(57)【要約】【課題】ドライブトランジスタの閾電圧の変動を抑制可能な表示装置を提供する。【解決手段】ライトスキャナ４は、サンプリングトランジスタＴｒ１を作動して映像信号をサンプリングし、これを容量部Ｃｓ２に保持しドライブトランジスタＴｒ２に入力電圧として印加する。ドライブスキャナ６は、スイッチングトランジスタＴｒ４をオンし、ドライブトランジスタＴｒ２に電源Ｖｃｃを供給して発光素子ＥＬを発光させる。コントローラは、発光素子ＥＬが発光している期間を調整するためにドライブスキャナ６を制御して発光素子ＥＬに出力電流Ｉｄを供給するタイミングを調整し、これと対応してドライブトランジスタＴｒ２に入力電圧を印加するタイミングを調整するためライトスキャナ４を制御する。これによりドライブトランジスタに入力電圧を印加してから実際出力電流が供給されるまでの待機期間を短縮化して閾電圧の変動を抑制する。【選択図】図２
2006133543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素アレイ部とスキャナ部と信号部とコントロール部とを含み、
前記画素アレイ部は、行状に配された走査線と列状に配された信号線と両者が交差する部分に配された行列状の画素とからなり、
前記信号部は、該信号線に映像信号を供給し、
前記スキャナ部は、該走査線を走査して順次行ごとに画素を駆動し、
各画素は、少なくともサンプリングトランジスタとドライブトランジスタと検出トランジスタとスイッチングトランジスタと発光素子と容量部とを含み、該サンプリングトランジスタは該映像信号をサンプリングして該容量部に入力電圧として保持し、該ドライブトランジスタは該スイッチングトランジスタを介して電源供給を受けたとき該入力電圧に応じた出力電流を該発光素子に供給する表示装置であって、
前記スキャナ部は、少なくとも補正用スキャナとライトスキャナとドライブスキャナとを含み、
前記補正用スキャナは、第１のタイミングで第１の走査線を走査して該検出トランジスタを作動し、該ドライブトランジスタの閾電圧を検出してこれを該容量部に保持し、
前記ライトスキャナは、第２のタイミングで第２の走査線を走査し該サンプリングトランジスタを作動して該信号線に供給された映像信号をサンプリングし、これを該閾電圧に重ねて該容量部に保持し該ドライブトランジスタに該入力電圧として印加し、
前記ドライブスキャナは、第３のタイミングで第３の走査線を走査して該スイッチングトランジスタをオンし、以って該ドライブトランジスタに電源を供給して該ドライブトランジスタの出力電流により該発光素子を発光させ、
前記コントロール部は、該発光素子が発光している期間を調整するために該ドライブスキャナを制御して該ドライブトランジスタから該発光素子に出力電流を供給するタイミングを調整し、これと対応して該ドライブトランジスタに入力電圧を印加するタイミングを調整するため該ライトスキャナを制御することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記コントロール部は、該ドライブトランジスタに該入力電圧が印加されてから該出力電流が該発光素子に供給されるまでの待機期間が不要に長くならない様に、該ライトスキャナと該ドライブスキャナを互いに連携制御することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記コントロール部は、該補正用スキャナのタイミング制御を固定にする一方、該ライトスキャナと該ドライブスキャナのタイミング制御を互い連携して可変にすることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
画素アレイ部とスキャナ部と信号部とを含み、
前記画素アレイ部は、行状に配された走査線と列状に配された信号線と両者が交差する部分に配された行列状の画素とからなり、
前記信号部は、該信号線に映像信号を供給し、
前記スキャナ部は、該走査線を走査して順次行ごとに画素を駆動し、
各画素は、少なくともサンプリングトランジスタとドライブトランジスタと検出トランジスタとスイッチングトランジスタと発光素子と容量部とを含み、該サンプリングトランジスタは該映像信号をサンプリングして該容量部に入力電圧として保持し、該ドライブトランジスタは該スイッチングトランジスタを介して電源供給を受けたとき該入力電圧に応じた出力電流を該発光素子に供給する表示装置の駆動方法において、
第１のタイミングで第１の走査線を走査して該検出トランジスタを作動し、該ドライブトランジスタの閾電圧を検出してこれを該容量部に保持する閾電圧補正手順と、
第２のタイミングで第２の走査線を走査し該サンプリングトランジスタを作動して該信号線に供給された映像信号をサンプリングし、これを該閾電圧に重ねて該容量部に保持して該ドライブトランジスタの入力電圧とする映像信号サンプリング手順と、
第３のタイミングで第３の走査線を走査して該スイッチングトランジスタをオンし、以って該ドライブトランジスタに電源を供給して該ドライブトランジスタの出力電流により該発光素子を発光させる発光手順と、
該発光素子が発光している期間を調整するために該発光手順を制御して該ドライブトランジスタから該発光素子に出力電流を供給するタイミングを調整し、更にこれと対応して該ドライブトランジスタに入力電圧を印加するタイミングを調整するため該映像信号サンプリング手順を制御するタイミング制御手順とを行うことを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項５】
