显示装置及其控制方法

显示装置及其控制方法
【专利摘要】显示装置具备的多个像素电路(10)各自具备：驱动晶体管(TD)，其漏电极和源电极的一方与传输第1电源电压的第1电源线(VDD)连接；第1电容元件(C1)，其第1电极与驱动晶体管(TD)的栅电极连接，第2电极与驱动晶体管(TD)的源电极连接；第2电容元件(C2)，其第1电极与第1电容元件(C1)的第2电极连接，第2电极与传输与发光辉度对应的数据电压的数据线直接连接；第1开关元件(T1)，其对驱动晶体管(TD)的栅电极与传输固定的参考电压的参考电压线之间的导通和非导通进行切换；以及发光元件(EL)，其第1电极与驱动晶体管(TD)的漏电极和源电极的另一方连接，第2电极与传输第2电源电压的第2电源线连接。
【专利说明】显示装置及其控制方法【技术领域】
[0001]本发明涉及显示装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]近来，使用了有机EL元件的显示装置(以下称为有机EL显示装置)的开发以及实用化不断取得进展。有机EL显示装置通常具有:将分别具有有机EL元件的多个像素电路配置为矩阵状而成的显示单元；和用于驱动该显示单元的驱动电路。
[0003]已经实用化的有源矩阵型的有机EL显示装置，具有形成使各像素的有机EL元件的阴极电极成为共同电位的构造(阴极共用构造)，另外，用于对有机EL元件进行发光控制的驱动电路通常由P型的薄膜晶体管(TFT:Thin Film Transistor)构成。
[0004]另一方面，为了提高容易制造的无定形硅TFT的性能，正在搜寻更高性能的TFT。例如，将氧化物用作半 导体层的氧化物TFT不断接近实用水平而受到注目。对于氧化物TFT的特性，有如下报告即虽然仅实现了 η型TFT，但却比无定形硅晶体管高10倍以上的迁移率。
[0005]其中，与已经在技术上得到了确立的阴极共用构造的有机EL元件对应的、使有机EL元件以更准确且稳定的辉度进行发光的η型晶体管的像素电路，在抑制制造成本的同时提供高性能的显示装置这一方面很重要，提出了各种电路结构以及控制方法(例如，专利文献I)。
[0006]图20是表示专利文献I所公开的以往的像素电路90的电路图。像素电路90由驱动晶体管TD、开关晶体管T9、电容器Cs以及有机EL元件EL构成。像素电路90仅包括2个晶体管和I个电容器，构成为能够进行使有机EL元件以准确且稳定的辉度来发光的动作。
[0007]像素电路90从扫描线驱动电路4经由信号线SCAN被供给控制信号，从信号线驱动电路5经由数据线DATA被供给与发光辉度对应的数据电压。另外，从未图示的电源电路经由电源线VDD、VSS向像素电路90供给用于有机EL元件EL发光的电源电压。
[0008]图21是在I帧期间内表示用于使像素电路90动作的控制信号、数据电压以及电源电压的一例的时间图。在图21中，纵轴表不各信号的电平,横轴表不时间的经过。为了简单起见，将控制信号、数据电压以及电源电压由与传输它们的信号线以及电源线相同的名称来标记。
[0009]像素电路90按照图21所示的控制信号、电源电压以及数据信号，按帧来重复Vth检测步骤、数据写入步骤、复位步骤以及发光步骤。
[0010]图22(a)~(d)分别是说明Vth检测步骤、数据写入步骤、复位步骤以及发光步骤中的像素电路90的动作的电路图。
[0011]参照图22(a)~⑷来说明按照图21所示的控制信号、数据电压以及电源电压进行的像素电路90的动作。
[0012]如图22(a)所示，在Vth检测步骤中，电源电压VDD被设定为0，电源电压VSS被设定为Ve2，数据电压DATA被设定为VDH。开关晶体管T9、驱动晶体管TD成为导通状态，驱动晶体管TD的栅电极的电压控制为从电源电压VDD上升了驱动晶体管TD的阈值电压Vth而得到的电压Vth。阈值电压Vth以从数据线DATA取得的电压Vdh为基准而保持于电容器Cs。
[0013]如图22(b)所示，在数据写入步骤中，数据电压DATA被设定为从Vdh下降了与发光辉度对应的量AVdata而得到的电压。因为开关晶体管T9成为导通状态，所以数据电压DATA的下降量Λ Vdata根据电容器Cs的容量和有机EL元件EL的寄生电容Cel的比Cel/(Cel+Cs) = α而分配到电容器Cs和有机EL元件的寄生电容Cel。其结果，驱动晶体管TD的栅电极的电压成为-a AVdata+Vth。
[0014]如图22(c)所示，在复位步骤中，开关晶体管T9成为非导通状态(由虚线表示)。另外，电源电压VDD被设定为-Vei，数据电压DATA再次被设定为VDH。因为开关晶体管T9成为非导通状态，所以数据电压DATA的上升量AVdata全部被加算到驱动晶体管TD的栅电极的电压上。其结果，驱动晶体管TD的栅电极的电压成为(_α Δ Vdata+Vth) + Δ Vdata =(1-α) ΔVdata+Vthο
[0015]驱动晶体管TD通过栅电极的电压与电源电压VDD的差电压而成为导通状态，有机EL元件EL的阳极电压被初始化为-Vei。
[0016]如图22(d)所示，在发光步骤中，电源电压VSS被设定为-Vee，驱动晶体管TD的源电极的电压成为将电源电压VSS和有机EL元件EL的导通电压相加得到的电压VEE+Va。对驱动晶体管TD的栅电极-源电极间施加(1-α) Δ Vdata+Vth-(VEE+VEL)的电压。
[0017]其结果，从驱动晶体管TD向有机EL元件EL供给不包含驱动晶体管TD的阈值电压Vth这一项在内的大小的电流ipix = β/2((1_α) AVdata_(VEE+VEL))2，有机EL元件EL以与电流ipix的大小对应的辉度进行发光。
