显示装置及其驱动方法和电子设备的制作方法

专利名称：显示装置及其驱动方法和电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及对每个像素配置的发光元件进行电流驱动来显示图像的显示 装置以及其驱动方法。此外，涉及使用了该显示装置的电子设备。更详细地 说，涉及根据在各个像素电路中设置的绝缘栅型场效应晶体管来控制对有机电致发光(EL)等的发光元件通电的电流量的所谓的有源矩阵型(active matrix)的显示装置的驱动方式。
背景技术：
在显示装置例如液晶显示器等中，通过按矩阵状排列多个液晶像素，根 据应显示的图像信息对每个像素控制入射光的透射强度或者反射强度，从而 显示像素。这在将有机EL元件用于像素的有机EL显示器等中也相同，但与 液晶像素不同地有机EL元件是自发光元件。因此，与液晶显示器相比，有 机EL显示器的图像识别性高，具有无需背景灯，响应速度高等的优点。此 外，各个发光元件的亮度等级(色调)可根据流过其中的电流值来控制，是 所谓的电流控制型，从这一方面来看，与液晶显示器等的电压控制型大不相 同。在有机EL显示器中，与液晶显示器相同地，作为其驱动方式有简单矩 阵方式和有源矩阵方式。前者的结构简单，所以存在难以实现大型且高精细 的显示器等的问题，因此，现在广泛地进行有源矩阵方式的开发。该方式是 根据设置在像素电路内部的有源元件(一般为薄膜晶体管、TFT)来控制流 过各个像素电路内部的发光元件的电流的方式，在以下的专利文献中有记载。[专利文献1](日本)特开2003-255856[专利文献2](曰本)特开2003-271095[专利文献3](曰本)特开2004-133240[专利文献4](曰本)特开2004-029791[专利文献5](日本)特开2004-093682[专利文献6](曰本)特开2006-215213 以往的像素电路被配置在提供控制信号的行状的扫描线和提供视频信号 的列状的信号线所交叉的部分，至少包括采样晶体管和保持电容和驱动晶体 管以及发光元件。采样晶体管根据从扫描线提供的控制信号而导通，对从信 号线提供的视频信号进行采样。保持电容保持与被采样的视频信号的信号电 位对应的输入电压。驱动晶体管根据保持在保持电容中的输入电压，在规定 的发光期间提供输出电流作为驱动电流。此外， 一般输出电流对驱动晶体管 的沟道区的载流子迁移率以及阈值电压具有依赖性。发光元件根据从驱动晶体管提供的输出电流，以对应于视频信号的亮度发光。驱动晶体管将保持在保持电容中的输入电压接受到作为控制端的栅极，对作为 一对电流端的源极/漏极之间流过输出电流，对发光元件通电。
一般， 发光元件的发光亮度与通电量成比例。此外，驱动晶体管的输出电流提供量 根据栅极电压即写入保持电容中的输入电压而被控制。以往的像素电路根据 输入视频信号来改变施加到驱动晶体管的栅极的输入电压，从而控制提供给 发光元件的电流量。这里，驱动晶体管的动作特性由以下的式1来表示。Ids= ( 1/2 ) |u ( W/L ) Cox ( Vgs-Vth ) 2 ...…式1在该晶体管特性式1中，Ids表示流过源极/漏极之间的漏极电流，在像 素电路中是提供给发光元件的输出电流。Vgs表示将源极作为基准而施加到 栅极的栅极电压，在像素电路中是上述的输入电压。Vth是晶体管的阈值电 压。此外，fi表示构成晶体管的沟道的半导体薄膜的迁移率。此外，W表示 沟道宽度，L表示沟道长度，Cox表示栅极电容。从该晶体管特性式l可知， 薄膜晶体管在饱和区动作时，若栅极电压Vgs超过阈值电压Vth而变大，则 成为导通状态而流过漏极电流Ids。原理上，如上述的晶体管特性式1所示那 样，若栅极电压Vgs—定，则始终对发光元件提供相同量的漏极电流Ids。因 此，若对构成画面的各个像素全部提供相同电平的视频信号，则所有^f象素以 相同的亮度发光，可得到画面的一致性(均匀性)。但在实际上，由多晶硅等的半导体薄膜构成的薄膜晶体管(TFT)在各 个元件特性上存在偏差。特别地，阈值电压Vth不是一定，在每个像素存在 偏差。从前述的晶体管特性式1可知，若各个驱动晶体管的阈值电压Vth产 生偏差，则即使栅极电压Vgs—定，也会在漏极电流Ids中产生偏差，每个 像素的亮度产生偏差，所以损坏画面的均匀性。从以往开始对安装了用于消
除驱动晶体管的阈值电压的偏差的功能的像素电路进行开发，例如在所述的 专利文献3中有公开。但是，对于发光元件的输出电流的偏差的主要原因并不仅仅是驱动晶体管的阈值电压Vth。如上述的晶体管特性式1可知，即使在驱动晶体管的迁 移率p产生偏差的情况下，输出电流Ids也产生变动。其结果，损坏画面的均 匀性。从以往开始对安装了用于校正驱动晶体管的迁移率的偏差的功能的像 素电路进行开发，例如在所述的专利文献6中有公开。以往的具有迁移率校正功能的像素电路，根据信号电位将流过驱动晶体 管的驱动电流在规定校正期间中负反馈到保持电容中，从而调整在保持电容 中保持的信号电位。若驱动晶体管的迁移率大，则负反馈量相应地变大，信 号电位的减少量增加，其结果，能够抑制驱动电流。另一方面，由于在驱动 晶体管的迁移率小时，对于保持电容的负反馈量减少，所以所保持的信号电 位的减少幅度减小。因此，驱动电流不会太减少。这样，根据各个像素的驱 动晶体管的迁移率的大小，在将其消除的方向上调整信号电位。因此，即使 各个像素的驱动晶体管的迁移率产生偏差，各个像素对于同一个信号电位呈 现大致相同程度的发光亮度。上述的迁移率校正动作在规定的迁移率校正期间进行。为了提高画面的 均匀性，在最佳的条件下施加迁移率校正很重要。但是，最佳的迁移率校正 时间不一定，现实上依赖于视频信号的电平。 一般，在视频信号的信号电位 高时(发光亮度高且进行白色显示时)，最佳的迁移率校正时间变短。相反 地，在信号电位不高时(进行灰色色调或者黑色色调的显示时)，最佳的迁 移率校正时间变长。但是，以往的显示装置不一定考虑了最佳迁移率校正时 间对于视频信号的信号电位的依赖性，成为了在提高画面的均匀性上所要解 决的课题。发明内容鉴于上述的以往的技术课题，本发明根据视频信号的色调(信号等级) 进行适当的迁移率校正，以提高画面的均匀性为目的。为了达到这个目的， 釆用了以下的方法。即，本发明提供一种显示装置，包括像素阵列单元和驱 动单元，所述像素阵列单元包括行状的扫描线、列状的信号线、以及配置在 各个扫描线和各个信号线交叉的部分的行列状的像素，各个像素至少包括采 样晶体管、驱动晶体管、保持电容、以及发光元件，所述采样晶体管的控制 端连接到该扫描线，其一对电流端连接到该信号线和该驱动晶体管的控制端 之间，所述驱动晶体管的一对电流端中的一个连接到该发光元件，另一个连 接到电源，所述保持电容连接到该驱动晶体管的控制端和电流端之间，所述 驱动单元至少包括对各个扫描线依次提供控制信号来进行线依次扫描的写扫描器(write scanner)、以及对各个信号线提供视频信号的信号选择器，所述 采样晶体管根据提供到该扫描线的控制信号来导通，从该信号线采样视频信 号来写入该保持电容中，同时在根据控制信号而截止为止的规定的校正期间， 将从该驱动晶体管流过的电流负反馈到该保持电容，/人而对于该驱动晶体管 的迁移率的校正施加到写入该保持电容中的视频信号，所述驱动晶体管将与 写入该保持电容中的视频信号的信号电平对应的电流提供给该发光元件，从 而使所述显示装置发光，其特征在于，所述写扫描器包括移位寄存器、以及 输出緩沖器，所述移位寄存器与线依次扫描同步地对移位寄存器的各个级依 次生成输入信号，所述输出緩冲器连接到该移位寄存器的各个级和各个扫描 线之间，根据该输入信号而对该扫描线输出控制信号，所述输出緩沖器根据 该输入信号使用于规定该采样晶体管截止的定时的控制信号的下降波形至少 以二阶地变化，并根据视频信号的信号电平而对该校正期间进行可变控制。