前記タイミング制御手順は、該ドライブトランジスタに該入力電圧が印加されてから該出力電流が該発光素子に供給されるまでの待機期間が不要に長くならない様に、該映像信号サンプリング手順と該発光手順を互いに連携制御することを特徴とする請求項４記載の表示装置の駆動方法。
【請求項６】
前記タイミング制御手順は、該閾電圧補正手順のタイミング制御を固定にする一方、該映像信号サンプリング手順と該発光手順のタイミング制御を互い連携して可変にすることを特徴とする請求項４記載の表示装置の駆動方法。
【請求項７】
行状の走査線と列状の信号線とが交差する部分に配され、少なくともサンプリングトランジスタとドライブトランジスタと検出トランジスタとスイッチングトランジスタと発光素子と容量部とを含み、該サンプリングトランジスタは該信号線から供給された映像信号をサンプリングして該容量部に入力電圧として保持し、該ドライブトランジスタは該スイッチングトランジスタを介して電源供給を受けたとき該入力電圧に応じた出力電流を該発光素子に供給する画素回路を駆動するため、閾電圧補正手順と映像信号サンプリング手順と発光手順とタイミング制御手順とを行なう画素回路の駆動方法であって、
前記閾電圧補正手順は、第１のタイミングで第１の走査線を走査して該検出トランジスタを作動し、該ドライブトランジスタの閾電圧を検出してこれを該容量部に保持し、
前記映像信号サンプリング手順は、第２のタイミングで第２の走査線を走査し該サンプリングトランジスタを作動して該信号線から供給された映像信号をサンプリングし、これを該閾電圧に重ねて該容量部に保持し該ドライブトランジスタに該入力電圧として印加し、
前記発光手順は、第３のタイミングで第３の走査線を走査して該スイッチングトランジスタをオンし、以って該ドライブトランジスタに電源を供給して該ドライブトランジスタの出力電流により該発光素子を発光させ、
前記タイミング制御手順は、該発光素子が発光している期間を調整するために該発光手順を制御して該ドライブトランジスタから該発光素子に出力電流を供給するタイミングを調整し、これと対応して該ドライブトランジスタに入力電圧を印加するタイミングを調整するため該映像信号サンプリング手順を制御することを特徴とする画素回路の駆動方法。
【請求項８】
前記タイミング制御手順は、該ドライブトランジスタに該入力電圧が印加されてから該出力電流が該発光素子に供給されるまでの待機期間が不要に長くならない様に、該映像信号サンプリング手順と該発光手順を互いに連携制御することを特徴とする請求項７記載の画素回路の駆動方法。
【請求項９】
前記タイミング制御手順は、該閾電圧補正手順のタイミング制御を固定にする一方、該映像信号サンプリング手順と該発光手順のタイミング制御を互い連携して可変にすることを特徴とする請求項７記載の画素回路の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画素ごとに配した発光素子を電流駆動する画素回路の駆動方法に関する。またこの画素回路をマトリクス状（行列状）に配列した表示装置であって、特に各画素回路内に設けた絶縁ゲート型電界効果トランジスタによって、有機ＥＬなどの発光素子に通電する電流量を制御する、いわゆるアクティブマトリクス型の表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置、例えば液晶ディスプレイなどでは、多数の液晶画素をマトリクス状に並べ、表示すべき画像情報に応じて画素ごとに入射光の透過強度又は反射強度を制御することによって画像を表示する。これは、有機ＥＬ素子を画素に用いた有機ＥＬディスプレイなどにおいても同様であるが、液晶画素と異なり有機ＥＬ素子は自発光素子である。その為、有機ＥＬディスプレイは液晶ディスプレイに比べて画像の視認性が高く、バックライトが不要であり、応答速度が高いなどの利点を有する。又、各発光素子の輝度レベル（階調）はそれに流れる電流値によって制御可能であり、いわゆる電流制御型であるという点で液晶ディスプレイなどの電圧制御型とは大きく異なる。
【０００３】
有機ＥＬディスプレイにおいては、液晶ディスプレイと同様、その駆動方式として単純マトリクス方式とアクティブマトリクス方式とがある。前者は構造が単純であるものの、大型且つ高精細のディスプレイの実現が難しいなどの問題がある為、現在はアクティブマトリクス方式の開発が盛んに行なわれている。この方式は、各画素回路内部の発光素子に流れる電流を、画素回路内部に設けた能動素子（一般には薄膜トランジスタ、ＴＦＴ）によって制御するものであり、以下の特許文献に記載がある。
【特許文献１】特開２００３−２５５８５６
【特許文献２】特開２００３−２７１０９５
【特許文献３】特開２００４−１３３２４０
【特許文献４】特開２００４−０２９７９１
【特許文献５】特開２００４−０９３６８２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の画素回路は、制御パルスを供給する行状の走査線と映像信号を供給する列状の信号線とが交差する部分に配され、少なくともサンプリングトランジスタと容量部とドライブトランジスタと発光素子とを含む。サンプリングトランジスタは、走査線から供給される制御パルスに応じ導通して信号線から供給された映像信号をサンプリングする。容量部は、サンプリングされた映像信号に応じた入力電圧を保持する。ドライブトランジスタは、容量部に保持された入力電圧に応じて所定の発光期間に出力電流を供給する。発光素子は、ドライブトランジスタから供給された出力電流により映像信号に応じた輝度で発光する。
【０００５】
