专利名称：显示装置及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及显示装置，特别涉及使用电致发光(ElectroLuminescence；以下简称为EL)元件作为发光介质的显示装置。
背景技术：
近年来，随着通信技术的进步，便携式电话正在普及。可以预见，今后会有更多的动态图像传送或更多的信息传达。另一方面，个人电脑也通过其轻量化，生产了对应的移动式产品。以电子记事簿为开端的被称为PDA的信息终端也被大量生产并不断普及。此外，随着显示装置的发展，这些便携式信息设备上基本上都装配有平板显示器。
此外，近年来，在平板显示器中，也正在推进下述显示装置的产品化，该显示装置具有使用了在低温下结晶的多晶半导体的薄膜晶体管(以下将薄膜晶体管记为TFT)。上述低温是指结晶温度在600℃以下、与现有的结晶温度1000℃以上相比是低温的意思。由于使用了在低温下结晶的多晶半导体的TFT不只是像素，还能够在像素部周围一体形成信号线驱动电路，所以能够实现显示装置的小型化及高精细化，预计今后能够更加普及。
在具有使用了低温下结晶的多晶半导体的TFT的显示装置中，除了液晶显示装置，还开发了使用发光元件特别是有机EL元件的显示装置。
另一方面，作为使用了有机EL元件的显示装置，开发了无源矩阵驱动的显示装置，作为便携式电话、汽车音响等的显示装置进行生产。
图2表示了现有的无源矩阵驱动的显示装置的概略。图2所示的显示装置中，在玻璃等基板201的中央处配置有像素部。像素部配置有发光元件、列信号线和行信号线。在基板201的上侧，设置了用于控制列信号线的列信号线驱动电路202，在基板201的左侧，设置了用于控制行信号线的行信号线驱动电路203。进而，为了控制列信号线驱动电路202和行信号线驱动电路203，配置了控制器240。另外，列信号线驱动电路202以及行信号线驱动电路203是由LSI芯片构成的，通过FPC(Flexible Printed Circuit柔性印刷电路)连接到基板201上(例如参照专利文献1)。
(专利文献1)特开平9-232074号公报接下来，参照图2，就无源矩阵型显示装置的工作进行说明。首先，选择第1行的行信号线220。这里的选择是指将开关212连接到接地端。接下来，列驱动器的开关208～211接通。将开关208～211的一侧连接到恒流源204～207，将相反一侧连接到列信号线216～219。当开关208～211接通时，从恒流源204～207输出的电流经由开关208～211、列信号线216～219，流入发光元件224～227。并且，电流通过发光元件224～227后，经由行信号线220，通过开关212流入GND。这样通过使电流流过发光元件224～227，从而发光元件进行发光。此外，开关208～211处于接通的时间按每个开关而不同，根据开关处于接通的时间，显示装置进行灰度显示。开关208～211全部断开后，行信号线驱动电路的开关212连接到VCC，接下来，开关213接地，并重复上述操作。行信号线驱动电路的开关连接到VCC的情况下，由于向该行的发光元件施加反偏压，所以没有电流流过，不会产生发光。
发光元件224～239的亮度，即流过发光元件224～239的电流量可以通过列信号线驱动电路的恒流源204～207的电流值以及开关208～211处于接通的时间来进行控制。图3所示的是列信号线驱动电路的例子。首先，在内置的恒压源301产生恒定的电压。作为恒压源，通常使用公知的带隙调节器等，使用温度系数小的电源。通过运算放大器302、晶体管303以及电阻304，可以将该恒压变为电流，并能够产生温度系数小的恒流。通过以晶体管305～309、电阻314～318构成的电流反射镜电路反转此电流，并且进行多次复制，从而经由开关310～313供给列信号线。
接下来，就发光元件的灰度显示方式进行阐述。在图2所示的列信号线驱动电路中，如果开关208～211的接通时间只有一种，则该显示装置的灰度只有两种。对于该显示装置中的灰度的表现法，参照图4进行说明。
图4简单地表示了时间灰度方式的时间图。该例中，帧频为60Hz，根据时间灰度方式而得到3比特的灰度。在帧频为60Hz的情况下，1帧期间为16.6ms。该期间以垂直方向的像素数除得的值成为大约1水平线期间401。例如如果垂直方向的像素数设为220个的话，则1水平线期间为75μs。在上述的方式中，如果此水平线期间中的90％设为影像期间(存在影像信号的期间)的话，则影像期间变为68μs。以3比特即8灰度进行此期间的显示时，如图4所示，只要与灰度成比例地设定开关的接通的时间即点亮期间402即可。在图4中，403表示的期间是非点亮的期间，404表示的期间是回描期间。
在时间灰度方式中，如上所述进行灰度表现。当然，在彩色显示装置中，也可以实现同样的灰度表现。
此外，作为有源矩阵驱动的显示装置，有图5所示的显示装置。图5的有源矩阵型显示装置的像素是由开关用TFT508～511、EL驱动用TFT512～515、保持电容516～519、EL元件520～523构成的。以下，简单说明其工作。
