发光元件显示装置及其驱动方法

专利名称：发光元件显示装置及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及显示装置以及该装置的驱动方法，该显示装置包括根据电流值进行光学操作的光学元件，特别是根据各像素的电流值发出具有一定亮度光的发光元件。
背景技术：
通常，显示装置包括无源驱动系统的装置如简单矩阵和其中为各像素设置了开关晶体管的有源矩阵驱动系统的装置。如图16所示，在有源矩阵驱动系统的液晶显示器中，为各像素设置了液晶元件501和晶体管502，液晶元件501还用作电容器并包括液晶，晶体管502用作开关元件。在有源矩阵驱动系统中，当在选择周期内由扫描驱动器将脉冲信号输入到扫描线503以选择扫描线503时，以及当将用于控制液晶透射率的电压由数据驱动器施加给信号线504时，电压经过晶体管502施加给液晶元件501。在液晶元件中，液晶分子在根据所施加电压的方向上取向，以适当地置换经由液晶元件传输的光的透射率。即使当晶体管502在选择周期后的非选择周期内处于截止状态时，液晶元件510用作电容器。这样，就根据电压值将电荷保持在可容许的范围内直至下一个选择周期，并由此在此周期保持了这些液晶分子的这一取向。如上所述，液晶显示器是电压控制系统类型的显示装置，其中，电压被重新写入以便在选择周期期间获得液晶元件501的光透射率，根据电压值进行任意灰度级表示。
另一方面，其中有机EL元件用作自发光元件的显示装置与液晶显示器的不同是不需要背景光源，这最适于小型化。此外，与液晶显示器不同，这里没有视场角的任何限制，因此，用于下一代显示装置的实际应用具有更广泛的前景。与液晶元件不同，有机EL元件通过在内部流动的电流发光。因此，发光亮度不直接取决于电压，还取决于电流密度。
从高亮度、对比度和精细度的观点出发，与液晶显示器中的方式相同，在有机EL显示器中也具有尤其是对有源矩阵驱动系统的需要。对于有机EL显示器，在无源驱动系统中，在选择周期中流动的电流必须增加。另一方面，在有源矩阵驱动系统中，为各像素设置用于保持施加于有机EL元件的相对端的电压的元件，以便使各有机EL元件以预定亮度保持连续发光，因此即使在非选择周期内也发光。这样，每单位时间流动电流的电流值可以变小。然而，有机EL元件作为电容器仅具有相当小的容量。因此，当将有机EL元件取代液晶元件501简单设置在如图16中所示的像素电路中时，难以使有机EL元件在非选择周期保持发光。
为了解决此问题，例如，如图17所示，在有源矩阵驱动系统的有机EL显示器中，为各像素设置以正比于在内部流动的电流值的亮度发光的有机EL元件601、用作开关元件的晶体管602、和用于根据由晶体管602施加的栅电压使驱动电流经过有机EL元件601的晶体管605。在此显示器中，当在选择周期中由扫描驱动器将脉冲信号输入到扫描线603以选择连接到扫描线603的晶体管605时，由数据驱动器将用于使具有预定电流值的驱动电流经过晶体管605的信号电压施加给信号线604。然后，此电压施加给晶体管605的栅极，在晶体管605的栅极中写入亮度数据。据此，使晶体管605处于导通状态，具有根据施加给栅极的电压值的灰度级(gradation)的驱动电流从电源经过晶体管605流过有机EL元件601，有机EL元件601以根据驱动电流的电流值的亮度发光。在选择周期后的非选择周期中，即使当晶体管602处于截止状态时，也能通过在晶体管605的栅极和源极之间的寄生电容、根据在晶体管605的栅极和源极之间的电压持续保持电荷，因而驱动电流连续流过有机EL元件601。如上所述，通过在选择周期中输出的晶体管605的栅极电压的电压值来主要控制驱动电流以从有机EL元件601以预定的灰度级亮度发光。
一般对于晶体管而言，沟道电阻取决于环境温度，长时间使用改变了沟道电阻。因此，随着时间的推移栅极阈值电压改变，在同一显示区域中各晶体管的栅极阈值电压变化。因此，当施加于晶体管605栅极的电压的电压值受到控制时，流过有机EL元件601的电流值也受到控制。换句话说，当施加于晶体管605栅极的电压电平受到控制时，难以精确地控制有机EL元件601的亮度。
为了解决此问题，已经开始研究通过施加于晶体管的电流的电流值而不是电压电平来控制亮度的技术。也就是说，代替其中在信号线中指定栅极电压电平的电压指定系统，将其中为信号线直接指定流过有机EL元件的电流的电流值的电流指定系统提供给有机EL显示器的有源矩阵驱动系统。
然而，在电流指定系统的有机EL显示器中，当指定电流经过时，在选择周期中指定电流的电流值是恒定的。然而，当指定电流的电流值小时，由该指定电流使电压进入稳定状态需要大量的时间。因此，有机EL元件没有以所需要的亮度发光，这造成了有机EL显示器的显示质量的下降。
另一方面，当选择周期加长时，选择时间变得长于用于使电压进入稳定状态的时间。然而，当选择时间加长时，显示屏闪烁。以此方式，导致了有机EL显示器的显示质量下降。
因此，本发明的优点在于进行高质量显示。

发明内容
为了获得上述优点，根据本发明的一个方案，例如，如图1、10、12、13、15所示，提供一种显示装置，包括多个像素(例如，像素Pi，j)，这些像素设置在沿多个行设置的多条扫描线(例如，选择扫描线X1至Xm、电源扫描线Z1至Zm)和沿多个列设置的多条信号线(例如，信号线Y1至Yn)的交叉部分，并且这些像素包括光学元件(例如，有机EL元件Ei，j)，所述光学元件通过根据来自信号线的灰度级电流而流动的驱动电流进行光学操作；和复位装置(例如，电流/电压开关部分7、107)，用于根据由灰度级电流在信号线中充入的电荷将信号线的电位设定为复位电压(例如，复位电压VR)。
在本发明中，当选择预定行的像素时，灰度级电流流过各信号线。然而，即使当在通过流过前一行像素的信号线的灰度级电流而设定为稳定的电位和通过流过下一行像素的信号线的灰度级电流而设定为稳定的信号线电位之间的差值大时，下一像素的灰度级电流的电流值也小，复位电压在下一行之前迅速施加给信号线。因此，可根据下一行的灰度级电流迅速地以电压将信号线设定成稳定的。
此外，根据本发明的另一方案，提供一种显示装置，包括信号线(例如，信号线Y1至Yn)，电流提供给该信号线以便获得任意电流值；光学元件(例如，有机EL元件Ei，j)，该光学元件根据流经信号线的电流的电流值进行光学操作；和稳定电压提供装置(例如，电流/电压开关部分7、107)，用于向信号线提供稳定的电压，该稳定电压将流过信号线的电流的电流值设定成稳定的。
在本发明中，当微电流以此微电流的电流值流过信号线时，在预定周期内不充分地移动在预先连接到信号线的电容中聚集的电荷，因此难以将微电流的电流值设定成稳定的。即使在此情况下，由于稳定电压提供装置向信号线提供稳定的电压，因此能够迫使连接到信号线的电容的电荷量改变，这样可以迅速地将流过信号线的微电流设定成稳定的。
根据本发明的再一方案，提供一种显示装置的驱动方法，该显示装置包括多个像素(例如，像素Pi，j)，这些像素设置在沿多个行设置的多条扫描线(例如，选择扫描线X1至Xm、电源扫描线Z1至Zm)和沿多个列设置的多条信号线(例如，信号线Y1至Yn)的交叉部分，并且这些像素包括光学元件(例如，有机EL元件Ei，j)，所述光学元件通过根据来自信号线的灰度级电流而流动的驱动电流进行光学操作，该方法包括使灰度级电流流过信号线的灰度级电流步骤；和将根据由灰度级电流设定的信号线中充入电荷的电位替换为复位电压的电压复位步骤。
在根据本发明的显示装置的驱动方法中，由于把根据在灰度级电流步骤中由灰度级电流设定的信号线中充入的电荷的电位在电压复位步骤中替换为复位电压，因此流过信号线的电流能够以任意电流值迅速设定为稳定的。


图1是表示应用了本发明的显示装置的具体模式的电路图；图2是表示图1的像素的平面示意图；图3是沿图2的线III-III的截面图；图4是沿图2的线IV-IV的截面图；图5是沿图2的线V-V的截面图；图6是表示以矩阵形式设置的多个像素的电路图；图7是表示N沟道型场效应晶体管的电流/电压特性的示图；图8是图1的显示装置中的信号的时序图；图9A是表示在对比例的显示装置中流过信号线的电流的电压的示图，其中从本发明的显示装置中除掉了电流/电压开关部分，图9B是表示在本发明的显示装置中流过信号线的电流的电压的示图；
图10是表示应用了本发明的另一显示装置的具体模式的电路图；图11是表示在图10的显示装置中的信号电平的时序图；图12是表示应用了本发明的另一显示装置的具体模式的电路图；图13是表示应用了本发明的再一显示装置的具体模式的电路图；图14是表示在图13的显示装置中的信号电平的时序图；图15是表示应用了本发明的又一显示装置的具体模式的电路图；图16是表示液晶显示器的像素的等效电路的示图；以及图17是表示电压指定型显示装置的像素的等效电路的示图。
具体实施例方式下面参考附图描述本发明的具体实施方式
。另外，本发明的保护范围不限于所示出的实施例。
图1是表示应用了本发明的显示装置的示图。如图1所示，显示装置1基本上构成为包括有机EL显示面板2和数据驱动器3，面板2通过有源矩阵驱动系统进行颜色显示，驱动器3使灰度级指定电流(灰度级电流)汲入流过有机EL显示面板2。这里，汲入(sink)电流是从以下描述的各像素P1，1至Pm，n以各信号线Y1至Yn的方向流动的电流。
有机EL显示面板2包括透明基板8；作为显示区的显示部分4，在显示区中主要显示图像；围绕显示部分4、即在非显示区中设置的选择扫描驱动器5；电源扫描驱动器6；和电流/电压开关部分7，由此形成基本结构。在透明基板8上形成电路4至7。
在显示部分4中，以矩阵形式在透明基板8上设置(m×n)个像素P1，1至Pm，n(m、n是任意自然数)。在列方向上，也就是纵向上，设置m个像素Pi，j至Pm，j(j是任意自然数，1≤j≤n)。此外，在行方向上，也就是横向上，设置n个像素Pi，1至Pi，n(i是任意自然数，1≤i≤m)。也就是说，作为在纵向上从上数第i个(即，第i行)、在横向上从左数第j个(即，第j列)的像素是像素Pi，j。
