显示设备的制作方法

文档序号:2568786阅读:125来源:国知局
专利名称:显示设备的制作方法
技术领域
本发明涉及具有被l是供了电光元件(也称为显示元件或发光元件)的像
素电路(也称为像素)的显示设备,且具体地涉及如下显示设备该显示设 备具有根据驱动信号的量值而在亮度上改变的电流驱动型的电光元件作为显 示元件,且具有在每个像素电路中的有源元件,其中由该有源元件以像素为 单位进行显示驱动。
背景技术
存在显示设备,该显示设备使用如下电光元件作为像素的显示元件该 电光元件根据被施加到该电光元件的电压或流过电光元件的电流而在亮度上 改变。例如,液晶显示元件是根据被施加到电光元件的电压而在亮度上改变 的电光元件的典型例子,且有机电致发光(以后称为有机EL)元件(有机发 光二极管(OLED))是根据流过电光元件的电流而在亮度上改变的电光元件 的典型例子。使用后者有机EL元件的有机EL显示设备是使用自发光电光元 件作为像素的显示元件的所谓自发光显示设备(emissive display device )。
有机EL元件包括通过在较低电极和较高电极之间层叠有机孔穴传输层 和有机发光层而形成的有机薄膜(有机层)。有机EL元件是利用在将电场施 加到有机薄膜上时发生的发光现象的电光元件。通过控制流过有机EL元件 的电流的值来获得颜色等级(gradation)。
有机EL元件可以通过相对低的施加电压(例如IOV或更低)来驱动, 因此其消耗低的功率。另外,有机EL元件是自己发光的自发光元件,且因 此避免了对诸如在液晶显示设备中所需的背光的辅助发光组件的需要。因此, 有机EL元件使得在重量和厚度上减少。另外,有机EL元件具有很高的响应 速度(例如,几jjs等),以便在显示运动图像时不发生余像。因为有机EL 元件具有这些优点,因此近来活跃地研发使用有机EL元件作为电光元件的 平板发光显示设备。
使用电光元件的显示设备一 一 包括使用液晶显示元件的液晶显示设备和使用有机EL元件的有机EL显示设备在内一一可以采用简单(无源)矩阵系 统和有源矩阵系统作为显示设备的驱动系统。但是,当具有简单结构时,筒 单的矩阵型显示设备呈现出例如难以实现大型高清晰度显示设备的问题。
因此,近来活跃地研发了如下有源矩阵系统供应到像素内发光元件的 像素信号通过使用同样在像素内提供的有源元件一 一例如绝缘栅极场效应晶 体管(典型地,薄膜晶体管(TFT)) —一作为开关晶体管来控制。
当使得像素电路内的电光元件发光时,经由视频信号线被供应的输入图 像信号被开关晶体管(称为采样晶体管)捕获到被提供给驱动晶体管的栅极 端(控制输入端)的存储电容器(也称为像素电容)中,且对应于所捕获的 输入图像信号的驱动信号被供应到电光元件。
在使用液晶显示元件作为电光元件的液晶显示设备中,因为液晶显示设 备是电压驱动型的元件,因此由对应于被捕获到存储电容器中的输入图像信 号的电压信号本身来驱动液晶显示设备。另一方面,在使用诸如有机EL元 件等的电流驱动型元件作为电光元件的有机EL显示设备中,驱动晶体管将 对应于被捕获到存储电容器中的输入图像信号的驱动信号(电压信号)转换 为电流信号,且驱动电流被供应到有机EL元件等。
典型地为有才几EL元件的电流驱动型电光元件当驱动电流改变时在发光 亮度上改变。因此,为了使得电光元件以稳定亮度发光,重要的是向电光元 件供应稳定的驱动电流。例如,用于向有机EL元件供应驱动电流的驱动系 统可以被粗略地分类为恒流驱动系统和恒压驱动系统(都是公知的技术,因 此不在此给出公知文档)。
因为有机EL元件的电压电流特性具有陡峭的斜率,因此当进行恒压驱 动时,电压的轻微变化或元件特性的变化导致了电流的大变化,因此带来了 亮度的大变化。因此,通常使用其中驱动晶体管被使用在饱和区中的恒流驱 动。当然,即使通过恒流驱动,电流的改变也引起亮度的改变。但是,电流 的小变化仅导致亮度的小变化。
反过来说,即使通过恒流驱动系统,为了电光元件的发光亮度不变,重 要的是,根据输入图像信号而被写入存储电容器且由存储电容器保持的驱动 信号为恒定。例如,为了有机EL元件的发光亮度不变,重要的是,对应于 输入图像信号的驱动电流是恒定的。
但是,驱动电光元件的有源元件(驱动晶体管)的阈值电压和迁移率由于工艺(process)变化而变化。另外,诸如有机EL元件等的电光元件的特性随
这种变化即使在恒流驱动系统的情况下也影响了发光亮度。
因此,正在研究用于校正由各个像素电路内的用于驱动的有源元件和电
光元件的特性上的上述变化导致的亮度变化的各种机制,以均匀地控制在显
示设备的整个屏幕上的发光亮度。
例如,在日本专利特开No.2006-215213 (以后称为专利文件1)中描述
为有机EL元件的像素电路的机制具有阈值校正功能,其用于即使当存在
驱动晶体管的阈值电压的变化或长期改变时也保持驱动电流恒定;迁移率校
正功能,用于即使当存在驱动晶体管的迁移率的变化或随时间改变时也保持驱动电流恒定;以及自举(bootstrap)功能,用于即使当存在有机EL元件的电流-电压特性的随时间改变时也保持驱动电流恒定。
另一方面,当考虑低成本化时,考虑减少从被提供在像素阵列部分外围的各种扫描电路中引出的扫描线的数量,而不减少像素的数量。此时,分配
多列的像素给一条水平扫描线,或分配多行的像素给一条垂直扫描线,从而由多个像素共享从扫描电路输出的扫描信号。
当减少了在像素阵列部分中布置的扫描线的数量时,可以通过用于驱动每条扫描线的电路的成本来实现低成本化。此时,考虑采用减少提取配线段的数量而不减少像素的数量的机制,该机制在液晶显示设备中被提出。例如,把注意力投向水平扫描侧,考虑采用用于通过在多个像素之间共享信号线来实现成本减少的机制(例如,见日本专利特开No.2006-251322 (此后称为专利文件2))。
在专利文件2中描述的机制是如下系统其中,由相邻像素共享信号线,且通过向一个像素输入两个视频信号来重写视频信号。

发明内容
但是,在专利文件2中描述的机制不能被用在如下机制中该机制通过当驱动电流驱动型电光元件时在流动(pass)电流的同时进行信号写来进行迁移率校正。这是因为,当向驱动晶体管的栅极写入视频信号电压两次或更多次时,对第一视频信号进行迁移率校正,则不能正常地对第二次或之后被输入到驱动晶体管的栅极进行迁移率校正操作。
8在专利文件1中描述的机制需要用于供应用于校正的电势的配线、用于校正的开关晶体管,和用于开关的脉冲,该脉冲驱动该开关晶体管。在专利
文件1中描述的机制当包括了驱动晶体管和采样晶体管时使用了 5TR驱动配置,以至于因为具有大量垂直扫描线等而像素电路的配置复杂。像素电路的许多构成元件阻碍了显示设备更高清晰度的实现。因此,难以将5TR驱动配置应用于在诸如便携式设备(移动设备)等的小电子设备中使用的显示设备。
因此,期望开发一种简化像素电路并进一步减少扫描线数量的机制。此时,应该考虑防止在减少扫描线数量且简化像素电路的同时发生在5TR驱动配置时不发生的新问题。
考虑上述情形做出了本发明。首先,期望提供一种^^制,关注垂直扫描系统,允许在多个像素(即,多行)之间共享垂直扫描线和垂直扫描信号而不增加控制线的数量或控制信号。
另外,期望提供一种机制,使得能够通过简化像素电路来实现显示设备
的更高清晰度。另外,期望提供一种机制,可以在简化像素电路时抑制由于驱动晶体管和电光元件的特性的变化而导致的亮度改变。
为了在多个像素(即,多行)之间共享垂直扫描线,根据本发明的显示设备的一种形式包括以矩阵形式布置的像素电路,所述像素电路每个包括用于生成驱动电流的驱动晶体管、被连接到所述驱动晶体管的输出端的电光元件、用于维持对应于视频信号的信号幅度的信息的存储电容器、和用于将对应于所述信号幅度的信息写入所述存储电容器的第一采样晶体管和第二采样晶体管,所述第一采样晶体管和所述第二采样晶体管级联,基于由存储电容器维持的信息的驱动电流被生成且流过电光元件,由此电光元件发光。
该像素阵列部分还包括垂直扫描线,被连接到被配置用于生成用于垂直扫描所述像素电路的垂直扫描脉冲的垂直扫描部分;以及水平扫描线,被连接到被配置用于向所述像素电路(精确地,第一和第二采样晶体管)供应视频信号以便与在所述垂直扫描部分中的所述垂直扫描一致的水平扫描部分。
另外,所述垂直扫描部分至少具有被配置用于生成用于垂直扫描所述像素电路的写扫描脉冲并将对应于所述信号幅度的信息写入所述存储电容器的写扫描部分,且具有被连接到所述写扫描部分作为所述垂直扫描线的写扫描线,所述写扫描线每个被布置以便从所述写扫描部分向多行中的所述第一采样晶体管的控制输入端共同地供应用于垂直扫描的写驱动脉冲。另外,在共享所述写扫描线的所述多行的每组中,所述第二采样晶体管的控制输入端被 连接到所述垂直扫描线,以便从所述垂直扫描部分被供应了用于在与除本身 行所属的组之外的另 一组的各个不同行中的同种或不同种的垂直扫描的所述 垂直扫描脉冲。
也就是说,为了在多行之间共享垂直扫描系统的扫描线和扫描信号,要 被共享的垂直扫描线被操纵为写扫描线,且首先采样晶体管^1形成为所谓两 级连接配置的双栅极结构。然后,对于第一采样晶体管,要被共享的写扫描 线被共同地连接到多行的各个第 一采样晶体管的输入控制端,以便在多行之 间共享。
另 一方面,第二采样晶体管被连接到除了本身行所属的共享组以外的另 一组的各个不同行的同种或不同种的垂直扫描线,以便通过组合第一采样晶 体管和第二采样晶体管来向驱动晶体管的控制输入端供应视频信号,以便与
每行的普通垂直扫描一致。顺带提及,"不同种"并不意味着,被连接到该组 内的第二采样晶体管的控制输入端的所有垂直扫描线都是不同种的,而意味 着,在该组内的各个第二采样晶体管的控制输入端被连接到至少两种垂直扫 描线。
根据此,在水平扫描部分侧上,对于共享写扫描线的多行的每组,对于
每行的视频信号被顺序地改变并被供应到像素电路,以便与在垂直扫描部分
中的垂直扫描一致。在垂直扫描部分侧上,设置同种或不同种的垂直扫描脉
冲,以便由写驱动脉冲垂直地扫描第一采样晶体管,且在共享写扫描脉冲的
组内,在如下总显示处理时段中,通过依次使得第二采样晶体管之一导通以
便与第一采样晶体管的导通一致,来依次进行显示处理,该总显示处理时段 是从共享行之一的显示处理时段的开始到所有行的显示处理的完成。
"显示处理"意味着关于在发光时段中的图像显示的处理。该显示处理 包括例如用于在存储电容器中维持对应于视频信号的信号幅度的信息的信号 写处理、用于使得存储电容器维持对应于驱动晶体管的阈值电压的电压的阈 值校正处理、和用于阈值校正处理的准备处理、以及用于抑制驱动电流对驱 动晶体管的迁移率的依赖的迁移率校正处理。顺带提及,在不需要使得第二 采样晶体管依次导通的时间段中,垂直扫描部分设置垂直扫描脉冲,以便通 过使得第一和第二采样晶体管两者导通来如常地进行显示处理(例如,阈值
校正处理和用于阈值校正处理的准备处理对应于显示处理)。根据本发明的一种形式,采样晶体管被形成为双栅极结构,且要被共享 的写扫描线被分配为用于控制第一采样晶体管的垂直扫描线,从而由多行的 像素电路共享一个写扫描线。另一方面,作为用于控制第二采样晶体管的垂 直扫描线,分配除了自身行所属的共享组以外的另一组的各个不同行的同种 或不同种现有垂直扫描线。
因此,可以通过在多行的像素电路之间共享垂直扫描线的写扫描线和经 由写扫描线被供应到像素电路的写驱动脉冲来实现成本减少,而不增加控制 线或控制信号的数量。


图1
的配置的概要的方块图2是示出根据本实施例的像素电路的第一比较例子的图3是示出根据本实施例的像素电路的第二比较例子的图4是辅助说明有机EL元件和驱动晶体管的工作点的图5A到5C是辅助说明有机EL元件和驱动晶体管的特性变化对驱动电
流的影响的图6是示出根据本实施例的像素电路的第三比较例子的图7是辅助说明根据基于图6所示第三比较例子的像素电路的第三比较 例子的驱动时序基本例子的时序图8A是示出形成图1所示的有机EL显示设备的根据本实施例的像素电 路的第四比较例子的图8B是辅助说明根据基于第四比较例子的像素电路的第四比较例子的 驱动时序的时序图8C是辅助说明根据第五比较例子的驱动时序的时序图9A是示出根据第 一 实施例的有机EL显示设备的各个扫描线和像素电 路连接关系的总体概要的图9B是示出根据第一实施例的像素电路和扫描线的连接关系的细节的
图9C是辅助说明才艮据第 一 实施例的驱动时序的时序图10A是示出根据第二实施例的有机EL显示设备的各个扫描线和像素电路的连接关系的总体概要的图10B是辅助说明根据第二实施例的驱动时序的时序图11A是示出根据第三实施例的有机EL显示设备的各个扫描线和像素
