显示装置、驱动显示装置的方法及电子设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供分别能够在不损害屏幕的一致性的情况下获得高品质显示图像的一种显示装置、驱动显示装置的方法及电子设备，所述显示装置设置有排列成矩阵形式的像素，且所述像素中的每一个包含：电光器件；晶体管；及电容器，所述电容器通过在第一半导体层与第二半导体层之间设置金属层而形成，所述第一半导体层形成所述晶体管的源极区及漏极区，且所述第二半导体层形成于与形成有所述第一半导体层的层不同的层中，其中，在从所述电光器件发光期间，对所述金属层施加使所述电容器的电容值增大的电压。
【专利说明】显示装置、驱动显示装置的方法及电子设备【技术领域】
[0001]本发明涉及一种显示装置、驱动显示装置的方法及电子设备，且更具体而言，本发明涉及分别能够在不损害屏幕的一致性的情况下获得高品质显示图像的一种显示装置、驱动显示装置的方法及电子设备。
【背景技术】
[0002]有机EL(电致发光)显示装置、液晶显示器(IXD)、等离子显示面板(TOP)等等被广泛称为平板显示装置。
[0003]某些有机EL显示装置快速地执行 阈值校正，其中，驱动晶体管的阈值电压的变化得到校正，从而使得发光时段设定为更长(例如，参见第2009-294507号日本未经审查专利申请公开公报)。
[0004]然而，在第2009-294507号日本未经审查专利申请公开公报中的显示装置中，由于增加了校正扫描信号AZ或对写入扫描信号WS进行三元处理(ternary processing)而使得驱动器的成本提高，并且为了具有4Tr/lC配置而必须添加晶体管，因此，相应地造成成品率等等的下降。
【发明内容】
[0005]本发明期望在不损害屏幕的一致性的情况下以更简单的配置来获得高品质显示图像。
[0006]根据本发明实施例，提供一种显示装置，所述显示装置设置有排列成矩阵形式的像素，所述像素中的每一个包含:电光器件；晶体管；及电容器，所述电容器是通过在第一半导体层与第二半导体层之间设置金属层而形成，所述第一半导体层形成所述晶体管的源极区及漏极区，且所述第二半导体层形成于与形成有所述第一半导体层的层不同的层中，其中，在从所述电光器件发光期间，对所述金属层施加使所述电容器的电容值增大的电压。
[0007]所述像素中的每一个包含作为所述电容器的用于保持图像信号的信号电压的保持电容器，且所述保持电容器的所述金属层与写入晶体管的栅电极设置于同一层中，所述写入晶体管用于将所述信号电压写入到所述保持电容器。
[0008]可在从所述电光器件发光期间对所述保持电容器的所述金属层施加使所述保持电容器的所述电容值增大的电压。
[0009]所述像素中的每一个还包含作为所述电容器的辅助电容器，所述辅助电容器用作所述电光器件的等效电容的辅助，所述辅助电容器的所述金属层与驱动晶体管的栅电极设置于同一层中，所述驱动晶体管用于驱动所述电光器件，且可在将所述信号电压写入到所述保持电容器期间，对所述辅助电容器的所述金属层施加使所述辅助电容器的电容值增大的电压。
[0010]可在对所述驱动晶体管的阈值电压进行校正期间分别对所述保持电容器的所述金属层及所述辅助电容器的所述金属层施加使所述保持电容器的所述电容值减小的电压及使所述辅助电容器的所述电容值减小的电压。
[0011]所述金属层与布线层可设置于同一层中。
[0012]根据本发明实施例，提供一种驱动显示装置的方法，所述方法包括:制备显示装置，所述显示装置设置有排列成矩阵形式的像素，所述像素中的每一个包含电光器件、晶体管及电容器，所述电容器是通过在第一半导体层与第二半导体层之间设置金属层而形成，所述第一半导体层形成所述晶体管的源极区及漏极区，且所述第二半导体层形成于与形成有所述第一半导体层的层不同的层中；及在从所述电光器件发光期间，对所述金属层施加使所述电容器的电容值增大的电压。
[0013]根据本发明实施例，提供一种电子设备，所述电子设备设有显示装置，所述显示装置包含排列成矩阵形式的像素，所述像素中的每一个包括:电光器件；晶体管；及电容器，所述电容器是通过在第一半导体层与第二半导体层之间设置金属层而形成，所述第一半导体层形成所述晶体管的源极区及漏极区，且所述第二半导体层形成于与形成有所述第一半导体层的层不同的层中，其中，在从所述电光器件发光期间，对所述金属层施加使所述电容器的电容值增大的电压。
[0014]在本发明各实施例中，在从所述电光器件发光期间对所述金属层施加使所述电容器的所述电容值增大的所述电压。
[0015]在本发明各实施例中，使得能够在不损害屏幕的一致性的情况下以更简单的配置来获得高品质显示图像。
[0016]应理解，上文总体说明及下文详细说明均为例示性的，且旨在提供对所主张的技术的进一步解释。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]所包含的附图用于对本发明提供进一步的理解，且并入本说明书并构成本说明书的一部分。附图图示了各实施例，且与本说明书一起用来解释本发明的原理。
[0018]图1为图示根据本发明实施例的有源矩阵显示装置的方块图。
[0019]图2为图示像素电路的配置示例的图。
[0020]图3为用于描述像素电路的操作的时序图。
[0021]图4为用于描述驱动晶体管的迁移率的差异的图。
[0022]图5为图示具有顶栅结构的晶体管的剖面结构的剖面图。
[0023]图6为图示具有底栅结构的晶体管的剖面结构的剖面图。
[0024]图7为用于描述对电容器的电容值的控制的时序图。
[0025]图8为图示像素电路的另一配置示例的图。
