TWI397041B - A display device, a driving method of a display device, and an electronic device - Google Patents

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Tetsuro Yamamoto
Yukihito Iida
Katsuhide Uchino
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Description

顯示裝置、顯示裝置之驅動方法及電子機器
本發明係關於顯示裝置、顯示裝置之驅動方法及電子機器，尤其係關於將包含光電元件之像素配置成行列狀(矩陣狀)之平面型(平面面板型)顯示裝置、該顯示裝置之驅動方法及具該顯示裝置之電子機器。
近年，進行圖像顯示之顯示裝置領域中，將包含發光元件之像素(像素電路)配置成行列狀而構成之平面型顯示裝置，例如，開發使用有：依據流至裝置之電流值而變化發光亮度之所謂的電流驅動型光電元件，例如利用將電場施加至有機薄膜時而發光之現象之有機EL(Electro Luminescence：電致發光)元件作為像素發光元件之有機EL顯示裝置，並促進商品化。
有機EL顯示裝置係具有如下的特長。亦即，可以10 V以下的施加電壓驅動有機EL元件，故低耗電，且為自發光元件，因此，與藉由按包含液晶胞之像素，以該液晶胞控制來自光源(背照光)的光強度而顯示圖像之液晶顯示裝置相比，由於提高圖像的辨識性，且無需在液晶顯示裝置形成必要的背照光等的照明構件，故容易輕量化及薄型化。再者，因有機EL元件的回應速度為數μsec左右的極高速，故不會發生動畫顯示時的殘影。
有機EL顯示裝置中，與液晶顯示裝置相同，其驅動方式可採用單純(被動)矩陣方式與主動矩陣方式。但是，單純 矩陣方式的顯示裝置，即使構造簡單，也有大型且難以實現高精細顯示裝置等的問題。因此，近年，與該光電元件相同，設於像素電路內之能動元件，例如藉由絕緣閘極型電場效果電晶體(一般係TFT(Thin Film Transistor：薄膜電晶體))控制流至光電元件的電流之主動矩陣方式顯示裝置的開發盛行。
但是，一般，已知有機EL元件的I－V特性(電流－電壓特性)隨時間經過時會劣化(亦即，經時劣化)。在使用有N通道型TFT作為電流驅動有機EL元件之電晶體(以下，記述為「驅動電晶體」)之像素電路中，因有機EL元件連接於驅動電晶體的源極側，故有機EL元件的I－V特性經時劣化時，變化驅動電晶體的閘極－源極間電壓Vgs，其結果，亦變化有機EL元件的發光亮度。
更具體說明此。驅動電晶體的源極電位取決於該驅動電晶體與有機EL元件的動作點。接著，有機EL元件的I－V特性劣化時，因驅動電晶體與有機EL元件的動作點變動，故即使同樣將電壓施加至驅動電晶體的閘極，也會變化驅動電晶體的源極電位。藉此，因驅動電晶體的源極－閘極間電壓Vgs變化，故流至該驅動電晶體的電流值變化。其結果，因流至有機EL元件的電流值亦變化，故有機EL元件的發光亮度變化。
此外，使用有多晶矽TFT之像素電路中，除了有機EL元件的I－V特性經時劣化外，驅動電晶體的臨限電壓Vth或構成驅動電晶體的通道之半導體薄膜的遷移率(以下，記述 為「驅動電晶體的遷移率」)μ經時變化，或因製程的不一致而按像素使臨限電壓Vth或遷移率μ不同(各個電晶體特性有不一致)。
按像素使驅動電晶體的臨限電壓Vth或遷移率μ不同時，由於按像素流至驅動電晶體的電流值會產生不一致，故即使同樣將電壓施加至驅動電晶體的閘極，在像素間有機EL元件的發光亮度也會產生不一致，其結果，有損畫面的一樣性(均勻度)。
因此，為了即使有機EL元件的I－V特性經時劣化，或驅動電晶體的臨限電壓Vth或遷移率μ經時變化，也不會受到該等影響，而將有機EL元件的發光亮度保持一定，採用以下構成：在各像素電路具對有機EL元件的特性變動之補償功能、再者對驅動電晶體的臨限電壓Vth變動的校正(以下，記述為「臨限值校正」)、或對驅動電晶體的遷移率μ變動的校正(以下，記述為「遷移率校正」)的各校正功能(例如，參照專利文獻1)。
如此，藉由在各像素電路，具對有機EL元件的特性變動之補償功能及對驅動電晶體的臨限電壓Vth或遷移率μ變動之校正功能，即使有機EL元件的I－V特性經時劣化，或驅動電晶體的臨限電壓Vth或遷移率μ經時變化，也不會受到該等影響，而可將有機EL元件的發光亮度保持一定。
[專利文獻1]日本特開2006－133542號公報
如上所述，採用在各像素電路具臨限值校正及遷移率校正之各校正功能之構成之有機EL顯示裝置中，按像素列周期進行：分別將驅動電晶體的閘極電位Vg及源極電位Vs固定於特定電位之臨限值校正準備、充分上升驅動電晶體的源極電位Vs，並將該驅動電晶體的閘極－源極間電壓Vgs固定於其臨限電壓Vth之臨限值校正、將依據有亮度資訊之影像信號的信號電壓Vsig寫入像素內之信號寫入、及進行遷移率μ校正之遷移率校正之四個動作(各動作係詳述如後)。
對像素列，在1H(H係水平掃描期間/水平同步期間)期間內執行該等四個動作時，作為臨限值校正期間及遷移率校正期間，有難以確保足以確實執行各校正動作之時間的問題。尤其，對應顯示裝置高精細化而有像素數年年增加之傾向，伴隨此1H之時間縮短，故現狀是作為臨限值校正期間及遷移率校正期間難以確保充分的時間。
