CN102063863A - 显示器件、驱动显示器件的方法与电子单元 - Google Patents

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Abstract

一种显示器件，包括：显示部分，包括多个像素，每个像素具有发光元件和像素电路；以及驱动电路，通过选择所述多个像素中的每个像素，以按照第一信号电压和第二信号电压的顺序将第一信号电压和第二信号电压写入到所选择的像素，来对所述多个像素执行显示驱动，第一信号电压和第二信号电压是基于视频信号提供的。该驱动电路依据视频信号的灰度值，改变第一信号电压和第二信号电压的每个的幅度，由此对于每个发光元件的发光亮度级执行灰度插值。

Description

显示器件、驱动显示器件的方法与电子单元
技术领域
本发明涉及一种用于通过布置在像素中的发光元件来显示图像的显示器件、一种驱动该显示器件的方法、以及具有这种显示器件的电子单元。
背景技术
近年来，在用于显示图像的显示器件的领域中，开发了并且正在商业化使用电流驱动型的光学元件(例如有机EL元件)作为发光元件的显示器件(有机EL(电致发光)显示器件)，所述电流驱动型的光学元件的发光亮度根据流动的电流的值而改变。
有机EL元件是与液晶元件等不同的自发光元件。因此，在有机EL显示器件中，不需要光源(背光)。与要求光源的液晶显示器件相比，图像的可视度更高，功耗更低，并且元件的响应更快。
与液晶显示器件的驱动方法相似，作为有机EL显示器件的驱动方法，存在简单(无源)矩阵方法和有源矩阵方法。前者方法尽管结构简单，但具有使得难以实现大尺寸和高分辨率的显示器件的问题。因此，目前积极地开发作为后者方法的有源矩阵方法。在该方法中，通过在为每个有机EL元件安排的驱动电路中提供的有源元件(通常，TFT(薄膜晶体管))来控制在为像素布置的有源EL元件中流动的电流。
通常已知有机EL元件的电流-电压(I-V)特性随着时间的流逝而劣化。在用于对有机EL元件进行电流驱动的像素电路中，当有机EL元件的I-V特性随着时间改变时，在驱动晶体管中流动的电流的值改变。因此，在有机EL元件本身中流动的电流的值也改变，并且发光亮度也相应改变。
存在以下情况：驱动晶体管的阈电压Vth和迁移率μ随着时间改变，或者驱动晶体管的阈电压Vth和迁移率μ由于制造工艺的变化而在各像素电路之间变化。在驱动晶体管的阈电压Vth和迁移率μ在各像素电路之间变化的情况下，在驱动晶体管中流动的电流的值在各像素电路之间变化。因此，即使当将相同电压施加到驱动晶体管的栅极时，有机EL元件的发光亮度也变化，并且屏幕的一致性劣化。
因此，存在这样的提议：即使在有机EL元件的I-V特性随着时间改变、驱动晶体管的阈电压Vth和迁移率μ随着时间改变或者在各像素电路之间变化时，也维持有机EL元件的发光亮度恒定而不受所述变化的影响。具体地，提出一种显示器件，其具有以下两种功能：补偿有机EL元件的I-V特性的波动的功能、以及校正驱动晶体管的阈电压Vth和迁移率μ的波动的功能(例如参见日本待审专利申请公开No.2008-33193)。
发明内容
目前，在平板显示器的市场中，液晶显示器电视机的份额增加。更低的价格以及更大和更薄的屏幕促进了消费者的意愿。因此，为了促进每个使用有机EL显示器件的有机EL电视机的销售，重要的是实现更低的价格(更低的成本)。
作为实现有机EL显示器件中的更低成本的方法，例如考虑作为驱动电路的组件的驱动器IC(集成电路)中的成本降低。具体地，目前具有将视频信号提供到驱动器IC中的每个像素的功能的数据驱动器通常表现10比特的灰度(1024个灰度值)。灰度值数目(比特数目)可以减少。在简单地减少可以表现的灰度值数目的情况下，相应地，显示画面质量也劣化。因此，需要对一种在降低成本的同时实现更高画面质量的方法的提议。上述问题可能不仅在有机EL显示器件中出现，而且可能类似地在使用自发光元件的其它显示器件中出现。
因此，期望提供一种在降低成本的同时实现更高画面质量的显示器件、驱动该显示器件的方法、以及电子单元。
根据本发明实施例的显示器件具有：显示部分，包括多个像素，每个像素具有发光元件和像素电路；以及驱动电路，通过选择所述多个像素中的每个像素以按照第一信号电压和第二信号电压的顺序将第一信号电压和第二信号电压写入到所选择的像素，来对所述多个像素执行显示驱动，所述第一信号电压和第二信号电压是基于视频信号提供的。该驱动电路依据视频信号的灰度值改变第一信号电压和第二信号电压的每个的幅度，由此对于每个发光元件的发光亮度级(level)执行灰度插值。
根据本发明实施例的电子单元具有根据本发明实施例的显示器件。
根据本发明实施例的驱动显示器件的方法具有以下步骤：通过选择显示部分中的多个像素中的每个像素，以按照第一信号电压和第二信号电压的顺序将第一信号电压和第二信号电压写入到所选择的像素中，来对所述多个像素执行显示驱动，每个像素具有发光元件和像素电路，第一信号电压和第二信号电压是基于视频信号提供的；并且在显示驱动时，依据视频信号的灰度值改变第一信号电压和第二信号电压每个的幅度，由此对于每个发光元件的发光亮度级执行灰度插值。
在作为本发明实施例的显示器件、驱动显示器件的方法和电子单元中，在对多个像素进行显示驱动时，通过依据视频信号的灰度值改变第一信号电压和第二信号电压的每个的幅度，对于每个发光元件的发光亮度级执行灰度插值。因此，实现比由该视频信号原始提供的灰度值数目更大的灰度值数目的表现。