[0018]如此，像素电路90通过Vth检测动作，阈值电压Vth的影响大幅度地减小，能够使有机EL元件EL以更准确且稳定的辉度进行发光。
[0019]现有技术文献
[0020]专利文献1:特开第2010-160508号公报
【发明内容】

[0021]发明要解决的问题
[0022]在以往的像素电路90中，如前所述，尽管它是包括2个η型晶体管和I个电容的简单结构的像素电路，然而却由于它巧妙地利用了阴极共用结构的有机EL元件的反向偏置特性，在从驱动晶体管TD向有机EL元件EL供给的电流ipix的大小中不包含驱动晶体管TD的阈值电压Vth这一项，所以有机EL元件EL以不受驱动晶体管TD的阈值电压Vth的变动的影响的辉度进行发光。
[0023]然而，对于像素电路90，却残留有对有机EL元件EL的发光辉度的精度产生损害的至少3个误差要因。
[0024]第I误差要因在于电流ipix的大小取决于电源电压VSS。只要电源电压VSS准确为-Vee就能获得准确的发光辉度。但是，在传输用于有机EL元件EL发光的大电流的电源线VSS上，由于电源线VSS自身的布线电阻而产生因发光辉度而发生变化的复杂的电压降，因此实际上无法期待电源线VSS与像素电路90的连接点的电压在发光期间被准确设定为_VEE。电源电压VSS的误差反映在有机EL元件EL的发光辉度的误差。
[0025]第2误差要因在于电流ipix的大小取决于有机EL元件EL的驱动电压。通常对于有机EL元件EL，为了使其发光而流经自身的电流成为劣化压力，其发光效率历时降低，并且电气特性也发生变动。即，为了流动相同的电流，有机EL元件EL的驱动电压历时上升。也就是说，像素辉度的历时劣化不仅由于有机EL元件EL的发光效率劣化，还由于驱动电压上升而引起，更容易察觉到劣化。
[0026]第3误差要因在于电流ipix的大小取决于电容器Cs的容量与有机EL兀件EL的寄生电容之比α。通常而言，因为有机EL元件EL的寄生电容的精度比有意形成的电容器的容量的精度差，所以实际上比α包含相当大的误差。比α的误差反映在有机EL元件EL的发光辉度的误差。
[0027]本发明是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于提供一种具备能够使有机EL元件以更准确且稳定的辉度进行发光的像素电路的显示装置及其控制方法。
[0028]用于解决问题的手段
[0029]为了实现上述目的，本发明的一个技术方案涉及的显示装置，具有配置有多个像素电路而成的显示单元，所述像素电路各自具备:驱动晶体管，其漏电极和源电极的一方与传输第I电源电压的第I电源线连接；第I电容元件，其第I电极与所述驱动晶体管的栅电极连接，第2电极与所述驱动晶体管的源电极连接；第2电容元件，其第I电极与所述第I电容元件的所述第2电极连接，第2电极与传输与辉度对应的数据电压的数据线连接；第I开关元件，其对所述驱动晶体管的栅电极与传输固定的参考电压的参考电压线之间的导通和非导通进行切换；以及发光元件，其第I电极与所述驱动晶体管的漏电极和源电极的另一方连接，第2电极与传输第2电源电压的第2电源线连接。
[0030]发明的效果
[0031]根据本发明的显示装置，与以往的像素电路同样，通过进行Vth检测动作以及复位动作，阈值电压Vth的影响大幅度地减小。
[0032]而且，与以往的像素电路不同，因为所述第I电容元件所保持的数据电压被施加于所述驱动晶体管的栅电极与源电极之间，所以从所述驱动晶体管向所述发光元件供给的电流的大小不会受到电源电压的影响。也就是说，排除了前述的第I和第2误差要因。
[0033]另外，由于所述第I电容元件所保持的数据电压由所述第I电容元件和所述第2电容元件的容量比来决定，所以与利用发光元件的寄生电容的以往技术相比，能够将数据电压更高精度地设定于所述第I电容元件。也就是说，排除了前述的第3误差要因。
[0034]因此，根据所述像素电路，能够使有机EL元件EL以比以往更准确且稳定的辉度进行发光。
【专利附图】

【附图说明】
[0035]图1是表示实施方式I中的显示装置的构成的一例的功能框图。
[0036]图2是表示实施方式I中的像素电路的构成的一例的电路图。
[0037]图3是表示实施方式I中的控制信号、电源电压以及数据信号的一例的时间图。
[0038]图4是表示实施方式I中的像素电路的动作的一例的电路图。[0039]图5是表示实施方式2中的像素电路的构成的一例的电路图。
[0040]图6是表示实施方式2中的控制信号、电源电压以及数据信号的一例的时间图。
[0041]图7是表示实施方式2中的像素电路的动作的一例的电路图。
[0042]图8是表示实施方式2的变形例中的像素电路的构成的一例的电路图。
[0043]图9是表示实施方式2的变形例中的像素电路的构成的一例的电路图。
[0044]图10是表示实施方式3中的像素电路的构成的一例的电路图。
[0045]图11是表示实施方式4中的像素电路的构成的一例的电路图。
[0046]图12是表示实施方式4中的控制信号、电源电压以及数据信号的一例的时间图。
[0047]图13是表示实施方式4中的控制信号、电源电压以及数据信号的另一例的时间图。
[0048]图14是表示实施方式5中的像素电路的构成的一例的电路图。
[0049]图15是表示实施方式5中的控制信号、电源电压以及数据信号的一例的时间图。
[0050]图16是表示实施方式6中的像素电路的构成的一例的电路图。
[0051]图17是表示实施方式6中的控制信号、电源电压以及数据信号的一例的时间图。
[0052]图18是表示实施方式6中的控制信号、电源电压以及数据信号的另一例的时间图。
