(57)【要約】【課題】画素の輝度レベルに対して適応的にドライブトランジスタの移動度補正を行う。【解決手段】走査線ＷＳに制御信号ＷＳを印加してサンプリングトランジスタＴｒ１をオンし信号電位Ｖｓｉｇのサンプリングを開始したあと、制御信号ＤＳが走査線ＤＳに印加されてスイッチングトランジスタＴｒ４がオンしてから、サンプリングトランジスタＴｒ１がオフするまでの補正期間ｔに、ドライブトランジスタＴｒｄの移動度μに対する補正を画素容量Ｃｓに保持された信号電位Ｖｓｉｇに加える。その際スキャナ４は、サンプリングトランジスタＴｒ１をオフする時、制御信号ＷＳの立下り波形に傾斜をつけることで、信号電位Ｖｓｉｇが高いとき補正期間ｔが短くなる一方、信号電位Ｖｓｉｇが低いとき補正期間が長くなるよう自動的に調整する。スキャナ４は、サンプリングトランジスタＴｒ１の閾電圧Ｖｔｈ（Ｔｒ１）のレベルに対応して、複数の立下り波形を使い分ける。【選択図】図２
2008026467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素アレイ部とこれを駆動する駆動部とからなり、
前記画素アレイ部は、行状の第１走査線及び第２走査線と、列状の信号線と、これらが交差する部分に配された行列状の画素と、各画素に給電する電源ライン及び接地ラインとを備え、
前記駆動部は、各第１走査線に順次第１制御信号を供給して画素を行単位で線順次走査する第１スキャナと、該線順次走査に合わせて各第２走査線に順次第２制御信号を供給する第２スキャナと、該線順次走査に合わせて列状の信号線に映像信号を供給する信号セレクタとを備え、
前記画素は、発光素子と、サンプリングトランジスタと、ドライブトランジスタと、スイッチングトランジスタと、画素容量とを含み、
前記サンプリングトランジスタは、そのゲートが該第１走査線に接続し、そのソースが該信号線に接続し、そのドレインが該ドライブトランジスタのゲートに接続し、
前記ドライブトランジスタ及び前記発光素子は該電源ラインと接地ラインとの間で直列に接続して電流路を形成し、
前記スイッチングトランジスタは該電流路に挿入されるとともに、そのゲートが該第２走査線に接続し、
前記画素容量は、該ドライブトランジスタのソースとゲートの間に接続している表示装置であって、
前記サンプリングトランジスタは、該第１走査線から供給された第１制御信号に応じてオンし、該信号線から供給された映像信号の信号電位をサンプリングして該画素容量に保持し、
前記スイッチングトランジスタは、該第２走査線から供給された第２制御信号に応じオンして該電流路を導通状態にし、
前記ドライブトランジスタは、該画素容量に保持された信号電位に応じて駆動電流を該導通状態に置かれた電流路を通って該発光素子に流し、
前記駆動部は、該第１走査線に該第１制御信号を印加して該サンプリングトランジスタをオンし信号電位のサンプリングを開始した後、該第２制御信号が該第２走査線に印加されて該スイッチングトランジスタがオンする第１タイミングから、該第１走査線に印加された該第１制御信号が解除されて該サンプリングトランジスタがオフする第２タイミングまでの補正期間に、該ドライブトランジスタの移動度に対する補正を該画素容量に保持された該信号電位に加え、
その際前記第１スキャナは、第２タイミングで該サンプリングトランジスタをオフするとき、該第１制御信号の立下り波形に傾斜をつけることで、信号電位が高いとき該補正期間が短くなる一方、信号電位が低いとき該補正期間が長くなる様自動的に該第２タイミングを調整するとともに、
該サンプリングトランジスタの閾電圧のレベルに対応して、複数の立下り波形を使い分けることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１スキャナは、該サンプリングトランジスタの閾電圧が標準レベルの場合、初めに第１電位まで傾斜を急にし続いて第２電位に向かって傾斜をなだらかにした標準立下り波形を使い、該サンプリングトランジスタの閾電圧が標準レベルより低い場合、標準立下り波形に比べて第１電位及び第２電位がともに低い立下り波形を使い、該サンプリングトランジスタの閾電圧が標準レベルより高い場合、標準立下り波形に比べて第２電位のみが高い立下り波形を使うことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
各画素は、映像信号のサンプリングに先立って該ドライブトランジスタのゲート電位及びソース電位をリセットする追加のスイッチングトランジスタを含み、
前記第２スキャナは、映像信号のサンプリングに先立って該第２制御線を介して該スイッチングトランジスタを一時的にオンし、以ってリセットされた該ドライブトランジスタに駆動電流を流してその閾電圧に相当する電圧を該画素容量に保持しておくことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
画素アレイ部とこれを駆動する駆動部とを備え、
前記画素アレイ部は、行状の第１走査線及び第２走査線と、列状の信号線と、これらが交差する部分に配された行列状の画素と、各画素に給電する電源ライン及び接地ラインとを備え、
前記駆動部は、各第１走査線に順次第１制御信号を供給して画素を行単位で線順次走査する第１スキャナと、該線順次走査に合わせて各第２走査線に順次第２制御信号を供給する第２スキャナと、該線順次走査に合わせて列状の信号線に映像信号を供給する信号セレクタとを備え、
前記画素は、発光素子と、サンプリングトランジスタと、ドライブトランジスタと、スイッチングトランジスタと、画素容量とを備え、
前記サンプリングトランジスタは、そのゲートが該第１走査線に接続し、そのソースが該信号線に接続し、そのドレインが該ドライブトランジスタのゲートに接続し、
前記ドライブトランジスタ及び前記発光素子は該電源ラインと接地ラインとの間で直列に接続して電流路を形成し、
前記スイッチングトランジスタは該電流路に挿入されるとともに、そのゲートが該第２走査線に接続し、
前記画素容量は、該ドライブトランジスタのソースとゲートの間に接続している表示装置の駆動方法であって、
該第１走査線から供給された第１制御信号に応じて前記サンプリングトランジスタをオンし、該信号線から供給された映像信号の信号電位をサンプリングして該画素容量に保持し、
該第２走査線から供給された第２制御信号に応じ前記スイッチングトランジスタをオンして該電流路を導通状態にし、
該画素容量に保持された信号電位に応じて前記ドライブトランジスタから駆動電流を該導通状態に置かれた電流路を通って該発光素子に流し、
該第１走査線に該第１制御信号を印加して該サンプリングトランジスタをオンし信号電位のサンプリングを開始した後、該第２制御信号が該第２走査線に印加されて該スイッチングトランジスタがオンする第１タイミングから、該第１走査線に印加された該第１制御信号が解除されて該サンプリングトランジスタがオフする第２タイミングまでの補正期間に、該ドライブトランジスタの移動度に対する補正を該画素容量に保持された該信号電位に加え、
その際前記第１スキャナは、第２タイミングで該サンプリングトランジスタをオフするとき、該第１制御信号の立下り波形に傾斜をつけることで、信号電位が高いとき該補正期間が短くなる一方、信号電位が低いとき該補正期間が長くなる様自動的に該第２タイミングを調整するとともに、
