(57)【要約】【課題】電圧プログラミング法と電流プログラミング法の課題を動じに解決でき、更に高速駆動を実現することが可能な表示装置を提供する。【解決手段】各選択期間内にデータ線１１−１に電圧又は電流信号を供給して保持キャパシタ２７に電圧信号を保持させる第１の工程を行う（電圧プログラミング）。また、一部の選択線のみデータ線に電流信号を供給してトランジスタ２５に電流信号を供給する第２の工程と、第１の工程と第２の工程とのデータ線の電位差を検出し、電位差に基づいて電圧信号の信号補正を行う第３の工程とを行う。そして、フレーム毎に第２及び第３の工程を行う選択線を変えていく。【選択図】図１
2009282383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデータ線と、複数の選択線と、前記データ線に電圧信号と電流信号を供給する制御ユニットと、前記選択線ごとに前記データ線から供給された前記電圧信号と前記電流信号により発光素子を駆動する画素回路とを有し、
前記画素回路は、前記発光素子に電流を供給するトランジスタと、前記トランジスタの制御端子に接続された電圧保持手段とを備えた表示装置であって、
１フレーム期間内に前記選択線ごとに前記発光素子の電流を設定する選択期間と、前記設定された電流を前記発光素子に供給する発光期間とを有し、
各前記選択期間内に前記データ線に電圧又は電流信号を供給して前記電圧保持手段に前記電圧信号を保持させる手段と、
前記複数の選択線のうち一部の選択線のみ前記データ線に前記電流信号を供給して前記トランジスタに前記電流信号を供給し、且つ、前記電圧信号を保持させた時の前記データ線の電位と前記電流信号を供給した時の前記データ線の電位との電位差を検出して前記電位差に基づいて前記電圧信号の信号補正を行う手段と、
フレーム毎に前記信号補正手段により信号補正を行う選択線を変えていく手段とを備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
複数のデータ線と、複数の選択線と、前記データ線に電圧信号と電流信号を供給する制御ユニットと、前記選択線ごとに前記データ線から供給された前記電圧信号と前記電流信号により発光素子を駆動する画素回路とを有し、
前記画素回路は、前記発光素子に電流を供給するトランジスタと、前記トランジスタの制御端子に接続された電圧保持手段とを備えた表示装置の駆動方法であって、
１フレーム期間内に前記選択線ごとに前記発光素子の電流を設定する選択期間と、前記設定された電流を前記発光素子に供給する発光期間とを有し、
各前記選択期間内に前記データ線に電圧又は電流信号を供給して前記電圧保持手段に前記電圧信号を保持させる第１の工程を行い、
前記複数の選択線のうち一部の選択線のみ前記データ線に前記電流信号を供給して前記トランジスタに前記電流信号を供給する第２の工程と、
前記第１の工程における前記データ線の電位と前記第２の工程における前記データ線の電位との電位差を検出し、前記電位差に基づいて前記電圧信号の信号補正を行う第３の工程とを行い、
フレーム毎に前記第２及び第３の工程を行う選択線を変えていくことを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項３】
前記第２及び第３の工程はフレーム期間の最後に行うことを特徴とする請求項２に記載の表示装置の駆動方法。
【請求項４】
前記第２及び第３の工程の直前に前記データ線に電圧又は電流信号を供給して前記電圧保持手段に前記電圧信号を保持させることを特徴とする請求項２又は３に記載の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、有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子等の発光素子を用いた表示装置及びその駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機物半導体材料を用いた電子デバイスの開発が広く行われており、発光素子である有機ＥＬ（Electro-Luminescence）、有機ＴＦＴ（Thin Film Transistor）、有機太陽電池等の開発が報告されている。中でも、有機ＥＬディスプレイは有望視されている。
【０００３】
有機ＥＬディスプレイパネルの構成は、パッシブマトリックス型とアクティブマトリックス型に分類される。パッシブマトリックス型は点滅駆動が前提となり、点灯時に流す電流値が大きくなるため、輝度と寿命に深刻なトレードオフが存在し、高輝度のディスプレイパネルを得ることが難しいとされる。
【０００４】
一方、アクティブマトリックス型は、必ずしも点滅駆動させる必要が無く、常時点灯に近い動作が可能となるため、点灯時に流す電流値を低くすることができるため有機ＥＬの長寿命化に有効とされる。しかし、アクティブマトリックス型では、ＴＦＴ、有機ＥＬ素子のばらつきや、特性ドリフトをどう克服するかが課題となっている。
【０００５】
このため、電圧プログラミング法、電流プログラミング法などが提案され、主にＴＦＴのばらつきや特性ドリフト（主に閾値ドリフト）を補正する試みがなされている。
【０００６】
特許文献１には、電流プログラミング法によりＴＦＴの閾値のばらつきを補償する画素回路が開示されている。特許文献２には特許文献１とは異なる電流プログラム法により、より精密な補正（ＴＦＴの移動度変化等の補正）をする画素回路が開示されている。
【０００７】
特許文献３には、カレントミラー回路を用い、有機ＥＬ素子に電流を流すことによってＴＦＴの飽和特性が十分でない（定電流源として機能し得ない）場合でも、ＴＦＴ及び有機ＥＬ素子の特性ドリフトを補正することが開示されている。
【０００８】
更に、特許文献４には、電流プログラミング法とフィードバック回路を用いて、電流信号を補正することが開示されている。図１９は特許文献４に示されるフィードバック駆動回路を示す。画素３０の画素回路に、トランジスタＴ３，Ｔ４を含むカレントミラー回路を含み、参照トランジスタＴ３を通じて、プログラム電流を回路３２へフィードバックさせる。その際、プログラム電流は、フィードバック線３６を通じて回路３２のアンプ３３の反転端子に導かれる。３４は選択線、３５はデータ線、Ｃｓは保持キャパシタ、３１は発光素子である。
【０００９】
この回路では、フィードバックされる信号がプログラム電流そのものであるため、低輝度をプログラムする場合、非常に小さな電流をフィードバックさせる必要がある。もともとフィードバック回路が付加されることが前提のため、寄生容量が大きく、非常に小さな電流で充電するには非常に時間がかかり、高速駆動に不向きである。
【特許文献１】米国特許第６，２２９，５０６号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３７３，４５４号明細書
【特許文献３】国際公開２００５／０２９，４５５号パンフレット
【特許文献４】カナダ特許第２４７２６８９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
電流プログラミング法の課題は、低輝度の電流信号が小電流であるので、寄生容量を含むデータ線の負荷容量を充電するのに時間がかかり、１つの行選択期間内に画素回路を流れる電流信号が定常状態に達することが難しいことである。このため、電流信号を画素回路に正確にプログラミングすることが難しい。
【００１１】
一方、電圧プログラミング法ではデータ線に電圧信号が供給されるので、上記電流プログラミング法の課題はないが、トランジスタの閾値電圧や移動度のばらつきに対しては対応しにくい。
【００１２】
そこで、本願発明者等は、先に、電圧プログラミングにおけるトランジスタの閾値電圧ばらつき等の問題と、電流プログラミングにおけるチャージ時間の増大等の問題を解決することが可能な表示装置を、特願２００７−１４３５０１号として出願している。この先願発明は、上述のように電圧プログラミング法と電流プログラミング法の両方の課題を解決することが可能であるが、１フレーム内に全選択線の信号補正を行うと、高速駆動することに限界があった。
【００１３】
