(57)【要約】【課題】フィードスルー電圧による駆動トランジスタの電位変動を補償し、画像品位の向上したアクティブマトリクス型表示装置を提供する。【解決手段】マトリクス状に配列された複数の表示画素ＰＸは、表示素子１６に流れる電流量を映像信号に応じて制御する駆動トランジスタ２２、およびトランジスタにより形成され駆動トランジスタのゲート、ドレイン間に接続された第１スイッチ、トランジスタにより形成され駆動トランジスタと自己発光素子との間に接続された第２スイッチをそれぞれ有している。駆動トランジスタのゲート、ソース間には第１容量Ｃｓが設けられ、第２スイッチと駆動トランジスタのゲートとの間には第２容量Ｃｘが設けられている。【選択図】    図２
2004341350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電圧電源線に接続され供給電流に応じて発光する自己発光素子と、
第２電圧電源線と前記自己発光素子との間に接続されゲート制御電圧に応じて前記自己発光素子に供給される電流量を制御する駆動トランジスタと、
トランジスタにより形成され前記駆動トランジスタのゲート、ドレイン間に接続される第１スイッチと、
前記駆動トランジスタのゲート、ソース間に接続される第１容量と、
トランジスタにより形成され前記駆動トランジスタのドレインと前記自己発光素子との間に接続される第２スイッチと、
前記第２スイッチおよび駆動トランジスタ間と前記駆動トランジスタのゲートとの間に接続された第２容量と、
を備えたことを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項２】
前記第２容量は、前記第１スイッチのオフ切換え時に生じる前記ゲート制御電圧の変位量と、前記第２スイッチのオン切換え時に生じる前記ゲート制御電圧の変位量と、の合計がほぼゼロとなる容量値を有していることを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項３】
前記第２容量は、平行平板容量で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項４】
前記第２容量は、並行配線間容量で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項５】
前記供給電流は、電流信号に基づき設定されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項６】
前記自己発光素子は、対向する電極間に有機発光層を備えた発光素子であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項７】
前記駆動トランジスタ、前記第１および第２スイッチは、半導体層にポリシリコンを用いた薄膜トランジスタでそれぞれ構成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項８】
前記第１スイッチおよび第２スイッチは、同一導電性を有した薄膜トランジスタでそれぞれ構成され、前記第２スイッチはドレインが前記自己発光素子に接続され、ソースが前記駆動トランジスタのドレインに接続され、前記第２容量は、前記第２スイッチのソースと前記駆動トランジスタのゲートとの間に接続されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば有機エレクトロ・ルミネッセンス（以下、ＥＬと称する）素子のような自己発光素子を含む表示画素をマトリクス状に配列して表示画面を構成したアクティブマトリクス型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ、情報携帯端末あるいはテレビジョン等の表示装置として、平面型のアクティブマトリクス型表示装置が広く利用されている。近年、このような平面型のアクティブマトリクス型表示装置として、有機ＥＬ素子のような自己発光素子を用いた有機ＥＬ表示装置が注目され、盛んに研究開発が行われている。この有機ＥＬ表示装置は、薄型軽量化の妨げとなるバックライトを必要とせず、高速な応答性から動画再生に適し、さらに低温で輝度低下しないために寒冷地でも使用できるという特徴を備えている。
