显示装置及其驱动方法

专利名称：显示装置及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种具有发光元件的显示装置，以及该装置的驱动方法。
背景技术：
近些年，已经对具有发光元件(自发光元件)的显示装置进行了研究和开发。通过利用其好的图象质量、薄度和轻便性，这种显示装置被广泛地用作移动式电话的显示器和个人电脑的监视器。特别是，这种显示装置具有例如高灵敏度、低电压和低功率消耗的特性，这些特性适于显示活动图象。因此，期望将其应用于包括新一代移动电话和便携式信息终端(PDA)的广泛领域的装置中。
发光元件的亮度随着时间逐渐降低。例如，根据某一电压V0和某一电流I0而获得的预定亮度不能再根据同一电压V0而获得，这仅仅是因为施加到发光元件上的电流I0’随着时间而降低。另外，由于发光元件随时间而退化，同样的亮度不能总根据某一电流而获得。
这是因为发光元件通过接收电压或电流而产生热量，该热量会改变覆盖发光元件的膜的表面和电极表面的质量。另外，由于发光元件不同地改变每个象素中的状态，所以就会出现图象持久性的问题。
为了通过抑制发光元件的退化而提高可靠性，这种退化是一种变化的状态，所以就建议将与当发光元件发光时施加的电压反方向的反向电压施加到发光元件上(参照专利文献1)。
日本专利申请公开号2001-117534发明内容本发明的这些和其他目标、特性及优点将通过阅读下面参照附图进行的详细描述而变得明显。
具有发光元件的象素电路可以构成多种结构。本发明提供了一种用于提供反向电压的电路结构及其方法，通过控制具有象素电路的显示装置中的发光元件的退化，以提高可靠性，所述电路结构与专利文献1公开的结构不同。
鉴于前面所述，本发明提供一种用于将反向电压施加到象素电路中的发光元件上的电路，该电路至少包括与信号线相连的开关晶体管(以下称为开关晶体管)、与发光元件相连的驱动晶体管(以下称为驱动晶体管)、和与驱动晶体管串联的电流控制晶体管(以下称为电流控制晶体管)。
根据本发明的电路结构，优选的是，通过固定驱动晶体管的栅极电势，驱动晶体管的栅极和源极之间的电压Vgs由于寄生电容和布线电容而不随时间而变化。结果，就可以抑制由于驱动晶体管栅极和源极之间电压Vgs的变化而引起的显示不匀性。
根据本发明，关断与信号线相连的电流控制晶体管。例如，本发明提供一种电路，用于将反向电压施加到象素电路中的发光元件上，该象素电路还具有清除晶体管(以下称为清除晶体管)，用于释放与电流控制晶体管相连的电容中积累的电荷。
驱动晶体管可以在饱和区和线性区中工作。开关晶体管、电流控制晶体管和清除晶体管可以在线性区中工作。当在线性区中工作时，上述晶体管仅仅需要低的驱动电压，因此，可以实现显示装置的低功率消耗。
施加反向电压(也称为反偏压)，这样使发光元件阳极和阴极的电势关系是相反的。也就是说，施加一个电压，该电压使与阳极通信的阳极线的电势和与阴极通信的阴极线的电势反向。值得注意的是，阳极线和阴极线都与电源线相连。这个使电势反向的电压可以由电源线提供。
用于施加反向电压的电路(以下称为反向电压施加电路)包括例如模拟开关和时钟控制的反相器(clocked inverter)的半导体电路，以及当施加反向电压时就接通的晶体管(也称为反向电压施加晶体管)。
模拟开关包括第一晶体管和第二晶体管，它们至少具有不同的传导率。时钟控制的反相器包括第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管，它们至少具有不同的传导率。还可以包括具有与第三晶体管传导率不同的传导率的第四晶体管。
晶体管可以是薄膜晶体管(TFT)，它由非晶硅和多晶硅代表的非晶性半导体膜构成。同样，也可以使用由半导体基底或SOI基底构成的MOS晶体管、面结型晶体管、由有机半导体或碳纳米管(nanotube)构成的晶体管以及其他晶体管。
本发明提供一种用于施加反向电压的电路结构及其方法，以通过控制显示装置中的发光元件的退化而提高可靠性，该显示装置具有新颖的象素电路。


图1A和1B是描述了本发明显示装置及其驱动方法的示意图。
图2A和2B是描述了本发明显示装置及其驱动方法的示意图。
图3A到3C是本发明的时序图。
图4A到4F是描述了本发明显示装置象素电路的示意图。
图5A和5B是描述了本发明显示装置及其驱动方法的示意图。
图6是本发明显示装置象素的顶视图。
图7是本发明显示装置象素的顶视图。
图8是本发明显示装置象素的顶视图。
图9是本发明显示装置象素的顶视图。
图10是本发明显示装置象素的顶视图。
图11A到11H是描述了本发明电子设备的视图。
图12A是本发明显示装置的顶视图，而图12B是其截面图。
图13A和13B是描述了本发明显示装置及其驱动方法的示意图。
图14A到14C是描述了本发明显示装置及其驱动方法的示意图。
图15A到15C是描述了本发明显示装置及其驱动方法的示意图。
具体实施例方式
下面参照附图描述本发明的实施方式。对本发明来说，有可能以多种其他的方式实现，同时对本领域技术人员来说，可以理解在不偏离本发明方面或目的的情况下，本发明的方式或细节是可以发生变化的。因此，本发明并不局限于实施方式的描述。注意，具有相同位置或相同功能的部分在全部附图中用相同的附图标记表示，省略重复的说明。
在下面描述的实施方式中，晶体管有三个端即，栅极、源极和漏极，然而，由于晶体管的结构，源极和漏极是不能区分开的。因此，当描述元件之间的连接时，源极和漏极之一被称为第一电极，而其他的极被称为第二电极。
在这个实施方式中，描述的特定例子是用于象素电路的具有模拟开关的反向电压施加电路，所述象素电路至少具有开关晶体管、清除晶体管、驱动晶体管、和电流控制晶体管。
图1A示出了一种状态，在该状态下，施加正向电压(使发光元件发光的方向内的电压)，发光元件发光。图1A中所示的反向电压施加电路116包括具有n沟道晶体管20和p沟道晶体管21的模拟开关28。N沟道晶体管20的栅极与阳极线18相连，在该实施方式中，该阳极线的电势保持在5V。p沟道晶体管21的栅极与电源线或阴极线相连，该电源线的电势保持恒定。在该实施方式中，是与第一电源线19相连，该电源线的电势保持在-2V。模拟开关28的输出线(输出端)与反向电压施加晶体管17的第一电极和扫描线58或复位线59相连，该复位线与清除晶体管的栅极相连。在该实施方式中，模拟开关28的输出线与反向电压施加晶体管17的第一电极和扫描线58相连。
反向电压施加晶体管17的栅极与电源线或阴极线相连，该电源线的电势保持恒定。反向电压施加晶体管17的第一电极与阳极线相连，它的第二电极与模拟开关28的输出线相连。在该实施方式中，反向电压施加晶体管17栅极的电势保持在-2V。另外，反向电压施加晶体管17的第一电极与扫描线58相连，该扫描线与开关晶体管51的栅极相连。反向电压施加晶体管的第一电极可以与复位线59相连，该复位线与清除晶体管的栅极相连。
如果-2V和5V的脉冲信号从扫描驱动电路中的缓冲电路中输出到前述电路结构中的模拟开关28的话，那么，或者n沟道晶体管20，或者p沟道晶体管21接通，而反向电压施加晶体管17关断。特别地，当输入低信号时，p沟道晶体管21接通，而当输入高信号时，n沟道晶体管20接通。将缓冲电路输出的信号输入给扫描线58。
