(57)【要約】【課題】駆動トランジスタと発光素子との間にスイッチを有する画素回路を用いた画像表示装置において、発光開始時等に当該スイッチをオンすると、その直後に発光素子に過渡的な電流が流れて画像信号以上の過剰な発光を生じ、黒輝度が上昇しコントラスト比が低下する。【解決手段】ＯＬＥＤ９０と点灯スイッチ９２との接続点を補償電源回路３６に接続可能な補償スイッチ１００を設ける。発光期間の前に補償期間を設け、補償期間にて補償スイッチ１００をオンする。その後、発光期間では補償スイッチ１００をオフした上で、点灯スイッチ９２をオンする。【選択図】図３
2011158821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される画像信号に応じた記憶電圧を書き込み期間にて設定され、前記記憶電圧に応じて発光期間にて発光する複数の画素回路を有した画像表示装置であって、
前記画素回路は、
前記記憶電圧に応じた駆動電流を電流出力端子から出力する駆動電流発生部と、
基準電圧源と前記電流出力端子との間に接続され、前記駆動電流に応じて発光するダイオード型の発光素子と、
前記電流出力端子と前記発光素子との間に接続される点灯スイッチと、
前記発光素子と前記点灯スイッチとの接続点と所定電圧の補償電圧源との間に接続される補償スイッチと、
を有し、
前記補償スイッチは、前記書き込み期間後、且つ次の前記発光期間前に配置される補償期間においてオン状態とされること、
を特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
入力される画像信号に応じた記憶電圧を書き込み期間にて設定され、前記記憶電圧に応じて発光期間にて発光する複数の画素回路を有した画像表示装置であって、
前記画素回路は、
前記記憶電圧に応じた駆動電流を電流出力端子から出力する駆動電流発生部と、
前記駆動電流発生部の制御端子に接続される保持容量を備え、当該保持容量に設定される前記記憶電圧を保持可能とする電圧記憶部と、
基準電圧源と前記電流出力端子との間に接続され、前記駆動電流に応じて発光するダイオード型の発光素子と、
前記電流出力端子と前記発光素子との間に接続される点灯スイッチと、
前記制御端子と前記電流出力端子との間に接続されるバイパススイッチと、
前記発光素子と前記点灯スイッチとの接続点と所定電圧の補償電圧源との間に接続される補償スイッチと、
を有し、
前記点灯スイッチは、新たな前記画像信号に基づく前記記憶電圧の設定動作に先行して前記書き込み期間に行われる前記記憶電圧のリセット動作にて、当該バイパススイッチと共にオン状態とされ、前記保持容量を前記発光素子を介して前記基準電圧源に接続し、
前記補償スイッチは、前記発光期間後、且つ前記リセット動作前に配置される補償期間においてオン状態とされること、
を特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像表示装置において、
前記補償スイッチは、さらに前記書き込み期間後、且つ前記発光期間前に配置される補償期間においてオン状態とされること、を特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
入力される画像信号に応じた記憶電圧を書き込み期間にて設定され、前記記憶電圧に応じて発光期間にて発光する複数の画素回路を有した画像表示装置であって、
前記画素回路は、
前記記憶電圧に応じた駆動電流を電流出力端子から出力する駆動電流発生部と、
前記駆動電流発生部の制御端子に接続される保持容量を備え、当該保持容量に設定される前記記憶電圧を保持可能とする電圧記憶部と、
基準電圧源と前記電流出力端子との間に接続され、前記駆動電流に応じて発光するダイオード型の発光素子と、
前記制御端子と前記電流出力端子との間に接続されるバイパススイッチと、
前記制御端子と所定電圧の補償電圧源との間に接続される補償スイッチと、
を有し、
さらに当該画像表示装置は、前記電流出力端子と前記基準電圧源との間に、前記発光素子と直列に接続される点灯スイッチを有し、
前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチは、前記発光期間後、且つ次の前記書き込み期間前に設定される補償期間において共にオン状態とされること、
を特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像表示装置において、
前記点灯スイッチは、前記各画素回路に設けられること、を特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
請求項４に記載の画像表示装置において、
複数の前記画素回路それぞれの前記発光素子の一方端子に共通に接続される共通電源線を有し、
前記点灯スイッチは、前記共通電源線と前記基準電源との間に接続されること、
を特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
請求項４に記載の画像表示装置において、
前記各画素回路へ配線される電源線と、
所定電圧を有する駆動電圧源及び停止電圧源を選択的に前記電源線に接続する電源線スイッチ回路と、
を有し、
前記駆動電流発生部は、前記電源線を介して前記駆動電圧源に接続される電流入力端子を有し、前記制御端子に前記保持容量から前記記憶電圧に応じた電圧を印加されて、前記電流入力端子と前記電流出力端子との間に前記駆動電流を生じる駆動トランジスタを有し、
前記電源線スイッチ回路は、前記補償期間にて、前記駆動トランジスタの前記駆動電流の出力が停止する電圧を有する前記停止電圧源を前記電源線に接続すること、
を特徴とする画像表示装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の画像表示装置において、
前記画素回路に前記画像信号を供給する複数の信号線と、
前記信号線への前記画像信号の供給を制御する信号線駆動回路と、
前記補償期間にて前記信号線を前記補償電圧源に接続する信号線スイッチ回路と、
を有し、
前記補償スイッチの一方端は前記信号線に接続されること、
を特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像表示装置において、
前記補償電圧源は、前記発光素子に対する逆バイアス電圧を供給すること、を特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の画像表示装置において、
前記補償電圧源は前記基準電圧源と共通であり、
前記補償スイッチの一方端は前記基準電圧源に接続されること、
を特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の画像表示装置において、
前記点灯スイッチは、薄膜トランジスタからなること、を特徴とする画像表示装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の画像表示装置において、
前記発光素子は、有機発光ダイオードであること、を特徴とする画像表示装置。
【請求項１３】
請求項１又は請求項３に記載の画像表示装置を駆動する駆動方法であって、
前記書き込み期間にて、行列配置された前記画素回路の全部又は一部を行単位で順次選択して、選択された行の前記画素回路に前記画像信号に応じた前記記憶電圧を設定し、
前記書き込み期間後、且つ前記発光期間前に設定される前記補償期間にて、前記各画素回路の前記点灯スイッチがオフされた状態で、当該各画素回路の前記補償スイッチを同時にオンし、
前記各補償スイッチをオフした後、前記発光期間にて、前記各画素回路の前記点灯スイッチをオンすること、
を特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項１４】
請求項２又は請求項３に記載の画像表示装置を駆動する駆動方法であって、
前記発光期間にて、行列配置された前記各画素回路の前記点灯スイッチをオン状態とし、
前記発光期間後、且つ前記書き込み期間前に設定される前記補償期間にて、前記各画素回路の前記点灯スイッチがオフされた状態で、当該各画素回路の前記補償スイッチを同時にオンし、
前記各補償スイッチをオフした後、前記書き込み期間にて、前記画素回路の全部又は一部を行単位で順次選択して、選択された行の前記画素回路に対して、前記保持容量に設定された前記記憶電圧を前記点灯スイッチ及び前記バイパススイッチをオンしてリセットする前記リセット動作、及びリセット後の前記保持容量に新たな前記画像信号に基づく前記記憶電圧を設定する前記設定動作を行うこと、