电路的连接关系的总体概要的图11B是辅助说明根据第三实施例的驱动时序的时序图12A是示出根据第四实施例的有机EL显示设备的各个扫描线和像素
电路的连接关系的总体概要的图12B是辅助说明根据第四实施例的驱动时序的时序图(1);以及 图12C是辅助说明根据第四实施例的驱动时序的时序图(2)。
具体实施例方式
以下将参考附图详细描述本发明的优选实施例。 <显示设备的总体概要>
的配置的概要的方块图。将通过采用如下情况作为例子来描述本实施例其 中本发明被应用于使用例如有机EL元件作为像素的显示元件(电光元件或 发光元件)且使用多晶硅薄膜晶体管(TFT)作为有源元件的有源矩阵型有 机EL显示器(此后称为"有机EL显示设备,,),且其中,在形成了薄膜晶体 管的半导体基板上形成有机EL元件。这种有机EL显示设备被用作使用诸如 半导体存储器、迷你盘(MD)、卡带等的记录介质的便携式音乐播放器和其 他电子设备的显示部分。
顺带提及,虽然以下通过采用有机EL元件作为像素的显示元件的例子 来进行具体描述,但有机EL源仅是例子,且所关心的显示元件不局限于有 机EL元件。稍后描述的所有实施例类似地应用于通过被电流驱动而普遍发 光的所有显示元件。
如图l所示,有机EL显示设备1包括显示面板部分IOO,其中布置了 具有有机EL元件(未示出)作为多个显示元件的像素电路(也称为像素)P, 以便形成具有模式比率X: Y(例如9: 16 )作为显示纵横比的有效视频区域; 驱动信号生成部分200,作为发出用于驱动和控制显示面板部分100的各种 脉冲信号的面板控制部分的例子;以及视频信号处理部分300。驱动信号生 成部分200和视频信号处理部分300被包括在单个芯片上的IC (集成电路)中。
例如,面板型显示设备的整体通常由以下组成像素阵列部分102,其 中,以矩阵形式布置了形成像素电路的元件诸如TFT和电光元件;控制部分 109,具有作为主要部分的扫描部分(水平驱动部分和垂直驱动部分),被安 置在像素阵列部分102外围且被连接到用于驱动每个^^素电路P的扫描线; 以及驱动信号生成部分200和视频信号处理部分300,其生成用于操作控制 部分109的各种信号。
另一方面,虽然具有在同一基板101 (玻璃基板)上的像素阵列部分102 和控制部分109的显示面板部分100与驱动信号生成部分200和3见频信号处 理部分300分离,如图l所示,但产品形式绝不限于为如下模块(组成部件) 形式的有机EL显示设备1的提供该模块具有显示面板部分100、驱动信号 生成部分200和视频信号处理部分300的全部。可以在显示面板部分100中 包括像素阵列部分102,并仅提供显示面板部分IOO作为有机EL显示设备1。 在该情况下,在与仅由显示面板部分100形成的有机EL显示设备1分离的 基板(例如,柔性基板)上,安装诸如控制部分109、驱动信号生成部分200、 和视频信号处理部分300的外围电路(其形式将被称为外围电路面板外布置 配置)。
在面板上布置配置一一其中通过在同一基板101上安装像素阵列部分 102和控制部分109来形成显示面板部分100 — 一的情况下,可以采用其中在 形成像素阵列部分102的TFT的工艺同时形成用于控制部分109 (如需要, 和驱动信号生成部分200和视频信号处理部分300)的每个TFT的机制(称 为TFT集成配置),或者可以采用下述机制(称为COG安装配置),通过COG (Chip On Glass,玻璃上芯片)安装技术,在其上安装了像素阵列部分102 的基板101上直接安装用于控制部分109 (如需要,和驱动信号生成部分200 和视频信号处理部分300)的半导体芯片。
显示面板部分100包括例如像素阵列部分102,其中,以n行xn列的 矩阵形式布置像素电路P;垂直驱动单元103,作为被配置用于在垂直方向上 扫描像素电路P的垂直扫描部分的例子;水平驱动部分(也称为水平选择器 或数据线驱动部分)106,作为被配置用于在水平方向上扫描像素电路P的水 平扫描部分的例子;以及端子部分(衬垫(pad)部分)108,用于外部连接, 其中以集成方式在基板101上形成像素阵列部分102、垂直驱动单元103、水平驱动部分106、和端子部分108。也就是说,在与像素阵列部分102相同的 基板101上形成诸如垂直驱动单元103和水平驱动部分106的外围驱动电路。
垂直驱动单元103包括例如写扫描部分(写扫描器WS; Write Scan写 扫描)104和用作具有供电能力的电源扫描器的驱动扫描部分(驱动扫描器 DS; Drive Scan驱动扫描)。垂直驱动单元103和水平驱动部分106形成纟皮配 置用于控制信号电势对存储电容器的写、阈值校正操作、迁移率校正操作、 和自举操作的控制部分109。
虽然示出了垂直驱动单元103和对应的扫描线的配置以便用于像素电路 P是根据稍后描述的本实施例的2TR配置的情况,但可以取决于像素电路P 的配置而提供其它扫描部分。
作为示例,由写扫描部分104和驱动扫描部分105在图1所示的水平方 向上/人一侧或两侧驱动<象素阵列部分102,且由水平驱动部分106在图1所 示的垂直方向上乂人一侧或两侧驱动^^素阵列部分102。
端子部分108被供应了来自被安置在有机EL显示设备1外面的驱动信 号生成部分200的各种脉冲信号。另外,端子部分108-陂类似地供应了来自 视频信号处理部分300的视频信号Vsig。当支持彩色显示时,供应用于各个 颜色(在该例子中三原色R(红)、G(绿)、和B (蓝))的视频信号Vsig_R、 Vsig一G、和Vsig一B。
例如,供应诸如作为在垂直方向上的写开始脉沖的例子的偏移开始脉冲 SPDS和SPWS和垂直扫描时钟CKDS和CKWS的必要脉沖信号作为用于垂 直驱动的脉冲信号。另外,供应诸如作为在水平方向上的写开始脉冲的例子 的水平开始脉沖SPH和水平扫描时钟CKH的必要脉沖信号,作为用于水平 驱动的脉沖信号。
端子部分108的每个端经由配线199被连接到垂直驱动单元103和水平 驱动部分106。例如,如需要,通过图中未示出的电平移位器(shifter)部分来 在电压电平上内部调整被供应给端子部分108的各个脉冲,且然后经由緩冲 器将其供应到垂直驱动单元103和水平驱动部分106的各个部分。
虽然图中未示出(稍后描述细节),但像素阵列部分102具有如下构成 其中,以矩阵形式二维地布置具有被提供给作为显示元件的有机EL元件的 像素晶体管的像素电路p,对于像素布置的每行布置垂直扫描线,且对于像
素布置的每列布置信号线(水平扫描线的例子)。
14例如,.在像素阵列部分102中形成在垂直扫描侧上的每个扫描线(垂直 扫描线写扫描线104WS和电源线105DSL)和在水平扫描侧上作为扫描线 的视频信号线(数据线)(水平扫描线)。在垂直扫描和水平扫描的各个扫描 线的交叉处形成图中未示出的有机EL元件和用于驱动该有机EL元件的薄膜 晶体管(TFT)。通过结合有机EL元件和薄膜晶体管来形成像素电路P。
具体地,在以矩阵形式布置的像素电路P的各个像素行中,布置n行的 写扫描线104WS—1到104WS—n和n行的电源线105DSL—1到105DSL—n,其 中,上述写扫描线由写扫描部分104通过写驱动脉沖WS来驱动,且上述电 源线由驱动扫描部分105通过电源驱动脉冲DSL来驱动。
写扫描部分104和驱动扫描部分105基于用于垂直驱动系统的脉沖信号 (该信号从驱动信号生成部分200供应),经由写扫描线104WS和电源线 105DSL来顺序地选择各个^f象素电路P。水平驱动部分106基于用于水平驱动 系统的脉冲信号(该信号从驱动信号生成部分200供应),经由视频信号线 106HS采样视频信号Vsig的预定电势,并将预定电势写到所选像素电路P的 存储电容器。
根据本实施例的有机EL显示设备1能够进行线顺序驱动、帧顺序驱动 或其它系统的驱动。例如,垂直驱动单元103的写扫描部分104和驱动扫描 部分105以4亍为单位扫描{象素阵列部分102,并与此同步,垂直驱动部分106 同时向像素阵列部分102写入用于一条水平线的图像信号。
水平驱动部分106包括例如驱动器电路,该驱动器电路用于同时接通图 中未示出的开关,该开关被提供在所有列的视频信号线106HS上。水平驱动 部分106同时接通图中未示出的开关,这些开关被提供在所有列的视频信号 线106HS上,以同时将从-阮频信号处理部分300输入的图#>信号写入由垂直 驱动单元103选择的行的线中的所有像素电路P。因此,经由驱动器电路将 视频信号Vsig (水平扫描信号的例子)供应到水平扫描线(视频信号线 106HS )。
通过逻辑门(包括锁存器)和驱动器电路的组合来形成垂直驱动单元103 的各个部分。由逻辑门以行为单位选择像素阵列部分102的像素电路P,且 经由驱动器电路向垂直扫描线供应垂直扫描信号。顺带提及,虽然图1示出 了仅在像素阵列部分102的一侧上安置了垂直驱动单元103的配置,但可以 采用如下配置在左侧和右侧上都安置垂直驱动单元103,同时在左侧和右侧之间插入像素阵列部分102。类似地,虽然图1示出了仅在像素阵列部分 102的一侧上安置水平驱动部分106的配置,但可以采用如下配置在上侧 和下侧上都安置水平驱动部分106,同时在上侧和下侧之间插入像素阵列部 分102。
如从垂直驱动单元103 (写扫描部分104和驱动扫描部分105 )、水平驱 动部分106、垂直扫描线(写扫描线104WS和电源线105DSL)、和水平扫描 线(视频信号线106HS)的连接模式中理解的,扫描线需要向像素阵列部分 102的每个像素电路P供应扫描信号。在简单的机制中,当像素电路P的数 量增加时,扫描线的数量相应地增加,且用于驱动扫描线的驱动器电路也增 加。虽然图1为了方便示出了其中对于每行和每列布置扫描线的形式,但稍 后描述的根据本实施例的机制在维持像素数量的同时减少了扫描线(具体地, 写扫描线104WS)的数量。
<<象素电^各>
图2是示出形成图1所示有机EL显示设备1的根据本实施例的像素电 路P的第一比较例子的图。顺带提及,图2也示出了在显示面板部分100的 基板101上的像素电路P的外围部分中安置的垂直驱动单元103和水平驱动 部分106。图3是示出根据本实施例的像素电路P的第二比较例子的图。顺 带提及,图3也示出了在显示面板部分100的基板101上的像素电路P的外 围部分中安置的垂直驱动单元103和水平驱动部分106。图4是辅助说明有 机EL元件和驱动晶体管的工作点(operating point)的图。图5A到5C是辅助 说明有机EL元件和驱动晶体管的特性变化对驱动电流Ids的影响的图。
图6是示出根据本实施例的像素电路P的第三比较例子的图。顺带提及, 图6也示出了在显示面板部分100的基板101上的像素电路P的外围部分中 安置的垂直驱动单元103和水平驱动部分106。稍后描述的#4居本实施例的 像素电路P中的EL驱动电路是基于根据第三比较例子的包括至少存储电容 器120和驱动晶体管121的EL驱动电路。在该意义上,可以确实地说,根 据第三比较例子的像素电路P在效果上具有与根据本实施例的像素电路P中 的EL驱动电路相同的电路结构。
<比较例子的像素电路第一例子>
如图2所示,根据第一比较例子的像素电路P基本上被定义为,由P型 薄膜场效应晶体管(TFT)来形成驱动晶体管。另外,根据第一比较例子的像素电路P采用除了驱动晶体管以外还使用用于扫描的两个晶体管的3Tr驱
动配置。
具体地,根据第一比较例子的像素电路P包括p型驱动晶体管121、被 供应了有源(active)L驱动脉冲的p型发光控制晶体管122、被供应了有源H 驱动脉冲的n型晶体管125、作为通过被输送了电流而发光的电光元件(发 光元件)的例子的有机EL元件127、和存储电容器(也称为像素电容)120。 顺带提及,最简单的电路可以使用移除了发光控制晶体管122的2Tr驱动配 置。在该情况下,有机EL显示设备1使用移除了驱动扫描部分105的配置。
驱动晶体管121向有机EL元件127供应了与被供应给作为驱动晶体管 121的控制输入端的冲册极端的电势对应的驱动电流。有机EL元件127通常具 有整流属性,且因此由二极管的符号来表示。顺带提及,有机EL元件127 具有寄生电容Cel。在图2中,与有机EL元件127并行地示出寄生电容Ce1。.