本発明の目的は、上記先願発明を更に改良し、より高速駆動を実現することが可能な表示装置及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】
【００１４】
本発明の表示装置は、複数のデータ線と、複数の選択線と、前記データ線に電圧信号と電流信号を供給する制御ユニットと、前記選択線ごとに前記データ線から供給された前記電圧信号と前記電流信号により発光素子を駆動する画素回路とを有し、前記画素回路は、前記発光素子に電流を供給するトランジスタと、前記トランジスタの制御端子に接続された電圧保持手段とを備えた表示装置であって、１フレーム期間内に前記選択線ごとに前記発光素子の電流を設定する選択期間と、前記設定された電流を前記発光素子に供給する発光期間とを有し、各前記選択期間内に前記データ線に電圧又は電流信号を供給して前記電圧保持手段に前記電圧信号を保持させる手段と、前記複数の選択線のうち一部の選択線のみ前記データ線に前記電流信号を供給して前記トランジスタに前記電流信号を供給し、且つ、前記電圧信号を保持させた時の前記データ線の電位と前記電流信号を供給した時の前記データ線の電位との電位差を検出して前記電位差に基づいて前記電圧信号の信号補正を行う手段と、フレーム毎に前記信号補正手段により信号補正を行う選択線を変えていく手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の表示装置の駆動方法は、複数のデータ線と、複数の選択線と、前記データ線に電圧信号と電流信号を供給する制御ユニットと、前記選択線ごとに前記データ線から供給された前記電圧信号と前記電流信号により発光素子を駆動する画素回路とを有し、前記画素回路は、前記発光素子に電流を供給するトランジスタと、前記トランジスタの制御端子に接続された電圧保持手段とを備えた表示装置の駆動方法であって、１フレーム期間内に前記選択線ごとに前記発光素子の電流を設定する選択期間と、前記設定された電流を前記発光素子に供給する発光期間とを有し、各前記選択期間内に前記データ線に電圧又は電流信号を供給して前記電圧保持手段に前記電圧信号を保持させる第１の工程を行い、前記複数の選択線のうち一部の選択線のみ前記データ線に前記電流信号を供給して前記トランジスタに前記電流信号を供給する第２の工程と、前記第１の工程における前記データ線の電位と前記第２の工程における前記データ線の電位との電位差を検出し、前記電位差に基づいて前記電圧信号の信号補正を行う第３の工程とを行い、フレーム毎に前記第２及び第３の工程を行う選択線を変えていくことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、１フレーム内で一部の選択線のみ信号補正を行い、フレーム毎に信号補正する選択線を変えることにより、高速駆動が可能で、高精度補正が可能な表示装置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】
【００１７】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明は、各フレーム期間において全ての選択線はＡ群とＢ群に分かれる。Ａ群に属する選択線では１フレーム期間にチャージ期間（第１の工程）、電流観測期間（第２、第３の工程）を行う。電流観測期間には、後述するようにデータ線に電流を供給する期間（第２の工程）と、第１の工程と第２の工程とのデータ線の電位差を検出し、その結果に基づいて信号補正を行う期間（第３の工程）が含まれている。
【００１８】
Ｂ群に属する選択線では１フレーム期間にチャージ工程（第１の期間）のみを行う。チャージ期間にはデータ線から電圧信号を供給して電圧プログラミングを行う。つまり、Ｂ群に属する選択線では電圧プログラミングのみを行う。
【００１９】
Ａ群に属する選択線の電流観測期間にはデータ線から電圧信号に対応する電流信号を供給する（第２の工程）。即ち、Ａ群に属する選択線のみ、電圧プログラミングに加えてプログラム電圧を正確な値に補正するための電流観測を行う。そして、上述のようにチャージ期間におけるデータ線の電位と電流観測期におけるデータ線の電位との電位差を検出し、検出した電位差に基づいて電圧信号を変更する信号補正を行う。
【００２０】
本発明は、高速且つ正確に電圧信号をプログラミングすることが目的である。チャージ期間に高速な電圧プログラミングを行い、電流観測及び信号補正によってそのプログラム電圧をフレーム期間毎に補正していく。従って、電流観測期間中にデータ線を介して画素の保持容量が充電されるが、この時に定常状態に達する必要はない。つまり、電流信号に応じた正確な電圧に対して、チャージされた電圧の大小が検出可能であれば良い。これにより、低輝度では充電に時間がかかる電流プログラミングに対して、大幅に時間を短縮することができる。
【００２１】
上記理由により時間を短縮できるが、表示パネルの高画質化が進むにつれて選択線の数は増加し、１つの選択期間は短くなっていく。電流観測を用いて電圧の大小を検出できる時間には限界があるので、この時間になるべく余裕を持たせることが必要となる。
【００２２】
電流観測期間を長く確保する方法として、本発明は１フレーム期間中に１〜数選択線分のピクセルのみ、つまり一部の選択線のみ補正動作を行うことで解決する。例えば、１フレーム期間中に１選択線分のピクセルのみ補正動作を行う場合、補正する選択線をフレーム期間毎にずらしていくと、選択線の数に対応する数のフレーム期間で全ての画素（ピクセル）について補正動作を行うことができる。
【００２３】
図１は本発明の基本的な動作タイミングを示す。即ち、図１は１フレーム期間中に１選択線分のピクセルのみ補正動作を行うタイミングチャートである。図１では（ｎ）フレーム期間、（ｎ＋１）フレーム期間、（ｎ＋Ｍ−１）フレーム期間における１〜Ｍ行目の選択線に対する補正動作のタイミングを示す。
【００２４】
Ａ群に属する選択線において、チャージする電圧信号は電流信号によって画素に保持される電圧と近い電圧であることが好ましいが、画素のトランジスタの閾値電圧または移動度がばらつくと、正しい保持電圧からずれてしまう。本発明は、このずれを、電圧プログラミング期間と電流観測期間とのデータ線の電位変動として検知する。そして、その結果に応じて電圧信号を更新して、電圧信号と電流信号による画素の保持電圧とが、同一値又は近い値を保つようにする。
【００２５】
電圧プログラミングによって画素に保持される電圧は、画素内の保持キャパシタ（保持容量）に蓄積される。一方、電流観測期間においてデータ線から供給される電流信号は、ゲート−ドレイン間が短絡されたトランジスタのドレイン電流となり、その時のゲート−ソース間電圧が同じ保持容量に蓄積される。従って、電圧プログラミング期間の電圧信号が電流観測期間で画素に保持される電圧と一致するなら、データ線の電位は両期間で変動しない。以下の実施形態では、トランジスタのゲート（制御端子）に保持容量が接続されている。
【００２６】
これに対して、電圧プログラミング期間の電圧信号が電流観測時の電流信号と異なるときは、電流観測時の電位は電圧プログラミング時の電位から変化する。具体的な電位変動は以下の実施形態等で説明するが、電圧信号が、電流信号、即ち、発光素子に流れる電流より低輝度側か高輝度側かによってデータ線電位の変動の方向が異なるので、変動方向を検出する。そして、その方向に応じて電圧信号を大きくまたは小さくなるように補正することにより正確な電圧信号が得られる。トランジスタのばらつきや経時変化はこの方法により補償される。
【００２７】
電流観測期間中のゲート−ドレイン間を短絡したトランジスタは、電圧プログラミングによって画素に保持された電圧信号が、正しいドレイン電流を生じるか否かのいわば検証を行う電流検証手段であるということができる。発光素子もトランジスタ（ＴＦＴ）とは異なる様相で、ばらつきと経時的な変化を生じる。特に有機ＥＬ素子においては電流−電圧特性の経時的な変化が著しい。
【００２８】
本発明のもう１つの特徴は、電流検証手段が発光素子に接続されていることである。即ち、電流観測期間中ゲート−ドレイン間を短絡したトランジスタのソースを、発光素子に接続する。電流信号はトランジスタのドレイン−ソース間と発光素子の両方に直列に流れる。
【００２９】
