显示设备、用于驱动其的方法、以及电子装置的制作方法

xiaoxiao2020-6-26  15

专利名称:显示设备、用于驱动其的方法、以及电子装置的制作方法
技术领域
本发明涉及包括为像素提供的发光元件的有源矩阵显示设备,并涉及用 于驱动该显示设备的方法。更具体地,本发明涉及校正各个像素的发光亮度
的变化(variation)的技术。此外,本发明涉及包括该显示设备的电子装置。
背景技术
已知利用由于施加到有机薄膜的电场而发光的现象的发光元件。把这种 发光元件称作有机EL元件。在这种情况下,积极开发包括用于像素的有机 EL元件的平面自发光显示设备。通过施加IOV或更低的电压来驱动有机EL 元件,并且其消耗较低的功率。此外,由于有机EL元件是自发光元件,因 而,不同于液晶显示器等,其不需要发光部件(member),所以可以容易地 实现重量节约和厚度节约。此外,有机EL元件的响应速度非常高,大约几 个ps,因此,当显示运动图像时不会出现残留影像。
在包括有机EL元件的平面自发光显示设备之中,积极开发了包括薄膜 晶体管作为像素的驱动元件的有源矩阵显示设备。在下面的文件中描述了相
关技术。
专利文件1:日本未审查专利申请公开No.2003-255856 专利文件2:日本未审查专利申请公开No.2003-271095 专利文件3:日本未审查专利申请公开No.2004-133240 专利文件4:日本未审查专利申请公开No.2004-029791 专利文件5:日本未审查专利申请公开No.2004-09368
发明内容
然而,诸如阈值电压和迁移率之类的晶体管的操作特性的变化和有机EL 元件的设备特性的变化影响了发光亮度,因此需要在各个像素电路中校正这 些变化。已经开发了其中像素电路具有阈值电压校正功能和迁移率校正功能 的显示设备。阈值电压校正功能可以校正晶体管的阈值电压的变化,并且迁
移率校正功能可以校正晶体管的迁移率的变化。具体地,是否能正常地进行 迁移率的校正对显示设备中的图像质量有很大影响。
通过将流向驱动发光元件的晶体管的电流负反馈到晶体管的栅极电势进 行迁移率的校正。晶体管的迁移率对应于其电流驱动能力。较大的迁移率使 得驱动晶体管供应较大的驱动电流。仅在预定校正期内将该驱动电流负反馈 到驱动晶体管的栅极一侧。较大的迁移率还引起较大的反馈量,并且由此压 制了栅极电势,因此抑制了驱动电流。以这种方式,可以在各个像素电路中 校正驱动晶体管的迁移率的变化。
根据用于采样视频信号的采样晶体管和用于控制发光元件的发光时间的 发光时间控制晶体管都处于导通状态时的时间,确定迁移率校正期。优选迁 移率校正期在所有像素电路中都是相同的,使得可以在各个像素电路中准确 地校正迁移率。然而,采样晶体管和发光时间控制晶体管在每个像素中的操 作时刻是变化的,因此运动校正期在每个像素中也是变化的。最近几年,迫 切需要能够输出高亮度同时抑制视频信号的动态范围的显示器,并且由迁移 率校正期的微小变化引起的亮度的不同已经变得很显著。由迁移率校正期的 变化引起的像素间的亮度的不同是要克服的问题。
已经考虑到相关技术中的上述问题而提出了本发明,并且本发明针对于 提供能够抑制迁移率校正期的变化并消除像素之间的亮度的不同的显示设 备、以及用于驱动该显示设备的方法。 - 根据本发明的实施例,提供了包括像素阵列单元和外围电路的显示设备。
像素阵列单元包括以行排布的第一扫描线;以行排布的第二扫描线;以列 排布的信号线;以及在扫描线和信号线的交叉点处以矩阵形式排布的像素。 外围电路单元包括第一扫描器,用于向第一扫描线供应第一控制脉冲;第 二扫描器,用于向第二扫描线供应第二控制脉冲;以及信号驱动器,用于向 信号线供应视频信号。每个像素电路至少包括采样晶体管;驱动晶体管; 发光时间控制晶体管;保持电容;以及发光元件。采样晶体管根据第一控制 脉沖而导通、采样视频信号、并允许保持电容保持该视频信号。驱动晶体管 根据保持电容中所保持的视频信号的电势来控制驱动电流。发光时间控制晶 体管根据第二控制脉冲而导通,并向发光元件供应由驱动晶体管所控制的驱 动电流。当发光时间控制晶体管处于导通状态时,发光元件通过接收驱动电 流而发光。在从采样晶体管已经导通后发光时间控制晶体管处于导通状态的 第一时刻到采样晶体管截止的第二时刻的校正期内,将驱动电流负反馈到保 持电容,由此校正像素间的驱动晶体管的迁移率的变化。第一扫描器通过使 用从外部供应的第 一使能信号形成定义第二时刻的第 一控制脉冲的边沿。第 二扫描器通过使用从外部供应的第二使能信号形成定义第一时刻的第二控制 脉冲的边沿。
