表示装置及びその駆動方法並びに電子機器
【課題】 発光素子は、周囲の温度（以下環境温度と表記）により、その抵抗値（内部抵抗値が変化する性質を有する。具体的には、室温を通常の温度としたとき、温度が通常よりも高くなると抵抗値が低下し、温度が通常よりも低くなると抵抗値が上昇する。上述したような発光素子が有する性質により、環境温度が変化したり、経時変化が生じたりすると、輝度にバラツキが生じてしまう。上記の実情を鑑み、本発明は、環境温度の変化と経時変化に起因した、発光素子の電流値の変動による影響を抑制する表示装置の提供を課題とする。
【解決手段】
本発明の表示装置はモニター素子を設け、電流源よりモニター素子に電流を供給し、モニター素子にかかる電圧を画素の発光素子に印加する。
【解決手段】
本発明の表示装置はモニター素子を設け、電流源よりモニター素子に電流を供給し、モニター素子にかかる電圧を画素の発光素子に印加する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光素子を含む表示装置及びその駆動方法並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を代表とする発光素子を含む表示装置の開発が進められ、発光型ゆえの高画質、広視野角、薄型、軽量等の利点を活かして、幅広い利用が期待されている。発光素子は、その輝度が電流値に比例する性質を有するため、階調を正確に表現するために、当該発光素子に一定の電流を流す定電流駆動を採用する表示装置がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３２３１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
発光素子は、周囲の温度（以下環境温度と表記）により、その抵抗値（内部抵抗値）が変化する性質を有する。具体的には、室温を通常の温度としたとき、環境温度が通常の温度よりも高くなると抵抗値が低下し、環境温度が通常よりも低くなると抵抗値が上昇する。そのため、環境温度が高くなると電流値が増加して所望の輝度よりも高い輝度となり、環境温度が低くなると電流値が低下して所望の輝度よりも低い輝度となる。このような発光素子の性質は、発光素子の電圧電流特性と温度の関係のグラフ（（図３３（Ａ）参照））に示す通りである。また、発光素子は、経時的にその電流値が減少する性質を有する。このような発光素子の性質は、発光素子の電圧電流特性と時間の関係のグラフ（（図３３（Ｂ）参照））に示す通りである。
【０００４】
上述したような発光素子が有する性質により、環境温度が変化したり、経時変化が生じたりすると、輝度にバラツキが生じてしまう。上記の実情を鑑み、本発明は、環境温度の変化と経時変化に起因した、発光素子の電流値の変動による影響を抑制する表示装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の表示装置は、複数の画素を含む画素領域と、ソースドライバと、ゲートドライバとを有する。複数の画素の各々は、発光素子と、画素に対するビデオ信号の入力を制御する第１のトランジスタと、発光素子の点灯又は非点灯を制御する第２のトランジスタと、ビデオ信号を保持する容量素子とを有する。
【０００６】
また、本発明の表示装置は第１電極及び第２電極を備えるモニター素子と、該モニター素子に電流を供給する電流源と、バッファアンプと、第１電極及び第２電極を備える発光素子と、該発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
該モニター素子の第１電極及び該発光素子第１電極は定電位電源に接続され、
該モニター素子の第２電極は、該バッファアンプの入力端子と接続され、該発光素子の第２電極は、該駆動トランジスタを介して該バッファアンプの出力端子と接続されている。
【０００７】
また、本発明の表示装置は第１電極及び第２電極を備えるモニター素子と、該モニター素子に電流を供給する電流源と、該モニター素子の第２電極の電位を保持する容量素子と、該容量素子と該電流源とを導通又は非導通にする第１のスイッチと、該電流源と該モニター素子とを導通又は非導通にする第２のスイッチと、バッファアンプと、第１電極及び第２電極を備える発光素子と、該発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
該モニター素子の第１電極及び該発光素子の第１電極は定電位電源に接続され、
該モニター素子の第２電極は、該バッファアンプの入力端子と、該発光素子の第２電極は、該駆動トランジスタを介して該バッファアンプの出力端子と接続されている。
【０００８】
また、本発明の表示装置は第１電極及び第２電極を備える第１のモニター素子と、第１電極及び第２電極を備える第２のモニター素子と、該第１のモニター素子及び第２のモニター素子に電流を供給する電流源と、該電流源と該第１のモニター素子とを導通又は非導通にする第１のスイッチと、該電流源と該第２のモニター素子とを導通又は非導通にする第２のスイッチと、バッファアンプと、第１電極及び第２電極を備える発光素子と、該発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
該モニター素子の第１電極及び該発光素子の第１電極は定電位電源に接続され、
該第１のモニター素子の第２電極は、該第１のスイッチを介して該バッファアンプの入力端子と、該第２のモニター素子の第２電極は、該第２のスイッチを介して該バッファアンプの入力端子と接続され、
該発光素子の第２電極は、該駆動トランジスタを介して該バッファアンプの出力端子と接続されている。
【０００９】
また、本発明の表示装置は第１電極と第２電極を備えた複数のモニター素子と、該複数のモニター素子に電流を供給する電流源と、該電流源と該第複数のモニター素子のそれぞれの第２電極との間に設けられた複数のスイッチと、バッファアンプと、第１電極及び第２電極を備える発光素子と、該発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
該複数のモニター素子のそれぞれの第１電極及び該発光素子の第１電極は定電位電源に接続され、
該複数のモニター素子のそれぞれの第２電極は、該複数のスイッチのいずれか一を介して該バッファアンプの入力端子と接続され、
該発光素子の第２電極は、該駆動トランジスタを介して該バッファアンプの出力端子と接続されている。
【００１０】
また、本発明の表示装置の駆動方法は、第１電極と第２電極を備えたモニター素子と、該モニター素子に電流を供給する電流源と、バッファアンプと、第１電極と第２電極を備えた発光素子と、該発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
該モニター素子の第１電極及び該発光素子の第１電極は定電位電源に接続されており、該モニター素子の第２電極の電位をバッファアンプを介して該駆動トランジスタのソース端子に設定する。
【００１１】
また、本発明の表示装置の駆動法は、第１電極と第２電極を備えたモニター素子と、該モニター素子に電流を供給する電流源と、該モニター素子の第１電極の電位を保持する容量素子と、該容量素子と該電流源とを導通又は非導通にする第１のスイッチと、該電流源と該モニター素子とを導通又は非導通にする第２のスイッチと、バッファアンプと、第１電極と第２電極を備えた発光素子と、該発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
該モニター素子及び該発光素子の第１電極は定電位電源に接続されており、該第１のスイッチ及び第２のスイッチがオンしているときに、該モニター素子の第２電極の電位をバッファアンプにより検出し、該検出した電位を該発光素子の第２電極に設定し、該第１のスイッチ及び第２のスイッチがオフすると、該第１のスイッチ及び該第２のスイッチをオフにしたときの該モニター素子の第２電極の電位を該容量素子が保持し、該容量素子が保持した該モニター素子の第２電極の電位を該バッファアンプが検出し、該発光素子の第２電極に設定する。
【００１２】
また、上記構成の表示装置の駆動方法において、モニター素子に電流を流す期間を、１フレーム期間の３０％の期間にする。
【００１３】
また、上記構成の表示装置の駆動法は、第１のスイッチ及び第２のスイッチとして極性の異なるトランジスタで形成されている表示装置を用いている。
【００１４】
また、上記構成の表示装置の駆動方法は、第１のスイッチ及び第２のスイッチとして同じ極性のトランジスタで形成されている表示装置を用いている。
【００１５】
なお、本発明において、適用可能なトランジスタの種類に限定はなく、非晶質シリコンや多結晶シリコンに代表される非単結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、半導体基板やＳＯＩ基板を用いて形成されるＭＯＳ型トランジスタ、接合型トランジスタ、バイポーラトランジスタ、有機半導体やカーボンナノチューブを用いたトランジスタ、その他のトランジスタを適用することができる。また、トランジスタが配置されている基板の種類に限定はなく、単結晶基板、ＳＯＩ基板、ガラス基板などに配置することが出来る。
【００１６】
また、本発明において、接続されているとは、電気的に接続されていることと同義である。したがって、本発明が開示する構成において、所定の接続関係に加え、その間に電気的な接続を可能とする他の素子（例えば、別の素子やスイッチなど）が配置されていてもよい。
【００１７】
また、画素などにおける容量素子は、トランジスタなどのゲート容量によって、代用することが出来る。その場合は、容量素子を省略できる。
【００１８】
また、スイッチは、電気的スイッチでも機械的なスイッチでも何でも良い。電流の流れを制御できるものなら、何でも良い。トランジスタでもよいし、ダイオードでもよいし、それらを組み合わせた論理回路でもよい。よって、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、そのトランジスタは、単なるスイッチとして動作するため、トランジスタの極性（導電型）は特に限定されない。ただし、オフ電流が少ない方が望ましい場合、オフ電流が少ない方の極性のトランジスタを用いることが望ましい。オフ電流が少ないトランジスタとしては、ＬＤＤ領域を設けているもの等がある。また、スイッチとして動作させるトランジスタのソース端子の電位が、低電位側電源（Ｖｓｓ、Ｖｇｎｄ、０Ｖなど）に近い状態で動作する場合はｎチャネル型を、反対に、ソース端子の電位が、高電位側電源（Ｖｄｄなど）に近い状態で動作する場合はｐチャネル型を用いることが望ましい。なぜなら、ゲートソース間電圧の絶対値を大きくできるため、スイッチとして、動作しやすいからである。なお、ｎチャネル型とｐチャネル型の両方を用いて、ＣＭＯＳ型のスイッチにしてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
定電圧駆動を用いる本発明は、定電流駆動を用いる場合と比較すると、発光素子の駆動電圧を低くすることができるため、消費電力を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２１】
本発明による温度及び劣化補償の基本原理として図１を用いて説明する。図１は温度及び劣化補償回路を有する表示装置の模式図を示したものである。
【００２２】
本発明の表示装置は、ゲートドライバ１０７、ソースドライバ１０８及び画素部１０９を備える。画素部１０９は複数の画素１０６から構成される。そして、本発明の表示装置は温度及び劣化補償回路（以下補償回路という）を有する。
【００２３】
補償回路の基本構成について説明する。電流源１０１、モニター素子１０２、バッファアンプ１０３、駆動ＴＦＴ１０４、発光素子１０５を有する。なお、モニター素子１０２は発光素子１０５と同一の電流特性を持つ発光素子で形成する。例えばＥＬ素子で発光素子を形成する場合には、モニター素子１０２のＥＬ素子と発光素子１０５のＥＬ素子は同じＥＬ材料を、同じ条件で作製するようにする。
【００２４】
電流源１０１はモニター素子１０２に一定の電流を供給する。つまりモニター素子１０２の電流値は常に一定である。この状態で環境温度が変化すると、モニター素子１０２自体の抵抗値が変化する。モニター素子１０２の抵抗値が変化すると、当該モニター素子１０２の電流値は一定であることから、モニター素子１０２の両電極間の電位差が変化する。このモニター素子１０２の両電極間の電位差を検出することで環境温度の変化を検出する。より詳しくは、モニター素子１０２の一定の電位に保たれている側の電極の電位、つまり図１では陰極１１０の電位は変わらないので、電流源１０１に接続されている側の電位、つまり図１では陽極１１１側の電位の変化を検出する。
【００２５】
図２はモニター素子の電圧電流特性の温度依存性を示す図である。低温（例えば−２０℃）、室温（例えば２５℃）、高温（例えば７０℃）でのモニター素子１０２の電圧電流特性をそれぞれ線２０１、２０２、２０３に示す。電流源１０１からモニター素子１０２へ流れる電流値がＩ0であるとき、室温ではモニター素子にＶ0の電圧がかかっていることになる。そして、低温時ではＶ1の電圧となり、高温時ではＶ2の電圧となる。
【００２６】
このようなモニター素子１０２の電圧の変化を含む情報は、バッファアンプ１０３に供給され、陽極１１１の電位に基づき当該バッファアンプ１０３で発光素子１０５に供給する電位を設定する。つまり図２のように環境温度が低温となった場合には発光素子１０５にＶ1の電圧がかかるように電位を設定し、高温となった場合には発光素子１０５にＶ2の電圧がかかるように電位を設定する。そうすると、温度変化に合わせて、発光素子１０５に入力する電源電位を補正することができる。つまり、温度変化に起因した電流値の変動を抑制することができる。
【００２７】
また、図３はモニター素子１０２の電圧電流特性の経時変化を示す図である。モニター素子１０２の初期特性を線３０１、劣化後の特性を３０２で表している。なお、初期特性と劣化後の特性は同じ温度条件で測定したものとする。初期特性の状態でモニター素子１０２に電流Ｉ0が流れるとモニター素子１０２にかかる電圧はＶ3、劣化後のモニター素子１０２にかかる電圧はＶ4となる。よって、このＶ4の電圧を、同様に劣化した発光素子１０５に印加するようにすれば、見かけ上の発光素子１０５の劣化を低減することができる。このように、モニター素子１０２も発光素子１０５とともに劣化するため、発光素子１０５の劣化に対しても補償することができる。
【００２８】
このようにモニター素子１０２の陽極１１１の電位の変化に合わせて発光素子１０５の陽極に同電位を設定するバッファアンプ１０３には、オペアンプを用いたボルテージフォロワ回路を適用することができる。ボルテージフォロワ回路の非反転入力端子は高入力インピーダンスで、出力端子は低出力インピーダンスであるため入力端子と出力端子を同電位とし、電流源１０１の電流がボルテージフォロワ回路に流れ込むことなく出力端子からは電流を流すことができるからである。
【００２９】
本実施の形態の補償回路を有する表示装置の具体的構成について図１１を用いて説明する。表示装置はゲートドライバ１１０７、ソースドライバ１１０８、画素部１１０９を有する。ソースドライバはパルス出力回路１１１９、第１のラッチ回路１１１０、第２のラッチ回路１１１１を有する。第１のラッチ回路に入力を行っている時に第２のラッチ回路では出力を行うことができる。そして、ゲートドライバ１１０７から信号が入力されるゲート線により選択された画素１１０６のスイッチング用トランジスタ１１１２がオンする。そして、第２のラッチ回路１１１１により出力された信号をソース信号線Ｓ１〜Ｓｍから保持容量１１１３に書き込む。この保持容量１１１３に書き込まれた信号によって、駆動トランジスタ１１０４がオンオフし、発光素子の点灯、非点灯が決まる。つまり、電源線Ｖ１〜Ｖｍの電位が、オンしている駆動トランジスタ１１０４を介して、発光素子１１０５の陽極に設定され、発光素子１１０５に電流が供給され、発光する。
【００３０】
本発明は、基本電流源１１０１から、並列接続したモニター素子１１０２ａ〜１１０２ｎに電流を流す。これらのモニター素子１１０２ａ〜１１０２ｎの陽極の電位を検出し、ボルテージフォロワ回路１１０３により電源線Ｖ１〜Ｖｍに電位を設定する。こうして、温度及び劣化補償の機能を備えた表示装置を提供することができる。
【００３１】
このように温度及び劣化補償の機能を備えた駆動方法のことをコンスタントブライトネスともいう。
【００３２】
なお、モニター素子の数は適宜選択することができる。もちろん、一個でも構わないし、図１１の様に複数配置しても構わない。モニター素子を一つだけ用いるときには基本電流源１１０１に流す電流値は各画素の発光素子１１０５に流したい電流値を設定すればよいため消費電力が少なくてすむ。また、複数のモニター素子を配置すればモニター素子毎の特性のばらつきを平均化することができる。
【００３３】
なお、図１１の構成では各画素の発光素子１１０５の陰極はＧＮＤに設定されているがこれに限定されない。
【００３４】
また、ＲＧＢの画素毎に電源線の電位を設定することもできる。その一例を図１２に示す。図１１の表示装置と共通のところは共通の符号を用いている。また、詳しい動作については、図１１と同じなので省略する。
【００３５】
また、画素１１０６としては、このような構成に限られず、図２９や図３０に示した構成を適用することもできる。図２９に示す画素２９０６はスイッチング用トランジスタ２９０１と駆動用トランジスタ２９０２と、消去用トランジスタ２９０３と、容量素子２９０４と発光素子２９０５を有する。また、図３０に示す画素３００７は、スイッチング用トランジスタ３００１と、制御用トランジスタ３００２と、駆動トランジスタ３００３と、消去用トランジスタ３００４と、容量素子３００５と、発光素子３００６と有する。
【００３６】
図１２の表示装置において信号線Ｓ１の接続されている画素がＲの発光をする画素、信号線Ｓ２の接続されている画素がＧの発光をする画素、信号線Ｓ３の接続されている画素がＢの発光をする画素とする。基本電流源１２０１ａはモニター素子１２０２ａに電流を供給し、ボルテージフォロワ回路１２０３ａがモニター素子１２０２ａの陽極の電位を検出し、この電位を電源線Ｖ1に設定する。基本電流源１２０１ｂはモニター素子１２０２ｂに電流を供給し、ボルテージフォロワ回路１２０３ｂがモニター素子１２０２ｂの陽極の電位を検出し、この電位を電源線Ｖ2に設定する。基本電流源１２０１ｃはモニター素子１２０２ｃに電流を供給し、ボルテージフォロワ回路１２０３ｃがモニター素子１２０２ｃの陽極の電位を検出し、この電位を電源線Ｖ3に設定する。こうして、ＲＧＢ毎に電位を設定することができるため、例えば、ＲＧＢ毎のＥＬ材料によって温度特性や劣化特性が異なるときに、所望の電位を発光素子に設定することができる。つまりＲＧＢ毎に電源電位を補正することができる。
【００３７】
（実施の形態１）
本実施の形態では劣化補償の精度をさらに高めた構成について説明する。
【００３８】
表示装置を長期間使用し続けると、モニター素子と発光素子には劣化の進行に誤差が生じてくる。この誤差は使用期間が長ければ長いほど大きくなり、劣化補償の機能が低下することになる。
【００３９】
ここで、劣化の進行に差が生じた場合について図４を用いて説明する。モニター素子１０２及び発光素子１０５の電圧電流（ＶＩ）特性の初期特性を線４０１、表示装置をある期間使用したときのモニター素子１０２の劣化後のＶＩ特性を線４０２、発光素子１０５の劣化後のＶＩ特性を線４０３で表している。このようにモニター素子１０２の劣化と発光素子１０５の劣化の進行には差が生じる。なぜならば、表示装置が表示を行っている時には常にモニター素子１０２には電流が流れ続けている。ところが画素のそれぞれの発光素子１０５は発光している期間と非発光期間が存在するためモニター素子１０２と発光素子１０５の経時劣化には誤差が生じてくる。つまり、モニター素子の劣化に比べ、発光素子の劣化の進行は遅れることになる。
【００４０】
ここで、モニター素子１０２の初期特性において、モニター素子１０２に電流値Ｉ0の電流が流れるとき、初期特性ではモニター素子にはＶ5の電圧がかかることになる。そして、発光素子１０５の劣化後ではＶ6、モニター素子１０２の劣化後ではＶ7の電圧がかかることになる。逆に言えば劣化後の発光素子１０５に電流値Ｉ0を流すためにはＶ6の電圧を印加する必要があり、劣化後のモニター素子１０２に電流値Ｉ0を流すためにはＶ7の電圧を印加する必要がある。
【００４１】
この状態でモニター素子１０２の陽極１１１の電位Ｖ7を検出し、バッファアンプ１０３によって発光素子にこの電位Ｖ7が設定されると、発光素子に電流値Ｉ0を流すために必要な電圧Ｖ6以上の電圧が印加されることになり消費電力が大きくなってしまう。また、画素の各々の発光素子は劣化の進行が異なるため、必要以上の電圧が加わると焼きつきが目立つようになる。
【００４２】
そこで、本実施の形態では、各々の発光素子の劣化とモニター素子の劣化の進行をより近いものにして、劣化補償の精度を向上させるものである。
【００４３】
そのため、本実施の形態では、表示装置の各画素の発光素子の発光期間の平均した期間をモニター素子に流す電流の期間に設定する。好ましくは、表示装置が表示を行っている期間の１０％から７０％の期間をモニター素子に電流が流れるようにする。
【００４４】
ここで、表示装置において各画素の発光素子の発光期間と非発光期間の比の平均値は３：７の比であることが経験的に得られる。よって、より好ましくは表示装置が表示を行っている期間のうち３０％の期間をモニター素子に電流を流すようにする。
【００４５】
モニター素子の発光期間を設定することができる補償回路の構成を図５に示す。電流源５０１、モニター素子５０２、ボルテージフォロワ回路５０３、駆動トランジスタ５０４、発光素子５０５、容量素子５０６、第一のスイッチ５０７及び第二のスイッチ５０８を有する。
【００４６】
モニター素子５０２に定電流を流すときには第一のスイッチ５０７及び第二のスイッチ５０８をオンにする。するとモニター素子５０２に電流が流れ、モニター素子５０２の陽極５０９側の電位が容量素子５０６に蓄積されるとともに、ボルテージフォロア回路５０３の非反転入力端子にこの電位が入力され、出力端子に同電位が出力される。こうして、環境温度の変化により電圧電流特性の変化した発光素子１０５に所望の電位を設定することができる。
【００４７】
そして、モニター素子５０２を非発光とするときには、第一のスイッチ５０７及び第二のスイッチ５０８をオフにし、モニター素子５０２の陽極５０９側の電位を容量素子５０６に保持させる。このとき第二のスイッチ５０８は第一のスイッチ５０７と同時にオフさせるか、少なくとも先にオフさせる。第一のスイッチ５０７が第二のスイッチ５０８より先にオフしてしまうと、モニター素子５０２の陽極側の電位を蓄積していた容量の電位が変動してしまうからである。
【００４８】
こうして非発光期間においても、第二のスイッチ５０８をオフにした瞬間のモニター素子５０２の陽極５０９側の電位が、ボルテージフォロワ回路５０３の非反転入力端子に入力される。そしてボルテージフォロワ回路５０３の出力端子には同電位が出力され、第二のスイッチ５０８をオフにした瞬間のモニター素子５０２に流れていた電流を発光素子に流すことができる。
【００４９】
この構成においてはモニター素子に電流を流している期間に温度補償機能を果たすことができるので、劣化補償と温度補償の両方を実現することができる。本実施の形態においては、特に劣化補償の機能が優れている。
