JP2009031620A - 表示装置及び表示装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、表示装置及び表示装置の駆動方法に関し、例えばポリシリコンＴＦＴを用いた有機ＥＬ素子によるアクティブマトリックス型のディスプレイ装置に適用して、経時変化による画質の劣化、階調を設定できなくなる現象を有効に回避する。
【解決手段】本発明は、発光素子８の発光を停止させる非発光期間内であって、発光素子８の駆動に何ら影響を与えない期間の全部期間又は一部期間の間、他の期間において期間が短い側の信号レベルに書込み信号ＷＳの信号レベルを設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表示装置及び表示装置の駆動方法に関し、例えばポリシリコンＴＦＴ（Thin Film Transistor）を用いた有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子によるアクティブマトリックス型のディスプレイ装置に適用することができる。本発明は、発光素子の発光を停止させる非発光期間内であって、発光素子の駆動に何ら影響を与えない期間の全部期間又は一部期間の間、他の期間において期間が短い側の信号レベルに書込み信号の信号レベルを設定することにより、経時変化による画質の劣化、階調を設定できなくなる現象を有効に回避することができるようにする。

従来、有機ＥＬ素子を用いたディスプレイ装置に関して、例えばＵＳＰ５，６８４，３６５、特開平８−２３４６８３号公報等に種々の工夫が提案されている。

ここで図２は、従来の有機ＥＬ素子を用いたいわゆるアクティブマトリックス型のディスプレイ装置を示すブロック図である。このディスプレイ装置１において、表示部２は、マトリックス状に画素３が配置されて形成される。また表示部２は、このマトリックス状に配置した画素３に対して、走査線ＳＣＮがライン単位で水平方向に設けられ、走査線ＳＣＮと直交するように信号線ＳＩＧが列毎に設けられる。

ここで図３に示すように、各画素３は、電流駆動型の自発光素子である有機ＥＬ素子８と、この有機ＥＬ素子８を駆動する各画素３の駆動回路（以下、画素回路と呼ぶ）とで形成される。

画素３は、信号レベル保持用コンデンサＣ１の一端が一定電位に保持され、書き込み信号ＷＳによりオンオフ動作するトランジスタＴＲ１を介して、この信号レベル保持用コンデンサＣ１の他端が信号線ＳＩＧに接続される。これにより画素３は、書き込み信号ＷＳの立ち上がりによってトランジスタＴＲ１がオン動作し、信号レベル保持用コンデンサＣ１の他端電位が信号線ＳＩＧの信号レベルに設定され、トランジスタＴＲ１がオン状態からオフ状態に切り換わるタイミングで、信号線ＳＩＧの信号レベルが信号レベル保持用コンデンサＣ１の他端にサンプルホールドされる。

画素３は、ソースを電源Ｖｃｃに接続したＰチャンネル型トランジスタＴＲ２のゲートに、この信号レベル保持用コンデンサＣ１の他端が接続され、このトランジスタＴＲ２のドレインが有機ＥＬ素子８のアノードに接続される。ここで画素３は、このトランジスタＴＲ２が常に飽和領域で動作するように設定され、その結果、トランジスタＴＲ２は、次式で表されるドレインソース電流Ｉｄｓによる定電流回路を構成する。なおここでＶｇｓは、トランジスタＴＲ２のゲートソース間電圧であり、μは移動度である。またＷはチャンネル幅、Ｌはチャンネル長、Ｃｏｘは単位面積当りのゲート絶縁膜の容量、ＶｔｈはトランジスタＴＲ２のしきい値電圧である。これにより各画素３は、信号レベル保持用コンデンサＣ１にサンプルホールドされた信号線ＳＩＧの信号レベルに応じた駆動電流Ｉｄｓにより有機ＥＬ素子８を駆動する。

ディスプレイ装置１は、垂直駆動回路４のライトスキャン回路（ＷＳＣＮ）４Ａにより、所定のサンプリングパルスを順次転送して、各画素３への書き込みを指示するタイミング信号である書き込み信号ＷＳを生成する。また水平駆動回路５の水平セレクタ（ＨＳＥＬ）５Ａにより、所定のサンプリングパルスを順次転送してタイミング信号を生成し、このタイミング信号を基準にして各信号線ＳＩＧを入力信号Ｓ１の信号レベルに設定する。これによりディスプレイ装置１は、点順次又は線順次で、表示部２に設けられた信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子電圧を入力信号Ｓ１に応じて設定し、入力信号Ｓ１による画像を表示する。

