CN100545895C - 显示设备及用于驱动显示设备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种显示设备和驱动该显示设备的方法，在该显示设备中各自包括驱动晶体管、开关晶体管和电容器的像素电路按多个行和列进行排列，在该显示设备中，当开关晶体管处于导通状态时，执行两级迁移率校正，其中在利用被写入到驱动晶体管的栅极的输入信号(Vsig)电平执行迁移率校正之前执行利用中间灰度电平(灰电平)的迁移率校正。因此，即使迁移率校正时段是恒定的，也可以在迁移率校正时段内对所有灰度执行迁移率校正。这个特征可以实现没有由于迁移率因像素的不同而发生的变化所引起的条纹和凹凸的均匀图像质量。

Description

显示设备及用于驱动显示设备的方法
技术领域
本发明涉及显示设备和用于驱动显示设备的方法，并且更具体地涉及其中各自包括电光元件的像素电路按多个行和列(矩阵)排列的显示设备，以及用于驱动该显示设备的方法。
背景技术
近年来，有机电发光显示设备的发展和商业化已经有了很大提高。在有机EL显示设备中，大量的像素电路按矩阵的形式进行排列，并且每个像素电路包括有机EL元件作为电光元件，所述有机EL元件即发光亮度随电流值而变化的所谓的电流驱动的发光元件。由于有机EL元件是自发光元件，所以有机EL显示设备相对液晶显示设备而言具有许多优点，例如高图像能见度、无需背光源以及高响应速度，其中液晶显示设备是利用各自包括液晶单元的像素电路来控制来自光源(背光源)的光的强度。
作为用于有机EL显示设备的驱动***，与液晶显示设备类似，可以采用简单(无源)矩阵***或有源矩阵***。但是，简单矩阵***的显示设备具有难以实现大尺寸和高分辨率显示的问题及其它问题，尽管其配置很简单。由于这个原因，近年来，已经在积极推进有源矩阵***的显示设备的发展。在有源矩阵显示设备中，流经发光元件的电流由设在包括发光元件的同一像素电路中的有源元件来控制，所述有源元件例如绝缘栅极场效应晶体管(通常是薄膜晶体管；TFT)。
如果N沟道晶体管可以被用作包括在像素电路中作为有源元件的薄膜晶体管(下文中称为TFT)，则现有的非晶硅(a-Si)工艺就可以被用于制造TFT。使用非晶硅工艺可以减少TFT衬底的成本。
通常，有机EL元件的电流-电压(I-V)特性会随时间而恶化(随着使用年限而恶化)。在包括N沟道TFT的像素电路中，用于以电流驱动有机EL元件的TFT(下文中称为驱动TFT)的源极被连接到有机EL元件。因此，有机EL元件的I-V特性随使用年限的恶化会导致驱动TFT的栅-源极电压Vgs的改变，从而致使有机EL元件的发光亮度发生变化。
对这一点将会进行更具体的描述。驱动TFT的源极电压取决于驱动TFT和有机EL元件的工作点而确定。有机EL元件的I-V特性的恶化会改变驱动TFT和有机EL元件的工作点。因此，即使当相同的栅极电压被施加给驱动TFT时，驱动TFT的源极电压也会改变。因而，驱动TFT的栅-源极电压Vgs会改变，因此流经驱动TFT的电流值发生变化。相应地，流经有机EL元件的电流值也会改变，导致有机EL元件的发光亮度发生变化。
此外，除了有机EL元件的I-V特性随使用年限的恶化之外，包括N沟道TFT的像素电路还涉及如下问题，即驱动TFT的阈值电压Vth随时间而变化，并且阈值电压Vth因不同的像素而变化。驱动TFT的阈值电压Vth的不同导致流经驱动TFT的电流值的改变。因此，即使当相同的栅极电压被施加给驱动TFT时，有机EL元件的发光亮度也会变化。
现有的相关技术采用这样的配置，其中每个像素电路具有补偿有机EL元件的特性变化的功能和补偿驱动TFT的阈值电压Vth的变化的功能，使得即使当有机EL元件的I-V特性随使用年限而恶化并且驱动TFT的阈值电压Vth随时间而变化时，有机EL元件的发光亮度也不受影响而保持恒定(参考例如日本专利早期公开No.2004-361640)。下面将描述依照该专利文档的相关技术。
图1是示出了根据该相关技术的有源矩阵显示设备和用在该显示设备中的像素电路的配置。该现有技术的有源矩阵显示设备包括像素阵列102，其中大量包括电流驱动的发光元件(例如有机EL元件)的像素电路101被按矩阵的形式进行排列。为了说明的简单，图1示出了某一像素电路101的具体电路配置。
在像素阵列102中，扫描线103、第一和第二驱动线104和105以及自动调零线106以每一行为基准被提供给相应的像素电路101。此外，数据线107以每一列为基准被提供。被排列在像素阵列102***的是驱动扫描线103的写扫描电路108、分别驱动第一和第二驱动线104和105的第一和第二驱动扫描电路109和110、驱动自动调零线106的自动调零电路111以及将取决于亮度信息的数据信号提供给数据线107的数据线驱动电路112。
像素电路101包括作为其组件的有机EL元件201、驱动晶体管202、电容器(存储电容器)203和204、采样晶体管205以及开关晶体管206到209。例如可以使用N沟道的场效应TFT作为驱动晶体管202、采样晶体管205和开关晶体管206到209。下文中，驱动晶体管202、采样晶体管205和开关晶体管206到209被分别称为驱动TFT 202、采样TFT 205和开关TFT 206到209。
有机EL元件201的阴极电极被耦合到地电位GND。驱动TFT 202是驱动有机EL元件201发光的晶体管，并且其源极被连接到有机EL元件201的阳极电极，使得形成了源极跟随器电路。电容器203是存储电容器。该电容器的一个电极被连接到驱动TFT 202的栅极，而其另一个电极被连接到驱动TFT 202的源极和有机EL元件201的阳极电极之间的连接节点N101。
采样TFT 205的一端被连接到数据线107，其另一端被耦合到驱动TFT 202的栅极，并且其栅极被连接到扫描线103。电容器204的一个电极被连接到节点N104，而其另一个电极被连接到驱动TFT 202的栅极和电容器203的一个电极之间的连接节点N102。开关TFT 206的漏极被连接到连接节点N101，并且其源极被耦合到电源电位Vss。
开关TFT 207的漏极被耦合到正电源电位Vcc，其源极被连接到驱动TFT 202的漏极，并且其栅极被连接到第二驱动线105。开关TFT 208的一端被连接到驱动TFT 202的漏极和开关TFT 207的源极之间的连接节点N103，其另一端被连接到连接节点N102，并且其栅极被连接到自动调零线106。开关TFT 209的一端被耦合到预定电位Vofs，其另一端被连接到节点N104，并且其栅极被连接到自动调零线106。
下面将参考图2的时序图对有源矩阵型有机EL显示设备的电路操作进行描述，在该显示设备中，各自具有上述配置的像素电路101被按矩阵的形式进行二维排列。
当某一行上的像素电路101被驱动时，写信号WS被通过扫描线103从写扫描电路108提供给像素电路101，并且第一和第二驱动信号DS1和DS2被分别通过第一和第二驱动线104和105从第一和第二驱动扫描电路109和110提供给像素电路101。此外，自动调零信号AZ被通过自动调零线106从自动调零电路111提供给像素电路101。图2示出了这些信号之间的时序关系。
在正常的发光状态下，从写扫描电路108输出的写信号WS、从第一驱动扫描电路109输出的驱动信号DS1以及从自动调零电路111输出的自动调零信号AZ都为“L”电平，而从第二驱动扫描电路110输出的驱动信号DS2为“H”电平。因此，采样TFT 205和开关TFT 206、208和209处于关断(off)状态，而开关TFT 207处于导通(on)状态。