在根据本发明实施例的显示器件、驱动显示器件的方法和电子单元中，在对多个像素进行显示驱动时，通过依据视频信号的灰度值改变第一信号电压和第二信号电压的每个的幅度，对于每个发光元件的发光亮度执行灰度插值。因此，实现比由该视频信号原始提供的灰度值数目更大的灰度值数目的表现。因此，在简化(不是复杂化)驱动电路的配置的同时，执行更高精度的灰度表现。此外，在降低成本的同时，实现更高的画面质量。
本发明的其它和进一步的目的、特征和优点将从以下的描述中更充分地显现。
附图说明
图1是图示根据本发明实施例的显示器件的示例的配置图。
图2是图示图1中的像素的内部配置的示例的电路图。
图3是表现根据实施例的显示器件的操作示例的时序波形图。
图4是表现根据比较示例的显示器件的操作示例的时序波形图。
图5A和5B是图示在比较示例和实施例的显示器件的驱动晶体管中流动的电流(有机EL元件的发光亮度)和信号电压之间的关系的示例的特性图。
图6是用于解释在改变灰度插值电压时、驱动晶体管的栅极电势和源极电势的改变的时序波形图。
图7是图示在灰度插值电压和在驱动晶体管中流动的电流之间的关系的示例的特性图。
图8A和8B是图示灰度插值电压、信号电压、以及在驱动晶体管中流动的电流(有机EL元件的发光亮度)之间的关系的示例的特性图。
图9是图示包括实施例的显示器件的模块的示意配置的平面图。
图10是图示实施例的显示器件的应用示例1的外观的透视图。
图11A是图示从应用示例2的前侧观看的外观的透视图，并且图11B是图示从后侧观看的外观的透视图。
图12是图示应用示例3的外观的透视图。
图13是图示应用示例4的外观的透视图。
图14A是应用示例5的打开状态的正视图，图14B是打开状态的侧视图，图14C是合上状态的正视图，图14D是左侧视图，图14E是右侧视图，图14F是俯视图，以及图14G是仰视图。
具体实施方式
下文中将参考附图详细描述本发明的实施例。将按照以下顺序给出描述。
1.实施例(通过将信号电压转换为三个值(按照两个步骤写入信号)的灰度插值的示例)
2.模块和应用示例
3.修改
实施例
显示器件的配置
图1是图示根据本发明实施例的显示器件1的示意配置的框图。显示器件1具有显示面板10(显示部分)和驱动电路20。
显示面板10
显示面板10具有像素阵列13，在像素阵列13中将多个像素11安排为矩阵，并且该显示面板10通过有源矩阵驱动，基于从外部输入的视频信号20A和同步信号20B来显示图像。每个像素11由用于红色的像素11R、用于绿色的像素11G、以及用于蓝色的像素11B构成。在下面，像素11R、11G和11B将总称为像素11。
像素阵列13还具有按照行布置的多根扫描线WSL、按照列布置的多根信号线DTL、以及沿着扫描线WSL按照行布置的多根电源线DSL。扫描线WSL、信号线DTL、以及电源线DSL的每根的一端连接到后面将描述的驱动电路20。在扫描线WSL和信号线DTL的交点处，按照行和列(按照矩阵)布置像素11R、11G和11B。
图2示出了像素11R、11G和11B的内部配置的示例。如图2所示，像素11R、11G和11B分别在其中具有有机EL元件12R、12G、12B(发光元件)和像素电路14。在下文中，有机EL元件12R、12G和12B将总称为有机EL元件12。
像素电路14由写入(采样)晶体管Tr1(第一晶体管)、驱动晶体管Tr2(第二晶体管)以及保持电容器Cs构成，并且具有所谓的“2Tr1C”的电路配置。写入晶体管Tr1和驱动晶体管Tr2的每个由例如n沟道MOS(金属氧化物半导体)型TFT形成。不具体限制TFT的种类，并且TFT的种类可以是例如逆交错结构(所谓的底部栅极类型)和交错结构(所谓的顶部栅极类型)。
在像素电路14中，写入晶体管Tr1的栅极连接到扫描线WSL，漏极连接到信号线DTL，并且源极连接到驱动晶体管Tr2的栅极和保持电容器Cs的一端。驱动晶体管Tr2的漏极连接到电源线DSL，并且源极连接到保持电容器Cs的另一端和有机EL元件12的阳极。有机EL元件12的阴极被设置为固定电势，并且在此情况下连接到地线GND，由此被设置为地(地电势)。有机EL元件12的阴极起作用为有机EL元件12的公共电极，并且例如被连续地形成于显示面板10的整个显示区域上，并且被形成为平板状电极。
驱动电路20
驱动电路20驱动像素阵列13(显示面板10)(执行显示驱动)。具体地，如后面将描述的细节，驱动电路20通过选择像素阵列13中的多个像素11(11R、11G和11B)中的每一个，来将基于视频信号20A的信号电压写入到所选像素11中，从而对多个像素11执行显示驱动。如图1中所示，驱动电路20具有视频信号处理电路21、定时产生电路22、扫描线驱动电路23、信号线驱动电路24和电源线驱动电路25。
视频信号处理电路21对从外部输入的数字视频信号20A执行预定校正，并且将校正后的视频信号21A输出到信号线驱动电路24。预定校正是伽码校正、过驱动校正(overdrive correction)等。
定时产生电路22基于从外部输入的同步信号20B产生控制信号22A，并且输出该控制信号22A，由此执行控制使得扫描线驱动电路23、信号线驱动电路24和电源线驱动电路25互锁地操作。
扫描线驱动电路23通过根据控制信号22A(与控制信号22A同步地)将选择脉冲施加到多根扫描线WSL中的每一根，来连续地从多个像素11(11R、11G和11B)中选择一行像素。具体地，通过选择性地输出当写入晶体管Tr1被设置为导通(on)状态时要施加的电压Von、以及当写入晶体管Tr1被设置为截止(off)状态时要施加的电压Voff，来产生上述的选择脉冲。电压Von具有等于或大于写入晶体管Tr1的通态电压的值(恒定值)，并且电压Voff具有低于写入晶体管Tr1的通态电压的值(恒定值)。