ここで有機ＥＬ素子８は、図４に示すように、使用により電流が流れ難くなる方向に電流電圧特性が経時変化する。なおこの図４において、符号Ｌ１が初期の特性を示し、符号Ｌ２が経時変化による特性を示すものである。しかしながら図３に示す回路構成によりＰチャンネル型トランジスタＴＲ２で有機ＥＬ素子８を駆動する場合には、信号線ＳＩＧの信号レベルに応じて設定されたゲートソース間電圧ＶｇｓによりトランジスタＴＲ２が有機ＥＬ素子８を駆動することにより、電流電圧特性の経時変化による各画素の輝度変化を防止することができる。

ところで画素回路、水平駆動回路、垂直駆動回路を構成するトランジスタの全てをＮチャンネル型トランジスタで構成すれば、アモルファスシリコンプロセスでこれらの回路をまとめてガラス基板等の絶縁基板上に作成することができ、ディスプレイ装置を簡易に作成することができる。

しかしながら図３との対比により図５に示すように、トランジスタＴＲ２にＮチャンネル型を適用して各画素１３を形成し、この画素１３による表示部１２でディスプレイ装置１１を構成した場合、トランジスタＴＲ２のソースが有機ＥＬ素子８に接続されることにより、図４に示す電流電圧特性の変化によって、トランジスタＴＲ２のゲートソース間電圧Ｖｇｓが変化することになる。これによりこの場合、使用により有機ＥＬ素子８に流れる電流が徐々に減少し、有機ＥＬ素子８の発光輝度が徐々に低下することになる。またこの図５に示す構成では、トランジスタＴＲ２の特性のばらつきにより画素毎に発光輝度がばらつくことになる。なおこの発光輝度のばらつきは、表示画面における均一性を乱し、表示画面のムラ、ざらつきにより知覚される。

このためこのような有機ＥＬ素子の経時変化による発光輝度の低下、特性のばらつきによる発光輝度のばらつきを防止する工夫として、例えば図６に示すように各画素を構成することが考えられる。

ここでこの図６に示すディスプレイ装置２１において、表示部２２は、画素２３をマトリックス状に配置して形成される。画素２３は、信号レベル保持用コンデンサＣ１の一端が有機ＥＬ素子８のアノードに接続され、書き込み信号ＷＳに応じてオンオフ動作するトランジスタＴＲ１を介して、この信号レベル保持用コンデンサＣ１の他端が信号線ＳＩＧに接続される。これにより画素２３は、書き込み信号ＷＳに応じて信号レベル保持用コンデンサＣ１の他端の電圧が、信号線ＳＩＧの信号レベルに設定される。

画素２３は、この信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端がトランジスタＴＲ２のソース及びゲートに接続され、このトランジスタＴＲ２のドレインが電源供給用の走査線ＳＣＮに接続される。これにより画素２３は、ゲート電圧が信号線ＳＩＧの信号レベルに設定されたソースフォロワ回路構成のトランジスタＴＲ２により有機ＥＬ素子８を駆動する。なおここでＶｃａｔは、有機ＥＬ素子８のカソード電位である。

ディスプレイ装置２１は、垂直駆動回路２４のライトスキャン回路（ＷＳＣＮ）２４Ａ、ドライブスキャン回路（ＤＳＣＮ）２４Ｂにより走査線ＳＣＮに書込み信号ＷＳ、電源用の駆動信号ＤＳを出力し、また水平駆動回路２５の水平セレクタ（ＨＳＥＬ）２５Ａにより信号線ＳＩＧに駆動信号Ｓｓｉｇを出力し、これにより画素２３の動作を制御する。

ここで図７は、この画素２３の動作を示すタイムチャートである。画素２３は、有機ＥＬ素子８を発光させる期間である発光期間の間、図８に示すように、書込み信号ＷＳによりトランジスタＴＲ１がオフ状態に設定されて、駆動信号ＤＳによりトランジスタＴＲ２に電源電圧Ｖｃｃが供給される（図７（Ａ）及び（Ｂ））。これにより画素２３は、トランジスタＴＲ２のゲート電圧Ｖｇ及びソース電圧Ｖｓ（図７（Ｄ）及び（Ｅ））が信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端の電圧に保持され、このゲート電圧Ｖｇ及びソース電圧Ｖｓによる駆動電流Ｉｄｓで有機ＥＬ素子８を駆動する。なおこの駆動電流Ｉｄｓは（１）式で表される。

画素２３は、発光期間が終了すると、図９に示すように、駆動信号ＤＳによりトランジスタＴＲ２のドレイン電圧が所定電圧Ｖｓｓに立ち下げられる。ここでこの電圧Ｖｓｓは、有機ＥＬ素子８のしきい値電圧Ｖｔｈに有機ＥＬ素子８のカソード電圧Ｖｃａｔを加算した電圧より低い電圧に設定される。これにより画素２３は、駆動用のトランジスタＴＲ２の駆動信号ＤＳ側がソースとして機能し、有機ＥＬ素子８のアノード電圧（図７では電圧Ｖｓである）が立ち下がり、有機ＥＬ素子８が発光を停止する。