优选的是,通过调整第一使能信号和第二使能信号之间的相位差来优化 校正期。每个像素具有用于校正像素间的驱动晶体管的阈值电压的变化的校 正装置。
由发光时间控制晶体管导通的第一时刻和采样晶体管截止的第二时刻定 义迁移率校正期。根据相关技术,将使能脉冲的影响施加到控制采样晶体管 导通和截止的脉沖上,并且改变控制脉冲的边沿的形状,以便抑制采样视频 信号的采样期的变化。从而,可以控制采样晶体管截止时的第二时刻,因此 在所有像素中都不会出现变化。然而,如果定义迁移率校正期的开始的第一 时刻不同,则不可能使像素之间的迁移率校正期是恒定的。根据本发明的实 施例,将另 一使能脉沖的影响施加到控制发光时间控制晶体管的导通和截止 的脉冲上,以便改变控制脉沖的边沿的形状。从而,除定义迁移率校正期的 结束的第二时刻之外,可以固定定义迁移率校正期的开始的第一时刻,在所 有像素值可以获得相同的迁移率校正期,因此可消除像素之间的亮度的不同。


图1A是示出根据本发明的实施例的显示设备的整体结构的方框图;
图1B是示出根据本发明的实施例的显示设备的电路图2A是用于图解根据第 一 实施例的操作的时序图2B是用于图解该操作的示意图2C是用于图解该操作的示意图2D是用于图解该操作的示意图2E是用于图解该操作的示意图2F是用于图解该操作的示意图2G是用于图解该操作的示意图3A是用于图解根据参考例子的显示设备的操作的时序图; 图3B是用于图解图1A所示的显示设备的操作的时序图4A是示出在图1A所示的显示设备中所包括的写扫描器的结构的例子 的电路图4B是示出根据参考例子的驱动扫描器的电路图; 图4C是示出在图1A所示的显示设备中所包括的驱动扫描器的结构的例 子的电路图5A是示出根据本发明的第二实施例的显示设备的电路图; 图5B是用于图解根据第二实施例的操作的时序图; 图6A是示出根据本发明的第三实施例的显示设备的电路图; 图6B是用于图解根据第三实施例的操作的时序图; 图7是示出根据本发明的任何实施例的显示设备的设备结构的断面图; 图8是示出根据本发明的任何实施例的显示设备的模块结构的平面图; 图9是示出包括根据本发明任何实施例的显示设备的电视机的透视图; 图10是示出包括根据本发明任何实施例的显示设备的静态数码相机的 透视图11是示出包括根据本发明任何实施例的显示设备的笔记本个人计算 机的透视图;以及
图12是示出包括根据本发明任何实施例的显示设备的移动终端的示意
图13是示出包括根据本发明任何实施例的显示设备的摄像机的透视图。
具体实施例方式
下文中,参考附图详细描述本发明的实施例。图1A是示出根据本发明 的实施例的显示设备100的整体结构的方框图。如图1A所示,显示设备100 包括像素阵列单元102和外围电路单元。像素阵列单元102包括以行排布的 第一扫描线WSL、以行排布的第二扫描线DSL、以列排布的信号线DTL、和 在扫描线WSL与信号线DTL的交叉点处以矩阵形式排布的像素101。在图 IA所示的例子中,像素101被排布为m行和n列。当互相区别扫描线WSL 时,把它们称作"WSL101"(第一行中的扫描线)、"WSL10m"(第m行中的 扫描线)等。这对于第二扫描线DSL也一样。同样,当互相区别信号线DTL 时,把它们称作"DTL101"(第一列的信号线)、"DTL10n"(第n列的信号线) 等。
外围电路单元包括第一扫描器(写扫描器WSCN) 104,用于向第一扫 描线WSL供应第一控制脉冲;第二扫描器(驱动扫描器DSCN) 105,用于 向第二扫描线DSL供应第二控制脉冲;和信号驱动器,用于向信号线DTL 供应视频信号。在该实施例中,水平选择器(HSEL) 103充当信号驱动器, 其与扫描线WSL的线顺序扫描同步地在水平周期内向各个信号线DTL供应 视频信号。
除了写扫描器104和驱动扫描器105之外,外围电路单元还包括校正扫 描器(AZCN ) 106。此校正扫描器AZCN依次向附加扫描线AZ1L和AZ2L 供应控制脉冲,以便进行预定的校正操作。