該サンプリングトランジスタの閾電圧のレベルに対応して、複数の立下り波形を使い分けることを特徴とする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、画素毎に配した発光素子を電流駆動して画像を表示する表示装置及びその駆動方法に関する。詳しくは、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毎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、制御信号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画素容量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信号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。画素容量は、サンプリングされた映像信号の信号電位に応じた入力電圧を保持する。ドライブトランジスタは、画素容量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駆動電流として供給する。尚一般に、出力電流はドライブトランジスタのチャネル領域のキャリア移動度及び閾電圧に対して依存性を有する。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、画素容量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画素容量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式１で表わされる。
Ｉｄｓ＝（１／２）μ（Ｗ／Ｌ）Ｃｏｘ（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）２・・・式１
このトランジスタ特性式１において、Ｉｄｓ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１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Ｉｄｓが流れる。原理的に見ると上記のトランジスタ特性式１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Ｉｄｓ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、ポリ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１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、ゲート電圧Ｖｇｓが一定であっても、ドレイン電流Ｉｄｓ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】
しかしながら、発光素子に対する出力電流のばらつき要因は、ドライブトランジスタの閾電圧Ｖｔｈだけではない。上記のトランジスタ特性式１から明らかなように、ドライブトランジスタの移動度μがばらついた場合にも、出力電流Ｉｄｓが変動する。この結果、画面のユニフォーミティが損なわれる。移動度のばらつきを補正することも、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、本発明は画素ごとにドライブトランジスタの移動度補正機能を備えた表示装置及びその駆動方法を提供することを一般的な目的とする。特に、画素の輝度レベルに対して適応的に移動度補正を行うことのできる表示装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。係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、画素アレイ部とこれを駆動する駆動部とからなり、前記画素アレイ部は、行状の第１走査線及び第２走査線と、列状の信号線と、これらが交差する部分に配された行列状の画素と、各画素に給電する電源ライン及び接地ラインとを備え、前記駆動部は、各第１走査線に順次第１制御信号を供給して画素を行単位で線順次走査する第１スキャナと、該線順次走査に合わせて各第２走査線に順次第２制御信号を供給する第２スキャナと、該線順次走査に合わせて列状の信号線に映像信号を供給する信号セレクタとを備え、前記画素は、発光素子と、サンプリングトランジスタと、ドライブトランジスタと、スイッチングトランジスタと、画素容量とを含み、前記サンプリングトランジスタは、そのゲートが該第１走査線に接続し、そのソースが該信号線に接続し、そのドレインが該ドライブトランジスタのゲートに接続し、前記ドライブトランジスタ及び前記発光素子は該電源ラインと接地ラインとの間で直列に接続して電流路を形成し、前記スイッチングトランジスタは該電流路に挿入されるとともに、そのゲートが該第２走査線に接続し、前記画素容量は、該ドライブトランジスタのソースとゲートの間に接続している表示装置であって、前記サンプリングトランジスタは、該第１走査線から供給された第１制御信号に応じてオンし、該信号線から供給された映像信号の信号電位をサンプリングして該画素容量に保持し、前記スイッチングトランジスタは、該第２走査線から供給された第２制御信号に応じオンして該電流路を導通状態にし、前記ドライブトランジスタは、該画素容量に保持された信号電位に応じて駆動電流を該導通状態に置かれた電流路を通って該発光素子に流す。前記駆動部は、該第１走査線に該第１制御信号を印加して該サンプリングトランジスタをオンし信号電位のサンプリングを開始した後、該第２制御信号が該第２走査線に印加されて該スイッチングトランジスタがオンする第１タイミングから、該第１走査線に印加された該第１制御信号が解除されて該サンプリングトランジスタがオフする第２タイミングまでの補正期間に、該ドライブトランジスタの移動度に対する補正を該画素容量に保持された該信号電位に加える。その際前記第１スキャナは、第２タイミングで該サンプリングトランジスタをオフするとき、該第１制御信号の立下り波形に傾斜をつけることで、信号電位が高いとき該補正期間が短くなる一方、信号電位が低いとき該補正期間が長くなる様自動的に該第２タイミングを調整するとともに、該サンプリングトランジスタの閾電圧のレベルに対応して、複数の立下り波形を使い分けることを特徴とする。
【００１０】