当这样的信号输入到模拟开关28中时，开关晶体管51就接通，视频信号从象素101中的信号线57输入。在该实施方式中，开关晶体管51是一个n沟道晶体管，视频信号作为电压被输入。开关晶体管51也可以是p沟道晶体管。
接着，驱动晶体管53和电流控制晶体管54接通，同时发光元件55发光。发光元件55的阴极与阴极线69相连，该阴极线的电势保持在-10V，而其阳极与阳极线18相连，该阳极线的电势保持在5V。
在该实施方式中，驱动晶体管53和电流控制晶体管54是p沟道晶体管，然而，它们也可以是n沟道晶体管。优选的是，驱动晶体管53和电流控制晶体管54具有相同的传导率。
这时，由于操作清除晶体管52所需，提供用于选择复位线59的清除周期。在本实施方式中，清除晶体管52是一个n沟道晶体管，然而，它也可以是一个p沟道晶体管。关于该清除晶体管以及其操作，参考日本专利申请公开号2001-343933，可以结合它应用本发明。
与清除晶体管52的第一电极和电流控制晶体管54的第一电极相连的阳极线18，和与驱动晶体管53的栅极相连的第二电源线60都与控制电路118相连。注意，通过固定驱动晶体管53的栅极电势，由于寄生电容和布线电容，驱动晶体管53的栅极和源极之间的电压Vgs不随时间改变。因此，当施加正向电压时，至少第二电源线60的电势优选是固定的。
控制电路118包括两个n沟道晶体管，其中第一n沟道晶体管61的第一电极和第二n沟道晶体管62的栅极与阳极线18相连。第一n沟道晶体管61的第二电极和第二n沟道晶体管62的第一电极与第二电源线60相连。第一n沟道晶体管61栅极的电势保持在-2V，而第二n沟道晶体管62的第二电极的电势保持在0V。
在这样的控制电路118中，当施加正向电压时，第一n沟道晶体管61关断，同时第二n沟道晶体管62接通。结果，驱动晶体管53的栅极电势变为0V。
由此，因为阴极线69具有-2V的电势，阳极线18具有5V的电势，则驱动晶体管53接通，同时将正向电压施加到发光元件上。这样，发光元件就发光。
图1B示出了施加反向电压的状态。在这个实施方式中，阳极线18的电势是-10V，而第一电源线19的电势是-2V。接着，模拟开关28中的n沟道晶体管20和p沟道晶体管21都关断。反向电压施加晶体管17接通，扫描线58的电势变为-10V。因此，象素101中的开关晶体管51就关断。
这时，当阴极线69的电势为-10V时，就施加反向电压。通过接通驱动晶体管53和电流控制晶体管54，有效地施加该反向电压。为了在饱和区工作而被设计成使其L/W变大的驱动晶体管53可能具有高电阻。因此，控制电路118中的第一n沟道晶体管61接通，第二n沟道晶体管62关断，这样使得与驱动晶体管53栅极相连的第二电源线60的电势变为-10V。因此，利用施加到驱动晶体管53栅极的高栅极电压，可以有效地施加反向电压。这样，就减少了由于驱动晶体管53的电阻而需要长时间施加反向电压的问题。
驱动晶体管53也可以在线性区中工作。当驱动晶体管53工作在线性区中时，驱动电压可以是低的。因此，可以预期显示装置的低功率消耗。
在前述状态中，驱动晶体管53和电流控制晶体管54接通，阴极线69的电势是-2V，阳极线18的电势是-10V。因此，将反向电压施加到发光元件上。
为了偏置(offset)驱动晶体管53和电流控制晶体管54的电阻，可以在发光元件的第一电极(在本实施方式中是阳极)和阳极线18之间提供一个二极管。值得注意的是，在本实施方式中，发光元件的第一电极是阳极，然而，它也可以是阴极。
根据本实施方式，可以提供一种用于施加反向电压的电路结构及其方法，通过控制显示装置中发光元件的退化，提高可靠性，该显示装置具有新颖的象素电路。
根据本实施方式，可以在没有短路阳极线和信号线的情况下施加反向电压，它们是阳极线和信号驱动电路的电源线。
注意，本实施方式中描述的电势仅仅是举例，本发明并不局限于此。
在本实施方式中，描述的特定例子是应用包括时钟控制的反相器的反向电压施加电路。
图2A示出了施加正向电压的状态。图2A所示的反向电压施加电路116包括时钟控制的反相器29，它具有串联连接的p沟道晶体管12和n沟道晶体管13和14。注意，还可以应用具有p沟道晶体管的时钟控制的反相器。P沟道晶体管12的栅极和n沟道晶体管13的栅极具有相同的电势，就是说，它们彼此相连。P沟道晶体管12的第一电极与电源线相连，该电源线的电势保持恒定，例如，VDD(高电势端的电源线)的电势保持在5V。n沟道晶体管14的第一电极与电源线相连，该电源线的电势保持恒定，例如VSS(低电势端的电源线)的电势保持在-2V。n沟道晶体管14的栅极与电源线或阴极线相连，该电源线的电势保持恒定。在本实施方式中，它可以与第一电源线19相连，该电源线的电势保持在5V。时钟控制的反相器29的输出线与反向电压施加晶体管17的第一电极和扫描线58或复位线59相连。在本实施方式中，时钟控制的反相器29的输出线与反向电压施加晶体管17的第一电极和扫描线58相连。
反向电压施加晶体管17的栅极与电源线或阴极线相连，该电源线的电势保持恒定。反向电压施加晶体管17的第一电极与阳极线相连，而它的第二电极与时钟控制的反相器29的输出线相连。在本实施方式中，反向电压施加晶体管17的栅极电势保持在-2V。反向电压施加晶体管17的第一电极与时钟控制的反相器29的输出线相连，它的第二电极与第一电源线19相连。进一步，反向电压施加晶体管17的第一电极与扫描线相连，该扫描线与开关晶体管的栅极相连。反向电压施加晶体管的第一电极可以与复位线59相连，该复位线与清除晶体管的栅极相连。
如果将-2V和5V的脉冲信号从扫描驱动电路中的缓冲电路输出给时钟控制的反相器29，则n沟道晶体管14接通，反向电压施加晶体管17关断。
结果，将从缓冲电路输出的信号输入到扫描线58中。在本实施方式中，开关晶体管51是一个n沟道晶体管，视频信号作为电压输入。接着，驱动晶体管53和电流控制晶体管54如在实施方式1中一样接通，从而光发射元件55发光。
其它的象素电路及操作，以及控制电路118与图1A中的电路类似，因此，这里省略对其的说明。注意，通过固定驱动晶体管的栅极电势，由于寄生电容和布线电容的作用，驱动晶体管栅极和源极之间的电压Vgs不随时间改变。因此，当如在实施方式1中描述的一样施加正向电压时，第二电源线60的电势至少优选是固定的。
这时，为了显示高级别的灰度，由于操作清除晶体管52所需，提供了用于选择复位线59的清除周期。在本实施方式中，清除晶体管52是一个n沟道晶体管。对于清除晶体管及其操作的细节，可以参考日本专利申请公开号2001-343933。
因此，由于阴极线69具有10V的电势，阳极线18具有5V的电势，驱动晶体管53接通，并将正向电压施加到发光元件上。这样，发光元件发光。
图2B示出了施加反向电压的状态。第一电源线19的电势保持在-10V。接着，当其被接通时，时钟控制的反相器29中的n沟道晶体管14具有高阻抗。反向电压施加晶体管17接通，扫描线58的电势变为-10V。于是，在象素101中开关晶体管51关断。
为了有效地施加反向电压，驱动晶体管53和电流控制晶体管54接通。通过应用与实施方式1中所述的电路类似的控制电路118，第一n沟道晶体管61接通，第二n沟道晶体管62关断，这样就使与驱动晶体管53栅极相连的第二电源线60的电势变为-10V。
