstを０Ｖに設定した場合と同様に良好な線形性を示すが、階調電流Ｉpixを０μＡに設定した場合であっても発光駆動電流Ｉｂを完全に０μＡに設定することができず、微小な電流が有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに流れてしまう。この場合、輝度階調の基準となる黒表示レベルが浮いてしまい（明るい方に変動してしまい）、コントラスト比が低下するため、表示品位が著しく低下してしまうという問題を有していた。

そこで、本発明においては、上述した実施形態に示したように、まず、絶対値が０Ｖよりも大きいリセット電圧ＶrstをデータラインＤＬに印加することにより、該データラインＤＬの配線容量に残留する電荷や各表示画素ＥＭ（画素駆動回路ＤＣ）のキャパシタＣｓに保持された電荷を放電する電圧リセット動作を実行し、その後、表示データに応じた信号極性（正極性又は負極性）及び電流値を有する階調電流Ｉpixを、各データラインＤＬを介して表示画素ＥＭに供給することにより、各表示画素ＥＭのキャパシタＣｓに当該階調電流Ｉpixに応じた電圧成分を保持させる電流書込動作を実行する。

ここで、本実施形態に係る表示装置の書込動作においては、データドライバ１３０から出力される階調電流Ｉpixが表示データ（輝度階調値）に応じて信号極性が切り換え設定され、低階調領域では正極性の電流値を有する階調電流（ソース電流）ＩpixをデータラインＤＬに供給して、該階調電流Ｉpixに応じた書込電流Ｉａをデータドライバ１３０からデータラインＤＬを介して表示画素ＥＭ（画素駆動回路ＤＣ）に流し込む電流ソース方式が適用され、また、中、高階調領域では負極性の電流値を有する階調電流（シンク電流）ＩpixをデータラインＤＬに供給して、該階調電流Ｉpixに応じた書込電流Ｉａを表示画素ＥＭ（画素駆動回路ＤＣ）からデータラインＤＬを介してデータドライバ１３０に引き込む電流シンク方式が適用される。

このような駆動制御方法を適用した場合の階調電流Ｉpixと発光駆動電流Ｉｂの関係は、電圧リセット動作において、リセット電圧Ｖrstとして絶対値が０Ｖよりも大きくなる電圧値、好ましくは電源電圧ラインＶＬ及び接点Ｎ１２間（トランジスタＴｒ１３のドレイン−ソース間）の電位差の絶対値がトランジスタＴｒ１３のしきい値電圧Ｖthの絶対値より大きい値となる電圧値（例えば−５Ｖ；絶対値は５Ｖ）に設定し、さらに、電流書込動作において、表示データに基づく輝度階調が低い領域（階調電流Ｉpixが微小な電流値となる低階調領域）では、図１０中に細い実線（Ｖrst＝−５Ｖ シンク＋ソース電流（Ｖth＝１Ｖ））で示すように、データドライバ１３０からデータラインＤＬに正極性の微小な電流値（図１０に示す特性図においては負の電流値となる）を有する階調電流（ソース電流）Ｉpixを供給して、データドライバ１３０からデータラインＤＬを介して表示画素ＥＭに当該階調電流Ｉpixを流し込むことにより、シミュレーション実験の条件として設定した電流書込動作期間Ｔprg（＝５５μsec）内に、階調電流Ｉpixに応じた電圧成分を十分に保持させて（書き込んで）、発光動作において、画素駆動回路ＤＣから有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに供給される発光駆動電流Ｉｂを階調電流Ｉpixに応じた微小な電流値に設定（すなわち、画素駆動回路ＤＣから有機ＥＬ素子ＯＬＥＤへの発光駆動電流の供給を遮断）することができるとともに、０階調となる階調電流Ｉpixに対して発光駆動電流Ｉｂを０μＡに設定して、階調電流Ｉpixに対する発光駆動電流Ｉｂの線形性を良好に実現することができるので、黒表示レベル（０階調での表示状態）や低階調表示レベルを適切に設定することができ、良好なコントラストで画像情報を表示することができる。

なお、上述したシミュレーション実験の条件においては、０．５μＡの電流値（図１０においては−０．５μＡとなる）を有する階調電流Ｉpixをデータドライバ１３０からデータラインＤＬを介して表示画素ＥＭに流し込むことにより、０階調に対応した電圧成分を表示画素ＥＭに書き込むことができ、黒表示レベルを適切に設定することができた。

