JP2005331933A - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画素ごとの輝度ばらつきの低減化しかつ開口率の点でもその犠牲の小さい有機ＥＬ表示装置を提供すること。
【解決手段】 発光部と、発光部に流す電流を制御する電流制御部と、電流制御部により制御された電流の伝送／伝送の切り替えを行う第１のスイッチング部と、伝送された制御された電流の値を電圧として検出する電流検出部と、検出された電流相当の電圧値と画像信号に相当する電圧値とを比較増幅する比較増幅部と、比較増幅された結果である電圧値の伝送／非伝送の切り替えを行う第２のスイッチング部と、第２のスイッチング部より伝送された電圧値により充放電がされる画像信号保持用コンデンサとを具備し、電流制御部が、画像信号保持用コンデンサの充電電圧により発光部に流す電流を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自己発光する有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を画素に用いてこれをマトリクス状に配置して表示を行う有機ＥＬ表示装置に係り、特に、画素ごとの輝度ばらつきの低減化に好適な有機ＥＬ表示装置に関する。

有機ＥＬ素子を利用した表示装置は、有機ＥＬ素子が自己発光素子であることからバックライトが不要であり低消費電力化に向く点でＬＣＤ（液晶表示装置）にない特徴がある。また、高速応答、広視野角の特性を有し、さらに素子自体が固体であるためフレキシブルな用途への応用が可能などの利点もある。

有機ＥＬ表示装置の駆動方式としては、ＬＣＤと同様にＰＭ（パッシブマトリクス）駆動とＡＭ（アクティブマトリクス）駆動とが可能であるが、画素ごとに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を設けて画素を個々に制御するＡＭ方式が主流になっている。これにより、高精細化、長寿命化、さらなる低消費電力化も考慮されている。

ところで有機ＥＬ表示装置の画素ごとの発光をばらつきなく制御するためには、ある画像信号に対する、その画素ごとの電流値をそろえる必要がある。特に、画像信号がアナログ信号で与えられそのアナログ値に従って画素に中間的な発光をさせる方式の場合にはこの点は重要である。このような前提で輝度むらを低減することを目的とした有機ＥＬ表示装置の例には例えば下記特許文献１のものがある。
特開２００２−９１３７７号公報

上記文献に開示の表示装置では、画像信号に画素電流が一致するように負帰還する構成が用いられている。これにより、電流制御回路の入力電圧対出力電流の特性にばらつきがあってもこれが吸収されて、一定の画像信号に対して画素同士でそろった電流値が得られるものである。しかしながら、必然的に、負帰還に必要な誤差増幅回路を各画素ごとに作り込む必要があるため表示の開口率（表示面積に対する正味の発光部面積の割合）の点では不利さがあると考えられる。

本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、自己発光する有機ＥＬ素子を画素に用いてこれをマトリクス状に配置して表示を行う有機ＥＬ表示装置において、画素ごとの輝度ばらつきの低減化しかつ開口率の点でもその犠牲の小さい有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、複数の画素がマトリックス状に配置され、前記複数の画素の中から画素選択信号に従って画素が選択され、前記選択された画素が画像信号に従って発光させられる有機ＥＬ表示装置であって、発光部と、前記発光部に流す電流を制御する電流制御部と、前記画素選択信号に従って、前記電流制御部により制御された電流の伝送／非伝送の切り替えを行う第１のスイッチング部と、前記第１のスイッチング部により伝送された前記制御された電流の値を電圧として検出する電流検出部と、前記検出された電流相当の電圧値と前記画像信号に相当する電圧値とを比較増幅する比較増幅部と、前記画素選択信号に従って、前記比較増幅された結果である電圧値の伝送／非伝送の切り替えを行う第２のスイッチング部と、前記第２のスイッチング部より伝送された前記電圧値により充放電がされる画像信号保持用コンデンサとを具備し、前記電流制御部が、前記画像信号保持用コンデンサの充電電圧により前記発光部に流す前記電流を制御する。

この構成では、画像信号が比較増幅部の一方に入力されるが、もう一方の入力には、第１のスイッチング部により伝送された電流の検出を行う電流検出部から電圧が与えられる。また、比較増幅部の出力は第２のスイッチング部を介して画像信号保持用コンデンサおよび電流制御部に供給される。このような構成では、各画素の第１のスイッチング部をマルチプレクサに用い、かつ各画素の第２のスイッチング部をデマルチプレクサに用いることが容易に達成される。すなわち、複数の画素に対して比較増幅部および電流検出部が一組あれば足りることになるので、比較増幅部および電流検出部を各画素ごとに設けるに及ばない。よって、開口率を低下させる要因を排除できる。また、比較増幅部による負帰還がされるので、もとより電流制御部の入力電圧対出力電流の特性にばらつきがあってもこれが吸収されて、一定の画像信号に対して画素同士でそろった電流値が得られる。

本発明に係る有機ＥＬ表示装置によれば、負帰還のため電流検出部および比較増幅部を有するがこの電流検出部および比較増幅部を各画素ごとに設けるには及ばないので、画素ごとの輝度ばらつきを低減化しかつ開口率の点でもその犠牲をごく小さくできる。

