CN111095392B - 显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供在显示图像时能够以较少的耗电量对驱动晶体管进行驱动的显示装置及其驱动方法。有机EL显示装置在具有双栅极构造的驱动晶体管(M1)的底栅电极(2)施加用于使驱动晶体管(M1)开/关的电压,与数据信号对应的数据电压(Vdata)作为背栅电压(Vbg)而向顶栅电极(6)施加。由此,与将数据电压施加于底栅电极(2)的情况相比,使电压值的变动幅度变小。

Description

显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及显示装置及其驱动方法,更详细而言涉及具备有机EL(ElectroLuminescence)显示装置等由电流驱动的显示元件的显示装置。
背景技术
作为薄型、高画质、低耗电量的显示装置,公知有机EL显示装置。在有机EL显示装置中,通过由电流驱动的自发光型显示元件亦即有机EL元件(也被称为“有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode:OLED)”或者“显示元件”)以及驱动晶体管等构成的多个像素电路以矩阵状配置。
对这样的有机EL显示装置所含的以往的像素电路的结构进行说明。图6是表示专利文献1所述的像素电路111的结构的图,图7是表示用于驱动图6所示的像素电路111的时序图的图。如图6所示,像素电路111包括一个有机EL元件OLED、三个晶体管M1~M3、存储电容器Cst以及补偿用电容器Ccp。这些晶体管M1~M3全部为N沟道型晶体管。晶体管M1是用于对应该向有机EL元件OLED供给的驱动电流进行控制的驱动晶体管,且是具有底栅端子Gb和顶栅端子Gt的双栅极构造的晶体管。晶体管M2是用于为了对驱动晶体管M1的底栅端子Gb施加与数据信号对应的电压(数据电压)Vdata而通过给予了数据信号线Di的数据电压Vdata对存储电容器Cst进行充电的写入用晶体管。晶体管M3是用于对补偿用电容器Ccp进行充电的补偿用晶体管,上述补偿用电容器Ccp对成为亮度不均的原因的驱动晶体管M1的阈值电压的不一致进行补偿。充电至补偿用电容器Ccp的电压通过作为背栅电压Vbg而施加于顶栅端子Gt,从而补偿驱动晶体管M1的阈值电压的不一致。
接下来,对像素电路111的动作进行说明。如图7所示,在时刻t1,与写入用晶体管M2的控制端子连接的第一扫描信号线Saj的电位从低电平变化为高电平。由此,写入用晶体管M2成为接通状态,作为数据电压Vdata,将预置电压Vpre从数据信号线Di写入存储电容器Cst。作为其结果,预置电压Vpre给予驱动晶体管M1的底栅端子Gb,驱动晶体管M1成为接通状态。
同时,与补偿用晶体管M3的控制端子连接的第二扫描信号线Sbj的电位也从低电平变化为高电平,补偿用晶体管M3成为接通状态。此时,与驱动晶体管M1连接的高电平电源线ELVDD的电源电压VDD维持高电平。因此,电流从高电平电源线ELVDD经由驱动晶体管M1以及补偿用晶体管M3而流过节点N,补偿用电容器Ccp以高电平的电源电压VDD被充电。被充电至补偿用电容器Ccp的高电平的电源电压VDD作为背栅电压Vbg而向驱动晶体管M1的顶栅端子Gt施加。此时,高电平电源线ELVDD的电源电压VDD以及低电平电源线ELVSS的电源电压VSS均为高电平,因此向有机EL元件OLED的阳极端子以及阴极端子施加的电压均为高电平。因此,在有机EL元件OLED没有流动有电流。
在时刻t2,第一扫描信号线Saj从高电平变化为低电平,从而写入用晶体管M2成为断开状态。此时,在存储电容器Cst写入有预置电压Vpre,因此在驱动晶体管M1的底栅端子Gb施加有预置电压Vpre,驱动晶体管M1成为接通状态。高电平电源线ELVDD的电源电压VDD从高电平变化为低电平,因此从补偿用电容器Ccp经由补偿用晶体管M3以及驱动晶体管M1而在高电平电源线ELVDD流动有电流。由此,向底栅端子Gb施加的背栅电压Vbg开始降低,驱动晶体管M1的阈值电压开始上升。
其后,至不对驱动晶体管M1的底栅端子Gb施加预置电压Vpre的时刻t3为止,经由驱动晶体管M1而在高电平电源线ELVDD流动有电流,伴随于此,背栅电压Vbg降低。在时刻t3,若背栅电压Vbg与阈值电压相等,则不在驱动晶体管M1流动电流,背栅电压Vbg的降低也停止。驱动晶体管M1的阈值电压成为与此时的背栅电压Vbg对应的规定的值,其不一致被补偿。在从时刻t2至时刻t3期间,在有机EL元件OLED的阳极端子和阴极端子施加反向电压,因此没有在有机EL元件OLED流动有电流,有机EL元件OLED不发光。
在时刻t3,第二扫描信号线Sbj的电位从高电平变化为低电平,补偿用晶体管M3成为断开状态。高电平电源线ELVDD的电源电压VDD从低电平变化为高电平,低电平电源线ELVSS的电源电压VSS从高电平变化为低电平。另外,第一扫描信号线Saj的电位从低电平变化为高电平,写入用晶体管M2成为接通状态。由此,从数据信号线Di给予与数据电压Vdata对应的驱动电压Vdrive。驱动电压Vdrive由存储电容器Cst保持并且向驱动晶体管M1的底栅端子Gb施加。因此,与驱动电压Vdrive对应的电流从高电平电源线ELVDD经由驱动晶体管M1向有机EL元件OLED供给,有机EL元件OLED以与驱动电压Vdrive对应的亮度发光。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:Ya-Hsiang Tai;Lu-Sheng Chou et al.Three-Transistor AMOLEDPixel Circuit With Threshold Voltage Compensation Function Using Dual-GateIGZO TFT.IEEE ELECTRON DEVICE LETTER,VOL.33,NO.3MARCH 2012,p.393-395.
