CN101599249B - 显示装置、驱动方法和电子设备 - Google Patents
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Abstract
一种显示装置,采用像素阵列部分,包括形成矩阵的像素电路,作为列的信号线、作为行的扫描线和电源线,以及驱动部分。驱动部分是信号选择器、写入扫描器和驱动扫描器。信号选择器提供表示灰度的电势或预定的参考电势。写入扫描器提供控制信号。驱动扫描器提供将电势从高改变为低的电源电压。驱动扫描器将相邻电源线驱动为组。预先确定作为组的线的数量。驱动扫描器将电源电压从高切换到低,并且反之亦然,并通过将相位逐组偏移而施加电压到各组。电压以相同相位提供到组并且切换电势。
Description
技术领域
本发明涉及采用其每个包括发光器件的像素电路的有源矩阵显示装置,并且涉及为该显示装置提供的驱动方法。此外,本发明还涉及其每个包括有源矩阵显示装置作为其显示单元的电子设备。
背景技术
近年来,集中并广泛地开发了自发光类型的平面显示装置,作为其每个采用有机EL(电致发光)器件的显示装置,该有机EL器件的每个用作发光器件。有机EL发光器件是利用当对在器件中采用的有机薄膜施加电场时发光的现象的器件。因为有机EL发光器件可通过施加不高于10V的电压来驱动操作,所以有机EL发光器件消耗很少功率。此外,因为有机EL发光器件是能够自己发光的自发光型的器件,所以采用该有机EL发光器件的显示装置不需要发光体。因此,可以容易地使得采用有机EL发光器件的显示装置轻薄。此外,因为有机EL发光器件是具有大约几微秒的响应时间的非常迅速的器件,所以采用有机EL发光器件的显示装置不产生余像。
其每个采用每个包括有机EL发光器件的像素电路并用作自发光型的显示装置的平面显示装置,尤其包括这样的有源矩阵显示装置,其采用每个集成有薄膜晶体管以用作有源器件的像素电路。近年来,集中并广泛地开发了这样的有源矩阵显示装置。自发光型的有源矩阵平面显示装置在下述文献中描述:日本专利公开No.2003-255856、2003-271095、2004-133240、2004-029791、2004-093682、2006-251322和2007-310311。
图29是示出现有有源矩阵型的显示装置的典型示例的模型电路图。显示装置被配置为包括像素阵列部分1和围绕像素阵列部分1的驱动部分。驱动部分是此后也称为信号选择器的水平选择器3和写入扫描器4。类似像素电路2的矩阵的像素阵列部分1具有信号线SL和扫描线WS,每条信号线SL布置为矩阵的一列,每条扫描线WS布置为矩阵的一行。每个像素电路2位于信号线SL之一和扫描线WS之一的交叉点处。为了使得下面的说明易于理解,图29的图仅示出了在一个交叉点处的一个像素电路2。写入扫描器4具有移位寄存器。写入扫描器4根据从外部源接收的时钟信号ck操作。写入扫描器4还顺序接收由外部源提供的开始脉冲sp。接收到时钟信号ck和这样的开始脉冲sp后,写入扫描器4在扫描线WS上顺序认定控制信号。水平选择器3以被调整为由写入扫描器4执行的一行接一行的顺序扫描操作的定时,在信号线SL上认定视频信号。
像素电路2采用信号采样晶体管T1、器件驱动晶体管T2、信号保持电容器C1和发光器件EL。器件驱动晶体管T2是P沟道型的晶体管。器件驱动晶体管T2的两个电流端的特定一个用作器件驱动晶体管T2的源极电极。用作源极电极的特定电流端连接到电源线。器件驱动晶体管T2的两个电流端的另一个用作器件驱动晶体管T2的漏极电极。用作漏极电极的另一电流端连接到发光器件EL的阳极电极。器件驱动晶体管T2的栅极电极用作器件驱动晶体管T2的控制电极。器件驱动晶体管T2的栅极电极通过信号采样晶体管T1连接到信号线SL。在扫描线WS上认定的控制信号使得信号采样晶体管T1处于导通状态。处于导通状态的信号采样晶体管T1采样由水平选择器3在信号线SL上认定的视频信号,并且将视频信号存储在信号保持电容器C1中。在信号保持电容器C1中存储的视频信号被施加到器件驱动晶体管T2的栅极电极,作为驱动器件驱动晶体管T2输出漏极-源极电流Ids到发光器件EL的栅极-源极电压Vgs。因此,发光器件EL发出具有按照视频信号的亮度的光。栅极-源极电压Vgs表示作为以器件驱动晶体管T2的源极电极上出现的电势作为参考的电势的、在器件驱动晶体管T2的栅极电极上出现的电势。另一方面,漏极-源极电流Ids是在器件驱动晶体管T2的漏极和源极电极之间流动的电流。
器件驱动晶体管T2操作在饱和区。栅极-源极电压Vgs和漏极-源极电流Ids之间的关系通过如下给出的等式(1)表达:
Ids=(1/2)μ(W/L)Cox(Vgs-Vth)2...(1)
在上述等式中,参考符号μ表示器件驱动晶体管T2的迁移率,而参考符号W表示器件驱动晶体管T2的沟道的宽度。参考符号L表示器件驱动晶体管T2的沟道的长度,而参考符号Cox表示在器件驱动晶体管T2的每单位面积的栅极绝缘膜电容。参考符号Vth表示器件驱动晶体管T2的阈值电压。如从等式(1)表达的特性显而易见,当器件驱动晶体管T2正操作在饱和区时,器件驱动晶体管T2用作恒流源,其提供根据栅极-源极电压Vgs的漏极-源极电流Ids给发光器件EL。
图30是示出其每个表示在施加到发光器件EL的电压和流过发光器件EL的驱动电流之间的关系的曲线图的图。也就是说,图30是示出其每个表示发光器件EL的电压-电流特性的曲线图的图。如从上面的描述显而易见,流过发光器件EL的驱动电流是由器件驱动晶体管T2产生的漏极-源极电流Ids。施加到发光器件EL的电压是在发光器件EL的阳极电极上出现的电压V。水平轴表示在发光器件EL的阳极电极上出现的电压V,而垂直轴表示此后也称为上述的驱动电流的漏极-源极电流Ids。在发光器件EL的阳极电极上出现的电压V是在器件驱动晶体管T2的漏极电极上出现的电压。发光器件EL的电压-电流特性随着时间经过而变化,如从实线曲线到虚线曲线的变化所指示的。更具体地说,随着时间经过,发光器件EL的电压-电流特性趋于偏移到右侧。因此,即使驱动电流Ids保持在恒定幅度,阳极电极电压V(或漏极电压V)也随时间经过而变化。更具体地说,即使驱动电流Ids保持在恒定幅度,阳极电极电压V(或漏极电压V)也增加。然而,不幸的是,在图29的图中所示的像素电路2中采用的器件驱动晶体管T2正操作在饱和区,以产生依赖于漏极-源极电压Vgs的漏极-源极电流Ids,而不管漏极电压V的变化。因此,由发光器件EL产生的光的亮度可以与发光器件EL的电压-电流特性随时间的经过的变化独立地维持在固定值。
图31是示出现有的有源矩阵型的显示装置的典型示例的另一模型电路图。图31的图中所示的像素电路2与图29的图中所示的像素电路2的不同在于,在图31的图中所示的像素电路2的情况下,器件驱动晶体管T2是N沟道型的晶体管,以替代如图29的图中所示的像素电路的情况下的P沟道型的晶体管。通过采用N沟道型的晶体管作为信号采样晶体管T1和器件驱动晶体管T2,在许多情况下,制造像素电路2的工艺变得更容易执行。
发明内容
在图29的图中所示的每个像素电路2中采用的器件驱动晶体管T2操作在饱和区,控制提供到发光器件EL以用作驱动电流的漏极-源极电流Ids的幅度。然而,用作器件驱动晶体管T2的薄膜晶体管的阈值电压Vth从晶体管到晶体管变化。如从表达器件驱动晶体管T2的特性的等式(1)显而易见,如果器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth从晶体管到晶体管变化,则由器件驱动晶体管T2产生的漏极-源极电流Ids也从晶体管到晶体管变化。因此,丧失了显示屏幕的一致性。为此,过去已经提出了这样的配置,其采用每个包括内置阈值电压补偿功能的像素电路2,用于对于器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth从晶体管到晶体管的变化,补偿由像素电路2中采用的器件驱动晶体管T2产生的漏极-源极电流Ids。基本地,图29和31的图中所示的每个像素电路2具有这样的配置,其采用两个晶体管(即,信号采样晶体管T1和器件驱动晶体管T2)、电容器(即,信号保持电容器C1)和发光器件(即,发光器件EL)。如果阈值电压补偿功能要内置在如上所述的这样相对简单的配置中,则需要在扫描操作中认定每条信号线SL上的电势以及每条电源线DS上的电势,每次扫描操作以调整到由写入扫描器4在扫描线WS上执行的一行接一行的顺序扫描操作之一的定时执行。结果,操作序列变得复杂。
在日本专利公开No.2007-310311中公开的传统的像素电路2中,在将视频信号存储到像素电路2中的处理之前,执行一系列复杂的操作,以便对于器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth的变化补偿由器件驱动晶体管T2产生的漏极-源极电流Ids。然而,因为这样的补偿操作序列复杂,所以很可能不正确地执行任何补偿操作。因此,在一些情况下,对于器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth的变化,不一定能够补偿由器件驱动晶体管T2产生的漏极-源极电流Ids。如果阈值电压补偿功能由于复杂的补偿操作序列而变得不稳定,则负面影响了显示屏幕的一致性,产生需要解决的问题。
为了处理上述问题,本发明实施例的发明人已经创新了一种显示装置,其能够以高可靠度和高稳定度对每个像素电路执行阈值电压补偿处理。本发明实施例的发明人还创新了一种用于该显示装置的驱动方法。为了实现该显示装置和驱动方法,提供了下面的手段。
根据本发明实施例的显示装置采用像素阵列部分和驱动部分。类似像素电路的矩阵的所述像素阵列部分除了像素电路自身外,具有其每条布置为所述矩阵的一列的信号线、和其每条布置为所述矩阵的一行的扫描线。每个所述像素电路位于所述信号线之一和所述扫描线之一的交叉点处。此外,所述像素阵列部分还包括与所述扫描线平行的电源线。
所述驱动部分是信号选择器、写入扫描器和驱动扫描器。所述信号选择器是被配置为在所述信号线上认定驱动信号的部分,所述驱动信号具有表示灰度的电势或预先确定的参考电势,每条所述信号线布置为所述像素矩阵的一列。所述写入扫描器是被配置为在所述扫描线上认定控制信号的部分,每条所述扫描线布置为所述像素矩阵的一行。所述驱动扫描器是被配置为在所述电源线上认定交替地从高电势改变为低电势的电源电压的部分。
每个所述像素电路包括:信号采样晶体管、器件驱动晶体管、信号保持电容器、以及发光器件。所述信号采样晶体管的电流端的特定一个连接到所述信号线之一,而所述信号采样晶体管的栅极电极用作所述信号采样晶体管的控制端并连接到所述扫描线之一。所述器件驱动晶体管的电流端的特定一个用作所述器件驱动晶体管的漏极电极,而所述器件驱动晶体管的栅极电极用作所述器件驱动晶体管的控制端。所述器件驱动晶体管的所述漏极电极连接到所述电源线之一,而所述器件驱动晶体管的所述栅极端连接到所述信号采样晶体管的另一电流端。所述器件驱动晶体管的所述电流端的另一个用作所述器件驱动晶体管的所述源极电极。所述器件驱动晶体管的所述源极电极连接到所述发光器件。所述信号保持电容器接线在所述器件驱动晶体管的所述栅极和源极电极之间,
首先,在已经在所述电源线上认定所述高电势、并且已经在所述信号线上认定所述参考电势之后,如果执行通过利用所述控制信号使所述信号采样晶体管处于导通状态的操作,则执行消光处理。所述消光处理是将所述发光器件从发光状态切换为不发光状态的处理。
之后,所述信号采样晶体管处于截止状态,然后,所述电源线从所述高电势切换到所述低电势。因此,在所述器件驱动晶体管的所述源极电极上出现的电压降低,而不使所述信号采样晶体管回到导通状态。降低在所述器件驱动晶体管的所述源极电极上出现的所述电压的处理被称为阈值电压补偿准备处理。
随后,将所述电源线从所述低电势切换回到所述高电势。然后,在所述信号线维持在所述参考电势的情况下,通过利用所述控制信号使所述信号采样晶体管处于导通状态,使得在对所述信号保持电容器充电的处理中,所述器件驱动晶体管的所述源极电极上出现的所述电压逐渐上升。因此,在所述器件驱动晶体管的所述栅极和源极电极之间出现的电压朝向所述器件驱动晶体管的阈值电压逐渐减少。将在所述器件驱动晶体管的所述栅极和源极电极之间出现的所述电压朝所述阈值电压的方向减少的处理被称作阈值电压补偿处理。
期望提供这样的配置,其中所述驱动扫描器将相邻的电源线驱动为电源线组,每条所述电源线布置为所述矩阵的一行。预先确定要由所述驱动扫描器驱动为电源线组的所述相邻电源线的数量。在该配置中,所述驱动扫描器将对属于相同电源线组的相邻电源线共同的电源电压交替地从所述高电势切换到所述低电势,并且反之亦然,并且通过将所述电源电压的相位逐组偏移来顺序施加所述共同的电源电压到各电源线组。这样,以对所述电源线组确定的相同相位将所述共同的电源电压提供到电源线组,并且所述共同的电源电压交替地从所述高电势切换到所述低电势,并且反之亦然。
在显示装置的实施例中,在已经执行所述消光处理以将所述发光器件从发光状态切换到不发光状态后,在所述电源线维持在所述高电势、并且所述信号线维持在所述参考电势的情况下,通过利用所述控制信号使所述信号采样晶体管处于导通状态,所述控制信号通过所述扫描线提供到所述信号采样晶体管的所述栅极电极,以便再次执行至少另一额外的消光处理。
此外,可能提供具有这样的配置的实施例,其中:所述写入扫描器对每个水平时段顺序提供控制信号到每条所述扫描线;以及所述信号采样晶体管根据在各间隔接收的所述控制信号执行所述消光处理和所述额外消光处理,每个所述间隔具有至少等于一个所述水平时段的长度。
此外,可能提供具有另一配置的实施例,其中:将每条布置为所述矩阵的一行的相邻扫描线处理为扫描线组;并且预先确定要处理为扫描线组的相邻扫描线的数量。在此情况下,所述写入扫描器通过将所述控制信号的相位逐组偏移,为每个所述电源线组顺序提供属于相同扫描线组的相邻扫描线共同的控制信号。因此,以对所述扫描线组确定的相同相位将控制信号提供到属于相同扫描线组的相邻扫描线,以便以属于所述扫描线组的所述相邻扫描线共同的定时执行所述额外消光处理。
在显示装置的另一实施例中,在已经完成用于将所述发光器件从发光状态切换到所述不发光状态的所述消光处理的所述执行之后、但在执行所述阈值电压补偿准备处理之前,所述驱动扫描器将所述电源线从所述高电势切换到所述高电势和低电势之间的中间电势。
此外,可能提供具有这样的配置的另一实施例,其中:所述驱动扫描器通过逐组偏移切换信号的相位,将每个所述电源线组顺序从所述高电势切换到所述中间电势。在此情况下,所述驱动扫描器以所述切换信号相同的相位,将属于相同电源线组的每条相邻电源线顺序从所述高电势切换到所述中间电势。
此外,可能提供具有另一配置的另一实施例,其中,在所述电源线维持在所述中间电势、并且所述信号线维持在所述参考电势的情况下,通过利用所述控制信号使所述信号采样晶体管处于导通状态,所述控制信号通过所述扫描线提供到所述信号采样晶体管的所述栅极电极。