を特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項１５】
請求項４から請求項６のいずれか１つに記載の画像表示装置を駆動する駆動方法であって、
前記発光期間にて、行列配置された前記各画素回路の前記発光素子に接続される前記点灯スイッチをオン状態とし、
前記発光期間後、且つ前記書き込み期間前に設定される前記補償期間にて、前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチを同時にオンして、前記保持容量に設定された前記記憶電圧をリセットし、
前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチをオフした後、前記書き込み期間にて前記点灯スイッチをオフに維持したまま、前記画素回路の全部又は一部を行単位で順次選択して、選択された行の前記画素回路の前記保持容量に新たな前記画像信号に基づく前記記憶電圧を設定する設定動作を行うこと、
を特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項１６】
請求項７に記載の画像表示装置を駆動する駆動方法であって、
前記発光期間にて、行列配置された前記各画素回路の前記発光素子に接続される前記点灯スイッチをオン状態とし、
前記発光期間後、且つ前記書き込み期間前に前記補償期間を包含して設定される補償可能期間にて、前記電源線に前記停止電圧源を接続し、
前記補償期間にて、前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチを同時にオンして、前記保持容量に設定された前記記憶電圧をリセットし、
前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチをオフし、さらに前記電源線に前記駆動電圧源を接続した後、前記書き込み期間にて前記点灯スイッチをオフに維持したまま、前記画素回路の全部又は一部を行単位で順次選択して、選択された行の前記画素回路の前記保持容量に新たな前記画像信号に基づく前記記憶電圧を設定する設定動作を行うこと、
を特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動電流に応じて発光するダイオード型の発光素子を備えた複数の画素回路を有する画像表示装置、及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子を用いた表示装置である有機ＥＬディスプレイが提案されている。有機ＥＬ素子は自発光素子であるため、液晶表示装置では必要となるバックライトが不要であり薄型化に適すると共に、視野角が１８０°に近いという特長を有する。そのため、有機ＥＬディスプレイは次世代の表示装置としてその実用化が大きく期待されている。
【０００３】
現在、提案されている有機ＥＬディスプレイは主として、発光層に注入された正孔と電子とが再結合する際に光を生じる現象を利用する電流制御型の有機ＥＬ素子を用いたものである。有機ＥＬディスプレイは、液晶ディスプレイ (Liquid Crystal Display：ＬＣＤ)と同様、アクティブマトリックス方式を採用することができ、画素に対応して複数の画素回路が配列される。画素回路は例えば、アモルファスシリコンや多結晶シリコン等で形成される薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）を用いて構成される。各画素回路には有機発光ダイオード（Organic light-emitting diode：ＯＬＥＤ）などの有機ＥＬ素子が設けられ、有機ＥＬ素子に流れる電流に応じて各画素の輝度を制御することができる。
【０００４】
アクティブマトリックス型の画像表示装置では、画素回路それぞれに駆動トランジスタを設けて、当該画素回路の発光素子等を駆動する。この駆動トランジスタの閾値電圧は画素回路間でばらつき、これに起因して発光素子に流れる電流値が変化して輝度むらが発生する。この現象を改善するための手法として、下記非特許文献１などには、例えば駆動トランジスタの閾値電圧を予め検出するとともに、検出した閾値電圧に基づいて発光素子に流れる電流を制御する方式が開示されている。
【０００５】
また、画像表示装置の性能を表す指標の一つとしてコントラスト比がある。コントラスト比は、黒レベルの輝度に対する白レベルの輝度の比で表される。コントラスト比の劣化要因として黒レベルが上がる「黒浮き」がある。下記特許文献１〜４はこのコントラスト比を改善する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−９１４１号公報
【特許文献２】特開２００８−４０３２６号公報
【特許文献３】特開２００２−１５６９２３号公報
【特許文献４】特開２００６−１７９６６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】R.M.A. Dawson et al., “Design of an Improved Pixel for a Polysilicon Active-Matrix Organic LEDDisplay,” SID 98 Digest, pp. 11-14, 1998.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
アクティブマトリクス方式の画像表示装置において、その特性改善のために様々な構成及び駆動方法の画素回路が提案されている。例えば、駆動トランジスタの閾値電圧のばらつきの影響を除去する観点などから、駆動トランジスタと発光素子との間にＴＦＴなどからなるスイッチ（点灯スイッチ）を設けた画素回路がある。点灯スイッチは例えば、発光素子の発光開始時や、画素回路に記憶された前フレームの画像信号をリセットする際にオンされる。本願発明者は、点灯スイッチをオンした直後に発光素子が不要に発光すること、及び、この発光が、画素回路に記憶された画像信号の大きさには関係なく生じ、画像信号に応じた量以上の過剰な発光となり、本来、低輝度で表示されるべき画素にて「黒浮き」を生じてコントラスト比を低下させることを観測した。このコントラスト比低下の問題について解析を行った結果、点灯スイッチを構成するＴＦＴの発光素子側の電極とゲート電極との間の寄生容量ＣＰに蓄積される電荷量が、過剰発光に相当する電流量にほぼ匹敵することが分かった。このことから、点灯スイッチを構成するトランジスタをオフからオンに移行させるときのゲート電位の変化が寄生容量ＣＰの電荷蓄積状態の変化を生じ、その際の電荷移動に起因して発光素子に過渡的な電流が流れると推察される。当該過渡電流は瞬時的に流れるためピーク電流は比較的大きくなり、発光素子が瞬時的に発光して黒レベルを上昇させる。この現象は人の視覚に印象づけられるため、表示画像の画質の低下として観察される。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、駆動トランジスタと発光素子との間にスイッチを有する画素回路を用いた画像表示装置において、コントラスト比の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る画像表示装置は、入力される画像信号に応じた記憶電圧を書き込み期間にて設定され、前記記憶電圧に応じて発光期間にて発光する複数の画素回路を有した画像表示装置であって、前記画素回路が、前記記憶電圧に応じた駆動電流を電流出力端子から出力する駆動電流発生部と、基準電圧源と前記電流出力端子との間に接続され、前記駆動電流に応じて発光するダイオード型の発光素子と、前記電流出力端子と前記発光素子との間に接続される点灯スイッチと、前記発光素子と前記点灯スイッチとの接続点と所定電圧の補償電圧源との間に接続される補償スイッチと、を有し、前記補償スイッチが、前記書き込み期間後、且つ次の前記発光期間前に配置される補償期間においてオン状態とされる。
【００１１】
