像素电路及显示装置的制作方法

专利名称：像素电路及显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机EL(Electro Luminescence:电致发光)显示器或场致发 射显示器(FED: Field Emission Display:场致发射显示器)等的使用电流驱 动晶体管的像素电路及显示装置。
背景技术：
近年来，随着对于质量轻、薄型、高速响应的显示器的需求的增长， 对于有机EL(Electro Luminescence:电致发光)显示器或场致发射显示器 (FED: Field Emission Display:场致发射显示器)的研发日益活跃。
由于有机EL元件的亮度和电压之间的关系容易随驱动时间或周边温 度而变动，因此在电压控制型的驱动方法中要抑制亮度的偏差是非常困难 的。然而，由于亮度和电流成正比关系，受周边温度等外界因素的影响也 较小，因此作为有机EL显示器的驱动方式最好为电流控制型。
另一方面，作为构成显示器中的像素电路及驱动电路的开关元件的 TFT(Thin Film Transistor:薄膜晶体管)，是使用非晶硅、低温多晶硅或 CG(Continuous Grain:连续晶粒)硅。然而，在阈值电压或迁移率的特性中 容易产生偏差， 一般用补偿各自的偏差的电路结构来抑制亮度的偏差。
在电流控制型的驱动方法中，若对补偿TFT特性的偏差的像素电路作 大致区别，则分为电流编程方式和电压编程方式的两种方法。前者是根据 电流信号对流过驱动用TFT的电流值进行编程的方式，后者是根据电压信 号对流过驱动用TFT的电流值进行编程的方式，前者能够校正驱动用TFT 的阈值电压及迁移率，而后者只能校正阈值电压。然而，由于是处理非常 微小的电流值，因此电流编程方式的像素及驱动器电路的设计较为困难， 另外，寄生电容对电流值的编程所需的期间带来的影响较大，不易将面积 做大。与此不同的是，电压编程方式虽然不能校正TFT的迁移率，但由于是根据电压信号来进行电流值的编程，因此寄生电容的影响也较小，电路 设计较为简单。而且，由于迁移率的偏差对电流值带来的影响相比阈值电 压的偏差对电流值带来的影响要小，由于可期待在TFT制造工艺中在某种 程度上将其控制住，因此即使是电压编程方式的显示装置，也能得到相当 好的显示品质。
作为采用上述电压编程方式的电流控制型的驱动方法的有机EL显示 器的像素电路结构，在图8中示出专利文献1所披露的电路结构。
图8所示的像素电路Aij100由驱动用TFT110、开关用TFT120和121 和122、电容140和141、及有机EL元件(OLED: Organic Light Emitting Diode(有机发光二极管))150构成。上述驱动用TFTllO、及开关用TFT120 和121和122都是p沟道型。
像素电路AijlOO中，从电源线164(+VDD)到公用阴极(GND)之间，以 驱动用TFTllO、开关用TFT121、及有机EL元件150的顺序串联连接。 驱动用TFT110的栅极端子G和数据线160之间，串联连接有电容140和 开关用TFT122。另外，开关用TFT120连接在驱动用TFT110的栅极端子 G和漏极端子D之间，电容141连接在驱动用TFT110的栅极端子G和电 源线164之间。
而且，开关用TFT122的栅极端子G与选择线161连接，开关用TFT120 的栅极端子G与自动归零(日文才一 卜七口)线162连接，开关用TFT121 的栅极端子G与照明线163连接。
图9中示出该像素电路AijlOO的动作时序的例子。
首先，在第1期间，通过将自动归零线162及照明线163设成低电位， 从而开关用TFT120和121成为导通状态，驱动用TFT110的漏极端子D 和栅极端子G成为相同电位。此时，驱动用TFT110也成为导通状态，从 电源线164通过驱动用TFT110及开关甩TFT121，向有机EL元件150流 过电流。此时，将数据线160设置成基准电位Vstd，通过将选择线161设 成低电位，从而预先将电容140的开关用TFT122侧的端子设成基准电位 Vstd。
接着，在第2期间，通过仅将照明线163设成高电位，从而将开关用TFT121设成非导通状态。在该状态下，电流从电源线164通过驱动用 TFTU0及开关用TFT120流向驱动用TFTllO的栅极端子G。驱动用 TFTllO的栅极端子G的电位逐渐上升，在变成为与阈值电压Vth(阈值电 压Vth是驱动用TFTllO的栅极和源极之间的电压，为负值)对应的值 (+VDD+Vth)时，驱动用TFTllO成为非导通状态。
在第3期间，通过将自动归零线162设成高电位，从而将开关用 TFT120设成非导通状态。由此，将此时的开关用TFT120的栅极端子G 的电位和所述基准电位Vstd之差存储到电容140中。即，驱动用TFTllO 的栅极端子G的电位在数据线160的电位为基准电位Vstd时，成为与阈 值状态(栅极端子G和源极端子S间的电压差成为阈值电压Vth的状态)对 应的值(+VDD+Vth)。
在第4期间，数据线160的电位从基准电位Vstd改变成数据电压 Vdata。在该状态下，驱动用TFT110的栅极端子G的电位产生变动，该 变动的大小为基准电位Vstd和数据电压Vdata之间的电位差。在第3期间， 驱动用TFT110被设定成阈值状态，故被设定成使得流过与该基准电位 Vstd和数据电压Vdata之间的电位差对应的电流。因而，能够根据基准电 位Vstd和数据电压Vdata之间的电位差来决定电流值，而与驱动用TFTllO 的阖值电压Vth无关。
最后，在第5期间，通过将选择线161设成高电位，从而将开关用 TFT122设成非导通状态，将该驱动用TFT110的栅极端子G的电位保持 作为电容141的端子之间的电压，结束像素电路AijlOO的选择期间。此后， 通过将照明线163设成低电位，从而在上述第4期间设定的电流值通过驱 动用TFT110流过有机EL元件150。
如上所述，在图8所示的像素电路AijlOO中，由于可不受驱动用 TFT110的阈值电压Vth的偏差影响来决定流过驱动用TFT110的电流，因 此能够不受该驱动用TFT110的阈值电压Vth的偏差影响，来设定输出到 有机EL元件150的电流值。
接着，图10中示出专利文献2所披露的像素电路。图10所示的像素 电路Aij200由驱动用TFT210、开关用TFT220和221和222、电容240和241、及有机EL元件250构成。上述四个驱动用TFT210及开关用TFT220 和221和222全都是n沟道型。
图10所示的像素电路Aij200中，从公用阳极(GND)到电源线263之 间，以有机EL元件250、驱动用TFT210的顺序串联连接。
开关用TFT220连接在驱动用TFT210的栅极端子G和漏极端子D之 间，电容240连接在驱动用TFT210的栅极端子G和电源线263之间。开 关用TFT222和电容241以此顺序串联连接在数据线260和驱动用TFT210 的栅极端子G之间。
若将开关用TFT222和电容241之间的连接点设为A，则开关用 TFT221连接在该连接点A和电源263之间。开关用TFT222的栅极端子G 与选择线262连接，开关用TFT221的栅极端子G及开关用TFT220的栅 极端子G与复位线261连接。
图11中示出上述像素电路Aij200的动作时序。
在图11所示的(l)的期间，首先电源线263的电位成为高电平(高)， 接着复位线261的电位成为"高"，从而开关用TFT221和开关用TFT220 成为导通状态。因而，连接点A的电位成为电源线263的电位"高"，并且 驱动用TFT210的栅极端子G和漏极端子D之间短路。
接着，在图11所示的(2)的期间，为了稳定地检测出驱动用TFT210 的阈值电压Vth，通过将电源线263的电位设成O(零)电压，从而将连接点 A的电压设定成O电压。