具体的に前記第１スキャナは、該サンプリングトランジスタの閾電圧が標準レベルの場合、初めに第１電位まで傾斜を急にし続いて第２電位に向かって傾斜をなだらかにした標準立下り波形を使い、該サンプリングトランジスタの閾電圧が標準レベルより低い場合、標準立下り波形に比べて第１電位及び第２電位がともに低い立下り波形を使い、該サンプリングトランジスタの閾電圧が標準レベルより高い場合、標準立下り波形に比べて第２電位のみが高い立下り波形を使う。又各画素は、映像信号のサンプリングに先立って該ドライブトランジスタのゲート電位及びソース電位をリセットする追加のスイッチングトランジスタを含み、前記第２スキャナは、映像信号のサンプリングに先立って該第２制御線を介して該スイッチングトランジスタを一時的にオンし、以ってリセットされた該ドライブトランジスタに駆動電流を流してその閾電圧に相当する電圧を該画素容量に保持しておく。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、信号電位を画素容量にサンプリングしている期間（サンプリング期間）の一部を利用して、ドライブトランジスタの移動度の補正を行っている。具体的には、サンプリング期間の後半で、スイッチングトランジスタをオンして電流路を導通状態にして、ドライブトランジスタに駆動電流を流す。この駆動電流はサンプリングされた信号電位に応じた大きさである。この段階では発光素子が逆バイアス状態にあり、駆動電流は発光素子を流れずその寄生容量や画素容量に充電されていく。このあとサンプリングパルスが立下り、ドライブトランジスタのゲートが信号線から切り離される。このスイッチングトランジスタがオンしてからサンプリングトランジスタがオフするまでの補正期間に、画素容量に対してドライブトランジスタから駆動電流が負帰還され、その分が画素容量にサンプリングされた信号電位から差し引かれる。この負帰還量はドライブトランジスタの移動度のばらつきを抑制する方向に働くので、画素ごとの移動度補正が行える。すなわちドライブトランジスタの移動度が大きいと、画素容量に対する負帰還量が大きくなり、画素容量に保持された信号電位が大きく減らされ、結果的にドライブトランジスタの出力電流が抑制される。これに対し、ドライブトランジスタの移動度が小さいと、負帰還量も小さくなり、画素容量に保持された信号電位はあまり影響を受けない。したがってドライブトランジスタの出力電流もあまり下がることがない。ここで、負帰還量は信号線から直接ドライブトランジスタのゲートに印加される信号電位に応じたレベルとなる。すなわち、信号電位が高く輝度が大きくなるほど、負帰還量は大きくなる。このように、移動度補正は輝度レベルに応じて行われる。
【００１２】
しかしながら、輝度が高い場合と輝度が低い場合とでは、必ずしも最適な補正期間は同じではない。一般に、輝度が高レベル（白レベル）の時最適補正期間は比較的短く、逆に輝度が中間レベル（グレーレベル）の時、最適補正期間は長くなる傾向にある。本発明は、輝度レベルに応じて補正期間が自動的に最適化されるようにしている。すなわち本発明はスイッチングトランジスタがオンする第一タイミングに対して、サンプリングトランジスタがオフする第二タイミングを信号電位に応じて自動的に調整している。具体的には、信号線から供給される映像信号の信号電位が高い時補正期間が短くなる一方、信号線に供給される映像信号の信号電位が低い時補正期間が長くなるように、適応制御している。具体的には、サンプリングトランジスタをオフする時に、制御信号の立下りに傾斜をつけることで、全階調にわたって最適な移動度補正時間を自動的にとることが可能となり、画面のユニフォーミティは格段に向上する。
【００１３】
しかしながら、ドライブトランジスタの閾電圧や移動度は補正できても、サンプリングトランジスタなどの特性ばらつきが画質に影響を及ぼすことがある。画素毎に薄膜トランジスタを集積形成するＴＦＴプロセスにおいて、必ずしも毎流動ロット毎で同じ特性のトランジスタが集積形成されるとは限らない。製造時期や製造装置の状態によって、サンプリングトランジスタの閾電圧などの特性が標準値よりもずれてしまう場合がある。サンプリングトランジスタの特性がずれた場合、上述した制御信号の立下り波形を用いても、最適補正時間がずれてしまうことがあり、表示画像にスジムラなどが発生してパネルの歩留りが下がる。そこで本発明では、サンプリングトランジスタの閾電圧のレベルに対応して、複数の立下り波形を使い分けるようにしている。サンプリングトランジスタの閾電圧が標準値に対して上下にぶれが生じた場合、各々のレベルに応じた立下り波形を選択することで、最適な移動度補正期間を自動調整することが可能になる。例えば標準波形でスジムラが生じ不合格品となったパネルでも、他の立下り波形を選択することで当該パネルを合格品に転換することが可能となり、歩留まりの改善につながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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、本発明に係る表示装置の全体構成を示す模式的なブロック図である。図示する様に、本画像表示装置は基本的に画素アレイ部１と、スキャナ部及び信号部を含む駆動部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、走査線ＡＺ１、走査線ＡＺ２及び走査線ＤＳと、列状に配された信号線ＳＬと、これらの走査線ＷＳ，ＡＺ１，ＡＺ２，ＤＳ及び信号線ＳＬに接続した行列状の画素回路２と、各画素回路２の動作に必要な第１電位Ｖｓｓ１，第２電位Ｖｓｓ２及び第３電位Ｖｃｃを供給する複数の電源線とからなる。信号部は水平セレクタ３からなり、信号線ＳＬに映像信号を供給する。スキャナ部は、ライトスキャナ４、ドライブスキャナ５、第一補正用スキャナ７１及び第二補正用スキャナ７２からなり、それぞれ走査線ＷＳ、走査線ＤＳ、走査線ＡＺ１及び走査線ＡＺ２に制御信号を供給して順次行毎に画素回路を走査する。
【００１５】
ここで、ライトスキャナ４はシフトレジスタで構成されており、外部から供給されるクロック信号ＷＳＣＫに応じて動作し、同じく外部から供給されるスタート信号ＷＳＳＴを順次転走して各走査線ＷＳに出力している。その際、同じく外部から供給される電源パルスＷＳＰを利用して、制御信号ＷＳの立下り波形を生成している。ドライブスキャナ５もシフトレジスタからなり、外部から供給されるクロック信号ＤＳＣＫに応じて動作し、同じく外部から供給されるスタート信号ＤＳＳＴを順次転送することで、制御信号ＤＳを各走査線ＤＳに順次出力している。
【００１６】
図２は、図１に示した画像表示装置に組み込まれる画素回路の構成例を示す回路図である。図示する様に画素回路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Ｔｒｄと、第１スイッチングトランジスタＴｒ２と、第２スイッチングトランジスタＴｒ３と、第３スイッチングトランジスタＴｒ４と、画素容量Ｃｓと、発光素子ＥＬとを含む。サンプリングトランジスタＴｒ１は、所定のサンプリング期間に走査線ＷＳから供給される制御信号に応じ導通して信号線ＳＬから供給された映像信号の信号電位を画素容量Ｃｓにサンプリングする。画素容量Ｃｓは、サンプリングされた映像信号の信号電位に応じてドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧに入力電圧Ｖｇｓを印加する。ドライブトランジスタＴｒｄは、入力電圧Ｖｇｓに応じた出力電流Ｉｄｓを発光素子ＥＬに供給する。発光素子ＥＬは、所定の発光期間中ドライブトランジスタＴｒｄから供給される出力電流Ｉｄｓにより映像信号の信号電位に応じた輝度で発光する。
【００１７】
