显示设备及其显示驱动方法
专利名称：显示设备及其显示驱动方法
技术领域：
本发明涉及具有其中按矩阵布置像素电路的像素阵列的显示设备及其显示驱动方法。更具体地，本发明涉及使用有机电致发光元件(有机EL元件)作为发光元件的显示设备及其显示驱动方法。
背景技术：
已经开发出在像素中使用有机EL元件的图像显示设备。由于有机EL元件是自发射元件，所以与液晶显示设备的情况相比，有机EL元件具有例如图像的可视性高、不需要背光、响应速度快等优点。另外，可以根据致使流过发光元件的电流的值分别控制各发光元件的亮度水平(等级，gradation)(所谓的电流控制型)。与液晶显示设备的情况类似，在有机EL显示设备中，已知简单的矩阵系统以及有源矩阵型作为其驱动系统。尽管前者配置简单，但前者具有难以实现大规格和高清晰度显示设备等的问题。因此，当前，正在积极开发有源矩阵系统型有机EL显示设备。该系统使得由提供在像素电路内的有源元件(通常为薄膜晶体管(TFT))分别控制被致使流过提供在像素电路内的发光元件的电流。
发明内容
目前，对于使用有机EL元件的像素电路配置，需要通过消除每个像素的亮度不均勻而提高显示质量等。已经陆续提出了适合于通过消去像素电路中的驱动晶体管的阈值电压和迁移率的偏差(dispersion)来消除每一像素的亮度不均勻的像素电路的配置与操作，以便实现在均勻性方面尤其出色的显示面板。已经做出本发明以便解决上述问题，因此希望提供其中可以改进用于将电流施加于发光元件的驱动晶体管的迁移率校正能力的显示设备及其显示驱动方法。为了达到上述希望，根据本发明的一个实施例，提供了一种显示设备，其包括像素阵列，其中，按矩阵布置像素电路，每个像素电路具有发光元件、用于通过施加跨过漏极和源极的驱动电压将与栅极至源极电压对应的电流施加于连接到源极侧的所述发光元件的驱动晶体管、用于通过使其导通而将信号线电压输入到所述驱动晶体管的栅极的采样晶体管、以及连接在所述驱动晶体管的所述栅极与所述源极之间用于维持输入到其处的视频信号电压的维持电容器；信号选择器，用于将基准电压、中间电压、以及视频信号电压作为信号线电压以时分方式提供给按列布置在所述像素阵列中的每一信号线；驱动控制扫描器，用于将电源脉冲给予按行布置在所述像素阵列上的每一电源控制线，并且将驱动电压施加于所述像素电路的所述驱动晶体管；以及写扫描器，用于将扫描脉冲给予按行布置在所述像素阵列上的每一写控制线，以控制所述像素电路的所述采样晶体管，从而使得实行向所述像素电路输入该信号线电压，其中，对于基于扫描脉冲在所述像素电路的一个发射周期内的控制，在信号线电压被设置为基准电压时，所述写扫描器致使所述采样晶体管导通，以便使得对于一个发射周期内的非发射时间段，执行所述驱动晶体管的阈值的校正，在信号线电压被设置为中间电压时，所述写扫描器控制所述采样晶体管，以便使得在阈值校正之后，执行向所述像素电路输入该视频信号电压以及所述驱动晶体管迁移率的校正，从而将所述驱动晶体管的栅极电压从基准电压升压(boost)到未达到中间电压的电平，将所述采样晶体管保持在非导通状态达给定的时间段，并在信号线电压被设置为视频信号电压时，致使所述采样晶体管导通。根据本发明的另一个实施例，提供了一种显示设备，其包括像素阵列，其中，按矩阵布置像素电路，每一像素电路具有发光元件、用于向所述发光元件施加电流的驱动晶体管、以及采样晶体管；信号选择器，用于将基准电压、中间电压、以及视频信号电压作为信号线电压以时分方式提供给布置在所述像素阵列上的每一信号线；以及写扫描器，用于控制所述像素电路的所述采样晶体管，其中，所述写扫描器在信号线电压被设置为基准电压时， 致使所述采样晶体管导通，在信号线电压被设置为中间电压时，致使所述采样晶体管导通， 将所述采样晶体管保持在非导通状态，以及在信号线电压被设置为视频信号电压时，致使所述采样晶体管导通。根据本发明的另一个实施例，提供了一种显示设备的显示驱动方法，该显示设备包括像素阵列，其中，按矩阵布置像素电路，每个像素电路具有发光元件、用于通过施加跨过漏极和源极的驱动电压将与栅极至源极电压对应的电流施加于连接到源极侧的所述发光元件的驱动晶体管、用于通过使其导通而将信号线电压输入到所述驱动晶体管的栅极的采样晶体管、以及连接在所述驱动晶体管的所述栅极与所述源极之间用于维持输入到其处的视频信号电压的维持电容器；信号选择器，用于将基准电压、中间电压、以及视频信号电压作为信号线电压以时分方式提供给按列布置在所述像素阵列中的每一信号线；驱动控制扫描器，用于将电源脉冲给予按行布置在所述像素阵列上的每一电源控制线，并且将驱动电压施加于所述像素电路的所述驱动晶体管；以及写扫描器，用于将扫描脉冲给予按行布置在所述像素阵列上的每一写控制线，以控制所述像素电路的所述采样晶体管，从而使得实行向所述像素电路输入该信号线电压，所述显示驱动方法包括下列步骤在信号线电压被设置为基准电压时，致使所述采样晶体管导通，以便使得对于所述像素电路的一个发射周期内的非发射时间段，执行所述驱动晶体管的阈值的校正；以及在信号线电压被设置为中间电压时，控制所述采样晶体管，以便使得在阈值的校正之后，实行视频信号电压输入到所述像素电路以及所述驱动晶体管的迁移率的校正，从而将所述驱动晶体管的栅极电压从基准电压升压到未达到中间电压的电平，在这之后，将所述采样晶体管保持在非导通状态达给定的时间段，然后在根据从所述写扫描器输出的扫描脉冲，将信号线电压设置为视频信号电压时，使所述采样晶体管导通。在本发明的所述实施例中，当使得在阈值校正完成之后执行向像素电路输入视频信号电压和驱动晶体管迁移率的校正时，首先，写中间电压，其后，写与发射等级对应的视频信号电压。以这样的方式，根据两阶段写系统进行操作。中间电压是与视频信号对应的最佳校正电压。在两阶段写系统中，首先，从信号线向驱动晶体管的栅极节点写该中间电压。接下来，驱动晶体管的栅极节点与信号线分离，从而致使实行自举操作(用于对驱动晶体管栅极节点和源极节点处的电压升压)。此后，从信号线向驱动晶体管的栅极节点写该视频信号电压。
此处，当写中间电压时，写中间电压的操作结束于驱动晶体管的栅极节点处的电压达到中间电压之前。结果，增强了自举操作期间校正迁移率的功能。如以上所述，根据本发明，当为了使得实行视频信号电压的输入和驱动晶体管迁移率的校正而采用两阶段写系统时，能够增强自举时间段的迁移率校正能力。结果，可以将用于获得所需的迁移率校正能力的中间电压设置在低电平，从而能够实现功率节省。
图1是在电路中部分地解释根据本发明第一实施例的显示设备的配置的框图；图2是示出根据本发明第一实施例的显示设备中的像素电路的配置的电路图；图3是解释比较例子的像素电路的操作的时序图；图4A和4B分别是在像素电路的一个周期中的发射操作的过程中的等效电路图；图5A和5B分别是在像素电路的一个周期中的该发射操作的过程中的等效电路图；图6A和6B分别是在像素电路的一个周期中的该发射操作的过程中的等效电路图；图7A和7B分别是在像素电路的一个周期中的该发射操作的过程中的等效电路图；图8是解释根据本发明第一实施例的第一例子的像素电路的操作的时序图；图9A和9B分别是解释第一例子中的迁移率校正的时序图；以及图IOA和IOB分别是解释本发明第一实施例的第二例子中的迁移率校正的时序图。
具体实施例方式以下，将参照附图详细描述本发明的优先实施例。注意，将根据下列顺序给出描述。[1.第一实施例的显示设备和像素电路的配置][2.实现本发明的过程中所考虑的像素电路的操作(比较例子)][3.第一例子][4.第二例子][5.第二实施例(显示设备的显示驱动方法)][1.各实施例的显示设备和像素电路的配置]图1示出根据本发明第一实施例的有机EL显示设备的配置。有机EL显示设备将有机EL元件用作发光元件，并且包括用于根据有源矩阵系统执行发射驱动的像素电路10。如图1中所示，有机EL显示设备具有像素阵列20，在像素阵列20中，在列方向上和行方向上两个方向上(m行Xn列)按矩阵布置大量像素电路10。注意，每个像素电路 10构成与红色(R)、绿色(G)以及蓝色(B)的任意一个对应的发射像素，并且对应于R、G和 B的像素电路10分别根据预定规则而布置，从而配置了彩色显示设备。在像素电路10的用于发射驱动的配置方面，有机EL显示设备包括水平选择器11、驱动扫描器12、以及写扫描器13。另外，由水平选择器11所选择的信号线DTL1、DTL2.....DTL(η)在列方向上被布
置在像素阵列20中，通过所选择的信号线DTL1、DTL2.....DTL(η)，与亮度信号的信号值
(等级值)对应的电压作为显示数据分别被提供给像素电路10。通过按矩阵在像素阵列20 中布置的像素电路10的列数(η列)来布置信号线DTLl、DTL2.....DTL(n)。另外，写控制线WSL1、WSL2、. . ·、WSL(m)以及电源控制线 DSL1、DSL2、. . ·、DSL(m) 在行方向上被布置在像素阵列20中。通过按矩阵在像素阵列20中布置的像素电路10的行数(m行)布置写控制线WSL和电源控制线DSL的每个。由写扫描器13驱动写控制线WSL(WSL1到WSL (m))。写扫描器13在所设置的预定时刻相继地将扫描脉冲WS(WS1、WS2.....WS(m))分
别提供给按行布置的写控制线WSLl到WSL(m)，由此以线顺序方式按行扫描像素电路10。由驱动扫描器12驱动电源线DSL(DSL1到DSL(m))。驱动扫描器12根据写扫描
器13的线顺序扫描，将电源脉冲DS(DSU DS2.....DS(m))分别提供给按行布置的电源控
制线DSLl到DSL (m)。电源脉冲DS(DS1、DS2.....DS (m))的每个被设置为脉冲电压，在该