[0026]图9为用于描述对电容器的电容值的控制的时序图。
[0027]图10为图示应用本发明实施例的电视机的外观的图。
[0028]图1lA及图1lB为图示应用本发明实施例的数码相机的外观的图。
[0029]图12为图示应用本发明实施例的笔记本式个人计算机的外观的图。
[0030]图13为图示应用本发明实施例的数码摄像机的外观的图。
[0031]图14为图示应用本发明实施例的多功能蜂窝式电话的外观的图。【具体实施方式】
[0032]下面将参照附图来阐述本发明的某些实施例。
[0033](显示装置的配置示例)
[0034]图1为图示根据本发明实施例的有源矩阵显示装置的方块图。
[0035]有源矩阵显示装置是用于通过有源器件来控制流过电光器件的电流的显示装置，所述有源器件例如是设置于包含电光器件的像素中的绝缘栅场效应晶体管。例如，可将薄膜晶体管(TFT)用作绝缘栅场效应晶体管。
[0036]下面将阐述将有机EL器件用作像素(像素电路)的发光器件的有源矩阵有机EL显示装置的配置作为示例，所述有机EL器件为发光亮度随着电流值而变化的电流驱动式电光器件。
[0037]如图1中所图示，根据本发明实施例的有机EL显示装置I包含像素阵列部11、写入扫描器12、驱动扫描器13、水平选择器14、第一扫描器15及第二扫描器16。
[0038]像素阵列部11由多个像素30构成，所述多个像素30各自包含有机EL器件且以二维排列成矩阵形式，且从写入扫描器12到第二扫描器16的部件用作驱动像素阵列部11的像素30的驱动电路部。
[0039]在有机EL显示装置I具有彩色显示能力的情况下，作为用于形成彩色图像的单位的一个像素(单位像素)是由多个子像素构成，且各个子像素对应于图1中的各个像素30。更具体而言，在具有彩色显示能力的显示装置中，一个像素可由例如三个子像素(即，发射红(R)光的子像素、发射绿(G)光的子像素及发射蓝(B)光的子像素)构成。
[0040]然而，一个像素未必是由三种颜色RGB的子像素的组合构成，且可通过将一种颜色的子像素或多种颜色的子像素添加到三种颜色的子像素构成。更具体而言，为了提高亮度，一个像素可通过将发射白(W)光的子像素添加到三种颜色的子像素构成，或者为了扩大色彩再现范围，一个像素可通过将一种或多种发射互补色光的子像素添加到三种颜色的子像素构成。
[0041]在像素阵列部11中，扫描线31-1?31-m及电源线32_1?32_m在具有m行及η列像素30的矩阵中沿着行方向(像素行的像素排列方向)布线至各个像素行。此外，信号线33-1?33-η在具有m行及η列像素30的矩阵中沿着列方向(像素列的像素排列方向)布线至各个像素列。
[0042]扫描线31-1?31-m连接至写入扫描器12的对应行的各个输出端。电源线32_1?32-m连接至驱动扫描器13的对应行的各个输出端。信号线33-1?33_n连接至水平选择器14的对应列的各个输出端。
[0043]此外，在像素阵列部11中，扫描线34-1?34-m及扫描线35_1?35_m在具有m行及η列像素30的矩阵中沿着行方向布线至各个像素行。
[0044]扫描线34-1?34-m连接至第一扫描器15的对应行的各个输出端。扫描线35_1?35-m连接至第二扫描器16的对应行的各个输出端。
[0045]像素阵列部11通常形成于例如玻璃基板等透明绝缘基板上。因此，有机EL显示装置I具有平板结构。像素阵列部11的每个像素30的像素电路可使用非晶硅TFT或低温多晶硅TFT形成。在其中使用低温多晶硅TFT的情况下，写入扫描器12、驱动扫描器13、水平选择器14、第一扫描器15及第二扫描器16也可安装于形成有像素阵列部11的显示面板(基板)上。
[0046]写入扫描器12是由移位寄存电路等构成，所述移位寄存电路与时钟脉冲同步地使开始脉冲依次移位(转移)。在将图像信号的信号电压写入到像素阵列部11的每个像素30时，写入扫描器12通过依次分别将写入扫描信号WSl?WSm(下文中简称为“写入扫描信号WS”)供应至扫描线31-1?31-m(下文中简称为“扫描线31”)，逐行地扫描像素阵列部11的像素30。
[0047]驱动扫描器13是由移位寄存电路等等构成，该移位寄存电路与时钟脉冲同步地依次使得开始脉冲移位。驱动扫描器13与写入扫描器12的线序扫描同步地分别为电源线32-1?32-m(下文中简称为“电源线32”)供应电源电位DSl?DSm(下文中简称为“电源电位DS”),电源电位DSl?DSm可在第一电源电位Vcc与低于第一电源电位Vcc的第二电源电位Vini之间切换。通过在第一电源电位Vcc与第二电源电位Vini之间切换电源电位DS来对光的发射与不发射进行控制。
[0048]水平选择器14选择性地输出对应于亮度信息的图像信号的信号电压Vsig以及从信号供应源(未图示)供应的参考电压Vofs。参考电压Vofs为作为图像信号的信号电压Vsig的参考的电位(例如，对应于图像信号的黑电平的电位)，且用于稍后将阐述的阈值校正。
[0049]以通过写入扫描器12的扫描所选择的像素行为基础，从水平选择器14输出的信号电压Vsig及参考电压Vofs通过信号线33-1?33-η (下文中简称为“信号线33”)写入到像素阵列部11的各个像素30。换句话说，水平选择器14采取逐行写入信号电压Vsig的线序写入驱动形式。
[0050]第一扫描器15按照预定时序为扫描线34-1?34-m(下文中简称为“扫描线34”)供应预定电压信号WCsl?WCsm(下文中简称为“电压信号WCs”)。