在显示部分4中，在行方向上延伸的m条选择扫描线X1至Xm并置在透明基板8的列方向上。在行方向上延伸的m条电源扫描线Z1至Zm与选择扫描线X1至Xm相对设置且并置在透明基板8的列方向上。各电源扫描线Zk(1≤k≤m-1)设置在选择扫描线Xk和Xk+1之间，选择扫描线Xm设置在电源扫描线Zm-1和Zm之间。在列方向上延伸的n条信号线Y1至Yn并置在透明基板8的行方向上，这些选择扫描线X1至Xm、电源扫描线Z1至Zm和信号线Y1至Yn通过在它们之间设置的绝缘膜相互绝缘。选择扫描线Xi和电源扫描线Zi连接到以行方向设置的n个像素Pi，1至Pi，n，信号线Yj连接到以列方向设置的m个像素Pi，1至Pm,j，在围绕选择扫描线Xi、电源扫描线Zi和信号线Yj的位置上设置像素Pi，j。
接下来，参考图2、3、4、5和6描述各像素Pi，j。图2是表示像素Pi，j的平面图。为了便于理解，图中省略了氧化绝缘膜41、沟道防护绝缘膜45和公共电极53。图3是沿图2的线III-III的截面图，图4是沿图2的线IV-IV的截面图，图5是沿图2的线V-V的截面图。图6是四个相邻像素Pi，j、Pi+1，j、Pi，j+1、Pi+1，j+1的等效电路图。
像素Pi，j由有机EL元件Ei，j和像素电路Di，j构成，有机EL元件Ei，j以根据驱动电流的电流值的亮度发光，像素电路Di，j围绕有机EL元件Ei，j设置并驱动有机EL元件Ei，j。像素电路Di，根据从数据驱动器3、选择扫描驱动器5和电源扫描驱动器6中输出的信号、在给定发光周期内保持流过有机EL元件Ei，j的电流的电流值，从而使有机EL元件Ei，j的发光亮度对于预定周期保持恒定。
有机EL元件Ei，j包括层叠结构，其中，用作透明基板8上的阳极的像素电极51、有机EL层52、和用作阴极的公共电极53按顺序层叠。有机EL层包括传输由电场注入的空穴和电子的功能，并且包括其中将传输的空穴和电子进行再结合的再结合区、和其中俘获通过再结合产生的激发子以发光从而用作广义上的发光层的发光区。
将像素电极51进行构图(pattern)以便将各像素Pi，j划分在由信号线Y1至Yn中彼此相邻设置的两个信号线和由选择扫描线X1至Xm中彼此相邻设置的两条线围绕的区域内。用包括氮化硅或氧化硅的层间绝缘膜54覆盖电极的外围边缘，所述层间绝缘膜54覆盖了各像素电路Di，j的三个晶体管21、22、23，通过层间绝缘膜54的接触孔55露出电极的中上表面。对于层间绝缘膜54，可将由例如聚酰亚胺制成的绝缘膜形成的第二层进一步设置在氮化硅或氧化硅的第一层上。
像素电极51不仅具有导电性，而且具有对可见光的传输性能。像素电极51具有比较高的逸出功，优选有效地将空穴注入到有机EL层52中。例如，像素电极51由包括如掺杂锡的氧化铟(ITO)、掺杂锌的氧化铟、氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)和氧化锌(ZnO)这些主要成分的膜形成。
在各像素电极51上的该膜中形成有机EL层52。有机EL层52也对各像素Pi，j进行构图。有机EL层52包含发光材料(荧光材料)，发光材料是有机化合物，但也可以是以聚合物为基础的材料或低分子材料。例如，如图3所示，有机EL层52还可以包括双层结构，其中，从像素电极51侧按顺序设置狭义上的空穴传输层52A和发光层52B。发光层包括其中电子和空穴进行再结合的再结合区和其中俘获通过再结合产生的激发子以发光的发光区。该层还可以包括从像素电极51侧按顺序包括空穴传输层、狭义上的发光层和电子传输层的三层结构；包括狭义上的发光层的单层结构；其中电子或空穴注入层设置在此层结构中的适当层之间的叠层结构；或其它层结构。
在有机EL显示面板2中，全色显示或多颜色显示是可行的。在这种情况下，各像素Pi，1至Pi，n的有机EL层52是广义上的发光层，例如它们具有发出红、绿、蓝任意光的功能。也就是说，当各像素Pi，1至Pi，n选择性地发出红、绿、蓝光时，可以显示由适当合成这些颜色而获得的色调。
有机EL层52优选由电中性有机化合物形成，因此由有机EL层52注入并传输空穴和电子。可在狭义的发光层中适当地混合具有电子传输性能的材料，可在狭义的发光层中适当地混合具有空穴传输性能的材料，或者可在狭义的发光层中适当地混合具有电子和空穴传输性能的材料。作为电子传输层或空穴传输层的电荷传输层可用作再结合区，也可以在电荷传输层中混合荧光材料以便发光。
在有机EL层52上形成的公共电极53是连接到所有像素P1，1至Pm，n的一个电极。作为替代，公共电极53还可以是连接到各列的多个条形电极，所述多个条形电极由连接到列方向的一组像素P1，h-1至Pm，h-1(h是任意自然数，2≤h≤n)的条形公共电极或者连接到一组像素P1，h至Pm，h的条形公共电极构成。此外，公共电极还可以是连接到各列的多个条形电极，所述多个条形电极由连接到行方向的一组像素Pg-1，1至Pg-1，n(g是任意自然数，2≤g≤n)的条形公共电极或者连接到一组像素Pg，1至Pg，n的条形公共电极构成。
在任何情况下，公共电极53与选择扫描线Xi、信号线Yj和电源扫描线Zi电绝缘。公共电极53由具有低逸出功的材料形成，例如包括铟、镁、钙、锂、钡和稀土金属至少一种和合金的一单元。公共电极53还可以包括其中不同材料的多个层层叠的叠层结构。具体而言，公共电极可包括高纯度钡层和铝层的叠层结构，所述高纯度钡层具有低逸出功、设置在与有机EL层52接触的界面侧，所述铝层涂覆所述钡层；或者公共电极可以包括其中锂层设置在下层、铝层设置在上层的叠层结构。当假设像素电极51是透明电极时，在透明基板8侧上经过像素电极51发射由有机EL显示面板2的有机EL层52发出的光，公共电极53优选具有对从有机EL层52发出的光的遮蔽性能，进一步优选具有对从有机EL层52发出的光的高反射性。
如上所述，在具有叠层结构的有机EL元件Ei，j中，当在像素电极51和公共电极53之间施加正向偏压时，从像素电极51在有机EL层52中注入空穴，从公共电极53在有机EL层52中注入电子。此外，由有机EL层52传输空穴和电子，空穴和电子在有机EL层52中再结合以产生激发子，激发子激活有机EL层52，有机EL层52发光。
这里，有机EL元件Ei，j的发光亮度(单位cd/m2)取决于流过有机EL元件Ei，j的电流的电流值。在有机EL元件Ei，j的发光周期有机EL元件Ei，j的发光亮度保持恒定，或者根据从数据驱动器3输出的灰度级信号的电流值设定发光亮度。为此，在各像素Pi，j的有机EL元件Ei，j周围设置控制有机EL元件Ei，j的电流值的像素电路Di，j。
各像素电路Di，j包括由N沟道MOS结构的场效应型薄膜晶体管(TFT)构成的第一至第三晶体管21、22、23和电容器24。
各第一晶体管21是由栅极21g、栅绝缘膜42、半导体层43、源极21s和漏极21d构成的MOS型场效应晶体管。各第二晶体管22是由栅极22g、栅绝缘膜42、半导体层43、源极22s和漏极22d构成的MOS型场效应晶体管。各第三晶体管23是由栅极23g、栅绝缘膜42、半导体层43、源极23s和漏极23d构成的。
具体而言，如图3所示，第一晶体管21是反向交错型晶体管，包括由在透明基板8上设置的铝形成的栅极21g；通过所设置铝的阳极-氧化构成的氧化绝缘膜41以便涂覆栅极21g；由氮化硅或氧化硅形成的栅绝缘膜42，利用膜42涂覆氧化绝缘膜41；在栅绝缘膜42上形成的岛形半导体层43；由在半导体层43上形成的氮化硅形成的沟道防护绝缘膜45；在半导体层43和n+硅膜的相对端设置的杂质半导体层44、44；以及在杂质半导体层44、44上形成的、选自铬、铬合金、铝、铝合金的源极21s和漏极21d。
除了根据晶体管21、22、23的功能适当设置晶体管21、22、23的形状、尺寸、大小、半导体层43的沟道宽度、半导体层43的沟道长度等之外，第二和第三晶体管22和23也具有与第一晶体管21相同的构成。
此外，可采取同一工艺同时形成晶体管21、22、23。在此情况下，晶体管21、22、23的栅极、氧化绝缘膜41、栅绝缘膜42、半导体层43、杂质半导体层44、44、源极和漏极具有相同的组份。
即使当晶体管21、22、23的半导体层43是非晶硅时，充分驱动也是可能的，但半导体层还可以是多晶硅或单晶硅。晶体管21、22、23的结构不限于反向交错型，还可以是交错(stagger)或共面型。
各电容器24连接到电极24A、电极24B和电介质，电极24A连接到各第三晶体管23的栅极23g，电极24B连接到晶体管23的源极23s，电介质包括一部分栅极绝缘膜42并设置在电极24A和24B之间，各电容器24在晶体管23的源极23s和漏极23d之间聚集电荷。
如图6所示，在第i行的像素电路Di，1至Di，n的各第二晶体管22中，栅极22g连接到第i行的选择扫描线Xi，漏极22d连接到第i行的电源扫描线Zi。第i行的像素电路Di，1至Di，n的各第三晶体管23的漏极23d连接到第i行的电源扫描线Zi。第i行的像素电路Di，1至Di，n的各第一晶体管21的栅极21g连接到第i行的选择扫描线Xi。第j列的像素电路D1，j至Dm，j的各第一晶体管21的源极21s连接到第j列的信号线Yj。
在像素P1，1至Pm，n中，如图4所示，第二晶体管22的源极22s经由在栅极绝缘膜42中形成的接触孔25连接到第三晶体管23的栅极23g，并连接到电容器24的一个电极24A。晶体管23的源极23s连接到电容器24的另一电极24B，还连接到晶体管21的漏极21d。第三晶体管23的源极23s、电容器24的另一电极24B和第一晶体管21的漏极21d的任意一个连接到有机EL元件Ei，j的像素电极51。有机EL元件Ei，j的公共电极53的电压是参考电压Vss。在本实施例中，所有有机EL元件E1，1至Em，n的公共电极53是接地的，参考电压Vss设置为0[V]。
