显示装置、用于显示装置的驱动方法和电子装置的制作方法

专利名称：显示装置、用于显示装置的驱动方法和电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及其中在像素中使用发光元件的有源矩阵型显示装置以及用于 所述类型的显示装置的驱动方法。本发明还涉及包括所述类型的显示装置的 电子装置背景技术近年来，使用有机EL (电致发光)设备作为发光元件的平面自发光型的 显示装置的开发正积极地进行。有机EL设备利用这样的现象如果将电场 施加到有机薄膜，则有机薄膜发光。因为有机EL设备由低于10 V的施加电 压驱动，所以有机EL设备的功耗低。此外，因为有机EL设备是自己发光的 自发光设备，所以它不要求照明部件并且可以形成为缩减重量和缩减厚度的 设备。此外，因为有机EL设备的响应速度接近几iLis并且非常高，所以在显 示动态画面时不出现余像。在其中在像素中使用有机EL设备的平板自发光型显示装置中，有源矩 阵型的显示装置正被积极地开发，其中作为有源元件的薄膜晶体管在像素中 以集成关系形成。例如，在日本专利特许公开No. 2003-255856、 2003-271095、 2004-133240、 2004-029791和2004-093682中公开了有源矩阵型的平板自发 光显示装置。图16示意性示出了现有的有源矩阵显示装置的示例。参照图16，所示 的显示装置包括像素阵列部分1和外围驱动部分。所述驱动部分包括水平选 择器3和写入扫描器4。像素阵列部分1包括沿着列方向延伸的多条信号线 SL以及沿着行方向延伸的多条扫描线WS。像素2放置在每条信号线SL和 每条扫描线WS相互交叉的地方。为了便于理解，图16中只示出了一个像素 2。写入扫描器4包括移位寄存器，其响应于从外部提供给其的时钟信号ck 以连续地传送类似地从外部提供给其的开始脉冲sp,以输出顺序控制信号给 扫描线WS。水平选择器3与写入扫描器4侧的线序扫描同步地将图傳3言号 提供给信号线SL。6像素2包括釆样晶体管Tl、驱动晶体管T2、存储电容器Cl和发光元件 EL。驱动晶体管T2是P沟道型，并且在其作为电流端子之一的源极连接到 电源线，并且在其作为另一电流端子的漏极连接到发光元件EL。驱动晶体管 T2在其作为其控制端子的栅极、通过釆样晶体管Tl连接到信号线SL。响应 于从写入扫描器4提供给其的控制信号使得釆样晶体管Tl导通，并且将从信 号线SL提供的图像信号采样并写入存储电容器Cl中。驱动晶体管T2在其 栅极接收写入存储电容器C1中的图像信号作为栅极电压Vgs,并且将漏极电 流Ids提供给发光元件EL。因此，发光元件EL以对应于图像信号的亮度发 光。栅极电压Vgs表示在栅极处相对于源极的电势。
驱动晶体管T2工作在饱和区，并且栅极电压Vgs和漏极电流Ids之间的 关系由以下特性表达式表示
Ids = (1/2) p (W/L) Cox (Vgs - Vth)2
其中p是驱动晶体管的迁移率，W是驱动晶体管的沟道宽度，L是驱动晶体 管的沟道长度，Cox是驱动晶体管的每单位面积的栅极隔离层电容，以及Vth 是驱动晶体管的阈值电压。如从该特性表达式明显看到的，当驱动晶体管T2 工作在饱和区中时，它用作响应于栅极电压Vgs提供漏极电流Ids的恒流源。
图17图示了发光元件EL的电压/电流特性。在图17中，横坐标轴指示 阳极电压V,而纵坐标轴指示漏极电流Ids。要注意的是，发光元件EL的阳 极电压是驱动晶体管T2的漏极电压。发光元件EL的电流/电压特性随着时间 变化，使得其特性曲线随着时间经过趋于变得比较不陡峭。因此，即使漏极 电流Ids固定，阳极电压或漏极电压V也变化。在这点上，因为图16所示的 像素电路2中的驱动晶体管T2工作在饱和区，并且可以提供对应于栅极电压 Vgs的漏极电流Ids而不管漏极电压的变化，所以发光亮度可以保持固定而不 管发光元件EL的特性依赖时间的变化。
图18示出了现有像素电路的另一示例。参照图18，所示像素电路与上 面参照图16所述的像素电路不同在于驱动晶体管T2不是P沟道型而是N沟 道型。从电路的构造工艺来说，由N沟道晶体管形成构成像素的所有晶体管 通常是有利的。

发明内容
然而，在图18的电路配置中，因为驱动晶体管T2是N沟道型，所以它在其漏极连接到电源线，而在其源极S连接到发光元件EL的阳极。因此， 如果发光元件EL的特性随着时间经过改变，则这个的影响出现在源极S的 电势上。因此，随着时间经过，栅极电压Vgs变化，并且提供给驱动晶体管 T2的漏极电流Ids变化。因此，随着时间经过，发光元件EL的亮度变化。 此外，不仅发光元件EL,而且驱动晶体管T2的阈值电压Vth对于每个像素 分散。因为阈值电压Vth包括在上面给出的晶体管特性表达式中，所以即使 栅极电压Vgs固定，漏极电流Ids也变化。因此，发光亮度对于每个像素变 化，导致不能实现屏幕图像的一致性。在相关技术中，已经公开了一种显示 装置，其具有校正对于每个像素分散的驱动晶体管T2的阈值电压Vth的功能， 也就是说，阈值电压校正功能，并且例如在上述日本专利特许公开No. 2004-133240中公开。