而且，此时电流从驱动用TFT210的漏极端子D流向源极端子S，从 而驱动用TFT210的栅极电压降低，驱动用TFT210的栅极端子G和源极 端子S之间的电压下降，直到成为和驱动用TFT210的阈值电压Vth相等 的值为止。此后，复位线261的电位成为"低"，从而开关用TFT221和开 关用TFT220成为非导通状态，将驱动用TFT210的栅极端子G和源极端 子S之间的电压保持为驱动用TFT210的阈值电压。
接着，在图11所示的(3)的期间，选择线262的电位成为"高"，从而 开关用TFT222成为导通状态，连接点A的电位成为数据线260的电位 Vdata。由此，驱动用TFT210的栅极电位成为阈值电压Vth+(Vdata—0)。这里Vdata—0表示(4)的期间及(2)的期间中的连接点A的电位差。此后， 选择线262的电位成为"低"，从而开关用TFT222成为非导通状态。
接着，在图11所示的(4)的期间，使电源线263的施加电压变化成为 低电位(低)，向驱动用TFT210的源极端子S施加低于漏极端子D的电压。 此时，由于在驱动用TFT210的源极端子S和漏极端子D之间保持有用于 流过所要的电流的阈值电压Vth + (Vdata—0)，因此该电流也流过有机EL 元件250，可得到所要的亮度。
如上所述，在图IO所示的像素电路Aij200中，由于可不受阈值电压 Vth的偏差影响来决定流过驱动用TFT210的电流，因此能够不受TFT的 阈值电压Vth的偏差影响，来决定输出到有机EL元件250的电流值。
专利文献1:特表2002 — 514320号公报(2002(平成14)年5月14日公
布)
专利文献2:特开2004 — 341359号公报(2004(平成16)年12月2日公
开)
非专利文献1: "4.0-in. TFT-OLED显示器及新的数字驱动方法(4.0-in. TFT-OLED Displays and a Novel Digital Driving Method)，'(SID，OO摘要， pp.924-927，半导体能量研究所)
非专利文献2:"连续晶粒硅技术及其在有源矩阵显示器中的应用 (Continuous Grain Silicon Technology and Its Applications for Active Matrix Display)，，(AM-LCD 2000， pp.25-28，半导体能量研究所)
非专利文献3:"用于平板显示器的聚合物发光二极管(Polymer Light-Emitting Diodes for use in Flat panel Display)，，(AM-LCD，Ol ， pp.211-214，半导体能量研究所)
如上所述，若使用图8所示的像素电路AijlOO，则能够在有机EL元 件150中流过所要的电流，而与驱动用TFT110的阈值电压Vth无关。
然而，上述现有的显示装置的像素电路AijlOO中，具有如下问题，艮卩， 必须在选择线161成为"低"的期间，将驱动用TFT110的栅极端子G和源 极端子之间的电压设定成阈值电压Vth(校正阈值)，且在此之后通过将数 据线160的电位改变成为数据电压Vdata，从而设定驱动TFT110的栅极电位，使得所要的电流从驱动用TFTllO流过有机EL元件150。
例如，在画面分辨率VGA(640x480的点矩阵)中，若设选择线数为480 根，帧频为60Hz，则选择线161成为"低"的期间最大为约34.7psec，要在 这样的非常短的时间内校正驱动用TFT110的阈值，且在此之后通过将数 据线160的电位改变成为数据电压Vdata，从而设定驱动TFT110的栅极 电位，使得所要的电流从驱动用TFT110流过有机EL元件150，是非常困 难的。
另一方面，在图IO所示的像素电路Aij200中，能够在有机EL元件 250中流过所要的电流，而与驱动用TFT210的阈值电压Vth无关，另外 驱动用TFT210的阈值校正时间不取决于将复位线261设成"高"的时间。
然而，像素电路Aij200存在如下缺点。即，在像素电路Aij200中， 电源线263与电容240直接连接。由于电容240中损耗的功率P = 1/2xCxAV2，因此如图11所示在(l)、 (2)、 (4)的期间，改变电源线263的 电位会导致电容240中损耗的功率增大。

发明内容
本发明是鉴于上述现有的问题而完成的，其目的在于提供可自由设定 对驱动晶体管的阈值电压进行补偿的期间、且可力图减小功耗的像素电路 及显示装置。
为解决上述问题，本发明的像素电路具有对应于扫描线和数据线的各 交叉点而配置的电流驱动型的电光元件，并通过所述数据线写入与所述电 光元件的驱动电流对应的显示信号，其中，在连接第一电源布线和第二电 源布线的第一路径上，串联连接有根据所述显示信号来决定流过第一路径 的电流的驱动晶体管和所述电光元件，在所述驱动晶体管的栅极端子和漏 极端子之间具有第一开关元件，第一电容和第二开关元件依次串联连接在 所述驱动晶体管的栅极端子和所述数据线之间，而且所述驱动晶体管的栅 极端子通过第二电容与提供固定电压的第三电源布线连接，并且所述第二 电容的一端连接在所述第一电容和第二开关元件之间且该第二电容的另 一端与第三电源布线连接，或者是该第二电容的一端连接在所述驱动晶体管的栅极端子和第一电容之间且该第二电容的另一端与所述第三电源布 线连接。
根据上述发明，在连接第一电源布线和第二电源布线的第一路径上， 串联连接有根据显示信号来决定流过第一路径的电流的驱动晶体管和所 述电光元件，在所述驱动晶体管的栅极端子和漏极端子之间具有第一开关 元件，第一电容和第二开关元件依次串联连接在所述驱动晶体管的栅极端 子和所述数据线之间，而且所述驱动晶体管的栅极端子通过第二电容与提 供固定电压的第三电源布线连接。
由此，能够将驱动晶体管的栅极和源极之间的电压设定成驱动晶体管 的阈值电压，即使驱动晶体管的阈值电压变动，也能够对驱动晶体管的阈 值电压进行补偿。由此，在使作为电光元件例如有机EL元件发光的状态 下，也可将驱动晶体管的栅极电压保持为所要的值，从而能够进行高品质 的显示。
另外，本发明中，驱动晶体管的栅极端子通过第二电容与提供固定电 压的第三电源布线连接。而且，第二电容的一端连接在所述第一电容和第 二开关元件之间且该第二电容的另一端与第三电源布线连接，或者是该第 二电容的一端连接在所述驱动晶体管的栅极端子和第一电容之间且该第 二电容的另一端与所述第三电源布线连接。
因而，在将驱动晶体管的栅极和源极之间的电压设定成驱动晶体管的 阈值电压时，即使不将第二开关元件设成导通状态，也能够从第三电源布 线提供固定电压，从而通过第二电容设定成驱动晶体管的阔值电压。
其结果是，由于能够将驱动晶体管的栅极和源极之间的电压设定成驱 动晶体管的阈值电压，而与使第二开关元件导通的时间无关，因此对驱动 晶体管的阈值电压进行补偿的期间不会不够。
另外，由于连接第二电容的第三电源布线在整个期间内都提供固定电 压，因此与改变电压的情况相比，第二电容中损耗的功率较小。
因而，能够提供可自由设定对驱动晶体管的阈值电压进行补偿的期 间、且可力图减小功耗的像素电路。
另外，本发明的像素电路中，最好是所述第二电容的一端连接在所述第一电容和第二开关元件之间且该第二电容的另一端与第三电源布线连 接，并且在所述第三电源布线、与所述第一电容和第二开关元件之间连接 有第三开关元件。
艮P，为了将驱动晶体管的栅极和源极之间的电压暂时设定成驱动晶体 管的阈值电压以上，需要向第一电容的一端提供固定电压。对于这一点， 在通过将第二开关元件设成导通状态从而确保第一电容的一端的电位的 方法中，需要将提供给数据线的电压在固定电压用和数据电压用之间切 换。
因此，本发明中，通过第三开关元件将所述第一电容和第二开关元件 之间与、提供固定电压的第三电源布线连接。
藉此，在将驱动晶体管的栅极和源极之间的电压暂时设定成驱动晶体 管的阈值电压以上时，通过将第三开关元件设成导通状态，从而可以不将 第二开关元件设成导通状态。