此外,可能提供具有另一配置的另一实施例,其中:其每条布置为所述矩阵的一行的相邻电源线处理为电源线组;并且预先确定要处理为电源线组的相邻电源线的数量。在此情况下,所述驱动扫描器通过将所述电源电压的相位逐组偏移,为每个所述电源线组顺序提供属于相同电源线组的相邻电源线共同的电源电压,以便驱动属于所述电源线组的所述电源线。因此,以对相同电源线组确定的相同相位将所述电源电压提供到属于该组的相邻电源线,以便驱动属于所述电源线组的所述电源线。
在显示装置的另一实施例中,所述信号选择器在所述消光处理中在所述信号线上认定第一参考电势,并且在所述阈值电压补偿处理中在所述信号线上认定与所述第一参考电势不同的第二参考电势。
此外,可能提供具有这样的配置的另一实施例,其中通过所述信号选择器在所述信号线上认定的所述第一参考电势的幅度大于所述第二参考电势的幅度,但小于所述发光器件的阴极电极上出现的电势、所述发光器件的阈值电压和所述器件驱动晶体管的阈值电压的和。
此外,可能提供具有另一配置的另一实施例,其中,在已经执行所述阈值电压补偿处理之后,在所述信号线维持在视频信号电势、并且所述电源线维持在所述高电势的情况下,通过利用所述控制信号使所述信号采样晶体管处于导通状态,将所述控制信号通过所述扫描线提供到所述信号采样晶体管的所述栅极电极,以便执行将所述视频信号电势存储到所述信号保持电容器中的信号写入处理。
此外,可能提供具有另一配置的另一实施例,其中:所述信号选择器在所述信号线上认定表示灰度的第一视频信号电势,并且通过利用所述控制信号使所述信号采样晶体管处于导通状态,将所述控制信号通过所述扫描线提供到所述信号采样晶体管的所述栅极电极,以便执行将所述第一视频信号电势存储到所述信号保持电容器中的第一信号写入处理。然后,所述信号选择器在所述信号线上认定表示灰度的第二视频信号电势,并且通过利用另一控制信号使所述信号采样晶体管处于导通状态,将所述另一控制信号通过所述扫描线提供到所述信号采样晶体管的所述栅极电极,以便执行将所述第二视频信号电势存储到所述信号保持电容器中的第二信号写入处理。
根据本发明的实施例,当已经在电源线上认定高电势、并且已经在信号线上认定参考电势时,执行将发光器件从发光状态切换到不发光状态的消光处理。
之后,所述信号采样晶体管处于截止状态,然后,所述电源线从所述高电势切换到所述低电势。因此,在所谓的阈值电压补偿准备处理中,在所述器件驱动晶体管的所述源极电极上出现的电压降低,以便设置在器件驱动晶体管的栅极和源极电极之间出现的电压,而不使所述信号采样晶体管回到导通状态。
随后,将所述电源线从所述低电势切换回到所述高电势。然后,在所述信号线维持在所述参考电势的情况下,使所述信号采样晶体管处于导通状态,使得在对所述信号保持电容器充电的处理中,所述器件驱动晶体管的所述栅极电极上出现的电压突然上升到参考电势,导致所述器件驱动晶体管的所述源极电极上出现的所述电压逐渐上升。因此,在所谓的阈值电压补偿处理中,在所述器件驱动晶体管的所述栅极和源极电极之间出现的电压朝向所述器件驱动晶体管的阈值电压逐渐减少。
如上所述,通过一个处理接一个处理顺序地执行消光处理、阈值电压补偿准备处理和阈值电压补偿处理,可以避免不正确的操作,使得可能在每个像素电路中以高可靠度和高稳定度执行器件驱动晶体管的阈值电压补偿处理。具体地,在阈值电压补偿准备处理中,在器件驱动晶体管的源极电极上出现的电压降低,而不使信号采样晶体管回到导通状态。因此,可以避免不正确的操作,使得可能在每个像素电路中以高稳定度执行器件驱动晶体管的阈值电压补偿处理。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实施例的显示装置的整体配置的框图;
图2是示出根据第一实施例的显示装置中采用的像素电路的具体配置的电路图;
图3是示出与用于驱动根据第一实施例的显示装置中采用的像素电路的驱动方法有关的每个信号的时序图表的时序图;
图4A到4F分别是在说明图3的时序图中示出的时段(1)到(6)中、由根据第一实施例的显示装置中采用的像素电路执行的操作中要引用的模型电路图;
图4G是示出指示在时段(6)期间,根据第一实施例的显示装置中采用的像素电路中包括的发光器件的阳极上出现的电压如何随着时间的经过上升的曲线的图;
图4H到4I分别是在说明图3的时序图中示出的时段(8)和(9)中、由根据第一实施例的显示装置中采用的像素电路执行的操作中要引用的模型电路图;
图4J是描绘示出对于器件驱动晶体管的迁移率的不同值,器件驱动晶体管的源极电极上出现的源极电势如何随时间的经过上升的两个曲线图的图;
图4K是在说明图3的时序图中示出的时段(11)中,由根据第一实施例的显示装置中采用的像素电路执行的操作中要引用的模型电路图;
图5是示出由在典型的参考显示装置中采用的像素电路执行的操作中产生的每个信号的时序图表的时序图;
图6A到6G分别是在说明图5的时序图中示出的时段(1)到(7)中、由典型参考显示装置中采用的像素电路执行的操作中要引用的模型电路图;
图7是说明由典型参考显示装置造成的问题中要引用的波形图;
图8是示出根据本发明第二实施例的显示装置的整体配置的框图;
图9是示出与用于驱动在根据第二实施例的显示装置中采用的像素电路的驱动方法有关的每个信号的时序图表的时序图;
图10是示出在没有问题的状态下,与用于驱动在根据第一实施例的显示装置中采用的像素电路的驱动方法有关的每个信号的时序图表的时序图;
图11是示出在有问题的状态下,与用于驱动在根据第一实施例的显示装置中采用的像素电路的驱动方法有关的每个信号的时序图表的时序图;
图12是示出与用于驱动在根据本发明第三实施例的显示装置中采用的像素电路的驱动方法有关的每个信号的时序图表的时序图;
图13是示出作为其每个与用于驱动在根据第三实施例的显示装置中采用的像素电路的驱动方法有关的信号的时序图表的、一个阶段的时序图表的时序图;
图14是示出与用于驱动在根据本发明第四实施例的显示装置中采用的像素电路的驱动方法有关的每个信号的时序图表的时序图;
图15A是示出在有问题的状态下,与用于驱动在根据第一实施例的显示装置中采用的像素电路的驱动方法有关的每个信号的时序图表的时序图;
图15B是示出与作为用于解决通过参考图15A的时序图说明的问题的驱动方法的、为驱动在根据本发明第五实施例的显示装置中采用的像素电路提供的驱动方法有关的每个信号的时序图表的时序图;
图16是示出与用于驱动在根据第五实施例的显示装置中采用的像素电路的驱动方法有关的每个信号的时序图表的时序图;
图17是示出与用于驱动在根据本发明第六实施例的显示装置中采用的像素电路的驱动方法有关的每个信号的时序图表的时序图;
图18是示出与用于驱动在根据本发明第七实施例的显示装置中采用的像素电路的驱动方法有关的每个信号的时序图表的时序图;
图19是示出与用于驱动在根据第七实施例的显示装置中采用的像素电路的驱动方法有关的每个信号的时序图表的另一时序图;
图20是示出与用于驱动在根据本发明第八实施例的显示装置中采用的像素电路的驱动方法有关的每个信号的时序图表的时序图;
图21是示出作为其每个与用于驱动在根据第八实施例的显示装置中采用的像素电路的驱动方法有关的信号的时序图表的、一个阶段的时序图表的时序图;
图22是示出由本发明实施例提供的显示装置中采用的薄膜像素电路的典型配置的截面图;
图23是示出由本发明实施例提供的显示装置的模型配置的顶视图的图;
图24是示出用作采用由本发明实施例提供的平面显示面板的电子设备的电视机的外观的斜视图(squint view)的图;
图25是示出用作采用由本发明实施例提供的平面显示面板的电子设备的数字相机的外观的斜视图的图;
图26是示出用作采用由本发明实施例提供的平面显示面板的电子设备的笔记本个人计算机的外观的斜视图的图;
图27是示出用作采用由本发明实施例提供的平面显示面板的电子设备的、如蜂窝电话的便携式终端的外观的图;
图28是示出用作采用由本发明实施例提供的平面显示面板的电子设备的、摄像机的外观的斜视图的图;
图29是示出传统的有源矩阵型的显示装置的典型示例的模型电路图;
图30是示出作为在描述老化问题中要引用的曲线图的、其每个表示施加到发光器件EL的电压和流过发光器件EL的电流之间的关系的曲线图的图;以及
图31是示出现有有源矩阵型的显示装置的典型示例的另一模型电路图。
具体实施方式
如下通过参照附图详细描述本发明的优选实施例。图1是示出根据本发明第一实施例的显示装置的整体配置的框图。如图1的框图所示,显示装置采用像素阵列部分1和用于驱动该像素阵列部分1的驱动部分3、4和5。类似像素电路2的矩阵的像素阵列部分1除了像素电路2自身外,还具有其每条布置为矩阵的一列的信号线SL、其每条布置为矩阵的一行的扫描线WS和与扫描线WS平行的电源线DS。每个像素电路2位于信号线SL之一和扫描线WS之一的交叉点处。驱动部分4是也称为写入扫描器的控制扫描器,用于通过在扫描线WS上顺序地认定控制信号,以行为单元对像素电路2执行一行接一行的顺序扫描操作。驱动部分5是也称为驱动扫描器的电源扫描器,用于通过在电源线DS上顺序地认定电源电压,以行为单位对像素电路2执行被调整为写入扫描器4的一行接一行的顺序扫描操作的一行接一行的顺序扫描操作。驱动扫描器5将电源电压从高电势Vcc切换到低电势Vss,反之亦然。驱动部分3是也称为水平选择器的信号选择器,用于通过在信号线SL上顺序地认定输入信号,以列为单元对像素电路2执行被调整为一行接一行的顺序扫描操作的一列接一列的顺序扫描操作。水平选择器3将信号从表示视频信号(或灰度)的电势Vsig切换到参考电势Vofs,反之亦然。注意到,写入扫描器4根据从外部源接收的时钟信号WSck操作。写入扫描器4还接收由外部源顺序提供的开始脉冲WSsp。在接收到时钟信号WSck和这样的开始脉冲WSsp后,写入扫描器4在扫描线WS上顺序地认定控制信号。出于相同原因,驱动扫描器5根据从外部源接收的时钟信号DSck操作。驱动扫描器5还接收由外部源顺序提供的开始脉冲DSsp。在接收到时钟信号DSck和这样的开始脉冲DSsp后,驱动扫描器5切换要在电源线DS上顺序认定的电源电压。
图2是示出在图1的框图中所示的显示装置中采用的像素电路2的具体配置的电路图。如图2的电路图所示,像素电路2具有这样的配置:包括也称为二极管型的两端子型的发光器件EL、N沟道型的信号采样晶体管T1、同样为N沟道型的器件驱动晶体管T2和薄膜型的信号保持电容器C1。在像素电路2中采用的发光器件EL的典型示例是有机EL(电致发光)发光器件。信号采样晶体管T1的栅极电极用作控制端,而信号采样晶体管T1的两个电流端分别用作源极电极和漏极电极。信号采样晶体管T1的栅极电极连接到扫描线WS。信号采样晶体管T1的两个电流端的特定一个连接到信号线SL,而信号采样晶体管T1的另一电流端连接到器件驱动晶体管T2的栅极电极G。
与信号采样晶体管T1很类似,器件驱动晶体管T2的栅极电极也用作控制端,而器件驱动晶体管T2的两个电流端分别用做源极和漏极电极。器件驱动晶体管T2的两个电流端的特定一个连接到发光器件EL,而器件驱动晶体管T2的另一电流端连接到电源线DS。更具体地说,在本发明实施例中,器件驱动晶体管T2是N沟道型的晶体管。器件驱动晶体管T2的漏极电极连接到电源线DS,而器件驱动晶体管T2的源极电极S连接到发光器件EL的阳极电极。发光器件EL的阴极电极固定在恒定阴极电势Vcat。信号保持电容器C1连接在器件驱动晶体管T2的源极电极S和器件驱动晶体管T2的栅极电极G之间。在上述配置中,也称作写入扫描器4的控制扫描器4通过在扫描线WS上顺序地认定控制信号,以行为单元对像素电路2执行一行接一行的顺序扫描操作。写入扫描器4将控制信号从高电势(或脉冲顶部)切换到低电势(或脉冲底部),反之亦然。也称为驱动扫描器5的电源扫描器5通过在电源线DS上顺序地认定电源电压,以行为单元对像素电路2执行被调整为写入扫描器4的一行接一行的顺序扫描操作的一行接一行的顺序扫描操作。驱动扫描器5将电源电压从高电势Vcc切换到低电势Vss,反之亦然。也称为水平选择器3的信号选择器3通过在信号线SL上顺序地认定输入信号,以列为单元对像素电路2执行被调整为一行接一行的顺序扫描操作的一列接一列的顺序扫描操作。水平选择器3将信号从表示视频信号(或灰度)的电势Vsig切换到参考电势Vofs,反之亦然。
在上述配置中,首先,在已经在电源线DS上认定高电势Vcc并且已经在信号线SL上认定参考电势Vofs后,执行通过利用控制信号使信号采样晶体管T1处于导通状态的操作,以便执行将发光器件EL从发光状态切换到不发光状态的消光处理。此后,通过利用控制信号使信号采样晶体管T1处于截止状态,然后,电源线DS从高电势Vcc切换到低电势Vss。因此,在所谓的阈值电压补偿准备处理中,降低在器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的电压Vs,以便在电源线DS已经从高电势Vcc切换到低电势Vss后,将在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的电压Vgs设置在比器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth更大的幅度,而不使信号采样晶体管T1回到导通状态。随后,电源线DS从低电势Vss切换回高电势Vcc。然后,在信号线SL维持在参考电势Vofs的情况下,通过利用控制信号使信号采样晶体管T1处于导通状态,使得在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的电压Vg突然上升到参考电势Vofs,导致在对信号保持电容器C1充电的处理中,在器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的电压Vs逐渐上升。因此,在所谓的阈值电压补偿处理中,在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的电压Vgs在朝向器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth的方向上逐渐减少。
根据本发明实施例提供的驱动方法,首先,在已经在电源线DS上认定高电势Vcc、并且已经在信号线SL上认定参考电势Vofs之后,执行用于执行将发光器件EL从发光状态切换到不发光状态的消光处理的操作。