采样晶体管125是在驱动晶体管121的栅极端(控制输入端)的侧上安 置的开关晶体管。发光控制晶体管122也是开关晶体管。顺带提及,通常, 可以用被供应了有源L驱动脉冲的p型来替换该采样晶体管125。可以用被 供应了有源H驱动脉沖的n型来替换该发光控制晶体管122。
在垂直驱动侧上的扫描线104WS和105DS与作为在水平扫描侧上的扫 描线的视频信号线106HS的交叉处安置像素电路P。来自写扫描部分104的 写扫描线104WS被连接到采样晶体管125的栅极端。来自驱动扫描部分105 的驱动扫描线105DS被连接到发光控制晶体管122的栅极端。
采样晶体管125具有源极端S作为被连接到视频信号线106HS的信号输 入端1,且具有漏极端D作为被连接到驱动晶体管121的栅极端G的信号输 出端。在采样晶体管125的漏极端D和驱动晶体管121的栅极端G之间的连 接点与第二电源电势Vc2(这是例如正电源电压,且可以与第一电源电势Vcl 相同)之间安置存储电容器120。如在括号中所示的,采样晶体管125的源 极端S和漏极端D可以相互交换,以便漏极端D被连接到视频信号线106HS 作为信号输入端,且源极端S被连接到驱动晶体管121的栅极端G作为信号 输出端。
驱动晶体管121、发光控制晶体管122和有机EL元件127以此顺序在第 一电源电势Vcl (例如,正电源电压)和作为参考电势的例子的地电势GND 之间彼此串联。具体地,驱动晶体管121具有被连接到第一电源电势Vcl的
17源极端S,且具有被连接到发光控制晶体管122的源极端S的漏极端D。发 光控制晶体管122的漏极端D被连接到有机EL元件127的阳极端A。有机 EL元件127的阴极端K被连接到对所有像素公共的阴极公共配线127K。例 如,阴极公共配线127K被设置为地电势GND。在该情况下,阴极电势Vcath 也是地电势GND。
顺带提及,作为更简单的配置,最简单的电路可以使用通过在图2所示 的像素电路P的配置中移除发光控制晶体管122而形成的2Tr驱动配置。在 该情况下,有机EL显示设备1使用从其移除了驱动扫描部分105的配置。
在图2所示的3Tr驱动和图中未示出的2Tr驱动的任何一个中,由于有 机EL元件127是电流发光元件,因此通过控制流过有机EL元件127的电流 的量来获得颜色等级。如此,通过改变被施加到驱动晶体管121的栅极端的 电压从而改变由存储电容器120保持的栅极-源极电压Vgs来控制流过有机 EL元件127的电流的量。此时,从;現频信号线106HS供应的4见频信号Vsig 的电势是信号电势。顺带提及,假设指示等级(gradation)的信号幅度是A Vin。
当通过从写扫描部分104向写扫描线104WS供应有源H写驱动脉冲WS 来把写扫描线104WS设置在选择状态,且从水平驱动部分106向视频信号线 106HS供应信号电势时,n型晶体管125导通,信号电势变为驱动晶体管121 的栅极端的电势,且对应于信号幅度AVin的信息被写入存储电容器120。流 过驱动晶体管121和有机EL元件127的电流具有对应于驱动晶体管121的 ^t极-源极电压Vgs的值,该栅极-源极电压Vgs由存储电容器120保持,且 有机EL元件127持续以对应于该电流的值的亮度发光。通过选择写扫描线 104WS来将被供应给视频信号线106HS的视频信号Vsig发送到像素电路P 内部的操作被称为"写,,或"采样"。 一旦写入了信号,有机EL元件127持 续以固定亮度发光直到下一次重写信号。
在根据第一比较例子的像素电路P中,通过根据信号幅度AVin改变被 供应给驱动晶体管121的栅极端的所施加的电压来控制流过有机EL元件127 的电流的值。此时,p型驱动晶体管121的源极端被连接到第一电源电势Vcl, 且驱动晶体管121典型地在饱和区中操作。
<比较例子的像素电路第二例子>
以下将描述根据图3所示的第二比较例子的像素电路P作为在描述根据本实施例的像素电路P的特性时的比较例子。根据第二比较例子的像素电路
P(如通过稍后描述的本实施例一样)基本上被定义为,通过n型薄膜场效应 晶体管来形成驱动晶体管。当每个晶体管可以被形成为n型而不是p型时, 可以在晶体管生产时使用现有的无定形硅(a-Si)工艺。从而,晶体管基板可 以在成本上减少。预见到这种构造的像素电路P的发展。
根据第二比较例子的像素电路p基本上与稍后要描述的本实施例的相同 点在于由n型薄膜场效应晶体管来形成驱动晶体管。但是,根据第二比较 例子的像素电路P没有配备用于防止有机EL元件127和驱动晶体管121的 特性变化(变化和随时间改变)对驱动电流Ids的影响的驱动信号恒定实现 电路。
具体地,通过简单地用n型驱动晶体管121来替换在根据第一比较例子 的像素电路P中的p型驱动晶体管121并在驱动晶体管121的源极端侧上布 置发光控制晶体管122和有机EL元件127来形成根据第二比较例子的像素 电路P。顺带提及,也由n型来替换发光控制晶体管122。当然,最简单的电 路可以使用移除了发光控制晶体管122的2Tr驱动配置。
在根据第二比较例子的像素电路p中,不考虑是否提供了发光控制晶体
管,当驱动有机EL元件127时,驱动晶体管121的漏极端侧被连接到第一 电源电势Vcl,且驱动晶体管121的源极端被连接到有机EL元件127的阳极 端侧,从而作为整体形成源从动器(source follower)电路。 <与电光元件的Iel-Vd特性的关系>
通常,如图4所示,在饱和区中驱动该驱动晶体管121,在该饱和区中, 驱动电流Ids是无关于栅极-源极电压而恒定的。.因此,设Ids为在工作在饱 和区中的晶体管的漏极端和源极之间流动的电流,p为迁移率,W为沟道宽 度(栅极宽度),L为沟道长度(栅极长度),Cox为栅极电容(每单位面积 的栅极氧化膜电容),且Vth为晶体管的阈值电压,则驱动晶体管121是具有 如以下公式(1)所示的值的恒流源。顺带提及,"a"表示幂。从公式(1) 可清楚知道,由栅极-源极电压Vgs控制在饱和区中的晶体管的漏极电流Ids, 且驱动晶体管121工作为恒流源。 Ids = + 〃 { Cox (Vgs — Vth广2 (u
但是,包括有机EL元件的电流驱动型发光元件的I-V特性通常如图5A 所示随着时间的流逝而改变。在典型为图5A所示的有机EL元件的电流驱动型发光元件的电流-电压(Iel-Vel)特性中,如实线所示的曲线指示在初始状 态时的特性,且如虚线所示的驱动指示在长期改变之后的特性。
例如,当发光电流Iel流过作为发光元件的例子的有机EL元件127时, 在有机EL元件127的阳极和阴极之间的电压是唯一地确定的。但是,如图 5A所示,在发光期间,由驱动晶体管121的漏极-源极电流Ids (=驱动电流 Ids)所确定的发光电流Iel流过有机EL元件127的阳极端,且从而升高了对 应于有机EL元件127的阳极-阴极电压Vel的量。
在根据图2所示的第一比较例子的像素电路P中,在驱动晶体管121的 漏极端侧上出现对应于有机EL元件127的阳极-阴极电压Vel的升高的效果。 但是,由于驱动晶体管121通过工作在饱和区来进行恒流驱动,因此恒定的 电流Ids流过有机EL元件127,且即使当有机EL元件127的Iel-Vel特性改 变时也不在有机EL元件127的发光亮度中发生长期改变。
在如图2所示的连接模式中的像素电路P (该像素电路包括驱动晶体管 121、发光控制晶体管122、存储电容器120和采样晶体管125)的配置具有 在其中形成的驱动信号恒定实现电路,其用于通过校正作为电光元件例子的 有机EL元件127的电流-电压特性的改变来保持驱动电流恒定。也就是说, 当由视频信号Vsig来驱动像素电路P时,p型驱动晶体管121的源极端被连 接到第一电源电势Vcl,且p型驱动晶体管121被设计为一直工作在饱和区 中。因此,p型驱动晶体管121是具有如公式(1)所示的值的恒流源。
在根据第一比较例子的像素电路P中,驱动晶体管121的漏极端的电压 随有机EL元件127的Iel-Vel特性的随时间改变而改变(图5A )。但是,因 为原则上由存储电容器120的自举功能来保持驱动晶体管121的栅极-源极电 压Vgs恒定,因此驱动晶体管121工作为恒流源。因此,恒定的电流量流过 有机EL元件127,且可以使得有机EL元件127以恒定亮度发光,从而发光 亮度不变。
也在根据第二比较例子的像素电路P中,由驱动晶体管121和有机EL 元件127的工作点来确定驱动晶体管121的源极端的电势(源极电势Vs), 且在饱和区中驱动该驱动晶体管121。因此,驱动晶体管121输送驱动电流 Ids,该驱动电流Ids具有与对应于该工作点的源极电压的栅极-源极电压Vgs 相关的、上述公式(1)中定义的电流值。
但是,在通过将在根据第一比较例子的像素电路P中的p型驱动晶体管121改变为n型而形成的简单电路(根据第二比较例子的像素电路P)中,源 极端被连接到有机EL元件127的侧。因此,根据有机EL元件127的Iel-Vel 特性(该特性如上述图5A所示随时间的流逝而改变),对于相同的发光电流 Iel的阳极-阴极电压Vd从Veil改变为Vel2,从而改变了驱动晶体管121的 工作点,且即使当施加了相同的栅极电势Vg时驱动晶体管121的源极电势 Vs也改变。从而,改变了驱动晶体管121的栅极-源极电压Vgs。如从特性公 式(l)很清楚,当改变了栅极-源极电压Vgs时,即使当栅极电势Vg恒定时 驱动电流Ids也改变。由于该原因而导致的驱动电流Ids的变化表现为各个寸象 素电路P的发光亮度的变化或随时间改变,因此导致图像质量的恶化。另一方面,如稍后详细描述的,即使在使用n型驱动晶体管121的情况 下,用于实现使驱动晶体管121的栅极端的电势Vg与驱动晶体管121的源 极端的电势Vs的变化联锁的自举功能的电路配置和驱动时序可以改变栅极 电势,以便即使当有机EL源极127的阳极电势变化发生时也消除由于有才几 EL源极127的特性的随时间改变而导致的有机EL源极127的阳极电势的变 化(即,驱动晶体管121的源极电势的变化)。从而,可以保证屏幕亮度的均 匀性。自举功能可以改进校正典型为有机EL源极的电流驱动型发光源极的 随时间改变的能力。当然,当驱动晶体管121的源极电势Vs在发光电流Iel 在发光开始时开始流过有机EL源极127且于是阳极-阴极电压Vel升高直到 阳极-阴极电压Vel变稳定的过程中随阳极-阴极电压Vel的变化而变化时,该 自举功能工作。<与驱动晶体管的Vgs-Ids的关系>虽然驱动晶体管121的特性不被认为是在第一和第二比较例子中的特有 问题,但当驱动晶体管121的特性在每个像素中不同时,该特性影响了流过 驱动晶体管121的驱动电流Ids。作为例子,如从公式(1)中理解的,当迁 移率M或阈值电压Vth随时间的流逝而在像素之间变化或改变时,即使当栅 极-源极电压Vgs相同时,在流过驱动晶体管121的驱动电流Ids中也发生变 化或随时间改变,且因此有机EL元件127的发光亮度在各个像素中改变。例如,由于驱动晶体管121制造工艺的变化而在各个像素电路P中存在 诸如阈值电压Vth、迁移率等特性的改变。即使在驱动晶体管121在饱和区 中被驱动的情况下,即使当向驱动晶体管121供应相同的栅极电势时,由于 特性变化,漏极电流(驱动电流Ids)在各个像素电路P中也改变,漏极电流如上所述,当驱动晶体管121工作在饱和区中时,漏极电流Ids由特性 公式(1)表达。关注驱动晶体管121的阈值电压的变化,从特性公式(1) 很清楚,即使当栅极-源极电压Vgs恒定时,阈值电压Vth的变化也改变了漏 极电流Ids。另外,关注驱动晶体管121的迁移率的变化,从特性公式(l) 很清楚,即使当栅极-源极电压Vgs恒定时,迁移率ju的变化也改变了漏极电 流Ids。当由于阔值电压Vth或迁移率n的不同而发生了 Vgs-Ids特性上的大不同 时,即使当给定了相同的信号幅度AVin时,驱动电流Ids变化且发光亮度变 得不同。因而,不能获得屏幕亮度的均匀性。另一方面,用于实现阈值校正 功能和迁移率校正功能(稍后描述细节)的驱动时序可以抑制这些变化的影 响,并保证屏幕亮度的均匀性。在本实施例中所采用的阈值校正操作和迁移率校正操作中,当假设写增 益是l(理想值)时,在发光时的栅极-源极电压Vgs被设置以由"AVin + Vth -△V"来表达,从而漏极-源极电流Ids不依赖于阈值电压Vth的变化或改变, 且不依赖于迁移率P的变化或改变。因此,即使当阈值电压Vth或迁移率y 由于制造工艺或时间流逝而变化时,驱动电流Ids也不改变,从而有才几EL源 极127的发光亮度也不改变。在迁移率校正时,施加负反馈,以便对于高迁 移率jal增加迁移率校正参数AV1,而对于低迁移率n2降低迁移率校正参 数AV2。在这个意义上,迁移率校正参数AV也被称为负反馈量厶V。<比较例子的像素电路第三例子>根据图6所示的第三比较例子的像素电路P(根据本实施例的像素电路P 基于该电路)使用如下驱动系统,其在根据图3所示的第二比较例子的像素 电路P中并入了用于防止由于有机EL元件127的随时间改变而导致的驱动 电流变化的电路(自举电路),且该驱动系统防止由于驱动晶体管121的特性 的变化(阈值电压的变化和迁移率的变化)而导致的驱动电流的变化。如根据第二比较例子的像素电路p那样,根据第三比较例子的像素电路P使用n型驱动晶体管121。另外,根据第三比较例子的像素电路P被定义为 根据第三比较例子的像素电路P具有用于抑制由于有机EL元件随时间改变 而导致的流到有机EL元件的驱动电流Ids的变化的电路,即用于通过校正在 作为电光元件的有机EL元件的电流-电压特性的改变来保持驱动电流Ids恒定的驱动信号恒定实现电路。另外,根据第三比较例子的像素电路P被定义为根据第三比较例子的像素电路P具有即使当在有机EL元件的电流-电压 特性中发生随时间改变时也使得驱动电流恒定的功能。也就是说,根据第三比较例子的像素电路P被定义为根据第三比较例 子的像素电路P采用除了驱动晶体管121以外还使用用于扫描的一个开关晶 体管(采样晶体管125)的2TR驱动配置,且通过设置用于控制各个开关晶 体管的电源驱动脉沖DSL和写驱动脉WS的导通/截止时序(开关时序)来 防止有机EL元件127的随时间改变和驱动晶体管121特性的变化(例如, 阈值电压和迁移率的变化和改变)对驱动电流Ids的影响。2TR驱动配置以 及小数目的元件和小数目的电线段使得能够实现更高的清晰度。根据第三比较例子的像素电路P与图3所示的第二比较例子在配置上极 大地不同在于存储电容器120的连接模式被修改为形成自举电路一一这是 驱动信号恒定实现电路的例子一一作为用于防止由于有机EL元件127随时 间改变而导致的驱动电流变化的电路。