另外，本发明中，由于第二电容也和第三电源布线连接，该第三电源 布线在整个期间内都提供固定电压，因此与改变电压的情况相比，第二电 容中损耗的功率较小。
因而，能够将驱动晶体管的栅极和源极之间的电压设定成驱动晶体管 的阈值电压，而与使第二开关元件导通的时间无关。
另外，本发明的像素电路中，最好是所述第二电容的一端连接在所述 驱动晶体管的栅极端子和第一电容之间且该第二电容的另一端与所述第 三电源布线连接，并且在所述第三电源布线、与所述第一电容和第二开关 元件之间连接有第三开关元件。
根据上述发明，通过第三开关元件将第一电容和第二开关元件之间 与、提供固定电压的第三电源布线连接。因而，在将驱动晶体管的栅极和 源极之间的电压暂时设定成驱动晶体管的阈值电压以上时，通过将第三开 关元件设成导通状态，从而可以不将第二开关元件设成导通状态。
另外，本发明中，从驱动晶体管的栅极端子向第三电源布线并联设置 通过第一电容及第三开关元件与第三电源布线连接的路径、和通过第二电 容与第三电源布线连接的路径。因而，由于第二电容的一端与第三电源布线连接，且该第三电源布线 在整个期间内都提供固定电压，因此与改变电压的情况相比，第二电容中 损耗的功率较小。
其结果是，由于能够将驱动晶体管的栅极和源极之间的电压设定成驱 动晶体管的阈值电压，而与使第二开关元件导通的时间无关，因此能够得 到高品质的显示，且能够实现功耗较小的像素电路。
另外，本发明的像素电路中，最好所述第三电源布线是所述第一电源 布线。
由此，能够省去第三电源布线，能够实现高开口率的像素电路。 另外，本发明的像素电路中，最好是在所述驱动晶体管的栅极和源极
之间的电压被设定成所述驱动晶体管的阈值电压的期间，施加到所述电光
元件的电压成为反向偏置状态。
由此，由于能够抑制第二电源布线的电压的振幅，因此能够实现功耗
较小的显示装置。
另外，本发明的像素电路中，最好是在所述驱动晶体管的栅极和源极 之间的电压被设定成所述驱动晶体管的阈值电压的期间，将施加到所述电 光元件的电压设定成低于所述电光元件的发光阈值电压的电压。
由此，由于能够抑制第二电源布线的电压的振幅，因此能够实现功耗 较小的显示装置。
本发明的像素电路，具有对应于扫描线和数据线的各交叉点而配置的 电流驱动型的电光元件，其中，具有第一、第二、第三电源布线、控制布 线、驱动晶体管、第一及第二开关用晶体管、和第一及第二电容(电容)，
所述电光元件连接在第一电源布线和驱动晶体管的第二导通端子之间，驱 动晶体管的第一导通端子与第二电源布线连接，驱动晶体管的所述第二导 通端子通过第一开关用晶体管与该驱动晶体管的控制端子连接，第一开关 用晶体管的控制端子与控制布线连接，驱动晶体管的所述控制端子通过第 一电容与结点连接，该结点通过第二开关用晶体管与数据线连接，第二开 关用晶体管的控制端子与所述扫描线连接，所述结点通过第二电容与第三 电源布线连接。上述结构中，若在使第一开关用晶体管导通的状态下(例如由数据线) 对第一及第二电容进行充电而使电流流过驱动晶体管，则此后，驱动晶体 管的控制端子的电位进行变化，直到成为该驱动晶体管截止时的值为止， 该值被存储到第一电容中(驱动晶体管的阈值电压的补偿)。即，根据本像 素电路，能够在扫描线的选择期间外(任意期间)进行驱动晶体管的阈值电 压的补偿。另外，由于第二电容连接的第三电源布线只要一直提供固定的 电位即可，因此还可使第二电容中损耗的功率较小。
本像素电路中，还可采用如下结构，即，还具有第三开关用晶体管， 所述结点通过第三开关用晶体管与第三电源布线连接，第三开关用晶体管 的控制端子与所述控制布线连接。藉此，能够(不使用源极线)由第三电源 布线对第一及第二电容进行充电。
本发明的像素电路，具有对应于扫描线和数据线的各交叉点而配置的 电流驱动型的电光元件，其中，具有第一、第二、第三电源布线、控制布 线、驱动晶体管、第一及第二开关用晶体管、和第一及第二电容(电容)， 所述电光元件连接在第一电源布线和驱动晶体管的第二导通端子之间，驱 动晶体管的第一导通端子与第二电源布线连接，驱动晶体管的所述第二导 通端子通过第一开关用晶体管与该驱动晶体管的控制端子连接，第一开关 用晶体管的控制端子与控制布线连接，驱动晶体管的所述控制端子与第一 结点连接，该第一结点通过第一电容与第二结点连接，该第二结点通过第 二开关用晶体管与数据线连接，第二开关用晶体管的控制端子与所述扫描 线连接，所述第一结点通过第二电容与第三电源布线连接。
上述结构中，若在使第一开关用晶体管导通的状态下(例如由数据线) 对第一及第二电容进行充电而使电流流过驱动晶体管，则此后，驱动晶体 管的控制端子的电位进行变化，直到成为该驱动晶体管截止时的值为止， 该值被存储到第一电容中(驱动晶体管的阈值电压的补偿)。S卩，根据本像 素电路，能够在扫描线的选择期间外(任意期间)进行驱动晶体管的阈值电 压的补偿。另外，由于第二电容连接的第三电源布线只要一直提供固定的 电位即可，因此还可使第二电容中损耗的功率较小。
本像素电路中，还可采用如下结构，g卩，还具有第三开关用晶体管，所述第二结点通过第三开关用晶体管与第三电源布线连接，第三开关用晶 体管的控制端子与所述控制布线连接。藉此，能够(不使用源极线)由第三 电源布线对第一及第二电容进行充电。
本像素电路中，还可采用如下结构，即，在使第一开关用晶体管导通 的状态下对第一及第二电容进行充电，电流流过驱动晶体管，此后在使驱 动晶体管的控制端子变化、直到成为该驱动晶体管截止时的值为止的期间 中，施加到电光元件的电压成为反向偏置的值、或低于发光阈值电压的值。 另外，本发明的像素电路中，所述电光学元件最好是有机EL元件。 由此，在具有作为电流驱动型的电光元件的有机EL元件的显示装置
中，可提高对比度，且能够抑制有机EL元件的劣化。
另外，本发明的像素电路中，最好是至少所述驱动晶体管由绝缘栅型 场效应晶体管构成。
由此，使用绝缘栅型场效应晶体管作为驱动晶体管时，在对其阈值电 压的特性偏差进行补偿的工序中，能够使得从驱动晶体管流过的电流不流 过电光元件。
另外，本发明的像素电路中，最好是所述驱动晶体管及所有开关元件 由薄膜晶体管构成。
由此，通过由薄膜晶体管来构成驱动晶体管及所有开关元件，从而能 够容易地制造高性能的显示装置。
另外，本发明的像素电路中，所述薄膜晶体管也可以由非晶硅构成。 即，由于使用非晶硅驱动像素电路时，相比低温多晶硅或
CG(Continuous Grain:连续晶粒)硅，其迁移率较小，因此为了将驱动晶体 管的栅极和源极之间的电压设定成驱动晶体管的阈值电压，而需要时间。
然而，根据本发明，由于该时间不取决于数据电压的写入时间(像素 选择时间)，因此能够实现可得到高品质的显示的像素电路。
另外，本发明的像素电路中，所述所有开关元件也可以由n沟道型晶 体管构成。
由此，由于能够用相同的工艺制造配置于像素电路的绝缘栅型场效应 晶体管，因此可避免因混有不同的沟道极性而造成的掩模种类的增加等工艺上的繁杂。因而，具有能够使显示装置成本降低的效果。另外，若为相 同沟道极性的晶体管，则能使两个晶体管更为接近地来配置，即使相同的 面积也能够配置更多的晶体管。
另外，为了解决上述问题，本发明的显示装置中，具有所述记载的像 素电路，具有扫描信号输出电路及显示信号输出电路，从显示信号输出电 路通过所述数据线，向根据从所述扫描信号输出电路输出到所述扫描线的 扫描信号而成为可写入状态的所述像素电路，写入与所述电光元件的驱动 电流对应的显示信号。
根据上述发明，能够提供具有可自由设定对驱动晶体管的阈值电压进 行补偿的期间、且可力图减小功耗的像素电路的显示装置。
如上所述，本发明的像素电路在连接第一电源布线和第二电源布线的 第一路径上，串联连接有根据所述显示信号来决定流过第一路径的电流的 驱动晶体管和所述电光元件，在所述驱动晶体管的栅极端子和漏极端子之 间具有第一开关元件，第一电容和第二开关元件依次串联连接在所述驱动