此后,通过利用控制信号使信号采样晶体管T1处于截止状态,然后,将电源线DS从高电势Vcc切换到低电势Vss。因此,在所谓的阈值电压补偿准备处理中,降低在器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的电压Vs,以便在电源线DS已经从高电势Vcc切换到低电势Vss之后,将器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的电压Vgs设置在比器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth更大的幅度,而不使信号采样晶体管T1回到导通状态。随后,将电源线DS从低电势Vss切换回高电势Vcc。然后,在信号线SL维持在参考电势Vofs的情况下,信号采样晶体管T1处于导通状态,使得在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的电压Vg突然上升到参考电势Vofs,使得在对信号保持电容器C1充电的处理中,在器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的电压Vs逐渐上升。因此,在所谓的阈值电压补偿处理中,在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的电压Vgs在朝向器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth的方向上逐渐减少。如上所述,通过一个处理接一个处理地顺序执行消光处理、阈值电压补偿准备处理和阈值电压补偿处理,可避免不正确的操作,使得可能在每个像素电路中以高可靠度和高稳定度执行器件驱动晶体管T2的阈值电压补偿处理。具体地,在阈值电压补偿准备处理中,器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的电压Vs降低,而不使信号采样晶体管T1回到导通状态。因此,可避免不正确的操作,使得可能在每个像素电路2中以高稳定度执行器件驱动晶体管T2的阈值电压补偿处理。
图3是示出与作为用于驱动像素电路2的方法的、通过参照图2的电路图在上面描述的驱动方法相关的每个信号的时序图表的时序图。时序图表的水平轴表示时间的经过。三个顶部的时序图分别表示在扫描线WS、电源线DS和信号线SL上出现的电势的变化。在扫描线WS上出现的电势的变化是切换信号采样晶体管T1的控制信号的变化,而在电源线DS上出现的电势的变化是从低电势Vss到高电势Vcc(反之亦然)的电源电压的变化。在信号线SL上出现的电势的变化是输入信号从表示视频信号的视频信号电势Vsig到参考电势Vofs(反之亦然)的变化。两个底部的时序图表分别表示在像素电路2的栅极电极G上出现的栅极电势Vg的变化和在像素电路2的源极源极电极S上出现的源极电势S的变化。如上所述,像素电路2的栅极电极G上出现的栅极电势Vg和像素电路2的源极电极S上出现的源极电势Vs之间的差被称作在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs。
为说明目的,时序图表的水平轴包括其间像素电路2执行一系列操作的时段(1)到(11)。在发光时段(1),像素电路2处于发光时段,该发光时段是从像素电路2的发光器件EL发光的时段。在不发光时段(2),像素电路2处于不发光状态,该不发光状态是从像素电路2的发光器件EL不发光的状态。然后,在准备时段(3)到(5),像素电路2执行上述阈值电压补偿准备处理,作为上述阈值电压补偿处理的准备。随后,在阈值电压补偿时段(6),像素电路2执行实际的阈值电压补偿处理。在典型的时序图中,在信号写入时段(9)之前存在三个阈值电压补偿时段(6),并且在任两个相继的阈值电压补偿时段(6)之间存在等待时段(8)。也就是说,在信号写入时段(9)之前,执行三次阈值电压补偿处理。然后,结束阈值电压补偿处理的执行。在信号写入时段(9)中,视频信号电势Vsig的电势存储在信号保持电容器C1中,并且还执行信号采样晶体管T1的迁移率补偿处理。然后,通过从不发光状态转变到发光状态,像素电路2开始另一发光时段(11)。
在通过参照图3是时序图到目前描述的实施例中,如上所述,在按时间划分的基础上,在三个不同的阈值电压补偿时段(6)中执行三次阈值电压补偿处理。在任两个相继的阈值电压补偿时段(6)之间,***等待时段(8)。通过以此方式在多个不同的阈值电压补偿时段(6)中重复执行与阈值电压补偿时段相同多次的阈值电压补偿处理,将具有等于器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth的幅度的电压存储在信号保持电容器C1中。然而,本发明的实现绝不限于该驱动方法。例如,阈值电压补偿处理还可以在一个阈值电压补偿时段(6)中执行一次。
然后,像素电路2进入被分配给信号写入处理和迁移率补偿处理的时段(9)。在时段(9)中,在信号写入处理中,输入信号的视频信号电势Vsig存储在信号保持电容器C1中,加到已经存储在信号保持电容器C1中、其幅度等于器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth的电压。同时,在迁移率补偿处理中,从信号保持电容器C1中存储的电压减去用于迁移率补偿处理的电压ΔV。在分配到信号写入处理和迁移率补偿处理的时段(9)中,需要将信号线SL维持在视频信号电势Vsig,然后,使信号采样晶体管T1处于导通状态。然后,像素电路2进入发光时段(11),其中发光器件EL以由视频信号电势Vsig的幅度确定的亮度发光。视频信号电势Vsig通过器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth和用于迁移率补偿处理的电压ΔV调节。因此,发光器件EL发出的光的亮度绝不受器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth的变化和器件驱动晶体管T2的迁移率μ的变化的影响。注意到,在发光时段(11)的早期部分,执行自举操作。在自举操作中,在器件驱动晶体管T2的栅极电极G和器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的电势上升,同时将器件驱动晶体管T2的栅极电极G和器件驱动晶体管T2的源极电极S之间出现的栅极-源极电压Vgs维持在恒定幅度。
接下来,通过参照图4A到4K的电路图详细说明由图2的电路图中示出的像素电路2执行的操作。首先,在发光器件EL维持在发光状态的发光时段(1)中,电源线DS设置在高电势Vcc,并且信号采样晶体管T1维持在截止状态,如图4A的电路图所示。因为器件驱动晶体管T2此时已经设置为操作在饱和区,所以根据由等式(1)表达的晶体管特性等式,作为驱动电流的、从器件驱动晶体管T2流向发光器件EL的漏极-源极电流Ids具有由在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs确定的幅度。
然后,在发光时段(1)和消光时段(2)之间的边界,在信号线SL上出现的电势已经设置在参考电势Vofs之后,当信号采样晶体管T1处于导通状态时,出现从发光状态到不发光时段的转变。当在信号线SL上出现的电势已经设置在参考电势Vofs之后、信号采样晶体管T1处于导通状态时,参考电势Vofs提供到器件驱动晶体管T2的栅极电极G,如图4B的电路图所示。因此,在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs具有不大于器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth的幅度,使漏极-源极电流Ids停止流向发光器件EL。结果,发光器件EL停止发光。此时,施加到发光器件EL的电压具有与发光器件EL的阈值电压Vthel相等的幅度。因此,在发光器件EL的阳极电极上出现的电势Vel具有等于和(Vcat+Vthel)的幅度,其中参考符号Vcat表示在发光器件EL的阴极电极上出现的电压,而参考符号Vthel表示发光器件EL的阈值电压。
在经过一定时间后,电源电压从高电势Vcc改变为低电势Vss,以便开始准备时段(3)。在该时段中,连接到电源线DS的电流端用作器件驱动晶体管T2的源极电极S,并且电流通过器件驱动晶体管T2从发光器件EL的阳极电极流到电源线DS,如图4C的电路图所示。因此,在发光器件EL的阳极电极上出现的电压Vel随时间的经过而减小。因为信号采样晶体管T1此时已经处于截止状态,所以在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的电压Vg也以在发光器件EL的阳极电极上出现的电压Vel相同的方式减小。因此,图4C的电路图所示的栅极-源极电压Vgs随时间的经过减小。如图4C的电路图所示,栅极-源极电压Vgs是在器件驱动晶体管T2的栅极电极G和电源线DS之间出现的电势。
如果器件驱动晶体管T2操作在饱和区,即,如果满足关系(Vgs-Vthd)≤Vds,则在时间过程中,在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的电压Vg维持在和(Vss+Vthd),并且时段(4)如图4D的电路图所示开始。在关系式中,参考符号Vthd表示在器件驱动晶体管T2的栅极电极G和电源线DS之间出现的电压的阈值。
然后,驱动电压从低电势Vss改变回到高电势Vcc,如图4E的电路图所示,以便开始准备时段(5)。此时,耦合量ΔV提供到器件驱动晶体管T2的栅极电极G,并且在发光器件EL的阳极电极上出现电压Vx。随着在电源线DS上认定的驱动电压从低电势Vss改变回高电势Vcc,连接到发光器件EL的阳极电极的电流端用作器件驱动晶体管T2的源极电极S。在准备时段(5)中,在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs确定通过器件驱动晶体管T2从电源线DS流到发光器件EL的阳极电极的漏极-源极电流Ids的幅度。然而,如果在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs的幅度小于器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth,则在准备时段(5)期间,在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的电势Vg和在器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的电势Vs很难增加。
然后,在信号线SL上认定的输入信号已经设置在参考电势Vofs之后,使信号采样晶体管T1处于导通状态,如图4F的电路图所示,以便开始阈值电压补偿时段(6)。因此,参考电势Vofs通过信号采样晶体管T1提供到器件驱动晶体管T2的栅极电极G。在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的电压的变化系数(fraction)g施加到器件驱动晶体管T2的源极电极S。系数g由信号保持电容器C1的电容、在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间存在的寄生电容器Cgs的电容和在发光器件EL的阳极和阴极电极之间存在的寄生电容器Cel的电容确定。具体地说,系数g的值通过下面给出的等式(2)表达:
如果在阈值电压补偿时段(6)期间,在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs大于器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth,则电流从电源线DS流到器件驱动晶体管T2,如图4F的电路图所示。换句话说,需要故意将低电势Vss和参考电势Vofs设置在这样的值,使得在阈值电压补偿时段(6)期间,在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs大于器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth。如上所述,发光器件EL的等效电路包括彼此并联连接的二极管和寄生电容器Cel。因此,从电源线DS流到器件驱动晶体管T2的电流不继续到发光器件EL,只要满足关系Vel≤(Vcat+Vthel),并且流过发光器件EL的漏电流的幅度远远小于从电源线DS流到器件驱动晶体管T2的电流的幅度。结果,从电源线DS流到器件驱动晶体管T2的电流用于对信号保持电容器C1和等效电路的寄生电容器Cel充电。因此,在阈值电压补偿时段(6)期间,施加到发光器件EL的阳极电极的电压Vel逐渐上升,如图4G的图中的曲线所示。
在信号线SL上认定的输入信号从参考电势Vofs改变到视频信号电势Vsig之前,当信号采样晶体管T1处于截止状态时,用作阈值电压补偿时段(6)的时段结束,以便开始等待时段(8)。当阈值电压补偿时段(6)结束时,在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs仍然大于器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth。因此,漏极-源极电流Ids流过器件驱动晶体管T2,如图4H的电路图所示,并且器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极上出现的电势都上升。然而,与阈值电压补偿时段(6)很类似,将反向偏置施加到发光器件EL,使得发光器件EL不发光。
在信号线SL上认定的输入信号已经从视频信号电势Vsig改变到参考电势Vofs之后,当使信号采样晶体管T1处于导通状态时,等待时段(8)结束,以便恢复暂停的阈值电压补偿时段(6)。阈值电压补偿时段(6)和紧接在阈值电压补偿时段(6)之后的等待时段(8)以此方式重复,直到在最后的阈值电压补偿时段(6)结束时,在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs减小到器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth。此时,满足关系Vel=Vofs-Vth≤(Vcat+Vthel)。
