显示设备、显示设备的驱动方法、和电子装置的制作方法

专利名称：显示设备、显示设备的驱动方法、和电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示设备、显示设备的驱动方法、和电子装置，尤其涉及含 有配置成矩阵形状的包括光电元件的像素的平板型显示设备、显示设备的驱 动方法、和利用显示设备的电子装置。
背景技术：
在显示视频和文本数据的显示设备领域中，最近已经开发出含有光电元 件的像素(像素电路)被配置成矩阵形状的平板型显示设备，并且对它的市场销路作了调查。这种平板型显示设备包括有机场致发光(EL)显示设备， 该有机EL显示设备将发光亮度随流过该设备的电流值而变的所述电流驱动 型的光电元件，例如，利用当将电场施加在有机薄膜上时发光的现象的有机 EL元件用作像素的光电元件。因为可以以10伏或更低的施加电压驱动有机EL元件，所以有机EL显 示设备只消耗少量电力。并且，由于有机EL元件是发光元件，与通过控制 像素的每个液晶单元上的光源(背光)的光强显示视频和文本数据的液晶显 示设备相比，有机EL显示设备具有图像的视觉分辨率较高、没有背光、和 元件的响应速度较快等特征。与液晶显示设备类似，有机EL显示设备可以采用简单(无源)矩阵方 法和有源矩阵方法作为它的驱动方法。尽管简单矩阵型的显示设备具有筒单 的结构，但它涉及到难以实现大型和高精度显示设备的问题。因此，近年来， 人们对通过诸如绝缘栅型场效应晶体管(一般称为薄膜晶体管(TFT))之类 的配备在光电元件的相同像素电路中的有源元件，控制流过光电元件的电流 的有源矩阵型的显示设备进行了积极的开发。众所周知，有机EL元件的I-V (电流-电压)特性随着时间的推移而恶化 (随时间恶化)。在将n沟道TFT用作电流驱动有机EL元件的晶体管(下文 称为"驱动晶体管")的像素电路中，有机EL元件与驱动晶体管的源极侧连接。 因此，由于有机EL元件的I-V特性随着时间的推移而恶化，驱动晶体管的栅极-源极电压Vgs也发生变化，于是有机EL元件的发光亮度也发生变化。下面对这种现象作更具体描述。驱动晶体管的源极电位由驱动晶体管和有机EL元件的工作点决定。随着有机EL元件的I-V特性恶化，驱动晶体管 和有机EL元件的工作点也发生改变。因此，即使将相同电压施加在驱动晶 体管的栅极上，驱动晶体管的源极电压也会变得不同。由于驱动晶体管的源 极驱动电压Vgs发生变化，流过驱动晶体管的电流值也发生变化。由于流过 驱动晶体管的电流值发生变化，有机EL元件的发光亮度也发生变化。在利用多晶硅TFT的像素电路中，除了有机EL元件的I-V特性随时间 恶化之外，由于阈值电压Vth和迁移率p随着时间的推移而变化和制造工艺的 改变(晶体管特性的改变)，所以驱动晶体管的阈值电压Vth和迁移率p随时 间变化，并且对于每个像素的变化不同。如果阔值电压Vth和迁移率(a因驱动 晶体管而异，会造成流过驱动晶体管的电流值发生改变。因此，即使将相同 的电压施加在驱动晶体管的栅极上，有机EL元件的发光亮度也会变得因像 素而异，所以即便将相同的电压施加在驱动晶体管的栅极上，显示屏幕的均 匀性也会下降。像素电路提供了用于有机EL元件的特性变化的补偿功能和驱动晶体管 的阈值电压Vth和迁移率p变化的校正功能，以便不受有机EL元件的I-V特 性和驱动晶体管的阈值电压Vth和迁移率(a的随时间恶化负面影响地保持有 机EL元件的发光亮度不变(例如，参照专利文件1:日本专利申请公布第 2006-133542号)。发明内容根据描述在专利文件1中的现有技术，每个像素电路都配有有机EL元 件的特性变化的补偿电路和驱动晶体管的阔值电压Vth和迁移率ii变化的校 正电路，以便不受有机EL元件的I-V特性和驱动晶体管的阈值电压Vth和迁 移率ia的随时间恶化的负面影响而保持有机EL元件的发光亮度不变。但是， 构成像素电路的部件的数量变得很大，因此妨碍了像素的小型化。为了减少构成像素电路的部件和连线的数量，人们考虑采用与将电源电 位提供给像素电路的供电连线共享一条连线，和切换要提供给像素电路的电 源电位，控制有机EL元件的发光/不发光的手段。但是，如果在含有电流驱动型的有机EL元件的像素电路中与供电连线共享一条连线，则在每条视频线上会出现亮度差(后面将描述细节)。因为， 例如，如图12所示，在像在显示屏幕的局部区域中显示黑条紋那样显示在每 条线上亮度级非常不同的图像时，流过每条供电线的总电流在线A和B之间 是不同的，并且这个不同会引起亮度不同。于是，最好提供通过缩小电流差引起的每条视频线的亮度差，即使每条 视频线上发光所需的电流存在差异，也能够显示高质量图像的显示设备、显 示设备的驱动方法、和使用显示设备的电子装置。