(57)【要約】【課題】低階調表示での輝度上昇を抑えて良好な表示を実現することが可能なアクティブマトリクス型表示装置およびその駆動方法を提供する。【解決手段】表示装置は、複数の画素部ＰＸと、画素部の列毎に接続された複数の映像信号線Ｘと、映像信号線に基準電流および階調信号電流を出力する信号線駆動回路と、を有している。各画素回路１８は、駆動トランジスタ２０と、駆動トランジスタの制御端子の電位を保持する第１保持容量Ｃ１と、映像信号線から供給される基準電流および階調信号電流を駆動トランジスタを通して流す第１スイッチ２１と、第２スイッチ２２と、基準電流と階調信号電流との差分に応じた電位を保持する第２保持容量Ｃ２と、第３スイッチ２３と、駆動トランジスタの第２端子と制御端子との間の接続、非接続を制御する第４スイッチ２４と、駆動トランジスタの第２端子と表示素子との間の接続、非接続を制御する出力スイッチ２６と、を備えている。【選択図】      図２
2009193027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示素子と、前記表示素子に駆動電流を供給する画素回路とを含み、基板上にマトリクス状に配設された複数の画素部と、
前記画素部の列毎に接続された複数の映像信号線と、
前記映像信号線に基準電流および階調信号電流を出力する信号線駆動回路と、を具備し、
前記各画素回路は、第１端子が電圧電源に接続され第２端子が前記表示素子に接続される駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタの第１端子と制御端子との間に接続され前記駆動トランジスタの制御端子の電位を保持する第１保持容量と、前記駆動トランジスタの第２端子と前記映像信号線との間に接続され、前記映像信号線から供給される前記基準電流および階調信号電流を前記駆動トランジスタを通して流す第１スイッチと、前記駆動トランジスタの第２端子と前記第１保持容量との間に接続された第２スイッチと、前記駆動トランジスタの制御端子と前記第１保持容量との間に設けられ、前記基準電流と階調信号電流との差分に応じた電位を保持する第２保持容量と、前記第１保持容量と第２補助容量との間に接続された第３スイッチと、前記駆動トランジスタの第２端子と制御端子との間に設けられ、これら第２端子と制御端子との間の接続、非接続を制御する第４スイッチと、前記駆動トランジスタの第２端子と表示素子との間の接続、非接続を制御する出力スイッチと、を備えているアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項２】
前記第１、第２、第３、第４スイッチおよび出力スイッチは、Ｐチャネル型の薄膜トランジスタにより形成されている請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項３】
前記表示素子は、対向する電極間に有機発光層を備えた自己発光素子である請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項４】
表示素子と、前記表示素子に駆動電流を供給する画素回路とを含み、基板上にマトリクス状に配設された複数の画素部と、前記画素部の列毎に接続された複数の映像信号線と、前記映像信号線に基準電流および階調信号電流を出力する信号線駆動回路と、を具備し、
前記各画素回路は、第１端子が電圧電源に接続され第２端子が前記表示素子に接続される駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタの第１端子と制御端子との間に接続され前記駆動トランジスタの制御端子の電位を保持する第１保持容量と、前記駆動トランジスタの第２端子と前記映像信号線との間に接続され、前記映像信号線から供給される前記基準電流および階調信号電流を前記駆動トランジスタを通して流す第１スイッチと、前記駆動トランジスタの第２端子と前記第１保持容量との間に接続された第２スイッチと、前記駆動トランジスタの制御端子と前記第１保持容量との間に設けられ、前記基準電流と階調信号電流との差分に相当する電位を保持する第２保持容量と、前記第１保持容量と第２補助容量との間に接続された第３スイッチと、前記駆動トランジスタの第２端子と制御端子との間に設けられ、これら第２端子と制御端子との間の接続、非接続を制御する第４スイッチと、前記駆動トランジスタの第２端子と表示素子との間の接続、非接続を制御する出力スイッチと、を備えているアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法であって、