[0053]图19是表示内置有本发明的显示装置的薄型平板TV的一例的外观图。
[0054]图20是表示以往的像素电路的构成的一例的电路图。
[0055]图21是表示以往的控制信号、电源电压以及数据信号的一例的时间图。
[0056]图22是表示以往的像素电路的动作的一例的电路图。
【具体实施方式】
[0057]本发明的一个技术方案涉及的显示装置，具有配置有多个像素电路而成的显示单元，所述像素电路各自具备:驱动晶体管，其漏电极和源电极的一方与传输第I电源电压的第I电源线连接；第I电容元件，其第I电极与所述驱动晶体管的栅电极连接，第2电极与所述驱动晶体管的源电极连接;第2电容元件，其第I电极与所述第I电容元件的所述第2电极连接，第2电极与传输与辉度对应的数据电压的数据线连接;第I开关元件，其对所述驱动晶体管的栅电极与传输固定的参考电压的参考电压线之间的导通和非导通进行切换；以及发光元件，其第I电极与所述驱动晶体管的漏电极和源电极的另一方连接，第2电极与传输第2电源电压的第2电源线连接。
[0058]在此，所述第2电容元件的所述第2电极可以与所述数据线直接连接。
[0059]根据这种结构，与以往的像素电路同样，通过进行Vth检测动作以及复位动作，阈值电压Vth的影响大幅减小。
[0060]而且，与以往的像素电路不同，因为所述第I电容元件所保持的数据电压被施加于所述驱动晶体管的栅电极与源电极之间，所以从所述驱动晶体管向所述发光元件供给的电流的大小不会受到电源电压的影响。
[0061]另外，由于所述第I电容元件所保持的数据电压由所述第I电容元件和所述第2电容元件的容量比来决定，所以与利用发光元件的寄生电容的以往技术相比，能够将数据电压更高精度地设定于所述第I电容元件。[0062]因此，根据所述像素电路，能够使有机EL元件EL以比以往更准确且稳定的辉度进行发光。
[0063]另外，所述像素电路各自还可以具备第2开关元件，所述第2开关元件插入在所述驱动晶体管的源电极与所述第I电容元件的所述第2电极之间。
[0064]根据这种结构，能够对所述驱动晶体管的源电极与所述第I电容元件的所述第2电极之间进行电切断，因此完全没有所述第I电容元件所保持的数据电压随着所述驱动晶体管的源电极的电压变动而发生变动的担忧。其结果，能够使有机EL元件EL以更准确且稳定的辉度进行发光。
[0065]另外，所述像素电路各自还可以具备第3开关元件，所述第3开关元件插入在所述驱动晶体管的漏电极和源电极的所述一方与所述第I电源线之间。
[0066]根据这种结构，使用所述第3开关元件，能够在全部行的像素电路中同时开始发光动作，因此在其他行的像素电路处于写入动作的期间，先开始了发光动作的像素电路中的像素电流不会变得不稳定，能够实现良好的显示质量。
[0067]另外，所述像素电路各自还可以具备第4开关元件，所述第4开关元件插入在所述第2电容元件的所述第2电极与所述数据线之间。
[0068]根据这种结构，使用所述第4开关元件，能够至少在发光期间将像素电路从所述数据线电切断，因此在其他行的像素电路处于写入动作的期间，先开始了发光动作的像素电路中的像素电流不会变得不稳定，能够实现良好的显示质量。
[0069]本发明的一个技术方案涉及的控制方法是显示装置的控制方法，所述显示装置具有配置有多个像素电路而成的显示单元，所述像素电路各自具备:驱动晶体管，其漏电极和源电极的一方与传输第I电源电压的第I电源线连接；第I电容元件，其第I电极与所述驱动晶体管的栅电极连接，第2电极与所述驱动晶体管的源电极连接；第2电容元件，其第I电极与所述第I电容元件的第2电极连接，第2电极与传输与辉度对应的数据电压的数据线连接；第I开关元件，其对所述驱动晶体管的栅电极与传输固定的参考电压的参考电压线之间的导通和非导通进行切换；以及发光元件，其第I电极与所述驱动晶体管的漏电极和源电极的另一方连接，第2电极与传输第2电源电压的第2电源线连接，所述控制方法包括如下的步骤:在所述像素电路的各像素电路中，使所述第I开关元件导通，对所述驱动晶体管的阈值电压进行检测。
[0070]另外也可以，在所述显示装置中，所述像素电路各自还具备第2开关元件，所述第2开关元件插入在所述驱动晶体管的源电极与所述第I电容元件的所述第2电极之间，所述显示装置的控制方法还包括如下的步骤:在所述像素电路的各像素电路中，使所述第2开关元件为非导通，由所述第I电容元件和所述第2电容元件保持所述数据电压。
[0071]根据这种控制方法，能够使所述像素电路发挥与上述说明的效果同样的效果。
[0072]以下，对本发明的几个实施方式进行说明。此外，以下，贯穿所有附图对发挥同等功能的要素标注相同的附图标记，适当省略重复的说明。
[0073](实施方式I)
[0074]参照附图对本发明的实施方式I进行说明。实施方式I中的显示装置具有将多个像素电路配置为矩阵状而成的显示单元，所述各像素电路包括2个晶体管、2个电容器以及I个有机EL元件，构成为使有机EL元件不会受到电源电压的变动的影响而能够进行以更准确且稳定的辉度来发光的动作。
[0075]图1是表示实施方式I中的显示装置I的构成的一例的功能框图。
[0076]显示装置I由显示单元2、控制电路3、扫描线驱动电路4、信号线驱动电路5以及电源电路6构成。
[0077]显示单元2通过将多个像素电路10配置成矩阵而成。在该矩阵的各行设有与配置在同一行的多个像素电路10共同连接的扫描信号线，在该矩阵的各列设有与配置在同一列的多个像素电路10共同连接的数据信号线。
[0078]控制电路3是控制显示装置I的动作的电路，控制扫描线驱动电路4、信号线驱动电路5，以从外部接收图像信号，并使由该图像信号表示的图像显示于显示单元2。