优选地，所述输出緩沖器包括由在电源线和接地线之间串联连接的P 沟道晶体管和N沟道晶体管组成的反相器、以及与该N沟道晶体管并联连接 的至少一个追加的N沟道晶体管，根据输入信号对这些N沟道晶体管进行导 通截止控制，从而使控制信号的下降波形至少以二阶地变化。此外，所述移 位寄存器通过调整输入信号来调整各个N沟道晶体管的导通截止定时，并使 该控制信号的下降波形最佳化。此外，为了使该控制信号的下降波形最佳化， 所述输出緩冲器中的各个N沟道晶体管的尺寸预先被调整。根据本发明，写扫描器的输出緩冲器根据从写扫描器的移位寄存器对各 个级提供的输入信号，阶段性地改变用于规定采样晶体管截止的定时的控制 信号的下降波形。根据该结构，采样晶体管可根据视频信号的信号等级(色 调)，自动地对迁移率校正期间进行可变控制。这样，本发明能够根据视频 信号的色调来进行适当的迁移率校正，能够提高画面的均匀性。特别地，在本发明中，通过写扫描器的输出緩冲器生成输入到采样晶体 管的控制信号(栅极脉沖)的下降波形。这样，由于写扫描器本身生成控制 信号的下降波形，从而无需另行产生栅极脉沖的外置的模块。写扫描器能够 与像素阵列单元一起在面板上集成形成。本发明无需外置的用于产生栅极脉 沖的模块，从而能够实现低消耗功率化，特别有利于移动设备的显示器。此 外，由于无需外置的模块，从而能够降低成本，无需多余的安装空间且还实 现了小型化。


图l是表示本发明的显示装置的整体结构的方框图。图2是表示在图1所示的显示装置中所包含的像素的结构的电路图。 图3是相同地表示像素的结构的电路图。图4是用于说明在图1以及图2所示的显示装置的动作的定时图。图5是相同地用于说明动作的电路图。图6是相同地用于说明动作的曲线图。图7是表示写扫描器的参考例子的电路图。图8是用于说明在图7所示的写扫描器的动作的波形图。图9是用于说明在在先开发的显示装置的动作的曲线图。图IO是相同地用于说明动作的波形图。图11是相同地表示安装在在先开发的显示装置中的写扫描器的结构电路图。图12是用于说明在图11所示的写扫描器的动作的波形图。 图13是表示安装在本发明的显示装置中的写扫描器的第一实施方式的 电路图。图14是用于说明第一实施方式的动作的定时图。图15是相同地用于说明第一实施方式的动作的电路图以及定时图。图16是相同地用于说明动作的电路图以及定时图。图17是相同地用于说明动作的电路图以及定时图。图18是相同地用于说明动作的电路图以及定时图。图19是相同地用于说明动作的电路图以及定时图。图20是表示安装在本发明的显示装置中的写扫描器的第二实施方式的 电路图以及波形图。图21是表示本发明的显示装置的第三实施方式的整体结构的方框图。
图22是表示安装在图21中的像素的结构的电路图。 图23是用于说明本发明的显示装置的第三实施方式的动作的定时图。 图24是表示本发明的显示装置的元件结构的截面图。 图25是表示本发明的显示装置的模块结构的平面图。 图26是表示包括本发明的显示装置的电视组件的斜视图。 图27是表示包括本发明的显示装置的数字普通照相机(still camera)的 斜视图。图28是表示包括本发明的显示装置的笔记本型个人计算机的斜视图。 图29是表示包括本发明的显示装置的移动终端装置的示意图。 图30是表示包括本发明的显示装置的摄像机的斜视图。 标号说明0面板、l像素阵列单元、2像素电路、3水平选择器、4写扫描器、4B 输出緩冲器、5驱动扫描器、71第一校正用扫描器、72第二校正用扫描器、 Trl采样晶体管、Tr2第1开关晶体管、Tr3第2开关晶体管、Tr4第3开关晶 体管、Trd驱动晶体管、Cs保持电容、EL发光元件、Vssl第1电源电位、 Vss2第2电源电位、VDD第3电源电位、WS第1扫描线、DS第2扫描线、 AZ1第3扫描线、AZ2第4扫描线具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。图l是表示本发明的显示 装置的整体结构的方框图。如图所示，本显示装置基本上由像素阵列单元1 和扫描单元以及信号单元构成。由扫描单元和信号单元构成驱动单元。像素 阵列单元1包括行状地配置的第1扫描线WS、第2扫描线DS、第3扫描 线AZ1以及第4扫描线AZ2、列状地配置的信号线SL、连接到这些扫描线 WS、 DS、 AZ1、 AZ2以及信号线SL的行列状的像素电路2、用于提供在各 个像素电路2的动作上所需的第1电位Vssl、第2电位Vss2以及第3电位 VDD的多个电源线。信号单元由水平选择器3构成，对信号线SL提供视频 信号。扫描单元包括写扫描器4、驱动扫描器5、第一校正用扫描器71以 及第二校正用扫描器72，分别对第1扫描线WS、第2扫描线DS、第3扫描 线AZ1以及第4扫描线AZ2提供控制信号，从而依次地按每行扫描像素电路 2。
图2是表示安装在图1所示的图象显示装置中的像素的结构的电路图。 如图所示，像素电3各2包括采样晶体管Trl、驱动晶体管Trd、第1开关晶 体管Tr2、第2开关晶体管Tr3、第3开关晶体管Tr4、保持电容Cs以及发光 元件EL。采样晶体管Trl在规定的采样期间根据从扫描线WS提供的控制信 号而导通，从而将从信号线SL提供到的视频信号的信号电位采样到保持电容 Cs中。保持电容Cs根据被采样的视频信号的信号电位，将输入电压Vgs施 加到驱动晶体管Trd的栅极G中。驱动晶体管Trd将与输入电压Vgs对应的 输出电流Ids提供给发光元件EL。发光元件EL在规定的发光期间#4居从驱 动晶体管提供的输出电流Tds，以对应于视频信号的亮度发光。第1开关晶体管Tr2根据在采样期间(视频信号写入期间)之前从扫描 线AZ1提供的控制信号而导通，从而将驱动晶体管Trd的控制端即栅极G设 定为第1电位Vssl。第2开关晶体管Tr3根据在采样期间之前^v扫描线AZ2 提供的控制信号而导通，从而将驱动晶体管Trd的一个电流端即源极S设定 为第2电位Vss2。第3开关晶体管Tr4根据在采样期间之前从扫描线DS提 供的控制信号而导通，从而将驱动晶体管Trd的另一个电流端即漏极连接到 第3电位VDD，并在保持电容Cs中保持相当于驱动晶体管Trd的阈值电压 Vth的电压来校正阈值电压Vth的影响。此外，该第3开关晶体管Tr4在发光 期间再次根据从扫描线DS提供的控制信号而导通，从而将驱动晶体管Trd 连接到第3电位VDD，对发光元件EL流过输出电流Ids。如以上的说明可知，本像素电路2由五个晶体管Trl至Tr4以及Trd和 一个保持电容Cs和一个发光元件EL构成。晶体管Trl Tr3和Trd是N沟道 型的多晶硅TFT。只有晶体管Tr4是P沟道型的多晶硅TFT。但是，本发明 并不限定于此，可适当地混有N沟道型和P沟道型的TFT。发光元件EL例 如是具有阳极以及阴极的二极管型的有机EL元件。但是，本发明并不限定 于此，发光元件一般包括通过电流驱动来发光的所有元件。图3是从图2所示的图象显示装置中只取出像素电路2的部分的示意图。 