由于连接到栅信号线驱动电路502的栅信号线505为高电平时开关用TFT508、510导通，所以通过连接到源信号线驱动电路501的源信号线503、504供给的影像信号被输入到保持电容516、518及EL驱动用TFT512、514的栅极中。而且，对应于其电压值的电流经由驱动用TFT512、514从电源线507流入EL元件520、522。这里，驱动用TFT512、514发挥作为电压电流转换元件的作用。栅信号线505成为行时，虽然开关用TFT508、510截止，但由于保持电容516、518中保持有电荷，因此EL驱动用TFT512、514保持了相同的状态，继续使电流流入EL元件520、522中。这样，在有源矩阵中，由于像素具有存储性，所以能够持续相同状态的发光直到进行下一次的写入为止。
同样地，当栅信号线506为高电平时开关用TFT509、511导通，将源信号线的影像信号写入EL驱动用TFT513、515的栅极以及保持电容517、519，EL驱动用TFT513、515使电流流入EL元件521、523中，EL元件521、523发光。(以上说明例如公开在专利文献2中。)(专利文献2)
特开2002-108285号公报此外，在有源矩阵型显示装置中，还开发了如图6所示的使用了电流反射镜电路的显示装置。这种显示装置通过TFT609和610、TFT611和612、TFT613和614、TFT615和616将电流反射镜电路设在了像素内部。通过源信号线驱动电路601，将亮度信号以电流方式而不是电压方式供给到源信号线603、604，通过栅信号线驱动电路602，控制栅信号线605、606。当开关621～628接通时，电流反射镜电路工作，与源信号线驱动电路的输出电流成比例的电流流入EL元件629～632。即使栅信号线驱动电路使开关成为断开的状态，只要电容617～620中存储有电荷的话，TFT610、612、614、616就会工作，并使电流持续流入EL元件629～632(例如参照专利文献3)。
(专利文献3)特开2001-147659如上所述的现有的有机EL显示装置中有如下所示的问题。首先，在无源矩阵型有机EL显示装置中，存在着不太能使像素数变大的问题。由于无源矩阵型EL显示装置中，在像素没有保持功能，只能进行瞬间的发光，因此发光期间成为将1帧期间以列线数除得的值，当像素数增加时，列线数也必然增加，发光期间变短。由于闪烁的问题，通常1帧为16.6ms左右，像素为176×RGB×220时，1线的点亮时间为75μs。这样一来，在发光期间很短并且点亮亮度高的情况下，就不得不在像素的有机EL元件中流入大电流，这会缩短有机EL元件的寿命，此外，还会导致由正向电压的上升而引起的功耗增大的问题。实际应用中的无源矩阵的点亮时间设定为250μs以上的情况比较多，因此，在无源矩阵型EL显示装置中，增加像素数非常困难。
另一方面，在如图5所示的有源矩阵型的有机EL显示装置中，由于在像素具有存储功能，所以像素的有机EL元件能够在整个1帧期间内都点亮，不会产生类似于无源矩阵型的问题。但是，在上述有源型中，由于通过像素内部的TFT将在电容中保持的电压转换成电流，因此该电流受到TFT的特性偏差的影响。由于低温多晶硅TFT使用线状激光来结晶，所以根据其偏差TFT特性会呈条纹状偏差。因此，有产生条纹状亮斑的问题。
只要在如图6所示的使用了电流反射镜电路的显示装置中电流反射镜的对TFT609、610的特性一致，就能够消除上述的亮斑。此外，通过增大TFT的尺寸，TFT609、610的特性就能够更加一致。但是，有如下问题，即在这样的显示装置中，由于像素内的TFT的面积增大、开口率降低，就不能适用于小像素。
发明内容
为了解决以上的问题，本发明者使用了发光元件和一个或以上的薄膜晶体管来构成像素，并使多个行像素同时亮灯。如此一来，就能够解决作为现有的显示装置中的课题，即发光期间短的问题、由像素TFT的偏差引起的显示斑的问题、以及开口率下降的问题。
本发明的要旨之一是一种显示装置，由开关元件以及发光元件构成的多个像素在基板上呈矩阵状配置，其中，对于1列的像素串配置多根源信号线，对于1行的像素串配置1根栅信号线，上述开关元件具有输入端子、输出端子、控制端子，上述输入端子与上述多根源信号线的任意一根电连接，上述输出端子与上述发光元件电连接，上述控制端子与上述栅信号线电连接。上述开关元件可以由一个薄膜晶体管构成。此外，上述开关元件也可以由多栅的薄膜晶体管，例如双栅或三栅的薄膜晶体管构成。进而，可以使用EL元件作为上述发光元件。
本发明的要旨之一是一种显示装置，由开关元件以及发光元件构成的多个像素在基板上呈矩阵状配置，其中，对于1列的像素串配置多根源信号线，对于1行的像素串配置1根栅信号线，上述开关元件具有输入端子、输出端子、控制端子，上述输入端子与上述多根源信号线的任意一根电连接，上述输出端子与上述发光元件电连接，上述控制端子与上述栅信号线电连接，具有多个与上述多根源信号线的至少1根电连接的源信号线驱动电路。上述源信号线驱动电路是电流输出型的源信号线驱动电路，此外，也可以通过薄膜晶体管来形成。上述源信号线驱动电路能够与上述开关元件在同一基板上形成。上述源信号线驱动电路可以是安装有半导体芯片的电路。多个上述源信号线驱动电路可以分开配置在配置有上述多个像素的区域的两侧(该区域的上下或者左右)。进而，上述源信号线驱动电路驱动上述多根源信号线中任意一根。上述开关元件可以由一个薄膜晶体管构成。此外，上述开关元件也可以由多栅的薄膜晶体管、例如双栅或三栅的薄膜晶体管构成。而且，还可以使用EL元件作为上述发光元件。