另外，在此，列舉具有臨限值校正及遷移率校正之兩校正功能之有機EL顯示裝置之情況為例，但即使只具有臨限值校正功能之有機EL顯示裝置之情況，也同樣地因1H時間縮短，而可確保作為臨限值校正期間的時間亦變短。
若作為臨限值校正的校正期間或臨限值校正及遷移率校正的各校正期間無法確保充分時間，則無法確實執行臨限值校正動作或臨限值校正及遷移率校正的各校正動作。其結果，無法充分抑制流至驅動電晶體之各像素電流值的偏差，如前所述，即使施加相同電壓至驅動電晶體的閘極， 因像素間有機EL元件的發光亮度會產生偏差，也會有損畫面的均勻度。
因此，本發明之目的在於提供至少作為臨限值校正的校正期間，可確保足以確實執行該校正動作的時間之顯示裝置、該顯示裝置之驅動方法及具有該顯示裝置之電子機器。
為達成上述目的，本發明在包括像素陣列部及驅動電路之顯示裝置中，該像素陣列部係將像素配置成行列狀而成該像素係包含光電元件、將輸入信號電壓取樣而寫入之寫入電晶體、保持由前述寫入電晶體所寫入之前述輸入信號電壓之保持電容、及依據保持於前述保持電容之前述輸入信號電壓驅動前述光電元件之驅動電晶體、及該驅動電路係以列單位選擇掃描前述像素陣列部的各像素，且以一水平掃描期間的周期執行對各選擇列進行對前述驅動電晶體之臨限電壓變動的臨限值校正之動作，並在校正對象像素列之一水平掃描期間內，於前述臨限值校正動作後，執行進行對前述驅動電晶體之遷移率變動之遷移率校正之動作；其特徵係在進入對前述校正對象像素列的一水平掃描期間前，於對校正對象像素列的前述臨限值校正動作前，執行分別將前述驅動電晶體的閘極電位及源極電位固定於特定電位之準備動作。
上述構成之顯示裝置及使用有該顯示裝置之電子機器中，藉由在進入校正對象像素列的一水平掃描期間前，執行分別將驅動電晶體的閘極電位及源極電位固定於特定電 位之臨限值校正準備動作，無需在校正對象像素列的一水平掃描期間內確保臨限值校正準備期間，故僅該部分可將用以臨限值校正的校正期間設定為較長。藉此，作為臨限值校正的校正期間，可確保足以確實執行該校正動作的時間。
根據本發明，藉由作為臨限值校正的校正期間，可確保足以確實執行該校正動作的時間，可充分抑制光電元件的經時劣化或驅動電晶體的特性偏差，故可得到良好畫質的顯示圖像。
以下，參照圖式，詳細說明本發明之實施形態。
圖1係表示本發明一實施形態之主動矩陣型顯示裝置構成概略的系統構成圖。在此，作為一例，以依據流至裝置之電流值而變化發光亮度之電流驅動型光電元件，例如使用有機EL元件作為像素的發光元件之主動矩陣型有機EL顯示裝置之情況為例而作說明。
如圖1所示，本實施形態之有機EL顯示裝置10係具有以下構件而構成：像素陣列部30，其係將像素(PXLC)20二維配置成行列狀(矩陣狀)而構成；驅動部，其係配置於該像素陣列部30周邊，用以驅動各像素20，例如寫入掃描電路40、電源供應掃描電路50及水平驅動電路60。
在像素陣列部30，相對於m列n行的像素排列，按像素列將掃描線31-1~31-m與電源供應線32-1~32-m布線，按像素行將信號線33-1~33-n布線。
像素陣列部30，通常，形成於玻璃基板等的透明絕緣基板上，形成平面型(平型)面板構造。像素陣列部30的各像素20可使用非晶矽TFT(Thin Film Transistor：薄膜電晶體)或低溫多晶矽TFT而形成。使用低溫多晶矽TFT時，有關掃描電路40、電源供應掃描電路50及水平驅動電路60可安裝於用以形成像素陣列部30之顯示面板(基板)70上。
寫入掃描電路40，其藉由與時鐘脈衝ck同步而依序移位(轉送)啟動脈衝sp之移位暫存器等而構成，影像信號寫入像素陣列部30的各像素20時，依序將掃描信號WS1~WSm供應至掃描線31-1~31-m，以按列單位順序掃描(線依序掃描)像素20。
電源供應掃描電路50，其藉由與時鐘脈衝ck同步而依序移位(轉送)啟動脈衝sp之移位暫存器等而構成，與寫入掃描電路40之線依序掃描同步，將以第一電位Vccp與比該第一電位Vccp低的第二電位Vini切換之電源供應線電位DS1~DSm供應至電源供應線32-1~32-m。
水平驅動電路60適當選擇任一依據從信號供應源(未圖示)供應之亮度資訊之影像信號的信號電壓Vsig或偏移電壓Vofs，經由信號線33-1~33-n，例如按列單位一齊寫入像素陣列部30的各像素20。亦即，水平驅動電路60係只採用按列(線)單位一齊寫入輸入信號電壓Vsig之線依序寫入的驅動形態。
在此，偏移電壓Vofs係構成影像信號的信號電壓(以下，亦有「輸入信號電壓」或只記述為「信號電壓」之情 況)Vsig基準之電壓(例如，相當於黑位準)。此外，第二電位Vini係比偏移電壓Vofs相當低的電位。
(像素電路)
圖2係表示像素(像素電路)20之具體構成例的電路圖。如圖2所示，像素20係形成具以下構件之構成：依據流至裝置之電流值而變化發光亮度之電流驅動型光電元件，例如將有機EL元件21作為發光元件，除了該有機EL元件21外，尚有驅動電晶體22、寫入電晶體23及保持電容24。
在此，使用N通道型TFT作為驅動電晶體22及寫入電晶體23。但是，在此的驅動電晶體22及寫入電晶體23的導電型組合只是一例，並不限於該等組合。
有機EL元件21相對於全部像素20，將陰極電極連接於共同布線之共同電源供應線34。驅動電晶體22將源極電極連接於有機EL元件21的陽極電極，將汲極電極連接於電源供應線32(32-1~32-m)。