【０００３】
一般に、有機ＥＬ表示装置は、複数行、複数列に並んで設けられ表示画面を構成した複数の表示画素、表示画素の各行に沿って延びた複数の走査線、表示画素の各列に沿って延びた複数の信号線、各走査線を駆動する走査線駆動回路、各信号線を駆動する信号線駆動回路等を備えている。各表示画素は自己発光素子である有機ＥＬ素子、およびこの有機ＥＬ素子に駆動電流を供給する画素回路により構成されている。各画素回路は、走査線および信号線の交差位置近傍に配置された画素スイッチ、一対の電源線間で有機ＥＬ素子と直列に接続され薄膜トランジスタによって構成された駆動トランジスタ、および駆動トランジスタのゲート制御電圧を保持する保持容量を有している。画素スイッチは対応走査線から供給される走査信号に応答して導通し、対応信号線から供給される映像信号を取り込む。この映像信号はゲート制御電圧として保持容量に書き込まれ所定期間保持される。そして、駆動トランジスタは保持容量に書き込まれたゲート制御電圧に応じた電流量を有機ＥＬ素子に供給し、発光動作を行う。
【０００４】
有機ＥＬ素子は、蛍光性有機化合物を含む薄膜である発光層をカソード電極およびアノード電極間に挟持した構造を有し、発光層に電子および正孔を注入しこれらを再結合させることにより励起子を生成させ、この励起子の失活時に生じる光放出により発光する。そして、有機ＥＬ素子は、供給電流量に対応する輝度で発光し、１０Ｖ以下の印加電圧でも１００〜１０００００ｃｄ／ｍ２程度の輝度を得ることができる。
【０００５】
このような有機ＥＬ表示装置において、駆動トランジスタとして用いられる薄膜トランジスタは、ガラス等の絶縁基板上に形成された半導体薄膜を用いて形成されている。そのため、閾値電圧Ｖｔｈやキャリア移動度μのような駆動トランジスタの特性は、製造プロセス等に依存しバラツキが生じ易い。駆動トランジスタの閾値電圧Ｖｔｈにバラツキがあると、有機ＥＬ素子を適切な輝度で発光させることが困難となり、複数の表示画素間で輝度のバラツキが発生し表示ムラの原因となる。
【０００６】
従来、このような閾値電圧Ｖｔｈのバラツキによる影響を回避するため、全表示画素に閾値キャンセル回路を設けた表示装置が提案されている（例えば、特許文献１）。各閾値キャンセル回路は、信号線駆動回路から映像信号に先だって供給されるリセット信号を用いて駆動トランジスタの制御電圧を初期化するように構成されている。また、他の表示装置として、映像信号の書き込みを電流信号により行ない、駆動トランジスタにおける閾値電圧のバラツキの影響を低減し、発光輝度の均一化を図った表示装置が提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許第６，２２９，５０６号明細書
【０００８】
【特許文献２】
米国特許第６，３７３，４５４号明細書
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した表示装置において、各表示画素の画素回路は、駆動トランジスタのゲート、ドレイン間に接続され、発光期間中はオフ状態となる１つあるいは複数のスイッチを有し、このスイッチはそれぞれ薄膜トランジスタで構成されている。しかしながら、このような画素回路では、スイッチがオンからオフに切換わる際、スイッチのゲート、ソース間に形成された寄生容量に起因するフィードスルー電圧が生じる。そして、発生したフィードスルー電圧分だけ駆動トランジスタのゲート制御電圧が変動してしまう。また、このフィードスルー電圧は、スイッチの閾値電圧に依存するため、閾値電圧のバラツキにより駆動トランジスタのゲート制御線圧にバラツキが発生し、複数の表示画素間で輝度のバラツキを生じる。このような表示画素間の輝度のバラツキは表示ムラとなって現われ、表示品位を低下させる。
【００１０】
例えば、上記スイッチおよび駆動トランジスタがＰチャネル型薄膜トランジスタで構成されている場合、この駆動トランジスタのゲート制御電圧はプラス電位方向に変動し、駆動トランジスタを流れる電流は減少方向に変化する。これは、ＥＬ発光電流の減少につながり、表示画像の白輝度不足を引き起こす。