[0051]第二扫描器16按照预定时序为扫描线35-1?35-m(下文中简称为“扫描线35”)供应预定电压信号WCsubl?WCsubm (下文中简称为“电压信号WCsub”)。
[0052](像素电路的配置示例)
[0053]图2图示像素(像素电路)30的具体配置示例。像素30的发光部是由有机EL器件51构成，所述有机EL器件是可以使发光亮度随着电流值而变化的电流驱动式电光器件。
[0054]如图2中所图示，每个像素30是由有机EL器件51与驱动电路构成，所述驱动电路通过对有机EL器件51施加电流来驱动有机EL器件51。
[0055]有机EL器件51的阴电极连接至公共电源线，所述公共电源线为所有像素30所共有的布线(所谓实布线)。
[0056]驱动有机EL器件51的驱动电路是由驱动晶体管52、与入晶体管53、保持电容器54及辅助电容器55构成。使用N沟道型TFT作为驱动晶体管52及写入晶体管53。应注意，此电导通类型的晶体管的组合仅为示例，且晶体管的组合不限于此。此外，晶体管、保持电容器、有机EL器件等等之间的连接关系不限于稍后将阐述的连接关系。
[0057]在驱动晶体管52中，(源电极及漏电极中的)一个电极连接至有机EL器件51的阳电极，且(源电极及漏电极中的)另一电极连接至电源线32。
[0058]在写入晶体管53中，(源电极及漏电极中的)一个电极连接至信号线33，且(源电极及漏电极中的)另一电极连接至驱动晶体管52的栅电极。此外，写入晶体管53的栅电极连接至扫描线31。
[0059]在驱动晶体管52及写入晶体管53中的每一个中，所述一个电极为电连接至源极区或漏极区的金属布线，且所述另一电极为电连接至漏极区或源极区的金属布线。此外，根据所述一个电极与另一电极之间的电位关系，所述一个电极可用作源电极或漏电极，且所述另一电极可用作漏电极或源电极。
[0060]在保持电容器54中，一个电极连接至驱动晶体管52的栅电极，且另一电极连接至驱动晶体管52的另一电极以及有机EL器件51的阳电极。保持电容器54的电容值可基于来自扫描线34的电压信号WCs而改变。
[0061 ] 在辅助电容器55中，一个电极连接至有机EL器件51的阳电极，且另一电极连接至公共电源线。辅助电容器55设置成用作有机EL器件51的等效电容的辅助以便补偿等效电容的不足，从而增强图像信号相对于保持电容器54的写入增益。辅助电容器55的电容值可基于来自扫描线35的电压信号WCsub而改变。
[0062]应注意，在图2中，辅助电容器55的另一电极连接至公共电源线；然而，另一电极的连接点不仅限于公共电源线，且可为固定电位的节点。当辅助电容器55的另一电极连接至固定电位的节点时，使得能够实施对有机EL器件51的电容的不足的补偿，且使得能够增强相对于保持电容器54的图像信号的写入增益。
[0063](像素电路的操作)
[0064]接下来，下面将参照图3中的时序图来阐述有机EL显示装置I的像素电路30的操作。
[0065]图3中的时序图图示图2中的像素电路30中的电源线32的电位(电源电位)DS、扫描线31的电位(写入扫描信号)WS、信号线33的电位(Vsig/Vofs)及A点(驱动晶体管52的栅极电位)以及B点(驱动晶体管52的源极电位)的变化。
[0066]在图3中，时刻t0之前的时段为有机EL器件51在先前显示帧(先前帧)中的发光时段。在先前帧的发光时段中，电源线32的电位DS处于第一电源电位(下文中称为“高电位” )Vcc,且写入晶体管53处于非导通状态。
[0067]在此种情况下，驱动晶体管52被设计成在饱和区中操作。因此，对应于驱动晶体管52的栅源电压Vgs的驱动电流(漏源电流)Ids从电源线32通过驱动晶体管52供应给有机EL器件51。然后，有机EL器件51发射具有对应于驱动电流Ids的电流值的亮度的光。
[0068]在时刻t0处，线序扫描的新显示帧(当前帧)开始。电源线32的电位DS从高电位Vcc切换到第二电源电位(下文中称为“低电位”)Vini，Vini相对于信号线33的参考电压Vofs充分低于Vofs-Vth，此处驱动晶体管52的阈值电压为Vth。
[0069]假定有机EL器件51的阈值电压为Vthel，且公共电源线的电位(阴极电位)为Vcath0此时，在低电位Vini低于Vthel+Vcath (即,Vini〈Vthel+Vcath成立)的情况下，B点处的电位大致等于低电位Vini ;因此，有机EL器件51转为反向偏置状态且关断。
[0070]在时刻tl处，信号线33的电位从信号电压Vsig切换到参考电压VofS，且在时刻t2处，写入晶体管53因扫描线31的电位WS从低电位侧转换到高电位侧而转为导通状态。此时，参考电压Vofs从水平选择器14供应给信号线33 ;因此，A点处的电位切换到参考电压Vofs。此外，B点处的电位处于充分低于参考电压Vofs的电位，即处于低电位Vini。[0071]此外，此时，驱动晶体管52的栅源电压Vgs等于Vofs-Vini。除非Vofs-Vini此时大于驱动晶体管52的阈值电压Vth，否则不允许执行稍后将阐述的阈值校正；因此，必须建立 Vofs-Vini>Vth 的关系。
[0072]因此，通过使A点处的电位固定至参考电压Vofs且使B点处的电位固定至低电位Vini来初始化的步骤为在执行稍后将阐述的阈值校正之前的准备(阈值校正准备)步骤。
[0073]在时刻t3处，当电源线32的电位DS从低电压Vini切换到高电位Vcc时，在A点处的电位保持处于参考电压Vofs的状态下，阈值校正开始。换句话说，B点处的电位开始朝着通过从A点处的电位中减去驱动晶体管52的阈值电压Vth所获得的电位增大。