作为抑制驱动晶体管121的特性变化 (例如,阈值电压和迁移率的变化和改变)对驱动电流Ids的影响的方法, 通过设计晶体管121和125的驱动时序进行对应处理。具体地,根据第三比较例子的像素电路P包括存储电容器120、 n型驱动 晶体管121、被提供了有源H (高)写驱动脉冲WS的n型晶体管125、和作 为通过祐:输送电流而发光的电光元件(发光元件)例子的有机EL元件127。存储电容器120被连接在驱动晶体管121的栅极端(节点ND122)和源 极端。驱动晶体管121的源极端被直接连接到有机EL元件127的阳极端。 存储电容器120还用作自举电容。如在第一比较例子和第二比较例子中,有 机EL元件127的阴极端被连接到对所有像素公共的阴极公共配线127K,且 被供应了阴极电势Vcath (例如,地电势GND )。驱动晶体管121的漏极端连接到来自用作电源扫描器的驱动扫描部分 105的电源线105DSL。电源线105DSL被定义为电源线105DSL本身具有 向驱动晶体管121供应电源的能力。具体地,驱动扫描部分105具有电源电压改变电路,用于选择对应于电 源电压的高电压侧上的第一电势Vcc和低电压侧上的第二电势Vss的每个, 并向驱动晶体管121的漏极端供应电势。假设,第二电势Vss足够低于在视频信号线106HS中的视频信号Vsig电势)。具体地,电源线105DSL的 低电势侧上的第二电势Vss被设置以便驱动晶体管121的栅极-源极电势Vgs (在栅极电势Vg和源极电势Vs之间的差)大于驱动晶体管121的阈值电压 Vth。顺带提及,偏移量电势Vofs被用于在阈值校正操作之前的初始化操作, 且还被用于对视频信号线106HS进行预充电。采样晶体管125具有被连接到来自写扫描部分104的写扫描线104WS的 栅极端,具有被连接到视频信号线106HS的漏极端,且具有被连接到驱动晶 体管121的栅极端(节点ND122)的源极端。采样晶体管125的栅极端被供 应了来自写扫描部分104的有源H写驱动脉沖WS。采样晶体管125可以处于源极端和漏极端彼此相互交换的连接模式中。 另外,耗尽型和增强型中的任何一个都可以被用作采样晶体管125。<像素电路的操作第三比较例子>图7是辅助说明根据基于图6所示的第三比较例子的像素电路P的第三 比较例子的驱动时序基本例子的时序图。图7示出了线顺序驱动的情况。图 7示出了在公共时间轴上的写扫描线104WS的电势改变、电源线105DSL的 电势改变和视频信号线106HS的电势改变。图7还示出了与这些电势改变并 行的一行(图中第一行)的驱动晶体管121的栅极电势Vg和源极电势Vs的 改变。根据图7所示的第三比较例子的驱动时序的思想也被应用于稍后描述的 本实施例。顺带提及,图7示出了用于实现在根据第三比较例子的像素电路 P的阈值校正功能、迁移率校正功能、和自举功能的基本例子。用于实现阈 值校正功能、迁移率校正功能、和自举功能的驱动时序不局限于图7所示的 模式,而可以进行各种修改。即使对于这些各种修改的驱动时序,也都可应 用稍后描述的每个实施例的机制。图7所示的驱动时序对应于线顺序驱动的情况。 一行的写驱动脉冲WS、 电源驱动脉冲DSL和视频信号线Vsig被处理为一组,且以行为单位独立地 控制信号的时序(具体地,相位关系)。当行改变时,时序被偏移了一个H(H 是水平扫描周期)。以下,为了便于描述和理解,除非另外指明,将通过假设写增益是l(理 想值),来筒要地描述在存储电容器120中的信号幅度AVin的信息的例如写、 保持或采样。当写增益小于l时,在存储电容器120中保持对应于信号幅度△ Vin的幅度且乘以增益的信息,而不是信号幅度AVin的幅度本身。顺带提及,对应于信号幅度AWn且被写入存储电容器120的信息的幅度 的比率被称为写增益Ginput。具体地,在就电路而言与存储电容器120并联 地安置且包括寄生电容的总电容C1以及通过电路与存储电容器120串联地安 置的总电容C2的电容串联电路中,写增益Ginput涉及当向电容串联电路供 应信号幅度AVin时被分布给电容Cl的充电量。当用公式表达时,令g = C1/(C1 + C2),写增益Ginput = C2/(C1 + C2) = 1 — C1/(C1 + C2) = 1 — g。以下, 在出现"g"的描述中考虑写增益。另外,为了便于描述和理解,除非另外指明,将々支设自举增益(bootstrap gain)是l (理想值),来筒要地进行描述。顺带提及,当存储电容器120被 安置在驱动晶体管121的栅极和源极之间时,栅极电势Vg的升高与源极电 势Vs的升高的比率被称为自举增益(自举操作能力)Gbst。自举增益Gbst 具体地涉及存储电容器120的电容值Cs、在驱动晶体管121的栅极和源极之 间形成的寄生电容C121gs的电容值Cgs、在驱动晶体管121的栅极和漏极之 间形成的寄生电容C121gd的电容值Cgd、和在采样晶体管125的栅极和源极 之间形成的寄生电容C125gs的电容值Cws。当由公式表达时,自举增益Gbst =(Cs + Cgs)/(Cs + Cgs + Cgd + Cws)。在根据第三比较例子的驱动时序中,在一个水平周期的前半中设置其中 视频信号Vsig处于偏移量电势Vofs的时段,该时段是无效时段(ineffective period),且在一个水平周期的后半中设置其中视频信号Vsig处于信号电势 Vin (= Vofs十AVin)的时段,该时段是有效时段。另外,在作为视频信号Vsig 的有效时段和无效时段的组合的每个水平周期中重复阈值校正操作多次(在 图7中的三次)。通过用参考元素"一."指示每次,来区分对于每次的在视频 信号Vsig的有效时^a和无效时^殳之间改变的时序(tl3V和tl5V)和在写驱 动脉沖WS的有源状态和无源状态之间改变的时序(tl3W和tl5W)。首先,在有机EL元件127的发光时段B中,电源线105DSL处于第一 电势Vcc,且采样晶体管125处于截止状态。此时,由于驱动晶体管121被 设置为在饱和区中操作,流过有机EL元件127的驱动电路Ids根据驱动晶体 管121的栅极源极电压Vgs中示出的值来呈现在公式(1)中示出的值。接下来,当不发光时段开始时,在第一放电时段C中,电源线105DSL 被改变到第二电势Vss。此时,当第二电势Vss小于有机EL元件127的阈值电压Vthd和阴极电势Vcath的总和时,即当"Vss < Vthel + Vcath"时,熄 灭有机EL元件127,且电源线105DSL在驱动晶体管121的源极侧上。此时, 有机EL元件127的阳极被充电到第二电势Vss。另外,在初始化时段D中,当视频信号线106HS被改变为偏移量电势 Vofs时导通采样晶体管125,以便驱动晶体管121的栅极电势被设置为偏移 量电势Vofs。此时,驱动晶体管121的栅极-源极电压Vgs呈现值"Vofs-Vss"。 除非"Vofs-Vss"大于驱动晶体管121的阈值电压Vth,否则可能不进行阈 值校正操作。因此需要"Vofs-Vss〉Vth"。当此后第一阈值电压校正时段E开始时,电源线105DSL被再次改变为 第一电势Vcc。通过将电源线105DSL (即,对驱动晶体管121的电源电压) 改变为第一电势Vcc,有机EL元件127的阳极变成驱动晶体管121的源极, 且驱动电流Ids从驱动晶体管121流出。由于用二极管和电容来表示有机EL 元件127的等效电路,因此令Vel为相对于有机EL元件127的阴极电势Vcath 的、有机EL元件127的阳极电势,只要"Vel^Vcath + Vthel",即只要有机 EL元件127的漏电流相当程度上地小于流过驱动晶体管121的电流,则驱动 晶体管121的驱动电流Ids被用于对存储电容器120和有机EL元件127的寄 生电容Cel进行充电。此时,有机EL元件127的阳极电压Vel随时间上升。在经过一定时间之后,采样晶体管125截止。此时,当驱动晶体管121 的栅极-源极电压Vgs大于阈值电压Vth时(即当未完成阈值校正时),驱动 晶体管121的驱动电流Ids继续流动,以便对存储电容器120充电,且驱动 晶体管121的栅极-源极电压Vgs上升。此时,向有机EL元件127施加反向 偏压,因此有机EL元件127不发光。另外,在第二阈值电压校正时段G中,当视频信号线106HS被再次改变 为偏移量电势Vofs时,采样晶体管125导通。从而,驱动晶体管121的栅极 电势被设置为偏移量电势Vofs,且再次开始阈值校正操作。由于重复该操作, 因此驱动晶体管121的栅极-源极电压Vgs最终程序为阈值电压的值Vth。此 时,"Vel = Vofs - Vth ^ Vcath + Vthel"。顺带提及,在根据第三比较例子的操作的例子中,以一个水平周期作为 处理循环(cycle ),重复阈值校正操作多次,以便通过重复地进行阈值校正操 作来保证存储电容器120维持了对应于驱动晶体管121的阈值电压Vth的电 压。但是,该重复操作不是必须的,而可以以一个水平周期作为处理循环来仅进行一次阈值校正操作。在完成了阈值校正操作之后,(在本例子中的第三阈值电压校正时段I之后),采样晶体管125截止,且写&迁移率校正准备周期J开始。当视频信号 线106HS被改变为信号电势Vin (= Vofs + AVin)时,采样晶体管125再次导通, 以开始采样时段&迁移率校正时段K。信号幅度AVin是对应于等级的值。当 由于采样晶体管125导通因此驱动晶体管121的栅才及电势变为信号电势Vin (-Vofs + AVin)时,驱动晶体管121的漏极端处于第一电势Vcc,且驱动电流 Ids流动,以便源极电势Vs随时间升高。在图7中,由AV来表示升高的量。此时,当电源电压Vs不超过有机EL元件127的阈值电压Vthel和阴极 电势Vcath的总和时,即,当有机EL元件127的漏电流相当小于流过驱动晶 体管121的电流时,驱动晶体管121的驱动电流Ids被用于对有机EL元件127 的存储电容器120和寄生电容Cel充电。在该时间点,完成了校正驱动晶体管121的阈值的操作,且因此由驱动 晶体管121输送的电流反映了迁移率ju。具体地,当迁移率jU高时,此时的 电流量大,且源极迅速地升高。另一方面,当迁移率n低时,电流的量小, 且源极緩慢地升高。因此,减少驱动晶体管121的栅极-源极电压Vgs,其反 映迁移率ju ,且驱动晶体管121的栅极-源极电压Vgs变为在经过一定时间之 后完全校正迁移率u的栅极-源极电压Vgs。之后,发光时段L开始。采样晶体管125截止以结束写,且允许有机EL 元件127发光。由于驱动晶体管121的栅极-源极电压Vgs由于存储电容器120 的自举效应而恒定,因此驱动晶体管121向有机EL元件127输送恒定电流 (驱动电流Ids )。有机EL元件127的阳极电势Vel升高到电压Vx,在该电 压Vx处,作为驱动电流Ids的电流流过有机EL元件127,以便有机EL元件 127发光。也在根据第三比较例子的像素电路P中,有机EL元件127的I-V特性随 发光时间变长而改变。因此,节点ND121的电势(即驱动晶体管121的源极 电势Vs)也改变。但是,由于通过存储电容器120的自举效应将驱动晶体管 121的栅极-源极电压Vgs维持在恒定值,因此流过有机EL元件127的电流 不改变。因此,即使当有机EL元件127的I-V特性劣化时,恒定电流(驱动 电流Ids )—直继续流过有机EL元件127,且有机EL元件127的亮度不改变。通过在表达Vgs,驱动电流Ids与栅极电压Vgs的关系可以被表达为公式(2-1 )。顺带提 及,当考虑写增益时,通过在公式(l)中用"(1-g)AVin-AV + Vth"替换 Vgs,驱动电流Ids与栅极电压Vgs的关系可以被表达为公式(2-2 )。在公式 (2-1)和公式(2-2)(统称为公式(2))中,k = (l/2)(W/L)Cox。Ids =k# (Vgs—Vth广2 = k〃 (AVin—AV广2…(2 — 1), (2) Ids =k〃 (Vgs—Vth) 2 = k〃 ((1 一g)AVin—AV)A2…(2 — 2)该公式(2)示出了消除了阈值电压Vth项,从而被供应给有机EL元件 127的驱动电流Ids不依赖于驱动晶体管121的阈值电压Vth。驱动电流Ids 基本上由信号幅度AVm(精确地,对应于信号幅度Vin的、由存储电容器120 维持的采样电压-Vgs)来确定。换句话说,有才几EL元件127以对应于信号 幅度AVin的亮度而发光。此时,用在源极电势Vs中的升高量AV来校正由存储电容器120维持的 信息。升高量AV精确地用于消除位于公式(2)的系数部分中的迁移率y的 影响。驱动晶体管121的迁移率ja的校正量AV被加到所写入存储电容器120 的信号。校正量AV的方向实际上是负方向。在这个意义上,升高量AV也 被称为迁移率校正参数△ V或负反馈量△ V。因为消除了驱动晶体管121的阈值电压Vth和迁移率p的变化,流过有 机EL元件127的驱动电流Ids在效果上仅与信号幅度AVin有关。由于驱动 电流Ids不依赖于阈值电压Vth和迁移率in ,因此即使当阈值电压Vth或迁 移率y由于制造工艺而变化或随时间流逝而改变时,在漏极和源极之间的驱 动电流Ids也不改变,/人而有4几EL元件127的发光亮度也不改变。另外,通过在驱动晶体管121的栅极和源极之间连接存储电容器120, 即使在使用n型驱动晶体管121的情况下,设置用于实现自举功能的电路配 置和驱动时序以便可以改变栅极电势Vg以便即使当发生有机EL元件127的 阳极电势的变化时也消除由于有机EL元件127的特性随时间改变而导致的 有机EL元件127的阳极电势的变化(即驱动晶体管121的源极电势的变化), 该自举功能使得驱动晶体管121的栅极端的电势Vg与驱动晶体管121的源 极端的电势Vs的变化联锁(interlock )。由此,减轻了有机EL元件127的特性随时间改变的影响,且可以保证屏 幕亮度的均匀性。在驱动晶体管121的栅极和源极之间的存储电容器120的自举功能可以改进校正典型为有机EL元件的电.流驱动型发光元件的随时间 变化的能力。当然,当驱动晶体管121的电源电势Vs在发光电流Iel在发光 开始时开始流过有机EL元件127且阳极-阴极电压Vel升高直到阳极-阴极电 压Vel变得稳定的过程中随阳极-阴极电压Ve〗的变化而变化时,自举功能也 操作。因此,根据基于第三比较例子的像素电路P (效果上如同才艮据稍后描述 的本实施例的像素电路P)和被配置用于驱动像素电路P的控制部分109的 驱动时序,即使当发生驱动晶体管121或有机EL元件127的特性的变化(变 化和随时间改变)时,也校正这些变化,从而防止在显示屏幕上出现变化的 影响。因此,可以进行不在亮度上改变的高质量图像显示。为了使阈值校正功能、信号写功能、迁移率校正功能和自举功能工作, 需要进行对于各种晶体管的信号的切换控制。例如,为了以如图7所示的驱 动时序控制根据图6所示的第三比较例子的像素电路P,需要进行采样晶体 管125的导通/截止控制、对于驱动晶体管121的电源供应在第一电势Vcc和 第二电势Vss之间的切换控制、和视频信号Vsig在偏移量电势Vofs和信号电 势Vin (= Vofs + AVin)之间的切换控制。需要扫描线来将i^些信号供应给像素 阵列部分102的每个像素电路P。当像素电路P的数量增加时,扫描线的数 量相应地增加。从该视点看,期望在维持像素数量的同时减少扫描线的数量 的才几制。当考虑基于根据上述第三比较例子的像素电路P减少成本时,首先考虑 减少从在像素阵列部分102的外围上提供的控制部分109 (写扫描部分104、 驱动扫描部分105和水平驱动部分106)引出的扫描线的数量,而不减少像 素的数量。当扫描线减少时,成本可以减少用于驱动这些扫描线的电路的成 本这么多。<比较例子的像素电路第四例子和第五例子>图8A是示出形成图1所示的有机EL显示设备1的根据本实施例的像素 电路P的第四比较例子的图。图8B是辅助说明根据基于第四比较例子的像 素电路P的第四比较例子的驱动时序的时序图。图8B表示线顺序驱动的情 况。图8B是辅助说明根据第五比较例子的驱动时序的时序图。图8B表示线 顺序驱动的情况。顺带提及,与四个像素(在第一行第一列中的P一l,l、在第 一行第二列中的p—1,2、在第二行第一列中的P_2,l、在第二行第二列中的29P—2,2) —起,图8A还示出了在显示面板部分100的基板101上的像素电路P的外围上安置的垂直驱动单元103和水平驱动部分106。第四比l交例子和第五比较例子是其中通过减少扫描线的数量而P争低成本的模式。