第１スイッチングトランジスタＴｒ２は、サンプリング期間に先立ち走査線ＡＺ１から供給される制御信号に応じ導通してドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧを第１電位Ｖｓｓ１に設定する。第２スイッチングトランジスタＴｒ３は、サンプリング期間に先立ち走査線ＡＺ２から供給される制御信号に応じ導通してドライブトランジスタＴｒｄのソースＳを第２電位Ｖｓｓ２に設定する。第３スイッチングトランジスタＴｒ４は、サンプリング期間に先立ち走査線ＤＳから供給される制御信号に応じ導通してドライブトランジスタＴｒｄを第３電位Ｖｃｃに接続し、以ってドライブトランジスタＴｒｄの閾電圧Ｖｔｈに相当する電圧を画素容量Ｃｓに保持させて閾電圧Ｖｔｈの影響を補正する。さらにこの第３スイッチングトランジスタＴｒ４は、発光期間に再び走査線ＤＳから供給される制御信号に応じ導通してドライブトランジスタＴｒｄを第３電位Ｖｃｃに接続して出力電流Ｉｄｓを発光素子ＥＬに流す。
【００１８】
以上の説明から明らかな様に、本画素回路２は、５個のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ４及びＴｒｄと１個の画素容量Ｃｓと１個の発光素子ＥＬとで構成されている。トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３とＴｒｄはＮチャネル型のポリシリコンＴＦＴである。トランジスタＴｒ４のみＰチャネル型のポリシリコンＴＦＴである。但し本発明はこれに限られるものではなく、Ｎチャネル型とＰチャネル型のＴＦＴを適宜混在させることが出来る。発光素子ＥＬは例えばアノード及びカソードを備えたダイオード型の有機ＥＬデバイスである。但し本発明はこれに限られるものではなく、発光素子は一般的に電流駆動で発光する全てのデバイスを含む。
【００１９】
図３は、図２に示した画像表示装置から画素回路２の部分のみを取り出した模式図である。理解を容易にするため、サンプリングトランジスタＴｒ１によってサンプリングされる映像信号の信号電位Ｖｓｉｇや、ドライブトランジスタＴｒｄの入力電圧Ｖｇｓ及び出力電流Ｉｄｓ、さらには発光素子ＥＬが有する容量成分Ｃｏｌｅｄなどを書き加えてある。以下図３に基づいて、本発明にかかる画素回路２の動作を説明する。
【００２０】
図４は、図３に示した画素回路のタイミングチャートである。図４を参照して、図３に示した本発明にかかる画素回路の動作を具体的に説明する。図４は、時間軸Ｔに沿って各走査線ＷＳ，ＡＺ１，ＡＺ２及びＤＳに印加される制御信号の波形を表してある。表記を簡略化する為、制御信号も対応する走査線の符号と同じ符号で表してある。トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３はＮチャネル型なので、走査線ＷＳ，ＡＺ１，ＡＺ２がそれぞれハイレベルの時オンし、ローレベルの時オフする。一方トランジスタＴｒ４はＰチャネル型なので、走査線ＤＳがハイレベルの時オフし、ローレベルの時オンする。なおこのタイミングチャートは、各制御信号ＷＳ，ＡＺ１，ＡＺ２，ＤＳの波形と共に、ドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧの電位変化及びソースＳの電位変化も表してある。
【００２１】
図４のタイミングチャートではタイミングＴ１〜Ｔ８までを１フィールド（１ｆ）としてある。１フィールドの間に画素アレイの各行が一回順次走査される。タイミングチャートは、１行分の画素に印加される各制御信号ＷＳ，ＡＺ１，ＡＺ２，ＤＳの波形を表してある。
【００２２】
当該フィールドが始まる前のタイミングＴ０で、全ての制御線号ＷＳ，ＡＺ１，ＡＺ２，ＤＳがローレベルにある。したがってＮチャネル型のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３はオフ状態にある一方、Ｐチャネル型のトランジスタＴｒ４のみオン状態である。したがってドライブトランジスタＴｒｄはオン状態のトランジスタＴｒ４を介して電源Ｖｃｃに接続しているので、所定の入力電圧Ｖｇｓに応じて出力電流Ｉｄｓを発光素子ＥＬに供給している。したがってタイミングＴ０で発光素子ＥＬは発光している。この時ドライブトランジスタＴｒｄに印加される入力電圧Ｖｇｓは、ゲート電位（Ｇ）とソース電位（Ｓ）の差で表される。
【００２３】
当該フィールドが始まるタイミングＴ１で、制御信号ＤＳがローレベルからハイレベルに切り替わる。これによりトランジスタＴｒ４がオフし、ドライブトランジスタＴｒｄは電源Ｖｃｃから切り離されるので、発光が停止し非発光期間に入る。したがってタイミングＴ１に入ると、全てのトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４がオフ状態になる。
【００２４】
タイミングＴ１のあとタイミングＴ２１で制御信号ＡＺ２が立上り、スイッチングトランジスタＴｒ３がオンする。これにより、ドライブトランジスタＴｒｄのソース（Ｓ）は所定の電位Ｖｓｓ２に初期化される。続いてタイミングＴ２２で制御信号ＡＺ１が立ち上がり、スイッチングトランジスタＴｒ２がオンする。これによりドライブトランジスタＴｒｄのゲート電位（Ｇ）が所定の電位Ｖｓｓ１に初期化される。この結果、ドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧが基準電位Ｖｓｓ１に接続し、ソースＳが基準電位Ｖｓｓ２に接続される。ここでＶｓｓ１−Ｖｓｓ２＞Ｖｔｈを満たしており、Ｖｓｓ１−Ｖｓｓ２＝Ｖｇｓ＞Ｖｔｈとする事で、その後タイミングＴ３で行われるＶｔｈ補正の準備を行う。換言すると期間Ｔ２１‐Ｔ３は、ドライブトランジスタＴｒｄのリセット期間に相当する。また、発光素子ＥＬの閾電圧をＶｔｈＥＬとすると、ＶｔｈＥＬ＞Ｖｓｓ２に設定されている。これにより、発光素子ＥＬにはマイナスバイアスが印加され、いわゆる逆バイアス状態となる。この逆バイアス状態は、後で行うＶｔｈ補正動作及び移動度補正動作を正常に行うために必要である。
【００２５】
タイミングＴ３では制御信号ＡＺ２をローレベルにした後、制御信号ＤＳをローレベルにしている。これによりトランジスタＴｒ３がオフする一方トランジスタＴｒ４がオンする。この結果ドレイン電流Ｉｄｓが画素容量Ｃｓに流れ込み、Ｖｔｈ補正動作を開始する。この時ドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧはＶｓｓ１に保持されており、ドライブトランジスタＴｒｄがカットオフするまで電流Ｉｄｓが流れる。カットオフするとドライブトランジスタＴｒｄのソース電位（Ｓ）はＶｓｓ１−Ｖｔｈとなる。ドレイン電流がカットオフした後のタイミングＴ４で制御信号ＤＳを再びハイレベルに戻し、スイッチングトランジスタＴｒ４をオフする。さらに制御信号ＡＺ１もローレベルに戻し、スイッチングトランジスタＴｒ２もオフする。この結果、画素容量ＣｓにＶｔｈが保持固定される。この様にタイミングＴ３‐Ｔ４はドライブトランジスタＴｒｄの閾電圧Ｖｔｈを検出する期間である。ここでは、この検出期間Ｔ３‐Ｔ４をＶｔｈ補正期間と呼んでいる。
【００２６】
この様にＶｔｈ補正を行った後タイミングＴ５で制御信号ＷＳをハイレベルに切り替え、サンプリングトランジスタＴｒ１をオンして映像信号の信号電位Ｖｓｉｇを画素容量Ｃｓに書き込む。発光素子ＥＬの等価容量Ｃｏｌｅｄに比べて画素容量Ｃｓは充分に小さい。この結果、映像信号の信号電位Ｖｓｉｇのほとんど大部分が画素容量Ｃｓに書き込まれる。正確には、Ｖｓｓ１に対する。Ｖｓｉｇの差分Ｖｓｉｇ−Ｖｓｓ１が画素容量Ｃｓに書き込まれる。したがってドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧとソースＳ間の電圧Ｖｇｓは、先に検出保持されたＶｔｈと今回サンプリングされたＶｓｉｇ−Ｖｓｓ１を加えたレベル（Ｖｓｉｇ−Ｖｓｓ１＋Ｖｔｈ）となる。以降説明簡易化の為Ｖｓｓ１＝０Ｖとすると、ゲート／ソース間電圧Ｖｇｓは図４のタイミングチャートに示すようにＶｓｉｇ＋Ｖｔｈとなる。かかる映像信号の信号電位Ｖｓｉｇのサンプリングは制御信号ＷＳがローレベルに戻るタイミングＴ７まで行われる。すなわちタイミングＴ５‐Ｔ７がサンプリング期間に相当する。