【００５０】
ここで、表示装置の時間階調表示において、１フレーム期間あたりの各画素の発光と非発光の比の平均値は３０：７０の比であることが経験的に知られている。よって、表示装置の表示を行っている間中、電流を流し続けるモニター素子に流れる電流量と、各発光素子に流れる電流量の平均の比は１００：３０になることが分かる。よって、モニター素子に電流を流す期間を１フレーム期間あたり３０％に設定することでモニター素子と、画素の発光素子の劣化の進行を近づけることができる。つまり劣化補償の精度を向上させることができる。
【００５１】
また、上記構成においてＲＧＢ毎に劣化補償のモニター素子を設け、さらなる精度の向上した劣化補償及び温度補償機能を実現することができる。ＲＧＢ毎にＥＬの劣化進行や寿命が異なる場合や、ＲＧＢ毎にＥＬ素子の温度特性が異なる場合に、それぞれのＲＧＢ毎の発光素子に対応したモニター素子を設けて温度補償及び劣化補償を行うとよい。さらにＲＧＢのそれぞれの発光素子の発光期間と非発光期間の比の平均値（デューティー比）に合わせてそれぞれのＲＧＢ毎のモニター素子の発光期間を設定することでさらなる劣化補償の精度が向上する。つまり、モニター素子の劣化進行と各発光素子の劣化の進行の平均値が概ね等しくなるので、より劣化補償の精度が高くなる。さらに、モニター素子も同色のＥＬ材料をもちいることができるので発光素子温度補償の精度も向上させることができる。そのような構成としては、図１２に示した表示装置に適用することで実現できる。
【００５２】
（実施の形態２）
本実施の形態では温度補償の精度を維持しつつ、劣化補償の精度を高めた表示装置の構成について図６を用いて説明する。
【００５３】
表示装置は電流源６０１、モニター素子６０２ａ及びモニター素子６０２ｂ、ボルテージフォロワ回路６０３、駆動トランジスタ６０４、発光素子６０５、スイッチ６０６ａ及びスイッチ６０６ｂを有する。
【００５４】
本構成の補償回路の動作について簡単に説明する。スイッチ６０６ａ又は６０６ｂが交互にオンするようにする。すると、必ずモニター素子６０２ａ又はモニター素子６０２ｂに電流が流れる。そして、これらのモニター素子のどちらかの陽極の電位をボルテージフォロワ回路６０３で検出し、その電位を発光素子６０５に設定することができる。また、スイッチ６０６ａ及び６０６ｂがオンする期間を同じに設定すれば、モニター素子６０２ａ及び６０２ｂの経時劣化を遅らせることができる。
【００５５】
また、常にどちらかのモニター素子に電流を流し、そのモニター素子の陽極の電位を検出し、発光素子の陽極の電位を設定しているため、温度補償も常に行うことができる。
【００５６】
このように動作させることができるスイッチの一例を図７に示す。スイッチ７０１が図６におけるスイッチ６０６ａ及び６０６ｂの機能を果たす。スイッチ７０１の端子ａは電流源６０１に接続され、端子ｂはモニター素子６０２ａの陽極に、端子ｃはモニター素子６０２ｂの陽極に接続されている。モニター素子６０２ａに電流源６０１からの電流を流すときにはスイッチ７０１の端子ａと端子ｂが導通状態になり、モニター素子６０２ｂに電流を流すときには端子ａと端子ｃが導通状態になる。
【００５７】
スイッチ７０１の具体的構成の例を図８に示す。スイッチ７０１はアナログスイッチ８０１及び８０２並びにインバータ８０３を有する。制御信号がアナログスイッチ８０１及びアナログスイッチ８０２の制御入力端子に入力され、アナログスイッチ８０１又はアナログスイッチ８０２のいずれかがオンする。こうして、モニター素子６０２ａ又はモニター素子６０２ｂのいずれに電流を流すかを選択することができる。
【００５８】
また、スイッチ６０６ａ及びスイッチ６０６ｂの機能を図９に示すようにトランジスタを用いて実現することができる。Ｐチャネル型のスイッチング用トランジスタ９０１とＮチャネル型のスイッチング用トランジスタ９０２を用いる。スイッチング用トランジスタ９０１のソース端子と、スイッチング用トランジスタ９０２のドレイン端子とが電流源６０１に接続され、スイッチング用トランジスタ９０１のドレイン端子がモニター素子６０２ａの陽極と、スイッチング用トランジスタ９０２のソース端子がモニター素子６０２ｂの陽極と接続されている。これらのトランジスタのゲート端子に制御信号が入力される。するとスイッチング用トランジスタ９０１及び９０２は極性が異なることからどちらかがオンする。こうしてモニター素子６０２ａ又は６０２ｂを選択することができる。この構成を表示装置に適用したときの具体的な構成例を図１３に示す。図９のトランジスタ９０１が図１３のトランジスタ１３０２ｂに対応し、トランジスタ９０２が図１３のトランジスタ１３０２ａに対応する。そして、制御信号が制御線１３０１からこれらのトランジスタのゲート端子に入力され、Ｐチャネル型のトランジスタ１３０２ｂとＮチャネル型のトランジスタ１３０２ａが交互にオンする。
【００５９】
なお、図１０に示すように同じ極性のトランジスタを用いても同様の機能を果たすことができる。一方のスイッチング用トランジスタ１００１の制御入力端子には制御信号をそのまま入力し、他方のスイッチング用トランジスタ１００２にはインバータを介して制御信号を入力する。すると制御信号が反転してスイッチング用トランジスタ１００２に入力されるため、どちらかのスイッチング用トランジスタを選択することができる。なお、図１０においてはＰチャネル型のトランジスタ１００１及び１００２を用いて説明したが、もちろんＮチャネル型のトランジスタのみを用いても同様の機能を果たすことができる。この構成を表示装置に適用したときの具体的な構成例を図１４に示す。図１０のトランジスタ１００１が図１４のトランジスタ１４０２ｂに対応し、トランジスタ１００２が図１４のトランジスタ１４０２ａに対応する。そして、制御信号が制御線１４０１から入力され、この信号がトランジスタ１４０２ｂのゲート端子に入力される。一方制御信号が反転され、トランジスタ１４０２ｂとトランジスタ１４０２ａが交互にオンする。
【００６０】
なお、選択するモニター素子は二つに限られず複数を並列に配置して劣化進行をさらに遅くすることができる。したがって三つのモニター素子を並列に配置し、電流を流すモニター素子を順々に選択することにより、発光素子とモニター素子の劣化の進行を近づけることもできる。
【００６１】
さらに、劣化補償を高める構成を図１５に示す。画素１１０６の発光素子とモニター素子の劣化の進行を近づけるため、画素部１１０９の一列に信号を供給するソース信号線をトランジスタ１５０１ａ〜１５０１ｎのソース端子に接続し、トランジスタ１５０２ａ〜１５０２ｎのオンオフを設定するようにする。こうすることで、ある列の各発光素子と各モニター素子の発光期間と非発光期間の比を同等にすることができる。なお、図１５の構成では信号線Ｓ１を、モニター素子のオンオフを設定するトランジスタへ信号を伝えるスイッチング用のトランジスタ１５０１ａ〜１５０１ｎと接続している。
【００６２】
（実施の形態３）
【００６３】
図１６に示す本実施の形態の表示装置は、発光素子１６１４とモニター素子１６０６とを有する。発光素子１６１４とモニター素子１６０６は、同一の基板１６１０上に設けられている。つまり、同一の作製条件により、同一の工程で作成されたものであり、環境温度の変化と経時変化に対して同じ特性を有する。
【００６４】
また、本発明の表示装置は、経時測定回路１６０１、記憶回路１６０２、補正データ作成回路１６０３、電源回路１６０４、定電流源１６０５を有する。これらの回路は、発光素子１６１４とモニター素子１６０６と共に、同一の基板１６１０上に設けられていてもよい し、別の基板上に設けられていてもよい。
【００６５】
基板１６１０上に設けられた画素領域１６０９には、複数の画素がマトリクス状に設けられており、複数の画素の各々は発光素子１６１４と少なくとも２つのトランジスタ（図１６では駆動用トランジスタ１６１３のみを例示）を含む。発光素子１６１４は、基板１６１０上に設けられたドライバ（ここでは第１のゲートドライバ１６０８と、第２のゲートドライバ１６１１と、ソースドライバ１６１２を例示）により、点灯と非点灯やその輝度が制御される。
【００６６】
モニター素子１６０６は、基板１６１０上に１つ又は複数設けられる。１つ又は複数のモニター素子１６０６を含むモニター用回路１６０７は、画素領域１６０９内に設けてもよいし、それ以外の領域に設けてもよい。但し、モニター用回路１６０７は、画像の表示に影響を及ぼさないように、画素領域１６０９以外の領域に設けると望ましい。
【００６７】
モニター素子１６０６には定電流源１６０５により一定の電流が供給される。この状態で環境温度の変化と経時変化が生じると、モニター素子１６０６自体の抵抗値が変化する。そうすると、モニター素子１６０６の電流値は常に一定なため、モニター素子１６０６の両電極間の電位差が変化する。
【００６８】
上記構成の場合、モニター素子１６０６が含む２つの電極のうち、対向電極１６１５の電位は変化せず、モニター素子１６０６が含む２つの電極のうち、定電流源１６０５に接続する側の電極（ここでは第１の電極とよぶ）の電位が変化する。変化したモニター素子１６０６の第１の電極の電位は、バッファアンプに出力される。
【００６９】
経時測定回路１６０１は、電源回路１６０４が発光素子１６１４を含むパネルに電源を供給していた時間を測定する機能、又は、画素領域１６０９内の各画素に供給するビデオ信号をサンプリングして、発光素子１６１４の点灯時間を測定する機能を有する。後者の機能の場合、画素領域１６０９には複数の発光素子１６１４が設けられており、各々の発光素子１６１４で点灯時間が異なる。従って、各々の発光素子１６１４の点灯時間を算出した後、その平均値を用いるとよい。また、複数の発光素子１６１４から選別したいくつかの発光素子１６１４の点灯時間を算出し、その平均値を用いるとよい。経時測定回路１６０１は、上記のどちらかの機能により得た経過時間に関する情報を含む信号を、補正データ作成回路１６０３に出力する。
【００７０】
記憶回路１６０２は、発光素子１６１４の電圧電流特性の経時変化を記憶する回路である。つまり、各経過時間における発光素子１６１４の電電圧流特性を記憶しており、好ましくは１万時間から１０万時間分のものを記憶する。記憶回路１６０２は、補正データ作成回路１６０３から供給される信号に基づき、その経過時間に対応した発光素子１６１４の電圧電流特性のデータを補正データ作成回路１６０３に出力する。
【００７１】
補正データ作成回路１６０３は、モニター素子１６０６の出力と、記憶回路１６０２の出力に基づき、発光素子１６１４を動作させる最適な電圧条件を算出する。つまり、所望の輝度が得られる最適な電圧条件を算出する。そして、その情報を含む信号を電源回路１６０４に出力する。
【００７２】
電源回路１６０４では、補正データ作成回路１６０３から供給された信号に基づき、補正した電源電位を発光素子１６１４に供給する。
【００７３】
なお、発光素子１６１４を含むパネルを用いてカラー表示を行う場合、発光波長帯の異なる電界発光層を画素毎に設けるとよく、典型的には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に対応した電界発光層を設けるとよい。この場合、赤、緑、青の各色に対応したモニター素子１６０６を設けて、各色毎に電源電位を補正するとよい。
【００７４】
なお、ＥＬ劣化の加速試験を行い、加速係数を算出する。そして、長期の劣化特性を推定したデータを記憶回路１６０２にいれておくとよい。
【００７５】
上記構成を有する本発明によると、モニター素子を用いて、発光素子の電圧条件を最適なものとすることで、温度変化と経時変化の両者に起因した発光素子の電流値の変化による影響を抑制することができる。また、本発明によると、ユーザーによる操作を必要としないため、エンドユーザに渡った後も継続して補正を続けることで、製品としての長寿命化が見込まれる。
【００７６】
（実施の形態４）
また、本実施の形態では、実施の形態１乃至３で示した表示装置を用いて、表示をしていない期間に画素内の発光素子の経時劣化補正を行う方法について説明する。
【００７７】
発光素子の経時変化の進行の度合いは、初期に大きく、時間と共に段々少なくなっていく。従って、発光素子を用いた表示装置では、発光素子の輝度調整前（例えば出荷前）に、全ての発光素子の初期の経時変化を生じさせてしまう初期エージング処理を行うとよい。このような初期エージング処理を行って、発光素子の初期の急減な経時変化を予め生じさせておけば、その後、経時変化が急激に進行することはないため、発光素子の経時変化を起因とした焼き付きなどの現象を軽減することができる。
【００７８】
なお、初期エージング処理は、発光素子をある期間だけ点灯させることで行うが、好ましくは、通常の使用時よりも高い電圧をかけるとよい。そうすれば、初期の経時変化が短時間で生じることになる。
【００７９】
また、本発明の表示装置を充電式の蓄電池を用いて動作させる場合には、表示装置の使用状態ではない充電中に、全ての画素を点灯又は点滅させる処理、標準画像（例えば待ち受け画像など）の明暗を反転させた画像を表示する処理、ビデオ信号をサンプリングすることにより、点灯頻度の低い画素を検出して、当該画素を点灯又は点滅させる処理などを行うとよい。上記のように、使用状態ではないときに、焼き付きの低減を目的として行う上記の処理は、フラッシュアウト処理とよぶ。このフラッシュアウト処理を行えば、当該処理後に、焼き付きが生じたとしても、その焼き付いた画像の一番明るい箇所と、一番暗い箇所との差を５階調以下、さらに好ましくは１階調以下に設定することができる。また、焼き付きを軽減するためには、上記の処理以外に、なるべく画像を長時間固定化しないようにする処理を行うとよい。
【実施例１】
【００８０】
低消費電力をはかることができる表示装置の構成について図１７〜１９を参照して説明する。本発明の表示装置は、ソース線Ｓｘ（ｘは自然数、１≦ｘ≦ｍ）と、ゲート線Ｇｙ（ｙは自然数、１≦ｙ≦ｎ）が絶縁体を介して交差する領域に複数の素子を含む画素１０を複数有する（図１７（Ａ）参照）。画素１０は、発光素子１３と、容量素子１６と、２つのトランジスタとを有する。２つのトランジスタのうち、１つは画素１０に対するビデオ信号の入力を制御するスイッチング用トランジスタ１１（以下ＴＦＴ１１と表記）であり、もう１つは発光素子１３の点灯と非点灯を制御する駆動用トランジスタ１２（以下ＴＦＴ１２と表記）である。ＴＦＴ１１、１２は電界効果トランジスタであり、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極の３つの端子を有する。
【００８１】
ＴＦＴ１１のゲート電極はゲート線Ｇｙに接続し、ソース電極及びドレイン電極の一方はソース線Ｓｘに接続し、他方はＴＦＴ１２のゲート電極に接続する。ＴＦＴ１２のソース電極及びドレイン電極の一方は電源線Ｖｘ（ｘは自然数、１≦ｘ≦ｍ）を介して第１の電源１７に接続し、他方は発光素子１３の画素電極に接続する。発光素子１３の対向電極は第２の電源１８に接続する。容量素子１６はＴＦＴ１２のゲート電極とソース電極の間に設けられる。ＴＦＴ１１、１２の導電型は制約されず、Ｎ型とＰ型のどちらの導電型でもよいが、図示する構成では、ＴＦＴ１１はＮ型、ＴＦＴ１２がＰ型の場合を示す。第１の電源１７の電位と第２の電源１８の電位も特に制約されないが、発光素子１３に順方向バイアス又は逆方向バイアスの電圧が印加されるように、互いに異なる電位に設定する。
【００８２】
上記構成を有する本発明の表示装置は、画素１０に配置するトランジスタの個数が２つである点を特徴とする。上記特徴により、１つの画素１０にレイアウトするトランジスタの個数が少なくし、またトランジスタの個数が少ないことから、必然的に配置する配線の本数を少なくすることができるため、高開口率、高精細化、高歩留まりを実現する。また、高開口率が実現すると、光を発する面積の増加に伴って、発光素子の輝度を下げることができる。つまり電流密度を下げることができる。従って、駆動電圧を下げることができるため、消費電力を削減することができる。また、駆動電圧を下げることで、信頼性を向上させることができる。
【００８３】
ＴＦＴ１１、１２を構成する半導体は、非晶質半導体（アモルファスシリコン）、微結晶半導体、多結晶半導体（ポリシリコン）、有機半導体等のいずれもよい。微結晶半導体は、シランガス（ＳｉＨ4）とフッ素ガス（Ｆ2）を用いて形成するか、シランガスと水素ガスを用いて形成するか、上記に挙げたガスを用いて薄膜を形成後にレーザ光の照射を行って形成してもよい。
ＴＦＴ１１、１２のゲート電極は、導電性材料により単層又は積層で形成する。例えば、窒化タングステン（ＷＮ）とその上層にタングステン（Ｗ）の積層構造や、モリブデン（Ｍｏ）とその上層にアルミニウム（Ａｌ）とその上層にＭｏの積層構造や、窒化モリブデン（ＭｏＮ）とその上層にＭｏの積層構造を採用するとよい。
【００８４】
ＴＦＴ１１、１２が含む不純物領域（ソース電極とドレイン電極）に接続する導電層（ソース配線又はドレイン配線）は、導電性材料により単層又は積層で形成する。例えば、チタン（Ｔｉ）とその上層にアルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）とその上層にＴｉの積層構造や、Ｍｏとその上層にＡｌ−Ｓｉとその上層にＭｏの積層構造や、ＭｏＮとその上層にＡｌ−Ｓｉとその上層にＭｏＮの積層構造を採用するとよい。
【００８５】
次に、上記構成を有する画素１０のレイアウトを図１８に示す。このレイアウトでは、ＴＦＴ１１、１２、容量素子１６、発光素子１３の画素電極に相当する導電層１９を示す。続いて、このレイアウトのＡ−Ｂ−Ｃに対応する断面構造を図１７（Ｂ）に示す。ガラスや石英などの絶縁表面を有する基板２０上にＴＦＴ１１、１２、発光素子１３、容量素子１６が設けられている。
【００８６】
発光素子１３は、画素電極に相当する導電層１９、電界発光層３３、対向電極に相当する導電層３４の積層体に相当する。導電層１９、３４の両者が透光性を有する場合、発光素子１３は、導電層１９に向かう方向と、導電層３４に向かう方向に光を発する。つまり発光素子１３は両面出射を行う。また、導電層１９、３４の一方が透光性を有し、他方が遮光性を有する場合、発光素子１３は導電層１９に向かう方向のみか、導電層３４に向かう方向のみに光を発する。つまり発光素子１３は上面出射又は下面出射を行う。図１７（Ｂ）は、発光素子１３が下面出射を行う場合の断面構造を示す。
【００８７】
容量素子１６は、ＴＦＴ１２のゲート電極とソース電極の間に配置され、当該ＴＦＴ１２のゲートソース間電圧を保持する。容量素子１６は、ＴＦＴ１１、１２が含む半導体層と同じ層に設けられた半導体層２１と、ＴＦＴ１１、１２のゲート電極と同じ層に設けられた導電層２２ａ、２２ｂ（以下総称して導電層２２と表記）と、半導体層２１と導電層２２の間の絶縁層により容量を形成する点を特徴とする。
【００８８】
また、容量素子１６はＴＦＴ１１、１２のゲート電極と同じ層に設けられた導電層２２と、ＴＦＴ１１、１２のソース電極及びドレイン電極に接続する導電層２４〜２７と同じ層に設けられた導電層２３と、導電層２２と導電層２３の間の絶縁層により容量を形成する点を特徴とする。
【００８９】
上記特徴により、容量素子１６はＴＦＴ１２のゲートソース間電圧を保持するのに十分な容量値を得ることができる。また、容量素子１６は、電源線を構成する導電層の下部に設けられており、そのために、容量素子１６の配置による開口率の減少は生じない。
【００９０】
また、ＴＦＴ１１、１２のソース配線又はドレイン配線に相当する導電層２３〜２７の厚さは、５００乃至２０００ｎｍ、好ましくは５００乃至１３００ｎｍである点を特徴とする。導電層２３〜２７は、ソース線Ｓｘや電源線Ｖｘを構成しているため、上記特徴のように、導電層２３〜２７の膜厚を厚くすることで、電圧降下による影響を抑制することができる。なお、導電層２３〜２７を厚くすると配線抵抗を小さくすることができるが、逆に、導電層２３〜２７を厚くしすぎると、パターン加工を正確に行うことが困難になったり、表面の凸凹が問題になったりする。つまり、導電層２３〜２７の厚さは、配線抵抗と、パターン加工のし易さと表面の凸凹の影響とを考慮して、上記の範囲内で決定するとよい。
【００９１】
また、ＴＦＴ１１、１２を覆う絶縁層２８、２９（以下総称して第１の絶縁層３０と表記）と、第１の絶縁層３０上に設けられた第２の絶縁層３１とを有し、第２の絶縁層３１上に画素電極に相当する導電層１９を有する点を特徴とする。仮に、第２の絶縁層３１を設けないとすると、ソース又はドレイン配線に相当する導電層２３〜２９と、導電層１９とは同じ層に設けることになる。そうすると、導電層１９を設ける領域は、導電層２３〜２９を設けた領域以外に制約されてしまう。しかしながら、第２の絶縁層３１を設けることにより、導電層１９を設ける領域のマージンが広がり、高開口率を実現する。上面出射の場合、この構成は特に有効である。高開口率を実現すると、光を発する面積の増加に伴って、駆動電圧を下げて、消費電力を削減することができる。
【００９２】
なお第１の絶縁層３０と第２の絶縁層３１は、酸化珪素や窒化珪素等の無機材料、ポリイミドやアクリル等の有機材料等を用いて形成する。第１の絶縁層３０と第２の絶縁層３１を同じ材料で形成してもよいし、互いに異なる材料で形成してもよい。絶縁層の材料としては、シロキサン系の材料を用いればよく、例えば、シリコンと酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、又は、シリコンと酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基にフッ素、アルキル基、芳香族炭化水素の少なくとも１つを含む材料を用いる。
【００９３】
また、画素１０の間に隔壁層３２（バンクともよぶ）が設けられるが、容量素子１６上の隔壁層３２の幅３５（図１９参照）は、その下部に設けられた配線を隠すことができる幅であればよい。具体的には、幅３５は、７．５乃至２７．５μｍ、好ましくは１０μｍ乃至２５μｍである点を特徴とする。このように、隔壁層３２の幅を狭くすることで、高開口率を実現する。高開口率を実現すると、光を発する面積の増加に伴って、駆動電圧を下げて、消費電力を削減することができる。
【００９４】
なお、図示するレイアウトによれば、画素の開口率は約５０％である。図１９では、レイアウトの画素１０の列方向（縦方向）の長さは幅３８で示し、行方向（横方向）の長さは幅３７で示す。隔壁層３２は、無機材料と有機材料のどちらの材料を用いて形成してもよい。但し、隔壁層３２に接するように、電界発光層を設けるため、当該電界発光層にピンホールなどが生じないように、曲率半径が連続的に変化する形状を有するとよい。
【００９５】
また、隔壁層３２は遮光性を有する点を特徴とする。上記特徴により、画素１０間の輪郭が明瞭なものとなり、高精細な画像を表示することができる。着色されているために、遮光性を有する。
【００９６】
また、本発明の表示装置は、図２０に示したように、上述した画素１０がマトリクス状に複数配置された画素領域４０と、第１のゲートドライバ４１と、第２のゲートドライバ４２と、ソースドライバ４３とを有する（図２０参照）。第１のゲートドライバ４１と第２のゲートドライバ４２は、画素領域４０を挟んで対向するように配置するか、画素領域４０の上下左右の四方のうち一方に配置する。
【００９７】
ソースドライバ４３は、パルス出力回路４４、ラッチ４５及び選択回路４６を有する。ラッチ４５は第１のラッチ４７と第２のラッチ４８を有する。選択回路４６は、トランジスタ４９（以下ＴＦＴ４９と表記）と、アナログスイッチ５０を有する。ＴＦＴ４９とアナログスイッチ５０は、ソース線Ｓｘに対応して、各列に設けられる。インバータ５１は、ＷＥ信号（Ｗｒｉｔｅ Ｅｒａｓｅ）の反転信号を生成するためのものであり、外部からＷＥ信号の反転信号を供給する場合には設けなくてもよい。