他の本発明に係る画像表示装置は、入力される画像信号に応じた記憶電圧を書き込み期間にて設定され、前記記憶電圧に応じて発光期間にて発光する複数の画素回路を有した画像表示装置であって、前記画素回路が、前記記憶電圧に応じた駆動電流を電流出力端子から出力する駆動電流発生部と、前記駆動電流発生部の制御端子に接続される保持容量を備え、当該保持容量に設定される前記記憶電圧を保持可能とする電圧記憶部と、基準電圧源と前記電流出力端子との間に接続され、前記駆動電流に応じて発光するダイオード型の発光素子と、前記電流出力端子と前記発光素子との間に接続される点灯スイッチと、前記制御端子と前記電流出力端子との間に接続されるバイパススイッチと、前記発光素子と前記点灯スイッチとの接続点と所定電圧の補償電圧源との間に接続される補償スイッチと、を有し、前記点灯スイッチが、新たな前記画像信号に基づく前記記憶電圧の設定動作に先行して前記書き込み期間に行われる前記記憶電圧のリセット動作にて、当該バイパススイッチと共にオン状態とされ、前記保持容量を前記発光素子を介して前記基準電圧源に接続し、前記補償スイッチが、前記発光期間後、且つ前記リセット動作前に配置される補償期間においてオン状態とされる。当該画像表示装置の好適な態様では、前記補償スイッチは、さらに前記書き込み期間後、且つ前記発光期間前に配置される補償期間においてオン状態とされる。
【００１２】
さらに他の本発明に係る画像表示装置は、入力される画像信号に応じた記憶電圧を書き込み期間にて設定され、前記記憶電圧に応じて発光期間にて発光する複数の画素回路を有した画像表示装置であって、前記画素回路が、前記記憶電圧に応じた駆動電流を電流出力端子から出力する駆動電流発生部と、前記駆動電流発生部の制御端子に接続される保持容量を備え、当該保持容量に設定される前記記憶電圧を保持可能とする電圧記憶部と、基準電圧源と前記電流出力端子との間に接続され、前記駆動電流に応じて発光するダイオード型の発光素子と、前記制御端子と前記電流出力端子との間に接続されるバイパススイッチと、前記制御端子と所定電圧の補償電圧源との間に接続される補償スイッチと、を有する。さらに当該画像表示装置は、前記電流出力端子と前記基準電圧源との間に、前記発光素子と直列に接続される点灯スイッチを有し、前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチは、前記発光期間後、且つ次の前記書き込み期間前に設定される補償期間において共にオン状態とされる。当該画像表示装置の好適な態様では、前記点灯スイッチは、前記各画素回路に設けられる。当該画像表示装置の他の好適な態様は、複数の前記画素回路それぞれの前記発光素子の一方端子に共通に接続される共通電源線を有し、前記点灯スイッチが、前記共通電源線と前記基準電源との間に接続される。また、当該画像表示装置において、さらに前記各画素回路へ配線される電源線と、所定電圧を有する駆動電圧源及び停止電圧源を選択的に前記電源線に接続する電源線スイッチ回路と、を有し、前記駆動電流発生部が、前記電源線を介して前記駆動電圧源に接続される電流入力端子を有し、前記制御端子に前記保持容量から前記記憶電圧に応じた電圧を印加されて、前記電流入力端子と前記電流出力端子との間に前記駆動電流を生じる駆動トランジスタを有し、前記電源線スイッチ回路は、前記補償期間にて、前記駆動トランジスタの前記駆動電流の出力が停止する電圧を有する前記停止電圧源を前記電源線に接続するものであってもよい。
【００１３】
また、本発明の好適な態様は、前記画素回路に前記画像信号を供給する複数の信号線と、前記信号線への前記画像信号の供給を制御する信号線駆動回路と、前記補償期間にて前記信号線を前記補償電圧源に接続する信号線スイッチ回路と、を有し、前記補償スイッチの一方端が前記信号線に接続される画像表示装置である。当該画像表示装置において、前記補償電圧源は、前記発光素子に対する逆バイアス電圧を供給するものであってもよい。また、当該画像表示装置において、前記補償電圧源を前記基準電圧源と共通として、前記補償スイッチの一方端を前記基準電圧源に接続してもよい。
【００１４】
前記点灯スイッチは、薄膜トランジスタで構成することができる。また、前記発光素子は、有機発光ダイオードとすることができる。
【００１５】
本発明に係る画像表示装置の駆動方法は、本発明に係る上記画像表示装置を駆動する方法であって、前記書き込み期間にて、行列配置された前記画素回路の全部又は一部を行単位で順次選択して、選択された行の前記画素回路に前記画像信号に応じた前記記憶電圧を設定し、前記書き込み期間後、且つ前記発光期間前に設定される前記補償期間にて、前記各画素回路の前記点灯スイッチがオフされた状態で、当該各画素回路の前記補償スイッチを同時にオンし、前記各補償スイッチをオフした後、前記発光期間にて、前記各画素回路の前記点灯スイッチをオンする。
【００１６】
本発明に係る画像表示装置の他の駆動方法は、バイパススイッチを有する本発明に係る上記画像表示装置を駆動する方法であって、前記発光期間にて、行列配置された前記各画素回路の前記点灯スイッチをオン状態とし、前記発光期間後、且つ前記書き込み期間前に設定される前記補償期間にて、前記各画素回路の前記点灯スイッチがオフされた状態で、当該各画素回路の前記補償スイッチを同時にオンし、前記各補償スイッチをオフした後、前記書き込み期間にて、前記画素回路の全部又は一部を行単位で順次選択して、選択された行の前記画素回路に対して、前記保持容量に設定された前記記憶電圧を前記点灯スイッチ及び前記バイパススイッチをオンしてリセットする前記リセット動作、及びリセット後の前記保持容量に新たな前記画像信号に基づく前記記憶電圧を設定する前記設定動作を行う。
【００１７】
本発明に係る画像表示装置のさらに他の駆動方法は、一方端子が駆動電流発生部の制御端子に接続される補償スイッチを有する本発明に係る上記画像表示装置を駆動する方法であって、前記発光期間にて、行列配置された前記各画素回路の前記発光素子に接続される前記点灯スイッチをオン状態とし、前記発光期間後、且つ前記書き込み期間前に設定される前記補償期間にて、前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチを同時にオンして、前記保持容量に設定された前記記憶電圧をリセットし、前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチをオフした後、前記書き込み期間にて前記点灯スイッチをオフに維持したまま、前記画素回路の全部又は一部を行単位で順次選択して、選択された行の前記画素回路の前記保持容量に新たな前記画像信号に基づく前記記憶電圧を設定する設定動作を行う。
【００１８】
本発明に係る画像表示装置のさらに他の駆動方法は、電源線スイッチ回路を有する本発明に係る上記画像表示装置を駆動する方法であって、前記発光期間にて、行列配置された前記各画素回路の前記発光素子に接続される前記点灯スイッチをオン状態とし、前記発光期間後、且つ前記書き込み期間前に前記補償期間を包含して設定される補償可能期間にて、前記電源線に前記停止電圧源を接続し、前記補償期間にて、前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチを同時にオンして、前記保持容量に設定された前記記憶電圧をリセットし、前記点灯スイッチ、前記バイパススイッチ及び前記補償スイッチをオフし、さらに前記電源線に前記駆動電圧源を接続した後、前記書き込み期間にて前記点灯スイッチをオフに維持したまま、前記画素回路の全部又は一部を行単位で順次選択して、選択された行の前記画素回路の前記保持容量に新たな前記画像信号に基づく前記記憶電圧を設定する設定動作を行う。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る画像表示装置、及びその駆動方法によれば、発光素子に直列に接続される点灯スイッチをオンしたときの過渡的な電流が低減される。これにより、本来、低輝度で表示されるべき画素での当該電流による発光が低減されコントラスト比が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の概略の構成を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示パネルの概略の構成を示す模式的な回路図である。
【図３】第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置における画素回路の概略の回路図である。
【図４】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の駆動方式を説明するタイミング図である。
【図５】書き込み期間での画素回路の動作を説明するためのタイミング図である。