本发明的要旨之一是一种显示装置，由开关元件以及发光元件构成的多个像素在基板上呈矩阵状配置，其中，对于1列的像素串配置多根源信号线，对于1行的像素串配置1根栅信号线，上述开关元件具有输入端子、输出端子、控制端子，上述输入端子与上述多根源信号线的任意一根电连接，上述输出端子与上述发光元件电连接，上述控制端子与上述栅信号线电连接，具有同时驱动多根上述栅信号线的一个栅信号线驱动电路。上述栅信号线驱动电路能够由薄膜晶体管构成。上述源信号线驱动电路能够与上述开关元件在同一基板上形成。上述栅信号线驱动电路也可以是安装有半导体芯片的电路。上述开关元件可以由一个薄膜晶体管构成。此外，上述开关元件也可以由多栅的薄膜晶体管、例如双栅或三栅的薄膜晶体管构成。而且，还可以使用EL元件作为上述发光元件。
在上述的本发明中，上述源信号线驱动电路或上述栅信号线驱动电路可以由单一极性的晶体管构成。
本发明的要旨之一是一种显示装置的驱动方法，在该显示装置中，由开关元件及发光元件构成的像素在基板上呈矩阵状配置，对于1列的像素串配置多根源信号线，对于1行的像素串配置1根栅信号线，上述开关元件具有输入端子、输出端子、控制端子，上述输入端子与上述多根源信号线的任意一根电连接，上述输出端子与上述发光元件电连接，上述控制端子与上述栅信号线电连接，该方法中，通过同时驱动多根上述栅信号线并使多个上述开关元件成为导通状态，从而将上述多根源信号线的任意一个的信号输入到上述发光元件，驱动上述发光元件。在该发光装置的驱动方法中，开关元件可以由一个薄膜晶体管或多栅的薄膜晶体管构成。
图1是表示本发明的实施方式的图。
图2是表示现有的无源矩阵型EL显示装置的图。
图3是表示现有的电流源电路的图。
图4是表示现有的无源矩阵型EL显示装置的灰度的图。
图5是表示现有的有源矩阵型EL显示装置的像素的图。
图6是表示使用了电流反射镜的现有的有源矩阵型EL显示装置的像素的图。
图7是表示本发明的像素和源信号线驱动电路的图。
图8是本发明的源信号线驱动电路的方框图。
图9是本发明的源信号线驱动电路的方框图。
图10是本发明的恒流源的方框图。
图11是表示使用了本发明的模拟影像信号的源信号线驱动电路的图。
图12是表示使用了本发明的模拟影像信号的源信号线驱动电路的图。
图13是表示以一个TFT构成本发明的开关元件的实施例的图。
图14是表示以多个TFT构成本发明的开关元件的实施例的图。
图15是本发明的像素的俯视图。
图16是表示连接了本发明的栅信号线的实施例的图。
图17是使用了本发明的单极性TFT的信号线驱动电路的实施例。
图18是使用了本发明的显示装置的电子设备的图。
图19是表示在像素部的两侧设置了本发明的信号线驱动电路的实施例的图。
具体实施例方式
以下，使用
本发明的实施方式。
在图1中表示了本发明的显示装置的概略图。在图1中，一个像素由一个开关元件和一个发光元件构成。对于1列的像素配置了4根源信号线，对于1行的像素配置了1根栅信号线。虽然在本实施方式中对于1列的像素配置的源信号线为4根，但是并不限于4根。
将连接到源信号线驱动电路101的源信号线103～110与开关元件的输入端子相连接，将发光元件的一个电极连接到开关元件的输出端子，将连接到栅信号线驱动电路102的栅信号线与开关元件的控制端子相连接。希望所使用的源信号线驱动电路101是将电流输出到如图3所示的源信号线的类型，但并不仅限于此。从源信号线驱动电路101输出电流，且当栅信号线111～114为高电平(有源)时，开关元件119～122、127～130导通，通过开关元件使电流流入发光元件135～138、143～146，进而流入共用的阴极。发光元件135～138、143～146发光。
接下来，当栅信号线111～114为低电平时，开关元件119～122、127～130截止。接着，当栅信号线115～118为高电平时，开关元件123～126、131～134导通，电流流入发光元件139～142、147～150中，并产生发光。通过重复以上工作，画面整体发光。
进行灰度表现时，与图4所示相同，能够通过控制流入源信号线中的电流，得以表现。
这时，与现有的无源矩阵型EL显示装置所不同的是在本发明中使多根栅信号线111～114同时导通。在图1中，源信号线相对于1纵列有4根，能够使4根栅信号线导通。
由此，在现有的无源矩阵型EL显示装置中，在像素数为176×RGB×220的情况下，相对于1线的点亮期间约为75μs，在本发明中，能够同时使4线点亮，因此能够有300μs的点亮期间。由此，能够确保与像素数不多的无源矩阵型EL显示装置相同的可靠性。
源信号线驱动电路、栅信号线驱动电路与开关元件同样可以同时形成在基板上，此外，也可以在开关元件之外另行制作驱动器电路，并将其粘贴在像素基板上。驱动器电路可以使用单晶硅，也可以使用多晶硅等非单晶。