前記映像信号線から前記画素回路の駆動トランジスタを通して基準電流を流し、基準電流を書込む第１信号書込みと、
前記映像信号線から前記画素回路の駆動トランジスタを通して階調信号電流を流して階調信号電流を書込み、前記第２保持容量に、前記基準電流と階調信号電流との差分に応じた電位を保持する第２信号書込みと、
前記第４スイッチにより前記駆動トランジスタの制御端子と第２端子とを導通して、前記駆動トランジスタの閾値のオフセットをキャンセルし、
前記第２保持容量および第１保持容量に書込まれた電位に応じた駆動電流を前記駆動トランジスタから前記表示素子に出力し前記表示素子を発光させるアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法。
【請求項５】
前記第１信号書込みにおいて、前記第１、第２、第３、第４スイッチをオン、前記出力スイッチをオフとして、前記駆動トランジスタを通して前記映像信号線に基準電流を流し、前記第２信号書込みにおいて、前記第１、第３、第４スイッチをオン、第２スイッチおよび前記出力スイッチをオフとして、前記駆動トランジスタを通して前記映像信号線に基準電流を流す請求項４に記載のアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法。
【請求項６】
前記閾値のキャンセルにおいて、前記第１、第３スイッチおよび出力スイッチをオフ、前記第２、第４スイッチをオンとし、前記発光期間において、前記第１、第２、第４スイッチをオフ、前記第３スイッチおよび出力スイッチをオンとする請求項５に記載のアクティブマトリクス型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、例えば有機エレクトロ・ルミネッセンス（以下、ＥＬと称する）素子のような表示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およびその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、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（例えば、特許文献１）。
【０００４】
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。この映像信号に対応する駆動トランジスタのゲート・ソース間電位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。  
画素回路としては、映像信号として電流を用いたカレントコピー型の回路が用いられている。
【特許文献１】特開２０００−２０８２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、映像信号として電流を用いる場合、低階調表示においては信号電流が小さくなるため、信号線の負荷容量の影響により、信号電流の書き込み不足が発生し、駆動トランジスタのゲート電圧を所望の値に設定することができにくくなる。これにより、低階調表示において輝度上昇が生じてしまう。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、その目的は、低階調表示における信号電流の書き込み不足を低減し、低階調表示での輝度上昇を抑えて良好な表示を実現することが可能なアクティブマトリクス型表示装置およびその駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、表示素子と、前記表示素子に駆動電流を供給する画素回路とを含み、基板上にマトリクス状に配設された複数の画素部と、前記画素部の列毎に接続された複数の映像信号線と、前記映像信号線に基準電流および階調信号電流を出力する信号線駆動回路と、を具備し、  