【００１１】
発光電流減少分を予め上乗せした映像信号を駆動回路から供給することで、白輝度不足の問題を回避することは可能であるが、この場合、駆動回路の駆動電圧上昇、サイズの大型化、製造コストの増加等を招く。
【００１２】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、フィードスルー電圧による駆動トランジスタの電位変動を補償し、表示品位の向上したアクティブマトリクス型表示装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の態様に係るアクティブマトリクス型表示装置は、マトリクス状に配列された複数の表示画素と、前記表示画素の行毎に接続されそれぞれ独立して設けられた複数の第１および第２走査線と、前記表示画素の列毎に接続された複数の信号線と、を備え、
各表示画素は、第１電圧電源線に接続され供給電流に応じて発光する自己発光素子、第２電圧電源線と前記自己発光素子との間に接続されゲート制御電圧に応じて前記自己発光素子に供給される電流量を制御する駆動トランジスタ、薄膜トランジスタにより形成され前記駆動トランジスタのゲート、ドレイン間に接続されているとともに、前記第１走査線からの制御信号によりオン、オフ制御される第１スイッチ、前記第１走査線からの制御信号に応じてオン、オフ制御され前記信号線上の映像信号を取り込む画素スイッチ、前記駆動トランジスタのゲート、ソース間に接続され前記画素スイッチを介して取り込まれた映像信号に対応するゲート制御電圧を保持する第１容量、薄膜トランジスタにより形成され前記駆動トランジスタと前記自己発光素子との間に接続されているとともに、前記第２走査線からの制御信号に応じてオン、オフ制御される第２スイッチ、および、前記第２スイッチおよび駆動トランジスタ間と前記駆動トランジスタのゲートとの間に接続された第２容量を含んでいることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係るアクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置について詳細に説明する。
図１に示すように、有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬパネル１０および有機ＥＬパネル１０を制御するコントローラ１２を備えている。
【００１５】
有機ＥＬパネル１０は、ガラス板等の光透過性絶縁基板８上にマトリクス状に配列され表示領域１１を構成したｍ×ｎ個の表示画素ＰＸ、表示画素の行毎に接続されているとともにそれぞれ独立してｍ本ずつ設けられた第１走査線Ｙ（１〜ｍ）および第２走査線Ｂｇ（１〜ｍ）と、表示画素の列毎にそれぞれ接続されたｎ本の信号線Ｘ（１〜ｎ）、第１、第２走査線Ｙ、Ｂｇを表示画素の行毎に順次駆動する走査線駆動回路１４、および複数の信号線Ｘ１〜Ｘｎを駆動する信号線駆動回路１５を備えている。
【００１６】
各表示画素ＰＸは、自己発光素子である有機ＥＬ素子１６、およびこの有機ＥＬ素子に駆動電流を供給する画素回路１８により構成されている。図２に表示画素ＰＸの等価回路を、図３に平面構造の一例を示す。画素回路１８は電流信号からなる映像信号に応じて有機ＥＬ素子１６の発光を制御する電流信号方式の画素回路であり、画素スイッチ２０、駆動トランジスタ２２、第１スイッチ２４、第２スイッチ２６、保持容量として機能する第１容量Ｃｓ、および第２容量Ｃｘを備えている。画素スイッチ２０、駆動トランジスタ２２、第１スイッチ２４、第２スイッチ２６は、同一導電型、例えばＰチャネル型の薄膜トランジスタにより構成されている。
【００１７】