写扫描器104基本上包括移位寄存器,根据从外部供应的时钟信号 WSCK而操作,并依次转移从外部供应的开始脉冲WSST,以便依次向扫描 线WSL输出第一控制脉冲。此外,写扫描器104从外部接收使能信号WSEN, 并对上述第一控制脉冲进行整形(shape )。此外,驱动扫描器105包括移位 寄存器,根据从外部供应的时钟信号DSCK而操作,并依次转移从外部供应 的开始脉沖DSST,以便向扫描线DSL输出第二控制脉沖。驱动扫描器105 通过使用从外部供应的使能信号DSEN 1和DSEN 2对第二控制脉冲进行整 形。校正扫描器106也包括移位寄存器,根据时钟信号AZCK而操作,并依 次转移开始脉冲AZST,以便向扫描线AZ1L和AZ2L输出预定的控制脉冲。 在此,时钟信号WSCK、 DSCK和AZCK基本上具有相同的频率和相同的相 位。然而,在一些情况下,可以在时钟信号WSCK、 DSCK、和AZCK之间 进行相位调整。另一方面,开始脉冲WSST、 DSST、和AZST定义了各个扫 描器104、 105和106所需要的控制脉冲的波形。
图1B是根据第一实施例示出被包括在图1A所示的显示设备中的像素 101的特定结构的例子的电路图。图1B中所示的电路图例示了第一行和第一 列中的像素电路101。
如图1B所示,像素电路101位于扫描线WSL 101、 DSLIOI、 AZ1L 101 和AZ2L101与信号线DTLIOI的交叉点处,并且包括采样晶体管1A、驱动 晶体管1B、发光时间控制晶体管1C、源极电势初始化晶体管1D、参考电势 写晶体管1E、包括有机EL元件等的发光元件1L、以及保持电容1F。在这 五个晶体管之中,仅发光时间控制晶体管1C是P沟道型,并且其他晶体管 1A、 1B、 1D和1E是N沟道型。然而,本发明不限于此,而是可以适当地一
起使用p沟道型和n沟道型的晶体管。此外,晶体管的数量不限于本实施例 中的五个,而是可以从大约两个到七个的范围内适当地选择。
采样晶体管ia的栅极与扫描线wsl 101连接,并且其漏极与视频信号 线dtl 101连接。采样晶体管1a的源极连接到保持电容1f的一个电极、马区 动晶体管1b的栅极、以及参考电势写晶体管1e的源极。驱动晶体管1b的 漏极与发光时间控制晶体管1c连接,并且其源极连接到保持电容1f的另一 个电极、源极电势初始化晶体管1d、以及发光元件1l的阳极。发光元件1l 的阴极连接到公共电源线1h。发光时间控制晶体管1c的源极与电源线1g 连接,并且其栅极与扫描线dsl 101连接。参考电势写晶体管1e的漏极与 电源线1k连接,并且其栅极与扫描线az2l101连接。源极电势初始化晶体 管1d的源极与电源线1j连接,并且其栅极与扫描线az1l101连接。
在这种结构中,采样晶体管1a根据从写扫描器104所供应的第一控制 脉冲而导通,采样从信号线dtlioi所供应的视频信号,并允许保持电容1f 保持采样结果。驱动晶体管1b根据被保持在保持电容1f中的信号电势来控 制驱动电流。发光时间控制晶体管1c根据从驱动扫描器105供应的第二控制 脉冲而导通,并通过驱动晶体管1b向发光元件1l供应驱动电流。当发光时 间控制晶体管1c处于导通状态时,发光元件1l通过接收驱动电流而发光。
像素电路101具有迁移率校正功能。也就是,在校正期期间把驱动电流 负反馈到保持电容1f,校正期是从在采样晶体管1a已经导通后发光时间 控制晶体管导通时的第一时刻到采样晶体管1a截止时的第二时刻。从而, 可以校正各个像素中的驱动晶体管1b的迁移率p的变化。此时,写扫描器 104通过使用从外部供应的使能信号wsen形成定义第二时刻的第一控制脉 冲的边沿,而驱动扫描器105通过使用从外部供应的使能信号dsen 2形成 定义第一时刻的第二控制脉冲的边沿。从而,可以消除迁移率校正期的变化, 所以所有像素具有相同的迁移率校正期,并且不会出现亮度的不同。顺便提 及,可以通过调整被供应给写扫描器104的使能信号wsen与被供应给驱动 扫描器105的使能信号dsen2之间的相位差来优化迁移率校正期。
除上述迁移率校正功能之外,像素电路101还具有校正各个像素中的驱 动晶体管1b的阈值电压Vth的变化的校正功能。为了实现阔值电压校正功能, 提供源极电势初始化晶体管1d和参考电压写晶体管1e。
图2a是用于图解图1b中所示的像素电路ioi的操作的时序图。该时序
图示出扫描线AZ1L 101、 AZ2L101、 WSL 101和DSL 101的电势的改变, 并且还示出驱动晶体管IB的栅极电势Vg和源极电势Vs的改变。在扫描线 WSL 101中出现的电势的改变对应于第一控制脉沖,并且在扫描线DSL 101 中出现的电势的改变对应于第二控制脉沖。
在不发光期(B),扫描线DSL 101的电势处于高电平,而其他扫描线 AZ1L 101、 AZ2L 101和WSL 101的电势处于低电平。因此,所有晶体管都 处于截止状态,并且没有驱动电流流向发光元件1L,所以不发光。