寫入電晶體23將閘極電極連接於掃描線31(31-1~31-m)，將一電極(源極電極/汲極電極)連接於信號線33(33-1~33-n)，將另一電極(汲極電極/源極電極)連接於驅動電晶體22的閘極電極。保持電容24將一端連接於驅動電晶體22的閘極電極，將另一端連接於驅動電晶體22的源極電極(有機EL元件21的陽極電極)。
如此構成之像素20中，寫入電晶體23藉由回應從寫入掃描電路40通過掃描線31而施加至閘極電極之掃描信號WS，構成導通狀態，將依據有通過信號線33而從水平驅 動電路60供應之亮度資訊之影像信號的信號電壓(輸入信號電壓)Vsig或偏移電壓Vofs取樣，以寫入像素20內。將該寫入之輸入信號電壓Vsig或偏移電壓Vofs保持於保持電容24。
驅動電晶體22在電源供應線32(32-1~32-m)的電位DS處於第一電位Vccp時，從電源供應線32接受電流供應，藉由將依據有保持電容24所保持輸入信號電壓Vsig的電壓值之電流值的驅動電流供應至有機EL元件21，電流驅動該有機EL元件21。
(像素構造)
圖3係表示像素20之剖面構造的一例。如圖3所示，像素20係形成以下構成：在形成有驅動電晶體22、寫入電晶體23等的像素電路之玻璃基板201上形成絕緣膜202及窗絕緣膜203，在該窗絕緣膜203的凹部203A設有有機EL元件21。
有機EL元件21係由以下構件所構成：陽極電極204，其係由形成於上述窗絕緣膜203的凹部203A底部之金屬等所構成；有機層205(電子輸送層、發光層、孔輸送層/孔注入層)，其係形成於該陽極電極204上；及陰極電極206，其係由全像素共同形成於該有機層205上之透明導電膜等所構成。
該有機EL元件21中，藉由在陽極電極204上依序堆積孔輸送層/孔注入層2051、發光層2052、電子輸送層2053及電子注入層(未圖示)，形成有機層205。接著，圖2的驅動電晶體22之電流驅動下，因電流從驅動電晶體22通過陽極 電極204而流至有機層205，故該有機層205內的發光層2052中，電子與正孔再結合時，會發光。
如圖3所示，形成有像素電路之玻璃基板201上，經由絕緣膜202及窗絕緣膜203而以像素單位形成有機EL元件21後，經由保護膜207而利用接著劑209接合密封基板208，藉由利用該密封基板208密封有機EL元件21，形成顯示面板70。
(臨限值校正功能)
在此，電源供應掃描電路50在寫入電晶體23導通後，水平驅動電路60將偏移電壓Vofs供應至信號線33(33-1~33-n)間，在第一電位Vccp與第二電位Vini之間切換電源供應線32的電位DS。藉由該電源供應線32的電位DS切換，將相當於驅動電晶體22的臨限電壓Vth之電壓保持於保持電容24。
將相當於驅動電晶體22的臨限電壓Vth之電壓保持於保持電容24，係因為以下的理由。因驅動電晶體22的製程不一致或經時變化，有按像素驅動電晶體22的臨限電壓Vth或遷移率μ等的電晶體特性之變動。藉由該電晶體特性的變動，即使將相同的閘極電位給予驅動電晶體22，也會按像素變動汲極．源極間電流(驅動電流)Ids，形成且出現發光亮度不一致。為將該臨限電壓Vth按像素的不一致影響消除(校正)，將相當於臨限電壓Vth之電壓保持於保持電容24。
驅動電晶體22的臨限電壓Vth的校正係如下述而進行。 亦即，藉由事先將臨限電壓Vth保持於保持電容24，輸入信號電壓Vsig之驅動電晶體22驅動時，該驅動電晶體22的臨限電壓Vth與相當於保持於保持電容24之臨限電壓Vth之電壓抵銷，換言之，進行臨限電壓Vth的校正。
此係臨限值校正功能。利用該臨限值校正功能，即使按像素臨限電壓Vth有不一致或經時變化，也不會受到該等影響，而可將有機EL元件21的發光亮度保持一定。臨限值校正的原理係詳細說明如後。
(遷移率校正功能)
圖2所示之像素20，除了上述臨限值校正功能外，尚具有遷移率校正功能。亦即，水平驅動電路60將影像信號的信號電壓Vsig供應至信號線33(33－1~33－n)期間，且回應從寫入掃描電路40輸出之掃描信號WS(WS1~WSm)而導通寫入電晶體23期間，亦即在遷移率校正期間，將輸入信號電壓Vsig保持於保持電容24時，進行遷移率校正，其係否定驅動電晶體22對汲極－源極間電流Ids的遷移率μ之依存性。該遷移率校正的具體原理及動作係如後述。
(自動啟動功能)
圖2所示之像素20進一步具備自動啟動功能。亦即，寫入掃描電路40在輸入信號電壓Vsig保持於保持電容24之階段解除對掃描線31(31－1~31－m)供應掃描信號WS(WS1~WSm)，使寫入電晶體23為非導通狀態而將驅動電晶體22的閘極從信號線33(33－1~33－n)電性分離。藉此，因驅動電晶體22的閘極電位Vg與源極電位Vs連動而變 動，故可維持驅動電晶體22的閘極－源極間電壓Vgs一定。
亦即，有機EL元件21的I－V特性經時變化，伴隨此，即使變化驅動電晶體22的源極電位Vs，藉由保持電容24的作用，因保持驅動電晶體22的閘極－源極間電位Vgs一定，流至有機EL元件21的電流不會改變，因此，該有機EL元件21的發光亮度亦保持一定。用以該亮度校正的動作係自動啟動動作。利用該自動啟動動作，即使經時變化有機EL元件21的I－V特性，也可形成沒有伴隨此之亮度劣化之圖像顯示。
從以上的說明可明白，寫入掃描電路40與電源供應掃描電路50構成驅動電路，其係按列單位選擇掃描像素陣列部30的各像素20，並以1H周期執行按選擇列驅動電晶體22對臨限電壓Vth變動之臨限值校正與驅動電晶體22對遷移率μ變動之遷移率校正的各校正動作。
[本實施形態之特徵部分]