駆動トランジスタ２２、第２スイッチ２６、および有機ＥＬ素子１６は、第１電圧電源線Ｖｓｓと第２電圧電源線Ｖｄｄとの間で直列に接続されている。駆動トランジスタ２２のソースは第２電圧電源線Ｖｄｄに接続されている。有機ＥＬ素子１６は、一方の電極、ここではカソード電極が第１電圧電源線Ｖｓｓに接続されている。第２スイッチ２６は、ソースが駆動トランジスタ２２のドレインに、ドレインが有機ＥＬ素子１６のアノード電極にそれぞれ接続され、更に、ゲートが第２走査線Ｂｇに接続されている。第１および第２電圧電源線Ｖｓｓ、Ｖｄｄは、例えば０Ｖおよび＋１０Ｖの電位にそれぞれ設定される。
【００１８】
駆動トランジスタ２２は、映像信号に応じた信号電流を有機ＥＬ素子１６に出力する。第２スイッチ２６は、第２走査線Ｂｇからの制御信号Ｓｂによりオン（導通状態）、オフ（非導通状態）制御され、駆動トランジスタ２２と有機ＥＬ素子１６との接続、非接続を制御する。
【００１９】
第１容量Ｃｓは、駆動トランジスタ２２のソース、ゲート間に接続され、映像信号により決定される駆動トランジスタ２２のゲート制御電位を保持する。第１容量Ｃｓは互いに平行に対向した一対の平板状の電極を有し、ここでは、駆動トランジスタのゲート電極膜と、ポリシリコン層とにより平行平板容量として形成されている。
【００２０】
画素スイッチ２０は、対応する信号線Ｘと駆動トランジスタ２２のドレインとの間に接続され、そのゲートは第１走査線Ｙに接続されている。画素スイッチ２０は、第１走査線Ｙから供給される制御信号Ｓａに応答して対応信号線Ｘから映像信号を取り込む。
【００２１】
第１スイッチ２４は、駆動トランジスタ２２のドレイン、ゲート間に接続され、そのゲートが第１走査線Ｙに接続されている。第１スイッチ２４は、第１走査線Ｙからの制御信号Ｓａに応じてオン、オフされ、駆動トランジスタ２２のゲート、ドレイン間の接続、非接続を制御する。なお、図２において、Ｃｇｓは第１スイッチ２４のゲート、ソース間に生じる寄生容量を示している。
【００２２】
第２容量Ｃｘは、第２スイッチ２６のソースと駆動トランジスタ２２のゲートとの間に接続されている。この第２容量Ｃｘは互いに平行に対向した一対の平板状の電極を有し、平行平板容量として形成されている。第２容量Ｃｘの値は、容量の面積によって調整可能であり、具体的な値についは後述する。
【００２３】
なお、本実施形態では、画素回路を構成する薄膜トランジスタは全て同一工程、同一層構造で形成され、半導体層にポリシリコンを用いたトップゲート構造の薄膜トランジスタである。全て同一の導電型の薄膜トランジスタで構成することにより、製造工数の増大を抑制することができる。また、第２スイッチ２６を画素スイッチ、第１スイッチとは異なる導電型の薄膜トランジスタ、ここではＮチャネル型薄膜トランジスタによって構成することにより、そのゲートの制御を第１走査線によって画素スイッチの制御と同一信号により行なうこともできる。
【００２４】
次に、図３および図４を参照して、画素回路および有機ＥＬ素子１６の構成を詳細に説明する。図４は、画素回路のうち、特に、第２スイッチ２６、第２容量Ｃｘ、駆動トランジスタ２２、第１容量Ｃｓ、有機ＥＬ素子１６の構成の一例を示している。
【００２５】
第２スイッチ２６を構成したＰチャネル型の薄膜トランジスタは、光透過性絶縁基板８上に形成されポリシリコンからなる半導体層５０を備え、この半導体層はソース領域５０ａ、ドレイン領域５０ｂ、およびソース、ドレイン領域間に位置したチャネル領域５０ｃを有している。半導体層５０に重ねてゲート絶縁膜５２が形成され、このゲート絶縁膜上にゲート電極Ｇが設けられチャネル領域５０ｃと対向している。ゲート電極Ｇに重ねて層間絶縁膜５４が形成され、この層間絶縁膜上にソース電極（ソース）Ｓおよびドレイン電極（ドレイン）Ｄが設けられている。ソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄは、それぞれ層間絶縁膜５４およびゲート絶縁膜５２に貫通形成されたコンタクトを介して半導体層５０のソース領域５０ａおよびドレイン領域５０ｂに接続されている。なお、第１スイッチ２４、画素スイッチ２０、および駆動トランジスタ２２を構成する各薄膜トランジスタも上記と同一の構造に形成されている。
【００２６】
