(57)【要約】【課題】駆動用トランジスタの閾値電圧のシフトを抑制し、駆動用トランジスタの閾値電圧のバラツキの補正を長期間にわたって安定して行なう。【解決手段】発光素子、発光素子のアノード端子にソース端子が接続され、発光素子に駆動電流を流す駆動用トランジスタ、駆動用トランジスタのゲート端子とソース端子との間に接続された容量素子、および駆動用トランジスタのゲート端子と所定のデータ信号が流されるデータ線との間に接続された選択用トランジスタを有する画素回路が多数配列されたアクティブマトリクス基板を備えたものとし、駆動用トランジスタを、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ＝０Ｖにおける駆動電流が平均駆動電流Ｉｄａｖｒとなる電流特性を有するＮ型薄膜トランジスタとする。【選択図】図３
2010066331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子、該発光素子が接続され、前記発光素子に駆動電流を流す駆動用トランジスタ、該駆動用トランジスタのゲート端子とソース端子との間に接続された容量素子、および前記駆動用トランジスタのゲート端子と所定のデータ信号が流されるデータ線との間に接続された選択用トランジスタを有する画素回路が多数配列されたアクティブマトリクス基板を備え、
前記駆動用トランジスタが、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ＝０Ｖにおける駆動電流が平均駆動電流となる電流特性を有するＮ型薄膜トランジスタであることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記駆動用トランジスタのゲート端子に対し該駆動用トランジスタのＶｇｓが正となるようなデータ信号と負となるようなデータ信号との両方を供給するデータ駆動回路を備えたことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記データ駆動回路が、前記駆動用トランジスタのゲート端子に対し固定電圧を供給するものであり、
該データ駆動回路の固定電圧の供給によって前記駆動用トランジスタに流れた電流により前記発光素子の寄生容量を充電することによって前記容量素子に前記駆動用トランジスタの閾値電圧を保持させるものであることを特徴とする請求項１または２記載の表示装置。
【請求項４】
前記平均駆動電流が、前記発光素子が最大輝度時の前記駆動用トランジスタの駆動電流の１５％〜５０％であることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の表示装置。
【請求項５】
前記駆動用トランジスタが、ＩＧＺＯ（ＩｎＧａＺｎＯ）からなるＮ型薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の表示装置。
【請求項６】
前記駆動用トランジスタが、オフ動作する閾値電圧が負電圧であり、
前記選択用トランジスタが、オフ動作する閾値電圧が正電圧であることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の表示装置。
【請求項７】
前記発光素子のアノード端子に前記駆動用トランジスタのソース端子が接続されていることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブマトリクス方式で駆動される発光素子を備えた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機ＥＬ発光素子などの発光素子を用いた表示装置が提案されており、テレビや携帯電話のディスプレイなど種々の分野での利用が提案されている。
【０００３】
一般に、有機ＥＬ発光素子は電流駆動型発光素子であるため、液晶ディスプレイとは異なり、その駆動回路として画素回路を選択する選択用トランジスタと表示画像に応じた電荷を保持する保持容量と有機ＥＬ発光素子を駆動する駆動用トランジスタが最低限必要である（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
そして、従来、アクティブマトリクス方式の有機ＥＬ表示装置の画素回路には、低温ポリシリコンまたはアモルファスシリコンからなる薄膜トランジスタが用いられていた。
【０００５】
しかしながら、低温ポリシリコンの薄膜トランジスタは高移動度と閾値電圧安定性を得ることができるが、移動度の均一性に問題がある。また、アモルファスシリコンの薄膜トランジスタは移動度均一性を得ることができるが、移動度の低さと閾値電圧の経時変動の問題がある。
【０００６】
上記のような移動度の不均一性および閾値電圧の不安定性は表示画像のムラとなって現れる。そこで、たとえば特許文献２においては、画素回路内にダイオード接続方式の補償回路を設けた表示装置が提案されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載の補償回路を設けるようにしたのでは、画素回路が複雑化し、歩留まり低下によるコストアップ、開口率の低下を招くことになる。
【０００８】
そこで、たとえば、特許文献３においては、有機ＥＬ発光素子が有する寄生容量への充電動作を行なうことによって駆動用トランジスタの閾値電圧を補正し、画素回路において使用するトランジスタ数を削減する方法が提案されている。
【０００９】
ここで、特許文献３に記載の画素回路では、駆動用トランジスタとしてＮ型薄膜トランジスタを用いる必要があり、そのＮ型の薄膜トランジスタとしてはアモルファスシリコンの薄膜トランジスタが想定される。
【００１０】