【００９８】
ＴＦＴ４９のゲート電極は選択信号線５２に接続し、ソース電極及びドレイン電極の一方はソース線Ｓｘに接続し、他方は電源５３に接続する。アナログスイッチ５０は、第２のラッチ４８とソース線Ｓｘの間に設けられる。つまり、アナログスイッチ５０の入力ノードは第２のラッチ４８に接続し、出力ノードはソース線Ｓｘに接続する。アナログスイッチ５０の２つの制御ノードは、一方は選択信号線５２に接続し、他方はインバータ５１を介して選択信号線５２に接続する。電源５３の電位は、画素１０が含むＴＦＴ１２をオフにする電位であり、ＴＦＴ１２がＮ型の場合は電源５３の電位をＬレベルとし、ＴＦＴ１２がＰ型の場合は電源５３の電位をＨレベルとする。
【００９９】
第１のゲートドライバ４１はパルス出力回路５４と選択回路５５を有する。第２のゲートドライバ４２はパルス出力回路５６と選択回路５７を有する。選択回路５５、５７は、選択信号線５２に接続する。但し、第２のゲートドライバ４２が含む選択回路５７は、インバータ５８を介して選択信号線５２に接続する。つまり、選択信号線５２を介して、選択回路５５、５７に入力されるＷＥ信号は、互いに反転した関係にある。
【０１００】
選択回路５５、５７の各々はトライステートバッファを有する。トライステートバッファの入力ノードはパルス出力回路５４又はパルス出力回路５６に接続し、制御ノードは選択信号線５２に接続する。トライステートバッファの出力ノードはゲート線Ｇｙに接続する。トライステートバッファは、選択信号線５２から伝達される信号がＨレベルのときに動作状態となり、Ｌレベルのときに不定状態となる。
【０１０１】
ソースドライバ４３が含むパルス出力回路４４、第１のゲートドライバ４１が含むパルス出力回路５４、第２のゲートドライバ４２が含むパルス出力回路５６は、複数のフリップフロップ回路からなるシフトレジスタやデコーダ回路に相当する。パルス出力回路４４、５４、５６として、デコーダ回路を適用すれば、ソース線Ｓｘ又はゲート線Ｇｙをランダムに選択することができる。ソース線Ｓｘ又はゲート線Ｇｙをランダムに選択することができると、時間階調方式を適用した場合に生じる疑似輪郭の発生を抑制することができる。
【０１０２】
なおソースドライバ４３の構成は上記の記載に制約されず、レベルシフタやバッファを設けてもよい。また、第１のゲートドライバ４１と第２のゲートドライバ４２の構成も上記の記載に制約されず、レベルシフタやバッファを設けてもよい。また、上記には記載していないが、ソースドライバ４３、第１のゲートドライバ４１、第２のゲートドライバ４２は、保護回路を有することを特徴とする。保護回路を有するドライバの構成については、以下の実施の形態２において後述する。
【０１０３】
また本発明の表示装置は、電源制御回路６３を有することを特徴とする。電源制御回路６３は、発光素子１３に電源を供給する電源回路６１とコントローラ６２を有する。電源回路６１は、ＴＦＴ１２と電源線Ｖｘを介して発光素子１３の画素電極に接続する。また、電源回路６１は、電源線を介して、発光素子１３の対向電極に接続する。
【０１０４】
発光素子１３に順方向バイアスの電圧を印加して、発光素子１３に電流を流して発光させるときは、第１の電源１７の電位が、第２の電源１８の電位よりも高くなるように、第１の電源１７と第２の電源１８の電位差を設定する。一方、発光素子１３に逆方向バイアスの電圧を印加する際は、第１の電源１７の電位が、第２の電源１８の電位よりも低くなるように、第１の電源１７と第２の電源１８の電位を設定する。このような電源の設定は、コントローラ６２から電源回路６１に所定の信号を供給することにより行われる。
【０１０５】
本発明は、電源制御回路６３を用いて、発光素子１３に逆方向バイアスの電圧を印加することで、発光素子１３の経時劣化を抑制し、信頼性を向上させることができる。また、発光素子１３は、異物の付着や、陽極又は陰極にある微細な突起によるピンホール、電界発光層の不均一性を起因として、陽極と陰極が短絡する初期不良が生じることがある。このような初期不良が発生すると、信号に応じた点灯及び非点灯が行われず、電流のほとんどすべてが短絡部を流れて素子全体が消光する現象が生じたり、特定の画素が点灯又は非点灯しない現象が生じたりして、画像の表示が良好に行われないという問題が発生する。しかしながら、本発明の構成によると、発光素子に逆方向バイアスを印加することができるため、陽極と陰極の短絡部のみに局所的に電流を流し、該短絡部を発熱させ、その結果、短絡部を酸化又は炭化して絶縁化することができる。その結果、初期不良が生じても、その不良を解消し、画像の表示を良好に行うことができる。なお、このような初期不良の絶縁化は、出荷前に行うとよい。また、初期不良だけでなく、時間の経過に伴い、新たに陽極と陰極の短絡が発生することがある。このような不良は進行性不良とも呼ばれるが、本発明の構成によると、定期的に発光素子に逆方向バイアスを印加することができるので、進行性不良が生じても、その不良を解消し、画像の表示を良好に行うことができる。なお、発光素子１３に逆方向バイアスの電圧を印加するタイミングには特に制約はない。
【０１０６】
また本発明の表示装置は、モニター回路６４と制御回路６５を有することを特徴とする。モニター回路６４は、周囲の温度（以下環境温度と表記）に基づき動作する。制御回路６５は定電流源とバッファを有する。図示する構成では、モニター回路６４は、モニター素子６６（以下発光素子６６と表記）を有する。
【０１０７】
制御回路６５は、モニター回路６４の出力に基づき、電源電位を変更する信号を、電源制御回路６３に供給する。電源制御回路６３は、制御回路６５から供給される信号に基づき、画素領域４０に供給する電源電位を変更する。上記構成を有する本発明は、環境温度の変化に起因した電流値の変動を抑制して、信頼性を向上させることができる。
【０１０８】
定電圧駆動を行う本発明は、発光素子の輝度が５００ｃｄ／ｍ2、画素の開口率が５０％のとき、消費電力が１Ｗ以下（９５０ｍＷ）となった。一方、定電流駆動を行う表示装置は、発光素子の輝度が５００ｃｄ／ｍ2、画素の開口率が２５％のとき、消費電力は約２Ｗ（２０４０ｍＷ）であった。つまり、定電圧駆動を採用することで、消費電力を削減することができるが分かる。なお、定電圧駆動を採用することで、消費電力は１Ｗ以下、好ましくは０．７Ｗ以下にまで削減することができる。
【０１０９】
なお、上記の消費電力の値は、画素領域のみの消費電力であり、駆動回路部分の消費電力は含まれていない。また、両者とも時間階調の表示デューティーは７０％である。
【０１１０】
なお、すでに述べたように、本発明におけるトランジスタは、どのようなタイプのトランジスタでもよいし、どのような基板上に形成されていてもよい。したがって、図２０で示したような回路が、全てガラス基板上に形成されていてもよいし、プラスチック基板に形成されていてもよいし、単結晶基板に形成されていてもよいし、ＳＯＩ基板上に形成されていてもよいし、どのような基板上に形成されていてもよい。あるいは、図２０における回路の一部が、ある基板に形成されており、図２０における回路の別の一部が、別の基板に形成されていてもよい。つまり、図２０における回路の全てが同じ基板上に形成されていなくてもよい。例えば、図２０において、画素４０とゲートドライバ４１とは、ガラス基板上にＴＦＴを用いて形成し、ソースドライバ４３（もしくはその一部）は、単結晶基板上に形成し、そのＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）で接続してガラス基板上に配置してもよい。あるいは、そのＩＣチップをＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏ Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント基板を用いてガラス基板と接続してもよい。
【０１１１】
本発明の表示装置が有するソースドライバ４３の構成について図２１〜２３を参照して説明する。ソースドライバ４３はパルス出力回路４４、ＮＡＮＤ７１、第１のラッチ４７、第２のラッチ４８、選択回路４６（図面では第１のラッチ４７、第２のラッチ４８及び選択回路４６を総称してＳＬＡＴと表記）を有する（図２１参照）。パルス出力回路４４は、複数の単位回路（ＳＳＲ）７０が縦列接続した構成を有する。パルス出力回路４４には、クロック信号（ＳＣＫ）、クロックバック信号（ＳＣＫＢ）、スタートパルス（ＳＳＰ）が供給される。第１のラッチ４７にはデータ信号（ＤａｔａＲ、ＤａｔａＧ、ＤａｔａＢ）が供給される。第２のラッチ４８にはラッチパルス（ＳＬＡＴ）、ラッチパルスの反転パルス（ＳＬＡＴＢ）が供給される。選択回路４６には書き込み消去信号（ＳＷＥ、Ｗｒｉｔｅ Ｅｒａｓｅ信号、以下ＷＥ信号と表記することがある）と、ＷＥ信号の反転信号（ＳＷＥＢ）が供給される。
【０１１２】
パルス出力回路４４が含む単位回路７０は、複数のトランジスタと論理回路を有する（図２２参照）。単位回路７０は、クロック信号又はクロックバック信号が入力される入力ノードに、保護回路として抵抗素子７２が設けられている。また第１のラッチ４７の入力ノードであって、データ信号が供給される入力ノードに、保護回路として抵抗素子７６〜７８が設けられている（図２３参照）。また図２１には示していないが、選択回路４６の下段には、レベルシフタ７３、バッファ７４が設けられ、当該バッファ７４の下段に、保護回路７５が設けられている。保護回路７５は、ソース線１本に対して、４つのトランジスタ７９〜８２を含む。なおバッファ７４に供給される電源電位８３〜８５は、ソース線Ｓｘに接続する画素が発光する色に応じて、電位が設定される。
【０１１３】
ソースドライバ４３は、パルス出力回路４４の入力ノードに接続する第１の保護回路（図示する構成では抵抗素子７２に相当）と、第１のラッチ４７の入力ノードに接続する第２の保護回路（図示する構成では抵抗素子７６〜７８に相当）と、選択回路４６の下段に設けられた第３の保護回路（図示する構成ではトランジスタ７９〜８２に相当）とを有する点を特徴とする。上記特徴により、静電気に起因した素子の劣化や破壊を抑制することができる。
【０１１４】
次に、第１のゲートドライバ４１の構成について図２４、２５を参照して説明する。第２のゲートドライバ４２の構成は、第１のゲートドライバ４１と同様であるため、ここでは、その構成の説明を省略する。第１のゲートドライバ４１は、パルス出力回路５４、レベルシフタ（ＧＬＳ）８６、選択回路５５を有する（図２４参照）。パルス出力回路５４の構成は、ソースドライバ４３が含むパルス出力回路４４と同じ構成であり、複数の単位回路（ＧＳＲ）７０が縦続接続した構成を有し、その入力ノードには保護回路が設けられている。
【０１１５】
選択回路５５はトライステートバッファ８７と、保護回路８８を有する（図２５参照）。トライステートバッファ８７は、第１のゲートドライバ４１及び第２のゲートドライバ４２の一方がゲート線Ｇｙの充放電を行う際に、他方のドライバの出力がそれを阻害しないようにするものである。従って、選択回路５５としては、上記のような機能を有するものであれば、トライステートバッファだけでなく、アナログスイッチやクロックドインバータ等を用いてもよい。保護回路８８は、素子群８９、９０を有する。
【０１１６】
第１のゲートドライバ４１は、パルス出力回路５４の入力ノードに接続する第１の保護回路と、選択回路５５の下段に設けられた第２の保護回路８８を有する点を特徴とする。上記特徴により、静電気に起因した素子の劣化や破壊を抑制することができる。より具体的には、入力ノードに入力されるクロック信号やデータ信号には雑音が含まれている場合があり、この雑音により、瞬間的に高い電圧又は低い電圧が素子に与えられることがある。しかしながら、保護回路を有する本発明は、素子の誤作動、素子の劣化や破壊を抑制することができる。
【０１１７】
なお保護回路は、抵抗素子やトランジスタだけでなく、抵抗素子、容量素子及び整流素子から選択された１個又は複数個から構成される。整流素子とはゲート電極とドレイン電極が接続されたトランジスタ又はダイオードである。
【０１１８】
次に、保護回路の動作について簡単に説明する。ここでは、第１のゲートドライバ４１が含む保護回路８８の動作について説明する。
【０１１９】
まず、雑音等の影響により、トライステートバッファ８７の出力ノードから、ＶＤＤよりも高い電圧の信号が供給されたとする。そうすると、そのゲートソース間電圧の関係から、素子群８９はオフ、素子群９０はオンとなる。そうすると、トライステートバッファ８７にチャージした電荷は、ＶＤＤを伝達する電源線に放電して、ゲート線Ｇｘの電位は、ＶＤＤ、又はＶＤＤ＋αの電位となる。
【０１２０】
一方、トライステートバッファ８７の出力ノードから、ＶＳＳよりも低い電圧の信号が供給されたとする。そうすると、そのゲートソース間電圧の関係から、素子群８９がオン、素子群９０はオフとなる。そうすると、ゲート線Ｇｘの電位は、ＶＳＳ、又はＶＳＳ−αの電位となる。
【０１２１】
このように、雑音等により、トライステートバッファ８７の出力ノードから供給される電圧が、瞬間的に、ＶＤＤより高くなったり、ＶＳＳよりも低くなったりしても、ゲート線Ｇｘに与えられる電圧は、ＶＤＤよりも高くならず、またＶＳＳよりも低くならない。従って、雑音や静電気等に起因した素子の誤作動、損傷、破壊を抑制することができる。
【０１２２】
また本発明の表示装置は、ＦＰＣ（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔ ｃｉｒｃｕｉｔ）等の接続フィルムと、ゲートドライバ４１、４２又はソースドライバ４３との間に設けられた保護回路を有する。ソースドライバ４３であれば、ＳＣＫ、ＳＳＰ、ＤａｔａＲ、ＤａｔａＧ、ＤａｔａＢ、ＳＬＡＴ及びＳＷＥ等の信号は、接続フィルムを介して外部から供給されるが、保護回路は、上記に挙げた信号を伝達する配線と、接続フィルムとの間に設けられる。また、ゲートドライバ４１であれば、ＧＣＫ、Ｇ１ＳＰ、ＰＷＣ及びＷＥ等の信号は、接続フィルムを介して外部から供給されるが、保護回路は、上記に挙げた信号を伝達する配線と、接続フィルムとの間に設けられる。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１２３】
本発明の温度補償機能は、周囲の温度に基づき動作するモニター回路６４、制御回路６５及び電源制御回路６３により実行される（図２６参照）。モニター回路６４は、図示する構成では発光素子６６を有する。発光素子６６の一方の電極は一定の電位の保たれた電源に接続し（図示する構成では接地している）、他方の電極は制御回路６５に接続する。制御回路６５は、定電流源９１とアンプ９２を有する。電源制御回路６３は電源回路６１とコントローラ６２とを有する。なお、電源回路６１は、供給する電源電位を変えることができる可変電源であることが好ましい。
【０１２４】
発光素子６６を用いて環境温度の変化を検出する仕組みについて説明する。発光素子６６の両電極間には、定電流源９１から一定の電流が供給される。つまり発光素子６６の電流値は常に一定である。この状態で環境温度が変化すると、発光素子６６自体の抵抗値が変化する。発光素子６６の抵抗値が変化すると、当該発光素子６６の電流値は常に一定であることから、発光素子６６の両電極間の電位差が変化する。この発光素子６６の両電極間の電位差の変化を検出することで、環境温度の変化を検出する。より詳しくは、発光素子６６の一定の電位に保たれている側の電極の電位は変わらないので、定電流源９１に接続する側の電極の電位の変化を検出する。このような発光素子の電位の変化の情報を含む信号は、アンプ９２に供給され、当該アンプ９２で増幅された後、電源制御回路６３に出力される。電源制御回路６３は、アンプ９２を介して、モニター回路６４の出力に基づき、画素領域４０に供給する電源の電位を変える。そうすると、温度変化に合わせて、電源電位を補正することができる。つまり、温度変化に起因した電流値の変動を抑制することができる。
【０１２５】
なお図示する構成では、発光素子６６を複数有するが、本発明はこれに制約されない。モニター回路６４に設ける発光素子６６の個数は制約されない。また、発光素子６６を用いる場合であっても、当該発光素子６６にトランジスタを直列に接続した構成を適用してもよい。その場合は、必要なときに、発光素子６６に直列に接続するトランジスタをオン状態にする。またモニター回路６４として、発光素子６６を用いているが、本発明はこれに制約されず、公知の温度センサを用いてもよい。公知の温度センサを用いる場合は、画素領域４０と同じ基板上に設けてもよいし、ＩＣを用いて外付けにしてもよい。本発明の温度補償機能は、ユーザによる操作を必要としないため、エンドユーザに表示装置が渡った後も、継続して補正することができるため、製品として、長寿命化を図ることができる。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１２６】
本実施の形態の表示装置の動作について図２０、２７を参照して説明する。まず、ソースドライバの動作について説明する（図２０、２７（Ａ）参照）。パルス出力回路４４には、クロック信号（ＳＣＫ）、クロック反転信号（ＳＣＫＢ）及びスタートパルス（ＳＳＰ）が入力され、これらの信号のタイミングに従って、第１のラッチ４７にサンプリングパルスを出力する。データが入力される第１のラッチ４７は、サンプリングパルスが入力されるタイミングに従って、１列目から最終列目までビデオ信号を保持する。第２のラッチ４８は、ラッチパルスが入力されると、第１のラッチ４７に保持されていたビデオ信号を、一斉に第２のラッチ４８に転送する。
【０１２７】
ここで、選択信号線５２から伝達されるＷＥ信号がＬレベルのときを期間Ｔ１とし、ＷＥ信号がＨレベルのときを期間Ｔ２として、各期間における選択回路４６の動作について説明する。期間Ｔ１、Ｔ２は水平走査期間の半分の期間に相当し、期間Ｔ１を第１のサブゲート選択期間、期間Ｔ２を第２のサブゲート選択期間ともよぶ。
【０１２８】
期間Ｔ１（第１のサブゲート選択期間）において、選択信号線５２から伝達されるＷＥ信号はＬレベルであり、ＴＦＴ４９はオン状態、アナログスイッチ５０は非導通状態となる。そうすると、複数の信号線Ｓ１〜Ｓｎは、各列に配置されたＴＦＴ４９を介して、電源５３と電気的に接続する。つまり、複数の信号線Ｓ１〜Ｓｎは、電源５３と同電位になる。
このとき、画素１０が含むＴＦＴ１１はオン状態であり、当該ＴＦＴ１１を介して、電源５３の電位がＴＦＴ１２のゲート電極に伝達される。そうすると、ＴＦＴ１２はオフ状態となり、発光素子１３が含む２つの電極は同電位となる。つまり、発光素子１３が含む両電極間には電流が流れず非発光となる。このように、ビデオ線に入力されるビデオ信号の状態に関係なく、電源５３の電位がＴＦＴ１２のゲート電極に伝達されて、当該ＴＦＴ１１がオフ状態になり、発光素子１３が含む２つの電極の電位が同電位になる動作を消去動作とよぶ。
【０１２９】
期間Ｔ２（第２のサブゲート選択期間）において、選択信号線５２から伝達されるＷＥ信号はＨレベルであり、ＴＦＴ４９はオフ状態、アナログスイッチ５０は導通状態となる。そうすると、第２のラッチ４８に保持されたビデオ信号は、１行分が同時に複数の信号線Ｓ１〜Ｓｎに伝達される。このとき、画素１０が含むＴＦＴ１１はオン状態であり、当該ＴＦＴ１１を介して、ビデオ信号がＴＦＴ１２のゲート電極に伝達される。そうすると、入力されたビデオ信号に従って、ＴＦＴ１２はオン状態又はオフ状態となり、発光素子１３が含む２つの電極は、互いに異なる電位又は同電位となる。より詳しくは、ＴＦＴ１２がオン状態になると、発光素子１３が含む２つの電極は互いに異なる電位となり、発光素子１３に電流が流れる。つまり、発光素子１３は発光する。なお発光素子１３に流れる電流は、ＴＦＴ１２のソースドレイン間に流れる電流と同じである。一方、ＴＦＴ１２がオフ状態になると、発光素子１３が含む２つの電極は同電位となり、発光素子１３に電流は流れない。つまり、発光素子１３は非発光となる。このように、ビデオ信号に従って、ＴＦＴ１２がオン状態又はオフ状態になり、発光素子１３が含む２つの電極の電位が互いに異なる電位又は同電位となる動作を書き込み動作とよぶ。
【０１３０】
次に、第１のゲートドライバ４１、第２のゲートドライバ４２の動作について説明する。パルス出力回路５４には、Ｇ１ＣＫ、Ｇ１ＣＫＢ、Ｇ１ＳＰが入力され、これらの信号のタイミングに従って、選択回路５５に順次パルスを出力する。パルス出力回路５６には、Ｇ２ＣＫ、Ｇ２ＣＫＢ、Ｇ２ＳＰが入力され、これらの信号のタイミングに従って、選択回路５７に順次パルスを出力する。図２７（Ｂ）には、ｉ行目、ｊ行目、ｋ行目、ｐ行目（ｉ、ｊ、ｋ、ｐは自然数、１≦ｉ、ｊ、ｋ、ｐ≦ｎ）の各列の選択回路５５、５７に供給されるパルスの電位を示す。
【０１３１】
ここで、ソースドライバ４３の動作の説明と同様に、選択信号線５２から伝達されるＷＥ信号がＬレベルのときを期間Ｔ１とし、ＷＥ信号がＨレベルのときを期間Ｔ２として、各期間における第１のゲートドライバ４１が含む選択回路５５と、第２のゲートドライバ４２が含む選択回路５７の動作について説明する。なお、図２７（Ｂ）のタイミングチャートでは、第１のゲートドライバ４１から信号が伝達されたゲート線Ｇｙ（ｙは自然数、１≦ｙ≦ｎ）の電位をＧｙ４１と表記し、第２のゲートドライバ４２から信号が伝達されたゲート線の電位をＧｙ４２と表記する。そして、言うまでもなく、Ｇｙ４１とＧｙ４２は、同じ配線を示す。
【０１３２】
期間Ｔ１（第１のサブゲート選択期間）において、選択信号線５２から伝達されるＷＥ信号はＬレベルである。そうすると、第１のゲートドライバ４１が含む選択回路５５には、ＬレベルのＷＥ信号が入力され、選択回路５５は不定状態となる。一方、第２のゲートドライバ４２が含む選択回路５７には、ＷＥ信号が反転したＨレベルの信号が入力され、選択回路５７は動作状態となる。つまり、選択回路５７はＨレベルの信号（行選択信号）をｉ行目のゲート線Ｇｉに伝達し、ゲート線ＧｉはＨレベルの信号と同電位となる。つまり、第２のゲートドライバ４２によりｉ行目のゲート線Ｇｉが選択される。その結果、画素１０が含むＴＦＴ１１はオン状態となる。そして、ソースドライバ４３が含む電源５３の電位がＴＦＴ１２のゲート電極に伝達され、ＴＦＴ１２はオフ状態となり、発光素子１３の両電極の電位は同電位となる。つまり、この期間では、発光素子１３が非発光となる消去動作が行われる。
【０１３３】
期間Ｔ２（第２のサブゲート選択期間）において、選択信号線５２から伝達されるＷＥ信号はＨレベルである。そうすると、第１のゲートドライバ４１が含む選択回路５５には、ＨレベルのＷＥ信号が入力され、選択回路５５は動作状態となる。つまり、選択回路５５はＨレベルの信号をｉ行目のゲート線Ｇｉに伝達し、ゲート線ＧｉはＨレベルの信号と同電位となる。つまり、第１のゲートドライバ４１により、ｉ行目のゲート線Ｇｉが選択される。その結果、画素１０が含むＴＦＴ１１はオン状態となる。そして、ソースドライバ４３が含む第２のラッチ４８からビデオ信号がＴＦＴ１２のゲート電極に伝達され、ＴＦＴ１２はオン状態又はオフ状態となり、発光素子１３が含む２つの電極の電位は、互いに異なる電位又は同電位となる。つまり、この期間では、発光素子１３は発光又は非発光となる書き込み動作が行われる。一方、第２のゲートドライバ４２が含む選択回路５７には、Ｌレベルの信号が入力され、不定状態となる。
【０１３４】