本発明の実施態様として、前記電流検出部は、電源と前記第１のスイッチング部との間に挿入接続された抵抗器またはホール素子であり、前記発光部が、前記電流制御部とグラウンドの間に挿入接続される、とすることができる。電流検出部として容易な構成である抵抗器またはホール素子を用いるものである。また発光部をグラウンド基準で形成した構成である。

ここで、前記電流検出部は、電源と前記第１のスイッチング部との間に挿入接続された薄膜トランジスタのオン抵抗を利用して前記制御された電流の値を電圧として検出するようにしてもよい。これによれば、抵抗器を作り込む必要がなく製造プロセス的な利点がある。

また、ここで、前記電流制御部は、ｎチャネル薄膜トランジスタであり、前記発光部に流す前記電流をドレイン・ソース電流として出力し、該電流の制御がゲートに供給された前記画像信号保持用コンデンサの充電電圧によりなされるという構成とすることができる。電流制御部にｎチャネル薄膜トランジスタを用いる場合の構成である。

さらに、前記電流制御部は、ｐチャネル薄膜トランジスタであり、前記発光部に流す前記電流をソース・ドレイン電流として出力し、該電流の制御がゲートに供給された前記画像信号保持用コンデンサの充電電圧によりなされるという構成とすることもできる。電流制御部にｐチャネル薄膜トランジスタを用いる場合の構成である。

また、実施態様として、前記電流検出部は、グラウンドと前記第１スイッチング部との間に挿入接続された抵抗器またはホール素子であり、前記発光部が、前記電流制御部と電源との間に挿入接続される、とすることができる。電流検出部として容易な構成である抵抗器またはホール素子を用い、また発光部を電源基準で形成した構成である。

ここでも、前記電流制御部は、ｎチャネル薄膜トランジスタであり、前記発光部に流す前記電流をドレイン・ソース電流として出力し、該電流の制御がゲートに供給された前記画像信号保持用コンデンサの充電電圧によりなされるという構成とすることができる。

また、実施態様として、前記発光部、前記電流制御部、前記第１のスイッチング部、前記第２のスイッチング部、および前記画像信号保持用コンデンサが、前記複数の画素それぞれにおのおのあり、前記比較増幅部および前記電流検出部が、前記マトリックス状の画素の列ごとに一組ずつあり、前記電流検出部への前記第１のスイッチング部からの接続が、該電流検出部が属する画素の列に含まれる画素すべてからなされ、前記比較増幅部からの前記第２のスイッチング部への接続が、該比較増幅部が属する画素の列に含まれる画素すべてに対してなされている、とすることができる。上記で述べた第１および第２のスイッチング部のマルチプレクサまたはデマルチプレクサとしての使用をマトリックス状の画素の各列ごとにまとめた構成である。これによれば、各列ごとに電流検出部および比較増幅部が一組あれば足り、作り込む電流検出部および比較増幅器の数をもっとも少なくすることができる。

以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。まず、実施形態の説明に先だって、有機ＥＬ表示装置における各画素での輝度むらの発生要因を図３０Ａ、図３０Ｂを参照して説明する。図３０Ａ、図３０Ｂは、それぞれ、比較例としての有機ＥＬ表示装置の画素ごとの構成を示す等価回路図である。図３０Ａは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）としてｐチャネルトランジスタ５６、５８を用いた構成を、図３０Ｂは薄膜トランジスタとしてｎチャネルトランジスタ５６ａ、５８ａを用いた構成をそれぞれ示す。

図３０Ａに示す場合は、発光部である有機ＥＬ素子５４がグラウンド基準で形成され、図３０Ｂに示す場合は、有機ＥＬ素子５４ａが電源基準で形成されている。符号５７、５７ａは画像信号保持用コンデンサ、符号５１は電源線、符号５２は画像信号線、符号５３は走査線である。図示していないが、画像信号線５２は縦（列）方向の他の画素に共通に接続され、走査線５３は横（行）方向の他の画素に共通に接続される。

画像信号線５２にはアナログ値（電圧）で画像信号が供給され、これに同期して走査線５３には画素選択信号が供給される。画素選択信号が走査線５３に供給された場合にはトランジスタ５８（５８ａ）が導通状態となって画像信号保持用コンデンサ５７（５７ａ）を画像信号線５２上の画像信号の電圧に従い充放電する。コンデンサ５７（５７ａ）は次にトランジスタ５８（５８ａ）が導通状態になるまでその電圧を保持する。コンデンサ５７（５７ａ）に保持された電圧によりトランジスタ５６（５６ａ）はそのドレイン電流を制御する。

ここで、トランジスタ５６（５６ａ）の入力電圧（ゲートソース間電圧Ｖｇｓ）対出力電流（ドレイン電流Ｉｄｓ、特にｐチャネルトランジスタ５６の場合は電流の向きを考えてソース・ドレイン電流、ｎチャネルトランジスタ５６ａの場合は同様にドレイン・ソース電流ともいう。）の特性は、次式で記述される。すなわち、Ｉｄｓ＝（１／２）・μ・Ｃｏｘ・（Ｗ／Ｌ）・（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）^２である。ここで、μはキャリア移動度、Ｃｏｘは単位面積あたりのゲート容量、Ｗはチャネル幅、Ｌはチャネル長、Ｖｔｈはしきい電圧である。この式からわかるようにしきい電圧Ｖｔｈが画素ごとにばらつくと同一の入力電圧（ゲートソース間電圧Ｖｇｓ）に対して出力電流（ドレイン電流Ｉｄｓ）が自乗特性で（すなわち非常に感度高く）ばらつくことがわかる。ドレイン電流Ｉｄｓは有機ＥＬ素子５４（５４ａ）にそのまま流す電流であり、電流のばらつきすなわち輝度のばらつきとなる。