如果在每个像素中并入阈值电压校正功能，则像素的电路配置复杂，并 且组件元件的数量也增加。作为晶体管，除了采样晶体管和驱动晶体管之外， 要求一个、两个或更多开关晶体管。
为了将阈值电压校正功能并入每个像素而不增加像素的组件晶体管的数 量，除了用于扫描扫描线的写入扫描器之外，还要求以行为单位扫描电源电 压的电源扫描器。然而，不同于仅仅输出栅极脉冲的写入扫描器，电源扫描 器还需要提供驱动电流给电源线，因此，电源扫描器的输出緩冲器具有大的 设备尺寸。因此，除了用于执行类似于写入扫描器的线序扫描的移位寄存器 之外，电源扫描器还需要包括用于移位寄存器的每级的大尺寸的输出緩沖器， 用于提供高的电流。刚刚描述的这种电源扫描器或驱动扫描器不仅占用显示 面板的大量外围面积，而且要求高的制造成本，造成要解决的问题。
因此，希望提供一种显示装置，其并入了用于每个像素的闹值电压校正 功能而不用扫描电源电压。
根据本发明的实施例，提供了一种显示装置，包括像素阵列部分和驱动 部分。所述像素阵列部分包括沿着行的方向布置的多条扫描线，沿着列的方 向布置的多条信号线，在所述扫描线和所述信号线相互交叉的地方、在行和 列中布置的多个像素，以及与所述扫描线平行布置的多条馈送线。所述驱动 部分包括用于以水平时段的相位差、连续提供控制信号给所述扫描线的扫描 器，用于提供具有信号电势的图像信号的选择器，所述信号电势在每个水平 时段内在参考电势和信号电势之间转变，以及用于为所述馈送线提供电源电压的电源，所述电源电压在每个水平时段内在高电势和低电势之间转变。每 个像素包括在其一对电流端子之一连接到相关联的信号线之一、并且在其控 制端子连接到相关联的扫描线之一的采样晶体管，在用作漏极侧的其一对电 流端子之一连接到相关联的馈送线之一、并且在用作栅极的其控制端子连接 到所述采样晶体管的另一个电流端子的驱动晶体管，连接到所述驱动晶体管 的用作源极侧的电流端子之一 的发光元件，以及连接在所述驱动晶体管的源 极和栅极之间的存储电容器。当所述相关联的馈送线具有低电势并且所述相 关联的信号线具有参照电势时，采样晶体管响应于控制信号导通，以执行设 置驱动晶体管的栅极为参照电势以及设置驱动晶体管的源极为低电势的准备
操作。在所述准备操作执行后、在所述相关联的馈送线的电势从低电势转变 为高电势之后直到采样晶体管响应于控制信号截止的时段内，所述采样晶体 管执行将驱动晶体管的阈值电压写入连接在所述驱动晶体管的栅极和源极之 间的存储电容器中的校正操作。当所述相关联的馈送线具有高电势并且所述 相关联的信号线具有信号电势时，采样晶体管响应于控制信号导通，以将信 号电势写入存储电容器。所述驱动晶体管将对应于写入存储电容器中的信号 电势的驱动电流提供给发光元件，以执行发光操作。
优选地，所述选4奪器在每个水平时段内、在三个电平当中改变图像信号， 该三个电平包括除了参照电势和信号电势之外的停止电势，以及所述采样晶 体管在多个水平时段内时分地并且分开地重复执行校正操作，并且在每个校 正操作中，在施加参照电势之后施加停止电势给驱动晶体管的栅极以停止校 正操作。
在该情况下，停止电势可以与低电势相差的电势低于驱动晶体管的阈值 电压。或者，采样晶体管可以在准备操作后，施加停止电势给驱动晶体管的 栅极以截止驱动晶体管。
优选地，所述扫描器在写入操作后截止采样晶体管以开始发光操作，然 后导通采样晶体管以将预定电势从相关联的信号线写入驱动晶体管的栅极以 停止发光元件的发光。更优选地，发光元件在其阳极连接到驱动晶体管的源 极，并且在其阴极连接到预定阴极电势，以及所述预定电势低于发光元件的 阈值电压和驱动晶体管的阈值电压的和到阴极电势。更优选地，选择器将参 照电势作为所述预定电势提供给信号线。
在所述显示装置中，驱动部分使用简单的脉冲电源代替现有显示装置中的电源扫描器。为了执行阈值电压校正，现有显示装置中的电源扫描器线序 扫描馈送线。相反，在本发明的实施例的显示装置中，对馈送线共同施加在 水平时段内、在高电势和低电势之间转变的电源电压。这实现了用于每个像 素的阈值电压校正功能。因为脉沖电源不需要任何线序扫描馈送线，所以它 可以以简单配置并且以小的设备尺寸形成。因此，脉沖电源可以容易地并入 显示装置的面板中，这不仅在产量还在成本上有利。


图1是示出应用本发明的实施例的显示装置的一般配置的方块图2是示出并入图1所示显示装置中的像素的配置的电路图3是图示图1和2中所示的显示装置的操作的时序图4A到4F是图示图2所示的像素的操作的电路图4G是图示图7所示的操作的曲线图4H是图示图2所示的像素的操作的电路图4I是图示图4H所示的操作的曲线图4J是图示图2所示的像素的操作的电路图5到8是图示图1和2中所示的显示装置的不同操作序列的时序图;