【００２７】
サンプリング期間の終了するタイミングＴ７より前のタイミングＴ６で制御信号ＤＳがローレベルとなりスイッチングトランジスタＴｒ４がオンする。これによりドライブトランジスタＴｒｄが電源Ｖｃｃに接続されるので、画素回路は非発光期間から発光期間に進む。この様にサンプリングトランジスタＴｒ１がまだオン状態で且つスイッチングトランジスタＴｒ４がオン状態に入った期間Ｔ６‐Ｔ７で、ドライブトランジスタＴｒｄの移動度補正を行う。即ち本発明では、サンプリング期間の後部分と発光期間の先頭部分とが重なる期間Ｔ６‐Ｔ７で移動度補正を行っている。なお、この移動度補正を行う発光期間の先頭では、発光素子ＥＬは実際には逆バイアス状態にあるので発光する事はない。この移動度補正期間Ｔ６‐Ｔ７では、ドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧが映像信号の信号電位Ｖｓｉｇのレベルに固定された状態で、ドライブトランジスタＴｒｄにドレイン電流Ｉｄｓが流れる。ここでＶｓｓ１−Ｖｔｈ＜ＶｔｈＥＬと設定しておく事で、発光素子ＥＬは逆バイアス状態におかれる為、ダイオード特性ではなく単純な容量特性を示すようになる。よってドライブトランジスタＴｒｄに流れる電流Ｉｄｓは画素容量Ｃｓと発光素子ＥＬの等価容量Ｃｏｌｅｄの両者を結合した容量Ｃ＝Ｃｓ＋Ｃｏｌｅｄに書き込まれていく。これによりドライブトランジスタＴｒｄのソース電位（Ｓ）は上昇していく。図４のタイミングチャートではこの上昇分をΔＶで表してある。この上昇分ΔＶは結局画素容量Ｃｓに保持されたゲート／ソース間電圧Ｖｇｓから差し引かれる事になるので、負帰還をかけた事になる。この様にドライブトランジスタＴｒｄの出力電流Ｉｄｓを同じくドライブトランジスタＴｒｄの入力電圧Ｖｇｓに負帰還する事で、移動度μを補正する事が可能である。なお負帰還量ΔＶは移動度補正期間Ｔ６‐Ｔ７の時間幅ｔを調整する事で最適化可能である。この目的で制御信号ＷＳの立下りに傾斜が付けられている。
【００２８】
タイミングＴ７では制御信号ＷＳがローレベルとなりサンプリングトランジスタＴｒ１がオフする。この結果ドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧは信号線ＳＬから切り離される。映像信号の信号電位Ｖｓｉｇの印加が解除されるので、ドライブトランジスタＴｒｄのゲート電位（Ｇ）は上昇可能となり、ソース電位（Ｓ）と共に上昇していく。その間画素容量Ｃｓに保持されたゲート／ソース間電圧Ｖｇｓは（Ｖｓｉｇ−ΔＶ＋Ｖｔｈ）の値を維持する。ソース電位（Ｓ）の上昇に伴い、発光素子ＥＬの逆バイアス状態は解消されるので、出力電流Ｉｄｓの流入により発光素子ＥＬは実際に発光を開始する。この時のドレイン電流Ｉｄｓ対ゲート電圧Ｖｇｓの関係は、先のトランジスタ特性式１のＶｇｓにＶｓｉｇ−ΔＶ＋Ｖｔｈを代入する事で、以下の式２のように与えられる。
Ｉｄｓ＝ｋμ（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）２＝ｋμ（Ｖｓｉｇ−ΔＶ）２・・・式２
上記式２において、ｋ＝（１／２）（Ｗ／Ｌ）Ｃｏｘである。この特性式２からＶｔｈの項がキャンセルされており、発光素子ＥＬに供給される出力電流ＩｄｓはドライブトランジスタＴｒｄの閾電圧Ｖｔｈに依存しない事が分かる。基本的にドレイン電流Ｉｄｓは映像信号の信号電位Ｖｓｉｇによって決まる。換言すると、発光素子ＥＬは映像信号の信号電位Ｖｓｉｇに応じた輝度で発光する事になる。その際Ｖｓｉｇは帰還量ΔＶで補正されている。この補正量ΔＶは丁度特性式２の係数部に位置する移動度μの効果を打ち消すように働く。したがって、ドレイン電流Ｉｄｓは実質的に映像信号の信号電位Ｖｓｉｇのみに依存する事になる。
【００２９】
最後にタイミングＴ８に至ると制御信号ＤＳがハイレベルとなってスイッチングトランジスタＴｒ４がオフし、発光が終了すると共に当該フィールドが終わる。この後次のフィールドに移って再びＶｔｈ補正動作、信号電位のサンプリング動作、移動度補正動作及び発光動作が繰り返される事になる。
【００３０】
図５は、移動度補正期間Ｔ６‐Ｔ７における画素回路２の状態を示す回路図である。図示するように、移動度補正期間Ｔ６‐Ｔ７では、サンプリングトランジスタＴｒ１及びスイッチングトランジスタＴｒ４がオンしている一方、残りのスイッチングトランジスタＴｒ２及びＴｒ３がオフしている。この状態でドライブトランジスタＴｒ４のソース電位（Ｓ）はＶｓｓ１−Ｖｔｈである。このソース電位（Ｓ）は発光素子ＥＬのアノード電位でもある。前述したようにＶｓｓ１−Ｖｔｈ＜ＶｔｈＥＬと設定しておく事で、発光素子ＥＬは逆バイアス状態におかれ、ダイオード特性ではなく単純な容量特性を示す事になる。よってドライブトランジスタＴｒｄに流れる電流Ｉｄｓは画素容量Ｃｓと発光素子ＥＬの等価容量Ｃｏｌｅｄとの合成容量Ｃ＝Ｃｓ＋Ｃｏｌｅｄに流れ込む事になる。換言すると、ドレイン電流Ｉｄｓの一部が画素容量Ｃｓに負帰還され、移動度の補正が行われる。
【００３１】
図６は上述したトランジスタ特性式２をグラフ化したものであり、縦軸にＩｄｓを取り横軸にＶｓｉｇを取ってある。このグラフの下方に特性式２も合わせて示してある。図６のグラフは、画素１と画素２を比較した状態で特性カーブを描いてある。画素１のドライブトランジスタの移動度μは相対的に大きい。逆に画素２に含まれるドライブトランジスタの移動度μは相対的に小さい。この様にドライブトランジスタをポリシリコン薄膜トランジスタなどで構成した場合、画素間で移動度μがばらつく事は避けられない。例えば両画素１，２に同レベルの映像信号の信号電位Ｖｓｉｇを書き込んだ場合、何ら移動度の補正を行わないと、移動度μの大きい画素１に流れる出力電流Ｉｄｓ１´は、移動度μの小さい画素２に流れる出力電流Ｉｄｓ２´に比べて大きな差が生じてしまう。この様に移動度μのばらつきに起因して出力電流Ｉｄｓの間に大きな差が生じるので、スジムラが発生し画面のユニフォーミティを損なう事になる。
【００３２】
そこで本発明では出力電流を入力電圧側に負帰還させる事で移動度のばらつきをキャンセルしている。先のトランジスタ特性式１から明らかなように、移動度が大きいとドレイン電流Ｉｄｓが大きくなる。したがって負帰還量ΔＶは移動度が大きいほど大きくなる。図６のグラフに示すように、移動度μの大きな画素１の負帰還量ΔＶ１は移動度の小さな画素２の負帰還量ΔＶ２に比べて大きい。したがって、移動度μが大きいほど負帰還が大きくかかる事となって、ばらつきを抑制する事が可能である。図示するように、移動度μの大きな画素１でΔＶ１の補正をかけると、出力電流はＩｄｓ１´からＩｄｓ１まで大きく下降する。一方移動度μの小さな画素２の補正量ΔＶ２は小さいので、出力電流Ｉｄｓ２´はＩｄｓ２までそれ程大きく下降しない。結果的に、Ｉｄｓ１とＩｄｓ２は略等しくなり、移動度のばらつきがキャンセルされる。この移動度のばらつきのキャンセルは黒レベルから白レベルまでＶｓｉｇの全範囲で行われるので、画面のユニフォーミティは極めて高くなる。以上をまとめると、移動度の異なる画素１と２があった場合、移動度の大きい画素１の補正量ΔＶ１は移動度の小さい画素２の補正量ΔＶ２に対して小さくなる。つまり移動度が大きいほどΔＶが大きくＩｄｓの減少値は大きくなる。これにより移動度の異なる画素電流値は均一化され、移動度のばらつきを補正する事ができる。