前記各画素回路は、第１端子が電圧電源に接続され第２端子が前記表示素子に接続される駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタの第１端子と制御端子との間に接続され前記駆動トランジスタの制御端子の電位を保持する第１保持容量と、前記駆動トランジスタの第２端子と前記映像信号線との間に接続され、前記映像信号線から供給される前記基準電流および階調信号電流を前記駆動トランジスタを通して流す第１スイッチと、前記駆動トランジスタの第２端子と前記第１保持容量との間に接続された第２スイッチと、前記駆動トランジスタの制御端子と前記第１保持容量との間に設けられ、前記基準電流と階調信号電流との差分に応じた電位を保持する第２保持容量と、前記第１保持容量と第２補助容量との間に接続された第３スイッチと、前記駆動トランジスタの第２端子と制御端子との間に設けられ、これら第２端子と制御端子との間の接続、非接続を制御する第４スイッチと、前記駆動トランジスタの第２端子と表示素子との間の接続、非接続を制御する出力スイッチと、を備えている。
【０００８】
この発明の他の態様に係るアクティブマトリクス型表示装置の駆動方法は、上記アクティブマトリクス型表示装置の駆動方法であって、前記映像信号線から前記画素回路の駆動トランジスタを通して基準電流を流し、基準電流を書込む第１信号書込みと、前記映像信号線から前記画素回路の駆動トランジスタを通して階調信号電流を流して階調信号電流を書込み、前記第２保持容量に、前記基準電流と階調信号電流との差分に応じた電位を保持する第２信号書込みと、前記第４スイッチにより前記駆動トランジスタの制御端子と第２端子とを導通して、前記駆動トランジスタの閾値のオフセットをキャンセルし、前記第２保持容量および第１保持容量に書込まれた電位に応じた駆動電流を前記駆動トランジスタから前記表示素子に出力し前記表示素子を発光させる駆動方法である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の態様によれば、低階調表示における信号電流の書き込み不足を低減し、低階調表示での輝度上昇を抑えて良好な表示を実現することが可能なアクティブマトリクス型表示装置およびその駆動方法を提供することができる。また、トランジスタの閾値電圧や移動度のばらつきに関係なく発光電流を制御でき、表示品位の向上したアクティブマトリクス型表示装置およびその駆動方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置について詳細に説明する。  
図１は、有機ＥＬ装置全体を概略的に示している。図１に示すように、有機ＥＬ表示装置は、例えば、１０型以上の大型アクティブマトリクス型表示装置として構成され、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。
【００１１】
有機ＥＬパネル１０は、ガラス板等の絶縁基板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Ｓｇａ（１〜ｍ）、第２走査線Ｓｇｂ（１〜ｍ）、第３走査線Ｓｇｃ（１〜ｍ）、第４走査線Ｓｇｄ（１〜ｍ）、第５走査線Ｓｇｅ（１〜ｍ）、表示画素ＰＸの列毎に接続されたｎ本の映像信号線Ｘ（１〜ｎ）、を備えている。また、有機ＥＬパネル１０は、第１、第２、第３、第４、第５走査線Ｓｇａ（１〜ｍ）、Ｓｇｂ（１〜ｍ）Ｓｇｃ（１〜ｍ）、Ｓｇｄ（１〜ｍ）、Ｓｇｅ（１〜ｍ）を表示画素ＰＸの行毎に順次駆動する走査線駆動回路１４ａ、１４ｂ、および複数の映像信号線Ｘ（１〜ｎ）を駆動する信号線駆動回路１５を備えている。走査線駆動回路１４ａ、１４ｂおよび信号線駆動回路１５は、表示領域１１の外側で絶縁基板８上に一体的に形成されている。
【００１２】
画素部として機能する各表示画素ＰＸは、対向電極間に光活性層を備えた表示素子と、この表示素子に駆動電流を供給する画素回路１８とを含んでいる。表示素子は、例えば自己発光素子であり、本実施形態では、光活性層として少なくとも有機発光層を備えた電流駆動型の有機ＥＬ素子１６を用いている。
【００１３】
図２に表示画素ＰＸの等価回路を示す。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駆動方式の画素回路であり、画素スイッチとしての第１スイッチ２１、第２スイッチ２２、第３スイッチ２３、第４スイッチ２４、駆動トランジスタ２０、出力スイッチ２６、第１保持容量Ｃ１および第２保持容量Ｃ２を備えている。
【００１４】
第１スイッチ２１、第２スイッチ２２、第３スイッチ２３、第４スイッチ２４、駆動トランジスタ２０、出力スイッチ２６は、ここでは同一導電型、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。本実施形態において、画素回路１８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。
【００１５】