于是，由于阴极线69具有5V的电势，阳极线18具有-10V的电势，则驱动晶体管53接通，反向电压施加到发光元件上。
为了偏置驱动晶体管53和电流控制晶体管54的电阻，可以在发光元件的第一电极和阳极线18之间提供一个二极管。
根据本实施方式，可以提供一种用于施加反向电压的电路结构及其方法，通过控制显示装置中发光元件的退化，提高可靠性，该显示装置具有新颖的象素电路。
根据本实施方式，在没有短路阳极线和信号线的情况下施加反向电压，这些线是阳极线和信号驱动电路的电源线。
注意，本实施方式中描述的电势仅仅是举例，本发明并不局限于此。
本实施方式中描述的是扫描驱动电路和信号驱动电路，以及具有这些电路的显示装置，所述扫描驱动电路和信号驱动电路各个都具有反向电压施加电路。
图5A示出了扫描驱动电路的结构，包括移位寄存器114、缓冲器115和反向电压施加电路系统150，该反向电压施加电路具有反向电压施加电路116。
反向电压施加电路系统150包括反向电压施加晶体管17和多个反向电压施加电路116，它们各个都与扫描线或复位线相连。反向电压施加电路116包括模拟开关28或时钟控制的反相器29。
当反向电压施加电路系统150位于扫描驱动电路中时，就将阳极线的电势和其电势保持恒定的电源线的电势或者阴极线的电势反向。随着将反向电压施加到发光元件上，模拟开关28或时钟控制的反相器29同时关断，这样使得反向电压施加晶体管17接通。输出适当的电势，这样，象素中的开关晶体管51或清除晶体管52就可以关断，该象素与反向电压施加电路116相连。结果，在没有短路阳极线18和信号线57的情况下施加反向电压，这些线是阳极线和信号驱动电路的电源线。
在信号驱动电路中也可以提供反向电压施加电路116。图5B示出了信号驱动电路的结构，包括移位寄存器111、第一闩锁电路112、第二闩锁电路113、和反向电压施加电路系统151，该反向电压施加电路系统具有多个反向电压施加电路116。
信号驱动电路中提供的反向电压施加电路116包括模拟开关28或时钟控制的反相器29，该反向电压施加电路不再需要反向电压施加晶体管17。模拟开关28的输出线或时钟控制的反相器29分别与象素部分中的多个信号线(S1到Sx)相连。
进一步，信号驱动电路中提供的反向电压施加电路116包括开关，用于防止信号驱动电路的电源线和阳极线的短路。通过阳极线和电源线或阴极线之间的电势差接通或关断该开关，所述电源线的电势保持恒定。
在信号驱动电路中具有的反向电压施加电路系统150的显示装置中，阳极线的电势和电源线的电势或阴极线的电势被反向，所述电源线的电势保持恒定。模拟开关或时钟控制的反相器随着将反向电压施加到发光元件上而同时关断，这样使得位于阳极线和信号线之间的晶体管关断。结果，在没有短路阳极线和信号线的情况下施加反向电压，这些线是阳极线和信号驱动电路的电源线。
现在描述施加反向电压时阳极线和电源线的电势，该电源线与驱动晶体管的栅极相连。当施加反向电压时，通过驱动晶体管和电流控制晶体管，将其施加到发光元件上。因此，驱动晶体管和电流控制晶体管的电阻优选是小的。特别是，在驱动晶体管工作在饱和区中的情况下，由于形成区域的沟道的L/W变大，则电阻可以是大的。
为了无故障地接通驱动晶体管和电流控制晶体管，还为了尽可能施加高电压，可以提供控制电路118，该电路用于控制与驱动晶体管栅极相连的电源线的电势。
控制电路118包括第六晶体管，其栅极与阳极线相连，其第一电极与电源线相连；以及第七晶体管，其栅极保持在一个恒定电势，其第一电极与阳极线相连，第二电极与电源线相连。
当将正向电压施加到驱动晶体管上时，第六晶体管接通，第七晶体管关断。当将反向电压施加到驱动晶体管上时，第六晶体管关断，第七晶体管接通。通过让电源线的电势绝对值是大的，则要施加到驱动晶体管上的反向电压可以是高的。
图12A示出了如前所述具有信号驱动电路和扫描驱动电路的显示装置的顶视图。信号驱动电路103、扫描驱动电路104和105、以及象素部分1202都安装在第一基底1210上。
图12B是沿线A-A’横切具有发光元件的显示装置的截面图。具有CMOS电路的信号驱动电路1201安装在第一基底1210上，该CMOS电路具有n沟道TFT1223和p沟道TFT1224。进一步，形成信号驱动电路和扫描驱动电路的TFT可以构成CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路。在本实施方式中，信号驱动电路和扫描驱动电路集成地形成在基底上，然而，扫描驱动电路和信号驱动电路也可以形成在IC中，并且可以通过COG或TAB与信号线或扫描线相连。
象素部分1202包括开关晶体管1211和驱动晶体管1212、覆盖开关晶体管和驱动晶体管并且在预定位置具有孔的绝缘体1214、具有与驱动晶体管1212一条线相连的发光元件的第一电极1213的发光元件1218、位于第一电极和第二电极1216上的有机发光层1215、以及用于防止由于湿度、氧化及类似作用而使发光元件退化的保护层1217。
在本实施方式中，保护层1217基于绝缘膜由氮化硅或氮氧化硅构成，该绝缘膜由含氮的溅射(DC法或RF法)、或含氮的DLC膜(菱形碳)构成。
由于发光元件的第一电极1213接触驱动晶体管1212的第一电极，则至少发光元件的第一电极1213的底部优选由下述材料构成，该材料可以提供与半导体膜漏极区相接触的欧姆触点，同时与有机发光层接触的表面优选由大功函数的材料构成。进一步，发光元件的第一电极1213可以是氮化钛膜的单一层或是三层或更多层的叠片结构。进一步，通过应用透明导电膜作为发光元件的第一电极1213，则可以制成具有双发射发光元件的显示装置。
绝缘体1214可以通过利用有机树脂膜或包括硅的绝缘膜构成。这里，用正感光丙烯酸树脂膜构成绝缘体1214。
为了在随后的步骤中构成的电极和有机发光层可以具有好的阶梯覆盖性(step coverage)，绝缘体1214优选构成使得其顶部或底部具有拥有一曲率的曲线。在利用正感光丙烯酸作为构成绝缘体1214的材料的情况下，例如，绝缘体1214的顶部仅仅可以具有曲率半径(0.2到3μm)。进一步，绝缘体1214可以是当暴露于光敏性光中时不溶于蚀刻剂的负类型，或者可以是当暴露于光中时溶于蚀刻剂的正类型。
通过用汽相沉积膜进行的汽相沉积或通过喷墨，发射RGB光的有机发光层1215可选择地形成在第一电极1213上。
在发光元件1218发射白光的情况下，就需要具有有色层和黑底(matrix)(BM)层的滤色片。
通过连接区域的绝缘体1214上提供的孔，第二电极1216与连接线1208相连。连接线1208通过各向异性导电树脂(ACF)与柔性印刷基底(FPC)1209相连。视频信号和时钟信号通过作为外部输入端的FPC1209提供。FPC仅仅在这里示出，印刷布线基底(PWB)可以在这里连接。
当通过施加压力或加热连接ACF时，值得注意的是，由于膜基底的柔性或通过加热进行软化，不会发生破裂。例如，坚硬的基底会作为支撑物设置在连接区域中。
密封材料1205沿着第一膜基底的外围边缘设置，用于通过结合第二基底1204进行密封。该密封材料1205优选由环氧树脂构成。