晶体管的栅极端子和所述数据线之间，而且所述驱动晶体管的栅极端子通 过第二电容与提供固定电压的第三电源布线连接，并且所述第二电容的一
端连接在所述第一电容和第二开关元件之间且该第二电容的另一端与第 三电源布线连接，或者是该第二电容的一端连接在所述驱动晶体管的栅极 端子和第一电容之间且该第二电容的另一端与所述第三电源布线连接。
另外，如上所述，本发明的显示装置中，具有所述记载的像素电路， 具有扫描信号输出电路及显示信号输出电路，从显示信号输出电路通过所 述数据线，向根据从所述扫描信号输出电路输出到所述扫描线的扫描信号 而成为可写入状态的所述像素电路，写入与所述电光元件的驱动电流对应 的显示信号。
因而，能够提供可自由设定对驱动晶体管的阈值电压进行补偿的期 间、且可力图减小功耗的像素电路。


图1是表示本发明中的显示装置的实施方式之一的、像素电路的结构的电路图。
图2是表示上述显示装置的整体结构的方框图。
图3是表示上述显示装置中的像素电路的动作的时序图。
图4是表示上述显示装置中的像素电路的变形例的结构的电路图。
图5是表示上述显示装置中的像素电路的其它实施例的结构的电路图。
图6是表示上述显示装置中的像素电路的动作的时序图。 图7是表示上述显示装置中的像素电路的又一其它实施例的结构的电 路图。
图8是表示现有的显示装置的像素电路的结构的电路图。 图9是表示上述显示装置中的像素电路的动作的时序图。 图IO是表示现有的显示装置的其它像素电路的结构的电路图。 图11是表示上述显示装置中的像素电路的动作的时序图。 标号说明
1 源极驱动器电路(显示信号输出电路)
2 栅极驱动器电路(扫描信号输出电路)
3 控制电路 10 显示装置
21 驱动用TFT(驱动晶体管)
22 开关用TFT(第一开关元件)
23 开关用TFT(第二开关元件) 34 开关用TFT(第三开关元件) Aij20 像素电路
Aij20， 像素电路
Aij30 像素电路
Aij40 像素电路
C1和C1' 电容(第一电容)
C2 电容(第二电容)
D 漏极端子(漏极)ELD 有机EL元件(电光元件)
G 栅极端子(栅极)
Gi 扫描线
K和L和M和N 连接点(结点)
S 源极端子(源极)
Sj 数据线
Wi 控制布线
Vcom 公用阳极(第一电源布线)
Vp 电源布线(第二电源布线)
Vref 电源布线(第三电源布线)
具体实施例方式
根据图1 图7对本发明的实施方式之一进行说明，如下所示。此外， 本实施方式中使用的开关元件可由低温多晶硅TFT或CG(Continuous Grain:连续晶粒)硅TFT或非晶硅TFT构成。由于这些TFT的结构和制造 工艺是公知的，因此这里省略其说明。另外，由于本实施方式中使用的作 为电光元件的有机EL元件的结构也是公知的，因此这里省略其说明。
首先，图2中示出本实施方式的显示装置10的结构。
显示装置10具有多个像素电路Aij(i=l n， j = l m)、作为显示信 号输出电路的源极驱动器电路1、作为扫描信号输出电路的栅极驱动器电 路2、及控制电路3。像素电路Aij对应于多个互相平行配置的数据线Sj、 和与之正交的多个互相平行配置的扫描线Gi的各个交叉点而配置成矩阵 状。数据线Sj为了向像素电路Aij提供信号，与源极驱动器电路l连接。 扫描线Gi与栅极驱动器电路2连接。
源极驱动器电路1具有m比特的移位寄存器la、寄存器lb、锁存器 le、及m个数模转换器ld。
该源极驱动器电路1中，移位寄存器la具有级联连接的m个寄存器， 与时钟CLK同步地传送从控制电路3输入到最前端的未图示的寄存器的 启始脉冲SP，作为定时脉冲DLP从上述寄存器各输出级输出到寄存器lb。在输入定时脉冲的定时从控制电路3向寄存器lb输入显示数据DA。将一
列显示数据DA存储到寄存器lb时，与从控制电路3向锁存器lc输入的 锁存脉冲LP同步地将所述一列的显示数据DA输入到锁存器lc。将保持 在锁存器lc中的各显示数据DA分别输出到对应的数模转换器ld。对各 数据线Sj各设置一个数模转换器ld，将从锁存器lc输入的显示数据DA 作为模拟信号电压Da，提供给对应的数据线Sj。
栅极驱动器电路2包括未图示的移位寄存器电路、逻辑运算电路、及 缓存器。该栅极驱动器电路2中，将输入的启始脉冲YI与时钟YCK同步 地在上述移位寄存器电路内传送，利用逻辑运算电路对从移位寄存器电路 各输出级输出的脉冲和定时信号OE进行逻辑运算，通过缓存器将所需的 电压输出到扫描线Gi、及控制布线Wi。各扫描线Gi与多个像素电路Aij 连接，以这些组为单位利用扫描线Gi来扫描像素电路Aij。
这样，源极驱动器电路1是将数据一次发送到某扫描线一行的像素电 路Aij的线顺序扫描型的电路。此外，也可为将数据依次发送到逐个像素 的点顺序扫描型的电路。这里，省略对于点顺序扫描型的电路的详细说明。
控制电路3是向源极驱动器电路1输出上述的启始脉冲SP、时钟CLK、 显示数据DA、及锁存脉冲LP的电路。另外，控制电路3输出用于提供给 栅极驱动器电路2的定时信号OE、启始脉冲YI、及时钟YCK。另外，在 配置像素电路Aij的区域内，虽然配置有电源布线Vp、公用阳极Vcom、 及电源布线Vref，但将在后面对其进行阐述。此外，本实施方式的说明中， 为方便起见，将公用阳极Vcom设定成第一电源布线，将电源布线Vp设 定成第二电源布线，并将提供固定电压Va的电源布线Vref设定成第三电 源布线。
另外，后述的开关用TFT22相当于本发明的第一开关元件，开关用 TFT23相当于本发明的第二开关元件，开关用TFT34相当于本发明的第三 开关元件。电容C1和Cl'相当于本发明的第一电容，电容C2相当于本发 明的第二电容。而且，本实施方式中使用的有机EL元件ELD相当于本发 明的电光元件，且该有机EL元件ELD为电流驱动型的电光元件。
接着，下面对显示装置10中具备的各像素电路Aij的各实施例进行说明。
图1是表示本实施例的像素电路Aij20的结构的电路图。
如图l所示，像素电路Aij20具有作为驱动晶体管的驱动用TFT21、 开关用TFT22和23、电容Cl和C2、及有机EL元件ELD。此外，上述 驱动用TFT21及开关用TFT22和23的沟道极性全部为n型。
在连接作为第一电源布线的公用阳极Vcom和作为第二电源布线的电 源布线Vp的第一路径上，以将驱动用TFT21设在电源布线Vp侧的顺序 串联设置上述驱动用TFT21和有机EL元件ELD。驱动用TFT21是向有 机EL元件ELD提供驱动电流的驱动用晶体管。对公用阳极Vcom施加有 固定的电位VDD，其成为各有机EL元件ELD的公用电极。
开关用TFT22连接在驱动用TFT21的作为栅极的栅极端子G(图1中 的驱动用TFT21的用G表述的端子)和漏极端子D(图1中的驱动用TFT21 的用D表述的端子)之间，另外，电容C1及电容C2连接在驱动用TFT21 的栅极端子G和电源布线Vref之间。对该电源布线Vref施加有固定电压 Va。此外，电源布线Vref也可为上述公用阳极Vcom。此时，通过能够减 少布线数，从而能够实现高开口率的显示装置10。对此，在后述的实施例 中也是相同的。
另夕卜，将电容C1和电容C2之间的连接点设为连接点K。开关用TFT23 连接在该连接点K和数据线Sj之间。另外，开关用TFT23的栅极端子G 与扫描线Gi连接，开关用TFT22的栅极端子G与控制布线Wi连接。
更详细而言，图1的像素电路Aij20具有如下结构。即，有机EL元 件ELD其阳极侧与Vcom连接，其阴极侧与驱动用TFT21的漏极端子D 连接。驱动用TFT21的源极端子S与电源布线Vp连接。开关用TFT22 其一侧的导通端子与驱动用TFT21的漏极端子D连接，另一侧的导通端 子与驱动用TFT21的栅极端子G连接，控制端子(栅极端子G)与控制布线 Wi连接。电容C1其一侧的电极与驱动用TFT21的栅极端子G连接，另 一侧的电极与结点K连接。开关用TFT23其一侧的导通端子与结点K连 接，另一侧的导通端子与数据线Sj连接，控制端子(栅极端子G)与扫描线Gi连接。而且，结点K通过电容C2与电源布线Vref连接。
