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JP2015011267A - 画素回路、駆動方法及びそれを用いた表示装置 - Google Patents

画素回路、駆動方法及びそれを用いた表示装置 Download PDF

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Makoto Ishii
良 石井
大輔 河江
Daisuke Kawae
大輔 河江
誠之 久米田
Masayuki Kumeta
誠之 久米田
栄二 神田
Eiji Kanda
栄二 神田
武志 奥野
Takeshi Okuno
武志 奥野
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Abstract

【課題】画素毎の階調データ電圧に応じて初期化電圧を変動させる画素回路、駆動方法及びそれを用いた表示装置を提供する。
【解決手段】画素回路は、発光素子と、前記発光素子に階調データ電圧に応じた電流を供給する駆動トランジスタと、階調データ信号が供給される配線と前記駆動トランジスタのゲートに接続され、第１の制御信号により制御される第１のスイッチと、一方の端子が前記駆動トランジスタの前記ゲートに接続され、他方の端子が第２の制御信号に接続される容量と、前記駆動トランジスタのドレインと前記ゲートに接続され、第３の制御信号により制御される第２のスイッチと、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は発光素子を駆動する画素回路及びそれを用いた表示装置に関する。
近年、有機ＥＬ（Organic Electroluminescence）など、供給される電流に応じた強度で発光する発光素子を用いた表示装置が開発されている。このような表示装置は、発光素子に供給される電流量を、各画素における駆動トランジスタにより制御して、表示の階調が制御される。そのため、各画素の駆動トランジスタに特性ばらつきがあると、その特性ばらつきが表示ムラとして現れてしまう。
駆動トランジスタの特性ばらつきの表示への影響を少なくするため、駆動トランジスタの閾値ばらつきを抑えるための技術、いわゆる閾値補償技術が開発されている。しかし、表示装置のさらなる高精細化に伴って、閾値補償に費やす時間が短くなり、各画素の階調データ電圧によって閾値補償の精度が異なってしまうという問題が顕在化している。このような問題を解決するために、特許文献１には、ソース信号線電圧に応じて、初期化電圧を変動させる画素回路が記載されている。しかし、特許文献１の画素回路においては、階調データ電圧に応じた初期化電圧生成手段をデータ線毎に設けなければならず、周辺回路の複雑化が避けられないという問題があった。
特開２００９−２５８２２７号公報
図９に示す特許文献１の画素回路は、図１０に示すタイミングチャートで駆動される。図１０において、リセット期間ａ前半でリセット電源Ｖａから供給されるリセット電圧が駆動トランジスタＭ１のゲートに書き込まれる。後半の期間ｅではスイッチＭ３とＭ５が導通状態となる。このとき容量ｃの一端の端子電圧が、電源ＶＤＤからソース信号線に供給される階調データ電圧に変動するため、電圧変化分と容量ｃと駆動トランジスタＭ１のゲート電極に接続された配線の浮遊容量の容量比に応じて、駆動トランジスタＭ１のゲート電圧が変化する。
しかし、図９の構成では、実際に階調データ電圧を書き込む期間ｂにおいては、スイッチＭ５がオフし、スイッチＭ７がオンするため、駆動トランジスタＭ１のゲート電圧はリセット電圧に戻ってしまう。このため、画素毎の階調データ電圧に応じて初期化電圧を変動させることはできない。さらに、画素回路内のトランジスタ数増加ならびに制御信号線増加により高精細化に対応できず、また、制御回路が複雑になるといった問題があった。