[0074]当此阈值校正进行时，驱动晶体管52的栅源电压Vgs收敛于驱动晶体管52的阈值电压Vth。对应于阈值电压Vth的电压由保持电容器54保持。
[0075]应注意，在执行阈值校正的时段(阈值校正时段)中，为了使电流唯独流向保持电容器54而不流向有机EL器件51，公共电源线的电位Vcath设定为使有机EL器件51转为截止状态。
[0076]在时刻t4处，写入晶体管53因扫描线31的电位WS转换到低电位侧而转为非导通状态。此时，通过将驱动晶体管52的栅电极与信号线33电分离而使得驱动晶体管52的栅电极转为浮空状态。然而，由于栅源电压Vgs等于驱动晶体管52的阈值电压Vth，因而驱动晶体管52处于截止状态。因此,驱动电流Ids不流过驱动晶体管52。
[0077]在时刻t5处，信号线33的电位从参考电压Vofs切换到图像信号的信号电压Vsigo接下来，在时刻t6处，写入晶体管53因扫描线31的电位WS转换到高电位侧而转为导通状态，且写入晶体管53对图像信号的信号电压Vsig进行取样以将图像信号的信号电压Vsig写入到像素30。
[0078]由于通过写入晶体管53写入信号电压Vsig，A点处的电位切换到信号电压Vsig。然后，在通过图像信号的信号电压Vsig对驱动晶体管52进行驱动时，驱动晶体管52的阈值电压Vth与由保持电容器54保持的阈值电压Vth相互抵消。
[0079]此时，有机EL器件51处于截止状态(高阻抗状态)下。因此，基于图像信号的信号电压Vsig的从电源线32流向驱动晶体管52的驱动电流Ids流向有机EL器件51的等效电容及辅助电容器55。因此，对有机EL器件51的等效电容及辅助电容器55的充电开始。
[0080]由于对有机EL器件51的等效电容及辅助电容器55进行充电，因而B点处的电位随着时间而增大。此时，驱动晶体管52的阈值电压Vth在不同像素之间的差异已经抵消，且驱动晶体管52的驱动电流Ids依赖于驱动晶体管52的迁移率μ。应注意，驱动晶体管52的迁移率μ为构成驱动晶体管52的沟道的半导体薄膜的迁移率。
[0081]假定保持电容器54的保持电压Vgs (驱动晶体管52的栅源电压)对图像信号的信号电压Vsig的比率(即写入增益)为1(理想值)。因此，当B点处的电位增加到Vofs-Vth+Λ V的电位时，驱动晶体管52的栅源电压Vgs达到Vsig-Vofs+Vth-Λ V。
[0082]更具体而言，B点处的电位的增加量AV用于从由保持电容器54保持的电压(Vsig-Vofs+Vth)中减去，即对保持电容器54的充电电荷进行放电。换句话说，B点处的电位的增加量AV负反馈至保持电容器54。因此，B点处的电位的增加量AV为负反馈量。
[0083]因此，当对应于流过驱动晶体管52的驱动电流Ids的反馈量AV负反馈至栅源电压Vgs时，便能够抵消驱动晶体管52的驱动电流Ids对迁移率μ的依赖性。此步骤为校正驱动晶体管52的迁移率μ在像素之间的差异的迁移率校正。
[0084](迁移率校正的原理)
[0085]参见图4，下面将阐述关于驱动晶体管52的迁移率校正的原理。
[0086]图4图不在对包含具有相对大的迁移率μ的驱动晶体管52的像素A及包含具有相对小的迁移率μ的驱动晶体管52的像素B进行相互比较的状态下的特性曲线。如像素A及像素B—样，在每一个驱动晶体管52是由多晶硅薄膜晶体管等等构成的情况下，像素之间的迁移率μ的差异不可避免。
[0087]例如，在像素A与像素B之间的迁移率μ出现差异的状态下，考虑同一信号振幅Vin (=Vsig-Vofs)写入到像素A及像素B两者的情况。在此种情况下，除非执行对迁移率μ的某一校正，否则造成流过具有较大迁移率μ的像素A的驱动电流Idsl’与流过具有较小迁移率μ的像素B的驱动电流Ids2’之间的较大差异。当因像素之间的迁移率μ的差异而造成像素之间的驱动电流Ids的较大差异时，屏幕的一致性受损。
[0088]众所周知，在迁移率μ较大的情况下，驱动电流Ids较大。因此，迁移率μ增加越多，负反馈中的反馈量AV就增加越多。如图4中所图示，具有较大迁移率μ的像素A的反馈量AVl大于具有较小迁移率μ的像素B的反馈量M2。
[0089]因此，由于对应于驱动晶体管52的驱动电流Ids的反馈量Λ V因迁移率校正而负反馈至栅源电压Vgs，因而迁移率μ越大，施加的负反馈就越大。因此，使得能够减少各像素间的迁移率μ的差异。
[0090]更具体而言，当对具有较大迁移率μ的像素A中的反馈量AVl执行校正时，驱动电流Ids从Idsl’大大地减小到Idsl。另一方面，由于具有较小迁移率μ的像素B的反馈量Δ V2较小，因而驱动电流Ids从Ids2’减小到Ids2,即减小的不是那么多。因此,像素A的驱动电流Idsl及像素B的驱动电流Ids2变为彼此大致相等；因此，像素之间的迁移率μ的差异被校正。
[0091]重新参见图3的时序图，在时刻t7处，写入晶体管53因扫描线31的电位WS转换到低电位侧而转为非导通状态。因此，驱动晶体管52的栅电极与要转为浮空状态的信号线33电分离。
[0092]由于保持电容器54连接于驱动晶体管52的栅极与源极之间，因而在驱动晶体管52的栅电极处于浮空状态下的情况下，A点处的电位(驱动晶体管52的栅极电位)随B点处的电位(驱动晶体管52的源极电位)的变化而变化。
[0093]驱动晶体管52的栅极电位随驱动晶体管52的源极电位的变化而变化的操作以如下方式执行，即使得驱动晶体管52的栅极电位及源极电位增大，同时保持由保持电容器54所保持的栅源电压Vgs，这样的操作是所谓的自举操作。