此外，由于在各像素的开关元件只是控制电流的通断，不进行电压电流的变换，所以不会由于开关元件的偏差而产生亮斑的情况。此外，不会由于开关元件的截止电流而产生电荷放电。因此，就不会像现有的有源矩阵型EL显示装置那样，因为激光结晶的偏差而使画质降低。此外，在一个像素上有一个开关元件，没有必要在像素中置入复杂的电路。此外，由于降低了偏差，故不会出现必须使开关元件的尺寸变大的情况。因此，其优点为不会产生开口率的下降，且可以对应较小的像素。
如以上的说明所述，在本发明中，能够解决如无源矩阵型EL显示装置中的EL元件的点亮期间非常短的问题，或如现有的有源型EL发光装置的由元件的偏差而产生条纹状的亮斑的问题，或开口率下降的问题。
实施例(实施例1)图13表示了本发明的显示装置的概略图。在图13中，一个像素由一个TFT和一个发光元件构成。连接到源信号线驱动电路1301的源信号线与TFT的源电极或者漏电极的任意一方相连，发光元件一个电极与TFT的源电极或者漏电极的另一方相连，连接到栅信号线驱动电路1302的栅信号线与TFT的栅电极相连。所使用的源信号线驱动电路1301是如图3所示的将电流输出到源信号线的类型较为理想，但并不限于此。
当电流从源信号线驱动电路1301输出到源信号线1303～1310且栅信号线1311～1314为高电平(像素TFT是N沟道型的情况)时，电流流TFT1319～1322、1327～1330，通过TFT电流流EL元件1335～1338、1343～1346，进而流入共用的阴极，EL元件1335～1338、1343～1346发光。
接下来，当栅信号线1311～1314为低电平(像素TFT是N沟道型的情况)时，TFT1319～1322、1327～1330截止。接着，当栅信号线1315～1318为高电平时，TFT1323～1326、1331～1334导通，电流流入EL元件1339～1342、1347～1350，并发光。通过重复以上工作，画面整体发光。以上叙述了像素TFT是N沟道型的情况，像素是P沟道型的情况下栅信号线的电位相反。
源信号线驱动电路1301、栅信号线驱动电路1302与像素TFT同样可以在基板上同时形成，此外，也可以在像素TFT之外另行制作驱动器电路，并粘贴在像素基板上。驱动器电路可以是单晶硅，也可以使用多晶硅等非单晶。
进行灰度表现时，与如图4所示相同，可以通过控制流入源信号线的电流，得以表现。
(实施例2)图14所示的是以双栅的TFT构成开关元件的例子。通过设置多个这样构成开关元件的TFT，即使开关元件的漏电流较大的情况下，也可以抑制发光装置的成品率低下的问题。在本实施例中，虽然将开关元件设为双栅TFT，但是本发明并不限于此，也可以是多栅TFT、例如三栅TFT，也可以是其他的构成。
当电流从源信号线驱动电路1401输出到源信号线1403～1410，栅信号线1411～1414为高电平(像素TFT是N沟道型的情况)时，电流输出到TFT1419～1422、1427～1430，通过TFT电流流入EL元件1435～1438、1443～1446，进而流入共用的阴极，EL元件1435～1438、1443～1446发光。
接下来，当栅信号线1411～1414为低电平(像素TFT是N沟道型的情况)时，TFT1419～1422、1427～1430截止。接着，当栅信号线1415～1418为高电平时，TFT1423～1426、1431～1434导通，电流流入EL元件1439～1442、1447～1450，并发光。通过重复以上工作，画面整体发光。以上叙述了像素TFT是N沟道型的情况，像素是P沟道型的情况下栅信号线的电位相反。
源信号线驱动电路1401、栅信号线驱动电路1402与像素TFT同样可以在基板上同时形成，此外，也可以在像素TFT之外另行制作驱动器电路，并粘贴在像素基板上。驱动器电路可以是单晶硅，也可以使用多晶硅等非单晶。
进行灰度表现时，与如图4所示相同，可以通过控制流入源信号线的电流，得以表现。
本实施例中所示的开关元件也能够适用于本说明书的其他的实施例。
(实施例3)在图16中表示了将栅信号线的同时驱动的时间变为上述实施方式及实施例1和实施例2的例子。本实施例中，栅信号线驱动电路1602与各栅信号线的连接关系与上述实施方式及实施例1和实施例2不同。
当电流从源信号线驱动电路1601输出到源信号线1603～1610且栅信号线1611、1613、1615、1617为高电平(像素TFT是N沟道型的情况)时，电流流入TFT1619、1621、1623、1625、1627、1629、1631、1633，通过TFT电流流入EL元件1635、1637、1639、1641、1643、1645、1647、1649，进而流入共用的阴极，EL元件1635、1637、1639、1641、1643、1645、1647、1649发光。
接下来，当栅信号线1611、1613、1615、1617为低电平(像素TFT是N沟道型的情况)时，TFT1619、1621、1623、1625、1627、1629、1631、1633截止。接着，当栅信号线1612、1614、1616、1618为高电平时，TFT1620、1622、1624、1626、1628、1630、1632、1634导通，电流流入EL元件1636、1638、1640、1642、1644、1646、1648、1650，并发光。通过重复以上工作，画面整体发光。以上叙述了像素TFT是N沟道型的情况，像素是P沟道型的情况下栅信号线的电位相反。