图3是表示上述结构的像素电路Aij20的动作的时序图。该像素电路 Aij20的动作根据由控制电路3提供的所述各种信号，由源极驱动器电路1 及栅极驱动器电路2来控制。下面，使用图3的时序图说明本像素电极 Aij20的动作。
图3中，示出对扫描线Gi、控制布线Wi、电源布线Vp及数据线Sj 分别设定的电位进行变化的时序。此外，扫描线Gi+l、控制布线Wi+l分 别与像素电路A(i+l)j对应，该像素电路A(i+l)j与同一数据线Sj连接， 且与继扫描线Gi之后进行扫描的扫描线Gi+1连接。
首先，在最初的期间tl将电源布线Vp的电位提高到Vp_H。
将此时的电位设定成使得Vp—H>Vd。这里Vd是驱动用TFT21的漏 极端子D的电位。另外，将Vp_H设定成使得在后述的期间t2中施加到 有机EL元件ELD的电压成为反向偏置状态、或低于有机EL元件ELD的 发光阈值电压的电压。显然，由于将Vp—H设定成使得在期间t2中施加到 有机EL元件ELD的电压成为低于有机EL元件ELD的发光阈值电压的电 压时，Vp—H的振幅变小，因此能够实现功耗较低的显示装置10。
此外，这里，为简单起见，将作为源极的源极端子S(图1中的驱动用 TFT21的用S表述的端子)、及漏极端子D如图1那样进行表述，但在n 沟道型TFT的情况下，电位高的一方的端子成为漏极端子D，而电位低的 一方的端子成为源极端子S。因此，根据不同的状态，源极端子S和漏极 端子D之间有时也可互换。对此，以下的实施例中也是相同的。
接着，在期间t2中通过将扫描线Gi及控制布线Wi的电位分别设成 "高"，从而将开关用TFT22和23设成导通状态。由此，驱动用TFT21的 栅极端子G和漏极端子D之间短路，另外由于数据线Sj的电位是数据电 压Vpc，因此连接点K的电位成为数据电压Vpc。此时，将数据电压Vpc 设定成使得驱动用TFT21的栅极端子G和源极端子S之间的电压成为驱 动用TFT21的阈值电压Vth(这里，阈值电压Vth为栅极端子G和源极端 子S之间的电压)以上。
接着，在同一期间t2中，通过将扫描线Gi的电位设成"低"，从而开关用TFT23成为非导通状态。此时，由于驱动用TFT21中电流流向电源 布线Vp，因此驱动用TFT21的栅极端子G的电位逐渐变低。而且，当驱 动用TFT21的栅极端子G的电位成为与驱动用TFT21的阈值电压Vth对 应的值(Vs+Vth，这里Vs为驱动用TFT21的源极端子电压)时，驱动用 TFT21成为非导通状态。g卩，该期间为用于对驱动用TFT21的阈值电压 Vth的偏差进行补偿的期间。
由此，不管驱动用TFT21具有怎样的闽值电压Vth，都能够在该期间 中设成驱动用TFT21的阈值状态(栅极端子G和源极端子S之间的电压差 成为阈值电压Vth的状态)。利用电容C1来存储此时的驱动用TFT21的栅 极电位。
另外，如上所述，在期间t2中，电流不流过有机EL元件ELD。该理 由是，由于Vp一H使得在期间t2中施加到有机EL元件ELD的电压成为反 向偏置状态、或低于有机EL元件ELD的发光阈值电压的电压。由于期间 t2是非发光期间，因此有机EL元件ELD在该期间t2中发光意味着显示 装置IO的对比度的下降。因而，通过使用在期间t2中、不使有机EL元 件ELD发光的本实施例的显示装置IO及驱动方法，从而能够实现高品质 的显示装置10。
接着，在期间t3控制布线Wi的电位成为"低"，从而开关用TFT22成 为非导通状态。因而，电容C1能够保持与驱动用TFT21的阈值电压Vth 对应的电位。
接着，在同一期间t3中，通过将扫描线Gi的电位设成"高"，从而将 开关用TFT23设成导通状态。此时，由于数据线Sj的电位是数据电压 Vdata，因此连接点K的电位成为数据电压Vdata。将该数据电压Vdata调 整成使得在后述的期间t4中从有机EL元件ELD流向电源布线Vp的电流 成为所要的电流值。此外，图3中，记载了数据线Sj存在提供数据电压 Vdata时和提供数据电压Vpc时的两个系统，但这两个电压是以切换的方 式提供给数据线Sj的。
最后，在期间t4中，扫描线Gi的电位成为"低"，从而开关用TFT23 成为非导通状态。另外，电源布线Vp的电位成为Vp_L，从而所要的电流从有机EL元件ELD流向电源布线Vp。由此，有机EL元件ELD以与指 定的显示数据对应的亮度发光。从该期间t4的最开始到下一次将电源布线 Vp设成Vp—H之前的期间，是使有机EL元件ELD以与指定的显示数据 对应的亮度发光的期间。
这样，本像素电路Aji20中，能够在使开关用TFT23为非导通状态下、 将驱动用TFT21的栅极和源极之间的电压设定成阈值电压Vth(对驱动用 TFT21的阈值电压Vth的偏差进行补偿)。g卩，根据本像素电路，能够在 扫描线Gi的选择期间(t3)外的任意期间进行驱动用TFT21的阈值电压的补 偿。
本实施例的像素电路Aij20中，在用于对驱动用TFT21的阈值电压 Vth的偏差进行补偿的期间，不改变电源布线Vp的电位。另外，由于在 期间tl和t4中电容C2不与电源布线Vp连接，因此即使在改变电源布线 Vp的电位的情况下，电容C2中的功耗也为零。因而，通过使用本实施例 的像素电路Aij20，能够实现功耗较小的显示装置10。
此外，本实施例中，电容C1是连接在连接点K和驱动用TFT21的栅 极端子G之间。然而，本发明中，并不一定限于此，例如，也可以如图4 所示，采用在与驱动用TFT21的栅极端子G直接连接的连接点L和开关 用TFT23之间连接电容Cl'的像素电路Aij20'。
更详细而言，图4的像素电路Aij20，具有如下结构。S卩，有机EL元 件ELD其阳极侧与Vcom连接，其阴极侧与驱动用TFT21的漏极端子D 连接。驱动用TFT21其源极端子S与电源布线Vp连接，栅极端子G与结 点L连接。开关用TFT22其一侧的导通端子与驱动用TFT21的漏极端子 D连接，另一侧的导通端子与驱动用TFT21的栅极端子G连接，控制端 子(栅极端子G)与控制布线Wi连接。结点L通过电容Cl'与开关用TFT23 的一侧的导通端子连接，开关用TFT23的另一侧的导通端子与数据线Sj 连接，其(开关用TFT23的)控制端子(栅极端子G)与扫描线Gi连接。另外， 结点L通过电容C2与电源布线Vref连接。
在该像素电路Aij20'的情况下，阈值校正期间取决于扫描线Gi成为 "高"的期间。然而，电容C2的一端与电位固定的电源布线Vref连接，从而与像素电路Aij20相同，起到可减小功耗的效果。此夕卜，将像素电路Aij20' 中的、阈值校正期间取决于扫描线Gi成为"高"的期间的缺点进行改进后 的电路，为后述的实施例2及实施例3。
此外，在图1那样的结构的情况下，由于电容Cl其一侧的端子仅与 驱动用TFT21的栅极端子G连接，因此在对驱动用TFT21的阈值状态进 行校正后，写入数据电压Vdata时，能够使驱动用TFT21的栅极端子G 的电位变化数据电压Vdata的大小。
另一方面，在图4那样的结构的情况下，电容Cl'的一侧的端子与驱 动用TFT21的栅极端子G和电容C2连接。因而，当写入数据电压Vdata 时，无法得到相应于数据电压Vdata大小的栅极端子G的电位变化，具有 数据电压Vdata的振幅(写入零灰度时的数据电压Vdata和写入最大灰度时 的数据电压Vdata之差)变大的缺点。
图5是表示本实施例的像素电路Aij30的结构的电路图。
如图5所示，像素电路Aij30具有驱动用TFT21、开关用TFT22和23 和34、电容Cl和C2、及有机EL元件ELD。此外，上述驱动用TFT21 及开关用TFT22和23和34的沟道极性全部为n型。与上述实施例1的区 别在于，附加了开关用TFT34。因而，省略和上述实施例1相同的记载。