このとき画素２３では、図９において矢印により示すように、信号レベル保持用コンデンサＣ１の有機ＥＬ素子８側から蓄積電荷が放電し、これにより有機ＥＬ素子８のアノード電圧が立ち下がって電圧Ｖｓｓに設定される。

続いて画素２３は、図１０に示すように、駆動信号Ｓｓｉｇにより信号線ＳＩＧが所定電圧Ｖｏｆｓに立ち下げられ、書込み信号ＷＳによりトランジスタＴＲ１がオン状態に切り換わる（図７（Ａ）及び（Ｃ））。これにより画素２３は、トランジスタＴＲ２のゲート電圧Ｖｇがこの信号線ＳＩＧの電圧Ｖｏｆｓに設定され、トランジスタＴＲ２のゲートソース間電圧Ｖｇｓが、Ｖｏｆｓ−Ｖｓｓに設定される。ここでトランジスタＴＲ２のしきい値電圧をＶｔｈとすると、電圧Ｖｏｆｓは、このトランジスタＴＲ２のゲートソース間電圧ＶｇｓがトランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈより大きくなるように設定される。

続いて画素２３は、図７において符号Ｔｔｈ１で示す期間の間、トランジスタＴＲ１をオン状態に保持したままの状態で、図１１に示すように、駆動信号ＤＳによりトランジスタＴＲ２のドレイン電圧が電源電圧Ｖｃｃに立ち上げられる。これにより画素２３は、図１１において矢印により示すように、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧がトランジスタＴＲ２のしきい値電圧より大きい場合、トランジスタＴＲ２を介して電源Ｖｃｃにより信号レベル保持用コンデンサＣ１の有機ＥＬ素子８側端に充電電流が流れ、この有機ＥＬ素子８側端の電圧Ｖｓが徐々に上昇する。ここで有機ＥＬ素子８は、ダイオードと容量Ｃｅｌとの並列回路で等価回路が表される。ここで図１１に示す状態では、トランジスタＴＲ２を介して電源Ｖｃｃにより有機ＥＬ素子８にも電流が流入するが、トランジスタＴＲ２のソース電圧の上昇により有機ＥＬ素子８の端子間電圧が有機ＥＬ素子８のしきい値電圧を越えない限り、有機ＥＬ素子８のリーク電流がトランジスタＴＲ２の電流よりかなり小さいことから、有機ＥＬ素子８に流入した電流は、信号レベル保持用コンデンサＣ１及び有機ＥＬ素子８の容量Ｃｅｌの充電に使用される。従って画素２３は、有機ＥＬ素子８が発光することなく、単にトランジスタＴＲ２のソース電圧のみが上昇することになる。

画素２３は、続いて書込み信号ＷＳによりトランジスタＴＲ１がオフ状態に切り換えられ、信号線ＳＩＧの信号レベルが隣々接ラインの対応する画素の階調を示す信号レベルＶｓｉｇに設定される。これにより画素２３は、継続してトランジスタＴＲ２を介した電源Ｖｃｃからの充電電流が信号レベル保持用コンデンサＣ１の有機ＥＬ素子８側端に流入し、トランジスタＴＲ２のソース電圧Ｖｓが上昇を続ける。またこの場合は、このソース電圧Ｖｓの電圧上昇に追従してトランジスタＴＲ２のゲート電圧Ｖｇが上昇することになる。なおこの間における信号線ＳＩＧの信号レベルＶｓｉｇは、隣々接ラインの対応する画素の階調設定に使用される。

画素２３は、一定時間の経過後、再び信号線ＳＩＧの信号レベルが電圧Ｖｏｆｓに切り換えられ、これにより図７において符号Ｔｔｈ２で示す期間の間、信号レベル保持用コンデンサＣ１の信号線ＳＩＧ側電位を電圧Ｖｏｆｓに保持した状態で、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧がトランジスタＴＲ２のしきい値電圧より大きい場合、トランジスタＴＲ２を介して電源Ｖｃｃにより信号レベル保持用コンデンサＣ１の有機ＥＬ素子８側端に充電電流が流れ、トランジスタＴＲ２のソース電圧Ｖｓが徐々に上昇する。これにより図１２に示すように、トランジスタＴＲ２のゲートソース間電圧ＶｇｓがトランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈに近づくように、徐々にトランジスタＴＲ２のソース電圧Ｖｓが上昇し、トランジスタＴＲ２のゲートソース間電圧ＶｇｓがトランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈになると、トランジスタＴＲ２を介した充電電流の流入が停止する。