信号线驱动电路24根据控制信号22A(与控制信号22A同步地)产生与从视频信号处理电路21输入的视频信号21A相对应的模拟视频信号，并且将该模拟视频信号施加到信号线DTL。具体地，通过将基于视频信号21A的模拟信号电压施加到每根信号线DTL，信号线驱动电路24将视频信号写入由扫描线驱动电路23选择的(要选择的)像素11(11R、11G或11B)。写入视频信号表示跨越驱动晶体管Tr2的栅极和源极施加预定电压。
信号线驱动电路24输出三个电压(三个值的电压)：作为基于视频信号20A的信号电压的灰度插值电压Vsig1(第一信号电压)、信号电压Vsig2(第二信号电压)以及电压Vofs。在该实施例中，信号线驱动电路24按照灰度插值电压Vsig1和信号电压Vsig2的顺序，将两个信号电压施加到每根信号线DTL，并且改变灰度插值电压Vsig1和信号电压Vsig2的每个的幅度。按照这种方式，尽管后面将描述细节，但是执行了对于每个有机EL元件12的发光亮度级的灰度插值。另一方面，电压Vofs是要在有机EL元件12的光灭(off)时施加到驱动晶体管Tr2的栅极的电压。具体地，设置电压Vofs，使得当驱动晶体管Tr2的阈电压是Vth时，(Vofs-Vth)变为低于通过将阴极电压Vca和有机EL元件12中的阈电压Vel相加所获得的电压值(Vel+Vca)的电压值(恒定值)。
电源线驱动电路25通过根据控制信号22A(与控制信号22A同步地)连续地向多根电源线DSL的每一根施加控制脉冲，来对于每个有机EL元件12控制发光操作和灭光操作。具体地，通过选择性地输出当电流Id被传递到驱动晶体管Tr2时施加的电压Vcc、和当电流Id没有被传递到驱动晶体管Tr2时施加的电压Vini，电源线驱动电路25产生控制脉冲。设置电压Vini，以具有低于通过将有机EL元件12中的阈电压Vel和阴极电压Vca相加所获得的电压值(Vel+Vca)的电压值(恒定值)。另一方面，设置电压Vcc，以具有等于或大于电压值(Vel+Vca)的电压值(恒定值)。
显示器件的动作和效果
随后，将描述该实施例的显示器件1的动作和效果。
1.显示操作的概述
在显示器件1中，如图1和2所示，驱动电路20基于视频信号20A和同步信号20B，对显示面板10(像素阵列13)中的像素11(11R、11G和11B)执行显示驱动。通过显示驱动，将驱动电流注入像素11中的有机EL元件12，重新组合空穴和电子，并且出现发光。发光中的光在有机EL元件12的阳极(未示出)和阴极(未示出)之间被多次反射，通过阴极等，并且被提取到外部。结果，在显示面板10上显示基于视频信号20A的图像。
显示操作的细节
图3是图示显示器件1的显示操作(驱动电路20的显示驱动)中的各种波形的示例的时序图。图3中的部分(A)到(C)分别图示了信号线DTL、扫描线WSL、以及电源线DSL的电压波形。具体地，图3图示了信号线DTL的电压在电压Vofs、灰度插值电压Vsig1和信号电压Vsig2之间周期性地改变的状态(图3中的部分(A))、扫描线WSL的电压在电压Voff和Von之间周期性地改变的状态(图3中的部分(B))、以及电源线DSL的电压在电压Vcc和Vini之间周期性地改变的状态(图3中的部分(C))。图3中的部分(D)和(E)分别示出了驱动晶体管Tr2中的栅极电势Vg和源极电势Vs的波形。
Vth校正准备时段T1：t1到t5
首先，在发光时段T0结束(定时t1)之后，驱动电路20为校正每个像素11(11R、11G和11B)中的驱动晶体管Tr2中的阈电压Vth(Vth校正)做准备。具体地，在定时t1，电源线驱动电路25将电源线DSL的电压从电压Vcc降低到电压Vini(图3中的部分(C))。在信号线DTL的电压为电压Vofs、并且电源线DSL的电压为电压Vini的时段中的定时t2和t3之间，扫描线驱动电路23将扫描线WSL的电压从电压Voff升高到电压Von(图3中的部分(B))。相应地，驱动晶体管Tr2的源极电势Vs降低到电压Vini(图3中的部分(E))，并且有机EL元件12截止。从定时t1到定时t14的时段是灭光时段T10，在该时段T10中有机EL元件12处于灭光状态，在定时t14处开始后面将要描述的发光操作。另一方面，当源极电势Vs降低时，由于经由保持电容器Cs的电容耦合，驱动晶体管Tr2的栅极电势Vg也降低(图3中的部分(D))。如上所述，当扫描线WSL的电压变为电压Von、并且写入晶体管Tr1进入导通状态时，驱动晶体管Tr2的栅极电势Vg最终变为与信号线DTL的电压相对应的电压Vofs(图3中的部分(D))。如图3所示，驱动晶体管Tr2的栅极-源极电压Vgs变得大于驱动晶体管Tr2的阈电压Vth(Vgs＞Vth)，并且对Vth校正的准备完成。此后，在信号线DTL的电压为电压Vofs、并且电源线DSL的电压为电压Vini的时段中的定时t4处，扫描线驱动电路23将扫描线WSL的电压从电压Voff升高到电压Von(图3中的部分(B))。
第一Vth校正时段：t5到t6
接下来，驱动电路20执行驱动晶体管Tr2中的第一Vth校正。具体地，首先，在信号线DTL的电压为电压Vofs、并且扫描线WSL的电压为电压Von的时段中的定时t5处，电源线驱动电路25将电源线DSL的电压从电压Vini升高到电压Vcc(图3中的部分(C))。然后电流Id在驱动晶体管Tr2的漏极和源极之间流动，并且源极电势Vs上升(图3中的部分(E))。接下来，在信号线DTL和电源线DSL的电压分别被保持为电压Vofs和Vcc的时段中的定时t6处，扫描线驱动电路23将扫描线WSL的电压从电压Von降低到电压Voff(图3中的部分(B))。通过该操作，写入晶体管Tr1进入截止状态。相应地，驱动晶体管Tr2的栅极浮置，并且Vth校正暂时停止(该时段转到第一Vth校正暂停时段T3)。