在选择扫描线Xi和信号线Yj之间，在电源扫描线Zi和信号线Yj之间，除了栅极绝缘膜42之外，通过对与各晶体管21至23的半导体层43相同的膜进行构图，形成并设置防护膜43A。
如图1、6所示，选择扫描线X1至Xm连接到选择扫描驱动器5，电源扫描线Z1至Zm连接到电源扫描驱动器6。
选择扫描驱动器5由所谓的移位寄存器形成。结果，在预定时间(具体而言，以下描述的复位周期TRESET)之后，选择扫描驱动器5根据来自外部的时钟信号从选择扫描线X1按顺序(扫描线X1依次至扫描线Xm)把扫描信号依次输出到选择扫描线Xm，对扫描线X1至Xm的晶体管21、22进行选择。
具体而言，如图8所示，对于选择扫描线X1至Xm，选择扫描驱动器5在各选择周期TSE连续输出高电平的导通电压Von(充分高于参考电压Vss)，这使得晶体管21、22处于导通状态，选择扫描驱动器5在各非选择周期TNSE连续输出低电平的截止电压Voff(不高于参考电压Vss)，这使得晶体管21、22处于截止状态。此处，在各选择扫描线X1至Xm中，选择周期和非选择周期是交替重复的，将选择扫描线X1至Xm的选择周期设置成不相互重叠。因此，由TSE+TNSE＝TSC表示的周期是一个扫描周期。
也就是说，在从选择扫描线X1至Xm中选出任何选择扫描线Xi的选择周期TSE中，当选择扫描驱动器5把导通电压Von的脉冲信号输出到选择扫描线Xi时，连接到选择扫描线Xi的晶体管21、22处于导通状态(像素电路Di，1、Di，2、Di，3......Di，n的所有晶体管21、22)。当晶体管21处于导通状态时，流过信号线Yj的电流可流过像素电路Di，j。此时，对于选择扫描线X1至Xm，除了选择扫描线Xi之外的X1至Xi-1、Xi+1至Xm的各晶体管21、22处于非选择周期TNSE。因此，输出截止电压Voff，两个晶体管21、22都处于截止状态。当晶体管21、22以此方式处于截止状态时，流过信号线Yj的电流不能流过像素电路Di，j。
这里，第i行的选择周期TSE没有连续到第i+1行的选择周期TSE，在第i行和第i+1行选择周期TSE之间存在着比选择周期TSE更短的复位周期TRESET。也就是说，在导通电压Von的脉冲信号完全输出到第i行的选择扫描线Xi之后的复位周期TRESET过去以后，选择扫描驱动器5把导通电压Von的脉冲信号输出到第i+1行的选择扫描线Xi+1。因此，在第i行的选择完成之后的复位周期TRESET过去以后，选择第i+1行。
下面具体描述。在对选择扫描线X1至Xm进行选择的各选择周期TSE，当数据驱动器3适当地使电流经过电流端子OT1至OTn时，灰度级指定电流沿由图6的箭头所示方向适当地流过信号线Y1至Yn。这里，灰度级指定电流是从信号线Y1至Yn经由电流端子OT1至OTn流向数据驱动器3的汲入电流，此灰度级指定电流等于流过有机EL元件E1，1至Em，n的电流的电流值以便根据图像数据的亮度灰度级发光。
图1中所示的电源扫描驱动器6由所谓的移位寄存器构成。电源扫描驱动器6与选择扫描驱动器5同步地将预定的源极/漏极电压依次施加给连接到电源扫描线Z1至Zm的晶体管23。电源扫描驱动器6以来自外部的时钟信号为基础、与选择扫描驱动器5同一行的导通电压Von的脉冲信号同步、从功率扫描线Z1开始按顺序(功率扫描线Z1依次至功率扫描线Zm)连续地将脉冲信号输出到电源扫描线Zm。因此，在复位周期TRESET之后，预定电压依次施加给功率扫描线Z1至Zm。
具体而言，如图8所示，电源扫描驱动器6在预定周期内将低电平(电位等于或低于参考电压VSS)的充电电压VCH施加给各电源扫描线Zi。也就是说，在选择各选择扫描线Xi的选择周期TSE，电源扫描线6将低电平的充电电压VCH施加给电源扫描线Zi，因此灰度级指定电流在第三晶体管23的源极和漏极之间流动。另一方面，在非选择周期TNSE中，电源扫描驱动器6向电源扫描线Zi施加高于充电电压VCH的电源电压VDD，因此驱动电流在晶体管23的源极和漏极之间流动。电源电压VDD高于参考电压VSS和复位电压VR，第三晶体管23获得导通状态。此时，当第一晶体管21处于截止状态时，电流从电源扫描线Zi流到有机EL元件Ei，j。
下面，描述电源电压VDD。图7是表示N沟道型的场效应晶体管23的电流/电压特性的曲线。图7中，横坐标表示源极/漏极电压VDS，纵坐标表示在源极和漏极之间电流的电流值IDS。在所示出的不饱和区域(漏极/源极电压VDS＜漏极饱和阈值电压VTH漏极饱和阈值电压VTH跟随栅极/漏极电压VGS)，当栅极/源极电压VGS恒定时，源极/漏极电压VDS升高，在源极和漏极之间电流的电流值IDS升高。此外，在所示出的饱和区域中(漏极/源极电压VDS≥漏极饱和阈值电压VTH)，当栅极/漏极电压VGS恒定时，即使当源极/漏极电压VDS升高，在源极和漏极之间流动的电流的电流值IDS基本上恒定。
此外，在图7中，栅极/源极电压VGS0至VGSMAX具有关系VGS0＝0＜VGS1＜VGS2＜VGS3＜VGS4＜VGS5＜...＜VGSMAX。从图7中很显然，当源极/漏极电压VDS恒定时，当栅极/源极电压VGS增加时，在不饱和区域和饱和区域中漏极/源极电流的电流值IDS都增加。此外，当栅极/源极电压VGS增加时，漏极饱和阈值电压VTH也增加。
如上所述，在不饱和区域中，即使当漏极/源极电压VDS略微改变，源极/漏极电流的电流值IDS也会改变。然而，在饱和区域中，当确定了栅极/源极电压VGS时，不必考虑栅极/源极电压VGS，唯一确定漏极/源极电流的电流值IDS。
这里，将在把最大栅极/源极电压VGSMAX施加给第三晶体管23时源极/漏极电流的电流值IDS设定为在以最大亮度发光的有机EL元件Ei，j的像素电极51和公共电极53之间流动的电流的电流值。
即使当第三晶体管23的栅极/源极电压VGS是最大值VGSMAX时，优选满足以下条件等式(1)，使得晶体管23保持饱和区域。
VDD-VE-VSS≥VTHMAX... (1)，
其中VE是在有机EL元件Ei，j的发光寿命周期中、以最大亮度时间分给有机EL元件Ei，j的预定最大电压，对有机EL元件Ei，j的高电阻逐步增加；VTHMAX是在VGSMAX时在第三晶体管23的源极和漏极之间的饱和阈值电压。确定电源电压VDD以便满足上述条件等式。
如图1所示，信号线Y1至Yn连接到电流/电压开关部分7。电流/电压开关部分7由开关电路S1至Sn构成，信号线Y1至Yn分别连接到开关电路S1至Sn。此外，数据驱动器3的电流端子OT1至OTn连接到开关电路S1至Sn。开关电路S1至Sn连接到开关信号输入端子140，开关信号φ如箭头所示输入到开关电路S1至Sn。开关电路S1至Sn连接到复位电压输入端子141，复位电压VR经由此端子施加到开关电路S1至Sn。
将复位电压VR设置成高于最高灰度级电压Vhsb的电压。这种最高灰度级电压Vhsb是在选择周期TSE中当有机EL元件E1，1至Em，n以最亮的最大灰度级亮度LMAX发光时、根据由灰度级指定电流在信号线Y1至Yn中充满的电荷设定为稳定的电压V，所述灰度级指定电流具有等于流过有机EL元件E1，1至Em，n的最大灰度级驱动电流IMAX的电流值。复位电压VR优选不低于中间电压，此中间电压具有在最低灰度级电压Vlsb和最高灰度级电压Vhsb之间的中间值，更优选为等于或高于最低灰度级电压Vlsb的值，最优选为等于充电电压VCH的电压，所述最低灰度级电压Vlsb是指当各有机EL元件E1，1至Em，n具有最小的灰度级亮度LMIN时(此外，该电流的电流值超过0A)、根据由灰度级指定电流在信号线Y1至Yn中充满的电荷而设定成稳定的电压，所述灰度级指定电流具有等于流过有机EL元件E1，1至Em，n的最小灰度级驱动电流IMIN的电流值。
对开关电路Sj(开关电路Sj连接到第j列的信号线Yj)进行转换，以使电流根据来自数据驱动器3的电流端子OTj的信号经过信号线Yj，或者使来自复位电压输入端子141的预定电压电平复位电压VR输出到信号线Yj。也就是说，当从开关信号输入端子140输入到开关电路Sj的开关信号φ处于高电平时，开关电路Sj切断电流端子OTj的汲入电流，将复位电压从复位电压输入端子141输出到信号线Yj。另一方面，当从开关信号输入端子140输入到开关电路Sj的开关信号φ处于低电平时，开关电路Sj在电流端子OTj和信号线Yj之间经过汲入电流，切断来自复位电压输入端子141的复位电压VR。
以此方式，当如图7所示在饱和区域中将第三晶体管23的源极/漏极电压设置成高电压时，由晶体管23的栅极/源极电压确定流过信号线Yj的灰度级指定电流的电流值。也就是说，当晶体管23的栅极电压充分高于源极电压时，在晶体管23的源极和漏极之间流动以及流过信号线Yj的灰度级指定电流变大。当晶体管23的栅极电压不非常高于源极电压时，获得了小电流。
这里，认为显示装置是这样的假设不设置本发明的电流/电压开关部分7，数据驱动器3直接从信号线Yj获取电流。
在第i行和第j列的像素Pi，j中，在第i行的选择周期，连接到选择扫描线Xi的第二晶体管22处于导通状态。因此，充电电压VCH从电源扫描线Zi施加到第三晶体管23的栅极，电荷从第三晶体管23的一个电极24A侧充入电容器24。也就是说，选择周期的晶体管23的栅极电压基本上一直保持在充电电压VCH。此时，因为晶体管21处于导通状态，所以晶体管23的源极23s的电位等于信号线Yj的电位。由数据驱动器3控制信号线Yj的电位。此外，数据驱动器3强行在晶体管23的源极和漏极之间流过具有预定电流值的灰度级指定电流。因此，当灰度级指定电流的电流值大时，晶体管23的栅极/源极电压高，因此信号线Yj的电位比较低。