本発明は、上述の問題を解決するものであって、トランジスタ数を増加させることなく、画素毎の階調データ電圧に応じて初期化電圧を変動させる画素回路、駆動方法及びそれを用いた表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態によると、発光素子と、前記発光素子に階調データ電圧に応じた電流を供給する駆動トランジスタと、階調データ信号が供給される配線と前記駆動トランジスタのゲートに接続され、第１の制御信号により制御される第１のスイッチと、一方の端子が前記駆動トランジスタの前記ゲートに接続され、他方の端子が第２の制御信号に接続される容量と、前記駆動トランジスタのドレインと前記ゲートに接続され、第３の制御信号により制御される第２のスイッチと、を有する画素回路が提供される。
本実施形態によると、画素毎の階調データ電圧に応じて初期化電圧を変動させることができ、画素毎に駆動トランジスタの閾値ばらつきを正確に補償することができる。
前記画素回路において、前記駆動トランジスタの前記ドレインと前記発光素子との間に接続される第３のスイッチを有してもよい。
本実施形態によると、第１のスイッチ又は第２のスイッチを介した階調データ電圧の駆動トランジスタのゲートへの書き込み中に、第３のスイッチをオフすることにより、発光素子に電流が流れこむことを防げるので、コントラストの高い表示を実現することができる。
前記画素回路において、前記駆動トランジスタのソースへ前記階調データ信号が供給される配線と発光素子用電源線とを排他的に接続する第４のスイッチ及び第５のスイッチを有してもよい。
本実施形態によると、階調データ信号線を介した駆動トランジスタのゲートへの階調データ電圧の書き込みと、発光素子用電源線を介した発光素子への発光素子用電源の供給とを画素回路内で切り替えて行うことができるので、周辺回路の簡素化を図ることができる。
また、本発明の一実施形態によると、画素毎に階調データ電圧に応じた初期化電圧を設定する画素回路の駆動方法であって、駆動トランジスタのゲートに前記階調データ電圧を書き込み、保持された前記階調データ電圧のレベルをシフトさせて、前記初期化電圧を設定する画素回路の駆動方法が提供される。
本実施形態によると、画素毎の階調データ電圧に応じて初期化電圧を変動させることができる。
前記画素回路の駆動方法において、前記駆動トランジスタを介する階調データ電圧と、
前記駆動トランジスタとは異なる経路を介する階調データ電圧と、が前記駆動トランジスタの前記ゲートに書き込まれてもよい。
本実施形態によると、画素毎の階調データ電圧に応じて初期化電圧を変動させることができるとともに、画素毎の階調データに応じた初期化電圧で駆動トランジスタをオンし、駆動トランジスタを介して階調データを駆動トランジスタのゲートに書き込むので、画素毎に駆動トランジスタの閾値ばらつきを正確に補償することができる。
前記画素回路の駆動方法において、前記画素回路は、発光素子と、前記発光素子に階調データ電圧に応じた電流を供給する駆動トランジスタと、階調データ信号が供給される配線と前記駆動トランジスタのゲートに接続され、第１の制御信号により制御される第１のスイッチと、一方の端子が前記駆動トランジスタの前記ゲートに接続され、他方の端子が第２の制御信号に接続される容量と、前記駆動トランジスタのドレインと前記ゲートに接続され、第３の制御信号により制御される第２のスイッチと、を有し、前記第１のスイッチをオンして前記階調データ電圧を前記駆動トランジスタのゲートに書き込み、前記第２の制御信号の電圧レベルを変動させ、前記第２のスイッチをオンして前記階調データ電圧を前記駆動トランジスタのゲートに書き込み、前記容量に保持された前記階調データ電圧に応じた前記電流を発光素子へ供給してもよい。
本実施形態によると、画素毎の階調データ電圧に応じて初期化電圧を変動させることができるとともに、画素毎の階調データに応じた初期化電圧で駆動トランジスタをオンし、駆動トランジスタを介して階調データを駆動トランジスタのゲートに書き込むので、画素毎に駆動トランジスタの閾値ばらつきを正確に補償することができる。
また、本発明の一実施形態によると、発光素子と、前記発光素子に階調データ電圧に応じた電流を供給する駆動トランジスタと、階調データ信号が供給される配線と前記駆動トランジスタのゲートに接続され、第１の制御信号により制御される第１のスイッチと、一方の端子が前記駆動トランジスタの前記ゲートに接続され、他方の端子が第２の制御信号に接続される容量と、前記駆動トランジスタのドレインと前記ゲートに接続され、第３の制御信号により制御される第２のスイッチと、を有する画素回路を備える表示装置が提供される。