発光素子の端子間電圧が大きくなる方に変化すると、トランジスタのソース電位が高くなるから、変化前と同じ電流信号を流すと、ゲート電位即ちデータ線電位が高いほうに変化する。従って、電圧プログラミング時の電圧信号は高い方向に補正される。その結果、次の電圧プログラミングに際しては補正された高い電圧信号がデータ線に出力され、保持容量に正確な電圧またはそれに近い電圧が保持される。発光素子の端子間電圧が小さくなるほうに変化した場合には逆の補正を行う。
【００３０】
このように、電流観測期間の電流信号をトランジスタと発光素子の両方に直列に流すことにより、発光素子の端子間電圧が変化しても電圧信号がそれに追随して補正される。よって、電圧プログラミングと電流観測でほぼ一致した保持電圧を保持容量に与えることができる。
【００３１】
トランジスタ（ＴＦＴ）と発光素子の両方がその特性を変化させても、同様に電圧信号の補正が行われ、特性変化が補償される。
【００３２】
電圧信号は、それがデータ線に出力された直後のデータ線電位変動で補正値が決まるので、当該の電圧プログラミングに用いることは出来ないが、補正された電圧信号は記憶され、次にその電圧信号を出力するときに使われる。
【００３３】
また、この方法では、実際にデータ線に出力された電圧信号しか補正されないことになるが、以下の実施形態で詳しく説明する通り、電圧信号の変化がトランジスタの閾値電圧のシフトによるものであると仮定する。もしくは移動度の変化であると仮定して、１つの電圧信号の補正を全電圧信号の補正に拡大することもできる。本発明の表示装置の一実施形態を以下に説明する。
【００３４】
図２は本発明に係る表示装置の一実施形態を示す構成図である。図２では４画素（ピクセル）分を描いてあるが、実際には多数の画素がマトリクス状に配置されている。以下の実施形態ではアクティブマトリックスディスプレイを例として説明する。
【００３５】
図２に示すように交差する複数のデータ線（Data Line）１１−１、１１−２と複数の選択線（Select Line）１２−１、１２−２が配置されている。複数のデータ線１１−１と複数の選択線１２−１、１２−２との交点に対応して４つの画素１３−１〜１３−４が配置されている。画素１３−１は有機ＥＬ素子１５−１、画素回路（Pixel Circuit）１４−１を備え、画素１３−２は有機ＥＬ素子１５−２、画素回路１４−２を備えている。画素１３−３は有機ＥＬ素子１５−３、画素回路１４−３を備え、画素１３−４は有機ＥＬ素子１５−４、画素回路１４−４を備えている。なお、有機ＥＬ素子の代わりに無機ＥＬ素子等の発光素子を用いてもよい。
【００３６】
データ線１１−１、１１−２には、それぞれ、制御ユニット（Control Unit）１６−１、１６−２が接続されている。制御ユニット１６−１、１６−２は、それぞれ、チャージ電圧を発生させる電圧源１８、所定の電流を流すための電流源１９（第２の電流源となる）、比較器（コンパレータ）１７−１を備えている。また、論理回路（Logic Circuit）・制御回路（Control Circuit）１７−２、論理回路・制御回路１７−２に接続されるデータテーブル１７−３、スイッチ２０，２１を備えている。
【００３７】
比較器１７−１、論理回路・制御回路１７−２はデータ線の電位変動を検出する検知回路を構成する。ここでは検知回路として比較器を用いているが、後述するようにＡＤコンバータを用いることもできる。スイッチ２０はデータ線１１−１に電圧源１８、電流源１９のいずれかを接続する切り換えを行う。スイッチ２１はデータ線１１−１に比較器１７−１の２つの入力のいずれかを接続する切り換えを行う。比較器１７−１の一方の入力端子には容量２２が接続されている。
【００３８】
制御ユニット１６−１のスイッチ２０がＡ側に切り換えられたとき、電圧源１８で設定されたチャージ電圧が、選択線１２−１によってアクティブになった画素回路１４−１に印加される。一方、制御ユニット１６−１のスイッチ２０がＢ側に切り換えられると、電流源１９から所定の電流が画素回路１４−１に印加される。同様な動作を制御ユニット１６−２から画素回路１４−２に行う。
【００３９】
図３は画素回路の構成の一例を示す。図３では画素１３−１と制御ユニット１６−１の構成を示している。
【００４０】
選択線１２−１からの信号により画素１３−１内の第１のスイッチとなるスイッチ２３、第２のスイッチとなるスイッチ２４がオンとなり、制御ユニット１６−１からスイッチ２０を切り換えることで、データ線からチャージ電圧、所定の電流が順次印加される。図３の例では、画素１３−１は電圧保持手段として保持キャパシタ２７、電流検証手段としてカレントミラー回路を備えている。カレントミラー回路はゲート同士が接続されたトランジスタ２５、２６からなっている。保持キャパシタ２７は共通接続されたトランジスタ２５、２６のゲートに接続されている。２８はトランジスタ２７のドレインに接続される電圧源である。
【００４１】
制御ユニット１６−１においてデータ線１１−１にスイッチ２１を介して比較器１７−１の２つの入力端子のいずれかが接続され、比較器１７−１の２つの入力端子はスイッチ２１のＡ端子側、Ｂ端子側にそれぞれ接続される。スイッチ２１のＡ端子側には容量２２が接続されている。
【００４２】
次に、１フレーム期間中に１選択線分のピクセルのみ補正動作を行う具体的な方法を図１を用いて説明する。本発明は１フレーム期間内で一部の選択線のみ信号補正を行い、フレーム毎に信号補正する選択線を変えていくが、図１は１フレーム期間内で１つの選択線のみ信号補正を行う場合の例を示す。
【００４３】
図１では（ｎ）フレーム期間、（ｎ＋１）フレーム期間、（ｎ＋Ｍ−１）フレーム期間における１〜Ｍ行目の選択線に対する補正動作のタイミングを示す。上述のように該当するフレーム期間に応じて全ての選択線はＡ群とＢ群に分かれる。Ａ群に属する選択線では１フレーム期間内でチャージ期間（第1の工程）、電流観測期間を有する（第２及び第３の工程）。電流観測期間には、上述のようにデータ線への電流供給（第２の工程）を行い、更に、第１の工程と第２の工程とのデータ線の電位差を検出し、その電位差に基づいて電圧信号の信号補正を行う（第３の工程）。
【００４４】
なお、第３の工程における信号補正（データテーブルの変更）は図１の電流観測期間内に行わなくても良い。つまり、フレーム間、即ち、次のフレームでチャージを行うまでに信号補正を終了すれば良い。これは、後述する図４、図９、図１０、図１１の例でも同様である。
【００４５】
Ｂ群に属する選択線は１フレーム期間内にチャージ期間（第１の工程）のみを有する。図１の場合には、Ａ群に属する選択線は１つ、それ以外はＢ群に属する選択線となる。図１に示すようにＡ群に属する１つの選択線はフレーム期間毎に行番号が１、２、…、Ｍと異なっている。電流観測期間は各フレーム期間の最後に設けられている。
【００４６】
ここで、１ライン選択期間は１フレーム期間から電流観測期間を引いたものをＭで等間隔に分割した時間となる。この場合、電流観測期間は自由に設定することが可能だが、最低階調電流時にデータ線の電位変動を検出可能な時間に設定することが望ましい。もちろん、それより長い時間としても良い。また、ゲートドライバの駆動システムの簡単化を優先して、１フレーム期間を（Ｍ＋１）で等間隔に分割した時間としても良い。
【００４７】
次に、動作を説明する。図１に示すように全ての選択線に対して１ライン選択期間でチャージ動作のみを行い、Ａ群に属する１つの選択線に対してフレーム期間の最後で電流観測動作を行う。また、電流観測動作を行う選択線はフレーム毎に１行目、２行目、…、Ｍ行目と順次走査していき、これを繰り返す。
【００４８】
ここで、データ線の寄生容量が大きい場合には、図４に示すタイミングチャートが有効である。図１のタイミングチャートで動作する場合、電流観測期間の最初はデータ線の電位がＭ行目の選択線のチャージ電圧となっている。つまり、電流観測期間で流す定電流に対応した電圧とは異なっている。
【００４９】
従って、データ線の寄生容量が大きい場合は定電流を流した時に充電に時間がかかってしまう。これを防ぐには、図４に示すように電流観測期間の直前に１回目と同等の電圧でチャージを行うのが良い。そうすることで短時間で充電を行うことが可能となる。図４は電流観測期間の直前にチャージする以外は図１と同様である。
【００５０】