画素２３は、このトランジスタＴＲ２を介した信号レベル保持用コンデンサＣ１の有機ＥＬ素子８側端への充電電流の流入処理が、トランジスタＴＲ２のゲートソース間電圧ＶｇｓがトランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈとなるに十分な回数だけ繰り返され（図７の例では、符号Ｔｔｈ１、Ｔｔｈ２、Ｔｔｈ３で示す３回である）、これにより図１３に示すようにトランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈが信号レベル保持用コンデンサＣ１にセットされる。なお画素２３は、トランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈが信号レベル保持用コンデンサＣ１にセットされた状態で、Ｖｅｌ＝Ｖｏｆｓ−Ｖｔｈ≦Ｖｃａｔ＋Ｖｔｈｅｌとなるように、電圧Ｖｏｆｓ、Ｖｃａｔが設定されており、これにより有機ＥＬ素子８が発光しないように設定される。ここでＶｔｈｅｌは、有機ＥＬ素子８のしきい値電圧である。

画素２３は、その後、信号レベル保持用コンデンサＣ１の信号線ＳＩＧ側の電位が、有機ＥＬ素子８の発光輝度を指示する電圧Ｖｓｉｇに設定されることにより、トランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈを打ち消すようにして信号レベル保持用コンデンサＣ１に階調を示す電圧が設定され、これによりトランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈのばらつきによる発光輝度のばらつきが防止される。

すなわち図１４に示すように、画素２３は、期間Ｔｔｈ３の経過後、信号線ＳＩＧの信号レベルが当該画素２３の発光輝度を示す信号レベルＶｓｉｇに設定され、続いて期間Ｔμで示すように、書込み信号ＷＳによりトランジスタＴＲ１がオン状態に設定される。これにより画素２３は、信号レベル保持用コンデンサＣ１の信号線ＳＩＧ側端が信号線ＳＩＧの信号レベルＶｓｉｇに設定され、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧によるゲートソース間電圧Ｖｇｓに応じた電流がトランジスタＴＲ２を介して電源ＶＣＣから有機ＥＬ素子８の信号レベル保持用コンデンサＣ１側端に流入することになり、トランジスタＴＲ２のソース電圧Ｖｓが徐々に上昇することになる。

ここでこのトランジスタＴＲ２を介して流入する電流は、トランジスタＴＲ２の移動度に応じて変化し、これにより図１５に示すように、トランジスタＴＲ２の移動度が大きくなるに従ってソース電圧Ｖｓの上昇速度が速くなる。また有機ＥＬ素子８を発光させている際の有機ＥＬ素子８を駆動するトランジスタＴＲ２の電流にあっても、移動度に応じて増大することになり、この種のトランジスタＴＲ２は、ポリシリコンＴＦＴ等であり、しきい値電圧Ｖｔｈ、移動度μのばらつきが大きい欠点がある。

これにより画素２３は、符号Ｔμにより示す一定期間の間、信号レベル保持用コンデンサＣ１の信号線ＳＩＧ側電圧を信号線ＳＩＧの信号レベルＶｓｉｇに保持した状態で、トランジスタＴＲ２をオン動作させて信号レベル保持用コンデンサＣ１の有機ＥＬ素子８側端に充電電流を流入させ、これによりトランジスタＴＲ２の移動度の分だけ、信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧を低下させ、トランジスタＴＲ２の移動度のばらつきによる発光輝度のばらつきを防止する。

画素２３は、この一定期間Ｔμが経過すると、書込み信号ＷＳによりトランジスタＴＲ１がオフ動作し、信号線ＳＩＧの信号レベルＶｓｉｇが信号レベル保持用コンデンサＣ１にホールドされ、発光期間が開始する。なおこれらのことから信号線ＳＩＧの駆動信号Ｓｓｉｇは、１つの信号線に接続された各画素２３の階調を順次示す信号レベルＶｓｉｇが固定電位Ｖｏｆｓを間に挟んで繰り返されることになる。

ところでポリシリコンＴＦＴ等は、図１６に示すように、ソース電圧Ｖｓに対してゲート電圧Ｖｇが正電圧に保持されている場合、時間の経過によりしきい値電圧Ｖｔｈが増大する。またこれとは逆に図１７に示すように、ソース電圧Ｖｓに対してゲート電圧Ｖｇが負電圧に保持されている場合、時間の経過によりしきい値電圧Ｖｔｈが減少する。なおこれら図１６及び図１７において、符号Ｌ３及びＬ４は、それぞれ初期状態及び経時変化した状態である。