此时，驱动TFT 202工作为恒流源，因为其被设计为工作在饱和区。因此，由等式(1)表示的恒定电流Ids被从驱动TFT 202提供给有机EL元件201。
Ids＝(1/2)·μ(W/L)Cox(Vgs-|Vth|)2    …(1)
在等式(1)中，Vth是驱动TFT 202的阈值电压，μ是载流子迁移率，W是沟道宽度，L是沟道长度，Cox是每单位面积的栅极电容，Vgs是栅-源极电压。
当开关TFT 207处于导通状态时，从第一驱动扫描电路109输出的驱动信号DS1以及从自动调零电路111输出的自动调零信号AZ都变为“H”电平，因而开关TFT 206、208和209进入导通状态。因此，电源电位Vss被施加到有机EL元件201的阳极电极，而电源电位Vcc被施加到驱动TFT 202的栅极。
此时，如果电源电位Vss低于有机EL元件201的阴极电压Vcat(在该示例中为地电位GND)和有机EL元件201的阈值电压Vthel的和(Vcat+Vthel)，则有机EL元件201变为不发光状态，开始不发光时段。下面的描述基于如下假设，即满足Vss≤Vcat+Vthel并且电源电位Vss为GND电平。当不发光时段开始时，由于开关TFT 206和208进入导通状态，所以取决于栅-源极电压Vgs的恒定电流Ids流经如下路径，Vcc→开关TFT 207→驱动TFT 202→节点N101→开关TFT 206→Vss。
之后，从第二驱动扫描电路110输出的驱动信号DS2变为“L”电平，使得开关TFT 207变为关断状态，因而操作时序进入到用于抵消(校正)驱动TFT 202的阈值电压Vth的阈值抵消时段。此时，驱动TFT 202工作在饱和区，因为其栅极和漏极通过开关TFT 208被彼此耦合。另外，由于电容器203和204被相互并联地连接到驱动TFT 202的栅极，所以驱动TFT 202的栅-源极电压Vgs随时间而逐渐降低。
在经过了特定的时段之后，驱动TFT 202的栅-源极电压Vgs达到驱动TFT 202的阈值电压Vth。此时，电压(Vofs-Vth)被充电到电容器204，而电压Vth被充电到电容器203。之后，当采样TFT 205和开关TFT207处于关断状态并且开关TFT 206处于导通状态时，从自动调零电路111输出的自动调零信号AZ从“H”电平变为“L”电平。因而，开关TFT 208和209进入关断状态，这对应于阈值抵消时段的结束。此时，电容器204保持电压(Vofs-Vth)，而电容器203保持电压Vth。
之后，当采样TFT 205和开关TFT 207、208和209处于关断状态并且开关TFT 206处于导通状态时，从写扫描电路108输出的写信号WS变为“H”电平，开始写入时段。在写入时段中，采样TFT 205处于导通状态，从而允许写入经数据线107提供的输入信号电压Vin。具体地说，通过使采样TFT 205导通，输入信号电压Vin被加载到TFT 205的一端、电容器204的一个电极和TFT 209的源极之间的连接节点N104上，使得连接节点N104处的电压变化量ΔV被通过电容器204耦合到驱动TFT 202的栅极。
此时，驱动TFT 202的栅极电压Vg等于阈值电压Vth，并且耦合量ΔV由电容器203的电容C1、电容器204的电容C2和驱动TFT 202的寄生电容C3决定，如等式(2)所示。
ΔV＝{C2/(C1+C2+C3)}·(Vin-Vofs)      …(2)
因此，如果电容器203和204的电容C1和C2被设置为远大于驱动TFT 202的寄生电容C3，则耦合到驱动TFT 202的栅极的量ΔV不会受驱动TFT 202的阈值电压Vth的影响，而仅由电容器203和204的电容C1和C2决定。
当从写扫描电路输出的写信号WS从“H”电平变为“L”电平并且因此采样TFT 205被关断时，用于写入输入信号电压Vin的时段结束。在写入时段结束之后，当采样TFT 205和开关TFT 208和209处于关断状态时，从第一驱动扫描电路109输出的驱动信号DS1切换为“L”电平，使开关TFT 206关断。随后，从第二驱动扫描电路110输出的驱动信号DS2切换为“H”电平，使开关TFT 207导通。
开关TFT 207的导通使得驱动TFT 202的漏极电位升至电源电位Vcc。由于驱动TFT 202的栅-源极电压Vgs是恒定的，所以驱动TFT 202向有机EL元件201提供恒定的电流Ids。此时，连接节点N101处的电位升高为允许恒定的电流Ids流经有机EL元件201的电压Vx，使得有机EL元件201发光。
在执行上述一系列操作的像素电路101中，有机EL元件201的I-V特性随着其总发光时段的变长而变化。因此，连接节点N101处的电位也发生变化。
但是，由于驱动TFT 202的栅-源极电压Vgs被保持为恒定值，所以流经有机EL元件201的电流值不会改变。因此，即使当有机EL元件201的I-V特性恶化时，恒定的电流Ids也会一直不断地流动，不会引起有机EL元件201的发光亮度的改变。此外，由于在阈值抵消时段中开关TFT 208的操作，驱动TFT 202的阈值电压Vth可以被抵消，使得不受阈值电压Vth变化的影响的恒定电流Ids可以被施加给有机EL元件201，从而能够得到高质量的图像。
如上所述，在相关技术中，每个像素电路101都具有补偿有机EL元件201的I-V特性变化的功能和补偿驱动TFT 202的阈值电压Vth的变化的功能。因而，即使当有机EL元件201的I-V特性随使用年限而恶化并且驱动TFT 202的阈值电压Vth随时间而变化时，有机EL元件201的发光亮度也可以保持恒定，而不受上述那些变化的影响。
但是，包括N沟道TFT的像素电路涉及到如下问题，即驱动TFT的载流子迁移率μ因像素的不同而变化，以及有机EL元件的I-V特性随使用年限的恶化而变化和驱动TFT的阈值电压Vth随时间而变化(因像素的不同而变化)。从上面的等式(1)中可以看出，像素间驱动TFT的迁移率μ的不同使得流经驱动TFT的电流Ids因像素的不同而变化，因此有机EL元件的发光亮度因像素的不同而变化，导致包括条纹(streak)和凹凸(unevenness)的不均匀图像质量。
发明内容
本发明的实施例需要提供一种显示设备和用于驱动显示设备的方法，除了补偿电光元件(例如有机EL元件)的特性变化的功能和补偿用于驱动电光元件的驱动TFT的阈值电压Vth的变化(因像素的不同而变化)的功能之外，该显示设备及驱动方法还可以利用少量的组件实现校正驱动TFT的迁移率变化的功能，因此可以得到没有条纹和凹凸的均匀图像质量。
根据本发明的一个实施例，提供了一种具有下述配置的显示设备。具体地说，该显示设备包括按多个行和列进行排列的像素电路。每个像素电路包括电光元件(31)、驱动晶体管(32)和采样晶体管(33)，所述电光元件(31)的一端被连接到第一电源电位(图3中的GND)，所述驱动晶体管(32)的源极被连接到电光元件(31)的另一端，并且由薄膜晶体管形成，所述采样晶体管(33)被连接在数据线和驱动晶体管的栅极之间，并且从数据线中捕获取决于亮度信息的输入信号。每个像素电路还包括连接在驱动晶体管的漏极和第二电源电位(Vcc)之间的第一开关晶体管(34)、连接在驱动晶体管的栅极和第三电源电位(Vofs)之间的第二开关晶体管(35)、连接在驱动晶体管的源极和第四电源电位(Vss)之间的第三开关晶体管(36)以及连接在驱动晶体管的栅极和元件之间的电容器(37)。