第１スイッチ２１、第２スイッチ２２、第３スイッチ２３、第４スイッチ２４、駆動トランジスタ２０、出力スイッチ２６の各々は、第１端子、第２端子、および制御端子を有し、本実施形態では、これら第１端子、第２端子、および制御端子をそれぞれソース、ドレイン、ゲートとしている。
【００１６】
駆動トランジスタ２０、出力スイッチ２６、および有機ＥＬ素子１６は、低電位の第１電圧電源線Ｖｓｓと高電位の第２電圧電源線Ｖｄｄとの間でこの順で直列に接続されている。第１電圧電源線Ｖｓｓおよび第２電圧電源線Ｖｄｄは、例えば、−９Ｖおよび＋６Ｖの電位にそれぞれ設定される。駆動トランジスタ２０は、そのソースが第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、ここではカソードが第１電圧電源線Ｖｓｓに接続されている。出力スイッチ２６は、そのソースが駆動トランジスタ２０の第２端子、ここではドレインに接続されている。出力スイッチ２６は、そのドレインが有機ＥＬ素子１６のアノードに接続され、更に、ゲートが第５走査線Ｓｇｅに接続されている。
【００１７】
駆動トランジスタ２０は、映像信号に応じた電流量の発光電流を有機ＥＬ素子１６に出力する。出力スイッチ２６は、第５走査線Ｓｇｅからの第５制御信号Ｓｅ（１〜ｍ）によりオン（導通状態）、オフ（非導通状態）が制御され、駆動トランジスタ２０と有機ＥＬ素子１６との接続、非接続を制御する。
【００１８】
第１スイッチ２１は、対応する映像信号線Ｘ（１〜ｎ）と駆動トランジスタ２０のドレインとの間に接続され、そのゲートは第１走査線Ｓｇａに接続されている。第１スイッチ２１は、第１走査線Ｓｇａから供給される第１制御信号Ｓａ（１〜ｍ）に応答して対応の映像信号線Ｘ（１〜ｎ）から階調電流としての信号電流を取り込む。
【００１９】
第１保持容量Ｃ１は、その一方の電極が第１電圧電源線Ｖｄｄに接続されている。第２保持容量Ｃ２は、その一方の電極が駆動トランジスタ２０のゲートに接続されている。第１および第２保持容量Ｃ１、Ｃ２は、映像信号により決定される駆動トランジスタ２０のゲート制御電位を保持する。
【００２０】
第２スイッチ２２は、駆動トランジスタ２０のドレインと第１保持容量Ｃ１との間に接続され、そのゲートは第２走査線Ｓｇｂに接続されている。第２スイッチ２２は、第２走査線Ｓｇｂから供給される第２制御信号Ｓｂ（１〜ｍ）によりオン（導通状態）、オフ（非導通状態）が制御される。
【００２１】
第３スイッチ２３は、第１保持容量Ｃ１と第２保持容量Ｃ２との間に接続され、そのゲートは第３走査線Ｓｇｃに接続されている。第３スイッチ２３は、第３スイッチ２３は、第３走査線Ｓｇｃから供給される第３制御信号Ｓｃ（１〜ｍ）によりオン（導通状態）、オフ（非導通状態）が制御される。
【００２２】
第４スイッチ２４は、駆動トランジスタ２０のドレイン、ゲート間に接続され、そのゲートが第４走査線Ｓｇｅに接続されている。第４スイッチ２４は、第４走査線Ｓｇｅから供給される第４制御信号Ｓａ（１〜ｍ）に応じてオン、オフ制御され、駆動トランジスタ２０のゲート、ドレイン間の接続、非接続を制御するとともに、保持容量Ｃ２からの電流リークを規制する。
【００２３】
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１４ａ、１４ｂ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１４ａ、１４ｂ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。
【００２４】
走査線駆動回路１４ａ、１４ｂ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、図１および第２に示すように、出力バッファを介して各行の表示画素ＰＸに４種類の制御信号、すなわち、制御信号Ｓａ（１〜ｍ）、Ｓｂ（１〜ｍ）、Ｓｃ（１〜ｍ）、Ｓｄ（１〜ｍ）、Ｓｅ（１〜ｍ）を供給する。これにより、各第１、第２、第３、第４、第５走査線Ｓｇａ（１〜ｍ）、Ｓｇｂ（１〜ｍ）、Ｓｇｃ（１〜ｍ）、Ｓｇｄ（１〜ｍ）、Ｓｇｅ（１〜ｍ）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（１〜ｍ）、制御信号Ｓｂ（１〜ｍ）、Ｓｃ（１〜ｍ）、制御信号Ｓｄ（１〜ｍ）、制御信号Ｓｅ（１〜ｍ）により駆動される。
【００２５】