源信号线驱动电路1601、栅信号线驱动电路1602与像素TFT同样也可以在基板上同时形成，此外，也可以在像素TFT之外另行制作驱动器电路，并粘贴在像素基板上。驱动器电路可以是单晶硅，也可以使用多晶硅等非单晶。
进行灰度表现时，与如图4所示相同，可以通过控制流入源信号线的电流，得以表现。在本发明中，并不限于上述的说明，同样的也能够以其他的组合进行同时驱动，能够任意设定同时驱动哪根栅信号线。
(实施例4)在图7中表示了本发明的源信号线驱动电路。如图7所示，在本实施例中对于1列的像素，能够对每根源信号线都设置源信号线驱动电路701～704。在图7中，706～713表示源信号线，705表示栅信号线驱动电路。图8表示各根源信号线驱动电路(例如701)的构成内容。与进行如图4所示的驱动相对应。由于图4是3比特的例子，图8中所示的实施例也对应于3比特，但是并不限于3比特。以下说明其工作。
首先，输入到影像信号线828的数字影像信号通过移位寄存器801的输出脉冲，存储到锁存电路802～804、815～817。当存储了1根线部分的数据时，在水平回扫线期间中锁存信号线830为高电平，数据传送到锁存电路805～807、818～820。在接下来的影像期间中，数字影像信号再次存储到锁存电路802～804、815～817。
另一方面，储存在锁存电路805～807、818～820中的数据和由计数信号线829输入的数据通过EXNOR808～810、821～823进行比较。当EXNOR的输出输入到AND811、824上且全部都为高电平时，锁存电路812、825的状态发生变化。对应于这种状态的变化，开关814、827进行开合，控制恒流源813、826的电流是否流入源信号线831、832。
在计数信号线中，000～111为止的信号按顺序输出，如果锁存电路805～807的数据分别为1、0、1的话，当计数信号为101时，锁存电路812开始工作，开关闭合。因而，计数信号为000～101的期间电流流入源信号线，并进行点亮。这样，通过数字影像信号的数据，能够控制电流流入源信号线的期间，并进行灰度表现。
本实施例中所示的源信号线驱动电路也可以适用于本说明书的其他的实施例。
(实施例5)图9是以按每一比特的开合来表现灰度时的源信号线驱动电路的实施例。在这种情况下，由于影像信号只能输入特定的比特数据，因此源信号线驱动电路可以简化。以下说明其工作。输入到影像信号线910的数字影像信号通过移位寄存器901的输出脉冲存储到锁存电路902、906。接下来，当锁存信号线911为高电平时，传送到锁存电路903、907。而且，接下来的数字影像信号存储在锁存电路902、906上。通过锁存电路903、907的输出控制开关905、909，决定恒流源904、908的电流是否流入源信号线912、913。这样就能够使像素发光。
(实施例6)在图10中表示了恒流源的实施例。图3中表示的是现有的恒流源的例子，但由于使用较多的电流反射镜电路，所以很容易产生误差。因而，表示了实行其对策的情况。图10的恒流电路是通过在源信号线驱动电路的外部或者内部设置基准电流源1002，使其电流顺次流入TFT1004～1006，并在保持电容1007～1009中存储此时的TFT1004～1006的栅源间的电压，使与恒流源1002相同的电流流入输出端子1016～1018。
以下说明其工作。移位寄存器1001依次对输出脉冲进行移位。首先，移位脉冲被施加到开关1010、1011，当将开关1010、1011导通时，电流自电源线1003通过TFT1004、开关1011、1010流入恒流源1002。当移位寄存器的输出脉冲施加到开关1012、1013上时，同样电流自电源线1003通过TFT1005、开关1013、1012流入恒流源1002。这时，开关1010、1011已经处于断开的状态，但由于电容1007上储存有电荷，所TFT1004继续保持导通的状态，电流从电源线1003流入输出端子1016。
当移位寄存器的输出脉冲施加到开关1014、1015时，同样电流自电源线1003通过TFT1006、开关1015、1014流入恒流源1002。此时，开关1010、1011、1012、1013已经处于断开的状态，但由于电容1007、1008上储存有电荷，所以TFT1004、1005继续保持导通的状态，电流从电源线1003流入输出端子1016、1017。这样，可以以基准恒流源1002为基准，构成驱动源信号线的电流源。只要此电流源能够保持电容中存储的电荷，就在原理上讲不受TFT1004～1006的元件偏差的影响，因此能够构成偏差很小的电流源。
(实施例7)在图11中表示了本发明的源信号线驱动电路的实施例。图11是输入模拟影像信号(电压)并将与之相应的电流输出到源信号线的源信号线驱动电路。