显示设备中的驱动器首先通过在采样晶体管处于导通状态时将中间灰度电平(灰电平)写入驱动晶体管的栅极来执行用于校正驱动晶体管的迁移率变化的第一迁移率校正操作。
之后，驱动器通过在采样晶体管处于导通状态时将输入信号(Vsig)写入驱动晶体管的栅极来执行用于校正驱动晶体管的迁移率变化的第二迁移率校正操作。
就是说，在其中各自包括五个晶体管和一个电容器的像素电路按多个行和列进行排列的显示设备中，在利用输入信号电平执行迁移率校正之前执行利用中间灰度电平的迁移率校正。这种配置和操作可以改变驱动晶体管的栅-源极电压达到提供对驱动晶体管的载流子迁移率的完全校正的电压的时间(迁移率校正完成时间，其对每个灰度是不同的)。具体地说，对于白电平，该时间可以被延长。对于黑电平，该时间可以被缩短。
根据本发明的实施例，执行两级迁移率校正：先执行利用中间灰度电平的迁移率校正，之后执行利用输入信号电平的迁移率校正。因而，即使迁移率校正时段是固定的，也可以在迁移率校正时段内对所有灰度执行迁移率校正。这个特征可以得到没有因为迁移率因像素的不同而变化所引起的条纹和凹凸的均匀图像质量。
附图说明
图1是示出了根据相关技术的有源矩阵显示设备和用在该显示设备中的像素电路的配置的电路图；
图2是用于说明相关技术的像素电路的电路操作的时序图；
图3是示出了根据本发明参考示例的有源矩阵显示设备和用在该显示设备中的像素电路的配置的电路图；
图4是用于说明参考示例的像素电路的电路操作的时序图；
图5是针对参考示例的像素电路的操作的第一个说明性示图；
图6是针对参考示例的像素电路的操作的第二个说明性示图；
图7是针对参考示例的像素电路的操作的第三个说明性示图；
图8是针对参考示例的像素电路的操作的第四个说明性示图；
图9是针对参考示例的像素电路的操作的第五个说明性示图；
图10是针对参考示例的像素电路的操作的第六个说明性示图；
图11是用于说明参考示例的像素电路的操作的特性示图；
图12是示出了根据本发明第一实施例的驱动时序的时序图；
图13是示出了驱动TFT的迁移率和源极电压之间的关系的示图；
图14A和图14B是分别示出了未执行利用中间灰度的校正时和执行了该校正时针对白电平的驱动TFT的栅极电压和源极电压的变化的示图；
图15A和图15B是分别示出了未执行利用中间灰度的校正时和执行了该校正时针对黑电平的驱动TFT的栅极电压和源极电压的变化的示图；
图16是示出了采用三次写入***的显示设备的主要部分的配置示例的电路图；
图17是用于说明采用三次写入***的显示设备的操作的时序图；
图18是示出了根据本发明的第二实施例的驱动时序的时序图；
图19是示出了根据第二实施例的应用示例的显示设备的主要部分的配置的电路图；
图20是用于说明应用示例的显示设备的操作的时序图；
图21是示出了根据本发明第三实施例的驱动时序的时序图；以及
图22是示出了根据第三实施例的应用示例的驱动时序的时序图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的实施例。
开始，下面先作为参考示例描述在日本专利早期公开No.2005-345722的说明书中由本发明的受让人所提出的根据该在先申请的像素电路。该像素电路利用较少量的组件实现了补偿有机EL元件的特性变化的功能和补偿驱动TFT的阈值电压Vth的变化(因像素的不同而变化)的功能。
[参考示例]
图3是示出了根据参考示例的有源矩阵显示设备和用在该显示设备中的像素电路的配置的电路图。该参考示例的有源矩阵显示设备包括像素阵列12，其中像素电路11按多个行和列(矩阵)进行二维排列，每个像素电路11包括发光亮度随电流值而变化的电光元件，例如有机EL元件31。为了简化说明，图3示出了某一像素电路11的具体电路配置。
在像素阵列12中，对于各个像素电路11，以每一行为基准提供了扫描线13、驱动线14以及第一和第二自动调零线15和16，并且以每一列为基准提供了数据线17。被排列在像素阵列12***的是驱动扫描线13的写扫描电路18、对驱动线14进行驱动的驱动扫描电路19、分别驱动第一和第二自动调零线15和16的第一和第二自动调零电路20和21以及将取决于亮度信息的数据信号提供给数据线17的数据线驱动电路22。
在该示例中，写扫描电路18和驱动扫描电路19被排列在像素阵列12的一侧(例如在该图中为右侧)，而第一和第二自动调零电路20和21被排列在相对侧，使得像素阵列12被夹在这些电路中间。但是，这种排列关系只是一个示例，并且电路配置不局限于此。写扫描电路18、驱动扫描电路19以及第一和第二自动调零电路20和21响应于开始脉冲信号sp开始工作，并且与时钟脉冲ck同步地分别输出写信号WS、驱动信号DS以及第一和第二自动调零信号AZ1和AZ2。
(像素电路)
除了有机EL元件31之外，像素电路11还包括驱动晶体管32、采样晶体管33、开关晶体管34到36和电容器(存储电容器)37作为电路的组件。就是说，参考示例的像素电路11由五个晶体管32到36和一个电容器37构成。因此，像素电路11中的晶体管数目和电容器数目均比图1中的相关技术的像素电路101中少一个。
在该像素电路11中，例如使用N沟道TFT作为驱动晶体管32、采样晶体管33和开关晶体管34到36。下文中，驱动晶体管32、采样晶体管33和开关晶体管34到36分别被称为驱动TFT 32、采样TFT 33和开关TFT 34到36。
有机EL元件31的阴极电极被耦合到第一电源电位(在本示例中为地电位GND)。驱动TFT 32是用电流驱动有机EL元件31的驱动晶体管，并且其源极被连接到有机EL元件31的阳极电极，使得形成了源极跟随器电路。采样TFT 33的源极被连接到数据线17，其漏极被连接到驱动TFT32的栅极，并且其栅极被连接到扫描线13。
开关TFT 34的漏极被耦合到第二电源电位Vcc(在本示例中为正电源电位)，其源极被连接到驱动TFT 32的漏极，并且其栅极被连接到驱动线14。开关TFT 35的漏极被耦合到第三电源电位Vofs，其源极被连接到采样TFT 33的漏极(驱动TFT 32的栅极)，并且其栅极被连接到第一自动调零线15。
开关TFT 36的漏极被耦合到驱动TFT 32的源极和有机EL元件31的阳极电极之间的连接节点N11，其源极被耦合到第四电源电位Vss(在本示例中＝GND)，并且其栅极被连接到第二自动调零线16。也可以使用负的电源电位作为第四电源电位Vss。电容器37的一个电极被耦合到驱动TFT 32的栅极和采样TFT 33的漏极之间的连接节点N12，而其另一个电极被耦合到驱动TFT 32的源极和有机EL元件31的阳极电极之间的连接节点N11。
在其中各个组件按照上述连接关系彼此连接的像素电路11中，各个组件的操作如下。具体地说，当采样TFT 33变为导通状态时，其对通过数据线17提供的输入信号电压Vsig进行采样。采样后的信号电压Vsig由电容器37保持。开关TFT 34在导通时将电流从电源电位Vcc提供给驱动TFT 32。
驱动TFT 32根据电容器37所保持的信号电压Vsig用电流驱动有机EL元件31。开关TFT 35和36被适当地导通以在用电流驱动有机EL元件31之前检测驱动TFT 32的阈值电压Vth，并将检测到的阈值电压Vth存储在电容器37中，以预先抵消阈值电压Vth的影响。