本実施形態によると、画素毎の階調データ電圧に応じて初期化電圧を変動させることができ、画素毎に駆動トランジスタの閾値ばらつきを正確に補償することができる。これによりムラのない均一な表示が可能な表示装置を実現することができる。
前記表示装置において、前記画素回路が、前記駆動トランジスタの前記ドレインと前記発光素子との間に接続される第３のスイッチを有してもよい。
本実施形態によると、第２のスイッチを介した階調データ電圧の駆動トランジスタのゲートへの書き込み中に、第３のスイッチをオフすることにより、発光素子に電流が流れこむことを防げるので、コントラストの高い表示を実現することができる。
前記表示装置において、前記画素回路が、前記駆動トランジスタのソースへ前記階調データ信号が供給される配線と発光素子用電源線とを排他的に接続する第４のスイッチ及び第５のスイッチを有してもよい。
本実施形態によると、階調データ信号線を介した駆動トランジスタのゲートへの階調データ電圧の書き込みと、発光素子用電源線を介した発光素子への発光素子用電源の供給とを画素回路内で切り替えて行うことができるので、周辺回路の簡素化を図ることができる。
本発明によると、トランジスタ数を増加させることなく、画素毎の階調データ電圧に応じて初期化電圧を変動させる画素回路、駆動方法及びそれを用いた表示装置を提供することができ、高精細化に伴って、閾値補償に費やす時間が短くなっても、画素毎に駆動トランジスタの閾値ばらつきを正確に補償することができる。
本発明の一実施形態に係る画素回路主要部１００の構成図である。 本発明の一実施形態に係る画素回路主要部１００の動作を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る画素回路主要部１００におけるタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る電子機器１の構成を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係る画素回路２００の画素回路構成図である。 本発明の一実施形態に係る画素回路３００の画素回路構成図である。 本発明の一実施形態に係る電子機器３０１の構成を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置３１０におけるタイミングチャートである。 従来技術の画素回路の構成図である。 本従来技術の画素回路におけるタイミングチャートである。
以下、図面を参照して本発明に係る発光素子を駆動する画素回路及びそれを用いた表示装置について説明する。但し、本発明の発光素子を駆動する画素回路及びそれを用いた表示装置は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
（実施形態１）
図１に本発明の一実施形態に係る画素回路主要部１００の構成図を示す。画素回路主要部１００は、従来のダイオード接続方式画素回路に対して、第１のスイッチＭ２の一方の端子が階調データ信号線ＤＬから駆動トランジスタＭ１のソース間の配線経路上に接続され、他方の端子が駆動トランジスタＭ１のゲートに接続され、さらに容量ＣＳＴの他方の端子が初期化設定信号線ＳＴＬに接続される構成となっている。
より詳細には、画素回路主要部１００は、発光素子ＥＬと、発光素子ＥＬに階調データ電圧ＶＤＡＴＡに応じた電流を供給する駆動トランジスタＭ１と、一方の端子が階調データ信号線ＤＬから駆動トランジスタＭ１のソース間の配線経路上に接続され、他方の端子が駆動トランジスタＭ１のゲートに接続され、走査信号ＳＣＡＮａ（第１の制御信号）により制御される第１のスイッチＭ２と、一方の端子が駆動トランジスタＭ１のゲートに接続され、他方の端子が初期化設定信号線ＳＴＬに接続され、初期化設定信号ＶＣＳＴ（第２の制御信号）により制御される容量ＣＳＴと、駆動トランジスタＭ１のドレインとゲートに接続され、走査信号ＳＣＡＮｂ（第３の制御信号）により制御される第２のスイッチＭ３と、を有する。
また、画素回路主要部１００は、駆動トランジスタＭ１のドレインと発光素子ＥＬのアノードとの間に接続され、発光制御信号ＥＭにより制御される第３のスイッチＭ４をさらに有する。