发明内容
本发明所要解决的技术问题
但是,对于图6所示的像素电路而言,驱动晶体管M1通过与向底栅端子Gb输入的数据电压Vdata对应的驱动电压Vdrive,对在驱动晶体管M1流动的电流即向有机EL元件OLED供给的电流进行控制。另一方面,通过对向顶栅端子Gt输入的背栅电压Vbg进行控制,从而对驱动晶体管M1的阈值电压的不一致进行补偿。在像这样通过施加于底栅端子Gb的驱动电压Vdrive来控制在驱动晶体管M1流动的电流的情况下,需要使驱动电压Vdrive的电压值的变动幅度(Peak to Peak值)成为约20V左右。这样,需要电压值的变动幅度大的驱动电压Vdrive,因此存在像素电路111的耗电量变大这样的问题。
因此,本发明的目的在于提供具备在显示图像时能够以较少耗电量对驱动晶体管进行驱动的像素电路的显示装置及其驱动方法。
解决问题的方案
本发明的实施方式的某个方面所涉及的显示装置具有:
用于传递表示应该显示的图像的多个数据信号的多个数据信号线、与上述多个数据信号线交叉的多个第一以及第二扫描信号线、以及沿着上述多个数据信号线和上述多个第一以及第二扫描信号线以矩阵状配置的多个像素电路,
在上述显示装置中,具备:
数据信号线驱动电路,其分别对上述多个数据信号线输出上述多个数据信号;和
扫描信号线驱动电路,其分别选择性地驱动上述多个第一以及第二扫描信号线,
上述多个像素电路分别与上述多个数据信号线的任一个、以及上述多个第一以及第二扫描信号线各自的任一个对应,
各像素电路包括:显示元件、用于对控制向上述显示元件供给的驱动电流的电压进行保持的保持电容、以及用于将上述驱动电流向上述显示元件供给的驱动晶体管,
在对应的第二扫描信号线为选择状态时上述驱动晶体管成为二极管连接并将第一电源电压经由上述驱动晶体管而保持于上述保持电容,
上述驱动晶体管是具有第一栅电极和配置为隔着沟道区域而与上述第一栅电极对置的第二栅电极的双栅极构造,
在对上述驱动晶体管的阈值电压的不一致进行了补偿后,对与上述第二栅电极连接的第二控制端子施加电压而使上述驱动晶体管成为接通状态,对与上述第一栅电极连接的第一控制端子,作为背栅电压而施加在通过内部补偿而求出的电压值叠加基于上述数据信号而变化了的电压变化量的大小而得到的电压,通过控制在上述驱动晶体管流动的上述驱动电流的电流值,从而使上述显示元件发光。
对于本发明的实施方式的其他方面所涉及的显示装置的驱动方法而言,上述显示装置具有:用于传递表示应该显示的图像的多个数据信号的多个数据信号线、与上述多个数据信号线交叉的多个第一以及第二扫描信号线、以及沿着上述多个数据信号线和上述多个第一以及第二扫描信号线以矩阵状配置的多个像素电路,
上述显示装置还具备:
数据信号线驱动电路,其分别对上述多个数据信号线输出上述多个数据信号;和
扫描信号线驱动电路,其分别选择性地驱动上述多个第一以及第二扫描信号线,
上述多个像素电路分别与上述多个数据信号线的任一个、以及上述多个第一以及第二扫描信号线各自的任一个对应,
各像素电路包括:显示元件、用于对控制向上述显示元件供给的驱动电流的电压进行保持的保持电容、以及用于将上述驱动电流向上述显示元件供给的驱动晶体管,
上述驱动晶体管是具有第一栅电极和配置为隔着沟道区域而与上述第一栅电极对置的第二栅电极的双栅极构造,
在上述显示元件的驱动方法中,具备:
对上述驱动晶体管的阈值电压的不一致进行内部补偿的步骤;
使上述第二扫描信号线成为非选择状态、使第一扫描信号线成为选择状态,将数据信号向上述保持电容供给的步骤;
将在通过内部补偿电路而求出的电压值叠加基于上述数据信号而变化了的电压变化量的大小而得到的电压作为背栅电压而向与上述第一栅电极连接的第一控制端子施加的步骤;以及
通过上述背栅电压对在上述驱动晶体管流动的上述驱动电流的电流值进行控制并向上述显示元件供给的步骤。
发明效果
根据上述某个方面所涉及的显示装置,在显示装置中,在具有双栅极构造的驱动晶体管的第一控制端子或者第二控制端子的任一方施加用于使驱动晶体管开/关的电压,在另一方作为背栅电压而施加在通过内部补偿求出的电压值叠加基于数据信号而变化了的电压变化量的大小而得到的电压。由此,与通过数据电压进行驱动晶体管的开/关的情况相比,能够使数据电压的电压值的变动幅度变小,因此能够减少显示图像时的有机EL显示装置的耗电量。
根据上述其他的某个方面所涉及的显示装置的驱动方法,在对驱动晶体管的阈值电压的不一致进行了补偿后,对与第二栅电极连接的第二控制端子施加电压而使驱动晶体管成为接通状态,使第一扫描信号线成为选择状态,将数据电压向保持电容供给。接下来,将在通过内部补偿求出的电压值叠加基于数据信号而变化了的电压变化量的大小而得到的电压作为背栅电压而向第一控制端子施加,对通过背栅电压而在驱动晶体管流动的驱动电流的电流值进行控制并向显示元件供给。由此,与基于上述某个方面的情况相同,能够使控制驱动电流的电流值的电压值的变动幅度变小,因此能够减少显示图像时的有机EL显示装置的耗电量。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的有机EL显示装置的像素电路所含的具有顶栅和底栅的双栅构造的薄膜晶体管的结构的剖视图。
图2是表示图1所示的双栅构造的薄膜晶体管的电特性的图。
图3是表示本发明的实施方式所涉及的有机EL显示装置的整体结构的框图。