关注当要通过减少扫描线的数量来降低成本时的水平驱动部分106侧',考虑在多个像素之间共享视频信号线106HS。此时,考虑采用用于通过在液晶显示设备中的多个像素之间共享信号线来减少成本的机制。例如,考虑采用在专利文献2中描述的机制。
但是,虽然在专利文件2中描述的机制是由相邻像素共享信号线且通过向一个像素输入两个视频信号来重写视频信号的系统,且因此是用于当允许电流流动时不进行写的系统的有效手段,但是不可以简单地在第三比较例子中采用该机制,在该第三比较例子中,通过当驱动电流型电光元件时,在允许电流流动时进行信号写来进行迁移率校正。这是因为,当视频信号Vsig被输入到驱动晶体管121的栅极两次或更多次时,对第一视频信号Vsig进行迁移率校正,且对第二次和之后被输入到驱动晶体管121的栅极的视频信号Vsig可能不能正常进行迁移率校正操作。因此,可以说,对于根据第三比较例子的像素电路P,难以共享视频信号线106HS,因而存在成本减少方面的问题。
另一方面,关注垂直驱动单元103侧,考虑在多个像素之间共享写扫描线104WS和电源线105DSL。例如,当考虑在多个^^素之间共享写扫描线104WS时,考虑采用根据图8A所示的第四比较例子的配置。根据第四比较例子的配置表示由行系统通过公共线来选择信号采样的方法。具体地,示出了根据第四比较例子的配置,作为其中在两个线之间共享被供应给写扫描线
104WS的写驱动脉冲WS。首先,采样晶体管被改变为第一采样晶体管125和第二采样晶体管625的两级级联(cascaded)配置。简言之,采样晶体管被改变为双栅极结构。
当两级采样晶体管125和625都导通时,来自视频信号线106HS的视频信号Vsig (偏移量电势Vofs或信号电势Vofs+厶Vin)被供应给驱动晶体管121的栅极。因此,采样晶体管125和625进行AND.(逻辑乘)功能。因此,进行如下设置足够了 ,以便对于作为两个采样晶体管125和625的合成的阈值电压校正准备脉冲和阈值电压校正脉冲来导通在一组中所有行中的所有采样晶体管125和625,且以便对于信号写脉沖和迁移率校正脉冲,根据每个垂直扫描行来导通采样晶体管625。
例如,由来自写扫描部分104的写驱动脉冲WS来共同控制第一采样晶体管125的两个线(两行)。对于第二采样晶体管625,作为例子,第二采样晶体管625被划分到彼此相邻的奇数行和偶数行的两个系统,且使得采样控制线604SC—o和604SC—e在列之间公共,且分别地(individually)驱动它们。
因此,如图8A所示,为了分别地对于奇数线和偶数线来驱动采样控制线604SC_o和604SC—e,与写扫描部分104和驱动扫描部分105分离地提供控制电路604,该控制电路604具有用于通过采样控制信号SC_o来控制采样控制线604SC一o的驱动电路604—o和用于通过采样控制信号SC_e来控制采样控制线604SC一e的驱动电路604_e。
如在图8B所示的根据第四比较例子的时序图,对于在奇数列第二级中的采样晶体管625_o和625—e,针对奇数列和偶数列,采样时段&迁移率校正时段Q被分配给不同水平扫描周期。因此,也考虑对另一行的采样时段&迁移率校正时段K,在采样时段&迁移率校正时段Q_e期间,奇数列的釆样控制线SC—o被设置为无源-L( inactive-L ),且在采样时段&迁移率校正时段Q一o期间,偶数列的采样控制线SC_e被设置为无源-L。
共同地驱动两个线的第一采样晶体管125。共同地驱动奇数列的第二采样晶体管625,且也共同地驱动偶数列的第二采样晶体管625。因此,当多次进行阈值校正操作时,奇数线的阈值校正操作和偶数线的阈值校正操作具有一次阈值校正操作的差异。在本例子中,偶数列的阈值校正操作减少了 一次。因此,从阈值校正的结束到信号采样的时间在奇数线和偶数线之间相差了 一个H或更多。
但是,在如在第四比较例子中的系统中,作为导致图像质量的恶化、诸如不均匀、条紋等的问题的因子,从阈值校正的结束到信号采样的时间在奇数线和偶数线之间存在一个H或更多的差异(该差异将被称为第一因素),且存在阈值校正的次数的差异(该差异将被称为第二因素)。
由于第一因素而导致的图像质量的恶化是因为每个线具有写时序的时间差且该时间差是一个H或更多,而不是因为在每个线中从阈值校正的结束到信号采样存在一个H或更多的时间。因此,考虑可以如图8C中所示通过缩短该时间差来极大地矫正该第 一 因素。
第二因素是阔值校正的次数的差异,且导致了图像质量的恶化。但是,阈值校正基本上具有相对于时间的饱和倾向。当阈值校正的次数增加到一定程度时(即,当校正时间变长时),增加或减少一次不会影响图像质量。也就是,可以说,当阈值校正的次数少时,由于差的图像质量感知到一次的差异,但当阈值校正的次数增加时, 一次的差异对图像质量的影响的程度降低。
作为解决图像质量恶化问题的方法,从如上所述的第一因素的模式,如
在图8C所示的第五比较例子的时序图中,例如,考虑方法该方法在采用把多个水平周期(在本例子中,2H周期)互相组合的系统同时使用如在第四比较例子中的公共线进行驱动,在该组合的部分中共同(在两个线中同时)进行阈值校正,且然后,在采样时段&迁移率校正时段K开始之后,按顺序(例如,以奇数列—偶数列的顺序)进行信号写。
但是,在第五比较例子中,为了对彼此组合的两个线进行信号写,需要将视频信号(精确地,信号电势Vin = Vofs + AVin)改变为对于奇数行的视频信号Vsig一o,和对于偶数行的视频信号Vsig_e。为此,信号电势Vin = Vofs +AVin被改变为对于奇数行的信号电势Vin_o = Vofs + AVin—o和对于偶数行的信号电势Vin_e = Vofs + AVir^e,这意味着水平驱动部分106需要具有存储部分(例如,线存储器),这呈现出成本减少的困难。
<改进方法第一实施例>
图9A到9C是辅助说明有机EL显示设备的第一实施例的图,在该有机EL显示设备中,由多个像素共享在垂直驱动单元103侧上的写扫描线104WS和电源线105DSL,同时解决图8A-8C所示的第四比较例子和第五比较例子的问题。图9A是示出根据第一实施例的有机EL显示设备1的八个像素(四行两列)的像素电路P之间的各个扫描线(写扫描线104WS、电源线105DSL和^f见频信号线106HS)与各个扫描部分(写扫描部分104、驱动扫描部分105和水平驱动部分106)的连接关系的概况的图。图9B是示出与图9A中的四个像素(两行两列)的像素电路P的连接关系细节的图。图9C是辅助说明根据第一实施例的驱动时序的时序图。图9C呈现了线顺序驱动的情况。在以下描述中,可以由行号参考元素"一."来标识行号。对于稍后描述的其他实施例也适用。
在本实施例中,包括稍后描述的其他实施例,在多个像素之间共享垂直扫描系统的扫描线时,如在笫四比较例子和第五比较例子中那样,由两个(两行)像素电路P或更多来共享写扫描线104WS。具体地,多行(在典型的例子中彼此相邻的多行)中的一个采样晶体管(第一采样晶体管125)的控制输入端(栅极)被连接到公共写扫描线104WS,且由公共写驱动脉冲WS控制。
另外,本实施例被定义为另一釆样晶体管(第二采样晶体管625 )的控制输入端(栅极)被连接到其它行(排除共享部分)的同种或不同种的垂直扫描线,以j更例如,其它行的写驱动脉沖WS或其它行的电源驱动脉冲DSL被用作采样控制信号SC。由于该另一采样晶体管的控制输入端被连接到相同种或不同种的另一行的垂直扫描线,因此写扫描部分104或驱动扫描部分105可以被用于控制采样晶体管625。因此,不像第五比较例子,本实施例具有如下优点消除了与写扫描部分104和驱动扫描部分105分离地提供被配置用于控制另一采样晶体管的扫描部分的需要。
普通的写驱动脉冲WS被用于共同地控制多行的第一采样晶体管125。另 一方面,使用另 一行的写驱动脉冲WS或另 一行的电源驱动脉沖DSL控制第二采样晶体管625导通,以便在共享组内的多个显示处理时段(在本实施例中是阈值校正时段)的大多数部分中与采样晶体管125的导通状态一致。
在从共享行之一的显示处理时段(在本实施例中是信号写时段和迁移率
校正时段)的开始到所有共享行的显示处理(在本实施例中是信号写和迁移率校正)的完成的时间段(在本实施例中,总显示处理时段称为总采样时段&迁移率校正时段Q一all)中,进行控制,以便通过依次将采样晶体管625之一导通以便与釆样晶体管125的导通状态一致来依次进行显示处理(在本实施例中是信号写和迁移率校正)。
当在总采样时段&迁移率校正时段(^a11中对于显示处理(在本实施例中是信号写和迁移率校正)导通釆样晶体管625之一时,共享写驱动脉冲WS和写扫描线104WS的另一^f亍的采样晶体管125也导通。因此,为了阻止另一行的显示处理操作(在本实施例中是信号写和迁移率校正),设置另一行的写驱动脉冲WS和另 一行的电源驱动脉冲DSL以便另 一行的采样晶体管625截止。
另外,使得另一行的写驱动脉冲WS或另一行的电源驱动脉冲DSL (该脉冲也被用于控制采样晶体管625 )在各行中具有尽可能类似的跳变(transition)状态。也就是说,使得基于在另一行中的写驱动脉冲WS或电源驱动脉冲DSL的晶体管的基本导通/截止操作的状态尽可能均匀。这是为了防止由于使用写驱动脉沖WS或电源驱动脉沖DSL作为用于控制采样晶体管625的采样控制信号SC而导致的在一些行中的操作不平衡。因此,创建参考脉冲并通过移位寄存器来在每个H中顺序地移位参考脉沖的普通机制可以被应用于用于控制各个行的垂直扫描线的扫描脉沖。
特别地,作为与稍后描述的其他实施例的不同,本实施例被定义为另一采样晶体管的控制输入端(栅极)被连接到另一行的电源线105DSL,且因此通过使用电源驱动脉沖DSL来控制。也就是说,通过使用除共享部分外的另一行的电源驱动脉沖DSL来控制另一釆样晶体管,从而减少从写扫描部分104引出的扫描线(写扫描线104WS )的数量。
为了便于理解,如在第四比较例子和第五比较例子中那样,每个图表示对于两行共享被供应给写扫描线104WS的写驱动脉冲WS的例子。顺带提及,为了彼此区分两种垂直扫描线(写扫描线104WS和电源线105DSL),由图9A和图9B中的虚线来表示电源线105DSL (对于稍后描述的其他实施例也成立)。
为了在垂直方向上彼此相邻的两个像素(两个线的像素电路P)之间共享被供应给写扫描线104WS的写驱动脉冲WS,首先,如在图8A所示的第四比较例子中那样,采样晶体管被改变为第一采样晶体管125和第二采样晶体管625的两级级联的配置,且采样晶体管被改变为双栅极结构。
然后,如图9A和9B所示,对于第一采样晶体管125,两个线(两行)的像素电路P被连接到同一写扫描线104WS,从而由来自写扫描部分104的一个写驱动脉沖WS共同地控制两个线。第二采样晶体管625具有被连接到两行之前的电源线105DSL的栅极,且由此被来自驱动扫描部分105的两行之前的电源驱动脉冲DSL控制。
例如,第N行和第(N+l)行的釆样晶体管125的各个栅极被共同连接到作为采样晶体管125的控制线的写扫描线104WS—N。第N行的采样晶体管625的栅极^皮连接到电源线105DSL—N-2,该电源线105DSL—N-2为用于在第N行之前两行的第(N-2)行的驱动晶体管121的电源控制线。第(N+l)行的采样晶体管625的栅极被连接到电源线105DSL_N-1,该电源线105DSL—N-l为用于在第(N+l )行之前两行的第(N-l )行的驱动晶体管121的电源控制线。
如从图9A和9B容易理解的,由于采样晶体管625的栅极被连接到两行之前的电源线105DSL,需要与写扫描线104WS或电源线105DSL交叉。顺带提及,虽然用于控制采样晶体管625的电源线105DSL在像素阵列部分102的垂直扫描的末端部分(在本例子中是最上的部分)中不足,但提供对应的吸行(dummy rows )就足够了 。
图9C是第一实施例的时序图。包括要描述的其他实施例在内,进行线顺序驱动,对于被设置为一组的共享写驱动脉冲WS和写扫描线104WS的两行来定义电源驱动脉冲DSL、写驱动脉冲WS和视频信号Vsig的时序(特别是相位关系),且当改变该组时时序被偏移两个H。将关注第N行和第(N+l)行进行以下描述。
首先,由于采样晶体管125和采样晶体管625进行AND(逻辑乘)功能,因此由第N行的采样晶体管125和625合成的控制信号是写驱动脉冲WS—N(还用作WS—N+l)和电源驱动脉冲DSL—N-2的逻辑乘积,且由第(N+l)行的采样晶体管125和625合成的控制信号是写驱动脉冲WS—N (还用作WS_N+1 )和电源驱动脉冲DSL—N-l的逻辑乘积。
第N行的釆样晶体管625—N的采样时段&迁移率校正时段Q和第(N+1 )行的采样晶体管625_N+1的釆样时段&迁移率校正时段Q被分配给不同的水平扫描周期。因此,首先,在总采样时段&迁移率校正时段0_311开始之后,考虑阻止在另 一行中的阈值校正以便使得在第N行中的阈值校正的次数与在第(N+l )行中的阈值校正的次数彼此相等,在第(N+l )行中的阈值校正期间,设置电源驱动脉冲DSL一N-2为第二电势Vss以将第N ^f亍的采样晶体管625—N保持在截止状态。