【図６】発光期間での画素回路の動作を説明するためのタイミング図である。
【図７】補償期間での画素回路の動作を説明するためのタイミング図である。
【図８】有機ＥＬ表示装置の動作を説明する模式的な信号波形図である。
【図９】補償動作を行った場合の０階調時の輝度の測定結果を示すグラフである。
【図１０】補償動作を行った場合の相対コントラストを示すグラフである。
【図１１】第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置における画素回路の概略の回路図である。
【図１２】第３の実施形態の有機ＥＬ表示装置における画素回路の概略の回路図である。
【図１３】第３の実施形態の画素回路の動作を説明するためのタイミング図である。
【図１４】第４の実施形態の有機ＥＬ表示装置における画素回路の概略の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）である画像表示装置について、図面に基づいて説明する。各実施形態は、ＯＬＥＤを発光素子として備えたアクティブマトリックス方式の有機ＥＬ表示装置である。
【００２２】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置２の概略の構成を示す模式図である。有機ＥＬ表示装置２は、本体回路４、表示基板６及び接続基板８を有する。本体回路４は、画像信号を処理する信号処理回路やフレームメモリなどを含み、例えば、ガラスエポキシ基板等のリジッド基板を用いて形成される。表示基板６には、表示画像の画素に対応する画素回路が配列された表示部１０が形成される。有機ＥＬ表示装置では、表示基板６をフレキシブルな材料で構成することもできる。表示基板６上には、表示部１０を駆動する駆動回路１２も設けられる。駆動回路１２は、その主要部を一又は複数の半導体チップに集積し、当該チップを表示基板６上に搭載することにより形成される。また、駆動回路１２として、低温ポリシリコンからなる半導体層を用いたＴＦＴ等で構成された回路を表示基板６上に直接形成することもできる。
【００２３】
接続基板８は、本体回路４と表示基板６とを接続し、例えば、本体回路４側に設けられるグラフィックコントローラなどから駆動回路１２へ表示データや表示コントロール信号を入力する。例えば、図１において、ＤＩは、本体回路４側から駆動回路１２に対する表示データインターフェース（ＲＧＢインターフェース）を意味し、グラフィックコントローラで形成された画像データと、データ取り込み用のクロックが連続的に入力される系（外部データ）である。この表示データインターフェース（ＤＩ）では、駆動回路１２は、従来のパーソナルコンピュータに使用されるドライバと同様に取り込み用クロックに合わせて画像データを順次取り込む。接続基板８は、フレキシブル配線基板で構成することができる。なお、駆動回路１２の一部又は全部を、接続基板８上に配置することもできる。
【００２４】
図２は、有機ＥＬ表示装置２の主に表示基板６（有機ＥＬ表示パネル）に形成される部分の概略の構成を示す模式的な回路図である。表示基板６には画素回路２０がマトリクス状に配置された表示部１０が設けられる他、駆動回路１２としてゲート駆動回路３０、信号線駆動回路３２、発光基準信号生成回路３４及び補償電源回路３６が設けられる。
【００２５】
ゲート駆動回路３０は表示部１０の画素回路２０の行（ライン）毎に制御信号を出力する。具体的には、本実施形態では、後述するように画素回路２０がそれぞれＴＦＴからなる３つのスイッチ（点灯スイッチ、バイパススイッチ及び補償スイッチ）を備えることに対応して、画素回路２０の行それぞれに３本の制御信号線（点灯制御線４０、バイパス制御線４２及び補償制御線４４）が設けられ、ゲート駆動回路３０は、各行の制御線４０，４２，４４に制御信号を供給する。
【００２６】
信号線駆動回路３２は選択された行の各画素の画像信号を表すデータを入力され、当該データをＤ／Ａ変換器でアナログ電圧に変換して画像信号に応じた電圧信号を生成する。信号線駆動回路３２は当該電圧信号を表示部１０の画素回路２０の列毎に生成する。画素回路２０の列それぞれには信号線４６が設けられ、信号線駆動回路３２は各列の信号線４６に、選択された行の各画素の画像信号を表す電圧信号を並列して出力する。
【００２７】
信号線４６にはスイッチＳＷa，ＳＷbが設けられる。これらスイッチＳＷa，ＳＷbを用いて、信号線駆動回路３２、発光基準信号生成回路３４及び補償電源回路３６のうち信号線４６に接続される回路が切り換えられる。具体的には、スイッチＳＷaはオン状態にて信号線４６に補償電源回路３６を接続し、オフ状態では補償電源回路３６を信号線４６から切り離す。スイッチＳＷbは、信号線４６を信号線駆動回路３２に接続する状態、発光基準信号生成回路３４に接続する状態、及びいずれにも接続しない状態を切り換える。これらスイッチＳＷa，ＳＷbの切り換えは制御回路（図示せず）により行われる。
【００２８】
発光基準信号生成回路３４は画素回路２０の発光基準信号ＶＲＥＦを生成する。また、補償電源回路３６は補償電圧源として機能する。これら発光基準信号生成回路３４及び補償電源回路３６の出力電圧は信号線４６を介して各画素回路２０に供給される。
【００２９】
各画素回路２０は、ＯＬＥＤ駆動電圧源（図２には図示せず）から電源線４８を介して正電圧ＶＯＬＥＤを供給される。また、図２には図示していないが、各画素回路２０は共通接地線を介して接地電位ＧＮＤを供給される。
【００３０】
ゲート駆動回路３０は垂直走査回路６０と行毎の論理回路６２とを有する。垂直走査回路６０は表示部１０にて動作対象となる画素回路の行を列方向（例えば、画面上側から下側への向き）に順番に選択し、当該選択した行に対するタイミング信号を生成し、当該行の論理回路６２へ出力する。具体的には、垂直走査回路６０はシフトレジスタであり、直列接続された複数段のフリップフロップからなる。制御回路は、垂直走査回路６０にシフトクロックＣＫ（周期τＣＫ）を供給すると共に、垂直走査回路６０の先頭段にパルスＰＩを入力する。垂直走査回路６０はパルスＰＩをシフトクロックＣＫの立ち上がりでラッチし出力する。垂直走査回路６０の直列接続された各段は直前の段の出力を入力され、当該入力をシフトクロックＣＫに同期してラッチし出力する。これにより先頭段にてラッチされたＨｉｇｈレベル（論理値“１”に対応、以下、Ｈレベル）又はＬｏｗレベル（論理値“０”に対応、以下、Ｌレベル）の状態は、シフトクロックＣＫの周期毎に順番に後段へシフトされる。また、各段の出力は並列して垂直走査回路６０の外部へ取り出すことができる。画素回路２０の各行に複数段のフリップフロップを対応付けることで、垂直走査回路６０は位相差を有する複数のタイミング信号を各行に対して出力することができる。本実施形態では、垂直走査回路６０は、連続する３段のフリップフロップが各行に割り当てられるシフトレジスタで構成され、パルスＰＩは、垂直走査回路６０の先頭段にてＨレベルがクロック２周期（２τＣＫ）に亘りラッチされるように設定される。そして、第ｋ行に対応付けられる３段のフリップフロップのうち１段目の出力が当該行に対する第１のタイミング信号ＬＡｋとして取り出され、２段目の出力が第２のタイミング信号ＬＢｋとして取り出される。タイミング信号ＬＡｋ，ＬＢｋにはそれぞれ幅２τＣＫのパルスが現れるが、ＬＢｋのパルスはＬＡｋのパルスに対してクロック１周期（τＣＫ）分遅れる。
【００３１】
論理回路６２は、垂直走査回路６０が出力する行毎のタイミング信号ＬＡｋ，ＬＢｋ、及び制御回路がタイミング信号線７０，７２，７４に出力する行共通のタイミング信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に基づいて動作する。図２に示す例では、第ｋ行のタイミング信号ＬＡｋと、信号Ｓ２とがＡＮＤ回路８０に入力され、それらの論理積がＯＲ回路８２に入力される。ＯＲ回路８２は、ＡＮＤ回路８０の出力と信号Ｓ１との論理和を第ｋ行の点灯制御信号ＳＬＧＴとして点灯制御線４０へ出力する。また、第ｋ行のタイミング信号ＬＢｋと、信号Ｓ３とがＡＮＤ回路８４に入力され、それらの論理積が第ｋ行のバイパス制御信号ＳＢＰＳとしてバイパス制御線４２へ出力される。
【００３２】
各補償制御線４４はタイミング信号線７６に接続される。制御回路はタイミング信号線７６にタイミング信号Ｓ４を出力し、当該信号Ｓ４が補償制御信号ＳＣＭＰとして各補償制御線４４に共通に出力される。
【００３３】