脉冲电压中，驱动电压Vcc和初始电压Vini的两个值相互转变。注意，驱动扫描器12和写扫描器13根据时钟ck和开始脉冲sp设置电源脉冲DS 和扫描脉冲WS的定时。水平选择器11根据写扫描器13的线顺序扫描，将信号线电压作为到相应像素电路10的输入信号分别提供给在列方向上布置的信号线DTL1、DTL2、...。在第一实施例中， 水平选择器11按时分方式，将用于阈值校正的基准电压Vofs、用于迁移率校正的中间电压 Vsigl、以及与基于视频数据的等级对应的电压Vsig2作为视频信号电压分别提供给信号线 DTL1、DTL2、· · .、DTL(m)。注意，在第一实施例的有机EL显示设备中，在所附权利要求中所描述的信号选择器的例子是水平选择器11，其中所描述的驱动控制扫描器的例子是驱动扫描器12，以及其中所描述的写扫描器的例子是写扫描器13。图2示出第一实施例的有机EL显示设备中的像素电路10的配置例子。与图1的配置中的像素电路10 —样，按矩阵布置像素电路10。注意，在图2中，为了简单起见，仅示出了布置在其中信号线DTL、以及写控制线 WSL和电源控制线DSL互相相交的部分中的一个像素电路10。像素电路10由作为发光元件的有机EL元件1、维持电容器Cs、采样晶体管Ts、以及驱动晶体管Td构成。注意，电容器Coled为寄生在有机EL元件1中的寄生电容器。采样晶体管Ts和驱动晶体管Td每个由η沟道薄膜晶体管(TFT)构成。维持电容器Cs在其一端处连接到驱动晶体管Td的源极端(节点冊幻，并在其另一端处连接到驱动晶体管Td的栅极端(节点NDl)。驱动晶体管Td的漏极端连接到与所关注的像素电路10所属于的行对应的电源控制线DSL0例如，具有二极管结构的有机EL元件1被用作像素电路10的发光元件，并且包括阳极端和阴极端。有机EL元件1的阳极端连接于驱动晶体管Td的源极端，有机EL元件1 的阴极电极连接于预定配线(具有在其上的阴极电压Vcat)。
采样晶体管Ts的源极端和漏极端串联在信号线DTL和驱动晶体管Td的栅极端 (节点NDl)之间。因此，采用了这样的配置当使采样晶体管Ts导通时，信号线DTL的信号线电压 (视频信号Vsig2、中间电压Vsigl或者基准电压Vofs中合适的一个)被输入到驱动晶体管Td的栅极端。采样晶体管Ts的栅极端连接到与所关注的像素电路10所属于的行对应的写控制线 WSL。主要描述有机EL元件1的发射驱动如下。在将视频信号电压Vsig2施加于信号线DTL的时刻，使采样晶体管Ts根据从写扫描器13通过写控制线WSL提供给其的扫描脉冲WS而导通。从而，将视频信号电压Vsig2 从信号线DTL写至维持电容器Cs。驱动晶体管Td根据来自驱动扫描器12将驱动电压Vcc提供到的电源控制线DSL 的电流供应，使电流Ids流过有机EL元件1，从而使有机EL元件1发光。此时，电流Ids得到与驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs对应的值(与在维持电容器Cs中维持的电压对应的值)。此外，有机EL元件1还按相应于此电流值的亮度发光。总之，在像素电路10的情况下，来自信号线DTL的视频信号电压Vsig2被写至维持电容器Cs，从而改变了施加于驱动晶体管Td的栅极端的电压。结果，被致使流过有机EL 元件1的电流的值被控制为获得用于发射的等级。由于驱动晶体管Td被设计以便通常工作在饱和区，所以驱动晶体管Td变为具有由表达式(1)所表示的值的恒流源Ids = (1/2) · μ · (ff/L) · Cox · (Vgs-Vth)2. ... (1)其中，Ids表示被致使在工作在饱和区的晶体管的漏极端和源极端之间流动的电流，μ表示迁移率，W表示沟道宽度，L表示沟道长度，Cox表示栅极电容，Vth表示驱动晶体管Td的阈值电压。如从表达式(1)很明显，在饱和区中，由驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs控制漏极电流Ids。由于将栅极至源极电压Vgs保持恒定，所以驱动晶体管Td工作为恒流源， 因此可以使有机EL元件按给定的亮度发光。如上所述，基本上，对于每个帧时间段执行将视频信号电压(等级值)Vsig2写至像素电路10的维持电容器Cs的操作，从而根据图像要被显示的等级确定驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs。此外，驱动晶体管Td工作在饱和区，从而起着用于有机EL元件1的恒流源的作用。因此，使与驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs对应的电流流过有机EL元件1，由此， 在有机EL元件1中，对于每一帧时间段，以与视频信号的等级值对应的亮度进行发射。[2.在实现本发明的过程中所考虑的像素电路的操作(比较例子)]此处，为了理解本发明，将关于在实现本发明的过程中所考虑的像素电路的操作给出描述。此操作是包含用于补偿由于像素电路10中的驱动晶体管Td的阈值和迁移率的偏差引起的均勻性恶化的阈值校正操作和迁移率校正操作的电路操作。此外，该比较例子是以下例子其中，具体地，当在完成了阈值校正之后实行向像素电路的视频信号电压输入
8以及驱动晶体管的迁移率校正时，实行两阶段写操作，其中，首先写中间电压，然后写与发射等级对应的视频信号电压。注意，关于阈值校正操作，采用这样的例子在一个发射周期的时间段内，分多次进行部分(fractional)阈值校正。注意，尽管像素电路操作中，已经执行了阈值校正操作和迁移率校正操作本身，现在将简要描述它们的必要性。例如，在使用多晶硅TFT等的像素电路中，在某些情况下，驱动晶体管Td的阈值电压Vth和构成驱动晶体管Td的沟道的半导体薄膜的迁移率μ随时间改变。另外，由于制造工艺的偏差，诸如阈值电压Vth和迁移率μ的晶体管特性可能每个像素不同。当驱动晶体管Td的阈值电压Vth和迁移率μ每个像素不同时，每个像素在被致使流过驱动晶体管Td的电流的值方面，引起偏差。为此，即使对所有像素电路10给出相同的视频信号值(视频信号电压Vsig^，在有机EL元件1的发射亮度方面，也导致对每个像素的偏差。因此，有损画面的均勻性。出于此原因，在像素电路操作中给出校正阈值电压Vth和迁移率μ的波动的功能。图3示出作为比较例子的像素电路10的一个发射周期(一个帧时间段)的操作的时序图。图3示出水平选择器11向信号线DTL给出的信号线电压。在这一操作例子的情况下，对于一个水平时间段(IH)，水平选择器11将基准电压Vofs、中间电压Vsigl、或者视频信号电压Vsig2中合适的一个的脉冲电压作为信号线电压给予信号线DTL。另外，图3示出通过电源控制线DSL从驱动扫描器12提供的电源脉冲DS。给出驱动电压Vcc或者初始电压Vini作为电源脉冲DS。另外，图3示出由写扫描器13通过写控制线WSL给予采样晶体管Ts的栅极端的扫描脉冲WS。当扫描脉冲WS被设置在H电平时，使η沟道采样晶体管Ts导通，当扫描脉冲 WS被设置在L电平时，η沟道采样晶体管Ts保持在非导通状态。另外，像图2中所示的节点NDl和ND2处的电压那样，图3示出驱动晶体管Td的栅极电压Vg和源极电压Vs的改变。图3的时序图中的时间点ts变为作为发光元件的有机EL元件1被驱动发光的一个周期、例如用于图像显示一帧时间段的开始时刻。在达到时间点ts之前(时间段LT0)，执行前一帧的发射。图4A示出对于时间段 LTO的等效电路。也就是说，有机EL元件1的发射状态为这样的状态其中，电源DS被设置为驱动电压Vcc，因此，采样晶体管Ts被保持在截止状态。此时，由于驱动晶体管Td被设置为工作在饱和区，所以根据驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs，被致使流过有机EL元件1的电流Ids'获得由表达式(1)所表示的值。在时间点ts开始当前帧的发射操作。首先，设置关系电源脉冲DS =初始电压Vini。图4B示出对于时间段LTl的等效电路。此时，初始电压Vini小于有机EL元件1的阈值电压Vthel和阴极电压Vcat之和。简言之，通过建立关系Vini ( (Vthel+Vcat)，有机EL元件1熄灭，非发射时间段开始。此时，电源控制线DSL在电方面与驱动晶体管Td的源极端一致。另外，有机EL元件1的阳极端(节点冊幻改变在初始电压Vini。在给定时间段经过之后，进行阈值校正的准备(时间段LT2)。图5A中示出等效电路。也就是说，对于时间段LT2，当信号线DTL的电压被设置为基准电压Vofs时，扫描脉冲WS被设置在H电平，因此采样晶体管Ts导通。由于此原因，驱动晶体管Td的栅极端 (节点NDl)处的电压被设置为基准电压Vofs。此外，驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs变为等于(Vofs-Vini)。不能执行阈值校正操作，除非(Vofs-Vini)大于驱动晶体管Td的阈值电压Vth。 因此，初始电压Vini和基准电压Vofs两者被设置为使关系(Vofs-Vini) > Vth成立。也就是说，为了准备阈值校正，使驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs充分大于驱动晶体管Td的阈值电压Vth。随后，执行阈值校正(Vth校正)。在此情况下，采用这样的例子对于时间段LT3a 到时间段LT3c，执行阈值校正3次。首先，对于时间段LT3a，执行第一轮阈值校正(Vth校正)。在此情况下，在信号线电压被设置为基准电压Vofs的时刻，写扫描器13将扫描脉冲WS设置在H电平，驱动扫描器12将电源脉冲DS设置为驱动电压Vcc。在图5B中示出等效电路。然而，在此情况下，有机EL元件1的阳极端(节点ND2)在电方面与驱动晶体管 Td的源极端一致，并且使电流流过有机EL元件1。为此，在驱动晶体管Td的栅极端(节点 NDl)处的电压固定地保持为基准电压Vofs时，源极节点(节点ND2)处的电压上升。驱动晶体管Td的电流被用于对维持电容器Cs和电容器Coled充电，只要有机EL 元件1的阳极电压(节点ND2处的电压)等于或者低于(Vcat+Vthel)(有机EL元件1的阈值电压)。措辞“只要有机EL元件1的阳极电压等于或者低于(Vcat+Vthel) ”意指有机 EL元件1的漏电流充分小于被致使流过驱动晶体管Td的电流。由于此原因，节点ND2处的电压(驱动晶体管Td的源极电压)随时间升高。可以说，此阈值校正基本上是用于将驱动晶体管Td的栅极至源极电压设置在阈值电压Vth的操作。因此，其带来的所有是，驱动晶体管Td的源极电压升高，直至驱动晶体管Td的栅极至源极电压变为等于阈值电压Vth。然而，可以仅针对关系“信号线电压=Vofs ”成立的时间段将栅极节点处的电压固定为基准电压Vofs。于是，在取决于帧速率等的一个阈值校正操作中，不占用源极电压升高直至栅极至源极电压达到阈值电压Vth的足够时间。然后，多次部分地执行阈值校正。由于此原因，在信号线电压从基准电压Vofs改变为中间电压Vsigl之前，结束时间段LT3a的阈值校正。也就是说，写扫描器13将扫描脉冲WS临时设置在L电平，从而截止了采样晶体管Ts。此时，由于栅极和源极电压均处于浮置状态，所以根据栅极至源极电压Vgs，使电流在漏极端和源极端之间流动，从而执行自举(bootstrapping)操作。也就是说，如图3中所示，栅极电压和源极电压均升高。