【００３３】
以下参考の為、上述した移動度補正の数値解析を行う。図５に示したように、トランジスタＴｒ１及びＴｒ４がオンした状態で、ドライブトランジスタＴｒｄのソース電位を変数Ｖに取って解析を行う。ドライブトランジスタＴｒｄのソース電位（Ｓ）をＶとすると、ドライブトランジスタＴｒｄを流れるドレイン電流Ｉｄｓは以下の式３に示す通りである。
【数１】
2008026467.tif 000003
【００３４】
またドレイン電流Ｉｄｓと容量Ｃ（＝Ｃｓ＋Ｃｏｌｅｄ）の関係により、以下の式４に示す様にＩｄｓ＝ｄＱ／ｄｔ＝ＣｄＶ／ｄｔが成り立つ。
【数２】
2008026467.tif 000004
【００３５】
式４に式３を代入して両辺積分する。ここで、ソース電圧Ｖ初期状態は−Ｖｔｈであり、移動度ばらつき補正時間（Ｔ６‐Ｔ７）をｔとする。この微分方程式を解くと、移動度補正時間ｔに対する画素電流が以下の数式５のように与えられる。
【数３】
2008026467.tif 000005
【００３６】
ところで最適な移動度補正時間ｔは画素の輝度レベル（映像信号の信号電位Ｖｓｉｇ）によって異なる傾向がある。この点につき、図７を参照して説明する。図７のグラフは、横軸に移動度補正時間ｔ（Ｔ７−Ｔ６）をとり、縦軸に輝度（信号電位）をとってある。高輝度（ホワイト階調）の場合、移動度大のドライブトランジスタと移動度小のドライブトランジスタとで、移動度補正時間をｔ１に取った時、ちょうど輝度レベルが等しくなる。すなわち入力信号電位がホワイト階調の時は、移動度補正時間ｔ１が最適補正時間となる。一方信号電位が中間輝度（グレー階調）の時、移動度補正時間ｔ１では移動度大のトランジスタと移動度小のトランジスタで輝度に差があり、完全な補正はできない。ｔ１より長い補正時間ｔ２を確保すると、ちょうど移動度大と移動度小のトランジスタで輝度が同レベルとなる。したがって信号電位がグレー階調のとき、最適補正時間ｔ２はホワイト階調の時の最適補正時間ｔ１よりも長くなる。
【００３７】
仮に輝度レベルによらず移動度補正時間ｔを固定すると、全階調で完全に移動度補正を行うことができなくなり、スジムラが生じる。たとえば移動度補正時間ｔを白階調の最適補正期間ｔ１にあわせると、入力映像信号がグレー階調の時スジが画面に残る。逆にグレー階調の最適補正期間ｔ２に固定すると、映像信号が白階調のとき画面にスジムラが現れる。すなわち移動度補正時間ｔを固定すると、白からグレー階調まですべての階調に渡って移動度ばらつきを同時に補正することはできない。
【００３８】
そこで本発明は入力映像信号のレベルに応じて移動度補正期間を最適に自動調整可能にしている。この点につき、図８を参照して詳細に説明する。図８はスイッチングトランジスタＴｒ４のゲートに印加される制御信号ＤＳの立下り波形をあらわしている。本実施形態の場合、スイッチングトランジスタＴｒ４はＰチャネル型なので、制御信号ＤＳが立ち下がった時点（Ｔ６）でトランジスタＴｒ４はオンする。このタイミングＴ６が前述したように移動度補正期間の開始時期となる。制御信号ＤＳとあわせて制御信号ＷＳの立下り波形も示してある。この制御信号ＷＳはサンプリングトランジスタＴｒ１のゲートに印加される。前述したように本実施形態ではサンプリングトランジスタＴｒ１がＮチャネル型なので、制御信号ＷＳが立下がった時点Ｔ７でサンプリングトランジスタＴｒ１がオフし移動度補正期間が終わる。
【００３９】
本発明の特徴事項として制御信号ＷＳの波形をオフする際に、最初適当な電位まで急峻に波形を落とし、そこから最終電位までなまらせてパルスを落としている。これにより所望の電位で決まる階調を境として二以上の移動度補正期間を設けることができる。説明の都合上、急峻に落とした最初の電圧を１ｓｔ電圧、なまらせて落とした最終電位を２ｎｄ電圧と呼ぶことにする。ここでモデルとして、制御信号ＷＳの波形を、１ｓｔ電圧＝８Ｖ、２ｎｄ電圧＝４Ｖとして動作を考える。またサンプリングトランジスタＴｒ１の閾電圧をＶｔｈ（Ｔｒ１）＝２Ｖとする。
【００４０】
白階調Ｖｓｉｇ１＝８Ｖを書き込んだ場合、サンプリングトランジスタＴｒ１は制御信号ＷＳがＶｓｉｇ１＋Ｖｔｈ（Ｔｒ１）＝１０Ｖまで下がった時点Ｔ７でカットオフする。即ちサンプリングトランジスタＴｒ１のソースに対して信号線からＶｓｉｇ＝８Ｖが印加されたとき、サンプリングトランジスタＴｒ１のゲート電位がソース電位より閾電圧２Ｖだけ高いところで、サンプリングトランジスタＴｒ１はカットオフする。このようにして白階調の場合、制御信号ＤＳオンタイミングＴ６から制御信号ＷＳが１ｓｔ電圧まで急峻に立ち下がるまでのポイントＴ７までで、移動度補正期間ｔ１＝Ｔ７−Ｔ６が決まる。
【００４１】
一方グレー階調Ｖｓｉｇ２＝４Ｖを書き込んだ場合、サンプリングトランジスタＴｒ１のカットオフ電圧はＶｓｉｇ２＋Ｖｔｈ（Ｔｒ１）＝６Ｖとなる。制御信号ＷＳがカットオフ電圧の６Ｖまで下がる時点はタイミングＴ７′である。グレー階調の場合、制御信号ＤＳのオンタイミングＴ６から、ＷＳ波形オフの１ｓｔ電圧から２ｎｄ電圧までの間のなまらせているポイントＴ７′で補正時間ｔ２が決まる。すなわち白階調の時の補正時間ｔ１よりもグレー階調の時の補正期間ｔ２は長く取れることになる。
【００４２】
さらに低階調、たとえばＶｓｉｇ＝３Ｖとしたとき、同様にサンプリングトランジスタＴｒ１のカットオフ電圧は５Ｖとなり、波形がなまっているためカットオフタイミングＴ７′はさらに後方にずれ、移動度補正時間が長くなる。このように低階調になるほど移動度補正時間ｔをより長く取ることができる駆動方式である。
【００４３】
このように白階調の最適補正時間ｔ１に合わせて制御信号ＤＳのオンから制御信号のＷＳオフの最初の急峻に１ｓｔ電圧に落とすまでの時間Ｔ７を設定し、もって白階調の補正時間を最適化している。白階調で確実に急峻なポイントでサンプリングトランジスタＴｒ１がカットオフするようにその閾電圧Ｖｔｈ（Ｔｒ１）を考慮して、１ｓｔ電圧を設定すればよい。また、低階調に関しては各階調で最適な補正時間ｔ２を見つけ出し、それに合わせて２ｎｄ電圧を設定するとともに制御信号ＷＳの立下り波形のなまり具合を決めることで、対応できる。このようにして高階調から低階調までそれぞれのレベルに合った最適補正時間ｔを自動的に調整し、これにより移動度のばらつきをキャンセルすることで全階調においてスジムラをなくすことが可能になる。
【００４４】
上述した駆動方法によって、基本的には全階調で最適な移動度補正時間を自動調整することが出来、パネルの検査歩留りが格段に向上する。しかしながら、ＴＦＴプロセスにおいては必ずしも毎流動ロットで同じ特性のトランジスタが形成されるとは限らず、製造時期や製造装置の状態によってトランジスタ特性が標準値からずれてしまうこともある。トランジスタ特性がずれた際に、ただ１つの立下り波形だけでは、最適補正期間を保証することが出来ず、不合格品が増えてしまうことになる。これを改善するため、本発明はトランジスタ特性のずれに合わせて制御信号の立下り波形を複数個使い分けることを提案する。立下り波形に影響するサンプリングトランジスタ特性の変動は、主にその閾電圧Ｖｔｈ（Ｔｒ１）ずれが挙げられる。ここで説明の都合上、標準的なサンプリングトランジスタ特性のパネルに適合する立下り波形を、標準波形と呼ぶ場合がある。