在像素电路11中，作为确保正常工作的条件，第四电源电位被设置为低于通过从第三电源电压Vofs中减去驱动TFT 32的阈值电压Vth而得到的电位。即满足Vss＜Vofs-Vth的电平关系。另外，有机EL元件31的阈值电压Vthel与有机EL元件31的阴极电压Vcat(在本示例中为地电位GND)相加而得到的电平被设置为高于通过从电源电位Vofs中减去驱动TFT 32的阈值电压Vth而得到的电平。即满足Vcat+Vthel＞Vofs-Vth的电平关系。
下面，将参考图4的时序图和图5到图10的说明性操作示图对其中每个具有上述配置的像素电路11被按矩阵的形式进行二维排列的有源矩阵型有机EL显示设备的电路操作进行描述。
当某一行上的像素电路11被驱动时，写信号WS被通过扫描线13从写扫描电路18提供给像素电路11，并且驱动信号DS被通过驱动线14从驱动扫描电路19提供给像素电路11。此外，第一和第二自动调零信号AZ1和AZ2被分别通过第一和第二自动调零线15和16从第一和第二自动调零电路20和21提供给像素电路11。图4示出了这些信号之间的时序关系和与时序关系相关联的驱动TFT 32的栅极电压和源极电压的变化。
写信号WS、驱动信号DS以及第一和第二自动调零信号AZ1和AZ2的“H”电平状态被定义为它们的激活(active)状态，而“L”电平状态被定义为未激活(inactive)状态。在图5到图10的说明性操作示图中，为了简化图示，利用开关符号表示采样TFT 33和开关TFT 34到36。
(发光时段)
在正常的发光状态下，从写扫描电路18输出的写信号WS以及从第一和第二自动调零电路20和21输出的第一和第二自动调零信号AZ1和AZ2为“L”电平，而从驱动扫描电路19输出的驱动信号DS为“H”电平。因此，如图5中所示，采样TFT 33以及开关TFT 35和36处于关断状态，而开关TFT 34处于导通状态。此时，驱动TFT 32工作为恒流源，因为其被设计为工作在饱和区。因此，由上面提到的等式(1)所表示的恒定电流Ids被经由开关TFT 34从驱动TFT 32提供给有机EL元件31。
(不发光时段)
当开关TFT 34处于导通状态时，在t1时刻，从第一和第二自动调零电路20和21输出的第一和第二自动调零信号AZ1和AZ2都变为“H”电平，从而使开关TFT 35和36导通，如图6中所示。对开关TFT 35和36的导通顺序没有限制。由于TFT 35和36的导通，预定电位Vofs被通过开关TFT 35施加到驱动TFT 32的栅极，并且电源电位Vss被通过开关TFT36施加到有机EL元件31的阳极电极。
此时，有机EL元件31被反向偏置，因为如上所述满足了Vss＜Vcat+Vthel的关系。因此，电流不流经有机EL元件31，因而有机EL元件31处于不发光状态。此外，驱动TFT 32的栅-源极电压Vgs的值为Vofs-Vss。因此，对应于Vofs-Vss这个值的电流Ids’流经图6中的虚线所示的路径，即Vcc→开关TFT 34→驱动TFT 32→节点N11→开关TFT36→Vss的路径。
(阈值抵消时段)
在t2时刻，从第二自动调零电路21输出的自动调零信号AZ2变为“L”电平。因此，如图7中所示，开关TFT 36变为关断状态，因而操作时序进入用于抵消(校正)驱动TFT 32的阈值电压Vth的阈值抵消时段。
开关TFT 36的关断阻断了电流Ids流经驱动TFT 32的路径。有机EL元件31可以用二极管31A和电容器31B表示，如图8中的等效电路所示。只要被施加到有机EL元件31的电压Vel满足如上所述的Vel＜Vcat+Vthel(有机EL元件31的漏电流远小于流经驱动TFT 32的电流)的关系，流经驱动TFT 32的电流就对电容器37和31B充电。
在这个充电期间，节点N11处的电位(即驱动TFT 32的源极电压Vel)随时间而逐渐升高，如图11中所示。经过一定时段之后，当节点N11和N12之间的电位差(即驱动TFT 32的栅-源极电压Vgs)正好变为阈值电压Vth时，驱动TFT 32从导通状态变为关断状态。这个节点N11和N12之间的电位差被存储在电容器37中作为用于抵消(校正)阈值的电位。此时，满足Vel＝Vofs-Vth＜Vcat+Vthel的关系。
之后，当开关TFT 34和35处于导通状态，并且开关TFT 36处于关断状态时，在t3时刻和t4时刻，从驱动扫描电路19输出的驱动信号DS以及从第一自动调零电路20输出的第一自动调零信号AZ1分别顺序地从“H”电平变为“L”电平。因此，开关TFT 34和35被顺序关断，结束了阈值抵消时段。开关TFT 34在开关TFT 35之前关断可以抑制驱动TFT 32的栅极电压变化。
(写入时段)
之后，当开关TFT 34、35和36处于关断状态时，在t5时刻，从写扫描电路18输出的写信号WS变为“H”电平。因而，如图9中所示，采样TFT 33进入导通状态，开始用于写入输入信号电压Vsig的时段。在这个写入时段中，输入信号电压Vsig被通过采样TFT 33进行采样以写入电容器37。
此时，信号电压Vsig按这样的方式被存储以与电容器37所保持的阈值电压Vth相加。因此，驱动TFT 32的阈值电压Vth的变化总是被抵消。就是说，预先在电容器37中存储阈值电压Vth可以实现阈值电压Vth变化的抵消(校正)，即阈值抵消。
当电容器37的电容被定义为C1，有机EL元件中的电容器31B的电容被定义为Cel并且驱动TFT 32的寄生电容被定义为C2时，驱动TFT 32的栅-源极电压Vgs用等式(3)来表示。
Vgs＝{Cel/(Cel+C1+C2)}·(Vsig-Vofs)+Vth  …(3)
通常，有机EL元件中的电容器31B的电容Cel大于电容器37的电容C1和驱动TFT 32的寄生电容C2。因此，驱动TFT 32的栅-源极电压Vgs近似等于Vsig+Vth。
当在t6时刻从写扫描电路18输出的写信号WS从“H”电平变为“L”电平并且因此采样TFT 33被关断时，用于写入输入信号电压Vsig的时段结束。
(发光时段)
在写入时段结束之后，当采样TFT 33以及开关TFT 35和36处于关断状态时，在t7时刻从驱动扫描电路19输出的驱动信号DS变为“H”电平。因此，如图10中所示，开关TFT 34进入导通状态，开始发光时段。
开关TFT 34的导通使得驱动TFT 32的漏极电压升至电源电位Vcc。因为驱动TFT 32的栅-源极电压Vgs是恒定的，所以驱动TFT 32将恒定的电流Ids”提供给有机EL元件31。此时，有机EL元件31的阳极电压Vel升至允许恒定电流Ids”流经有机EL元件31的电压Vx。因此，有机EL元件31开始发光操作。
电流流经有机EL元件31使得有机EL元件31中的电压降低，这使得节点N11处的电位升高。伴随着该电位的升高，节点N12处的电位也升高。因此，尽管节点N11处电位升高，驱动TFT 32的栅-源极电压Vgs也被一直保持为Vsig+Vth。因此，有机EL元件31继续以取决于输入信号电压Vsig的亮度发光。
在上述参考示例的像素电路11中，随着总发光时段的变长，有机EL元件31的I-V特性也会改变。相应地，有机EL元件31的阳极电极和驱动TFT 32的源极之间的连接节点N11处的电位也会变化。但是，由于驱动TFT 32的栅-源极电压Vgs被保持为恒定的值，所以流经有机EL元件31的电流不变。因此，即使当有机EL元件31的I-V特性恶化时，恒定的电流Ids也一直不断地流动，使得有机El元件31的发光亮度的保持不变(补偿有机EL元件31特性变化的功能)。