注意，此时，只要关系(节点ND2处的电压)彡(有机EL元件1的阈值电压Vthel) +(阴极电压Vcat)成立，有机EL元件1就不发光，因为有机EL元件1在相反方向上被偏压。接下来，对于时间段LBb，执行第二轮阈值校正。也就是说，当关系信号线电压= 基准电压Vofs成立时，写扫描器13再次将扫描脉冲WS设置在H电平，从而导通采样晶体管Ts。结果，关系驱动晶体管Td的栅极电压=基准电压Vofs成立，于是源极电压升高。另外，暂停阈值校正操作。注意，由于在第二轮阈值校正中，驱动晶体管Td的栅极至源极电压变得更接近于阈值电压Vth，所以暂停时间段的第二轮中的自举量变得短于暂停时间段的第一轮中的自举量。此外，对于时间段中LT3c，执行第三轮阈值校正。此外，最后，驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs变为等于阈值电压Vth。此时，关系源极电压(有机EL元件1的节点ND2处的阳极电压)= Vofs-Vth ^ Vcat+Vthel 成立。在图3的情况下，在经过第三轮阈值校正的时间段LT3c之后，扫描脉冲WS被设置在L电平，以截止采样晶体管Ts，从而完成阈值校正操作。随后，对于时间段LT4、LT5、LT6，实行使用两阶段写系统的视频信号电压写和迁移率校正。首先，对于时间段LT4，当信号线DTL保持为中间电压Vsigl时，写扫描器13将扫描脉冲WS设置在H电平，从而导通采样晶体管Ts。中间电压Vsigl是对应于视频信号电压 Vsig2的最佳校正电压。图6A中示出等效电路。尽管驱动晶体管Td(在节点NDl处)的栅极电压变为等于中间电压Vsigl，但由于使电流从电源控制线DSL流动，所以(在节点ND2处的)源极电压随时间升高。此时，当驱动晶体管Td(在节点ND2处)的源极电压不超过有机EL元件1的阈值电压Vthel和阴极电压Vcat之和(有机EL元件1的漏电流充分小于被致使流过驱动晶体管Td的电流)时，驱动晶体管Td的电流被用于对维持电容器Cs和寄生电容器Colede两者充电。另外，此时，由于完成了驱动晶体管Td的阈值校正操作，所以被致使从驱动晶体管Td流动的电流变为其中反映迁移率μ的电流。具体地，在驱动晶体管Td具有大迁移率 μ的情况下，此时的电流量大，并且(在节点ND2处)源极电压的升高迅速。与此相反，当迁移率μ小时，电流量小，并且源极电压(ND2)的上升缓慢。注意，在图9Α中，关于时间段LT4的源极电压的上升，由实线表示大迁移率μ的情况，由虚线表示小迁移率μ的情况。以这样的方式，在采样晶体管Ts导通之后，驱动晶体管Td的源极电压升高。此外，当扫描脉冲WS被设置在L电平、由此截止采样晶体管Ts时，如图3中所示，源极电压 Vs变为其中反映迁移率μ的电压VsO。驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs变为等于 (Vsigl-VsO)，从而校正了迁移率μ。对于采样脉冲WS被保持在L电平从而采样晶体管Ts被保持在截止状态的时间段 LT5，执行自举操作。图6Β中示出了等效电路。自举操作变为这样的操作其中，致使上述与栅极至源极电压Vgs对应的电流在
11漏极端和源极端之间流动，以使节点ND2处的电压上升，并且通过维持电容器Cs，也使节点 NDl处的电压上升。接下来，当对于时间段LT6信号线DTL的电压被保持在视频信号电压Vsig2时，扫描脉冲WS保持在H电平，从而再次导通采样晶体管Ts。在图7A中示出了等效电路。结果，驱动晶体管Td(在节点ND2处)的源极电压上升，并且变为其中反映在采样晶体管Ts截止的时间点时的迁移率μ的电压。此处，关注通过执行上述自举操作，节点NDl处的电压升高。如图9Α中所示，由于迁移率μ较大，在时间段LT5结束的时间点(就在视频信号电压Vsig上升之前)，节点NDl处的电压变高。由于此原因，写视频信号电压Vsig时的写信号的幅度变小。总之，通过执行自举操作，在迁移率μ较大时，在写入视频信号电压Vsig2之后， Vgs = Vsig2-Vsl 变小。如从图9A中可以看出，当迁移率μ为大时，在写入视频信号电压Vsig2的时间段 LT6结束的时间点时驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs小，而当迁移率μ为小时，该栅极至源极电压Vgs大。结果，可以将相同的电流提供给有机EL元件1，而不管迁移率μ的大小。最后，对于时间段LT7，采样脉冲被设置在L电平以截止采样晶体管Ts，从而完成写操作。结果，致使有机EL元件1发光。图7B中示出了等效电路。在此情况下，致使与驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs对应的电流Ids流动， 节点ND2处的电压升高到致使电流Ids流过有机EL元件1的电压，并且有机EL元件1发光。此时，采样晶体管Td保持在截止状态，于是，节点NDl处的电压与节点ND2处的电压的上升同时类似地上升。因此，驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs保持不变(自举操作)。如上所述，在像素电路10中，在一个帧时间段中实行有机EL元件1发射的操作， 包括阈值校正操作和迁移率校正操作作为一个周期的发射驱动操作。通过执行阈值校正操作，可以向有机EL元件1给出与信号电压Vsig对应的电流， 而不管像素电路10中驱动晶体管Td的阈值电压Vth的偏差、由于随时间的变化引起的阈值电压Vth的波动等。总之，可以消除因制造工艺或者随时间的变化引起的阈值电压Vth 的偏差，可以防止在画面上产生亮度不均勻等，从而可以维持高图像质量。另外，因为也由于驱动晶体管Td的迁移率μ，漏极电流波动，所以由于每个像素电路10的驱动晶体管Td的偏差，图像质量降低。然而，通过执行迁移率校正操作，根据驱动晶体管Td的迁移率μ的大小，获得源极电压Vs。结果，由于栅极至源极电压Vgs被调整为吸收像素电路10中驱动晶体管Td的迁移率μ的偏差，所以也消除了由于驱动晶体管 Td的迁移率μ的偏差引起的图像质量的降低。基于对显示设备的加速(高频率提升)的请求，作为对于一个周期的像素电路操作，分多次执行阈值校正操作。因为高帧率提升技术的发展，由此像素电路的工作时间变得相当短，所以难以确保连续的阈值校正时间段(信号线电压=基准电压Vofs的时间段)。为了应对这样的情况，如上所述按时分方式执行阈值校正操作，从而确保了阈值校正时间段所需的时间段，由此使驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs收敛于阈值电压Vth。
此时，当按上述的方式执行两阶段写入时，指出以下几点。中间电压Vsigl需要得到根据视频信号电压Vsig2的最佳值。然而，例如，当面板表面中迁移率μ的偏差变大时，需要将所需的中间电压Vsigi的电压值增加至高电压值。在两阶段写入系统中，依据迁移率μ调整时间段LT5的自举量。此外，在完成自举操作之后(紧在视频信号电压Vsig2的写入之前)的栅极至源极电压Vgs被给出了依据迁移率μ的差，从而实现了迁移率校正。在自举操作期间，使与栅极至源极电压Vgs对应的电流在漏极端和源极端之间流动，以使节点ND2和NDl处的电压升高。此处，当考虑到调整在视频信号电压Vsig2的写入期间的有效写电压，从而执行迁移率校正时，为了应对大偏差的情况，必须能够增加与紧在写入视频信号电压Vsig2之前的迁移率μ对应的源极电压和栅极电压之间的差，以及由此在视频信号电压Vsig2的写入结束的时间点时的栅极至源极电压Vgs的差。为了实现这一点，需要增加相应于迁移率μ的自举量的差，因此想到增加自举操作开始的时间点时的栅极至源极电压Vgs的差。另外，为了实现这一点，仅需将中间电压 Vsigl增加至高电压，并且使在时间段LT4结束的时间点时节点NDl处的电压(栅极电压) 为尚。然而，当将中间电压Vsigl设置为高以增大中间电压Vsigl的动态范围时，功耗随之增加。[3.第一例子]然后，在本发明的第一实施例中，即使不使中间电压Vsigl为高，也能够应对较宽的迁移率偏差。在第一实施例的第一例子中，这通过缩短写入中间电压Vsigl的时间段LT4来实现。与图3的情况类似，图8以对于像素电路10中的一个周期(一个帧时间段)的操作的时序图的形式示出信号线DTL的电压、电源脉冲DS、采样脉冲WS、以及节点NDl和ND2 处的电压。注意，为了比较，对于扫描脉冲WS以及节点NDl和ND2处的电压，图3的波形分别由点划线另外表示。在此第一例子中，分别由实线表示扫描脉冲WS的波形以及节点NDl和 ND2处的电压。由于在图8中所示的一个周期的操作中，时间段LT1、LT2、LT3的操作与图3中所示的相同，所以为了简单起见，此处省略了对它们的详细描述。第一例子的特征在于，将写入中间电压Vsigl的时间段缩短为时间段LT4。也就是说，如图8中所示，为了提供时间段LT4，使写扫描器13所输出的扫描脉冲WS的H电平时间段短于图3的情况下的时间段。此情况下时间段LT4的时间长度变为按这样的方式所设置的时间长度在节点 NDl处的电压达到中间电压Vsigl之前，中间电压Vsigl的写入结束。也就是说，在第一例子中，写扫描器13基于扫描脉冲WS实行下列控制作为像素电路10的一个发射周期内的控制。首先，对于一个发射周期内的非发射时间段，为了执行驱动晶体管Td的阈值校正，在信号线DTL的电压被设置为基准电压Vofs时，使采样晶体管Ts导通(时间段LT3a、LT3b 以及 LT3c)。在完成阈值校正之后，对于时间段LT4、LT5以及LT6，使实行向像素电路10输入视频信号电压Vsig2以及对驱动晶体管Td的迁移率校正。首先，对于时间段LT4，在信号线DTL的电压被设置为中间电压Vsigl时，通过控制采样晶体管Ts，使驱动晶体管Td的栅极电压从基准电压Vofs上升至未达到中间电压 Vsigl的电平。也就是说，在信号线DTL的电压被设置为中间电压Vsigl时，在写扫描器13 将扫描脉冲WS设置在H电平以使采样晶体管Ts导通之后，写扫描器13将在节点NDl处的电压未达到中间电压Vsigl的时刻时的扫描脉冲WS设置在L电平，以截止采样晶体管Ts， 从而完成中间电压Vsigl的写入。在那之后，对于时间段LT5，写扫描器13将扫描脉冲WS保持在L电平，从而将采样晶体管"Ts保持在非导通状态达给定的时间段。也就是说，执行自举操作。另外，甚至在那之后，对时间段LT6，在信号线DTL的电压被设置为视频信号电压 Vsig2时，写扫描器13将扫描脉冲WS设置在H电平以使采样晶体管Ts导通，由此写入视频信号电压Vsig2。在图9B中以放大的方式示出图8中所示的时间段LT4、LT5以及LT6的波形。与先前所述的比较例子的图9A的情况相类似，由实线表示大迁移率μ的情况，由虚线表示小迁移率μ的情况。首先，图9Β示出写入中间电压Vsigl的操作结束于在未很好地执行写入中间电压 Vsigl的操作的时间点，简言之，结束于在节点NDl处的电压未达到中间电压Vsigl的时间