通过使信号采样晶体管T1处于截止状态还结束了最后的阈值电压补偿时段(6)。然后,在信号线SL上认定的输入信号已经从参考电势Vofs改变到视频信号电势Vsig之后,信号采样晶体管T1再次处于导通状态,以便开始等待时段(9),其中像素电路2设置为图4I的图中所示的状态。如上所述,视频信号电势Vsig是表示灰度的电压。由于信号采样晶体管T1已经处于导通状态,因此通过信号采样晶体管T1将视频信号电势Vsig提供到器件驱动晶体管T2的栅极电极G,并且电流从电源线DS流到器件驱动晶体管T2,作为漏极-源极电流Ids。然而,由于满足关系Vs≤(Vcat+Vthel),因此只要流过发光器件EL的漏电流的幅度远小于从电源线DS流到器件驱动晶体管T2的电流的幅度,漏极-源极电流Ids就用于对信号保持电容器C1和寄生电容器Cel充电,该寄生电容器Cel存在于发光器件EL的阳极和阴极电极之间。当开始信号写入时段(9)时,已经完成了器件驱动晶体管T2的阈值电压补偿处理。因此,流过器件驱动晶体管T2的漏极-源极电流Ids反映了器件驱动晶体管T2的迁移率μ。更具体地说,迁移率的值越大,漏极-源极电流Ids的幅度越大,因此,器件驱动晶体管T2的源极电势S上出现的源极电势Vs上升的速度越高。相反,迁移率的值越小,漏极-源极电流Ids的幅度越小,因此,器件驱动晶体管T2的源极电势S上出现的源极电势Vs上升的速度越低,如图4J所示。图4J是描绘对于器件驱动晶体管T2的不同迁移率值、器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的源极电势Vs如何随时间的经过上升的两条曲线的图。由于在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs中反映了迁移率的值,因此Vgs减小到完全独立于迁移率的变化的电平。
当信号采样晶体管T1处于截止状态时,信号写入时段(9)结束。在发光时段(11)中,漏极-源极电流Ids’流向发光器件EL,作为用于在发光状态下驱动发光器件EL发光的驱动电流,如图4K的电路图所示。由于在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs维持在恒定幅度,因此由发光器件EL发出的光的亮度也固定。
由于随长时间经过而出现的老化现象,在像素电路2中采用的发光器件EL的I-V特性不期望地变化。因此,在图4K的电路图中所示的点B处出现的电势也变化。然而,由于在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电势之间出现的源极-栅极电压Vgs维持在恒定幅度,因此,作为用于驱动发光器件EL的驱动电流的、流向发光器件EL的漏极-源极电流Ids也维持在固定幅度。结果,即使在像素电路2中采用的发光器件EL的I-V特性变化,漏极-源极电流Ids也维持在固定幅度,使得由发光器件EL发出的光的亮度也保持不变。
图5是示出由图2的电路图中所示的像素电路2执行的操作中产生的每个信号的时序图表的时序图。然而,示出时序图表的时序图仅是要与由根据本发明的像素电路2执行的一系列操作的时序图比较的典型参照。为了使下面的描述易于理解,图5的时序图利用与图3的时序图相同的参考符号。图5的时序图的水平轴表示与由像素电路2执行的操作的转变对应的时段(1)到(7)。时段(1)是发光时段,时段(2)是消光时段,时段(3)和(4)的每个是准备时段,每个时段(5)是阈值电压补偿时段,每个时段(5a)是等待时段,时段(6)是信号写入时段,而时段(7)是另一发光时段。
接下来,通过参照图6A到6G的电路图简要说明在图5的时序图中所示的时段(1)到(7)期间执行的操作。首先,在发光时段(1)期间,电源电压维持在高电势Vcc,而信号采样晶体管T1维持在截止状态,如图6A的电路图中所示。由于此时器件驱动晶体管T2已经设置为操作在饱和区,因此根据等式(1)表达的晶体管特性等式,作为驱动电流从器件驱动晶体管T2流向发光器件EL的漏极-源极电流Ids具有由器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs确定的幅度。
当电源电压从高电势Vcc改变为低电势Vss时,进行从发光时段(1)到准备时段(3)之前的消光时段(2)的转变,如图6B所示。低电势Vss设置为比发光器件EL的阈值电压Vthel和在发光器件EL的阴极电极上出现的阴极电势Vcat的和小的幅度。也就是说,如果满足关系Vss<(Vthel+Vcat),则发光器件EL停止发光。在消光时段(2)中,连接到电源线DS的电流端用作器件驱动晶体管T2的源极电极S,并且电流通过器件驱动晶体管T2从发光器件EL的阳极电极流到电源线DS,如图6B的电路图所示,以便将在信号保持电容器C1中累积的电荷放电到低电势Vss。
然后,随着在信号线SL上认定的输入信号从视频信号电势Vsig改变到参考电势Vofs,进行从消光时段(2)到准备时段(3)的转变。随后,随着信号采样晶体管T1处于导通状态,进行从准备时段(3)到准备时段(4)的转变。在从准备时段(3)到准备时段(4)的转变中,参考电势Vofs提供到器件驱动晶体管T2的栅极电极G。因此,在器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的源极电势Vs和在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的栅极电势Vg被初始化,并且器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs被初始化为差(Vofs-Vss)。参考电势Vofs和低电势Vss的幅度已经被设置,使得差(Vofs-Vss)大于器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth。随着器件驱动晶体管T2被初始化,即,随着满足Vgs>Vth,完成阈值电压补偿准备处理。
当在电源线DS上认定的电源电压从低电势Vss改变回到高电势Vcc时,阈值电压补偿时段(5)开始,如图6D所示。在阈值电压补偿状态下,设置为电源电压的高电势Vcc使得漏极-源极电流Ids流过器件驱动晶体管T2,如图6D的电路图所示。发光器件EL的等效电路包括彼此并联连接的二极管Tel和寄生电容器Cel,如图6D的电路图所示。因此,只要阳极电势Vel(即,源极电势Vss)满足关系Vel≤(Vcat+Vthel),并且流过发光器件EL的漏电流的幅度远小于从电源线DS流到器件驱动晶体管T2的电流的幅度,从电源线DS流向器件驱动晶体管T2的电流就不进到发光器件EL。由于发光器件EL处于截止状态,因此从电源线DS流到器件驱动晶体管T2的电流通常用于对信号保持电容器C1和等效电路的寄生电容器Cel充电。
因此,在阈值电压补偿时段(5)期间,施加到发光器件EL的阳极电极的电压Vel(即,器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的源极电势Vs)随时间的经过逐渐上升。然而,在该实施例中,在器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的源极电势Vs维持在差(Vofs-Vth)之前,通过将信号采样晶体管T1处于截止状态,终止第一阈值电压补偿时段(5),以便进行从阈值电压补偿时段(5)到第一等待时段(5a)的转变。图6E是示出在等待时段(5a)期间的像素电路2的状态的电路图。在第一等待时段(5a)中,在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs的幅度仍然大于器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth,使得漏极-源极电流Ids保持从设置在高电势Vcc的电源线DS流向信号保持电容器C1,如图6E的电路图所示。因此,在阈值电压补偿时段(5)期间,在器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的源极电势Vs随时间的经过逐渐上升。然而,由于信号采样晶体管T1已经处于截止状态,因此器件驱动晶体管T2的栅极电极G处于高阻抗状态,也称为浮置状态。因此,在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的栅极电势Vg以与在器件驱动晶体管T2的源极电势S上出现的源极电势Vs互锁的方式,也随时间的经过逐渐上升。也就是说,在第一等待时段(5a)中,在基于耦合效应的自举操作中,器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的栅极电势Vg和器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的源极电势Vs都随时间的经过逐渐上升。反向偏置仍然施加到发光器件EL。结果,发光器件EL不发光。
在信号线SL上认定的输入信号以1H的间隔从参考电势Vofs改变到视频信号电势Vsig(或从视频信号电势Vsig改变到参考电势Vofs),如图5的时序图所示。在第一等待时段(5a)期间,在信号线SL上认定的输入信号从视频信号电势Vsig改变到参考电势Vofs。然后,信号采样晶体管T1处于导通状态,以便进行从第一等待时段(5a)到第二阈值电压补偿时段(5)的转变,在第二阈值电压补偿时段(5)中,以与在第一阈值电压补偿时段(5)中执行的第一阈值电压补偿处理类似的方式执行第二阈值电压补偿处理。随后,第二阈值电压补偿时段(5)之后是第二等待时段(5a)。阈值电压补偿时段(5)和紧接在阈值电压补偿时段(5)后的等待时段(5a)以此方式重复多次,直到在最后的阈值电压补偿时段(5)的结束,在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs最终减小到器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth。此时,满足关系Vs=Vel=Vofs-Vth≤(Vcat+Vthel)。
在紧接在最后的阈值电压补偿时段(5)之后的最后的等待时段(5a)中,在信号线SL上认定的输入信号从参考电势Vofs改变到视频信号电势Vsig。然后,信号采样晶体管T1处于导通状态,以便进行从最后的等待时段(5a)到分配给信号写入处理和迁移率补偿处理的时段(6)的转变,如图6F所示。如前所述,视频信号电势Vsig是表示灰度的电压的电势。由于信号采样晶体管T1已经处于导通状态,因此视频信号电势Vsig通过信号采样晶体管T1提供到器件驱动晶体管T2的栅极电极G。由于在电源线DS上认定的电源电压维持在高电势Vcc,因此漏极-源极电流Ids仍然从电源线DS流到器件驱动晶体管T2。然而,只要满足关系Vel≤(Vcat+Vthel),从电源线DS流到器件驱动晶体管T2的电流就不进到发光器件EL。在所述关系中,参考符号Vel表示施加到发光器件EL的阳极电极的电压,参考符号Vcat表示施加到发光器件EL的阴极电极的阴极电压,并且参考符号Vthel表示发光器件EL的阈值电压。因为满足关系Vel≤(Vcat+Vthel)而使发光器件EL处于截止状态,所以从电源线DS流到器件驱动晶体管T2的电流通常用于对信号保持电容器C1和等效电路的寄生电容器Cel充电。因此,在分配给信号写入处理和迁移率补偿处理的时段(6)期间,施加到发光器件EL的阳极电极的电压Vel(即,在器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的源极电势Vs)随时间的经过逐渐上升。当开始时段(6)时,器件驱动晶体管T2的阈值电压补偿处理已经完成。因此,流过器件驱动晶体管T2的漏极-源极电流Ids反映器件驱动晶体管T2的迁移率μ。更具体地说,迁移率μ的值越大,漏极-源极电流Ids的幅度越大,因此,器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的源极电势Vs随时间的经过上升的速度越高,或迁移率补偿量ΔV越大。相反,迁移率μ的值越小,漏极-源极电流Ids的幅度越小,因此,器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的源极电势Vs随时间的经过上升的速度越低,或迁移率补偿量ΔV越小。由于迁移率的值在迁移率补偿量ΔV中反映,因此在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs在时段(6)期间减小到完全独立于迁移率μ的变化的电平。
当信号采样晶体管T1处于截止状态时,分配给信号写入处理和迁移率补偿处理的时段(6)结束,以便将器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs维持在恒定幅度。即使在信号写入时段(6)已经结束后,在器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的源极电势Vs也保持上升,直到满足关系Vel>(Vcat+Vthel),即,直到在发光器件EL的阳极电极上出现的阳极电压Vel的幅度变得大于在发光器件EL的阴极电极上出现的阴极电压Vcat和发光器件EL的阈值电压Vthel的和。随着满足关系Vel>(Vcat+Vthel),发光时段(7)实际上开始。在发光时段(7)中,漏极-源极电流Ids’流到发光器件EL,作为用于在发光状态下驱动发光器件EL发光的驱动电流,如图6G的电路图中所示。由于作为基于信号保持电容器C1的耦合效应的自举操作的结果,在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs维持在恒定幅度,因此由发光器件EL发出的光的亮度也固定。因此,即使发光器件EL的电流-电压特性由于老化现象而劣化,作为用于驱动发光器件EL在发光状态下发光的驱动电流流向发光器件EL的漏极-源极电流Ids’的幅度也总是维持在恒定值,使得由发光器件EL发出的光的亮度绝不变化。
接下来,通过参照图7的波形图,下面的描述说明由在上述的典型参考中执行的第一阈值电压补偿处理引起的问题。规定通过使电源线DS处于导通状态(即,通过将电源线DS上认定的电源电压从低电势Vss改变为高电势Vcc)开始分配给第一阈值电压补偿处理的时段,并且通过使信号采样晶体管T1处于截止状态,结束分配给第一阈值电压补偿处理的时段,如图7的时序图所示。随着像素阵列部分1的尺寸变得更大并且显示屏幕的分辨率变得更高,一个水平时段(1H)的长度变短。由于阈值电压补偿时段甚至小于一个水平时段(1H),因此在大尺寸的像素阵列部分1和高分辨率的显示屏幕的情况下,在电源线DS和扫描线WS上出现的瞬变现象的效应变得相对更大。也就是说,在靠近驱动扫描器5一侧的电源线DS上出现的电源电压的波形与在远离驱动扫描器5的一侧上的电源线DS上出现的电源电压的波形不同,而在靠近写入扫描器4一侧的扫描线WS上出现的控制信号的波形与在远离写入扫描器4的一侧上的扫描线WS上出现的控制信号的波形不同,导致不同的阈值电压补偿时段,如图7的波形图所示。在图7的波形图中,靠近写入扫描器4或驱动扫描器5的一侧被称为控制线输入侧,而远离写入扫描器4或驱动扫描器5的一侧被称为控制线输入相对侧。