【００４５】
以下、標準パネルに対してＶｔｈ（Ｔｒ１）のずれたパネルが生産され、標準波形でスジムラ検査不合格となったパネルを、合格品に転換するための波形につき、具体的に説明する。図９は、標準品よりもＶｔｈ（Ｔｒ１）が低いパネルが生産された場合である。白階調の補正に関して、Ｖｓｉｇ＋Ｖｔｈ（Ｔｒ１）で決まるカットオフ電圧が標準波形の１ｓｔ電圧よりも下がってしまい、補正期間ｔは立下り波形が急峻に落ちるポイントｔ１ではなく、鈍らせて落としてあるポイントｔ１´でカットオフすることになり、補正期間ｔ１´が最適な補正期間ｔ１に比べて大幅にずれて長くなってしまう。この対策として、白階調に関して、１ｓｔ電圧を標準よりも下げた波形を用いることで、Ｖｔｈ（Ｔｒ１）が下がった場合でも急峻なポイントで補正時間ｔ１が決定できる。
【００４６】
図１０は同じく標準品のＶｔｈ（Ｔｒ１）よりも低いＶｔｈ´（Ｔｒ１）を有するパネルが生産された場合で、グレー階調の場合である。グレーに関しても、Ｖｔｈ（Ｔｒ１）の低下により補正時間ｔ２´が最適な補正時間ｔ２よりも長くなってしまう。対策としてグレー階調に関しては、２ｎｄ電圧を標準よりも下げることで、鈍らせ具合を若干急峻にし、補正時間を最適な時間ｔ２に合わせることが出来る。
【００４７】
図１１は、標準品のＶｔｈ（Ｔｒ１）よりも高いＶｔｈ´（Ｔｒ１）のパネルが生産された場合で、且つ白階調の補正を行う場合を表している。Ｖｓｉｇ＋Ｖｔｈ´（Ｔｒ１）で決まるカットオフ電圧は標準品よりも高くなり、１ｓｔ電圧の急峻ポイントで確実にカットオフされるため、１ｓｔ電圧は標準値そのままでも最適な補正時間ｔ１が保たれる。
【００４８】
一方グレー階調に関しては、図１２に示すようにカットオフ電圧が上がるため、補正時間ｔ２´は最適値ｔ２よりも短くなってしまう。この対策として２ｎｄ電圧を標準波形よりも高くすることで、補正時間を最適値ｔ２に合わせることが出来る。
【００４９】
図１３は、以上の結果をまとめた波形図である。波形１は標準波形で、波形２はＶｔｈ（Ｔｒ１）が低い場合に選択し、波形３はＶｔｈ（Ｔｒ１）が標準よりも高い場合に選択される波形である。Ｖｔｈ（Ｔｒ１）が標準値に対して低い場合は波形２を選択し、１ｓｔ電圧及び２ｎｄ電圧を共に下げることで、白階調及びグレー階調共に最適な補正時間ｔ１、ｔ２を保つことが出来る。またＶｔｈ（Ｔｒ１）が標準よりも高い場合に関しては、波形３を選択し２ｎｄ電圧のみを上げることでグレー階調で最適な補正時間ｔ２を保てる。よってＶｔｈ（Ｔｒ１）が標準値に対して上下にぶれが生じた場合に、各々のレベルに応じた波形２，３を選択して検査を行うことにより、標準波形でスジムラ不合格品となったパネルを合格品に転換することが出来、パネルの製造歩留りの改善につながる。
【００５０】
図１４は、本発明にかかるパネルの全体構成を示す模式図である。本実施例に係る表示装置は、ガラス板などからなるパネル０で構成されている。このパネル０の中央に画素アレイ部１が集積形成されている。パネル０の周辺には駆動部の一部となるライトスキャナ４、ドライブスキャナ５、補正用スキャナ７などが形成されている。なお水平セレクタは図示していないが、スキャナ類と同様にパネル０上に搭載することができる。あるいは、パネル０とは別に外付けの水平セレクタを用いてもよい。
【００５１】
図１５は、図１４に示したライトスキャナ４の一段分を示す模式的な回路図である。この一段分は画素アレイ部１に形成された走査線の一行分に対応している。ただし、図１５の例は、実施例ではなく参考例であって、従来のように矩形の制御パルスＷＳを出力する場合である。図示するように、ライトスキャナ４の一段分は、シフトレジスタＳ／Ｒ、２個の中間バッファ、レベルシフタＬ／Ｖ、及び１個の出力バッファの直列接続からなる。最終の出力バッファにはライトスキャナ４の電源電圧ＷＳＶｄｄ（１８Ｖ）が供給されている。このライトスキャナは、前段から転送されてきた入力波形ＩＮをシフトレジスタで一段分だけ遅延したあと、中間バッファを介してレベルシフタＬ／Ｖに供給し、最終の出力バッファを駆動するのに適した電圧レベルに変換する。この出力バッファは入力波形ＩＮを反転した出力波形ＯＵＴを生成し、対応する走査線ＷＳに供給する。この出力波形は矩形波であり、高レベルがＷＳＶｄｄで基準レベルがＷＳＶｓｓとなっている。この出力波形ＯＵＴは、立下りが垂直であるため、移動度補正期間は固定になる。
【００５２】
図１６は、本実施例のライトスキャナの一段分を表している。理解を容易にするため、図１５に示した参考例のライトスキャナと対応する部分には対応する参照番号を付してある。異なる点は、本実施例が最終の出力バッファに供給する電源電圧ＷＳＶｄｄをたとえば１８Ｖから５Ｖに変化するパルス波形としていることである。この電源パルスＷＳＰは外部のディスクリート回路からパネル０のライトスキャナ４に供給される。その際、電源パルスＷＳＰはあらかじめライトスキャナ４の動作と同期が取れるように、位相調整されている。
【００５３】
図示するように、前段から矩形パルスＩＮが当該段に入力されると、シフトレジスタＳ／Ｒ、２個の中間バッファ及びレベルシフトＬ／Ｖを通って、出力バッファのゲートに印加される。これにより出力バッファが開き、出力波形ＯＵＴが対応する走査線に供給される。その際出力バッファがオンしたあと電源電圧ラインＷＳＶｄｄに電源パルスＷＳＰが印加されるために、出力波形が１８Ｖから５Ｖに向かって所定のカーブで立ち下がる。そのあと出力バッファが閉じ、出力波形はＷＳＶｓｓレベルになる。
【００５４】
図１７は、図１６に示したライトスキャナの最終出力バッファの構成例を示す模式的な回路図である。図示するように、この出力バッファ部は一対のＰチャネル型トランジスタＴｒＰとＮチャネル型トランジスタＴｒＮからなり、電源ラインＷＳＶｄｄと接地ラインＷＳＶｓｓとの間に直列接続されている。トランジスタＴｒＰ，ＴｒＮの各ゲートには入力波形ＩＮが印加される。この入力波形に対してあらかじめ位相調整された電源パルスＷＳＰがＷＳＶｄｄに印加される。入力波形ＩＮの印加によりトランジスタＴｒＰが導通したあと電源パルスＷＳＰの立下り波形がトランジスタＴｒＰによって取り込まれ、出力波形ＯＵＴとして画素２側の走査線ＷＳに供給される。なお場合によっては、動作タイミングの関係で、電源パルスＷＳＰの立上がり波形がトランジスタＴｒＰを通過してしまうことが考えられる。この時には最終バッファの出力段にマスク信号をかけて、電源パルスＷＳＰの後ろ側立ち上がりをカットするようにすればよい。
【００５５】