点ο写扫描器13不等到节点NDl处的电压达到中间电压Vsigl的时间点，因此，在时间段LT5开始的时间点时节点NDl处的电压取决于迁移率μ而不同。通过执行这样的操作，能够进一步增加在时间段LT5的自举操作中大迁移率μ的情况和小迁移率μ的情况之间自举量的差。结果，在具有大迁移率μ的像素电路10中，自举量变大，并且视频信号电压Vsig2 的写阶段中的有效写电压变得更小。另一方面，在具有小迁移率μ的像素电路 ο中，自举量变小，并且视频信号电压Vsig2的写阶段中的有效写电压变得更大。结果，可以使被致使流过各有机EL元件1的最终的电流互相相等，而不管迁移率μ的大小。通过以上的操作，扫描脉冲WS的宽度缩小，中间电压Vsigl的写入结束于节点NDl 处的电压达到中间电压Vsigl之前，从而可以进一步改进自举操作的迁移率校正功能。因此，当改进了迁移率校正功能，从而使得也能够应对其中迁移率μ偏差大的情况时，不需要将中间电压Vsigl设置为较高的电压值，因此不会导致功耗的增加。[4.第二例子]将参照图IOA和IOB描述第一实施例的第二例子。类似于图9Α的情况，图IOA示出上述比较例子中的时间段LT4、LT5以及LT6的波形。另外，图IOB示出第二例子中的时间段LT4、LT5以及LT6的波形。在比较例子的情况下，也如图3中所示，扫描脉冲WS的H电平被固定。临时地，将扫描脉冲WS的H电平电压取为WS-H，并将其L电平电压取为WS-L。在第二例子的情况下，如图IOB中所示，对于时间段LT4的形成的扫描脉冲WS的
14电压被设置为低于正常H电平电压WS-H的WS-M。将对于写入视频信号电压Vsig2的时间段LT6的扫描脉冲WS的H电平电压、以及尽管未在图IOB中示出的对于用于阈值校正的时间段LT3a、LT3b以及LT3c的扫描脉冲WS 的H电平电压均设置在WS-H。注意，在 图IOB的第二例子的情况下，时间段LT4的时间长度与图IOA的比较例子中的情况下的时间长度相同。在第二例子的情况下，当写入中间电压Vsigl时，施加于采样晶体管Ts的栅极端的H电平电压被降低(电压WS-H)。总之，在此情况下的电压WS-M，即采样晶体管Ts的栅极电压被设置在这样的电压值致使采样晶体管Ts导通，但降低了采样晶体管Ts的漏极至源极电流，从而防止了节点NDl处的电压在时间段LT4结束的时间点时达到中间电压Vsigl。总之，将采样晶体管Ts的栅极电压设置为致使节点NDl没有中间电压Vsigl的写入的电压。还是在此情况下，类似于上述第一例子的情况，能够进一步增加对于时间段LT5 的自举操作中大迁移率μ情况和小迁移率μ情况之间自举量的差。结果，在具有大迁移率μ的像素电路10中，自举量变大，并且视频信号电压Vsig2 的写阶段中的有效写电压变得更小。另一方面，在具有小迁移率μ的像素电路 ο中，自举量变小，并且视频信号电压Vsig2的写阶段中的有效写电压变得更大。结果，可以使被致使流过各有机EL元件1的最终电流互相相等，而不管迁移率μ的大小。因此，还是在第二例子中，可以提高迁移率校正功能而不增加中间电压Vsigl，从而不引起功耗的增加。尽管至此已经描述了第一实施例、以及第一实施例的第一和第二例子，然而本发明绝不局限于此。像素电路10的配置绝不局限于图2中所示的配置。本发明可以应用于任何其它合适的显示设备，只要其采用了用于执行阈值校正和迁移率校正的电路配置和驱动系统即可。另外，尽管在图8中给出了其中分3次执行阈值校正的例子，然而也可以给出分2 次或者4次或者更多次执行阈值校正的例子，或者也可以给出1次而不分部分地执行阈值校正的例子。另外，也预料到第一和第二实施例的一个组合。也就是说，此例子是这样的用于写入中间电压Vsigl的扫描脉冲WS的H电平电压被降低和缩短。[5.第二实施例(显示设备的显示驱动方法)]根据本发明第二实施例的显示设备的显示驱动方法包括下列步骤在将信号线电压设置为基准电压Vofs时，使采样晶体管Ts导通，以便使得对于在像素电路10的一个发射周期内的非发射时间段，实行驱动晶体管Td的阈值Vth的校正；以及在将信号线电压设置为中间电压Vsigl时，在控制采样晶体管Ts之后，将采样晶体管Ts保持在非导通状态达给定的时间段，以便使得在阈值Vth的校正之后，实行视频信号电压Vsig2输入到像素电路 10以及驱动晶体管Td的迁移率μ的校正，从而将驱动晶体管Td的栅极电压从基准电压 Vofs升压到未达到中间电压Vsigl的电平，然后在根据从写扫描器13所输出的扫描脉冲 WS，将信号线电压设置为视频信号电压Vsig2时，使采样晶体管Ts导通。
本申请包含与2010年6月29日向日本专利局提出的日本在先专利申请JP 2010-147228中公开的主题相关的主题，其全部内容通过参考并入此处。 本领域中的技术人员应该理解取决于设计要求和其它因素，可以发生各种修改、 组合、子组合以及变动，只要其在所附权利要求或者其等效物的范围内即可。
权利要求
1.一种显示设备，包含像素阵列，其中，按矩阵布置像素电路，每个像素电路具有发光元件，驱动晶体管，用于通过施加跨过漏极和源极的驱动电压，将与栅极至源极电压对应的电流施加于连接到源极侧的所述发光元件，采样晶体管，用于通过使其导通而将信号线电压输入到所述驱动晶体管的栅极，以及维持电容器，连接在所述驱动晶体管的所述栅极与所述源极之间，用于维持输入到其处的视频信号电压；信号选择器，用于将基准电压、中间电压、以及视频信号电压作为信号线电压以时分方式提供给按列布置在所述像素阵列中的每一信号线；驱动控制扫描器，用于将电源脉冲给予按行布置在所述像素阵列上的每一电源控制线，并且将驱动电压施加于所述像素电路的所述驱动晶体管；以及写扫描器，用于将扫描脉冲给予按行布置在所述像素阵列上的每一写控制线，以控制所述像素电路的所述采样晶体管，从而使得实行向所述像素电路输入该信号线电压，其中， 对于基于扫描脉冲在所述像素电路的一个发射周期内的控制，在信号线电压被设置为基准电压时，所述写扫描器致使所述采样晶体管导通，以便使得对于一个发射周期内的非发射时间段，执行所述驱动晶体管的阈值的校正，在信号线电压被设置为中间电压时，所述写扫描器控制所述采样晶体管，以便使得在阈值校正之后，执行向所述像素电路输入该视频信号电压以及所述驱动晶体管迁移率的校正，从而将所述驱动晶体管的栅极电压从基准电压升压到未达到中间电压的电平，将所述采样晶体管保持在非导通状态达给定的时间段，并在信号线电压被设置为视频信号电压时，致使所述采样晶体管导通。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，当信号线电压被保持为中间电压时，所述写扫描器输出扫描脉冲，根据该扫描脉冲，使得所述采样晶体管导通，并且在所述驱动晶体管的栅极电压未达到中间电压的时刻，所述采样晶体管被设置在非导通状态。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述写扫描器使在信号线电压被保持为中间电压时施加于所述采样晶体管的扫描脉冲为具有比在输入视频信号电压时施加于所述采样晶体管的扫描脉冲的电压更低的电压的脉冲。
4.一种显示设备，包含像素阵列，其中，按矩阵布置像素电路，每一像素电路具有发光元件，驱动晶体管，用于向所述发光元件施加电流，以及采样晶体管；信号选择器，用于将基准电压、中间电压、以及视频信号电压作为信号线电压以时分方式提供给布置在所述像素阵列上的每一信号线；以及写扫描器，用于控制所述像素电路的所述采样晶体管，其中， 所述写扫描器在信号线电压被设置为基准电压时，致使所述采样晶体管导通， 在信号线电压被设置为中间电压时，致使所述采样晶体管导通， 将所述采样晶体管保持在非导通状态，以及在信号线电压被设置为视频信号电压时，致使所述采样晶体管导通。
5. 一种显示设备的显示驱动方法，该显示设备包括 像素阵列，其中，按矩阵布置像素电路，每一像素电路具有发光元件，驱动晶体管，用于通过施加跨过漏极和源极的驱动电压，将与栅极至源极电压对应的电流施加于连接到源极侧的所述发光元件，采样晶体管，用于通过使其导通而将信号线电压输入到所述驱动晶体管的栅极，以及维持电容器，连接在所述驱动晶体管的所述栅极与所述源极之间，用于维持输入到其处的视频信号电压；信号选择器，用于将基准电压、中间电压、以及视频信号电压作为信号线电压以时分方式提供给按列布置在所述像素阵列中的每一信号线；驱动控制扫描器，用于将电源脉冲给予按行布置在所述像素阵列上的每一电源控制线，并且将驱动电压施加于所述像素电路的所述驱动晶体管；以及写扫描器，用于将扫描脉冲给予按行布置在所述像素阵列上的每一写控制线，以控制所述像素电路的所述采样晶体管，从而使得实行向所述像素电路输入该信号线电压， 所述显示驱动方法包含下列步骤在信号线电压被设置为基准电压时，致使所述采样晶体管导通，以便使得对于所述像素电路的一个发射周期内的非发射时间段，执行所述驱动晶体管的阈值的校正；以及在信号线电压被设置为中间电压时，控制所述采样晶体管，以便使得在阈值的校正之后，实行视频信号电压输入到所述像素电路以及所述驱动晶体管的迁移率的校正，从而将所述驱动晶体管的栅极电压从基准电压升压到未达到中间电压的电平，在这之后，将所述采样晶体管保持在非导通状态达给定的时间段，然后在根据从所述写扫描器输出的扫描脉冲，将信号线电压设置为视频信号电压时，使所述采样晶体管导通。
全文摘要
此处，公开了一种显示设备，其包括像素阵列、信号选择器、驱动控制扫描器、以及写扫描器，其中，在所述像素阵列中，按矩阵布置像素电路，每个像素电路具有发光元件；驱动晶体管，用于通过施加跨过漏极和源极的驱动电压，将与栅极至源极电压对应的电流施加于连接到源极侧的所述发光元件；采样晶体管，用于通过使其导通而将信号线电压输入到所述驱动晶体管的栅极；以及维持电容器，连接在所述驱动晶体管的所述栅极与所述源极之间，用于维持输入到其处的视频信号电压。
文档编号G09G3/32GK102314831SQ20111016812
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月22日 优先权日2010年6月29日
发明者丰村直史, 内野胜秀 申请人:索尼公司