为了便于理解，写入了通过采样晶体管Trl而被采样的视频信号的信号电位 Vsig、驱动晶体管Trd的输入电压Vgs以及输出电流Ids、进而，发光元件 EL所具有的电容分量Coled等。以下，基于图3，说明本发明的像素电路2 的动4乍。图4是图3所示的像素电路的定时图。该定时图表示成为本发明的基础 的在先开发的驱动方式。为了理解本发明的背景且容易理解，首先，关于该 在先开发的驱动方式， 一边参照图4的定时图， 一边作为本发明的一部分来具体说明。图4表示沿着时间轴T而被施加到各个扫描线WS、 AZ1、 AZ2 以及DS的控制信号的波形。为了简化标记，控制信号也以与对应的扫描线 的符号相同的符号来表示。由于晶体管Trl、 Tr2、 Tr3是N沟道型，所以扫 描线WS、 AZ1、 AZ2分别在高电平时导通，在低电平时截止。另一方面，由 于晶体管Tr4是P沟道型，所以扫描线DS在高电平时截止，在低电平时导 通。另外，该定时图表示各个控制信号WS、 AZ1、 AZ2、 DS的波形以及表 示驱动晶体管Trd的栅极G的电位变化以及源极S的电位变化。在图4的定时图中，将定时T1 T8为止作为1场(If) (field )。在l场 之间，像素阵列的各个行进行一次依次扫描。定时图表示施加到一个行的像 素的各个控制信号WS、 AZ1、 AZ2、 DS的波形。在该场开始之前的定时TO,所有的控制信号WS、 AZ1、 AZ2、 DS为低 电平。因此，N沟道型的晶体管Trl、 TR2、 TR3为截止状态，另一方面，只 有P沟道型的晶体管Tr4为导通状态。因此，驱动晶体管Trd经由导通状态 的晶体管Tr4而连接到电源VDD,所以根据规定的输入电压Vgs而将输出电 流Ids提供给发光元件EL。因此，在定时T0，发光元件EL发光。此时，施 加到驱动晶体管Trd的输入电压Vgs由栅极电位(G)和源极电位(S)的差 来表示。在开始该场的定时T1，控制信号DS从低电平切换为高电平。由此，开 关晶体管Tr4截止，驱动晶体管Trd从电源VDD切断，所以发光停止并进入 非发光期间。因此，在进入定时T1时，所有的晶体管Trl Tr4成为截止状态。接着，若进至定时T2，则控制信号AZ1以及AZ2成为高电平，所以开 关晶体管Tr2以及Tr3导通。其结果，驱动晶体管Trd的栅极G连接到基准 电位Vssl,源极S连接到基准电位Vss2。这里，在满足Vssl-Vss2>Vth,假 设Vssl-Vss2=Vgs>Vth，从而进行在之后的定时T3进行的Vth校正的准备。 换言之，期间T2-T3相当于驱动晶体管Trd的复位期间。此外，々i设发光元 件EL的阈^i电压为VthEL，则i殳定为VthEL>Vss2。由此，在发光元件EL 中被施加负偏置，成为了所谓的逆偏置状态。为正常地进行在之后进行的Vth 校正动作以及迁移率校正动作，该逆偏置状态是必需的。在定时T3，将控制信号AZ2设为低电平且之后控制信号DS也设为低电
平。由此，晶体管Tr3截止，另一方面，晶体管Tr4导通。其结果，漏极电 流Ids流入保持电容Cs，开始Vth校正动作。此时，驱动晶体管Trd的栅极 G保持在Vssl，流过电流Ids，直到驱动晶体管Trd截止为止。若截止，则驱 动晶体管Trd的源极电位(S)成为Vssl-Vth。在漏极电流截止之后的定时 T4,将控制信号DS再次返回到高电平，将开关晶体管Tr4截止。进而，控 制信号AZ1也返回到低电平，开关晶体管Tr2也截止。其结果，在保持电容 Cs中保持固定了 Vth。这样，定时T3-T4是检测驱动晶体管Trd的阚值电压 Vth的期间。在这里，将该;险测期间T3-T4称为Vth校正期间。这样进行了 Vth校正之后，在定时T5，将控制信号WS切换为高电平， 将采样晶体管Trl接通，从而将视频信号Vsig写入保持电容Cs。相比于发光 元件EL的等价电容Coled，保持电容Cs非常小。其结果，视频信号Vsig的 绝大部分^皮写入保持电容Cs。正确地说，Vsig对于Vssl的差分Vsig-Vssl 被写入保持电容Cs。因此，驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之间的电压 Vgs成为将之前^r测保持的Vth和本次采样的Vsig-Vssl相加的电平 (Vsig-Vssl+Vth)。以后，为了简化说明而假设Vssl=0V，则如图4的定时 图所示，栅极/源极间电压Vgs成为Vsig+Vth。该浮见频信号Vsig的采样直到 控制信号WS返回到低电平的定时T7为止进行。即，定时T5-T7相当于采样 期间(视频信号写入期间)。在比釆样期间结束的定时T7之前的定时T6，控制信号DS成为低电平， 开关晶体管Tr4导通。由此，驱动晶体管Trd连接到电源VDD，所以像素电 路从非发光期间进入发光期间。这样，在采样晶体管Trl还处于导通状态且 开关晶体管Tr4进入导通状态的期间T6-T7,进行驱动晶体管Trd的迁移率校 正。即，在本在先开发例子中，在采样期间的后部分和发光期间的开头部分 重叠的期间T6-T7,进行迁移率校正。另外，在进行迁移率校正的该发光期 间的开头中，由于发光元件EL实际上处于逆偏置状态，所以不会发光。在 该迁移率校正期间T6-T7，驱动晶体管Trd的栅极G固定为视频信号Vsig的 电平的状态下，在驱动晶体管Trd中流过漏极电流Ids。这里，通过预先设定 为Vssl-Vth<VthEL，从而发光元件EL成为逆偏置状态，所以表示单纯的电 容特性而不是二极管特性。因此，流过驱动晶体管Trd的电流Ids写入到将保 持电容Cs和发光元件EL的等价电容Coled的两者相结合的电容 C=Cs+Coled。由此，驱动晶体管Trd的源极电位(S )上升。在图4的定时图
中，用AV表示该上升量。该上升量AV终归是从保持在保持电容Cs的栅极/ 源极间电压Vgs减去，所以成为施加了负反馈。这样，将驱动晶体管Trd的 输出电流Ids相同地负反馈到驱动晶体管Trd的输入电压Vgs，从而能够校正 迁移率p。另外，通过调整迁移率校正期间T6-T7的时间宽度t,能够将负反 馈量AV最佳化。在定时T7，控制信号WS成为低电平，采样晶体管Trl截止。其结果， 驱动晶体管Trd的栅极G从信号线SL切断。由于视频信号Vsig的施加被解 除，所以驱动晶体管Trd的栅极电位(G)成为可上升，与源极电位(S) — 同上升。在此期间，保持在保持电容Cs的栅极/源极间电压Vgs维持(Vsig-AV +Vth)的值。随着源极电位(S)的上升，发光元件EL的逆偏置状态被解除， 所以通过输出电流Ids的流入，发光元件EL实际开始发光。通过在之前的晶 体管特性式1的Vgs上代入Vsig-AV+Vth,从而如以下的式2那样，得到此 时的漏极电流Ids对栅极电压Vgs的关系。Ids=kp ( Vgs—Vth) 2= k|u ( Vsig-AV ) 2 ……式2在上述式2中，k= ( 1/2 ) ( W/L ) Cox。从该特性式2， Vth的项被消除， 所以可知提供给发光元件EL的输出电流Ids不依赖驱动晶体管Trd的阈值电 压Vth。基本上，漏极电流Ids由视频信号的信号电压Vsig来决定。换言之， 发光元件EL以对应于视频信号Vsig的亮度发光。此时，Vsig由负反馈量AV 校正。该校正量AV恰好用于消除位于特性式2的系数部分的迁移率(a的效果。 因此，成为漏^l电流Ids实质上只依赖于^L频信号Vsig。最终，在进至定时T8，控制信号DS成为高电平，开关晶体管Tr4截止， 发光结束的同时该场结束。之后，移动到下一场，再次重复Vth校正动作、 迁移率校正动作以及发光动作。图5是表示在迁移率校正期间T6-T7中的像素电路2的状态的电路图。 如图所示，在迁移率校正期间T6-T7,采样晶体管Trl以及开关晶体管Tr4 导通，另一方面，剩余的开关晶体管Tr2以及Tr3截止。在这样的状态下， 驱动晶体管Tr4的源极电位(S )为Vssl-Vth。该源极电位(S )也是发光元 件EL的阳极电位。如上所述，通过预先设定为Vssl-Vth<VthEL,从而发光 元件EL成为逆偏置状态，表示单纯的电容特性而不是二极管特性。因此， 流过驱动晶体管Trd的电流Ids写入到将保持电容Cs和发光元件EL的等价 电容Coled的合成电容OCs+Coled。换言之，漏极电流Ids的一部分负反馈