層間絶縁膜５４上には信号線Ｘ、第２電圧電源線Ｖｄｄ等の複数の配線が設けられている。また、層間絶縁膜５４上には、ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄ、配線を覆って保護膜５６が形成されている。更に、保護膜５６上には、親水膜５８、隔壁膜６０が順に積層されている。
【００２７】
有機ＥＬ素子１６は、ルミネセンス性有機化合物を含む有機発光層６４をアノード電極６２およびカソード電極６６間に挟持した構造を有している。アノード電極６２は、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透明電極材料から形成され、保護膜５６上に設けられている。親水膜５８および隔壁膜６０の内、アノード電極６２上の部分はエッチングにより除去されている。そして、アノード電極６２上にアノードバッファ層６３および有機発光層６４が形成され、更に、有機発光層６４および隔壁膜６０に重ねて例えば、バリウム・アルミ合金から成るカソード電極６６が積層されている。
【００２８】
このような構造の有機ＥＬ素子１６では、アノード電極６２から注入されたホールと、カソード電極６６から注入された電子とが有機発光層６４の内部で再結合したときに、有機発光層を構成する有機分子を励起して励起子を発生させる。この励起子が放射失活する過程で発光し、この光が有機発光層６４から透明なアノード電極６２および光透過性絶縁基板８を介して外部へ放出される。
【００２９】
ここで、アノード電極６２を駆動トランジスタ２２のドレインに接続し、カソード電極６６を第１電圧電源線Ｖｓｓに接続する場合について説明したが、カソード電極６６を駆動トランジスタ２２のドレインに、アノード電極６２を第１電圧電源線Ｖｓｓに接続してもよい。
【００３０】
また、有機ＥＬ素子１６の形成された基板８側を表示面とする場合について説明したが、有機ＥＬ素子の形成された基板８と対向する側（上記実施形態ではカソード電極６６側）を表示面とするものであってもよい。
【００３１】
いずれの場合も光出射面側を透明導電材料で形成する必要があり、例えばカソード電極６６を光出射面側に配置する場合には、アルカリ土類金属、希土類金属を光透過性を有する程度に薄く形成することで達成できる。
【００３２】
一方、図１に示すコントローラ１２は有機ＥＬパネル１０の外部に配置されたプリント回路基板上に形成され、走査線駆動回路１４および信号線駆動回路１５を制御する。コントローラ１２は外部から供給されるデジタル映像信号および同期信号を受け取り、垂直走査タイミングを制御する垂直走査制御信号、および水平走査タイミングを制御する水平走査制御信号を同期信号に基づいて発生し、これら垂直走査制御信号および水平走査制御信号をそれぞれ走査線駆動回路１４および信号線駆動回路１５に供給すると共に、水平および垂直走査タイミングに同期してデジタル映像信号を信号線駆動回路１５に供給する。
【００３３】
信号線駆動回路１５は水平走査制御信号の制御により各水平走査期間において順次得られる映像信号Ｄａｔａ１〜Ｄａｔａｍをアナログ形式に変換し電流信号として複数の信号線Ｘに並列的に供給する。走査線駆動回路１４は、シフトレジスタ、出力バッファ等を含み、外部から供給される水平走査スタートパルスを順次次段に転送し、出力バッファを介して各行の表示画素ＰＸに２種類の制御信号、すなわち、制御信号Ｓａ、制御信号Ｓｂを供給する。これにより、各第１、第２走査線Ｙ、Ｂｇは、互いに異なる１水平走査期間において、それぞれ制御信号Ｓａ、制御信号Ｓｂにより駆動される。
【００３４】
図５に示すタイミングチャートを参照して、走査線駆動回路１４および信号線駆動回路１５の出力信号に基づく画素回路１８の動作について説明する。
走査線駆動回路１４は、例えば、スタート信号ａ（Ｓｔａｒｔａ）とクロックａ（Ｃｌｋａ）とから各水平走査期間に対応した幅（Ｔｗ−Ｓｔａｒｔａ）のパルスを生成し、そのパルスを制御信号Ｓａとして出力する。また、走査線駆動回路１４は、制御信号Ｓａを反転させて制御信号Ｓｂを生成する。
【００３５】