このように、ゲート線Ｇｙは、期間Ｔ１（第１のサブゲート選択期間）において第２のゲートドライバ４２により選択され、期間Ｔ２（第２のサブゲート選択期間）において第１のゲートドライバ４１により選択される。つまり、ゲート線は、第１のゲートドライバ４１と第２のゲートドライバ４２により、相補的に制御される。そして、第１及び第２のサブゲート選択期間において、一方で消去動作を行って、他方で書き込み動作を行う。
【０１３５】
なお第１のゲートドライバ４１がｉ行目のゲート線Ｇｉを選択する期間では、第２のゲートドライバ４２は動作していない状態（選択回路５７が不定状態）、又はｉ行目を除く他の行のゲート線に行選択信号を伝達する。同様に、第２のゲートドライバ４２がｉ行目のゲート線Ｇｉに行選択信号を伝達する期間は、第１のゲートドライバ４１は不定状態、又はｉ行目を除く他の行のゲート線に行選択信号を伝達する。
【０１３６】
また上記のような動作を行う本発明は、発光素子１３を強制的にオフにすることができるために、階調数が多くなった場合にも、デューティー比の向上を実現する。さらに、発光素子１３を強制的にオフにすることができるにも関わらず、容量素子１６の電荷を放電するＴＦＴを設ける必要がないために、高開口率を実現する。高開口率を実現すると、光を発する面積の増加に伴って、発光素子の輝度を下げることができる。つまり、駆動電圧を下げることができるため、消費電力を削減することができる。
【０１３７】
なお、本発明は、ゲート選択期間を２分割する上記の形態に制約されない。ゲート選択期間を３つ以上に分割してもよい。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１３８】
なお、ゲート選択期間の前半（第１のサブゲート選択期間）には、画素に消去信号が入力され、ゲート選択期間の後半（第２サブゲート選択期間）には、画素に画像（ビデオ）信号が入力されているが、これに限定されない。ゲート選択期間の前半（第１のサブゲート選択期間）には、画素に画像（ビデオ）信号が入力され、ゲート選択期間の後半（第２サブゲート選択期間）には、画素に消去信号が入力されてもよい。
【０１３９】
またあるいは、ゲート選択期間の前半（第１のサブゲート選択期間）にも、画素に画像（ビデオ）信号が入力され、ゲート選択期間の後半（第２サブゲート選択期間）にも、画素に画像（ビデオ）信号が入力されてもよい。各々には、異なるサブフレームに相当する信号を入力すればよい。その結果、消去期間を設けずに、点灯期間が連続的に配置されるようにして、サブフレーム期間を設けることが出来る。この場合は、消去期間を設ける必要が無いため、デューティー比を高くすることが出来る。
【０１４０】
本実施の形態の表示装置の動作について、縦軸が走査線、横軸が時間のタイミングチャート（図２８（Ａ）（Ｃ））と、ｉ行目のゲート線Ｇｉ（１≦ｉ≦ｍ）のタイミングチャート（図２８（Ｂ）（Ｄ））を用いて説明する。時間階調方式は、１フレーム期間は複数のサブフレーム期間ＳＦ１、ＳＦ２、・・・、ＳＦｎ（ｎは自然数）を有する。
【０１４１】
複数のサブフレーム期間の各々は、書き込み動作又は消去動作を行う複数の書き込み期間Ｔａ１、Ｔａ２、・・・、Ｔａｎから選択された一つと、複数の点灯期間Ｔｓ１、Ｔｓ２、・・・、Ｔｓｎから選択された一つとを有する。複数の書き込み期間の各々は、複数のゲート選択期間を有する。複数のゲート選択期間の各々は、複数のサブゲート選択期間を有する。ゲート選択期間の各々の分割数は特に制約されないが、好ましくは２つ〜８つに分割し、さらに好ましくは２つ〜４つに分割するとよい。また点灯期間Ｔｓ１：Ｔｓ２：・・・：Ｔｓｎは、その長さの比を、例えば２(n-1)：２(n-2)：・・・：２1：２0とする。つまり、点灯期間Ｔｓ１、Ｔｓ２、・・・、Ｔｓｎは、各ビットで長さが異なるように設定する。
【０１４２】
以下には、まず、交流駆動期間ＦＲＢを含まない場合であって、３ビット階調（８階調）を表現する場合のタイミングチャートについて説明する（図２８（Ａ）（Ｂ）参照）。この場合、１フレーム期間を３つのサブフレーム期間ＳＦ１〜ＳＦ３に分割する。サブフレーム期間ＳＦ１〜ＳＦ３は、書き込み期間Ｔａ１〜Ｔａ３から選択された１つと、点灯期間Ｔｓ１〜Ｔｓ３から選択された１つとを有する。書き込み期間は、複数のゲート選択期間を有する。複数のゲート選択期間の各々は、複数のサブゲート選択期間を有するが、ここでは、複数のゲート選択期間の各々は、２つのサブゲート選択期間を有し、第１のサブゲート選択期間において消去動作を行い、第２のサブゲート選択期間において書き込み動作を行う場合について示す。
【０１４３】
なお、消去動作は、発光素子を非発光にするために行う動作であり、必要なサブフレーム期間においてのみに行う動作である。
【０１４４】
次に、交流駆動期間ＦＲＢを含む場合のタイミングチャートについて説明する（図２８（Ｃ）（Ｄ）参照）。交流駆動期間ＦＲＢは消去動作のみを行う書き込み期間ＴａＲＢと、発光素子の両電極間に印加する電位の上下関係（高低差）を逆にして、全ての発光素子に同時に逆方向バイアスを印加する逆バイアス印加期間ＲＢを有する。
【０１４５】
なお、交流駆動期間ＦＲＢは、各フレーム期間に設ける必要はなく、複数のフレーム期間毎に設けてもよい。また、サブフレーム期間ＳＦ１〜ＳＦ３と交流駆動期間ＦＲＢを別に設ける必要はなく、あるサブフレーム期間の点灯期間Ｔｓ１〜Ｔｓ３中に設けてもよい。
【０１４６】
また、サブフレーム期間の順序は、上位ビットから下位ビットの順序に出現する上記記載に制約されず、出現する順序はランダムでもよい。さらに、フレーム期間毎に、サブフレーム期間が出現する順序をランダムにしてもよい。
【０１４７】
また、複数のサブフレーム期間から選択された１つ又は複数の期間を複数に分割してもよい。その場合、分割された１つ又は複数のサブフレーム期間の各々と、分割されていない１つ又は複数のサブフレーム期間の各々は、複数の書き込み期間Ｔａ１、Ｔａ２、・・・、Ｔａｍ（ｍは自然数）から選択された１つと、複数の点灯期間Ｔｓ１、Ｔｓ２、・・・、Ｔｓｍから選択された１つとを有する。
【実施例２】
【０１４８】
本発明は、定電流駆動を行う表示装置にも適用することができる。本実施例では、複数のモニター素子を用いて経時変化の度合いを検出する場合であって、この検出結果を基に、ビデオ信号又は電源電位を補正することで、発光素子の経時変化を補償する場合について、図３４を参照して説明する。
【０１４９】
本実施例は、複数の（少なくとも２つの）モニター素子を用いて行うものであり、ここでは２つのモニター素子３４０１、３４０２を設ける。１つのモニター素子３４０１には定電流源３４０３から一定の電流が供給され、もう１つのモニター素子３４０２には定電流源３４０４から一定の電流が供給される。
定電流源３４０３から供給される電流値と、定電流源３４０４から供給される電流値を変えることで、モニター素子３４０１、３４０２に流れる総電流量は異なるものとなる。そうすると、モニター素子３４０１、３４０２の間には経時変化 の違いが生じる。
【０１５０】
モニター素子３４０１、３４０２は演算回路３４０５に接続しており、当該演算回路３４０５では、モニター素子３４０１の出力と、モニター素子３４０２の出力の差（電圧値）を算出する。
【０１５１】
演算回路３４０５で算出された電圧値は、ビデオ信号発生回路３４０６に供給される。ビデオ信号発生回路３４０６では、演算回路３４０５から供給される電圧値を基に、各画素に供給するビデオ信号を補正する。上記構成により、発光素子の経時変化を補償することができる。
【０１５２】
また、トランジスタのゲート電極を、電位が固定の電源線Ｖａｘに接続させることで、トランジスタを飽和領域で動作させて、 発光素子の点灯と非点灯をビデオ信号で行うような場合は、ビデオ信号の補正は行わず、演算回路３４０５から供給される電圧値を基に、電源線Ｖａｘの電位を変えればよい。なお、電源線Ｖａｘは、電源回路３４０７に接続されている。よって、電源回路３４０７は、演算回路３４０５から供給される電圧値に基づき、電源線Ｖａｘの電位を補正する。
【０１５３】
上記構成を有する本実施例の表示装置は、発光素子の経時劣化に即した補償を行うことができる。
【０１５４】
なお、モニター素子３４０１と演算回路３４０５の間と、モニター素子３４０２と演算回路３４０５の間には、バッファアンプなどの電位の変動を防止する回路を設けるとよい。
なお、定電流駆動を行う構成を有する画素としては、例えば、カレントミラー回路を用いた図３５（Ａ）に示す画素や、別の方式を用いた図３５（Ｂ）に示す画素などがある。
【実施例３】
【０１５５】
本発明が適用されるパッシブマトリクス型の表示装置について図３６を参照して説明する。パッシブマトリクス型の表示装置は、基板上に形成された画素部、該画素部の周辺に配置されたカラム信号線駆動回路３６０２（電流源３６０４、３６０５、３６０６、３６０７及びスイッチ３６０８、３６０９、３６１０、３６１１を含む）、ロウ信号線駆動回路３６０３（スイッチ３６１２、３６１３、３６１４、３６１５を含む）、駆動回路３６０２、３６０３を制御するコントローラ３６３０を有する。画素部は、列方向に配置 されたｘ本のカラム信号線Ｃ１〜Ｃｘ、及び行方向に配置されたｙ本のロウ信号線Ｌ１〜Ｌ ｙ、並びにマトリクス状に配置された複数の発光素子を有する（ｘ、ｙは自然数）。 カラム信号線駆動回路３６０２及びロウ信号線駆動回路３６０３は、ＬＳＩチップにより 構成され、ＦＰＣによって基板上に形成された画素部と接続される。また、画素部が形成された基板上には、モニター用回路３６４０が設けられる。
【０１５６】
図３７にはカラム信号線駆動回路３６０２の構成例を示す。定電圧源３７０１は一定の電圧を発生させる機能を有し、公知のバンドギャップレギュレータ等の温度係数の小さな定電圧源が用いられる。定電圧源３７０１から発生した電圧は、オペアンプ３７０２、 トランジスタ３７０３及び抵抗３７０４により、温度係数が小さな定電流に変換される。 そして変換された電流は、トランジスタ３７０５〜３７０９及び抵抗３７１４〜３７１８により構成されるカレントミラー回路で反転且つ複数に複写され、スイッチ３７１０〜３７１３を介してカラム信号線に供給される。
【０１５７】
本実施例の表示装置では、モニター用回路３６４０を用いて、カラム信号線駆動回路３６０２に入力される画像データ、又は定電圧源３７０１から発生される電圧を、温度変化及び経時変化に応じて補正することで、温度変化及び経時変化の両者に起因する影響を防止する。
【実施例４】
【０１５８】
発光素子を含む画素領域を備えた表示装置を用いた電子機器として、テレビジョン装置（テレビ、テレビジョン受信機）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話装置（携帯電話機）、ＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、モニター、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。これらの電子機器の表示部に本発明の表示装置を適用することができる。その電子機器の具体例について、図３１を参照して説明する。
【０１５９】
図３１（Ａ）に示す本発明の表示装置を用いた携帯情報端末は、本体９２０１、表示部９２０２等を含み、本発明により消費電力を削減することができる。図３１（Ｂ）に示す本発明の表示装置を用いたデジタルビデオカメラは、表示部９７０１、９７０２等を含み、本発明により消費電力を削減することができる。図３１（Ｃ）に示す本発明の表示装置を用いた携帯端末は、本体９１０１、表示部９１０２等を含み、本発明により消費電力を削減することができる。図３１（Ｄ）に示す本発明の表示装置を用いた携帯型のテレビジョン装置は、本体９３０１、表示部９３０２等を含み、本発明により消費電力を削減することができる。図３１（Ｅ）に示す本発明の表示装置を用いた携帯型のコンピュータは、本体９４０１、表示部９４０２等を含み、本発明により消費電力を削減することができる。図３１（Ｆ）に示す本発明の表示装置を用いたテレビジョン装置は、本体９５０１、表示部９５０２等を含み、本発明により消費電力を削減することができる。上記に挙げた電子機器において、バッテリーを用いているものは、消費電力を削減した分、電子機器の使用時間を長持ちさせることができ、バッテリーを充電する手間を省くことができる。
【実施例５】
【０１６０】
本実施例では、本発明の表示装置を室温で動作させたときの試験結果について図３２（Ａ）及び図３２（Ｂ）を参照して説明する。図３２（Ａ）は発光素子の電流値の時間変動特性（２６０時間）を示し、図３２（Ｂ）は発光素子の輝度の時間変動特性（２６０時間）を示す。 図３２（Ａ）、（Ｂ）の両グラフにおいて、サンプルＡは本発明の補償機能を含むパネル、サンプルＢとサンプルＣは補償機能を含まないパネルである。サンプルＡ、Ｂは 定電圧駆動、サンプルＣは定電流駆動を行うパネルである。
【０１６１】
図３２（Ａ）、（Ｂ）の両グラフにおいて、横軸は時間（ｈｏｕｒ）であり、図３２（Ａ）の縦軸は実際の電流値を規格化した値（％）であり、図３２（Ｂ）の縦軸は実際の輝度を規格化した値（％）である。
【０１６２】
なお、全てのサンプルにおいて、モニター素子のＤｕｔｙ比は１００％であり、発光素子のＤｕｔｙ比は約６４％であった。また、モニター素子と発光素子の総電流量は同じであるが、モニター素子の瞬間的な電流値と、発光素子の 瞬間的な電流値とは異なるものであった。
【０１６３】
図３２（Ａ）から、サンプルＡは時間の経過に伴い電流値が増加傾向であることが分かる。サンプルＢは電流値の変動が激しく、時間の経過に伴い電流値が減少傾向であることが分かる。サンプルＣは電流値の変動が少なく、時間が経過しても、電流値の値はほぼ一定であることが分かる。サンプルＡにおいて、時間の経過に伴い電流値が増加傾向にあるのは、モニター素子のＤｕｔｙ比が１００％である一方、発光素子のＤｕｔｙ比が６４％であるためであり、発光素子よりもモニター素子の方が経時変化の進行具合が早いことによる。
【０１６４】
また、図３２（Ｂ）から、サンプルＡは時間が経過しても、輝度の変化が小さく、ほぼ一定の輝度を保っていることが分かる。サンプルＢは輝度の変動が激しく、時間の経過に伴い輝度は減少傾向であることが分かる。サンプルＣは輝度の変動が少ないものの、サンプルＢと同様に、時間の経過に伴い輝度は減少傾向であることが分かる。
【０１６５】
図３２（Ａ）、（Ｂ）の結果をふまえると、本発明を適用したサンプルＡは、その電流値が増加傾向にあるものの、その輝度は一定であることが分かる。これは、電流値が増加傾向にあるものの、電流値の＋Δの増加分だけ、経時変化が早く進むことに起因する。つまり、補償機能による電流値の＋Δの増加分と、経時変化の進行による電流値の減少分とが丁度キャンセルされることにより、本発明を適用したサンプルＡはほぼ一定の輝度を保つことができる。
【０１６６】
上記の動作をふまえると、本発明の補償機能を有する表示装置は、一定の輝度を保つことができるため、定輝度表示装置と呼ぶことができる。
【０１６７】
また、本発明のような補償機能を有する表示装置の駆動方法は、定輝度駆動方法（コンスタントブライトネス法、コンスタントルミネッセンス法、ブライトネスコントロール法、コントロールブライトネス法、ブライトコントロール法）と呼ぶことができる。この駆動方法は、上述の通り、補償機能による電流値の増加分と、経時変化に よる電流値の減少分とを予め求めておき、それらが丁度キャンセルされるような電圧 条件で発光素子を駆動する駆動方法である。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】本発明の表示装置を説明する図。
【図２】モニター素子の電圧電流特性の温度依存性を説明する図
【図３】モニター素子の電圧電流特性の経時劣化を説明する図
【図４】モニター素子と発光素子の劣化を説明する図。
【図５】本発明の温度補償機能を説明する図。
【図６】本発明の温度補償機能を説明する図。
【図７】本発明の温度補償機能を説明する図。
【図８】本発明に適用可能なスイッチの構成を説明する図。
【図９】本発明の温度補償機能を説明する図。
【図１０】本発明の温度補償機能を説明する図。
【図１１】本発明の表示装置を説明する図。
【図１２】本発明の表示装置を説明する図。
【図１３】本発明の表示装置を説明する図。
【図１４】本発明の表示装置を説明する図。
【図１５】本発明の表示装置を説明する図。
【図１６】本発明の表示装置を説明する図。
【図１７】本発明の表示装置が含む画素とその断面構造を説明する図。
【図１８】本発明の表示装置が含む画素のマスクレイアウトを説明する図。
【図１９】本発明の表示装置が含む画素のマスクレイアウトを説明する図。
【図２０】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図２１】本発明の表示装置が含むソースドライバの構成を説明する図。
【図２２】本発明の表示装置が含むソースドライバの構成を説明する図。
【図２３】本発明の表示装置が含むソースドライバの構成を説明する図。
【図２４】本発明の表示装置が含むゲートドライバの構成を説明する図。
【図２５】本発明の表示装置が含むゲートドライバの構成を説明する図。
【図２６】本発明の温度補償機能を説明する図。
【図２７】本発明の表示装置の動作を説明する図。
【図２８】時間階調方式を説明する図。
【図２９】本発明の適用することができる画素構成を示す図。
【図３０】本発明の適用することができる画素構成を示す図。
【図３１】本発明の表示装置を具備する電子機器を示す図。
【図３２】（Ａ）発光素子の電流値の時間変動特性を示す図。（Ｂ）発光素子の輝度の時間変動特性示す図。
【図３３】（Ａ）発光素子のＶＩ特性と温度の関係を示す図、（Ｂ）発光素子のＶＩ特性と時間の関係を示す図。
【図３４】本発明の表示装置を説明する図。
【図３５】本発明の表示装置を説明する図。
【図３６】本発明の表示装置を説明する図。
【図３７】本発明の表示装置を説明する図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光素子を含む表示装置及びその駆動方法並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を代表とする発光素子を含む表示装置の開発が進められ、発光型ゆえの高画質、広視野角、薄型、軽量等の利点を活かして、幅広い利用が期待されている。発光素子は、その輝度が電流値に比例する性質を有するため、階調を正確に表現するために、当該発光素子に一定の電流を流す定電流駆動を採用する表示装置がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３２３１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
発光素子は、周囲の温度（以下環境温度と表記）により、その抵抗値（内部抵抗値）が変化する性質を有する。具体的には、室温を通常の温度としたとき、環境温度が通常の温度よりも高くなると抵抗値が低下し、環境温度が通常よりも低くなると抵抗値が上昇する。そのため、環境温度が高くなると電流値が増加して所望の輝度よりも高い輝度となり、環境温度が低くなると電流値が低下して所望の輝度よりも低い輝度となる。このような発光素子の性質は、発光素子の電圧電流特性と温度の関係のグラフ（（図３３（Ａ）参照））に示す通りである。また、発光素子は、経時的にその電流値が減少する性質を有する。このような発光素子の性質は、発光素子の電圧電流特性と時間の関係のグラフ（（図３３（Ｂ）参照））に示す通りである。
【０００４】
上述したような発光素子が有する性質により、環境温度が変化したり、経時変化が生じたりすると、輝度にバラツキが生じてしまう。上記の実情を鑑み、本発明は、環境温度の変化と経時変化に起因した、発光素子の電流値の変動による影響を抑制する表示装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の表示装置は、複数の画素を含む画素領域と、ソースドライバと、ゲートドライバとを有する。複数の画素の各々は、発光素子と、画素に対するビデオ信号の入力を制御する第１のトランジスタと、発光素子の点灯又は非点灯を制御する第２のトランジスタと、ビデオ信号を保持する容量素子とを有する。
【０００６】
また、本発明の表示装置は第１電極及び第２電極を備えるモニター素子と、該モニター素子に電流を供給する電流源と、バッファアンプと、第１電極及び第２電極を備える発光素子と、該発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
該モニター素子の第１電極及び該発光素子第１電極は定電位電源に接続され、
該モニター素子の第２電極は、該バッファアンプの入力端子と接続され、該発光素子の第２電極は、該駆動トランジスタを介して該バッファアンプの出力端子と接続されている。
【０００７】
また、本発明の表示装置は第１電極及び第２電極を備えるモニター素子と、該モニター素子に電流を供給する電流源と、該モニター素子の第２電極の電位を保持する容量素子と、該容量素子と該電流源とを導通又は非導通にする第１のスイッチと、該電流源と該モニター素子とを導通又は非導通にする第２のスイッチと、バッファアンプと、第１電極及び第２電極を備える発光素子と、該発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
該モニター素子の第１電極及び該発光素子の第１電極は定電位電源に接続され、
該モニター素子の第２電極は、該バッファアンプの入力端子と、該発光素子の第２電極は、該駆動トランジスタを介して該バッファアンプの出力端子と接続されている。
【０００８】
また、本発明の表示装置は第１電極及び第２電極を備える第１のモニター素子と、第１電極及び第２電極を備える第２のモニター素子と、該第１のモニター素子及び第２のモニター素子に電流を供給する電流源と、該電流源と該第１のモニター素子とを導通又は非導通にする第１のスイッチと、該電流源と該第２のモニター素子とを導通又は非導通にする第２のスイッチと、バッファアンプと、第１電極及び第２電極を備える発光素子と、該発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
該モニター素子の第１電極及び該発光素子の第１電極は定電位電源に接続され、
該第１のモニター素子の第２電極は、該第１のスイッチを介して該バッファアンプの入力端子と、該第２のモニター素子の第２電極は、該第２のスイッチを介して該バッファアンプの入力端子と接続され、
該発光素子の第２電極は、該駆動トランジスタを介して該バッファアンプの出力端子と接続されている。
【０００９】
また、本発明の表示装置は第１電極と第２電極を備えた複数のモニター素子と、該複数のモニター素子に電流を供給する電流源と、該電流源と該第複数のモニター素子のそれぞれの第２電極との間に設けられた複数のスイッチと、バッファアンプと、第１電極及び第２電極を備える発光素子と、該発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
該複数のモニター素子のそれぞれの第１電極及び該発光素子の第１電極は定電位電源に接続され、
該複数のモニター素子のそれぞれの第２電極は、該複数のスイッチのいずれか一を介して該バッファアンプの入力端子と接続され、
該発光素子の第２電極は、該駆動トランジスタを介して該バッファアンプの出力端子と接続されている。
【００１０】
また、本発明の表示装置の駆動方法は、第１電極と第２電極を備えたモニター素子と、該モニター素子に電流を供給する電流源と、バッファアンプと、第１電極と第２電極を備えた発光素子と、該発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