しかしながら、アモルファスシリコンの薄膜トランジスタは、ゲート電圧印加による電圧温度ストレスによってその閾値電圧がシフトしてしまうという問題がある。
【００１１】
そして、特許文献３に記載の画素回路は、有機ＥＬ発光素子のアノード端子に駆動用トランジスタのソース端子が接続され、駆動用トランジスタのゲート−ソース間に閾値電圧検出用の容量素子が設けられた構成であり、駆動用トランジスタのゲート端子に所定の固定電圧を印加して駆動用トランジスタに検出電流を流し、その検出電流によって有機ＥＬ発光素子の寄生容量を充電することによって駆動用トランジスタの閾値電圧を容量素子に保持させるものである。
【００１２】
したがって、有機ＥＬ発光素子を発光させずにその寄生容量に充電を行なうためには、図１６に示すように、駆動用トランジスタのソース端子の電圧Ｖｓ（有機ＥＬ発光素子のアノード端子の電圧）を有機ＥＬ発光素子の発光閾値電圧Ｖｆ０以下にする必要がある。そして、駆動用トランジスタのソース端子の電圧Ｖｓは、図１６に示すように、駆動用トランジスタの閾値電圧の大きさ（駆動用トランジスタの閾値電圧の最小値Ｖｔｈｍｉｎ〜最大値Ｖｔｈｍａｘ）によって決まってくるため、上述したように電圧温度ストレスによって閾値電圧がシフトしたのでは、正確な閾値電圧を検出することができず、正常な補正動作を行なうことができなくなって表示画像の品質の劣化を招くことになる。なお、図１６におけるＶＢは駆動用トランジスタのゲート端子に印加される固定電圧を示し、ΔＶｔｈは駆動用トランジスタの閾値電圧のバラツキの大きさを示している。
【００１３】
そこで、特許文献４においては、画素回路に保持されたデータをリセットするリセット期間直前に、駆動用トランジスタのソース電圧Ｖｓよりも低い電圧Ｖｇをゲート端子に印加して駆動用トランジスタに逆バイアスを印加することによって駆動用トランジスタの閾値電圧のシフトを抑制する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平８−２３４６８３号公報
【特許文献２】特開２００３−２５５８５６号公報
【特許文献３】特開２００３−２７１０９５号公報
【特許文献４】特開２００６−２２７２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、表示動作時に駆動用トランジスタのゲート端子に印加されるゲート電圧Ｖｇの大きさは表示画像に依存するものであり、このゲート電圧Ｖｇの大きさによって駆動用トランジスタの閾値電圧のシフト量も変化する。これに対し、特許文献４において行なわれる逆バイアスの期間および逆バイアス電圧の大きさは全画素共通であるため、個々の駆動用トランジスタの閾値電圧の偏差や表示画像による閾値電圧のシフト量の変化に対応することができない。そして、逆バイアス不足によって駆動用トランジスタの閾値電圧のシフトが始まると加速度的に閾値電圧がシフトしてしまう。すなわち、特許文献４に記載の方法では、長期間にわたって表示画像を更新する場合において駆動用トランジスタの閾値電圧のシフトを抑制することは困難である。
【００１５】
本発明は、上記の事情に鑑み、駆動用トランジスタの閾値電圧のシフトを抑制することができ、駆動用トランジスタの閾値電圧のバラツキの補正を長期間にわたって安定して行なうことができる表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の表示装置は、発光素子、発光素子のアノード端子にソース端子が接続され、発光素子に駆動電流を流す駆動用トランジスタ、駆動用トランジスタのゲート端子とソース端子との間に接続された容量素子、および駆動用トランジスタのゲート端子と所定のデータ信号が流されるデータ線との間に接続された選択用トランジスタを有する画素回路が多数配列されたアクティブマトリクス基板を備え、駆動用トランジスタが、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ＝０Ｖにおける駆動電流が平均駆動電流となる電流特性を有するＮ型薄膜トランジスタであることを特徴とする。
【００１７】
また、上記本発明の表示装置においては、駆動用トランジスタのゲート端子に対し駆動用トランジスタのＶｇｓが正となるようなデータ信号と負となるようなデータ信号との両方を供給するデータ駆動回路を設けるようにすることができる。
【００１８】
また、データ駆動回路を、駆動用トランジスタのゲート端子に対し固定電圧を供給するものとし、そのデータ駆動回路の固定電圧の供給によって駆動用トランジスタに流れた電流により発光素子の寄生容量を充電することによって容量素子に駆動用トランジスタの閾値電圧を保持させるようにすることができる。
【００１９】
また、平均駆動電流を、発光素子が最大輝度時の駆動用トランジスタの駆動電流の１５％〜５０％とすることができる。
【００２０】
また、駆動用トランジスタを、ＩＧＺＯ（ＩｎＧａＺｎＯ）からなるＮ型薄膜トランジスタとすることができる。
【００２１】
また、駆動用トランジスタとして、オフ動作する閾値電圧が負電圧のものを用いるとともに、選択用トランジスタとして、オフ動作する閾値電圧が正電圧のものを用いることができる。
【００２２】