首先，将与第1行相对应的模拟影像信号输入到模拟影像信号线1124。通过移位寄存器1101的输出脉冲，使开关1103、1110、1117开合，对模拟影像信号进行取样，保持到电容1104、1111、1118中。此电压成为TFT1105、1112、1129的栅源间的电压。到第1行的取样结束为止，开关1109、1116、1123将TFT1108、1115、1122和与之相对应的源信号线1128、1129、1130相连接，TFT1105、1112、1119和源信号线不连接。因而，即使在TFT1105、1112、1119的栅源间施加电压，也没有电流流过。取样结束后，切换开关1109、1116、1123，使TFT1105、1112、1119与源信号线相连接。这样，与模拟影像信号相对应的电流输出到源信号线。
接下来将与第2行相对应的模拟影像信号输入到模拟影像信号线1126。通过移位寄存器1102的输出脉冲，使开关1106、1113、1120开合，对模拟影像信号进行取样，保持到电容1107、1114、1121中。此电压成为TFT1108、1115、1122的栅源间的电压。到第2行取样结束为止，开关1109、1116、1123将TFT1105、1112、1119和与之相对应的源信号线相连接，TFT1108、1115、1122和源信号线没有相互连接。因而，即使在TFT1108、1115、1122的栅源间施加电压，也没有电流流过。取样结束后，切换开关1109、1116、1123，使TFT1108、1115、1122与源信号线相连接。这样，与模拟影像信号相对应的电流输出到源信号线。
接下来将与第3行相对应的模拟影像信号输入到模拟影像信号线1124。通过移位寄存器1101的输出脉冲，对模拟影像信号取样。通过重复此操作，将与模拟影像信号相对应的电流输出到源信号线。
在图11中，1125和1127分别表示电源线。
(实施例8)在图12中表示了本发明的源信号线驱动电路的实施例。图12是输入模拟影像信号(电压)并将与之相应的电流输出到源信号线的源信号线驱动电路。
首先，从模拟电流源1201输入与第1行相对应的模拟影像信号。通过移位寄存器1203的输出脉冲，使开关1210～1215开合，对模拟电流影像信号进行取样，使TFT1204～1206的栅源间产生必要的电压。并且，保持到电容1207～1209上。到第1行取样结束为止，开关1229～1231将TFT1217～1219和与之相对应的源信号线相连接，TFT1204～1206和源信号线不连接。因而，即使在TFT1204～1206的栅源间施加电压，也没有电流流过。取样结束后，切换开关1229～1231，使TFT1204～1206与源信号线相连接。这样，与模拟影像信号相对应的电流输出到源信号线。
接下来从模拟电流源1202输入与第2行相对应的模拟影像信号。通过移位寄存器1216的输出脉冲，使开关1223～1228开合，对模拟影像信号进行取样，使TFT1217～1219的栅源间产生必要的电压。并且保持到电容1220～1222中。到第2行取样结束为止，开关1229～1231将TFT1204～1206和与之相对应的源信号线相连接，TFT1217～1219和源线不连接。因而，即使在TFT1217～1219的栅源间施加电压，也没有电流流过。取样结束后，切换开关1229～1231，使TFT1217～1219与源信号线相连接。这样，与模拟影像信号相对应的电流输出到源信号线。
接下来，从模拟电流源1201输入与第3行相对应的模拟影像信号。通过移位寄存器1203的输出脉冲，对模拟影像信号取样。通过重复此工作，将与模拟影像信号相对应的电流输出到源信号线。
(实施例9)图15中表示了本发明的像素的俯视图。在此例中，源信号线1501～1504设为4根，源信号线1504连接到像素TFT1506的源或漏电极。将没有连接到像素TFT的源信号线1504上的源或漏电极连接到像素电极1507。像素电极1507成为EL元件的阳极或者阴极。栅信号线1505连接到TFT1506的栅上。
本发明中源信号线的根数比现有的有源矩阵型EL发光装置多，但当以分涂方式进行像素的色彩化时，能够将源信号线放入各种颜色的边界的部分。此外，TFT相对于一个像素只需要一个，此外由于不需要保持电容，因而能够提高开口率。
此外，将与EL元件的像素电极不同的对置电极作为透明电极，在从上方取出EL元件的发光的上方发光型的情况下，能够在源信号线上形成绝缘膜并在其上放置像素电极，这种情况也可以将9成以上的像素设为像素电极。
(实施例10)由于本发明只将像素TFT作为开关使用，因此像素TFT中没有必要使用高性能的晶体管。因而，像素TFT也可以设为非晶TFT、有机TFT等。这种情况下，由于源信号线驱动电路、栅信号线驱动电路不能一体形成，所以以单晶晶体管或者多晶晶体管构成，并粘贴到像素TFT的基板上进行工作。
在大型的显示装置中，由于其成本的大部分并不是源信号线驱动电路、栅信号线驱动电路等驱动电路，而是像素部，因此通过不使用多晶硅TFT而使用非晶TFT等，就能够实现大幅的成本降低。
此外，本实施例能够与上述其他的实施例组合使用。
(实施例11)图17是使用单极性的TFT构成移位寄存器的例子。虽然图17是N沟道型的例子，但是单极性可以使用只有N沟道型或只有P沟道型的任意一种。通过利用使用了单极性晶体管的工艺的源信号线驱动电路、或栅信号线驱动电路的任何一个，或者两者都使用，就能够降低制造显示装置用的掩模的张数。