ドライブトランジスタは、容量部に保持された入力電圧をゲートに受けてソース／ドレイン間に出力電流を流し、発光素子に通電する。一般に発光素子の発光輝度は通電量に比例している。更にドライブトランジスタの出力電流供給量はゲート電圧すなわち容量部に書き込まれた入力電圧によって制御される。従来の画素回路は、ドライブトランジスタのゲートに印加される入力電圧を入力映像信号に応じて変化させることで、発光素子に供給する電流量を制御している。
【０００６】
ここでドライブトランジスタの動作特性は以下の特性式で表わされる。
Ｉｄ＝（１／２）μ（Ｗ／Ｌ）Ｃｏｘ（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）
このトランジスタ特性式において、Ｉｄはソース／ドレイン間に流れるドレイン電流を表わしており、画素回路では発光素子に供給される出力電流である。Ｖｇｓはソースを基準としてゲートに印加されるゲート印加電圧を表わしており、画素回路では上述した入力電圧である。Ｖｔｈはトランジスタの閾電圧である。又μはトランジスタのチャネルを構成する半導体薄膜の移動度を表わしている。その他Ｗはチャネル幅を表わし、Ｌはチャネル長を表わし、Ｃｏｘはゲート容量を表わしている。このトランジスタ特性式から明らかな様に、薄膜トランジスタは飽和領域で動作する時、ゲート電圧Ｖｇｓが閾電圧Ｖｔｈを超えて大きくなると、オン状態となってドレイン電流Ｉｄが流れる。原理的に見ると上記のトランジスタ特性式が示す様に、ゲート電圧Ｖｇｓが一定であれば常に同じ量のドレイン電流Ｉｄが発光素子に供給される。従って、画面を構成する各画素に全て同一のレベルの入力映像信号を供給すれば、全画素が同一輝度で発光し、画面の一様性（ユニフォーミティ）が得られるはずである。
【０００７】
しかしながら実際には、アモルファスシリコンなどの半導体薄膜で構成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、個々のデバイス特性にばらつきがある。特に、閾電圧Ｖｔｈは一定ではなく、各画素毎にばらつきがある。前述のトランジスタ特性式から明らかな様に、各ドライブトランジスタの閾電圧Ｖｔｈがばらつくと、ゲート印加電圧Ｖｇｓが一定であっても、ドレイン電流Ｉｄにばらつきが生じ、画素毎に輝度がばらついてしまう為、画面のユニフォーミティを損なう。従来からドライブトランジスタの閾電圧のばらつきをキャンセルする機能を組み込んだ画素回路が開発されており、例えば前記の特許文献３に開示がある。
【０００８】
閾電圧のばらつきをキャンセルする機能を組み込んだ従来の画素回路は、ある程度画面のユニフォーミティを改善する事が可能である。しかしながら、この種の画素回路は、単にドライブトランジスタの閾電圧を検出し、これをドライブトランジスタのゲートにフィードバックしてキャンセルするものである。したがって、閾電圧のばらつきはキャンセルできるが、閾電圧の変動自体を抑制することはできない。アモルファスシリコンなどの半導体薄膜で構成されたＴＦＴは、動作条件の偏りなどにより閾電圧が経時的に変動する事が知られている。閾電圧の変動を放置すると、表示装置の寿命の短縮化につながる。従来の画素回路は閾電圧のばらつきをキャンセルできるが、さらに進んで閾電圧の変動を抑制する事はできず、解決すべき課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明はドライブトランジスタの閾電圧のばらつきをキャンセルするばかりでなくその変動を抑制可能な表示装置及びその駆動方法と画素回路の駆動方法を提供することを目的とする。かかる目的を達成するために以下の手段を講じた。即ち本発明は、画素アレイ部とスキャナ部と信号部とコントロール部とを含み、前記画素アレイ部は、行状に配された走査線と列状に配された信号線と両者が交差する部分に配された行列状の画素とからなり、前記信号部は、該信号線に映像信号を供給し、前記スキャナ部は、該走査線を走査して順次行ごとに画素を駆動し、各画素は、少なくともサンプリングトランジスタとドライブトランジスタと検出トランジスタとスイッチングトランジスタと発光素子と容量部とを含み、該サンプリングトランジスタは該映像信号をサンプリングして該容量部に入力電圧として保持し、該ドライブトランジスタは該スイッチングトランジスタを介して電源供給を受けたとき該入力電圧に応じた出力電流を該発光素子に供給する表示装置であって、前記スキャナ部は、少なくとも補正用スキャナとライトスキャナとドライブスキャナとを含み、前記補正用スキャナは、第１のタイミングで第１の走査線を走査して該検出トランジスタを作動し、該ドライブトランジスタの閾電圧を検出してこれを該容量部に保持し、前記ライトスキャナは、第２のタイミングで第２の走査線を走査し該サンプリングトランジスタを作動して該信号線に供給された映像信号をサンプリングし、これを該閾電圧に重ねて該容量部に保持し該ドライブトランジスタに該入力電圧として印加し、前記ドライブスキャナは、第３のタイミングで第３の走査線を走査して該スイッチングトランジスタをオンし、以って該ドライブトランジスタに電源を供給して該ドライブトランジスタの出力電流により該発光素子を発光させ、前記コントロール部は、該発光素子が発光している期間を調整するために該ドライブスキャナを制御して該ドライブトランジスタから該発光素子に出力電流を供給するタイミングを調整し、これと対応して該ドライブトランジスタに入力電圧を印加するタイミングを調整するため該ライトスキャナを制御することを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、前記コントロール部は、該ドライブトランジスタに該入力電圧が印加されてから該出力電流が該発光素子に供給されるまでの待機期間が不要に長くならない様に、該ライトスキャナと該ドライブスキャナを互いに連携制御する。又前記コントロール部は、該補正用スキャナのタイミング制御を固定にする一方、該ライトスキャナと該ドライブスキャナのタイミング制御を互い連携して可変にする。