像素电路Aij30中，开关用TFT34连接在存在于所述连接点K和开关 用TFT23之间的连接点M、和电源布线Vref之间，开关用TFT34的栅极 端子G与控制端子Wi连接。此外，连接点K和连接点M也可为同一点。
更详细而言，图5的像素电路Aij30具有如下结构。S卩，有机EL元 件ELD其阳极侧与Vcom连接，其阴极侧与驱动用TFT21的漏极端子D 连接。驱动用TFT21的源极端子S与电源布线Vp连接。开关用TFT22 其一侧的导通端子与驱动用TFT21的漏极端子D连接，另一侧的导通端 子与驱动用TFT21的栅极端子G连接，控制端子(栅极端子G)与控制布线 Wi连接。电容Cl其一侧的电极与驱动用TFT21的栅极端子G连接，另 一侧的电极通过结点K与结点M连接。开关用TFT23其一侧的导通端子 与结点M连接，另一侧的导通端子与数据线Sj连接，控制端子(栅极端子G)与扫描线Gi连接。另外，结点K通过电容C2与电源布线Vref连接。 而且，开关用TFT34其一侧的导通端子与电源布线Vref连接，另一侧的 导通端子与结点M连接，控制端子(栅极端子G)与控制布线Wi连接。
图6是表示上述结构的像素电路Aij30的动作的时序图。该像素电路 Aij30的动作根据由所述控制电路3提供的所述各种信号，由所述源极驱 动器电路1及栅极驱动器电路2来控制。
下面，使用图6的时序图说明本像素电极Aij30的动作。
图6中，示出对扫描线Gi、控制布线Wi、电源布线Vp及数据线Sj 分别设定的电位进行变化的时序。另外，扫描线Gi+l、控制布线Wi+l分 别与像素电路A(i+l)j对应，该像素电路A(i+l)j与同一数据线Sj连接， 且与扫描线Gi之后进行扫描的扫描线Gi+1连接。
首先，在最初的期间tl将电源布线Vp的电位提高到Vp—H。将此时 的电位设定成使得Vp—H>Vd。这里Vd是驱动用TFT21的漏极端子D。 另外，将Vp—H设定成使得在后述的期间t2中施加到有机EL元件ELD 的电压成为反向偏置状态、或低于有机EL元件ELD的发光阈值电压的电 压。显然，由于将Vp—H设定成使得在期间t2中施加到有机EL元件ELD 的电压成为低于有机EL元件ELD的发光阈值电压的电压时，Vp一H的振 幅变小，因此能够实现功耗较低的显示装置。
接着，在期间t2中，通过将控制布线Wi的电位设成"高"，从而开关 用TFT23和34成为导通状态。由此，驱动用TFT21的栅极端子G和漏极 端子D之间短路，另外由于电源布线Vref的电位是固定电压Va，因此连 接点K和M的电位成为固定电压Va。此时，将固定电压Va设定成使得 驱动用TFT21的栅极端子G和源极端子S之间的电压成为驱动用TFT21 的阈值电压Vth(这里，阈值电压Vth为栅极端子G和源极端子S之间的 电压)以上。
此时，由于电流从驱动用TFT21流向电源布线Vp，因此驱动用TFT21 的栅极端子G的电位逐渐变低。而且，当驱动用TFT21的栅极端子G的 电位成为与驱动用TFT21的阈值电压Vth对应的值(Vs+Vth，这里Vs为 驱动用TFT21的源极端子电压)时，驱动用TFT21成为非导通状态。艮P ,该期间为用于对驱动用TFT21的阈值电压Vth的偏差进行补偿的期间。
由此，不管驱动用TFT21具有怎样的阈值电压Vth，都能够在该期间 t2中设成驱动用TFT21的阈值状态(栅极端子G和源极端子S之间的电压 差成为阈值电压Vth的状态)。利用电容Cl来存储此时的驱动用TFT21 的栅极电位。
另外，如上所述，在期间t2中，电流不流过有机EL元件ELD。由于 期间t2是非发光期间，因此有机EL元件ELD在该期间t2中发光意味着 显示装置10的对比度的下降。因而，通过使用在期间t2中、不使有机EL 元件ELD发光的本实施例的显示装置IO及驱动方法，从而能够实现高品 质的显示装置10。
接着，在期间t3控制布线Wi的电位成为"低"，从而开关用TFT22和 34成为非导通状态。因而，电容C1中能够保持与驱动用TFT21的阈值电 压Vth对应的电位。此时，保持在电容C1的两端的电位差成为Vs+Vth — Vref(这里，Vg为驱动用TFT21的栅极电压)。
接着，在同一期间t3中，通过将扫描线Gi的电位设成"高"，从而将 开关用TFT23设成导通状态。此时，由于数据线Sj的电位是数据电压 Vdata，因此连接点K和M的电位成为数据电压Vdata。该数据电压Vdata 和驱动用TFT21的栅极电压之间的关系式为
Vg = Vs+Vth-Vref+Vdata(Vg:驱动用TFT21的栅极电压) 因而，根据该数据电压Vdata，设定成使得在后述的期间t4中从有机EL 元件ELD流向电源布线Vp的电流成为所要的电流值。
最后，在期间t4中，扫描线Gi的电位成为"低"，从而开关用TFT23 成为非导通状态。另外，电源布线Vp的电位成为Vp一L，从而所要的电流 从有机EL元件ELD流向电源布线Vp。由此，有机EL元件ELD以与指 定的显示数据对应的亮度发光。从该期间t4的最开始到下一次将电源布线 Vp设成Vp_H之前的期间，是使有机EL元件ELD以与指定的显示数据 对应的亮度发光的期间。
这样，本像素电路Aji30中，能够在使开关用TFT23为非导通状态(将 扫描线Gi的电位设成"低")下、将驱动用TFT21的栅极和源极之间的电压设定成阈值电压Vth(对驱动用TFT21的阈值电压Vth的偏差进行补偿)。 即，根据本像素电路，能够在扫描线Gi的选择期间(t3)外的任意期间进行 驱动用TFT2I的阈值电压的补偿。
本实施例的像素电路Aij30中，在用于对驱动用TFT21的阈值电压 Vth的偏差进行补偿的期间，不改变电源布线Vp的电位。另外，由于在 期间tl和t4中电容C2不与电源布线Vp连接，因此即使在改变电源布线 Vp的电位的情况下，电容C2中的功耗也为零。因而，通过使用本实施例 的像素电路Aij30，能够实现功耗较小的显示装置。
图7是表示本实施例的像素电路Aij40的结构的电路图。 如图7所示，像素电路Aij40具有驱动用TFT21、开关用TFT22和23 和34、电容Cl，和C2、及有机EL元件ELD。此外，上述驱动用TFT21 及开关用TFT22和23和34的沟道极性全部为n型。
与上述实施例2的区别在于，电容C2连接在驱动用TFT21的栅极端 子G和提供固定电压Va的电源布线Vref之间。换言之，电容C2与连接 点L连接，从而与驱动用TFT21的栅极端子G直接连接，并且在所述连 接点L、与设于该连接点L和开关用TFT23之间的连接点N之间设置电 容C1'，这一点与上述实施例2不同。因而，省略和上述实施例1、 2相同 的记载。
更详细而言，图7的像素电路Aij40具有如下结构。艮卩，有机EL元 件ELD其阳极侧与Vcom连接，其阴极侧与驱动用TFT21的漏极端子D 连接。驱动用TFT21其源极端子S与电源布线Vp连接，栅极端子G与结 点L(第一结点)连接。开关用TFT22其一侧的导通端子与驱动用TFT21的 漏极端子D连接，另一侧的导通端子与驱动用TFT21的栅极端子G连接， 控制端子(栅极端子G)与控制布线Wi连接。结点L通过电容Cl'与结点 N(第二结点)连接，结点N与开关用TFT23的一侧的导通端子连接，开关 用TFT23的另一侧的导通端子与数据线Sj连接，其(开关用TFT23的)控 制端子(栅极端子G)与扫描线Gi连接。另外，结点L通过电容C2与电源 布线Vref连接。而且，开关用TFT34其一侧的导通端子与电源布线Vref连接，另一侧的导通端子与结点N连接，控制端子(栅极端子G)与控制布
线Wi连接。
表示上述结构的像素电路Aij40的动作的时序图与上述图6相同。即， 该像素电路Aij40的动作根据由控制电路3提供的所述各种信号，由源极 驱动器电路1及栅极驱动器电路2来控制。
此外，因动作说明与实施例2相同，故省略。