次に、図５を用いて制御ユニットの動作、機能を説明する。説明を分かり易くする為、図１のタイミングチャートを基本として説明する。図５（ａ）はチャージ期間においてチャージ電圧を決める電圧信号と、それに対応した電流信号の関係を示す。始めに、データテーブルにはこの関係が記憶されている。
【００５１】
図５（ｂ）は制御ユニットからデータ線に供給されるチャージ電圧Ｖｄａｔａを示す。図５（ｃ）は表示パネルの全体図である。行方向に選択線が、列方向にデータ線がそれぞれ設けられ、データ線には制御ユニット（不図示）が接続されている。
【００５２】
全ての選択線のうち、１行目の選択線はＡ群に属し、２〜Ｍ行目の選択線はＢ群に属するものとする。
【００５３】
まず、図３に示すスイッチ２０、スイッチ２１がＡ端子側に切り換えられる。また、図５（ｃ）に太線で示す１行目の選択線が選択され、その時にデータ線の１つで、図５（ｂ）のチャージが行われ、画素１３−１にＶｄａｔａが保存される。データ線の電位が始めに０の値にあったとすると、チャージ電圧がデータ線１１−１に印加され、画素１３−１のスイッチ２３が閉じられると、保持キャパシタ２７が充電されてデータ線電位はＶｄａｔａに達する。この時、画素１３−１のスイッチ２４も閉じられているので、トランジスタ２５と有機ＥＬ素子１５−１にも電流が流れる。また、制御ユニット１６−１内では容量２２にチャージ電圧が保持される。
【００５４】
１行目の選択線に対して図５（ａ）と図５（ｂ）のチャージが行われた後、スイッチ２０はＡ端子側のまま切り換えず、スイッチ２１のみがＢ端子側に切り換えられる。これは制御ユニット１６−１内の容量２２の電位を、Ｂ群の選択線のチャージ電圧によって書き換わらないようにするためである。これによって、１行目の選択線の電流観測期間まで容量２２の電位は一定に保たれる。
【００５５】
この後、スイッチ２０はＡ端子側、スイッチ２１はＢ端子側のまま切り換えず、図５（ｄ）、図５（ｅ）、図５（ｆ）で示すＭ行目の選択線まで、他の画素についてもチャージを順次行う。次いで、電流観測期間ではスイッチ２０をＢ端子側に切り換え、図５（ｈ）に示すようにＡ群の１行目の選択線が再び選択され、その時にデータ線の１つに所定の電流が流れ、データ線の電位ＶＤＬが計測される。
【００５６】
尚、図４に示すタイミングチャートを用いる場合には、電流観測期間の直前に１回目と同等の電圧でチャージを行う。図５（ｇ）は図５（ａ）の関係によって決まる電流信号が供給された時のデータ線電位ＶＤＬの変動を示すものである。電流信号は画素回路１３−１のスイッチ２４を通してトランジスタ２５と有機ＥＬ素子１５−１に流れる。この電流がチャージ期間中にトランジスタ２５と有機ＥＬ素子１５−１に流れる電流と一致するならデータ線電位は変わらない。
【００５７】
しかし、トランジスタの閾値電圧、飽和電流値、発光素子の端子間電圧のどれかが、始めにデータテーブルを設定したときの値と異なっていると、チャージ期間中と電流信号印加中の電流は一致せず、データ線電位がＶｄａｔａから変動する。チャージ電圧が正しい電流を与える電圧より小さい時は図５（ｇ）に実線で示すようにデータ線電位が上昇し、チャージ電圧が正しい電流を与える電圧より大きい時は図５（ｇ）に破線で示すようにデータ線電位が下降する。
【００５８】
図５（ｉ）はデータ線の電位変動が図５（ｇ）の実線のように電位上昇であった場合のデータテーブルの変更を示す。この場合、所定の輝度を得るには、Ｖｄａｔａでは不足であったことを示しているので、データテーブルを全体的に１ステップ（この場合０．５Ｖ）正側にシフトさせる。
【００５９】
図５（ｊ）と図５（ｋ）は次の表示（（ｎ＋１）フレーム）のための走査が行われた時の１行目の画素のチャージ動作を示す。輝度信号に応じたチャージ電圧Ｖｄａｔａ‘をデータ線に印加する。この時、Ｖｄａｔａ‘が適正であったために電位は変化しない。また、２〜Ｍ行目で行うチャージ電圧は、データテーブル１７−３がｎフレーム期間目では更新されていないので、ｎフレーム期間と同様のデータテーブルを用いてＶｄａｔａが設定される。
【００６０】
（ｎ＋１）フレーム期間では、全ての選択のうち、２行目の選択線がＡ群に属し、１行目と３〜Ｍ行目の選択線がＢ群に属するように変更する。このように電流観測する選択線を図１に示すようにフレーム期間毎にずらしていくと、（ｎ＋Ｍ−１）フレーム目で全ての画素について補正動作を一巡することができる。つまり、全ての画素のデータテーブルはＭフレーム周期で更新され、所定の輝度に対応したチャージ電圧及びそれに対応した電流が印加されるようになる。
【００６１】
制御ユニット１６−１のデータテーブル１７−３には、画素回路の電気特性データ（例えば電圧値−電流値特性、電圧値−輝度特性、特性を代表する所定のパラメータ）が格納されている。このデータテーブルを参照・計算することによって、必要な輝度に対応した電圧を選択し、電圧源１８のチャージ電圧を設定する。表１はデータテーブルの一例を示す。
【００６２】
【表１】
2009282383.tif 000003
【００６３】
スイッチ２０、スイッチ２１をＡ端子側に切り換え、選択線１２−１により選択された画素１３−１にデータ線１１−１を経由して設定されたチャージ電圧Ｖｄａｔａが印加される。画素１３−１内ではスイッチ２３、２４がオンし、保持キャパシタ２７にチャージ電圧が保持される。制御ユニット１６−１内では容量２２にチャージ電圧が保持される。
【００６４】
次に、画素１３−１のスイッチ２３、２４をオンとした状態で、スイッチ２０、スイッチ２１をＢ端子側に切り換え、所定の電流を電流源１９からデータ線１１−１を経由して画素１３−１に供給する。所定の電流はデータテーブル１７−３を参照・計算することによって必要な輝度に対応するように設定される。
【００６５】
電流の供給開始直後から、制御ユニット１６−１はデータ線１１−１の電位変動を観測する。データ線１１−１の電位変動の観測は、容量２２に保持されたチャージ電圧と、データ線１１−１の電位とを比較器１７−１により比較することで行う。そして、その大小関係の情報により論理回路・制御回路１７−２はデータテーブル１７−３の電気特性データを変更する（信号補正）。
【００６６】
以下、この変更の手順を説明する。例えば、発光素子の輝度を２８cd／cm２にするような信号が与えられたとすると、制御ユニット１６−１の論理回路・制御回路１７−２はデータテーブル１７−３の輝度２８．０６４６６cd／cm２の行から電圧データ５Ｖを読み取る（表１参照）。そして、これが電圧源１８に設定され、チャージ電圧としてデータ線１１−１に出力される。
【００６７】
次いで、論理回路・制御回路１７−２はデータテーブル１７−３から対応した電流０.３８３５９６μＡを読み取り、電流源１９をその値に設定してデータ線１１−１に電流を出力する。この時、データ線電位が５Ｖから上昇したとすると、これはチャージ電圧が必要な輝度に対し低すぎたことを意味しているから、この結果に基づいてデータテーブル１７−３の電圧を高いほうに変更しなければならない。予め決められた補正量が０.５Ｖであるとすると、５Ｖの電圧データは５.５Ｖに変更する。
【００６８】
しかし、データ線に出力された５Ｖのデータだけを変更して、他の電圧データをそのままにしたのでは、次のデータテーブル読み出し時に他の電圧データが読み出される場合は、補正されていない電圧データが出力されてしまう。そこで、データテーブルの電圧データの補正にあたっては、チャージ電圧としてデータ線に出力された当該電圧データを補正するだけでなく、全ての電圧データを一斉に補正することが好ましい。
【００６９】
全ての電圧データを一斉に変更する方法の１つは、チャージ電圧が低すぎたり、或いは高すぎたりすることの原因が、画素１３−１のトランジスタ２５の閾値電圧の変動であると考えて、データテーブルの電圧を一様にシフトさせることである。データ線１１−１の電位変動から５Ｖのチャージ電圧を５.５Ｖに変更すべきであると判定されたときは、他の電圧データも一斉に０.５Ｖずつ大きいほうに変更する。
【００７０】
表２はこのように変更されたデータテーブルを示す。
【００７１】
【表２】
2009282383.tif 000004
【００７２】