考虑阻止在另 一行中的采样&迁移率校正,在采样时段&迁移率校正时段Q_N中,第(N-l)行的电源驱动脉冲DSL一N-1 — 一其还被用作用于控制第(N+l)行的采样晶体管625_N+1的采样控制信号SC—N+l — 一被设置为第二电势Vss,且在完成了在第N行中的信号写之后被返回到第一电势Vcc。在采样时段&迁移率校正时段Q—N+l中,第(N-2 )行的电源驱动脉冲DSL—N-2——其还被用作用于控制第N行的釆样晶体管625—N的采样控制信号SC一N——被设置为第二电势Vss,且在完成了在第(N+l)行中的信号写之后被返回到第一电势Vcc。通过设置两行之前的电源驱动脉冲DSL为第二电势Vss来确定信号电势Vin的采样。
顺带提及,在图9C中,在完成在第N行中的信号写之后且在开始第(N+l )
35行中的阈值校正之前,设置电源驱动脉沖DSL—N-2为第二电势Vss,且采样 时段&迁移率校正时段Q_N+1开始,而电源驱动脉冲DSL—N-2维持原样。 但是,这不是必须的。在至少阈值电压校正时段P一N+l和采样时段&迁移率 校正时段Q—N+l中电源驱动脉冲DSL—N-2处于第二电势Vss就足够了 。
以下,将考虑各行的发光时段(第一实施例)。当在阔值电压校正时段 P_N+1和采样时段&迁移率校正时段Q—N+l中第(N-2)行的电源驱动脉冲 DSL—N-2被设置为第二电势Vss时,且当不采取手段时,在采样时段&迁移 率校正时段Q—N-2之后的采样晶体管125的截止时序之后的发光时间不同了 如下时间在该时间期间,电源驱动脉冲DSI^N-2净皮设置为第二电势Vss。 因此,视觉上感知了在第(N-2)行和第(N-l)行之间的亮度差。
因此,为了使得在各个行中的有机EL元件127的发光时段均匀,且为了 使得在总采样时段&迁移率校正时段(^all之后、采样晶体管125的截止和作 为电源线的电源线105DSL在第一电势Vcc和第二电势Vss (断电)之间的 改变在第(N-2)行和第(N-l)行中具有类似的跳变状态,以相对于第(N-2) 行向后移动一个H的状态,把第(N-l)行的电源驱动脉冲DSL一N-l设置为 第二电势Vss。
顺带提及,以相对于第(N-l)行向前移动一个H的状态把第(N-2)行 的电源驱动脉冲DSL_N-2设置为第二电势Vss,以便在采样时段&迁移率校 正时段Q_N中符合电源驱动脉冲DSL_N-1向第二电势Vss的设置。这使得 第(N-2)行和第(N-l )行的电源驱动脉沖DSL—N-2和DSL—N-l以彼此偏 移了一个H的状态具有类似的跳变状态。各行的电源驱动脉沖DSL的导通/ 截止状态以偏移了一个H的状态而变得均匀。
有机EL元件127的发光时段基本上由在采样时段&迁移率校正时段Q 之后设置写驱动脉冲WS无效的时序(釆样晶体管125的截止时序)和作为 电源线的电源线105DSL向第二电势Vss的改变(断电)来确定。在本例子 中,在把写驱动脉冲WS在采样时段&迁移率校正时段Q之后设置为无效之 后,在电源线105DSL被改变为第二电势Vss以开始阈值电压校正时段之前, 将电源驱动脉沖DSI^N和DSL—N+l改变为第二电势Vss—次。因此,当在 每行的采样时段&迁移率校正时段Q之后截止采样晶体管125时的时间点是 发光开始定时,且然后在阔值校正操作开始之前将电源驱动脉沖DSL改变为 第二电势Vss以供初始化的时间是发光结束定时。通过从自发光开始定时到发光结束定时的时间段排除电源驱动脉冲DSL处于第二电势Vss的时间段来 获得总发光时段。
由于采样晶体管125和625进行AND功能,因此电源驱动脉冲DSL被 改变为第二电势Vss以防止另一级的错误操作。如从图7和图9C的时序图中 的电源驱动脉冲DSL的关系理解的,在阔值校正操作之前将电源驱动脉冲 DSL改变为第二电势Vss以供初始化的时序在各行中偏移了一个H。因此, 第N行的发光时段的开始定时和结束定时和第(N+l)行的发光时段的开始 定时和结束定时分别彼此偏移了一个H,且第N行和第(N+l)行的发光时 段变得彼此相等。
因此,根据第一实施例的机制通过设置另一组(在该例子中,在第N行 和第(N+l)行之前两行)的电源驱动脉冲DSL为第二电势Vss (即,通过 对驱动晶体管121断电),来确定对信号电势采样和进行迁移率校正的时序。
DSL设置为第二电势Vss的周期。但是,在完成信号写之后即使当自身行的 电源线105DSL被设置为第二电势Vss时(即,即使当断电时),存储电容器 120被连接在驱动晶体管121的栅极和源极之间,且进行自举功能,且因此 栅极-源极电压Vgs恒定。因此,当电源线105DSL再次返回到第一电势Vcc 时(即,当通电时),有机EL元件127可以再次正常地发光,且发光亮度不 改变。
另外,公共地驱动两行的第一采样晶体管125,且由电源驱动脉冲 DSI^N-2和DSL—N-l基于逐行来驱动第二采样晶体管625。因此,当在共享
扫描周期时多次进行阈值校正操作时,不像第四比较例子,而在每行中以相 同的次数进行阈值校正操作。因此,不发生如在第四比较例子中的诸如不均 匀性、条紋等之类的图像质量的恶化的问题。
另外,第二采样晶体管625的栅极被连接到两行之前的电源线195DSL, 且因此被两行之前的电源驱动脉冲DSL控制。因此,不像第五比较例子,不 需要与写扫描部分104和驱动扫描部分105分离地提供被配置用于控制第二 采样晶体管625的扫描部分,以便可以确保地实现成本减少。
可以减少(本例子中减半)作为采样晶体管125的控制线的写扫描线 104WS的数量,而不增加从垂直驱动单元103 (扫描器或驱动器)输出的控制信号的数量,且不在外面提供另外的控制电路或控制线,以便可以确保地 实现成本减少。
顺带提及,在先前的例子中,第二采样晶体管625的栅极被连接到两行 之前的电源线105DSL。但是,这仅是例子。第二采样晶体管625的栅极可以 被连接到任何行的电源线105DSL,只要电源线105DSL是排除了共享部分以 外的另一行的电源线105DSL。但是,出现如下不便增加了电源线105DSL 与共享部分的距离,加长了配线长度,且增加了与写扫描线104WS的交叉部 分。例如,可能发生由于配线电阻的增加而导致的时序偏移、由于交叉部分 而导致的交叉短路(cross short)的增加等。也存在如下缺点在像素阵列部 分102的垂直扫描的末端部分中提供的哑行的数量增加。因此,期望将第二 采样晶体管625的栅极连接到共享部分附近的电源线105DSL。
另外,在先前例子中,在两行之间共享写驱动脉冲WS。但是,这仅是 例子。写驱动脉冲WS对于两行而共享就足够了 ,且要共享的写驱动脉冲WS 不一定需要用于两个相邻行。
另外,在先前例子中,为了便于理解,在两个相邻行之间共享写驱动脉 冲WS。但是,这仅是例子。共享对象的数量是任意的(假设是k)。采样晶 体管可以具有双栅极结构,且可以在k行之间共享写驱动脉冲WS。在该情 况下,以下操作即足够连接第二采样晶体管625与排除共享行以外的另一 组的每个不同行的电源线105DSL,且使用每个不同行的电源驱动脉冲DSL 作为采样控制信号SC。但是,如在由两行共享的情况下,随着电源线105DSL 与共享部分的距离增加,发生不方便例如,加长了配线长度,增加了与写
扫描线104WS的交叉部分,且增加了哑行。 <改进方法第二实施例>
图10A和10B是辅助说明如下有机EL显示设备的第二实施例的图在 该有机EL显示设备中,由多个像素共享在垂直驱动单元103侧上的写扫描 线104WS和电源线105DSL,同时解决了图8A和8B所示的第四比较例子和 第五比较例子的问题。图10A是示出在根据第二实施例的有机EL显示设备1 的八个像素(四行两列)的像素电路P之间的各个扫描线(写扫描线104WS、 电源线105DSL和视频信号线106HS )与各个扫描部分(写扫描部分104、驱 动扫描部分105和水平驱动部分106)的连接关系的概况的图。图10B是辅 助说明根据第二实施例的驱动时序的时序图。图IOB呈现了线顺序驱动的情况。为了便于理解,如在第一实施例中,每个图示出了共享被供应给彼此相
邻的两行的像素电路P的写驱动脉冲WS和写扫描线104WS的例子。
第二实施例被定义为在共享行之一中的第二采样晶体管625的控制输 入端(栅极)被连接到除了共享部分以外的另一组的写扫描线104WS,且因 此通过使用另一组的写驱动脉冲WS作为采样控制信号SC来被控制,而在 共享行中的另一个中的第二釆样晶体管625的控制输入端(栅极)被连接到 除了共享部分以外的另 一组的另 一行的电源线105DSL,且因此通过^f吏用另一 行的电源驱动脉冲DSL作为采样控制信号SC来被控制。即,通过使用另一 组的写驱动脉沖WS和另一行的电源驱动^^冲DSL (这些^^冲净皮供应到共享 部分中的不同行)来控制第二采样晶体管625,减少了从写扫描部分104引 出的扫描线(写扫描线104WS)的数量,且多个像素共享写驱动脉冲WS。
为了在垂直方向上在彼此相邻的两个像素(两个线的像素电路P)之间 共享被供应给写扫描线104WS的写驱动脉冲WS,首先,如在图9A到9C所 示的第一实施例中,采样晶体管被改变为第一采样晶体管125和第二采样晶 体管625的两级级联的配置。然后,如图IOA所示,对于采样晶体管125, 两个线(两行)的像素电路P被连接到同一写扫描线104WS,从而由来自写 扫描部分104的写驱动脉冲WS共同地控制两个线。在共享部分的一行中的 第二采样晶体管625的栅极被连接到一组之前的共享部分(两行之前)的写 扫描线104WS,从而由来自写扫描线104WS的两行之前的写驱动脉冲WS 来控制在共享部分的一行中的第二采样晶体管625,且在共享部分的另一行 中的第二采样晶体管625的栅极被连接到两行之前的电源线105DSL,从而由 来自驱动扫描部分105的两行之前的电源驱动脉沖DSL来控制在共享部分的 另一行中的第二采样晶体管625。
例如,第N行和第(N+l)行的采样晶体管125的各个栅极被共同地连 接到作为采样晶体管125的控制线的写扫描线104WS。第N行的采样晶体管 625的栅极被连接到作为比第N行的采样晶体管625的共享部分在前一个(一 组之前)的共享部分的第(N-2)行(或第(N-l )行)的采样晶体管125的 栅极控制线的写扫描线104WS。第(N+l)行的采样晶体管625的栅极被连 接到作为在第(N+l )行之前两行的第(N-l )行的驱动晶体管121的电源控 制线的电源线105DSL。
如从图IOA理解的,由于第二采样晶体管625的栅极被连接到两行之前的写扫描线104WS和电源线105DSL,需要与写扫描线104WS或电源线 105DSL交叉。顺带提及,虽然用于控制采样晶体管625的写扫描线104WS 和电源线105DSL在像素阵列部分102的垂直扫描的末端部分(在本例子中 是最高部分)中缺乏,但提供对应的哑行就足够了。
如在第二实施例的图10B的时序图中,第N行的采样晶体管625一N的采 样时段&迁移率校正时段Q和第(N+l)行的采样晶体管625一N+1的采样时 段&迁移率校正时段Q被分配给不同的水平扫描周期。因此,在采样时段& 迁移率校正时段Q—N期间,用于控制第N行的采样晶体管625—N的在一组 之前的写驱动脉冲WS一N-2(还用作WS—N-l)被设置为有源H。
另外,考虑禁止在另一行中的采样&迁移率校正,在采样时段&迁移率校 正时段Q—N期间,在两行之前的电源驱动脉冲DSL—N-l (该脉冲还用作用于 控制第(N+l )行的采样晶体管625_N+1的采样控制信号SC一N+1 )被设置 为第二电势Vss。顺带提及,在第(N+l)行的采样时段&迁移率校正时段 Q—N+l期间,在一组之前的写驱动脉冲WS_N-2 (该脉冲还用作用于控制第 (N)行的采样晶体管625_N的采样控制信号SC_N)被设置为无源L,且因 此,第N行的电源驱动脉冲DSL—N原则上可以维持第一电势Vcc。但是,在 本例子中,为了操作的对称,电源驱动脉冲DSI^N被设置为第二电势Vss。 通过将一行之前的电源驱动脉冲DSL设置为第二电势Vss来在事实上确定信 号电势的采样。也就是说,由于当通过各个线偏移1个H而所有线具有类似 的改变状态时可以在配置上使垂直驱动单元103 (扫描器或驱动器)更简单, 因此进行该设置。但是,这不是必须的。
以下,将考虑每行的发光时段(第二实施例)。也在本例子中,当在每行 的采样时段&迁移率校正时段Q之后截止采样晶体管125时的时间点是发光 开始定时,且在阈值校正操作开始之前将电源驱动脉冲DSL改变为第二电势 Vss用于初始化的时间是发光结束定时。通过从自发光开始定时到发光结束 定时的时间段排除电源驱动脉沖DSL处于第二电势Vss的时间段来获得总发 光时段。
因此,虽然与第一实施例不同在于操纵用于控制第二采样晶体管625的 控制信号,但根据第二实施例的机制通过将另一组(在第N行前一行)的电 源驱动脉冲DSL设置为第二电势Vss (即,通过对驱动晶体管121断电)来 确定采样信号电势且进行迁移率校正的时序。因此,存在如下时间段在该
40时间段期间,本身行的电源驱动脉冲DSL也在采样时段&迁移率校正时段之 后被设置为第二电势Vss。但是,如从第一实施例的描述中理解的,存储电 容器120被连接在驱动晶体管121的栅极和源极,且进行自举功能,且因此 栅极-源极电压Vgs是恒定的。因此,当电源线DSL再次返回第一电势Vcc 时(当通电时),有机EL元件127可以再次正常地发光。
另外,当在共享写驱动脉沖WS的两行的采样时段&迁移率校正时段Q 被分配给不同的水平扫描周期时多次进行阈值校正操作时,在各行中以相同 的次数进行阈值校正操作,如在第一实施例中。因此,不发生如在第四比较 例子中的诸如不均匀性、条紋等的图像质量的恶化的问题。
另外,在一行中的第二采样晶体管625的栅极被连接到一组之前的写扫 描线104WS,且因此通过一组之前的写驱动脉冲WS来控制,而在另一行中 的第二采样晶体管625的栅极被连接到两行之前的电源线105DSL,且因此通 过使用两行之前的电源驱动脉冲DSL来控制。因此,如在第一实施例中,可 以减少(本例子中减半)作为釆样晶体管125的控制线的写扫描线104WS的 数量,而不增加从垂直驱动单元103 (扫描器或驱动器)输出的控制信号的 数量,且不在外面提供另外的控制电路或控制线。因此可以确保地实现成本 减少。
<改进方法第三实施例>