如上所述，具臨限值校正及遷移率校正之各校正功能之有機EL顯示裝置10中，本實施形態中，其特徵係按垂直掃描而選擇之像素列(以下，記述為「校正對象像素列」)，以1H(H係水平掃描期間/水平同步期間)周期執行臨限值校正及遷移率校正之各校正動作時，在進入對校正對象像素列的1H期間前，執行分別將驅動電晶體22的閘極電位Vg及源極電位Vs固定於特定電位之臨限值校正準備的動作。
(有機EL顯示裝置的電路動作)
以下，根據圖4的時序圖，使用圖5乃至圖7的動作說明 圖，說明本實施形態之有機EL顯示裝置10的電路動作。另外，圖5乃至圖7的動作說明圖中，為簡化圖面，以開關的符號圖示寫入電晶體23。此外，因有機EL元件21具寄生電容Cel，故亦圖示該寄生電容Cel。
圖4的時序圖中，針對一校正對象像素列，時間軸共同，表示掃描線31(31－1~31－m)的電位(掃描信號)WS的變化、電源供應線32(32－1~32－m)的電位DS的變化、信號線33(33－1~33－n)的電位(Vofs/Vsig)的變化、驅動電晶體22的閘極電位Vg及源極電位Vs的變化。
圖4的時序圖中，時刻t5至時刻t12之期間係構成對校正對象像素列的1H期間，亦即構成在校正對象像素列，進行臨限值校正、輸入信號電壓Vsig的寫入及遷移率校正的各動作之1H期間。
另外，時刻t5係對校正對象像素列的一列前像素列，信號線33的電位從輸入信號電壓Vsig切換為偏移電壓Vofs之時間。此外，時刻t12係對校正對象像素列，信號線33的電位從輸入信號電壓Vsig切換為偏移電壓Vofs之時間。
<發光期間>
圖4的時序圖中，時刻t1以前，有機EL元件21係處於發光狀態(發光期間)。該發光期間中，電源供應線32的電位DS係處於高電位Vccp(第一電位)，且寫入電晶體23處於非導通狀態。此時，因設定驅動電晶體22在飽和區域動作，故如圖5(A)所示，從電源供應線32通過驅動電晶體22而將依據有該驅動電晶體22的閘極－源極間電壓Vgs之驅動電流 (汲極－源極間電流)Ids供應至有機EL元件21，藉此，有機EL元件21以依據有驅動電流Ids的電流值之亮度發光。
<臨限值校正準備期間>
接著，形成時刻t1時，進入線依序掃描的新場，如圖5(B)所示，電源供應線32的電位DS從高電位Vccp切換為比信號線33的偏移電壓Vofs相當低的電位Vini(第二電位)。在此，有機EL元件21的臨限電壓為Vel，共同電源供應線34的電位為Vcath時，低電位Vini為Vini<Vel＋Vcath時，因驅動電晶體22的源極電位Vs大致與低電位Vini相等，故有機EL元件21形成逆偏壓狀態而消光。
其次，在時刻t2，藉由掃描線31的電位WS從低電位WS_L遷移至高電位WS_H，如圖5(C)所示，寫入電晶體23形成導通狀態。此時，由於從水平驅動電路60對信號線33供應偏移電壓Vofs，故驅動電晶體22的閘極電位Vg形成偏移電壓Vofs。此外，驅動電晶體22的源極電位Vs係處於比偏移電壓Vofs相當低的電位Vini。
此時，驅動電晶體22的閘極－源極間電壓Vgs係形成Vofs－Vini。該Vofs－Vini未比驅動電晶體22的臨限電壓Vth大時，由於無法進行前述的臨限值校正動作，故必須設定為Vofs－Vini>Vth。如此，分別將驅動電晶體22的閘極電位Vg固定(確定)為偏移電壓Vofs、將源極電位Vs固定(確定)為低電位Vini而初期化之動作係臨限值校正準備動作。
接著，在時刻t3，藉由掃描線31的電位WS從高電位WS_H遷移至低電位WS_L，結束臨限值校正準備期間。如 此，進入對該校正對象像素列的1H期間前，亦即在時刻t4前，執行對校正對象像素列的臨限值校正準備動作。
之後，在時刻t4，為對校正對象像素列的一列前像素列執行信號寫入及遷移率校正的各動作，信號線33的電位從偏移電壓Vofs切換為輸入信號電壓Vsig。此係對一列前的像素列的動作。因此，校正對象像素列中，如圖6(A)所示，寫入電晶體23處於非導通狀態。
接著，在時刻t5，對校正對象像素列的一列前像素列，信號線33的電位從輸入信號電壓Vsig切換為偏移電壓Vofs，進入對校正對象像素列的1H期間。
其次，在時刻t6，藉由掃描線31的電位WS再度從低電位WS_L遷移至高電位WS_H時，如圖6(B)所示，寫入電晶體23處於導通狀態。該時刻t6至時刻t7之期間中，掃描線31的電位WS、電源供應線32的電位DS及信號線33的電位(Vofs)係處於與時刻t2至時刻t3之期間相同的狀態。因此，t6－t7的期間亦形成分別將驅動電晶體22的閘極電位Vg固定為偏移電壓Vofs、將源極電位Vs固定為低電位Vini之臨限值校正準備期間。
<臨限值校正期間>
其次，在時刻t7，電源供應線32的電位DS從低電位Vini切換為高電位Vccp時，由於寫入電晶體23處於導通狀態，故驅動電晶體22的源極電位Vs開始上升。最後，如圖6(C)所示，驅動電晶體22的源極電位Vs上升至Vofs－Vth的電位時，驅動電晶體22的閘極－源極間電壓Vgs形成該驅動電晶 體22的臨限電壓Vth，且相當於該臨限電壓Vth之電壓寫入保持電容24。
在此，為方便，將相當於臨限電壓Vth之電壓寫入保持電容24之期間稱為臨限值校正期間。另外，該臨限值校正期間中，因電流專門流至保持電容24側，且無法流至有機EL元件21側，故先設定共同電源供應線34的電位Vcath，以使有機EL元件21形成截止狀態。