在图17中，将初始脉冲SP输入到扫描方向切换开关1702，经过开关用TFT1711输入到移位寄存器1701。移位寄存器是使用了引导程序的置位复位型的移位寄存器。以下就移位寄存器1701的工作进行说明。
将初始脉冲输入到TFT1703的栅极和TFT1706的栅极。当TFT1706导通时，TFT1704的栅极为低电平，TFT1704截止。此外，由于TFT1710的栅极为低电平，TFT1710也截止。由于TFT1703的栅极上升到电源电位，所以首先TFT1709的栅极上升到“电源-Vgs”。由于输出1的初始电位为低电平，TFT1709在对输出1和电容1708充电的同时提升源电位，当TFT1709的栅极上升到“电源-Vgs”的时候，由于TFT1709还处于导通的状态，因而输出1进一步持续上升。由于TFT1709的栅极没有放电路径，因此对应于源极而上升，即使超过电源也将继续上升。
当TFT1709的漏极以及源极成为等电位时，电流停止流向输出，因此TFT1709的电位停止上升。这样，输出1能够输出与电源电位相等的高电位。此时CLb的电位为高电平。当CLb降到低电平时，电容1708的电荷经由TFT1709脱离CLb，输出1降到低电平。输出1的脉冲传递到下一级的移位寄存器。本实施例能够与本说明书的其他的实施例组合使用。
(实施例12)图19中表示了在像素部的两侧配置源信号线驱动电路的实施例。通过进行这样的配置并同时使两侧的源信号线驱动电路作用，能够在图19的例子中同时点亮8行的像素，进一步延长EL元件的发光时间。以下说明其工作。
电流从源信号线驱动电路1901输出到源信号线1904～1911，当栅信号线1952～1955为高电平(像素TFT是N沟道型的情况)时，电流流到TFT1920～1927、通过TFT电流流入EL元件1928～1935，进而流入共用的阴极，EL元件1928～1935发光。
进行以上的工作的同时，电流从源信号线驱动电路1902输出到源信号线1912～1919，当栅信号线1956～1959为高电平(像素TFT是N沟道型的情况)时，电流流到TFT1936～1943、通过TFT电流流入EL元件1944～1951，进而流入共用的阴极，EL元件1944～1951发光。
与像素TFT相同，源信号线驱动电路1901、1902、栅信号线驱动电路1903也能够在基板上同时形成。此外，也可以在像素TFT之外另行制作驱动器电路，并粘贴在像素基板上。驱动器电路可以是单晶硅，也可以使用多晶硅等非单晶。
进行灰度表现时，与图4中所示的相同，可以通过控制流入源信号线的电流，得以表现。
(实施例13)如上所述制作的显示装置能够用作各种电子设备的显示部。以下对于将使用本发明而形成的显示装置作为显示介质加以组装的电子设备进行说明。
作为这样的电子设备，可以举出如摄像机、数码照相机、头戴式显示器(护目镜型显示器)、游戏机、汽车导航仪、个人电脑、便携式信息终端、便携式电话、电子书籍等。它们的例子如图18所示。
图18(A)是数码照相机，包含主体3101、显示部3102、受像部3103、操作键3104、外部连接端口3105、快门3106、声音输出部3107。本发明的显示装置可以使用于照相机的显示部3102。
图18(B)是笔记本电脑，包含主体3201、壳体3202、显示部3203、键盘3204、外部连接端口3205、指示鼠标3206、声音输出部3207。本发明的显示装置可以使用于显示部3203。
图18(C)是便携式信息终端，包含主体3301、显示部3302、开关3303、操作键3304、红外线接口3305、声音输出部3306。本发明的显示装置可以使用于显示部3302。
图18(D)是具备记录介质的图像再生装置(具体的是DVD再生装置)，包含主体3401、壳体3402、记录介质(CD、LD或DVD等)读入部3405、操作开关3406、声音输出部3407、显示部(a)3403、显示部(b)3404等。虽然显示部(a)主要是显示图像信息，显示部(b)主要是显示文字信息，但本发明的显示装置可以适用于具备记录介质的图像再生装置的显示部(a)、(b)。另外，作为具备记录介质的图像再生装置，可以在CD再生装置、游戏机等上使用本发明。
图18(E)是折叠式便携式显示装置，能够在主体3501上装有使用了本发明的显示部3502。3503表示声音输出部。
图18(F)是手表型显示装置，包含表带3601、显示部3602、操作开关3603、声音输出部3604。本发明的显示装置可以使用于显示部3602。
图18(G)是便携式电话，主体3701包含壳体3702、显示部3703、声音输入部3704、天线3705、操作键3706、外部连接接口3707、声音输出部3708。本发明的显示装置可以使用于显示部3703。
如上所述，本发明的适用范围极其广泛、能够使用于所有领域的电子设备中。此外，本实施例的电子设备可以使用实施例1～12的任意组合构成的构造来加以实现。
权利要求
1.一种显示装置，其特征在于在基板上由开关元件和发光元件构成的多个像素呈矩阵状配置，对于1列的像素串配置多根源信号线，对于1行的像素串配置一根栅信号线，上述开关元件具有输入端子、输出端子、控制端子，上述输入端子与上述多根源信号线的任意一根电连接，上述输出端子与上述发光元件电连接，上述控制端子与上述栅信号线电连接。