本发明就是据此作出的。根据本发明的一个实施例，显示设备包含含有配置成矩阵形状的像素 的像素阵列单元，每个像素包括光电元件、取样和写入输入信号电压的写入 晶体管、保持写入晶体管写入的信号电压的保持电容器、和响应保持电容器 保持的信号电压驱动光电元件的驱动晶体管；和以行为单元有选择地扫描像 素阵列单元的像素的扫描电路。在该显示设备中，多个供电扫描电路与扫描 电路的扫描同步，有选择地将第一电位和低于第一电位的第二电位提供给每 条供电线，以便将电流提供给驱动晶体管。在如上配置的显示设备和含有显示设备的电子装置中，以多个供电扫描 电路与扫描电路的扫描同步，有选择地将第一电位和第二电位作为电源电位 提供给每条供电线的方式驱动像素。例如，如果使用两个供电扫描电路，与 配备一个供电扫描电路相比，从供电扫描电路出来经过供电线以行为单位流 过像素的电流将减半。与一个供电扫描电路相比，由于在供电扫描电路中电 压降变小了，因此难以在每条视频线上出现亮度差，该电压降是由以行为单 位提供给像素的电流引起的。


图1是简要显示根据本发明一个实施例的有机EL显示设备的结构的系 统配置图；图2是示出像素(像素电路)的特定结构例子的电路图； 图3是示出像素结构例子的剖视图；图4是例示根据本发明一个实施例的有机EL显示设备的工作的时序图； 图5A到5D是例示根据本发明一个实施例的有机EL显示设备的电路工 作的图形；图6A到6D是例示根据本发明一个实施例的有机EL显示设备的其它电路工作的图形；图7是示出说明与阈值电压Vth的改变相联系的问题的驱动晶体管特性 的图形；图8是示出说明与迁移率ii的改变相联系的问题的驱动晶体管特性的图形；图9A到9C是视阈值校正和迁移率校正的存在与否而定的视频信号电压 Vsig与驱动晶体管的漏极-源极电流Ids之间的关系的特性的图形； 图10是例示配备 一 个供电扫描电路时的工作的电路图； 图11是例示配备两个供电扫描电路时的工作的电路图； 图12是例示本发明实施例中的问题的图形； 图13是应用了本发明的电视机的透视图；图14A和14B是应用了本发明的数字照相机的透视图，图14A是从前侧 看过去的透视图，和图14B是从后侧看过去的透视图； 图15是应用了本发明的笔记本电脑的透视图； 图16是应用了本发明的视频摄像机的透视图；和图17A到17G是示出应用了本发明的移动电话的图形，图17A是处在打 开状态的正视图，图17B是图17A的侧视图，图17C是处在关闭状态的正视 图，图17D是左侧视图，图17E是右侧视图，图17F是俯视图，和图17G是 仰视图。
具体实施方式
现在参照附图详细描述本发明的实施例。图1是简要示出根据本发明一个实施例的有源矩阵型显示设备的结构的 系统配置图。下面将使用作为像素发光单元的有机EL元件，即亮度随流过 该设备的电流值而变化的电流驱动型的光电元件的有源矩阵型有机EL显示 设备取作例子作出描述。如图1所示，这个实施例的有机EL显示设备包括含有二维配置成矩阵 形状的像素(PXLC) 20的像素阵列单元30、和配置在像素阵列单元30的周 围区域中的驱动单元。驱动单元驱动每个像素20、写入扫描电路40、多个(在 本例中为两个)供电扫描电^各50A和50B、和水平驱动电^各60。像素阵列单元30具有m行n列布局，即对于每个像素行，布线扫描31-1到31-m和布线供电线32-l到32-m、和对于每个像素列，布线信号线31-l 到31陽n。像素阵列单元30通常在像玻璃基底那样的透明绝缘基底上形成和具有 平板型面板结构。像素阵列单元30的每个像素20可以利用非晶硅薄膜晶体 管(TFT)或低温多晶硅TFT形成。如果使用低温多晶硅TFT,也可以将扫 描电路40、供电扫描电路50A和50B、和水平驱动电路60安装在形成像素 阵列单元30的面板(基底)上。写入扫描电路40由移位寄存器等形成，通过在将视频信号提供给像素阵 列单元30的每个像素20的同时，依次将扫描信号WSL1到WSLm提供给扫 描线31-1到31-m,以线为单元进行像素20的逐线顺序扫描。供电扫描电路50A和50包括移位寄存器等，通过夹住像素阵列单元配 置在，例如，像素阵列单元30的两侧。与写入扫描电路40的逐线顺序扫描 同步，从像素阵列单元30的两侧将每一个在第一电位Vcc_H和比第一电位 Vcc—H低的第二电位Vcc一L上切换的供电线电位DSLl到DSLm提供给供电 线32-1到32-m。第二电位Vcc—L充分低于从水平驱动电路60提供的基准电 位Vo。