これに対して画素２３では、図７に示すように、非発光期間の間の限られた期間の間でしか書込み信号ＷＳによりトランジスタＴＲ１がオン状態に設定されず、これにより長時間の使用により、トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈが徐々に低下することになる。なお非発光期間は、１フレームの期間の間のうちの、数水平走査期間である。このようにトランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈが徐々に低下すると、図１８に示すように、トランジスタＴＲ１は、オン動作する期間がＴＯＮ増大するようになり、これにより画素２３では、トランジスタＴＲ２のしきい値電圧を補正する期間Ｔｔｈ１〜Ｔｔｈ３、移動度を補正する期間Ｔμが増大し、トランジスタＴＲ２の移動度を過大に補正することになり、経時変化によりシェーディング等の画質のムラが発生することになる。またトランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈの低下が過大になると、結局、トランジスタＴＲ１をオン状態に設定できなくなり、これにより各画素２３の階調を設定できなくなる。

これにより従来構成によるディスプレイ装置では、経時変化により画質が劣化し、さらには階調を設定できなくなる問題があった。
ＵＳＰ５，６８４，３６５号 特開平８−２３４６８３号公報

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、経時変化による画質の劣化、階調を設定できなくなる現象を有効に回避することができる表示装置及び表示装置の駆動方法を提案しようとするものである。

上記の課題を解決するため請求項１の発明は、画素をマトリックス状に配置して形成された表示部に対して、水平駆動回路及び垂直駆動回路により前記表示部の信号線及び走査線を駆動することにより、前記表示部で所望の画像を表示する表示装置に適用して、前記画素は、発光素子と、信号レベル保持用コンデンサと、前記垂直駆動回路から出力される書込み信号をゲートに入力し、前記書き込み信号によりオンオフ動作して、前記信号レベル保持用コンデンサの端子電圧を前記信号線の信号レベルに設定する書込み用のトランジスタと、前記信号レベル保持用コンデンサの端子電圧に応じて前記発光素子を駆動して発光させる駆動用のトランジスタとを有し、前記垂直駆動回路は、前記発光素子の発光を停止させる非発光期間内における、前記発光素子の駆動に何ら影響を与えない期間の全部期間又は一部期間の間の前記書込み信号の信号レベルを、前記全部期間又は前記一部期間を除いた他の期間において期間が短い側の前記書込み信号の信号レベルに設定する。

また請求項５の発明は、画素をマトリックス状に配置して形成された表示部に対して、水平駆動回路及び垂直駆動回路により前記表示部の信号線及び走査線を駆動することにより、前記表示部で所望の画像を表示する表示装置の駆動方法に適用して、前記画素は、発光素子と、信号レベル保持用コンデンサと、前記垂直駆動回路から出力される書込み信号をゲートに入力し、前記書き込み信号によりオンオフ動作して、前記信号レベル保持用コンデンサの端子電圧を前記信号線の信号レベルに設定する書込み用のトランジスタと、前記信号レベル保持用コンデンサの端子電圧に応じて前記発光素子を駆動して発光させる駆動用のトランジスタとを有し、前記駆動方法は、前記発光素子の発光を停止させる非発光期間内における、前記発光素子の駆動に何ら影響を与えない期間の全部期間又は一部期間の間の前記書込み信号の信号レベルを、前記全部期間又は前記一部期間を除いた他の期間において期間が短い側の前記書込み信号の信号レベルに設定する。

請求項１又は請求項５の構成によれば、前記発光素子の発光を停止させる非発光期間内における、前記発光素子の駆動に何ら影響を与えない期間の全部期間又は一部期間の間の前記書込み信号の信号レベルを、前記全部期間又は前記一部期間を除いた他の期間において期間が短い側の前記書込み信号の信号レベルに設定することにより、書込み信号における信号レベルの偏りを少なくすることができる。従って従来に比して経時変化による書込み用のトランジスタにおけるしきい値電圧の変化を防止することができ、このしきい値電圧の変化に起因する経時変化による画質の劣化、階調を設定できなくなる現象を有効に回避することができる。

本発明によれば、書込み用のトランジスタにおけるしきい値電圧の変化に起因する経時変化による画質の劣化、階調を設定できなくなる現象を有効に回避することができる。

以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。

（１）実施例の構成
図１は、図７との対比により本発明の実施例１のディスプレイ装置における画素回路の駆動を示すタイムチャートである。この実施例のディスプレイ装置は、この図１（Ａ）に示す書込み信号ＷＳをライトスキャン回路２４Ａが生成して画素２３を駆動する点を除いて上述のディスプレイ装置と同一に構成される。