到保持电容CS，进行迁移率的校正。图6是将上述的晶体管特性式2曲线化的图，纵轴取Ids，横轴取Vsig。 在该曲线的下方还表示了特性式2。图6的曲线以像素1和像素2相比较的 状态描述了特性曲线(curve )。像素1的驱动晶体管的迁移率n相对较大。相 反地，像素2中包含的驱动晶体管的迁移率ia相对较小。这样，在将驱动晶体 管由多晶硅薄膜晶体管等构成的情况下，不能避免像素之间迁移率p偏移。例 如，在对两个像素l、 2写入相同电平的视频信号的信号电位Vsig的情况下， 若不进行任何迁移率的校正，则流过迁移率iu大的像素1的输出电流Idsl'与 流过迁移率p小的像素2的输出电流Ids2'相比，产生较大的差。这样，由于 起因于迁移率p的偏移而在输出电流Ids之间产生较大的差，所以产生斑驳(筋 斑)并损坏画面的均匀性。因此，在本在先例子中，通过将输出电流负反馈到输入电流侧，从而消 除了迁移率的偏移。从之前的晶体管特性式1可知，迁移率越大，则漏极电 流Ids越大。因此，迁移率越大，则负反馈量AV越大。如图6的曲线图可知， 与迁移率)Li小的像素2的负反馈量AV2相比，迁移率p大的像素1的负反馈量 AV1大。因此，成为迁移率ia越大，则负反馈越大，从而能够抑制偏移。如图 所示，若在迁移率fi大的像素1中施加AV1的校正，则输出电流从Idsl'到Idsl 大幅下降。另一方面，由于迁移率fi小的像素2的校正量AV2小，所以输出电 流从Ids2'到Ids2不会那样大幅下降。其结果，Idsl和lds2大致相等，迁移率 的偏移被消除。由于该迁移率的偏移的消除是从黑色等级到白色等级为止在 Vsig的整个范围内进行，所以画面的均匀性变得极高。总结以上所述，在有 迁移率不同的像素1和2时，相对于迁移率小的像素2的校正量AV2，迁移 率大的像素1的校正量AV1小。即，迁移率越大，则AV越大，Ids的减少值 变大。由此，迁移率不同的像素电流值被均匀化，能够校正迁移率的偏移。以下，为了参照而进行上述的迁移率校正的数值分析。如图5所示，在 将晶体管Trl以及Tr4导通的状态下，将驱动晶体管Trd的源极电位取变数V 来进行分析。若将驱动晶体管Trd的源极电位(S)设为V时，流过驱动晶体 管Trd的漏极电流Ids如以下的式3所示。4 =- 。2 =_ 7 - 。2 ……式3此外，根据漏极电流Ids和电容C (=Cs+Coled)的关系，如以下的式4 所示那样，成立Ids=dQ/dt=CdV/dt。
根据lf:《，得到^H^<formula>formula see original document page 16</formula>
式4中代入式3后两边积分。这里，源极电压V的初始状态为-Vth, 将迁移率偏移校正时间(T6-T7)设为t。解该微分方程式，则如以下的算式 5那样，得到对于迁移率校正时间t的像素电流。<formula>formula see original document page 16</formula> 式如以上的说明可知，迁移率校正时间t是，控制信号DS下降而开关晶体 管Tr4导通之后到控制信号WS下降而采样晶体管Trl截止为止的期间。迁 移率校正时间是由控制信号DS以及WS而规定。如上所述那样，控制信号 WS通过写扫描器而被输出到各个扫描线WS。图7是表示写扫描器4的一般 的结构的参考图。写扫描器4由移位寄存器S/R构成，根据从外部输入的时 钟信号来动作，并通过依次传送相同地从外部输入的启动信号，对各个级输 出依次信号。移位寄存器S/R的各个级上连接NAND元件，对从相邻级的S/R 输出的依次信号进行NAND处理，生成成为控制信号WS的基础的输入信号。 该输入信号被提供给输出緩沖器4B。该输出緩沖器4B根据从移位寄存器S/R 侧提供到的输入信号来动作，将最终的控制信号WS提供给对应的像素阵列 单元的扫描线WS。另外，在图中，用R来表示各个扫描线WS的布线阻抗， 用C来表示连接到各个扫描线WS的像素的电容。输出緩冲器4B由在电源电位Vcc和接地电位Vss之间串联连接的一对 开关元件构成。在本参考例子中，该输出緩沖器4B成为反相器结构， 一个开 关元件为P沟道晶体管TrP，而另一个为N沟道晶体管TrN。反相器对从对 应的移'信号进行反转，输
出到对应的扫描线WS作为控制信号。图8是表示通过图7所示的写扫描器所生成的控制信号WS的波形图。 还一同表示了从驱动扫描器输出的控制信号DS。另外，与写扫描器WS同样 地，驱动扫描器DS也由移位寄存器和输出緩冲器构成。如图所示，在控制信号DS下降而P沟道型的开关晶体管Tr4导通之后 开始迁移率校正时间，在控制信号WS下降而N沟道型的采样晶体管Trl截 止的时刻结束迁移率校正时间。开关晶体管Tr4导通的定时是控制信号DS 的下降波形降到VDD-IVtpl的时刻。另外，Vtp表示P沟道型的开关晶体管 Tr4的阈值电压。另一方面，在采样晶体管Trl截止的定时是控制信号WS的 下降降到Vsig+Vtn的时刻。这里，Vtn表示N沟道型的采样晶体管Trl的阈 值电压。在采样晶体管Trl的源极中从信号线被施加信号电位Vsig,在栅极 中从控制线WS被施加控制信号WS。在栅极电位相对于源极电位保留Vtn 量下降时，釆样晶体管Trl截止。但是，控制信号WS的下降受到制造工艺的影响，所以相位对每个扫描 线偏移。在图中，下降波形A表示标准相位，下降波形B表示相位向后方偏 移的最坏情况。同样地，控制信号DS的下降波形也是A表示标准，B表示 相位向前偏移的最坏情况。从图可知，与控制信号WS以及DS的下降波形 为标准相位时相比，在最坏情况时迁移率校正期间变长。这样，在将写扫描 器或驱动扫描器安装在面板中的结构中受到制造工艺的影响，而控制信号 WS、 DS的相位对每个扫描线偏移，所以迁移率校正时间也对每个扫描线产 生偏移。这个在画面上显示为水平方向的亮度不匀，损坏画面的均匀性。关于迁移率校正，除了上述的每个扫描线(行)的校正时间的偏移之夕卜， 还存在其他的问题。即，最佳的迁移率校正时间并不一定，根据视频信号的 信号等级(信号电压)而最佳迁移率校正时间变化。图9是表示该最佳迁移 率校正时间和信号电压之间的关系的曲线图。如图可知，在信号电压为白色 等级且高时，最佳迁移率校正时间比较短。在信号电压为灰色等级时最佳迁 移率校正时间也长，进而，在黑色等级上最佳迁移率校正时间进一步延长。 如上所述，在迁移率校正期间中，负反馈到保持电容中的校正量AV与信号电 压Vsig成比例。由于信号电压高，则相应地负反馈量也变大，所以最佳迁移 率校正时间变短。相反地，在信号电压下降时，驱动晶体管的电流供给能力 下降，所以充分的校正所需的最佳迁移率校正时间有延长的趋势。