图4是表示图3所示的有机EL显示装置所含的像素电路和各种布线的连接关系的电路图。
图5是用于对图4所示的像素电路的1帧期间的驱动方法进行说明的时序图。
图6是表示以往的像素电路的结构的图。
图7是用于对图6所示的像素电路的驱动方法进行说明的时序图。
具体实施方式
<1.基础研究>
图1是表示具有顶栅电极6和底栅电极2的双栅构造的薄膜晶体管(Thin FilmTransistor:TFT)的结构的剖视图。图2是表示图1所示的双栅构造的薄膜晶体管的电特性的图。如图1所示,在绝缘基板1上形成有底栅电极2(第二控制电极),在底栅电极2上依次层叠有绝缘膜3、半导体膜4、绝缘膜5。并且,在与底栅电极2对置的绝缘膜5上的位置形成有顶栅电极(第一控制电极)6,以覆盖顶栅电极6的方式形成有钝化膜7。半导体膜4是由例如包含In-Ga-Zn-O系的半导体(铟镓锌氧化物)的氧化物半导体构成的膜。形成有经由形成于钝化膜7的接触孔而与半导体膜4直接连接的漏极端子8d以及源极端子8s。图1所示的薄膜晶体管是N沟道型的晶体管,漏极电流的电流值由施加于底栅电极2的栅极电压和施加于顶栅电极6的背栅电压控制。
此外,也可以通过将栅极电压施加于顶栅电极6、将背栅电压施加于底栅电极2,对漏极电流的电流值进行控制。另外,薄膜晶体管不限定于N沟道型晶体管,也可以是P沟道型晶体管。另外,对薄膜晶体管的半导体膜4为由氧化物半导体构成的膜进行了说明,但也可以是由非晶硅或者低温多晶硅(Low Temperature Poly Silicon:LTPS)构成的膜。
接下来,参照图2,对N沟道型晶体管的晶体管特性进行说明。如图2所示,示出使施加于底栅电极2的栅极电压Vg在0~+20V的范围内变化并且使施加于顶栅电极6的背栅电压Vbg在-15V~+10V的范围内按每5V变化时的漏极电流Id的电流值。具有图2所示的特性的薄膜晶体管在漏极电流Id为1.0E-12A~1.0E-7A的范围时成为接通状态。通过将这样的特性的薄膜晶体管用作像素电路的驱动晶体管,从而能够进行灰度显示。此外,在漏极电流小于1.0E-12A时,薄膜晶体管成为断开状态。
因此,使施加于底栅电极2的栅极电压Vg的高电平为+4V,使低电平为+2V。在栅极电压Vg为高电平(+4V)时,使施加于薄膜晶体管的顶栅电极6的背栅电压Vbg在-10V~+5V的范围变化。由此,在薄膜晶体管为接通状态时,能够通过背栅电压Vbg对在薄膜晶体管流动的电流的电流值进行控制。在后述的实施方式中,在对底栅电极2施加了高电平(+4V)的栅极电压Vg的状态下,作为背栅电压Vbg而将-10V~+5V的范围的数据信号的电压(数据电压)施加于顶栅电极6。
此外,在薄膜晶体管为P沟道型晶体管的情况下,其晶体管特性在图2所示的N沟道型晶体管的特性中作为分别使栅极电压Vg以及背栅电压Vbg的符号反转的特性而表示。
<2.实施方式>
以下,参照附图,对实施方式进行说明。此外,与驱动晶体管M1的顶栅电极6连接的顶控制端子相当于第一控制端子,与底栅电极2连接的底控制端子相当于第二控制端子。另外,以本实施方式的晶体管全部为N沟道型晶体管进行说明,但本发明不局限于此,也可以是P沟道型晶体管。另外,本实施方式的晶体管例如为薄膜晶体管,但本发明不限定于此。另外,除非另有说明,否则本说明书的“连接”是指“电连接”,在不脱离本发明的主旨的范围内,不仅包括是指直接连接的情况,还包括是指经由其他元件的间接的连接的情况。
<2.1整体结构>
图3是表示本发明的实施方式所涉及的有机EL显示装置的整体结构的框图。该有机EL显示装置是具备补偿电路的有机EL显示装置,如图3所示,具备显示部10、显示控制电路20、数据信号线驱动电路30、扫描信号线驱动电路50、发光控制线驱动电路60、以及VDD/VSS电压控制电路70。
在显示部10分别配置有m(m为2以上的整数)根数据信号线D1~Dm、与这些数据信号线D1~Dm交叉的n(n为2以上的整数)根第一扫描信号线Sa1~San、以及第二扫描信号线Sb1~Sbn、以及与第一扫描信号线Sa1~San以及第二扫描信号线Sb1~Sbn平行的n根发光控制线E1~En。另外,如图3所示,在显示部10设置有m×n个像素电路11。这m×n个的像素电路11以分别与上述m根数据信号线D1~Dm的任一个对应并且还与上述n根第一扫描信号线Sa1~San的任一个、第二扫描信号线Sb1~Sbn的任一个、以及n根发光控制线E1~En的任一个分别对应的方式沿着上述数据信号线D1~Dm和上述第一以及第二扫描信号线Sa1~San、Sb1~Sbn、发光控制线E1~En以矩阵状配置。数据信号线D1~Dm与数据信号线驱动电路30连接,第一以及第二扫描信号线Sa1~San、Sb1~Sbn与扫描信号线驱动电路50连接,发光控制线E1~En与发光控制线驱动电路60连接。
在显示部10配设有各像素电路11所共用的未图示的电源线。更详细而言,配设有用于对驱动后述的有机EL元件的电源电压VDD(第一电源电压)进行供给的高电平电源线ELVDD(第一电源线)、和用于对驱动有机EL元件的电源电压VSS(第二电源电压)进行供给的低电平电源线ELVSS(第二电源线)。它们的电压从VDD/VSS电压控制电路70被供给。另外,图3示出由像素电路11的m根数据信号线D1~Dm的寄生电容分别构成的数据信号线电容器Cd1~Cdm。