変更後のデータテーブルにより必要な輝度に対応した電圧を選択し、新たにチャージ電圧Ｖｄａｔａ’を設定し、次フレーム期間以降の画素選択（次以降のアクセス）の際に新たなチャージ電圧を印加する（電圧信号を増加する）。
【００７３】
電位変動の検出の結果、チャージ電圧が必要な輝度に対し高いと判明した場合には、電圧信号を減少させる。つまり、検知した電位変動に基づいて電圧信号を一定量増減する。
【００７４】
全ての電圧データを一斉に変更する別の方法は、データ線変動の原因を、画素１３−１のトランジスタ２５の移動度の変化によるものであると考えて、電圧データを閾値電圧分を差し引いた後、全データを一定の比率で乗じることである。
【００７５】
データ線電位変動の原因を、閾値電圧や移動度以外の画素回路の特定のパラメータの変化に帰して、それに基づいて電圧データを変更することも出来る。なお、データテーブルは、輝度と電流の関係が不変であるとして、電流と電圧の関係だけを含んでいてもよい。
【００７６】
このような操作によって、高速駆動可能で且つ電流プログラム法に匹敵する補正効果を得ることができる。
【００７７】
本実施形態の効果を説明するため、最初に１フレーム期間走査中に全ての画素（ピクセル）についてチャージ、電流観測及び電圧信号補正を行う場合の電流観測及び電圧信号補正期間を算出し、これと比較する。この場合のタイミングチャートを図６に示す。図６は（ｎ）フレーム期間と（ｎ＋１）フレーム期間における１〜Ｍ行目の選択線に対する補正動作のタイミングを示す。
【００７８】
ここで、Ｍは表示素子での全選択線の数である。１ライン選択期間は１フレーム期間をＭで等間隔に分割した時間となる。図６に示す通り、各々の選択線に対して１ライン選択期間内でチャージ及び所定の電流印加を用いた補正動作を行う。これを１フレーム期間に１〜Ｍ行目の選択線に対して順次行っていく。
【００７９】
例えば、Ｍ＝１０８０（フルＨＤ）の場合を考える。これを毎秒１２０フレームで画像表示すると、１フレーム期間は８．３３ｍｓ、１ライン選択期間は７．７２μｓとなる。つまり、７．７２μｓでチャージ、電流観測、電圧信号補正を行う必要がある。通常、チャージ期間には少なくとも５μｓは要するので、電流観測及び信号補正期間に充てられる時間は２．７２μｓとなる。これでは、データ線の電位変動を十分に検出することができない。
【００８０】
次に、本実施形態の方法において上記と同様にＭ＝１０８０（フルＨＤ）、毎秒１２０フレームで画像表示する場合の電流観測及び信号補正期間を算出する。ここで、チャージ期間は同様に５μｓとして計算する。１フレーム期間は８．３３ｍｓ、１ライン選択期間は５μｓなので、電流観測及び信号補正期間は２．９３ｍｓ（＝８．３３ｍｓ−５μｓ×１０８０）となる。
【００８１】
つまり、５μｓでチャージを行い、２．９３ｍｓで電流観測、信号補正を行う。電流観測期間の直前にチャージを行う場合でも２．９２５ｍｓであり、十分な電流観測及び信号補正期間を確保することができる。上述のように電流観測期間を設定することもできるが、電流観測期間を必要とされる最低の時間に設定し、それに基づいてチャージ期間を設定する方法が望ましい。
【００８２】
そこで、電流観測及び信号補正期間の決め方について次に説明する。図７の回路図をもとにＳＰＩＣＥシミュレーションを行い、最低階調電流時にデータ線電位変動を検出可能な時間を算出し、これを必要な電流観測及び信号補正期間とした。最低階調電流より大きな電流値であれば、検出に要する時間は電流観測及び信号補正期間内で収まるので、すべて検出可能となる。ＴＦＴの特性はＳＰＩＣＥモデルＬｅｖｅｌ１５を用い、有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）の特性はダイオードモデルとキャパシタを組み合わせて用い、フィッティングした。
【００８３】
図７は後述するように実施例として説明する回路である。コンパレータ５４の電位検出精度は±１ｍＶとした。図８はその結果を示す。横軸は時間（μｓ）、縦軸はデータ線電位（Ｖ）である。図中、“０”プロットが１０２４階調の最低階調電流であり、データ線電位が１ｍＶ変動するのに２３．８μｓ必要とすることが分かる。従って必要な電流観測及び信号補正期間は２３．８μｓである。
【００８４】
電流観測及び信号補正期間を２３．８μｓとして設定した場合、１フレーム期間は８．３３ｍｓなので、１ライン選択期間は７．６９μｓ（＝（８．３３ｍｓ−２３．８μｓ）／１０８０）となる。つまり、７．６９μｓでチャージを行い、２３．８μｓで電流観測及び信号補正を行う。上述のように電流観測期間の直前にチャージを行う場合でも、７．６８μｓとなる。従って、本発明はチャージ期間を５μｓ以上確保しつつ、図６の方式と比較して、電流観測及び信号補正期間を長く取る（２．７２μｓ→２３．８μｓ）ことが可能となる。
【００８５】
次に、１フレーム期間中に数選択線分のピクセルのみ補正動作を行う場合の例を説明する。図９は１フレーム期間中に２選択線分のピクセルのみ補正動作を行う場合の例を示す。即ち、本発明は上述のように１フレーム期間内で一部の選択線のみ信号補正を行い、フレーム毎に信号補正する選択線を変えていくが、図９の例では１フレーム期間内で２つの選択線のみ電流観測や信号補正を行う。
【００８６】
図９では（ｎ）フレーム期間、（ｎ＋１）フレーム期間、（ｎ＋Ｍ／２−１）フレーム期間における１〜Ｍ行目の選択線に対する補正動作のタイミングを示す。
【００８７】
該当するフレーム期間に応じて全ての選択線はＡ群とＢ群に分かれる。Ａ群に属する選択線では、１フレーム期間内にチャージ期間（第１の工程）、電流観測期間を有する。図１の例と同様に電流観測期間には、データ線への電流供給（第２の工程）を行い、更に、第１の工程と第２の工程とのデータ線の電位差を検出し、その電位差に基づいて電圧信号の信号補正を行う（第３の工程）。
【００８８】
Ｂ群に属する選択線は１フレーム期間内にチャージ期間のみを有する。図９の例では、Ａ群に属する選択線は２つ、それ以外はＢ群に属する選択線となる。図９に示すようにＡ群に属する２つの選択線はフレーム期間毎に行番号が１と２、３と４、…、（Ｍ−１）とＭ、と異なっている。電流観測期間は各フレーム期間の最後に設けられている。
【００８９】
ここで、１ライン選択期間は１フレーム期間から２行分の電流観測期間を引いたものをＭで等間隔に分割した時間となる。この場合、電流観測期間は自由に設定することが可能だが、最低階調電流時にデータ線電位変動を検出可能な時間に設定することが望ましい。もちろん、それより長い時間としても良い。
【００９０】
また、ゲートドライバの駆動システムの簡単化を優先して、１フレーム期間を（Ｍ＋２）で等間隔に分割した時間としても良い。動作を説明する。図９に示すように全ての選択線に対して１ライン選択期間でチャージ動作のみを行い、フレームの最後の電流観測期間においてＡ群に属する２つの選択線に対して上述のデータ線への電流供給、データ線の電位差の検出、その結果に基づく信号補正を行う。
【００９１】
また、電流観測を行うＡ群に属する２つの選択線は、１フレーム毎に１行目と２行目、３行目と４行目、…、（Ｍ−１）行目とＭ行目、と順次走査していき、これを繰り返す。従って、（ｎ＋Ｍ／２−１）フレーム目で全ての画素について補正動作を一巡することができる。つまり、全ての画素のデータテーブルはＭ／２フレーム周期で更新され、所定の輝度に対応したチャージ電圧及びそれに対応した電流が印加されるようになる。
【００９２】
ここで、データ線の寄生容量が大きい場合には、図１０に示すタイミングチャートが有効である。図９のタイミングチャートで動作する場合、電流観測期間の最初はデータ線の電位がＭ行目の選択線のチャージ電圧となっている。つまり、電流観測及期間で流す定電流に対応した電圧とは異なっている。従って、データ線の寄生容量が大きい場合は定電流を流した時に充電に時間がかかってしまう。
【００９３】
これを防ぐには、図１０に示すようにＡ群の選択線では電流観測期間の直前に１回目と同等の電圧でチャージを行い、短時間で充電を行う（第４の工程）。図１０は電流観測期間の直前にチャージを行う以外は図９と同様である。
【００９４】
制御ユニットの動作、機能については、電流観測期間を１フレーム期間あたり１行ではなく、２行ずつ行う、という違い以外は図５の説明と本質的には変わらないので、説明は省略する。