因此，在在先开发中进行如下的方式，即自动地调整采样晶体管Trl的 截止定时，使得在提供到信号线SL的视频信号的信号电位Vsig高时，校正 时间t变短，另一方面，在提供到信号线SL的视频信号的信号电位Vsig低 时，校正时间t变长，在图10表示其原理。图10的波形图表示用于判断规定迁移率校正期间t的开关晶体管Tr4的 导通定时以及采样晶体管Trl的截止定时的控制信号DS的下降波形以及控制 信号WS的下降波形。如上所述，在施加到开关晶体管Tr4的栅极的控制信 号DS降到VDD-lVtpl的时刻，开关晶体管Tr4导通，迁移率校正时间开始。另一方面，在釆样晶体管Trl的栅极被施加控制信号WS。其下降波形 如图所示，首先从电源电压Vcc急剧地下降，之后向接地电压Vss緩慢地降 低。这里，由于在施加到采样晶体管Trl的源极的信号电位Vsigl为白色等 级且高时，采样晶体管Trl的栅极电位迅速地下降到Vsigl+Vtn为止，所以 最佳迁移率校正时间tl变短。若信号电位成为灰色等级的Vsig2,则在栅极 电位从Vcc下降到Vsig2+Vtn的时刻，采样晶体管Trl截止。其结果，对应 于灰色等级的Vsig2的最佳校正时间t2相比tl变长。进而，在信号电位成为 接近黑色等级的Vsig3时，最佳迁移率校正时间t3相比灰色等级时的最佳迁 移率校正时间t2进一步变长。为了对各个色调自动地设定最佳的迁移率校正时间，需要将施加到扫描 线WS的控制信号脉沖的下降波形整形为最佳的形状。为此，在在先开发例 子中，采用提取从外部的模块(脉沖产生器)提供的电源脉沖的方式的写扫 描器，参照图ll对其进行说明。另外，由于外部的电源脉冲模块能够提供稳 定的脉冲波形，所以同时也能够解决上述的控制信号的下降波形的相位偏移 的问题。图11是示意性地表示写扫描器4的三级的输出部分(N-1级、N级、 N+l级)和与其连接的像素阵列单元1的三行(line)。另外，为了便于理解， 对于与在图7所示的参考例中的写扫描器对应的部分附加对应的参照标号。写扫描器4由移位寄存器S/R构成，根据从外部输入的时钟信号而动作， 并通过依次传送相同地从外部输入的启动信号，对各个级输出依次信号。移 位寄存器S/R的各个级上连接NAND元件，对从相邻级的S/R输出的依次信 号进行NAND处理，生成成为控制信号WS的基础的矩形波形的输入信号IN。 该矩形波形经由反相器而输入到输出緩沖器4B。该输出緩沖器4B根据从移 位寄存器S/R侧提供的输入信号IN来动作，将最终的控制信号WS提供给对
应的像素阵列单元1的扫描线WS作为输出信号OUT。输出緩沖器4B由在电源电位Vcc和接地电位Vss之间串联连接的一对 开关元件构成。在本实施方式中，该输出緩沖器4B成为反相器结构， 一个开 关元件为P沟道型晶体管TrP (典型地是PMOS晶体管)，而另一个为N沟 道型晶体管TrN (典型地是NMOS晶体管)。另外，连接到各个输出緩冲器 4B的像素阵列单元1侧的各行按等效电路由R和电容分量C来表示。本实施方式是，输出缓沖器4B从外部的脉沖模块4P提取被提供到电源 线的电源脉冲来形成控制信号WS的决定波形的结构。如上所述那样，该输 出緩沖器緩沖器4B为反相器结构，在电源线和接地电位Vss之间，P沟道晶 体管TrP和N沟道晶体管TrN串联连接。在根据来自移位寄存器S/R侧的输 入信号IN,而输出緩沖器的P沟道晶体管TrP导通时，取出提供给电源线的 电源脉冲的下降波形，将其作为控制信号WS的决定波形而提供给像素阵列 单元1侧。这样，由外部模块4P生成与输出緩沖器4B不同地包含决定波形 的脉沖，并将其提供给输出緩沖器4B的电源线，所以能够生成所期望的决定 波形的控制信号WS。此时，在成为优势开关元件侧的P沟道晶体管TrP导 通并成为劣势开关元件侧的N沟道晶体管TrN截止时，输出緩冲器4B提取 从外部提供的电源脉冲的下降波形，作为控制信号WS的决定波形OUT来输 出。图12是用于说明在图11所示的写扫描器的动作说明的定时图。如图所 示，在1H周期变动的电源脉沖串从外部的模块输入到写扫描器的输出緩沖 器的电源线。与此同时，在构成输出緩沖器的反相器中被施加输入脉沖IN。 定时图表示提供给第n-l级以及第n级的反相器的输入脉沖IN。在时间序列 上与其相同地，表示从第n-l级以及第n级提供的输出脉沖OUT。该输出脉 沖OUT是被施加到对应行的扫描线WS的控制信号。从定时图可知，写扫描器的各个级的输出緩沖器根据输入脉沖IN提取电 源脉沖，并原样作为输出脉沖OUT而提供给对应的扫描线WS。电源脉冲从 外部的模块被提供，其下降波形可预先设定为最佳。写扫描器原样提取该下 降波形作为控制信号脉沖。但是，在如图11所示的在先开发中的写扫描器中，模块必需在1H周期 内生成电源脉沖，而且，将电源脉冲提供给像素阵列单元侧的布线也被连接 了所有级的负荷，从而布线容量变得非常重。因此，提供电源脉沖的外部模 块的其消耗功率变大。此外，为了控制迁移率校正时间，而需要确保稳定的脉沖过渡过程(transient),但这样就需要提高脉沖模块的能力。其结果，引 起模块面积的增加。在移动设备的显示器应用中，特别要求显示装置的低消 耗功率化，以利用在图11所示的外部模块的扫描器结构难以应对。图13是表示成为在本发明的显示装置的主要部分的写扫描器的结构的 电路图。本写扫描器是为了应对在图11所示的在先开发中的写扫描器的问题 点，采用了可在内部生成用于规定迁移率校正时间的控制信号WS的下降波 形的结构。为了便于理解，对与在图11所示的在先开发中的写扫描器对应的 部分附加对应的参照号码。在脉沖内部生成在迁移率校正时间的控制所需的 控制信号的下降波形的结构，由此，无需用于从外部提供电源脉冲的模块， 可进行低功率化、低成本以及小型化，适用于移动设备的监视器应用。如图所示，本写扫描器4包括移位寄存器S/R和输出緩冲器4B。移位寄 存器S/R与线依次扫描同步地对移位寄存器S/R的各个级依次生成输入信号 IN。具体地说，与移位寄存器S/R的各个级对应地连接NAND元件，输入信 号IN经由该NAND元件而提供给输出緩沖器4B的各个级。在图中，表示了 第n级的输入信号IN和第n+l级的输入信号IN。另外，在移位寄存器S/R 的各个级上还连接了追加的NAND元件，追加的输入信号AZX从这里还提 供给输出緩沖器4B。在图中，表示了第n级的输入信号AZX和第n+l级的 输入信号AZX。通过以上的说明可知，移位寄存器S/R的各个级对应于一对 NAND元件，从这些一对NAND元件对与输出緩沖器4B对应的各个级提供 一对输入信号IN以及AZX。另外，在一对NAND元件的输入端子中，除了 来自移位寄存器S/R侧的脉冲之夕卜，还从外部提供用于控制的脉冲INENB以 及AZXENB。在本说明书中，这些NAND元件也作为构成移位寄存器的一部 分的元件来处理。输出緩冲器4B连接在移位寄存器S/R的各个级和各个扫描线WS之间， 根据输入信号IN、 AZX而将控制信号WS输出到扫描线WS。此时，输出緩 冲器4B根据输入信号IN、 AZX使规定采样晶体管Trl截止的定时的控制信 号WS的下降波形至少以二阶地变化，并根据视频信号的信号电平而对迁移 率校正期间t进行可变控制。在具体的结构中，输出緩冲器4B的各个级包括由在电源线Vcc和接 地线Vss之间串联连接的P沟道晶体管TrP和N沟道晶体管TrN构成的反相
