装置、电子设备及装置的驱动方法

专利名称：装置、电子设备及装置的驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种具有校正功能的显示装置及其驱动方法。
背景技术：
近年来，正在开发包含以EL(Electro Luminescence:电致发光) 元件为代表的发光元件的显示装置，发挥自发光型所固有的高画质、 宽视角、外形薄、重量轻等优点，期待着进行广泛的利用。发光元件 由于具有亮度与电流值成正比的性质，所以为了正确表现灰度，出现 了采用在该发光元件中流过恒定电流的恒流驱动的显示装置(参照专 利文献1)。
专利文献l:特开2003-323159号公报
发光元件具有电阻值(内部电阻值)随着周围温度(以下称之为环 境温度)的变化而改变的性质。具体而言，当设室温为常规温度时， 若温度比常规高，则电阻值降低；若温度比常规低，则电阻值上升。 因此，若温度升高，则电流值增加，亮度比期望的亮度高，若温度降 低，则电流值降低，亮度比期望的亮度低。这种发光元件的性质如发 光元件的电压电流特性与温度的关系曲线(参照图10 (A))所示。另外，
发光元件具有电流值随着时间的变化而减少的性质。这种发光元件的 性质如发光元件的电压电流特性与时间的关系曲线(参照图10 (B))所 示。
根据上述发光元件所具有的性质，若环境温度发生变化或发生经 时变化，则亮度会产生差异。

发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种显示装置，抑制环境 温度的变化与经时变化所引起的、发光元件的电流值变动造成的影 响。
本发明的显示装置具有包含多个象素的象素区域、源极驱动器和 栅极驱动器。多个象素的每一个都具有发光元件、控制向象素输入视频信号的第1晶体管、控制发光元件的点亮或非点亮的第2晶体管、 和保持视频信号的电容元件。
本发明的显示装置之一具有监视器元件、向监视器元件提供电流 的电流源、运算放大器、放大运算放大器的输出的第1晶体管、发光 元件、和驱动发光元件的第2晶体管。通过将运算放大器的输出端子 连接于第1晶体管的基极上，晶体管的发射极端子连接到正电源上， 将第1晶体管的集电极端子连接到运算放大器的反相输入端子上，从 而构成緩冲放大器。将监视器元件和发光元件的一个电极连接到恒定 电位电源上，将监视器元件的另一电极连接于緩冲放大器上，设所述 监视器元件的另一电极的电位与通过放大器后输出的电位相同，将所 述输出的电位经所述第2晶体管施加到发光元件的另一电极上。
本发明的显示装置之一具有监视器元件、向监视器元件提供电流 的电流源、保持监视器元件的两极间电压的电容元件、将电容元件与 电流源的连接切换为接通状态与断开状态的第1开关、将电流源与监 视器元件的连接切换为接通状态与断开状态的第2开关、运算放大 器、放大运算放大器的输出的第1晶体管、发光元件、和驱动发光元 件的第2晶体管。通过将运算放大器的输出端子连接到第1晶体管的 基极上，将晶体管的发射极端子连接于正电源上，将第1晶体管的集 电极端子连接到运算放大器的反相输入端子上，从而构成緩冲放大 器。将监视器元件和发光元件的一个电极连接于恒定电位电源上，当 第1开关和第2开关处于接通状态时，监视器元件的另一电极由緩冲 放大器连接，设所述监视器元件的另一电极的电位与通过放大器后输 出的电位相同，将所述输出的电位施加于发光元件的另一电极上，当 第1开关和第2开关处于断开状态时，电容元件保持将第1开关和第 2开关变为断开状态瞬间的监视器元件的另一电位，将电容元件保持 的监视器元件的另一电位施加到緩冲放大器上，设所述监视器元件的 另一电极的电位与通过放大器后输出的电位相同，将所述输出的电位 经所述第2晶体管施加到发光元件的另一电极上。
本发明的显示装置之一中，第1基板具有将由多个晶体管构成的 象素配置成矩阵状的象素部，该第1基板具有向象素提供图像信号的 源极驱动器、选择提供图像信号的象素的栅极驱动器、和补偿发光元 件的特性变动的补偿电路，第1基板经连接布线与电路基板连接，电路基板具有电源电路、控制器、和视频存储器。
本发明的显示装置之一中，第l基板具有将由多个晶体管构成的 象素配置成矩阵状的象素部，该第l基板具有向象素提供图像信号的 源极驱动器、和选择提供图像信号的象素的栅极驱动器，第l基板经 连接布线与电路基板连接，电路基板具有电源电路、控制器、视频存 储器、和补偿发光元件的特性变动的补偿电路。
本发明的显示装置之一中，第1基板具有将由多个晶体管构成的 象素配置成矩阵状的象素部，该第l基板具有向象素提供图像信号的 源极驱动器、和选择提供图像信号的象素的栅极驱动器。第l基板经 连接布线与电路基板连接，在连接布线上具有电源电路、和补偿发光 元件的特性变动的补偿电路，电路基板具有控制器和视频存储器。
本发明的显示装置之一中，第l基板具有将由多个晶体管构成的 象素配置成矩阵状的象素部，该第l基板具有向象素提供图像信号的 源极驱动器、选择提供图像信号的象素的栅极驱动器、和补偿发光元 件的特性变动的补偿电路。第l基板经连接布线与电路基板连接，在 连接布线上具有电源电路，电路基板具有控制器、和视频存储器。
本发明的显示装置之一中，第l基板具有将由多个晶体管构成的 象素配置成矩阵状的象素部，该第l基板具有向象素提供图像信号的 源极驱动器、选择提供图像信号的象素的栅极驱动器、电源电路、和 补偿发光元件的特性变动的补偿电路。第1基板经连接布线与电路基 板连接，电路基板具有控制器、和视频存储器。
本发明的显示装置之一中，第l基板具有将由多个晶体管构成的 象素配置成矩阵状的象素部，该第l基板具有向象素提供图像信号的 源极驱动器、选择提供图像信号的象素的栅极驱动器、电源电路、补 偿发光元件的特性变动的补偿电路、控制器、和视频存储器。
本发明的显示装置之一中，第l基板具有将由多个晶体管构成的 象素配置成矩阵状的象素部，该第l基板具有选择提供图像信号的象 素的栅极驱动器。第1基板经连接布线与外部电路连接，在连接布线 上具有向象素提供图像信号的源极驱动器，电路基板具有电源电路、 控制器、视频存储器、和补偿发光元件的特性变动的补偿电路。