また、発光素子のアノード端子に駆動用トランジスタのソース端子を接続することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の表示装置によれば、発光素子、発光素子のアノード端子にソース端子が接続され、発光素子に駆動電流を流す駆動用トランジスタ、駆動用トランジスタのゲート端子とソース端子との間に接続された容量素子、および駆動用トランジスタのゲート端子と所定のデータ信号が流されるデータ線との間に接続された選択用トランジスタを有する画素回路が多数配列されたアクティブマトリクス基板を備えたものとし、駆動用トランジスタを、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ＝０Ｖにおける駆動電流が平均駆動電流となる電流特性を有するＮ型薄膜トランジスタとしたので、発光動作時においてＶｇｓとして正電圧と負電圧との両方が印加されるので、長期間にわたって表示を更新した場合でもＶｇｓは正負均等化され、ほぼゼロバイアスとなる。したがって、駆動用トランジスタの閾値電圧のシフトを効果的に抑制することができ、閾値電圧のバラツキを適切に補正することができ、表示ムラのない高画質な表示を行なうことができる。
【００２４】
また、平均駆動電流を、発光素子が最大輝度時の駆動用トランジスタの駆動電流の１５％〜５０％とした場合には、一般的な自然画の平均輝度に対応させることができ、駆動用トランジスタの閾値電圧のシフトをより効果的に抑制することができる。
【００２５】
また、駆動用トランジスタを、ＩＧＺＯからなるＮ型薄膜トランジスタとした場合には、ＩＧＺＯからなるＮ型薄膜トランジスタの可逆性閾値電圧シフト特性を利用することができる。すなわち、ＩＧＺＯからなるＮ型薄膜トランジスタもゲート電圧印加による電圧温度ストレスによってその閾値電圧がシフトするが、アモルファスシリコンの薄膜トランジスタと異なり長期間ゼロバイアスを与えることで初期値に復帰する。この特性を利用することにより、たとえば、表示画像が自然画とは異なり、ＰＣ画面やＣＧ画のような濃淡のバランスが特異な画像を長時間表示することによってＶｇｓの正負バイアスのバランスが崩れてしまって閾値電圧のシフトが生じたとしても、非表示期間に閾値電圧を初期値に戻すことができるので、閾値電圧のシフトを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の表示装置の第１の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置の概略構成図である。
【００２７】
本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置は、図１に示すように、データ駆動回路１２から出力されたデータ信号に応じた電荷を保持するとともに、その保持した電荷量に応じた駆動電流を有機ＥＬ発光素子に流す画素回路１１が２次元状に多数配列されたアクティブマトリクス基板１０と、アクティブマトリクス基板１０の各画素回路１１にデータ信号を出力するデータ駆動回路１２と、アクティブマトリクス基板１０の各画素回路１１に走査信号を出力する走査駆動回路１３とを備えている。
【００２８】
そして、アクティブマトリクス基板１０は、データ駆動回路１２から出力されたデータ信号を各画素回路列に供給する多数のデータ線１４と、走査駆動回路１３から出力された走査信号を各画素回路行に供給する多数の走査線１５とを備えている。データ線１４と走査線１５とは直交して格子状に設けられている。そして、データ線１４と走査線１５との交差点近傍に画素回路１１が設けられている。
【００２９】
各画素回路１１は、図２に示すように、有機ＥＬ発光素子１１ａと、有機ＥＬ発光素子１１ａのアノード端子にソース端子Ｓが接続され、有機ＥＬ発光素子１１ａに後述する駆動電流および検出電流を流す駆動用トランジスタ１１ｂと、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇとソース端子Ｓとの間に接続された容量素子１１ｃと、容量素子１１ｃの一端および駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇとデータ線１４との間に接続された選択用トランジスタ１１ｄとを備えている。
【００３０】
有機ＥＬ発光素子１１ａは、駆動用トランジスタ１１ｂにより流された駆動電流により発光する発光部５０と、発光部５０の寄生容量５１とを有している。そして、有機ＥＬ発光素子１１ａのカソード端子は接地電位に接続されている。
【００３１】
駆動用トランジスタ１１ｂと選択用トランジスタ１１ｄは、Ｎ型の薄膜トランジスタから構成されている。そして、駆動用トランジスタ１１ｂの薄膜トランジスタの種類としては、オフ動作する閾値電圧が負電圧である、いわゆるノーマリオン特性を有する無機酸化膜薄膜トランジスタを用いる。無機酸化膜薄膜トランジスタとしては、たとえば、ＩＧＺＯ（ＩｎＧａＺｎＯ）を材料とする無機酸化膜からなる薄膜トランジスタを利用することができるが、ＩＧＺＯに限らず、その他ＩＺＯ（ＩｎＺｎＯ）などがある。選択用トランジスタ１１ｂとしては、オフ動作する閾値電圧が正電圧である、いわゆるノーマリオフ特性を有する薄膜トランジスタを用いる。
【００３２】
また、駆動用トランジスタ１１ｂとしては、図３に示すような電流特性を有するものを用いる。図３に示すＶｇｓは駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧、Ｉｄは駆動用トランジスタ１１ｂの駆動電流、Ｉｄｍａｘは駆動用トランジスタ１１ｂの最大駆動電流、Ｉｄａｖｒは駆動用トランジスタの平均駆動電流を示している。すなわち、駆動用トランジスタ１１ｂとしては、上述したようにオフ動作する閾値電圧が負電圧であり、かつＶｇｓ＝０Ｖにおける駆動電流が平均駆動電流となる電流特性を有するものを用いる。
【００３３】
また、図２に示すように、駆動用トランジスタ１１ｂのドレイン端子Ｄには電源ライン１６が接続されている。電源ライン１６は、駆動用トランジスタ１１ｂに所定の電源電圧Ｖｄｄｘを供給するものである。
【００３４】
走査駆動回路１３は、画素回路１１の選択用トランジスタ１１ｄをＯＮするためのオン走査信号Ｖｓｃａｎ（ｏｎ）とＯＦＦするためのオフ走査信号Ｖｓｃａｎ（ｏｆｆ）とを各走査線１５に順次出力するものである。