画素回路１８の動作は、映像信号書込み動作および発光動作に分けられる。図５の時点ｔ１で、画素スイッチ２０および第１スイッチ２４がオン（導通状態）画素スイッチ２０および第１スイッチ２４がオン（導通状態）、第２スイッチ２６がオフ（非導通状態）となるような制御信号Ｓａ、Ｓｂ、ここでは、制御信号Ｓａがローレベル、制御信号Ｓｂがハイレベル、が出力されると、映像信号書込み動作が開始される。映像信号書込み期間（ｔ１〜ｔ２）において、駆動トランジスタ２２はダイオード接続状態となり、また、画素スイッチ２０を通して対応信号線Ｘから映像信号Ｄａｔａが取り込まれる。つまり、映像信号に応じた定電流値を出力する定電流源により、駆動トランジスタ２２のソース、ドレイン間を流れる電流がこの定電流値に設定されることにより、映像信号の書き込みが行なわれ、この電流量を流すことが可能な駆動トランジスタのゲート、ソース間電位が第１容量Ｃｓに書き込まれる。
【００３６】
次に、時点ｔ２では、制御信号Ｓａおよび制御信号Ｓｃがそれぞれハイレベル、ローレベルとなり、画素スイッチ２０および第１スイッチ２４がオフ、第２スイッチ２６がオンとなる。これにより、映像信号書込み動作２が終了し、発光動作が開始する。発光期間において、駆動トランジスタ２２は、第１容量Ｃｓに書き込まれたゲート制御電圧により、映像信号に対応した電流量を有機ＥＬ素子１６に供給する。これにより有機ＥＬ素子１６が発光し、発光動作が開始される。そして、有機ＥＬ素子１６は、１フレーム期間後に、再び制御信号Ｓａが供給されるまで発光状態を維持する。
【００３７】
ここで、書込み期間の終了時、第１スイッチ２４がオン状態からオフ状態に切換わると、第１スイッチの寄生容量Ｃｇｓに起因するフィードスルー電圧が発生し第１容量Ｃｓに印加される。これにより、第１容量Ｃｓの電位、すなわち、駆動トランジスタ２２のゲート電位はプラス方向に変位する。これに対して、第１スイッチ２４がオフ状態となった後、第２スイッチ２６がオフ状態からオン状態へ切換わると、第２スイッチのソース電位はマイナス電位方向に変位する。このマイナス方向への電位変化は、第２スイッチ２６のソースと駆動トランジスタ２２のゲートとの間に設けられた第２容量Ｃｘにより駆動トランジスタ２２のゲートに伝えられる。これにより、第１スイッチ２４のオフ切換え時に生じたゲート電位のプラス変位を、第２スイッチ２６のソースで生じたマイナス変位によって補償し、駆動トランジスタ２２のゲート電位変動分を補償することができる。
【００３８】
このようなゲート制御電圧の変動を補償するため、第２容量Ｃｘは、前述したゲート電位のプラス変位とマイナス変位との合計がゼロとなる値を有していることが望ましい。第２容量Ｃｘの値は容量の面積で調整可能であり、第１スイッチ２４の寄生容量Ｃｇｓ、第１容量Ｃｓ、制御信号Ｓａのオン、オフ電位の電位差等を考慮して設定される。
例えば、Ｃｇｓ＝０．０１ｐＦ、Ｃｓ＝１ｐＦ、第１スイッチ２４のオン、オフ電位差ΔＶｓ１＝１５Ｖとすると、第１スイッチ２４がオフに切換えられたときに生じる駆動トランジスタ２２のゲート電位変位量ΔＶｇ１、すなわち、発生するフィードスルー電圧は、
ΔＶｇ１＝｛Ｃｇｓ／（Ｃｇｓ＋Ｃｓ）｝×ΔＶｓ１
で近似され、ΔＶｇ１＝１５０ｍＶとになる。
【００３９】
一方、第２スイッチ２６がオンに切換えられたときの駆動トランジスタ２２のゲート電位変位量ΔＶｇ２は、第２スイッチのソース電位変位量ΔＶｓ２と第２容量Ｃｘとに依存し、
ΔＶｇ２＝｛Ｃｘ／（Ｃｘ＋Ｃｓ）｝×ΔＶｓ２
で近似される。
【００４０】
第２スイッチのソース電位変位量ΔＶｓ２は、映像信号書込み動作時の駆動トランジスタ２２のドレイン電位と発光動作時の有機ＥＬ素子１６のアノード電極電位との差で表され、例えば−５Ｖ程度となる。
【００４１】
これらの値を用いてΔＶｇ１＋ΔＶｇ２＝０となる第２容量Ｃｘを求めると０．０３ｐＦとなり、この値に基づき容量の面積を決定すればよい。例えば、膜厚１００ｎｍの酸化膜を誘電体とする容量の場合、０．０３ｐＦに対応する容量の面積は９×９μｍ＝８１μｍ２となる。この程度の面積の第２容量Ｃｘであれば、表示画素Ｐｘに第２容量を追加する際、面積的な制約は小さい。
【００４２】