該モニター素子の第１電極及び該発光素子の第１電極は定電位電源に接続されており、該モニター素子の第２電極の電位をバッファアンプを介して該駆動トランジスタのソース端子に設定する。
【００１１】
また、本発明の表示装置の駆動法は、第１電極と第２電極を備えたモニター素子と、該モニター素子に電流を供給する電流源と、該モニター素子の第１電極の電位を保持する容量素子と、該容量素子と該電流源とを導通又は非導通にする第１のスイッチと、該電流源と該モニター素子とを導通又は非導通にする第２のスイッチと、バッファアンプと、第１電極と第２電極を備えた発光素子と、該発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
該モニター素子及び該発光素子の第１電極は定電位電源に接続されており、該第１のスイッチ及び第２のスイッチがオンしているときに、該モニター素子の第２電極の電位をバッファアンプにより検出し、該検出した電位を該発光素子の第２電極に設定し、該第１のスイッチ及び第２のスイッチがオフすると、該第１のスイッチ及び該第２のスイッチをオフにしたときの該モニター素子の第２電極の電位を該容量素子が保持し、該容量素子が保持した該モニター素子の第２電極の電位を該バッファアンプが検出し、該発光素子の第２電極に設定する。
【００１２】
また、上記構成の表示装置の駆動方法において、モニター素子に電流を流す期間を、１フレーム期間の３０％の期間にする。
【００１３】
また、上記構成の表示装置の駆動法は、第１のスイッチ及び第２のスイッチとして極性の異なるトランジスタで形成されている表示装置を用いている。
【００１４】
また、上記構成の表示装置の駆動方法は、第１のスイッチ及び第２のスイッチとして同じ極性のトランジスタで形成されている表示装置を用いている。
【００１５】
なお、本発明において、適用可能なトランジスタの種類に限定はなく、非晶質シリコンや多結晶シリコンに代表される非単結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、半導体基板やＳＯＩ基板を用いて形成されるＭＯＳ型トランジスタ、接合型トランジスタ、バイポーラトランジスタ、有機半導体やカーボンナノチューブを用いたトランジスタ、その他のトランジスタを適用することができる。また、トランジスタが配置されている基板の種類に限定はなく、単結晶基板、ＳＯＩ基板、ガラス基板などに配置することが出来る。
【００１６】
また、本発明において、接続されているとは、電気的に接続されていることと同義である。したがって、本発明が開示する構成において、所定の接続関係に加え、その間に電気的な接続を可能とする他の素子（例えば、別の素子やスイッチなど）が配置されていてもよい。
【００１７】
また、画素などにおける容量素子は、トランジスタなどのゲート容量によって、代用することが出来る。その場合は、容量素子を省略できる。
【００１８】
また、スイッチは、電気的スイッチでも機械的なスイッチでも何でも良い。電流の流れを制御できるものなら、何でも良い。トランジスタでもよいし、ダイオードでもよいし、それらを組み合わせた論理回路でもよい。よって、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、そのトランジスタは、単なるスイッチとして動作するため、トランジスタの極性（導電型）は特に限定されない。ただし、オフ電流が少ない方が望ましい場合、オフ電流が少ない方の極性のトランジスタを用いることが望ましい。オフ電流が少ないトランジスタとしては、ＬＤＤ領域を設けているもの等がある。また、スイッチとして動作させるトランジスタのソース端子の電位が、低電位側電源（Ｖｓｓ、Ｖｇｎｄ、０Ｖなど）に近い状態で動作する場合はｎチャネル型を、反対に、ソース端子の電位が、高電位側電源（Ｖｄｄなど）に近い状態で動作する場合はｐチャネル型を用いることが望ましい。なぜなら、ゲートソース間電圧の絶対値を大きくできるため、スイッチとして、動作しやすいからである。なお、ｎチャネル型とｐチャネル型の両方を用いて、ＣＭＯＳ型のスイッチにしてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
定電圧駆動を用いる本発明は、定電流駆動を用いる場合と比較すると、発光素子の駆動電圧を低くすることができるため、消費電力を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２１】
本発明による温度及び劣化補償の基本原理として図１を用いて説明する。図１は温度及び劣化補償回路を有する表示装置の模式図を示したものである。
【００２２】
本発明の表示装置は、ゲートドライバ１０７、ソースドライバ１０８及び画素部１０９を備える。画素部１０９は複数の画素１０６から構成される。そして、本発明の表示装置は温度及び劣化補償回路（以下補償回路という）を有する。
【００２３】
補償回路の基本構成について説明する。電流源１０１、モニター素子１０２、バッファアンプ１０３、駆動ＴＦＴ１０４、発光素子１０５を有する。なお、モニター素子１０２は発光素子１０５と同一の電流特性を持つ発光素子で形成する。例えばＥＬ素子で発光素子を形成する場合には、モニター素子１０２のＥＬ素子と発光素子１０５のＥＬ素子は同じＥＬ材料を、同じ条件で作製するようにする。
【００２４】
電流源１０１はモニター素子１０２に一定の電流を供給する。つまりモニター素子１０２の電流値は常に一定である。この状態で環境温度が変化すると、モニター素子１０２自体の抵抗値が変化する。モニター素子１０２の抵抗値が変化すると、当該モニター素子１０２の電流値は一定であることから、モニター素子１０２の両電極間の電位差が変化する。このモニター素子１０２の両電極間の電位差を検出することで環境温度の変化を検出する。より詳しくは、モニター素子１０２の一定の電位に保たれている側の電極の電位、つまり図１では陰極１１０の電位は変わらないので、電流源１０１に接続されている側の電位、つまり図１では陽極１１１側の電位の変化を検出する。
【００２５】
図２はモニター素子の電圧電流特性の温度依存性を示す図である。低温（例えば−２０℃）、室温（例えば２５℃）、高温（例えば７０℃）でのモニター素子１０２の電圧電流特性をそれぞれ線２０１、２０２、２０３に示す。電流源１０１からモニター素子１０２へ流れる電流値がＩ0であるとき、室温ではモニター素子にＶ0の電圧がかかっていることになる。そして、低温時ではＶ1の電圧となり、高温時ではＶ2の電圧となる。
【００２６】
このようなモニター素子１０２の電圧の変化を含む情報は、バッファアンプ１０３に供給され、陽極１１１の電位に基づき当該バッファアンプ１０３で発光素子１０５に供給する電位を設定する。つまり図２のように環境温度が低温となった場合には発光素子１０５にＶ1の電圧がかかるように電位を設定し、高温となった場合には発光素子１０５にＶ2の電圧がかかるように電位を設定する。そうすると、温度変化に合わせて、発光素子１０５に入力する電源電位を補正することができる。つまり、温度変化に起因した電流値の変動を抑制することができる。
【００２７】
また、図３はモニター素子１０２の電圧電流特性の経時変化を示す図である。モニター素子１０２の初期特性を線３０１、劣化後の特性を３０２で表している。なお、初期特性と劣化後の特性は同じ温度条件で測定したものとする。初期特性の状態でモニター素子１０２に電流Ｉ0が流れるとモニター素子１０２にかかる電圧はＶ3、劣化後のモニター素子１０２にかかる電圧はＶ4となる。よって、このＶ4の電圧を、同様に劣化した発光素子１０５に印加するようにすれば、見かけ上の発光素子１０５の劣化を低減することができる。このように、モニター素子１０２も発光素子１０５とともに劣化するため、発光素子１０５の劣化に対しても補償することができる。
【００２８】
このようにモニター素子１０２の陽極１１１の電位の変化に合わせて発光素子１０５の陽極に同電位を設定するバッファアンプ１０３には、オペアンプを用いたボルテージフォロワ回路を適用することができる。ボルテージフォロワ回路の非反転入力端子は高入力インピーダンスで、出力端子は低出力インピーダンスであるため入力端子と出力端子を同電位とし、電流源１０１の電流がボルテージフォロワ回路に流れ込むことなく出力端子からは電流を流すことができるからである。
【００２９】
本実施の形態の補償回路を有する表示装置の具体的構成について図１１を用いて説明する。表示装置はゲートドライバ１１０７、ソースドライバ１１０８、画素部１１０９を有する。ソースドライバはパルス出力回路１１１９、第１のラッチ回路１１１０、第２のラッチ回路１１１１を有する。第１のラッチ回路に入力を行っている時に第２のラッチ回路では出力を行うことができる。そして、ゲートドライバ１１０７から信号が入力されるゲート線により選択された画素１１０６のスイッチング用トランジスタ１１１２がオンする。そして、第２のラッチ回路１１１１により出力された信号をソース信号線Ｓ１〜Ｓｍから保持容量１１１３に書き込む。この保持容量１１１３に書き込まれた信号によって、駆動トランジスタ１１０４がオンオフし、発光素子の点灯、非点灯が決まる。つまり、電源線Ｖ１〜Ｖｍの電位が、オンしている駆動トランジスタ１１０４を介して、発光素子１１０５の陽極に設定され、発光素子１１０５に電流が供給され、発光する。
【００３０】
本発明は、基本電流源１１０１から、並列接続したモニター素子１１０２ａ〜１１０２ｎに電流を流す。これらのモニター素子１１０２ａ〜１１０２ｎの陽極の電位を検出し、ボルテージフォロワ回路１１０３により電源線Ｖ１〜Ｖｍに電位を設定する。こうして、温度及び劣化補償の機能を備えた表示装置を提供することができる。
【００３１】
このように温度及び劣化補償の機能を備えた駆動方法のことをコンスタントブライトネスともいう。
【００３２】
なお、モニター素子の数は適宜選択することができる。もちろん、一個でも構わないし、図１１の様に複数配置しても構わない。モニター素子を一つだけ用いるときには基本電流源１１０１に流す電流値は各画素の発光素子１１０５に流したい電流値を設定すればよいため消費電力が少なくてすむ。また、複数のモニター素子を配置すればモニター素子毎の特性のばらつきを平均化することができる。
【００３３】
なお、図１１の構成では各画素の発光素子１１０５の陰極はＧＮＤに設定されているがこれに限定されない。
【００３４】
また、ＲＧＢの画素毎に電源線の電位を設定することもできる。その一例を図１２に示す。図１１の表示装置と共通のところは共通の符号を用いている。また、詳しい動作については、図１１と同じなので省略する。
【００３５】
また、画素１１０６としては、このような構成に限られず、図２９や図３０に示した構成を適用することもできる。図２９に示す画素２９０６はスイッチング用トランジスタ２９０１と駆動用トランジスタ２９０２と、消去用トランジスタ２９０３と、容量素子２９０４と発光素子２９０５を有する。また、図３０に示す画素３００７は、スイッチング用トランジスタ３００１と、制御用トランジスタ３００２と、駆動トランジスタ３００３と、消去用トランジスタ３００４と、容量素子３００５と、発光素子３００６と有する。
【００３６】
図１２の表示装置において信号線Ｓ１の接続されている画素がＲの発光をする画素、信号線Ｓ２の接続されている画素がＧの発光をする画素、信号線Ｓ３の接続されている画素がＢの発光をする画素とする。基本電流源１２０１ａはモニター素子１２０２ａに電流を供給し、ボルテージフォロワ回路１２０３ａがモニター素子１２０２ａの陽極の電位を検出し、この電位を電源線Ｖ1に設定する。基本電流源１２０１ｂはモニター素子１２０２ｂに電流を供給し、ボルテージフォロワ回路１２０３ｂがモニター素子１２０２ｂの陽極の電位を検出し、この電位を電源線Ｖ2に設定する。基本電流源１２０１ｃはモニター素子１２０２ｃに電流を供給し、ボルテージフォロワ回路１２０３ｃがモニター素子１２０２ｃの陽極の電位を検出し、この電位を電源線Ｖ3に設定する。こうして、ＲＧＢ毎に電位を設定することができるため、例えば、ＲＧＢ毎のＥＬ材料によって温度特性や劣化特性が異なるときに、所望の電位を発光素子に設定することができる。つまりＲＧＢ毎に電源電位を補正することができる。
【００３７】
（実施の形態１）
本実施の形態では劣化補償の精度をさらに高めた構成について説明する。
【００３８】
表示装置を長期間使用し続けると、モニター素子と発光素子には劣化の進行に誤差が生じてくる。この誤差は使用期間が長ければ長いほど大きくなり、劣化補償の機能が低下することになる。
【００３９】
ここで、劣化の進行に差が生じた場合について図４を用いて説明する。モニター素子１０２及び発光素子１０５の電圧電流（ＶＩ）特性の初期特性を線４０１、表示装置をある期間使用したときのモニター素子１０２の劣化後のＶＩ特性を線４０２、発光素子１０５の劣化後のＶＩ特性を線４０３で表している。このようにモニター素子１０２の劣化と発光素子１０５の劣化の進行には差が生じる。なぜならば、表示装置が表示を行っている時には常にモニター素子１０２には電流が流れ続けている。ところが画素のそれぞれの発光素子１０５は発光している期間と非発光期間が存在するためモニター素子１０２と発光素子１０５の経時劣化には誤差が生じてくる。つまり、モニター素子の劣化に比べ、発光素子の劣化の進行は遅れることになる。
【００４０】
ここで、モニター素子１０２の初期特性において、モニター素子１０２に電流値Ｉ0の電流が流れるとき、初期特性ではモニター素子にはＶ5の電圧がかかることになる。そして、発光素子１０５の劣化後ではＶ6、モニター素子１０２の劣化後ではＶ7の電圧がかかることになる。逆に言えば劣化後の発光素子１０５に電流値Ｉ0を流すためにはＶ6の電圧を印加する必要があり、劣化後のモニター素子１０２に電流値Ｉ0を流すためにはＶ7の電圧を印加する必要がある。
【００４１】
この状態でモニター素子１０２の陽極１１１の電位Ｖ7を検出し、バッファアンプ１０３によって発光素子にこの電位Ｖ7が設定されると、発光素子に電流値Ｉ0を流すために必要な電圧Ｖ6以上の電圧が印加されることになり消費電力が大きくなってしまう。また、画素の各々の発光素子は劣化の進行が異なるため、必要以上の電圧が加わると焼きつきが目立つようになる。
【００４２】
そこで、本実施の形態では、各々の発光素子の劣化とモニター素子の劣化の進行をより近いものにして、劣化補償の精度を向上させるものである。
【００４３】
そのため、本実施の形態では、表示装置の各画素の発光素子の発光期間の平均した期間をモニター素子に流す電流の期間に設定する。好ましくは、表示装置が表示を行っている期間の１０％から７０％の期間をモニター素子に電流が流れるようにする。
【００４４】
ここで、表示装置において各画素の発光素子の発光期間と非発光期間の比の平均値は３：７の比であることが経験的に得られる。よって、より好ましくは表示装置が表示を行っている期間のうち３０％の期間をモニター素子に電流を流すようにする。
【００４５】
モニター素子の発光期間を設定することができる補償回路の構成を図５に示す。電流源５０１、モニター素子５０２、ボルテージフォロワ回路５０３、駆動トランジスタ５０４、発光素子５０５、容量素子５０６、第一のスイッチ５０７及び第二のスイッチ５０８を有する。
【００４６】
モニター素子５０２に定電流を流すときには第一のスイッチ５０７及び第二のスイッチ５０８をオンにする。するとモニター素子５０２に電流が流れ、モニター素子５０２の陽極５０９側の電位が容量素子５０６に蓄積されるとともに、ボルテージフォロア回路５０３の非反転入力端子にこの電位が入力され、出力端子に同電位が出力される。こうして、環境温度の変化により電圧電流特性の変化した発光素子１０５に所望の電位を設定することができる。
【００４７】
そして、モニター素子５０２を非発光とするときには、第一のスイッチ５０７及び第二のスイッチ５０８をオフにし、モニター素子５０２の陽極５０９側の電位を容量素子５０６に保持させる。このとき第二のスイッチ５０８は第一のスイッチ５０７と同時にオフさせるか、少なくとも先にオフさせる。第一のスイッチ５０７が第二のスイッチ５０８より先にオフしてしまうと、モニター素子５０２の陽極側の電位を蓄積していた容量の電位が変動してしまうからである。
【００４８】
こうして非発光期間においても、第二のスイッチ５０８をオフにした瞬間のモニター素子５０２の陽極５０９側の電位が、ボルテージフォロワ回路５０３の非反転入力端子に入力される。そしてボルテージフォロワ回路５０３の出力端子には同電位が出力され、第二のスイッチ５０８をオフにした瞬間のモニター素子５０２に流れていた電流を発光素子に流すことができる。
【００４９】
この構成においてはモニター素子に電流を流している期間に温度補償機能を果たすことができるので、劣化補償と温度補償の両方を実現することができる。本実施の形態においては、特に劣化補償の機能が優れている。
【００５０】
ここで、表示装置の時間階調表示において、１フレーム期間あたりの各画素の発光と非発光の比の平均値は３０：７０の比であることが経験的に知られている。よって、表示装置の表示を行っている間中、電流を流し続けるモニター素子に流れる電流量と、各発光素子に流れる電流量の平均の比は１００：３０になることが分かる。よって、モニター素子に電流を流す期間を１フレーム期間あたり３０％に設定することでモニター素子と、画素の発光素子の劣化の進行を近づけることができる。つまり劣化補償の精度を向上させることができる。
【００５１】
また、上記構成においてＲＧＢ毎に劣化補償のモニター素子を設け、さらなる精度の向上した劣化補償及び温度補償機能を実現することができる。ＲＧＢ毎にＥＬの劣化進行や寿命が異なる場合や、ＲＧＢ毎にＥＬ素子の温度特性が異なる場合に、それぞれのＲＧＢ毎の発光素子に対応したモニター素子を設けて温度補償及び劣化補償を行うとよい。さらにＲＧＢのそれぞれの発光素子の発光期間と非発光期間の比の平均値（デューティー比）に合わせてそれぞれのＲＧＢ毎のモニター素子の発光期間を設定することでさらなる劣化補償の精度が向上する。つまり、モニター素子の劣化進行と各発光素子の劣化の進行の平均値が概ね等しくなるので、より劣化補償の精度が高くなる。さらに、モニター素子も同色のＥＬ材料をもちいることができるので発光素子温度補償の精度も向上させることができる。そのような構成としては、図１２に示した表示装置に適用することで実現できる。
【００５２】
（実施の形態２）
本実施の形態では温度補償の精度を維持しつつ、劣化補償の精度を高めた表示装置の構成について図６を用いて説明する。
【００５３】
表示装置は電流源６０１、モニター素子６０２ａ及びモニター素子６０２ｂ、ボルテージフォロワ回路６０３、駆動トランジスタ６０４、発光素子６０５、スイッチ６０６ａ及びスイッチ６０６ｂを有する。
【００５４】
本構成の補償回路の動作について簡単に説明する。スイッチ６０６ａ又は６０６ｂが交互にオンするようにする。すると、必ずモニター素子６０２ａ又はモニター素子６０２ｂに電流が流れる。そして、これらのモニター素子のどちらかの陽極の電位をボルテージフォロワ回路６０３で検出し、その電位を発光素子６０５に設定することができる。また、スイッチ６０６ａ及び６０６ｂがオンする期間を同じに設定すれば、モニター素子６０２ａ及び６０２ｂの経時劣化を遅らせることができる。
【００５５】
また、常にどちらかのモニター素子に電流を流し、そのモニター素子の陽極の電位を検出し、発光素子の陽極の電位を設定しているため、温度補償も常に行うことができる。
【００５６】
このように動作させることができるスイッチの一例を図７に示す。スイッチ７０１が図６におけるスイッチ６０６ａ及び６０６ｂの機能を果たす。スイッチ７０１の端子ａは電流源６０１に接続され、端子ｂはモニター素子６０２ａの陽極に、端子ｃはモニター素子６０２ｂの陽極に接続されている。モニター素子６０２ａに電流源６０１からの電流を流すときにはスイッチ７０１の端子ａと端子ｂが導通状態になり、モニター素子６０２ｂに電流を流すときには端子ａと端子ｃが導通状態になる。
【００５７】
スイッチ７０１の具体的構成の例を図８に示す。スイッチ７０１はアナログスイッチ８０１及び８０２並びにインバータ８０３を有する。制御信号がアナログスイッチ８０１及びアナログスイッチ８０２の制御入力端子に入力され、アナログスイッチ８０１又はアナログスイッチ８０２のいずれかがオンする。こうして、モニター素子６０２ａ又はモニター素子６０２ｂのいずれに電流を流すかを選択することができる。
【００５８】
また、スイッチ６０６ａ及びスイッチ６０６ｂの機能を図９に示すようにトランジスタを用いて実現することができる。Ｐチャネル型のスイッチング用トランジスタ９０１とＮチャネル型のスイッチング用トランジスタ９０２を用いる。スイッチング用トランジスタ９０１のソース端子と、スイッチング用トランジスタ９０２のドレイン端子とが電流源６０１に接続され、スイッチング用トランジスタ９０１のドレイン端子がモニター素子６０２ａの陽極と、スイッチング用トランジスタ９０２のソース端子がモニター素子６０２ｂの陽極と接続されている。これらのトランジスタのゲート端子に制御信号が入力される。するとスイッチング用トランジスタ９０１及び９０２は極性が異なることからどちらかがオンする。こうしてモニター素子６０２ａ又は６０２ｂを選択することができる。この構成を表示装置に適用したときの具体的な構成例を図１３に示す。図９のトランジスタ９０１が図１３のトランジスタ１３０２ｂに対応し、トランジスタ９０２が図１３のトランジスタ１３０２ａに対応する。そして、制御信号が制御線１３０１からこれらのトランジスタのゲート端子に入力され、Ｐチャネル型のトランジスタ１３０２ｂとＮチャネル型のトランジスタ１３０２ａが交互にオンする。
【００５９】
なお、図１０に示すように同じ極性のトランジスタを用いても同様の機能を果たすことができる。一方のスイッチング用トランジスタ１００１の制御入力端子には制御信号をそのまま入力し、他方のスイッチング用トランジスタ１００２にはインバータを介して制御信号を入力する。すると制御信号が反転してスイッチング用トランジスタ１００２に入力されるため、どちらかのスイッチング用トランジスタを選択することができる。なお、図１０においてはＰチャネル型のトランジスタ１００１及び１００２を用いて説明したが、もちろんＮチャネル型のトランジスタのみを用いても同様の機能を果たすことができる。この構成を表示装置に適用したときの具体的な構成例を図１４に示す。図１０のトランジスタ１００１が図１４のトランジスタ１４０２ｂに対応し、トランジスタ１００２が図１４のトランジスタ１４０２ａに対応する。そして、制御信号が制御線１４０１から入力され、この信号がトランジスタ１４０２ｂのゲート端子に入力される。一方制御信号が反転され、トランジスタ１４０２ｂとトランジスタ１４０２ａが交互にオンする。
【００６０】
なお、選択するモニター素子は二つに限られず複数を並列に配置して劣化進行をさらに遅くすることができる。したがって三つのモニター素子を並列に配置し、電流を流すモニター素子を順々に選択することにより、発光素子とモニター素子の劣化の進行を近づけることもできる。
【００６１】
さらに、劣化補償を高める構成を図１５に示す。画素１１０６の発光素子とモニター素子の劣化の進行を近づけるため、画素部１１０９の一列に信号を供給するソース信号線をトランジスタ１５０１ａ〜１５０１ｎのソース端子に接続し、トランジスタ１５０２ａ〜１５０２ｎのオンオフを設定するようにする。こうすることで、ある列の各発光素子と各モニター素子の発光期間と非発光期間の比を同等にすることができる。なお、図１５の構成では信号線Ｓ１を、モニター素子のオンオフを設定するトランジスタへ信号を伝えるスイッチング用のトランジスタ１５０１ａ〜１５０１ｎと接続している。