在准备期(C),扫描线AZ1L 101的电平变为高,并且源极电势初始化 晶体管1D导通。从而,驱动晶体管1B的源极电势Vs被初始化为从电源线 供应的电势VI。然后,扫描线AZ2L的电平变为高,并且参考电势写晶体管 1E导通。从而,从电源线1K供应的参考电势VO被写入驱动晶体管1B的栅 极g。即,驱动晶体管1B的栅极电势Vg被初始化为参考电势VO。在此, 参考电势VO和初始化电势VI之间的差大于驱动晶体管1B的阈值电压Vth。 另外,初始化电势VI低于发光元件1L的阴极电势,并且发光元件1L处于 反向偏压状态,因此没有驱动电流流动。
在阈值校正期(D),扫描线DSLIOI的电平变为低,并且发光时间控制 晶体管1C导通一次。从而,出现驱动电压,但是因为发光元件1L处于反向 偏压状态,所以驱动电压没有流入发光元件1L中。驱动电压仅被用于给保持 电容1F充电,因此源极电势Vs逐渐上升。当被固定为参考电势VO的栅极 电势Vg与上升的源极电势VS之间的差变为正好是阔值电压Vth时,驱动晶 体管1B截止。截止时的阈值电压Vth被保持在保持电容1F之间。
在采样期(E),扫描线WSL101的电势的电平变为高,并且采样晶体管 1A导通。从而,从信号线DTL101供应的视频信号的信号电势Vin被写入驱 动晶体管1B的栅极g。换句话说,驱动晶体管1B的栅极电势Vg变为Vin。
采样期(E)的后面部分对应于迁移率校正期(F)。迁移率校正期(F) 是从在采样晶体管1A已经导通后发光时间控制晶体管再次导通时的第一时 刻到采样晶体管1A截止时的第二时刻的时段。在迁移率校正期(F),在驱 动晶体管的栅极电势Vg被固定为信号电势Vin的状态下,流向驱动晶体管 1B的驱动电流被负反馈到保持电容1F。此时,发光元件1L仍然处于反向偏 压状态,并且没有驱动电流流到发光元件1L,并且驱动电流的一部分^皮用于 给发光元件1L的寄生电容充电,而另一部分被负反馈到保持电容1F。从而,
驱动晶体管IB的源极电势Vs升高了 AV。该负反馈量AV帮助抑制驱动晶 体管IB的迁移率p的变化。也就是,驱动晶体管IB的较大迁移率p引起较 大的负反馈量AV,由此,从而压制了施加到驱动晶体管IB的栅极g和源极 s之间的栅极电压Vgs。结果,抑制了流向驱动晶体管IB的驱动电流。另一 方面,当驱动晶体管IB的迁移率p较小时,负反馈量AV也小。在这种状态 下,没有有力地压制栅极电势Vgs,所以相对大的驱动电流流向驱动晶体管 1B。以这种方式,通过应用负反馈以便消除驱动晶体管lB的迁移率p的变 化的影响,校正了迁移率。
在发光期(G),扫描线WSL 101的电势回到低电平,因此驱动晶体管 IB的栅极g从信号线DTLlOl —侧断开。从而,自举操作变得可能,并且栅 极电势Vg与源极电势Vs —起上升。源极s和栅极g之间的电势差保持恒定。 在发光元件1L根据源极电势Vs的上升而进入正向偏压状态时,驱动电流流 入发光元件1L中,使得发光元件1L发出具有根据栅极电压Vgs的亮度的光。 当扫描线DSL101的电势处于低电平时,发光元件1L持续发光。换句话说, 施加到扫描线DSL 101的控制脉冲定义发光元件1L的发光时间。通过调整 一个场(field)内的发光时间的比例,可以调整整个屏幕的亮度。
参考图2B到2G进一步描述图IB中所示的像素电路101的操作。在这 些图中,还示出了发光元件IL的等效电容II。首先,如图2B所示,在不发 光期(B),所有的晶体管1A到1E都处于截止状态,并且没有驱动电流流入 发光元件1L中。因此,发光元件1L处于不发光状态。
如图2C所示,在准备期(C),参考电势写晶体管1E和源极电势初始化 晶体管1D导通。从而,驱动晶体管IB的栅极g被复位为参考电势VO,并 且驱动晶体管IB的源极s被初始化电势VI初始化。
如图2D所示,在阈值校正期(D),源极电势初始化晶体管1D截止,并 且发光时间控制晶体管1C导通,使得从驱动晶体管1B输出驱动电流。此时, 因为发光元件1L处于反向偏压状态,所以驱动电流不流入发光元件1L。驱 动电流仅流入保持电容IF和等效电容II中。结果,驱动晶体管IB的源极电 势Vs上升。当源极电势达到VO-Vth时,驱动晶体管1B截止。此时,对应 于阈值电压Vth的电压被施加到驱动晶体管IB的栅极g和源极s之间,并且 由保持电容1F保持该电压。以这种方式,抵消驱动晶体管IB的阈值电压所 需的电压被写入保持电容1F中。