また、階調電流Ｉpixの電流値が比較的大きい中、高階調領域では、上述した比較対象と同様に、負極性の電流値（図１０においては正の電流値となる）を有する階調電流（シンク電流）Ｉpixを供給して、表示画素ＥＭからデータラインＤＬを介してデータドライバ１３０に当該階調電流Ｉpixを引き込むことにより、当該階調電流（シンク電流）Ｉpixの電流値に応じて略線形性を有する発光駆動電流Ｉｂを有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに供給することができる。

したがって、データドライバ１３０から表示画素ＥＭに供給される階調電流Ｉpixを、表示データ（輝度階調値）に応じた信号極性（正極性又は負極性）及び電流値を有するように設定（すなわち、図１０において階調電流Ｉpixを０μＡ以下の負の電流領域にまで拡張）することにより、表示データに応じた電圧成分を表示画素ＥＭに十分保持させて、適切な輝度階調で画像情報を表示することができる。

さらに、各表示画素ＥＭの画素駆動回路ＤＣに設けられる発光駆動用のトランジスタＴｒ１３のしきい値電圧Ｖthに変動（Ｖthシフト）が生じた場合（例えばしきい値電圧Ｖthが１Ｖから３Ｖに変化した場合）であっても、図１０中に細い実線（Ｖrst＝−５Ｖ シンク＋ソース電流（Ｖth＝１Ｖ））及び太い実線（Ｖrst＝−５Ｖ シンク＋ソース電流（Ｖth＝３Ｖ））で示すように、低階調領域における発光駆動電流Ｉｂの変化が減少して、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの輝度変化が抑制されて表示データに応じた適切な輝度階調で発光動作することができる。

次いで、上述した本実施形態の作用効果について、さらに詳しく検証する。
図１１は、電圧リセット動作においてデータライン及び表示画素に印加される電圧値と表示画素に供給した階調電流の書込比率（書込電流比率）との関係を示す特性図であり、図１２は、電流書込動作において階調電流の信号極性の切り替え設定の有無と有機ＥＬ素子に供給される発光駆動電流の劣化の度合い（初期時と劣化時の発光駆動電流の比）との関係を示す特性図である。図１３は、本実施形態に係る表示装置における書込動作時の電圧変化を示すタイミングチャートである。

上述したような本実施形態に係る駆動制御方法において、データドライバ１３０から供給される階調電流（初期電流値）Ｉpixに対する、実際に表示画素ＥＭへの書込みに寄与する電流成分の比率（書込電流比率）について検証すると、図１１に示すように、リセット電圧Ｖrstの絶対値が高いほど（図ではリセット電圧Ｖrstが低いほど）低階調領域における書込電流比率が改善して”１”に近似するように変化することが判明した。

具体的には、図１１に示すように、リセット電圧Ｖrstを０Ｖやその近傍の電圧値（例えば−３Ｖ）に設定した場合に比較して、より低い電圧値（絶対値がより高い電圧値；例えば−７Ｖや−１０Ｖ）に設定した場合の方が、略全ての階調領域（階調電流の略全域）において書込電流比率を”１”に近似させることができ、階調電流（初期電流）Ｉpixに応じた電圧成分を良好に保持させることができる。

また、本実施形態において、階調電流Ｉpixに対する発光駆動電流Ｉｂの劣化の度合いについて検証すると、図１２に示すように、電流シンク方式のみを適用して階調電流Ｉpixを供給する場合に比較して、電流シンク方式と電流ソース方式を表示データの輝度階調に応じて切り換え設定する場合の方が、低階調領域における発光駆動電流Ｉｂの劣化の度合いが抑制されることが判明した。ここで、発光駆動電流Ｉｂの劣化の度合いとは、画素駆動回路ＤＣに設けられる発光駆動用のトランジスタＴｒ１３のしきい値電圧Ｖthの変動（Ｖthシフト）が生じていない初期状態における発光駆動電流Ｉbsに対する、上記しきい値電圧Ｖthの変動が生じた後の劣化状態における発光駆動電流Ｉbeの比（Ｉbe／Ｉbs）であって、劣化状態における発光駆動電流Ｉｂの減少の度合いをいう。なお、本実施形態においては、トランジスタＴｒ１３の初期状態におけるしきい値電圧Ｖthを１Ｖとし、劣化状態（しきい値電圧Ｖthの変動後；Ｖthシフト後）におけるしきい値電圧Ｖthを３Ｖとして、シミュレーション実験を行った結果を図１２に示した。