具体而言，如图9A所示，当在第i行的选择周期TSE中具有最大电流值的汲入电流经过信号线Yj从而以最大灰度级(最大亮度)发出来自像素Pi，j的有机EL元件Ei，j的光时，在电容器24的另一电极24B中充入达到该最大电流的电流值的电荷时施加到信号线Yj的最高灰度级电压Vhsb相对充分地低于参考电压VSS或电压VCH。
此外，当具有最小电流值的汲入电流(此外，不是没有电流)经过信号线Yj从而以最小灰度级(最小亮度)发出来自接下来的第i+1行的像素Pi+1，j的有机EL元件Ei+1，j的光时，必须设置最低灰度级电压Vlsb，从而在电容器24中充入达到该最小电流的电流值的电荷。最低灰度级电压Vlsb接近于充电电压VCH从而使第三晶体管23的源极/漏极电压低，并且充分地高于最高灰度级电压Vhsb。然而，由于流过信号线Yj的最低灰度级指定电流的电流值相当小，因此在单位时间内改变的信号线Yj的电位差小。因此，从电容器24充满时直到将信号线Yj的电位从最高的灰度级电压Vhsb设定为在最低灰度级电压Vlsb处于稳定需要大量的时间。尤其是，当随着像素数量的增加、显示装置的行数增多时，必须将选择周期TSE设置得短。在没有达到最低灰度级电压Vlsb的条件下，产生了电压差VDF，像素Pi+1，j的有机EL元件Ei+1，j不能以准确的亮度发光。
另一方面，由于在本实施例的显示装置1中设置了电流/电压开关部分7，如图9B所示，在复位周期TRESET，开关电路Sj强制地将信号线Yj的电位转换至充分高于最高灰度级电压Vhsb的复位电压VR。因此，即使当在选择周期TSE中使具有微小电流值的最低灰度级指定电流经过信号线Yj时，电容器24迅速充电，并可将信号线Yj设置为以最低的灰度级电压Vlsb保持不变。
接下来，描述开关电路Sj的一个例子。开关电路Sj由第四晶体管31和第五晶体管32构成，第四晶体管31是P沟道型场效应晶体管，第五晶体管32是N沟道型场效应晶体管。第四和第五晶体管31、32的栅极连接到开关信号输入端子140。第四晶体管31的源极连接到信号线Yj，漏极连接到电流端子OTj。第五晶体管32的漏极连接到信号线Yj，源极连接到复位电压输入端141。在此结构中，当来自开关信号输入端140的开关信号φ是高电平时，第五晶体管32获得导通状态，第四晶体管31获得截止状态。另一方面，当来自开关信号输入端140的开关信号φ是低电平时，第四晶体管31获得导通状态，第五晶体管32获得截止状态。与此实施例不同，第四晶体管31设为P沟道型，第五晶体管32设为N沟道型，可使开关信号φ的高/低电平处于反相以对调开关电路Sj的开关状态。
此处，描述输入到开关信号输入端140的开关信号φ的周期。当如图8所示选择扫描驱动器5向任意的选择扫描线X1至Xm施加导通电压Von时，输入到开关信号输入端140的开关信号φ处于低电平。另一方面，当选择扫描驱动器5向所有的选择扫描线X1至Xm施加截止电压Voff时，即，在第一至第m行任意行中的复位周期TRESET，输入到开关信号输入端140的开关信号φ具有高电平。例如，在第i行的选择周期TSE的结束时间Tir和接下来的第i+1行的选择周期TSE的开始时间Ti+1之间是复位周期TRESET，在复位周期中，通过第i行的汲入电流将信号线Y1至Ym的电位设置为复位电压VR。也就是说，在一个扫描周期TSC内，输入到开关信号输入端140的开关信号φ每n个复位周期TRESET获得该高电平。此开关信号φ还可以具有与从外部输入的时钟信号相同的频率。
数据驱动器3通过来自外部的时钟信号让灰度级指定电流经过电流端子OT1至OTn。当输入到开关信号输入端140的开关信号φ处于低电平时，数据驱动器3让灰度级指定电流同时进入所有电流端子OT1至OTn。当输入到开关信号输入端140的开关信号φ处于高电平时，数据驱动器3不从任何电流端子OT1至OTn取出灰度级指定电流。
因此，在各行的选择周期TSE中，灰度级指定电流从信号线Y1至Yn流入电流端子OT1至OTn。另一方面，在各行的复位周期TRESET，复位电压VR施加到信号线Y1至Yn以获得稳定状态。
接下来，详细描述数据驱动器3的灰度级指定电流。在各行的选择周期TSE中，数据驱动器3从电源扫描线Z1至Zm向各电流端子OT1至OTn产生灰度级指定电流，所述电源扫描线Z1至Zm经由第三晶体管23、第一晶体管21、信号线Y1至Yn和开关电路S1至Sn输出充电电压VCH。灰度级指定电流的电流值具有按照图像数据的电平。也就是说，灰度级指定电流的电流值等于流过有机EL元件E1，1至Em，n的电流值，从而以按照图像数据的亮度灰度级发光。
接下来，描述如上述构成的显示装置1的显示操作和驱动方法。
如图8所示，选择扫描驱动器5根据输入的时钟信号、从第一行的选择扫描线X1起、依次向第m行的选择扫描线Xm输出导通电压Von(高电平)的脉冲信号。此外，电源扫描驱动器6根据输入的时钟信号、从第一行的电源扫描线Z1起、依次向第m行的电源扫描线Zm输出充电电压VCH(低电平)的脉冲信号。在各行的选择周期TSE中，数据驱动器3根据时钟信号使灰度级指定电流从所有的电流端子OT1至OTn进入开关电路S1至Sn。
此外，由于输入到开关信号输入端子140的开关信号φ在各行的选择周期TSE具有低电平，因此开关电路S1至Sn的第四晶体管31获得导通状态，第五晶体管32获得截止状态。另一方面，由于输入到开关信号输入端子的开关信号φ在各行的复位周期TRESET具有高电平，因此开关电路S1至Sn的第四晶体管31获得截止状态，第五晶体管32获得导通状态。也就是说，当在各行的选择周期TSE中电流/电压开关部分7断开信号线Y1至Yn与复位电压输入端141时，该部分7使灰度级指定电流流过，该灰度级指定电流等于流过有机EL元件E1，1至Em，n的电流的电流值，从而以按照图像数据的亮度灰度级发光。该部分7还起到不让复位电压VR施加到信号线Y1至Yn的作用。另一方面，在各行的复位周期TRESEET中，电流/电压开关部分7断开信号线Y1至Yn与电流端子OT1至OTn，并将信号线Y1至Yn连接到复位电压输入端141。因此，该部分起作用以便迅速地将各信号线Y1至Yn的电位设置为复位电压VR。
这里，将导通电压Von输出到选择扫描线Xi的时间基本上与将充电电压VCH输出到电源扫描线Zi的时间一致，导通电压Von的时间长度基本上与充电电压VCH的时间长度相同，在时间ti至时间tiR之间(此周期是第i行的选择周期TSE)输出脉冲信号。也就是说，其中从选择扫描驱动器5输出的导通电压Von移动的周期与其中从电源扫描驱动器6输出的充电电压VCH移动的周期同步。当导通电平的脉冲信号输出到选择扫描线Xi时，输入到开关信号输入端140的开关信号φ具有低电平，因此晶体管31获得导通状态。
由于在选择周期TSE中输出到电源扫描线Zi的充电电压VCH不高于参考电压VSS，因此灰度级指定电流不流过有机EL元件Ei，1至Ei，n。因此，达到灰度级电流值的灰度级指定电流从晶体管23流过数据驱动器3。因此，在电容器24中写入电荷，从而在晶体管23的栅极和源极之间保持精确的电压，这需要第三晶体管23经过灰度级指定电流。结果，即使在发光周期TEM中，晶体管23也可连续经过电流值等于灰度级指定电流的电流值的驱动电流。由于晶体管21在发光周期TEM中具有截止状态，此驱动电流不流过信号线Y1至Yn，并流过有机EL元件Ei，1至Ei，n，精确亮度灰度级的电流控制是可行的。
如上所述，当选择扫描驱动器5和电源扫描驱动器6线性地依次将脉冲信号从第1行移动(shift)至第m行时，根据数据驱动器3的灰度级指定电流依次更新第1行的像素P1，1至P1，n至第m行的像素Pm，1至Pm，n。当重复进行这种线性连续扫描时，有机EL显示面板2的显示部分4显示图像。
这里，描述在一个扫描周期TSC中所选择的第i行像素Pi，1至Pi，n的更新以及所选择的第i行的像素Pi，1至Pi，n的灰度级表示。
在第i行的选择周期TSE中，当选择扫描驱动器5向第i行的选择扫描线Xi输出高电平的脉冲信号时，连接到选择扫描线Xi的所有像素电路Di，1至Di，n的晶体管21和22在选择周期TSE中获得导通状态。此外，在第i行的选择周期TSE中，电源扫描驱动器6向第i行的电源扫描线Zi施加作为充电电压VCH的低电平脉冲信号，此充电电压VCH等于或低于参考电压VSS。此时，由于晶体管22具有导通状态，因此电压还施加到第三晶体管23的栅极23g，第三晶体管23获得导通状态。
另一方面，由于输入到开关信号输入端140的开关信号φ在第i行的选择周期TSE中具有低电平，所有开关电路S1至Sn的晶体管31具有导通状态，晶体管32具有截止状态。此外，根据在第i行的选择周期中输入到数据驱动器3的图像数据，在第i行的所有像素电路Di，1至Di，n中，灰度级指定电流流过设为较低电压的数据驱动器3，从而使灰度级指定电流流过施加了较高电压的充电电压VCH的电源扫描线Zi→第三晶体管23→第一晶体管21→第四晶体管31。此时，第三晶体管23的源极/漏极电流具有灰度级指定电流的电流值，在晶体管23的栅极和源极之间的电压获得了在发光周期TEM在晶体管23的源极和漏极之间流动的灰度级指定电流的电流值。为了获得此电压，电荷充入电容器24中。
以此方式，在第i行的选择周期TSE中，迫使具有恒定值的灰度级指定电流经过电源扫描线Zi→像素电路Di，1至Di，n的第三晶体管23→像素电路Di，1至Di，n的第一晶体管21→信号线Y1至Yn→开关电路S1至Sn的第四晶体管31→数据驱动器3的电流端子OT1至OTn。因此，在第i行的选择周期TSE中，在电源扫描线Zi、像素电路Di，1至Di，n的晶体管23、像素电路Di，1至Di，n的晶体管21、信号线Y1至Yn、开关电路S1至Sn的晶体管31和数据驱动器3的电流端子OT1至OTn中的电压获得稳定状态。此外，第一至第n列的任意列中，在发光周期TEM流过有机EL元件E1，1至Ei，n的驱动电流的电流值达到流过信号线Y1至Yn的灰度级指定电流的电流值。