其次，在時刻t8，藉由掃描線31的電位WS從高電位WS_H切換為低電位WS_L，如圖7(A)所示，寫入電晶體23形成非導通狀態。此時，驅動電晶體22的閘極形成浮控狀態，但由於閘極－源極問電壓Vgs等於驅動電晶體22的臨限電壓Vth，故該驅動電晶體22處於截止狀態。因此，無法流動汲極－源極間電流Ids。
<寫入期間/遷移率校正期間>
其次，在時刻t9，信號線33的電位從偏移電壓Vofs切換為影像信號的信號電壓Vsig，接著，在時刻t10，藉由掃描線31的電位WS從低電位WS_L切換為高電位WS_H，如圖7(B)所示，寫入電晶體23形成導通狀態，將影像信號的信號電壓Vsig取樣而寫入像素20內。
藉由該寫入電晶體23之輸入信號電壓Vsig的寫入，驅動電晶體22的閘極電位Vg形成輸入信號電壓Vsig。接著，輸入信號電壓Vsig之驅動電晶體22驅動時，藉由與相當於將該驅動電晶體22的臨限電壓Vth保持於保持電容24之臨限電壓Vth之電壓抵銷，進行臨限值校正。
此時，由於有機EL元件21開始處於截止狀態(高電阻狀態)，故依據輸入信號電壓Vsig，從電源流至驅動電晶體22的電流(汲極－源極間電流Ids)流入有機EL元件21的寄生電容Cel，藉此，該寄生電容Cel開始充電。
藉由寄生電容Cel的充電，驅動電晶體22的源極電位Vs隨時間經過而上升。此時，已經將驅動電晶體22的臨限電壓Vth的不一致校正，使驅動電晶體22的汲極－源極間電流Ids依存該驅動電晶體22的遷移率μ。
最後，驅動電晶體22的源極電位Vs上升至Vofs－Vth＋△V的電位時，驅動電晶體22的閘極－源極間電壓Vgs係形成Vsig－Vofs＋Vth－△V。亦即，為從保持於保持電容24之電壓(Vsig－Vofs＋Vth)減去源極電位Vs的上升量△V，換言之，以使保持電容24的充電電荷放電之方式而作用，並乘上反饋。因此，源極電位Vs的上升量△V形成反饋的反饋量。
如此，流至驅動電晶體22之汲極－源極間電流Ids輸入該驅動電晶體22的閘極時，亦即藉由閘極－源極間電壓Vgs形成反饋，否定驅動電晶體22對汲極－源極間電流Ids的遷移率μ之依存性，亦即進行將遷移率μ之各像素的不一致校正之遷移率校正。
更具體而言，由於影像信號的信號電壓Vsig越高，汲極－源極間電流Ids越大，故反饋的反饋量(校正量)△V的絕對值變大。因此，進行依據有發光亮度之遷移率校正。此外，使影像信號的信號電壓Vsig一定時，由於驅動電晶體 22的遷移率μ越大，反饋的反饋量△V的絕對值越大，故可去除各像素的遷移率μ不一致。
<發光期間>
其次，在時刻t11，藉由掃描線31的電位WS從高電位WS_H切換為低電位WS_L，如圖7(C)所示，寫入電晶體23形成非導通狀態。藉此，驅動電晶體22的閘極從信號線33分離。與此同時，藉由汲極－源極間電流Ids開始流至有機EL元件21，有機EL元件21的陽極電位依據汲極－源極間電流Ids而上升。
有機EL元件21的陽極電位上升，亦即只有驅動電晶體22的源極電位Vs上升。驅動電晶體22的源極電位Vs上升時，藉由保持電容24的自動啟動動作，驅動電晶體22的閘極電位Vg亦連動而上升。此時，閘極電位Vg的上升量等於源極電位Vs的上升量。因此，發光期間中，驅動電晶體22的閘極－源極間電壓Vgs係以Vsig－Vofs＋Vth－△V而保持一定。接著，在時刻t12，信號線33的電位從影像信號的信號電壓Vsig切換為偏移電壓Vofs。
(臨限值校正原理)
在此，說明驅動電晶體22的臨限值校正原理。因設計驅動電晶體22在飽和區域動作，故形成定電流源而動作。藉此，有機EL元件21從驅動電晶體22供應下式(1)所給予之一定的汲極－源極間電流(驅動電流)Ids。
Ids＝(1/2)．μ(W/L)Cox(Vgs－Vth)2 ………(1)
在此，W係驅動電晶體22的通道寬，L係通道長，Cox係 平均單位面積的閘極電容。
圖8係表示驅動電晶體22的汲極－源極間電流Ids對閘極－源極間電壓Vgs的特性。如該特性圖所示，驅動電晶體22不對臨限電壓Vth的不一致進行校正時，臨限電壓Vth為Vth1時，對應閘極－源極間電壓Vgs之汲極－源極間電流Ids係形成Ids1，相對於此，臨限電壓Vth為Vth2(Vth2>Vth1)時，同樣地，對應閘極－源極間電壓Vgs之汲極－源極間電流Ids係形成Ids2(Ids2<Ids1)。亦即，驅動電晶體22的臨限電壓Vth變動時，即使閘極－源極間電壓Vgs一定，也會變動汲極－源極間電流Ids。
相對於此，如前所述，因上述構成之像素(像素電路)20中，發光時的驅動電晶體22的閘極－源極間電壓Vgs係Vsig－Vofs＋Vth－△V，故將其代入式(1)時，汲極－源極間電流Ids係表示如下：Ids＝(1/2)．μ(W/L)Cox(Vsig－Vofs－△V)2 ………(2)
亦即，消除驅動電晶體22的臨限電壓Vth之項，從驅動電晶體22供應至有機EL元件21之汲極－源極間電流Ids不依存於驅動電晶體22的臨限電壓Vth。其結果，藉由驅動電晶體22的製程不一致或經時變化，即使按各像素變動驅動電晶體22的臨限電壓Vth，也無法變動汲極－源極間電流Ids，故有機EL元件21的發光亮度無法變動。
(遷移率校正原理)
其次，說明驅動電晶體22的遷移率校正原理。圖9係在 比較驅動電晶體22的遷移率μ相對較大的像素A與驅動電晶體22的遷移率μ相對較小的像素B之狀態中表示特性圖。以多晶矽薄膜電晶體等構成驅動電晶體22時，如同像素A或像素B，在像素間無法避免遷移率μ不一致。