第IIA和IIB是辅助说明如下有机EL显示设备的第三实施例的图,该 有机EL显示设备中,由多个像素共享在垂直驱动单元103侧上的写扫描线 104WS和电源线105DSL,同时解决了图8A和8B所示的第四比4^f列子和第 五比较例子的问题。图IIA是示出根据第三实施例的有机EL显示设备1的 12个像素(6行2列)的像素电路P之间的各个扫描线(写扫描线104WS、 电源线105DSL和^L频信号线106HS )与各个扫描部分(写扫描部分104、驱 动扫描部分105和水平驱动部分106)的连接关系的概况的图。图11B是辅 助说明根据第三实施例的驱动时序的时序图。图11B呈现了线顺序驱动的情 况。为了便于理解,如在第一和第二实施例中,每个图示出共享被供应给彼 此相邻的两行的像素电路P的写驱动脉冲WS和写扫描线104WS的例子。
第三实施例被定义为在共享行之一中的第二采样晶体管625的控制输 入端(栅极)被连接到另一行的电源线105DSL,且因此通过使用另一行的电 源驱动脉冲DSL来控制,而在共享行中的另一个中的第二采样晶体管625的控制输入端(栅极)被连接到除了共享部分以外的另一组的写扫描线014WS, 且因此通过使用另一组的写驱动脉沖WS来控制。也就是说,通过使用排除 该共享部分以外的另 一行的电源驱动脉冲DSL和另 一组的写驱动脉沖WS来 控制第二采样晶体管625,减少了从写扫描部分104引出的扫描线(写扫描 线104WS)的数量。可以考虑第三实施例在效果上与第二实施例相同,仅在 处理一个和另 一个上有不同。
例如,在第N行和第(N+l)行的采样晶体管125的各个栅极被共同连 接到作为釆样晶体管125的控制线的写扫描线104WS。第N行的采样晶体管 625的栅核j皮连接作为比第N行在前两行的第(N-2)行的驱动晶体管121的 电源控制线的电源线105DSL。第(N+l )行的采样晶体管625的栅极被连接 到作为比第(N+l)行的采样晶体管625的共享部分以后一个(以后一组) 的共享部分的第(N+2)行(或第(N+3)行)的釆样晶体管125的栅极控制 线的写扫描线104WS。
如从图IIA理解的,由于第二采样晶体管625的栅极被连接到两行之前 的电源线105DSL和一行之后的写扫描线104WS,因此需要与写扫描线 104WS或电源线105DSL交叉。顺带提及,虽然用于控制采样晶体管625的 写扫描线104WS和电源线105DSL在像素阵列部分102的垂直扫描的末端部 分(在本例子中是最高部分)中缺乏,但提供对应的哑行就足够了。
如在第三实施例的图IIB的时序图中,第N行的采样晶体管625—N的采 样时段&迁移率校正时段Q和第(N+l)行的采样晶体管625—N+l的釆样时 段&迁移率校正时段Q被分配给不同的水平扫描周期。因此,首先,在采样 时段&迁移率校正时段Q—N+l期间,用于控制第(N+l)行的采样晶体管 625_N+1的一组之后的写驱动脉冲WS—N+2 (也用作WS—N+3 )被设置为有 源-H。另外,考虑阻止在另 一行中的阈值校正以便使得在第N行中的阈值校 正的次数与在第(N+l )行中的阈值校正的次数彼此相等,在第(N+l )行中 的阈值校正期间,电源驱动脉沖DSL—N-2^皮设置为第二电势Vss,以将第N 行的采样晶体管625-N保持在截止状态。
另外,考虑阻止在另一行中的采样&迁移率校正,在采样时段&迁移率校 正时段Q一N+1期间,两行之前的电源驱动脉沖DSL一N-2(该脉沖还被用作用 于控制第N行的采样晶体管625一N的采样控制信号SC—N)被设置为第二电 势Vss。顺带提及,在图11B中,在完成在第N行中的信号写之后,且在开始在第(N+1 )行的阈值校正之前,将电源驱动脉冲DSL—N-2设置为第二电 势Vss。但是,这不是必须的。在至少阈值校正时段P一N+1和采样时段&迁 移率校正时段Q—N+l期间,电源驱动脉沖DSL—N-2被设置为第二电势Vss 就足够了。如在第二实施例中那样,实际上,通过设置一行之前的电源驱动 脉冲DSL为第二电势Vss来确定信号电势的采样。
顺带提及,在第N行的采样时段&迁移率校正时段Q—N期间,电源驱动 脉冲DSL—N-l被改变为第二电势Vss,且在第N+l行的采样时^:&迁移率校 正时段Q_N+1期间,电源驱动脉冲DSL—N被改变为第二电势Vss。这是为 了使得各个线的扫描脉沖的改变状态以在被偏移了 一个H的状态而均匀。也 就是说,由于当通过各个线偏移一个H而所有线具有类似的改变状态时可以 在配置上使垂直驱动单元103 (扫描器或驱动器)更简单,因此进行该设置。 但是,这不是必要的。
以下,将考虑每行的发光时段(第三实施例)。在第三实施例中,如在第 一实施例中一样,电源驱动脉冲DSI^N-2被用作用于控制第N行的采样晶体 管625的采样控制信号SC一N,且因此需要类似于第一实施例的措施。具体地, 当在阈值校正时段P一N+1和采样时段&迁移率校正时段(^—N+l期间第(N-2) 行的电源驱动脉冲DSL—N-2被设置为第二电势Vss时,且当不采取措施时, 在采样时段&迁移率校正时段Q—N-2之后的采样晶体管125的截止时序之后 的发光时间不同了如下时间在该时间期间,电源驱动脉冲DSI^N-2被设置 为第二电势Vss。因此,视觉上感知了在第(N-2)行和第(N-l)行之间的 亮度差。
因此,为了使得在各个行中的有机EL元件127的发光时段均匀,且为了 使得在采样时段&迁移率校正时段Q之后、采样晶体管125的截止和作为电 源线的电源线105DSL在第一电势Vcc和第二电势Vss (断电)之间的改变 在第(N-2)行和第(N-l)行中具有类似的跳变状态,以相对于第(N-2)行 向后移动一个H的状态,第(N-l)行的电源驱动脉冲DSL—N-l裙:设置为第 二电势Vss。其余与第一实施例相同。
因此,第三实施例的机制在处理第二采样晶体管625中的一个和另一个 的方面与第二实施例相反。但是,第三实施例的基本思想类似于第二实施例, 且因此第三实施例可以提供与第二实施例类似的效果。
关注用于控制双栅极结构的第二采样晶体管625的采样控制信号SC来进行的第 一 实施例与第二和第三实施例的比较指示了 ,第 一 实施例与第二和第 三实施例的不同之处在于,第一实施例使用同种控制信号(另一组的不同行
的电源驱动脉冲DSL)作为采样控制信号SC,而第二和第三实施例使用不同 种的控制信号(另一组的写驱动脉冲WS和电源驱动脉冲DSL)作为采样控
制信号sc。
使用同种的垂直扫描脉冲(电源驱动脉冲DSL)的第一实施例从操作对 称,即用于控制第二采样晶体管625的采样控制信号SC的时序的角度看更 好。这是因为,写扫描线104WS和电源线105DSL在负荷上彼此不同,且害 怕在多行之间共享写驱动脉冲WS和写扫描线104WS时、当不同种的垂直扫 描脉冲被用于控制第二采样晶体管625时在图像中出现差异。
顺带提及,也在第二实施例和第三实施例中,如在第一实施例中描述的, 被共享的写驱动脉冲WS和写扫描线104WS的数量不局限于两个,且用于控 制第二采样晶体管625的栅极的写驱动脉冲WS和电源驱动脉冲DSL的行的 设置不局限于前述例子,只要这些行在与被共享的写驱动脉冲WS和写扫描 线104WS的组不同的组中彼此不同。但是,如在由两行共享的情况下,随着 写驱动脉冲WS和电源驱动脉沖DSL的行与共享部分的距离增力口,发生不便 例如,加长了配线长度,增加了与写扫描线104WS的交叉部分,增加了哑行。
在不同种的垂直扫描脉冲的情况下,可以使用附近像素的控制脉冲(采 样控制信号SC )和电源驱动脉冲DSL,且因此存在容易布置配线的路线的优 点。至于第二实施例和第三实施例的优点或缺点,第二实施例使用较近线的 脉冲,且因此使得布置配线的路线更简单。
<改进方法第四实施例>
图12A到12C是辅助说明如下有机EL显示设备的第四实施例的图在 该有机EL显示设备中,由多个像素共享在垂直驱动单元103侧上的写扫描 线104WS和电源线105DSL,同时解决了图8A和8B所示的第四比较例子和 第五比较例子的问题。图12A是示出在根据第四实施例的有机EL显示设备1 的12个像素(6行2列)的像素电路P之间的各个扫描线(写扫描线104WS、 电源线105DSL和视频信号线106HS )与各个扫描部分(写扫描部分104、驱 动扫描部分105和水平驱动部分106)的连接关系的概况的图。图12B是辅 助说明根据第四实施例的驱动时序的时序图。图12B和12C呈现了线顺序驱 动的情况。为了便于理解,如在第一到第三实施例中,每个图示出了共享被
44供应给彼此相邻的两行的像素电路P和垂直扫描线的、垂直扫描系统的驱动 脉冲(扫描脉冲)的例子。
第四实施例被定义为以采样晶体管125和釆样晶体管625的双栅极结 构来形成采样晶体管,共享两行的写驱动脉冲WS,且甚至共享两行的电源 驱动脉冲DSL。
可以采样上述第 一到第三实施例中的任何一个来控制双栅极结构的第二 采样晶体管625。采样晶体管625的栅极被连接到除共享部分以外的、另一 行的相同种或不同种的垂直扫描线(写扫描线104WS或电源线105DSL),且 通过使用另一行的写驱动脉冲WS或另一行的电源驱动脉冲DLSL来控制。 但是,在第四实施例中,由于由多行的像素电路P来共享电源驱动脉冲DSL, 因此适当地做出改变以便当使用电源驱动脉冲DSL来控制采样晶体管625时 使用另 一组的电源驱动脉沖DSL。
例如,为了便于理解,如图12A和12B所示,每个图示出了如下例子 其中共享了被供应给两行的写扫描线104WS的写驱动脉冲WS,且共享被供 应给对于相同两行的电源线105DSL的电源驱动脉冲DSL。首先,如在第一 到第三实施例中那样,为了在垂直方向上在彼此相邻的两个像素(两个线的 像素电路P)之间共享被供应给写扫描线104WS的写驱动脉冲WS,采样晶 体管被形成为第一采样晶体管125和第二采样晶体管625的两级级联的配置, 从而采样晶体管具有双栅极结构。
然后,如图12A所示,对于第一采样晶体管125,两个线(两行)的像 素电路P被连接到同 一写扫描线104WS,从而由来自写扫描部分104的写驱 动脉沖WS共同地控制两个线。在第N行和第(N+l )行中的第二采样晶体 管625的栅极;坡连接到不同组的电源线105DSL,且因此被来自驱动扫描部分 105的不同组的电源驱动脉冲DSL控制。
例如,第N行的采样晶体管625的栅极-故连接到作为用于控制在第N行 之前两组的第(N-4)行和第(N-3)行的驱动晶体管121的电源控制线的电 源线105DSL_N-4 (还用作105DSL_N-3)。第(N+l)行的采样晶体管625 的栅极被连接到作为用于在第(N+l)行之前一组的第(N-2)行和第(N-l) 行的驱动晶体管121的电源控制线的电源线105DSL_N-2 (还用作 105DSL—N-1 )。
如在图12A中理解的,由于第二采样晶体管625的栅极被连接到两组之前和一组之前的电源线105DSL,因此需要与写扫描线104WS或电源线 105DSL交叉。顺带提及,虽然用于控制采样晶体管625的电源线105DSL在 像素阵列部分102的垂直扫描的末端部分(在本例子中是最高部分)中缺乏, 但提供对应的哑行就足够了 。
如在第四实施例的图12B的时序图中,第N行的采样晶体管625—N的釆 样时段&迁移率校正时段Q和第(N+l )行的釆样晶体管625_N+1的采样时 段&迁移率校正时段Q被分配给不同的水平扫描周期。因此,首先,考虑阻 止另 一行中的阈值校正以便使得在第N行中的阔值校正的次数与在第(N+l ) 行中的阈值校正的次数彼此相等,在第(N+l )行中的阈值校正期间,设置 两组之前的电源驱动脉冲DSL一N-4 (也用作DSL—N-3 )为第二电势Vss,以 将第N行的采样晶体管625—N保持在截止状态。
另外,考虑禁止在另一行中的采样&迁移率校正,在采样时段&迁移率校 正时段Q_N中,在一组之前的电源驱动脉冲DSL—N-2(还用作DSL一N-1 )(该 脉沖还用作用于控制第(N+l)行的采样晶体管625—N+l的采样控制信号 SC—N+l )被设置为第二电势Vss,并在完成了第N行中的信号写之后,返回 到第一电势Vcc。另外,在采样时段&迁移率校正时段(^N+1中,在两组之 前的电源驱动脉冲DSL一N-4 (还用作DSL—N-3)(该脉冲还用作用于控制第 N行的采样晶体管625—N的采样控制信号SC—N)被设置为第二电势Vss,并 在完成了第N+l行中的信号写之后,返回到第一电势Vcc。通过将另一组的 电源驱动脉冲DSL设置为第二电势Vss来确定信号电势的采样。
在第四实施例的机制中,第二采样晶体管625之一的栅极被连接到两组 之前的电源线105DSL,且因此被两组之前的电源驱动脉冲DSL控制,而第 二采样晶体管625的另一个的栅极被连接到一组之前的电源线105DSL,且因 此被一组之前的电源驱动脉冲DSL控制。因此,如在第一到第三实施例中, 可以减少(本例子中减半)作为采样晶体管125的控制线的写扫描线104WS 的数量,而不增加从垂直驱动单元103 (扫描器或驱动器)输出的控制信号 的数量,且不在外面提供另外的控制电路或控制线。因此,可以确保地实现 成本减少。
另外,在第四实施例的机制中,还在两行之间共享电源驱动脉冲DSL。 因此,可以减少(本例子中减半)作为写驱动脉冲WS的控制线的写扫描线 104WS和作为电源驱动脉沖DSL的控制线的电源线105DSL,而不在外 提供另外的控制线。因此,可以比在第一到第三实施例中更多地减少成本。
以下,将考虑每行的发光时段(第四实施例)。第四实施例与第一实施例
在用于控制第N行的采样晶体管625_1^的采样控制信号SC一N的操纵上类似, 不同仅在于用作采样控制信号SC_N的脉冲是两行之前还是两组之前,因此 有必要采用与第一实施例类似的措施。具体地,当在阈值电压校正时段P—N+l 和采样时段&迁移率校正时段(^N+1中、两组之前的电源驱动脉沖DSL—N-4 被设置为第二电势Vss时,且当不采取措施时,在采样时段&迁移率校正时 段Q_N-2之后的采样晶体管125的截止时序之后的发光时间不同了如下时 间在该时间期间,电源驱动脉冲DSL—N-4^皮设置为第二电势Vss。因此, 视觉上感知了在第(N-4)行和第(N-3)行以及第(N-2)行和第(N-l)行 之间的亮度差。
因此,为了使得在各个行中的有机EL元件127的发光时段均匀,且为了 使得在采样时段&迁移率校正时段Q之后、采样晶体管125的截止和作为电 源线的电源线105DSL在第一电势Vcc和第二电势Vss (断电)之间的改变 在第(N-4)行和第(N-3)行以及第(N-2)行和第(N-l)行中具有类似的 跳变状态,第(N-2)行和第(N-l)行的电源驱动脉冲DSL—N-2 (还用作 DSL_N-1)被设置为第二电势Vss,处于相对于第(N-4)行和第(N-3)行 向后移动一个H的状态中。其余与第一实施例相同。但是,这是不够的。