水平驱动电路60适当选择与从信号提供源(未示出)提供的亮度信息相 对应的视频信号电压Vsig或基准电位Vo,并且通过信号线33-1到33-n对像 素阵列单元30的每个像素20进行以行(线)为单位的写入。也就是说，水 平驱动电路60采用以行(线)为单位的信号电压Vsig的同时逐线顺序写入 的驱动型。(像素电路)图2是示出像素(像素电路)20的结构特例的电路图。如图2所示，像 素20含有诸如响应流过该元件的电流值改变发光亮度的电流驱动型的有机 EL元件12之类的光电元件作为它的发光元件。除了有机EL元件21之外， 该像素还含有驱动晶体管22、写入晶体管23、和保持电容器24。n沟道型TFT用于驱动晶体管22和写入晶体管23。驱动晶体管22和写 入晶体管23的导电类型的组合只是例示性的，但不局限于此。有机EL元件21含有与公用供电线34连接的阴极，公用供电线34配线 到所有像素20。驱动晶体管22的源极与有机EL元件的阳极连接，和它的漏 极与相应供电线32 ( 32-1到32-m)连接。写入晶体管23的栅极与相应扫描线31 (31-1到31-m)连接，源极与信号线33 ( 33-1到33-n)连接，和它的 漏极与驱动晶体管22的栅极连接。保持电容器24的一端与驱动晶体管22的 栅极连接，和它的另一端与驱动晶体管22的源极连接(连接到有机EL元件 21的阳极)。在如上构成的像素20中，写入晶体管23响应通过扫描线31从写入扫描 电路40施加于栅极的扫描信号WSL变成导通，并且取样与水平驱动电路60 提供的亮度信息相对应的视频信号电压Vsig或参考电压Vo写入像素20中。 保持电容器24保持这个写入的信号电压Vsig或参考电压Vo。当电源线32 (32-1到32-m)的电位DSL处在第一电位Vcc—H上时，将 来自电源线32的电流提供给驱动晶体管22,驱动晶体管22通过向有机EL 元件21提供具有与保持电容器24保持的信号电压Vsig相对应的值的驱动电 流， 驱动有机EL元件21。(像素结构)图3示出了像素20的剖面结构的例子。如图3所示，像素20具有在形 成包括驱动晶体管22、写入晶体管23等的像素电路的玻璃基底201上形成 绝缘膜202和窗口绝缘膜203 、和在窗口绝缘膜203的凹槽207A中形成有机 EL元件21的结构。有机EL元件21包括由金属等制成和在窗口绝缘膜203的凹槽207A的 底部形成的阳极204、在阳极204上形成的有机层(电子传输层、发光层、 空穴传输层/空穴注入层)205、和所有像素共有的由透明导电膜等制成和在 有机层205上形成的阴极206。有机EL元件21的有机层205通过在阳极204上依次沉积空穴传输层/ 空穴注入层2051、发光层2052、电子传输层2053和电子注入层(未示出) 形成。在如图2所示的驱动晶体管22的电流驱动下，电流通过阳极204从驱 动晶体管22流过有机层205,因此电子和空穴在有机层205的发光层2052 中重新组合发光。如图3所示，在绝缘膜202和窗口绝缘膜203介于其间地在形成像素电 路的玻璃基底201上面形成每个像素的有机EL元件21之后，使钝化膜207 介于其间地利用粘合剂209粘接密封基底208。密封基底208密封有机EL元 件21形成有机EL显示面板。 (阈值校正功能)在写入晶体管23变成导通之后和在水平驱动电路60将基准电位Vo提供 给信号线33 ( 33-1到33-n)的同时，供电扫描电路50A和50B在第一电位 Vcc—H和第二电位Vcc—L之间切换供电线32上的电位DSL。随着供电线32 上的电位DSL的切换，保持电容器24保持与驱动晶体管22的阈值电压Vth 相对应的电压。由于如下原因，保持电容器24保持与驱动晶体管22的阈值电压Vth相 对应的电压。由于制造工艺的改变和驱动晶体管22的随时间恶化，在每个像 素上诸如驱动晶体管22阈值电压Vth和迁移率ii等之类的晶体管特性发生改 变。即使将相同的栅极电位施加在每个驱动晶体管22上，这种晶体管特性的 改变也改变每个像素的漏极-源极电流(驱动电流)Ids,呈现为发光亮度的改 变。为了消除(校正)每个像素上阈值电压Vth的改变造成的影响，让保持 电容器24保持与阈值电压Vth相对应的电压。驱动晶体管22的阈值电压Vth按如下方式校正。也就是说，通过让保持 电容器24事先保持阈值电压Vth,用与保持电容器24保持的阔值电压Vth 相对应的电压取代驱动晶体管22的阈值电压Vth,换句话说，可以校正阈值 电压Vth。上面已经描述了阈值校正功能。由于阈值校正功能，即使在每个像素上 存在阈值电压Vth的改变和随时间恶化，有机EL元件21的发光亮度也不会 受该改变影响而保持不变。