此外，在写入输入信号电压Vsig之前，驱动TFT 32的阈值电压Vth被预先存储在电容器37中。因此，由于在阈值抵消时段中开关TFT 34到36和电容器37的操作，驱动TFT 32的阈值电压Vth可以被抵消，所以不受阈值电压Vth变化的影响的恒定电流Ids可以一直被施加给有机EL元件31，从而可以得到高质量的图像(补偿驱动TFT 32的阈值电压Vth变化的功能)。
但是，如上所述，包括N沟道TFT的像素电路11会涉及到如下问题，即驱动TFT 32的载流子迁移率μ因像素的不同而变化，以及有机EL元件31的I-V特性随使用年限的恶化而变化和驱动TFT 32的阈值电压Vth随时间而变化(因像素的不同而变化)。像素间驱动TFT的迁移率μ的不同使得流经驱动TFT的电流Ids因像素的不同而变化，因此有机EL元件的发光亮度因像素的不同而变化，导致条纹和凹凸的出现。
为了解决这个问题，本发明的实施例被配置为对驱动TFT 32的迁移率μ的变化进行校正(下文中称为迁移率校正)，从而在包括像素电路11的有源矩阵型有机EL显示设备中得到没有条纹和凹凸的均匀图像质量，所述像素电路11被按矩阵的形式进行二维排列，并且每个像素电路11利用较少量的组件(五个晶体管32到36和一个电容器37)实现了补偿有机EL元件31的特性变化的功能和补偿驱动TFT 32的阈值电压Vth变化的功能。
下面将描述特定的三个实施例。注意在每个实施例中，像素电路11和其中像素电路11被按矩阵的形式进行二维排列的有源矩阵型有机EL显示设备的配置与上述参考示例的配置基本相同。
[第一实施例]
图12是示出了根据本发明第一实施例的驱动时序的时序图。第一实施例的驱动时序与上述参考示例的不同之处在于在第一实施例的有机EL元件31的不发光时段中，其中从写扫描电路18输出的写信号WS为“H”电平的激活时段与其中从驱动扫描电路19输出的驱动信号DS为“H”电平的激活时段重叠，并且该重叠时段被定义为迁移率校正时段。其它特征基本相同。
图12的时序图中时刻t5之前的操作与参考示例中的操作相同。因此，下面将对时刻t5及以后的操作进行描述，尤其是对迁移率校正时段中的操作，即从时刻t6到时刻t7的时段中的操作进行描述。
(迁移率校正时段)
在时刻t5，写信号WS变为“H”电平，因此写入时段开始。之后，在时刻t6，驱动信号DS变为“H”电平，开始迁移率校正时段。此时，如果驱动TFT 32的源极电压低于阈值电压Vthel与有机EL元件31的阴极电压Vcat的和(即有机EL元件31的漏电流远小于流经驱动TFT 32的电流)，则流经驱动TFT 32的电流对电容器37和31B充电。
在该充电期间，流经驱动TFT 32的电流反映了驱动TFT 32的载流子迁移率μ，因为如上所述阈值抵消(阈值校正)操作已经完成。具体地说，如图13中所示，驱动TFT 32较大的迁移率μ提供较大的电流量，因而导致源极电压的快速升高。相反，驱动TFT 32较小的迁移率μ提供较小的电流量，因而导致源极电压缓慢升高。因此，驱动TFT 32的栅-源极电压Vgs降低的方式反映了迁移率μ，并且经过特定时段之后，其变为提供对迁移率μ进行完全校正的电压值Vgs’(迁移率校正功能)。
在图13中，驱动TFT 32的初始源极电压Vs0用等式(4)表示。
Vs0＝Vofs-Vth+{C1+C2}/(C1+C2+Cel)}·(Vsig-Vofs)  …(4)
(发光时段)
在时刻t7，写信号WS从“H”电平变为“L”电平，使采样TFT 33关断。因此，输入信号电压Vsig的写入时段和迁移率校正时段结束，同时发光时段开始，这是因为开关TFT 34被保持在导通状态。此时，由于驱动TFT 32的栅-源极电压Vgs是恒定的，所以驱动TFT 32将恒定的电流Ids”提供给有机EL元件31。因此，有机EL元件31开始发光操作。
下面将对迁移率校正操作进行讨论。在迁移率校正时段开始时，白电平(最大灰度电平)的像素中的驱动TFT 32的电流值大于黑电平(最小灰度电平)的像素中的电流值。直到驱动TFT 32的栅-源极电压Vgs达到提供对迁移率μ的完全校正的电压Vgs’时的时间段t(下文值称为迁移率校正完成时间t)用等式(5)表示。根据等式(5)，白电平像素的迁移率校正完成时间比黑电平像素的迁移率校正完成时间短。
t = 1 / V · C / { n · 1 / 2 · Cox · W / L · ( μ 1 · μ 2 ) } · · · ( 5 )
在等式(5)中，V是各个灰度的迁移率校正开始时的电压Vgs-Vth，并且C是在迁移率校正时段中从驱动TFT 32的源极的角度来看的全部电容(在第一实施例中为C1+C2+Cel)。此外，n是迁移率校正时段中的动态特性系数，并且μ是驱动TFT 32的载流子迁移率(μ1：较小的迁移率，μ2：较大的迁移率)。
如果迁移率校正完成时间t按照这种方式因灰度的不同而不同，则在恒定的迁移率校正时段(t6到t7)内不可能对所有灰度校正迁移率。因此，可能对于未被执行迁移率校正的灰度，还是会看出由于迁移率变化而引起的条纹和凹凸。
为了解决这个问题，在根据本发明的有机EL显示设备中，在迁移率校正时段中按两级来执行迁移率校正，其中采样TFT 33和开关TFT 34都处于导通状态。具体地说，首先中间灰度电平(例如灰电平)被通过数据线17从数据线驱动电路22写入像素电路11，因此预先利用这个中间灰度执行迁移率校正。之后，所期望的信号电压Vsig被通过数据线17从数据线驱动电路22写入像素电路11，以再次执行迁移率校正。
这种两级迁移率校正操作在驱动采样TFT 33导通/关断的写扫描电路18和驱动开关TFT 34导通/关断的驱动扫描电路19的控制下执行。因此，在本实施例的有机EL显示设备中，写扫描电路18和驱动扫描电路19对应于权利要求书中所提到的驱动器。
这种在利用所期望的信号电压Vsig进行迁移率校正之前利用中间灰度进行迁移率校正的操作可以改变迁移率校正完成时间t，时间t原本对于各个灰度是不相同的。具体地说，对于白电平，时间t可以被延长。相反，对于黑电平，时间t可以被缩短。因而，即使迁移率校正时段是恒定的，也可以在迁移率校正时段内对所有灰度校正迁移率μ，从而可以得到没有因为迁移率因像素的不同而变化所引起的条纹和凹凸的均匀图像质量。
下面将作为示例对针对白电平和黑电平的迁移率校正进行更具体的描述。
在白电平处，迁移率校正时段开始时的驱动TFT 32的电流值在灰度电平范围中是最大的，因此迁移率校正开始时的电压V也是最高的。因此，迁移率校正完成时间是最短的，这一点从等式(5)中可以看出。白电平的迁移率校正完成时间被定义为t1。如果从迁移率校正时段开始时利用白电平执行迁移率校正，则驱动TFT 32的源极电压按照图14A中所示的曲线升高，因此经过时间t1之后，驱动TFT 32的栅-源极电压达到提供对迁移率μ的完全校正的电压Vgs’。
相反，如果在利用白电平执行迁移率校正之前利用中间灰度执行迁移率校正，然后再利用白电平执行迁移率校正，则驱动TFT 32的源极电压的变化如图14B中的实线所示，这与从开始时就利用白电平执行迁移率校正时的电压变化(虚线)不同。具体地说，在利用中间灰度进行校正的时段中，源极电压升高的曲线比虚线所示的曲线平缓。之后，在利用白电平进行校正的时段中，源极电压升高的轨迹与虚线所示的原始曲线类似。