【００１１】
又本発明は、画素アレイ部とスキャナ部と信号部とを含み、前記画素アレイ部は、行状に配された走査線と列状に配された信号線と両者が交差する部分に配された行列状の画素とからなり、前記信号部は、該信号線に映像信号を供給し、前記スキャナ部は、該走査線を走査して順次行ごとに画素を駆動し、各画素は、少なくともサンプリングトランジスタとドライブトランジスタと検出トランジスタとスイッチングトランジスタと発光素子と容量部とを含み、該サンプリングトランジスタは該映像信号をサンプリングして該容量部に入力電圧として保持し、該ドライブトランジスタは該スイッチングトランジスタを介して電源供給を受けたとき該入力電圧に応じた出力電流を該発光素子に供給する表示装置の駆動方法において、第１のタイミングで第１の走査線を走査して該検出トランジスタを作動し、該ドライブトランジスタの閾電圧を検出してこれを該容量部に保持する閾電圧補正手順と、第２のタイミングで第２の走査線を走査し該サンプリングトランジスタを作動して該信号線に供給された映像信号をサンプリングし、これを該閾電圧に重ねて該容量部に保持して該ドライブトランジスタの入力電圧とする映像信号サンプリング手順と、第３のタイミングで第３の走査線を走査して該スイッチングトランジスタをオンし、以って該ドライブトランジスタに電源を供給して該ドライブトランジスタの出力電流により該発光素子を発光させる発光手順と、該発光素子が発光している期間を調整するために該発光手順を制御して該ドライブトランジスタから該発光素子に出力電流を供給するタイミングを調整し、更にこれと対応して該ドライブトランジスタに入力電圧を印加するタイミングを調整するため該映像信号サンプリング手順を制御するタイミング制御手順とを行うことを特徴とする。
【００１２】
好ましくは、前記タイミング制御手順は、該ドライブトランジスタに該入力電圧が印加されてから該出力電流が該発光素子に供給されるまでの待機期間が不要に長くならない様に、該映像信号サンプリング手順と該発光手順を互いに連携制御する。又前記タイミング制御手順は、該閾電圧補正手順のタイミング制御を固定にする一方、該映像信号サンプリング手順と該発光手順のタイミング制御を互い連携して可変にする。
【００１３】
更に本発明は、行状の走査線と列状の信号線とが交差する部分に配され、少なくともサンプリングトランジスタとドライブトランジスタと検出トランジスタとスイッチングトランジスタと発光素子と容量部とを含み、該サンプリングトランジスタは該信号線から供給された映像信号をサンプリングして該容量部に入力電圧として保持し、該ドライブトランジスタは該スイッチングトランジスタを介して電源供給を受けたとき該入力電圧に応じた出力電流を該発光素子に供給する画素回路を駆動するため、閾電圧補正手順と映像信号サンプリング手順と発光手順とタイミング制御手順とを行なう画素回路の駆動方法であって、前記閾電圧補正手順は、第１のタイミングで第１の走査線を走査して該検出トランジスタを作動し、該ドライブトランジスタの閾電圧を検出してこれを該容量部に保持し、前記映像信号サンプリング手順は、第２のタイミングで第２の走査線を走査し該サンプリングトランジスタを作動して該信号線から供給された映像信号をサンプリングし、これを該閾電圧に重ねて該容量部に保持し該ドライブトランジスタに該入力電圧として印加し、前記発光手順は、第３のタイミングで第３の走査線を走査して該スイッチングトランジスタをオンし、以って該ドライブトランジスタに電源を供給して該ドライブトランジスタの出力電流により該発光素子を発光させ、前記タイミング制御手順は、該発光素子が発光している期間を調整するために該発光手順を制御して該ドライブトランジスタから該発光素子に出力電流を供給するタイミングを調整し、これと対応して該ドライブトランジスタに入力電圧を印加するタイミングを調整するため該映像信号サンプリング手順を制御することを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、前記タイミング制御手順は、該ドライブトランジスタに該入力電圧が印加されてから該出力電流が該発光素子に供給されるまでの待機期間が不要に長くならない様に、該映像信号サンプリング手順と該発光手順を互いに連携制御する。又前記タイミング制御手順は、該閾電圧補正手順のタイミング制御を固定にする一方、該映像信号サンプリング手順と該発光手順のタイミング制御を互い連携して可変にする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、発光素子が発光している期間を調整するため、ドライブトランジスタから発光素子に出力電流を供給するタイミングを制御している。例えば表示装置の画面の輝度を高めに設定する場合には、発光期間を長くする。逆に画面輝度を下げたい場合には発光期間を短くする。１フレーム期間内で発光素子に出力電流を供給するタイミングを早めにする程、発光期間は長くなる。本発明では、この発光期間の調整に対応して、ドライブトランジスタに入力電圧を印加するタイミングを調整するため、映像信号のサンプリングをタイミング制御している。具体的には、ドライブトランジスタに入力電圧が印加されてから出力電流が発光素子に供給されるまでの待機期間が不要に長くならないように、映像信号サンプリングタイミングと発光開始タイミングを互いに連携制御している。例えば発光期間を短縮すると発光タイミングが時間軸で後方にずれるが、これと連携してサンプリングタイミングも時間軸で後方にずれるようにする。