本发明的显示装置之一中，第l基板具有将由多个晶体管构成的 象素配置成矩阵状的象素部，该第1基板经连接布线与电路基板连接，在连接布线上具有向象素提供图像信号的源极驱动器、以及选择提供图像信号的象素的栅极驱动器。电路基板具有电源电路、控制器、视频存储器、和补偿发光元件的特性变动的补偿电路。
本发明的显示装置之一中，第l基板具有将由多个晶体管构成的象素配置成矩阵状的象素部，该第l基板具有选择提供图像信号的象素的栅极驱动器。第1基板经连接布线与电路基板连接，在连接布线上具有向象素提供图像信号的源极驱动器、和补偿发光元件的特性变动的补偿电路。电路基板具有电源电路、控制器、和视频存储器。
本发明的显示装置之一中，第l基板具有将由多个晶体管构成的象素配置成矩阵状的象素部，该第1基板经连接布线与电路基板连接，在连接布线上具有向象素提供图像信号的源极驱动器、选择提供图像信号的象素的栅极驱动器、和补偿发光元件的特性变动的补偿电路。电路基板具有电源电路、控制器、和视频存储器。
本发明的显示装置之一中，第l基板具有将由多个晶体管构成的象素配置成矩阵状的象素部，该第l基板具有选择提供图像信号的象素的栅极驱动器。第l基板经连接布线与电路基板连接，在连接布线上具有向象素提供图像信号的源极驱动器、补偿发光元件的特性变动的补偿电路、和电源电路。电路基板具有控制器、和视频存储器。
本发明的显示装置之一中，第1基板具有将由多个晶体管构成的象素配置成矩阵状的象素部，该第1基板经连接布线与电路基板连接，在连接布线上具有向象素提供图像信号的源极驱动器、选择提供图像信号的象素的栅极驱动器、补偿发光元件的特性变动的补偿电路、和电源电路。电路基板具有控制器、和视频存储器。
本发明的显示装置之一中，第l基板具有将由多个晶体管构成的象素配置成矩阵状的象素部，该第1基板具有选择提供图像信号的象素的栅极驱动器。第1基板经连接布线与外部电路连接，在连接布线上具有向象素提供图像信号的源极驱动器、补偿发光元件的特性变动的补偿电路、电源电路、控制器、和视频存储器。
本发明的显示装置之一中，第l基板具有将由多个晶体管构成的象素配置成矩阵状的象素部，该第1基板经连接布线与外部电路连接，在连接布线上具有向象素提供图像信号的源极驱动器、选择提供图像信号的象素的栅极驱动器、补偿发光元件的特性变动的补偿电路、电源电路、控制器、和视频存储器。
在本发明的显示装置的驱动方法之一中，具有监视器元件、向监视器元件提供电流的电流源、运算放大器、放大运算放大器的输出的
第1晶体管、发光元件、和驱动发光元件的第2晶体管，通过将运算放大器的输出端子连接于第1晶体管的基极上，将晶体管的发射极端子连接于正电源上，将第1晶体管的集电极端子连接于运算放大器的反相输入端子上，从而构成緩冲放大器，将监视器元件和发光元件的一个电极连接到恒定电位电源上，将监视器元件的另一电极连接于緩冲放大器上，设所述监视器元件的另一电极的电位与通过放大器后输出的电位相同，将所述输出的电位经所述第2晶体管施加到发光元件的另一电极上。
本发明的显示装置的驱动方法之一具有监视器元件、向监视器元件提供电流的电流源、保持监视器元件的两极间电压的电容元件、将电容元件与电流源的连接切换为接通状态与断开状态的第1开关、将电流源与监视器元件的连接切换为接通状态与断开状态的第2开关、运算放大器、放大运算放大器的输出的第1晶体管、发光元件、和驱动发光元件的第2晶体管，通过将运算放大器的输出端子连接于第1晶体管的基极上，将晶体管的发射极端子连接于正电源上，将第1晶体管的集电极端子连接于运算放大器的反相输入端子上，从而构成緩冲放大器，将监视器元件和发光元件的一个电极连接于恒定电位电源上，当第1开关和第2开关处于接通状态时，将监视器元件的另一电极连接到緩冲放大器，设所述监视器元件的另一电极的电位与通过放大器后输出的电位相同，将所述输出的电位施加于发光元件的另一电极上，当第1开关和第2开关处于断开状态时，电容元件保持将第1开关和第2开关变为断开状态瞬间的监视器元件的另一电位，将电容元件保持的监视器元件的另一电位施加于緩冲放大器上，设所述监视器元件的另一电极的电位与通过放大器后输出的电位相同，将所述输出的电位经所述第2晶体管施加到发光元件的另一电极上。
另外，在本发明中，不限定可采用的晶体管的种类，可以采用使用了以非晶硅或多晶硅为代表的非单晶半导体膜的薄膜晶体管(TFT)、使用半导体基板或SOI基板形成的M0S型晶体管、结型晶体的晶体管。另外，不限定配置了晶体管的基板的种类，可以配置在单
晶基板、S0I基板、玻璃基板等上。
另外，本发明中，所谓连接与电连接的含义相同。因此，就本发明公开的构成而言，除规定的连接关系外，也可以在其间配置可进行电连接的其它元件(例如其它元件或开关等)。
另外，象素等中的电容元件可由晶体管等的栅极电容来代替。此时，可省略电容元件。
另外，开关无论是电开关还是机械开关均可。只要能控制电流的流动，则可以是任意开关。可以是晶体管，也可以是二极管，或是将它们组合的逻辑电路。因此，在使用晶体管作为开关的情况下，由于该晶体管作为单一的开关动作，所以晶体管的极性(导电类型)没有特别限定。但是，在期望截止电流较小的情况下，期望使用截止电流较小的极性的晶体管。作为截止电流较小的晶体管，可以列举设置了
LDD区域的晶体管等。另外，期望在作为开关动作的晶体管的源极端子的电位接近于4氐电位侧电源(Vss、 Vgnd、 OV等)的状态下动作时，使用n沟道型，相反，在源极端子的电位接近于高电位侧电源(Vdd等)的状态下动作时，使用p沟道型。这是由于可增大栅极、源极间电压的绝对值，故作为开关很容易动作。另外，也可以使用n沟道型与p沟道型两者来构成CMOS型的开关。
使用恒压驱动的本发明与使用恒流驱动的情况相比，由于可降低发光元件的驱动电压，故能够降低功耗。


图1是说明本发明的显示装置的图。
图2是说明电压、电流特性的温度依赖性的图。
图3是说明电压、电流特性随时间变化而恶化的图。
图4是说明监视器元件与发光元件的恶化的图。
图5是说明本发明的温度补偿功能的图。