トランジスタ５６（５６ａ）としてのＴＦＴには電流駆動能力に優れた多結晶シリコンがそのチャネル材料に用いられることが多いが、素子としての特性でしきい電圧Ｖｔｈは実際上例えば数十ｍＶ程度はばらつく。したがって、これらの比較例の構成では表示装置としての画素ごとの輝度ばらつきが避けられない。また、ドレイン電流Ｉｄｓのばらつきを小さくするためにＶｔｈの中心値を小さくする設計を採用すると、ドレイン電流Ｉｄｓが大きくなり有機ＥＬ表示装置として低消費電力化できず好ましくない。

これに対して図１は、本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図である。図１に示すようにこの画素には、電源線１、画像信号線２、走査線３がそれぞれ接続され、また、発光部４、電流検出部５、電流制御部６、画像信号保持用コンデンサ７、第１スイッチング部８、第２スイッチング部９、比較増幅部１０を有する。図示していないが、走査線３は横（行）方向の他の画素に共通に接続される。

発光部４は、グラウンド基準で形成された有機ＥＬ素子であり、そのアノード側が電流制御部６の電流出力端子に接続される。電流制御部６は、電流検出部５から第１スイッチング部８を介して発光部４へ流れる電流を制御するものであり、その制御が電圧保持用コンデンサ７が保持する電圧に従うように制御入力端子がコンデンサ７の一端に接続される。

第１スイッチング部８は、電流制御部６と電流検出部５との間に設けられ、走査線３からの画素選択信号に基づき電流制御部６が流す電流の電流検出部５への伝送／非伝送を切り替えるものである。電流検出部５は、電源線１と第１スイッチング部８との間に接続され、第１スイッチング部８を介して電流制御部６が制御した結果としての電流を検出するものである。検出された電流は、電圧値として比較増幅部１０の反転入力端子に導かれる。第２スイッチング部９は、比較増幅部１０の出力と画像信号保持用コンデンサ７の一端および電流制御部６の制御入力端子との間に設けられ、走査線３からの画素選択信号に基づき伝送／非伝送を切り替え、伝送のときに比較増幅部１０の出力電圧を画像信号保持用コンデンサ７の一端および電流制御部６の制御入力端子に導くものである。

比較増幅部１０は、非反転入力端子の電圧から反転入力端子の電圧を減算しその結果を大きな利得で増幅して出力する機能を有するもので、反転入力端子および出力が上記のように電流検出部５または第２スイッチング部９に接続され、またその非反転入力端子には画像信号線２からの画像信号が供給される。なお、第１スイッチング部８から延長して描かれる破線２Ｂ、比較増幅器１０の出力から延長して描かれる破線２Ａ、および画像信号線２に延長して描かれる長破線２０については後述する。

図１に示す構成の有機ＥＬ表示装置の画素によれば、画像信号線２に画像信号が与えられ、走査線３に画素選択信号が与えられて第１および第２のスイッチング部８、９が閉じた状態のときに、その画像信号にほぼ等しい電圧が電流検出部５の出力電圧になる。これは、電流検出部５、比較増幅部１０、第２スイッチング部９、電流制御部６、第１スイッチング部８、電流検出部５のループで負帰還路が形成され、比較増幅部１０の非反転入力と反転入力の関係がいわゆるイマジナリショートの状態となるからである。

よって、電流検出部５における電流は、画像信号線２に与えられた画像信号に合致した値であり、その合致した電流が第１スイッチング部８および電流制御部６を介して発光部４に流れる。したがって、発光部４に流れる電流のばらつきが原理的になくなる。ゆえに画素ごとの輝度ばらつきがなくなることになる。換言すると、上記負帰還路により画像信号保持用コンデンサ７には、電流制御部６の入力電圧対出力電流の特性ばらつきにかかわらず発光部４の電流値を一定にするような電圧が発生する。

表示装置としては、このような画素構成のものを縦（列）横（行）方向に並べるのが、もっとも容易な構成である。この場合には、画像信号線２は、長破線２０のように延長されて縦（列）方向の他の画素に共通に接続されるように設けられる。破線２Ａ、２Ｂに相当する導線は設けない。しかしこの場合には、各画素ごとに第１および第２のスイッチング部８、９のほかに電流検出部５および比較増幅部１０を設け作り込む必要が生じるので、開口率（表示面積に対する正味の発光部面積の割合）の点で不利である。

そこで、電流検出部５および比較増幅部１０については各画素に設ける必要のない構成も考えられる。それは、第１スイッチング部８から延長して描かれる破線２Ｂおよび比較増幅器１０の出力から延長して描かれる破線２Ａを導線として設け、これらの導線を列方向の各画素に対して共通に接続を行う。長破線２０相当の導線は設けない。破線２Ｂ、２Ａのつながる図示していない各画素では電流検出部５および比較増幅部１０を設けない。