因此，直到经过了比从开始时就利用白电平执行迁移率校正时的时段更长的时段以后，驱动TFT 32的栅-源极电压才达到提供对迁移率μ的完全校正的电压Vgs’。换句话说，通过在利用白电平进行迁移率校正之前利用中间灰度执行迁移率校正，迁移率校正完成时间t1(其在灰度电平范围中是最短的)可以被变为更长的时间t1’。
下面将对黑电平进行讨论。与白电平相反，在黑电平处，迁移率校正时段开始时的驱动TFT 32的电流值在灰度电平范围中是最小的，因此迁移率校正开始时的电压V也是最低的。因此，迁移率校正完成时间是最长的，这一点从等式(5)中可以看出。黑电平的迁移率校正完成时间被定义为t2。如果从迁移率校正时段开始时利用黑电平执行迁移率校正，则驱动TFT 32的源极电压依照图15A中所示的曲线升高，因此经过时间t2之后，驱动TFT 32的栅-源极电压达到提供对迁移率μ的完全校正的电压Vgs’。
相反，如果在利用黑电平执行迁移率校正之前利用中间灰度执行迁移率校正，然后再利用黑电平执行迁移率校正，则驱动TFT 32的源极电压的变化如图15B中的实线所示，与从开始时就利用黑电平执行迁移率校正时的电压变化(虚线)不同。具体地说，在利用中间灰度进行校正的时段中，源极电压升高的曲线比虚线所示的曲线陡。之后，在利用黑电平进行校正的时段中，源极电压升高的曲线与虚线所示的原始曲线类似。
因此，驱动TFT 32的栅-源极电压可以在比从开始时就利用黑电平执行迁移率校正时的时段更短的时段内达到提供对迁移率μ的完全校正的电压Vgs’。换句话说，通过在利用黑电平进行迁移率校正之前利用中间灰度执行迁移率校正，迁移率校正完成时间t2(其在灰度电平范围中是最长的)可以被变为更短的时间t2’。
在上述描述中，已经对白电平和黑电平进行了说明，它们分别是灰度电平范围内的最大灰度电平和最小灰度电平。但是，与白电平和黑电平相似的理论也可以应用于其它灰度电平。
如上所述，在第一实施例中，在利用较少量的组件(具体为五个晶体管32到36和一个电容器37)实现了补偿有机EL元件31的特性变化的功能和补偿驱动TFT 32的阈值电压Vth变化的功能的有源矩阵型有机EL显示设备中，在校正驱动TFT 32的迁移率的过程中，在利用所期望的信号电压Vsig校正迁移率之前先利用中间灰度执行迁移率校正。因此，可以改变随灰度的不同而变化的迁移率校正完成时间t。
具体地说，虽然原本对于白电平和黑电平完成对迁移率μ的校正的时段分别为时间t1和时间t2，但是预先利用中间灰度进行校正可以将针对白电平的时间t1变为更长的时间t1’，并且可以将针对黑电平的时间t2变为更短的时间t2’。因此，可以在恒定的迁移率校正时段内对所有灰度校正其迁移率μ因像素的不同而发生的变化，从而可以得到没有因为迁移率因像素的不同而变化所引起的条纹和凹凸的均匀图像质量。
此外，通过控制利用中间灰度进行迁移率校正的时段(即图14B和15B中的时段T)，可以调节原始时间t1(t2)和改变后的时间t1’(t2’)之间的时间宽度。该时间宽度调节更有利于迁移率校正，从而可以得到没有条纹和凹凸的更加均匀的图像质量。
在本实施例中，中间灰度电平被从数据线驱动电路22提供给数据线17。或者，也可以利用另一种配置，其中预充电开关被连接到数据线17，并且中间灰度电平被通过预充电开关选择性地提供给数据线17。
通常，在其中像素电路11中的各个晶体管由通过低温聚合硅工艺制造的TFT构成的显示设备中，采用多次写入***，例如三次写入***。在该***中，在一个水平时段内，信号电压Vsig被多次写入一行(一条线)上的各个像素。
例如在彩色显示器中(其中在水平方向上彼此相邻的三个像素电路分别对应于R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)，并且这三个像素电路被定义为一个显示单元，如图16中所示)，具有一个输入端和三个输出端的选择器24被提供给各个相邻的R、G和B的显示单元。在该显示器中，用于R、G和B的时序信号电压Vsig_R、Vsig_G和Vsig_B被分别从数据线驱动电路22输入到选择器24，并且选择器24被有选择地用对应于R、G和B的选择信号TR、TG和TB顺序地驱动。因此，在一个水平时段内，数据线17R、17G和17B的信号电压Vsig_R、Vsig_G和Vsig_B分别被顺序采样。
在采用用于以所述方式在一个水平时段内多次写入信号电压Vsig的多次写入***的显示设备中，可以从图17的时序图看出，不能保证很长的时段作为保持在一个水平时段的结尾部分的迁移率校正时段，因此在迁移率校正时段中信号电压Vsig_R、Vsig_G和Vsig_B不能改变，这使得很难在一个水平时段内执行多次写入。此外，随着写入次数的增大，更难以保证迁移率校正时段。
[第二实施例]
为了解决这个问题，在根据本发明第二实施例的有机EL显示设备中，以下面图18的时序图中所示的方式执行两级迁移率校正。具体地说，在信号电压Vsig_R、Vsig_G和Vsig_B被写入的水平时段(水平写入时段)的前半部分中执行利用中间灰度的迁移率校正，具体地说是在水平写入时段的开始处执行。之后，在水平写入时段的后半部分中执行利用信号电压Vsig_R、Vsig_G和Vsig_B的迁移率校正，具体地说是在水平写入时段的结尾处执行。
在本实施例的有机EL显示设备中，写扫描电路18和驱动扫描电路19对应于权利要求书中所提到的驱动器。
下面将参考图18的时序图描述一个水平时段中的操作。
首先，在时刻t11(对应于图12中的时刻t5)，写信号WS变为“H”电平，开始写入时段(一个水平时段)，在该写入时段中信号电压Vsig(Vsig_R、Vsig_G、Vsig_B)被写入。在水平写入时段中，数据线驱动电路22在输出信号电压Vsig之前首先输出例如灰电平Vgr作为中间灰度电平。
之后，在时刻t12，选择信号TR、TG和TB变为“H”电平，因此选择器24将灰电平Vgr提供给R、G和B的相应数据线17R、17G和17B。因此，灰电平Vgr被写入R、G和B的相应像素电路11R、11G和11B。
之后，在时刻t13，驱动信号DS变为“H”电平，因此开关TFT 34导通，开始第一迁移率校正，即利用中间灰度的迁移率校正操作。之后，在时刻t14驱动信号DS从“H”电平变为“L”电平，完成了第一迁移率校正操作。此时，如果驱动TFT 32的源极电压低于阈值电压Vthel和有机EL元件31的阴极电压Vcat的和，则电流不会流经有机EL元件31，因此驱动TFT 32的源极电压被保持恒定。
完成第一迁移率校正操作之后，在时刻t15，选择信号TG和TB从“H”电平变为“L”电平。之后，在时刻t16，代替灰度电平Vgr，信号电压Vsig(即相应信号电压Vsig_R、Vsig_G和Vsig_B)在时间上顺序地从数据线驱动电路22中输出。
由于在时刻t16选择信号TR被保持在“H”电平，所以在时刻t16，信号电压Vsig_R被选择器24选出以写入像素电路11R。之后，在时刻t17，选择信号TG变为“H”电平，因此信号电压Vsig_G被选择器24选出，并被写入像素电路11G。之后，在时刻t18，选择信号TB变为“H”电平，因此信号电压Vsig_B被选择器24选出，并被写入像素电路11B。