显示控制电路20从有机EL显示装置的外部接受包括表示应该显示的图像的图像信息以及用于图像显示的时机控制信息在内的输入信号Sin,并基于该输入信号Sin,对数据信号线驱动电路30、扫描信号线驱动电路50以及发光控制线驱动电路60输出各种控制信号。更详细而言,显示控制电路20对数据信号线驱动电路30输出数据开始脉冲DSP、数据时钟信号DCK、显示数据DA以及锁存脉冲LP。显示控制电路20还对扫描信号线驱动电路50输出扫描开始脉冲SSP以及扫描时钟信号SCK。显示控制电路20还对发光控制线驱动电路60输出发光控制开始脉冲ESP以及发光控制时钟信号ECK。
数据信号线驱动电路30包括未图示的m位移位寄存器、采样电路、锁存电路以及m个D/A转换器等。移位寄存器具有彼此级联连接的m个双稳态电路,将初级供给的数据开始脉冲DSP与数据时钟信号DCK同步地传送,并从各级输出取样脉冲。与取样脉冲的输出时机匹配地对采样电路供给显示数据DA。采样电路根据取样脉冲而存储显示数据DA。若采样电路存储有1行的量的显示数据DA,则显示控制电路20对锁存电路输出锁存脉冲LP。锁存电路若接受锁存脉冲LP,则对存储于采样电路的显示数据DA进行保持。D/A转换器与分别和数据信号线驱动电路30的m个输出端子Td1~Tdm连接的m根数据信号线D1~Dm对应地设置,将保持于锁存电路的显示数据DA转换为作为模拟电压信号的数据信号,并将该数据信号向数据信号线D1~Dm供给。
扫描信号线驱动电路50对n根第一扫描信号线Sa1~San、第二扫描信号线Sb1~Sbn进行驱动。更详细而言,扫描信号线驱动电路50包含未图示的移位寄存器以及缓冲器等。移位寄存器与第一扫描时钟信号SCKa同步地依次传送第一扫描开始脉冲SSPa。由此,从移位寄存器的各级将第一扫描信号经由缓冲器向对应的第一扫描信号线Saj(j=1~n)供给。通过高电平的第一扫描信号(有源的第一扫描信号),一并选择与第一扫描信号线Saj连接的m个像素电路11,如后述那样,从数据信号线Di(i=1~m)对像素电路11供给数据信号。
另外,移位寄存器与和上述第一扫描时钟信号SCKa不同的第二扫描时钟信号SCKb同步地依次传送第二扫描开始脉冲SSPb。由此,从移位寄存器的各级将第二扫描信号经由缓冲器而向对应的第二扫描信号线Sbj(j=1~n)供给。通过高电平的第二扫描信号(有源的第二扫描信号),一并选择与第二扫描信号线Sbj连接的m个像素电路11,从VDD/VSS电压控制电路70对像素电路11供给电源电压VDD。
发光控制线驱动电路60对n根发光控制线E1~En进行驱动。更详细而言,发光控制线驱动电路60包括未图示的移位寄存器以及缓冲器等。移位寄存器与发光控制时钟信号ECK同步地依次传送发光控制开始脉冲ESP。来自移位寄存器的各级的输出亦即发光控制信号经由缓冲器而向对应的发光控制线Ej(j=1~n)供给。
<2.2像素电路和各种布线的连接关系>
图4是表示图3所示的有机EL显示装置所含的像素电路11和各种布线的连接关系的电路图。如图4所示,像素电路11包括有机EL元件OLED、驱动晶体管M1、写入用晶体管M2、补偿用晶体管M3、以及保持数据电压的存储电容器(也称为“保持电容”)Cst。在像素电路11连接有第一扫描信号线Saj、第二扫描信号线Sbj、发光控制线Ej、数据信号线Di、从VDD/VSS电压控制电路70延伸的高电平电源线ELVDD以及低电平电源线ELVSS。此外,如图3所示,在各数据信号线Di形成有数据信号线电容器Cdi。
如上述那样,驱动晶体管M1是形成有隔着沟道区域4c的顶栅端子Gt和底栅端子Gb的双栅构造的晶体管。第一导通端子与高电平电源线ELVDD连接,第二导通端子与有机EL元件OLED的阳极端子连接。底栅端子Gb与发光控制线Ej连接,顶栅端子Gt与将驱动晶体管M1的顶栅端子Gt和存储电容器Cst的一方的端子连接的节点N连接。驱动晶体管M1将与接通状态时向顶控制端子供给的背栅电压Vbg对应的驱动电流向有机EL元件OLED供给。
补偿用晶体管M3的控制端子与第二扫描信号线Sbj连接。补偿用晶体管M3的第一导通端子与驱动晶体管M1的第二导通端子连接,第二导通端子与节点N连接。通过使发光控制线Ej以及第二扫描信号线Sbj的电位成为高电平,从而驱动晶体管M1通过接通状态的补偿用晶体管M3而二极管连接,从高电平电源线ELVDD经由驱动晶体管M1以及补偿用晶体管M3将高电平的电源电压VDD向存储电容器Cst供给,存储电容器Cst被充电为电源电压VDD。
写入用晶体管M2的控制端子与第一扫描信号线Saj连接。写入用晶体管M2的第一导通端子与存储电容器Cst的端子连接,第二导通端子与数据信号线Di连接。写入用晶体管M2根据第一扫描信号线Saj的选择,将数据信号线Di的电压即数据信号线电容器Cdj所保持的数据电压向存储电容器Cst供给。由此,保持电源电压VDD的存储电容器Cst的端子的电压被从数据信号线Di给予的数据电压推高。因此,将在通过内部补偿求出的电压值叠加了由于推高而上升了的电压变化量的大小而得到的电压作为背栅电压Vbg向驱动晶体管M1的顶栅端子Gt供给。