后面将详细描述阈值校正的原理。 (迁移率校正功能)除了阈值校正功能之外，如图2所示的像素20具有迁移率校正功能。也 就是说，在写入晶体管23响应从写入扫描电路40输出的扫描信号WSL (WSL1到WSLm)变成导电的时期内，即在水平驱动电路60将视频信号电 压Vsig提供给信号线33 ( 33-1到33-n)的迁移率校正时期内，在保持电容 器24保持信号电压Vsig的同时，进行消除驱动晶体管22的漏极-源极电流 Ids对迁移率ii的依赖性的迁移率校正。后面将描述迁移率校正的具体原理和 操作。(自举功能)如图2所示的像素20还具有自举功能。也就是说，在保持电容器24保 持信号电压Vsig的阶段，解除向扫描线31 (31-1到31-m)提供扫描信号 WSL ( WSL1到WSLm),和水平驱动电路60使写入晶体管23不导通，以便将驱动晶体管22的栅极与信号线33 ( 33-1到33-n)电断开。栅极电位Vg 随驱动晶体管22的源极电位Vs的变化而变化，因此可以使驱动晶体管22 的栅极-源极电压Vgs保持不变。 (电路工作)接着，参照如图4所示的时序图和如图5和6所示的例示性工作图描述 本实施例的有机EL显示设备10的电路工作。在如图5和6所示的例示性工 作图中，为了简化图形起见，用开关符号表示写入晶体管23。由于有机EL 元件21存在寄生电容，所以另外画出了这个寄生电容Cel。如图4所示的时序图利用公用时间轴，以1H(H是水平扫描周期)为单 位分别示出了扫描线31 (31-1到31-m)上的电位(扫描信号)WSL的变化、 供电线32 ( 32-1到32-m)上的电位DSL的变化、和驱动晶体管22的栅极电 位Vg和源极电位Vs的变化。<发光时期>在如图4所示的时序图中，在时刻tl上或之前的时期(发光时期)内有 机EL元件21处在发光状态。在发光时期内，电源线32上的电位DSL是高 电位Vcc_H (第一电位)。如图5A所示，由于通过驱动晶体管22将驱动电 流(漏极-源极电流)Ids从电源线32提供到有机EL元件21,因此有机EL 元件21以与驱动电流Ids相对应的亮度发光。<阈值校正准备时期>在时刻tl上，逐线顺序扫描进入新的场(field )。如图5B所示，当供电 线32上的电位DSL从高电位Vcc—H过渡到充分低于信号线33上的基准电 位Vo的低电位Vcc_L (第二电位)时，驱动晶体管22的源极电位Vs开始朝 低电位Vcc_L方向降低。接着，在时刻t2上，写入扫描电路40输出扫描信号WSL，和扫描线31 上的电位WSL过渡到高电位侧，以便如图5C所示，写入晶体管23变成导 通。由于水平驱动电路60在这个时期内将基准电位Vo提供给信号线33,因 此驱动晶体管22的^"极电位Vg变成基准电位Vo。驱动晶体管22的源极电 位Vs变成充分低于基准电位Vo的电位Vcc—L。这里假设低电位Vcc—L是以这样的方式设置的，即，使驱动晶体管22 的栅极-源极电压Vgs变成大于驱动晶体管22的阈值电压Vth。通过将驱动晶 体管22初始化成具有作为栅极电位Vg的基准电位Vo和作为源极电位Vs的低电位Vcc—L，就完成了对阈值电压校正操作的准备。 <阈值校正时期>接着，如图5D所示，在供电线32上的电位DSL从低电位Vcc—L切换 到高电位Vcc—H的时刻t3,驱动晶体管22的源极电位Vs开始上升。驱动晶 体管22的栅极-源极电压Vgs最终变成驱动晶体管22的阈值电压Vth，并且 将与阈值电压Vth相对应的电压写入保持电容器24中。为了方便起见，将与阈值电压Vth相对应的电压被写入保持电容器24中 的时期称为阈值校正时期。为了使电流在阈值校正时期主要流过保持电容器 24,而不是流过有机EL元件21,假设公用供电线34上的电位被设置成切断 有机EL元件21。接着，如图6A所示，在扫描线31上的电位WSL过渡到低电位侧的时 刻t4，写入晶体管23变成不导通。尽管驱动晶体管22的栅极此刻进入浮置 状态，但因为栅极-源极电压Vgs等于驱动晶体管22的阈值电压Vth,所以驱 动晶体管22处在截止状态。因此，不流过漏极-源极电流Ids。<写入时期/迁移率校正时期>接着，如图6B所示，在时刻t5,使信号线33上的电位从基准电位Vo切 换到视频信号电压Vsig。继之，在扫描线31上的电位WSL过渡到高电位侧 的时刻t6,如图6C所示，写入晶体管23变成导通并且取样视频信号电压Vsig。随着写入晶体管23取样视频信号电压Vsig，驱动晶体管22的栅极电位 Vg变成信号电压Vsig。由于有机EL元件21此刻处在截止状态(高阻抗)， 因此驱动晶体管22的漏极-源极电流Ids流入有机EL元件21的寄生电容器 Cel中，开始对寄生电容器Cel充电。