如图2E所示,在采样期(E),发光时间控制晶体管1C截止,而采样晶 体管1A导通。从而,信号线DTL101与驱动晶体管lB的栅极g连接,使得 视频信号的信号电势Vin被写入驱动晶体管1B的栅极g。
如图2F所示,在迁移率校正期(F),发光时间控制晶体管1C导通。从 而,驱动电流流向驱动晶体管1B。此时,发光元件1L处于反向偏压状态, 因此,驱动电流流入保持电容1F和等效电容II中。换句话说,部分驱动电 流被负反馈到保持电容1F。根据在迁移率校正期(F)期间被负反馈的电流 量,驱动晶体管1B的源极电势Vs从VO-Vth进一步上升了 AV。 AV是对驱 动晶体管1B的迁移率p的校正的量。
如图2G所示,在发光期(G),采样晶体管1A截止,并且驱动晶体管 lB的栅极g从信号线DTL101断开,使得自举操作变得可能。从而,源极电 势Vs上升,同时驱动晶体管的栅极g和源极s之间的电压Vgs保持恒定。然 后,当发光元件1L进入正向偏压状态时,驱动电流流入发光元件1L,并且 发光元件1L开始发光。
图3A是用于图解图1A中所示的写扫描器WSCN、驱动扫描器DSCN 和校正扫描器AZCN的操作的时序图。参考时序图的时间轴,还示出了由扫 描线AZ1L 101、 AZ2L 101、 WSL 101和DSL 101的电势的改变所定义的阈 值校正期(D)和迁移率校正期(E)。
首先,描述写扫描器WSCN的操作。如上所述,写扫描器WSCN主要 包括以多级连接的移位寄存器,根据时钟信号WSCK操作,并依次转移开始 脉沖WSST,以便在各个级中输出移位脉沖。图3A所示的时序图示出了输入 到第一级中的移位寄存器的移位脉沖WSA (1)和从该第一级中的移位寄存 器输出的移位脉冲WSB ( 1 )。从图3A可知,这些移位脉冲具有通过时钟信 号WSCK的半周期而将开始脉冲WSST从一级转移到另一级的情况下的波 形。写扫描器WSCN对移位脉沖WSA ( 1 )和WSB ( 1 )进行逻辑处理,以 便获得要供应给扫描线WSL 101的控制脉沖。在图3A所示的例子中,写扫 描器WSCN通过对移位脉冲WSA ( 1 )和WSB ( 1 )进行AND (与)处理而 获得控制脉沖。此外,写扫描器WSCN利用其输出级上的使能信号WSEN 来处理控制脉沖,并向扫描线WSL101输出最终的控制脉沖。更具体地,通 过使用经过移位脉冲WSA ( 1 )和WSB ( 1)的AND处理所获得的脉冲来提 取使能信号WSEN的脉冲,并且所提取的脉冲被用作最终的控制脉沖。控制
脉沖的前沿和后沿对应于每个使能信号WSEN的脉冲的上升沿和下降沿,因 此可防止时间延迟。把使能信号WSEN供应给各个级中的移位寄存器的输出 单元,因此级中的时刻的变化很小。换句话说,在经过移位脉冲WSA(l) 和WSB ( 1 )的AND处理所获得的脉沖中,其相位在各个级中变化,使得出 现时间延迟。在该实施例中,通过使用从移位寄存器输出的控制脉冲来提取 使能信号WSEN的脉冲,使得可以获得时刻稳定的最终的控制脉冲。从而, 在所有像素中采样期(E)可以是恒定的。
与写扫描器WSCN —样,驱动扫描器DSCN基本包括以多级连接的移位 寄存器。驱动扫描器DSCN根据时钟信号DSCK操作,并依次转移开始脉沖 DSST,以便获得移位脉冲DSA和DSB。时序图示出输入到第一级中的移位 寄存器的移位脉冲DSA (1)和从该第一级中的移位寄存器输出的移位脉沖 DSB ( 1 )。通过对移位脉冲DSA ( 1 )和DSB ( 1 )进行逻辑处理而获得要供 应给扫描线DSL 1的控制脉沖。此时,使用使能信号DSEN来处理控制脉冲, 以便形成部分定义阈值校正期(D)的脉冲的波形。因此,可以把所有像素 中的阈值校正期(D)都控制为恒定的。
图3A所示的驱动扫描器DSCN的操作是参考例子,并且其不同于根据 本发明的实施例的操作。在该参考例子中,使能信号DSEN用于稳定地定义 阈值校正期(D)。但是,使能信号不用于迁移率校正期(F),由此其中出现 变化。如上所述,迁移率校正期被定义为从扫描线DSL 101的电势从高电平 改变到低电平时的第一时刻到扫描线WSL 101的电势从高电平改变到低电平 时的第二时刻。如上所述,基于使能信号WSEN确定定义迁移率校正期(F) 的结束的第二时刻,因此不会出现误差。但是,没有通过使用任何使能信号 来定义第一时刻(其定义迁移率校正期(F)的开始),使得出现误差。这引 起各个线中的迁移率校正期(F)的变化,使得图像质量恶化。