2.一种显示装置，其特征在于在基板上由开关元件和发光元件构成的多个像素呈矩阵状配置，对于1列的像素串配置多根源信号线，对于1行的像素串配置一根栅信号线，上述开关元件具有输入端子、输出端子、控制端子，上述输入端子与上述多根源信号线的任意一根电连接，上述输出端子与上述发光元件电连接，上述控制端子与上述栅信号线电连接，具有多个与上述多根源信号线中的至少一根电连接的源信号线驱动电路。
3.一种显示装置，其特征在于在基板上由开关元件和发光元件构成的多个像素呈矩阵状配置，对于1列的像素串配置多根源信号线，对于1行的像素串配置一根栅信号线，上述开关元件具有输入端子、输出端子、控制端子，上述输入端子与上述多根源信号线的任意一根电连接，上述输出端子与上述发光元件电连接，上述控制端子与上述栅信号线电连接，具有一个同时驱动多根上述栅信号线的栅信号线驱动电路。
4.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于上述源信号线驱动电路是电流输出型的源信号线驱动电路。
5.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于上述源信号线驱动电路由薄膜晶体管构成。
6.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于上述源信号线驱动电路与上述开关元件形成于同一基板上。
7.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于上述源信号线驱动电路安装了半导体芯片。
8.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于多个上述源信号线驱动电路分开配置于配置有上述多个像素的区域的两侧。
9.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于上述源信号线驱动电路驱动上述多根源信号线的任意一根。
10.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于上述源信号线驱动电路由单一极性的晶体管构成。
11.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于上述栅信号线驱动电路由薄膜晶体管构成。
12.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于上述栅信号线驱动电路与上述开关元件形成于同一基板上。
13.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于上述栅信号线驱动电路安装了半导体芯片。
14.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于上述栅信号线驱动电路由单一极性的晶体管构成。
15.如权利要求1至3中的任意一个所述的显示装置，其特征在于上述开关元件由一个薄膜晶体管构成。
16.如权利要求1至3中的任意一个所述的显示装置，其特征在于上述开关元件由多栅的薄膜晶体管构成。
17.如权利要求1至3中的任意一个所述的显示装置，其特征在于上述发光元件是EL元件。
18.一种数码照相机、笔记本电脑、便携式信息终端、具备记录介质的图像再生装置、折叠式便携显示装置、手表型显示装置或者便携式电话，其中，安装有如权利要求1至3中的任意一个所述的显示装置。
19.一种显示装置的驱动方法，在该显示装置中，在基板上由开关元件和发光元件构成的多个像素呈矩阵状配置，对于1列的像素串配置了多根源信号线，对于1行的像素串配置一根栅信号线，上述开关元件具有输入端子、输出端子、控制端子，上述输入端子与上述多根源信号线的任意一根电连接，上述输出端子与上述发光元件电连接，上述控制端子与上述栅信号线电连接，所述驱动方法其特征在于通过同时驱动多根上述栅信号线并使多个上述开关元件成为导通状态，从而将上述多根源信号线的任意一个的信号输入到上述发光元件，驱动上述发光元件。
20.如权利要求19所述的显示装置的驱动方法，其特征在于上述开关元件由一个薄膜晶体管构成。
21.如权利要求19所述的显示装置的驱动方法，其特征在于上述开关元件由多栅的薄膜晶体管构成。
22.如权利要求19所述的显示装置的驱动方法，其特征在于上述发光元件是EL元件。
全文摘要
本发明以开关元件和发光元件形成像素，对于1列的像素设置了多根源信号线，通过将开关元件的输入端子连接到多根源信号线的任意一根，将开关元件的输出端子连接到发光元件，从而当使开关元件导通时，能够发光。通过同时使多个行的像素发光，从而能够延长发光时间，因而可以延长元件的寿命，降低功耗。
文档编号H05B33/14GK1729499SQ20038010683
公开日2006年2月1日 申请日期2003年12月15日 优先权日2002年12月18日
发明者小山润 申请人:株式会社半导体能源研究所