第二基底1204和保护层1217之间通过连接(bonding)形成空间。通过充满例如氮气的惰性气体或通过构成高吸湿性元素，该空间被保护起来使其不受潮湿或氧化作用。在本实施方式中，形成具有高吸湿性并且可以传递光的树脂1230。由于树脂1230传递光，则可以不减少从发光元件发射到第二基底侧的光的透射比而应用该树脂。
根据本实施方式，可以提供一种用于施加反向电压的电路结构及其方法，通过控制显示装置中发光元件的退化，提高可靠性，该显示装置具有新颖的象素电路。进一步，可以在没有短路阳极线和信号线的情况下施加反向电压，这些线是阳极线和信号驱动电路的电源线。这样，就可以延长显示装置的寿命。
当数字驱动本发明的显示装置时，为了显示多级灰度图象，可应用时间灰度法。在本实施方式中，施加反向电压的时间安排参照图3示出。图3A是一个时间图，该图纵轴对应于扫描线，横轴对应于时间。图3B是j-th线中扫描线Gj的时间图。
尽管其依赖于显示装置的规格，但显示装置的帧频典型地设置成大约60Hz。就是说，在一秒钟内画图60次。画图一次的周期被称为一个帧周期(单位帧周期)。在时间灰度法中，一个帧周期被分成多个子帧周期(m(m是2或更大的自然数)子帧周期SF1，SF2，...，SFm)。这时，一个帧周期经常被分成与灰度位相同的数目，它是为了简便而在此描述的情况。也就是说，在本实施方式中描述的是5位灰度，因此，一个帧周期被分成5个子帧周期SF1到SF5。
每个子帧周期都具有写周期Ta1，Ta2，...，Tam和存储周期Ts1，Ts2，...，Tsm，写周期用于将视频信号写入象素中，在存储周期中，发光元件发光或不发光。存储周期Ts1到Ts5的长度按Ts1∶...∶Ts5＝16∶8∶4∶2∶1的比例。就是说，当显示n位灰度时，n存储周期具有2(n-1)∶2(n-2)∶...∶21∶20的比例。
在图3A到3C中，子帧周期SF5具有清除周期Te5。写入象素的视频信号在清除周期Te5中被复位。清除周期可以根据需要设置。
反向电压施加周期Tr设置于一个帧周期中。在反向电压施加周期Tr中，同时将反向电压施加给所有象素。在本实施方式中，反向电压施加周期Tr位于清除周期Te5之后。优选的是，反向电压施加周期Tr较长，使得反向电压可以长时间施加给发光元件。
图3C示出了对应于图3B的扫描线Gj、阳极线和阴极线的电压。如图3C所示，将高和低脉冲信号施加到扫描线Gj上。例如，如实施方式1或2一样，施加5V和-2V的信号。在写周期Ta1到Ta5期间，将高信号施加给扫描线Gj，而在反向电压施加周期Tr期间，则施加低信号。
5V电压施加给阳极线，-2V电压施加给阴极线，而在反向电压施加周期Tr中，-2V电压施加给阳极线，5V电压施加给阴极线。
当灰度等级提高时，一个帧可以分为多个子帧周期。进一步，子帧周期的顺序不必从最高位到最低位开始，而是可以在一个帧中任意地安排。该顺序可以根据帧周期而有所不同。还可以进一步分割子帧周期。
反向电压可选择地施加到每个象素上。在这种情况下，在每个象素中都设置一个开关，使得可以当不施加反向电压时，控制该开关关断。
进一步，发光元件的退化根据各个象素而不同。基于通过存储电路和记数电路计算并记录视频信号而获得的数据，可以根据发光元件的退化情况而确定将要施加的反向电压。可以根据所施加的反向电压，设定阳极线和电势保持恒定的电源线的电势，或者是阴极线的电势。例如，可以在各个象素中设定提供给各个发光元件的阳极线的电势。
本实施方式可以与前述实施方式自由组合。
在本实施方式中，对象素电路及其操作进行说明。
图4A中所示的象素电路包括发光元件39、输入视频信号的信号线30、用于控制向象素输入视频信号的开关晶体管35、用于控制施加到发光元件39的电流总量的驱动晶体管36、用于控制为发光元件39提供电流的电流源的电流控制晶体管37、用于清除写入视频信号电势的清除晶体管40、以及用于存储视频信号电势的电容器38。
在本实施方式中，开关晶体管35和清除晶体管40是n沟道晶体管，而驱动晶体管36和电流控制晶体管37是p沟道晶体管。驱动晶体管36在饱和区中工作，电流控制晶体管37在线性区中工作。因此，构成驱动晶体管36，使得构成区域的沟道的长度大于宽度，优选长度是宽度的5倍或更多。每个晶体管都既可以是增强型晶体管，也可以是耗尽型晶体管。
驱动晶体管36可以在线性区中工作。当驱动晶体管36工作在线性区时，会降低驱动电压。因此，可以预期获得显示装置的低功率消耗。
开关晶体管35的栅极与扫描线31相连。开关晶体管35的第一电极与信号线30相连，而其第二电极与电流控制晶体管37的栅极相连。驱动晶体管36的栅极与第二电源线33相连。驱动晶体管36和电流控制晶体管37与第一电源线32和发光元件39相连，从而使第一电源线32供应的电流可以作为驱动晶体管36和电流控制晶体管39的漏电流施加到发光元件39上。
电容器38的两个电极之一与第一电源线32相连，另一个与电流控制晶体管37的栅极相连。设置电容器38，使得可以当不选择开关晶体管35(关断状态)时，保持电容器38两极之间的电势差。当开关晶体管35、驱动晶体管36、或电流控制晶体管37的栅电容足够大，且每个晶体管的漏泄电流在公差范围内时，可以不必设置电容器38。
清除晶体管40的栅极与复位线41相连，其第一电极与第一电源线32相连，其第二电极与电流控制晶体管37的栅极相连。就是说，清除晶体管40的第一电极和第二电极与电容器38的各个端相连。
以三个周期描述图4A中所示的象素的操作写周期、发光周期和清除周期。首先，当在写周期中选择了扫描线31时，就接通与扫描线31相连的开关晶体管35。接着，输入到信号线30的视频信号经由开关晶体管35输入给电流控制晶体管37的栅极。值得注意的是，由于驱动晶体管36的栅极与第二电源线33相连，所以可以独立于电流控制晶体管37而控制驱动晶体管36。
当由视频信号接通电流控制晶体管37时，就经由第一电源线32将电流施加给发光元件39。此时，由于电流控制晶体管37工作在线性区内，所以可以根据工作在饱和区中的驱动晶体管的V-I特性和该发光元件39确定施加给发光元件39的电流。发光元件39根据所施加的电流发射具有一亮度的光。
在由视频信号关断电流控制晶体管37的情况下，不向发光元件39施加电流。
通过控制扫描线31的电势关断开关晶体管35，在存储周期中保持在写周期中写入的视频信号的电势。当在写周期中接通电流控制晶体管37时，由于视频信号的电势保持在电容器38中，并且维持提供给发光元件39的电流，所以发光元件39持续发光。从另一方面来说，当在写周期中关断电流晶体管37时，就将视频信号的电势保持在电容器38中，并且不向发光元件39提供电流。因此，发光元件39就不发光。
在清除周期中，当选择出对应于复位线的第二扫描线41时，接通清除晶体管40。将第一电源线32的电势经由清除晶体管40施加到电流控制晶体管37的栅极上。因此，电流控制晶体管37关断。这样，就强制性地发生了不向发光元件39施加电流的情况。
在反向电压施加周期中，驱动晶体管36和电流控制晶体管37如图1B和2B所示那样是接通的，从而使反向电压施加到发光元件上。
在实施方式4中可以参考写周期、存储周期、清除周期和反向电压施加周期的时间图。
考虑到二极管46设置在发光元件39和第一电源线32之间，则图4B中所示的象素电路与图4A中所示的象素电路是不同的。