在像素A與像素B有遷移率μ不一致之狀態中，例如將同位準的輸入信號電壓Vsig寫入兩像素A、B時，不進行絲毫遷移率μ的校正時，在流至遷移率μ大的像素A之汲極-源極間電流Ids1'與流至遷移率μ小的像素B之汲極-源極間電流Ids2'之間會產生很大差距。如此，因遷移率μ不一致而於汲極-源極間電流Ids在像素間產生很大差距時，會使圖面的均勻度損失。
在此，從前述式(1)的電晶體特性式即可明白，遷移率μ大時，汲極-源極間電流Ids會變大。因此，反饋之反饋量△V隨遷移率μ變大而增加。如圖9所示，遷移率μ大的像素A的反饋量△V1比遷移率μ小的像素B的反饋量△V2大。因此，藉由以遷移率校正動作將驅動電晶體22的汲極-源極間電流Ids反饋至輸入信號電壓Vsig側，由於遷移率μ越大反饋越大，故可抑制遷移率μ的不一致。
具體而言，在遷移率μ大的像素A乘上反饋量△V1的校正時，汲極-源極間電流Ids會大幅從Ids1'下降至Ids1。另一方面，因遷移率μ小的像素B的反饋量△V2小，故汲極-源極間電流Ids會從Ids2'下降至Ids2，而不會那麼大幅下降。結果，因像素A的汲極-源極間電流Ids1與像素B的汲極-源極間電流Ids2大致相等，故校正遷移率μ的不一致。
綜合以上，有遷移率μ不同之像素A與像素B時，遷移率μ大的像素A的反饋量△V1比遷移率μ小的像素B的反饋量△V2大。換言之，越是遷移率μ大的像素，反饋量△V越大，汲極－源極間電流Ids的減少量越多。因此，藉由將驅動電晶體22的汲極－源極間電流Ids反饋至輸入信號電壓Vsig側，使遷移率μ不同之像素的汲極－源極間電流Ids的電流值均一化，其結果，可校正遷移率μ的不一致。
在此，圖2所示之像素(像素電路)20中，使用圖10說明臨限值校正、遷移率校正的有無之影像信號的信號電位(取樣電位)Vsig與驅動電晶體22的汲極－源極間電流Ids之關係。
圖10中係分別表示以下情況：(A)不共同進行臨限值校正及遷移率校正之情況；(B)不進行遷移率校正，而只進行臨限值校正之情況；(C)共同進行臨限值校正及遷移率校正之情況。如圖10(A)所示，在不共同進行臨限值校正及遷移率校正之情況，因臨限電壓Vth及遷移率μ的各像素A、B不一致，於汲極－源極間電流Ids，在像素A、B間產生很大差距。
相對於此，只進行臨限值校正時，如圖10(B)所示，即使藉由該臨限值校正可將汲極－源極間電流Ids不一致減低某種程度，也會因遷移率μ的各像素A、B不一致，於汲極－源極間電流Ids，在像素A、B間殘留差距。
接著，藉由共同進行臨限值校正及遷移率校正，如圖10(C)所示，可使因臨限電壓Vth及遷移率μ的各像素A、B 不一致之像素A、B間的汲極－源極間電流Ids差幾乎沒有，故不管在那個灰階，都不會產生有機EL元件21的亮度不一致，並可得到良好畫質的顯示圖像。
(本實施形態之作用效果)
如上所述，具臨限值校正及遷移率校正的各校正功能之有機EL顯示裝置10中，按校正對象像素列，以1H周期執行臨限值校正及遷移率校正的各校正動作時，藉由進入對校正對象像素列的1H期間前，執行分別將驅動電晶體22的閘極電位Vg及源極電位Vs固定於特定電位，例如分別將閘極電位Vg固定於偏移電壓Vofs，將源極電位Vs固定於低電位Vini之臨限值校正準備動作，可只以無需在校正對象像素列的1H期間內確保臨限值校正準備期間之分，增長設定臨限值校正及遷移率校正的各校正期間。
藉此，臨限值校正及遷移率校正的各校正期間，因確實執行各校正動作時可確保充分的時間，故可充分抑制因驅動電晶體22的製程不一致或經時變化之驅動電晶體22的臨限電壓Vth及遷移率μ等的電晶體特性的各像素不一致或有機EL元件21的經時變化，可得到沒有不均或陰影之均勻畫質的顯示圖像。
尤其，在進入對校正對象像素列的1H期間前執行臨限值校正準備動作之驅動，最適於用於如下述的顯示裝置的驅動。
作為一例，搭載於用以顯示精細地圖或文字之行動電話等的行動機器之顯示裝置，逐漸提高高精細顯示裝置的需 要。接著，先將顯示裝置高精細化時，伴隨此，為縮短水平掃描期間(1H)，無法充分確保臨限值校正及遷移率校正的各校正時間。
如此，對應顯示裝置的高精細化而增加像素數，伴隨此，即使較達成高精細化前縮短1H時間之有機EL顯示裝置，使用進入對校正對象像素列的1H期間前執行臨限值校正準備動作之驅動法，形成臨限值校正及遷移率校正的各校正期間而確保充分的時間，因可抑制有機EL元件21的經時劣化或驅動電晶體22的特性不一致，故可得到良好畫質的顯示圖像。
再者，以低成本化為目的，具使用有如a-Si(非晶矽)的遷移率μ小的電晶體之像素20之有機EL顯示裝置中，使用進入對校正對象像素列的1H期間前執行臨限值校正準備動作之驅動法，形成臨限值校正及遷移率校正的各校正期間而確保充分的時間，因可抑制有機EL元件21的經時劣化或驅動電晶體22的特性不一致，故可得到良好畫質的顯示圖像。
<選擇器方式的有機EL顯示裝置>
上述實施形態之有機EL顯示裝置10中，係舉水平驅動電路60時安裝於顯示面板70上之構成的情況為例，但也可採用以下構成：在顯示面板70外設置水平驅動電路60而從面板外部通過外部布線，以將影像信號供應至顯示面板70上的信號線33(33-1~33-n)。
如此，採用從面板外部輸入影像信號之構成時，將外部 布線與信號線個別布線於R(紅)、G(綠)、B(藍)時，(1920×1080)解析度的FulHD(High Definition：高畫質)中，因需要5760(＝1920×3)條布線作為外部布線，故外部布線的布線數形成多條數量。