本実施形態に係る画素回路主要部１００において、第１のスイッチＭ２をオンして階調データ電圧ＶＤＡＴＡを容量ＣＳＴに書き込み、初期化設定信号ＶＣＳＴの電圧レベルを変動させ、第２のスイッチＭ３をオンして階調データ電圧ＶＤＡＴＡを容量ＣＳＴに書き込み、容量ＣＳＴに保持された階調データ電圧ＶＤＡＴＡに応じた電流を発光素子ＥＬへ供給する。このように画素回路主要部１００を駆動することにより、画素毎の階調データ電圧ＶＤＡＴＡに応じて初期化電圧を変動させることができ、画素毎に駆動トランジスタＭ１の閾値ばらつきを正確に補償することができる。
上述した画素回路主要部１００の具体的な動作について説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る画素回路主要部１００の動作を示す模式図である。また、図３は、本発明の一実施形態に係る画素回路主要部１００におけるタイミングチャートである。
期間（ａ）では、走査信号ＳＣＡＮａをＬレベルにして第１のスイッチＭ２をオンさせ、階調データ電圧ＶＤＡＴＡを容量ＣＳＴへ書き込む。このとき、第２のスイッチＭ３はオフした状態である。また、初期化設定信号ＶＣＳＴをＶＢＡＳからＶＳＥＴへ遷移させる。このとき、初期化設定信号ＶＣＳＴの振幅レベルＶＢＡＳ−ＶＳＥＴは、後述する期間（ｃ）の時間、駆動トランジスタＭ１の特性、容量ＣＳＴの容量値等により決定される。
期間（ｂ）では走査信号ＳＣＡＮａがＨレベルになり、第１のスイッチＭ２をオフさせ、初期化設定信号ＶＣＳＴをＶＳＥＴからＶＢＡＳへ遷移させる。これにより、駆動トランジスタＭ１のゲート電圧はＶＤＡＴＡ−（ＶＳＥＴ−ＶＢＡＳ）に設定される。
期間（ｃ）では、走査信号ＳＣＡＮｂがＬレベルになって第２のスイッチＭ３がオンし、駆動トランジスタＭ１がダイオード接続状態となり、階調データ電圧ＶＤＡＴＡが容量ＣＳＴへ書き込まれる。駆動トランジスタＭ１はゲート電圧がＶＤＡＴＡ−｜Ｖｔｈ｜になるとオフ状態となり、駆動トランジスタＭ１の閾値Ｖｔｈを補償した階調データ電圧ＶＤＡＴＡが容量ＣＳＴに保持される。
期間（ｄ）では、走査信号ＳＣＡＮｂがＨレベルになって第２のスイッチＭ３がオフする。一方、発光制御信号ＥＭがＬレベルになって第３のスイッチＭ４がオンし、容量ＣＳＴに保持された階調データ電圧ＶＤＡＴＡに応じた電流が発光素子ＥＬへ流れ、発光素子ＥＬが発光する。
このように、画素回路主要部１００においては、ダイオード接続状態の駆動トランジスタＭ１を介して階調データ電圧を書き込む前に、駆動トランジスタＭ１とは異なる経路、即ち第１のスイッチＭ２を介して階調データ電圧を書き込み、当該階調データ電圧に基づいて駆動トランジスタＭ１の初期化電圧を設定する。これにより、本実施形態においては、画素毎の階調データ電圧ＶＤＡＴＡに応じて初期化電圧を変動させることができ、画素毎に駆動トランジスタＭ１の閾値ばらつきを正確に補償することができる。
（実施形態２）
図４は、本発明の一実施形態に係る電子機器１の構成を示す概略図である。電子機器１は、スマートフォン、携帯電話、パーソナルコンピュータ、テレビなど、画像を表示する表示部を有する装置である。電子機器１は、表示装置１０、制御部８０及び電源９０を有する。表示装置１０は、マトリクス状に配置された画素回路２００を有する。各画素回路２００は、発光素子ＥＬを有し（図５参照）、表示装置１０は、各画素回路２００における発光素子を発光させて画像を表示し、上記の表示部を構成する。この例では、発光素子ＥＬは、有機ＥＬを用いた発光素子であるものとするが、整流性を有する発光素子であれば、有機ＥＬに限られない。
なお、図４において、画素回路２００は、マトリクス状に配置されているが、この配置でなくてもよい。以下の説明では、画素回路２００は、ｎ行ｍ列のマトリクス状に配置されるものとする。また、画素回路２００は、１列毎に異なる色の発光素子ＥＬが設けられている。この例では、１列目から順に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の順に繰り返し並んでいる。表示装置１０の詳細については後述する。