对于驱动晶体管M1而言,若在发光控制线Ej为选择状态(高电平)时成为接通状态,而且将与数据电压对应的电压作为背栅电压Vbg而向顶栅端子Gt供给,则与数据电压对应的驱动电流在驱动晶体管M1流动。这样,驱动晶体管M1作为将接通状态时通过数据电压决定的驱动电流向有机EL元件OLED供给的发光控制用晶体管发挥功能。对于有机EL元件OLED而言,阳极端子与驱动晶体管M1的第二导通端子连接,阴极端子与低电平电源线ELVSS连接。因此,若将根据数据电压而决定的驱动电流从驱动晶体管M1向有机EL元件OLED供给,则有机EL元件OLED以与数据电压对应的亮度发光。
此外,在上述说明中,保持电源电压VDD的存储电容器Cst的一方的端子的电压通过从数据信号线Di供给的数据电压以数据电压的大小被推高,由于被推高而上升的电压值叠加于通过内部补偿而求出的电压值,作为背栅电压Vbg而向驱动晶体管M1的顶栅端子Gt供给。但是,也可以是,保持电源电压VDD的存储电容器Cst的一方的端子的电压通过数据电压从高电平以数据电压的大小下降,通过下降而降低的电压值叠加于通过内部补偿而求出的电压值,作为背栅电压Vbg而向驱动晶体管M1的顶栅端子Gt供给。
另外,在上述说明中,说明了以下情况,即,对驱动晶体管M1的顶栅端子Gt施加在通过内部补偿求出的电压值叠加基于数据信号而变化了的电压变化量的大小而得到的电压,并对底栅端子Gb施加发光控制信号。但是,也可以是,对驱动晶体管M1的底栅端子Gb施加在通过内部补偿求出的电压值叠加基于数据信号而变化了的电压变化量的大小而得到的电压,并对顶栅端子Gt施加发光控制信号。
<2.3驱动方法>
参照图4以及图5对本实施方式所涉及的有机EL显示装置的驱动方法进行说明。图5是用于对图4所示的像素电路11的1帧期间的驱动方法进行说明的时序图。
如图5所示,在时刻t1,发光控制线Ej的电位从低电平变化为高电平。高电平电源线ELVDD的电源电压VDD持续高电平,低电平电源线ELVSS的电源电压VSS从低电平变化为高电平。第二扫描信号线Sbj的电位从低电平变化为高电平。由此,驱动晶体管M1以及补偿用晶体管M3成为接通状态,高电平电源线ELVDD的电源电压VDD经由驱动晶体管M1以及补偿用晶体管M3而向存储电容器Cst供给。作为其结果,存储电容器Cst被充电为电源电压VDD,作为驱动晶体管M1的背栅电压Vbg而对顶栅端子Gt施加电源电压VDD。此时,低电平电源线ELVSS的电源电压VSS也成为高电平,因此即便高电平的发光控制信号给予驱动晶体管M1的底栅端子Gb、驱动晶体管M1成为接通状态,也不会从高电平电源线ELVDD对有机EL元件OLED供给驱动电流。
在时刻t2,高电平电源线ELVDD的电源电压VDD从高电平变化为低电平。另外,发光控制线Ej的电压从高电平变化为低电平与高电平之间的中间电平。因此,驱动晶体管M1从接通电阻值低的接通状态变化为接通电阻值更高的接通状态。由此,在从时刻t1至时刻t2期间,电流从被充电为电源电压VDD的存储电容器Cst经由补偿用晶体管M3以及驱动晶体管M1向高电平电源线ELVDD流动。此时,驱动晶体管M1的接通电阻值高,因此能够使在驱动晶体管M1流动的电流的电流值变小。因此,电流值的控制变容易。在这种情况下,存储电容器Cst的电压从电源电压VDD缓缓降低,因此伴随于此,向与存储电容器Cst连接的顶栅端子Gt施加的背栅电压Vbg也缓缓降低。在背栅电压Vbg的电压值变得与驱动晶体管M1的阈值电压相等时,在驱动晶体管M1没有电流流动,补偿由于与驱动晶体管M1的制造工序以及有机EL显示装置的使用相伴的晶体管的劣化而产生的阈值电压的不一致。此外,在时刻t2至时刻t3期间,低电平电源线ELVSS的电源电压VSS为高电平,因此保持于存储电容器Cst的电荷没有经由补偿用晶体管M3而向有机EL元件OLED流动。此外在上述说明中,发光控制线Ej的电压从高电平变化为低电平与高电平之间的中间电平,但发光控制线Ej的电压也可以保持为高电平。在这种情况下,驱动晶体管M1的接通电阻值低,因此在驱动晶体管M1流动的电流的电流值变大,控制变难。
在时刻t3,发光控制线Ej的电位从中间电平再次变化为高电平。由此,驱动晶体管M1持续接通状态,接通电阻值也变低。高电平电源线ELVDD的电源电压VDD从低电平变化为高电平,低电平电源线ELVSS的电源电压VSS从高电平变化为低电平。另外,第一扫描信号线Saj的电位从低电平变化为高电平,第二扫描信号线Sbj的电位从高电平变化为低电平。由此,写入用晶体管M2成为接通状态,补偿用晶体管M3成为断开状态。此时,对数据信号线Di供给通过数据信号而决定的能够进行灰度显示的数据电压Vdata。因此,若数据电压Vdata从数据信号线Di经由写入用晶体管M2而向存储电容器Cst供给,则存储电容器Cst的电压被推高。作为其结果,在通过内部补偿而求出的电压值叠加通过推高而上升了的电压变化量的大小而得到的电压Vdrive作为背栅电压Vbg而向驱动晶体管M1的顶栅端子Gt供给。接通状态的驱动晶体管M1将与供给于顶栅端子Gt的电压Vdrive对应的驱动电流向有机EL元件OLED供给。
在时刻t4,第一扫描信号线Saj的电位从高电平变化为低电平,写入用晶体管M2成为断开状态。由此,数据电压从数据信号线Di向存储电容器Cst的供给停止,但与保持于存储电容器Cst的数据电压Vdata对应的背栅电压Vbg向驱动晶体管M1的顶栅端子Gt施加。作为其结果,在时刻t4以后,也将与数据电压Vdata对应的驱动电流从高电平电源线ELVDD持续向有机EL元件OLED供给,因此有机EL元件OLED持续发光。