技术领域：
本发明涉及具有其中按矩阵布置像素电路的像素阵列的显示设备及其显示驱动方法。更具体地，本发明涉及使用有机电致发光元件(有机EL元件)作为发光元件的显示设备及其显示驱动方法。
背景技术：
已经开发出在像素中使用有机EL元件的图像显示设备。由于有机EL元件是自发射元件，所以与液晶显示设备的情况相比，有机EL元件具有例如图像的可视性高、不需要背光、响应速度快等优点。另外，可以根据致使流过发光元件的电流的值分别控制各发光元件的亮度水平(等级，gradation)(所谓的电流控制型)。与液晶显示设备的情况类似，在有机EL显示设备中，已知简单的矩阵系统以及有源矩阵型作为其驱动系统。尽管前者配置简单，但前者具有难以实现大规格和高清晰度显示设备等的问题。因此，当前，正在积极开发有源矩阵系统型有机EL显示设备。该系统使得由提供在像素电路内的有源元件(通常为薄膜晶体管(TFT))分别控制被致使流过提供在像素电路内的发光元件的电流。
发明内容
目前，对于使用有机EL元件的像素电路配置，需要通过消除每个像素的亮度不均勻而提高显示质量等。已经陆续提出了适合于通过消去像素电路中的驱动晶体管的阈值电压和迁移率的偏差(dispersion)来消除每一像素的亮度不均勻的像素电路的配置与操作，以便实现在均勻性方面尤其出色的显示面板。已经做出本发明以便解决上述问题，因此希望提供其中可以改进用于将电流施加于发光元件的驱动晶体管的迁移率校正能力的显示设备及其显示驱动方法。为了达到上述希望，根据本发明的一个实施例，提供了一种显示设备，其包括像素阵列，其中，按矩阵布置像素电路，每个像素电路具有发光元件、用于通过施加跨过漏极和源极的驱动电压将与栅极至源极电压对应的电流施加于连接到源极侧的所述发光元件的驱动晶体管、用于通过使其导通而将信号线电压输入到所述驱动晶体管的栅极的采样晶体管、以及连接在所述驱动晶体管的所述栅极与所述源极之间用于维持输入到其处的视频信号电压的维持电容器；信号选择器，用于将基准电压、中间电压、以及视频信号电压作为信号线电压以时分方式提供给按列布置在所述像素阵列中的每一信号线；驱动控制扫描器，用于将电源脉冲给予按行布置在所述像素阵列上的每一电源控制线，并且将驱动电压施加于所述像素电路的所述驱动晶体管；以及写扫描器，用于将扫描脉冲给予按行布置在所述像素阵列上的每一写控制线，以控制所述像素电路的所述采样晶体管，从而使得实行向所述像素电路输入该信号线电压，其中，对于基于扫描脉冲在所述像素电路的一个发射周期内的控制，在信号线电压被设置为基准电压时，所述写扫描器致使所述采样晶体管导通，以便使得对于一个发射周期内的非发射时间段，执行所述驱动晶体管的阈值的校正，在信号线电压被设置为中间电压时，所述写扫描器控制所述采样晶体管，以便使得在阈值校正之后，执行向所述像素电路输入该视频信号电压以及所述驱动晶体管迁移率的校正，从而将所述驱动晶体管的栅极电压从基准电压升压(boost)到未达到中间电压的电平，将所述采样晶体管保持在非导通状态达给定的时间段，并在信号线电压被设置为视频信号电压时，致使所述采样晶体管导通。根据本发明的另一个实施例，提供了一种显示设备，其包括像素阵列，其中，按矩阵布置像素电路，每一像素电路具有发光元件、用于向所述发光元件施加电流的驱动晶体管、以及采样晶体管；信号选择器，用于将基准电压、中间电压、以及视频信号电压作为信号线电压以时分方式提供给布置在所述像素阵列上的每一信号线；以及写扫描器，用于控制所述像素电路的所述采样晶体管，其中，所述写扫描器在信号线电压被设置为基准电压时， 致使所述采样晶体管导通，在信号线电压被设置为中间电压时，致使所述采样晶体管导通， 将所述采样晶体管保持在非导通状态，以及在信号线电压被设置为视频信号电压时，致使所述采样晶体管导通。根据本发明的另一个实施例，提供了一种显示设备的显示驱动方法，该显示设备包括像素阵列，其中，按矩阵布置像素电路，每个像素电路具有发光元件、用于通过施加跨过漏极和源极的驱动电压将与栅极至源极电压对应的电流施加于连接到源极侧的所述发光元件的驱动晶体管、用于通过使其导通而将信号线电压输入到所述驱动晶体管的栅极的采样晶体管、以及连接在所述驱动晶体管的所述栅极与所述源极之间用于维持输入到其处的视频信号电压的维持电容器；信号选择器，用于将基准电压、中间电压、以及视频信号电压作为信号线电压以时分方式提供给按列布置在所述像素阵列中的每一信号线；驱动控制扫描器，用于将电源脉冲给予按行布置在所述像素阵列上的每一电源控制线，并且将驱动电压施加于所述像素电路的所述驱动晶体管；以及写扫描器，用于将扫描脉冲给予按行布置在所述像素阵列上的每一写控制线，以控制所述像素电路的所述采样晶体管，从而使得实行向所述像素电路输入该信号线电压，所述显示驱动方法包括下列步骤在信号线电压被设置为基准电压时，致使所述采样晶体管导通，以便使得对于所述像素电路的一个发射周期内的非发射时间段，执行所述驱动晶体管的阈值的校正；以及在信号线电压被设置为中间电压时，控制所述采样晶体管，以便使得在阈值的校正之后，实行视频信号电压输入到所述像素电路以及所述驱动晶体管的迁移率的校正，从而将所述驱动晶体管的栅极电压从基准电压升压到未达到中间电压的电平，在这之后，将所述采样晶体管保持在非导通状态达给定的时间段，然后在根据从所述写扫描器输出的扫描脉冲，将信号线电压设置为视频信号电压时，使所述采样晶体管导通。在本发明的所述实施例中，当使得在阈值校正完成之后执行向像素电路输入视频信号电压和驱动晶体管迁移率的校正时，首先，写中间电压，其后，写与发射等级对应的视频信号电压。以这样的方式，根据两阶段写系统进行操作。中间电压是与视频信号对应的最佳校正电压。在两阶段写系统中，首先，从信号线向驱动晶体管的栅极节点写该中间电压。接下来，驱动晶体管的栅极节点与信号线分离，从而致使实行自举操作(用于对驱动晶体管栅极节点和源极节点处的电压升压)。此后，从信号线向驱动晶体管的栅极节点写该视频信号电压。
此处，当写中间电压时，写中间电压的操作结束于驱动晶体管的栅极节点处的电压达到中间电压之前。结果，增强了自举操作期间校正迁移率的功能。如以上所述，根据本发明，当为了使得实行视频信号电压的输入和驱动晶体管迁移率的校正而采用两阶段写系统时，能够增强自举时间段的迁移率校正能力。结果，可以将用于获得所需的迁移率校正能力的中间电压设置在低电平，从而能够实现功率节省。
图1是在电路中部分地解释根据本发明第一实施例的显示设备的配置的框图；图2是示出根据本发明第一实施例的显示设备中的像素电路的配置的电路图；图3是解释比较例子的像素电路的操作的时序图；图4A和4B分别是在像素电路的一个周期中的发射操作的过程中的等效电路图；图5A和5B分别是在像素电路的一个周期中的该发射操作的过程中的等效电路图；图6A和6B分别是在像素电路的一个周期中的该发射操作的过程中的等效电路图；图7A和7B分别是在像素电路的一个周期中的该发射操作的过程中的等效电路图；图8是解释根据本发明第一实施例的第一例子的像素电路的操作的时序图；图9A和9B分别是解释第一例子中的迁移率校正的时序图；以及图IOA和IOB分别是解释本发明第一实施例的第二例子中的迁移率校正的时序图。
具体实施例方式以下，将参照附图详细描述本发明的优先实施例。注意，将根据下列顺序给出描述。[1.第一实施例的显示设备和像素电路的配置][2.实现本发明的过程中所考虑的像素电路的操作(比较例子)][3.第一例子][4.第二例子][5.第二实施例(显示设备的显示驱动方法)][1.各实施例的显示设备和像素电路的配置]图1示出根据本发明第一实施例的有机EL显示设备的配置。有机EL显示设备将有机EL元件用作发光元件，并且包括用于根据有源矩阵系统执行发射驱动的像素电路10。如图1中所示，有机EL显示设备具有像素阵列20，在像素阵列20中，在列方向上和行方向上两个方向上(m行Xn列)按矩阵布置大量像素电路10。注意，每个像素电路 10构成与红色(R)、绿色(G)以及蓝色(B)的任意一个对应的发射像素，并且对应于R、G和 B的像素电路10分别根据预定规则而布置，从而配置了彩色显示设备。在像素电路10的用于发射驱动的配置方面，有机EL显示设备包括水平选择器11、驱动扫描器12、以及写扫描器13。另外，由水平选择器11所选择的信号线DTL1、DTL2.....DTL(η)在列方向上被布
置在像素阵列20中，通过所选择的信号线DTL1、DTL2.....DTL(η)，与亮度信号的信号值
(等级值)对应的电压作为显示数据分别被提供给像素电路10。通过按矩阵在像素阵列20 中布置的像素电路10的列数(η列)来布置信号线DTLl、DTL2.....DTL(n)。另外，写控制线WSL1、WSL2、. . ·、WSL(m)以及电源控制线 DSL1、DSL2、. . ·、DSL(m) 在行方向上被布置在像素阵列20中。通过按矩阵在像素阵列20中布置的像素电路10的行数(m行)布置写控制线WSL和电源控制线DSL的每个。由写扫描器13驱动写控制线WSL(WSL1到WSL (m))。写扫描器13在所设置的预定时刻相继地将扫描脉冲WS(WS1、WS2.....WS(m))分
别提供给按行布置的写控制线WSLl到WSL(m)，由此以线顺序方式按行扫描像素电路10。由驱动扫描器12驱动电源线DSL(DSL1到DSL(m))。驱动扫描器12根据写扫描
器13的线顺序扫描，将电源脉冲DS(DSU DS2.....DS(m))分别提供给按行布置的电源控
制线DSLl到DSL (m)。电源脉冲DS(DS1、DS2.....DS (m))的每个被设置为脉冲电压，在该
脉冲电压中，驱动电压Vcc和初始电压Vini的两个值相互转变。注意，驱动扫描器12和写扫描器13根据时钟ck和开始脉冲sp设置电源脉冲DS 和扫描脉冲WS的定时。水平选择器11根据写扫描器13的线顺序扫描，将信号线电压作为到相应像素电路10的输入信号分别提供给在列方向上布置的信号线DTL1、DTL2、...。在第一实施例中， 水平选择器11按时分方式，将用于阈值校正的基准电压Vofs、用于迁移率校正的中间电压 Vsigl、以及与基于视频数据的等级对应的电压Vsig2作为视频信号电压分别提供给信号线 DTL1、DTL2、· · .、DTL(m)。注意，在第一实施例的有机EL显示设备中，在所附权利要求中所描述的信号选择器的例子是水平选择器11，其中所描述的驱动控制扫描器的例子是驱动扫描器12，以及其中所描述的写扫描器的例子是写扫描器13。图2示出第一实施例的有机EL显示设备中的像素电路10的配置例子。与图1的配置中的像素电路10 —样，按矩阵布置像素电路10。注意，在图2中，为了简单起见，仅示出了布置在其中信号线DTL、以及写控制线 WSL和电源控制线DSL互相相交的部分中的一个像素电路10。像素电路10由作为发光元件的有机EL元件1、维持电容器Cs、采样晶体管Ts、以及驱动晶体管Td构成。注意，电容器Coled为寄生在有机EL元件1中的寄生电容器。采样晶体管Ts和驱动晶体管Td每个由η沟道薄膜晶体管(TFT)构成。维持电容器Cs在其一端处连接到驱动晶体管Td的源极端(节点冊幻，并在其另一端处连接到驱动晶体管Td的栅极端(节点NDl)。驱动晶体管Td的漏极端连接到与所关注的像素电路10所属于的行对应的电源控制线DSL0例如，具有二极管结构的有机EL元件1被用作像素电路10的发光元件，并且包括阳极端和阴极端。有机EL元件1的阳极端连接于驱动晶体管Td的源极端，有机EL元件1 的阴极电极连接于预定配线(具有在其上的阴极电压Vcat)。