首先,根据第三实施例的第三比较例子的驱动时序使用通过改变电源线 105DSL为第二电势Vss (即,断电)来熄灭有机EL元件127的方法。因此 通过在采样时段&迁移率校正时段Q之后截止采样晶体管125并将作为电源 线的电源线105DSL改变为第二电势Vss (断电)来确定有才几EL元件127的 发光时段。
另一方面,通过第四实施例的机制,第N行和第(N+l)行的电源线 105DSL的向第二电势Vss (断电)的改变处于相同的定时,且因此,在阅值 校正操作开始之前将电源驱动脉冲DSL改变为第二电势Vss用于初始化的定 时(结束发光时段的定时)在第N行和第(N+l)行中是相同的。因此,即 使当采取与第一实施例相同的措施时,由于在第N行和第(N+l)行之间的 开始发光时段的定时上的一个H的差异,因此发光时间在第N行和第(N+l ) 行之间不同了一个H,以至于视觉地感知到亮度差异。
为了解决该问题,当采用第四实施例的机制时,期望采用下述方法在当信号线电势(视频信号线106HS的电势)变为图12C所示的偏移量电势 Vofs时导通(使得导电)双栅极结构的第一釆样晶体管125和第二采样晶体 管625两者、并从而在存储电容器120中对偏移量电势Vofs的信息进行釆样 之后熄灭有机EL元件127,而不通过将电源线105DSL改变为第二电势(由 电源线控制)来结束发光时段(熄灭有机EL元件127)。从而能够消除在行 之间的发光时间的差异,且因此获得均匀的图像质量而没有亮度的不均匀性。
顺带提及,通过第四实施例的机制,如从图12B清楚的,与第一到第三 实施例不同,不以相同的次数进行阈值校正操作。在这点上,第四实施例与 图8A和8C所示的第四比较例子相同。但是,不^^第四比较例子,从完成阈 值校正到信号采样的时间在第N行和第(N+l)行的各个线中是相同的,且 在一个H内。另外,至于阈值校正的次数的差异对图像质量的影响程度,当 阈值校正的次数少时,在阈值校正的次数中的 一 个的差异被感知为劣图像质 量,而随着阈值校正的次数增加,阈值校正的次数中的一个的差异的影响减 少。因此,即使当阈值校正的次数如在本例子中不同了一个时,实际上解决 了诸如不均匀性、条紋等的图像质量恶化的问题。
顺带提及,上述第 一到第四实施例具体示出了在如下机制的应用的例子 中在多行之间共享写驱动脉冲WS (写扫描线104WS)的机制该机制通过 当驱动作为电流驱动型电光元件的例子的有机EL元件127时在从驱动晶体 管121流过电流的同时(即,在存储电容器120中采样对应于信号电势Vin 的信息的同时)进行信号写来进行迁移率校正。但是,该应用对进行信号写 而不流过电流的像素电路、即在完全完成了向存储电容器120的信号写而不 使电流流过驱动晶体管121之后进行迁移率校正(在不同时间进行信号写和 迁移率校正)的系统、以及将电流流过驱动晶体管121并在快结束向存储电 容器120的信号写而不将电流流过驱动晶体管121之后继续到迁移率校正的 系统来说是可能的。
例如,第一到第四实施例可用于专利文件1中描述的5TR配置。在该情 况下,通过下述操作足以应用第一到第四实施例用被连接到在上述公开中 描述的晶体管Tr4的栅极的扫描线DS和控制信号DS来替换在第一到第四实 施例中的电源线105DSL和电源驱动脉冲DSL,并用^f皮连接到在上述公开中 描述的晶体管Trl的栅极的扫描线WS和控制信号WS来替换写扫描线 104WS和写驱动脉沖WS。虽然使用其实施例来上述了本发明,但本发明的技术范围不局限于前述 实施例所述的范围。可以在不脱离本发明的精神的情况下对前述实施例进行 各种改变和改进,且通过增加这种改变和改进而获得的形式也被包括在本发 明的技术范围内。
另外,前述实施例不局限权利要求的发明,且不一定需要在实施例中描 述的特征的所有组合来作为本发明的解决手段。前述实施例包括在各种阶段 中的发明,且可以通过适当地组合多个公开的组成需求来提取各种发明。即 使当从在实施例中公开的所有组成需求中省略少量组成需求时,从少量组成 需求的省略中得到的组成只要获得了效果也可以被提取作为本发明。
<像素电路的〗务改的例子>
例如,可以从像素电路P的模式中进行改变。例如,"对偶性原理(duality principle)"保持在电路理论中,因此可以从该角度对像素电路P进行修改。 在该情况下,虽然未在图中示出,但虽然使用n沟道型驱动晶体管121来形 成在前述实施例的每个中所示的像素电路P时,但也使用p沟道型驱动晶体 管121来形成像素电路P。因此进行遵循该对偶性原理的改变,诸如,反转 信号幅度厶Vin相对于视频信号Vsig的偏移量电势Vofs的极性和电源电压的 幅度的关系。
例如,在以遵循"对偶性原理"的修改方式的像素电路P中,存储电容 器120被连接在p型驱动晶体管(此后称为p型驱动晶体管121p)的栅极端 和源极端之间,且p型驱动晶体管121p的源极端被直接连接到有机EL元件 127的阴极端。有机EL元件127的阳极端被设置为作为参考电势的阳极电势 Vanode。阳极电势Vanode被连接到供应参考电势且对所有像素共同的参考电 源(高电势侧)。p型驱动晶体管121p具有被连接到在低电压侧上的第一电 势Vss的其漏极端。p型驱动晶体管121p输送驱动电流Ids,用于使得有机 EL元件127发光。
根据其中通过这种对偶性原理将驱动晶体管121修改为p型的修改例子 的有机EL显示设备可以进行阈值校正操作、迁移率校正操作和自举操作, 如使用n型驱动晶体管121的有机EL显示设备一样。
在驱动这种像素电路P时,如在上述第一到第四实施例,采样晶体管被 形成为双栅极结构,且当通过普通写驱动脉冲WS扫描双栅极结构的第一采 样晶体管125时,通过使用除了共享写扫描线104WS (写驱动脉冲WS)的
49多行的一组以外的写驱动脉冲WS或电源驱动脉冲DSL作为采样控制信号 SC来控制第二采样晶体管625。从而,如在前述实施例中,能够减少作为用 于向采样晶体管125的4册极供应写驱动脉冲WS的扫描线的写扫描线104WS 的数量,且因此实现成本减少,而不增加从垂直驱动单元103 (扫描器或驱 动器)输出的控制信号的数量,也不在外面具有另外的控制电路或控制线。
注意,虽然通过对前述第一到第四实施例所示的配置进行遵循"对偶性 原理"的改变来获得上述像素电路P的修改例子,但改变电路的方法不局限 于此。形成像素电路P的晶体管的数量是任意的,只要在进行阈值校正操作 时,进行驱动以便在根据由写扫描部分104进行扫描的每个水平周期内、在 偏移量电势Vofs和信号电势Vin (=Vofs+AVin)之间改变的视频信号Vsig 被发送到视频信号线106HS,且驱动晶体管121的漏极侧(电源侧)在第一 电势和第二电势之间被切换驱动,用于阈值校正的初始化操作。不在意像素 电路P是否是2TR配置的,且晶体管的数量可以是三个或更多。通过采用本
置,本发明的概念中,把采样晶体管形成双栅极结构且从而减少写扫描线 104WS (写驱动脉沖WS )的数量。
另外,在进行阈值校正操作时向驱动晶体管121的栅极供应偏移量电势 Vofs和信号电势Vin的机制不局限于如在前述实施例的2TR配置中由视频信 号Vsig进行提供。例如,可以采样如专利文件1中描述的、经由另一晶体管 来供应偏移量电势Vofs和信号电势Vin的机制,作为向驱动晶体管121的栅 极供应偏移量电势Vofs和信号电势Vin的机制。也在修改的这些例子中,可
采样晶体管形成为双栅极结构且从而减少视频信号线106HS(^L频信号Vsig) 的数量。
本申请包含与在2008年6月25日在日本专利局提交的日本优先权专利 申请中公开的主题,其全部内容被引用附于此。
本领域技术人员应该理解,在所附权利要求或其等同物的范围内,可以 取决于设计需求和其他因素来进行各种修改、合并、子合并和替换。
权利要求
1.一种显示设备,包括以矩阵形式布置的像素电路,所述像素电路每个包括用于生成驱动电流的驱动晶体管、被连接到所述驱动晶体管的输出端的电光元件、用于维持对应于视频信号的信号幅度的信息的存储电容器、和用于将对应于所述信号幅度的信息写入所述存储电容器的第一采样晶体管和第二采样晶体管,所述第一采样晶体管和所述第二采样晶体管级联;垂直扫描线,被连接到被配置用于生成用于垂直扫描所述像素电路的垂直扫描脉冲的垂直扫描部分;以及水平扫描线,被连接到被配置用于向所述像素电路供应视频信号以便与在所述垂直扫描部分中的所述垂直扫描一致的水平扫描部分;其中,所述垂直扫描部分至少具有写扫描部分,该写扫描部分被配置用于生成用于垂直扫描所述像素电路的写扫描脉冲并将对应于所述信号幅度的信息写入所述存储电容器,所述垂直扫描部分具有被连接到所述写扫描部分作为所述垂直扫描线的写扫描线,所述写扫描线每个被布置以便从所述写扫描部分向多行中的所述第一采样晶体管的控制输入端共同地供应用于垂直扫描的写驱动脉冲,以及在共享所述写扫描线的所述多行的每组中,所述第二采样晶体管的控制输入端被连接到所述垂直扫描线,以便从所述垂直扫描部分被供应了用于在除本身行所属的组之外的其它组的各个不同行中的垂直扫描的所述垂直扫描脉冲。
2. 根据权利要求1的显示设备,其中,所述第二采样晶体管的控制输入端被连接到同种的所述垂直扫描 线,以便从所述垂直扫描部分被供应了用于在所述其它组的各个不同行中的 同种垂直扫描的所述垂直扫描脉沖。
3. 根据权利要求1的显示设备,其中,所述第二采样晶体管的控制输入端被连接到不同种的所述垂直扫 描线,以便从所述垂直扫描部分被供应了用于在所述其它组的各个不同行中 的不同种垂直扫描的所述垂直扫描脉冲。
4. 根据权利要求1的显示设备,其中,所述垂直扫描部分具有驱动扫描部分,该驱动扫描部分#:配置以 在用于向所述电光元件输送所述驱动电流的第 一 电势和不同于所述第 一 电势 的第二电势之间改变,并向所述驱动晶体管的电源端供应该电势,所述垂直扫描部分具有被连接到所述驱动扫描部分的电源线作为所述垂 直扫描线的例子,所述电源线被共同地连接到在共享所述写扫描线的所述多 行中的所述驱动晶体管的电源端,以及在共享所述写扫描线和所述电源线的所述多行的每组中,所述第二采样晶体管的控制输入端被连接到所述垂直扫描线,以便从所述垂直扫描部分被 供应了用于作为所述其它组的各个不同组的垂直扫描的所述垂直扫描脉冲。
5. 根据权利要求l的显示设备,其中,所述水平扫描部分依次改变对于每行的视频信号,并向所述像素 电路供应该视频信号,以便与在共享所述写扫描线的所述多行的每组中的所 述垂直扫描部分中的所述垂直扫描一致,以及所述垂直扫描部分设置用于所述垂直扫描的同种或不同种的所述垂直扫 描脉冲,以便由所述写驱动脉冲来垂直地扫描所述第一采样晶体管,且在共 享所述写扫描脉冲的组内,在从共享行之一的显示处理时段的开始到所有共享行的所述显示处理的完成的总显示处理时段中,通过依次使得所述第二采 样晶体管之一导通以便与所述第一采样晶体管的导通一致,来依次进行显示处理。
6. 根据权利要求5的显示设备,其中,所述垂直扫描部分设置用于所述垂直扫描的同种或不同种的所述 垂直扫描脉冲,以便在所述总显示处理时段中,除了依次导通的所述第二采 样晶体管之一以外的、在多行中的所有所述第二采样晶体管都截止。
7. 根据权利要求5的显示设备,其中,所述垂直扫描部分设置所述垂直扫描脉冲,以便通过使得所述第 一采样晶体管和所述第二采样晶体管两者在不需要使得所述第二采样晶体管 依次导通的垂直扫描周期中都导通来进行通常的显示处理。
8. 根据权利要求5的显示设备,其中,所述垂直扫描部分进行设置以便所述垂直扫描脉冲的改变状态在 各个行中均匀。
9. 根据权利要求5的显示设备,其中,所述垂直扫描部分具有驱动扫描部分,该驱动扫描部分^t配置以 在用于向所述电光元件输送所述驱动电流的第 一 电势和不同于所述第 一 电势 的第二电势之间改变,并向被连接到所述驱动晶体管的电源端的所述电源线 供应该电势,所述水平扫描部分向所述釆样晶体管供应在参考电势和信号电势之间改 变的视频信号,以及所述垂直扫描部分和所述水平扫描部分在如下时间段中通过使得所述第 一采样晶体管和所述第二采样晶体管两者导通并使得所述存储电容器维持所 述参考电势的信息来熄灭所述电光元件,在该时间段中,所述第一电势被供应到所述驱动晶体管的电源端,且所述视频信号的所述参考电势被供应到所 述采样晶体管。
10. 根据权利要求5的显示设备,还包括 驱动信号恒定实现电路,用于保持所述驱动电流恒定。
11. 根据权利要求9的显示设备,其中,所述驱动信号恒定实现电路通过下述操作实现使得所述存储电容 器维持对应于所述驱动晶体管的阈值电压的电压的阈值校正功能在预定幅 度的电源电压被供应到所述驱动晶体管的所述电源端且电流流动的状态下, 向所述采样晶体管的输入端供应预定幅度的参考电势,并使得所述第一采样 晶体管和所述第二采样晶体管导通。
12. 根据权利要求11的显示设备, 其中,所述垂直扫描部分具有写扫描部分,被配置用于给所述第一采样晶体管的控制输入端供应写扫 描脉冲以用于垂直扫描所述像素电路,并向所述存储电容器写入对应于所述 信号幅度的信息,以及驱动扫描部分,被配置用于在用于向所述电光元件输送所述驱动电流的 第一电势和不同于所述第一电势的第二电势之间改变,并向所述驱动晶体管的电源端供应该电势,所述水平扫描部分向所述采样晶体管供应在参考电势和信号电势之间改 变的视频信号,以及所述驱动信号恒定实现电路通过下述搡作实现使得所述存储电容器维持 对应于所述驱动晶体管的阈值电压的电压的阈值校正功能在所述写扫描部分、所述水平驱动部分和所述驱动扫描部分的控制下,向所述驱动晶体管的 所述电源端供应对应于所述第一电势的电压,以及在视频信号的参考电势的 时间段中使得所述第 一采样晶体管和所述第二釆样晶体管导通。
13. 根据权利要求9的显示设备,其中,所述驱动信号恒定实现电路实现迁移率校正功能,该迁移率校正 功能抑制所述驱动电流对所述驱动晶体管的迁移率的依赖。
14. 根据权利要求13的显示设备,其中,所述驱动信号恒定实现电路通过下述操作当将对应于信号电势的 信息写入所述存储电容器时实现迁移率校正功能在使得所述存储电容器维 持对应于所述驱动晶体管的阈值电压的电压的阔值校正功能操作之后,在所 述视频信号的信号电势的时间段中,使得所述第一采样晶体管和所述第二采 样晶体管两者导通。
全文摘要
在此公开了一种显示设备,其允许在多行之间共享垂直扫描线,而不增加控制信号的控制线的数量,该显示设备包括像素电路;垂直扫描线;和水平扫描线。
文档编号G09G3/30GK101630479SQ20091015087
公开日2010年1月20日 申请日期2009年6月25日 优先权日2008年6月25日
发明者内野胜秀, 山本哲郎 申请人:索尼株式会社
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