在时刻t5,发光控制线Ej的电位从高电平变化为低电平,驱动晶体管M1成为断开状态。由此,变得不对有机EL元件OLED供给驱动电流,有机EL元件OLED不发光。其后,成为空白期间至时刻t6为止。
<2.4效果>
根据本实施方式,对于有机EL显示装置而言,在具有双栅极构造的驱动晶体管M1的底栅端子Gb施加使驱动晶体管M1成为接通状态的电压,而且作为背栅电压Vbg,将在通过内部补偿求出的电压值叠加基于数据信号而变化了的电压变化量的大小而得到的电压向顶栅端子Gt6施加。由此,与将数据电压Vdata向底栅端子Gb施加的情况相比,能够使电压值的变动幅度变小,因此能够减少显示图像时的有机EL显示装置的耗电量。
另外,在补偿驱动晶体管M1的阈值电压时,使发光控制线Ej的电压从低电平变化为低电平与高电平之间的中间电平。由此,驱动晶体管M1从接通电阻值低的接通状态变化为接通电阻值更高的接通状态。作为其结果,在驱动晶体管M1流动的电流的电流值降低,因此能够容易地进行其控制。
另外,通过在驱动晶体管M1的底栅端子Gb连接发光控制线Ej,从而驱动晶体管M1也兼具发光控制晶体管的功能。而且设置于各像素电路11的电容器仅为存储电容器Cst。这样,能够减少像素电路11所含的晶体管以及电容器的个数,因此能够制造更高分辨率的有机EL显示装置。
本实施方式所涉及的显示装置只要是具备通过电流控制亮度、透过率的显示元件的显示装置,则没有特别限定。电流控制的显示元件包括有机EL元件或者无机EL元件等量子点发光二极管(Quantum dot Light Emitting Diode:QLED)。具备这样的量子点发光二极管的显示装置包括具备有机EL元件的有机EL显示装置或者具备无机EL元件的无机EL显示装置等QLED显示装置。
<3.附记>
<3.1附记1>
一种显示装置,具有:用于传递表示应该显示的图像的多个数据信号的多个数据信号线、与上述多个数据信号线交叉的多个第一以及第二扫描信号线、以及沿着上述多个数据信号线和上述多个第一以及第二扫描信号线以矩阵状配置的多个像素电路,
在上述显示装置中,具备:
数据信号线驱动电路,其分别对上述多个数据信号线输出上述多个数据信号;和
扫描信号线驱动电路,其分别选择性地驱动上述多个第一以及第二扫描信号线,
上述多个像素电路分别与上述多个数据信号线的任一个、以及上述多个第一以及第二扫描信号线各自的任一个对应,
各像素电路包括:显示元件、用于对控制向上述显示元件供给的驱动电流的电压进行保持的保持电容、以及用于将上述驱动电流向上述显示元件供给的驱动晶体管,
在对应的第二扫描信号线为选择状态时上述驱动晶体管成为二极管连接并将第一电源电压经由上述驱动晶体管而保持于上述保持电容,
上述驱动晶体管是具有第一栅电极和配置为隔着沟道区域而与上述第一栅电极对置的第二栅电极的双栅极构造,
在对上述驱动晶体管的阈值电压的不一致进行了补偿后,对与上述第二栅电极连接的第二控制端子施加电压而使上述驱动晶体管成为接通状态,对与上述第一栅电极连接的第一控制端子,作为背栅电压而施加在通过内部补偿求出的电压值叠加基于上述数据信号而变化了的电压变化量的大小而得到的电压,通过控制在上述驱动晶体管流动的上述驱动电流的电流值,从而使上述显示元件发光。
<3.2附记2>
在附记1所述的显示装置中,也可以构成为:
还具备:第一电源线,其将上述第一电源电压向上述驱动晶体管供给;和多个发光控制线,其用于将使上述显示元件发光或者使上述驱动晶体管成为接通状态的控制信号向上述各像素电路传递,
通过使上述驱动晶体管成为二极管连接、并对与上述发光控制线连接的上述第二控制端子施加使上述驱动晶体管成为接通状态的电压、并将第一电平的上述第一电源电压向上述第一电源线施加,从而从上述第一电源线经由上述驱动晶体管将上述第一电源电压向上述保持电容供给,
通过对上述第一电源线施加使上述第一电平反转而得到的第二电平的电压、并从上述保持电容经由上述驱动晶体管而在上述第一电源线流动有电流,从而将缓缓降低的上述保持电容的电压作为上述背栅电压而向上述第一控制端子施加,通过使上述背栅电压的电压值与上述驱动晶体管的阈值电压相等,从而补偿上述驱动晶体管的阈值电压的不一致。
根据这样的附记2所述的显示装置,通过将缓缓降低的保持电容的电压作为背栅电压而向第一控制端子施加、并使背栅电压的电压值与上述驱动晶体管的阈值电压相等,从而补偿驱动晶体管的阈值电压的不一致。由此,能够容易地进行驱动晶体管的阈值电压的不一致的补偿。
<3.3附记3>
在附记2所述的显示装置中,也可以是,
向与上述发光控制线连接的上述第二控制端子施加的电压为向上述发光控制线施加的高电平与低电平之间的中间电平的电压。
根据这样的附记3所述的显示装置,向第二控制端子施加的电压成为中间电平的电压,因此能够提高驱动晶体管的接通电阻值。由此,容易控制在驱动晶体管流动的电流的电流值。
<3.4附记4>
在附记1所述的显示装置中,也可以构成为:
还具备第二电源线,上述第二电源线与上述述显示元件的阴极端子连接,并将第二电源电压向上述显示元件供给,
对于向上述第二电源线施加的上述第二电源电压的极性而言,在对上述驱动晶体管的阈值电压的不一致进行补偿时成为与上述第一电源电压相同极性的电压,在使上述显示元件发光时成为与上述第一电源电压不同极性的电压。