これによって、発光期間の長短に関われずドライブトランジスタに入力電圧が印加されてから発光素子に出力電流が供給されるまでの待機期間を一定にできる。換言すると、発光期間が短くなっても、待機期間を不要に長くすることがない。待機期間はドライブトランジスタのゲートに入力電圧が印加されているにも関わらず出力電流が発光素子に供給されていない。この待機期間における入力電圧の印加により、ドライブトランジスタの閾電圧が変動する。待機期間が長いほど閾電圧の変動幅が大きくなる。そこで本発明では、入力電圧の印加開始と出力電流の供給開始をタイミング的に互いに連動して制御し、閾電圧の変動要因となる待機期間を不要に長くならないようにしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明にかかる表示装置の全体的な構成を示すブロック図である。図示するように、本表示装置はアクティブマトリクス型であり、主要部となる画素アレイ１と周辺の回路部とで構成されている。周辺の回路部は水平セレクタ３、ライトスキャナ４、第一ドライブスキャナ５、第二ドライブスキャナ６、補正用スキャナ７、コントローラ８などを含んでいる。画素アレイ１は行状の走査線ＷＳと列状の信号線ＳＬと両者の交差する部分にマトリクス状に配列した画素Ｒ，Ｇ，Ｂとで構成されている。カラー表示を可能とするため、ＲＧＢの三原色画素を用意しているが、本発明はこれに限られるものではない。各画素Ｒ，Ｇ，Ｂはそれぞれ画素回路２で構成されている。走査線ＳＬは水平セレクタ３によって駆動される。水平セレクタ３は信号部を構成し、信号線ＳＬに映像信号を供給する。走査線ＷＳはライトスキャナ４によって走査される。なお、走査線ＷＳと平行に別の走査線ＤＳ１、ＤＳ２及びＡＺも配線されている。走査線ＤＳ１は第一ドライブスキャナ５によって走査される。走査線ＤＳ２は第二ドライブスキャナ６によって走査される。これらのドライブスキャナ５，６は主として各画素に含まれる発光素子の発光期間を制御するものである。本実施形態では、ＲＧＢの三原色別に発光期間を調整するため、各画素Ｒ，Ｇ，Ｂに分かれて走査線ＤＳ１が３本配されている。同様にＤＳ２も各画素Ｒ，Ｇ，Ｂに分かれて３本配置されている。走査線ＡＺは補正用スキャナ７によって走査される。ライトスキャナ４、第一ドライブスキャナ５、第二ドライブスキャナ６及び補正用スキャナ７はスキャナ部を構成しており、１水平期間ごと画素の行を順次走査する。各スキャナ４〜７で構成されるスキャナ部はコントローラ８によって制御される。このコントローラ８は表示装置のコントロール部を構成している。各画素回路２は走査線ＷＳによって選択されたとき信号線ＳＬから映像信号をサンプリングする。さらに走査線ＤＳ２によって選択されたときサンプリングされた映像信号に応じて画素回路２内に含まれている発光素子を駆動する。加えて画素回路２は走査線ＡＺによって選択されたとき、予め決められた補正動作を行う。
【００１７】
ライトスキャナ４は基本的にはシフトレジスタで構成されており、コントローラ８から供給された互いに反対極性のクロック信号ＣＫ，ＣＫＸに応じて動作し、同じくコントローラ８から供給されたサンプリング用のスタートパルスＷＳＳＴを１水平期間ごとに順次転送し、以って各行の画素の走査線ＷＳに順次サンプリング用の制御パルスを出力する。同様に第一ドライブスキャナ５もシフトレジスタで構成されており、クロック信号ＣＫ，ＣＫＸに応じてドライブ用のスタートパルスＤＳ１ＳＴを１水平期間ごと順次転送し、以って画素の各行の走査線ＤＳ１に、ドライブ用の制御パルスを出力する。この第一ドライブスキャナ５と同様に第二ドライブスキャナ６もシフトレジスタで構成されており、クロック信号ＣＫ，ＣＫＸに応じてドライブ用の別のスタートパルスＤＳ２ＳＴを１水平期間ごと順次転送し、以って画素の各行の走査線ＤＳ２に、ドライブ用の別の制御パルスを出力する。さらに補正用スキャナ７もシフトレジスタで構成されており、コントローラ８から供給された補正用のスタートパルスＡＺＳＴをクロック信号ＣＫ，ＣＫＸに同期して順次転送し、画素の各行に補正用の制御パルスを出力する。
【００１８】
コントローラ８は、スキャナ部を構成するライトスキャナ４、第一ドライブスキャナ５、第二ドライブスキャナ６及び補正用スキャナ７に共通のクロック信号ＣＫ，ＣＫＸを供給している。コントローラ８はクロック信号に加えてスタートパルスを各スキャナ４〜７に供給している。これらのスタートパルスは各スキャナ４〜７の機能に応じてＷＳＳＴ，ＤＳ１ＳＴ，ＤＳ２ＳＴ，ＡＺＳＴと波形が異なっている。コントローラ８は本発明にしたがってこれらのスタートパルスの波形を調整する事で、各スキャナ４〜７の動作タイミングの制御を行っている。
【００１９】
上述した画素アレイ１は通常ガラスなどの絶縁基板上に形成されており、フラッパネルとなっている。各画素回路２はアモルファスシリコン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）又は低温ポリシリコンＴＦＴで形成されている。アモルファスシリコンＴＦＴの場合、スキャナ部及びコントローラ部はパネルと別のＴＡＢなどで構成され、フレキシブルケーブルにてフラットパネルに接続される。この場合、各スキャナ４〜７に供給するクロックパルスＣＫ，ＣＫＸは共通として、入力クロック数を削減するのが一般的である。
【００２０】