可以经由二极管46施加反向电压，该二极管的电阻低于驱动晶体管36和电流控制晶体管37都接通的情况。结果，就可以有效地施加反向电压。进一步，施加反向电压所需的时间可以较短，这样，就可以长时间提供写周期和存储周期。
考虑到驱动晶体管36的栅极与平行于扫描线的第三扫描线45相连，则图4C中所示的象素电路与图4A中所示的象素电路是不同的。因此，由施加到第三扫描线45上的脉冲信号控制发光元件39。
其另一结构与图4A中的结构相同，因此，这里省略对其的说明。
考虑到二极管设置在发光元件39和第一电源线32之间，则图4D中所示的象素电路与图4C中所示的象素电路是不同的。
可以经由二极管46施加反向电压，该二极管的电阻低于驱动晶体管36和电流控制晶体管37都接通的情况。结果，就可以有效地施加反向电压。进一步，施加反向电压所需的时间可以较短，这样，就可以长时间提供写周期和存储周期。
其另一结构与图4C中的结构相同，因此，这里省略对其的说明。
考虑到驱动晶体管36的栅极和电流控制晶体管37的栅极是公共的，则图4E中所示的象素电路与图4A中所示的象素电路是不同的。因此，当分别控制时，可以利用不同特性的驱动晶体管36和电流控制晶体管37。在图4E中，驱动晶体管36是耗尽型晶体管，而电流控制晶体管37是增强型晶体管。
其另一结构与图4A中的结构相同，因此，这里省略对其的说明。
考虑到二极管46设置在发光元件39和第一电源线32之间，则图4F中所示的象素电路与图4A中所示的象素电路是不同的。
可以经由二极管46施加反向电压，该二极管的电阻低于驱动晶体管36和电流控制晶体管37都接通的情况。结果，就可以有效地施加反向电压。进一步，施加反向电压所需的时间可以较短，这样，就可以长时间提供写周期和存储周期。
其另一结构与图4E中的结构相同，因此，这里省略对其的说明。
如本实施方式中所述，本发明可以具有施加以反向电压的不同的象素结构。因此，可以延长显示装置的寿命。
在本实施方式中，对各个象素电路中的特定掩膜设计进行说明。
在图6中，设置有信号线801、第一电源线802、第二扫描线803、第一扫描线804、开关晶体管805、清除晶体管806、驱动晶体管807、电流控制晶体管808、发光元件的第一电极809、第二电源线811和电容器812。
在本实施方式中，第二电源线811平行于第一电源线802设置。第二电源线811与驱动晶体管807的栅极相连。开关晶体管805和清除晶体管806具有双栅极结构，在这种结构中，两个栅极提供给半导体层。第一扫描线804和第二扫描线803的各个部分都被半导体层覆盖，它们起到开关晶体管805和清除晶体管806栅极的作用。也就是说，各个晶体管的栅极、第一扫描线804和第二扫描线803都是通过构图(pattern)相同的第一导电薄膜而形成的。
信号线801、第一电源线802和第二电源线811都是通过构图相同的导电薄膜而形成的。各个晶体管的第一电极和第二电极都是由第二导电薄膜构成的。
电容器812具有至少是半导体膜、栅绝缘膜和第一导电薄膜的层状结构。清除晶体管806的第二电极和电容器812的一个电极与第一电源线802相连。当清除晶体管806接通时，释放保持在电容器812中的电荷。
使其具有相同传导率地形成电流控制晶体管808和驱动晶体管807。它们的掺杂区是共享的，并且它们的开/关是由各个栅极控制的。在改变电流控制晶体管808和驱动晶体管807特性的情况下，例如，通过利用增强型晶体管和耗尽型晶体管，可以掺杂不同浓度的杂质。
在如图4E和4F所示的那样，共享电流控制晶体管808和驱动晶体管807栅极的情况下，特别地，可以应用不同特性的晶体管。
虽然已经示出驱动晶体管807的第二电极和发光元件的第一电极809通过绝缘层的触点相连，但是，发光元件的第一电极809也可以形成在驱动晶体管807的第二电极上。
当驱动晶体管807工作在饱和区中时，其L/W设计成大于电流控制晶体管808的L/W。例如，满足驱动晶体管807的L/W∶电流控制晶体管808的L/W＝5到6000∶1。因此，在本实施方式中，形成驱动晶体管807的半导体膜，使其具有条状。
注意，驱动晶体管53可以工作在线性区。当驱动晶体管53工作在线性区中时，驱动电压可以是低的。因此，可以预期获得显示装置的低功率消耗。
在图7中，提供有信号线821、第一电源线822、第二扫描线823、第一扫描线824、开关晶体管825、清除晶体管826、驱动晶体管827、电流控制晶体管828、发光元件的第一电极829、第二电源线831和电容器832。
就第二电源线831来说，图7中所示的顶视图不同于图6。在图7中，位于相临象素中的驱动晶体管通过第一导电薄膜和第二电源线831相连。特别地，象素中的元件通过利用第一导电薄膜相连，同时通过利用相临象素中的第二电源线相连。第二电源线831交替地位于相临象素中的驱动晶体管827的第一电极之间。因此，在图7所示的结构中可以获得比图6所示结构宽的孔。
在图8中，提供有信号线841、第一电源线842、第二扫描线843、第一扫描线844、开关晶体管845、清除晶体管846、驱动晶体管847、电流控制晶体管848、发光元件的第一电极849和电容器852。
在图8的顶视图中，相临象素中驱动晶体管847的栅极彼此相连。图8的顶视图相应于这样的象素电路，在该象素电路中，如图4C所示，驱动晶体管的栅极与第二扫描线相连。
在图9中，提供有信号线861、第一电源线862、第二扫描线863、第一扫描线864、第三扫描线873、第四扫描线874、第五扫描线875、开关晶体管865、清除晶体管866、驱动晶体管867、电流控制晶体管868、发光元件的第一电极869和电容器872。
在图9的顶视图中，各个象素中驱动晶体管867的栅极分别与第三扫描线873、第四扫描线874和第五扫描线875相连。因此，在每个RGB中，可以为驱动晶体管867施加不同的电压。
在图10中，提供有信号线881、第一电源线882、第二扫描线883、第三扫描线884、开关晶体管885、清除晶体管886、驱动晶体管887、电流控制晶体管888、发光元件的第一电极889、电容器892、第一电极和栅极相连的晶体管893(称为二极管)、和对于二极管来说，用于控制二极管的电源线894。在图10中，一个n沟道晶体管用作二极管893，其栅极和漏极通过第二导电薄膜相连。当将一个p沟道晶体管用作二极管893时，其栅极和漏极也可以通过第二导电薄膜相连。
在图10所示的顶视图中，二极管893位于发光元件的第一电极889和第一电源线882之间。用于二极管的电源线894部分对应于二极管893的栅极。当施加反向电压时，接通二极管893的信号输入到用于二极管的电源线894中。图10的顶视图相应于如图4B、4D和4F所示在象素部分中具有二极管的电路。
二极管893并不局限于本实施方式中描述的结构，而可以构成具有pn结。
如本实施方式所述，可以将反向电压施加到具有不同顶视图的象素结构中。结果，可以延长显示装置的寿命。
可以应用于本发明的电子器件包括数字摄象机、例如汽车音响的音频再现设备、笔记本个人电脑、游戏机、便携式信息终端(移动电话、便携式游戏机及类似设备)、例如具有记录介质的家庭游戏机的图象再现设备、和类似设备。这些设备的具体实例显示在图11A到11H中。
图11A说明了包括外壳2001、支撑基底2002、显示部分2003、扬声器部分2004、视频输入端2005及类似部分的显示装置。