校正扫描器AZCN也包括以多级连接的移位寄存器,根据时钟信号 AZCK操作,并依次转移开始脉冲AZST,以便获得控制脉冲。时序图示出 输入到第一级中的移位寄存器的移位脉沖AZA (1)和从该第一级中的移位 寄存器输出的移位脉冲AZB ( 1 )。在校正扫描器AZCN中,移位脉沖AZA (1 )充当要供应给第一线中的扫描线AZ1L 101的控制脉冲。同样,移位脉 沖AZB ( 1 )充当要供应给第一线中的扫描线AZ2L 101的控制脉冲。
图3B是示出根据本发明实施例的各个扫描器的操作的时序图。为易于理
解,采用与图3A所示的参考例子相同的图解方式。写扫描器WSCN和校正 扫描器AZCN的操作与图3A所示的参考例子相同。例如,写扫描器WSCN 通过使用使能信号WSEN来形成控制脉冲,并将控制脉冲输出到扫描线WSL 101。
不同的是驱动扫描器DSCN的操作。在该实施例中,使用两个使能信号 DSEN 1和DSEN2来形成要输出到扫描线DSL的控制脉冲。使能信号DSEN 1被用于定义阈值校正期(D)并且其与参考例子中的使能信号DSEN相同。通 过使用使能信号DSEN2,形成要施加到扫描线DSL的每个控制脉冲的后沿。
从图3B所示的时序图的底部可知,由使能信号DSEN2的上升沿确定迁 移率校正期(F)的开始,并且由使能信号DSEN1的下降沿确定迁移率校正 期(F)的结束。由于迁移率校正期(F)的开始和结束都是由使能信号定义 的,所以在线之间不会出现误差。
WSCN的结构的例子的电路图。已经参考图3B所示的时序图描述了写扫描 器WSCN的操作。如图4A所示,写扫描器WSCN包括以多级连接的移位寄 存器S/R,其中为每一级提供了输出门。在移位寄存器S/R中,依次转移开 始脉冲WSST,使得在各个级中生成移位脉沖WSA和WSB。 "WSA"表示输 入侧的移位脉冲,而"WSB"表示输出侧的转移后的移位脉冲。
例如,第一级中的移位寄存器S/R接收从前一级中的移位寄存器S/R供 应的移位脉冲WSA ( 1 ),将其延迟时钟信号WSCN的半个周期。用于第一 级的输出门包括三个输入和一个输出的NAND (与非)门元件和倒相器。该 输出门对移位脉沖WSA ( 1 )和WSB ( 1 )以及使能信号WSEN进行NAND 处理,倒相器对所处理的结果进行倒相,并向相应的扫描线WSL101输出最 终的控制脉冲。在输出门中执行的逻辑处理由图4A底部的逻辑表达式表示。
图4B是示出根据参考例子的驱动扫描器DSCN的结构的电路图。在图 3A的时序图中示出了根据参考例子的驱动扫描器DSCN的操作。如图4B所 示,驱动扫描器DSCN包括以多级连接的移位寄存器S/R,其中为每一级提 供了输出门。例如,在第一级(l)中的移位寄存器S/R中,用于其的输出门 包括三个输入和一个输出的AND(与)元件、两个输入和一个输出的OR(或) 元件、以及倒相器。从相应的级供应的移位脉冲DSB ( 1 )、使能信号DSEN 以及移位脉冲WSA ( 1 )和WSB ( 1 )被供应给该输出门,对其执行门处理,
因此获得要被输出到相应的扫描线DSL 101的控制脉沖。在图4B的底部示 出了门处理的逻辑表达式。
图4C是根据本发明的实施例的驱动扫描器DSCN的结构的例子的电路 图。为易于理解,与根据图4B所示的参考例子的驱动扫描器DSCN的部分 对应的部分由相应的参考标记表示。不同点是,将两个使能信号DSEN l和 DSEN2供应给各个输出门。使能信号WSEN 1与参考例子中所用的使能信号 DSEN相同,但是使能信号DSEN 2是新添加的,并且具体用于定义迁移率 校正期的开始。出于此目的,除了驱动扫描器DSCN的每个输出门中的参考 例子的元件之外,还提供了三个输入和一个输出的AND门元件。由图4C底 部的逻辑表达式表示输出门中所执行的逻辑处理。
图5A是示出根据本发明的第二实施例的显示设备的电路图。为易于理 解,与图1B所示的上述第一实施例中的部分对应的部分由相应的参考标记表 示。同样,为易于理解,图示方式与图1B所示的电路图相同。从图5A与图 1B之间的比较可知,在本实施例的电路结构中,没有提供在第一实施例中提 供的参考电势写晶体管1E。在补偿参考电势写晶体管1E时,被供应给视频 信号线DTL 101的视频信号被脉冲调制。
脉冲调制的视频信号的采样电势Vin被示出为图5B所示的时序图中的视 频信号线DTL101的电势。在图1B所示的第一实施例中,晶体管1E导通并 且参考电势VO被施加到驱动晶体管1B的栅极g,以进行阈值校正操作。另 一方面,在本实施例中,如图5中的时序图所示,在信号线DTL101已经被 设置为参考电势VO后导通采样晶体管1A,使得可以进行等效于第一实施例 中的阈值校正操作。同样,在采样期间把信号线的电势设置为采样电势Vin, 然后采样晶体管1A再次导通,使得可以进行视频信号的采样。同样,在本 实施例中,依据发光时间控制晶体管1C导通时的时刻与采样晶体管1A截止 时的时刻之间的相位差,确定迁移率校正期(F),所以可以实现本发明。