图9是示出图1的显示装置的配置的截面图IO是示出图1的显示装置的模块配置的平面图11是示出包括图1的显示装置的电视机的透视图12是示出包括图1的显示装置的数字静态相机的透视图13是示出包括图1的显示装置的笔记本型个人计算机的透视图14是示出包括图1的显示装置的便携式终端装置的示意图15是示出包括图1的显示装置的摄像机的透视图16是示出现有显示装置的示例的电路图17是图示现有显示装置的问题的图形；以及
图18是示出现有显示装置的另一示例的电路图。
具体实施例方式
现在将参照附图描述本发明的优选实施例。参照图1,示出了应用本发 明的实施例的显示装置的一般配置。显示装置包括像素阵列部分1和驱动部分。优选地，像素阵列部分1和围绕像素阵列部分布置的驱动部分以集成方 式形成在单个面板上，使得形成了平板显示单元。像素阵列部分1包括沿着
行的方向延伸的多条扫描线WS，沿着列的方向延伸的多条信号线SL,在所 述扫描线WS和所述信号线SL相互交叉的地方、在行和列中布置的多个像素 2,以及与所述扫描线平行布置的多条馈送线DS。同时，驱动部分包括用于 以水平时段的相位差、连续提供控制信号给所述扫描线WS的写入扫描器4, 用于提供图像信号的水平选择器3,所述图像信号在每一个水平时段内在参 考电势和信号电势之间转变，以及用于为所述馈送线DS共同提供电源电压 的电源5，所述电源电压在每一个水平时段内在高电势和低电势之间转变。
写入扫描器4包括移位寄存器，以便连续提供控制信号给沿着行的方向 延伸的扫描线WS。移位寄存器响应于从外部提供给其的时钟信号WSck操 作，以连续地传送类似地从外部提供给其的开始脉沖sp，以输出顺序控制信 号给扫描线WS。相反，脉冲电源5具有简单的电源结构。将脉冲电源5共 同施加到各馈送线，该脉冲电源5提供在水平时段内在高电势和低电势之间 转变的电源电压。
图2示出了图1所示的像素2的特定配置。参照图2,每个像素2包括 采样晶体管Tl，在其电流端子之一连接到相关联的信号线SL,并且在其控 制端子连接到相关联的扫描线WS;驱动晶体管T2，在用作漏极侧的电流端 子之一连接到相关联的馈送线DS,并且在用作栅极G的其控制端子连接到 所述采样晶体管Tl的另一个电流端子。像素2还包括发光元件EL,连接 到所述驱动晶体管T2的用作源极S侧的电流端子之一；以及存储电容器Cl, 连接在所述驱动晶体管T2的源极S和栅极G之间。要注意的是，发光元件 EL是二极管类型，并且在其阳极连接到驱动晶体管T2的源极S，并且在其 阴极连接到阴极电势Vcat。
当馈送线DS具有低电势Vss并且信号线SL具有参照电势Vofs时，采 样晶体管Tl响应于控制信号导通，以执行设置驱动晶体管T2的栅极G为参 照电势Vofs以及设置驱动晶体管T2的源极S为低电势Vss的准备操作。然 后，在馈送线DS的电势从低电势Vss转变为高电势Vcc之后直到采样晶体 管Tl响应于控制信号截止的时段内，所述采样晶体管Tl执行将驱动晶体管 T2的阈值电压Vth写入连接在所述驱动晶体管T2的栅极G和源极S之间的 存储电容器C1中的校正操作。此后，当馈送线DS具有高电势Vcc并且信号
ii线SL具有信号电势Vsig时，采样晶体管Tl响应于控制信号导通，以执行将 信号电势Vsig写入存储电容器Cl的写入操作。所述驱动晶体管T2将对应于 写入存储电容器Cl中的信号电势Vsig的驱动电流Ids提供给发光元件EL, 以执行发光操作。
在一种形式中，所述选择器3在每个水平时段内、在三个电平当中转变 图像信号，该三个电平包括除了参照电势Vofs和信号电势Vsig之外的停止电 势Vini。在该情况下，所述采样晶体管Tl在多个水平时段内时分地并且分开 地重复执行校正操作。在每个校正操作中，在施加参照电势Vofs之后，施加 停止电势Vini给驱动晶体管T2的栅极G以停止校正操作。设置停止电势Vini， 使得其与低电势Vss的差低于驱动晶体管T2的阔值电压Vth。优选地，采样 晶体管Tl在准备操作后，施加停止电势Vini给驱动晶体管T2的栅极G以截 止驱动晶体管T2。
在另一形式中，在所述扫描器4在写入操作后截止采样晶体管Tl以开 始发光操作后，导通采样晶体管Tl以将预定电势从信号线SL写入驱动晶体 管T2的栅极G以截止发光元件EL。所述预定电势低于在阴极电势Vcat上加 上发光元件EL的阈值电压Vthel和像素2的阈值电压Vth的和。优选地，选 择器3将参照电势Vofs作为所述预定电势提供给信号线SL。
图3图示了图1和2所示的显示装置的操作。更具体地，图3图示了相 同时间轴上的馈送线或电源线DS的电势变化、输入到信号线SL的输入信号 或图像信号的电势变化、提供给扫描线WS的采样晶体管Tl的栅极控制信号 的电势变化、驱动晶体管T2的栅极G的电势变化以及驱动晶体管T2的源极 S的电势变化。