图11B说明了包括本体2101、显示部分2102、图象接收部分2103、操作键2104、外部连接部分2105、快门2106及类似部分的数字静物照相机。
图11C说明了包括本体2201、外壳2202、显示部分2203、键盘2204、外部连接部分2205、定位鼠标(pointing mouse)2206及类似部分的笔记本个人电脑。
图11D说明了包括本体2301、显示部分2302、开关2303、操作键2304、红外部分2305及类似部分的轻便型电脑。
图11E说明了具有记录介质的便携式图象再现设备，包括本体2401、外壳2402、显示部分A2403、显示部分B2404、记录介质读取部分2405、操作键2406、扬声器部分2407及类似部分。显示部分A2403主要显示图象数据，而显示部分B2404主要显示文本数据。
图11F说明了包括本体2501、显示部分2502和支臂部分2503的护目镜型显示器。
图11G说明了包括本体2601、显示部分2602、外壳2603、外部连接部分2604、远程控制接收部分2605、图象接收部分2606、电池2607、音频输入部分2608、操作键2609、目镜2610及类似部分的摄象机。
图11H说明了作为便携式终端的移动电话，包括本体2701、外壳2702、显示部分2703、音频输入部分2704、音频输出部分2705、操作键2706、外部连接部分2707、天线2708及类似部分。
在下述情况下，即，前述电子设备都配备有具有发光元件的面板，该发光元件随时间退化，则由于可以不用短路阳极线和信号线而施加反向电压，所以该退化可以受到抑制。因此，也是在该设备交付给最终用户之后，当设备没有使用时，通过施加反向电压，该设备可以自己延长其寿命。
本实施方式可以自由地与前述实施方式结合。
在本实施方式中，反向电压施加电路与信号线端相连。
图13A示出了施加正向电压并且发光元件发光的情况。图13A中所示的反向电压施加电路116包括具有n沟道晶体管20和p沟道晶体管21的模拟开关28。N沟道晶体管20的栅极与阳极线18相连，在本实施方式中，该阳极线的电势保持在5V。P沟道晶体管21的栅极与电源线或阴极线相连，该电源线的电势保持恒定。在本实施方式中，p沟道晶体管21的栅极与第一电源线19相连，该电源线的电势固定在0V。模拟开关28的输出线(输出端)与信号线57相连。
在这种方式中，当将反向电压施加电路116与信号线端相连时，就不再需要反向电压施加晶体管17了。
象素中的另一种电路结构和晶体管都与图1A所示的相同，因此，这里省略对其的描述。注意，通过固定驱动晶体管的栅极电势，由于寄生电容和布线电容，驱动晶体管栅极和源极之间的电压Vgs不随时间变化。因此，优选的是，当如实施方式1所述那样施加正向电压时，至少固定第二电源线60的电势。
例如，在前述电路结构中，信号驱动电路中的第二闩锁电路113输出视频信号，并且该视频信号输入到模拟开关28中。在本实施方式中，视频信号具有低(例如0V)和高(例如5V)的脉冲信号。值得注意的是，视频信号可以从移位寄存器或第一闩锁电路，或者经由缓冲电路和另外的类似电路输入到模拟开关28中。
此时，模拟开关28中的n沟道晶体管20和p沟道晶体管21都是接通的。特别地，当输入低视频信号时，p沟道晶体管21接通，而当输入高视频信号时，n沟道晶体管20接通。当选择了扫描线58，并且开关晶体管51为接通时，经由信号线57将视频信号输入到象素101中。
接着，根据输入的视频信号接通驱动晶体管53和电流控制晶体管54，同时发光元件55发光。
此时，根据操作清除晶体管52所需，设置用于选择复位线59的清除周期。该清除晶体管52在本实施方式中是一个n沟道晶体管，然而，它也可以是p沟道晶体管。关于该清除晶体管及其操作，参考日本专利申请公开号为2001-343933，本发明可以结合该篇文献应用。
如实施方式1所述，阳极线18和第二电源线60可以与控制电路118相连。
在前述情况中，阴极线69的电势是-10V，阳极线18的电势是5V。因此，正向电压施加到发光元件上。
图13B示出了施加反向电压的情况。当施加反向电压时，输入低视频信号(例如0V)。接着，模拟开关28中的两个晶体管都关断，不向象素输入视频信号。因此，即使当选择了扫描线58时，开关晶体管51也是关断的，视频信号不输入到该开关晶体管中。
当在施加反向电压之前，立即输入高视频信号(例如5V)时，模拟开关28就可以接通。因此，在施加反向电压之前，立即将信号线57的电势设置为低(例如0V)。特别地，在启动反向电压施加周期之前，立即将低(例如0V)视频信号输入给信号线57。此后，将反向电压施加到阳极线和阴极线上。例如，阳极线的电势为-10V，阴极线69的电势为5V。
此时，通过接通驱动晶体管53和电流控制晶体管54，可以有效地施加反向电压。为了工作在饱和区中，驱动晶体管53被设计成其L/W变大，它可以具有高电阻。
因此，优选的是通过利用与实施方式1所述电路类似的控制电路118，接通第一n沟道晶体管61，关断第二n沟道晶体管62，并且与驱动晶体管53的栅极相连的第二电源线60的电势为-10V。
结果，当施加反向电压时，将施加到驱动晶体管53栅极的栅电压可以是高的，这会降低驱动晶体管53电阻的影响。注意，驱动晶体管53也可以工作在线性区。
进一步，为了偏置驱动晶体管53和电流控制晶体管54的电阻，可以在发光元件的第一电极(本实施方式中为阳极)和阳极线18之间设置二极管。
通过关断模拟开关28，可以不用短路阳极线18和信号线57而施加反向电压。
其后描述反向电压之后施加正向电压的情况，即，返回各个电势的情况。当在反向电压之后施加正向电压时，由于驱动晶体管53的栅极电势保持在-10V，发光元件55可以与视频信号无关地发光。
接着，如图14A所示，在具有缓冲电路141、电平移动器143、NOR/NAND电路144和移位积存器145的扫描驱动电路140中，第二控制电路142设置在缓冲电路141和电平移动器143之间。注意，缓冲电路141可以适当地设置，且第二控制电路142可以至少与各个复位线相连。就是说，第二控制电路142可以设置在象素部分和电平移动器143之间。
当施加正向电压时，第二控制电路需要输入一个信号，用于选择扫描线，所述电压是来自于扫描驱动电路的，其可以在反向电压之后施加正向电压时，控制驱动晶体管53和电流控制晶体管54关断。
图14B示出了第二控制电路142的具体结构。第二控制电路142具有反相电路148、为各个复位线准备的p沟道晶体管、和时钟控制的反相器149。晶体管147的第一电极与复位线59相连，其栅极与第三电源线160相连，且其第二电极的电势保持在7V。反相电路148与第三电源线160和第四电源线161相连。时钟控制的反相器149的第一端与第三电源线160相连，其第二端与第四电源线161相连。其输入线与复位线59相连，且其输出线与电平移动器143相连。
在第二控制电路142中，可以通过将控制信号(REV)输入给第三电源线160来控制复位线59的电势。特别地，当低控制信号输入给第三电源线160时，接通晶体管147，复位线59的电势变为7V。接着，阳极线的电势设定为5V，用于施加正向电压。然后，接通清除晶体管52，电流控制晶体管54的栅极电势变为5V。此时，关断电流控制晶体管54。此后，阴极线的电势设定为-10V，并且施加正向电压。