【００３５】
データ駆動回路１２は、各データ線１４にデータ信号を出力するものであるが、そのデータ信号としては、データバス信号ＶＢおよび表示画像に応じたプログラムデータ信号Ｖｐｒｇがある。なお、これらのデータ信号の出力タイミング、作用および大きさの条件などについては後で詳述する。
【００３６】
次に、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の動作について、図４に示すタイミングチャートおよび図５から図８を参照しながら説明する。なお、図４には、走査信号Ｖｓｃａｎ、電源電圧Ｖｄｄｘ、データ信号Ｖｄａｔａ、ソース電圧Ｖｓおよびゲート−ソース間電圧Ｖｇｓの電圧波形が示されている。
【００３７】
本実施形態の有機ＥＬ表示装置においては、アクティブマトリクス基板１０の各走査線１５に接続された画素回路行が順次選択され、１行単位でその選択期間内に所定の動作が行なわれる。ここでは、選択された所定の画素回路行において選択期間内に行なわれる動作について説明する。
【００３８】
まず、走査駆動回路１３により所定の画素回路行が選択され、その画素回路行が接続された走査線１５に、図４に示すようなオン走査信号が出力される（図４における時刻ｔ１）。
【００３９】
そして、図５に示すように、走査駆動回路１３から出力されたオン走査信号に応じて選択用トランジスタ１１ｄがＯＮし、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇとデータ線１４とが短絡される。
【００４０】
そして、まずリセット動作が行なわれる（図４のｔ１〜ｔ２、図５参照）。
【００４１】
具体的には、データ駆動回路１２から各データ線１４にデータバス信号ＶＢが出力される。
【００４２】
ここで、有機ＥＬ発光素子１１ａの発光閾値電圧をＶｆ０、駆動用トランジスタ１１ｂの閾値電圧Ｖｔｈとすると、データバス信号ＶＢは下式が条件となる。すなわち、データバス信号ＶＢの供給により駆動用トランジスタ１１ｂがオン動作するが、データバス信号ＶＢはＶｆ０＋Ｖｔｈより小さいので有機ＥＬ発光素子１１ａが発光することはない。
【００４３】
Ｖｔｈ＜ＶＢ＜Ｖｆ０＋Ｖｔｈ
データ駆動回路１２から出力されたデータバス信号ＶＢは、選択された画素回路行の各画素回路１１に入力される。
【００４４】
ここで、このリセット動作の直前は画素回路行の各画素回路１１は発光期間であるため、有機ＥＬ発光素子１１ａの寄生容量５１には何らかの電荷が残っている。
【００４５】
そして、ここで電源ライン１６の電源電圧ＶｄｄｘがＶｄｄから０Ｖに変化すると、駆動用トランジスタ１１ｂは、有機ＥＬ発光素子１１ａ側の端子がドレイン端子Ｄ、電源ライン１６側の端子がソース端子Ｓとなり、有機ＥＬ発光素子１１ａの寄生容量５１に残っている電荷が駆動用トランジスタ１１ｂのソース−ドレイン間を経由して電源ライン１６に放電され、最終的には有機ＥＬ発光素子１１ａのアノード端子の電位は０Ｖとなる。
【００４６】
そして、次に閾値電圧検出動作が行なわれる（図４のｔ２〜ｔ３、図６参照）。
【００４７】
具体的には、まず、電源ライン１６の電源電圧ＶｄｄｘがＶｄｄに戻り、これにより駆動用トランジスタ１１ｂは、電源ライン１６側の端子がドレイン端子Ｄとなり、有機ＥＬ発光素子１１ａ側の端子がソース端子Ｓとなる。
【００４８】
そして、このとき駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇにはデータバス信号ＶＢが供給されているのでＶｇｓ＞Ｖｔｈとなっており、駆動用トランジスタ１１ｂにはＶｇｓに応じた検出電流Ｉｄｄが流れる。そして、この検出電流Ｉｄｄにより有機ＥＬ発光素子１１ａの寄生容量５１が充電され、駆動用トランジスタ１１ｂのソース端子Ｓのソース電圧Ｖｓが上昇する。
【００４９】
駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇに供給されるデータバス信号ＶＢは固定電圧であるため、ソース電圧Ｖｓの上昇によりＶｇｓは低下して検出電流Ｉｄｄは減少する。
【００５０】
そして、最終的にはソース電圧Ｖｓ＝ＶＢ−Ｖｔｈとなった時点で駆動用トランジスタ１１ｂの検出電流は停止する（図４における時刻ｔ３）。
【００５１】
このとき、容量素子１１ｃの端子間電圧Ｖｃｓは、
Ｖｃｓ＝Ｖｇ−Ｖｓ＝ＶＢ−（ＶＢ−Ｖｔｈ）＝Ｖｔｈ
となり、駆動用トランジスタ１１ｂの閾値電圧Ｖｔｈが保持される。
【００５２】
そして、次にプログラム動作が行なわれる（図４のｔ３〜ｔ４、図７参照）。
【００５３】
具体的には、データ駆動回路１２から各データ線１４にプログラムデータ信号Ｖｐｒｇが出力される。そして、データ駆動回路１２から出力されたプログラムデータ信号Ｖｐｒｇは、選択された画素回路行の各画素回路１１に入力される。
【００５４】
ここで、プログラムデータ信号Ｖｐｒｇは、
Ｖｐｒｇ＝ＶＢ＋Ｖｏｄ
である。Ｖｏｄは駆動用トランジスタ１１ｂのオーバードライブ電圧であり、
Ｖｏｄ＝Ｖｇｓ−Ｖｔｈ
である。なお、Ｖｏｄは、表示画像に応じた大きさの電圧値の信号である。つまり、有機ＥＬ発光素子１１ａの所望の発光量に応じた大きさの電圧値の信号である。
【００５５】
上式を満たすプログラムデータ信号Ｖｐｒｇが入力されると、駆動用トランジスタ１１ｂのソース電圧Ｖｓは容量素子１１ｃの容量Ｃｓと有機ＥＬ発光素子１１ａの寄生容量５１の容量Ｃｄの分圧となるため、
Ｖｓ＝（ＶＢ−Ｖｔｈ）＋Ｖｏｄ×｛Ｃｓ／（Ｃｄ＋Ｃｓ）｝
となるが、Ｃｓ≪ＣｄであればＶｏｄ×｛Ｃｓ／（Ｃｄ＋Ｃｓ）｝≒０であるため、
Ｖｓ≒ＶＢ−Ｖｔｈ
となり、容量素子１１ｃには、ほぼ閾値電圧検出動作で検出した閾値電圧ＶｔｈにＶｏｄを加算した電圧が設定される。