【００６２】
（実施の形態３）
【００６３】
図１６に示す本実施の形態の表示装置は、発光素子１６１４とモニター素子１６０６とを有する。発光素子１６１４とモニター素子１６０６は、同一の基板１６１０上に設けられている。つまり、同一の作製条件により、同一の工程で作成されたものであり、環境温度の変化と経時変化に対して同じ特性を有する。
【００６４】
また、本発明の表示装置は、経時測定回路１６０１、記憶回路１６０２、補正データ作成回路１６０３、電源回路１６０４、定電流源１６０５を有する。これらの回路は、発光素子１６１４とモニター素子１６０６と共に、同一の基板１６１０上に設けられていてもよい し、別の基板上に設けられていてもよい。
【００６５】
基板１６１０上に設けられた画素領域１６０９には、複数の画素がマトリクス状に設けられており、複数の画素の各々は発光素子１６１４と少なくとも２つのトランジスタ（図１６では駆動用トランジスタ１６１３のみを例示）を含む。発光素子１６１４は、基板１６１０上に設けられたドライバ（ここでは第１のゲートドライバ１６０８と、第２のゲートドライバ１６１１と、ソースドライバ１６１２を例示）により、点灯と非点灯やその輝度が制御される。
【００６６】
モニター素子１６０６は、基板１６１０上に１つ又は複数設けられる。１つ又は複数のモニター素子１６０６を含むモニター用回路１６０７は、画素領域１６０９内に設けてもよいし、それ以外の領域に設けてもよい。但し、モニター用回路１６０７は、画像の表示に影響を及ぼさないように、画素領域１６０９以外の領域に設けると望ましい。
【００６７】
モニター素子１６０６には定電流源１６０５により一定の電流が供給される。この状態で環境温度の変化と経時変化が生じると、モニター素子１６０６自体の抵抗値が変化する。そうすると、モニター素子１６０６の電流値は常に一定なため、モニター素子１６０６の両電極間の電位差が変化する。
【００６８】
上記構成の場合、モニター素子１６０６が含む２つの電極のうち、対向電極１６１５の電位は変化せず、モニター素子１６０６が含む２つの電極のうち、定電流源１６０５に接続する側の電極（ここでは第１の電極とよぶ）の電位が変化する。変化したモニター素子１６０６の第１の電極の電位は、バッファアンプに出力される。
【００６９】
経時測定回路１６０１は、電源回路１６０４が発光素子１６１４を含むパネルに電源を供給していた時間を測定する機能、又は、画素領域１６０９内の各画素に供給するビデオ信号をサンプリングして、発光素子１６１４の点灯時間を測定する機能を有する。後者の機能の場合、画素領域１６０９には複数の発光素子１６１４が設けられており、各々の発光素子１６１４で点灯時間が異なる。従って、各々の発光素子１６１４の点灯時間を算出した後、その平均値を用いるとよい。また、複数の発光素子１６１４から選別したいくつかの発光素子１６１４の点灯時間を算出し、その平均値を用いるとよい。経時測定回路１６０１は、上記のどちらかの機能により得た経過時間に関する情報を含む信号を、補正データ作成回路１６０３に出力する。
【００７０】
記憶回路１６０２は、発光素子１６１４の電圧電流特性の経時変化を記憶する回路である。つまり、各経過時間における発光素子１６１４の電電圧流特性を記憶しており、好ましくは１万時間から１０万時間分のものを記憶する。記憶回路１６０２は、補正データ作成回路１６０３から供給される信号に基づき、その経過時間に対応した発光素子１６１４の電圧電流特性のデータを補正データ作成回路１６０３に出力する。
【００７１】
補正データ作成回路１６０３は、モニター素子１６０６の出力と、記憶回路１６０２の出力に基づき、発光素子１６１４を動作させる最適な電圧条件を算出する。つまり、所望の輝度が得られる最適な電圧条件を算出する。そして、その情報を含む信号を電源回路１６０４に出力する。
【００７２】
電源回路１６０４では、補正データ作成回路１６０３から供給された信号に基づき、補正した電源電位を発光素子１６１４に供給する。
【００７３】
なお、発光素子１６１４を含むパネルを用いてカラー表示を行う場合、発光波長帯の異なる電界発光層を画素毎に設けるとよく、典型的には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に対応した電界発光層を設けるとよい。この場合、赤、緑、青の各色に対応したモニター素子１６０６を設けて、各色毎に電源電位を補正するとよい。
【００７４】
なお、ＥＬ劣化の加速試験を行い、加速係数を算出する。そして、長期の劣化特性を推定したデータを記憶回路１６０２にいれておくとよい。
【００７５】
上記構成を有する本発明によると、モニター素子を用いて、発光素子の電圧条件を最適なものとすることで、温度変化と経時変化の両者に起因した発光素子の電流値の変化による影響を抑制することができる。また、本発明によると、ユーザーによる操作を必要としないため、エンドユーザに渡った後も継続して補正を続けることで、製品としての長寿命化が見込まれる。
【００７６】
（実施の形態４）
また、本実施の形態では、実施の形態１乃至３で示した表示装置を用いて、表示をしていない期間に画素内の発光素子の経時劣化補正を行う方法について説明する。
【００７７】
発光素子の経時変化の進行の度合いは、初期に大きく、時間と共に段々少なくなっていく。従って、発光素子を用いた表示装置では、発光素子の輝度調整前（例えば出荷前）に、全ての発光素子の初期の経時変化を生じさせてしまう初期エージング処理を行うとよい。このような初期エージング処理を行って、発光素子の初期の急減な経時変化を予め生じさせておけば、その後、経時変化が急激に進行することはないため、発光素子の経時変化を起因とした焼き付きなどの現象を軽減することができる。
【００７８】
なお、初期エージング処理は、発光素子をある期間だけ点灯させることで行うが、好ましくは、通常の使用時よりも高い電圧をかけるとよい。そうすれば、初期の経時変化が短時間で生じることになる。
【００７９】
また、本発明の表示装置を充電式の蓄電池を用いて動作させる場合には、表示装置の使用状態ではない充電中に、全ての画素を点灯又は点滅させる処理、標準画像（例えば待ち受け画像など）の明暗を反転させた画像を表示する処理、ビデオ信号をサンプリングすることにより、点灯頻度の低い画素を検出して、当該画素を点灯又は点滅させる処理などを行うとよい。上記のように、使用状態ではないときに、焼き付きの低減を目的として行う上記の処理は、フラッシュアウト処理とよぶ。このフラッシュアウト処理を行えば、当該処理後に、焼き付きが生じたとしても、その焼き付いた画像の一番明るい箇所と、一番暗い箇所との差を５階調以下、さらに好ましくは１階調以下に設定することができる。また、焼き付きを軽減するためには、上記の処理以外に、なるべく画像を長時間固定化しないようにする処理を行うとよい。
【実施例１】
【００８０】
低消費電力をはかることができる表示装置の構成について図１７〜１９を参照して説明する。本発明の表示装置は、ソース線Ｓｘ（ｘは自然数、１≦ｘ≦ｍ）と、ゲート線Ｇｙ（ｙは自然数、１≦ｙ≦ｎ）が絶縁体を介して交差する領域に複数の素子を含む画素１０を複数有する（図１７（Ａ）参照）。画素１０は、発光素子１３と、容量素子１６と、２つのトランジスタとを有する。２つのトランジスタのうち、１つは画素１０に対するビデオ信号の入力を制御するスイッチング用トランジスタ１１（以下ＴＦＴ１１と表記）であり、もう１つは発光素子１３の点灯と非点灯を制御する駆動用トランジスタ１２（以下ＴＦＴ１２と表記）である。ＴＦＴ１１、１２は電界効果トランジスタであり、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極の３つの端子を有する。
【００８１】
ＴＦＴ１１のゲート電極はゲート線Ｇｙに接続し、ソース電極及びドレイン電極の一方はソース線Ｓｘに接続し、他方はＴＦＴ１２のゲート電極に接続する。ＴＦＴ１２のソース電極及びドレイン電極の一方は電源線Ｖｘ（ｘは自然数、１≦ｘ≦ｍ）を介して第１の電源１７に接続し、他方は発光素子１３の画素電極に接続する。発光素子１３の対向電極は第２の電源１８に接続する。容量素子１６はＴＦＴ１２のゲート電極とソース電極の間に設けられる。ＴＦＴ１１、１２の導電型は制約されず、Ｎ型とＰ型のどちらの導電型でもよいが、図示する構成では、ＴＦＴ１１はＮ型、ＴＦＴ１２がＰ型の場合を示す。第１の電源１７の電位と第２の電源１８の電位も特に制約されないが、発光素子１３に順方向バイアス又は逆方向バイアスの電圧が印加されるように、互いに異なる電位に設定する。
【００８２】
上記構成を有する本発明の表示装置は、画素１０に配置するトランジスタの個数が２つである点を特徴とする。上記特徴により、１つの画素１０にレイアウトするトランジスタの個数が少なくし、またトランジスタの個数が少ないことから、必然的に配置する配線の本数を少なくすることができるため、高開口率、高精細化、高歩留まりを実現する。また、高開口率が実現すると、光を発する面積の増加に伴って、発光素子の輝度を下げることができる。つまり電流密度を下げることができる。従って、駆動電圧を下げることができるため、消費電力を削減することができる。また、駆動電圧を下げることで、信頼性を向上させることができる。
【００８３】
ＴＦＴ１１、１２を構成する半導体は、非晶質半導体（アモルファスシリコン）、微結晶半導体、多結晶半導体（ポリシリコン）、有機半導体等のいずれもよい。微結晶半導体は、シランガス（ＳｉＨ4）とフッ素ガス（Ｆ2）を用いて形成するか、シランガスと水素ガスを用いて形成するか、上記に挙げたガスを用いて薄膜を形成後にレーザ光の照射を行って形成してもよい。
ＴＦＴ１１、１２のゲート電極は、導電性材料により単層又は積層で形成する。例えば、窒化タングステン（ＷＮ）とその上層にタングステン（Ｗ）の積層構造や、モリブデン（Ｍｏ）とその上層にアルミニウム（Ａｌ）とその上層にＭｏの積層構造や、窒化モリブデン（ＭｏＮ）とその上層にＭｏの積層構造を採用するとよい。
【００８４】
ＴＦＴ１１、１２が含む不純物領域（ソース電極とドレイン電極）に接続する導電層（ソース配線又はドレイン配線）は、導電性材料により単層又は積層で形成する。例えば、チタン（Ｔｉ）とその上層にアルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）とその上層にＴｉの積層構造や、Ｍｏとその上層にＡｌ−Ｓｉとその上層にＭｏの積層構造や、ＭｏＮとその上層にＡｌ−Ｓｉとその上層にＭｏＮの積層構造を採用するとよい。
【００８５】
次に、上記構成を有する画素１０のレイアウトを図１８に示す。このレイアウトでは、ＴＦＴ１１、１２、容量素子１６、発光素子１３の画素電極に相当する導電層１９を示す。続いて、このレイアウトのＡ−Ｂ−Ｃに対応する断面構造を図１７（Ｂ）に示す。ガラスや石英などの絶縁表面を有する基板２０上にＴＦＴ１１、１２、発光素子１３、容量素子１６が設けられている。
【００８６】
発光素子１３は、画素電極に相当する導電層１９、電界発光層３３、対向電極に相当する導電層３４の積層体に相当する。導電層１９、３４の両者が透光性を有する場合、発光素子１３は、導電層１９に向かう方向と、導電層３４に向かう方向に光を発する。つまり発光素子１３は両面出射を行う。また、導電層１９、３４の一方が透光性を有し、他方が遮光性を有する場合、発光素子１３は導電層１９に向かう方向のみか、導電層３４に向かう方向のみに光を発する。つまり発光素子１３は上面出射又は下面出射を行う。図１７（Ｂ）は、発光素子１３が下面出射を行う場合の断面構造を示す。
【００８７】
容量素子１６は、ＴＦＴ１２のゲート電極とソース電極の間に配置され、当該ＴＦＴ１２のゲートソース間電圧を保持する。容量素子１６は、ＴＦＴ１１、１２が含む半導体層と同じ層に設けられた半導体層２１と、ＴＦＴ１１、１２のゲート電極と同じ層に設けられた導電層２２ａ、２２ｂ（以下総称して導電層２２と表記）と、半導体層２１と導電層２２の間の絶縁層により容量を形成する点を特徴とする。
【００８８】
また、容量素子１６はＴＦＴ１１、１２のゲート電極と同じ層に設けられた導電層２２と、ＴＦＴ１１、１２のソース電極及びドレイン電極に接続する導電層２４〜２７と同じ層に設けられた導電層２３と、導電層２２と導電層２３の間の絶縁層により容量を形成する点を特徴とする。
【００８９】
上記特徴により、容量素子１６はＴＦＴ１２のゲートソース間電圧を保持するのに十分な容量値を得ることができる。また、容量素子１６は、電源線を構成する導電層の下部に設けられており、そのために、容量素子１６の配置による開口率の減少は生じない。
【００９０】
また、ＴＦＴ１１、１２のソース配線又はドレイン配線に相当する導電層２３〜２７の厚さは、５００乃至２０００ｎｍ、好ましくは５００乃至１３００ｎｍである点を特徴とする。導電層２３〜２７は、ソース線Ｓｘや電源線Ｖｘを構成しているため、上記特徴のように、導電層２３〜２７の膜厚を厚くすることで、電圧降下による影響を抑制することができる。なお、導電層２３〜２７を厚くすると配線抵抗を小さくすることができるが、逆に、導電層２３〜２７を厚くしすぎると、パターン加工を正確に行うことが困難になったり、表面の凸凹が問題になったりする。つまり、導電層２３〜２７の厚さは、配線抵抗と、パターン加工のし易さと表面の凸凹の影響とを考慮して、上記の範囲内で決定するとよい。
【００９１】
また、ＴＦＴ１１、１２を覆う絶縁層２８、２９（以下総称して第１の絶縁層３０と表記）と、第１の絶縁層３０上に設けられた第２の絶縁層３１とを有し、第２の絶縁層３１上に画素電極に相当する導電層１９を有する点を特徴とする。仮に、第２の絶縁層３１を設けないとすると、ソース又はドレイン配線に相当する導電層２３〜２９と、導電層１９とは同じ層に設けることになる。そうすると、導電層１９を設ける領域は、導電層２３〜２９を設けた領域以外に制約されてしまう。しかしながら、第２の絶縁層３１を設けることにより、導電層１９を設ける領域のマージンが広がり、高開口率を実現する。上面出射の場合、この構成は特に有効である。高開口率を実現すると、光を発する面積の増加に伴って、駆動電圧を下げて、消費電力を削減することができる。
【００９２】
なお第１の絶縁層３０と第２の絶縁層３１は、酸化珪素や窒化珪素等の無機材料、ポリイミドやアクリル等の有機材料等を用いて形成する。第１の絶縁層３０と第２の絶縁層３１を同じ材料で形成してもよいし、互いに異なる材料で形成してもよい。絶縁層の材料としては、シロキサン系の材料を用いればよく、例えば、シリコンと酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、又は、シリコンと酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基にフッ素、アルキル基、芳香族炭化水素の少なくとも１つを含む材料を用いる。
【００９３】
また、画素１０の間に隔壁層３２（バンクともよぶ）が設けられるが、容量素子１６上の隔壁層３２の幅３５（図１９参照）は、その下部に設けられた配線を隠すことができる幅であればよい。具体的には、幅３５は、７．５乃至２７．５μｍ、好ましくは１０μｍ乃至２５μｍである点を特徴とする。このように、隔壁層３２の幅を狭くすることで、高開口率を実現する。高開口率を実現すると、光を発する面積の増加に伴って、駆動電圧を下げて、消費電力を削減することができる。
【００９４】
なお、図示するレイアウトによれば、画素の開口率は約５０％である。図１９では、レイアウトの画素１０の列方向（縦方向）の長さは幅３８で示し、行方向（横方向）の長さは幅３７で示す。隔壁層３２は、無機材料と有機材料のどちらの材料を用いて形成してもよい。但し、隔壁層３２に接するように、電界発光層を設けるため、当該電界発光層にピンホールなどが生じないように、曲率半径が連続的に変化する形状を有するとよい。
【００９５】
また、隔壁層３２は遮光性を有する点を特徴とする。上記特徴により、画素１０間の輪郭が明瞭なものとなり、高精細な画像を表示することができる。着色されているために、遮光性を有する。
【００９６】
また、本発明の表示装置は、図２０に示したように、上述した画素１０がマトリクス状に複数配置された画素領域４０と、第１のゲートドライバ４１と、第２のゲートドライバ４２と、ソースドライバ４３とを有する（図２０参照）。第１のゲートドライバ４１と第２のゲートドライバ４２は、画素領域４０を挟んで対向するように配置するか、画素領域４０の上下左右の四方のうち一方に配置する。
【００９７】
ソースドライバ４３は、パルス出力回路４４、ラッチ４５及び選択回路４６を有する。ラッチ４５は第１のラッチ４７と第２のラッチ４８を有する。選択回路４６は、トランジスタ４９（以下ＴＦＴ４９と表記）と、アナログスイッチ５０を有する。ＴＦＴ４９とアナログスイッチ５０は、ソース線Ｓｘに対応して、各列に設けられる。インバータ５１は、ＷＥ信号（Ｗｒｉｔｅ Ｅｒａｓｅ）の反転信号を生成するためのものであり、外部からＷＥ信号の反転信号を供給する場合には設けなくてもよい。
【００９８】
ＴＦＴ４９のゲート電極は選択信号線５２に接続し、ソース電極及びドレイン電極の一方はソース線Ｓｘに接続し、他方は電源５３に接続する。アナログスイッチ５０は、第２のラッチ４８とソース線Ｓｘの間に設けられる。つまり、アナログスイッチ５０の入力ノードは第２のラッチ４８に接続し、出力ノードはソース線Ｓｘに接続する。アナログスイッチ５０の２つの制御ノードは、一方は選択信号線５２に接続し、他方はインバータ５１を介して選択信号線５２に接続する。電源５３の電位は、画素１０が含むＴＦＴ１２をオフにする電位であり、ＴＦＴ１２がＮ型の場合は電源５３の電位をＬレベルとし、ＴＦＴ１２がＰ型の場合は電源５３の電位をＨレベルとする。
【００９９】
第１のゲートドライバ４１はパルス出力回路５４と選択回路５５を有する。第２のゲートドライバ４２はパルス出力回路５６と選択回路５７を有する。選択回路５５、５７は、選択信号線５２に接続する。但し、第２のゲートドライバ４２が含む選択回路５７は、インバータ５８を介して選択信号線５２に接続する。つまり、選択信号線５２を介して、選択回路５５、５７に入力されるＷＥ信号は、互いに反転した関係にある。
【０１００】
選択回路５５、５７の各々はトライステートバッファを有する。トライステートバッファの入力ノードはパルス出力回路５４又はパルス出力回路５６に接続し、制御ノードは選択信号線５２に接続する。トライステートバッファの出力ノードはゲート線Ｇｙに接続する。トライステートバッファは、選択信号線５２から伝達される信号がＨレベルのときに動作状態となり、Ｌレベルのときに不定状態となる。
【０１０１】
ソースドライバ４３が含むパルス出力回路４４、第１のゲートドライバ４１が含むパルス出力回路５４、第２のゲートドライバ４２が含むパルス出力回路５６は、複数のフリップフロップ回路からなるシフトレジスタやデコーダ回路に相当する。パルス出力回路４４、５４、５６として、デコーダ回路を適用すれば、ソース線Ｓｘ又はゲート線Ｇｙをランダムに選択することができる。ソース線Ｓｘ又はゲート線Ｇｙをランダムに選択することができると、時間階調方式を適用した場合に生じる疑似輪郭の発生を抑制することができる。
【０１０２】
なおソースドライバ４３の構成は上記の記載に制約されず、レベルシフタやバッファを設けてもよい。また、第１のゲートドライバ４１と第２のゲートドライバ４２の構成も上記の記載に制約されず、レベルシフタやバッファを設けてもよい。また、上記には記載していないが、ソースドライバ４３、第１のゲートドライバ４１、第２のゲートドライバ４２は、保護回路を有することを特徴とする。保護回路を有するドライバの構成については、以下の実施の形態２において後述する。
【０１０３】
また本発明の表示装置は、電源制御回路６３を有することを特徴とする。電源制御回路６３は、発光素子１３に電源を供給する電源回路６１とコントローラ６２を有する。電源回路６１は、ＴＦＴ１２と電源線Ｖｘを介して発光素子１３の画素電極に接続する。また、電源回路６１は、電源線を介して、発光素子１３の対向電極に接続する。
【０１０４】
発光素子１３に順方向バイアスの電圧を印加して、発光素子１３に電流を流して発光させるときは、第１の電源１７の電位が、第２の電源１８の電位よりも高くなるように、第１の電源１７と第２の電源１８の電位差を設定する。一方、発光素子１３に逆方向バイアスの電圧を印加する際は、第１の電源１７の電位が、第２の電源１８の電位よりも低くなるように、第１の電源１７と第２の電源１８の電位を設定する。このような電源の設定は、コントローラ６２から電源回路６１に所定の信号を供給することにより行われる。
【０１０５】
本発明は、電源制御回路６３を用いて、発光素子１３に逆方向バイアスの電圧を印加することで、発光素子１３の経時劣化を抑制し、信頼性を向上させることができる。また、発光素子１３は、異物の付着や、陽極又は陰極にある微細な突起によるピンホール、電界発光層の不均一性を起因として、陽極と陰極が短絡する初期不良が生じることがある。このような初期不良が発生すると、信号に応じた点灯及び非点灯が行われず、電流のほとんどすべてが短絡部を流れて素子全体が消光する現象が生じたり、特定の画素が点灯又は非点灯しない現象が生じたりして、画像の表示が良好に行われないという問題が発生する。しかしながら、本発明の構成によると、発光素子に逆方向バイアスを印加することができるため、陽極と陰極の短絡部のみに局所的に電流を流し、該短絡部を発熱させ、その結果、短絡部を酸化又は炭化して絶縁化することができる。その結果、初期不良が生じても、その不良を解消し、画像の表示を良好に行うことができる。なお、このような初期不良の絶縁化は、出荷前に行うとよい。また、初期不良だけでなく、時間の経過に伴い、新たに陽極と陰極の短絡が発生することがある。このような不良は進行性不良とも呼ばれるが、本発明の構成によると、定期的に発光素子に逆方向バイアスを印加することができるので、進行性不良が生じても、その不良を解消し、画像の表示を良好に行うことができる。なお、発光素子１３に逆方向バイアスの電圧を印加するタイミングには特に制約はない。
【０１０６】
また本発明の表示装置は、モニター回路６４と制御回路６５を有することを特徴とする。モニター回路６４は、周囲の温度（以下環境温度と表記）に基づき動作する。制御回路６５は定電流源とバッファを有する。図示する構成では、モニター回路６４は、モニター素子６６（以下発光素子６６と表記）を有する。
【０１０７】
制御回路６５は、モニター回路６４の出力に基づき、電源電位を変更する信号を、電源制御回路６３に供給する。電源制御回路６３は、制御回路６５から供給される信号に基づき、画素領域４０に供給する電源電位を変更する。上記構成を有する本発明は、環境温度の変化に起因した電流値の変動を抑制して、信頼性を向上させることができる。
【０１０８】
定電圧駆動を行う本発明は、発光素子の輝度が５００ｃｄ／ｍ2、画素の開口率が５０％のとき、消費電力が１Ｗ以下（９５０ｍＷ）となった。一方、定電流駆動を行う表示装置は、発光素子の輝度が５００ｃｄ／ｍ2、画素の開口率が２５％のとき、消費電力は約２Ｗ（２０４０ｍＷ）であった。つまり、定電圧駆動を採用することで、消費電力を削減することができるが分かる。なお、定電圧駆動を採用することで、消費電力は１Ｗ以下、好ましくは０．７Ｗ以下にまで削減することができる。
【０１０９】
なお、上記の消費電力の値は、画素領域のみの消費電力であり、駆動回路部分の消費電力は含まれていない。また、両者とも時間階調の表示デューティーは７０％である。