图6是说明本发明的温度补偿功能的图。
图7是说明本发明的显示装置的图。
图8是说明本发明的显示装置的图。
图9是表示可适用本发明的象素构成的图。
图10是表示基于发光元件的随时间恶化和温度依赖之电压电流
10特性的图,
图11是说明本发明的显示装置的构成的图。
图12是说明本发明的显示装置的构成的图。
图13是说明本发明的显示装置的构成的图。
图14是说明本发明的显示装置的构成的图。
图15是说明本发明的显示装置的构成的图。
图16是说明本发明的显示装置的构成的图。
图17是说明本发明的显示装置的构成图。
图18是说明本发明的显示装置的构成图。
图19是说明本发明的显示装置的构成的图。
图20是说明本发明的显示装置的构成的图。
图21是说明本发明的显示装置的构成图。
图22是说明本发明的显示装置的构成的图。
图23是说明本发明的显示装置的构成的图。
图24是说明本发明的显示装置的构成图。
图25是说明本发明的显示装置的构成的图。
图26是说明本发明的显示装置的构成的图。
图27是说明本发明的显示装置的构成的图。
图28是表示具备本发明的显示装置之电子设备的图。
图29是说明本发明的显示装置的构成的图。
图30是说明本发明的显示装置的构成的图。
具体实施例方式
参照附图来详细说明本发明的实施方式。但是，本发明不限于以下的说明，在不脱离本发明精神及其范围的情况下，对其方式及细节进行各种变更对本领域的技术人员而言是容易理解的。因此，本发明并不限于下面所示的实施方式的记载内容所进行的解释。
用图1来说明本发明的温度和恶化补偿的基本原理。图l表示具有温度和恶化补偿电路的显示装置的模式图。
本发明的显示装置具有栅极驱动器107、源极驱动器108和象素部109。象素部109由多个象素106构成。另外，本发明的显示装置具有温度和恶化补偿电路(下面称为补偿电路)。
说明补偿电路的基本构成。具有电流源101、监视器元件102、緩冲放大器103、驱动TFT104、发光元件105。另外，监视器元件102由具有与发光元件105相同的电流特性的发光元件构成。例如在使用EL材料来形成发光元件的情况下，监视器元件102与发光元件105在相同条件下由相同的EL材料进行制作。
电流源101向监视器元件102提供恒定的电流。即，监视器元件102的电流值始终恒定。若在该状态下环境温度发生变化，则监视器元件102自身的电阻值将发生变化。若监视器元件102的电阻值变化，则由于该监视器元件102的电流值恒定，所以监视器元件102两电极间的电位差发生变化。通过检测该温度变化引起的监视器元件102的电位差，从而检测环境温度的变化。具体而言，因为保持在监视器元件102的恒定电位一侧的电极电位，即图1中阴极(恒定电位电源)IIO的电位不发生变化，所以检测连接于电流源101—侧的电位，即图1中阳极111侧的电位变化。
图2是表示监视器元件的电压、电流特性的温度依赖性的图。分别由线201、 202、 203来表示室温、低温、高温下的监视器元件102的电压、电流特性。当从电流源101流向监视器元件102的电流值为1。时，室温下向监视器元件施加V。的电压。另外，在低温时电压为Vi，而在高温时电压为V2。
包含这种监视器元件102的电压变化的信息被提供给緩沖放大器103，根据阳极lll的电位，由该緩冲放大器103来设定提供给发光元件105的电位。即，如图2所示，在环境温度变为^^温的情况下，设定电位，以向发光元件105施加VI的电压，当变为高温时，设定电位以向发光元件105施加V2的电压。此时，可与温度变化一致地，校正输入到发光元件105的电源电位。即，可抑制温度变化所引起的电流值的变动。
另外，图3是表示监视器元件102的电压、电流特性的随时间恶恶化的图。用线301来表示监视器元件102的初始特性，用302来表示恶化后的特性。另外，设初始特性与恶化后的特性是在相同温度条件下进行测定的。在初始特性的状态下，若监视器元件102中流过电流I。，则施加于监视器元件102上的电压为V3，恶化后的施加于监视器元件102的电压为V4。因而，若将该V4的电压同样施加于恶化的发光元件105上，则可降低表面上的发光元件105的恶化。这样，监视器元件102也与发光元件105 —起恶化，所以也可以对发光元件105的恶化进行补偿。
这样，可与监视器元件102的阳极111的电位变化相一致地，在将相同电位设定在发光元件105的阳极上的緩冲放大器103使用采用了图6(A)所示的运算放大器601的电压跟随电路。这是由于电压跟随电路的非反相输入端子为高输入阻抗，输出端子为低输出阻抗，所以可将输入端子与输出端子设为相同电位，电流源101的电流不会流入到电压跟随电路，即可从输出端子流出电流。
或者，在緩冲放大器103中，如图6(B)所示，将运算放大器602的输出端子连接于晶体管603的基极上，将晶体管603的发射端子连接于正电源上，将晶体管603的集电极端子连接于运算放大器602的反相输入端子上，此时，由于可由晶体管进行电流放大，所以可减小运算放大器的输出负载。作为电路，与图6(A)所示的电压跟随电路等效，在以后的说明书中，记载为电压跟随电路的部分亦可以采用图6(B)所示的构成。
用图7来说明具有本实施方式的补偿电路之显示装置的具体构成。显示装置具有栅极驱动器707、源极驱动器708、象素部709。源极驱动器具有脉冲输出电路710、第1锁存电路170、第2锁存电路711。在对第1锁存电路进行输入时，第2锁存电路进行输出。另外，从栅极驱动器707输入信号的栅极线所选择的象素706的开关用晶体管712处于导通状态。之后，将由第2锁存电路711输出的信号从源极信号线Sl~Sm写入到保持电容713。利用写入到该保持电容713中的信号，驱动晶体管704切换导通状态与截止状态，确定发光元件的点亮、非点亮。即，经导通状态的驱动晶体管704，将电源线VI ~ Vm的电位设定给发光元件705的阳极，向发光元件705提供电流，使其发光。
本发明从基本电流源701向并联连接的监视器元件702a 702n流过电流。检测这些监视器元件702a~ 702n的阳极电位，利用电压跟随电路703对电源线VI ~ Vm设定电位。这样，可提供具有温度和恶化补偿功能的显示装置。