このような構成は、すなわち、第１スイッチング部８が列方向各画素の電流制御部６による制御電流の選択を行うマルチプレクサになり、第２スイッチング部９が列方向各画素の画像信号保持用コンデンサ７へ比較増幅部１０の出力を振り分けるデマルチプレクサとなる構成である。これらの選択、振り分けが走査線３に与えられた画素選択信号によりなされることになる。このような構成によれば、電流検出部５および比較増幅器１０は各列に最低では一組ありば足り、表示装置としての表示面に作り込む必要をなくし得るので開口率増大という意味で大きな効果が得られる。なお、各列に一組ずつではなく、各列における複数の行の画素ごとに一組ずつ設けるという構成も採用し得る。

図２は、図１にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図である。図２において図１と同一相当の構成要素には同一符号を付してある。この例では、電流検出部５に抵抗器５ａを、電流制御部６、第１スイッチング部８、および第２スイッチング部９に、ｎチャネルトランジスタ６ａ、８ａ、９ａをそれぞれ用いている。トランジスタ６ａ、８ａ、９ａは周知のようにガラス基板上に形成された薄膜ＭＯＳトランジスタとすることができる。その中でも薄膜ＭＯＳトランジスタは、いわゆるアモルファスシリコントランジスタとすることができる。なお、このような図２の回路では電流検出部としての抵抗器５ａの検出極性が反転するので比較増幅部１０の入力端子を図１に示す場合とは反対にする。

ｎチャネルトランジスタ６ａ、８ａ、９ａの接続について補足すると、次のようである。トランジスタ６ａは、ソースを発光部４のアノードに接続し、ドレインをトランジスタ８ａのソースに接続する。そしてゲートを画像信号保持用コンデンサ７の一端に接続する。トランジスタ８ａは、ゲートを走査線３に、ドレインを抵抗器５ａの一端に、ソースをトランジスタ６ａのドレインにそれぞれ接続する。トランジスタ９ａは、ゲートを走査線３に、ドレインを比較増幅部１０の出力に、ソースを画像信号保持用コンデンサ７の一端にそれぞれ接続する。なおトランジスタ９ａはほぼ電圧的にスイッチング動作させるものなのでソースとドレインを逆にすることもできる。

この構成例では、電流検出部５として抵抗器５ａを使用しこれに流れる電流に比例して電圧値を容易に検出できる。また、各画素において抵抗器５ａを作り込むことを回避し得るので、構成の簡易化などによるプロセス的な利点もある。さらにこのときに、各画素での抵抗値ばらつきによる制御後の電流値ばらつきを原理的に防止することもできる。場合によっては、抵抗器５ａを、画素が形成される基板とは別に外付けとするようにしてもよい。この意味で、抵抗器５ａに代えて例えばホール素子などを利用することもできる。

図３は、図２に示した構成とは異なる、図１にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図である。図３において、すでに説明した図に示した構成要素と同一相当の構成要素には同一符号を付し、その説明については省略する。

この構成例では、電流検出部５としてｎチャネルトランジスタ５ｂのオン抵抗を利用する。このため、図３においてトランジスタ５ｂのドレインを電源線３に、ソースをトランジスタ８ａのドレインおよび比較増幅部１０の非反転入力端子に、ゲートを不図示の電圧源にそれぞれ接続する。このような構成によれば、図２に示した構成のように抵抗器５ａを作り込む必要がなくなり、ほぼｎチャネルトランジスタのみの構成とすることができる。したがって、有機ＥＬ表示装置として製造プロセスを簡素化することが可能となり、製造コストなどの点で利点が生じる。さらにこのときに、各画素での抵抗値ばらつきによる制御後の電流値ばらつきを原理的に防止することもできる。

図４は、本発明の別の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図である。図４においてすでに説明した構成要素と同一相当のものには同一符号を付し、その説明を省略する。この実施形態では、発光部４ａとして電源基準で形成された有機ＥＬ素子を用いる。これにより、発光部４ａに流す電流は、発光部４ａ、電流制御部６、第１スイッチング部８、電流検出部５という電流経路になっている。

この構成の場合も、電流検出部５、比較増幅部１０、第２スイッチング部９、電流制御部６、第１スイッチング部８、電流検出部５のループで負帰還路が形成され、画像信号線２に与えられた画像信号にほぼ等しい電圧が電流検出部５の出力電圧になる。よって、電流検出部５における電流は、画像信号線２に与えられた画像信号に合致した値であり、その合致した電流が第１スイッチング部８および電流制御部６を介して発光部４ａに流れる。したがって、発光部４ａに流れる電流のばらつきが原理的になくなる。ゆえに画素ごとの輝度ばらつきがなくなる。

図５は、図４にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図である。図５において図４と同一相当の構成要素には同一符号を付してある。この例では、電流検出部５に抵抗器５ｃを、電流制御部６、第１スイッチング部８、および第２スイッチング部９に、ｎチャネルトランジスタ６ｂ、８ｂ、９ｂをそれぞれ用いている。トランジスタ６ｂ、８ｂ、９ｂは周知のようにガラス基板上に形成された薄膜ＭＯＳトランジスタとすることができる。トランジスタ６ｂ、８ｂ、９ｂは、トランジスタ６ａ、８ａ、９ａ（図２等）などと同様にアモルファスシリコントランジスタとすることもできる。