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をアナログ形式に変換して第１信号電流Ｉｒｅｆおよび第２信号電流Ｉｓｉｇとし、第１および第２信号電流を複数の映像信号線Ｘ（１〜ｎ）に並列的に供給する。図２に示すように、信号線駆動回路１５は、各映像信号線Ｘ（１〜ｎ）に接続された電流供給部Ｉを有している。電流供給部Ｉは、映像信号線Ｘ（１〜ｎ）を通して画素回路１８に、基準電流として第１信号電流Ｉｒｅｆおよび階調電流としての第２信号電流Ｉｓｉｇを供給する。第１信号電流Ｉｒｅｆおよび第２信号電流Ｉｓｉｇは、それぞれ時分割することにより、同一の映像信号配線Ｘ（１〜ｎ）を用いて複数の表示画素ＰＸに供給される。
【００２６】
第１信号電流Ｉｒｅｆおよび第２信号電流Ｉｓｉｇの電流量は、映像信号線の書き込み不足が生じない電流量に設定されている。つまり、第１信号電流Ｉｒｅｆおよび第２信号電流Ｉｓｉｇの電流量は、一水平走査期間（ｔ）の、映像信号線Ｘの配線容量（Ｃｐ）に最高階調表示から最低階調表示までの電位変化分（最大電圧変化ΔＶ）を掛けた値に相当する電荷量よりも大きな値に設定される［（Ｉｒｅｆ・Ｉｓｉｇ）＞Ｃｐ×ΔＶ／ｔ］。第１信号電流Ｉｒｅｆおよび第２信号電流Ｉｓｉｇは、例えば、有機ＥＬ表示装置の最高階調表示を行なう駆動電流と同程度の大きさに設定される。
【００２７】
また、第１信号電流Ｉｒｅｆおよび第２信号電流Ｉｓｉｇのいずれか一方、例えば、第１信号電流Ｉｒｅｆを定電流とし、第２信号電流Ｉｓｉｇを階調に応じて可変する信号電流としている。なお、第２信号電流Ｉｓｉｇを定信号電流とし、第１信号電流Ｉｒｅｆを階調に応じて可変する信号電流としてもよい。あるいは、第１信号電流Ｉｒｅｆおよび第２信号電流Ｉｓｉｇの両方を可変の信号電流とすることも可能である。
【００２８】
上記のように構成された有機ＥＬ表示装置において、画素回路１８の動作は、第１信号電流（基準信号電流）書き込み動作、第２信号電流（階調信号電流）書き込み動作、閾値キャンセル動作、および発光動作に分けられる。
【００２９】
図３は、制御信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄのオン、オフ（ｈｉｇｈ、Ｌｏｗ）タイミングを示すタイミングチャートであり、図４は、１行目の表示画素ＰＸにおける画素回路１８の動作を模式的に示している。
【００３０】
図３および図４に示すように、第１信号電流（基準信号電流）書き込み動作では、例えば、１行目の表示画素ＰＸに対し、第１走査線駆動回路１４ａから第１スイッチ２１、第２スイッチ２２、第３スイッチ２３をオン状態とするレベル（オン電位）、ここでは、ローレベルの制御信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃが出力される。同時に、第２走査線駆動回路１４ｂから、第４スイッチ２４をオン状態とするローレベルの制御信号Ｓｄ、および出力スイッチ２６をオフ状態とするレベル（オフ電位）、ここではハイレベルの制御信号Ｓｅが出力される。これにより、第１ないし第４スイッチ２１ないし２４がオン（導通状態）、また、出力スイッチ２６がオフ（非導通状態）に切換えられ、第１信号電流書込み動作が開始される。
【００３１】
第１信号電流書込み期間において、信号線駆動回路１５の対応する電流供給部Ｉから、例えば、所定の定電流に設定された第１信号電流Ｉｒｅｆが映像信号線Ｘに供給される。表示画素ＰＸにおいて、第１、第２、第３、第４スイッチ２１ないし２４はオン状態にあり、駆動トランジスタ２０はそのゲート、ドレイン間がダイオード接続状態にある。これにより、第１電圧電源線Ｖｄｄから駆動トランジスタ２０を通して映像信号線Ｘに基準信号電流Ｉｒｅｆが流れる。そのため、駆動トランジスタ２０のゲートの電位は、基準信号電流Ｉｒｅｆの電流量に応じた基準電位Ｖｒｅｆとなる。この時の駆動トランジスタ２０のゲート電圧Ｖｇｓは以下の式１で表される。  
Ｖｇｓ＝Ｖｄｄ−Ｖｒｅｆ                  ・・・（式１）
従って、基準電流Ｉｒｅｆが駆動トランジスタ２０を流れたときの電流式は、トランジスタの電流式から、以下の式２で表される。  
Ｉｒｅｆ＝β×（Ｖｇｓ−Ｖth）2  
＝β×（Ｖｄｄ−Ｖｒｅｆ−Ｖth）2   ・・・  （式２）  
ここで、Ｖthは駆動トランジスタ２０の閾値、βは駆動トランジスタの移動度、チャネル長、チャネル幅、ゲート容量値などを含む定数である。
【００３２】
したがって、Ｖｒｅｆは以下の式３で表される。  
Ｖｒｅｆ＝Ｖｄｄ−Ｖth−（Ｉｒｅｆ／β）1/2   ・・・  (式３）
この基準電位Ｖｒｅｆは、第２スイッチ２２を介して、第１保持容量Ｃ１に書き込まれる。