[0079]扫描线驱动电路4经由扫描信号线向像素电路10供给用于控制像素电路10的动作的控制信号。
[0080]信号线驱动电路5经由数据信号线向像素电路10供给与发光辉度对应的数据信号。
[0081]电源电路6将显示装置I的动作用的电源供给到显示装置I的各部。
[0082]图2是表示像素电路10的构成的一例以及像素电路10与扫描线驱动电路4及信号线驱动电路5的连接的一例的电路图。
[0083]在显示单元2的各行，作为扫描信号线而设有信号线SCAN，在显示单元2的各列，作为数据信号线而设有数据线DATA。
[0084]另外，在显示单元2，设有传输从电源电路6供给的电源电压而分配给像素电路10的电源线VDD、传输从电源电路6供给的电源电压而分配给像素电路10的电源线VSS、以及传输从电源电路6供给的固定的参考电压而分配给像素电路10的参考电压线Vref。电源线VDD、VSS以及参考电压线Vref与所有的像素电路10共同连接。
[0085]在向有机EL元件EL供给电流的电源线VDD、VSS分别与像素电路10的连接点，会产生由于因电阻引起的电压降而导致的复杂的电压变动，而在不供给直流电流的参考电压线Vref不会产生稳定的电压降。
[0086]配置于显示单元2的各像素电路10，通过配置有像素电路10的行的信号线SCAN与扫描线驱动电路4连接，并且通过配置有像素电路10的行的数据线DATA与信号线驱动电路5连接。
[0087]信号线SCAN从扫描线驱动电路4向像素电路10传输用于控制像素电路10的动作的控制信号。数据线DATA从信号线驱动电路5向像素电路10传输与发光辉度对应的数据信号。
[0088]像素电路10是使有机EL元件以与数据信号对应的辉度进行发光的电路，由驱动晶体管TD、开关晶体管Tl、电容器Cl、C2以及有机EL元件EL构成。驱动晶体管TD、开关晶体管Tl由η型的薄膜晶体管(TFT)构成。
[0089]驱动晶体管TD的漏电极d与电源线VDD连接。
[0090]电容器Cl的第I (纸面的上侧)电极与驱动晶体管TD的栅电极g连接，第2 (纸面的下侧)电极与驱动晶体管TD的源电极s连接。
[0091]电容器C2的第I (纸面的右侧)电极与电容器Cl的所述第2电极连接，第2 (纸面的左侧)电极与数据线直接连接。此外，在本说明书中，所谓直接连接定义为不经由其他元件而仅通过布线、接触孔等单纯的导电材料而电连接。
[0092]开关晶体管Tl对驱动晶体管TD的栅电极g与参考电压线Vref之间的导通和非导通进行切换。
[0093]有机EL元件EL的第I (纸面的上侧)电极与所述驱动晶体管的源电极连接，第2 (纸面的下侧)电极与电源线VSS连接，具有寄生电容Cel。
[0094]在此，开关晶体管Tl是第I开关元件的一例，电容器C1、C2分别是第1、第2电容元件的一例，有机EL元件EL是发光元件的一例。另外，电源线VDD是第I电源线的一例，电源线VSS是第2电源线的一例。另外，数据信号是数据电压的一例。
[0095]图3是在I帧期间内表示用于使像素电路10动作的控制信号、电源电压以及数据信号的一例的时间图。在图3中，纵轴表示各信号的电平，横轴表示时间的经过。为了简单起见，将控制信号、数据电压以及电源电压由与传输它们的信号线以及电源线相同的名称来标记。
[0096]因为像素电路10的开关晶体管Tl由η型的晶体管构成，所以开关晶体管Tl在控制信号SCAN为高电平的期间成为导通状态，在控制信号SCAN为低电平的期间成为非导通状态。
[0097]参照图4(a)?(d)来说明按照图3所示的控制信号以及数据信号进行的像素电路10的动作。
[0098]图4(a)是说明在复位期间进行的像素电路10的复位动作的电路图。像素电路10的复位动作在全部行的像素电路10中同时进行。
[0099]在像素电路10的复位动作中，电源电压VDD被设定为电压VKST，基准电压Vref经由开关晶体管Tl被施加于驱动晶体管TD的栅电极g。电压Vkst使用例如比从后述的Vth检测时的基准电压Vref减去驱动晶体管TD的阈值电压Vth得到的电压(Vref-Vth)低的电压。也就是说，基准电压Vref使用例如比对正的电源电压Vkst加上驱动晶体管TD的阈值电压Vth得到的电压VKST+Vth高的电压。由此，驱动晶体管TD成为导通状态，进行用于将有机EL元件EL的阳极电压设定为Vkst的复位动作。
[0100]电压Vkst优选比对电源电压VSS加上有机EL元件EL的发光开始电压(Vth(EL))得到的电压低。即VKT〈Vref-Vth〈VSS+Vth (EL)。如此，在停止期间、复位期间以及Vth检测期间，能制止有机EL元件EL的发光，抑制由于有机EL元件EL不需要的发光所导致的显示对比度的降低以及功耗的增大。
[0101]图4(b)是说明在Vth检测期间进行的像素电路10的Vth检测动作的电路图。像素电路10的Vth检测动作在全部行的像素电路10中同时进行。
[0102]在像素电路10的Vth检测动作中，电源电压VDD被设定为比从基准电压Vref减去全部像素的驱动晶体管TD的阈值电压Vth的最大值得到的电压高的正的电源电压Vm OVref-Vth)，基准电压Vref经由开关晶体管Tl被施加于驱动晶体管TD的栅电极。
[0103]其结果，在Vth检测动作中，驱动晶体管TD —定是在饱和区域进行动作，因此驱动晶体管TD的漏极-源极电流仅由栅极-源极间电压而控制。因为当前驱动晶体管TD的栅电极g固定为基准电压Vref，所以最终驱动晶体管TD的漏极-源极电流由源电极s的电压而控制。