図１８は、本実施例に係る表示装置の全体構成を示す模式的なブロック図である。パネル０は図１４に示した構成となっており、画素アレイ部のほか、駆動部の一部となる各種スキャナを内蔵している。これに対し駆動部の残りの部分となる外付けの駆動基板８とディスクリート回路９がパネル０に接続されている。駆動基板８はＰＬＤからなり、パネル０に搭載されたスキャナの動作に必要なクロック信号ＷＳＣＫ，ＤＳＣＫやスタートパルスＷＳＳＴ，ＤＳＳＴなどを供給する。ディスクリート回路９は駆動基板８とパネル０の間に挿入され、必要な電源パルスを生成する。具体的には駆動基板８側から入力波形ＩＮの供給を受け、これを波形処理して出力波形ＯＵＴを生成し、パネル０側に供給する。このディスクリート回路９はトランジスタ、抵抗、容量などのディスクリート素子で構成され、電源パルスＷＳＰをライトスキャナの電源ラインに供給する。このように、ディスクリート回路９で電源パルスＷＳＰを生成し、パネル０側のライトスキャナの電源ラインに入れる。パネル０とは切り離した外付けのディスクリート回路９で電源パルス波形を生成することで、パネル０の個体別に最適な波形やタイミングを作り込むことが可能となり、パネル０のスジムラ検査における歩留まりの向上に寄与する。
【００５６】
ここでデスクリート回路９はパネル０側のトランジスタ特性に合わせて、電源パルスＷＳＰの波形を選択することが出来る。即ちパネル０に集積形成されたトランジスタの閾電圧が標準より低い場合、デスクリート回路９は図１３に示した波形２を選択してパネル０側に供給する。逆にパネル０側に形成されたトランジスタの閾電圧が標準よりも高い場合、図１３に示した波形３を選択してパネル０側に供給する。
【００５７】
以上説明したように本発明にかかる表示装置は、基本的に画素アレイ部１とこれを駆動する駆動部とからなる。画素アレイ部１は、行状の第１走査線ＷＳ及び第２走査線ＤＳと、列状の信号線ＳＬと、これらが交差する部分に配された行列状の画素２と、各画素２に給電する電源ラインＶｃｃ及び接地ラインとを備えている。駆動部は、各第１走査線ＷＳに順次第１制御信号ＷＳを供給して画素２を行単位で線順次走査する第１スキャナ４と、この線順次走査に合わせて各第２走査線ＤＳに順次第２制御信号ＤＳを供給する第２スキャナ５と、この線順次走査に合わせて列状の信号線ＳＬに映像信号を供給する信号セレクタ３とを備えている。画素２は、発光素子ＥＬと、サンプリングトランジスタＴｒ１と、ドライブトランジスタＴｒｄと、スイッチングトランジスタＴｒ４と、画素容量Ｃｓとを含む。サンプリングトランジスタＴｒ１は、そのゲートが第１走査線ＷＳに接続し、そのソースが信号線ＳＬに接続し、そのドレインがドライブトランジスタＴｒｄのゲートＧに接続している。ドライブトランジスタＴｒｄ及び発光素子ＥＬは電源ラインＶｃｃと接地ラインとの間で直列に接続して電流路を形成する。スイッチングトランジスタＴｒ４はこの電流路に挿入されると共に、そのゲートが第２走査線ＤＳに接続している。画素容量Ｃｓは、ドライブトランジスタＴｒｄのソースＳとゲートＧの間に接続している。
【００５８】
かかる構成において、サンプリングトランジスタＴｒ１は、第１走査線ＷＳから供給された第１制御信号ＷＳに応じてオンし、信号線ＳＬから供給された映像信号の信号電位Ｖｓｉｇをサンプリングして画素容量Ｃｓに保持する。スイッチングトランジスタＴｒ４は、第２走査線ＤＳから供給された第２制御信号ＤＳに応じオンして電流路を導通状態にする。ドライブトランジスタＴｒｄは、画素容量Ｃｓに保持された信号電位Ｖｓｉｇに応じて駆動電流Ｉｄｓを導通状態に置かれた電流路を通って発光素子ＥＬに流す。
【００５９】
ライトスキャナ４やドライブスキャナ５を含む駆動部は、第１走査線ＷＳに第１制御信号ＷＳを印加してサンプリングトランジスタＴｒ１をオンし信号電位Ｖｓｉｇのサンプリングを開始したあと、第２制御信号ＤＳが第２走査線ＤＳに印加されてスイッチングトランジスタＴｒ４がオンする第１タイミングＴ６から、第１走査線ＷＳに印加された第１制御信号ＷＳが解除されてサンプリングトランジスタＴｒ１がオフする第２タイミングＴ７までの補正期間ｔに、ドライブトランジスタＴｒｄの移動度μに対する補正を画素容量Ｃｓに保持された信号電位Ｖｓｉｇに加える。その際第１スキャナ４は、第２タイミングＴ７でサンプリングトランジスタＴｒ１をオフする時、第１制御信号ＷＳの立下り波形に傾斜をつけることで、信号電位Ｖｓｉｇが高いとき補正期間ｔが短くなる一方、信号電位Ｖｓｉｇが低いとき補正期間ｔが長くなるよう自動的に第２タイミングＴ７を調整する。特徴事項として第１スキャナ４は、サンプリングトランジスタＴｒ１の閾電圧Ｖｔｈ（Ｔｒ１）のレベルに対応して、複数の立下り波形を使い分ける。具体的には第１スキャナ４は、サンプリングトランジスタＴｒ１の閾電圧Ｖｔｈ（Ｔｒ１）が標準レベルの場合、始めに第１電位（１ｓｔ電位）まで傾斜を急にし続いて第２電位（２ｎｄ電位）に向かって傾斜をなだらかにした標準立下り波形（波形１）を使い、サンプリングトランジスタＴｒ１の閾電圧Ｖｔｈ（Ｔｒ１）が標準レベルより低い場合、標準立下り波形（波形１）に比べて第１電位（１ｓｔ電位）及び第２電位（２ｎｄ電位）が共に低い立下り波形（波形２）を使い、サンプリングトランジスタＴｒ１の閾電圧Ｖｔｈ（Ｔｒ１）が標準レベルより高い場合、標準立下り波形（波形１）に比べて第２電位（２ｎｄ電位）のみが高い立下り波形（波形３）を使うことを特長する。
【００６０】
なお各画素２は、映像信号のサンプリングに先立ってドライブトランジスタＴｒｄのゲート電位（Ｇ）及びソース電位（Ｓ）をリセットする追加のスイッチングトランジスタＴｒ２，Ｔｒ３を含んでいる。第２スキャナ５は、映像信号のサンプリングに先立って第２制御線ＤＳを介してスイッチングトランジスタＴｒ４を一時的にオンし、以ってリセットされたドライブトランジスタＴｒｄに駆動電流Ｉｄｓを流してその閾電圧Ｖｔｈに相当する電圧を画素容量Ｃｓに保持しておく。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る表示装置の主要部を示す模式的なブロック図である。
【図２】本発明に係る表示装置の画素構成を示す回路図である。
【図３】本発明に係る表示装置の動作説明に供する模式図である。
【図４】本発明に係る表示装置の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図５】本発明に係る表示装置の動作説明に供する模式的な回路図である。
【図６】本発明に係る表示装置の動作説明に供するグラフである。
【図７】本発明に係る表示装置の動作説明に供するグラフである。
【図８】本発明に係る表示装置の動作説明に供する波形図である。
【図９】本発明にかかる制御信号の立下り波形を示す波形図である。
【図１０】同じく立下り波形を示す波形図である。
【図１１】同じく立下り波形を示す波形図である。
【図１２】同じく立下り波形を示す波形図である。
【図１３】同じく立下り波形を示す波形図である。
【図１４】本発明にかかる表示装置の実施例の全体構成を示す模式図である。
【図１５】図１４に示したパネルに含まれるライトスキャナの参考例を示す模式図である。
【図１６】同じくライトスキャナの実施例を示す模式図である。
【図１７】ライトスキャナの実施例の出力段を示す回路図である。
【図１８】実施例の全体構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６２】
０  パネル、１  画素アレイ部、２  画素、３  水平セレクタ、４  ライトスキャナ、５  ドライブスキャナ、８  駆動基板、９  ディスクリート回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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