具体的には、図１２中に細い実線で示すように、電流シンク方式のみを適用して電流書込動作を実行した場合にあっては、階調電流Ｉpixの電流値が微小となる低階調領域において、しきい値電圧Ｖthの変動に起因する発光駆動電流Ｉｂの劣化の度合いが０近傍となって有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに表示データ（階調電流Ｉpix）に応じた発光駆動電流Ｉｂ（＝Ｉbe）がほとんど流れないのに対して、図１２中に太い実線で示すように、電流シンク方式と電流ソース方式を併用して階調電流Ｉpixの信号極性を切り換え設定する場合にあっては、階調電流Ｉpixが微小となる低階調領域においても、発光駆動電流Ｉｂの劣化の度合いが概ね０．６以上を示し、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤにほぼ表示データ（階調電流Ｉpix）に応じた発光駆動電流Ｉｂ（＝Ｉbe）を流すことができる。

このように、絶対値が０よりも大きい電圧値を有するリセット電圧Ｖrstを用いた電圧リセット動作を実行した後、電流シンク方式と電流ソース方式を併用して表示データの輝度階調に応じて階調電流Ｉpixの信号極性を切り換え設定する電流書込動作を実行することにより、書込動作における書込電流比率の向上や、発光駆動用のトランジスタＴｒ１３のしきい値電圧Ｖthの変動に伴う発光駆動電流Ｉｂの経時的な劣化（減少）を抑制することができ、所定の電流書込動作期間Ｔprg内に階調電流Ｉpixに応じた所定の電圧成分を良好かつ十分に保持させる（書き込む）ことができるとともに、表示データに応じた適切な輝度階調で有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを発光動作させることができる。

したがって、本実施形態に係る駆動制御方法における書込動作においては、図１３（ａ）に示すように、リセット電圧Ｖrstを０Ｖに設定した場合（図中では「０Ｖリセット」と表記）には、発光駆動用のトランジスタＴｒ１３のしきい値電圧Ｖthが変動して、例えばしきい値電圧Ｖthが１Ｖから３Ｖに変化した場合、電圧リセット動作時にトランジスタＴｒ１３のドレイン−ソース間に印加される電圧がしきい値電圧Ｖthより小さいためトランジスタＴｒ１３のドレイン−ソース間に電流が流れ難く、電圧リセット動作期間内にリセット動作が十分に行えず、その後の電流書込動作における電圧成分の保持動作に比較的時間がかかる。

これに対し、図１３（ｂ）に示すように、リセット電圧Ｖrstをより低電圧（絶対値が０Ｖよりも大きい電圧値で、電源電圧ラインＶＬ及び接点Ｎ１２間（トランジスタＴｒ１３のドレイン−ソース間）の電位差の絶対値がトランジスタＴｒ１３のしきい値電圧Ｖthの絶対値に近い値、あるいはそれより大きい値となる電圧値；例えば−５Ｖ）に設定した場合（図中では「大電圧リセット」と表記）とする場合、電圧リセット動作時にトランジスタＴｒ１３のドレイン−ソース間に印加される電位差の絶対値がしきい値電圧Ｖthの絶対値に近い値、あるいはそれより大きい値になるためトランジスタＴｒ１３のドレイン−ソース間に電流が流れ易く、電圧リセット動作期間内にリセット動作を十分に行うことができる。

これにより、その後の電流書込動作において、表示画素ＥＭ（画素駆動回路ＤＣのキャパシタＣｓ）に保持される電圧成分（保持電圧）を、低いリセット電圧（−５Ｖ）から黒表示レベルＶｐやその近傍の低階調表示レベルＶｑに迅速に収束させることができ（経過時間Ｔa1＜Ｔb1、Ｔa2＜Ｔb2）、所定の電流書込動作期間Ｔprg（本実施形態では５５μsec）内に迅速かつ良好に表示データに応じた電圧成分を保持させる（書き込む）ことができる。
なお、上述した作用効果の検証においては、特定の実験条件におけるシミュレーション結果を示したが、本願発明者は他の実験条件においても同様の傾向を示す結果が得られることを確認している。