制御部８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリなどを有し、表示装置１０の動作を制御するコントローラである。制御部８０は、走査線駆動回路２０、階調データ電圧設定制御回路３０、電源線駆動回路４０、及びデータ線駆動回路５０を制御する。また、制御部８０は、電子機器１の表示部に表示させる画像を示す画像データが入力され、入力された画像データに基づいて各画素回路２００における階調を決定し、決定した階調に応じたデータ電圧を画素回路２００に供給することにより各画素回路２００の発光素子ＥＬを発光させるように制御する。
電源９０は、表示装置１０及び制御部８０など、電子機器１の各部へ電力を供給する。表示装置１０における各画素回路２００の発光素子ＥＬは、この電源９０に接続された発光素子用電源線ＧＬ１及び発光素子用電源線ＧＬ２を介して電流が供給される。
表示装置１０は、画素回路２００を駆動するための走査線駆動回路２０、階調データ電圧設定制御回路３０、電源線駆動回路４０、及びデータ線駆動回路５０を有する。走査線駆動回路２０は、各行の画素回路２００に対応して設けられた第１の走査線ＳＡＬ及び第２の走査線ＳＢＬに走査信号ＳＣＡＮａ及び走査信号ＳＣＡＮｂをそれぞれ供給する。走査線駆動回路２０は、走査信号ＳＣＡＮａ及び走査信号ＳＣＡＮｂにより、データ電圧を書き込む画素回路２００の行を選択する。この例では、１行目からｎ行目まで所定の順番で、順次排他的に選択される。
階調データ電圧設定制御回路３０は、各行の画素回路２００に対応して設けられた初期化設定信号線ＳＴＬ及び発光制御信号線ＥＭＬに、初期化設定信号ＶＣＳＴ及び発光制御信号ＥＭをそれぞれ供給する。階調データ電圧設定制御回路３０は、初期化設定信号ＶＣＳＴを所定の電圧レベルに設定することにより、画素回路２００の初期化電圧を設定し、発光制御信号ＥＭにより、画素回路２００の発光／非発光を制御する。ここで、階調データ電圧設定制御回路３０は、走査信号ＳＣＡＮａ及び走査信号ＳＣＡＮｂに同期して、初期化設定信号ＶＣＳＴ及び発光制御信号ＥＭを、１行目からｎ行目まで所定の順番で、順次排他的に制御する。
データ線駆動回路５０は、各列の画素回路２００に対応して設けられた階調データ信号線ＤＬに階調データ電圧ＶＤＡＴＡを供給する。階調データ電圧ＶＤＡＴＡは、画素回路２００の発光素子ＥＬの階調レベルを指定する信号であり、各画素回路２００の階調レベルに応じた電圧に設定される。
電源線駆動回路４０は、各列の画素回路２００に対応して設けられた発光素子用電源線ＧＬ１及び発光素子用電源線ＧＬ２に、発光素子用電源電圧ＥＬＶＤＤ及びＥＬＶＳＳをそれぞれ供給する。発光素子用電源電圧ＥＬＶＤＤ及びＥＬＶＳＳは、画素回路２００の発光素子ＥＬを発光させるための電流を供給する信号である。なお、図４においては、発光素子用電源線ＧＬ２を共通電極とし、発光素子用電源電圧ＥＬＶＳＳを各画素回路２００の発光素子ＥＬに供給する構成例を示したが、発光素子用電源線ＧＬ１と同様に、各列の画素回路２００に対応して発光素子用電源線ＧＬ２を配設し、接続する構成としてもよい。
上述した画素回路主要部１００を備えた画素回路２００の具体的な構成について説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る画素回路２００の画素回路構成図である。画素回路２００は、発光素子ＥＬと、発光素子ＥＬに階調データ電圧ＶＤＡＴＡに応じた電流を供給する駆動トランジスタＭ１と、一方の端子が階調データ信号線ＤＬに接続され、他方の端子が駆動トランジスタＭ１のゲートに接続され、走査信号ＳＣＡＮａにより制御される第１のスイッチＭ２と、一方の端子が駆動トランジスタＭ１のゲートに接続され、他方の端子が初期化設定信号線ＳＴＬに接続され、初期化設定信号ＶＣＳＴにより制御される容量ＣＳＴと、駆動トランジスタＭ１のドレインとゲートに接続され、走査信号ＳＣＡＮｂにより制御される第２のスイッチＭ３と、駆動トランジスタＭ１のドレインと発光素子ＥＬのアノードとの間に接続され、発光制御信号ＥＭにより制御される第３のスイッチＭ４と、を有する。また、画素回路２００は、階調データ信号線ＤＬと駆動トランジスタＭ１との間に配設され、走査信号ＳＣＡＮｂにより制御される第４のスイッチＭ５と、発光素子用電源線ＧＬ１と駆動トランジスタＭ１との間に配設され、発光制御信号ＥＭにより制御される第５のスイッチＭ６と、を有する。画素回路２００においては、第４のスイッチＭ５及び第５のスイッチＭ６を配設することにより、階調データ信号線ＤＬ又は発光素子用電源線ＧＬ１を駆動トランジスタのソースに排他的に接続する。