图6A是示出根据本发明的第三实施例的显示设备的电路图。在该实施 例中,还从根据图5A所示的第二实施例的电路中省略了源极电势初始化晶 体管1D。即,根据本实施例的电路包括三个晶体管1A、 1B和1C、保持电 容1F、以及发光元件1L。在补偿源极电势初始化晶体管1D时,电源线1G 被脉沖调制。在图6A所示的电路图中,由扫描线VSL101代表电源线1G, 该扫描线VSL 101由用于电源供应(VSCN) 107的附加扫描器控制。在图
5A所示的第二实施例中,晶体管1D导通,并且初始化电势VI被施加到驱 动晶体管IB的源极,以便初始化驱动晶体管IB的源极电势。
另一方面,在根据本实施例的结构中,如图6B的时序图所示,将初始化 电势Vcc—L供应给电源线VSL101,并且将扫描线DSL101的电势改变为低 电平,以便导通晶体管1C,从而初始化驱动晶体管1B的源极电势Vs。然后, 电源线VSL 101的电势回到正常电势Vcc—H,使得进行阔值电压校正操作。 在采样期(E),信号线DTL 101的电势改变为采样电势Vin,然后采样晶体 管1A再次导通,使得可以进行采样。同样,在该电路中,依据在发光时间 控制晶体管导通时的第一时刻与在采样晶体管1A截止时的第二时刻之间的 相位差来确定迁移率校正期(F),因此可以得到本发明的优点。根据本发明 的上述实施例,在每条线中可以得到相同的迁移率校正期(F),并且可以改 善光栅显示器中的亮度的变化。
根据本发明任何实施例的显示设备具有如图7所示的薄膜设备结构。图 7示出了在绝缘衬底上所形成的像素的示意横截面结构。如图7所示,该薄 膜设备结构包括对置衬底41、粘合剂42、保护膜43、负电极44、发光层45、 隔风膜46、阳电极47、平面化层48、绝缘膜49、半导体层50、栅极绝缘膜 51、衬底52、信号配线53、辅助配线54以及栅电极55。像素包括晶体管 单元56,其包括多个薄膜晶体管(仅示出一个TFT作为代表);电容单元57, 其包括保持电容;以及发光单元,其包括有机EL元件。通过TFT处理,在 衬底52上形成晶体管单元56和电容单元57,并且在其上覆盖包括有机EL 元件的发光单元。在其上通过粘合剂42而提供透明的对置衬底41,从而制 作出平板。
如图8所示,根据本发明任何实施例的显示设备包括扁平模块形状的显 示设备。例如,在绝缘衬底58上提供像素阵列单元(像素矩阵单元61),其 中以矩阵形式整体形成包括有机EL元件、薄膜晶体管和薄膜电容的像素, 在像素阵列单元周围提供粘合剂,并且将由玻璃等制成的对置衬底59覆盖在 其上,以便制作出显示模块。如有必要,可以在透明的对置电极上提供滤色 器、保护膜、屏蔽膜等。还可以在显示模块中提供FPC (柔性印刷电路),充 当与向/来自像素阵列单元的输入/输出信号的连接器60 。
不同的电子装置的显示器中,更具体地,用于显示以图像或视频形式输入到
装置或由装置生成的视频信号的不同场的电子装置的显示器。这种电子装置 的例子包括数码相机、笔记本个人计算机、移动电话以及摄像机。在下文中 描述了这些例子。
机包括视频显示屏11,该视频显示屏11包括前面板12和滤光玻璃13,并且 视机。
前视图,而下部是后视图。该数码相机包括图像采集镜头、用于闪光的发光 单元15、显示单元16、控制开关、菜单开关以及快门19,并且通过使用根 据本发明任何实施例的显示设备作为显示单元16来制造该数码相机。
图11示出应用根据本发明的任何实施例的显示设备的笔记本个人计算 机。主体20包括操作以输入字符的键盘21等。上盖包括用于显示图像的显 示单元22。通过使用根据本发明任何实施例的显示设备作为显示单元22来 制造该笔记本个人计算机。
图12示出应用根据本发明的任何实施例的显示设备的移动终端。左边 部分示出打开状态并且右边部分示出合上状态。该移动终端包括上部外壳23、 下部外壳24、连接部分(铰链单元)25、显示器26、副显示器27、画面灯 28以及照相机29。通过使用根据本发明任何实施例的显示设备作为显示器 26和副显示器27来制造该移动终端。