象这样，将具有温度和恶化补偿功能的驱动方法称为固定亮度。另外，监视器元件的数量可适当选择。当然，既可以选择一个，也可如图7所示配置多个。当仅使用一个监视器元件时，由于流过基本电流源701的电流值只要设定欲流过各象素的发光元件705的电流值即可，所以功耗较低。另外，若配置多个监视器元件，则可以对每个监视器元件的特性差异进行平均。
另外，在图7的构成中，将各象素的发光元件705的阴极设定成GND，但并不限于此。
另外，也可以对每个RGB象素设定电源线的电位。图8中示出其一例。与图7的显示装置相同的部分使用相同的符号。另外，详细动作由于与图7相同，所以省略。
另外，作为象素706，不限于这种构成，也可以采用图9所示的构成。图9所示的象素906具有开关用晶体管901、驱动用晶体管902、删除用晶体管903、电容元件904和发光元件905。
在图8的显示装置中，将连接信号线Sl的象素设为进行R发光的象素，将连接信号线S2的象素设为进行G发光的象素，将连接信号线S3的象素设为进行B发光的象素。基本电流源801a向监视器元件802a提供电流，电压跟随电路803a检测监视器元件802a的阳极电位，并将该电位设定给电源线VI。基本电流源801b向监视器元件802b提供电流，电压3艮随电路803b检测监^L器元件802b的阳极电位，并将该电位设定给电源线V2。基本电流源801c向监视器元件802c提供电流，电压跟随电路803c检测监视器元件802c的阳极电位，并将该电位设定给电源线V3。这样，由于可对每个RGB设定电位，所以例如当温度特性或恶化特性因每个RGB的EL材料不同而不同时，可对发光元件设定期望的电位。即，可以对每个RGB校正电源电位。
(实施方式1)
在本实施方式中，说明进一步提高恶化补偿精度的构成。若长时间连续使用显示装置，则监视器元件与发光元件中，随着
恶化的进行，将产生误差。使用期间越长，该误差越大，导致恶化补
偿的功能下降。
这里，用图4来说明恶化产生误差的情况。用线401来表示监视器元件102和发光元件105的电压、电流特性的初始特性，用线402来表示当在某个期间使用了显示装置时的监视器元件102恶化后的特性，用线403来表示发光元件105恶化后的特性。这样，在监视器
14元件102的恶化与发光元件105的恶化过程中将产生差异。因为，当显示装置进行显示时，监视器元件102中始终继续流过电流。但是，由于象素的各个发光元件105存在发光期间与非发光期间，所以监视器元件102与发光元件105的随时间的恶化将产生误差。即，与监视器元件的恶化相比，发光元件的恶化进行将延迟。
这里，就监视器元件102的初始特性而言，当监视器元件102中流过电流值为1。的电流时，在初始特性中，向监视器元件施加Vs的电压。另外，当发光元件105恶化后，施加Vs的电压，当监视器元件102恶化后，施加V7的电压。反过来，为了在恶化后的发光元件105中流过电流值I。，必需施加Vs的电压，为了在恶化后的监视器元件102中流过电流值1。，必需施加V 的电压。
在该状态下，检测监视器元件102的阳极111的电位V7,若利用緩冲放大器103对发光元件设定该电位V7,则将导致在发光元件上施加流过电流值1。所需的大于等于电压V6的电压，造成功耗增大。另外，由于象素的各个发光元件的恶化进行不同，因此，若施加所需电压以上的电压，则发光元件的烧结会很显著。
因此，在本实施方式中，使各个发光元件的恶化与监视器元件的恶化的进行更接近，从而提高恶化补偿的精度。
因此，在本实施方式中，将显示装置的各象素的发光元件的发光期间之平均期间设定成流过监视器元件的电流的期间。最好在显示装置进行显示期间的10%至70%的期间中，使电流流过监视器元件。
这里，根据经验可知显示装置中各象素的发光元件的发光期间与非发光期间之比的平均值为3: 7。从而，最好是在显示装置进行显示期间中的30%的期间，使电流流过监视器元件。
图5示出可设定监视器元件的发光期间之补偿电路的构成。具有电流源501、监视器元件502、电压跟随电路503、驱动晶体管504、发光元件505、电容元件506、第一开关507和第二开关508。
当恒定电流流过监视器元件502时，将第一开关507和第二开关508变为导通状态。于是，在监视器元件502中流过电流，将电位器元件502的阳极509侧的电位存储在电容元件506中，同时，向电压跟随电路503的非反相输入端子输入该电位，向输出端子输出相同的电位。这样，可对电压、电流特性随着环境温度变化而变化的发光元件105设定期望的电位。
另外，当设监视器元件502为非发光时，将第一开关507和第二开关508变为截止状态，使监视器元件502的阳极509侧的电位保持在电容元件506。此时，第二开关508与第一开关507同样变为截止状态，或至少先变为截止状态。这是因为若第一开关507先于第二开关508变为截止状态，则存储监视器元件502的阳极侧电位的电容的电位将发生变动。
这样，即便在非发光期间，也将使第二开关508变为截止状态的瞬间之监视器元件502的阳极509侧的电位输入到电压跟随电路503的非反相输入端子。另外，向电压跟随电路503的输出端子输出相同电位，可在发光元件中流过将第二开关508变为截止状态的瞬间流过监视器元件502的电流。
在该构成中，因为能够在监视器元件中流过电流的期间实现温度补偿功能，因而可实现恶化补偿与温度补偿。在本实施方式中，尤其恶化补偿的功能很突出。
这里，在显示装置的时间灰度显示中，根据经验可知，每l帧期间的各象素的发光与非发光之比的平均值为30: 70。由此可知，进行显示装置的显示期间，持续流过电流的监视器元件中所流过的电流量与流过各发光元件中的电流量的平均比为100: 30。从而，通过将电流流过监视器元件的期间设定为每1帧期间的30%,从而可以使监视器元件与象素的发光元件的恶化进行接近。即，能够提高恶化补偿的精度。