通常,如果阈值电压补偿时段变得更短,则在阈值电压补偿时段的结束,在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs不可避免地变得更大,使得在紧接在阈值电压补偿时段之后的等待时段期间,流过器件驱动晶体管T2的漏极-源极电流Ids的幅度也不可避免地变得更大。结果,当通过将输入信号从视频信号电势Vsig改变到参考电势Vofs而开始下一阈值电压补偿时段时,在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs已经变得不期望地小于器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth。因此,在下一阈值电压补偿时段期间不能正常地执行阈值电压补偿处理,使得在显示屏幕上出现如不均匀和阴影的异常。
为了解决上述问题,提供了一种驱动方法,从而在结束阈值电压补偿处理之前,在信号线SL上认定的输入信号的电势从参考电势Vofs改变到中间电势Vini,该中间电势Vini是相对低的电势,甚至低于参考电势Vofs,以便防止在两个相继的阈值电压补偿时段之间的等待时段期间,漏极-源极电流Ids流过器件驱动晶体管T2。
然而,通过采用该驱动方法,在信号线SL上认定的输入信号的峰值通过白色信号和中间电势Vini确定,使得水平选择器3必须被设计为好到足以经受高电压的扫描器。结果,制造成本增加,使得如果考虑到成本减少,则驱动方法难以实现。
通过参照图3的时序图如上所述的,由本发明实施例提供的驱动方法解决了由典型参考引起的问题。根据由如上所述的实施例提供的驱动方法中,每个阈值电压补偿时段通过使信号采样晶体管T1处于导通状态而开始,并且通过使得信号采样晶体管T1处于截止状态而结束。因此可能避免这样的情况,其中如同在通过参照图7的波形图在上面描述的典型参考的情况下,由于在与信号采样晶体管T1连接的电源线DS和扫描线WS上出现的瞬变现象的效应,分配给第一阈值电压补偿处理的第一阈值电压补偿时段变短。也就是说,可以正常地执行阈值电压补偿处理。结果,可能防止在显示屏幕上产生如不均匀和阴影的异常,因而提供高图像质量。
此外,根据本发明实施例,在信号线SL上认定的输入信号的峰值由白色信号和参考电势Vofs确定,使得水平选择器3不必被设计为好到足以经受高电压的扫描器。结果,可以保持制造成本低,使得即使考虑到制造成本该驱动方法也不难以实现。
此外,在根据本发明的实施例中,在将电源线DS上认定的电源电压设置为高电势Vcc、并且将在信号线SL上认定的输入信号设置为参考电势Vofs后,通过使信号采样晶体管T1处于导通状态而执行消光处理。因此,将在电源线DS上认定的电源电压维持在低电势Vss的时段不依赖于发光时段,结果,施加反向偏置到发光器件EL的时段变得更短。因此,可以减少如消失点的产生的点缺陷的数量。
图8是示出实现根据本发明的显示装置的第二实施例的整体框图。为了使得下面的描述易于理解,在图8的框图中,与在图1的框图中示出的第一实施例中采用的其对应物相同的组件由与其对应物相同的参考符号和参考标号表示。第二实施例与第一实施例的不同在于,在第二实施例中采用的驱动扫描器5具有与第一实施例的驱动扫描器5不同的配置。在图8的框图所示的第二实施例的情况下,多个相邻电源线DS(其数量预先确定)彼此连结以形成电源线组。驱动扫描器5将属于相同电源线组的相邻电源线共同的电源电压交替地从高电势Vcc切换到低电势Vss,反之亦然,并且通过将电源电压的相位逐组偏移,将共同的电源电压顺序施加到电源线组。这样,以对电源线组确定的相同相位将共同的电源电压提供到该电源线组,并且交替地从高电势Vcc切换到低电势Vss,反之亦然。在图8的框图所示的第二实施例的情况下,两个相邻的电源线DS彼此连结以形成电源线组。驱动扫描器5将属于相同电源线组的相邻电源线共同的电源电压交替地从高电势Vcc切换到低电势Vss,反之亦然,并且通过将电源电压的相位逐组偏移,将共同的电源电压顺序施加到电源线组。这样,以对电源线组确定的相同相位将共同的电源电压提供到该电源线组,并且交替地从高电势Vcc切换到低电势Vss,反之亦然。然而,要彼此连结以形成电源线组的相邻电源线DS的数量不限于2。通常,使得用于驱动属于相同电源线组的多个电源线DS(或多个阶段)的定时对各电源线DS是共同的。
基本上,驱动扫描器5被配置为采用移位寄存器和输出缓冲器,每个输出缓冲器连接到移位寄存器的一级。移位寄存器根据从外部源接收的时钟信号DSck操作。移位寄存器还接收由外部源顺序提供的开始脉冲DSsp。在接收到开始脉冲DSsp后,移位寄存器产生用于切换电源电压的控制信号。为移位寄存器级提供的输出缓冲器将从高电势Vcc切换到低电势Vss(反之亦然)的电源电势输出到电源线DS。在本实施例中,使得驱动属于相同电源线组的多个电源线DS(或多级)的定时对于电源线DS是共同的,以便使得为一级移位寄存器提供的输出缓冲器对属于对应于该级的相同电源线组的电源线DS是共同的。因此,可以减少输出缓冲器的数量。然而,由于每个输出缓冲器输出电源电压到属于相同电源线组的多个电源线DS,因此需要输出缓冲器具有提供大电流到电源线DS的能力。结果,输出缓冲器的尺寸增加。然而,可以减少这样的输出缓冲器的数量以便减小围绕像素阵列部分1的驱动部分的电路尺寸。结果,可以减少制造成本并且可以导致高产量。在根据例如图8的框图所示的第二实施例的典型实现的情况下,一个输出缓冲器由属于相同电源线组的两个相邻电源线DS共享。因此,所有输出缓冲器的数量是在第一实施例中采用的输出缓冲器的数量的一半。如果十个相邻的电源线彼此连结以在相同的电源线组中共享共同的控制定时,则在第二实施例中采用的所有输出缓冲器的数量可减小到在第一实施例中采用的输出缓冲器的数量的十分之一(1/10)。
图9是在说明由图8的框图所示的第二实施例执行的操作中引用的说明性时序图表的时序图。注意到,时序图的时序图表是用于应用到如下配置的驱动方法的时序图表,其中三个相邻的电源线彼此连结以形成电源线组。
图9的时序图中所示的顶部的时序图是作为在一个水平扫描时段1H内从视频信号电势Vsig改变到参考电势Vofs(反之亦然)的信号的、在信号线SL上认定的输入信号(或驱动信号)的时序图表。从顶部起的第二时序图表是作为从高电势Vcc改变到低电势Vss(反之亦然)的电压的、在电源线DS上认定的电源电压的时序图表。该从顶部起的第二时序图表对于属于电源线组的三个电源线DS是共同的。在图9的时序图的情况下,从顶部起的第二时序图表对与分别在第一到第三矩阵行上的第一到第三级提供的扫描线WS相关联的三条电源线DS是共同的。从顶部起在第二时序图表下的三个时序图表是在第一到第三级提供的扫描线WS上出现的控制信号(或控制脉冲)的时序图表。出于相同原因,底部的三个时序图表是在第四到第六级提供的扫描线WS上出现的控制信号(或控制脉冲)的时序图表。每个控制脉冲还开始如图3的时序图中所示的阈值电压补偿处理。控制脉冲如下详细描述。首先,在信号线SL上认定的输入信号(或驱动信号)以对应于在顶部的时序图中所示的1H的时段的频率,交替地从视频信号电势Vsig改变到参考电势Vofs,并且反之亦然。如从顶部起的第二时序图表所示,对与在第一到第三级提供的扫描线WS相关联的三个电源线DS共同的电源电压从高电势Vcc改变到低电势Vss,然后从低电势Vss恢复回到高电势Vcc。在信号线SL上的输入信号设置在参考电势Vofs、并且电源线DS上的电源电压设置在高电势Vcc的情况下,首先,在第一级提供的扫描线WS上认定第一控制脉冲,以便在连接到扫描线WS的像素电路2中,执行进行从不发光状态到发光状态的转变的消光处理。然后,相继在扫描线WS上认定第二到第四控制脉冲,以便分别启动第一到第三阈值电压补偿处理,使得在三个相继的阈值电压补偿时段中顺序执行第一到第三阈值电压补偿处理。最后,在扫描线WS上认定第五控制脉冲,以便执行将视频信号电势Vsig存储在像素电路2中采用的信号保持电容器C1中的信号写入处理和迁移率校正处理。
出于相同原因,通过将脉冲的相位从第一级的相位偏移1H,还顺序认定在第二级提供的扫描线WS上的第一到第五控制脉冲,以便以与第一级类似的方式执行消光处理、第一到第三阈值电压补偿处理、信号写入处理和迁移率补偿处理。类似地,通过将脉冲的相位从第二级的相位偏移1H,还顺序认定在第三级提供的扫描线WS上的第一到第五控制脉冲,以便以与第一和第二级类似的方式执行消光处理、第一到第三阈值电压补偿处理、信号写入处理和迁移率补偿处理。
然后,随着这样的操作序列进行到第四到第六级,驱动扫描器5将与在第四到第六级提供的扫描线WS相关联的三个电源线DS共同的电源电压从高电势Vcc改变到低电势Vss,然后将电源电压从低电势Vss恢复回高电势Vcc。驱动扫描器5以与第一到第三级类似的方式将电源电压改变到从第一到第三级中使用的相位偏移的相位。此外,以与第一到第三级相同的方式,在第四到第六级提供的每个扫描线WS上顺序认定五个控制脉冲。
如从上面的描述显而易见,第二实施例以对在三级提供的相邻电源线共同的定时控制电源电压的电势。通过采用这样的驱动方法,可以减少由驱动扫描器5产生的输出的数量。在通过参照图9的时序图在上面说明的典型驱动方法的情况下,由驱动扫描器5产生的输出的数量可以减小到三分之一(1/3)。因此,可以降低成本。
注意到,在第二实施例的情况下,电源电压从低电势Vss回到高电势Vcc的恢复和第一阈值电压补偿处理的开始之间的时段在第一、第二和第三级之间变化。如上所述,如果在电源电压从高电势Vcc到低电势Vss的改变之后,流过器件驱动晶体管T2的漏极-源极电流Ids小,即,如果在电源电压从高电势Vcc到低电势Vss的改变之后,在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs小,则在器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的源极电势Vs和在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的栅极电势Vg上升得不多,使得在每级可以正常地执行阈值电压补偿处理。
接下来,说明实现根据本发明的显示装置的第三实施例。提供第三实施例以用作第一和第二实施例的改进版本。为了使下面的说明易于理解,在说明第三实施例之前,描述以对作为需要改进的部分的、在第一和第二实施例中包括的部分的说明而开始。图10是示出第一实施例的理想操作状态下产生的信号的时序图表的时序图。通过参照图10的时序图所示的时序图表,讨论由像素电路2执行的将像素电路2的状态从发光状态改变到不发光状态的消光处理。如时序图所示,在将电源线DS上认定的电源电压设置在高电势Vcc、并且将信号线SL上认定的输入信号设置在参考电势Vofs之后,通过使信号采样晶体管T1处于导通状态而执行消光处理。当信号采样晶体管T1处于导通状态时,在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的栅极电势Vg从发光电势改变到参考电势Vofs。在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的栅极电势Vg的一些改变通过信号保持电容器C1和寄生栅极-源极电容器Cgs传播到寄生电容器Cel。如果作为改变的传播的结果、在发光器件EL的阳极电极上出现的电压Vel变为不低于在发光器件EL的阴极电极上出现的阴极电压Vcat和发光器件EL的阈值电压Vthel的和,即,如果作为改变的传播的结果,满足关系Vel≥(Vcat+Vthel),则由于自放电处理,阳极电压Vel减小。
图11是示出在第一实施例的实际操作状态下产生的信号的时序图表的时序图。在经过一段时间之后,在信号线SL上认定的输入信号从参考电势Vofs改变为视频信号电势Vsig之前,信号采样晶体管T1必须处于截止状态。通常,自放电处理的时间段长,这是因为发光器件EL的寄生电容器Cel的电容大。此时,即使信号采样晶体管T1处于截止状态,只要电压Vel不低于在发光器件EL的阴极电极上出现的阴极电压Vcat和发光器件EL的阈值电压Vthel的和,即,如果满足关系Vel≥(Vcat+Vthel),在发光器件EL的阳极电极上出现的阳极电压Vel也继续减小。然后,在经过一定时间之后,在发光器件EL的阳极电极上出现的电压Vel达到(Vcat+Vthel)。当使信号采样晶体管T1处于截止状态时,器件驱动晶体管T2的栅极电极从信号线SL电断开,并且处于高阻抗状态,也称为浮置状态。因此,在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的栅极电势Vg随着时间的经过,也以与在发光器件El的阳极电极上出现的阳极电压Vel互锁的方式逐渐下降。
接下来,讨论分配给阈值电压补偿准备处理的时段。在经历根据图11所示的时序图的驱动方法的像素电路2中,在信号采样晶体管T1已经处于截止状态后,当在电源线DS上认定的电源电压从高电势Vcc改变到低电势Vss时,开始分配给阈值电压补偿准备处理的时段。在阈值电压补偿准备处理中,电流从发光器件EL的阳极电极流到电源线DS。在阈值电压补偿准备处理中,在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的栅极电势Vg随着时间的经过,以与在上述发光器件EL的阳极电极上出现的阳极电压Vel互锁的方式逐渐下降。这里,设参考符号Va表示在自阈值电压补偿准备处理的开始起经过一定时间之后、在发光器件EL的阳极电极上出现的电压。阳极电压Va由紧接在电源线DS上认定的电源电压从高电势Vcc改变到低电势Vss之前、在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的栅极电势Vg确定。更具体地说,紧接在电源线DS上认定的电源电压从高电势Vcc改变到低电势Vss之前、在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的栅极电势Vg越大,阳极电压Va越小(或阳极电压Va的绝对值越大)。
在阈值电压补偿准备处理中,由于信号采样晶体管T1处于截止状态,因此只要电压Vel不小于发光器件El的阴极电极上出现的阴极电压Vcat和发光器件的阈值电压Vthel的和,即,如果满足关系Vel≥(Vcat+Vthel),则在发光器件EL的阳极电极上出现的阳极电压Vel随着时间的经过,也以与在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的栅极电压Vg互锁的方式减小,如上所述。在阈值电压补偿准备处理的结束,阳极电压Va不期望地过高,使得在阈值电压补偿准备处理中,在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs已经变为小于器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth。结果,担心不能正常地执行阈值电压补偿处理。在用作对该问题的解决方案的驱动方法中,减小低电势Vss,以便降低阳极电压Va,即,以便增加阳极电压Va的绝对值。然而,利用该驱动方法,驱动电压的幅度不期望地增加,使得驱动扫描器5必须被设计为好到足以经受高电压的扫描器。因此,由于由高成本引起的问题,该驱动方法难以实现。