采样晶体管Ts的源极端和漏极端串联在信号线DTL和驱动晶体管Td的栅极端 (节点NDl)之间。因此，采用了这样的配置当使采样晶体管Ts导通时，信号线DTL的信号线电压 (视频信号Vsig2、中间电压Vsigl或者基准电压Vofs中合适的一个)被输入到驱动晶体管Td的栅极端。采样晶体管Ts的栅极端连接到与所关注的像素电路10所属于的行对应的写控制线 WSL。主要描述有机EL元件1的发射驱动如下。在将视频信号电压Vsig2施加于信号线DTL的时刻，使采样晶体管Ts根据从写扫描器13通过写控制线WSL提供给其的扫描脉冲WS而导通。从而，将视频信号电压Vsig2 从信号线DTL写至维持电容器Cs。驱动晶体管Td根据来自驱动扫描器12将驱动电压Vcc提供到的电源控制线DSL 的电流供应，使电流Ids流过有机EL元件1，从而使有机EL元件1发光。此时，电流Ids得到与驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs对应的值(与在维持电容器Cs中维持的电压对应的值)。此外，有机EL元件1还按相应于此电流值的亮度发光。总之，在像素电路10的情况下，来自信号线DTL的视频信号电压Vsig2被写至维持电容器Cs，从而改变了施加于驱动晶体管Td的栅极端的电压。结果，被致使流过有机EL 元件1的电流的值被控制为获得用于发射的等级。由于驱动晶体管Td被设计以便通常工作在饱和区，所以驱动晶体管Td变为具有由表达式(1)所表示的值的恒流源Ids = (1/2) · μ · (ff/L) · Cox · (Vgs-Vth)2. ... (1)其中，Ids表示被致使在工作在饱和区的晶体管的漏极端和源极端之间流动的电流，μ表示迁移率，W表示沟道宽度，L表示沟道长度，Cox表示栅极电容，Vth表示驱动晶体管Td的阈值电压。如从表达式(1)很明显，在饱和区中，由驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs控制漏极电流Ids。由于将栅极至源极电压Vgs保持恒定，所以驱动晶体管Td工作为恒流源， 因此可以使有机EL元件按给定的亮度发光。如上所述，基本上，对于每个帧时间段执行将视频信号电压(等级值)Vsig2写至像素电路10的维持电容器Cs的操作，从而根据图像要被显示的等级确定驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs。此外，驱动晶体管Td工作在饱和区，从而起着用于有机EL元件1的恒流源的作用。因此，使与驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs对应的电流流过有机EL元件1，由此， 在有机EL元件1中，对于每一帧时间段，以与视频信号的等级值对应的亮度进行发射。[2.在实现本发明的过程中所考虑的像素电路的操作(比较例子)]此处，为了理解本发明，将关于在实现本发明的过程中所考虑的像素电路的操作给出描述。此操作是包含用于补偿由于像素电路10中的驱动晶体管Td的阈值和迁移率的偏差引起的均勻性恶化的阈值校正操作和迁移率校正操作的电路操作。此外，该比较例子是以下例子其中，具体地，当在完成了阈值校正之后实行向像素电路的视频信号电压输入
8以及驱动晶体管的迁移率校正时，实行两阶段写操作，其中，首先写中间电压，然后写与发射等级对应的视频信号电压。注意，关于阈值校正操作，采用这样的例子在一个发射周期的时间段内，分多次进行部分(fractional)阈值校正。注意，尽管像素电路操作中，已经执行了阈值校正操作和迁移率校正操作本身，现在将简要描述它们的必要性。例如，在使用多晶硅TFT等的像素电路中，在某些情况下，驱动晶体管Td的阈值电压Vth和构成驱动晶体管Td的沟道的半导体薄膜的迁移率μ随时间改变。另外，由于制造工艺的偏差，诸如阈值电压Vth和迁移率μ的晶体管特性可能每个像素不同。当驱动晶体管Td的阈值电压Vth和迁移率μ每个像素不同时，每个像素在被致使流过驱动晶体管Td的电流的值方面，引起偏差。为此，即使对所有像素电路10给出相同的视频信号值(视频信号电压Vsig^，在有机EL元件1的发射亮度方面，也导致对每个像素的偏差。因此，有损画面的均勻性。出于此原因，在像素电路操作中给出校正阈值电压Vth和迁移率μ的波动的功能。图3示出作为比较例子的像素电路10的一个发射周期(一个帧时间段)的操作的时序图。图3示出水平选择器11向信号线DTL给出的信号线电压。在这一操作例子的情况下，对于一个水平时间段(IH)，水平选择器11将基准电压Vofs、中间电压Vsigl、或者视频信号电压Vsig2中合适的一个的脉冲电压作为信号线电压给予信号线DTL。另外，图3示出通过电源控制线DSL从驱动扫描器12提供的电源脉冲DS。给出驱动电压Vcc或者初始电压Vini作为电源脉冲DS。另外，图3示出由写扫描器13通过写控制线WSL给予采样晶体管Ts的栅极端的扫描脉冲WS。当扫描脉冲WS被设置在H电平时，使η沟道采样晶体管Ts导通，当扫描脉冲 WS被设置在L电平时，η沟道采样晶体管Ts保持在非导通状态。另外，像图2中所示的节点NDl和ND2处的电压那样，图3示出驱动晶体管Td的栅极电压Vg和源极电压Vs的改变。图3的时序图中的时间点ts变为作为发光元件的有机EL元件1被驱动发光的一个周期、例如用于图像显示一帧时间段的开始时刻。在达到时间点ts之前(时间段LT0)，执行前一帧的发射。图4A示出对于时间段 LTO的等效电路。也就是说，有机EL元件1的发射状态为这样的状态其中，电源DS被设置为驱动电压Vcc，因此，采样晶体管Ts被保持在截止状态。此时，由于驱动晶体管Td被设置为工作在饱和区，所以根据驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs，被致使流过有机EL元件1的电流Ids'获得由表达式(1)所表示的值。在时间点ts开始当前帧的发射操作。首先，设置关系电源脉冲DS =初始电压Vini。图4B示出对于时间段LTl的等效电路。此时，初始电压Vini小于有机EL元件1的阈值电压Vthel和阴极电压Vcat之和。简言之，通过建立关系Vini ( (Vthel+Vcat)，有机EL元件1熄灭，非发射时间段开始。此时，电源控制线DSL在电方面与驱动晶体管Td的源极端一致。另外，有机EL元件1的阳极端(节点冊幻改变在初始电压Vini。在给定时间段经过之后，进行阈值校正的准备(时间段LT2)。图5A中示出等效电路。也就是说，对于时间段LT2，当信号线DTL的电压被设置为基准电压Vofs时，扫描脉冲WS被设置在H电平，因此采样晶体管Ts导通。由于此原因，驱动晶体管Td的栅极端 (节点NDl)处的电压被设置为基准电压Vofs。此外，驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs变为等于(Vofs-Vini)。不能执行阈值校正操作，除非(Vofs-Vini)大于驱动晶体管Td的阈值电压Vth。 因此，初始电压Vini和基准电压Vofs两者被设置为使关系(Vofs-Vini) > Vth成立。也就是说，为了准备阈值校正，使驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs充分大于驱动晶体管Td的阈值电压Vth。随后，执行阈值校正(Vth校正)。在此情况下，采用这样的例子对于时间段LT3a 到时间段LT3c，执行阈值校正3次。首先，对于时间段LT3a，执行第一轮阈值校正(Vth校正)。在此情况下，在信号线电压被设置为基准电压Vofs的时刻，写扫描器13将扫描脉冲WS设置在H电平，驱动扫描器12将电源脉冲DS设置为驱动电压Vcc。在图5B中示出等效电路。然而，在此情况下，有机EL元件1的阳极端(节点ND2)在电方面与驱动晶体管 Td的源极端一致，并且使电流流过有机EL元件1。为此，在驱动晶体管Td的栅极端(节点 NDl)处的电压固定地保持为基准电压Vofs时，源极节点(节点ND2)处的电压上升。驱动晶体管Td的电流被用于对维持电容器Cs和电容器Coled充电，只要有机EL 元件1的阳极电压(节点ND2处的电压)等于或者低于(Vcat+Vthel)(有机EL元件1的阈值电压)。措辞“只要有机EL元件1的阳极电压等于或者低于(Vcat+Vthel) ”意指有机 EL元件1的漏电流充分小于被致使流过驱动晶体管Td的电流。由于此原因，节点ND2处的电压(驱动晶体管Td的源极电压)随时间升高。可以说，此阈值校正基本上是用于将驱动晶体管Td的栅极至源极电压设置在阈值电压Vth的操作。因此，其带来的所有是，驱动晶体管Td的源极电压升高，直至驱动晶体管Td的栅极至源极电压变为等于阈值电压Vth。然而，可以仅针对关系“信号线电压=Vofs ”成立的时间段将栅极节点处的电压固定为基准电压Vofs。于是，在取决于帧速率等的一个阈值校正操作中，不占用源极电压升高直至栅极至源极电压达到阈值电压Vth的足够时间。然后，多次部分地执行阈值校正。由于此原因，在信号线电压从基准电压Vofs改变为中间电压Vsigl之前，结束时间段LT3a的阈值校正。也就是说，写扫描器13将扫描脉冲WS临时设置在L电平，从而截止了采样晶体管Ts。此时，由于栅极和源极电压均处于浮置状态，所以根据栅极至源极电压Vgs，使电流在漏极端和源极端之间流动，从而执行自举(bootstrapping)操作。也就是说，如图3中所示，栅极电压和源极电压均升高。