图1.3示出应用根据本发明的任何实施例的显示设备的摄像机。该摄像机 包括主体30、提供在前侧的用于拍摄目标的镜头34、拍摄开始/停止开关35、 以及监视器36。通过使用根据本发明的任何实施例的显示设备作为监视器36 来制造该摄像机。
相关领域的技术人员应该理解,在所附权利要求或其等同物的范围内, 根据设计要求和其他因素,可以进行各种修改、组合、次组合和变更。
相关申请的交叉引用
本申请包括了与于2006年11月13日在日本专利局提交的日本专利申请 JP 2006-306127相关的主题,其全部内容通过引用合并于此。
权利要求
1.一种显示设备,包括像素阵列单元;以及外围电路单元,所述像素阵列单元包括以行排布的第一扫描线;以行排布的第二扫描线;以列排布的信号线;以及在扫描线和信号线的交叉点处以矩阵形式排布的像素,所述外围电路单元包括第一扫描器,用于向第一扫描线供应第一控制脉冲;第二扫描器,用于向第二扫描线供应第二控制脉冲;以及信号驱动器,用于向信号线供应视频信号,每个所述像素至少包括采样晶体管;驱动晶体管;发光时间控制晶体管;保持电容;以及发光元件,所述采样晶体管根据第一控制脉冲而导通,采样所述视频信号,并允许所述保持电容保持所述视频信号,所述驱动晶体管根据在所述保持电容中所保持的视频信号的电势来控制驱动电流,所述发光时间控制晶体管根据第二控制脉冲而导通,并向所述发光元件供应由所述驱动晶体管所控制的驱动电流,以及所述发光元件在所述发光时间控制晶体管处于导通状态时,通过接收所述驱动电流而发光,其中,在从所述采样晶体管已经导通后所述发光时间控制晶体管导通时的第一时刻到所述采样晶体管截止时的第二时刻的校正期内,将所述驱动电流负反馈到所述保持电容,由此校正像素间的驱动晶体管的迁移率的变化,其中,所述第一扫描器通过使用从外部供应的第一使能信号,形成定义所述第二时刻的所述第一控制脉冲的边沿,以及所述第二扫描器通过使用从外部供应的第二使能信号,形成定义所述第一时刻的所述第二控制脉冲的边沿。
2. 根据权利要求1所述的显示设备,'其中,通过调整所述第一使能信号和第二使能信号之间的相位差来优化 所述纟t正期。
3. 根据权利要求1所述的显示设备,其中,每个所述像素具有用于校正像素之间的驱动晶体管的阈值电压的 变化的校正装置。
4. 一种包括根据权利要求1所述的显示设备的电子装置。
5. —种用于驱动包括像素阵列单元和外围电路单元的显示设备的方法, 所述像素阵列单元包括以行排布的第一扫描线;以行排布的第二扫描线; 以列排布的信号线;以及在扫描线和信号线的交叉点处以矩阵形式排布的像 素,所述外围电路单元包括第一扫描器,用于向第一扫描线供应第一控制 脉冲;第二扫描器,用于向第二扫描线供应第二控制脉沖;以及信号驱动器, 用于向信号线供应视频信号,每个所述像素至少包括采样晶体管;驱动晶 体管;发光时间控制晶体管;保持电容;以及发光元件,所述方法包括根据第一控制脉冲导通所述采样晶体管,从信号线采样视频信号,并允 许所述保持电容保持所述视频信号,制马区动电^危,根据第二控制脉冲导通所述发光时间控制晶体管,并向所述发光元件供 应由所述驱动晶体管所控制的驱动电流,当所述发光时间控制晶体管处于导通状态时,由所述发光元件通过接收 所述驱动电流而发光,在从所述采样晶体管已经导通后所述发光时间控制晶体管导通时的第一 时刻到所述采样晶体管截止时的第二时刻的校正期内,将所述驱动电流负反 馈到所述保持电容,由此校正像素间的驱动晶体管的迁移率的变化,由所述第一扫描器通过使用从外部供应的第一使能信号来形成定义所述 第二时刻的所述第一控制脉沖的边沿,以及由所述第二扫描器通过使用从外部供应的第二使能信号来形成定义所述 第 一 时刻的所述第二控制脉沖的边沿。
全文摘要
一种显示设备包括像素阵列单元和外围电路单元。像素阵列单元包括以行排布的第一扫描线;以行排布的第二扫描线;以列排布的信号线;以及在扫描线和信号线的交叉处以矩阵形式排布的像素。外围电路单元包括第一扫描器,用于向第一扫描线供应第一控制脉冲;第二扫描器,用于向第二扫描线供应第二控制脉冲;以及信号驱动器,用于向信号线供应视频信号。每个像素电路至少包括采样晶体管;驱动晶体管;发光时间控制晶体管;保持电容;以及发光元件。
文档编号G09G3/30GK101183508SQ200710186068
公开日2008年5月21日 申请日期2007年11月13日 优先权日2006年11月13日
发明者内野胜秀, 山下淳一, 谷龟贵央 申请人:索尼株式会社

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