ｎチャネルトランジスタ６ｂ、８ｂ、９ｂの接続について補足すると、次のようである。トランジスタ６ｂは、ドレインを発光部４ａのカソードに接続し、ソースをトランジスタ８ｂのドレインに接続する。そしてゲートを画像信号保持用コンデンサ７の一端に接続する。トランジスタ８ｂは、ゲートを走査線３に、ドレインをトランジスタ６ｂのソースに、ソースを比較増幅部１０の反転入力端子にそれぞれ接続する。トランジスタ９ｂは、ゲートを走査線３に、ドレインを比較増幅部１０の出力に、ソースを画像信号保持用コンデンサ７の一端にそれぞれ接続する。なおトランジスタ９ｂはほぼ電圧的にスイッチング動作させるものなのでソースとドレインを逆にすることもできる。

この構成例でも、図２に示した構成例と同様に電流検出部５として抵抗器５ｃを使用しこれに流れる電流に比例して電圧値を容易に検出できる。また、各画素において抵抗器５ｃを作り込むことを回避し得るので、構成の簡易化などによるプロセス的な利点もある。さらにこのときに、各画素での抵抗値ばらつきによる制御後の電流値ばらつきを原理的に防止することもできる。場合によっては、抵抗器５ｃを、画素が形成される基板とは別に外付けとするようにしてもよい。この意味で、抵抗器５ｃに代えて例えばホール素子を利用することもできる。

図６は、本発明のさらに別の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図である。図６においてすでに説明した構成要素と同一相当のものには同一符号を付し、その説明を省略する。この実施形態では、図１に示した実施形態と異なり画像信号保持用コンデンサ７ａの他端をグラウンドではなく電源線１に接続するようにしている。このようなコンデンサ７とコンデンサ７ａとの違いによる画素としての動作上の違いはない。

図７は、図６にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図である。図７において図６と同一相当の構成要素には同一符号を付してある。この例では、電流検出部５に抵抗器５ａを、電流制御部６、第１スイッチング部８、および第２スイッチング部９に、ｐチャネルトランジスタ６ｃ、８ｃ、９ｃをそれぞれ用いている。トランジスタ６ｃ、８ｃ、９ｃは周知のようにガラス基板上に形成された薄膜ＭＯＳトランジスタとすることができる。また、その中でもアモルファスシリコントランジスタとすることができる。

ｐチャネルトランジスタ６ｃ、８ｃ、９ｃの接続について補足すると、次のようである。トランジスタ６ｃは、ドレインを発光部４のアノードに接続し、ソースをトランジスタ８ｃのドレインに接続する。そしてゲートを画像信号保持用コンデンサ７ａの一端に接続する。トランジスタ８ｃは、ゲートを走査線３に、ソースを抵抗器５ａの一端に、ドレインをトランジスタ６ｃのソースにそれぞれ接続する。トランジスタ９ｃは、ゲートを走査線３に、ソースを比較増幅部１０の出力に、ドレインを画像信号保持用コンデンサ７ａの一端にそれぞれ接続する。なおトランジスタ９ｃはほぼ電圧的にスイッチング動作させるものなのでソースとドレインを逆にすることもできる。

この構成例でも、図２、図５に示した構成例と同様に電流検出部５として抵抗器５ａを使用しこれに流れる電流に比例して電圧値を容易に検出できる。また、各画素において抵抗器５ａを作り込むことを回避し得るので、構成の簡易化などによるプロセス的な利点もある。さらにこのときに、各画素での抵抗値ばらつきによる制御後の電流値ばらつきを原理的に防止することもできる。場合によっては、抵抗器５ａを、画素が形成される基板とは別に外付けとするようにしてもよい。この意味で、抵抗気５ａに代えて例えばホール素子を利用してもよい。なお、この構成例では電流検出部としての抵抗器５ａの検出極性は反転しないので比較増幅器１０の入力端子は図６に示す場合と同じである。

図８は、すでに説明したものの繰り返しではあるが、図１に示した構成を有する画素を利用して縦横に画素配置した場合の電源線１、画像信号線２、走査線３と各画素との接続を示す図である。図８において、すでに説明した構成要素には同一番号を付してある。図８に示すように、画素１１、１２、…と横（行）方向に配置し、画素１１、２１、…と縦（列）方向に配置することにより全体としてマトリクス状の画素配置としている。この図から電流検出部５および比較増幅部１０が各画素ごとに必要ないことが容易に理解できる。

図９は、本発明のさらに別の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図である。図９においてすでに説明した構成要素と同一相当のものには同一符号を付し、その説明を省略する。この実施形態は、図１中に示した第１スイッチング部８に代えてほぼ同様のはたらきを有する第１スイッチング部８０を用いる。

第１スイッチング部８０は、電流制御部６と電流検出部５との間の伝送／非伝送を切り替える機能としては図１中の第１スイッチング部８と同じである。違いは、電流制御部６と電流検出部５との間を非伝送とする状態のときに、電流制御部６の電流入力端子が電源線１に接続される状態とすることである。このようにすることで、第１スイッチング部８０の切り替え位置にかかわらず、電流制御部６は常に電流を流し続けることができ、発光部４の発光を走査線３による次の走査まで安定に維持することができる。

図１０は、図９にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図である。図１０において図９と同一相当の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１０に示すように、第１スイッチング部８０として、２つのｎチャネルトランジスタ８０１、８０２からなるスイッチ回路を用いる。このうちｎチャネルトランジスタ８０１は、図２中に示したｎチャネルトランジスタ８ａとまったく同様の接続および機能である。