[0104]在驱动晶体管TD的源电极s连接有电容器Cl的第2(纸面的下侧)电极，驱动晶体管TD的漏极-源极电流流向电容器Cl。由此电容器Cl被充电，电容器Cl的第2电极的电压即驱动晶体管TD的源电极s的电压从Vkst上升，最终达到Vref-Vth，也就是说，当驱动晶体管TD的栅极-源极间电压变为与驱动晶体管TD的阈值电压Vth相同时，驱动晶体管TD成为截止状态。
[0105]如此，驱动晶体管TD的源电极s的电压被控制为从基准电压Vref下降了阈值电压Vth得到的电压Vref-Vth。
[0106]另外，数据电压DATA被设定为VDH，电压Vref-Vth以基准电压Vref为基准而保持于电容器Cl，并且以数据电压Vdh为基准而保持于电容器C2。
[0107]图4(c)是说明在数据写入期间进行的像素电路10的数据写入动作的电路图。像素电路10的数据写入动作在各行的像素电路10中在不同的期间进行。此外，在图4(c)所记载的数学式中，为了避免繁琐，省略了用于识别进行数据写入动作的行的索引(k)。
[0108]在第k行的像素电路10的数据写入动作中，在数据电压DATA被设定为从Vdh下降了与要使第k行的像素电路10发光的辉度对应的量Λ Vdata(k)得到的电压Vdh-A Vdata(k)之后，像素电路10中的开关晶体管Tl成为导通状态。随着数据电压DATA的下降量Λ Vdata(k)和由电容器Cl、C2的容量决定的系数C2/(C1+C2)，电容器Cl、C2的连接点即驱动晶体管TD的源电极s的电压发生变动。其结果，驱动晶体管TD的源电极s的电压成为 Vref-Vth- Δ Vdata (k) X C2/ (C1+C2)。
[0109]此时，驱动晶体管TD再次成为导通状态，通过与前述的Vth检测动作同样的动作，驱动晶体管TD的源电极s的电压即电容器Cl、C2的连接点的电压再次开始向电压Vref-Vth上升。为了尽可能准确地维持电容器C1、C2的连接点的电压，例如可以针对驱动晶体管TD的源电极s的电压上升的速度而将数据写入期间的长度即开关晶体管Tl的导通时间限制为充分短。或者也可以通过适当地设定开关晶体管Tl的导通时间，使驱动晶体管TD的源电极s的电压成为与驱动晶体管TD的β相应的电压。在此，β为β = μ XCoxXff/L, μ为迁移率，Cox为每单位面积的栅极绝缘膜容量，W为沟道宽，L为沟道长。
[0110]图4(d)是说明在发光期间进行的像素电路10的发光动作的电路图。像素电路10的发光动作在各行的像素电路10中在继数据写入期间之后的不同的发光期间进行。
[0111]在像素电路10的发光动作中，电源电压VDD被设定为有机EL元件EL发光用的电压VD1，并且电容器Cl所保持的电压Vth+Λ VdataXC2/(C1+C2)被施加于驱动晶体管TD的栅电极g与源电极s之间。
[0112]其结果，从驱动晶体管TD向有机EL元件EL供给与数据电压Vdata对应大小的电流ipix = β/2Χ (C2/(C1+C2) X Λ Vdata)2，有机EL元件EL以与电流ipix的大小对应的辉度进行发光。
[0113]然后，在数据电压DATA被设定为Vdh的期间，通过使开关晶体管Tl成为导通状态，参考电压Vref被施加于驱动晶体管TD的栅电极g，驱动晶体管TD成为截止状态，发光状态停止。
[0114]如此，像素电路10与以往的像素电路90同样，通过进行Vth检测动作以及复位动作，使阈值电压Vth的影响大幅减小。而且，因为像素电路10的电流ipix的大小不取决于电源电压和有机EL元件EL的寄生电容的任一方，所以能排除在“发明要解决的问题”一栏中指出的发光辉度的第I及2误差要因。[0115]因此，根据像素电路10，能够使有机EL元件EL以比以往更准确且稳定的辉度进行发光。
[0116]如以上的说明，像素电路10通过包括2个晶体管、2个电容器以及I个有机EL元件的极其简单的结构来发挥能够进行比以往更准确且稳定的辉度的发光的效果，反过来，有可能存在如下问题:为了对电容器C1、C2设定准确的电压而数据写入期间被限制为非常短的问题；和在全部行中直到写入动作结束为止数据电压DATA发生变动的状况下，在其他行的像素电路处于写入动作的期间，先开始了发光动作的像素电路10中的像素电流变得不稳定而产生显示质量的降低(串扰等)的问题。
[0117]以下，对应对这些问题的实施方式进行说明。
[0118](实施方式2)
[0119]参照附图对本发明的实施方式2进行说明。
[0120]实施方式2中的像素电路是为了对作为像素电路10的悬案的、数据写入期间被限制为非常短的问题进行应对而将像素电路10变形构成的。
[0121]图5是表示实施方式2中的像素电路11的构成的一例的功能框图。像素电路11与像素电路10相比，不同之处在于在电容器Cl的第2 (纸面的下侧)电极与驱动晶体管TD的源电极s之间插入有开关晶体管T2。开关晶体管T2在数据写入期间为非导通状态，对在前述的数据写入期间所产生的驱动晶体管TD的源电极s的电压变化的影响进行排除，对数据写入期间的长度的限制进行缓和。与像素电路11对应，在显示单元2的各行添加了信号线 MERGE。
[0122]在像素电路11中，开关晶体管T2按照由信号线MERGE传输的控制信号，对电容器Cl的第2 (纸面的下侧)电极与驱动晶体管TD的源电极S之间的导通和非导通进行切换。
[0123]图6是在I帧期间内表示用于使像素电路11动作的控制信号以及数据信号的一例的时间图。在图6中，纵轴表示各信号的电平，横轴表示时间的经过。为了简单起见，将控制信号、数据电压以及电源电压由与传输它们的信号线以及电源线相同的名称来标记。
[0124]参照图7(a)?(d)来说明按照图6所示的控制信号以及数据信号进行的像素电路11的动作。