【００３３】
続いて、図３および図５に示すように、制御信号Ｓｂがオフ電位（ハイレベル）となり、第２スイッチ２２がオフとなる。これにより、第１信号電流書込み動作が終了するとともに、第２信号電流（階調信号電流）書き込み動作が開始する。
【００３４】
第２信号電流書き込み期間において、信号線駆動回路１５の対応する電流供給部Ｉから、階調信号に対応する第２信号電流Ｉｓｉｇが映像信号線Ｘに供給される。表示画素ＰＸにおいて、第１、第３、第４スイッチ２１、２３、２４はオン状態、出力スイッチ２６はオフ状態にあり、駆動トランジスタ２０はそのゲート、ドレイン間がダイオード接続状態にある。これにより、第１電圧電源線Ｖｄｄから駆動トランジスタ２０および第１スイッチ２１を通して映像信号線Ｘに階調信号電流Ｉｓｉｇが流れる。
【００３５】
従って、駆動トランジスタ２０のゲート電位はＶｒｅｆからＶｓｉｇに変化する。Ｖｓｉｇは式３と同様に、以下の式４で表される。  
Ｖｓｉｇ＝Ｖｄｄ−Ｖth−（Ｉｓｉｇ／β）1/2   ・・・  (式４）
駆動トランジスタ２０のゲートに生じた電位変動（Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ）は、第２保持容量Ｃ２を介して、第１保持容量Ｃ１と第３スイッチ２３との間のノードｎ１に容量カップリングされる。第１保持容量Ｃ１および第２保持容量Ｃ２の容量値をそれぞれＣ１、Ｃ２とすると、駆動トランジスタ２０のゲート電位の変化に対応する容量カップリング分は、  
（Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ）×Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２）  
で表される。
【００３６】
よって、ノードｎ１の電位Ｖ１は、元のＶｒｅｆに、このカップリング分が加わることになり、以下の式５で表される。  
Ｖ１＝Ｖｒｅｆ＋（Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ）×Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２）  ・・・（式５）
ここで、第２保持容量Ｃ２に保持される電圧ΔＶは、Ｖ１−Ｖｓｉｇとなるから、式３、４、５を代入することで、以下の式６が得られる。  
ΔＶ＝Ｖ１−Ｖｓｉｇ  
＝（Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ）×Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２）  
＝（Ｉｓｉｇ1/2 −Ｉｒｅｆ1/2 ）×Ｃ１／｛（Ｃ１＋Ｃ２）×β1/2 ｝  …（式６）
この式から、第２保持容量Ｃ２には、第２信号電流Ｉｓｉｇと第１信号電流Ｉｒｅｆとの差分に応じた電圧が保持される。  
なお、第１信号電流書き込みおよび第２信号電流書き込みは、１水平周期Ｈ内で順次行われる。
【００３７】
次に、図３および図６に示すように、第１制御信号Ｓａおよび第３制御信号Ｓｃがハイレベル（オフ電位）となり、第１スイッチ２１および第３スイッチ２３がオフに切換えられる。これにより、第２信号電流書込み動作が終了し、駆動トランジスタ２０の閾値キャンセル動作が行われる。
【００３８】
閾値キャンセル期間において、画素回路１８の第２スイッチ２２、第４スイッチ２４がオンし、第１スイッチ２１、第３スイッチ２３、出力スイッチ２６がオフしている。これにより、第１電圧電源線Ｖｄｄから駆動トランジスタ２０、第４スイッチ２４を通して電流が流がれて第１保持容量Ｃ１を充電し、駆動トランジスタ２０のゲート電位を上昇させる。電流は、駆動トランジスタ２０のゲート電圧が閾値電圧に達した段階で流れなくなる。よって、第１保持容量Ｃ１に閾値電圧Ｖthが保持される。
【００３９】
次に、発光動作が行われる。図３および図７に示すように、発光期間において、第３スイッチ２３および出力スイッチ２６がオン状態、第１スイッチ２１、第２スイッチ２２、第４スイッチ２４がオフに切換えられる。駆動トランジスタ２０は、第１および第２保持容量Ｃ１、Ｃ２に書き込まれたゲート制御電圧により導通状態に維持され、第２電圧電源線Ｖｄｄからゲート制御電圧に対応した電流量の発光電流ＩELを出力スイッチ２６側へ供給する。この発光電流ＩELは、出力スイッチ２６を通った後、有機ＥＬ素子１６に供給される。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、再び第５制御信号Ｓｅがオフ電位となるまで発光状態を維持する。