对有机EL元件21的寄生电容器Cel充电使驱动晶体管22的源极电位开 始上升，和驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs最终变成Vsig + Vth - AV。 也就是说，导致从保持电容器24保持的电压(Vsig + Vth)中减去源极电位 Vs的增量AV,换句话说，使保持电容器24中的电荷放电并进行负反馈。因 此，源极电位Vs的增量AV代表负反馈量。随着流过驱动晶体管22的漏极-源极电流Ids对驱动晶体管的栅极输入， 即栅极-源极电压Vgs的负反馈，实现了消除驱动晶体管22的漏极-源极电流 Ids对迁移率|1的依赖性，即校正了每个像素的迁移率(i的改变的迁移率校正。更具体地说，视频信号电压Vsig越高，漏极-源极电流Ids越大，和负反馈量(校正量)AV的绝对值也越大。因此，可以按照发光亮度级进行迁移率校正。假设视频信号电压Vsig是常数，驱动晶体管22的迁移率ia越高，负反 馈量AV的绝对值越大。因此，可以消除每个像素的迁移率ia的改变。 <发光时期>接着，在扫描线31上的电位WSL过渡到低电位侧的时刻t7，如图6D 所示，写入晶体管23变成不导通(截止)。因此，驱动晶体管22的栅极与信 号线33断开。同时，漏极-源极电流Ids开始流过有机EL元件21，致使有机 EL元件的阳极电位随漏极-源极电流Ids上升。有机EL元件的阳极电位的上升只不过使驱动晶体管22的源极电位Vs 上升。随着驱动晶体管22的源极电位Vs上升，由于保持电容器24的自举操 作，驱动晶体管22的栅极电位Vg相应地上升。栅极电位Vg的上升量等于 源极电位Vs的上升量。因此，在发光时期内驱动晶体管22的栅极-源极电压 Vgs保持Vin + Vth - AV不变。 (阈值校正的原理)首先对驱动晶体管22的阈值校正的原理加以描述。驱动晶体管22被设 计成在饱和区内工作，以便驱动晶体管起恒流源的作用。将通过如下公式(1 ) 给出的恒定漏极-源极电流(驱动电流)Ids从驱动晶体管22提供到有机EL 元件21:Ids = (1/2).p(W/L)Cox(Vgs — Vth)2 …(1 ) ' 其中，W是驱动晶体管22的沟道宽度，L是沟道长度，和Cox是单位面积 的栅极电容。图7是示出与漏极-源极电流Ids和栅极-源极电压Vgs之间的关系有关的 驱动晶体管22的特性的图形。从图中可以看出，如果不校正每个驱动晶体管 22的阈值电压Vth的改变，则当阈值电压Vth是Vthl时，在栅极-源极电压 Vgs上漏极-源极电流Ids是Idsl,而当阈值电压Vth是Vth2( Vth2>Vthl )时， 在栅极-源极电压Vgs上漏极-源极电流Ids是Ids2 (Ids2<Idsl )。也就是说， 随着驱动晶体管22的阈值电压Vth发生改变，即使栅极-源极电压Vgs不变， 漏极-源极电流Ids也发生改变。相反，在具有如上所述的结构的像素(像素电路)20中，在如前所述的 发光时期内，驱动晶体管22的栅极-源极电压Vgs是Vin + Vth - AV。将这个 栅极-源极电压代入公式(1 )中，可以通过如下公式(2)表达漏极-源极电流Ids:<formula>formula see original document page 14</formula> ... (2)也就是说，由于消去了驱动晶体管22的阈值电压Vth这一项，从驱动晶 体管22提供到有机EL元件21的漏极-源极电流Ids不依赖于驱动晶体管22 的阈值电压Vth。因此，即使每个像素的驱动晶体管22的阈值电压Vth因驱 动晶体管22的制造工艺的改变和随时间恶化而改变，漏极-源极电流Ids也不 会改变并且有机EL元件21的发光亮度也不会改变。 (迁移率校正的原理)下面对驱动晶体管22的迁移率校正的原理加以描述。图8是在比较具有 驱动晶体管22的相应高迁移率ii的像素A和具有驱动晶体管22的相应低迁 移率(a的像素B的同时示出特性曲线的图形。如果驱动晶体管22包括多晶硅 薄膜晶体管等，则每个像素的迁移率^i的改变不可避免的像像素A和B那样。如果将相同电平的输入信号电压Vsig写入存在迁移率(i改变的像素A和 B中，则在流过具有高迁移率)a的像素A的漏极-源极电流Idsl'和流过具有低 迁移率ia的像素B的漏极-源极电流Ids2'之间存在大的差异。如果在迁移率ia 改变引起的漏极-源极电流之间存在大的差异，则屏幕的均匀性将恶化。从如上所述的晶体管特性公式(1)中可以看出，如果迁移率ILI高，则漏 极-源极电流Ids就变大。