ｎチャネルトランジスタ８０２は、ドレインが電源線１、ソースが電流制御部であるｎチャネルトランジスタ６ａのドレイン、ゲートが走査線３と逆極性の第２の走査線３Ａにそれぞれ接続される。以上の構成により、トランジスタ８０１、トランジスタ８０２は、走査線３、３Ａに供給される走査信号（画素選択信号）によりその一方がオン、他方がオフとなるので図９に示したような第１スイッチング部８０の機能が実現される。

図１１は、本発明のさらに別の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図である。図１１においてすでに説明した構成要素と同一相当のものには同一符号を付し、加えることがない限りその説明を省略する。

この実施形態は、図４中に示した第１スイッチング部８に代えてほぼ同様のはたらきを有する第１スイッチング部８０を用いる。この点で、図１に示した実施形態に対する図９に示した実施形態のような変形を、図４に示した実施形態に適用したものである。ただし、この実施形態では、第１スイッチング部８０の一方の切り替え位置では、電流の向きの関係でグラウンドに電流制御部６が接続される。効果として、図４に示した実施形態で述べた事項を有するほか、図９に示した実施形態特有の効果も有する。

図１２は、図１１にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図である。図１２において図１１と同一相当の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１０に示すように、第１スイッチング部８０として、２つのｎチャネルトランジスタ８０３、８０４からなるスイッチ回路を用いる。このうちｎチャネルトランジスタ８０３は、図５中に示したｎチャネルトランジスタ８ｂとまったく同様の接続および機能である。

ｎチャネルトランジスタ８０４は、ソースがグラウンド、ドレインが電流制御部であるｎチャネルトランジスタ６ｂのソース、ゲートが走査線３と逆極性の第２の走査線３Ａにそれぞれ接続される。以上の構成により、トランジスタ８０３、トランジスタ８０４は、走査線３、３Ａに供給される走査信号（画素選択信号）によりその一方がオン、他方がオフとなるので図１１に示したような第１スイッチング部８０の機能が実現される。

図１３は、本発明のさらに別の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図である。図１３においてすでに説明した構成要素と同一相当のものには同一符号を付し、その説明を省略する。この実施形態は、図１に示した実施形態に対する図９に示した実施形態のような変形を、図６に示した実施形態に適用したものである。動作、効果についてはすでに述べた実施形態から自明なのでここでは省略する。

図１４は、図１３にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図である。図１４において図１３と同一相当の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１４に示すように、第１スイッチング部８０として、２つのｐチャネルトランジスタ８０５、８０６からなるスイッチ回路を用いる。このうちｐチャネルトランジスタ８０５は、図７中に示したｐチャネルトランジスタ８ｃとまったく同様の接続および機能である。

ｐチャネルトランジスタ８０６は、ソースが電源線１、ドレインが電流制御部であるｎチャネルトランジスタ６ａのソース、ゲートが走査線３と逆極性の第２の走査線３Ａにそれぞれ接続される。以上の構成により、トランジスタ８０５、トランジスタ８０６は、走査線３、３Ａに供給される走査信号（画素選択信号）によりその一方がオン、他方がオフとなるので図１３に示したような第１スイッチング部８０の機能が実現される。

図１５は、図９に示した構成を有する画素を利用して縦横に画素配置した場合の電源線１、画像信号線２、走査線３と各画素との接続を示す図である。図１５において、すでに説明した構成要素には同一番号を付してある。図１５に示すように、画素１１Ａ、１２Ａ、…と横（行）方向に配置し、画素１１Ａ、２１Ａ、…と縦（列）方向に配置することにより全体としてマトリクス状の画素配置としている。この図から、図８に示した実施形態と同様に、電流検出部５および比較増幅部１０が各画素ごとに必要ないことが容易に理解できる。

図１６、図１８、図２０は、それぞれ、本発明のさらに別の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図であり、図１７、図１９、図２１は、それぞれ、図１６、図１８、図２０にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図である。これらの図においてすでに説明した構成要素と同一相当のものには同一符号を付し、その説明を省略する。

これらの図１６ないし図２１に示した実施形態は、それぞれ、図９ないし図１４に示した実施形態をさらに改良したものである。図９に対応して図１６、図１０に対応して図１７、…、図１４に対応して図２１である。

図１６、図１８、図２０に示すように、新たに補正部９０を導入し、これを走査線３と電流制御部６の制御入力端子との間に挿入・接続する。この目的は、第２スイッチング部９によるスイッチングで電流制御部６の制御入力端子にノイズが発生するのを防止するためである。第２スイッチング部９によるスイッチングで電流制御部６の制御入力端子の電圧にノイズが発生する理由は、走査線３の電圧変動が寄生容量などによって第２スイッチング部９の電流制御部６（の制御入力端子）側に伝送するからと考えられる。

そこで、補正部９０を設けることで、走査線３の電圧変動を逆極性で電流制御部６の制御入力端子側に意図的に伝送できる構成としている。これにより、上記発生したノイズがキャンセルされる。