另外，在上述构成中，对每个RGB设置恶化补偿的监视器元件，可实现精度进一步提高的恶化补偿和温度补偿功能。在每个RGB中EL的恶化进行或寿命不同的情况下，或每个RGB中流过的电流之温度特性不同的情况下，最好设置对应于各个RGB的发光元件的监视器元件，以进行温度补偿和恶化补偿。并且，与RGB各自的发光期间与非发光期间之比的平均值(占空比)相匹配来设定各个RGB的监视器元件的发光期间，由此恶化补偿的精度进一步提高。即，由于监视器
化补偿的精度进二步提高。并且，由于监视器元件也可以使用同色的EL材料，所以还可以提高发光元件温度补偿的精度。这样的构成，
16可通过应用于图8所示的显示装置来实现。(实施方式2)
在本实施方式中，说明可抑制功耗、并且能够补偿温度和恶化所造成的元件特性变动的显示装置的构成。
用图29的框图来说明构成显示装置时所需的构成要素。电源电路1107是例如从电池等外部提供的电源来制作显示装置内必需的多个电位的电路，将电源提供给向象素部1103提供显示信号的源极驱动器1104、选择提供显示信号的象素之栅极驱动器1105、控制器1108等。视频存储器1109是用于保存从外部输入的图像数据或显示装置的驱动信息的装置。
另外，所谓控制器1108是根据从CPU等外部输入的图像数据，根据需要使用视频存储器1109，用于制作为了由显示装置显示所需的信号的装置，向源极驱动器1104或栅极驱动器1105提供信号。控制器1108有时也不进行电源电路1107的控制，而由电源电路1107制作源极驱动器1104、栅极驱动器1105或象素部1103所需的电位。
并且，用图30的框图来说明构成可补偿发光元件的特性变动的显示装置时所需的构成要素。控制器1108、视频存储器1109、源极驱动器1104、栅极驱动器1105由于功能相同，所以省略说明。补偿电路1110的作用虽然在本说明书中已进行了说明，其为这样一种电路读出监视器元件1111的特性变动，并根据监视器象素的特性变动来确定提供给象素部1103的电源电位。
图11表示可抑制功耗的显示装置的构成，第1基板(显示基板)IIOI具有将由多个晶体管构成的象素配置成矩阵状的象素部1103，第1基板1101具有源极驱动器1104、栅极驱动器1105，第1基板1101经连接布线1106与电路基板(第2基板)11(J2连接，电路基板1102具有电源电路1107、控制器1108、视频存储器1109。
源极驱动器1104也可以由形成在与构成象素电路的晶体管相同的层中的晶体管构成，在不同的工序中制作，并安装在第l基板1101上。
在源极驱动器1104由形成在与构成象素电路的晶体管相同层中的晶体管构成的情况下，与安装由不同工序制作的驱动器IC的情况相比，可减少部件个数，降低成本。另一方面，在不同工序中制作源极驱动器1104并安装在第1基板1101中的情况下，所述在不同工序中制作的晶体管与在制作第1基板的工序中制作的晶体管相比，当晶体管特性较优良，例如迁移率
较高、阚值等特性差异较小的情况下，可降低驱动电压，实现低功耗。
尤其是在使用将1帧期间分割成多个帧，并以合计的点亮期间长度来进行灰度表现的时间灰度驱动的情况下，通过在源极驱动器中使用采用了如上所述那样特性优良的晶体管的驱动器，从而源极驱动器可高速动作，故可实现8比特以上的多灰度显示，并提供平滑的显示。
栅极驱动器1105也可以由形成在与构成象素电路的晶体管相同层中的晶体管构成，在不同工序中制作，并安装在第l基板1101上。
当栅极驱动器1105由形成在与构成象素电路的晶体管相同层中的晶体管构成时，与安装由不同工序制作的驱动器IC的情况相比，可减少部件个数，并降低成本。
另一方面，在不同工序中制作栅极驱动器1105并安装在第1基板1101中的情况下，所述不同工序与制作第1基板的工序相比，当晶体管特性优良，例如迁移率较高且阈值等特性差异较小时，可实现高成品率、低功耗。
也可以将电源电路1107、控制器1108、视频存储器1109分别作为不同的IC安装在电路基板1102上，但也可以集成在一个IC上，此时，部件个数减少，成本降低，同时，可缩小电路基板1102上的安装面积，实现显示装置的小型化。另外，难以设置在一个IC内的线圏或电容元件，也可以直接安装在电路基板1102中。
作为构成这些IC的部件，可以是CMOS IC，也可以是双极IC,通过使用层叠CMOS IC与双极IC后的部件，或使用BiCMOS IC，从
而可以提供抑制为低功耗且电源供给能力较大的部件。
图12示出可抑制功耗、且能够补偿温度和恶化所造成的元件特
性变动的显示装置的构成，在图11所示构成的电路基板1102上设置
了补偿电路1110。
电源电路1107、控制器1108、视频存储器1109、补偿电路1110
也可分别作为不同的IC安装在电路基板1102上，或集成在一个IC
上。另外，难以安装在一个IC上的线圏或电容元件，也可以直接安
装于电路基板1102中。图13示出可抑制功耗、且能够补偿温度和恶化所造成的元件特性变动的显示装置的构成，在图11所示构成的第1基板1101上设置了补偿电路1110。
补偿电路1110最好由形成在与构成象素电路的晶体管相同层中的晶体管构成。此时，由于可以采用与第1基板1101相同的工序来制作补偿电路1110，因此能够减少部件个数，降低成本。其中，在使用与构成象素电路的晶体管相同层的晶体管来构成补偿电路的情况下，当电流供给能力不足时，在电路基极1102上或电源电路1107中设置晶体管，以实现电流放大。
另外，校正电路1110也可以与源极晶体管1104 —起由不同工序制作，集成在一个IC上后，安装于第1基板1101上，与由不同工序来制作源极驱动器1104的情况相比，不会增加部件个数，可得到温度和恶化补偿。此时，在电源供给能力不足时，在电路基极1102上或电源电路1107中设置晶体管，以实现电流放大。
图14表示可抑制功耗的显示装置的构成，具有由多个晶体管构成的象素配置成矩阵状的象素部1103的第l基板1101包括源极驱动器1104和栅极驱动器1105，第1基板1101经连接布线1106与电路基板1102连接，电路基板1102具有控制器1108、视频存储器1109,在连接布线1106上i殳置电源电路1107。