在该方式中，通过利用第二控制电路142关断电流控制晶体管54，发光元件55可以根据视频信号而发光。注意，在本实施方式中，关断电流控制晶体管54，但是，也可以关断驱动晶体管53。
第二控制电路142与所有复位线59相连，该复位线同时输入信号。因此，可以关断电流控制晶体管54。
可以对于各个复位线实现前述操作。在这种情况下，可以通过在反向电压施加周期Tr中顺序地选择复位线，从而顺序地输入控制信号。
根据前述操作，可以防止在从反向电压返回到正向电压时，发光元件55与视频信号无关地发光。也就是说，发光元件根据视频信号发光。
图14C是在反向电压施加周期Tr中，施加到阳极线18和阴极线69的电压及输入到第三电源线160的控制信号(REV)的具体时间图。
首先，将反向电压施加到阳极线18和阴极线69。特别地，阳极线18的电势设定为-10V，而阴极线69的电势设定为5V。此时，REV是高信号。在经过了预定时间之后，阳极线18的电势返回到5V，REV的电势变低，然后清除晶体管52接通。复位线59的电势变为7V，同时电流控制晶体管54关断。此时，由于电流控制晶体管54是关断的，所以发光元件55不发光。
值得注意的是，在定时阳极线电势设定为5V之前，REV的电势会变低，反之亦然。然而，优选的是在设定阳极线电势为5V之后，将REV的电势变低，从而不向清除晶体管52施加不必要的高电压。
图14A到14C示出了控制信号为低的情况，然而，可以通过反向连接反相电路148的输入端和输出端，而将高控制信号输入到第四电源线161。
在图15A中，不同于图14A和14B中所示电路的第二控制电路设置在NOR电路146和电平移动器143之间。
图15B示出了第二控制电路142的具体结构。输入时钟信号的第一反相电路170具有一个p沟道晶体管70和一个n沟道晶体管71。与第一反相电路170的输出线相连的第二反相电路171具有一个p沟道晶体管72和一个n沟道晶体管73。与第二反相电路171和NOR电路146的输出线相连的NOR电路172具有串联的p沟道晶体管74和75，以及并联的n沟道晶体管76和77。
当在这个第二控制电路中，高控制信号输入到第一反相电路170的输入线时，p沟道晶体管74关断，n沟道晶体管77接通，同时低信号输出给缓冲电路141。此时，可以接通清除晶体管52。通过应用使阴极线69具有-10V电势的正向电压，可以关断电流控制晶体管54。
通过利用第二控制电路142关断电流控制晶体管54，则发光元件55可以根据视频信号发光。在本实施方式中，关断电流控制晶体管54，然而，也可以关断驱动晶体管53。
图15C是在反向电压施加周期Tr中，施加到阳极线18和阴极线69的电压以及控制信号(REV)的具体时间图。
反向电压施加到阳极线18和阴极线69上。特别地，阳极线18的电势设定在-10V，同时，阴极线69的电势设定在5V。此时，REV是低信号。在经过了预定时间之后，阳极线18的电势返回到5V，REV的电势变高，接着，接通清除晶体管52。复位线59的电势变为7V。此时，由于电流控制晶体管54是关断的，所以发光元件55不发光。
注意，在定时阳极线电势设定为5V之前，REV的电势可以变高，反之亦然。然而，优选的是在将阳极线电势设定为5V之后，将REV的电势变高，从而不向清除晶体管52施加不必要的高电压。
根据前述操作，可以防止当从反向电压返回到正向电压时，发光元件55与视频信号无关地发光。也就是说，发光元件根据视频信号发光。
在本实施方式中，发光元件的第一电极对应于阳极，然而，它也可以是阴极。
根据本实施方式，可以提供一种用于提供反向电压的电路结构及其方法，通过控制显示装置中发光元件的退化而提高可靠性，该显示装置具有象素电路。
注意，本实施方式中所述的电势仅仅是举例，本发明并不局限于此。
本申请基于2003年7月23日向日本专利局提交的、申请号为2003-278484的日本专利，其内容在此引入作为参考。
尽管通过参考附图用举例的方法全面描述了本发明，但可以理解的是，多种变化和改进对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，除非其他的变化和改进脱离本发明的范围，否则它们都应该解释为包括在本发明范围内。
权利要求
1.一种显示装置，包括象素部分，包含发光元件；信号线，用于将信号输入到发光元件中；扫描线，以与信号线交叉的方式提供扫描线；和反向电压施加电路，与扫描线相连，其中反向电压施加电路包括模拟开关，包括栅极与阳极线相连的第一晶体管和栅极与电源线相连的第二晶体管；和第三晶体管，其栅极与阴极线或电源线相连，其第一电极与阳极线相连，其第二电极与扫描线相连，及其中第一晶体管和第二晶体管具有彼此不同的极性。
2.一种显示装置，包括象素部分，包含发光元件；信号线，用于将信号输入给发光元件；扫描线，以与信号线交叉的方式提供扫描线；和反向电压施加电路，其与扫描线相连，其中反向电压施加电路包括模拟开关，包括栅极与阳极线相连的第一晶体管和栅极与电源线相连的第二晶体管；和第三晶体管，其栅极与阴极线或电源线相连，其第一电极与阳极线相连，其第二电极与模拟开关的输出线和扫描线相连；和其中第一晶体管和第二晶体管具有彼此不同的极性。
3.一种显示装置，包括象素部分，包含发光元件；信号线，用于将信号输入给发光元件；扫描线，以与信号线交叉的方式提供扫描线；和反向电压施加电路，与扫描线相连，其中反向电压施加电路包括定时反相器，包括第一晶体管，其第一电极与高电势端的电源线相连，其第二电极与扫描线相连；第二晶体管，其栅极包括与第一晶体管的栅极电势相同的电势，其第一电极与扫描线相连；以及第三晶体管，其第一电极包括与第二晶体管第二电极的电势相同的电势，其第二电极与低电势端的电源线相连，其栅极与电源线相连；和第四晶体管，其第一电极与扫描线相连，其第二电极与电源线相连。
4.一种显示装置，包括象素部分，包含发光元件；信号线，用于将信号输入给发光元件；扫描线，以与信号线交叉的方式提供扫描线；和反向电压施加电路，与扫描线相连，其中反向电压施加电路包括时钟控制的反相器，包括第一晶体管，其第一电极与高电势端的电源线相连，其第二电极与扫描线相连；第二晶体管，其栅极包括与第一晶体管栅极电势相同的电势，其第一电极与扫描线相连；及第三晶体管，其第一电极包括与第二晶体管第二电极的电势相同的电势，其第二电极与低电势端的电源线相连，其栅极与电源线相连；和第四晶体管，其第一电极与时钟控制的反相器的输出线和扫描线相连，其第二电极与电源线相连。
5.一种显示装置，包括象素部分，包含信号线、扫描线、第一到第四晶体管、电容器、第一电源线、第二电源线和发光元件；和反向电压施加电路，其中第一晶体管与信号线和扫描线相连，其中第二晶体管的栅极与电容器相连，其第一电极与发光元件的第一电极相连，其第二电极与第一电源线相连，其中第三晶体管与第二晶体管串联，其栅极与第二电源线相连，和其中第四晶体管与电容器的各个端相连。
6.根据权利要求5的显示装置，其中第二电源线有一固定的电势。
7.一种显示装置，包括象素部分，包含信号线、第一扫描线、第二扫描线、第一到第四晶体管、电容器、电源线、和发光元件；和反向电压施加电路，其中第一晶体管与信号线和第一扫描线相连；其中第二晶体管的栅极与电容器相连，其第一电极与发光元件的第一电极相连，其第二电极与电源线相连，其中第三晶体管与第二晶体管串联，其栅极与第二扫描线相连，及其中第四晶体管与电容器的各个端相连。