图12是示出提供对如上通过参照图11的时序图说明的第一实施例引起的问题的解决方案的、第三实施例的时序图表的时序图。如图12的时序图所示,在第三实施例中,重复执行消光处理多次。也就是说,在执行第一消光处理以将发光器件EL的状态从发光状态改变到不发光状态后,在电源线DS上认定的电源电压正维持在高电势Vcc时,并且在信号线SL上认定的输入信号已经从视频信号电势Vsig改变到参考电势Vofs之后,在扫描线WS上认定至少第二控制脉冲,以便使信号采样晶体管T1处于导通状态。第二控制脉冲触发额外的消光处理。在通过图12的时序图所示的第三实施例实现的典型控制方法中,三个控制脉冲在一行相继施加到信号采样晶体管T1的栅极电极,以分别执行三次消光处理。结果,在第三实施例的情况下,重复执行消光处理三次。第一消光处理是基本用于将发光器件EL的状态从发光状态改变到不发光状态的真实的消光处理。第二和第三消光处理的每个是执行来稳定稍后要执行的阈值电压补偿处理的额外处理。
在第三实施例的情况下,写入扫描器4以每个对应于水平时段1H的间隔,顺序对扫描线WS施加连续的控制脉冲。根据以1H的间隔施加到信号采样晶体管T1的栅极电极的控制脉冲,执行真实消光处理和额外消光处理。因此,在第三实施例的情况下,也以1H的间隔执行真实消光处理和额外消光处理。然而,根据本发明第三实施例的驱动方法的实现绝不限于具有1H的间隔的控制方法。例如,真实消光处理和额外消光处理可以以几H的间隔执行。
以与第二实施例相同的方式,在第三实施例中,同样地,每三个相邻的电源线统一彼此连结以形成组。驱动扫描器5将对属于相同电源线组的三个相邻电源线共同的电源电压交替从高电势Vcc切换到低电势Vss,并且反之亦然,并且通过逐组偏移电源电压的相位,顺序施加共同电源电压到电源线组。这样,以对电源线组确定的相同相位将共同电源电压提供到该组,并且交替从高电势切换到低电势,并且反之亦然。
图13是示出以与图12的时序图相同方式的第三实施例的时序图表的时序图,除了下述情况外:仅仅示出在一级提供的扫描线WS的时序图表,并且还给出在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的栅极电势Vg和在器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的源极电势Vs的时序图表。栅极电势Vg和源极电势Vs的时序图表与在信号线SL上认定的输入信号、在电源线DS上认定的电源电压和在扫描线WS上认定的控制信号的时序图表一起在共同的时间轴上示出,以便使得下面的描述易于理解。注意到,在器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的源极电势Vs正是发光器件EL的阳极电极上出现的阳极电压Vel。
即使在执行第一消光处理后使信号采样晶体管T1处于截止状态,只要电压Vel不小于在发光器件EL的阴极电极上出现的阴极电极Vcat和发光器件EL的阈值电压Vthel的和,在发光器件EL的阳极电极上出现的阳极电压Vel就随着时间的经过,以与器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的栅极电势Vg互锁的方式继续减少。在此状态下,在信号线SL上的输入信号再次设置在参考电势Vofs的情况下,信号采样晶体管T1处于导通状态,使得参考电势Vofs通过信号采样晶体管T1提供到器件驱动晶体管T2的栅极电极G。此时,在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的栅极电势Vg的固定的变化系数传播到发光器件EL的阳极电极。
与第一消光处理很类似,在第二消光处理中,将信号采样晶体管T1维持在导通状态下的时段是在第二消光处理中通过信号采样晶体管T1将参考电势Vofs提供到器件驱动晶体管T2的栅极电极G的时段。由于自放电处理,在发光器件EL的阳极电极上出现的阳极电压Vel随时间的经过逐渐减小。在经过一定时间后,当信号采样晶体管T1再次处于截止状态时,在发光器件EL的阳极电极上出现的阳极电压Vel达到比下述电势更低的电势,该电势在第一消光处理期间当将信号采样晶体管T1处于截止状态时、通过阳极电压Vel达到。此时,在发光器件EL的阳极电极上出现的电压Vel更近地接近于在发光器件EL的阴极电极上出现的阴极电压Vcat和发光器件EL的阈值电压Vthel的和。通过重复执行消光处理多次,在发光器件EL的阳极电极上出现的阳极电压Vel随时间的经过逐渐减小,并最终达到阴极电极Vcat和阈值电压Vthel的和。也就是说,最终,满足等式Vel=(Vcat+Vthel)。
因此,当在电源线DS上认定的电源电压从高电势Vcc改变到低电势Vss以便开始阈值电压补偿准备处理时,在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的栅极电势Vg可设置在参考电势Vofs,而可以减少在阈值电压补偿准备处理中在发光器件EL的阳极电极上出现的阳极电压Va,即,可以增加阳极电压Va的绝对值。
由于可以减少在阈值电压补偿准备处理中的阳极电压Va,因此可以正常地执行阈值电压补偿处理。因此可能给出没有不均匀或图像条纹的一致的图像质量。此外,由于可以正常地执行阈值电压补偿处理,因此不需要降低低电势Vss。因此,不增加驱动电压的幅度,使得驱动扫描器5不需要被设计为好到足以经受高电压的扫描器。此外,由于通过利用对电源线DS共同的信号,多个相邻的电源线DS被统一处理为一组电源线DS,因此可以减少制造成本。
图14是示出用于实现由本发明提供的显示装置的第四实施例的时序图表的时序图。为了使得下面的描述易于理解,在图14的时序图中,与作为第三实施例的时序图的图12的时序图中示出的其对应物相同的元件用与对应物相同的参考符号和参考标号表示。在第四实施例的情况下,如图14的时序图所示,预定数量的相邻扫描线WS彼此连结以形成扫描线组。写入扫描器4通过逐组顺序偏移相位,施加对属于相同扫描线组的相邻扫描线共同的控制信号。在实现根据图14的时序图的驱动方法的第四实施例的情况下,要处理为一组的相邻扫描线WS的典型数量是三。与第三实施例很类似,在第四实施例中采用的写入扫描器4还在每级对扫描线WS施加三个控制脉冲,以便分别执行三次消光处理。
然而,实现根据图14的时序图的驱动方法的第四实施例与第三实施例的不同在于,在第四实施例的情况下,在第一到第三级、对于扫描线WS的第二和第三消光处理以对三级共同的定时执行。
接下来,说明实现由本发明提供的显示装置的第五实施例。还获得第五实施例以用作第一实施例的改进版本。为了使得下面的说明易于理解,在说明第五实施例之前,通过参照图15A的时序图,说明以作为需要改进的部分的、在第一实施例中包括的部分的简要说明开始。注意到,为了使下面的说明简单,仅执行一次阈值电压补偿处理。下面的描述还包括被分配给阈值电压补偿准备处理的准备时段的讨论。通过参照图15A的时序图还讨论准备时段。在根据第五实施例的像素电路2中,在信号采样晶体管T1已经处于截止状态的情况下,当电源电压从高电势Vcc改变到低电势Vss时,分配给阈值电压补偿准备处理的准备时段开始。在准备时段中,电流从发光器件EL的阳极电极流到电源线DS。如上所述,在准备时段中,在器件驱动晶体管T2的栅极电极G和电源线DS之间存在的寄生电容器Cp是有效的。在准备时段中,连接到电源线DS的电流端用作器件驱动晶体管T2的源极电极S。当器件驱动晶体管T2操作在该状态的饱和区时,在源极侧创建沟道,使得寄生电容器Cp的电容增加。另一方面,当器件驱动晶体管T2操作在饱和区时,其中器件驱动晶体管T2的电源线侧的电流端用作器件驱动晶体管T2的漏极电极,不创建沟道,使得寄生电容器Cp的电容小。
当在电源线DS上认定的电源电压从高电势Vcc改变到低电势Vss时,通过从以发光器件EL的阳极电极作为电流源的截止区,经以电源线DS作为电流源的截止区,转变到以电源线DS作为电流源的饱和区,器件驱动晶体管T2的操作区改变。在负载侧的耦合效应通过寄生电容器Cp引入器件驱动晶体管T2的栅极电极G。如果耦合效应大,则在阈值电压补偿准备处理中,在发光器件EL的阳极电极上出现的阳极电压Va不可避免地增加,即,阳极电压Va的绝对值不可避免地减小。这是因为阳极电压Va由栅极电势Vg确定,该栅极电势Vg紧接在电源线DS上认定的电源电压从高电势Vcc改变到低电势Vss之前已经出现在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上,并且如果施加到器件驱动晶体管T2的栅极电极G的耦合效应大,则紧接在电源线DS上认定的电源电压从高电势Vcc改变到低电势Vss之前已经出现在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上的栅极电势Vg具有小的幅度。
如果在阈值电压补偿准备处理的结束时的阳极电压Va不期望地过高,则在阈值电压补偿处理中,在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间出现的栅极-源极电压Vgs变得已经小于器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth。结果,担心不能正常地执行阈值电压补偿处理。在用作对于该问题的解决方案的驱动方法中,减少低电势Vss,以便降低阳极电压Va,即,以便增加阳极电压Va的绝对值。然而,利用该驱动方法,驱动电压的幅度不期望地增加,使得驱动扫描器5必须被设计为好到足以经受高电压的扫描器。因此,由于由高成本引起的问题,该驱动方法难以实现。
图15B是示出第五实施例的时序图表的时序图。第五实施例提供了对如上所述由第一实施例引起的问题的解决方案。如时序图所示,在第五实施例中,在已经完成消光处理之后、并且在要作为对于阈值电压补偿处理的准备执行的阈值电压补偿准备处理开始之前,驱动扫描器5将在电源线DS上认定的电源电压从高电势Vcc改变到高电势Vcc和低电势Vss之间的中间电势Vini。驱动扫描器5将在对属于相同电源线组的相邻电源线共同的电源线DS上出现的电源电压从高电势Vcc切换到中间电势Vini,并且通过逐组偏移电源电压的相位,顺序施加共同的电源电压到电源线组。这样,以对电源线组确定的相位将在共同的电源线DS上出现的电源电压提供到该组,并且从高电势Vcc切换到中间电势Vini。在第五实施例中,在电源线DS已经设置在中间电势Vini之后,通过处于将信号线SL维持在参考电势Vofs的状态的控制信号,使信号采样晶体管T1处于导通状态。
接下来,通过参照图16所示的时序图详细说明由第五实施例执行的操作。图16是在描述关注第五实施例中的矩阵的一行上提供的像素电路2的操作时引用的时序图。为了简化描述,阈值电压补偿处理仅执行一次。
在第五实施例中,在通过使信号采样晶体管T1处于导通状态将发光器件EL已经处于不发光状态之后,电源电压改变到中间电势Vini。然后,在信号线SL已经设置在参考电势Vofs之后的定时,信号采样晶体管T1再次处于导通状态。如上所述,中间电势Vini是高电势Vcc和低电势Vss之间的电势。在电源电压已经改变到中间电势Vini之后、信号线SL已经第一次设置在参考电势Vofs之后,如上所述使信号采样晶体管T1处于导通状态,以便将器件驱动晶体管T2不操作的电压设置在饱和区。也就是说,参考电势Vofs和中间电势Vini满足关系(Vofs-Vini)<Vthdmin,其中参考符号Vthdmin表示在器件驱动晶体管T2的栅极电极G和器件驱动晶体管T2的特定电流端之间的阈值电压的最小值。
首先,在消光处理中,器件驱动晶体管T2的栅极电势Vg降低到参考电势Vofs,而器件驱动晶体管T2的源极电势Vs降低到和(Vcat+Vthel)。在消光处理结束时,使信号采样晶体管T1处于截止状态,以便将器件驱动晶体管T2的栅极电极G从信号线SL电断开,并且使栅极电极G处于浮置状态。然后,在电源线DS上认定的电源电压从高电势Vcc改变到中间电势Vini。如果中间电势Vini是具有上述幅度的电压,则器件驱动晶体管T2处于截止状态,几乎不允许电流流过器件驱动晶体管T2。此外,在电源线DS上认定的电源电压的改变通过器件驱动晶体管T2的电容器Cp传播到器件驱动晶体管T2的栅极电极G。从电源线DS传播到栅极电极G的电压改变ΔV通过下面给出的等式(3)关于Cp和C0表达。在该等式中,参考符号C0表示器件驱动晶体管T2的栅极电极G的组合电容。具体地,组合电容C0由信号保持电容器C1、寄生栅极-源极电容器Cgs和发光器件EL的寄生电容器Cel表示。
也就是说,由于由信号保持电容器C1提供的耦合效应,器件驱动晶体管T2的栅极电势Vg减小电压改变ΔV。然后,在经过一定时间后,在信号线SL上认定的输入信号已经改变到参考电势Vofs之后,信号采样晶体管T1再次处于导通状态,以便将参考电势Vofs提供给器件驱动晶体管T2的栅极电极G。当参考电势Vofs提供到器件驱动晶体管T2的栅极电极G时,器件驱动晶体管T2的源极电极S设置在(Vthel+Vcat)。此外,此时电源电压已经改变到中间电势Vini。器件驱动晶体管T2处于截止状态,如上所述几乎不允许电流流过器件驱动晶体管T2。因此,阳极电压Vel保持不变。
然后,在经过一定时间后,在电源线DS上认定的电源电压从中间电势Vini改变到低电势Vss,以便开始阈值电压补偿准备处理。电源线DS上认定的电源电压的改变使得耦合量ΔV2提供到器件驱动晶体管T2的栅极电极G。耦合量ΔV2通过如下给出的等式(4)表达:
考虑第五实施例。在第一实施例的情况下,电源线DS上认定的电源电压从高电势Vcc改变到低电势Vss,以便开始阈值电压补偿准备处理。在电源线DS上认定的电源电压的改变使得耦合量ΔV0提供到器件驱动晶体管T2的栅极电极G。耦合量ΔV0通过如下给出的等式(5)表达。另一方面,在第五实施例的情况下,耦合量ΔV2通过如上给出的等式(4)表达。也就是说,由于在第五实施例中施加到器件驱动晶体管T2的栅极电极G的耦合量ΔV2可以小于在第一实施例中施加到器件驱动晶体管T2的栅极电极G的耦合量ΔV0,因此可以使得在根据第五实施例的阈值电压补偿准备处理期间的发光器件EL的阳极电压Va小于在根据第一实施例的阈值电压补偿准备处理期间的发光器件EL的阳极电压Va。也就是说,在第五实施例中的阳极电压Va的绝对值大于在第一实施例中的阳极电压Va的绝对值。
由于可以使得根据第五实施例的阈值电压补偿准备处理期间的阳极电压Va小于根据第一实施例的阈值电压补偿准备处理期间的阳极电压Va,因此可以正常地执行阈值电压补偿处理。因此可能给出没有不均匀或图像条纹的一致的图像质量。此外,由于可以正常地执行阈值电压补偿处理。因此不需要降低低电势Vss。因此,驱动扫描器5不必被设计为好到足以经受高电压的扫描器。此外,由于通过利用对电源线DS共同的信号将多个电源线DS统一处理为一组电源线DS,因此可以减少制造成本。