器、以及与N沟道晶体管TrN并联连接的至少 一 个追加的N沟道晶体管TrN 1 。 输出緩沖器4B根据输入信号IN、 AZX对这些N沟道晶体管TrN、 TrNl进 行导通截止控制，从而使控制信号WS的下降波形至少以二阶地变化。移位 寄存器S/R调整输入信号IN、 AZX的相位来调整各个N沟道晶体管TrN、 TrNl的导通截止定时，并能够使控制信号WS的下降波形最佳化。优选地， 为了使控制信号WS的下降波形最佳化，输出緩沖器4B的各个N沟道晶体 管TrN、 TrNl的尺寸被预先调整。由以上的说明可知，图13的实施方式是具有多个输出緩冲器的N沟道 晶体管的结构，依次进行这些晶体管TrN、 TrNl的导通截止，从而控制用于 决定迁移率^f交正时间的控制信号WS的下降形状。在P沟道晶体管TrP和N 沟道晶体管TrN中提供相同的输入信号IN。在另一个N沟道晶体管TrNl中 提供其他的输入信号AZX。此外，在晶体管TrN和TrNl中，设为其沟道宽 度TrNl比TrN大。图14是用于说明在图13所示的写扫描器的动作的定时图。在移位寄存 器S/R中，为了进行其动作控制而输入用于规定1H期间的时钟信号CK。写 扫描器基本上根据该时钟信号CK,对每个1H进行线依次扫描，从而将控制 信号WS提供给各个扫描线WS。将该时钟信号CK与定时对齐，从外部提供 用于控制NAND元件的脉沖INENB、 AZXENB。在定时图中，表示与这些 信号CK、 INENB、 AZXENB同步地从移位寄存器S/R的各个级(n-l级、n 级、n+l级)输出的信号。此外，在定时图中，还表示了第n级以及第n+l 级的输入信号IN、 AZX。由定时图可知，移位寄存器S/R的各个级根据从外部提供的时钟信号CK 或使能信号INENB、 AZXENB,将输入信号IN以及AZX提供给对应的输出 緩冲器的各个级。输出緩沖器的各个级根据输入信号IN、 AZX，将下降波形 至少以二次地变化的控制信号WS输出到对应的扫描线WS。参照图15 图19，详细地说明在图13所示的本发明的写扫描器的第1 实施方式的动作。图15包含表示输出緩沖器的一个级的电路图和表示对于该 输出緩沖器的输入输出波形的定时图。如上所示，输出緩冲器包括P沟道晶 体管TrP、 N沟道晶体管TrN、以及追加的N沟道晶体管TrNl。对该输出緩 冲器从移位寄存器侧提供输入信号IN以及AZX,输出信号OUT提供给对应 的扫描线侧作为控制信号WS。
图16表示在期间A中的输出緩冲器的动作状态。在该期间A中，输入 信号IN为高电平且AZX为低电平。此时，晶体管TrP和TrNl截止，TrN导 通。因此，緩沖器的输出OUT成为接地电平Vss。图17表示在期间B中的输出緩沖器的动作状态。在到了期间B时，输 入信号IN切换为低电平。因此，晶体管TrN和TrNl截止，TrP导通，输出 OUT切换为Vcc。由此，采样晶体管Trl导通，从信号线采样信号电压并写 入保持电容中。图18表示在期间C中的输出緩冲器的动作状态。在期间C中，输入信 号IN切换为高电平，同时AZX也成为高电平。由此，晶体管TrP截止，TrN 和TrNl同时导通。其结果，输出OUT开始向Vss衰减。此时，流过的电流 值成为流过晶体管TrN和TrNl的电流量的合计。这里，将晶体管TrN的晶 体管系数设为k，晶体管TrNl的晶体管系数设为k'，则其电流Ids由以下所 示的式6表示。通过该合计值的电流Ids而输出波形OUT下降，所以脉沖过 渡过程变得急剧。另外，晶体管系数K相当于式1的(1/2) ( W/L) Cox。<formula>formula see original document page 22</formula>式6图19表示在期间D中的输出緩沖器的动作状态。在期间D中，输入信 号IN持续为高电平，而输入信号AZX返回到低电平。由此，晶体管TrNl 截止。之后，只有晶体管TrN导通，只由N沟道晶体管TrN来决定下降波形。 这里，与晶体管TrNl相比，晶体管TrN的沟道宽度小，所以其电流值Ids由 以下的式7所示那样小，能够使输出OUT的脉冲过渡过程緩慢。<formula>formula see original document page 22</formula>式7通过如上那样进行在图16 图19中所示的动作，从而能够使输出脉冲波 形阶段性地可变控制。由此，能够生成对各色调的迁移率校正期间最合适的 校正脉冲。其结，能够得到高均匀性的画面。此外，在本发明中，无须从 外部提供电源脉冲的模块，所以能实现低消耗功率化。进而，通过在面板中 内置控制信号的生成功能，从而能够相应地大幅缩小模块面积。图20是表示安装在本发明的显示装置中的写扫描器的第2实施方式的电 路图以及其定时图。为了便于理解，对于与在图15所示的第1实施方式对应 的部分附加对应的参照号码。不同点是，在输出緩冲器的输出端子和接地线 Vss之间连接了第3个N沟道晶体管TrN2。与此对应地，从移位寄存器侧对 N沟道晶体管TrN2的栅极提供第3个输入信号AZX2。
如定时图所示，通过对包含在输出緩沖器中的三个N沟道晶体管TrN、 TrNl、 TrB2依次进行导通截止控制，从而与第1实施方式相比，能够更精密 地形成输出OUT的波形过渡过程。例如，由以下的式8表示在输出OUT的 下降初期流过的电流Ids。这样，通过三阶段地对输出OUT的下降波形进行 控制，从而能够得到与视频信号的输入电平相匹配的迁移率校正时间。4, = (A+ 4)2 ……式8图21是表示本发明的显示装置的第3实施方式的整体结构的方框图。如 图所示，本显示装置包括像素阵列单元1和对其进行驱动的驱动单元。像素 阵列单元1包括行状的扫描线WS、列状的信号线(信号行)SL、配置在 两者交叉的部分的行列状的像素2、以及对应于各个像素2的各行所配置的 供电线(电源线)VL。另外，在本例子中，对各个像素2分配了 RGB三原 色的任一个颜色，可进行彩色显示。但并不限定于此，还包括单色显示的元 件。驱动单元包括对各个扫描线WS依次提供控制信号来对像素2以行为 单位进行线依次扫描的写扫描器4、与该线依次扫描对应地对各个供电线VL 提供在第1电位和第2电位2之间切换的电源电压的电源扫描器6、以及与 该线依次扫描对应地对列状的信号线SL提供成为视频信号的信号电位和基 准电位的信号选择器(水平选择器)3。图22是表示在图21所示的显示装置中包含的像素2的具体的结构以及 连线关系的电路图。如图所示，该像素2包括以有机EL元件等为代表的 发光元件EL、采样晶体管Trl、驱动晶体管Trd、以及保持电容Cs。采样晶 体管Trl的控制端(栅极)连接到对应的扫描线WS, —对电流端(源极以及 漏极)中的一个连接到对应的信号线SL，而另 一个连接到驱动晶体管Trd的 控制端(栅极G)。驱动晶体管Trd的一对电流端(源极S以及漏极)中的 一个连接到发光元件EL,而另一个连接到对应的供电线VL。在本例中，驱 动晶体管Trd为N沟道型，其漏极连接到供电线VL,另一方面，源极S作 为输出节点而连接到发光元件EL的阳极。发光元件EL的阴极连接到规定的 阴极电位Vcath。保持电容Cs连接在驱动晶体管Trd的源极S和栅极G之间。在该结构中，采样晶体管Trl根据从扫描线WS提供的控制信号而导通， 对从信号线SL提供的信号电位进行采样并保持在保持电容Cs。驱动晶体管 Trd从处于第1电位(高电位Vdd)的供电线VL接受电流的供给，根据在保 持电容Cs中保持的信号电位而对发光元件EL流过驱动电流。为了在信号线