第一Vth校正暂停时段T3：t6到t7
在从定时t6到定时t7的时段中，如上所述，Vth校正暂时停止。然而，在第一Vth校正不足的情况下，即在驱动晶体管Tr2的栅极-源极电压Vgs仍大于驱动晶体管Tr2的阈电压Vth(Vgs＞Vth)的情况下，如下地执行操作。具体地，由于在Vth校正暂停时段T3中栅极-源极电压Vgs也大于驱动晶体管Tr2的阈电压Vth(Vgs＞Vth)，因此电流Id仍在驱动晶体管Tr2的漏极和源极之间流动，并且源极电势Vs继续上升(图3中的部分(E))。另一方面，由于经由保持电容器Cs的电容耦合，驱动晶体管Tr2的栅极电势Vg也随着源极电势Vs的上升而上升(图3中的部分(D))。
第二Vth校正时段T2：t7到t8
接下来，驱动电路20再次执行驱动晶体管Tr2中的Vth校正(第二Vth校正)。具体地，首先，在信号线DTL的电压为电压Vofs、并且电源线DSL的电压为电压Vcc的时段中的定时t7处，扫描线驱动电路23将扫描线WSL的电压从电压Voff升高到电压Von(图3中的部分(B))。相应地，写入晶体管Tr1进入导通状态，使得驱动晶体管Tr2的栅极电势Vg再次变为与信号线DTL的电压相对应的电压Vofs(图3中的部分(D))。在驱动晶体管Tr2的源极电压Vs低于电压值(Vofs(＝Vg)-Vth)(Vs＜(Vg-Vth))的情况下，换句话说，在栅极-源极电压Vgs仍大于阈电压Vth(Vgs＞Vth，Vth校正尚未完成的情况)的情况下，如下地执行操作。具体地，直到驱动晶体管Tr2截止(直到Vgs变为等于Vth)，以类似于第一Vth校正时段的方式，电流Id在驱动晶体管Tr2的漏极和源极之间流动，并且源极电势Vs继续上升(图3中的部分(E))。然而，在此情况下，在Vgs变得等于Vth之前，Vth校正再次暂时停止。换句话说，此后，在信号线DTL和电源线DSL的电压分别被保持为电压Vofs和Vcc的时段中的定时t8处，扫描线驱动电路23将扫描线WSL的电压从电压Von降低到电压Voff(图3中的部分(B))。通过该操作，写入晶体管Tr1进入截止状态，使得驱动晶体管Tr2的栅极变为浮置，并且Vth校正再次暂时停止(该时段转到第二Vth校正暂停时段T3)。
第二Vth校正暂停时段T3：t8到t9
在从定时t8到定时t9的时段中，如上所述，Vth校正再次暂时停止。然而，在该情况下，由于第二Vth校正不足(Vgs＞Vth)，因此在第二Vth校正暂停时段T3中，电流Id仍在驱动晶体管Tr2的漏极和源极之间流动，并且源极电势Vs继续上升(图3中的部分(E))。与第一Vth校正暂停时段T3相似，由于经由保持电容器Cs的电容耦合，驱动晶体管Tr2的栅极电势Vg也上升(图3中的部分(D))。
第三Vth校正时段T2和第三Vth校正暂停时段T3：t9到t11
接下来，驱动电路20再次执行驱动晶体管Tr2中的Vth校正(执行第三Vth校正)。具体地，首先，在信号线DTL的电压为电压Vofs、并且电源线DSL的电压为电压Vcc的时段中的定时t9处，扫描线驱动电路23将扫描线WSL的电压从电压Voff升高到电压Von(图3中的部分(B))。相应地，写入晶体管Tr1进入导通状态，使得驱动晶体管Tr2的栅极电势Vg再次变为与信号线DTL的电压相对应的电压Vofs(图3中的部分(D))。与Vth校正时段T2相似，直到驱动晶体管Tr2截止(直到Vgs变为等于Vth)，电流Id在驱动晶体管Tr2的漏极和源极之间流动，并且源极电势Vs继续上升(图3中的部分(E))。如图3所示，假设在第三Vth校正时段T2的结束时Vgs变为等于Vth，并且Vth校正完成。具体地，保持电容器Cs被充电，使得跨越两端的电压变为阈电压Vth，结果，驱动晶体管Tr2中的栅极-源极电压Vgs变为阈电压Vth。此后，在信号线DTL和电源线DSL的电压分别被保持为电压Vofs和Vcc的时段中的定时t10处，扫描线驱动电路23将扫描线WSL的电压从电压Von降低到电压Voff(图3中的部分(B))。通过该操作，写入晶体管Tr1进入截止状态，使得驱动晶体管Tr2的栅极变为浮置，结果，与随后信号线DTL的电压的幅度无关地，栅极-源极电压Vgs可以被保持在阈电压Vth。后面将描述的从定时t10到定时t11的时段是第三Vth校正暂停时段T3。
以这种方式，Vth校正时段T2和Vth校正暂停时段T3重复多次(在该实施例中每个重复三次)，以将栅极-源极电压Vgs设置为阈电压Vth(执行Vth校正)，由此获得以下效果。具体地，即使在像素11(11R、11G和11B)之间驱动晶体管Tr2的阈电压Vth变化的情况下，也可以避免有机EL元件12的发光亮度变化。
迁移率校正/灰度插值写入时段T4：t11到t12
接下来，如以下描述的，驱动电路20在写入灰度插值电压Vsig1(灰度插值写入)的同时执行驱动晶体管Tr2中的迁移率μ的校正(第一迁移率校正)。具体地，首先，在信号线DTL的电压为灰度插值电压Vsig1、并且电源线DSL的电压为电压Vcc的时段中的定时t11处，扫描线驱动电路23将扫描线WSL的电压从电压Voff升高到电压Von(图3中的部分(B))。通过该操作，写入晶体管Tr1进入导通状态，使得此时驱动晶体管Tr2的栅极电势Vg从电压Vofs升高到与信号线DTL的电压相对应的灰度插值电压Vsig1(图3中的部分(D))。在该阶段，有机EL元件12的阳极电压小于通过将有机EL元件12中的阈电压Vel和阴极电压Vca相加所获得的电压值(Vel+Vca)，使得有机EL元件12处于截止状态。换句话说，在该阶段，在有机EL元件12的阳极和阴极之间没有电流流动(有机EL元件12不发光)。因此，从驱动晶体管Tr2供应的电流Id流到并联存在于有机EL元件12的阳极和阴极之间的器件电容器(device capacitor)(未图示)，并且该器件电容器被充电。结果，驱动晶体管Tr2的源极电势Vs仅仅上升电势差ΔV1(图3中的部分(E))，并且栅极-源极电压Vgs变为(Vsig1+Vth-ΔV1)。