此外,出于下述原因,中间电势Vini设置在满足前述关系(Vofs-Vini)<Vthdmin的幅度。当信号采样晶体管T1处于导通状态以便将参考电势Vofs提供到器件驱动晶体管T2的栅极电极G时,如果在栅极电极G和电源线DS之间出现的电压大于在器件驱动晶体管T2的栅极电极G和电源线DS之间的阈值电压,则在阳极电极上出现的电压减小,在经过一定时间后达到在电源线DS上认定的电压。然后,在阈值电压补偿准备处理的过程中,当在电源线DS上认定的电源电压改变到高电势Vcc时,自举操作提升栅极电势Vg和源极电势Vs,其中栅极-源极电势Vgs维持在一定程度的幅度。结果,不能正常地执行阈值电压补偿处理。因此需要将电源电压设置在防止器件驱动晶体管T2操作在饱和区的电势。
在第五实施例的情况下,不需要降低低电势Vss以便正常地执行阈值电压补偿处理。因此,驱动扫描器5不需要被设计为好到足以经受高电压的扫描器。此外,由于通过利用电源线DS共同的信号将多个相邻电源线统一处理为一组电源线DS,因此可以减少制造成本。
图17是示出实现由本发明提供的显示装置的第六实施例的时序图表的时序图。为了使得下面的描述易于理解,在图17的时序图中,与在第五实施例的图15B的时序图中所示的其各自对应物相同的元件由与其对应物相同的参考符号和参考标号表示。对于第六实施例的图17的时序图与对于第五实施例的图15B的时序图相同,除了在图17的时序图的情况下,在电源线DS已经设置在中间电势Vini的情况下,作为与属于相同组的一条电源线DS的、布置在相同矩阵行上的每条扫描线WS的信号采样晶体管T1以与彼此的扫描线WS相同的定时接通。同样,在第六实施例的情况下,电源电压从高电势Vcc改变到低电势Vss,以便开始阈值电压补偿准备处理。电源电压的变化引起耦合量提供到器件驱动晶体管T2的栅极电极G。因此,可以使得根据第六实施例的阈值电压补偿准备处理期间的发光器件EL的阳极电压Va小于在第一实施例的阈值电压补偿准备处理期间的发光器件EL的阳极电压Va。也就是说,第六实施例中的阳极电压Va的绝对值大于在第一实施例中的阳极电压Va的绝对值。因此,可以减少制造成本。此外,在第六实施例的情况下,在电源线DS已经设置在中间电势Vini的情况下,布置在与属于相同组的一条电源线DS相同的矩阵行上的每条扫描线WS的信号采样晶体管T1以与每个其他的扫描线WS相同的定时接通,如上所述。因此,可以使得将在电源线DS上认定的电源电压维持在中间电势Vini的时段更短。结果,可以使得发光时段更长。
接下来,说明实现由本发明提供的显示装置的第七实施例。第七实施例还被获得用作第一实施例的改进版本。
开始,重新访问由第一实施例执行的阈值电压补偿准备处理。在信号采样晶体管T1已经处于截止状态后,当电源电压从高电势Vcc改变到低电势Vss时,开始阈值电压补偿准备处理。在此情况下,电流从发光器件EL的阳极电极流到电源线DS。这里,设参考符号Va表示在阈值电压补偿准备处理中发光器件EL的阳极电极上出现的电压。阳极电压Va由栅极电势Vg确定,紧接在电源电压从高电势Vcc改变到低电势Vss之前,该栅极电势Vg出现在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上。如果得到的电压Va小,即,如果得到的阳极电压Va的绝对值大,则低电势Vss可增加对应于阳极电压Va的减少的差。因此,可减小在电源线DS上认定的电源电压的幅度。结果,可减小制造成本。
根据构思的驱动方法,为了减少阳极电压Va,构思增加参考电势Vofs。如上所述,阳极电压Va由栅极电势Vg确定,紧接在电源电压从高电势Vcc改变到低电势Vss之前,该栅极电势Vg出现在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上。因此,阳极电压Va可通过增加参考电势Vofs而减少。然而,如果参考电势Vofs增加,则在信号写入处理中,在发光器件EL的阳极电极上出现的阳极电压Vel也增加。因此,在信号写入处理中,阳极电压Vel可能不期望地超过发光器件EL的阈值电压Vthel。如果在信号写入处理中,在发光器件EL的阳极电极上出现的阳极电压Vel不期望地超过了发光器件EL的阈值电压Vthel,则在信号写入处理期间驱动电流流到发光器件EL,导致迁移率补偿处理不能与信号写入处理同时正常地执行的问题。
图18是示出实现由本发明提供的显示装置的第七实施例的时序图表的时序图。第七实施例具有这样的特征:水平选择器3在分配给消光处理的信号线SL上认定第一参考电势Vers。另一方面,水平选择器3在信号线SL上认定与第一参考电势Vers不同的第二参考电势Vofs。具体地说,由水平选择器3在信号线SL上认定的第一参考电势Vers高于第二参考电势Vofs。此外,第一参考电势Vers不大于和(Vcat+Vthel+Vth),其中参考符号Vcat表示在发光器件EL的阴极电极上出现的电压,参考符号Vthel表示发光器件El的阈值电压,而参考符号Vth表示器件驱动晶体管T2的阈值电压。
因此,第七实施例具有这样的特征:水平选择器3将在信号线SL上出现的电势设置在用作以与第一实施例相同方式的阈值电压补偿处理中的参考电压的第二参考电势Vofs、表示以与第一实施例相同方式的灰度的视频信号电势Vsig、或用作消光处理的电压的额外的第一参考电势Vers。此外,根据图18的时序图所示的驱动方法,第一参考电势Vers、第二参考电势Vofs和视频信号电势Vsig以在该句中列举它们的顺序在信号线SL上认定,以便顺序改变在信号线SL上出现的电势。如果考虑到在阈值电压补偿处理的结束和信号写入处理(和迁移率补偿处理)的开始之间的时段,则期望该顺序:第一参考电势Vers、第二参考电势Vofs和视频信号电势Vsig。然而,第七实施例绝不限于该顺序。
此外,用作消光处理的电压的第一参考电势Vers必须小于和(Vcat+Vthel+Vth),其中参考符号Vcat表示在发光器件EL的阳极电极上出现的电压,参考符号Vthel表示发光器件EL的阈值电压,而参考符号Vth表示器件驱动晶体管T2的阈值电压。也就是说,必须满足关系Vers≤(Vcat+Vthel+Vth)。此外,在第七实施例中,第一参考电势Vers必须高于第二参考电势Vofs。因此,整体来说,必须满足关系Vofs<Vers≤(Vcat+Vthel+Vth)。
图19是详细描述由第七实施例执行的操作参考的时序图。通过参照图19的时序图所示的时序图表详细说明的操作是关注于在第七实施例中的矩阵的一行上提供的像素电路2的操作。图19的时序图示出表示在信号线SL上出现的输入信号的电势、在电源线DS上出现的电源电压、扫描线WS上出现的控制信号、在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的栅极电势Vg和在器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的源极电势Vs的变化的时序图表。如上所述,在扫描线WS上出现的控制信号提供到信号采样晶体管T1的栅极电极。
首先,当信号采样晶体管T1处于导通状态时,开始消光处理,允许第一参考电势Vers提供到器件驱动晶体管T2的栅极电极G。如上所述,第一参考电势Vers低于发光器件EL的阴极电压Vcat和阈值电压Vthel和器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth的和。因此,第一参考电势Vers提供到器件驱动晶体管T2,并且使器件驱动晶体管T2处于不允许驱动电流流动的截止状态。当信号采样晶体管T1处于截止状态时,消光处理结束。
在经过一定时间后,在阈值电压补偿准备处理中,电源电压从高电势Vcc改变到低电势Vss。由于满足关系Vers>Vofs,因此在阈值电压补偿准备处理期间的发光器件EL的阳极电压Va变得小于如上所述的第一实施例中的阳极电压Va。也就是说,阳极电压Va的绝对值变得相对大。然后,在经过一定时间后,电源电压从低电势Vss改变回高电势Vcc。随后,在经过一定时间后,在信号线SL维持在第二参考电势Vofs的情况下,信号采样晶体管T1处于导通状态,以便将第二参考电势Vofs提供到器件驱动晶体管T2的栅极电极G。如果在器件驱动晶体管T2的栅极和源极电极之间的栅极-源极电压Vgs增加到不小于当信号采样晶体管T1处于导通状态时的器件驱动晶体管T2的阈值电压Vth的值,则此后可正常地执行阈值电压补偿处理。因此,还可以在阈值电压补偿处理的执行完成后执行信号写入处理和迁移率补偿处理。最后,在信号写入处理和迁移率补偿处理后,发光器件EL被驱动为在发光状态发光。
考虑第七实施例。在第七实施例的情况下,高于第二参考电势Vofs的第一参考电势Vers用作消光电势。结果,可以使得在阈值电压补偿准备处理期间在发光器件EL的阳极电极上出现的阳极电压Va小于如上所述在第一实施例中的阳极电压Va。也就是说,可以使得阳极电压Va的绝对值相对大。由于可以使得在阈值电压补偿准备处理期间的阳极电压Va相对小,因此可以正常地执行阈值电压补偿处理。因此可能得到没有不均匀或图像条纹的一致的图像质量。此外,由于可以正常地执行阈值电压补偿处理,因此不需要降低低电势Vss。因此,驱动扫描器5不必被设计为好到足以经受高电压的扫描器。此外,由于通过利用对电源线DS共同的信号将多个相邻的电源线DS统一处理为一组电源线DS,结果,可以减少制造成本。
图20是示出实现由本发明提供的显示装置的第八实施例的时序图表的时序图。第八实施例被提供来改进在信号保持电容器C1中存储视频信号电势Vsig的信号写入处理。如时序图所示,在电源线DS上认定的电源电压已经从低电势Vss改变到高电势Vcc、并且在阈值电压补偿处理完成后在信号线SL上认定的输入信号已经设置为视频信号电势Vsig之后,通过利用连接到信号采样晶体管T1的栅极电极的控制信号,当信号采样晶体管T1处于导通状态时,开始信号写入处理。与信号写入处理同时地,还执行迁移率补偿处理,以对器件驱动晶体管T2的迁移率从晶体管到晶体管的变化补偿流过器件驱动晶体管T2的漏极-源极电流Ids。
第八实施例具有这样的特征:在该实施例中采用的水平选择器3除了认定第二参考电势Vofs2和第一参考电势Vers外,在信号线SL上还顺序地和交替地认定还表示灰度的第一视频信号电势Vofs2、和用作第二灰度电势的第二视频信号电势Vsig。第一视频信号电势Vofs2提供到信号保持电容器C1,以便在所谓的第一信号写入处理中,通过信号采样晶体管T1将第一视频信号电势Vofs2存储在信号保持电容器C1中,该信号采样晶体管T1由连接到信号采样晶体管T1的栅极电极的扫描线WS上出现的控制信号接通。然后,第二视频信号电势Vsig提供到信号保持电容器C1,以便在所谓的第二信号写入处理中,通过信号采样晶体管T1将第二视频信号电势Vsig存储在信号保持电容器C1中,该信号采样晶体管T1由在扫描线WS上出现的另一控制信号接通。
通过参照图21的时序图详细说明根据第八实施例的迁移率补偿处理。图21的时序图示出在对应于上述一级的一个矩阵行上的像素电路2的时序图表。图21的时序图还示出在共同的时间轴上的在器件驱动晶体管T2的栅极电极G上出现的栅极电势Vg和在器件驱动晶体管T2的源极电极S上出现的源极电势Vs的时序图表、以及在信号线SL上认定的输入信号、在电源线DS上认定的电源电压、以及在扫描线WS上认定的控制信号的时序图表,以便使得下面的描述易于理解。在信号线SL上认定的输入信号可以是新的第一视频信号电势Vofs2、第一参考电势Vers、第二参考电势Vofs或第二视频信号电势Vsig。如上所述,新的第一视频信号电势Vofs2还根据灰度变化。
必要地,为了对所有灰度正常地执行迁移率补偿处理,需要在信号写入处理中提供具有由信号采样晶体管T1外部的组件创建的时序图表的输入信号。然而,这样的方案是昂贵的。为了解决该问题,在第八实施例的情况下,在两级执行迁移率补偿处理,以便对所有灰度正常地执行迁移率补偿处理。因此,第八实施例不采用在信号写入处理中提供具有由信号采样晶体管T1外部的组件创建的时序图表的输入信号的配置。
根据第八实施例,在执行信号写入处理之前,在迁移率补偿处理中,将反映期望灰度的第一视频信号电势Vofs2预先提供到器件驱动晶体管T2的栅极电极G。在此情况下,需要确定第一视频信号电势Vofs2的幅度和预先提供第一视频信号电势Vofs2的定时,使得迁移率补偿处理完全与实际的信号写入处理同时执行,而不是完全仅执行迁移率补偿处理。这样,在两级执行迁移率补偿处理,以便允许对所有灰度正常地执行迁移率补偿处理。此外,可以进一步降低制造成本。
图22是示出在由本发明提供的显示装置中采用的薄膜像素电路2的典型配置的截面图。也就是说,图22是示出在绝缘衬底上创建的像素电路2的模型截面的图。如截面图所示,像素电路2包括具有多个晶体管的晶体管部分。然而,在截面图中,晶体管部分示出为仅仅一个TFT(薄膜晶体管)。像素电路2还具有包括信号保持电容器C1的电容器部分和包括发光器件EL的发光部分。通过执行TFT处理,包括多个晶体管的电容器部分和包括信号保持电容器C1的电容器部分创建在衬底上。然后,在晶体管部分和电容器部分上创建包括发光器件EL的发光部分以形成叠层。然后在发光器件上形成粘合层。随后,在粘合层上创建透明相对衬底以形成平板。
由本发明提供的显示装置可具有如图23的图所示的平板显示模块的形状。在平板显示模块中,通过集成像素电路2在绝缘衬底上创建像素阵列部分1,以形成像素矩阵。如上所述,像素电路2的每个具有有机EL发光器件、信号保持电容器C1以及薄膜晶体管并用作像素阵列部分1。然后,也称为像素矩阵部分的像素阵列部分1被粘合层覆盖,在该粘合层上,附接典型地由玻璃制造的相对衬底以形成平板显示模块。如果需要,透明相对衬底可提供有滤光片、保护膜和遮光膜等等。平板显示模块可提供有例如EPC(柔性印刷电路)以用作连接器,通过该连接器可在像素阵列部分1和显示模块之外的单元之间交换信号。
由上述本发明提供的显示装置具有平板显示面板的形状,该平板显示面板在如数字相机、笔记本个人计算机、蜂窝电话和摄像机的各种电子设备中使用。由本发明提供为平板显示面板的显示装置可在各种领域中使用的电子设备中采用,以用作用于显示如图像或视频的信息的显示屏幕。信息已经输入到电子设备的主单元或作为由主单元执行的操作的结果在主单元中产生。如下说明其每个采用由本发明提供的显示装置作为平板显示面板的典型的电子设备。
电子设备的典型示例是电视机。图24是示出应用本发明的电视机的外观的斜视图的图。电视机采用视频显示屏幕部分11,其典型地包括前面板12和滤光玻璃板13。电视机通过在视频显示屏幕部分11中采用由本发明提供的显示装置来构造。
图25示出应用本发明的数字相机的斜视图。上面的图示出数字相机的前侧,而下面的图示出数字相机的后侧。数字相机包括图像拾取镜头、闪光灯发射部分15、显示部分16、控制开关、菜单开关和快门按钮19。数字相机通过在数字相机中采用由本发明提供的平板显示面板作为显示部分16来构造。