本発明に係る表示装置の全体構成を示す概略ブロック図である。 本発明に係る表示装置の一実施形態を示す要部概略構成図である。 本実施形態に係る表示装置に適用可能なデータドライバの一例を示す概略ブロック図である。 本実施形態に係るデータドライバに適用可能な電圧電流変換・電流供給回路の一例を示す概略構成図である。 本実施形態に係る表示装置に適用可能な表示画素（画素駆動回路、発光素子）の具体例を示す回路構成図である。 本実施形態に係る画素駆動回路を適用した表示画素の基本動作を示すタイミングチャ−トである。 本実施形態に係る画素駆動回路の動作状態を示す概念図である。 本実施形態に係る表示装置の駆動制御方法の一例を示すタイミングチャ−トである。 本実施形態に係る作用効果を説明するための、比較対象となる表示装置における階調電流（シンク電流）と発光駆動電流との関係を示す特性図である。 本実施形態に係る表示装置における階調電流（シンク電流、ソース電流）と発光駆動電流との関係を示す特性図である。 電圧リセット動作においてデータライン及び表示画素に印加される電圧値と表示画素に供給した階調電流の書込比率（書込電流比率）との関係を示す特性図である。 電流書込動作において階調電流の信号極性の切り替え設定の有無と有機ＥＬ素子に供給される発光駆動電流の劣化の度合い（初期時と劣化時の発光駆動電流の比）との関係を示す特性図である。 本実施形態に係る表示装置における書込動作時の電圧変化を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１００ 表示装置
１１０ 表示パネル
１２０ 走査ドライバ
１３０ データドライバ
１４０ リセット回路
１５０ システムコントローラ
１６０ 表示信号生成回路
ＳＬ 走査ライン
ＤＬ データライン
ＥＭ 表示画素
ＤＣ 画素駆動回路
ＯＬＥＤ 有機ＥＬ素子

Claims (6)