根据这样的附记4所述的显示装置,在补偿驱动晶体管的阈值电压的不一致时能够防止显示元件发光。
<3.5附记5>
在附记1所述的显示装置中,也可以构成为:
上述驱动晶体管的上述第一控制端子是与顶栅电极连接的端子,上述第二控制端子是与底栅电极连接的端子。
根据这样的附记5所述的显示装置,能够对构成驱动晶体管的薄膜晶体管的顶栅电极施加与数据电压对应的背栅电压。
<3.6附记6>
一种显示装置的驱动方法,上述显示装置具有:用于传递表示应该显示的图像的多个数据信号的多个数据信号线、与上述多个数据信号线交叉的多个第一以及第二扫描信号线、以及沿着上述多个数据信号线和上述多个第一以及第二扫描信号线以矩阵状配置的多个像素电路,
上述显示装置还具备:
数据信号线驱动电路,其分别对上述多个数据信号线输出上述多个数据信号;和
扫描信号线驱动电路,其分别选择性地驱动上述多个第一以及第二扫描信号线,
上述多个像素电路分别与上述多个数据信号线的任一个、以及上述多个第一以及第二扫描信号线各自的任一个对应,
各像素电路包括:显示元件、用于对控制向上述显示元件供给的驱动电流的电压进行保持的保持电容、以及用于将上述驱动电流向上述显示元件供给的驱动晶体管,
上述驱动晶体管是具有第一栅电极和配置为隔着沟道区域而与上述第一栅电极对置的第二栅电极的双栅极构造,
在上述显示元件的驱动方法中,具备:
对上述驱动晶体管的阈值电压的不一致进行内部补偿的步骤;
使上述第二扫描信号线成为非选择状态、使第一扫描信号线成为选择状态,将数据信号向上述保持电容供给的步骤;
将在通过内部补偿电路求出的电压值叠加基于上述数据信号而变化了的电压变化量的大小而得到的电压作为背栅电压而向与上述第一栅电极连接的第一控制端子施加的步骤;以及
通过上述背栅电压对在上述驱动晶体管流动的上述驱动电流的电流值进行控制并向上述显示元件供给的步骤。
<3.7附记7>
在附记6所述的显示装置的驱动方法中,也可以构成为:
上述显示装置还具备:第一电源线,其将第一电源电压向上述驱动晶体管供给;和多个发光控制线,其用于将使由电流驱动的上述显示元件发光或者使上述驱动晶体管成为接通状态的控制信号向上述各像素电路传递,
对上述驱动晶体管的阈值电压的不一致进行补偿的步骤包括:
使上述驱动晶体管成为二极管连接、并对与上述发光控制线连接的第二控制端子施加使上述驱动晶体管成为接通状态的电压的步骤;
通过将第一电平的上述第一电源电压向上述第一电源线施加,从而从上述第一电源线经由上述驱动晶体管向上述保持电容供给上述第一电源电压的步骤;
对上述第一电源线施加使上述第一电平反转而得到的第二电平的电压、并将基于从上述数据信号线给予的上述数据信号而变化了的上述保持电容的电压作为上述背栅电压向上述第一控制端子施加的步骤;以及
从上述保持电容经由上述驱动晶体管而在上述第一电源线流动有电流,直至上述背栅电压的电压值成为与上述驱动晶体管的阈值电压相等为止的步骤。
根据这样的附记7所述的显示装置,得到与附记2所述的发明相同的效果。
附图标记说明
2…底栅电极
6…顶栅电极
11…像素电路
20…显示控制电路
30…数据信号线驱动电路
50…扫描信号线驱动电路
60…发光控制线驱动电路
Di…数据信号线(i=1~m)
Saj…第一扫描信号线(j=1~n)
Sbj…第二扫描信号线(j=1~n)
Ej…发光控制线(j=1~n)
ELVDD…高电平电源线(第一电源线)
ELVSS…低电平电源线(第二电源线)
M1…驱动晶体管
M2…写入用晶体管
M3…补偿用晶体管
Cst…存储电容器(保持电容)
Gt…顶栅端子(第一控制端子)
Gb…底栅端子(第二控制端子)
OLED…有机EL元件(显示元件)
Vbg…背栅电压
VDD…电源电压(第一电源电压)
VSS…电源电压(第二电源电压)

Claims (4)

1.一种显示装置,具有:用于传递表示应该显示的图像的多个数据信号的多个数据信号线、与所述多个数据信号线交叉的多个第一以及第二扫描信号线以及沿着所述多个数据信号线和所述多个第一以及第二扫描信号线以矩阵状配置的多个像素电路,
所述显示装置的特征在于,具备:
数据信号线驱动电路,其分别对所述多个数据信号线输出所述多个数据信号;和
扫描信号线驱动电路,其分别选择性地驱动所述多个第一以及第二扫描信号线,
所述多个像素电路分别与所述多个数据信号线的任一个以及所述多个第一以及第二扫描信号线各自的任一个对应,
各像素电路包括:显示元件、用于对控制向所述显示元件供给的驱动电流的电压进行保持的保持电容以及用于将所述驱动电流向所述显示元件供给的驱动晶体管,
在对应的第二扫描信号线为选择状态时所述驱动晶体管成为二极管连接并将第一电源电压经由所述驱动晶体管而保持于所述保持电容,
所述驱动晶体管是具有第一栅电极和配置为隔着沟道区域而与所述第一栅电极对置的第二栅电极的双栅极构造,
在对所述驱动晶体管的阈值电压的不一致进行了补偿后,对与所述第二栅电极连接的第二控制端子施加电压而使所述驱动晶体管成为接通状态,对与所述第一栅电极连接的第一控制端子,作为背栅电压而施加在通过内部补偿求出的电压值叠加基于所述数据信号而变化了的电压变化量的大小而得到的电压,通过控制在所述驱动晶体管流动的所述驱动电流的电流值,从而使所述显示元件发光,