画素回路２００は、図３に示したタイミングチャートに基づいて駆動することができる。期間（ａ）では、ｎ行目の走査信号ＳＣＡＮａをＬレベルにして第１のスイッチＭ２をオンさせ、階調データ電圧ＶＤＡＴＡを容量ＣＳＴへ書き込む。このとき、第２のスイッチＭ３及び第４のスイッチＭ５はオフした状態である。また、初期化設定信号ＶＣＳＴをＶＢＡＳからＶＳＥＴへ遷移させる。このとき、初期化設定信号ＶＣＳＴの振幅レベルＶＢＡＳ−ＶＳＥＴは、期間（ｃ）の時間、駆動トランジスタＭ１の特性、容量ＣＳＴの容量値等により決定される。
期間（ｂ）では走査信号ＳＣＡＮａがＨレベルになり、第１のスイッチＭ２をオフさせ、初期化設定信号ＶＣＳＴをＶＳＥＴからＶＢＡＳへ遷移させる。これにより、駆動トランジスタＭ１のゲート電圧はＶＤＡＴＡ−（ＶＳＥＴ−ＶＢＡＳ）に設定される。
期間（ｃ）では、走査信号ＳＣＡＮｂがＬレベルになって第２のスイッチＭ３及び第４のスイッチＭ５がオンし、駆動トランジスタＭ１がダイオード接続状態となり、階調データ電圧ＶＤＡＴＡが容量ＣＳＴへ書き込まれる。駆動トランジスタＭ１はゲート電圧がＶＤＡＴＡ−｜Ｖｔｈ｜になるとオフ状態となり、駆動トランジスタＭ１の閾値Ｖｔｈを補償した階調データ電圧ＶＤＡＴＡが容量ＣＳＴに保持される。
期間（ｄ）では、走査信号ＳＣＡＮｂがＨレベルになって第２のスイッチＭ３及び第４のスイッチＭ５がオフする。一方、発光制御信号ＥＭがＬレベルになって第３のスイッチＭ４及び第５のスイッチＭ６がオンし、容量ＣＳＴに保持された階調データ電圧ＶＤＡＴＡに応じた電流が発光素子ＥＬへ流れ、発光素子ＥＬが発光する。
このように、画素回路２００においては、ダイオード接続状態の駆動トランジスタＭ１を介して階調データ電圧を書き込む前に、駆動トランジスタＭ１とは異なる経路、即ち第１のスイッチＭ２を介して階調データ電圧を書き込み、当該階調データ電圧に基づいて駆動トランジスタＭ１の初期化電圧を設定する。これにより、本実施形態においては、画素毎の階調データ電圧ＶＤＡＴＡに応じて初期化電圧を変動させることができ、画素毎に駆動トランジスタＭ１の閾値ばらつきを正確に補償することができる。
（実施形態３）
本発明に係る画素回路は、画素回路２００に示したように、階調データ電圧ＶＤＡＴＡを駆動トランジスタＭ１とは異なる経路で容量ＣＳＴへ書き込み可能な配置であればよく、第１のスイッチＭ２を駆動トランジスタＭ１のソースとゲートとに接続するように配設してもよい。
図６は、本発明の一実施形態に係る画素回路３００の画素回路構成図である。画素回路３００は、発光素子ＥＬと、発光素子ＥＬに階調データ電圧ＶＤＡＴＡに応じた電流を供給する駆動トランジスタＭ１と、駆動トランジスタＭ１のソースとゲートに接続され、走査信号ＳＣＡＮａにより制御される第１のスイッチＭ２と、一方の端子が駆動トランジスタＭ１のゲートに接続され、他方の端子が初期化設定信号ＶＣＳＴに接続される容量ＣＳＴと、駆動トランジスタＭ１のドレインとゲートに接続され、走査信号ＳＣＡＮｂにより制御される第２のスイッチＭ３と、駆動トランジスタＭ１のドレインと発光素子ＥＬのアノードとの間に接続され、発光制御信号ＥＭにより制御される第３のスイッチＭ４と、を有する。
図７は、本発明の一実施形態に係る電子機器３０１の構成を示す概略図である。走査線駆動回路３２０は、ｎ行の画素回路３００に対して設けられた第１の走査線ＳＡＬ及び第２の走査線ＳＢＬに走査信号ＳＣＡＮａ（第１の制御信号）及び走査信号ＳＣＡＮｂ（第３の制御信号）をそれぞれ供給する。走査信号ＳＣＡＮａ及びＳＣＡＮｂにより、データ電圧を書き込む画素回路３００の行が選択される。この例では、１行目からｎ行目まで所定の順番で、順次排他的に選択される。