図１７、図１９、図２１に示すように、補正部９０の具体例として、ｎチャネルトランジスタ９０１、９０２、またはｐチャネルトランジスタ９０３のゲートとソース・ドレイン共通接続端子間を用いることができる。これらのゲートには、走査線３とは逆極性の第２の走査線３Ａに接続される。

図２２は、図１６に示した構成を有する画素を利用して縦横に画素配置した場合の電源線１、画像信号線２、走査線３と各画素との接続を示す図である。図２２において、すでに説明した構成要素には同一番号を付してある。図２２に示すように、画素１１Ｂ、１２Ｂ、…と横（行）方向に配置し、画素１１Ｂ、２１Ｂ、…と縦（列）方向に配置することにより全体としてマトリクス状の画素配置としている。この図から、図８、図１５に示した実施形態と同様に、電流検出部５および比較増幅部１０が各画素ごとに必要ないことが容易に理解できる。

図２３、図２５、図２７は、それぞれ、本発明のさらに別の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図であり、図２４、図２６、図２８は、それぞれ、図２３、図２５、図２７にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図である。これらの図においてすでに説明した構成要素と同一相当のものには同一符号を付し、その説明を省略する。

これらの図２３ないし図２８に示した実施形態は、それぞれ、図１６ないし図２１に示した実施形態をさらに改良させたものである。図１６に対応して図２３、図１７に対応して図２４、…、図２１に対応して図２８である。

図２３、図２５、図２７に示すように、新たに電流ミラー部７０（または７１）を導入し、これを第１スイッチング部８０と電流検出部５との間に挿入・接続する。この目的は、第１スイッチング部８０の出力側に電流検出部５が直接位置するような配置を避け、この部位での周波数特性の劣化を防止するためである。

図示から分かるように、符号２Ｂに相当する配線が各画素から接続されて長くなることからこのノードの配線容量はある程度大きくなる可能性がある。ここに直接に例えば抵抗からなる電流検出部５が設けられると、ＣＲ積に依存する遅れが生じる。そこで、電流ミラー部７０（または７１）を介して電流検出部５に電流出力することでこのような遅れを防止できる。

図２４、図２６、図２８に示すように、電流ミラー部７０（または７１）の具体例として、ｐｎｐトランジスタ７０１、７０２、またはｎｐｎトランジスタ７１１、７１２のそれぞれベースおよびエミッタ共通接続の回路を用いることができる。ここで、第１スイッチング部８０側のトランジスタ７０１、７１１は、ベース、コレクタを共通にしてダイオードとして動作させる。このような接続により、ベース、エミッタ間電圧が同じにされる２つのトランジスタ７０１、７０２（または７１１、７１２）でコレクタ電流が等しくなる性質により、第１スイッチング部８０からの出力電流にほぼ等しい電流が抵抗５ｃ（または５ａ）に流される。

図２９は、図２３に示した構成を有する画素を利用して縦横に画素配置した場合の電源線１、画像信号線２、走査線３と各画素との接続を示す図である。図２９において、すでに説明した構成要素には同一番号を付してある。図２９に示すように、画素１１Ｃ、１２Ｃ、…と横（行）方向に配置し、画素１１Ｃ、２１Ｃ、…と縦（列）方向に配置することにより全体としてマトリクス状の画素配置としている。この図から、図８、図１５、図２２に示した実施形態と同様に、電流検出部５および比較増幅部１０が各画素ごとに必要ないことが容易に理解できる。さらに電流ミラー部７０も同様である。

本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図。 図１にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図。 図２に示した構成とは異なる、図１にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図。 本発明の別の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図。 図４にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図。 本発明のさらに別の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図。 図６にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図。 図１に示した構成を有する画素を利用して縦横に画素配置した場合の電源線１、画像信号線２、走査線３と各画素との接続を示す図。 本発明のさらに別の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図。 図９にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図。 本発明のさらに別の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図。 図１１にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図。 本発明のさらに別の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図。 図１３にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図。 図９に示した構成を有する画素を利用して縦横に画素配置した場合の電源線１、画像信号線２、走査線３と各画素との接続を示す図。 本発明のさらに別の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図。 図１６にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図。 本発明のさらに別の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図。 図１８にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図。 本発明のさらに別の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図。 図２０にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図。 図１６に示した構成を有する画素を利用して縦横に画素配置した場合の電源線１、画像信号線２、走査線３と各画素との接続を示す図。 本発明のさらに別の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図。 図２３にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図。 本発明のさらに別の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図。 図２５にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図。 本発明のさらに別の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における特定の画素の構成を示すブロック図。 図２７にブロック図として示した実施形態における各ブロックに具体的な素子を適用した例を示す回路図。 図２３に示した構成を有する画素を利用して縦横に画素配置した場合の電源線１、画像信号線２、走査線３と各画素との接続を示す図。 比較例としての有機ＥＬ表示装置の画素ごとの構成を示す等価回路図。