【００５６】
ここで、本実施形態のデータ駆動回路１２は、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが正となるようなプログラムデータ信号と負となるようなプログラムデータ信号との両方を供給するものである。すなわち、プログラム動作時に設定されるプログラムデータ信号は、正電圧と負電圧とが混在している。したがって、長時間にわたりプログラムデータ信号を多数回更新した場合には、ゲート−ソース間電圧は正負均等化され、ほぼゼロバイアスしたことになる。これにより駆動用トランジスタ１１ｂの閾値電圧Ｖｔｈのシフトを効果的に抑制することができ、表示ムラのない高画質表示を実現することができる。
【００５７】
そして、次に発光動作が行なわれる（図４のｔ４以降、図８参照）。具体的には、走査駆動回路１３から各走査線１５にオフ走査信号が出力される（図４における時刻ｔ４）。
【００５８】
そして、図８に示すように、走査駆動回路１３から出力されたオフ走査信号に応じて選択用トランジスタ１１ｄがＯＦＦし、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート端子Ｇとデータ線１４とが切り離される。
【００５９】
そして、駆動用トランジスタ１１ｂのゲート−ソース間電圧ＶｇｓがＶｏｄ＋Ｖｔｈとなり、駆動用トランジスタ１１ｂのドレイン−ソース間には、下式のＴＦＴ電流式に従った駆動電流Ｉｄｖが流れる。
【００６０】
Ｉｄｖ＝μ×Ｃｏｘ×（Ｗ／Ｌ）×（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）２
＝μ×Ｃｏｘ×（Ｗ／Ｌ）×Ｖｏｄ２
ただし、μは電子移動度、Ｃｏｘは単位面積あたりのゲート酸化膜容量、Ｗはゲート幅、Ｌはゲート長である。
【００６１】
この駆動電流Ｉｄｖにより有機ＥＬ発光素子１１ａの寄生容量５１が充電され、駆動用トランジスタ１１ｂのソース電圧Ｖｓが上昇するが、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓは、容量素子１１ｃの保持電圧Ｖｏｄ＋Ｖｔｈにより保持されたままなので、やがてソース電圧Ｖｓは有機ＥＬ発光素子１１ａの発光閾値電圧Ｖｆ０を超え、有機ＥＬ発光素子１１ａの発光部５０において定電流での発光動作が行なわれる。
【００６２】
なお、Ｖｏｄの印加完了後、駆動用トランジスタ１１ｂのドレイン−ソース間に流れた駆動電流Ｉｄｖによって、有機ＥＬ発光素子１１ａの寄生容量５１の端子間電圧が上昇してソース電圧Ｖｓが上昇する前に、走査駆動回路１３から各走査線１５にオフ走査信号を出力し、選択用トランジスタ１１ｄをＯＦＦする必要がある。
【００６３】
そして、走査駆動回路１３により順次所定の画素回路行が選択され、各画素回路行について上記リセット動作から発光動作までの動作が実施され、所望の表示画像が表示される。
【００６４】
なお、上記実施形態の有機ＥＬ表示装置においては、駆動用トランジスタ１１ｂとして、Ｖｇｓ＝０Ｖにおける駆動電流が平均駆動電流となる電流特性を有するものを用いるようにしたが、この平均駆動電流としては、有機ＥＬ発光素子１１ａが最大輝度時の駆動用トランジスタ１１ｂの駆動電流の１５％〜５０％とすることが望ましい。
【００６５】
最近の表示器では、表示画像に応じて自動輝度調整する場合があり、たとえば、ＪＥＩＴＡ，ＦＰＤの人間工学シンポジウム２００８，フラットパネルディスプレイへの人間工学的要求の資料Ｐ１２では、表示画像の平均データに応じた表示輝度制御が有効であることが示されている。そして、画像１（平均データ＝４．３５）〜画像３（平均データ＝１１．５３）等の平均データが低い画像は全体輝度を上げ、画像９（平均データ９２．４６）等の平均データが高い画像は全体輝度を下げる制御になる。
【００６６】
そして、結果として、平均輝度は強制的に画像４（平均データ＝１２．１９）〜画像８（平均データ＝４３．２６）と同じレベルになると推測される。
【００６７】
したがって、平均駆動電流は、有機ＥＬ発光素子が最大輝度時の駆動用トランジスタの駆動電流の１５〜５０％程度とするのが望ましい。
【００６８】
また、表示装置が、動画の場合には平均輝度は２０％程度であるので（たとえば、総合資源エネルギー調査会、省エネルギー基準部会・第５回小委員会資料参照）、平均駆動電流は、有機ＥＬ発光素子が最大輝度時の駆動用トランジスタの駆動電流の２０％程度とすることが望ましい。
【００６９】
次に、本発明の表示装置の第２の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置について説明する。図９に本発明の表示装置の第２の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置の概略構成図を、図１０に第２の実施形態の画素回路２１の構成を示す。
【００７０】
第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置は、図９に示すように、さらに、走査駆動回路１３から出力されたリセット信号Ｖｒｅｓを各画素回路行に供給する多数のリセット走査線１７を備えている。
【００７１】
第２の実施形態の画素回路２１は、駆動用トランジスタの自己充電による閾値電圧補正機能をさらに有するものである。具体的には、図１０に示すように、有機ＥＬ発光素子２１ａと、有機ＥＬ発光素子２１ａのアノード端子にソース端子Ｓが接続され、有機ＥＬ発光素子２１ａに駆動電流を流す駆動用トランジスタ２１ｂと、駆動用トランジスタ２１ｂのゲート端子Ｇとソース端子Ｓとの間に接続された容量素子２１ｃと、駆動用トランジスタ２１ｂのゲート端子Ｇとデータ線１４との間に接続された選択用トランジスタ２１ｄと、駆動用トランジスタ２１ｂのソース端子に接続されたリセット用トランジスタ２１ｅとを備えている。