階調データ電圧設定制御回路３３０は、各行の画素回路３００に対応して設けられた初期化設定信号線ＳＴＬに、初期化設定信号ＶＣＳＴを供給し、奇数行目の画素回路３００及び偶数行目の画素回路３００に対応して設けられた発光制御信号線ＥＭＬには、発光制御信号ＥＭ（１）及びＥＭ（２）をそれぞれ供給する。階調データ電圧設定制御回路３３０は、初期化設定信号ＶＣＳＴを所定の電圧レベルに設定することにより、画素回路３００の初期化電圧を設定し、発光制御信号ＥＭ（１）及びＥＭ（２）により、画素回路３００の発光／非発光を制御する。ここで、階調データ電圧設定制御回路３３０は、走査信号ＳＣＡＮａ及び走査信号ＳＣＡＮｂに同期して、初期化設定信号ＶＣＳＴを、１行目からｎ行目まで所定の順番で、順次排他的に制御する。一方、階調データ電圧設定制御回路３３０は、発光制御信号ＥＭを、走査信号ＳＣＡＮａ及び走査信号ＳＣＡＮｂによって選択される画素回路３００の行が奇数番目の場合には、発光制御信号ＥＭ（１）がＨレベルとなり、偶数番目の場合には、発光制御信号ＥＭ（２）がＨレベルとなるように制御する。
電源線駆動回路３４０は、各列の画素回路３００に対応して設けられた発光素子用電源線ＧＬ１に、発光素子用電源電圧ＥＬＶＤＤ又は階調データ電圧ＶＤＡＴＡを供給し、発光素子用電源線ＧＬ２には、発光素子用電源電圧ＥＬＶＳＳを供給する。発光素子用電源電圧ＥＬＶＤＤ及びＥＬＶＳＳは、画素回路３００の発光素子ＥＬを発光させるための電流を供給する信号である。なお、図７においては、発光素子用電源線ＧＬ１（１）及びＧＬ１（２）を各列の画素回路３００に対して配設し、奇数列目の画素回路３００及び偶数列目の画素回路３００にそれぞれ接続する。また、発光素子用電源線ＧＬ２を共通電極とし、発光素子用電源電圧ＥＬＶＳＳを各画素回路３００の発光素子ＥＬに供給する構成例を示したが、発光素子用電源線ＧＬ１と同様に、各列の画素回路３００に対応して発光素子用電源線ＧＬ２を配設し、接続する構成としてもよい。発光素子用電源線ＧＬ１（１）及びＧＬ１（２）には、対応する奇数行の画素回路３００が選択されている期間中、階調データ電圧ＶＤＡＴＡを供給する。階調データ電圧ＶＤＡＴＡは、画素回路３００の発光素子ＥＬの階調レベルを指定する信号であり、各画素回路３００の階調レベルに応じた電圧に設定される。
ここで、図８を参照する。図８は、本発明の一実施形態に係る表示装置３１０におけるタイミングチャートである。図８では、ｎ行目の第１の走査線ＳＡＬに走査信号ＳＣＡＮａ（ｎ）が供給される。走査信号ＳＣＡＮａ（ｎ）がＬレベルになると、画素回路３００の第１のスイッチＭ２がオンし、階調データ電圧ＶＤＡＴＡを容量ＣＳＴへ書き込む。このとき、ｎ行目の第２の制御信号ＳＣＡＮｂ（ｎ）が走査線ＳＢＬから、Ｈレベルで入力され、第２のスイッチＭ３はオフした状態である。次に、初期化設定信号ＶＣＳＴ（ｎ）をＶＢＡＳからＶＳＥＴへ遷移させる。このとき、初期化設定信号ＶＣＳＴ（ｎ）の振幅レベルＶＢＡＳ−ＶＳＥＴは、画素回路３００の駆動トランジスタＭ１の特性、容量ＣＳＴの容量値等により決定される。
次に、走査信号ＳＣＡＮａ（ｎ）がＨレベルになり、画素回路３００の第１のスイッチＭ２をオフさせ、初期化設定信号ＶＣＳＴをＶＳＥＴからＶＢＡＳへ遷移させる。これにより、駆動トランジスタＭ１のゲート電圧はＶＤＡＴＡ−（ＶＳＥＴ−ＶＢＡＳ）に設定される。続いて、走査信号ＳＣＡＮｂ（ｎ）がＬレベルになって第２のスイッチＭ３がオンし、駆動トランジスタＭ１がダイオード接続状態となり、階調データ電圧ＶＤＡＴＡを容量ＣＳＴへ書き込む。駆動トランジスタＭ１はゲート電圧がＶＤＡＴＡ−｜Ｖｔｈ｜になるとオフ状態となり、駆動トランジスタＭ１の閾値Ｖｔｈを補償した階調データ電圧ＶＤＡＴＡが容量ＣＳＴに保持される。
次に、走査信号ＳＣＡＮｂ（ｎ）がＨレベルになって第２のスイッチＭ３がオフする。一方、発光制御信号ＥＭがＬレベルになって第３のスイッチＭ４がオンし、容量ＣＳＴに保持された階調データ電圧ＶＤＡＴＡに応じた電流が発光素子ＥＬへ流れ、発光素子ＥＬが発光する。
このように、画素回路３００においては、ダイオード接続状態の駆動トランジスタＭ１を介して階調データ電圧を書き込む前に、駆動トランジスタＭ１とは異なる経路、即ち第１のスイッチＭ２を介して階調データ電圧を書き込み、当該階調データ電圧に基づいて駆動トランジスタＭ１の初期化電圧を設定する。これにより、本実施形態においては、画素毎の階調データ電圧ＶＤＡＴＡに応じて初期化電圧を変動させることができ、画素毎に駆動トランジスタＭ１の閾値ばらつきを正確に補償することができる。