通过在连接布线1106上设置电源电路1107，可减小电路基板1102上的安装面积，实现显示装置整体的小型化。此时，虽然有时电源电路1107需要线圏或电容元件，但线圏或电容元件也可以设置在连接布线1106上，或设置在电路基极1102上，或将较小的电容元件等设置在连接布线1106上，将较大的线圏等设置在电路基极1102上等。
另外，将电源电路1107作为构成要素，可以使用双极IC，也可以使CMOS IC与双极晶体管组合后加以使用，或层叠双极IC与CMOSIC，或使用BiCMOS IC，此时，可同时实现低功耗与较高的电流供给。
图15示出可抑制功耗、且校正温度和恶化所造成的元件特性变动的显示装置的构成，在图14所示构成的第1基板1101上设置了补偿电路1110。
补偿电路1110也可以使用与构成象素部1103内的象素的晶体管相同层的晶体管来构成，或将以不同工序制作的晶体管安装在第1基
板1101上。另外，也可以采用与源极驱动器1104相同的一个IC来构成，或分别制作成不同的IC并进行层叠。
图16示出可抑制功耗且能够补偿温度和恶化所造成的元件特性变动的显示装置的构成，在图14所示构成的连接布线1106上设置了补偿电路1110。
补偿电路1110也可以是独立的一个IC,通过集成为与电源电路1107相同的IC,从而可以减少部件个数，降低成本。
图17表示可抑制功耗的显示装置的构成，具有由多个晶体管构成的象素配置成矩阵状的象素部1103的第1基板1101具有源极驱动器1104、栅极驱动器1105、电源电路1107，第1基板1101经连接布线1106与电路基板1102连接，电路基板1102具有控制器1108、视频存储器1109。
通过在第1基板1101上设置电源电路，可以缩小电路基板1102上的安装面积。并且，通过由一个IC来构成电路基板1102上的视频存储器1109与控制器1108,从而可以缩小电路基板1102上的安装面积，实现显示装置的小型化。
第1基板1101上的源极驱动器1104和电源电路1107均采用与构成象素的晶体管相同层的晶体管构成，从而可减少部件个数，抑制制造成本。这里，电源电路中必需的线圈或电容元件可以与晶体管一样制作在第1基板1101上，但在不能制作或性能不足的情况下，也可以使用由不同工序制作的线圈或电容元件，或安装在第l基板1101上，也可以设置于连接布线1106上，或设置于电路基板1102上，诸如电容元件设置在第1基板1101上，线圈设置在连接布线1106上，可设置在多个部位。
第1基板1101上的源极驱动器1104和电源电路1107也可以安装通过与第1基板1101不同的工序制作的IC。在源极驱动器1104中4吏用CMOS IC，在电源电路1107中^f吏用双极IC，从而可以同时实现低功耗与较高的电源供给能力。这里，通过层叠配置使用了 MOSIC的源极驱动器1104与使用了双极IC的电源电路1107，从而可以缩小第1基板1101上的安装面积。另外，通过使用BiCMOS IC，可以由一个IC来构成源极驱动器1104和电源电路1107，此时，也可以同时实现低功耗和较高的电源供给能力，并可以缩小第1基板1101
上的安装面积。
在由双极IC或BiCM0S IC构成电源电路的情况下，线圏或电容元件可以设置在第1基板1101上，或设置在电路基极1102上，或设置在连接布线1106上，诸如电容元件设置在第1基板1101上，线圏设置在连接布线1106上，可以设置在多个部位。
图18示出可抑制功耗且能够补偿温度和恶化所造成的元件特性变动的显示装置的构成，在图17所示构成的第1基板1101上设置了补偿电路1110。
补偿电路1110也可以使用与构成象素部1103内象素的晶体管相同层的晶体管来构成，或将以不同工序制作的晶体管安装在第l基板1101上。另外，源极驱动器1104、电源电路1107、补偿电路1110也可以分别作为不同的IC来安装，通过集成功能，并减少所安装的IC个数，从而可以在降低制造成本的同时，减小安装面积，实现显示装置的小型化。例如，通过使用BiCMOS IC，从而可以由一个IC来同时实现低功耗与较高的电源供给能力，所以适于集成功能。
图19表示可抑制功耗的显示装置的构成，具有由多个晶体管构成的象素配置成矩阵状的象素部1103的第1基板1101具有源极驱动器1104、栅极驱动器1105、电源电路1107、控制器1108、视频存储器1109，经连接布线1106提供图像数据或电源。
源极驱动器1104、栅极驱动器1105、电源电路1107、控制器1108、视频存储器1109通过分别使用与构成象素部1103的晶体管相同层的晶体管进行制作，从而可以减少部件个数，并抑制制造成本。
另外，源极驱动器1104、栅极驱动器1105、电源电路1107、控制器1108、视频存储器1109也可以分别作为独立的IC，将通过与第l基板1101不同的工序制作的晶体管安装在第1基板1101上。另外，由于栅极驱动器1105不要求较快的动作，所以也可以仅仅栅极驱动器1105使用与构成象素部1103的晶体管相同层的晶体管进行制作，源极驱动器1104、电源电路1107、控制器1108、视频存储器1109将由不同工序制作的晶体管安装在第l基板1101上进行分开使用。
构成上述的IC，也可以分别在电源电路1107中^f吏用双极IC，驱动器部或控制器1108 ^使用CMOS IC，通过层叠该多个IC，并单芯片
21化，从而缩小安装面积，并实现显示装置的小型化，而且，通过使用
BiCMOS IC,可将按照功能分为双极IC与CMOS IC制作的部件集成于一个IC中，能够缩小安装面积，实现显示装置的小型化。
另外，在第1基板1101或构成电源电路的IC上难以制作电容元件或线圏的情况下，或性能不足的情况下，也可以在第1基板1101上或连接布线2206上安装线圏或电容元件。
图20示出可抑制功耗且能够补偿温度和恶化所造成的元件特性变动的显示装置的构成，在图19所示构成的第1基板1101上设置了补偿电路1110。