この実施例のライトスキャン回路２４Ａは、有機ＥＬ素子８の発光を停止させる非発光期間内であって、画素２３の駆動に何ら影響を与えない期間Ｔの間、この期間Ｔを除いた他の期間において期間が短い側の信号レベルに書込み信号ＷＳの信号レベルが設定される。従ってこの図１の例では、非発光期間が開始して信号レベル保持用コンデンサＣ１の蓄積電荷を放電させた後、しきい値電圧の補正を開始する直前までの期間Ｔの間（図９参照）、書込み信号ＷＳをＨレベルに保持する。なおこの図１では、図７の書込み信号ＷＳを対比のために破線で示す。

（２）実施例の動作
以上の構成において、この実施例のディスプレイ装置では（図６〜図１５参照）、水平駆動回路及び垂直駆動回路による信号線ＳＩＧ及び走査線ＳＣＮの駆動により順次ライン単位で表示部２２の画素２３に信号線ＳＩＧの信号レベルＶｓｉｇが設定されると共に、この設定された信号レベルにより各画素２３の有機ＥＬ素子８が発光し、所望の画像が表示部２２で表示される。

すなわちこのディスプレイ装置では、非発光期間において、この信号レベル保持用コンデンサＣ１の一端が信号線ＳＩＧの信号レベルＶｓｉｇにセットされ、発光期間において、この信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧によるゲートソース間電圧Ｖｇｓによって、トランジスタＴＲ２により有機ＥＬ素子８が駆動される。これによりこのディスプレイ装置では、信号線ＳＩＧの信号レベルＶｓｉｇに応じた発光輝度で各画素２３の有機ＥＬ素子８が発光する。

ディスプレイ装置では、この非発光期間において、始めに信号レベル保持用コンデンサＣ１の両端電圧が所定の固定電位Ｖｏｆｓ及びＶｓｓに設定された後、有機ＥＬ素子８を駆動するトランジスタＴＲ２を介した放電により、信号レベル保持用コンデンサＣ１にトランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈが設定され（図７、期間Ｔｔｈ１、Ｔｔｈ２、Ｔｔｈ３）、これによりトランジスタＴＲ２のしきい値電圧Ｖｔｈのばらつきによる発光輝度のばらつきが補正される。

またその後、書込み信号ＷＳによりトランジスタＴＲ１をオン状態に設定して、信号レベル保持用コンデンサＣ１の信号線ＳＩＧ側端を信号線ＳＩＧに設定した状態で、トランジスタＴＲ２をオン動作させて信号レベル保持用コンデンサＣ１の他端を充電し（図７、期間Ｔμ）、これによりトランジスタＴＲ２の移動度のばらつきによる発光輝度のばらつきが補正される。

ディスプレイ装置は、一定期間の経過により書込み信号ＷＳによってトランジスタＴＲ１がオフ状態に動作を切り換え、これにより信号レベル保持用コンデンサＣ１に信号線ＳＩＧの信号レベルＶｓｉｇがサンプルホールドされ、有機ＥＬ素子８の発光輝度が設定される。

これによりディスプレイ装置では、信号レベル保持用コンデンサＣ１を信号線ＳＩＧに接続するトランジスタＴＲ１において、しきい値電圧Ｖｔｈが変化すると、トランジスタＴＲ２の移動度を補正する期間Ｔμが変化し、移動度のばらつきを過大に補正して画質が劣化し、さらには階調を設定できなくなる。

これに対してトランジスタＴＲ１、ＴＲ２を構成するポリシリコンＴＦＴ、アモルファストランジスタでは、ソース電圧Ｖｓに対するゲート電圧Ｖｇに応じてしきい値電圧Ｖｔｈが経時変化する（図１６及び図１７）。従って単に信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧をトランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈに設定する期間Ｔｔｈ１、Ｔｔｈ２、Ｔｔｈ３の間、移動度を補正する期間Ｔμの間だけ、書込み信号ＷＳの信号レベルを立ち上げていたのでは、この書込み信号ＷＳの出力対象であるトランジスタＴＲ１において、しきい値電圧Ｖｔｈが経時変化により低下し、移動度を補正する期間Ｔμが徐々に増大する方向に変化することになり、その結果、画質が劣化し、さらには階調を設定できなくなる。

そこでこの実施例では、有機ＥＬ素子８の発光を停止させる非発光期間内であって、有機ＥＬ素子８の駆動に何ら影響を与えない期間（図１）、この期間を除いた他の期間において期間が短い側の信号レベルに書込み信号ＷＳの信号レベルが設定される。すなわちこの場合、図１において期間Ｔの間、書込み信号ＷＳの信号レベルがＨレベルに設定される。