以上のように、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置では、第２スイッチ２６のソースと駆動トランジスタ２２のゲートとの間に第２容量Ｃｘを設けることにより、第１スイッチ２４のオフ切換え時に生じる駆動トランジスタのゲート電位変動を補償することができる。これにより、映像信号の書込み動作を確実に行ないつつ、フィードスルー電圧に起因する駆動トランジスタのゲート制御電圧の変動やバラツキの影響を低減し、複数の表示画素間における輝度のバラツキを抑制することが可能となる。また、ゲート制御電圧の変動を補償する目的で駆動回路から過剰な電流量を供給する必要が無く、駆動電圧の上昇、大型化、製造コストの増大等を生じることなく十分な白輝度を得ることができる。以上のことから、表示ムラの発生を防止し、表示品位の向上したアクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置が得られる。
【００４３】
なお、上記実施形態で示したように、第２容量Ｃｘは、ΔＶｇ１＋ΔＶｇ２＝０となるように設定されていることが望ましいが、必ずしもこれに限定されることなく、第２容量Ｃｘは、第１スイッチ２４がオフに切換え時に生じるゲート電位変動の少なくとも一部を補償する値に形成されていれば、ゲート制御電圧の変動低減効果を得ることができる。
【００４４】
また、第２容量Ｃｘは平行平板型容量を用いたが、これに限らず、並行配線間容量を用いることも可能である。例えば、有機ＥＬ素子の発光効率が高い場合や表示画面の高い白輝度を必要としない場合、有機ＥＬ表示装置における有機ＥＬ素子発光用の電圧や画素回路駆動用電圧を低くすることができる。一例として、第１スイッチ２４のオン、オフ電位差ΔＶｓ１を１０Ｖとし、他の条件を上述した実施形態と同一とした場合、必要となる第２容量Ｃｘの値は０．０２ｐＦとなる。この程度の値を有する第２容量Ｃｘは、図６に示すように、並行配線間容量により形成することができる。すなわち、第２容量Ｃｘは少なくとも一対の配線を有し、これらの配線は重なることなく所定の隙間を置いて平行に配列されている。
【００４５】
第２容量Ｃｘとして並行配線間容量を用いた場合、平行平板型容量に比較して層間ショートを確実に回避できるという利点が得られる。例えば、間隔が１μｍ、並行長が８０μｍ程度の並行配線により、０．０２ｐＦの容量形成が可能である。なお、図６に示した第２の実施形態において、第２容量Ｃｘ以外の構成は前述した実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４６】
有機ＥＬ表示装置の画素回路は電流信号方式に限らず、電圧信号方式の画素回路として構成してもよい。図７は本発明の第３の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の表示画素ＰＸを示している。各表示画素ＰＸは、自己発光素子である有機ＥＬ素子１６、およびこの有機ＥＬ素子に駆動電流を供給する画素回路１８により構成されている。画素回路１８は電圧信号からなる映像信号に応じて有機ＥＬ素子１６の発光を制御する電圧信号方式の画素回路であり、画素スイッチ２０、駆動トランジスタ２２、第１スイッチ２４、第２スイッチ２６、第１容量Ｃｓ１、第２容量Ｃｘ、および第３容量Ｃｓ２を備えている。画素スイッチ２０、駆動トランジスタ２２、第１スイッチ２４、第２スイッチ２６は、同一導電型、例えばＰチャネル型の薄膜トランジスタにより構成されている。
【００４７】
駆動トランジスタ２２のソースは高電位の第２電圧電源線Ｖｄｄに接続されている。駆動トランジスタ２２のゲート、ソース間には第１容量Ｃｓ１が接続され、ゲート、ドレイン間には第１スイッチ２４が接続されている。駆動トランジスタ２２のゲートは、第３容量Ｃｓ２を介して画素スイッチ２０のドレインに接続され、画素スイッチのソースは信号線Ｘに接続されている。
【００４８】
駆動トランジスタ２２のドレインは第２スイッチ２６のソースに接続され、第２スイッチのドレインは有機ＥＬ素子１６のアノード電極に接続されている。有機ＥＬ素子１６のカソード電極は低電位の第１電圧電源線Ｖｓｓに接続されている。第２容量Ｃｘは、例えば平行平板型容量により形成され、第２スイッチ２６のソースと駆動トランジスタ２２のゲートとの間に接続されている。