在完成信号电压Vsig_B的写入之后，在时刻t19，驱动信号DS变为“H”电平，因此开关TFT 34导通，开始第二迁移率校正，即利用信号电压Vsig的迁移率校正操作。在该迁移率校正期间，流经驱动TFT 32的电流反映了驱动TFT 32的载流子迁移率μ。因此，驱动TFT 32的栅-源极电压Vgs以反映了迁移率μ的方式降低，并且经过特定时期之后，其变为提供对迁移率μ进行完全校正的电压值Vgs’。
在时刻t20(对应于图12中的时刻t7)，写信号WS从“H”电平变为“L”电平，使采样TFT 33关断。因此，信号电压Vsig的写入时段结束，同时发光时段开始，这是因为开关TFT 34被保持在导通状态。此时，由于驱动TFT 32的栅-源极电压Vgs是恒定的，所以驱动TFT 32将恒定的电流Ids”提供给有机EL元件31。因此，有机EL元件31开始发光操作。
如上所述，在第二实施例中，以下面的方式执行两级迁移率校正。具体地说，在信号电压Vsig_R、Vsig_G和Vsig_B被写入的一个水平时段的开始处执行利用中间灰度的迁移率校正，之后在该水平写入时段的结尾处执行利用信号电压Vsig_R、Vsig_G和Vsig_B的迁移率校正。这种操作不需要在一个水平时段的结尾部分改变信号电压Vsig_R、Vsig_G和Vsig_B，这与第一实施例不同。因此，在采用用于在一个水平时段内多次写入信号电压Vsig的多次写入***的显示设备中，可以在恒定的迁移率校正时段内对所有灰度校正迁移率μ因像素的不同的变化。
(第二实施例的应用示例)
在本实施例中，中间灰度电平被通过选择器24从数据线驱动电路22提供给数据线17。或者，也可以利用另一种配置，如图19中所示，预充电开关25被连接到例如在数据线驱动电路22的相对侧的数据线17的各个端子上，并且中间灰度电平被通过预充电开关25选择性地提供给数据线17。在该配置中，预充电开关25的导通/关断由预充电信号Tp控制，该预充电信号Tp在水平写入时段的前半部分中是激活的，如图20中所示。
这种利用预充电开关25提供中间灰度电平的配置的实施例不需要选择器24来执行用于写入中间灰度电平的操作，因此具有这样的优点，即可以增大用于写入信号电压Vsig_R、Vsig_G和Vsig_B的时段的余量(margin)，并且可以抑制选择器24的功率消耗。
[第三实施例]
在本发明的第三实施例中，与第二实施例类似，为了在采用用于在一个水平时段内多次写入信号电压Vsig的多次写入***的显示设备中实现在恒定的迁移率校正时段内对所有灰度进行迁移率校正，采用图21中所示的驱动时序进行两级迁移率校正。
具体地说，根据第三实施例的显示设备被配置为用于提供预定电位Vofs的电源线(下文中称为Vofs线)的电位(第三电源电位)可以选择性地采用预定电位Vofs和与中间灰度电平相对应的电位Vgr(下文中称为中间灰度电位Vgr)这两个值中的一个。此外，在该显示设备中，当开关TFT 35处于导通状态时，在阈值抵消操作之后，Vofs线的电位从预定电位Vofs切换为中间灰度电位Vgr以执行第一迁移率校正，之后在水平写入时段的结尾处执行第二迁移率校正。
Vofs线的电位切换由为Vofs线提供电源电压的电源电路(未示出)执行。另外，两级迁移率校正操作在驱动采样TFT 33导通/关断的写扫描电路18、驱动开关TFT 34导通/关断的驱动扫描电路19和驱动开关TFT35导通/关断的第一自动调零电路20的控制下执行。因此，在本实施例的有机EL显示设备中，写扫描电路18、驱动扫描电路19、第一自动调零电路20和上述电源电路对应于权利要求书中所提到的驱动器。
下面将参考图21的时序图描述第三实施例的迁移率校正操作。注意第三实施例中的阈值抵消操作和前述操作与第一实施例中的操作相同，因此将省略对它们的描述以避免重复。此外，图21中的时刻t1到时刻t7分别对应于图12中的时刻t1到时刻t7。
在时刻t21，Vofs线的电位从预定电位Vofs切换为中间灰度电位Vgr，结束阈值抵消操作并开始第一迁移率校正操作。具体地说，当Vofs线的电位切换为中间灰度电位Vgr时，中间灰度电位Vgr被通过开关TFT35写入到驱动TFT 32的栅极，以执行利用中间灰度的迁移率校正。
之后，在时刻t3，驱动信号DS从“H”电平变为“L”电平，完成了第一迁移率校正操作。此时，如果驱动TFT 32的源极电压低于阈值电压Vthel和有机EL元件31的阴极电压Vcat的和，则电流不会流经有机EL元件31，因此驱动TFT 32的源极电压被保持恒定。之后，在时刻t4，自动调零信号AZ1从“H”电平变为“L”电平，然后在时刻t22，Vofs线的电位从中间灰度电位Vgr切换为预定电位Vofs。
之后，在时刻t5，写信号WS切换为“H”电平，因此采样TFT 33进入导通状态，开始信号电压Vsig的水平写入时段。如果在该水平写入时段中例如采用上述三次写入***，则R、G和B的相应信号电压Vsig_R、Vsig_G和Vsig_B在一个水平时段中被顺序写入。
在所期望的信号电压Vsig已被写入驱动TFT 32的栅极之后，在水平写入时段的后半部分中的时刻t6，驱动信号DS变为“H”电平，开始第二迁移率校正操作，即利用所期望的信号电压Vsig进行的迁移率校正操作。在该迁移率校正期间，流经驱动TFT 32的电流反映了驱动TFT 32的载流子迁移率μ。因此，驱动TFT 32的栅-源极电压Vgs以反映了迁移率μ的方式降低，并且经过特定时期之后，其变为提供对迁移率μ进行完全校正的电压值Vgs’。
在时刻t7，写信号WS从“H”电平变为“L”电平，使采样TFT 33关断。因此，信号电压Vsig的写入时段结束，同时发光时段开始，这是因为开关34被保持在导通状态。此时，由于驱动TFT 32的栅-源极电压Vgs为恒定的，所以驱动TFT 32将恒定的电流Ids”提供给有机EL元件31。因此，有机EL元件31开始发光操作。
如上所述，在第三实施例中，按下面的方式执行两级迁移率校正。具体地说，Vofs线的电位被允许在预定电位Vofs和中间灰度电位Vgr之间切换。基于这种配置，在阈值抵消操作之后，Vofs线的电位被切换为中间灰度电位Vgr以执行第一迁移率校正，之后在水平写入时段的结尾处执行第二迁移率校正。由于这种操作，在采用多次写入***的显示设备中，可以在恒定的迁移率校正时段内对所有灰度校正迁移率μ因像素的不同而发生的变化。
此外，由于在一个水平时段中迁移率校正的次数仅为一次，所以可以增大用于信号电压Vsig_R、Vsig_G和Vsig_B的写入时段的余量。此外，由于选择器24不需要执行用于写入中间灰度电平的操作，所以可以抑制选择器24的功率消耗。
(第三实施例的应用示例)
在本实施例中，通过在阈值抵消操作之后将Vofs线的电位切换为中间灰度电位Vgr来执行第一迁移率校正。或者，也可以利用另一种配置，其中与第二实施例的应用示例(参见图19)相类似，预充电开关25被连接到例如在数据线驱动电路22的相对侧的数据线17的各个端子上，并且中间灰度电平被通过预充电开关25选择性地提供给数据线17。
下面将参考图22的时序图描述本应用示例的迁移率校正操作。注意本应用示例中的阈值抵消操作和前述操作与第一实施例中的操作相同，因此将省略对它们的描述以避免重复。此外，图22中的时刻t1到时刻t7分别对应于图12中的时刻t1到时刻t7。
在时刻t3阈值抵消操作结束，然后在时刻t4，自动调零信号AZ1变为“L”电平。之后，在时刻t31，写信号WS和预充电信号Tp变为“H”电平。因此，中间灰度电位(与中间灰度电平相对应的电位)被通过预充电开关25提供给数据线17R、17G和17B，之后其被通过采样TFT 33写入驱动TFT 32的栅极。