これによりこの実施例のディスプレイ装置では、単に信号レベル保持用コンデンサＣ１の端子間電圧をトランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈに設定する期間Ｔｔｈ１、Ｔｔｈ２、Ｔｔｈ３の間、移動度を補正する期間Ｔμの間だけ、書込み信号ＷＳの信号レベルを立ち上げる場合に比して、より長い期間の間、書込み信号ＷＳの信号レベルを立ち上げることができ、書込み信号ＷＳにおける信号レベルの偏りを少なくすることができる。従って従来に比して経時変化による書込み用のトランジスタにおけるしきい値電圧の変化を防止することができ、このしきい値電圧の変化に起因する経時変化による画質の劣化、階調を設定できなくなる現象を有効に回避することができる。

なおここで有機ＥＬ素子８の画素では、書き込み信号ＷＳのＨレベルが３０〔Ｖ〕程度であるのに対し、書き込み信号ＷＳのＬレベルが−３〔Ｖ〕程度であり、これに対して経時変化によるしきい値電圧Ｖｔｈの変化は、ゲートソース間電圧の極性だけでなく、電圧値によっても変化する特徴がある。

これにより、このような書込み信号ＷＳにおける信号レベルの偏りによるトランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈの経時変化は、書込み信号ＷＳにおける信号レベルの偏りを完全に無くした場合、すなわち書込み信号ＷＳにおいて、信号レベルが立ち上がっている期間と、信号レベルが立ち下がっている期間とをほぼ等しくした場合に、完全に防止することができるように思われるものの、この実施例のように、未だ偏りが残っている場合でも、トランジスタＴＲ１のしきい値電圧Ｖｔｈの経時変化を実用上十分に防止することができる。

これによりこの実施例のように、書込み信号ＷＳにおいて、Ｌレベルに保持される期間に比してＨレベルに保持される期間が未だ短い場合でも、実用上十分に、しきい値電圧Ｖｔｈの経時変化を防止することができる。

（３）実施例の効果
以上の構成によれば、発光素子の発光を停止させる非発光期間内であって、発光素子の駆動に何ら影響を与えない期間の全部期間の間、他の期間において期間が短い側の信号レベルに書込み信号の信号レベルを設定することにより、経時変化による画質の劣化、階調を設定できなくなる現象を有効に回避することができる。

すなわちこの書込み信号の信号レベルの設定により、書込み用のトランジスタにおけるしきい値電圧の変化を補正することにより、このしきい値電圧の変化に起因する経時変化による画質の劣化、階調を設定できなくなる現象を有効に回避することができる。

また各画素において、信号レベル保持用コンデンサに駆動用のトランジスタのしきい値電圧を設定し、このしきい値電圧のばらつきによる発光輝度を防止することにより、高画質の表示画像を得ることができる。

また駆動用のトランジスタをオン動作させて信号レベル保持用コンデンサの他端を充電し、駆動用のトランジスタの移動度のばらつきを補正し、この移動度のばらつきによる発光素子の発光輝度のばらつきを防止することにより、高画質の表示画像を得ることができる。また駆動用のトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈの変化による、この移動度のばらつきを補正する期間の変化を防止することができ、一段と高画質の表示画像を得ることができる。

なお上述の実施例においては、非発光期間内の発光素子の駆動に何ら影響を与えない期間の全部期間で、他の期間において期間が短い側の信号レベルに書込み信号の信号レベルを設定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、書込み用のトランジスタにおけるしきい値電圧の経時変化を補正し過ぎる場合等には、非発光期間内の発光素子の駆動に何ら影響を与えない期間の一部期間で、期間が短い側の信号レベルに書込み信号の信号レベルを設定するようにしてもよい。

また上述の実施例では、図６の回路構成による画素回路を図７に示すタイミングにより駆動する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、各種回路構成により画素を構成する場合、さらには種々のタイミングで画素を駆動する場合等に広く適用することができる。

また上述の実施例では、各トランジスタをポリシリコンＴＦＴで構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、各種のトランジスタで構成する場合に広く適用することができる。

また上述の実施例では、Ｎチャンネル型トランジスタにより信号レベル保持用コンデサを信号線に接続する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、Ｐチャンネル型トランジスタにより信号レベル保持用コンデサを信号線に接続する場合にも広く適用することができる。

また上述の実施例では、発光素子に有機ＥＬ素子を使用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電流駆動型の各種発光素子を使用する場合に広く適用することができる。