补偿电路1110可以使用与构成象素部1103内的象素的晶体管相同层的晶体管来构成，也可以将由不同工序制作出的晶体管安装在第1基板1101上。另外，可以采用与源极驱动器1104等相同的一个IC来构成，或安装分别作为不同IC制作的部件，或层叠并安装分别作为不同IC制作的部件。
图21表示可抑制功耗的显示装置的构成，具有由多个晶体管构成的象素配置成矩阵状的象素部1103的第1基板1101包括栅极驱动器1105，第1基板1101经连接布线1106与电路基板1102连接，电路基板1102具有电源电路1107、控制器1108、视频存储器1109,在连接布线1106上设置了源极驱动器1104。
通过在连接布线1106上设置源极驱动器1104，从而可以缩小第1基板1101上的安装面积，所以可以缩小去除第1基板1101上的象素部1103的周边部分的面积，实现显示装置的小型化。另外，电路基板1102上的元件构成由于与图ll所示的构成相同，所以省略。另外，即便在连接布线1106上设置栅极驱动器1105也无妨。
图22示出可抑制功耗且能够补偿温度和恶化所造成的元件特性变动的显示装置的构成，在图21所示构成的电路基板1102上设置了补偿电路1110。
此时的电路基板1102上的元件构成由于与图11所示的构成相同，所以省略。
图23示出可抑制功耗且能够补偿温度和恶化所造成的元件特性变动的显示装置的构成，在图21所示构成的连接布线1106上设置了补偿电路1110。补偿电路1110也可以与源极晶体管1104—起由不同于第l基板 1101的工序制作，集成在一个IC上后，安装于连接布线1106上， 与在图22所示构成下由不同工序来制作源极驱动器1104的情况相 比，不会增加部件个数，可以得到温度和恶化补偿。此时，在电源供 给能力不足时，也可以在电路基极1102上或电源电路1107中设置晶 体管，以实现电流;改大。
图24表示可抑制功耗的显示装置的构成，具有由多个晶体管构 成的象素配置成矩阵状的象素部1103的第l基板1101具有栅极驱动 器1105,第1基板1101经连接布线1106与电路基板1102连接，电 路基板1102具有控制器1108、视频存储器1109，在连接布线1106 上设置了源极驱动器1104、电源电路1107。
通过在连接线路1106上设置源极驱动器1104、电源电路1107， 从而可以减小第1基板1101上、和电路基板1102上的安装面积，故 能够实现显示装置的小型化。
通过在源极驱动器1104中使用包含CMOS的IC，在电源电路1107 中使用双极IC，可同时实现低功耗和较高的电源供给能力。这里， 通过层叠配置使用了包含CMOS的IC之源极晶体管1104与使用了双 极IC的电源电路1107,从而可以缩小连接布线1106上的安装面积。 另外，通过使用包含BiCMOS的IC，可由一个IC来构成源极驱动器 1104和电源电路1107，此时，也可以同时实现〗氐功耗和较高的电源 供给能力，并能够缩小连接布线1106上的安装面积。
在由双极IC或包含BiCMOS的IC来构成电源电路的情况下，当 难以在IC上制作线圏或电容元件时，可将线圏或电容元件设置在连 接布线1106上，或设置在电路基极1102上，诸如电容元件设置在电 路基板1102上、线圏设置在连接布线1106上那样可以设置在多个部 位。
图25示出可抑制功耗且能够补偿温度和恶化所造成的元件特性 变动的显示装置的构成，在图24所示构成的连接布线1106上设置了 补偿电路1110。
源极驱动器1104、电源电路1107、补偿电路1110也可以分别作 为不同IC进行安装，但通过集成功能，并减少安装的IC个数，可以 在降低制造成本的同时，减小安装面积，实现显示装置的小型化。例如，通过使用包含BiCMOS的IC，可由一个IC来同时实现低功耗与 较高的电源供给能力，所以适于集成功能。
图26表示可抑制功耗的显示装置的构成，具有由多个晶体管构 成的象素配置成矩阵状的象素部U03的第1基板1101具有栅极驱动 器1105,在连接于第1基板1101上的连接布线1106上设置了控制 器1108、视频存储器1109、源极驱动器1104、电源电路1107。
通过在连接布线1106上设置控制器1108、视频存储器1109、源 极驱动器1104、电源电路1107，从而可以去除图24中必需的电路基 板1102，故能够实现显示装置的小型化。
另外，源极驱动器1104、电源电路1107、控制器1108、视频存 储器1109也可以分别作为独立的IC，将通过与第1基板1101不同 的工序制作的晶体管安装在连接布线1106上。
作为构成上述的IC,也可以分别在电源电路1107中使用双极IC， 驱动器部或控制器1108使用包含CMOS的IC，通过层叠该多个IC， 并单芯片化，可缩小安装面积，实现显示装置的小型化，并且，通过 使用包含BiCMOS的IC，可以将按照功能分为双极IC和包含CMOS的 IC而制作的部件集成于一个IC中，可缩小安装面积，实现显示装置 的小型化。
另外，在构成电源电路的IC上难以制作电容元件或线圏的情况 下，或性能不足的情况下，也可以在连接布线2206上安装线圏或电 容元件。
图27示出可抑制功耗且能够补偿温度和恶化所造成的元件特性 变动的显示装置的构成，在图26所示构成的连接布线1106上设置了 补偿电路1110。
补偿电路1110可以通过与源极驱动器1104等相同的一个IC来 构成，也可以分别作为不同的IC来制作并进行安装，或层叠作为不 同IC制作的部件后，单芯片化并安装。
(实施例1)
作为使用了具有包含发光元件的象素区域之显示装置的电子设 备，例如可以列举电视装置(电视、电视接收机)、数码相机、数码摄 像机、便携电话装置(便携电话机)、PDA等便携信息终端、便携型游 戏机、监视器、计算机、汽车音响等音响再现装置、家庭用游戏机等具有记录媒体的图像再现装置等。可以在这些电子设备的显示部中采
用本发明的显示装置。参照图28来说明该电子设备的具体实例。