[0125]图7(a)是说明在复位期间进行的像素电路11的复位动作的电路图。像素电路11的复位动作在前一帧的发光动作结束之后在全部行的像素电路11中同时进行。在图6中，作为一例通过使全部行的控制信号SCAN(k)同时上升来结束发光动作，但也可以在使控制信号SCAN(k)上升之前通过使电源电压VDD下降来结束发光动作。
[0126]像素电路11的复位动作基本上与像素电路10的复位动作同样，通过图4(a)中说明的电压的施加使驱动晶体管TD成为导通状态。另外，特别是在有机EL元件EL反向偏置时的容量值与电容器C2的容量值为相同程度的情况下，优选在复位期间使开关晶体管T2为导通状态。
[0127]图7(b)是说明在Vth检测期间进行的像素电路11的Vth检测动作的电路图。像素电路11的Vth检测动作在全部行的像素电路11中同时进行。
[0128]像素电路11的Vth检测动作基本上与像素电路10的Vth检测动作同样，通过图4(b)中说明的电压的施加，使驱动晶体管TD的源电极s的电压控制为从基准电压Vref下降了阈值电压Vth得到的电压Vref-Vth。[0129]图6中，作为一例通过使全部行的控制信号SCAN(k)同时下降来结束Vth检测动作，但也可以在使控制信号SCAN(k)下降之前通过使控制信号MERGE下降来结束Vth检测动作。在全部行的控制信号SCAN(k)的下降或控制信号MERGE的下降之后，使电源电压VDD降低到后述的数据写入用的电压Vd2。
[0130]图7(c)是说明在数据写入期间进行的像素电路11的数据写入动作的电路图。像素电路11的数据写入动作在各行的像素电路11中在不同的期间进行。此外，在图7(C)所记载的数学式中，为了避免繁琐，省略了用于识别进行数据写入动作的行的索引(k)。
[0131]像素电路11的数据写入动作与像素电路10的数据写入动作不同，在开关晶体管T2为非导通状态、即驱动晶体管TD的源电极s与电容器Cl、C2的连接点被电切断的状态下进行。因此，能够对电容器Cl、C2的连接点的节点设定在准确维持了电压Vth的情况下叠加上取决于数据电压的电压得到的电压。
[0132]在数据写入期间，电源电压VDD被设定为电压Vd2。电压Vd2是比在Vth检测期间以及发光期间作为电源电压VDD而设定的电压Vdi低的电压。电压Vd2优选比对电源电压VSS加上有机EL元件EL的发光开始电压(Vth(EL))得到的电压低、即VD2〈VSS+Vth (EL)，也可以与电源电压VEE相同。
[0133]另外，在数据写入期间，在成为数据写入动作的对象的行的像素电路中开关晶体管Tl成为导通状态、且开关晶体管T2成为非导通状态，电容器Cl、C2串联连接在数据线DATA与参考电压线Vref之间，而在其他行的像素电路中，由于开关晶体管Tl以及T2成为非导通状态，所以数据线DATA经由电容器C1、C2与参考电压线Vref、电源线VDD、VSS都不连接。
[0134]也就是说，在需要使数据线DATA的电压高速地变动到与各行的辉度对应的电压的数据写入期间，数据线DATA的负荷容量能够抑制为将由信号线SCAN和数据线DATA等的布线间交叉引起的容量与开关晶体管Tl成为导通状态的像素的像素容量相加得到的容量。在此，像素容量为mXClXC2/(Cl+C2)是为使开关晶体管Tl成为导通状态而成为导通电压的信号线SCAN的数量。
[0135]图7(d)是说明在发光期间进行的像素电路11的发光动作的电路图。像素电路11的发光动作在全部行的像素电路11中同时进行。
[0136]像素电路11的发光动作与像素电路10的发光动作不同，在全部行的像素电路11中数据写入动作结束之后，控制信号MERGE的上升结束之后，通过使电源电压VDD上升，在全部行同时开始。其结果，在数据线DATA的电压没有变动的状态下，有机EL元件EL进行发光，因此与像素电路10相比，能获得更稳定的发光辉度。
[0137]如此，像素电路11发挥与像素电路10相同的效果，进而对作为像素电路10的悬案的、数据写入期间被限制为非常短的问题进行缓和。因此，根据像素电路11，能够使有机EL元件EL以比以往更准确且稳定的辉度进行发光。
[0138]此外，在像素电路11中，能够进行如下的变形。
[0139]例如，如图8所示的像素电路Ila所示，也可以省略开关晶体管T2，将电容器Cl、C2的连接点与驱动晶体管TD的源电极s直接连接，并且在驱动晶体管TD的漏电极d与电源电压VDD之间设置开关晶体管T3。像素电路Ila构成为当被提供图6所示的用于控制像素电路11的控制信号时进行与像素电路11同样的动作。[0140]另外，例如，如图9所示的像素电路Ilb所示，也可以将电源电压VDD用作基准电压Vref。像素电路Ilb能够在驱动晶体管TD由增强型(Vth>0)的晶体管构成的情况下适用。根据像素电路11b，通过省略参考电压线Vref，能够削减布线面积，因此有益于提高像素电路Ilb的配置密度，并实现高精细的显示装置。
[0141](实施方式3)
[0142]参照附图对本发明的实施方式3进行说明。
[0143]实施方式3中的像素电路是为了对作为像素电路10的悬案的、在其他行的像素电路处于写入动作的期间发光动作变得不稳定的问题进行应对而将像素电路10变形构成的。
[0144]图10是表示实施方式3中的像素电路12的构成的一例的功能框图。像素电路12与图2所示的像素电路10相比，不同之处在于，在数据线DATA与电容器C2的第2 (纸面的左侧)电极之间插入有开关晶体管T4。
[0145]开关晶体管T4按照由信号线SCAN传输的控制信号，对数据线DATA与电容器C2的第2电极之间的导通和非导通进行切换。