図２は、図１に示した画素回路２の構成例を示す回路図である。なお、図を見易くするためコントローラ８関連の部分は省略してある。本画素回路２は、サンプリングトランジスタＴｒ１、ドライブトランジスタＴｒ２、スイッチングトランジスタＴｒ３、スイッチングトランジスタＴｒ４、検出トランジスタＴｒ５、スイッチングトランジスタＴｒ６、容量部を構成する二個の容量素子Ｃｓ１，Ｃｓ２及び発光素子ＥＬとで構成されている。本例では各トランジスタＴｒ１ないしＴｒ６は全てＮチャネル型のアモルファスシリコン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）で構成されている。また発光素子ＥＬは、例えば有機ＥＬ素子を用いることができる。
【００２１】
引き続き図２を参照して、画素回路２の構成を具体的に説明する。ドライブトランジスタＴｒ２は入力ノードとなるゲートＧ、出力ノードとなるソースＳ及び電源ノードとなるドレインＤとを備えている。出力ノード（Ｓ）には発光素子ＥＬのアノードが接続している。発光素子ＥＬのカソードは接地されている。本例では、発光素子ＥＬはアノード及びカソードを備えた二端子形である。ドライブトランジスタＴｒ２の電源側ノード（Ｄ）は、スイッチングトランジスタＴｒ４を介して電源Ｖｃｃに接続されている。このスイッチングトランジスタＴｒ４のゲートは、走査線ＤＳ２に接続されている。
【００２２】
ドライブトランジスタＴｒ２の入力ノード（Ｇ）には保持容量Ｃｓ２の一端が接続されている。この保持容量Ｃｓ２の他端は出力ノード（Ｓ）に接続するとともに、スイッチングトランジスタＴｒ３を介して接地されている。スイッチングトランジスタＴｒ３のゲートは走査線ＤＳ１に接続されている。さらに入力ノード（Ｇ）には結合容量Ｃｓ１を介してサンプリングトランジスタＴｒ１が接続している。サンプリングトランジスタＴｒ１のゲートは走査線ＷＳに接続している。またサンプリングトランジスタＴｒ１のソースは信号線ＳＬに接続している。加えて結合容量Ｃｓ１とサンプリングトランジスタＴｒ１の接続ノードは、スイッチングトランジスタＴｒ６を介して接地されている。スイッチングトランジスタＴｒ６のゲートは走査線ＡＺに接続している。最後に、ドライブトランジスタＴｒ２のゲートＧとドレインＤとの間に検出トランジスタＴｒ５が接続されている。検出トランジスタＴｒ５のゲートは走査線ＡＺに接続している。
【００２３】
図３のタイミングチャートを参照して、図２に示した本発明にかかる画素回路の動作を詳細に説明する。図示のタイミングチャートはタイミングＴ１で１フィールド（ｆ）がスタートし、タイミングＴ８で１フィールドが終わるように表してある。時間軸に沿って、走査線ＷＳ，ＡＺ，ＤＳ１及びＤＳ２にそれぞれ印加される制御パルスＷＳ，ＡＺ，ＤＳ１及びＤＳ２の波形を表してある。なお、本明細書では走査線とこれに印加される制御パルスを同じ参照符号で表してある。また同じ時間軸に沿って、ドライブトランジスタＴｒ２の入力ノード（Ｇ）及び出力ノード（Ｓ）の電位変化を表してある。タイミングチャート上では、ゲート電位（Ｇ）及びソース電位（Ｓ）と表記されている。１フィールドは前半の非発光期間と後半の発光期間とに分かれている。図３のタイミングチャートは、非発光期間に比べて発光期間が長い場合を表している。１フィールド（ｆ）に占める発光期間の割合が大きくなるほど、表示装置の画面輝度は高くなる。画面輝度は例えばボリュームにより調整される。表示装置のコントロール部はボリューム入力に応じてスキャナ部を制御し、所望の画面輝度となるように発光期間を調整する。
【００２４】
当該フィールドがスタートするタイミングＴ１の前のタイミングＴ０で、走査線ＷＳ，ＡＺ，ＤＳ１がローレベルにある一方、走査線ＤＳ２がハイレベルにある。したがってスイッチングトランジスタＴｒ４のみがオン状態で、残りのトランジスタＴｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５及びＴｒ６はオフ状態となっている。この状態でドライブトランジスタＴｒ２のドレインＤはオン状態のスイッチングトランジスタＴｒ４を介して電源Ｖｃｃに接続される。ドライブトランジスタＴｒ２はゲートＧとソースＳとの間に印加されるゲート電圧Ｖｇｓに応じて出力電流（ドレイン電流）Ｉｄを発光素子ＥＬに供給する。これにより発光素子ＥＬは所定の輝度で発光している。
【００２５】
タイミングＴ１となって当該フィールドがスタートすると、制御パルスＡＺが立ち上がる。これにより検出トランジスタＴｒ５とスイッチングトランジスタＴｒ６がオンする。Ｔｒ６がオンすることで結合容量Ｃｓ１の一端が接地電位ＧＮＤに固定され、ドライブトランジスタＴｒ２の閾電圧（Ｖｔｈ）の検出準備状態に入る。検出トランジスタＴｒ５もオンするため、ドライブトランジスタＴｒ２のゲートＧとドレインＤが直結する。このときスイッチングトランジスタＴｒ４はまだオン状態に保たれているため、ドライブトランジスタＴｒ２のゲート電位は急激に上昇する。これと連動してドライブトランジスタＴｒ２のソース電位も急激に上昇する。
【００２６】
続いてタイミングＴ２になると、制御パルスＤＳ２がローレベルとなりスイッチングトランジスタＴｒ４がオフする。これにより、ドライブトランジスタＴｒ２は電源Ｖｃｃから切り離され非発光状態になる。同時に制御パルスＤＳ１が立ち上がるので、スイッチングトランジスタＴｒ３がオンし、ドライブトランジスタＴｒ２のソースＳ及び保持容量Ｃｓ２の一端が接地される。スイッチングトランジスタＴｒ４がオフすることで、ドライブトランジスタＴｒ２のゲート電位Ｇは低下していく。丁度ゲート電位Ｇとソース電位Ｓとの差Ｖｇｓが閾電圧Ｖｔｈとなったところで、ドレイン電流Ｉｄは流れなくなる。この結果、ゲートＧとソースＳとの間に接続された保持容量Ｃｓ２にドライブトランジスタＴｒ２の閾電圧Ｖｔｈが保持される。
【００２７】
この後タイミングＴ３で制御パルスＡＺが立ち下がり、検出トランジスタＴｒ５がオフとなってＶｔｈ検出動作が終了する。