符号の説明

１…電源線、２…画像信号線、３…走査線、３Ａ…第２の走査線（逆極性）、４、４ａ…発光部、５…電流検出部、５ａ…抵抗器、５ｂ…ｎチャネルトランジスタ、５ｃ…抵抗器、６…電流制御部、６ａ…ｎチャネルトランジスタ、６ｂ…ｎチャネルトランジスタ、６ｃ…ｐチャネルトランジスタ、７、７ａ…画像信号保持用コンデンサ、８…第１スイッチング部、８ａ…ｎチャンルトランジスタ、８ｂ…ｎチャネルトランジスタ、８ｃ…ｐチャネルトランジスタ、９…第２スイッチング部、９ａ…ｎチャネルトランジスタ、９ｂ…ｎチャネルトランジスタ、９ｃ…ｐチャネルトランジスタ、１０…比較増幅部、１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ…画素、７０、７１…電流ミラー部、７０１、７０２…ｐｎｐトランジスタ、７１１、７１２…ｎｐｎトランジスタ、８０…第１スイッチング部、８０１、８０２、８０３、８０４…ｎチャネルトランジスタ、８０５、８０６…ｐチャネルトランジスタ、９０…補正部、９０１、９０２…ｎチャネルトランジスタ、９０３…ｐチャネルトランジスタ。

Claims (14)

1. 複数の画素がマトリックス状に配置され、前記複数の画素の中から画素選択信号に従って画素が選択され、前記選択された画素が画像信号に従って発光させられる有機ＥＬ表示装置であって、
   発光部と、
   前記発光部に流す電流を制御する電流制御部と、
   前記画素選択信号に従って、前記電流制御部により制御された電流の伝送／非伝送の切り替えを行う第１のスイッチング部と、
   前記第１のスイッチング部により伝送された前記制御された電流の値を電圧として検出する電流検出部と、
   前記検出された電流相当の電圧値と前記画像信号に相当する電圧値とを比較増幅する比較増幅部と、
   前記画素選択信号に従って、前記比較増幅された結果である電圧値の伝送／非伝送の切り替えを行う第２のスイッチング部と、
   前記第２のスイッチング部より伝送された前記電圧値により充放電がされる画像信号保持用コンデンサとを具備し、
   前記電流制御部が、前記画像信号保持用コンデンサの充電電圧により前記発光部に流す前記電流を制御すること
   を特徴とする有機ＥＬ表示装置。
2. 前記電流検出部が、電源と前記第１のスイッチング部との間に挿入接続された抵抗器またはホール素子であり、
   前記発光部が、前記電流制御部とグラウンドの間に挿入接続されること
   を特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。
3. 前記電流検出部が、電源と前記第１のスイッチング部との間に挿入接続された薄膜トランジスタのオン抵抗を利用して前記制御された電流の値を電圧として検出することを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。
4. 前記電流検出部が、グラウンドと前記第１スイッチング部との間に挿入接続された抵抗器またはホール素子であり、
   前記発光部が、前記電流制御部と電源との間に挿入接続されること
   を特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。
5. 前記発光部、前記電流制御部、前記第１のスイッチング部、前記第２のスイッチング部、および前記画像信号保持用コンデンサが、前記複数の画素それぞれにおのおのあり、
   前記比較増幅部および前記電流検出部が、前記マトリックス状の画素の列ごとに一組ずつあり、
   前記電流検出部への前記第１のスイッチング部からの接続が、該電流検出部が属する画素の列に含まれる画素すべてからなされ、
   前記比較増幅部からの前記第２のスイッチング部への接続が、該比較増幅部が属する画素の列の含まれる画素すべてに対してなされていること
   を特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。
6. 前記電流制御部が、ｎチャネル薄膜トランジスタであり、前記発光部に流す前記電流をドレイン・ソース電流として出力し、該電流の制御がゲートに供給された前記画像信号保持用コンデンサの充電電圧によりなされることを特徴とする請求項２記載の有機ＥＬ表示装置。
7. 前記電流制御部が、ｐチャネル薄膜トランジスタであり、前記発光部に流す前記電流をソース・ドレイン電流として出力し、該電流の制御がゲートに供給された前記画像信号保持用コンデンサの充電電圧によりなされることを特徴とする請求項２記載の有機ＥＬ表示装置。
8. 前記電流制御部が、ｎチャネル薄膜トランジスタであり、前記発光部に流す前記電流をドレイン・ソース電流として出力し、該電流の制御がゲートに供給された前記画像信号保持用コンデンサの充電電圧によりなされることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ表示装置。
9. 前記電流制御部が、アモルファスシリコントランジスタであることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。
10. 前記第１のスイッチング部が、前記電流制御部により制御された電流を非伝送とするとき該電流を電源またはグラウンドに導通させることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。
11. 前記第１のスイッチング部が、前記電流制御部により制御された電流を非伝送とするときに該電流を電源またはグラウンドに導通させる素子として、ゲートに前記画素選択信号と逆極性の第２の画素選択信号が供給され得るトランジスタを有することを特徴とする請求項１０記載の有機ＥＬ表示装置。
12. 前記第２のスイッチング部の出力側に接続して設けられ、該第２のスイッチング部が発生するノイズを除去するための補正部をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。
13. 前記補正部が、ソースドレイン共通接続端子とゲート端子からなる２端子素子であり、その一方が前記第２のスイッチング部の出力側に接続され、他方が前記画素選択信号と逆極性の第２の画素選択信号が供給され得る端子であることを特徴とする請求項１２記載の有機ＥＬ表示装置。
14. 前記第１のスイッチング部により伝送された前記制御された電流により駆動され、該電流とほぼ同じ値の電流を出力する電流ミラー部をさらに具備し、
    前記電流検出部が、前記電流ミラー部の出力する電流の値を電圧として検出すること
    を特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。

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