図３は、図２に示す有機ＥＬ表示パネルの表示部１０に配列される画素回路２０の概略の回路図である。各画素回路２０は、発光素子としてＯＬＥＤ９０を有する。具体的にはＯＬＥＤ９０は、ＡｌＳｉ ，ＡｌＮｄ，Ａｇ，ＩＴＯ（Indium T in Oxide）等によって形成されたアノード層及びカソード層と、アリールアミン誘導体，フタルシアニン，トリスアルミニウム錯体，ベンゾキノリノラト，イリジウム錯体等の有機系の材料によってアノード層とカソード層との間に形成された発光層とを少なくとも備えた構造を有し、発光層に注入された正孔と電子とが再結合することによって光を生じる機能を有する。ＯＬＥＤ９０のカソード電極は共通接地線に接続される。また、ＯＬＥＤ９０のアノード電極は、ｎ型ＴＦＴからなる点灯スイッチ９２と、ｐ型ＴＦＴ（以下、駆動ＴＦＴという。）９４を介して電源線４８に接続される。
【００３４】
また、駆動ＴＦＴ９４の制御端子であるゲート電極は、保持コンデンサ９６を介して信号線４６に接続され、駆動ＴＦＴ９４のドレイン電極とゲート電極との間には、ｎ型ＴＦＴからなるバイパススイッチ９８が設けられる。なお、バイパススイッチ９８のゲート電極は、バイパス制御線４２に接続される。また、点灯スイッチ９２のゲート電極は、点灯制御線４０に接続される。
【００３５】
ＯＬＥＤ９０と点灯スイッチ９２との接続点と信号線４６との間にｎ型ＴＦＴからなる補償スイッチ１００が接続される。補償スイッチ１００のゲート電極は、補償制御線４４に接続される。
【００３６】
なお、既に述べたように画素回路２０の各ＴＦＴは例えば、半導体層にポリシリコンを用いる多結晶シリコン薄膜トランジスタであり、表示基板６上に形成されている。
【００３７】
次に有機ＥＬ表示装置２の動作について説明する。有機ＥＬ表示装置２の動作では１フレーム期間に、書き込み期間ＰＷ、発光期間ＰＥ及び補償期間ＰＸが設けられる。書き込み期間ＰＷでは、各行の画素回路２０の保持コンデンサ９６への画像信号の書き込みを行い、発光期間ＰＥでは、保持コンデンサ９６に書き込んだ画像信号に応じた強度で各行のＯＬＥＤ２２を発光させる。補償期間ＰＸは、これら書き込み期間ＰＷと発光期間ＰＥとの間に設けられる。本実施形態では、書き込み期間ＰＷ後、かつ発光期間ＰＥ前に補償期間ＰＸ１が設けられ、発光期間ＰＥ後、かつ書き込み期間ＰＷ前に補償期間ＰＸ２が設けられる。なお、補償期間ＰＸ１，ＰＸ２はいずれか一方だけを設けることもできる。
【００３８】
図４は、この有機ＥＬ表示装置２の駆動方式を説明するタイミング図であり、タイミング信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の電圧レベルを示す図である。書き込み期間ＰＷでは、制御回路はタイミング信号Ｓ２，Ｓ３のＨレベルの期間を発生させる。一方、制御回路は、書き込み期間ＰＷにおいてタイミング信号Ｓ１，Ｓ４をＬレベルに維持する。
【００３９】
発光期間ＰＥでは、制御回路は、タイミング信号Ｓ１をＨレベル、タイミング信号Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をＬレベルに維持する。
【００４０】
また、補償期間ＰＸ（ＰＸ１及びＰＸ２）では、制御回路は、タイミング信号Ｓ４をＨレベル、タイミング信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をＬレベルに維持する。
【００４１】
図５は、書き込み期間ＰＷでの画素回路２０の動作を説明するためのタイミング図である。書き込み期間ＰＷにおいて、スイッチＳＷaはオフ状態とされ、スイッチＳＷbは、信号線４６を信号線駆動回路３２に接続する状態に設定される。図５には、第ｋ行と第（ｋ＋１）行とが順番に垂直走査回路６０により選択される場合の信号波形が示されている。信号群１１０は第ｋ行に対する信号、信号群１１２は第（ｋ＋１）行に対する信号であり、各信号群にはバイパス制御信号ＳＢＰＳ、点灯制御信号ＳＬＧＴ及び補償制御信号ＳＣＭＰが示されている。各制御信号ＳＢＰＳ，ＳＬＧＴ，ＳＣＭＰのＨレベルはそれぞれｎ型ＴＦＴからなるバイパススイッチ９８、点灯スイッチ９２、補償スイッチ１００をオンの状態にし、Ｌレベルはオフの状態にする。図５には、或る列の信号線４６に信号線駆動回路３２から印加される画像信号ＶＳも示している。
【００４２】
書き込み期間ＰＷにおいて各行の論理回路６２のＡＮＤ回路８０，８４それぞれの一方端子に入力されるタイミング信号Ｓ２，Ｓ３はＨレベルに維持されるので（図４参照）、ＡＮＤ回路８０，８４それぞれの他方端子に入力される行毎のタイミング信号ＬＡｋ，ＬＢｋによって点灯制御信号ＳＬＧＴ、バイパス制御信号ＳＢＰＳの電位レベルが定まる。
【００４３】
すなわち、第ｋ行の点灯制御信号ＳＬＧＴがタイミング信号ＬＡｋに同期して長さ２τＣＫを有する時刻Ｔ０からＴ２までの期間、Ｈレベルとなる場合、第ｋ行のバイパス制御信号ＳＢＰＳが１クロック遅れたタイミング信号ＬＢｋに同期して時刻Ｔ１からＴ３までの期間、Ｈレベルとなる。さらに、第（ｋ＋１）行の点灯制御信号ＳＬＧＴがタイミング信号ＬＡｋ＋１に同期して時刻Ｔ３にて立ち上がり、これより１クロック遅れて第（ｋ＋１）行のバイパス制御信号ＳＢＰＳが立ち上がる。
【００４４】
第ｋ行の画素回路２０では、時刻Ｔ１からＴ２までの期間、バイパススイッチ９８及び点灯スイッチ９２がオンとなることで、駆動ＴＦＴ９４はゲート電極とドレイン電極とが接続されたダイオード接続になり、前のフレームで保持コンデンサ９６に記憶されていた駆動ＴＦＴ９４のゲート電極の電圧はクリアされる。
【００４５】
次に、時刻Ｔ２で点灯スイッチ９２がオフすると、駆動ＴＦＴ９４とＯＬＥＤ９０とは強制的に電流オフ状態になる。このとき、駆動ＴＦＴ９４のゲート電極とドレイン電極とはバイパススイッチ９８で短絡されているため、保持コンデンサ９６の一端でもある駆動ＴＦＴ９４のゲート電極の電圧は、電源線４８の電圧より閾値電圧（Ｖｔｈ）だけ低い電圧に自動的にリセットされる。なお、このとき、保持コンデンサ９６の他端には、信号線４６から第ｋ行の画像信号ＶＳｋのアナログ画像電圧が入力されている。
【００４６】
次に、時刻Ｔ３でバイパススイッチ９８がオフすると、保持コンデンサ９６はその時点の両端の電位差を保持する。これにより、第ｋ行の画素回路２０への画像信号の書き込みが完了する。
【００４７】
続いて第（ｋ＋１）行の画素回路２０への画像信号の書き込みが第ｋ行と同様に行われる。このようにして、画素回路２０へのアナログ画像電圧の書込みは、垂直走査回路６０の列方向の走査に応じて行毎に順次行われ、全ての行の画素回路２０への書込みが終了した時点で１フレームの書き込み期間ＰＷは終了する。
【００４８】
なお、図５に示すように補償制御信号ＳＣＭＰはＬレベルに維持されるので、書き込み期間ＰＷにて補償スイッチ１００はオフ状態に保たれる。
【００４９】
図６は発光期間ＰＥでの画素回路２０の動作を説明するためのタイミング図である。発光期間ＰＥでは、タイミング信号線７０に印加されるタイミング信号Ｓ１がＨレベルに維持される結果、各行の論理回路６２のＯＲ回路８２の出力はＨレベルとなる。すなわち、発光期間ＰＥにて各行の点灯制御信号ＳＬＧＴはＨレベルとなる。一方、タイミング信号Ｓ３，Ｓ４は発光期間ＰＥにてＬレベルであるので、バイパス制御信号ＳＢＰＳ，補償制御信号ＳＣＭＰはＬレベルに維持される。その結果、発光期間ＰＥにて、各画素回路２０の点灯スイッチ９２はオン状態、バイパススイッチ９８及び補償スイッチ１００はオフ状態に保たれる。
【００５０】
また、スイッチＳＷaはオフ状態とされ、一方、スイッチＳＷbは信号線４６を発光基準信号生成回路３４に接続する。発光基準信号生成回路３４は発光期間ＰＥにて一定電圧ＶＲＥＦの発光基準信号ＳＲＥＦを信号線４６に印加する。
【００５１】
さて、発光期間ＰＥにおいて各画素回路２０の保持コンデンサ９６は、先行する書き込み期間ＰＷにて画像信号ＶＳｋに応じた電圧を設定されている。すなわち、保持コンデンサ９６の信号線４６に接続された一方端子に、書き込み期間ＰＷにて印加されたＶＳｋと等しい電圧が印加されると、駆動ＴＦＴ９４のゲート電極に接続される他方端子の電圧は、電源線４８の電圧より閾値電圧Ｖｔｈだけ低い電圧となる。
【００５２】
従って、発光基準信号ＳＲＥＦを信号線４６に印加すると、画像信号ＶＳｋを書き込まれた画素回路２０の駆動ＴＦＴ９４は、発光基準信号ＳＲＥＦがＶＳｋより高ければオフ状態となり、一方、ＶＳｋより低ければオン状態となる。電圧ＶＲＥＦは画質を考慮して設定され、例えば、画像信号ＶＳの振幅の範囲内に設定することができる。