参照图3,电源线(DS)展示了在一个水平时段(1H)内在低电势Vss 和高电势Vcc之间的转变。输入信号(SL)展示了在1H内在参照电势Vofs 和信号电势Vsig之间的转变。控制信号(WS)包括三个脉冲，使得采样晶 体管Tl在一系列操作中重复导通和截止三次。在该时段内，驱动晶体管T2 的栅极-源极电压Vgs展示如图3中可见的变化。该系列操作被分为时段(1 ) 到(10 )。该时段包括发光时段(1 )、不发光时段(2 )、准备时段(5 )、校正 时段(6 )、写入时段(8 )和发光时段(10 )。
在下面，参照图4A到4J详细描述了图1到3所示的显示装置的操作。 图4A图示了图3所示的发光时段(1 )中的像素的操作状态。首先，在发光元件EL的发光状态中，采样晶体管T1处于截止状态，如图4A所见。此时， 因为如上所述电源在1H内取高电势Vcc和低电势Vss的值，所以发光元件 EL以高速重复发光和不发光。因此，视觉上看起来就像连续发光。因为在发 光时驱动晶体管T2工作在饱和区，所以流过发光元件EL的电流Ids响应于 驱动晶体管T2的栅极-源极电压Vgs,取由上面给出的晶体管特性表达式指 示的值。
图4B图示不发光时段(2)中的像素的操作状态。在发光元件EL的不 发光时段内，当馈送线DS具有高电势Vcc并且信号线SL的电势是参照电势 Vofs时，导通采样晶体管Tl以将参照电势Vofs输入到驱动晶体管T2的棚-极。 此时，随着参照电势被输入，根据电容的耦合被输入到驱动晶体管T2的源极。 这里，如果驱动晶体管T2的栅极-源极电压Vgs低于驱动晶体管T2的阈值 电压Vth，则发光元件EL不发光。如果通过耦合的驱动晶体管T2的源极电 压(即，发光元件EL的阳极电压)低于发光元件EL的阈值电压Vthel和阴 极电压Vcat的和，则维持该电压。相反，如果驱动晶体管T2的源极电压等 于或高于和Vthel +Vcat,则发光元件EL放电，直到电势变为等于和Vthel + Vcat。这里具体描述了发光元件EL的阳极电压变为等于Vthel +Vcat。这 里，参照电势Vofs可以具体地低于Vcat + Vthel + Vth，其是阴极电压Vcat、 发光元件EL的阚值电压Vthel和驱动晶体管的阔值电压Vth。
图4C图示时段(3)中的像素的状态。截止采样晶体管Tl以将电源电 压从高电势Vcc转变为低电势Vss。低电势Vss需要是满足Vofs-Vss> Vth 的电压，以便稍后要执行的阈值校正操作可以正常执行。因此，馈送线DS 变为驱动晶体管T2的源极，并且发光元件EL的阳极电压下降。这里，因为 采样晶体管T1处于截止状态，随着发光元件EL的阳极电压下降，采样晶体 管T1的栅极电势也下降。当栅极电压最终变为等于Vss + Vthd时，驱动晶体 管T2截止。这里Vthd是驱动晶体管T2的栅极和电源之间的阈值电压。此 外，驱动晶体管T2的栅极和发光元件EL的阳极之间的电压低于阈值电压 Vthd。
图4D图示时段(4)中的像素的状态。尽管在经过固定时间段后电源变 为高电势Vcc,但是因为如上所述驱动晶体管T2的栅极和发光元件EL的阳 极之间的电压低于阈值电压Vthd,所以驱动晶体管T2保持截止状态。
图4E图示阈值校正时段(5)中的像素的操作状态。当在阈值校正准备时段内电源电压低于低电势Vss并且图像信号具有参照电势Vofs时，导通采样晶体管Tl以将参照电势Vofs输入到驱动晶体管T2,并将低电势Vss输入到发光元件EL的阳极，也就是说，到驱动晶体管T2的源极。
图4F图示阈值校正时段(6)中的像素的操作状态。在该阈值校正时段中，将电源电压再次设置为高电势Vcc。此时，如图4F所见电流流过。因为发光元件EL的等效电路由如图4F所见的二极管Td和电容器Cel表示，所以如果满足Vel^Vcat + Vthel，即，如果发光元件EL的漏电流远远低于流过驱动晶体管T2的电流，则驱动晶体管T2的电流用于充电存储电容器Cl和电容器Cel。此时，驱动晶体管T2的阳极电势Vel随着时间经过而上升，如图4G所见。在经过固定时间段后，驱动晶体管T2的栅极-源极电压变为等于阈值电压Vth。此后，采样晶体管T1截止以结束阈值校正操作。此时，满足Vel = Vofs — Vth ^ Vcat + Vthel。
图41图示写入时段(8)中的像素的操作状态。当信号线电势变为信号电势Vsig时，采样晶体管T1再次导通。信号电势Vsig代表灰度。尽管驱动晶体管T2的栅极电势因为采样晶体管Tl处于导通状态而变为信号电势Vsig,但是因为来自电源的电流流过驱动晶体管T2，所以驱动晶体管T2的源极电势随着时间经过而上升。此时，如果驱动晶体管T2的源极电压不超过发光元件EL的阚值电压Vthel和阴极电压Vcat的和，即，如果发光元件EL的漏电流远远低于流过驱动晶体管T2的电流，则驱动晶体管T2的电流用于充电存储电容器Cl和电容器Cel。此时，因为驱动晶体管T2的阈值校正操作已经完成，所以流过驱动晶体管T2的电流反应迁移率)i。更具体地，在迁移率高的情况下，电流量大而且源极电压的上升AV快。相反，在迁移率低的情况下，电流量小而且源极电压的上升AV慢，如图4I所见。因此，驱动晶体管T2的栅极-源极电压减少反应迁移率，并且在固定时间段后完全变为等于用于校正迁移率的栅极-源极电压Vgs。