１：電子機器、１０：表示装置、２０：走査線駆動回路、３０：階調データ電圧設定制御回路、４０：電源線駆動回路、５０：データ線駆動回路、８０：制御部、９０：電源、１００：画素回路主要部、２００：画素回路、３００：画素回路、３０１：電子機器、３１０：表示装置、３２０：走査線駆動回路、３３０：階調データ電圧設定制御回路、３４０：電源線駆動回路、３８０：制御部、３９０：電源

Claims (9)

  1. 発光素子と、
    前記発光素子に階調データ電圧に応じた電流を供給する駆動トランジスタと、
    階調データ信号が供給される配線と前記駆動トランジスタのゲートに接続され、第１の制御信号により制御される第１のスイッチと、
    一方の端子が前記駆動トランジスタの前記ゲートに接続され、他方の端子が第２の制御信号に接続される容量と、
    前記駆動トランジスタのドレインと前記ゲートに接続され、第３の制御信号により制御される第２のスイッチと、を有することを特徴とする画素回路。
  2. 前記駆動トランジスタの前記ドレインと前記発光素子との間に接続される第３のスイッチを有することを特徴とする請求項１に記載の画素回路。
  3. 前記駆動トランジスタのソースへ前記階調データ信号が供給される配線と発光素子用電源線とを排他的に接続する第４のスイッチ及び第５のスイッチを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画素回路。
  4. 画素毎に階調データ電圧に応じた初期化電圧を設定する画素回路の駆動方法であって、
    駆動トランジスタのゲートに前記階調データ電圧を書き込み、
    保持された前記階調データ電圧のレベルをシフトさせて、前記初期化電圧を設定することを特徴とする画素回路の駆動方法。
  5. 前記駆動トランジスタを介する階調データ電圧と、
    前記駆動トランジスタとは異なる経路を介する階調データ電圧と、
    が前記駆動トランジスタの前記ゲートに書き込まれることを特徴とする請求項４に記載の画素回路の駆動方法。
  6. 前記画素回路は、発光素子と、前記発光素子に階調データ電圧に応じた電流を供給する駆動トランジスタと、階調データ信号が供給される配線と前記駆動トランジスタのゲートに接続され、第１の制御信号により制御される第１のスイッチと、一方の端子が前記駆動トランジスタの前記ゲートに接続され、他方の端子が第２の制御信号に接続される容量と、前記駆動トランジスタのドレインと前記ゲートに接続され、第３の制御信号により制御される第２のスイッチと、を有し、
    前記第１のスイッチをオンして前記階調データ電圧を前記駆動トランジスタのゲートに書き込み、
    前記第２の制御信号の電圧レベルを変動させ、
    前記第２のスイッチをオンして前記階調データ電圧を前記駆動トランジスタのゲートに書き込み、
    前記容量に保持された前記階調データ電圧に応じた前記電流を発光素子へ供給することを特徴とする請求項４又は５に記載の画素回路の駆動方法。
  7. 発光素子と、
    前記発光素子に階調データ電圧に応じた電流を供給する駆動トランジスタと、
    階調データ信号が供給される配線と前記駆動トランジスタのゲートに接続され、第１の制御信号により制御される第１のスイッチと、
    一方の端子が前記駆動トランジスタの前記ゲートに接続され、他方の端子が第２の制御信号に接続される容量と、
    前記駆動トランジスタのドレインと前記ゲートに接続され、第３の制御信号により制御される第２のスイッチと、を有する画素回路を備えることを特徴とする表示装置。
  8. 前記画素回路が、前記駆動トランジスタの前記ドレインと前記発光素子との間に接続される第３のスイッチを有することを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
  9. 前記画素回路が、前記駆動トランジスタのソースへ前記階調データ信号が供給される配線と発光素子用電源線とを排他的に接続する第４のスイッチ及び第５のスイッチを有することを特徴とする請求項７又は８に記載の表示装置。
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