【００５３】
駆動ＴＦＴ９４はオン状態にてＯＬＥＤ９０に（ＶＳｋ−ＶＲＥＦ）に応じた駆動電流を供給する駆動電流発生部として機能する。発光期間ＰＥにおいて点灯スイッチ９２はオン状態であるので、各画素回路２０のＯＬＥＤ９０は駆動ＴＦＴ９４により駆動される。
【００５４】
本実施形態では、１フレーム期間のうち発光期間ＰＥにのみＯＬＥＤ９０を発光させることで、連続する複数フレームの画像の表示において、画像相互間に無発光期間を設けることが可能である。これによりなめらかな動画像表示が可能となる。
【００５５】
図７は補償期間ＰＸでの画素回路２０の動作を説明するためのタイミング図である。補償期間ＰＸ１は書き込み期間ＰＷにて最終行に対するバイパス制御信号ＳＢＰＳがＬレベルとなり（図５参照）、全行への書き込みが完了した後に開始される。また、補償期間ＰＸ２は発光期間ＰＥにて点灯制御信号ＳＬＧＴがＬレベルとなり（図６参照）、各画素回路２０のＯＬＥＤ９０の発光が停止された後に開始される。
【００５６】
補償期間ＰＸでは、タイミング信号線７６に印加されるタイミング信号Ｓ４がＨレベルに維持される結果、各行の補償制御信号ＳＣＭＰはＨレベルとなる。一方、タイミング信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は補償期間ＰＸにてＬレベルであるので、バイパス制御信号ＳＢＰＳ、点灯制御信号ＳＬＧＴはＬレベルに維持される。その結果、補償期間ＰＸにて、各画素回路２０の補償スイッチ１００はオン状態、バイパススイッチ９８及び点灯スイッチ９２はオフ状態を維持する。
【００５７】
また、スイッチＳＷaはオン状態とされ、信号線４６は補償電源回路３６に接続される。一方、スイッチＳＷbは、信号線４６を信号線駆動回路３２及び発光基準信号生成回路３４のいずれにも接続しないフローティング状態に設定される。これにより、補償期間ＰＸにて信号線４６は補償電源回路３６の出力電圧ＶＣＭＰを印加される。
【００５８】
これにより、ＯＬＥＤ９０と点灯スイッチ９２との接続点、すなわちＯＬＥＤ９０のアノード電極、及び点灯スイッチ９２のソース電極が補償スイッチ１００及び信号線４６を介して補償電源回路３６に接続され補償電圧ＶＣＭＰを印加される。
【００５９】
補償電源回路３６の電圧ＶＣＭＰは負電圧に設定する。当該電圧値は、点灯スイッチ９２を構成するｎ型ＴＦＴのゲート−ソース間電圧ＶＧＳを閾値未満に保つことや、逆バイアスによるＯＬＥＤ９０のリーク電流の大きさなどを考慮に入れて設定される。
【００６０】
図８は有機ＥＬ表示装置２の動作を説明する模式的な信号波形図であり、１フレーム期間におけるバイパス制御信号ＳＢＰＳ、点灯制御信号ＳＬＧＴ、補償制御信号ＳＣＭＰ及びＯＬＥＤ９０の発光強度ＩＥＭＴを示している。発光強度ＩＥＭＴは、ＯＬＥＤ９０の過剰発光の様子を理解容易とするため、画素回路２０に書き込む画像信号ＶＳを最低階調（０階調）にした場合を示している。また、補償制御信号ＳＣＭＰ及び発光強度ＩＥＭＴは、条件が異なる４つの場合について示している。条件ａは２つの補償期間ＰＸ１，ＰＸ２のいずれにおいても、図７を用いて説明した上述の補償動作を行わない場合である。また、条件ｂ１は補償期間ＰＸ１のみで補償動作を行う場合、条件ｂ２は補償期間ＰＸ２のみで補償動作を行う場合、そして条件ｃは補償期間ＰＸ１，ＰＸ２の両方で補償動作を行う場合である。
【００６１】
図８において、書き込み期間ＰＷのバイパス制御信号ＳＢＰＳのパルス１２０、及び点灯制御信号ＳＬＧＴのパルス１２２は任意の１行に対するものを示している。条件ａの発光強度ＩＥＭＴの波形には、各行の書き込み動作にて生じる発光１２４，１２６と、発光期間ＰＥの開始時に生じる発光１２８とが示されている。これら発光１２４，１２６，１２８は黒浮きの原因となる過剰な発光である。
【００６２】
発光１２６は、図５の時刻Ｔ１からＴ２までの期間に相当する期間ξ２に生じる。当該期間ξ２では、保持コンデンサ９６の一方端がバイパススイッチ９８、点灯スイッチ９２及びＯＬＥＤ９０を介して共通接地線へ接続され、保持コンデンサ９６に蓄積されていた前フレームの画像信号に応じた電荷が放電される。この書き込み対象行での保持コンデンサ９６のリセット動作に伴いＯＬＥＤ９０に電流が流れ、当該行のＯＬＥＤ９０が発光する。この発光は上述の画素回路２０の駆動方式にて予定されたものである。
【００６３】
発光１２４は点灯スイッチ９２をオフ状態からオン状態へ移行することに起因して生じ、そのピークは基本的にバイパススイッチ９８がオンする前の期間ξ１に生じる。この発光１２４は発光１２６と同様、書き込み対象の行毎に生じる。
【００６４】
発光１２８も発光１２４と同様、点灯スイッチ９２をオフ状態からオン状態へ移行することに起因して生じ、発光期間ＰＥの開始直後にピークを生じる。この発光１２８は表示部１０全体のＯＬＥＤ９０で一斉に起こるので、瞬間的な輝度は行毎の発光１２４，１２６より大きくなる。図８はこの強度差を模式的に表現している。
【００６５】
発光１２４，１２８の発生機構として、点灯スイッチ９２をオフからオンに移行させるときの点灯制御線４０の電位変化が点灯スイッチ９２のゲート電極とソース電極との間の寄生容量ＣＰの電荷蓄積状態の変化を生じ、その際の電荷移動がＯＬＥＤ９０に過渡的な電流を生じることが考えられる。この機構は例えば、点灯スイッチ９２のオン時に点灯制御線４０の電位が上がると容量ＣＰによるカップリングによって点灯スイッチ９２のソース電極に電子が集まり、その結果、ＯＬＥＤ９０のアノード電位が上昇してＯＬＥＤ９０が順バイアス状態になるというモデルにより定性的に解釈することができる。
【００６６】
有機ＥＬ表示装置２が行う補償動作は、このような点灯スイッチ９２のオン後の電荷移動を補償して、ＯＬＥＤ９０に過渡的な電流が生じることを抑制しようとするものである。例えば、上述のモデルにおける補償動作では、点灯スイッチ９２のソース電極とＯＬＥＤ９０との接続部分に当該部分の電位より低い補償電圧源を接続することで、当該部分に電子が注入される。注入された電子は、オフ状態でのソース電極の電子蓄積量を増加させてオン時にソース電極へ移動する電子の量を少なくしたり、また、ＯＬＥＤ９０のアノード電位を引き下げて順バイアス状態になりにくくし、これにより、ＯＬＥＤ９０の過渡的な電流を防止・軽減し得る。
【００６７】
有機ＥＬ表示装置２は条件ｂ１では、この補償動作を補償期間ＰＸ１にて行うことにより、期間ＰＸ１に続く発光期間ＰＥの開始時の発光１２８を防止・軽減することができる。条件ｂ２では、補償動作を補償期間ＰＸ２にて行うことにより、期間ＰＸ２に続く書き込み期間ＰＷでの発光１２４を防止・軽減できる。条件ｃでは、期間ＰＸ１とＰＸ２とで補償動作を行うので、発光１２４，１２８の双方を防止・軽減できる。
【００６８】
図９、図１０は条件ａ，ｂ１，ｂ２，ｃでの測定結果を示すグラフである。図９は、条件ａに対する条件ｂ１，ｂ２，ｃそれぞれの相対輝度を示す。図９の縦軸は０階調表示時の輝度に基づく相対輝度であり、横軸は補償期間ＰＸの長さである。曲線１３０は条件ｃの測定結果、曲線１３２は条件ｂ１の測定結果、そして曲線１３４は条件ｂ２の測定結果を示している。補償動作を行ったいずれの条件でも、補償動作を行わない条件ａより０階調時の相対輝度が低減され、上述した過剰発光の抑制に対して有機ＥＬ表示装置２の構成及び駆動方法の有効性が示された。今回の測定では、条件ｂ２より条件ｂ１において相対輝度が低減される結果が得られた。この結果より、発光期間ＰＥの開始時の発光１２８が黒浮きに比較的大きな影響を及ぼしていること、及び、上述の補償動作は当該発光１２８を好適に抑制できることが伺われる。さらに、条件ｃの結果が示すように、補償期間ＰＸ１及びＰＸ２で補償動作を行うことで、一層の黒浮き防止が可能となる。
【００６９】
なお、図９に示すように、相対輝度は補償期間ＰＸの変化に対して極小値を有し、最適値が存在し得るという実験結果が得られた。よって、補償期間ＰＸの長さは実験等に基づき求められる最適値に設定することが好ましい。例えば、本実施形態では補償動作を行う各条件に対して、相対輝度は８３μＳで最小となり、補償期間ＰＸの長さはおよそ６０〜１００μＳの範囲にて設定すれば好適な相対輝度が実現されるという結果が得られた。
【００７０】
図１０は、図９に示した測定と同一条件で測定した相対コントラストを示している。図１０の縦軸は条件ａに対する相対コントラストであり、横軸は補償期間ＰＸの長さである。曲線１４０は条件ｃの測定結果、曲線１４２は条件ｂ１の測定結果、そして曲線１４４は条件ｂ２の測定結果を示している。補償動作によって０階調時の輝度が抑制されることでコントラストの向上が図られる。