图4J图示发光时段(10)中的像素的操作状态。截止采样晶体管Tl以结束写入，并导致发光元件EL发光。因为驱动晶体管T2的栅极-源极电压固定，所以驱动晶体管T2提供固定的电流Ids'给发光元件EL，因此，阳极电势Vel上升到固定电流Ids'流过发光元件EL的电压Vx,使得发光元件EL发光。在经过固定时间段后，电源电压从高电势Vcc变为低电势Vss,然后变回到高电势Vcc。然而，因为驱动晶体管T2的栅极-源极电压固定，所
14以当电源电压是高电势Vcc时，发光元件EL发光，同时保持信号写入时的 状态。同样在本电路中，随着发光时间变长，发光元件EL的I-V特性变化。 因此，图4J中在点S处的电势也变化。然而，因为驱动晶体管T2的栅极-源极电压保持在固定值，所以流过发光元件EL的电流不变化。因此，即使 发光元件EL的I-V特性劣化，固定的驱动电流Ids也持续流过并且发光元件 EL的亮度不变化。
顺便提及，在图3所示的操作序列中，在1H内只执行一次阈值电压校 正操作。随着显示面板的分辨率和操作速度增加，1H的时间，即， 一个水平 时段变短。因此，变得难以在一个水平时段内完成阈值电压校正操作。因此， 变得必需在多个水平时段上重复地和时分地执行阈值电压校正操作。图5图 示了这种刚刚描述的时分操作序列。参照图5，在阈值校正准备时段(5)之 后，将阈值校正时段(6)重复三次。
图5的时序图还图示了对应于重复三次的阈值校正操作(6)的驱动晶体 管T2的栅极电势和源极电势的变化。如果使用图2所示的像素电路配置、根 据图5所示的操作序列执行分开的阈值电压校正操作，则驱动晶体管T2的源 极电压不变为完全等于阈值电压Vth,而是重复具有这样的电势的分开的校 正操作，在该电势情况下，当馈送线DS具有高电势Vcc时、在阈值校正时 段(6)中的驱动晶体管T2的源极电势的上升量，与当馈送线DS是低电势 Vss时、在阈值校正时段中的驱动晶体管T2的源极电势的下降量一致。因此， 在分开的校正操作结束后，驱动晶体管T2的栅极-源极电压Vgs不必完全 反映驱动晶体管T2的阈值电压Vth,但是存在在低灰度显示时，出现如不均 匀或条紋的画面质量劣化的可能性。
图6图示消除了图5所示的操作序列的缺陷的时分校正方法。为了便于 理解，采用了类似于图5所示的时序图的表示方式。本操作序列的特征在于 提供给信号线SL的输入信号或图像信号在1H时段内，除了参照电压Vofs 和信号电势Vsig之外，还采取低于参照电势Vofs的停止电压Vini。在图6 所示的示例中，停止电压Vini在信号电势Vsig之后输出给信号线SL,并且 信号电势Vsig、停止电势Vini和参照电势Vofs全部在至少馈送线DS具有高 电势Vcc时输出。包括在图像信号中的停止电势Vini用于在相邻的各分开的 阈值校正时段(6)之间引入阈值校正停止机制(7)。
以下，详细描述分开的阈值电压校正操作的序列。发光元件EL执行类
15似于图5所示的时序图的情况下的发光操作和不发光操作。在本操作序列中，
当在不发光时段(2)中信号线SL具有参照电势Vofs时，导通采样晶体管Tl以截止发光元件EL,发光元件EL的截止不需要必须以该方式执行。具体地，当信号线SL具有停止电势Vini时，可以导通采样晶体管Tl以截止发光元件EL。
在开始阈值校正操作(5)之后经过固定的时间段后，采样晶体管Tl截止。通过该操作，参照电势Vofs和低电势Vss输入到驱动晶体管T2的栅极和源;級。这里，如上所述必须满足Vofs-Vss >Vth。此后，电源电压改变为高电势Vcc以开始阈值校正操作。
在开始阈值校正操作之后经过固定的时间段后，采样晶体管Tl截止。此时，因为驱动晶体管T2的栅极-源极电压Vgs高于阈值电压Vth，所以电流从电源流过。因此，驱动晶体管T2的栅极和源极电压上升。此时，为了正常执行阈值校正操作，源极电势必须低于发光元件EL的阈值电压Vthel和阴极电压Vcat的和，使得当在经过固定时间段后再次导通采样晶体管Tl以将参照电势Vofs输入到驱动晶体管T2的栅极时，驱动晶体管T2的栅极-源极电压Vgs高于阈值电压。
在经过固定时间段之后，将信号线SL的电势设置为停止电势Vini以导通采样晶体管Tl,以将停止电势Vini输入到驱动晶体管T2的栅极。此时，Vini - Vss必须低于驱动晶体管T2的栅极和馈送线DS之间的阈值电压Vthd,并且驱动晶体管T2的栅极-阳极电压必须低于阈值电压Vth。