此外，本实施方式的显示装置10中，是使用有机EL元件ELD作为 像素电路Aij20和Aij20，和Aij30和Aij40的电光元件，但不限于此，只要 是电流驱动型的电光元件即可。因而，也可使用半导体LED或FED的发 光部等，以作为上述像素电路Aij20和Aij20'和Aij30和Aij40的电光元件。
另外，是使用形成在玻璃基板等绝缘基板上的MOS晶体管(还包括硅 栅MOS结构，称为MOS晶体管)的驱动用TFT21，以作为电光元件的驱 动用晶体管，但不限于此，还可为用施加到电流控制端子的控制电压来控 制输出电流的电压控制型的元件，只要是控制电压中存在决定有无输出电 流的阈值电压Vth的元件即可。因而，可使用也包括形成在半导体基板上 的MOS晶体管等在内的、 一般的绝缘栅型场效应晶体管。
这样，本实施方式的像素电路Aij20和Aij20，和Aij30和Aij40及显示 装置10中，在连接公用阳极Vcom和电源布线Vp的第一路径上，串联连 接有根据显示信号来决定流过第一路径的电流的驱动用TFT21和有机EL 元件ELD，在驱动用TFT21的栅极端子G和漏极端子D之间具有开关用 TFT22，电容Cl和开关用TFT23依次串联连接在驱动用TFT21的栅极端 子G和数据线Sj之间，而且驱动用TFT21的栅极端子G通过电容C2与 提供固定电压的电源布线Vref连接。
由此，能够将驱动用TFT21的栅极端子G和源极端子S之间的电压 设定成驱动用TFT21的阈值电压Vth，例如，即使驱动用TFT21的阈值电 压Vth发生变动，也能够对驱动用TFT21的阈值电压Vth进行补偿。由此， 即使在使有机EL元件ELD发光的状态下，通过将驱动用TFT21的栅极 端子G的电压保持为所要的值，从而也能够进行高品质的显示。
另夕卜，本实施方式中，驱动用TFT21的栅极端子G通过电容C2与提供固定电压的电源布线Vref连接。而且，电容C2的一端与电容C1和开 关用TFT23之间的连接点K连接且该电容C2的另一端与电源布线Vref 连接，或者是该电容C2的一端与驱动用TFT21的栅极端子G和电容C1 之间的连接点L连接且该电容C2的另一端与电源布线Vref连接。
因而，能够在使开关用TFT23为非导通状态(将扫描线Gi的电位设成 "低")下，将驱动用TFT21的栅极和源极之间的电压设定成阈值电压Vth(对 驱动用TFT21的阈值电压Vth的偏差进行补偿)。即，能够将驱动用TFT21 的栅极端子G和源极端子S之间的电压设定成驱动用TFT21的阈值电压 Vth，而与使开关用TFT23导通的时间无关，能够解决对驱动用TFT21的 阈值电压Vth进行补偿的期间不足的问题。
另外，由于连接电容C2的电源布线Vref在整个期间内都提供固定电 压Va，因此与改变电压的情况相比，电容C2中损耗的功率较小。
因而，能够提供可自由设定对驱动用TFT21的阈值电压Vth进行补偿 的期间、且可力图减小功耗的像素电路Aij20及具有该像素电路Aij20的 显示装置10。
为了将驱动用TFT21的栅极端子G和源极端子S之间的电压暂时设 定成驱动用TFT21的阈值电压Vth以上，需要向电容C1的一端的连接点 K提供固定电压Va。对于这一点，像素电路Aij20和Aij20，中，虽然通过 将开关用TFT23设成导通状态来确保连接点K的电位，但此方法中，需 要将提供给数据线Sj的电压在数据电压Vpc用和数据电压Vdata用之间 进行切换。
因此，像素电路Aij30中，通过开关用TFT34将电容Cl和开关用 TFT23之间的连接点M、与提供固定电压Va的电源布线Vref加以连接。
因而，在将驱动用TFT21的栅极端子G和源极端子S之间的电压暂 时设定成驱动用TFT21的阈值电压Vth以上时，通过将开关用TFT34设 成导通状态，从而可以不将开关用TFT23设成导通状态。
另外，由于像素电路Aij30中，电容C2也和电源布线Vref连接，该 电源布线Vref在整个期间内都提供固定电压Va，因此与改变电压的情况 相比，电容C2中损耗的功率较小。因而，能够将驱动用TFT21的栅极端子G和源极端子S之间的电压 设定成驱动用TFT21的阈值电压Vth，而与使幵关用TFT23导通的时间无关。
另外，像素电路Aij40中，通过开关用TFT34将电容Cl和开关用 TFT23之间的连接点N、与提供固定电压Va的电源布线Vref加以连接。 因而，在将驱动用TFT21的栅极端子G和源极端子S之间的电压暂时设 定成驱动用TFT21的阈值电压Vth以上时，通过将开关用TFT34设成导 通状态，从而可以不将开关用TFT23设成导通状态。
另外，像素电路Aij40中，从驱动用TFT21的栅极端子G向电源布线 Vref，并联设置有通过电容C1及开关用TFT34与电源布线Vref连接的路 径、及通过电容C2与电源布线Vref连接的路径。
因而，由于电容C2的一端与电源布线Vref连接，且该电源布线Vref 在整个期间内都提供固定电压Va，因此与改变电压的情况相比，电容C2 中损耗的功率较小。
其结果是，由于能够将驱动用TFT21的栅极端子G和源极端子S之 间的电压设定成驱动用TFT21的阈值电压Vth，而与使开关用TFT23导通 的时间无关，因此能够得到高品质的显示，且能够实现功耗较小的像素电 路Aij40。
另外，像素电路Aij20和Aij20'和Aij30和Aij40中，最好电源布线 Vref是公用阳极Vcom。
由此，能够省去电源布线Vref，能够实现高开口率的像素电路Aij20 禾口 Aij30禾口 Aij40。
另外，像素电路Aij20和Aij20'和Aij30和Aij40中，最好是在将驱动 用TFT21的栅极端子G和源极端子S之间的电压设定成驱动用TFT21的 阈值电压Vth的期间，施加到有机EL元件ELD的电压成为反向偏置状态。
由此，由于能够抑制电源布线Vp的电压的振幅，因此能够实现功耗 较小的显示装置10。
另夕卜，像素电路Aij20和Aij20，和Aij30和Aij40中，最好是在将驱动 用TFT21的栅极端子G和源极端子S之间的电压设定成驱动用TFT21的
31阈值电压Vth的期间，将施加到有机EL元件ELD的电压设定成低于有机 EL元件ELD的发光阈值电压的电压。
由此，由于能够抑制电源布线Vp的电压的振幅，因此能够实现功耗 较小的显示装置10。
另外，像素电路Aij20和Aij20'和Aij30和Aij40中，最好电光元件是 有机EL元件ELD。
由此，在具有作为电流驱动型的电光元件的有机EL元件的显示装置 10中，可提高对比度，且能够抑制有机EL元件ELD的劣化。
另夕卜，像素电路Aij20和Aij20，和Aij30和Aij40中，最好是至少上述 驱动用TFT21由绝缘栅型场效应晶体管构成。
由此，使用绝缘栅场效应晶体管作为驱动用TFT21时，在对其阈值电 压Vth的特性偏差进行补偿的工序中，能够使得从驱动用TFT21流过的电 流不流过有机EL元件ELD。
另外，像素电路Aij20和Aij20，和Aij30和Aij40中，最好是驱动用 TFT21及开关用TFT22和23和34由薄膜晶体管构成。
由此，能够容易地制造高性能的显示装置10。
另外，像素电路Aij20和Aij20'和Aij30和Aij40中，薄膜晶体管也可 以由非晶硅构成。
即，由于使用非晶硅驱动像素电路时，相比低温多晶硅或 CG(Continuous Grain:连续晶粒)硅，其迁移率较小，因此为了将驱动用 TFT21的栅极端子G和源极端子S之间的电压设定成驱动用TFT21的阈 值电压Vth需要时间。
然而，通过使用像素电路Aij20和Aij20'和Aij30和Aij40，从而由于 该时间不取决于数据电压的写入时间(像素选择时间)，因此能够实现可得 到高品质的显示的像素电路Aij20和Aij20'和Aij30和Aij40。
另夕卜，像素电路Aij20禾口 Aij20，和Aij30禾口 Aij40中，开关用TFT22 和23和34也可以由n沟道型晶体管构成。