因此，负反馈量AV随迁移率(i变大而变大。如图8 所示，具有高迁移率ii的像素A的负反馈量AV1大于具有低迁移率p的像素B 的的负反馈量AV2。在迁移率校正操作中，驱动晶体管22的漏极-源极电流 Ids负反馈到输入信号电压Vsig侧。由于如果迁移率n高负反馈量就变大，因 此可以抑制迁移率n的改变。更具体地说，随着具有高迁移率p的像素A通过反馈量AV1得到校正， 漏极-源极电流Ids极大地从Idsl'降低到Idsl。另一方面，由于具有低迁移率 p的像素B的的反馈量AV2小，因此漏极-源极电流Ids降低得不那么多，但 从Ids2'降低到Ids2。其结果是，由于像素A的漏极-源极电流Idsl变成近似 等于像素B的漏极-源极电流Ids2，所以可以校正迁移率p的改变。总之，如果存在具有不同迁移率ia的像素A和B，则具有高迁移率n的像 素A的反馈量AV1小于具有低迁移率p的像素B的反馈量AV2。换句话说， 对于具有高迁移率ia的像素反馈量AV变大，和漏极-源极电流Ids的降低量变 大。也就是说，通过使驱动晶体管22的漏极-源极电流Ids负反馈到输入信号电压Vsig侧，使具有不同迁移率p的像素的漏极-源极电流Ids的值变均匀，以便可以校正迁移率|_1的改变。参照图9A到9C,对在进行或不进行阈值校正和迁移率校正的情况下， 驱动晶体管22的视频信号电位(取样电位)Vsig和漏极-源极电流Ids之间的 关系加以描述。例示了只进行阈值校正而没有进行迁移率校正的情况，和图9C例示了进行阈 值校正和迁移率校正两者的情况。如图9A所示，如果既没有进行阈值校正 也没有进行迁移率校正，则在像素A和B之间存在阈值Vth和像素A和B 的阈值电压Vth的改变引起的大漏极-源极电流Ids差异。相反，如果只进行阈值校正，如图9B所示，尽管通过阈值校正可以在一 定程度上减小漏极-源极电流Ids的改变，但在像素A和B之间仍然存在由像 素A和B的迁移率)a的改变引起的漏极-源极电流Ids差异。如果进行阈值校 正和迁移率校正两者，则如图9C所示，在像素A和B之间几乎可以消除由 阈值电压Vth和像素A和B的迁移率(i的改变引起的漏极-源极电流Ids差异。 因此，在任何色调水平上都不会出现有机EL元件21的亮度改变，并可以获 得高质量的显示图像。(多个供电扫描电路的工作和优点)接着，对作为本发明的主旨，配备了多个供电扫描电路时的工作和优点 加以描述。首先，参照图10,对配备一个供电扫描电路50的情况加以描述。图10 示出了与第i行的供电线32i连接的第i行的n个像素20,和与供电扫描电路 50的第i行相对应的单元电路51。有机EL元件21是响应流过该元件的电流值改变发光亮度的电流驱动型 的光电元件。像素发光期间有机EL元件21的电流源是用作电源路径的供电 线32i。因此，单元电路51的输出级具有串联在第一电位VccJH和第二 Vcc—L 之间和由栅极共接的p沟道MOS晶体管511和n沟道MOS晶体管512构成 的CMOS反相器结构(緩冲器结构)。供电线32i的一端与CMOS反相器的 输出节点N连接。现在考虑显示具有在各条线上极大不同的亮度级的图像，例如，在显示 屏幕的局部区域中显示如图12所示的黑条紋。当显示如图12所示的图像时，因为线A和B上的亮度级极大地不同，因此流过各自供电线32的总电流(nxl) 在像素A和B之间变得不同，其中I是流过像素20的电流。如果有机EL元件21发光所需的总电流(nxl )在每条视频线上变得不同， 则供电扫描电路50的緩沖器结构的单元电路51的p沟道MOS晶体管511 中的电压降在每条^L频线上变得不同。如果MOS晶体管511中的电压降在每 条视频线上变得不同，则供电线32-1到32-m存在电位差。因此，驱动晶体 管22的漏极电压在每条线上变得不同，致使产生与双极晶体管的厄利(Early) 效应相对应的沟道长度调整效应。因此，在每条视频线上形成亮度差。因此，在这个实施例的有机EL显示设备10中，例如，通过夹住该单元 将两个供电扫描电路50A和50B配置在像素阵列单元30的两侧。用作供电 线电位DSL1到DSLm的第一电位Vcc—H和第二电位Vcc—L从像素阵列单元 30的两侧提供到供电线32-1到32-m。图11示出了与第i行的供电线32i连接的第i行的n个像素20、和与供 电扫描电路50A和50B的第i行相对应的单元电路51A和51B。单元电路51A的输出级具有串联在第一电位Vcc_H和第二 Vcc—L之间 和由栅极共接的p沟道型MOS晶体管511A和n沟道型MOS晶体管512A 构成的CMOS反相器结构(緩冲器结构)。