像素电路及其驱动方法以及显示装置的制造方法
【专利说明】像素电路及其驱动方法以及显示装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并要求2014年9月22日提交的日本专利申请N0.2014-192644的优先权的权益，通过弓I用将该专利申请的公开内容整体弓I入本申请中。
技术领域
[0003]本发明涉及用于有源矩阵有机发光二极管显示器(在下文称为“AM0LED显示器(Active Matrix Organic Light Emitting D1de display)”)等中的像素电路及其驱动方法以及具备该像素电路的显示装置。尽管有机发光二极管也称为有机EL元件，但是在下文中将它称为“OLED(Organic Light Emitting D1de:有机发光二极管)”。
【背景技术】
[0004]由于不存在AM0LED显示器的标准像素电路，所以每一个制造AM0LED显示器的公司使用他们的原创设计的像素电路。在下文，将说明基本像素电路。图11A是表示基本像素电路的电路图，图11B是表示其驱动方法的波形图，以及图11C是表示在像素电路中包括的驱动TFT(薄膜晶体管)的输出特性的曲线图。
[0005]像素电路900包括开关TFT 901、驱动TFT 902、电容器903和0LED 904，并且它由双晶体管系统进行驱动和控制。开关TFT 901和驱动TFT 902都是p沟道型FET (场效应晶体管)。开关TFT 901的栅极端子连接到扫描线905，并且开关TFT 901的漏极端子连接到数据线906。驱动TFT 902的栅极端子连接到开关TFT 901的源极端子，驱动TFT 902的源极端子连接到电源线907 (电源电压VDD)，并且驱动TFT 902的漏极端子连接到0LED904的阳极端子。此外，电容器903连接在驱动TFT 902的栅极端子和源极端子之间。电源线908 (电源电压VSS)连接到0LED 904的阴极端子。
[0006]在这种结构中，当选择脉冲(扫描信号Scan)被输出到扫描线905并且开关TFT901被设置为导通时，经由数据线906提供的数据信号Vdata作为电压值被写到电容器903。通过一帧期间期间保持被写入电容器903的保持电压，通过该保持电压以模拟方式改变驱动TFT 902的电导，并且相当于发光灰度的正向偏置电流被提供给0LED 904。
[0007]通过以这种方式借助恒定电流驱动0LED 904，0LED 904的发光亮度即使在OLED904的电阻值由于退化而改变时也可以维持恒定。
[0008]在这种类型的像素电路中，为了补偿驱动0LED的晶体管的阈值电压的偏差和变动，已知有一种用于检测阈值电压的技术(例如，参见美国未经审查的专利申请公开2013/0169611(专利文献1)和日本未经审查的专利公开2012-128386 (专利文献2))。作为阈值电压检测技术，下面两种类型是主流。(1) 一种技术(二极管连接型)，通过栅极端子和漏极端子相连，并且电流在漏极端子和源极端子之间流动，使栅-源电压Vgs自动地接近阈值电压Vth。(2) 一种技术(源极跟随器型)，通过固定栅极端子的电位，并且电流在漏极端子和源极端子之间流动，使栅-源电压Vgs自动地接近阈值电压Vth。源极跟随器型的有利之处在于即使对于当Vgs = 0V时电流仍流动的沉降型晶体管(depress1n typetransistor)也能检测阈值电压Vth。
[0009]然而，在具有阈值电压检测功能的现有像素电路中存在下列问题。
[0010](1)由于阈值电压检测期间局限于一个水平扫描期间，所以当显示分辨率变高时阈值电压的补偿精度变差。
[0011]在一个水平扫描期间内从数据线提供参考电压的时间内或者在一个水平扫描期间内从数据线提供数据电压的时间内执行阈值电压的检测(例如，参见专利文献1的图4，专利文献2的图4)。这样，尽管可以针对超过一个水平扫描期间检测阈值电压，但是由于将被提供到相邻像素电路的数据电压的影响会产生串扰。因此，用于检测阈值电压的期间必须短于一个水平扫描期间。
[0012]同时，显示分辨率提高越多，一个水平扫描期间变得越短。当一个水平扫描期间变得较短时，阈值电压检测期间也变短。这样，在栅-源电压Vgs达到阈值电压Vth之前，必须结束阈值电压的检测。由此，由于阈值电压的检测精度降低，所以阈值电压的补偿精度也变差。
[0013](2)由于驱动晶体管的磁滞特性，即使图像数据已经从黑到白被完全重写，也需要经过几个帧来将黑色图像完全变成白色图像。该现象通常称为图像残留。换句话说，如果电流长时间没有流到驱动晶体管，则驱动晶体管的磁滞特性开始被初始化。这样，即使当施加基于该初始化的磁滞特性确定的白色显示Vgs偏置时，在点亮的情况下电流仍因磁滞特性而立即减小，使得它不足以提供白色显示的初始亮度。
[0014]考虑到上述情况，本发明的目的是实现一种像素电路来提高检测阈值电压的精度。另外，本发明的另一目的是实现一种像素电路来避免图像残留。
【发明内容】
[0015]根据本发明的示例性方面的像素电路，包括:
[0016]发光元件；
[0017]驱动晶体管，将对应于所施加的电压的电流提供给所述发光元件；
[0018]电容器部，保持包括所述驱动晶体管的阈值电压和数据电压的电压并将所述电压施加到所述驱动晶体管；以及
[0019]开关部，使所述电容器部保持包括所述阈值电压和所述数据电压的所述电压，