也就是说，灰度级指定电流流过晶体管23，在电源扫描线Zi→像素电路Di，1至Di，n的晶体管23→像素电路Di，1至Di，n的晶体管21→信号线Y1至Yn→开关电路S1至Sn的晶体管31→数据驱动器3的电流端子OT1至OTn中的电压获得稳定状态。因此，在晶体管23的栅极23g和源极23s之间施加按照流过晶体管23的灰度级指定电流的电流值电平的电压，在电容器24中充入具有按照在晶体管23的栅极23g和源极23s之间电压值的大小的电荷。换句话说，在第i行的选择周期TSE中，在第i行的像素电路Di，1至Di，n中，晶体管21和22起到使灰度级指定电流经由晶体管23流过信号线Y1至Yn的作用，晶体管23用以根据强制流过灰度级指定电流的电流值获得栅极/源极电压，电容器24用以保持栅极/源极电压值。
这里，在经由灰度级指定电流流过的电源扫描线Zi、像素电路Di，1至Di，n的晶体管23、像素电路Di，1至Di，n的晶体管21、信号线Y1至Yn、开关电路S1至Sn的晶体管31、以及数据驱动器3的电流端子OT1至OTn的各电流流动路径中，假设从各晶体管23的源极23s到各信号线Y1至Yn的电流路径的静电容量为C，在各电流路径以电压v充电的电荷Q如下Q＝Cv...(2)；和dQ＝C dV ...(3)。
假设预定像素Pi，j的灰度级指定电流的电流值为Idata(在选择周期TSE内Idata是常量)，对于使电源扫描线Zi、像素电路Di，j的第三晶体管23、像素电路Di，j的第一晶体管21、信号线Yj、开关电路Sj的第四晶体管31以及数据驱动器3的电流端子OTj中的电压进入稳定状态所需的时间dt，建立了下述等式dt＝dQ/Idata... (4)，这里dQ表示在时间dt内电流路径的电荷改变量，还表示在电位差dv内信号线Yj的电荷改变量。如上所述，随着Idata降低，dt增长。随着dQ增加，dt增长。
如上所述，在第i行的选择周期TSE中，从前一个扫描周期TSC更新在第i行的像素电路Di，1至Di，n的电容器24中充入的电荷量，从前一个扫描周期TSC更新流过第i行的像素电路Di，1至Di，n的晶体管23的驱动电流的电流值。
这里，随着因时间流逝而改变的晶体管21、22、23的内阻，在晶体管23→第一晶体管21→信号线Yj中任意点的电位改变。然而，在本实施例中，对于流过晶体管23→晶体管21→信号线Yj的灰度级指定电流的电流值，即使当晶体管21、22、23的内阻随着时间流逝而改变，流过晶体管23→晶体管21→信号线Yj的灰度级指定电流的电流值也同样满足需要。
此外，在第i行的选择周期TSE中，第i行的有机EL元件Ei，1至Ei，n的公共电极是参考电压VSS。将等于或低于参考电压VSS的充电电压VCH施加到电源扫描线Zi，由此将反向偏压施加到第i行的有机EL元件Ei，1至Ei，n，电流不流过第i行的有机EL元件Ei，1至Ei，n，有机EL元件Ei，1至Ei，n不发光。此外，通过流过信号线Y1至Yn的灰度级指定电流，信号线Y1在低于充电电压VCH的电压下变得稳定。通过从信号线Y1至Yn流过数据驱动器3的灰度级指定电流唯一确定用于使驱动电流经过有机EL元件Ei，1至Ei，n的电容器24的电荷。
随后，在第i行的选择周期TSE的结束时间TiR(即，第i行的非选择周期TNSE的开始时间)内，选择扫描驱动器5结束了高电平脉冲信号向选择扫描线Xi的输出，电源扫描驱动器6结束了低电平脉冲信号向电源扫描线Zi的输出。也就是说，在从结束时间t2一直到第i行的下一选择周期TSE的开始时间t1的非选择周期TNSE中，通过选择扫描驱动器5将截止电压Voff施加到第i行像素电路Di，1至Di，n的晶体管21的栅极21g和晶体管22的栅极22g，通过电源扫描驱动器6将电压电压VDD施加到电源扫描线Zi。
因此，在第i行的非选择周期TNSE中，第i行的像素电路Di，1至Di，n的晶体管21获得截止状态，切断了从电源扫描线Zi流过信号线Y1至Yn的灰度级指定电流。此外，在第i行的非选择周期TNSE中，在任意的第i行的像素电路Di，1至Di，n中，第二晶体管22获得截止状态。由晶体管21和22限制在第i行的前一选择周期TSE中在电容器24内充入的电荷。也就是说，在非选择周期TNSE和前一选择周期TSE中，第三晶体管23的栅极/源极电压VGS变得相等。因此，即使在非选择周期TNSE，也要在晶体管23的栅极和源极之间连续施加使具有等于在选择周期TSE中流动的灰度级电流的电流值的电流经过的电压。
在第i行的非选择周期TNSE中，由于由电源扫描线Zi提供满足上述条件等式的VDD，因此第i行的像素电路Di，1至Di，n的第三晶体管23连续经过与在前一选择周期TSE中的灰度级指定电流相同的驱动电流。此外，在第i行的非选择周期TNSE中，第i行的有机EL元件Ei，1至Ei，n的公共电极具有参考电压Vss。此外，电源扫描线Zi具有高于参考电压Vss的电源电压VDD。因此，正向偏压施加到第i行的有机EL元件Ei，1至Ei，n。另外，由于第i行的各晶体管21具有截止状态，驱动电流没有经由晶体管21流过信号线Y1至Yn，并通过晶体管23的作用流过第i行的有机EL元件Ei，1至Ei，n，有机EL元件Ei，1至Ei，n发光。
也就是说，在像素电路Di，1至Di，n中，晶体管21和22用以在非选择周期TSE中限制根据在选择周期TSE中各晶体管23的源极和漏极之间的灰度级指定电流充入的电容器24的电荷。各晶体管21起作用从而使信号线Yj与晶体管23电断开，这样在非选择周期TSE中流过各晶体管23的驱动电流就不流过信号线Y1至Yn。此外，当晶体管23经过灰度级指定电流时，各电容器24操作，从而充入用于保持设为稳定值的各晶体管23的栅极/源极电压的电荷。各晶体管23操作，以便根据由各电容器24保持的栅极/源极电压使驱动电流经过，所述驱动电流的电流值等于通过有机EL元件Ei，1至Ei，n的灰度级指定电流的电流值。
如上所述，在第i行的选择周期TSE中，具有所需电流值的灰度级指定电流强行经过第i行的像素电路Di，1至Di，n的晶体管23，因此按需要获得通过有机EL元件Ei，1至Ei，n的驱动电流的电流值，有机EL元件Ei，1至Ei，n以预定灰度级亮度发光。
当电流指定系统应用到有源矩阵驱动显示装置时，可以减少每单位时间流过各有机EL元件的驱动电流的电流值。为此，在非选择周期，利用电流值等于驱动电流的电流值的灰度级指定电流，从第三晶体管23的源极23s到信号线Yj的电流路径的电容C被迅速充电。
此处，在像素Pi，j中，在第i行的选择周期TSE中将灰度级指定电流的电流值定义为Ihsb，所述灰度级指定电流经过信号线Yj，以便在第i行的非选择周期TNSE中以最高灰度级亮度Lhsb从有机EL元件Ei，j发光。随后，在像素Pi+1，j中，在第(i+1)行的选择周期TSE中将灰度级指定电流的电流值定义为Ilsb，所述灰度级指定电流经过信号线Yj，以便在第(i+1)行的非选择周期TNSE中以最低的灰度级亮度Llsb从有机EL元件Ei+1，j发光(此外，微小电流流过，有机EL元件Ei，j以低亮度发光)。于是，获得下述关系Ihsb＞Ilsb ... (5)。
将施加到数据驱动器3的该侧上的信号线Yj一端的电压定义为Vhsb，因此信号线Yj获得了以电流值Ihsb的稳定状态。将施加到数据驱动器3的该侧上的信号线Yj一端的电压定义为Vlsb，因此信号线Yj获得了以电流值Ilsb的稳定状态。于是，获得下述关系VCH＞Vlsb＞Vhsb ... (6)。
也就是说，当在晶体管23的漏极23d和源极23s之间的电位差是VCH-Vlsb并且低时，流过晶体管23的源极/漏极电流的电流值降低至Ilsb。当在晶体管23的漏极23d和源极23s之间的电位差是VCH-Vhsb并且高时，流过晶体管23的源极/漏极电流的电流值增加至Ihsb。
为了将最低灰度级亮度Llsb调节至最高灰度级亮度Lhsb，在从晶体管23的源极23s到信号线Yj的电流路径中聚集的电荷量Q1如下Q1＝C(Vlsb-Vhsb)... (7)，为了聚集电荷量Q1，流过信号线Yj的电流的电流值是Ihsb，由于比较大的电流，因此电荷量Q1能够迅速地充电。C表示电流路径的容量。
另一方面，为了将最高灰度级亮度Lhsb调节至最低灰度级亮度Llsb所聚集的电荷量Q2等于电荷量Q1的绝对值，但此时流过信号线Yj的电流是Ilsb。
这里，在根据其中从本发明的显示装置1中除去电流/电压开关部分7的对比例的构成中，为了在第i行的选择周期TSE中让具有电流值Ihsb的灰度级指定电流经过信号线Yj并获得稳定的电流值Ihsb，在数据驱动器3侧的信号线Yj的一端施加电压Vhsb。此后，为了在第(i+1)行的选择周期TSE中让具有电流值Ilsb的灰度级指定电流经过信号线Yj并获得稳定的电流，在数据驱动器3侧的信号线Yj的一端施加了电压Vlsb。在此情况下，由于灰度级指定电流的电流值Ilsb相当小，如图9A所示，为了获得稳定状态的电压Vlsb需要大量的时间，高速响应是不可能的。因此，尤其难以平稳地显示其图像数据容易改变(比如动态图像)的图像。
然而，如图1所示，在其中设置有电流/电压开关部分7的显示装置1中，在第i行的选择周期TSE结束时的时间tiR和第(i+1)行的选择周期TSE开始时的时间ti+1之间，也就是说，在第(i+1)行的复位周期TRESET中，输入到开关信号输入端140的开关信号φ是高电平，第四晶体管31获得截止状态，第五晶体管32获得导通状态。因此，如图9B中所示，在第(i+1)行的复位周期TRESET中，灰度级指定电流不流过任何信号线Y1至Yn，但复位电压VR强行施加到所有信号线Y1至Yn。