【００７２】
有機ＥＬ発光素子２１ａは、駆動用トランジスタ２１ｂにより流された駆動電流により発光する発光部５２と、発光部５２の寄生容量５３とを有している。そして、有機ＥＬ発光素子２１ａのカソード端子は接地電位に接続されている。
【００７３】
駆動用トランジスタ２１ｂ、選択用トランジスタ２１ｄおよびリセット用トランジスタ２１ｅは、Ｎ型の薄膜トランジスタから構成されている。そして、駆動用トランジスタ２１ｂの薄膜トランジスタの種類としては、上記第１の実施形態と同様に、オフ動作する閾値電圧が負電圧である無機酸化膜薄膜トランジスタを用いる。無機酸化膜薄膜トランジスタとしては、たとえば、ＩＧＺＯ（ＩｎＧａＺｎＯ）を材料とする無機酸化膜からなる薄膜トランジスタを利用することができるが、ＩＧＺＯに限らず、その他ＩＺＯ（ＩｎＺｎＯ）などがある。上記第１の実施形態と同様に、駆動用トランジスタ２１ｂとしては、図３に示すような電流特性を有するものを用いる。
【００７４】
また、図１０に示すように、駆動用トランジスタ２１ｂのドレイン端子Ｄには、固定電圧Ｖｄｄが印加されるように構成されているとともに、駆動用トランジスタ２１ｂのソース端子Ｓにはリセット用トランジスタ２１ｅを介して固定電圧ＶＡが印加されるように構成されている。
【００７５】
走査駆動回路１３は、上記第１の実施形態と同様に、オン走査信号Ｖｓｃａｎ（ｏｎ）とオフ走査信号Ｖｓｃａｎ（ｏｆｆ）とを各走査線１５に順次出力するものであるが、さらに、各画素回路２１のリセット用トランジスタ２１ｅをＯＮするためのオンリセット信号Ｖｒｅｓ（ｏｎ）とリセット用トランジスタ２１ｅをオフするためのオフリセット信号Ｖｒｅｓ（ｏｆｆ）を順次出力するものである。
【００７６】
データ駆動回路１２は、上記第１の実施形態と同様である。
【００７７】
次に、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の動作について、図１１に示すタイミングチャートおよび図１２から図１５を参照しながら説明する。なお、図１１には、走査信号Ｖｓｃａｎ、リセット信号Ｖｒｅｓ、データ信号Ｖｄａｔａ、ソース電圧Ｖｓおよびゲート−ソース間電圧Ｖｇｓの電圧波形が示されている。
【００７８】
第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置においても、第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置と同様に、アクティブマトリクス基板１０の各走査線１５に接続された画素回路行が順次選択され、１行単位でその選択期間内に所定の動作が行なわれる。ここでは、選択された所定の画素回路行において選択期間内に行なわれる動作について説明する。
【００７９】
まず、走査駆動回路１３により所定の画素回路行が選択され、その画素回路行が接続された走査線１５に、図１１に示すようなオン走査信号が出力されるとともに、その画素回路行が接続されたリセット走査線１７に、図１１に示すようなオンリセット信号が出力される。
【００８０】
そして、図１２に示すように、走査駆動回路１３から出力されたオン走査信号に応じて選択用トランジスタ２１ｄがＯＮし、駆動用トランジスタ２１ｂのゲート端子Ｇとデータ線１４とが短絡されるとともに、走査駆動回路１３から出力されたオンリセット信号に応じてリセット用トランジスタ２１ｅがＯＮし、駆動用トランジスタ２１ｂのソース端子Ｓと固定電圧源とが短絡され、駆動用トランジスタ２１ｂのソース端子Ｓに固定電圧ＶＡが供給される。
【００８１】
そして、まずリセット動作が行なわれる（図１１のｔ１〜ｔ２、図１２参照）。
【００８２】
具体的には、データ駆動回路１２から各データ線１４にデータバス信号ＶＢが出力される。これにより、駆動用トランジスタ２１ｂのゲート電圧Ｖｇ＝ＶＢ、ソース電圧Ｖｓ＝ＶＡとなるので、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ＝ＶＢ−ＶＡに設定される。
【００８３】
ここで、データバス信号ＶＢは下式が条件である。すなわち、駆動用トランジスタ２１ｂには何らかの駆動電流Ｉｄが固定電圧ＶＡを供給する電圧源側に流れる状態となる。
【００８４】
ＶＢ＞ＶＡ＋Ｖｔｈｍａｘ
なお、Ｖｔｈｍａｘは駆動用トランジスタ２１ｂの最大閾値電圧である。
【００８５】
また、固定電圧ＶＡは、ＶＡ＜Ｖｆ０−ΔＶｔｈ（ただし、Ｖｆ０は有機ＥＬ発光素子２１ａの発光閾値電圧、ΔＶｔｈは発光閾値電圧のバラツキの大きさである）が条件であるため、一般的にはＶＡ＝０Ｖで問題はないが、ΔＶｔｈが小さい場合は高い電圧を設定した方が有機ＥＬ発光素子の発光遷移時間を短縮でき、逆にΔＶｔｈが大きい場合は低い電圧（負電圧を含む）を設定する必要がある。
【００８６】
そして、上記のように駆動用トランジスタ２１ｂのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ＝ＶＢ−ＶＡに設定することにより、有機ＥＬ発光素子２１ａの寄生容量５３に残っている電荷が駆動用トランジスタ２１ｂのソース端子Ｓおよびリセット用トランジスタ２１ｅを経由して固定電圧源に放電され、最終的には有機ＥＬ発光素子２１ａのアノード端子の電位は０Ｖとなる。
【００８７】
そして、次に閾値電圧検出動作が行なわれる（図１１のｔ２〜ｔ３、図１３参照）。
【００８８】
具体的には、まず、走査駆動回路１３からリセット走査線１７に、図１１に示すようなオフリセット信号が出力される。
【００８９】