【００４９】
各画素回路１８には、図示しない信号線駆動回路から出力され電圧信号からなる映像信号Ｄａｔａが信号線Ｘを介して入力される。また、画素スイッチ２０、第１スイッチ２４および第２スイッチ２６は、図示しない走査線駆動回路で生成された制御信号Ｓａ、制御信号Ｓｂ、および制御信号Ｓｃによりそれぞれオン、オフ制御される。
【００５０】
第３の実施形態においても、第２スイッチ２６のソースと駆動トランジスタ２２のゲートとの間に第２容量Ｃｘを設けることにより、第１スイッチ２４のオフ時に生じる駆動トランジスタのゲート電位変動を補償することができる。これにより、Ｖｔｈキャンセル動作終了時、フィードスルー電圧に起因する駆動トランジスタのゲート制御電圧の変動やバラツキの影響を低減し、複数の表示画素間における輝度のバラツキを抑制することが可能となる。従って、駆動電圧の上昇、大型化、製造コストの増大等を生じることなく、表示ムラの発生を防止し、表示品位の向上したアクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置が得られる。
【００５１】
その他、本発明は前述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することできる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００５２】
前述した実施形態では、画素回路を構成する薄膜トランジスタを全て同一の導電型、ここではＰチャネル型で構成する場合について説明したが、これに限定されず、全てをＮチャネル型の薄膜トランジスタで構成することも可能である。また、画素スイッチ、第１スイッチをＮチャネル型の薄膜トランジスタ、駆動トランジスタおよび第２スイッチをＰチャネル型の薄膜トランジスタでそれぞれ構成するなど、画素回路を異なる導電型の薄膜トランジスタを混在して形成することも可能である。
【００５３】
更に、薄膜トランジスタの半導体層は、ポリシリコンに限らず、アモルファスシリコンで構成することも可能である。表示画素を構成する自己発光素子は、有機ＥＬ素子に限定されず自己発光可能な様々な発光素子を適用可能である。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、フィードスルー電圧による駆動トランジスタの電位変動を補償し、表示品位の向上したアクティブマトリクス型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示す回路図。
【図２】上記有機ＥＬ表示装置における表示画素の等価回路を示す図。
【図３】上記表示画素を概略的に示す平面図。
【図４】上記有機ＥＬ表示装置の一部を示す断面図。
【図５】図２に示す表示画素の動作を説明するためのタイミングチャート。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における表示画素を概略的に示す平面図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置における表示画素の等価回路を示す図。
【符号の説明】
１２…コントローラ、  １４…走査線駆動回路、
１５…信号線駆動回路、  １６…有機ＥＬ素子、  １８…画素回路、
２０…画素スイッチ、  ２２…駆動トランジスタ、
２４…第１スイッチ、  ２６…第２スイッチ、
６２…アノード電極、  ６４…有機発光層、  ６６…カソード電極、
ＰＸ…表示画素、  Ｖｄｄ…第１電圧電源線、  Ｖｓｓ…第２電圧電源線、
Ｙ…第１走査線、  Ｘ…信号線、  Ｂｇ…第２走査線、
Ｃｓ、Ｃｓ１…第１容量、  Ｃｘ…第２容量、  Ｃｓ２…第３容量、
Ｃｇｓ…寄生容量。
【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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