1. データラインに接続された表示画素を駆動する表示駆動装置において、
   前記表示画素は、一端が基準電位に設定された発光素子と、電流路の一端が前記発光素子の他端に接続され、該電流路の他端が、電源電圧が印加される電源電圧ラインに接続されて、前記発光素子に供給する電流を制御する発光駆動素子と、を有し、
   前記データラインに所定のリセット電圧を印加して、少なくとも前記データラインの配線容量及び前記表示画素に残留する電荷を放電して初期化するリセット手段と、
   前記初期化が行われた前記表示画素に対し、表示データの輝度階調値に応じた信号極性及び電流値を有する階調電流を生成して、前記データラインを介して前記表示画素に供給する階調電流供給手段と、
   を有し、
   前記リセット手段が前記データラインに前記リセット電圧を印加するとき、及び、前記階調電流供給手段が前記データラインを介して前記階調電流を前記表示画素に供給するとき、前記電源電圧は、前記基準電位と同じか、それより低い第１の電位に設定され、前記発光素子を発光動作させるとき、前記電源電圧は、前記基準電位より高い第２の電位に設定され、
   前記リセット電圧は、前記発光駆動素子の前記電流路の前記一端側に印加され、前記基準電位より低い電位で、前記基準電位との電位差の絶対値が前記発光駆動素子のしきい値電圧より大きい電位に設定され、
   前記階調電流供給手段は、前記データラインに接続されたデータ用電流源とオフセット用電流源とを有し、前記データ用電流源は、前記表示データの前記輝度階調値に応じた電流値を有し、前記表示画素から前記データラインに引き込む方向に流れるデータ電流を生成し、前記オフセット用電流源は前記データラインから前記表示画素に流し込む方向に流れるオフセット電流を生成し、前記データ電流と前記オフセット電流とを合成した電流を前記階調電流として前記表示画素に供給することを特徴とする表示駆動装置。
2. 表示データに応じた画像情報を表示する表示装置において、
   互いに直交するように配設された複数の走査ライン及び複数のデータラインの各交点近傍に発光素子を有する複数の表示画素が２次元配列され、前記各表示画素は、一端が基準電位に設定された発光素子と、電流路の一端が前記発光素子の他端に接続され、該電流路の他端が、電源電圧が印加される電源電圧ラインに接続されて、前記発光素子に供給する電流を制御する発光駆動素子と、を有する表示パネルと、
   前記各データラインに所定のリセット電圧を印加して、少なくとも前記各データラインの配線容量及び前記表示画素に残留する電荷を放電して初期化するリセット手段と、
   前記初期化が行われた前記表示画素に対し、前記表示データの輝度階調値に応じた信号極性及び電流値を有する階調電流を生成して、前記各データラインを介して前記表示画素に供給する階調電流供給手段と、
   を有し、
   前記リセット手段が前記データラインに前記リセット電圧を印加するとき、及び、前記階調電流供給手段が前記データラインを介して前記階調電流を前記表示画素に供給するとき、前記電源電圧は、前記基準電位と同じか、それより低い第１の電位に設定され、前記発光素子を発光動作させるとき、前記電源電圧は、前記基準電位より高い第２の電位に設定され、
   前記リセット電圧は、前記発光駆動素子の前記電流路の前記一端側に印加され、前記基準電位より低い電位で、前記基準電位との電位差の絶対値が前記発光駆動素子のしきい値電圧より大きい電位に設定され、
   前記階調電流供給手段は、前記各データラインに接続された複数のデータ用電流源と複数のオフセット用電流源とを有し、前記各データ用電流源は、前記表示データの前記輝度階調値に応じた電流値を有し、前記表示画素から前記各データラインに引き込む方向に流れるデータ電流を生成し、前記各オフセット用電流源は前記各データラインから前記表示画素に流し込む方向に流れるオフセット電流を生成し、前記データ電流と前記オフセット電流とを合成した電流を前記階調電流として前記表示画素に供給することを特徴とする表示装置。
3. 前記表示装置は、更に、前記複数の走査ラインの各々に走査信号を順次印加して、前記走査ラインに接続された前記表示画素を順次選択状態に設定する走査駆動手段を備え、
   前記リセット手段は、前記各データラインを介して、前記選択状態に設定された前記表示画素に対して前記リセット電圧を印加し、
   前記階調電流供給手段は、前記各データラインを介して、前記選択状態に設定され、前記リセット電圧が印加された前記表示画素に対して前記階調電流を供給することを特徴とする請求項２記載の表示装置。
4. 前記表示画素は、前記階調電流に基づく電荷を電圧成分として保持する保持容量を有し、前記発光駆動素子は、前記保持容量に保持された前記電圧成分に基づいて、前記発光素子を発光動作させる発光駆動電流を前記発光素子に流すことを特徴とする請求項２又は３に記載の表示装置。
5. 前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセント素子であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の表示装置。
6. データラインに接続された表示画素を駆動する表示駆動装置の駆動制御方法において、
   前記表示画素は、一端が基準電位に設定された発光素子と、電流路の一端が前記発光素子の他端に接続され、該電流路の他端が、電源電圧が印加される電源電圧ラインに接続されて、前記発光素子に供給する電流を制御する発光駆動素子と、を有し、
   前記データラインに所定のリセット電圧を印加して、少なくとも前記データラインの配線容量及び前記表示画素に残留する電荷を放電して初期化する初期化ステップと、
   前記初期化が行われた後、表示データの輝度階調値に応じた信号極性及び電流値を有する階調電流を生成して、前記データラインを介して前記表示画素に供給する階調電流供給ステップと、
   前記発光素子を、前記階調電流に応じて保持容量に保持された電圧成分に基づいて、前記発光素子を発光動作させる発光動作ステップと、
   を含み、
   前記初期化ステップ及び前記階調電流供給ステップは、前記電源電圧を、前記基準電位と同じか、それより低い第１の電位に設定し、
   前記発光動作ステップは、前記電源電圧を前記基準電位より高い第２の電位に設定し、
   前記初期化ステップは、前記リセット電圧を前記発光駆動素子の前記電流路の前記一端側に印加し、前記リセット電圧を、前記基準電位より低い電位で、前記基準電位との電位差の絶対値が前記発光駆動素子のしきい値電圧より大きい電位に設定し、
   前記階調電流供給ステップは、前記表示データの前記輝度階調値に応じた電流値を有し、前記表示画素から前記データラインに引き込む方向に流れるデータ電流と、前記データラインから前記表示画素に流し込む方向に流れるオフセット電流と、を生成し、前記データ電流と前記オフセット電流とを合成した電流を前記階調電流として前記表示画素に供給することを特徴とする表示駆動装置の駆動制御方法。
   

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