注意，此时，只要关系(节点ND2处的电压)彡(有机EL元件1的阈值电压Vthel) +(阴极电压Vcat)成立，有机EL元件1就不发光，因为有机EL元件1在相反方向上被偏压。接下来，对于时间段LBb，执行第二轮阈值校正。也就是说，当关系信号线电压= 基准电压Vofs成立时，写扫描器13再次将扫描脉冲WS设置在H电平，从而导通采样晶体管Ts。结果，关系驱动晶体管Td的栅极电压=基准电压Vofs成立，于是源极电压升高。另外，暂停阈值校正操作。注意，由于在第二轮阈值校正中，驱动晶体管Td的栅极至源极电压变得更接近于阈值电压Vth，所以暂停时间段的第二轮中的自举量变得短于暂停时间段的第一轮中的自举量。此外，对于时间段中LT3c，执行第三轮阈值校正。此外，最后，驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs变为等于阈值电压Vth。此时，关系源极电压(有机EL元件1的节点ND2处的阳极电压)= Vofs-Vth ^ Vcat+Vthel 成立。在图3的情况下，在经过第三轮阈值校正的时间段LT3c之后，扫描脉冲WS被设置在L电平，以截止采样晶体管Ts，从而完成阈值校正操作。随后，对于时间段LT4、LT5、LT6，实行使用两阶段写系统的视频信号电压写和迁移率校正。首先，对于时间段LT4，当信号线DTL保持为中间电压Vsigl时，写扫描器13将扫描脉冲WS设置在H电平，从而导通采样晶体管Ts。中间电压Vsigl是对应于视频信号电压 Vsig2的最佳校正电压。图6A中示出等效电路。尽管驱动晶体管Td(在节点NDl处)的栅极电压变为等于中间电压Vsigl，但由于使电流从电源控制线DSL流动，所以(在节点ND2处的)源极电压随时间升高。此时，当驱动晶体管Td(在节点ND2处)的源极电压不超过有机EL元件1的阈值电压Vthel和阴极电压Vcat之和(有机EL元件1的漏电流充分小于被致使流过驱动晶体管Td的电流)时，驱动晶体管Td的电流被用于对维持电容器Cs和寄生电容器Colede两者充电。另外，此时，由于完成了驱动晶体管Td的阈值校正操作，所以被致使从驱动晶体管Td流动的电流变为其中反映迁移率μ的电流。具体地，在驱动晶体管Td具有大迁移率 μ的情况下，此时的电流量大，并且(在节点ND2处)源极电压的升高迅速。与此相反，当迁移率μ小时，电流量小，并且源极电压(ND2)的上升缓慢。注意，在图9Α中，关于时间段LT4的源极电压的上升，由实线表示大迁移率μ的情况，由虚线表示小迁移率μ的情况。以这样的方式，在采样晶体管Ts导通之后，驱动晶体管Td的源极电压升高。此外，当扫描脉冲WS被设置在L电平、由此截止采样晶体管Ts时，如图3中所示，源极电压 Vs变为其中反映迁移率μ的电压VsO。驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs变为等于 (Vsigl-VsO)，从而校正了迁移率μ。对于采样脉冲WS被保持在L电平从而采样晶体管Ts被保持在截止状态的时间段 LT5，执行自举操作。图6Β中示出了等效电路。自举操作变为这样的操作其中，致使上述与栅极至源极电压Vgs对应的电流在
11漏极端和源极端之间流动，以使节点ND2处的电压上升，并且通过维持电容器Cs，也使节点 NDl处的电压上升。接下来，当对于时间段LT6信号线DTL的电压被保持在视频信号电压Vsig2时，扫描脉冲WS保持在H电平，从而再次导通采样晶体管Ts。在图7A中示出了等效电路。结果，驱动晶体管Td(在节点ND2处)的源极电压上升，并且变为其中反映在采样晶体管Ts截止的时间点时的迁移率μ的电压。此处，关注通过执行上述自举操作，节点NDl处的电压升高。如图9Α中所示，由于迁移率μ较大，在时间段LT5结束的时间点(就在视频信号电压Vsig上升之前)，节点NDl处的电压变高。由于此原因，写视频信号电压Vsig时的写信号的幅度变小。总之，通过执行自举操作，在迁移率μ较大时，在写入视频信号电压Vsig2之后， Vgs = Vsig2-Vsl 变小。如从图9A中可以看出，当迁移率μ为大时，在写入视频信号电压Vsig2的时间段 LT6结束的时间点时驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs小，而当迁移率μ为小时，该栅极至源极电压Vgs大。结果，可以将相同的电流提供给有机EL元件1，而不管迁移率μ的大小。最后，对于时间段LT7，采样脉冲被设置在L电平以截止采样晶体管Ts，从而完成写操作。结果，致使有机EL元件1发光。图7B中示出了等效电路。在此情况下，致使与驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs对应的电流Ids流动， 节点ND2处的电压升高到致使电流Ids流过有机EL元件1的电压，并且有机EL元件1发光。此时，采样晶体管Td保持在截止状态，于是，节点NDl处的电压与节点ND2处的电压的上升同时类似地上升。因此，驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs保持不变(自举操作)。如上所述，在像素电路10中，在一个帧时间段中实行有机EL元件1发射的操作， 包括阈值校正操作和迁移率校正操作作为一个周期的发射驱动操作。通过执行阈值校正操作，可以向有机EL元件1给出与信号电压Vsig对应的电流， 而不管像素电路10中驱动晶体管Td的阈值电压Vth的偏差、由于随时间的变化引起的阈值电压Vth的波动等。总之，可以消除因制造工艺或者随时间的变化引起的阈值电压Vth 的偏差，可以防止在画面上产生亮度不均勻等，从而可以维持高图像质量。另外，因为也由于驱动晶体管Td的迁移率μ，漏极电流波动，所以由于每个像素电路10的驱动晶体管Td的偏差，图像质量降低。然而，通过执行迁移率校正操作，根据驱动晶体管Td的迁移率μ的大小，获得源极电压Vs。结果，由于栅极至源极电压Vgs被调整为吸收像素电路10中驱动晶体管Td的迁移率μ的偏差，所以也消除了由于驱动晶体管 Td的迁移率μ的偏差引起的图像质量的降低。基于对显示设备的加速(高频率提升)的请求，作为对于一个周期的像素电路操作，分多次执行阈值校正操作。因为高帧率提升技术的发展，由此像素电路的工作时间变得相当短，所以难以确保连续的阈值校正时间段(信号线电压=基准电压Vofs的时间段)。为了应对这样的情况，如上所述按时分方式执行阈值校正操作，从而确保了阈值校正时间段所需的时间段，由此使驱动晶体管Td的栅极至源极电压Vgs收敛于阈值电压Vth。
此时，当按上述的方式执行两阶段写入时，指出以下几点。中间电压Vsigl需要得到根据视频信号电压Vsig2的最佳值。然而，例如，当面板表面中迁移率μ的偏差变大时，需要将所需的中间电压Vsigi的电压值增加至高电压值。在两阶段写入系统中，依据迁移率μ调整时间段LT5的自举量。此外，在完成自举操作之后(紧在视频信号电压Vsig2的写入之前)的栅极至源极电压Vgs被给出了依据迁移率μ的差，从而实现了迁移率校正。在自举操作期间，使与栅极至源极电压Vgs对应的电流在漏极端和源极端之间流动，以使节点ND2和NDl处的电压升高。此处，当考虑到调整在视频信号电压Vsig2的写入期间的有效写电压，从而执行迁移率校正时，为了应对大偏差的情况，必须能够增加与紧在写入视频信号电压Vsig2之前的迁移率μ对应的源极电压和栅极电压之间的差，以及由此在视频信号电压Vsig2的写入结束的时间点时的栅极至源极电压Vgs的差。为了实现这一点，需要增加相应于迁移率μ的自举量的差，因此想到增加自举操作开始的时间点时的栅极至源极电压Vgs的差。另外，为了实现这一点，仅需将中间电压 Vsigl增加至高电压，并且使在时间段LT4结束的时间点时节点NDl处的电压(栅极电压) 为尚。然而，当将中间电压Vsigl设置为高以增大中间电压Vsigl的动态范围时，功耗随之增加。[3.第一例子]然后，在本发明的第一实施例中，即使不使中间电压Vsigl为高，也能够应对较宽的迁移率偏差。在第一实施例的第一例子中，这通过缩短写入中间电压Vsigl的时间段LT4来实现。与图3的情况类似，图8以对于像素电路10中的一个周期(一个帧时间段)的操作的时序图的形式示出信号线DTL的电压、电源脉冲DS、采样脉冲WS、以及节点NDl和ND2 处的电压。注意，为了比较，对于扫描脉冲WS以及节点NDl和ND2处的电压，图3的波形分别由点划线另外表示。在此第一例子中，分别由实线表示扫描脉冲WS的波形以及节点NDl和 ND2处的电压。由于在图8中所示的一个周期的操作中，时间段LT1、LT2、LT3的操作与图3中所示的相同，所以为了简单起见，此处省略了对它们的详细描述。第一例子的特征在于，将写入中间电压Vsigl的时间段缩短为时间段LT4。也就是说，如图8中所示，为了提供时间段LT4，使写扫描器13所输出的扫描脉冲WS的H电平时间段短于图3的情况下的时间段。此情况下时间段LT4的时间长度变为按这样的方式所设置的时间长度在节点 NDl处的电压达到中间电压Vsigl之前，中间电压Vsigl的写入结束。也就是说，在第一例子中，写扫描器13基于扫描脉冲WS实行下列控制作为像素电路10的一个发射周期内的控制。首先，对于一个发射周期内的非发射时间段，为了执行驱动晶体管Td的阈值校正，在信号线DTL的电压被设置为基准电压Vofs时，使采样晶体管Ts导通(时间段LT3a、LT3b 以及 LT3c)。在完成阈值校正之后，对于时间段LT4、LT5以及LT6，使实行向像素电路10输入视频信号电压Vsig2以及对驱动晶体管Td的迁移率校正。首先，对于时间段LT4，在信号线DTL的电压被设置为中间电压Vsigl时，通过控制采样晶体管Ts，使驱动晶体管Td的栅极电压从基准电压Vofs上升至未达到中间电压 Vsigl的电平。也就是说，在信号线DTL的电压被设置为中间电压Vsigl时，在写扫描器13 将扫描脉冲WS设置在H电平以使采样晶体管Ts导通之后，写扫描器13将在节点NDl处的电压未达到中间电压Vsigl的时刻时的扫描脉冲WS设置在L电平，以截止采样晶体管Ts， 从而完成中间电压Vsigl的写入。在那之后，对于时间段LT5，写扫描器13将扫描脉冲WS保持在L电平，从而将采样晶体管"Ts保持在非导通状态达给定的时间段。也就是说，执行自举操作。另外，甚至在那之后，对时间段LT6，在信号线DTL的电压被设置为视频信号电压 Vsig2时，写扫描器13将扫描脉冲WS设置在H电平以使采样晶体管Ts导通，由此写入视频信号电压Vsig2。在图9B中以放大的方式示出图8中所示的时间段LT4、LT5以及LT6的波形。与先前所述的比较例子的图9A的情况相类似，由实线表示大迁移率μ的情况，由虚线表示小迁移率μ的情况。首先，图9Β示出写入中间电压Vsigl的操作结束于在未很好地执行写入中间电压 Vsigl的操作的时间点，简言之，结束于在节点NDl处的电压未达到中间电压Vsigl的时间