所述显示装置还具备:第一电源线,其将所述第一电源电压向所述驱动晶体管供给;和多个发光控制线,其用于将使所述显示元件发光或者使所述驱动晶体管成为接通状态的控制信号向所述各像素电路传递,
通过使所述驱动晶体管成为二极管连接、并对与所述发光控制线连接的所述第二控制端子施加使所述驱动晶体管成为接通状态的电压、并将第一电平的所述第一电源电压向所述第一电源线施加,从而从所述第一电源线经由所述驱动晶体管将所述第一电源电压向所述保持电容供给,
通过对所述第一电源线施加使所述第一电平反转而得到的第二电平的电压、并从所述保持电容经由所述驱动晶体管而在所述第一电源线流动有电流,从而将缓缓降低的所述保持电容的电压作为所述背栅电压而向所述第一控制端子施加,通过使所述背栅电压的电压值与所述驱动晶体管的阈值电压相等,从而补偿所述驱动晶体管的阈值电压的不一致。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
向与所述发光控制线连接的所述第二控制端子施加的电压为向所述发光控制线施加的高电平与低电平之间的中间电平的电压。
3.一种显示装置,具有:用于传递表示应该显示的图像的多个数据信号的多个数据信号线、与所述多个数据信号线交叉的多个第一以及第二扫描信号线以及沿着所述多个数据信号线和所述多个第一以及第二扫描信号线以矩阵状配置的多个像素电路,
所述显示装置的特征在于,具备:
数据信号线驱动电路,其分别对所述多个数据信号线输出所述多个数据信号;和
扫描信号线驱动电路,其分别选择性地驱动所述多个第一以及第二扫描信号线,
所述多个像素电路分别与所述多个数据信号线的任一个以及所述多个第一以及第二扫描信号线各自的任一个对应,
各像素电路包括:显示元件、用于对控制向所述显示元件供给的驱动电流的电压进行保持的保持电容以及用于将所述驱动电流向所述显示元件供给的驱动晶体管,
在对应的第二扫描信号线为选择状态时所述驱动晶体管成为二极管连接并将第一电源电压经由所述驱动晶体管而保持于所述保持电容,
所述驱动晶体管是具有第一栅电极和配置为隔着沟道区域而与所述第一栅电极对置的第二栅电极的双栅极构造,
在对所述驱动晶体管的阈值电压的不一致进行了补偿后,对与所述第二栅电极连接的第二控制端子施加电压而使所述驱动晶体管成为接通状态,对与所述第一栅电极连接的第一控制端子,作为背栅电压而施加在通过内部补偿求出的电压值叠加基于所述数据信号而变化了的电压变化量的大小而得到的电压,通过控制在所述驱动晶体管流动的所述驱动电流的电流值,从而使所述显示元件发光,
还具备第二电源线,所述第二电源线与所述显示元件的阴极端子连接,并将第二电源电压向所述显示元件供给,
对于向所述第二电源线施加的所述第二电源电压的极性而言,在对所述驱动晶体管的阈值电压的不一致进行补偿时成为与所述第一电源电压相同极性的电压,在使所述显示元件发光时成为与所述第一电源电压不同极性的电压。
4.一种显示装置的驱动方法,所述显示装置具有:用于传递表示应该显示的图像的多个数据信号的多个数据信号线、与所述多个数据信号线交叉的多个第一以及第二扫描信号线以及沿着所述多个数据信号线和所述多个第一以及第二扫描信号线以矩阵状配置的多个像素电路,
所述显示装置还具备:
数据信号线驱动电路,其分别对所述多个数据信号线输出所述多个数据信号;和
扫描信号线驱动电路,其分别选择性地驱动所述多个第一以及第二扫描信号线,
所述多个像素电路分别与所述多个数据信号线的任一个以及所述多个第一以及第二扫描信号线各自的任一个对应,
各像素电路包括:显示元件、用于对控制向所述显示元件供给的驱动电流的电压进行保持的保持电容以及用于将所述驱动电流向所述显示元件供给的驱动晶体管,
所述驱动晶体管是具有第一栅电极和配置为隔着沟道区域而与所述第一栅电极对置的第二栅电极的双栅极构造,
所述显示装置的驱动方法的特征在于,具备:
对所述驱动晶体管的阈值电压的不一致进行内部补偿的步骤;
使所述第二扫描信号线成为非选择状态、使第一扫描信号线成为选择状态,将数据信号向所述保持电容供给的步骤;
将在通过内部补偿电路求出的电压值叠加基于所述数据信号而变化了的电压变化量的大小而得到的电压作为背栅电压而向与所述第一栅电极连接的第一控制端子施加的步骤;以及
通过所述背栅电压对在所述驱动晶体管流动的所述驱动电流的电流值进行控制并向所述显示元件供给的步骤,
所述显示装置还具备:第一电源线,其将第一电源电压向所述驱动晶体管供给;和多个发光控制线,其用于将使由电流驱动的所述显示元件发光或者使所述驱动晶体管成为接通状态的控制信号向所述各像素电路传递,
对所述驱动晶体管的阈值电压的不一致进行补偿的步骤包括:
使所述驱动晶体管成为二极管连接、并对与所述发光控制线连接的第二控制端子施加使所述驱动晶体管成为接通状态的电压的步骤;
通过将第一电平的所述第一电源电压向所述第一电源线施加,从而从所述第一电源线经由所述驱动晶体管向所述保持电容供给所述第一电源电压的步骤;
对所述第一电源线施加使所述第一电平反转而得到的第二电平的电压、并将基于从所述数据信号线给予的所述数据信号而变化了的所述保持电容的电压作为所述背栅电压向所述第一控制端子施加的步骤;以及
从所述保持电容经由所述驱动晶体管而在所述第一电源线流动有电流,直至所述背栅电压的电压值成为与所述驱动晶体管的阈值电压相等为止的步骤。
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