图28(A)所示的使用了本发明的显示装置的便携信息终端包含主 体9201、显示部9202等，可利用本发明来降低功耗。图28(B)所示 的使用了本发明显示装置的数码摄像机包含显示部9701、 9702等， 可利用本发明来降低功耗。图28(C)所示的使用了本发明的显示装置 的便携终端包含主体9101、显示部9102等，可利用本发明来降低功 耗。图28(D)所示的使用了本发明显示装置的便携型电视装置包含主 体9301、显示部9302等，可利用本发明来降低功耗。图28(E)所示 的使用了本发明显示装置的便携型计算机包含主体9401 、显示部 9402等，可利用本发明来降低功耗。图28(F)所示的使用了本发明的 显示装置的电视装置包含主体9501、显示部9502等，可利用本发明 来降低功耗。上述例举的电子设备当使用电池时，可使电子设备的使 用时间延长相当于降低功耗的部分，并能够节省对电池进行充电的时 间。
权利要求
1.一种装置，其特征在于具有监视器元件、向所述监视器元件提供电流的电流源、运算放大器、放大运算放大器的输出之第1晶体管、发光元件、和驱动所述发光元件的第2晶体管，通过将所述运算放大器的输出端子连接到所述第1晶体管的基极，所述第1晶体管的发射极端子连接到正电源上，将所述第1晶体管的集电极端子连接到运算放大器的反相输入端子上，从而构成缓冲放大器，将所述监视器元件和所述发光元件的一个电极连接于恒定电位电源上，将所述监视器元件的另一电极连接到缓冲放大器上，设所述监视器元件的另一电极的电位与通过放大器后输出的电位相同，将所述输出的电位经所述第2晶体管施加到发光元件的另一电极上。
2. —种装置，其特征在于具有监视器元件、向所述监视器元件提供电流的电流源、保持所 述监视器元件的两极间电压的电容元件、将所述电容元件与所述电流 源的连接切换为接通状态与断开状态的第1开关、将所述电流源与所 述监视器元件的连接切换为接通状态与断开状态的第2开关、运算放 大器、放大运算放大器的输出之第1晶体管、发光元件、和驱动所述 发光元件的第2晶体管，通过将所述运算放大器的输出端子连接到所述第1晶体管的基 极，所述第1晶体管的发射极端子连接到正电源上，将所述第1晶体 管的集电极端子连接到运算放大器的反相输入端子上，从而构成緩冲 放大器，所述监视器元件和所述发光元件的一个电极连接到恒定电位电 源上，当所述第l开关和第2开关处于接通状态时，将所述监视器元 件的另一电极连接到緩冲放大器上，设所述监视器元件的另一电极的 电位与通过放大器后输出的电位相同，将所述输出的电位施加到发光 元件的另一电极上，当所述第1开关和第2开关处于断开状态时，所 述电容元件保持将所述第l开关和所述第2开关变为断开状态瞬间的 所述监视器元件的另一电极的电位，将所述电容元件保持的所述监视 器元件的所述另一电位施加到所述緩沖放大器上，设所述监视器元件的另一电极的电位与通过放大器后输出的电位相同，将所述输出的电位经所述第2晶体管施加到发光元件的另一电极上。
3. —种电子设备，其特征在于在显示部中具有权利要求1至2 中任一项所述的装置。
4. 根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于 所述电子设备是从便携信息终端、照相机、计算机或电视中选择的一种。
5. —种装置的驱动方法，其特征在于所迷装置具有监视器元件、向所述监视器元件提供电流的电流 源、运算放大器、放大运算放大器的输出的第l晶体管、发光元件、 和驱动所述发光元件的第2晶体管，将所述运算放大器的输出端子连 接到所述第1晶体管的基极上，所述第1晶体管的发射极端子连接于 正电源上，将所述第1晶体管的集电极端子连接到运算放大器的反相 输入端子上，从而构成緩冲放大器，将所述监视器元件和所述发光元件的一个电极连接到恒定电位 电源上，将所述监视器元件的另一电极连接到緩冲放大器上，设所述 监视器元件的另一电极的电位与通过放大器后输出的电位相同，将所 述输出的电位经所述第2晶体管施加到发光元件的另一电极上。
6. —种装置的驱动方法，其特征在于所述装置具有监视器元件、向所述监视器元件提供电流的电流 源、保持所述监视器元件的两极间电压的电容元件、将所述电容元件 与所述电流源的连接切换为接通状态与断开状态的第1开关、将所述 电流源与所述监视器元件的连接切换为接通状态与断开状态的第2 开关、运算放大器、放大运算放大器的输出的第1晶体管、发光元件、 和驱动所述发光元件的第2晶体管，通过将所述运算放大器的输出端子连接到所述第1晶体管的基 极上，所述第1晶体管的发射极端子连接到正电源上，将所述第1晶 体管的集电极端子连接到运算放大器的反相输入端子上，从而构成緩 冲放大器，将所述监视器元件和所述发光元件的一个电极连接到恒定电位 电源上，当所述第l开关和第2开关处于接通状态时，将所述监视器 元件的另一电极连接到緩冲放大器上，设所述监视器元件的另一电极的电位与通过放大器后输出的电位相同，将所述输出的电位施加到发光元件的另一电极上，当所述第l开关和第2开关处于断开状态时， 所述电容元件保持将所述第l开关和所述笫2开关变为断开状态瞬间 的所述监视器元件的另一电位，将所述电容元件保持的所述监视器元 件的所述另一电位施加到所述緩冲放大器上，设所述监视器元件的另 一电极的电位与通过放大器后输出的电位相同，将所述输出的电位经 所述第2晶体管施加到发光元件的另一电极上。
全文摘要
本发明提供装置、电子设备及装置的驱动方法。取决于发光元件的特性，当环境温度变化或发生经时变化时，亮度会产生差异。本发明的目的在于提供一种显示装置，抑制环境温度的变化与经时变化所引起的、发光元件的电流值变动所造成的影响。具有将由多个晶体管构成的像素配置成矩阵状的像素部的第1基板包括提供图像信号的源极驱动器、选择像素的栅极驱动器、电源电路、和补偿发光元件的特性变动的补偿电路。第1基板经连接布线与第2基板连接，第2基板具有控制器、和视频存储器。控制器根据从CPU等外部输入的图像数据，根据需要使用视频存储器，制作出能以显示装置显示所需的信号。
文档编号G09G3/32GK101593487SQ20091013892
公开日2009年12月2日 申请日期2005年12月6日 优先权日2004年12月6日
发明者山崎舜平, 木村肇, 福本良太, 纳光明 申请人:株式会社半导体能源研究所