相對於此，為達成削減外部布線的布線數，將顯示面板上的信號線對面板外部的驅動器IC的一個輸出，將複數條分成單位(組)，以時分割依序選擇該複數條的信號線，另一方面，藉由以時分割分配以時系列輸出至驅動器IC的各輸出之影像信號而供應至該選擇的信號線，驅動各信號線。亦即採用所謂的選擇器驅動方式(或時分割驅動方式)。
具體而言，選擇器驅動方式係以1對x(x係2以上的整數)的對應關係，設定驅動器IC的輸出與顯示面板上的信號線的關係，以x時分割選擇相對於驅動器IC的一個輸出而分成之x條信號線而驅動之驅動方式。藉由採用該選擇器驅動方式，可將驅動器IC的輸出數及外部布線的布線數削減至信號線條數的1/x。
作為一例，如圖11所示，以橫排之三色R、G、B為單位，在1H期間內，時系列輸入對應該等三色之影像信號Data1、...、Datap。另一方面，藉由採用以三像素單位依序開關驅動以三像素為單位而配置之選擇開關SEL_R、SEL_G、SEL_B而寫入影像信號Data1、...、Datap之選擇器驅動方式，有以下優點：可將外部布線80－1、...、80－p的布線數p削減至信號線33－1~33－n之數量n的1/x。
但是，採用選擇器驅動方式(時分割驅動方式)之有機EL顯示裝置之情況中，如圖12的時序圖所示，因必須設置用以藉由選擇開關SEL_R、SEL_G、SEL_B，對信號線33－1~33－n寫入R、G、B影像信號的信號電壓Vsig之信號線電位寫入期間，故難以進一步充分確保臨限值校正及遷移率校正的各校正時間。
如此，例如，採用對R、G、B三像素，於1H期間內寫入影像信號之選擇器驅動方式之有機EL顯示裝置10'中，即使必須設置用以寫入R、G、B影像信號的信號電壓Vsig之信號線電位寫入期間，藉由使用進入對校正對象像素列的1H期間前執行臨限值校正準備動作之驅動法，可形成臨限值校正及遷移率校正的各校正期間而確保充分的時間，故可抑制有機EL元件21的經時劣化或驅動電晶體22的特性不一致，並得到良好畫質的顯示圖像。
(變形例)
上述實施形態中，係舉適用於具臨限值校正及遷移率校正的兩校正功能之有機EL顯示裝置之情況為例而作說明，但即使為不具備遷移率校正功能，而只具備臨限值校正功能之有機EL顯示裝置，藉由在進入對校正對象像素列的1H期間前執行臨限值校正準備動作，與在校正對象像素列的1H期間內執行臨限值校正準備動作之情況相比，因可增長確保臨限值校正期間，故可更確實執行臨限值校正。
此外，上述實施形態中，係舉像素20具有驅動電晶體22與寫入電晶體23之二個電晶體，在輸入信號電壓Vsig的寫 入期間，將遷移率校正適用於構成的有機EL顯示裝置之情況為例而作說明，但本發明並不限於該適用例，例如，如記載於專利文獻1所述，同樣可適用於：進一步具有直接連接驅動電晶體22之開關電晶體，藉由該開關電晶體進行有機EL元件21的發光/非發光的控制，且在輸入信號電壓Vsig的寫入前進行遷移率校正之構成的有機EL顯示裝置。
但是，如本實施形態之有機EL顯示裝置的情況所示，採用在輸入信號電壓Vsig的寫入期間進行遷移率校正之構成者，有以下優點：與遷移率校正期間無需另外確保信號寫入期間，只以其分增長設定臨限值校正及遷移率校正的各校正期間。
此外，上述實施形態中，係舉像素電路20的光電元件適用於使用有機EL元件之有機EL顯示裝置之情況為例而作說明，但本發明並不限於該適用例，也可全部適用使用有依據流至裝置之電流值而變化發光亮度之電流驅動型光電元件(發光元件)之顯示裝置。
[適用例]
以上說明之本發明之顯示裝置，作為一例，可適用於圖13~圖17所示各種電子機器，例如，數位相機、筆記型個人電腦、行動電話等的攜帶終端裝置、攝錄機等，顯示輸入至電子機器之影像信號、或電子機器內所產生的影像信號作為圖像或影像之所有領域的電子機器的顯示裝置。以下，說明適用本發明之電子機器的一例。
另外，本發明之顯示裝置係包含已密封構成的模組形狀 者。例如，符合貼在透明玻璃等的相對部而形成於像素陣列部30之顯示模組。也可在該透明的相對部設置彩色濾光片、保護膜等，或上述遮光膜。另外，在顯示模組，也可設置用以從外部將信號等輸出入像素陣列部之電路部或FPC(撓性印刷電路)等。
圖13係表示適用本發明之電視的立體圖。本適用例之電視係包含前面板102或彩色濾光玻璃103等所構成之影像顯示畫面部101，藉由使用本發明之顯示裝置而作成該影像顯示畫面部101。
圖14係表示適用本發明之數位相機的立體圖；(A)係從表側觀看的立體圖，(B)係從背側觀看的立體圖。本適用例之數位相機係包含快閃用發光部111、顯示部112、選單開關113、拍攝鈕114等，藉由使用本發明之顯示裝置製作該顯示部112。
圖15係表示適用本發明之筆記型個人電腦的立體圖。本適用例之筆記型個人電腦係在本體121包含輸入文字等時而操作之鍵盤122、顯示圖像之顯示部123等，藉由使用本發明之顯示裝置製作該顯示部123。
圖16係表示適用本發明之攝錄機的立體圖。本適用例之攝錄機在本體部131，朝前方之側面包含被拍攝體攝影用鏡頭132、攝影時的啟動/停止開關133、顯示部134等，藉由使用本發明之顯示裝置製作該顯示部134。
圖17係表示適用本發明之攜帶終端裝置，例如行動電話的立體圖；(A)係開機狀態的正面圖，(B)係其側面圖，(C) 係關機狀態的正面圖，(D)係左側面圖，(E)係右側面圖，(F)係上面圖，(G)係下面圖。本適用例之行動電話係包含上側框體141、下側框體142、連結部(在此係鉸鏈部)143、顯示器144、子顯示器145、影像燈146、及相機147等，藉由使用本發明之顯示裝置製作該顯示器144或子顯示器145。