【００７１】
上述の実施形態では、１フレーム期間に書き込み期間ＰＷ，発光期間ＰＥをそれぞれ１回ずつ設ける有機ＥＬ表示装置２の駆動方法を示した。このような通常駆動に代えて、１フレームの書き込みを複数の書き込み期間ＰＷに分割して行う駆動方法も可能である。例えば、４８０ラインからなる表示部１０の書き込みを６０ライン毎に分割する場合、１フレーム期間にて書き込み期間及び発光期間が８回繰り返される。このような駆動方法では、各ラインの書き込み動作は１フレーム期間に１回ずつであるので、発光１２４の影響は通常動作と比べて原理的に変わらないが、発光動作は各回にて全ラインが点灯されるので、発光１２８の影響は通常動作と比べて８倍となる。このような駆動方法では上述した補償動作が極めて有効である。
【００７２】
ここで、０階調での駆動時のＯＬＥＤ素子自体の輝度は、データ電圧をダイナミックに変化させない限り、基本的には最大階調時の輝度には依存せず一定値をとる。このことは、消費電力の低減の観点から行われ得る低輝度表示などにおいては、コントラスト比が低下する必然的な要因が存在していることを意味する。このコントラスト比の低下を緩和するために、ＯＬＥＤ素子に不要な電流が流れて生じる過剰発光を抑制することは重要である。上述の有機ＥＬ表示装置２の構成及び駆動方法はこの過剰発光を好適に抑制することができる。
【００７３】
また、発光期間の伸張により表示輝度を制御する画像表示装置においては、低輝度モード時に発光期間ＰＥを短くすることになる。発光期間ＰＥが短い場合、発光期間ＰＥ開始時における有機ＥＬ素子の発光１２８の影響は相対的に大きくなる。そのため、このような画像表示装置においても本発明による黒輝度の抑制が有効性が高くなる。
【００７４】
過剰発光を抑制することで、暗室コントラスト比が改善される。暗室コントラスト比の向上により、低階調域における色再現範囲の拡大が可能となり、高い質感を映像に持たせる等の表示品位の向上が図られる。例えば、暗いシーンが多い映画などを表示した場合においても、意図された通りの色彩を表現することができる。
【００７５】
なお、図３の画素回路２０では、構成が簡単な単チャネルの薄膜トランジスタを用いた回路構成を示したが、有機ＥＬ表示装置２に用いられる各ＴＦＴを例えば、ＣＭＯＳ構成にすることも可能である。また、画素回路２０の各ＴＦＴは半導体層にアモルファスシリコンを用いるアモルファスシリコン薄膜トランジスタを用いてガラス基板上に構成するようにしてもよい。
【００７６】
［第２の実施形態］
第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して援用し説明の簡素化を図る。
【００７７】
図１１は、本実施形態の有機ＥＬ表示装置２の表示部１０に配列される画素回路２００の回路図である。画素回路２００の補償スイッチ１００は一方端子を、ＯＬＥＤ９０のカソードと同様、共通接地線に接続される。なお、画素回路２００の補償スイッチ１００の他方端子は第１の実施形態の画素回路２０と同様、ＯＬＥＤ９０のアノードに接続される。
【００７８】
補償スイッチ１００の一方端子が信号線４６ではなく、共通接地線に接続されることに対応して、本実施形態の有機ＥＬ表示装置２は図２において補償電源回路３６及びスイッチＳＷaを廃した構成となる。また、駆動方法に関しては、補償期間ＰＸにてスイッチＳＷaをオンする必要はなくなる。なお、補償動作に信号線４６を利用しないので、補償期間ＰＸにてスイッチＳＷbにより信号線駆動回路３２又は発光基準信号生成回路３４が信号線４６に接続されていてもよい。
【００７９】
本実施形態では、第１の実施形態にて補償電源回路３６の電圧ＶＣＭＰを接地電位ＧＮＤに設定した場合と同様の過剰発光抑制の効果が期待できる。
【００８０】
［第３の実施形態］
第３の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して援用し説明の簡素化を図る。第１の実施形態の説明で用いた図２に示した構成に関して、本実施形態の有機ＥＬ表示装置２の主な相違点は、電源線４８へ供給される電源電圧ＶＤＬを切り換え可能である点である。この点については、図１２を用いて後述する。
【００８１】
図１２は、本実施形態の有機ＥＬ表示装置２の表示部１０に配列される画素回路３００の概略の回路図である。画素回路３００の補償スイッチ１００は、一方端子をバイパススイッチ９８と駆動ＴＦＴ９４のゲートとの接続点に接続され、他方端子を信号線４６に接続される。
【００８２】
各画素回路３００へ配線される電源線４８は、電源線スイッチ回路３０２に接続される。電源線スイッチ回路３０２は電源電圧制御回路３０４により制御され、正電圧ＶＯＬＥＤを供給するＯＬＥＤ駆動電圧源と、駆動ＴＦＴ９４からＯＬＥＤ９０への駆動電流の供給を停止させる停止電圧源とのいずれに電源線４８を接続するかを切り換える。本実施形態では接地電位ＧＮＤを停止電圧源として用いる。なお、停止電圧源は、基本的には後述する補償動作にて駆動ＴＦＴ９４をオンさせない電圧であればよい。
【００８３】
図１３は、画素回路３００の動作を説明するためのタイミング図である。第１の実施形態では補償動作を行うタイミングとして２つの補償期間ＰＸ１，ＰＸ２を示したが、本実施形態では発光期間ＰＥと次の書き込み期間ＰＷとの間の補償期間ＰＸ２にて補償動作を行う。
【００８４】
発光期間ＰＥでは、第１の実施形態と同様、各行の点灯制御信号ＳＬＧＴはＨレベルとなり、一方、バイパス制御信号ＳＢＰＳ、補償制御信号ＳＣＭＰはＬレベルに設定される。その結果、発光期間ＰＥにて各画素回路３００の点灯スイッチ９２はオン状態、バイパススイッチ９８及び補償スイッチ１００はオフ状態となる。
【００８５】
発光期間ＰＥでは第１の実施形態と同様、スイッチＳＷaはオフ状態、スイッチＳＷbはオン状態とされ、信号線４６はスイッチＳＷbを介して発光基準信号生成回路３４に接続される。発光基準信号生成回路３４は一定電圧ＶＲＥＦの発光基準信号ＳＲＥＦを信号線４６に印加する。保持コンデンサ９６は、先行する書き込み期間ＰＷにて画像信号ＶＳｋに応じた端子間電圧を設定されており、信号線４６に接続された保持コンデンサ９６の一方端子が一定電圧ＶＲＥＦに設定されることで、保持コンデンサ９６の他方端子に接続された駆動ＴＦＴ９４のゲートは画像信号ＶＳｋに応じた電位に設定される。
【００８６】
電源電圧制御回路３０４は電源線スイッチ回路３０２を制御して、電源線４８をＯＬＥＤ駆動電圧源に接続し、電源線４８は駆動ＴＦＴ９４の電流入力端子であるソースにＶＯＬＥＤを供給する。また、上述のように点灯スイッチ９２はオン状態であるので、駆動ＴＦＴ９４はオン状態にて画像信号ＶＳｋに応じた駆動電流を生じ、各画素回路３００のＯＬＥＤ９０は当該駆動電流により駆動される。
【００８７】
さて、この発光期間ＰＥが完了すると、次は補償期間ＰＸ２となる。補償期間ＰＸ２は、発光期間ＰＥにて点灯制御信号ＳＬＧＴがＬレベルとなり各画素回路３００のＯＬＥＤ９０の発光が停止された後に開始される。
【００８８】
補償期間ＰＸ２では、スイッチＳＷa，ＳＷbを制御して、信号線４６に補償電源回路３６の出力電圧ＶＣＭＰを印加する。補償電圧ＶＣＭＰは第１の実施形態と同様に負電圧に設定される。また、電源電圧制御回路３０４が電源線スイッチ回路３０２を制御して、電源線４８に接地電位ＧＮＤを印加する。
【００８９】
本実施形態における補償期間ＰＸ２は正確には補償動作を可能な補償可能期間であり、実際に補償動作が行われる実質的な補償期間は期間ＰＸ２内にて、各行の補償制御信号ＳＣＭＰ、バイパス制御信号ＳＢＰＳ及び点灯制御信号ＳＬＧＴが共にＨレベルに設定される期間である。当該実質的な補償期間では、各画素回路３００の補償スイッチ１００、バイパススイッチ９８及び点灯スイッチ９２は同時にオンしている状態となる。これにより、ＯＬＥＤ９０のアノード電極、及び点灯スイッチ９２のソース電極がバイパススイッチ９８及び補償スイッチ１００を介して信号線４６に接続されて補償電圧ＶＣＭＰを印加され、第１の実施形態にて説明した補償動作が実現される。
【００９０】
補償期間ＰＸ２の後、書き込み期間ＰＷとなる。書き込み期間ＰＷでは、画素回路３００の保持コンデンサ９６に画像信号ＶＳに応じた電圧を設定する動作を行毎に行う。
【００９１】