【００９５】
図１の場合と同様にＭ＝１０８０（フルＨＤ）、毎秒１２０フレームで画像表示する場合を考える。図８のＳＰＩＣＥシミュレーションの結果に基づき電流観測及び信号補正期間は２３．８μｓとする。１フレーム期間は８．３３ｍｓなので、１ライン選択期間は７．６７μｓ（＝（８．３３ｍｓ−２×２３．８μｓ）／１０８０）となる。つまり、各行に対して７．６７μｓでチャージを行い、２つの行に対して各々２３．８μｓで電流観測及び信号補正を行う。
【００９６】
電流観測期間の直前にチャージを行う場合でも、７．６６μｓとなる。従って、チャージ期間を５μｓ以上確保しつつ、図６の方式と比較して電流観測期間を長く取る（２．７２μｓ→２３．８μｓ）ことが可能となる。また、３選択線以上の補正動作を行う場合も、図９の電流観測動作を３本、４本、…、と増やしていけば、同様の方法で行うことが可能である。
【００９７】
また、図１と図９で説明した１フレーム期間中に１〜数選択線分のピクセルのみ補正動作を行う場合において、電流観測を行う所望の行を選択するには、ゲートドライバの動作に工夫が必要となる。つまり、一般的なゲートドライバでは、１、２、３、…、Ｍ行目、１、２、３、…、Ｍ行目とシフト走査を繰り返すものである。ここで、Ｍは全選択線数である。これに対し、例えば、図１の方法では１、２、３、…、Ｍ行目、ｎ行目（電流観測）、１、２、３、…、Ｍ行目、（ｎ＋１）行目（電流観測）と単純なシフト走査にはならない。
【００９８】
これを可能にするため、例えば、図１１に示すようなブランク期間を設ける方式を適用することができる。図１１は図１における各電流観測期間の前にブランク期間を設けたものである。ブランク期間では、シフト走査するクロック（通常クロック）を最大クロックに切り換える。例えば、Ｍ＝１７６、通常クロック２０ｋＨｚ、最大クロック２００ｋＨｚ、ブランク期間８８０μｓの場合を考える。この場合、１、２、３、…、Ｍ行目を通常クロック２０ｋＨｚでシフト走査し、ブランク期間で最大クロック２００ｋＨｚで所望の行までシフト走査した後ホールドし、電流観測及び電圧信号補正を行う。この時、所望の行までは最大クロックでオフ選択しながらシフト走査する。
【００９９】
また、図４や図１０等の場合においても同様にブランク期間を設けることができる。この場合、Ｍ行目のチャージ期間とＡ群の選択線のチャージ期間までの間にブランク期間を設ける。もちろん、ゲートドライバが所望の行をランダムに選択可能（複数行をまたいで選択可能）であれば、図１１のような方式を用いる必要はない。
【０１００】
また、１フレーム期間中に１〜数選択線分の画素のみ補正動作を行い、その補正データを全画素に適用してもよい。１フレーム期間走査中に、全ての画素について補正動作を行う場合には、その後のフレーム期間では必要なフレーム期間のみ補正動作を行ってもよい。更に、ディスプレイの起動時に一部または全部の画素について補正動作をさせることもできる。
【０１０１】
更に、各画素毎に異なったデータテーブルを記憶装置に格納しておき、画素についての補正動作（チャージと所定の電流印加を用いた補正動作）毎にデータテーブルを書き換えることができる。必要に応じて全体または一部ブロックのピクセルについて同一のデータテーブルを用い、一部のパラメータ（図５の例では閾値電圧シフト量）のみを各画素毎に記憶装置に格納しておき、画素についての補正動作毎に書き換えることができる。
【０１０２】
図１２はチャージを行う際に電圧源１８の代わりにチャージ電流源１９−１（第１の電流源となる）を用いる場合の他の実施形態を示す。図１２では図３と同一部分には同一符号を付している。図１２に示す電流源１９−２（第２の電流源となる）は図３の電流源１９と同じ電流源である。また、スイッチ２３，２４を別個に制御可能なように画素１３−１に対して２つの選択線１２−１１，１２−１２が設けられている。
【０１０３】
スイッチ２０、２１の操作は図３の場合と同様である。また、上述のように図３の電圧源１８を電流源１９−１に置き換えており、以下の説明では電流源１９−１の動作のみ説明する。
【０１０４】
スイッチ２０がＡ側に切り換えられたとき、選択線１２−１１，１２−１２の制御により、画素中のスイッチ２３がオン、スイッチ２４がオフとなり、所定の電圧を保持キャパシタ２７にプログラムするのに必要な電流値を所定の時間流す。この時、制御ユニット１６−１の容量２２にも所定の電圧が保持される。
【０１０５】
次に、スイッチ２０がＢ側に切り換えられたとき、画素中のスイッチ２３、２４ともオンとなり、データテーブル１７−３にしたがって必要輝度を反映した電流値印加に切り換えられる。この時、データ線１１−１の電位変動を観測する。データ線１１−１の電位変動の観測は、容量２２に保持されたチャージ電圧と、データ線１１−１の電位とを比較器１７−１により比較する。そして、その大小関係の情報により電気特性データテーブル１７−３の電気特性データを変更する（信号補正）。この操作によってチャージ電圧源を用いるのと同様の機能を得ることができる。
【０１０６】
また、本発明はチャージ電圧またはチャージ電流として画素回路にプログラムすべき電圧または電流より大きな値を印加し、印加時間を調整することもできる。このような操作によって、チャージに要する時間を更に低減させることが可能となる。但し、印加時間を適正に調整することにより、過大な電圧が画素回路、発光素子に印加されるのを防ぐことが望ましい。
【０１０７】
また、本発明のアクティブマトリックスディスプレイにおいて、更に複数の保持キャパシタを含んでも良い。例えば、画素内の特定のトランジスタにおける閾値補正用保持キャパシタを更に設ける場合がある。また、保持キャパシタを複数に分割配置し、画素回路の占有形状を変えることも可能である。
【０１０８】
各画素回路に保持キャパシタを備えることによって一度プログラムされた印加電圧を次のアクセスまで、ほぼ維持させることができる。また、アクティブマトリックスディスプレイにおいて、電位変動を判定する制御ユニットは比較器（コンパレータ）の代わりにＡＤコンバータを用いてもよい。
【０１０９】
本発明において電位変動を判断するとは、チャージ時の電位と所定の電流を印加した時の電位を比較し、どちらの電位が高いかを判断することである。この目的のために、電位比較のための比較器または電位差（アナログ値）をデジタルデータに変換するためのＡＤコンバータを使用することができる。
【０１１０】
比較器を用いる場合、チャージ電圧と電流印加時の電圧を比較し、大小を判別する。この場合、大小関係の情報によりデータテーブルのパラメータを１ステップ分変動させることになる。ここで、１ステップ分変動させる操作について説明する。例えば、閾値電圧変化量±１Ｖを±２５６ステップに分割しておき、比較器による大小判別に従い、１ステップ分データテーブルの閾値電圧をシフトさせる。この操作を繰り返すことにより、適切な閾値電圧値に近づいていくことになる。
【０１１１】
また、Ａ／Ｄコンバータを用いる場合、チャージ電圧と電流印加時の電圧を比較し、大小関係と電位差（アナログ値）を計測する。Ａ／Ｄコンバータは電位差をデジタル信号に変換するため、例えば、上述の電位差を閾値電圧の変化量として検出することができる。この場合は、チャージと所定の電流印加を用いた１回の補正動作でデータテーブルの適切な修正を行うことができる。
【０１１２】
また、本発明のアクティブマトリックスディスプレイにおいて、電位変動を判定する制御ユニットをデータ線毎に配置することがより好ましい。データ線毎に制御ユニットを配置することによって、選択線方向１ライン分の電位変動を一括で判断させることができるからである。しかしながら、制御ユニットは必ずしもデータ線毎に配置しなくてもよく、データ線より少ない数であって、時間配分しながら駆動させることが可能である。例えば、マルチプレクサを複数のデータ線毎に設け、制御ユニットをマルチプレクサごとに設けてもよい。
【０１１３】
更に、本発明のアクティブマトリックスディスプレイにおいて、画素回路にデータ線より供給される電流が発光素子に流れる経路を含むことが求められる。上記実施形態においては、発光素子に電流を流しながらデータ線の電位を計測する操作を行うため、画素回路においてはデータ線より供給される電流が発光素子流れる経路を含むことが求められる。