10、10'‧‧‧有機EL顯示裝置
20‧‧‧像素(像素電路)
21‧‧‧有機EL元件
22‧‧‧驅動電晶體
23‧‧‧寫入電晶體
24‧‧‧保持電容
30‧‧‧像素陣列部
31(31－1~31－m)‧‧‧掃描線
32(32-1~32-m)‧‧‧電源供應線
33(33-1~33-n)‧‧‧信號線
34‧‧‧共同電源供應線
40‧‧‧寫入掃描電路
50‧‧‧電源供應掃描電路
60‧‧‧水平驅動電路
70‧‧‧顯示面板
90‧‧‧信號布線
91‧‧‧補助布線
92‧‧‧閘極電極
93‧‧‧通道層
圖1係表示本發明一實施形態之有機EL顯示裝置構成概略的系統構成圖。
圖2係表示像素(像素電路)之具體構成例的電路圖。
圖3係表示像素之剖面構造一例的剖面圖。
圖4係供本發明一實施形態之有機EL顯示裝置動作說明的時序圖。
圖5(A)－(C)係本發明一實施形態之有機EL顯示裝置電路動作的說明圖(1)。
圖6(A)－(C)係本發明一實施形態之有機EL顯示裝置電路動作的說明圖(2)。
圖7(A)－(C)係本發明一實施形態之有機EL顯示裝置電路動作的說明圖(3)。
圖8係供驅動電晶體之臨限電壓Vth不一致所造成之課題說明的特性圖。
圖9係供驅動電晶體之遷移率μ不一致所造成之課題說明的特性圖。
圖10(A)－(C)係供臨限值校正、遷移率校正有無之影像信 號的信號電壓Vsig與驅動電晶體的汲極．源極間電流Ids之關係說明的特性圖。
圖11係表示採用選擇器驅動方式之有機EL顯示裝置構成概略的系統構成圖。
圖12係供採用選擇器驅動方式之有機EL顯示裝置動作說明的時序圖。
圖13係表示適用本發明之電視的立體圖。
圖14係表示適用本發明之數位相機的立體圖；(A)係從表側觀看的立體圖，(B)係從背側觀看的立體圖。
圖15係表示適用本發明之筆記型個人電腦的立體圖。
圖16係表示適用本發明之攝錄機的立體圖。
圖17係表示適用本發明之行動電話的立體圖；(A)係開機狀態的正面圖，(B)係其側面圖，(C)係關機狀態的正面圖，(D)係左側面圖，(E)係右側面圖，(F)係上面圖，(G)係下面圖。
DS‧‧‧電源供給線電位
Vccp‧‧‧第1電位
Vg‧‧‧閘極電位
Vini‧‧‧第2電位
Vofs‧‧‧偏移電壓
Vs‧‧‧源極電位
Vsig‧‧‧信號電壓
Vofs/Vsig‧‧‧信號線電位
Vth‧‧‧臨限電壓
WS‧‧‧掃描線電位
WS_H‧‧‧高電位
WS_L‧‧‧低電位

Claims (4)

  1. 一種顯示裝置，其係包括：像素陣列部，其係將像素配置成行列狀而成，該像素係包含光電元件、將輸入信號電壓取樣而寫入之寫入電晶體、保持由前述寫入電晶體所寫入之前述輸入信號電壓之保持電容、及依據保持於前述保持電容之前述輸入信號電壓驅動前述光電元件之驅動電晶體；及驅動電路，其係以列單位選擇掃描前述像素陣列部的各像素，且以一水平掃描期間的周期執行對各選擇列進行對前述驅動電晶體之臨限電壓變動的臨限值校正之動作，並在校正對象像素列之一水平掃描期間內，於前述臨限值校正動作後，執行進行對前述驅動電晶體之遷移率變動之遷移率校正之動作；前述驅動電路在進入對前述校正對象像素列的一水平掃描期間前，於對校正對象像素列的前述臨限值校正動作前，執行分別將前述驅動電晶體的閘極電位及源極電位固定於特定電位之準備動作。
  2. 如請求項1之顯示裝置，其中前述驅動電路在前述寫入電晶體之前述輸入信號電壓的寫入期間，執行前述遷移率校正的動作。
  3. 一種顯示裝置之驅動方法，該顯示裝置係包括：像素陣列部，其係將像素配置成行列狀而成，該像素係包含光電元件、將輸入信號電壓取樣而寫入之寫入電晶體、保持由前述寫入電晶體所寫入之前述輸入信號電 壓之保持電容、及依據保持於前述保持電容之前述輸入信號電壓驅動前述光電元件之驅動電晶體；及驅動電路，其係以列單位選擇掃描前述像素陣列部的各像素，且以一水平掃描期間的周期執行對各選擇列進行對前述驅動電晶體之臨限電壓變動的臨限值校正之動作，並在校正對象像素列之一水平掃描期間內，於前述臨限值校正動作後，執行進行對前述驅動電晶體之遷移率變動之遷移率校正之動作；其驅動方法係在進入對前述校正對象像素列的一水平掃描期間前，於對校正對象像素列的前述臨限值校正動作前，執行分別將前述驅動電晶體的閘極電位及源極電位固定於特定電位之準備動作。
  4. 一種電子機器，其係包括顯示裝置，該顯示裝置係包括：像素陣列部，其係將像素配置成行列狀而成，該像素係包含光電元件、將輸入信號電壓取樣而寫入之寫入電晶體、保持由前述寫入電晶體所寫入之前述輸入信號電壓之保持電容、及依據保持於前述保持電容之前述輸入信號電壓驅動前述光電元件之驅動電晶體；及驅動電路，其係以列單位選擇掃描前述像素陣列部的各像素，且以一水平掃描期間的周期執行對各選擇列進行對前述驅動電晶體之臨限電壓變動的臨限值校正之動作，並在校正對象像素列之一水平掃描期間內，於前述臨限值校正動作後，執行進行對前述驅動電晶體之遷移 率變動之遷移率校正之動作，且在進入對前述校正對象像素列的一水平掃描期間前，於對校正對象像素列的前述臨限值校正動作前，執行分別將前述驅動電晶體的閘極電位及源極電位固定於特定電位之準備動作。
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