将复位电压VR设置成至少高于最高灰度级电压Vhsb的电压，其中最高灰度级电压Vhsb在选择周期TSE中当有机EL元件E1，1至Em，n以最亮的最大灰度级亮度LMAX发光时、根据由灰度级指定电流在信号线Y1至Yn中充满的电荷设定为稳定的，所述灰度级指定电流具有等于流过有机EL元件E1，1至Em，n的最大灰度级驱动电流IMAX的电流值。复位电压VR优选设定为不低于中间电压，此中间电压具有在最低灰度级电压Vlsb和最高灰度级电压Vhsb之间的中间值，更优选为等于或高于最低灰度级电压Vlsb的值，最优选为等于充电电压VCH的电压，所述最低灰度级电压Vlsb是指当各有机EL元件E1，1至Em，n具有最小的灰度级亮度LMIN时(此外，电流值超过0A)、根据由灰度级指定电流在信号线Y1至Yn中充满的电荷而设定成稳定的电压，所述灰度级指定电流具有等于流过有机EL元件E1，1至Em，n的最小灰度级驱动电流IMIN的电流值。
按照此方式，由于复位电压VR至少高于最高灰度级电压Vhsb，因此在复位周期中，可将在晶体管23的源极和漏极之间的电位差设置为低于VCH-Vhsb。也就是说，从第三晶体管23的源极23s到信号线Yj的电流路径的容量C的电荷被充满，这样，较低灰度级的驱动电流，即，较小的灰度级指定电流能够快速地稳定，信号线Y1至Yn的电位以复位电压VR迅速地稳定。
此外，当第(i+1)行的选择周期TSE开始时，以与第i行相同的方式，由选择扫描驱动器5和电源扫描驱动器6选择选择扫描线Xi+1和电源扫描线Zi+1，另外第四晶体管31获得导通状态。因此，在各列中，灰度级指定电流流过电源扫描线Zi+1→第三晶体管23→晶体管21→信号线Y→第四晶体管31→数据驱动器3。此后，在第(i+1)行的非选择周期TNSE，以与第i行相同的方式，第(i+1)行的有机EL元件Ei+1，1至Ei+1，n以根据各驱动电流的电流值的亮度灰度级发光。
这里，对于通过在第(i+1)行的选择周期TSE中的灰度级指定电流使电源扫描线Zi+1、晶体管23、晶体管21、晶体管31以及数据驱动器3中的电压进入稳定状态所需的时间dt由上述等式(2)表示。如果在第i行的选择周期TSE中流过信号线Y1至Yn的灰度级指定电流的电流值大，在第(i+1)行的选择周期TSE中流过信号线Y1至Yn的灰度级指定电流的电流值小，类似以最低灰度级亮度Llsb时的电流值Ilsb，那么就将用于信号线Y1至Yn以获得第(i+1)行的灰度级指定电流的电压设定为稳定的。于是就像由上述等式(2)-(4)所表示的那样延长了dt，就可以使dt比选择周期TSE更长。因此，如果像上面所述的那样在第(i+1)行的选择周期TSE中灰度级指定电流的电流值小，对于其中不设置电流/电压开关部分7的显示装置1而言，如图9A所示，第(i+1)行的选择周期TSE在施加到电容器24和第三晶体管23的电压获得稳定状态之前就结束了。存在的可能性在于，第(i+1)行的有机EL元件Ei+1，1至Ei+1，n的驱动电流的电流值与灰度级指定电流的电流值不同。
然而，由于在本实施例的显示装置1中设置了电流/电压开关部分7，因此在第(i+1)行的选择周期TSE之前立即设置复位周期TRESET。为了在第(i+1)行的有机EL元件Ei+1，1至Ei+1，n以低亮度发光时将信号线Y1至Yn以灰度级指定电流的电流值设定为稳定的，施加复位电压VR，从而在电流路径的电容C中迅速地充入电荷，信号线Y1至Yn的电位迅速升高。尤其是，当把复位电压VR设定为在充电电压VCH或者最低灰度级电压Vlsb附近的值时，即使当第(i+1)行的选择周期TSE中低亮度电流例如用于最低灰度级亮度Llsb的最低灰度级电流Ilsb经过信号线Y1至Yn时，正如由上述等式(2)至(4)表示的那样，也可以使在复位周期TRESET和第(i+1)行的选择周期TSE中信号线Y1至Yn的电荷变化量最小化。
因此，即使当第(i+1)行的灰度级指定电流是用于最低灰度级亮度Llsb的最低灰度级电流Ilsb时，在第(i+1)行的选择周期TSE中信号线Y1至Yn也以最低灰度级电压Vlsb获得稳定状态。根据在选择周期TSE中灰度级指定电流的电流值在电容器24中充入电荷，像素的亮度灰度级可迅速被更新。
此外，在同一像素Pi，j中，电容器24充入大电荷量以在前一扫描周期TSC(或前一发光周期TEM)获得高灰度级亮度。在此状态下，减少电容器24的电荷量以在下一扫描周期TSC将亮度更新至低灰度级亮度时，也就是说，当电流路径从由大灰度级指定电流控制的高灰度级低电压改变为由微小灰度级指定电流控制的低灰度级高电压时，此前复位电压VR的电流立即经过信号线Y1至Yn。因此，电流路径的电荷移动至低灰度级高电压侧。因此，当把信号线Y1至Yn和电容器24看作一个电容器时，在选择周期TSE前电容器的电荷量接近于低灰度级侧。也就是说，电容器24和信号线Y1至Yn的电位能够迅速稳定，从而根据低灰度级指定电流迅速在各电容器24中充入电荷，即使当所需要的低灰度级指定电流的电流值小也是如此。
因此，在不依靠灰度级指定电流的电流值的条件下，在第(i+1)行的选择周期TSE中像素Pi+1，1至Pi+1，n的各电容器24一极的电压和信号线Y1至Yn的电位迅速获得稳定状态。因此，利用任何灰度级，在发光周期TEM(非选择周期TNSE)中驱动电流的电流值与前一选择周期TSE的指定电流的电流值相同，有机EL元件Ei+1，1至Ei+1，n以所需的发光亮度发光。换句话说，在没有延长各行的选择周期TSE的条件下，有机EL元件Ei，j以所需要的亮度发光。因此，显示屏不闪烁，可以提高显示装置1的显示质量。
图10是表示与第一实施例的显示装置1的操作方式不同的显示装置101的示图。如图10所示，显示装置101包括的基本构成包括有机EL显示面板102和移位寄存器103，有机EL显示面板102通过有源矩阵驱动系统进行颜色显示。
有机EL显示面板102包括透明基板8；显示部分4，其中主要显示图像；围绕显示部分4设置的选择扫描驱动器5；电源扫描驱动器6；和电流/电压开关部分107，由此形成基本构成。在透明基板8上形成这些电路4至6、107。显示部分4、选择扫描驱动器5、电源扫描驱动器6和透明基板8与在第一实施例的显示装置1中的相同。因此，即使采用第二实施例的有机EL显示器101，由选择扫描驱动器5定时施加的电压、由电源扫描驱动器6定时施加的电压、像素P1，1至Pm，n的更新、以及P1，1至Pm，n的灰度级表示方法与第一实施例的显示装置1中的相同。
在电流/电压开关部分107中，对各列设置由第四晶体管31和第五晶体管32构成的开关电路Sj至Sn。此外，设置电流镜像电路M1至Mn和控制电流镜像电路M1至Mn的晶体管U1至Un和晶体管W1至Wn。电流/电压开关部分107的一端连接到信号线Y1至Yn，另一端连接到移位寄存器103。
电流镜像电路Mj由电容器30和两个MOS型晶体管61、62构成。晶体管61、62、31、32、U1至Un、W1至Wn是MOS型场效应薄膜晶体管，尤其是非晶硅用作半导体层的a-Si晶体管，但也可以是其中多晶硅或单晶硅用在半导体层中的P-Si晶体管。晶体管31、32、U1至Un、W1至Wn的结构还可以是反向交错型或共面型。下面，将要描述的晶体管61、62、32、U1至Un、W1至Wn为N沟道型场效应晶体管，将要描述的晶体管31为P沟道型场效应晶体管。
晶体管61的沟道长度与晶体管62的沟道长度相同，晶体管61的沟道宽度比晶体管62的更宽。也就是说，晶体管62的沟道电阻比晶体管61的沟道电阻更高。例如，晶体管62的沟道电阻是晶体管61的沟道电阻的十倍。以此方式，当晶体管62的沟道电阻高于晶体管61的沟道电阻时，晶体管61和62的沟道长度可以不相同。
描述各列。对于电流镜像电路Mj，晶体管61的漏极连接到晶体管Wj的源极，晶体管61和62的栅极连接到晶体管Uj的源极，还连接到电容器30的一极。晶体管62的漏极连接到晶体管31的源极。晶体管61和62的源极彼此相连，还连接到电容器30的另一极，进一步连接到以恒定电平的低电流/电压开关部分VCC的低电压输入端142。低电压输入端142的低电流/电压开关部分VCC低于参考电压VSS，进一步低于充电电压VCH，例如，-20[V]。
在第j列中，晶体管31、32的漏极都连接到信号线Yj，晶体管31、32的栅极都连接到开关信号输入端140。各列的晶体管32的源极连接到复位电压输入端141。
晶体管Uj和Wj的栅极彼此连接，并连接到移位寄存器103的输出端Rj。晶体管Uj和Wj的漏极彼此连接，并连接到共用灰度级信号输入端170。
移位寄存器103以外部时钟信号为基础移动脉冲信号，从输出端R1起按顺序依次将导通电平的脉冲信号输出到输出端Rn(输出端R1依次至Rn)，因此依次选择电流镜像电路M1至Mn。移位寄存器103的一个移动周期短于选择扫描驱动器5或电源扫描驱动器6的一个移动周期。在选择扫描驱动器5或电源扫描线6将脉冲信号从第i行移动至第(i+1)行的同时，移位寄存器103从输出端R1起按顺序将一行脉冲信号移动至输出端Rn，输出导通电平的n个脉冲信号。
灰度级信号输入端170输出外部数据驱动器的灰度级信号，对此灰度级信号进行设置使得由移位寄存器103的脉冲信号依次选择的电流镜像电路M1至Mn流过具有按照灰度级的电流值的灰度级指定电流。通过灰度级指定电流，在选择周期TSE中，根据有机EL元件E1，1至Em，n的亮度灰度级的电流流过晶体管23的源极和漏极之间并经过信号线Y1至Yn。因此，在非选择周期TNSE(发光周期TEM)中，电流根据亮度灰度级流过晶体管23的源极和漏极之间并通过有机EL元件E1，1至Em，n。灰度级指定电流还可以是模拟或数字信号，并且在从移位寄存器103的输出端R1至Rn输入导通电平的脉冲信号时输入到晶体管U1至Un和W1至Wn的漏极。对于一行的灰度级指定电流的周期短于选择扫描驱动器5或电源扫描驱动器6的一个移动周期。在选择扫描驱动器5或电源扫描驱动器6将脉冲信号从第i行移动至第(i+1)行的同时，输入n个灰度级指定电流。