【０１１４】
また、本発明のアクティブマトリックスディスプレイにおいて、画素回路にスイッチング素子により構成されたカレントミラー回路を含んでも良い。カレントミラー回路は電流検証手段を備える画素回路に相当するものである。画素を構成する発光素子に流す電流値を検証する能力を持つ。
【０１１５】
また、本発明のアクティブマトリックスディスプレイにおいて、複数のスイッチング素子が薄膜トランジスタであっても良い。特に、ガラス、プラスチック、金属基板等を用いる場合、薄膜トランジスタを基板上に作製し、スイッチとして機能させることが有効である。
【０１１６】
また、複数の薄膜トランジスタの活性層を、シリコンを主体とした材料で構成しても良い。シリコンを主体とした材料の例として、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン等が挙げられる。リン、ホウ素、ヒ素等の不純物がドープされたものでも良い。
【０１１７】
また、複数の薄膜トランジスタの活性層を、金属酸化物を主体とした材料で構成しても良い。金属酸化物を主体とした材料の例として、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、またはこれら複数の酸化物を含む複合酸化物等が挙げられる。これらの材料に不純物をドープさせても良い。また、複数の薄膜トランジスタの活性層を、有機物を主体とした材料で構成しても良い。
【０１１８】
有機物を主体とした材料の例として、ペンタセン、テトラセン、アントラセン、金属フタロシアニン、ポルフィリン系有機物等が挙げられる。これらの材料に不純物をドープさせても良い。
【０１１９】
低温ポリシリコンＴＦＴに比較して移動度が小さく、駆動力に劣るアモルファスシリコンＴＦＴ、アモルファス酸化物半導体ＴＦＴを用いる場合には、ＴＦＴを飽和領域で使うことが難しい。（大画面ディスプレイ向け等のようなアプリケーションではこのようなＴＦＴを用いる必要に迫られる）。
【０１２０】
この理由は、上述のような材料ではそもそも充分な飽和特性が得られない、駆動電圧を上げる（飽和領域で動作させる）と消費電力が大きくなりすぎる等があるからである。このため、駆動力に劣るアモルファスシリコンＴＦＴ、アモルファス酸化物半導体ＴＦＴを用いる場合は、ＴＦＴが充分飽和していない領域で、ＴＦＴやＯＬＥＤの特性変動を補正することが可能な駆動方法を用いる必要がある。
【０１２１】
本発明は、アモルファスシリコン、アモルファス金属酸化物、有機物を主体とした活性層からなる薄膜トランジスタのように単結晶または多結晶シリコンＴＦＴに比較して移動度が低く、駆動力に劣るトランジスタを用いる場合にも有効である。何故なら、トランジスタの飽和特性が充分ではなく、発光素子の特性ドリフトも起こる場合でも、優れた補償機能を得ることができるからである。
【０１２２】
本発明によれば、１フレーム期間内で一部の選択線のみ電流観測や信号補正を行い、フレーム毎に信号補正する選択線を変えることにより、上記先願発明に対して更に高速駆動を実現することが可能となる。
【０１２３】
また、マトリックス回路部分にフィードバックのための付加的な配線が必要ないため、寄生容量の増加が極めて少ない。このため、補償性能を犠牲にすることなく、より高速に駆動することが可能である。よって、図１９のフィードバック駆動回路の高速駆動に対する問題を解決することができる。
【実施例】
【０１２４】
（実施例１）
図７は本発明の実施例１の画素と制御ユニットの構成を示す概略図である。図１３はその駆動状態を示す電圧印加タイミング図である。図１３ではタイミングチャートは図４の例を用いており、Ａ群の選択線に接続された画素について示す。即ち、Ｖｄａｔａでチャージが行われた後、電流観測を行う。Ｂ群の選択線は電流観測期間を省いたものと考えてよい。なお、図１３のプリチャージ期間と電流観測期間は図４のプリチャージ期間と電流観測期間に対応する。また図１３は図４の１フレーム期間の最後のプリチャージ期間と電流観測期間を示す。
【０１２５】
図７ではデータ線４１に接続される画素４３及び制御ユニット５０の構成を示している。図７の構成において図３の構成との違いはスイッチとしてトランジスタ４５、４６を用いている点である。
【０１２６】
図６に示すように交差するデータ線（Data Line）４１と選択線（Select Line）４２の交点に対応して画素４３が配置されている。
【０１２７】
データ線４１には制御ユニット５０が接続されている。制御ユニット５０は、それぞれ、チャージ電圧を発生させる電圧源５２、所定の電流を流すための電流源５３、比較器となるコンパレータ５４を備えている。また、論理回路（Logic Circuit）・制御回路（Control Circuit）５１、論理回路・制御回路５１に接続されるデータテーブル５８、スイッチ５５，５７を備えている。
【０１２８】
コンパレータ５４、論理回路・制御回路５１はデータ線の電位変動を検出する検知回路を構成する。スイッチ５７はデータ線４１に電圧源５２、電流源５３のいずれかを接続する切り換えを行う。スイッチ５５はデータ線４１にコンパレータ５４の２つの入力のいずれかを接続する切り換えを行う。コンパレータ５４の一方の入力端子には容量５６が接続されている。
【０１２９】
画素４３は画素回路と有機ＥＬ素子４４からなり、画素回路はそれぞれ第１及び第２のスイッチとなるトランジスタ４５，４６、カレントミラー回路を構成するトランジスタ４７，４８を備えている。４０は電圧を保持する保持キャパシタ、４９はトランジスタ４８のソースに接続される電圧源である。
【０１３０】
図１３において、ＶＳＥＬＥＣＴは選択線４２への電圧印加、ＶＤＬは電圧源５２の設定電圧、ＩＤＬは電流源５３の設定電流を示す。ＶＣＡＰは容量の電位変化、ＩＯＬＥＤはデータ線を通って有機ＥＬ素子に流れる電流をそれぞれ示す。横軸は時間である。
【０１３１】
以下、図４のタイミングチャートを用いた場合のＡ群の選択線における動作について説明する。
【０１３２】
図１３において、スイッチＡはスイッチ５５と５７がＡ側（電圧源とデータ線とが接続）にある期間、スイッチＢはスイッチ５５と５７がＢ側（電流源とデータ線とが接続）にある期間を示す。図１３のチャージ期間には上述のように第１の工程を行う。電流観測期間にはデータ線への電流供給を行い（第２の工程）、第１の工程と第２の工程とのデータ線の電位差を検出し、その電位差に基づいて信号補正を行う（第３の工程）。
【０１３３】
電流観測期間の後は発光期間となり、トランジスタ４５、４６がオフし、保持キャパシタ、即ち、トランジスタ４８のゲートに設定された電圧（Ｖｃａｐ）に基づく電流（ＩＯＬＥＤ）が有機ＥＬ素子４４に流れる。
【０１３４】
図１３に示すように行選択線の信号ＶｓｅｌｅｃｔがＨレベルになると、画素回路４３のスイッチ４５、４６が閉じる。制御ユニット５０は、まず、電源５２の電圧をＶｄａｔａに設定し、スイッチ５５，５７をＡ側に接続する。スイッチ４５を通して保持キャパシタ４０が充電されるにつれて保持容量電位Ｖｃａｐ、即ち、データ線電位が上昇し、最終的に電圧源５２の設定電圧Ｖｄａｔａに達する。
【０１３５】
データ線４１を通して画素に流れ込む電流ＩＯＬＥＤは、スイッチ４６とトランジスタ４７を通して有機ＥＬ素子４４に流れる。データ線電流ＩＯＬＥＤは、始め、寄生容量を充電するために大きく流れるが、その後は定常に達する。この定常電流値は、保持容量の電圧ＶｃａｐがＶｄａｔａになったときのトランジスタ４７のゲート−ソース間電圧で決まる。Ｂ群の選択線においてはここで終了する。
【０１３６】
次に、制御ユニット５０は電流源５３をＩｄａｔａに設定し、スイッチ５５と５７をＢ側に接続する。この場合、所望の輝度を得るために必要な電流ＩＯＬＥＤに対応する保持容量電圧はＶｄａｔａより小さかったので、電流書き込み期間になるとデータ線電位Ｖｃａｐが下降している。データ線を流れる電流もチャージ期間中のデータ線電流が大きすぎたので、設定した電流信号の値Ｉｄａｔａに向かって減少していく。
【０１３７】
データ線電位Ｖｃａｐの変動ΔＶを適当なタイミングでコンパレータ５４によって検知し、その結果が、論理回路・制御回路５１に伝えられてデータテーブル５８が書き換えられる（信号補正）。
【０１３８】