【０１１０】
なお、すでに述べたように、本発明におけるトランジスタは、どのようなタイプのトランジスタでもよいし、どのような基板上に形成されていてもよい。したがって、図２０で示したような回路が、全てガラス基板上に形成されていてもよいし、プラスチック基板に形成されていてもよいし、単結晶基板に形成されていてもよいし、ＳＯＩ基板上に形成されていてもよいし、どのような基板上に形成されていてもよい。あるいは、図２０における回路の一部が、ある基板に形成されており、図２０における回路の別の一部が、別の基板に形成されていてもよい。つまり、図２０における回路の全てが同じ基板上に形成されていなくてもよい。例えば、図２０において、画素４０とゲートドライバ４１とは、ガラス基板上にＴＦＴを用いて形成し、ソースドライバ４３（もしくはその一部）は、単結晶基板上に形成し、そのＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）で接続してガラス基板上に配置してもよい。あるいは、そのＩＣチップをＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏ Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント基板を用いてガラス基板と接続してもよい。
【０１１１】
本発明の表示装置が有するソースドライバ４３の構成について図２１〜２３を参照して説明する。ソースドライバ４３はパルス出力回路４４、ＮＡＮＤ７１、第１のラッチ４７、第２のラッチ４８、選択回路４６（図面では第１のラッチ４７、第２のラッチ４８及び選択回路４６を総称してＳＬＡＴと表記）を有する（図２１参照）。パルス出力回路４４は、複数の単位回路（ＳＳＲ）７０が縦列接続した構成を有する。パルス出力回路４４には、クロック信号（ＳＣＫ）、クロックバック信号（ＳＣＫＢ）、スタートパルス（ＳＳＰ）が供給される。第１のラッチ４７にはデータ信号（ＤａｔａＲ、ＤａｔａＧ、ＤａｔａＢ）が供給される。第２のラッチ４８にはラッチパルス（ＳＬＡＴ）、ラッチパルスの反転パルス（ＳＬＡＴＢ）が供給される。選択回路４６には書き込み消去信号（ＳＷＥ、Ｗｒｉｔｅ Ｅｒａｓｅ信号、以下ＷＥ信号と表記することがある）と、ＷＥ信号の反転信号（ＳＷＥＢ）が供給される。
【０１１２】
パルス出力回路４４が含む単位回路７０は、複数のトランジスタと論理回路を有する（図２２参照）。単位回路７０は、クロック信号又はクロックバック信号が入力される入力ノードに、保護回路として抵抗素子７２が設けられている。また第１のラッチ４７の入力ノードであって、データ信号が供給される入力ノードに、保護回路として抵抗素子７６〜７８が設けられている（図２３参照）。また図２１には示していないが、選択回路４６の下段には、レベルシフタ７３、バッファ７４が設けられ、当該バッファ７４の下段に、保護回路７５が設けられている。保護回路７５は、ソース線１本に対して、４つのトランジスタ７９〜８２を含む。なおバッファ７４に供給される電源電位８３〜８５は、ソース線Ｓｘに接続する画素が発光する色に応じて、電位が設定される。
【０１１３】
ソースドライバ４３は、パルス出力回路４４の入力ノードに接続する第１の保護回路（図示する構成では抵抗素子７２に相当）と、第１のラッチ４７の入力ノードに接続する第２の保護回路（図示する構成では抵抗素子７６〜７８に相当）と、選択回路４６の下段に設けられた第３の保護回路（図示する構成ではトランジスタ７９〜８２に相当）とを有する点を特徴とする。上記特徴により、静電気に起因した素子の劣化や破壊を抑制することができる。
【０１１４】
次に、第１のゲートドライバ４１の構成について図２４、２５を参照して説明する。第２のゲートドライバ４２の構成は、第１のゲートドライバ４１と同様であるため、ここでは、その構成の説明を省略する。第１のゲートドライバ４１は、パルス出力回路５４、レベルシフタ（ＧＬＳ）８６、選択回路５５を有する（図２４参照）。パルス出力回路５４の構成は、ソースドライバ４３が含むパルス出力回路４４と同じ構成であり、複数の単位回路（ＧＳＲ）７０が縦続接続した構成を有し、その入力ノードには保護回路が設けられている。
【０１１５】
選択回路５５はトライステートバッファ８７と、保護回路８８を有する（図２５参照）。トライステートバッファ８７は、第１のゲートドライバ４１及び第２のゲートドライバ４２の一方がゲート線Ｇｙの充放電を行う際に、他方のドライバの出力がそれを阻害しないようにするものである。従って、選択回路５５としては、上記のような機能を有するものであれば、トライステートバッファだけでなく、アナログスイッチやクロックドインバータ等を用いてもよい。保護回路８８は、素子群８９、９０を有する。
【０１１６】
第１のゲートドライバ４１は、パルス出力回路５４の入力ノードに接続する第１の保護回路と、選択回路５５の下段に設けられた第２の保護回路８８を有する点を特徴とする。上記特徴により、静電気に起因した素子の劣化や破壊を抑制することができる。より具体的には、入力ノードに入力されるクロック信号やデータ信号には雑音が含まれている場合があり、この雑音により、瞬間的に高い電圧又は低い電圧が素子に与えられることがある。しかしながら、保護回路を有する本発明は、素子の誤作動、素子の劣化や破壊を抑制することができる。
【０１１７】
なお保護回路は、抵抗素子やトランジスタだけでなく、抵抗素子、容量素子及び整流素子から選択された１個又は複数個から構成される。整流素子とはゲート電極とドレイン電極が接続されたトランジスタ又はダイオードである。
【０１１８】
次に、保護回路の動作について簡単に説明する。ここでは、第１のゲートドライバ４１が含む保護回路８８の動作について説明する。
【０１１９】
まず、雑音等の影響により、トライステートバッファ８７の出力ノードから、ＶＤＤよりも高い電圧の信号が供給されたとする。そうすると、そのゲートソース間電圧の関係から、素子群８９はオフ、素子群９０はオンとなる。そうすると、トライステートバッファ８７にチャージした電荷は、ＶＤＤを伝達する電源線に放電して、ゲート線Ｇｘの電位は、ＶＤＤ、又はＶＤＤ＋αの電位となる。
【０１２０】
一方、トライステートバッファ８７の出力ノードから、ＶＳＳよりも低い電圧の信号が供給されたとする。そうすると、そのゲートソース間電圧の関係から、素子群８９がオン、素子群９０はオフとなる。そうすると、ゲート線Ｇｘの電位は、ＶＳＳ、又はＶＳＳ−αの電位となる。
【０１２１】
このように、雑音等により、トライステートバッファ８７の出力ノードから供給される電圧が、瞬間的に、ＶＤＤより高くなったり、ＶＳＳよりも低くなったりしても、ゲート線Ｇｘに与えられる電圧は、ＶＤＤよりも高くならず、またＶＳＳよりも低くならない。従って、雑音や静電気等に起因した素子の誤作動、損傷、破壊を抑制することができる。
【０１２２】
また本発明の表示装置は、ＦＰＣ（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔ ｃｉｒｃｕｉｔ）等の接続フィルムと、ゲートドライバ４１、４２又はソースドライバ４３との間に設けられた保護回路を有する。ソースドライバ４３であれば、ＳＣＫ、ＳＳＰ、ＤａｔａＲ、ＤａｔａＧ、ＤａｔａＢ、ＳＬＡＴ及びＳＷＥ等の信号は、接続フィルムを介して外部から供給されるが、保護回路は、上記に挙げた信号を伝達する配線と、接続フィルムとの間に設けられる。また、ゲートドライバ４１であれば、ＧＣＫ、Ｇ１ＳＰ、ＰＷＣ及びＷＥ等の信号は、接続フィルムを介して外部から供給されるが、保護回路は、上記に挙げた信号を伝達する配線と、接続フィルムとの間に設けられる。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１２３】
本発明の温度補償機能は、周囲の温度に基づき動作するモニター回路６４、制御回路６５及び電源制御回路６３により実行される（図２６参照）。モニター回路６４は、図示する構成では発光素子６６を有する。発光素子６６の一方の電極は一定の電位の保たれた電源に接続し（図示する構成では接地している）、他方の電極は制御回路６５に接続する。制御回路６５は、定電流源９１とアンプ９２を有する。電源制御回路６３は電源回路６１とコントローラ６２とを有する。なお、電源回路６１は、供給する電源電位を変えることができる可変電源であることが好ましい。
【０１２４】
発光素子６６を用いて環境温度の変化を検出する仕組みについて説明する。発光素子６６の両電極間には、定電流源９１から一定の電流が供給される。つまり発光素子６６の電流値は常に一定である。この状態で環境温度が変化すると、発光素子６６自体の抵抗値が変化する。発光素子６６の抵抗値が変化すると、当該発光素子６６の電流値は常に一定であることから、発光素子６６の両電極間の電位差が変化する。この発光素子６６の両電極間の電位差の変化を検出することで、環境温度の変化を検出する。より詳しくは、発光素子６６の一定の電位に保たれている側の電極の電位は変わらないので、定電流源９１に接続する側の電極の電位の変化を検出する。このような発光素子の電位の変化の情報を含む信号は、アンプ９２に供給され、当該アンプ９２で増幅された後、電源制御回路６３に出力される。電源制御回路６３は、アンプ９２を介して、モニター回路６４の出力に基づき、画素領域４０に供給する電源の電位を変える。そうすると、温度変化に合わせて、電源電位を補正することができる。つまり、温度変化に起因した電流値の変動を抑制することができる。
【０１２５】
なお図示する構成では、発光素子６６を複数有するが、本発明はこれに制約されない。モニター回路６４に設ける発光素子６６の個数は制約されない。また、発光素子６６を用いる場合であっても、当該発光素子６６にトランジスタを直列に接続した構成を適用してもよい。その場合は、必要なときに、発光素子６６に直列に接続するトランジスタをオン状態にする。またモニター回路６４として、発光素子６６を用いているが、本発明はこれに制約されず、公知の温度センサを用いてもよい。公知の温度センサを用いる場合は、画素領域４０と同じ基板上に設けてもよいし、ＩＣを用いて外付けにしてもよい。本発明の温度補償機能は、ユーザによる操作を必要としないため、エンドユーザに表示装置が渡った後も、継続して補正することができるため、製品として、長寿命化を図ることができる。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１２６】
本実施の形態の表示装置の動作について図２０、２７を参照して説明する。まず、ソースドライバの動作について説明する（図２０、２７（Ａ）参照）。パルス出力回路４４には、クロック信号（ＳＣＫ）、クロック反転信号（ＳＣＫＢ）及びスタートパルス（ＳＳＰ）が入力され、これらの信号のタイミングに従って、第１のラッチ４７にサンプリングパルスを出力する。データが入力される第１のラッチ４７は、サンプリングパルスが入力されるタイミングに従って、１列目から最終列目までビデオ信号を保持する。第２のラッチ４８は、ラッチパルスが入力されると、第１のラッチ４７に保持されていたビデオ信号を、一斉に第２のラッチ４８に転送する。
【０１２７】
ここで、選択信号線５２から伝達されるＷＥ信号がＬレベルのときを期間Ｔ１とし、ＷＥ信号がＨレベルのときを期間Ｔ２として、各期間における選択回路４６の動作について説明する。期間Ｔ１、Ｔ２は水平走査期間の半分の期間に相当し、期間Ｔ１を第１のサブゲート選択期間、期間Ｔ２を第２のサブゲート選択期間ともよぶ。
【０１２８】
期間Ｔ１（第１のサブゲート選択期間）において、選択信号線５２から伝達されるＷＥ信号はＬレベルであり、ＴＦＴ４９はオン状態、アナログスイッチ５０は非導通状態となる。そうすると、複数の信号線Ｓ１〜Ｓｎは、各列に配置されたＴＦＴ４９を介して、電源５３と電気的に接続する。つまり、複数の信号線Ｓ１〜Ｓｎは、電源５３と同電位になる。
このとき、画素１０が含むＴＦＴ１１はオン状態であり、当該ＴＦＴ１１を介して、電源５３の電位がＴＦＴ１２のゲート電極に伝達される。そうすると、ＴＦＴ１２はオフ状態となり、発光素子１３が含む２つの電極は同電位となる。つまり、発光素子１３が含む両電極間には電流が流れず非発光となる。このように、ビデオ線に入力されるビデオ信号の状態に関係なく、電源５３の電位がＴＦＴ１２のゲート電極に伝達されて、当該ＴＦＴ１１がオフ状態になり、発光素子１３が含む２つの電極の電位が同電位になる動作を消去動作とよぶ。
【０１２９】
期間Ｔ２（第２のサブゲート選択期間）において、選択信号線５２から伝達されるＷＥ信号はＨレベルであり、ＴＦＴ４９はオフ状態、アナログスイッチ５０は導通状態となる。そうすると、第２のラッチ４８に保持されたビデオ信号は、１行分が同時に複数の信号線Ｓ１〜Ｓｎに伝達される。このとき、画素１０が含むＴＦＴ１１はオン状態であり、当該ＴＦＴ１１を介して、ビデオ信号がＴＦＴ１２のゲート電極に伝達される。そうすると、入力されたビデオ信号に従って、ＴＦＴ１２はオン状態又はオフ状態となり、発光素子１３が含む２つの電極は、互いに異なる電位又は同電位となる。より詳しくは、ＴＦＴ１２がオン状態になると、発光素子１３が含む２つの電極は互いに異なる電位となり、発光素子１３に電流が流れる。つまり、発光素子１３は発光する。なお発光素子１３に流れる電流は、ＴＦＴ１２のソースドレイン間に流れる電流と同じである。一方、ＴＦＴ１２がオフ状態になると、発光素子１３が含む２つの電極は同電位となり、発光素子１３に電流は流れない。つまり、発光素子１３は非発光となる。このように、ビデオ信号に従って、ＴＦＴ１２がオン状態又はオフ状態になり、発光素子１３が含む２つの電極の電位が互いに異なる電位又は同電位となる動作を書き込み動作とよぶ。
【０１３０】
次に、第１のゲートドライバ４１、第２のゲートドライバ４２の動作について説明する。パルス出力回路５４には、Ｇ１ＣＫ、Ｇ１ＣＫＢ、Ｇ１ＳＰが入力され、これらの信号のタイミングに従って、選択回路５５に順次パルスを出力する。パルス出力回路５６には、Ｇ２ＣＫ、Ｇ２ＣＫＢ、Ｇ２ＳＰが入力され、これらの信号のタイミングに従って、選択回路５７に順次パルスを出力する。図２７（Ｂ）には、ｉ行目、ｊ行目、ｋ行目、ｐ行目（ｉ、ｊ、ｋ、ｐは自然数、１≦ｉ、ｊ、ｋ、ｐ≦ｎ）の各列の選択回路５５、５７に供給されるパルスの電位を示す。
【０１３１】
ここで、ソースドライバ４３の動作の説明と同様に、選択信号線５２から伝達されるＷＥ信号がＬレベルのときを期間Ｔ１とし、ＷＥ信号がＨレベルのときを期間Ｔ２として、各期間における第１のゲートドライバ４１が含む選択回路５５と、第２のゲートドライバ４２が含む選択回路５７の動作について説明する。なお、図２７（Ｂ）のタイミングチャートでは、第１のゲートドライバ４１から信号が伝達されたゲート線Ｇｙ（ｙは自然数、１≦ｙ≦ｎ）の電位をＧｙ４１と表記し、第２のゲートドライバ４２から信号が伝達されたゲート線の電位をＧｙ４２と表記する。そして、言うまでもなく、Ｇｙ４１とＧｙ４２は、同じ配線を示す。
【０１３２】
期間Ｔ１（第１のサブゲート選択期間）において、選択信号線５２から伝達されるＷＥ信号はＬレベルである。そうすると、第１のゲートドライバ４１が含む選択回路５５には、ＬレベルのＷＥ信号が入力され、選択回路５５は不定状態となる。一方、第２のゲートドライバ４２が含む選択回路５７には、ＷＥ信号が反転したＨレベルの信号が入力され、選択回路５７は動作状態となる。つまり、選択回路５７はＨレベルの信号（行選択信号）をｉ行目のゲート線Ｇｉに伝達し、ゲート線ＧｉはＨレベルの信号と同電位となる。つまり、第２のゲートドライバ４２によりｉ行目のゲート線Ｇｉが選択される。その結果、画素１０が含むＴＦＴ１１はオン状態となる。そして、ソースドライバ４３が含む電源５３の電位がＴＦＴ１２のゲート電極に伝達され、ＴＦＴ１２はオフ状態となり、発光素子１３の両電極の電位は同電位となる。つまり、この期間では、発光素子１３が非発光となる消去動作が行われる。
【０１３３】
期間Ｔ２（第２のサブゲート選択期間）において、選択信号線５２から伝達されるＷＥ信号はＨレベルである。そうすると、第１のゲートドライバ４１が含む選択回路５５には、ＨレベルのＷＥ信号が入力され、選択回路５５は動作状態となる。つまり、選択回路５５はＨレベルの信号をｉ行目のゲート線Ｇｉに伝達し、ゲート線ＧｉはＨレベルの信号と同電位となる。つまり、第１のゲートドライバ４１により、ｉ行目のゲート線Ｇｉが選択される。その結果、画素１０が含むＴＦＴ１１はオン状態となる。そして、ソースドライバ４３が含む第２のラッチ４８からビデオ信号がＴＦＴ１２のゲート電極に伝達され、ＴＦＴ１２はオン状態又はオフ状態となり、発光素子１３が含む２つの電極の電位は、互いに異なる電位又は同電位となる。つまり、この期間では、発光素子１３は発光又は非発光となる書き込み動作が行われる。一方、第２のゲートドライバ４２が含む選択回路５７には、Ｌレベルの信号が入力され、不定状態となる。
【０１３４】
このように、ゲート線Ｇｙは、期間Ｔ１（第１のサブゲート選択期間）において第２のゲートドライバ４２により選択され、期間Ｔ２（第２のサブゲート選択期間）において第１のゲートドライバ４１により選択される。つまり、ゲート線は、第１のゲートドライバ４１と第２のゲートドライバ４２により、相補的に制御される。そして、第１及び第２のサブゲート選択期間において、一方で消去動作を行って、他方で書き込み動作を行う。
【０１３５】
なお第１のゲートドライバ４１がｉ行目のゲート線Ｇｉを選択する期間では、第２のゲートドライバ４２は動作していない状態（選択回路５７が不定状態）、又はｉ行目を除く他の行のゲート線に行選択信号を伝達する。同様に、第２のゲートドライバ４２がｉ行目のゲート線Ｇｉに行選択信号を伝達する期間は、第１のゲートドライバ４１は不定状態、又はｉ行目を除く他の行のゲート線に行選択信号を伝達する。
【０１３６】
また上記のような動作を行う本発明は、発光素子１３を強制的にオフにすることができるために、階調数が多くなった場合にも、デューティー比の向上を実現する。さらに、発光素子１３を強制的にオフにすることができるにも関わらず、容量素子１６の電荷を放電するＴＦＴを設ける必要がないために、高開口率を実現する。高開口率を実現すると、光を発する面積の増加に伴って、発光素子の輝度を下げることができる。つまり、駆動電圧を下げることができるため、消費電力を削減することができる。
【０１３７】
なお、本発明は、ゲート選択期間を２分割する上記の形態に制約されない。ゲート選択期間を３つ以上に分割してもよい。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１３８】
なお、ゲート選択期間の前半（第１のサブゲート選択期間）には、画素に消去信号が入力され、ゲート選択期間の後半（第２サブゲート選択期間）には、画素に画像（ビデオ）信号が入力されているが、これに限定されない。ゲート選択期間の前半（第１のサブゲート選択期間）には、画素に画像（ビデオ）信号が入力され、ゲート選択期間の後半（第２サブゲート選択期間）には、画素に消去信号が入力されてもよい。
【０１３９】
またあるいは、ゲート選択期間の前半（第１のサブゲート選択期間）にも、画素に画像（ビデオ）信号が入力され、ゲート選択期間の後半（第２サブゲート選択期間）にも、画素に画像（ビデオ）信号が入力されてもよい。各々には、異なるサブフレームに相当する信号を入力すればよい。その結果、消去期間を設けずに、点灯期間が連続的に配置されるようにして、サブフレーム期間を設けることが出来る。この場合は、消去期間を設ける必要が無いため、デューティー比を高くすることが出来る。
【０１４０】
本実施の形態の表示装置の動作について、縦軸が走査線、横軸が時間のタイミングチャート（図２８（Ａ）（Ｃ））と、ｉ行目のゲート線Ｇｉ（１≦ｉ≦ｍ）のタイミングチャート（図２８（Ｂ）（Ｄ））を用いて説明する。時間階調方式は、１フレーム期間は複数のサブフレーム期間ＳＦ１、ＳＦ２、・・・、ＳＦｎ（ｎは自然数）を有する。
【０１４１】
複数のサブフレーム期間の各々は、書き込み動作又は消去動作を行う複数の書き込み期間Ｔａ１、Ｔａ２、・・・、Ｔａｎから選択された一つと、複数の点灯期間Ｔｓ１、Ｔｓ２、・・・、Ｔｓｎから選択された一つとを有する。複数の書き込み期間の各々は、複数のゲート選択期間を有する。複数のゲート選択期間の各々は、複数のサブゲート選択期間を有する。ゲート選択期間の各々の分割数は特に制約されないが、好ましくは２つ〜８つに分割し、さらに好ましくは２つ〜４つに分割するとよい。また点灯期間Ｔｓ１：Ｔｓ２：・・・：Ｔｓｎは、その長さの比を、例えば２(n-1)：２(n-2)：・・・：２1：２0とする。つまり、点灯期間Ｔｓ１、Ｔｓ２、・・・、Ｔｓｎは、各ビットで長さが異なるように設定する。
【０１４２】
以下には、まず、交流駆動期間ＦＲＢを含まない場合であって、３ビット階調（８階調）を表現する場合のタイミングチャートについて説明する（図２８（Ａ）（Ｂ）参照）。この場合、１フレーム期間を３つのサブフレーム期間ＳＦ１〜ＳＦ３に分割する。サブフレーム期間ＳＦ１〜ＳＦ３は、書き込み期間Ｔａ１〜Ｔａ３から選択された１つと、点灯期間Ｔｓ１〜Ｔｓ３から選択された１つとを有する。書き込み期間は、複数のゲート選択期間を有する。複数のゲート選択期間の各々は、複数のサブゲート選択期間を有するが、ここでは、複数のゲート選択期間の各々は、２つのサブゲート選択期間を有し、第１のサブゲート選択期間において消去動作を行い、第２のサブゲート選択期間において書き込み動作を行う場合について示す。
【０１４３】
なお、消去動作は、発光素子を非発光にするために行う動作であり、必要なサブフレーム期間においてのみに行う動作である。
【０１４４】
次に、交流駆動期間ＦＲＢを含む場合のタイミングチャートについて説明する（図２８（Ｃ）（Ｄ）参照）。交流駆動期間ＦＲＢは消去動作のみを行う書き込み期間ＴａＲＢと、発光素子の両電極間に印加する電位の上下関係（高低差）を逆にして、全ての発光素子に同時に逆方向バイアスを印加する逆バイアス印加期間ＲＢを有する。
【０１４５】
なお、交流駆動期間ＦＲＢは、各フレーム期間に設ける必要はなく、複数のフレーム期間毎に設けてもよい。また、サブフレーム期間ＳＦ１〜ＳＦ３と交流駆動期間ＦＲＢを別に設ける必要はなく、あるサブフレーム期間の点灯期間Ｔｓ１〜Ｔｓ３中に設けてもよい。
【０１４６】
また、サブフレーム期間の順序は、上位ビットから下位ビットの順序に出現する上記記載に制約されず、出現する順序はランダムでもよい。さらに、フレーム期間毎に、サブフレーム期間が出現する順序をランダムにしてもよい。
【０１４７】
また、複数のサブフレーム期間から選択された１つ又は複数の期間を複数に分割してもよい。その場合、分割された１つ又は複数のサブフレーム期間の各々と、分割されていない１つ又は複数のサブフレーム期間の各々は、複数の書き込み期間Ｔａ１、Ｔａ２、・・・、Ｔａｍ（ｍは自然数）から選択された１つと、複数の点灯期間Ｔｓ１、Ｔｓ２、・・・、Ｔｓｍから選択された１つとを有する。
【実施例２】
【０１４８】
本発明は、定電流駆動を行う表示装置にも適用することができる。本実施例では、複数のモニター素子を用いて経時変化の度合いを検出する場合であって、この検出結果を基に、ビデオ信号又は電源電位を補正することで、発光素子の経時変化を補償する場合について、図３４を参照して説明する。
【０１４９】
本実施例は、複数の（少なくとも２つの）モニター素子を用いて行うものであり、ここでは２つのモニター素子３４０１、３４０２を設ける。１つのモニター素子３４０１には定電流源３４０３から一定の電流が供給され、もう１つのモニター素子３４０２には定電流源３４０４から一定の電流が供給される。