点ο写扫描器13不等到节点NDl处的电压达到中间电压Vsigl的时间点，因此，在时间段LT5开始的时间点时节点NDl处的电压取决于迁移率μ而不同。通过执行这样的操作，能够进一步增加在时间段LT5的自举操作中大迁移率μ的情况和小迁移率μ的情况之间自举量的差。结果，在具有大迁移率μ的像素电路10中，自举量变大，并且视频信号电压Vsig2 的写阶段中的有效写电压变得更小。另一方面，在具有小迁移率μ的像素电路 ο中，自举量变小，并且视频信号电压Vsig2的写阶段中的有效写电压变得更大。结果，可以使被致使流过各有机EL元件1的最终的电流互相相等，而不管迁移率μ的大小。通过以上的操作，扫描脉冲WS的宽度缩小，中间电压Vsigl的写入结束于节点NDl 处的电压达到中间电压Vsigl之前，从而可以进一步改进自举操作的迁移率校正功能。因此，当改进了迁移率校正功能，从而使得也能够应对其中迁移率μ偏差大的情况时，不需要将中间电压Vsigl设置为较高的电压值，因此不会导致功耗的增加。[4.第二例子]将参照图IOA和IOB描述第一实施例的第二例子。类似于图9Α的情况，图IOA示出上述比较例子中的时间段LT4、LT5以及LT6的波形。另外，图IOB示出第二例子中的时间段LT4、LT5以及LT6的波形。在比较例子的情况下，也如图3中所示，扫描脉冲WS的H电平被固定。临时地，将扫描脉冲WS的H电平电压取为WS-H，并将其L电平电压取为WS-L。在第二例子的情况下，如图IOB中所示，对于时间段LT4的形成的扫描脉冲WS的
14电压被设置为低于正常H电平电压WS-H的WS-M。将对于写入视频信号电压Vsig2的时间段LT6的扫描脉冲WS的H电平电压、以及尽管未在图IOB中示出的对于用于阈值校正的时间段LT3a、LT3b以及LT3c的扫描脉冲WS 的H电平电压均设置在WS-H。注意，在 图IOB的第二例子的情况下，时间段LT4的时间长度与图IOA的比较例子中的情况下的时间长度相同。在第二例子的情况下，当写入中间电压Vsigl时，施加于采样晶体管Ts的栅极端的H电平电压被降低(电压WS-H)。总之，在此情况下的电压WS-M，即采样晶体管Ts的栅极电压被设置在这样的电压值致使采样晶体管Ts导通，但降低了采样晶体管Ts的漏极至源极电流，从而防止了节点NDl处的电压在时间段LT4结束的时间点时达到中间电压Vsigl。总之，将采样晶体管Ts的栅极电压设置为致使节点NDl没有中间电压Vsigl的写入的电压。还是在此情况下，类似于上述第一例子的情况，能够进一步增加对于时间段LT5 的自举操作中大迁移率μ情况和小迁移率μ情况之间自举量的差。结果，在具有大迁移率μ的像素电路10中，自举量变大，并且视频信号电压Vsig2 的写阶段中的有效写电压变得更小。另一方面，在具有小迁移率μ的像素电路 ο中，自举量变小，并且视频信号电压Vsig2的写阶段中的有效写电压变得更大。结果，可以使被致使流过各有机EL元件1的最终电流互相相等，而不管迁移率μ的大小。因此，还是在第二例子中，可以提高迁移率校正功能而不增加中间电压Vsigl，从而不引起功耗的增加。尽管至此已经描述了第一实施例、以及第一实施例的第一和第二例子，然而本发明绝不局限于此。像素电路10的配置绝不局限于图2中所示的配置。本发明可以应用于任何其它合适的显示设备，只要其采用了用于执行阈值校正和迁移率校正的电路配置和驱动系统即可。另外，尽管在图8中给出了其中分3次执行阈值校正的例子，然而也可以给出分2 次或者4次或者更多次执行阈值校正的例子，或者也可以给出1次而不分部分地执行阈值校正的例子。另外，也预料到第一和第二实施例的一个组合。也就是说，此例子是这样的用于写入中间电压Vsigl的扫描脉冲WS的H电平电压被降低和缩短。[5.第二实施例(显示设备的显示驱动方法)]根据本发明第二实施例的显示设备的显示驱动方法包括下列步骤在将信号线电压设置为基准电压Vofs时，使采样晶体管Ts导通，以便使得对于在像素电路10的一个发射周期内的非发射时间段，实行驱动晶体管Td的阈值Vth的校正；以及在将信号线电压设置为中间电压Vsigl时，在控制采样晶体管Ts之后，将采样晶体管Ts保持在非导通状态达给定的时间段，以便使得在阈值Vth的校正之后，实行视频信号电压Vsig2输入到像素电路 10以及驱动晶体管Td的迁移率μ的校正，从而将驱动晶体管Td的栅极电压从基准电压 Vofs升压到未达到中间电压Vsigl的电平，然后在根据从写扫描器13所输出的扫描脉冲 WS，将信号线电压设置为视频信号电压Vsig2时，使采样晶体管Ts导通。
本申请包含与2010年6月29日向日本专利局提出的日本在先专利申请JP 2010-147228中公开的主题相关的主题，其全部内容通过参考并入此处。 本领域中的技术人员应该理解取决于设计要求和其它因素，可以发生各种修改、 组合、子组合以及变动，只要其在所附权利要求或者其等效物的范围内即可。
权利要求
1.一种显示设备，包含像素阵列，其中，按矩阵布置像素电路，每个像素电路具有发光元件，驱动晶体管，用于通过施加跨过漏极和源极的驱动电压，将与栅极至源极电压对应的电流施加于连接到源极侧的所述发光元件，采样晶体管，用于通过使其导通而将信号线电压输入到所述驱动晶体管的栅极，以及维持电容器，连接在所述驱动晶体管的所述栅极与所述源极之间，用于维持输入到其处的视频信号电压；信号选择器，用于将基准电压、中间电压、以及视频信号电压作为信号线电压以时分方式提供给按列布置在所述像素阵列中的每一信号线；驱动控制扫描器，用于将电源脉冲给予按行布置在所述像素阵列上的每一电源控制线，并且将驱动电压施加于所述像素电路的所述驱动晶体管；以及写扫描器，用于将扫描脉冲给予按行布置在所述像素阵列上的每一写控制线，以控制所述像素电路的所述采样晶体管，从而使得实行向所述像素电路输入该信号线电压，其中， 对于基于扫描脉冲在所述像素电路的一个发射周期内的控制，在信号线电压被设置为基准电压时，所述写扫描器致使所述采样晶体管导通，以便使得对于一个发射周期内的非发射时间段，执行所述驱动晶体管的阈值的校正，在信号线电压被设置为中间电压时，所述写扫描器控制所述采样晶体管，以便使得在阈值校正之后，执行向所述像素电路输入该视频信号电压以及所述驱动晶体管迁移率的校正，从而将所述驱动晶体管的栅极电压从基准电压升压到未达到中间电压的电平，将所述采样晶体管保持在非导通状态达给定的时间段，并在信号线电压被设置为视频信号电压时，致使所述采样晶体管导通。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，当信号线电压被保持为中间电压时，所述写扫描器输出扫描脉冲，根据该扫描脉冲，使得所述采样晶体管导通，并且在所述驱动晶体管的栅极电压未达到中间电压的时刻，所述采样晶体管被设置在非导通状态。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述写扫描器使在信号线电压被保持为中间电压时施加于所述采样晶体管的扫描脉冲为具有比在输入视频信号电压时施加于所述采样晶体管的扫描脉冲的电压更低的电压的脉冲。
4.一种显示设备，包含像素阵列，其中，按矩阵布置像素电路，每一像素电路具有发光元件，驱动晶体管，用于向所述发光元件施加电流，以及采样晶体管；信号选择器，用于将基准电压、中间电压、以及视频信号电压作为信号线电压以时分方式提供给布置在所述像素阵列上的每一信号线；以及写扫描器，用于控制所述像素电路的所述采样晶体管，其中， 所述写扫描器在信号线电压被设置为基准电压时，致使所述采样晶体管导通， 在信号线电压被设置为中间电压时，致使所述采样晶体管导通， 将所述采样晶体管保持在非导通状态，以及在信号线电压被设置为视频信号电压时，致使所述采样晶体管导通。
5. 一种显示设备的显示驱动方法，该显示设备包括 像素阵列，其中，按矩阵布置像素电路，每一像素电路具有发光元件，驱动晶体管，用于通过施加跨过漏极和源极的驱动电压，将与栅极至源极电压对应的电流施加于连接到源极侧的所述发光元件，采样晶体管，用于通过使其导通而将信号线电压输入到所述驱动晶体管的栅极，以及维持电容器，连接在所述驱动晶体管的所述栅极与所述源极之间，用于维持输入到其处的视频信号电压；信号选择器，用于将基准电压、中间电压、以及视频信号电压作为信号线电压以时分方式提供给按列布置在所述像素阵列中的每一信号线；驱动控制扫描器，用于将电源脉冲给予按行布置在所述像素阵列上的每一电源控制线，并且将驱动电压施加于所述像素电路的所述驱动晶体管；以及写扫描器，用于将扫描脉冲给予按行布置在所述像素阵列上的每一写控制线，以控制所述像素电路的所述采样晶体管，从而使得实行向所述像素电路输入该信号线电压， 所述显示驱动方法包含下列步骤在信号线电压被设置为基准电压时，致使所述采样晶体管导通，以便使得对于所述像素电路的一个发射周期内的非发射时间段，执行所述驱动晶体管的阈值的校正；以及在信号线电压被设置为中间电压时，控制所述采样晶体管，以便使得在阈值的校正之后，实行视频信号电压输入到所述像素电路以及所述驱动晶体管的迁移率的校正，从而将所述驱动晶体管的栅极电压从基准电压升压到未达到中间电压的电平，在这之后，将所述采样晶体管保持在非导通状态达给定的时间段，然后在根据从所述写扫描器输出的扫描脉冲，将信号线电压设置为视频信号电压时，使所述采样晶体管导通。
全文摘要
此处，公开了一种显示设备，其包括像素阵列、信号选择器、驱动控制扫描器、以及写扫描器，其中，在所述像素阵列中，按矩阵布置像素电路，每个像素电路具有发光元件；驱动晶体管，用于通过施加跨过漏极和源极的驱动电压，将与栅极至源极电压对应的电流施加于连接到源极侧的所述发光元件；采样晶体管，用于通过使其导通而将信号线电压输入到所述驱动晶体管的栅极；以及维持电容器，连接在所述驱动晶体管的所述栅极与所述源极之间，用于维持输入到其处的视频信号电压。
文档编号G09G3/32GK102314831SQ20111016812
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月22日 优先权日2010年6月29日
发明者丰村直史, 内野胜秀 申请人:索尼公司
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