本発明は、例えばポリシリコンＴＦＴを用いた有機ＥＬ素子によるアクティブマトリックス型のディスプレイ装置に適用することができる。

本発明の実施例１におけるディスプレイ装置の各画素の駆動の説明に供するタイムチャートである。 従来のディスプレイ装置を示すブロック図である。 図２のディスプレイ装置を詳細に示すブロック図である。 有機ＥＬ素子の経時変化を示す特性曲線図である。 図３の構成にＮチャンネル型トランジスタを使用した場合を示すブロック図である。 Ｎチャンネル型トランジスタを用いて考えられるディスプレイ装置を示すブロック図である。 図６のディスプレイ装置のタイムチャートである。 図７の発光期間における画素の設定を示す接続図である。 図８の続きを示す接続図である。 図９の続きを示す接続図である。 図１０の続きを示す接続図である。 しきい値電圧の補正の説明に供する特性曲線図である。 図１１の続きを示す接続図である。 図１３の続きを示す接続図である。 移動度の補正の説明に供する特性曲線図である。 しきい値電圧の経時変化の説明に供する特性曲線図である。 図１６とは逆の極性によるしきい値電圧の経時変化の説明に供する特性曲線図である。 しきい電圧の経時変化による移動度のばらつき補正への影響を示すタイムチャートである。

符号の説明

１、１１、２１……ディスプレイ装置、２、１２、２２……表示部２、１３、２３……画素、４、２４……垂直駆動回路、４Ａ、２４Ａ……ライトスキャン回路、５、２５……水平駆動回路、５Ａ、２５Ａ……水平セレクタ

Claims (5)

1. 画素をマトリックス状に配置して形成された表示部に対して、水平駆動回路及び垂直駆動回路により前記表示部の信号線及び走査線を駆動することにより、前記表示部で所望の画像を表示する表示装置において、
   前記画素は、
   発光素子と、
   信号レベル保持用コンデンサと、
   前記垂直駆動回路から出力される書込み信号をゲートに入力し、前記書き込み信号によりオンオフ動作して、前記信号レベル保持用コンデンサの端子電圧を前記信号線の信号レベルに設定する書込み用のトランジスタと、
   前記信号レベル保持用コンデンサの端子電圧に応じて前記発光素子を駆動して発光させる駆動用のトランジスタとを有し、
   前記垂直駆動回路は、
   前記発光素子の発光を停止させる非発光期間内における、前記発光素子の駆動に何ら影響を与えない期間の全部期間又は一部期間の間の前記書込み信号の信号レベルを、前記全部期間又は前記一部期間を除いた他の期間において期間が短い側の前記書込み信号の信号レベルに設定する
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記全部期間又は一部期間の間の前記書込み信号の信号レベルの設定により、前記書込み用のトランジスタにおけるしきい値電圧の変化を補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記画素は、
   前記信号レベル保持用コンデンサの両端を前記駆動用のトランジスタのゲート及びソースに接続し、
   前記非発光期間の間で、
   前記信号レベル保持用コンデンサの両端電位を所定電位に設定した後、前記信号レベル保持用コンデンサの蓄積電荷を前記駆動用のトランジスタを介して放電させることにより、前記信号レベル保持用のコンデンサに前記駆動用のトランジスタのしきい値電圧を設定し、
   その後、前記書込み用のトランジスタにより前記信号レベル保持用コンデンサの一端の電圧を前記信号線の信号レベルに設定することにより、前記駆動用のトランジスタのしきい値電圧で前記信号レベル保持用コンデンサの端子間電圧を補正し、
   前記駆動用のトランジスタのしきい値電圧のばらつきによる前記発光素子の発光輝度のばらつきを防止する
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記画素は、
   前記非発光期間で、
   前記前記書込み用のトランジスタにより前記信号レベル保持用コンデンサの一端の電圧を前記信号線の信号レベルに設定した後、前記駆動用のトランジスタをオン動作させて前記駆動用のトランジスタにより前記信号レベル保持用コンデンサの他端を充電し、
   前記駆動用のトランジスタの移動度のばらつきによる前記発光素子の発光輝度のばらつきを防止する
   ことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 画素をマトリックス状に配置して形成された表示部に対して、水平駆動回路及び垂直駆動回路により前記表示部の信号線及び走査線を駆動することにより、前記表示部で所望の画像を表示する表示装置の駆動方法において、
   前記画素は、
   発光素子と、
   信号レベル保持用コンデンサと、
   前記垂直駆動回路から出力される書込み信号をゲートに入力し、前記書き込み信号によりオンオフ動作して、前記信号レベル保持用コンデンサの端子電圧を前記信号線の信号レベルに設定する書込み用のトランジスタと、
   前記信号レベル保持用コンデンサの端子電圧に応じて前記発光素子を駆動して発光させる駆動用のトランジスタとを有し、
   前記駆動方法は、
   前記発光素子の発光を停止させる非発光期間内における、前記発光素子の駆動に何ら影響を与えない期間の全部期間又は一部期間の間の前記書込み信号の信号レベルを、前記全部期間又は前記一部期間を除いた他の期間において期間が短い側の前記書込み信号の信号レベルに設定した
   ことを特徴とする表示装置の駆動方法。
   

Images