ここで、図５を用いて説明した第１の実施形態の書き込み期間ＰＷの動作では、保持コンデンサ９６に新たなフレームの画像信号ＶＳに応じた電圧を設定する際に、前フレームで設定された保持コンデンサ９６の記憶電圧をリセットするプリチャージ動作（図５の時刻Ｔ１からＴ２）、及び駆動ＴＦＴ９４のＶｔｈのばらつきをキャンセルするＶｔｈキャンセル動作（図５の時刻Ｔ２からＴ３）を行った。本実施形態では、補償期間ＰＸ２にて、補償動作と同時にプリチャージ動作が行われるので、書き込み期間ＰＷでは、プリチャージ動作を省略することができる。すなわち、各行の書き込み動作にて点灯スイッチ９２をオンする必要がない。
【００９２】
具体的には、書き込み期間ＰＷにて、電源電圧制御回路３０４は電源線スイッチ回路３０２を制御して、電源線４８に駆動電圧ＶＯＬＥＤを印加する。一方、信号線駆動回路３２は、書き込み期間ＰＷにて時分割で、信号線４６に各行の画像信号ＶＳを順次印加する。ゲート駆動回路３０は各行の点灯制御信号ＳＬＧＴ及び補償制御信号ＳＣＭＰをＬレベルに維持し、点灯スイッチ９２及び補償スイッチ１００をオフ状態に保つ。ゲート駆動回路３０は、第ｋ行の画像信号ＶＳｋが信号線４６に印加される期間ＰＷ(k)内において、第ｋ行のバイパス制御信号ＳＢＰＳをＨレベルとする期間ＰＶＴＨ(k)を設ける。当該期間では、点灯スイッチ９２及び補償スイッチ１００がオフした状態で、バイパススイッチ９８がオン状態とされ、Ｖｔｈキャンセル動作が行われる。
【００９３】
書き込み期間ＰＷにて各行に対して画像信号の書き込み及びＶｔｈキャンセルが完了すると発光期間ＰＥが開始され、保持コンデンサ９６に設定された記憶電圧に応じた強度で各行のＯＬＥＤ９０が発光する。
【００９４】
本実施形態の補償動作は、期間ＰＸ２に続く書き込み期間ＰＷでの発光を防止・軽減できる。本実施形態の補償動作によれば、上述したように書き込み期間ＰＷにて点灯スイッチ９２はオフに維持できる。すなわち、本実施形態の有機ＥＬ表示装置２は、第１の実施形態にて図８を用いて説明した発光１２４，１２６を防止でき、黒浮きを軽減してコントラストの向上を図ることができる。
【００９５】
なお、本実施形態の構成に、第１又は第２の実施形態の補償スイッチを併用することにより、補償期間ＰＸ２だけでなく、補償期間ＰＸ１でも補償動作を行うようにすることができる。この構成では、図８を用いて説明した発光１２４，１２６，１２８のいずれも防止・軽減できる。
【００９６】
また、電源線スイッチ回路３０２を設けず、補償期間ＰＸ２にて電源線４８にＶＯＬＥＤを印加した状態で補償動作を行う構成としても、発光１２４，１２６を防ぐ効果は期待できる。
【００９７】
本実施形態では補償スイッチの一方端子を信号線４６に接続し、補償動作時に信号線４６を補償電源回路３６に接続する構成としたが、画像信号ＶＳを伝達する信号線４６を補償電圧ＶＣＭＰの印加に兼用するのではなく、補償電源回路３６から補償スイッチ１００の一方端子へ信号線４６とは別個の信号線を設けてもよい。
【００９８】
［第４の実施形態］
第４の実施形態において、第１又は第３の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して援用し説明の簡素化を図る。第３の実施形態では、各画素回路３００の点灯スイッチ９２は互いに同じタイミングで切り換えられる。すなわち、第３の実施形態の補償スイッチ１００の配置、及び補償動作において、点灯スイッチ９２は複数の画素回路で共用することができる。本実施形態はこの点灯スイッチ９２を共用する構成である。
【００９９】
図１４は本実施形態の有機ＥＬ表示装置２の表示部１０に配列される画素回路４００の回路図である。画素回路４００が第３の実施形態の画素回路３００と相違する点は、画素回路４００は点灯スイッチ９２を有さず、点灯スイッチ９２は画素回路４００の外に設けられる。当該点灯スイッチ９２は例えば、表示部１０に配列される全画素回路４００で共用される。
【０１００】
具体的には、各画素回路４００のＯＬＥＤ９０のアノード電極は当該画素回路４００の駆動ＴＦＴ９４のドレイン電極に接続され、一方、各画素回路４００のＯＬＥＤ９０のカソード電極は、表示部１０内に配線される共通接地線４０２に接続される。言い換えれば、各画素回路４００のＯＬＥＤ９０のカソード電極は共通接地線４０２によって互いに接続される。そして、共通接地線４０２が接地電位ＧＮＤに接続されることによって、各ＯＬＥＤ９０のカソード電極に接地電位ＧＮＤが印加される。点灯スイッチ９２は、共通接地線４０２と接地電位ＧＮＤとの間に配置され、各ＯＬＥＤ９０のカソード電極と接地電位ＧＮＤとの断続を制御する。点灯スイッチ９２は表示部１０の外側、例えば、本体回路４、表示基板６に配置することができ、点灯制御線４０も表示部１０の外に配置することができる。なお、図１４には、点灯スイッチ９２に対する点灯制御信号ＳＬＧＴを生成する回路として点灯スイッチ制御回路４０４を設ける構成を示した。本実施形態では点灯制御信号ＳＬＧＴは行毎に生成する必要がないので、点灯スイッチ制御回路４０４は垂直走査回路６０等を用いない簡単な回路構成となる。
【０１０１】
本実施形態では、点灯スイッチ９２を共用する構成としたことにより、点灯制御線４０を各行に配線する必要がなくなる。すなわち、表示部１０内の配線が少なくなり、画素の開口率を向上させることができる。投入電力が同じでも開口率が向上すれば、より高輝度の有機ＥＬ表示装置２を実現することができる。また、これは見方を換えれば、所望の輝度をより少ない消費電力で実現できる。また、点灯スイッチ９２や点灯制御線４０の共通化による構成の簡素化によりコスト低減を図ることができる。また、行毎に点灯制御信号ＳＬＧＴを生成する必要がないので、ゲート駆動回路３０の構成が簡素化される。このような点で、パネル外周部の占有面積縮小の効果を期待できる。
【０１０２】
以上、本発明を、実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【０１０３】
例えば、上述の各実施形態では、駆動電流発生部の制御に利用される記憶電圧を保持可能とする電圧記憶部は、保持コンデンサ９６のみからなる例を示した。しかし、電圧記憶部は、例えば、記憶電圧を設定される保持コンデンサの他に、当該コンデンサの周辺回路との接続を制御するスイッチを有する回路とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明に係る画像表示装置及びその駆動方法は、例えば、アクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイに用いることができ、ひいては、テレビ、カーナビゲーションシステム、ＰＣモニタ、ノートＰＣ、携帯電話、ＤＳＣ、ＰＤＡ等に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
２  有機ＥＬ表示装置、４  本体回路、６  表示基板、８  接続基板、１０  表示部、１２  駆動回路、２０，２００，３００  画素回路、３０  ゲート駆動回路、３２  信号線駆動回路、３４  発光基準信号生成回路、３６  補償電源回路、４０  点灯制御線、４２  バイパス制御線、４４  補償制御線、４６  信号線、４８  電源線、６０  垂直走査回路、６２  論理回路、７０，７２，７４，７６  タイミング信号線、８０，８４  ＡＮＤ回路、８２  ＯＲ回路、９０  ＯＬＥＤ、９２  点灯スイッチ、９４  駆動ＴＦＴ、９６  保持コンデンサ、９８  バイパススイッチ、１００  補償スイッチ、３０２  電源線スイッチ回路、３０４  電源電圧制御回路、４０２  共通接地線、４０４  点灯スイッチ制御回路。
【図１】
2011158821.tif 000003
【図２】
2011158821.tif 000004
【図３】
2011158821.tif 000005
【図４】
2011158821.tif 000006
【図５】
2011158821.tif 000007
【図６】
2011158821.tif 000008
【図７】
2011158821.tif 000009
【図８】
2011158821.tif 000010
【図９】
2011158821.tif 000011
【図１０】
2011158821.tif 000012
【図１１】
2011158821.tif 000013
【図１２】
2011158821.tif 000014
【図１３】
2011158821.tif 000015
【図１４】
2011158821.tif 000016