[0094]当驱动晶体管52的栅电极转为浮空状态，且与此同时，驱动晶体管52的驱动电流Ids开始流过有机EL器件51时，有机EL器件51的阳极电位增大。
[0095]然后，当有机EL器件51的阳极电位超过Vthel+Vcath时，驱动电流开始流过有机EL器件51,且有机EL器件51于是开始发射光。此外，有机EL器件51的阳极电位的增大意味着驱动晶体管52的源极电位的增大，即意味着B点处的电位的增大。然后，当B点处的电位增大时，A点处的电位因保持电容器54的自举操作而连同B点处的电位的增大一起增大。
[0096]此时，假定自举增益为1(理想值)，A点处的电位的增加量等于B点处的电位的增加量。因此，驱动晶体管52的栅源电压Vgs在发光期间保持在Vsig-Vofs+Vth-AV的固定值。然后，在时刻t8处，信号线33的电位从图像信号的信号电压Vsig切换到参考电压Vofs0
[0097]在上述电路操作中，阈值校正准备、阈值校正、信号电压Vsig的写入(信号写入)及迁移率校正是在一个水平扫描时段(IH)中执行。此外，信号写入及迁移率校正是在从时刻t6到时刻t7的时段中同时执行。
[0098](分开式阈值校正)
[0099]应注意，上文阐述了其中阈值校正仅执行一次的电路操作；然而，此电路操作仅为示例，且根据本发明实施例的电路操作不仅限于此。例如，可采用如下的电路操作，即包括其中执行阈值校正还执行迁移率校正和信号写入的IH时段在内，还在所述IH时段之前的多个水平扫描时段中分开多次执行阈值校正(即执行所谓分开式阈值校正)。
[0100]在此分开式阈值校正的电路操作中，即使被分配为一个水平扫描时段的时段因与更高清晰度相关联的像素数目的增大而缩短，也使得能够确保在多个水平扫描时段期间有足够的时间作为阈值校正时段。因此，即使被分配为一个水平扫描时段的时间缩短，也使得能够确保有足够的时间作为阈值校正时段；因此，使得能够可靠地执行阈值校正。
[0101](顶栅结构及底栅结构)
[0102]在上述有机EL显示装置I中，像素30的晶体管(更具体而言，形成驱动晶体管52及写入晶体管53的TFT)大体上分成顶栅结构及底栅结构。顶栅结构为栅电极位于半导体层的离基板更远的侧上的结构。底栅结构为栅电极位于半导体层的离基板更近的侧上的结构。
[0103]图5图示根据本发明实施例的有机EL显示装置I的像素30中具有顶栅结构的晶体管的剖面图。
[0104]如图5中所图示，在具有顶栅结构的晶体管中，半导体层72形成于由例如玻璃基板构成的基板71上。
[0105]在图5中的左边部分中，半导体层72的区72a用作沟道区，且位于沟道区72a的两端(其中一端未图示)处的区72b用作源极与漏极区。然后，栅极绝缘膜(未图示)形成于半导体层72的沟道区72a上，且栅电极73形成于栅极绝缘膜上。
[0106]为了对以此方式形成的TFT电路部Tr的顶部进行平坦化，在TFT电路部Tr上形成绝缘平坦化膜74。面向半导体层72的源极与漏极区72b的接触孔75形成于绝缘平坦化膜74中。源极与漏电极76形成于绝缘平坦化膜74上，且布线材料(电极材料)嵌入于接触孔75中；因此，源极与漏电极76及源极与漏极区72b彼此电连接。
[0107]另一方面，在图5中的右边部分中，半导体层77形成于半导体层72上方，且金属层78设置于半导体层72与半导体层77之间，从而形成电容器Cval。金属层78与TFT电路部Tr中的栅电极73设置于同一层中。换句话说，使得能够在与形成栅电极73的步骤相同的步骤中形成金属层78 ;因此，没有必要将形成金属层78的步骤添加到现有步骤。
[0108]电容器Cval在TFT电路部Tr用作写入晶体管53的情况下用作保持电容器54，且在TFT电路部Tr用作驱动晶体管52的情况下用作辅助电容器55。[0109]图6为根据本发明实施例的有机EL显示装置I的像素30中具有底栅结构的晶体管的剖面图。
[0110]如图6中所图示，在具有底栅结构的晶体管中，半导体层82隔着绝缘平坦化膜84形成于基板81上。
[0111]在图6中的左边部分中，半导体层82的区82a用作沟道区，且沟道区82a的两端(其中一端未图示)处的区82b用作源极与漏极区。然后，栅电极83形成于半导体层82的沟道区82a下方。
[0112]面向半导体层82的源极与漏极区82b的接触孔85形成于以如此方式形成的TFT电路部Tr上方的绝缘平坦化膜84中。然后，源极与漏电极86形成于绝缘平坦化膜84上，且布线材料(电极材料)嵌入于接触孔85中；因此，源极与漏电极86及源极与漏极区82b彼此电连接。
[0113]另一方面，在图6中的右边部分中，半导体层87形成于半导体层82下方，且金属层88设置于半导体层82与半导体层87之间，从而形成电容器Cval。金属层88与TFT电路部Tr中的栅电极83设置于同一层中。换句话说，使得能够在与形成栅电极83的步骤相同的步骤中形成金属层88 ;因此，没有必要将形成金属层88的步骤添加到现有步骤。
[0114]电容器Cval在TFT电路部Tr用作写入晶体管53的情况下用作保持电容器54，且在TFT电路部Tr用作驱动晶体管52的情况下用作辅助电容器55，辅助电容器55具有作为有机EL器件51的等效电容的辅助的功能。
[0115]应注意，在图5及图6中，电容器Cval的金属层与TFT电路部Tr中的栅电极设置于同一层中；然而，所述金属层可例如设置于其中形成有例如源极与漏电极等布线层的同
一层中。