开关信号φ从外部输入到开关信号输入端140。开关信号φ的周期与选择扫描驱动器5或电源扫描驱动器6的一个移动周期相同。输入晶体管31的导通电平的开关信号φ时的时间是选择扫描驱动器5或电源扫描驱动器6输出晶体管21、22的导通电平脉冲信号的时间。因此，在选择扫描驱动器5或电源扫描驱动器6从第1行移动至第m行的同时，输入开关信号φ的导通电平电压。
当从灰度级信号输入端170输出灰度级信号时，电压施加到晶体管61的漏极和栅极，电流在晶体管61的漏极和源极之间流动。此时，电流还在晶体管62的漏极和源极之间流动。这里，晶体管62的沟道电阻高于晶体管61的沟道电阻，晶体管62的栅极具有与晶体管61的栅极相同的电压值。因此，在晶体管62的漏极和源极之间的电流的电流值小于在晶体管61的漏极和源极之间的电流的电流值。具体而言，在晶体管62的漏极和源极之间的电流的电流值基本上是由晶体管62的沟道电阻与晶体管61的沟道电阻之比乘以在晶体管61的漏极和源极之间的电流的电流值所得到的数值(乘积)。在晶体管62的漏极和源极之间的电流的电流值低于在晶体管61的漏极和源极之间的电流的电流值。因此，能够容易地对流过晶体管62的微小灰度级指定电流进行分级/控制。以下将晶体管62的沟道电阻与晶体管61的沟道电阻之比称作电流减小率。
接下来，描述如上构成的显示装置101的操作方式。在与第一实施例相同的方式中，如图8所示，选择扫描驱动器5和电源扫描驱动器6线性地依次将脉冲信号从第1行移动至第m行。
另一方面，如图11所示，从第(i-1)行的选择周期TSE结束一直到第i行的的选择周期TSE开始，也就是说，在复位周期TRESET，移位寄存器103将晶体管U1至Un、W1至Wn的导通电平的脉冲信号从输出端R1移动至输出端Rn。在移位寄存器103移动脉冲信号时，开关信号输入端140的开关信号φ的电压电平对应于晶体管31的截止电平，并保持在晶体管32的导电电平的高电平H。因此，在复位周期TRESEET中，在信号线Y1至Yn中，从复位电压输入端141电压迅速替换为复位电压VR。
此处，当移位寄存器103将导通电平的脉冲信号输出到输出端Rj时，灰度级信号输入端170输入表示第i行、第j列的灰度级亮度的电平的灰度级信号。此时，由于第j列的晶体管Uj和Wj具有导通状态，因此将表示第i行、第j列的灰度级亮度值的电流值的灰度级信号输入到电流镜像电路Mj，晶体管61、62获得导通状态，在电容器30中充入具有根据灰度级信号的电流值的大小的电荷。也就是说，晶体管Uj和Wj用以在第j列的选择时间使灰度级信号进入电流镜像电路Mj。
当晶体管61获得导通状态时，在电流镜像电路Mj中，电流流过灰度级信号输入端170→晶体管61→低电压输入端142。流过灰度级信号输入端170→晶体管61→低电压输入端142的电流的电流值遵循灰度级信号的电流值。
此时，由于开关信号输入端140的电平对应于晶体管31的截止电平，第j列的晶体管31具有截止状态，流过电流镜像电路Mj和信号线Yj的灰度级指定电流不流动。
随后，当移位寄存器103将脉冲信号输出到输出端Rj+1时，输入表示第i行、第(j+1)列的灰度级亮度值的电流值的灰度级信号。以与第j列相同的方式，在第(j+1)列的电容器30中充入具有根据灰度级信号的电流值大小的电荷。此时，即使当第j列的晶体管Uj、Wj获得截止状态，也会通过晶体管Uj限制在第j列的电容器30中充入的电荷，这样第j列的晶体管61和62保持导通状态。也就是说，晶体管Uj用以根据在第j列的选择时间的灰度级信号电流的电流值保持栅极电压值，即使在第j列的非选择时间也是如此。
如上所述，当移位寄存器103移动脉冲信号时，具有按照灰度级信号的电流值大小的电荷从第1列的电容器30起依次充入第n列的电容器30。当充入第n列的电容器30的过程结束时，移位寄存器103的移动一旦结束，开关信号输入端140的开关信号φ从高电平转换至截止电平。所有的晶体管31同时获得导通状态，所有的晶体管32获得截止状态。此时，由于在所有列的电容器30中充入了电荷，晶体管61、62具有导通状态。此外，由于此时是第i行的选择周期，灰度级指定电流流过在第i行的所有像素电路Di，1至Di，n中的电源扫描线Zi→晶体管23→晶体管21→信号线Y1至Yn→晶体管62→低电压输入端142。此时，在第1至n列的任意一列中，通过电流镜像电路Mj的作用，在电源扫描线Zi→晶体管23→晶体管21→信号线Y1至Yn→晶体管62→低电压输入端142的方向上流动的灰度级指定电流的电流值是通过在灰度级信号输入端170→晶体管61→低电压输入端142的方向上流动的电流的电流值乘以电流镜像电路Mj的电流减小率而得到的数值。
在任意信号线Y1至Yn中，在前一行的选择周期TSE中经过具有高亮度的较大灰度级指定电流，在从晶体管23的源极23到信号线Yj的电流路径的电容中聚集电荷，电位降低。在此情况下，即使当在下一选择周期TSE中流过的灰度级指定电流的电流值小，通过在前一复位周期TRESET中施加的复位电压VR，电流路径的电位也高。因此，可以迅速地将信号线Y1至Yn的电位设置为在按照灰度级汲入电流的电位处为稳定的。
随后，选择扫描驱动器5和电源扫描驱动器6的脉冲信号移动至第(i+1)行，获得第i行的非选择周期TSE。以与第一实施例相同的方式，更新在第i行的有机EL元件Ei，1至Ei，n的灰度级亮度。
随后，开关信号输入端140达到高电平，移位寄存器103类似地重复从第一列向第n列的脉冲信号的移动。因此，为了更新第(i+1)行的有机EL元件Ei+1，1至Ei+1，n的灰度级亮度，从第1列起在n列的电容器30中依次充入电荷。
在第二实施例中，由于在显示部分4的外部设置电流镜像电路Mj，可以尽量减少为各像素设置的晶体管的数量，能够防止像素的数值孔径的下降。由于设置了电流镜像电路Mj，即使在由于周围的噪音或者在灰度级信号输入端170中的寄生电容使得灰度级信号略微偏离于原本要输出的电流值的时候，也能够根据电流减小率使信号线Yj的灰度级指定电流值的偏离最小化，能够抑制有机EL元件E的亮度灰度级的偏离。
在图10中所示的实施例中，设置晶体管U1至Un，晶体管U1至Un控制电流镜像电路M1至Mn。然而，如图12所示，晶体管W1至Wn的源极连接到晶体管61的漏极、晶体管61的栅极和晶体管62的栅极，可省略晶体管U1至Un。
在上述实施例中，开关电路S1至Sn包括N沟道和P沟道晶体管的CMOS结构，但如图13所示，设置与电流镜像电路M1至Mn相同沟道类型的晶体管。电流/电压开关部分107的晶体管可仅包括单沟道型晶体管。以此方式，可以简化电流/电压开关部分107的制造工艺。
此外，电流/电压开关部分107的晶体管的沟道类型与显示部分4中的晶体管21至23的沟道类型相同。于是，在电流/电压开关部分107中的晶体管可与在显示部分4中的晶体管21至23共同形成。如果与显示部分4的晶体管21至23相同沟道类型的晶体管局部地设置在电流/电压开关部分107中，毫无疑问，可同时形成晶体管。
在图13中所示的显示装置201中，各开关电路S1至Sn由以下构成连接到开关信号输入端140的N沟道型晶体管132，其中开关信号φ输入到所述开关信号输入端140中；连接到开关信号输入端143的N沟道型晶体管131，作为开关信号φ的反转信号的开关信号φ(是逻辑非)输入到所述开关信号输入端143中。
如图14所示，晶体管131通过开关信号φ在选择周期TSE中获得导通状态，用作使微小灰度级指定电流流过电源扫描线Z1至Zm、晶体管23、晶体管21、信号线Y1至Yn、晶体管62和低电压输入端142的开关，并在复位周期TRESET获得截止状态。晶体管132通过开关信号φ在选择周期TSE中获得截止状态，在复位周期TRESET获得导通状态，用作向信号线Y1至Yn施加复位电压VR的开关。同样在如图1所示的开关电路S1至Sn中，可采用相同沟道类型的晶体管131、132。各晶体管131可连接到开关信号输入端143，开关信号输入端140可连接到各晶体管132。即使在此情况下，也可以取得类似的效果。
在图13所示的实施例中，设置用于控制电流镜像电路M1至Mn的晶体管U1至Un。然而，如图15所示，当晶体管W1至Wn的源极连接到晶体管61的漏极、晶体管61的栅极和62的栅极时，可省略晶体管U1至Un。
本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的条件下的设计中，可以进行各种变化和修改。
例如，在显示装置1中，通过从像素Pi，j中选出的汲入电流的电流值在像素Pi，j中指定灰度级亮度。但反之，电流可从信号线Yj经过像素Pi，j，像素Pi，j可以以根据该电流的电流值的灰度级亮度发光。也可以采用有源矩阵驱动系统的这种显示装置。
即使在这种情况下，开关电路在各行的选择周期中使数据驱动器的指定电流经过信号线，在选择周期之间的复位周期中恒定电平的恒电电压施加到信号线。然而，当亮度灰度级越高，信号线电压高，信号线电流大。当亮度灰度级低，信号线电压低，信号线电流小。因此，获得了这样的电位关系使得在图9B中电压VR、Vlsb、Vhsb竖直反转。优选地，在选择周期TSE中当有机EL元件E1，1至Em，n以最亮的最大灰度级亮度LMAX发光时，将复位电压VR设置为至少低于最高灰度级电压Vhsb的电压，这种最高灰度级电压Vhsb根据由灰度级指定电流在信号线Y1至Yn中充满的电荷设定为稳定的，所述灰度级指定电流具有等于流过有机EL元件E1，1至Em，n的最大灰度级驱动电流IMAX的电流值。优选地，当各有机EL元件E1，1至Em，n具有最暗的最小的灰度级亮度LMIN时(此外，该电流的电流值超过0A)，将复位电压设定为等于或低于中间电压，此中间电压具有在最低灰度级电压Vlsb和最高灰度级电压Vhsb之间的中间值，更优选为等于或低于最低灰度级电压Vlsb的值，所述最低灰度级电压Vlsb是指根据由灰度级指定电流在信号线Y1至Yn中充满的电荷而设定成稳定的电压，所述灰度级指定电流具有等于流过有机EL元件E1，1至Em，n的最小灰度级驱动电流IMIN的电流值。