そして、図１３に示すように、走査駆動回路１３から出力されたオフリセット信号に応じてリセット用トランジスタ２１ｅがＯＦＦし、駆動用トランジスタ２１ｂのソース端子Ｓと固定電圧源とが切り離される。
【００９０】
これにより駆動用トランジスタ２１ｂのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ＝ＶＢ＞Ｖｔｈとなり、駆動用トランジスタ２１ｂにはＶｇｓに応じた検出電流Ｉｄｄが流れる。そして、この検出電流Ｉｄｄにより有機ＥＬ発光素子２１ａの寄生容量５３が充電され、駆動用トランジスタ２１ｂのソース端子Ｓのソース電圧Ｖｓが上昇する。
【００９１】
駆動用トランジスタ２１ｂのゲート端子Ｇに供給されるデータバス信号ＶＢは固定電圧であるため、ソース電圧Ｖｓの上昇によりＶｇｓは低下して検出電流Ｉｄｄは減少する。
【００９２】
そして、最終的にはソース電圧Ｖｓ＝ＶＢ−Ｖｔｈとなった時点で駆動用トランジスタ２１ｂの検出電流は停止する（図１１における時刻ｔ３）。
【００９３】
このとき、容量素子２１ｃの端子間電圧Ｖｃｓは、
Ｖｃｓ＝Ｖｇ−Ｖｓ＝ＶＢ−（ＶＢ−Ｖｔｈ）＝Ｖｔｈ
となり、駆動用トランジスタ２１ｂの閾値電圧Ｖｔｈが保持される。
【００９４】
なお、このときソース電圧Ｖｓが有機ＥＬ発光素子２１ａの発光閾値電圧以下であるためには、データバス信号ＶＢは下式を満たす必要がある。なお、Ｖｔｈｍｉｎは駆動用トランジスタ２１ｂの最小閾値電圧である。
【００９５】
ＶＢ＜Ｖｆ０＋Ｖｔｈｍｉｎ
そして、次にプログラム動作が行なわれる（図１１のｔ３〜ｔ４、図１４参照）。
【００９６】
具体的には、データ駆動回路１２から各データ線１４にプログラムデータ信号Ｖｐｒｇが出力される。そして、データ駆動回路１２から出力されたプログラムデータ信号Ｖｐｒｇは、選択された画素回路行の各画素回路２１に入力される。
【００９７】
ここで、プログラムデータ信号Ｖｐｒｇは、
Ｖｐｒｇ＝ＶＢ＋Ｖｏｄ
である。Ｖｏｄは駆動用トランジスタ２１ｂのオーバードライブ電圧であり、
Ｖｏｄ＝Ｖｇｓ−Ｖｔｈ
である。なお、Ｖｏｄは、表示画像に応じた大きさの電圧値の信号である。つまり、有機ＥＬ発光素子２１ａの所望の発光量に応じた大きさの電圧値の信号である。
【００９８】
上式を満たすプログラムデータ信号Ｖｐｒｇが入力されると、駆動用トランジスタ２１ｂのソース電圧Ｖｓは容量素子２１ｃの容量Ｃｓと有機ＥＬ発光素子２１ａの寄生容量５３の容量Ｃｄの分圧となるため、
Ｖｓ＝（ＶＢ−Ｖｔｈ）＋Ｖｏｄ×｛Ｃｓ／（Ｃｄ＋Ｃｓ）｝
となるが、Ｃｓ≪ＣｄであればＶｏｄ×｛Ｃｓ／（Ｃｄ＋Ｃｓ）｝≒０であるため、
Ｖｓ≒ＶＢ−Ｖｔｈ
となり、容量素子２１ｃには、ほぼ閾値電圧検出動作で検出した閾値電圧ＶｔｈにＶｏｄを加算した電圧が設定される。
【００９９】
なお、ここでデータ駆動回路１２から出力されるプログラムデータ信号については、上記第１の実施形態と同様である。
【０１００】
そして、次に発光動作が行なわれる（図１１のｔ４以降、図１５参照）。
【０１０１】
具体的には、走査駆動回路１３から各走査線１５にオフ走査信号が出力される（図１１における時刻ｔ４）。
【０１０２】
そして、図１５に示すように、走査駆動回路１３から出力されたオフ走査信号に応じて選択用トランジスタ２１ｄがＯＦＦし、駆動用トランジスタ２１ｂのゲート端子Ｇとデータ線１４とが切り離される。
【０１０３】
そして、駆動用トランジスタ２１ｂのゲート−ソース間電圧ＶｇｓがＶｏｄ＋Ｖｔｈとなり、駆動用トランジスタ２１ｂのドレイン−ソース間には、下式のＴＦＴ電流式に従った駆動電流Ｉｄｖが流れる。
【０１０４】
Ｉｄｖ＝μ×Ｃｏｘ×（Ｗ／Ｌ）×（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）２
＝μ×Ｃｏｘ×（Ｗ／Ｌ）×Ｖｏｄ２
ただし、μは電子移動度、Ｃｏｘは単位面積あたりのゲート酸化膜容量、Ｗはゲート幅、Ｌはゲート長である。
【０１０５】
この駆動電流Ｉｄｖにより有機ＥＬ発光素子２１ａの寄生容量５１が充電され、駆動用トランジスタ２１ｂのソース電圧Ｖｓが上昇するが、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓは、容量素子２１ｃの保持電圧Ｖｏｄ＋Ｖｔｈにより保持されたままなので、やがてソース電圧Ｖｓは有機ＥＬ発光素子２１ａの発光閾値電圧Ｖｆ０を超え、有機ＥＬ発光素子２１ａの発光部５２において定電流での発光動作が行なわれる。
【０１０６】
なお、Ｖｏｄの印加完了後、駆動用トランジスタ１１ｂのドレイン−ソース間に流れた駆動電流Ｉｄｖによって、有機ＥＬ発光素子１１ａの寄生容量５１の端子間電圧が上昇してソース電圧Ｖｓが上昇する前に、走査駆動回路１３から各走査線１５にオフ走査信号を出力し、選択用トランジスタ１１ｄをＯＦＦする必要がある。
【０１０７】
そして、走査駆動回路１３により順次所定の画素回路行が選択され、各画素回路行について上記リセット動作から発光動作までの動作が実施され、所望の表示画像が表示される。
【０１０８】
なお、上記第２に実施形態の有機ＥＬ表示装置においても、駆動用トランジスタ２１ｂとして、Ｖｇｓ＝０Ｖにおける駆動電流が平均駆動電流となる電流特性を有するものを用いるようにしたが、この平均駆動電流としては、有機ＥＬ発光素子２１ａが最大輝度時の駆動用トランジスタ２１ｂの駆動電流の１５％〜５０％とすることが望ましい。より好ましくは２０％程度である。
【０１０９】