图26是示出应用本发明的笔记本个人计算机的斜视图的图。笔记本个人计算机采用主单元20,该主单元20具有由用户操作来输入字符到主单元20的键盘21、和在主单元盖中包括的用于显示图像的显示部分22。笔记本个人计算机通过在个人计算机中采用由本发明提供的显示装置作为显示部分22来构造。
图27示出应用本发明的便携式终端。左图是示出蜂窝电话处于已经打开的状态下的前视图的图。右图是示出蜂窝电话处于已经关闭的状态下的顶视图的图。蜂窝电话采用前盖23、下盖24、为铰链的链接部分25、显示部分26、显示子部分27、画面灯28和相机29。蜂窝电话通过在蜂窝电话中采用由本发明提供的显示装置作为显示部分26和/或显示子部分27来构造。
图28示出应用本发明的摄像机。摄像机采用主体30、用于拍摄图像的图像拾取镜头34、开始/停止开关35和监视器36。在摄像机的前表面提供的朝向前方的图像拾取镜头34是用于采集位于主体30的前方的拍摄对象的图像的镜头。摄像机通过在摄像机中采用由本发明提供的显示装置作为监视器36来构造。
本发明包含涉及于2008年6月2日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2008-144359中公开的主题,在此通过引用并入其全部内容。
本领域技术人员应当理解,依赖于设计需求和其他因素可以出现各种修改、组合、子组合和更改,只要它们在权利要求或其等效物的范围内。
Claims (15)
1.一种显示装置,包括:
像素阵列部分;以及
驱动部分,其中
由像素电路的矩阵组成的所述像素阵列部分具有其每条布置为所述矩阵的一列的信号线、和其每条布置为所述矩阵的一行的扫描线,电源线与所述扫描线平行,
每个所述像素电路位于所述信号线之一和所述扫描线之一的交叉点处,
所述驱动部分具有信号选择器、写入扫描器和驱动扫描器,
所述信号选择器是被配置为在所述信号线上认定驱动信号的部分,所述驱动信号具有表示灰度的电势或预先确定的参考电势,每条所述信号线布置为所述矩阵的一列,
所述写入扫描器是被配置为在所述扫描线上认定控制信号的部分,每条所述扫描线布置为所述矩阵的一行,
所述驱动扫描器是被配置为在所述电源线上认定交替地从高电势改变为低电势的电源电压的部分,每条所述电源线被布置为与所述扫描线平行的线,
每个所述像素电路包括
信号采样晶体管,
器件驱动晶体管,
信号保持电容器,以及
发光器件,
所述信号采样晶体管的电流端的特定一个连接到所述信号线之一,而所述信号采样晶体管的栅极电极用作所述信号采样晶体管的控制端并连接到所述扫描线之一,
所述器件驱动晶体管的电流端的特定一个用作所述器件驱动晶体管的漏极电极,而所述器件驱动晶体管的栅极电极用作所述器件驱动晶体管的控制端,
所述器件驱动晶体管的所述漏极电极连接到所述电源线之一,而所述器件驱动晶体管的所述栅极端连接到所述信号采样晶体管的另一电流端,
所述器件驱动晶体管的所述电流端的另一个用作所述器件驱动晶体管的所述源极电极并且连接到所述发光器件,
所述信号保持电容器接线在所述器件驱动晶体管的所述栅极和源极电极之间,
首先,在已经在所述电源线上认定所述高电势、并且已经在所述信号线上认定所述参考电势之后,当执行通过利用所述控制信号使所述信号采样晶体管处于导通状态的操作时,执行消光处理,作为将所述发光器件从发光状态切换为不发光状态的处理,
之后,所述信号采样晶体管处于截止状态,
然后,所述电源线从所述高电势切换到所述低电势,使得在阈值电压补偿准备处理中,在所述器件驱动晶体管的所述源极电极上出现的电压降低,而不使所述信号采样晶体管回到导通状态,所述阈值电压补偿准备处理是降低在所述器件驱动晶体管的所述源极电极上出现的所述电压的处理,以及
随后,将所述电源线从所述低电势切换回到所述高电势,然后,在所述信号线维持在所述参考电势的情况下,通过利用所述控制信号使所述信号采样晶体管处于导通状态,使得在对所述信号保持电容器充电的处理中,所述器件驱动晶体管的所述源极电极上出现的所述电压逐渐上升,结果,在阈值电压补偿处理中,在所述器件驱动晶体管的所述栅极和源极电极之间出现的电压朝向所述器件驱动晶体管的阈值电压的方向逐渐减少,所述阈值电压补偿处理是将在所述器件驱动晶体管的所述栅极和源极电极之间出现的所述电压朝所述阈值电压的方向减少的处理。
2.如权利要求1所述的显示装置,其中
所述驱动扫描器将相邻的电源线驱动为电源线组,每条所述电源线布置为所述矩阵的一行;
预先确定要由所述驱动扫描器驱动为电源线组的所述相邻电源线的数量;
所述驱动扫描器将对属于相同电源线组的相邻电源线共同的电源电压交替地从所述高电势切换到所述低电势,并且反之亦然,并且通过将所述电源电压的相位逐组偏移来顺序地施加所述共同的电源电压到各电源线组;以及
以对所述电源线组确定的相同相位将所述共同的电源电压提供到电源线组,并且所述共同的电源电压交替地从所述高电势切换到所述低电势,并且反之亦然。
3.如权利要求1所述的显示装置,其中:
在已经执行所述消光处理以将所述发光器件从发光状态切换到不发光状态后,在所述电源线维持在所述高电势、并且所述信号线维持在所述参考电势的情况下,通过利用所述控制信号使所述信号采样晶体管至少一次处于导通状态,所述控制信号通过所述扫描线提供到所述信号采样晶体管的所述栅极电极,以便再次执行至少另一额外的消光处理。
4.如权利要求3所述的显示装置,其中:
所述写入扫描器对每个水平时段顺序地在每条所述扫描线上认定控制信号;以及
所述信号采样晶体管根据在各间隔接收的所述控制信号执行所述消光处理和所述额外消光处理,每个所述间隔具有至少等于一个所述水平时段的长度。
5.如权利要求3所述的显示装置,其中:
将每条布置为所述矩阵的一行的相邻扫描线处理为扫描线组;
预先确定要处理为扫描线组的相邻扫描线的数量;
所述写入扫描器通过将所述控制信号的相位逐组偏移,为每个所述电源线组顺序地提供属于相同扫描线组的相邻扫描线共同的控制信号;以及
以对所述扫描线组确定的相同相位将控制信号提供到属于相同扫描线组的相邻扫描线,以便以属于所述扫描线组的所述相邻扫描线共同的定时执行所述额外消光处理。
6.如权利要求1所述的显示装置,其中,在已经完成用于将所述发光器件从发光状态切换到不发光状态的所述消光处理的所述执行之后、但在执行所述阈值电压补偿准备处理之前,所述驱动扫描器将所述电源线从所述高电势切换到所述高电势和低电势之间的中间电势。
7.如权利要求6所述的显示装置,其中:
所述驱动扫描器通过逐组偏移切换信号的相位,将每个所述电源线组顺序从所述高电势切换到所述中间电势;以及
所述驱动扫描器以对所述电源线组确定的与所述切换信号的相位相同的相位,将属于相同电源线组的每条相邻电源线顺序地从所述高电势切换到所述中间电势。
8.如权利要求7所述的显示装置,其中,在所述电源线维持在所述中间电势、并且所述信号线维持在所述参考电势的情况下,通过利用所述控制信号使所述信号采样晶体管处于导通状态,所述控制信号通过所述扫描线提供到所述信号采样晶体管的所述栅极电极。
9.如权利要求8所述的显示装置,其中:
其每条布置为所述矩阵的一行的相邻电源线处理为电源线组;
预先确定要处理为电源线组的相邻电源线的数量;
所述驱动扫描器通过将所述电源电压的相位逐组偏移,为每个所述电源线组顺序地提供属于相同电源线组的相邻电源线共同的电源电压,以便驱动属于所述电源线组的所述电源线;
以对相同电源线组确定的相同相位将电源电压提供到属于所述组的相邻电源线,以便驱动属于所述电源线组的所述电源线。
10.如权利要求1所述的显示装置,其中所述信号选择器在所述消光处理中在所述信号线上认定第一参考电势,并且在所述阈值电压补偿处理中在所述信号线上认定与所述第一参考电势不同的第二参考电势。
11.如权利要求10所述的显示装置,其中通过所述信号选择器在所述信号线上认定的所述第一参考电势的幅度大于所述第二参考电势的幅度,但小于所述发光器件的阴极电极上出现的电势、所述发光器件的阈值电压和所述器件驱动晶体管的阈值电压的和。
12.如权利要求1所述的显示装置,其中,在已经执行所述阈值电压补偿处理之后,在所述信号线维持在视频信号电势、并且所述电源线维持在所述高电势的情况下,通过利用所述控制信号使所述信号采样晶体管处于导通状态,所述控制信号通过所述扫描线提供到所述信号采样晶体管的所述栅极电极,以便执行将所述视频信号电势存储到所述信号保持电容器中的信号写入处理。
13.如权利要求12所述的显示装置,其中:
所述信号选择器在所述信号线上认定表示灰度的第一视频信号电势,并且通过利用所述控制信号使所述信号采样晶体管处于导通状态,所述控制信号通过所述扫描线提供到所述信号采样晶体管的所述栅极电极,以便执行将所述第一视频信号电势存储到所述信号保持电容器中的第一信号写入处理;以及,然后,
所述信号选择器在所述信号线上认定表示灰度的第二视频信号电势,并且通过利用另一控制信号使所述信号采样晶体管处于导通状态,所述另一控制信号通过所述扫描线提供到所述信号采样晶体管的所述栅极电极,以便执行将所述第二视频信号电势存储到所述信号保持电容器中的第二信号写入处理。
14.一种电子设备,包括:
主单元,被配置为执行预先确定的操作;以及
显示装置,用于显示作为所述预先确定的操作的执行的结果产生的信息;其中
所述显示装置包括
像素阵列部分;以及
驱动部分,
由像素电路的矩阵组成的所述像素阵列部分具有其每条布置为所述矩阵的一列的信号线、和其每条布置为所述矩阵的一行的扫描线,电源线与所述扫描线平行,
每个所述像素电路位于所述信号线之一和所述扫描线之一的交叉点处,
所述驱动部分具有信号选择器、写入扫描器和驱动扫描器,
所述信号选择器是被配置为在所述信号线上认定驱动信号的部分,所述驱动信号具有表示灰度的电势或预先确定的参考电势,每条所述信号线布置为所述矩阵的一列,
所述写入扫描器是被配置为在所述扫描线上认定控制信号的部分,每条所述扫描线布置为所述矩阵的一行,
所述驱动扫描器是被配置为在所述电源线上认定交替地从高电势改变为低电势的电源电压的部分,
每个所述像素电路包括信号采样晶体管、器件驱动晶体管、信号保持电容器、以及发光器件,
所述信号采样晶体管的电流端的特定一个连接到所述信号线之一,而所述信号采样晶体管的栅极电极用作所述信号采样晶体管的控制端并连接到所述扫描线之一,
所述器件驱动晶体管的电流端的特定一个用作所述器件驱动晶体管的漏极电极,而所述器件驱动晶体管的栅极电极用作所述器件驱动晶体管的控制端,
所述器件驱动晶体管的所述漏极电极连接到所述电源线之一,而所述器件驱动晶体管的所述栅极端连接到所述信号采样晶体管的另一电流端,
所述器件驱动晶体管的所述电流端的另一个用作所述器件驱动晶体管的所述源极电极并且连接到所述发光器件,
所述信号保持电容器接线在所述器件驱动晶体管的所述栅极和源极电极之间,
首先,在已经在所述电源线上认定所述高电势、并且已经在所述信号线上认定所述参考电势之后,当执行通过利用所述控制信号使所述信号采样晶体管处于导通状态的操作时,执行消光处理,作为将所述发光器件从发光状态切换为不发光状态的处理,
之后,所述信号采样晶体管处于截止状态,
然后,所述电源线从所述高电势切换到所述低电势,使得在阈值电压补偿准备处理中,在所述器件驱动晶体管的所述源极电极上出现的电压降低,而不使所述信号采样晶体管回到导通状态,所述阈值电压补偿准备处理是降低在所述器件驱动晶体管的所述源极电极上出现的所述电压的处理,以及
随后,将所述电源线从所述低电势切换回到所述高电势,然后,在所述信号线维持在所述参考电势的情况下,通过利用所述控制信号使所述信号采样晶体管处于导通状态,使得在对所述信号保持电容器充电的处理中,所述器件驱动晶体管的所述源极电极上出现的所述电压逐渐上升,结果,在阈值电压补偿处理中,在所述器件驱动晶体管的所述栅极和源极电极之间出现的电压朝向所述器件驱动晶体管的阈值电压的方向逐渐减少,所述阈值电压补偿处理是将在所述器件驱动晶体管的所述栅极和源极电极之间出现的所述电压朝所述阈值电压的方向减少的处理。
15.一种用于驱动显示装置的驱动方法,该显示装置包括:
像素阵列部分;以及
驱动部分,
由像素电路的矩阵组成的所述像素阵列部分具有其每条布置为所述矩阵的一列的信号线、和其每条布置为所述矩阵的一行的扫描线,电源线与所述扫描线平行,
每个所述像素电路位于所述信号线之一和所述扫描线之一的交叉点处,
所述驱动部分具有信号选择器、写入扫描器和驱动扫描器,
所述信号选择器是被配置为在所述信号线上认定驱动信号的部分,所述驱动信号具有表示灰度的电势或预先确定的参考电势,每条所述信号线布置为所述矩阵的一列,
所述写入扫描器是被配置为在所述扫描线上认定控制信号的部分,每条所述扫描线布置为所述矩阵的一行,
所述驱动扫描器是被配置为在所述电源线上认定交替地从高电势改变为低电势的电源电压的部分,
每个所述像素电路包括:信号采样晶体管、器件驱动晶体管、信号保持电容器、以及发光器件,
所述信号采样晶体管的电流端的特定一个连接到所述信号线之一,而所述信号采样晶体管的栅极电极用作所述信号采样晶体管的控制端并连接到所述扫描线之一,
所述器件驱动晶体管的电流端的特定一个用作所述器件驱动晶体管的漏极电极,而所述器件驱动晶体管的栅极电极用作所述器件驱动晶体管的控制端,
所述器件驱动晶体管的所述漏极电极连接到所述电源线之一,而所述器件驱动晶体管的所述栅极端连接到所述信号采样晶体管的另一电流端,
所述器件驱动晶体管的所述电流端的另一个用作所述器件驱动晶体管的所述源极电极并且连接到所述发光器件,以及
所述信号保持电容器接线在所述器件驱动晶体管的所述栅极和源极电极之间,
所述驱动方法包括下述步骤:
首先,在已经在所述电源线上认定所述高电势、并且已经在所述信号线上认定所述参考电势之后,当执行通过利用所述控制信号使所述信号采样晶体管处于导通状态的操作时,执行消光处理,作为将所述发光器件从发光状态切换为不发光状态的处理,
使所述信号采样晶体管处于截止状态,
将所述电源线从所述高电势切换到所述低电势,使得在阈值电压补偿准备处理中,在所述器件驱动晶体管的所述源极电极上出现的电压降低,而不使所述信号采样晶体管回到导通状态,所述阈值电压补偿准备处理是降低在所述器件驱动晶体管的所述源极电极上出现的所述电压的处理,以及
将所述电源线从所述低电势切换回到所述高电势,然后,在所述信号线维持在所述参考电势的情况下,通过利用所述控制信号使所述信号采样晶体管处于导通状态,使得在对所述信号保持电容器充电的处理中,所述器件驱动晶体管的所述源极电极上出现的所述电压逐渐上升,结果,在阈值电压补偿处理中,在所述器件驱动晶体管的所述栅极和源极电极之间出现的电压朝向所述器件驱动晶体管的阈值电压的方向逐渐减少,所述阈值电压补偿处理是将在所述器件驱动晶体管的所述栅极和源极电极之间出现的所述电压朝所述阈值电压的方向减少的处理。
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