在停止电势Vini输入到驱动晶体管T2的栅极后，截止采样晶体管Tl以将电源电势设置为低电势Vss以及将信号线电势设置为参照电势Vofs。因为Vini-Vss低于驱动晶体管T2的栅极和电源之间的阈值电压，所以几乎没有电流流过，并且维持栅极和源极电势。
此后，电源电势从低电势Vss变为高电势Vcc以再次导通釆样晶体管Tl ，以继续阈值校正操作。通过重复该操作序列，驱动晶体管T2的栅极-源极电压最终取阈值电压Vth的值。此时，发光元件EL的阳极电压是Vofs-Vth^Vcat + Vthel 。
当信号线电势最终变为信号电势Vsig时，再次导通采样晶体管Tl以同时执行信号写入和迁移率校正。然后，在经过固定的时间段后，截止采样晶体管T1以结束写入，并且使得发光元件EL发光。尽管在一个水平时段内馈送线DS取高电势Vcc和低电势Vss的值，但是因为驱动晶体管T2的栅极-源极电压固定，所以当电源电压是高电势Vcc时，发光元件EL发光同时维 持信号写入时的状态。
同样在本电路中，如果发光时间变长，则发光元件EL的I-V特性变化。 然而，因为驱动晶体管T2的栅极-源极电压保持固定，所以流过发光源极 EL的电流不变化。因此，即使发光元件EL的I-V特性劣化，固定的驱动电 流Ids也持续流过并且发光元件EL的亮度不变化。在本实施例中，因为在阈 值校正后电流流过驱动晶体管T2,所以可以快速执行阈值校正操作。
图7图示根据实施例的显示装置的不同的操作序列。为了便于理解，采 用了类似于图6所示的时序图的表示方式。同时在图6所示的操作序列中， 信号输出顺序是Vofs—Vsig—Vini，在图7所示的操作序列中，信号输出顺序 是Vofs—Vini—Vsig。同样在本操作序列中，信号电势Vsig、停止电势Vini 和参照电势Vofs全部在至少电源电源处于高电势Vcc时输出。在本#:作序列 中，执行电势设置使得当阈值校正操作结束时，将停止电势Vini输入到驱动 晶体管T2的栅极，使得当电源电压处于低电势Vss时发光源极EL的阳极电 势可以不变化。
图8图示实施例的显示装置的不同的操作序列。在图8的操作序列中， 为了防止发光源极EL的阳极电势在一个水平时段内不能充电到低电势Vss 的可能情况下，同样分开地提供阈值校正准备时段(5)。在下面，描述了操 作序列的阈值校正准备操作。
首先，在阈值校正准备时段(5)开始时，当信号线为参照电势Vofs时 导通采样晶体管Tl。作为导通采样晶体管Tl的结果，驱动晶体管T2的栅极 电压变为参照电势Vofs，并且驱动晶体管T2的源极电压开始朝向低电势Vss 下降。在经过固定时间段后，因为电源变为高电势Vcc,所以如果采样晶体 管T1在此时导通，则存在发光源极EL可以发光的可能性。因此，采样晶体 管Tl继续处于导通状态，然后在信号线的电势变为停止电势Vini并且停止 电势Vini输入到驱动晶体管T2的栅极后截止。这是校正准备停止时段(5a)。 在釆样晶体管T1截止后，电源电压从高电势Vcc变为低电势Vss，使得当信 号线的电势为参照电势Vofs时采样晶体管Tl再次导通。通过重复该操作序 列，驱动晶体管T2的源极电压以这样的电势重复上升操作，在该电势情况下， 高电势Vcc的上升量与低电势Vss的下降量相互一致。这里，当馈送线DS具有高电势时驱动晶体管T2的源极电势上升表示电流流过驱动晶体管T2。换句话说，因为驱动晶体管T2的栅极-源极电压Vgs高于阈值电压Vth,所以认为正常执行了阈值校正准备操作。因此，可以正常执行阈值校正操作。
根据本发明的实施例，馈送线DS可以在面板中共同使用，并且可以实现面板成本的减少。此外，通过在电源变为低电势Vss之前将停止电势Vini输入到驱动晶体管T2的栅极，可以正常执行分开的阈值校正操作，并且如不均匀或条紋的画面质量劣化不出现。
根据本发明的实施例，因为阔值校正准备使得可以分割，所以可以在阈值校正准备时段内将驱动晶体管T2的栅极-源极电压设置为高于驱动晶体管T2的阈值电压。因此，可以实现操作速度和分辨率的增强。
根据本发明实施例的显示装置具有如图9所示的薄膜器件。图9示出了在绝缘基底上形成的像素的示意性截面结构。如图9所示，示出的像素包括晶体管部分(在图9中，图示了一个TFT)，其包括多个薄膜晶体管；电容器部分，如存储电容器等；以及发光部分，如有机EL元件。晶体管部分和电容器部分通过TFT工艺形成在基底上，而发光部分(如有机EL元件)层压在晶体管部分和电容器部分上。透明的相对基底通过粘合剂粘附到发光部分以形成平4反面4反。
本实施例的显示装置包括如图10所见的模块类型的平板形的显示装置。参照图10,其中多个像素按照矩阵形成和集成的显示阵列部分例如在绝缘基底上，每个像素包括有机EL元件、薄膜晶体管、薄膜电容器等。粘合剂以围绕像素阵列部分或像素矩阵部分的方式放置，并且粘附玻璃等的相对基底以形成显示模块。根据场合需要，可以在该透明相对基底上提供滤色镜、保护模、截光膜等。作为用于从外部输入信号到像素阵列部分和从像素阵列部分输出信号到外部的连接器，可以在显示模块上提供柔性印刷电路(FPC)。