类似地，单元电路51B的输出级 具有串联在第 一 电位Vcc_H和第二 Vcc—L之间和由栅极共接的p沟道型MOS 晶体管511B和n沟道型MOS晶体管512B构成的緩冲器结构。输出节点Na 和Nb两者与供电线32i的相反端连接。例如，两个供电扫描电路50A和50B #1分开地配置在^象素阵列单元30 的两侧，并且从像素阵列单元30的两侧将第一电位Vcc—H和第二 Vcc—L提 供给供电线32-1到32-m。与配置在像素阵列单元30 —侧的一个供电扫描电 路50相比，如果供电扫描电路50A和50B的每一个只将每条视频线上需要 的一半电流，即(nxl)/2提供给供电线32-1到32-m就足够了 。可以使从供电扫描电路50A和50B的每一个提供到供电线32-1到32-m 的电流减半。因此，可以减小緩冲器结构的单元电路51A和50B的p沟道型 MOS晶体管511A和511B中的电压降。因此，可以减小由有才几EL元件21 发光所需、流过供电线32-1到32-m的总电流之间的差引起的视频线之间的 亮度差。也就是说，即使引起了每条视频线上发光所需的电流的差异，也可 以减小由电流差引起的每条视频线上的亮度差，从而可以显示高质量的图像。如果緩沖器结构的单元电路51A和50B的p沟道型MOS晶体管511A 和511B的W (沟道宽度)/L (沟道长度)之比被设置成大于单个供电扫描 电路50的p沟道型MOS晶体管511的W/L之比以降低接通电阻，可以减小 p沟道型MOS晶体管511A和511B的电压降，和可以有效地解决每条视频 线上的亮度差问题。在本实施例中，通过夹住该像素阵列单元将两个供电扫描电路50A和 50B配置在像素阵列单元30的两侧。但是，并非必须要求将供电扫描电路配 置在像素阵列单元30的两侧，也可以将两个供电扫描电路50A和50B配置 在像素阵列单元30的一侧。此外，在这种情况下，由于可以使从供电扫描电 路50A和50B的每一个提供到供电线32-1到32-m的电流减半，因此可以减 小视频线之间的亮度差，该亮度差是由有机EL元件21发光所需的流过供电 线32-1到32-m的总电流之差引起。但是，从供电线32-1到32-m的连线电阻和寄生电容引起的传输延迟的 观看来看，最好不采用将两个供电扫描电路50A和50B配置在像素阵列单元 30的一侧的结构，而是采用将该电路配置在像素阵列单元30的两侧的结构。更具体地说，由于供电线32-1到32-m的连线电阻和寄生电容，从供电 扫描电路50A和50B输出的电源电位DSL存在延迟。这个延迟随着远离供 电扫描电路50A和50B而变得较大。因此，当将两个供电扫描电路50A和 50B配置在像素阵列单元30的一侧时，像素阵列单元30中供电扫描电路50A 和50B的相对(另一)侧的延迟变成最大，和一侧的延迟量与另一侧的延迟 量之间的差值变大，因此， 一侧的像素的工作定时与另一侧的像素的工作定 时显著不同。相反，如果将两个供电扫描电路50A和50B配置在像素阵列单元30的 两侧，尽管在像素阵列单元30的中心部分延迟变成最大，但一侧的延迟与中 心区的延迟之间的差值与将电路配置在像素阵列单元30的一侧时一侧的延 迟量与另一侧的延迟量之间的差值相比非常小。因此，可以减小像素阵列单 元30的左/右方向像素工作定时之间的差值。供电扫描电路50的数量不局限于两个。随着该数量增大，可以使从每个 供电扫描电路提供到供电线32-1到32-m的电流变小。因此，小电流对减小 有机EL元件21发光所需的总电流的差值引起的视频线之间的亮度差的效果 是大的。尽管该实施例应用于将有机EL元件用作像素电路20的光电元件的有机EL显示设备，但本发明的实施例不局限于此，而是可应用于使用发光亮度随流过设备的电流值而变的电流驱动型的光电元件(发光元件)的一般显示设备。(应用例子)如上所述的本发明实施例中的显示设备可应用于像数字照相机、笔记本 电脑、像移动电话那样的便携式终端装置和视频摄像机那样的将输入到电子 装置中或在电子装置中生成的视频信号显示成图像或画面的所有领域中的如图13到17所示的各种电子装置。下面将对本发明的实施例可应用的电子装 置的例子加以描述。本发明实施例的显示设备可以包括密封和模块型设备，譬如，通过将像 素阵列单元30粘接在透明玻璃等的相对表面上形成的显示模块。滤色器、保 护膜、和光屏蔽膜等可以层叠在透明相对表面上。显示模块可以含有在外部 与像素阵列单元之间输入/输出信号的电路单元、柔性印刷电路(FPC)等。图13是应用本发明实施例的显示设备的电视机的透视图。应用例子的这 个实施例中的电视机包括含有前面板102、和滤色玻璃103等的图像显示屏 101。