【００２８】
続いてタイミングＴ４になると、制御パルスＷＳが立ち上がり、サンプリングトランジスタＴｒ１がオンする。これにより信号線ＳＬから供給された映像信号が結合容量Ｃｓ１を介して保持容量Ｃｓ２にカップリングされる。この結果、保持容量Ｃｓ２には先に書き込まれたＶｔｈに足し込むかたちで映像信号に対応した信号電圧Ｖｉｎが書き込まれる。この結果、保持容量Ｃｓ２はドライブトランジスタＴｒ２の入力ノード（Ｇ）に対して、入力電圧Ｖｉｎ＋Ｖｔｈを供給することになる。入力電圧には常に閾電圧Ｖｔｈが足し込まれているので、例え画素ごとにドライブトランジスタの閾電圧がばらついていても、常にこのばらつきをキャンセルすることができる。
【００２９】
この後映像信号のサンプリングに割り当てられた１水平期間（１Ｈ）が経過するタイミングＴ５で制御パルスＷＳが立ち下がり、サンプリングトランジスタＴｒ１がオフする。
【００３０】
続いてタイミングＴ６に至ると、制御パルスＤＳ１が立ち下がり、スイッチングトランジスタＴｒ３がオフする。これにより、ドライブトランジスタＴｒ２のソースＳ及び保持容量Ｃｓ２の一端が接地レベルから切り離され、発光動作の準備状態となる。
【００３１】
この後タイミングＴ７になると制御パルスＤＳ２が立ち上がり、スイッチングトランジスタＴｒ４がオンする。この結果ドライブトランジスタＴｒ２のドレインＤが電源電圧Ｖｃｃに接続し、入力電圧Ｖｉｎ＋Ｖｔｈに応じたドレイン電流Ｉｄが流れ、発光素子ＥＬは信号電圧Ｖｉｎに応じた輝度で発光する。タイミングＴ７では既にドライブトランジスタＴｒ２のソースＳが接地電位ＧＮＤから切り離されているので、発光素子ＥＬに出力電流Ｉｄが流れると電圧降下によりアノード電位（したがってドライブトランジスタＴｒ２のソース電位）が上昇する。このときブートストラップ動作でゲート電位もそのまま上昇するので、保持容量Ｃｓ２に保持された入力電圧（ゲート電圧Ｖｇｓ）は一定に維持される。この結果ドライブトランジスタＴｒ２は定電源として動作する。
【００３２】
最後にタイミングＴ８に至ると当該フィールドが完了すると共に次のフィールドに入る。次のフィールドではタイミングＴ９で前フィールドから続いていた発光期間が終了し非発光期間に移ると共にＶｔｈ補正動作が行われる。
【００３３】
以上の説明から明らかなように、本表示装置は１フィールドごとにＶｔｈ補正手順、映像信号サンプリング手順及び発光手順を繰り返す。具体的にはまずタイミングＴ２からタイミングＴ３でＶｔｈ補正手順を行う。この期間を補正期間Ｔ２−Ｔ３とする。次にタイミングＴ４からタイミングＴ５で映像信号のサンプリング手順を行う。この期間をサンプリング期間Ｔ４−Ｔ５とする。この後タイミングＴ７で非発光状態から発光状態に切り替わり、タイミングＴ９までこの発光状態が持続する。発光素子ＥＬが発光している期間を発光期間Ｔ７−Ｔ９とする。
【００３４】
補正期間Ｔ２−Ｔ３が終わってサンプリング期間Ｔ４−Ｔ５になるまでの間、ゲート電位（Ｇ）とソース電位（Ｓ）の差で表される入力電圧はＶｔｈに維持されている。続いてサンプリング期間Ｔ４−Ｔ５から発光期間Ｔ７−Ｔ９に入るまでの間入力電圧はＶｉｎ＋Ｖｔｈとなる。図３のタイミングチャートではドライブトランジスタＴｒ２のゲートＧに入力電圧Ｖｉｎ＋Ｖｔｈが印加され始めるタイミングＴ４から出力電流Ｉｄが実際に発光素子ＥＬに供給され始めるタイミングＴ７までの間を待機期間Ｔ４−Ｔ７としている。この待機期間はドライブトランジスタのゲートＧに入力電圧Ｖｉｎ＋Ｖｔｈが印加されているが、出力電流（ドレイン電流）はまだ流れていない。待機期間中にゲートに印加される入力電圧の影響でドライブトランジスタの閾電圧は変動する。しかし、図３のタイミングチャートのように発光期間が比較的長く設定されている場合、サンプリング期間Ｔ４−Ｔ５から速やかに発光期間Ｔ７−Ｔ９に移行するため、待機期間Ｔ４−Ｔ７は短い。したがって、待機期間Ｔ４−Ｔ７におけるＶｔｈの変動はほとんど無視し得る程度である。
【００３５】
図４のタイミングチャートは発光期間が比較的短い場合を表している。図３のタイミングチャートと比較すれば明らかなように、図４のタイミングチャートではドライブトランジスタに出力電流を供給し始めるタイミングＴ７が１フィールド（ｆ）内で後方にシフトしており、この結果発光期間Ｔ７−Ｔ９が短くなっている。例えば画面輝度をボリューム入力などで下げると、この入力を受けて表示装置のコントローラが第二ドライブスキャナを制御し、タイミングＴ７を後方にシフトさせる。この様な制御は、コントローラが第二ドライブスキャナに供給するスタートパルスの波形を調整することで行われる。なお図示のタイミングチャートでは、タイミングＴ７を後方にシフトするのに合わせて、タイミングＴ６も後方にシフトするように、コントローラが第一ドライブスキャナも制御している。本発明の特徴事項として、発光期間の開始タイミングＴ７が後方にシフトしたのに応答して、サンプリング期間Ｔ４−Ｔ５も後方にシフトするよう、コントローラがライトスキャナを制御している。この結果、発光期間Ｔ７−Ｔ９が短縮化されたにもかかわらず、待機期間Ｔ４−Ｔ７は一定に保持されている。すなわち、発光期間が長い場合と同様、発光期間が短い場合でもサンプリング期間Ｔ４−Ｔ５の後速やかに発光期間Ｔ７−Ｔ９に移行するよう設定されている。待機期間Ｔ４−Ｔ７が短いので、ドライブトランジスタの閾電圧の変動は無視し得る程度である。
【００３６】
一方、発光期間Ｔ７−Ｔ９が短縮された場合でも、Ｖｔｈ補正期間Ｔ２−Ｔ３はフィールドの先頭に固定されたままである。この結果、発光期間を短縮するとその分補正期間Ｔ２−Ｔ３とサンプリング期間Ｔ４−Ｔ５の間が広がることになる。しかしながら、この拡大された期間Ｔ３−Ｔ４では、ドライブトランジスタのゲートに印加される入力電圧はＶｔｈだけであり、何らドライブトランジスタの閾電圧の変動をもたらすものではない。