[0020]其中，所述开关部包括输入来自参考电压电源线的参考电压的参考电压晶体管和输入来自数据线的所述数据电压的数据电压晶体管。
[0021]作为根据本发明的示例性优点，用于输入来自参考电压电源线的参考电压的参考电压晶体管被设置为与用于输入来自数据线的数据电压的数据电压晶体管分开。这使得它能在不使用从数据线提供的参考电压的情况下来检测阈值电压。这样，在检测阈值电压时理论上不会产生串扰。因此，即使当显示分辨率变得高时阈值电压检测期间也能设置得足够长，因此能提尚检测阈值电压的精度。
【附图说明】
[0022]图1A和1B表示根据第一示例性实施例的像素电路，其中图1A是表示根据第一示例性实施例的像素电路的结构的电路图，以及图1B是表示根据第一示例性实施例的像素电路的动作的时序图；
[0023]图2是表示具备根据第一示例性实施例的像素电路的显示装置的平面图；
[0024]图3是图2的局部(fragmentary)放大截面图；
[0025]图4A和4B表示根据第一示例性实施例的像素电路的动作(驱动方法)，其中图4A是在第一期间内的电路图，以及图4B是在第一期间内的时序图；
[0026]图5A和5B表示根据第一示例性实施例的像素电路的动作(驱动方法)，其中图5A是在第二期间内的电路图，以及图5B是在第二期间内的时序图；
[0027]图6A和6B表示根据第一示例性实施例的像素电路的动作(驱动方法)，其中图6A是在第二期间内的电路图，以及图6B是在第二期间内的时序图；
[0028]图7A和7B表示根据第一示例性实施例的像素电路的动作(驱动方法)，其中图7A是在第四期间内的电路图，以及图7B是在第四期间内的时序图；
[0029]图8是表示根据第二示例性实施例的像素电路的结构的电路图；
[0030]图9是表示根据第二示例性实施例的像素电路的动作的时序图；
[0031]图10A和10B表示根据第三示例性实施例的显示装置，其中图10A是表示根据第三示例性实施例的显示装置的一部分的电路图，以及图10B是表示根据第三示例性实施例的显示装置的动作的时序图；以及
[0032]图11A-11C表示基本像素电路，其中图11A是表示基本像素电路的电路图，图11B是表示基本像素电路的驱动方法的波形图，以及图11C是表示在基本像素电路中包括的驱动TFT(薄膜晶体管)的输出特性的曲线图。
【具体实施方式】
[0033]在下文将通过参考附图来说明用于具体实施本发明的方式(在下文称为“示例性实施例”)。在当前的说明书和附图中，相同的附图标记用于基本相同的结构元件。附图中的形状被图示为容易被本领域技术人员理解，因此其尺寸和比例没有必要与实际尺寸和比例一致。在当前说明书和所附权利要求书的范围中的“具备”还包括具有除其中说明的那些元件以外的元件的情形。“具有”、“包括”等也是一样。在当前说明书和所附权利要求书的范围中的“连接”不仅意味着直接连接两个元件的情形，而且意味着经由另一元件连接两个元件的情形。“链接”等也是一样。晶体管的“导通”和“关断”也可以分别表达为“导电”和“非导电”。
[0034](第一示例性实施例)
[0035]图1A是表示根据第一示例性实施例的像素电路的结构的电路图，以及图1B是表示第一示例性实施例的像素电路的动作的时序图。在下文通过参考这些附图来进行说明。
[0036]第一示例性实施例的像素电路10具备:发光元件11 ;驱动晶体管(M3)，其将根据所施加的电压的电流提供给发光元件11 ;电容器部12，其保持包括驱动晶体管(M3)的阈值电压Vth和数据电压Vdata的电压并且将所述电压施加到驱动晶体管(M3);以及开关部13，其使电容器部12保持包括阈值电压Vth和数据电压Vdata的所述电压。此外，开关部13包括输入来自参考电压电源线(P3)的参考电压(Vref)的参考电压晶体管(M5)和输入来自数据线D的数据电压Vdata的数据电压晶体管(Ml)。
[0037]更具体地，驱动晶体管(M3)包括栅极端子、源极端子和漏极端子，并且将根据在栅极端子和源极端子之间施加的电压的电流提供给连接到漏极端子的发光元件11。电容器部12保持包括阈值电压Vth和数据电压Vdata的电压，并且将所述电压施加到驱动晶体管(M3)的栅极端子和源极端子之间。开关部13具有包括参考电压晶体管(M5)和数据电压晶体管(Ml)的多个晶体管，并且通过这些晶体管的切换动作，使得电容器部12保持包括阈值电压Vth的电压，之后使得电容器部12保持包括阈值电压Vth和数据电压Vdata的电压。而且，当使得电容器部12保持包括阈值电压Vth的电压时，开关部13通过使参考电压晶体管(M5)导通以及使数据电压晶体管(Ml)关断来将参考电压Vref提供给电容器部12，以及当使得包括阈值电压Vth和数据电压Vdata的电压被保持于电容器部12时，开关部13通过使参考电压晶体管(M5)关断以及使数据电压晶体管(Ml)导通来将数据电压Vdata提供给电容器部12。
[0038]在第一示例性实施例的像素电路10中，用于输入来自参考电压电源线(P3)的参考电压Vref的参考电压晶体管(M5)被设置为与用于输入来自数据线D的数据电压Vdata的数据电压晶体管(Ml)分开。由此，能在不使用从数据线D提供的参考电压Vref的情况下来检测阈值电压Vth。因此，在检测阈值电压Vth时理论上不产生串扰。由此、即使当显示分辨率变得较高时，阈值电压检测期间仍能设置得足够长，因此能提高检测阈值电压Vth的精度。
[0