当驱动晶体管Tr2的迁移率μ增加时，源极电势Vs的上升量(电势差ΔV1)也增加。结果，如上所述，通过(经由反馈)在后面将描述的发光之前将栅极-源极电压Vgs设置得仅仅小电势差ΔV1的量，消除每个像素11中的迁移率μ的变化。然而，如下面将描述的，由于这样的迁移率校正被暂时停止，因此没有有效地消除每个像素11中的迁移率μ的变化。以这样的方式，与灰度插值写入并发地，进行第一迁移率校正。
自举时段T5：t12到t13
接下来，在信号线DTL的电压维持在灰度插值电压Vsig1、并且电源线DSL的电压维持在电压Vcc的时段中的定时t12，扫描线驱动电路23将扫描线WSL的电压从电压Von降低到电压Voff(图3中的部分(B))。通过该操作，写入晶体管Tr1进入截止状态，使得驱动晶体管Tr2的栅极变得浮置，并且迁移率校正暂时停止。此时，如图3所示，驱动晶体管Tr2的源极电势Vs也是浮置电势，并且栅极-源极电压Vgs再次大于阈电压Vth(Vgs＞Vth)。结果，驱动晶体管Tr2自举，并且源极电势Vs上升(图3中的部分(E)：自举时段T5)。换句话说，在自举时段T5中，也执行类似于上述的迁移率校正的操作。然而，在此情况下，由于如上所述驱动晶体管Tr2的栅极浮置，因此由于经由保持电容器Cs的电容耦合，驱动晶体管Tr2的栅极电势Vg也上升(图3中的部分(D))。
迁移率校正/信号写入时段T6：t13到t14
接下来，如以下描述的，驱动电路20在执行信号电压Vsig2的写入(信号写入)的同时执行第二迁移率校正。具体地，首先，在信号线DTL的电压为信号电压Vsig2、并且电源线DSL的电压为电压Vcc的时段中的定时t13处，扫描线驱动电路23将扫描线WSL的电压从电压Voff升高到电压Von(图3中的部分(B))。通过该操作，写入晶体管Tr1进入导通状态，使得此时驱动晶体管Tr2的栅极电势Vg上升到与信号线DTL的电压相对应的信号电压Vsig2(图3中的部分(D))。在该阶段，有机EL元件12的阳极电压仍小于通过将有机EL元件12中的阈电压Vel和阴极电压Vca相加所获得的电压值(Vel+Vca)，使得有机EL元件12仍处于截止状态。换句话说，在该阶段，在有机EL元件12的阳极和阴极之间仍没有电流流动(有机EL元件12不发光)。因此，从驱动晶体管Tr2供应的电流Id流到有机EL元件12中的器件电容器(未图示)，并且该器件电容器被充电。结果，驱动晶体管Tr2的源极电势Vs仅仅上升电势差ΔV2(图3中的部分(E))，并且栅极-源极电压Vgs变为(Vsig2+Vth-(ΔV1+ΔV2))。
当驱动晶体管Tr2的迁移率μ增加时，以与第一迁移率校正相似的方式，源极电势Vs的上升量(电势差ΔV2)也增加。结果，如上所述，通过在后面将描述的发光之前将栅极-源极电压Vgs设置得仅仅再小电势差ΔV2的量，有效地消除每个像素11中的迁移率μ的变化。以这样的方式，与信号写入并发地进行第二迁移率校正。
发光时段T7(T0)：t14或之后
接下来，在信号线DTL的电压维持在信号电压Vsig2、并且电源线DSL的电压维持在电压Vcc的时段中的定时t14，扫描线驱动电路23将扫描线WSL的电压从电压Von降低到电压Voff(图3中的部分(B))。通过该操作，写入晶体管Tr1进入截止状态，使得驱动晶体管Tr2的栅极变得浮置。在驱动晶体管Tr2的栅极-源极电压Vgs保持恒定的状态下，电流Id在驱动晶体管Tr2的漏极和源极之间流动。结果，驱动晶体管Tr2的源极电势Vs上升(图3中的部分(E))，并且驱动晶体管Tr2的栅极电势Vg也通过经由保持电容器Cs的电容耦合而互锁地上升(图3中的部分(D))。相应地，有机EL元件12的阳极电压变得大于通过将有机EL元件12中的阈电压Vel和阴极电压Vca相加所获得的电压值(Vel+Vca)。因此，电流Id在有机EL元件12的阳极和阴极之间流动，并且有机EL元件12发出具有期望亮度的光(发光时段T7(T0))。
重复
接下来，在经过了预定时段之后，驱动电路20完成发光时段T7(T0)。具体地，以类似于上面的方式，在定时t1，电源线驱动电路25将电源线DSL的电压从电压Vcc降低到电压Vini(图3中的部分(C))。然后驱动晶体管Tr2的源极电势Vs降低，并且最终变为电压Vini(图3中的部分(E))。因此，有机EL元件12的阳极电压变得小于通过将有机EL元件12中的阈电压Vel和阴极电压Vca相加所获得的电压值(Vel+Vca)，使得在阳极和阴极之间没有电流Id流动。结果，在定时t1或之后，有机EL元件12截止(操作转为灭光时段T10)。此后，驱动电路20执行显示驱动，使得至今为止描述的时段T1到T7(T0)在每个帧时段周期性地重复。同时，例如，驱动电路20在每个水平时段(1H时段)，在行方向分别利用选择脉冲和控制脉冲扫描电源线DSL和扫描线WSL。以这种方式，执行显示器件1中的显示操作(通过驱动电路20的显示驱动)。
3.灰度插值
随后，与比较示例的显示操作相比较，将描述作为实施例的显示器件1的显示操作中的特征之一的、由驱动电路20进行的灰度插值(对于每个有机EL元件12的发光亮度的灰度插值)。