根据上述本发明实施例的显示装置具有平板面板的形式，并且可以用作各种领域中的各种电子装置的显示装置，其中输入到或在电子装置中产生的图像信号显示为图像，如例如数字相机、笔记本型个人计算机、便携式电话机和摄像机。在以下，描述了应用了显示装置的电子装置。
图11示出了应用了本发明的实施例的电视机。参照图11,电视机包括前面板12、由滤色玻璃板形成的图像显示屏11等，并且使用本实施例的显示装置作为图像显示屏11来制造。
图12示出应用了本发明的实施例的数字相机。参照图12，数字相机的
前视图显示在上侧，而数字相机的后视图显示在下侧。示出的数字相机包括
图像拾取镜头、闪光部分15、显示部分16、控制开关、菜单开关、开门19 等。使用本实施例的显示装置作为图像显示屏16来制造数字相机。
图13示出了应用本发明的实施例的笔记本型个人计算机。参照图13, 示出的笔记本型个人计算机包括主体20、用于操作以便输入字符等的键盘 21、提供在主体盖子上用于显示图像等的显示部分22。使用本实施例的显示 装置作为显示部分22来制造笔记本型个人计算机。
图14示出了应用本发明的实施例的便携式终端装置。参照图14,便携 式终端装置在左侧显示处于伸展状态，而在左侧显示处于折叠状态。便携式 终端装置包括上侧外壳23、下侧外壳24、铰链部分形式的连接部分25、显 示部分26、子显示部分27、画面等28、相机29等。使用本实施例的显示装 置作为子显示部分27来制造便携式终端装置。
图16示出了应用本发明的实施例的摄像机。参照图15，示出的摄像机 包括主体部分30、用于拾取图像拾取对象的图像的镜头34、用于图像拾取的 开始/停止开关35、提供在主体部分30的侧面朝向前方的监视器36等。使用 本实施例的显示装置作为监视器36来制造摄像机。
尽管已经使用具体术语描述了本发明的优选实施例，但是这种描述仅用 于说明目的，并且要求理解的是，可以进行改变和变化而不偏离权利要求的 精神或范围。
相关申请的交叉引用
本发明包含涉及于2008年2月4日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2008-024052的主题，在此通过引用并入其全部内容。
权利要求
1. 一种显示装置，包括像素阵列部分；以及驱动部分；所述像素阵列部分包括沿着行的方向布置的多条扫描线，沿着列的方向布置的多条信号线，在所述扫描线和所述信号线相互交叉的地方、在行和列中布置的多个像素，以及与所述扫描线平行布置的多条馈送线；所述驱动部分包括用于以水平时段的相位差、连续提供控制信号给所述扫描线的扫描器，用于提供具有信号电势的图像信号给所述信号线的选择器，所述信号电势在每个水平时段内在参考电势和信号电势之间转变，以及用于为所述馈送线共同提供电源电压的电源，所述电源电压在每个水平时段内在高电势和低电势之间转变；每个像素包括在其一对电流端子之一连接到相关联的信号线之一、并且在其控制端子连接到相关联的扫描线之一的采样晶体管，在用作漏极侧的其一对电流端子之一连接到相关联的馈送线之一、并且在用作栅极的其控制端子连接到所述采样晶体管的另一个电流端子的驱动晶体管，连接到所述驱动晶体管的用作源极侧的电流端子之一的发光元件，以及连接在所述驱动晶体管的源极和栅极之间的存储电容器；当所述相关联的馈送线具有低电势并且所述相关联的信号线具有参照电势时，所述采样晶体管响应于控制信号导通，以执行设置所述驱动晶体管的栅极为参照电势以及设置驱动晶体管的源极为低电势的准备操作；在所述准备操作执行后、在所述相关联的馈送线的电势从低电势转变为高电势之后直到所述采样晶体管响应于控制信号截止的时段内，所述采样晶体管执行将所述驱动晶体管的阈值电压写入连接在所述驱动晶体管的栅极和源极之间的存储电容器中的校正操作；当所述相关联的馈送线具有高电势并且所述相关联的信号线具有信号电势时，采样晶体管响应于控制信号导通，以将信号电势写入存储电容器；所述驱动晶体管将对应于写入存储电容器中的信号电势的驱动电流提供给发光元件，以执行发光操作。
2. 如权利要求1所述的显示装置，其中所述选择器在每个水平时段内、在三个电平当中转变图像信号，该三个电平包括除了参照电势和信号电势之 外的比参照电势低的停止电势，以及所述采样晶体管在多个水平时段内时分地并且分开地重复执行校正操 作，并且在每个校正操作中，在施加参照电势之后施加停止电势给驱动晶体 管的栅极以停止校正操作。
3. 如权利要求2所述的显示装置，其中所述停止电势与所述低电势相差 的电势低于驱动晶体管的阈值电压。
4. 如权利要求2所述的显示装置，其中所述采样晶体管在准备操作后施 加停止电势给驱动晶体管的栅极以截止驱动晶体管。
5. 如权利要求1所述的显示装置，其中所述扫描器在写入操作后截止采 样晶体管以开始发光操作，然后导通采样晶体管以将预定电势从相关联的信 号线写入驱动晶体管的栅极以停止发光元件的发光。