【００４０】
この発光期間における駆動トランジスタ２０のゲート電圧Ｖｇｓは、第１保持容量Ｃ１に保持された電圧と第２保持容量Ｃ２に保持された電圧の和となる。第３スイッチ２３をオンして第１および第２保持容量Ｃ１、Ｃ２を接続した場合、駆動トランジスタ２０のゲート容量に比べ、第１保持容量Ｃ１および第２保持容量Ｃ２の容量の方が大きいため、第１保持容量Ｃ１および第２保持容量Ｃ２はそれぞれ電荷を保持したまま接続される。よって、駆動トランジスタ２０のゲート電圧Ｖｇｓは、第１保持容量Ｃ１に保持された駆動トランジスタ２０の閾値電圧Ｖthと、第２保持容量Ｃ２に保持された電圧ΔＶの和となり、式６を代入すると以下の式７で表される。  
Ｖｇｓ＝Ｖth＋ΔＶ
＝Ｖth＋（Ｉｓｉｇ1/2 −Ｉｒｅｆ1/2 ）×Ｃ１／｛（Ｃ１＋Ｃ２）×β1/2 ｝
一方、発光電流ＩELは、次の式８によって表される。  
ＩEL＝β×（Ｖｇｓ−Ｖth）2       …（式８）
これに式７を代入すると、発光電流ＩELは以下の式９で表される。  
ＩEL＝（Ｉｓｉｇ1/2 −Ｉｒｅｆ1/2 ）2 ×｛Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２）｝2   …（式９）  
この式９から、発光電流ＩELは第２信号電流Ｉｓｉｇと第１信号電流（基準電流）Ｉｒｅｆとの差分によって決まり、駆動トランジスタ２０の閾値電圧や移動度に寄らないことがわかる。
【００４１】
以上のように構成された有機ＥＬ表示装置およびその駆動方法によれば、低階調表示を行う場合でも、第１信号電流と第２信号電流との差分により、所望の発光電流が決まるため、映像信号線へ供給する第１および第２信号電流の電流値を自由に設定することが可能となり、映像信号線の配線容量よりも十分に大きな値に設定することがでる。従って、低階調で表示を行う場合でも、配線容量に影響されることなく、充分にかつ短時間で信号電流を書き込むことができ、低輝度での表示不良、スジムラ、ざらつき感の視認を解消し、高品位の画像表示を実現することができる。  
また、トランジスタの閾値電圧や移動度のばらつきに関係なく、発光電流を制御でき、スジやムラのない、高品位の画質の有機ＥＬ表示装置が実現できる。
【００４２】
なお、この発明は、上記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。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００４３】
例えば、前述した実施形態において、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表示素子を適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す平面図である。
【図２】図２は、前記有機ＥＬ表示装置における表示画素の等価回路を示す平面図である。
【図３】図３は、前記有機ＥＬ表示装置における制御信号のオン、オフ（ｈｉｇｈ、Ｌｏｗ）タイミングを示す図である。
【図４】図４は、前記有機ＥＬ表示装置の第１信号電流書き込み時における表示画素の等価回路を示す平面図である。
【図５】図５は、前記有機ＥＬ表示装置の第２信号電流書き込み時における表示画素の等価回路を示す平面図である。
【図６】図６は、前記有機ＥＬ表示装置の閾値キャンセル動作時における表示画素の等価回路を示す平面図である。
【図７】前記有機ＥＬ表示装置の発光動作時における表示画素の等価回路を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
８…絶縁基板、１０…有機ＥＬパネル、１１…表示領域、１２…コントローラ、
１４ａ、１４ｂ…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…駆動トランジスタ、２１…第１スイッチ、
２２…第２スイッチ、２３…第３スイッチ、２４…第４スイッチ、
２６…出力スイッチ、Ｃ１…第１保持容量、Ｃ２…第２保持容量、
Ｖｓｓ…第１電圧電源線、  Ｖｄｄ…第２電圧電源線、
【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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