[0116]在此种情况下，在对金属层78 (或88)施加对于半导体层72及77 (或82及87)足够高的电压的情况下，电子在半导体层72及77 (或82及87)的表面上累积以增大电容器Cval的电容值。另一方面，对金属层78 (或88)施加对于半导体层72及77 (或82及87)足够低的电压，电子不在半导体层72及77 (或82及87)的表面上累积，且电容器Cval的电容值减小。因此，电容器Cval的电容值可基于施加至金属层78 (或88)的电压而改变。
[0117]在根据本发明实施例的有机EL显示装置I中，在电容器Cval充当保持电容器54的情况下，电容器Cval的电容值可通过从扫描线34对金属层78 (或88)施加电压信号WCs来改变，且在电容器Cval充当辅助电容器55的情况下，电容器Cval的电容值可通过从扫描线对金属层78 (或88)施加电压信号WCsub来改变。
[0118](对电容器的电容的控制)
[0119]下面将参照图7中的时序图来阐述基于电压信号WCs及电压信号WCsub来控制保持电容器54及辅助电容器55的电容值的操作示例。
[0120]图7中的时序图图示电源线32的电位DS、扫描线31的电位WS及扫描线34的电压信号WCs以及扫描线35的电压信号WCsub的变化。
[0121]应注意，在图7中的时序图中，电源线32的电位DS及扫描线31的电位WS的变化和图3中的时序图中的变化相同。此外，尽管未图示，信号线33的电位(Vsig/Vofs)的变化也和图3中的时序图中的变化相同。换句话说，如图7中的时序图中所图示，阈值校正是在从时刻til到时刻tl2的时段中执行，信号写入及迁移率校正中的每一个是在从时刻tl3到时刻tl4的时段中执行，且从时刻tl4开始的时段为发光时段。
[0122]在图7中，在从先前帧中的发光时段到时刻til的时段中，扫描线34的电压信号WCs处于高电位VHl，且扫描线35的电压信号VCsub处于高电位VH2。换句话说，在从先前中贞中的发光时段到时刻til的时段中，保持电容器54及辅助电容器55的电容值处于高状态下。
[0123]在时刻til处，扫描线34的电压信号WCs从高电位VHl转换到低电位VLl，且扫描线35的电压信号WCsub从高电位VH2转换到低电位VL2。换句话说，在阈值校正中，保持电容器54及辅助电容器55的电容值处于低状态下。因此，使得能够减少直到栅源电压Vgs收敛于阈值电压Vth之前的时间。
[0124]此外，在时刻113处，扫描线35的电压信号Wcsub从低电位VL2转换到高电位VH2。换句话说，在信号写入及迁移率校正中，保持电容器54的电容值处于低状态下，且辅助电容器55的电容值处于高状态下。因此，使得能够进一步增大写入增益。
[0125]然后，在时刻tl4处，扫描线34的电压信号WCs从低电位VLl转换到高电位VHl。换句话说，在从有机EL器件15发光开始时，保持电容器54及辅助电容器55的电容值处于高状态下。因此，使得能够进一步增大自举增益。
[0126]应注意，电压信号WCs的高电位VHl及电压信号Wcsub的高电位VH2可彼此相等或彼此不同。此外，电压信号WCs的低电位VLl及电压信号WCsub的低电位VL2可彼此相等或彼此不同。
[0127]在上述操作中，在从有机EL器件51发光期间，对保持电容器54的金属层施加使电容值增大的电压；因此，保持电容器4的电容值转为高状态。因此，使得能够进一步增大自举增益，且使得能够稳定相对于有机EL器件51的电流-电压特性随着时间的变化的驱动电流Ids。因此，使得能够在不损害屏幕的一致性的情况下以更简单的配置来获得高品质显示图像。
[0128]此外，在信号写入期间，对辅助电容器55的金属层施加使电容值增大的电压；因此，辅助电容器55的电容值转为高状态。因此，使得能够进一步增大写入增益，且于是能够增大屏幕的亮度。
[0129]此外，在阈值校正期间，分别对保持电容器54的金属层及辅助电容器55的金属层施加使保持电容器54的电容值增小的电压及使辅助电容器55的电容值减小的电压；因此，保持电容器54及辅助电容器55的电容值转为低状态。因此，使得能够减少在栅源电压Vgs收敛于阈值电压Vth之前的时间，且因此，使得能够快速执行阈值校正。
[0130]上文阐述了本发明实施例应用于有机EL显示装置的示例，所述有机EL显示装置包含具有所谓2tr/2c配置的像素电路，所述所谓2tr/2c配置具有两个晶体管(即，驱动晶体管52及写入晶体管54)及两个电容器(即，保持电容器54及辅助电容器55);然而，本发明实施例适用于包含具有任何其它配置的像素电路的有机EL显示装置。换句话说，本发明实施例适用于如下的有机EL显示装置，该有机EL显示装置包括具有更多个晶体管的像素电路或具有更多个电容器的像素电路。
[0131](显示装置的其它配置示例)
[0132]图8图示包含具有3Tr/2C配置的像素电路的有源矩阵有机EL显示装置的配置示例。[0133]应注意，在图8中的有机EL显示装置101中，功能上类似于图2中的有机EL显示装置I中的组件的组件被赋予类似的名称及类似的附图标记，且不做进一步说明。
[0134]图8中的有机EL显示装置101与图2中的有机EL显示装置I的不同之处在于不包含第二扫描器16，且包含像素130而不是像素30。此外，图8中的每一个像素与图2中的每一个像素的不同之处在于包含辅助电容器151而不是辅助电容器55，且进一步包含开关晶体管152。
[0135]辅助电容器151基本上是以类似于图2中的辅助电容器55的方式配置；然而，不同于图2中的辅助电容器55,辅助电容器151的电容值为固定的。
[0136]在开关晶体管152中，(源电极及漏电极中的)一个电极连接至固定电位Vcc，且(源电极及漏电极中的)另一电极连接至驱动晶体管52的源电极或漏电极。此外，开关晶体管152的栅电极连接至扫描线32’。