SL处于信号电位的时间段使采样晶体管Trl为导通状态，写扫描器4将规定 带宽的控制信号输出到控制线WS,并在保持电容Cs中保持信号电位的同时 将驱动晶体管Trd对迁移率)u的校正加到信号电位上。之后，驱动晶体管Trd 将与写入到保持电容Cs的信号电位Vsig对应的驱动电流提供给发光元件 EL，进入发光动作。本像素电路2除了上述的迁移率校正功能之外，还包括阈值电压校正功 能。即，电源扫描器6在采样晶体管Trl对信号电位Vsig进行采样之前，在 第1定时将供电线VL从第1电位(高电位Vdd)切换到第2电位(低电位 Vss )。此外，写扫描器4相同地在采样晶体管Trl对信号电位Vsig进行采 样之前，在第2定时使采样晶体管Trl导通，从而从信号线SL将基准电位 Vref施加到驱动晶体管Trd的栅极G的同时将驱动晶体管Trd的源极S设置 为第2电位(Vss)。电源扫描器6在第2定时之后的第3定时将供电线VL 从第2电位Vss切换为第1电位Vdd，将与驱动晶体管Trd的阈值电压Vth 相当的电压保持在保持电容Cs。通过该阈值电压校正功能，本显示装置能够 消除对每个像素偏移的驱动晶体管Trd的阈值电压Vth的影响。本像素电路2还包括自举(bootstrap )功能。即，写扫描器4在保持电 容Cs中保持信号电位Vsig的阶段解除对于扫描线WS的控制信号的施加， 使采样晶体管Trl成为非导通状态，从信号线SL电性切断驱动晶体管Trd的 栅极G,并使栅极G的电位连动于驱动晶体管Trd的源极S的电位变动，能 够将栅极G和源极S之间的电压Vgs维持一定。图23是用于说明在图22所示的像素电路2的动作的定时图。将时间轴 共同地表示扫描线WS的电位变化，供电线VL的电位变化以及信号线SL的 电位变化。此外，与这些电位变化并行地还表示驱动晶体管的栅极G以及源 极S的电位变化。如上所述，在扫描线WS中施加了用于导通采样晶体管Trl的控制信号 脉冲。该控制信号脉沖与像素阵列单元的线依次扫描对应地在1场(If)周 期施加到扫描线WS。电源线VL同样地在1场周期在高电位Vdd和低电位 Vss之间切换。在信号线SL中，提供在1水平周期(1H)内信号电位Vsig 和基准电位Vref切换的视频信号。如图23的定时图所示，像素从之前场的发光期间进入该场的非发光期 间，之后成为该场的发光期间。在该非发光期间，进行准备动作、阈值电压校正动作、信号写入动作、迁移率校正动作等。在之前场的发光期间，供电线VL处于高电位Vdd，驱动晶体管Trd将 驱动电流Ids提供给发光元件EL。驱动电流Ids从处于高电位Vdd的供电线 VL经由驱动晶体管Trd而通过发光元件EL流入阴极线。接着，若进入该场的非发光期间，则首先在定时T1将供电线VL从高电 位Vdd切换为低电位Vss。由此，供电线VL放电到Vss为止，进而，驱动 晶体管Trd的源极S的电位下降到Vss。由此，发光元件EL的阳极电位(即， 驱动晶体管Trd的源极电位)成为逆偏置状态，所以不流过驱动电流而熄灯。 此外，与驱动晶体管的源极S的电位下降连动地，栅极G的电位也下降。接着，若到了定时T2，则通过将扫描线WS从低电平切换到高电平，采 样晶体管Trl成为导通状态。此时，信号线SL处于基准电位Vref,因此，驱 动晶体管Trd的栅极G的电位通过被导通的采样晶体管Trl而成为信号线SL 的基准电位Vref。此时，驱动晶体管Trd的源极S的电位处于比Vref充分低 的电位Vss。这样，进行初始化，使得驱动晶体管Trd的栅极G和源极S之 间的电压Vgs比驱动晶体管Trd的阈值电压Vth大。从定时Tl到定时T3为 止的期间Tl-T3是，将驱动晶体管Trd的栅极G/源极S间电压Vgs预先设定 为Vth以上的准备期间。之后，若到了定时T3，供电线VL从低电位Vss转移到高电位Vdd,驱 动晶体管Trd的源极S的电位开始上升。在驱动晶体管Trd的栅极G/源极S 间电压Vgs终于成为阈值电压Vth时，电流被截止。这样，与驱动晶体管Trd 的阈值电压Vth相当的电压被写入保持电容Cs。这就是阈值电压校正动作。 此时，电流全部流过保持电容Cs侧，而不会流过发光元件EL,所以预先设 定阴极电位Vcath,使发光元件EL截止。该阈值电压校正动作是在定时T4 信号线SL的电位从Vref切换到Vsig为止的期间完成。从定时T3到定时T4 为止的期间T3-T4成为阈值电压校正期间。在定时T4，信号线SL从基准电位Vref切换到信号电位Vsig。此时，采 样晶体管Trl接着处于导通状态。因此，驱动晶体管Trd的栅极G的电位成 为信号电位Vsig。这里，由于发光元件EL开始处于截止状态(高阻抗状态)， 所以在驱动晶体管Trd的漏极和源极之间流过的电流全部流过保持电容Cs和 发光元件EL的等效电容，开始充电。之后，在采样晶体管Trl截止的定时 T5之前，驱动晶体管Trd的源极S的电位上升AV。这样，在视频信号的信号 电位Vsig加到Vth的形态写入到保持电容Cs的同时迁移率校正用的电压AV 从保持在保持电容Cs的电压中减去。因此，从定时T4到定时T5为止的期 间T4-T5成为信号写入期间/迁移率校正期间。这样，在信号写入期间T4-T5, 信号电位Vsig的写入和校正量AV的调整同时进行。在Vsig越高，驱动晶体 管Trd所提供的电流Ids越大，AV的绝对值也越大。因此，进行与发光亮度 等级对应的迁移率校正。在将Vsig设为一定的情况下，驱动晶体管Trd的迁 移率Ili越大，贝'JAV的绝对值越大。换言之，迁移率p越大，则对于保持电容 Cs的负反馈量AV越大，所以能够消除对于每个像素的迁移率p的偏移。最后，若到了定时T5，则如上所述那样，扫描线WS转移到低电平侧， 采样晶体管Trl成为截止状态。由此，驱动晶体管Trd的栅极G从信号线SL 切断。同时漏极电流Ids开始流过发光元件EL。由此，发光元件EL的阳极 电位根据驱动电流Ids而上升。发光元件EL的阳极电位的上升正是驱动晶体 管Trd的源极S的电位上升。若驱动晶体管Trd的源极S的电位上升，则通 过保持电容Cs的自举动作，驱动晶体管Trd的栅极G的电位也连动地上升。 栅极电位的上升量与源极电位的上升量相等。因此，在发光期间中，驱动晶 体管Trd的栅极G/源极S间电压Vgs保持一定。该Vgs的值成为对信号电位 Vsig施加了阔值电压Vth以及迁移率ia的校正的值。在本实施方式中，迁移率校正期间也是根据信号线SL的电位从Vref切 换为Vsig的定时T4到控制信号WS下降而采样晶体管Trl截止的定时T5而 规定。这里，由于根据提供给信号线SL的信号电压Vsig而控制采样晶体管 Trl的截止定时T5，所以需要对控制信号WS的下降波形赋予倾斜。因此， 在本实施方式中，也能够在图21所示的写扫描器4中采样在图13所示的结 构。如上所述，图13所示的写扫描器4可以在输出緩冲器中使规定采样晶体 管Trl截止的定时T5的控制信号WS的下降波形至少以二阶地变化，由此， 根据视频信号的信号电平Vsig而对迁移率校正期间t进行可变控制。本发明的显示装置具有如图24所示的薄膜元件结构。本图表示在绝缘性 的基板中形成的像素的示意性的截面结构。如图所示，像素包括包含多个 薄膜晶体管的晶体管部分(在图中例示了一个TFT)、保持电容等的电容部 分以及有机EL元件等的发光部分。在基板上通过TFT工艺形成了晶体管部 分或电容部分，在其之上，有机EL元件等的发光部分层积。在其之上，经 由粘合剂粘贴透明的对置基板，从而形成平面面板。