[0146]像素电路12构成为当被提供图3所示的用于控制像素电路10的控制信号时进行与像素电路10基本上相同的动作并发挥与像素电路10相同的效果。
[0147]进而，根据像素电路12，至少在发光期间，通过使开关晶体管T4成为非导通状态来将像素电路12从数据线DATA电切断，因此在其他行的像素电路处于写入动作的期间，先开始了发光动作的像素电路12中的像素电流不会变得不稳定，不会产生显示质量的问题。
[0148]如此，像素电路12发挥与像素电路10相同的效果，进而实现作为像素电路10的悬案的、其他行的像素电路处于写入动作的期间的发光动作的稳定化。因此，根据像素电路12，能够使有机EL元件EL以比以往更准确且稳定的辉度进行发光。
[0149]此外，在图10中，开关晶体管T4设置在电容器C2的第2电极与数据线DATA之间，但开关晶体管T4也可以设置在电容器C2的第I (纸面的右侧)电极与驱动晶体管TD的源电极s和电容器Cl的第2 (纸面的下侧)的电极的连接点之间。
[0150](实施方式4)
[0151]参照附图对本发明的实施方式4进行说明。
[0152]实施方式4中的像素电路是为了对像素电路10的悬案中的未被像素电路12解决的、数据写入期间被限制为非常短的问题进行应对而将像素电路12变形构成的。
[0153]图11是表示实施方式4中的像素电路13的构成的一例的功能框图。像素电路13与图10所示的像素电路12相比，不同之处在于，在电容器Cl的第2(纸面的下侧)电极与驱动晶体管TD的源电极s之间插入有开关晶体管T2。开关晶体管T2在数据写入期间为非导通状态，对在前述的数据写入期间所产生的驱动晶体管TD的源电极s的电压变化的影响进行排除，对数据写入期间的长度的限制进行缓和。与像素电路13对应，在显示单元2的各行添加了信号线MERGE。
[0154]像素电路13构成为当被提供图12所示的控制信号时进行与像素电路12基本上相同的动作并发挥与像素电路12相同的效果。
[0155]进而，根据像素电路13，至少在数据写入期间，通过将电容器C1、C2的连接点从驱动晶体管TD的源电极s电切断，对数据写入期间的长度的限制进行缓和。[0156]此外，如图13所示，也可以使用按行独立的控制信号MERGE (k)。在该情况下，各行的控制信号MERGE (k)在该行的控制信号SCAN(k)为激活(使开关晶体管Tl成为导通状态的电压电平)的期间，被设定为非激活(使开关晶体管T2成为非导通状态的电压电平)。
[0157]如此，像素电路13发挥与像素电路12相同的效果，实现作为像素电路10的悬案的、数据写入期间被限制为非常短的问题的缓和以及其他行的像素电路处于写入动作的期间的发光动作的稳定化这两方。因此，根据像素电路13，能够使有机EL元件EL以比以往更准确且稳定的辉度进行发光。
[0158](实施方式5)
[0159]参照附图对本发明的实施方式5进行说明。
[0160]实施方式5中的像素电路是为了对作为像素电路10的悬案的、在其他行的像素电路处于写入动作的期间发光动作变得不稳定的问题进行应对而将像素电路13变形而构成的。
[0161]图14是表示实施方式5中的像素电路14的构成的一例的功能框图。像素电路14与图11所示的像素电路13相比，不同之处在于按行与独立的电源线VDD连接。与像素电路14对应，在显示单元2的各行设有独立的电源线VDD。
[0162]图15是在I帧期间内表示用于使像素电路14动作的电源电压、控制信号以及数据信号的一例的时间图。在图15中，纵轴表示各信号的电平，横轴表示时间的经过。信号线SCAN(k)在Vth检测期间的最后的脉冲的下降可以与数据写入脉冲的下降相同。S卩，数据写入脉冲的上升可以与Vth检测期间的最后的脉冲的上升相同。
[0163]像素电路14通过按照图15所示的电源电压、控制信号进行动作，实现作为像素电路10的悬案的、其他行的像素电路处于写入动作的期间的发光动作的稳定化。因此，根据像素电路14，能够使有机EL元件EL以比以往更准确且稳定的辉度进行发光。
[0164]在此，在使图14的像素电路按照图15的时间图进行动作的情况下，通过在数据线DATA为Vdh时使开关晶体管Tl、T4间歇地成为导通状态，使复位动作和Vth检测动作在复位期间和Vth检测期间进行动作，但也可以在开关晶体管T4和电容器C2的连接点与固定电位(例如参考电压Vref、Vdh)之间设置开关晶体管T5，并在参考电压Vref与驱动晶体管TD的栅电极g之间设置开关晶体管T6，使开关晶体管T5、T6在复位期间以及Vth检测时为导通状态。由此，不需要使开关晶体管Τ1、Τ4间歇地成为导通状态，通过连续实施复位期间和Vth检测期间，也能够缩短复位期间和Vth检测期间的长度。
[0165](实施方式6)
[0166]参照附图对本发明的实施方式6进行说明。
[0167]在实施方式6中，对使用P型的TFT构成的像素电路进行说明。
[0168]图16所示的像素电路20与图5所示的像素电路11相比，不同之处在于，驱动晶体管TD以及开关晶体管Τ1、Τ2都由P型的晶体管构成，还添加了由P型的晶体管构成的开关晶体管Τ3。开关晶体管Τ3按照由信号线ENABLE传输的控制信号，对驱动晶体管TD的源电极s与电源线VDD之间的导通和非导通进行切换。
[0169]像素电路20构成为当被提供将用于控制像素电路11的控制信号的电平单纯反转后的控制信号时进行与像素电路11基本上相同的动作。进而，在像素电路20中，还能够通过使开关晶体管T3为非导通状态来制止有机EL元件EL的发光。[0170]图17是在I帧期间内表示用于控制像素电路20的控制信号以及数据信号的一例的时间图。在图17中，纵轴表示各信号的电平，横轴表示时间。在图17所示的控制信号中，除了将图6的对应的控制信号的电平单纯反转后的控制信号之外，还添加了用于控制开关晶体管T3的控制信号ENABLE。