[0137]应注意，在图8中的有机EL显示装置101中，驱动扫描器13与写入扫描器12的线序扫描同步地将扫描信号DS’供应给扫描线32’以控制光从像素130发射及不发射。
[0138](像素电路的操作)
[0139]接下来，参见图9中的时序图，下面将阐述有机EL显示装置101的像素电路130的操作。
[0140]图9中的时序图图示扫描线32’的电位DS’、扫描线31的电位WS及扫描线34的电压信号WCs的变化。
[0141]在图9中的时序图中，将不进一步阐述时刻t21之前所执行的步骤，更具体而言，将不进一步阐述阈值校正准备及阈值校正中的每一个；然而，如图9中的时序图中所图示，在从时刻t21到时刻t22的时段中执行信号写入，且从时刻t23开始的时段为发光时段。应注意，在图9中的时序图中，不执行迁移率校正。
[0142]在图9中，在从时刻t21到时刻t22的时段中，扫描线34的电压信号WCs处于低电位VL1。换句话说，在信号写入期间，保持电容器54的电容值处于低状态。
[0143]在时刻t22处，扫描线34的电压信号WCs从低电位VLl转换到高电位VHl。然后，在时刻t23处，开关晶体管152转为导通状态，且有机EL器件51开始发射光。换句话说，在从有机EL器件51发光期间，保持电容器54的电容值处于高状态。因此，使得能够增大自举增益。
[0144]在上述操作中，在从有机EL器件51发光期间，对保持电容器54的金属层施加使电容值增大的电压；因此，保持电容器54的电容值转为高状态。因此，使得能够进一步增大自举增益，且使得能够稳定相对于有机EL器件51的电流-电压特性随着时间的变化的驱动电流Ids。因此，使得能够在不损害屏幕的一致性的情况下以更简单的配置来获得高品质显示图像。
[0145]尽管上文阐述了根据本发明各实施例的有机EL显示装置的配置及操作，但本发明适用于任何其它显示装置。更具体而言，本发明适用于使用发光亮度随流过器件的电流的电流值而改变的电流驱动式电光器件(发光器件)的任何显示装置，所述电流驱动式电光器件例如是无机EL器件、LED器件或半导体激光二极管。此外，包括使用电流驱动式电光器件的显示装置在内，本发明适用于具有在像素中包含电容器的配置的任何显示装置，例如液晶显示装置及等离子显示装置。[0146](电子设备)
[0147]根据本发明上述实施例的显示装置适用于在任何领域中将输入到电子设备的图像信号或电子设备中所产生的图像信号显示为图像的电子设备的显示部(显示装置)。例如，根据本发明实施例的显示装置可适用于图10?图14中所图示的各种电子设备的显示部。
[0148]如上所述，在根据本发明实施例的显示装置中，使得能够在不损害屏幕的一致性的情况下以更简单的配置来获得高品质显示图像。因此，当在任何领域中使用根据本发明实施例的显示装置作为电子设备的显示部时，使得能够获得高品质显示图像。
[0149]根据本发明实施例的显示装置包含具有密封结构的模块形式的显示装置。例如，根据本发明实施例的显示装置包含通过将例如透明玻璃等对向部接合至像素阵列部而形成的显示模块。应注意，可在所述显示模块上设置用于将信号等等从外部组件输入并输出到像素阵列部的电路部、FPC (柔性印刷电路)等等。
[0150]下面将阐述应用根据本发明实施例的显示装置中的任何一个的电子设备的具体示例。
[0151]图10为图示应用根据本发明实施例的显示装置中的任何一个的电视机的外观的透视图。所述电视机包含由前面板202、滤光玻璃203等等构成的图像显示屏幕部201，且通过将根据本发明实施例的显示装置中的任何一个用作图像显示部201而形成。
[0152]图1lA及图1lB为图示应用根据本发明实施例的显示装置中的任何一个的数码相机的外观的透视图。图1lA为从前侧看去的立体图，且图1lB为从后侧看去的立体图。所述数码相机包含闪光灯的发光部211、显示部212、菜单开关213、快门按钮214等等，且通过将根据本发明实施例的显示装置中的任何一个用作显示部212而形成。
[0153]图12为图示应用根据本发明实施例的显示装置中的任何一个的笔记本式个人计算机的外观的立体图。所述笔记本式个人计算机包含用于输入字符等等的操作的键盘222、用于显示图像的显示部223及主体221中的类似组件，且是通过将根据本发明实施例的显示装置中的任何一个用作显示部223而形成。
[0154]图13为图示应用根据本发明实施例的显示装置中的任何一个的摄像机的外观的立体图。所述摄像机包含主体231、用于拍摄物体图像的镜头232、拍摄开始与停止开关233、显示部234等等，且是通过将根据本发明实施例的显示装置中的任何一个用作显示部234而形成。
[0155]图14为图示应用根据本发明实施例的显示装置中的任何一个的便携式终端(例如，多功能蜂窝电话)的外部视图。所述多功能蜂窝电话包含外壳241、具有触控面板功能的显示器242、相机(未图示)等等，且是通过将根据本发明实施例的显示装置中的任何一个用作显示器242而形成。
[0156]应注意，本发明不仅限于上述实施例，且可在不背离本发明的范围的前提下通过以不同的方式变化所述实施例来实施。
[0157]此外，本发明可具有如下配置。
[0158](I) 一种显示装置，其设置有排列成矩阵形式的像素，所述像素中的每一个包括:
[0159]电光器件；
[0160]晶体管；及[0161]电容器，所述电容器通过在第一半导体层与第二半导体层之间设置金属层而形成，所述第一半导体层形成所述晶体管的源极区及漏极区，且所述第二半导体层形成于与形成有所述第一半导体层的层不同的层中，