此外，在此情况下，可适当改变像素Pi，j的电路。当选择扫描线时，流过信号线的指定电流经过像素电路以将指定电流的电流值转换为电压电平。当没有选择扫描线时，流过扫描线的指定电流被切断。保持没有选择扫描线时转换的电压值。此外，优选在各有机EL元件的周围设置用于使驱动电流经过有机EL元件的像素电路，所述驱动电流具有根据所保持的电压值的电平。
在此实施例中，有机EL元件用作发光元件。然而，例如，也可以采用这样的发光元件，当施加反向偏压时电流不流动，而施加正向偏压时电流流动，并且这种发光元件可以以根据流过其中的电流大小的亮度发光。除了有机EL元件之外，发光元件的例子还可包括发光二极管(LED)元件。
根据本发明，当选择预定行的像素时，灰度级电流流过各信号线。即使当在由流过前一行像素的信号线的灰度级电流而设定为稳定的电压和由流过下一行像素的信号线的灰度级电流而设定为稳定的电压之间的差别大时，下一像素的灰度级电流的电流值小，在下一行之前复位电压施加到信号线，这样信号线能够迅速地以根据下一行灰度级电流的电压设置成稳定的。
因此，在选择下一扫描线之后，流过发光元件的驱动电流的电流值与指定电流的电流值相同，发光元件以所需要的亮度发光。也就是说，在没有延长选择各扫描线的周期的条件下，发光元件以所需要的亮度发光。因此，显示屏不闪烁，显示装置的显示质量高。
权利要求
1.一种显示装置，包括多个像素，这些像素设置在沿多个行设置的多条扫描线和沿多个列设置的多条信号线的交叉部分，并且这些像素包括多个光学元件，这些光学元件通过根据来自信号线的灰度级电流而流动的驱动电流进行光学操作；和复位装置，根据由灰度级电流在信号线中充入的电荷将信号线的电位设定为复位电压，其中复位电压是信号线中的最高灰度级电压和信号线中的最低灰度级电压之间的电压或者该最低灰度级电压，最高灰度级电压是在等于流过光学元件的最高灰度级驱动电流的灰度级电流在信号线中保持稳定时的电压，最低灰度级电压是在等于流过光学元件的最低灰度级驱动电流的灰度级电流在信号线中保持稳定时的电压。
2.根据权利要求1的显示装置，其中所述复位装置在预定行的选择周期中使灰度级电流流过信号线，并且在选择周期之后和下一行的选择周期之前将信号线的电位设定为复位电压。
3.根据权利要求1的显示装置，其中复位装置包括用于灰度级电流的晶体管，该晶体管使灰度级电流流过信号线；和用于复位电压的晶体管，该晶体管将信号线的电位设定为复位电压。
4.根据权利要求1的显示装置，其中复位装置包括电流镜像电路，根据灰度级信号产生灰度级电流。
5.根据权利要求4的显示装置，进一步包括移位寄存器，并且其中复位装置包括灰度级信号开关装置，该装置用于根据来自移位寄存器的灰度级信号向对应于各列的电流镜像电路选择性地提供灰度级信号。
6.根据权利要求1的显示装置，进一步包括数据驱动器，并且其中复位装置包括用于灰度级电流的晶体管，此晶体管使灰度级电流从数据驱动器流过信号线；和用于复位电压的晶体管，此晶体管将信号线的电位设定为复位电压。
7.根据权利要求1的显示装置，其中复位电压高于在信号线中的最高灰度级电压，最高灰度级电压是在等于流过光学元件的最高灰度级驱动电流的灰度级电流在信号线中保持稳定时的电压。
8.根据权利要求1的显示装置，其中各像素包括向光学元件提供驱动电流的像素电路。
9.根据权利要求8的显示装置，其中在预定行的像素中的像素电路包括电荷保持装置，用于在预定行的选择周期中根据流过信号线的灰度级电流保持电荷；驱动电流开关装置，用于在预定行的选择周期之后使驱动电流流过光学元件，所述驱动电流的电流值等于根据由电荷保持装置保持的电荷的灰度级电流的电流值；和灰度级电流控制开关装置，用于控制经由驱动电流开关装置流过信号线的灰度级电流的流动。
10.根据权利要求9的显示装置，其中在预定行的像素中的像素电路的灰度级电流控制开关装置在预定行的选择周期中使灰度级电流经由驱动电流开关装置流过信号线以在电荷保持装置中保持电荷，并且在预定行的发光周期中阻止灰度级电流流过驱动电流开关装置。
11.根据权利要求9的显示装置，其中驱动电流开关装置具有晶体管。
12.根据权利要求9的显示装置，其中驱动电流开关装置具有驱动晶体管，和灰度级电流控制开关装置，包括电流路径控制晶体管，其源极和漏极分别连接到信号线和驱动晶体管的源极；和数据写入控制晶体管，其源极连接到驱动晶体管的栅极。
13.根据权利要求12的显示装置，其中复位电压高于在信号线中的最高灰度级电压，最高灰度级电压是在等于流过光学元件的最高灰度级驱动电流的灰度级电流在信号线和驱动晶体管的源极中保持稳定时的电压。
14.根据权利要求12的显示装置，其中复位电压是信号线中的最高灰度级电压和信号线中的最低灰度级电压之间的电压，最高灰度级电压是在等于流过光学元件的最高灰度级驱动电流的灰度级电流在信号线和驱动晶体管的源极中保持稳定时的电压，最低灰度级电压是在等于流过光学元件的最低灰度级驱动电流的灰度级电流在信号线和驱动晶体管的源极中保持稳定时电压。
15.根据权利要求12的显示装置，其中复位电压等于信号线中的最低灰度级电压，最低灰度级电压是在等于流过光学元件的最低灰度级驱动电流的灰度级电流在信号线和驱动晶体管的源极中保持稳定时的电压。
16.根据权利要求12的显示装置，其中，当光学元件表现光学性能时，复位电压等于施加到驱动晶体管的漏极的电压。
17.根据权利要求1的显示装置，其中光学元件包括光学EL元件。
18.根据权利要求1的显示装置，其中光学元件包括发光二极管。
19.根据权利要求1的显示装置，其中驱动电流的电流值等于灰度级电流的电流值。
20.一种显示装置的驱动方法，该显示装置包括多个像素，这些像素设置在沿多个行布置的多条扫描线和沿多个列布置的多条信号线的交叉部分，并且这些像素包括多个光学元件，所述光学元件通过根据来自信号线的灰度级电流流动的驱动电流进行光学操作，该方法包括使灰度级电流流过信号线的灰度级电流步骤；和根据由灰度级电流在信号线中充入的电荷将电位置换为复位电压的电压复位步骤；其中在预定行像素的灰度级电流流过信号线之后、并在下一行像素的灰度级电流流过信号线之前，执行复位电压步骤。
21.根据权利要求20的驱动方法，其中在选择周期中执行灰度级电流步骤，并且在选择周期之后，各光学元件通过根据灰度级电流流动的驱动电流进行光学操作。
22.根据权利要求20的显示装置的驱动方法，其中每个像素包括向光学元件提供驱动电流的像素电路。
23.根据权利要求22的显示装置的驱动方法，其中在预定行的像素中的像素电路包括电荷保持装置，用于在预定行的选择周期中根据流过信号线的灰度级电流保持电荷；驱动电流开关装置，用于在预定行的光学操作周期中使驱动电流流过光学元件，所述驱动电流的电流值等于根据由电荷保持装置保持的电荷的灰度级电流的电流值；和灰度级电流控制开关装置，用于经由驱动电流开关装置控制流过信号线的灰度级电流的流动。
24.根据权利要求23的显示装置的驱动方法，其中在预定行的像素中的像素电路的灰度级电流控制开关装置在预定行的选择周期中经由驱动电流开关装置使灰度级电流流过信号线以在电荷保持装置中保持电荷，并且在预定行的光学操作周期中阻止灰度级电流流过驱动电流开关装置。
25.一种显示装置的驱动方法，该显示装置包括多个像素，这些像素设置在沿多个行布置的多条扫描线和沿多个列布置的多条信号线的交叉部分，并且这些像素包括多个光学元件，所述光学元件通过根据来自信号线的灰度级电流流动的驱动电流进行光学操作，该方法包括使灰度级电流流过信号线的灰度级电流步骤；和根据由灰度级电流在信号线中充入的电荷将电位置换为复位电压的电压复位步骤，其中根据由具有等于流过光学元件的最高灰度级驱动电流的电流值的灰度级电流在信号线中充入的电荷、将复位电压设置成高于稳定的最高灰度级电压，最高灰度级驱动电流是在光学元件以最高的灰度级进行光学操作的情况下的电流。
26.根据权利要求25的显示装置的驱动方法，其中驱动电流的电流值等于灰度级电流的电流值。
27.根据权利要求25的显示装置的驱动方法，其中光学元件包括有机EL元件。
28.根据权利要求25的驱动方法，其中在选择周期中执行灰度级电流步骤，并且在选择周期之后，各光学元件通过根据灰度级电流流动的驱动电流进行光学操作。
29.根据权利要求25的显示装置的驱动方法，其中每个像素包括向光学元件提供驱动电流的像素电路。
30.根据权利要求29的显示装置的驱动方法，其中在预定行的像素中的像素电路包括电荷保持装置，用于在预定行的选择周期中根据流过信号线的灰度级电流保持电荷；驱动电流开关装置，用于在预定行的光学操作周期中使驱动电流流过光学元件，所述驱动电流的电流值等于根据由电荷保持装置保持的电荷的灰度级电流的电流值；和灰度级电流控制开关装置，用于经由驱动电流开关装置控制流过信号线的灰度级电流的流动。
31.根据权利要求30的显示装置的驱动方法，其中在预定行的像素中的像素电路的灰度级电流控制开关装置包括在预定行的选择周期中经由驱动电流开关装置使灰度级电流流过信号线以在电荷保持装置中保持电荷的功能；和在预定行的光学操作周期中阻止灰度级电流流过驱动电流开关装置的功能。
全文摘要
一种显示装置，包括信号线，电流提供到每条信号线上以获得任意电流值；光学元件，各光学元件根据流过信号线的电流的电流值进行光学操作；和稳定电压提供电路，用于提供稳定电压以便将流过信号线的电流的电流值设定成稳定的。
文档编号G09G3/32GK101071538SQ20071010636
公开日2007年11月14日 申请日期2003年6月11日 优先权日2002年6月20日
发明者佐藤和仁, 山田裕康 申请人:卡西欧计算机株式会社