【００３７】
図５は、参考例にかかるタイミングチャートであり図４と同じく発光期間が短縮化された場合を表している。理解を容易にするため、図４と対応する部分には対応する参照符号を用いてある。図示の参考例では、発光開始タイミングＴ７をフィールドの後方にシフトした場合でも、サンプリング期間Ｔ４−Ｔ５を連動させる事なくフィールド（１ｆ）の先頭に固定している。この結果、待機期間Ｔ４−Ｔ７は発光期間Ｔ７−Ｔ９を短縮した分だけ長くなってしまう。この待機期間が長くなる事でドライブトランジスタのゲートに入力電圧Ｖｉｎ＋Ｖｔｈが持続的に印加され、閾電圧の変動を招く。
【００３８】
以上説明したように、待機期間が長くなるとその間ドライブトランジスタのゲートに印加された入力電圧によって閾電圧の変動が生じてしまう。閾電圧の変動が大きくなり、仮に電源電圧Ｖｃｃを超えるようになると、パネル駆動ができなくなってしまう。本発明では発光期間が短縮化された場合でもこれに連動してサンプリング期間を後方にシフトする事で待機期間が不要に長くならないようにしている。これによりドライブトランジスタのＶｔｈ変動を最小限に抑えることができ、パネルの寿命を長くする事が可能になる。
【００３９】
以上説明したように本発明の表示装置は、基本的に画素アレイ部１とスキャナ部４〜７と信号部を構成する水平セレクタ３とコントローラ部を構成するコントローラ８とで構成されている。画素アレイ部１は、行状に配された走査線ＷＳ，ＤＳ１，ＤＳ２，ＡＺと列状に配された信号線ＳＬと両者が交差する部分に配された行列状の画素２とからなる。信号部を構成する水平セレクタ３は信号線ＳＬに映像信号を供給する。スキャナ部４〜７は、走査線ＷＳ，ＤＳ１，ＤＳ２，ＡＺを走査して順次行ごとに画素回路２を駆動する。各画素回路２は、サンプリングトランジスタＴｒ１とドライブトランジスタＴｒ２と検出トランジスタＴｒ５とスイッチングトランジスタＴｒ４と発光素子ＥＬと容量部ＣＳ１，Ｃｓ２とを含む。サンプリングトランジスタＴｒ１は映像信号をサンプリングして容量部を構成する保持容量Ｃｓ２に入力電圧Ｖｇｓとして保持する。ドライブトランジスタＴｒ２はスイッチングトランジスタＴｒ４を介して電源Ｖｃｃの供給を受けたとき入力電圧Ｖｇｓに応じた出力電流Ｉｄを発光素子ＥＬに供給する。
【００４０】
スキャナ部は補正用スキャナ７とライトスキャナ４とドライブスキャナ６とを含む。補正用スキャナ７は、第一のタイミングＴ１で第一の走査線ＡＺを走査して検出トランジスタＴｒ５を作動し、ドライブトランジスタＴｒ２の閾電圧Ｖｔｈを検出してこれを保持容量Ｃｓ２に保持する。ライトスキャナ４は、第二のタイミングＴ４で第二の走査線ＷＳを走査しサンプリングトランジスタＴｒ１を作動して信号線ＳＬに供給した映像信号をサンプリングし、これを閾電圧Ｖｔｈに重ねて保持容量Ｃｓ２に保持し、ドライブトランジスタＴｒ２に入力電圧Ｖｇｓとして印加する。ドライブスキャナ６は、第三のタイミングＴ７で第三の走査線ＤＳ２を走査してスイッチングトランジスタＴｒ４をオンし、以ってドライブトランジスタＴｒ２に電源Ｖｃｃを供給してドライブトランジスタＴｒ２の出力電流Ｉｄにより発光素子ＥＬを発光させる。
【００４１】
表示装置のコントロール部を構成するコントローラ８は、発光素子ＥＬが発光している期間Ｔ７−Ｔ９を調整するためにドライブスキャナ６を制御してドライブトランジスタＴｒ２から発光素子ＥＬに出力電流Ｉｄを供給するタイミングＴ７を調整し、これと対応してドライブトランジスタＴｒ２に入力電圧Ｖｇｓを印加するタイミングＴ４を調整するためライトスキャナ４を制御する。具体的には、コントローラ８はドライブトランジスタＴｒ２に入力電圧Ｖｇｓが印加されてから出力電流Ｉｄが発光素子ＥＬに供給されるまでの待機期間Ｔ４−Ｔ７が不要に長くならないように、ライトスキャナ４とドライブスキャナ６を互いに連携制御する。好ましくはコントローラ８は、補正用スキャナ７のタイミング制御を固定にする一方、ライトスキャナ４とドライブスキャナ６のタイミング制御を互いに連携して可変にする。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明にかかる表示装置のブロック図である。
【図２】図１に示した表示装置の画素回路を示す回路図である。
【図３】図２に示した画素回路の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図４】同じく図２に示した画素回路の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図５】参考例にかかるタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・画素アレイ、２・・・画素回路、３・・・水平セレクタ、４・・・ライトスキャナ、５・・・第一ドライブスキャナ、６・・・第二ドライブスキャナ、７・・・補正用スキャナ、８・・・コントローラ、Ｔｒ１・・・サンプリングトランジスタ、Ｔｒ２・・・ドライブトランジスタ、Ｔｒ４・・・スイッチングトランジスタ、Ｔｒ５・・・検出トランジスタ、ＥＬ・・・発光素子、Ｃｓ２・・・保持容量
【図１】
2006133543.tif 000003
【図２】
2006133543.tif 000004
【図３】
2006133543.tif 000005
【図４】
2006133543.tif 000006
【図５】
2006133543.tif 000007