8.根据权利要求7的显示装置，其中第二扫描线有一固定的电势。
9.一种显示装置，包括象素部分，包含信号线、扫描线、第一到第四晶体管、电容器、第一电源线、第二电源线、和发光元件；和反向电压施加电路，其中第一晶体管与信号线和扫描线相连，其中第二晶体管的栅极与电容器相连，其第一电极与发光元件的第一电极相连，其第二电极与第一电源线相连，其中第三晶体管与第二晶体管串联，其栅极与第二晶体管的栅极相连，和其中第四晶体管与电容器的各个端相连。
10.根据权利要求5、7和9任一项的显示装置，其中第一晶体管包括开关晶体管，并且开关晶体管工作在线性区。
11.根据权利要求5、7和9任一项的显示装置，其中第二晶体管包括电流控制晶体管，并且电流控制晶体管工作在线性区。
12.根据权利要求5、7和9任一项的显示装置，其中第三晶体管包括驱动晶体管，并且驱动晶体管工作在线性区或饱和区。
13.根据权利要求5、7和9任一项的显示装置，其中第四晶体管包括清除晶体管，并且清除晶体管工作在线性区。
14.根据权利要求5、7和9任一项的显示装置，其中反向电压施加电路包括模拟开关。
15.根据权利要求5、7和9任一项的显示装置，其中反向电压施加电路包括时钟控制的反相器。
16.根据权利要求5、7和9任一项的显示装置，进一步包括控制电路，它控制电路具有至少两个n沟道晶体管。
17.根据权利要求5、7和9任一项的显示装置，进一步包括与发光元件的第一电极相连的二极管。
18.一种显示装置，包括象素部分，具有发光元件；信号线，用于将信号输入给发光元件；和反向电压施加电路，其与信号线相连，其中反向电压施加电路包括模拟开关，该模拟开关包括其栅极与阳极线相连的第一晶体管和其栅极与电源线相连的第二晶体管，和其中第一晶体管和第二晶体管具有彼此不同的极性。
19.根据权利要求18的显示装置，进一步包括复位线和与复位线相连的控制电路，当发光元件进入不发射状态时，就选择复位线，其中控制电路包括与复位线相连的晶体管和输入线与复位线相连的时钟控制的反相器，以及反相电路。
20.根据权利要求19的显示装置，其中控制电路中晶体管的第一电极与复位线相连，其第二电极具有固定的电势，其栅极与第一电源线相连；其中时钟控制的反相器的输入线与复位线相连，其第一端与第一电源线相连，其第二端与第二电源线相连，输出线与电平移动器相连；及其中反相电路与第一电源线和第二电源线相连。
21.根据权利要求19的显示装置，其中控制电路位于象素部分和电平移动器之间。
22.根据权利要求18的显示装置，进一步包括复位线和与复位线相连的控制电路，当发光元件进入不发射状态时，选择复位线，其中控制电路包括第一反相电路、与第一反相电路相连的第二反相电路、和与第二反相电路相连的NOR电路。
23.根据权利要求22的显示装置，其中控制电路位于电平移动器和NOR电路之间。
24.根据权利要求1到5、7、9和18任一项的显示装置，其中在至少一个从下述组中选择出的设备中引入该显示装置，所述组包括数字摄象机、个人电脑、便携式计算机、便携式图象再现设备、护目镜型显示器、摄象机、和移动电话。
25.一种显示装置的驱动方法，包括阳极线和阴极线，它们都与发光元件相连；模拟开关，包括栅极与阳极线相连的第一晶体管和栅极与电源线相连的第二晶体管；和第三晶体管，其栅极与阴极线或电源线相连，其第一电极与阳极线相连，其第二电极与扫描线相连，该方法包括步骤通过将阳极线和阴极线的电势反相、同时关断模拟开关并接通第三晶体管，而将反向电压施加到发光元件上。
26.一种显示装置的驱动方法，包括阳极线和阴极线，它们都与发光元件相连；时钟控制的反相器，包括第一晶体管，其第一电极与高电势端的电源线相连，其第二电极与扫描线相连；第二晶体管，其栅极包括与第一晶体管栅极电势相同的电势，其第一电极与扫描线相连；及第三晶体管，其第一电极包括与第二晶体管第二电极电势相同的电势，其第二电极与低电势端的电源线相连，其栅极与电源线相连；及第四晶体管，其第一电极与扫描线相连，其第二电极与电源线相连，该方法包括通过将阳极线和阴极线的电势反相、同时关断时钟控制的反相器并接通第四晶体管，而将反向电压施加到发光元件上的步骤。
27.一种显示装置的驱动方法，包括阳极线和阴极线，它们都与发光元件相连；时钟控制的反相器，包括第一晶体管，其第一电极在高电势端与电源线相连，其第二电极与扫描线相连；第二晶体管，其栅极包括与第一晶体管栅极电势相同的电势，其第一电极与扫描线相连；以及第三晶体管，其第一电极包括与第二晶体管第二电极电势相同的电势，其第二电极在低电势端与电源线相连，其栅极与电源线相连；和第四晶体管，其第一电极与扫描线相连，其第二电极与电源线相连，该方法包括通过将阳极线和阴极线的电势反相，将时钟控制的反相器设定为高阻抗状态，以及接通第四晶体管，而将反向电压施加到发光元件上的步骤。
28.一种显示装置的驱动方法，包括阳极线和阴极线，它们都与发光元件相连；模拟开关，包括栅极与阳极线相连的第一晶体管和栅极与电源线相连的第二晶体管，其中模拟开关的输出线与信号线相连，该方法包括通过将阳极线和阴极线的电势反相，而将反向电压施加到发光元件上的步骤；和在返回阳极线电势之后，返回阴极线电势的步骤。
29.根据权利要求28的显示装置的驱动方法，进一步包括在将阳极线和阴极线的电势反相之前，向信号线输入低信号的步骤。
30.根据权利要求28的显示装置的驱动方法，进一步包括复位线和与复位线相连的控制电路，当发光元件进入不发射状态时，就选择复位线，该方法进一步包括通过将阳极线和阴极线的电势反相，而将反向电压施加到发光元件上的步骤；和在返回输入到阳极线和控制电路中的控制信号的电势之后，返回阴极线的电势。
31.根据权利要求25到28中任一项的显示装置的驱动方法，进一步包括一个在单位帧周期中将反向电压施加到发光元件的周期，单位帧周期对应于输入到发光元件中的视频信号的定时。
32.根据权利要求31的显示装置的驱动方法，其中单位帧周期包括m(m是2或更大的自然数)子帧周期SF1，SF2，...，SFm和反向电压施加周期Tr；和其中m子帧周期SF1，SF2，...，SFm分别具有写周期Ta1，Ta2，...，Tam和存储周期Ts1，Ts2，...，Tsm。
33.根据权利要求32的显示装置的驱动方法，其中任一m子帧周期SF1，SF2，...，SFm都包括一个清除周期Te。
全文摘要
本发明提供一种电路结构及其方法，用于提供反向电压(或反向偏置)，通过控制显示装置中的发光元件的退化提高可靠性，该显示装置具有象素电路。反向电压施加给象素电路，该象素电路至少具有与信号线相连的开关晶体管、与发光元件相连的驱动晶体管、和与驱动晶体管串连的电流控制晶体管。反向电压施加电路包括模拟开关或时钟控制的反相器、以及反向电压施加晶体管，该反向电压施加晶体管当施加反向电压时接通。
文档编号G09F9/30GK1573882SQ2004100600
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月18日 优先权日2003年6月18日
发明者纳光明, 安西彩, 山崎优, 福本良太 申请人:株式会社半导体能源研究所