由此，由于能够用相同的工艺制造配置于像素电路Aij20和Aij20'和 Aij30和Aij40的绝缘栅型场效应晶体管，因此可避免因混有不同的沟道极性而造成的掩模种类的增加等工艺上的繁杂。因而，具有能够使显示装置 IO成本降低的效果。另外，若为相同沟道极性的晶体管，则能使两个晶体 管更为接近地来配置，即使相同的面积也能够配置更多晶体管。
另外，本实施方式的显示装置10中，具有像素电路Aij20和Aij20' 和Aij30和Aij40的任一个，具有栅极驱动器电路2及源极驱动器电路1， 从源极驱动器电路1通过数据线Sj，向根据从栅极驱动器电路2输入到扫 描线Gi的扫描信号而成为可写入状态的上述像素电路Aij20和Aij20'和 Aij30和Aij40，写入与有机EL元件ELD的驱动电流对应的显示信号。由 此，能够提供具有可自由设定对驱动用TFT21的阈值电压Vth进行补偿的 期间、且可力图减小功耗的像素电路Aij20和Aij20，和Aij30和Aij40的显 示装置10。
本发明不限于上述各实施例，可在权利要求书所示的范围内进行各种 变更，适当组合不同实施例所分别揭示的技术手段而得到的实施方式也包 含在本发明的技术范围内。
工业上的实用性
本发明能够用于可自由设定对驱动用晶体管的阈值进行补偿的期间、 且功耗较小的使用电流驱动型显示元件的像素电路及显示装置。
权利要求
1. 一种像素电路，具有对应于扫描线和数据线的各交叉点而配置的电流驱动型的电光元件，并通过所述数据线写入与所述电光元件的驱动电流对应的显示信号，其特征在于，在连接第一电源布线和第二电源布线的第一路径上，串联连接有根据所述显示信号来决定流过第一路径的电流的驱动晶体管和所述电光元件，在所述驱动晶体管的栅极端子和漏极端子之间具有第一开关元件，第一电容和第二开关元件依次串联连接在所述驱动晶体管的栅极端子和所述数据线之间，而且所述驱动晶体管的栅极端子通过第二电容与提供固定电压的第三电源布线连接，并且所述第二电容的一端连接在所述第一电容和第二开关元件之间且该第二电容的另一端与第三电源布线连接，或者是该第二电容的一端连接在所述驱动晶体管的栅极端子和第一电容之间且该第二电容的另一端与所述第三电源布线连接。
2. 如权利要求1所述的像素电路，其特征在于， 所述第二电容的一端连接在所述第一电容和第二开关元件之间且该第二电容的另一端与第三电源布线连接，并且在所述第三电源布线、与所述第一电容和第二开关元件之间连接有第 三开关元件。
3. 如权利要求1所述的像素电路，其特征在于， 所述第二电容的一端连接在所述驱动晶体管的栅极端子和第一电容之间且该第二电容的另一端与所述第三电源布线连接，并且在所述第三电源布线、与所述第一电容和第二开关元件之间连接有第 三开关元件。
4. 如权利要求1至3的任一项所述的像素电路，其特征在于， 所述第三电源布线是所述第一电源布线。
5. 如权利要求1至3的任一项所述的像素电路，其特征在于， 在所述驱动晶体管的栅极和源极之间的电压被设定成所述驱动晶体管的阈值电压的期间，施加到所述电光元件的电压成为反向偏置状态。
6. 如权利要求1至3的任一项所述的像素电路，其特征在于， 在所述驱动晶体管的栅极和源极之间的电压被设定成所述驱动晶体管的阈值电压的期间，将施加到所述电光元件的电压设定成低于所述电光 元件的发光阈值电压的电压。
7. —种像素电路，具有对应于扫描线和数据线的各交叉点而配置的电 流驱动型的电光元件，其特征在于，具有第一、第二、及第三电源布线、控制布线、驱动晶体管、第一及 第二开关用晶体管、和第一及第二电容，所述电光元件连接在第一电源布线和驱动晶体管的第二导通端子之 间，驱动晶体管的第一导通端子与第二电源布线连接，驱动晶体管的所述第二导通端子通过第一开关用晶体管与该驱动晶体管的控制端子连接，第 一开关用晶体管的控制端子与控制布线连接，驱动晶体管的所述控制端子 通过第一电容与结点连接，该结点通过第二开关用晶体管与数据线连接， 第二开关用晶体管的控制端子与所述扫描线连接，所述结点通过第二电容 与第三电源布线连接。
8. 如权利要求5所述的像素电路，其特征在于， 还具有第三开关用晶体管，所述结点通过第三开关用晶体管与第三电源布线连接，第三开关用晶 体管的控制端子与所述控制布线连接。
9. 一种像素电路，具有对应于扫描线和数据线的各交叉点而配置的电 流驱动型的电光元件，其特征在于，具有第一、第二、及第三电源布线、控制布线、驱动晶体管、第一及 第二开关用晶体管、和第一及第二电容，所述电光元件连接在第一电源布线和驱动晶体管的第二导通端子之 间，驱动晶体管的第一导通端子与第二电源布线连接，驱动晶体管的所述第二导通端子通过第一开关用晶体管与该驱动晶体管的控制端子连接，第 一开关用晶体管的控制端子与控制布线连接，驱动晶体管的所述控制端子 与第一结点连接，该第一结点通过第一电容与第二结点连接，该第二结点通过第二开关用晶体管与数据线连接，第二开关用晶体管的控制端子与所 述扫描线连接，所述第一结点通过第二电容与第三电源布线连接。
10. 如权利要求9所述的像素电路，其特征在于， 还具有第三开关用晶体管，所述第二结点通过第三开关用晶体管与第三电源布线连接，第三开关 用晶体管的控制端子与所述控制布线连接。
11. 如权利要求7或9所述的像素电路，其特征在于， 包括如下期间，即，第一开关用晶体管为导通状态下由源极线对第一及第二电容进行充电，电流流过驱动晶体管，此后驱动晶体管的控制端子 的电位进行变化，直到成为该驱动晶体管截止时的值为止。
12. 如权利要求8或IO所述的像素电路，其特征在于， 包括如下期间，g口，第一开关用晶体管为导通状态下由第三电源布线 对第一及第二电容进行充电，电流流过驱动晶体管，此后驱动晶体管的控 制端子的电位进行变化，直到成为该驱动晶体管截止时的值为止。
13. 如权利要求11或12所述的像素电路，其特征在于， 在所述期间中，施加到电光元件的电压为反向偏置的值或低于发光阈值电压的值。
14. 如权利要求1至13的任一项所述的像素电路，其特征在于， 所述电光元件是有机电致发光元件。
15. 如权利要求1至14的任一项所述的像素电路，其特征在于， 至少所述驱动晶体管由绝缘栅型场效应晶体管构成。
16. 如权利要求1至3的任一项所述的像素电路，其特征在于， 所述驱动晶体管及所有开关元件由薄膜晶体管构成。
17. 如权利要求16所述的像素电路，其特征在于， 所述薄膜晶体管由非晶硅构成。
18. 如权利要求1至3的任一项所述的像素电路，其特征在于， 所述所有开关元件由n沟道型晶体管构成。
19. 一种显示装置，其特征在于， 具有权利要求1至18的任一项所述的像素电路，具有扫描信号输出电路及显示信号输出电路，从显示信号输出电路通过所述数据线，向根据从所述扫描信号输出电 路输出到所述扫描线的扫描信号而成为可写入状态的所述像素电路，写入 与所述电光元件的驱动电流对应的显示信号。
全文摘要
电光元件(ELD)连接在第一电源布线(Vcom)和驱动晶体管(21)的第二导通端子(D)之间，驱动晶体管(21)的第一导通端子(S)与第二电源布线(Vp)连接，驱动晶体管(21)的第二导通端子(D)通过第一开关用晶体管(22)与该驱动晶体管(21)的控制端子(G)连接，第一开关用晶体管(22)的控制端子(G)与控制布线(Wi)连接，驱动晶体管(21)的控制端子(G)通过第一电容(C1)与结点(K)连接，结点(K)通过第二开关用晶体管(23)与数据线(Sj)连接，第二开关用晶体管(23)的控制端子(G)与扫描线(Gi)连接，结点(K)通过第二电容(C2)与第三电源布线(Vref)连接。利用上述结构，可实现能自由设定对驱动用TFT(21)的阈值电压进行补偿的期间、且能力图减小功耗的像素电路(Aij20)。
文档编号G09G3/30GK101536070SQ20078004192
公开日2009年9月16日 申请日期2007年9月26日 优先权日2007年1月31日
发明者大桥诚二 申请人:夏普株式会社