如图25所示那样，本发明的显示装置包括平面型的模块形状的装置。例如在绝缘性的基板上设置将由有机EL元件、薄膜晶体管、薄膜电容等构成 的像素进行矩阵状地集成形成的像素阵列单元，并配置粘合剂以包围该像素 阵列单元(像素矩阵单元)，粘贴玻璃等的对置基板来设为显示模块。在该 透明的对置基板中，根据需要也可以设置滤色片、保护膜、遮光膜等。在显 示模块中，例如也可以设置FPC (柔性打印电路)作为用于将从外部到像素 阵列单元的信号等输入输出的连接器。以上说明的本发明的显示装置具有平面面板形状，能够适用于各种各样 的电子设备中，例如数字照相机、笔记本型个人计算机、移动电话、摄像机 等，将输入到电子设备或者在电子设备内生成的驱动信号作为图像或者视频 来显示的所有领域的电子设备的显示器中。以下，表示该各种显示装置所适 用的电子设备的例子。图26是表示适用本发明的电视机，包含由平面面板12、滤波玻璃13等 构成的视频显示画面11，通过将本发明的显示装置使用到该视频显示画面11 来制作。图27是表示适用本发明的照像机，上图表示正面图，下图表示背面图。 该照像机包括摄像透镜、闪光用的发光单元15、显示单元16、控制开关、菜 单开关、快门19等，通过将本发明的显示装置使用到该显示单元16来制作。图28是表示适用本发明的笔记本型个人计算机，在本体20中包括在输 入字符等时被操作的键盘21,在本体壳(cover)中包括显示图像的显示单元 22，通过将本发明的显示装置使用到其显示单元22来制作。图29是表示适用本发明的移动终端装置，左图表示打开的状态，右图表 示合上的状态。该移动终端装置包括上侧框体23、下侧框体24、连接部分 (这里是铰链部分)25、显示器26、副显示器27、信号灯28、摄像机29等， 通过将本发明的显示装置使用到其显示器26或副显示器27来制作。图30是表示使用本发明的摄像机，包括本体单元30、在偏向前方的侧 面地被摄体拍摄用的透镜34、拍摄时的开始/结束开关35、监视器36等，通 过将本发明的显示装置使用到其监视器36来制作。
权利要求
1. 一种显示装置，包括像素阵列单元和驱动单元，所述像素阵列单元包括行状的扫描线、列状的信号线、以及配置在各个扫描线和各个信号线交叉的部分的行列状的像素，各个像素至少包括采样晶体管、驱动晶体管、保持电容、以及发光元件，所述采样晶体管的控制端连接到该扫描线，其一对电流端连接到该信号线和该驱动晶体管的控制端之间，所述驱动晶体管的一对电流端中的一个连接到该发光元件，另一个连接到电源，所述保持电容连接到该驱动晶体管的控制端和电流端之间，所述驱动单元至少包括对各个扫描线依次提供控制信号来进行线依次扫描的写扫描器、以及对各个信号线提供视频信号的信号选择器，所述采样晶体管根据提供到该扫描线的控制信号来导通，从该信号线采样视频信号来写入该保持电容中，同时在根据控制信号而截止为止的规定的校正期间，将从该驱动晶体管流过的电流负反馈到该保持电容，从而对于该驱动晶体管的迁移率的校正施加到写入该保持电容中的视频信号，所述驱动晶体管将与写入该保持电容中的视频信号的信号电平对应的电流提供给该发光元件，从而使所述显示装置发光，其特征在于，所述写扫描器包括移位寄存器、以及输出缓冲器，所述移位寄存器与线依次扫描同步地对移位寄存器的各个级依次生成输入信号，所述输出缓冲器连接到该移位寄存器的各个级和各个扫描线之间，根据该输入信号而对该扫描线输出控制信号，所述输出缓冲器根据该输入信号使用于规定该采样晶体管截止的定时的控制信号的下降波形至少以二阶地变化，并根据视频信号的信号电平而对该校正期间进行可变控制。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述输出緩沖器包括由在电源线和接地线之间串联连接的P沟道晶体 管和N沟道晶体管组成的反相器、以及与该N沟道晶体管并联连接的至少一 个追加的N沟道晶体管，根据输入信号对这些N沟道晶体管进行导通截止控制，从而使控制信号 的下降波形至少以二阶地变化。
3. 如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述移位寄存器通过调整输入信号来调整各个N沟道晶体管的导通截止 定时，并使该控制信号的下降波形最佳化。
4. 如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，为了使该控制信号的下降波形最佳化，所述输出緩沖器中的各个N沟道 晶体管的尺寸预先被调整。
5. —种显示装置的驱动方法，其中， 所述显示装置包括像素阵列单元和驱动单元，所述像素阵列单元包括行状的扫描线、列状的信号线、以及配置在各个 扫描线和各个信号线交叉的部分的行列状的像素，各个像素至少包括采样晶体管、驱动晶体管、保持电容、以及发光元件，所述采样晶体管的控制端连接到该扫描线，其一对电流端连接到该信号 线和该驱动晶体管的控制端之间，所述驱动晶体管的 一对电流端中的 一个连接到该发光元件，另 一个连接 到电源，所述保持电容连接到该驱动晶体管的控制端和电流端之间， 所述驱动单元至少包括对各个扫描线依次提供控制信号来进行线依次扫 描的写扫描器、以及对各个信号线提供视频信号的信号选择器，所述采样晶体管根据提供到该扫描线的控制信号来导通，从该信号线采 样视频信号来写入该保持电容中，同时在根据控制信号而截止为止的规定的 校正期间，将从该驱动晶体管流过的电流负反馈到该保持电容，从而对于该 驱动晶体管的迁移率的校正施加到写入该保持电容中的视频信号，所述驱动晶体管将与写入该保持电容中的视频信号的信号电平对应的电 流提供给该发光元件，从而使所述显示装置发光，其特征在于， 所述写扫描器包括移位寄存器、以及输出緩沖器， 与线依次扫描同步地对所述移位寄存器的各个级依次生成输入信号， 从连接到该移位寄存器的各个级和各个扫描线之间的所述输出緩沖器， 根据该输入信号而对该扫描线输出控制信号，所述输出緩沖器根据该输入信号使用于规定该采样晶体管截止的定时的 权利要求书第3/3页控制信号的下降波形至少以二阶地变化，并根据视频信号的信号电平而对该 校正期间进行可变控制。
6. —种电子设备，包括权利要求1所述的显示装置。
全文摘要
本发明的显示装置可根据视频信号的色调来进行适当的迁移率校正，提高画面的均匀性。写扫描器(4)具有移位寄存器(S/R)和输出缓冲器(4B)。移位寄存器(S/R)与线依次扫描同步地对移位寄存器的各个级依次生成输入信号(IN，AZX)。输出缓冲器(4B)连接到移位寄存器的各个级和各个扫描线(WS)之间，根据输入信号(IN，AZX)对扫描线(WS)输出控制信号。输出缓冲器(4B)根据输入信号(IN，AZX)使用于规定采样晶体管的截止定时的控制信号(OUT)的下降波形至少以二阶地变化，并根据视频信号的信号电平而对迁移率校正期间进行可变控制。
文档编号H03K19/0185GK101399004SQ20081016190
公开日2009年4月1日 申请日期2008年9月27日 优先权日2007年9月27日
发明者内野胜秀, 山下淳一 申请人:索尼株式会社