[0162]其中，在从所述电光器件发光期间，对所述金属层施加使所述电容器的电容值增大的电压。
[0163](2)如(I)所述的显示装置，其中，
[0164]所述像素中的每一个包含作为所述电容器的用于保持图像信号的信号电压的保持电容器，且
[0165]所述保持电容器的所述金属层与写入晶体管的栅电极设置于同一层中，所述写入晶体管用于将所述信号电压写入到所述保持电容器。
[0166](3)如(2)所述的显示装置，其中，在从所述电光器件发光期间，对所述保持电容器的所述金属层施加使所述保持电容器的所述电容值增大的电压。
[0167](4)如(3)所述的显示装置，其中，
[0168]所述像素中的每一个还包含作为所述电容器的辅助电容器，所述辅助电容器用作所述电光器件的等效电容的辅助，
[0169]所述辅助电容器的所述金属层与驱动晶体管的栅电极设置于同一层中，所述驱动晶体管用于驱动所述电光器件，并且，
[0170]在将所述信号电压写入到所述保持电容器期间，对所述辅助电容器的所述金属层施加使所述辅助电容器的电容值增大的电压。
[0171](5)如(4)所述的显示装置，其中，在对所述驱动晶体管的阈值电压进行校正期间，分别对所述保持电容器的所述金属层及所述辅助电容器的所述金属层施加使所述保持电容器的所述电容值减小的电压及使所述辅助电容器的所述电容值减小的电压。
[0172](6)如(I)所述的显示装置，其中，所述金属层及布线层设置于同一层中。
[0173](7) 一种驱动显示装置的方法，所述方法包括:
[0174]制备显示装置，所述显示装置设置有排列成矩阵形式的像素，所述像素中的每一个包含电光器件、晶体管及电容器，所述电容器是通过在第一半导体层与第二半导体层之间设置金属层而形成，所述第一半导体层形成所述晶体管的源极区及漏极区，且所述第二半导体层形成于与形成有所述第一半导体层的层不同的层中；及
[0175]在从所述电光器件发光期间，对所述金属层施加使所述电容器的电容值增大的电压。
[0176](8) 一种电子设备，所述电子设备设有显示装置，所述显示装置包含排列成矩阵形式的像素，所述像素中的每一个包括:
[0177]电光器件；
[0178]晶体管；及
[0179]电容器，所述电容器是通过在第一半导体层与第二半导体层之间设置金属层而形成，所述第一半导体层形成所述晶体管的源极区及漏极区，且所述第二半导体层形成于与形成有所述第一半导体层的层不同的层中，其中，
[0180]在从所述电光器件发光期间，对所述金属层施加使所述电容器的电容值增大的电压。[0181]所属领域的技术人员应理解，可在不背离随附权利要求书或其等效物的范围的前提下根据设计要求及其它因素进行各种修改、组合、子组合及变更。
[0182]相关申请的交叉引用
[0183]本申请主张2013年2月21日提交的日本优先权专利申请JP2013-032088的权利，其全部内容以引用方式并入本文中。
【权利要求】
1.一种显示装置，其设置有排列成矩阵形式的像素，所述像素中的每一个包括: 电光器件； 晶体管；及 电容器，所述电容器通过在第一半导体层与第二半导体层之间设置金属层而形成，所述第一半导体层形成所述晶体管的源极区及漏极区，且所述第二半导体层形成于与形成有所述第一半导体层的层不同的层中， 其中，在从所述电光器件发光期间，对所述金属层施加使所述电容器的电容值增大的电压。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中， 所述像素中的每一个包含作为所述电容器的用于保持图像信号的信号电压的保持电容器，且 所述保持电容器的所述金属层与写入晶体管的栅电极设置于同一层中，所述写入晶体管用于将所述信号电压写入到所述保持电容器。
3.如权利要求2所述的显示装置，其中，在从所述电光器件发光期间，对所述保持电容器的所述金属层施加使所述保持电容器的所述电容值增大的电压。
4.如权利要求3所述的显示装置，其中， 所述像素中的每一个还包含作为所述电容器的辅助电容器，所述辅助电容器用作所述电光器件的等效电容的辅助， 所述辅助电容器的所述金属层与驱动晶体管的栅电极设置于同一层中，所述驱动晶体管用于驱动所述电光器件，并且， 在将所述信号电压写入到所述保持电容器期间，对所述辅助电容器的所述金属层施加使所述辅助电容器的电容值增大的电压。
5.如权利要求4所述的显示装置，其中，在对所述驱动晶体管的阈值电压进行校正期间，分别对所述保持电容器的所述金属层及所述辅助电容器的所述金属层施加使所述保持电容器的所述电容值减小的电压及使所述辅助电容器的所述电容值减小的电压。
6.如权利要求1?5中任一项所述的显示装置，其中，所述金属层及布线层设置于同一层中。
7.—种驱动显示装置的方法，所述方法包括: 制备显示装置，所述显示装置设置有排列成矩阵形式的像素，所述像素中的每一个包含电光器件、晶体管及电容器，所述电容器是通过在第一半导体层与第二半导体层之间设置金属层而形成，所述第一半导体层形成所述晶体管的源极区及漏极区，且所述第二半导体层形成于与形成有所述第一半导体层的层不同的层中；及 在从所述电光器件发光期间，对所述金属层施加使所述电容器的电容值增大的电压。
8.一种电子设备，所述电子设备设有如权利要求1?6中任一项所述的显示装置。
【文档编号】G09G3/32GK104008725SQ201410049665
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年2月13日 优先权日:2013年2月21日
【发明者】多田罗智史 申请人:索尼公司