6. 如权利要求5所述的显示装置，其中发光元件在其阳极连接到驱动晶 体管的源极，并且在其阴极连接到预定阴极电势，以及所述预定电势低于在该阴极电势上加上发光元件的阈值电压与驱动晶体 管的阈值电压的和。
7. 如权利要求6所述的显示装置，其中所述选择器将参照电势作为所述 预定电势提供给信号线。
8. —种电子装置，包括 显示装置，包括 像素阵列部分；以及 驱动部分；所述像素阵列部分包括沿着行的方向布置的多条扫描线，沿着列的方向 布置的多条信号线，在所述扫描线和所述信号线相互交叉的地方、在行和列 中布置的多个像素，以及与所述扫描线平行布置的多条馈送线；所述驱动部分包括用于以水平时段的相位差、连续提供控制信号给所述 扫描线的扫描器，用于提供具有信号电势的图像信号给所述信号线的选择器， 所述信号电势在每个水平时段内在参考电势和信号电势之间转变，以及用于 为所述馈送线共同提供电源电压的电源，所述电源电压在每个水平时段内在 高电势和低电势之间转变；每个像素包括在其一对电流端子之一连接到相关联的信号线之一、并且在其控制端子连接到相关联的扫描线之一的采样晶体管，在用作漏极侧的其 一对电流端子之一连接到相关联的馈送线之一、并且在用作栅极的其控制端 子连接到所述采样晶体管的另 一个电流端子的驱动晶体管，连接到所述驱动 晶体管的用作源极侧的电流端子之一的发光元件，以及连接在所述驱动晶体管的源极和栅极之间的存储电容器；当所述相关联的馈送线具有低电势并且所述相关联的信号线具有参照电 势时，所述采样晶体管响应于控制信号导通，以执行设置所述驱动晶体管的 栅极为参照电势以及设置驱动晶体管的源极为低电势的准备操作；在所述准备操作执行后、在所述相关联的馈送线的电势从低电势转变为 高电势之后直到所述采样晶体管响应于控制信号截止的时段内，所述采样晶 体管执行将所述驱动晶体管的阈值电压写入连接在所述驱动晶体管的栅极和 源极之间的存储电容器中的校正操作；当所述相关联的馈送线具有高电势并且所述相关联的信号线具有信号电 势时，采样晶体管响应于控制信号导通，以将信号电势写入存储电容器；所述驱动晶体管将对应于写入存储电容器中的信号电势的驱动电流提供 给发光元件，以执行发光操作。
9. 一种用于显示装置的驱动方法，所述显示装置包括像素阵列部分和驱 动部分，所述像素阵列部分包括沿着行的方向布置的多条扫描线，沿着列的 方向布置的多条信号线，在所述扫描线和所述信号线相互交叉的地方、在行 和列中布置的多个像素，以及与所述扫描线平行布置的多条馈送线；所述驱 动部分包括用于以水平时段的相位差、连续提供控制信号给所述扫描线的扫 描器，用于提供具有信号电势的图像信号的选择器，所述信号电势在每个水 平时段内在参考电势和信号电势之间转变，以及用于为所述馈送线共同提供 电源电压的电源，所述电源电压在每个水平时段内在高电势和低电势之间转 变；每个像素包括在其一对电流端子之一连接到相关联的信号线之一、并且 在其控制端子连接到相关联的扫描线之一的采样晶体管，在用作漏极侧的其 一对电流端子之一连接到相关联的馈送线之一、并且在用作栅极的其控制端 子连接到所述采样晶体管的另 一个电流端子的驱动晶体管，连接到所述驱动 晶体管的用作源极侧的电流端子之一 的发光元件，以及连接在所述驱动晶体 管的源极和栅极之间的存储电容器；所述驱动方法包括以下步骤:当所述相关联的馈送线具有低电势并且所述相关联的信号线具有参照电势时，响应于控制信号导通采样晶体管，以执行设置驱动晶体管的栅极为参照电势以及设置驱动晶体管的源极为低电势的准备操作；在所述准备操作执行后、在所述相关联的馈送线的电势从低电势转变为 高电势之后直到采样晶体管响应于控制信号截止的时段内，由所述采样晶体 管执行将驱动晶体管的阈值电压写入连接在所述驱动晶体管的栅极和源极之 间的存储电容器中的校正操作；当所述相关联的馈送线具有高电势并且所述相关联的信号线具有信号电 势时，响应于控制信号导通采样晶体管，以将信号电势写入存储电容器；以 及由所述驱动晶体管执行将对应于写入存储电容器中的信号电势的驱动电 流提供给发光元件，以执行发光操作。
全文摘要
一种显示装置，包括像素阵列部分；以及驱动部分；所述像素阵列部分包括沿着行的方向布置的多条扫描线，沿着列的方向布置的多条信号线，在所述扫描线和所述信号线相互交叉的地方、在行和列中布置的多个像素，以及与所述扫描线平行布置的多条馈送线；所述驱动部分包括用于以水平时段的相位差、连续提供控制信号给所述扫描线的扫描器，用于提供具有信号电势的图像信号的选择器，所述信号电势在每个水平时段内在参考电势和信号电势之间转变，以及用于为所述馈送线共同提供电源电压的电源，所述电源电压在每个水平时段内在高电势和低电势之间转变。
文档编号G09G3/32GK101504824SQ20091000998
公开日2009年8月12日 申请日期2009年2月4日 优先权日2008年2月4日
发明者内野胜秀, 山本哲郎 申请人:索尼株式会社