[0171]像素电路20按照图17所示的控制信号进行基本上与像素电路11相同的动作，对作为像素电路10的悬案的、数据写入期间被限制为非常短的问题进行缓和。
[0172]进而，在全部行的像素电路20中数据写入动作结束之后，控制信号MERGE变为激活(使开关晶体管T2成为导通状态的电压电平)，接着控制信号ENABLE变为激活(使开关晶体管T3成为导通状态的电压电平)，在全部行的像素电路20中同时开始发光动作，因此不会产生在其他行的像素电路20处于写入动作的期间发光动作变得不稳定的问题。因此，根据像素电路20，能够使有机EL元件EL以比以往更准确且稳定的辉度进行发光。另外，也不需要切换电源电压，能够使电源电路6的结构更简洁。
[0173]进而，也可以使图16的像素电路按照图18的时间图进行动作。参考电压Vref优选比对电源电压VSS加上有机EL元件EL的发光开始电压(Vth(EL))得到的电压低。根据该时间图，不会产生复位时的向有机EL元件EL流动的贯通电流，能够使电容器C1、C2的连接点、即驱动晶体管TD的源电极s的电压复位为VSS+Vth (EL)，与以往相比改善了显示对比度。
[0174]以上，列举几个实施方式以及变形例来说明了本发明涉及的显示装置及其控制方法，特别是显示装置所使用的特征性的像素电路及其动作，但本发明并没有限定于这些实施方式和变形例。在不脱离本发明的主旨的范围内实施本领域技术人员想到的各种变形或者将实施方式以及变形例中的构成要素以及动作任意组合而实现的显示装置及其控制方法也包含于本发明。
[0175]本发明涉及的显示装置可以内置于图19所示的薄型平板TV中。通过内置本发明涉及的显示装置，能实现能够高精度地显示由图像信号表示的图像的薄型平板TV。
[0176]产业上的可利用性
[0177]本发明对于使用了有机EL元件的显示装置有用，特别是对于有源矩阵型的有机EL显示装置有用。
[0178]附图标记说明
[0179]I 显示装置
[0180]2 显示单元
[0181]3 控制电路
[0182]4 扫描线驱动电路
[0183]5 信号线驱动电路
[0184]6 电源电路
[0185]10、11、12、13、14、20、90 像素电路
[0186]TD驱动晶体管
[0187]T1、T2、T3、T4、T9 开关晶体管
[0188]CUC2.Cs 电容器
[0189]EL有机EL元件
【权利要求】
1.一种显示装置，具有配置有多个像素电路而成的显示单元， 所述像素电路各自具备: 驱动晶体管，其漏电极和源电极的一方与传输第I电源电压的第I电源线连接； 第I电容元件，其第I电极与所述驱动晶体管的栅电极连接，第2电极与所述驱动晶体管的源电极连接； 第2电容元件，其第I电极与所述第I电容元件的所述第2电极连接，第2电极与传输与辉度对应的数据电压的数据线连接； 第I开关元件，其对所述驱动晶体管的栅电极与传输固定的参考电压的参考电压线之间的导通和非导通进行切换；以及 发光元件，其第I电极与所述驱动晶体管的漏电极和源电极的另一方连接，第2电极与传输第2电源电压的第2电源线连接。
2.根据权利要求1所述的显示装置， 所述第2电容元件的所述第2电极与所述数据线直接连接。
3.根据权利要求1所述的显示装置， 所述像素电路各自还具备第2开关元件，所述第2开关元件插入在所述驱动晶体管的源电极与所述第I电容元件的所述第2电极之间。
4.根据权利要求1所述的显示装置， 所述像素电路各自还具备第3开关元件，所述第3开关元件插入在所述驱动晶体管的漏电极和源电极的所述一方与所述第I电源线之间。
5.根据权利要求1所述的显示装置， 所述像素电路各自还具备第4开关元件，所述第4开关元件插入在所述第2电容元件的所述第2电极与所述数据线之间。
6.一种显示装置的控制方法， 所述显示装置具有配置有多个像素电路而成的显示单元， 所述像素电路各自具备: 驱动晶体管，其漏电极和源电极的一方与传输第I电源电压的第I电源线连接； 第I电容元件，其第I电极与所述驱动晶体管的栅电极连接，第2电极与所述驱动晶体管的源电极连接； 第2电容兀件，其第I电极与所述第I电容兀件的第2电极连接,第2电极与传输与辉度对应的数据电压的数据线连接； 第I开关元件，其对所述驱动晶体管的栅电极与传输固定的参考电压的参考电压线之间的导通和非导通进行切换；以及 发光元件，其第I电极与所述驱动晶体管的漏电极和源电极的另一方连接，第2电极与传输第2电源电压的第2电源线连接， 所述控制方法包括如下的步骤:在所述像素电路的各像素电路中，使所述第I开关元件导通，对所述驱动晶体管的阈值电压进行检测。
7.根据权利要求6所述的显示装置的控制方法， 至少在对所述驱动晶体管的阈值电压进行检测的步骤中，对所述第2电容元件的所述第2电极施加在所述数据电压的最大值与最小值之间设定的电压。
8.根据权利要求6所述的显示装置的控制方法， 在所述显示装置中，所述像素电路各自还具备第2开关元件，所述第2开关元件插入在所述驱动晶体管的源 电极与所述第I电容元件的所述第2电极之间， 所述显示装置的控制方法还包括如下的步骤:在所述像素电路的各像素电路中，使所述第2开关元件为非导通，由所述第I电容元件和所述第2电容元件保持所述数据电压。
【文档编号】G09G3/30GK103988247SQ201180075030
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2011年11月24日 优先权日:2011年11月24日
【发明者】小野晋也 申请人:松下电器产业株式会社