之后，在时刻t32，驱动信号DS切换为“H”电平，然后开关TFT 34导通，开始第一迁移率校正，即利用中间灰度的迁移率校正。之后，在时刻t33，驱动信号从“H”电平变为“L”电平，完成第一迁移率校正操作。
在完成了第一迁移率校正操作之后，在时刻t34，写信号WS和预充电信号Tp从“H”电平变为“L”电平。之后，在时刻t35，写信号WS切换为“H”电平，因而采样TFT 33进入导通状态，开始信号电压Vsig的水平写入时段。如果在该水平写入时段中例如采用了上述三次写入***，则R、G和B的相应信号电压Vsig_R、Vsig_G和Vsig_B在一个水平时段中被顺序写入。
在所期望的信号电压Vsig已被写入驱动TFT 32的栅极之后，在水平写入时段的后半部分中的时刻t6，驱动信号DS变为“H”电平，开始第二迁移率校正操作，即利用所期望的信号电压Vsig进行的迁移率校正操作。在该迁移率校正期间，流经驱动TFT 32的电流反映了驱动TFT 32的载流子迁移率μ。因此，驱动TFT 32的栅-源极电压Vgs以反映了迁移率μ的方式降低，并且经过特定时期之后，其变为提供对迁移率μ进行完全校正的电压值Vgs’。
如上所述，在本应用示例中，按下面的方式执行两级迁移率校正。具体地说，充电开关25被连接到数据线17，并且在阈值抵消操作之后，中间灰度电平被通过充电开关25选择性地提供到数据线17以执行第一迁移率校正，之后在水平写入时段的结尾处执行第二迁移率校正。由于这种配置，可以实现与第三实施例中类似的操作和优点。另外，即使在包括不具有Vofs线的像素电路的显示设备中也可以实现两级迁移率校正。
在以上对各个实施例的描述中，已经对应用于利用有机EL元件作为像素电路11中的电光元件的有机EL显示设备的示例进行了说明。但是，本发明不局限于这些应用示例，而是可以应用于利用发光亮度随电流值变化的电流驱动的发光元件的所有显示设备。
此外，在以上各个实施例的描述中，已经对其中使用N沟道TFT作为包括在各个像素电路11中的驱动晶体管32、采样晶体管33和开关晶体管34到36的示例进行了说明。但是，采样晶体管33和开关晶体管34到36不一定为N沟道TFT。
本领域技术人员应当理解可以根据设计要求和其它因素进行各种修改、组合、子组合和替换，只要在权利要求书或者其等同物的范围内即可。
本发明的实施例包含与2005年10月13日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2005-298497有关的主题，该日本专利申请的全部内容被通过引用结合于此。

Claims (8)

1.一种显示设备，包括：
像素阵列，其被配置为包括按多个行和列排列的像素电路，所述像素电路中的每个电路包括：
电光元件，其一端被连接到第一电源电位，
驱动晶体管，其源极被连接到所述电光元件的另一端，并且由薄膜晶体管构成，
采样晶体管，其被连接在数据线和所述驱动晶体管的栅极之间，并且从所述数据线捕获取决于亮度信息的输入信号，
第一开关晶体管，其被连接在所述驱动晶体管的漏极和第二电源电位之间，
第二开关晶体管，其被连接在所述驱动晶体管的栅极和第三电源电位之间，
第三开关晶体管，其被连接在所述驱动晶体管的源极和第四电源电位之间，以及
电容器，其被连接在所述驱动晶体管的栅极和源极之间；以及
驱动器，其被配置为通过在所述采样晶体管处于导通状态时将中间灰度电平写入所述驱动晶体管的栅极来执行用于校正所述驱动晶体管的迁移率变化的第一迁移率校正操作，并且在所述第一迁移率校正操作之后，通过在所述采样晶体管处于导通状态时将所述输入信号写入所述驱动晶体管的栅极来执行用于校正所述驱动晶体管的迁移率变化的第二迁移率校正操作。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中
所述驱动器被允许调节写入所述中间灰度电平的时段。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其中
在一个水平时段中，所述输入信号被多次写入所选择的行中的每个像素电路。
4.根据权利要求3所述的显示设备，其中
所述驱动器在所述采样晶体管处于导通状态的水平写入时段的前半部分中执行所述第一迁移率校正操作，并且在所述水平写入时段的后半部分中执行所述第二迁移率校正操作。
5.根据权利要求1所述的显示设备，其中
所述中间灰度电平被通过所述数据线写入。
6.根据权利要求5所述的显示设备，还包括：
预充电开关，其被配置为连接到所述数据线，其中
所述中间灰度电平被通过所述预充电开关提供给所述数据线。
7.一种显示设备，包括：
像素阵列，其被配置为包括按多个行和列排列的像素电路，所述像素电路中的每个电路包括：
电光元件，其一端被连接到第一电源电位，
驱动晶体管，其源极被连接到所述电光元件的另一端，并且由薄膜晶体管构成，
采样晶体管，其被连接在数据线和所述驱动晶体管的栅极之间，并且从所述数据线捕获取决于亮度信息的输入信号，
第一开关晶体管，其被连接在所述驱动晶体管的漏极和第二电源电位之间，
第二开关晶体管，其被连接在所述驱动晶体管的栅极和第三电源电位之间，其中所述第三电源电位选择性地采用预定电位和与中间灰度电平相对应的电位这两个值中的一个，
第三开关晶体管，其被连接在所述驱动晶体管的源极和第四电源电位之间，以及
电容器，其被连接在所述驱动晶体管的栅极和源极之间；以及
驱动器，其被配置为执行用于校正所述驱动晶体管的迁移率变化的第一迁移率校正操作，并且在所述第一迁移率校正操作之后，执行用于校正所述驱动晶体管的迁移率变化的第二迁移率校正操作，
其中在一个水平时段中，所述输入信号被多次写入所选择的行中的每个像素电路，
并且其中，在所述第一迁移率校正操作中，所述驱动器在所述第二开关晶体管处于导通状态时将所述第三电源电位切换为与所述中间灰度电平相对应的电位，以将该电位写入所述驱动晶体管的栅极，并且在所述第二迁移率校正操作中，所述驱动器在所述采样晶体管处于导通状态时将所述输入信号写入所述驱动晶体管的栅极。
8.一种用于驱动显示设备的方法，所述显示设备包括按多个行和列排列的像素电路，并且每个像素电路包括电光元件、驱动晶体管、采样晶体管、第一开关晶体管、第二开关晶体管、第三开关晶体管以及电容器，其中所述电光元件的一端被连接到第一电源电位，所述驱动晶体管的源极被连接到所述电光元件的另一端，并且由薄膜晶体管构成，所述采样晶体管被连接在数据线和所述驱动晶体管的栅极之间，并且从所述数据线捕获与亮度信息有关的输入信号，所述第一开关晶体管被连接在所述驱动晶体管的漏极和第二电源电位之间，所述第二开关晶体管被连接在所述驱动晶体管的栅极和第三电源电位之间，所述第三开关晶体管被连接在所述驱动晶体管的源极和第四电源电位之间，所述电容器被连接在所述驱动晶体管的栅极和源极之间，所述方法包括以下步骤：
通过在所述采样晶体管处于导通状态时将中间灰度电平写入所述驱动晶体管的栅极来执行用于校正所述驱动晶体管的迁移率变化的第一迁移率校正操作；并且
在所述第一迁移率校正操作之后，通过在所述采样晶体管处于导通状态时将所述输入信号写入所述驱动晶体管的栅极来执行用于校正所述驱动晶体管的迁移率变化的第二迁移率校正操作。
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