图像显示屏101是利用本发明实施例的显示设备形成的。图14A和14B是应用本发明实施例中的显示设备的数字照相机的透视 图。图14A是从前侧看过去的透视图，和图14B是从后侧看过去的透视图。 这个应用例子的数字照相机包括用于闪光的发光单元111、显示单元112、菜 单切换器113、快门按钮114等。对于显示单元112,利用了本发明实施例的 显示设备。图15是应用本发明实施例的笔记本电脑的透视图。这个应用例子的笔记 本电脑包括含有用于输入字符等的键盘122、显示图像的显示单元123等的 主单元121。对于显示单元123,利用了本发明实施例的显示设备。图16是应用本发明显示设备的视频摄像机的透视图。这个应用例子的视 频摄像机具有主单元131、用于拍摄对象的面向前侧的透镜132、在拍照期间 使用的开始/停止开关133、显示单元134等。显示单元134是利用本发明实 施例的显示设备形成的。图17A到17G示出了应用本发明显示设备的便携式终端装置，例如，移 动电话。图17A是处在打开状态的正视图，图17B是侧视图，图17C是处在关闭状态的平面图，图17D是左侧视图，图17E是右侧视图，图17F是从上 面看过去的视图，和图17G是从下面看过去的视图。这个应用例子的移动电 话含有上机壳141、下机壳142、耦合单元(铰链单元)143、显示器144、 副显示器145、画面灯146、摄像机147等。对于显示器144和副显示器145， 使用了本发明实施例的显示设备。根据本发明，通过减小由于以行为单位提供给像素的电流在供电扫描电 路中生成的电压降，即使在视频线上发光所需的电流中引起了差异，也可以 减小电流差引起的每条视频线上的亮度差。因此可以显示高质量的图像。本领域的普通技术人员应该明白，可以一见设计要求和其它因素而定，可 以作出各种各样的修改、组合、子组合和变更，而它们都在所附权利要求书 或其等效物的范围之内。本文件包含与2006年12月19日向日本专利局提出的日本专利申请第 2006-341180号有关的主题，特此全文引用以供参考。
权利要求
1.一种显示设备，包含含有配置成矩阵形状的像素的像素阵列单元，每个像素包括光电元件、用于取样和写入输入信号电压的写入晶体管、用于保持由写入晶体管写入的信号电压的保持电容器、和用于响应保持电容器保持的信号电压驱动光电元件的驱动晶体管；用于以行为单元有选择地扫描像素阵列单元的每个像素的扫描电路；和多个供电扫描电路，用于与扫描电路的扫描同步，有选择地将第一电位和低于第一电位的第二电位提供给供电线，以便将电流提供给驱动晶体管。
2. 根据权利要求1所述的显示设备，其中通过夹住该像素阵列单元将多个供电扫描电路配置在像素阵列单元的两侧。
3. —种驱动显示设备的驱动方法， 该显示设备包含用于含有配置成矩阵形状的像素的像素阵列单元，每个像素包括光电元 件、用于取样和写入输入信号电压的写入晶体管、用于保持写入晶体管写入 的信号电压的保持电容器、和用于响应保持电容器保持的信号电压驱动光电 元件的驱动晶体管；和用于以行为单元有选择地扫描像素阵列单元的每个像素的扫描电路，其中，多个供电扫描电路与扫描电路的扫描同步，有选择地将第 一电位和低于 第 一 电位的第二电位作为电源电位提供给供电线，以便将电流提供给驱动晶体管。
4. 一种含有显示设备的电子装置， 该显示设备包含含有配置成矩阵形状的像素的像素阵列单元，每个像素包括光电元件、 用于取样和写入输入信号电压的写入晶体管、用于保持写入晶体管写入的信 号电压的保持电容器、和用于响应保持电容器保持的信号电压驱动光电元件的驱动晶体管；以行为单元有选择地扫描像素阵列单元的每个像素的扫描电路；和多个供电扫描电路，用于与扫描电路的扫描同步，有选择地将第一电位 和低于第 一 电位的第二电位提供给供电线，以便将电流提供给驱动晶体管。
全文摘要
本发明提供一种显示设备、显示设备的驱动方法、和电子装置。该显示设备包括含有配置成矩阵形状的像素的像素阵列单元，每个像素包括光电元件、取样和写入输入信号电压的写入晶体管、保持写入晶体管写入的信号电压的保持电容器、和响应保持电容器保持的信号电压驱动光电元件的驱动晶体管。显示设备进一步包括以行为单元有选择地扫描像素阵列单元的每个像素的扫描电路、和多个供电扫描电路，用于与扫描电路的扫描同步，有选择地将第一电位和低于第一电位的第二电位提供给供电线，以便将电流提供给驱动晶体管。
文档编号G09G3/30GK101221724SQ200710300178
公开日2008年7月16日 申请日期2007年12月19日 优先权日2006年12月19日
发明者内野胜秀, 冨田昌嗣, 饭田幸人 申请人:索尼株式会社