この回路図をもとにＳＰＩＣＥシミュレーションを行った結果を図１４に示す。ＴＦＴの特性はＳＰＩＣＥモデルＬｅｖｅｌ１５を用い、有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）の特性は、ダイオードモデルとキャパシタを組み合わせて用い、フィッティングした。
【０１３９】
ＳＰＩＣＥシミュレータ上において有機ＥＬ素子の閾値電圧Ｖｔｈが３Ｖであることを予め規定しておき、相当するチャージ電圧をデータ線に印加した。更に、所定の電流値１μＡを印加し、データ線の電位変動を計算した。
【０１４０】
図８はその結果図７におけるトランジスタ４７に流れる電流変化を示すものである。図中「Ｒｅｆ．」で示す特性カーブがそれにあたる（図１４のＶＴＯ．１．０Ｖ（ｒｅｆ）で示す曲線）。チャージ電圧が適正であったため、電流印加時のＴＦＴ電流がほとんど変化しないことが分かる。
【０１４１】
更に、同様の駆動条件の中で、ＴＦＴの閾値電圧が±１Ｖ変動したと仮定し、同様の計算を行った。その結果、電流印加時にトランジスタ４７に流れる電流値が所定の値（この場合１μＡ）に向かって変移していることが分かる（図１４のＶＴＯ．１．０Ｖ（ｒｅｆ）以外の曲線）。この変移量を、データ線の電圧変化量として観測することによってデータテーブルの補正動作を行うことができる。
【０１４２】
（実施例２）
図１５は本発明の実施例２の画素と制御ユニットの構成を示す概略図である。図１５では図７と同一部分には同一符号を付している。図１５の例はカレントミラー回路の欠点を補うため、トランジスタ５９を付加し、有機ＥＬ素子４４を点灯維持する際にトランジスタ４７，４８の両方に電流を流し、トランジスタ４７，４８への負荷を均等化したものである。
【０１４３】
トランジスタ４５，４６は選択線４２−１によりオンオフ制御され、トランジスタ５９は選択線４２−２によりオンオフ制御される。制御ユニット５０においてはスイッチ６０を設け、データ線４１と電圧源５２を接続するとき（Ａ端子側に切り換えのとき）には、比較器（コンパレータ）５４の２つの入力端子を共通電位とする。
【０１４４】
一方、スイッチ６０によりデータ線４１と電流源５３を接続するとき（Ｂ端子側に切り換えのとき）には、コンパレータ５４の一方の入力端子を電圧源５２の電圧、他方の入力端子をデータ線４１の電位とする。本実施例では図６の制御ユニットの構成と比較し、スイッチを１つとし、容量をなくすことができ、部品数を削減できる。
【０１４５】
図１６は図１５に示す画素回路の電圧印加タイミング図である。ここでも、図４のタイミングチャートを用いた場合のＡ群の選択線における動作を示すものである。図１６において、ＶＳＥＬ１，ＶＳＥＬ２は選択線４２−１、４２−２への電圧印加、ＶＤＬは電圧源５２からデータ線４１への電圧印加を示す。ＩＤＬは電流源５３からデータ線への電流印加、ＶＣＡＰは容量の電位変化を示す。ＶＯＬＥＤ，ＩＯＬＥＤは有機ＥＬ素子に印加される電圧変化及び有機ＥＬ素子に流れる電流変化を示す。
【０１４６】
スイッチＡはスイッチ６０がＡ側（電圧源とデータ線とが接続）にある期間、スイッチＢはスイッチ６０がＢ側（電流源とデータ線とが接続）にある期間を示す。
【０１４７】
この例では、ＶＤＬが２段階に電圧上昇しているが、これは、データ線４１の電圧立ち上がりが過剰に大きくならないための方法である。このような操作で有機ＥＬ素子４４への負担を軽減させることができる。これらの画素回路及び制御ユニットでも、本発明の効果は同様に確認することができた。
【０１４８】
（実施例３）
図１７は本発明の実施例３の画素と制御ユニットの構成を示す概略図である。図１７では図１５と同一部分には同一符号を付している。図１７は実施例２のカレントミラー回路を１つのトランジスタ６２に置き換えたものである。本実施例では、ライン選択期間と発光期間とで切り替わるスイッチ６１を設け、プログラミング期間はトランジスタ６２をデータ線に接続し、発光期間はトランジスタ６２を電源４９に接続する。制御ユニット５０の回路構成は図１５の制御ユニットと同じ構成である。
【０１４９】
この回路においても、データ線より供給される電流が発光素子（有機ＥＬ素子）に流れる経路を有する。本実施例においては図１７に示すようにトランジスタ６１とトランジスタ６２とは直列接続され、有機ＥＬ素子４４に接続されている。トランジスタ４５はトランジスタ６１とトランジスタ６２との接続点に接続され、トランジスタ４６はトランジスタ６２のゲートに接続されている。トランジスタ６１は選択線４２−２によりオンオフ制御される。６３はトランジスタ６２のゲートに接続される保持キャパシタである。
【０１５０】
図１８は図１７に示す画素回路の電圧印加タイミング図である。ここでも、図４のタイミングチャートを用いた場合のＡ群の選択線における動作を示す。これらの画素回路でも本発明の効果は同様に確認することができた。
【産業上の利用可能性】
【０１５１】
本発明は、アクティブマトリックスディスプレイ等に適用され、特に、有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子等の電流を流すことで発光する発光素子を用いた表示装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】本発明に係る表示装置の１フレーム期間中に１選択線分のピクセルのみ補正動作を行う例を示すタイミングチャートである。
【図２】本発明に係る表示装置の一実施形態を示す構成図である。
【図３】図１の表示装置の画素と制御ユニット構成を示す図である。
【図４】本発明に係る表示装置の電流観測期間の直前に１回目と同等の電圧でチャージを行う例を示す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制御ユニットの動作、機能を説明するための説明図である。
【図６】１フレーム期間中に全ての画素でチャージ、電流観測及び電圧信号補正を行う場合のタイミングチャートである。
【図７】本発明の実施例１の画素と制御ユニット構成を示す図である。
【図８】図７の実施例において最低階調電流時にデータ線電位変動の時間変化を計算した結果を示す図である。
【図９】本発明に係る表示装置の１フレーム期間中に２選択線分のピクセルのみ補正動作を行う例を示すタイミングチャートである。
【図１０】図９の例において電流観測期間の直前に１回目と同等の電圧でチャージを行う例を示すタイミングチャートである。
【図１１】図１の例において電流観測期間の前にブランク期間を設けた例を示すタイミングチャートである。
【図１２】図３の電圧源１８の代わりに電流源１９−１を用いた場合の実施形態を示す構成図である。
【図１３】図７の実施例１の駆動状態を説明するタイミングチャートである。
【図１４】図７のトランジスタ４７に流れる電流変化の計算結果を示す図である。
【図１５】本発明の実施例２の画素と制御ユニット構成を示す図である。
【図１６】実施例２の駆動状態を説明するタイミングチャートである。
【図１７】本発明の実施例３の画素と制御ユニット構成を示す図である。
【図１８】実施例３の駆動状態を説明するタイミングチャートである。
【図１９】従来のフィードバック駆動回路を示す図である。
【符号の説明】
【０１５３】
１１−１、１１−２、４１  データ線
１２−１、１２−２、１２−１１、１２−１２、４２  選択線
１３−１〜１３−４、４３  画素
１４−１〜１４−４  画素回路
１５−１〜１５−４、４４  有機ＥＬ素子
１６−１、１６−２、５０  制御ユニット
１８、５２  電圧源
１９、１９−１、１９−２、５３  電流源
１７−１、５４  比較器
１７−２、５１  論理回路・制御回路
１７−３、５８  データテーブル
２０，２１、２３、２４、４５、４６  スイッチ
２２  容量
２７  保持キャパシタ
２５、２６、４７、４８、５９、６１、６２  トランジスタ
【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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【図１９】
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