3-1.比较示例的显示操作
图4是图示根据比较示例的现有技术的显示器件中的显示操作中的各波形的示例的时序图(定时t101到定时t112)。与图3中的部分(A)到(C)相似，图4中的部分(A)到(C)分别图示了信号线DTL、扫描线WSL、以及电源线DSL的电压波形。与图3中的部分(A)不同，图4中的部分(A)图示了其中信号线DTL的电压在电压Vofs和信号电压Vsig(两个值的电压)之间周期性地改变的状态。与图3中的部分(D)和(E)相似，图4中的部分(D)和(E)分别图示了驱动晶体管Tr2中的栅极电势Vg和源极电势Vs的波形。
在比较示例的显示操作中，定时t101到定时t111之间的时段(Vth校正准备时段T1、第一到第三Vth校正时段T2、以及第一到第三Vth校正暂停时段)中的操作基本上与显示器件1的显示操作(图3中的定时t1到定时t11之间的时段中的操作)相同。换句话说，如上所述，除了信号线DTL的电压具有两个值(电压Vofs和信号电压Vsig)之外，执行与显示器件1的Vth校正操作类似的Vth校正操作。
另一方面，在比较示例的显示操作中，定时t111和t112之间的时段(迁移率校正/信号写入时段T8)中的操作与显示器件1中的定时t11和t14之间的时段中的操作不同。换句话说，在比较示例中，与下面要描述的显示器件1的操作不同，仅执行一次迁移率校正/信号写入时段T8的信号写入和迁移率校正。具体地，执行与上面类似的、与从外部输入的视频信号20A相对应的信号电压Vsig的写入和迁移率校正的操作(在比较示例中，源极电势Vs仅升高电势差ΔV)。定时t112处以及之后的发光时段T9(T0)中的操作基本上类似于显示器件1中的发光时段T7(T0)中的操作。
在比较示例的显示操作中，信号电压Vsig与(与有机EL元件12的发光亮度L成比例的)在驱动晶体管Tr2中流动的电流Id之间的关系(伽码曲线)例如如图5A所示。换句话说，当由视频信号20A提供的信号电压Vsig的灰度值例如像电压x、x+1、x+2...一样升高时，电流Id的灰度值(发光亮度L)也以一一对应的方式升高。具体地，当信号电压Vsig被设置为电压x时，电流Id具有电流值Id(x)，并且发光亮度L具有亮度L(x)。类似地，当信号电压Vsig被设置为电压(x+1)时，电流Id具有电流值Id(x+1)，并且发光亮度L具有亮度L(x+1)。当信号电压Vsig被设置为电压(x+2)时，电流Id具有电流值Id(x+2)，并且发光亮度L具有亮度L(x+2)。从上面看出，在使用比较示例的显示操作的情况下，根据可以由视频信号20A提供的灰度值的数目(视频信号20A的比特数目)唯一地确定发光亮度L的灰度值的数目，换句话说，根据可以由信号电压Vsig提供的电压值的数目唯一地确定发光亮度L的灰度值的数目。具体地，例如，在视频信号20A是八比特信号的情况下，可以表现的发光亮度L的灰度值数目为28＝256。例如，在视频信号20A是10比特信号的情况下，可以表现的发光亮度L的灰度值数目为210＝1024。
因此，作为实现整体上更低成本的显示器件的方法之一，例如，在降低(对应于信号线驱动电路24的)数据驱动器的成本的情况下，在使用比较示例的显示操作的显示器件中，出现以下问题。例如，可以通过降低可以由视频信号20A提供的灰度值的数目(视频信号20A的比特数目)而降低数据驱动器的成本。在使用比较示例的显示操作的情况下，伴随着该降低，可以表现的发光亮度L的灰度值数目也降低。具体地，为了关于目前常见的10比特灰度值(1024灰度值)实现更低成本，不得不将灰度值数目减少到例如8比特灰度(256灰度值)。当可以表现的发光亮度L的灰度值数目减少时，显示质量也劣化。因此，在使用比较示例的显示操作的情况下，难以在实现更低成本的同时实现更高画面质量(更低成本和更高画面质量两者)。
3-2.实施例中的灰度插值
相反，在实施例的显示器件1中，首先，不同于比较示例，按照两个步骤来执行信号写入操作。具体地，如图3所示，在定时t11和t14之间的时段中，在夹入自举时段T5的同时提供两个迁移率校正/信号写入时段(迁移率校正/灰度插值写入时段T4和迁移率校正/信号写入时段T6)。信号线驱动电路24可以输出三个电压(三个值的电压)：作为基于视频信号20A的信号电压的信号电压Vsig2和灰度插值电压Vsig1、以及电压Vofs。信号线驱动电路24按照灰度插值电压Vsig1和信号电压Vsig2的顺序，将这两个信号电压施加到信号线DTL，如图3所示，并且如下面将描述地改变灰度插值电压Vsig1和信号电压Vsig2的每个的幅度。
在显示器件1中，例如，如通过图5B中的参考标记P11和P12所示，执行对于每个有机EL元件12的发光亮度L的灰度插值。结果，在显示器件1中，实现了比可以由视频信号20A原始提供的灰度值数目更大的灰度值数目的表现。具体地，例如，在图5A中所示的被设置为信号电压Vsig的电压x具有8比特灰度的情况下，在图5B中，对于该8比特灰度***两比特的灰度值(四个灰度值)(参见参考标记P11和P12)，使得实现10比特灰度。换句话说，如下面具体描述的，通过关于电压x等(由信号电压Vsig2提供的参考灰度电压)使用灰度插值电压Vsig1中设置的电压y等(插值灰度电压)，***了两比特的灰度值(四个灰度值)，并且获得了总共十比特的灰度值。