定電流源３４０３から供給される電流値と、定電流源３４０４から供給される電流値を変えることで、モニター素子３４０１、３４０２に流れる総電流量は異なるものとなる。そうすると、モニター素子３４０１、３４０２の間には経時変化 の違いが生じる。
【０１５０】
モニター素子３４０１、３４０２は演算回路３４０５に接続しており、当該演算回路３４０５では、モニター素子３４０１の出力と、モニター素子３４０２の出力の差（電圧値）を算出する。
【０１５１】
演算回路３４０５で算出された電圧値は、ビデオ信号発生回路３４０６に供給される。ビデオ信号発生回路３４０６では、演算回路３４０５から供給される電圧値を基に、各画素に供給するビデオ信号を補正する。上記構成により、発光素子の経時変化を補償することができる。
【０１５２】
また、トランジスタのゲート電極を、電位が固定の電源線Ｖａｘに接続させることで、トランジスタを飽和領域で動作させて、 発光素子の点灯と非点灯をビデオ信号で行うような場合は、ビデオ信号の補正は行わず、演算回路３４０５から供給される電圧値を基に、電源線Ｖａｘの電位を変えればよい。なお、電源線Ｖａｘは、電源回路３４０７に接続されている。よって、電源回路３４０７は、演算回路３４０５から供給される電圧値に基づき、電源線Ｖａｘの電位を補正する。
【０１５３】
上記構成を有する本実施例の表示装置は、発光素子の経時劣化に即した補償を行うことができる。
【０１５４】
なお、モニター素子３４０１と演算回路３４０５の間と、モニター素子３４０２と演算回路３４０５の間には、バッファアンプなどの電位の変動を防止する回路を設けるとよい。
なお、定電流駆動を行う構成を有する画素としては、例えば、カレントミラー回路を用いた図３５（Ａ）に示す画素や、別の方式を用いた図３５（Ｂ）に示す画素などがある。
【実施例３】
【０１５５】
本発明が適用されるパッシブマトリクス型の表示装置について図３６を参照して説明する。パッシブマトリクス型の表示装置は、基板上に形成された画素部、該画素部の周辺に配置されたカラム信号線駆動回路３６０２（電流源３６０４、３６０５、３６０６、３６０７及びスイッチ３６０８、３６０９、３６１０、３６１１を含む）、ロウ信号線駆動回路３６０３（スイッチ３６１２、３６１３、３６１４、３６１５を含む）、駆動回路３６０２、３６０３を制御するコントローラ３６３０を有する。画素部は、列方向に配置 されたｘ本のカラム信号線Ｃ１〜Ｃｘ、及び行方向に配置されたｙ本のロウ信号線Ｌ１〜Ｌ ｙ、並びにマトリクス状に配置された複数の発光素子を有する（ｘ、ｙは自然数）。 カラム信号線駆動回路３６０２及びロウ信号線駆動回路３６０３は、ＬＳＩチップにより 構成され、ＦＰＣによって基板上に形成された画素部と接続される。また、画素部が形成された基板上には、モニター用回路３６４０が設けられる。
【０１５６】
図３７にはカラム信号線駆動回路３６０２の構成例を示す。定電圧源３７０１は一定の電圧を発生させる機能を有し、公知のバンドギャップレギュレータ等の温度係数の小さな定電圧源が用いられる。定電圧源３７０１から発生した電圧は、オペアンプ３７０２、 トランジスタ３７０３及び抵抗３７０４により、温度係数が小さな定電流に変換される。 そして変換された電流は、トランジスタ３７０５〜３７０９及び抵抗３７１４〜３７１８により構成されるカレントミラー回路で反転且つ複数に複写され、スイッチ３７１０〜３７１３を介してカラム信号線に供給される。
【０１５７】
本実施例の表示装置では、モニター用回路３６４０を用いて、カラム信号線駆動回路３６０２に入力される画像データ、又は定電圧源３７０１から発生される電圧を、温度変化及び経時変化に応じて補正することで、温度変化及び経時変化の両者に起因する影響を防止する。
【実施例４】
【０１５８】
発光素子を含む画素領域を備えた表示装置を用いた電子機器として、テレビジョン装置（テレビ、テレビジョン受信機）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話装置（携帯電話機）、ＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、モニター、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。これらの電子機器の表示部に本発明の表示装置を適用することができる。その電子機器の具体例について、図３１を参照して説明する。
【０１５９】
図３１（Ａ）に示す本発明の表示装置を用いた携帯情報端末は、本体９２０１、表示部９２０２等を含み、本発明により消費電力を削減することができる。図３１（Ｂ）に示す本発明の表示装置を用いたデジタルビデオカメラは、表示部９７０１、９７０２等を含み、本発明により消費電力を削減することができる。図３１（Ｃ）に示す本発明の表示装置を用いた携帯端末は、本体９１０１、表示部９１０２等を含み、本発明により消費電力を削減することができる。図３１（Ｄ）に示す本発明の表示装置を用いた携帯型のテレビジョン装置は、本体９３０１、表示部９３０２等を含み、本発明により消費電力を削減することができる。図３１（Ｅ）に示す本発明の表示装置を用いた携帯型のコンピュータは、本体９４０１、表示部９４０２等を含み、本発明により消費電力を削減することができる。図３１（Ｆ）に示す本発明の表示装置を用いたテレビジョン装置は、本体９５０１、表示部９５０２等を含み、本発明により消費電力を削減することができる。上記に挙げた電子機器において、バッテリーを用いているものは、消費電力を削減した分、電子機器の使用時間を長持ちさせることができ、バッテリーを充電する手間を省くことができる。
【実施例５】
【０１６０】
本実施例では、本発明の表示装置を室温で動作させたときの試験結果について図３２（Ａ）及び図３２（Ｂ）を参照して説明する。図３２（Ａ）は発光素子の電流値の時間変動特性（２６０時間）を示し、図３２（Ｂ）は発光素子の輝度の時間変動特性（２６０時間）を示す。 図３２（Ａ）、（Ｂ）の両グラフにおいて、サンプルＡは本発明の補償機能を含むパネル、サンプルＢとサンプルＣは補償機能を含まないパネルである。サンプルＡ、Ｂは 定電圧駆動、サンプルＣは定電流駆動を行うパネルである。
【０１６１】
図３２（Ａ）、（Ｂ）の両グラフにおいて、横軸は時間（ｈｏｕｒ）であり、図３２（Ａ）の縦軸は実際の電流値を規格化した値（％）であり、図３２（Ｂ）の縦軸は実際の輝度を規格化した値（％）である。
【０１６２】
なお、全てのサンプルにおいて、モニター素子のＤｕｔｙ比は１００％であり、発光素子のＤｕｔｙ比は約６４％であった。また、モニター素子と発光素子の総電流量は同じであるが、モニター素子の瞬間的な電流値と、発光素子の 瞬間的な電流値とは異なるものであった。
【０１６３】
図３２（Ａ）から、サンプルＡは時間の経過に伴い電流値が増加傾向であることが分かる。サンプルＢは電流値の変動が激しく、時間の経過に伴い電流値が減少傾向であることが分かる。サンプルＣは電流値の変動が少なく、時間が経過しても、電流値の値はほぼ一定であることが分かる。サンプルＡにおいて、時間の経過に伴い電流値が増加傾向にあるのは、モニター素子のＤｕｔｙ比が１００％である一方、発光素子のＤｕｔｙ比が６４％であるためであり、発光素子よりもモニター素子の方が経時変化の進行具合が早いことによる。
【０１６４】
また、図３２（Ｂ）から、サンプルＡは時間が経過しても、輝度の変化が小さく、ほぼ一定の輝度を保っていることが分かる。サンプルＢは輝度の変動が激しく、時間の経過に伴い輝度は減少傾向であることが分かる。サンプルＣは輝度の変動が少ないものの、サンプルＢと同様に、時間の経過に伴い輝度は減少傾向であることが分かる。
【０１６５】
図３２（Ａ）、（Ｂ）の結果をふまえると、本発明を適用したサンプルＡは、その電流値が増加傾向にあるものの、その輝度は一定であることが分かる。これは、電流値が増加傾向にあるものの、電流値の＋Δの増加分だけ、経時変化が早く進むことに起因する。つまり、補償機能による電流値の＋Δの増加分と、経時変化の進行による電流値の減少分とが丁度キャンセルされることにより、本発明を適用したサンプルＡはほぼ一定の輝度を保つことができる。
【０１６６】
上記の動作をふまえると、本発明の補償機能を有する表示装置は、一定の輝度を保つことができるため、定輝度表示装置と呼ぶことができる。
【０１６７】
また、本発明のような補償機能を有する表示装置の駆動方法は、定輝度駆動方法（コンスタントブライトネス法、コンスタントルミネッセンス法、ブライトネスコントロール法、コントロールブライトネス法、ブライトコントロール法）と呼ぶことができる。この駆動方法は、上述の通り、補償機能による電流値の増加分と、経時変化に よる電流値の減少分とを予め求めておき、それらが丁度キャンセルされるような電圧 条件で発光素子を駆動する駆動方法である。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】本発明の表示装置を説明する図。
【図２】モニター素子の電圧電流特性の温度依存性を説明する図
【図３】モニター素子の電圧電流特性の経時劣化を説明する図
【図４】モニター素子と発光素子の劣化を説明する図。
【図５】本発明の温度補償機能を説明する図。
【図６】本発明の温度補償機能を説明する図。
【図７】本発明の温度補償機能を説明する図。
【図８】本発明に適用可能なスイッチの構成を説明する図。
【図９】本発明の温度補償機能を説明する図。
【図１０】本発明の温度補償機能を説明する図。
【図１１】本発明の表示装置を説明する図。
【図１２】本発明の表示装置を説明する図。
【図１３】本発明の表示装置を説明する図。
【図１４】本発明の表示装置を説明する図。
【図１５】本発明の表示装置を説明する図。
【図１６】本発明の表示装置を説明する図。
【図１７】本発明の表示装置が含む画素とその断面構造を説明する図。
【図１８】本発明の表示装置が含む画素のマスクレイアウトを説明する図。
【図１９】本発明の表示装置が含む画素のマスクレイアウトを説明する図。
【図２０】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図２１】本発明の表示装置が含むソースドライバの構成を説明する図。
【図２２】本発明の表示装置が含むソースドライバの構成を説明する図。
【図２３】本発明の表示装置が含むソースドライバの構成を説明する図。
【図２４】本発明の表示装置が含むゲートドライバの構成を説明する図。
【図２５】本発明の表示装置が含むゲートドライバの構成を説明する図。
【図２６】本発明の温度補償機能を説明する図。
【図２７】本発明の表示装置の動作を説明する図。
【図２８】時間階調方式を説明する図。
【図２９】本発明の適用することができる画素構成を示す図。
【図３０】本発明の適用することができる画素構成を示す図。
【図３１】本発明の表示装置を具備する電子機器を示す図。
【図３２】（Ａ）発光素子の電流値の時間変動特性を示す図。（Ｂ）発光素子の輝度の時間変動特性示す図。
【図３３】（Ａ）発光素子のＶＩ特性と温度の関係を示す図、（Ｂ）発光素子のＶＩ特性と時間の関係を示す図。
【図３４】本発明の表示装置を説明する図。
【図３５】本発明の表示装置を説明する図。
【図３６】本発明の表示装置を説明する図。
【図３７】本発明の表示装置を説明する図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極及び第２電極を備えるモニター素子と、前記モニター素子に電流を供給する電流源と、バッファアンプと、第１電極及び第２電極を備える発光素子と、前記発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
前記モニター素子の第１電極及び前記発光素子第１電極は定電位電源に接続され、
前記モニター素子の第２電極は、前記バッファアンプの入力端子と接続され、前記発光素子の第２電極は、前記駆動トランジスタを介して前記バッファアンプの出力端子と接続されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
第１電極及び第２電極を備えるモニター素子と、前記モニター素子に電流を供給する電流源と、前記モニター素子の第２電極の電位を保持する容量素子と、前記容量素子と前記電流源とを導通又は非導通にする第１のスイッチと、前記電流源と前記モニター素子とを導通又は非導通にする第２のスイッチと、バッファアンプと、第１電極及び第２電極を備える発光素子と、前記発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
前記モニター素子の第１電極及び前記発光素子の第１電極は定電位電源に接続され、
前記モニター素子の第２電極は、前記バッファアンプの入力端子と、前記発光素子の第２電極は、前記駆動トランジスタを介して前記バッファアンプの出力端子と接続されていることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
第１電極及び第２電極を備える第１のモニター素子と、第１電極及び第２電極を備える第２のモニター素子と、前記第１のモニター素子及び第２のモニター素子に電流を供給する電流源と、前記電流源と前記第１のモニター素子とを導通又は非導通にする第１のスイッチと、前記電流源と前記第２のモニター素子とを導通又は非導通にする第２のスイッチと、バッファアンプと、第１電極及び第２電極を備える発光素子と、前記発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
前記モニター素子の第１電極及び前記発光素子の第１電極は定電位電源に接続され、
前記第１のモニター素子の第２電極は、前記第１のスイッチを介して前記バッファアンプの入力端子と、前記第２のモニター素子の第２電極は、前記第２のスイッチを介して前記バッファアンプの入力端子と接続され、
前記発光素子の第２電極は、前記駆動トランジスタを介して前記バッファアンプの出力端子と接続されていることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
第１電極と第２電極を備えた複数のモニター素子と、前記複数のモニター素子に電流を供給する電流源と、前記電流源と前記第複数のモニター素子のそれぞれの第２電極との間に設けられた複数のスイッチと、バッファアンプと、第１電極及び第２電極を備える発光素子と、前記発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
前記複数のモニター素子のそれぞれの第１電極及び前記発光素子の第１電極は定電位電源に接続され、
前記複数のモニター素子のそれぞれの第２電極は、前記複数のスイッチのいずれか一を介して前記バッファアンプの入力端子と接続され、
前記発光素子の第２電極は、前記駆動トランジスタを介して前記バッファアンプの出力端子と接続されていることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の表示装置を表示部に有することを特徴とする電子機器。
【請求項６】
第１電極と第２電極を備えたモニター素子と、前記モニター素子に電流を供給する電流源と、バッファアンプと、第１電極と第２電極を備えた発光素子と、前記発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
前記モニター素子の第１電極及び前記発光素子の第１電極は定電位電源に接続されており、前記モニター素子の第２電極の電位をバッファアンプを介して前記駆動トランジスタのソース端子に設定することを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項７】
第１電極と第２電極を備えたモニター素子と、前記モニター素子に電流を供給する電流源と、前記モニター素子の第１電極の電位を保持する容量素子と、前記容量素子と前記電流源とを導通又は非導通にする第１のスイッチと、前記電流源と前記モニター素子とを導通又は非導通にする第２のスイッチと、バッファアンプと、第１電極と第２電極を備えた発光素子と、前記発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
前記モニター素子及び前記発光素子の第１電極は定電位電源に接続されており、前記第１のスイッチ及び第２のスイッチがオンしているときに、前記モニター素子の第２電極の電位をバッファアンプにより検出し、前記検出した電位を前記発光素子の第２電極に設定し、前記第１のスイッチ及び第２のスイッチがオフすると、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオフにしたときの前記モニター素子の第２電極の電位を前記容量素子が保持し、前記容量素子が保持した前記モニター素子の第２電極の電位を前記バッファアンプが検出し、前記発光素子の第２電極に設定することを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項８】
請求項７において、前記モニター素子に電流を流す期間は、１フレーム期間の３０％の期間であることを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項１】
第１電極及び第２電極を備えるモニター素子と、前記モニター素子に電流を供給する電流源と、バッファアンプと、第１電極及び第２電極を備える発光素子と、前記発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
前記モニター素子の第１電極及び前記発光素子第１電極は定電位電源に接続され、
前記モニター素子の第２電極は、前記バッファアンプの入力端子と接続され、前記発光素子の第２電極は、前記駆動トランジスタを介して前記バッファアンプの出力端子と接続されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
第１電極及び第２電極を備えるモニター素子と、前記モニター素子に電流を供給する電流源と、前記モニター素子の第２電極の電位を保持する容量素子と、前記容量素子と前記電流源とを導通又は非導通にする第１のスイッチと、前記電流源と前記モニター素子とを導通又は非導通にする第２のスイッチと、バッファアンプと、第１電極及び第２電極を備える発光素子と、前記発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
前記モニター素子の第１電極及び前記発光素子の第１電極は定電位電源に接続され、
前記モニター素子の第２電極は、前記バッファアンプの入力端子と、前記発光素子の第２電極は、前記駆動トランジスタを介して前記バッファアンプの出力端子と接続されていることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
第１電極及び第２電極を備える第１のモニター素子と、第１電極及び第２電極を備える第２のモニター素子と、前記第１のモニター素子及び第２のモニター素子に電流を供給する電流源と、前記電流源と前記第１のモニター素子とを導通又は非導通にする第１のスイッチと、前記電流源と前記第２のモニター素子とを導通又は非導通にする第２のスイッチと、バッファアンプと、第１電極及び第２電極を備える発光素子と、前記発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
前記モニター素子の第１電極及び前記発光素子の第１電極は定電位電源に接続され、
前記第１のモニター素子の第２電極は、前記第１のスイッチを介して前記バッファアンプの入力端子と、前記第２のモニター素子の第２電極は、前記第２のスイッチを介して前記バッファアンプの入力端子と接続され、
前記発光素子の第２電極は、前記駆動トランジスタを介して前記バッファアンプの出力端子と接続されていることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
第１電極と第２電極を備えた複数のモニター素子と、前記複数のモニター素子に電流を供給する電流源と、前記電流源と前記第複数のモニター素子のそれぞれの第２電極との間に設けられた複数のスイッチと、バッファアンプと、第１電極及び第２電極を備える発光素子と、前記発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
前記複数のモニター素子のそれぞれの第１電極及び前記発光素子の第１電極は定電位電源に接続され、
前記複数のモニター素子のそれぞれの第２電極は、前記複数のスイッチのいずれか一を介して前記バッファアンプの入力端子と接続され、
前記発光素子の第２電極は、前記駆動トランジスタを介して前記バッファアンプの出力端子と接続されていることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の表示装置を表示部に有することを特徴とする電子機器。
【請求項６】
第１電極と第２電極を備えたモニター素子と、前記モニター素子に電流を供給する電流源と、バッファアンプと、第１電極と第２電極を備えた発光素子と、前記発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
前記モニター素子の第１電極及び前記発光素子の第１電極は定電位電源に接続されており、前記モニター素子の第２電極の電位をバッファアンプを介して前記駆動トランジスタのソース端子に設定することを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項７】
第１電極と第２電極を備えたモニター素子と、前記モニター素子に電流を供給する電流源と、前記モニター素子の第１電極の電位を保持する容量素子と、前記容量素子と前記電流源とを導通又は非導通にする第１のスイッチと、前記電流源と前記モニター素子とを導通又は非導通にする第２のスイッチと、バッファアンプと、第１電極と第２電極を備えた発光素子と、前記発光素子を駆動する駆動トランジスタとを有し、
前記モニター素子及び前記発光素子の第１電極は定電位電源に接続されており、前記第１のスイッチ及び第２のスイッチがオンしているときに、前記モニター素子の第２電極の電位をバッファアンプにより検出し、前記検出した電位を前記発光素子の第２電極に設定し、前記第１のスイッチ及び第２のスイッチがオフすると、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオフにしたときの前記モニター素子の第２電極の電位を前記容量素子が保持し、前記容量素子が保持した前記モニター素子の第２電極の電位を前記バッファアンプが検出し、前記発光素子の第２電極に設定することを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項８】
請求項７において、前記モニター素子に電流を流す期間は、１フレーム期間の３０％の期間であることを特徴とする表示装置の駆動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【公開番号】特開２００６−１１３８８（Ｐ２００６−１１３８８Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４１２１９（Ｐ２００５−１４１２１９）
【出願日】平成１７年５月１３日（２００５．５．１３）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１３日（２００５．５．１３）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]