また、上記第１および第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置においては、上述したようにＩＧＺＯやＩＺＯなどの無機酸化膜からなるＮ型の薄膜トランジスタを駆動用トランジスタとして用いることができるが、特に、ＩＧＺＯからなるＮ型の薄膜トランジスタを駆動用トランジスタとして用いるようにすれば、上述したように可逆性閾値電圧シフト特性を利用することができる。たとえば、表示画像が自然画とは異なり、ＰＣ画面やＣＧ画のような濃淡のバランスが特異な画像を長時間表示することによってＶｇｓの正負バイアスのバランスが崩れてしまった場合には、上記第１および第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置では駆動用トランジスタの閾値電圧のシフトが生じるおそれがあるが、ＩＧＺＯからなる薄膜トランジスタの可逆性閾値電圧シフト特性を利用すれば、たとえば、真っ黒の画面を表示している期間や電源オフ時などの非表示期間に閾値電圧を初期値に戻すことができるので、閾値電圧のシフトを抑制することができる。
【０１１０】
また、上記本発明の実施形態は、本発明の表示装置を有機ＥＬ表示装置に適用したものであるが、発光素子としては、有機ＥＬ発光素子に限らず、たとえば、無機ＥＬ素子などを用いるようにしてもよい。
【０１１１】
また、本発明の表示装置は、様々な用途がある。たとえば、携帯情報端末（電子手帳、モバイルコンピュータ、携帯電話など）、ビデオカメラ、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、テレビなどが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の表示装置の第１の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置の概略構成図
【図２】本発明の表示装置の第１の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置の画素回路の構成を示す図
【図３】図２に示す画素回路の駆動用トランジスタの電流特性を示す図
【図４】本発明の表示装置の第１の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置の作用を説明するためのタイミングチャート
【図５】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置のリセット動作の作用を説明するための図
【図６】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置の閾値電圧検出動作の作用を説明するための図
【図７】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置のプログラム動作の作用を説明するための図
【図８】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置の発光動作を説明するための図
【図９】本発明の表示装置の第２の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置の概略構成図
【図１０】本発明の表示装置の第２の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置の画素回路の構成を示す図
【図１１】本発明の表示装置の第２の実施形態を適用した有機ＥＬ表示装置の作用を説明するためのタイミングチャート
【図１２】本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置のリセット動作の作用を説明するための図
【図１３】本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置の閾値電圧検出動作の作用を説明するための図
【図１４】本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置のプログラム動作の作用を説明するための図
【図１５】本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置の発光動作を説明するための図
【図１６】閾値電圧検出動作の際の駆動用トランジスタのソース電圧Ｖｓと有機ＥＬ発光素子の発光閾値電圧との関係を示す図
【符号の説明】
【０１１３】
１０   アクティブマトリクス基板
１１   画素回路
１１ａ 発光素子
１１ｂ 駆動用トランジスタ
１１ｃ 容量素子
１１ｄ 選択用トランジスタ
１２   データ駆動回路
１３   走査駆動回路
１４   データ線
１５   走査線
１６   電源ライン
１７   リセット走査線
２１   画素回路
２１ａ 発光素子
２１ｂ 駆動用トランジスタ
２１ｃ 容量素子
２１ｄ 選択用トランジスタ
２１ｅ リセット用トランジスタ
５０   発光部
５１   寄生容量
５２   発光部
５３   寄生容量
【図１】
2010066331.tif 000003
【図２】
2010066331.tif 000004
【図３】
2010066331.tif 000005
【図４】
2010066331.tif 000006
【図７】
2010066331.tif 000007
【図９】
2010066331.tif 000008
【図１０】
2010066331.tif 000009
【図１１】
2010066331.tif 000010
【図１４】
2010066331.tif 000011
【図１６】
2010066331.tif 000012
【図５】
2010066331.tif 000013
【図６】
2010066331.tif 000014
【図８】
2010066331.tif 000015
【図１２】
2010066331.tif 000016
【図１３】
2010066331.tif 000017
【図１５】
2010066331.tif 000018