下面将更具体地描述这样的灰度插值。首先，例如如图6中的部分(A)到(D)所示，信号线驱动电路24固定地将信号电压Vsig2设置为与可以由视频信号20A提供的多个灰度值(在此情况下，8比特灰度＝256灰度值)之一相对应的电压(在此情况下为电压x)。接下来，例如如图6的部分(A)中的箭头P21所示，信号线驱动电路24使灰度插值电压Vsig1在多个电压(在此情况下为四个电压：(y-3)、(y-2)、(y-1)和y)之中改变。信号线驱动电路24重复以下操作：固定地将信号电压Vsig2设置为上述多个灰度值中的另一灰度、以及使灰度插值电压Vsig1在多个电压之中再次改变。
如图6的部分(A)和(B)中的箭头P21和P22所示，当灰度插值电压Vsig1的幅度从电压(y-3)上升到电压y时，在灰度插值电压Vsig1的写入完成之后，驱动晶体管Tr2的源极电势Vs的上升也变得更大。具体地，例如在灰度插值电压Vsig1被设置为电压y时的源极电势Vs的上升量(电势差ΔV1(y))大于在灰度插值电压Vsig1被设置为电压(y-3)时的源极电势Vs的上升量(通过第一迁移率校正的电势差ΔV1(y-3))。此时，在迁移率校正/灰度插值写入时段T4中，如图6的部分(C)中的箭头P23所示，当驱动晶体管Tr2的源极电势Vs上升时，驱动晶体管Tr2的栅极电势Vg也互锁地上升。换句话说，当灰度插值电压Vsig1的幅度从电压(y-3)上升到电压y时，在灰度插值电压Vsig1的写入完成之后的栅极电势Vg的上升还增加。
另一方面，在迁移率校正/号写入时段T6中，如图6的部分(D)所示，驱动晶体管Tr2中的源极电势Vs的上升量(通过第二迁移率校正的电势差ΔV2)是恒定的，而与灰度插值电压Vsig1的幅度无关。理由如下：如上所述，通过要写入的信号电压Vsig2的幅度(在此情况下为电压x)来确定该时段中的源极电势Vs的上升量(电势差ΔV2)。在该时段完成之后，如上所述，驱动晶体管Tr2的栅极电势Vg变为信号电压Vsig2(在此情况下为电压x)(图6中的部分(C))。因此，如从图6所理解的，当灰度插值电压Vsig1的幅度从电压(y-3)上升到电压y时，在写入信号电压Vsig2之后(在发光操作时)驱动晶体管Tr2的栅极-源极电压Vgs变得更小。具体地，例如，在灰度插值电压Vsig1被设置为电压y时的栅极-源极电压Vgs(y)小于在灰度插值电压Vsig1被设置为电压(y-3)时的栅极-源极电压Vgs(y-3)。
例如，如图7所示，当灰度插值电压Vsig1的幅度上升时，发光操作中的驱动晶体管Tr2的栅极-源极电压Vgs降低。结果，在驱动晶体管Tr2中流动的电流Id降低。与电流Id的降低成比例，有机EL元件12的发光亮度L也变得更低。
使用上面所述，例如如图8A和8B所示，信号线驱动电路24对于与由信号电压Vsig2提供的灰度值相对应的电压x等(图8B)的每一个，选择性地指派与由灰度插值电压Vsig1提供的四个灰度值相对应的电压y等(图8A)。通过该操作，实现如图5B和8B所示的灰度插值。图8A中的电压范围Δy包括由灰度插值电压Vsig1提供的四个灰度值的灰度间隔。
如上所述，在该实施例中，在对显示面板10中的多个像素11的显示驱动时，驱动电路20(信号线驱动电路24)根据视频信号20A的灰度值，改变灰度插值电压Vsig1和信号电压Vsig2的每个的幅度，由此对于每个有机EL元件12的发光亮度L执行灰度插值。因此，实现了大于由视频信号20A原始提供的灰度值数目的灰度值数目的表现。因此，在简化(而不是复杂化)驱动电路20(信号线驱动电路24)的配置的同时，实现了更高清晰度的灰度表现。换句话说，例如即使在使用能够输出M(M：整数)比特的视频信号20A的数据驱动器(信号线驱动电路24)的情况下，也表现N(N：整数，N＞M)比特的灰度表现，并且实现驱动电路20的成本的降低。因此，该实施例的显示器件1在降低成本的同时实现了更高画面质量(实现更低成本和更高画面质量两者)。
模块和应用示例
参考图9到14，下面将描述在前述实施例中描述的显示器件1的应用示例。实施例的显示器件1可以应用于如电视机装置、数字相机、笔记本尺寸个人计算机、如蜂窝电话的便携式终端设备、摄像机等的所有领域中的电子单元。换句话说，显示器件1可以应用于将从外部输入的视频信号或者在内部产生的视频信号显示为图像或视频图像的所有领域中的电子单元。
模块
在如后面将描述的应用示例1到5的各种电子单元中，显示器件1被组装为例如如图9中所示的模块。通过例如在基板31的一侧中提供从密封基板32露出的区域210、并且通过在所露出的区域210中延伸驱动电路20的布线以形成外部连接端子(未示出)，来获得该模块。该外部连接端子可以提供有用于输入/输出信号的柔性印刷电路(FPC)220。
应用示例1
图10图示了应用显示器件1的电视机装置的外观。电视机装置具有例如包括前侧面板310和滤光玻璃320的视频显示屏幕单元300。视频显示屏幕单元300由显示器件1构成。
应用示例2
图11A和图11B图示了应用显示器件1的数字相机的外观。数字相机具有例如用于闪光的发光单元410、显示部分420、菜单开关430、以及快门按钮440。显示部分420由显示器件1构成。
应用示例3
图12图示了应用显示器件1的笔记本尺寸个人计算机的外观。笔记本尺寸个人计算机具有例如主体510、用于输入字符等的操作的键盘520、以及用于显示图像的显示部分530。显示部分530由显示器件1构成。
应用示例4
图13图示了应用显示器件1的摄像机的外观。摄像机具有例如主体610、在主体610的正面提供的用于捕获对象的镜头620、拍摄开始/停止开关630、以及显示部分640。显示部分640由显示器件1构成。
应用示例5
图14A到14G图示了应用显示器件1的蜂窝电话的外观。蜂窝电话通过例如将上盖710和下盖720通过耦合部分(铰链)730耦合而构成，并且具有显示器740、副显示器750、画面灯760、以及相机770。显示器740或副显示器750由显示器件1构成。
修改
尽管上面已经通过实施例和应用示例描述了本发明，但是本发明不限于实施例等，而是可以进行各种修改。
例如，在前述实施例等中，已经主要描述了通过灰度插值、通过利用两个比特对视频信号20A可以提供的8比特灰度插值、而在发光亮度L中表现10比特灰度的情况。换句话说，通过使用在前述实施例等中描述的灰度插值，例如，利用四个比特来对6比特灰度插值以实现10比特灰度表现，并且利用两个比特来对10比特灰度插值以实现12比特灰度表现。在利用N个比特对原始地被设置为M比特灰度的视频信号插值的情况下，足以使得灰度插值电压Vsig1在2N个值中改变。
尽管在前述实施例等中已经描述了显示器件1为有源矩阵型的情况，但是用于有源矩阵驱动的像素电路14的配置不限于在前述实施例等中描述的那样。具体地，如果需要，可以将电容器、晶体管等添加到像素电路14。在该情况下，根据像素电路14的改变，除了扫描线驱动电路23、信号线驱动电路24和电源线驱动电路25之外，还可以提供必要的驱动电路。
此外，在实施例等中，尽管已经描述了通过定时产生电路22来控制扫描线驱动电路23、信号线驱动电路24和电源线驱动电路25的驱动操作的情况，但是其它电路可以控制所述驱动操作。可以通过硬件(电路)或软件(程序)来控制扫描线驱动电路23、信号线驱动电路24和电源线驱动电路25。
另外，尽管在前述实施例等中已经描述了像素电路14具有所谓的“2Tr1C”的电路配置，但是像素电路14的电路配置不限于2Tr1C。换句话说，只要包括其中晶体管串联连接到有机EL元件12的电路配置，像素电路14就可以具有除了“2Tr1C”之外的电路配置。
尽管在上述实施例等中已经描述了写入晶体管Tr1和驱动晶体管Tr2是n沟道晶体管(例如，n沟道MOS型的TFT)的情况，但是本发明不限于该情况。具体地，写入晶体管Tr1和驱动晶体管Tr2的每个可以是p沟道晶体管(例如，p沟道MOS型的TFT)。在该情况下，优选将未与电源线DSL连接的驱动晶体管Tr2的源极或漏极、和保持电容器Cs的另一端连接到有机EL元件12的阴极，并且将有机EL元件12的阳极连接到地线GND等。
本申请包含涉及于2009年11月11日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-258314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 (7)

1.一种显示器件，包括：
显示部分，包括多个像素，每个像素具有发光元件和像素电路；以及
驱动电路，通过选择所述多个像素中的每个像素，以按照第一信号电压和第二信号电压的顺序将第一信号电压和第二信号电压写入到所选择的像素，来对所述多个像素执行显示驱动，第一信号电压和第二信号电压是基于视频信号提供的，
其中，该驱动电路依据视频信号的灰度值改变第一信号电压和第二信号电压的每个的幅度，由此对于每个发光元件的发光亮度级执行灰度插值。
2.如权利要求1所述的显示器件，其中，该驱动电路通过将第二信号电压设置为与由视频信号原始提供的多个灰度值之一相对应的基本灰度电压、并且通过将第一信号电压调节为多个插值灰度电压之一，来执行灰度插值。
3.如权利要求1所述的显示器件，其中，该显示部分具有多根扫描线、多根信号线、以及多根电源线。
4.如权利要求3所述的显示器件，其中，该驱动电路包括：
扫描线驱动电路，通过连续地将选择脉冲施加到多根扫描线中的每一根，来连续地从多个像素中选择一行像素；
信号线驱动电路，通过按照第一信号电压和第二信号电压的顺序将第一信号电压和第二信号电压施加到所述多根信号线中的每一根，来将视频信号写入由扫描线驱动电路选择的该行像素中的每个像素；以及
电源线驱动电路，通过将控制脉冲连续地施加到所述多根电源线中的每一根，来控制每个发光元件的发光操作和灭光操作。
5.如权利要求3所述的显示器件，其中，发光元件具有阳极和阴极，并且像素电路包括第一和第二晶体管，所述第一和第二晶体管的每个具有栅极、源极和漏极，并且像素电路包括保持电容器，第一晶体管的栅极连接到扫描线，第一晶体管中的漏极和源极中的一个连接到信号线，而第一晶体管中的漏极和源极中的另一个连接到第二晶体管的栅极和保持电容器的一端两者，第二晶体管中的漏极和源极中的一个连接到电源线，而第二晶体管中的漏极和源极中的另一个连接到保持电容器的另一端和发光元件的阳极两者，并且发光元件的阴极被设置为固定电势。
6.一种驱动显示器件的方法，包括以下步骤：
通过选择显示部分中的多个像素中的每个像素，以按照第一信号电压和第二信号电压的顺序将第一信号电压和第二信号电压写入到所选择的像素中，来对所述多个像素执行显示驱动，其中每个像素具有发光元件和像素电路，第一信号电压和第二信号电压是基于视频信号提供的；并且
在显示驱动时，依据视频信号的灰度值改变第一信号电压和第二信号电压的每个的幅度，由此对于每个发光元件的发光亮度级执行灰度插值。
7.一种具有显示器件的电子单元，
该显示器件包括：
显示部分，包括多个像素，每个像素具有发光元件和像素电路；以及
驱动电路，通过选择所述多个像素中的每个像素，以按照第一信号电压和第二信号电压的顺序将第一信号电压和第二信号电压写入到所选择的像素，来对所述多个像素执行显示驱动，第一信号电压和第二信号电压是基于视频信号提供的，
其中，该驱动电路依据视频信号的灰度值改变第一信号电压和第二信号电压的每个的幅度，由此对于每个发光元件的发光亮度级执行灰度插值。
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